CN102469739A

CN102469739A - 电子电路装置

Info

Publication number: CN102469739A
Application number: CN2011103497597A
Authority: CN
Inventors: 德永成臣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2012-05-23
Also published as: JP2012104527A; US20120113603A1

Abstract

本发明的电子电路装置具有印刷电路板、半导体元件、收纳箱、从铅直下方支承印刷电路板的多个橡皮衬套、配置在印刷电路板的铅直上方的铝板和绝缘片，通过将铝板安装于收纳箱，印刷电路板压缩橡皮衬套，压接半导体元件与铝板和绝缘片。

Description

电子电路装置

技术领域

本发明涉及将安装有半导体元件等电子部件的印刷电路板收纳到收纳箱(case)中的电子电路装置。

背景技术

现有技术中，在这种电子电路装置中，安装有半导体元件的印刷电路板被收纳在收纳箱内，并且形成收纳箱外轮廓的金属板与半导体元件面接触，半导体元件的发热被传导到金属板而散热。

以下，参照附图说明现有的电子电路装置。图7是表示特开2004-134491号公报中记载的现有的电子电路装置的概略结构的截面图。

图7中，在印刷电路板100，通过对端子102a进行锡焊等，安装电机驱动用的IPM(Intelligent Power Module：智能电源模块)等半导体元件102。另外，以与半导体元件102接触的方式配置有金属板105。

进一步，在收纳箱108中，用螺钉111固定印刷电路板100。而且，金属板105配置成覆盖收纳箱108的开口部。

金属板105的外侧面与收纳箱108的安装面形成为同一平面。而且，该同一平面用螺钉114安装成与外部散热体115接触。罩(cover)117覆盖印刷电路板100。

关于如上结构的电子电路装置，以下说明其动作。

当电子电路装置动作时，半导体元件102因通电而发热，其热量向与半导体元件102紧贴的金属板105传导。

金属板105由于安装成与外部散热体115紧贴，所以向金属板105传导的半导体元件102的热量，进一步向外部散热体115传导。因此，半导体元件102的温度不会上升到所需温度以上。因此，防止半导体元件102的热破坏，电子电路装置能够边保持可靠性边动作。

然而，在现有的结构中，金属板105与外部散热体115紧贴，电子电路装置没有暴露在外部的空气中。因此，在将电子电路装置安装到压缩机等高温设备的情况下，散热效果会消失。

在这里，如果使电子电路装置的安装方向相反，将电子电路装置安装到罩117一侧，则金属板105与外部的空气接触，金属板105的热散发到外部的空气中。

然而，如果是该结构，则由于金属板105露出，所以存在使用者的手接触到金属板105的情况。如果半导体元件102因故障发生绝缘破坏，则金属板105成为充电部，所以存在不能确保安全的课题。

另外，在周围温度发生变化的情况下，因收纳箱108与半导体元件102的线膨胀系数不同，而在半导体元件102与金属板105之间产生间隙。因此，从半导体元件102向金属板105的热传导受到阻碍。另外，还存在在端子102a与印刷电路板100的接合部施加应力，电连接被破坏的课题。

另外，在将电子电路装置安装到压缩机等振动设备的情况下，振动施加到印刷电路板100的用螺钉111安装的安装部和端子102a，还存在引起机械破坏的课题。

发明内容

于是，本发明的电子电路装置包括：具有上侧安装面和下侧安装面的印刷电路板；安装于上侧安装面的半导体元件；收纳印刷电路板，在一个面上具有开口部的收纳箱；配置在收纳箱的内部，从铅直下方支承印刷电路板的多个橡皮衬套；配置在印刷电路板的铅直上方，封闭开口部的铝板；和夹在半导体元件与铝板之间的绝缘片，其中通过将铝板安装于收纳箱，印刷电路板压缩橡皮衬套，压接半导体元件与铝板和绝缘片。

通过采用这样的结构，由绝缘片确实地将半导体元件和铝板绝缘。另外，即使在周围温度变化了的情况下，也能通过橡皮衬套的压缩率改变，而将印刷电路板与铝板的间隔保持为一定。而且，能够提供确保半导体元件、铝板和绝缘片的紧贴性，防止半导体元件的过度的温度上升，可靠性更高的电子电路装置。

进一步，印刷电路板用橡皮衬套柔性保持于收纳箱。因此，即使将电子电路装置安装到压缩机等振动设备，橡皮衬套也吸收振动，防止部件损坏，提高电子电路装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电子电路装置的分解立体图。

图2是该电子电路装置的橡皮衬套(rubber bush)的立体图。

图3是图2的3-3截面图。

图4是本发明的实施方式的电子电路装置的铝板的俯视图。

图5是图4的5-5截面图。

图6是将本发明的实施方式的电子电路装置安装到压缩机时的侧面图。

图7是表示现有的电子电路装置的概略结构的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明并不由该实施方式限定。

(实施方式)

图1是本发明的实施方式的电子电路装置的分解立体图。

图1中，电子电路装置具有印刷电路板5、半导体元件39、收纳箱1、多个橡皮衬套19、铝板21和绝缘片(sheet)29。收纳箱1具有开口部9，设置有多个安装脚1c和1d。这里，收纳箱1在一个面1f上具有开口部9，用改性聚亚苯醚树脂等注射成型(injection molding)而形成。开口部9相对印刷电路板5的大小大若干，使得印刷电路板5能够被收纳到收纳箱1的内部。在安装脚1c、1d设置有用于安装电子电路装置的孔1e。

具有上侧安装面5b和下侧安装面5c的印刷电路板5，由玻璃布或者玻璃不织布和环氧树脂形成。另外，在印刷电路板5的下侧安装面5c安装有连接器(connector)13(通过锡焊等安装)，在4个位置的角部设置有多个基板安装孔5a。在收纳箱1中，在与连接器13相对的位置开口，形成有软线(cord)引出部17。另外，在收纳箱1的内部4个位置，与收纳箱1一体成型地设置有向开口部9突出的突出部1a。

图2是本发明的实施方式的电子电路装置的橡皮衬套的立体图，图3是图2的3-3截面图。在4个位置的突出部1a，分别安装有具有空洞部19a的筒状的橡皮衬套19。即，突出部1a嵌入到空洞部19a。如图1所示，多个橡皮衬套19配置在收纳箱1的内部，从铅直下方支承印刷电路板5。

突出部1a的高度比橡皮衬套19的高度高，顶端从橡皮衬套19突出。而且，该突出的部分嵌入到印刷电路板5的印刷安装孔5a。

另外，橡皮衬套19在将印刷电路板5收纳并安装于收纳箱1的状态下，被收纳箱1和印刷电路板5夹在中间而被压缩。

另外，基板安装孔5a的孔径设计成在插入突出部1a时有适当的余隙(clearance)(例如，如果突出部1a的直径是3mm，则基板安装孔5a的孔径是4mm)。

在开口部9的角部开设有安装孔1b。另外，在冲压加工的铝合金制的铝板21的角部开设有孔21a。铝板21配置在印刷电路板5的铅直上方，用铝板固定用螺丝25固定到收纳箱1。另外，铝板21封闭开口部9。

绝缘片29与铝板21的内侧面紧贴地用固定螺栓31安装(例如，2片重叠)。绝缘片29具有满足安全标准(例如承受1750V，1分钟的绝缘耐力试验)的电绝缘性能。

另外，图4是本发明的实施方式的电子电路装置的铝板的俯视图，图5是图4的5-5截面图。在铝板21的内侧面，通过冲压加工等形成多个突起部21b。如图1所示，绝缘片29在由突起部21b的包围的内侧，由突起部21b限制位置地安装。

另外，在绝缘片29预先涂敷热传导性好的热扩散复合物(compound)35。热扩散复合物35的热传导率是大约0.9W/m·K，例如，以硅油(silicon oil)和氧化锌等混合物为材料。热扩散复合物35使绝缘片29与铝板21的紧贴良好，使绝缘片29与铝板21的热传导性良好。

在印刷电路板5的上侧安装面5b安装有压缩机驱动用等的IPM(Intelligent Power Module)等半导体元件39。仅将半导体元件39安装于与连接器13等其它部件相反一侧的与铝板21相对的上侧安装面5b。

另外，在半导体元件39与印刷电路板5之间，与半导体元件39和印刷电路板5紧贴地配置有间隔物(spacer)43。

半导体元件39与安装有绝缘片29的铝板21紧贴。即，绝缘片29夹在半导体元件39与铝板21之间。通过将铝板21安装到收纳箱1，印刷电路板5使橡皮衬套19成为压缩状态。因此，压接半导体元件39与铝板21和绝缘片29。

图6是将本发明的实施方式电子电路装置安装到压缩机时的侧面图。图6中，在密闭型的压缩机47的外轮廓，通过熔接等安装有支架51。

本实施方式的电子电路装置用于驱动压缩机47。收纳箱1的安装脚1c用将孔1e贯通的安装螺栓55固定于支架51，将电子电路装置安装到压缩机47。

关于如上结构的电子电路装置，以下说明其动作和作用。

电子电路装置的组装是在图1所示的收纳箱1的突出部1a插入橡皮衬套19。

接着，使连接器13与收纳箱1的软线引出部17相对。而且，将印刷电路板5从收纳箱1的开口部9插入，使得能够与外部电连接。此时，印刷电路板5设置在收纳箱1内，使得收纳箱1的突出部1a嵌入到印刷电路板5的基板安装孔5a。

另一方面，在铝板21安装有绝缘片29的情况下采用如下结构。在铝板21的内侧面，即与绝缘片29相对的一侧的面上，在由突起部21b包围的区域中用固定螺栓31安装绝缘片29。这里，在紧固固定螺栓31时，绝缘片29会以固定螺栓31为中心，沿与固定螺栓31的旋转方向相同的方向旋转。但是，由于用突起部21b防止绝缘片29旋转，所以绝缘片29被安装在铝板21的正确位置上。

另外，在绝缘片29与铝板21接触的面上，预先涂敷热扩散复合物35。

接着，将安装有绝缘片29的铝板21用铝板固定用螺丝25安装到收纳箱1的开口部9。此时，在半导体元件39的上表面，成为从收纳箱1的开口部9稍稍(例如2mm左右)向垂直方向突出的尺寸。因此，半导体元件39被铝板21按压，橡皮衬套19成为被印刷电路板5压缩的状态。

通过上述方式组装的电子电路装置，在通电、驱动压缩机等时，半导体元件39发热。该热量向紧贴的铝板21传导，向收纳箱1的外部散热。

如上所述，在本实施方式中，在铝板21与半导体元件39之间安装有绝缘片29。因此，即使在半导体元件39故障，半导体元件39的绝缘被破坏的情况下，也能确保半导体元件39与铝板21的绝缘。因此，能够提供即使手接触到铝板21也不会触电的更安全的电子电路装置。

另外，当电子电路装置的周围温度变化时，收纳箱1产生热膨胀、热收缩。但由于被压缩的橡皮衬套19吸收收纳箱1的尺寸变化范围，所以印刷电路板5与铝板21的间隔保持为一定。因此，能确保半导体元件39与铝板21和绝缘片29的紧贴。由此，防止半导体元件39的过度的温度上升，提高电路装置的可靠性。

进一步，印刷电路板5对于收纳箱1不是用螺栓等紧固，而是用橡皮衬套19柔性保持。因此，电子电路装置即使在安装到压缩机等振动物体的情况下，橡皮衬套19也吸收振动。其结果是，防止印刷电路板5和安装于印刷电路板5的部件的破损，提高电子电路装置的可靠性。

另外，半导体元件39安装于与印刷电路板5的其它部件相反一侧的安装面。而且，半导体元件39的安装高度在上侧安装面5b中最高。因此，不需要加长半导体元件39的端子等，使其在印刷电路板5的安装高度比其它部件高。其结果是，能够提供半导体元件39的安装容易，组装作业性良好的廉价的电子电路装置。

进一步，在橡皮衬套19的安装中，可以仅在橡皮衬套19的空洞部19a嵌入或者插入收纳箱1的突出部1a。另外，突出部1a在收纳箱1的内部朝向开口部9设置。而且，突出部1a插入到空洞部19a和基板安装孔5a，橡皮衬套19和印刷电路板5配置在收纳箱1内。由于能够这样用突出部1a进行印刷电路板5的安装中的定位，所以能够提高电子电路装置的组装作业性。

另外，在铝板21的与绝缘片29相对的面上设置有进行绝缘片29的定位的多个突起部21b。因此，绝缘片29通过突起部21b，对于铝板21仅用固定螺栓31就能够可靠地安装在预定的位置。其结果是，提高了绝缘片29的安装作业性。另外，提供在正确的位置安装绝缘片29，对于触电更安全的电子电路装置。

进一步，在绝缘片29与铝板21的接触面，涂敷热扩散复合物35。因此，即使在铝板21变形的情况下，在绝缘片29与铝板21之间产生的间隙也由热扩散复合物35填埋。因此，半导体元件39的发热可靠地向铝板21传导。其结果是，提供防止半导体元件39的过度的温度上升，可靠性高的电子电路装置。

另外，在印刷电路板5与半导体元件39之间紧贴配置有间隔物43。因此，橡皮衬套19的压缩压力不会直接施加到半导体元件39的端子。其结果是，能够提供抑制半导体元件39的端子的连接部的破损，可靠性高的电子电路装置。

Claims

1.一种电子电路装置，其特征在于，包括：

具有上侧安装面和下侧安装面的印刷电路板；

安装于所述上侧安装面的半导体元件；

收纳所述印刷电路板，在一个面上具有开口部的收纳箱；

配置在所述收纳箱的内部，从铅直下方支承所述印刷电路板的多个橡皮衬套；

配置在所述印刷电路板的铅直上方，封闭所述开口部的铝板；和

夹在所述半导体元件与所述铝板之间的绝缘片，其中

通过将所述铝板安装于所述收纳箱，所述印刷电路板压缩所述橡皮衬套，压接所述半导体元件与所述铝板和所述绝缘片。

2.如权利要求1所述的电子电路装置，其特征在于：

所述半导体元件的安装高度在所述上侧安装面中最高。

3.如权利要求1所述的电子电路装置，其特征在于：

在所述收纳箱的内部朝向所述开口部设置的突出部，插入到设置于所述橡皮衬套的空洞部和设置于所述印刷电路板的基板安装孔，将所述橡皮衬套和所述印刷电路板配置在所述收纳箱内。

4.如权利要求1所述的电子电路装置，其特征在于：

在所述铝板的与所述绝缘片相对的面上设置有进行所述绝缘片的定位的多个突起部。

5.如权利要求1所述的电子电路装置，其特征在于：

在所述绝缘片涂敷有热扩散复合物。

6.如权利要求1所述的电子电路装置，其特征在于：

在所述印刷电路板与所述半导体元件之间配置有间隔物。