具備散熱器的馬達(dá)驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種馬達(dá)驅(qū)動裝置，能夠穩(wěn)定地固定各構(gòu)成要素且能實現(xiàn)小型化。馬達(dá)驅(qū)動裝置具有：多個具有用于驅(qū)動馬達(dá)的電路的基板；分別安裝于基板的半導(dǎo)體元件；安裝于基板的至少一方的至少一個濾波電容器；以及具備與半導(dǎo)體元件鄰接配置的傳熱面的散熱器。濾波電容器收納于掃描空間內(nèi)的方式進(jìn)行配置，該掃描空間沿與正面方向相反的方向掃描接近基準(zhǔn)面且與基準(zhǔn)面大致平行地設(shè)置的第一印制電路板而形成，并且配置為從第一印制電路板隔開距離。
【專利說明】具備散熱器的馬達(dá)驅(qū)動裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備散熱器的馬達(dá)驅(qū)動裝置，該散熱器用于對安裝于基板的半導(dǎo)體元件進(jìn)行散熱。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地，在以一塊印制電路板進(jìn)行具備散熱器的馬達(dá)驅(qū)動裝置的電路設(shè)計的情況下，在將該印制電路板安裝于馬達(dá)驅(qū)動裝置的狀態(tài)下，在沿正面方向(與該印制電路板垂直的方向)觀察時的該馬達(dá)驅(qū)動裝置的面積大致與印制電路板的面積相等，因印制電路板的面積而使馬達(dá)驅(qū)動裝置(散熱器)大型化。因此，例如在日本特開2002-246779號公報中，記載有以使整體的占用體積變小為目的，安裝有相互正交的2塊電路基板的散熱設(shè)備。
[0003]另外，作為實現(xiàn)散熱器的小型化的其他例子，在日本特開2010-187504號公報中記載有如下變換器裝置:為了使安裝有電容器的電容器基板和安裝有半導(dǎo)體元件的印制電路板熱分離，在散熱器的不同平面上配置電容器基板和安裝有半導(dǎo)體元件的印制電路板。
[0004]在日本特開2002-246779號公報所記載的裝置中，由于電路基板的固定部位為I處或電路基板為懸臂構(gòu)造，因此存在電路基板的固定不穩(wěn)定的隱患。另外，由于各電路基板獨立，因此安裝正面的基板面積與所設(shè)計的回路對應(yīng)地變大，還存在其安裝正面的橫向?qū)挾茸兇蟮目赡苄浴?br> [0005]另外，在日本特開2010-187504號公報中，雖然將電容器基板設(shè)置于散熱器的側(cè)面，但是因濾波電容器需要某種程度的容量而具有一定的高度，即使將電容器基板配置于散熱器的側(cè)面，也不會有助于安裝正面的橫向?qū)挾鹊?大幅度的)小型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明鑒于上述課題，其目的在于提供一種能夠穩(wěn)定地固定各構(gòu)成要素并且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的馬達(dá)驅(qū)動裝置。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種馬達(dá)驅(qū)動裝置，其具有:用于驅(qū)動馬達(dá)的電路分割而形成的第一基板及第二基板；將上述第一基板及第二基板以相互交差的方式連接的連接部；分別安裝于上述第一基板及第二基板的半導(dǎo)體元件；具備與安裝于上述第一基板的半導(dǎo)體元件鄰接的第一產(chǎn)熱面的散熱器；以及配置于沿著與上述第一傳熱面垂直的方向掃描上述第一基板的掃描空間內(nèi)并且配置為從上述第一基板隔開距離的電容器。
[0008]在優(yōu)選的實施方式中，上述電容器是通過螺栓緊固于從上述第一基板延伸的第一導(dǎo)電性臂部件的螺紋緊固式電容。
[0009]在優(yōu)選的實施方式中，上述電容器安裝于電容器基板，該電容器基板安裝在從上述第一基板延伸的第二導(dǎo)電性臂部件。
[0010]在優(yōu)選的實施方式中，上述電容器安裝于將上述第二基板朝向與上述第一基板垂直的方向延長而形成的延長部分。
[0011]在優(yōu)選的實施方式中，上述散熱器的一部分具有朝向與上述第一傳熱面垂直的方向延伸而形成的突出部分，并且在上述突出部分安裝有半導(dǎo)體元件。
[0012]在優(yōu)選的實施方式中，在上述散熱器的面方向不同的至少兩個傳熱面上鄰接配置有半導(dǎo)體元件。在這種情況下，上述散熱器也可以具有相對于上述第一傳熱面以傾斜的角度相互平行地延伸的多個散熱片，或者散熱器也可以具有朝向分別相對于上述至少兩個傳熱面垂直的方向延伸的多個散熱片。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過附圖對以下優(yōu)選的實施方式進(jìn)行說明會使本發(fā)明的上述又或是其他的目的、特征以及優(yōu)點更加明確。
[0014]圖1a是表示本發(fā)明的第一實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0015]圖1b是從與圖1a不同的方向觀察第一實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的立體圖。
[0016]圖1c是從上方觀察第一實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明的第二實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的概要構(gòu)造的立體圖。
[0018]圖3是表示本發(fā)明的第三實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的概要構(gòu)造的立體圖。
[0019]圖4a是表示本發(fā)明的第四實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的概要構(gòu)造的立體圖。
[0020]圖4b是從與圖4a不同的方向觀察第四實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的立體圖。
[0021]圖4c是從上方觀察第四實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置的圖。
[0022]圖5是表示馬達(dá)驅(qū)動裝置的散熱器的構(gòu)成例的圖。
[0023]圖6是表示馬達(dá)驅(qū)動裝置的散熱器的其他構(gòu)成例的圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1a?圖1c是表示本發(fā)明的第一實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置10的基本構(gòu)造的圖。馬達(dá)驅(qū)動裝置10具有:具有用于驅(qū)動圖1a所示意性地圖示的馬達(dá)12的電路的多個(圖示例為兩個)基板14及基板16 ;分別安裝于基板14及基板16的半導(dǎo)體元件18及20 ;安裝于基板14及基板16的至少一方的至少一個(圖示例為3個)的濾波電容器22 ;以及具備與半導(dǎo)體元件18及20相鄰地配置的傳熱面的散熱器24。此外，本發(fā)明的“半導(dǎo)體元件”選擇包含晶體管、功率元件、二極管、集成電路(IC)以及電阻等，但不包含上述濾波電容器22等電容。
[0025]在第一實施方式中，基板14以及16是印制電路板，用于驅(qū)動馬達(dá)12所必需的電路被分割并通過銅箔的印刷等形成在各基板上。另外，基板14以及16并不相互平行，而是以相互交差(圖示例為正交)的方式通過連接部26互相連接。此外，連接部26只要固定兩個印制電路板的位置關(guān)系(圖示例為正交關(guān)系)且電連接兩個印制電路板，可以是任何部件，能夠使用已知的基板連接器、端子臺等。
[0026]在印制電路板14以及16與散熱器24之間分別配置至少一個半導(dǎo)體元件18以及20,圖不例中第一印制電路板14與散熱器24的第一傳熱面28之間配置有兩個第一半導(dǎo)體元件18，第二印制電路板16與散熱器24的第二傳熱面30之間配置有3個第二半導(dǎo)體元件20,第一傳熱面28和第二傳熱面30面方向不同，即并不相互平行(圖不例為正交)。各半導(dǎo)體元件與散熱器24的第一傳熱面28或第二傳熱面30抵接，由此馬達(dá)驅(qū)動時從各半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱向散熱器24進(jìn)行散熱。此外，在第一實施方式中，如圖1c所示各半導(dǎo)體元件通過螺旋夾等固定于散熱器24，其結(jié)果為印制電路板14以及16與散熱器24的位置關(guān)系被固定，但也可以通過螺旋夾等將印制電路板14以及16直接固定于散熱器24。
[0027]圖示例中散熱器24具有大致立方體形狀，具有在內(nèi)部具備散熱片(參照后述的圖5以及圖6)的散熱構(gòu)造。另外，印制電路板14以及16分別配置為與散熱器24的傳熱面28以及30大致平行。此外，在本發(fā)明中，將與半導(dǎo)體元件抵接的一個傳熱面(圖示例中為第一傳熱面28)稱為“基準(zhǔn)面”，將朝向基準(zhǔn)面28且與該基準(zhǔn)面垂直的方向(圖示為箭頭32)稱為“正面方向”。
[0028]如圖1c所示，濾波電容器22以收納于掃描空間(前方投影空間)34內(nèi)的方式進(jìn)行配置，該掃描空間34沿與正面方向相反的方向(與基準(zhǔn)面28垂直且與散熱器相反的一側(cè))掃描接近基準(zhǔn)面28并與基準(zhǔn)面28大致平行地設(shè)置的第一印制電路板14而形成，并且濾波電容器22并不直接安裝于第一印制電路板14，而是安裝于馬達(dá)驅(qū)動裝置的第一印制電路板14以外的部分，配置為從第一印制電路板14隔開距離。在第一實施方式中，濾波電容器22將與第一印制電路板14正交的第二印制電路板16安裝于向與正面方向相反的方向延長的延長部分36。
[0029]雖然期望作為整體而緊湊地形成馬達(dá)驅(qū)動裝置10，但從其設(shè)置位置等觀點來看，前提是對掃描空間34的空間限制較少。因此，即使在掃描空間34內(nèi)配置比較大型的濾波電容器22也沒問題。另外，本發(fā)明中通過使用至少兩塊印制電路板并接近散熱器24的傳熱面進(jìn)行配置，從而能夠減小各印制電路板的大小，同時能夠使散熱器24的基準(zhǔn)面28也隨之變小。再有，因為濾波電容器配置為從第一印制電路板14隔開距離，所以能夠在沿正面方向觀察時的濾波電容器22的后方投影空間內(nèi)配置半導(dǎo)體元件18，這也有助于裝置的小型化。另外，因為各印制電路板不僅通過半導(dǎo)體元件固定于散熱器而且通過連接部相互結(jié)合，所以各印制電路板被穩(wěn)定地固定。
[0030]圖2是表示本發(fā)明的第二實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置IOa的基本構(gòu)造的圖。第二實施方式與第一實施方式的不同點在于濾波電容器的安裝方式，因此對與第一實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略詳細(xì)的說明。
[0031]如圖2所示，濾波電容器22并不安裝于如圖1所示的基板，而是螺紋緊固式的電容。詳細(xì)來說，在第一印制電路板14安裝端子臺40，濾波電容器22a通過螺栓44被緊固于從端子臺40 (與正面方向相反的方向)延伸的導(dǎo)電性(例如金屬制)的第一臂部件42。根據(jù)這樣的構(gòu)造，濾波電容器22a能夠配置于與圖1c所示的掃面空間34同樣的掃描空間內(nèi)，并且從第一印制電路板14隔開距離進(jìn)行配置，所以也能夠在沿正面方向觀察時的濾波電容器22a的后方投影空間內(nèi)配置半導(dǎo)體元件18。此外，在該情況下，可以不在第二印制電路板16a上如第一實施方式的第二印制電路板16那樣設(shè)置延長部分36。
[0032]圖3是表示本發(fā)明的第三實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置IOb的基本構(gòu)造的圖。第三實施方式與第一實施方式的不同點在于濾波電容器的安裝方式，因此對與第一實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略詳細(xì)的說明。
[0033]如圖3所示，濾波電容器22b并不安裝于如圖1a?圖1c所示那樣的基板上，而是安裝于另行設(shè)置的電容器基板46。詳細(xì)來說，在從第一印制電路板14 (與正面方向相反的方向)延伸的導(dǎo)電性(例如金屬制)的第二臂部件48上安裝電容器基板46，并在電容器基板46上直接安裝(實裝)至少一個(圖示例中為8個)濾波電容器22b。通過這樣的構(gòu)造，也能夠在與圖1c所示的掃描空間34同樣的掃描空間內(nèi)配置濾波電容器22b，并因為濾波電容器22b配置為從第一印制電路板14隔開距離，所以也能夠在沿正面方向觀察時的濾波電容器22b的后方投影空間內(nèi)配置半導(dǎo)體元件18。此外，在該情況下，也可以不在第二印制電路板16b上如第一實施方式的第二印制電路板16那樣設(shè)置延長部分36。
[0034]此外，在圖1a?圖3的例子中，雖然將散熱器24的基準(zhǔn)面28和與之正交的第二面30用作傳熱面，但還能夠?qū)⒌诙?0的相反側(cè)的面31、散熱器的上表面33(參照圖1b)用作傳熱面。在該情況下，還設(shè)置有安裝有與面31、33相鄰接的半導(dǎo)體元件的印制電路板(未圖示)，這些印制電路板與第一或第二基板通過像連接部26那樣的機構(gòu)連接。
[0035]圖4a?圖4c是表示本發(fā)明的第四實施方式的馬達(dá)驅(qū)動裝置IOc的基本構(gòu)造的圖。第四實施方式與第一實施方式的不同點在于散熱器和第二印制電路板所涉及的構(gòu)造，因此對與第一實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略詳細(xì)的說明。
[0036]如圖4a所示，散熱器24c的一部分(圖示例中為側(cè)壁30c)具有形成為朝向與基準(zhǔn)面28大致垂直的方向(與正面方向相反的方向)突出的突出部分50c，并在突出部分50c與第二印制電路板16c之間配置半導(dǎo)體元件20。雖然在第二印制電路板16c上安裝濾波電容器22這一點與第一實施方式相同,但是在沿正面方向32觀察時第二印制電路板16c收納于散熱器24c的基準(zhǔn)面28的前方投影空間內(nèi)，所以能夠構(gòu)建在寬度方向(圖4c中左右方向)上比第一實施方式更緊湊的馬達(dá)驅(qū)動裝置。
[0037]在第四實施方式中，與第一實施方式相同，濾波電容器22以收納于掃描空間(前方投影空間)34c內(nèi)的方式進(jìn)行配置，該掃描空間34c沿與正面方向相反的方向(與基準(zhǔn)面28垂直且與散熱器相反的一側(cè))掃描與基準(zhǔn)面28大致平行地設(shè)置的第一印制電路板14c而形成，并且濾波電容器22并不直接安裝于第一印制電路板14c，而是配置為從第一印制電路板14c隔開距離。另外能夠在濾波電容器22的后方投影空間內(nèi)配置半導(dǎo)體元件18這一點也與第一實施方式相同。
[0038]圖5以及圖6是在如圖1a?圖3分別所示的第一?第三實施方式那樣將散熱器24的兩個面28以及30用作傳熱面的情況下，對形成于散熱器內(nèi)部的散熱片的優(yōu)選的形狀進(jìn)行說明的圖。此外，在圖5以及圖6中，省略濾波電容器的圖示。
[0039]首先，在圖5所示的例子中，就各個散熱器24的兩個傳熱面28以及30而言，設(shè)置有相對于傳熱面而垂直且沿與半導(dǎo)體元件相反的一側(cè)延伸的多個散熱片。具體來說，散熱器24具有:多個第一散熱片52,該第一散熱片52從第一傳熱面28的背面朝向與第一傳熱面28垂直且與設(shè)置有半導(dǎo)體元件18的一側(cè)相反的一側(cè)延伸；以及多個第二散熱片54，該第二散熱片54從第二傳熱面30的背面朝向與第二傳熱面30垂直且與設(shè)置有半導(dǎo)體元件20的一側(cè)相反的一側(cè)延伸。
[0040]在圖5的例子中，能夠有效地對各半導(dǎo)體元件進(jìn)行散熱。另外，即使在如上所述地使用面方向不同的3個以上的傳熱面的情況下，也能夠設(shè)置從各傳熱面垂直延伸的散熱片。
[0041]接下來，在圖6所示的例子中，設(shè)置有相對于散熱器24的兩個傳熱面28以及30雙方以傾斜的角度且沿與半導(dǎo)體元件相反的一側(cè)延伸的多個散熱片。具體來說，散熱器24具有:多個第一散熱片56,該第一散熱片56以從第一傳熱面28的背面相對于傳熱面28大于O度且小于90度的角度(優(yōu)選30度?60度，更優(yōu)選為40度?50度)朝向與設(shè)置有半導(dǎo)體兀件18的一側(cè)相反的一側(cè)延伸；以及多個第二散熱片58,該第二散熱片58以從第二傳熱面30的背面相對于傳熱面30大于O度且小于90度的角度(優(yōu)選60度?30度，更優(yōu)選為50度?40度)朝向與設(shè)置有半導(dǎo)體元件20的一側(cè)相反的一側(cè)延伸。再有，如圖6所示，第一散熱片56延伸的角度與第二散熱片58延伸的角度相同(即各散熱片相互平行)。
[0042]在圖6的例子中，因為散熱片全部以相同角度延伸，所以在得到一定程度的散熱效果之外，散熱器的結(jié)構(gòu)比圖5的例子更簡單，能夠以低成本制作散熱器。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，因為馬達(dá)驅(qū)動用電路被分割至多個基板，即使是一塊的話比較大的電路也能夠不使從正面觀察到的散熱器的基準(zhǔn)面的面積(長寬尺寸)增加地安裝散熱器。另夕卜，由于還能夠?qū)⒈容^大型的電子器件、即電容器收納于規(guī)定的空間內(nèi)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動裝置的小型化。再有，因為各基板能夠通過半導(dǎo)體元件以及連接部在兩個部位以上與散熱器的傳熱面平行地固定，所以比以往更穩(wěn)定地固定基板。
[0044]作為濾波電容器具體的安裝方式，可以是相對于從第一基板延伸的臂部件的螺旋夾、向安裝于臂部件的電容器基板的安裝、或者向?qū)⒌诙逖嘏c第一基板垂直的方向延長而形成的延長部分的安裝，任一個都不需要復(fù)雜的構(gòu)造。
[0045]在將半導(dǎo)體元件鄰接配置于散熱器的兩個傳熱面的情況下，通過在散熱器上設(shè)置相對于第一傳熱面以傾斜的角度相互平行地延伸的多個散熱片或分別相對于兩個傳熱面沿垂直方向延伸的多個散熱片，能夠有效地從各傳熱面進(jìn)行散熱。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于，具有: 用于驅(qū)動馬達(dá)(12)的電路分割而形成的第一基板(14、14(3)及第二基板(16、16&、1613、16c)； 將上述第一基板及第二基板以相互交差的方式連接的連接部(26); 分別安裝于上述第一基板及第二基板的半導(dǎo)體元件(18、20); 具備與安裝于上述第一基板的半導(dǎo)體元件鄰接的第一傳熱面(28)的散熱器(24、24c);以及 配置在沿著與上述第一傳熱面垂直的方向掃描上述第一基板的掃描空間(34、34c)內(nèi)、并且配置為從上述第一基板隔開距離的電容器(22、22a、22b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述電容器(22a)是通過螺栓(44)緊固于從上述第一基板延伸的第一導(dǎo)電性臂部件(42)的螺紋緊固式電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述電容器(22b)安裝于電容器基板(46),該電容器基板(46)安裝在從上述第一基板延伸的第二導(dǎo)電性臂部件(48)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述電容器(22)安裝于將上述第二基板朝向與上述第一基板垂直的方向延長而形成的延長部分(36)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述散熱器的一部分具有朝向與上述第一傳熱面垂直的方向延伸而形成的突出部分(50c)，并且在上述突出部分安裝有半導(dǎo)體元件(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 在上述散熱器的包括上述第一傳熱面的至少兩個傳熱面(28、30)上鄰接配置有半導(dǎo)體元件(18、20)，上述至少兩個傳熱面(28、30)的面方向不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述散熱器具有相對于上述第一傳熱面以傾斜的角度相互平行地延伸的多個散熱片(56、58)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬達(dá)驅(qū)動裝置，其特征在于， 上述散熱器具有朝向分別相對于上述至少兩個傳熱面垂直的方向延伸的多個散熱片(52、54)。
【文檔編號】H01L23/36GK103929926SQ201410008544
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】益田直樹, 稻葉樹一 申請人:發(fā)那科株式會社