JP2000004089A - パワーデバイスの固定用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワーデバイスをヒートシンクにボルト等で
ねじ止め等する必要がなく、ワンタッチで固定すること
ができ、かつ、パワーデバイスの放熱性も妨げることの
ないパワーデバイスの固定用治具を提供する。 【解決手段】 回路基板Ｓに実装され、回路基板Ｓの検
査に供されるパワーデバイスＰの固定用治具１におい
て、パワーデバイスＰを冷却するためのヒートシンクＨ
に取り付けられる基台２と、この基台２に移動自在に取
り付けられたレバー３と、このレバー３を常時一側へ付
勢する付勢手段８と、レバー３の先端に設けられた弾性
部材４と、この弾性部材４に取り付けられ、付勢手段８
の付勢力によりパワーデバイスＰを押圧する押圧部材６
とを有して構成した。押圧部材６の先端６ａを球面状に
形成してもよく、ヒートシンクＨの上に絶縁性シート９
を敷設してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回路基板に実装
され、前記回路基板の検査に供されるパワーデバイスの
固定用治具に関し、特に、形状や各部の寸法の異なる複
数種類のパワーデバイスを、ワンタッチでヒートシンク
上に固定することのできるパワーデバイスの固定用治具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路基板の検査を行うために、前記回路
基板にパワーＩＣ等のパワーデバイス（電源供給装置）
を接続し、このパワーデバイスから検査用電源の供給を
受けて所望の回路の検査を行うことが一般に行われてい
る。この場合、パワーデバイスは一般に熱を有すること
から、この熱が検査回路に伝わらないように、一般に、
パワーデバイスには放熱板を設け、この放熱板を冷却用
のヒートシンクに固定されている。

【０００３】図５（イ），（ロ）はそれぞれヒートシン
クへのパワーデバイスの固定構造の従来例を示したもの
で、符号Ｈはヒートシンク、符号Ｐはパワーデバイスで
ある。パワーデバイスＰの放熱板Ｐａは、効率のよい放
熱を実現すべく、ヒートシンクＨに密着して固定され
る。（イ）の固定構造では、パワーデバイスＰは、放熱
板Ｐａに形成したねじ穴を通して、ボルト２０をヒート
シンクＨにねじ込むことにより固定される。（ロ）の固
定構造では、ヒートシンクＨに取り付けられた押え部材
２１で放熱板Ｐａを押さえ付けることにより、ヒートシ
ンクＨにパワーデバイスＰが固定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の固定手段２０によれば、パワーデバイスＰをボ
ルトによって固定しているため、パワーデバイスＰの着
脱に時間がかかり、作業も面倒であるという問題があ
る。また、固定手段２１によるものは、異なる種類のパ
ワーデバイスＰを固定しようとする場合、放熱板Ｐａの
肉厚が異なると（例えば肉厚が薄くなると）パワーデバ
イスＰを十分な保持力でヒートシンクＨに固定すること
ができなくなるという欠点がある。

【０００５】さらに、パワーデバイスの中には、放熱板
Ｐａ等に電源の入出力端子が形成されるものがあるが、
このようなパワーデバイスＰにあっては、ヒートシンク
Ｈに固定した際に他のパワーデバイスＰやその他の機器
との短絡を防止すべく、絶縁を図る必要がある。そのた
め、従来の固定手段２０，２１では、ボルト２０や押え
部材２１とパワーデバイスＰとの間に絶縁ワッシャや絶
縁シート等の絶縁材を介在させたり、樹脂製のボルト２
０や押え部材２１を使用する等の手段を講じる必要があ
った。特にボルト２０でパワーデバイスＰを固定する場
合には、繰り返しの使用によってボルトやボルト穴が劣
化し、固定が不安定になるという問題がある。

【０００６】本発明は上記の問題点にかんがみてなされ
たもので、各部の寸法や形状等が相違する異なる種類の
パワーデバイスをヒートシンクに固定する場合におい
て、各パワーデバイスをボルト等でねじ止め等する必要
がなく、ワンタッチでヒートシンク上に固定することが
でき、かつ、パワーデバイスの放熱性も妨げることのな
いパワーデバイスの固定用治具を提供すること、およ
び、一部に入出力端子が形成されたパワーデバイスをヒ
ートシンクに固定する場合においても、特に絶縁手段を
施す必要のないパワーデバイスの固定用治具を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１のパワーデバイスの固定用治具は、回路基板
に実装され、前記回路基板の検査に供されるパワーデバ
イスの固定用治具において、前記パワーデバイスを冷却
するためのヒートシンクに取り付けられる基台と、この
基台に移動自在に取り付けられたレバーと、このレバー
を常時一側へ付勢する付勢手段と、前記レバーの先端に
設けられた弾性部材と、この弾性部材に取り付けられ、
前記付勢手段の付勢力により前記パワーデバイスを押圧
する押圧部材とを有する構成としてある。

【０００８】この構成により、付勢手段に抗してレバー
を他側に移動させた状態で、前記押圧部材と前記ヒート
シンクとの間にパワーデバイスを挿入し、前記レバーを
一側に移動させると、前記押圧部材が前記パワーデバイ
スに当接して前記付勢手段の付勢力によりパワーデバイ
スをヒートシンクに押しつける。これにより、パワーデ
バイスはねじ止め等によらずワンタッチでヒートシンク
上に固定される。パワーデバイスの種類が異なり、前記
パワーデバイスの前記押圧部材が当接する部分の寸法が
異なっても、前記弾性部材がその寸法差を吸収するの
で、固定用治具を汎用的に用いることができる。

【０００９】請求項２に記載のパワーデバイスの固定用
治具は、前記パワーデバイスと前記ヒートシンクとの間
に絶縁シートを介在させるとともに、前記押圧部材を絶
縁性部材で形成した構成としてある。この構成により、
パワーデバイスの一部、例えば放熱板が電源の出力部と
なっているような場合にも、樹脂等の絶縁材で形成され
た絶縁シートと押圧部材が、前記パワーデバイスとヒー
トシンクおよび前記固定用治具の他の部分との絶縁性を
保持するので、他に何の絶縁手段を施すことなく、簡単
にパワーデバイスをヒートシンクに固定することができ
る。

【００１０】請求項３に記載のパワーデバイスの固定用
治具は、前記ヒートシンクに固定される複数の前記パワ
ーデバイスの配置に応じて、前記レバーの先端に前記押
圧部材を有する前記弾性部材を複数設けた構成としてあ
る。この構成により、ヒートシンクに複数のパワーデバ
イスが固定される場合でも、２個以上の前記パワーデバ
イスをワンタッチでヒートシンクに固定することができ
る。

【００１１】請求項４に記載のパワーデバイスの固定用
治具は、前記弾性部材は、前記レバーの先端に突出して
取り付けられた板状体で形成され、前記押圧部材は前記
板状体の先端に取り付けられているものとして構成して
ある。この構成により、前記押圧部材が当接するパワー
デバイスの所定部位の寸法がある程度大きく変化して
も、レバーの先端から突出する板状の弾性部材が撓んで
この寸法差を吸収するので、パワーデバイスの固定用治
具の汎用性をより高めることができる。前記弾性部材
は、ばね鋼やステンレス鋼等、ばね性の高い部材で形成
することが望ましい。

【００１２】請求項５に記載のパワーデバイスの固定用
治具は、前記弾性部材は前記レバーの先端に着脱自在に
取り付けられているものとして構成してある。この構成
により、押圧部材が当接する所定部位の寸法が大きく異
なるパワーデバイスをヒートシンクに固定するような場
合には、前記押圧部材を弾性部材ごと交換することによ
って対処することができる。

【００１３】請求項６に記載のパワーデバイスの固定用
治具は、前記レバーの先端に取付部材を直脱自在に取り
付け、この取付部材に前記弾性部材を複数設けた構成と
してある。この構成により、取付部材をレバーから着脱
することによって、複数の弾性部材を一度に交換するこ
とができるようになる。

【００１４】請求項７に記載のパワーデバイスの固定用
治具は、前記押圧部材の先端を球面状とした構成として
ある。この構成により、パワーデバイスをヒートシンク
に押しつけて固定する際に、パワーデバイスの所定部位
の寸法(厚み)や形状が多少変化しても、押圧部材とパワ
ーデバイスとの当接点が、前記球面に沿って移動するの
で、固定用治具や押圧部材を交換することなく常にパワ
ーデバイスをヒートシンクに押しつけることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明一実施形態を図面
にしたがって詳細に説明する。図１はこの発明の一実施
形態にかかり、パワーデバイスの固定用治具の側面図、
図２は図１のパワーデバイスの固定用治具の平面図、図
３は弾性部材の作用を説明する要部の拡大図である。

【００１６】検査用のパワーデバイスＰは、複数の被検
査回路が形成された回路基板Ｓの前記被検査回路の各々
に接続される。この実施形態では、被検査回路に応じて
異なる種類の４個のパワーデバイスＰを回路基板Ｓに接
続するものとして説明するが、回路基板Ｓに接続するパ
ワーデバイスＰの個数は、３個以下であってもよいしま
たは５個以上であってもよい。パワーデバイスＰは放熱
板Ｐａを有していて、被検査回路の検査を行う際には、
冷却用のヒートシンクＨに放熱板Ｐａを密着させて固定
される。なお、パワーデバイスＰは、被検査回路の検査
のために従来より使用されている公知のものであるの
で、ここでは詳しい説明は省略する。

【００１７】パワーデバイスＰの固定用治具１は、ヒー
トシンクＨに取り付けられた基台２と、この基台２に回
転自在に取り付けられたレバー３と、このレバー３の一
端（図１において左側端）に取り付けられた弾性部材と
してのばね板４と、このばね板４の一端に設けられた押
圧部材６と、レバー３を常時一側、つまり、この実施形
態では図１中反時計回り方向に付勢する付勢手段として
のばね８とから構成される。

【００１８】基台２は、ヒートシンクＨに対して着脱が
容易に行うことができるように、二本のボルト５で取り
付けられ、そのほぼ中央にレバー３を回転自在に支持す
るための支持部２ａが立設されている。レバー３は、こ
の支持部２ａに軸１０によって支持され、図１において
時計回り方向および反時計回り方向に回転自在である。
この実施形態でばね８は、軸１０に嵌装されたつる巻き
ばねで、他端（図１において右側端）を常時押し上げる
方向にレバー３を付勢している。

【００１９】ばね板４はばね鋼やステンレス鋼等の弾性
を有する部材で形成され、取付部材７を介してレバー３
の一端に取り付けられる。この取付部材７は、図１の紙
面に垂直な方向、つまり、ヒートシンクＨに固定される
パワーデバイスＰの配列方向と平行な幅広の板状部材か
ら形成され、二本のボルト１１によってレバー３の一端
に着脱自在に取り付けられる。ばね板４は、パワーデバ
イスＰの取付間隔に応じた間隔で、取付部材７に各々ボ
ルト１２によって取り付けられる。押圧部材６の先端６
ａは、放熱板Ｐａと常に一点で接触することができるよ
うに球面状に形成されている。

【００２０】この実施形態でパワーデバイスＰの放熱板
Ｐａは入出力端子でもあるので、押圧部材６およびヒー
トシンクＨと放熱板Ｐａとを電気的に絶縁状態にすべ
く、押圧部材６は樹脂やセラミック等の絶縁性の部材で
形成され、ヒートシンクＨの表面には樹脂やゴム等の絶
縁性のシート９が敷かれている。なお、ヒートシンクＨ
に敷設される絶縁シート９は、パワーデバイスＰの放熱
性を妨げることがないようにできるだけ薄くすることが
望ましく、かつ、熱伝導性に優れる材質のものから形成
することが望ましい。

【００２１】次に、上記構成のパワーデバイスの固定用
治具の作用を説明する。固定用治具１の基台２は、ヒー
トシンクＨの表面にボルト５で取り付けられる。パワー
デバイスＰをヒートシンクＨに固定する前に、レバー３
の他端を押し下げてレバー３を図１において時計回り方
向に回転させ、押圧部材６とヒートシンクＨの絶縁シー
ト９との間に十分な隙間を設けておく。

【００２２】この後、回路基板Ｓに接続したパワーデバ
イスＰを、前記隙間の間に挿入してヒートシンクＨの上
に載置する。この状態で、レバー３の他端の押し下げ力
を解除すると、レバー３はばね８の付勢力により図１中
反時計回り方向に回転し、押圧部材６がパワーデバイス
Ｐの放熱板３ａに当接する。押圧部材６は、付勢手段で
あるばね８の付勢力により、パワーデバイスＰをヒート
シンクＨに押しつけ、固定する。パワーデバイスＰの一
部である放熱板Ｐａに電源の入出力部が形成されている
ような場合、押圧部材６は樹脂やゴム等の絶縁部材で形
成され、かつ、ヒートシンクＨの表面には絶縁シート９
が敷かれているので、ヒートシンクＨに複数個のパワー
デバイスＰが固定される場合でもこれらパワーデバイス
Ｐが短絡するということがない。

【００２３】この発明の好適な実施形態について説明し
てきたが、この発明は上記実施形態により何ら限定され
るものではない。例えば、図４に示すような他の実施形
態とすることもできる。図４はこの発明の他の実施形態
にかかり、固定用治具の側面図である。

【００２４】この実施形態において固定用治具３１は、
ヒートシンクＨにボルト３５で取り付けられる基台３２
と、この基台３２の支持部３２ａに上下に移動自在に取
り付けられたレバー３３と、このレバー３３の下端に軸
４０を介して取り付けられた先端３６ａが球面状の押圧
部材３６と、この押圧部材３６を常時一側（下方側）に
付勢する付勢手段としてのばね３８とから構成される。
なお、この実施形態では、付勢手段３８は弾性部材とし
て作用する。また、図示するように、レバー３３によっ
て昇降される取付部材３７に押圧部材３６を有する軸４
０を複数取り付け、単一のレバー３３の昇降動作によっ
て全ての押圧部材３６が同時に昇降するように構成する
こともできる。

【００２５】この実施形態においても、レバー３３を押
し上げることにより形成されるヒートシンクＨと押圧部
材３６との間の隙間にパワーデバイスＰの放熱板Ｐａを
挿入し、レバー３３の押し上げを解除して押圧部材３６
をパワーデバイスＰに当接させる。これにより、パワー
デバイスＰはばね３８の付勢力によってヒートシンクＨ
に押しつけられて固定される。

【００２６】なお、特に図示はしないが、ヒートシンク
Ｈの表面に絶縁シートを敷き、押圧部材３６を樹脂等の
絶縁性部材で形成することにより、パワーデバイスＰの
一部が電源の入出力部を構成するような場合でも、各パ
ワーデバイスＰが短絡しないように絶縁することができ
ることは、この実施形態においても同様である。

【００２７】

【発明の効果】本発明のパワーデバイスの固定用治具に
よれば、ヒートシンクにパワーデバイスをワンタッチで
着脱することができ、各部の寸法や形状が異なる種類の
パワーデバイスであっても一つの固定用治具でパワーデ
バイスを固定することができる。また、パワーデバイス
とヒートシンクとの間に絶縁部材を介在させ、押圧部材
を絶縁性部材で形成することにより、一部に入出力端子
が形成されたパワーデバイスをヒートシンクに固定する
場合においても特別の絶縁手段を施す必要なく、パワー
デバイスの絶縁性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかり、パワーデバイ
スの固定用治具の側面図である。

【図２】図１のパワーデバイスの固定用治具の平面図で
ある。

【図３】弾性部材の作用を説明する要部の拡大図であ
る。

【図４】この発明の他の実施形態にかかり、固定用治具
の側面図である。

【図５】ヒートシンクへのパワーデバイスの固定構造の
従来例にかかり、（イ）はボルトによる固定構造の従来
例、（ロ）は押え部材による固定構造の従来例である。

【符号の説明】

１ 固定用治具 ２ 基台 ２ａ 支持部 ３ レバー ４ ばね板（弾性部材） ５ ボルト ６ 押圧部材 ６ａ 押圧部材の先端 ７ 取付部材 ８ ばね（付勢手段） ９ 絶縁シート １０ 軸 １１ ボルト Ｈ ヒートシンク Ｐ パワーデバイス Ｐａ 放熱板 Ｓ 回路基板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路基板に実装され、前記回路基板の検査
   に供されるパワーデバイスの固定用治具において、 前記パワーデバイスを冷却するためのヒートシンクに取
   り付けられる基台と、 この基台に移動自在に取り付けられたレバーと、 このレバーを常時一側へ付勢する付勢手段と、 前記レバーの一端側に設けられた弾性部材と、 この弾性部材に取り付けられ、前記付勢手段の付勢力に
   より前記放熱板を押圧する押圧部材と、 を有することを特徴とするパワーデバイスの固定用治
   具。
2. 【請求項２】 前記パワーデバイスと前記ヒートシンク
   との間に絶縁シートを介在させるとともに、前記押圧部
   材を絶縁性部材で形成したこと、 を特徴とする請求項１に記載のパワーデバイスの固定用
   治具。
3. 【請求項３】 前記ヒートシンクに固定される複数の前
   記パワーデバイスの配置に応じて、前記レバーの先端に
   前記押圧部材を有する前記弾性部材を複数設けたこと、 を特徴とする請求項１または２に記載のパワーデバイス
   の固定用治具。
4. 【請求項４】 前記弾性部材は、前記レバーの先端に突
   出して取り付けられた板状体で形成され、前記押圧部材
   は前記板状体の先端に取り付けられていること、 を特
   徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のパ
   ワーデバイスの固定用治具。
5. 【請求項５】 前記弾性部材は前記レバーの先端に着脱
   自在に取り付けられていること、 を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   のパワーデバイスの固定用治具。
6. 【請求項６】 前記レバーの先端に取付部材を直脱自在
   に取り付け、この取付部材に前記弾性部材を複数設けた
   こと、 を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のパワーデバイスの固定用治具。
7. 【請求項７】 前記押圧部材の先端を球面状としたこ
   と、 を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のパワーデバイスの固定用治具。