WO2021157469A1 - 電子回路装置 - Google Patents

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WO2021157469A1
WO2021157469A1 PCT/JP2021/003120 JP2021003120W WO2021157469A1 WO 2021157469 A1 WO2021157469 A1 WO 2021157469A1 JP 2021003120 W JP2021003120 W JP 2021003120W WO 2021157469 A1 WO2021157469 A1 WO 2021157469A1
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WO
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circuit board
hole
flow path
conductor
electronic circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/003120
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English (en)
French (fr)
Inventor
政宏 妹尾
隆宏 荒木
健 徳山
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to an electronic circuit device.
  • Patent Document 1 As an attempt to efficiently cool a heating element of an electronic device, for example, the electronic device described in Patent Document 1 is known.
  • a first main surface is attached so as to seal the heating element and the refrigerant between the circuit board on which the heating element is attached and the first main surface of the circuit board.
  • An electronic device is disclosed that includes a housing and a deformation suppressing portion that suppresses deformation of the circuit board, and traps a heating element and a refrigerant in a space surrounded by the circuit board and the housing.
  • the circuit board needs to be cooled by the refrigerant in order to reduce the thickness, but the seal of the refrigerant flow path provided in contact with the circuit board in which the through hole is formed is provided. Since the property is low, there is a problem that the refrigerant leaks.
  • an object of the present invention is to provide an electronic circuit device capable of efficiently cooling a circuit board while ensuring a sealing property of a refrigerant flow path.
  • the electronic circuit device forms a circuit board on which a wiring layer is formed, a conductor electrically connected to the wiring board, and a flow path of a refrigerant that flows in contact with the circuit board together with the circuit board.
  • a flow path forming body, a fastening member for fastening the circuit board and the conductor, and a sealing member for sealing the flow path are provided, and the flow path is formed on the circuit board.
  • a first through hole is formed between the cooling surface and the back surface opposite to the cooling surface, and the conductor is formed with a second through hole that communicates with the first through hole.
  • the fastening member fastens the circuit board and the conductor through the first through hole and the second through hole, and the fastening member fastens the circuit board and the conductor.
  • the sealing member closes the first through hole to seal the flow path.
  • an electronic circuit device capable of efficiently cooling a circuit board while ensuring a sealing property of a refrigerant flow path.
  • FIG. 1 It is an exploded perspective view of an inverter. It is a top view of the inverter. It is sectional drawing of an inverter. It is sectional drawing which showed an example of the structure of the circuit board in the electronic circuit apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which showed an example of the structure which attached the conductor to the circuit board in the electronic circuit apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the electronic circuit apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the electronic circuit apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the inverter 100.
  • the inverter 100 is used in combination with an in-wheel type motor installed in the wheel of an electric vehicle such as an electric vehicle, and converts DC power supplied from a battery (not shown) into AC power and outputs it to the motor. do.
  • the inverter 100 includes a stator case 70 having a cylindrical shape, an electronic circuit device 1 arranged on the bottom surface of the stator case 70, and a flow path forming body arranged so as to cover the electronic circuit device 1. It is configured with 50.
  • a stator constituting a motor (not shown) is arranged inside the stator case 70, and three recesses 71 recessed from other portions are formed on the bottom surface of the stator case 70. Further, a hole for passing an axle is formed in the center of the stator case 70. The electric vehicle travels by driving the motor to rotate around the axle inserted in the hole.
  • the electronic circuit device 1 has three power modules 60 mounted on the circuit board 10.
  • each power module 60 is arranged at a position overlapping the recess 71 of the stator case 70.
  • a flow path of the refrigerant for cooling each power module 60 is formed between the flow path forming body 50 and the recess 71.
  • the flow path forming body 50 is provided with an inflow port 55 for inflowing the refrigerant 50.
  • Each power module 60 corresponds to each of the three-phase legs of the inverter 100, and has a switching element for the upper arm and a switching element for the lower arm, respectively.
  • Each switching element converts DC power into AC power of each phase by switching and driving according to a gate drive signal input from a control device (not shown).
  • the switching element is configured by using a semiconductor element such as an IGBT or MOSFET.
  • FIG. 2 is a plan view of the inverter 100.
  • the flow path forming body 50 is not shown.
  • the dotted line 56 shows the flow path of the refrigerant flowing on the circuit board 10.
  • the refrigerant flowing in from the inflow port 55 reaches each power module 60 through the flow path shown by the dotted line 56, cools each power module 60, and is a circuit board. It reaches the back side of the circuit board 10 through the openings 15a and 15b provided in 10. After that, it flows out to the motor side through an outlet (not shown) provided on the back side of the circuit board 10.
  • a through hole 14 for connecting the conductor 20 is formed in the circuit board 10.
  • the conductor 20 is attached to the circuit board 10 with a structure as described below so that the refrigerant flowing in the flow path does not leak from the through hole 14.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the inverter 100 in the cross section AA of FIG.
  • a flow path 51 is formed between the circuit board 10 and the flow path forming body 50.
  • the refrigerant flowing in from the inflow port 55 flows in the flow path 51.
  • a cavity 72 is formed in the stator case 70.
  • a fastening member 30 is attached to the through hole 14 of the circuit board 10 via a sealing member 40 for preventing leakage of the refrigerant, and the conductor 20 is connected by the fastening member 30.
  • a sealing member 40 for preventing leakage of the refrigerant
  • the conductor 20 is connected by the fastening member 30.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a circuit board in the electronic circuit device according to the first embodiment of the present invention.
  • a wiring layer 12 such as a copper foil is formed in the insulator 11.
  • the circuit board 10 may be formed by embedding the wiring layer 12 inside the insulator 11, or the circuit board 10 may be formed by superimposing the layer of the insulator 11 and the wiring layer 12.
  • An insulating film 13 for protecting the wiring layer 12 is provided on the surface of the circuit board 10.
  • the entire surface of the circuit board 10 is covered with the insulating film 13, but only a part of the surface of the circuit board 10 may be covered with the insulating film 13 or the insulating film 13 is not provided. You may.
  • the circuit board 10 is formed with a through hole 14 penetrating between both sides.
  • the wiring layer 12 is exposed inside and around the through hole 14.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a structure in which a conductor is attached to a circuit board in the electronic circuit device according to the first embodiment of the present invention.
  • a conductor 20 is attached to the circuit board 10 shown in FIG. 4 by using a fastening member 30.
  • the fastening member 30 is composed of a bolt 31 and a nut 32, and a through hole 21 is formed in the conductor 20.
  • the circuit board 10 and the conductor 20 are arranged at positions where the through holes 14 of the circuit board 10 and the through holes 21 of the conductor 20 communicate with each other, and bolts are provided through these through holes 14 and 21.
  • the circuit board 10 and the conductor 20 are fastened to each other.
  • the wiring layer 12 of the circuit board 10 and the conductor 20 are joined and electrically connected.
  • a seal member 40 configured by using an elastic member such as a washer with rubber is arranged between the circuit board 10 and the bolt 31.
  • the seal member 40 is arranged around the through hole 14 in a state of being sandwiched between the head 33 of the bolt 31 and the circuit board 10. Therefore, the fastening member 30 (bolts 31 and nuts 32) fastens the circuit board 10 and the conductor 20, so that the sealing member 40 is brought into close contact with the circuit board 10. As a result, the gap between the seal member 40 and the circuit board 10 is filled and the through hole 14 is closed.
  • the conductor 20 is connected to an external battery (not shown) or a load device such as a winding of a motor (not shown).
  • a load device such as a winding of a motor (not shown).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic circuit device according to the first embodiment of the present invention.
  • the electronic circuit device 1 shown in FIG. 6 is configured by further combining the flow path forming body 50 with the combination of the circuit board 10, the conductor 20, the fastening member 30, and the sealing member 40 described with reference to FIG.
  • the flow path forming body 50 forms a flow path of the refrigerant 51 for cooling the circuit board 10 together with the circuit board 10.
  • the flow path forming body 50 is brought into close contact with the circuit board 10 by a well-known method such as sandwiching an O-ring in between.
  • the circuit board 10 is caused by the refrigerant 51 flowing in contact with the circuit board 10. It can be forcibly cooled.
  • the circuit board 10 As the wiring layer 12 becomes thinner, the electrical resistance of the wiring layer 12 increases and the amount of heat generated when energized increases.
  • the circuit board 10 is cooled by forced cooling using the refrigerant 51, particularly the peripheral portion of the through hole 14 to which the conductor 20 is attached via the bolt 31.
  • the temperature of the wiring layer 12 in the substrate 10 can be efficiently lowered. Therefore, even if the circuit board 10 is made thin, the function of the wiring layer 12 can be maintained.
  • cooling surface the surface on which the flow path of the refrigerant 51 is formed in the circuit board 10, that is, the upper surface of FIG. 6 (hereinafter, “cooling surface”).
  • the bolt 31 is passed between the surface opposite to the cooling surface (hereinafter referred to as the “back surface”), and the nut 32 is screwed to fasten the circuit board 10 and the conductor 20.
  • the back surface the surface opposite to the cooling surface
  • the nut 32 is screwed to fasten the circuit board 10 and the conductor 20.
  • the seal member 40 is arranged between the circuit board 10 and the head 33 of the bolt 31, and the through hole 14 is closed and sealed by the seal member 40.
  • the space surrounded by the circuit board 10 and the flow path forming body 50 is used as the flow path of the refrigerant 51, and the refrigerant 51 is sealed in the flow path to prevent the refrigerant 51 from leaking to the outside.
  • efficient cooling of the circuit board 10 and prevention of leakage of the refrigerant 51 can be achieved at the same time, so that a thin electronic circuit device can be constructed.
  • the electronic circuit device 1 circuits a circuit board 10 on which a wiring layer 12 is formed, a conductor 20 electrically connected to the wiring layer 12, and a flow path of a refrigerant 51 that flows in contact with the circuit board 10.
  • a flow path forming body 50 formed together with the substrate 10, a fastening member 30 for fastening the circuit board 10 and the conductor 20, and a sealing member 40 for sealing the flow path of the refrigerant 51 are provided.
  • the circuit board 10 is formed with a through hole 14 penetrating between a cooling surface on which a flow path of the refrigerant 51 is formed and a back surface opposite to the cooling surface.
  • the conductor 20 is formed with a through hole 21 that communicates with the through hole 14.
  • the fastening member 30 fastens the circuit board 10 and the conductor 20 via the through hole 14 and the through hole 21.
  • the sealing member 40 closes the through hole 14 to seal the flow path of the refrigerant 51. Therefore, it is possible to provide the electronic circuit device 1 capable of efficiently cooling the circuit board 10 while ensuring the sealing property of the refrigerant flow path.
  • the fastening member 30 is screwed with a bolt 31 having a head 33 arranged on the cooling surface side of the circuit board 10 and penetrating the through hole 14 and the through hole 21 and a bolt 31 arranged on the conductor 20 side. It has a nut 32 and the like.
  • the seal member 40 is arranged so as to be sandwiched between the circuit board 10 and the head 33. Since this is done, the through hole 14 can be reliably closed and the sealing property of the refrigerant flow path can be ensured.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic circuit device according to the second embodiment of the present invention. Similar to the electronic circuit device 1 shown in FIG. 6, the electronic circuit device 1a shown in FIG. 7 forms a space when the flow path forming body 50 and the circuit board 10 are in close contact with each other, and this space is used as a flow path. The circuit board 10 is cooled by the flow of the refrigerant 51.
  • the difference between the electronic circuit device 1a of the present embodiment and the electronic circuit device 1 described in the first embodiment is that the nut 32 and the seal member 40 in FIG. 6 are replaced with the nut 32a and the seal member 40a in FIG. 7, respectively. It is a point that has been done.
  • the nut 32a is a bag nut in which the screw hole for attaching the bolt 31 is closed without penetrating.
  • the seal member 40a is arranged on the conductor 20 side, and has a convex portion inserted into the through hole 21 of the conductor 20 and in contact with the back surface of the circuit board 10, and a base portion sandwiched between the conductor 20 and the nut 32a. Has.
  • the convex portion of the sealing member 40a is thicker and more elastic than the conductor 20.
  • a seal member 40a having a convex portion which is thicker than the conductor 20 but has elasticity so as to be thinner than the conductor 20 when pressure is applied is arranged between the conductor 20 and the nut 32a. With the convex portion inserted into the through hole 21 of the conductor 20, the nut 32a is screwed into the bolt 31 and tightened.
  • the convex portion of the sealing member 40a is compressed by the nut 32a and the circuit board 10 to reduce the thickness.
  • the gap between the conductor 20 and the circuit board 10 is filled by the convex portion of the sealing member 40a, so that the through hole 14 is closed and sealed.
  • the space surrounded by the circuit board 10 and the flow path forming body 50 is used as the flow path of the refrigerant 51 by the above structure, and the refrigerant 51 is sealed in the flow path. It is possible to prevent the refrigerant 51 from leaking to the outside. Therefore, as in the first embodiment, efficient cooling of the circuit board 10 and prevention of leakage of the refrigerant 51 can be achieved at the same time, so that a thin electronic circuit device can be constructed.
  • the fastening member 30a is screwed with a bolt 31 having a head 33 arranged on the cooling surface side of the circuit board 10 and penetrating the through hole 14 and the through hole 21 and a bolt 31 arranged on the conductor 20 side. It has a nut 32a.
  • the seal member 40a is thicker and more elastic than the conductor 20, and has a convex portion penetrating the through hole 21 and a base portion sandwiched between the conductor 20 and the nut 32a. Since this is done, the through hole 14 can be reliably closed and the sealing property of the refrigerant flow path can be ensured.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a structure in which a conductor is attached to a circuit board in the electronic circuit device according to the third embodiment of the present invention.
  • the electronic circuit device of the present embodiment has the same configuration as the electronic circuit device 1a described in the second embodiment, and has the structure shown in FIG. 8 and the structure described in the second embodiment. The difference is the orientation of the fastening member 30a and the structure of the sealing member.
  • the head 33 of the bolt 31 is arranged on the conductor 20 side
  • the nut 32a is arranged on the cooling surface side of the circuit board 10, and as shown in FIG.
  • a seal member 40b having a unique shape is arranged around the through hole 14 in a state of being sandwiched between the circuit board 10 and the nut 32a.
  • the seal member 40b is configured by using an elastic member such as rubber.
  • the sealing member 40b is compressed and brought into close contact with the circuit board 10.
  • the gap between the seal member 40b and the circuit board 10 is filled and the through hole 14 is closed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic circuit device according to the third embodiment of the present invention.
  • the electronic circuit device 1b shown in FIG. 9 is configured by combining the circuit board 10, the conductor 20, the fastening member 30a, and the sealing member 40b described in FIG. 8 with the flow path forming body 50.
  • the seal member 40b is arranged so as to be sandwiched between the circuit board 10 and the nut 32a, and the through hole 14 is closed and sealed by the seal member 40b.
  • the space surrounded by the circuit board 10 and the flow path forming body 50 is used as the flow path of the refrigerant 51, and the refrigerant 51 is sealed in the flow path to prevent the refrigerant 51 from leaking to the outside. Therefore, as in the first and second embodiments, efficient cooling of the circuit board 10 and prevention of leakage of the refrigerant 51 can be achieved at the same time, so that a thin electronic circuit device can be constructed.
  • the fastening member 30a is screwed with a bolt 31 having a head 33 arranged on the conductor 20 side and penetrating the through hole 21 and the through hole 14 and a bolt 31 arranged on the cooling surface side of the circuit board 10. It has a nut 32a.
  • the seal member 40b is arranged so as to be sandwiched between the circuit board 10 and the nut 32a. Since this is done, the through hole 14 can be reliably closed and the sealing property of the refrigerant flow path can be ensured.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the circuit board and the flow path forming body in the electronic circuit device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the electronic circuit device of the present embodiment includes a circuit board 10 having the same structure as that described in the first to third embodiments, and a flow path forming body 50a.
  • the flow path forming body 50a has a protruding portion 52 protruding toward the cooling surface of the circuit board 10, and the protruding portion 52 has a screw hole 53 at a position corresponding to the through hole 14 of the circuit board 10. It is formed.
  • the flow path forming body 50a forms a flow path of the refrigerant 51 for cooling the circuit board 10 together with the circuit board 10, similarly to the flow path forming body 50 in the first to third embodiments.
  • the refrigerant 51 is brought into close contact with the circuit board 10 by a well-known method such as sandwiching an O-ring in between.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic circuit device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the electronic circuit device 1c shown in FIG. 11 is configured by further combining a conductor 20 and a bolt 31 in addition to the combination of the circuit board 10 and the flow path forming body 50a described in FIG.
  • the bolt 31 which is a fastening member penetrates the through hole 21 of the conductor 20 and the through hole 14 of the circuit board 10 from the conductor 20 side, and is provided in the protruding portion 52 of the flow path forming body 50a. It is screwed into the hole 53.
  • the circuit board 10 and the conductor 20 are fastened with the through hole 14 covered by the protrusion 52. Therefore, the protrusion 52 can function as a sealing member to close and seal the through hole 14. can.
  • the flow of the refrigerant 51 is divided by the protrusion 52, the space surrounded by the circuit board 10 and the flow path forming body 50a is used as the flow path of the refrigerant 51, and the refrigerant 51 is formed in the flow path. Can be sealed to prevent the refrigerant 51 from leaking to the outside. Therefore, as in the first to third embodiments, efficient cooling of the circuit board 10 and prevention of leakage of the refrigerant 51 can be achieved at the same time, so that a thin electronic circuit device can be constructed.
  • the fastening member for fastening the circuit board 10 and the conductor 20 can also be used as the protruding portion 52 of the flow path forming body 50a, the number of parts of the electronic circuit device can be reduced. Further, since the conductor 20 can be removed by removing the bolt 31 in the state where the flow path forming body 50a and the circuit board 10 are combined, the conductor 20 can be easily replaced and maintainability can be improved.
  • the flow path forming body 50a has a protruding portion 52 protruding toward the cooling surface of the circuit board 10, and the flow path forming body 50a forms a flow path of the refrigerant 51 together with the circuit board 10, so that the protruding portion is formed.
  • 52 is arranged so as to cover the through hole 14.
  • the bolt 31 which is a fastening member penetrates the through hole 21 and the through hole 14 from the conductor 20 side, and is screwed into the screw hole 53 provided in the protruding portion 52 of the flow path forming body 50a.
  • the protruding portion 52 functions as a sealing member. Since this is done, it is possible to reliably close the through hole 14 and secure the sealing property of the refrigerant flow path while reducing the number of parts.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic circuit device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the bolt 31 which is a fastening member penetrates the through hole 21 and the through hole 14 from the conductor 20 side and flows through the flow path.
  • the flow path of the refrigerant 51 is formed by being screwed into the screw hole 53 provided in the protruding portion 52 of the forming body 50a.
  • the difference between the electronic circuit device 1d of the present embodiment and the electronic circuit device 1c described in the fourth embodiment is that the seal member 40 described in the first embodiment is located between the circuit board 10 and the protrusion 52. It is a point that is sandwiched and arranged.
  • the seal member 40 is arranged around the through hole 14 in a state of being sandwiched between the circuit board 10 and the protrusion 52. Therefore, the bolt 31 which is a fastening member fastens the circuit board 10 and the conductor 20, so that the seal member 40 is brought into close contact with the circuit board 10 and the protruding portion 52, respectively. As a result, the gap between the seal member 40 and the circuit board 10 is filled and the through hole 14 is closed. Therefore, as compared with the case where the protruding portion 52 functions as a sealing member as in the fourth embodiment, the refrigerant flow path can be provided without providing the insulating film 13 around the through hole 14 on the cooling surface of the circuit board 10. It is possible to secure the sealing property. Further, since the dimensional accuracy of the protruding portion 52 in the height direction and the surface roughness of the protruding portion 52 on the contact surface with the circuit board 10 do not affect the sealing property, the manufacturing cost can be reduced.
  • efficient cooling of the circuit board 10 and prevention of leakage of the refrigerant 51 can be achieved at the same time, so that a thin electronic circuit device can be constructed.
  • a part of the fastening member for fastening the circuit board 10 and the conductor 20 can also be used as the protruding portion 52 of the flow path forming body 50a, so that the number of parts of the electronic circuit device can be reduced. Is possible.
  • the conductor 20 can be removed by removing the bolt 31 in the state where the flow path forming body 50a and the circuit board 10 are combined, the conductor 20 can be easily replaced and maintainability can be improved.
  • the flow path forming body 50a has a protruding portion 52 protruding toward the cooling surface of the circuit board 10, and the flow path forming body 50a forms a flow path of the refrigerant 51 together with the circuit board 10, so that the protruding portion is formed.
  • 52 is arranged so as to cover the through hole 14.
  • the bolt 31 which is a fastening member penetrates the through hole 21 and the through hole 14 from the conductor 20 side, and is screwed into the screw hole 53 provided in the protruding portion 52 of the flow path forming body 50a.
  • the seal member 40 is arranged so as to be sandwiched between the circuit board 10 and the protrusion 52. Since this is done, it is possible to reliably close the through hole 14 and secure the sealing property of the refrigerant flow path while reducing the number of parts.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic circuit device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the main difference between the electronic circuit device 1e shown in FIG. 13 and the electronic circuit device 1 described in the first embodiment is that the bolt 31 described in the first embodiment shares the head 33a.
  • 31a and 31b are replaced with bolt members on both sides formed at both ends.
  • the heads 33a of the bolt members on both sides are arranged in the flow path of the refrigerant 51 formed by the circuit board 10 and the flow path forming body 50b.
  • One bolt portion 31a extending downward from the head 33a penetrates the through hole 14 of the circuit board 10 and the through hole 21 of the conductor 20.
  • the other bolt portion 31b extending upward from the head 33a penetrates the through hole 54 formed in the flow path forming body 50b.
  • a nut 32 arranged on the conductor 20 side is screwed into the bolt portion 31a, and the bolt portion 31b is on the outer surface side of the flow path forming body 50b, that is, on the side opposite to the flow path surface on which the flow path is formed.
  • the nuts 32 arranged on the surface are screwed together.
  • the circuit board 10 and the conductor are formed by the fastening member 30b composed of the two bolt portions 31a and 31b sharing the head 33a and the two nuts 32 corresponding to these bolt portions. 20 is concluded.
  • the seal member 40 described in the first embodiment is arranged around the through hole 14 of the circuit board 10 in a state of being sandwiched between the circuit board 10 and the head 33a. It is also arranged around the through hole 54 of the flow path forming body 50b in a state of being sandwiched between the flow path forming body 50b and the head 33a. Therefore, when the fastening member 30b fastens the circuit board 10 and the conductor 20, one of the sealing members 40 is brought into close contact with the circuit board 10, and the fastening member 30b fastens the circuit board 10 and the flow path forming body 50b. By doing so, the other sealing member 40 is brought into close contact with the flow path forming body 50b. As a result, the gap between the seal member 40 and the circuit board 10 and the gap between the seal member 40 and the flow path forming body 50b are filled, and the through hole 14 and the through hole 54 are closed.
  • the space surrounded by the circuit board 10 and the flow path forming body 50b is used as the flow path of the refrigerant 51 by the above structure, and the refrigerant 51 is sealed in the flow path. It is possible to prevent the refrigerant 51 from leaking to the outside. Therefore, as in the first to fifth embodiments, efficient cooling of the circuit board 10 and prevention of leakage of the refrigerant 51 can be achieved at the same time, so that a thin electronic circuit device can be constructed.
  • the flow path forming body 50b is formed with a through hole 54 penetrating between the flow path surface on which the flow path of the refrigerant 51 is formed and the outer surface on the side opposite to the flow path surface.
  • the fastening member 30b includes a head 33a arranged in the flow path of the refrigerant 51, a bolt portion 31a extending from the head 33a and penetrating the through hole 14 and the through hole 21, and a through hole 54 extending from the head 33a.
  • the seal member 40 has one that is sandwiched between the circuit board 10 and the head 33a and one that is sandwiched and arranged between the flow path forming body 50b and the head 33a. Since this is done, the through hole 14 can be reliably closed and the sealing property of the refrigerant flow path can be ensured.

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Abstract

電子回路装置は、配線層が形成された回路基板と、前記配線層と電気的に接続される導体と、前記回路基板に接触して流れる冷媒の流路を前記回路基板とともに形成する流路形成体と、前記回路基板と前記導体とを締結するための締結部材と、前記流路を密閉するためのシール部材と、を備え、前記回路基板には、前記流路が形成される冷却面と前記冷却面とは反対側の裏面との間を貫通する第１の貫通孔が形成され、前記導体には、前記第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔が形成され、前記締結部材は、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を介して前記回路基板と前記導体とを締結し、前記締結部材が前記回路基板と前記導体とを締結することにより、前記シール部材が前記第１の貫通孔を塞いで前記流路が密閉される。

Description

電子回路装置
　本発明は、電子回路装置に関する。
　近年、産業機械や車両（例えば、自動車、鉄道車両）において、省エネルギーや精密な運転制御の観点から動力源の電動化および電子制御化が急速に進展しており、それに伴って、該動力源の電力制御を行うためのパワーモジュールと、該パワーモジュールを制御するための電子回路装置とを搭載した電力変換装置の重要性が高まっている。こうした電力変換装置によりバッテリの直流電力を変換して生成される交流電力を用いて駆動されるモータは、車両の駆動装置として機能する。
　上記の電力変換装置、バッテリおよびモータを搭載した電動車両では、車内のスペース拡大のため、電力変換装置の薄型化が望まれている。電力変換装置の薄型化では、電子回路装置が発する熱の対策のため、効率のよい冷却手段が求められる。
　電子機器の発熱体を効率よく冷却しようとする試みとして、例えば特許文献１に記載の電子機器が知られている。特許文献１には、発熱体が取り付けられた回路基板と、回路基板の第１の主面との間で前記発熱体および冷媒を密閉する様に、第１の主面に取り付けられる第１の筐体と、回路基板の変形を抑制する変形抑制部と、を備え、回路基板および筐体で囲われた空間内に発熱体と冷媒を閉じ込める電子機器が開示されている。
日本国特開２０１９－１４５７４９号公報
　電力変換装置に搭載される電子回路装置では、回路基板の表面や内部に実装される配線において、モータを駆動するための大電力が通電される。この配線を薄くすると、断面積が小さくなり電気抵抗が大きくなることで発熱量が増加するため、回路基板を冷却する必要がある。特に、配線と外部の導体とを接続するための入出力端子が設けられる部分には電流が集中するため、冷却の必要性が高くなる。しかし、入出力端子はその大きさからネジによる強い締結が有効であるため、回路基板にネジを通す貫通孔を設ける必要があり、この貫通孔から冷媒が漏洩するため、冷媒による強制冷却ができない。すなわち、従来の電力変換装置に搭載される電子回路装置では、薄型化のため回路基板を冷媒により冷却する必要があるが、貫通孔が形成された回路基板に接して設けられる冷媒流路のシール性が低いため、冷媒が漏洩してしまうという課題がある。
　したがって、本発明の目的は、冷媒流路のシール性を確保しつつ、回路基板を効率的に冷却可能な電子回路装置を提供することにある。
　本発明による電子回路装置は、配線層が形成された回路基板と、前記配線層と電気的に接続される導体と、前記回路基板に接触して流れる冷媒の流路を前記回路基板とともに形成する流路形成体と、前記回路基板と前記導体とを締結するための締結部材と、前記流路を密閉するためのシール部材と、を備え、前記回路基板には、前記流路が形成される冷却面と前記冷却面とは反対側の裏面との間を貫通する第１の貫通孔が形成され、前記導体には、前記第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔が形成され、前記締結部材は、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を介して前記回路基板と前記導体とを締結し、前記締結部材が前記回路基板と前記導体とを締結することにより、前記シール部材が前記第１の貫通孔を塞いで前記流路が密閉される。
　本発明によれば、冷媒流路のシール性を確保しつつ、回路基板を効率的に冷却可能な電子回路装置を提供することができる。
インバータの分解斜視図である。 インバータの平面図である。 インバータの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置における回路基板の構造の一例を示した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置における回路基板に導体を取り付けた構造の一例を示した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子回路装置における回路基板に導体を取り付けた構造の一例を示した断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子回路装置における回路基板と流路形成体の構造の一例を示した断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。
［インバータの構成］
　以下、図１～図３を参照して、本発明に係る電子回路装置を含むインバータ１００の構成を説明する。図１は、インバータ１００の分解斜視図である。インバータ１００は、電気自動車等の電動車両のホイール内に設置されるインホイール型モータと組み合わせて用いられるものであり、不図示のバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換してモータに出力する。
　図１に示すように、インバータ１００は、円筒形状を有するステータケース７０と、ステータケース７０の底面上に配置される電子回路装置１と、電子回路装置１を覆って配置される流路形成体５０とを備えて構成される。ステータケース７０の内側には、不図示のモータを構成するステータが配置されており、ステータケース７０の底面には、他の部分よりも凹んだ３つの窪み７１が形成されている。また、ステータケース７０の中心部には車軸を通すための穴が形成されている。この穴に挿入された車軸を回転軸としてモータが回転駆動することにより、電動車両が走行する。
　電子回路装置１には、回路基板１０上に３つのパワーモジュール６０が搭載される。電子回路装置１がステータケース７０の底面に対して既定の位置に設置されると、各パワーモジュール６０は、ステータケース７０の窪み７１とそれぞれ重なる位置に配置される。これにより、流路形成体５０と窪み７１の間に、各パワーモジュール６０を冷却するための冷媒の流路が形成される。流路形成体５０には、冷媒５０を流入するための流入口５５が設けられている。
　各パワーモジュール６０には、電子回路装置１に設けられた導体２０を介して、不図示のバッテリから大電力の直流電力が供給される。各パワーモジュール６０は、インバータ１００が有する三相のレグにそれぞれ対応しており、上アーム用のスイッチング素子と下アーム用のスイッチング素子をそれぞれ有する。各スイッチング素子は、不図示の制御装置から入力されるゲート駆動信号に応じてスイッチング駆動することにより、直流電力を各相の交流電力にそれぞれ変換する。なお、スイッチング素子は、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子を用いて構成される。
　図２は、インバータ１００の平面図である。なお、図２ではインバータ１００の構造を分かりやすく示すため、流路形成体５０の図示を省略している。図２において、点線５６は回路基板１０上を流れる冷媒の流路を示している。図２に示すように、流入口５５（図１参照）から流入された冷媒は、点線５６に示す流路を通って各パワーモジュール６０に到達し、各パワーモジュール６０を冷却するとともに、回路基板１０に設けられた開口部１５ａ，１５ｂを介して回路基板１０の裏側に到達する。その後、回路基板１０の裏側に設けられた不図示の流出口を通ってモータ側に流出される。
　なお、回路基板１０には導体２０を接続するための貫通孔１４が形成されている。導体２０は、流路内を流れる冷媒が貫通孔１４から漏れ出さないように、以下で説明するような構造で回路基板１０に取り付けられている。
　図３は、図２の断面Ａ－Ａにおけるインバータ１００の断面図である。図３に示すように、回路基板１０と流路形成体５０の間に流路５１が形成されている。流入口５５から流入された冷媒は、この流路５１内を流れる。ステータケース７０には空洞部７２が形成されている。
　回路基板１０の貫通孔１４には、冷媒の漏れを防ぐためのシール部材４０を介して締結部材３０が取り付けられており、この締結部材３０によって導体２０が接続されている。下記の各実施形態では、締結部材３０やシール部材４０の詳細について説明する。
［第１実施形態］
　図４は、本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置における回路基板の構造の一例を示した断面図である。図４に示した回路基板１０は、絶縁体１１の中に銅箔などの配線層１２が形成されている。なお、絶縁体１１の内部に配線層１２を埋め込んで回路基板１０を形成してもよいし、絶縁体１１の層と配線層１２を重ね合わせて回路基板１０を形成してもよい。
　回路基板１０の表面には、配線層１２を保護するための絶縁膜１３が設けられている。なお、図４の例では回路基板１０の表面全体が絶縁膜１３で覆われているが、回路基板１０の表面の一部のみを絶縁膜１３で覆ってもよいし、絶縁膜１３を設けなくてもよい。
　回路基板１０には、両面の間を貫通する貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４の内部や周囲には、配線層１２が露出している。
　図５は、本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置における回路基板に導体を取り付けた構造の一例を示した断面図である。図４に示した回路基板１０には、締結部材３０を用いて導体２０が取り付けられる。締結部材３０はボルト３１とナット３２により構成されており、導体２０には貫通孔２１が形成されている。図５に示すように、回路基板１０の貫通孔１４と導体２０の貫通孔２１とが連通するような位置に回路基板１０と導体２０を配置し、これらの貫通孔１４，２１を介してボルト３１にナット３２が螺合されることで、回路基板１０と導体２０とが互いに締結される。これにより、回路基板１０の配線層１２と導体２０とが接合されて電気的に接続される。
　回路基板１０とボルト３１の間には、例えばゴム付きワッシャ等の弾性部材を用いて構成されたシール部材４０が配置されている。シール部材４０は、ボルト３１の頭部３３と回路基板１０の間に挟まれた状態で、貫通孔１４の周囲に配置される。そのため、締結部材３０（ボルト３１およびナット３２）が回路基板１０と導体２０とを締結することで、シール部材４０が回路基板１０に密着される。これにより、シール部材４０と回路基板１０の隙間が埋められて貫通孔１４が塞がれる。
　導体２０は、図示しない外部のバッテリや、あるいは図示しないモータの巻線等の負荷装置が接続される。上記のように回路基板１０に導体２０が取り付けられることで、導体２０を介してこれらの負荷装置と回路基板１０の配線層１２とが接続され、配線層１２に大電力が入出力されて配線層１２に発熱が生じる。特に貫通孔１４付近では電力が集中するため、他の部分よりも温度が高くなる傾向にある。したがって、回路基板１０を効率よく冷却する必要がある。
　図６は、本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。図６に示した電子回路装置１は、図５で説明した回路基板１０、導体２０、締結部材３０およびシール部材４０の組合せに、さらに流路形成体５０を組み合わせて構成されている。
　流路形成体５０は、回路基板１０を冷却するための冷媒５１の流路を、回路基板１０とともに形成する。冷媒５１の漏洩を防止するため、流路形成体５０は、例えばＯリングを間に挟む等の周知の方法により、回路基板１０と密着される。こうして回路基板１０と流路形成体５０により密閉された空間において、例えば紙面手前側から奥側に向かう方向に冷媒５１を流すことで、回路基板１０に接触して流れる冷媒５１により回路基板１０を強制冷却することができる。
　回路基板１０において、配線層１２が薄くなるほど、配線層１２の電気抵抗が増大して通電時の発熱量が大きくなる。しかし、本実施形態の電子回路装置では、冷媒５１を用いた強制冷却によって回路基板１０の高温部分、特にボルト３１を介して導体２０が取り付けられる貫通孔１４の周辺部分を冷却することで、回路基板１０内の配線層１２の温度を効率的に下げることができる。そのため、回路基板１０を薄型としても、配線層１２の機能を保つことができる。
　また、回路基板１０の表面とボルト３１の頭部３３との接触面が滑らかでない状態で、回路基板１０において冷媒５１の流路が形成される面、すなわち図６上側の面（以下「冷却面」という）と、冷却面とは反対側の面（以下「裏面」という）との間にボルト３１を貫通させ、ナット３２を螺合して回路基板１０と導体２０を締結したとする。この場合、回路基板１０とボルト３１の頭部３３との接触面に隙間ができるため、この隙間から貫通孔１４を通って冷媒５１が外に漏れ出す可能性がある。そこで本実施形態では、回路基板１０とボルト３１の頭部３３との間に挟んでシール部材４０を配置し、このシール部材４０により貫通孔１４を塞いで封止している。これにより、回路基板１０と流路形成体５０で囲われた空間を冷媒５１の流路として、この流路内に冷媒５１を密閉し、冷媒５１が外部へ漏れ出るのを防ぐことができる。
　以上説明したように、本実施形態の電子回路装置１では、回路基板１０の効率的な冷却と冷媒５１の漏れ防止とを両立できるため、薄型の電子回路装置を構築できる。
　本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）電子回路装置１は、配線層１２が形成された回路基板１０と、配線層１２と電気的に接続される導体２０と、回路基板１０に接触して流れる冷媒５１の流路を回路基板１０とともに形成する流路形成体５０と、回路基板１０と導体２０とを締結するための締結部材３０と、冷媒５１の流路を密閉するためのシール部材４０とを備える。回路基板１０には、冷媒５１の流路が形成される冷却面と冷却面とは反対側の裏面との間を貫通する貫通孔１４が形成される。導体２０には、貫通孔１４と連通する貫通孔２１が形成される。締結部材３０は、貫通孔１４および貫通孔２１を介して回路基板１０と導体２０とを締結する。締結部材３０が回路基板１０と導体２０とを締結することにより、シール部材４０が貫通孔１４を塞いで冷媒５１の流路が密閉される。このようにしたので、冷媒流路のシール性を確保しつつ、回路基板１０を効率的に冷却可能な電子回路装置１を提供することができる。
（２）締結部材３０は、回路基板１０の冷却面側に頭部３３が配置されて貫通孔１４および貫通孔２１を貫通するボルト３１と、導体２０側に配置されてボルト３１と螺合されるナット３２とを有する。シール部材４０は、回路基板１０と頭部３３の間に挟まれて配置される。このようにしたので、貫通孔１４を確実に塞いで冷媒流路のシール性を確保することができる。
［第２実施形態］
　図７は、本発明の第２の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。図７に示した電子回路装置１ａは、図６に示した電子回路装置１と同様に、流路形成体５０と回路基板１０とが密着することで空間を形成し、この空間を流路として冷媒５１が流れることで回路基板１０が冷却される。本実施形態の電子回路装置１ａと、第１の実施形態で説明した電子回路装置１との違いは、図６のナット３２およびシール部材４０が、図７のナット３２ａおよびシール部材４０ａにそれぞれ置き換えられている点である。
　ナット３２ａは、ボルト３１を取り付けるためのねじ穴が貫通せずに閉じている袋ナットである。シール部材４０ａは導体２０側に配置されており、導体２０の貫通孔２１に挿入されて回路基板１０の裏面に接する凸部と、導体２０とナット３２ａの間に挟まれて配置される基部とを有する。シール部材４０ａの凸部は、導体２０よりも厚くて弾性を有している。
　ボルト３１と回路基板１０の間や、導体２０と回路基板１０の間に隙間があると、これらの隙間と貫通孔１４を通じて冷媒５１が流路から外部に漏れ出すおそれがある。そこで本実施形態では、導体２０よりも厚みがあるが、圧力を加えると導体２０よりも薄くなるような弾性を有する凸部を持ったシール部材４０ａを導体２０とナット３２ａの間に配置し、その凸部を導体２０の貫通孔２１に挿入した状態で、ボルト３１にナット３２ａを螺合して締め付ける。これにより、ボルト３１とナット３２ａで構成される締結部材３０ａによって導体２０と回路基板１０を締結しつつ、シール部材４０ａの凸部がナット３２ａと回路基板１０により圧縮されて厚みが小さくなる。その結果、シール部材４０ａの凸部によって導体２０と回路基板１０の間の隙間が埋められることで、貫通孔１４が塞がれて封止される。
　本実施形態の電子回路装置１ａでは、上記のような構造により、回路基板１０と流路形成体５０で囲われた空間を冷媒５１の流路として、この流路内に冷媒５１を密閉し、冷媒５１が外部へ漏れ出るのを防ぐことができる。したがって、第１の実施形態と同様に、回路基板１０の効率的な冷却と冷媒５１の漏れ防止とを両立できるため、薄型の電子回路装置を構築できる。
　本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、締結部材３０ａは、回路基板１０の冷却面側に頭部３３が配置されて貫通孔１４および貫通孔２１を貫通するボルト３１と、導体２０側に配置されてボルト３１と螺合されるナット３２ａとを有する。シール部材４０ａは、導体２０よりも厚くて弾性を有し、貫通孔２１を貫通する凸部と、導体２０とナット３２ａの間に挟まれて配置される基部とを有する。このようにしたので、貫通孔１４を確実に塞いで冷媒流路のシール性を確保することができる。
［第３実施形態］
　図８は、本発明の第３の実施形態に係る電子回路装置における回路基板に導体を取り付けた構造の一例を示した断面図である。本実施形態の電子回路装置は、第２の実施形態で説明した電子回路装置１ａと同様の構成を有しており、図８に示した構造と、第２の実施形態で説明した構造との差異は、締結部材３０ａの向きおよびシール部材の構造である。具体的には、本実施形態では図８に示すように、ボルト３１の頭部３３を導体２０側に配置し、ナット３２ａを回路基板１０の冷却面側に配置するとともに、図８に示すような形状のシール部材４０ｂを回路基板１０とナット３２ａの間に挟んだ状態で、貫通孔１４の周囲に配置する。シール部材４０ｂは、ゴム等の弾性部材を用いて構成されている。
　締結部材３０ａ（ボルト３１およびナット３２ａ）が回路基板１０と導体２０とを締結することで、シール部材４０ｂが圧縮されて回路基板１０に密着される。これにより、第１の実施形態と同様に、シール部材４０ｂと回路基板１０の隙間が埋められて貫通孔１４が塞がれる。
　図９は、本発明の第３の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。図９に示した電子回路装置１ｂは、図８で説明した回路基板１０、導体２０、締結部材３０ａおよびシール部材４０ｂの組合せに、さらに流路形成体５０を組み合わせて構成されている。本実施形態では、回路基板１０とナット３２ａとの間に挟んでシール部材４０ｂを配置し、このシール部材４０ｂにより貫通孔１４を塞いで封止している。これにより、回路基板１０と流路形成体５０で囲われた空間を冷媒５１の流路として、この流路内に冷媒５１を密閉し、冷媒５１が外部へ漏れ出るのを防ぐことができる。したがって、第１、第２の実施形態と同様に、回路基板１０の効率的な冷却と冷媒５１の漏れ防止とを両立できるため、薄型の電子回路装置を構築できる。
　本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、締結部材３０ａは、導体２０側に頭部３３が配置されて貫通孔２１および貫通孔１４を貫通するボルト３１と、回路基板１０の冷却面側に配置されてボルト３１と螺合されるナット３２ａとを有する。シール部材４０ｂは、回路基板１０とナット３２ａの間に挟まれて配置される。このようにしたので、貫通孔１４を確実に塞いで冷媒流路のシール性を確保することができる。
［第４実施形態］
　図１０は、本発明の第４の実施形態に係る電子回路装置における回路基板と流路形成体の構造の一例を示した断面図である。本実施形態の電子回路装置は、第１～第３の実施形態で説明したものと同様の構造を有する回路基板１０と、流路形成体５０ａとを備える。流路形成体５０ａは、回路基板１０の冷却面に向かって突出する突出部５２を有しており、この突出部５２には、回路基板１０の貫通孔１４に対応する位置にねじ穴５３が形成されている。なお、流路形成体５０ａは、第１～第３の実施形態における流路形成体５０と同様に、回路基板１０を冷却するための冷媒５１の流路を回路基板１０とともに形成するものであり、冷媒５１の漏洩を防止するため、例えばＯリングを間に挟む等の周知の方法により回路基板１０と密着される。
　図１１は、本発明の第４の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。図１１に示した電子回路装置１ｃは、図１０で説明した回路基板１０および流路形成体５０ａの組合せに、さらに導体２０とボルト３１を組み合わせて構成されている。本実施形態では、締結部材であるボルト３１が、導体２０側から導体２０の貫通孔２１および回路基板１０の貫通孔１４を貫通して、流路形成体５０ａの突出部５２に設けられたねじ穴５３に螺合される。これにより、貫通孔１４が突出部５２によって覆われた状態で回路基板１０と導体２０とが締結されるため、突出部５２をシール部材として機能させ、貫通孔１４を塞いで封止することができる。
　上記の構造によれば、突出部５２によって冷媒５１の流れが分割されるものの、回路基板１０と流路形成体５０ａで囲われた空間を冷媒５１の流路として、この流路内に冷媒５１を密閉し、冷媒５１が外部へ漏れ出るのを防ぐことができる。したがって、第１～第３の実施形態と同様に、回路基板１０の効率的な冷却と冷媒５１の漏れ防止とを両立できるため、薄型の電子回路装置を構築できる。また、回路基板１０と導体２０とを締結する締結部材の一部を、流路形成体５０ａの突出部５２と兼用できるため、電子回路装置の部品点数を減らすことが可能となる。さらに、流路形成体５０ａと回路基板１０を組み合わせた状態でボルト３１を外して導体２０の取り外しを行うことができるため、導体２０の交換が容易となり、保守性の向上を図ることができる。
　本発明の第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、流路形成体５０ａは、回路基板１０の冷却面に向かって突出する突出部５２を有し、流路形成体５０ａが回路基板１０とともに冷媒５１の流路を形成することで、突出部５２が貫通孔１４を覆うように配置される。締結部材であるボルト３１は、導体２０側から貫通孔２１および貫通孔１４を貫通して、流路形成体５０ａの突出部５２に設けられたねじ穴５３に螺合される。ボルト３１がねじ穴５３に螺合されることで、突出部５２がシール部材として機能する。このようにしたので、部品点数を減らしつつ、貫通孔１４を確実に塞いで冷媒流路のシール性を確保することができる。
［第５実施形態］
　図１２は、本発明の第５の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。図１２に示した電子回路装置１ｄは、図１１に示した電子回路装置１ｃと同様に、締結部材であるボルト３１が、導体２０側から貫通孔２１および貫通孔１４を貫通して、流路形成体５０ａの突出部５２に設けられたねじ穴５３に螺合されることで、冷媒５１の流路が形成される。本実施形態の電子回路装置１ｄと、第４の実施形態で説明した電子回路装置１ｃとの違いは、第１の実施形態で説明したシール部材４０が、回路基板１０と突出部５２の間に挟まれて配置されている点である。
　本実施形態では、シール部材４０は、回路基板１０と突出部５２の間に挟まれた状態で、貫通孔１４の周囲に配置される。そのため、締結部材であるボルト３１が回路基板１０と導体２０とを締結することで、シール部材４０が回路基板１０と突出部５２にそれぞれ密着される。これにより、シール部材４０と回路基板１０の隙間が埋められて貫通孔１４が塞がれる。したがって、第４の実施形態のように突出部５２をシール部材として機能させる場合と比べて、回路基板１０の冷却面において貫通孔１４の周囲に絶縁膜１３を設けなくても、冷媒流路のシール性を確保することが可能となる。さらに、突出部５２の高さ方向の寸法精度や、突出部５２の回路基板１０との接触面における表面粗さがシール性に影響しないため、製造コストの低減を図ることができる。
　上記の構造によれば、第１～第４の実施形態と同様に、回路基板１０の効率的な冷却と冷媒５１の漏れ防止とを両立できるため、薄型の電子回路装置を構築できる。また、第４の実施形態と同様に、回路基板１０と導体２０とを締結する締結部材の一部を流路形成体５０ａの突出部５２と兼用できるため、電子回路装置の部品点数を減らすことが可能となる。さらに、流路形成体５０ａと回路基板１０を組み合わせた状態でボルト３１を外して導体２０の取り外しを行うことができるため、導体２０の交換が容易となり、保守性の向上を図ることができる。
　本発明の第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、流路形成体５０ａは、回路基板１０の冷却面に向かって突出する突出部５２を有し、流路形成体５０ａが回路基板１０とともに冷媒５１の流路を形成することで、突出部５２が貫通孔１４を覆うように配置される。締結部材であるボルト３１は、導体２０側から貫通孔２１および貫通孔１４を貫通して、流路形成体５０ａの突出部５２に設けられたねじ穴５３に螺合される。シール部材４０は、回路基板１０と突出部５２の間に挟まれて配置される。このようにしたので、部品点数を減らしつつ、貫通孔１４を確実に塞いで冷媒流路のシール性を確保することができる。
［第６実施形態］
　図１３は、本発明の第６の実施形態に係る電子回路装置の構造を示す断面図である。図１３に示した電子回路装置１ｅと、第１の実施形態で説明した電子回路装置１との主な違いは、第１の実施形態で説明したボルト３１が、頭部３３ａを共有するボルト部３１ａ、３１ｂが両端に形成された両側ボルト部材に置き換えられている点である。
　両側ボルト部材の頭部３３ａは、回路基板１０と流路形成体５０ｂによって形成された冷媒５１の流路内に配置される。この頭部３３ａから図の下方向に向かって延びる一方のボルト部３１ａは、回路基板１０の貫通孔１４および導体２０の貫通孔２１を貫通する。また、頭部３３ａから図の上方向に向かって伸びる他方のボルト部３１ｂは、流路形成体５０ｂに形成された貫通孔５４を貫通する。ボルト部３１ａには、導体２０側に配置されたナット３２が螺合され、ボルト部３１ｂには、流路形成体５０ｂの外表面側、すなわち流路が形成される流路面とは反対側の面に配置されたナット３２が螺合される。本実施形態ではこのようにして、頭部３３ａを共有する２つのボルト部３１ａ，３１ｂと、これらのボルト部に対応する２つのナット３２とによって構成される締結部材３０ｂにより、回路基板１０と導体２０とが締結される。
　また本実施形態では、第１の実施形態で説明したシール部材４０が、回路基板１０と頭部３３ａの間に挟まれた状態で、回路基板１０の貫通孔１４の周囲に配置されるとともに、流路形成体５０ｂと頭部３３ａの間に挟まれた状態で、流路形成体５０ｂの貫通孔５４の周囲にも配置される。そのため、締結部材３０ｂが回路基板１０と導体２０とを締結することで、一方のシール部材４０が回路基板１０に密着されるとともに、締結部材３０ｂが回路基板１０と流路形成体５０ｂとを締結することで、他方のシール部材４０が流路形成体５０ｂに密着される。これにより、シール部材４０と回路基板１０の隙間、およびシール部材４０と流路形成体５０ｂの隙間がそれぞれ埋められて、貫通孔１４および貫通孔５４が塞がれる。
　本実施形態の電子回路装置１ｅでは、上記のような構造により、回路基板１０と流路形成体５０ｂで囲われた空間を冷媒５１の流路として、この流路内に冷媒５１を密閉し、冷媒５１が外部へ漏れ出るのを防ぐことができる。したがって、第１～第５の実施形態と同様に、回路基板１０の効率的な冷却と冷媒５１の漏れ防止とを両立できるため、薄型の電子回路装置を構築できる。
　本発明の第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、流路形成体５０ｂには、冷媒５１の流路が形成される流路面と流路面とは反対側の外表面との間を貫通する貫通孔５４が形成される。締結部材３０ｂは、冷媒５１の流路内に配置される頭部３３ａと、頭部３３ａから延びて貫通孔１４および貫通孔２１を貫通するボルト部３１ａと、頭部３３ａから延びて貫通孔５４を貫通するボルト部３１ｂと、導体２０側に配置されてボルト部３１ａと螺合されるナット３２と、流路形成体５０ｂの外表面側に配置されてボルト部３１ｂと螺合されるナット３２とを有する。シール部材４０は、回路基板１０と頭部３３ａの間に挟まれて配置されるものと、流路形成体５０ｂと頭部３３ａの間に挟まれて配置されるものとを有する。このようにしたので、貫通孔１４を確実に塞いで冷媒流路のシール性を確保することができる。
　なお、上述した各種実施形態は、本発明の理解を助けるために説明したものであり、本発明は、記載した具体的な構成のみに限定されるものではない。例えば、実施形態の構成の一部を当業者の技術常識の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に当業者の技術常識の構成を加えることも可能である。すなわち、本発明は、本明細書の実施形態の構成の一部について、発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。
　以上説明した実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ・・・電子回路装置
　１０・・・回路基板
　１１・・・絶縁体
　１２・・・配線層
　１３・・・絶縁膜
　１４・・・貫通孔
　２０・・・導体
　２１・・・貫通孔
　３０，３０ａ，３０ｂ・・・締結部材
　３１・・・ボルト
　３１ａ，３１ｂ・・・ボルト部
　３２，３２ａ・・・ナット
　３３，３３ａ・・・頭部
　４０，４０ａ，４０ｂ・・・シール部材
　５０，５０ａ，５０ｂ・・・流路形成体
　５１・・・冷媒
　５２・・・突出部
　５３・・・ねじ穴
　５４・・・貫通孔

Claims (7)

  1. 　配線層が形成された回路基板と、
    　前記配線層と電気的に接続される導体と、
    　前記回路基板に接触して流れる冷媒の流路を前記回路基板とともに形成する流路形成体と、
    　前記回路基板と前記導体とを締結するための締結部材と、
    　前記流路を密閉するためのシール部材と、を備え、
    　前記回路基板には、前記流路が形成される冷却面と前記冷却面とは反対側の裏面との間を貫通する第１の貫通孔が形成され、
    　前記導体には、前記第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔が形成され、
    　前記締結部材は、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を介して前記回路基板と前記導体とを締結し、
    　前記締結部材が前記回路基板と前記導体とを締結することにより、前記シール部材が前記第１の貫通孔を塞いで前記流路が密閉される電子回路装置。
  2. 　請求項１に記載の電子回路装置において、
    　前記締結部材は、前記回路基板の前記冷却面側に頭部が配置されて前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を貫通するボルトと、前記導体側に配置されて前記ボルトと螺合されるナットと、を有し、
    　前記シール部材は、前記回路基板と前記頭部の間に挟まれて配置される電子回路装置。
  3. 　請求項１に記載の電子回路装置において、
    　前記締結部材は、前記回路基板の前記冷却面側に頭部が配置されて前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を貫通するボルトと、前記導体側に配置されて前記ボルトと螺合されるナットと、を有し、
    　前記シール部材は、前記導体よりも厚くて弾性を有し、前記第２の貫通孔を貫通する凸部と、前記導体と前記ナットの間に挟まれて配置される基部と、を有する電子回路装置。
  4. 　請求項１に記載の電子回路装置において、
    　前記締結部材は、前記導体側に頭部が配置されて前記第２の貫通孔および前記第１の貫通孔を貫通するボルトと、前記回路基板の前記冷却面側に配置されて前記ボルトと螺合されるナットと、を有し、
    　前記シール部材は、前記回路基板と前記ナットの間に挟まれて配置される電子回路装置。
  5. 　請求項１に記載の電子回路装置において、
    　前記流路形成体は、前記回路基板の前記冷却面に向かって突出する突出部を有し、
    　前記流路形成体が前記回路基板とともに前記流路を形成することで、前記突出部が前記第１の貫通孔を覆うように配置され、
    　前記締結部材は、前記導体側から前記第２の貫通孔および前記第１の貫通孔を貫通して、前記流路形成体の前記突出部に設けられたねじ穴に螺合され、
    　前記締結部材が前記ねじ穴に螺合されることで、前記突出部が前記シール部材として機能する電子回路装置。
  6. 　請求項１に記載の電子回路装置において、
    　前記流路形成体は、前記回路基板の前記冷却面に向かって突出する突出部を有し、
    　前記流路形成体が前記回路基板とともに前記流路を形成することで、前記突出部が前記第１の貫通孔を覆うように配置され、
    　前記締結部材は、前記導体側から前記第２の貫通孔および前記第１の貫通孔を貫通して、前記流路形成体の前記突出部に設けられたねじ穴に螺合され、
    　前記シール部材は、前記回路基板と前記突出部の間に挟まれて配置される電子回路装置。
  7. 　請求項１に記載の電子回路装置において、
    　前記流路形成体には、前記流路が形成される流路面と前記流路面とは反対側の外表面との間を貫通する第３の貫通孔が形成され、
    　前記締結部材は、前記流路内に配置される頭部と、前記頭部から延びて前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔を貫通する第１のボルト部と、前記頭部から延びて第３の貫通孔を貫通する第２のボルト部と、前記導体側に配置されて前記第１のボルト部と螺合される第１のナットと、前記流路形成体の前記外表面側に配置されて前記第２のボルト部と螺合される第２のナットと、を有し、
    　前記シール部材は、前記回路基板と前記頭部の間に挟まれて配置される第１のシール部材と、前記流路形成体と前記頭部の間に挟まれて配置される第２のシール部材と、を有する電子回路装置。
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