JP2022145648A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リード部間を仕切る凸部をモールド樹脂に形成することなく、リード部間の絶縁距離を確保することができ、生産コストを削減することができる電子装置を得る。【解決手段】電子装置１は、配線基板３と、本体部７１及び本体部７１から延びる複数のリード部７２を有する半導体素子７とを備え、複数のリード部７２を配線基板３に挿通させた状態で半導体素子７が配線基板３に実装される電子装置１であって、リード部７２が挿通された状態で配線基板３に実装された半導体素子７と配線基板３との間に配置される樹脂製のスペーサ部材８を備え、スペーサ部材８は、複数のリード部７２が挿通される基部８１と、複数のリード部７２を囲むように基部８１から立設された側壁部８２と、基部８１及び側壁部８２によって形成され、絶縁材料Ｘを配置するための内部空間Ｓと、を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、電子装置に関する。

特許文献１には、電子部品（半導体部品）の本体部（モールド樹脂）から延びる複数のリード部の間に配置される凸部（壁部）を本体部に形成し、この凸部によりリード部間の絶縁距離を確保する構成が開示されている。

特開平８－０９７３３３号公報

上記特許文献１に記載された技術では、リード部の間に凸部を形成するために専用の設備や専用の成形型が必要となる。また、複数の種類の電子部品に凸部を形成する場合、種類毎に成形型を作る必要がある。従って、上記先行技術では製造設備への投資が高額になるため、生産コストを下げることが難しいという課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、リード部間を仕切る凸部をモールド樹脂に形成することなく、リード部間の絶縁距離を確保することができ、生産コストを削減することができる電子装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る電子装置は、配線基板と、本体部及び前記本体部から延びる複数のリード部を有する電子部品とを備え、前記複数のリード部を前記配線基板に挿通させた状態で前記電子部品が前記配線基板に実装される電子装置であって、前記リード部が挿通された状態で前記配線基板に実装された前記電子部品と前記配線基板との間に配置される樹脂製のスペーサ部材を備え、前記スペーサ部材は、前記複数のリード部が挿通される本体部と、前記複数のリード部を囲むように前記本体部から立設された側壁部と、前記本体部及び前記側壁部によって形成され、絶縁材料を配置するための内部空間と、を有する。

本発明に係る電子装置によれば、電子部品と配線基板との間に樹脂製のスペーサ部材が配置されている。電子部品は、本体部から延びる複数のリード部を有しており、複数のリード部は、スペーサ部材の基部に挿通されている。スペーサ部材は、基部及びリード部を囲む側壁部によって形成される内部空間を有しており、当該内部空間に絶縁材料を配置することができる。内部空間に絶縁材料を配置すると、リード部間に絶縁材料が配置されて、絶縁距離を確保することができる。従って、リード部間を仕切る凸部を本体部（モールド樹脂）に形成することなく、リード部間の絶縁距離を確保することができる。また、専用の設備や専用の成形型が必要ではないため、生産コストを削減することができる。

本実施形態に係る電子装置の分解斜視図である。 本実施形態に係る電子部品アッセンブリの正面図である。 本実施形態に係る電子部品アッセンブリの背面図である。 本実施形態に係る電子部品アッセンブリの分解斜視図である。 本実施形態に係るスペーサ部材の（Ａ）正面図、（Ｂ）背面図、（Ｃ）側面図、（Ｄ）底面図（下面図）、及び（Ｅ）平面図である。 本実施形態に係る電子部品アッセンブリが実装された配線基板の平面図である。 本実施形態に係るスペーサ部材の第１の変形例を示す斜視図である。 本実施形態に係るスペーサ部材の第２の変形例を示す斜視図である。 （Ａ）は、本実施形態に係るスペーサ部材の第３の変形例を示す斜視図であり、（Ｂ）は側面図である。 本実施形態に係るスペーサ部材の第４の変形例を示す分解斜視図である。 第４の変形例に係るスペーサ部材の部分断面図であって、（Ａ）は、電子部品を取り付ける前の状態の絶縁材料を示しており、（Ｂ）は、電子部品が取り付けられた後の状態の絶縁材料を示している。 第４の変形例に適用された絶縁材料の他のバリエーションを示す斜視図である。 他のバリエーションに係る絶縁材料を電子部品に装着する方法を説明するための図であって、絶縁材料を図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿って切断した断面で示す部分断面図である。 絶縁材料と電子部品とが、スペーサ部材に装着された状態を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について図１～図６を参照して説明する。本実施形態では、説明の便宜上、各図中に適宜示す上下、左右、前後の矢印で示す方向を、それぞれ上下方向、左右方向、前後方向と定義して説明する。また、各図中においては、図面を見易くするため、一部の符号を省略している場合がある。

図１に示すように、電子装置１は、ケース２と、ケース２の内部に収容される配線基板３と、ケース２に装着されるコネクタ４と、ケース２の開口を塞ぐ蓋体５を備える。配線基板３は、前後方向及び左右方向に所定の幅を有し、上下方向に所定の厚みを有する矩形板状のプリント配線板である。配線基板３の下面である実装面３Ａには、複数の電子部品が実装されている。配線基板３には、複数の電子部品の一例として、ＣＰＵ等の複数の回路素子を含む図示しない制御部と、半導体素子７（図２参照）を備える電子部品アッセンブリ６とが実装されている。図１等では、１つの電子部品アッセンブリ６のみが実装面３Ａに実装された状態を示しているが、実際には複数の電子部品アッセンブリ６が実装面３Ａに実装されている。また、配線基板３の上面にも種々の電子部品が実装されている。制御部と、各半導体素子７は、配線基板３に形成された配線パターンによって電気的に接続されている。これらの半導体素子７は、制御部の制御により、整流回路の整流素子や、インバータ回路のスイッチング素子等を構成可能である。

ケース２は、上方に開口した開口２１を有する箱状部材であり、一例として、アルミニウムや鉄などの金属で形成されている。ケース２は、前壁部２Ａ、後壁部２Ｂ、左壁部２Ｃ、右壁部２Ｄ及び底壁部２Ｅを備えている。ケース２の右壁部２Ｄには、二つのコネクタ装着部２２が形成されている。コネクタ装着部２２は、右壁部２Ｄを左右方向に貫通し、上方に開口した溝部である。コネクタ装着部２２には、コネクタ４が装着される。コネクタ４は、ハウジング４１とハウジング４１に設けられる図示しない接続端子を有している。コネクタ４は、接続端子の一端が配線基板３を上下に貫通した貫通孔３１に挿通されて半田付けされることにより、配線基板３に実装される。当該コネクタ４には、図示しない電源等と電気的に繋がるケーブルコネクタが接続される。

ケース２の内側の四隅には、底壁部２Ｅから立設された柱状の台座部２３が一体に設けられている。台座部２３の上には配線基板３の四隅が載置される。台座部２３には上下方向を軸方向とするネジ孔２４が形成されており、ネジ孔２４は、配線基板３の四隅を上下方向に貫通する取付孔３２と同軸的に配置されている。配線基板３は、台座部２３のネジ孔２４と配線基板３の取付孔３２にネジ３３が挿通されてケース２に固定されている。従って、配線基板３は、ケース２の底壁部２Ｅと離間して配置されている。

ケース２は、台座部２３の上面に一体に設けられた筒状のボス部２５を更に有する。このボス部２５の上には、ケース２の開口２１を塞ぐ矩形板状の蓋体５の四隅が載置される。ボス部２５は、蓋体５の四隅を上下方向に貫通する取付孔５１と同軸的に配置されている。蓋体５は、ボス部２５と蓋体５の取付孔５１にネジ５２が挿通されてケース２に固定

上述したように、電子装置１は、配線基板３の下面の実装面３Ａに実装された電子部品アッセンブリ６を備える。以下、図２～図６を参照して電子部品アッセンブリ６の詳細な構成を説明する。図２～図６では、説明の便宜のため、電子部品アッセンブリ６の姿勢を図１に示す配線基板３へ実装された状態の姿勢と上下逆にして示している。

図２～図４に示すように、電子部品アッセンブリ６は、半導体素子７と、半導体素子７のリード部７２を挿通させるスペーサ部材８と、半導体素子７に固定されたヒートシンク９と、を備えている。半導体素子７は、ＭＯＳＦＥＴや、サイリスタ、ダイオード等で構成されている。半導体素子７は、ブロック状の本体部７１と、本体部７１から延びる三つのリード部７２（Ａ～Ｃ）とを有している。本体部７１は、内部に図示しない半導体チップが封入されており、半導体チップの周囲をブロック状の樹脂でモールドすることにより構成されている。半導体チップは、三つのリード部７２と電気的に接続されている。

本体部７１の外形は、概ね前後方向に扁平な長方形状に形成されている。本体部７１の前面は、上方側の部分が前方に突出した突出部７１Ａを有して段差形状になっている。本体部７１の下方側の部分には、前後方向に貫通する固定孔７３が形成されている。本体部７１の後面（ヒートシンク９の前面９１Ａと対向する面）は、平らに形成されており、ヒートシンク９の前面９１Ａに接触している。

図２に示すように、本体部７１の上面（三つのリード部７２が外部に突出する面）は、配線基板３の実装面３Ａ（下面）と対向している。それぞれのリード部７２は、本体部７１の上面から上方側に延在し、配線基板３を上下に貫通する三つのリード部挿通孔３４（図６参照）に挿通される。半導体素子７は、配線基板３のリード部挿通孔３４にリード部７２を挿通させた状態で配線基板３の実装面３Ａに形成された配線パターンにリード部７２を半田付けすることにより、配線基板３に実装される。すなわち、本実施形態の半導体素子７は、配線基板３及びケース２の底壁部２Ｅに対して直立した縦置きの姿勢で配置されている。半導体素子７をこのような縦置きの姿勢で配線基板３に実装すると、半導体素子が実装面に平行な横置きの姿勢で配置される構成と比較して、配線基板３の実装面方向（水平方向）の搭載スペースを縮小することができるという点で有利である。なお、本実施形態では半導体素子７は三つのリード部７２を有しているが、リード部７２の数、長さ、外形寸法は必要に応じて適宜設定されるものである。

図４及び図５に示すように、スペーサ部材８は、前後方向に扁平な樹脂製のブロック体で構成されており、基部８１と、側壁部８２と、一対の案内壁部８３と、二つの第１壁部８４と、一つの第２壁部８６と、を有している。基部８１は、上下方向に所定の厚みを有する矩形板状部材であり、基部８１を上下方向に貫通する二つのスペーサ側挿通孔８１１を有している。二つのスペーサ側挿通孔８１１は左右方向に間隔を空けて形成されており、半導体素子７の三つのリード部７２（Ａ～Ｃ）のうち、左右のリード部７２Ａ，７２Ｃが二つのスペーサ側挿通孔８１１に挿通される。三つのリード部７２のうち中央のリード部７２Ｂは、左右のリード部７２Ａ，７２Ｃとの空間距離を確保するために、基部８１の前端に設けられた傾斜面８１Ａに案内されて、基部８１の前方側に引き出された状態で配線基板３に接続される。

基部８１の上面（スペーサ側挿通孔８１１を通って二つのリード部が外部に突出する面）は、配線基板３の下面の実装面３Ａと対向して配置される。電子部品アッセンブリ６を配線基板３に実装した状態では、配線基板３の実装面３Ａに基部８１の上面が当接し、半導体素子７と配線基板３との間に樹脂製のスペーサ部材８が配置される。

基部８１の下面（配線基板３と対向する面の反対側の面）には、基部８１の周縁から下方側（半導体素子側）へ立設された側壁部８２が一体に設けられている。側壁部８２は、後方側の壁部を構成する後壁部８２１と、左右両側の壁部を構成する横壁部８２２を有し、上下方向から見て前方側に開口した矩形枠状に形成されている。後壁部８２１は、前後方向に所定の厚みを有し、基部８１の後端から下方側（半導体素子側）に立設している。左右一対の横壁部８２２は、基部の左右両端から下方側（半導体素子側）に立設され、前後方向の後端が後壁部８２１の左側端部と右側端部にそれぞれ接続されている。

図２に示すように、スペーサ部材８を半導体素子７に装着した状態では、半導体素子７の本体部７１が側壁部８２に載置される。本実施形態では、本体部７１を側壁部８２の規定の位置に案内するために、スペーサ部材８は、側壁部８２から下方側（半導体素子７側）へ立設された一対の案内壁部８３を有している。

一対の案内壁部８３は、側壁部８２において、左右一対の横壁部８２２の下側面から下方側に立設され、半導体素子７側へ伸びている。一対の案内壁部８３を上下方向から見ると、互いに向かい合って配置されたＬ字状の壁部となっている。具体的に、一対の案内壁部８３は、左右両側の壁部を構成する側方案内部８３１と前方側の壁部を構成する前方案内部８３２を備えている。電子部品アッセンブリ６を組み立てる際は、一対の案内壁部８３の間に半導体素子７の本体部７１を挿入して半導体素子７の位置決めが行われる。即ち、一対の案内壁部８３の間に本体部７１を挿入すると、突出部７１Ａの左右方向の両側面と、前面の左右両側が一対の案内壁部８３の内側面に当接する。この状態で、本体部７１を一対の案内壁部８３に沿って摺動させると、左右に配置された二つのリード部７２Ａ，７２Ｃを基部８１のスペーサ側挿通孔８１１に容易に案内することができる。

半導体素子７の本体部７１が側壁部８２に載置されると、側方案内部８３１によって半導体素子７の本体部７１（突出部７１Ａ）における左右方向の両側面が覆われ、前方案内部８３２によって本体部７１の前面の左右両側が覆われる。即ち、半導体素子７の本体部７１は、左右両側及び前方側から一対の案内壁部８３に支持されるため、半導体素子７がスペーサ部材８に保持されて、スペーサ部材８に対する半導体素子７の位置決めが安定する。従って、内部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に後述する絶縁材料Ｘを充填する工程（リード部間の絶縁工程）を容易にすることができる。

スペーサ部材８を半導体素子７に装着した状態では、半導体素子７の本体部７１とスペーサ部材８の基部８１との間において、基部８１から立設された側壁部８２が基部８１に挿通されたリード部７２を囲うように配置される。換言すると、基部８１と側壁部８２によってスペーサ部材８に形成された内部空間Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）に三つのリード部７２の基端側が配置されている。この内部空間Ｓは、リード部７２の基端側を外部に露出させるように前方側に開口した充填口８７を有しており、充填口８７から絶縁材料Ｘを充填することが可能になっている。充填口８７から内部空間Ｓに絶縁材料Ｘを充填することにより、リード部７２間に絶縁材料Ｘが充填され、リード部７２間の絶縁距離を確保している。絶縁材料Ｘは、例えばシリコン等の絶縁材料で構成された接着剤とされており、充填口８７から絶縁材料Ｘを充填すると、リード部７２間の絶縁距離を確保すると同時に、半導体素子７とスペーサ部材８とを固定させることができる。

スペーサ部材８は、内部空間Ｓを区切る二つの第１壁部８４を有している。二つの第１壁部８４はそれぞれ、基部８１の下面から下方側（半導体素子７側）に立設し、左右方向に間隔を空けて配置されている。これらの第１壁部８４は、左右方向に所定の厚みを有する矩形板状を成しており、基部８１及び側壁部８２の後壁部８２１と一体に設けられている。二つの第１壁部８４は、それぞれが半導体素子７の三つのリード部７２の間に形成され、内部空間Ｓを三つの内部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に区切っている。三つの内部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれに一つのリード部７２が挿通されるため、内部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３毎に絶縁材料Ｘを充填することでリード部７２毎に絶縁距離を調整することが可能となっている。例えば、図２では、スペーサ部材８の中央に形成された内部空間Ｓ２に絶縁材料Ｘを充填することで、中央のリード部７２Ｂと、左右二つのリード部７２Ａ，７２Ｃとの間の絶縁距離を確保することができる。

スペーサ部材８は、基部８１の上面から上方側（配線基板３側）に立設された第２壁部８６を更に有している。第２壁部８６は、配線基板３の下面と対向する基部８１の上面に一体に設けられており、左右方向に所定の厚みを有し、上下方向に長尺な矩形板状に形成されている。第２壁部８６は、基部８１において二つのスペーサ側挿通孔８１１の間に形成されており、基部８１（スペーサ部材８）から上方側（配線基板３側）へ突出した半導体素子７の二つのリード部７２Ａ,７２Ｃの間に配置される。第２壁部８６は、二つのリード部７２Ａ，７２Ｃの突出部分の長さよりも上下方向の寸法が長く設定されている。この第２壁部８６は、配線基板３を上下方向に貫通する第２壁部挿通孔３５（図６参照）を通って、三つのリード部７２と共に配線基板３に挿通されている。配線基板３の上面側では、第２壁部８６の先端が、三つのリード部７２の先端よりも上方側へ突出している。従って、第２壁部８６の両側に配置された二つのリード部７２Ａ，７２Ｃの空間距離は、互いのリード部７２の先端同士を第２壁部８６の先端を迂回して繋ぐ経路の空間最短距離となる。従って、第２壁部８６の長さに応じて二つのリード部７２Ａ，７２Ｃの空間距離を調整することができ、リード部７２Ａ，７２Ｃの配線基板３を挿通した部分においても絶縁距離を確保することができる。

図６に示すように、配線基板３には、三つの長孔部が放射状に配置されたＹ字形状を成す第２壁部挿通孔３５が形成されている。第２壁部挿通孔３５の三つの長孔部はそれぞれ三つのリード部挿通孔３４の間に配置されている。スペーサ部材８の第２壁部８６は、第２壁部挿通孔３５において、リード部７２Ａ，７２Ｃが挿通するリード部挿通孔３４の間に配置された一つの長孔部に第２壁部８６が挿通されている。例えば、リード部７２Ａとリード部７２Ｂの間や、リード部７２Ｃとリード部７２Ｂの間の絶縁距離も第２壁部８６を用いて確保する場合は、第２壁部８６をＶ字断面又はＹ字断面の板状部材に形成して第２壁部挿通孔３５の二つ又は三つの長孔部に挿通させればよい。

上述したとおり、半導体素子７は、スペーサ部材８が装着された状態でヒートシンク９に固定されている。図４に示すように、ヒートシンク９は、アルミニウムや鉄などの金属で形成されたブロック体で構成されている。具体的に、ヒートシンク９は、ケース２の底壁部２Ｅから上方側に立設された縦壁部９１を有している。縦壁部９１は、左右方向及び上下方向に所定の幅を有し、前後方向を板厚方向とする矩形板状に形成されている。縦壁部９１の前面（板厚方向一方側の面）９１Ａには、平面部が形成されており、当該平面部に半導体素子７がネジ固定されている。具体的に、縦壁部９１は、前後方向に貫通する固定孔９２を有しており、半導体素子７の本体部７１に形成された固定孔７３に対応している。半導体素子７は、本体部７１の固定孔７３と縦壁部９１の固定孔９２にネジ９３が挿通されてヒートシンク９に固定されている。また、縦壁部９１の前面９１Ａの左右両側には、縦壁部９１から半導体素子７側に立設された一対の収容壁部９４が一体に設けられている。それぞれの収容壁部９４は、左右方向に所定の板厚を有する板状に形成されており、一対の収容壁部９４の間に半導体素子７とスペーサ部材８を収容可能に構成されている。一対の収容壁部９４は、半導体素子７の発熱を放熱するための放熱フィンも兼ねている。

図３に示すように、縦壁部９１の後面（板厚方向他方側の面）９１Ｂには、複数の放熱フィン９５が一体に形成されている。複数の放熱フィン９５は、左右方向に間隔を空けて配置されており、それぞれが、縦壁部９１の後面９１Ｂから後方側に立設され、左右方向を板厚方向とする板状に形成されている。後面９１Ｂの上部の中央には、ヒートシンク９から配線基板３側に突出したピン９６が固定されている。ピン９６は、後面９１Ｂの上部の中央で一対の放熱フィン９５の間に圧入されてヒートシンク９に固定されている。ピン９６は、配線基板３を上下方向に貫通するピン挿通孔３６に挿通されて、半田付けすることにより配線基板３に実装されている。これにより、ヒートシンク９は、半導体素子７及びスペーサ部材８と共に配線基板３に実装されている。

（作用並びに効果）
以上説明したように、本実施形態に係る電子装置１によれば、半導体素子７と配線基板３との間に樹脂製のスペーサ部材８が配置されている。半導体素子７は、本体部７１から延びる三つのリード部７２を有しており、三つのリード部７２は、スペーサ部材８の基部８１に挿通されている。スペーサ部材８は、基部８１及びリード部７２を囲む側壁部８２によって形成される内部空間Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を有しており、当該内部空間Ｓに絶縁材料Ｘ（図２参照）を充填することができる。内部空間Ｓに絶縁材料Ｘを充填すると、リード部７２間に絶縁材料Ｘを配置することができるため、リード部７２間の絶縁距離を確保することができる。従って、リード部７２間を仕切る凸部を本体部７１（モールド樹脂）に形成することなく、リード部７２間の絶縁距離を確保することができる。また、本体部７１に上記仕切り凸部を形成するための専用の設備や専用の成形型が必要ではないため、生産コストを削減することができる。

本実施形態では、スペーサ部材８において内部空間Ｓが半導体素子７のリード部７２を挿通させる基部８１と基部８１から立設された側壁部８２で形成されている。従って、リード部７２が配線基板３に挿通した状態で絶縁材料Ｘを充填した場合であっても、絶縁材料Ｘが配線基板３に付着しないため、絶縁材料Ｘの乾燥を待つことなく、他の電子部品を配線基板３に実装させることができる。従って、製造時間の短縮を図ることができる。

また、本実施形態では、二つの第１壁部８４によって区切られたそれぞれの内部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に絶縁材料Ｘを充填できるため、絶縁距離が不十分な場所へ部分的に絶縁材料Ｘを充填することがきる。従って、絶縁材料Ｘの余剰分を削減することができ、生産コストを削減することができる。

また、本実施形態では、二つの第１壁部８４のそれぞれが半導体素子７のリード部７２の間に形成されているため、スペーサ部材８の内部は、リード部７２毎に区切られた複数の内部空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成されている。従って、それぞれのリード部７２に印加される電圧に応じて絶縁距離を確保することができるため、絶縁材料Ｘの余剰分を効率よく削減することができる。

また、本実施形態によれば、スペーサ部材８は、第２壁部８６を有しており、第２壁部８６は、スペーサ部材８から配線基板３側へ突出した半導体素子７の二つのリード部７２の間に形成されている。第２壁部８６は二つのリード部７２の突出部分よりも長く設定されているため、二つのリード部７２と共に配線基板３に挿通されると、配線基板３側へ突出したリード部７２間の空間距離を確保することができる。従って、配線基板３の実装面３Ａと反対側の面（上面）においても、二つのリード部７２間の空間距離を確保することができ、当該絶縁距離の確保に別部材を要しないため、部品点数を減らし、生産コストを削減することができる。

また、本実施形態によれば、半導体素子７の本体部７１にヒートシンク９が固定されており、半導体素子７の熱をヒートシンク９に伝達して放熱することができる。ヒートシンク９は、半導体素子７及びスペーサ部材８と共に配線基板３に実装することがきる。即ち、半導体素子７、スペーサ部材８及びヒートシンク９が電子部品アッセンブリ６としてアッセンブリ化されており、製造時に半導体素子７の絶縁と放熱とを別工程で行うことを要しない。従って、製造工程を容易にすることができ、生産コストを削減することができる。

また、本実施形態によれば、絶縁材料Ｘが接着剤も兼ねるため、半導体素子７の絶縁を確保する工程と、半導体素子７をスペーサ部材８に固定する工程とを一工程で行うことができる。従って、製造工程を容易にすることができ、生産コストを削減することができる。

また、本実施形態によれば、スペーサ部材８において、絶縁材料Ｘの充填口８７は、スペーサ部材８の内部を通る半導体素子７の三つのリード部７２の基端側を外部に露出させるように内部空間Ｓを一方に開口して設けられている。従って、スペーサ部材８の内部を通るリード部７２を目視しながら絶縁材料Ｘを充填することができるため、リード部７２間の絶縁工程を容易にすることができる。

以下、図７を参照して、上記実施形態のスペーサ部材８の第１の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。上記実施形態では、スペーサ部材８の内部空間Ｓを第１壁部８４で区切る構成としたが、本発明はこれに限らない。図７に示すように、スペーサ部材に第１壁部を設けない構成とし、スペーサ部材の内部に一つの内部空間Ｓが形成される構成としてもよい。

図７に示すスペーサ部材１００は、半導体素子７のリード部７２が挿通する基部１０１と基部１０１から立設された側壁部１０２を有し、基部１０１と側壁部１０２によってスペーサ部材１００の内部に内部空間Ｓが形成されている。側壁部１０２には、側壁部１０２の下側面から半導体素子７側に立設された一対の案内壁部１０３が一体に設けられている。配線基板３と対向する基部１０１の上側面には、スペーサ部材１００から突出したリード部７２と共に配線基板３に挿通される第２壁部１０４が一体に設けられている。スペーサ部材１００の基部１０１、側壁部１０２及び案内壁部１０３、第２壁部１０４は、上記実施形態の基部８１、側壁部８２、案内壁部８３及び第２壁部８６にそれぞれ相当する構成である。基部１０１には、基部１０１を上下方向に貫通するスペーサ側挿通孔１０５が左右方向に間隔を空けて配置されており、半導体素子７の三つのリード部７２のうち左右両側に配置された二つのリード部７２を挿通可能に構成されている。二つのスペーサ側挿通孔１０５の間には、半導体素子７の中央のリード部７２の先端側を充填口１０６からスペーサ部材１００の外部に案内するリード部案内溝１０７が形成されている。リード部案内溝１０７は、基部１０１において本体部７１と対向する側面に形成された矩形溝であり、基部１０１の前後方向に延びている。リード部案内溝１０７は、リード部７２において、本体部７１から突出する基端側を前方へ折り曲げることにより斜め前方に延在する先端側の部分を挿入可能に構成されている。上記構成によれば、内部空間Ｓに絶縁材料Ｘを充填すると、三つのリード部７２間の絶縁距離の確保を一度の工程で完了することができる。

以下、図８を参照して、上記実施形態のスペーサ部材８の第２の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。上記実施形態では、スペーサ部材８の側壁部８２と一体に一対の案内壁部８３を設け、基部８１と一体に第２壁部８６を設ける構成としたが、本発明はこれに限らない。図８に示すスペーサ部材２００のように、上記実施形態の一対の案内壁部８３を設けない構成とし、スペーサ部材２００を小型化させてもよい。スペーサ部材２００は、リード部７２が挿通する基部２０１と基部２０１から立設された側壁部２０２を有し、基部２０１と側壁部２０２によってスペーサ部材２００の内部に内部空間Ｓが形成されている。また、スペーサ部材２００には、内部空間Ｓを区切る二つの第１壁部２０３が基部２０１から立設されている。スペーサ部材２００の基部２０１、側壁部２０２及び二つの第１壁部２０３は、上記実施形態の基部８１、側壁部８２及二つの第１壁部８４にそれぞれ相当する構成である。

以下、図９を参照して、上記実施形態のスペーサ部材８の第３の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。図９に示すように、この変形例に係るスペーサ部材３００では、基部３０１の一端にスペーサ部材３００の外部に引き出される半導体素子７のリード部７２を案内するためのガイド凸部３０４が設けられている点に特徴がある。また、第３の変形例に係るスペーサ部材３００には、基部３０１に上記実施形態の第２壁部８６に相当する構成を有しない点で異なる。その他の構成は上記実施形態と同一である。スペーサ部材３００は、半導体素子７のリード部７２が挿通する基部３０１と基部３０１から立設された側壁部３０２を有し、基部３０１と側壁部３０２によってスペーサ部材３００の内部に内部空間Ｓが形成されている。また、スペーサ部材３００には、内部空間Ｓを区切る二つの第１壁部３０３が基部３０１から立設されている。スペーサ部材３００の基部３０１、側壁部３０２及び二つの第１壁部３０３は、上記実施形態の基部８１、側壁部８２及二つの第１壁部８４にそれぞれ相当する構成である。ここで、基部３０１の一端（図９では前端）には、スペーサ部材３００の外側に突出したガイド凸部３０４が設けられている。ガイド凸部３０４は、台形状のブロック体を成し、基部３０１の前端側の左右中央の位置に一体に設けられている。図９（Ｂ）に示すように、ガイド凸部３０４において、スペーサ部材３００の充填口３０５を通って外部に引き出されたリード部７２と対向する側面には傾斜面３０４Ａが形成されている。リード部７２は、ガイド凸部３０４の傾斜面３０４Ａに沿ってスペーサ部材３００の外部に引き出されることで、配線基板３と半導体素子７のリード部７２の位置決めを容易に行うことができる。

以下、図１０及び図１１を参照して、上記実施形態のスペーサ部材８の第４の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。図１０に示すように、この変形例に係るスペーサ部材４００では、枠状の内部空間Ｓに半導体素子７の本体部７１とゴム材で構成された絶縁材料Ｚが配置される点に特徴がある。

スペーサ部材４００は、半導体素子７のリード部７２が挿通する基部４０１と、基部４０１の左右両側部から立設された一対の側壁部４０２と、側壁部４０２を挟んで基部４０１と対向して設けられた先端壁部４０３とを有している。スペーサ部材４００の内部には、基部４０１、一対の側壁部４０２及び先端壁部４０３によって矩形枠状の内部空間Ｓが形成されている。組付け状態において、配線基板３と対向する基部４０１の上面側には、スペーサ部材４００から突出した半導体素子７のリード部７２と共に配線基板３に挿通される第２壁部４０４が一体に設けられている。スペーサ部材４００の第２壁部４０４は、上記実施形態の第２壁部８６に相当する構成であるが、配線基板３の第２壁部挿通孔３５（図６参照）の形状に対応して三つの第２壁部４０４が放射状に配置され、Ｙ字形状を成すように構成される点が異なる。三つの第２壁部４０４は、半導体素子７の本体部７１から突出した三つのリード部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃの間を隔てるように配置される。基部４０１には、基部４０１を上下方向に貫通するスペーサ側挿通孔４０５が左右方向に間隔を空けて配置されており、半導体素子７の三つのリード部７２のうち左右両側に配置された二つのリード部７２Ａ，７２Ｃが挿通される。二つのスペーサ側挿通孔４０５の間には前後方向に延びるリード部案内溝４０６が形成されており、リード部案内溝４０６によって中央のリード部７２Ｂの先端側がスペーサ部材４００の外部（図１０では前方側）に案内されている。

スペーサ部材４００の内部空間Ｓには、半導体素子７の本体部７１が基部４０１との間に所定の間隙を設けて配置されており、本体部７１と基部４０１との間の間隙に絶縁材料Ｚが配置されている。この絶縁材料Ｚは、矩形ブロック状の本体部５００を有している。本体部５００は、半導体素子７の左右のリード部７２Ａ，７２Ｃを挿通する二つの貫通孔５０１と中央のリード部７２Ｂを案内する矩形溝状の案内溝５０２を有している。かかる構成による絶縁材料Ｚは、予め、半導体素子７のリード部７２に装着されることにより、半導体素子７と共に一つの部品として構成することができる。絶縁材料Ｚは、スペーサ部材４００に対する組付け状態において、半導体素子７の本体部７１と基部４０１との間の間隙を埋めるように配置される。

ここで、絶縁材料Ｚの上下方向の厚みは、半導体素子７の本体部７１とスペーサ部材４００の基部４０１との間の間隙の幅よりも大きく設定されている。図１１（Ａ）に示すように、半導体素子７の本体部７１をスペーサ部材４００の一対の側壁部４０２の間に滑り込ませるようにして挿入すると、絶縁材料Ｚから突出したリード部７２が基部４０１に挿通される。図１１（Ｂ）に示すように、半導体素子７の本体部７１の全体を内部空間Ｓに配置すると、スペーサ部材４００の先端壁部４０３に本体部７１の先端が押されて絶縁材料Ｚを基部４０１側へ押圧する。かかる構成により、絶縁材料Ｚは、本体部７１と基部４０１との間で潰されて弾性変形した状態になり、その結果、本体部７１と基部４０１との間に隙間なく絶縁材料Ｚが配置されることでリード部７２間の絶縁状態を確保することができる。また、モールド樹脂でリード部を覆う場合のように専用の設備や専用の成形型が必要ではないため、生産コストを削減することができる。更に、絶縁材料Ｚをゴム材で構成したことにより、絶縁材料として湿式の充填材を使用する場合のように絶縁材料の硬化を待つ必要がなく、組立の作業時間を短縮させることができる。また、ゴム材の弾性変形によって部材間の組立公差も吸収することができる。

なお、上述の第４変形例では、ゴム材で構成された絶縁材料Ｚの全体が半導体素子７の本体部７１とスペーサ部材４００の基部４０１との間で弾性変形する構成としたが、これに限らない。絶縁材料をゴム材で構成する場合、半導体素子７のリード部７２と接触する一部分のみを弾性変形により密着させて、リード部７２間の絶縁状態を確保することもできる。かかる特徴を有する他のバリエーションに係る絶縁材料Ｗについて、図１２～図１４を参照して説明する。

図１２～図１４に示すように、他のバリエーションに係る絶縁材料Ｗでは、半導体素子７側に突出した薄膜部６０４を半導体素子７のリード部７２と接触する部位に形成し、リード部７２が薄膜部６０４を破って挿通される点に特徴がある。

絶縁材料Ｗは、ゴム材で形成されたブロック状の本体部６００を有する。本体部６００は、半導体素子７のリード部７２が挿通する底壁部６０１と、底壁部６０１の左右両側部から立設された一対の側壁部６０２と、底壁部６０１の前端側から立設され、各側壁部６０２の前端部に繋がって設けられた前壁部６０３とを有している。かかる構成では、絶縁材料Ｗは、底壁部６０１、側壁部６０２及び前壁部６０３によって半導体素子７側に開口された内部空間ＳＷを形成している。絶縁材料Ｗは、半導体素子７のリード部７２を底壁部６０１に挿通させて、内部空間ＳＷに本体部７１を嵌め込むことにより半導体素子７に装着される。

図１２に示すように、一対の側壁部６０２は、前壁部６０３と繋がる前端側から後端側に向かって壁の厚み寸法が小さくなるように構成されており、平面視で先細りした形状となっている。この一対の側壁部６０２の間の間隔Ｔは、壁の厚み寸法が最も大きく設定された前端側の間隔Ｔ１において、半導体素子７の本体部７１の幅寸法（図１３では、左右方向の寸法）よりも小さく設定されている。一方、壁の厚み寸法が最も小さく設定された後端側の間隔Ｔ２において、本体部７１の幅寸法と同程度に設定されている。従って、半導体素子７の本体部７１は、一対の側壁部６０２の前端側を押し広げるようにして内部空間ＳＷに挿入されるため、本体部７１の側面が弾性変形した側壁部６０２によって拘束される。

ここで、絶縁材料Ｗの底壁部６０１は、半導体素子７の左右のリード部７２Ａ，７２Ｃが挿通される二つの薄膜部６０４と中央のリード部７２Ｂを案内する矩形溝状の案内溝６０５を有している。薄膜部６０４は、図１３に示すように、底壁部６０１から半導体素子７の本体部７１に向かって突出した袋状に形成されている。半導体素子７の左右のリード部７２Ａ，７２Ｃは、薄膜部６０４の対向面６０４Ａを突き破るようにして底壁部６０１に挿通される。対向面６０４Ａは、リード部７２（７２Ａ，７２Ｃ）に追従するように変形して薄膜部６０４の内側に巻き込まれ、リード部７２の基端側に密着するため、薄膜部６０４の弾性変形によりリード部７２間の絶縁状態を確保することができる。また、図１４に示すように、絶縁材料Ｗと半導体素子７の本体部７１とが、スペーサ部材４００に装着された状態では、薄膜部６０４において底壁部６０１から本体部７１に向かって突出した部分が本体部７１の対向面に押し潰されて密着する。かかる構成により、他のバリエーションに係る絶縁材料Ｗにおいても、上述の絶縁材料Ｚと同様の作用効果を奏することができる。

また、薄膜部６０４は、半導体素子７の本体部７１側に突出して設けられているため、絶縁材料Ｗの底壁部６０１に撓みが生じた場合であっても、本体部７１の対向面に確実に押し当てることができ、絶縁状態を良好に保つことができる。

また、絶縁材料Ｗは、一対の側壁部６０２の壁の厚み寸法を前端側から後端側に向かって小さくなるように設定したため、半導体素子７の本体部７１を装着する際は、壁厚の小さな後端側を押し広げることで本体部７１を容易に装着することができ、作業性に優れる。また、本体部７１の装着状態では、側壁部６０２の前端側の弾性力を利用して、本体部７１を安定して拘束することができる。

［補足説明］
上記実施形態、第２の変形例及び第３の変形例では、複数の第１壁部８４，２０３，３０３を備え、それぞれの第１壁部８４，２０３，３０３が複数のリード部７２の間にそれぞれ形成される構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、第１壁部の数は一つでも、三つ以上でもよい。従って、第１壁部に区切られる一つの内部空間の中に二つ以上のリード部が挿通される構成でもよく、内部空間にリード部が挿通されない構成でもよい。

上記実施形態及び各変形例では、内部空間Ｓを挿通するリード部７２が外部に露出するように側壁部８２，１０２，２０２，３０２，４０２，６０２の側面の一部を開口させる構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、側壁部を基部の周縁から筒状に立設設させて、本体部に装着された状態では、リード部の基端側が外部に露出しない構成としてもよい。この場合、充填材から成る絶縁材料は、本体部が載置される側壁部の開口端から充填可能である。若しくは、充填材の充填口を基部に形成してもよい。

上記実施形態及び各変形例では、基板に実装される電子部品の一例として半導体素子について説明したが、本発明は半導体素子に限定されるものではなく、リード部を用いて基板に実装される種々の電子部品に、本発明の構成を適用することができる。

上記実施形態及び各変形例では、二つのスペーサ側挿通孔が基部に形成される構成としたが、本発明はこれに限らない。スペーサ側挿通孔の数はリード部の数や、必要とされる絶縁距離に応じて適宜変更可能であり、一つでもよく、三つ以上でもよい。

１ 電子装置
３ 配線基板
７ 半導体素子（電子部品）
８ スペーサ部材
９ ヒートシンク
７１ 本体部
７２ リード部
８１ 基部
８２ 側壁部
８４ 第１壁部
８６ 第２壁部
８７ 充填口
１００ スペーサ部材
１０１ 基部
１０２ 側壁部
１０４ 第２壁部
１０６ 充填口
２００ スペーサ部材
２０１ 基部
２０２ 側壁部
２０３ 第１壁部
３００ スペーサ部材
３０１ 基部
３０２ 側壁部
３０３ 第１壁部
３０５ 充填口
４００ スペーサ部材
４０１ 基部
４０２ 側壁部
４０３ 先端壁部
４０４ 第２壁部
Ｓ 内部空間（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）
Ｘ 絶縁材料
Ｚ 絶縁材料
Ｗ 絶縁材料

Claims (8)

1. 配線基板と、本体部及び前記本体部から延びる複数のリード部を有する電子部品とを備え、前記複数のリード部を前記配線基板に挿通させた状態で前記電子部品が前記配線基板に実装される電子装置であって、
   前記リード部が挿通された状態で前記配線基板に実装された前記電子部品と前記配線基板との間に配置される樹脂製のスペーサ部材を備え、
   前記スペーサ部材は、前記複数のリード部が挿通される基部と、前記複数のリード部を囲むように前記基部から立設された側壁部と、前記基部及び前記側壁部によって形成され、絶縁材料を配置するための内部空間とを有する電子装置。
2. 前期絶縁材料は充填材で構成され、
   前記スペーサ部材は、前記内部空間を区切る第１壁部を有し、前記第１壁部によって区切られたそれぞれの内部空間に前記充填材を充填して配置可能になっている請求項１に記載の電子装置。
3. 前記スペーサ部材は、複数の前記第１壁部を有し、それぞれの前記第１壁部は前記複数のリード部の間に形成されている請求項２に記載の電子装置。
4. 前記スペーサ部材は、前記スペーサ部材から前記配線基板側へ突出した前記複数のリード部の間に形成され、前記複数のリード部の突出部分よりも長い第２壁部を有し、
   前記スペーサ部材は、前記複数のリード部と共に前記第２壁部が前記配線基板に挿通された状態で、前記電子部品と共に前記配線基板に実装される請求項１～３のいずれかに記載の電子装置。
5. 前記電子部品の前記本体部に固定され、前記電子部品及び前記スペーサ部材と共に前記配線基板に実装されるヒートシンクを備える請求項１～４のいずれかに記載の電子装置。
6. 前記絶縁材料は充填材で構成され、当該充填材は、前記電子部品と前記スペーサ部材とを接着する接着剤である請求項１～５のいずれかに記載の電子装置。
7. 前記絶縁材料は充填材で構成され、
   前記スペーサ部材は、前記スペーサ部材の内部を通る前記複数のリード部を外部に露出させるように前記内部空間を一方に開口した充填口を有し、
   前記充填口から前記内部空間へ前記充填材が充填される請求項１～６のいずれかに記載の電子装置。
8. 前記絶縁材料はゴム材で構成され、
   前記スペーサ部材は、前記側壁部を挟んで前記基部と対向して設けられた先端壁部を有し、前記基部、前記側壁部及び前記先端壁部によって枠状の前記内部空間を形成しており、
   前記内部空間には、前記電子部品の前記本体部が前記基部との間に所定の間隙を設けて配置され、
   前記ゴム材は前記本体部と前記基部との間の前記間隙に配置され、前記本体部と前記基部によって押し潰されることにより弾性変形されている、請求項１に記載の電子装置。

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