功率转换装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能提高安装基板的冷却效率，并能局部地对安装在基板上的任意的发热电路元器件进行冷却的小型的功率转换装置。该功率转换装置包括：半导体功率模块(11)；冷却体(3)，该冷却体(3)配置于所述半导体功率模块的一个面；以及安装基板(21)，该安装基板(21)被支承在所述半导体功率模块的另一个面上，并安装有包含发热电路元器件的电路元器件，该发热电路元器件驱动所述半导体功率模块，将传热支承构件(26)配置于所述安装基板的一个面，将散热路径形成构件(31)配置于所述传热支承构件与所述冷却体之间，配置将所述散热路径形成构件、与形成于所述安装基板的电路图案金属部(24)相连接的传热连接构件(41)。
【专利说明】功率转换装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种功率转换装置，在所述功率转换装置中，在内置有功率转换用的半导体开关元件的半导体功率模块上，隔着预定间隔对安装有电路元器件的安装基板进行支承，所述电路元器件包含用于对上述半导体开关元件进行驱动的发热电路元器件。
【背景技术】
[0002]作为现有的功率转换装置的结构，已知有如下结构:在内置有功率转换用的半导体开关元件的半导体功率模块上，隔着预定间隔对安装有电路元器件的安装基板进行支承，所述电路元器件包含用于对上述半导体开关元件进行驱动的发热电路元器件。
作为这种功率转换装置，已知有如专利文献I所示的具有如下结构的功率转换装置:经由壳体将安装有发热电路元器件的安装基板与冷却体相连，将安装基板所发出的热量散热至冷却体。
[0003]如图6所示，在该专利文献I所记载的功率转换装置中，在冷却体100上配置有半导体功率模块101，该半导体功率模块101内置有功率转换用的半导体开关元件。在该半导体功率模块101的上表面一侧，与壳体105相连的传热支承构件106隔着设置于安装基板102底面的传热材料104对该安装基板102进行支承。由此，通过传热材料104 —传热支承构件106 —壳体105 —冷却体100这样的路径能够对安装基板102所发出的热量进行散热，因此能对安装基板进行冷却。此外，107是配置于壳体105内底部的电容器。另外，108是设置于冷却体底部的备用逆变器。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:日本专利第4657329号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]然而，在专利文献I所记载的现有例中存在以下未解决的问题:在安装基板的冷却结构中要求壳体也具有良好的导热性，从而构成壳体的材料被限定为热传导率较高的金属，因此在要求小型化轻量化的功率转换装置中，无法选择树脂等较轻的材料，因而难以实现轻量化。另外，对于壳体，由于在大多数情况下要求防水、防尘，因此，一般在传热支承构件与壳体之间、壳体与冷却体之间，涂布液态密封剂或夹入橡胶制填充物等。还存在以下未解决的问题:即，液态密封剂或橡胶制填充物的热传导率一般较低，将这些材料夹在安装基板的散热路径中会导致热阻增大，从而导致安装基板的冷却效率下降。
[0006]近年来，功率转换装置的小型化要求越来越高，功率转换装置的安装基板的发热密度进一步增大。因此，仅以专利文献I所记载的实施方式难以充分地对安装基板进行冷却，从而产生难以使功率转换装置小型化的问题。
另外，若某个特定的发热电路元器件在安装基板上产生局部发热，则仅以在发热较大的发热电路元器件与安装基板之间安装传热材料的专利文献I所记载的冷却结构，难以集中地对特定的发热电路元器件进行冷却，从而产生问题。
[0007]本发明为了解决上述现有例所未解决的问题而得以完成，其目的在于，提供一种功率转换装置，能提高冷却效率，并对任意的发热电路元器件都能积极地进行冷却。
解决技术问题所采用的技术方案
[0008]为了达成上述目的，本发明所涉及的功率转换装置的第I方式包括:半导体功率模块；冷却体，该冷却体配置于所述半导体功率模块的一个面；以及安装基板，该安装基板被支承在所述半导体功率模块的另一个面上，并安装有包含发热电路元器件的电路元器件，该发热电路元器件驱动所述半导体功率模块。并且，将传热支承构件配置于所述安装基板的一个面，将散热路径形成构件配置于所述传热支承构件与所述冷却体之间，配置有将所述散热路径形成构件、与形成于所述安装基板的电路图案金属部相连接的传热连接构件。
[0009]根据第I结构，作为散热路径具备如下两个路径:从安装基板经由传热支承构件及散热路径形成构件散热至冷却体的路径、以及从电路图案金属部经由传热连接构件，并经由散热路径形成构件散热至冷却体的路径。因此，由发热电路元器件所产生的热从这两个路径进行散热，因此能高效地从安装基板的两个面进行热冷却。此外，由于能任意地形成与传热连接构件相连接的电路图案金属部，因此能积极地对安装基板上的任意发热电路元器件进行冷却。因此，能高效地对安装基板进行热冷却，因此能使功率转换装置小型化。
[0010]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第2方式中，所述传热支承构件由热传导率较高的金属材料构成。
根据该第2方式，由于由热传导率较高的铝、铝合金、铜等来构成安装基板，因此能高效地向冷却体进行散热。
[0011]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第3方式中，所述传热连接构件在所述安装基板的外侧，将形成于所述安装基板的电路图案金属部与所述散热路径形成构件相连接。
根据本第3方式，在安装基板的外侧，通过传热连接构件将安装基板的电路图案金属部与散热路径形成构件相连接，因此能够通过传热连接构件将与电路图案金属部相连接的发热电路元器件所发出的热直接经由散热路径形成构件散热至冷却体。
[0012]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第4方式中，所述传热连接构件通过所述安装基板内，将形成于所述安装基板的电路图案金属部与所述传热支承构件相连接。
根据本第4方式，在安装基板的内部，通过导热性良好的固定螺钉等传热连接构件将安装基板的电路图案金属部与传热支承构件相连接，因此能够通过传热连接构件将与电路图案金属部相连接的发热电路元器件所发出的热经由直接传热支承构件散热至冷却体。
[0013]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第5方式中，所述安装基板具有与电路图案金属部相对地形成于所述安装基板内部的内部电路图案金属部，该电路图案金属部与形成于所述安装基板表面的发热电路元器件相连接，所述传热连接构件至少具有将所述内部电路图案金属部与所述传热支承构件相连接的内部传热连接构件。
[0014]根据本第5方式，在与连接有发热电路元器件的表面的电路图案金属部相对的内部形成内部电路图案金属部，并将该内部电路图案金属部经由内部传热连接构件与传热支承构件相连接，因此，即使在连接有发热电路元器件的电路图案金属部具有接地以外的电位的情况下，仍能高效地散热至外部，而不经由具有绝缘性的传热材料。
[0015]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第6方式中，所述散热路径形成构件与将所述半导体功率模块及所述安装基板包围的壳体相独立地形成。
根据本第6方式，将安装基板与冷却体之间相连接的散热路径形成构件与将半导体功率模块及各安装基板包围的壳体相独立地形成，因此能不用考虑壳体的热传导率地形成壳体，能提高设计的自由度。
[0016]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第7方式中，所述散热路径形成构件由将所述半导体功率模块及所述安装基板包围的壳体形成。
根据本第7方式，由于通往散热路径形成构件的冷却体的散热路径经由了壳体，因此在隔着预定间隔地将多个安装基板配置于半导体功率模块上的情况下，能够简化传热支承构件的结构，而无需在各安装基板上形成散热至冷却体的独立的传热支承构件。
[0017]另外，本发明所涉及的功率转换装置的第8方式中，将所述传热构件配置于所述安装基板与所述传热支承构件之间，该传热构件由具有导热性的绝缘体构成。
根据本第8方式，传热构件由绝缘体构成，因此能将安装基板与传热支承构件之间的间隔设定得较窄，能使功率转换装置小型化。
发明效果
[0018]根据本发明，作为将发热电路元器件连接并安装于安装基板表面的电路图案金属部的安装基板的散热路径，至少具有如下两条散热路径:从安装基板表面的电路图案金属部经由安装基板，并经由传热支承构件及散热路径形成构件到达冷却体的散热路径；以及从电路图案金属部经由外部及内部中的至少一个传热连接构件，并经由散热路径形成构件到达冷却体的散热路径。因此，能通过至少从两条散热路径对发热电路元器件所产生的热进行散热，从而高效地进行热冷却。
[0019]此外，由于能任意地形成与传热连接构件相连接的电路图案金属部，因此即使在发热电路元器件局部发热的情况下，仍能积极地进行冷却。因此，与上述现有例相比，能进一步提高冷却效率，能积极地对任意的发热电路元器件进行冷却，因此能提供小型的功率转换装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明所涉及的功率转换装置的实施方式I的剖视图。
图2是详细说明图1的安装基板的俯视图。
图3是表示本发明的实施方式2中的功率转换装置的安装基板的冷却结构的剖视图。 图4是表示本发明的实施方式3中的功率转换装置的安装基板的冷却结构的剖视图。 图5是表示本发明的实施方式4的剖视图。
图6是作为现有技术的专利文献I所示的实施方式，是表示功率转换装置的安装基板的冷却结构的剖视图。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。图1是表示本发明所涉及的功率转换装置的实施方式I的剖视图。
图中，I是功率转换装置，该功率转换装置I收纳于由点划线图示的壳体2内。壳体2由合成树脂材料成形而成，所述壳体2由下部壳体2A及上部壳体2B构成，该下部壳体2A及上部壳体2B夹着具有水冷套管的结构的冷却体3而被分割成上下侧。
[0022]下部壳体2A由有底方筒体构成。该下部壳体2A的开放上部被冷却体3所覆盖，其内部收纳有滤波用的薄膜电容器4。
上部壳体2B包括上端和下端开放的方筒体2a、以及封闭该方筒体2a上端的盖体2b。而且，方筒体2a的下端被冷却体3所封闭。虽未图示，但在该方筒体2a的下端与冷却体3之间，存在涂布有液态密封剂或夹有橡胶制填充物等的密封材料。
[0023]该冷却体3中，冷却水的进水口 3a及排水口 3b开口至壳体2的外部，在进水口 3a及排水口 3b之间形成冷却水通路3c。这些供水口 3a和排水口 3b例如经由挠性软管与未图示的冷却水提供源相连接。该冷却体3例如通过压铸等对热传导率较高(例如100W .m-1 -k-1以上)的铝、铝合金进行铸造而形成。
并且，冷却体3的下表面为平坦面，上表面的外周侧形成有方框状的周槽3d。
[0024]功率转换装置I包括半导体功率模块11，该半导体功率模块11在上部壳体2Β内内置有例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)以作为构成功率转换用的例如逆变器电路的半导体开关元件。
对于该半导体功率模块11，在扁平的长方体状的绝缘性的框体12内内置有IGBT，在框体12的下表面上形成有金属制的散热构件13。
[0025]在框体12及散热构件13中，俯视时，在四个角上形成有插入孔15，该插入孔15用于供作为固定构件的固定螺钉14插入。通过将固定螺钉14插入这些插入孔15中，使固定螺钉14的外螺纹的前端与形成于冷却体3的内螺纹进行螺合，从而使半导体功率模块11与散热构件13相接触地安装于冷却体3的上表面。
[0026]另外，在框体12的上表面，在插入孔15内侧的四个部位上突出地形成具有预定高度的基板固定部16。
在该基板固定部16的上端固定有安装基板21，该安装基板21安装有控制电路、驱动电路、电源电路等，所述控制电路、驱动电路、电源电路等包含对内置于半导体功率模块11的IGBT进行驱动的发热量相对较大、或发热密度较大的发热电路元器件。
[0027]该安装基板21被设置成例如具有大致和半导体功率模块11的与纸面正交的深度相等的宽度，其左右方向的长度短于半导体功率模块11的长度。并且，安装基板21的上表面安装有发热量最大的发热电路元器件22。该发热电路元器件22的一端与电路图案金属部23相连接，该电路图案金属部23与电源电路等的预定电位相连接，该发热电路元器件22的另一端与电路图案金属部24相连接，该电路图案金属部24与接地电位相连接。
[0028]另外，安装基板21的整个表面配置有例如在背面一侧具有绝缘型的传热构件25，该传热构件25的下表面一侧例如配置有例如由导热率较高的(例如为100W.m-1.k-1以上)铝、铝合金形成的平板状的传热支承构件26。
[0029]此处，使用如下的传热构件作为传热构件25:即，通过例如在作为弹性体的硅胶内部夹着金属填充物来发挥出绝缘性能并提高导热性。另外，传热支承构件26被设置成与纸面正交的深度大致等于安装基板21，左右方向的长度长于安装基板21的长度，左右方向的两端分别比安装基板21的左右方向的两端更突出。
[0030]并且，安装基板21、传热构件25以及传热支承构件26将固定螺钉28插入形成于与基板固定部16相对的位置上的插入孔27内，并将该固定螺钉28与形成于基板固定部16上表面的内螺纹部16a相螺合并紧固，从而将该安装基板21、传热构件25以及传热支承构件26固定。
在该传热支承构件26两端的下表面侧，通过例如由导热率较高的铝、铝合金形成的固定螺钉30将通过半导体功率模块11的左右端部的外侧并独立于壳体2来形成散热路径的散热路径形成构件31以及32进行固定。
[0031]这些散热路径形成构件31及32分别由与传热支承构件26的两端部相对且较短的上侧水平板部33、从该上侧水平板部33的外侧端延长至下方的垂直板部34、从该垂直板部34的下端向平行于水平板部33的同一方向延伸至内部且较短的下侧水平板部35形成为C字状。
并且，热路径形成构件31及32的下侧水平板部35配置于冷却体3的周漕3d内，通过在上述下侧水平板部35的上表面与半导体功率模块11的散热构件13之间插入有弹性板36的状态下插入所述固定螺钉14，从而将半导体功率模块11与冷却体3紧固在一起。
[0032]此外，通过传热连接构件41将连接有安装基板21的上表面上的发热电路元器件22的另一端且成为接地电位的电路图案金属部24、与散热路径形成构件31之间相连接。
该传热连接构件41由前端与电路图案金属部24的端部相对且较长的上侧水平板部42、从该上侧水平板部42的左端部向下方延长得较短的垂直板部43、以及从该垂直板部43的下端向右方延长得较短且与散热路径形成构件31的上侧水平板部33的上表面相接触的下侧水平板部44来形成，且该传热连接构件41呈J字状。
[0033]并且，通过从上侧水平板部42的上侧将固定螺钉47通过形成于电路图案金属部24的通孔24a并与形成于安装基板21内的内螺纹部46相螺合，从而使电路图案金属部24的上表面与传热连接构件41的上侧水平板部42紧密接触，从而进行固定。
同样，通过从上方将固定螺钉49插入形成于下侧水平板部44的插入孔44a，与形成于上侧水平板部33的内螺纹部48相螺合，从而将传热连接构件41的下侧水平板部44与散热路径形成构件31的上侧水平板部33进行紧固，由此，下侧水平板部44与上侧水平板部33相互紧密接触并固定。
[0034]此处，固定螺钉47及49优选由导热率较高的铝、铝合金形成。另外，优选在与传热连接构件41的上侧水平板部42的固定螺钉49相对的位置上形成有供起子等螺钉旋紧构件插入的通孔。
[0035]另外，半导体功率模块11与安装基板21与传热连接构件41的配置关系如图2所示意的那样，将半导体功率模块11的长边方向配置成左右方向，在该半导体功率模块11的上表面一侧配置安装基板21。该安装基板21上，所述发热量最大的发热电路元器件22与其他发热电路元器件29分别连接于具有电位的中央部的电路图案金属部23与接地电位的外周侧的电路图案金属部24之间，发热量最大的发热电路元器件22配置于靠近传热连接构件41的上侧水平板部42的位置。此外，为了积极地对发热量最大的发热电路元器件22进行冷却，将与传热连接构件41的上侧水平板部42相连接的接地电位的电路图案金属部24和传热连接构件41的接触面积增大，为此，形成长方形的电路图案金属部24b。 并且，在通过例如两根固定螺钉47使电路图案金属部24b与传热连接构件41的上侧水平板部42相接触的状态下，进行固定。
[0036]接下来，说明上述实施方式的动作。
至此，将电容器4与形成于半导体功率模块11的直流输入端子(未图示)相连接，并且将电动机等三相负载与三相交流输出端子(未图示)相连接。
在该状态下，通过将安装于安装基板21的电源电路、驱动电路以及控制电路设为工作状态，从而对配置于半导体功率模块11内的IGBT进行驱动控制，从而能将三相交流提供给负载。
由此，通过对配置于半导体功率模块11内的IGBT进行驱动控制，从而IGBT发热，但该发热通过设置于框体12的散热构件13直接传热至冷却体3，进行散热。
[0037]同样，安装于安装基板21的发热电路元器件22发热，但该发热通过电路图案金属部23及24传热至安装基板21,通过该安装基板21内经由传热构件25传热至传热支承构件26。传导至该传热支承构件26的热经由其左右两侧独立于壳体2且通过半导体功率模块11的左右侧部与冷却体3相连结的散热路径形成构件31及32，从而传热至冷却体3，进行散热。
[0038]与此同时，发热电路元器件22所发出的热通过电路图案金属部24，并进一步通过传热连接构件41直接传热至散热路径形成构件31的上侧水平板部33。传热至该散热路径形成构件31的上侧水平板部33的热通过垂直板部34，并进一步通过下侧水平板部35传热至冷却体3，进行散热。
[0039]由此，根据上述实施方式I，安装于安装基板21的发热电路元器件22所产生的热通过安装基板21，经由传热构件25及传热支承构件26传热至散热路径形成构件31及32，并通过该散热路径形成构件31及32散热至冷却体3，从而形成第I散热路径。与此同时，与第I散热路径不同，与发热电路元器件22相连接的电路图案金属部24直接经由传热连接构件41传热至散热路径形成构件31，从而能形成第2散热路径。因此，能高效地从第I散热路径及第2散热路径这两个路径进行热冷却。并且，传热连接构件41及电路图案金属部24能根据作为对象的发热电路元器件22的安装位置任意地改变形状。
[0040]此外，如图2所示，由于能够增大安装基板21的表面的具有接地电位的电路图案金属部24与传热连接构件41的上侧水平板部42的接触面积，并能够缩短传热连接构件41的上侧水平板部42的安装基板21上的端部与发热最大的发热电路元器件22的距离，因此能降低发热电路元器件22的散热路径的热电阻。因此，能积极地冷却发热电路元器件22。
[0041]此外，在上述实施方式I中，对将传热连接构件41连接于与接地电位相连接的电路图案金属部24的情况进行了说明，但并不局限于此，在将传热连接构件41连接于与接地电位以外的电位相连接的电路图案金属部23相连接的情况下，经由具有与所述传热构件25相同的绝缘性的传热构件进行连接即可。
[0042]接下来，对本发明的实施方式2的图3进行说明。
在该实施方式2中，不是将传热连接构件41设置于安装基板21的外侧，而由通过安装基板21内部的内部传热连接构件51来构成。
也就是说，在实施方式2中，如图3所示，省略所述实施方式I中的传热连接构件41，取而代之，设置通过安装基板21内的内部传热连接构件51，除此以外具有与所述实施方式I相同的结构。因此，对与实施方式I相对应的部分标注相同标号，省略对其详细说明。形成贯通孔52，并使贯通孔52形成为在电路图案金属部24、安装基板21以及传热构件25中贯通内部传热连接构件51，并在与传热支承构件26的贯通孔52相对的位置上形成内螺纹部 26a。
[0043]并且，从电路图案金属部24的上方侧将构成内部传热连接构件51的电路图案连接用固定螺钉53插入贯通孔52，使前端的外螺纹部与形成于传热支承构件26的内螺纹部26a相螺合并紧固。由此，能够直接将电路图案金属部24经由内部传热连接构件51夹持安装基板21与相反侧的传热支承构件26相连接。
[0044]根据本实施方式2，与所述实施方式I相同，能够形成第I散热路径及第2散热路径这两条散热路径，该第I散热路径将发热电路元器件22所发出的热从电路图案金属部23及24经由安装基板21、传热构件25及传热支承构件26，并进一步经由散热路径形成构件31及32散热至冷却体3，而该第2散热路径将发热电路元器件22所发出的热从电路图案金属部23直接通过内部传热连接构件51，传热至传热支承构件26，从该传热支承构件26传热至散热路径形成构件31。因此，能更高效地将发热电路元器件22所发出的热散热至冷却体3。
[0045]接下来，对本发明的实施方式3的图4进行说明。
在本实施方式3中，对于具有接地电位以外的电位的电路图案金属部设置散热路径。也就是说，实施方式3中，如图4所述，在上述实施方式I的结构中，安装于安装基板21上的发热电路元器件22安装于与具有接地电位的电路图案金属部24不同的具有接地电位以外的电位的电路图案金属部61与23之间。
[0046]此外，安装基板21构成为多层基板，该安装基板21的内部设置有内部电路图案金属部62，该内部电路图案金属部62分别与例如具有接地电位的电路图案金属部24及具有接地电位以外的电位的电路图案金属部61相对，至少与电路图案金属部61保持必要的绝缘距离相靠近地相对。
[0047]通过将由铝、铝合金等高热传导率的金属形成的作为内部传热连接构件的电路图案间连接用螺钉63与形成于安装基板21的电路图案金属部24及内部电路图案金属部62之间的内螺纹部64进行螺合，从而将该内部电路图案金属部62与连接有所述实施方式I中的传热连接构件41的表面侧的电路图案金属部24可导热地相连接。
[0048]另外，同样通过将由铝、铝合金等高热传导率的金属形成的作为内部传热连接构件的电路图案连接用螺钉65、与从传热支承构件26的下表面侧通过形成于传热支承构件26及传热构件25的通孔66并达到形成于安装基板21的内部电路图案金属部62的内螺纹部67相螺合，从而将内部电路图案金属部62与传热支承构件26可导热地相连接
[0049]其他结构与上述实施方式I相同，因此对与图1相对应的部分标注相同标号，并省略其详细说明。
根据本实施方式3，发热的发热电路元器件22与具有接地电位以外的电位的电路图案金属部61相连接，因此无法使传热连接构件41直接与该电路图案金属部61相接触，也无法使所述实施方式2中的内部传热连接构件51与该电路图案金属部61相接触。
[0050]因此，与具有接地电位以外的电位的电路图案金属部61靠近并相对的安装基板21内形成内部电路图案金属部62，通过电路图案间连接用螺钉63将该内部电路图案金属部62与具有接地电位的电路图案金属部24相连接，并通过电路图案连接用螺钉65直接与传热支承构件26相连接。
因此，由发热电路元器件22所发出的热从电路图案金属部61及23通过安装基板21内传导至传热构件25及传热支承构件26，与上述实施方式I相同，从该传热支承构件26经由散热路径形成构件31及32散热至冷却体3，由此形成第I散热路径。
[0051]与该第I散热路径不同，从电路图案金属部61通过隔着安装基板21靠近并相对的内部电路图案金属部62，经由电路图案间连接用螺钉63传热至直接传热连接构件41，并从该传热连接构件41经由散热路径形成构件31散热至冷却体3，由此形成第2散热路径。
此外，从内部电路图案金属部62经由电路图案连接用螺钉65传热至直接传热支承构件26，从该传热支承构件26经由散热路径形成构件31散热至冷却体3，由此形成第3散热路径。
[0052]另外，在实施方式3中，具有接地电位以外的电位的电路图案金属部61与内部电路图案金属部62通过安装基板21绝缘，因此如将传热连接构件41与直接电路图案金属部61相连接的情况那样，能够抑制成本较高的传热材料的使用量，而无需隔着具有绝缘性的传热材料相连，能够降低制造成本，并能容易地形成散热路径。
[0053]此外，在上述实施方式3中，内部电路图案金属部62延长至与连接有发热电路元器件22的一个电路图案金属部61相对的位置为止，并对该情况进行了说明，但并不局限于此，内部电路图案金属部62也可以延长至从下方与另一个电路图案金属部23相对的位置为止。该情况下，能够从电路图案金属部61及23这两个电路图案金属部将发热电路元器件22的发热进行传导，并能进一步提高发热电路元器件22的散热效果。
[0054]另外，在上述实施方式I?3中，对将发热电路元器件22安装于安装基板21的上表面侧的情况进行了说明，但并不局限于此，也可以将发热电路元器件22安装于安装基板21的下表面侧，将传热构件25及传热支承构件26配置于上表面侧。该情况下，将散热路径形成构件31、32及传热连接构件41配置成与图1中的上下颠倒的关系即可。
[0055]另外，在上述实施方式I?3中，对装载在半导体功率模块11上的安装基板是一块的情况进行了说明，但并不局限于此，也可以隔着预定间隔配置2块以上的多块安装基板，对安装有发热电路元器件的安装基板配置传热构件25及传热支承构件26，并且配置传热连接构件41或内部传热连接构件51。
[0056]另外，在上述实施方式I?3中，对在安装基板21与传热支承构件26之间配置传热构件25的情况进行了说明，但在安装基板21的背面侧具有绝缘性的情况下，可以省略传热构件25。
另外，在上述实施方式I?3中，说明了对分别独立的传热支承构件26及散热路径形成构件31、32以及传热连接构件41进行连接的情况，但也可以将它们形成为一体来使用。
[0057]另外，在上述实施方式I?3中，对使用独立于壳体2的散热路径形成构件31及32来将安装基板21连接于冷却体3的情况进行了说明。然而，本发明并不局限于上述结构，也可以如图5所述那样，省略散热路径形成构件31及32，并且替代地将传热支承构件26直接连接于具有热传导性的上部壳体2B，并经由上部壳体2B散热至冷却体3。
工业上的实用性
[0058]根据本发明，提供一种功率转换装置，作为将发热电路元器件连接并安装于安装基板表面的电路图案金属部的安装基板的散热路径，至少从如下两条散热路径高效地对发热电路元器件所产生的热进行热冷却，所述两条散热路径为:从安装基板表面的电路图案金属部经由安装基板，并经由传热支承构件及散热路径形成构件到达冷却体的散热路径；以及从电路图案金属部经由外部及内部中的至少一个传热连接构件，并经由散热路径形成构件到达冷却体的散热路径。
标号说明
[0059]I…功率转换装置、2…壳体、2A...下部壳体、2B...上部壳体、3…冷却体、4…电容器、11...半导体功率模块、21...安装基板、22…发热电路兀器件、23，24…电路图案金属部、25…传热构件、26. ..传热支承构件、31，32…散热路径形成构件、41...传热连接构件、51...内部传热连接构件、53…固定螺钉、61...电路图案金属部、62...内部电路图案金属部、63...电路图案间连接用螺钉、65...电路图案连接用螺钉
【权利要求】
1.一种功率转换装置，其特征在于，包括: 半导体功率模块； 冷却体，该冷却体配置于所述半导体功率模块的一个面；以及 安装基板，该安装基板被支承在所述半导体功率模块的另一个面上，并安装有包含发热电路元器件的电路元器件，该发热电路元器件驱动所述半导体功率模块， 将传热支承构件配置于所述安装基板的一个面，将散热路径形成构件配置于所述传热支承构件与所述冷却体之间，并配置将所述散热路径形成构件、与形成于所述安装基板的电路图案金属部相连接的传热连接构件。
2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述传热支承构件由热传导率较高的金属材料构成。
3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述传热连接构件在所述安装基板的外侧将形成于所述安装基板的电路图案金属部与所述散热路径形成构件相连接。
4.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述传热连接构件通过所述安装基板内而将形成于所述安装基板的电路图案金属部与所述传热支承构件相连接。
5.如权利要求1至4的任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 所述安装基板具有与电路图案金属部相对地形成于所述安装基板内部的内部电路图案金属部，该电路图案金属部与形成于所述安装基板表面的发热电路元器件相连接，所述传热连接构件具有将所述内部电路图案金属部与所述传热支承构件相连接的内部传热连接构件。
6.如权利要求1至4的任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 所述散热路径形成构件与将所述半导体功率模块及所述安装基板包围的壳体相独立地形成。
7.如权利要求1至4的任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 所述散热路径形成构件由将所述半导体功率模块及所述安装基板包围的壳体形成。
8.如权利要求1至4的任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 将所述传热构件配置于所述安装基板与所述传热支承构件之间，该传热构件由具有导热性的绝缘体构成。
【文档编号】H05K7/20GK104054252SQ201380005245
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年1月16日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】今给黎明大, 武井修, 小高章弘, 田中泰仁 申请人:富士电机株式会社