JP2019033213A - 半導体パッケージの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体パッケージの固定構造において、ヒートシンクにおける半導体パッケージの実装領域を小さく抑えながら、半導体パッケージからヒートシンクに至る絶縁距離を延長できる。【解決手段】ヒートシンク１と、ヒートシンクの第一主面１ａに順番に重ねて配される第一絶縁部材５及び半導体パッケージ２と、第一主面と反対に向くヒートシンクの第二主面１ｂに配される第二絶縁部材６と、半導体パッケージ、第一絶縁部材、ヒートシンク及び第二絶縁部材に挿通される導電性の雄ねじ部材３と、雄ねじ部材に螺着されて雄ねじ部材と共に半導体パッケージ、第一絶縁部材、ヒートシンク及び第二絶縁部材をこれらの配列方向に挟み込む導電性の雌ねじ部材４と、雄ねじ部材が通るヒートシンクの挿通孔１１に収容されて挿通孔の内周を覆うと共に、雄ねじ部材を挿通させる筒状の第三絶縁部材７と、を備える半導体パッケージの固定構造を提供する。【選択図】図１

Description

この発明は、半導体パッケージの固定構造に関する。

従来、通電により発熱する半導体パッケージには、例えば特許文献１のように、半導体を封止した樹脂の表面に、放熱用の金属部を露出させたものがある。この種の半導体パッケージは、その金属部を金属製のヒートシンクに対向させ、かつ、金属部を含む半導体パッケージの表面とヒートシンクとの間に絶縁部材（絶縁シート）を挟み込んだ状態で、ネジ止めによりヒートシンクに固定される。具体的には、導電性を有する雄ねじ部材（例えば金属製の雄ねじ部材）を、半導体パッケージ及び絶縁部材に挿通させた上で、ヒートシンクに形成された雌ねじに螺着させることで、半導体パッケージがヒートシンクに固定される。これにより、半導体パッケージの金属部とヒートシンクとを電気的に絶縁しながら、半導体パッケージにおいて生じた熱を半導体パッケージの金属部からヒートシンクに逃がすことができる。

特開平０７−２０２０９０号公報

ところで、上記した半導体パッケージの固定構造には、半導体パッケージ（特に金属部）とヒートシンクとの電位差が大きくなっても、半導体パッケージとヒートシンクとの電気的な絶縁を確保できるように、半導体パッケージとヒートシンクとの絶縁距離の延長が求められている。しかしながら、従来の半導体パッケージの固定構造では、導電性の雄ねじ部材がヒートシンクに螺着していることで雄ねじ部材とヒートシンクとが同電位となっている。このため、半導体パッケージとヒートシンクとの絶縁距離が、半導体パッケージの金属部から導電性の雄ねじ部材までの距離だけとなり、不十分である。

上記した絶縁距離の延長に関し、従来の半導体パッケージの固定構造には、ヒートシンクと押さえ金具との間に半導体パッケージを挟み込み、半導体パッケージから離れた位置において導電性の雄ねじ部材を押さえ金具に挿通させた上でヒートシンクの雌ねじに螺着させたものもある。この構成では、導電性の雄ねじ部材を半導体パッケージの金属部から十分に離すことができるため、半導体パッケージとヒートシンクとの絶縁距離を十分に延長できる。しかしながら、ヒートシンクにおける半導体パッケージの実装領域が大きくなってしまうため、好ましくない。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、ヒートシンクにおける半導体パッケージの実装領域を小さく抑えながら、半導体パッケージからヒートシンクに至る絶縁距離を延長できる半導体パッケージの固定構造を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ヒートシンクと、前記ヒートシンクの第一主面に順番に重ねて配される第一絶縁部材及び半導体パッケージと、前記第一主面と反対に向く前記ヒートシンクの第二主面に配される第二絶縁部材と、前記半導体パッケージ、前記第一絶縁部材、前記ヒートシンク及び前記第二絶縁部材に挿通される導電性の雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材に螺着されて前記雄ねじ部材と共に前記半導体パッケージ、前記第一絶縁部材、前記ヒートシンク及び前記第二絶縁部材をこれらの配列方向に挟み込む導電性の雌ねじ部材と、前記雄ねじ部材が通る前記ヒートシンクの挿通孔に収容されて前記挿通孔の内周を覆うと共に、前記雄ねじ部材を挿通させる筒状の第三絶縁部材と、を備える半導体パッケージの固定構造である。

本発明によれば、雄ねじ部材をヒートシンクに対して接触しないように挿通させることで、雄ねじ部材とヒートシンクとの電気的な絶縁を図ることができる。さらに、ヒートシンクの挿通孔の内周と雄ねじ部材の外周との間に筒状の第三絶縁部材が介在することで、雄ねじ部材とヒートシンクとの間の絶縁距離を延長することができる。これにより、半導体パッケージがヒートシンク側に露出する放熱用の金属部を有していても、半導体パッケージの金属部からヒートシンクに至る絶縁距離を延長できる。
また、本発明によれば、雄ねじ部材を半導体パッケージに挿通させるため、押さえ金具を用いる従来構成と比較して、ヒートシンクにおける半導体パッケージの実装領域を小さく抑えることができる。

本発明の第一実施形態に係る半導体パッケージの固定構造を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体パッケージの固定構造を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る半導体パッケージの固定構造を示す断面図である。 本発明の第四実施形態に係る半導体パッケージの固定構造を示す断面図である。

〔第一実施形態〕
図１を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、この実施形態に係る半導体パッケージの固定構造は、ヒートシンク１と、半導体パッケージ２と、雄ねじ部材３と、雌ねじ部材４と、三つの絶縁部材５，６，７（第一絶縁部材５、第二絶縁部材６、第三絶縁部材７）と、を備える。

ヒートシンク１は、導電性を有しかつ熱伝導率が高い材料によって形成されている。本実施形態のヒートシンク１は、アルミニウム等の金属によって形成されている。ヒートシンク１には、これを貫通して雄ねじ部材３が通る挿通孔１１が形成されている。
ヒートシンク１は、挿通孔１１の軸方向において互いに逆に向く二つの主面１ａ，１ｂ（第一主面１ａ、第二主面１ｂ）を有する。ヒートシンク１の主面１ａ，１ｂは、例えば凹凸を有する面であってよいが、本実施形態では平坦面である。

本実施形態において、ヒートシンク１の主面１ａ，１ｂと挿通孔１１の内周との間には、傾斜面１２が形成されている。傾斜面１２は、挿通孔１１の軸方向において挿通孔１１の外側に向かうにしたがって挿通孔１１の径方向において挿通孔１１の外側に延びている。
傾斜面１２は、例えば挿通孔１１の周方向の一部に形成されてもよいが、本実施形態では挿通孔１１の周方向全体に形成されている。これにより、軸方向における挿通孔１１の端部は、軸方向において挿通孔１１の外側に向かうにしたがって内径寸法が大きくなるように形成されている。傾斜面１２は、例えば軸方向における挿通孔１１の一方の端部のみに形成されてもよいが、本実施形態では、挿通孔１１の両端部に形成されている。

ヒートシンク１の具体的形状は任意であってよい。本実施形態のヒートシンク１は、板状に形成されている。ヒートシンク１の挿通孔１１は、ヒートシンク１の板厚方向（図１において左右方向）に貫通している。ヒートシンク１の二つの主面１ａ，１ｂは、いずれもヒートシンク１の板厚方向に向く面である。

半導体パッケージ２は、例えばパワートランジスタ等のように通電により発熱するものである。半導体パッケージ２は、主な熱源である半導体素子（不図示）を封止した樹脂２１の表面に放熱用の金属部２２を露出させて構成されている。樹脂２１は、電気絶縁性を有する。
半導体パッケージ２には、樹脂２１及び金属部２２を貫通して雄ねじ部材３が通る挿通孔２３（パッケージ挿通孔２３）が形成されている。金属部２２は、パッケージ挿通孔２３の内周に露出しないように樹脂２１によって覆われている。

樹脂２１及び金属部２２からなる半導体パッケージ２の部位は、パッケージ本体２０を構成している。樹脂２１の表面から露出する金属部２２の面と、金属部２２が露出する樹脂２１の表面とからなるパッケージ本体２０の露出面２０ａは、例えば凹凸を有する面であってよいが、本実施形態では平坦面である。

本実施形態の半導体パッケージ２は、半導体素子に電気接続され、パッケージ本体２０（樹脂２１）から延びるリード２４をさらに有する。本実施形態において、リード２４の先端部は回路基板１００に接続（図示例ではスルーホール接続）される。
本実施形態の半導体パッケージ２において、パッケージ本体２０は板状に形成されている。パッケージ本体２０の露出面２０ａは、パッケージ本体２０の板厚方向に向く面である。パッケージ挿通孔２３は、パッケージ本体２０の板厚方向に貫通している。リード２４は、露出面２０ａに直交する方向に向くパッケージ本体２０（樹脂２１）の側面２０ｂから延びている。

第一絶縁部材５は、電気絶縁性を有し、ヒートシンク１の第一主面１ａと半導体パッケージ２（第一半導体パッケージ２Ａ）との間に挟み込まれる。すなわち、第一絶縁部材５及び第一半導体パッケージ２Ａは、ヒートシンク１の第一主面１ａに順番に重ねて配される。
第一半導体パッケージ２Ａは、パッケージ本体２０の露出面２０ａ（金属部２２）が第一絶縁部材５に対向するように配される。すなわち、第一絶縁部材５は、ヒートシンク１とパッケージ本体２０の露出面２０ａとの間に挟み込まれる。第一絶縁部材５は、露出面２０ａのうち少なくとも金属部２２の面を覆えばよい。本実施形態の第一絶縁部材５では、露出面２０ａ全体を覆う。
また、本実施形態では、第一半導体パッケージ２Ａのリード２４が、ヒートシンク１の第一主面１ａに対して間隔をあけて位置している。このため、第一絶縁部材５は、ヒートシンク１の第一主面１ａのうちリード２４に対向する領域も覆っている。

第一絶縁部材５は、第一半導体パッケージ２Ａの熱を効率よくヒートシンク１に伝達できるように形成されているとよい。本実施形態において、第一絶縁部材５は絶縁シートである。第一絶縁部材５は例えば可撓性を有してよい。

第一絶縁部材５には、雄ねじ部材３が通る貫通孔５１が形成されている。第一絶縁部材５の貫通孔５１の縁部５２は、例えばヒートシンク１の挿通孔１１の径方向において挿通孔１１の内周よりも外側、かつ、前述の傾斜面１２よりも内側又は外側に位置してもよい。本実施形態において貫通孔５１の縁部５２は、挿通孔１１の径方向において挿通孔１１の内周よりも内側に位置している。貫通孔５１の縁部５２は、図示例のように径方向において第一半導体パッケージ２Ａのパッケージ挿通孔２３の内側に位置してもよいが、例えばパッケージ挿通孔２３の外側に位置してもよい。

第二絶縁部材６は、電気絶縁性を有し、ヒートシンク１の第二主面１ｂに配される。本実施形態において、第二絶縁部材６は、第一絶縁部材５と同様に、ヒートシンク１の第二主面１ｂと半導体パッケージ２（第二半導体パッケージ２Ｂ）との間に挟み込まれる。すなわち、第二絶縁部材６及び第二半導体パッケージ２Ｂは、ヒートシンク１の第二主面１ｂに順番に重ねて配される。ヒートシンク１及び第二絶縁部材６に対する第二半導体パッケージ２Ｂの配置は、ヒートシンク１及び第一絶縁部材５に対する第一半導体パッケージ２Ａの配置と同様である。
本実施形態の第二絶縁部材６は、第一絶縁部材５と同様に構成されている。すなわち、第二絶縁部材６は絶縁シートである。また、第二絶縁部材６には、雄ねじ部材３が通る貫通孔６１が形成されている。また、ヒートシンク１の挿通孔１１や半導体パッケージ２のパッケージ挿通孔２３に対する第二絶縁部材６の貫通孔６１の縁部６２の位置も、第一絶縁部材５の場合と同様である。

雄ねじ部材３は、導電性を有し、第一半導体パッケージ２Ａ、第一絶縁部材５、ヒートシンク１、第二絶縁部材６及び第二半導体パッケージ２Ｂに挿通される。本実施形態の雄ねじ部材３は金属製である。
雄ねじ部材３は、例えば雄ねじが形成された軸部（ねじ棒）と、軸部に螺着されるナットとによって構成されてもよい。本実施形態の雄ねじ部材３は、雄ねじが形成された軸部３１と、軸部３１の一端に一体に形成された頭部３２とによって構成されている。

雄ねじ部材３の軸部３１は、例えばヒートシンク１の第二主面１ｂ側からヒートシンク１の挿通孔１１に通されてもよいが、本実施形態ではヒートシンク１の第一主面１ａ側から挿通孔１１に通されている。この状態においては、例えば雄ねじ部材３の頭部３２が第一半導体パッケージ２Ａの樹脂２１の表面（露出面２０ａと反対に向くパッケージ本体２０の面）に直接当たってもよい。図示例では、雄ねじ部材３の頭部３２と第一半導体パッケージ２Ａの樹脂２１の表面との間にワッシャ３３やばねワッシャ３４が介在している。

雌ねじ部材４は、導電性を有する。本実施形態の雌ねじ部材４は金属製のナットである。雌ねじ部材４は、上記した雄ねじ部材３に螺着されて、雄ねじ部材３（頭部３２）と共に第一半導体パッケージ２Ａ、第一絶縁部材５、ヒートシンク１、第二絶縁部材６及び第二半導体パッケージ２Ｂをこれらの配列方向に挟み込む。
本実施形態において、雌ねじ部材４は、第二半導体パッケージ２Ｂから突出する雄ねじ部材３の軸部３１に螺着される。この状態においては、例えば雌ねじ部材４が第二半導体パッケージ２Ｂの樹脂２１の表面（露出面２０ａと反対に向くパッケージ本体２０の面）に直接当たってもよい。図示例では、雌ねじ部材４と第二半導体パッケージ２Ｂの樹脂２１の表面との間にワッシャ４３が介在している。

第三絶縁部材７は、電気絶縁性を有し、筒状に形成されている。第三絶縁部材７は、ヒートシンク１の挿通孔１１の内周を覆うように挿通孔１１に収容される。すなわち、第三絶縁部材７は、挿通孔１１の一部空間を埋める絶縁ブッシュである。第三絶縁部材７には、前述した雄ねじ部材３（軸部３１）が挿通される。

本実施形態では、軸方向における第三絶縁部材７の両端部が、径方向において前述した傾斜面１２の内側に位置している。すなわち、本実施形態の第三絶縁部材７は、傾斜面１２も覆っている。本実施形態では、軸方向における第三絶縁部材７の寸法（軸方向寸法）が、ヒートシンク１の厚み寸法と同等、または、ヒートシンク１の厚み寸法に対して微小に小さくに設定されている。

第三絶縁部材７は、例えばヒートシンク１の挿通孔１１に嵌まっていてもよい。すなわち、第三絶縁部材７の外周が挿通孔１１の内周に接触してもよい。この状態において、第三絶縁部材７は、例えばヒートシンク１に固定されてもよい。本実施形態において、第三絶縁部材７は、挿通孔１１の内周に対して間隔をあけて配されている。すなわち、第三絶縁部材７の外径寸法が、挿通孔１１の内径寸法よりも小さく設定されている。

第三絶縁部材７は、任意の材料によって形成されてよい。本実施形態の第三絶縁部材７は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）などの硬質樹脂によって形成されている。

前述した第一絶縁部材５の貫通孔５１の縁部５２は、例えば径方向において上記した第三絶縁部材７の外周よりも外側に位置してもよい。本実施形態において、第一絶縁部材５の貫通孔５１の縁部５２は、径方向において第三絶縁部材７の外周よりも内側に位置し、第三絶縁部材７に対して挿通孔１１の軸方向に重ねて配されている。第一絶縁部材５の貫通孔５１の縁部５２は、例えば径方向において第三絶縁部材７の内周よりも内側に位置してもよいが、これに限ることは無い。
第三絶縁部材７に対する第二絶縁部材６の貫通孔６１の縁部６２の位置は、上記した第一絶縁部材５の場合と同様である。

本実施形態の半導体パッケージの固定構造では、ヒートシンク１が回路基板１００上に配されている。このため、半導体パッケージ２の熱は、例えばヒートシンク１を介して回路基板１００に逃がしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、雄ねじ部材３は、従来のようにヒートシンク１に螺着されずに、ヒートシンク１の挿通孔１１に挿通されている。このため、雄ねじ部材３をヒートシンク１に対して接触しないように挿通させることで、雄ねじ部材３とヒートシンク１との電気的な絶縁を図ることができる。さらに、ヒートシンク１の挿通孔１１の内周と雄ねじ部材３（特に軸部３１）の外周との間に筒状の第三絶縁部材７が介在することで、ヒートシンク１と雄ねじ部材３との間の絶縁距離を延長することができる。以上のことから、半導体パッケージ２の金属部２２からヒートシンク１に至る絶縁距離を延長することができる。

また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、雄ねじ部材３を半導体パッケージ２に挿通させる。このため、押さえ金具を用いる従来構成と比較して、ヒートシンク１における半導体パッケージ２の実装領域を小さく抑えることができる。また、押さえ金具が不要であることから、半導体パッケージの固定構造を構成する部品点数を削減し、半導体パッケージの固定構造を含む製品のコストダウンを図ることもできる。

また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、雄ねじ部材３及び雌ねじ部材４が金属製である。金属製の雄ねじ部材３、雌ねじ部材４は、電気絶縁性を有する合成樹脂製の雄ねじ部材３、雌ねじ部材４と比較して強度（例えば振動等の外力に対する強度、熱変化に対する強度）が高いため、安定して半導体パッケージ２をヒートシンク１に固定することができる。

また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、ヒートシンク１の主面１ａ，１ｂと挿通孔１１の内周との間に傾斜面１２が形成されている。このため、傾斜面１２が形成されていない場合と比較して、ヒートシンク１の主面１ａ，１ｂと挿通孔１１の内周との境界部分から雄ねじ部材３に至る絶縁距離（挿通孔１１の径方向における距離）を延長することができる。したがって、半導体パッケージ２からヒートシンク１に至る絶縁距離をさらに延長できる。本実施形態では、ヒートシンク１の主面１ａ，１ｂと挿通孔１１の内周との境界部分の近くに、第一絶縁部材５や第二絶縁部材６と第三絶縁部材７との境界が位置するため、上記傾斜面１２を形成することは特に有効である。

また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、第一絶縁部材５や第二絶縁部材６の貫通孔５１，６１の縁部５２，６２がヒートシンク１の挿通孔１１の内周よりも内側に位置している。このため、第一絶縁部材５や第二絶縁部材６の表面に沿ってヒートシンク１から半導体パッケージ２（特に金属部２２）に至る沿面距離の延長を図ることができる。
また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、挿通孔１１の軸方向において第一絶縁部材５や第二絶縁部材６の貫通孔５１，６１の縁部５２，６２が第三絶縁部材７と重なる。このため、雄ねじ部材３及び雌ねじ部材４の締め付け力によって第一絶縁部材５や第二絶縁部材６と第三絶縁部材７との隙間を小さく又は無くすことができる。これにより、ヒートシンク１から半導体パッケージ２に至る絶縁距離をさらに延長できる。

また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、雄ねじ部材３及び雌ねじ部材４が、順に配列された第一半導体パッケージ２Ａ、第一絶縁部材５、ヒートシンク１、第二絶縁部材６及び第二半導体パッケージ２Ｂを挟み込んでいる。このため、一つの雄ねじ部材３及び雌ねじ部材４により、二つの半導体パッケージ２，２をヒートシンク１の両主面１ａ，１ｂに固定することができる。すなわち、雄ねじ部材３をヒートシンク１に螺着させることで半導体パッケージ２をヒートシンク１に固定する従来構成と比較して、少ないねじ止め回数でより多くの半導体パッケージ２をヒートシンク１に固定できる。その結果、半導体パッケージの固定構造を含む製品の生産性向上を図ることができる。

また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造において、第三絶縁部材７がヒートシンク１の挿通孔１１に嵌まる場合には、第三絶縁部材７の外周と挿通孔１１の内周との隙間を小さくする又は無くすことができるため、雄ねじ部材３とヒートシンク１との電気的な絶縁をさらに図ることができる。また、第三絶縁部材７がヒートシンク１の挿通孔１１に嵌まって固定される場合には、第三絶縁部材７がヒートシンク１の挿通孔１１に対して挿通孔１１の軸方向やこれに直交する方向に位置ずれすることも防止できる。

〔第二実施形態〕
次に、図２を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
以下では、第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同一の構成要素については、同一符号を付す等してその説明を省略する。

図２に示すように、本実施形態の半導体パッケージの固定構造は、第一実施形態と同様に、ヒートシンク１と、半導体パッケージ２と、雄ねじ部材３と、雌ねじ部材４と、三つの絶縁部材５，６Ｃ，７Ｃ（第一絶縁部材５、第二絶縁部材６Ｃ、第三絶縁部材７Ｃ）と、を備える。ただし、本実施形態の半導体パッケージの固定構造では、半導体パッケージ２（第一半導体パッケージ２Ａ）がヒートシンク１の第一主面１ａ側のみに配され、第二主面１ｂ側には配されない。

また、本実施形態では、ヒートシンク１の第二主面１ｂ側に配される第二絶縁部材６Ｃと、ヒートシンク１の挿通孔１１に収容される筒状の第三絶縁部材７Ｃとが、一体に形成されている。すなわち、第二絶縁部材６Ｃ及び第三絶縁部材７Ｃは、筒状部９１Ｃと、筒状部９１Ｃの軸方向の第一端部において筒状部９１Ｃの径方向に張り出すフランジ部９２Ｃと、を含む絶縁ブッシュを構成している。
第二絶縁部材６Ｃ（フランジ部９２Ｃ）は、例えば第一実施形態の場合と同様のシート状に形成されてもよいが、本実施形態では、第一絶縁部材５よりも大きな厚みを有する環状に形成されている。

また、第二絶縁部材６Ｃは、本実施形態では第二主面１ｂのうち雌ねじ部材４と重なる領域を覆う程度の大きさに形成されている。すなわち、第二絶縁部材６Ｃの外径寸法は、雌ねじ部材４の外径寸法や、雌ねじ部材４と第二絶縁部材６Ｃとの間に配されるワッシャの外径寸法よりも若干大きい。
以上のように第二絶縁部材６Ｃが形成されることで、雌ねじ部材４とヒートシンク１との絶縁距離を十分に確保することができる。

本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、第二絶縁部材６Ｃと第三絶縁部材７Ｃとが一体に形成されているため、第二絶縁部材６Ｃと第三絶縁部材７Ｃとの隙間を無くすことができる。これにより、ヒートシンク１から雄ねじ部材３（特に軸部３１）に至る絶縁距離をさらに延長できる。また、第三絶縁部材７Ｃをヒートシンク１の挿通孔１１に挿入するだけで第二絶縁部材６Ｃをヒートシンク１の第二主面１ｂに配することができるため、半導体パッケージの固定構造を組み立てる工数を減らすことが可能となる。

上記第二実施形態においては、例えば雄ねじ部材３の頭部３２が第二絶縁部材６Ｃ上に重ねて配され、雌ねじ部材４がヒートシンク１の第一主面１ａ側に配された第一半導体パッケージ２Ａ上に重ねて配されてもよい。

上記第二実施形態においては、例えば第一実施形態と同様に、ヒートシンク１の第二主面１ｂ側に第二絶縁部材６Ｃと第二半導体パッケージ２Ｂとが順番に重ねて配されてもよい。この場合には、第二絶縁部材６Ｃが、第一実施形態の場合と同様に、ヒートシンク１と第二半導体パッケージ２Ｂの金属部２２やリード２４との間に介在するように、シート状に形成されてよい。

〔第三実施形態〕
次に、図３を参照して本発明の第三実施形態について説明する。
以下では、第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同一の構成要素については、同一符号を付す等してその説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態の半導体パッケージの固定構造は、第一実施形態と同様に、ヒートシンク１と、半導体パッケージ２と、雄ねじ部材３と、雌ねじ部材４と、三つの絶縁部材５，６Ｄ，７Ｄ（第一絶縁部材５、第二絶縁部材６Ｄ、第三絶縁部材７Ｄ）と、を備える。ただし、本実施形態の半導体パッケージの固定構造では、半導体パッケージ２（第一半導体パッケージ２Ａ）がヒートシンク１の第一主面１ａ側のみに配され、第二主面１ｂ側には配されない。

また、本実施形態では、ヒートシンク１の第二主面１ｂに配される第二絶縁部材６Ｄが、被挟み込み部６３Ｄと、囲繞部６４Ｄと、を備える。
被挟み込み部６３Ｄは、ヒートシンク１の第二主面１ｂと雌ねじ部材４との間に挟み込まれる。被挟み込み部６３Ｄには雄ねじ部材３が通る貫通孔６１Ｄが形成されている。被挟み込み部６３Ｄの形状や大きさは任意であってよい。本実施形態の被挟み込み部６３Ｄは、第一絶縁部材５よりも大きな厚みを有する環状に形成されている。

囲繞部６４Ｄは、被挟み込み部６３Ｄから雄ねじ部材３の挿通方向に延びて、雌ねじ部材４を囲む。囲繞部６４Ｄの形状や大きさは任意であってよい。本実施形態の囲繞部６４Ｄは、環状に形成された被挟み込み部６３Ｄの周縁においてヒートシンク１の第二主面１ｂから離れる方向に延びている。
すなわち、本実施形態の第二絶縁部材６Ｄは、雌ねじ部材４を収容する有底筒状に形成され、被挟み込み部６３Ｄである第二絶縁部材６Ｄの底部に雄ねじ部材３が通る貫通孔６１Ｄが形成されている。

第二絶縁部材６Ｄは、例えば第一実施形態と同様に第三絶縁部材７Ｄと別個に形成されてよいが、本実施形態では第二実施形態と同様に第三絶縁部材７Ｄと一体に形成されている。

本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、第一、第二実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、雌ねじ部材４が、第二絶縁部材６Ｄの囲繞部６４Ｄの内側に配されることで、ヒートシンク１（特に第二主面１ｂ）と雌ねじ部材４との絶縁距離を延長することができる。これにより、ヒートシンク１と雄ねじ部材３との間の絶縁距離を延長することができる。

上記第三実施形態においては、例えば雄ねじ部材３の頭部３２が第二絶縁部材６Ｄの囲繞部６４Ｄの内側に配され、雌ねじ部材４がヒートシンク１の第一主面１ａ側に配された第一半導体パッケージ２Ａ上に重ねて配されてもよい。この場合には、ヒートシンク１と雄ねじ部材３の頭部３２との絶縁距離を延長することができる。

上記第三実施形態においては、例えば第一実施形態と同様に、ヒートシンク１の第二主面１ｂ側に第二絶縁部材６Ｄと第二半導体パッケージ２Ｂとが順番に重ねて配されてもよい。この場合には、第二絶縁部材６Ｄの被挟み込み部６３Ｄが、第一実施形態の第二絶縁部材６と同様に、ヒートシンク１と第二半導体パッケージ２Ｂの金属部２２やリード２４との間に介在するように、シート状に形成されてよい。また、第二絶縁部材６Ｄの囲繞部６４Ｄが、雌ねじ部材４（又は雄ねじ部材３の頭部３２）と共に第二半導体パッケージ２Ｂ（特にパッケージ本体２０）を囲むように形成されてよい。

〔第四実施形態〕
次に、図４を参照して本発明の第四実施形態について説明する。
以下では、第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同一の構成要素については、同一符号を付す等してその説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態の半導体パッケージの固定構造は、第一実施形態と同様に、ヒートシンク１と、半導体パッケージ２と、雄ねじ部材３と、雌ねじ部材４Ｅと、三つの絶縁部材５，６，７（第一絶縁部材５、第二絶縁部材６、第三絶縁部材７）と、を備える。
ただし、本実施形態の半導体パッケージの固定構造では、同一の雌ねじ部材４Ｅに、雄ねじ部材３を螺着させる複数の雌ねじ孔４４Ｅが形成されている。

雌ねじ部材４Ｅの形状は任意であってよい。ヒートシンク１の主面１ｂ（第二主面１ｂ）に対向する雌ねじ部材４Ｅの面は、例えば凹凸を有する面であってよいが、本実施形態では平坦面である。また、本実施形態の雌ねじ部材４Ｅは、平板状に形成されている。複数の雌ねじ孔４４Ｅは、雌ねじ部材４Ｅの板厚方向に貫通している。

本実施形態のヒートシンク１には、複数の挿通孔１１が形成されている。複数の挿通孔１１は雌ねじ部材４Ｅの複数の雌ねじ孔４４Ｅに各々対応する位置に形成されている。複数の挿通孔１１には、第三絶縁部材７が一つずつ収容されている。図示例のヒートシンク１には、傾斜面１２（図１参照）が形成されていないが、例えば形成されてよい。

ヒートシンク１の第一主面１ａに配される第一絶縁部材５には、複数の貫通孔５１が形成されている。複数の貫通孔５１は、ヒートシンク１の複数の挿通孔１１に各々対応する位置に形成されている。
ヒートシンク１の第一主面１ａ側には、複数の第一半導体パッケージ２Ａが第一絶縁部材５に重ねて配されている。複数の第一半導体パッケージ２Ａは、ヒートシンク１の複数の挿通孔１１に各々対応する位置に配される。図４においては、第一半導体パッケージ２Ａの金属部２２（図１等参照）の図示を省略している。

ヒートシンク１の第二主面１ｂに配される第二絶縁部材６には、第一絶縁部材５と同様に、ヒートシンク１の複数の挿通孔１１に各々対応する複数の貫通孔６１が形成されている。
ヒートシンク１の第二主面１ｂ側には、例えば第二、第三実施形態と同様に半導体パッケージ２が配されなくてもよい。この場合、ヒートシンク１の第二主面１ｂには、第二絶縁部材６と雌ねじ部材４Ｅとが重ねて配される。本実施形態では、第一実施形態と同様に、ヒートシンク１の第二主面１ｂ側において複数の第二半導体パッケージ２Ｂが第二絶縁部材６に重ねて配されている。複数の第二半導体パッケージ２Ｂは、ヒートシンク１の複数の挿通孔１１に各々対応する位置に配される。図４では、第二半導体パッケージ２Ｂの金属部２２（図１等参照）の図示を省略している。

ヒートシンク１の複数の挿通孔１１に各々収容される複数の第三絶縁部材７は、例えば第二、第三実施形態と同様に第二絶縁部材６と一体に形成されてよいが、本実施形態では第一実施形態と同様に第二絶縁部材６と別個に形成されている。

本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、第一、第二実施形態と同様の効果を奏し得る。
また、本実施形態の半導体パッケージの固定構造によれば、同一の雌ねじ部材４Ｅに、雄ねじ部材３を螺着させる複数の雌ねじ孔４４Ｅが形成されている。このため、一つの雌ねじ部材４Ｅを用いて複数の半導体パッケージ２をヒートシンク１に固定することができる。

また、雄ねじ部材３を雌ねじ部材４Ｅの雌ねじ孔４４Ｅに螺着させる際には、雌ねじ部材４Ｅが第二半導体パッケージ２Ｂや第二絶縁部材６に対して回転することを防ぐことができる。このため、雌ねじ部材４Ｅと第二半導体パッケージ２Ｂや第二絶縁部材６とが互いに擦れることがない。これにより、雌ねじ部材４Ｅと第二半導体パッケージ２Ｂや第二絶縁部材６との間に、第二半導体パッケージ２Ｂや第二絶縁部材６を上記の擦れから保護するワッシャ（例えば図１−３に記載のワッシャ４３）を配する必要が無くなる。すなわち、半導体パッケージの固定構造を構成する部品点数を削減し、半導体パッケージの固定構造を含む製品のコストダウンを図ることができる。

上記第四実施形態においては、例えば複数の雄ねじ部材３の頭部３２が第二絶縁部材６上又は複数の第二半導体パッケージ２Ｂ上に重ねて配され、雌ねじ部材４Ｅがヒートシンク１の第一主面１ａ側に配された複数の第一半導体パッケージ２Ａ上に重ねて配されてもよい。

上記第四実施形態の構成には、例えば第三実施形態の構成が適用されてもよい。例えば、第三実施形態の第二絶縁部材６Ｄの囲繞部６４Ｄが、本実施形態の雌ねじ部材４Ｅ及び複数の第二半導体パッケージ２Ｂ（特にパッケージ本体２０）を囲むように形成されてもよい。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

１ ヒートシンク
１ａ 第一主面
１ｂ 第二主面
１１ 挿通孔
１２ 傾斜面
２ 半導体パッケージ
２Ａ 第一半導体パッケージ
２Ｂ 第二半導体パッケージ
３ 雄ねじ部材
３１ 軸部
３２ 頭部
４，４Ｅ 雌ねじ部材
４４Ｅ 雌ねじ孔
５ 第一絶縁部材
５１ 貫通孔
５２ 貫通孔５２の縁部
６，６Ｃ，６Ｄ 第二絶縁部材
６１，６１Ｄ 貫通孔
６２ 貫通孔６１の縁部
６３Ｄ 被挟み込み部
６４Ｄ 囲繞部
７，７Ｃ，７Ｄ 第三絶縁部材

Claims (7)

1. ヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの第一主面に順番に重ねて配される第一絶縁部材及び半導体パッケージと、
   前記第一主面と反対に向く前記ヒートシンクの第二主面に配される第二絶縁部材と、
   前記半導体パッケージ、前記第一絶縁部材、前記ヒートシンク及び前記第二絶縁部材に挿通される導電性の雄ねじ部材と、
   前記雄ねじ部材に螺着されて前記雄ねじ部材と共に前記半導体パッケージ、前記第一絶縁部材、前記ヒートシンク及び前記第二絶縁部材をこれらの配列方向に挟み込む導電性の雌ねじ部材と、
   前記雄ねじ部材が通る前記ヒートシンクの挿通孔に収容されて前記挿通孔の内周を覆うと共に、前記雄ねじ部材を挿通させる筒状の第三絶縁部材と、を備える半導体パッケージの固定構造。
2. 前記ヒートシンクの主面と前記挿通孔の内周との間に、前記挿通孔の軸方向において前記挿通孔の外側に向かうにしたがって前記挿通孔の径方向において前記挿通孔の外側に延びる傾斜面が形成されている請求項１に記載の半導体パッケージの固定構造。
3. 前記雄ねじ部材が通る前記第一絶縁部材の貫通孔の縁部が、前記挿通孔の径方向において前記挿通孔の内周よりも内側に位置し、かつ、前記挿通孔に挿入された前記第三絶縁部材に対して前記挿通孔の軸方向に重ねて配されている請求項１又は請求項２に記載の半導体パッケージの固定構造。
4. 前記第二絶縁部材と前記第三絶縁部材とが一体に形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体パッケージの固定構造。
5. 前記第二絶縁部材が、
   前記ヒートシンクの第二主面と、前記雄ねじ部材の頭部及び前記雌ねじ部材のいずれか一方との間に挟み込まれる被挟み込み部と、
   前記被挟み込み部から前記雄ねじ部材の挿通方向に延びて、前記雄ねじ部材の頭部及び前記雌ねじ部材のいずれか一方を囲む囲繞部と、を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体パッケージの固定構造。
6. 前記雌ねじ部材に、前記雄ねじ部材を螺着させる複数の雌ねじ孔が形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体パッケージの固定構造。
7. 前記半導体パッケージが、前記ヒートシンクとの間に前記第二絶縁部材を挟み込む位置にも配され、
   前記雄ねじ部材及び前記雌ねじ部材は、前記配列方向に順に配列された前記半導体パッケージ、前記第一絶縁部材、前記ヒートシンク、前記第二絶縁部材及び前記半導体パッケージを挟み込む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体パッケージの固定構造。

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