JP2008177324A

JP2008177324A - Semiconductor block

Info

Publication number: JP2008177324A
Application number: JP2007008877A
Authority: JP
Inventors: Soshiyo Takizawa; 素章滝沢; Masahide Onishi; 正秀大西; Natsumi Fujii; 奈津美藤井
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-07-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor block capable of preventing the loosening of a connecting means which connects components. <P>SOLUTION: A semiconductor block 16 comprises an output diode 25 that generates heat, a first bus bar 26, and a third heat sink 27. The first bus bar 26 is arranged between the output diode 25 and the third heat sink 27. The block comprises a conductive screw 45 which acts as a first connecting means for connecting the output diode 25 to the first bus bar 26, and a heat radiation screw 46 which acts as a second connecting means for connecting the bus bar 26 to the heat sink 27. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング電源装置に組み込まれる半導体ブロックに関し、特に半導体素子、バスバー及び放熱器を一体に実装した半導体ブロックに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor block incorporated in a switching power supply device, and more particularly to a semiconductor block in which a semiconductor element, a bus bar, and a radiator are integrally mounted.

従来、スイッチング電源装置は半導体素子などの発熱部品を内蔵しているが、こうした発熱部品の著しい温度上昇を防ぐために、本願出願人が既に提案した特許文献１のように、発熱部品の背面と接触する受熱部と、この受熱部の上方に形成された放熱フィンとを備えた半導体ブロックを構成する放熱器が開示されている。 Conventionally, a switching power supply device incorporates a heat generating component such as a semiconductor element. In order to prevent a significant temperature rise of such a heat generating component, as in Patent Document 1 already proposed by the applicant of the present application, it contacts the back surface of the heat generating component. There is disclosed a radiator that constitutes a semiconductor block that includes a heat receiving portion and a heat radiating fin formed above the heat receiving portion.

図５及び図６に示す半導体ブロック100は、スイッチング電源装置の電力伝送路中に設けられた整流用ダイオードやスイッチング素子などの半導体素子101，大電流を流すのに好適なバスバー102，及び放熱器103により構成される。半導体素子101とバスバー102には、それぞれ貫通穴104，105が形成されており、放熱器103には前記貫通穴104，105に対応したねじ孔106が設けられている。そして半導体ブロック100は、半導体素子101とバスバー102とに形成された前記貫通穴104，105にねじ107を挿通し、該ねじ107を放熱器103に設けた前記ねじ孔106に螺合することにより、半導体素子101、バスバー102及び放熱器103を一体化して構成されている。すなわち、半導体ブロック100は、半導体素子101，バスバー102及び放熱器103を１本のねじで締結して構成されている。
特開２００５−１７５２２５号公報 A semiconductor block 100 shown in FIGS. 5 and 6 includes a semiconductor element 101 such as a rectifying diode and a switching element provided in a power transmission path of a switching power supply device, a bus bar 102 suitable for flowing a large current, and a radiator. 103. The semiconductor element 101 and the bus bar 102 are formed with through holes 104 and 105, respectively, and the radiator 103 is provided with a screw hole 106 corresponding to the through holes 104 and 105. The semiconductor block 100 is formed by inserting screws 107 into the through holes 104 and 105 formed in the semiconductor element 101 and the bus bar 102 and screwing the screws 107 into the screw holes 106 provided in the radiator 103. The semiconductor element 101, the bus bar 102, and the radiator 103 are integrated. That is, the semiconductor block 100 is configured by fastening the semiconductor element 101, the bus bar 102, and the radiator 103 with one screw.
JP 2005-175225 A

しかし、上述した従来の半導体ブロック100では、半導体素子101，バスバー102及び放熱器103を、共通するねじ107で締結しているため、これらの各部材が振動により緩みやすいという問題があった。すなわち、半導体ブロック100を内蔵したスイッチング電源装置は、本体機器に組み込まれると、該本体機器の動作、例えばモータ駆動などにより外部から振動を受けるので、半導体ブロック100にもこの振動が作用する。また、一般的にねじの緩みは、ねじの軸方向に生じる外力と、ねじの軸直角方向に生じる外力とにより生じるものと考えられている。ここで従来の半導体ブロック100では、１本のねじ107で半導体素子101、バスバー102及び放熱器103を締結しているため、外部からの振動を受けると、各部品はそれぞれ別方向に動こうとする。このような各部品のそれぞれの動きによって、半導体ブロック100は、特に軸直角方向に別々の３方向の外力が生じるため、ねじ107に緩みが生じやすいという問題があった。このようにして、半導体ブロック100は、各部品101，102，103を締結しているねじ107に緩みが生じると、時間経過と共に半導体素子101，バスバー102及び放熱器103の間に隙間が生じ、半導体素子101とバスバー102との間における大電流の導体接続、及びバスバー102と放熱器103との間の熱的接続の妨げとなる。さらに、半導体ブロック100では、特に大電流が流れるバスバー102について、格段の配慮がなされる必要がある。 However, in the conventional semiconductor block 100 described above, since the semiconductor element 101, the bus bar 102, and the radiator 103 are fastened by the common screw 107, there is a problem that these members are easily loosened by vibration. That is, when the switching power supply device incorporating the semiconductor block 100 is incorporated in the main device, the vibration is also applied to the semiconductor block 100 because it receives vibration from the outside due to the operation of the main device, for example, motor driving. In general, it is considered that the looseness of the screw is caused by an external force generated in the axial direction of the screw and an external force generated in a direction perpendicular to the screw axis. Here, in the conventional semiconductor block 100, since the semiconductor element 101, the bus bar 102, and the radiator 103 are fastened by a single screw 107, each component tries to move in a different direction when subjected to external vibration. To do. Due to such movement of each component, the semiconductor block 100 generates separate external forces in three directions, particularly in the direction perpendicular to the axis. In this way, in the semiconductor block 100, when the screws 107 that fasten the components 101, 102, and 103 are loosened, a gap is generated between the semiconductor element 101, the bus bar 102, and the radiator 103 over time, This obstructs the conductor connection of a large current between the semiconductor element 101 and the bus bar 102 and the thermal connection between the bus bar 102 and the radiator 103. Furthermore, in the semiconductor block 100, it is particularly necessary to pay special attention to the bus bar 102 through which a large current flows.

そこで本発明は上記した問題点に鑑み、各部品を締結する締結手段の緩みを防止することができる半導体ブロックを提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor block that can prevent loosening of fastening means for fastening components.

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、発熱する半導体素子と、バスバーと、放熱器とからなる半導体ブロックにおいて、前記バスバーは、前記半導体素子と前記放熱器との間に配置され、前記半導体素子とバスバーとを締結する第１の締結手段と、前記バスバーと前記放熱器とを締結する第２の締結手段とを別々に備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a semiconductor block comprising a semiconductor element that generates heat, a bus bar, and a radiator, wherein the bus bar is disposed between the semiconductor element and the radiator. And a second fastening means for fastening the semiconductor element and the bus bar, and a second fastening means for fastening the bus bar and the radiator.

また、請求項２に係る発明は、前記第１の締結手段及び前記第２の締結手段は、ねじであることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the first fastening means and the second fastening means are screws.

また、請求項３に係る発明は、前記第１の締結手段は、前記半導体素子に形成した第１の挿通孔に挿通して前記バスバーに設けた第１のねじ孔に螺合し、前記第２の締結手段は、前記放熱器に形成した第２の挿通孔に挿通して前記バスバーに設けた第２のねじ孔に螺合することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the first fastening means is inserted into a first insertion hole formed in the semiconductor element and screwed into a first screw hole provided in the bus bar. The second fastening means is characterized by being inserted into a second insertion hole formed in the radiator and screwed into a second screw hole provided in the bus bar.

また、請求項４に係る発明は、前記第２の締結手段を複数備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that a plurality of the second fastening means are provided.

また、請求項５に係る発明は、前記放熱器は、一側に前記バスバーに当接する受熱部を備え、他側に複数のフィンを有し、前記第２の挿通孔は、前記フィン同士の間から前記受熱部を貫通して形成したことを特徴とする。 In the invention according to claim 5, the radiator includes a heat receiving portion that contacts the bus bar on one side, has a plurality of fins on the other side, and the second insertion hole is formed between the fins. The heat receiving portion is formed through the gap.

本発明の請求項１記載の半導体ブロックによれば、第１の締結手段で半導体素子とバスバーを締結する一方で、別な第２の締結手段で半導体素子と放熱器を締結することにより、各締結手段が負担しなければならない外力を分散し低減することができるので、各締結手段の緩みを防止することができる。 According to the semiconductor block of the first aspect of the present invention, each of the semiconductor elements and the bus bar is fastened by the first fastening means, while each of the semiconductor elements and the radiator is fastened by another second fastening means. Since the external force that must be borne by the fastening means can be dispersed and reduced, loosening of each fastening means can be prevented.

また、請求項２に記載の半導体ブロックによれば、締結手段をねじとしたことにより、簡便な方法で、かつ確実に締結することができる。 Further, according to the semiconductor block of the second aspect, since the fastening means is a screw, it can be fastened securely by a simple method.

また、請求項３に記載の半導体ブロックによれば、簡単な構成でねじの軸直角方向にはたらく外力を分散し低減することができる。 According to the semiconductor block of the third aspect, it is possible to disperse and reduce the external force acting in the direction perpendicular to the screw axis with a simple configuration.

また、請求項４に記載の半導体ブロックによれば、バスバーと放熱器とを確実に締結することができる。 Moreover, according to the semiconductor block of Claim 4, a bus-bar and a heat radiator can be fastened reliably.

また、請求項５に記載の半導体ブロックによれば、第２の挿通孔が前記フィン同士から前記受熱部を貫通して形成されることにより、バスバーと放熱器とを締結するねじを空気の流れを妨げることなく、放熱器とバスバーを確実に締結できる。 According to the semiconductor block of claim 5, the second insertion hole is formed through the heat receiving portion from the fins, whereby the screw for fastening the bus bar and the radiator is flowed through the air. The heatsink and the bus bar can be securely fastened without disturbing.

以下図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。まず、図１を参照してスイッチング電源装置の全体構成について概略を説明する。尚、本発明に係る半導体ブロックが適用されるスイッチング電源装置の形態は、以下に説明するスイッチング電源装置に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of the overall configuration of the switching power supply apparatus will be described with reference to FIG. In addition, the form of the switching power supply device to which the semiconductor block according to the present invention is applied is not limited to the switching power supply device described below.

図１に示すスイッチング電源装置１は、トランス２と、トランス２の入力側に接続された入力側回路３と、トランス２の出力側に接続された出力側回路４とを備える。そしてトランス２、入力側回路３及び出力側回路４は、交流電源を印加される入力端子（図示せず）から出力端子５に電力を伝送する主回路を構成している。 A switching power supply device 1 shown in FIG. 1 includes a transformer 2, an input side circuit 3 connected to the input side of the transformer 2, and an output side circuit 4 connected to the output side of the transformer 2. The transformer 2, the input side circuit 3, and the output side circuit 4 constitute a main circuit that transmits power from an input terminal (not shown) to which AC power is applied to the output terminal 5.

トランス２，入力側回路３及び出力側回路４は、共通の基板である主プリント基板６上に実装される。この主プリント基板６は、筐体（図示せず）の底板上に隙間を有しつつ配置される。また、主プリント基板６の背面側には、凹部６Ａが形成され、ここに排気ファン（図示せず）が実装される。したがって、ここでは主プリント基板６と排気ファン（図示せず）が、筐体（図示せず）の底板をほぼ占有する形状に形成される。 The transformer 2, the input side circuit 3 and the output side circuit 4 are mounted on a main printed board 6 which is a common board. The main printed circuit board 6 is disposed on the bottom plate of a housing (not shown) with a gap. A recess 6A is formed on the back side of the main printed circuit board 6, and an exhaust fan (not shown) is mounted thereon. Therefore, here, the main printed circuit board 6 and the exhaust fan (not shown) are formed in a shape substantially occupying the bottom plate of the housing (not shown).

入力側回路３の構成について、一方の対称構造部10は、整流用ダイオードや、スイッチング素子や、コンデンサなどの電子部品の他に、発熱する整流用ダイオード及びスイッチング素子の部品背面と熱的に接続した第１の放熱器11を備えている。同様に、他方の対称構造部12も、整流用ダイオードや、スイッチング素子や、コンデンサなどの電子部品の他に、発熱する整流用ダイオード及びスイッチ素子の部品背面と熱的に接続した第２の放熱器13を備えている。第１及び第２の放熱器11，13には、前記排気ファン（図示せず）により生ずる空気の流れを妨げない方向に複数のフィンが形成されている。また、これらの対称構造部10の各構成部品と、対称構造部12の各構成部品は、対称構造部10，12間での熱的なアンバランスを極力防ぐために、排気ファン（図示せず）による空気の流れに沿った排気ファン（図示せず）の軸流方向中心線Ｃに対し、平面視で左右対称に向かい合うように配置される。したがって、例えば第１の放熱器11のフィンが中心線に対して外向きに延びて形成されていれば、第２の放熱器13のフィンも、中心線に対し外向きに延びて形成される。これは、後述する出力側回路４の各種構成部品についても同じことが言える。 As for the configuration of the input side circuit 3, one symmetrical structure 10 is thermally connected to the back surface of the rectifying diode and the switching element that generate heat, in addition to electronic components such as a rectifying diode, switching element, and capacitor. The first heat radiator 11 is provided. Similarly, the other symmetric structure 12 also has a second heat dissipation thermally connected to the rear surface of the rectifying diode and the switch element that generate heat, in addition to the rectifying diode, the switching element, and the electronic parts such as the capacitor. A container 13 is provided. The first and second radiators 11 and 13 are formed with a plurality of fins in a direction that does not obstruct the air flow generated by the exhaust fan (not shown). In addition, each component of the symmetric structure 10 and each component of the symmetric structure 12 are provided with an exhaust fan (not shown) in order to prevent thermal imbalance between the symmetric structures 10 and 12 as much as possible. With respect to the axial center line C of the exhaust fan (not shown) along the air flow, the two are arranged symmetrically facing each other in plan view. Therefore, for example, if the fins of the first radiator 11 extend outward with respect to the center line, the fins of the second radiator 13 also extend outward with respect to the center line. . The same can be said for various components of the output side circuit 4 described later.

トランス２は、入力側回路３と出力側回路４とを電気的に絶縁し、出力側巻線の一端、他端及びセンタータップに対応して、それぞれねじ孔付きの接続金具15が設けられる。また、出力側回路４に関し、発熱する半導体素子としての出力ダイオード25，26を備えた一対の半導体ブロック16，17と、出力インダクタ18と、出力コンデンサ19Ａ，19Ｂの他に、第３及び第４のバスバー20，21と、第３及び第４のプリント基板22，23とを備えている。 The transformer 2 electrically insulates the input side circuit 3 and the output side circuit 4 and is provided with connecting fittings 15 with screw holes respectively corresponding to one end, the other end and the center tap of the output side winding. In addition to the pair of semiconductor blocks 16, 17 having output diodes 25, 26 as heat-generating semiconductor elements, the output inductor 18, and the output capacitors 19A, 19B, the output side circuit 4 includes the third and fourth elements. Bus bars 20 and 21 and third and fourth printed circuit boards 22 and 23.

半導体ブロック16，17は、前記中心線Ｃに対し、平面視で左右対称に向かい合うように配置される。一方の半導体ブロック16は、出力ダイオード25と、第１のバスバー26と、放熱器としての第３の放熱器27とを備え、第１のバスバー26が出力ダイオード25と第３の放熱器27との間に設けられている。他方の半導体ブロック17は、出力ダイオード28と、第２のバスバー29と、放熱器としての第４の放熱器30とを備え、第２のバスバー29が出力ダイオード28と第４の放熱器30との間に設けられている。 The semiconductor blocks 16 and 17 are arranged so as to face the center line C symmetrically in plan view. One semiconductor block 16 includes an output diode 25, a first bus bar 26, and a third heat radiator 27 as a heat radiator. The first bus bar 26 includes the output diode 25, the third heat radiator 27, and the like. It is provided between. The other semiconductor block 17 includes an output diode 28, a second bus bar 29, and a fourth heat sink 30 as a heat sink, and the second bus bar 29 includes the output diode 28, the fourth heat sink 30, and the like. It is provided between.

以下に、図２〜図４を参照して半導体ブロック16，17の構成について詳細に説明する。尚、半導体ブロック16，17は左右対称であるので、一方の半導体ブロック16のみについて説明し、他方の半導体ブロック17については簡単のため説明を省略する。 The configuration of the semiconductor blocks 16 and 17 will be described in detail below with reference to FIGS. Since the semiconductor blocks 16 and 17 are symmetrical, only one semiconductor block 16 will be described, and the other semiconductor block 17 will not be described for simplicity.

第３の放熱器27は、熱伝導性の高い金属材料で形成され、板状の受熱部35と、前記受熱部35の幅方向の両側面から下方へ垂直に延びる外側面部36，36と、前記外側面部36，36間に形成した複数のフィン37とからなる。フィン37は、前記外側面部36に対し平行な板状部材からなり、受熱部の下面から下方へ突出形成されている。外側面部36の一方には、主プリント基板６に締結するためのねじを螺合するねじ孔38が形成される。 The third radiator 27 is made of a metal material having high thermal conductivity, and has a plate-like heat receiving portion 35, and outer surface portions 36, 36 extending vertically downward from both side surfaces in the width direction of the heat receiving portion 35; It comprises a plurality of fins 37 formed between the outer surface portions 36 and 36. The fin 37 is made of a plate-like member parallel to the outer surface portion 36, and is formed to project downward from the lower surface of the heat receiving portion. A screw hole 38 for screwing a screw for fastening to the main printed circuit board 6 is formed in one of the outer side surface portions 36.

この第３の放熱器27の受熱部35上には、受熱部35の上面を覆うように第１のバスバー26が熱的に接続されている。第１のバスバー26は、１枚の導電性板状部材を適宜折り曲げ加工して形成され、トランス２の出力巻き線の一端と接続される接続部40と、出力コンデンサ19Ａを取り付けるコンデンサ取付部（後述する）と接続される基端部41とを備える。接続部40は、長手方向の一端側の端部を鉛直方向に立ち上げ形成して構成され、表面に半導体ブロック16の幅方向に開口するねじ孔42を有する。また、基端部41は、長手方向の他端側の端部を鉛直方向に立ち上げ形成して構成され、表面に半導体ブロック16の幅方向に開口するねじ孔43を有する。 A first bus bar 26 is thermally connected to the heat receiving portion 35 of the third radiator 27 so as to cover the upper surface of the heat receiving portion 35. The first bus bar 26 is formed by appropriately bending one conductive plate-like member, and is connected to one end of the output winding of the transformer 2 and a capacitor mounting portion for attaching the output capacitor 19A ( And a base end portion 41 connected to the base end portion 41 to be described later. The connection portion 40 is configured by raising and forming one end portion in the longitudinal direction in the vertical direction, and has a screw hole 42 that opens in the width direction of the semiconductor block 16 on the surface. Further, the base end portion 41 is configured by raising and forming an end portion on the other end side in the longitudinal direction in the vertical direction, and has a screw hole 43 that opens in the width direction of the semiconductor block 16 on the surface.

この第１のバスバー26上には、出力ダイオード25を構成する４個のダイオード素子25Ａ〜25Ｄが、リード端子44が互いに向かい合うように配置した２個のダイオード素子25Ａ，25Ｂを一組として、第１のバスバー26の幅方向に二組並べられている。出力ダイオード25の側面から露出形成された３本のリード端子44は、左右両端にある２本のリード端子44がアノード電極を構成し、中央にある１本のリード端子44がカソード電極を構成している。このアノード電極を構成する２本のリード端子44は、ノイズを抑制するための円環状のコアビーズ46Ａが挿通され、それぞれ鉛直上方に曲げ形成されて出力ダイオード25表面から上方へ突出するように設けられる。また、カソード電極を構成する１本のリード端子44は、鉛直下方に曲げ形成され、第１のバスバー26に接続されている。 On the first bus bar 26, four diode elements 25A to 25D constituting the output diode 25 are arranged as a pair of two diode elements 25A and 25B in which the lead terminals 44 face each other. Two sets are arranged in the width direction of one bus bar 26. The three lead terminals 44 exposed from the side surface of the output diode 25 have two lead terminals 44 at the left and right ends constituting an anode electrode, and one lead terminal 44 at the center constituting a cathode electrode. ing. The two lead terminals 44 constituting this anode electrode are provided so that an annular core bead 46A for suppressing noise is inserted, bent upward and vertically, and protrudes upward from the surface of the output diode 25. . One lead terminal 44 constituting the cathode electrode is bent downward in the vertical direction and connected to the first bus bar 26.

このように構成された出力ダイオード25と第１のバスバー26は、図３に示すように第１の締結手段としての導電用ねじ45で締結され、また、第３の放熱器27と第１のバスバー26は、別な第２の締結手段としての放熱用ねじ46で締結される。すなわち、各ダイオード素子25Ａ〜25Ｄには、表面を鉛直方向に貫通する第１の挿通孔47が形成されており、第１のバスバー26には、前記第１の挿通孔47に対応した第１のねじ孔48が形成されている。したがって、導電用ねじ45を、平座金49及びスプリングワッシャ50と共に出力ダイオード25に形成した第１の挿通孔47に挿通し、第１のバスバー26に形成した第１のねじ孔48に螺合することにより、各ダイオード素子25Ａ〜25Ｄと第１のバスバー26とを締結することができる。 The output diode 25 and the first bus bar 26 configured as described above are fastened with conductive screws 45 as first fastening means as shown in FIG. 3, and the third radiator 27 and the first bus bar 26 are fastened. The bus bar 26 is fastened by a heat dissipating screw 46 as another second fastening means. That is, each diode element 25A to 25D is formed with a first insertion hole 47 penetrating the surface in the vertical direction, and the first bus bar 26 has a first insertion hole 47 corresponding to the first insertion hole 47. The screw hole 48 is formed. Therefore, the conductive screw 45 is inserted into the first insertion hole 47 formed in the output diode 25 together with the flat washer 49 and the spring washer 50 and screwed into the first screw hole 48 formed in the first bus bar 26. Thus, each of the diode elements 25A to 25D and the first bus bar 26 can be fastened.

一方、第３の放熱器27には、受熱部35の中央を貫通する第２の挿通孔55が形成されており、第１のバスバー26には、前記第２の挿通孔55に対応した第２のねじ孔56が形成されている。したがって、放熱用ねじ46を、平座金57及びスプリングワッシャ58と共に第３の放熱器27に形成した第２の挿通孔55に挿通し、前記第１のバスバー26に形成した第２のねじ孔56に螺合することにより、第１のバスバー26と第３の放熱器27とを締結することができる。 On the other hand, the third radiator 27 is formed with a second insertion hole 55 penetrating through the center of the heat receiving portion 35, and the first bus bar 26 has a second insertion hole 55 corresponding to the second insertion hole 55. Two screw holes 56 are formed. Accordingly, the heat radiating screw 46 is inserted into the second insertion hole 55 formed in the third radiator 27 together with the flat washer 57 and the spring washer 58, and the second screw hole 56 formed in the first bus bar 26. The first bus bar 26 and the third radiator 27 can be fastened by screwing together.

尚、図４に示すように、第２の挿通孔55は、第３の放熱器27の幅方向中央であって、フィン37同士の間から受熱部35を貫通して形成される。また、第３の放熱器27に第２の挿通孔55を長手方向へ２個、直列に穿設すると共に、第１のバスバー26に前記第２の挿通孔55に対応して第２のねじ孔56を２個形成することにより、第１のバスバー26と第３の放熱器27とは２個の放熱用ねじ46で締結される。また、放熱用ねじ46は、熱伝導性のよい材料で形成するのが好ましい。 As shown in FIG. 4, the second insertion hole 55 is formed at the center in the width direction of the third radiator 27 and penetrates the heat receiving portion 35 from between the fins 37. In addition, two second insertion holes 55 are formed in the third radiator 27 in the longitudinal direction in series with each other, and a second screw is formed in the first bus bar 26 corresponding to the second insertion hole 55. By forming two holes 56, the first bus bar 26 and the third heat radiator 27 are fastened by two heat dissipating screws 46. Further, it is preferable that the heat dissipating screw 46 be formed of a material having good thermal conductivity.

このように構成された一方の半導体ブロック16は、図１に示すように、第３の放熱器27の外側面36に形成したねじ孔38にねじ（図示せず）を螺合することにより主プリント基板６に固定されると共に、第１のバスバー26に形成された接続部40が止着部材であるねじ60によって接続金具15に接続される。また、トランス２の二次巻線（図示せず）の一端に接続する第１の金属板61に、各出力ダイオード25のアノード電極のリード端子44が電気的に接続される。さらに、一方の半導体ブロック16は、第１のバスバー26に形成された基端部41において、上方向垂直に延びる前記コンデンサ取付部62Ａと接続されている。 As shown in FIG. 1, one semiconductor block 16 configured in this way is connected to a screw hole 38 formed in the outer surface 36 of the third radiator 27 by screwing a screw (not shown). While being fixed to the printed circuit board 6, the connection part 40 formed in the 1st bus-bar 26 is connected to the connection metal fitting 15 with the screw 60 which is a fastening member. In addition, the lead terminal 44 of the anode electrode of each output diode 25 is electrically connected to a first metal plate 61 connected to one end of a secondary winding (not shown) of the transformer 2. Further, one semiconductor block 16 is connected to the capacitor mounting portion 62A extending vertically upward at a base end portion 41 formed in the first bus bar 26.

同様に、他方の半導体ブロック17も、第４の放熱器30の外側面36に形成したねじ孔38にねじ（図示せず）を螺合することにより主プリント基板６に固定されると共に、第２のバスバー29に形成された接続部40が止着部材であるねじ63によって接続金具15に接続される。また、トランス２の二次巻線の他端に接続する第２の金属板64に、各出力ダイオード28のアノード電極のリード端子44が電気的に接続される。さらに、他方の半導体ブロック17は、第２のバスバー29に形成された基端部41において、上方向垂直に延びるコンデンサ取付部62Ｂと接続されている。 Similarly, the other semiconductor block 17 is fixed to the main printed circuit board 6 by screwing a screw (not shown) into a screw hole 38 formed in the outer side surface 36 of the fourth radiator 30. The connection portion 40 formed on the second bus bar 29 is connected to the connection fitting 15 by a screw 63 that is a fastening member. Further, the lead terminal 44 of the anode electrode of each output diode 28 is electrically connected to the second metal plate 64 connected to the other end of the secondary winding of the transformer 2. Further, the other semiconductor block 17 is connected to a capacitor mounting portion 62B extending vertically upward at a base end portion 41 formed in the second bus bar 29.

このようにして、スイッチング電源装置１は、半導体ブロック16，17を主プリント基板６上に固定することにより、フィン37を中心線Ｃに対して外向きに延びるように形成することができる。これにより、スイッチング電源装置１は、排気ファン（図示せず）による空気の流れに沿った排気ファン（図示せず）の軸流方向中心線Ｃに対し、平面視で左右対称に向かい合うようにフィン37を配置することができるので、一対の半導体ブロック16，17間における熱的なアンバランスを防ぐことができる。 In this manner, the switching power supply device 1 can be formed so that the fins 37 extend outward with respect to the center line C by fixing the semiconductor blocks 16 and 17 on the main printed circuit board 6. As a result, the switching power supply device 1 has fins so as to face symmetrically in a plan view with respect to the axial center line C of the exhaust fan (not shown) along the air flow by the exhaust fan (not shown). Since 37 can be disposed, thermal imbalance between the pair of semiconductor blocks 16 and 17 can be prevented.

第３のバスバー20は、出力ダイオード25，28のカソードに接続された第１及び第２のバスバー26，29の基端部41から出力端子５の一方に至る出力電圧正極側の配線路を構成するものである。また、前記トランス２の二次巻線のセンタータップには出力インダクタ18の一端が接続されるが、この出力インダクタ18の他端から出力端子５の他方に至る出力電圧負極側の配線路として、第４のバスバー21が配設される。 The third bus bar 20 forms a wiring path on the positive side of the output voltage from the base end portion 41 of the first and second bus bars 26 and 29 connected to the cathodes of the output diodes 25 and 28 to one of the output terminals 5. To do. In addition, one end of the output inductor 18 is connected to the center tap of the secondary winding of the transformer 2. As a wiring path on the negative side of the output voltage from the other end of the output inductor 18 to the other of the output terminals 5, A fourth bus bar 21 is provided.

前記出力コンデンサ19Ａは、第３のプリント基板22に実装されると共に、別な出力コンデンサ19Ｂは、第４のプリント基板23に実装される。そして、第３のプリント基板22は、コンデンサ取付部62Ａの外側面に縦置きに取り付け固定される。コンデンサ取付部62Ａ，第３のプリント22基板及び出力コンデンサ19Ａと、コンデンサ取付部62B，第４のプリント基板23及び出力コンデンサ19Ｂとは、中心線Ｃに対し平面視で左右対称となるように配置される。前記出力インダクタ18は、第１及び第２のプリント基板61，64の間に配置される。 The output capacitor 19A is mounted on the third printed circuit board 22, and another output capacitor 19B is mounted on the fourth printed circuit board 23. Then, the third printed circuit board 22 is mounted and fixed vertically on the outer surface of the capacitor mounting portion 62A. The capacitor mounting part 62A, the third printed circuit board 22 and the output capacitor 19A, and the capacitor mounting part 62B, the fourth printed circuit board 23, and the output capacitor 19B are arranged so as to be symmetrical with respect to the center line C in plan view. Is done. The output inductor 18 is disposed between the first and second printed circuit boards 61 and 64.

このようにして組立てられた上記構成のスイッチング電源装置１について、その作用及び効果を説明する。スイッチング電源装置１の動作中は、半導体ブロック16において、トランス２の二次巻線の一端から第１の金属板61を経て、各出力ダイオード25のアノード電極のリード端子44に電流が流れ込む。この電流は、各出力ダイオード25のカソード電極から第１のバスバー26を通って一方の出力端子５に繋がる第３のバスバー20に流れてゆく。同様に、別な半導体ブロック17においても、トランス２の二次巻線の他端から第２の金属板64を経て、出力ダイオード28のアノード電極のリード端子44に電流が流れ込む。この電流は、各出力ダイオード28のカソード電極から第２のバスバー29を通って一方の出力端子５に繋がる第３のバスバー20に流れてゆく。 The operation and effect of the switching power supply device 1 having the above-described configuration assembled as described above will be described. During the operation of the switching power supply 1, in the semiconductor block 16, current flows from one end of the secondary winding of the transformer 2 through the first metal plate 61 to the lead terminal 44 of the anode electrode of each output diode 25. This current flows from the cathode electrode of each output diode 25 through the first bus bar 26 to the third bus bar 20 connected to one output terminal 5. Similarly, in another semiconductor block 17, current flows from the other end of the secondary winding of the transformer 2 through the second metal plate 64 to the lead terminal 44 of the anode electrode of the output diode 28. This current flows from the cathode electrode of each output diode 28 through the second bus bar 29 to the third bus bar 20 connected to one output terminal 5.

こうした電流の流れに伴ない、半導体ブロック16の各出力ダイオード25が発熱するが、この熱は導電性に優れた第１のバスバー26から第３の放熱器27に速やかに伝導して、フィン37間を流れる強制風によって熱交換される。また、半導体ブロック17の各出力ダイオード25も同様に発熱するが、この熱も導電性に優れた第２のバスバー29から第４の放熱器30に速やかに伝導して、フィン37間を流れる強制風によって熱交換される。 As each current flows, each output diode 25 of the semiconductor block 16 generates heat. This heat is quickly conducted from the first bus bar 26 having excellent conductivity to the third radiator 27, and the fin 37 Heat is exchanged by forced air flowing between them. Similarly, each output diode 25 of the semiconductor block 17 also generates heat, but this heat is quickly conducted from the second bus bar 29 having excellent conductivity to the fourth radiator 30 and is forced to flow between the fins 37. Heat exchanged by wind.

また、本体機器（図示せず）に組み込まれたスイッチング電源装置１には、本体機器（図示せず）の動作などにより外部から振動を受け、この振動は半導体ブロック16，17にも作用する。しかし、半導体ブロック16は、第１の締結手段である導電用ねじ45によって、第１のバスバー26の一側に出力ダイオード25を締結し、また別な第２の締結手段である放熱用ねじ46によって、第１のバスバー26の他側に第３の放熱器27を締結するので、振動が導電用ねじ45や放熱用ねじ46に分散して加わることになり、これらの導電用ねじ45や放熱用ねじ46が簡単に緩むのを防止できる。しかも、導電用ねじ45に加わる外力によって、第１のバスバー26と第３の放熱器27との間に隙間が生じたり、放熱用ねじ46に加わる外力によって、第１のバスバー26と出力ダイオード25との間に隙間が生じたりする虞れもない。このように、発熱する出力ダイオード25と、出力ダイオード25に電流を流す第１のバスバー26と、出力ダイオード25からの熱を放熱させる第３の放熱器27とからなる半導体ブロック16において、出力ダイオード25と第３の放熱器27との間に第１のバスバー26を配置し、出力ダイオード25と第１のバスバー26とを締結する導電用ねじ45と、第１のバスバー26と第３の放熱器27とを締結する放熱用ねじ46とを別々に備えることで、導電用ねじ45や放熱用ねじ46が負担しなければならない外力を分散し低減することができるので、これらの導電用ねじ45や放熱用ねじ46の緩みを防止することができる。 In addition, the switching power supply device 1 incorporated in the main device (not shown) receives vibration from the outside due to the operation of the main device (not shown), and this vibration also acts on the semiconductor blocks 16 and 17. However, in the semiconductor block 16, the output diode 25 is fastened to one side of the first bus bar 26 by the conductive screw 45 which is the first fastening means, and the heat radiation screw 46 which is another second fastening means. Thus, the third heat radiator 27 is fastened to the other side of the first bus bar 26, so that vibration is distributed and applied to the conductive screw 45 and the heat dissipating screw 46. It is possible to prevent the screw 46 from being easily loosened. Moreover, a gap is generated between the first bus bar 26 and the third radiator 27 due to the external force applied to the conductive screw 45, or the first bus bar 26 and the output diode 25 are generated due to the external force applied to the heat dissipation screw 46. There is no risk of a gap between the two. As described above, in the semiconductor block 16 including the output diode 25 that generates heat, the first bus bar 26 that flows current to the output diode 25, and the third radiator 27 that dissipates heat from the output diode 25, the output diode The first bus bar 26 is disposed between the first heat sink 25 and the third heat radiator 27, the conductive screw 45 for fastening the output diode 25 and the first bus bar 26, the first bus bar 26 and the third heat radiation. By separately providing the heat dissipating screw 46 for fastening the device 27, it is possible to disperse and reduce the external force that the conductive screw 45 and the heat dissipating screw 46 must bear, so these conductive screws 45 And loosening of the heat dissipation screw 46 can be prevented.

また、半導体ブロック16は、第１の締結手段を導電用ねじ45とし、第２の締結手段を放熱用ねじ46としたことにより、簡便な方法で、かつ確実に、第１のバスバー26及び出力ダイオード25と、第１のバスバー26及び第３の放熱器27をそれぞれ締結することができる。 Further, the semiconductor block 16 uses the first fastening means as the conductive screw 45 and the second fastening means as the heat dissipating screw 46, so that the first bus bar 26 and the output can be reliably and easily obtained. The diode 25 can be fastened to the first bus bar 26 and the third heat radiator 27, respectively.

さらに本実施例では、出力ダイオード25に形成した第１の挿通孔47に挿通して、導電用ねじ45が第１のバスバー26に設けた第１のねじ孔48に螺合し、第３の放熱器27に形成した第２の挿通孔55に挿通して、放熱用ねじ46が第１のバスバー26に設けた第２のねじ孔56に螺合している。こうすると、導電用ねじ45及び放熱用ねじ46に生じる軸直角方向の外力を２方向に分散し低減することができるので、導電用ねじ45及び放熱用ねじ46の緩みを低減できる。 Further, in this embodiment, the conductive screw 45 is screwed into the first screw hole 48 provided in the first bus bar 26 through the first insertion hole 47 formed in the output diode 25, and the third A heat-dissipating screw 46 is screwed into a second screw hole 56 provided in the first bus bar 26 through a second insertion hole 55 formed in the heat radiator 27. In this way, since the external force in the direction perpendicular to the axis generated in the conductive screw 45 and the heat radiating screw 46 can be dispersed and reduced in two directions, the looseness of the conductive screw 45 and the heat radiating screw 46 can be reduced.

なお、これらの導電用ねじ45や放熱用ねじ46は、それぞれの用途に応じて異なる材料や、大きさなどを選択することができる。したがって、半導体ブロック16として、出力ダイオード25と第１のバスバー26を効率的に導体接続することができると共に、第１のバスバー26と第３の放熱器27を効率よく熱的に接続することができる。 Note that different materials, sizes, and the like can be selected for the conductive screws 45 and the heat-dissipating screws 46 according to their respective uses. Therefore, as the semiconductor block 16, the output diode 25 and the first bus bar 26 can be efficiently conductively connected, and the first bus bar 26 and the third radiator 27 can be efficiently thermally connected. it can.

また、ここでの半導体ブロック16は、第３の放熱器27が、その一側に第１のバスバー26に当接する受熱部35を備え、その他側に複数のフィン37を有すると共に、第２の挿通孔55を第３の放熱器27のフィン37同士の間から受熱部35を貫通して形成することにより、排気ファン（図示せず）により生ずる空気の流れを妨げることなく、第２の締結手段としての放熱用ねじ46で第３の放熱器27と第１のバスバー26とを確実に締結することができる。 Further, in the semiconductor block 16 here, the third heat radiator 27 includes a heat receiving portion 35 that abuts the first bus bar 26 on one side, a plurality of fins 37 on the other side, By forming the insertion hole 55 through the heat receiving portion 35 from between the fins 37 of the third radiator 27, the second fastening is performed without obstructing the air flow generated by the exhaust fan (not shown). The third heat radiator 27 and the first bus bar 26 can be securely fastened by the heat radiation screw 46 as a means.

さらに、本実施の形態では、第１のバスバー26と第３の放熱器27は２個の放熱用ねじ46で締結されているが、本発明はこれに限らず、半導体ブロック16の大きさなどに合わせて、３個，４個又はそれ以上の複数個のねじで締結するように構成してもよい。放熱用ねじ46の個数が増える程、第１のバスバー26と第３の放熱器27とを確実に締結することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the first bus bar 26 and the third heat radiator 27 are fastened by two heat dissipating screws 46, but the present invention is not limited to this, and the size of the semiconductor block 16, etc. In accordance with the above, it may be configured to be fastened with a plurality of three, four, or more screws. As the number of heat radiation screws 46 increases, the first bus bar 26 and the third heat radiator 27 can be securely fastened.

なお、こうした半導体ブロック16の作用効果は、別な半導体ブロック17でも同じことがいえる。 Note that the same effect can be obtained for the semiconductor block 16 in another semiconductor block 17.

本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、第１の締結手段及び第２の締結手段は、何れもねじである場合について説明したが、本発明はこれに限らず、はんだ付けなどの溶接又はリベットなどとしてもよい。 The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where both the first fastening means and the second fastening means are screws has been described. However, the present invention is not limited to this, and welding or rivets such as soldering may be used. Good.

本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the switching power supply device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体ブロックの全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overall configuration of a semiconductor block according to an embodiment of the present invention. 同上、半導体ブロックの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a semiconductor block same as the above. 同上、半導体ブロックの底面図である。It is a bottom view of a semiconductor block same as the above. 従来例を示す半導体ブロックの斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor block which shows a prior art example. 従来例を示す半導体ブロックの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the semiconductor block which shows a prior art example.

Explanation of symbols

16，17 半導体ブロック
25，28 出力ダイオード（半導体素子）
26 第１のバスバー（バスバー）
27 第３の放熱器（放熱器）
29 第２のバスバー（バスバー）
35 受熱部
37 フィン
45 導電用ねじ（第１の締結手段）
46 放熱用ねじ（第２の締結手段）
47 第１の挿通孔
48 第１のねじ孔
55 第２の挿通孔
56 第２のねじ孔 16, 17 Semiconductor block
25, 28 Output diode (semiconductor element)
26 First bus bar (bus bar)
27 Third heatsink (heatsink)
29 Second bus bar (bus bar)
35 Heat receiving section
37 fins
45 Conductive screw (first fastening means)
46 Heat dissipation screw (second fastening means)
47 First insertion hole
48 First screw hole
55 Second insertion hole
56 Second screw hole

Claims

In a semiconductor block consisting of a semiconductor element that generates heat, a bus bar, and a radiator,
The bus bar is disposed between the semiconductor element and the radiator.
A semiconductor block comprising: a first fastening means for fastening the semiconductor element and a bus bar; and a second fastening means for fastening the bus bar and the radiator.

2. The semiconductor block according to claim 1, wherein the first fastening means and the second fastening means are screws.

The first fastening means is inserted into a first insertion hole formed in the semiconductor element and screwed into a first screw hole provided in the bus bar,
3. The semiconductor block according to claim 2, wherein the second fastening means is inserted into a second insertion hole formed in the radiator and screwed into a second screw hole provided in the bus bar.

The semiconductor block according to claim 1, comprising a plurality of the second fastening means.

The radiator includes a heat receiving portion that contacts the bus bar on one side and has a plurality of fins on the other side, and the second insertion hole is formed through the heat receiving portion from between the fins. The semiconductor block according to claim 3 or 4, wherein