(57)【要約】【課題】半導体素子のヒートシンク取付け構造において、収縮可能なチューブを用いて、確実且つ容易に半導体素子をヒートシンクに取付け可能とすることを目的とする。【解決手段】半導体素子１は、放熱機能を有するヒートシンク２に当接して絶縁性を有する熱収縮チューブ３で固定される。半導体素子１は端子面を底面としたとき、周側面の一面がヒートシンク２に当接される接圧面となる。ヒートシンク２は、半導体素子１の固定部２ｃの両サイドに、一端がヒートシンク２の端線で開口したスリット状の切り欠き２ａが形成されている。熱収縮チューブ３は、半導体素子１の接圧面とヒートシンク２とを当接させた状態で、切り欠き２ａを通って半導体素子１とヒートシンク２の固定部２ｃの外周を取り囲むように配設される。この熱収縮チューブ３が熱を加えられ収縮することで、半導体素子１の当接面がヒートシンク２の固定部２ｃに当接した状態で確実に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザープリンタ用の半導体素子を放熱機能を有するヒートシンクに固定する半導体素子のヒートシンク取付け構造において、
半導体素子の端子面を底面としたとき、周側面の一面がヒートシンクに当接される接圧面となり、
ヒートシンクには、前記接圧面が当接される部位の両サイドに、一端がヒートシンク端縁で開口したスリット状の切り欠きが形成されており、
前記半導体素子の接圧面がヒートシンクと当接状態で、前記切り欠きを通って半導体素子とヒートシンクの固定部の外周を取り囲むように絶縁性を有する熱収縮チューブを配設し、
前記熱収縮チューブを熱収縮させることにより、半導体素子の当接面をヒートシンクの固定部に当接させ、固定したことを特徴とする半導体素子のヒートシンク取付け構造。
【請求項２】
半導体素子を放熱機能を有するヒートシンクに固定する半導体素子のヒートシンク取付け構造において、
半導体素子の端子面を底面としたとき、周側面の一面がヒートシンクに当接される接圧面となり、
ヒートシンクには、前記接圧面が当接される部位の両サイドに、一端がヒートシンク端縁で開口したスリット状の切り欠きが形成されており、
前記半導体素子の接圧面がヒートシンクと当接状態で、前記切り欠きを通って半導体素子とヒートシンクの固定部の外周を取り囲むように絶縁性を有する収縮可能なチューブを配設し、
前記チューブが収縮することにより、半導体素子の当接面をヒートシンクの固定部に当接させ、固定したことを特徴とする半導体素子のヒートシンク取付け構造。
【請求項３】
前記チューブは、熱収縮性を有することを特徴とする請求項２記載の半導体素子の取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタの電源等に適用される半導体素子のヒートシンク取付け構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタの電源等に使用される半導体素子は電流のスイッチング等を行って発熱する。この半導体素子を安定して動作させるために、この半導体素子をヒートシンクに取り付けて効率良く放熱させることが必要である。半導体素子をヒートシンクに取り付ける従来の取付け構造としては、特許文献１に示されるように、両面に接着層を形成した絶縁シートによって半導体素子をヒートシンクに貼り付けた後、半導体素子の周りに樹脂を注入して固化させて半導体素子とヒートシンクとを固定した構造がある。この取付け構造は、主に複数の半導体素子を組み合わせてモジュール化する場合のものであり、１つの半導体素子をヒートシンクに固定する方法としては広く適用できるものではない。
【０００３】
上記特許文献１に記載されている構造に比べ、より簡易的な半導体素子のヒートシンク取付け構造としては、図４に示されるような、ネジの締め付け力による取付け構造がある。この取付け構造においては、基盤１０に端子を接続された半導体素子５と、基盤１０に支持脚６ｂが固定されて支えられたヒートシンク６とがネジ７によって締結される。ここで、ヒートシンク６が接地電圧に接続されるような構成では、半導体素子５が絶縁封止されていないタイプであるときは半導体素子５とヒートシンク６とを絶縁させなければならないが、半導体素子５とヒートシンク６との当接面に絶縁シートを挟むことにより該当接面において絶縁しても、ネジ７を通じて半導体素子５とヒートシンク６とが導通される。これを防ぐために、ネジ７と半導体素子５との間の座金８には絶縁性の材質から成るものを使用していた。
【０００４】
また、上記とは別の半導体素子のヒートシンク取付け構造として、図５に示されるような、バネ性を有するクリップ９を使用した取付け構造がある。この取付け構造においては、ヒートシンク６の半導体素子５が固定される部位の両サイドに２箇所のスリット状の切り欠き６ａが形成されている。そして、切り欠き６ａを通してヒートシンク６の裏面にクリップ９の両端を引っ掛け、そのクリップ９の中央部とヒートシンク６とで半導体素子５を挟むようにして、クリップ９のバネ性によって半導体素子５とヒートシンク６とが固定される。このような取付け構造では、上記のようにネジを使用するよりも容易にヒートシンクを取り付けることが可能であり、また、半導体素子５が絶縁封止されていないタイプであっても、クリップ９を樹脂など絶縁体の部材とすることで、半導体素子５とヒートシンク６との当接面に絶縁シートを挟むだけで半導体素子５とヒートシンク６とを絶縁することが可能となる。
【特許文献１】特開平１１−１１１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示されるようなネジ７の締め付けによって半導体素子５をヒートシンク６に固定する構造では、ネジ７を締め付ける手間がかかり、半導体素子５とヒートシンク６とを絶縁しなければならない場合においては、ネジ止め部においての絶縁を保つために高価な絶縁性の座金８を用いる必要があった。また、図５に示されるようなバネ性を有するクリップ９により半導体素子５をヒートシンク６に固定する構造では、落下などの衝撃が加わったときにクリップ９がヒートシンク６から脱落して、半導体素子５とヒートシンク６とが離れてしまう不具合があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、収縮可能なチューブにより、確実且つ容易に半導体素子をヒートシンクに取付け可能であり、半導体素子とヒートシンクとの絶縁を保つ必要があるときにも容易にその対策を行うことができる、半導体素子のヒートシンク取付け構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、レーザープリンタ用の半導体素子を放熱機能を有するヒートシンクに固定する半導体素子のヒートシンク取付け構造において、半導体素子の端子面を底面としたとき、周側面の一面がヒートシンクに当接される接圧面となり、ヒートシンクには、前記接圧面が当接される部位の両サイドに、一端がヒートシンク端線で開口したスリット状の切り欠きが形成されており、前記半導体素子の当接面がヒートシンクと当接状態で、前記切り欠きを通って半導体素子とヒートシンクの固定部の外周を取り囲むように絶縁性を有する熱収縮チューブを配設し、前記熱収縮チューブを熱収縮させることにより、半導体素子の当接面をヒートシンクの固定部に当接させるとともに固定したものである。
【０００８】
請求項２の発明は、半導体素子を放熱機能を有するヒートシンクに固定する半導体素子のヒートシンク取付け構造において、半導体素子の端子面を底面としたとき、周側面の一面がヒートシンクに当接される接圧面となり、ヒートシンクには、前記接圧面が当接される部位の両サイドに、一端がヒートシンク端線で開口したスリット状の切り欠きが形成されており、前記半導体素子の当接面がヒートシンクと当接状態で、前記切り欠きを通って半導体素子とヒートシンクの固定部の外周を取り囲むように絶縁性を有する収縮可能なチューブを配設し、前記チューブが収縮することにより、半導体素子の当接面をヒートシンクの固定部に当接させるとともに固定したものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記チューブは、熱収縮性を有するとしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、半導体素子とヒートシンクとを熱収縮チューブで囲んで固定するので、熱を加えて熱収縮チューブを収縮させるだけで、容易に、且つ確実に固定可能となり、また、半導体素子とヒートシンクとの絶縁を保つ必要があるときにも特別に対策をする必要がなく、より安価で信頼性の高いレーザープリンタを提供することが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、半導体素子とヒートシンクとを収縮可能なチューブで囲んで固定するので、容易に取り付けることができ、振動にも強く、確実に固定可能となる。また、チューブは絶縁性であるので、半導体素子とヒートシンクとの絶縁を保つ必要があるときにも特別に対策をする必要がなくなる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、チューブは熱を加えることで収縮するので、半導体素子とヒートシンクとをチューブで囲んで熱を加えるだけで、容易に、且つ確実に固定可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）及び図２は本実施形態における半導体素子の取付け構造を示し、図３は半導体素子１がヒートシンク２に固定される状況を示す。半導体素子１は、放熱機能を有するヒートシンク２に当接して絶縁性を有する熱収縮チューブ３で固定される。半導体素子１は例えばＦＥＴ等のトランジスタであり、基盤４に接続されてレーザープリンタの電源等の回路を構成する。ヒートシンク２は、例えば鉄等の金属板からなり、その下端に設けられた支持脚２ｂが基盤４に固定されることで支持されており、半導体素子１の端子部にヒートシンク２の質量による負荷がかからないように構成されている。半導体素子１は基盤４に接続された端子面を底面としたとき、周側面の一面がヒートシンク２に当接される接圧面となる。ヒートシンク２は、半導体素子１の接圧面が当接される部位２ｃ（固定部という）の両サイドに、熱収縮チューブ３を通すことができるように、一端がヒートシンク２の端線で開口したスリット状の形状の切り欠き２ａが形成されている。
【００１４】
半導体素子１をヒートシンク２に固定する熱収縮チューブ３は、半導体素子１の接圧面とヒートシンク２とを当接させた状態で、ヒートシンク２の切り欠き２ａを通って半導体素子１とヒートシンク２の固定部２ｃの外周を取り囲むように配設される。この熱収縮チューブ３は、熱が加えられる前の内径が、半導体素子１とヒートシンク２とを囲むのに十分なサイズのチューブを選択する。
【００１５】
図３に示されるように、この熱収縮チューブ３を矢印の方向に被せて、半導体素子１とヒートシンク２の固定部２ｃの外周を取り囲んだ後に、この熱収縮チューブ３に熱風を当てる等の手段により熱を加えると、熱収縮チューブ３が収縮し、半導体素子１の当接面がヒートシンク２の固定部２ｃに当接された状態で、半導体素子１がヒートシンク２に固定される。このようにヒートシンク２が半導体素子１と当接されるように設けられると、半導体素子１が動作して発生する熱は、半導体素子１とヒートシンク２の当接面からヒートシンク２に移動し、ヒートシンク２から周囲に放熱される。これにより、半導体素子１が過熱して誤動作したり破壊されたりすることがなく、半導体素子１の動作が安定する。
【００１６】
上記のように熱収縮チューブ３によって半導体素子１とヒートシンク２とを取り囲み、その後、熱を加えて熱収縮チューブ３を収縮させるだけで容易に半導体素子１をヒートシンク２に固定可能となる。また、この熱収縮チューブ３は半導体素子１とヒートシンク２の固定部２ｃの全周を囲むので、半導体素子１とヒートシンク２とは確実に固定することができ、振動や衝撃などが加わっても外れにくく、半導体素子１のヒートシンク２取付け構造を信頼性の高い構成とすることが可能となる。
【００１７】
本実施形態においては、半導体素子１とヒートシンク２とを絶縁させて固定する必要がある場合が考えられる。これは、例えば半導体素子１が絶縁封止されていないタイプであって、ヒートシンク２が接地電圧に接続されている等の場合であるが、このような場合においては、半導体素子１のヒートシンク２の固定部２ｃとの当接面に熱伝導率の高い絶縁シート等を挟んで固定すればよい。熱収縮チューブ３は絶縁体であり、この当接面を除いて半導体素子１とヒートシンク２とで導通する部位はないので、絶縁を保つための部材を上記絶縁シートの他に設ける必要がなく、半導体素子１のヒートシンク２取付け構造を安価な構成とすることが可能となる。
【００１８】
ここで、本実施形態において、熱収縮チューブ３の代わりにゴムなどの弾性体からなる絶縁性を有する収縮可能なチューブ（図示なし）を用いることができる。このときには、チューブの内径は半導体素子１をヒートシンク２の固定部２ｃに当接させて固定するために適当なサイズのものとする。そして、このチューブの内径を拡げ、半導体素子１とヒートシンク２の固定部２ｃにチューブを被せるように配し、その後、収縮させることで、熱収縮チューブ３を収縮させるのと同様に、半導体素子１をヒートシンク２に固定させることが可能である。このようにチューブを用いるときにおいて、半導体素子１とヒートシンク２とを絶縁させる必要があっても、上記と同様に半導体素子１のヒートシンク２の固定部２ｃとの当接面に熱伝導率の高い絶縁シート等を挟んで固定すればよい。
【００１９】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定するものではなく、発明の範囲を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。レーザープリンタに限らず、発熱が大きくヒートシンクを設ける必要がある半導体素子を搭載するような、例えばＡＶ機器等においても応用が可能であり、安価で信頼性が高い半導体素子の取付け構造を利用することが可能である。また、本実施形態においては、ヒートシンクの形状は板状であるが、ブロック状のヒートシンクであっても、チューブによって固定部を囲むことが可能となるような形状とすることで、容易に半導体素子に取り付けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態における半導体素子のヒートシンク取付け構造の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】同上における半導体素子のヒートシンク取付け構造の斜視図。
【図３】同上における半導体素子のヒートシンクへの固定方法を説明する図。
【図４】従来のネジ締め付けによる半導体素子のヒートシンク取付け構造の斜視図。
【図５】従来のクリップによる半導体素子のヒートシンク取付け構造の斜視図。
【符号の説明】
【００２１】
１  半導体素子
２  ヒートシンク
２ａ  切り欠き
２ｂ  支持脚
２ｃ  固定部
３  熱収縮チューブ
３ｂ  チューブ
４  基盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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