(57)【要約】【課題】電力半導体素子および素子背面の金属部との間の絶縁距離を確保し、電力半導体素子を固定するための装置を提供する。【解決手段】電力半導体素子背面の金属部１ｂ、あるいは電力半導体素子１との絶縁距離を課題にすることなく電力半導体素子を固定できる固定具５を設ける。これにより、電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する際、電力半導体素子の背面１ｂ、あるいは電力半導体素子１と放熱フィン２との間に必要な絶縁距離を確保することができ、雷サージなどによる素子の破壊を防ぐことを可能としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定具貫通用穴を有する電力半導体素子と、前記電力半導体素子で生じた熱を放熱する放熱フィンと、前記電力半導体素子と前記放熱フィンとの間に、所定の絶縁距離を得るための絶縁具を介して固定する固定具であって、前記電力半導体素子の固定具貫通用穴に挿入する引掛け部を具備し、前記固定具の引掛け部をつめ形状とし、前記放熱フィン側から前記電力半導体素子と前記放熱フィンとを固定することを特徴とする電力半導体素子の固定具。
【請求項２】
前記電力半導体素子を前記放熱フィンに固定するための押え部と、前記電力半導体素子の固定具貫通用穴に勘合する突起部を設け、電力半導体素子側から固定することを特徴とする、請求項１記載の電力半導体素子の固定具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力半導体素子の固定具に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電力半導体素子の固定具について説明する。一般に電力半導体素子の固定具は、電力半導体素子を放熱フィンへ固定するために用いられている。一例として図３に示すものがある。
【０００３】
すなわち、電力半導体素子１の取り付け位置を決める位置決め用穴１０１と、ねじ１００の固定用タップ２ａとを具備する放熱フィン２を設け、上記位置決め用穴１０１と嵌合する突起１０２と、上記ねじ１００が貫通する第一の穴１０３と、第二の穴１０４とを具備するL字形の固定具１０５を設け、上記電力半導体素子１の穴１０６に挿入される第一の突起１０７と、上記固定具１０５の上記第二の穴１０４に挿入される第二の突起１０８と、上記第一の突起１０７、上記第二の突起１０８よりも太い胴部１０９とを具備する絶縁スペーサ１１０と、電力半導体素子１と放熱フィン２との間に熱伝導性の絶縁シート４とを有するものであった（例えば特許文献1参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１７５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ねじ１００によって電力半導体素子１を固定するとき、放熱フィン２が外郭と絶縁されておらず、図８に示すような電力半導体素子１の背面の金属部１ａ、あるいは電力半導体素子１とねじ１００との間に充分な距離を確保できていないことがある。
【０００５】
その場合、雷サージが印加されると、電力半導体素子１の背面の金属部１ａあるいは電力半導体素子１とねじ１００の間に電力半導体素子１の許容電圧を超える電圧が印加され、電力半導体素子１の破壊を引き起こすという課題を有していた。
【０００６】
また、上記従来の固定具は、電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する際の取り付けの位置決めについて記載されたものであり、絶縁距離不足が原因で発生する雷サージなどによる素子破壊に関する技術的思想の記載はない。
【０００７】
また、上記従来の固定具は、固定具１０５と電力半導体素子１間の絶縁を保つために絶縁スペーサ１１０が必要であるため、部品点数および組立工数の増加を伴っていた。
【０００８】
また、電力半導体１の上方向にプリント基板（図示せず）が設置される場合は、絶縁スペーサ１１０の高さが制約を受け、場合によっては絶縁スペーサ１１０が設置困難となるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、放熱フィと電力半導体素子および素子背面の金属部との間の絶縁距離を考慮することなく、雷サージなどによる素子の破壊を防ぐことを目的としている。
【００１０】
また、絶縁スペーサや固定具を使用することなく、電力半導体素子を放熱フィンに固定することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、放熱フィンと電力半導体素子の背面の金属部、あるいは電力半導体素子との絶縁距離を確保する手段の検討を要さず、電力半導体素子を固定することができる固定具を設けたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、絶縁スペーサなどを使用することなく電力半導体素子を放熱フィンに確実に固定するとともに絶縁距離確保の検討を要さず、サージなどによる素子破壊を防ぐことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、放熱フィンに電力半導体素子を固定する固定具を備えたことにより、電力半導体素子の熱伝導性能を確保したまま、サージ性能を向上させることができる。
【００１４】
第2の発明は、電力半導体素子を固定する固定具を、電力半導体素子の穴を利用する形状とすることにより、放熱フィンと電力半導体素子および素子背面の金属部との密着度が増し、安定した熱伝導性能を確保し、耐サージ性能を向上させることができる。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する状態を示す斜視組立図である。
【００１６】
電力用の回路などで用いられる電力半導体素子１は、電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する固定具３によって、発熱した電力半導体素子１の熱を放出する放熱フィン２に固定される。
【００１７】
この電力半導体素子１と放熱フィン２との間には、電力半導体素子１と放熱フィン２の間の絶縁性を確保しつつ、電力半導体素子１で生じた熱を放熱フィン２へ伝える熱伝導性絶縁シート４を設けてある。
【００１８】
固定具３には、電力半導体素子１の左右方向への移動を防ぎ、上下方向の移動すなわち電力半導体素子１が放熱フィン２からの浮くのを防ぐためのつめ３ａが施してあり、放熱フィン２に設けてあるつめ挿入用穴２ａに放熱フィン２の背面から挿入され、電力半導体素子１に設けてある穴１ａにつめ３ａが貫通し、電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する。熱伝導性絶縁シート４にはつめ３ａが貫通するつめ貫通用穴４ａが設けてある。
【００１９】
以下、放熱フィン２に電力半導体素子１を固定する固定具３について説明する。
【００２０】
放熱フィン２と電力半導体素子１との間に熱伝導性絶縁シート４を挟み、固定具３のつめ３ａを、放熱フィン２の背面から電力半導体素子１に向けて、放熱フィン２に設けてあるつめ挿入用穴２ａと熱伝導性絶縁シート４のつめ貫通用穴４ａと電力半導体素子１に設けてある穴１ａに挿入する。
【００２１】
上記構成により、固定具３のつめ３ａにて電力半導体素子１を押さえ、放熱フィン２に固定する。
【００２２】
上記実施の形態によれば、固定具３および放熱フィン２と電力半導体素子１および素子背面の金属部１ａとの間の絶縁距離を確保する手段の検討を要さず、雷サージなどによる素子の破壊を防ぐことができる。
【００２３】
さらに上記実施の形態によれば、絶縁スペーサや固定ねじを使用しなくても良いため、
部品点数および組立工数を削減することができる。
【００２４】
なお、上記説明の電力半導体素子としては、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳ―ＦＥＴ、ＩＧＢＴなどが一般的に用いられる。
【００２５】
また、上記説明の固定具の材料としては、樹脂などの絶縁材料を使用したものや、鉄などに樹脂コーティング等を施し絶縁性を高めたものが用いられる。
【００２６】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２の電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する状態を示す斜視組立図である。
【００２７】
図２は、固定具の形状を、板形状とし固定用つめを一体化した突起付き固定具５に変更したものである。
【００２８】
以下、固定具５の形状について説明する。
【００２９】
固定具５には電力半導体素子１を押さえつける押さえ板５ａと、電力半導体素子を放熱フィン２に固定するためのつめ５ｂと、電力半導体素子の穴１ａに勘合する突起５ｃが施されていることを特徴とする形状とした。
【００３０】
以下、放熱フィン２に電力半導体素子１を固定する固定具５について説明する。
【００３１】
放熱フィン２と電力半導体素子１との間に熱伝導性絶縁シート４を挟み、固定具５のつめ５ａを、放熱フィン２に設けてあるつめ挿入用穴２ａと熱伝導性絶縁シート４のつめ貫通用穴４ａに電力半導体素子１側から放熱フィン２に向けて挿入する。固定具５に設けてある突起５ｃは電力半導体素子の穴１ａと勘合する。
【００３２】
上記構成により、固定具５のつめ５ａにて電力半導体素子１を押さえ、放熱フィン２に固定する。
【００３３】
また、固定具５の突起５ｃが電力半導体素子の穴１ａと勘合することで、電力半導体素子１のずれを防ぐことが可能となる。
【００３４】
上記実施の形態によれば、固定具５にて電力半導体素子１を放熱フィン２に固定し容易に外れなくしたので、電力半導体素子１で発熱した熱を放熱フィン２に伝導するという従来の目的を十分達成することができる。
【００３５】
また、電力半導体素子１および素子背面の金属部１ａとの間の絶縁距離を確保する手段の検討を要さず、雷サージなどによる素子の破壊を防ぐことができる。
【００３６】
また、固定具のつめと押さえ板を一体化したことにより、電力半導体素子を放熱フィンに固定する作業が容易になり、作業工数を減らすことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる電力半導体素子の固定具は、絶縁スペーサや固定具を使用することなく電力半導体素子を放熱フィンに確実に固定するとともに絶縁距離確保の検討を要さず、サージなどによる素子破壊を防止する効果を有し、電子素子の固定や放熱時にサージなどによる素子破壊を防止する等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１における電力半導体素子の固定具の斜視組立図
【図２】本発明の実施の形態２における電力半導体素子の固定具の斜視組立図
【図３】従来の電力半導体素子の固定具の斜視組立図
【図４】従来の電力半導体素子の背面図
【符号の説明】
【００３９】
１  電力半導体素子
１ａ  電力半導体素子の穴
１ｂ  電力半導体素子背面の金属部
２  放熱フィン
２ａ  つめ挿入用穴
３  固定具
３ａ  つめ
４  熱伝導性絶縁シート
４ａ  つめ貫通用穴
５  固定具
５ａ  押さえ板
５ｂ  つめ
５ｃ  突起
１０１  位置決め用穴
１０２  突起
１０３  第一の穴
１０４  第二の穴
１０５  L字形の固定具
１０６  穴
１０７  第一の突起
１０８  第二の突起
１０９  胴部
１１０  絶縁スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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