WO2005013658A1 - パワー素子冷却装置 - Google Patents

Abstract

　省スペースで放熱効果が大きく、組立容易なパワー素子冷却装置を提供する。 　本発明のパワー素子冷却装置は、ユニットに設けられたヒートシンク（１）と、ヒートシンク（１）に固定された基板（２）と、基板（２）の上に取り付けられたパワー素子（３）とパワー素子（３）の放熱面とヒートシンク（１）間に密着して設けられた放熱シート（７）と、パワー素子（３）と放熱シート（７）をヒートシンク（１）に所定の圧力にて固定し、ネジ穴を有するＬ字金具（４）と、Ｌ字金具（４）のネジ穴を用いて加圧力を調整する圧力調整ネジ（５）とを備えたものである。

Description

明 細 書

パワー素子冷却装置

技術分野

[0001] 本発明は、パワートランジスタやパワー MOS FETなどのパワー素子から発生する 熱を良好に放熱する機能を備えたパワー素子の冷却装置に関する。

背景技術

[0002] 従来のパワー素子冷却装置を図 2に示す。図において、 1はユニットに設けられたヒ ートシンク、 2はヒートシンクに固定された基板、 3は基板 2に実装されたパワー素子、 5は圧力調整ネジ、 6は基板 2をヒートシンク 1に固定する固定ネジ、 8はネジ穴を有 する冷却フィンである。これらの構成で、パワー素子 3の背面に冷却フィン 8を圧力調 整ネジ 5で固定して、パワー素子 3の放熱を冷却フィン 8で行っていた (例えば、特許 文献 1参照)。

また、組立てはパワー素子 3の背面に冷却フィン 8を圧力調整ネジ 5で止めた後に 基板 2を固定ネジ 6でヒートシンク 1に固定していた。この際、冷却フィン 8をパワー素 子 3に一本の圧力調整ネジ 5で固定するため冷却フィン 8の回り止め防止として両手 作業もしくは治具固定による作業が発生して 、た。このようにパワー素子 3と冷却フィ ン 8の位置合わせが困難であったため組立てが容易ではな力つた。

特許文献 1 :特開 2001— 308236号公報（6頁、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、従来のパワー素子冷却装置は、発熱量の大きいパワー素子を冷却 フィンのみで放熱しょうとした場合、多大なスペースを必要とする問題があった。また 、パワー素子側力 ネジ締めをするため、パワー素子の近辺に部品を配置できないと いう問題もあった。さらに、従来の組立てはパワー素子背面に冷却フィンをネジ止め した後に基板実装していた。この際、冷却フィンをパワー素子に一本のネジで固定す るため冷却フィンの回り止め防止として両手作業もしくは治具固定による作業が発生 して 、た。このようにパワー素子と冷却フィンの位置合せが困難であったため組立て が容易でなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、省スペースで放熱 効果が大きくパワー素子近辺の部品配置を可能とし、また、冷却装置の組立てが容 易なパワー素子冷却装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0004] 上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項 1に記載の発明は、ユニットに設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに 固定された基板と、前記基板上に取り付けられたパワー素子とを備えたパワー素子 冷却装置において、前記パワー素子の放熱面と前記ヒートシンク間に密着して設け られた放熱シートと、前記パワー素子と前記放熱シートを前記ヒートシンクに所定の 圧力にて固定しネジ穴を有する L字金具と、前記 L字金具のネジ穴を用いて前記カロ 圧力を調整する圧力調整ネジとを備えたものである。

また、請求項 2に記載の発明は、前記放熱シートを、シリコン製のゴムとするもので める。

また、請求項 3に記載の発明は、前記圧力調整ネジの取付け穴を前記ヒートシンク の背面に設けたものである。

発明の効果

[0005] 請求項 1に記載の発明によれば、放熱シートがパワー素子の放熱面とヒートシンク の間に密着しているので、パワー素子の熱カ^ートシンクに伝わり、ヒートシンク全面 が放熱面となり大きな冷却効果を得ることができる。また、 L字金具と圧力調整ネジを 用いて締付けるので各部品の回り止めができ、本装置の組立てを容易にすることが できる。

また、請求項 2に記載の発明によれば、放熱シートをシリコン製のゴムとしたので、 パワー素子の熱を効率よくヒートシンクに伝えることができ、さらに、基板とヒートシンク の取付け誤差を吸収できるので、圧力調整ネジの締付けによるパワー素子へのスト レスを軽減することができる。

また、請求項 3に記載の発明によれば、圧力調整ネジの取付け穴をヒートシンクの 背面に設け圧力調整ネジをヒートシンク側から締付けて 、るので、組立てを容易にす るとともに、パワー素子近辺に部品配置することができ省スペースとすることができる。 図面の簡単な説明

[0006] [図 1]本発明の実施例を示すパワー素子冷却装置の側断面図

[図 2]従来のパワー素子冷却装置を示す側断面図

符号の説明

[0007] 1 ヒートシンク

2 基板

3 パワー素子

4 L字金具

5 圧力調整ネジ

6 固定ネジ

7 放熱シート

8 冷却フィン

発明を実施するための最良の形態

[0008] 以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

実施例 1

[0009] 図 1は、本発明の実施例を示すパワー素子冷却装置の側断面図である。

同一部品には同一符号を付してその説明を省略する。本発明の特徴は、 L字金具 と放熱シートを備えたことにある。図において、 4は L字金具、 5は圧力調整ネジ、 6は 固定ネジ、 7は放熱シートである。 L字金具 4は、パワー素子 3と放熱シート 7をヒート シンク 1に所定の圧力にて固定しネジ穴を有する。圧力調整ネジ 5は、 L字金具 4の ネジ穴を用いて加圧力を調整するものである。放熱シート 7は、パワー素子 3の放熱 面とヒートシンク 1の間に密着させ、パワー素子 3の熱をヒートシンク 1に放熱させる。 本発明の組立ては、パワー素子 3とヒートシンク 1の間に放熱シート 7を挟み、 L字金 具 4をパワー素子 3に取付けヒートシンク 1背面より圧力調整ネジ 5で止め、各部品を 固定する。したがって、従来のようなパワー素子 3と冷却フィン 8の位置合わせの困難 さがなくなった。また、 L字金具 4の回転方向に対してヒートシンク 1および、パワー素 子 3と L字金具 4がそれぞれ面接触しているため L字金具 4の回り止めとなり、従来に 比べ容易に組立をすることができる。また、圧力調整ネジ 5をヒートシンク 1側カも締 付ける構成のため、パワー素子 3近辺の部品配置が可能となる。

つぎに動作にっ 、て述べる。

パワー素子 3が通電されて熱が発生すると、発生した熱は放熱シート 7を介してヒー トシンク 1に伝わり放熱される。ヒートシンク 1全体が放熱面となり大きな冷却効果を得 られる。また、放熱シート 7は、ゴム製であるためパワー素子 3の熱をヒートシンク 1に 伝えるとともに基板 2とヒートシンク 1の取付け誤差を吸収するので、圧力調整ネジ 5の 締付けによるパワー素子 3へのストレスを軽減する。さらに L字金具 4は、ヒートシンク 1 と接触側の横寸法に調整代を持たせるため短めとし、ネジ穴を用いてヒートシンク 1 背面の圧力調整ネジ 5の締付けを調整することにより、パワー素子 3と放熱シート 7の 締付け寸法 Aを変え、放熱シート 7の圧縮量を変化させ、熱伝導率を自由に調整す ることがでさる。

産業上の利用可能性

本発明のパワー素子冷却装置は、パワー素子を用いたインバータ装置や電気制御 機器など各種電子機器の放熱を良好にするために用いられる。

Claims

請求の範囲

[1] ユニットに設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに固定された基板と、前記基 上に取り付けられたパワー素子とを備えたパワー素子冷却装置において、

前記パワー素子の放熱面と前記ヒートシンク間に密着して設けられた放熱シートと、 前記パワー素子と前記放熱シートを前記ヒートシンクに所定の圧力にて固定しネジ穴 を有する L字金具と、前記 L字金具のネジ穴を用いて前記加圧力を調整する圧力調 整ネジとを備えたことを特徴とするパワー素子冷却装置。

[2] 前記放熱シートは、シリコン製のゴムであることを特徴とする請求項 1記載のパワー 素子冷却装置。

[3] 前記圧力調整ネジの取付け穴を前記ヒートシンクの背面に設けたことを特徴とする 請求項 1または 2に記載のパワー素子冷却装置。