JP2016025161A

JP2016025161A - Heat radiator

Info

Publication number: JP2016025161A
Application number: JP2014147210A
Authority: JP
Inventors: 大地長縄; Daichi Osanawa; 鉄也鈴木; Tetsuya Suzuki; 裕樹八木; Hiroki Yagi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-02-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat radiator with highly efficient and stable heat radiation characteristics.SOLUTION: A heat radiator comprises: a support base 40; and a support 10 provided with first and second support pieces 12a, and 12band 12bfor elastically fixing a switching element 20 which is mounted so that a first surface 20A comes into contact with the support base 40, with first and second points on a second surface 20B of the switching element 20 acting as points of action. The first and second support pieces 12a, and 12band 12brespectively have first and second points of support located on the same straight line, and the first and second points of action apply pressing force with an equal load to the second surface 20B.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放熱装置に係り、特にパワー半導体装置用の放熱装置においてパワー半導体装置を固定する構造に関するものである。 The present invention relates to a heat dissipation device, and more particularly to a structure for fixing a power semiconductor device in a heat dissipation device for a power semiconductor device.

絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などのパワー半導体装置は一般的にインバータ回路のスイッチング素子で使用される。パワー半導体装置はスイッチング動作時に自己発熱し高温になる可能性があるため、適切な放熱構造を形成しないと故障し易い。そこでパワー半導体装置の放熱は放熱シートを介してヒートシンクに放熱する方法がとられることが多い。放熱シートを用いてヒートシンクに放熱する場合、パワー半導体装置はヒートシンクに対して効率よく熱伝導を行う必要がある。そこで、熱伝導を効率よく行うために、弾性を有する部品により最適な押え付け力（１００Ｎ〜２００Ｎ）でパワー半導体装置をヒートシンクに押付ける構造で固定されている。なお、パワー半導体装置とヒートシンクとの間には放熱シートが介在する。 Power semiconductor devices such as insulated gate bipolar transistors (IGBTs) and MOS field effect transistors (MOSFETs) are generally used as switching elements in inverter circuits. A power semiconductor device may self-heat at the time of a switching operation and may become high temperature, and thus is likely to fail unless an appropriate heat dissipation structure is formed. Therefore, in many cases, heat is radiated from the power semiconductor device to the heat sink through a heat radiating sheet. When heat is radiated to the heat sink using the heat radiating sheet, the power semiconductor device needs to conduct heat efficiently to the heat sink. Therefore, in order to efficiently conduct heat conduction, the power semiconductor device is fixed to the heat sink with an optimal pressing force (100N to 200N) by elastic parts. A heat dissipation sheet is interposed between the power semiconductor device and the heat sink.

例えば、特許文献１では、パワー半導体装置の固定は、パワー半導体装置に対して線接触する一本の突起部で放熱シートを介してヒートシンクに押えつける構造が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a structure in which a power semiconductor device is fixed to a heat sink via a heat dissipation sheet with a single protrusion that makes line contact with the power semiconductor device.

特開２０１１−１９２８０９号公報JP 2011-192809 A

しかしながら、上記特許文献１に示されるパワー素子固定構造のように線接触では、パワー素子などの半導体装置の押え付け位置、半導体装置が接する放熱シートの密度、弾性を有する固定金具の固定面の平面度などの表面状態に依存するため、半導体装置をヒートシンク表面に対して垂直に押え付けることが出来ず、半導体装置に均一な圧力が加わらないと容易に推察できる。 However, in the case of line contact as in the power element fixing structure shown in Patent Document 1, the pressing position of a semiconductor device such as a power element, the density of a heat radiating sheet with which the semiconductor device is in contact, and the plane of the fixing surface of the fixing bracket having elasticity Since it depends on the surface condition such as the degree, the semiconductor device cannot be pressed perpendicularly to the heat sink surface, and it can be easily inferred that no uniform pressure is applied to the semiconductor device.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高効率で安定した放熱特性を有する放熱装置を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the thermal radiation apparatus which has the highly efficient and stable thermal radiation characteristic.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、支持台と、第１の面が支持台に当接するように搭載される半導体装置を、半導体装置の第２の面上の第１および第２の点を作用点として半導体装置を弾性的に固定する第１および第２の支持片を備えた支持具とを有し、第１および第２の支持片は同一直線上に位置する第１および第２の支点を有し、第１および第２の作用点が第２の面に対し等荷重で押圧力を印加することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a support base and a semiconductor device mounted such that the first surface is in contact with the support base on the second surface of the semiconductor device. The first and second support pieces include first and second support pieces that elastically fix the semiconductor device with the first and second points as action points, and the first and second support pieces are on the same straight line. It has the 1st and 2nd fulcrum which is located, and the 1st and 2nd action point applies pressing force to the 2nd surface by equal load.

本発明により、半導体装置を均一な荷重で押圧することができるため、半導体装置と支持台との接触圧力が均一となり、熱伝導が安定し、発熱による半導体装置の故障を抑制することができる。 According to the present invention, since the semiconductor device can be pressed with a uniform load, the contact pressure between the semiconductor device and the support base becomes uniform, heat conduction is stabilized, and failure of the semiconductor device due to heat generation can be suppressed.

実施の形態１の半導体装置を搭載した放熱装置を示す斜視図The perspective view which shows the thermal radiation apparatus carrying the semiconductor device of Embodiment 1 実施の形態１の放熱装置に用いられる支持具を示す斜視図The perspective view which shows the support tool used for the thermal radiation apparatus of Embodiment 1. FIG. （ａ）は図１のＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面を示す図(A) is a figure which shows the AA cross section of FIG. 1, (b) is a figure which shows the BB cross section of FIG. （ａ）は図２に示す支持具の上面図、（ｂ）は図２に示す支持具の側面図(A) is a top view of the support shown in FIG. 2, (b) is a side view of the support shown in FIG. （ａ）は実施の形態２の放熱装置に用いられる支持具の上面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は図（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す拡大図(A) is a top view of a support used in the heat dissipation device of the second embodiment, (b) is a side view thereof, and (c) is an enlarged view showing a CC cross section of FIG. 実施の形態３の放熱装置に用いられる支持具の上面図Top view of a support used in the heat dissipation device of Embodiment 3 実施の形態４の放熱装置に用いられる支持具の上面図Top view of support used in heat dissipation device of embodiment 4 （ａ）は実施の形態５の放熱装置に用いられる支持具の上面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図(A) is a top view of the support used for the heat dissipation apparatus of Embodiment 5, (b) is DD sectional drawing of (a). 比較例の放熱装置を示す断面図Sectional drawing which shows the heat radiator of a comparative example

以下に、本発明にかかる放熱装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。また、断面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付さない場合、平面図であっても、ハッチングを付す場合がある。 Hereinafter, embodiments of a heat dissipation device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the actual for easy understanding, and the same applies to the drawings. Moreover, even if it is sectional drawing, even if it is a top view when hatching is not given in order to make drawing easy to see, hatching may be given.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる放熱装置の斜視図であり、図２は、実施の形態１の放熱装置に用いられる支持具を示す斜視図である。また、図３（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面を示す図、図３（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。図４（ａ）は、図２に示す支持具の上面図、図４（ｂ）は図２に示す支持具の側面図である。本実施の形態では、半導体装置としてパワーＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子２０を用いる。本実施の形態の放熱装置は、図１に示すように、弾性を有するＳＵＳ板で構成された板状体からなる支持具１０と、放熱シート３０と、放熱性の金属体からなる支持台４０とを有する。本実施の形態の放熱装置では、支持具１０によって、放熱シート３０を介して、スイッチング素子２０を、支持台４０に、弾性的に固定する。支持台４０は熱伝導板で構成されたいわゆるヒートシンクであり、放熱フィンを装着してもよい。 Embodiment 1 FIG.
1 is a perspective view of a heat dissipation device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a support used in the heat dissipation device of the first embodiment. 3A is a diagram showing a cross section AA in FIG. 1, and FIG. 3B is a diagram showing a cross section BB in FIG. 4A is a top view of the support shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a side view of the support shown in FIG. In the present embodiment, a switching element 20 made of a power MOS transistor is used as a semiconductor device. As shown in FIG. 1, the heat dissipation device of the present embodiment includes a support 10 made of a plate-like body made of an elastic SUS plate, a heat dissipation sheet 30, and a support base 40 made of a heat-dissipating metal body. And have. In the heat dissipation device of the present embodiment, the switching element 20 is elastically fixed to the support base 40 via the heat dissipation sheet 30 by the support 10. The support base 40 is a so-called heat sink composed of a heat conductive plate, and may be provided with a radiation fin.

支持具１０は、図２に示すように、本体部１１と、本体部１１の第１の辺から伸長する第１および第２の支持片１２ａ、１２ｂと、本体部１１の第１の辺に対向する第２の辺に設けられた取付け片１３とを具備し、ビス１４によって、支持台４０に固定されている。支持具１０は取付け片１３およびビス１４によって支持台４０への熱接触および機械的固定が達成される。そして、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、放熱対象となるスイッチング素子２０は、第１の面２０Ａと第１の面２０Ａに対向する第２の面２０Ｂとを有する。スイッチング素子２０は、第１の面２０Ａが放熱シート３０を介して支持台４０に当接するように搭載され、第２の面２０Ｂ上が支持具１０の第１および第２の支持片１２ａ、１２ｂで弾性的に固定される。支持具１０は、同一の基準線１５上に位置する第１および第２の支点Ｐ₀、第１および第２の点を作用点としてスイッチング素子２０を第１および第２の支持片１２ａ，１２ｂ₁，１２ｂ₂によって弾性的に固定する。第１および第２の支持片１２ａ，１２ｂ₁，１２ｂ₂はそれぞれ同一の基準線１５上に位置する第１および第２の支点Ｐ₀を有し、第１の作用点Ｐ_aおよび第２の作用点Ｐ_b1，Ｐ_b2が第２の面２０Ｂに対し等荷重で押圧力を印加する。なお、スイッチング素子２０は直方体の樹脂パッケージであり、樹脂パッケージから導出された外部接続用のリード２１を有し、図示しない外部回路との接続がなされる。 As shown in FIG. 2, the support 10 includes a main body 11, first and second support pieces 12 a and 12 b extending from the first side of the main body 11, and the first side of the main body 11. The mounting piece 13 is provided on the second side facing each other, and is fixed to the support base 40 by screws 14. The support 10 is thermally contacted and mechanically fixed to the support base 40 by the mounting piece 13 and the screw 14. And as shown to Fig.3 (a) and (b), the switching element 20 used as the thermal radiation object has the 1st surface 20A and the 2nd surface 20B which opposes the 1st surface 20A. The switching element 20 is mounted so that the first surface 20A abuts on the support base 40 via the heat dissipation sheet 30, and the first and second support pieces 12a and 12b of the support 10 are on the second surface 20B. It is elastically fixed with. The support 10 uses the switching element 20 as the first and second support pieces 12a and 12b with the first and second fulcrums P ₀ and the first and second points located on the same reference line 15 as action points. ₁ and 12b ₂ are elastically fixed. First and second support pieces 12a, 12b _1, 12b ₂ respectively have a first and second supporting point P ₀ is located on the same reference line 15, the first working point P _a and the second The action points P _b1 and P _b2 apply a pressing force to the second surface 20B with an equal load. The switching element 20 is a rectangular parallelepiped resin package, and has external connection leads 21 led out from the resin package, and is connected to an external circuit (not shown).

図４（ａ）は、図２に示す支持具の上面図、図４（ｂ）は図２に示す支持具の側面図である。支持具１０は、板厚ｈのＳＵＳ板を打ち抜き加工によって形状加工し、第１および第２の支点Ｐ₀を含む基準線１５に沿って折り曲げ形成される。ＳＵＳ板は、剛性の基板であり、板バネとなる適切な弾性を生起するように、焼き入れ加工がなされる。基準線１５に沿って折ることで、折り山が形成され、折り山に相当する線上に支点が形成される。取付け片１３及び本体部１２は剛性を有する板状体であり、弾性を有さなくても良い。従って、第１および第２の支持片１２ａ，１２ｂ₁，１２ｂ₂のみ選択的に弾性を有するように焼き入れ加工してもよい。第１の支持片１２ａと、第１の支持片１２ａの両側に位置する２つの第２の支持片１２ｂ₁，１２ｂ₂とは、それぞれの幅に応じて長さが決定されている。ビス１４で支持台４０に取付け片１３によって固定された本体部１１を力点とし、第１の作用点Ｐ_aおよび第２の作用点Ｐ_b1，Ｐ_b2が第２の面２０Ｂに対し等荷重で押圧力を印加する。各作用点には熱伝導性の良好な金属製の突起Ｗ₀が装着され、スイッチング素子２０の第２の面２０Ｂ上の点を押圧する。本実施の形態では、基準線１５上の各支持片の幅方向の中心に支点を有し、本体部１１、第１および第２の支持片１２ａ，１２ｂ₁，１２ｂ₂自体は、撓みを生じない剛体であり、基準線１５の折り山を中心とする曲げモーメントでスイッチング素子２０の第２の面２０Ｂを押圧するものとする。 4A is a top view of the support shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a side view of the support shown in FIG. The support 10 is formed by bending a SUS plate having a thickness of h by punching and bending along a reference line 15 including the first and second fulcrums P ₀ . The SUS plate is a rigid substrate and is subjected to quenching so as to generate appropriate elasticity to be a leaf spring. By folding along the reference line 15, a fold mountain is formed, and a fulcrum is formed on a line corresponding to the fold mountain. The attachment piece 13 and the main body 12 are plate-like bodies having rigidity, and may not have elasticity. Accordingly, only the first and second support pieces 12a, 12b ₁ and 12b ₂ may be quenched so as to selectively have elasticity. The lengths of the first support piece 12a and the two second support pieces 12b ₁ and 12b ₂ located on both sides of the first support piece 12a are determined in accordance with the respective widths. The main body portion 11 fixed by an attachment piece 13 on the support base 40 with screws 14 and the power point, at a constant load first working point P _a and the second point of action P _b1, P _b2 is with respect to the second surface 20B Apply pressing force. A metal protrusion W ₀ having good thermal conductivity is attached to each action point, and presses a point on the second surface 20 B of the switching element 20. In the present embodiment, the support portion has a fulcrum at the center in the width direction of each support piece on the reference line 15, and the main body 11, the first and second support pieces 12 a, 12 b ₁ , 12 b ₂ themselves are bent. It is assumed that the second surface 20 </ b> B of the switching element 20 is pressed with a bending moment centering on the folding mountain of the reference line 15.

第１の支持片１２ａは、幅ｂ_a、長さＬ_aの矩形状片であり、２つの第２の支持片１２ｂ₁，１２ｂ₂は_、幅ｂ_b、長さＬ_bの矩形状片である。幅および長さはいずれも有効幅および有効長とし、長さは基準線１５からそれぞれの作用点を構成する突起Ｗ₀までの長さとする。 The first support piece 12a is _a rectangular piece having a width b _a and a length La, and the two second support pieces 12b ₁ and 12b ₂ are rectangular pieces having _a width b _b and a length L _b. is there. Both the width and the length are the effective width and the effective length, and the length is the length from the reference line 15 to the protrusion W ₀ constituting each action point.

図４（ａ）および（ｂ）において、各作用点に荷重を均一に加えるためには、支点から、第１の支持片１２ａと、２つの第２の支持片１２ｂ₁，１２ｂ₂の押さえ部である第１の作用点Ｐ_aおよび第２の作用点Ｐ_b1，Ｐ_b2までの長さＬ_a,Ｌ_bと、各支持片の幅ｂ_a,ｂ_bの比をＬ_a：Ｌ_b＝ｂ_a：ｂ_bとすることで荷重を均一に加えることができる。 4 (a) and 4 (b), in order to apply a load uniformly to each action point, the first support piece 12a and the holding portions of the two second support pieces 12b ₁ and 12b ₂ are supported from the fulcrum. The ratio between the lengths L _a and L _b up to the first action point P _a and the second action points P _b1 and P _b2 and the widths b _a and b _b of the support pieces is expressed as L _a : L _b = By setting b _a : b _b , the load can be applied uniformly.

上記比例式は、支持具の形状が、図４（ａ）および（ｂ）に示す形状以外の場合にも適用できる。本実施の形態の支持具１０では、３点で均等に押圧する形状としているが、押圧する点すなわち作用点が変化しても、長さと幅の比を設定することで、どの形状においても荷重を均一に加えることができる。ただし、荷重を加える各支持片の支点が同一の基準線１５上にあり、各支点で各支持片の幅が距離の比率と同じとなるように形成する必要がある。 The proportional expression can also be applied when the shape of the support is other than the shapes shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). In the support tool 10 according to the present embodiment, the shape is pressed evenly at three points. However, even if the point to be pressed, that is, the point of action changes, the length / width ratio is set so that the load can be applied to any shape. Can be added uniformly. However, the fulcrum of each support piece to which a load is applied is on the same reference line 15, and the width of each support piece must be the same as the distance ratio at each fulcrum.

断面係数Ｚとは曲げモーメントにどれだけ抵抗できるかを示す値である。
下記に計算式を示す。
荷重Ｗ＝一定
荷重が加わる点すなわち作用点までの距離をＬとし、
支持片は幅ｂ、板厚ｈとし、断面長方形の板状体であり、板厚方向に荷重がかかるとする。 The section modulus Z is a value indicating how much the bending moment can be resisted.
The calculation formula is shown below.
Load W = the point where a constant load is applied, that is, the distance to the point of action is L,
The support piece has a width b and a plate thickness h, is a plate-like body having a rectangular cross section, and a load is applied in the plate thickness direction.

以下、断面係数と長さの比で表した数式を示す。
（１）、（２）より、曲げ応力σは次式（４）であらわされる。 Hereinafter, mathematical expressions represented by the ratio between the section modulus and the length are shown.
From (1) and (2), the bending stress σ is expressed by the following equation (4).

次に断面係数を調整する変数である、支持片の板厚ｈを一定とした時、まず、断面係数は上記式（３）を満たす。そこで式(３)と式（４）より、曲げ応力σは次式（５）となる。 Next, when the thickness h of the support piece, which is a variable for adjusting the section modulus, is constant, the section coefficient first satisfies the above formula (3). Therefore, from the equations (3) and (4), the bending stress σ is expressed by the following equation (5).

式（５）より、曲げ応力は次式（６）であらわされ、長さＬと幅ｂとの比であらわすことができることがわかる。 From the equation (5), it can be seen that the bending stress is expressed by the following equation (6) and can be expressed by the ratio of the length L to the width b.

したがって荷重Ｗが均一に印加されるためにはσ_A：σ_B：σ_C＝１：１：１
となる。従って、次式(７)を満たすとき荷重が均一に印加される。 Therefore, in order to apply the load W uniformly, σ _A : σ _B : σ _C = 1: 1: 1.
It becomes. Therefore, a load is uniformly applied when the following expression (7) is satisfied.

となり、長さと幅の比で表すことができる。 And can be expressed as a ratio of length to width.

以上説明してきたように、本実施の形態によれば、均一な荷重の印加される３つの作用点である第１の作用点Ｐ_aおよび第２の作用点Ｐ_b1，Ｐ_b2をもつ、第１の支持片１２ａおよび第２の支持片１２ｂ₁，１２ｂ₂とによって、スイッチング素子２０の第２の面２０Ｂが弾性的に押圧される。従って、スイッチング素子２０の第１の面２０Ａは放熱シート３０を介して支持台４０に押圧される。 As has been described, according to this embodiment, with a first working point P _a and the second point of action P _b1, P _b2 is three points of action of the applied uniform load, the The second surface 20B of the switching element 20 is elastically pressed by the one support piece 12a and the second support pieces 12b ₁ and 12b ₂ . Accordingly, the first surface 20 </ b> A of the switching element 20 is pressed against the support base 40 via the heat dissipation sheet 30.

このようにして、スイッチング素子２０を均一な荷重で押圧することができるため、スイッチング素子２０と支持台４０との接触圧力が均一となり、熱伝導が安定し、発熱によるスイッチング素子２０の故障を抑制することができる。 Since the switching element 20 can be pressed with a uniform load in this way, the contact pressure between the switching element 20 and the support base 40 becomes uniform, heat conduction is stabilized, and failure of the switching element 20 due to heat generation is suppressed. can do.

支持具１０については、各支持片の幅と長さとを演算により求め、幅に対する長さの比が等しくなるように形成することで、スイッチング素子２０を均一な荷重で押圧することが可能となる。従って、設計も容易である。 About the support tool 10, it becomes possible to press the switching element 20 with a uniform load by calculating | requiring the width | variety and length of each support piece by calculation, and forming so that ratio of the length with respect to a width | variety may become equal. . Therefore, design is also easy.

放熱シート３０は、シリコーン樹脂シートで構成される。シリコーン樹脂シートは、シロキサン結合による主骨格を持つ、高分子化合物をシート状に成形したもので、ゴムのような弾性を有する。シリコーン樹脂シートは、熱伝導性が高くかつ電気絶縁性が高いという特徴を有し、スイッチング素子２０の発熱を効率よく支持台４０に伝達する。 The heat dissipation sheet 30 is composed of a silicone resin sheet. The silicone resin sheet is obtained by molding a polymer compound having a main skeleton formed by a siloxane bond into a sheet shape, and has elasticity like rubber. The silicone resin sheet is characterized by high thermal conductivity and high electrical insulation, and efficiently transmits heat generated by the switching element 20 to the support base 40.

以上説明してきたように、第１および第２の支持片は、同一直線上に位置する第１および第２の支点を有し、第１および第２の作用点が第２の面に対し等荷重で押圧力を印加することができる。したがって、スイッチング素子２０と支持台４０との接触圧力が均一となり、熱伝導が安定し、発熱によるスイッチング素子２０の故障を抑制することができる。 As described above, the first and second support pieces have the first and second fulcrums located on the same straight line, and the first and second action points are equal to the second surface. A pressing force can be applied with a load. Therefore, the contact pressure between the switching element 20 and the support base 40 becomes uniform, the heat conduction is stabilized, and the failure of the switching element 20 due to heat generation can be suppressed.

支持具は、弾性を有する金属板であるＳＵＳ板で形成されているため、熱伝導性が良好である。また、板バネとなるように焼き入れ加工のなされたＳＵＳ板は高い弾性率を有するため、支持強度も高く、安定した支持が可能となる。 Since the support is formed of a SUS plate which is a metal plate having elasticity, the thermal conductivity is good. In addition, since the SUS plate that has been quenched so as to be a leaf spring has a high elastic modulus, the support strength is also high and stable support is possible.

支持片の曲げモーメントＭと断面係数Ｚを算出することで、曲げ応力σが一定となるように、当該位置での支持片の形状が決定されているため、より安定した支持が可能となり、安定した放熱特性を得ることが可能となる。 By calculating the bending moment M and the section modulus Z of the support piece, since the shape of the support piece at the position is determined so that the bending stress σ is constant, more stable support is possible and stable. It is possible to obtain the heat dissipation characteristics.

第１および第２の支持片は、基準線からの長さＬ，幅ｂ，板厚一定の矩形片であり、長さＬに対する幅ｂの比が一定であるようにすることで、容易に、より安定した支持が可能となる。 The first and second support pieces are rectangular pieces having a length L from the reference line, a width b, and a constant plate thickness, and by making the ratio of the width b to the length L constant, it is easy. , More stable support is possible.

第１および第２の支持片は、先端に装着された突起を有し、突起がスイッチング素子の第２の面に当接するため、点接触が確実となり、より均一な支持が可能となる。 The first and second support pieces have protrusions attached to the tips, and the protrusions come into contact with the second surface of the switching element, so that point contact is ensured and more uniform support is possible.

加えて、支持すべき半導体装置についても適宜変更可能であり、半導体装置のパッケージサイズに応じて、均一な間隔で作用点が配されるような、支持具を用いるのが望ましい。作用点の数については２個以上であるのが望ましい。作用点を３点とすることで、より確実で安定な放熱支持構造を実現することができる。 In addition, the semiconductor device to be supported can be changed as appropriate, and it is desirable to use a support tool in which action points are arranged at uniform intervals according to the package size of the semiconductor device. The number of action points is preferably 2 or more. By setting the action point to three points, a more reliable and stable heat radiation support structure can be realized.

実施の形態２．
図５（ａ）は、実施の形態２の放熱装置の支持具の上面図、図５（ｂ）は（ａ）に示す支持具の側面図、図５(ｃ)は、作用点の要部拡大断面図である。本実施の形態も実施の形態１と同様、パワーＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子２０の放熱装置である。本実施の形態の放熱装置は、支持具の支持片が、第１の支持片１２ａの両側に同一形状の第２の支持片１２ｂが形成されているのではなく、紙面でいう下側に第２の支持片１２ｂ、上側には第２の支持片１２ｂより短い第３の支持片１２ｃが設けられた点で実施の形態１と異なる。また、作用点に、突起を付着するのではなくプレス加工により、図５（ｃ）に要部拡大図を示すような先端に突出点を有する突出部Ｗ₁を形成したものである。以上の２点以外は実施の形態１の放熱装置と同様の構成である。図１に示したのと同様に、ＳＵＳ板で構成された板状体からなる支持具１０と、放熱シート３０と、放熱性の金属体からなる支持台４０とを有する。本実施の形態の放熱装置では、支持具１０によって、放熱シート３０を介して、スイッチング素子２０を、支持台４０に、弾性的に固定する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 5A is a top view of the support of the heat dissipation device of the second embodiment, FIG. 5B is a side view of the support shown in FIG. 5A, and FIG. It is an expanded sectional view. As in the first embodiment, the present embodiment is also a heat dissipation device for the switching element 20 composed of a power MOS transistor. In the heat dissipation device according to the present embodiment, the support piece of the support is not formed with the second support piece 12b having the same shape on both sides of the first support piece 12a, but on the lower side in the drawing. The second support piece 12b differs from the first embodiment in that a third support piece 12c shorter than the second support piece 12b is provided on the upper side. Further, a protrusion W ₁ having a protrusion point at the tip as shown in the enlarged view of the main part in FIG. 5C is formed by pressing instead of attaching a protrusion to the action point. Except for the above two points, the configuration is the same as that of the heat dissipation device of the first embodiment. As shown in FIG. 1, it has a support 10 made of a plate-like body made of a SUS plate, a heat radiating sheet 30, and a support base 40 made of a heat radiating metal body. In the heat dissipation device of the present embodiment, the switching element 20 is elastically fixed to the support base 40 via the heat dissipation sheet 30 by the support 10.

支持具１０は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、本体部１１と、本体部１１の第１の辺から伸長する第１〜第３の支持片１２ａ、１２ｂ，１２ｃと、本体部１１の第１の辺に対向する第２の辺に設けられた取付け片１３とを具備し、ビス１４によって、支持台４０に固定されている。支持具１０は取付け片１３およびビス１４によって支持台４０への熱接触および機械的固定が達成される。そして、放熱対象となるスイッチング素子２０は、第１の面２０Ａが放熱シートを介して支持台に当接するように搭載され、第２の面２０Ｂ上を第１〜第３の支持片１２ａ〜１２ｃで弾性的に固定される。支持具１０は、突出点を第１〜第３の作用点Ｐ_a，Ｐ_b，Ｐ_Cとしてスイッチング素子２０を第１〜第３の支持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって弾性的に固定する。第１〜第３の支持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃはそれぞれ同一の基準線１５上に位置する第１およびから第２の支点Ｐ₀を有し、第１の作用点Ｐ_a〜第３の作用点Ｐ_b，Ｐ_Cが第２の面２０Ｂに対し等荷重で押圧力を印加する。なお、スイッチング素子２０は直方体の樹脂パッケージであり、樹脂パッケージから導出された外部接続用のリード２１を有し、図示しない外部回路との接続がなされる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the support tool 10 includes a main body portion 11, first to third support pieces 12 a, 12 b, 12 c extending from the first side of the main body portion 11, And a mounting piece 13 provided on a second side facing the first side of the main body 11, and is fixed to the support base 40 by screws 14. The support 10 is thermally contacted and mechanically fixed to the support base 40 by the mounting piece 13 and the screw 14. The switching element 20 to be radiated is mounted so that the first surface 20A comes into contact with the support base via the heat radiation sheet, and the first to third support pieces 12a to 12c are mounted on the second surface 20B. It is elastically fixed with. Support 10, the first to third working point P _a protruding point, P _b, P _C as the switching element 20 first to third supporting pieces 12a, 12b, elastically secured by 12c. First to third supporting pieces 12a, 12b, 12c each having a first and a second supporting point P ₀ is located on the same reference line 15, the first point of action P _a ~ third action point P _b, to apply a pressing force in equal load P _C Whereas the second surface 20B. The switching element 20 is a rectangular parallelepiped resin package, and has external connection leads 21 led out from the resin package, and is connected to an external circuit (not shown).

支持具１０は、板厚ｈのＳＵＳ板を打ち抜き加工によって形状加工し、支点Ｐ₀を含む基準線１５に沿って折り曲げ形成される。第１の支持片１２ａと、第１の支持片１２ａの両側に位置する第２および第３の支持片１２ｂ，１２ｃとは、それぞれの幅に応じて長さが決定されている。第１の作用点Ｐ_a、第２の作用点Ｐ_b，および第３の作用点Ｐ_cが第２の面２０Ｂに対し等荷重で押圧力を印加する。各作用点には図５（ｃ）に要部拡大断面図を示すように、各支持片の先端をプレス加工で突出させた突出部Ｗ₁を形成し、スイッチング素子２０の第２の面２０Ｂ上の３点を押圧する。 The support 10 is formed by punching a SUS plate having a thickness h and bending it along a reference line 15 including the fulcrum P ₀ . The lengths of the first support piece 12a and the second and third support pieces 12b and 12c located on both sides of the first support piece 12a are determined according to their widths. First working point P _a, a second working point P _b, and the third point of action P _c applies a pressing force with equal load to the second surface 20B. As shown in the enlarged cross-sectional view of the main part in FIG. 5C, each action point is formed with a protrusion W _{1 in} which the tip of each support piece protrudes by press working, and the second surface 20 B of the switching element 20. Press the top three points.

第１の支持片１２ａは、幅ｂ_a、長さＬ_aの矩形状片であり、第２の支持片１２ｂは_、幅ｂ_b、長さＬ_bの矩形状片であり、第３の支持片１２ｃは_、幅ｂ_c、長さＬ_cの矩形状片である。幅および長さはいずれも有効幅および有効長とし、長さは基準線１５からそれぞれの作用点を構成する突出部Ｗ₁までの長さとする。 The first support piece 12a is _a rectangular piece having a width b _a and a length La, and the second support piece 12b is a rectangular piece having _a width b _b and a length L _b , and a third support piece. piece 12c _is a rectangular piece of a width b _c, the length L _c. Both the width and the length are the effective width and the effective length, and the length is the length from the reference line 15 to the projecting portion W ₁ constituting each action point.

本実施の形態においても図５（ａ）および（ｂ）において、各作用点に荷重を均一に加えるためには、支点から、第１の支持片１２ａと、第２および第３の支持片１２ｂ，１２ｃの押さえ部である第１の作用点Ｐ_a、第２の作用点Ｐ_b，第３の作用点Ｐ_cまでの長さＬ_a,Ｌ_b,Ｌ_cと、各支持片の幅ｂ_a,ｂ_b,ｂ_cの比をＬ_a：Ｌ_b：Ｌ_c＝ｂ_a：ｂ_b：ｂ_cとすることで荷重を均一に加えることができる。上記比例式は、支持具の形状が、図５（ａ）および（ｂ）に示す形状以外の場合にも適用できる。本実施の形態の支持具１０では、３点で均等に押圧する形状としているが、押圧する点すなわち作用点が変化しても、長さと幅の比を設定することで、どの形状においても荷重を均一に加えることができる。ただし、荷重を加える各支持片の支点が同一の基準線１５上にあり、各支点で各支持片の幅が距離の比率と同じとなるように形成する必要がある。 Also in the present embodiment, in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in order to apply a load uniformly to each action point, the first support piece 12a and the second and third support pieces 12b from the fulcrum. , 12c, the lengths L _a , L _b , L _c to the first action point P _a , the second action point P _b , the third action point P _c , and the width b of each support piece. _a, _b b, b a ratio of _{_{_{c L a: L b: L}}} c = b a: b b: can be applied uniformly to the load by a b _c. The above proportional expression can also be applied to cases where the shape of the support is other than the shapes shown in FIGS. In the support tool 10 according to the present embodiment, the shape is pressed evenly at three points. However, even if the point to be pressed, that is, the point of action changes, the length / width ratio is set so that the load can be applied to any shape. Can be added uniformly. However, the fulcrum of each support piece to which a load is applied is on the same reference line 15, and the width of each support piece must be the same as the distance ratio at each fulcrum.

本実施の形態では、パワー素子の長さをｌとしたとき、
Ｌ_a＝３/４ｌ，Ｌ_b＝２/４ｌ，Ｌ_c＝１/４ｌ・・・・・・・・・（８）
となるため式（７）と式（８）とより、
１：１：１=３/ｂ_a：２/ｂ_b：１/ｂ_c ・・・・・・・・・（９）
次式(１０)を満たすときつまり、
ｂ_a：ｂ_b：ｂ_c=３：２：１・・・・・・・・・（１０）
とすることで荷重が均一に印加される。 In the present embodiment, when the length of the power element is l,
L _a = 3/4 l, L _b = 2/4 l, L _c = 1/4 l (8)
Therefore, from Equation (7) and Equation (8),
1: 1: 1 = 3 / b _a : 2 / b _b : 1 / b _c (9)
When the following equation (10) is satisfied, that is,
b _a : b _b : b _c = 3: 2: 1 (10)
Thus, the load is applied uniformly.

以上説明してきたように、本実施の形態によれば、均一な荷重の印加される３つの作用点すなわち第１の作用点Ｐ_a〜第３の作用点Ｐ_cをもつ第１の支持片１２ａと、第２の支持片１２ｂと、第３の支持片１２ｃとによって、スイッチング素子２０の第２の面２０Ｂが弾性的に押圧される。従って、スイッチング素子２０の第１の面２０Ａは放熱シート３０を介して支持台４０に押圧される。 The first support piece 12a having the above As described, according to this embodiment, even three points of action of the applied load or first point of action P _a ~ third working point P _c The second surface 20B of the switching element 20 is elastically pressed by the second support piece 12b and the third support piece 12c. Accordingly, the first surface 20 </ b> A of the switching element 20 is pressed against the support base 40 via the heat dissipation sheet 30.

なお第１〜第３の支持片の先端は、先端に突出部を形成するようにプレス加工がなされ、突出部がスイッチング素子の第２の面に当接するため、より確実な点接触が実現される。また別材料を追加することなく形成されているため、曲げ応力を一定にするための演算も容易である。 Note that the tips of the first to third support pieces are pressed so as to form a protruding portion at the tip, and the protruding portion contacts the second surface of the switching element, so that more reliable point contact is realized. The Moreover, since it is formed without adding another material, the calculation for making the bending stress constant is easy.

支持具１０については、各支持片の幅と長さとを演算により求め、幅に対する長さの比が等しくなるように形成することで、半導体装置を均一な荷重で押圧することが可能となる。従って、設計も容易である。 The support 10 is obtained by calculating the width and length of each support piece, and formed so that the ratio of the length to the width is equal, whereby the semiconductor device can be pressed with a uniform load. Therefore, design is also easy.

実施の形態３．
図６は、実施の形態３の放熱装置の支持具の上面図である。本実施の形態でも実施の形態１と同様、放熱対象は、パワーＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子である。本実施の形態の放熱装置は、支持具の支持片が、内部支持片１２qと内部支持片１２qの外側をコの字状に覆う外部支持片１２ｐとで構成され、各支持片に作用点Ｐ_q、Ｐ_pが設けられた点で実施の形態１と異なる。形状の違い以外は実施の形態２の放熱装置と同様の構成である。図１に示したのと同様に、ＳＵＳ板で構成された板状体を折り曲げ加工した板バネからなる支持具１０と、放熱シート３０と、放熱性の金属体からなる支持台４０とを有する。本実施の形態の放熱装置では、支持具１０によって、放熱シート３０を介して、スイッチング素子２０を、支持台４０に、弾性的に固定する。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a top view of the support of the heat dissipation device of the third embodiment. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the heat dissipation target is a switching element made of a power MOS transistor. In the heat dissipation device according to the present embodiment, the support piece of the support is composed of an internal support piece 12q and an external support piece 12p that covers the outside of the internal support piece 12q in a U-shape. _The difference from Embodiment 1 is that _q and P _p are provided. Except for the difference in shape, the configuration is the same as that of the heat dissipation device of the second embodiment. As shown in FIG. 1, a support 10 made of a leaf spring obtained by bending a plate-like body made of a SUS plate, a heat radiating sheet 30, and a support base 40 made of a heat radiating metal body are included. . In the heat dissipation device of the present embodiment, the switching element 20 is elastically fixed to the support base 40 via the heat dissipation sheet 30 by the support 10.

本実施の形態においても図６において、各作用点に荷重を均一に加えるためには、支点から、外部支持片１２ｐと、内部支持片１２ｑの押さえ部であるＰ_q、Ｐ_pまでの長さＬ_a,Ｌ_bと、形状とに基づく断面係数を算出し各支持片の幅ａ,ｂを演算で求める。 6 also in this embodiment, the length of to apply a load uniformly to each point of action, from the fulcrum, the outer support piece 12p, P _q, until P _p is the pressing portion of the inner support piece 12q The section modulus based on L _a , L _b and the shape is calculated, and the width a, b of each support piece is obtained by calculation.

本実施の形態においては、演算式は複雑であるが、各支持片の幅ａ,ｂの比を算出することで長さＬ_a,Ｌ_bを算出し、荷重を均一に加えることができる。また各支持片の幅ａ,ｂを部分的に変化させることも可能である。なお、スイッチング素子２０は直方体の樹脂パッケージであり、樹脂パッケージから導出された外部接続用のリード２１を有し、図示しない外部回路との接続がなされる。 In the present embodiment, although the arithmetic expression is complicated, the lengths L _a and L _b can be calculated by calculating the ratio of the widths a and b of the support pieces, and the load can be applied uniformly. It is also possible to partially change the widths a and b of the support pieces. The switching element 20 is a rectangular parallelepiped resin package, and has external connection leads 21 led out from the resin package, and is connected to an external circuit (not shown).

実施の形態４．
図７は、実施の形態４の放熱装置の支持具の上面図である。本実施の形態も実施の形態１と同様、パワーＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子の放熱のための放熱装置である。本実施の形態の放熱装置は、支持具の支持片が、１対の内部支持片１２ｓと、各内部支持片１２ｓの外側を覆う外部支持片１２Ｒとで構成され、各支持片に１対の作用点Ｐ_s、Ｐ_Rが設けられた点で実施の形態１、３と異なる。形状の違い以外は実施の形態１、３の放熱装置と同様の構成である。図１に示したのと同様に、ＳＵＳ板で構成された板状体からなる支持具１０と、放熱シート３０と、放熱性の金属体からなる支持台４０とを有する。板状体は板バネを構成する。本実施の形態の放熱装置では、支持具１０によって、放熱シート３０を介して、スイッチング素子２０を、支持台４０に、弾性的に固定する。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a top view of the support of the heat dissipation device of the fourth embodiment. As in the first embodiment, the present embodiment is also a heat dissipation device for radiating heat from the switching element composed of a power MOS transistor. In the heat dissipation device of the present embodiment, the support piece of the support is configured by a pair of internal support pieces 12s and an external support piece 12R that covers the outside of each internal support piece 12s. It differs from the first and third embodiments in that action points P _s and P _R are provided. Except for the difference in shape, the configuration is the same as that of the heat dissipation device of the first and third embodiments. As shown in FIG. 1, it has a support 10 made of a plate-like body made of a SUS plate, a heat radiating sheet 30, and a support base 40 made of a heat radiating metal body. The plate-like body constitutes a leaf spring. In the heat dissipation device of the present embodiment, the switching element 20 is elastically fixed to the support base 40 via the heat dissipation sheet 30 by the support 10.

本実施の形態においても図７において、各作用点に荷重を均一に加えるためには、支点から、１対の外部支持片１２Ｒと、１対の内部支持片１２Ｓの押さえ部であるＰ_R、Ｐ_Sまでの長さＬ_a, Ｌ_bと、形状とに基づく断面係数を算出し、各支持片の幅ａ,ｂを演算で求める。 Also in the present embodiment, in FIG. 7, in order to apply a load uniformly to each action point, P _R that is a pressing portion of the pair of external support pieces 12R and the pair of internal support pieces 12S from the fulcrum, The section modulus based on the lengths L _a and L _b up to P _S and the shape is calculated, and the widths a and b of the respective support pieces are obtained by calculation.

本実施の形態においては、演算式は複雑であるが、各支持片の幅ａ,ｂの比を算出することで荷重を均一に加えることができる。なお、スイッチング素子２０は直方体の樹脂パッケージであり、樹脂パッケージから導出された外部接続用のリード２１を有し、図示しない外部回路との接続がなされる。 In the present embodiment, the arithmetic expression is complicated, but the load can be applied uniformly by calculating the ratio of the widths a and b of the support pieces. The switching element 20 is a rectangular parallelepiped resin package, and has external connection leads 21 led out from the resin package, and is connected to an external circuit (not shown).

実施の形態５．
図８（ａ）は、実施の形態５の放熱装置の支持具の上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。本実施の形態も実施の形態１と同様、パワーＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子の放熱のための放熱装置である。本実施の形態の放熱装置は、弾性材からなる支持具１０の第１および第２の支持片が、それぞれ第１のリブ１６ａと第２のリブ１６ｂとを有している点で実施の形態１の放熱装置と異なる。他部については実施の形態１と同様である。支持具１０は、板厚ｈのＳＵＳ板をプレス加工によって形状加工し、支点Ｐを含む基準線１５に沿って折り曲げ形成される。幅Ｚ_aの第１の支持片１２ａと、第１の支持片１２ａの両側に位置する幅Ｚ_bの２つの第２の支持片１２ｂ₁，１２ｂ₂とは、それぞれの幅に応じて長さが決定されている。第１の作用点Ｐ_m第２の作用点Ｐ_n，Ｐ_nが第２の面２０Ｂに対し等荷重で押圧力を印加する。各作用点には熱伝導性の良好な金属製の突起Ｗ₀が装着され、スイッチング素子２０の第２の面２０Ｂ上の点を押圧する。 Embodiment 5 FIG.
Fig.8 (a) is a top view of the support tool of the thermal radiation apparatus of Embodiment 5, FIG.8 (b) is DD sectional drawing of Fig.8 (a). As in the first embodiment, the present embodiment is also a heat dissipation device for radiating heat from the switching element composed of a power MOS transistor. The heat dissipation device of the present embodiment is an embodiment in that the first and second support pieces of the support 10 made of an elastic material each have a first rib 16a and a second rib 16b. 1 different from the heat dissipation device. Other parts are the same as those in the first embodiment. The support 10 is formed by bending a SUS plate having a thickness h by press working and bending it along a reference line 15 including a fulcrum P. A first support piece 12a of a width Z _a, ₁ 2 one second support piece 12b, and the 12b _2, the length depending on the respective width of the width Z _b positioned on both sides of the first support piece 12a Has been determined. The first action point _{Pm and} the second action points _Pn and _Pn apply a pressing force to the second surface 20B with an equal load. A metal protrusion W ₀ having good thermal conductivity is attached to each action point, and presses a point on the second surface 20 B of the switching element 20.

リブを加えたことにより、支持具１０の強度が増すという効果が得られる。またリブの存在により、支持片の長さ方向の剛性が高くなり、撓みを抑制し、支点から作用点までの間で支持片に撓みが生じるのを抑制することができ、また、リブの形状により断面係数を変えることができるため、支点から作用点までの長さＬや支点部の支持片の幅を調整することが可能となる。すなわち、任意の半導体装置に対する最適な固定用の支持具を備えた放熱装置を提供することが容易になる。 By adding a rib, the effect that the intensity | strength of the support tool 10 increases is acquired. In addition, the presence of the rib increases the rigidity of the support piece in the longitudinal direction, suppresses bending, and suppresses bending of the support piece from the fulcrum to the action point. Therefore, the length L from the fulcrum to the action point and the width of the support piece at the fulcrum part can be adjusted. That is, it becomes easy to provide a heat dissipation device including an optimal fixing support for an arbitrary semiconductor device.

第１および第２の支点を含むように、第１および第２のリブを有し、リブの高さおよび幅を調整することで断面係数を調整することができ、より設計が容易となる。また、リブの形成位置および方向を調整することで、支持片の剛性を高め、撓みを低減することも可能である。 Having the first and second ribs so as to include the first and second fulcrums, the section modulus can be adjusted by adjusting the height and width of the ribs, and the design becomes easier. Further, by adjusting the formation position and direction of the ribs, it is possible to increase the rigidity of the support piece and reduce the bending.

比較のために、図９に特許文献１の、放熱装置を示す。パワー半導体装置であるスイッチング素子１２０の固定は、スイッチング素子１２０、線接触する突起部１１２ｐを備えた固定部１１３で放熱シート１３０を介してヒートシンク１４０に押えつける構造が開示されている。１１４はボルトである。上記構成のように、線接触では、放熱性は、スイッチング素子１２０の押え付け位置、スイッチング素子１２０に接する放熱シート１３０の密度、弾性を有する固定部１１３の固定面の平面度などの表面状態に依存する。上記理由から従来の放熱装置では、放熱されるべきスイッチング素子１２０を垂直に押え付けることが出来ず、スイッチング素子１２０に均一な圧力が加わりにくい。これに対し、本実施の形態によれば、スイッチング素子を均一な荷重で押圧することができるため、スイッチング素子と支持台との接触圧力が均一となり、熱伝導が安定し、発熱によるスイッチング素子などの半導体装置の故障を抑制することができる。 For comparison, FIG. 9 shows a heat radiating device of Patent Document 1. For the fixing of the switching element 120 which is a power semiconductor device, there is disclosed a structure in which the switching element 120 is pressed against the heat sink 140 via the heat dissipation sheet 130 by a fixing portion 113 having a protruding portion 112p in line contact. 114 is a bolt. As in the above configuration, in the line contact, the heat dissipation is a surface state such as the pressing position of the switching element 120, the density of the heat dissipation sheet 130 in contact with the switching element 120, and the flatness of the fixing surface of the fixing portion 113 having elasticity. Dependent. For the above reasons, in the conventional heat dissipation device, the switching element 120 to be radiated cannot be pressed vertically, and a uniform pressure is not easily applied to the switching element 120. On the other hand, according to the present embodiment, the switching element can be pressed with a uniform load, so that the contact pressure between the switching element and the support base becomes uniform, the heat conduction is stable, the switching element due to heat generation, etc. The failure of the semiconductor device can be suppressed.

なお、実施の形態１，２では、比較的形状の簡単な支持具を用い、曲げ応力の算出が容易なものについて説明したが、複雑な形状の支持具の場合も、改めて演算をしておくことで、実現可能である。いかなる場合も、支持片の曲げモーメントと断面係数を算出することで、曲げ応力が一定となるように、当該位置での支持片の形状を決定し、均一な支持を実現することが可能となる。 In the first and second embodiments, the support tool having a relatively simple shape is used and the bending stress can be easily calculated. However, in the case of a support tool having a complicated shape, the calculation is performed again. This is feasible. In any case, by calculating the bending moment and section modulus of the support piece, it is possible to determine the shape of the support piece at the position so that the bending stress is constant and to achieve uniform support. .

また、実施の形態１〜５では、金属板で形成した支持具について説明したが、金属板に限定されるものではなく、シリコーン樹脂シートなどの熱伝導性および弾性を有する板状体を用いてもよい。また本体部と、支持片とを一体的に形成したが、別途形成し、接合しても良い。また、本体部を肉厚とし支持片を肉薄とするなど、本体部と支持片との板厚を変えることも可能である。 Moreover, although Embodiment 1-5 demonstrated the support formed with the metal plate, it is not limited to a metal plate, It uses the plate-shaped body which has thermal conductivity and elasticity, such as a silicone resin sheet. Also good. Moreover, although the main-body part and the support piece were integrally formed, you may form separately and may join. It is also possible to change the plate thickness between the main body part and the support piece, such as making the main body part thick and the support piece thin.

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施の形態は、他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施の形態や実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明と該発明の均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, the embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and modifications of the embodiments are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope of the invention.

１０支持具、１１本体部、１２ａ第１の支持片、１２ｂ₁，１２ｂ₂，１２ｂ第２の支持片、１２ｃ第３の支持片、１３取付け片、１４ビス、１５基準線、１６ａ第１のリブ、１６ｂ第２のリブ、Ｐ_a 第１の作用点、Ｐ_b1，Ｐ_b2 第２の作用点、２０スイッチング素子、２０Ａ第１の面、２０Ｂ第２の面、２１リード、Ｗ₀ 突起、Ｗ₁ 突出部、３０放熱シート、４０支持台、１１２ｐ突起部、１１３固定部、１２０スイッチング素子、１３０放熱シート、１４０ヒートシンク。 10 support, 11 the body portion, 12a first support piece, 12b _1, 12b _2, 12b second support piece, 12c third support piece, 13 mounting pieces, 14 bis, 15 baseline, 16a first ribs, 16b second rib, P _a first working point, P _b1, P _b2 second action point, 20 switching devices, 20A first surface, 20B second surface, 21 leads, W ₀ protrusions, W ₁ protrusion, 30 heat dissipation sheet, 40 support, 112p protrusion, 113 fixing portion, 120 switching element, 130 heat dissipation sheet, 140 heat sink.

Claims

A support base;
A semiconductor device mounted so that the first surface abuts on the support base is a semiconductor device with the first and second points on the second surface facing the first surface of the semiconductor device as working points. A support comprising first and second support pieces for elastically fixing the device;
Have
The first and second support pieces have first and second fulcrums located on the same straight line, and the first and second action points apply a pressing force to the second surface with an equal load. A heat dissipation device.

The heat radiating device according to claim 1, wherein the support is configured by a leaf spring.

By calculating the bending moment M and the section modulus Z of the support piece, the shape of the support piece at the position is determined so that the bending stress σ represented by the following equation (1) is constant. The heat dissipating device according to claim 1 or 2, characterized in that
σ = M / Z (1)

The first and second support pieces are rectangular pieces having a length L, a width b, and a constant plate thickness from a reference line connecting the first and second fulcrums,
The heat dissipation device according to claim 3, wherein a ratio of the width b to the length L is constant.

The first and second support pieces have protrusions attached to the tips;
The heat dissipation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the protrusion abuts on the second surface of the semiconductor device.

The tips of the first and second support pieces are projecting portions having projecting points at the tips,
The heat dissipation device according to any one of claims 2 to 4, wherein the protruding point is in contact with the second surface of the semiconductor device.

The first and second supports are:
Having first and second ribs to include the first and second fulcrums;
The heat dissipation device according to claim 2, wherein the section modulus is adjusted by adjusting the height and width of the rib.