(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を収納し、かつタッピングねじによりプリント板がケース上面に対向して取り付けられる構成のモジュール形半導体装置に用いられる外装ケースであって、
前記タッピングねじを受ける突起状のねじ穴を有し、かつポリフェニレンサルファイド樹脂でできており、
前記突起状のねじ穴は、
前記タッピングねじのねじ部と噛み合うための下穴部と、
前記下穴部の上側に設けられ、該下穴部の内径より広い内径で、かつ前記タッピングねじのねじピッチの２倍以上の深さを有するガイド部と、からなり、
前記ガイド部の径は前記タッピングねじの呼び径と同じ寸法であることを特徴とするモジュール形半導体装置用外装ケース。
【請求項２】
前記突起状のねじ穴は、
前記下穴部に前記タッピングねじを傾かないように挿入させるための前記ガイド部からなることを特徴とする請求項１に記載のモジュール形半導体装置用外装ケース。
【請求項３】
前記下穴部の深さは、前記タッピングねじのねじピッチの５倍にねじの呼び径の１．５倍を足した値以上の寸法であることを特徴とする請求項１または２に記載のモジュール形半導体装置用外装ケース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モジュール形半導体装置用外装ケースに関し、特にスイッチング電源装置、定電圧定周波数制御装置（ＣＶＣＦ）または可変電圧可変周波数電源装置（ＶＶＶＦ）等のコンバータやインバータに用いられるパワートランジスタモジュールと称される半導体装置を収納するための外装ケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワートランジスタモジュールが、前述のスイッチング電源装置などの装置内に組み込まれる形態として、図５に示すように、パワートランジスタチップ（図には現われていない）を収納した外装ケース１上に、制御回路などを搭載したプリント板２をタッピングねじ３により取り付ける場合がある。図６は外装ケース１の平面図であり、外装ケース１にはタッピングねじ３を受けるための突起状（筒状）のねじ穴４が設けられている。図７はプリント板２の平面図であり、外装ケース１に取り付けられた様子をイメージし易いようにするため、タッピングねじ３も示されている。
【０００３】
従来、外装ケース１は、機械的特性、特に靭性の点で優れるポリブチレンテレフタレート樹脂でできている。また、タッピングねじ３がＭ２．６の場合、図８に示すように、突起状のねじ穴４の外径および内径はそれぞれ４．５ｍｍおよび２．１ｍｍであり、肉厚は１．２ｍｍである。また、ねじ穴４の深さは６ｍｍである。ところで、近時、環境問題が注目されており、ハロゲン元素を含まないハロゲンフリー化、および鉛を含まない鉛フリー化が推進されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より外装ケース１の材料として用いられているポリブチレンテレフタレート樹脂は、難燃剤にハロゲン物質を使用している。また、半田の鉛フリー化に伴ってより高い耐熱性が要求されるが、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、はんだ耐熱が低いため、鉛フリー化に伴う高耐熱性の要求を満足させることができない。
【０００５】
そこで、本発明者らは、外装ケースの材料として、耐熱性が高く、かつ難燃剤を使用していないポリフェニレンサルファイド樹脂に着目している。しかし、ポリフェニレンサルファイド樹脂はポリブチレンテレフタレート樹脂よりも靭性が低いため、突起状のねじ穴の肉厚をより厚くする必要がある。
【０００６】
ポリフェニレンサルファイド樹脂製の外装ケースの突起状のねじ穴の寸法について本発明者らが検討した結果、ポリブチレンテレフタレート樹脂製の外装ケース１の突起状のねじ穴４と同等強度を確保するためには、図９に示すように、Ｍ２．６のタッピングねじに対して突起状のねじ穴５の外径、内径、肉厚および深さはそれぞれ６．５ｍｍ、２．２ｍｍ、２．１５ｍｍおよび６．５ｍｍとなる。つまり、突起状のねじ穴の外径が２ｍｍも大きくなってしまい、そのため外形寸法的な制約から、製品によってはポリフェニレンサルファイド樹脂を外装ケースの材料として用いることができないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、従来のポリブチレンテレフタレート樹脂製の外装ケースの突起状のねじ穴と比べて、同じ外径で十分な強度を具えた突起状のねじ穴を有するポリフェニレンサルファイド樹脂製の外装ケースを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ポリフェニレンサルファイド樹脂製の外装ケースであって、タッピングねじを受ける突起状のねじ穴を、ねじピッチの２倍以上の深さで、かつねじの呼び径と同じ内径を有するガイド部と、ねじピッチの５倍にねじの呼び径の１．５倍を足した値以上の深さの下穴部で構成する。また、ガイド部は、下穴部の上側に設けられ、該下穴部の内径より広い内径を有する。この発明によれば、突起状のねじ穴に、適当な深さと内径を有するガイド部が設けられているため、下穴部にタッピングねじが斜めに入るのが防止される。また、下穴部の深さが最適化されているため、下穴部内にねじ込まれるねじ山の数が最適化されるとともに、穴の底に屑溜りが確保される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明にかかる外装ケースのねじ留め部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【００１０】
外装ケース６はポリフェニレンサルファイド樹脂でできており、その形状は、図５および図６に示す従来のケース１と同じである。したがって、外装ケース６の、図５および図６に相当する図については省略する。タッピングねじ３を受ける突起状のねじ穴７は、タッピングねじ３のねじ山がねじ込まれる下穴部７１と下穴部７１に傾くことなくまっすぐとタッピングねじ３を挿入させるためのガイド部７２により構成される。なお、図１において符号８は座金である。
【００１１】
下穴部７１の内径はタッピングねじ３のねじの呼び径よりも若干小さい寸法となっている。下穴部７１の深さは、タッピングねじ３のねじピッチの略５倍にねじの呼び径の略１．５倍を足した値以上の寸法となっている。ここで、下穴部７１の深さに関し、タッピングねじ３のねじピッチの略５倍というのは、旧電気用品取締法、技術基準別表第８共通にて規制されているねじ山数（５山）を確実に確保するためである。したがって、この規制によらなければ、ねじピッチの略５倍に限らない。また、下穴部７１の深さに関し、タッピングねじ３のねじの呼び径の略１．５倍というのは、ねじ穴７の底に屑溜りを確保するためであり、屑溜りとして経験上ねじの呼び径の略１．５倍が適当である。
【００１２】
また、ガイド部７２の内径はねじの呼び径と略同じ寸法である。上述した通り、このガイド部７２はタッピングねじ３をまっすぐ挿入させるためのものであるから、ガイド部７２にタッピングねじ３の先端部を挿入したときにタッピングねじ３がぐらつかないのが好ましい。一般にねじ山の外寸はそのねじの呼び径よりもわずかに小さい。したがって、ガイド部７２の内径がねじの呼び径と略同じ寸法であれば、タッピングねじ３はまったくぐらつかずにガイド部７２に挿入される。したがって、タッピングねじ３はまっすぐ下穴部７１に挿入されることになる。
【００１３】
また、ガイド部７２の深さはねじピッチの略２倍以上の寸法である。その理由を図２および図３を用いて説明する。図２および図３において、タッピングねじ３の下から３番目のねじ山の左端部および右端部をそれぞれＰ１およびＰ３とし、下から２番目のねじ山の左端部および右端部をそれぞれＰ２およびＰ４とする。
【００１４】
図２に示すように、ガイド部７２の深さがねじピッチの略２倍以上であれば、ガイド部７２の内周面にＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４が接触する。すなわち、確実に２個のねじ山がガイド部７２の内周面に接するので、タッピングねじ３は傾かない。それに対して、図３に示すねじ穴７’のように、ガイド部７２’の深さがねじピッチの略２倍に満たないと、ガイド部７２’の内周面にはＰ３が接触しない。そのため、ガイド部７２’の内周面に接する山が１個になり、タッピングねじ３がたとえば約２°程度傾く場合がある。
【００１５】
タッピングねじ３がＭ２．６の場合、ねじ穴７の寸法の一例を図４に示す。ねじ穴７のガイド部７２の内径および深さはそれぞれ（約）２．６ｍｍおよび（約）３ｍｍである。下穴部７１の内径および深さはそれぞれ（約）２．２５ｍｍおよび（約）９ｍｍである。また、下穴部７１の肉厚は（約）１．１２５ｍｍであり、したがってねじ穴７の外径は、従来のポリブチレンテレフタレート樹脂製の外装ケースのねじ穴と同じ（約）４．５ｍｍとなる。
【００１６】
上述した実施の形態によれば、突起状のねじ穴７に、適当な深さと内径を有するガイド部７２が設けられているため、下穴部７１にタッピングねじ３が斜めに入るのが防止される。また、下穴部７１の深さが屑溜りを考慮して最適化されているため、下穴部７１内にねじ込まれるねじ山の数が最適化されるとともに、穴の底に屑溜りが確保されるので、従来のポリブチレンテレフタレート樹脂製の外装ケースの突起状のねじ穴と比べて、同じ外径で十分な強度を具えた突起状のねじ穴７を有するポリフェニレンサルファイド樹脂製の外装ケース６が得られる。
【００１７】
以上において本発明は種々変更可能であり、上述した実施の形態の説明および図示例、並びに例示した寸法等に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のポリブチレンテレフタレート樹脂製の外装ケースの突起状のねじ穴と比べて、同じ外径で十分な強度を具えた突起状のねじ穴を有するポリフェニレンサルファイド樹脂製の外装ケースが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる外装ケースのねじ留め部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明にかかる外装ケースに設けられたねじ穴のガイド部の深さについて説明するための図である。
【図３】本発明にかかる外装ケースに設けられたねじ穴のガイド部の深さについて説明するための図である。
【図４】本発明にかかる外装ケースのねじ穴の寸法の一例を示す模式図である。
【図５】パワートランジスタモジュールの外観を示す正面図である。
【図６】パワートランジスタモジュールの外装ケースを示す平面図である。
【図７】外装ケースに取り付けられるプリント板を示す平面図である。
【図８】従来の外装ケースのねじ穴の寸法を示す模式図である。
【図９】本発明者らが検討したポリフェニレンサルファイド樹脂製外装ケースのねじ穴の寸法を示す模式図である。
【符号の説明】
２    プリント板
３    タッピングねじ
６    外装ケース
７    ねじ穴
８    座金
７１    下穴部
７２    ガイド部
【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】
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