(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストで製造が容易なヒートシンクを提供すること。【解決手段】ヒートシンク１０は、半導体素子の平面部と当接する熱受面１１と、熱受面１１から折曲形成され、その上方から熱受面１１に対してほぼ直行して延在する素子固定面１３を備える。素子固定面１３には、半導体素子の上部、特にフィン部を受容して固定するための固定孔部１５が設けられている。固定孔部１５には一対の固定突起１５ｐが設けられており、これら固定突起１５ｐは、素子固定面１３の延在方向とほぼ逆方向に突出して形成されている。  ヒートシンクは、熱受面１１と素子固定面１３とが一体的に形成され、１枚の金属板（特に鋼板）を折り曲げて、パンチすることなどより作製される。熱受面１１と素子固定面１３とは、側面ないし断面形状において、ほぼＬ字状（逆転Ｌ字状）をなしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部を有する半導体素子に固定され、この半導体素子の放熱を行うヒートシンクにおいて、
上記半導体素子の平面部と当接する熱受面と、
上記熱受面と一体形成され、この熱受面に対して直行して延在する素子固定面と、を備え、
上記素子固定面が、上記半導体素子の上部を受容するとともに固定する固定孔部を有し、
この固定孔部は、上記素子固定面の延在方向と逆方向に変形し、上記半導体素子の上部を上記熱受面とで挟持して固定する、ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
断面形状において、上記熱受面と上記素子固定面とがＬ字状をなすことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
上記半導体素子の上部がフィン部を形成しており、このフィン部の高さ（ｈ）と上記固定孔部の厚み（ｄ）がｈ≧ｄを満足することを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項４】
上記固定孔部が、上記素子固定面の延在方向と逆方向に突出した固定突起を有することを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項５】
上記固定突起が少なくとも１対形成されており、上記素子固定面の延在方向と逆方向への変形に際し、この１対の固定突起が相互に拡開する方向に変形することを特徴とする請求項４に記載のヒートシンク。
【請求項６】
上記素子固定面の延在方向と逆方向への変形前において、このヒートシンクの厚み（Ｄ）と、上記固定突起と上記半導体素子の平面部との間隔（Ｃ）が、Ｄ：Ｃ＝１０：２〜１０：３を満足することを特徴とする請求項４に記載のヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンクに係り、更に詳細には、半導体素子での発熱を放射するヒートシンクであって、低コストと製造が容易なヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタやダイオードなどの半導体素子で生ずる熱に対しては、放熱部材であるヒートシンクを半導体素子に取り付け、周囲に放出することにより、半導体素子の温度上昇を抑制していた。
【０００３】
図１０は、従来のヒートシンクの取付状態を示す分解斜視図である。同図に示すように、従来は、ヒートシンク１を半導体素子２に取り付けるに際し、弾性を有するクリップ６を用いて、ヒートシンク１と半導体素子２を挟み込んで固定していた。
一方、図１１は、従来のヒートシンクの他の例を示す斜視図である。この図の（Ａ）に示すように、従来、ヒートシンクとクリップが一体に形成された形状のヒートシンク１０１も知られている。
【０００４】
更に、半導体素子の一部を挟入させる切り起こし部と、挟入させた半導体素子の対向側端が当接する突部を有する放熱部材（ヒートシンク）も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６６１０７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、かかる従来のヒートシンクのうち、図１０に示すものは、バネ用鋼材等から上記クリップ６を別途作製しなければならず、材料コストが高価となるばかりか、部品点数も増大してしまうという問題がある。
【０００６】
また、図１１に示すクリップ一体型のヒートシンクにあっては、下方向に関してアンダーカット部分１０１ｕが存在するので、金型１０２の構造が複雑となり、スライド移動させることが可能な中子機構が必要になるなど、金型の作製コストが増大し、作製時間も長期化してしまうという問題がある。
【０００７】
更に、上記特許文献１に記載のヒートシンクにあっては、半導体から離した位置から切り曲げ部がなければ弾性がとりづらく、どうしてもヒートシンクを上方向又は横方向へ大きくしなければばらず、小形化し難いという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コストで製造が容易なヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の固定孔部を設け、所定形状とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明のヒートシンクは、平面部を有する半導体素子に固定され、この半導体素子の放熱を行うヒートシンクにおいて、
上記半導体素子の平面部と当接する熱受面と、
上記熱受面と一体形成され、この熱受面に対して直行して延在する素子固定面と、を備え、
上記素子固定面が、上記半導体素子の上部を受容するとともに固定する固定孔部を有し、
この固定孔部は、上記素子固定面の延在方向と逆方向に変形し、上記半導体素子の上部を上記熱受面とで挟持して固定する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のヒートシンクの好適形態は、上記固定孔部が、上記素子固定面の延在方向と逆方向に突出した固定突起を有することを特徴とする。
更に、本発明のヒートシンクの他の好適形態は、上記固定突起が少なくとも１対形成されており、上記素子固定面の延在方向と逆方向への変形に際し、この１対の固定突起が相互に拡開する方向に変形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特定の固定孔部を設け、所定形状とすることとしたため、低コストで製造が容易なヒートシンクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のヒートシンクにつき図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明のヒートシンクの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すヒートシンクの上面（Ａ）、正面（Ｂ）及び右側面（Ｃ）を示している。
【００１４】
図１において、このヒートシンク１０は、図示しない半導体素子の平面部と当接する熱受面１１と、この熱受面１１から折曲形成され、その上方から熱受面１１に対してほぼ直行して延在する素子固定面１３を備えている。
ここで、「ほぼ直行」とは、作製誤差などを勘案したものであり、完全に直行する場合と同一の作用効果を奏する限り、そのような作製誤差などを含んで構成されたヒートシンクも本発明の範囲内に属する。
なお、熱受面１１の側方も折り曲げられて係止部１７を形成しており、この係止部１７は、図示しないアダプターなどの電子機器にヒートシンク１０及び半導体素子を装着する際の位置決め機能を果たす。
【００１５】
また、素子固定面１３には、半導体素子の上部、特にフィン部を受容して固定するための固定孔部１５が設けられている。
更に、固定孔部１５には一対の固定突起１５ｐが設けられており、これら固定突起１５ｐは、上述の素子固定面１３の延在方向とほぼ逆方向に突出して形成されている。
ここで、「ほぼ逆方向」とは、作製誤差などを勘案したものであり、完全に逆方向に突出する場合と同一の作用効果を奏する限り、そのような作製誤差などを含んで構成されたヒートシンクも本発明の範囲に属する。
【００１６】
本実施形態のヒートシンクは、図２に示すように、熱受面１１と素子固定面１３とが一体的に形成されており、具体的には、１枚の金属板（特に鋼板）を折り曲げて、パンチすることなどより作製されている。
また、図２（Ｃ）に示すように、熱受面１１と素子固定面１３とは、その側面ないし断面形状において、ほぼＬ字状（逆転Ｌ字状）をなしている。
【００１７】
次に、本実施形態のヒートシンクの半導体素子への固定について説明する。
図３は、ヒートシンクの半導体素子への固定方法を示す斜視説明図である。
同図に示すように、ヒートシンク１０の固定に際しては、まず、平面部２１とフィン部２３を有し段付き形状をなす半導体素子２０を、ヒートシンク１０の固定孔部１５に対して矢印Ｚの方向に挿入する。その後、固定孔部１５の一端を矢印Ｘの方向に押圧し、固定孔部１５ないし固定突起１５ｐを変形させて、半導体素子２０のフィン部２３を固定突起１５ｐと熱受面１１とで挟持することにより、ヒートシンク１０の固定を完了する。
【００１８】
本実施形態においては、フィン部２３の高さｈは、固定孔部１５の厚みｄ（図２（Ｃ）参照）よりも大きく形成されており固定状態が強固に保持されることを確実にしているが、この高さｈと厚みｄとの関係はｈ≧ｄを満足すれば十分である。
ｈ≧ｄにおいて、ｈがｄより小さくなると強度的に弱くなり、十分に挟持することができなくなることがある。ｈがｄより大きくなることには問題がないが、板金加工（例えば、プレス加工）でｈを大きくすることは、工程が煩雑になりメリットがあまりない。従って、ｈ＝ｄであれば十分である。
なお、本実施形態においては、ヒートシンク１０は１枚の金属板を加工して作製されているため、ヒートシンク１０（熱受面１１）の厚みＤと固定孔部１５の厚みｄとは同値である。
また、上記固定時のＸ方向への押圧は、適当な工具を用いて行えば十分であり、特殊な工具を必要としない。
【００１９】
次に、上述の固定に際して固定孔部１５ないし固定突起１５ｐが被る変形などにつき説明する。
図４は、固定の際に固定孔部ないし固定突起が被る変形などを示した平面説明図である。同図に示すように、工具３０でヒートシンクの固定孔部１５の一端を＋Ｘ方向に押圧すると（同図（Ａ））、固定突起１５ｐは、その形状などに起因してそれぞれ＋Ｙ方向に若干拡開しながら変形し、半導体素子のフィン部２３を押圧し（同図（Ｂ））、ヒートシンク１０と半導体素子２０を固定する。
その後、ヒートシンク１０の材質などに応じて、固定孔部１５が−Ｘ方向にスプリングバックしても、固定突起１５ｐは−Ｙ方向に変形するので（同図（Ｃ））、上記押圧力が減衰し難く、ヒートシンクと半導体素子の確実な固定が保持できる。
【００２０】
上述のような固定突起１５ｐの拡開変形を生じ易くするには、固定突起１５ｐ同士を若干「ハ」の字状に配設することが好ましい。
また、固定突起１５ｐの先端部が拡開側に偏心するようにＲ加工を施してもよい。
【００２１】
なお、固定孔部ないし固定突起の変形による固定を確実にするには、上述の素子固定面の延在方向と逆方向、具体的には図４の＋Ｘ方向への押圧変形前において、このヒートシンクの厚み（Ｄ）と、固定突起１５ｐと半導体素子のフィン部２３との間隔（Ｃ）が、Ｄ：Ｃ＝１０：２〜１０：３を満足することが好ましい。
Ｄ：Ｃ＝１０：２〜１０：３の比率の下限よりも小さいと、十分な強度をもって挟持することができないことがある。一方、Ｄ：Ｃ＝１０：２〜１０：３の比率の上限よりも大きいと、固定孔部１５の一端を矢印Ｘの方向に押圧し、固定孔部１５ないし固定突起１５ｐを変形させて、半導体素子２０のフィン部２３を固定突起１５ｐと熱受面１１とで挟持することによる、ヒートシンク１０の固定が難しくなる。
【００２２】
図５は、上述の如く固定したヒートシンク１０と半導体素子２０を、電子機器の一例であるアダプター４０に装着した状態を示す分解斜視図である。
アダプター４０は、基板４１を上ケース４３と下ケース４５との間に収容して形成され、上記ヒートシンク１０と半導体素子２０は基板４１上に実装される。この際、ヒートシンク１０の係止片１７が位置決めに利用される。
【００２３】
図６〜図８は、本発明のヒートシンクの他の実施形態を示す斜視図であり、これらの図に示すように、本発明のヒートシンクは、対象とする半導体素子の個数や形状に応じて、隣接する３個の半導体素子に対して固定孔部を３連結したもの（図６）、フィン部が高い半導体素子に対して熱受部の高いもの（図７）、フィン部が無い半導体素子に対して固定孔部の大きいもの（図８）などのように、適宜変形することが可能なのはいうまでもない。
なお、図８に示すように、フィン部が無い半導体素子に用いるヒートシンクにおいては、上述したＤ：Ｃ＝１０：２〜１０：３の関係におけるＣは、ヒートシンクの固定突起と半導体素子の平面部との間隔に相当する。
【００２４】
また、図９は、本発明のヒートシンクの更に他の実施形態を示す平面図であり、固定突起が１個のみの例（図９（Ａ））と、固定孔部に切り込み１５ｇを設けて押圧変形を容易にした例を示している。
【００２５】
上述の本実施形態のヒートシンクの材質については、特に限定されるものではなく、金属類であればよく、例えば鉄、アルミニウム及び銅など金属や合金も用いることができるが、鋼板を用いるのが特に望ましい。
【００２６】
以上に説明した本実施形態のヒートシンクによれば、従来のようにクリップなどの他部品を必要とせずに、ヒートシンク単品で半導体素子の固定が可能になるので部品費用や部品点数を低減できる。
また、全体形状がＬ字状の簡易な形状であるため、鋼板などの金属板から簡単に作製することができ、特殊な金型などを必要としない。よって、製造コストや金型費用や金型作製時間を低減できる。
更に、半導体素子との固定は、固定孔部の押圧変形のみで行うことができるので、極めて簡易であり、固定すべき半導体素子の個数が２個・３個と増加した場合であっても、該２〜３個の半導体素子を一度に押圧できる工具を用いれば、固定工程を１度に行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の好適実施形態により詳細に説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、係止片１７は必須の要素ではなく省略が可能である。また、固定突起の個数は適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のヒートシンクの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すヒートシンクの上面（Ａ）、正面（Ｂ）及び右側面（Ｃ）を示す図である。
【図３】本発明のヒートシンクの半導体素子への固定方法を示す斜視説明図である。
【図４】固定の際に固定孔部ないし固定突起が被る変形などを示した平面説明図である。
【図５】固定したヒートシンクと半導体素子をアダプターに装着した状態を示す分解斜視図である。
【図６】本発明のヒートシンクの他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明のヒートシンクの他の実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明のヒートシンクの他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明のヒートシンクの更に他の実施形態を示す平面図である。
【図１０】従来のヒートシンクの取付状態を示す分解斜視図である。
【図１１】従来のヒートシンクの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ヒートシンク、２…半導体素子、６…クリップ、１０、１０’、１０”…ヒートシンク、１１…熱受面、１３…素子固定面、１５…固定孔部、１５ｐ…固定突起、１５ｇ…切り込み、１７…係止片、２０…半導体素子、２１…平面部、２３…フィン部、３０…工具、４０…アダプター、４１…基板、４３…上ケース、４５…下ケース１０１…ヒートシンク、１０２…金型
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008034500.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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