本發(fā)明涉及至少能夠減少由電子電氣設備產生的輻射噪聲的電子電氣設備。

背景技術：

近年來，由于搭載于電子電氣設備的半導體的高速化等，因電子電氣設備產生的輻射噪聲而給其他的電子電氣設備帶來的影響已成為問題。因該輻射噪聲而給其他的電子電氣設備帶來的影響被稱為EMI(Electro Magnetic Interference：電磁干擾)，主要會引起無線設備、通信設備的接收障礙、電子電氣設備的誤動作。

為此，各國在30MHz～1GHz、或者根據(jù)使用的頻率的不同，在其以上的頻帶，對由電子電氣設備產生的輻射噪聲進行了規(guī)定。

為了抑制電子電氣設備產生的輻射噪聲，廣泛使用下述方法，即：利用金屬、導電性樹脂、鍍敷后的樹脂等的屏蔽殼體來覆蓋電子電氣設備內的電路基板、模塊布線、散熱器等噪聲輻射源。

然而，利用屏蔽殼體來覆蓋噪聲輻射源進行屏蔽方法中，屏蔽性能和冷卻性能的兼顧性成為課題。

與此相對，在下述所示的專利文獻1中，提出了為提高散熱性能而在殼體的外周形成翅片結構，由此來提高冷卻性能的方法。

輻射噪聲在噪聲輻射源中發(fā)生諧振或駐波的頻率下成為較高等級。作為針對這種特性的輻射噪聲抑制方法，下述所示的專利文獻2中提出了減少由散熱器產生的輻射噪聲的方法。

圖1是表示在構成現(xiàn)有的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、殼體間的配置中產生電磁耦合的狀態(tài)的圖。圖2是表示圖1所示的現(xiàn)有結構例中輻射電場強度的觀測例的圖。

圖1和圖2中，因半導體元件100的開關而產生的噪聲分量經由寄生電容而傳遞至散熱器200。

此時，由于與散熱器附近的金屬殼體的電磁耦合330，從而在散熱器200與殼體300之間產生諧振。于是，在該諧振頻率下，傳遞至散熱器200的噪聲分量產生較大的電場振動，從而作為較高等級的輻射噪聲而在外部被觀測到。

圖2示出該狀態(tài)，120MHz下的峰值作為因上述由諧振引起的電場分量而被觀測到。

通常，若半導體元件(開關元件)100產生的噪聲與散熱器200通過靜電電容等進行電氣耦合，則作為導體的散熱器200起到產生輻射噪聲的天線的作用，如圖3所示那樣，在散熱器200的尺寸為波長的1/2的頻率下，散熱器200中產生駐波400，輻射噪聲的輻射效率提高。

作為針對由此產生的輻射噪聲的對策，提出了下述方法，即：通過設計散熱器的導電路徑長度，以使得散熱器的基底部不會產生駐波，由此來減少輻射噪聲的輻射效率本身。

此外，在下述所示的專利文獻3中，提出了減少半導體功率開關元件與散熱器之間的寄生電容，或者提高散熱器與逆變器的殼體之間的電阻，由此來抑制因較高的電壓變化而引起的漏電流，減少輻射噪聲的方法。

圖4(A)及圖4(B)是表示具備半導體元件、對該半導體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導電性材料形成的殼體的現(xiàn)有的電子電氣設備中的通風狀態(tài)的圖。

即，在圖4(A)中示出從風扇350排出、從開口部吸入的作為制冷劑的外部氣體由于通過通風阻力較小的散熱器200的側部，因此在用于冷卻半導體元件100的散熱器200中沒有足夠的外部氣體(冷卻氣體)流動的狀態(tài)。

在圖4(B)中示出從風扇350排出、從開口部吸入的作為制冷劑的外部氣體由于通過通風阻力較小的散熱器200的下部，因此在用于冷卻半導體元件100的散熱器200中沒有足夠的外部氣體(冷卻氣體)流動的狀態(tài)。

如上所述，通過利用屏蔽殼體完全覆蓋電路來減少輻射噪聲的方法除了上述的屏蔽性能和冷卻性能的兼顧性之外，還存在設備重量變大，成本變高等問題。

另一方面，利用專利文獻2所示的方法來減少噪聲輻射效率的方法存在散熱器結構變復雜的問題，隨之還存在成本變高等問題。此外，作為專利文獻2中的其他問題，存在有：由于不僅上述的散熱器單體，散熱器與周圍的殼體結構也會因諧振而引起輻射噪聲的峰值，因此，僅采用專利文獻2所提出的對策，作為輻射噪聲對策而言無法獲得充足的效果。

此外，作為散熱器和周圍的殼體結構所涉及的問題，還存在無法充分地對配置在散熱器上的半導體元件進行冷卻的問題。即，如圖4(A)、圖4(B)所示那樣，由于從風扇350排出、從開口部吸入的作為制冷劑的外部氣體通過通風阻力較小的散熱器的側部和下部，因此在散熱器200中沒有足夠的外部氣體(冷卻氣體)流動，從而不能利用散熱器200充分地進行散熱，半導體元件100的冷卻不充分。

專利文獻1：日本專利特開2006-049555號公報

專利文獻2：日本專利特開2008－103458號公報

專利文獻3：日本專利第3649259號公報

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電子電氣設備，能夠減少由包含有半導體元件、散熱器、殼體的配置的電子電氣設備產生的輻射噪聲，與此同時還能夠進一步提高冷卻性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電子電氣設備具備半導體元件、對該半導體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導電性材料形成的殼體，所述散熱器包括：由導電體形成的基底部、以及由豎立設置于該基底部或安裝于該基底部的嵌合用凹部的至少二個以上的翅片構成的翅片部，使該翅片部的一個部位與所述殼體面接觸，并且在所述翅片部的其他部位與所述殼體之間設置引導制冷劑的通風路徑的空間。

此外，本發(fā)明的電子電氣設備具備半導體元件、對該半導體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導電性材料形成的殼體，所述散熱器包括：由導電體形成的基底部、以及由豎立設置于該基底部或安裝于該基底部的嵌合用凹部的至少二個以上的翅片構成的翅片部，在該翅片部與所述殼體之間配置引導制冷劑的通風路徑的導電性材料。

此外，本發(fā)明的電子電氣設備具備半導體元件、對該半導體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導電性材料形成的殼體，所述散熱器包括：由導電體形成的基底部、以及由豎立設置于該基底部或安裝于該基底部的嵌合用凹部的至少二個以上的翅片構成的翅片部，在該翅片部與所述殼體之間配置引導制冷劑的通風路徑的非導電性材料。

由此，能夠簡單且有效地減少包圍作為熱和電磁波發(fā)生源的半導體元件的散熱器、殼體結構的相關輻射噪聲，并且通過對作為制冷劑的外部氣體進行引導來充分地使散熱器冷卻，從而能夠使半導體元件冷卻。

此外，為了引導制冷劑的通風路徑而將導電性構件配置在散熱器與殼體之間，因此能夠在抑制散熱器與殼體間的諧振的同時，提高冷卻性能。

并且，為了引導制冷劑的通風路徑而將非導電性構件配置在散熱器部與殼體之間，因此能夠在抑制散熱器部與殼體部間的諧振的同時，提高冷卻性能。

附圖說明

圖1是表示在構成現(xiàn)有的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、殼體間的配置下產生電磁耦合的狀態(tài)的圖。

圖2是表示圖1所示的現(xiàn)有結構例中輻射電場強度的觀測例的圖。

圖3是表示在構成現(xiàn)有的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、殼體間的配置下散熱器中產生的駐波的狀態(tài)的圖。

圖4是表示具備半導體元件、對該半導體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導電性材料形成的殼體的現(xiàn)有的電子電氣設備中的通風狀態(tài)的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、以及殼體的配置關系的示例的圖。

圖6是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、以及殼體的配置關系的示例的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、殼體、以及噪聲降低用導體的配置關系的示例的圖。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設備的風扇、半導體元件、散熱器、殼體、以及噪聲降低用導體的配置關系的示例的圖。

圖9是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的電子電氣設備的風扇、半導體元件、散熱器、殼體、以及諧振峰值抑制用非導電性材料的配置關系的示例的圖。

圖10是表示本發(fā)明的實施方式3至5所涉及的電子電氣設備中輻射電場強度的降低效果的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

[實施方式1]

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、以及殼體的配置關系的示例的圖。

即，圖5通過采用使散熱器20的翅片部底面23與殼體30面接觸的結構，使散熱器20與殼體30電導通，從而對非所期望的諧振進行抑制。即，通過增長最遠離半導體元件10的翅片使其與殼體30直接接觸，來減少噪聲，并且對于半導體元件10附近的翅片，相對使其較短，從而以使作為制冷劑的外部氣體(冷卻氣體)容易通過的方式對外部氣體進行引導，由此能夠提高冷卻性能。

另外，結構并不限于圖示結構，只要是能夠兼顧冷卻效果和噪聲降低效果的結構即可，也可以采用其他結構。

[實施方式2]

圖6是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、以及殼體的配置關系的示例的圖。

即，圖6中，在散熱器20的翅片的一部分(例如，最外部)形成彎曲(例如，L字型)部25，使彎曲部25的與殼體并行的部位與殼體30面接觸，通過采用這種結構，能夠使散熱器20與殼體30電導通，對非所期望的諧振進行抑制。

可以根據(jù)需要，使用螺釘、粘接劑、導電性膠帶、以及導電性糊料等對彎曲(例如，L字型)部25與殼體30相接觸的部位進行固接。另外，在圖6中，將彎曲(例如，L字型)部25彎曲成直角，但并不限于此，也可以使彎曲部25具有適當?shù)那?r)的結構。

[實施方式3]

圖7是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電子電氣設備的半導體元件、散熱器、殼體、以及噪聲降低用導體的配置關系的示例的圖。

即，圖7(A)～圖7(C)通過使散熱器20的翅片部24的側面與殼體30面接觸來進行電導通，由此來對非所期望的諧振進行抑制。

并且，在本實施方式中，從殼體側面部32到散熱器20的翅片部24的側面均配置噪聲降低用導體40，并且對通風路徑進行引導，以使得散熱器20利用從風扇50排出的外部氣體來有效地進行冷卻。

通過采用上述結構，如圖7(A)所示那樣，緩和了外部氣體集中到散熱器20的翅片部24側面的情況，提高了散熱器的散熱效率而不會帶來散熱器20和冷卻風扇50的大型化，從而能夠充分地對半導體元件進行冷卻。

此外，在設置有對散熱器的制冷劑進行吸氣的開口部的殼體側面部(參照圖7(C))為非導電體的情況下，通過按圖7(B-1)的方式使其與金屬殼體的平板面35相接觸，能夠具有噪聲降低效果。

另一方面，在設置有對散熱器的制冷劑進行吸氣的開口部的殼體側面部(參照圖7(C))為導電體的情況下，按圖7(B-2)的方式僅使具有開口部的金屬殼體部與噪聲降低用導體40相接觸即可。

并且，即使噪聲降低用導體40與散熱器20的翅片部24的側面在整個長度上并非緊密接觸，也能夠獲得同等的冷卻效果，因此，也可以采用圖7(B-3)、圖7(B-4)的形狀。

此外，圖7(B-1)、圖7(B-2)中舉例示出將噪聲降低用導體40彎曲成垂直的示例，但也可以按圖7(B-3)、圖7(B-4)所示的方式采用彎曲部具有適當?shù)那?r)的結構。

[實施方式4]

圖8是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設備的風扇、半導體元件、散熱器、殼體、以及噪聲降低用導體的配置關系的示例的圖。

即，圖8(A)、圖8(B)通過使散熱器20的翅片部底面23與殼體底面部34面接觸來進行電導通，由此來對非所期望的諧振進行抑制。

并且，本實施方式中，在殼體底面部34與散熱器之間的間隙配置具有彎曲凸部的噪聲降低用導體42，以使得從風扇50排出的外部氣體不進行通風，由此來引導有效地對散熱器22進行冷卻的通風路徑。

通過采用上述結構，如圖4(B)所示那樣，緩和了外部氣體集中到散熱器20與殼體底面部34之間的間隙的情況，提高了散熱器的散熱效率而不會帶來散熱器20和冷卻風扇50的大型化，從而能夠充分地對半導體元件進行冷卻。

[實施方式5]

圖9是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的電子電氣設備的風扇、半導體元件、散熱器、殼體、以及諧振峰值抑制用非導電性材料的配置關系的示例的圖。

即，如圖9所示，若在散熱器20的翅片部底面23與殼體30之間配置諧振峰值抑制用非導電性材料62，則會對散熱器20與殼體30間的寄生電容值、電阻值(寄生電容中的損耗分量)帶來影響。即，與不具備圖9所示那樣的諧振峰值抑制用非導電性材料62的情況相比，寄生電容值根據(jù)諧振峰值抑制用非導電性材料的相對介電常數(shù)而增加。另一方面，電阻值分量根據(jù)諧振峰值抑制用非導電性材料的相對介電常數(shù)和介電正切而增加。

因此，通過具備諧振峰值抑制用非導電性材料62，能夠增大成為非所期望的諧振產生因素的寄生電容分量的值，能夠控制諧振產生頻率。作為一個示例，通過將諧振頻率設定在噪聲源等級較小的頻率附近，能夠減低所產生的噪聲等級。

此外，通過具備諧振峰值抑制用非導電性材料62，從而諧振的Q值降低，由此能夠降低諧振引起的噪聲峰值等級。諧振峰值抑制用非導電性材料62的介電正切越大，其Q值的降低效果、即諧振峰值的抑制效果越好，因此，優(yōu)選采用介電正切較大的材料、例如乙烯類材料(聚氯乙烯等)、環(huán)氧樹脂及其復合材料等。

或者選擇并決定諧振峰值抑制用非導電性材料的形狀、介電常數(shù)、以及介電正切，以使得在上述的諧振頻率下，與作為諧振所涉及的電阻值的主要分量的散熱器固有的電阻值、即從散熱器20的半導體元件接合部(未圖示)到散熱器20的殼體靠近部(圖9中翅片底面部23)之間的電阻值相比，因諧振峰值抑制用非導電性材料62的介電正切而產生的電阻值較大。由此，能夠實現(xiàn)有意圖的諧振峰值抑制效果。

并且，該非導電性材料以不使從風扇50排出的外部氣體通風的方式配置在殼體底面部(翅片底面部23)與散熱器20之間的間隙，因此，能夠引導散熱器有效地進行冷卻的通風路徑。

通過采用上述結構，如圖4(B)所示那樣，緩和了外部氣體集中到散熱器與殼體之間的間隙的情況，提高了散熱器的散熱效率而不會帶來散熱器20和冷卻風扇50的大型化，從而能夠充分地對半導體元件進行冷卻。

圖10通過與現(xiàn)有結構進行比較來示出上述本發(fā)明的實施方式3至5的輻射噪聲的抑制效果，根據(jù)圖10可知，通過應用本發(fā)明的實施方式3至5，現(xiàn)有結構中表示外部輻射電場強度的圖2中產生的120MHz的峰值分量得以降低。

工業(yè)上的實用性

本發(fā)明不僅能夠應用于具備作為熱和電磁波的發(fā)生源的半導體元件、對該半導體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導電性材料形成且對所述半導體元件和散熱器進行收納的殼體的電子設備裝置，還能夠應用于具備這些構件的電氣設備裝置。