JP6225806B2 - Electrical circuit device - Google Patents

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Description

本発明は、電気回路装置に関するものである。   The present invention relates to an electric circuit device.

パワースイッチング素子等、動作に伴い発熱する半導体素子を備える電気回路装置では、温度上昇に起因する不具合を抑制すべく種々の放熱対策が講じられている。例えば、特許文献1に記載の技術では、冷却ファン等を有する冷却器と、その冷却器の上に配置される半導体素子と、半導体素子に被せて設けられるコ字型放熱体と、冷却器を覆うように設けられるカバー部材とを備える電力変換装置において、コ字型放熱体とカバー部材との間にバネ部材を介在させる構成としている。この場合、バネ部材のバネ力により半導体素子を冷却器及びコ字型放熱体に密着させ、それにより半導体素子で生じた熱を冷却器やコ字型放熱体を介して放出させるようにしている。   In an electric circuit device including a semiconductor element that generates heat during operation, such as a power switching element, various heat dissipation measures are taken to suppress problems caused by temperature rise. For example, in the technique described in Patent Document 1, a cooler having a cooling fan, a semiconductor element disposed on the cooler, a U-shaped radiator provided over the semiconductor element, and a cooler In a power converter provided with a cover member provided so as to cover, a spring member is interposed between the U-shaped radiator and the cover member. In this case, the semiconductor element is brought into close contact with the cooler and the U-shaped radiator by the spring force of the spring member, so that the heat generated in the semiconductor element is released through the cooler and the U-shaped radiator. .

特開2012−227344号公報JP 2012-227344 A

しかしながら、上記従来技術においては以下の不都合が存在すると考えられる。すなわち、上記従来技術では、冷却器の一面に半導体素子を当接させた状態で、その冷却器の反対側からコ字型放熱体、バネ部材及びカバー部材を組み付け、さらにその状態で冷却器に対してボルト等によりカバー部材を固定することとしており、その組み付け作業を行う際の作業性が低いことが懸念される。この場合、組み付けのための部品点数が多いことや、冷却器に対して片側から各部材の配置及び固定を行うようにしていることが不都合の要因であると考えられる。例えば冷却器の半導体載置面が水平上向きになっていない場合には、その組み付け性がさらに劣ると考えられる。   However, the following disadvantages are considered to exist in the above-described prior art. That is, in the above prior art, a U-shaped radiator, a spring member, and a cover member are assembled from the opposite side of the cooler with the semiconductor element in contact with one surface of the cooler. On the other hand, the cover member is fixed with a bolt or the like, and there is a concern that workability when performing the assembly work is low. In this case, it is considered that the number of parts for assembling is large, and the arrangement and fixing of each member from one side to the cooler are inconvenient factors. For example, when the semiconductor mounting surface of the cooler is not horizontally upward, the assembling property is considered to be further deteriorated.

本発明は、構成の簡易化を図りつつ、適正な素子冷却性能を付加することができる電気回路装置を提供することを主たる目的とするものである。   The main object of the present invention is to provide an electric circuit device capable of adding appropriate element cooling performance while simplifying the configuration.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.

本発明は、動作に伴い発熱する半導体素子(27)を有する電気回路装置であって、素子冷却機能を有するベース部材(13)と、前記ベース部材に設けられ、前記半導体素子の外面を当接させる受熱面を有する板状の受熱部(32)と、前記半導体素子の外面と前記受熱部の受熱面とを互いに当接させた状態で、これら半導体素子及び受熱部を一対の挟持部(41)で挟み込み、弾性力により当該当接状態を保持するクリップ部材(40)と、を備えることを特徴とする。   The present invention is an electric circuit device having a semiconductor element (27) that generates heat during operation, and is provided with a base member (13) having an element cooling function and an outer surface of the semiconductor element provided on the base member. In a state where the plate-shaped heat receiving part (32) having the heat receiving surface to be brought into contact with the outer surface of the semiconductor element and the heat receiving surface of the heat receiving part, the semiconductor element and the heat receiving part are paired with a pair of sandwiching parts (41 ) And a clip member (40) that holds the contact state by elastic force.

上記構成では、ベース部材に設けられた受熱部の受熱面に当接させて半導体素子が設けられており、それら半導体素子及び受熱部がクリップ部材の一対の挟持部により挟み込まれることで、そのクリップ部材の弾性力により半導体素子及び受熱部の当接状態が保持される。この場合、クリップ部材はその部材自身が有する弾性力によって、所定の装着位置に保持されるとともに、その装着状態において半導体素子を受熱部に押し付ける機能を有する。そして、半導体素子と受熱部との当接状態が維持されることで、半導体素子から受熱部への伝熱を適正に実施できる。また、装着に際してはネジ固定等の作業が不要であり、部品点数の削減が可能になることに加え、装着作業が簡易なものとなっている。以上により、構成の簡易化を図りつつ、適正な素子冷却性能を付加することができる。   In the above configuration, the semiconductor element is provided in contact with the heat receiving surface of the heat receiving portion provided in the base member, and the semiconductor element and the heat receiving portion are sandwiched between the pair of holding portions of the clip member, so that the clip The contact state between the semiconductor element and the heat receiving portion is maintained by the elastic force of the member. In this case, the clip member is held at a predetermined mounting position by the elastic force of the member itself, and has a function of pressing the semiconductor element against the heat receiving portion in the mounted state. And the heat transfer from a semiconductor element to a heat receiving part can be appropriately implemented by maintaining the contact state of a semiconductor element and a heat receiving part. In addition, when mounting, work such as screw fixing is not required, and the number of parts can be reduced, and mounting work is simplified. As described above, appropriate element cooling performance can be added while simplifying the configuration.

電力変換装置について要部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the principal part about a power converter device. 電力変換装置の分解図。The exploded view of a power converter. 半導体素子の挟持部分を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the clamping part of a semiconductor element. ケース本体の構成の一部を示す平面図。The top view which shows a part of structure of a case main body. 電力変換装置について別例の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of another example about a power converter device. 電力変換装置について別例の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of another example about a power converter device. 電力変換装置について別例の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of another example about a power converter device. 別例においてケース本体の構成の一部を示す平面図。The top view which shows a part of structure of a case main body in another example.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明の電気回路装置を電力変換装置に具体化しており、その電力変換装置では所定のスイッチング周期でスイッチング動作する半導体素子について素子冷却機能を有するものとしている。図1〜図3には、電力変換装置10について要部の構成を示している。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the electric circuit device of the present invention is embodied as a power conversion device, and the power conversion device has an element cooling function for a semiconductor element that performs a switching operation at a predetermined switching cycle. 1-3, the structure of the principal part about the power converter device 10 is shown.

電力変換装置10は、その概要として、アルミニウム等の金属材料により形成された収容ケース11と、その収容ケース11内に収容された変換回路部12とを有している。収容ケース11は、有底箱状のケース本体13と、そのケース本体13の上に組み付けられ、ケース本体13の開放部を閉鎖するカバー14とを有している。ケース本体13が「ベース部材」に相当し、このケース本体13に素子冷却機能が付与されている。また、カバー14が「蓋部材」に相当する。   As an outline, the power conversion device 10 includes a housing case 11 formed of a metal material such as aluminum, and a conversion circuit unit 12 housed in the housing case 11. The housing case 11 has a bottomed box-shaped case body 13 and a cover 14 that is assembled on the case body 13 and closes an open portion of the case body 13. The case body 13 corresponds to a “base member”, and the case body 13 is provided with an element cooling function. Further, the cover 14 corresponds to a “lid member”.

ケース本体13は、底部21と、その底部21の周縁部に設けられる周壁部22とを有している。底部21には、冷却媒体としての冷却水を流通させる冷媒通路23が形成されている。その冷媒通路23内を冷却水が流通することにより、本電力変換装置10で生じる熱が冷却水に伝わり、放熱が行われる。なお、冷却媒体としては液体以外に気体を用いることも可能であり、冷媒通路23内に空気(冷風)を流通させるようにしてもよい。   The case main body 13 includes a bottom portion 21 and a peripheral wall portion 22 provided at the peripheral edge portion of the bottom portion 21. The bottom portion 21 is formed with a refrigerant passage 23 for circulating cooling water as a cooling medium. As the cooling water flows through the refrigerant passage 23, heat generated in the power conversion device 10 is transmitted to the cooling water, and heat is radiated. Note that a gas other than the liquid can be used as the cooling medium, and air (cold air) may be circulated in the refrigerant passage 23.

底部21には、複数のボス24が形成されており、そのボス24の上に載置された状態で回路基板26がビス等により固定されている。これにより、底部21に対向する位置に回路基板26が固定されている。回路基板26には、変換回路部12を構成する各種の電気部品が実装されている。なお、変換回路部12を構成する電気部品のいずれかは底部21に搭載されていてもよく、底部21に搭載された電気部品は金属端子やハーネスを介して回路基板26に電気接続されている。図1等においては、電気部品として例えばMOSFET等のスイッチング素子からなる半導体素子27が示されている。半導体素子27は、回路基板26の周縁部付近において基板面に直交する方向に縦向き実装されている。   A plurality of bosses 24 are formed on the bottom 21, and the circuit board 26 is fixed with screws or the like while being placed on the bosses 24. Thereby, the circuit board 26 is fixed at a position facing the bottom 21. Various electric components constituting the conversion circuit unit 12 are mounted on the circuit board 26. Note that any one of the electrical components constituting the conversion circuit unit 12 may be mounted on the bottom 21, and the electrical component mounted on the bottom 21 is electrically connected to the circuit board 26 via a metal terminal or a harness. . In FIG. 1 etc., the semiconductor element 27 which consists of switching elements, such as MOSFET, is shown as an electrical component, for example. The semiconductor element 27 is mounted vertically in the direction orthogonal to the substrate surface near the peripheral edge of the circuit board 26.

半導体素子27は、本体部27aと複数の端子部27bとを有しており、端子部27bが回路基板26の貫通孔(図示略)に挿し入れられている。これにより、回路基板26に対して半導体素子27が機械的及び電気的に接続されている。本体部27aは、直方体状の外装パッケージを有するものであり、その外装パッケージにおいて広面の側面部と狭面の側面部とのうち広面の側面部には放熱板部27cが設けられている。放熱板部27cは例えば金属板である。放熱板部27cは素子外面に露出しており、その放熱板部27cがケース本体13に当接することで半導体素子27からケース本体13への放熱が行われるようになっている。   The semiconductor element 27 has a main body portion 27a and a plurality of terminal portions 27b, and the terminal portions 27b are inserted into through holes (not shown) of the circuit board 26. As a result, the semiconductor element 27 is mechanically and electrically connected to the circuit board 26. The main body 27a has a rectangular parallelepiped exterior package, and in the exterior package, a heat radiating plate 27c is provided on the wide side of the wide side and the narrow side. The heat radiating plate portion 27c is, for example, a metal plate. The heat radiating plate portion 27 c is exposed on the outer surface of the element, and the heat radiating plate portion 27 c comes into contact with the case main body 13 so that heat is radiated from the semiconductor element 27 to the case main body 13.

ケース本体13の周壁部22においてその上端面(詳しくは最も壁高さが大きい部位の上端面)はカバー14を載置するカバー載置面22aとなっており、そのカバー載置面22aに載置された状態でカバー14が固定されている。この場合、カバー14には貫通孔14aが形成されるとともに、周壁部22にはビス孔22bが形成されており、これら貫通孔14a及びビス孔22bにビス28が挿し入れられてケース本体13にカバー14が固定されている。   The upper end surface (specifically, the upper end surface of the portion having the largest wall height) of the peripheral wall portion 22 of the case body 13 is a cover mounting surface 22a on which the cover 14 is mounted, and is mounted on the cover mounting surface 22a. The cover 14 is fixed in the placed state. In this case, a through hole 14 a is formed in the cover 14, and a screw hole 22 b is formed in the peripheral wall portion 22, and a screw 28 is inserted into the through hole 14 a and the screw hole 22 b and the case main body 13 is inserted. The cover 14 is fixed.

カバー14は周壁部22のカバー載置面22aに対して密接状態で固定され、それにより収容ケース11の密閉化がなされている。なお、周壁部22のカバー載置面22aとカバー14との接合部分は、液状ガスケット等のシール部材によりシール(止水)されていてもよい。   The cover 14 is fixed in close contact with the cover placement surface 22 a of the peripheral wall portion 22, whereby the housing case 11 is sealed. In addition, the joint part of the cover mounting surface 22a of the surrounding wall part 22 and the cover 14 may be sealed (water-stopped) by a sealing member such as a liquid gasket.

本実施形態では、ケース本体13に対する半導体素子27の固定方法に特徴があり、以下にその特徴部分について説明する。   In the present embodiment, there is a feature in the method of fixing the semiconductor element 27 to the case body 13, and the feature portion will be described below.

周壁部22には、カバー載置面22aよりもケース内側の位置に溝部31が形成されており、その溝部31よりもケース内側の部位が板状の受熱部32となっている。溝部31は、周壁部22の上端側(底部21とは反対の先端側)に開口し、周壁部22の内周面に平行に延びるように形成されている。受熱部32は、ケース底面に対して直交する方向に起立して設けられ、その上端部の位置(底部21に対する高さ位置)がカバー載置面22aよりも低い位置となっている。受熱部32のケース内周面側は半導体素子27の外面を当接させる受熱面となっており、その受熱面に半導体素子27の放熱板部27cを当接させるようにしている。   A groove portion 31 is formed in the peripheral wall portion 22 at a position inside the case relative to the cover placement surface 22 a, and a portion inside the case from the groove portion 31 is a plate-shaped heat receiving portion 32. The groove portion 31 is formed to open to the upper end side (the tip end side opposite to the bottom portion 21) of the peripheral wall portion 22 and to extend in parallel to the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 22. The heat receiving portion 32 is provided upright in a direction perpendicular to the bottom surface of the case, and the position of the upper end portion (the height position with respect to the bottom portion 21) is lower than the cover placement surface 22a. The case inner peripheral surface side of the heat receiving portion 32 is a heat receiving surface with which the outer surface of the semiconductor element 27 is brought into contact, and the heat radiating plate portion 27c of the semiconductor element 27 is brought into contact with the heat receiving surface.

ケース本体13を平面図で示すと、図4に示すように、溝部31は周壁部22の長手方向に沿って長尺状に形成されている。つまり、溝部31は、複数の半導体素子27がクリップ固定される各位置で連続するように長尺状に形成されている。なお、図4では、ケース本体13のコーナ部を経由して、ケース本体13の二辺に連続して溝部31が形成されているが、これに限らず、一辺にのみ溝部31が形成される構成でもよい。   When the case main body 13 is shown in a plan view, as shown in FIG. 4, the groove portion 31 is formed in an elongated shape along the longitudinal direction of the peripheral wall portion 22. That is, the groove 31 is formed in a long shape so as to be continuous at each position where the plurality of semiconductor elements 27 are clip-fixed. In FIG. 4, the groove portion 31 is formed continuously on the two sides of the case body 13 via the corner portion of the case body 13, but not limited to this, the groove portion 31 is formed only on one side. It may be configured.

図1〜図3の説明に戻り、半導体素子27と受熱部32とは互いに当接する状態とされ、その当接状態でこれら両者にクリップ40が組み付けられている。クリップ40は、互いに対向する一対の挟持部41と、その間の繋ぎ部42とを有する挟持部材であり、弾性及び高い熱伝導性を有する金属材料又は合成樹脂材料により形成されている。一対の挟持部41は板状をなしており、半導体素子27及び受熱部32にそれぞれ面接触する面接触部41aを有している。一対の挟持部41のうち一方は、半導体素子27において放熱板部27cの反対側の側面部に当接し、他方は、溝部31内において受熱部32の側面部に当接している。この場合、半導体素子27で生じた熱は、半導体素子27及び受熱部32の互いの当接部を介して受熱部32の側に伝達される以外に、クリップ40が高い熱伝導性を有していることから、クリップ40を介して受熱部32の反対側から受熱部32の側に伝達されるようになっている。   Returning to the description of FIGS. 1 to 3, the semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32 are in contact with each other, and the clip 40 is assembled to both of them in the contact state. The clip 40 is a clamping member having a pair of clamping parts 41 facing each other and a connecting part 42 therebetween, and is made of a metal material or a synthetic resin material having elasticity and high thermal conductivity. The pair of sandwiching portions 41 has a plate shape, and has a surface contact portion 41 a that makes surface contact with the semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32. One of the pair of sandwiching portions 41 is in contact with the side surface portion of the semiconductor element 27 opposite to the heat radiating plate portion 27 c, and the other is in contact with the side surface portion of the heat receiving portion 32 in the groove portion 31. In this case, the heat generated in the semiconductor element 27 is transmitted to the heat receiving part 32 side through the contact part between the semiconductor element 27 and the heat receiving part 32, and the clip 40 has high thermal conductivity. Therefore, the heat is transmitted from the opposite side of the heat receiving portion 32 to the heat receiving portion 32 via the clip 40.

クリップ装着前において、クリップ40の一対の挟持部41の間の隙間寸法(図2のB)は、半導体素子27と受熱部32とを重ね合わせた状態のそれら両者の厚み寸法(図2のA)よりも小さくなっている。したがって、クリップ40を装着した状態では、半導体素子27及び受熱部32が一対の挟持部41で挟み込まれ、クリップ40の弾性力によりこれら半導体素子27及び受熱部32が互いに圧接された状態で保持される。   Before the clip is mounted, the gap dimension (B in FIG. 2) between the pair of sandwiching portions 41 of the clip 40 is the thickness dimension of the semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32 in a state of being superimposed (A in FIG. 2). ) Is smaller than. Therefore, when the clip 40 is attached, the semiconductor element 27 and the heat receiving part 32 are sandwiched between the pair of holding parts 41, and the semiconductor element 27 and the heat receiving part 32 are held in pressure contact with each other by the elastic force of the clip 40. The

また、溝部31内には放熱グリスGが充填されている(図3参照)。放熱グリスGは、例えばシリコンを主成分とするペースト材であり、軟化の状態で溝部31に充填され、その後硬化する。図1等の構成では、周壁部22において溝部31を挟んでケース外側とケース内側(受熱部32)とのうちケース外側の方が壁高さが大きいものとなっている。そのため、溝部31内を放熱グリスGで埋める際に、その放熱グリスGがケース本体13よりも外方にはみ出ることが生じにくくなっている。   The groove 31 is filled with heat radiation grease G (see FIG. 3). The heat dissipating grease G is, for example, a paste material containing silicon as a main component. The heat dissipating grease G is filled in the groove 31 in a softened state and then cured. In the configuration of FIG. 1 and the like, the wall height is greater on the outer side of the case and on the inner side of the case (heat receiving portion 32) with the groove portion 31 in the peripheral wall portion 22 therebetween. Therefore, when the groove portion 31 is filled with the heat dissipation grease G, the heat dissipation grease G is less likely to protrude outward from the case body 13.

本実施形態では、横並びに配置された複数の半導体素子27を受熱部32に当接させるようにしており、図4に示すように、各半導体素子27にそれぞれクリップ40が装着される。なお、図4では、半導体素子27の幅寸法に対してクリップ40の幅寸法を小さくしているが、これらの幅寸法を同じにしたり、幅寸法の大小を逆にしたりすることも可能である。   In the present embodiment, a plurality of semiconductor elements 27 arranged side by side are brought into contact with the heat receiving portion 32, and the clips 40 are attached to the respective semiconductor elements 27 as shown in FIG. In FIG. 4, the width dimension of the clip 40 is made smaller than the width dimension of the semiconductor element 27, but these width dimensions can be made the same or the width dimensions can be reversed. .

クリップ40は、周壁部22の先端の側から装着され、その装着状態においてカバー14により抜け落ちが規制されるものとなっている。すなわち、図3に示すように、クリップ40を装着した状態において、半導体素子27の上端から挟持部41の面接触部41aまでの離間寸法Cが、クリップ40(繋ぎ部42)とカバー14の下面との間のクリアランス寸法Dよりも大きくなっている。これにより、仮にクリップ40の位置が図の上方にずれたとしても、そのズレの範囲が制限され、いずれにしてもクリップ40による半導体素子27及び受熱部32の挟持状態が維持される。   The clip 40 is attached from the front end side of the peripheral wall portion 22, and in the attached state, the drop is regulated by the cover 14. That is, as shown in FIG. 3, when the clip 40 is mounted, the separation dimension C from the upper end of the semiconductor element 27 to the surface contact portion 41 a of the clamping portion 41 is the lower surface of the clip 40 (joining portion 42) and the cover 14. It is larger than the clearance dimension D between. Thereby, even if the position of the clip 40 is shifted upward in the drawing, the range of the deviation is limited, and in any case, the state where the semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32 are held by the clip 40 is maintained.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。   According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

半導体素子27と周壁部22の受熱部32とをクリップ40の一対の挟持部41により挟み込んで、そのクリップ40の弾性力により半導体素子27及び受熱部32の当接状態を保持するようにした。この場合、クリップ40はその部材自身が有する弾性力によって、所定の装着位置に保持されるとともに、その装着状態において半導体素子27を受熱部32に押し付ける機能を有する。そして、半導体素子27と受熱部32との当接状態が維持されることで、半導体素子27から受熱部32への伝熱を適正に実施できる。また、装着に際してはネジ固定等の作業が不要であり、部品点数の削減が可能になることに加え、装着作業が簡易なものとなっている。以上により、構成の簡易化を図りつつ、適正な素子冷却性能を付加することができる。   The semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32 of the peripheral wall portion 22 are sandwiched by a pair of holding portions 41 of the clip 40, and the contact state between the semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32 is maintained by the elastic force of the clip 40. In this case, the clip 40 is held at a predetermined mounting position by the elastic force of the member itself, and has a function of pressing the semiconductor element 27 against the heat receiving portion 32 in the mounting state. And the heat transfer from the semiconductor element 27 to the heat receiving part 32 can be appropriately implemented by maintaining the contact state between the semiconductor element 27 and the heat receiving part 32. In addition, when mounting, work such as screw fixing is not required, and the number of parts can be reduced, and mounting work is simplified. As described above, appropriate element cooling performance can be added while simplifying the configuration.

ケース本体13の周壁部22に溝部31を形成し、その溝部31を使ってクリップ40を装着する構成とした。この場合、周壁部22においてカバー載置面22aよりもケース内側に、クリップ40の装着が可能な受熱部32を形成でき、カバー14の固定に関係なく周壁部22へのクリップ装着が可能となっている。つまり、ケース本体13及びカバー14の密閉性、防水性に影響を及ぼすことなく、半導体素子27の放熱機能を周壁部22に好適に付与できる。   A groove portion 31 is formed in the peripheral wall portion 22 of the case body 13, and the clip 40 is mounted using the groove portion 31. In this case, the heat receiving portion 32 to which the clip 40 can be attached can be formed on the inner side of the case on the peripheral wall portion 22 than the cover placement surface 22a, and the clip can be attached to the peripheral wall portion 22 regardless of the fixing of the cover 14. ing. That is, the heat radiating function of the semiconductor element 27 can be suitably imparted to the peripheral wall portion 22 without affecting the airtightness and waterproofness of the case body 13 and the cover 14.

回路基板26上に半導体素子27が縦向き実装された構成において、クリップ40を、周壁部22の先端の側から装着するとともに、クリップ装着状態においてクリップ40の抜け落ちをカバー14により規制する構成とした。これにより、クリップ40を特にネジ等の固定手段で固定しなくても、クリップ40が意図せず外れてしまうといった不都合を抑制できる。   In the configuration in which the semiconductor element 27 is vertically mounted on the circuit board 26, the clip 40 is mounted from the front end side of the peripheral wall portion 22, and the clip 14 is prevented from falling off by the cover 14 in the clip mounted state. . Thereby, even if it does not fix the clip 40 with fixing means, such as a screw, inconvenience that the clip 40 comes off unintentionally can be suppressed.

横並びに配置された複数の半導体素子27の素子冷却を行う構成において、溝部31を長尺状に連続形成した。この場合、基板実装される半導体素子27について配置などの設計変更にも好適に対処できる。またこの構成によれば、溝部31内に放熱グリスGを充填する場合にその充填作業が容易となるといったメリットも得られる。   In the configuration in which element cooling of the plurality of semiconductor elements 27 arranged side by side is performed, the groove 31 is continuously formed in a long shape. In this case, it is possible to suitably cope with a design change such as arrangement of the semiconductor element 27 mounted on the substrate. Moreover, according to this structure, when filling the thermal radiation grease G in the groove part 31, the merit that the filling operation becomes easy is also acquired.

溝部31内に放熱グリスGを充填したため、周壁部22において半導体素子27からの熱の伝わりを良好なものにすることができる。つまり、周壁部22において溝部31が空間として存在していると、半導体素子27から周壁部22への放熱性が低下する(熱の伝わりが悪くなる)ことが考えられるが、溝部31内を放熱グリスGで埋めることで、放熱性の低下を抑制できる。   Since the groove portion 31 is filled with the heat radiation grease G, heat transfer from the semiconductor element 27 can be improved in the peripheral wall portion 22. That is, if the groove portion 31 exists as a space in the peripheral wall portion 22, heat dissipation from the semiconductor element 27 to the peripheral wall portion 22 may be deteriorated (heat transmission may be deteriorated), but heat is dissipated in the groove portion 31. By filling with grease G, a decrease in heat dissipation can be suppressed.

周壁部22において溝部31を挟んでケース外側とケース内側とのうちケース外側の方を壁高さを大きくした。これにより、溝部31内を放熱グリスGで埋める際に、その放熱グリスGがケース本体13よりも外方にはみ出ることが生じにくくなる。そのため、ケース内側の壁高さ(すなわち受熱部32の壁高さ)を基準にして放熱グリスGを充填させればよく、半導体素子27からの受熱を考慮する上で好適なる構成を実現できる。   The wall height of the outer side of the case and the inner side of the case is increased with the groove 31 interposed therebetween in the peripheral wall 22. Thus, when the groove portion 31 is filled with the heat radiation grease G, the heat radiation grease G is less likely to protrude outward from the case body 13. Therefore, it is only necessary to fill the heat dissipation grease G with reference to the wall height inside the case (that is, the wall height of the heat receiving portion 32), and a configuration suitable for taking into account the heat received from the semiconductor element 27 can be realized.

クリップ40を熱伝導性の高い金属板により形成したため、クリップ自体にも放熱経路が形成され、放熱性の向上に貢献できる。また、一対の挟持部41を半導体素子27及び受熱部32にそれぞれ面接触させる構成としたため、やはり放熱性の向上に貢献できる。   Since the clip 40 is formed of a metal plate having high thermal conductivity, a heat dissipation path is also formed in the clip itself, which can contribute to improvement in heat dissipation. Further, since the pair of sandwiching portions 41 are in surface contact with the semiconductor element 27 and the heat receiving portion 32, respectively, it is possible to contribute to the improvement of heat dissipation.

(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
You may change the said embodiment as follows, for example.

・図5に示すように、クリップ40の装着状態で上方からカバー14を組み付けた際に、そのカバー14によりクリップ40を押さえ付ける構成としてもよい。この場合、周壁部22において溝部31を挟んでケース外側とケース内側との壁高さの差と、クリップ40の繋ぎ部42の厚み寸法とを一致させるか、又は僅かにその厚み寸法を小さくしている。これにより、クリップ40の位置ズレが確実に抑制できる。   As shown in FIG. 5, when the cover 14 is assembled from above with the clip 40 mounted, the clip 40 may be pressed by the cover 14. In this case, the difference in wall height between the outer side of the case and the inner side of the case across the groove 31 in the peripheral wall portion 22 is matched with the thickness dimension of the connecting portion 42 of the clip 40, or the thickness dimension is slightly reduced. ing. Thereby, the position shift of the clip 40 can be suppressed reliably.

・ケース本体13における素子冷却機能の構成を変更してもよい。例えば図6では、周壁部22に冷媒通路23を縦向きに設けている。また、図7では、冷媒通路23を設ける代わりに、周壁部22に空冷フィンを設けている。なお、これらの放熱手段は、ケース本体13において一部材で形成される以外に、別部材の組み付けにより形成されていてもよい。   -The structure of the element cooling function in the case main body 13 may be changed. For example, in FIG. 6, the refrigerant passage 23 is provided vertically in the peripheral wall portion 22. In FIG. 7, air cooling fins are provided on the peripheral wall portion 22 instead of providing the refrigerant passage 23. In addition, these heat radiating means may be formed by the assembly | attachment of another member other than being formed in the case main body 13 by one member.

・クリップ40の形態を変更してもよい。例えば、一対の挟持部41を互いに非対称の形状とする。この場合、一対の挟持部41のうち溝部31の側の挟持部41よりも他方の側の挟持部41を大きくするとよい。またこの場合、各挟持部41における接触部位は、壁高さ方向において同じ高さ位置で重複するように設けられ、壁厚み方向において互いに対向しているとよい。なお、溝部31内に放熱グリスGが充填されることを考えると、受熱部32の側の挟持部41は必ずしも面接触していなくてもよく、それよりも接触面積の小さい線接触又は点接触であってもよい。   -The form of the clip 40 may be changed. For example, the pair of sandwiching portions 41 has an asymmetric shape. In this case, it is preferable to make the holding part 41 on the other side larger than the holding part 41 on the groove part 31 side of the pair of holding parts 41. Further, in this case, the contact portions in each clamping portion 41 are preferably provided so as to overlap at the same height position in the wall height direction and face each other in the wall thickness direction. In consideration of the fact that the heat radiation grease G is filled in the groove 31, the holding part 41 on the heat receiving part 32 side does not necessarily have to be in surface contact, and line contact or point contact with a smaller contact area than that. It may be.

・クリップ40は、横並びに配置された複数の半導体素子27をまとめて挟持するものであってもよい。すなわち、図8に示すように、クリップ40の幅寸法を半導体素子27の幅寸法よりも大きくし、かつクリップ40の一対の挟持部41により複数の半導体素子27と受熱部32とを挟み込むようにする。   -The clip 40 may hold | grip the some semiconductor element 27 arrange | positioned side by side collectively. That is, as shown in FIG. 8, the width dimension of the clip 40 is made larger than the width dimension of the semiconductor element 27, and the plurality of semiconductor elements 27 and the heat receiving part 32 are sandwiched by the pair of clamping parts 41 of the clip 40. To do.

・冷却対象の半導体素子27は、基板実装されていなくてもよく、例えばケース本体13に実装されるものであってもよい。   The semiconductor element 27 to be cooled may not be mounted on the substrate, and may be mounted on the case body 13, for example.

・ケース本体13において、周壁部22とは別に底部21に立ち壁部を設け、その立ち壁部を受熱部32としてもよい。また、素子冷却機能を有するベース部材はケース部材(筐体)のようなものでなくてもよい。例えば収容空間を有していない板状のものであってもよい。   In the case body 13, a standing wall portion may be provided on the bottom portion 21 separately from the peripheral wall portion 22, and the standing wall portion may be used as the heat receiving portion 32. Further, the base member having the element cooling function may not be a case member (housing). For example, it may be a plate having no storage space.

10…電力変換装置、13…ケース本体(ベース部材)、27…半導体素子、32…受熱部、40…クリップ(クリップ部材)、41…挟持部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power converter device, 13 ... Case main body (base member), 27 ... Semiconductor element, 32 ... Heat receiving part, 40 ... Clip (clip member), 41 ... Clamping part.

Claims (5)

動作に伴い発熱する半導体素子(27)を有する電気回路装置であって、
素子冷却機能を有し、かつ底部(21)と周壁部(22)とを有する有底箱状のケース部材(13)と、
前記周壁部の先端部に取り付けられ、前記ケース部材の開放部を閉鎖する蓋部材(14)と、
前記ケース部材に設けられ、前記半導体素子の外面を当接させる受熱面を有する板状の受熱部(32)と、
前記半導体素子の外面と前記受熱部の受熱面とを互いに当接させた状態で、これら半導体素子及び受熱部を一対の挟持部(41)で挟み込み、弾性力により当該当接状態を保持するクリップ部材(40)と、
を備え
前記周壁部には、前記底部とは反対の先端側に開口する溝部(31)が形成され、その溝部よりもケース内側が前記受熱部となっており、
前記溝部内には放熱グリス(G)が充填されており、
前記クリップ部材における前記一対の挟持部のうち一方が、前記溝部内において前記放熱グリスに入った状態で配置され、かつそのクリップ部材により前記半導体素子及び前記受熱部が挟み込まれていることを特徴とする電気回路装置。
An electric circuit device having a semiconductor element (27) that generates heat during operation,
Have a device cooling function, and the bottom (21) and the peripheral wall (22) bottomed box-shaped case member having a (13),
A lid member (14) attached to the distal end portion of the peripheral wall portion and closing the open portion of the case member;
A plate-shaped heat receiving portion (32) provided on the case member and having a heat receiving surface for contacting the outer surface of the semiconductor element;
A clip that holds the semiconductor element and the heat receiving portion between a pair of holding portions (41) while the outer surface of the semiconductor element and the heat receiving surface of the heat receiving portion are in contact with each other, and holds the contact state by elastic force A member (40);
Equipped with a,
In the peripheral wall portion, a groove portion (31) that opens to the tip side opposite to the bottom portion is formed, and the inner side of the case is the heat receiving portion than the groove portion,
The groove is filled with heat dissipation grease (G),
One of the pair of sandwiching portions in the clip member is arranged in the state of entering the heat dissipation grease in the groove portion, and the semiconductor element and the heat receiving portion are sandwiched by the clip member. Electrical circuit device to do.
前記ケース部材の底部に対向する位置に固定され、前記半導体素子が実装される回路基板(26)を備え、
前記半導体素子は前記回路基板において基板面に直交する方向に縦向き実装されており、
前記クリップ部材は、前記周壁部の先端の側から装着され、前記蓋部材により抜け落ちが規制されている請求項に記載の電気回路装置。
A circuit board (26) fixed to a position facing the bottom of the case member and mounted with the semiconductor element,
The semiconductor element is mounted vertically in the direction orthogonal to the substrate surface on the circuit board,
The electric circuit device according to claim 1 , wherein the clip member is mounted from a distal end side of the peripheral wall portion, and falling off is restricted by the lid member.
前記受熱部は、横並びに配置された複数の前記半導体素子の外面を当接させるものであり、
前記溝部は、前記複数の半導体素子がクリップ固定される各位置で連続するように長尺状に形成されている請求項1又は2に記載の電気回路装置。
The heat receiving part is for abutting the outer surfaces of a plurality of the semiconductor elements arranged side by side,
The groove, the plurality of semiconductor elements clip fixed electric circuit device according to claim 1 or 2 is formed into an elongated shape so as to be continuous in each position is.
前記周壁部において前記溝部を挟んでケース外側とケース内側とのうちケース外側の方が壁高さが大きいものとなっている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気回路装置。 The electric circuit device according to any one of claims 1 to 3, wherein a wall height is larger on an outer side of the case and an inner side of the case with the groove portion interposed between the peripheral wall portions. 前記クリップ部材は、熱伝導性の高い板状材により形成され、
前記一対の挟持部のうち少なくとも前記半導体素子の側の挟持部は、当該半導体素子に対して面接触している請求項1乃至のいずれか1項に記載の電気回路装置。
The clip member is formed of a plate material having high thermal conductivity,
The pair of holding portions of the side of at least the semiconductor element of the clamping portion, the electric circuit device according to any one of claims 1 to 4 are in surface contact with the semiconductor element.
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