モジュールの取付け構造
【課題】本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、小型化、放熱性の向上、およびシールド効果を有し、取付け作業の効率を向上させることが可能なモジュールの取付け構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明によるモジュールの取付け構造は、開口部６を有し電子回路が形成される制御基板５と、制御基板５の一方主面側において開口部６の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュール１と、モジュール１の表面全体を覆うようにあるいは前記表面のうちの複数面上に形成された放熱基板３と、制御基板５の他方主面側において、開口部６を介してモジュール１表面の放熱基板３と接するように配置された放熱ブロック２とを備える。
【解決手段】本発明によるモジュールの取付け構造は、開口部６を有し電子回路が形成される制御基板５と、制御基板５の一方主面側において開口部６の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュール１と、モジュール１の表面全体を覆うようにあるいは前記表面のうちの複数面上に形成された放熱基板３と、制御基板５の他方主面側において、開口部６を介してモジュール１表面の放熱基板３と接するように配置された放熱ブロック２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュール、電子部品モジュール等のモジュールの取付け構造に関し、特に、制御基板への取付けに特徴を有するモジュールの取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モジュールの取付け構造は、モジュールと制御基板とを電気的に接続するためにモジュールから突出して設けられたリード端子を備えており、リード端子はモジュールと制御基板とが所定の空間を保持するように、制御基板に設けられたスルーホールに挿入して取り付けられていた。また、モジュールの制御基板とは反対の側には放熱板が接触して設けられており、モジュールにて生じた熱を放熱板によって放熱していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の従来のモジュールの取付け構造では、制御基板とモジュールとの間にある程度の空間を確保する必要があり、取付け構造全体の小型化が難しかった。また、制御基板に取付けられる他の部品は制御基板上に形成された配線パターンにはんだ付けされていたが、モジュールのみリード端子を制御基板のスルーホールに挿入してはんだ付けされており、モジュールと他の部品との制御基板への取付け方法が異なるため、取付け作業の効率が悪かった。また、放熱板がモジュールの片側面にのみ設けられているためモジュールの放熱性に限界があり、取付け構造の全体的な熱容量が制約となって、モジュール内に備えられた例えば半導体チップの電流耐量を上げることが困難であった。また、モジュール自体にシールド効果がないため、モジュールの周辺にノイズ等の原因となる部品が搭載されると当該部品から生じるノイズの影響を受けてモジュールが誤動作する可能性があった。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、小型化、放熱性の向上、およびシールド効果を有し、取付け作業の効率を向上させることが可能なモジュールの取付け構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明によるモジュールの取付け構造は、開口部を有し電子回路が形成される制御基板と、制御基板の一方主面側において開口部の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュールと、モジュールの表面全体を覆うように形成された放熱基板と、制御基板の他方主面側において、開口部を介してモジュール表面の放熱基板と接するように配置された第１の放熱ブロックとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、開口部を有し電子回路が形成される制御基板と、制御基板の一方主面側において開口部の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュールと、モジュールの表面全体を覆うように形成された放熱基板と、制御基板の他方主面側において、開口部を介してモジュール表面の放熱基板と接するように配置された第１の放熱ブロックとを備えるため、小型化、放熱性の向上、およびシールド効果を有し、取付け作業の効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態３によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図５】前提技術によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１０】
まず、本発明の前提となる技術（前提技術）について説明する。
【００１１】
〈前提技術〉
図５は、前提技術によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図５に示すように、モジュール１のリード端子４は、制御基板５のスルーホールに挿入して取付けられており、モジュール１と制御基板５との間には所定の空間容量が確保されている。また、モジュール１の制御基板５とは反対側には、放熱基板３および放熱ブロック２が備えられている。しかし、図５に示すようなモジュール１の取り付け構造では、上述のような問題（発明が解決しようとする課題参照）があった。本発明は、そのような問題を解決するためになされたものであり、以下に詳細を説明する。
【００１２】
〈実施形態１〉
図１は、本実施形態１によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態１によるモジュール１の取付け構造は、開口部６を有し電子回路が形成される制御基板５と、制御基板５の一方主面側において開口部６の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュール１と、モジュール１の制御基板５側の表面に形成された放熱基板３と、制御基板５の他方主面側において、開口部６を介してモジュール１の表面に形成された放熱基板３と接するように配置された放熱ブロック２（第１の放熱ブロック）とを備えている。また、モジュール１のリード端子４は、制御基板５のスルーホール（穴部）に挿入してはんだ付けにより取付けられている。
【００１３】
図１に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、モジュール１と制御基板５との空間容量をなくすことができるため、取付け構造全体を小型化することができる。また、放熱ブロック２と制御基板５とを一体型にすることができる。また、制御基板５に開口部６を設けることによって、リード端子４を制御基板５にはんだ付けする前に、モジュール１を予め制御基板５に固定することができ、リード端子４の取付け位置がずれる等の取付け精度の低下を防ぐことができる。
【００１４】
また、図２は、本実施形態１によるモジュール１の取付け構造の構成の他の例を示す図である。図２に示すモジュールの取付け構造は、モジュール１のリード端子４の先端を折り曲げて制御基板５上ではんだ付けにより取付けられていることを特徴としている。その他の構成は、図１に示すモジュールの取付け構造と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００１５】
図２に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、従来はモジュールのリード端子のみ制御基板のスルーホールに挿入してはんだ付けを行っていたが（例えば、図５参照）、他の部品と同様に制御基板５上に形成された配線パターンにはんだ付けすることができる。すなわち、他の部品との制御基板５への取付け方法が同じ（共通）であるため、取付け作業の効率を向上させることができる。
【００１６】
〈実施形態２〉
図３は、本発明の実施形態２によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図３に示すように、本実施形態２によるモジュール１の取付け構造は、放熱基板３がモジュール１の表面全体を覆うように形成されていることを特徴としている。その他の構成は、実施形態１の図２に示す構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００１７】
図３に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、モジュール１にて生じた熱は、図１，２に示すような放熱ブロック２からだけでなく、モジュール１の表面全体から放熱することができる。また、モジュール１にシールド効果を持たせることができ、モジュール１の周辺にノイズ等の原因となる部品が配置されていても、モジュール１をノイズから保護することができる。
【００１８】
なお、本実施形態２において、放熱基板３は、モジュール１の表面全体を覆うように形成されているが、モジュール１の内部から外部へ引き出す配線や構成に従って、放熱ブロック２と接する面を含む４面に形成するロの字型、放熱ブロック２と接する面を含む３面に形成するコの字型、放熱ブロック２と接する面と当該面に対向する面とに形成する二の字型としてもよく、スリット構造としてもよい。また、シールド効果を持たせることができ、放熱基板３をグランドに接続することも可能である。
【００１９】
〈実施形態３〉
図４は、本発明の実施形態３によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図４に示すように、本実施形態３によるモジュールの取付け構造は、モジュール１の表面に形成された放熱基板３上であって、モジュール１を間に介して放熱ブロック２（第１の放熱ブロック）と対向する位置に配置された放熱ブロック８（第２の放熱ブロック）を備えることを特徴としている。また、モジュール１は半導体モジュールであって、当該モジュール１のリード端子４は、モジュール１内に設けられた半導体チップ７の上面および下面の電極に直接接続されることを特徴としている。その他の構成は、実施形態２の図３に示す構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００２０】
図４に示すように、モジュール１の内部には動作時に熱を生じる半導体チップ７が設けられている。半導体チップ７にて生じた熱は、当該半導体チップ７の上面および下面に直接接続されたリード端子４を介して放熱基板３に伝導して放熱されるとともに、放熱基板３に接するように配置された放熱ブロック２および放熱ブロック８からも放熱される。
【００２１】
図４に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、半導体チップ７にて生じた熱を半導体チップ７の上面および下面に直接接続されたリード端子４を介して放熱基板３から放熱させ、さらに、放熱基板３を介して放熱ブロック２および放熱ブロック８から放熱させるため、モジュール１全体の放熱性を向上させることができ、半導体チップ７の電流耐量を上げることができる。
【００２２】
なお、本実施形態３では、半導体チップ７の上面および下面にリード端子４を直接接続しているが、例えば半導体チップ７の下面にのみリード端子４が直接接続されている場合は、半導体チップ７の上面側を覆う樹脂等による熱伝導により放熱を行うものとする。また、放熱ブロック２および放熱ブロック８は固定ネジで制御基板５に固定し、固定された放熱ブロック２および放熱ブロック８によりシールド効果を持たせることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ モジュール、２ 放熱ブロック、３ 放熱基板、４ リード端子、５ 制御基板、６ 開口部、７ 半導体チップ、８ 放熱ブロック。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュール、電子部品モジュール等のモジュールの取付け構造に関し、特に、制御基板への取付けに特徴を有するモジュールの取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モジュールの取付け構造は、モジュールと制御基板とを電気的に接続するためにモジュールから突出して設けられたリード端子を備えており、リード端子はモジュールと制御基板とが所定の空間を保持するように、制御基板に設けられたスルーホールに挿入して取り付けられていた。また、モジュールの制御基板とは反対の側には放熱板が接触して設けられており、モジュールにて生じた熱を放熱板によって放熱していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の従来のモジュールの取付け構造では、制御基板とモジュールとの間にある程度の空間を確保する必要があり、取付け構造全体の小型化が難しかった。また、制御基板に取付けられる他の部品は制御基板上に形成された配線パターンにはんだ付けされていたが、モジュールのみリード端子を制御基板のスルーホールに挿入してはんだ付けされており、モジュールと他の部品との制御基板への取付け方法が異なるため、取付け作業の効率が悪かった。また、放熱板がモジュールの片側面にのみ設けられているためモジュールの放熱性に限界があり、取付け構造の全体的な熱容量が制約となって、モジュール内に備えられた例えば半導体チップの電流耐量を上げることが困難であった。また、モジュール自体にシールド効果がないため、モジュールの周辺にノイズ等の原因となる部品が搭載されると当該部品から生じるノイズの影響を受けてモジュールが誤動作する可能性があった。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、小型化、放熱性の向上、およびシールド効果を有し、取付け作業の効率を向上させることが可能なモジュールの取付け構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明によるモジュールの取付け構造は、開口部を有し電子回路が形成される制御基板と、制御基板の一方主面側において開口部の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュールと、モジュールの表面全体を覆うように形成された放熱基板と、制御基板の他方主面側において、開口部を介してモジュール表面の放熱基板と接するように配置された第１の放熱ブロックとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、開口部を有し電子回路が形成される制御基板と、制御基板の一方主面側において開口部の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュールと、モジュールの表面全体を覆うように形成された放熱基板と、制御基板の他方主面側において、開口部を介してモジュール表面の放熱基板と接するように配置された第１の放熱ブロックとを備えるため、小型化、放熱性の向上、およびシールド効果を有し、取付け作業の効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態３によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【図５】前提技術によるモジュールの取付け構造の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１０】
まず、本発明の前提となる技術（前提技術）について説明する。
【００１１】
〈前提技術〉
図５は、前提技術によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図５に示すように、モジュール１のリード端子４は、制御基板５のスルーホールに挿入して取付けられており、モジュール１と制御基板５との間には所定の空間容量が確保されている。また、モジュール１の制御基板５とは反対側には、放熱基板３および放熱ブロック２が備えられている。しかし、図５に示すようなモジュール１の取り付け構造では、上述のような問題（発明が解決しようとする課題参照）があった。本発明は、そのような問題を解決するためになされたものであり、以下に詳細を説明する。
【００１２】
〈実施形態１〉
図１は、本実施形態１によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態１によるモジュール１の取付け構造は、開口部６を有し電子回路が形成される制御基板５と、制御基板５の一方主面側において開口部６の位置に配置され、電子回路の一部を構成するモジュール１と、モジュール１の制御基板５側の表面に形成された放熱基板３と、制御基板５の他方主面側において、開口部６を介してモジュール１の表面に形成された放熱基板３と接するように配置された放熱ブロック２（第１の放熱ブロック）とを備えている。また、モジュール１のリード端子４は、制御基板５のスルーホール（穴部）に挿入してはんだ付けにより取付けられている。
【００１３】
図１に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、モジュール１と制御基板５との空間容量をなくすことができるため、取付け構造全体を小型化することができる。また、放熱ブロック２と制御基板５とを一体型にすることができる。また、制御基板５に開口部６を設けることによって、リード端子４を制御基板５にはんだ付けする前に、モジュール１を予め制御基板５に固定することができ、リード端子４の取付け位置がずれる等の取付け精度の低下を防ぐことができる。
【００１４】
また、図２は、本実施形態１によるモジュール１の取付け構造の構成の他の例を示す図である。図２に示すモジュールの取付け構造は、モジュール１のリード端子４の先端を折り曲げて制御基板５上ではんだ付けにより取付けられていることを特徴としている。その他の構成は、図１に示すモジュールの取付け構造と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００１５】
図２に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、従来はモジュールのリード端子のみ制御基板のスルーホールに挿入してはんだ付けを行っていたが（例えば、図５参照）、他の部品と同様に制御基板５上に形成された配線パターンにはんだ付けすることができる。すなわち、他の部品との制御基板５への取付け方法が同じ（共通）であるため、取付け作業の効率を向上させることができる。
【００１６】
〈実施形態２〉
図３は、本発明の実施形態２によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図３に示すように、本実施形態２によるモジュール１の取付け構造は、放熱基板３がモジュール１の表面全体を覆うように形成されていることを特徴としている。その他の構成は、実施形態１の図２に示す構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００１７】
図３に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、モジュール１にて生じた熱は、図１，２に示すような放熱ブロック２からだけでなく、モジュール１の表面全体から放熱することができる。また、モジュール１にシールド効果を持たせることができ、モジュール１の周辺にノイズ等の原因となる部品が配置されていても、モジュール１をノイズから保護することができる。
【００１８】
なお、本実施形態２において、放熱基板３は、モジュール１の表面全体を覆うように形成されているが、モジュール１の内部から外部へ引き出す配線や構成に従って、放熱ブロック２と接する面を含む４面に形成するロの字型、放熱ブロック２と接する面を含む３面に形成するコの字型、放熱ブロック２と接する面と当該面に対向する面とに形成する二の字型としてもよく、スリット構造としてもよい。また、シールド効果を持たせることができ、放熱基板３をグランドに接続することも可能である。
【００１９】
〈実施形態３〉
図４は、本発明の実施形態３によるモジュール１の取付け構造の構成の一例を示す図である。図４に示すように、本実施形態３によるモジュールの取付け構造は、モジュール１の表面に形成された放熱基板３上であって、モジュール１を間に介して放熱ブロック２（第１の放熱ブロック）と対向する位置に配置された放熱ブロック８（第２の放熱ブロック）を備えることを特徴としている。また、モジュール１は半導体モジュールであって、当該モジュール１のリード端子４は、モジュール１内に設けられた半導体チップ７の上面および下面の電極に直接接続されることを特徴としている。その他の構成は、実施形態２の図３に示す構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００２０】
図４に示すように、モジュール１の内部には動作時に熱を生じる半導体チップ７が設けられている。半導体チップ７にて生じた熱は、当該半導体チップ７の上面および下面に直接接続されたリード端子４を介して放熱基板３に伝導して放熱されるとともに、放熱基板３に接するように配置された放熱ブロック２および放熱ブロック８からも放熱される。
【００２１】
図４に示すようなモジュール１の取付け構造にすることによって、半導体チップ７にて生じた熱を半導体チップ７の上面および下面に直接接続されたリード端子４を介して放熱基板３から放熱させ、さらに、放熱基板３を介して放熱ブロック２および放熱ブロック８から放熱させるため、モジュール１全体の放熱性を向上させることができ、半導体チップ７の電流耐量を上げることができる。
【００２２】
なお、本実施形態３では、半導体チップ７の上面および下面にリード端子４を直接接続しているが、例えば半導体チップ７の下面にのみリード端子４が直接接続されている場合は、半導体チップ７の上面側を覆う樹脂等による熱伝導により放熱を行うものとする。また、放熱ブロック２および放熱ブロック８は固定ネジで制御基板５に固定し、固定された放熱ブロック２および放熱ブロック８によりシールド効果を持たせることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ モジュール、２ 放熱ブロック、３ 放熱基板、４ リード端子、５ 制御基板、６ 開口部、７ 半導体チップ、８ 放熱ブロック。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し電子回路が形成される制御基板と、
前記制御基板の一方主面側において前記開口部の位置に配置され、前記電子回路の一部を構成するモジュールと、
前記モジュールの表面全体を覆うようにあるいは前記表面のうちの複数面上に形成された放熱基板と、
前記制御基板の他方主面側において、前記開口部を介して前記モジュール表面の前記放熱基板と接するように配置された第１の放熱ブロックと、
を備える、モジュールの取付け構造。
【請求項２】
前記モジュール表面の前記放熱基板上であって、前記モジュールを間に介して前記第１の放熱ブロックと対向する位置に配置された第２の放熱ブロックをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のモジュールの取付け構造。
【請求項３】
前記モジュールのリード端子は、前記制御基板の穴部に挿入して取付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のモジュールの取付け構造。
【請求項４】
前記モジュールのリード端子は、当該リード端子の先端を折り曲げて前記制御基板の前記一方主面上に取付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のモジュールの取付け構造。
【請求項５】
前記モジュールのリード端子は、前記モジュール内に設けられた半導体チップの上面および下面に直接接続されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のモジュールの取付け構造。
【請求項１】
開口部を有し電子回路が形成される制御基板と、
前記制御基板の一方主面側において前記開口部の位置に配置され、前記電子回路の一部を構成するモジュールと、
前記モジュールの表面全体を覆うようにあるいは前記表面のうちの複数面上に形成された放熱基板と、
前記制御基板の他方主面側において、前記開口部を介して前記モジュール表面の前記放熱基板と接するように配置された第１の放熱ブロックと、
を備える、モジュールの取付け構造。
【請求項２】
前記モジュール表面の前記放熱基板上であって、前記モジュールを間に介して前記第１の放熱ブロックと対向する位置に配置された第２の放熱ブロックをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のモジュールの取付け構造。
【請求項３】
前記モジュールのリード端子は、前記制御基板の穴部に挿入して取付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のモジュールの取付け構造。
【請求項４】
前記モジュールのリード端子は、当該リード端子の先端を折り曲げて前記制御基板の前記一方主面上に取付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のモジュールの取付け構造。
【請求項５】
前記モジュールのリード端子は、前記モジュール内に設けられた半導体チップの上面および下面に直接接続されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のモジュールの取付け構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３８１１９（Ｐ２０１３−３８１１９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０７３６（Ｐ２０１１−１７０７３６）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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