JP2006135169A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートシンクが固定される半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device to which a heat sink is fixed.
従来、半導体素子の熱を放熱するために半導体素子にヒートシンクを取り付けるものがある。このような半導体素子にヒートシンクが取り付けられる半導体装置が、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載された半導体装置は、ヒートシンクの裏面側に半導体素子が固定されている。そして、この半導体素子の裏面側に基板を配置し、この基板にヒートシンクを固定している。ここで、ヒートシンクと基板とは、基板の裏面側から挿入されるねじにより固定されている。
しかし、基板の裏面側からねじを挿入して基板とヒートシンクとを固定するために、基板とヒートシンクとを固定する際には、基板及びヒートシンクを１８０°回転させる必要がある。つまり、基板に対して半導体素子及びヒートシンクが配置される側の反対側（基板の裏面側）が上面側を向くように配置して、ねじを上面側から挿入する必要がある。このように、基板及びヒートシンクを１８０°回転させる工程が必要となることにより、製造工数の増加の原因となっていた。さらに、基板を回転させることにより、基板に実装された部品が傾くことによるはんだ付け不良の原因となっていた。 However, in order to fix the substrate and the heat sink by inserting screws from the back surface side of the substrate, it is necessary to rotate the substrate and the heat sink by 180 °. That is, it is necessary to place the screw from the top surface side so that the side opposite to the side where the semiconductor element and the heat sink are placed (the back side of the substrate) faces the top surface side with respect to the substrate. Thus, since the process of rotating the substrate and the heat sink by 180 ° is necessary, it has been a cause of increase in the number of manufacturing steps. Furthermore, by rotating the substrate, a component mounted on the substrate is tilted, which causes a soldering failure.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、基板とヒートシンクとを固定する際に、基板及びヒートシンクを回転させることなく固定することができる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be fixed without rotating the substrate and the heat sink when the substrate and the heat sink are fixed. To do.
本発明の半導体装置は、基板固定用穴が形成された基板と、前記基板の第１面側に実装される半導体素子と、ヒートシンク固定用穴が形成され、前記半導体素子の前記基板の反対側に当接して配置され、前記半導体素子の熱を放熱するヒートシンクと、前記基板固定用穴及び前記ヒートシンク固定用穴に挿入される軸部と該軸部の一端側に配置され前記ヒートシンクに係合する頭部とを有する固定ピンと、前記基板の第２面側に配置され前記固定ピンの前記軸部の他端側に係合連結する固定ピン連結部材と、を備えることを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention includes a substrate on which a substrate fixing hole is formed, a semiconductor element mounted on the first surface side of the substrate, a heat sink fixing hole, and the semiconductor element opposite to the substrate. A heat sink that dissipates heat from the semiconductor element, and a shaft portion that is inserted into the substrate fixing hole and the heat sink fixing hole, and is disposed on one end side of the shaft portion and engages with the heat sink. And a fixing pin connecting member disposed on the second surface side of the substrate and engaged and connected to the other end side of the shaft portion of the fixing pin.
本発明の半導体装置によれば、固定ピンをヒートシンク側から基板側に向かって挿入している。つまり、基板に対して半導体素子及びヒートシンクが配置される側（基板の表面側）から固定ピンを挿入して、基板とヒートシンクとを固定している。このように、基板の表面側から固定ピンを挿入しているので、基板とヒートシンクとを固定する際に基板及びヒートシンクを回転させる必要がない。 According to the semiconductor device of the present invention, the fixing pins are inserted from the heat sink side toward the substrate side. That is, the fixing pin is inserted from the side where the semiconductor element and the heat sink are arranged (the surface side of the substrate) with respect to the substrate, thereby fixing the substrate and the heat sink. Thus, since the fixing pin is inserted from the surface side of the substrate, it is not necessary to rotate the substrate and the heat sink when fixing the substrate and the heat sink.
従って、従来のように基板及びヒートシンクを回転させる工程を削減することにより低コスト化を図ることができる。さらに、基板を回転させないので、基板に実装される部品が傾くことがない。その結果、基板に実装される部品のはんだ付け不良を防止できることにより、品質を向上させることができる。 Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of steps for rotating the substrate and the heat sink as in the prior art. Furthermore, since the substrate is not rotated, components mounted on the substrate do not tilt. As a result, it is possible to prevent poor soldering of components mounted on the board, thereby improving the quality.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
本発明の半導体装置を構成する前記固定ピンおよび前記固定ピン連結部材は、別体であってもよいし、一体化されたリベットであってもよい。リベットを用いることにより、部品点数を削減することができる。 The fixing pin and the fixing pin connecting member constituting the semiconductor device of the present invention may be separate members or an integrated rivet. By using rivets, the number of parts can be reduced.
また、本発明の半導体装置は、さらに、前記ヒートシンクと前記基板との間に介装され、前記固定ピンの前記軸部を挿入する軸孔が形成されたスペーサを備えるようにするとよい。ヒートシンクと基板との間に介装されるスペーサの軸方向長は、ヒートシンクと基板との距離とほぼ同一であるとよい。このようにスペーサをヒートシンクと基板との間に配置することにより、ヒートシンク及び基板がそれぞれ変形しないように両者を固定することができる。 The semiconductor device according to the present invention may further include a spacer interposed between the heat sink and the substrate and having a shaft hole into which the shaft portion of the fixing pin is inserted. The axial length of the spacer interposed between the heat sink and the substrate is preferably substantially the same as the distance between the heat sink and the substrate. By disposing the spacer between the heat sink and the substrate in this way, both can be fixed so that the heat sink and the substrate are not deformed.
また、本発明の半導体装置の前記半導体素子は、素子固定用穴が形成され、前記固定ピンの前記軸部は、前記基板固定用穴、前記ヒートシンク固定用穴及び前記素子固定用穴に挿入されるようにしてもよい。これにより、半導体素子、ヒートシンク、及び基板とを一度に固定することができる。ここで、従来の半導体装置は、まず半導体素子とヒートシンクとを固定した後に、半導体素子及びヒートシンクと基板とを固定している。このようにヒートシンクを取り付ける半導体素子を基板に固定する際には、少なくとも２工程が必要であった。しかし、半導体素子とヒートシンクと基板に一度に固定ピンを挿入して固定することにより、１工程でヒートシンクが取り付けられる半導体素子を基板に固定することができる。つまり、工程数を削減することにより、製造コストを低減することができる。 The semiconductor element of the semiconductor device of the present invention has an element fixing hole, and the shaft portion of the fixing pin is inserted into the substrate fixing hole, the heat sink fixing hole, and the element fixing hole. You may make it do. Thereby, a semiconductor element, a heat sink, and a board | substrate can be fixed at once. Here, in the conventional semiconductor device, the semiconductor element and the heat sink are first fixed, and then the semiconductor element, the heat sink, and the substrate are fixed. Thus, when fixing the semiconductor element which attaches a heat sink to a board | substrate, at least 2 process was required. However, the semiconductor element to which the heat sink is attached in one step can be fixed to the substrate by inserting and fixing the fixing pins to the semiconductor element, the heat sink and the substrate at a time. That is, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of steps.
この場合、さらに、前記半導体素子と前記基板との間に介装され、前記固定ピンの前記軸部を挿入する軸孔が形成されるスペーサを備えるようにするとよい。ここで、半導体素子と基板との間に介装されるスペーサの軸方向長は、半導体素子と基板との距離とほぼ同一であるとよい。このようにスペーサを半導体素子と基板との間に配置することにより、ヒートシンク、半導体素子、及び基板がそれぞれ変形しないように固定することができる。 In this case, it is preferable to further include a spacer interposed between the semiconductor element and the substrate and formed with a shaft hole for inserting the shaft portion of the fixing pin. Here, the axial length of the spacer interposed between the semiconductor element and the substrate may be substantially the same as the distance between the semiconductor element and the substrate. Thus, by arranging the spacer between the semiconductor element and the substrate, the heat sink, the semiconductor element, and the substrate can be fixed so as not to be deformed.
また、上述した前記固定ピンの頭部は、ねじ頭状又はボルト頭状からなるようにしてもよい。ねじ頭状又はボルト頭状にすることにより、容易に固定ピンを固定することができる。 Further, the head of the fixing pin described above may have a screw head shape or a bolt head shape. By using a screw head shape or a bolt head shape, the fixing pin can be easily fixed.
また、前記固定ピン連結部材は、前記基板に一体化されるようにしてもよい。ここで、例えば、固定ピンの軸部が雄ねじ部を有するのであれば、固定ピン連結部材はナットなどの雌ねじ部を有する部材である。そして、例えばナットが基板に一体化されることにより、容易に固定ピンを取り付けることができる。 Further, the fixing pin connecting member may be integrated with the substrate. Here, for example, if the shaft portion of the fixing pin has a male screw portion, the fixing pin connecting member is a member having a female screw portion such as a nut. For example, when the nut is integrated with the substrate, the fixing pin can be easily attached.
また、前記固定ピンの前記軸部と前記固定ピン連結部材とは、はんだ付けされるようにしてもよい。固定ピンの軸部と固定ピン連結部材とがはんだ付けされることにより、基板とヒートシンクとの固定力を高めることができる。 The shaft portion of the fixing pin and the fixing pin connecting member may be soldered. The fixing force between the substrate and the heat sink can be increased by soldering the shaft portion of the fixing pin and the fixing pin connecting member.
また、上述のように、固定ピンの軸部と固定ピン連結部材とをはんだ付けする際には、前記基板の前記第２面側のうち前記基板固定用穴の周囲にランドが形成されるようにするとよい。このようにランドを形成することにより、固定ピンの軸部又は固定ピン連結部材にはんだつららが形成されにくくなることによる品質を向上することができる。 In addition, as described above, when soldering the shaft portion of the fixing pin and the fixing pin connecting member, a land is formed around the board fixing hole on the second surface side of the board. It is good to. By forming the lands in this way, it is possible to improve the quality due to the difficulty of forming solder icicles on the shaft portion of the fixed pin or the fixed pin connecting member.
また、上述したように、半導体素子と基板との間にスペーサを介装させた場合には、さらに、前記スペーサの内部に配置され前記半導体素子の温度を検出する温度検出素子を備えるようにしてもよい。ここで、温度検出素子の周囲を流体が流通する場合には、流通する流体の温度や流通量に応じて温度検出素子が検出する温度が影響を受け変化するおそれがある。しかし、本発明によれば、温度検出素子がスペーサの内部に配置されることにより、温度検出素子の周囲がスペーサにより囲まれるので、温度検出素子の周囲に流体が流通することを抑制できる。従って、温度検出素子は、半導体素子の温度を確実に検出することができる。なお、温度検出素子により検出される半導体素子の温度に応じて、半導体素子の駆動停止等の制御が行われる。 In addition, as described above, when a spacer is interposed between the semiconductor element and the substrate, a temperature detecting element that is disposed inside the spacer and detects the temperature of the semiconductor element is further provided. Also good. Here, when the fluid flows around the temperature detection element, the temperature detected by the temperature detection element may be affected and change according to the temperature and the flow rate of the flowing fluid. However, according to the present invention, since the temperature detection element is arranged inside the spacer, the periphery of the temperature detection element is surrounded by the spacer, so that it is possible to suppress the fluid from flowing around the temperature detection element. Therefore, the temperature detection element can reliably detect the temperature of the semiconductor element. It should be noted that control such as driving stop of the semiconductor element is performed according to the temperature of the semiconductor element detected by the temperature detection element.
また、前記固定ピンの前記軸部の熱膨張率は、前記半導体素子のリード端子の熱膨張率付近とするとよい。また、前記スペーサの熱膨張率は、前記半導体素子のリード端子の熱膨張率付近とするとよい。ここで、リード端子とは、半導体素子が基板に実装されるために外部に延在している端子である。つまり、半導体素子は、主要部である筐体部と筐体部分から延在するリード端子とから構成される。そして、固定ピンの軸部又は／及びスペーサの熱膨張率が、半導体素子のリード端子の熱膨張率付近とすることにより、半導体装置の温度が変化した場合に基板、半導体素子、及びヒートシンクが温度ストレスを受けることを防止できる。これにより、半導体装置の品質が向上する。 The thermal expansion coefficient of the shaft portion of the fixing pin may be close to the thermal expansion coefficient of the lead terminal of the semiconductor element. Further, the thermal expansion coefficient of the spacer may be in the vicinity of the thermal expansion coefficient of the lead terminal of the semiconductor element. Here, the lead terminal is a terminal extending to the outside in order to mount the semiconductor element on the substrate. That is, the semiconductor element is composed of a housing part which is a main part and lead terminals extending from the housing part. Then, when the thermal expansion coefficient of the shaft portion of the fixing pin or / and the spacer is close to the thermal expansion coefficient of the lead terminal of the semiconductor element, the temperature of the substrate, the semiconductor element, and the heat sink changes when the temperature of the semiconductor device changes. You can prevent stress. Thereby, the quality of the semiconductor device is improved.
なお、本発明の半導体装置は、電力変換装置とするとよい。特に、本発明の半導体装置は、冷凍サイクルのコンプレッサ駆動装置としてもよい。この電力変換装置、コンプレッサ駆動装置は、例えば、インバータやコンバータなどである。 Note that the semiconductor device of the present invention is preferably a power conversion device. In particular, the semiconductor device of the present invention may be a compressor driving device for a refrigeration cycle. The power conversion device and the compressor driving device are, for example, an inverter or a converter.
（１）コンプレッサ駆動装置の全体構成
次に、本発明を空調装置の冷凍サイクルに用いられるコンプレッサ駆動装置に適用した場合について具体的に説明する。まずは、コンプレッサ駆動装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、コンプレッサ駆動装置の全体構成のブロック図を示す。
(1) Whole structure of compressor drive device Next, the case where this invention is applied to the compressor drive device used for the refrigerating cycle of an air conditioner is demonstrated concretely. First, the overall configuration of the compressor driving device will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a block diagram of the overall configuration of the compressor driving device.
図１に示すように、コンプレッサ駆動装置２は、電源１から入力された電力を変換して、変換された電力をコンプレッサ（図示せず）のモータ３に出力している。このコンプレッサ駆動装置２は、ノイズフィルタ１１と、整流器１２と、電解コンデンサ１３と、インバータ１４と、電源回路１５と、電流センサ１６と、温度検出素子１７と、マイクロコンピュータ１８とを備えている。
As shown in FIG. 1, the compressor driving device 2 converts electric power input from a power source 1 and outputs the converted electric power to a motor 3 of a compressor (not shown). The compressor driving device 2 includes a
ノイズフィルタ１１は、電源から入力された電圧に対してノイズを除去する。整流器１２は、ノイズフィルタ１１を介して入力された電圧を直流に整流する。電解コンデンサ１３は、整流器１２により整流された電圧を平滑する。インバータ（半導体素子）１４は、複数のスイッチング素子等から構成されている。このインバータ１４は、電解コンデンサ１３から入力された直流電圧を３相交流電圧に変換する。そして、インバータ１４は、変換された３相交流電圧をコンプレッサ（図示せず）のモータ３に印加している。
The
電源回路１５は、電解コンデンサ１３から出力された電圧を降圧して、マイクロコンピュータ１８に電力を供給している。つまり、電源回路１５は、マイクロコンピュータ１８の駆動用電源を生成している。電流センサ１６は、インバータ１４からモータ３に出力されるＵ相及びＶ相の電流を検出する。温度検出素子１７は、サーミスタなどの素子からなり、インバータ１４の温度を検出する。マイクロコンピュータ１８は、電源回路１５から供給された駆動用電源に基づき駆動する。さらに、マイクロコンピュータ１８は、電流センサ１６から入力されるＵ相及びＶ相の電流に基づき、インバータ１４のスイッチング素子の駆動信号を出力している。さらに、マイクロコンピュータ１８は、温度検出素子１７から入力されるインバータ１４の温度に基づき、インバータ１４のスイッチング素子の駆動信号の出力を停止する処理を行っている。具体的には、マイクロコンピュータ１８は、温度検出素子１７により検出されたインバータ１４の温度が所定値以上の場合に、インバータ１４のスイッチング素子の駆動を停止させるようにする。
The
なお、コンプレッサ駆動装置２は、１つの基板２１（図２に示す）上に形成されている。つまり、１つの基板２１上には、コンプレッサ駆動装置２を構成するノイズフィルタ１１と、整流器１２と、電解コンデンサ１３と、インバータ１４と、電源回路１５と、電流センサ１６と、温度検出素子１７と、マイクロコンピュータ１８とが配置されている。
The compressor driving device 2 is formed on one substrate 21 (shown in FIG. 2). That is, on one
また、コンプレッサ駆動装置２は、特に、ノイズフィルタ１１、整流器１２、電解コンデンサ１３、電源回路１５、マイクロコンピュータ１８は、周囲に存在する空気の自然流により冷却されるようにしている。また、インバータ１４には、複数のフィンが形成されたヒートシンク２２が取付けられている。そして、このヒートシンク２２により放熱すると共に、ヒートシンク２２のフィンにて空気を流通させることにより冷却されるようにしている。
Further, in the compressor driving device 2, in particular, the
（２）インバータ１４等の配置構成
（２．１）第１実施例におけるインバータ１４等の配置構成
次に、第１実施例におけるインバータ１４等の配置構成について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、インバータ１４等の配置構成の断面図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
(2) Arrangement Configuration of
図２（ａ）（ｂ）に示すように、インバータ１４は、略矩形状のインバータ回路部１４ａと、複数のリード端子１４ｂとから構成される。インバータ回路部１４ａは、内部に複数のスイッチング素子によりインバータ回路が形成されている。そして、複数のリード端子１４ｂは、インバータ回路部１４ａの一対の側面から外部に延在するように取付けられている。具体的には、この複数のリード端子１４ｂは、細い金属棒からなり、略直角に屈曲されている。そして、複数のリード端子１４ｂは、インバータ回路部１４ａの一対の側面のそれぞれに複数取付けられている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
そして、インバータ回路部１４ａの第１面側（図２の上方側）には、ヒートシンク２２が取付けられている。すなわち、インバータ回路部１４ａのうちリード端子１４ｂが延在していない側に、ヒートシンク２２が取付けられている。このヒートシンク２２は、図２の下方側が板状に形成され、上方側に複数のフィンが形成されている。つまり、ヒートシンク２２のフィンに冷却用の流体が流通することにより、インバータ１４を冷却している。
And the
ここで、インバータ１４とヒートシンク２２とは、ねじ２３により固定されている。具体的には、ヒートシンク２２に雌ねじ（図示せず）が２カ所形成されており、インバータ回路部１４ａにヒートシンク２２の雌ねじに対応する位置に第１取付穴（図示せず）が２カ所形成されている。そして、インバータ回路部１４ａの第１取付穴側からヒートシンク２２側に向かってねじ２３を挿入して、ヒートシンク２２に形成された雌ねじに螺合することにより、インバータ１４とヒートシンク２２とを固定する。
Here, the
また、インバータ１４は、基板２１の第１面側（表面側）に実装されている。すなわち、インバータ１４の複数のリード端子１４ｂの端側が、はんだにより基板２１のパターンに電気的に接続されている。
The
ここで、ヒートシンク２２は、ねじ（固定ピン）２５、２５、ナット（固定ピン連結部材）２６、２６、及びスペーサ２４、２４により基板２１に固定されている。具体的には、ヒートシンク２２にヒートシンク取付穴（ヒートシンク固定用穴）（図示せず）が対角位置に２カ所形成されている。このヒートシンク取付穴は、インバータ回路部１４ａが固定される位置よりも外側に形成されている。さらに、基板２１のうちヒートシンク２２に形成されたヒートシンク取付穴に対応する位置に基板取付穴（基板固定用穴）（図示せず）が２カ所形成されている。この基板２１の第２面側（裏面側）のうち基板取付穴の周囲にはランドが形成されている。このランドは、銅パターンからなり、ナット２６よりも僅かに広い範囲に形成されている。
Here, the
そして、スペーサ２４は、略円筒形状からなり、スペーサ２４の軸孔がヒートシンク取付穴及び基板取付穴に略一致するように、ヒートシンク２２と基板２１との間に介装されている。このスペーサ２４の熱膨張率は、インバータ１４のリード端子１４ｂの熱膨張率とほぼ同一の材料からなる。また、ねじ２５、２５の熱膨張率も、インバータ１４のリード端子１４ｂの熱膨張率とほぼ同一の材料からなる。
The
そして、ねじ２４、２４の軸部をヒートシンク２２側から基板２１側に向かって、ヒートシンク取付穴に挿入する。さらに、ねじ２４、２４の軸部をスペーサ２４の軸孔及び基板取付穴を挿入する。そして、ねじ２４、２４の軸部の先端側を基板２１の第２面側（裏面側）に配置されたナット２６、２６に螺合することにより、ヒートシンク２２と基板２１とを固定する。このとき、ねじ２４、２４の頭部がヒートシンク２２に係合し、ナット２６、２６が基板２１に係合している。
Then, the shaft portions of the
さらに、ねじ２４、２４とナット２６、２６とは、はんだ付けされる。このとき、ねじ２４、２４とナット２６、２６とに付けられるはんだは、基板２１のランド側に流れていくため、はんだつららができない。
Furthermore, the
以上に説明したようなヒートシンク２２と基板２１との固定方法を採用することにより、製造工程を削減することができる。また、品質を向上することができる。さらに、リード端子１４ｂとスペーサ２４及びねじ２５の熱膨張率がほぼ同一であるので、温度変化により変形した場合であっても確実に基板２１とヒートシンク２２とを固定することができる。
By adopting the fixing method of the
（２．２）第１実施例の変形態様
第１実施例の変形態様におけるインバータ１４等の配置構成について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、インバータ１４等の配置構成の断面図を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。ここで、第１実施例の変形態様は、上述した第１実施例のねじ２５に相当する部分のみが相違する。
(2.2) Modified Embodiment of First Embodiment An arrangement configuration of the
つまり、図３（ａ）（ｂ）に示すように、第１実施例の変形態様は、ボルト（固定ピン）３１、３１によりヒートシンク２２と基板２１とを固定する。このようにボルト３１を用いた場合であっても、上述した第１実施例と同様の効果を奏する。
That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, in the modified embodiment of the first embodiment, the
（２．３）第２実施例におけるインバータ１４等の配置構成
次に、第２実施例におけるインバータ１４等の配置構成について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、インバータ１３等の配置構成の断面図を示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図を示す。ここで、第１実施例におけるインバータ１４等の配置構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(2.3) Arrangement Configuration of
図４（ａ）（ｂ）に示すように、インバータ１４は、略矩形状のインバータ回路部１４ａと、複数のリード端子１４ｂとから構成される。そして、インバータ回路部１４ａの第１面側（図４の上方側）には、ヒートシンク４１が取付けられている。すなわち、インバータ回路部１４ａのうちリード端子１４ｂが延在していない側に、ヒートシンク４１が取付けられている。このヒートシンク４１は、図４の下方側が板状に形成され、上方側に複数のフィンが形成されている。つまり、ヒートシンク４１のフィンに冷却用の流体が流通することにより、インバータ１４を冷却している。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
また、インバータ１４は、基板２１の第１面側（表面側）に実装されている。すなわち、インバータ１４の複数のリード端子１４ｂの端側が、はんだにより基板２１のパターンに電気的に接続されている。
The
ここで、インバータ１４とヒートシンク４１と基板２１とは、ねじ（固定ピン）４３、４３、ナット（固定ピン連結部材）４４、４４、及びスペーサ４２、４２により固定されている。具体的には、ヒートシンク４１にヒートシンク取付穴（ヒートシンク固定用穴）（図示せず）が２カ所形成されている。そして、インバータ回路部１４ａにヒートシンク４１のヒートシンク取付穴に対応する位置にインバータ取付穴（素子固定用穴）（図示せず）が２カ所形成されている。さらに、基板２１にインバータ取付穴に対応する位置に基板取付穴（基板固定用穴）（図示せず）が２カ所形成されている。
Here, the
そして、スペーサ４２は、略円筒形状からなり、スペーサ４２の軸孔がインバータ取付穴及び基板取付穴に略一致するように、インバータ回路部１４ａと基板２１との間に介装されている。このスペーサ４２の熱膨張率は、インバータ１４のリード端子１４ｂの熱膨張率とほぼ同一の材料からなる。また、ねじ４３、４３の熱膨張率も、インバータ１４のリード端子１４ｂの熱膨張率とほぼ同一の材料からなる。
The
そして、ねじ４３、４３の軸部をヒートシンク４１側から基板２１側に向かって、ヒートシンク取付穴に挿入する。さらに、ねじ４３、４３の軸部をインバータ回路部１４ａのインバータ取付穴、スペーサ４２の軸孔及び基板取付穴を挿入する。そして、ねじ４３、４３の軸部の先端側を基板２１の第２面側（裏面側）に配置されたナット４４、４４に螺合することにより、インバータ１４とヒートシンク４１と基板２１とを固定する。このとき、ねじ４３、４３の頭部がヒートシンク２２に係合し、ナット４４、４４が基板２１に係合する。
Then, the shafts of the
このようなインバータ１４とヒートシンク４１と基板２１との固定方法を採用することにより、製造工程を削減することができる。また、品質を向上することができる。さらに、リード端子１４ｂとスペーサ４２及びねじ４３の熱膨張率がほぼ同一であるので、温度変化により変形した場合であっても確実に基板２１とヒートシンク４１とインバータ１４とを固定することができる。
By adopting such a fixing method of the
（２．４）第２実施例の変形態様
第２実施例の変形態様におけるインバータ１４等の配置構成について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、インバータ１４等の配置構成を示す断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示す。ここで、第２実施例の変形態様は、上述した第２実施例のスペーサ４２に相当する部分が相違すること、及び、温度検出素子１７を図示したことが相違する。
(2.4) Modified Embodiment of Second Embodiment An arrangement configuration of the
第２実施例の変形態様におけるスペーサ５１は、略矩形板状からなり、インバータ回路部１４ａの下面側面積よりも広い面積からなる。さらに、スペーサ５１は、インバータ回路部１４ａのインバータ取付穴に対応する位置に２カ所形成されている。さらに、スペーサ５１の下方側の所定位置に温度検出素子１７が収容できる程度の凹部が形成されている。なお、このスペーサ５１の凹部と基板２１との間に温度検出素子１７が配置されている。換言すると、温度検出素子１７の周囲はスペーサ１７により囲まれている。
The
このようにスペーサ５１を大きくすることにより、確実にインバータ回路部１４ａを基板２１に対して支持することができるので、インバータ回路部１４ａ及び基板２１の変形を防止することができる。さらに、温度検出素子１７の周囲をスペーサ５１により囲むことで、温度検出素子１７の周囲の空気等の流体が流通することを抑制できる。このように温度検出素子１７の周囲に流体が流通しないことにより、温度検出素子１７は、確実にインバータ回路部１４ａの温度を検出することができる。
Thus, by enlarging the
（２．５）第３実施例におけるインバータ１４等の配置構成
次に、第３実施例におけるインバータ１４等の配置構成について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、インバータ１４等の配置構成の断面図を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図を示す。ここで、第１実施例におけるインバータ１４等の配置構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(2.5) Arrangement Configuration of
図６（ａ）（ｂ）に示すように、インバータ１４は、略矩形状のインバータ回路部１４ａと、複数のリード端子１４ｂとから構成される。そして、インバータ回路部１４ａの第１面側（図６の上方側）には、ヒートシンク２２が取付けられている。ここで、インバータ１４とヒートシンク２２とは、ねじ２３により固定されている。また、インバータ１４は、基板２１の第１面側（表面側）に実装されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
ここで、ヒートシンク２２は、リベット６１、６１及びスペーサ２４、２４により基板２１に固定されている。具体的には、ヒートシンク２２にヒートシンク取付穴（ヒートシンク固定用穴）（図示せず）が対角位置に２カ所形成されている。さらに、基板２１のうちヒートシンク２２に形成されたヒートシンク取付穴に対応する位置に基板取付穴（基板固定用穴）（図示せず）が２カ所形成されている。
Here, the
そして、スペーサ２４は、略円筒形状からなり、スペーサ２４の軸孔がヒートシンク取付穴及び基板取付穴に略一致するように、ヒートシンク２２と基板２１との間に介装されている。このスペーサ２４の熱膨張率は、インバータ１４のリード端子１４ｂの熱膨張率とほぼ同一の材料からなる。また、リベット６１、６１の熱膨張率も、インバータ１４のリード端子１４ｂの熱膨張率とほぼ同一の材料からなる。
The
そして、リベット６１、６１をヒートシンク２２側から基板２１側に向かって、ヒートシンク取付穴に挿入する。さらに、リベット６１、６１をスペーサ２４の軸孔及び基板取付穴を挿入する。そして、リベット６１、６１の先端側が基板２１の第２面側（裏面側）に係合するように変形されることにより、ヒートシンク２２と基板２１とを固定する。
Then, the
以上に説明したようなヒートシンク２２と基板２１との固定方法を採用することにより、製造工程を削減することができる。また、品質を向上することができる。さらに、リード端子１４ｂとスペーサ２４及びリベット６１の熱膨張率がほぼ同一であるので、温度変化により変形した場合であっても確実に基板２１とヒートシンク２２とを固定することができる。さらに、リベット６１を用いることにより、部品点数を削減することができる。
By adopting the fixing method of the
１：電源、 ２：コンプレッサ駆動装置、 ３：モータ、 １１：ノイズフィルタ、 １２：整流器、 １３：電解コンデンサ、 １４：インバータ、 １５：電源回路、 １６：電流センサ、 １７：温度検出素子、 １８：マイクロコンピュータ、 ２１：基板、 ２２、４１：ヒートシンク、 ２３、２５、４３：ねじ、 ２４、４２、５１：スペーサ、 ２６、４４：ナット、 ３１：ボルト、 ６１：リベット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Power supply 2: Compressor drive device 3: Motor 11: Noise filter 12: Rectifier 13: Electrolytic capacitor 14: Inverter 15: Power supply circuit 16: Current sensor 17: Temperature detection element 18: Microcomputer, 21: Substrate, 22, 41: Heat sink, 23, 25, 43: Screw, 24, 42, 51: Spacer, 26, 44: Nut, 31: Bolt, 61: Rivet
Claims (14)
前記基板の第１面側に実装される半導体素子と、
ヒートシンク固定用穴が形成され、前記半導体素子の前記基板の反対側に当接して配置され、前記半導体素子の熱を放熱するヒートシンクと、
前記基板固定用穴及び前記ヒートシンク固定用穴に挿入される軸部と該軸部の一端側に配置され前記ヒートシンクに係合する頭部とを有する固定ピンと、
前記基板の第２面側に配置され前記固定ピンの前記軸部の他端側に係合連結する固定ピン連結部材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 A substrate having substrate fixing holes formed thereon;
A semiconductor element mounted on the first surface side of the substrate;
A heat sink fixing hole is formed, arranged in contact with the opposite side of the substrate of the semiconductor element, and a heat sink that dissipates heat of the semiconductor element,
A fixing pin having a shaft portion inserted into the substrate fixing hole and the heat sink fixing hole, and a head portion disposed on one end side of the shaft portion and engaged with the heat sink;
A fixing pin connecting member disposed on the second surface side of the substrate and engaged and connected to the other end side of the shaft portion of the fixing pin;
A semiconductor device comprising:
前記固定ピンの前記軸部は、前記基板固定用穴、前記ヒートシンク固定用穴及び前記素子固定用穴に挿入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。 The semiconductor element has an element fixing hole,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the shaft portion of the fixing pin is inserted into the substrate fixing hole, the heat sink fixing hole, and the element fixing hole.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232527A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
| JP2008277338A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Method for assembling electronic device |
| JP2014112590A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Denso Corp | Electronic apparatus |
| WO2014188698A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Induction heating cooker |
| WO2016162991A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
-
2004
- 2004-11-08 JP JP2004323802A patent/JP2006135169A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232527A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
| JP2008277338A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Method for assembling electronic device |
| JP2014112590A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Denso Corp | Electronic apparatus |
| WO2014188698A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Induction heating cooker |
| JPWO2014188698A1 (en) * | 2013-05-21 | 2017-02-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Induction heating cooker |
| WO2016162991A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
| CN106057752A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-26 | 三菱电机株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
| EP3093885A4 (en) * | 2015-04-08 | 2017-01-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
| JPWO2016162991A1 (en) * | 2015-04-08 | 2017-08-24 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
| US10269681B2 (en) | 2015-04-08 | 2019-04-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
| CN106057752B (en) * | 2015-04-08 | 2019-05-28 | 三菱电机株式会社 | The manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
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