专利名称：电源模块及空调机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源模块及具备电源模块的空调机，特别涉及用来对安装有发热量较多的电路部件的电源模块提高散热效率的散热结构、以及采用变换器电路将商用交流电源转换为任意频率的交流时的变换器电路的模块化。
背景技术：
为了以任意频率控制机器的各部分，使用首先将商用交流电源整流为直流，再将其转换为控制为任意频率的交流的变换器电路。
变换器电路由整流器、平滑电容器、功率晶体管等的组合构成，随着这些电路部件的集成化的发展，将驱动电路和电源元件封装化的智能模块已经商品化。另外已经提出了用将商用交流电源整流为直流的转换器部构成驱动变换器所必须的电源部，并采用能很好地抑制高次谐波、效率高的电源转换等方式。
由于将商用交流电源转换为直流的转换器部和将直流转换为指定频率的交流的变换器部是以二极管和电源转换等发热部件构成的，因此必须构成散热结构。例如，通过采用铝基板来安装电路部件，由于铝基板的安装面的反面侧具有散热效果，可得到冷却发热部件的效果。
但是，由于电路部件的集成化的发展，电路部件产生的发热量变大，有时单用铝基板会散热性能不足。因此，考虑通过使竖立设置多个板状叶片的散热片与铝基板的反面接合，来提高散热性能。
当添加了散热片时，由于不能在铝基板与散热片的接合面上有效地热传递，在接合部中的热阻抗将变大。为了解决这种问题，可考虑使散热片的形状变大来增大散热量，但是这样会使装置大型化，妨碍降低成本。
在本发明中，提出了电源模块中的有效的散热结构，并以装置的小型化、降低成本为目的。
而且，转换器部和变换器部由壳体(バラツク)或者各种专用模块构成的情况较多，不仅成品的形状大型化，而且必须进行空间的配置设计及考虑发热状态的散热设计，设计将变得非常困难。
另外，控制变换器电路用的控制部以微型计算机等构成，该控制部和变换器电路用导线等来连接。当用该导线等传递驱动信号时，有容易夹带噪声并产生误动作的危险。
并且，因为变换器的控制功能非常强，所以存在非常难以判断故障处、难以确定更换的部件、以及更换操作复杂的问题。
因为安装各部件用的焊接部分及部件引线等大多外露，在该外露部分中将有随着腐蚀及尘土、小动物的侵入而发生漏电事故的危险。
在空调机中，通过压缩机控制制冷剂回路中的制冷剂循环量来进行运转控制。这种压缩机由变换器电路来控制运转频率，存在上述的变换器电路的问题。特别是期望通过使各部件小型化来使装置整体小型化，同时使配置设计及散热设计更容易。并且有必要防止因噪声影响而导致的误动作，同时防止腐蚀及尘土、小动物的侵入的影响。尤其是变换器电路设置在室外机内的情况下，可能会随着长期的温度变化及风雨等环境变化而产生恶化及蚊虫等其他小动物的侵入，因而有必要彻底排除这样的影响。
本发明的另一目的是提供如下构成的电源模块尽量减少导线和焊接部分、部件引线等的外露的部分，排除噪声的影响，同时排除腐蚀及尘土、小动物的侵入的影响，并且无需配置设计及散热设计等专门设计。
发明内容
涉及本发明权利要求1的电源模块具备裸芯片部件，其构成用于进行电源控制的电源电路；安装基板，其安装裸芯片部件；模制构件，其模制安装基板的安装裸芯片部件的面，并由绝缘性树脂构成。
在这样构成的情况下，裸芯片部件与安装基板上的布线的连接可用引线接合法等构成，因为该布线部分通过模制材料进行模制，所以能够较短地构成布线部分并消除噪声的影响，同时由于没有外露部分，所以能够防止因腐蚀及尘土、小动物的侵入而产生的影响。
涉及本发明权利要求2的电源模块是权利要求1所述的电源模块，安装基板上分别安装多个裸芯片部件。
这种情况下，裸芯片部件与安装基板上的布线的连接可通过引线接合法等构成，可以较短地构成布线部分，对于发热量多的部件，可以制成通过安装基板进行散热的结构。
涉及本发明权利要求3的电源模块是，权利要求1或者2所述的电源模块，裸芯片部件包含IC芯片，该IC芯片被装配在安装于安装基板上的印刷电路板上。
这种情况下，通过构成在印刷电路板上装配发热量较少的电路部件的混合形态，能够与其他发热量多的电路部件隔热。
涉及本发明权利要求4的电源模块是权利要求1～3所述的电源模块，安装基板具有散热片，该散热片一体地设置在安装裸芯片部件的面的反面侧。
将发热量较多的电路部件作为裸芯片部件安装在安装基板上时，可以通过散热片有效地散热，能够通过维持适当的温度而防止电路的误动作。
涉及本发明权利要求5的电源模块是的特征是权利要求1～4中任何一项所述的电源模块，具备从安装基板的侧边缘向安装裸芯片部件面的一侧竖立设置的侧壁；在由安装基板和侧壁形成的空间内填充有模制构件。
在这样构成的情况下，在由安装基板和侧壁形成的空间内填充模制材料的操作变得很简单，可以切实地模制安装基板的裸芯片部件的安装面。
涉及本发明权利要求6的电源模块是在权利要求5所述的电源模块中，侧壁由在内部嵌入了导体图形的合成树脂制的板状构件构成。
这种情况下，可以使用嵌入侧壁内部的导体图形连接电路元件，并可以通过侧壁安装难以集成化的电解电容器等电路元件。
涉及本发明权利要求7的电源模块是，在权利要求1～6中任何一项所述的电源模块中，裸芯片部件包含变换器电路，其将商用交流电源转换为任意频率的交流；和控制部，其控制变换器电路的输出频率。
这种情况下，由于将变换器电路和该变换器电路的控制部作为裸芯片部件直接安装于安装基板并模块化，因而无需重新考虑各部件的空间的配置设计和散热设计，由于缩短了布线距离而尽量使噪声的影响消失，同时能够防止因腐蚀及尘土、小动物的侵入而产生的影响。
涉及本发明权利要求8的电源模块是在权利要求7所述的电源模块中，变换器电路具备转换器部，其将商用交流电源整流为直流；变换器部，其将转换器部的输出转换为交流；转换器驱动部，其驱动转换器部；变换器驱动部，其驱动变换器部。
这种情况下，能够形成如下结构各部分可以由1个或多个裸芯片部件构成，并将其安装于安装基板。因而，无需将空间的配置设计和散热设计作为专门设计重新考虑。
涉及本发明权利要求9的电源模块是在权利要求7或者8所述的电源模块中，在具备控制制冷剂回路内的制冷剂循环量的压缩机的空调机中，变换器电路控制压缩机的供电电源。
这种情况下，通过将控制空调机的压缩机的变换器电路进行模块化，可以实现装置的小型化，可以排除噪声的影响、腐蚀及尘土、小动物的侵入而产生影响，从而提供高可靠性的装置。另外，由于将该电源模块视为1个部件进行结构设计，所以无需对各种装配的压缩机的机种进行专门的结构设计，并可以大幅度地减少对繁多的机种进行结构设计的劳动量。
涉及本发明权利要求10的电源模块是在权利要求9所述的电源模块中，空调机具备风扇，其产生与配置于制冷剂回路内的热交换器内部的制冷剂之间进行热交换的空气流；风扇电机，其对风扇进行旋转驱动，并且裸芯片部件包含进行对风扇电机进行旋转控制的风扇电机控制部。
这种情况下，通过将用裸芯片部件构成的风扇电机控制部与其他的电路部件同时安装于安装基板并进行模块化，可以使装置小型化，无需重新考虑空间的配置设计和散热设计。
涉及本发明要求11的空调机具备空调组件，其在导入的空气与制冷剂回路内循环的制冷剂之间进行热交换，并将热交换后的空气供给室内；电源组件，其控制供给空调组件的电源；其特征在于，电源组件是电源模块，该电源模块由下列部分构成并被模块化裸芯片部件，其构成用于进行电源控制的电源电路；安装基板，其安装裸芯片部件；模制构件，其模制安装基板的安装裸芯片部件的面，并且由绝缘性树脂构成。
这种情况下，通过将空调机的电源组件模块化，可谋求装置的小型化，及排除噪声的影响、腐蚀及尘土、小动物侵入的影响而提供高可靠性的装置。
涉及本发明权利要求12的空调机是，权利要求11所述的空调机，空调组件具备控制制冷剂回路内的制冷剂循环量的压缩机，裸芯片部件用于控制压缩机的供电电源，并且包含变换器电路，其将商用交流电源转换为任意频率的交流；和控制部，其控制变换器电路的输出频率。
这种情况下，通过将用于控制供给空调机的压缩机的电源的电源组件模块化，可以排除噪声的影响。而且，在分体型空调机的情况下，因为室外机设置在屋外，所以有虫子及沙尘等侵入室外机内的危险，但是由于电源组件由模制材料经模制而模块化的，所以可以防止异物接触电源组件而引起短路事故等故障。
涉及本发明权利要求13所述的空调机是，在权利要求11或者12所述的空调机中，空调机具备风扇，其产生与配置于制冷剂回路内的热交换器内部的制冷剂之间进行热交换的空气流；和风扇电机，其对风扇进行旋转驱动，裸芯片部件包含对风扇电机进行旋转控制的风扇电机控制部。
这种情况下，通过将包含进行控制空调机的风扇电机旋转的风扇电机控制部在内的部件模块化，可以谋求装置的小型化，可以排除噪声的影响、腐蚀及尘土、小动物的侵入的影响而提供高可靠性的装置。
涉及本发明权利要求14的电源模块，具有由热传导率高的构件形成的安装基板，该构件具备安装面，其安装用于进行电源控制的电源电路；和散热面，其形成有散热用的凹凸部分。
这种情况下，通过形成于安装基板的散热面上的凹凸部分，能够高效率地对来自安装于安装面的电路部件的发热进行散热。
涉及本发明权利要求15的电源模块是，在权利要求14所述的电源模块中，安装面和散热面构成安装基板的正反面。
这种情况下，即使将安装面侧用绝缘性合成树脂等模制为密封型的模块时，也能够效果良好地从散热面进行散热。
涉及本发明权利要求16的电源模块是，在权利要求14或者15所述的电源模块中，安装基板是在铝系金属制的板状构件的其中一面上形成了铜布线图形的铝基板。
这种情况下，因以采用了热导电率高的铝系金属作为安装基板，所以能够效果良好地散发安装在安装面上的电路部件产生的热量。
涉及本发明权利要求17所述的电源模块是，在权利要求14～16中任何一项所述的电源模块中，散热片具备紧贴散热面的凹凸部分的接合面；和竖立设置了板状叶片构件的叶片形成部，并安装在安装基板上的散热面上。
这种情况下，散热片的接合面与安装基板的散热面紧贴，形成凹凸形状，散热片和安装基板的接触面积变大，将提高热传递的效率。因此，能够高效率将从安装于安装基板的电路部件产生的热量传递到散热片，提高散热效率。
涉及本发明权利要求18的电源模块是，在权利要求14～17中任何一项所述的电源模块中，凹凸部分由相互平行地形成的截面为长方形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
这种情况下，通过截面为长方形的突条部分和相邻突条部分之间形成的槽部分，使安装基板的散热面的表面积变大，能够提高散热效果。而且，在安装散热片时，由于使安装基板的散热面与散热片的接合面的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，所以能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求19的电源模块是，在权利要求14～17中任何一项所述的电源模块中，凹凸部分由相互平行地形成的截面为三角形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
这种情况下，通过截面为三角形的突条部分和相邻突条部分之间形成的槽部分，使安装基板的散热面的表面积变大，能够提高散热效果。而且，在安装散热片时，由于使安装基板的散热面和散热片的接合面的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，所以能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求20的电源模块是，在权利要求14～17中任何一项所述的电源模块中，凹凸部分由相互平行地形成的截面为梯形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
这种情况下，通过截面为梯形的突条部分和相邻突条部分之间形成的槽部分，使安装基板的散热面的表面积变大，能够提高散热效果。而且，在安装散热片时，由于使安装基板的散热面和散热片的接合面的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，所以能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求21的电源模块是，在权利要求14～17中任何一项所述的电源模块中，凹凸部分由相互平行地形成的截面为半圆形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
这种情况下，通过截面为半圆形的突条部分和相邻突条部分之间形成的槽部分，使安装基板的散热面的表面积变大，能够提高散热效果。而且，在安装散热片时，由于使安装基板的散热面和散热片的接合面的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，所以能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求22的电源模块是，在权利要求14～17中任何一项所述的电源模块中，凹凸部分由顶端形成为半球状的多个突起构成。
这种情况下，通过顶端形成为半球状的多个突条部分，使安装基板散热面的表面积变大，能够提高散热效果。而且，在安装散热片时，由于使安装基板的散热面和散热片的接合面的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，所以能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求23的电源模块是，在权利要求17所述的电源模块中，安装基板的散热面与散热片的接合面具备以顶端部分相对于基端部分向侧方向膨胀出的截面形状形成的突条部分；和容纳对方侧的突条部分的槽部分。
这种情况下，通过呈相对于基端部分顶端部分向侧面方向膨胀出的截面形状的突条部分和容纳对方侧的突条部分的槽部分，使安装基板的散热面和散热片的接合面的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，所以能够提高散热效果。
图1是表示空调机的电源电路的一个示例的框图。
图2是表示电源模块的基板结构的一个示例的侧面图。
图3是表示电源模块的基板结构的其他示例的侧面图。
图4是表示电源模块的基板结构的一个示例的透视图。
图5是表示电源模块的基板结构的其他示例的透视图。
图6是表示铝基板的散热面的一个示例的透视图。
图7是表示铝基板的散热面的一个示例的透视图。
图8是表示铝基板的散热面的一个示例的透视图。
图9是表示铝基板的散热面的一个示例的透视图。
图10是表示铝基板的散热面的一个示例的透视图。
图11是表示散热片的接合面的一个示例的透视图。
图12是表示散热片的接合面的一个示例的透视图。
图13是表示散热片的接合面的一个示例的透视图。
图14是表示散热片的接合面的一个示例的透视图。
图15是表示散热片的接合面的一个示例的透视图。
图16是表示铝基板和散热片的接合结构的一个示例的透视图。
图17是表示铝基板和散热片的接合结构的一个示例的透视图。
图18是表示铝基板和散热片的接合结构的一个示例的透视图。
图19是表示在铝基板安装面的反面侧竖立设置了散热片的示例的说明图。
具体实施例方式
<模块化电源电路的结构>
基于图说明涉及本发明的电源模块的详细情况。
图1是表示使用于空调机的电源电路的一个示例的框图。
如图1所示，连接到商用的交流电源1、为电源控制部2及已模块化的电源电路3供给交流电源。
控制电源2由转换电源构成，并对包含微处理器、ROM及各种接口的RA控制部4供给电源。RA控制部4被输入检测外部气温的外部气温热敏电阻、检测热交换机的蒸发温度及冷凝温度的热交换热敏电阻、检测压缩机的排气管温度的排气管温度传感器和检测压缩机的进气侧压力的进气传感器等多个传感器5的检测信号。而且，在RA控制部4与连接包括配置于制冷剂回路内的用于对内部的制冷剂进行减压的电动膨胀阀、用于切换制冷剂回路的运转模式的四路切换阀等在内的多个调节器6等连接，并且控制它们。
电源电路3主要根据空调机的运转状况，控制驱动压缩机7和风扇电机8的供电电源，其具有对从交流电源1供给的交流进行整流转换为直流的转换器部31；将转换器部31的输出转换为交流的变换器部32；用于驱动转换器部31的转换器驱动部33；用于驱动变换器部32的变换器驱动部34；生成用于驱动风扇电机8的供电电源的风扇电机控制部37；控制转换器驱动部33、变换器驱动部34及控制风扇电机控制部37的控制部35；与RA控制部4之间进行数据收发的通信电路36等。
转换器部31可以采用电源转换的结构，而且也可以采用包含对变换器部32输出恒定电压的直流的有源滤波电路的结构。
风扇电机8可以采用内置有变换器电路及变换器驱动部的电机，在这种情况下，可以采用以下结构根据由转换器31的输出供给的从风扇电机控制部37输入的转速指令信号，进行旋转控制。
如上所述，风扇电机控制部37被构成为输出风扇电机8的转速指令信号，当风扇电机8采用无内置变换器电路的电机时，与压缩机7的控制部一样，可以采用包含变换器部、变换器驱动部等的结构。
RA控制部4根据从传感器5输入的检测值和当前的运转模式，决定各部的控制量，并向调节器6输出控制值，同时通过通信电路36，将压缩机7、风扇电机8的控制量发送到电源电路3内的控制部35。
在控制部35中，根据从RA控制部4发送来的压缩机7及风扇电机8的控制量，对转换器驱动部33、变换器驱动部34及风扇电机控制部37输出控制值。因此，能够根据运转状况来控制压缩机7的运转频率及风扇电机8的转数。
电源电路3通过将电路部件集成、模块化，并将发热、噪声源部件进行封装，能够改善控制性并进行功能很强的控制。即，如图2所示，电源电路3由二极管和功率晶体管、平滑电容器、经集成化的IC芯片等多个裸芯片部件311、312、313构成，并经引线接合法或焊接等分别安装到铝基板301上。
铝基板301，例如，可以采用在热传导率高、电绝缘性良好的氮化铝板的表面上粘贴构成电路图形的铜薄板的基板。在将控制部35、转换器部31、变换器部32、转换器驱动部33、变换器驱动部34、风扇电机控制部37、通信电路36等各电路间用导线连接的情况下，导线的接线束同线圈一样产生放射噪声。对此，通过使用在氮化铝板的表面粘贴构成电路图形的铜薄板的铝基板301，可以抑制放射噪声的产生，能够通过降低噪声来提高控制性。
可以将发热量大的电路部件，象裸芯片部件311、312那样直接安装在铝基板301上。另外，象包含微处理器、ROM及各种接口等以单片微型计算机构成的控制部35等应与其他电路部件产生的温度负荷和噪声隔离的裸芯片部件313安装在普通的印刷电路板321上，设置于印刷电路板321上的引线部分322，经焊接安装在铝基板301上，此时，如图2所示，印刷电路板321可相对于铝基板301的安装面垂直配置，另外如图3所示，印刷电路板321也可配置为与铝基板301的安装面平行。
如此，对于微型计算机等精密部件，由于在印刷电路板321上安装为混合形态，所以不会承受来自其他发热量多的电路部件的多余的温度负荷，并能够减少因电源转换等造成的噪声影响。
该电源电路3的内部为非绝缘结构，以控制部35通过通信电路36与外部进行数据收发的方式构成。因此，由于确保该通信电路36与外部的绝缘性，缩短了模块内部的绝缘距离，因此能够提高各电路部件的安装密度，并实现模块的小型化。
如上所述，在安装面上安装有裸芯片部件311、312及安装有裸芯片部件313的印刷电路板321被安装于铝基板301上，设置有对各裸芯片部件和节距小的部件(底部节距小的部件)进行模制的模制材料。
如图2所示，当印刷电路板321相对于铝基板301的安装面垂直安装时，可以设置模制材料使得其覆盖直接安装在铝基板301上的裸芯片部件311、312及印刷电路板321的引线部分322。而且，可以用相同厚度的模制材料覆盖裸芯片部件311、312，并设置仅覆盖印刷电路板321的周围的模制材料。此时最好仅覆盖印刷电路板321的周围的模制材料的粘性高于覆盖裸芯片部件311、312的模制材料。
而且，如图3所示，当印刷电路板321相对于铝基板301的安装面平行配置时，可以设置模制材料使其覆盖全部电路部件。另外，也可以用仅覆盖裸芯片部件311、312和设置于印刷电路板321上的引线部分322的方式设置模制材料。并且，也可以用相同厚度的模制材料覆盖裸芯片部件311、312，并设置仅覆盖印刷电路板321的周围的模制材料。此时同样最好仅覆盖印刷电路板321的周围的模制材料的粘性高于覆盖裸芯片部件311、312的模制材料。
模制材料由绝缘性的合成树脂构成，例如可以采用硅系列树脂和环氧系列的树脂。
也可以用模制材料进行涂敷使其覆盖安装在铝基板301上的各电路部件，但是为了实现更可靠的绝缘性，可以把铝基板301的上表面制成箱式结构并在该箱体内填充模制材料。此时的示例表示于图4。
如图4所示，在铝基板301的侧边缘向安装面侧竖立设置有侧壁351、352、353、354。侧壁351～354分别同铝基板301一样可以用氮化铝构成，也可以用绝缘性的合成树脂材料构成。另外，侧壁351～354分别通过热焊接或粘接等固定于铝基板301的侧边缘，侧壁351～354相互相邻部分经热焊接或粘接等固定且无缝隙地构成。而且，侧壁351～354也可以通过一体成型制成。
在由铝基板301及侧壁351～354构成的铝基板301的安装面侧的空间中，填充如上所述的模制材料341。模制材料341以覆盖安装在铝基板301上的裸芯片部件311、312…及其布线部分的方式设置。
因此，可以防止物质腐蚀、灰尘及小动物等的侵入，并防止断线及短路事故等的发生。而且，通过将侧壁351～354一体成型或者分别将各面组装，制成围绕铝基板301的框结构，通过与铝基板无缝隙地紧贴，可以作为模制材料填充时的箱体。所以，可以非常容易地覆盖裸芯片部件311、312…及其布线部分的全部表面，同时可以提高可靠性。而且，通过侧壁351～354及铝基板301实现了箱体结构，可以自由地调整覆盖各电路部件的必要的充分的模制材料的厚度。即，通过围绕在铝基板301周围的侧壁351～354，抑制了填充的模制材料的流出，所以能够自由地调节填充材料的厚度。
作为图4中表示的侧壁351～354的另选方式，如图5所示，可以采用在内部嵌入铜形成的导体图形的合成树脂制成的侧壁361～364。
侧壁361～364是将铜板形成的导体图形插入金属模具内，以绝缘性合成树脂进行一体成型制成的，也可以分别地将侧壁361～364各自成型，也可以将全部一体成型制成。这样制成的侧壁361～364，经热焊接、粘接或螺钉固定等固定于铝基板301。这时，最好无缝隙地构成铝基板301和侧壁361～364之间及侧壁361～364的相互邻接的部分。
在由铝基板301及侧壁361～364构成的铝基板301的安装面一侧的空间内填充模制材料341。模制材料341以覆盖安装在铝基板301上的裸芯片部件311、312…及其布线部分的方式设置。
嵌入在侧壁361～364内部的导体图形构成用于安装电解电容器等大型外设电路部件371～373的布线图形。所以，如此的外设电路部件371～373可用焊接等方法安装于侧壁361～364的适当位置。图5中，表示了安装于侧壁361的外侧的外设电路部件371～373的示例，但当模制材料341的上部存在空间时，也可以将外设电路部件安装在侧壁361～364的内表面侧。
通过形成这样的结构，通过在模块的箱体侧面安装电路部件，能够进行部件的3维安装，可以提高集成率。而且，可以兼用作大型电解电容器等较大的电路部件的安装保持部分，在提高集成率的同时，可以实现装置的小型化。
在本实施方式中，也可以使用陶瓷基板等替代铝基板301。
<铝基板>
在使用铝基板时，作为安装裸芯片部件311、312和印刷电路板321等的安装基板，可以在其反面形成散热用的凹凸部分而构成散热面。在图6～图10中表示形成该散热用的凹凸部分的散热面的结构示例。
图6所示的铝基板401安装了用如上所述的合成树脂模制的电源模块300，在其下表面上形成了由相互平行地形成的截面为长方形的突条部分402和相邻突条部分402之间形成的槽部分403构成的凹凸部分404。
如此构成的凹凸部分404通过截面为长方形的突条部分402和相邻突条部分402之间形成的槽部分403，使表面积变大，大幅度地提高了散热效率。
图7中表示的铝基板411安装了如上所述的合成树脂模制的电源模块300，在其下表面上形成了由相互平行地形成的截面为三角形的突条部分412和相邻突条部分412之间形成的槽部分413构成的凹凸部分414。
如此构成的凹凸部分414通过截面为三角形的突条部分412和相邻突条部分412之间形成的槽部分413，使表面积变大，大幅度地提高了散热效率。
图8中表示的铝基板421安装了如上所述的合成树脂模制的电源模块300，在其下表面上形成了由相互平行地形成的截面为梯形的突条部分422和相邻突条部分422之间形成的槽部分423构成的凹凸部分424。
如此构成的凹凸部分424通过截面为梯形的突条部分422和相邻突条部分422之间形成的槽部分423，使表面积变大，大幅度地提高了散热效率。
图9中表示的铝基板431安装了如上所述的合成树脂模制的电源模块300，在其下表面上形成了相互平行地形成的截面为半圆形的突条部分432和相邻突条部分432之间形成的槽部分433构成的凹凸部分434。
如此构成的凹凸部分434通过截面为半圆形的突条部分432和相邻突条部分432之间形成的槽部分433，使表面积变大，大幅度地提高了散热效率。
图10中表示的铝基板441安装了如上所述的合成树脂模制的电源模块300，在其下表面上形成了顶端形成为半球状的多个突起442构成的凹凸部分444。
如此构成的凹凸部分444通过突起442，使表面积变大，大幅度地提高了散热效率。
<散热片>
具有与设置于铝基板的下表面的凹凸部分紧贴的接合面、并竖立设置有多个板状的叶片构件的散热片可以安装在铝基板的下表面上。在图11～图15中表示此种散热片的结构示例。
图11中表示的散热片501是安装于图6所示的铝基板401上的散热片，其中一侧的面构成了与铝基板401的凹凸部分404接合的接合面504。该接合面504由嵌入铝基板401的槽部分403的截面为长方形的突条部分502、和容纳铝基板401的突条部分402的槽部分503构成，能够与铝基板401的凹凸部分404以紧贴状态接合。
散热片501形成了多个突出设置于接合面504的相反面的板状叶片构件505。为了增大表面积，叶片构件505形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其被分离一定的间隔配置。
散热片501与铝基板401的构件相同，以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，可以采用拉拔加工及冲压加工等加工方法制作。
散热片501以接合面504与铝基板401的凹凸部分404紧贴地接合，通过螺钉固定、热焊接及通过树脂材料进行粘接等方法固定。
在这样构成的情况下，因为铝基板401的凹凸部分404与散热片501的接合面504的接合面积较大，所以从铝基板401向散热片501的热传导效率提高，可以使电源模块300上产生的热量通过散热片501的叶片构件505高效地散热。
图12中表示的散热片511是安装于图7表示的铝基板411上的散热片，其中一侧的面构成了与铝基板411的凹凸部分414接合的接合面514。该接合面514由嵌入铝基板411的槽部分413的截面为三角形的突条部分512和容纳铝基板411的突条部分412的槽部分513构成，能够与铝基板411的凹凸部分414以紧贴的状态接合。
散热片511形成了多个突出设置于接合面514的相反侧的板状叶片构件515。为了增大表面积，叶片构件515形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔配置。
与上述散热片501相同，散热片511以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，接合面514和铝基板411的凹凸部分414被紧贴地接合，通过螺钉固定、热焊接及通过树脂材料进行粘接等方法固定。
在这种构成的情况下，因为铝基板411的凹凸部分414与散热片511的接合面514的接合面积较大，所以从铝基板411向散热片511的热传导效率提高，可以使在电源模块300上产生的热量通过散热片511的叶片构件515高效地散热。
图13中表示的散热片521是安装于图8表示的铝基板421上的散热片，其中一侧的面构成了与铝基板421的凹凸部分424接合的接合面524。该接合面524由嵌入铝基板421的槽部分423的截面为梯形的突条部分522和容纳铝基板421的突条部分422的槽部分523构成，能够与铝基板421的凹凸部分424以紧贴的状态接合。
散热片521形成了多个突出设置于接合面524的相反侧的板状叶片构件525。为了增大表面积，叶片构件525形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔进行配置。
与上述散热片501相同，散热片521以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，接合面524与铝基板421的凹凸部分424被紧贴地接合，通过螺钉固定、热焊接及通过树脂材料进行粘接等方法固定。
在这种构成的情况下，因为铝基板421的凹凸部分424与散热片521的接合面524的接合面积较大，所以从铝基板421向散热片521的热传导效率提高，可以使在电源模块300上产生的热量通过散热片521的叶片构件525高效地散热。
图14中表示的散热片531是安装于图9表示的铝基板431上的散热片，其中一侧的面构成了与铝基板431的凹凸部分434接合的接合面534。该接合面534由嵌入铝基板431的槽部分433的截面为半圆形的突条部分532和容纳铝基板431的突条部分432的槽部分533构成，能够与铝基板431的凹凸部分434以紧贴的状态接合。
散热片531形成了多个突出设置于接合面534的相反侧的板状叶片构件535。为了增大表面积，叶片构件535形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔进行配置。
与上述散热片501相同，散热片531以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，接合面534与铝基板431的凹凸部分434被紧贴地接合，通过螺钉固定、热焊接及通过树脂材料进行粘接等方法固定。
在这种构成的情况下，因为铝基板431的凹凸部分434与散热片531的接合面534的接合面积较大，所以从铝基板431向散热片531的热传导效率提高，可以使在电源模块300上产生的热量通过散热片531的叶片构件535高效地散热。
图15中表示的散热片541是安装于图10表示的铝基板441上的散热片，其中一侧的面构成了与铝基板441的凹凸444接合的接合面544。该接合面544由嵌入铝基板441的突起部分442的多个凹部分543构成，能够与铝基板441的凹凸部分444以紧贴的状态接合。
散热片541形成了多个突出设置于接合面544的相反侧的板状叶片构件545。为了增大表面积，叶片构件545形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔进行配置。
与上述散热片501相同，散热片541以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，接合面544与铝基板431的凹凸部分444被紧贴地接合，通过螺钉固定、热焊接及通过树脂材料进行粘接等方法固定。
在这种构成的情况下，因为铝基板441的凹凸部分444与散热片541的接合面544的接合面积较大，所以从铝基板441向散热片541的热传导效率提高，可以使在电源模块300上产生的热量通过散热片541的叶片构件545高效率地散热。
<铝基板和散热片的接合结构>
在铝基板的散热面侧安装散热片时的接合结构，可以设想上述实施方式之外的方式。例如，将设置于铝基板的散热面上的突条部分形成为顶端部分相对于基端部分向侧方向膨胀出的截面形状，并将位于各突条部分之间的槽部分的形状形成为容纳设置于散热片侧的突条部分的形状。对于设置于散热片的接合面上的突条部分，同样地形成为相对于顶端部分基端部分向侧方向膨胀出的截面形状，并将位于突条部分之间的槽部分的形状形成为容纳铝基板侧的突条部分的形状。因此，即使在不用固定螺钉的情况下，铝基板和散热片也可以维持紧贴的状态。使用图16～图18说明这样的实施方式。
图16表示的铝基板451是安装由如上所述的合成树脂模制的电源模块300的基板，在其下表面上形成了由相互平行地形成的突条部分454和相邻突条部分454之间形成的槽部分455构成的凹凸部分456。突条部分454由基端部分452和从基端部分452向侧方向膨胀出的顶端部分453构成，其截面为T字形。
散热片551的其中的一面构成了与铝基板451的凹凸部分456接合的接合面556。该接合面556由嵌入铝基板451的槽部分455的突条部分554和容纳铝基板451的突条部分454的槽部分555构成，能够与铝基板451的凹凸部分456以紧贴的状态接合。突条部分554由基端部分552和从基端部分552向侧方向膨胀出的顶端部分553构成，其截面为T字形。
散热片551形成了多个突出设置于接合面556的相反侧的板状叶片构件557。为了增大表面积，叶片构件557形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔进行配置。
与铝基板451的构件相同，散热片551以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，能够以拉拔加工及冲压加工等加工方法进行制作。
将铝基板451的突条部分454插入散热片551的槽部分555，并将散热片551的突条部分554插入铝基板451的槽部分455，通过使其与各突条部分454、554平行地滑动，能够使散热片551的接合面556与铝基板451的凹凸部分456紧贴地接合。
在这种情况下，由于铝基板451的突条部分454、槽部分455及散热片551的突条部分554、槽部分555分别相互卡合，限制了铝基板451和散热片551向分离方向的移动，所以能够维持紧贴的状态。因此，能够较高地维持铝基板451和散热片551之间的热传导效率，另外也可省去安装用的螺钉等。
图17表示的铝基板461是安装由如上所述的合成树脂模制的电源模块300的基板，在其下表面上形成了由相互平行地形成的突条部分464和相邻突条部分464之间形成的槽部分465构成的凹凸部分466。突条部分464由基端部分462和从基端部分462向侧方向膨胀出的顶端部分463构成。该突条部分464及槽部分465的形状为使凹凸部分466的截面形状为将圆或者楕圆等曲线组合的形状。
散热片561的其中的一面构成了与铝基板461的凹凸部分466接合的接合面566。该接合面566由嵌入铝基板461的槽部分465的突条部分564和容纳铝基板461的突条部分464的槽部分565构成，能够与铝基板461的凹凸部分466以紧贴的状态接合。突条部分564由基端部分562和从基端部分562向侧方向膨胀出的顶端部分563构成，接合面566的截面形状为将圆或者楕圆等曲线组合的形状。
散热片561形成了多个突出设置于接合面566的相反侧的板状叶片构件567。为了增大表面积，叶片构件567形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔进行配置。
与铝基板461的构件相同，散热片561以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，能够以拉拔加工及冲压加工等加工方法进行制作。
与上述实施方式相同，将铝基板461的突条部分464插入散热片561的槽部分565，并将散热片561的突条部分564插入铝基板461的槽部分465，通过使其与各突条部分464、564平行地滑动，能够使散热片561的接合面566与铝基板461的凹凸部分466紧贴地接合。
在这种情况下，由于铝基板461的突条部分464、槽部分465及散热片561的突条部分564、槽部分565分别相互卡合，限制了铝基板461和散热片561向分离方向的移动，所以能够维持紧贴的状态。因此，能够较高地维持铝基板461和散热片561之间的热传导效率，另外也可省去安装用的螺钉等。
图18表示的铝基板471是安装由如上所述的合成树脂模制的电源模块300的基板，在其下表面上形成了由相互平行地形成的突条部分472和相邻突条部分472之间形成的槽部分473构成的凹凸部分474。突条部分472形成为顶端部分从基端部分向侧方向膨胀的截面为倒梯形的形状。
散热片561的其中的一面构成了与铝基板471的凹凸部分476接合的接合面574。该接合面574由嵌入铝基板471的槽部分473的突条部分572和容纳铝基板471的突条部分472的槽部分573构成，能够与铝基板471的凹凸部分474以紧贴的状态接合。突条部分572形成为顶端部分顶端部分从基端部分向侧方向膨胀的截面为倒梯形的形状。
散热片571形成了多个突出设置于接合面574的相反侧的板状叶片构件575。为了增大表面积，叶片构件575形成为薄板状，而且为了提高散热效果，其分开规定的间隔进行配置。
与铝基板471的构件相同，散热片571以氮化铝等热传导率高、绝缘性良好的材料构成，能够以拉拔加工及冲压加工等加工方法进行制作。
与上述实施方式相同，将铝基板471的突条部分472插入散热片571的槽部分573，并将散热片571的突条部分572插入铝基板471的槽部分473，通过使其与各突条部分472、572平行地滑动，能够使散热片571的接合面574与铝基板471的凹凸部分474紧贴地接合。
在这种情况下，由于铝基板471的突条部分472、槽部分473及散热片571的突条部分572、槽部分573分别相互卡合，限制了铝基板471和散热片571向分离方向的移动，所以能够维持紧贴的状态。因此，能够较高地维持铝基板471和散热片571之间的热传导效率，另外也可省去安装用的螺钉等。
铝基板的凹凸部分的形状及散热片接合面的形状不仅限于图示的形状，可以适当选择热传导效率好的形状。而且，模块内的电路结构也不仅限于图示的结构，铝基板的凹凸部分及散热片的结构也可以应用于具有被认为发热量多的电路部件的各种模块。
如图19所示，也可以采用在铝基板301的安装面的反面侧只竖立设置散热片331的结构。在制作构成铝基板301的氮化铝板时，该散热片331可以一体成型地形成，也可以通过热焊接及粘接等固定于铝基板301上。
在铝基板301的裸芯片部件安装面的反面侧一体成型地设置散热片301时，无需另外安装散热片，能够提高铝基板301的散热效果。
涉及本发明权利要求1的电源模块中，裸芯片部件和安装基板上的布线的连接能够以引线接合法等构成，由于该布线部分由模制材料模制而成，所以能够较短地构成布线部分而消除噪声的影响，同时由于没有外露部分，所以能够防止因腐蚀及尘土、小动物的侵入产生的影响。
涉及本发明权利要求2的电源模块中，裸芯片部件和安装基板上的布线的连接能够以引线接合法等构成，能够较短地构成布线部分，对于发热量较多的部件，能够形成通过铝基板散热的结构。
涉及本发明权利要求3的电源模块中，由于将相对发热量较少的电路部件装配于印刷电路板上形成混合形态，所以能够与其他发热量较多的电路部件隔热。
涉及本发明权利要求4的电源模块中，将相对发热量较多的电路部件作为裸芯片部件安装在安装基板上时，能够通过散热片有效地散热，并通过维持适当的温度防止电路的错误动作。
涉及本发明权利要求5的电源模块中，在由安装基板和侧壁形成的空间内填充模制材料的操作变得容易，能够切实地模制安装基板的裸芯片部件的安装面。
涉及本发明权利要求6的电源模块中，能够使用嵌入侧壁内部的导体图形连接电路元件，并能够通过侧壁安装电解电容器等难以集成化的电路元件。
涉及本发明权利要求7的电源模块中，由于将变换器电路和该变换器电路的控制部作为裸芯片直接安装于安装基板并模块化，所以无需重新考虑各部件的空间的配置设计和热量设计，由于缩短了布线距离所以尽量消除了噪声的影响，同时可以防止因腐蚀及尘土、小动物的侵入产生的影响。
涉及本发明权利要求8的电源模块中，可以采用各个部分以1个或多个裸芯片部件构成，并将其安装于铝基板的结构。因此，无需将空间的配置设计和热量设计作为专门设计重新考虑。
涉及本发明权利要求9的电源模块中，通过将控制空调机的压缩机的变换器电路模块化，能够谋求装置的小型化，并可以消除噪声的影响、腐蚀及尘土、小动物的侵入的影响而提供高可靠性的装置。而且，通过将该电源模块作为1个部件进行结构设计，无需对每个装配的压缩机的机种进行专门的结构设计，能够大幅度地削减对繁多的机种的结构设计的操作量。
涉及本发明权利要求10的电源模块中，由于将以裸芯片部件构成的风扇电机控制部与其他的电路部件同时安装于安装基板并模块化，能够使装置小型化，无需重新考虑空间的配置设计和热量设计。
涉及本发明权利要求11的空调机中，通过将空调机的电源组件模块化，能够谋求装置的小型化，并能够消除噪声的影响、消除腐蚀及尘土、小动物的侵入的影响而提供高可靠性的装置。
涉及本发明权利要求12的空调机中，通过将控制供给空调机的压缩机的电源用的电源组件模块化，能够消除噪声的影响。而且，能够防止小动物及灰尘等异物到达电源组件而引起短路事故等故障。
在本发明权利要求13所述的空调机中，由于将包含进行空调机的风扇电机的旋转控制的风扇电机控制部在内的部件模块化，能够谋求装置的小型化，能够消除噪声的影响，消除腐蚀及尘土、小动物的侵入的影响而提供高可靠性的装置。
涉及本发明权利要求14的电源模块中，通过形成于安装基板的散热面的凹凸部分，能够将来自安装于安装面上的电路部件的发热高效地散热。
涉及本发明权利要求15的电源模块中，当把安装面用绝缘性合成树脂等模制为密封型的模块时，也能够从散热面高效地散热。
涉及本发明权利要求16的电源模块中，由于将热导电率高的铝系金属作为安装基板使用，所以能够对来自在安装面上安装的电路部件的热量高效地进行散热。
在本发明权利要求17所述的电源模块中，散热片的接合面为凹凸形状，使得其与安装基板的散热面紧贴，所以提高了散热面和安装基板之间的热传导效率。因此，可以将安装于安装基板上的电路部件产生的热量高效地传递给散热片，提高散热效率。
涉及本发明权利要求18的电源模块中，通过截面为长方形的突条部分和与相邻的突条部分间形成的槽部分，能够使安装基板的散热面的表面积变大，提高散热效果。而且，当安装散热片时，安装基板的散热面与散热片的接合面之间的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，因此能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求19的电源模块中，通过截面为三角形的突条部分和与相邻的突条部分间形成的槽部分，能够使安装基板的散热面的表面积变大，提高散热效果。而且，当安装散热片时，安装基板的散热面与散热片的接合面之间的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，因此能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求20的电源模块中，通过截面为梯形的突条部分和与相邻的突条部分间形成的槽部分，能够使安装基板的散热面的表面积变大，提高散热效果。而且，当安装散热片时，安装基板的散热面与散热片的接合面之间的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，因此能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求21的电源模块中，通过截面为半圆形的突条部分和与相邻的突条部分间形成的槽部分，能够使安装基板的散热面的表面积变大，提高散热效果。而且，当安装散热片时，安装基板的散热面与散热片的接合面之间的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，因此能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求22的电源模块中，通过顶端部分形成为半球状的多个突起，能够使安装基板的散热面的表面积变大，提高散热效果。而且，当安装散热片时，安装基板的散热面与散热片的接合面之间的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，因此能够提高散热效果。
涉及本发明权利要求23的电源模块中，通过顶端部分相对于基端部分向侧方向膨胀的截面形状的突条部分和容纳对方侧的突条部分的槽部分，能够使安装基板的散热面与散热片的接合面之间的接触面积变大，提高了相互的热传导效率，因此能够提高散热效果。而且，安装基板和散热片之间通过突条部分和槽部分的相互卡合，限制了分离方向的移动，能够形成不使用螺钉固定等固定手段而保持紧贴状态的结构。
权利要求
1.一种电源模块，具备裸芯片部件，其构成用于进行电源控制的电源电路；安装基板，其安装所述裸芯片部件；模制构件，其对所述安装基板的安装所述裸芯片部件的面进行模制，并由绝缘性树脂构成。
2.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，在所述安装基板上分别安装多个裸芯片部件。
3.如权利要求1或2所述的电源模块，其特征在于，所述裸芯片部件包含IC芯片，该IC芯片被装配在安装于所述安装基板上的印刷电路板上。
4.如权利要求1～3中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述安装基板具有散热片，该散热片一体地设置在所述安装裸芯片部件的面的反面侧。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的电源模块，其特征在于，具备从所述安装基板的侧边缘向安装所述裸芯片部件面的一侧竖立设置的侧壁；在由所述安装基板和所述侧壁形成的空间内填充有所述模制构件。
6.如权利要求5所述的电源模块，其特征在于，所述侧壁由在内部嵌入了导体图形的合成树脂制的板状构件构成。
7.如权利要求1～6中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述裸芯片部件包含变换器电路，其将商用交流电源转换为任意频率的交流；和控制部，其控制所述变换器电路的输出频率。
8.如权利要求7所述的电源模块，其特征在于，所述变换器电路具备转换器部，其将商用交流电源整流为直流；变换器部，其将所述转换器部的输出转换为交流；转换器驱动部，其驱动所述转换器部；变换器驱动部，其驱动所述变换器部。
9.如权利要求7或8所述的电源模块，其特征在于，在具备控制制冷剂回路内的制冷剂循环量的压缩机的空调机中，所述变换器电路控制所述压缩机的供电电源。
10.如权利要求9所述的电源模块，其特征在于，所述空调机具备风扇，其产生与配置于制冷剂回路内的热交换器内部的制冷剂之间进行热交换的空气流；风扇电机，其对所述风扇进行旋转驱动，并且所述裸芯片部件包含进行对所述风扇电机进行旋转控制的风扇电机控制部。
11.一种空调机，具备空调组件，其在导入的空气与制冷剂回路内循环的制冷剂之间进行热交换，并将热交换后的空气供给室内；电源组件，其控制供给所述空调组件的电源；其特征在于，所述电源组件是电源模块，该电源模块由下列部分构成并被模块化裸芯片部件，其构成用于进行电源控制的电源电路；安装基板，其安装所述裸芯片部件；模制构件，其对所述安装基板的安装所述裸芯片部件的面进行模制，并且由绝缘性树脂构成。
12.如权利要求11所述的空调机，其特征在于，所述空调组件具备控制制冷剂回路内的制冷剂循环量的压缩机，所述裸芯片部件用于控制所述压缩机的供电电源，并且包含变换器电路，其将商用交流电源转换为任意频率的交流；和控制部，其控制所述变换器电路的输出频率。
13.如权利要求11或者12所述的空调机，其特征在于，所述空调机具备风扇，其产生与配置于制冷剂回路内的热交换器内部的制冷剂之间进行热交换的空气流；和风扇电机，其对所述风扇进行旋转驱动，所述裸芯片部件包含对所述风扇电机进行旋转控制的风扇电机控制部。
14.一种电源模块，其特征在于，具有由热传导率高的构件形成的安装基板，该构件具备安装面，其安装用于进行电源控制的电源电路；和散热面，其形成有散热用的凹凸部分。
15.如权利要求14所述的电源模块，所述安装面和散热面构成所述安装基板的正反面。
16.如权利要求14或者15所述的电源模块，其特征在于，所述安装基板是在铝系金属制的板状构件的其中一面上形成了铜布线图形的铝基板。
17.如权利要求14～16中任何一项所述的电源模块，其特征在于，散热片具备紧贴所述散热面的凹凸部分的接合面；和竖立设置了板状叶片构件的叶片形成部，并安装在所述安装基板上的散热面上。
18.如权利要求14～17中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述凹凸部分由相互平行地形成的截面为长方形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
19.如权利要求14～17中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述凹凸部分由相互平行地形成的截面为三角形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
20.如权利要求14～17中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述凹凸部分由相互平行地形成的截面为梯形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
21.如权利要求14～17中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述凹凸部分由相互平行地形成的截面为半圆形的突条部分和在相邻的突条部分之间形成的槽部分构成。
22.如权利要求14～17中任何一项所述的电源模块，其特征在于，所述凹凸部分由顶端形成为半球状的多个突起构成。
23.如权利要求17所述的电源模块，其特征在于，所述安装基板的散热面与所述散热片的接合面具备以顶端部分相对于基端部分向侧方向膨胀出的截面形状形成的突条部分；和容纳对方侧的突条部分的槽部分。
全文摘要
本发明提出了通过构成具有具备安装面和散热面的安装基板的电源模块来提供有效的散热结构，以谋求装置的小型化及降低成本。其中所述安装面用于安装用来进行电源控制的电源电路，所述散热面上形成有散热用的凹凸部，并且所述安装基板由热传导率高的部件形成。
文档编号H01L23/367GK1465099SQ02802337
公开日2003年12月31日 申请日期2002年7月1日 优先权日2001年7月9日
发明者饭田政和, 江平伸次 申请人:大金工业株式会社