(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を用いて断面略山形状に形成され、プリント基板への下方からのネジ止めに伴い平坦な形状に変形する固定片と、当該固定片から鋭角的に斜め上方へ延設され、プリント基板へのネジ止めによる前記固定片の変形で更に鋭角的に反り返る押圧片とからなる半導体取付部材と、
プリント基板への取付片が形成された断面Ｌ字状に形成され、当該取付片に半導体素子のリード端子が挿通可能な切欠きが形成されて、前記半導体取付部材の固定片とネジでプリント基板に共締めされる放熱フィンと、
前記半導体素子と放熱フィンとの間に介装される絶縁シートとからなり、
前記絶縁シートを前記固定片まで延設し、当該絶縁シートと放熱フィンの取付片と半導体取付部材の固定片をネジでプリント板に共締めし、ネジ止めによる当該固定片の変形で前記押圧片を反り返らせ、当該押圧片で前記半導体素子をプリント基板上の放熱フィンに押圧，保持することを特徴とする半導体素子の取付構造。
【請求項２】
前記押圧片を横方向へ延設して半導体取付部材を横方向へ長尺に形成すると共に、前記固定片を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の取付構造。
【請求項３】
前記プリント基板上に複数の半導体素子を横方向に配置し、全半導体素子を一つの前記半導体取付部材で放熱フィンに押圧，保持したことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱フィンへの半導体素子の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１または図６に示すように、従来、半導体素子１は、合成樹脂製の素子本体３の下側に３本の直線状のリード端子５が同一ピッチＰで並設されている。そして、半導体素子１のプリント基板７への取付けは、リード端子５のピッチＰに合わせてプリント基板７にスルーホール９を設け、当該スルーホール９にリード端子５を差し込んでプリント基板７の裏側からリード端子５を半田付けしている。
【０００３】
ところで、電子機器の構造設計に於て、発熱部品の放熱が重要な課題となっており、従来では放熱対策として発熱部品を放熱フィンに取り付ける構造が広く採用されている。
【０００４】
そして、発熱部品としての半導体素子も、これを放熱フィンに取り付けることでその放熱が図られており、従来、半導体素子を放熱フィンに取り付ける場合、図７に示すようにプリント基板９にネジ止めした放熱フィン１１の側面１１ａに素子本体３の背面３ａ側を当接させて、横方向から放熱フィン１１に半導体素子１を直接または間接的にネジ止めしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図７の取付構造にあっては、プリント基板に実装された周辺機器との関係で、半導体素子を放熱フィンに後付けする際に周辺機器が邪魔になって締付け工具を用いることができず、ネジ止めによる取付けができない場合があった。そのため、他の周辺機器の取付けに先立ち、半導体素子を放熱フィンにネジ止めしなければならない制約があった。
【０００６】
また、他の周辺機器がプリント基板に半田付けされていると、部品交換等で半導体素子をプリント基板から取り外したい場合に、周辺機器が邪魔になって締付け工具を用いることができず、半導体素子を取り外すことができない欠点も指摘されていた。
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、周辺機器に影響されることなく放熱フィンへの半導体素子の取付け／取り外しが可能な半導体素子の取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る半導体素子の取付構造は、板材を用いて断面略山形状に形成され、プリント基板への下方からのネジ止めに伴い平坦な形状に変形する固定片と、当該固定片から鋭角的に斜め上方へ延設され、プリント基板へのネジ止めによる前記固定片の変形で更に鋭角的に反り返る押圧片とからなる半導体取付部材と、プリント基板への取付片が形成された断面Ｌ字状に形成され、当該取付片に半導体素子のリード端子が挿通可能な切欠きが形成されて、前記半導体取付部材の固定片とネジでプリント基板に共締めされる放熱フィンと、前記半導体素子と放熱フィンとの間に介装される絶縁シートとからなり、前記絶縁シートを前記固定片まで延設し、当該絶縁シートと放熱フィンの取付片と半導体取付部材の固定片をネジでプリント板に共締めし、ネジ止めによる当該固定片の変形で前記押圧片を反り返らせ、当該押圧片で前記半導体素子をプリント基板上の放熱フィンに押圧，保持することを特徴とする。
【０００９】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記押圧片を横方向へ延設して半導体取付部材を横方向へ長尺に形成すると共に、前記固定片を複数設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記プリント基板上に複数の半導体素子を横方向に配置し、全半導体素子を一つの前記半導体取付部材で放熱フィンに押圧，保持したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、プリント基板上に周辺機器が既に実装されていても、プリント基板の下側から当該プリント基板への放熱フィンと半導体素子の取付け及び半導体素子の取り外しが可能となり、構造設計の自由度が向上することとなった。
而も、放熱フィンと半導体取付部材、絶縁シートが共締めできるため、作業性が向上して作業のコストダウンが図れると共に、半導体素子をプリント基板から取り外す際に絶縁シートが外れてしまうことがないため、保守等の作業性が向上する利点を有する。
また、放熱フィンの取付片に半導体素子のリード端子が挿通可能な切欠きが形成されているため、半導体素子の取付位置が横ずれしても対応可能である。
【００１７】
そして、請求項２及び請求項３に係る発明によれば、１つの半導体取付部材によって複数の半導体素子を放熱フィンに取り付けることができるため、従来に比し作業性が著しく向上し、更なる作業上のコストダウンが図れる利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。尚、図７に示す従来例と同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。
【００１９】
図１乃至図４は請求項１及び請求項２の一実施形態に係る半導体素子の取付構造に係り、図１に於て、２１は図７の半導体素子１と同様、素子本体２３の下側に３本のリード端子５が同一ピッチで並設された半導体素子、２５は図３に示すように、プリント基板７への左右一対の取付片２５ａが切欠き２７を挟んで下部に形成された断面Ｌ字状の放熱フィンで、放熱フィン２５は半導体素子２１よりも幅広に横方向へ長尺に形成されている。
【００２０】
図１に示すように前記放熱フィン２５は、図７の放熱フィン１１と向きを反対にしてプリント基板７上に配置されており、前記取付片２５ａには、プリント基板７に設けたネジ挿通孔２９に対応してネジ孔３１が設けられている。そして、図１及び図４に示すように放熱フィン２５は、プリント基板７の下方からネジ挿通孔２９に挿通させたネジ３３と後述する固定片３７ａ上に配置したナット３５で締め付けられてプリント基板７に固定されるようになっており、プリント基板７への取付けによって前記切欠き２７内にプリント基板７のスルーホール９が開口する。
【００２１】
そして、放熱フィン２５の取付片２５ａ上に、リン精銅やステンレス等の板材で形成され、前記放熱フィン２５と横幅が略同一な半導体取付部材（以下、「取付部材」という）３７が配置されている。
【００２２】
図１及び図３に示すように取付部材３７は、前記取付片２５ａに対応して形成された左右一対の固定片３７ａと、両固定片３７ａから鋭角的に斜め上方へ延設された押圧片３７ｂとからなり、固定片３７ａの横幅は取付片２５ａと略同一とされている。そして、固定片３７ａは押圧片３７ｂに沿って断面略山形状に形成され、プリント基板７へのネジ止めに伴い、図４の如く平坦な形状に変形するようになっており、取付部材３７は、プリント基板７へのネジ止めによる固定片３７ａの変形に伴い、前記押圧片３７ｂがより鋭角的に矢印Ａ方向へ反り返るようになっている。そして、押圧片３７ｂの先端は逆方向へ湾曲している。
【００２３】
また、固定片３７ａには、前記ネジ孔３１に対応して当該ネジ孔３１よりも大きな所謂ばか孔３９が設けられており、取付部材３７（固定片３７ａ）は、前記ネジ３３とナット３５でプリント基板７に放熱フィン２５（取付片２５ａ）と共締めされるようになっている。そして、既述したようにプリント基板７の下方からネジ３３を締め付けていくと、当該ネジ３３と固定片３７ａ上に配置したナット３５の締付力で当該固定片３７ａが平坦な形状に変形して取付片２５ａ上に固定されると共に、放熱フィン２５がプリント基板７に共締めされる。そして、固定片３７ａの変形に伴い、前記押圧片３７ｂが矢印Ａ方向へ反り返って、図４の如く半導体素子２１の正面から素子本体２３の背面２３ａ側を放熱フィン２５の側面２５ｂに押圧して、半導体素子２１を放熱フィン２５に保持するようになっている。
【００２４】
従って、プリント基板７への放熱フィン２５と取付部材３７の取付けの際に、図１の如く半導体素子２１を放熱フィン２５の側面２５ｂに当接させて、リード端子５をスルーホール９に挿通させておく必要がある。そして、プリント基板７へ放熱フィン２５と取付部材３７を固着して取付部材３７（押圧片３７ｂ）で放熱フィン２５に半導体素子２１を保持した後、プリント基板７の裏側からリード端子５を夫々半田付けすることで、プリント基板７及び放熱フィン２５への半導体素子２５の取付けが終了する。
【００２５】
また、図１及び図４に示すように、放熱フィン２５と半導体素子２１（素子本体２３）の間に周知の絶縁シート４１が介装されているが、絶縁シート４１は取付部材３７の固定片３７ａ毎に当該固定片３７ａまで延設されて、当該固定片３７ａと放熱フィン２５の取付片２５ａとの間に挟持されている。そして、絶縁シート４１は、固定片３７ａや取付片２５ａとネジ３３で共締めされている。従って、絶縁シート４１には、前記ネジ孔３１に対応してネジ挿通孔（図示せず）が設けられている。
【００２６】
本実施形態はこのように構成されているから、図２の如く半導体素子２１と放熱フィン２５の取付部位の周辺に既に複数の機器４３，４５，４７が実装されていて、図７の取付構造を用いることができない場合であっても、図１に示すように放熱フィン２５をプリント基板７上に配置して、その取付片２５ａ上に絶縁シート４１を介して取付部材３７を載せた後、プリント基板７の下方からネジ３３をネジ挿通孔２９からネジ孔３１と固定片３７ａ上に配置したナット３５に軽く螺着して、放熱フィン２５と取付部材３７をプリント基板７上に仮止めする。この状態で固定片３７ａは僅かに変形し、これに伴い押圧片３７ｂは僅かに矢印Ａ方向へ反り返る。
【００２７】
この後、１個の半導体素子２１のリード端子５をプリント基板７のスルーホール９に挿通させ乍ら、図３に示すように当該半導体素子２１を放熱フィン２５と押圧片３７ｂとの間に配置して、素子本体２３の背面２３ａを放熱フィン２５の側面２５ｂに当接させる。そして、この状態でネジ３３を強く締め付ければ、既述したようにネジ３３とナット３５の締付力で固定片３７ａが平坦な形状に変形して放熱フィン２５の取付片２５ａに固定されると共に、放熱フィン２５がプリント基板７に共締めされる。そして、固定片３７ａの変形に伴い、押圧片３７ｂが更に矢印Ａ方向へ反り返って、図４の如く半導体素子２１の正面から素子本体２３の背面２３ａ側を放熱フィン２５の側面２５ｂに押圧し、半導体素子２１を放熱フィン２５に保持することとなる。
【００２８】
また、長期に亘る使用で半導体素子２１を交換する事態が生じた場合、他の周辺機器４３，４５，４７がプリント基板７に半田付けされていても、プリント基板７の下方からネジ３３を緩めれば、半導体素子２１を放熱フィン２５に押圧している押圧片３７ｂが図４の矢印Ｂ方向へ移動して素子本体２３から離間するので、プリント基板７とリード端子５の半田を取り除くことで半導体素子２１がプリント基板７から取り外すことができる。
【００２９】
そして、斯様に半導体素子２１をプリント基板７から取り外しても、絶縁シート４１は固定片３７ａと取付片２５ａとの間に挟持されているため、絶縁シート４１が外れてしまうことがない。この後、既述した手順で新しい半導体素子を放熱フィン２５に取り付ければよい。
【００３０】
このように本実施形態によれば、プリント基板７上に周辺機器４３，４５，４７が既に実装されていても、プリント基板７の下側から当該プリント基板７への放熱フィン２５と半導体素子２１の取付け及び半導体素子２１の取り外しが可能となり、構造設計の自由度が向上することとなった。而も、半導体素子２１の取付位置が切欠き２７内で横ずれしても対応可能である。
【００３１】
また、図７の従来例に比しネジ止め工数が軽減すると共に、放熱フィン２５と取付部材３７が共締めできるため作業性が向上し、コストダウンが図れる利点を有する。
【００３２】
更に、本実施形態によれば、半導体素子２１をプリント基板７から取り外す際に絶縁シート４１が外れてしまうことがないため、保守等の作業性が向上する。
【００３３】
尚、前記実施形態は１個の半導体素子２１の取付けについて説明したが、切欠き２７内に一例として２個の半導体素子２１を並べて取り付けることも可能であり、更に複数個の半導体素子２７を並べて取り付ける場合、取付個数に応じて切欠き２７の幅を変えた取付部材を用いればよい。
【００４５】
図５は請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る取付構造に用いる放熱フィンと取付部材を示し、当該取付部材５１は、前記実施形態に比し更に多くの半導体素子をプリント基板上に一列に取り付ける場合に用いるもので、前記取付部材３７を横方向に３つ並設した如き長尺形状をなし、押圧片５１ｂの底部に前記固定片３７ａと同一形状の固定片５１ａを６個設けたものである。
【００４６】
また、図示しないが本実施形態に用いる放熱フィンも、前記取付部材５１に対応して横方向に長尺に形成され、各固定片５１ａに対応して取付片が形成されている。そして、放熱フィンは図１の放熱フィン２５と向きを同じくしてプリント基板上に配置されており、取付片には、プリント基板に設けたネジ挿通孔に対応してネジ孔が設けられている。
そして、前記放熱フィン２５と同様、放熱フィンは、プリント基板の下方からネジ挿通孔に挿通させたネジと固定片５１ａ上に配置したナットで締め付けられてプリント基板に固定されるようになっており、絶縁シートは取付部材５１の固定片５１ａ毎に当該固定片５１ａまで延設されている。
【００４７】
本実施形態の取付部材５１と放熱フィン，絶縁シートはこのように構成されており、本実施形態によっても、図１の実施形態と同様、プリント基板の下側から放熱フィンに複数の半導体素子を取り付けることができるため、プリント基板７上に周辺機器が既に実装されていても、プリント基板への放熱フィンと半導体素子の取付け及び半導体素子の取り外しが可能で、従来に比し構造設計の自由度が向上する。
【００４８】
また、本実施形態では、例えば取付部材５１の左側の２個の固定片５１ａを締め付けて半導体素子を固定片５１ａの間に固定した場合、隣接する固定片５１ａ側の押圧片５１ｂも反り返るため、当該押圧片５１ｂの反り返りによって隣接する固定片５１ａ側に半導体素子を放熱フィンに仮止めすることができる。
【００４９】
このため、本実施形態によれば、多くの半導体素子の取付けに当たり作業性に優れ、また、半導体素子の取付位置が横方向にずれても対応が可能である利点を有する。
【００５０】
そして、本実施形態にあっても、図１の実施形態と同様、半導体素子をプリント基板から取り外す際に、絶縁シートが外れてしまうことがないため、保守等の作業性が向上すると共に、プリント基板から半導体素子を取り外す際に、放熱フィンががたつくことがない利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】半導体素子の取付前の請求項１及び請求項２の一実施形態に係る取付構造の側面図である。
【図２】周辺機器の取付状況の説明図である。
【図３】放熱フィンと取付部材の全体斜視図である。
【図４】半導体素子取付後の側面図である。
【図５】請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る半導体素子の取付構造に用いる取付部材の斜視図である。
【図６】従来の半導体素子の取付方法の説明図である。
【図７】従来の半導体素子の取付構造の側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
５  リード端子
７  プリント基板
９  スルーホール
２１  半導体素子
２５  放熱フィン
２５ａ  取付片
２７  切欠き
３７，５１  取付部材（半導体取付部材）
３７ａ，５１ａ  固定片
３７ｂ，５１ｂ  押圧片
４１  絶縁シート
【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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