CN107251669A - 基板单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种散热能力优异的基板单元。基板单元(1)具备：基板(10)，在一面(10a)形成导电图案，并且形成有开口(11)；导电构件(20)，主体部(21)固定于基板(10)的另一面(10b)，导电构件穿过形成于基板(10)的开口(11)而与电子元件(30)的至少一个端子电连接；以及散热构件(40)，与从导电构件(20)的主体部(21)延伸出的延伸设置部(22)接触。

Description

基板单元
技术领域
本发明涉及一种具备基板以及导电构件的基板单元。
背景技术
公知有如下的基板单元：通过在形成有构成使比较小的电流导通的电路的导电图案的基板固定构成用于使比较大的电流导通的电路的导电构件(也称作母线等)而成(例如参照下述专利文献1)。基板单元具备固定于导电构件的一侧(基板侧的相反侧)的散热构件。另外，也考虑不设置这样的散热构件、而使导电构件本身作为用于散热的构件来发挥功能的基板单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-164040号公报
发明内容
发明所要解决的课题
上述专利文献1所记载那样的基板单元等现有的基板单元采用仅从一侧进行散热的结构，因此有时无法确保足够的散热能力。若为了确保散热能力而增大散热构件，则导致单元的大型化。
本发明要解决的课题在于，提供一种散热能力优异的基板单元。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明所涉及的基板单元的特征在于，具备：基板，在一面形成导电图案，并且形成有开口；导电构件，主体部固定于所述基板的另一面，导电构件穿过所述基板所形成的开口而与所述电子元件的至少一个端子电连接；以及散热构件，与从所述导电构件的主体部延伸出的延伸设置部接触。
可以是，所述延伸设置部经由绝缘材料与所述散热构件接触。
可以是，所述导电构件的延伸设置部被设为通过所述基板的外侧。
可以是，所述导电构件的延伸设置部被设为贯穿所述基板。
在这种情况下，可以是，设置为贯穿所述基板的所述导电构件的延伸设置部固定于该基板。
可以是，所述散热构件配置于所述基板的一面侧。
发明效果
本发明所涉及的基板单元将产生的热量经由导电构件的延伸设置部向散热构件传递，从该散热构件进行散热。换句话说，采用不仅从导电构件的主体部直接或间接(经由其它的散热构件)散热、而且从导电构件的延伸设置部分经由散热构件进行散热的构造，因此与以往相比而使散热效率升高。另外，由于能够确保足够的散热效率，因此导致单元的小型化。
若设为延伸设置部经由绝缘材料与散热构件接触的构造，则可以防止经由散热构件的短路。
若设为导电构件的延伸设置部通过基板的外侧，则不需要在基板上设置供延伸设置部穿过的孔等。
若设为导电构件的延伸设置部贯穿基板，则导致单元的小型化。在这种情况下，通过将延伸设置部固定于基板，能够使基板与导电构件的接合更为稳固。另外，由于通过固定于基板来限制延伸设置部的移动，因此能够减少在延伸设置部与散热构件的连接部分产生的应力。
若将散热构件配置于基板的一面侧，则由于散热构件与导电构件隔着基板对置，因此成为从基板的一侧以及另一侧这两方散热的构造，散热效率优异。在这种情况下，通过设为散热构件不与电子元件接触的构造，(与使散热构件同电子元件接触的构造相比)抑制电子元件所产生的应力的增加。
附图说明
图1是示意性表示本发明的一实施方式所涉及的基板单元的剖面的图。
图2是基板导电构件组的外观立体图。
图3是放大表示基板单元中的安装有电子元件(至少一个端子与导电构件电连接的元件)的部分(基板以及固定于该基板的导电构件)的图。
图4是基板单元中的安装有电子元件(至少一个端子与导电构件电连接的元件)的部分(基板以及固定于该基板的导电构件)的剖视图，且是由通过漏极端子以及源极端子的平面切断而成的剖视图。
图5是示意性表示第一散热构件不仅构成下壁且构成侧壁的基板单元的剖面的图。
图6是示意性表示第二散热构件不仅构成上壁且构成侧壁的基板单元的剖面的图。
图7是表示基板单元的制造工序的图，是用于说明基板与导电构件接合并获得基板导电构件组的工序的图。
图8是表示基板单元的制造工序的图，是用于说明获得基板导电构件组之后的工序的图。
图9是示意性表示以与基板交叉的方式设有延伸设置部的基板单元的剖面的图。
图10是示意性表示延伸设置部与散热构件中的构成侧壁的部分直接或间接接触的构造的基板单元的剖面的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，除去特别明示的情况，以下的说明中的平面方向是指基板10、导电构件20的平面方向，高度方向(上下方向)是指与平面方向正交的方向(将基板10中的固定有导电构件10的一侧的相反侧设为上)。此外，这些方向并不限定基板单元1的设置方向。
图1所示的本发明的一实施方式所涉及的基板单元1具备基板10、导电构件20、电子元件30、第一散热构件41以及第二散热构件42。基板10在一面10a(上侧的面)上形成有导电图案。该导电图案构成的导电路是控制用的导电路(电路的一部分)，与导电构件20构成的导电路(电路的一部分)相比，流动的电流相对较小。
导电构件20具有固定于基板10的另一面10b(下侧的面)的沿着平面方向的主体部21以及从主体部21延伸的延伸设置部22。导电构件20通过冲压加工等形成为规定的形状。导电构件20的主体部21构成供相对较大(比由导电图案构成的导电路大)的电流流动的部分即电力用的导电路。此外，针对导电路的具体结构而省略详细的说明以及图示(例如参照上述专利文献1)，导电构件20的主体部21具有构成导电路的多个部分。各部分以不会短路的方式单独独立，通过固定于基板10而成为一体。多个部分在向基板10固定之前由余长部分连接，通过在固定于基板10之后切除该余长部分，由此分别成为单独独立的状态(没有直接接触的状态)。导电构件20(主体部21)也被称作母线(母线板)等。导电构件20的主体部21例如经由绝缘性的粘合剂或粘合片等固定于基板10的另一面10b。由此，使基板10与导电构件20一体化，获得图2所示那样的基板10·导电构件20组。本实施方式所涉及的基板单元1能够通过将基板10·导电构件20组收容于由详见后述的第一散热构件41、第二散热构件42、外壳构件50构成的空间内而成。
导电构件20的延伸设置部22是形成为从主体部21立起的部分。延伸设置部22具有从主体部21侧朝向上方延伸的部分(基端部221)以及从基端部221的顶端(上端)弯曲并沿着平面方向延伸的部分(顶端部222)。本实施方式中的导电构件20具有多个延伸设置部22。各延伸设置部22与上述的主体部21的单独独立的部分中的任一者一体。
在导电构件20的主体部21的下侧(基板10侧的相反侧)固定有第一散热构件41。在第一散热构件41由导电性材料形成的情况下，可以对导电构件20与第一散热构件41间进行绝缘。具体来说，可以是导电构件20的主体部21与第一散热构件41经由导热性高的绝缘材料411进行接合。也可以构成为不设置第一散热构件41，使导电构件20的至少一部分向外部露出，该导电构件20本身发挥散热功能(导电构件20的主体部21的下表面成为散热面)。第一散热构件41的形状等能够适当变更。为了提高散热效率，也可以在第一散热构件41的外侧设置翅片等。
电子元件30是安装于基板10·导电构件20组的元件，具有元件主体31以及端子部。在基板10·导电构件20组安装有多个电子元件30。如图3以及图4所示，特定的电子元件30的至少一个端子穿过形成于基板10的开口11而经由焊锡等导电性材料与导电构件20的主体部21电连接并且物理连接。作为这样的端子的一部分与导电构件20的主体部21电连接的端子，能够例示晶体管(FET)。晶体管的漏极端子32以及源极端子33穿过开口11而与导电构件20的主体部21电连接，栅极端子34与基板10的导电图案(焊盘)电连接。此外，供漏极端子32连接的主体部21的单独独立的部分与供源极端子33连接的主体部21的单独独立的部分不同。这样，在安装于基板10·导电构件20组的电子元件30中的至少一部分中，其至少一个端子与导电构件20电连接。
此外，也可以存在全部的端子与形成于基板10的导电图案直接电连接的电子元件30(至少一个端子没有与导电构件20直接电连接)。另外，只要导电构件20固定于基板10，并且构建与由形成于基板10的导电图案构成的导电路不同的其它的导电路，则其具体结构能够适当变更。
第二散热构件42(与本发明中的散热构件相当)位于基板10上的一面10a侧(上侧)。在本实施方式中，基板10、导电构件20的主体部21、第一散热构件41以及第二散热构件42被设为彼此相互平行。基板10位于第一散热构件41及导电构件20的主体部21与第二散热构件42之间，第一散热构件41及导电构件20的主体部21与第二散热构件42对置。在第二散热构件42上，直接或者间接地接触上述导电构件20的延伸设置部22的顶端部222(直接接触的情况、间接接触的情况均与本发明中的接触相当)。在本实施方式中，为了确保延伸设置部22(导电构件20的主体部21)与第二散热构件42的绝缘，经由导热性高的绝缘材料421将延伸设置部22的顶端部222与第二散热构件42接合起来。换句话说，延伸设置部22与第二散热构件42经由该导热性高的绝缘材料421间接地接触。第二散热构件42的形状等能够适当变更。为了提高散热效率，也可以在第二散热构件42的外侧设置翅片等。
第二散热构件42隔开规定的间隔与基板10的一面10a对置，该间隔大于在基板10·导电构件20组中安装的电子元件30中的高度(上下方向长度)最大的元件的高度。因此，第二散热构件42不会与任意的电子元件30接触。
另外，本实施方式中的延伸设置部22被设为通过基板10的外侧(比基板10的外缘靠外侧)。换句话说，延伸设置部22不会与基板10的一面10a交叉。由此，构建在基板10上的电路与延伸设置部22不会发生短路。
第一散热构件41与第二散热构件42由构成单元的侧壁的外壳构件50一体化。换句话说，本实施方式所涉及的基板单元1采用如下构造：下壁的至少一部分由第一散热构件41构成，上壁的至少一部分由第二散热构件42构成，侧壁由外壳构件50构成。但是，如图5所示，也可以设为第一散热构件41不仅构成下壁并且构成侧壁的构造。另外，如图6所示，也可以设为第二散热构件42不仅构成上壁并且构成侧壁的构造。换句话说，也可以设为不使用外壳构件50的构造。
本实施方式所涉及的基板单元1能够例如像以下那样组装(针对工序(1)而参照图7。针对工序(2)～(4)而参照图8)。
·工序(1)
获得在基板10与导电构件20上安装电子元件30而成的基板10·导电构件20组(安装电子元件30的时机、方法也可以是任意的)。此外，可以在接合基板10与导电构件20之后弯曲延伸设置部22(形成顶端部222)，也可以在预先使延伸设置部22弯曲之后接合基板10与导电构件20(只要适当选择容易进行接合作业的方法即可)。
·工序(2)
将第一散热构件41固定于外壳构件50。由此，获得第一散热构件41·外壳构件50组。
·工序(3)
将基板10·导电构件20组组装于第一散热构件41·外壳构件50组。换句话说，经由具有高导热性的绝缘材料411将导电构件20与第一散热构件41接合。由此，接合第一散热构件41，获得基板10·导电构件20·第一散热构件41·外壳构件50组。
·工序(4)
将第二散热构件42组装于基板10·导电构件20·第一散热构件41·外壳构件50组。换句话说，将第二散热构件42固定于外壳构件50，并且将导电构件20的延伸设置部22经由具有高导热性的绝缘材料421而与第二散热构件42接合。由此，获得基板单元1。
此外，能够更换上述(2)工序与(3)工序的顺序。
如以上说明那样，本实施方式所涉及的基板单元1中，由于导电构件20具有的延伸设置部22与第二散热构件42接触，因此从驱动的电子元件30产生的热量(特别是从功率半导体那样的发热量大的电子元件30产生的热量)、通过对电路通电而从基板10、导电构件20产生的热量的至少一部分通过导电构件20的延伸设置部22而向第二散热构件42传递，从该第二散热构件42散热。换句话说，作为散热的路线，在经由第一散热构件41的路线之外，增加经由第二散热构件42的路线，因此散热效率比以往高。然后，由于向该第二散热构件42传递热量的路线由导电构件20(延伸设置部22)构成，因此不需要搭载用于向第二散热构件42传递热量的新的其它构件，抑制成本的增加。
特别是，本实施方式所涉及的基板单元1通常设置为基板10的一面10a朝上。该情况下，第二散热构件42位于单元的上侧。换句话说，与以往相比而来自单元上侧的散热量增大，因此作为单元整体的散热效率提高。
另外，在本实施方式所涉及的基板单元1中，第二散热构件42不会与电子元件30接触。因此，与使第二散热构件42同电子元件30接触的构造相比，抑制电子元件30所产生的应力的增加。
另外，本实施方式中的导电构件20的延伸设置部22设置为通过基板10的外侧。因此，不需要在基板10上设置供延伸设置部22穿过的孔等。
以上，针对本发明的实施方式进行了详细说明，本发明不受上述实施方式的任何限定，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。
例如，在上述实施方式中，说明了将导电构件20的延伸设置部22设置为通过基板10的外侧，但也可以如图9所示，将延伸设置部22设置为与基板10交叉。在基板10上形成与延伸设置部22数目相同的贯通孔12(也可以是狭缝)，延伸设置部22穿过该贯通孔12。若想要尽可能地减小贯通孔12的大小，则在基板10与导电构件20一体化之前的状态下将延伸设置部22预先设为直线状，在穿过贯通孔12之后，使延伸设置部22的顶端侧的一部分弯曲。这样一来，能够将贯通孔12的大小设为比延伸设置部22的粗细度稍大(比延伸设置部22的外缘大一圈)的程度。
由于该延伸设置部22被设为与基板10交叉，因此能够固定于基板10。具体来说，与电子元件30同样地，能够利用钎焊等固定于基板10。在这种情况下，各电子元件30与延伸设置部22不会经由形成于基板10的导电图案电连接。延伸设置部22的固定能够通过与电子元件30的安装工序(例如基于回流焊的安装工序)相同的工序来进行。
这样，若将导电构件20的延伸设置部22设置为贯穿基板10，则实现单元的小型化。而且，通过设为贯穿基板10的延伸设置部22固定于该基板10的构造，能够使基板10与导电构件20的接合变得更稳固。另外，由于通过固定于基板10来限制延伸设置部22的移动，因此能够减少在延伸设置部22与第二散热构件42的连接部分产生的应力。
另外，在上述实施方式中，说明了设有在导电构件20的主体部21的下侧固定的第一散热构件41，但如上述那样，也可以构成为不设置第一散热构件41，而使导电构件20的主体部21本身作为用于提高散热性能的构件而发挥功能。具体来说，通过设为导电构件20的主体部21的至少一部分在单元的下侧露出的构造，产生的热量的至少一部分经过导电构件20而从单元的下侧释放出。在这种情况下，产生的热量的至少一部分还从延伸设置部22向第二散热构件42传递，经由该第二散热构件42从单元的上侧释放出。
在上述实施方式中，说明了延伸设置部22与在基板10的一面10a侧设置的第二散热构件42(构成单元的上壁的至少一部分的第二散热构件42)接触，但也可以是如图5、图6所示的构造那样设为由散热构件构成侧壁的构造的情况，或者如图10所示构成为延伸设置部22与该散热构件中的构成侧壁的部分直接或者间接地接触。另外，也可以构成为具有与构成上壁的部分直接或者间接地接触的延伸设置部22、以及与构成侧壁的部分直接或者间接地接触的延伸设置部22。换句话说，只要是为了提高来自与基于在导电构件20的主体部21上固定的第一散热构件41或该主体部21本身的散热路线(散热方向)不同的路线的散热性能而使用延伸设置部22的结构即可。
在上述实施方式中，导电构件20的延伸设置部22与第二散热构件42经由导热性高的绝缘材料421进行接合(经由导热性高的绝缘材料间接地接触)，但在也可以不确保该绝缘的情况(例如，在导电构件20上仅形成一个延伸设置部22的情况)下，也可以设为延伸设置部22的顶端部222与第二散热构件42直接接触的构造(没有确保上述绝缘的构造)。

Claims (7)

1.一种基板单元，其特征在于，具备：
基板，在一面形成导电图案，并且该基板形成有开口；
导电构件，该导电构件的主体部固定于所述基板的另一面，且该导电构件穿过形成于所述基板的开口而与所述电子元件的至少一个端子电连接；以及
散热构件，与从所述导电构件的主体部延伸出的延伸设置部接触。
2.根据权利要求1所述的基板单元，其特征在于，
所述延伸设置部经由绝缘材料与所述散热构件接触。
3.根据权利要求1或2所述的基板单元，其特征在于，
所述导电构件的延伸设置部设置成通过所述基板的外侧。
4.根据权利要求1或2所述的基板单元，其特征在于，
所述导电构件的延伸设置部设置成贯穿所述基板。
5.根据权利要求4所述的基板单元，其特征在于，
设置成贯穿所述基板的所述导电构件的延伸设置部固定于该基板。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的基板单元，其特征在于，
所述散热构件配置于所述基板的一面侧。
7.根据权利要求6所述的基板单元，其特征在于，
所述散热构件不与所述电子元件接触。
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