(57)【要約】【課題】半導体素子の実装バラツキや周囲の温度変化があっても半導体素子の放熱が確保される信頼性の高い電子回路装置を提供する。【解決手段】プリント基板５を収納ケース１の反開口部側から支持する複数のゴムブッシュＡ１９を設けると伴に、収納ケース１の開口部を閉口するように取り付けられたアルミ板２１にてプリント基板５に実装された半導体素子３９を収納ケース反開口部側へ押してプリント基板でゴムブッシュＡ１９を圧縮したとき、その反作用で前記プリント基板５が前記アルミ板２１側へ変位する箇所にプリント基板５をアルミ板２１側から支持するゴムブッシュＢ２０を取り付けるようにしたもので、半導体素子３９の発熱を確実にアルミ板２１に伝えて、発熱を収納ケース１の外へ放熱することで電子回路装置の信頼性を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、前記プリント基板に実装された半導体素子と、前記プリント基板を収納し、少なくとも一方の面に開口部を備える収納ケースと、前記収納ケースの内部に配設され前記プリント基板を前記収納ケースの前記開口部の反対側から支持する複数のゴムブッシュＡと、前記収納ケースの開口部を塞ぐように取り付けられたアルミ板と、前記アルミ板によって前記ゴムブッシュＡを圧縮した場合、その反作用で前記プリント基板が前記アルミ板側へ変位する箇所に前記プリント基板を支持するゴムブッシュＢを備えたことを特徴とする電子回路装置。
【請求項２】
前記ゴムブッシュＡと前記ゴムブッシュＢとは、それぞれ前記プリント基板の逆側に備えられたことを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記アルミ板を前記収納ケースに取り付けることによって、前記アルミ板が前記半導体素子を前記収納ケースの前記開口部の反対側に押すことで、前記プリント基板が前記ゴムブッシュＡおよび前記ゴムブッシュＢを圧縮しながら、前記半導体素子とアルミ板が密着するように構成された請求項１または２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記半導体素子の端子から充分な絶縁距離を確保するとともに、前記半導体素子と前記アルミ板に挟まれるように、金属スペーサが前記半導体素子の放熱面に密着して取り付けられた請求項１から３のいずれか一項に記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記ゴムブッシュＢは空洞部を備えた筒状の形状とし、前記プリント基板には、基板取付け穴と、前記収納ケースの内部に開口部に向かって突出した突出部を備え、前記収納ケースの突出部を前記プリント基板の前記基板取り付け穴と前記ゴムブッシュＢに挿入することで、前記ゴムブッシュＢを前記プリント基板の所定の位置に配置するように形成した請求項１から４のいずれか一項に記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品を実装したプリント基板を収納ケースの中に収納する構成をもつ電子回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子回路装置において、半導体素子を実装したプリント基板は、収納ケース内に収納されるとともに、収納ケースの外郭を形成する金属板と半導体素子が面接触し、半導体素子の発熱を金属板に熱伝導させて放熱させる構成となっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の固定方法を説明する。
【０００４】
図７は特許文献１に記載された従来の電子回路装置を外部放熱体に取り付けた状態における概略構造を示した断面図である。
【０００５】
図７において、プリント基板１００は、モータ駆動用のＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）等である半導体素子１０２が端子１０２ａをはんだ付け等することによって実装されている。また、半導体素子１０２と接するように金属板１０５が配置されている。
【０００６】
収納ケース１０８は、プリント基板１００が螺子１１１によって固定されているとともに、金属板１０５が収納ケース１０８の開口部を覆うように配置されている。
【０００７】
金属板１０５の外側面と収納ケース１０８の取り付け面は同一平面を形成するようになっており、この同一平面が外部放熱体に接するように螺子１１４にて取り付けられている。
【０００８】
カバー１１７は、プリント基板１００を覆っている。
【０００９】
以上のように構成された電子回路装置について、以下その動作を説明する。
【００１０】
電子回路装置が動作すると半導体素子１０２が通電により発熱するが、その発熱は半導体素子１０２と密着している金属板１０５へと熱伝導する。
【００１１】
金属板１０５は外部放熱体に密着するように取り付けられているため、金属板１０５へ熱伝導した半導体素子１０２の発熱はさらに外部放熱体へ熱伝導することにより、半導体素子１０２の温度が必要以上に上昇することがないため、半導体素子１０２の熱破壊を防止し、電子回路装置は信頼性が保たれながら動作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１３４４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では半導体素子１０２がプリント基板１００に対して水平に実装されていない場合、半導体素子１０２と金属板１０５との間に隙間が発生し、半
導体素子１０２と金属板１０５の熱伝導が阻害され、その結果半導体素子１０２の温度が上昇し、半導体素子１０２の信頼性が低下するという課題を有していた。
【００１４】
また、周囲の温度が変化した場合においても、収納ケース１０８と半導体素子１０２の線膨張係数の違いにより、半導体素子１０２と金属板１０５との間に隙間が発生し、半導体素子１０２の温度が上昇し、半導体素子１０２の信頼性が低下するという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、半導体素子がプリント基板に対して水平に実装されていない場合や周囲の温度が変化した場合においても、半導体素子と金属板の密着を確実して安定した半導体素子の放熱を確保し、信頼性の高い電子回路装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記従来の課題を解決するために、本発明の電子回路装置は、プリント基板と、前記プリント基板に実装された半導体素子と、前記プリント基板を収納し、少なくとも一方の面に開口部を備える収納ケースと、前記収納ケースの内部に配設され前記プリント基板を前記収納ケースの前記開口部の反対側から支持する複数のゴムブッシュＡと、前記収納ケースの開口部を塞ぐように取り付けられたアルミ板と、前記アルミ板によって前記ゴムブッシュＡを圧縮した場合、その反作用で前記プリント基板が前記アルミ板側へ変位する箇所に前記プリント基板を支持するゴムブッシュＢを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
これによって、半導体素子がプリント基板に対して水平に実装されていない場合や、半導体素子がプリント基板の中央部から離れた場所に実装されている場合においても、半導体素子とアルミ板の密着を確保にできるという作用を有するとともに、ゴムブッシュＢがアルミ板側からプリント基板を保持して、振動等が加えられた場合においても安定したプリント基板の取り付けが成され、またアルミ板とプリント基板の充電部との絶縁距離も確保できるという作用がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電子回路装置は、半導体素子とアルミ板及び絶縁シートとの密着を確保でき、またアルミ板の絶縁も確保できるため、信頼性の高い電子回路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における電子回路装置の分解斜視図
【図２】同実施の形態１における半導体素子の斜視図
【図３】同半導体素子に金属スペーサを取り付けた状態の側面図
【図４】同実施の形態１におけるゴムブッシュの斜視図
【図５】図４におけるＡ−Ａ線での断面図
【図６】同実施の形態１における電子回路装置を圧縮機に取付けた状態の側面図
【図７】従来の電子回路装置の概略構造を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明は、プリント基板と、前記プリント基板に実装された半導体素子と、前記プリント基板を収納し、少なくとも一方の面に開口部を備える収納ケースと、前記収納ケースの内部に配設され前記プリント基板を前記収納ケースの前記開口部の反対側から支持する複数のゴムブッシュＡと、前記収納ケースの開口部を塞ぐように取り付けられたアルミ板と、前記アルミ板によって前記ゴムブッシュＡを圧縮した場合、その反作用で前記プリント基板が前記アルミ板側へ変位する箇所に前記プリント基板を支持するゴムブッシュＢ
を備えたものである。
【００２１】
これによって、半導体素子がプリント基板に対して水平に実装されていない場合や、半導体素子がプリント基板の中央部から離れた場所に実装されている場合においても、半導体素子とアルミ板の密着を確保にできるという作用を有するとともに、ゴムブッシュＢがアルミ板側からプリント基板を保持して、振動等が加えられた場合においても安定したプリント基板の取り付けが成され、またアルミ板とプリント基板の充電部との絶縁距離も確保できるという作用があり、信頼性の高い電子回路装置を提供することができる。
【００２２】
第２の発明は、前記ゴムブッシュＡと前記ゴムブッシュＢとは、それぞれ前記プリント基板の逆側に備えられたことを特徴とするものである。
【００２３】
これによって、プリント基板を両側から確実に支持することができ、半導体素子がプリント基板に対して水平に実装されていない場合や、半導体素子がプリント基板の中央部から離れた場所に実装されている場合においても、半導体素子とアルミ板の密着を確保にできるという作用を有するとともに、ゴムブッシュＢがアルミ板側からプリント基板を保持して、振動等が加えられた場合においても安定したプリント基板の取り付けが成され、またアルミ板とプリント基板の充電部との絶縁距離も確保できるという作用があり、信頼性の高い電子回路装置を提供することができる。
【００２４】
第３の発明は、前記アルミ板を前記収納ケースに取り付けることによって、前記アルミ板が前記半導体素子を前記収納ケースの前記開口部の反対側に押すことで、前記プリント基板が前記ゴムブッシュＡおよび前記ゴムブッシュＢを圧縮しながら、前記半導体素子とアルミ板が密着するように構成されたものである。
【００２５】
これによって、半導体素子とアルミ板の密着を確保にでき、半導体素子の発熱をアルミ板に伝達して、半導体素子の熱による破壊を防止して信頼性の高い電子回路装置を提供することができる。
【００２６】
第４の発明は、半導体素子の端子から充分な絶縁距離を確保すると伴に、半導体素子とアルミ板に挟まれるように、金属スペーサが前記半導体素子の放熱面に密着して取り付けられたものであるから、半導体素子とアルミ板の熱伝導を確保しつつ、金属スペーサの厚みの分だけアルミ板とプリント基板との距離を広くし、アルミ板とプリント基板の充電部との絶縁距離を広くすることができ、感電に対してより安全な子回路装置を提供することができる。
【００２７】
第５の発明は、ゴムブッシュＢは空洞部を備えた筒状の形状とし、プリント基板に基板取付け穴と収納ケースの内部に開口部に向かって突出した突出部を備え、前記収納ケースの突出部をプリント基板の基板取り付け穴と前記ゴムブッシュＢに同時に挿入することで、ゴムブッシュＢをプリント基板の所定の位置に配置するように形成したものであるから、ゴムブッシュＢのプリント基板への取り付けを容易にし、組み立て作業の良い安価な電子回路装置を提供することができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子回路装置の分解斜視図、図２は同実施の形態における半導体素子の斜視図、図３は同実施の形態における半導体素子に金属スペーサを取り付けた状態の側面図、図４は同実施の形態におけるゴムブッシュの斜視図、図５は
図４におけるＡ−Ａ線での断面図、図６は同実施の形態の電子回路装置を圧縮機に取付けた状態の側面図である。
【００３０】
図１から図５において、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂により射出成形された収納ケース１には、内部にプリント基板５が収納できるように、プリント基板５の大きさに対して若干大きい開口部９を有しており、本電子回路装置取付けの為の孔が設けられた複数の取付け脚１ｃおよび１ｄが設けられている。
【００３１】
プリント基板５は、ガラス布・ガラス不織布エポキシ樹脂からなり、コネクタ１３が実装されており、４箇所の角部には複数の基板取り付け穴５ａが設けられている。
【００３２】
収納ケース１にはコネクタ１３に対向する位置が開口し、コード引出部１７を形成している。
【００３３】
収納ケース１の内部３箇所には開口部に向かって突出した突出部１ｆが一体成型されて設けられており、この突出部１ｆには空洞部を備えた筒状のゴムブッシュＡ１９が突出部１ｆをゴムブッシュＡ１９の空洞部に嵌め込むようにそれぞれ取り付けられている。
【００３４】
突出部１ｆの高さはゴムブッシュＡ１９の高さよりも高く、先端がゴムブッシュＡ１９より突出するようになっており、この突出した部分がプリント基板５の基板取り付け穴５ａに嵌るようになっている。また、このゴムブッシュＡ１９はプリント基板５を収納ケース１に収納取付けた状態で、収納ケース１とプリント基板５によって挟み込まれ圧縮されている。
【００３５】
また、基板取り付け穴５ａの穴径は突出部１ｆが挿入された時に適度なクリアランスがあるように設計されている（たとえば突出部１ｆの径が３ｍｍであれば基板取り付け穴５ａの穴径は４ｍｍ）。
【００３６】
また、収納ケース１の内部には開口部に向かって突出した突出部１ｆが一体成型されて設けられており、この突出部１ｆはプリント基板５が収納ケース１に取り付けられた状態で、プリント基板５の基板取り付け穴５ａに嵌め込まれると伴に、空洞部を備えた筒状のゴムブッシュＢ２０の空洞部２０ａに嵌め込まれる。
【００３７】
収納ボックス１の開口部９の角部には４箇所に取付け穴１ｂが開けられているほか、プレス加工されたアルミ合金製のアルミ板２１の角部には孔２１ａが開けられており、アルミ板固定用ネジ２５にてアルミ板２１を収納ケース１に固定して、開口部９を閉口できるようになっている。
【００３８】
プリント基板５には圧縮機駆等動用のＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）等である半導体素子３９が実装されているが、半導体素子３９だけはコネクタ１３等の他の部品とは反対側のアルミ板２１と対向する実装面に実装されている。
【００３９】
また、この半導体素子３９には金属スペーサ４３が半導体素子３９の放熱面３９ａと密着するように取付けネジ４４にて取り付けられており、アルミ板２１により収納ボックス１の開口部９が閉口されたとき、アルミ板２１は金属スペーサ４３および半導体素子３９を収納ボックス１の反開口部側へ押し下げ、結果プリント基板５によってゴムブッシュＡ１９を圧縮状態にしている。
【００４０】
この時、アルミ板２１と金属スペーサ４３はゴムブッシュＡ１９の圧縮力により密着するようになっている。
【００４１】
ここで、ゴムブッシュＢ２０はプリント基板でゴムブッシュＡ１９を圧縮したとき、前記アルミ板２１とプリント基板５の距離が短くなる箇所にプリント基板５をアルミ板２１側から支持するように取付けられている。
【００４２】
尚。金属スペーサ４３の幅Ｗは半導体素子３９の端子３９ｂと端子３９ｃの間隔よりも小さく、端子３９ｂと端子３９ｃから充分な絶縁沿面距離が確保されている。
【００４３】
図６において、密閉型の圧縮機４７は、その外郭にブラケット５１が溶接等により取付けられている。
本実施例の電子回路装置は圧縮機４７を駆動するために用いられており、収納ケース１の取付け脚１ｃを取付けネジ５５によってブラケット５１に固定されることによって、電子回路装置が圧縮機４７に取り付けられている。
【００４４】
以上のように構成された圧縮機用電子回路装置について、以下その組み立て方法および動作を説明する。
【００４５】
電子回路装置の組み立ては、まず収納ケース１の突出部１ｆにゴムブッシュＡ１９を挿入する。次に、予め取付けネジ４４により金属スペーサ４３が取り付けられた半導体素子３９を実装したプリント基板５を、コネクタ１３が収納ボックス１のコード引出部１７に対向させて、外部と電気接続が可能となるように、収納ボックス１の開口部９から挿入される。この際収納ケース１の突出部１ｆおよび突出部１ｆがプリント基板５の基板取り付け穴５ａに嵌るようにプリント基板５を収納ケース１内に設置する。
【００４６】
次に、ゴムブッシュＢ２０をプリント基板５の上から突出部１ｆに取り付ける。
【００４７】
このように、ゴムブッシュＡ１９とゴムブッシュＢ２０とは、それぞれプリント基板５の逆側に配置され、逆側からプリント基板５を支持している。
【００４８】
次に、アルミ板２１を収納ケース１の開口部９にアルミ板固定用ネジ２５にて取り付けるが、このとき金属スペーサ４３の上面は収納ケース１の開口部９よりも少し（たとえば２ｍｍ程）垂直方向に飛び出た寸法となっているため、金属スペーサ４３はアルミ板２１にて押され、プリント基板５によりゴムブッシュＡ１９は圧縮された状態となる。
【００４９】
以上のようにして組み立てられた圧縮機用電子回路装置においては、通電され圧縮機等を駆動した際に半導体素子３９が発熱するが、その発熱は密着している金属スペーサ４３およびアルミ板２１へ熱伝達し、収納ケース１の外部へと放熱される。
【００５０】
以上のように本実施の形態においては、ゴムブッシュＡ１９が圧縮されて垂直方向の寸法バラツキを吸収するため、半導体素子３９がプリント基板５に対して水平に実装されていない場合においても金属スペーサ４３とアルミ板２１の密着が成され、半導体素子３９の発熱が収納ケース１の外部に放熱されるため半導体素子３９の熱破壊が防止される。
【００５１】
また、半導体素子３９がプリント基板５の中央部から離れた場所に実装されている場合においては、プリント基板５がゴムブッシュＡ１９によりアルミ板２１側へ押されることにより、その反作用でプリント基板５の対角線Ｂ−Ｂに対して半導体素子３９の実装部と反対側はアルミ板２１側に変位するが、ゴムブッシュＢ２０によりプリント基板５はアルミ板２１とは反対側に押されて保持されるため、振動等が加えられた場合においても安定したプリント基板５の取り付けが成され、またアルミ板と２１プリント基板５の充電部との絶縁距離も確保できるため、信頼性と安全性の高い電子回路装置を提供することができ
る。
【００５２】
また、金属スペーサ４３がアルミ板と２１と密着しているため、半導体素子３９の発熱を収納ケース１の外へ放熱しながら、金属スペーサ４３の厚みＨの分だけアルミ板と２１とプリント基板５の充電部との距離を広くし、アルミ板２１とプリント基板５の充電部との絶縁距離を広くすることができるため、感電に対してより安全な電子回路装置を提供することができる。
【００５３】
また、ゴムブッシュＢ２０の取り付けにおいては、ゴムブッシュＢ２０の空洞部２０ａに収納ケース１の突出部１ｆを嵌め込むだけであるとともに、突出部１ｆによってプリント基板５の取り付けにおける位置決めができるため、電子回路装置の組み立て作業性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる電子回路装置は、半導体素子の放熱を確実にすると伴に、振動に対する信頼性や感電に対する安全性を向上し、かつ組み立て作業性も向上することができるので、半導体を使用した他の装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  収納ケース
１ｆ  突出部
５  プリント基板
５ａ  基板取り付け穴
１９  ゴムブッシュＡ
２０  ゴムブッシュＢ
２０ａ  空洞部
２１  アルミ板
３９  半導体素子
４３  金属スペーサ
【図１】
2013258290.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013258290.tif 000005
【図４】
2013258290.tif 000006
【図５】
2013258290.tif 000007
【図６】
2013258290.tif 000008
【図７】
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