JP2009302422A

JP2009302422A - 半導体素子の取付構造

Info

Publication number: JP2009302422A
Application number: JP2008157478A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sasaki; 美紀佐々木
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】本発明は半導体素子の取付構造に係り、リード加工を不要としつつリード端子間の十分な沿面距離を確保することができ、高耐圧を得ることが可能な半導体素子の取付構造を提供することを目的とする。
【解決手段】素子本体に並設した複数のリード端子に合わせてプリント基板にスルーホールを設け、該スルーホールに前記リード端子を差し込み、プリント基板の裏側からリード端子を半田付けする半導体素子の取付構造に於て、前記半導体素子とプリント基板との間に、前記リード端子の外方を覆う一対の対向する側板と、両側板間に架設した背面板と、該背面板に形成され、前記リード端子間に介在する仕切り壁とからなるスペーサを装着し、前記プリント基板に、前記仕切り壁が貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子をプリント基板に取り付ける半導体素子の取付構造に関する。

特許文献１または図１３に示すように、従来、半導体素子１は、合成樹脂製の素子本体３の下側に３本の直線状のリード端子５が同一ピッチＰで並設されている。そして、半導体素子３のプリント基板７への取付けは、リード端子５のピッチＰに合わせてプリント基板７にスルーホール９を設け、該スルーホール９にリード端子５を差し込んでプリント基板７の裏側からリード端子５を夫々半田付けしている。

ところで、現在使用されている半導体素子等は、リード端子間の耐圧に関して何ら考慮されてない部品が多く、上述の如き３端子型の半導体素子では、図１４及び図１５に示すように真ん中のリード端子５ａを治具で曲げ加工（以下、「リード加工」という）して、リード端子５，５ａ間の沿面距離を確保している。

このように、従来、リード端子間の高耐圧を得るには、沿面距離で対応することが一般的である。
特開平８−４６１０６号公報

しかし、上述の如くリード端子をリード加工することで、半導体素子の内部やリード端子にストレスが加わって部品の信頼性を損ねてしまう虞があり、また、リード加工による製造負担が大きくなる等の不具合が指摘されていた。

更に、プリント基板のアートワーク設計時には沿面距離に関して要注意箇所となり、多くの時間を費やしているのが実情であった。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、リード加工を不要としつつリード端子間の十分な沿面距離を確保することができ、高耐圧を得ることが可能な半導体素子の取付構造を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、素子本体に並設した複数のリード端子に合わせてプリント基板にスルーホールを設け、該スルーホールに前記リード端子を差し込み、プリント基板の裏側からリード端子を半田付けする半導体素子の取付構造に於て、前記半導体素子とプリント基板との間に、前記リード端子の外方を覆う一対の対向する側板と、両側板間に架設した背面板と、該背面板に形成され、前記リード端子間に介在する仕切り壁とからなるスペーサを装着し、前記プリント基板に、前記仕切り壁が貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする。

そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記プリント基板に、前記背面板が貫通する貫通孔を設けたことを特徴とし、請求項１に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記スペーサに、前記背面板に対向する前面板を設けたことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記仕切り壁と仕切り壁との間、及び該仕切り壁と前記側板との間は、前記スルーホールに装着したスルーホールラウンドよりも幅広に形成されていることを特徴とし、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記仕切り壁は、仕様に応じた前記リード端子の前後方向への位置ズレに対応可能な長さ寸法とされていることを特徴とする。

更に、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記側板に半田付け作業時の空気逃げを設けたことを特徴とする。

そして、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造に於て、前記スペーサー上に半導体素子の素子本体が重置可能で、該スペーサはプリント基板に対し半導体素子を仮保持可能であることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、スペーサを用いることでリード端子間の十分な沿面距離が確保できるため、高耐圧を確保することが可能となり、この結果、リード加工が不要になって部品の信頼性の向上，作業性の向上が図れると共に、プリント基板の容易なアートワーク設計が可能となる等の利点を有する。

そして、請求項２に係る発明によれば、スルーホールに取り付くスルーホールラウンドと放熱フィンとの間の十分な沿面距離を確保することが可能となるため、請求項１の構成と併せて全ての方向に対して高耐圧を確保することが可能となる。

また、請求項３に係る発明によれば、前面板を設けたことでリード端子への塵等の侵入を防止することができ、請求項４に係る発明によれば、半田上がりが良好となる。

更に、請求項５に係る発明によれば、仕様に応じたリード端子の前後方向への位置ズレにスペーサが対応可能であり、請求項６に係る発明によれば、半田付け作業がスムーズに行え、スペーサが半田付けの際の熱で変形することがない。

そして、請求項７に係る発明によれば、半導体素子の取付作業時にスペーサー上に半導体素子の素子本体が重置でき、スペーサが半導体素子を仮保持することができるので、作業性に優れた利点を有する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１乃至図１２は請求項１乃至請求項７の一実施形態に係る半導体素子の取付構造を示し、図１に於て、１１は図１３の半導体素子１と同様、合成樹脂で形成された素子本体１３の下側に３本の直線状のリード端子１５が同一ピッチで並設された半導体素子で、図２に示すように半導体素子１１は、プリント基板１７上に実装された放熱フィン１９にネジ２１で固定されて放熱対策が図られている。そして、前記リード端子１５に対応してプリント基板１７に３個の平面視円形形状のスルーホール２３が形成され、各スルーホール２３の周縁部にスルーホールラウンド２５が取り付けられている。

そして、図１及び図２に示すように本実施形態は、前記半導体素子１１とプリント基板１７との間に、全ての方向に対して半導体素子１１の高耐圧を確保する樹脂製のスペーサ２７を装着したことを特徴とする。

図３乃至図６はスペーサ２７の詳細を示し、図中、２９，３１は前記リード端子１５の外方を覆う左右の対向する一対の側板、３３は両側板２９，３１間に架設した背面板、３５は該背面板３３に対向して両側板２９，３１間に架設した前面板で、図５に示すようにスペーサ２７の上部は、同一の肉厚に形成された前記側板２９，３１と背面板３３，前面板３５とで囲繞されて上方が開口するボックス状に形成されている。そして、後述する半導体素子１１の取付時に、前記スペーサー２７上に半導体素子１１の素子本体１３が重置可能で、該スペーサ２７は、プリント基板１７に対し半導体素子１１を仮保持できるようになっている。

而して、図３及び図４に示すように背面板３３は側板２９，３１や前面板３５に比し下方へ長尺に形成されて、プリント基板１７に設けた貫通孔３７を貫通するように構成されているが、前記前面板３５の下端部３９に対応する部位に段差部４１が設けられており、図２及び図４の如く該段差部４１が貫通孔３７の上縁部に当接し、且つ前面板３５の下端部３９がプリント基板１７上に当接して、スペーサ２７がプリント基板１上に配置されるようになっている。そして、前記段差部４１を境に薄肉とされた背面板３３の下方が前記貫通孔３７を貫通している。

また、図１及び図４に示すように左右の側板２９，３１は前記前面板３５に比し短寸に形成されて、側板２９，３１の下端部４２とプリント基板１７との間に間隙４３が設けられており、該間隙４３は、リード端子１５の半田付け作業時に、高温による空気の膨張を逃がす空気逃げとして機能するようになっている。そして、図１乃至図６に示すように前記背面板３３と前面板３５の間に、各リード端子１５間に介在する２つの仕切り壁４５が設けられている。

図１に示すように仕切り壁４５は、リード端子１５の外形形状に沿って形成された厚肉部４７と、該厚肉部４７の下部に形成された薄肉な薄肉部４９とで構成されており、厚肉部４７は前記側板２９，３１の下端部４２と同位置まで形成されて、プリント基板１７との間に間隙５１が設けられている。そして、これらの間隙５１は前記間隙４３に連通している。

また、図２に示すように薄肉部４９は背面板３３と同一寸法をもって下方に延設され、その前端５３は前面板５の表面と面一とされて、後述するように仕様に応じたリード端子の前後方向への位置ズレに対応可能な長さ寸法とされている。

更に、図１に示すように仕切り壁４５の薄肉部４９と薄肉部４９との間、及び該薄肉部４９と前記側板２９，３１との間は、前記スルーホールラウンド２５よりも幅広に形成されて、半田上がりを妨げないように構成されている。

一方、図７に示すようにプリント基板１７には、前記段差部４１を境に薄肉とされた背面板３３の下方と２本の仕切り壁４５の薄肉部４９に対応して、下駄の断面形状の如き貫通孔３７が形成されており、貫通孔３７を挟んで前記スルーホール２３が設けられている。

そして、図９及び図１０に示すように前記貫通孔３７に背面板３３と仕切り壁４５の薄肉部４９を貫通させると、前面板３５の下端部３９と背面板３３の段差部４１がプリント基板１７上に当接して、スペーサ２７がプリント基板１上に配置されるようになっている。そして、図１及び図２に示すように貫通孔３７を貫通した背面板３３の下方は、リード端子１５の先端よりも下方へ長尺となるように設定されている。そして、図８に示すように前記スルーホール２３にパターン５５が接続されている。

本実施形態の取付構造に用いるスペーサ２７とプリント基板１７はこのように構成されており、次に、前記スペーサ２７を用いた半導体素子１１の取付方法を説明する。

先ず、図１２に示す放熱フィン１９をプリント基板１７上に実装し、該放熱フィン１９に絶縁板５７を添接する。

次いで、図９及び図１０に示すように前記貫通孔３７に背面板３３と仕切り壁４５の薄肉部４９を貫通させると、前面板３５の下端部３９と背面板３３の段差部４１がプリント基板１７上に当接して、スペーサ２７がプリント基板１上に配置される。図２には前記絶縁板５７が図示されていないが、斯様にスペーサ２７がプリント基板１上に配置されると、前記絶縁板５７を介してスペーサ２７の背面板３３が放熱フィン１９に当接する。そして、図１０に示すように仕切り壁４５間に区画形成された端子挿通孔５９と、側板２９，３１と仕切り壁４５との間に区画形成された端子挿通孔５９との延長線上にスルーホール２３（スルーホールラウンド２５）が配置される。

そして、図１１に示すように前記端子挿通孔５９に半導体素子１１のリード端子１５を挿通させると、図１及び図２に示すようにスペーサー２７上に半導体素子１１の素子本体１３が重置され、該スペーサ２７は半導体素子１１を仮保持する。

この後、プリント基板１７の裏側からリード端子１５を夫々半田付けすればよく、既述したように仕切り壁４５の薄肉部４９と薄肉部４９との間、及び該薄肉部４９と前記側板２９，３１との間はスルーホールラウンド２５よりも幅広に形成されているため、半田上がりを妨げることがない。また、リード端子１５の半田付け作業時に、高温による空気の膨張を逃がす空気逃げとして前記間隙４３とこれに連通する間隙５１を設けたため、半田付け作業がスムーズに行え、スペーサ２７が変形することがない。

このようにしてリード端子１５が半田付けされると、図１，図２及び図１２に示すように、半導体素子１１とプリント基板１７との間にスペーサ２７が挟持固定されて半導体素子１１の取付けが終了する。

而して、前記取付構造によれば、図１に示すようにリード端子１５間に仕切り壁４５が介在し、而も、仕切り壁４５の薄肉部４９が背面板３３と共にリード端子１５の先端よりも下方へ長尺に延設させているため、リード端子１５間の十分な沿面距離が確保され、また、斯様に背面板３３がリード端子１５の先端よりも下方へ長尺に延設していることで、スルーホールラウンド２５と放熱フィン１９との間の十分な沿面距離が確保されることとなる。

また、既述したように仕切り壁４５は仕様に応じたリード端子の前後方向への位置ズレに対応できる長さ寸法とされているため、図７に示すように前記スペーサ２７を用いることで、半導体メーカーの仕様に応じた前後方向への位置ズレに対応できることとなる。そして、前面板３５が、リード端子１５への塵等の侵入を防止する。

このように、本実施形態によれば、前記スペーサ２７を用いることで全ての方向に対して高耐圧を確保することが可能となり、この結果、リード加工が不要になって部品の信頼性の向上，作業性の向上が図れると共に、プリント基板の容易なアートワーク設計が可能となる等、多くの利点を有する。

そして、半導体素子１１の取付作業時にスペーサー２７上に半導体素子１１の素子本体１３が重置でき、スペーサ２７が半導体素子１１を仮保持することができるので作業性に優れ、また、仕切り壁４５の薄肉部４９と薄肉部４９との間、及び該薄肉部４９と前記側板２９，３１との間がスルーホールラウンド２５よりも幅広に形成されているため、半田上がりが良好である。

更に、リード端子１５の半田付け作業時に、高温による空気の膨張を逃がす空気逃げとして前記間隙４３とこれに連通する間隙５１を設けたので、半田付け作業がスムーズに行え、スペーサ２７が変形することがなく、また、前面板３５がリード端子１５への塵等の侵入を防止することができる等の利点を有する。

請求項１乃至請求項７の一実施形態に係る半導体素子の取付構造の要部切欠き断面図である。半導体素子の取付構造の要部切欠き断面図である。スペーサの正面図である。スペーサの側面図である。スペーサの平面図である。スペーサの底面図である。プリント基板の平面図である。プリント基板の平面図である。半導体素子の取付方法の説明図である。半導体素子の取付方法の説明図である。半導体素子の取付方法の説明図である。半導体素子の取付構造の全体斜視図である。従来の半導体素子の取付方法の説明図である。従来の半導体素子の取付構造の説明図である。従来の半導体素子の取付構造の説明図である。

符号の説明

１１半導体素子
１３素子本体
１５リード端子
１７プリント基板
１９放熱フィン
２３スルーホール
２５スルーホールラウンド
２７スペーサ
２９，３１側板
３３背面板
３５前面板
３７貫通孔
４３，５１間隙
４５仕切り壁
４７厚肉部
４９薄肉部
５５パターン
５７絶縁板
５９挿通孔

Claims

素子本体に並設した複数のリード端子に合わせてプリント基板にスルーホールを設け、該スルーホールに前記リード端子を差し込み、プリント基板の裏側からリード端子を半田付けする半導体素子の取付構造に於て、
前記半導体素子とプリント基板との間に、前記リード端子の外方を覆う一対の対向する側板と、両側板間に架設した背面板と、該背面板に形成され、前記リード端子間に介在する仕切り壁とからなるスペーサを装着し、前記プリント基板に、前記仕切り壁が貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする半導体素子の取付構造。
前記プリント基板に、前記背面板が貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の取付構造。
前記スペーサに、前記背面板に対向する前面板を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体素子の取付構造。
前記仕切り壁と仕切り壁との間、及び該仕切り壁と前記側板との間は、前記スルーホールに装着したスルーホールラウンドよりも幅広に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造。
前記仕切り壁は、仕様に応じた前記リード端子の前後方向への位置ズレに対応可能な長さ寸法とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造。
前記側板に、半田付け作業時の空気逃げを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造。
前記スペーサー上に半導体素子の素子本体が重置可能で、該スペーサはプリント基板に対し半導体素子を仮保持可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の半導体素子の取付構造。