JP2024052035A - Circuit module structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路モジュール構造に関する。 The present invention relates to a circuit module structure.
特許文献1には、装置の小型化を図ることを目的とする電力変換装置が開示されている。特許文献1に開示の電力変換装置では、冷却媒体が流れる冷却水路が形成された冷却隔壁によって、ケース本体の内部が2つの空間(特許文献1では、上側の収容空間と下側の収容空間と)に区画され、フィルタ回路等を構成する電子部品、制御基板等が2つの空間に分かれて収容される。 Patent Document 1 discloses a power conversion device that aims to miniaturize the device. In the power conversion device disclosed in Patent Document 1, the inside of the case body is divided into two spaces (an upper storage space and a lower storage space in Patent Document 1) by a cooling partition wall in which a cooling water passage through which a cooling medium flows is formed, and electronic components that make up the filter circuit, control boards, etc. are housed separately in the two spaces.
特許文献1に開示の電力変換装置では、フィルタ回路を構成するコンデンサといった電子部品は、制御基板のうち冷却隔壁とは反対側の面に設けられるため、電子部品を効率よく冷却する点において改善の余地がある。 In the power conversion device disclosed in Patent Document 1, electronic components such as capacitors that make up the filter circuit are provided on the side of the control board opposite the cooling partition, so there is room for improvement in terms of efficiently cooling the electronic components.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品を効率よく冷却しつつ、小型化を図ることができる回路モジュール構造を提供する点にある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a circuit module structure that can efficiently cool electronic components while achieving miniaturization.
本発明に係る回路モジュール構造の特徴は、複数の電子部品と、複数の前記電子部品が実装された基板と、複数の前記電子部品を冷却する冷却水が流れる冷却流路と、を備え、前記基板は、第1基板と、前記冷却流路を介して前記第1基板に対向する第2基板とを有し、前記第1基板に実装される前記電子部品と、前記第2基板に実装される前記電子部品とは、前記冷却流路に対向している点にある。 The circuit module structure according to the present invention is characterized in that it comprises a plurality of electronic components, a substrate on which the plurality of electronic components are mounted, and a cooling flow path through which cooling water flows to cool the plurality of electronic components, the substrate having a first substrate and a second substrate facing the first substrate via the cooling flow path, and the electronic components mounted on the first substrate and the electronic components mounted on the second substrate face the cooling flow path.
本構成によれば、第1基板に実装される電子部品と第2基板に実装される電子部品とが冷却流路に対向しているので、電子部品から発生する熱が冷却水によって回収され、電子部品を効率よく冷却することができる。また、本構成によれば、冷却流路を挟むように複数の電子部品が配置されるため、冷却流路の延在方向に沿って一方の側のみに一列に電子部品が配置される構成と比べて、冷却流路の延在方向における長さをコンパクトにすることができる。このように、電子部品を効率よく冷却しつつ、小型化を図ることができる回路モジュール構造となっている。 According to this configuration, since the electronic components mounted on the first board and the electronic components mounted on the second board face the cooling flow path, heat generated by the electronic components is collected by the cooling water, and the electronic components can be efficiently cooled. Furthermore, according to this configuration, since multiple electronic components are arranged on either side of the cooling flow path, the length in the extension direction of the cooling flow path can be made more compact than in a configuration in which electronic components are arranged in a row only on one side along the extension direction of the cooling flow path. In this way, a circuit module structure is obtained that can efficiently cool electronic components while achieving miniaturization.
他の特徴として、前記冷却流路は、第1流路部と、前記第1流路部に通ずる第2流路部と、前記第1流路部と前記第2流路部との間の段差で構成される段差部と、を含んでもよい。 As another feature, the cooling flow path may include a first flow path section, a second flow path section that communicates with the first flow path section, and a step section that is configured by a step between the first flow path section and the second flow path section.
本構成によれば、冷却流路が延在する方向に加えて、冷却流路が延在する方向と交差する方向(段差部)においても、電子部品と対向する冷却流路の面積(伝熱面積)を確保することできる。この結果、回路モジュール構造の小型化を図ることができる。 With this configuration, the area (heat transfer area) of the cooling flow path facing the electronic component can be secured not only in the direction in which the cooling flow path extends, but also in the direction intersecting the direction in which the cooling flow path extends (step portion). As a result, the circuit module structure can be made smaller.
他の特徴として、複数の前記電子部品のうちの相対的に発熱量が大きい高発熱電子部品は前記段差部に隣接して配置されてもよい。 As another feature, among the plurality of electronic components, a high heat generating electronic component that generates a relatively large amount of heat may be disposed adjacent to the step portion.
本構成によれば、高発熱電子部品が段差部に隣接して配置されることにより、高発熱電子部品と対向する冷却流路の面積(伝熱面積)を確保して、高発熱電子部品を優先的に冷却することとなる。この結果、高発熱電子部品を効率よく冷却することができる。 According to this configuration, the high heat generating electronic components are arranged adjacent to the step portion, and the area (heat transfer area) of the cooling flow path facing the high heat generating electronic components is secured, so that the high heat generating electronic components are cooled preferentially. As a result, the high heat generating electronic components can be cooled efficiently.
他の特徴として、前記電子部品は、前記第1基板の前記第1流路部の側に実装された第1部品と、前記第1基板の前記第2流路部の側に実装された第2部品と、前記第2基板の前記第1流路部の側に実装された第3部品と、前記第2基板の前記第2流路部の側に実装された第4部品と、を含み、前記基板に対する前記電子部品の実装面に直交する直交方向において、前記第1部品の長さと前記第3部品の長さとの合計値は、前記第2部品の長さと前記第4部品の長さとの合計値に等しくなるように、複数の前記電子部品が前記基板に実装されてもよい。 As another feature, the electronic components include a first component mounted on the first flow path section side of the first substrate, a second component mounted on the second flow path section side of the first substrate, a third component mounted on the first flow path section side of the second substrate, and a fourth component mounted on the second flow path section side of the second substrate, and a plurality of the electronic components may be mounted on the substrate such that the sum of the length of the first component and the length of the third component is equal to the sum of the length of the second component and the length of the fourth component in an orthogonal direction perpendicular to the mounting surface of the electronic components on the substrate.
本構成によれば、基板の実装面に直交する方向における回路モジュール構造の長さを揃えることが可能となり、冷却流路の流路断面積も均一化されるため、回路モジュール構造の小型化を図ることができる。 This configuration makes it possible to align the length of the circuit module structure in the direction perpendicular to the mounting surface of the board, and also makes the cross-sectional area of the cooling flow path uniform, making it possible to miniaturize the circuit module structure.
他の特徴として、前記冷却流路と前記電子部品との間に配置され、前記電子部品から発生した熱を放熱させる放熱部を更に備えてもよい。 As another feature, the device may further include a heat dissipation section disposed between the cooling flow path and the electronic component, which dissipates heat generated by the electronic component.
本構成によれば、電子部品と冷却流路との間に放熱部を介在させることにより、電子部品と冷却流路との間に空気層が形成されることが抑制可能になる。また、複数の電子部品の各々の高さが異なる場合でも、放熱部の厚みを変更することにより、電子部品と冷却流路との間に空気層が形成されることを抑制できる。この結果、電子部品を効率よく冷却することができる。 According to this configuration, by interposing a heat dissipation section between the electronic components and the cooling flow path, it is possible to prevent an air layer from being formed between the electronic components and the cooling flow path. Furthermore, even if the heights of multiple electronic components are different, it is possible to prevent an air layer from being formed between the electronic components and the cooling flow path by changing the thickness of the heat dissipation section. As a result, the electronic components can be cooled efficiently.
以下、本発明の実施形態に係る回路モジュール構造を有する回路モジュールについて、図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。 Below, a circuit module having a circuit module structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.
〔回路モジュール〕
図1は、回路モジュール100の一例を示す斜視図である。図2は、図1に示すII-II線に沿った断面図である。
[Circuit module]
Fig. 1 is a perspective view showing an example of a
回路モジュール100は、インバータ回路、コンバータ回路等の回路が搭載された電力変換装置である。回路モジュール100は、例えば、商用電源から供給される電力を変換し、変換した電力をバッテリーに充電したり、自動車等の車両に搭載されたバッテリーから供給される電力を変換し、変換した電力を別のバッテリー、モータ等の電子機器に供給する。
The
図1に示すように、回路モジュール100は、略直方体形状の筐体10を備える。筐体10は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった金属を材料とする。なお、筐体10の形状は、略直方体に限定されず、回路モジュール100が配置される周辺の環境に応じて適宜変更可能である。また、筐体10の材料も、放熱性の高い材料であれば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属に限定されない。
As shown in FIG. 1, the
筐体10には、回路モジュール100を冷却するための冷却水Cが筐体10に流入する流入口10aと、冷却水Cが筐体10から流出する流出口10bとが形成されている。冷却水Cは、エチレングリコールと水との混合液等で構成されている。
The
図2に示すように、回路モジュール100は、筐体10内に配置される基板20と、基板20に実装される複数の電子部品30と、電子部品30を冷却する冷却部40と、電子部品30から発生した熱を放熱させる放熱部50とを備える。なお、本明細書において実装とは、基板20にはんだ付け等で電子部品30が直接搭載されることはもちろん、直接搭載されていなくても(基板20から離れていても)リード線、バスバー等で基板20に接続されていることも含む。
2, the
筐体10は、基板20、複数の電子部品30、冷却部40及び放熱部50を収容する内部空間Sを有し、内部空間Sは、冷却部40によって区画された2つの空間を含む。以下、内部空間Sの一方を「第1空間S1」といい、他方を「第2空間S2」という。なお、使用時における回路モジュール100の向きは特に限定されないが、以下では、第1空間S1が形成される側を上側とし、第2空間S2が形成される側を下側として説明し、流入口10aが形成される側を右側とし、流出口10bが形成される側を左側として説明する。
The
〔基板〕
基板20は、例えば、導体の配線が施されたプリント基板である。基板20は、第1空間S1に配置される第1基板21と、第2空間S2に配置される第2基板22とを有する。本実施形態では、第1基板21と第2基板22とは平行に配置され、第1基板21は、第2基板22と冷却部40を介して対向する。なお、以下では、電子部品30が実装される第1基板21の面を「第1実装面211」といい、電子部品30が実装される第2基板22の面を「第2実装面221」という。
〔substrate〕
The
〔電子部品〕
複数の電子部品30は、図3に示すような電子回路310を構成する。図3は、複数の電子部品30で構成される電子回路310の一例を示す図である。
[Electronic Components]
The plurality of
図3に示すように、電子回路310は、第1バッテリーB1から供給された直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換回路311、直流交流変換回路311からの交流電圧を変圧する変圧回路312、変圧回路312からの交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換回路313、交流直流変換回路313からの電圧を平滑する平滑回路314で構成される。直流交流変換回路311は、図2を参照して説明した電子部品30として、複数のMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)及び複数のダイオードといった半導体素子を含む。また、変圧回路312は、2つのコイル、交流直流変換回路313は、複数のダイオード、平滑回路314は、キャパシタを電子部品30として含む。
As shown in FIG. 3, the
〔冷却部〕
図4に示すように、冷却部40は、電子部品30を冷却するための冷却水Cが流れる冷却流路40Lを含む。本実施形態では、冷却流路40Lの流路断面積は、一定である。以下、冷却水Cが流れる方向を「冷却水流通方向C1」という。また、以下では、冷却水流通方向C1における上流側を単に「上流側」といい、下流側を単に「下流側」という場合がある。
[Cooling section]
As shown in Fig. 4, the
冷却流路40Lは、第1壁部41と、第1壁部41に対して平行に設けられる第2壁部42とで構成される。詳しくは、第1壁部41と第2壁部42とは、図1を参照して説明した筐体10の一対の側壁10gに連結されており、第1壁部41と第2壁部42と側壁10gとの閉空間によって冷却流路40Lが構成される。
The
第1壁部41と第2壁部42とは、段差を有する厚みが一定の平板状の部材であり、アルミニウム又はアルミニウム合金といった金属を材料とする。以下、第1壁部41の段差部分を「第1段差部41d」といい、第2壁部42の段差部分を「第2段差部42d」という。
The
第1壁部41は、基板20側の第1基板側面411と、第1基板側面411とは反対側の第1冷却側面412とを含む。第2壁部42は、基板20側の第2基板側面421と、第2基板側面421とは反対側の第2冷却側面422とを含む。
The
図2に示すように、冷却流路40Lは、筐体10の内部において流入口10aから流出口10bまで延在する。冷却流路40Lは、流入口10aに接続される第1流路部401と、流出口10bに接続される第2流路部402と、第1流路部401及び第2流路部402の間に設けられる段差部403とを含む。つまり、第1流路部401は、冷却水流通方向C1の上流側に設けられ、第2流路部402は、冷却水流通方向C1の下流側に設けられ、第2流路部402は、段差部403を介して第1流路部401に通じている。冷却流路40Lに段差部403が設けられることにより、冷却流路40Lが延在する方向(左右方向)に加えて、冷却流路40Lが延在する方向と直交する方向においても、電子部品30と対向する第1壁部41及び第2壁部42の面積、即ち、電子部品30からの熱が伝えられる面積(以下、「伝熱面積」という)を確保することができる。この結果、回路モジュール100の小型化を図ることができる。
2, the
図4に示すように、段差部403は、第1壁部41の第1段差部41dと第2壁部42の第2段差部42dで構成される。本実施形態において、段差部403は、第1基板21と交差する仮想平面VSと平行であって、基板20に対して直交するように設けられる。つまり、仮想平面VSと第1基板21とのなす角度θは90度である。
As shown in FIG. 4, the
冷却流路40Lは、上流側と下流側とで基板20(第1基板21又は第2基板22)との間の距離D(以下、「基板流路間距離D」という)が異なり、第1流路部401は、第2流路部402よりも上下方向において第1基板21側(上側)に設けられる。換言すると、第2流路部402は、第1流路部401よりも第2基板22側(下側)に設けられる。
The
詳しくは、第1流路部401と第1基板21との間の第1上流側距離D11は、第2流路部402と第1基板21との間の第1下流側距離D12よりも小さく設定され、第2流路部402と第2基板22との間の第2下流側距離D22は、第1流路部401と第2基板22との間の第2上流側距離D21よりも小さく設定されている。
In detail, the first upstream distance D11 between the first
本実施形態では、第1上流側距離D11と第2上流側距離D21との合計値は、第1下流側距離D12と第2下流側距離D22との合計値と等しくなるように設定されている。なお、第1上流側距離D11は、第1流路部401(段差部403も含む)側における第1壁部41の第1基板側面411と第1基板21の第1実装面211との間の距離であり、第1下流側距離D12は、第2流路部402側における第1壁部41の第1基板側面411と第1基板21の第1実装面211との間の距離である。第2下流側距離D22は、第2流路部402(段差部403も含む)側における第2壁部42の第2基板側面421と第2基板22の第2実装面221との間の距離であり、第2上流側距離D21は、第1流路部401側における第2壁部42の第2基板側面421と第2基板22の第2実装面221との間の距離である。本実施形態では、第1上流側距離D11と第2下流側距離D22とは異なり、第1下流側距離D12と第2下流側距離D22とは異なるように設定されている。第1上流側距離D11と第2下流側距離D22と第1下流側距離D12と第2下流側距離D22とは、基板20に実装される電子部品30の高さH(電子部品30が実装される基板20の実装面(第1実装面211又は第2実装面221))に応じて設定される。
In this embodiment, the sum of the first upstream distance D11 and the second upstream distance D21 is set to be equal to the sum of the first downstream distance D12 and the second downstream distance D22. The first upstream distance D11 is the distance between the first
〔放熱部〕
放熱部50は、熱伝導性を有する部材で構成される。放熱部50は、電子部品30と冷却部40との間で、電子部品30と冷却部40とに接触するように配置され、電子部品30から発生した熱を冷却部40に伝える。本実施形態において、放熱部50は、シート状の第1放熱部材51を有する。
[Heat dissipation section]
The
第1放熱部材51は、柔軟性を有し、電子部品30と冷却部40(第1壁部41又は第2壁部42)とに密着しやすい部材である。第1放熱部材51は、例えば、グラファイト、シリコンを材料とし、第1放熱部材51の厚み(第1実装面211又は第2実装面221と直交する方向の長さ)は、例えば、0.5mm、1.0mm等であって電子部品30の高さHに対して誤差の範囲である。図2及び図4~図6では、第1放熱部材51の厚みが誇張して図示されている。なお、第1放熱部材51は、電子部品30と冷却部40とに密着可能な半固体状態のグリスであってもよい。
The first
〔電子部品の配置〕
本実施形態において、電子部品30は、冷却効率が高くなるように内部空間Sに配置される。詳しくは、第1基板21に実装される電子部品30は、放熱部50を介して第1壁部41の第1基板側面411と接触し、第2基板22に実装される電子部品30は、放熱部50を介して第2壁部42の第2基板側面421と接触するように配置される。つまり、第1基板21に実装される電子部品30は、冷却流路40Lに対向し、第2基板22に実装される電子部品30は、冷却流路40Lに対向するように配置される。これにより、電子部品30の冷却部対向面積を増大させることができ、電子部品30を効率よく冷却することができる。なお、本実施形態において、冷却部対向面積は、電子部品30のうちの放熱部50を介して冷却部40に接触する部分の面積である。
[Electronic component placement]
In this embodiment, the
また、冷却流路40Lを挟むように複数の電子部品30が配置され、段差部403を設けることにより、冷却流路40Lの延在方向に沿って一方の側のみに一列に電子部品が配置される構成と比べて、冷却流路40Lが延在する方向(左右方向)における筐体10の長さをコンパクトにすることができる。更に、第1基板21に実装される電子部品30と第2基板に実装される電子部品30の各々を冷却するための冷却流路を各別に設ける必要が無くなるため、回路モジュール100の小型化を図ることができる。すなわち、電子部品30を効率よく冷却しつつ、回路モジュール100の小型化を図ることができる。また、電子部品30が放熱部50を介して冷却部40と接触するように配置されることにより、電子部品30と冷却部40との間に空気層が形成されることが抑制され、電子部品30から発生した熱が効率よく冷却部40に伝えられる。
In addition, by arranging a plurality of
本実施形態において、複数の電子部品30は、その高さHが互いに異なる電子部品30で構成され、複数の電子部品30は、高さHの違いを利用して効率よく冷却できるように内部空間Sに配置される。詳しくは、図4に示すように、基板20には、上流側と下流側とで高さHが異なる電子部品30が実装される。以下、第1基板21に実装される電子部品30のうち、段差部403の下流端(第1段差部41d)よりも上流側に配置される電子部品30を「第1部品31」といい、段差部403の下流端(第1段差部41d)よりも下流側に配置される電子部品30を「第2部品32」といい、第2基板22に実装される電子部品30のうち、段差部403の上流端(第2段差部42d)よりも上流側に配置される電子部品30を「第3部品33」といい、段差部403の上流端(第2段差部42d)よりも下流側に配置される電子部品30を「第4部品34」という。
In this embodiment, the multiple
本実施形態では、第1部品31の第1高さH1は第2部品32の第2高さH2よりも小さく、第1基板21の上流側には、高さHが下流側よりも小さい電子部品30が配置される。一方、第3部品33の第3高さH3は第4部品34の第4高さH4よりも大きく、第2基板22の上流側には、高さHが下流側よりも大きい電子部品30が配置される。なお、本実施形態では、第1高さH1、第2高さH2、第3高さH3及び第4高さH4の各々は、第1放熱部材51の高さを含めて、第1上流側距離D11、第1下流側距離D12、第2上流側距離D21、及び第2下流側距離D22の各々と等しくなるように構成されている。
In this embodiment, the first height H1 of the
本実施形態では、第1高さH1と第3高さH3との合計値は、第2高さH2と第4高さH4との合計値と等しくなるように、複数の電子部品30が内部空間Sに配置される。これにより、内部空間Sの空間利用効率が向上する。この結果、第1基板21の第1実装面211又は第2基板22の第2実装面221と直交する方向(上下方向)における筐体10の長さを揃えることができ、回路モジュール100の小型化を図ることができる。
In this embodiment, the
〔高発熱電子部品の配置〕
また、本実施形態では、図4に示すように、複数の電子部品30のうち、相対的に発熱量が大きい電子部品30(以下、「高発熱電子部品30A」という)は、段差部403に隣接して配置される。高発熱電子部品30Aは、例えば図3を参照して説明した変圧回路312を構成するコイルである。
[Layout of high heat generating electronic components]
4, among the multiple
高発熱電子部品30Aは、段差部403に放熱部50を介して接触するように配置される。詳しくは、高発熱電子部品30Aは、第1壁部41の第1段差部41dの第1基板側面411又は第2壁部42の第2段差部42dの第2基板側面421に接触するように配置される。なお、段差部403の段差の大きさは、段差部403に隣接して配置される電子部品30(高発熱電子部品30A)の高さHに基づいて設定される。
The high heat generating
高発熱電子部品30A以外の電子部品30は、当該電子部品30が実装される基板20とは反対側の面(上面又は下面)のみが放熱部50を介して冷却部40に接触するのに対し、高発熱電子部品30Aは、上面又は下面に加えて、当該電子部品30が実装される基板20と直交する面(右側面又は左側面)が冷却部40に接触するように配置される。すなわち、高発熱電子部品30Aは、段差部403に近接して配置されることにより、冷却部対向面積が高発熱電子部品30A以外の電子部品30の冷却部対向面積よりも大きくなる。この結果、高発熱電子部品30Aを効率よく冷却することができる。なお、高発熱電子部品30Aは、右側面又は左側面(実装される基板20と直交する面)が放熱部50を介して冷却部40に接触するように配置されてもよいし、放熱部50を介さずに冷却部40に接触するように配置されてもよい。
For
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成してもよい(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
[Another embodiment]
The present invention may be configured as follows other than the above-described embodiment (common numbers and symbols as in the embodiment are used for components having the same functions as in the embodiment).
(1)本実施形態では、第1高さH1と第3高さH3との合計値が第2高さH2と第4高さH4との合計値と等しくなるように、複数の電子部品30が基板20に実装された。これに代えて、電子部品30は、第1高さH1と第3高さH3との合計値が第2高さH2と第4高さH4との合計値と異なるように配置されてもよい。この場合、例えば、図5に示すように、放熱部50は、第1放熱部材51に加え、熱伝導性を有する直方体形状の第2放熱部材52を含んでもよい。第2放熱部材52は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金といった空気よりも熱伝導率の高い金属を材料とする。第2放熱部材52は、電子部品30と冷却部40との間において、冷却部40(第1壁部41の第1基板側面411又は第2壁部42の第2基板側面421)と電子部品30とに第1放熱部材51を介して接触するように配置される。これにより、電子部品30と冷却部40との間に空気層が形成されることを抑制できる。この結果、電子部品30を効率よく冷却することができる。なお、第2放熱部材52の形状は、直方体に限定されず、冷却流路40L及び電子部品30の形状に応じて任意に変更可能である。
(1) In this embodiment, the
(2)本実施形態では、電子部品30の各々の高さHが異なる場合を説明したが、電子部品30の各々の高さHは、同一であってもよい。また、複数の電子部品30が第1放熱部材51を介して冷却部40(第1壁部41の第1基板側面411又は第2壁部42の第2基板側面421)と接触するように配置されたが、複数の電子部品30のうちの少なくとも1つは、冷却部40との間に空気層を有していてもよい。
(2) In the present embodiment, the heights H of the
(3)本実施形態では、電子部品30は、放熱部50を介して冷却部40に接触する場合を例に説明したが、電子部品30は、放熱部50を介さずに冷却部40に直接接触してもよい。
(3) In this embodiment, the
(4)また、本実施形態では、第1壁部41及び第2壁部42は、厚みが一定の平板状である場合を説明したが、第1壁部41及び第2壁部42少なくとも一方は、その外側面(第1基板側面411及び第2基板側面421)に凹部及び凸部の少なくとも一方を有してもよい。なお、凹部及び凸部は、電子部品30の高さHに応じて形成される。例えば、図6に示すように、第1壁部41は、基板20(図6に示す例では第1基板21)に向けて突出する凸部41tを含んでもよい。凸部41tは、その長さLと電子部品30の高さHと第1放熱部材51の高さとの合計値が、図4を参照して説明した基板流路間距離Dと一致するように構成される。これにより、電子部品30と冷却部40との間に空気層が形成されることを抑制することができる。
(4) In addition, in the present embodiment, the
(5)本実施形態では、複数の電子部品30によって構成される回路として、図3を参照して説明した電子回路310を例に説明したが、複数の電子部品30によって構成される回路は、図3を参照して説明した電子回路310に限定されず、インバータ回路、電流電圧変換回路等であってもよい。
(5) In this embodiment, the
(6)また、筐体10に収容される電子部品30で構成される電子回路310は、1つに限定されず、2つ以上であってもよい。例えば、図3を参照して説明した電子回路310(以下、第1電子回路310という)に加え、図8に示す電子回路320(以下、第2電子回路320という)が筐体10に収容されてもよい。図8に示すように、第2電子回路320は、電子部品30としてのチョークコイルを介して、商用電源から供給された交流電圧を整流する整流回路321、整流回路321からの交流電圧の周波数を変換する周波数変換回路322、周波数変換回路322からの交流電圧を変圧する変圧回路323、変圧回路323からの交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換回路324、交流直流変換回路324からの電圧を平滑する平滑回路325で構成される。整流回路321は、キャパシタ、複数のスイッチング素子及び複数のダイオードを電子部品30として含む。また、周波数変換回路322は、複数のスイッチング素子及び複数のダイオード、変圧回路323は2つのコイル、交流直流変換回路324は、複数のダイオード、平滑回路325は、キャパシタを電子部品30として含む。
(6) The
(7)電子回路310及び電子回路320を構成する電子部品30は、図3及び図8を参照して説明した電子部品30に限定されない。電子回路310及び電子回路320を構成する電子部品30は、適宜変更可能であって、パワー素子、HBT(Heterojunction Bipolar. Transistor)等を含んでもよい。
(7) The
(8)本実施形態では、冷却流路40Lの流路断面積が一定(第1流路部401、第2流路部402及び段差部403の各々の流路断面積が同一)である場合を説明したが、冷却流路40Lの流路断面積の一定でなくてもよく、第1流路部401、第2流路部402及び段差部403の各々の流路断面積が異なってもよい。第1流路部401、第2流路部402及び段差部403の各々の流路断面積は、例えば基板20に実装される電子部品30の発熱量に応じて設定されてもよい。
(8) In the present embodiment, the cross-sectional area of the
(9)本実施形態では、仮想平面VSと第1基板21とのなす角度θが90度であったが、仮想平面VSと第1基板21とのなす角度θは、適宜変更可能であって、例えば冷却効率と空間使用効率との観点に基づいて設定されてもよい。例えば、仮想平面VSと第1基板21とのなす角度θを30度としてもよく、この場合、冷却水Cの圧力損失を抑制することができる。
(9) In this embodiment, the angle θ between the virtual plane VS and the
(10)冷却流路40Lの段差部403は、第1流路部401及び第2流路部402に対向する角部の少なくとも一方が、冷却流路40Lの縦断面視において、円弧状(隅R状)に形成されてもよい。これにより、冷却流路40Lを流れる冷却水Cの圧力損失を抑制することができる。
(10) At least one of the corners of the
(11)本実施形態では、第1上流側距離D11と第2下流側距離D22とは異なり、第1下流側距離D12と第2下流側距離D22とは異なる構成を説明したが、第1上流側距離D11と第2下流側距離D22とが等しくなるように設定され、第1下流側距離D12と第2上流側距離D21とが等しくなるように設定されてもよい。 (11) In this embodiment, a configuration has been described in which the first upstream distance D11 and the second downstream distance D22 are different, and the first downstream distance D12 and the second downstream distance D22 are different. However, the first upstream distance D11 and the second downstream distance D22 may be set to be equal, and the first downstream distance D12 and the second upstream distance D21 may be set to be equal.
(12)本実施形態では、段差部403において、冷却水Cが下方へ向けて流れる場合を説明したが、段差部403において、冷却水Cは上方へ向けて流れてもよい。
(12) In this embodiment, the cooling water C flows downward in the
(13)本実施形態では、冷却流路40Lの段差(段差部403)の数は、1つであったが、段差の数は1つに限定されず、2つ以上であってもよい。
(13) In this embodiment, the number of steps (step portion 403) in the
(14)本実施形態では、冷却流路40Lが段差部403を有する場合を説明したが、冷却流路40Lは、段差部403を省略可能である。この場合、第1流路部401と第2流路部402とが直接接続(連通)され、第1流路部401と第2流路部402とが同一平面上に形成される。
(14) In this embodiment, the
(15)本実施形態では、高発熱電子部品30Aが段差部403に隣接して配置されたが、高発熱電子部品30Aは、段差部403に隣接して配置されなくてもよい。高発熱電子部品30Aは、冷却流路40Lの上流側の近傍、冷却流路40Lの流路断面積が他よりも大きい部分の近傍等に配置されてもよい。これにより、高発熱電子部品30Aの冷却効率を高めることができる。
(15) In this embodiment, the high heat generating
本発明は、回路モジュール構造に利用できる。 The present invention can be used in circuit module structures.
20 :基板
21 :第1基板
22 :第2基板
30 :電子部品
30A :高発熱電子部品
31 :第1部品
32 :第2部品
33 :第3部品
34 :第4部品
40L :冷却流路
50 :放熱部
100 :回路モジュール
401 :第1流路部
402 :第2流路部
403 :段差部
C :冷却水
20: Substrate 21: First substrate 22: Second substrate 30:
Claims (5)
複数の前記電子部品が実装された基板と、
複数の前記電子部品を冷却する冷却水が流れる冷却流路と、を備え、
前記基板は、第1基板と、前記冷却流路を介して前記第1基板に対向する第2基板とを有し、
前記第1基板に実装される前記電子部品と、前記第2基板に実装される前記電子部品とは、前記冷却流路に対向している、回路モジュール構造。 A plurality of electronic components;
A substrate on which a plurality of the electronic components are mounted;
a cooling flow path through which cooling water flows to cool the plurality of electronic components;
The substrate includes a first substrate and a second substrate facing the first substrate via the cooling channel;
A circuit module structure, wherein the electronic component mounted on the first substrate and the electronic component mounted on the second substrate face the cooling flow path.
第1流路部と、
前記第1流路部に通ずる第2流路部と、
前記第1流路部と前記第2流路部との間の段差で構成される段差部と、を含む、請求項1に記載の回路モジュール構造。 The cooling flow path includes:
A first flow path portion;
a second flow path portion communicating with the first flow path portion;
The circuit module structure according to claim 1 , further comprising a step portion defined by a step between the first flow path portion and the second flow path portion.
前記第1基板の前記第1流路部の側に実装された第1部品と、
前記第1基板の前記第2流路部の側に実装された第2部品と、
前記第2基板の前記第1流路部の側に実装された第3部品と、
前記第2基板の前記第2流路部の側に実装された第4部品と、を含み、
前記基板に対する前記電子部品の実装面に直交する直交方向において、前記第1部品の長さと前記第3部品の長さとの合計値は、前記第2部品の長さと前記第4部品の長さとの合計値に等しくなるように、複数の前記電子部品が前記基板に実装されている、請求項2又は3に記載の回路モジュール構造。 The electronic component includes:
A first component mounted on a side of the first flow path portion of the first substrate;
A second component mounted on a side of the second flow path portion of the first substrate;
A third component mounted on the second substrate on a side of the first flow path portion;
a fourth component mounted on the second substrate on a side of the second flow path portion,
4. The circuit module structure according to claim 2, wherein a plurality of the electronic components are mounted on the substrate such that, in a direction perpendicular to a mounting surface of the electronic components on the substrate, a sum of a length of the first component and a length of the third component is equal to a sum of a length of the second component and a length of the fourth component.
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JP2022158471A JP2024052035A (en) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | Circuit module structure |
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