JP5062302B2 - 冷却器への電子部品内蔵配線基板の取付構造及びその取付方法 - Google Patents
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Description
冷却器への電子部品内蔵配線基板の取付構造であって、
冷却器は、電子部品内蔵配線基板が取り付けられる部位として、内部に冷媒が流通され、一方向に並設された複数の取付部を有し、
電子部品内蔵配線基板は、
配線部と、
配線部に電気的に接続された複数の電子部品と、
主として樹脂を含み、配線部と複数の電子部品とを内蔵するものであり、電子部品を内蔵する複数の電子部品配置部、及び、可撓性を有し、電子部品配置部の間に構成された屈曲部を含む絶縁基材と、を備え、
屈曲部は、取付部における取付部の並設方向に対して垂直方向にある先端部位に対向して配置され、
電子部品配置部は、隣り合う取付部によって挟持され、電子部品配置部の両表面が取付部に密着していることを特徴とするものである。
可撓部を屈曲させて、この可撓部を取付部における取付部の並設方向に対して垂直方向にある先端部位に対向して配置するとともに、電子部品配置部を隣り合う取付部間に配置する配置工程と、
配置工程後に、取付部間と絶縁基材に対して取付部の並設方向の両側から加圧して、電子部品配置部の両表面を前記取付部に密着させ、電子部品配置部を隣り合う取付部で挟持する加圧工程と、を備えることを特徴とするものである。
また、変形例1として、図13に示すように、配線基板100(絶縁基材10)は、金属からなり、電子部品(IGBT41a〜41f、ダイオード42a〜42f)と電気的に接続されることなく機械的に接続されるとともに、一部が絶縁基材10の表面に露出してチューブ202に密着した放熱用導体パターン(放熱用接続部)21、放熱用層間接続部(放熱用接続部)31を備えるようにしてよもよい。このようにすることによって、単に、電子部品配置部40を冷却器200のチューブ202で挟み込む場合よりも、冷却効率を向上させることができる。
また、変形例2として、図14に示すように、屈曲部71は、絶縁基材10におけるその他の部位よりも厚みを薄くしてもよい。つまり、配線基板101(絶縁基材10)は、屈曲部71として、絶縁基材10におけるその他の部位よりも厚みを薄くした薄肉部を備えるようにしてもよい。換言すると、配線基板101(絶縁基材10)の両表面は、屈曲部71が屈曲部71に隣接する部位(電子部品配置部40など)の表面よりも凹んだ(窪んだ)形状を有している。なお、図14においては、配線基板101の両面を凹ませて屈曲部71とする例を採用しているが、配線基板101の片面のみを凹ませて屈曲部71としてもよい。
また、変形例3として、図15に示すように、屈曲部72のみ可撓性を持たせ、それ以外は可撓性を有さないようにしてもよい。つまり、配線基板102(絶縁基材10)は、屈曲部72のみ可撓性を持たせ、それ以外は可撓性を有さないようにしてもよい。これにより、電子部品(IGBT41a〜41f、ダイオード42a〜42f)の両面に位置する樹脂材料候補が増えるため、より放熱性のよい樹脂を選ぶことが可能となる。
また、変形例4として、図16に示すように、配線基板103(絶縁基材10)は、電子部品配置部40における両表面層として金属部材からなり、可撓性を有する放熱部材(ヒートシンク)80(例えば、銅箔などからなる)が設けられるようにしてもよい。つまり、この放熱部材80は、電子部品配置部40における表面から屈曲部の表面まで連続的に設けられている。なお、放熱部材80は、パッド66に対応する部分は除去されており、パッド66が露出するように構成されている。
なお、屈曲部以外の部位(例えば、電子部品配置部40)は可撓性を有する必要はない。そこで、変形例5として、図17に示すように、配線基板104(絶縁基材10)は、電子部品配置部40の両表面層として可撓性を有さない放熱部材82(例えば、銅板などからなる)が設けられ、屈曲部の両表面層として可撓性を有する放熱部材81(例えば、銅箔などからなる)が設けられるようにしてもよい。
また、変形例6として、図18,19に示すように、端子61〜65は、冷却器200に取り付けられる前の状態における絶縁基材10(配線基板105)の厚み方向に垂直な方向であり、絶縁基材10の短手方向の側壁(短手方向に直交する側壁)から突出するように設けてもよい。具体的には、一方の側壁から端子61,62が突出し、反対側の側壁から端子63〜65が突出している。このように、端子61〜65は、冷却器200に配線基板105を取り付けた状態で、絶縁基材10の側壁から流れ方向Xに突出するように設けられている。なお、図19に示すように、冷却器200に配線基板105を取り付けた状態では、電子部品配置部40の側壁に対向する位置に連結部材203が配置されることになる。よって、端子61〜65は、屈曲部70の側壁に設けると好ましい。
また、変形例7として、図20に示すように、冷却器200aのチューブ202は、先端部位204aが曲面形状をなすようにしてもよい。このようにすることによって、電子部品配置部40と屈曲部70との界面(屈曲部70とするために曲げた部位)に対する応力を低減することができる。よって、この部位の内部に配置されている導体パターン20や層間接続部30に対する応力を低減することができる。また、この部位に電子部品を配置する場合には、この電子部品に対する応力を低減することができる。
また、変形例8として、図21に示すように、冷却器200bは、パッド66が設けられている屈曲部70が対向して配置されているチューブ202における先端部位204が、隣り合うチューブ202における先端部位204よりも突出して設けられるようにしてもよい。このようにすることによって、パッド66に制御基板300を接続する際に、パッド66が設けられている屈曲部70が対向して配置されていないチューブ202(図21では、出口パイプ201b側から一つ目のチューブ202、三つめのチューブ202、五つ目のチューブ202、七つ目のチューブ202、九つ目のチューブ202)が邪魔になることを抑制することができる。
また、変形例9として、図22に示すように、配線基板106は、屈曲部70は一つのみ、電子部品配置部40は二つのみ設けられているものを採用することができる。つまり、上述の実施の形態における配線基板100は、U相アーム、V相アーム、W相アームが一体に設けられた6in1Packageとして構成していたのに対して、変形例9における配線基板106は、2in1Packageとして構成する。なお、図22に示す配線基板106は、U相アームを示すものである。また、V相アーム、W相アームは、U相アームと同様の構成であるため、図示、説明は省略する。
また、変形例10として、図25,26に示すように、配線基板1071,1072となりうる部位、つまり、電子部品配置部40と屈曲部70とが構成された部位が複数形成されたベース配線基板107を製造し、そのベース配線基板107を必要に応じてカットして配線基板1071,1072としてもよい。ここでは、配線基板1071,1072となりうる各部位は、2in1Packageを構成可能となっている。このように、ベース配線基板107を任意の切取線600で切断することで、2in1Packageから6in1Package又はそれ以上の配線基板を製造することができる。
また、変形例11として、図27,28に示すように、配線基板1081,1082となりうる部位、つまり、電子部品配置部40と屈曲部70とが構成された部位が複数形成されたベース配線基板108を製造し、そのベース配線基板107を必要に応じてカットして配線基板1081,1082としてもよい。ここでは、配線基板1081,1082となりうる各部位は、1in1Packageを構成可能となっている。このように、ベース配線基板108を任意の切取線600で切断することで、1in1Packageから6in1Package又はそれ以上の配線基板を製造することができる。
Claims (18)
- 冷却器への電子部品内蔵配線基板の取付構造であって、
前記冷却器は、前記電子部品内蔵配線基板が取り付けられる部位として、内部に冷媒が流通され、一方向に並設された複数の取付部を有し、
前記電子部品内蔵配線基板は、
配線部と、
前記配線部に電気的に接続された複数の電子部品と、
主として樹脂を含み、前記配線部と複数の前記電子部品とを内蔵するものであり、前記電子部品を内蔵する複数の電子部品配置部、及び、可撓性を有し、前記電子部品配置部の間に構成された屈曲部を含む絶縁基材と、を備え、
前記屈曲部は、前記取付部における当該取付部の並設方向に対して垂直方向にある先端部位に対向して配置され、
前記電子部品配置部は、隣り合う前記取付部によって挟持され、当該電子部品配置部の両表面が当該取付部に密着していることを特徴とする電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。 - 前記屈曲部は複数設けられるものであり、隣り合う任意の2つの屈曲部は、隣り合う前記取付部であって、当該取付部の並設方向に垂直な方向において互いに異なる側の前記先端部位と対向して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記屈曲部は、前記取付部における当該取付部の並列方向に垂直な方向の先端部位に、当該先端部位の形状に沿って密着していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記絶縁基材は、前記電子部品配置部における両表面層として金属部材からなる放熱部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記電子部品内蔵配線基板は、金属からなり、前記電子部品と電気的に接続されることなく機械的に接続されるとともに、前記放熱部材と機械的に接続された放熱用接続部を備えることを特徴とする請求項4に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記放熱部材は、可撓性を有さないことを特徴とする請求項4又は5に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記放熱部材は、可撓性を有し、前記電子部品配置部から前記屈曲部まで連続的に設けられ、当該電子部品配置部及び当該屈曲部における両表面層として設けられていることを特徴とする請求項4又は5に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記電子部品内蔵配線基板は、金属からなり、前記電子部品と電気的に接続されることなく機械的に接続されるとともに、一部が前記絶縁基材の表面に露出して前記取付部に密着した放熱用接続部を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記電子部品内蔵配線基板は、前記屈曲部における前記先端部位に対向している面の反対面に、前記配線部と電気的に接続された外部接続用の端子を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記冷却器は、前記端子が設けられている前記屈曲部が対向して配置されている前記取付部における前記先端部位が、隣り合う前記取付部における前記先端部位よりも突出して設けられていることを特徴とする請求項9に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記取付部は、前記先端部位が曲面形状をなすことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記屈曲部は、前記絶縁基材におけるその他の部位よりも厚みが薄いことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記絶縁基材は、全体が可撓性を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記電子部品内蔵配線基板は、前記配線部と複数の前記電子部品によって、インバータ回路が構成されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記絶縁基材は、熱可塑性樹脂を含む基材フィルムを複数枚積層し、相互に接着してなることを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 前記基材フィルムは、前記配線部として、導体パターンと、前記導体パターン間及び前記導体パターンと前記電子部品とを電気的に接続するものでありビアホール内に導電体が埋め込まれた層間接続部を有することを特徴とする請求項15に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付構造。
- 配線部と、該配線部に電気的に接続された複数の電子部品と、主として樹脂を含み、前記配線部と複数の前記電子部品とを内蔵するものであり、前記電子部品を内蔵する複数の電子部品配置部、及び、少なくとも前記電子部品配置部の間に構成された可撓部を含む絶縁基材と、を備える電子部品内蔵配線基板を、該電子部品内蔵配線基板が取り付けられる部位として、内部に冷媒が流通され、一方向に並設された複数の取付部を有する冷却器に取り付ける取付方法であって、
前記可撓部を屈曲させて、当該可撓部を前記取付部における当該取付部の並設方向に対して垂直方向にある先端部位に対向して配置するとともに、前記電子部品配置部を隣り合う前記取付部間に配置する配置工程と、
前記配置工程後に、前記取付部間と前記絶縁基材に対して当該取付部の並設方向の両側から加圧して、前記電子部品配置部の両表面を前記取付部に密着させ、当該電子部品配置部を隣り合う当該取付部で挟持する加圧工程と、
を備えることを特徴とする電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付方法。 - 前記配置工程では、前記電子部品内蔵配線基板を両端部から前記取付部の並設方向に垂直な方向に引っ張ることで、前記可撓部を対向する前記取付部の先端部位の形状に沿って密着させつつ、前記電子部品配置部を隣り合う前記取付部間に配置することを特徴とする請求項17に記載の電子部品内蔵配線基板の冷却器への取付方法。
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