CN107251670B - 基板单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板单元，能够在防止组装的作业性的变差的同时提高散热效率。基板单元(1)具备：基板(10)，在一面(10a)上形成有导电图案，并且形成有开口(11)；导电构件(20)，主体部(21)固定于基板的另一面(11b)，且穿过形成于基板(10)的开口(11)而与电子元件(30)的至少一个端子电连接；以及散热构件(40)，固定于导电构件(20)中的基板(10)侧的相反侧的面，延伸设置部(22)设置成与沿着散热构件(40)的平面(P)交叉，延伸设置部是与外部设备电连接的部分且从导电构件(20)的主体部(21)延伸出。

Description

基板单元
技术领域
本发明涉及一种具备基板以及导电构件的基板单元。
背景技术
公知有如下的基板单元：通过在形成有构成使比较小的电流导通的电路的导电图案的基板固定构成用于使比较大的电流导通的电路的导电构件(也称作母线等)而成(例如参照下述专利文献1)。所述基板单元具备固定于导电构件的一侧(基板侧的相反侧)的散热构件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-164039号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了提高散热效率，期望将散热构件配置在上侧。但是，在上述专利文献1所记载那样的基板单元等现有的基板单元中，若使散热构件位于上侧，则用于电连接单元之外的电气设备的部分(上述专利文献1所述的带有标号54的部分)位于下侧，产生组装的作业性变差等问题。
本发明要解决的课题在于，提供一种能够在防止组装的作业性变差的同时提高散热效率的基板单元。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明所涉及的基板单元的特征在于，具备：基板，在一面上安装电子元件，并且形成有开口；导电构件，主体部固定于所述基板的另一面，该导电构件穿过形成于所述基板的开口而与所述电子元件的至少一个端子电连接；以及散热构件，固定于所述导电构件中的所述基板侧的相反侧的面，延伸设置部设置成与沿着所述散热构件的平面交叉，该延伸设置部是与外部设备电连接的部分且从所述导电构件的主体部延伸出。
可以是，绝缘构件介于所述导电构件的所述延伸设置部与所述散热构件的端面之间。
可以是，所述绝缘构件具有：第一部分，位于所述导电构件的所述主体部与所述散热构件之间；以及第二部分，位于所述导电构件的所述延伸设置部与所述散热构件的端面之间。
可以是，在所述散热构件上形成有供所述绝缘构件的所述第一部分嵌入的凹部。
可以是，在所述导电构件上形成有供所述绝缘构件的所述第一部分嵌入的凹部。
发明效果
本发明所涉及的基板单元是供外部设备电连接的部分，从导电构件的主体部延伸出的延伸设置部设置成与沿着散热构件的平面交叉，因此即便在散热构件配置为位于单元整体的上侧的情况下，导电构件的延伸设置部的顶端侧也位于单元整体的上侧。因而，能够在防止组装的作业性的变差的同时提高散热效率。
若从导电构件的主体部延伸出的延伸设置部与沿着散热构件的平面交叉，则导电构件与散热构件有可能短路。与此相对，若绝缘构件介于延伸设置部与散热构件的端面之间，则能够防止该短路(将两者之间的距离设为足够绝缘的距离(确保绝缘距离))。
若将上述绝缘构件设为具有位于导电构件的主体部与散热构件之间的第一部分、以及位于导电构件的延伸设置部与散热构件的端面之间的第二部分，则能够进一步提高防止上述短路的效果。
若设为在散热构件上形成有供绝缘构件的第一部分嵌入的凹部的构造，则能够抑制导电构件的主体部的形状变得复杂。另一面，若设为在导电构件上形成有供绝缘构件的第一部分嵌入的凹部的构造，则能够抑制散热构件的形状变得复杂。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的基板单元的分解立体图。
图2是基板导电构件组的外观图(从下方观察的外观图)。
图3是示意性表示基板导电构件组中的安装有电子元件(一部分的端子与导电构件电连接的元件)的部分的图。
图4是基板导电构件组中的安装有电子元件(一部分的端子与导电构件电连接的元件)的部分的剖视图，且是示意性表示由通过漏极端子以及源极端子的平面切断而成的剖面的图。
图5是示意性表示图1所示的基板单元的剖面的图(省略第二壳体)。
图6是第一变形例所涉及的基板单元的分解立体图。
图7是示意性表示图6所示的基板单元的剖面的图(省略第二壳体)。
图8是示意性表示第二变形例所涉及的基板单元的剖面的图(省略第二壳体)。
图9是示意性表示第一参考例所涉及的基板单元的剖面的图。
图10是示意性表示第二参考例所涉及的基板单元的剖面的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，除去特别明示的情况，以下的说明中的高度方向(上下方向)是指图5中的上下方向。此外，所述方向并不限定基板单元1的设置方向，但如后述那样，本实施方式所涉及的基板单元1基本上配置为，散热构件40位于单元的上侧。
图1所示的本发明的一实施方式所涉及的基板单元1具备基板10、导电构件20、电子元件30以及散热构件40。基板10在一面10a(下侧的面)上形成有导电图案。该导电图案构成的导电路是控制用的导电路(电路的一部分)，与导电构件20构成的导电路(电路的一部分)相比，流动的电流相对较小。
导电构件20具有固定于基板10的另一面10b(上侧的面)的主体部21以及从主体部21延伸的延伸设置部22。导电构件20通过冲压加工等形成为规定的形状。导电构件20的主体部21构成供相对较大(比由导电图案构成的导电路大)的电流流动的部分即电力用的导电路。此外，针对导电路的具体结构而省略说明以及图示，导电构件20的主体部21具有构成导电路的多个部分。各部分以不会短路的方式单独独立，通过固定于基板10而成为一体。多个部分在向基板10固定之前由余长部分连接，通过在固定于基板10之后切除该余长部分，由此分别成为单独独立的状态(没有直接接触的状态)。导电构件20(主体部21)也被称作母线(母线板)等。导电构件20的主体部21例如经由绝缘性的粘合剂或粘合片等固定于基板10的另一面10b。由此，获得图2所示那样的、基板10与导电构件20一体化而成的基板10·导电构件20组。
导电构件20的延伸设置部22是形成为相对于主体部21弯曲的部分(参照图1、图2、图5等)。本实施方式中的延伸设置部22具有从主体部21朝向上方延伸的部分(基端部221)以及从基端部221的顶端(上端)弯曲并与主体部21平行延伸的部分(顶端部222)。此外，所述基端部221与顶端部222以外的部分为主体部21。换句话说，在图2中，标号223所示的部分是主体部21的一部分。进一步来说，上下方向上的位置与固定于基板10的另一面10b的部分相同的部分全部为主体部21。
本实施方式中的导电构件20具有多个延伸设置部22。各延伸设置部22与上述的主体部21的单独独立的部分中的任一者一体。在本实施方式中，一个单独独立的部分与一个延伸设置部22相连。各延伸设置部22的顶端部222成为用于电连接外部设备的部分(输入端子部或者输出端子部)。
电子元件30是安装于基板10·导电构件20组的元件，具有元件主体31以及端子部。在基板10·导电构件20组安装有多个电子元件30。特定的电子元件30的至少一个端子穿过形成于基板10的开口11而与导电构件20的主体部21电连接。作为这样的端子的一部分与导电构件20的主体部21电连接的电子元件，能够例示晶体管(FET)。如图3以及图4所示，晶体管的漏极端子32以及源极端子33穿过形成于基板10的开口11而与导电构件20的主体部21连接，栅极端子34与基板10的导电图案连接。这样，在安装于基板10·导电构件20组的电子元件30中的至少一部分中，其至少一个端子相对于导电构件20直接电连接。从另一角度来看，也可以存在有全部的端子与形成于基板10的导电图案直接电连接的电子元件30(至少一个端子不与导电构件20直接电连接)。
散热构件40是由导热性高的材料(例如铜(铜合金))形成的构件，并固定于导电构件20的主体部21的上侧(基板10侧的相反侧)。由于本实施方式中的散热构件40由导电性材料形成，因此导电构件20的主体部21与散热构件40间绝缘。具体来说，经由导热性高的绝缘材料401将导电构件20的主体部21与散热构件40接合起来。散热构件40的形状等能够适当变更。为了提高散热效率，也可以在散热构件40的上侧设置翅片等。
在本实施方式中，导电构件20的延伸设置部22设置为与沿着散热构件40的平面P(使散热构件40直接朝向外侧延长而成的平面)交叉。沿着散热构件40的平面P是指，无论是散热构件40为平板形状的情况还是并非平板形状的情况，均通过上下方向上的散热构件40的中央(上端与下端的中间)的平面。在本实施方式中，沿上下方向延伸的延伸设置部22的基端部221与沿着散热构件40的平面P大致正交。本实施方式中的延伸设置部22的基端部221通过比散热构件40的外缘靠外侧的位置。如图5所示，若在延伸设置部22(基端部221)与散热构件40的端面之间存在有足够的间隙S，则延伸设置部22(导电构件20)与散热构件40间的绝缘得到确保。
此外，如图1所示，本实施方式中的散热构件40具有对置的两侧缘的中央侧的一部分朝向内侧凹陷那样的形状(将该凹陷的部分称作切口部41)。该切口部41的边缘也是散热构件40的外缘的一部分。上述延伸设置部22的基端部221通过该切口部41(凹陷的部分)的内侧。这样一来，能够使单元紧凑化。此时，在散热构件40的外缘的一部分即切口部41的边缘与延伸设置部22(基端部221)之间存在足够的间隙S。但是，也能够设为不形成这样的切口部41的结构。例如，也可以将散热构件40设为方形，使延伸设置部22(基端部221)位于比该方形的散热构件40的外缘靠外侧的位置。无论如何，需要充分确保延伸设置部22(基端部221)与散热构件40的外缘中的最靠近该延伸设置部22(基端部221)的部分之间的距离。
本实施方式所涉及的基板单元1具有外部设备连接部。外部设备连接部能够设于第一壳体51(外壳主体)。本实施方式中的第一壳体51为方形的框体，基板以及导电构件20的主体部21能够进入其内侧。本实施方式中的外部设备连接部具有构成第一壳体51的“框”的一部分即基座部511以及从该基座部511的上表面朝向上方突出的外螺纹部512(参照图1以及图5等)。在从基端部221弯曲而与主体部21平行延伸的顶端部222形成有能够供外螺纹部512通过的贯通孔。通过与同外部设备电连接的端子等一并由螺母等紧固(紧固在一起)，由此使导电构件20与外部设备电连接。只要是能够将导电构件20与外部设备电连接的构造，能够适当变更该外部设备连接部的构造。
另外，本实施方式所涉及的基板单元1具备覆盖基板的一面10a(形成有导电图案的面)的第二壳体52。第二壳体52的至少一部分嵌入第一壳体51的内侧，覆盖基板的一面10a。
在本实施方式所涉及的基板单元1中，覆盖基板导电构件20组的外壳的上壁由散热构件40构成，下壁由第二壳体52构成，侧壁由第一壳体51以及第二壳体52构成。换句话说，处于在单元的上侧而使散热构件40的至少一部分露出的状态。这样，若使散热构件40位于单元的上侧，则能够提高由基板导电构件20组产生的热量的散热效率。
然后，本实施方式所涉及的基板单元1并非仅是使散热构件40位于单元的上侧，而是将供外部设备电连接的部分、即从导电构件20的主体部21延伸出的延伸设置部22设置为与沿着散热构件40的平面P交叉。换言之，与延伸设置部22(基端部221)和沿着散热构件40的平面P交叉的点(线)相比，用于电连接外部设备的端子部即延伸设置部22的顶端部222位于上方。进一步简单来说，与沿着散热构件40的平面P相比，延伸设置部22的顶端部222位于上方。
例如，若仅是为了使散热构件位于单元的上侧，考虑设为与本实施方式所涉及的基板单元1不同的图9(第一参考例)、图10(第二参考例)所示那样的构造。但是，在图9所示的构造(将现有的基板单元上下翻转而成的构造)中，虽然散热构件40′位于上侧，构建于第一壳体51′的用于电连接外部设备的外部设备连接部朝向单元的下方(具体来说，外螺纹部512′从基座部511′的下表面朝向下方突出)，因此存在将基板10′·导电构件20′组的延伸设置部22′与外部设备连接部连接的作业变得困难的问题。
另外，在图10所示的构造中，虽然散热构件40′位于上侧，且外部设备连接部(基座部511′、外螺纹部512′)朝向上方，但该外部设备连接部位于基板10′·导电构件20′组(基板10′·导电构件20′组的主体部)的外侧，因此考虑将基板10′·导电构件20′组的延伸设置部22′与外部设备连接部连接的作业的作业性(使得扳手等不会与基板10′·导电构件20′组发生干涉)时，不得不增大基板10′的平面方向上的外部设备连接部与基板10′·导电构件20′组的距离。从另一角度来看，不得不延长延伸设置部22′。因此，存在单元沿基板10′的平面方向大型化的问题。
与此相对，若像本实施方式所涉及的基板单元1那样设定为导电构件20的延伸设置部22与沿着散热构件40的平面P交叉，则不仅实现将散热构件40设于上侧所引起的散热效率的提高，还能够抑制作业性的变差、单元的大型化。
以下，说明基板单元1的变形例。图6以及图7所示的第一变形例所涉及的基板单元1a以及图8所示的第二变形例所涉及的基板单元1b在导电构件20的延伸设置部22与散热构件40的端面之间夹有由绝缘材料401构成的绝缘构件60。此外，在图6～图8中，对于与上述基板单元1相同的结构而标注相同的标号。
若图5所示的延伸设置部22与散热构件40之间的间隙S足够大(若确保有绝缘距离)，则不会产生电的问题，但在出于实现单元的小型化等理由而想要减小延伸设置部22与散热构件40的距离的情况下，可以使绝缘构件60介于两者之间。
绝缘构件60在剖视下具有位于导电构件20的主体部21与散热构件40的下表面之间的第一部分61、以及位于导电构件20的延伸设置部22与散热构件40的端面之间的第二部分62。第一部分61是与基板10(导电构件20的主体部21)平行的部分，第二部分62是沿着上下方向的部分。因此，绝缘构件60具有剖面大致“L”字形状。利用位于导电构件20的延伸设置部22与散热构件40的端面之间的第二部分62，能够确保导电构件20与散热构件40之间的电绝缘。若将绝缘构件60的第一部分61的端部(上端)设定为位于比散热构件40的上表面靠上方的位置，则能够使导电构件20与散热构件40之间的绝缘更加可靠。
图6以及图7所示的第一变形例所涉及的基板单元1a在散热构件40上形成有供绝缘构件60的第一部分61嵌入的凹部42。凹部42沿着散热构件40的外缘的至少一部分形成。具体来说，以使外缘侧的一部分的上下方向位置位于比其它的部分靠上方的位置的方式成形散热构件40。该凹部42的上下方向长度(深度)被设定为与绝缘构件60的第一部分61大致相同。更具体来说，在上下方向上，绝缘构件60的第一部分61的下侧的面的位置与散热构件40上的未形成凹部42的部分的下侧的面的位置被设定为大致相同(共面)。由于绝缘构件60的第一部分61的下侧的面与散热构件40中的未形成凹部42的部分的下侧的面是与导电构件20的主体部21紧贴的部分，因此两面共面，若绝缘材料401的厚度为能够忽略的程度，则能够使两者紧贴在具有平坦形状的导电构件20的主体部21。换言之，由于能够减小绝缘构件60的第一部分61与导电构件20之间、绝缘构件60的第一部分61与散热构件40之间的间隙(消除间隙)，因此防止绝缘构件60移动。
如该第一变形例所涉及的基板单元1a那样，若设为在散热构件40上形成有供绝缘构件60的第一部分61嵌入的凹部42的构造，则能够抑制导电构件20的主体部21的形状变得复杂。例如，能够像本实施方式那样，将导电构件20的主体部21设为平坦形状。
另一方面，图8所示的第二变形例所涉及的基板单元1b在导电构件20的主体部21上形成有供绝缘构件60的第一部分61嵌入的凹部211。凹部211沿着导电构件20的外缘的至少一部分形成。具体来说，以使外缘侧的一部分的上下方向位置与其它的部分相比而位于下方的方式成形导电构件20的主体部21。延伸设置部22设于比导电构件20中的形成有凹部211的位置靠外侧的位置。该凹部211的上下方向长度(深度)被设定为与绝缘构件60的第一部分61大致相同。更具体来说，在上下方向上，绝缘构件60的第一部分61的上侧的面的位置与导电构件20的主体部21中的未形成凹部211的部分的上侧的面的位置被设定为大致相同(共面)。绝缘构件60的第一部分61的上侧的面与散热构件40中的未形成凹部211的部分的上侧的面是紧贴于导电构件20的主体部21的部分，因此两面共面，若绝缘材料401的厚度为能够忽略的程度，则能够使两者紧贴于具有平坦形状的导电构件20的主体部21。换言之，由于能够减小绝缘构件60的第一部分61与导电构件20之间、绝缘构件60的第一部分61与散热构件40之间的间隙(消除间隙)，因此防止绝缘构件60移动。
如该第二变形例所涉及的基板单元1b那样，若设为在导电构件20的主体部21上形成有供绝缘构件60的第一部分61嵌入的凹部211的构造，则能够抑制散热构件40的形状变得复杂。例如，能够像本实施方式那样，将散热构件40设为平坦形状。此外，“散热构件40平坦”是指，散热构件40中的与导电构件20的主体部21紧密接触的部分平坦。例如，在散热构件40形成有用于提高散热效率的翅片等的情况下，是指除该翅片等以外的部分的形状平坦。
换句话说，在为了确保可靠的绝缘状态而设为在导电构件20的延伸设置部22与散热构件40的端面之间夹有由绝缘材料401构成的绝缘构件60的构造的情况下，若想要将导电构件20的主体部21设为平坦形状，则在散热构件40上形成供绝缘构件60的第一部分61嵌入的凹部42。另一方面，若想要将散热构件40设为平坦形状，则在导电构件20的主体部21上形成供绝缘构件60的第一部分61嵌入的凹部211。
以上，针对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改变。

Claims (5)

1.一种基板单元，其特征在于，具备：
基板，在一面上形成有导电图案，并且该基板形成有开口；
导电构件，主体部固定于所述基板的另一面，该导电构件穿过形成于所述基板的开口而与电子元件的至少一个端子电连接；以及
散热构件，固定于所述导电构件中的所述基板侧的相反侧的面，
延伸设置部设置成与沿着所述散热构件的平面交叉，该延伸设置部是与外部设备电连接的部分且从所述导电构件的主体部延伸出，
所述延伸设置部具有从所述主体部朝向上方延伸且与沿着所述散热构件的平面交叉的基端部以及从所述基端部的顶端弯曲并与所述主体部平行延伸的顶端部，所述顶端部成为用于与所述外部设备电连接的部分。
2.根据权利要求1所述的基板单元，其特征在于，
绝缘构件介于所述导电构件的所述延伸设置部与所述散热构件的端面之间。
3.根据权利要求2所述的基板单元，其特征在于，
所述绝缘构件具有：
第一部分，位于所述导电构件的所述主体部与所述散热构件之间；以及
第二部分，位于所述导电构件的所述延伸设置部与所述散热构件的端面之间。
4.根据权利要求3所述的基板单元，其特征在于，
在所述散热构件上形成有供所述绝缘构件的所述第一部分嵌入的凹部。
5.根据权利要求3所述的基板单元，其特征在于，
在所述导电构件上形成有供所述绝缘构件的所述第一部分嵌入的凹部。
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