JP4578457B2 - パワーモジュール装置 - Google Patents
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また、複数の入出力端子と、複数の信号端子を持ち、内部素子からの発熱を底面から放熱するパワーモジュール部品と、このパワーモジュール部品を放熱するために放熱用ベースプレートに固定する固定手段と、このパワーモジュール部品上に配置された第1のプリント基板と、この第1のプリント基板の上部位置に、第1のプリント基板とは空間を介して配置された第2のプリント基板を具備したものがある(例えば特許文献2参照。)。
図1は本発明の参考例1に係るパワーモジュール装置の要部を概念的に示す断面図である。図において、パワーモジュール装置1は、図示省略している筐体等に対して直接または間接的に固定された金属製の放熱器2に対して例えば密着させることにより熱的に結合されたパワーモジュール3と、このパワーモジュール3の制御回路(図示省略)等を含む配線パターン4などが設けられたパワー配線回路板5と、これらパワーモジュール3及びパワー配線回路板5を電気的に接続すると共に、パワー配線回路板5及び放熱器2又はパワーモジュール3を離間させた状態で相互を機械的に接続する接続部材7と、これらパワー配線回路板5及び放熱器2又はパワーモジュール3の間に形成された離間空間に対面するように設けられ、該パワー配線回路板5及び放熱器2又はパワーモジュール3と協働して風路6を形成する仕切部材8などを備えている。
なお、上記説明では図示していない電動ファンにより風路6に強制的に対流を発生させたが、自然的に対流を発生させるようにしても良い。この場合、対流が促進されるように、風路6の通風方向が上下方向となるように構成部材の向きを選ぶことは好ましい。さらに、仕切部材8は図の右側部に設け、あるいは左右両側に設けても良い。
図2は本発明の実施の形態1に係るパワーモジュール装置の要部を概念的に示す断面図である。この実施の形態1では、パワー配線回路板5がパワーモジュール3又は放熱器2Aの両端部よりも左右両外方にはみ出す如く突出され、仕切部材8は、上記はみ出した部分に対向してパワー配線回路板5に平行に上記放熱器2Aの左右の延長線上にそれぞれ設けられ、間隙部からなる風路6Aの側方部は開放されている。その他の構成は上記参考例1と同様であるので説明を省略する。また、各図を通じて同一符号は同一または相当部分を示すものとする。
図3は本発明の参考例2に係るパワーモジュール装置の要部を概念的に示す断面図である。この参考例2は、パワー配線回路板5を図示省略している筐体に直接、又は放熱器2Aを介して該筐体に固定する板状の支持部材9が具備され、更に仕切部材8は、その一端部(図3の上方部)がパワー配線回路板5の側端部付近に位置し、他端部(図の右側)が放熱器2Aの側方部方向に伸びて風路6Bの側方部を塞ぐように配設されている。なお、仕切部材8はパワーモジュール3に対して支持部材9とは反対側に設けられ、該仕切部材8と放熱器3によって形成された図の左側の風路6Bは、図の下方部が開放されている。また、支持部材9は仕切部材8の機能を兼ねている。その他の構成は上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
図4は本発明の参考例3に係るパワーモジュール装置の要部を概念的に示す断面図である。この参考例3は、図3に示す参考例2における仕切部材8の機能を全て支持部材9に分担させ、図3に示す仕切部材8を省いたものに相当する。
即ちこの参考例3は、支持部材を兼ねる仕切部材81を備えたもので、このように構成された参考例3では、仕切部材81が支持部材の機能を兼ねる事で、パワー配線回路板5と放熱器2Aと仕切部材81で囲まれた空間で形成された風路6Cがより限定的となり、パワー配線回路板5の配線パターン4を効率よく冷却できるため、配線パターン4のヒートサイクルが緩和され、当該回路・製品の信頼性が向上される。また、仕切部材81が支持部材も兼ねる事で、製造コストを安価にすることが出来る。
図5は本発明の参考例4に係るパワーモジュール装置の要部を概念的に示す断面図である。この参考例4は、図3に示す参考例2における支柱状の接続部材7を、風路の通風方向(対流方向)から見たときに略コ字状に形成されているスペーサ部材7cと固定ネジ7dからなる接続部材7Aに変更し、支持部材9を省略して風路6Dを形成するようにしたもので、その他の構成は参考例2と同様である。
上記のように構成された参考例4によればコの字に形成されたスペーサ部材7cを用いた接続部材7Aを用いることで、接続部材7Aの放熱性能が向上され、接続部材7Aと接続されたパワー配線回路板5Aの配線パターン4Aが更に効率よく冷却できるため、配線パターン4Aのヒートサイクルが更に緩和され当該回路・製品の信頼性の向上が図れる。
図6は本発明の参考例5に係るパワーモジュール装置の要部を概念的に示す断面図である。この参考例5は、パワー配線回路板5の放熱器2Aに対向する面に乱流促進部材10を突出するように設け、風路6Eを形成したものである。なお、この乱流促進部材10はパワー配線回路板5に実装される回路部品もしくは前記回路部品のリード線などハンダ付けされた回路部品の一部もしくは図3に示す支持部材9を兼用しても可能である。また、仕切部材8は参考例2と同様にパワー配線回路板5の端部に一端部が位置するように設けられている。
上記のように構成された参考例5では、パワー配線回路板5の放熱器2Aに対向する面に乱流促進部材10を突設した事により、パワー配線回路板5と放熱器2Aと仕切部材8で囲まれた風路6Eに乱流を発生させた事でパワー配線回路板5や接続部材7からの放熱が促進され、配線パターン4が効率よく冷却できるため、配線パターン4のヒートサイクルが緩和されて製品の信頼性が向上する。
Claims (3)
- パワーモジュールと、このパワーモジュールに熱的に結合された放熱器と、上記パワーモジュールに電気的に接続される回路部品が設けられたパワー配線回路板と、このパワー配線回路板及び上記パワーモジュールを電気的に接続すると共に、該パワー配線回路板を上記放熱器又は上記パワーモジュールと離間させて機械的に接続する接続部材と、これらパワー配線回路板及び上記放熱器又はパワーモジュールの間に形成された離間空間に対面するように設けられ、これらパワー配線回路板及び上記放熱器又はパワーモジュールと協働して風路を形成する仕切部材とを備え、上記パワー配線回路板と上記パワーモジュール又は上記放熱器を平行に配設して、これらの対向面の内側に上記風路を形成してなるものであって、上記パワー配線回路板は、対向する上記パワーモジュール又は放熱器の端部より外方にはみ出すように突出され、上記仕切部材は、上記はみ出した部分に対向して上記パワー配線回路板に平行に上記パワーモジュール又は放熱器の延長線上に設けられていることを特徴とするパワーモジュール装置。
- 上記接続部材は、上記風路の通風方向から見たときにコ字状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール装置。
- 上記風路に乱流促進部材を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパワーモジュール装置。
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