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CN112816755A - 电子部件的固定结构和电流检测装置 - Google Patents

电子部件的固定结构和电流检测装置 Download PDF

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CN112816755A CN202011222145.8A CN202011222145A CN112816755A CN 112816755 A CN112816755 A CN 112816755A CN 202011222145 A CN202011222145 A CN 202011222145A CN 112816755 A CN112816755 A CN 112816755A
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Abstract

一种电子部件的固定结构和电流检测装置，目的在于确保装设于车辆的电流检测装置的小型高抗振性。本申请所公开的电子部件的固定结构包括：保持构件，所述保持构件由绝缘材料构成，并由收纳部、保护部和一对突出部形成，所述收纳部对电子部件的主体部进行收纳，所述保持部将电子部件的多个连接端子覆盖，一对所述突出部从保护部中的一对侧壁的中央部分朝上方突出；以及配线基板，所述配线基板将电子部件之间连接，保持构件的一对突出部与配线基板卡合，并且电子部件的多个连接端子钎焊连接于配线基板。

Description

电子部件的固定结构和电流检测装置
技术领域
本申请涉及一种用于车载用电力转换装置的电子部件的固定结构。
背景技术
在使用电动机作为动力源的车辆中，为了通过电池的电力来驱动电动机而装设有逆变器或转换器等电力转换装置。在上述电力转换装置的驱动电路中，采用车载用功率模块，由于通过其元件驱动而供给所需的电力，因此装设有检测对电动机的输出电流的电流传感器。
在装设于上述电力转换装置的电流传感器中，已知有一种电流传感器，其构成为通过在周向的一部分具有间隙的芯体将供电流流过的导体周围包围，并配置有对该间隙所产生的磁通的磁通密度进行检测的霍尔元件(磁检测元件)，对与上述霍尔元件中的磁通密度对应地流动的电流进行检测(例如，专利文献1)。
此外，在上述电流传感器中，由于需要将霍尔元件设置在设于使磁集中的芯体的间隙部，因此，不将霍尔元件安装于基板，而是采用了使用将霍尔元件树脂密封后的导线式封装件(日文：リードタイプのパッケージ)来将霍尔元件配置于芯体的间隙部的结构(例如，专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-109601号公报
专利文献2：日本专利特开2018-072295号公报
然而，现有技术存在以下技术问题。
迄今为止，电力转换装置仍在追求小型化、高抗振性。因此，在如现有结构那样将密封有霍尔元件的导线式封装件安装于基板的结构中，因确保导线露出部的绝缘距离而导致传感器部大型化、连接至配线基板的导线部的强度低，因此，抗振强度不够，有时会因所装设的车辆行驶时的振动而对检测精度产生影响，难以实现电力转换装置所追求的小型高抗振化。
发明内容
本申请为解决上述技术问题而作，提供一种应对了电力转换装置的小型高抗振化要求的电子部件的固定结构和电流检测装置。
本申请所公开的电子部件的固定结构，其是将由主体部和多个连接端子构成的电子部件固定的电子部件的固定结构，所述主体部由半导体元件树脂密封而成，多个所述连接端子与所述半导体元件连接并形成为从所述主体部突出，其特征是，所述电子部件的固定结构包括：保持构件，所述保持构件由绝缘材料构成，并由收纳部、保护部和一对突出部形成，所述收纳部对所述主体部进行收纳，所述保持部将多个所述连接端子覆盖，一对所述突出部从所述保护部中的一对侧壁的中央部分朝上方突出；以及配线基板，所述配线基板将电子部件之间连接，所述保持构件的一对突出部与所述配线基板卡合，并且所述半导体元件的多个连接端子钎焊连接于所述配线基板。
根据本申请所公开的电子部件的固定结构，能将树脂密封有半导体元件的电子部件以可靠、小型且具有高抗振性的方式固定于配线基板。
附图说明
图1是表示采用了实施方式1的电子部件的固定结构的电力转换装置的整体结构的展开立体图。
图2是表示图1中的电力转换装置的主要部分结构的立体图。
图3是表示图1中的电力转换装置的主要部分结构的立体图。
图4是表示图1中的电力转换装置的主要部分即电流检测装置的立体图。
图5是从相反一侧对图4中的电流检测装置进行观察的立体图。
图6是表示实施方式1的电流检测装置的详细结构的剖视图。
图7是表示实施方式1的电流检测部的详细结构的立体图。
图8是图7中的主视图。
图9是表示图7中的电流检测部的展开立体图。
图10是表示图5中的电流检测装置的截面的图。
图11是表示实施方式1的电流检测装置的主要部分结构的俯视图。
图12是表示实施方式2的电流检测装置的主要部分结构的主视图和侧剖视图。
(符号说明)
100：电力转换装置；
1a：上壳；
1b：下壳；
2：功率模块；
3：配线基板；
4：电流检测装置；
5：冷却器；
6：导体；
7：芯体；
8：电流检测部；
10：霍尔IC(电子部件)；
10a：主体部；
10b：连接端子；
11：保持构件；
11a：收纳部；
11b：保护部；
11c：突起；
11d：平面部；
11e：突出部。
具体实施方式
实施方式1
以下，使用附图，对本申请的实施方式进行说明。另外，在各图中，对相同或相当的部分标注相同的符号进行说明。
图1是表示采用了实施方式1的电子部件的固定结构的电力转换装置的整体结构的展开立体图，图2和图3是表示图1中的电力转换装置的主要部分的立体图。在图中，电力转换装置100构成为包括：上壳1a和下壳1b，上述上壳1a和下壳1b对整体进行收纳；功率模块2，上述功率模块2产生用于驱动电动机的输出；配线基板3，上述配线基板3将上述功率模块2与其他电子部件之间连接，并形成功率模块2的控制电路；电流检测装置4，上述电流检测装置4对功率模块2的输出电流进行检测；以及冷却器5，上述冷却器5供功率模块2安装，并将功率模块2产生的热量散发。
此外，图4和图5是表示从前后对图1中的电流检测装置4进行观察的概要的立体图。在图中，电流检测装置4由汇流条等导体6、芯体7和电流检测部8形成，上述导体6将旋转电机与逆变器(电力转换装置)电连接，上述逆变器(电力转换装置)将驱动电流供给至旋转电机并对旋转电机的旋转进行控制，上述芯体7配置成靠近上述导体6并将导体6包围，上述电流检测部8配置在设于上述芯体7一部分的槽部7a，并对与导体6中流动的电流相应的、在槽部7a中流动的磁通进行检测，将该磁通转换成电流。此外，电流检测部8中的电子部件的连接端子通过钎焊而与配线基板3连接。另外，如图6所示，导体6和芯体7由树脂9一体成型而被固定，配线基板3安装于上述树脂9的上表面部。
在此，如图7和图8所示，电流检测部8由作为磁检测用的电子部件的霍尔IC 10和对霍尔IC 10进行保持的保持构件11构成。
此外，如图9所示，霍尔IC 10具有：主体部10a，上述主体部10a通过绝缘树脂将半导体元件密封，并形成为平板状；以及多个连接端子10b，多个上述连接端子10b与半导体元件连接，并形成为从主体部10a突出。
另一方面，保持构件11由绝缘材料构成，并由收纳部11a和保护部11b构成，上述收纳部11a的前表面和上方开口，并形成有对霍尔IC 10的主体部10a进行收容的槽，上述保护部11b从收纳部11a的上端朝左右敞开，且朝上方延伸，并从三个方向将霍尔IC 10的连接端子10b覆盖。
另外，收纳部11a设置有突起11c，上述突起11c在槽内的上下位置处朝内侧突出，此外，在保护部11b中的各角落的上端形成有平面部11d，而且形成有一对突出部11e，一对上述突出部11e从保护部11b中的一对侧壁的中央部分朝上方突出。另外，一对突出部11e设置在将他们连接的线与霍尔IC 10的多个连接端子10b的排列方向正交的位置处。
在基于上述结构组装电流检测部8的情况下，首先，将霍尔IC 10的主体部10a插入保持构件11的收纳部11a。此时，通过预先将设置在收纳部11a内侧的突起11c部分的槽宽度形成为稍小于主体部10a的厚度，从而将主体部10a压入槽中，由此，能如图7、图8所示那样将两者机械地结合。此外，通过保持构件11的保护部11b从三个方向将霍尔IC 10的多个连接端子10b覆盖，能防止连接端子10b与其他构件碰撞而折损。
接着，使霍尔IC 10和保持构件11层叠于配线基板3，将霍尔IC 10的连接端子10b插入至设置于配线基板3的连接孔，并且将保持构件11的突出部11e压入嵌合孔，使配线基板3与保持构件11的平面部重合。然后，将霍尔IC 10的连接端子10b钎焊于配线基板3。
这样，通过使保持构件11的突出部11e和平面部11d与配线基板3卡合，并且将霍尔IC10的连接端子10b钎焊于配线基板3，从而能如图10所示将保持构件11和霍尔IC 10可靠地固定于配线基板3。
接着，确保芯体7和导体6的位置关系并如图6所示通过树脂9成型而成为一体，在将霍尔IC 10的主体部10a插入芯体7的槽部7a之后，将配线基板3安装于树脂9的上表面，最后，通过固定于壳体1a、1b，从而制造出电力转换装置100。
如以上那样，通过将保持构件11的一对突出部11e设置在与霍尔IC 10的多个连接端子10b的排列方向正交的位置，使一对突出部11e与配线基板3嵌合，并且将多个连接端子10b钎焊固定于配线基板3，从而即使对于实际装设的车辆行驶时受到的振动，也能可靠地对霍尔IC 10进行保持，其结果是，能降低与芯体7的相对位移，并且能降低霍尔IC 10的连接端子10b所产生的应力，能实现电流检测精度的提高和抗振强度的提高。
另外，通过将与配线基板3抵接的平面部11d设置于保持构件11中的一对突出部11e附近，从而使突出部11e进行装配时的装配余量的管理变得容易，不仅提高了生产率，还针对振动增加了抑制配线基板3与保持构件11的相对位移的保持部位，因此，还能有助于抗振性的提高。
此外，尽管在霍尔IC 10的制造过程中会因系杆切割(日文：タイバーカット)而在霍尔IC 10的下端部产生系杆切割痕迹，但如图6所示通过利用由绝缘树脂构成的保持构件11来将霍尔IC 10的下端侧覆盖，能确保与供大电力流过的导体6的绝缘性，能使霍尔IC 10与导体6的距离靠近，并且能使电流检测部8小型化。
除此之外，通过使连接了供电流流过的导体6的功率模块2的连接端子和霍尔IC10的连接端子朝相同方向延伸，从而能将两者与相同的配线基板3连接，能实现将功率模块的连接端子与霍尔IC 10的连接端子10b钎焊接合于配线基板3的制造工序的合理化。因而，能构成廉价的电流检测装置4，作为电流检测装置4。
此外，如图11所示，通过使保持构件11的一对突出部11e与霍尔IC 10的多个连接端子10b之间的距离X取值为大于霍尔IC 10的多个连接端子10b之间的距离Y，从而能防止钎焊时的电连接部和机械连接部产生桥接、或是因钎焊的热量而使保持构件11的树脂部熔融的不良情况。
实施方式2
图12是表示实施方式2的电流检测装置的主要部分结构的主视图和侧剖视图。
在上述实施方式1中，保持构件11以将一对突出部11e压入配线基板3的方式构成，但在本实施方式2中，保持构件11通过对钢板进行嵌件成型以形成突出部11e，并将上述突出部11e钎焊于配线基板3，从而能将保持构件11更牢固地固定于配线基板3。
另外，在上述实施方式中,对将霍尔IC 10的多个连接端子10b配置成直线状的情况进行了说明，但沿与将一对突出部11e连接的假想线正交的方向将多个连接端子10b配置成交错状的霍尔IC 10，也能获得相同的效果。
此外，对将霍尔IC 10固定的情况进行了说明，但也能应用于将密封有半导体元件的导线式电子部件固定的情况。
另外，本公开虽记载有例示的实施方式，但实施方式所记载的各种各样的特征、形态以及功能并不局限于应用于特定的实施方式，能以单独或是各种各样的组合应用于实施方式。
因此，未被例示的无数的变形例被设想在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，包括使至少一个构成要素变形的情况、追加至少一个构成要素的情况或是省略至少一个构成要素的情况。

Claims (8)

1.一种电子部件(10)的固定结构，对由主体部(10a)和多个连接端子(10b)构成的电子部件(10)进行固定，所述主体部(10a)由半导体元件树脂密封而成，多个所述连接端子(10b)与所述半导体元件连接并形成为从所述主体部(10a)突出，其特征在于，
所述电子部件的固定结构包括：
保持构件(11)，所述保持构件由绝缘材料构成，并由收纳部(11a)、保护部(11b)和一对突出部(11e)形成，所述收纳部(11a)对所述主体部(10a)进行收纳，所述保持部(11b)将多个所述连接端子(10b)覆盖，一对所述突出部(11e)从所述保护部(11b)中的一对侧壁的中央部分朝上方突出；以及
配线基板(3)，所述配线基板将电子部件(10)之间连接，
所述保持构件(11)的一对突出部(11e)与所述配线基板(3)卡合，并且所述电子部件(10)的多个连接端子(10b)钎焊连接于所述配线基板(3)。
2.如权利要求1所述的电子部件的固定结构，其特征在于，
所述保持构件(11)的收纳部(11a)在前表面和上方具有开口，并由槽和突起(11c)构成，所述槽对所述电子部件(10)的主体部(10a)进行收纳，所述突起突出在所述槽内。
3.如权利要求1或2所述的电子部件的固定结构，其特征在于，
所述保持构件(11)的保护部(11b)在角落部上端具有平面部(11d)，使所述配线基板(3)与所述平面部(11d)重合。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电子部件的固定结构，其特征在于，
将所述保持构件(11)的一对突出部(11e)设置在将一对所述突出部连接的线与所述电子部件(10)的多个连接端子(10b)的排列方向正交的位置处。
5.如权利要求4所述的电子部件的固定结构，其特征在于，
将所述保持构件(11)的一对突出部(11e)与所述电子部件(10)的多个连接端子(10b)的距离设为大于所述电子部件(10)的多个连接端子(10b)之间的距离。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电子部件的固定结构，其特征在于，
所述电子部件(10)是霍尔IC。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电子部件的固定结构，其特征在于，
所述保持构件(11)的一对突出部(11e)是将钢板嵌件成型于所述保持构件(11)而构成的。
8.一种电流检测装置，使用了权利要求6所述的电子部件的固定结构，其特征在于，包括：
功率模块(2)，所述功率模块(2)与所述配线基板(3)连接，并产生用于对旋转电机进行驱动的输出；
导体(6)，所述导体(6)将所述功率模块(2)的输出供给至所述旋转电机；以及
芯体(7)，所述芯体(7)靠近所述导体(6)设置，并在一部分处设置有槽部，
将收纳有所述霍尔IC的主体部(10a)的所述保持构件(11)的收纳部(11a)配置于所述芯体(7)的槽部。
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