JP2002299865A - 印刷配線基板実装用ヒートシンク - Google Patents

印刷配線基板実装用ヒートシンク

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JP2002299865A JP2001095750A JP2001095750A JP2002299865A JP 2002299865 A JP2002299865 A JP 2002299865A JP 2001095750 A JP2001095750 A JP 2001095750A JP 2001095750 A JP2001095750 A JP 2001095750A JP 2002299865 A JP2002299865 A JP 2002299865A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電位の異なる複数のヒートシンクを熱伝導性
の絶縁体で結合させ、部品点数の削減による工数削減、
および、複数の放熱フィンの熱結合による放熱効率の向
上を図ること。 【解決手段】 絶縁体8を第1、第2の電力半導体素子
2、4とヒートシンク3、5とビス10で共締めとする
ことにより、物理的、熱伝導的に第1、第2の電力半導
体素子2、4とヒートシンク3、5が結合され、部品点
数の削減による組立能率の向上、ならびに、熱結合によ
る放熱効率の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷配線基板に実
装された電位差をもつ非絶縁型パッケージの電力半導体
素子を取り付けられた複数のヒートシンクの冷却構成に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の印刷配線基板実装用ヒー
トシンクは、電位の異なるヒートシンクが独立して印刷
配線基板にビス等にて取り付けられているか、あるい
は、片方の電力半導体素子に絶縁シートを使用してい
た。図4は独立して印刷配線基板に取り付けられた場合
である従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの実装図
を示したもので、図5はその印刷配線基板面の印刷配線
図を示している。
【0003】図4において、印刷配線基板1上に第1の
電力半導体素子2をビス止めした第1のヒートシンク3
があり、同様に所定の絶縁距離を離し第2の電力半導体
素子4をビス止めした第2のヒートシンク5がある。
【0004】また、図5に示しているように印刷配線基
板1とヒートシンクは各々ビス止めされ、そのビス6の
周辺の印刷配線7は所定の絶縁距離でビス6から離され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、第1に絶縁の為にヒートシンク3、5が
独立した2部品になり、第2に独立させ絶縁距離をとる
が故に各々のヒートシンク3、5の表面積が印刷配線基
板の外形を変更させない条件下では相対的に小さくな
り、第3に各々が印刷配線基板1に独立にビス止めされ
るという設計上の課題を有していた。そのため、第1に
製品組立作業時の工数が増大し作業性が低下する、第2
に印刷配線基板1の外形が同一であれば放熱面積の減少
のため放熱効率が低下し熱設計が困難になる、第3にビ
ス6と印刷配線間の絶縁距離のため大電流を流すための
印刷配線の面積が制限され、時にはリード線等で補強す
るという課題を有していた。
【0006】また、1つのヒートシンク上に絶縁シート
を用いて2つの非絶縁型パッケージの電力半導体素子を
実装した場合は、部品点数、および印刷配線の面積の問
題は克服されるが、非絶縁型のパッケージの熱抵抗と絶
縁シートの熱抵抗との大きな差のため熱設計は困難を極
める。
【0007】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、作業工数の削減、電力半導体の放熱設計が簡単で、
かつ印刷配線面積の確保による信頼性の向上という課題
を調和良く改善する印刷配線基板実装用ヒートシンクを
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の印刷配線基板実装用ヒートシンク
は、印刷配線基板上に実装された複数のヒートシンクを
熱伝導性を有した絶縁物で熱結合させたものである。
【0009】これによって、複数のヒートシンクは見か
け上単体となり、ヒートシンクを互いに熱結合させ放熱
効率を高め、印刷配線の面積を確保したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、印刷配
線基板上に複数のヒートシンクを熱伝導性を有した絶縁
体で連結することにより、複数のヒートシンクが見かけ
上単一のヒートシンクとなり、かつ、熱伝導性を有した
絶縁体により熱結合させることで、組立て効率の改善を
図ると共に放熱効率を向上させることができる。
【0011】請求項2に記載の発明は、特に、請求項1
に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンクにおいて、熱
伝導性を有した絶縁体により電力半導体とヒートシンク
をビス等で共締めすることにより、複数のヒートシンク
が確実に絶縁体により固定され、請求項1の効果をより
効果的にすることができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、特に、請求項1
または2に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンクにお
いて、熱伝導性を有した絶縁体として金属材料を薄膜の
絶縁体で絶縁したものとすることで、複数のヒートシン
ク間の熱結合を飛躍的に向上させることで、放熱設計を
容易にさせることができる。
【0013】請求項4に記載の発明は、特に、請求項1
〜3のいずれか1項に記載の印刷配線基板実装用ヒート
シンクにおいて、複数のヒートシンクを見かけ上単一の
ヒートシンクにすることにより、印刷配線基板とヒート
シンク間のビスの締め付け個所を削減することにより、
印刷配線の面積を確保し信頼性の向上を図ることができ
る。
【0014】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
【0015】(実施例1)図1は、本発明の第1の実施
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの構成図を
示すものである。尚、従来例と同一符号は同一構造を有
し詳細な説明は省略する。
【0016】図1(b)において、3はダイスにより押
出し成形された第1のヒートシンクで、熱伝導性を有し
た絶縁体8を仮止めするためのガイド部9を有してい
る。そのガイド部9に沿って仮固定された熱伝導性を有
した絶縁体8はビス10で第1の電力半導体素子2と第
1のヒートシンク3とを共締めしている。5は同じダイ
スにて押出し成形された第2のヒートシンクで、第1の
ヒートシンク3から所定の絶縁距離を取って、同じよう
に熱伝導性を有した絶縁体8は第2の電力半導体素子4
と第2のヒートシンク5とを共締めしている。
【0017】ここで、図1(a)に示すように、ヒート
シンク3、5とビス10との間は絶縁のための空間を設
けてある。
【0018】以上のように構成された印刷配線基板実装
用ヒートシンクについて、以下にその動作、作用を説明
する。
【0019】まず、第1の電力半導体素子2の電力損失
は電力半導体素子2のジャンクション〜ヒートシンク表
面間の熱抵抗を経て第1のヒートシンク3に放熱され
る。それと同時に第1のヒートシンク3から絶縁体8へ
ヒートシンク〜絶縁体の熱抵抗を経て放熱される。
【0020】同様に第2の電力半導体素子4の電力損失
も第2のヒートシンク5および絶縁体8にそれぞれ放熱
され、熱伝導性を有した絶縁体8を通して第1と第2のヒ
ートシンク3、5は熱結合される。
【0021】それと同時に熱伝導性を有した絶縁体によ
り第1と第2のヒートシンク3、5は物理的にも結合され
る。
【0022】以上のように、本実施例においては熱伝導
性を有した絶縁体8を第1、第2の電力半導体素子2、
4とヒートシンク3、5とビス10で共締めとすること
により、物理的、熱伝導的に第1、第2の電力半導体素
子2、4とヒートシンク3、5が結合され、部品点数の
削減による組立能率の向上、ならびに、熱結合による放
熱効率の向上を図ることができる。
【0023】また、本実施例では、第1、第2のヒート
シンク3、5を同一ダイスによる構造で説明したが、第
1、第2のヒートシンクの形状は同一でなくとも同様の
作用、効果を得ることができる。
【0024】また、本実施例の熱伝導性を有した絶縁体
8と第1、第2の電力半導体素子2、4とヒートシンク
3、5をビス10で共締めすることを、第1、第2の電
力半導体素子2、4とヒートシンク3、5のビス締め
と、絶縁体8と第1、第2のヒートシンク3、5のビス
締め、あるいは機械的嵌合による結合構造をとることに
より、同様の作用、効果を得ることができる。
【0025】(実施例2)図2は、本発明の第2の実施
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの熱伝導性
を有した絶縁体8の構造図である。図2において、11
は絶縁体8の金属部、12は絶縁体8の薄膜の絶縁体で
あり、本実施例ではポリイミドフィルムを使用してい
る。なお、実施例1と同一符号のものは同一構造を有
し、説明は省略する。
【0026】以上のように、本実施例においては絶縁体
8を金属部11と薄膜絶縁体12の2層構造にすること
により、絶縁体8の熱伝導度が向上し、熱結合による放
熱効率の向上を図ることができ、そのため絶縁体8の面
積も削減することができる。
【0027】また、本実施例では、ポリイミドフィルム
を使用したが、マイカや絶縁紙等の材料を使用しても同
様の作用、効果を得ることができる。
【0028】(実施例3)図3は、本発明の第3の実施
例における印刷配線基板実装用ヒートシンクの印刷配線
基板の印刷配線面図である。
【0029】13は印刷配線基板にヒートシンクを取り
付けているビスであり、14は印刷配線である。
【0030】図3と従来例である図5を比較すると、通
常IGBTなどの電力半導体素子2、4はコレクター
(図中のC表示)がヒートシンクの電位となる。その為
ビス6、13はコレクター以外のゲート(図中のG表
示)、エミッター(図中のE表示)電位に対しては所定
の絶縁距離が必要であり、従来例では最低限2個のビス
6が必要なのに対し、本発明では2つのヒートシンク
3、5が絶縁体8で物理的に結合しているので1個のビ
ス13で十分な為、ビス13とその周辺の絶縁距離の
分、印刷配線基板1の面積をとることができる。
【0031】また、ビス6およびその絶縁距離のため印
刷配線幅が不足しているために追加した電流容量補強用
のリード線14を削除し、印刷配線のみにすることもで
きる。よって、同一印刷配線基板面積に対してより信頼
性のある印刷配線面積が確保される。
【0032】なお、たとえば整流ダイオードブリッジ等
の絶縁パッケージを有する素子をヒートシンクに付加し
て実装することでより印刷配線基板へのヒートシンクの
実装機械強度が増し、本発明の作用効果を補充すること
ができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、請求項1〜4に記載の発
明によれば、作業工数の削減、電力半導体の放熱設計が
簡単で、印刷配線の面積の確保による信頼性の向上とい
う課題を調和良く改善する印刷配線基板実装用ヒートシ
ンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施例1における印刷配線基板
実装用ヒートシンクの断面図 (b)本発明の実施例1における印刷配線基板実装用ヒ
ートシンクの実装図
【図2】本発明の実施例2における印刷配線基板実装用
ヒートシンクの絶縁体の構成図
【図3】本発明の実施例3における印刷配線基板実装用
ヒートシンクの印刷配線基板の印刷配線図
【図4】従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの実装
【図5】従来の印刷配線基板実装用ヒートシンクの印刷
配線面の印刷配線図
【符号の説明】
1 印刷配線基板 2、4 電力半導体素子 3、5 ヒートシンク 8 熱伝導性を有した絶縁体 10 ビス 11 金属部 12 薄膜の絶縁体
フロントページの続き Fターム(参考) 5E322 AA01 AA02 AB01 AB11 EA06 FA04 5F036 AA01 BB01 BB21 BC03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印刷配線基板と、印刷配線基板上に実装
    された複数のヒートシンクと、前記複数のヒートシンク
    上に各々装着された非絶縁型パッケージを有する電力半
    導体素子と、前記複数のヒートシンクを連結する熱伝導
    性を有した絶縁体とを備えてなる印刷配線基板実装用ヒ
    ートシンク。
  2. 【請求項2】 熱伝導性を有した絶縁体は、電力半導体
    素子とヒートシンクをビス等により共締めされてなる請
    求項1に記載の印刷配線基板実装用ヒートシンク。
  3. 【請求項3】 熱伝導性を有した絶縁体は、金属材料を
    薄膜の絶縁体で絶縁した構造とする請求項1または2に
    記載の印刷配線基板実装用ヒートシンク。
  4. 【請求項4】 複数のヒートシンクの内、単一のヒート
    シンクのみが印刷配線基板とビス等により固定された請
    求項1ないし3のいずれか1項に記載の印刷配線基板実
    装用ヒートシンク。
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KR100728215B1 (ko) * 2005-11-30 2007-06-13 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100728215B1 (ko) * 2005-11-30 2007-06-13 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 장치
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