JP2008147432A - Electronic circuit device, power converter and method for manufacturing the electronic circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パワー混成電子機器等の電子回路装置及び電子回路装置を用いる電力変換装置及び電子回路装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic circuit device such as a power hybrid electronic device, a power conversion device using the electronic circuit device, and a method for manufacturing the electronic circuit device.
従来のパワー混成電子機器等の電子回路装置を図8に示す。図8では、金属回路基板31が電子回路装置のケース38に固定され、電力制御素子34が金属回路基板31に形成した回路配線パターン33上に実装され、制御回路基板35が金属回路基板31と一定の空間を隔てて上側に配置され、電力制御素子34を制御する種々の制御素子36が制御回路基板35の回路配線パターン33上に実装されている。金属回路基板31と制御回路基板35がケース38と一体に形成した接続端子37により電気的に接続され、制御回路基板35に接続した信号端子40と接続端子37とがリード線24により回路基板25を介して外部回路素子18に電気的に接続している。また、電力制御素子34を実装した金属回路基板31がシリコン樹脂等の電気絶縁性を有する樹脂により充填され、同様に制御素子36を実装した制御回路基板35の表面側が該樹脂により充填されることにより、電力制御素子34や制御素子36の信頼性の向上、回路配線パターン33間の耐圧の向上、また、基板間の絶縁性の確保をすることができる。
FIG. 8 shows a conventional electronic circuit device such as a power hybrid electronic device. In FIG. 8, the
また従来、パワー混成電子機器等の電子回路装置は特許文献1に開示されている。特許文献1には、上面と下面とが開放されたケース内に金属回路基板及び制御回路基板が空間を隔てて重なるように配置され、外部回路装置への信号端子をケース外へ突出させ、電子回路装置全体を小型にする技術が開示されている。
近年、電子回路装置を用いた各種電子機器の用途の拡大に伴い電子回路装置も信頼性の向上、小型化を要求されているが、上述した従来技術では、種々の素子や回路基板がケース内に密封されていないので、耐湿性等の信頼性に不具合があり、また、電子回路装置と外部回路をリード線で電気的に接続しているので、小型化が困難であり、また生産性が低下しコストアップになっていた。さらに、シリコン樹脂等の電気絶縁性樹脂は熱変動による膨張力が大きく、その膨張力により接続端子や信号端子と回路基板との接続部が外れやすいという信頼性上に問題があった。また、信頼性を一層向上させるために、回路基板の表面だけでなく裏面も該樹脂を充填すると、重ねて配置したもう一方の回路基板との空間をさらに隔てなくてはならず、電子回路装置の小型化が一層困難になる。また、図8に示す従来技術では、電気絶縁性樹脂の熱による膨張力とともに装置にかかる振動により、接続端子37と制御回路基板35の接続部に負荷がかかり、その接続が外れやすいという信頼性上に問題があった。本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明は、小型で周囲環境に対する信頼性を向上させた低価格の電子回路装置と電子回路装置を用いた電力変換装置及び電子回路装置の製造方法を提供することを目的とする。
In recent years, with the expansion of applications of various electronic devices using electronic circuit devices, electronic circuit devices are also required to be improved in reliability and downsized. However, in the above-described conventional technology, various elements and circuit boards are included in the case. Since the electronic circuit device and the external circuit are electrically connected by lead wires, it is difficult to reduce the size and the productivity is low. The cost decreased and the cost increased. Furthermore, an electrically insulating resin such as silicon resin has a large expansion force due to thermal fluctuation, and there is a problem in reliability that the connection portion between the connection terminal and the signal terminal and the circuit board is easily disconnected due to the expansion force. Further, in order to further improve the reliability, if not only the front surface of the circuit board but also the back surface is filled with the resin, the space between the other circuit board placed in an overlapping manner must be further separated, and the electronic circuit device Downsizing becomes even more difficult. Further, in the prior art shown in FIG. 8, a load is applied to the connection portion of the
上記目的を達成するために本発明は、ケースと、前記ケースに固定されるとともに金属基材に放熱性絶縁層を介して回路配線パターンを形成した金属回路基板と、前記金属回路基板に固着され電力制御を行う電力制御半導体素子と、有機基材に制御回路配線パターンを形成した制御回路基板と、前記制御回路基板に固着され前記電力制御半導体素子を制御する制御素子と、前記制御回路基板と電気的に接続し外部回路装置に通電可能である第1接続端子と、前記ケースに一体に形成されるとともに前記金属回路基板と前記制御回路基板とを電気的に接続する第2接続端子と、外路回路装置の回路部品を固着可能である金属回路パターンを一体に形成し前記第1接続端子を固設するとともに前記金属回路基板と前記ケースとで前記制御回路基板を密封するカバーと、を備えることを特徴とする電子回路装置。 In order to achieve the above object, the present invention provides a case, a metal circuit board fixed to the case and having a circuit wiring pattern formed on a metal base material through a heat-dissipating insulating layer, and fixed to the metal circuit board. A power control semiconductor element for performing power control; a control circuit board having a control circuit wiring pattern formed on an organic base; a control element fixed to the control circuit board for controlling the power control semiconductor element; and the control circuit board; A first connection terminal electrically connected and capable of energizing an external circuit device; a second connection terminal formed integrally with the case and electrically connecting the metal circuit board and the control circuit board; A metal circuit pattern capable of fixing circuit components of an external circuit device is integrally formed, the first connection terminal is fixed, and the control circuit board is formed by the metal circuit board and the case. Electronic circuit device, characterized in that it comprises a cover to seal the.
この構成によると、制御回路基板はケースと金属回路基板とカバーとで密封された内部に収納され、カバーに設けた金属回路パターンと第1接続端子とを介して制御回路基板が外部回路装置に通電可能になる。 According to this configuration, the control circuit board is housed inside the case, the metal circuit board, and the cover, and the control circuit board is connected to the external circuit device via the metal circuit pattern provided on the cover and the first connection terminal. Energization is possible.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記電力制御半導体素子と前記制御素子とが一体に電気絶縁性を有する樹脂により充填されていることを特徴としている。この構成によれば、電力制御半導体素子を固着した金属回路基板と制御素子を固着した制御回路基板が周囲環境に対して遮断される。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the power control semiconductor element and the control element are integrally filled with a resin having electrical insulation. According to this configuration, the metal circuit board to which the power control semiconductor element is fixed and the control circuit board to which the control element is fixed are blocked from the surrounding environment.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記カバーに一体に形成される信号端子を有し、前記信号端子が前記第1接続端子に電気的に接続し外部回路装置に接続可能であることを特徴としている。この構成によれば、信号端子がカバーで絶縁されて制御回路基板と外部回路装置とを電気的に接続可能になる。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the electronic circuit device has a signal terminal formed integrally with the cover, and the signal terminal is electrically connected to the first connection terminal and can be connected to an external circuit device. It is characterized by being. According to this configuration, the signal terminal is insulated by the cover, and the control circuit board and the external circuit device can be electrically connected.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記ケースに一体に形成される信号端子を有し、前記信号端子が前記金属回路基板に電気的に接続し外部回路装置に接続可能であることを特徴としている。この構成によれば、信号端子がケースで絶縁されて金属回路基板と外部回路装置とを電気的に接続可能になる。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the electronic circuit device has a signal terminal formed integrally with the case, and the signal terminal is electrically connected to the metal circuit board and can be connected to an external circuit device. It is characterized by being. According to this configuration, the signal terminal is insulated by the case, and the metal circuit board and the external circuit device can be electrically connected.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記第1及び第2接続端子が前記制御回路基板を該表裏面において挟み込むことを特徴としている。この構成によれば、制御回路基板は、第1及び第2接続端子を介してカバーとケースに挟まれて保持され、また第1及び第2接続端子に電気的に接続される。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the first and second connection terminals sandwich the control circuit board between the front and back surfaces. According to this configuration, the control circuit board is held between the cover and the case via the first and second connection terminals, and is electrically connected to the first and second connection terminals.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記制御回路基板に固着される第1コネクターを有し、前記第1コネクターが前記第1接続端子に電気的に接続するとともに前記カバーに当接することを特徴としている。この構成によれば、第1コネクターと第1接続端子の接続部が外部に露出しない。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the electronic circuit device includes a first connector fixed to the control circuit board, and the first connector is electrically connected to the first connection terminal and is attached to the cover. It is characterized by contact. According to this configuration, the connection portion between the first connector and the first connection terminal is not exposed to the outside.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記制御回路基板に固着される第2コネクターを有し、前記第2コネクターが前記第2接続端子に電気的に接続するとともに前記ケースに当接することを特徴としている。この構成によれば、第2コネクターと第2接続端子の接続部が外部に露出せず、また制御回路基板に第1コネクターが固着されている場合、制御回路基板が第1及び第2コネクターを介してカバーとケースに挟まれて保持される。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the electronic circuit device includes a second connector fixed to the control circuit board, and the second connector is electrically connected to the second connection terminal and connected to the case. It is characterized by contact. According to this configuration, when the connection portion between the second connector and the second connection terminal is not exposed to the outside and the first connector is fixed to the control circuit board, the control circuit board connects the first and second connectors. And is held between the cover and the case.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記第1及び第2コネクターが前記制御回路基板の表裏面において同じ位置で固着されていることを特徴としている。この構成によれば、制御回路基板が第1及び第2コネクターを介して均一な力でカバーとケースに挟まれて保持される。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the first and second connectors are fixed at the same position on the front and back surfaces of the control circuit board. According to this configuration, the control circuit board is held between the cover and the case with a uniform force via the first and second connectors.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記信号端子がコネクターを有するケーブルであり、前記コネクターが外部回路装置に電気的に接続可能であることを特徴としている。この構成によれば、ケーブルの可動範囲内で電子回路装置が外部回路装置に接続可能である。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the signal terminal is a cable having a connector, and the connector can be electrically connected to an external circuit device. According to this configuration, the electronic circuit device can be connected to the external circuit device within the movable range of the cable.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置において、前記第2接続端子が前記制御回路基板を貫通して前記第1コネクターに電気的に接続することを特徴としている。この構成によれば、第2接続端子と第1コネクターの接続部が外部に露出せず、制御回路基板と外部回路装置との接続が容易である。 According to the present invention, in the electronic circuit device configured as described above, the second connection terminal penetrates the control circuit board and is electrically connected to the first connector. According to this configuration, the connection portion between the second connection terminal and the first connector is not exposed to the outside, and the connection between the control circuit board and the external circuit device is easy.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置を用いることを特徴とする電力変換装置である。該電力変換装置は種々の電子機器のインバータ装置に利用することができる。 Moreover, this invention is an electric power converter characterized by using the electronic circuit apparatus of said structure. The power conversion device can be used for inverter devices of various electronic devices.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置の製造方法であって、前記制御素子を固着した前記金属回路基板を固定するケースに、前記電力制御半導体素子を固着した前記制御回路基板を、前記金属回路基板に対して空間を隔てて重なるように前記ケース内に保持した後に、前記電気絶縁性を有する樹脂を前記制御素子と前記電力制御半導体素子とに一体に充填し、該充填した後に前記カバーを前記ケースに固定して前記制御回路基板を密封することを特徴としている。この構成によれば、制御素子と電力制御半導体素子が同じ工程で該樹脂により充填され、また金属回路基板と制御回路基板の間の空間が一体に該樹脂で詰まりいっぱいになる。 The present invention is also a method for manufacturing an electronic circuit device having the above-described configuration, wherein the control circuit board having the power control semiconductor element fixed thereto is fixed to a case for fixing the metal circuit board to which the control element is fixed. After being held in the case so as to overlap with the metal circuit board with a space, the resin having electrical insulation is filled in the control element and the power control semiconductor element integrally, and after the filling The control circuit board is sealed by fixing the cover to the case. According to this configuration, the control element and the power control semiconductor element are filled with the resin in the same process, and the space between the metal circuit board and the control circuit board is integrally filled with the resin.
また、本発明は、上記の構成の電子回路装置の製造方法であって、前記制御回路基板を前記金属回路基板に対して傾斜させて保持した後に、前記電気絶縁性を有する樹脂を前記制御素子と前記電力制御半導体素子とに一体に充填することを特徴としている。この構成によれば、該樹脂内に発生する気泡がその浮力により制御回路基板の傾斜した裏面に沿って上側に移動し、該樹脂の中で気泡が低減する。 The present invention is also a method for manufacturing an electronic circuit device having the above-described configuration, wherein the control circuit board is tilted and held with respect to the metal circuit board, and then the resin having the electrical insulating property is added to the control element. And the power control semiconductor element are integrally filled. According to this configuration, the bubbles generated in the resin move upward along the inclined back surface of the control circuit board by the buoyancy, and the bubbles are reduced in the resin.
本発明によると、外部回路装置の回路部品を固着可能である金属回路パターンを一体に形成し第1接続端子を固設したカバーと、金属回路基板とケースとで制御回路基板を密封するので、制御回路基板の湿度等の周囲環境に対する信頼性を向上させることができる。また、カバーに設けた金属回路パターンと第1接続端子とを介して制御回路基板が外部回路装置に通電可能であるので、電気的な接続箇所を少なくすることができ、生産性が上がり、電子回路装置を低価格にすることができる。 According to the present invention, the control circuit board is hermetically sealed with the cover in which the metal circuit pattern that can fix the circuit components of the external circuit device is integrally formed and the first connection terminal is fixed, and the metal circuit board and the case. The reliability of the control circuit board with respect to the surrounding environment such as humidity can be improved. In addition, since the control circuit board can be energized to the external circuit device through the metal circuit pattern provided on the cover and the first connection terminal, the number of electrical connection points can be reduced, the productivity is increased, and the electronic The circuit device can be made inexpensive.
また、本発明によると、電力制御半導体素子と制御素子を一体に電気絶縁性樹脂を充填しているので、各素子の信頼性が向上し、回路配線パターン間の耐圧が向上し、また基板間の電気絶縁性を向上させることができる。 In addition, according to the present invention, since the power control semiconductor element and the control element are integrally filled with the electrically insulating resin, the reliability of each element is improved, the withstand voltage between the circuit wiring patterns is improved, and between the substrates The electrical insulation can be improved.
また、本発明によると、カバーと一体に形成した信号端子を外部回路装置に接続可能にしているので、電気的な接続箇所を少なくすることができ、生産性が上がり、電子回路装置を低価格にすることができる。 In addition, according to the present invention, since the signal terminal formed integrally with the cover can be connected to the external circuit device, the number of electrical connection points can be reduced, the productivity is increased, and the electronic circuit device is inexpensive. Can be.
また、本発明によると、ケースと一体に形成した信号端子を外部回路装置に接続可能にしているので、電気的な接続箇所を少なくすることができ、生産性が上がり、電子回路装置を低価格にすることができる。 Further, according to the present invention, since the signal terminal formed integrally with the case can be connected to the external circuit device, the number of electrical connection points can be reduced, the productivity is increased, and the electronic circuit device is inexpensive. Can be.
また、本発明によると、第1及び第2接続端子が制御回路基板を挟み込んでいるので、制御回路基板を電子回路装置に確実に固定し、装置の振動に対して制御回路基板と各接続端子との電気的な接続を十分に確保することができる。さらに、制御回路基板に電気絶縁性樹脂を充填した場合、熱変動による該樹脂の膨張力が発生しても、制御回路基板と各接続端子との電気的な接続を十分に確保することができる。 Further, according to the present invention, since the first and second connection terminals sandwich the control circuit board, the control circuit board is securely fixed to the electronic circuit device, and the control circuit board and each connection terminal against vibration of the device. It is possible to secure a sufficient electrical connection. Furthermore, when the control circuit board is filled with an electrically insulating resin, even if an expansion force of the resin due to thermal fluctuations is generated, sufficient electrical connection between the control circuit board and each connection terminal can be ensured. .
また、本発明によると、制御回路基板に固着した各コネクターに各接続端子を電気的に接続させているので、制御回路基板に電気絶縁性樹脂を充填した場合、該樹脂がコネクターと接続端子の接続部分に入りこむことがなく、熱変動による該樹脂の膨張力が発生しても、制御回路基板と接続端子との電気的な接続を確保することができる。また、各コネクターがカバーまたはケースに当接するので、制御回路基板を電子回路装置に確実に固定し、装置の振動に対して制御回路基板と各接続端子との電気的な接続を十分に確保することができる。 Further, according to the present invention, since each connection terminal is electrically connected to each connector fixed to the control circuit board, when the control circuit board is filled with an electrically insulating resin, the resin is connected to the connector and the connection terminal. Even if the expansion force of the resin due to thermal fluctuation is generated without entering the connection portion, the electrical connection between the control circuit board and the connection terminal can be ensured. In addition, since each connector comes into contact with the cover or case, the control circuit board is securely fixed to the electronic circuit device, and electrical connection between the control circuit board and each connection terminal is sufficiently secured against vibration of the device. be able to.
また、本発明によると、第1及び第2コネクターが制御回路基板の表裏面において同じ位置で固着されているので、制御回路基板を電子回路装置に一層確実に固定し、装置の振動に対して電気的な接続を確保することができる。また、制御回路基板に電気絶縁性樹脂を充填した場合、熱変動による該樹脂の膨張力が発生しても、制御回路基板と接続端子との電気的な接続を確保することができる。 Further, according to the present invention, since the first and second connectors are fixed at the same position on the front and back surfaces of the control circuit board, the control circuit board is more securely fixed to the electronic circuit device, and the vibration of the device is prevented. Electrical connection can be ensured. In addition, when the control circuit board is filled with an electrically insulating resin, the electrical connection between the control circuit board and the connection terminal can be ensured even if an expansion force of the resin due to thermal fluctuation occurs.
また、本発明によると、信号端子がコネクターを有するケーブルであり、コネクターを外部回路装置に電気的に接続可能にしているので、電子回路装置の取り付け精度が低くても外部回路装置との接続作業が容易であり、電子回路装置を低価格にすることができる。 In addition, according to the present invention, the signal terminal is a cable having a connector, and the connector can be electrically connected to the external circuit device. Therefore, even if the mounting accuracy of the electronic circuit device is low, the connection work with the external circuit device is possible. The electronic circuit device can be made inexpensive.
また、本発明によると、第2接続端子が制御回路基板を貫通して第1コネクターに電気的に接続しているので、装置の振動や熱変動による電気絶縁性樹脂の膨張力が発生しても、各接続端子との電気的な接続を確保することができる。 Further, according to the present invention, since the second connection terminal penetrates the control circuit board and is electrically connected to the first connector, an expansion force of the electrically insulating resin is generated due to vibration of the device and thermal fluctuation. Also, electrical connection with each connection terminal can be ensured.
また、本発明によると、金属回路基板を固定するケースの中に制御回路基板を金属回路基板に対して空間を隔てて重なるように保持した後に、制御素子と電力制御半導体素子とに一体に電気絶縁性樹脂を充填しているので、各素子の信頼性が向上し、回路配線パターン間の耐圧が向上し、また基板間の電気絶縁性を向上させることができるとともに、金属回路基板と制御回路基板との間隔が短くなるために、電子回路装置を小型にすることができる。また、各素子への該樹脂の充填が一度で済むために生産工程が短縮され、電子回路装置を低価格にすることができる。 According to the present invention, the control circuit board is held in the case for fixing the metal circuit board so as to overlap the metal circuit board with a space therebetween, and then the control element and the power control semiconductor element are integrated with the electric power. Since the insulating resin is filled, the reliability of each element is improved, the withstand voltage between the circuit wiring patterns is improved, and the electrical insulation between the substrates can be improved, and the metal circuit board and the control circuit Since the distance from the substrate is shortened, the electronic circuit device can be reduced in size. Further, since the resin is filled into each element only once, the production process is shortened, and the electronic circuit device can be made inexpensive.
また、本発明によると、制御回路基板を金属回路基板に対して傾斜させて保持した後に、制御素子と電力制御半導体素子とに一体に電気絶縁性樹脂を充填しているので、該樹脂内に発生する気泡が制御回路基板の傾斜した裏面に沿って上側に移動し、気泡が低減するために、制御回路基板と接続端子との接合剥離を抑制することができる。 Further, according to the present invention, since the control circuit board and the power control semiconductor element are integrally filled with the electrically insulating resin after the control circuit board is tilted and held with respect to the metal circuit board, the resin is contained in the resin. Since the generated bubbles move upward along the inclined back surface of the control circuit board and the bubbles are reduced, it is possible to suppress bonding and peeling between the control circuit board and the connection terminal.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. The embodiment of the present invention shows the most preferable form of the invention, and the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
(第1実施形態)
電子回路装置であるパワー混成電子機器は、エアコン、冷蔵庫、自動車、太陽電池等のインバータ装置の電力変換装置に用いられる。図1は、第1実施形態の電子回路装置を示す断面図である。電子回路装置は、その外形が直方体形状であり、合成樹脂からなるケース5と、ケース5の図1の上側にネジまたは溶着で固定される合成樹脂のカバー16と、ケース5の下側にエポキシ樹脂やシリコン樹脂等の接着剤で固定される金属回路基板50とで、その内部を密閉している。その内部には制御回路基板60と電力制御半導体素子4と制御素子12等が実装される。
(First embodiment)
A power hybrid electronic device that is an electronic circuit device is used in a power conversion device of an inverter device such as an air conditioner, a refrigerator, an automobile, and a solar battery. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the electronic circuit device of the first embodiment. The electronic circuit device has a rectangular parallelepiped shape, a
金属回路基板50は、金属基材1の上に放熱性絶縁層2を介して回路配線パターン3が形成される。回路配線パターン3上にヒートスプレッダー15を介して実装固着される電力制御半導体素子4が、ケース5内にインサート成形(一体に形成)された第2接続端子6の一端部にワイヤー8を介して半田付けにより電気的に接続される。電力制御半導体素子4の金属回路基板50への固着実装とワイヤー8への接続実装の後、金属回路基板50上の電力制御半導体素子4にシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の電気絶縁性を有する樹脂9を充填する。第2接続端子6は、ケース5の少なくとも3箇所に配置され、その他端部6aがケース5から電子回路装置の内部に突出して先端が尖ったピン形状である。
In the
制御回路基板60は、金属回路基板50に対して空間を隔てて重なるように上側に配置され、ガラスエポキシ樹脂、コンポジット基材を用いた多層基板等の有機基材10の両面に制御回路配線パターン11が形成される。制御回路パターン11上に電力制御半導体素子4を制御する制御素子12が実装固着される。制御回路基板60に実装固着された制御素子12が電気絶縁性樹脂9により充填される。
The
また、制御回路基板60は、第2接続端子6の他端部6aが制御回路基板60のスルーホール部60aに嵌って位置決めされてケース5に保持され、また他端部6aがスルーホール部60aに半田付けされて電力制御半導体素子4と電気的に接続している。
In addition, the
カバー16は、制御回路基板60に対し空間を隔てて上側に配置され、複数の金属回路パターン17がインサート成形され、ひとつの金属回路パターン17には信号端子13と第1接続端子7とが実装固着され、また別の金属回路パターン17には外部回路装置のコンデンサーや抵抗等の形状の大きいディスクリート回路部品18と第1接続端子7とが実装固着される。第1接続端子7は、カバー16の少なくとも3箇所に配置され、その一端部が金属回路パターン17に固着され、その他端部7aが電子回路装置の内部に突出して先端が尖ったピン形状である。信号端子13は、カバー16から外部に突出し、外部回路装置と接続可能である。カバー16をケース5に嵌め込むと、第1接続端子7の他端部7aが制御回路基板60のスルーホール部60aに嵌り、制御回路基板60が第1接続端子7を介して信号端子13と電気的に接続される。さらにカバー16をケース5にネジや溶着等で固定すると、制御回路基板60の表裏面(図1の制御回路基板60の上面と下面)が第1接続端子7と第2接続端子6で挟み込まれて、制御回路基板60が電子回路装置の内部に保持される。なお、金属回路パターン17をカバー16の下面に沿うようにインサート成形すると、カバー16の外部側が厚くなり、カバー16が外部からの力に対して壊れにくくなる。
The
第1実施形態によると、外部回路装置に接続可能である信号端子13と第1接続端子7とを固着する金属回路パターン17を一体に形成したカバー16と、金属回路基板50とケース5とで制御回路基板60を密封することにより、制御回路基板60の湿度等の周囲環境に対する信頼性を向上させることができる。また、カバー16と一体に形成した信号端子13を外部回路装置に接続可能とすることにより、電気的な接続箇所を少なくすることができ、生産性が上がり、電子回路装置を低価格にすることができる。
According to the first embodiment, the
また、電力制御半導体素子4と制御素子12に一体に電気絶縁性樹脂9を充填することにより、各素子4、12の信頼性が向上し、回路配線パターン間の耐圧が向上し、また基板間の電気絶縁性を向上させることができる。
Further, by filling the power
また、制御回路基板60の表裏面を第1及び第2接続端子6、7で挟み込むことにより、制御回路基板60を電子回路装置に確実に固定し、装置の振動に対して制御回路基板60と各接続端子6、7との電気的な接続を確保することができる。さらに、制御回路基板60に電気絶縁性樹脂9を充填した場合、熱変動による該樹脂9の膨張力が発生しても、制御回路基板60と各接続端子6、7との電気的な接続を確保することができる。
Further, by sandwiching the front and back surfaces of the
(第2実施形態)
図2は、第2実施形態の電子回路装置を示す断面図である。第1実施形態と異なる信号端子19と第1コネクター20について説明し、以降、第1実施形態と同じ構成の説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the electronic circuit device of the second embodiment. The
信号端子19は、ケース5にインサート成形され、その一端部がワイヤー等を介して電力制御半導体素子4に電気的に接続され、その他端部がカバー16の穴16aを通して外部に突出し、外部回路装置に接続可能である。カバー16をケース5に取り付ける際に、信号端子19がケース5とカバー16の位置決めになる。第1コネクター20は、第1接続端子7に対向して制御回路基板60に圧接により固着され、カバー16をケース5に取り付けると、第1コネクター20の上面部がカバー16に当接し、第1コネクター20の内部の接点ばねが第1接続端子7に電気的に接続する。
The
第2実施形態によると、ケース5と一体に形成した信号端子19を外部回路装置に接続可能にすることにより、電気的な接続箇所を少なくすることができ、生産性が上がり、電子回路装置を低価格にすることができる。
According to the second embodiment, by making the
また、制御回路基板60に固着した第1コネクター20に第1接続端子7を電気的に接続させることにより、制御回路基板60に電気絶縁性樹脂9を充填した場合、該樹脂9が第1コネクター20と第1接続端子7の接続部分に入りこむことがなく、熱変動による該樹脂9の膨張力が発生しても、制御回路基板60と第1接続端子7との電気的な接続を確保することができる。また、第1コネクター20がカバー16に当接することにより、第2接続端子6が制御回路基板60を保持することとあいまって、制御回路基板60を電子回路装置に確実に保持し、装置の振動に対して制御回路基板60と各接続端子6、7との電気的な接続を十分に確保することができる。
In addition, when the
(第3実施形態)
図3は、第3実施形態の電子回路装置を示す断面図である。第1及び第2実施形態と異なる第2コネクター21について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the electronic circuit device of the third embodiment. The
第2コネクター21は、第2接続端子6に対向して制御回路基板60の裏面部に圧接により固着され、制御回路基板60をケース5に載置すると、第2コネクター21の下面部がケース5に当接し、第2コネクター21の内部の接点ばねが第2接続端子6に電気的に接続する。
The
第3実施形態によると、第2コネクター21がケース5に当接することにより、第1コネクター20がカバー16に当接することとあいまって、制御回路基板60を電子回路装置に確実に保持し、装置の振動に対して制御回路基板60と各接続端子6、7との電気的な接続を十分に確保することができる。
According to the third embodiment, when the
(第4実施形態)
図4は、第4実施形態の電子回路装置を示す断面図である。上記実施形態と異なる第1及び第2コネクター20、21の配置、及び電気絶縁性樹脂9の充填方法について説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the electronic circuit device of the fourth embodiment. The arrangement of the first and
第1及び第2コネクター20、21が制御回路基板60の表裏面において同じ位置に固着される。制御回路基板60をケース5に載置すると、第2コネクター21の下面部がケース5に当接し、第2コネクター21の内部の接点ばねが第2接続端子6に電気的に接続する。カバー16をケース5に取り付けると、第1コネクター20の上面部がカバー16に当接し、第1コネクター20の内部の接点ばねが第1接続端子7に電気的に接続する。
The first and
電気絶縁性樹脂9の充填方法については、電力制御半導体素子4を固着した金属回路基板50をケース5に固定し、制御素子12を固着した制御回路基板60を金属回路基板50に対して空間を隔てて重なるように上側にケース5内に保持した後に、電気絶縁性樹脂9をケース5内に充填すると、電力制御半導体素子4と制御回路基板60の裏面部に固着した制御素子12が封止され、該樹脂9が金属回路基板50と制御回路基板60との空隙を満たし、さらに該樹脂9を充填すると、制御回路基板60上の制御素子12が金属回路基板50と一体に封止される。
With respect to the filling method of the electrically insulating
第4実施形態によると、第1及び第2コネクター20、21が制御回路基板60の表裏面において、同じ位置に設けられることにより、制御回路基板60を電子回路装置に一層確実に保持し、装置の振動に対して制御回路基板60と各接続端子6、7との電気的な接続を十分に確保することができる。
According to the fourth embodiment, the first and
また、金属回路基板50を固定したケース5の中に制御回路基板60を保持した後に、金属回路基板50と制御回路基板60との空隙を電気絶縁性樹脂9により一体に満たし、さらに制御素子12と制御回路基板60にも充填し、制御素子12と電力制御半導体素子4とを封止することにより、回路配線パターン間の耐圧が向上し、また基板間の電気絶縁性を向上させることができるとともに、基板50と制御回路基板60との間隔を小さくして電子回路装置を小型にすることができる。また、制御回路基板60と金属回路基板50の各素子への該樹脂9の充填が一度で済むために生産工程が短縮され、電子回路装置を低価格にすることができる。
Further, after holding the
(第5実施形態)
図5は、第5実施形態の電子回路装置を示す断面図である。第4実施形態と異なる電気絶縁性樹脂9の充填方法について説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an electronic circuit device of a fifth embodiment. A filling method of the electrically insulating
複数の第1コネクター20は制御回路基板60への固着位置によりその長さが異なり、図5の左側のコネクター20が長く、右側が短い。また複数の第2コネクター21の長さも異なり、図5の左側のコネクター21が短く、右側が長い。制御回路基板60をケース5に載置すると、制御回路基板60が傾斜した状態で第2コネクター21がケース5に当接し、第2コネクター21が第2接続端子6に電気的に接続される。電気絶縁性樹脂9がケース5内に充填すると、電力制御半導体素子4と制御回路基板60の裏面部に固着した制御素子12が封止され、該樹脂9が金属回路基板50と制御回路基板60との空隙を満たし、さらに該樹脂9を充填すると、制御回路基板60上の制御素子12が金属回路基板50と一体に封止される。
The lengths of the plurality of
第5実施形態によると、制御回路基板60を金属回路基板50に対して傾斜して保持した後に、電気絶縁性樹脂9を制御素子12と電力制御半導体素子4とに充填することにより、電気絶縁性樹脂9内に発生する気泡が制御回路基板60の傾斜した裏面に沿って上側に移動し、該樹脂9の中で気泡が低減するために、制御回路基板60と接続端子との接合剥離を抑制することができる。
According to the fifth embodiment, after the
(第6実施形態)
図6は、第6実施形態の電子回路装置を示す断面図である。上記実施形態と異なるコネクター付きケーブル22について説明する。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an electronic circuit device according to a sixth embodiment. The connector-attached
コネクター付きケーブル22は、その一端のコネクター22aが外部回路装置と接続可能であり、その他端のコネクター22bが第1コネクター20に対向する位置でカバー16に固定され、コネクター22bと第1コネクター20が電気的に接続され、可撓性のあるケーブルがカバー16に埋設されコネクター22a、22bを繋いでいる。
The connector-attached
第6実施形態によると、コネクター付きケーブル22のコネクター22aが外部回路装置に電気的に接続されることにより、電子回路装置の取り付け精度が低くても外部回路装置との接続作業が容易であり、電子回路装置を低価格にすることができる。
According to the sixth embodiment, the
(第7実施形態)
図7は、第7実施形態の電子回路装置を示す断面図である。上記実施形態と異なる第2接続端子6の接続について説明する。第1コネクター20が制御回路基板60に第2接続端子6に対向する位置に設けられる。第2接続端子6が制御回路基板6を貫通して第1コネクター20に電気的に接続されている。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an electronic circuit device according to a seventh embodiment. Connection of the
第7実施形態によると、第2接続端子6が制御回路基板60を貫通して第1コネクター20に電気的に接続することにより、装置の振動や熱変動による電気絶縁性樹脂9の膨張力が発生しても、各接続端子との電気的な接続を確保することができる。
According to the seventh embodiment, when the
尚、上記第1から第7実施形態では、ケース5と金属回路基板50とカバー16とで制御回路基板60を密封し、制御回路基板60を第1及び第2接続端子6、7または第1及び第2コネクター20、21により挟み込む構成を示したが、本発明はこれに限らず、制御回路基板60をケース5にネジ、接着により保持してもよい。この場合も上記同様、制御回路基板60が密封されているために、制御回路基板60の湿度等の周囲環境に対する信頼性を向上させることができる。
In the first to seventh embodiments, the
また、上記第2実施形態では、第1コネクター20と第2接続端子6が制御回路基板60を挟み込み、電子回路装置内に制御回路基板60を保持する構成を示したが、本発明はこの構成に限らず、第1接続端子7と第2コネクター21が制御回路基板60を挟み込んでもよい。この場合も上記同様、制御回路基板60を電子回路装置に確実に保持し、制御回路基板60と第1及び第2接続端子6、7との電気的な接続を確保することができる。
In the second embodiment, the
また、上記第4実施形態では、第1及び第2コネクター20、21が制御回路基板60の表裏面において同じ位置で固着する構成を示したが、本発明はこの構成に限らず、制御回路基板60の表裏面であるならのどの位置で固着してもよい。この場合も上記同様、制御回路基板60を電子回路装置に確実に固定し、電気的な接続を確保することができる。
Moreover, in the said 4th Embodiment, although the 1st and
1 金属基材
2 放熱性絶縁層
3 回路配線パターン
4 電力制御半導体素子
5 ケース
6 第2接続端子
7 第1接続端子
8 ワイヤー
9 電気絶縁性樹脂
10 有機基材
11 制御回路配線パターン
12 制御素子
13、19 信号端子
15 ヒートスプレッダー
16 カバー
17 金属回路パターン
18 回路部品
20 第1コネクター
21 第2コネクター
22 コネクター付きケーブル
50 金属回路基板
60 制御回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記ケースに固定されるとともに金属基材に放熱性絶縁層を介して回路配線パターンを形成した金属回路基板と、
前記金属回路基板に固着され電力制御を行う電力制御半導体素子と、
有機基材に制御回路配線パターンを形成した制御回路基板と、
前記制御回路基板に固着され前記電力制御半導体素子を制御する制御素子と、
前記制御回路基板と電気的に接続し外部回路装置に通電可能である第1接続端子と、
前記ケースに一体に形成されるとともに前記金属回路基板と前記制御回路基板とを電気的に接続する第2接続端子と、
外路回路装置の回路部品を固着可能である金属回路パターンを一体に形成し前記第1接続端子を固設するとともに前記金属回路基板と前記ケースとで前記制御回路基板を密封するカバーと、を備えることを特徴とする電子回路装置。 Case and
A metal circuit board fixed to the case and having a circuit wiring pattern formed on the metal base via a heat-dissipating insulating layer;
A power control semiconductor element that is fixed to the metal circuit board and performs power control;
A control circuit board having a control circuit wiring pattern formed on an organic substrate;
A control element that is fixed to the control circuit board and controls the power control semiconductor element;
A first connection terminal electrically connected to the control circuit board and capable of energizing an external circuit device;
A second connection terminal formed integrally with the case and electrically connecting the metal circuit board and the control circuit board;
A metal circuit pattern capable of fixing circuit components of an external circuit device is integrally formed, the first connection terminal is fixed, and a cover for sealing the control circuit board with the metal circuit board and the case is provided. An electronic circuit device comprising:
前記制御素子を固着した前記金属回路基板を固定するケースに、前記電力制御半導体素子を固着した前記制御回路基板を、前記金属回路基板に対して空間を隔てて重なるように前記ケース内に保持した後に、前記電気絶縁性を有する樹脂を前記制御素子と前記電力制御半導体素子とに一体に充填し、該充填した後に前記カバーを前記ケースに固定して前記制御回路基板を密封することを特徴とする電子回路機器の製造方法。 A method for manufacturing an electronic circuit device according to any one of claims 1 to 10,
The control circuit board to which the power control semiconductor element is fixed is held in the case so as to overlap the metal circuit board with a space in a case for fixing the metal circuit board to which the control element is fixed. Later, the control element and the power control semiconductor element are integrally filled with the resin having electrical insulation, and after the filling, the cover is fixed to the case and the control circuit board is sealed. Manufacturing method of electronic circuit equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006333080A JP2008147432A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Electronic circuit device, power converter and method for manufacturing the electronic circuit device |
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Publications (1)
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JP2013183137A (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Denso Corp | Circuit board and method for mounting circuit component on substrate |
JP2020077003A (en) * | 2015-05-26 | 2020-05-21 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
WO2021132174A1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | Power conversion device |
WO2023106864A1 (en) * | 2021-08-17 | 2023-06-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Power conversion device |
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2006
- 2006-12-11 JP JP2006333080A patent/JP2008147432A/en active Pending
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