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TECHNISCHES GEBIET
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Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie betrifft eine Schaltungseinrichtung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Eine Schaltungseinrichtung, die eine Leiterplatte und ein Wärmeableitungselement aufweist, das an die Leiterplatte geschraubt ist und das Wärme, die von der Leiterplatte erzeugt wird, ableitet, ist bekannt. Ein Sitzabschnitt mit Schraubenlöchern steht von dem Wärmeableitungselement hervor, und die Leiterplatte wird mit dem Wärmeableitungselement durch Schrauben befestigt, die durch die Leiterplatte verlaufen und in die Sitzabschnitte geschraubt werden. In solch einer Schaltungseinrichtung hat ein Wärmeableitungsfett eine Funktion des Übertragens von Wärme, die von der Leiterplatte erzeugt wird, zu dem Wärmeableitungselement und kann zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeableitungselement angeordnet sein (siehe Patentdokument 1).
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument 1:
JP 2015-126105 A -
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Wenn die Leiterplatte an dem Wärmeableitungselement befestigt wird, wird Wärmeableitungsfett an der Fläche des Wärmeableitungselement aufgetragen, die Leiterplatte wird dann auf dem Sitzabschnitt platziert, und die Schrauben werden durch die Leiterplatte geführt und werden in den Sitzabschnitt verschraubt. Wenn das Wärmeableitungsfett zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeableitungselement verteilt wird und den Sitzabschnitt während des Schraubens erreicht, kann das Wärmeableitungsfett in einen Spalt zwischen dem Sitzabschnitt und der Leiterplatte eintreten, und es erschweren, die Dicke des Wärmeableitungsfetts zu steuern oder das Wärmeableitungsfett kann in die Schraubenlöcher eintreten und es erschweren, den Anzugmoment der Schrauben zu steuern, was ein Problem in dem Montageprozess verursachen kann.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Eine Schaltungseinrichtung, die in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, umfasst: eine Schaltungsanordnung mit einer Leiterplatte; ein festes Element, das einen Basisabschnitt, welcher der Leiterplatte zugewandt angeordnet ist, und ein Sockelteil aufweist, das von dem Basisabschnitt in Richtung der Leiterplatte hervorsteht und an die Leiterplatte anschließt, und das an die Leiterplatte geschraubt ist; und ein Wärmeübertragungsmaterial, das zwischen der Leiterplatte und dem Basisabschnitt angeordnet ist und Fließvermögen aufweist, wobei der Basisabschnitt auf einer ersten zugewandten Fläche, die der Leiterplatte zugewandt ist, einen Wärmeübertragungsmaterialaufbringungsbereich aufweist, an welchem das Wärmeübertragungsmaterial aufgetragen wird, und die Leiterplatte eine Abschirmungswand aufweist, die sich von einer zweiten zugewandten Fläche, die dem Basisabschnitt zugewandt ist, in Richtung eines Zwischenbereichs zwischen dem Sockelteil und dem Wärmeübertragungsmaterialaufbringungsbereich in dem Basisabschnitt erstreckt.
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Gemäß der obigen Ausgestaltung wird das Wärmeübertragungsmaterial, das zwischen der Leiterplatte und dem festen Element zum Zeitpunkt des Schraubens gequetscht und verteilt wird, durch die Abschirmungswand gehalten. Als Ergebnis davon wird verhindert, dass das Wärmeübertragungsmaterial das Sockelteil erreicht und in einen Spalt zwischen dem Sockelteil und der Leiterplatte eintritt und Probleme in einem Montageprozess verursacht.
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In der obigen Ausgestaltung kann das feste Element auch ein Wärmeableitungselement sein. Alternativ kann die Schaltungsanordnung auch eine Wärmeerzeugungskomponente aufweisen, die auf der Leiterplatte angebracht ist und Wärme erzeugt, wenn Strom durch diese fließt, und das feste Elemente kann auch ein Abdeckungselement sein, das die Wärmeerzeugungskomponente abdeckt.
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In der obigen Ausgestaltung kann der Basisabschnitt auch eine Nut aufweisen, die sich von einer Fläche vertieft, die der Leiterplatte an einer Position zugewandt ist, welche die Abschirmungswand überlappt.
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Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist es durch Verwenden der Abschirmungswand und der Nut möglich, zuverlässig zu verhindern, dass das Wärmeübertragungsmaterial den Sockelteil erreicht und ein Problem in dem Montageprozess verursacht.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Schaltungseinrichtung ist es möglich, ein Problem in dem Montageprozess zu vermeiden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht einer Schaltungseinrichtung einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A der 1 aufgenommen wurde.
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs R1 in 2.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Abschirmungswand der ersten Ausführungsform.
- 5 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts, von einer Seite einer Wärmeableitungsfläche gesehen, auf welchem die Abschirmungswand in der Leiterplatte der ersten Ausführungsform angebracht ist.
- 6 ist eine Draufsicht einer Wärmesenke, an welcher Wärmeableitungsfett in der ersten Ausführungsform aufgetragen wird.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Schaltungsanordnung an der Wärmesenke in der ersten Ausführungsform montiert ist.
- 8 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Wärmeableitungsfett, das an die Wärmesenke aufgetragen wird, zwischen der Leiterplatte und einem Hauptplattenabschnitt gequetscht und verteilt wird, wenn die Schaltungsanordnung in der ersten Ausführungsform montiert wird, wobei die Schaltungsanordnung weggelassen ist.
- 9 ist eine Querschnittsansicht einer Schaltungseinrichtung gemäß einer Modifikation, die entlang der Linie A-A der 1 aufgenommen wurde.
- 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs R2 in 9.
- 11 ist eine Draufsicht einer Wärmesenke, an welcher Wärmeableitungsfett in der Modifikation aufgetragen wird.
- 12 ist eine Draufsicht einer Schaltungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform.
- 13 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittansicht der Schaltungseinrichtung der zweiten Ausführungsform, die entlang der Linie A-A der 1 aufgenommen wurde.
- 14 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts, von einer Seite der Anbringungsfläche gesehen, auf welchem eine Abschirmungswand in der Leiterplatte der zweiten Ausführungsform angebracht ist.
- 15 ist eine Unteransicht eines Abdeckungselements, an welches das Wärmeableitungsfett in der zweiten Ausführungsform aufgetragen wird.
- 16 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Abdeckungselement und die Schaltungsanordnung an die Wärmesenke in der zweiten Ausführungsform montiert werden.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGFORMEN
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine erste Ausführungsform wird in Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben. Eine Schaltungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Einrichtung, die als ein DC-DC-Wandler, ein AC/DC-Inverter oder dergleichen verwendet wird, die zwischen einer Batterie und verschiedenen fahrzeuginternen elektrischen Komponenten in einem Fahrzeug, wie einem elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, angeordnet ist. Wie in 7 gezeigt, weist die Schaltungseinrichtung 1 eine Schaltungsanordnung 10, eine Wärmesenke 20 (entspricht einem festen Element und einem Wärmeableitungselement), die mit der Schaltungsanordnung 10 verschraubt ist, eine Abschirmungswand 15, die auf der Schaltungsanordnung 10 angebracht ist und Wärmeableitungsfett G (entspricht einem Wärmeübertragungsmaterial), das zwischen der Schaltungsanordnung 10 und der Wärmesenke 20 angeordnet ist, auf.
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Wie in 7 gezeigt, weist die Schaltungsanordnung 10 eine Leiterplatte 11 und mehrere Halbleiterschaltelemente 14 auf, die auf der Leiterplatte 11 angebracht sind. Wie in 3 gezeigt, weist die Leiterplatte 11 eine generelle Ausgestaltung auf, in welcher ein Leiterschaltkreis 11C durch eine gedruckte Schaltungstechnologie auf einer Fläche einer isolierenden Platte 11B, die aus einem Glasbasismaterial oder einem Glasvliesbasismaterial ausgebildet ist, ausgebildet wird. In 1 und 7 wird der Leiterschaltkreis 11C weggelassen, sodass die gesamte Leiterplatte 11 gezeigt wird. Wie in den 1, 2 und 7 gezeigt ist, sind die Halbleiterschaltelemente 14 in einer Linie auf einer Fläche (eine Anbringungsfläche 11F1: die obere Fläche in 2) der Vorder- und Rückflächen der Leiterplatte 11 angeordnet.
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Wie in 7 gezeigt, weist die Leiterplatte 11 mehrere Schraubeneinsetzlöcher 12A und 12B auf, durch welche Schrauben B zum Montieren des Leiterschaltkreises 11 und der Wärmesenke 20 eingesetzt werden können. Eines der Schraubeneinsetzlöcher 12A und 12B ist ein erstes Schraubeneinsetzloch 12A, das in der Umgebung der Haltleiterschaltelemente 14 angeordnet ist. Die mehreren der anderen Schraubeneinsetzlöcher 12B sind in dem Umfangskantenabschnitt der Leiterplatte 11 angeordnet.
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Die Leiterplatte 11 weist ein Anbringungsloch 13 zum Anbringen der Abschirmungswand 15 auf. Wie in 3 und 5 gezeigt, wird das Anbringungsloch 13 durch ein Paar von halbrohrförmigen gebogenen Wänden 13A und 13B, die mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, und ein Paar von Verbindungswänden 13C, welche die zwei gebogenen Wände 13A und 13B verbinden, definiert, und ist ein Loch, das durch die Leiterplatte 11 dringt. Wie in 1 und 3 gezeigt, ist das Anbringungsloch 13 zwischen dem ersten Schraubeneinsetzloch 12A und den Halbleiterschaltelementen 14 angeordnet, und wie in 5 gezeigt, sind die zwei gebogenen Wände 13A und 13B in Richtung des ersten Schraubeneinsetzlochs 12A gebogen.
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Die Abschirmungswand 15 ist aus einem Metall ausgebildet und ist ein plattenartiges Element, welches halbrohrförmig, wie in 4 gezeigt ist, gebogen ist. Wie in 1, 3 und 5 gezeigt, wird ein Großteil der Abschirmungswand 15 in dem Anbringungsloch 13 aufgenommen, und ein Teil der Abschirmungswand 15 steht von der anderen Fläche (eine Wärmeableitungsfläche 11F2: die untere Fläche in 2: entspricht einer zweiten zugewandten Fläche) der Vorder- und Rückflächen der Leiterplatte 11 hervor, und ist in Richtung des ersten Schraubeneinsetzlochs 12A gebogen. Wie in 3 gezeigt, werden die Spalten zwischen den inneren Wandflächen (die gebogenen Wände 13A und 13B und die Verbindungswände 13C) des Anbringungslochs 13 und der Abschirmungswand 15 mit Lot H gefüllt, wodurch die Abschirmungswand 15 an der Leiterplatte befestigt 11 wird.
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Die Wärmesenke 20 ist ein Element, das aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit ausgebildet ist, und einen Hauptplattenabschnitt 21 (entspricht einem Basisabschnitt), welcher der Leiterplatte 11 zugewandt angeordnet ist, und mehrere Wärmeableitungsrippen 22 aufweist, die, wie in 2 gezeigt ist, von dem Hauptplattenabschnitt 21 hervorstehen. Der Hauptplattenabschnitt 21 ist ein plattenförmiger Abschnitt, der geringfügig größer als die Leiterplatte 11 ist. Die Wärmeableitungsrippen 22 sind plattenförmige Abschnitte, die senkrecht zu dem Hauptplattenabschnitt 21 von einer Fläche (die untere Fläche in 2) der Vorder- und Rückflächen des Hauptplattenabschnitts 21 hervorstehen, und sind parallel zueinander.
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Die andere Fläche (die obere Fläche in 2) der Vorder- und Rückflächen des Hauptplattenabschnitts 21 ist eine Wärmeübertragungsfläche 21F (entspricht einer ersten zugewandten Fläche), die der Leiterplatte 11 zugewandt ist, und wie in 7 gezeigt, stehen mehrere Vorsprungsteile 23A und 23B, die als Sockel zum Stützen der Leiterplatte 11 dienen, von der Wärmeübertragungsfläche 21F hervor. Wie in 7 gezeigt, weist jedes der Vorsprungsteile 23A und 23B eine zylindrische Form auf, und wie in 3 gezeigt, weist ein Schraubenloch 24 auf, das offen zu einer Fläche ist, die der Leiterplatte 11 zugewandt ist. Die Vorsprungsteile 23A und 23B sind an Positionen angeordnet, die jeweils den Schraubeneinsetzlöchern 12A und 12B der Leiterplatte 11 entsprechen. Eines der Vorsprungsteile 23A und 23B ist ein erstes Vorsprungsteil 23A (entspricht einem Sockelteil), das an einer Position angeordnet ist, die dem ersten Schraubeneinsetzloch 12A entspricht. Die anderen Vorsprungsteile 23B sind an Positionen angeordnet, die den anderen Schraubeneinsetzlöchern 12B entsprechen.
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Wie in 6 gezeigt, ist ein Teil der Wärmeübertragungsfläche 21F ein erster Fettauftragungsbereich 21G, an welchen das Wärmeableitungsfett G aufgetragen wird, wenn die Leiterplatte 11 und die Wärmesenke 20 montiert werden. Der erste Fettauftragungsbereich 21G ist in einem Bereich lokalisiert, der mit den Halbleiterschaltelementen 14 (ein Bereich direkt unter den Halbleiterschaltelementen 14 in 2) in einem Zustand überlappt, in dem die Leiterplatte 11 an der Wärmesenke 20 montiert wird.
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Die Leiterplatte 11 ist auf den Vorsprungsteilen 23A und 23B gestützt, wobei die Wärmeableitungsfläche 11F2 dem Hauptplattenabschnitt 21 zugewandt ist. Die Schrauben B werden jeweils in die Schraubeneinsetzlöcher 12A und 12B eingesetzt und in die Vorsprungsteile 23A und 23B geschraubt, wodurch die Leiterplatte 11 an der Wärmesenke 20 befestigt wird. Zwischen der Leiterplatte 11 und dem Hauptplattenabschnitt 21 gibt es einen Spalt, welcher der Höhe der Vorsprungsteile 23A und 23B entspricht, und wie in den 2 und 3 gezeigt ist, wird ein Teil des Spalts mit dem Wärmeableitungsfett G gefüllt. Genauer gesagt, das Wärmeableitungsfett G wird in einer Region angeordnet, die mit den Halbleiterschaltelementen 14 (ein Bereich direkt unter den Halbleiterschaltelementen 14 in 2 und 3) zwischen der Leiterplatte 11 und dem Hauptplattenabschnitt 21 überlappt.
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Es ist gewünscht, dass das Wärmeableitungsfett G eine thermische Leitfähigkeit aufweist, die größer als die von Luft ist, und unmittelbar nach dem diese aufgetragen wird, weist das Wärmeableitungsfett G in einem solchen Maß Fließvermögen auf, dass das Wärmeableitungsfett G durch Pressung der Leiterplatte 11 und dem Hauptplattenabschnitt 21 durch Befestigen der Schrauben B fließt. Es ist auch gewünscht, dass das Wärmeableitungsfett G eine Eigenschaft aufweist, bei der es sich in einem solchen Maße schrittweise verfestigt, dass das Wärmeableitungsfett G selbst bei Schrägstellung der Schaltungseinrichtung 1 durch Verflüchtigung eines im Wärmeableitungsfett G enthaltenen Lösungsmittels, Aufnahme von Luftfeuchtigkeit oder dergleichen, nicht nach unten tropft. Silikonfett kann beispielsweise als das Wärmeableitungsfett G verwendet werden.
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Wenn Strom durch den Leiterschaltkreis 11C fließt, der auf der Leiterplatte 11 ausgebildet ist, erzeugen die Halbleiterschaltelemente 14 Wärme. Die erzeugte Wärme wird an die Wärmesenke 20 über das Wärmeableitungsfett G übertragen und von der Wärmesenke 20 abgeleitet.
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Der Prozess des Herstellens der Schaltungseinrichtung 1 durch das oben beschriebene Montieren der Leiterplatte 11 und der Wärmesenke 20 wird nachfolgend beschrieben.
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Wie in 6 gezeigt, wird als erstes das Wärmeableitungsfett G an den ersten Fettauftragungsbereich 21G der Wärmesenke 20 aufgetragen. Wie in 7 gezeigt, wird als nächstes die Leiterplatte 11 auf den Vorsprungsteilen 23A und 23B platziert während die Schraubeneinsetzlöcher 12A und 12B jeweils mit den Vorsprungsteilen 23A und 23B ausgerichtet werden. In einem Zustand, in welchem die Leiterplatte 11 an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, ist der erste Fettauftragungsbereich 21G in einem Bereich angeordnet, der mit den Halbleiterschaltelementen 14 (ein Bereich, der direkt unter den mehreren Halbleiterschaltelementen 14 in 2 ist) überlappt. Auch erstreckt sich die Abschirmungswand 15 in Richtung eines Zwischenbereichs zwischen dem Wärmeableitungsfett G, das an den ersten Fettauftragungsbereich 21G aufgetragen wird, und dem ersten Vorsprungsteil 23A in einer Richtung, die in Richtung des ersten Vorsprungsteils 23A vertieft ist.
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Als nächstes werden die Schrauben B jeweils in die Schraubeneinsetzlöcher 12A und 12B eingesetzt und werden jeweils in die Vorsprungsteile 23A und 23B geschraubt, wodurch die Leiterplatte 11 an der Wärmesenke 20 befestigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Wärmeableitungsfett G zwischen der Leiterplatte 11 und dem Hauptplattenabschnitt 21 aufgrund des Druckes, der durch Befestigen der Schrauben B ausgeübt wird, gequetscht, und verteilt sich, wie in 8 gezeigt ist, von dem ersten Fettauftragungsbereich 21G nach au-ßen. Obwohl ein Teil des Wärmeableitungsfetts G dazu tendiert sich in Richtung des ersten Vorsprungsteils 23A zu verteilen, wird, wie in 3 und 8 gezeigt, das Wärmeableitungsfett G durch die Abschirmungswand 15 gehalten. Wie in 3 gezeigt, hängt die Abschirmungswand 15 von der Leiterplatte 11 in Richtung des Hauptplattenabschnitts 21, und das erste Vorsprungsteil 23A steigt von dem Hauptplattenabschnitt 21 in Richtung der Leiterplatte 11 empor. Selbst wenn dementsprechend das Wärmeableitungsfett G geringfügig in die Umgebung des Bodens des ersten Vorsprungteils 23A von dem Spalt zwischen der Abschirmungswand 15 und dem Hauptplattenabschnitt 21 eintritt, wird das Wärmeableitungsfett G daran gehindert, in dem ersten Vorsprungsteil 23A zu versickern. Als ein Ergebnis davon wird verhindert, dass das Wärmeableitungsfett G in den Spalt zwischen dem ersten Vorsprungsteil 23A und der Leiterplatte 11 eintritt, und dicker als oder gleich einem festgelegten Wert wird. Zusätzlich ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher das Wärmeableitungsfett G in das Schraubenloch 24 des ersten Vorsprungsteils 23A eintritt und ein Anzugmomentmanagement der Schrauben B schwierig wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Schaltungseinrichtung 1, wie oben beschrieben, die Schaltungsanordnung 10, die Wärmesenke 20 und das Wärmeableitungsfett G auf. Die Schaltungsanordnung 10 weist die Leiterplatte 11 auf. Die Wärmesenke 20 weist den Hauptplattenabschnitt 21, welcher der Leiterplatte 11 zugewandt angeordnet ist, und die Vorsprungsteile 23A und 23B auf, die von dem Hauptplattenabschnitt 21 in Richtung der Leiterplatte 11 hervorstehen und an die Leiterplatte 11 anschließen, und ist ein Element, das an die Leiterplatte 11 geschraubt wird. Das Wärmeableitungsfett G ist ein Wärmeübertragungsmaterial, das zwischen der Leiterplatte 11 und dem Hauptplattenabschnitt 21 angeordnet ist und Fließvermögen aufweist. Der Hauptplattenabschnitt 21 weist, auf der Wärmeübertragungsfläche 21F, die der Leiterplatte 11 zugewandt angeordnet ist, den ersten Fettauftragungsbereich 21G auf, an welchen das Wärmeableitungsfett G aufgetragen wird. Die Leiterplatte 11 weist die Abschirmungswand 15 auf, die sich von der ersten Wärmeableitungsfläche 11F2, die dem Hauptplattenabschnitt 21 zugewandt ist, in Richtung des Zwischenbereichs zwischen dem ersten Vorsprungsteil 23A und dem ersten Fettauftragungsbereich 21G in dem Hauptplattenabschnitt 21 erstreckt.
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Wenn gemäß der obigen Ausgestaltung die Leiterplatte 11 und die Wärmesenke 20 zusammen geschraubt werden, wird das Wärmeableitungsfett G, das sich zwischen der Leiterplatte 11 und der Wärmesenke 20 verteilt, durch die Abschirmungswand 15 gehalten. Als Ergebnis davon wird vermieden, dass das Wärmeableitungsfett G das erste Vorsprungsteil 23A erreicht und in den Spalt zwischen dem ersten Vorsprungsteil 23A und der Leiterplatte 11 eintritt, sodass Probleme beim Montageprozess entstehen.
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MODIFIKATION
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Eine Modifikation wird in Bezug auf die 9 bis 11 beschrieben. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform weist die Schaltungseinrichtung 30 der Modifikation auf: eine Schaltungsanordnung 10 mit einer Leiterplatte 11 und mehreren Schaltelementen 14; eine Wärmesenke 40, die mit der Schaltungsanordnung 10 verschraubt ist; eine Abschirmungswand 15, die auf der Schaltungsanordnung 10 angebracht ist; und ein Wärmeableitungsfett G, dass zwischen der Schaltungsanordnung 10 und der Wärmesenke 40 (siehe 9) angeordnet ist.
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Ähnlich zu der Ausführungsform weist die Wärmesenke 40 einen plattenförmigen Hauptplattenabschnitt 41, welcher der Leiterplatte 11 zugewandt angeordnet ist, und mehrere Wärmeableitungsrippen 22 auf, die von dem Hauptplattenabschnitt 41 (siehe 9) hervorstehen.
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Die Wärmesenke 40 weist eine Dämmnut 42 (entspricht einer Nut) auf. Wie in 10 gezeigt, ist die Dämmnut 42 eine Nut, die sich von der Wärmeübertragungsfläche 41F (entspricht einer ersten zugewandten Fläche), die der Leiterplatte 11 zugewandt ist, in den Hauptplattenabschnitt 41 vertieft. Wie in 11 gezeigt, ist die Dämmnut 42 auch zwischen dem ersten Vorsprungsteil 23A und dem ersten Fettaufbringungsbereich 21G angeordnet und erstreckt sich, während sie gebogen und vertieft ist, in Richtung der Seite des ersten Vorsprungsteils 23A. Wie in 10 gezeigt, ist die Dämmnut 42 in einem Bereich angeordnet, der mit der Abschirmungswand 15 (ein Bereich direkt unter der Abschirmungswand 15 in 10) in einem Zustand überlappt, in welchem die Leiterplatte 11 an der Wärmesenke 40 montiert ist. Die Dämmnut 42 kann also auch die Abschirmungswand 15 nicht komplett überlappen und ein Teil der Dämmnut 42 kann auch geringfügig verschoben sein.
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Da die anderen strukturellen Merkmale die gleichen sind wie die der ersten Ausführungsform, werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen strukturellen Merkmalen gegeben und auf die Beschreibung hiervon wird verzichtet.
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Gemäß der vorliegenden Modifikation ist es durch Verwenden von sowohl der Abschirmungswand 15 als auch der Dämmnut 42 möglich, zuverlässig zu verhindern, dass das Wärmeableitungsfett G das erste Vorsprungsteil 23A erreicht und den Montageprozess beeinträchtigt.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine zweite Ausführungsform wird in Bezug auf die 12 bis 16 beschrieben. Die Schaltungseinrichtung 50 einer zweiten Ausführungsform weist auf: eine Schaltungsanordnung 60; eine Wärmesenke 70, die mit der Schaltungsanordnung 60 verschraubt ist; ein Abdeckungselement 80 (entspricht einem festen Element), das mit der Schaltungsanordnung 60 verschraubt ist; und Wärmeableitungsfett G, das zwischen der Schaltungsanordnung 60 und der Wärmesenke 70, und zwischen der Schaltungsanordnung 60 und dem Abdeckungselement 80 angeordnet ist.
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Ähnlich zu der ersten Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung 60 eine Leiterplatte 61 und mehrere Halbleiterschaltelemente 14 (entspricht den Wärmeerzeugungskomponenten) auf, die auf einer Fläche (eine Anbringungsfläche 61F1: entspricht einer zweiten zugewandten Fläche) der Leiterplatte 61 (siehe 13 und 16) angebracht sind.
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Wie in 16 gezeigt, weist die Leiterplatte 61 mehrere Schraubeneinsetzlöcher 62A, 62B und 62C auf, durch welche Schrauben B zum Montieren des Abdeckungselements 80 und der Wärmesenke 70 eingesetzt werden können. Zwei der Schraubeneinsetzlöcher 62A, 62B und 62C sind das erste Schraubeneinsetzloch 62A und das zweite Schraubeneinsetzloch 62B, die auf gegenüberliegenden Seiten der Reihe von Halbleiterschaltelementen 14 angeordnet sind. Das erste Schraubeneinsetzloch 62A ist näher an der Reihe der Halbleiterschaltelemente 14 als das zweite Schraubeneinsetzloch 62A angeordnet. Die anderen Schraubeneinsetzlöcher 62C sind in dem Umfangskantenabschnitt der Leiterplatte 61 angeordnet.
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Die Abschirmungswand 15 ist auf der Leiterplatte 61 angebracht. Wie in 13 und 14 gezeigt, sind die Form und die Anbringungsform der Abschirmungswand 15 die gleichen wie die der ersten Ausführungsform mit Ausnahme, dass ein Teil der Abschirmungswand 15 so angebracht ist, dass es von der Anbringungsfläche 61F1 der Leiterplatte 61 hervorsteht.
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Ähnlich zu der ersten Ausführungsform weist die Wärmesenke 70 einen plattenförmigen Hauptplattenabschnitt 71 (entspricht einem Basisabschnitt), welcher der Leiterplatte 11 zugewandt angeordnet ist, und mehrere Wärmeableitungsrippen 22 auf, die von einer Fläche des Hauptplattenabschnitts 71 (siehe 16) hervorstehen. In dem Hauptplattenabschnitt 71 stehen mehrere Sockel, die zum Stützen der Leiterplatte 11 dienen, von einer Wärmeübertragungsfläche 71F, die der Leiterplatte 11 zugewandt ist, hervor. Wie in 13 gezeigt, ist ein erstes Vorsprungsteil 72A der Vorsprungsteile an einer Position angeordnet, die dem ersten Schraubeneinsetzloch 62A entspricht. Obwohl nicht im Detail gezeigt, sind die anderen Vorsprungsteile an Positionen angeordnet, die jeweils den Schraubeneinsetzlöchern 62B und 62C der Leiterplatte 61 entsprechen. Das erste Vorsprungsteil 72A weist eine zylindrische Form auf, und wie in 13 gezeigt, weist ein Schraubenloch 24 auf, das zu einer Fläche offen ist, die der Leiterplatte 11 zugewandt ist. Das gleiche gilt für die anderen Vorsprungsteile.
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Wie in 15 gezeigt, weist das Abdeckungselement 80 einen Abdeckungsabschnitt 81 (entspricht einem Basisabschnitt) und zwei Anbringungssäulen (eine erste Anbringungssäule 82A und eine zweite Anbringungssäule 82B) auf, welche von dem Abdeckungsabschnitt 81 hervorstehen. Der Abdeckungsabschnitt 81 ist ein verlängerter plattenförmiger Abschnitt und eine Fläche der Vorder- und Rückflächen ist eine der Platte zugewandte Fläche 81F (entspricht einer ersten zugewandten Fläche), die der Leiterplatte 61, wie in 13 gezeigt, zugewandt ist. Die zwei Anbringungssäulen 82A und 82B sind zylindrische Abschnitte, die von der der Platte zugewandten Fläche 81F hervorstehen. Wie in 15 gezeigt, ist die erste Anbringungssäule 82A (entspricht einem Sockelteil) an einem Ende des Abdeckungsabschnitts 81 angeordnet, und die zweite Anbringungssäule 82B ist an dem anderen Ende des Abdeckungsabschnitts 81 angeordnet. Ein Teil des Bereiches der der Platte zugewandten Fläche 81F, der zwischen den zwei Anbringungssäulen 82A und 82B angeordnet ist, ist ein zweiter Fettaufbringungsbereich 81G (entspricht einem Wärmeübertragungsmaterialaufbringungsbereich), an welchen das Wärmeableitungsfett G angewendet wird, wenn die Leiterplatte 61 und das Abdeckungselement 80 montiert werden. Der zweite Fettaufbringungsbereich 81G ist näher an der ersten Anbringungssäule 82A als an der zweiten Anbringungssäule 82B angeordnet. Das Abdeckungselement 80 weist zwei Durchgangslöcher 83 auf, die durch den Abdeckungsabschnitt 81 und die zwei Anbringungssäulen 82A und 82B dringen.
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Wie in 13 gezeigt, wird die Leiterplatte 61 auf den mehreren von Vorsprungsteilen mit der Fläche (eine Wärmeableitungsfläche 61F2), die gegenüberliegend zu der Anbringungsfläche 61F1 ist, die dem Hauptplattenabschnitt 71 zugewandt ist, gestützt. Die Schrauben B werden durch die Schraubeneinsetzlöcher 62C gesetzt und mit den Vorsprungsteilen (nicht gezeigt), die entsprechend der Schraubenlöcher 62C angeordnet sind, verschraubt. Als Ergebnis davon wird die Leiterplatte 61 an der Wärmesenke 70 befestigt. Zwischen der Leiterplatte 61 und dem Hauptplattenabschnitt 71 ist ein Spalt, welcher der Höhe der Vorsprungsteile entspricht, und ähnlich zu der ersten Ausführungsform, wird ein Teil des Spalts mit dem Wärmeableitungsfett G gefüllt.
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Das Abdeckungselement 80 ist so auf der Leiterplatte 61 platziert, dass die der Platte zugewandte Fläche 81F der Leiterplatte 61 zugewandt ist und die Anbringungssäulen 82A und 82B an die Anbringungsfläche 61F1 anschlie-ßen, wodurch die Halbleiterschaltelemente 14 abgedeckt werden. Wie in 13 gezeigt, wird eine Schraube B in das Durchgangsloch 83 der ersten Anbringungssäule 82A und des ersten Einsetzlochs 62A eingesetzt, und wird mit dem ersten Vorsprungsteil 72A verschraubt. Die andere eine Schraube B wird in das Durchgangsloch 83 der zweiten Anbringungssäule 82B und des zweiten Schraubeneinsetzlochs 62B eingesetzt, und wird mit dem anderen Vorsprungsteil (nicht gezeigt), das an einer Position angeordnet ist, die dem zweiten Schraubeneinsetzloch 62B entspricht, verschraubt. Als ein Ergebnis davon wird das Abdeckungselement 80 an der Leiterplatte 61 befestigt. Wie in 13 gezeigt, gibt es einen Spalt, welcher der Höhe der Anbringungssäulen 82A und 82B zwischen der Leiterplatte 61 und dem Abdeckungsabschnitt 81 entspricht, und der Großteil des Spaltes, mit Ausnahme eines Abschnitts, der nahe an der zweiten Anbringungssäule 82B ist, wird mit dem Wärmeableitungsfett G gefüllt. Die Halbleiterschaltelemente 14 sind in dem Wärmeableitungsfett G eingebettet.
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Da die anderen strukturellen Merkmale die gleichen sind wie die der ersten Ausführungsform, werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen strukturellen Merkmalen gegeben und auf die Beschreibung hiervon wird verzichtet.
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Der Prozess des Herstellens der oben beschriebenen Schaltungseinrichtung 50 durch Montage der Leiterplatte 61, der Wärmesenke 70 und des Abdeckungselements 80 wird nachfolgend beschrieben.
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Der Prozess der Montage der Leiterplatte 61 und der Wärmesenke 70 ist derselbe wie der der ersten Ausführungsform.
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Das Abdeckungselement 80 wird zu einer Anordnung montiert, in welcher die Leiterplatte 61 und die Wärmesenke 70 montiert sind. Wie in 15 gezeigt, wird das Wärmeableitungsfett G an den zweiten Wärmeauftragungsbereich 81G des Abdeckungselements 80 aufgetragen. Wie in 16 gezeigt, wird das Abdeckungselement 80, an welchem das Wärmeableitungsfett G aufgetragen wird, auf der Leiterplatte 61 platziert, während die erste Anbringungssäule 82A und das erste Schraubeneinsetzloch 62A miteinander ausgerichtet werden und die zweite Anbringungssäule 82B und das zweite Schraubeneinsetzloch 62B miteinander ausgerichtet werden. In einem Zustand, in welchem das Abdeckungselement 80 an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, ist der zweite Fettaufbringungsbereich 81G in einem Bereich angeordnet, der mit den Halbleiterschaltelementen 14 (ein Bereich direkt über den Halbleiterschaltelementen 14 in 13), überlappt, und die Abschirmungswand 15 erstreckt sich in Richtung eines Zwischenbereichs zwischen dem zweiten Fettaufbringungsbereich 81G und der ersten Anbringungssäule 82A in einer Richtung, die in Richtung der Seite der ersten Anbringungssäule 82A vertieft ist.
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Dann wird eine Schraube B in das Durchgangsloch 83 der ersten Anbringungssäule 82A und das erste Schraubeneinsetzloch 62A eingesetzt, und wird mit dem ersten Vorsprungsteil 72A verschraubt. Ähnlich wird die andere Schraube B in das Durchgangsloch 83 der zweiten Anbringungssäule 82B und das zweite Schraubeneinsetzloch 62B eingesetzt, und wird mit dem Vorsprungsteil (nicht gezeigt), das diesen Löchern entspricht, verschraubt.
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Zu diesem Zeitpunkt wird das Wärmeableitungsfett G zwischen dem Abdeckungsabschnitt 81 und der Leiterplatte 61 durch den Druck, der durch Befestigen der Schrauben B ausgeübt wird, gequetscht, und verteilt sich, wie in 12 gezeigt, zu der Außenseite des zweiten Fettaufbringungsbereichs 81G. Obwohl ein Teil des Wärmeableitungsfetts G dazu neigt, sich in Richtung der ersten Anbringungssäule 82A zu verteilen, wird das Wärmeableitungsfett G durch die Abschirmungswand 15 gehalten. Hier steigt die Abschirmungswand 15 von der Leiterplatte 61 in Richtung des Abdeckungsabschnitts 81 empor und die erste Anbringungssäule 82A hängt von dem Abdeckungsabschnitt 81 in Richtung der Leiterplatte 61. Selbst wenn das Wärmeableitungsfett G auf der Abschirmungswand 15 verläuft und geringfügig in die erste Anbringungssäule 82A von dem Spalt zwischen der Abschirmungswand 15 und der Leiterplatte 61 eintritt, wird mit der in 13 gezeigten Ausgestaltung verhindert, dass das Wärmeableitungsfett G über die Abschirmungswand 15 läuft und nach unten tropft und den distalen Endabschnitt (unterer Endabschnitt in 13) der ersten Anbringungssäule 82A erreicht. Als ein Ergebnis davon wird verhindert, dass das Wärmeableitungsfett G in den Spalt zwischen der ersten Anbringungssäule 82A und der Leiterplatte 61 eintritt und dicker als oder gleich einem festgelegten Wert wird. Zusätzlich ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher das Wärmeableitungsfett G in das Schraubenloch 24 der ersten Anbringungssäule 82A eintritt, und ein Anzugmomentmanagement der Schrauben B schwierig wird.
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Wie oben beschrieben, weist die Schaltungseinrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Schaltungsanordnung 60, das Abdeckungselement 80 und das Wärmeableitungsfett G auf. Die Schaltungsanordnung 60 weist die Leiterplatte 61 und die Halbleiterschaltelemente 14 auf, die auf der Leiterplatte 61 angebracht sind. Das Abdeckungselement 80 weist den Abdeckungsabschnitt 81, welcher der Leiterplatte 61 zugewandt angeordnet ist, und die Anbringungssäulen 82A und 82B auf, die von dem Abdeckungsabschnitt 81 in Richtung der Leiterplatte 61 hervorstehen und an die Leiterplatte 61 anschließen bzw. anstoßen, und ist ein Element, das durch Schrauben an der Leiterplatte 61 befestigt wird. Das Wärmeableitungsfett G ist ein Wärmeübertragungsmaterial, das zwischen der Leiterplatte 61 und dem Abdeckungsabschnitt 81 angeordnet ist und Fließvermögen aufweist. Der Abdeckungsabschnitt 81 weist auf der der Platte zugewandten Fläche 81F, welche der Leiterplatte 61 zugewandt ist, einen zweiten Fettaufbringungsbereich 81G auf, an welchem das Wärmeableitungsfett G aufgetragen wird. Die Leiterplatte 61 weist die Abschirmungswand 15 auf, die sich von der Anbringungsfläche 11F1, die dem Abdeckungsabschnitt 81 zugewandt ist, in Richtung eines Zwischenbereichs zwischen der ersten Anbringungssäule 82A und des zweiten Fettaufbringungsbereichs 81G in dem Abdeckungsabschnitt 81 erstreckt.
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Wenn gemäß der obigen Ausgestaltung die Leiterplatte 61 und das Abdeckungselement 80 miteinander verschraubt werden, wird das Wärmeableitungsfett G, das zwischen der Leiterplatte 61 und dem Abdeckungselement 80 verteilt wird, durch die Abschirmungswand 15 gehalten. Als ein Ergebnis davon wird vermieden, dass das Wärmeableitungsfett G die erste Anbringungssäule 82A erreicht und in den Spalt zwischen der ersten Anbringungssäule 82A und der Leiterplatte 61 eintritt, sodass Probleme im Montageprozess verursacht werden.
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ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie ist nicht auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsformen beschränkt, und weist beispielsweise die folgenden verschiedenen Aspekte auf.
- (1) In den obigen Ausführungsformen ist die Abschirmungswand 15 aus Metall ausgebildet und der Spalt zwischen der inneren Wandfläche des Anbringungslochs 13 und der Abschirmungswand 15 ist mit Lot H gefüllt. Allerdings kann die Abschirmungswand beispielsweise auch aus synthetischem Kunststoff ausgebildet sein, und der Spalt zwischen der inneren Wandfläche des Anbringungslochs und der Abschirmungswand kann auch mit einem Klebstoff gefüllt werden.
- (2) In den obigen Ausführungsformen weist die Leiterplatte 11 das Anbringungsloch 13 zum Anbringen der Abschirmungswand 15 auf. Allerdings kann die Leiterplatte auch nicht ein Anbringungsloch aufweisen, und die Abschirmungswand kann auch an der Fläche der Leiterplatte durch Löten oder einen Klebstoff befestigt werden.
- (3) In den obigen Ausführungsformen ist die Wärmeerzeugungskomponente ein Halbleiterschaltelement. Allerdings kann die Wärmeerzeugungskomponente auch beispielsweise ein Widerstand oder eine Spule sein.
- (4) In den obigen Ausführungsformen wird Wärmeableitungsfett als ein Wärmeübertragungsmaterial verwendet. Allerdings kann ein Klebstoff, welcher ein Fließvermögen unmittelbar nach dem Aufbringen aufweist und sich danach verhärtet auch verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 30, 50
- Schaltungseinrichtung
- 10
- Schaltungsanordnung
- 11, 61
- Leiterplatte
- 11F2
- Wärmeableitungsfläche (zweite zugewandte Fläche)
- 14
- Halbleiterschaltelement (Wärmeerzeugungskomponente)
- 15
- Abschirmungswand
- 20, 40
- Wärmesenke (festes Element, Wärmeableitungselement)
- 21, 41
- Hauptplattenabschnitt (Basisabschnitt)
- 21F, 41F
- Wärmeübertragungsfläche (erste zugewandte Fläche)
- 21G
- erster Fettaufbringungsbereich (Wärmeübertragungsmaterialaufbringungs bereich)
- 23A
- erstes Vorsprungsteil (Sockelteil)
- 42
- Dämmnut (Nut)
- 61F1
- Anbringungsfläche (zweite zugewandte Fläche)
- 80
- Abdeckungselement (festes Element)
- 81
- Abdeckungsabschnitt (Basisabschnitt)
- 81F
- der Platte zugewandte Fläche (erste zugewandte Fläche)
- 81G
- zweiter Fettaufbringungsbereich (Wärmeübertragungsmaterialaufbringungsbereich)
- 82A
- erste Anbringungssäule (Sockelteil)
- G
- Wärmeableitungsfett (Wärmeübertragungsmaterial)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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