JP2014157954A - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置(例えば、電力用半導体装置)の製造工程におけるタクトタイムの改善および製造コストの改善に関するものである。 The present invention relates to improvement of tact time and manufacturing cost in a manufacturing process of a semiconductor device (for example, a power semiconductor device).
従来、半導体装置の製造工程では、半導体素子が配置されるベース板と、ケースとを接着剤で接合する際、製品(ベース板とケース)に締結治具を装着し、この締結治具を用いてベース板とケースとをネジ締め固定することで加圧挟持していた。接着剤の硬化後、製品から締結治具を取り外す必要があるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減したいという要望があった。 Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor device, when a base plate on which a semiconductor element is arranged and a case are joined with an adhesive, a fastening jig is attached to the product (base plate and case), and this fastening jig is used. The base plate and the case were clamped and fixed by screwing. Since it is necessary to remove the fastening jig from the product after the adhesive is cured, there has been a demand for reducing the number of man-hours required for attaching and detaching the fastening jig.
そこで、ベース板とケースとを接合する際に、締結治具の代わりにブッシュを用いてこれらを固定することが考えられる。例えば、特許文献1には、側面に凹凸を設けたナーリングブッシュをベース板に取り付けることで、側面の凹凸によりナーリングブッシュがベース板から脱落してしまうことを防止する構造が開示されており、このようなナーリングブッシュを用いて、ベース板とケースとを固定することが考えられる。ベース板とケースとを接合する際に締結治具を使用しないため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。 Then, when joining a base board and a case, it is possible to fix these using a bush instead of a fastening jig. For example, Patent Document 1 discloses a structure that prevents the knurling bush from falling off the base plate due to the unevenness of the side surface by attaching a knurling bush having unevenness on the side surface to the base plate. It is conceivable to fix the base plate and the case using such a knurling bush. Since a fastening jig is not used when joining the base plate and the case, it is possible to reduce the man-hours required for attaching / detaching the fastening jig.
しかしながら、ベース板とケースとを接合する際にナーリングブッシュを用いてベース板とケースとを固定する場合、ナーリングブッシュは単に側面に凹凸を設けただけであるため、ベース板およびケースに対する締結力が不足する可能性がある。 However, when the base plate and the case are fixed using the knurling bush when the base plate and the case are joined, the knurling bush is simply provided with unevenness on the side surface, so that the fastening force to the base plate and the case is low. There may be a shortage.
そこで、本発明は、半導体装置において、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができ、かつ、ベース板とケースとを高い締結力で固定することができる技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can reduce the number of man-hours required for attaching and detaching the fastening jig when joining the base plate and the case with an adhesive in the semiconductor device, and can provide a high fastening force between the base plate and the case. It aims at providing the technology which can be fixed with.
本発明に係る半導体装置は、ネジ部を有する取付部が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、前記ベース板の前記取付部と螺合可能なブッシュと、前記ブッシュを挿通可能な挿通穴が形成されたケースとを備え、前記ベース板上に前記ケースを載置した状態で、前記ベース板の前記取付部に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定されたものである。 The semiconductor device according to the present invention has a base plate on which a mounting portion having a screw portion is formed and a semiconductor element is disposed, a bush that can be screwed to the mounting portion of the base plate, and the bush can be inserted. A case in which a through hole is formed, and in a state where the case is placed on the base plate, the base plate and the case are secured by screwing the bush to the mounting portion of the base plate. It is fixed.
本発明に係る別の半導体装置は、第1嵌合穴が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、前記ベース板の前記第1嵌合穴に嵌め込み可能なブッシュと、前記ブッシュを嵌め込み可能な第2嵌合穴が形成されたケースとを備え、前記ケースの前記第2嵌合穴に前記ブッシュの上部を締まりバメするとともに、前記ベース板の前記第1嵌合穴に前記ブッシュの下部を締まりバメすることで、前記ベース板と前記ケースが固定されたものである。 Another semiconductor device according to the present invention includes a base plate in which a first fitting hole is formed and a semiconductor element is disposed, a bush that can be fitted into the first fitting hole of the base plate, and the bush And a case formed with a second fitting hole in which the upper part of the bush is tightened into the second fitting hole of the case, and the first fitting hole of the base plate is The base plate and the case are fixed by tightening and tightening the lower part of the bush.
本発明の半導体装置によれば、ネジ部を有する取付部が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、ベース板の取付部と螺合可能なブッシュと、ブッシュを挿通可能な挿通穴が形成されたケースとを備え、ベース板上にケースを載置した状態で、ベース板の取付部にブッシュをネジ締めすることで、ベース板とケースが固定された。 According to the semiconductor device of the present invention, the mounting portion having the screw portion is formed, the base plate on which the semiconductor element is disposed, the bush that can be screwed with the mounting portion of the base plate, and the insertion through which the bush can be inserted. The base plate and the case were fixed by screwing a bush to the mounting portion of the base plate in a state where the case was placed on the base plate.
したがって、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板とケースとを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板とケースとの固定は、ベース板の取付部にブッシュをネジ締めすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。 Therefore, since the base plate and the case can be fixed without using a fastening jig when the base plate and the case are joined with an adhesive, man-hours required for attaching and detaching the fastening jig can be reduced. it can. Further, since the base plate and the case are fixed by screwing the bush to the mounting portion of the base plate, they can be fixed with a high fastening force.
本発明の別の半導体装置によれば、第1嵌合穴が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、ベース板の第1嵌合穴に嵌め込み可能なブッシュと、ブッシュを嵌め込み可能な第2嵌合穴が形成されたケースとを備え、ケースの第2嵌合穴にブッシュの上部を締まりバメするとともに、ベース板の第1嵌合穴にブッシュの下部を締まりバメすることで、ベース板とケースが固定された。 According to another semiconductor device of the present invention, a base plate in which a first fitting hole is formed and a semiconductor element is arranged, a bush that can be fitted into the first fitting hole of the base plate, and a bush are fitted. A case formed with a second fitting hole that can be formed, and the upper part of the bush is tightened into the second fitting hole of the case, and the lower part of the bush is tightened into the first fitting hole of the base plate. The base plate and case were fixed.
したがって、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板とケースとを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板とケースとの固定は、ケースの第2嵌合穴にブッシュの上部を締まりバメするとともに、ベース板の第1嵌合穴にブッシュの下部を締まりバメすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。 Therefore, since the base plate and the case can be fixed without using a fastening jig when the base plate and the case are joined with an adhesive, man-hours required for attaching and detaching the fastening jig can be reduced. it can. In addition, the base plate and the case are fixed by tightening the upper portion of the bush into the second fitting hole of the case and tightening the lower portion of the bush into the first fitting hole of the base plate. These can be fixed with a high fastening force.
<前提技術>
最初に、前提技術に係る半導体装置について説明する。図5は、前提技術に係る半導体装置におけるベース板101とケース102との固定構造の断面図であり、締結治具106によりベース板101とケース102が固定された状態を示している。前提技術に係る半導体装置は、銅製のベース板101と、樹脂製のケース102と、金属製のブッシュ103とを備えている。
<Prerequisite technology>
First, a semiconductor device according to the prerequisite technology will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the fixing structure of the
ベース板101は、半導体素子(図示省略)を配置するための部材であり、ベース板101の上面に接着剤104を塗布した後、ケース102が載置されている。ケース102には、穴部102aが形成され、穴部102aにブッシュ103が組み込まれている。半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際、ブッシュ103を介してボルトがネジ締めされるが、ブッシュ103は、このときにケース102を保護する目的で組み込まれている。
The
次に、前提技術に係る半導体装置におけるベース板101とケース102とを接着剤104で接合する製造工程について説明する。締結治具106の上面にベース板101が載置され、ベース板101の上面に接着剤104を塗布した後、ケース102が載置される。このときに、ベース板101とケース102の密着性を向上させるために、締結治具106と締付けボルト107を用いてベース板101とケース102とを固定する。
Next, a manufacturing process for bonding the
具体的には、ケース102に組み込まれたブッシュ103の穴部103aとベース板101の挿通穴101aに対して上方から、締付けボルト107が挿通されるとともに、締結治具106のネジ穴106aにネジ締めされることで、ベース板101とケース102が固定される。熱により接着剤104を硬化・密着させた後、半導体装置から締付けボルト107と締結治具106が取り外される。このように、前提技術に係る半導体装置では、締付けボルト107と締結治具106の着脱作業に掛かる工数が必要であった。
Specifically, the tightening
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体装置におけるベース板1とケース2との固定構造の断面図である。半導体装置は、銅製のベース板1と、樹脂製のケース2と、ブッシュ3とを備えている。ブッシュ3は、通常のボルトと同様に頭部3aとネジ部3bとを有し、さらに、例えば、ボルトに穴あけ加工を施すことで、ブッシュ3には軸心方向に延びる挿通穴3cが形成されている。挿通穴3cは、半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際にネジ締めされるボルトが挿通可能に形成されている。ここで、ブッシュ3の材質としては、加工性が良く、材料コストの安価な真鍮またはアルミニウムなどの金属が最適である。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a fixing structure between a base plate 1 and a
ベース板1には、ブッシュ3のネジ部3bが螺合可能なネジ部1bを有する取付穴1a(取付部)が形成されている。ケース2には、ブッシュ3の頭部3aが収容可能な座ぐり穴2aと、ブッシュ3のネジ部3bが挿通可能な挿通穴2bが連通するように形成されている。
The base plate 1 is formed with an
次に、実施の形態1に係る半導体装置におけるベース板1とケース2とを接着剤4で接合する製造工程について説明する。ベース板1の上面に接着剤4を塗布した後、取付穴1aと挿通穴2bが連通するように位置を合わせてケース2が載置される。このときに、ベース板1とケース2の密着性を向上させるために、ブッシュ3を用いてベース板1とケース2とを固定する。具体的には、上方から、ブッシュ3がケース2の挿通穴2bに挿通されるとともに、ベース板1の取付穴1aにネジ締めされることで、ベース板1とケース2が固定される。
Next, a manufacturing process for joining the base plate 1 and the
以上のように、実施の形態1に係る半導体装置では、ネジ部1bを有する取付穴1aが形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板1と、ベース板1の取付穴1aと螺合可能なブッシュ3と、ブッシュ3を挿通可能な挿通穴2bが形成されたケース2とを備え、ベース板1上にケース2を載置した状態で、ブッシュ3をケース2の挿通穴2bに挿通するとともに、ベース板1の取付穴1aにブッシュ3をネジ締めすることで、ベース板1とケース2が固定された。
As described above, in the semiconductor device according to the first embodiment, the
したがって、ベース板1とケース2とを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板1とケース2とを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板1とケース2との固定は、ベース板1の取付穴1aにブッシュ3をネジ締めすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。このように、ベース板1とケース2とを高い締結力で固定し接合することができるため、ベース板1からケース2が外れることを抑制でき、半導体装置の歩留り向上を図ることができる。
Accordingly, since the base plate 1 and the
なお、ブッシュ3は、予め製作しておくのではなく、図2に示すように、ベース板1の取付穴1aにボルト10を螺合させた状態で、ボルト10の軸心方向に穴あけ加工を施すことで形成されてもよい。図2は、実施の形態1に係る半導体装置におけるブッシュ3の製作方法の一例を示す断面図である。
The
この場合のブッシュ3の製作方法について簡単に説明する。ベース板1とケース2とを接着剤で接合する際に、ボルト10がケース2の挿通穴2bに挿通されるとともに、ベース板1の取付穴1aにネジ締めされる。その後、ドリル11によりボルト10の軸心方向に穴あけ加工が施されることで、挿通穴3cが形成されブッシュ3が製作される。このように、ベース板1とケース2とを固定する際にブッシュ3の製作も一括して行うため、半導体装置の組み立て前にブッシュ3を予め用意する必要がなくなる。
A method of manufacturing the
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る半導体装置について説明する。図3は、実施の形態2に係る半導体装置におけるベース板21とケース2との固定構造の断面図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, a semiconductor device according to the second embodiment will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of a fixing structure between the
実施の形態2に係る半導体装置は、銅製のベース板21と、樹脂製のケース2と、ブッシュ23とを備えている。ベース板21には、半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際にネジ締めされるボルトが挿通可能な挿通穴21aが形成されている。ベース板21において挿通穴21aの周縁部には、ケース2側(上方)に突出する突起部21b(取付部)が形成されている。ケース2の挿通穴2bにベース板21の突起部21bを挿入させて、ベース板21にケース2を載置した状態では、突起部21bの先端部は、ケース2の挿通穴2bの上側に形成された座ぐり穴2aに位置している。突起部21bの外周面には、ネジ部21cが形成されている。
The semiconductor device according to the second embodiment includes a
ブッシュ23は、ナット型のブッシュであり、内周面には、突起部21bのネジ部21cと螺合可能なネジ部23aが形成されている。ブッシュ23は、突起部21bにブッシュ23をネジ締めした状態で、ブッシュ23の下端は、座ぐり穴2aの底面と当接するようになっている。このため、突起部21bにブッシュ23をネジ締めすることで、ベース板21とケース2が高い締結力で固定される。
The
次に、実施の形態2に係る半導体装置におけるベース板21とケース2とを接着剤4で接合する製造工程について説明する。ベース板21の上面に接着剤4を塗布した後、ベース板21の突起部21bがケース2の挿通穴2bに挿入する位置に、ケース2が載置される。このときに、ベース板21とケース2の密着性を向上させるために、ブッシュ23を用いてベース板21とケース2とを固定する。具体的には、ケース2の挿通穴2bにベース板21の突起部21bを挿入した状態で、上方からブッシュ23が突起部21bにネジ締めされることで、ベース板21とケース2が固定される。
Next, a manufacturing process for joining the
以上のように、実施の形態2に係る半導体装置では、取付部は、ベース板21に形成された突起部21bであり、ブッシュ23はナット型のブッシュであり、ケース2の挿通穴2bにベース板21の突起部21bを挿入した状態で、突起部21bにブッシュ23をネジ締めすることで、ベース板21とケース2が固定された。
As described above, in the semiconductor device according to the second embodiment, the mounting portion is the protrusion 21 b formed on the
したがって、実施の形態1の場合と同様に、ベース板21とケース2とを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板21とケース2とを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板21とケース2との固定は、ベース板21の突起部21bにブッシュ23をネジ締めすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。
Therefore, as in the case of the first embodiment, the
<実施の形態3>
次に、実施の形態3に係る半導体装置について説明する。図4は、実施の形態3に係る半導体装置におけるベース板31とケース32との固定構造の断面図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, a semiconductor device according to the third embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of a fixing structure between the
実施の形態3に係る半導体装置は、銅製のベース板31と、樹脂製のケース32と、ブッシュ33とを備えている。ブッシュ33は筒状に形成され、ブッシュ33には、半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際にネジ締めされるボルトが挿通可能な挿通穴33aが軸心方向に形成されている。ここで、ブッシュ33の材質は、ベース板31と同様に銅が最適である。
The semiconductor device according to the third embodiment includes a
ベース板31には、ブッシュ33の下部を嵌め込み可能な嵌合穴31a(第1嵌合穴)が形成されている。ケース32には、ブッシュ33の上部が嵌め込み可能な嵌合穴32a(第2嵌合穴)が形成されている。ベース板31の嵌合穴31aとケース32の嵌合穴32aの直径は、ブッシュ33の外径よりも少しだけ小さい寸法にそれぞれ形成されている。このため、ケース32の嵌合穴32aにブッシュ33の上部を締まりバメするとともに、ベース板31の嵌合穴31aにブッシュ33の下部を締まりバメすることで、ベース板31とケース32が固定される。
The
次に、実施の形態3に係る半導体装置におけるベース板31とケース32とを接着剤4で接合する製造工程について説明する。ブッシュ33の上部は、例えば、プレス34により予めケース32の嵌合穴32aに締まりバメされている。この状態では、ブッシュ33の下部はケース32の下面より突出している。ベース板31の上面に接着剤4を塗布した後、ベース板31の嵌合穴31aとブッシュ33の下端とを位置合わせした状態で、上方から、プレス34によりブッシュ33の下部を嵌合穴31aに挿入することで、ブッシュ33の下部と嵌合穴31aが締まりバメされる。これにより、ベース板31とケース32が固定される。
Next, a manufacturing process for joining the
以上のように、実施の形態3に係る半導体装置では、嵌合穴31aが形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板31と、ベース板31の嵌合穴31aに嵌め込み可能なブッシュ33と、ブッシュ33を嵌め込み可能な嵌合穴32aが形成されたケース32とを備え、ケース32の嵌合穴32aにブッシュ33の上部を締まりバメするとともに、ベース板31の嵌合穴31aにブッシュ33の下部を締まりバメすることで、ベース板31とケース32が固定された。
As described above, in the semiconductor device according to the third embodiment, the
したがって、実施の形態1,2の場合と同様に、ベース板31とケース32とを接着剤4で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板31とケース32とを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板31とケース32との固定は、ケース32の嵌合穴32aにブッシュ33の上部を締まりバメするとともに、ベース板31の嵌合穴31aにブッシュ33の下部を締まりバメすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。
Therefore, as in the first and second embodiments, the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 ベース板、1a 取付穴、1b ネジ部、2 ケース、2b 挿通穴、3 ブッシュ、21 ベース板、21b 突起部、21c ネジ部、23 ブッシュ、31 ベース板、31a 嵌合穴、32 ケース、32a 嵌合穴、33 ブッシュ。 1 Base plate, 1a Mounting hole, 1b Screw part, 2 case, 2b Insertion hole, 3 Bush, 21 Base plate, 21b Projection part, 21c Screw part, 23 Bush, 31 Base plate, 31a Fitting hole, 32 Case, 32a Fitting hole, 33 bush.
Claims (5)
前記ベース板の前記取付部と螺合可能なブッシュと、
前記ブッシュを挿通可能な挿通穴が形成されたケースとを備え、
前記ベース板上に前記ケースを載置した状態で、前記ベース板の前記取付部に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、半導体装置。 A base plate on which a mounting portion having a screw portion is formed and a semiconductor element is disposed;
A bushing screwable with the mounting portion of the base plate;
And a case formed with an insertion hole through which the bush can be inserted,
A semiconductor device in which the base plate and the case are fixed by screwing the bush to the mounting portion of the base plate in a state where the case is placed on the base plate.
前記ブッシュを前記ケースの前記挿通穴に挿通するとともに、前記ベース板の前記取付穴に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、請求項1記載の半導体装置。 The mounting portion is a mounting hole formed in the base plate,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the base plate and the case are fixed by inserting the bush into the insertion hole of the case and screwing the bush into the mounting hole of the base plate.
前記ブッシュはナット型のブッシュであり、
前記ケースの前記挿通穴に前記ベース板の前記突起部を挿入した状態で、前記突起部に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、請求項1記載の半導体装置。 The mounting portion is a protrusion formed on the base plate,
The bush is a nut-type bush;
2. The semiconductor according to claim 1, wherein the base plate and the case are fixed by screwing the bush to the protrusion in a state where the protrusion of the base plate is inserted into the insertion hole of the case. apparatus.
前記ベース板の前記第1嵌合穴に嵌め込み可能なブッシュと、
前記ブッシュを嵌め込み可能な第2嵌合穴が形成されたケースとを備え、
前記ケースの前記第2嵌合穴に前記ブッシュの上部を締まりバメするとともに、前記ベース板の前記第1嵌合穴に前記ブッシュの下部を締まりバメすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、半導体装置。 A base plate on which a first fitting hole is formed and a semiconductor element is disposed;
A bush that can be fitted into the first fitting hole of the base plate;
A case formed with a second fitting hole into which the bush can be fitted,
The base plate and the case are fixed by tightening the upper portion of the bush into the second fitting hole of the case and tightening the lower portion of the bush into the first fitting hole of the base plate. A semiconductor device.
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