JP2018157201A - Resistance device and manufacturing method of resistance device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、絶縁層の他方の面側に配設されたヒートシンクと、を有する抵抗装置、及び、この抵抗装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a resistance device having a resistance element in which a resistor is formed on one surface of an insulating layer, and a heat sink disposed on the other surface side of the insulating layer, and a method of manufacturing the resistance device It is about.
近年、ハイブリット自動車や燃料電池自動車などに代表される高圧直流電源を備えた車両が急速に普及しつつある。
こうした高圧直流電源を備えた車両では、主に安全性の観点から、モータ駆動電圧よりも低い電圧の高圧直流電源を用いている。そして、この高圧直流電源の出力電圧を昇圧コンバータ(アップコンバータ)により昇圧し、モータ駆動用のインバータに印加する昇圧コンバータ・インバータ回路方式が主に採用されている。
In recent years, vehicles equipped with a high-voltage DC power source typified by a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle are rapidly spreading.
A vehicle equipped with such a high-voltage DC power supply uses a high-voltage DC power supply having a voltage lower than the motor drive voltage mainly from the viewpoint of safety. A boost converter / inverter circuit system is mainly employed in which the output voltage of the high-voltage DC power source is boosted by a boost converter (up converter) and applied to an inverter for driving a motor.
上述の昇圧コンバータ・インバータ回路では、高圧直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、この昇圧直流電圧を交流電圧に変換して交流回転電機に印加するインバータとを接続したものから構成されている(例えば、特許文献1参照)。
そして、昇圧コンバータ・インバータ回路では、インバータ用の平滑コンデンサと並列に放電用の抵抗装置が接続されている。
The above-described boost converter / inverter circuit is configured by connecting a boost converter that boosts the voltage of a high-voltage DC power supply and an inverter that converts the boost DC voltage into an AC voltage and applies the AC voltage to an AC rotating electrical machine ( For example, see Patent Document 1).
In the boost converter / inverter circuit, a discharging resistance device is connected in parallel with the smoothing capacitor for the inverter.
ここで、従来の抵抗装置としては、例えば図15及び図16に示すように、絶縁層331の一方の面に抵抗体332が形成されるとともに絶縁層331の他方の面側に緩衝層333が形成された抵抗素子330が、ヒートシンク320上に搭載された構造とされている。上述の抵抗素子330は、封止樹脂318によって封止されており、抵抗体332の一端及び他端にそれぞれ形成された電極部335,335に外部端子315,315が接続され、この外部端子315が封止樹脂318から外部に突出している。そして、この抵抗装置310においては、外部端子315,315及び電極部335,335を介して抵抗体332に通電することにより放電を行う。放電によって発生した熱はヒートシンク320を介して放熱される。
Here, as a conventional resistance device, for example, as shown in FIGS. 15 and 16, a
従来、上述のような抵抗装置は、ヒートシンクの搭載面の所定の位置に抵抗素子を配置して接合し、この抵抗素子を囲うように型枠を配置し、この型枠内に樹脂を流し込んで抵抗素子を樹脂封止することによって製造される。
なお、このような抵抗装置は、上述の放電用以外にも、抵抗体を適切に選択することで様々な用途で使用される。
Conventionally, the resistance device as described above has a resistance element arranged and bonded at a predetermined position on the mounting surface of the heat sink, a mold is arranged so as to surround the resistance element, and a resin is poured into the mold. The resistance element is manufactured by resin sealing.
Note that such a resistance device is used for various purposes by appropriately selecting a resistor in addition to the above-described discharge device.
ここで、従来の抵抗装置を製造する際には、抵抗素子の位置決めを精度良く行う必要があることから、抵抗素子の位置を測定しながら配置していたため、作業が非常に煩雑となるといった問題があった。また、ろう材等を用いてヒートシンクと抵抗素子とを接合する場合、接合時に液相が生じるため、抵抗素子の位置ズレが生じるおそれがあった。
また、抵抗素子の接合後に樹脂封止を行う際に、設置した型枠の位置ズレが生じるおそれがあった。また、型枠とヒートシンクとの隙間から樹脂が漏れ出してしまうおそれがあった。
さらに、ヒートシンクに抵抗素子を接合する際には、ヒートシンクの熱膨張係数と抵抗素子(絶縁層)の熱膨張係数との差によって、反りが生じてしまうといった問題があった。
Here, when manufacturing a conventional resistance device, it is necessary to position the resistance element with high accuracy, and therefore, the position of the resistance element was arranged while being measured, so that the work becomes very complicated. was there. Further, when the heat sink and the resistance element are bonded using a brazing material or the like, a liquid phase is generated at the time of bonding, which may cause a positional shift of the resistance element.
Moreover, when resin sealing is performed after the bonding of the resistance elements, there is a possibility that the installed formwork may be misaligned. In addition, the resin may leak from the gap between the mold and the heat sink.
Further, when the resistance element is joined to the heat sink, there is a problem that warpage occurs due to the difference between the thermal expansion coefficient of the heat sink and the thermal expansion coefficient of the resistance element (insulating layer).
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ヒートシンクの反りの発生が抑制されるとともに抵抗素子が精度良く配置され、さらに放熱特性に優れた抵抗装置及び、この抵抗装置を比較的容易に精度良く製造することが可能な抵抗装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the resistance device in which the occurrence of warping of the heat sink is suppressed and the resistance element is accurately arranged, and further has excellent heat dissipation characteristics, and the resistance device are compared. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a resistance device that can be manufactured easily and accurately.
上記課題を解決するために、本発明の抵抗装置は、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、前記絶縁層の他方の面側に配設され、前記抵抗素子を搭載するヒートシンクと、を有する抵抗装置であって、前記ヒートシンクのうち前記抵抗素子が搭載される搭載面には収容凹部が形成されており、この収容凹部内に前記抵抗素子が収容され、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子が樹脂によって封止されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a resistance device according to the present invention includes a resistance element in which a resistor is formed on one surface of an insulating layer, and the other side of the insulating layer. A resistance device having a heat sink to be mounted, wherein an accommodation recess is formed on a mounting surface of the heat sink on which the resistance element is mounted, and the resistance element is accommodated in the accommodation recess, and the accommodation The resistance element accommodated in the recess is sealed with resin.
本発明の抵抗装置によれば、ヒートシンクに収容凹部が形成されており、この収容凹部内に収容された抵抗素子が樹脂によって封止されているので、抵抗素子を所定の位置に精度良く配置することが可能となる。
また、収容凹部が形成されることによってヒートシンクの曲げ剛性が高くなり、反りの発生を抑制することができる。
さらに、収容凹部が形成されることによってヒートシンクの表面積が大きくなり、且つ、抵抗素子を封止した樹脂とヒートシンクとの接触面積が大きくなるため、放熱特性に優れている。
According to the resistance device of the present invention, the housing recess is formed in the heat sink, and the resistance element housed in the housing recess is sealed with resin, so that the resistance element is accurately arranged at a predetermined position. It becomes possible.
In addition, the formation of the housing recess increases the bending rigidity of the heat sink, thereby suppressing the occurrence of warpage.
Furthermore, since the accommodation recess is formed, the surface area of the heat sink is increased, and the contact area between the resin encapsulating the resistance element and the heat sink is increased.
ここで、本発明の抵抗装置においては、前記ヒートシンクと前記絶縁層との間に、前記ヒートシンクよりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層が形成されていることが好ましい。
この場合、上述の緩衝層が変形することによって、絶縁層とヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する熱歪を吸収することができ、反りの発生、及び、絶縁層の割れを抑制することができる。
Here, in the resistance device of the present invention, it is preferable that a buffer layer made of a material having a deformation resistance smaller than that of the heat sink is formed between the heat sink and the insulating layer.
In this case, the deformation of the buffer layer described above can absorb thermal strain due to the difference in thermal expansion coefficient between the insulating layer and the heat sink, and suppress warpage and cracking of the insulating layer. Can do.
また、本発明の抵抗装置においては、前記収容凹部の底面に、前記緩衝層が収容される緩衝層収容凹部が形成されていてもよい。
この場合、前記緩衝層が緩衝層収容凹部に収容されることにより、緩衝層が設けられた抵抗素子の位置決めがなされ、抵抗素子を所定の位置に、さらに精度良く配置することが可能となる。
In the resistance device of the present invention, a buffer layer housing recess for housing the buffer layer may be formed on the bottom surface of the housing recess.
In this case, when the buffer layer is accommodated in the buffer layer accommodating recess, the resistance element provided with the buffer layer is positioned, and the resistance element can be arranged at a predetermined position with higher accuracy.
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記ヒートシンクの前記搭載面には、前記搭載面から突出する突状部が設けられており、前記突状部によって前記収容凹部が形成されていることが好ましい。
この場合、前記ヒートシンクの前記搭載面に突状部が設けられることによって、ヒートシンクの曲げ剛性がさらに向上し、反りの発生を確実に抑制することができる、また、この突状部によってヒートシンクの表面積が確実に大きくなり、放熱特性をさらに向上させることができる。
Furthermore, in the resistance device of the present invention, it is preferable that the mounting surface of the heat sink is provided with a projecting portion protruding from the mounting surface, and the housing recess is formed by the projecting portion. .
In this case, by providing a projecting portion on the mounting surface of the heat sink, the bending rigidity of the heat sink can be further improved, and the occurrence of warpage can be reliably suppressed. Is reliably increased, and the heat dissipation characteristics can be further improved.
また、本発明の抵抗装置においては、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されていてもよい。
この場合、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されているので、前記収容凹部内における樹脂の流れ込みが促進され、抵抗素子を確実に樹脂封止することが可能となる。
In the resistance device of the present invention, the wall surface and the bottom surface of the housing recess may be connected via a curved surface portion.
In this case, since the wall surface and the bottom surface of the housing recess are connected via the curved surface, the flow of the resin into the housing recess is promoted, and the resistance element can be reliably sealed with the resin.
さらに、本発明の抵抗装置においては、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部が積層されており、前記枠体部には、ねじを通すための枠体貫通穴が形成されており、前記枠体貫通穴を通したねじによって、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とがねじ固定されている構成としてもよい。
この場合、ヒートシンクが厚さ方向に分割されているので、例えば、上側部分を硬い材料で構成し、下側部分を放熱性の良い材料とすることで、強度と放熱性を両立することが可能な抵抗装置が得られる。また、ヒートシンク本体と枠体部がねじ固定されているので、これらの位置決めを行うことができる。
Furthermore, in the resistance device of the present invention, the heat sink main body and the frame body portion that forms the side surface of the housing recess are laminated, and the frame body portion is formed with a frame through hole for passing a screw. The heat sink main body and the frame body portion may be fixed by screws through screws through the frame body through holes.
In this case, since the heat sink is divided in the thickness direction, for example, it is possible to achieve both strength and heat dissipation by configuring the upper portion with a hard material and the lower portion with a material with good heat dissipation. Can be obtained. Moreover, since the heat sink main body and the frame body portion are fixed by screws, these positioning can be performed.
また、本発明の抵抗装置においては、前記枠体貫通穴が複数設けられている構成としてもよい。
この場合、複数個のねじによって固定することができ、ヒートシンク本体と枠体部の位置決めを容易にすることが可能となる。
In the resistance device of the present invention, a plurality of the frame through holes may be provided.
In this case, it can fix with a some screw | thread, and it becomes possible to make positioning of a heat sink main body and a frame part easy.
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とがろう付けされている構成としてもよい。
この場合、枠体部とヒートシンク本体とをろう付けすることにより、樹脂封止時における樹脂の漏れを確実に防ぐことが可能となる。
Furthermore, in the resistance device of the present invention, the heat sink main body and the frame body portion may be brazed.
In this case, it is possible to reliably prevent resin leakage during resin sealing by brazing the frame body portion and the heat sink body.
また、本発明の抵抗装置においては、前記絶縁層には、ねじを通すための絶縁層貫通穴が設けられており、前記絶縁層貫通穴を通したねじによって、抵抗素子とヒートシンクがねじ固定されている構成としてもよい。
この場合、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することにより、抵抗素子の位置決めを行うことが可能となる。
In the resistance device of the present invention, the insulating layer is provided with an insulating layer through-hole for allowing a screw to pass therethrough, and the resistance element and the heat sink are screw-fixed by the screw through the insulating layer through-hole. It is good also as composition which has.
In this case, it is possible to position the resistance element by screwing the resistance element and the bottom surface of the accommodating recess.
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記絶縁層貫通穴が複数設けられている構成としてもよい。
この場合、複数個のねじによって固定することができ、抵抗素子の位置決めを容易にすることが可能となる。
Furthermore, in the resistance device of the present invention, a plurality of the insulating layer through holes may be provided.
In this case, it can be fixed by a plurality of screws, and the positioning of the resistance element can be facilitated.
また、本発明の抵抗装置においては、前記緩衝層には、ねじを通すための緩衝層貫通穴が設けられており、前記緩衝層貫通穴を通したねじによって、抵抗素子とヒートシンクがねじ固定されている構成としてもよい。
この場合、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することにより、抵抗素子の位置決めを行うことが可能となる。
In the resistance device of the present invention, the buffer layer is provided with a buffer layer through-hole for allowing a screw to pass therethrough, and the resistance element and the heat sink are fixed by screws through the buffer layer through-hole. It is good also as composition which has.
In this case, it is possible to position the resistance element by screwing the resistance element and the bottom surface of the accommodating recess.
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記緩衝層貫通穴が複数設けられている構成としてもよい。
この場合、複数個のねじによって固定することができ、抵抗素子の位置決めを容易にすることが可能となる。
Furthermore, in the resistance device of the present invention, a plurality of the buffer layer through holes may be provided.
In this case, it can be fixed by a plurality of screws, and the positioning of the resistance element can be facilitated.
また、本発明の抵抗装置においては、前記抵抗素子と前記ヒートシンクがろう付けされている構成としてもよい。
この場合、前記抵抗素子と前記ヒートシンクとを確実に接合することができる。
In the resistance device of the present invention, the resistance element and the heat sink may be brazed.
In this case, the resistance element and the heat sink can be reliably bonded.
本発明の抵抗装置の製造方法は、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、前記絶縁層の他方の面側に配設されたヒートシンクと、を有する抵抗装置の製造方法であって、前記ヒートシンクに収容凹部を形成する収容凹部形成工程と、前記絶縁層の一方の面に前記抵抗体を形成して前記抵抗素子を得る抵抗体形成工程と、前記抵抗素子を前記ヒートシンクの前記収容凹部内に配置する抵抗素子収容工程と、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子を樹脂で封止する樹脂封止工程と、を備えていることを特徴としている。 A method of manufacturing a resistance device according to the present invention is a method for manufacturing a resistance device having a resistance element in which a resistor is formed on one surface of an insulating layer, and a heat sink disposed on the other surface side of the insulating layer. A method of forming a housing recess in the heat sink; a resistor forming step of obtaining the resistor by forming the resistor on one surface of the insulating layer; and It is characterized by comprising: a resistance element housing step that is arranged in the housing recess of the heat sink; and a resin sealing step that seals the resistance element housed in the housing recess with a resin.
このような構成とされた抵抗装置の製造方法によれば、前記ヒートシンクに収容凹部を形成する収容凹部形成工程と、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子を樹脂で封止する樹脂封止工程と、を備えているので、収容凹部に流し込んだ樹脂が漏れ出すことがなく、樹脂封止を比較的容易に行うことができる。また、前記抵抗素子の位置ズレが生じることがなく、精度良く抵抗装置を製造することができる。 According to the manufacturing method of the resistance device having such a configuration, the housing recess forming step for forming the housing recess in the heat sink, and the resin sealing for sealing the resistance element housed in the housing recess with the resin Therefore, the resin poured into the housing recess is not leaked, and the resin sealing can be performed relatively easily. In addition, the resistance element can be manufactured with high accuracy without causing a positional shift of the resistance element.
ここで、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記絶縁層の他方の面に、前記ヒートシンクよりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層を形成する緩衝層形成工程を有することが好ましい。
この場合、ヒートシンクと絶縁層との間に緩衝層を形成することができ、この緩衝層が変形することによって絶縁層とヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する熱歪を吸収し、反りの発生、及び、絶縁層の割れを抑制することができる。
Here, in the method of manufacturing a resistance device according to the present invention, it is preferable to include a buffer layer forming step of forming a buffer layer made of a material having a deformation resistance smaller than that of the heat sink on the other surface of the insulating layer.
In this case, a buffer layer can be formed between the heat sink and the insulating layer, and the deformation of the buffer layer absorbs the thermal strain caused by the difference in thermal expansion coefficient between the insulating layer and the heat sink, and warps. Generation | occurrence | production and the crack of an insulating layer can be suppressed.
また、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記収容凹部形成工程において、前記収容凹部の底面に緩衝層収容凹部を形成し、前記抵抗素子収容工程において、前記緩衝層収容凹部内に前記緩衝層を配置する構成としてもよい。
この場合、前記抵抗素子収容工程において、前記緩衝層収容凹部内に前記緩衝層を配置することにより、緩衝層が設けられた抵抗素子の位置決めがなされ、抵抗素子を所定の位置に、さらに精度良く配置することが可能となる。
In the method for manufacturing a resistance device of the present invention, a buffer layer housing recess is formed on the bottom surface of the housing recess in the housing recess forming step, and the buffer layer housing recess is formed in the buffer layer housing recess in the resistance element housing step. It is good also as a structure which arrange | positions a layer.
In this case, in the resistive element housing step, the resistive element provided with the buffer layer is positioned by disposing the buffer layer in the buffer layer accommodating recess, and the resistive element is placed at a predetermined position with higher accuracy. It becomes possible to arrange.
さらに、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記収容凹部形成工程において、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されている形状とする構成としてもよい。
この場合、樹脂封止工程において、前記収容凹部内における樹脂の流れ込みが促進され、抵抗素子を確実に樹脂封止することが可能となる。
Furthermore, in the manufacturing method of the resistance device of the present invention, the housing recess forming step may have a configuration in which a wall surface and a bottom surface of the housing recess are connected via a curved surface portion.
In this case, in the resin sealing step, the flow of the resin into the housing recess is promoted, and the resistance element can be reliably sealed with the resin.
また、本発明の抵抗装置の製造方法においては、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することにより、前記ヒートシンク及び前記収容凹部を形成する構成としてもよい。
この場合、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することで、収容凹部を備えたヒートシンクを成形することが可能となる。
Moreover, in the manufacturing method of the resistance device of the present invention, the heat sink and the housing recess are formed by laminating and joining the heat sink body and the frame body portion that forms the side surface of the housing recess. Also good.
In this case, it is possible to form a heat sink having a housing recess by laminating and joining the heat sink body and the frame body portion that forms the side surface of the housing recess.
ここで、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とを、ねじ固定する構成としてもよい。
この場合、比較的容易に前記ヒートシンク本体と前記枠体部とを積層して接合することができ、収容凹部を備えたヒートシンクを成形することが可能となる。また、固定ねじをアルミニウム等で形成することで、熱伝導性を確保することができる。
Here, in the manufacturing method of the resistance device according to the present invention, the heat sink body and the frame body portion may be screw-fixed.
In this case, the heat sink main body and the frame body portion can be laminated and joined relatively easily, and a heat sink having an accommodation recess can be formed. Moreover, thermal conductivity can be ensured by forming the fixing screw with aluminum or the like.
また、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記抵抗素子収容工程において、前記抵抗素子を前記収容凹部の底部にねじ固定する構成としてもよい。
この場合、前記抵抗素子収容工程において、前記抵抗素子を前記収容凹部の底部にねじ固定するので、抵抗措置の位置精度をさらに向上させることができる。
Moreover, in the manufacturing method of the resistance device of this invention, it is good also as a structure which fixes the said resistance element to the bottom part of the said accommodation recessed part in the said resistance element accommodation process.
In this case, since the resistance element is screwed to the bottom of the accommodation recess in the resistance element accommodation step, the position accuracy of the resistance measure can be further improved.
さらに、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に前記抵抗素子を収容し、前記ヒートシンクを分割する構成としてもよい。
この場合、複数の抵抗装置を効率よく製造することが可能となる。
Furthermore, in the method for manufacturing a resistance device according to the present invention, a plurality of receiving recesses may be formed in the heat sink, the resistance element may be stored in each receiving recess, and the heat sink may be divided.
In this case, a plurality of resistance devices can be efficiently manufactured.
また、前記抵抗素子を樹脂で封止した後、前記ヒートシンクを分割する構成としてもよい。
この場合、複数の抵抗装置を効率よく製造することが可能となる。
The heat sink may be divided after the resistance element is sealed with resin.
In this case, a plurality of resistance devices can be efficiently manufactured.
本発明によれば、ヒートシンクの反りの発生が抑制されるとともに抵抗素子が精度良く配置され、さらに放熱特性に優れた抵抗装置、及び、この抵抗装置を比較的容易に精度良く製造することが可能な抵抗装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of warping of the heat sink and to accurately arrange the resistance element, to further improve the heat dissipation characteristics, and to produce the resistance device relatively easily and accurately. A method for manufacturing a simple resistance device can be provided.
以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<第一の実施形態>
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。
本実施形態に係る抵抗装置10は、放電用途に使用されるものであり、図1及び図2に示すように、ヒートシンク20と、ヒートシンク20上に搭載された抵抗素子30と、抵抗素子30に接続された外部端子15,15と、を備えている。
<First embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
The
ヒートシンク20は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の熱伝導性に優れた材料で構成されており、本実施形態では、例えばA3003等のアルミニウム合金で構成されたものとされている。
このヒートシンク20においては、その一面(図1及び図2において上面)が抵抗素子30の搭載面21とされている。また、このヒートシンク20の他面(図1及び図2において下面)側には、冷却器(図示なし)が積層可能とされており、ヒートシンク20には、冷却器への固定する固定ネジが挿通される固定用孔部22,22が形成されている。
The
One surface (the upper surface in FIGS. 1 and 2) of the
そして、このヒートシンク20の搭載面21には、抵抗素子30が収容される収容凹部24が形成されている。ここで、収容凹部24の深さは、例えば2mm以上10mm以下の範囲内とされており、本実施形態では、4mmとされている。
なお、本実施形態においては、収容凹部24は、図1に示すように、上面視して矩形状をなすように構成されている。
The mounting
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態においては、図1及び図2に示すように、ヒートシンク20の搭載面21から上方に向けて突出するように設けられた突状部25によって、収容凹部24が形成されている。すなわち、上述の突状部25が収容凹部24の側壁を構成しているのである。この突状部25の厚さは、1mm以上10mm以下の範囲とされている。また、本実施形態では、突状部25の高さは、収容凹部24の深さと同一とされている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
抵抗素子30は、図2に示すように、絶縁層31と、この絶縁層31の一方の面(図2において上面)に形成された抵抗体32と、絶縁層31の他方の面(図2において下面)に形成された緩衝層33と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
絶縁層31は、例えば絶縁性および放熱特性に優れた窒化ケイ素(Si3N4)、窒化アルミニウム(AlN)、アルミナ(Al2O3)等のセラミックスで構成されており、本実施形態では、絶縁層31は、アルミナで構成されている。
また、絶縁層31の厚さは、例えば、0.1mm以上2mm以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、0.64mmに設定されている。
The insulating
The thickness of the insulating
抵抗体32は、その両端にそれぞれ電極部35,35が形成されており、両端の電極部35,35に電圧が印加された際の電気抵抗として作用する。ここで、抵抗体32としては、例えば、Ta−Si系薄膜抵抗体やRuO2厚膜抵抗体を用いることができる。本実施形態においては、抵抗体32は、RuO2厚膜抵抗体によって構成され、その厚さが、例えば、3μm以上30μm以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、8μmとされている。
The
電極部35,35は、抵抗体32に電圧を印加するための電気的な接続部であり、導電体、例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銀又は銀合金等によって構成されている。本実施形態では、電極部35,35は、銀−パラジウム合金によって構成され、その厚さが、例えば、3μm以上30μm以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、10μmに設定されている。
なお、この電極部35,35には、外部端子15,15がそれぞれ接続されている。この外部端子15は、導電体、例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銀又は銀合金等のワイヤや帯状体で構成されている。
The
緩衝層33は、ヒートシンク20よりも変形抵抗の小さい材料で構成されており、本実施形態では、純度が99.99質量%以上のアルミニウム(4Nアルミニウム)で構成されている。
この緩衝層33の厚さは、0.5mm以上5mm以下の範囲内とされており、本実施形態では、2.1mmとされている。
The
The thickness of the
そして、上述の抵抗素子30は、ヒートシンク20の収容凹部24内に収容されており、抵抗素子30の緩衝層33が収容凹部24の底部に接合されている。
収容凹部24内に収容された抵抗素子30は、封止樹脂18によって封止されており、この封止樹脂18から外部端子15のみが外部に突出されている。ここで、封止樹脂18としては、例えばエポキシ系やウレタン系樹脂等を用いることができる。
The
The
なお、本実施形態においては、封止樹脂18の上端は、収容凹部24の上端と同一又は収容凹部24の上端よりも低い位置となるように、収容凹部24内に流し込まれる封脂量が設定されている。ここで、封止樹脂18の上端と収容凹部24の上端との差は0mm以上1mm以下の範囲内であることが好ましい。封止樹脂18の上端と収容凹部24の上端との差を0mm以上とすることで、取り扱い時に封止樹脂18に封止された抵抗素子30が破損することを抑制できる。一方、封止樹脂18の上端と収容凹部24の上端との差を1mm以下とすることで、取り扱い時に収容凹部24の開口端が破損することを抑制できる。
In the present embodiment, the amount of grease poured into the
次に、本実施形態である抵抗装置10の製造方法について、図3に示すフロー図を用いて説明する。
まず、ヒートシンク20の搭載面21に収容凹部24を形成する(収容凹部形成工程S11)。本実施形態では、ヒートシンク20の搭載面21に対してプレス加工することにより、突状部25を設けて収容凹部24を形成している。
Next, the manufacturing method of the
First, the
また、セラミックスからなる絶縁層31の一方の面に抵抗体32を形成する(抵抗体形成工程S21)。本実施形態では、印刷焼成によって抵抗体32を形成している。
次に、抵抗体32の両端に、電極部35,35を形成する。(電極部形成工程S22)。本実施形態では、印刷焼成によって電極部35,35を形成している。
次に、絶縁層31の他方の面に緩衝層33を形成する(緩衝層形成工程S23)。本実施形態では、絶縁層31の他方の面にアルミニウム板を接合することによって緩衝層33を形成している。なお、本実施形態では、Al−Si系ろう材を用いてアルミニウム板を接合している。
このようにして、絶縁層31の一方の面に抵抗体32が形成され、他方の面に緩衝層33が形成された抵抗素子30が得られる。
Further, the
Next,
Next, the
Thus, the
次に、ヒートシンク20に設けられた収容凹部24に抵抗素子30を収容する(抵抗素子収容工程S01)。このとき、収容凹部24の底部と緩衝層33と接合する。本実施形態では、緩衝層33及びヒートシンク20がともにアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されているので、Al−Si系ろう材を用いて収容凹部24の底部と緩衝層33と接合している。
次に、収容凹部24に収容された抵抗素子30の電極部35,35に外部端子15,15を接続する(外部端子接続工程S02)。本実施形態では、はんだ付けによって電極部35,35と外部端子15,15と接続している。
そして、収容凹部24内に樹脂を流し込むことにより、収容凹部24内に収容された抵抗素子30を樹脂封止する(樹脂封止工程S03)。
このような工程により、本実施形態である抵抗装置10が製造される。
Next, the
Next, the
And by pouring resin in the accommodation recessed
Through such steps, the
以上のような構成とされた本実施形態である抵抗装置10においては、ヒートシンク20の搭載面21に形成された収容凹部24内に抵抗素子30が収容され、この収容凹部24に樹脂が流し込まれることによって抵抗素子30が樹脂封止されているので、抵抗素子30(抵抗体32)の位置ズレがなく、抵抗素子30(抵抗体32)を所定の位置に精度良く配置することができる。
In the
また、収容凹部24が形成されることによってヒートシンク20の曲げ剛性が向上することになり、抵抗装置10における反りの発生を抑制することができる。特に、本実施形態では、ヒートシンク20の搭載面21に突状部25が設けられているので、この突状部25が補強リブのように作用して確実に曲げ剛性が向上し、反りの発生が抑制されている。具体的には、本実施形態である抵抗装置10の反り量は、収容凹部24の対角線の長さL(mm)とした場合に0.004×L以下とされている。なお、本実施形態における反り量は、ヒートシンク下面(裏面)を測定し、測定範囲は収容凹部24が形成されている領域とし、モアレ干渉法により得られる測定値の最大値と最小値との差とした。
Further, the formation of the
さらに、本実施形態である抵抗装置10においては、ヒートシンク20に収容凹部24が形成されることによって表面積が大きくなっており、さらに、抵抗素子30を封止した封止樹脂18が収容凹部24の側壁(突状部25)との接触することで接触面積が大きくなるため、抵抗体32で発生した熱をヒートシンク20側へと速やかに伝達することができ、放熱特性に優れている。
Further, in the
また、本実施形態では、絶縁層31の他方の面に、ヒートシンク20よりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層33が形成されており、この緩衝層33を介してヒートシンク20と絶縁層31とが積層されているので、緩衝層33が変形することによって絶縁層31とヒートシンク20との熱膨張係数の差に起因する熱歪を吸収することができ、反りの発生、及び、絶縁層31の割れを抑制することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態である抵抗装置10の製造方法によれば、ヒートシンク20に収容凹部24を形成する収容凹部形成工程S11と、収容凹部24内に収容された抵抗素子30を樹脂で封止する樹脂封止工程S03と、を備えているので、流し込んだ樹脂が漏れ出すことがなく、樹脂封止工程S03を比較的容易に行うことができる。
また、収容凹部24を形成する際に、抵抗素子30の位置決めを行うことができ、さらに、接合時に抵抗素子30の位置ズレが生じることがなく、抵抗素子30の位置精度が向上する。よって、本実施形態である抵抗装置10を比較的容易に、かつ、精度良く製造することができる。
According to the manufacturing method of the
Moreover, when forming the accommodation recessed
<第二の実施形態>
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と同等の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第二の実施形態である抵抗装置110は、ヒートシンク120と、ヒートシンク120上に搭載された抵抗素子130と、抵抗素子130に接続された外部端子15,15と、を備えている。また、抵抗素子130は、封止樹脂18によって封止されている。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member equivalent to 1st embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
The
抵抗素子130は、図4及び図5に示すように、絶縁層31と、この絶縁層31の一方の面(図2において上面)に形成された抵抗体32と、絶縁層31の他方の面(図2において下面)に形成された緩衝層133と、を備えている。
緩衝層133は、ヒートシンク120よりも変形抵抗の小さい材料で構成されており、本実施形態では、純度が99.99質量%以上のアルミニウム(4Nアルミニウム)で構成されている。この緩衝層133の厚さは、0.5mm以上5mm以下の範囲内とされており、本実施形態では、2.1mmとされている。
そして、本実施形態では、図4に示すように、緩衝層133の幅は、絶縁層31よりも小さくされている。
4 and 5, the
The
In this embodiment, the width of the
ヒートシンク120は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の熱伝導性に優れた材料で構成されており、本実施形態では、例えばA3003等のアルミニウム合金で構成されたものとされている。
このヒートシンク120の搭載面121には、抵抗素子130が収容される収容凹部124が形成されている。
ここで、図5に示すように、収容凹部124の深さL1は、例えば2mm以上10mm以下の範囲内とされており、本実施形態では、4mmとされている。なお、本実施形態においては、収容凹部124は、図4及び図5に示すように、上面視して矩形状をなすように構成されている。
The
On the mounting
Here, as shown in FIG. 5, the depth L1 of the
さらに、本実施形態においては、この収容凹部124の底面に、上述した緩衝層133が収容される緩衝層収容凹部127が形成されている。この緩衝層収容凹部127は、上述の緩衝層133に応じた形状とされており、緩衝層収容凹部127によって、収容凹部124内において、緩衝層133(抵抗素子130)が位置決めされる。
Further, in the present embodiment, the buffer layer
ここで、本実施形態においては、図5に示すように、収容凹部124の側面124aと底面124bとが曲面部を介して接続されている。
また、緩衝層収容凹部127の側面127aと底面127bとは互いに直交するように形成されており、曲面部は形成されていない。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the side surface 124a and the bottom surface 124b of the
Further, the
次に、本実施形態である抵抗装置110の製造方法について説明する。
まず、ヒートシンク120の搭載面121に収容凹部124及び緩衝層収容凹部127を形成する(収容凹部形成工程)。
Next, a method for manufacturing the
First, the
また、セラミックスからなる絶縁層31の一方の面に抵抗体32を形成する(抵抗体形成工程)。本実施形態では、印刷焼成によって抵抗体32を形成している。
次に、抵抗体32の両端に、電極部35,35を形成する。(電極部形成工程)。本実施形態では、印刷焼成によって電極部35,35を形成している。
次に、絶縁層31の他方の面に緩衝層133を形成する(緩衝層形成工程)。本実施形態では、絶縁層31の他方の面にアルミニウム板を接合することによって緩衝層133を形成している。なお、本実施形態では、Al−Si系ろう材を用いてアルミニウム板を接合している。
このようにして、絶縁層31の一方の面に抵抗体32が形成され、他方の面に緩衝層133が形成された抵抗素子130が得られる。
Further, the
Next,
Next, the
In this manner, the
次に、ヒートシンク120に設けられた収容凹部124に抵抗素子130を収容する(抵抗素子収容工程)。このとき、収容凹部124の底部に形成された緩衝層収容凹部127に緩衝層133を配置することで、収容凹部124内において、緩衝層133(抵抗素子130)が位置決めされる。
そして、緩衝層133(抵抗素子130)とヒートシンク120を接合する。本実施形態では、緩衝層133及びヒートシンク120がともにアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されているので、Al−Si系ろう材を用いて、緩衝層133(抵抗素子130)とヒートシンク120を接合している。
Next, the
Then, the buffer layer 133 (resistive element 130) and the
次に、収容凹部124に収容された抵抗素子130の電極部35,35に外部端子15,15を接続する(外部端子接続工程)。本実施形態では、はんだ付けによって電極部35,35と外部端子15,15と接続している。
そして、収容凹部124内に樹脂を流し込むことにより、収容凹部124内に収容された抵抗素子130を樹脂封止する(樹脂封止工程)。
このような工程により、本実施形態である抵抗装置110が製造される。
Next, the
Then, the
By such a process, the
以上のような構成とされた本実施形態である抵抗装置110においては、ヒートシンク120に形成された収容凹部124内に抵抗素子130が収容され、この収容凹部124に樹脂が流し込まれることによって抵抗素子130が樹脂封止されているので、抵抗素子130(抵抗体32)の位置ズレがなく、抵抗素子130(抵抗体32)を所定の位置に精度良く配置することができる。
さらに、本実施形態においては、収容凹部124の底面に、緩衝層133が収容される緩衝層収容凹部127が形成されているので、収容凹部124内において、緩衝層133(抵抗素子130)が位置決めされることになり、さらに精度良く位置決めを行うことが可能となる。
In the
Furthermore, in this embodiment, since the buffer layer
また、本実施形態においては、収容凹部124の側面124aと底面124bとが曲面部を介して接続されているので、収容凹部124内における樹脂の流れ込みが促進され、抵抗素子130を確実に樹脂封止することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、緩衝層収容凹部127の側面127aと底面127bとは互いに直交するように形成されているので、緩衝層133(抵抗素子130)をさらに精度良く位置決めすることができる。
In the present embodiment, since the side surface 124a and the bottom surface 124b of the
Furthermore, in the present embodiment, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、放電用途の抵抗装置として説明したが、これに限定されることはなく、ヒータ等の他の抵抗装置であってもよい。
また、本実施形態では、絶縁層の他方の面に緩衝層を形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えばヒートシンク自体の変形抵抗が小さい場合や絶縁層の強度が高い場合などには、緩衝層を形成する必要はない。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, although the present embodiment has been described as a resistance device for discharge use, the present invention is not limited to this and may be another resistance device such as a heater.
In this embodiment, the buffer layer is formed on the other surface of the insulating layer. However, the present invention is not limited to this. For example, when the deformation resistance of the heat sink itself is small or the strength of the insulating layer is high. In some cases, it is not necessary to form a buffer layer.
また、本実施形態では、ヒートシンクの搭載面に突状部を設けることで収容凹部を形成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図6及び図7に示すように、ヒートシンク220自体を厚く形成し、ヒートシンク220の搭載面221から厚さ方向に掘り下げることによって収容凹部224を形成した抵抗装置210であってもよい。
さらに、図8に示すように、収容凹部が形成される領域を厚く形成し、搭載面から厚さ方向に掘り下げて収容凹部を形成してもよい。
In the present embodiment, the housing recess is formed by providing a protruding portion on the mounting surface of the heat sink. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. Alternatively, the
Furthermore, as shown in FIG. 8, a region where the accommodation recess is formed may be formed thick, and the accommodation recess may be formed by digging down in the thickness direction from the mounting surface.
また、図9及び図10に示すように、ヒートシンクが厚さ方向に分割され、下側部分と上側部分とが異なる方向に延在している形状であってもよい。
この場合、ヒートシンクが厚さ方向に分割されているので、例えば、上側部分を硬い材料で構成し、下側部分を放熱性の良い材料とすることで、強度と放熱性を両立することが可能な抵抗装置が得られる。
9 and 10, the heat sink may be divided in the thickness direction, and the lower portion and the upper portion may extend in different directions.
In this case, since the heat sink is divided in the thickness direction, for example, it is possible to achieve both strength and heat dissipation by configuring the upper portion with a hard material and the lower portion with a material with good heat dissipation. Can be obtained.
また、図11に示すように、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することにより、ヒートシンク及び収容凹部を形成する構成としてもよい。
なお、このような構成の抵抗装置は、ヒートシンク本体と抵抗素子を接合する際に、枠体部とヒートシンクを同時に接合することによって構成することができる。また、最初に枠体部をヒートシンク本体に接合してヒートシンクを構成した後に、抵抗素子をヒートシンクに接合することも可能である。
Moreover, as shown in FIG. 11, it is good also as a structure which forms a heat sink and an accommodation recessed part by laminating | stacking and joining the heat sink main body and the frame part which forms the side surface of the said accommodation recessed part.
Note that the resistance device having such a configuration can be configured by simultaneously bonding the frame portion and the heat sink when the heat sink body and the resistance element are bonded. It is also possible to join the resistance element to the heat sink after the frame portion is first joined to the heat sink body to form the heat sink.
さらに、図12に示すように、枠体部をヒートシンク本体にねじ固定する構成としてもよい。このとき、固定ねじをアルミニウム等で構成することで熱伝導性の向上を図ることができる。
また、このような構成の抵抗装置は、抵抗素子をヒートシンク本体に接合した後に、枠体部をねじ固定し、樹脂封止を行うことで構成することができる。この場合、枠体部には、ねじを通すための枠体貫通穴が設けられ、この枠体貫通穴にねじを通し、枠体部とヒートシンク本体をねじ固定する。また、ねじ固定した後に、枠体部とヒートシンク本体とをろう付けしてもよい。ろう付けした場合、樹脂封止時に樹脂の漏れを確実に防ぐことが可能となる。また、枠体部とヒートシンク本体とを複数個のねじによって固定してもよい。複数個のねじによって固定する場合、枠体貫通穴も複数個必要となる。複数個のねじによって固定することで、枠体部とヒートシンク本体の位置決めを容易にすることが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 12, it is good also as a structure which screws a frame part to a heat sink main body. At this time, the heat conductivity can be improved by configuring the fixing screw with aluminum or the like.
In addition, the resistance device having such a configuration can be configured by bonding the resistance element to the heat sink body, fixing the frame body with screws, and performing resin sealing. In this case, the frame body portion is provided with a frame body through-hole for allowing a screw to pass therethrough, and the screw is passed through the frame body through-hole to fix the frame body portion and the heat sink body with screws. Moreover, after fixing with a screw, you may braze a frame body part and a heat sink main body. In the case of brazing, it is possible to reliably prevent resin leakage during resin sealing. Moreover, you may fix a frame part and a heat sink main body with a some screw | thread. In the case of fixing with a plurality of screws, a plurality of frame body through holes are also required. By fixing with a plurality of screws, it is possible to easily position the frame body portion and the heat sink body.
また、図13に示すように、収容凹部に抵抗素子を収容する際に、抵抗素子を収容凹部の底面にねじ固定してもよい。このとき、枠体部をねじ固定することで、収容凹部形成工程と抵抗素子収容工程とを同時に実施してもよい。
この場合、絶縁層に絶縁層貫通穴を設け、この絶縁層貫通穴にねじを通し、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することとなる。緩衝層が設けられている場合、緩衝層を絶縁層より大きくなるように設けて、緩衝層に緩衝層貫通穴を形成し、この緩衝層貫通穴にねじを通し、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定してもよい。また、抵抗素子と収容凹部の底面との間にろう材を配し、ねじ固定後に加熱(必要に応じて荷重を加えてもよい)して抵抗素子と収容凹部の底面とをろう付けしてもよい。
ねじは、熱伝導性のよい金属を用いることもできるが、セラミックスなどの絶縁性のねじであってもよい。絶縁性のねじを用いることで、電極部や外部端子との短絡を防止することが可能となる。
また、絶縁層貫通穴又は緩衝層貫通穴を複数形成し、複数個所で抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定してもよい。複数個所で抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することによって、位置決めを容易に行うことができる。また、複数個所でねじ固定されているので、抵抗素子と収容凹部の底面を確実に固定でき、放熱性を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 13, when the resistance element is accommodated in the accommodation recess, the resistance element may be screwed to the bottom surface of the accommodation recess. At this time, the housing recess forming step and the resistance element housing step may be simultaneously performed by screwing the frame body portion.
In this case, an insulating layer through-hole is provided in the insulating layer, a screw is passed through the insulating layer through-hole, and the bottom surface of the resistance element and the housing recess is screwed. When the buffer layer is provided, the buffer layer is provided so as to be larger than the insulating layer, a buffer layer through hole is formed in the buffer layer, a screw is passed through the buffer layer through hole, and the bottom surface of the resistance element and the accommodating recess May be fixed with screws. Also, a brazing material is disposed between the resistance element and the bottom surface of the receiving recess, and after fixing the screw, heating (a load may be applied if necessary) is performed to braze the resistance element and the bottom surface of the receiving recess. Also good.
The screw may be a metal having good thermal conductivity, but may be an insulating screw such as ceramics. By using an insulating screw, it becomes possible to prevent a short circuit with an electrode part or an external terminal.
Alternatively, a plurality of insulating layer through-holes or buffer layer through-holes may be formed, and the resistance element and the bottom surface of the housing recess may be screwed at a plurality of locations. Positioning can be performed easily by screwing the resistance element and the bottom surface of the housing recess at a plurality of locations. In addition, since the screw is fixed at a plurality of locations, the bottom surface of the resistance element and the housing recess can be securely fixed, and the heat dissipation can be improved.
さらに、図14に示すように、ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に抵抗素子を収容し、ヒートシンクを切断することで、複数の抵抗装置を製造してもよい。
このような製造方法の場合、複数の抵抗装置を効率よく製造することが可能となる。
また、ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に抵抗素子を収容し、抵抗素子を樹脂で封止した後にヒートシンクを分割することで、複数の抵抗装置を製造してもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 14, a plurality of resistance devices may be manufactured by forming a plurality of housing recesses in the heat sink, housing a resistance element in each housing recess, and cutting the heat sink.
In the case of such a manufacturing method, a plurality of resistance devices can be efficiently manufactured.
Also, a plurality of resistance devices may be manufactured by forming a plurality of housing recesses in the heat sink, housing the resistance elements in the respective housing recesses, sealing the resistance elements with resin, and then dividing the heat sink.
また、抵抗素子の構造は、本実施形態に限定されることはなく、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成された構造であれば、抵抗体の材質、抵抗体の形成方法、絶縁層の材質、電極部の材質及び構造は、適宜変更してもよい。
さらに、ヒートシンクの構造は、本実施形態に限定されることはなく、抵抗素子を収容する収容凹部を有する構造であれば、材質、構造等を適宜変更してもよい。
In addition, the structure of the resistance element is not limited to the present embodiment, and as long as the resistor is formed on one surface of the insulating layer, the material of the resistor, the method of forming the resistor, the insulating layer The material and the material and structure of the electrode part may be appropriately changed.
Furthermore, the structure of the heat sink is not limited to the present embodiment, and the material, the structure, and the like may be appropriately changed as long as the structure has a housing recess for housing the resistance element.
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験について説明する。
従来例のヒートシンクとして、A6063合金の板材(80mm×30mm×厚さ3mm)を準備した。
本発明例1のヒートシンクとして、A6063合金の板材(80mm×30mm×厚さ3mm)の一方の面に中央部に肉厚3mm、高さ4mmの突状部を形成し、40mm×24mm×深さ4mmの収容凹部を形成したものを準備した。
本発明例2のヒートシンクとして、A6063合金の板材(80mm×30mm×厚さ7mm)の一方の面に中央部を掘り込んで、40mm×24mm×深さ4mmの収容凹部を形成したものを準備した。
Below, the confirmation experiment performed in order to confirm the effectiveness of this invention is demonstrated.
An A6063 alloy plate (80 mm × 30 mm × thickness 3 mm) was prepared as a heat sink of the conventional example.
As a heat sink of Example 1 of the present invention, a protruding portion having a thickness of 3 mm and a height of 4 mm is formed on one surface of an A6063 alloy plate (80 mm × 30 mm × thickness 3 mm), and 40 mm × 24 mm × depth. What formed the accommodation recessed part of 4 mm was prepared.
As the heat sink of Example 2 of the present invention, an A6063 alloy plate (80 mm × 30 mm × thickness 7 mm) was prepared by digging the central portion into one surface to form a housing recess of 40 mm × 24 mm × depth 4 mm. .
上述の実施形態に記載したように、セラミックス(Al2O3)からなる絶縁層(38mm×22mm×0.64mmt)の一方の面に、絶縁層の長手方向の両端にAg−Pd電極(1mm×21mm×10μmt)を印刷焼成によって形成し、その電極の間にRuO2厚膜抵抗体(36mm×21mm×8μmt)を印刷焼成によって形成した。他方の面に緩衝材(4N−Al、38mm×22mm×2.1mmt)をAl−Si系ろう材(Al−7.5mass%Si:厚さ12μm)を用い、接合温度649℃、荷重0.3MPaで接合した。
この接合体の緩衝材側を、上述の従来例、本発明例1,2のヒートシンクの一方の面の中央部に、Al−Si系ろう材(Al−10.5mass%Si:厚さ50μm)で接合した。このときの接合条件は、接合温度614℃、荷重0.3MPaとした。
そして、収容凹部に樹脂を流し込み、樹脂封止した。樹脂はエポキシ系を用いた。なお、従来例では、図15及び図16に示すように抵抗体、電極、絶縁層、緩衝層を覆うように樹脂封止した。
As described in the above embodiment, an Ag-Pd electrode (1 mm) is formed on one surface of an insulating layer (38 mm × 22 mm × 0.64 mmt) made of ceramics (Al 2 O 3 ) on both ends in the longitudinal direction of the insulating layer. × 21 mm × 10 μmt) was formed by printing and firing, and a RuO 2 thick film resistor (36 mm × 21 mm × 8 μmt) was formed between the electrodes by printing and firing. A buffer material (4N-Al, 38 mm × 22 mm × 2.1 mmt) and an Al—Si brazing material (Al-7.5 mass% Si:
The buffer material side of the joined body is placed at the center of one surface of the heat sink of the above-described conventional example and invention examples 1 and 2 with an Al—Si brazing material (Al-10.5 mass% Si: thickness 50 μm). It joined with. The joining conditions at this time were a joining temperature of 614 ° C. and a load of 0.3 MPa.
And resin was poured into the accommodation recessed part, and resin sealing was carried out. The resin used was an epoxy system. In the conventional example, as shown in FIGS. 15 and 16, resin sealing is performed so as to cover the resistor, the electrode, the insulating layer, and the buffer layer.
樹脂封止後のヒートシンクの反り量を評価した。ヒートシンク下面(裏面)のうち抵抗が配設された領域において、モアレ干渉法により得られる測定値の最大値と最小値との差を反り量とした。 The amount of warpage of the heat sink after resin sealing was evaluated. The difference between the maximum value and the minimum value of the measured value obtained by the moire interferometry in the region where the resistance is disposed on the lower surface (back surface) of the heat sink was defined as the amount of warpage.
従来例においては、反り量は162μmであった。
本発明例1においては、反り量は101μmであり、従来例に比べて反り量が38%軽減された。
本発明例2においては、反り量は122μmであり、従来例に比べて反り量が25%軽減された。
以上のことから、収容凹部を形成することにより、接合時のヒートシンクの反りを軽減できることが確認された。
In the conventional example, the amount of warpage was 162 μm.
In Invention Example 1, the warpage amount was 101 μm, and the warpage amount was reduced by 38% compared to the conventional example.
In Invention Example 2, the warpage amount was 122 μm, and the warpage amount was reduced by 25% compared to the conventional example.
From the above, it was confirmed that the warpage of the heat sink during bonding can be reduced by forming the housing recess.
10,110,210 抵抗装置
18 封止樹脂(樹脂)
20,120,220 ヒートシンク
24,124,224 収容凹部
25 突状部
30,130、230 抵抗素子
31 絶縁層
32 抵抗体
33,133 緩衝層
127 緩衝層収容凹部
10, 110, 210
20, 120, 220
Claims (22)
前記ヒートシンクのうち前記抵抗素子が搭載される搭載面には収容凹部が形成されており、この収容凹部内に前記抵抗素子が収容され、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子が樹脂によって封止されていることを特徴とする抵抗装置。 A resistance device having a resistance element in which a resistor is formed on one surface of an insulating layer, and a heat sink disposed on the other surface side of the insulating layer and mounting the resistance element,
An accommodation recess is formed on a mounting surface of the heat sink on which the resistance element is mounted. The resistance element is accommodated in the accommodation recess, and the resistance element accommodated in the accommodation recess is sealed with resin. A resistance device characterized by being stopped.
前記ヒートシンクに収容凹部を形成する収容凹部形成工程と、
前記絶縁層の一方の面に前記抵抗体を形成して前記抵抗素子を得る抵抗体形成工程と、
前記抵抗素子を前記ヒートシンクの前記収容凹部内に配置する抵抗素子収容工程と、
前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子を樹脂で封止する樹脂封止工程と、
を備えていることを特徴とする抵抗装置の製造方法。 A resistance device manufacturing method comprising: a resistance element having a resistor formed on one surface of an insulating layer; and a heat sink disposed on the other surface side of the insulating layer,
A housing recess forming step for forming a housing recess in the heat sink;
Forming a resistor on one surface of the insulating layer to obtain the resistor element;
A resistance element accommodation step of disposing the resistance element in the accommodation recess of the heat sink;
A resin sealing step of sealing the resistance element housed in the housing recess with a resin;
A method of manufacturing a resistance device.
前記抵抗素子収容工程において、前記緩衝層収容凹部内に前記緩衝層を配置することを特徴とする請求項15に記載の抵抗装置の製造方法。 In the housing recess forming step, a buffer layer housing recess is formed on the bottom surface of the housing recess,
16. The method of manufacturing a resistance device according to claim 15, wherein in the resistance element accommodation step, the buffer layer is disposed in the buffer layer accommodation recess.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111128494A (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 广东爱晟电子科技有限公司 | Thermosensitive chip with stress buffering metal electrode structure |
JP2022534732A (en) * | 2019-07-08 | 2022-08-03 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module system with external short-circuit device and cooling device |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5414348U (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-30 | ||
JPS6420645A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPH0268451U (en) * | 1988-11-11 | 1990-05-24 | ||
JPH09121018A (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JP2000208682A (en) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Mitsubishi Materials Corp | Substrate for power module and semiconductor device using the same |
JP2001217333A (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Matsushita Electronics Industry Corp | Hermetically sealed semiconductor package |
US20080266046A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Phase change cooled electrical resistor |
JP2009212136A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Nissan Motor Co Ltd | Cooler of heating element |
JP2009272487A (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | Electronic component |
JP2010034346A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit device |
JP2010263080A (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Denso Corp | Semiconductor device |
JP2013197432A (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Power semiconductor device module |
JP2016139732A (en) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 三菱マテリアル株式会社 | Resistor and method of manufacturing resistor |
-
2018
- 2018-03-06 JP JP2018039458A patent/JP2018157201A/en active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5414348U (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-30 | ||
JPS6420645A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPH0268451U (en) * | 1988-11-11 | 1990-05-24 | ||
JPH09121018A (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JP2000208682A (en) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Mitsubishi Materials Corp | Substrate for power module and semiconductor device using the same |
JP2001217333A (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Matsushita Electronics Industry Corp | Hermetically sealed semiconductor package |
US20080266046A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Phase change cooled electrical resistor |
JP2009212136A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Nissan Motor Co Ltd | Cooler of heating element |
JP2009272487A (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | Electronic component |
JP2010034346A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit device |
JP2010263080A (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Denso Corp | Semiconductor device |
JP2013197432A (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Power semiconductor device module |
JP2016139732A (en) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 三菱マテリアル株式会社 | Resistor and method of manufacturing resistor |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022534732A (en) * | 2019-07-08 | 2022-08-03 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module system with external short-circuit device and cooling device |
JP7412452B2 (en) | 2019-07-08 | 2024-01-12 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module system with external shorting device and cooling device |
US12040510B2 (en) | 2019-07-08 | 2024-07-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module system comprising external short-circuit device and cooling device |
CN111128494A (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 广东爱晟电子科技有限公司 | Thermosensitive chip with stress buffering metal electrode structure |
CN111128494B (en) * | 2019-12-31 | 2021-12-10 | 广东爱晟电子科技有限公司 | Thermosensitive chip with stress buffering metal electrode structure |
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