(57)【要約】【課題】電解コンデンサの取替え作業を簡易且つ容易に行える様にする。【解決手段】各コンデンサ１の電極リード線３Ａ，３Ｂを絶縁性の取付板１０のランドパターンに半田付けする。金属線を編み込んで成る柔軟構造を有するスペーサ２Ａ，２Ｂをプリント基板６上に印刷された電極パターン５Ａ，５Ｂ上に搭載し、取付板１０から突出した電極リード線先端部３ＴＡ，３ＴＢをスペーサ２Ａ，２Ｂに突き刺して先端部３ＴＡ，３ＴＢをスペーサ２Ａ，２Ｂに機械的に接触させる。この接触状態を保ちつつ、取付板１０を基板６にボルト締結する。これにより、コンデンサ取付構造体が形成される。コンデンサ１の取替えに際しては、ボルト締結を緩めるだけで、取付板１０ごと、コンデンサ１は基板６から分離される。【選択図】        図２
2004153097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上に形成された第１及び第２電極パターンを有する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する基板と、
前記第１電極パターンと機械的に接触した第１底面と、前記第１底面に対向する第１上面とを有し、且つ、変形可能な構造を有する金属製の第１スペーサと、
前記第２電極パターンと機械的に接触した第２底面と、前記第２底面に対向する第２上面とを有し、且つ、変形可能な構造を有する金属製の第２スペーサと、
前記第１上面と電気的に接続した第１先端部を有する第１電極リード線及び前記第２上面と電気的に接続した第２先端部を有する第２電極リード線を有するコンデンサとを備えることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項２】
請求項１記載のコンデンサ取付け構造体であって、
前記第１先端部は前記第１スペーサに突き刺さることで前記第１スペーサと機械的に接触しており、しかも、前記第１先端部は前記第１電極パターンの直上方に位置しており、
前記第２先端部は前記第２スペーサに突き刺さることで前記第２スペーサと機械的に接触しており、しかも、前記第２先端部は前記第２電極パターンの直上方に位置していることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項３】
請求項２記載のコンデンサ取付け構造体であって、
前記第１スペーサは第１金属線を編み込んで成る構造を有しており、
前記第１金属線と前記第１先端部との界面には第１導電性グリスが介在されており、
前記第２スペーサは第２金属線を編み込んで成る構造を有しており、
前記第２金属線と前記第２先端部との界面には第２導電性グリスが介在されていることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項４】
請求項２又は３記載のコンデンサ取付け構造体であって、
前記第１及び第２先端部が突出する様に前記コンデンサの前記第１及び第２電極リード線の中間部を固定すると共に、その各コーナー部にはボルトを通すための貫通孔を有している取付板を更に備え、
前記基板は、前記取付板の前記各コーナー部の前記貫通孔に対面する位置において前記ボルトを通すための貫通孔を更に有しており、
前記取付板の前記各コーナー部の前記貫通孔及びそれに対応する前記基板の前記貫通孔を利用して、前記取付板と前記基板とはボルト締結されていることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項５】
その上に形成された第１及び第２電極パターンを有する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する基板と、
前記第１電極パターンと機械的に接触した第１底面を有する第１突出部を有する第１取付導体部と、前記第２電極パターンと機械的に接触した第２底面を有する第２突出部を有する第２取付導体部と、前記第１及び第２取付導体部に挟まれた分離絶縁体とを備える取付部材と、
前記第１取付導体部と電気的に接続した第１先端部を有する第１電極リード線及び前記第２取付導体部と電気的に接続した第２先端部を有する第２電極リード線を有するコンデンサとを備えることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項６】
請求項５記載のコンデンサ取付け構造体であって、
前記第１電極パターンと前記第１突出部の前記第１底面との間に介在する第１導電性グリスと、
前記第２電極パターンと前記第２突出部の前記第２底面との間に介在する第２導電性グリスとを更に備えることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項７】
請求項５又は６記載のコンデンサ取付け構造体であって、
前記第１及び第２取付導体部の各コーナー部はボルトを通すための貫通孔を有しており、
前記基板は、前記第１及び第２取付導体部の前記各コーナー部の前記貫通孔に対面する位置において、前記ボルトを通すための貫通孔を更に有しており、
前記第１及び第２取付導体部の前記各コーナー部の前記貫通孔及びそれに対応する前記基板の前記貫通孔を利用して、前記取付部材と前記基板とはボルト締結されていることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項８】
その上に形成された第１及び第２電極パターンを有する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する基板と、
前記第１電極パターンと機械的に接触した第１底面と、前記第１底面に対向する第１上面とを有し、且つ、変形可能な構造を有する金属製の第１スペーサと、
前記第２電極パターンと機械的に接触した第２底面と、前記第２底面に対向する第２上面とを有し、且つ、変形可能な構造を有する金属製の第２スペーサと、
各コンデンサは第１及び第２電極リード線を有する、複数のコンデンサと、
上蓋を有しておらず、側面及び底面を有し、前記側面及び前記底面で囲まれる内側空間内に前記複数のコンデンサを内包すると共に、前記各コンデンサの前記第１電極リード線の配置位置毎に前記底面に設けられており且つ前記底面より突出して前記第１スペーサの前記第１上面と機械的に接触した第１底面を有する第１電極体と、前記各コンデンサの前記第２電極リード線の配置位置毎に前記底面に設けられており且つ前記底面より突出して前記第２スペーサの前記第２上面と機械的に接触した第２底面を有する第２電極体とを更に有するケースとを備え、
前記各コンデンサの前記第１電極リード線の第１先端部は前記ケース内において前記第１電極体に電気的に接合されており、
前記各コンデンサの前記第２電極リード線の第２先端部は前記ケース内において前記第２電極体に電気的に接合されており、
前記各コンデンサの上面及び前記上面近傍の側面部分を露出させつつ、前記ケースの前記内側空間内を充填して、前記複数のコンデンサを覆う充填材を更に備えることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項９】
請求項８記載のコンデンサ取付け構造体であって、
前記ケースの前記側面の各コーナー部はカットされて湾曲面を成しており、
前記各コーナー部はボルトを通すための貫通孔を有しており、
前記基板は、前記各コーナー部の前記貫通孔に対面する位置において前記ボルトを通すための貫通孔を更に有しており、
前記各コーナー部の前記貫通孔及びそれに対応する前記基板の前記貫通孔を利用して、前記ケースと前記基板とはボルト締結されていることを特徴とする、
コンデンサ取付け構造体。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れかに記載の前記コンデンサ取付け構造体と、
前記コンデンサ取付け構造体における前記基板上に搭載された半導体素子とを備えることを特徴とする、
半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板上に、リード端子を有する複数個のコンデンサ（例えば電解コンデンサ）（以下、コンデンサ集合体とも称す）を同時に取り替え自在な構造として配設する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサ集合体を基板に配置する公知の従来技術として、下記のものが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−２８６１５０号公報（後述の特許文献１に相当）には、複数のコンデンサの同一極端子同士を金属導体によって接続することにより一体化されて成るコンデンサ集合体が、記載されている。
【０００４】
又、特開平１１−２８８８５５号公報（後述の特許文献２に相当）には、コンデンサ素子と外装ケースとの間にコンデンサ素子を固定するための固定材が充填されて成る各電解コンデンサ（６個の電解コンデンサ）を、固定バンドで固定して成るコンデンサバンクが、記載されている。
【０００５】
更に、プリンント基板上に搭載されている電子部品の内で、寿命の短い電解コンデンサのみを交換可能とするための従来技術が、例えば特開２０００−１５１０６２号公報（後述の特許文献３に相当）に提案されている。即ち、同公報には、プリンント基板上の、実装用電解コンデンサを接続するための貫通穴と同心円上となる位置に、交換用電解コンデンサを接続するための予備用の貫通穴が設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８６１５０号公報（図１、図１１）
【特許文献２】
特開平１１−２８８８５５号公報（図１、図２）
【特許文献３】
特開２０００−１５１０６２号公報（図３）
【特許文献４】
特開２０００−８２６３５号公報（図１、図２）
【特許文献５】
特開平５−３１５１９２号公報（図１、図２）
【特許文献６】
特開平９−３０６７７８号公報（図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置を構成する各種の電子部品の中でも最も寿命が短い電解コンデンサについては、同一制御基板上に搭載されている全ての電解コンデンサを取替えると言う保守作業が必須である。しかしながら、その保守作業としては、先ず、各電解コンデンサ毎に、その各リード端子と基板上の電極パターンとを互いに電気的に接続する半田付け部分を一つ一つ溶かしていくことで、全ての電解コンデンサを基板から取り外す工程が必要であり、その上で、全ての交換用電解コンデンサを一つ一つ基板に半田付けしていく工程が必要となる。この様に、従来の電解コンデンサ保守作業は、複雑・多工程であり、作業完了までに比較的長時間を要すると言う問題点を抱えている。
【０００８】
この様な問題点は、一人電解コンデンサのみに拘わる問題点ではなく、一般的には、二極のリード端子ないしは電極リード線を有する２個以上のコンデンサがその上に搭載された、基板を有する装置に共通して生じ得る問題点である。
【０００９】
この発明は、斯かる懸案事項に鑑み成されたものであり、半導体装置におけるコンデンサの取替え作業を簡易に行えることを可能にし得るコンデンサ取付け構造を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、コンデンサ取付け構造体に関しており、その上に形成された第１及び第２電極パターンを有する第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを有する基板と、前記第１電極パターンと機械的に接触した第１底面と、前記第１底面に対向する第１上面とを有し、且つ、変形可能な構造を有する金属製の第１スペーサと、前記第２電極パターンと機械的に接触した第２底面と、前記第２底面に対向する第２上面とを有し、且つ、変形可能な構造を有する金属製の第２スペーサと、前記第１上面と電気的に接続した第１先端部を有する第１電極リード線及び前記第２上面と電気的に接続した第２先端部を有する第２電極リード線を有するコンデンサとを備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係るコンデンサ取付け構造体を有する半導体装置の主要部を模式的に示す平面図である。本実施の形態においては、半導体装置の一例として、転流型のゲートターンオフサイリスタ素子（ＧＣＴ素子：尚、ＧＣＴ素子の動作原理・構造及びそれを用いた半導体装置の回路構成は、日本国特許第３１９１６５３号公報及び米国特許第５７７７５０６号に詳述されている）を半導体素子として有するサイリスタ装置が用いられているが、半導体装置としては本例に限定されるものではない。その他の半導体装置の例としては、好ましくはパワー半導体装置（ＩＧＢＴ，パワーＭＯＳＦＥＴ）がある。
【００１２】
図１において、例えばプリント基板より成る制御基板（単に基板とも称す）６上には、半導体素子１５が搭載されている。即ち、制御基板６の第１主面６Ｓ１上に設けられたカソード電極用配線パターン（図示せず）に、半導体素子１５のカソード（Ｋ）電極端子１２が取付けネジ１４を介して取付けられており、同面６Ｓ１上に設けられたゲート電極用配線パターン（図示せず）に、半導体素子１５のゲート（Ｇ）電極端子１１が取付けネジ１３を介して取付けられている。又、半導体素子１５のアノード電極端子（図示せず）は、制御基板６の裏面（基板厚み方向に関して第１主面６Ｓ１に対向する第２主面）側の配線パターン（図示せず）に電気的に取り付けられている。
【００１３】
他方、図１の紙面上方から見て制御基板６の上側周縁部及び下側周縁部に該当する部分上には、互いに並列接続された複数個の電解コンデンサ（以下、電解コンデンサを単にコンデンサとも称す）１の集合体であるコンデンサ集合体１００が、取付板１０により支持された状態で以って、配設されている。このコンデンサ集合体１００の制御基板６への取付構造が本実施の形態の中核部ないしは特徴部であり、この点に関しては図１と共に他の図面をも参照しつつ以下に詳述する。
【００１４】
尚、図１の紙面上方から見て制御基板６の右側部分（図示の省略部分）には、半導体素子１５を含む本半導体装置の主電源回路（図示せず）が配設されている。
【００１５】
図２は、図１の第１方向Ｄ１から本半導体装置のコンデンサ集合体１００の取付構造体を眺めた際の側面図である。又、図３は、図１の第２方向Ｄ２から本半導体装置のコンデンサ集合体１００の取付構造体を眺めた際の側面図である。
【００１６】
両図２，３に示す通り、プリント基板６の第１主面６Ｓ１上には、第１方向Ｄ１に沿って互いに平行に延伸した第１及び第２電極パターン５Ａ及び５Ｂが印刷により形成されている。又、図１−図３に示されている様に、第１及び第２主面６Ｓ１，６Ｓ２間の基板厚みを貫通する第１、第２、第３及び第４スルーホール６ＴＨ１、６ＴＨ２…が、基板６内に形成されている。加えて、第１スルーホール６ＴＨ１と第３ボルト７Ｃ用の第３スルーホール（図示せず）との中間位置に当る基板６の部分にも、第５ボルト７Ｅ用の第５スルーホール（図示せず）が形成されていると共に、第２スルーホール６ＴＨ２と第４ボルト７Ｄ用の第４スルーホール（図示せず）との中間位置に当る基板６の部分にも、第６ボルト７Ｆ用の第６スルーホール（図示せず）が形成されている。
【００１７】
以下では、コンデンサ１の基板６への取付手順を記載することで、コンデンサ取付構造体を記載することとする。
【００１８】
先ず、絶縁体の取付板１０を用意する。この取付板１０の４隅には、基板６の上記第１―第４スルーホールに対応して、取付板１０をその厚み方向に貫通する第１―第４ボルト用スルーホール１０ＴＨ１、１０ＴＨ２、１０ＴＨ３、１０ＴＨ４が形成されており、且つ、基板６の上記第５及び第６スルーホールに対応して、第５及び第６ボルト用スルーホール１０ＴＨ５及び１０ＴＨ６もまた形成されている。しかも、取付板１０には、各コンデンサ１の取付位置に対応して、取付板１０をその厚み方向に貫通する第１及び第２リード線用スルーホール２２Ａ及び２２Ｂが、形成されている。加えて、取付板１０の上面１０Ｓ１内における各第１リード線用スルーホール２２Ａの周囲部上には、第１電極リード線３Ａを半田付けするための導体パターン（第１上面側半田付け部ないしは第１上面側ランド）２３Ａが印刷されており、同様に、取付板１０の下面１０Ｓ２内における各第１リード線用スルーホール２２Ａの周囲部上にも、第１電極リード線３Ａを半田付けするための導体パターン（第１下面側半田付け部ないしは第１下面側ランド）２３ＡＡが印刷されている。同様に、取付板１０の上面１０Ｓ１内における各第２リード線用スルーホール２２Ｂの周囲部上には、第２電極リード線３Ｂを半田付けするための導体パターン（第２上面側半田付け部ないしは第２上面側ランド）２３Ｂが印刷されており、且つ、取付板１０の下面１０Ｓ２内における各第２リード線用スルーホール２２Ｂの周囲部上にも、第２電極リード線３Ｂを半田付けするための導体パターン（第２下面側半田付け部ないしは第２下面側ランド）２３ＢＢが印刷されている。
【００１９】
その上で、各コンデンサ１毎について、第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂの第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢが取付板１０の下面１０Ｓ２より突出して突起部を成す様に、第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂのそれぞれを取付板１０の対応するスルーホール２２Ａ、２２Ｂ内に挿入する（当該挿入は遊びを有するのが通常であろうが、遊びが無くても良い）。そして、被挿入部分である第１電極リード線３Ａの中間部の上側部分及び下側部分を、それぞれ第１上面側ランド２３Ａ及び第１下面側ランド２３ＡＡに、第１上側半田層４Ａ及び第１下側半田層４ＡＡを以って半田付けすると共に、同様に、被挿入部分である第２電極リード線３Ｂの中間部の上側部分及び下側部分を、それぞれ第２上面側ランド２３Ｂ及び第２下面側ランド２３ＢＢに、第２上側半田層４Ｂ及び第２下側半田層４ＢＢを以って半田付けすることで、コンデンサ１の第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂの上記中間部を取付板１０に固定する。これにより、コンデンサ１の両リード端子先端部３ＴＡ，３ＴＢは、第１及び第２下側半田層４ＡＡ，４ＢＢより突出する突起部を成す。その際、各コンデンサ１を所定の間隔で以って第１方向Ｄ１に沿って配列する。これらの半田付け工程により、取付板１０上に複数個のコンデンサ１が配置され、既述したコンデンサ集合体１００が取付板１０上に形成される。
【００２０】
又、押圧に対して容易に変形可能な比較的柔軟な構造を有し、且つ、第１方向Ｄ１に沿って延在する平板形状を有する、金属製の第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂを、予め準備しておく。ここで、第１スペーサ２Ａの第１方向Ｄ１における長さは、基板６の第１電極パターン５Ａの第１方向Ｄ１における長さよりも短いけれども、コンデンサ集合体１００を構成する各コンデンサ１の第１電極リード線３Ａの上記先端部３ＴＡが後述する様に第１スペーサ２Ａの第１上面２ＡＳ１と機械的・電気的に接触可能となるだけの寸法を有している。同様に、第２スペーサ２Ｂの第１方向Ｄ１における長さは、基板６の第２電極パターン５Ｂの第１方向Ｄ１における長さよりも短いけれども、コンデンサ集合体１００を構成する各コンデンサ１の第２電極リード線３Ｂの上記先端部３ＴＢが後述する様に第２スペーサ２Ｂの第２上面２ＢＳ１と機械的・電気的に接触可能となるだけの寸法を有している。
【００２１】
その上で、第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂをそれぞれ第１及び第２電極パターン５Ａ及び５Ｂの表面上に配置する。これにより、第１スペーサ２Ａの第１底面２ＡＳ２は第１電極パターン５Ａと機械的に接触した状態となり、同様に、第２スペーサ２Ｂの第２底面２ＢＳ２も第２電極パターン５Ｂと機械的に接触する。但し、この段階では、第１底面２ＡＳ２と第１電極パターン５Ａとの機械的接触及び第２底面２ＢＳ２と第２電極パターン５Ｂとの機械的接触は、共に電気的接続と言う観点から見た場合には、十分とは言えない状態にある。
【００２２】
次に、取付板１０上に第１方向Ｄ１に沿って一列に配列する様に半田付け固定された各コンデンサ１の第１及び第２電極リード線（第１及び第２リード端子）３Ａ，３Ｂの内で、取付板下面１０Ｓ２から突出した第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢと、第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂとの機械的接触を行うことにより、第１底面２ＡＳ２に対向する第１上面２ＡＳ１と第１先端部３ＴＡとの第１電気的接続、及び第２底面２ＢＳ２に対向する第２上面２ＢＳ１と第２先端部３ＴＢとの第２電気的接続を実現する。これらの電気的接続は、次の構成により実現される。
【００２３】
先ず、取付板１０に固定されたコンデンサ集合体１００をプリント基板６に取付けるに際して第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂを介在させる第１の目的とは、換言すれば、第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂの第１の機能とは、コンデンサ集合体１００のプリント基板６への取付け時に、取付板下面１０Ｓ２から突出した第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢが、プリント基板６の第１及び第２電極パターン５Ａ及び５Ｂの表面に直接に接触して当該印刷パターン５Ａ及び５Ｂを損傷させてしまう事態を有効に防止する点にある。
【００２４】
第２の目的ないしは第２の機能としては、第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂと基板６上の第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂとの十分な機械的接触（より大きな接触面積の確保）を通じた両者の電気的接触ないしは電気的接続を確実ならしめる点にある。特に、プリント基板６及び取付板１０は外力により変形し易く、これらの変形によって各電極リード線３Ａ，３Ｂと対応する電極パターン５Ａ，５Ｂとの機械的接触面積が減少しない様にする必要性がある。
【００２５】
斯かる機能実現化の観点から、金属製の第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂは、共に押圧を受けて変形し易い柔軟な構造を有していると共に、第１及び第２上面２ＡＳ１，２ＢＳ１を介して第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂ内に突き刺された第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢをその途中で受け止めて、第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢが第１及び第２底面２ＡＳ２，２ＢＳ２を突き抜けてしまうのを防止し得る構造を有している。例えば、第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂの各々は、例えばシールド線に利用されている構造体、即ち、第１及び第２金属線を編み込んで成る柔軟な構造体として形成されている。
【００２６】
そこで、作業者は取付板１０毎コンデンサ集合体１００を移動して、各コンデンサ１の第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢを、基板６上の対応する第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂ上に配置する。そして、作業者は、取付板１０を下方に動かすことで、第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢをそれぞれ第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂの上面２ＡＳ１，２ＢＳ１からその内部に押し込む。これにより、第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢのそれぞれは、第１及び第２スペーサ２Ａ、２Ｂ内の編目に突き刺さった状態となって、第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂ内で受け止められる。即ち、各先端部３ＴＡ，３ＴＢは、対応するスペーサ２Ａ，２Ｂ内の編目状金属線と機械的・電気的接触を成す。しかも、各先端部３ＴＡ，３ＴＢは対応するスペーサ２Ａ，２Ｂ内の編目に突き刺さるため、逆に各スペーサ２Ａ，２Ｂは対応する各先端部３ＴＡ，３ＴＢによって支持されることとなり、第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂに対する第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂの配置位置が安定し易くなる。しかも、後述する変形例２の場合（取付板下面１０Ｓ２から両電極リード線３Ａ，３Ｂが突出していない場合）と比較して明らかな通り、各スペーサ２Ａ，２Ｂと対応する電極リード線３Ａ，３Ｂとの接触部分の面積も大きくなるので、第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢと第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂとの良好な機械的接触（第１及び第２電気的接続）が得られる。尚、図２−図３においては、好ましい一例として、第１及び第２下側半田層４ＡＡ，４ＢＢは、それぞれ対応するスペーサ２Ａ，２Ｂの上面２ＡＳ１，２ＢＳ１と接触してスペーサ２Ａ，２Ｂに対して押圧を加えている。
【００２７】
その状態で、作業者は、ボルト７とナット８との締結によって、取付板１０を基板６に固定する。即ち、作業者は、以下の作業を行う。第１―第６ボルト７Ａ―７Ｆのそれぞれを、対応する取付板１０側のスルーホール１０ＴＨ１―１０ＴＨ６及び対応する基板６側のスルーホール６ＴＨ１、６ＴＨ２、…に通した上で、基板６の第２主面６Ｓ２から突出した当該ボルト７Ａ―７Ｆの部分を、対応するナット８Ａ、８Ｂ、…で締結する。このボルト締結により、取付板１０が第１及び第２下側半田層４ＡＡ，４ＢＢを介して第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂを第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂに対して押付けることとなり、第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂに対する第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂの配置位置はより一層安定し、各スペーサ２Ａ，２Ｂと対応する電極パターン５Ａ，５Ｂとの機械的・電気的接触（接触面積）は実用的に見て十分に好ましいレベルとなる。この様に、第１ボルト７Ａ及び第１ナット８Ａは取付板１０の「第１支持体」を、第１ボルト７Ｂ及び第２ナット８Ｂは「第２支持体」を、第３ボルト７Ｃ及びそれに対応する第３ナットは「第３支持体」を、第４ボルト７Ｄ及びそれに対応する第４ナットは「第４支持体」を、第５ボルト７Ｅ及びそれに対応する第５ナットは「第５支持体」を、第６ボルト７Ｆ及びそれに対応する第６ナットは「第６支持体」をそれぞれ成しており、これらの支持体をここでは「取付板支持部」と総称する。
【００２８】
尚、ボルト７とナット８との締結調整により、第１及び第２下側半田層４ＡＡ，４ＢＢと対応するスペーサ２Ａ，２Ｂの上面２ＡＳ１，２ＢＳ１との間に、隙間を設けても良い。
【００２９】
以上のコンデンサ取付構造体を用いる場合には、次の様な利点が得られる。即ち、コンデンサ１の寿命に伴い当該コンデンサ１を新しいものに交換する必要性が生じた場合には、作業者は、取付板１０と基板６との間のボルト締結を緩めるだけで、コンデンサ集合体１００を成す全コンデンサ１を同時に取付板１０ごと基板６から容易に取り外すことが出来、しかも、その後直ちに、新しいコンデンサ集合体１００が予めその上に固定されている別の取付板１０に対して新たなボルト締結作業を行うだけで、新たなコンデンサ集合体１００を基板６上に取付けることが出来る。このコンデンサ１の取替え作業に当っては、半田層を溶かす作業及び半田付け作業は一切不要である。
【００３０】
（変形例１）
図２に対応する図４に示す様に、各電極リード線３Ａ，３Ｂと対応するスペーサ２Ａ，２Ｂとの界面に、例えば各先端部３ＴＡ，３ＴＢと対応する編目状金属線との界面に、それぞれ第１及び第２導電性グリスＧ１，Ｇ２を介在させることとしても良い。この構成により、各電極リード線３Ａ，３Ｂと対応するスペーサ２Ａ，２Ｂとの接触部における接触抵抗（従って電気抵抗）を更に軽減することが出来る。
【００３１】
（変形例２）
図２に対応する図５に示す様に、第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂの第１及び第２先端部３ＴＡ，３ＴＢを共に取付板１０の下面１０Ｓ２から突出させないで、第１及び第２下側半田層４ＡＡ，４ＢＢをそれぞれ対応するスペーサ２Ａ，２Ｂの上面２ＡＳ１，２ＢＳ１に直接に機械的接触させるだけで、第１先端部３ＴＡと第１スペーサ２Ａの第１上面２ＡＳ１との第１電気的接続及び第２先端部３ＴＢと第２スペーサ２Ｂの第２上面２ＢＳ１との第２電気的接続を実現しても良い。但し、この場合には、取付板１０側の第１及び第２スルーホール２２Ａ，２２Ｂの壁面にも、上側及び下側ランド（２３Ａ，２３ＡＡ）、（２３Ｂ，２３ＢＢ）を互いに電気的に接続する導体パターン２３ＡＷ，２３ＢＷが印刷されていることが必須となる。尚、実施の形態１では、導体パターン２３ＡＷ，２３ＢＷを設けることは任意の設計事項である。
【００３２】
そこで、本発明においては、実施の形態１及びその変形例２における構成を包含する共通の用語ないしは概念として、「第１上面２ＡＳ１と電気的に接続した第１先端部３ＴＡ」及び「第２上面２ＢＳ１と電気的に接続した第２先端部３ＴＢ」を用いている。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態におけるコンデンサ取付構造体は、実施の形態１におけるスペーサを介在させずに、半田の溶融作業及び半田付け作業を必要とすることなく容易にコンデンサ集合体をプリント基板から着脱可能とする、別の構造を提案するものである。但し、本実施の形態においても、半導体装置の構成に関しては、図１の取付板１０に代えて、後述する取付部材ないしは取付ブロックを用いる点を除いて、基本的に図１を援用する。即ち、本実施の形態の核心部は上記取付部材の構造にある。以下、図６及び図７を参照しつつ、本実施の形態に係るコンデンサ取付構造体を詳述する。
【００３４】
図６は、図１の第１方向Ｄ１からコンデンサ取付構造体を眺めた際の側面図であるが、図６では図示の便宜上、取付部材１０Ａと絶縁基板６との接触構成は図示されていない。又、図７は、図１の第２方向Ｄ２からコンデンサ取付構造体を眺めた際の側面図であり、図７では取付部材１０Ａと絶縁基板６との接触構成が図示されている。
【００３５】
図６に示す様に、取付部材１０Ａは、（ｉ）その第１底面ＢＳ１がフラットである第１方向Ｄ１に延在した第１突出部１０Ａ１Ｐを有し、且つ、銅等の金属を母材とする、第１方向Ｄ１に延在した導電性の第１取付導体部１０Ａ１と、（ｉｉ）その第２底面ＢＳ２がフラットである第２突出部１０Ａ２Ｐを有し、且つ、銅等の金属を母材とし、しかも第１取付導体部１０Ａ１と同様の形状及び寸法を有する、第１突出部１０Ａ１Ｐと平行して第１方向Ｄ１に延在した導電性の第２取付導体部１０Ａ２とを備える。尚、両者１０Ａ１，１０Ａ２については、必ずしも同一形状及び同一寸法の関係である必然性はない。更に、同部材１０Ａは、（ｉｉｉ）両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２と平行に第１方向Ｄ１に延在しつつ（第１方向Ｄ１の長さは両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２のそれよりも若干長い）、両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２でサンドイッチされた状態において両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２に結合されており（例えば接着剤で結合されている）、その結果、両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２を互いに電気的に絶縁する役割を担う、絶縁性の分離絶縁体１０Ａ３を有する。この分離絶縁体１０Ａ３は、例えば、エポキシ樹脂、マイカ、あるいはプラスチックの材料で以って構成される。そして、両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２の各々には、その上面ＴＳ１，ＴＳ２から対応する突出部１０Ａ１Ｐ，１０Ａ２Ｐ内部に向けて、非貫通の第１及び第２孔Ｈ１，Ｈ２が形成されている。又、分離絶縁体１０Ａ３の第３上面ＴＳ３は両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２の第１及び第２上面ＴＳ１，ＴＳ２よりも上方に突出しており、逆に、両取付導体部１０Ａ１，１０Ａ２の第１及び第２底面ＢＳ１，ＢＳ２は分離絶縁体１０Ａ３の第３底面ＢＳ３よりも下方に突出している。そして、取付部材１０Ａは、第１方向Ｄ１に関して、コンデンサ集合体１００内の全電解コンデンサ１を搭載可能な寸法を有している。即ち、コンデンサ集合体１００内の各電解コンデンサ１の配列ピッチに対応して、第１及び第２孔Ｈ１，Ｈ２の孔対が第１方向Ｄ１に沿って形成されている。
【００３６】
そして、各コンデンサ１の第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂはそれぞれ対応する孔対の第１及び第２孔Ｈ１，Ｈ２内に挿入された上で、その中間部において、第１及び第２半田層４Ｃ，４Ｄで以って、第１及び第２上面ＴＳ１，ＴＳ２に半田付けされている。
【００３７】
次に、コンデンサ集合体１００内の全電解コンデンサ１がその上に固定された取付部材１０Ａと、基板６上に印刷された第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂとの機械的接触を通じた、第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂと第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂとの電気的接続について、図７を参照して、作業工程の観点から記載する。尚、第１及び第２突出部１０Ａ１Ｐ，１０Ａ２Ｐの中心軸間距離は、基板６側の第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂ間の中心軸間距離（ピッチ）に相当している。
【００３８】
先ず、コンデンサ１付き取付部材１０Ａを予め用意しておく。その上で、作業者は、取付部材１０Ａ自体を第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂの表面上に載置する。これにより、第１突出部１０Ａ１Ｐのフラットな第１底面ＢＳ１及び第２突出部１０Ａ２Ｐのフラットな第２底面ＢＳ２は、それぞれ、互いに絶縁分離された状態で、第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂの上面と機械的・電気的にに接触する。このときの接触面積は比較的大きく、当該接触は安定しているので、各電極リード線３Ａ，３Ｂと対応する電極パターン５Ａ，５Ｂとの電気的接続が安定して確実に確保される。
【００３９】
その後、実施の形態１と同様に、ボルト７及びナット８の取付部材支持部を用いて取付部材１０Ａと基板６とのボルト締結を行う。これにより、第１底面ＢＳ１と第１電極パターン５Ａとの第１機械的・電気的接触及び第２底面ＢＳ２と第２電極パターン５Ｂとの第２機械的・電気的接触の安定度は、より一層高められる。
【００４０】
以上のコンデンサ取付構造体を用いる場合においても、実施の形態１と同様な利点が得られる。即ち、コンデンサ１の寿命に伴い当該コンデンサ１を新しいものに交換する必要性が生じた場合には、作業者は、取付部材１０Ａと基板６との間のボルト締結を緩めるだけで、コンデンサ集合体１００を成す全コンデンサ１を同時に取付部材１０Ａごと基板６から容易に取り外すことが出来、しかも、その後直ちに、新しいコンデンサ集合体１００がその上に予め固定されている別の取付部材１０Ａに対して新たなボルト締結作業を行うだけで、新しいコンデンサ集合体１００を基板６上に取付けることが出来る。このコンデンサ１の取替え作業に当っては、半田層を溶かす作業及び半田付け作業は一切不要である。
【００４１】
（変形例３）
実施の形態２の構造に対して、次の変形を加えも良い。即ち、図７に対応する図８に示す様に、第１突出部１０Ａ１Ｐの第１底面ＢＳ１と第１電極パターン５Ａの上面との間に第１導電性グリスを塗布し、及び／又は、第２突出部１０Ａ２Ｐの第２底面ＢＳ２と第２電極パターン５Ｂの上面との間に第２導電性グリスＧ２Ａを塗布することとしても良い。この変形により、第１及び／又は第２１０Ａ１Ｐ，１０Ａ２Ｐと対応する電極パターン５Ａ，５Ｂとの接触面における接触抵抗を低減させて、より一層良好な第１及び第２電気的接触を得ることが可能となる。
【００４２】
（変形例４）
図２及び図６との組合せに対応する図９に示す様に、実施の形態１で適用された第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂを、実施の形態２における取付部材１０Ａと基板６との間に介在させても良い。この場合には、各電極リード線３Ａ，３Ｂの先端部３ＴＡ，３ＴＢは、対応する突出部底面ＢＳ１，ＢＳ２から突出して突起部を成す。本変形例においても、実施の形態１あるいは２と同様の利点が得られる。
【００４３】
（実施の形態３）
図１０−図１２は、それぞれ、本実施の形態に係るコンデンサ取付構造体の中核部を成すコンデンサ集合体箱体１６０の斜視図、図１０のＥ−Ｅ線に関するコンデンサ集合体箱体１６０の縦断面図及び図２に対応するコンデンサ取付構造体の側面図である。本実施の形態においても、半導体装置の図示に関しては図１を援用するが、図１の取付板１０上に固定されたコンデンサ集合体１００に代えて、図１０に示すケーシングされたコンデンサ集合体１００Ｂ、即ちコンデンサ集合体箱体１６０がここでは適用される。
【００４４】
本実施の形態の特徴点ないしはセールスポイントを抽出列挙すれば、次の通りの記載となる。
【００４５】
即ち、（ｉ）図２−図９に示されたコンデンサ取付構造体に較べて更に耐震性を向上させるために、樹脂から成る充填材１７でコンデンサ集合体１００Ｂを覆っている。その際、電解コンデンサ１が何らかの要因で故障したときに故障コンデンサを外部から容易に判別可能としておくために、各コンデンサ１の直上方を密閉しないで外界に対して解放しておく必要性がある。そのため、各コンデンサ１に関して、その上面１ＴＳと、その側面１ＳＳの内の上面１ＴＳ近傍部分１ＳＳ１とを除いた、その残部側面部分１ＳＳ２及びその底面１ＢＳ、並びにその第１及び第２電極リード線（リード端子）３Ａ，３Ｂのみを樹脂１７で被覆している。尚、後述する第１及び第２電極体２１Ａ，２１Ｂの上面及びその近傍側面の一部もまた、樹脂１７で被覆されている。
【００４６】
（ｉｉ）更に本実施の形態では、強度をより一層強めるために、上側が被覆されずに解放された態様で以ってその周囲を樹脂１７で被覆されたコンデンサ集合体１００Ｂを、絶縁性の蓋無しのケース（外装）１６で以って覆っている。これにより、上記コンデンサ集合体箱体１６０が形成される。ここで、ケース１６の側面１６ＳＳにおける各コーナー部分１６ＳＳＣは、後述するボルト締結用貫通孔１８を設けるために、カットされた曲面形状を成している。そして、ケース１６の底面１６ＢＳには、コンデンサ１の第１方向Ｄ１に関する配列ピッチに対応した配列ピッチで以って、第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂ用の第１及び第２電極体（第１及び第２金属体）２１Ａ，２１Ｂを嵌め込むための第１及び第２開口ＢＳＨＡ，ＢＳＨＢが形成されている。そして、各コンデンサ１の第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂの先端部３ＴＡ，３ＴＢを、当該コンデンサ１用の第１及び第２電極体２１Ａ，２１Ｂに設けられた非貫通穴に挿入した上で、例えば半田付けにより第１及び第２電極体２１Ａ，２１Ｂに電気的に接続している。この接続作業は、実際には、樹脂１７で全コンデンサ１を被覆する前に行われる。
【００４７】
（ｉｉｉ）各コンデンサ１の第１及び第２電極体２１Ａ，２１Ｂのほぼフラットな底面２１ＢＳ１，２１ＢＳ２は、第１及び第２印刷導体パターン５Ａ，５Ｂ表面に機械的に面接触された、対応するスペーサ２Ａ，２Ｂのほぼフラットな第１及び第２上面２ＡＳ１，２ＢＳ１に機械的に面接触される。ここで、第１及び第２印刷導体パターン５Ａ，５Ｂ並びに第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂは、実施の形態１で記載したものと同一である。従って、各コンデンサ１の第１及び第２電極リード線３Ａ，３Ｂの先端部３ＴＡ，３ＴＢは、対応する電極体２１Ａ，２１Ｂ及びスペーサ２Ａ，２Ｂを介して、対応する電極パターン５Ａ，５Ｂと電気的に接続されている。
【００４８】
（ｉｖ）（ｉｉｉ）に示された機械的面接触状態が保たれた状態で、ケース１６は、ボルト１９とナット２０とによって、プリント基板６にボルト締結されて固定される。このボルト締結により、第１及び第２電極体２１Ａ，２１Ｂと第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂとの第１面接触、及び、第１及び第２スペーサ２Ａ，２Ｂと第１及び第２電極パターン５Ａ，５Ｂとの第２面接触は、より一層安定的且つ確実な接触となる。
【００４９】
以上のコンデンサ取付構造体を用いる場合においても、実施の形態１と同様な利点が得られる。即ち、コンデンサ１の寿命に伴い当該コンデンサ１を新しいものに交換する必要性が生じた場合には、作業者は、ケース１６と基板６との間のボルト締結を緩めるだけで、コンデンサ集合体１００Ｂを成す全コンデンサ１を同時にケース１６ごと基板６から容易に取り外すことが出来、しかも、その後直ちに、予めケース内に実装され且つ樹脂１７でその周囲が被覆されている新しいコンデンサ集合体１００Ｂを搭載する別のケース１６に対して新たなボルト締結作業を行うだけで、新しいコンデンサ集合体１００Ｂを基板６上に取付けることが出来る。このコンデンサ１の取替え作業に当っては、半田層を溶かす作業及び半田付け作業は一切不要である。
【００５０】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。例えば、本発明の主題における「コンデンサ」としては電解コンデンサに限定されるものでは無いことは明白であり、本発明の主題は、２個のリード端子を備えたコンデンサの取付け構造一般に適用可能である。又、厚膜印刷導体パターンを有するセラミック基板を、「制御基板１０」として用いることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、コンデンサの取替え作業に際して、半田層を溶かす作業を一切行うことなく、直ちに、コンデンサを基板から取り外すことが出来ると共に、コンデンサの取外し後、半田付け作業を一切行うことなく、直ちに、新たな交換用コンデンサを基板に取付けることが出来ると言う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図３】実施の形態１に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図４】変形例１に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図５】変形例２に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図６】実施の形態２に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図７】実施の形態２に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図８】変形例３に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図９】変形例４に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である。
【図１０】実施の形態３に係るコンデンサ取付構造体を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態３に係るコンデンサ取付構造体を示す断面図である。
【図１２】実施の形態３に係るコンデンサ取付構造体を示す側面図である
【符号の説明】
１  電解コンデンサ、２Ａ，２Ｂ  スペーサ、３Ａ，３Ｂ  電極リード線、５Ａ，５Ｂ  電極パターン、６  ＧＣＴサイリスタ制御基板、７  ボルト、８  ナット、１０  取付板、１０Ａ  取付部材、１０Ａ１，１０Ａ２  取付導体部、１０Ａ１Ｐ，１０Ａ２Ｐ  突出部、１０Ａ３  分離絶縁体、１５  半導体素子、１６  ケース、１７  充填材、２１Ａ，２１Ｂ  電極体、１００，１００Ｂ  コンデンサ集合体。
【図１】
2004153097.tif 000003
【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】
2004153097.tif 000009
【図８】
2004153097.tif 000010
【図９】
2004153097.tif 000011
【図１０】
2004153097.tif 000012
【図１１】
2004153097.tif 000013
【図１２】
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