(57)【要約】【課題】ケースを大形にすることなく電子部品からの放熱を良好に行なわせることができるようにした樹脂注型形電力用回路ユニットを提供する。【解決手段】高さが不揃いな複数の電子部品３ないし６を実装した回路基板２を一端が開口したケース１内に収容し、ケース１内に絶縁樹脂を注型することにより形成した樹脂モールド部８内に回路基板２と電子部品３ないし６とを埋設する。回路基板２に実装された電子部品３ないし６のうち、回路基板２の板面から測った高さが低い電子部品４，５に放熱フィン７ｃを有するヒートシンク７を熱的に結合する。ヒートシンク７は、放熱フィン７ｃを外部に露呈させた状態で、その一部を絶縁樹脂中に埋め込んでおく。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さが不揃いな複数の電子部品を実装した回路基板を一端が開口したケース内に収容し、前記ケース内に絶縁樹脂を注型することにより形成された樹脂モールド部内に前記回路基板と電子部品とを埋設してなる樹脂注型形電力用回路ユニットにおいて、
前記複数の電子部品は、前記回路基板の板面から測った高さが高い電子部品と低い電子部品とを含み、
前記樹脂モールド部は、前記回路基板に実装された電子部品のうち、前記回路基板の板面から測った高さが最も高い電子部品を含むすべての電子部品を被覆するように設けられ、
前記回路基板に実装された複数の電子部品のうち、発熱を生じる電子部品であって、前記高さが最も高い電子部品よりも高さが低い電子部品に放熱フィンを有するヒートシンクが熱的に結合され、
前記ヒートシンクは、前記放熱フィンの少なくとも一部を外部に露呈させた状態で、前記絶縁樹脂中に埋め込まれている樹脂注型形電力用回路ユニット。
【請求項２】
高さが不揃いな複数の電子部品を実装した回路基板を一端が開口したケース内に収容し、前記ケース内に絶縁樹脂を注型することにより形成された樹脂モールド部内に前記回路基板と電子部品とを埋設してなる樹脂注型形電力用回路ユニットにおいて、
前記複数の電子部品は、前記回路基板の板面から測った高さが高い電子部品と低い電子部品とを含み、
前記樹脂モールド部は、前記回路基板に実装された電子部品のうち、前記回路基板の板面から測った高さが最も高い電子部品を含むすべての電子部品を被覆するように設けられ、
前記回路基板に実装された複数の電子部品のうち、発熱を生じる電子部品であって、前記高さが最も高い電子部品よりも高さが低い電子部品に、底壁部と該底壁部の外周部から立ち上がった周壁部と該周壁部の内側で前記底壁部から立ち上がった複数の放熱フィンとを有するヒートシンクの前記底壁部が熱的に結合され、
前記ヒートシンクは、前記底壁部と周壁部の少なくとも一部とが前記絶縁樹脂中に埋め込まれた状態で配置されている樹脂注型形電力用回路ユニット。
【請求項３】
前記ヒートシンクに熱的に結合される高さが低い電子部品は複数個設けられ、前記複数の高さが低い電子部品は、前記回路基板の特定の領域に、互いに隣り合うように配置されている請求項１または２に記載の樹脂注型形電力用回路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインバータや整流回路、あるいは電圧調整器付きの整流回路など、電源から負荷に供給する電力を制御する機能を有する回路を構成する樹脂注型形電力用回路ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂注型形の電力用回路ユニットは、例えば特許文献１に示されているように、複数の電子部品を実装した回路基板を一端が開口したケース内に収容して、該ケース内に絶縁樹脂を注型することにより構成される。電子部品及び回路基板は、注型樹脂により形成された樹脂モールド部内に埋設される。この場合、回路ユニットの電流容量を大きくするためには、発熱を生じる電子部品からの放熱を良好にしておく必要がある。
【０００３】
回路基板に実装される電子部品の高さ（回路基板の板面から測った高さ）が不揃いな場合、すべての電子部品を樹脂モールド部で被覆することができるように、樹脂モールド部は、高さが最も高い電子部品の高さに合わせて形成される。
【０００４】
この場合、高さが高い電子部品を覆う樹脂の厚さは薄くできるため、放熱を支障なく行わせることができるが、高さが低い電子部品は、相当に厚い絶縁樹脂で被覆されることになるため、放熱径路の熱抵抗が大きくなって、放熱が悪くなるのを避けられない。
【０００５】
特許文献１に記載されたユニットでは、電子部品を収容するケースとして金属製のものを用いて、その外面に放熱フィンを形成することにより電子部品からの放熱性能を高めるようにしている。しかしながら、この場合、絶縁樹脂中に深く埋設されている高さが低い電子部品からの放熱を支障なく行わせるには、ケースの放熱面積を増大させる必要があるため、ケースとして大形のものを用いる必要がある。
【特許文献１】特開２００４−３６３２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、従来の樹脂注型形電力用回路ユニットでは、回路基板に実装される電子部品の高さが不揃いな場合に、高さが低い電子部品からの放熱を支障なく行わせるために、大形のケースを用いる必要があったので、ユニットが大形化するという問題があった。      
【０００７】
本発明の目的は、ケースを大形にすることなく、放熱性能を高めることができるようにした樹脂注型形電力用回路ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、高さが不揃いな複数の電子部品を実装した回路基板を一端が開口したケース内に収容し、ケース内に絶縁樹脂を注型することにより形成された樹脂モールド部内に回路基板と電子部品とを埋設してなる樹脂注型形電力用回路ユニットに係わるものである。
【０００９】
本発明が対象とする回路ユニットにおいては、複数の電子部品が、回路基板の板面から測った高さが高い電子部品と低い電子部品とを含み、樹脂モールド部は、回路基板に実装された電子部品のうち、回路基板の板面から測った高さが最も高い電子部品を含むすべての電子部品を被覆するように設けられている。
【００１０】
そして、本発明においては、回路基板に実装された複数の電子部品のうち、発熱を生じる電子部品であって、高さが最も高い電子部品よりも高さが低い電子部品に放熱フィンを有するヒートシンクが熱的に結合され、ヒートシンクは、放熱フィンの少なくとも一部を外部に露呈させた状態で、絶縁樹脂中に埋め込まれている。
【００１１】
本発明の好ましい態様では、ヒートシンクが、底壁部と該底壁部の外周部から立ち上がった周壁部と該周壁部の内側で底壁部から立ち上がった複数の放熱フィンとを有している。このヒートシンクは、底壁部と周壁部の少なくとも一部とが絶縁樹脂中に埋め込まれた状態で配置されている。
【００１２】
上記のように、高さが低く、絶縁樹脂中に深く埋設された状態で配置される電子部品にヒートシンクを取り付けて、このヒートシンクの放熱フィンの少なくとも一部を外部に露呈させた状態にしておくと、樹脂中に深く埋設されている電子部品からの放熱を良好にすることができるため、ケースとして大形のものを用いることなく電子部品の冷却を効率よく行なわせることができ、電力用回路ユニットが大形になるのを防ぐことができる。
【００１３】
なおヒートシンクに熱的に結合する高さが低い電子部品が複数個ある場合には、該複数の高さが低い電子部品を一括して共通のヒートシンクに熱的に結合することができるようにするため、該高さが低い複数の電子部品を、回路基板上の特定の領域に、互いに隣り合うように配置しておくのが好ましい。
【００１４】
上記のように、発熱を生じる電子部品であって高さが低い電子部品が複数個ある場合に、該複数の高さが低い電子部品を回路基板の特定の領域にまとめて配置しておくようにすると、ヒートシンクを複数の電子部品に対して共通に用いることができるため、部品点数を削減して構造の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、回路基板に実装された高さが不揃いな複数の電子部品のうち、発熱を生じる電子部品であって、高さが低い電子部品に放熱フィンを有するヒートシンクを接触させて、該ヒートシンクを、その放熱フィンの少なくとも一部を外部に露呈させた状態で、樹脂中に埋設して配置したので、大形のケースを用いることなく、電子部品の冷却を良好にすることができ、ユニットの大形化を招くことなく、電流容量が大きい電力用回路ユニットを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係わる電力用回路ユニットの一実施形態を示す上面図、図２は図１のII−II線断面図である。
図１及び図２において、１は一端が開口した直方体状のケースで、底壁部１ａと側壁部１ｂないし１ｅとを有している。このケースは、金属からなっていても良く、絶縁樹脂からなっていてもよい。
【００１７】
２は、所定のパターンで印刷配線が形成された矩形状の回路基板で、この回路基板には、インバータや、整流回路などの電力を制御する回路を構成する電子部品３ないし６が実装されている。回路基板に実装される電子部品は、ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタなどの大電流が通電される半導体素子や、コンデンサなどである。
【００１８】
一般に回路基板に実装される電子部品は、回路基板２の板面から測った高さが不揃いであって、高さが高い電子部品と低い電子部品とを含む。図示の例では、電子部品３ないし６がいずれも通電により発熱を生じる半導体素子からなっていて、３及び６は高さが高い電子部品であり、４及び５は高さが低い電子部品である。図示の電子部品４及び５は、同種の電子部品であって、それぞれの外装の上端は平坦に形成され、回路基板２に取り付けた状態で、両電子部品４及び５の板面からの高さが等しくなっている。回路基板２には、更にコンデンサや抵抗器などの他の電子部品も実装されているがこれらの図示は省略されている。
【００１９】
本実施形態では、発熱を生じる素子であって、高さが低い電子部品４及び５が回路基板２の中央部寄りにまとめて配置され、これらの電子部品４及び５に、ヒートシンク７が接触させられている。高さが高い電子部品３及び６は回路基板２の長手方向の一端寄り及び他端寄りに配置されている。
【００２０】
図示のヒートシンク７は、アルミニウム等の熱伝導性が良好な金属の成形品からなっていて、底壁部７ａと、該底壁部の外周部から立ち上がった周壁部（側壁部）７ｂと、周壁部７ｂの内側で底壁部７ａから立ち上がった複数の放熱フィン７ｃとを一体に有している。図示の例では、電子部品４及び５の高さが等しいため、ヒートシンク７の底壁部７ａの外面７a1は平坦に形成され、この平坦な外面７a1が、熱伝導性が良好な接着剤により電子部品４及び５の外装の平坦な上面に接合されている。
【００２１】
電子部品３ないし６が実装された回路基板２は、電子部品４及び５に取り付けられたヒートシンク７とともにケース１内に挿入される。図示のヒートシンク７は、電子部品４，５に取り付けられてケース内に挿入された状態で、その上端がケース１の開口端とほぼ同一の高さの位置に配置される大きさに形成されている。ケース２内に樹脂を注型した際に、回路基板２の裏面側にも樹脂が回るようにするため、回路基板２はケース１の底面から浮かせた状態で配置されて、適宜の手段によりケース１に対して位置決めされている。また回路基板２の周辺部とケース１の内面との間に樹脂を流すための隙間が形成されるように、ケース１の寸法が設定されている。なおケース１として金属製のものを用いる場合には、回路基板２を適宜の手段によりケース１に対して絶縁した状態で、ケースに対して位置決めする。
【００２２】
ケース１内にエポキシ樹脂などの絶縁樹脂が注型されて樹脂モールド部８が形成されている。樹脂モールド部８は、回路基板２に実装された電子部品３ないし６のうち、回路基板の板面から測った高さが最も高い電子部品３，６を含むすべての電子部品を被覆するように設けられている。本実施形態では、電子部品３及び６が発熱を生じる部品であるため、これらの電子部品３，６の上端と樹脂モールド部８の上面との間の距離（電子部品３，６の上面を被覆する絶縁層の厚さ）は、電子部品３，６からの放熱に支障を来さないように十分に薄く設定されている。
【００２３】
ヒートシンク７は、その周壁部７ｂの大部分と底壁部７ａとが樹脂モールド部８中に埋設された状態で配置されている。ヒートシンク７は、その底壁部７ａの外周部から立ち上がった周壁部７ｂを有していて、この周壁部の内側に放熱フィン７ｃが配置されているため、放熱フィン７ｃは樹脂中に埋設されることなく外部に露呈されている。
【００２４】
ケース内の回路を外部に接続するため、回路基板２につながるリード線がグロメットを通して外部に導出されるか、またはケース１の側面に、外部の回路につながるリード線の端部に取り付けられた相手側コネクタを接続するためのコネクタが取り付けられるが、これらの図示は省略されている。
【００２５】
上記のように、回路基板２に実装された高さが不揃いな複数の電子部品３ないし６のうち、発熱を生じる電子部品であって、高さが低い電子部品４，５に放熱フィン７ｃを有するヒートシンク７を接触させて、放熱フィン７ｃを外部に露呈させた状態で、ヒートシンク７を樹脂中に埋設しておくと、樹脂モールド部中に深く埋設された背が低い電子部品からの放熱を良好に行なわせることができるため、放熱面積が大きい大形のケースを用いることなく、電子部品の冷却を良好にすることができ、ユニットの大形化を招くことなく、電流容量が大きい電力用回路ユニットを得ることができる。
【００２６】
上記の実施形態において、ケース１として金属製のものを用いる場合には、ケース１の外面に放熱フィンを設けることができる。このようにケース１の外面にも放熱フィンを設けておくと、電子部品からの放熱をいっそう効率よく行なわせることができる。
【００２７】
上記の実施形態では、ヒートシンク７の周壁部７ｂの横断面が矩形状を呈するように形成されているが、ヒートシンク７は、放熱フィンと、該放熱フィン側に樹脂が流れるのを阻止する周壁部とを有する形状であれば良く、ヒートシンク７の周壁部の断面形状は矩形状に限らない。例えば、ヒートシンク７の周壁部７ｂの横断面の形状を円形としてもよい。
【００２８】
また上記の実施形態では、複数の放熱フィン７ｃが互いに平行に配置された平板状のフィンからなっているが、図３に示すように、閉じた断面形状（図示の例では矩形状）を有する放熱フィン７ｃを同心的に配置するようにしても良い。
【００２９】
なお複数の放熱フィンを同心的に配置する場合、すべての放熱フィンを閉じた形状としてもよいが、図３に示したように、中央部に配置される放熱フィン７ｃは平板状に形成してもよい。
【００３０】
上記の実施形態では、放熱フィンの上端の位置をケースの開口端とほぼ同一の位置としたが、放熱フィンの上端の位置は図示の例には限定されない。
【００３１】
上記の実施形態では、樹脂モールド部８の外面をケースの開口端（上端）よりも僅かに下方に位置させているが、樹脂モールド部８の外面の位置は、最も高さが高い電子部品の高さにより決まる。樹脂モールド部８の外面とケースの開口端との位置関係は任意である。
【００３２】
上記の実施形態では、放熱を要する高さが低い電子部品４，５の高さが等しいため、ヒートシンク７の底壁部７ａの外面は平坦に形成されているが、ヒートシンク７に熱的に結合する電子部品４，５の高さに差がある場合には、高さが異なる電子部品４，５の双方の外装をヒートシンク７の底壁部の外面に面接触させ得るように、ヒートシンク７の底壁部７ａの外面に段差を形成しておくか、またはヒートシンク７の底壁部７ａの外面と、高さがより低い方の電子部品との間に熱伝導性が良好な材料からなるスぺーサを介在させて、該電子部品をヒートシンクに熱的に結合する。
【００３３】
上記の実施形態では、ヒートシンク７がケース１には直接接続されていないが、例えば図４に示したように、ヒートシンク７の少なくとも一部をケース７に接続するか、またはヒートシンクの一部をケースに接触させるようにしてもよい。図４に示した例では、ヒートシンク７の周壁部７ｂの相対する辺の外面をケース１の内面に接触させている。
【００３４】
上記の説明では、ケース１の開口端をケースの上端とし、ヒートシンクが取り付けられる電子部品の端部を電子部品の上端としたが、ユニットを使用する際のケースの向きは任意である。
【００３５】
上記のように、ヒートシンク７として、周壁部７ｂを有するものを用いて、周壁部７ｂの内側に放熱フィン７ｃを配置する構成にすると、ヒートシンク７の上端をケースの開口端付近に位置させても、放熱フィン７ｃを外部に露呈させることができるため、ヒートシンクがケースの外方に突出してユニットが大形化するのを防ぐことができるが、ヒートシンクがある程度ケース外に突出するのを許容し得る場合には、図５に示すように、周壁部を設けずに底壁部７ａから放熱フィン７ｃを突出させた形状のヒートシンク７を用いて、放熱フィン７ｃの一部を外部に露呈させるように、ヒートシンク７の一部を樹脂モールド部８内に埋設するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係わる電力用回路ユニットの一実施形態を示す上面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の構成を示した上面図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態の構成を示した上面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ケース
２  回路基板
３ないし６  発熱を生じる電子部品
７  ヒートシンク
７ａ  底壁部
７ｂ  周壁部
７ｃ  放熱フィン
【図１】
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【図２】
2007067067.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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