(57)【要約】【課題】  伝熱用グリスに含まれるオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できるインバータ装置を得る。【解決手段】  電力を変換する素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュール１ａと、パワーモジュール１ａから発する熱を放熱するための放熱フィン２ａと、を有し、パワーモジュール１ａの発熱を放熱フィン２ａに効率よく伝導させるためにパワーモジュール１ａと放熱フィン２ａの間に伝熱用グリース３を塗布したインバータ装置において、放熱フィン２ａのパワーモジュール１ａの取付面で、インバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に凹部２０を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を変換する素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュールと、このパワーモジュールから発する熱を放熱するための放熱フィンと、を有し、前記パワーモジュールの発熱を放熱フィンに効率よく伝導させるために前記パワーモジュールと前記放熱フィンの間に伝熱用グリースを塗布したインバータ装置において、
前記放熱フィンの前記パワーモジュールの取付面で、前記インバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に凹部を設けたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
電力を変換する素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュールと、このパワーモジュールから発する熱を放熱するための放熱フィンと、を有し、前記パワーモジュールの発熱を放熱フィンに効率よく伝導させるために前記パワーモジュールと前記放熱フィンの間に伝熱用グリースを塗布したインバータ装置において、
前記放熱フィンの前記パワーモジュールの取付面で、前記インバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に、前記放熱フィンの両側面を結ぶ溝を設けたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
前記放熱フィンの前記パワーモジュールとの取付面に設けた前記放熱フィンの両側面を結ぶ溝と、前記凹部とを接続したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記放熱フィンの前記パワーモジュールとの取付面に前記放熱フィンの両側面を結ぶ溝は、前記インバータ装置を据付けた場合に前記放熱フィンの両側面の溝の位置を中央部より高くなるように両端を斜めに切った形状としたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記放熱フィンの前記パワーモジュールとの取付面に前記放熱フィンの両側面を結ぶ溝をＶ字形としたことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかにに記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記パワーモジュールの前記放熱フィンとの取付面に前記放熱フィンと合わさる位置に溝を設けたことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワーモジュールを伝熱用グリースを塗布した放熱フィンに取り付ける構造のインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動機制御用インバータ装置に適用する半導体素子モジュールは、そのベース面を冷却フィンなどの取付台の取付面に取り付けて放熱を容易にしている。
半導体素子モジュールのベース面と冷却フィンの取付面との隙間を無くして放熱能力の向上を図るため、冷却フィンの取付面に熱伝導性の良いシリコンコンパウンドを塗布してから、半導体素子モジュールを取り付けていた。
この半導体素子モジュールの冷却フィンへの取り付けにおいて、シリコンコンパウンドの塗布量が多い場合は、半導体素子モジュールを冷却フィンに取り付けた際に、シリコンコンパウンドが半導体素子モジュールや冷却フィンの側面側表面にはみ出して、このはみ出したシリコンコンパウンドを除去する作業が必要になるという問題点があった。また、シリコンコンパウンドの塗布量が少ない場合には、放熱能力が低下するという問題点があった。
【０００３】
特許文献１は、上記課題を解決するためになされたもので、半導体素子モジュールのベース面を取り付ける取付面を有する取付台に溝を形成した半導体素子モジュールの取付台について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に記載の半導体素子モジュールの取付台は、半導体素子モジュールを取付台に取り付けた際に、シリコンコンパウンドのはみ出しを防止し、適正量のシリコンコンパウンドを塗布することができるが、粘性を調整し作業性を良くするために伝熱用グリスに含まれるオイル分が、経年変化や温度変化によって分離した場合にオイル分がインバータ装置から垂れ落ち、床面が汚れるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、伝熱用グリスに含まれるオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できるインバータ装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るインバータ装置は、電力を変換する素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュールと、このパワーモジュールから発する熱を放熱するための放熱フィンと、を有し、前記パワーモジュールの発熱を放熱フィンに効率よく伝導させるために前記パワーモジュールと前記放熱フィンの間に伝熱用グリースを塗布したインバータ装置において、前記放熱フィンの前記パワーモジュールの取付面で、前記インバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に凹部を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のインバータ装置は、放熱フィンのパワーモジュールの取付面で、インバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に凹部を設けたので、伝熱用グリスから分離したオイル分をこの凹部に蓄えることができ、経年変化や温度変化によって伝熱用グリスから分離したオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るインバータ装置の構成を示す図である。
図１において、１ａは電力を変換するスイッチング素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュール、２ａはパワーモジュール１ａから発する熱を放熱するための放熱フィン、３はパワーモジュール１ａの発熱を放熱フィン２ａに効率よく熱を伝導させるための伝熱用グリス、４はパワーモジュール１ａと放熱フィン２ａへ取り付けるためのネジ、２０はインバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に設けた凹部である。
【００１０】
通常インバータ装置は、図１に示すように据付上側を上に、据付下側を下に据付けられる。通常伝熱用グリス３はパワーモジュール１ｂと放熱フィン２ｂの間に挟まれており、粘性があるものであり下側に垂れ落ちるものではない。
しかし、経年変化や温度変化によりしだいに伝熱用グリスに含まれるオイル分が分離していき、ごく微量の分離の場合は下に落ちることなく放熱フィンやパワーモジュールの側面などに毛細管現象によりうっすらと広がっていき、特別不具合等は発生しない。しかし、分離したオイル分がある程度多くなると下側に集まり垂れてくることになる。この際従来はそのまま放熱フィンやパワーモジュールを伝わって下に集まり、最終的にインバータ装置外に垂れ落ちてしまうことになる。
【００１１】
この発明の実施の形態１に係るインバータ装置においては、放熱フィンのパワーモジュールの取付面で、インバータ装置を据付けた場合に下側となる位置に凹部２０を設けたので、伝熱用グリス３から分離したオイル分をこの凹部に蓄えることができ、経年変化や温度変化によって伝熱用グリス３から分離したオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できる。
【００１２】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係るインバータ装置の構成を示す図である。また、図３はこの発明の実施の形態１に係るインバータ装置におけるパワーモジュール１ｂ側に設けた溝６を示す図である。
図２、図３において、１ｂは電力を変換するスイッチング素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュール、２ｂはパワーモジュール１ｂから発する熱を放熱するための放熱フィン、３はパワーモジュール１ｂの発熱を放熱フィン２ｂに効率よく熱を伝導させるための伝熱用グリス、４はパワーモジュール１ｂと放熱フィン２ｂへ取り付けるためのネジ、５は伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるために放熱フィン側に設けた溝、６は伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるためにパワーモジュール側に設けた溝である。
【００１３】
上記のように、この発明の実施の形態２に係るインバータ装置においては、放熱フィン２ｂのパワーモジュールとの取付面に放熱フィン２ｂの両側面を結ぶ溝５を設けたので、伝熱用グリス３から分離したオイル分をこの溝に蓄えることができ、経年変化や温度変化によって伝熱用グリス３から分離したオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できる。また、放熱フィン２ｂの両側面にしみだしたオイル分をも、溝に蓄えることができる。
さらに、パワーモジュール１ｂの冷却フィン２ｂとの取付面に放熱フィン２ｂと合わさる位置に溝６を設けたので、放熱フィン側の溝５およびパワーモジュール側の溝６とにより、伝熱用グリス３から分離したオイル分を効率良くせき止めることができ、オイル分がインバータ装置外に垂れ落ちるのを防ぐことができる。
また、溝５と凹部２０とを接続することにより、伝熱用グリス３から分離したオイル分を蓄える容量を増すことができる。
【００１４】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係るインバータ装置の構成を示す図である。また、図５はこの発明の実施の形態３に係るインバータ装置におけるパワーモジュール１ｃ側に設けた溝８を示す図である。
図４、図５において、１ｃは電力を変換するスイッチング素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュール、２ｃはパワーモジュール１ｃから発する熱を放熱するための放熱フィン、３はパワーモジュール１ｃの発熱を放熱フィン２ｃに効率よく熱を伝導させるための伝熱用グリス、４はパワーモジュール１ｃと放熱フィン２ｂへ取り付けるためのネジ、７は伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるために放熱フィン側に設けた溝で、両端を斜めに切った形状の溝、８は伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるためにパワーモジュール側に設けた溝で、両端を斜めに切った形状の溝である。
【００１５】
上記のように、この発明の実施の形態３に係るインバータ装置においては、放熱フィンのパワーモジュールとの取付面に放熱フィンの両側面を結ぶ溝７は、インバータ装置を据付けた場合に放熱フィンの両側面の溝の位置を中央部より高くなるように両端を斜めに切った形状としたので、伝熱用グリス３から分離したオイル分をこの溝７に蓄えることができ、経年変化や温度変化によって伝熱用グリス３から分離したオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できる。また、放熱フィン２ｃの両側面にしみだしたオイル分をも、インバータ装置内部の溝に蓄え易くなる。
さらに、パワーモジュール１ｃの放熱フィン２ｃとの取付面に放熱フィン２ｃと合わさる位置に溝８を設けることにより、放熱フィン側の溝７およびパワーモジュール側の溝８とで、伝熱用グリス３から分離したオイル分を効率良くせき止めることができ、オイル分がインバータ装置外に垂れ落ちるのを防ぐことができる。
また、溝７と凹部２０とを接続することにより、伝熱用グリス３から分離したオイル分を蓄える容量を増すことができる。
【００１６】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４に係るインバータ装置の構成を示す図である。また、図７はこの発明の実施の形態４に係るインバータ装置におけるパワーモジュール１ｄ側に設けた溝１０を示す図である。
図６、図７において、１ｄは電力を変換するスイッチング素子をモールド樹脂などにパッケージにしたパワーモジュール、２ｄはパワーモジュール１ｄから発する熱を放熱するための放熱フィン、３はパワーモジュール１ｄの発熱を放熱フィン２ｄに効率よく熱を伝導させるための伝熱用グリス、４はパワーモジュール１ｄと放熱フィン２ｄへ取り付けるためのネジ、９は伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるために放熱フィン側に設けた溝で、Ｖ字形に切った形状の溝、１０は伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるためにパワーモジュール側に設けた溝で、Ｖ字形に切った形状の溝である。
【００１７】
上記のように、この発明の実施の形態４に係るインバータ装置においては、放熱フィンのパワーモジュールとの取付面に放熱フィンの両側面を結ぶ溝９をＶ字形としたので、伝熱用グリス３から分離したオイル分をこの溝９に蓄えることができ、経年変化や温度変化によって伝熱用グリス３から分離したオイル分がインバータ装置から垂れ落ちることを防止できる。また、放熱フィン２ｄの両側面にしみだしたオイル分をも、インバータ装置内部の溝に蓄え易くなる。
さらに、パワーモジュール１ｄの放熱フィン２ｄとの取付面に放熱フィン２ｄと合わさる位置に溝１０を設けることにより、放熱フィン側の溝９およびパワーモジュール側の溝１０とで、伝熱用グリス３から分離したオイル分を効率良くせき止めることができ、オイル分がインバータ装置外に垂れ落ちるのを防ぐことができる。
また、溝９と凹部２０とを接続することにより、伝熱用グリス３から分離したオイル分を蓄える容量を増すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明のインバータ装置は、伝熱用グリスから分離したオイル分がインバータ装置外に垂れ落ちるのを防ぐことができるので、長期間安定して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るインバータ装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るインバータ装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るインバータ装置におけるパワーモジュール１ｂ側に設けた溝６を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係るインバータ装置の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るインバータ装置におけるパワーモジュール１ｃ側に設けた溝８を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係るインバータ装置の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るインバータ装置におけるパワーモジュール１ｄ側に設けた溝８を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  パワーモジュール、  ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  放熱フィン、  ３パワーモジュール１ａ、１ｂ、１ｃの発熱を放熱フィン２ａ、２ｂ、２ｃに効率よく熱を伝導させるための伝熱用グリス、  ４  パワーモジュール１ａと放熱フィン２ａへ取り付けるためのネジ、  ５  伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるために放熱フィン側に設けた溝、  ６  伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるためにパワーモジュール側に設けた溝、  ７  伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるために放熱フィン側に設けた溝で、両端を斜めに切った形状の溝、  ８  伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるためにパワーモジュール側に設けた溝で、両端を斜めに切った形状の溝、  ９  伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるために放熱フィン側に設けた溝で、Ｖ字形に切った形状の溝、  １０  伝熱用グリスから分離したオイル分をせき止めるためにパワーモジュール側に設けた溝で、Ｖ字形に切った形状の溝、  ２０  凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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