(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１を、間の熱伝導性絶縁シート４を介し止め具貫通用穴２ａを通して、引掛けつめ３ａと押え部３ｂで放熱フィン２に固定する止め具３を設ける。これにより、絶縁距離を気にすることなく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電力半導体素子１の破壊を防ぐことができる。【選択図】図１
2005302930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
止め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前記止め具貫通用穴に挿入する引掛け部を設けた止め具とを具備し、この止め具に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を設け、前記止め具の引掛け部をつめ形状としたことを特徴とする電力半導体素子の固定装置。
【請求項２】
止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、少なくとも片側につめを施したことを特徴とする、請求項１記載の電力半導体素子の固定装置。
【請求項３】
止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、両つめ形状としたことを特徴とする、請求項１記載の電力半導体素子の固定装置。
【請求項４】
止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、両つめ頭割形状としたことを特徴とする、請求項１記載の電力半導体素子の固定装置。
【請求項５】
止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、多足状つめ形状としたことを特徴とする、請求項１記載の電力半導体素子の固定装置。
【請求項６】
止め具に設けてある電力半導体素子を放熱フィンに固定するための押え部の形状を、略L板形状としたことを特徴とする、請求項１記載の電力半導体素子の固定装置。
【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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電力半導体素子の固定装置について説明する。
【０００３】
一般に電力半導体素子の固定装置は、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。
【０００４】
図７は特許文献１に記載された従来の電力半導体素子の固定装置である。
【０００５】
図７において、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、前記位置決め用穴１０１と嵌合する突起１０２と、前記ねじ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、前記電力半導体素子１の穴１０６に挿入される第一の突起１０７と、前記固定具１０５の前記第二の穴１０４に挿入される第二の突起１０８と、前記第一の突起１０７、前記第二の突起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。
【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】
【０００６】
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。
【０００７】
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の間の絶縁破壊を起こし、電力半導体素子１に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。
【０００８】
また、前記従来の固定具は、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。
【０００９】
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。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、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。
【００１１】
また、絶縁スペーサ１１０や固定具１０５を使用することなく、電力半導体素子１を放熱フィン２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】
【００１２】
前記目的を達成するために本発明の電力半導体素子の固定装置は、電力半導体素子で生
じた熱を放熱する放熱フィンと、電力半導体素子と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止め具貫通用穴に挿入する引掛け部を設けた止め具とを備え、この止め具に電力半導体素子を放熱フィンに固定するための押え部を設け、止め具の引掛け部をつめ形状としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、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】
【００１４】
第１の発明は、電力半導体素子と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止め具貫通用穴に挿入する引掛け部を設けた止め具とを備え、この止め具に電力半導体素子を放熱フィンに固定するための押え部を設け、止め具の引掛け部をつめ形状としたものたもので、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ぐことができる。
【００１５】
第２の発明は、特に第１の発明で止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、少なくとも片側につめを施したもので、容易に外れなくし発熱を放熱フィンに伝導することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に第１の発明で止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、両つめ形状としたもので、強固に固定して発熱を放熱フィンに伝導する伝導することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に第１の発明で止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、両つめ頭割形状としたもので、強固に固定して発熱を放熱フィンに伝導する伝導することができる。
【００１８】
第５の発明は、特に第１の発明で止め具の引掛け部に設けたつめの形状を、多足状つめ形状としたもので、強固に固定して発熱を放熱フィンに伝導すると共に、つめ部分を押えることにより容易に取り外すことができる。
【００１９】
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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電力半導体素子の固定装置を示す斜視組立図である。
【００２１】
図１において、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に固定する止め具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。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。
【００２２】
止め具３には、電力半導体素子１の左右方向への移動を防ぐつめ形状の引掛けつめ３ａと、電力半導体素子１の上下方向の移動、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押え部３bが施してあり、電力半導体素子１に設けてある穴１ｂに引掛けつめ３ａが貫通し、押え部３ｂが電力半導体素子１を放熱フィン２に固定する。放熱フィン２には、引掛けつめ３ａが挿入されるつめ挿入用穴２ａが設けてある。熱伝導性絶縁シート４には引掛けつめ３ａが貫通するつめ貫通用穴４ａが設けてある。
【００２３】
以下、放熱フィン２に電力半導体素子１を固定する装置について説明する。
【００２４】
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、止め具３の引掛けつめ３ａを、電力半導体素子１に設けてある穴1ｂと熱伝導性絶縁シート４のつめ貫通用穴４ａと放熱フィン２のつめ挿入用穴２ａに挿入する。この構成により、止め具３の引掛けつめ３ａおよび押え部３ｂ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。
【００２５】
本実施の形態によれば、止め具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。
【００２６】
さらに本実施の形態によれば、絶縁スペーサや固定具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。
【００２７】
なお、前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などを用い、前記説明の止め具の材料としては、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を用いる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における電力半導体素子の固定装置を示す斜視組立図である。
【００２９】
図２は、図１において止め具３に施されているつめの形状を、片つめ形状の引掛けつめ５ａに変更した止め具５に変更したものである。止め具５に施されているつめにおいて、放熱フィン２への挿入部分を、片側に引掛り部を施したつめ形状とした。
【００３０】
本実施の形態によれば、止め具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、実施の形態１における効果に加えて、電力半導体素子１で発熱した熱を放熱フィン２に伝導するという本来の目的を十分達成することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における電力半導体素子の固定装置を示す斜視組立図である。
【００３２】
図３は、図２において止め具５に施されているつめの形状を、両つめ形状の引掛けつめ６ａに変更した止め具６に変更したものである。止め具６に施されているつめにおいて、放熱フィン２への引掛り部分を、両側に引掛り部が施されたつめ形状とした。
【００３３】
本実施の形態によれば、実施の形態１における効果に加えて、止め具６にて強固に電力半導体素子１を放熱フィン２に固定することができ、電力半導体素子１で発熱した熱を放熱フィン２に伝導するという本来の目的を十分達成することができる。
【００３４】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における電力半導体素子の固定装置を示す斜視組立図である。
【００３５】
図４は、図３において止め具６に施されているつめの形状を、両つめ頭割状のつめ７ａに変更した止め具７に変更したものである。止め具７に施されているつめにおいて、放熱
フィン２への引掛り部分が、上部に切りこみが施され分割された両つめ頭割形状とした。
【００３６】
本実施の形態によれば、つめ頭部の引掛り部が増えているため、実施の形態１における効果に加えて、止め具７にてより強固に電力半導体素子１を放熱フィン２に固定することができ、電力半導体素子１で発熱した熱を放熱フィン２に伝導するという本来の目的を十分達成することができる。
【００３７】
さらに本実施の形態によれば、つめ部分を押えることにより止め具7を容易に取り外すことができ、作業性を向上することができる。
【００３８】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における電力半導体素子の固定装置を示す斜視組立図である。図５は、図４において止め具７に施されているつめの形状を、多足状のつめ８ａに変更した止め具８に変更したものである。止め具８に施されているつめにおいて、放熱フィン２への引掛り部分が多数に分割され、つめ部に柔軟性を持たせた多足状のつめ形状とした。
【００３９】
本実施の形態によれば、つめ頭部の引掛り部が数多くあるため、実施の形態１における効果に加えて、より強固に電力半導体素子１を放熱フィン２に固定することができ、電力半導体素子１で発熱した熱を放熱フィン２に伝導するという本来の目的を十分達成することができる。
【００４０】
さらに本実施の形態によれば、つめ部分を押えることにより止め具８を容易に取り外すことが可能となり、作業性を向上することができるうえ、つめ部分の柔軟性が向上するため止め具８の脱着によるつめ部分の白化等によるつめ部分の破損を防ぎ、部品の耐久性を向上することができる。
【００４１】
（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６における電力半導体素子の固定装置を示す斜視組立図である。図６は、図１において止め具３に施されている電力半導体素子１の放熱フィン２からの浮きを防ぐための押え部４bの形状を、略Ｌ板形状の押え部９ａに変更した止め具９に変更したものである。止め具９に施されている押え部９ａにおいて、電力半導体素子１を放熱フィン２へ押えつけている部分を、Ｌ字形形状とした。
【００４２】
本実施の形態によれば、押え部９ａと電力半導体素子１との接触する面積が広いため、実施の形態１における効果に加えて、熱伝導が良好であると共に、より確実に電力半導体素子１を放熱フィン２に固定することができ、放熱フィン２から電力半導体素子１の一部が浮き上がり熱の伝導を妨げるという現象を防ぐ事ができ、さらには押え部９ａを略Ｌ板形状としたことで、止め具９が回転しようとした時Ｌ字部分が電力半導体素子１に接触し回転を防げるため、押え部９ａが電力半導体素子１から外れず、電力半導体素子１で発熱した熱を確実に放熱フィン２に伝導するという本来の目的をより十分に達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる電力半導体素子の固定装置は、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の防止が可能となるので、電力半導体素子を用いるスイッチング電源やインバータ等の電子・電気機器等の用途に広く応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【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装置の斜視組立図
【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装置の斜視組立図
【図３】本発明の実施の形態３における電力半導体素子の固定装置の斜視組立図
【図４】本発明の実施の形態４における電力半導体素子の固定装置の斜視組立図
【図５】本発明の実施の形態５における電力半導体素子の固定装置の斜視組立図
【図６】本発明の実施の形態６における電力半導体素子の固定装置の斜視組立図
【図７】従来の電力半導体素子の固定具の斜視組立図
【図８】電力半導体素子の背面図
【符号の説明】
【００４５】
１  電力半導体素子
１ａ  電力半導体素子背面の金属部
１ｂ  電力半導体素子の穴
２  放熱フィン
２ａ  つめ挿入用穴
３  止め具
３ａ  引掛けつめ
３ｂ  押さえ部
４  熱伝導性絶縁シート
４ａ  つめ貫通用穴
５，６，７，８  止め具
５ａ，６ａ，７ａ，８ａ  つめ
９  略Ｌ字形止め具
９ａ  押さえ部
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】
2005302930.tif 000003
【図２】
2005302930.tif 000004
【図３】
2005302930.tif 000005
【図４】
2005302930.tif 000006
【図５】
2005302930.tif 000007
【図６】
2005302930.tif 000008
【図７】
2005302930.tif 000009
【図８】
2005302930.tif 000010