CN212344302U

CN212344302U - 电子设备

Info

Publication number: CN212344302U
Application number: CN201890001211.9U
Authority: CN
Inventors: 三轮隆行
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2021-01-12
Anticipated expiration: 2028-08-03
Also published as: JP7074140B2; JPWO2019064929A1; WO2019064929A1

Abstract

本实用新型提供一种电子设备。基座部件(10)的基板(11)具有第1主面(11a)和与第1主面(11a)相反的一侧的第2主面(11b)。基座部件(10)在基板(11)的第1主面(11a)的一侧具有突出的多个螺柱部件(21、22)。此外，基座部件(10)在基板(11)的第2主面(11b)的一侧具有突出的多个螺柱部件(23)。电气部件(51、52)使用该螺柱部件(21)而被直接固定于基板(11)的第1主面(11a)。散热部件(40)通过被插入到基座部(41)的贯通孔(41X)的螺柱部件(23)和与该螺柱部件(23)螺合的紧固部件(例如，螺帽)(28)，被固定于基板(11)的第2主面(11b)。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型涉及具备将从发热部件产生的热量向外部释放的散热部件的电子设备。

背景技术

以往，例如太阳能发电用的功率调节器等的电子设备在壳体内收纳各种电气部件。电气部件通过其动作而发热。因此，这样的电子设备一般具备将电气部件的热量向外部释放的散热部件(例如，参照专利文献1)。为了提高散热性，散热部件被安装于壳体之外。散热部件在形成于其散热部件的基座部的螺孔螺合螺丝而被固定于壳体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第5896833号公报

实用新型内容

-实用新型要解决的课题-

然而，功率调节器等的电子设备可能被设置于屋外。在这样设置的电子设备中，需要防止水向壳体的内部的浸入。因此，例如，用于安装散热部件的螺孔形成为不贯通散热部件。因此，形成螺孔的基座部分变厚，散热部件大型化，并且担心导致电子设备的大型化。

本实用新型的目的在于，提供一种能够抑制大型化的电子设备。

-解决课题的手段-

本公开的一方式即电子设备具有：基板，具有第1主面以及第2主面、和在厚度方向贯通的多个第1贯通孔以及多个第2贯通孔；第1螺柱部件，被打入到所述多个第1贯通孔，从所述第1主面突出；第2螺柱部件，被打入到所述多个第2贯通孔，从所述第2主面突出；第1紧固部件；第2 紧固部件；发热部件，通过所述第1螺柱部件和所述第1紧固部件而被安装于所述第1主面；散热部件，通过所述第2螺柱部件和所述第2紧固部件而被安装于所述第2主面；和外罩部件，被安装为对所述基板的所述第 1主面确保密闭性，并收纳所述发热部件。

通过该结构，发热部件的热量经由基板而传递至散热部件，从该散热部件散热。散热部件通过被打入到基板的第2螺柱部件和第2紧固部件而安装于基板。因此，相比于通过拧入到散热部件的螺丝而在该散热部件固定发热部件、壳体，能够将散热部件轻薄化，能够抑制电子设备的大型化。螺柱部件是在头部不具有插入用于装卸驱动器等的工具的槽等，且在与被固定的基板之间能够确保密闭性的部件。因此，对于具有安装有散热部件的基板的电子设备的内部，能够防止液体从安装有散热部件的一侧的浸入。另外，在本说明书等中，所谓“螺柱部件被打入到贯通孔”，并不局限于通过锤子等的工具来打入螺柱部件的头部并使其与贯通孔压接，例如，也包含向贯通孔按压螺柱部件的头部并使其压接。

在上述的电子设备中，优选所述第1螺柱部件具有：被插入到所述第 1贯通孔的主体部分、和外径比所述第1贯通孔的内径大的头部，所述头部被打入到所述第1贯通孔，由此所述第1螺柱部件与所述基板塑性结合，所述第2螺柱部件具有：被插入到所述第2贯通孔的主体部分、和外径比所述第2贯通孔的内径大的头部，所述头部被打入到所述第2贯通孔，由此所述第2螺柱部件与所述基板塑性结合。

通过该结构，通过第1螺柱部件和第2螺柱部件相对于基板的打入，第1螺柱部件与基板、以及第2螺柱部件与基板塑性结合，可防止水分等的浸入。

在上述的电子设备中，优选所述第2螺柱部件不从所述基板的所述第 1主面突出。

通过该结构，相对于将第2螺柱部件打入的部分，能够在基板的第1 主面配置部件，部件的配置等的设计的自由度变高。

在上述的电子设备中，优选所述第1螺柱部件不从所述基板的所述第 2主面突出。

通过该结构，能够使散热部件与基板的第2主面密接，从基板向散热部件的热传导性良好。

优选上述的电子设备还具备：封装件，被配置于所述外罩部件与所述基板的所述第1主面之间。

通过该结构，能够更加提高电子设备的内部的密闭性。

在上述的电子设备中，优选所述发热部件是被用于将直流电压转换为交流电压的转换电路的部件。

通过该结构，能够确保电子设备的防水性，容易将从电子设备中包含的转换电路产生的热量向外部散热。

在上述的电子设备中，优选所述发热部件是功率半导体元件与反应堆的至少一方。

通过该结构，能够确保电子设备的防水性，能够高效地将发热量较大的功率半导体元件、反应堆热向外部散热。

在上述的电子设备中，优选所述发热部件包含电路基板、被安装于所述电路基板的功率半导体元件，所述电路基板从所述基板的所述第1主面分离地被固定，以使得通过所述第1螺柱部件，所述半导体元件与所述基板的所述第1主面密接。

通过该结构，将布线基板固定于从基板分离的位置，使安装于布线基板的功率半导体元件与基板密接，能够将该功率半导体元件的热量经由基板和散热部件来向外部散热。

-实用新型效果-

通过本实用新型的电子设备，能够抑制大型化。

附图说明

图1(a)是功率调节器的立体图，图1(b)是功率调节器的剖视图。

图2是功率调节器的分解立体图。

图3(a)是从外罩侧观察基板以及螺柱部件的立体图，图3(b)是从散热部件侧观察基板以及螺柱部件的立体图。

图4是表示基板以及螺柱部件的分解立体图。

图5(a)～图5(c)是对螺柱部件相对于基板的压入进行说明的概略剖视图。

图6(a)～图6(c)是对螺柱部件相对于基板的压入进行说明的概略剖视图。

图7是表示针对基板的组装的说明图。

图8是功率调节器的概略块电路图。

具体实施方式

以下，对一实施方式进行说明。

另外，附图可能为了容易理解而将结构要素放大表示。结构要素的尺寸比率可能与实际尺寸比率或者另外附图中的尺寸比率不同。此外，在剖视图中，为了容易理解，可能将一部分的结构要素的阴影省略。

图1(a)是电子设备的一个例子即功率调节器1的概略立体图，图1 (b)是功率调节器1的概略剖视图，图2是功率调节器1的分解立体图。图8是功率调节器的概略块电路图。

如图1(a)所示，功率调节器1具有基座部件10、和安装于基座部件10的外罩部件30以及散热部件40。基座部件10具有基板11。外罩部件30被安装为对基板11确保密闭性。例如，如图1(b)以及图2所示，外罩部件30经由作为框状的弹性部件的封装件31而被安装于基板11。弹性部件例如是橡胶。在通过基板11和外罩部件30而形成的空间，收纳功率调节器1中包含的各种电气部件。

这里，对功率调节器1的电气结构的一个例子进行说明。

如图8所示，功率调节器1与太阳能面板71连接。此外，在功率调节器1，经由电力线72来连接交流负载73。交流负载73例如是与配电盘连接的屋内负载。作为屋内负载的例子，例如举例：照明、冰箱、洗衣机、空调机、微波炉等的一般家用电气设备。另外，交流负载73也可以设为商业设施、工厂内的电气设备。功率调节器1将由太阳能面板71发电的直流电力转换为交流电力并输出。该交流电力被提供给交流负载73。

例如，功率调节器1经由电力线72而与工业电力系统74连接。工业电力系统74是电力公司传送电力的配电系统。功率调节器1能够将太阳能面板71与工业电力系统74连接或者断开。

功率调节器1具有：PV转换器81、逆变器82、滤波器83、继电器84、DC-DC转换器85、控制部86。PV转换器81、逆变器82和DC-DC 转换器85经由直流电压总线87而被相互连接。

PV转换器81是包含功率半导体元件和反应堆的升压斩波器电路。PV 转换器81根据来自控制部86的控制信号而进行动作，对从太阳能面板71 输入的直流电压进行升压并向直流电压总线87输出。

DC-DC转换器85例如是降压电路，将直流电压总线87的直流电压转换为适合于控制部86的动作的直流电压。控制部86基于从DC-DC转换器85提供的直流电压而进行动作，对PV转换器81、逆变器82、继电器84进行控制。

逆变器82是包含至少一个桥电路和反应堆的直流交流转换电路，所述桥电路包含被串联连接的一对功率半导体元件。逆变器82根据来自控制部86的控制信号而进行动作，将PV转换器81的输出电压转换为交流电压。滤波器83对从逆变器82输出的交流电力的高频分量进行降低。

继电器84例如是常开型的电磁继电器，控制部86通过控制信号来对闭合状态和断开状态进行控制。通过继电器84的闭合动作，将基于太阳能面板71的输出电压而生成的交流电压提供给交流负载73。此外，在电力线72与工业电力系统74连接的情况下，通过继电器84的闭合动作/断开动作，能够将太阳能面板71与工业电力系统74连接/断开。

在这样的功率调节器1中，PV转换器81、逆变器82中包含的功率半导体元件、反应堆是需要散热的发热部件。这样的发热部件的热量通过散热部件40而被向功率调节器1的外部散热。

如图1(b)所示，基座部件10的基板11具有：第1主面11a、与第 1主面11a相反的一侧的第2主面11b。在本实施方式中，基板11在端部具有凸缘部12。基板11包含热传导性较高的材料。作为基板11的材料，例如能够使用铝(Al)、铝合金等。

如图1(b)、图2以及图3(a)所示，基座部件10在基板11的第1 主面11a的一侧具有突出的多个螺柱部件21、22。多个螺柱部件21、22 被用于将功率调节器1中包含的各种电气部件安装于基板11。

螺柱部件21是用于将电气部件直接固定于基板11的第1主面11a的固定部件。螺柱部件21例如是在外周面具有螺纹的螺柱螺栓(嵌入螺栓)。图1(b)以及图2所示的电气部件51、52使用该螺柱部件21而被直接固定于基板11的第1主面11a。这些电气部件51、52是需要散热的发热部件，例如是反应堆。电气部件51、52具有螺柱部件21被富裕地插入的插入孔。电气部件51、52通过相对于螺柱部件21螺合的紧固部件(例如，螺帽)26，在与基板11的第1主面11a接触的状态下被固定于第1主面 11a。

螺柱部件22是被用于将电气部件固定于从基板11的第1主面11a分离的位置的固定部件。该螺柱部件22例如是在内周面具有螺纹槽的隔离物部件(嵌入隔离物)。图2所示的电路基板53使用该螺柱部件22而被固定于从基板11分离的位置。在电路基板53，安装电气部件54。该电气部件54是需要散热的发热部件，例如是功率半导体元件。电路基板53通过相对于螺柱部件22进行螺合的紧固部件(例如，螺栓)27，被固定于从基板11的第1主面11a分离的位置。

被安装于电路基板53的电气部件54与基板11的第1主面11a相接。在电气部件54与基板11之间，存在散热片55。散热片55例如是硅胶片。通过该散热片55，电气部件54的热量被高效地传递至基板11。

如图1(b)以及图3(b)所示，基座部件10在基板11的第2主面的一侧具有突出的多个螺柱部件23。多个螺柱部件23是被用于将散热部件40与基板11的第2主面11b直接固定的固定部件。该螺柱部件23例如是在外周面具有螺纹的螺柱螺栓(嵌入螺栓)。如图1(b)所示，散热部件40具有基座部41、和被支承于基座部41的多个散热部件42。如图1 (b)以及图2所示，在基座部41，形成螺柱部件23被富裕地插入的贯通孔41X。例如，基座部41与散热部件42被一体形成。散热部件40包含热传导性较高的材料。例如，作为散热部件40的材料，能够使用铝(Al)、铝合金等。散热部件40通过被插入到基座部41的贯通孔41X的螺柱部件 23、与该螺柱部件23螺合的紧固部件(例如，螺帽)28，被固定于基板 11的第2主面11b。

如图4所示，在基板11，形成在第1主面11a和第2主面开口的多个贯通孔13X、14X、15X。螺柱部件21被从基板11的第2主面11b的一侧打入到贯通孔13X。螺柱部件22被从基板11的第2主面11b的一侧打入到贯通孔14X。螺柱部件23被从基板11的第1主面11a的一侧打入到贯通孔15X。

如图5(a)所示，被打入到基板11的贯通孔15X的螺柱部件23具有：作为主体部分的规定直径的紧固部(螺丝部)23a、作为头部的比紧固部23a扩径的固定部23b。在固定部23b的周面，例如形成锯齿等的凹凸形状。

如图5(b)所示，螺柱部件23的紧固部23a从基板11的第1主面 11a的一侧插入到贯通孔15X。并且，如图5(c)所示，固定部23b被打入到基板11的贯通孔15X。此时，螺柱部件23的固定部23b与基板11 塑性结合。由此，不会产生液体等浸入到螺柱部件23与基板11之间的缝隙。

并且，螺柱部件23被打入到贯通孔15X，以使得固定部23b不从基板11的第1主面11a突出。另外，优选基板11的第1主面11a和在基板 11的第1主面11a的一侧露出的螺柱部件23的固定部23b的面处于相同平面。另外，也可以固定部23b的露出的面位于比基板11的第1主面11a 更靠基板11的内部侧的位置。

如图6(a)所示，被打入到基板11的贯通孔14X的螺柱部件22具有作为主体部分的规定直径的紧固部22a、和作为头部的比紧固部22a扩径的固定部22b。紧固部22a形成为筒状，在内周面形成螺纹槽。在固定部22b的周面，例如形成锯齿等的凹凸形状。

如图6(b)所示，螺柱部件22的紧固部22a被从基板11的第2主面11b的一侧插入到贯通孔14X。并且，如图6(c)所示，固定部22b被打入到基板11的贯通孔14X。此时，螺柱部件22的固定部22b与基板11 塑性结合。由此，不会产生液体等浸入到螺柱部件22与基板11之间的缝隙。

并且，螺柱部件22被打入到贯通孔14X，以使得固定部22b不从基板11的第1主面11a突出。另外，优选基板11的第1主面11a和在基板 11的第1主面11a的一侧露出的螺柱部件22的固定部22b的面处于相同平面。另外，也可以固定部22b的露出的面位于比基板11的第1主面11a 更靠基板11的内部侧的位置。

在图6(a)～图6(c)中，对打入螺柱部件22的情况进行说明，但针对图3(a)等所示的螺柱部件21也同样地打入。并且，在螺柱部件21 与基板11之间不产生缝隙。换句话说，在基板11，液体等在第1主面11a 与第2主面11b之间不流通。

(作用)

如图7所示，在螺柱部件21拧紧紧固部件(螺帽)26，在基板11的第1主面11a固定电气部件(反应堆)51、52。此外，向螺柱部件22拧入紧固部件(螺栓)27，电路基板53被固定于从基板11的第1主面分离的位置。被安装于该电路基板53的功率半导体元件即电气部件54隔着散热片55而与基板11的第1主面11a密接。在螺柱部件23拧紧紧固部件 (螺帽)28，散热部件40被固定于基板11的第2主面11b。

另外，图2等所示的外罩部件30与电气部件51、52同样地，也可以通过被打入到基板11并从该基板11的第1主面11a突出的螺柱部件来与基板11固定。例如，外罩部件30包含矩形状的框部件和将框部件的开口部关闭的板部件，在通过螺柱部件来将框部件固定于基板11之后，板部件被安装为对框部件确保密闭性。

散热部件40具有：形成有螺柱部件23被富裕地插入的贯通孔41X的基座部41、被支承于该基座部41的多个散热部件42。基座部41通过螺柱部件23和紧固部件28而被固定于基板11。因此，相比于螺合螺丝而固定的散热部件，能够使基座部41的厚度较薄。因此，能够实现散热部件 40的小型化。

此外，散热部件40向基座部41插入螺柱部件23，通过与该螺柱部件 23拧紧的紧固部件(螺帽)28而被固定于基板11。因此，从散热部件40 的一侧，通过紧固部件28的拧紧能够将散热部件40固定于基板11。因此，相比于从外罩部件30的一侧将螺丝拧入到散热部件，作业性良好，散热部件40的装卸容易。

固定于基板11的作为发热部件的电气部件51、52、54的热量经由基板11而被传递至散热部件40，从散热部件40散热。基板11通过热传导性较高的材料而形成。因此，与将发热部件直接装于散热部件的部件同样地，能够将电气部件51、52、54的热量散热到功率调节器1的外部。

如以上所述，通过本实施方式，起到以下的效果。

(1)基座部件10的基板11具有第1主面11a、与第1主面11a相反的一侧的第2主面11b。基座部件10在基板11的第1主面11a的一侧具有突出的多个螺柱部件21、22。此外，基座部件10在基板11的第2主面 11b的一侧具有突出的多个螺柱部件23。电气部件51、52使用该螺柱部件21而被直接固定于基板11的第1主面11a。散热部件40通过被插入到基座部41的贯通孔41X的螺柱部件23和与该螺柱部件23螺合的紧固部件(例如，螺帽)28，被固定于基板11的第2主面11b。

电气部件51、52的热量经由基板11而传递至散热部件40，从散热部件40散热。散热部件40通过螺柱部件23和紧固部件28而被固定于基板 11。因此，相比于将螺丝拧入到散热部件并在该散热部件固定发热部件、壳体的情况，能够将散热部件40轻薄化，能够抑制功率调节器1的大型化。

(2)螺柱部件21～23是在头部不具有插入用于驱动器等的装卸的工具的槽等，并在与被固定的基板11之间能够确保密闭性的部件。因此，能够防止相对于具有安装有散热部件40的基板11的功率调节器1的内部，从安装散热部件40的一侧的液体的浸入。此外，能够在不使用粘合剂等的情况下，确保所希望的密闭性。

(3)优选基板11的第1主面11a和在基板11的第1主面11a的一侧露出的螺柱部件23的固定部23b的面处于相同平面。因此，在打入螺柱部件23的基板11的部分，能够与第1主面11a相接并配置电气部件。因此，可得到部件配置的自由度、换句话说在配置设计上获得较高的自由度。

(4)优选基板11的第2主面11b和在基板11的第2主面11b的一侧露出的螺柱部件22的固定部22b的面处于相同平面。因此，能够使散热部件40的整面与基板11的第2主面11b密接。

(5)螺柱部件21、22被打入到形成于基板11的贯通孔13X、14X。因此，在变更成固定于基板11的电气部件的情况下，能够通过变更贯通孔13X、14X的形成位置来进行对应，换句话说能够容易对应设计变更。

另外，上述各实施方式也可以通过以下的方式来实施。

·相对于上述实施方式，也可以在基板11与散热部件40之间存在硅胶片等的散热片。同样地，也可以在基板11与电气部件51、52之间存在散热片。

·在上述实施方式中，说明了使用螺柱部件21来将作为发热部件的反应堆即电气部件51、52直接固定于基板11的情况。与此相对地，也可以使用螺柱部件21来固定反应堆以外的电气部件、电缆等。

-符号说明-

11...基板，11a...第1主面，11b...第2主面，13X、14X...贯通孔(第 1贯通孔)，15X...贯通孔(第2贯通孔)，21、22...螺柱部件(第1螺柱部件)，23...螺柱部件(第2螺柱部件)，26、27...紧固部件(第1紧固部件)，28...紧固部件(第2紧固部件)，30...外罩部件，40...散热部件，41...基座部，42...散热部件，51、52、54...发热部件。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，具有：

基板，具有第1主面以及第2主面、在厚度方向贯通的多个第1贯通孔以及多个第2贯通孔；

第1螺柱部件，被打入到所述多个第1贯通孔，从所述第1主面突出；

第2螺柱部件，被打入到所述多个第2贯通孔，从所述第2主面突出；

第1紧固部件；

第2紧固部件；

发热部件，通过所述第1螺柱部件和所述第1紧固部件而被安装于所述第1主面；

散热部件，通过所述第2螺柱部件和所述第2紧固部件而被安装于所述第2主面；和

外罩部件，被安装为对所述基板的所述第1主面确保密闭性，并收纳所述发热部件。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，

所述第1螺柱部件具有被插入到所述第1贯通孔的主体部分和外径比所述第1贯通孔的内径大的头部，所述头部被打入到所述第1贯通孔，由此所述第1螺柱部件与所述基板塑性结合，

所述第2螺柱部件具有被插入到所述第2贯通孔的主体部分和外径比所述第2贯通孔的内径大的头部，所述头部被打入到所述第2贯通孔，由此所述第2螺柱部件与所述基板塑性结合。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，

所述第2螺柱部件不从所述基板的所述第1主面突出。

4.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，

所述第1螺柱部件不从所述基板的所述第2主面突出。

5.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，

所述电子设备还具备：配置于所述外罩部件与所述基板的所述第1主面之间的封装件。

6.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，

所述发热部件是被用于将直流电压转换为交流电压的转换电路的部件。

7.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，

所述发热部件是功率半导体元件与反应堆的至少一方。

8.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，

所述发热部件包含电路基板和被安装于所述电路基板的功率半导体元件，

所述电路基板从所述基板的所述第1主面分离地被固定，以使得通过所述第1螺柱部件，所述功率半导体元件与所述基板的所述第1主面密接。