(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスが実装される導電部を有する回路基板である被着体と，Ｌ形ベースの内方側面に放熱フィンを形成し，前記ベースの外方側面に前記半導体デバイスの取付平面を有し，前記取付平面の周縁を直角に屈曲させた屈曲部位に，受け座と，該受け座に垂直軸を持つネジ及び該ネジを固定するためのナットの収容溝であるネジ受けで構成される被着体取付手段を形成し，前記被着体取付手段に前記被着体を取り付けることにより，前記被着体が前記ベースに直交して取り付けられる回路基板実装ヒートシンクにおいて，前記放熱フィンが，前記Ｌ形ベースに対し垂直位置から一様の角度に揃えて傾斜させて形成された複数の突起板からなり，前記放熱フィンを構成する最端部に形成された前記突起板と，前記屈曲部位とで三角空間を形成するよう構成された回路基板実装ヒートシンク。
【請求項２】
前記ベースの前記取付平面の先端部であって，前記取付平面と前記被着体取付手段とで形成される角部外方にＣ面カットを施して，前記先端部が前記被着体に当接する部位と前記被着体の前記導電部との間隔を広げて電気絶縁距離として確保した請求項１記載の回路基板実装ヒートシンク。
【請求項３】
前記ベースの前記取付平面の先端部であって，前記取付平面と前記被着体取付手段とで形成される角部外方に，高さ寸法が大きい高座を形成し，前記先端部が前記被着体に当接する部位と前記被着体の前記導電部との間隔を広げて電気絶縁距離として確保した請求項１記載の回路基板実装ヒートシンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ＩＧＢＴなど高電圧，大電流半導体デバイスが取り付けられる回路基板実装ヒートシンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４と図５に従来の回路基板実装ヒートシンクの断面図を示し，この図４と図５によって従来の構造を説明する。アルミのヒートシンクに半導体デバイスと回路基板とを取り付け，該半導体デバイスの端子を該回路基板にハンダ付けする構造体において，ヒートシンクのベース１に固着した半導体デバイス３の端子３１がハンダ付けされている回路基板２が，該ヒートシンクのベース１に直交するように取り付けられている。ベース１にネジを受け入れる穴を形成してタップを立てているのでベースの板厚が厚くなっていた。放熱フィン１１は，該ヒートシンクのベース１に直角方向に複数枚の突起板状に形成されている。この半導体デバイスが例えば６００Ｖの電圧で使用されているときは，端子３１がハンダ付けされた回路基板２のランドＲと該ヒートシンクの先端との間隔が絶縁距離であり，約６００Ｖの電気絶縁がこの間隔寸法によって保たれている。使用環境にもよるが３ｍｍ以上を確保したい間隔であるが構造によっては１ｍｍ程度しか確保できない場合もあって，絶縁不良になる危険があった部分である。全体の占有体積を小さくする目的で回路基板を２枚取り付けるヒートシンクでは，図５のようなＬ形のベースの内側に放熱フィンを形成し外側に各半導体デバイスを固着している。Ｌ形ベース内方側面のコーナー部位Ｃ近傍でのフィン形状・寸法が単純でない為に，これを量産するときの金型の製作に工数を要し，コストが高くなっていた。さらに，Ｌ形ベースの厚さ寸法が，取付ネジの受け穴直径の寸法だけ余分に必要でありヒートシンクの重量が重くなる原因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように絶縁距離を確保して，例えば端子に６００Ｖ以上のような電圧の回路で使用されるものでは，ヒートシンクのベースに対して回路基板を取付ける部位での絶縁距離が重要になってくるので，小型・軽量化との矛盾が出てくる。下記の条件を充たし，且つ構造が単純で安価に製作できる回路基板実装ヒートシンクを提供することが本発明の目的である。その条件１，複数の回路基板（被着体）がヒートシンクの半導体デバイス取付平面に直交位置に堅牢な取付ができること。その２は，ヒートシンクのベースに形成される放熱フィンが長くて，製作する金型の形が単純であること。その３は，半導体の端子がハンダ付けされる回路基板の導電部（ランド）とヒートシンクとの距離が確実に確保できること。その４は，被着体（回路基板）取付部分は，太いネジで堅牢にネジ締めでき，しかもヒートシンクのベース厚さを増す必要がないこと。その５は，回路基板のランドと半導体取付平面あるベース先端部位との絶縁距離が確保できること。以上のようなヒートシンクを形成することが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では，アルミ鋳物またはアルミ成型品の断面金型にて高温アルミ材を押出し成型する，通称アルミ押し出しとして形成が容易な断面形状の構造として，ヒートシンクのベースに垂直に形成された従来の放熱フィンの概念を払拭して，例えばベースに直角ではなく４５度に傾斜させてベースから突起させることに着眼したものである。
【０００５】
請求項１に関しては，半導体を実装した回路基板がヒートシンクのベースに直交して取り付けできるようにするために，半導体デバイスが実装される導電部を有する回路基板である被着体と，Ｌ形ベースの内方側面に放熱フィンを形成し，前記ベースの外方側面に前記半導体デバイスの取付平面を有し，前記取付平面の周縁を直角に屈曲させた屈曲部位に，受け座と，該受け座に垂直軸を持つネジ及び該ネジを固定するためのナットの収容溝であるネジ受けで構成される被着体取付手段を形成し，前記被着体取付手段に前記被着体を取り付けることにより，前記被着体が前記ベースに直交して取り付けられる回路基板実装ヒートシンクにおいて，前記放熱フィンが，前記Ｌ形ベースに対し垂直位置から一様の角度に揃えて傾斜させて形成された複数の突起板からなり，前記放熱フィンを構成する最端部に形成された前記突起板と，前記屈曲部位とで三角空間を形成するよう構成される回路基板実装ヒートシンクとした。
【０００６】
上記放熱フィンが，Ｌ形ベースに対し垂直位置から傾斜させて形成された複数の突起板からなる放熱フィンとしたので，フィンの傾斜角を一様に揃えることによりフィンの長さを長くすることができ，コーナー部位においても全フィンの寸法が一様になり，金型製作が容易になる。また、ベースの厚さはネジ穴に影響されないでので，強度が許す範囲の薄さに製作できる。
【０００７】
請求項２に関しては，前記ベースの前記取付平面の先端部であって，前記取付平面と前記被着体取付手段とで形成される角部外方にＣ面カットを施して，前記先端部が前記被着体に当接する部位と前記被着体の前記導電部との間隔を広げるようにした。電気絶縁距離が確保でき，加工する形状が単純であり安いコストで製作でき，しかも軽量化を可能としたヒートシンクが実現した。
【０００９】
請求項３に関しては，前記ベースの前記取付平面の先端部であって，前記取付平面と前記被着体取付手段とで形成される角部外方に，高さ寸法が大きい高座を形成したので，半導体取付平面と回路基板との交点から遠ざかった位置に高座を設けることができ，寸法・形状の選べる自由度が増して，電気絶縁距離も確保し易い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図によって説明する。図１は本発明に係る回路基板実装ヒートシンクの断面図，図２及び図３はその要部拡大図を示している。１はヒートシンクのベースで，これに傾斜して放熱フィン１１が形成されている。１２は屈曲部位であり，この部位に被着体取付手段５が形成されている。２は回路基板（被着体）であり，これに形成された導電部（ランド）Ｒに対して半導体デバイス３がその端子３１の先端部分でハンダ付けされている。
【００１１】
該半導体デバイス３はＬ形ベース１の外方側面６の平坦部である６１，６２の半導体デバイス取付平面に固着されている。７はＬ形ベース１の内方側面であり，これに放熱フィン１１が形成されている。放熱フィン１１のベース１との角度は，従来の垂直位置から例えば４５度の傾斜である。
【００１２】
８はＣ面カットであり，半導体デバイス取付平面６１，６２の先端部に施されている。２１，２２は回路基板取付部位であり，受け座５０に絶縁ワッシャー４を介して回路基板がネジ３０とナット４０によって取り付けられる。受け座５０，ネジ３０とナット４０によって被着体取付手段５が形成され，三角形空間９の位置にナット収容溝であるネジ受け１０が形成されている。このＣ面カット８によって端子３１のハンダ付け位置であるランド（導電部）Ｒと半導体デバイス取付平面６１，６２の先端部が回路基板に当接する部位との間隔寸法を広げている。このようにして電気絶縁距離を稼いでいる。
【００１３】
上記のように絶縁距離が制約無く確保出来るため，このヒートシンクに固着される回路基板は，ランドＲを含む印刷回路がヒートシンク取り付け側にもその裏面側にも形成出来るので高密度実装が可能になった。
【００１４】
絶縁ワッシャー４を用いない場合は図３に示すように，Ｃ面カット８に替わり，高さＨを大きくした高座５１を設けて絶縁距離を稼いでいる。上記実施の形態では回路基板を取り付けるネジの位置が，ヒートシンクの厚さからの制約がなく選べるので強度の観点のみでヒートシンクの肉厚が選べるから省資源と軽量化に寄与している。
【００１５】
【発明の効果】
上記のＣ面カットによって回路基板上にヒートシンク取り付け側にも裏面側にも形成可能になり，部品が基板両面実装でき小型化に寄与している。この成果を組み込む機器の小型軽量化にも寄与している。フィンがベースに直角ではなく，例えば４５度に傾斜させてベースから突起させることによって，Ｌ形ベースの内方側面に長い寸法で放熱フィンが形成でき、包絡体積に対して有効放熱面積を増やすことができた。ベース外方側面の半導体取付平面の先端を直角に屈曲させた面に被着体取付手段を配設したので、電気絶縁距離を確保する寸法設計での制約がなくなった。ベースの厚さの削減，加工する形状も単純で安いコストで製作でき，しかも軽量化を可能としたヒートシンクが実現した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を示す構造説明図である。
【図２】  本発明の実施形態を示す構造の要部拡大説明図である。
【図３】  本発明の実施形態を示す構造の要部拡大説明図である。
【図４】  従来の回路基板実装ヒートシンクの構造図である。
【図５】  従来の回路基板実装ヒートシンクの構造図である。
【符号の説明】
１      ヒートシンクのベース
２      回路基板（被着体）
３      半導体デバイス
４      絶縁ワッシャ
５      被着体取付手段
６      Ｌ形ベースの外方側面
７      Ｌ形ベースの内方側面
８      Ｃ面カット
９      三角形空間
１０      ネジ受け
１１      放熱フィン
１２      屈曲部位
２１      回路基板取付部位
２２      回路基板取付部位
３０      ネジ
３１      端子
４０      ナット
５０      受け座
５１      高座
６１      半導体デバイス取付平面
６２      半導体デバイス取付平面
Ｃ      ベースのコーナー
Ｒ      ランド
Ｄ      間隔寸法（絶縁距離）
Ｈ      高座の高さ
【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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