CN1109362C - 功率晶体管模块的组装结构 - Google Patents

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Abstract

一种功率晶体管模块，至少具有2列引脚(12)(例如DIP型)，从在其一侧表面设置的散热片(11)的另一侧延伸出来，功率晶体管模块(5)利用该2列引脚(12)，以引脚穿过方式固定在印刷电路板(1)的、和其他电路元件(2～4)的引脚穿过安装面(A面)相同的一个面上，利用螺栓(13)，在该功率晶体管模块(5)的上述散热片(11)上用螺丝固定散热器(6)。

Description

功率晶体管模块的组装结构
技术领域
本发明涉及功率晶体管模块的组装结构，特别是涉及象变流控制用功率晶体管模块那样装有散热器的功率晶体管模块对印刷线路板的组装结构。
背景技术
作为装有散热器的变流控制用功率晶体管模块的组装结构，已知的有在特开平8-86473号公报中公开的3元立体结构和在特开平6-123449号公报中公开的多层结构。
图4示出了特开平8-86473号公报所公开的功率晶体管模块的组装结构。在该公报所示的结构中，功率晶体管模块100是只有一列钩状引脚101的单列式封装(SIP)封装，是具有从与散热器安装面102正交的侧面部一侧延伸的引脚101的引脚穿过组装方式，散热器105配置在散热器安装面102上，在印刷电路板103的边缘部附近，功率晶体管模块100相对该印刷电路板103的其它电路元件的安装面104呈站立姿势配置。
功率晶体管模块100和印刷线路板103的电连接是通过引脚101进行的，但是，当功率晶体管模块100装有散热器105时，组合体的重量增加，只用一列引脚101不能支撑，所以，在组装时，利用已用螺丝固定在印刷电路板103上的支撑件(安装部件)106将功率晶体管模块100和散热器105分别用螺丝固定，以便不会因功率晶体管模块100和散热器105的重量而使引脚101变形、弯曲。即，利用支撑件106将功率晶体管模块100和散热器105装在印刷电路板103上。
图5示出特开平6-123449号公报所公开的功率晶体管模块200的组装结构。在该公报示出的结构中，功率晶体管模块200是具有配置在与散热器安装面201相反一侧的2列钩状引脚202的双列式封装(DIP)封装，是具有2列引脚202的引脚穿过组装方式，安装在与印刷电路板203的其它电路元件204、205等的安装面206相反的一面。印刷电路板203在与成形基板207电连接的同时，利用该电连接部208安装在成形基板207上，散热器209也装在成形基板207上，在这种状态下，印刷电路板203与功率晶体管模块200的散热器安装面201结合。
再有，在与成形基板(印刷电路板基板)207的散热器安装侧相反的一侧安装控制基板(印刷电路板基板)210，成形基板207和控制基板210形成2层结构。
在特开平8-86473号公报所示的功率晶体管模块的组装结构中，需要有另外的安装专用部件、即支撑件，用于在印刷电路板103上安装功率晶体管模块100和散热器105，所以，在功率晶体管模块的组装结构中，存在部件数和安装工时数增加、而且不利于维修的问题。
在特开平6-123449号公报所示的功率晶体管模块的组装结构中，功率晶体管模块200利用2列引脚202以引脚穿过的组装方式固定在印刷电路板203上，所以，不需要用于安装的专用部件，但是，功率晶体管模块200安装在与其它电路元件204、205等的安装面206相反的面上，形成多层结构，因此，其它电路元件204、205等的引脚焊接面和功率晶体管模块200的引脚焊接面变成2个面，从而存在增加焊接工序的问题。
此外，在先有的结构中，散热器105、209和功率晶体管模块100、200支撑在不同的基板上，散热器105、209和功率晶体管模块100、200的热传导关系的结合只由两者的安装位置决定，所以，因散热器105、209和功率晶体管模块100、200的组装位置的误差而使散热器105、209和功率晶体管模块100、200的热传导关系不能恰当地配合，不能有效地发挥散热器105、209的功能，故有功率晶体管模块100、200成为过热状态的担心。
发明内容
本发明是着眼于先有的功率晶体管模块的组装结构的上述问题而提出的，其目的在于获得一种不需要用于安装功率晶体管模块和散热器的专用部件、不增加焊接工序、组装和维护性好且散热器和功率晶体管模块的热传导关系一定能恰当结合的、可靠性好的功率晶体管模块的组装结构。
为了达到上述目的，本发明的功率晶体管模块的组装结构是，功率晶体管模块至少具有2列从在其一侧表面设置的散热片的另一侧延伸出来的引脚，功率晶体管模块利用该至少2列引脚以引脚穿过方式固定在印刷电路板的、和其他电路元件的引脚穿过安装面相同的一个面上，在该功率晶体管模块的上述散热片上安装固定散热器，顶部封装部件安装在印刷电路板和所述散热器上，并且将功率晶体管模块覆盖，以使得功率晶体管模块的散热部分位于由顶部封装部件和印刷电路板形成的空间之外。
优选地在上述功率晶体管模块的组装结构中，功率晶体管模块是具有2列直立状引脚的双列式封装(DIP)，该2列引脚分别从与上述散热片的配置面相反一面的左右两边附近向上述散热片的另一侧延伸。
优选地在上述功率晶体管模块的组装结构中，功率晶体管模块是具有2列钩状引脚的双列式封装(DIP)，该2列引脚分别从左右两侧面部向上述散热片的另一侧延伸。
在上述结构中，至少2列引脚象两只脚一样支撑带有散热器的功率晶体管模块，所以，整个引脚具有一定的机械强度，能经得起作用于散热器上的冲击和振动。
在上述结构中，2列直立状引脚象两只脚一样支撑带有散热器的功率晶体管模块，所以，整个2列引脚具有一定的机械强度，能经得起作用于散热器上的冲击和振动。
在该功率晶体管模块的组装结构中，功率晶体管模块也是DIP型的结构，该功率晶体管模块利用钩状的2列引脚、以引脚穿过安装方式安装在印刷电路板的和其他电路元件的引脚穿过安装面相同的一个面上，在该功率晶体管模块的散热片上固定散热器。这时，2列钩状引脚象两只脚一样支撑带有散热器的功率晶体管模块，所以，整个2列引脚具有一定的机械强度，能经得起作用于散热器上的冲击和振动。
在该功率晶体管模块的组装结构中，利用箱状封装部件覆盖并保护印刷电路板上的装有电路元件的部分，而且，该封装部件辅助支撑上述散热器，所以，提高了散热器和功率晶体管模块的结合体的组装强度。
在该功率晶体管模块的组装结构中，可以对于用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的功率晶体管模块进行组装。
附图说明
图1是表示将本发明的功率晶体管模块的组装结构应用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的实施形态1的剖面图。
图2是表示将本发明的功率晶体管的组装结构的单元作为用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的单元组装到空调机的室外机组的状态的说明图。
图3是表示将本发明的功率晶体管模块的组装结构应用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的实施形态2的剖面图。
图4是表示先有的功率晶体管模块的组装结构的斜视图。
图5是表示先有的功率晶体管模块的组装结构的剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的功率晶体管模块的组装结构的实施形态。
(实施形态1)
图1示出将本发明的功率晶体管模块的组装结构应用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的实施形态1。
在图1中，1表示印刷电路板，2、3、4分别表示以引脚穿过方式在印刷电路板1的A面上安装的电容、电阻等电路元件，5表示以引脚穿过方式在印刷电路板1的A面上安装的功率晶体管模块，6表示散热器，7表示顶部封装部件，8表示底部封装部件，9表示引脚穿过安装用的焊盘，以使得功率晶体管模块的散热部分位于由顶部封装部件和印刷电路板形成的空间之外。
这里，众所周知，所谓引脚穿过安装是指这样一种安装结构，即，使带引脚的电路元件的引脚穿过贯通印刷电路板而形成的引脚穿孔，在背面(B面)将引脚焊接在印刷电路板的导体图形部上，利用焊接使带引脚的电路元件与印刷电路板电连接，同时，将带引脚的电路元件机械地固定在印刷电路板上。
功率晶体管模块5是变流控制用的模块，模块内具有多个开关元件(省略图示)，切换直流电流从而生成任意电压、任意频率的模拟交流电流。
功率晶体管模块5是具有2列直立状引脚12的双列式封装(DIP)，其一个面安装固定在散热片11上，该2列引脚在与散热片11相反的一侧分别从与该散热片11的配置面相反的一面(底面)5a的左右两边附近延伸出来，利用2列引脚12、以引脚穿过安装方式固定在印刷电路板1的、和其他电路元件2、3、4的引脚穿过安装面(A面)相同的一个面(A面)上。
因此，功率晶体管模块5的用于引脚穿过安装的焊接面和其它电路元件2、3、4的焊接面是同一个面B，功率晶体管模块5的焊盘9和其它电路元件2、3、4的焊盘9也在同一面B上。由此，可以用一个焊接工序进行功率晶体管模块5和其它电路元件2、3、4的焊接。
散热器6利用螺栓13、以面接触的状态直接用螺丝固定在功率晶体管模块5的散热片11上。
这时，决定散热器6和功率晶体管模块5的热传导关系程度的两者的结合度由螺栓13的拧紧力决定，通过适当设定螺栓13的拧紧力的值，可以保证散热器6和功率晶体管模块5的合适的热传导关系。
在上述组装结构中，2列直立状引脚象两只脚一样支撑带有散热器的功率晶体管模块，所以，整个2列引脚12具有一定的机械强度，能经得起作用于散热器上的冲击和振动。
顶部封装部件7使用塑料等电绝缘材料形成箱形，利用嵌入结合部14嵌入印刷电路板1的外缘部并使其结合，利用该嵌入结合安装固定在印刷电路板1上，在该状态下，以密封结构将印刷电路板1的电路元件安装部(A面一侧)覆盖起来。由此，可以保护电路元件安装部。
在顶部封装部件7上形成散热器6安装用的开口15，散热器6的外缘部嵌入该安装用开口15并使其结合。由此，顶部封装部件7辅助支撑散热器6，由于该辅助支撑，从而提高了散热器6和功率晶体管模块5的结合体的组装强度。
底部封装部件8安装在印刷电路板1的B面一侧，对焊接部分进行保护。
由此，不需要仅用于安装功率晶体管模块5和散热器6的专用部件，而且不增加焊接工序，从而可得到组装性和维修性都很好的组装结构。
再有，组装工序可以按下述顺序组装，(1)将电路元件2、3、4放置在印刷电路板1上，(2)将功率晶体管模块5放置在印刷电路板1上，(3)对电路元件2、3、4和功率晶体管模块5进行统一焊接，(4)用螺丝固定散热器6，(5)安装顶部封装部件7和底部封装部件8。
图2示出把上述变流控制用的功率晶体管模块单元(箱状电路模块)作为用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的模块装入空调装置的室外机组时的实施形态。在图2中，20表示室外机组单元箱体，21表示风扇，22表示压缩机，23表示压缩机驱动用的电动机，24表示机械室外罩，25表示功率晶体管模块单元。
功率晶体管模块单元25利用顶部封装部件7、以上下颠倒的姿势固定在机械室外罩24上。
这时，顶部封装部件7支撑印刷电路板1、散热器6，从而增加了这些部件的组装强度。
(实施形态2)
图3示出将本发明的功率晶体管模块的组装结构应用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的实施形态2。在图3中，与图1对应的部分添加与图1所用相同的符号并省略其说明。
在该实施形态中，功率晶体管模块5是具有2列钩状引脚12的双列式封装(DIP)，该2列引脚分别从左右两侧面部5b向上述散热片11的另一侧延伸，与实施形态1时一样，利用2列引脚12以引脚穿过安装方式固定在印刷电路板1的和其他电路元件2、3、4的引脚穿过安装面(A面)相同的一个面(A面)上。
因此，在该实施形态2中，功率晶体管模块5的用于引脚穿过安装的焊接面和其它电路元件2、3、4的焊接面也是同一个面B，功率晶体管模块5的焊盘9和其它电路元件2、3、4的焊盘9也在同一面B上。由此，可以用一个焊接工序进行功率晶体管模块5和其它电路元件2、3、4的焊接。
此外，在该实施形态2中，散热器6利用螺栓13以面接触的状态直接用螺丝固定在功率晶体管模块5的散热片11上。这时，决定散热器6和功率晶体管模块5的热传导关系程度的两者的结合度由螺栓13的拧紧力决定，通过适当设定螺栓13的拧紧力的值，可以保证散热器6和功率晶体管模块5的合适的热传导关系。
在上述组装结构中，2列钩状引脚象两只脚一样支撑带有散热器的功率晶体管模块，所以，整个2列引脚12具有一定的机械强度，能经得起作用于散热器6上的冲击和振动。
与上述实施形态1一样，在顶部封装部件7上形成散热器6安装用的开口15，散热器6的外缘部嵌入该安装用开口15并使其结合。由此，顶部封装部件7辅助支撑散热器6，由于该辅助支撑，从而提高了散热器6和功率晶体管模块5的结合体的组装强度。
由此，该实施形态2也不需要仅用于安装功率晶体管模块5和散热器6的专用部件，而且不增加焊接工序，从而可得到组装性和维修性都很好的组装结构。
再有，和实施例1的情况相同，组装工序可以按下述顺序组装，(1)将电路元件2、3、4放置在印刷电路板1上，(2)将功率晶体管模块5放置在印刷电路板1上，(3)对电路元件2、3、4和功率晶体管模块5进行统一焊接，(4)用螺丝固定散热器6，(5)安装顶部封装部件7和底部封装部件8。
从上述说明可知，若按照本发明的功率晶体管模块的组装结构，功率晶体管模块利用至少2列引脚以引脚穿过方式安装在印刷电路板的、和其他电路元件的引脚穿过安装面相同的一个面上，在该功率晶体管模块的上述散热片上安装固定散热器，所以，不需要仅用于安装功率晶体管模块和散热器的专用部件，而且不增加焊接工序，从而可得到成本低、组装性和维修性都很好、而且散热器和功率晶体管模块的热传导关系一定结合得很好、可靠性也高的模块。
若按照本发明的功率晶体管模块的另一组装结构，DIP型的功率晶体管模块利用直立状的2列引脚以引脚穿过方式安装在印刷电路板的、和其他电路元件的引脚穿过安装面相同的一个面上，在该功率晶体管模块的上述散热片上固定散热器，所以，不需要仅用于安装功率晶体管模块和散热器的专用部件，而且不增加焊接工序，从而可得到成本低、组装性和维修性都很好、而且散热器和功率晶体管模块的热传导关系一定结合得很好、可靠性也高的模块。
若按照本发明的功率晶体管模块的另一组装结构，DIP型的功率晶体管模块利用钩状的2列引脚以引脚穿过方式安装在印刷电路板的、和其他电路元件的引脚穿过安装面相同的一个面上，在该功率晶体管模块的上述散热片上固定散热器，所以，不需要仅用于安装功率晶体管模块和散热器的专用部件，而且不增加焊接工序，从而可得到成本低、组装性和维修性都很好、而且散热器和功率晶体管模块的热传导关系一定结合得很好、可靠性也高的模块。
若按照本发明的功率晶体管模块的另一组装结构，利用箱状封装部件覆盖并保护印刷电路板上的装有电路元件的部分，而且，该封装部件辅助支撑上述散热器，所以，提高了散热器和功率晶体管模块的结合体的组装强度。
若按照本发明的功率晶体管模块的另一组装结构，可以对于用于对驱动空调装置的压缩机的电动机进行变流控制的功率晶体管模块进行组装。所以，变流控制式的空调装置中，功率晶体管模块的安装不需要专用部件，而且不增加焊接工序，从而可得到成本低、组装性和维修性都很好的模块。而且可得到散热器和功率晶体管模块的热传导关系一定结合得很好、可靠性也高的模块。

Claims (3)

1、一种功率晶体管模块的组装结构，其特征在于，功率晶体管模块至少具有2列从在其一侧表面设置的散热片的另一侧延伸出来的引脚，功率晶体管模块利用该至少2列引脚以引脚穿过方式固定在印刷电路板的、和其他电路元件的引脚穿过安装面相同的一个面上，在该功率晶体管模块的上述散热片上安装固定散热器，顶部封装部件安装在印刷电路板和所述散热器上，并且将功率晶体管模块覆盖，以使得功率晶体管模块的散热部分位于由顶部封装部件和印刷电路板形成的空间之外。
2、根据权利要求1的功率晶体管模块的组装结构，其特征在于，功率晶体管模块是具有2列直立状引脚的双列式封装，该2列引脚分别从与上述散热片的配置面相反一面的左右两边附近向上述散热片的另一侧延伸。
3、根据权利要求1的功率晶体管模块的组装结构，其特征在于，功率晶体管模块是具有2列钩状引脚的双列式封装，该2列引脚分别从左右两侧面部向上述散热片的另一侧延伸。
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