CN111180401A - 散热部件及电连接箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够通过简单的结构使半导体元件散发的热量迅速地散热的散热部件及电连接箱。在从具有安装有半导体元件(13)的安装面的基板部(31)经由与上述安装面相向的相向板部(223)而取得热量并进行散热的支撑部件(20)中，在相向板部(223)具备形成在与半导体元件(13)对应的位置的凹陷部(24)，凹陷部(24)与相向板部(223)的其他部分相比壁厚较厚。

Description

散热部件及电连接箱
技术领域
本发明涉及一种对基板的热量进行散热的散热部件及电连接箱。
背景技术
以往，通常已知安装有构成用于使比较大的电流导通的电路的导电部件(也称为汇流条等)的基板。
另一方面，专利文献1公开了一种电子装置，为了使从设于壳体内的电气部件产生的热量迅速地向壳体的外部排出而使外部空气进入壳体内来对电气部件进行冷却，在该壳体上形成有孔。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2018-063982号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述那样的电路结构体中，因为较大的电流在半导体元件那样的电子部件中流动，所以在该电子部件及导电部件中散发大量的热量。这样产生的热量不仅成为上述电子部件的错误动作的原因，而且周围的电子部件等还有可能遭受二次热伤害。
在专利文献1的电子装置中，为了应对这样的问题，在壳体上形成有孔，但是，由于在壳体上形成有孔，尘土、水等有可能从外部进入壳体内。在专利文献1的电子装置中，为了对此进行防止，另外设置有过滤器，其结果是，存在不仅成为复杂的结构，而且制造成本升高这样的问题。
本发明鉴于该情况而作出，其目的在于，提供一种能够通过简单的结构使半导体元件散发的热量迅速地散热的散热部件及电连接箱。
用于解决课题的方案
本公开的一个方式的散热部件从具有安装有半导体元件的安装面的基板部经由与上述安装面相向的相向板部而取得热量并进行散热，其中，在上述相向板部具备形成在与上述半导体元件对应的位置的凹陷部，上述凹陷部与上述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
本公开的一个方式的电连接箱具备：上述散热部件；收纳部，收纳上述基板部；及导热件，夹设在上述基板部与上述散热部件的上述相向板部之间。
发明效果
根据本公开的一个方式，能够通过简单的结构使半导体元件散发的热量迅速地散热。
附图说明
图1是本实施方式的电气装置的立体图。
图2是本实施方式的电气装置的概略主视图。
图3是本实施方式的电气装置的概略侧视图。
图4是本实施方式的电气装置的概略仰视图。
图5是本实施方式的电气装置的分解图。
图6是本实施方式的电气装置的基板收纳部的概略仰视图。
图7是基于图4中的VII-VII线的纵剖视图。
图8是在本实施方式的电气装置中表示凹陷部与FET之间的关系的局部纵剖视图。
具体实施方式
[本发明的实施方式的说明]
首先列举本公开的实施方式来进行说明。另外，也可以将以下记载的实施方式中的至少一部分任意地组合。
(1)本公开的一个方式的散热部件从具有安装有半导体元件的安装面的基板部经由与上述安装面相向的相向板部而取得热量并进行散热，其中，在上述相向板部具备形成在与上述半导体元件对应的位置的凹陷部，上述凹陷部与上述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
在本方式中，在与上述半导体元件对应的位置形成有上述凹陷部。上述凹陷部覆盖上述半导体元件，且与上述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
即，由于与上述半导体元件接近的上述凹陷部的壁厚较厚，热容量较大，在上述半导体元件产生了热量的情况下，能够从上述半导体元件取得大量的热量，能够提高散热效果。
(2)在本公开的一个方式的散热部件中，上述凹陷部的除了底部以外的壁部与上述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
在本方式中，在上述凹陷部中，除乐底部以外的壁部的壁厚较厚。因此，能够较多地取得从上述半导体元件散发的热量而提高散热效果，并且能够抑制散热部件的重量增加。
(3)在本公开的一个方式的散热部件中，上述凹陷部的除了底部以外的壁部中的沿着上述凹陷部的长度方向延伸的长壁部与上述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
在本方式中，在上述凹陷部中，除了底部以外的壁部中的上述长壁部的壁厚较厚。即，仅上述壁部中的比例最多的长壁部较厚。因此，能够较多地且有效地取得从上述半导体元件散发的热量而提高散热效果，并且能够进一步抑制散热部件自身的重量增加。
(4)本公开的一个方式的散热部件具备散热片，上述散热片成为与上述长壁部的外侧面齐平面，且从上述长壁部的端部连续设置。
在本方式中，上述长壁部及上述散热片在一个方向上连续设置。因此，上述长壁部取得的来自上述半导体元件的热量迅速地且以最短距离传递到上述散热片。
(5)本公开的一个方式的电连接箱具备：上述任一方式所述的散热部件；收纳部，收纳上述基板部；及导热件，夹设在上述基板部与上述散热部件的上述相向板部之间。
在本方式中，上述导热件夹设在上述基板部与上述散热部件的上述相向板部之间。上述半导体元件散发的热量被导热到上述基板部，并经由上述导热件而迅速地传导到上述相向板部。然后，该热量经由上述凹陷部而从上述散热片向外部空气散热。
[本发明的实施方式的详细情况]
对于本发明，基于示出其实施方式的附图来具体地进行说明。以下参照附图来对本公开的实施方式的散热部件及电连接箱进行说明。另外，本发明不限定于这些示例，而由权利要求书示出，意在包括与权利要求书相等的意思及范围内的全部变更。
以下，举出本实施方式的具备散热部件的电气装置(电连接箱)作为例子来进行说明。
(实施方式1)
图1是本实施方式的电气装置1的立体图。电气装置1具备基板收纳部10及对基板收纳部10进行支撑的支撑部件20(散热部件)。
电气装置1为配置在车辆所具备的蓄电池等电源与由车灯、雨刷器等车载电装件或电动机等构成的负载之间的电力供给路径上的电连接箱。电气装置1作为例如DC-DC转换器、变换器等电子部件使用。
在本实施方式中，为了便于说明，根据图1所示的前后、左右、上下的各方向来定义电气装置1的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”。以下，使用这样定义的前后、左右、上下的各方向来对电气装置1的结构进行说明。
图2是本实施方式的电气装置1的概略主视图，图3是本实施方式的电气装置1的概略侧视图，图4是本实施方式的电气装置1的概略仰视图，图5是本实施方式的电气装置1的分解图。
基板收纳部10具备构成电力电路的基板部31及安装于基板部31的电子部件。该电子部件根据电气装置1的用途而适当安装，包括FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)等开关元件、电阻、线圈、电容器等。
支撑部件20具备在上侧的周缘部211支撑基板收纳部10的基部21及设置在与周缘部211相反一侧的下表面212的散热部22。支撑部件20所具备的基部21及散热部22由例如使用了铝、铝合金等金属材料的压铸件一体成型。
图6是本实施方式的电气装置1的基板收纳部10的概略仰视图。即，图6是从下方观察基板收纳部10的图。
基板收纳部10具备电力电路30。电力电路30至少具备包含汇流条111～113的基板部31及安装于基板部31的下侧的安装面311的半导体开关元件13(半导体元件)。
半导体开关元件13是例如FET(更具体地说，表面安装型的电力MOSFET)，且安装于汇流条111～113的下表面侧。除了半导体开关元件13(以下，称为FET13)以外，在汇流条111～113的下表面侧也可以安装稳压二极管等电子部件。
FET13例如在元件主体的下表面(与安装面311相向的面)具备漏极端子131。漏极端子131在元件主体的一侧面侧伸出。另外，FET13在与上述一侧面相对的另一侧面具备源极端子132及栅极端子133。
FET13的漏极端子131钎焊连接于汇流条111。以下，将汇流条111称为漏极汇流条111。另外，FET13的源极端子132钎焊连接于汇流条112。以下，将汇流条112称为源极汇流条112。漏极汇流条111及源极汇流条112为由铜或铜合金等金属材料形成的导电性板部件。
另一方面，FET13的栅极端子133钎焊连接于汇流条113。以下，将汇流条113称为栅极汇流条113。栅极汇流条113为由铜或铜合金等金属材料形成的导电性部件。
在漏极汇流条111、源极汇流条112及栅极汇流条113各自之间夹设有作为绝缘性树脂材料的树脂部114，漏极汇流条111、源极汇流条112及栅极汇流条113与树脂部114一起被一体化而构成基板部31。
基板部31在下侧的安装面311安装有多个FET13。即，源极汇流条112及栅极汇流条113的下侧面成为与栅极汇流条113的一部分齐平面而构成基板部31的安装面311。多个FET13沿着基板部31的长度方向(左右方向)在安装面311上呈一列地并列设置。
树脂部114例如通过使用了酚醛树脂、玻璃环氧树脂等绝缘性树脂材料的嵌件成型来制造。树脂部114通过与漏极汇流条111、源极汇流条112及栅极汇流条113卡合而使它们一体化，由此构成基板部31。另外，树脂部114通过使其一部分配置在漏极汇流条111、源极汇流条112及栅极汇流条113各自之间而使汇流条彼此绝缘。
在支撑部件20中，基部21为具有适当的厚度的矩形状的平板部件。在基部21的周缘部211形成有用于固定基板收纳部10的螺纹孔。例如，基板收纳部10通过螺纹紧固而固定于支撑部件20(基部21)。
在基部21中，在比周缘部211靠内侧的、在上下方向上与基板部31的安装面311相向的位置形成有相向板部223。相向板部223具有仿形于基板部31的安装面311的形状，且与安装面311相向的上侧面是扁平的。
在相向板部223的内侧朝着下方向凹设有凹陷部24。凹陷部24设于在上下方向上与上述一列的多个FET13对应的位置。即，在相向板部223中，与并列设置的多个FET13的列对应的范围凹设而呈凹陷部24。由此，相向板部223的下侧面的与凹陷部24相当的部分向下方向突出。
凹陷部24设置成使得基板部31的长度方向成为其长度方向，且形成为在上下方向视角下呈大致矩形。凹陷部24具有底部243及除了底部243以外的壁部241。壁部241在与相向板部223交叉的方向上立起。
在基板收纳部10固定于支撑部件20的状态下，全部的FET13收纳在凹陷部24的内侧。换言之，凹陷部24覆盖全部的FET13(参照图7)。
在相向板部223与基板部31之间夹设有第一导热件14。第一导热件14是例如导热性优异的脂膏、导热片材等。第一导热件14在相向板部223中配置在除了凹陷部24以外的其他部分，相向板部223隔着第一导热件14而与基板部31的安装面311接触。即，第一导热件14在基板部31中与FET13的安装面311和相向板部223这两方接触。在从FET13散发热量的情况下，该热量被导热到基板部31(安装面311)，并经由第一导热件14而传递到相向板部223。因此，第一导热件14能够将FET13散发的热量容易且迅速地传递到基部21(相向板部223)。
在基部21的下侧设有散热部22。散热部22具备从基部21的下表面212向下方突出的多个散热片221，取得从基板收纳部10(例如，FET13)散发的热量并向外部空气散热。即，经由第一导热件14而传递到相向板部223(基板部31)的FET13的热量经由散热片221来进行风冷。
各散热片221以沿着左右方向即凹陷部24的长度方向延伸的方式设置。另外，多个散热片221在前后方向上隔开间隔地并列设置。另外，在凹陷部24的外侧也设有散热片221。
即，如上所述，通过向下方向凹设凹陷部24，而在相向板部223的下侧面形成有突出部。在该突出部中，突出前端的突出端面242即凹陷部24的底部243的外侧面是扁平的，在突出端面242也与其他部分相同地设有散热片221。
基部21、相向板部223(凹陷部24)及散热片221例如由使用了铝、铝合金等金属材料的压铸件一体成型。
在散热部22中，空气在散热片221彼此之间沿着散热片221流动。另一方面，在以散热片221的延伸方向(以下，长度方向)与凹陷部24的壁部241交叉的方式设有壁部241的情况下，壁部241会阻挡沿着散热片221在散热片221的长度方向上流动的空气，因此在散热部22中空气的流动变差而使散热部22的散热性下降。
与此相对，本实施方式的电气装置1的凹陷部24在上下方向视角下呈大致矩形，凹陷部24的长度方向与散热片221的长度方向一致。即，在本实施方式的电气装置1中，以壁部241中的沿着凹陷部24的长度方向延伸的长壁部241A与各散热片221的长度方向一致的方式并列设置多个散热片221，抑制凹陷部24的壁部241与散热片221的长度方向交叉。因此，空气在长壁部241A与散热片221之间流动，沿着散热片221流动的气流不会被壁部241阻碍，能够事先防止散热部22的散热性下降(参照图4中的虚线)。
图7是基于图4中的VII-VII线的纵剖视图。
如上所述，在相向板部223上形成有覆盖全部的FET13的凹陷部24，在凹陷部24的底部243的突出端面242设有散热片221、221a。另外，在相向板部223中，除了凹陷部24以外的其他部分经由第一导热件14而与基板部31的安装面311接触。
在本实施方式的电气装置1中，设为凹陷部24的壁部241中的至少沿着凹陷部24的长度方向延伸的两个长壁部241A的壁厚L比相向板部223的上述其他部分的壁厚h厚。另外，凹陷部24的长壁部241A的壁厚L比底部243的壁厚H厚。
这样，因为凹陷部24的长壁部241A的壁厚L较厚，所以长壁部241A的基部即长壁部241A的上侧端部也较厚。因此，在相向板部223中，经由与基板部31接触的上述其他部分的向长壁部241A的热传递变得容易。并且，因为长壁部241A较厚，所以热容量增多，能够取得大量的热量。即，长壁部241A能够迅速地从基板部31取得大量的热量并传递到散热片221、221a。
以上，以两个长壁部241A的壁厚L比相向板部223的上述其他部分的壁厚H、h厚的情况为例进行了说明，但本实施方式的电气装置1不限于此。也可以构成为，除了长壁部241A以外，其他壁部241的壁厚也比相向板部223的其他部分厚。
另外，本实施方式的电气装置1不限于此，也可以构成为，除了长壁部241A以外，凹陷部24的底部243的壁厚H也比相向板部223的其他部分的壁厚h厚。
在本实施方式的电气装置1中，设为仅凹陷部24的壁部241中的两个长壁部241A的壁厚L比相向板部223的其他部分的壁厚H、h厚。因此，能够实现能够迅速地从基板部31取得大量的热量并传递到散热片221、221a这样的效果，并且能够实现电气装置1的轻量化。
另外，在本实施方式的电气装置1中，在凹陷部24外侧的突出端面242设有与长壁部241A一体化的散热片221a。更详细地说，在突出端面242的、两个长壁部241A的下方向分别设有散热片221a。换言之，在突出端面242的两端部的、与相向板部223交叉的方向上与两个长壁部241A匹配的位置分别设有散热片221a。散热片221a从长壁部241A的下侧端部连续地设置。
此时，散热片221a的一面222成为与长壁部241A的外侧面244齐平面。
例如，在图7中，两个散热片221a中的附图视角右侧的散热片221a的图示右表面222成为与两个长壁部241A中的附图视角右侧的长壁部241A的外侧面244齐平面。
因为具有这样的结构，所以在本实施方式的电气装置1中，长壁部241A从基板部31取得的大量的热量被迅速地传递到散热片221a。
即，在本实施方式的电气装置1中，长壁部241A及散热片221a沿着与相向板部223交叉的方向在直线上连续地设置，散热片221a的一面222成为与长壁部241A的外侧面244齐平面并一体化。因此，传导到长壁部241A的上侧端部的热量以最短距离传导到散热片221a的末端。
以上，以长壁部241A的壁厚L在上下方向上恒定的情况为例进行了说明，但本实施方式涉及的电气装置1不限于此。也可以构成为，长壁部241A的壁厚L随着从上侧端部靠近下侧端部而缩小。
在该情况下，能够使从基板部31向长壁部241A的热传递变得容易，并且能够实现电气装置1的轻量化。
(实施方式2)
图8是在本实施方式的电气装置1中示出凹陷部24与FET13之间的关系的局部纵剖视图。
与实施方式1相同地，通过凹陷部24来覆盖全部的FET13。此外，在本实施方式中，在各FET13与凹陷部24的内侧面之间夹设有第二导热件40。第二导热件40为例如导热性优异的脂膏、导热片材等。第二导热件40例如与FET13的下侧面和凹陷部24的内侧面接触，将从FET13散发的热量传递到凹陷部24。
这样，在本实施方式涉及的电气装置1中，在FET13发热的情况下，该热量经由第二导热件40而迅速地传导到凹陷部24。接着，散热片221、221a经由凹陷部24的壁部241及底部243来取得热量并使其风冷。因此，能够更有效地对FET13散发的热量进行散热。
对于与实施方式1相同的部分，标注相同的附图标记并省略详细的说明。
应该认为，本次公开的实施方式在全部方面均为示例而没有限制作用。本发明的范围不由上述意思示出，而由权利要求书示出，意在包括与权利要求书相等的意思及范围内的全部变更。
附图标记说明
1电气装置
10基板收纳部
13FET
14第一导热件
20支撑部件
21基部
22散热部
24凹陷部
30电力电路
31基板部
40第二导热件
111～113汇流条
131漏极端子
132源极端子
133栅极端子
221、221a散热片
222一面
223相向板部
241壁部
241A长壁部
242突出端面
243底部
244外侧面
311安装面

Claims (5)

1.一种散热部件，从具有安装有半导体元件的安装面的基板部经由与所述安装面相向的相向板部而取得热量并进行散热，其中，
在所述相向板部具备形成在与所述半导体元件对应的位置的凹陷部，
所述凹陷部与所述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
2.根据权利要求1所述的散热部件，其中，
所述凹陷部的除了底部以外的壁部与所述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
3.根据权利要求1所述的散热部件，其中，
所述凹陷部的除了底部以外的壁部中的沿着所述凹陷部的长度方向延伸的长壁部与所述相向板部的其他部分相比壁厚较厚。
4.根据权利要求3所述的散热部件，其中，
所述散热部件具备散热片，所述散热片成为与所述长壁部的外侧面齐平面，且从所述长壁部的端部连续设置。
5.一种电连接箱，具备：
权利要求1至4中的任一项所述的散热部件；
收纳部，收纳所述基板部；及
导热件，夹设在所述基板部与所述散热部件的所述相向板部之间。
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