(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に固定された放熱フィンに螺子止めされる固定部材と、この固定部材に連接し、前記プリント基板に取り付けられた半導体を前記放熱フィンに押圧する半導体取付部材と、前記固定部材と前記半導体取付部材とを連結し、前記半導体取付部材を押圧して前記半導体を前記放熱フィンに当接させる圧力調整螺子とから成ることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項２】
請求項１記載の半導体取付金具において、前記固定部材は、前記放熱フィンの頭部上に載置されるとともに螺子を挿通する穴部を有する固定部と、前記半導体取付部材に当接されるとともに前記圧力調整螺子を挿通する螺子穴部を有する連接片部と、前記固定部と前記連接片部とを連接する支持部とで構成されていることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項３】
請求項１記載の半導体取付金具において、前記半導体取付部材は、前記固定部材の連接片部に当接されるとともに前記圧力調整螺子を挿通する螺子穴部を有する連接片部と、この連接片部に連接し前記圧力調整螺子を当接させる座部と、この座部に連接し該座部の押圧力により半導体に当接する半導体押圧片とで構成されていることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項４】
請求項１記載の半導体取付金具において、前記座部は、前記圧力調整螺子を当接する突起部を有することを特徴とする半導体取付金具。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項記載の半導体取付金具において、前記半導体取付部材は、前記半導体に当接する領域に凹凸部を設けて成ることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項記載の半導体取付金具を、プリント基板に固定された放熱フィンに前記固定部材を介して螺子止めし、前記プリント基板に取り付けられた半導体に、前記圧力調整螺子を操作して前記半導体取付部を当接させ、該半導体を前記半導体取付金具と前記放熱フィンとで挟持して成ることを特徴とする半導体取付構造。
【請求項７】
プリント基板に固定された放熱フィンに圧力調整螺子を介して固定される固定部材と、この固定部材に一体的に連接し、前記プリント基板に取り付けられた半導体を前記放熱フィンに押圧する半導体取付部材とから成り、
前記固定部材は、前記放熱フィンの頭部上に載置される固定部と、この固定部の一端部に設けた圧力調整用の突起部と、前記固定部に設けた圧力調整螺子を挿通する穴部とを有し、前記半導体取付部材は、前記固定部材を前記放熱フィンに螺子止めするときの前記突起部による反力により前記半導体に当接する湾曲部材によって構成されていることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項８】
請求項７記載の半導体取付金具において、前記固定部材は、前記穴部を長穴とするとともに、この長穴の周囲が前記突起部に向かって深くなる溝を設けて成ることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載の半導体取付金具において、前記半導体取付部材は、前記半導体に当接する領域に凹凸部を設けて成ることを特徴とする半導体取付金具。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９の何れか１項記載の半導体取付金具を、プリント基板に固定された放熱フィンに前記圧力調整螺子を介して前記固定部材を螺子止めし、前記プリント基板に取り付けられた半導体に、前記圧力調整螺子を操作して前記半導体取付部材を当接させ、前記半導体取付金具と前記放熱フィンとで挟持して成ることを特徴とする半導体取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体取付金具およびこの半導体取付金具を用いた半導体取付構造に関する。
例えば、電力関連設備を扱う装置、特に交流から直流に変換、もしくは、ＤＣＤＣコンバータ等の電源装置に使用する電力用半導体（整流器、スイッチング用ＦＥＴ、トランジスタ、レギュレータ等）をプリント基板に実装する場合、電力用半導体はプリント基板に予め固定された放熱フィンヘ螺子を介して固定されている。
【０００２】
その際、電力用半導体をまとめて放熱フィンに固定する場合が多い。
そのため、この種の電力用半導体の実装は、非常に困難である。
また、これらの修理、変更による取り外しや再実装は、初期実装より更に困難となる。
【０００３】
【従来の技術】
図１４は、従来の電源装置内部の部品実装状態を示す。
半導体２ならびに放熱フィン３は、図示しない専用位置だし治具等を使用して組み上げられた後、プリント基板１に実装される。
その際、半導体２は、放熱フィン３の垂直な壁面３ａに絶縁シート（図示せず）を介して当接された状態で螺子２ａにより固定されている。
一方、修理、変更により半導体２を外す場合には、螺子２ａをドライバ５により外して放熱フィン３と分離して半導体２を取り外している。
【０００４】
また、再実装する場合、半導体２を放熱フィン３の垂直な壁面３ａに絶縁シート（図示せず）を介して当接した状態で螺子２ａにより固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１４に示すように、半導体２の周囲には、半導体より大きな電子部品４が多く用いられているので、修理、変更により半導体２を外す場合、電子部品４がドライバ５の侵入を妨げ、螺子２ａを外すことができない。
そのため、プリント基板１上の電気部品４のような作業の妨げとなる部品を外してから半導体２を外さなければならない。
従って、再実装の場合、半導体２ならびに放熱フィン３を始めにプリント基板１に取り付けてから、その後に取り外した電気部品４を取り付けなければならなかった。
【０００６】
このように、従来の電源装置内部の部品実装方式では、作業効率が非常に悪いという問題があった。
また、半導体２の取り外しや再実装時での電気部品４等の破損などが懸念されていた。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、プリント基板への部品実装密度に関係なく半導体の取付、取り外しが可能な半導体取付金具および半導体取付構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、プリント基板に固定された放熱フィンに螺子止めされる固定部材と、この固定部材に連接し、前記プリント基板に取り付けられた半導体を前記放熱フィンに押圧する半導体取付部材と、前記固定部材と前記半導体取付部材とを連結し、前記半導体取付部材を押圧して前記半導体を前記放熱フィンに当接させる圧力調整螺子とから成ることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の半導体取付金具において、前記固定部材は、前記放熱フィンの頭部上に載置されるとともに螺子を挿通する穴部を有する固定部と、前記半導体取付部材に当接されるとともに前記圧力調整螺子を挿通する螺子穴部を有する連接片部と、前記固定部と前記連接片部とを連接する支持部とで構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の半導体取付金具において、前記半導体取付部材は、前記固定部材の連接片部に当接されるとともに前記圧力調整螺子を挿通する螺子穴部を有する連接片部と、この連接片部に連接し前記圧力調整螺子を当接させる座部と、この座部に連接し該座部の押圧力により半導体に当接する半導体押圧片とで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の半導体取付金具において、前記座部は、前記圧力調整螺子を当接する突起部を有することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４の何れか１項記載の半導体取付金具において、前記半導体取付部材は、前記半導体に当接する領域に凹凸部を設けて成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５の何れか１項記載の半導体取付金具を、プリント基板に固定された放熱フィンに前記固定部材を介して螺子止めし、前記プリント基板に取り付けられた半導体に、前記圧力調整螺子を操作して前記半導体取付部を当接させ、該半導体を前記半導体取付金具と前記放熱フィンとで挟持して成ることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明は、プリント基板に固定された放熱フィンに圧力調整螺子を介して固定される固定部材と、この固定部材に一体的に連接し、前記プリント基板に取り付けられた半導体を前記放熱フィンに押圧する半導体取付部材とから成り、前記固定部材は、前記放熱フィンの頭部上に載置される固定部と、この固定部の一端部に設けた圧力調整用の突起部と、前記固定部に設けた圧力調整螺子を挿通する穴部とを有し、前記半導体取付部材は、前記固定部材を前記放熱フィンに螺子止めするときの前記突起部による反力により前記半導体に当接する湾曲部材によって構成されていることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項７記載の半導体取付金具において、前記固定部材は、前記穴部を長穴とするとともに、この長穴の周囲が前記突起部に向かって深くなる溝を設けて成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項９に係る発明は、請求項７または請求項８記載の半導体取付金具において、前記半導体取付部材は、前記半導体に当接する領域に凹凸部を設けて成ることを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項７ないし請求項９の何れか１項記載の半導体取付金具を、プリント基板に固定された放熱フィンに前記圧力調整螺子を介して前記固定部材を螺子止めし、前記プリント基板に取り付けられた半導体に、前記圧力調整螺子を操作して前記半導体取付部材を当接させ、前記半導体取付金具と前記放熱フィンとで挟持して成ることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１ないし図５は、本発明の第一実施形態に係る半導体取付金具１０およびこの半導体取付金具１０を用いた半導体取付構造５０を示す（請求項１ないし請求項４、請求項６に対応する）。
本実施形態に係る半導体取付金具１０は、プリント基板１３に固定された放熱フィン１５に螺子１９を介して固定される固定部材２０と、この固定部材２０に連接し、プリント基板１３に取り付けられた半導体１７を放熱フィン１５に押圧する半導体取付部材３０と、固定部材２０と半導体取付部材３０とを連結し、半導体取付部材３０を押圧して半導体１７を放熱フィン１５に当接させる圧力調整螺子４０とから成る。
【００１５】
固定部材２０は、放熱フィン１５の頭部１５ａ上に載置されるとともに螺子１９を挿通する穴部２２を有する固定部２１と、半導体取付部材３０に当接されるとともに圧力調整螺子４０を挿通する螺子穴部２４を有する連接片部２３と、固定部２１と連接片部２３とを連接する支持部２５とで構成されている。
半導体取付部材３０は、固定部材２０の連接片部２３に当接されるとともに圧力調整螺子４０を挿通する螺子穴部３２を有する連接片部３１と、この連接片部３１に連接し圧力調整螺子４０を当接させる座部３３と、この座部３３に連接し座部３３に作用する押圧力により半導体１７に当接させられる半導体押圧片３４とで構成されている。
【００１６】
座部３３は、圧力調整螺子４０の先端部４０ａを当接する突起部３３ａを有する。
半導体押圧片３４は、先端部３４ａが外方へ湾曲して、半導体１７に点または線接触するようにしてある。
連接片部３１と座部３３との間は、半導体押圧片３４にバネ力を付与できるように傾斜面３５となっている。
【００１７】
図１に示すように、固定部材２０と半導体取付部材３０とは個別に作製されており、固定部材２０の連接片部２３と半導体取付部材３０の連接片部３１とを重ね合わせた後、固定部材２０の連接片部２３の上方から両者の螺子穴部２２，３２に圧力調整螺子４０を螺合することにより固定部材２０と半導体取付部材３０とが組み付けられる。
【００１８】
また、固定部材２０および半導体取付部材３０の連接片部２３，３１は、ほぼ同等の面形状を為す平板材で構成されているので、圧力調整螺子４０が両者の螺子穴部２２，３２に螺合すると、連接片部２３，３１を面接触させることによって、固定部材２０と半導体取付部材３０とを結合することができる。
ここで、圧力調整螺子４０を座部３３の突起部３３ａに向かってねじ込んでいくと、この押圧力で半導体取付部材３０が固定部材２０の支持部２５の延長線上に向かって押し込まれるようになっている。これは、半導体取付部材３０が座部３３に対して鋭角的に連接しているために、圧力調整螺子４０の押し込み力を受けると、半導体取付部材３０の半導体押圧片３４を押し込むように変位することによって達成される。
【００１９】
次に、このように構成された本実施形態に係る半導体取付金具１０を用いた半導体取付構造５０を説明する。
先ず、図２および図３に示す本実施形態に係る半導体取付金具１０を用いて半導体１７を放熱フィン１５へ取り付ける例を図４により説明する。
先ず、プリント基板１３に放熱フィン１５を取り付け、半導体１７をハンダで固定する。
【００２０】
次に、ネジ穴の付いた絶縁シート１４を放熱フィン１５に載せる。
次に、図２および図３に示す本実施形態に係る半導体取付金具１０の固定部材２０を放熱フィン１５に載せ、取付金具固定用の螺子１９を穴部２２を介して放熱フィン１５の頭部１５ａに設けた螺子穴部１５ｂに螺合して固定部材２０を放熱フィン１５上に固定する。
【００２１】
次に、圧力調整螺子４０を時計回りに回すと、半導体押圧片３４がＮ１の方向に押し下げられる。さらに、圧力調整螺子４０を回すと、半導体取付部材３０のバネ性により、Ｎ２とＮ３の応力が働き、半導体押圧片３４がＮ３の方向に向かう。これにより、半導体押圧片３４が半導体１７を放熱フィン１５に固定することができる。
【００２２】
斯くして、本実施形態に係る半導体取付金具１０を用いた半導体取付構造５０を得ることができる。
次に、半導体１７を放熱フィン１５から取り外す手順を図５に示す。
先ず、圧力調整螺子４０を逆時計回りの方向へ回す。このとき、圧力調整螺子４０を回した方向へ半導体取付部材４０のバネ復元力Ｎｌ，Ｎ２，Ｎ３が矢印の方向へ働き、半導体取付部材３０が半導体１７を固定する力は無くなる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る半導体取付金具１０と放熱フィン１５とを固定する螺子１９を外し、本実施形態に係る半導体取付金具１０を放熱フィン１５から外す。
次に、絶縁シート１４を放熱フィン１５から外す。
次に、半導体１７をプリント基板１３から外す。
【００２４】
この一連の作業により、半導体１７を外すことができる。
以上のように、本実施形態に係る半導体取付金具１０を用いた半導体取付構造５０によれば、半導体１７が本実施形態に係る半導体取付金具１０によって放熱フィン１５に押圧されて固定されているので、本実施形態に係る半導体取付金具１０を取り除くだけで、半導体１７を外すことができる。
【００２５】
従って、半導体１７の周囲に半導体１７より大きな電子部品が多く用いられていても、これらに阻害されることなく、半導体１７および放熱フィン１５を取り付けたり、取り外したりすることが可能となる。
その結果、修理、変更により半導体１７を外す場合や再実装の場合の手間を従来に比し大幅に軽減することが可能となる。
【００２６】
また、半導体１７を放熱フィン１５に押圧状態で固定できるので、専用位置だし治具などの機器無しに半導体１７を実装できる。
なお、図６に示すように、半導体取付部材３０の半導体押圧片３４に波加工などにより一体的に凹凸部３４ｂを設ける（請求項５に対応する）と、この凹凸部３４ｂが半導体１７に対してより強く当たることが可能となり、半導体の姿勢を制御して半導体の傾きを防止することが可能となる。
【００２７】
また、上記実施形態では、固定部材２０の取付位置を放熱フィン１５の頭部１５ａとした場合について説明したが、放熱フィン１５が他の部品より背丈のある場合には放熱フィン１５の上部側壁面に螺子止めするようにしても良い。この場合には、固定部材２０の固定部２１が支持部２５の延長上に位置することとなる。
【００２８】
図７ないし図９は、本発明の第二実施形態に係る半導体取付金具６０およびこの半導体取付金具６０を用いた半導体取付構造８０を示す（請求項７、請求項１０に対応する）。
本実施形態に係る半導体取付金具６０は、プリント基板６３に固定された放熱フィン６５に圧力調整螺子７７を介して固定される固定部材７０と、この固定部材７０に一体的に連接し、プリント基板６３に取り付けられた半導体６７を放熱フィン６５に押圧する半導体取付部材７５とから成る。
【００２９】
固定部材７０は、放熱フィン６５の頭部６５ａ上に載置される固定部７１と、この固定部７１の一端部に設けた圧力調整用の突起部７２と、固定部７１に設けた圧力調整螺子７７を挿通する穴部７３とを有し、半導体取付部材７５は、固定部材７１を放熱フィン６５に圧力調整螺子７７を介して螺子止めするときの突起部７２による反力により半導体６７に当接する湾曲部材によって構成されている。
【００３０】
次に、斯くして構成された本実施形態に係る半導体取付金具６０を用いた半導体取付構造８０を説明する。
先ず、プリント基板６３に放熱フィン６５を取り付け、半導体６７をハンダで固定する。
次に、ネジ穴の付いた大き目の絶縁シート６４を放熱フィン６５に載せる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る半導体取付金具６０を放熱フィン６５に載せ、圧力調整螺子７７を固定部７１の穴部７３を介して放熱フィン６５の頭部６５ａに時計回りに回してねじ込む。
この際、圧力調整螺子７７のねじ込み力によって、半導体取付部材７５にＮ方向の力が生じ、半導体６７を押圧する。
【００３２】
斯くして、本実施形態に係る半導体取付金具６０を用いた半導体６７の取付構造８０を得ることができる。
次に、半導体６７を放熱フィン６５から取り外す手順を図９に示す。
先ず、圧力調整螺子７７を逆時計回りの方向へ回す。このとき、圧力調整螺子７７を回した方向へ本実施形態に係る半導体取付金具６０のバネ復元力Ｎが矢印の方向へ働き、本実施形態に係る半導体取付金具６０による半導体６７を固定する力は無くなる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る半導体取付金具６０と放熱フィン６７を固定する圧力調整螺子７７を完全に取り外す。
次に、本実施形態に係る半導体取付金具６０を放熱フィン６５から外す。
次に、絶縁シート６４を放熱フィン６５から外す。
次に、半導体６７をプリント基板６３から外す。
【００３４】
この一連の作業により、半導体６７を外すことが可能となる。
本実施形態によっても、上述第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図１０ないし図１２は、第二実施形態に係る半導体取付金具６０の変形例を示す（請求項８に対応する）。
【００３５】
この変形例は、第二実施形態に係る半導体取付金具６０の固定部材７０の固定部７１に設けた穴部７３を長穴７３ａとするとともにその周囲に突起部７２に向かって深くなる溝７３ｂを設けた点で、相違する。
この変形例によれば、図１２に示すように、圧力調整螺子７７をねじ込み、圧力調整螺子７７の頭部７７ａが溝７３ｂに当接すると、固定部材７０が傾斜し、半導体取付部材７５が半導体６７方向へ押圧されることとなる。
【００３６】
その結果、第二実施形態に係る半導体取付金具６０よりも大きな押圧力を得ることが可能となる。
図１３は、第二実施形態に係る半導体取付金具６０の変形例を示す（請求項９に対応する）。
この変形例は、第二実施形態に係る半導体取付金具６０の半導体取付部材７５に波加工などにより一体的に凹凸部７５ａ設けた点で、相違する。
【００３７】
この凹凸部７５ａが半導体６７に対してより強く当たることが可能となり、半導体の姿勢を制御して半導体６７の傾きを防止することが可能となる。
なお、本発明において、半導体取付金具を構成する材料は、金属でも合成樹脂でも良いが、半導体が電力用の場合には金属製とすることが望ましい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、放熱フィンとのネジ止め位置が放熱フィン上部となるため、プリント基板への部品実装密度に関係なく半導体の取付、取り外しが可能となり作業性向上を図ることができる。
また、半導体を放熱フィンに押圧状態で固定できるので、専用位置だし治具などの機器の機能を兼ねることが可能となる。
さらに、半導体取付部材に凹凸部を設けた場合には、この凹凸部が半導体のガイドになり、半導体取付時の傾きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る半導体取付金具を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る半導体取付金具を示す斜視図である。
【図３】図２の第一実施形態に係る半導体取付金具を示す側面図である。
【図４】第一実施形態に係る半導体取付金具を用いた半導体取付構造を示す側面図である。
【図５】第一実施形態に係る半導体取付金具を用いた半導体取付構造を示す側面図である。
【図６】第一実施形態に係る半導体取付金具の変形例を示す側面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る半導体取付金具を示す分解斜視図である。
【図８】図７の第二実施形態に係る半導体取付金具を用いた半導体取付構造を示す側面図である。
【図９】図７の第二実施形態に係る半導体取付金具を用いた半導体取付構造を示す側面図である。
【図１０】図７の第二実施形態に係る半導体取付金具の変形例を示す平面図である。
【図１１】図１１の拡大図である。
【図１２】図１０の変形例に係る半導体取付金具を用いた半導体取付構造の拡大図である。
【図１３】図７の第二実施形態に係る半導体取付金具の変形例を示す平面図である。
【図１４】従来の電源装置内部の実装状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  半導体取付金具
１３，６３  プリント基板
１４  絶縁シート
１５，６５  放熱フィン
１５ａ  頭部
１７，６７  半導体
１９  螺子
２０，７０  固定部材
２１、７１  固定部
２２，７３  穴部
２４  螺子穴部
２３  連接片部
２５  支持部
３０，７５  半導体取付部材
３１  連接片部
３２  螺子穴部
３３  座部
３３ａ  突起部
３４  半導体押圧片
３４ｂ，７５ａ  凹凸部
４０，７７  圧力調整螺子
５０，６０，８０  半導体取付構造
７２  突起部
７３ａ  長穴
７３ｂ  溝
【図１】
0003673195.tif 000002
【図２】
0003673195.tif 000003
【図３】
0003673195.tif 000004
【図４】
0003673195.tif 000005
【図５】
0003673195.tif 000006
【図６】
0003673195.tif 000007
【図７】
0003673195.tif 000008
【図８】
0003673195.tif 000009
【図９】
0003673195.tif 000010
【図１０】
0003673195.tif 000011
【図１１】
0003673195.tif 000012
【図１２】
0003673195.tif 000013
【図１３】
0003673195.tif 000014
【図１４】
0003673195.tif 000015