WO2019220927A1 - 回路装置 - Google Patents

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WO2019220927A1
WO2019220927A1 PCT/JP2019/017844 JP2019017844W WO2019220927A1 WO 2019220927 A1 WO2019220927 A1 WO 2019220927A1 JP 2019017844 W JP2019017844 W JP 2019017844W WO 2019220927 A1 WO2019220927 A1 WO 2019220927A1
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heat
circuit
grease
shielding wall
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駿 高見澤
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H05K2201/06Thermal details
    • H05K2201/066Heatsink mounted on the surface of the PCB

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a circuit device.
  • a circuit device includes a circuit board and a heat radiating member that is fixed to the circuit board with screws and that radiates heat generated from the circuit board.
  • the heat radiating member is provided with a seat portion having a screw hole, and the circuit board is fixed to the heat radiating member by a screw that passes through the circuit board and is screwed to the seat portion.
  • a heat radiation grease having a function of transmitting heat generated from the circuit board to the heat radiation member may be disposed between the circuit board and the heat radiation member.
  • the circuit board When fixing the circuit board to the heat radiating member, after applying heat radiating grease to the surface of the heat radiating member, the circuit board is placed on the seat, and the screw is passed through the circuit board and screwed to the seat.
  • the screw When screwing, if the heat dissipation grease is spread between the circuit board and the heat dissipation member and reaches the seat, the heat dissipation grease enters the gap between the seat and the circuit board, and the thickness of the heat dissipation grease is controlled. May be difficult, and heat dissipation grease may enter the screw holes, making it difficult to manage the torque of the screws, which may hinder the assembly process.
  • a circuit device disclosed in the present specification includes a circuit structure including a circuit board, a base disposed to face the circuit board, a protrusion protruding from the base toward the circuit board, and abutting on the circuit board.
  • a shielding wall extending toward an intermediate region between the base portion and the heat transfer material application region is provided.
  • the heat transfer material that is spread between the circuit board and the fixing member at the time of screwing is held by the shielding wall.
  • the heat transfer material reaches the pedestal portion and enters the gap with the circuit board, causing trouble in the assembly process.
  • the fixing member may be a heat radiating member.
  • the circuit component may include a heat generating component that is mounted on the circuit board and generates heat when energized, and the fixing member may be a covering member that covers the heat generating component.
  • the base may have a groove recessed from a surface facing the circuit board at a position overlapping the shielding wall. According to such a configuration, by using the shielding wall and the groove together, it is reliably avoided that the heat transfer material reaches the pedestal portion and troubles the assembly process.
  • FIG. 3 is a plan view of the circuit device according to the first embodiment.
  • the perspective view of the shielding wall of Embodiment 1 The partial expansion perspective view which looked at the part to which the shielding wall was attached in the circuit board of Embodiment 1 from the heat radiating surface side.
  • omits a circuit structure and shows a heat dissipation grease apply
  • Sectional drawing which shows the circuit device of a modification cut
  • the top view of the circuit device of Embodiment 2 The partial expanded sectional view which cuts and shows the circuit apparatus of Embodiment 2 in the same position as the AA of FIG.
  • Embodiment 2 The partial expanded perspective view which looked at the part to which the shielding wall was attached in the circuit board of Embodiment 2 from the mounting surface side.
  • the bottom view of the covering member to which heat dissipation grease was applied The perspective view which shows a mode that a cover member and a circuit structure are assembled
  • the circuit device 1 of this embodiment is a device used as a DC-DC converter, an AC / DC inverter, or the like disposed between a battery and various on-vehicle electrical components in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the circuit device 1 includes a circuit component 10, a heat sink 20 (corresponding to a fixing member and a heat radiating member) screwed to the circuit component 10, and a shield attached to the circuit component 10.
  • the wall 15 and the heat dissipation grease G (corresponding to a heat transfer material) interposed between the circuit component 10 and the heat sink 20 are provided.
  • the circuit structure 10 includes a circuit board 11 and a plurality of semiconductor switching elements 14 mounted on the circuit board 11.
  • the circuit board 11 has a general configuration including a conductive circuit 11C formed by a printed wiring technique on one surface of an insulating plate 11B made of a glass base material or a glass nonwoven fabric base material. . 1 and 7, the conductive circuit 11C is omitted, and the entire circuit board 11 is schematically shown.
  • the plurality of semiconductor switching elements 14 are arranged in a line on one surface (mounting surface 11 ⁇ / b> F ⁇ b> 1: upper surface in FIG. 2) of the front and back surfaces of the circuit board 11. .
  • the circuit board 11 has a plurality of screw insertion holes 12A and 12B through which screws B for assembling the circuit board 11 and the heat sink 20 can be inserted.
  • One of the plurality of screw insertion holes 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B is a first screw insertion hole 12 ⁇ / b> A disposed in the vicinity of the semiconductor switching element 14.
  • the plurality of other screw insertion holes 12 ⁇ / b> B are respectively disposed on the peripheral edge of the circuit board 11.
  • the circuit board 11 has an attachment hole 13 for attaching the shielding wall 15.
  • the mounting hole 13 includes a pair of half-pipe-shaped curved walls 13 ⁇ / b> A and 13 ⁇ / b> B and a pair of connecting walls 13 ⁇ / b> C that connect the two curved walls 13 ⁇ / b> A and 13 ⁇ / b> B. And is a hole penetrating the circuit board 11.
  • the mounting hole 13 is disposed between the first screw insertion hole 12A and the semiconductor switching element 14, and the two curved walls 13A and 13B are formed as shown in FIG.
  • the first screw insertion hole 12A is disposed in a concave direction.
  • the shielding wall 15 is made of metal and is a plate-like member curved in a half pipe shape as shown in FIG. As shown in FIGS. 1, 3 and 5, most of the shielding wall 15 is accommodated in the mounting hole 13, and a part of the shielding wall 15 is the other surface (the heat radiation surface 11 ⁇ / b> F ⁇ b> 2: FIG. 2 (corresponding to the second opposing surface), and is arranged in a concave direction on the first screw insertion hole 12A side.
  • the gap between the inner wall surface (curved walls 13A, 13B and connecting wall 13C) of the mounting hole 13 and the shielding wall 15 is filled with solder H, as shown in FIG. 11 is fixed.
  • the heat sink 20 is a member made of a metal such as aluminum or aluminum alloy having high thermal conductivity, and as shown in FIG. 2, a main plate portion 21 (corresponding to a base portion) disposed to face the circuit board 11. And a plurality of radiating fins 22 projecting from the main plate portion 21.
  • the main plate portion 21 is a flat plate-like portion that is slightly larger than the circuit board 11.
  • Each of the plurality of radiating fins 22 is a plate-like portion that protrudes perpendicularly to the main plate portion 21 from one surface (the lower surface in FIG. 2) of the front and back surfaces of the main plate portion 21, and is arranged in parallel to each other. Yes.
  • the other surface (upper surface in FIG. 2) of the front and back surfaces of the main plate portion 21 is a heat transfer surface 21F (corresponding to the first facing surface) facing the circuit board 11, and from the heat transfer surface 21F, FIG.
  • a plurality of boss portions 23A and 23B serving as a pedestal for supporting the circuit board 11 protrude.
  • Each of the plurality of boss portions 23A and 23B has a cylindrical shape as shown in FIG. 7, and has a screw hole 24 that opens on the surface facing the circuit board 11 as shown in FIG.
  • the plurality of boss portions 23A and 23B are arranged at positions corresponding to the screw insertion holes 12A and 12B of the circuit board 11, respectively.
  • One of the plurality of boss portions 23A and 23B is a first boss portion 23A (corresponding to a pedestal portion) disposed at a position corresponding to the first screw insertion hole 12A.
  • Each of the plurality of other boss portions 23B is disposed at a position corresponding to each of the plurality of other screw insertion holes 12B.
  • a part of the heat transfer surface 21 ⁇ / b> F is a first grease application region 21 ⁇ / b> G to which the heat dissipation grease G is applied when the circuit board 11 and the heat sink 20 are assembled.
  • the first grease application region 21G is located in a region overlapping with the semiconductor switching element 14 (a region directly below the plurality of semiconductor switching elements 14 in FIG. 2) in a state where the circuit board 11 is assembled to the heat sink 20. .
  • the circuit board 11 is supported on the plurality of boss portions 23A and 23B with the heat radiation surface 11F2 facing the main plate portion 21.
  • Each of the plurality of screws B is inserted into each of the plurality of screw insertion holes 12A and 12B and screwed to each of the boss portions 23A and 23B, whereby the circuit board 11 is fixed to the heat sink 20. Yes.
  • the heat dissipating grease G has heat conductivity higher than that of air, and immediately after being applied, the heat dissipating grease G has such a fluidity as to flow due to pressurization from the circuit board 11 and the main plate portion 21 by fastening the screws B. Then, it is desirable to have a property of solidifying to such an extent that the circuit device 1 does not fall down even when the circuit device 1 is tilted by volatilization of the solvent contained therein or absorption of moisture in the air.
  • heat radiation grease G for example, silicone grease can be used.
  • the plurality of semiconductor switching elements 14 When the conductive circuit 11C formed on the circuit board 11 is energized, the plurality of semiconductor switching elements 14 generate heat. The generated heat is transmitted to the heat sink 20 through the heat dissipation grease G and is radiated from the heat sink 20.
  • heat radiation grease G is applied to the first grease application region 21 ⁇ / b> G of the heat sink 20.
  • the circuit board 11 is mounted on the boss portions 23A and 23B while aligning each of the plurality of screw insertion holes 12A and 12B and each of the plurality of boss portions 23A and 23B.
  • the first grease application region 21G is disposed in a region overlapping with the plurality of semiconductor switching elements 14 (a region directly below the plurality of semiconductor switching elements 14 in FIG. 2).
  • the shielding wall 15 extends toward an intermediate region between the heat dissipation grease G applied to the first grease application region 21G and the first boss portion 23A in a direction that is concave toward the first boss portion 23A side.
  • the circuit board 11 is fixed to the heat sink 20 by inserting each of the plurality of screws B through the plurality of screw insertion holes 12A and 12B and screwing them into the plurality of boss portions 23A and 23B, respectively.
  • the heat-dissipating grease G is crushed between the circuit board 11 and the main plate portion 21 with the pressurization due to the fastening of the screw B, and as shown in FIG. Spread.
  • a part of the heat radiation grease G tends to spread toward the first boss portion 23A, but is held down by the shielding wall 15 as shown in FIGS.
  • the shielding wall 15 is suspended from the circuit board 11 toward the main plate part 21, and the first boss part 23 ⁇ / b> A rises from the main plate part 21 toward the circuit board 11. For this reason, even if the heat dissipation grease G slightly enters the vicinity of the base of the first boss portion 23A from the gap between the shielding wall 15 and the main plate portion 21, it is possible to avoid riding on the first boss portion 23A. . Thereby, it can avoid that the thermal radiation grease G enters into the clearance between the first boss portion 23A and the circuit board 11 and the thickness of the thermal radiation grease G exceeds the set value. Further, it is possible to prevent the heat dissipation grease G from entering the screw hole 24 of the first boss portion 23A and making it difficult to manage the torque of the screw B.
  • the circuit device 1 includes the circuit structure 10, the heat sink 20, and the heat dissipation grease G.
  • the circuit structure 10 includes a circuit board 11.
  • the heat sink 20 includes a main plate portion 21 disposed to face the circuit board 11, and boss portions 23 ⁇ / b> A and 23 ⁇ / b> B that protrude from the main plate portion 21 toward the circuit board 11 and come into contact with the circuit board 11.
  • the heat dissipation grease G is a heat transfer material that is interposed between the circuit board 11 and the main plate portion 21 and has fluidity.
  • the main plate portion 21 has a first grease application region 21 ⁇ / b> G where heat radiation grease G is applied to the heat transfer surface 21 ⁇ / b> F facing the circuit board 11.
  • the circuit board 11 includes a shielding wall 15 extending from the heat radiation surface 11F2 facing the main plate portion 21 toward an intermediate region between the first boss portion 23A and the first grease application region 21G in the main plate portion 21.
  • the heat-dissipating grease G that is spread between the circuit board 11 and the heat sink 20 when the circuit board 11 and the heat sink 20 are screwed is held by the shielding wall 15. Thereby, it is avoided that the thermal radiation grease G reaches the first boss portion 23A and enters the gap with the circuit board 11 to hinder the assembly process.
  • the circuit device 30 includes a circuit structure 10 including a circuit board 11 and a plurality of semiconductor switching elements 14, a heat sink 40 screwed to the circuit structure 10, and a circuit structure.
  • a shielding wall 15 attached to the body 10 and heat radiation grease G interposed between the circuit component 10 and the heat sink 40 are provided (see FIG. 9).
  • the heat sink 40 includes a plate-like main plate portion 41 disposed to face the circuit board 11 and a plurality of heat radiation fins 22 protruding from the main plate portion 41 (see FIG. 9).
  • the heat sink 40 has a damming groove 42 (corresponding to a groove).
  • the dam groove 42 is a groove that is recessed from the heat transfer surface 41F (corresponding to the first facing surface) facing the circuit board 11 in the main plate portion 41. As shown in FIG. It arrange
  • the damming groove 42 is disposed in a region overlapping the shielding wall 15 (a region immediately below the shielding wall 15 in FIG. 10) in a state where the circuit board 11 is assembled to the heat sink 40. .
  • the damming groove 42 may not be completely overlapped with the shielding wall 15, and a part thereof may be slightly shifted.
  • the circuit device 50 includes a circuit component 60, a heat sink 70 screwed to the circuit component 60, a cover member 80 (corresponding to a fixing member) similarly screwed to the circuit component 60,
  • the heat dissipating grease G is provided between the circuit structure 60 and the heat sink 70 and between the circuit structure 60 and the cover member 80.
  • the circuit structure 60 includes a circuit board 61 and a plurality of semiconductor switching elements 14 (mounted as heat generating components) mounted on one surface (mounting surface 61F1: corresponding to the second facing surface) of the circuit board 61. (Refer to FIG. 13 and FIG. 16).
  • the circuit board 61 has a plurality of screw insertion holes 62 ⁇ / b> A, 62 ⁇ / b> B, and 62 ⁇ / b> C through which screws B for assembly with the cover member 80 and the heat sink 70 can be inserted.
  • Two of the plurality of screw insertion holes 62A, 62B, and 62C are a first screw insertion hole 62A and a second screw insertion hole 62B that are disposed on opposite sides of the row of the semiconductor switching elements 14.
  • 62 A of 1st screw penetration holes are arrange
  • the plurality of other screw insertion holes 62 ⁇ / b> C are disposed on the peripheral edge of the circuit board 61, respectively.
  • the shielding wall 15 is attached to the circuit board 61.
  • the shape and attachment form of the shielding wall 15 are the same as those in the first embodiment except that a part of the shielding wall 15 is attached so as to protrude from the mounting surface 61F1 of the circuit board 61 as shown in FIGS. is there.
  • the heat sink 70 includes a plate-shaped main plate portion 71 (corresponding to the base portion) disposed to face the circuit board 11 and a plurality of heat radiation fins 22 protruding from one surface of the main plate portion 71. (See FIG. 16).
  • a plurality of boss portions serving as a pedestal for supporting the circuit board 11 protrude from the heat transfer surface 71 ⁇ / b> F facing the circuit board 11.
  • the first boss portion 72A among the plurality of boss portions is disposed at a position corresponding to the first screw insertion hole 62A.
  • the other boss portions are arranged at positions corresponding to the screw insertion holes 62B and 62C of the circuit board 61, respectively.
  • the first boss portion 72 ⁇ / b> A has a cylindrical shape and has a screw hole 24 that opens to the surface facing the circuit board 11 as shown in FIG. 13. The same applies to the other bosses.
  • the cover member 80 includes a cover portion 81 (corresponding to a base portion) and two mounting columns (first mounting column 82A and second mounting column 82B) protruding from the cover portion 81.
  • the cover portion 81 is an elongated plate-like portion, and one of the front and back surfaces is a substrate facing surface 81F (corresponding to the first facing surface) facing the circuit board 61 as shown in FIG. .
  • Each of the two mounting columns 82A and 82B is a columnar portion protruding from the substrate facing surface 81F. As shown in FIG.
  • the first attachment column 82 ⁇ / b> A (corresponding to the pedestal portion) is disposed at one end of the cover portion 81, and the second attachment column 82 ⁇ / b> B is disposed at the other end of the cover portion 81.
  • a part of the region sandwiched between the two mounting pillars 82A and 82B in the substrate facing surface 81F is a second grease application region 81G (to which the heat dissipation grease G is applied when the circuit board 61 and the cover member 80 are assembled). It corresponds to the heat transfer material application area).
  • the second grease application region 81G is disposed closer to the first mounting column 82A than the second mounting column 82B.
  • the cover member 80 has two through holes 83 that pass through the cover portion 81 and each of the two attachment columns 82A and 82B.
  • the circuit board 61 is supported on a plurality of boss portions with the surface opposite to the mounting surface 61 ⁇ / b> F ⁇ b> 1 (heat radiation surface 61 ⁇ / b> F ⁇ b> 2) facing the main plate portion 71.
  • Each of the plurality of screws B is inserted into each of the plurality of screw insertion holes 62C, and is screwed to each of a plurality of boss portions (not shown) arranged corresponding to the plurality of screw insertion holes 62C. .
  • the circuit board 61 is fixed to the heat sink 70.
  • the covering member 80 is overlaid on the circuit board 61 with the board facing surface 81F facing the circuit board 61 so that the mounting columns 82A and 82B are in contact with the mounting surface 61F1, and the plurality of semiconductor switching elements 14 are arranged. Covering. As shown in FIG. 13, one screw B is inserted through the through hole 83 and the first screw insertion hole 62A of the first mounting post 82A, and is screwed to the first boss portion 72A. Another one screw B is inserted into the through hole 83 and the second screw insertion hole 62B of the second mounting post 82B, and another boss portion (see FIG. 5) disposed at a position corresponding to the second screw insertion hole 62B. (Not shown).
  • the covering member 80 is fixed to the circuit board 61.
  • Most of them are filled with heat-dissipating grease G.
  • the plurality of semiconductor switching elements 14 are embedded in the heat radiation grease G.
  • a process of manufacturing the circuit device 50 as described above by assembling the circuit board 61, the heat sink 70, and the cover member 80 will be described below.
  • the process of assembling the circuit board 61 and the heat sink 70 is the same as in the first embodiment.
  • the cover member 80 is assembled to the assembly in which the circuit board 61 and the heat sink 70 are assembled.
  • the thermal grease G is applied to the second grease application region 81 ⁇ / b> G of the covering member 80.
  • the covering member 80 to which the heat dissipation grease G is applied is aligned with the first mounting column 82A and the first screw insertion hole 62A, and the second mounting column 82B and the second screw insertion hole 62B.
  • the circuit board 61 is overlaid.
  • the second grease application region 81G is disposed in a region overlapping with the plurality of semiconductor switching elements 14 (region directly above the plurality of semiconductor switching elements 14 in FIG. 13).
  • the shielding wall 15 extends toward an intermediate region between the second grease application region 81G and the first mounting column 82A in a direction that is concave toward the first mounting column 82A.
  • one screw B is inserted through the through hole 83 and the first screw insertion hole 62A of the first mounting column 82A and screwed to the first boss portion 72A.
  • the other one screw B is inserted into the through hole 83 and the second screw insertion hole 62B of the second mounting column 82B, and is screwed to the boss portion (not shown) corresponding thereto.
  • the heat release grease G is crushed between the cover portion 81 and the circuit board 61 by the pressurization by fastening the screw B, and spreads outside the second grease application region 81G as shown in FIG. A part of the heat dissipating grease G tends to spread toward the first mounting column 82 ⁇ / b> A, but is retained by the shielding wall 15.
  • the shielding wall 15 rises from the circuit board 61 toward the cover part 81, and the first mounting pillar 82 ⁇ / b> A is suspended from the cover part 81 toward the circuit board 61. For this reason, as shown in FIG.
  • the shielding It is possible to avoid getting over the wall 15 and dropping down and reaching the tip of the first mounting column 82A (lower end in FIG. 13). Thereby, it can avoid that the thermal radiation grease G enters into the clearance between the first mounting column 82A and the circuit board 61, and the thickness of the thermal radiation grease G exceeds the set value. Further, it can be avoided that the heat dissipation grease G enters the screw hole 24 of the first mounting column 82A and the torque management of the screw B becomes difficult.
  • the circuit device 50 includes the circuit configuration body 60, the covering member 80, and the heat radiation grease G.
  • the circuit structure 60 includes a circuit board 61 and the semiconductor switching element 14 mounted on the circuit board 61.
  • the cover member 80 includes a cover portion 81 disposed to face the circuit board 61, and mounting columns 82 ⁇ / b> A and 82 ⁇ / b> B that protrude from the cover portion 81 toward the circuit board 61 and come into contact with the circuit board 61. It is a member fixed with screws.
  • the heat dissipation grease G is a heat transfer material that is interposed between the circuit board 61 and the cover 81 and has fluidity.
  • the cover portion 81 has a second grease application region 81 ⁇ / b> G where the heat dissipation grease G is applied to the substrate facing surface 81 ⁇ / b> F facing the circuit board 61.
  • the circuit board 61 includes a shielding wall 15 that extends from the mounting surface 11F1 facing the cover portion 81 toward the intermediate region between the first mounting column 82A and the second grease application region 81G in the cover portion 81.
  • the heat dissipation grease G that is spread between the circuit board 61 and the covering member 80 is held by the shielding wall 15. Thereby, it is avoided that the heat dissipation grease G reaches the first mounting column 82A and enters the gap with the circuit board 61, thereby causing a trouble in the assembly process.
  • the shielding wall 15 is made of metal, and the gap between the inner wall surface of the mounting hole 13 and the shielding wall 15 is filled with the solder H.
  • the shielding wall is made of synthetic resin.
  • the gap between the inner wall surface of the mounting hole and the shielding wall may be filled with an adhesive.
  • the circuit board 11 has the mounting hole 13 for mounting the shielding wall 15, but the circuit board does not have the mounting hole, and the shielding wall is soldered to the surface of the circuit board. Alternatively, it may be fixed by an adhesive.
  • the heat generating component is a semiconductor switching element.
  • the heat generating component may be, for example, a resistor or a coil.
  • thermal radiation grease was used as a heat-transfer material, it has fluidity

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Abstract

回路装置1は、回路基板11を備える回路構成体10と、ヒートシンク20と、放熱グリスGとを備える。ヒートシンク20は、回路基板11に対向して配置される主板部21と、主板部21から回路基板11に向かって突出し、回路基板11と当接するボス部23A、23Bとを備え、回路基板11に対してねじ止めにより固定される部材である。放熱グリスGは、回路基板11と主板部21との間に介在し、流動性を有する伝熱材である。主板部21が、回路基板11と対向する伝熱面21Fに、放熱グリスGが塗布される第1グリス塗布領域21Gを有している。回路基板11が、主板部21と対向する放熱面11F2から、主板部21における第1ボス部23Aと第1グリス塗布領域21Gとの中間領域に向かって延びる遮蔽壁15を備える。

Description

回路装置
 本明細書によって開示される技術は、回路装置に関する。
 回路基板と、この回路基板にねじにより固定され、回路基板から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える回路装置が知られている。放熱部材には、ねじ穴を有する座部が突設されており、回路基板を貫通して座部にねじ付けられるねじによって、回路基板が放熱部材に固定されている。このような回路装置において、回路基板から発生する熱を放熱部材に伝達する機能を有する放熱グリスが、回路基板と放熱部材との間に配されることがある。(特許文献1参照)
特開2015-126105号公報
 回路基板を放熱部材に固定する際には、放熱部材の表面に放熱グリスを塗布した後、座部上に回路基板を載置し、回路基板にねじを貫通させて座部にねじ付ける。ねじ止めの際に、放熱グリスが回路基板と放熱部材との間で押し広げられて座部に到達すると、座部と回路基板との隙間に放熱グリスが侵入して放熱グリスの厚さの管理が困難となったり、ねじ穴に放熱グリスが侵入してねじのトルク管理が困難となったりして、組付工程に支障が生じるおそれがある。
 本明細書によって開示される回路装置は、回路基板を備える回路構成体と、前記回路基板に対向して配置される基部と、前記基部から前記回路基板に向かって突出し、前記回路基板と当接する台座部とを備え、前記回路基板に対してねじ止めにより固定される固定部材と、前記回路基板と前記基部との間に介在し、流動性を有する伝熱材と、を備え、前記基部が、前記回路基板と対向する第1対向面に、前記伝熱材が塗布される伝熱材塗布領域を有し、前記回路基板が、前記基部と対向する第2対向面から、前記基部における前記台座部と前記伝熱材塗布領域との中間領域に向かって延びる遮蔽壁を備える。
 上記の構成によれば、ねじ止めの際に、回路基板と固定部材との間で押し広げられる伝熱材が、遮蔽壁によって押しとどめられる。これにより、伝熱材が台座部に到達して回路基板との隙間に入り込み、組付工程に支障が生じることが回避される。
 上記の構成において、前記固定部材が放熱部材であってもよい。あるいは、前記回路構成体が、前記回路基板に搭載され、通電により発熱する発熱部品を備えており、前記固定部材が、前記発熱部品を覆う覆い部材であってもよい。
 上記の構成において、前記基部が、前記遮蔽壁と重なる位置に、前記回路基板と対向する面から凹む溝を有していても構わない。
 このような構成によれば、遮蔽壁と溝とを併用することにより、伝熱材が台座部に到達して組付工程に支障が生じることが確実に回避される。
 本明細書によって開示される回路装置によれば、組付工程に支障が生じることを回避することができる。
実施形態1の回路装置の平面図 図1のA-A線断面図 図2の領域R1内の拡大図 実施形態1の遮蔽壁の斜視図 実施形態1の回路基板において遮蔽壁が取り付けられた部分を放熱面側から見た部分拡大斜視図 実施形態1において、放熱グリスが塗布されたヒートシンクの平面図 実施形態1において、回路構成体をヒートシンクに組み付ける様子を示す斜視図 実施形態1において、ヒートシンクに塗布された放熱グリスが、回路構成体を組み付ける際に回路基板と主板部との間で押し潰されて広がった様子を、回路構成体を省略して示す平面図 変形例の回路装置を、図1のA-A線と同位置で切断して示す断面図 図9の領域R2内の拡大図 変形例において、放熱グリスが塗布されたヒートシンクの平面図 実施形態2の回路装置の平面図 実施形態2の回路装置を、図1のA-A線と同位置で切断して示す部分拡大断面図 実施形態2の回路基板において遮蔽壁が取り付けられた部分を実装面側から見た部分拡大斜視図 実施形態2において、放熱グリスが塗布された覆い部材の底面図 実施形態2において、覆い部材と回路構成体とをヒートシンクに組み付ける様子を示す斜視図
 <実施形態1>
 実施形態1を、図1~図8を参照しつつ説明する。本実施形態の回路装置1は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両において、バッテリと各種の車載電装品との間に配置されるDC-DCコンバータやAC/DCインバータなどとして使用される装置である。この回路装置1は、図7に示すように、回路構成体10と、この回路構成体10にねじ止めされるヒートシンク20(固定部材、放熱部材に該当)と、回路構成体10に取り付けられる遮蔽壁15と、回路構成体10とヒートシンク20との間に介在する放熱グリスG(伝熱材に該当)とを備えている。
 回路構成体10は、図7に示すように、回路基板11と、この回路基板11に搭載される複数の半導体スイッチング素子14とを備えている。回路基板11は、図3に示すように、ガラス基材またはガラス不織布基材からなる絶縁板11Bの一面に、プリント配線技術により形成された導電回路11Cを備える一般的な構成を有している。なお、図1および図7では、導電回路11Cを省略して、回路基板11全体を模式的に示している。複数の半導体スイッチング素子14は、図1、図2および図7に示すように、回路基板11の表裏両面のうち一面(実装面11F1:図2の上面)に、一列に並んで配置されている。
 回路基板11は、図7に示すように、回路基板11とヒートシンク20とを組み付けるためのねじBを挿通可能な複数のねじ挿通孔12A、12Bを有している。複数のねじ挿通孔12A、12Bのうち1つは、半導体スイッチング素子14の近傍に配置される第1ねじ挿通孔12Aである。複数の他のねじ挿通孔12Bは、それぞれ、回路基板11の周縁部に配置されている。
 回路基板11は、遮蔽壁15を取り付けるための取付孔13を有している。取付孔13は、図3および図5に示すように、互いに間隔を空けて配置される一対のハーフパイプ状の湾曲壁13A、13Bと、2つの湾曲壁13A、13Bを繋ぐ一対の繋ぎ壁13Cとで規定され、回路基板11を貫通する孔である。取付孔13は、図1および図3に示すように、第1ねじ挿通孔12Aと半導体スイッチング素子14との間に配置されており、2つの湾曲壁13A、13Bは、図5に示すように、第1ねじ挿通孔12A側に凹となる向きで配置されている。
 遮蔽壁15は、金属製であって、図4に示すように、ハーフパイプ状に湾曲した板状の部材である。この遮蔽壁15は、図1、図3および図5に示すように、大部分が取付孔13の内部に収容され、一部が回路基板11の表裏両面のうち他面(放熱面11F2:図2の下面:第2対向面に該当)から突出しており、第1ねじ挿通孔12A側に凹となる向きで配置されている。取付孔13の内壁面(湾曲壁13A、13Bおよび繋ぎ壁13C)と遮蔽壁15との隙間は、図3に示すように、半田Hで埋められており、これにより、遮蔽壁15が回路基板11に固着されている。
 ヒートシンク20は、熱伝導性の高いアルミニウム、アルミニウム合金等の金属によって構成された部材であって、図2に示すように、回路基板11に対向して配置される主板部21(基部に該当)と、主板部21から突出する複数の放熱フィン22とを備える。主板部21は、回路基板11よりも一回り大きな平板状の部分である。複数の放熱フィン22のそれぞれは、主板部21の表裏両面のうち一面(図2の下面)から、主板部21に対して垂直に突出する板状の部分であって、互いに平行に配されている。
 主板部21の表裏両面のうち他面(図2の上面)は、回路基板11と対向する伝熱面21F(第1対向面に該当)であって、この伝熱面21Fからは、図7に示すように、回路基板11を支持する台座となる複数のボス部23A、23Bが突出している。複数のボス部23A、23Bのそれぞれは、図7に示すように、円柱状であって、図3に示すように、回路基板11との対向面に開口するねじ穴24を有している。複数のボス部23A、23Bは、それぞれ、回路基板11のねじ挿通孔12A、12Bに対応する位置に配置されている。複数のボス部23A、23Bのうち1つは、第1ねじ挿通孔12Aと対応する位置に配置される第1ボス部23A(台座部に該当)である。複数の他のボス部23Bのそれぞれは、複数の他のねじ挿通孔12Bのそれぞれと対応する位置に配置されている。
 伝熱面21Fのうち一部は、図6に示すように、回路基板11とヒートシンク20との組み付けの際に放熱グリスGが塗布される第1グリス塗布領域21Gとなっている。第1グリス塗布領域21Gは、ヒートシンク20に回路基板11が組み付けられた状態で、半導体スイッチング素子14と重なる領域(図2において、複数の半導体スイッチング素子14の直下となる領域)に位置している。
 回路基板11は、放熱面11F2を主板部21に向けて、複数のボス部23A、23B上に支持されている。複数のねじBのそれぞれが複数のねじ挿通孔12A、12Bのそれぞれに挿通され、ボス部23A、23Bのそれぞれにねじ付けられており、これにより、回路基板11がヒートシンク20に対して固定されている。回路基板11と主板部21との間には、ボス部23A、23Bの高さ分の隙間があり、この隙間の一部は、図2および図3に示すように、放熱グリスGで埋められている。より具体的には、放熱グリスGは、回路基板11と主板部21との間において、半導体スイッチング素子14と重なる領域(図2および図3において、複数の半導体スイッチング素子14の直下となる領域)に介在している。
 放熱グリスGは、空気よりも高い熱伝導性を有するとともに、塗布された直後には、ねじBの締結による回路基板11および主板部21からの加圧によって流動する程度の流動性を有しており、その後徐々に、含まれる溶剤の揮発や、空気中の水分の吸収などによって、回路装置1を傾けても垂れ落ちない程度に固化する性質を有していることが望ましい。このような放熱グリスGとしては、例えばシリコーングリスを使用できる。
 回路基板11に形成された導電回路11Cに通電されると、複数の半導体スイッチング素子14が発熱する。発生した熱は、放熱グリスGを介してヒートシンク20に伝わり、ヒートシンク20から放熱される。
 回路基板11とヒートシンク20とを組み付けて上記のような回路装置1を製造する工程について以下に説明する。
 まず、図6に示すように、ヒートシンク20の第1グリス塗布領域21Gに、放熱グリスGを塗布する。次に、図7に示すように、回路基板11を、複数のねじ挿通孔12A、12Bのそれぞれと複数のボス部23A、23Bのそれぞれとを位置合わせしつつ、ボス部23A、23B上に載置する。回路基板11が所定位置に配置された状態では、第1グリス塗布領域21Gが、複数の半導体スイッチング素子14と重なる領域(図2において、複数の半導体スイッチング素子14の直下となる領域)に配置され、遮蔽壁15が、第1ボス部23A側に凹となる向きで、第1グリス塗布領域21Gに塗布された放熱グリスGと第1ボス部23Aとの中間領域に向かって延びている。
 次に、複数のねじBのそれぞれを複数のねじ挿通孔12A、12Bのそれぞれに挿通し、複数のボス部23A、23Bのそれぞれにねじ付けることにより、回路基板11をヒートシンク20に固定する。このとき、ねじBの締結による加圧に伴って、放熱グリスGが回路基板11と主板部21との間で押し潰され、図8に示すように、第1グリス塗布領域21Gから外側に向かって広がる。放熱グリスGの一部は、第1ボス部23Aに向かって広がろうとするが、図3および図8に示すように、遮蔽壁15によって押しとどめられる。ここで、図3に示すように、遮蔽壁15が回路基板11から主板部21に向かって垂下されており、第1ボス部23Aが主板部21から回路基板11に向かって立ち上がっている。このため、放熱グリスGが遮蔽壁15と主板部21との隙間から僅かに第1ボス部23Aの根元付近まで侵入することはあっても、第1ボス部23Aに乗り上げてしまうことは避けられる。これにより、放熱グリスGが第1ボス部23Aと回路基板11との隙間に入り込んで、放熱グリスGの厚さが設定値以上になってしまうことを回避できる。また、放熱グリスGが第1ボス部23Aのねじ穴24に侵入してねじBのトルク管理が困難になることを回避できる。
 以上のように本実施形態によれば、回路装置1は、回路構成体10と、ヒートシンク20と、放熱グリスGとを備える。回路構成体10は、回路基板11を備えている。ヒートシンク20は、回路基板11に対向して配置される主板部21と、主板部21から回路基板11に向かって突出し、回路基板11と当接するボス部23A、23Bとを備え、回路基板11に対してねじ止めにより固定される部材である。放熱グリスGは、回路基板11と主板部21との間に介在し、流動性を有する伝熱材である。主板部21が、回路基板11と対向する伝熱面21Fに、放熱グリスGが塗布される第1グリス塗布領域21Gを有している。回路基板11が、主板部21と対向する放熱面11F2から、主板部21における第1ボス部23Aと第1グリス塗布領域21Gとの中間領域に向かって延びる遮蔽壁15を備える。
 上記の構成によれば、回路基板11とヒートシンク20とのねじ止めの際に、回路基板11とヒートシンク20との間で押し広げられる放熱グリスGが、遮蔽壁15によって押しとどめられる。これにより、放熱グリスGが第1ボス部23Aに到達して回路基板11との隙間に入り込み、組付工程に支障が生じることが回避される。
 <変形例>
 変形例を、図9~11を参照しつつ説明する。変形例の回路装置30は、実施形態1と同様に、回路基板11と複数の半導体スイッチング素子14とを備える回路構成体10と、この回路構成体10にねじ止めされるヒートシンク40と、回路構成体10に取り付けられる遮蔽壁15と、回路構成体10とヒートシンク40との間に介在する放熱グリスGとを備えている(図9参照)。
 ヒートシンク40は、実施形態と同様に、回路基板11に対向して配置される板状の主板部41と、主板部41から突出する複数の放熱フィン22とを備える(図9参照)。
 ヒートシンク40は、せき止め溝42(溝に該当)を有している。せき止め溝42は、図10に示すように、主板部41において回路基板11と対向する伝熱面41F(第1対向面に該当)から凹む溝であって、図11に示すように、第1ボス部23Aと第1グリス塗布領域21Gの間に配置され、第1ボス部23A側に凹となるように湾曲しつつ延びている。せき止め溝42は、図10に示すように、ヒートシンク40に回路基板11が組み付けられた状態で、遮蔽壁15と重なる領域(図10において、遮蔽壁15の直下となる領域)に配置されている。なお、せき止め溝42は、遮蔽壁15と完全に重なっていなくてもよく、一部が少しずれていても構わない。
 その他の構成は、実施形態1と同様であるので、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
 本変形例によれば、遮蔽壁15とせき止め溝42とを併用することにより、放熱グリスGが第1ボス部23Aに到達して組付工程に支障が生じることが確実に回避される。
 <実施形態2>
 実施形態2を、図12~16を参照しつつ説明する。実施形態2の回路装置50は、回路構成体60と、この回路構成体60にねじ止めされるヒートシンク70と、同じく回路構成体60にねじ止めされる覆い部材80(固定部材に該当)と、回路構成体60とヒートシンク70との間、および、回路構成体60と覆い部材80との間に介在する放熱グリスGとを備えている。
 回路構成体60は、実施形態1と同様に、回路基板61と、この回路基板61の一面(実装面61F1:第2対向面に該当)に搭載される複数の半導体スイッチング素子14(発熱部品に該当)とを備えている(図13および図16参照)。
 回路基板61は、図16に示すように、覆い部材80およびヒートシンク70との組み付けのためのねじBを挿通可能な複数のねじ挿通孔62A、62B、62Cを有している。複数のねじ挿通孔62A、62B、62Cのうち2つは、半導体スイッチング素子14の列を挟んで互いに反対側に配置されている第1ねじ挿通孔62Aおよび第2ねじ挿通孔62Bである。第1ねじ挿通孔62Aは、第2ねじ挿通孔62Bよりも、半導体スイッチング素子14の列に近接して配置されている。複数の他のねじ挿通孔62Cは、それぞれ、回路基板61の周縁部に配置されている。
 回路基板61には、遮蔽壁15が取り付けられている。遮蔽壁15の形状および取付形態は、図13および図14に示すように、一部が回路基板61の実装面61F1から突出するように取り付けられている点を除いて、実施形態1と同様である。
 ヒートシンク70は、実施形態1と同様に、回路基板11に対向して配置される板状の主板部71(基部に該当)と、主板部71の一面から突出する複数の放熱フィン22とを備える(図16参照)。主板部71において、回路基板11と対向する伝熱面71Fからは、回路基板11を支持する台座となる複数のボス部が突出している。複数のボス部のうち第1ボス部72Aは、図13に示すように、第1ねじ挿通孔62Aと対応する位置に配置されている。他のボス部は、詳細には図示しないが、回路基板61のねじ挿通孔62B、62Cに対応する位置にそれぞれ配置されている。第1ボス部72Aは、円柱状であって、図13に示すように、回路基板11との対向面に開口するねじ穴24を有している。他のボス部も同様である。
 覆い部材80は、図15に示すように、覆い部81(基部に該当)と、この覆い部81から突出する2つの取付柱(第1取付柱82A、第2取付柱82B)とを備えている。覆い部81は、細長い板状の部分であって、表裏両面のうち一面は、図13に示すように、回路基板61と対向する基板対向面81F(第1対向面に該当)となっている。2つの取付柱82A、82Bのそれぞれは、基板対向面81Fから突出する円柱状の部分である。図15に示すように、第1取付柱82A(台座部に該当)は、覆い部81の一端に、第2取付柱82Bは、覆い部81の他端に配置されている。基板対向面81Fのうち2つの取付柱82A、82Bに挟まれた領域の一部は、回路基板61と覆い部材80との組み付けの際に放熱グリスGが塗布される第2グリス塗布領域81G(伝熱材塗布領域に該当)となっている。第2グリス塗布領域81Gは、第2取付柱82Bよりも第1取付柱82Aに近接して配置されている。覆い部材80は、覆い部81と2つの取付柱82A、82Bのそれぞれとを貫通する2つの貫通孔83を有している。
 回路基板61は、図13に示すように、実装面61F1と反対側の面(放熱面61F2)を主板部71に向けて、複数のボス部上に支持されている。複数のねじBのそれぞれが複数のねじ挿通孔62Cのそれぞれに挿通され、複数のねじ挿通孔62Cに対応して配置されている複数のボス部(図示せず)のそれぞれにねじ付けられている。これにより、回路基板61がヒートシンク70に対して固定されている。回路基板61と主板部71との間には、ボス部の高さ分の隙間があり、この隙間の一部は、実施形態1と同様に、放熱グリスGで埋められている。
 また、覆い部材80は、基板対向面81Fを回路基板61に向けて、取付柱82A、82Bが実装面61F1に当接するようにして、回路基板61上に重ねられ、複数の半導体スイッチング素子14を覆っている。図13に示すように、1本のねじBが、第1取付柱82Aの貫通孔83および第1ねじ挿通孔62Aに挿通され、第1ボス部72Aにねじ付けられている。他の1本のねじBが、第2取付柱82Bの貫通孔83および第2ねじ挿通孔62Bに挿通され、第2ねじ挿通孔62Bに対応する位置に配置されている他のボス部(図示せず)にねじ付けられている。これにより、覆い部材80が回路基板61に固定されている。回路基板61と覆い部81との間には、図13に示すように、取付柱82A、82Bの高さ分の隙間があり、この隙間は、第2取付柱82Bに近接する一部を除く大部分が、放熱グリスGで埋められている。複数の半導体スイッチング素子14は、放熱グリスGの内部に埋設された状態となっている。
 その他の構成は実施形態1と同様であるので、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
 回路基板61とヒートシンク70と覆い部材80とを組み付けて上記のような回路装置50を製造する工程について以下に説明する。
 回路基板61とヒートシンク70とを組み付ける工程は、実施形態1と同様である。
 回路基板61とヒートシンク70とを組み付けた組付体に、覆い部材80を組み付ける。覆い部材80の第2グリス塗布領域81Gに、図15に示すように、放熱グリスGを塗布する。放熱グリスGを塗布した覆い部材80を、図16に示すように、第1取付柱82Aと第1ねじ挿通孔62A、第2取付柱82Bと第2ねじ挿通孔62Bを、それぞれ位置合わせしつつ、回路基板61に重ねる。覆い部材80が所定位置に配置された状態では、第2グリス塗布領域81Gが、複数の半導体スイッチング素子14と重なる領域(図13において、複数の半導体スイッチング素子14の直上となる領域)に配置され、遮蔽壁15が、第1取付柱82A側に凹となる向きで、第2グリス塗布領域81Gと第1取付柱82Aとの中間領域に向かって延びている。
 そして、1本のねじBを、第1取付柱82Aの貫通孔83および第1ねじ挿通孔62Aに挿通して第1ボス部72Aにねじ付ける。同様に、他の1本のねじBを、第2取付柱82Bの貫通孔83および第2ねじ挿通孔62Bに挿通して、これらと対応するボス部(図示せず)にねじ付ける。
 このとき、ねじBの締結による加圧によって、放熱グリスGが覆い部81と回路基板61との間で押し潰され、図12に示すように、第2グリス塗布領域81Gの外側に広がる。放熱グリスGの一部は、第1取付柱82Aに向かって広がろうとするが、遮蔽壁15によって押しとどめられる。ここで、遮蔽壁15が回路基板61から覆い部81に向かって立ち上がっており、第1取付柱82Aが覆い部81から回路基板61に向かって垂下されている。このため、放熱グリスGが、図13に示すように、遮蔽壁15に乗り上げて遮蔽壁15と回路基板61との隙間から第1取付柱82Aの方へ僅かに入り込むことはあっても、遮蔽壁15を乗り越えて垂れ落ち、第1取付柱82Aの先端部(図13の下端部)に到達することは避けられる。これにより、放熱グリスGが第1取付柱82Aと回路基板61との隙間に入り込んで、放熱グリスGの厚さが設定値以上になってしまうことを回避できる。また、放熱グリスGが第1取付柱82Aのねじ穴24に侵入してねじBのトルク管理が困難になることを回避できる。
 以上のように本実施形態によれば、回路装置50は、回路構成体60と、覆い部材80と、放熱グリスGとを備える。回路構成体60は、回路基板61と、この回路基板61に搭載される半導体スイッチング素子14とを備えている。覆い部材80は、回路基板61に対向して配置される覆い部81と、覆い部81から回路基板61に向かって突出し、回路基板61と当接する取付柱82A、82Bとを備え、回路基板61に対してねじ止めにより固定される部材である。放熱グリスGは、回路基板61と覆い部81との間に介在し、流動性を有する伝熱材である。覆い部81が、回路基板61と対向する基板対向面81Fに、放熱グリスGが塗布される第2グリス塗布領域81Gを有している。回路基板61が、覆い部81と対向する実装面11F1から、覆い部81において第1取付柱82Aと第2グリス塗布領域81Gとの中間領域に向かって延びる遮蔽壁15を備える。
 上記の構成によれば、回路基板61と覆い部材80とのねじ止めの際に、回路基板61と覆い部材80との間で押し広げられる放熱グリスGが、遮蔽壁15によって押しとどめられる。これにより、放熱グリスGが第1取付柱82Aに到達して回路基板61との隙間に入り込み、組付工程に支障が生じることが回避される。
 <他の実施形態>
 本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では、遮蔽壁15が金属製であり、取付孔13の内壁面と遮蔽壁15との隙間が半田Hで埋められていたが、例えば、遮蔽壁が合成樹脂製であり、取付孔の内壁面と遮蔽壁との隙間が接着剤で埋められていても構わない。
(2)上記実施形態では、回路基板11が遮蔽壁15の取り付けのための取付孔13を有していたが、回路基板が取付孔を有さず、遮蔽壁が回路基板の表面に半田付けまたは接着剤によって固着されていても構わない。
(3)上記実施形態では、発熱部品が半導体スイッチング素子であったが、発熱部品は、例えば抵抗、コイルなどであっても構わない。
(4)上記実施形態では、伝熱材として放熱グリスを用いたが、塗布された直後には流動性を有しており、その後に硬化する接着剤を用いてもよい。
1、30、50…回路装置
10…回路構成体
11、61…回路基板
11F2…放熱面(第2対向面)
14…半導体スイッチング素子(発熱部品)
15…遮蔽壁
20、40…ヒートシンク(固定部材、放熱部材)
21、41…主板部(基部)
21F、41F…伝熱面(第1対向面)
21G…第1グリス塗布領域(伝熱材塗布領域)
23A…第1ボス部(台座部)
42…せき止め溝(溝)
61F1…実装面(第2対向面)
80…覆い部材(固定部材)
81…覆い部(基部)
81F…基板対向面(第1対向面)
81G…第2グリス塗布領域(伝熱材塗布領域)
82A…第1取付柱(台座部)
G…放熱グリス(伝熱材)

Claims (4)

  1.  回路基板を備える回路構成体と、
     前記回路基板に対向して配置される基部と、前記基部から前記回路基板に向かって突出し、前記回路基板と当接する台座部とを備え、前記回路基板に対してねじ止めにより固定される固定部材と、
     前記回路基板と前記基部との間に介在し、流動性を有する伝熱材と、を備え、
     前記基部が、前記回路基板と対向する第1対向面に、前記伝熱材が塗布される伝熱材塗布領域を有し、
     前記回路基板が、前記基部と対向する第2対向面から、前記基部における前記台座部と前記伝熱材塗布領域との中間領域に向かって延びる遮蔽壁を備える、回路装置。
  2.  前記固定部材が放熱部材である、請求項1に記載の回路装置。
  3.  前記回路構成体が、前記回路基板に搭載され、通電により発熱する発熱部品を備えており、
     前記固定部材が、前記発熱部品を覆う覆い部材である、請求項1に記載の回路装置。
  4.  前記基部が、前記遮蔽壁と重なる位置に、前記回路基板と対向する面から凹む溝を有している、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の回路装置。
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