JP3207656U - Assembly structure of high power semiconductor and radiator - Google Patents

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Abstract

【課題】大電力半導体とラジエーターとの組立構造を提供する。【解決手段】プリント回路板101とプリント回路板に設けられる大電力半導体素子1〜6とを含む大電力半導体モジュール10と、少なくとも2つのメイン放熱フィン20a、20bを有するラジエーター20と、隙間充填層102と、を含み、前記大電力半導体モジュールが隣接する2つのメイン放熱フィンの間に設けられ、前記隙間充填層が前記大電力半導体モジュールとメイン放熱フィンとの間に設けられ、また、前記隙間充填層がメイン放熱フィンの表面に緊密に接合される。本考案では、大電力半導体モジュールがラジエーターのメイン放熱フィンの間に形成される格納空間内に設けられ、また、大電力半導体モジュールとメイン放熱フィンとの間に隙間充填層が設けられることで、大電力半導体モジュールにより生じる熱を迅速にラジエーターのメイン放熱フィンに伝達し、メイン放熱フィンを通じて迅速に外部に拡散できる。【選択図】図6An assembly structure of a high power semiconductor and a radiator is provided. A high power semiconductor module 10 including a printed circuit board 101 and high power semiconductor elements 1 to 6 provided on the printed circuit board, a radiator 20 having at least two main radiating fins 20a and 20b, and a gap filling layer. 102, the high power semiconductor module is provided between two adjacent main radiating fins, the gap filling layer is provided between the high power semiconductor module and the main radiating fin, and the gap The filling layer is tightly bonded to the surface of the main radiating fin. In the present invention, the high power semiconductor module is provided in a storage space formed between the main radiator fins of the radiator, and a gap filling layer is provided between the high power semiconductor module and the main radiator fins. Heat generated by the high-power semiconductor module can be quickly transmitted to the main radiator fins of the radiator and quickly diffused to the outside through the main radiator fins. [Selection] Figure 6

Description

本考案は、電力半導体とラジエーターとの組立構造、より具体的には、大電力半導体とラジエーターとの組立構造に関するものである。   The present invention relates to an assembly structure of a power semiconductor and a radiator, and more specifically to an assembly structure of a high power semiconductor and a radiator.

大電力半導体素子は、作動時に熱消耗が生じる。その熱量が大きすぎ、周囲の媒体に拡散できなければ、大電力半導体素子は温度が高くなりすぎて機能しなくなる。大電力半導体素子の温度が高くなりすぎないようにするため、一般的にはラジエーターを増やすことで放熱が早められる。しかしながら、電力密度が高まるに伴い大電力半導体素子が生じる熱量は大きくなる一方で、従来の大電力半導体とラジエーターとの組立構造では放熱の需要を満足できなくなるため、より有効な放熱構造が強く求められている。   High power semiconductor devices are subject to heat consumption during operation. If the amount of heat is too large to diffuse into the surrounding medium, the high power semiconductor device will be too hot to function. In order to prevent the temperature of the high-power semiconductor element from becoming excessively high, heat radiation is generally accelerated by increasing the number of radiators. However, as the power density increases, the amount of heat generated by high-power semiconductor elements increases. On the other hand, the conventional assembly structure of high-power semiconductors and radiators cannot satisfy the demand for heat dissipation, so a more effective heat dissipation structure is strongly demanded. It has been.

本考案の目的は、大電力半導体とラジエーターとの組立構造を提供することであり、大電力半導体素子が生じる熱量を速やかに伝達して放熱し、温度が高くなりすぎて、大電力半導体素子の正常の作動に影響することを避けることにある。   An object of the present invention is to provide an assembly structure of a high-power semiconductor and a radiator, which quickly transfers and dissipates heat generated by the high-power semiconductor element, and the temperature becomes too high. It is to avoid affecting normal operation.

一の態様では、本考案における大電力半導体とラジエーターとの組立構造は、
プリント回路板とプリント回路板の第1面上に設けられる大電力半導体素子とを含む第1大電力半導体モジュールと、
プリント回路板とプリント回路板の第1面上に設けられる大電力半導体素子とを含む第2大電力半導体モジュールと、
少なくとも3つのメインフィンを有するラジエーターと、
隙間充填層と、を含み、
前記第1大電力半導体モジュールと前記第2大電力半導体モジュールとがそれぞれ隣接する2つのメインフィンの間に設けられ、前記隙間充填層が前記第1大電力半導体モジュールとメインフィンとの間、及び、前記第2大電力半導体モジュールとメインフィンとの間に設けられ、前記隙間充填層がメインフィンの表面に緊密に接合される。
In one aspect, the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator in the present invention is:
A first high power semiconductor module comprising a printed circuit board and a high power semiconductor element provided on a first surface of the printed circuit board;
A second high power semiconductor module comprising a printed circuit board and a high power semiconductor element provided on the first surface of the printed circuit board;
A radiator having at least three main fins;
A gap filling layer, and
The first high-power semiconductor module and the second high-power semiconductor module are provided between two adjacent main fins, and the gap filling layer is provided between the first high-power semiconductor module and the main fin; and The gap filling layer is tightly joined to the surface of the main fin, provided between the second high power semiconductor module and the main fin.

他の態様では、本考案における大電力半導体とラジエーターとの組立構造は、
プリント回路板とプリント回路板の第1面上と第2面上とに設けられる大電力半導体素子とを含む大電力半導体モジュールと、
少なくとも2つのメインフィンを有するラジエーターと、
隙間充填層と、を含み、
前記大電力半導体モジュールが隣接する2つのメインフィンの間に設けられ、前記隙間充填層が前記大電力半導体モジュールとメインフィンとの間に設けられ、前記隙間充填層がメインフィンの表面に緊密に接合される。
In another aspect, the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator in the present invention is:
A high-power semiconductor module including a printed circuit board and a high-power semiconductor element provided on the first surface and the second surface of the printed circuit board;
A radiator having at least two main fins;
A gap filling layer, and
The high power semiconductor module is provided between two adjacent main fins, the gap filling layer is provided between the high power semiconductor module and the main fin, and the gap filling layer is closely attached to the surface of the main fin. Be joined.

本考案の一実施例において、前記大電力半導体素子は、表面実装される半導体である。   In one embodiment of the present invention, the high-power semiconductor device is a surface-mounted semiconductor.

本考案の一実施例において、前記大電力半導体素子は、表面実装技術により前記プリント回路板に実装される。   In one embodiment of the present invention, the high power semiconductor device is mounted on the printed circuit board by surface mounting technology.

本考案の一実施例において、前記プリント回路板に、電気接続するためのコネクタまたは連結孔が設けられる。   In one embodiment of the present invention, the printed circuit board is provided with a connector or a coupling hole for electrical connection.

本考案の一実施例において、前記隙間充填層は、熱伝達性と柔軟性とを有する。   In one embodiment of the present invention, the gap filling layer has heat transferability and flexibility.

本考案の一実施例において、前記隙間充填層は、前記大電力半導体モジュールを被覆する。   In one embodiment of the present invention, the gap filling layer covers the high power semiconductor module.

本考案の一実施例において、前記ラジエーターは、1つの金属部材で製造されるか、または1つ以上の金属部材を組み合わせて製造される。   In one embodiment of the present invention, the radiator is manufactured by one metal member or a combination of one or more metal members.

本考案の一実施例において、前記大電力半導体素子のパッケージの最上部は水平で、熱伝達金属片が固定され、前記熱伝達金属片と前記大電力半導体素子の大電流が流れるピンとは電気的に接続される。   In one embodiment of the present invention, the top of the package of the high power semiconductor device is horizontal, a heat transfer metal piece is fixed, and the heat transfer metal piece and the pin through which a large current flows of the high power semiconductor device are electrically Connected to.

本考案による大電力半導体とラジエーターとの組立構造を使用すれば、次のような有益な効果がもたらされる。本考案によれば、大電力半導体モジュールがラジエーターのメインフィンの間に形成される格納空間内に設けられ、また、大電力半導体モジュールとメインフィンとの間に隙間充填層が設けられることで、大電力半導体モジュールにより生じる熱を迅速にラジエーターのメインフィンに伝達し、メインフィンを通じて迅速に外部に拡散できる。   Use of the assembly structure of a high power semiconductor and a radiator according to the present invention provides the following beneficial effects. According to the present invention, the high power semiconductor module is provided in the storage space formed between the main fins of the radiator, and the gap filling layer is provided between the high power semiconductor module and the main fins. Heat generated by the high-power semiconductor module can be quickly transferred to the main fins of the radiator and quickly diffused to the outside through the main fins.

次に、図面や実施例と関連付けて本考案についてさらに説明する。
三相ブラシレスモータ駆動回路の模式図である。 本考案の大電力半導体とラジエーターとの組立構造の第1実施例の模式図である。 図2に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の原理模式図である。 図2に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の分解模式図である。 図2に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の他の角度での分解模式図である。 本考案の大電力半導体とラジエーターとの組立構造の第2実施例の模式図である。 図6に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の原理模式図である。 図6に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の分解模式図である。 図6に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の他の角度での分解模式図である。 本考案の大電力半導体とラジエーターとの組立構造の第3実施例の模式図である。 図10に示す大電力半導体とラジエーターとの組立構造の原理模式図である。
Next, the present invention will be further described with reference to the drawings and embodiments.
It is a schematic diagram of a three-phase brushless motor drive circuit. 1 is a schematic view of a first embodiment of an assembly structure of a high power semiconductor and a radiator according to the present invention. It is a principle schematic diagram of the assembly structure of a high power semiconductor and a radiator shown in FIG. FIG. 3 is an exploded schematic view of an assembly structure of a high power semiconductor and a radiator shown in FIG. 2. It is the decomposition | disassembly schematic diagram in the other angle of the assembly structure of the high-power semiconductor shown in FIG. 2, and a radiator. It is a schematic diagram of 2nd Example of the assembly structure of the high power semiconductor of this invention and a radiator. It is a principle schematic diagram of the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator shown in FIG. It is a disassembled schematic diagram of the assembly structure of the high-power semiconductor and the radiator shown in FIG. FIG. 7 is an exploded schematic view of the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator shown in FIG. 6 at another angle. It is a schematic diagram of 3rd Example of the assembly structure of the high-power semiconductor and radiator of this invention. It is a principle schematic diagram of the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator shown in FIG.

本考案の技術的特徴、目的及び効果がより明確に理解されるように、図面を参照しながら本考案の具体的な実施形態について詳細に説明する。   Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings so that the technical features, objects, and effects of the present invention can be understood more clearly.

以下の通り、本考案による大電力半導体とラジエーターとの組立構造の実施例について詳細に説明する。これらの実施例の凡例は図面に示されており、同一または類似の符号は同一若しくは類似の部品又は同一若しくは類似の機能を有する素子を示すものである。   Hereinafter, an embodiment of an assembly structure of a high power semiconductor and a radiator according to the present invention will be described in detail. Legends of these embodiments are shown in the drawings, wherein the same or similar reference numerals indicate the same or similar parts or elements having the same or similar functions.

本考案の大電力半導体とラジエーターとの組立構造についての説明で、「前」、「後」、「上」、「下」、「上端」、「下端」、「上部」、「下部」などの用語により示される方位や位置関係は、図面に基づいて示される方位や位置関係であり、本考案を説明しやすくしたり説明を簡略化したりするためのものにすぎないと理解されたい。示される装置又は部品が特定の方位での構造や操作のために特定の方位にあるべきことを示し又は暗示するものではないので、本考案を限定するものと解するべきではない。また、「第1」、「第2」などという用語も説明を目的とするものにすぎず、相対的重要性を示し又は暗示すると解してはならない。   In the description of the assembly structure of the high power semiconductor and radiator of the present invention, such as "front", "back", "upper", "lower", "upper end", "lower end", "upper", "lower" It should be understood that the azimuths and positional relationships indicated by the terms are the azimuths and positional relationships shown on the basis of the drawings, and are merely for the purpose of facilitating and simplifying the description of the present invention. It should not be construed as limiting the invention, as it does not indicate or imply that the apparatus or parts shown should be in a particular orientation for construction or operation in a particular orientation. Also, the terms “first”, “second”, etc. are for illustrative purposes only and should not be understood to indicate or imply relative importance.

図1は、よく見られる三相ブラシレスモータ駆動回路の模式図である。当該三相ブラシレスモータ駆動回路は、電源8と、電源8に接続される駆動モジュール13と、三相ブラシレスモータ7とを有しており、駆動モジュール13は、三相ブラシレスモータ7に接続されて三相ブラシレスモータ7を駆動する。駆動モジュール13は、第1大電力半導体モジュール10と第2大電力半導体モジュール11とを含み、第1大電力半導体モジュール10に少なくとも3つの大電力半導体素子1、3、5が設けられ、第2大電力半導体モジュール11に少なくとも3つの大電力半導体素子2、4、6が別途設けられる。大電力半導体素子1〜6は、MOSFET又はその他の半導体スイッチデバイスであってもよい。大電力半導体素子1〜6が作動中に発生させる大量の熱量が速やかに外部に拡散されない場合、大電力半導体素子1〜6は温度が高くなりすぎて機能しなくなる。しかし、本考案による大電力半導体とラジエーターとの組立構造は、この問題をよく解決することができる。本考案による大電力半導体とラジエーターとの組立構造がどのようにして実現されるのかを以下に詳細に説明する。   FIG. 1 is a schematic diagram of a common three-phase brushless motor drive circuit. The three-phase brushless motor drive circuit has a power supply 8, a drive module 13 connected to the power supply 8, and a three-phase brushless motor 7. The drive module 13 is connected to the three-phase brushless motor 7. The three-phase brushless motor 7 is driven. The drive module 13 includes a first high-power semiconductor module 10 and a second high-power semiconductor module 11, and the first high-power semiconductor module 10 is provided with at least three high-power semiconductor elements 1, 3, and 5. The high power semiconductor module 11 is provided with at least three high power semiconductor elements 2, 4 and 6 separately. The high power semiconductor elements 1-6 may be MOSFETs or other semiconductor switch devices. If the large amount of heat generated by the high power semiconductor elements 1 to 6 during operation is not quickly diffused to the outside, the high power semiconductor elements 1 to 6 become too hot to function. However, the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator according to the present invention can well solve this problem. How the assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to the present invention is realized will be described in detail below.

図2及び図3は、本考案による大電力半導体とラジエーターとの組立構造の第1実施例の模式図である。ラジエーター20は、3つのメイン放熱フィン20a、20b及び20cを有し、メイン放熱フィン20aとメイン放熱フィン20bとの間に第1大電力半導体モジュール10を格納するための格納空間が形成され、プリント回路板101とその第1面上に実装される大電力半導体素子1、3、5、及び隙間充填層102が、当該格納空間内に挿入される。メイン放熱フィン20bとメイン放熱フィン20cとの間に第2大電力半導体モジュール11を格納するための格納空間が形成され、プリント回路板111とその第1面上に実装される大電力半導体素子2、4、6、及び隙間充填層112が、当該格納空間内に挿入される。   2 and 3 are schematic views of a first embodiment of an assembly structure of a high power semiconductor and a radiator according to the present invention. The radiator 20 has three main radiating fins 20a, 20b, and 20c, and a storage space for storing the first high-power semiconductor module 10 is formed between the main radiating fins 20a and the main radiating fins 20b. The circuit board 101 and the high-power semiconductor elements 1, 3, 5 and the gap filling layer 102 mounted on the first surface are inserted into the storage space. A storage space for storing the second high power semiconductor module 11 is formed between the main heat dissipation fin 20b and the main heat dissipation fin 20c, and the high power semiconductor element 2 mounted on the printed circuit board 111 and the first surface thereof. 4, 6 and the gap filling layer 112 are inserted into the storage space.

図2〜図5を参照すると、よりよく放熱するために、プリント回路板101、111とメイン放熱フィン20a、20b、20cとの間にそれぞれ隙間充填層102、112が設けられる。隙間充填層102、112は、熱伝導材料により製造される。隙間充填層102は、第1大電力半導体モジュール10とメイン放熱フィン20a、20bとの間の隙間に充填される。隙間充填層112は、第2大電力半導体モジュール11とメイン放熱フィン20b、20cとの間の隙間に充填される。よりよい放熱及び組み立てのために、隙間充填層102、112は二層構造となっている。隙間充填層102は、ともに積層されている第1層102aと第2層102bとを含む。第2層102bは、第1層102aの外側に位置してメイン放熱フィン20a、20bの表面に緊密に接合される。隙間充填層112は、ともに積層されている第1層112aと第2層112bとを含む。第2層112bは、第1層112aの外側に位置してメイン放熱フィン20b、20cの表面に緊密に接合される。隙間充填層102、112の第1層102a、112aと第2層102b、112bとは、それぞれ熱伝導絶縁耐高温材料で製造される。第1層102a、112aは柔軟でその表面に粘着性を有するため、隙間をよく充填でき、かつ、プリント回路板101、111及び大電力半導体素子1〜6の表面に固定されて緩衝作用をもたらすこともできる。第2層102b、112bは強靭でその表面に粘着性がなく、かつ、第2層102b、112bの摩擦係数は第1層102a、112aの摩擦係数より小さいため、大電力半導体モジュール10、11をスライドさせて、メイン放熱フィン20a、20b、20cの間に形成される格納空間内に挿入しやすい。第1層102a、112aは、シリコン弾性体又は他の適宜な材料で製造されてもよく、第2層102b、112bは、ポリエチレンテレフタレート材質のガスケットであってもよい。または、第2層102b、112bは、カーボン充填のグラスファイバー、カーボン充填のポリイミド、シリコン弾性体、シリコンゴムコーティングされたポリイミド又は他の適宜な材料で製造される。   2 to 5, gap filling layers 102 and 112 are provided between the printed circuit boards 101 and 111 and the main radiating fins 20a, 20b, and 20c, respectively, for better heat dissipation. The gap filling layers 102 and 112 are made of a heat conductive material. The gap filling layer 102 is filled in a gap between the first high power semiconductor module 10 and the main heat radiation fins 20a and 20b. The gap filling layer 112 is filled in the gap between the second high power semiconductor module 11 and the main heat radiation fins 20b and 20c. The gap filling layers 102 and 112 have a two-layer structure for better heat dissipation and assembly. The gap filling layer 102 includes a first layer 102a and a second layer 102b that are laminated together. The second layer 102b is positioned outside the first layer 102a and is tightly joined to the surfaces of the main radiating fins 20a and 20b. The gap filling layer 112 includes a first layer 112a and a second layer 112b that are laminated together. The second layer 112b is positioned outside the first layer 112a and is tightly joined to the surfaces of the main radiating fins 20b and 20c. The first layers 102a and 112a and the second layers 102b and 112b of the gap filling layers 102 and 112 are each made of a heat conductive insulating high temperature resistant material. Since the first layers 102a and 112a are flexible and have adhesiveness on the surface thereof, the gaps can be filled well, and the first layers 102a and 112a are fixed to the surfaces of the printed circuit boards 101 and 111 and the high-power semiconductor elements 1 to 6 to provide a buffering action You can also Since the second layers 102b and 112b are strong and have no stickiness on the surface, and the friction coefficient of the second layers 102b and 112b is smaller than that of the first layers 102a and 112a, the high-power semiconductor modules 10 and 11 are It is easy to slide and insert into the storage space formed between the main radiation fins 20a, 20b, 20c. The first layers 102a and 112a may be made of a silicon elastic body or other appropriate material, and the second layers 102b and 112b may be gaskets made of polyethylene terephthalate. Alternatively, the second layers 102b and 112b are made of carbon-filled glass fiber, carbon-filled polyimide, silicon elastic, silicon rubber-coated polyimide, or other suitable material.

図2〜図5を参照すると、本実施例では、プリント回路板101の第1面に大電力半導体素子1、3、5が実装され、大電力半導体素子1、3、5が隙間充填層102の第1層102aに緊密に接合され、プリント回路板101の第2面が隙間充填層102の第1層102aに緊密に接合される。このようにすることで、プリント回路板101及びその上にある大電力半導体素子1、3、5と隙間充填層102との良好な接触が保たれ、適時かつ迅速にプリント回路板101及びその上にある大電力半導体素子1、3、5からラジエーター20へと熱を伝達することができる。プリント回路板111及び大電力半導体素子2、4、6の放熱構造は、プリント回路板101及びその上にある大電力半導体素子1、3、5の放熱構造と同じであるため、ここでは説明を省略する。本実施例では、駆動回路がさらに第3回路モジュール14を有し、第1大電力半導体モジュール10と第2大電力半導体モジュール11との間がコネクタ12で接続され、第2大電力半導体モジュール11と第3回路モジュール14との間がコネクタ15で接続される。   2 to 5, in this embodiment, high power semiconductor elements 1, 3, and 5 are mounted on the first surface of the printed circuit board 101, and the high power semiconductor elements 1, 3, and 5 are formed in the gap filling layer 102. The second surface of the printed circuit board 101 is tightly joined to the first layer 102a of the gap filling layer 102. By doing so, good contact between the printed circuit board 101 and the high-power semiconductor elements 1, 3, 5 and the gap filling layer 102 on the printed circuit board 101 can be maintained, and the printed circuit board 101 and the top thereof can be quickly and timely. Heat can be transferred from the high power semiconductor elements 1, 3, 5 to the radiator 20. The heat dissipation structure of the printed circuit board 111 and the high-power semiconductor elements 2, 4, 6 is the same as the heat dissipation structure of the printed circuit board 101 and the high-power semiconductor elements 1, 3, 5 on the printed circuit board 101. Omitted. In this embodiment, the drive circuit further includes a third circuit module 14, the first high power semiconductor module 10 and the second high power semiconductor module 11 are connected by a connector 12, and the second high power semiconductor module 11 is connected. And the third circuit module 14 are connected by a connector 15.

図6〜図9は、本考案の大電力半導体とラジエーターとの組立構造の第2実施例の模式図である。ラジエーター20が2つのメイン放熱フィン20a及び20bを有し、メイン放熱フィン20aとメイン放熱フィン20bとの間に大電力半導体モジュール10を格納するための格納空間が形成される。プリント回路板101と、プリント回路板101の第1面上に実装される大電力半導体素子1、3、5、プリント回路板101の第2面上に実装される大電力半導体素子2、4、6、及び隙間充填層102が当該格納空間内に挿入される。   6 to 9 are schematic views of a second embodiment of the assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to the present invention. The radiator 20 has two main radiating fins 20a and 20b, and a storage space for storing the high-power semiconductor module 10 is formed between the main radiating fin 20a and the main radiating fin 20b. Printed circuit board 101, high power semiconductor elements 1, 3, 5 mounted on the first surface of printed circuit board 101, high power semiconductor elements 2, 4, 5 mounted on the second surface of printed circuit board 101, 6 and the gap filling layer 102 are inserted into the storage space.

図6〜図9を参照すると、よりよく放熱するために、プリント回路板101とメイン放熱フィン20a、20bとの間に隙間充填層102が設けられる。隙間充填層102は、熱伝導材料により製造される。隙間充填層102は、第1大電力半導体モジュール10とメイン放熱フィン20a、20bとの間の隙間に充填される。よりよい放熱及び組み立てのために、隙間充填層102は二層構造となっている。隙間充填層102は、ともに積層されている第1層102aと第2層102bとを含む。第2層102bは、第1層102aの外側に位置してメイン放熱フィン20a、20bの表面に緊密に接合される。隙間充填層102の第1層102aと第2層102bとは、それぞれ熱伝導絶縁耐高温材料で製造される。第1層102aは柔軟でその表面が粘着性を有するため、隙間をよく充填でき、かつプリント回路板101及び大電力半導体素子1〜6の表面に固定されて緩衝作用をもたらすこともできる。第2層102bは強靭でその表面に粘着性がなく、かつ、第2層102bの摩擦係数が第1層102aの摩擦係数より小さいため、プリント回路板101をスライドさせて、メイン放熱フィン20a、20bの間に形成される格納空間内に挿入しやすい。第1層102aは、シリコン弾性体又は他の適宜な材料で製造されてもよく、第2層102bは、ポリエチレンテレフタレート材質のガスケットであってもよい。または、第2層102bは、カーボン充填のグラスファイバー、カーボン充填のポリイミド、シリコン弾性体、シリコンゴムコーティングされたポリイミド又は他の適宜な材料で製造される。   6 to 9, a gap filling layer 102 is provided between the printed circuit board 101 and the main radiating fins 20a and 20b in order to radiate heat better. The gap filling layer 102 is made of a heat conductive material. The gap filling layer 102 is filled in a gap between the first high power semiconductor module 10 and the main heat radiation fins 20a and 20b. The gap filling layer 102 has a two-layer structure for better heat dissipation and assembly. The gap filling layer 102 includes a first layer 102a and a second layer 102b that are laminated together. The second layer 102b is positioned outside the first layer 102a and is tightly joined to the surfaces of the main radiating fins 20a and 20b. The first layer 102a and the second layer 102b of the gap filling layer 102 are each made of a heat conductive insulating high temperature resistant material. Since the first layer 102a is flexible and has a sticky surface, the first layer 102a can be well filled with gaps and can be fixed to the surface of the printed circuit board 101 and the high power semiconductor elements 1 to 6 to provide a buffering action. Since the second layer 102b is tough and has no stickiness on the surface thereof, and the friction coefficient of the second layer 102b is smaller than that of the first layer 102a, the printed circuit board 101 is slid to move the main radiating fins 20a, It is easy to insert into the storage space formed between 20b. The first layer 102a may be made of a silicon elastic body or other appropriate material, and the second layer 102b may be a gasket made of polyethylene terephthalate. Alternatively, the second layer 102b is made of carbon-filled glass fiber, carbon-filled polyimide, silicon elastic body, silicon rubber-coated polyimide, or other suitable material.

図6〜図9を参照すると、本実施例では、プリント回路板101の2つの面に大電力半導体素子が実装される。そのうち、プリント回路板101の第1面上に大電力半導体素子1、3、5が実装され、プリント回路板101の第2面上に大電力半導体素子2、4、6が実装される。大電力半導体素子1〜6が隙間充填層102の第1層102aに緊密に接合されることにより、プリント回路板101上にある大電力半導体素子1〜6と隙間充填層102との良好な接触が保たれ、適時かつ迅速にプリント回路板101及びその上にある大電力半導体素子1〜6からラジエーター20へ熱を伝達することができる。本実施例では、駆動回路は第3回路モジュール14を更に有し、第1大電力半導体モジュール10と第3回路モジュール14との間がコネクタ12で接続される。   Referring to FIGS. 6 to 9, in this embodiment, high power semiconductor elements are mounted on two surfaces of the printed circuit board 101. Among them, the high power semiconductor elements 1, 3, and 5 are mounted on the first surface of the printed circuit board 101, and the high power semiconductor elements 2, 4, and 6 are mounted on the second surface of the printed circuit board 101. Since the high power semiconductor elements 1 to 6 are tightly bonded to the first layer 102a of the gap filling layer 102, good contact between the high power semiconductor elements 1 to 6 and the gap filling layer 102 on the printed circuit board 101 is achieved. Thus, heat can be transferred to the radiator 20 from the printed circuit board 101 and the high-power semiconductor elements 1 to 6 on the printed circuit board 101 in a timely and prompt manner. In this embodiment, the drive circuit further includes a third circuit module 14, and the first high power semiconductor module 10 and the third circuit module 14 are connected by a connector 12.

図10と図11は、本考案の大電力半導体とラジエーターとの組立構造の第3実施例の模式図であり、第2実施例を基礎にして更なる改良を施したものである。よりよい放熱効果を得るため、大電力半導体モジュール10のプリント回路板101の第1面上の大電力半導体素子1、3、5にそれぞれ熱伝達金属片201、203、205が追加される。熱伝達金属片201、203、205はそれぞれ水平で、大電力半導体素子1、3、5のパッケージの最上部に固定される。熱伝達金属片201、203、205は、それぞれ手溶接又はSMT方式で、例えばMOSFETのドレインのような大電力半導体素子1、3、5の大電流が流れるピンに電気的に接続される。プリント回路板101の第2面上の大電力半導体素子2、4、6にそれぞれ熱伝達金属片202、204、206が追加される。熱伝達金属片202、204、206はそれぞれ水平で、大電力半導体素子2、4、6のパッケージの最上部に固定される。熱伝達金属片202、204、206は、それぞれ手溶接又はSMT方式で、例えばMOSFETのドレインのような大電力半導体素子2、4、6の大電流が流れるピンに電気的に接続される。熱伝達金属片201〜206は、銅、アルミ、又は合金片であってもよい。熱伝達金属片201〜206は、それぞれ大電力半導体素子1〜6の大電流ピンに接続されて、大電流ピンで発生する熱を速やかにラジエーター20のメイン放熱フィン20a、20bに伝達するため、よりよい放熱効果が得られる。当該実施例のその他の構造は、第2実施例の構造と同じであるため、ここでは説明を省略する。   FIG. 10 and FIG. 11 are schematic views of the third embodiment of the assembly structure of the high power semiconductor and the radiator according to the present invention, which are further improved on the basis of the second embodiment. In order to obtain a better heat dissipation effect, heat transfer metal pieces 201, 203, 205 are added to the high power semiconductor elements 1, 3, 5 on the first surface of the printed circuit board 101 of the high power semiconductor module 10, respectively. The heat transfer metal pieces 201, 203, 205 are horizontal and fixed to the top of the package of the high power semiconductor elements 1, 3, 5. The heat transfer metal pieces 201, 203, and 205 are electrically connected to pins through which a large current flows in the high-power semiconductor elements 1, 3, and 5, such as MOSFET drains, respectively, by manual welding or SMT method. Heat transfer metal pieces 202, 204, 206 are added to the high power semiconductor elements 2, 4, 6 on the second surface of the printed circuit board 101, respectively. The heat transfer metal pieces 202, 204, 206 are respectively horizontal and fixed to the top of the package of the high power semiconductor elements 2, 4, 6. The heat transfer metal pieces 202, 204, and 206 are electrically connected to pins through which a large current flows in the high-power semiconductor elements 2, 4, and 6, such as MOSFET drains, by hand welding or SMT method, respectively. The heat transfer metal pieces 201-206 may be copper, aluminum, or alloy pieces. The heat transfer metal pieces 201 to 206 are respectively connected to the large current pins of the large power semiconductor elements 1 to 6 to quickly transfer the heat generated at the large current pins to the main radiating fins 20a and 20b of the radiator 20, A better heat dissipation effect can be obtained. Since the other structure of the embodiment is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted here.

本考案では、大電力半導体素子を表面実装技術(SMT)でプリント回路板に実装してもよく、半田付けでプリント回路板に溶接してもよい。ラジエーターは、金属材料で加工することができる。例えばアルミ合金、アルミ、銅合金、銅等のうち、1つの金属材料を用いて押出成形しても、コンピュータ数値制御(CNC)等の方法で加工しても、又は複数の金属部材を溶接又はねじ接合で組み合わせて製造してもよい。   In the present invention, the high power semiconductor element may be mounted on the printed circuit board by surface mounting technology (SMT), or may be welded to the printed circuit board by soldering. The radiator can be processed with a metal material. For example, an aluminum alloy, aluminum, copper alloy, copper, etc. may be extruded using one metal material, processed by a method such as computer numerical control (CNC), or a plurality of metal members may be welded or You may manufacture combining by screw joining.

本考案によれば、大電力半導体素子の実装されているプリント回路板がラジエーターのメインフィンの間に形成される格納空間内に設けられ、また、プリント回路板とメインフィンとの間に隙間充填層が設けられることにより、大電力半導体素子及びプリント回路板により生じる熱を迅速にラジエーターのメインフィンに伝達し、メインフィンを通して迅速に外部に拡散することができる。   According to the present invention, the printed circuit board on which the high-power semiconductor element is mounted is provided in the storage space formed between the main fins of the radiator, and the gap is filled between the printed circuit board and the main fins. By providing the layer, heat generated by the high-power semiconductor element and the printed circuit board can be quickly transferred to the main fin of the radiator and quickly diffused to the outside through the main fin.

上記のように、図面と関連付けて本考案の実施例を説明したが、本考案は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではない。上記の具体的な実施形態は、例示的なものにすぎず、限定的なものではない。当業者は、本考案の示唆の下、本考案の趣旨と請求項で保護しようとする範囲を逸脱せずに多くの形態で実施可能であり、これらの全ても本考案の保護範囲に属するものである。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in association with the drawings. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. The specific embodiments described above are illustrative only and not limiting. Those skilled in the art can implement the present invention in many forms without departing from the scope of the present invention and the scope of the claims, all of which belong to the scope of protection of the present invention. It is.

Claims (9)

大電力半導体とラジエーターとの組立構造であって、
プリント回路板と、プリント回路板の第1面上に設けられる大電力半導体素子と、を含む第1大電力半導体モジュールと、
プリント回路板と、プリント回路板の第1面上に設けられる大電力半導体素子と、を含む第2大電力半導体モジュールと、
少なくとも3つのメインフィンを有するラジエーターと、
隙間充填層と、
を含み、
前記第1大電力半導体モジュールと前記第2大電力半導体モジュールとがそれぞれ隣接する2つの前記メインフィンの間に設けられ、前記隙間充填層が、前記第1大電力半導体モジュールと前記メインフィンとの間、及び、前記第2大電力半導体モジュールと前記メインフィンとの間に設けられ、前記隙間充填層が前記メインフィンの表面に緊密に接合されることを特徴とする、
大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
An assembly structure of a high power semiconductor and a radiator,
A first high power semiconductor module comprising: a printed circuit board; and a high power semiconductor element provided on the first surface of the printed circuit board;
A second high power semiconductor module comprising: a printed circuit board; and a high power semiconductor element provided on the first surface of the printed circuit board;
A radiator having at least three main fins;
A gap filling layer;
Including
The first high power semiconductor module and the second high power semiconductor module are provided between two adjacent main fins, and the gap filling layer is formed between the first high power semiconductor module and the main fin. And between the second high power semiconductor module and the main fin, and the gap filling layer is tightly bonded to the surface of the main fin.
Assembly structure of high power semiconductor and radiator.
大電力半導体とラジエーターとの組立構造であって、
プリント回路板と、プリント回路板の第1面上と第2面上とに設けられる大電力半導体素子と、を含む大電力半導体モジュールと、
少なくとも2つのメインフィンを有するラジエーターと、
隙間充填層と、を含み、
前記大電力半導体モジュールが隣接する2つの前記メインフィンの間に設けられ、前記隙間充填層が前記大電力半導体モジュールと前記メインフィンとの間に設けられ、前記隙間充填層が前記メインフィンの表面に緊密に接合されることを特徴とする
大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
An assembly structure of a high power semiconductor and a radiator,
A high-power semiconductor module including a printed circuit board, and a high-power semiconductor element provided on the first surface and the second surface of the printed circuit board;
A radiator having at least two main fins;
A gap filling layer, and
The high power semiconductor module is provided between two adjacent main fins, the gap filling layer is provided between the high power semiconductor module and the main fin, and the gap filling layer is a surface of the main fin. An assembly structure of a high-power semiconductor and a radiator characterized by being closely joined to each other.
前記大電力半導体素子が、表面実装される半導体であることを特徴とする、
請求項1又は2に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The high-power semiconductor element is a surface-mounted semiconductor,
The assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to claim 1 or 2.
前記大電力半導体素子が、表面実装技術により前記プリント回路板に実装されることを特徴とする、
請求項1又は2に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The high-power semiconductor element is mounted on the printed circuit board by surface mounting technology,
The assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to claim 1 or 2.
前記プリント回路板に、電気接続するためのコネクタ又は連結孔が設けられることを特徴とする、
請求項3又は4に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The printed circuit board is provided with a connector or a coupling hole for electrical connection,
The assembly structure of the high power semiconductor according to claim 3 or 4 and a radiator.
前記隙間充填層が、熱伝達性と柔軟性とを有することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The gap filling layer has heat transferability and flexibility,
The assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to claim 1 or 2.
前記隙間充填層が、前記第1大電力半導体モジュールと第2大電力半導体モジュールとをそれぞれ被覆することを特徴とする、
請求項1に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The gap filling layer covers the first high power semiconductor module and the second high power semiconductor module, respectively.
The assembly structure of a high power semiconductor and a radiator according to claim 1.
前記ラジエーターが、1つの金属部材で製造されるか、又は1つ以上の金属部材を組み合わせて製造されることを特徴とする、
請求項1又は2に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The radiator is manufactured from one metal member or a combination of one or more metal members,
The assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to claim 1 or 2.
前記大電力半導体素子のパッケージの最上部は水平で、熱伝達金属片が固定され、前記熱伝達金属片と前記大電力半導体素子の大電流が流れるピンとは電気的に接続されることを特徴とする、
請求項2に記載の大電力半導体とラジエーターとの組立構造。
The top of the package of the high power semiconductor element is horizontal, a heat transfer metal piece is fixed, and the heat transfer metal piece and a pin through which a large current flows of the high power semiconductor element are electrically connected To
The assembly structure of the high power semiconductor and radiator according to claim 2.
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