WO2024257819A1 - 発熱素子の放熱構造および熱媒体ヒータ - Google Patents

発熱素子の放熱構造および熱媒体ヒータ Download PDF

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters

Definitions

  • the present invention relates to a heat dissipation structure for a heat generating element and a heat medium heater.
  • Patent Document 1 The structure disclosed in Patent Document 1 is known as a heat dissipation structure for a heat generating element that includes a housing in which a heat generating element such as an IGBT mounted on a substrate is placed, and that dissipates heat generated by the heat generating element to the housing.
  • a heat generating element such as an IGBT mounted on a substrate
  • the present invention aims to solve these problems by providing a heat dissipation structure for a heat generating element and a heat medium heater that has a simple configuration and improves the design freedom around the heat generating element.
  • the heat dissipation structure for a heat generating element of the present invention comprises a housing in which a heat generating element mounted on a substrate is placed, and dissipates heat generated by the heat generating element to the housing, wherein the housing has an opening on its substrate-facing surface facing the substrate and a pocket recessed toward the side away from the substrate, and the heat generating element is placed in the pocket with its lead protruding surface facing toward the substrate, thereby solving the above problem.
  • the heat medium heater of the present invention is a heat medium heater having a heat dissipation structure for the heat generating element, and comprises a heat medium flow path provided in the housing, and a heater for heating the heat medium flowing through the heat medium flow path, and the pocket is provided on the side of the heat medium flow path in a lateral direction perpendicular to the substrate normal direction that is perpendicular to the substrate, thereby solving the above problem.
  • the present invention provides a simple configuration that improves design freedom around the heating element.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a heat medium heater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the layout relationship of each part as viewed in the direction perpendicular to the board.
  • the heat medium heater 10 is incorporated into an air conditioning device mounted on a vehicle such as an automobile, heats a heat medium such as coolant (water), and has a heat dissipation structure for the heat generating element 40 that dissipates heat generated by the heat generating element 40, as described below.
  • a heat medium such as coolant (water)
  • the heat medium heater 10 comprises a housing 20 for arranging various components, a substrate 30 arranged away from the housing 20, a heat generating element 40 mounted on the substrate 30, a heat medium flow path 50 provided within the housing 20, a heater 60 for heating the heat medium flowing through the heat medium flow path 50, a fixing member 70 for fixing the heat generating element 40, an insulating sheet 80 for insulating between the housing 20 and the heat generating element 40, and a heat dissipating filler 90 filled in the pocket 21 of the housing 20.
  • the housing 20 is formed from metal or the like, and as shown in FIG. 1, has a pocket 21 that opens on a substrate-facing surface 20a of the housing 20 facing the substrate 30 and is recessed so as to extend toward the side away from the substrate 30.
  • This pocket 21 is a portion for arranging a heating element 40, etc., and is formed so as to be open only on the substrate-facing surface 20a side (substrate 30 side) as shown in FIG. 1, and has as its inner walls, as shown in FIGS. 1 and 2, a bottom surface 21a, inner surfaces 21b on both sides in the lateral direction X, and inner surfaces 21c on both sides in the flow path extension direction Z.
  • FIGS. 1 As shown in FIGS.
  • the pockets 21 are provided on either side of the heat medium flow path 50 in the lateral direction X.
  • the pockets 21 are provided on both sides of the heat medium flow path 50 in the lateral direction X (specifically, at positions facing each other in the lateral direction X).
  • the above-mentioned horizontal direction X is a direction perpendicular to the substrate vertical direction Y, which is perpendicular to the substrate 30, and the flow path extension direction Z is the direction in which the heat medium flow path 50 extends and is perpendicular to the horizontal direction X and the substrate vertical direction Y.
  • the substrate 30 is configured as a rigid type printed circuit board (electronic substrate) and includes printed wiring to which the leads 42 of the heating elements 40 are electrically connected, various electronic components, and the like. As shown in FIG. 1, the substrate 30 is disposed at a position spaced apart from (the substrate-facing surface 20a of) the housing 20 in the substrate vertical direction Y, and is fixed to peripheral members such as the housing 20.
  • the heating element 40 is configured as a semiconductor element that is mounted on the substrate 30 and generates heat when energized, and in this embodiment, is configured as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) for controlling the on/off power supply of the heater 60 .
  • the heating element 40 has a housing 41 made of synthetic resin or the like, and leads 42 made of metal and provided to protrude from a lead protruding surface 41 a of the housing 41 .
  • the leads 42 extend toward the substrate 30 and are electrically connected to an electronic circuit (printed wiring, etc.) of the substrate 30 when inserted into a through hole formed in the substrate 30 .
  • a portion of the heating element 40 is placed in each pocket 21 with the lead protruding surface 41 a (leads 42) facing the substrate 30, and with an insulating sheet 80 interposed between the side of the heating element 40 facing the heat medium flow path 50 and the inner surface 21 b of the pocket 21, the heating element 40 is fixed to the housing 20 by being pressed in the lateral direction X toward the heat medium flow path 50 side (the insulating sheet 80 side) by a fixing member 70.
  • the heater 60 is configured as a heater that heats a heat medium such as coolant (water) flowing through the heat medium flow path 50, and in this embodiment, as shown in Figures 1 and 2, is arranged on the inner side of the heat medium flow path 50 and extends in the flow path extension direction Z.
  • the heater 60 may have any specific form or arrangement as long as it is capable of heating the heat medium flowing through the heat medium flow path 50 .
  • the fixing member 70 is for fixing the heating element 40 to the housing 20, and in this embodiment, as shown in FIG. 1 , is composed of a leaf spring installed on the side of the pocket 21 (heating element 40) in the lateral direction X, specifically, on the opposite side of the heat medium flow path 50 across the pocket 21 (heating element 40) in the lateral direction X.
  • the specific form and arrangement of the fixing member 70 may be any as long as it is capable of fixing the heating element 40 to the housing 20 .
  • the insulating sheet 80 is made of a highly insulating material such as silicon, and as shown in FIG. 1, (at least a portion of) is placed between the housing 20 and the heating element 40 within the pocket 21 to insulate the housing 20 from the heating element 40.
  • the insulating sheet 80 also has the function of transmitting heat from the heating element 40 to the housing 20 and dissipating it (radiating heat).
  • the heat dissipation filler 90 is filled into the pocket 21 (specifically, the gap between the heating element 40 arranged in the pocket 21 and the inner wall of the pocket 21), and in this embodiment, the heat dissipation filler 90 is configured as a filler such as silicone grease that has fluidity when the pocket 21 is filled with the heat dissipation filler 90 and solidifies a certain time after filling.
  • the heat dissipating filler 90 has a function of transferring heat from the heating element 40 to the housing 20 and dissipating it (dissipating heat), and also has a function of insulating between the heating element 40 and the housing 20 .
  • the heat dissipating filler 90 is configured as a filler that solidifies a certain time after filling, but the specific form of the heat dissipating filler 90 may be any that is capable of dissipating heat from the heating element 40 to the housing 20, and may be, for example, a filler that remains fluid even after a certain amount of time has passed since filling.
  • the heat dissipation structure (heat medium heater 10) of the heat generating element 40 of this embodiment obtained in this manner can achieve the effects described below.
  • the housing 20 has an opening at the substrate-facing surface 20a facing the substrate 30, and has a pocket 21 recessed toward the side away from the substrate 30, and the heat generating element 40 is arranged in the pocket 21 with its lead protruding surface 41a facing the substrate 30.
  • This allows the heating element 40 to be contained within the pocket 21, simplifying the relationship between the housing 20 and the board 30; and, for example, if the lead protruding surface 41a is arranged facing the horizontal direction X, the leads 42 must be bent approximately 90 degrees toward the board 30 when mounted on the board 30.
  • the pocket 21 which is open on the substrate-facing surface 20 a and recessed toward the side away from the substrate 30 , is filled with the heat dissipating filler 90 .
  • the pocket 21 is filled with the heat dissipation filler 90 with the substrate facing surface 20a facing upward, so that the pocket 21 receives the heat dissipation filler 90 and prevents the heat dissipation filler 90 from flowing to the surrounding area, thereby ensuring that the heat dissipation filler 90 is positioned in the desired manner and improving the heat dissipation properties of the heat generating element 40.
  • the improved heat dissipation performance makes it possible to suppress the temperature rise of each heating element 40, the number of heating elements 40 to be mounted, which is determined in relation to the allowable temperature range, can be reduced, thereby reducing manufacturing costs and improving the design freedom of the surrounding environment by securing space by the amount of the reduced number of mounted elements.
  • the structure that improves the heat dissipation properties of the heating element 40 using heat dissipating filler 90 there is no need to provide a complex mechanism for dissipating heat from the heating element 40, which also simplifies the surrounding environment of the heating element 40.
  • the heating element 40 is disposed in the pocket 21 provided on the side of the heat transfer medium flow path 50 in the lateral direction X with the lead protruding surface 41 a facing the substrate 30 .
  • the distance between the heat medium flow path 50 and the heating element 40 (pocket 21) in the lateral direction X can be easily designed to be narrow, and as a result, the cooling efficiency of the heating element 40 by the heat medium flowing through the heat medium flow path 50 can be improved.
  • the pockets 21 in which the heating elements 40 are arranged are provided on both sides of the heat medium flow path 50 in the horizontal direction X, the cooling efficiency of the heating elements 40 by the heat medium flowing through the heat medium flow path 50 can be improved. That is, since the heat medium in the heat medium flow path 50 is gradually heated by the heater 60 extending in the flow path extension direction Z, the temperature of the heat medium located on the upstream side (inlet side) of the heat medium flow path 50 is lower than the temperature of the heat medium located on the downstream side (outlet side) of the heat medium flow path 50.
  • a structure is adopted in which the pockets 21 (heat generating elements 40) are disposed on the sides of the heat medium flow path 50 in the lateral direction X, so that both lateral sides of the upstream side (inlet side) of the heat medium flow path 50, where the temperature of the heat medium is low, can be used as installation locations for the heat generating elements 40, thereby improving the cooling efficiency of the heat medium flowing through the heat medium flow path 50 for the heat generating elements 40.
  • the heating element 40 is arranged in the pocket 21 with the lead protruding surface 41 a facing the substrate 30, and the fixing member 70 is arranged on the opposite side of the heat medium flow path 50, sandwiching the pocket 21 (heating element 40) in the lateral direction X.
  • the fixing member 70 is arranged on the opposite side of the heat medium flow path 50, sandwiching the pocket 21 (heating element 40) in the lateral direction X.
  • the heat dissipation structure of the heat generating element 40 is described as being applied to the thermal medium heater 10, but the heat dissipation structure of the heat generating element 40 may also be applied to other devices.
  • the heating elements 40 are arranged on both sides of the heat medium flow path 50 in the horizontal direction X, but the specific arrangement of the heating elements 40 (pockets 21) may be any arrangement.
  • the heating elements 40 may be arranged on only one side of the heat medium flow path 50 in the horizontal direction X, or multiple heating elements 40 (pockets 21) may be arranged side by side in the flow path extension direction Z.
  • the housing 20 is formed as an integrally formed member, but the specific form of the housing 20 is not limited to being formed as an integral part.
  • the housing 20 may be formed by forming a portion of the peripheral wall of the pocket 21 that constitutes the pocket 21 separately, and attaching the portion of the housing 20 formed separately to the remaining housing 20.
  • heat medium heater 20 housing 20a substrate facing surface 21 pocket 21a bottom surface 21b inner surface 21c inner surface 30 substrate 40 heat generating element 41 housing 41a lead protruding surface 42 lead 50 heat medium flow path 60 heater 70 fixing member 80 insulating sheet 90 heat dissipating filler X lateral direction Y substrate vertical direction Z flow path extension direction

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】発熱素子周辺の設計自由度を向上する発熱素子の放熱構造および熱媒体ヒータを提供すること。 【解決手段】基板３０に実装される発熱素子４０を配置する筐体２０を備え、筐体２０に対して発熱素子４０の発熱を放熱させる発熱素子４０の放熱構造であって、筐体２０は、基板３０側に面する基板対向面２０ａにおいて開口し、基板３０から遠ざかる側に向けて凹設されたポケット２１を有し、発熱素子４０は、そのリード突出面４１ａを基板３０側に向けた状態で、ポケット２１内に配置されている発熱素子４０の放熱構造。

Description

発熱素子の放熱構造および熱媒体ヒータ
　本発明は、発熱素子の放熱構造および熱媒体ヒータに関する。
　従来、基板に実装されるＩＧＢＴ等の発熱素子を配置する筐体を備え、筐体に対して発熱素子の発熱を放熱させる発熱素子の放熱構造として、特許文献１に開示されるものが公知である。
中国実用新案公告第２１１７８８９８８号明細書
　ところが、特許文献１に開示される発熱素子の放熱構造では、発熱素子周辺の設計自由度について改善の余地がある。
　そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、発熱素子周辺の設計自由度を向上する発熱素子の放熱構造および熱媒体ヒータを提供することを目的とするものである。
　本発明の発熱素子の放熱構造は、基板に実装される発熱素子を配置する筐体を備え、前記筐体に対して前記発熱素子の発熱を放熱させる発熱素子の放熱構造であって、前記筐体は、前記基板側に面する基板対向面において開口し、前記基板から遠ざかる側に向けて凹設されたポケットを有し、前記発熱素子は、そのリード突出面を前記基板側に向けた状態で、前記ポケット内に配置されていることにより、前記課題を解決するものである。
　本発明の熱媒体ヒータは、前記発熱素子の放熱構造を備えた熱媒体ヒータであって、前記筐体内に設けられた熱媒体流路と、前記熱媒体流路を流れる熱媒体を加熱するためのヒータとを備え、前記ポケットは、前記基板に対して垂直な基板垂直方向に対して直交する横方向において、前記熱媒体流路の側方に設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
　本発明によれば、簡素な構成で、発熱素子周辺の設計自由度を向上することができる。
本発明の一実施形態に係る熱媒体ヒータを断面視して示す説明図。 各部の配置関係を基板垂直方向に見て示す説明図。
　以下に、本発明の一実施形態に係る熱媒体ヒータ１０について、図面に基づいて説明する。
　まず、熱媒体ヒータ１０は、自動車等の車両に搭載される空調装置に組み込まれ、クーラント（水）等の熱媒体を加熱するものであり、以下に説明する、発熱素子４０の発熱を放熱させる発熱素子４０の放熱構造を備えるものである。
　以下に、熱媒体ヒータ１０の具体的構成について、図面に基づいて説明する。
　熱媒体ヒータ１０は、図１に示すように、各種部品を配置するための筐体２０と、筐体２０から離して配置される基板３０と、基板３０に実装される発熱素子４０と、筐体２０内に設けられた熱媒体流路５０と、熱媒体流路５０を流れる熱媒体を加熱するためのヒータ６０と、発熱素子４０を固定するための固定部材７０と、筐体２０と発熱素子４０との間を絶縁する絶縁シート８０と、筐体２０のポケット２１内に充填される放熱充填剤９０とを備えている。
　筐体２０は、金属等から形成され、図１に示すように、基板３０側に面する筐体２０の基板対向面２０ａにおいて開口し、基板３０から遠ざかる側に向けて延在するように凹設されたポケット２１を有している。
　このポケット２１は、発熱素子４０等を配置するための部位であり、図１に示すように、基板対向面２０ａ側（基板３０側）のみにおいて開口するように形成され、その内壁として、図１や図２に示すように、底面２１ａと、横方向Ｘにおける両側の内側面２１ｂと、流路延在方向Ｚにおける両側の内側面２１ｃとを有している。
　ポケット２１は、図１や図２に示すように、横方向Ｘにおいて熱媒体流路５０の側方に設けられており、本実施形態では、横方向Ｘにおいて熱媒体流路５０を挟んだ両側（具体的には、横方向Ｘに互いに対向する位置）にそれぞれ設けられている。
　なお、上述した横方向Ｘは、基板３０に対して垂直な基板垂直方向Ｙに対して直交する方向であり、流路延在方向Ｚは、熱媒体流路５０が延在する方向であり、横方向Ｘおよび基板垂直方向Ｙに直交する。
　基板３０は、リジットタイプのプリント基板（電子基板）として構成され、発熱素子４０のリード４２が電気的に接続されるプリント配線や各種電子部品等を有している。
　基板３０は、図１に示すように、基板垂直方向Ｙにおいて筐体２０（の基板対向面２０ａ）から間隔を置いて離れた位置において、筐体２０等の周辺部材に対して固定して配置される。
　発熱素子４０は、基板３０に実装され通電によって発熱を生じる半導体素子として構成され、本実施形態では、ヒータ６０の電源オンオフを制御するためのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として構成されている。
　発熱素子４０は、図１や図２に示すように、合成樹脂等から成るハウジング４１と、ハウジング４１のリード突出面４１ａから突出して設けられる金属から成るリード４２とを有している。
　リード４２は、図１に示すように、基板３０側に向けて延び、基板３０に形成された貫通穴に挿入された状態で、基板３０の電子回路（プリント配線等）に電気的に接続される。
　発熱素子４０は、図１に示すように、リード突出面４１ａ（リード４２）を基板３０側に向けた状態で各ポケット２１内にその一部が配置され、発熱素子４０の熱媒体流路５０側の側面とポケット２１の内側面２１ｂとの間に絶縁シート８０を介在させた状態で、固定部材７０によって熱媒体流路５０側（絶縁シート８０側）に向けて横方向Ｘに押し付けられることで、筐体２０に対して固定されている。
　なお、ポケット２１内に発熱素子４０が配置された状態では、図１や図２に示すように、ポケット２１の底面２１ａと発熱素子４０との間、ポケット２１の各内側面２１ｃと発熱素子４０との間、および、ポケット２１の内側面２１ｂのうち熱媒体流路５０側とは反対側の内側面２１ｂと発熱素子４０との間には、間隔が開いており、当該間隔には放熱充填剤９０が充填されている。
　ヒータ６０は、熱媒体流路５０を流れるクーラント（水）等の熱媒体を加熱するヒータとして構成され、本実施形態では、図１や図２に示すように、熱媒体流路５０の内周側に、流路延在方向Ｚに延在して配置されている。
　なお、ヒータ６０の具体的態様や配置については、熱媒体流路５０を流れる熱媒体を加熱することが可能なものであれば、如何なるものでもよい。
　固定部材７０は、筐体２０に対して発熱素子４０を固定するためのものであり、本実施形態では、図１に示すように、横方向Ｘにおけるポケット２１（発熱素子４０）の側方、具体的には、横方向Ｘにおいてポケット２１（発熱素子４０）を挟んで熱媒体流路５０の反対側に設置された板バネから構成されている。
　なお、固定部材７０の具体的態様や配置については、筐体２０に対して発熱素子４０を固定することが可能なものであれば、如何なるものでもよい。
　また、筐体２０に対する固定部材７０の取り付け態様についても、図１の右側に示した固定部材７０のように、ボルト等を用いて筐体２０に対して固定部材７０を取り付けるものや、図１の左側に示した固定部材７０のように、固定部材７０によって筐体２０の一部を挟み込むことで、筐体２０に対して固定部材７０を取り付けるもの等、その具体的態様は如何なるものでもよい。
　絶縁シート８０は、絶縁性の高いシリコン等から成り、図１に示すように、（その少なくとも一部分が）ポケット２１内において筐体２０と発熱素子４０との間に配置され、筐体２０と発熱素子４０とを絶縁させるものである。
　絶縁シート８０は、発熱素子４０の熱を筐体２０に伝えて逃がす（放熱させる）機能も担っている。
　放熱充填剤９０は、図１に示すように、ポケット２１内（具体的には、ポケット２１内に配置された発熱素子４０とポケット２１の内壁との間の隙間）に充填されるものであり、本実施形態では、ポケット２１に放熱充填剤９０を充填する段階では流動性を有し、充填から一定時間後に固化する、シリコングリス等の充填剤として構成されている。
　放熱充填剤９０は、発熱素子４０の熱を筐体２０に伝えて逃がす（放熱させる）機能を担うとともに、発熱素子４０と筐体２０との間を絶縁させる機能も担う。
　なお、本実施形態では、放熱充填剤９０が、充填から一定時間後に固化する充填剤として構成されているが、放熱充填剤９０の具体的態様については、発熱素子４０の熱を筐体２０に放熱させることが可能なものであれば、如何なるものでもよく、例えば、充填から時間が経過した後も流動性を有するもの等であってもよい。
　このようにして得られた本実施形態の発熱素子４０の放熱構造（熱媒体ヒータ１０）では、以下に記載する効果を奏することができる。
（１）すなわち、本実施形態の発熱素子４０の放熱構造（熱媒体ヒータ１０）では、筐体２０が、基板３０側に面する基板対向面２０ａにおいて開口し、基板３０から遠ざかる側に向けて凹設されたポケット２１を有し、発熱素子４０は、そのリード突出面４１ａを基板３０側に向けた状態で、ポケット２１内に配置されている。
　これにより、ポケット２１内に発熱素子４０を収容して筐体２０と基板３０との間を簡素化することができるとともに、例えばリード突出面４１ａが横方向Ｘに向いて配置されている場合には、基板３０に実装するにあたってリード４２を基板３０側に向けて約９０度折り曲げる必要があるのに対して、本実施形態では、基板３０に実装するにあたってリード４２が延びる向きを変えるためにリード４２を折り曲げる必要が無い（または折り曲げる程度が少なく済む）ため、筐体２０の基板対向面２０ａと基板３０との間隔を大きく確保することができる。
　そして、筐体２０と基板３０との間隔を大きく確保することで、基板３０の絶縁性を確保し易くなるとともに、筐体２０の基板対向面２０ａと基板３０との間の空間を、各種電子部品等を設置するスペースとして利用し易くなる等、発熱素子４０の周辺環境の設計自由度を向上させることができ、装置構成をコンパクトに設計することができる。
（２）また、基板対向面２０ａにおいて開口し基板３０から遠ざかる側に向けて凹設されたポケット２１内に、放熱充填剤９０が充填されている。
　これにより、製造時において、発熱素子４０を配置したポケット２１内に放熱充填剤９０を充填する時に、基板対向面２０ａ側を上方に向けた状態でポケット２１内に放熱充填剤９０を充填することで、ポケット２１によって放熱充填剤９０を受け止め、放熱充填剤９０が周囲に流れてしまうことを防止できるため、放熱充填剤９０を所望の態様で確実に配置して、発熱素子４０の放熱性を向上させることができる。
　また、放熱性の向上によって各発熱素子４０の温度上昇を抑制することが可能であるため、温度許容範囲との関係で決定される発熱素子４０の実装数を減らすことができ、これにより、製造コストを低減できるとともに、実装数を低減した分だけスペースを確保して周辺環境の設計自由度を向上することができる。
　また、放熱充填剤９０によって発熱素子４０の放熱性を向上させる構造を採用することで、発熱素子４０を放熱させるための複雑な機構を設ける必要がないため、この点でも、発熱素子４０の周辺環境を簡素化できる。
（３）また、横方向Ｘにおける熱媒体流路５０の側方に設けられたポケット２１内に、リード突出面４１ａを基板３０側に向けた状態で発熱素子４０が配置されている。
　これにより、発熱素子４０（ポケット２１）の横方向位置の設計に特段の制約が無いため、横方向Ｘにおける熱媒体流路５０と発熱素子４０（ポケット２１）との間隔を容易に狭く設計することができ、その結果、熱媒体流路５０を流れる熱媒体による発熱素子４０の冷却効率を向上させることができる。
（４）また、発熱素子４０が配置されるポケット２１が、横方向Ｘにおける熱媒体流路５０を挟んだ両側にそれぞれ設けられていることにより、熱媒体流路５０を流れる熱媒体による発熱素子４０の冷却効率を向上させることができる。
　すなわち、熱媒体流路５０内の熱媒体は、流路延在方向Ｚに延在するヒータ６０による加熱によって徐々に加熱されるため、熱媒体流路５０の上流側（入口側）に位置する熱媒体の温度は、熱媒体流路５０の下流側（出口側）に位置する熱媒体の温度よりも低い。
　そして、本実施形態では、横方向Ｘにおける熱媒体流路５０の側方にポケット２１（発熱素子４０）を配置する構造を採用することにより、熱媒体の温度が低い熱媒体流路５０の上流側（入口側）の横方向両側を発熱素子４０の設置場所として利用することが可能であるため、熱媒体流路５０を流れる熱媒体による発熱素子４０の冷却効率を向上させることができる。
（５）また、発熱素子４０が、リード突出面４１ａを基板３０側に向けた状態でポケット２１内に配置されるとともに、固定部材７０が、横方向Ｘにおいてポケット２１（発熱素子４０）を挟んで熱媒体流路５０の反対側に配置されている。
　これにより、発熱素子４０のリード４２と固定部材７０との間の干渉に配慮する必要が無い（または必要性が低い）ため、固定部材７０に関する設計自由度を確保でき、また、固定部材７０を発熱素子４０の横方向Ｘにおける側方に配置することで、固定部材７０が基板３０の絶縁性を阻害する要因になることを回避できる。
　以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記または下記の実施形態や変形例の各構成を任意に組み合わせて、熱媒体ヒータ１０や発熱素子４０の放熱構造を構成する等、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
　例えば、上述した実施形態では、発熱素子４０の放熱構造が、熱媒体ヒータ１０に適用されるものとして説明したが、発熱素子４０の放熱構造を他の装置機器に適用してもよい。
　また、上述した実施形態では、横方向Ｘにおける熱媒体流路５０を挟んだ両側に、それぞれ発熱素子４０（ポケット２１）が配置されるものとして説明したが、発熱素子４０（ポケット２１）の具体的配置については、如何なるものでもよく、例えば、横方向Ｘにおける熱媒体流路５０を挟んだ両側のうち片側のみに、発熱素子４０（ポケット２１）を配置してもよく、また、流路延在方向Ｚにおいて、複数の発熱素子４０（ポケット２１）を並べて配置してもよい。
　また、上述した実施形態では、筐体２０が一体に形成された部材として形成されているが、筐体２０の具体的態様については、一体に形成されたものに限定されず、例えば、ポケット２１を構成するポケット２１の周辺壁のうちの一部を別体に形成し、当該別体に形成された筐体２０の一部を、残りの筐体２０に取り付けることで、筐体２０を構成してもよい。
　１０　　・・・　熱媒体ヒータ
　２０　　・・・　筐体
　２０ａ　・・・　基板対向面
　２１　　・・・　ポケット
　２１ａ　・・・　底面
　２１ｂ　・・・　内側面
　２１ｃ　・・・　内側面
　３０　　・・・　基板
　４０　　・・・　発熱素子
　４１　　・・・　ハウジング
　４１ａ　・・・　リード突出面
　４２　　・・・　リード
　５０　　・・・　熱媒体流路
　６０　　・・・　ヒータ
　７０　　・・・　固定部材
　８０　　・・・　絶縁シート
　９０　　・・・　放熱充填剤
　Ｘ　　　・・・　横方向
　Ｙ　　　・・・　基板垂直方向
　Ｚ　　　・・・　流路延在方向

Claims (5)

  1. 　基板に実装される発熱素子を配置する筐体を備え、前記筐体に対して前記発熱素子の発熱を放熱させる発熱素子の放熱構造であって、
    　前記筐体は、前記基板側に面する基板対向面において開口し、前記基板から遠ざかる側に向けて凹設されたポケットを有し、
    　前記発熱素子は、そのリード突出面を前記基板側に向けた状態で、前記ポケット内に配置されていることを特徴とする発熱素子の放熱構造。
  2. 　前記ポケット内には、放熱充填剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の発熱素子の放熱構造。
  3. 　請求項１に記載の発熱素子の放熱構造を備えた熱媒体ヒータであって、
    　前記筐体内に設けられた熱媒体流路と、前記熱媒体流路を流れる熱媒体を加熱するためのヒータとを備え、
    　前記ポケットは、前記基板に対して垂直な基板垂直方向に対して直交する横方向において、前記熱媒体流路の側方に設けられていることを特徴とする熱媒体ヒータ。
  4. 　前記ポケットは、前記横方向における前記熱媒体流路を挟んだ両側にそれぞれ設けられ、
    　前記各ポケットに、前記発熱素子がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項３に記載の熱媒体ヒータ。
  5. 　前記筐体に対して前記発熱素子を固定するための固定部材を更に備え、
    　前記固定部材は、前記横方向において前記ポケットを挟んで前記熱媒体流路の反対側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の熱媒体ヒータ。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1093271A (ja) * 1996-09-11 1998-04-10 Oki Electric Ind Co Ltd パワーデバイスパッケージの放熱及び固定方法
JP2000091485A (ja) * 1998-07-14 2000-03-31 Denso Corp 半導体装置
WO2013080317A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 三菱電機株式会社 半導体装置、及び車載用電力変換装置
JP2013177028A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱媒体加熱装置
JP2023076932A (ja) * 2021-11-24 2023-06-05 サンデン株式会社 熱媒体加熱装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1093271A (ja) * 1996-09-11 1998-04-10 Oki Electric Ind Co Ltd パワーデバイスパッケージの放熱及び固定方法
JP2000091485A (ja) * 1998-07-14 2000-03-31 Denso Corp 半導体装置
WO2013080317A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 三菱電機株式会社 半導体装置、及び車載用電力変換装置
JP2013177028A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱媒体加熱装置
JP2023076932A (ja) * 2021-11-24 2023-06-05 サンデン株式会社 熱媒体加熱装置

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