JP3003452B2 - 二つの導体の導通接触構造 - Google Patents

二つの導体の導通接触構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば平形半導体
素子が導通的に固着される、面積の広い方の電極板と、
冷却体兼用の導体とを、導通のために各平面部分同士で
加圧接触させるとき、その加圧接触面での電気的導通性
と、熱的導通性つまり放熱性との向上を図る、二つの導
体の導通接触構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の導体の導通接触構造について、そ
の側面図である図５を参照しながら説明する。なお、こ
の従来例は、同じ出願者による提案( 特開平2-230670
号) によるものである。図５において、50は冷却フィ
ン、54は上部電極、55は下部電極である。56は半導体素
子で、下部電極55に導通固着される。57はリード線で、
上部電極54と半導体素子56とを接続する。冷却フィン50
が一方の導体、下部電極55が他方の導体であって、両者
が力Ｆで加圧されることによって接触する。正確に言え
ば、下部電極55は、上部電極54の下面横幅より若干大き
い幅Ｗe の範囲で冷却フィン50の表面と接触し、両側部
分が冷却フィン50の表面からわずか浮き上がる形で弾性
変形する。このとき、加圧接触面での電気的導通性と、
熱的導通性つまり放熱性との確保を、比較的小さい加圧
力Ｆによって実現するために、次の方法がとられる。下
部電極55の下面中央部で幅Ｗe の範囲に、紙面と直角方
向に延びる形で形成される溝53が、横方向に並設される
とともに、下部電極55の下面と、冷却フィン50の上面と
の間に、熱伝導性の高いグリース状の絶縁物9 が塗布,
充填される。なお、下部電極55の下面中央部に溝53を並
設する方法の代わりに、10〜100 μｍ程度の表面粗さに
する方法、または表面粗さと溝の並設とを併用する方法
も可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来例に
は、溝53を並設するための加工が面倒で、工数もかか
る、電気的導通の信頼性にやや不安がある、言いかえ
れば、その不安解消のために実際には若干加圧力を増す
必要がある、などの問題点がある。この発明の課題は、
従来の技術がもつ以上の問題点を解消し、第１の導体の
平面部分と、第２の導体の平面部分とを導通のために加
圧接触させるとき、比較的小さい加圧力のもとで加圧接
触面での電気的，熱的な導通性の向上を図る、二つの導
体の導通接触構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る二つの導
体の導通接触構造は、第１の導体の平面部分と、第２の
導体の平面部分とが導通のために加圧接触される構造に
おいて、第１，第２の各導体のいずれかの平面部分が、
溝によって複数領域に区画され、その内で熱伝導性の高
いグリース状絶縁物が塗布される領域と、塗布されない
領域とが、溝を介して隣り合うように配置される。
【０００５】請求項２に係る二つの導体の導通接触構造
は、請求項１に記載の構造において、第１導体は、一方
の側に平形半導体素子が導通的に固着され、他方の側に
溝が切られる電極板であり、第２導体は、冷却体兼用の
導体である。請求項３に係る二つの導体の導通接触構造
は、請求項１または２に記載の構造において、絶縁物が
塗布されない領域は、加圧接触に係る加圧力の作用箇所
に対応する。
【０００６】
【作用】請求項１ないし３のいずれかの項に係る二つの
導体の導通接触構造では、比較的小さい加圧力のもと
で、絶縁物の塗布領域を介して熱伝導が、したがって放
熱がおこなわれるとともに、絶縁物の塗布されない領域
を介して電気的な導通が確保される。しかも、絶縁物
は、塗布領域と塗布されない領域との境界に位置する溝
によって、塗布領域から、塗布されない領域に移動する
ことが防止される。
【０００７】とくに請求項３に係る二つの導体の導通接
触構造では、絶縁物が塗布されない領域が、加圧接触に
係る加圧力の作用箇所に対応するから、それだけ加圧接
触が確実になる。
【０００８】
【実施例】この発明に係る、二つの導体の導通接触構造
の第１の実施例について、以下に図を参照しながら説明
する。図１は第１実施例の側面図、図２は同じくその平
面図である。これらの図において、１は下部導体で、発
明における第１の導体に相当し、内部に水路１ａが設け
られる冷却体と兼用である。２は幅の広い方の電極で、
発明における第２の導体に相当し、下面に２個のＵ字形
溝２ａが紙面と直角に切られる。この溝２ａによって区
画される中央領域には、熱伝導性の高いグリース状絶縁
物９が塗布されず、左右の各領域には塗布される。３は
幅の狭い方の電極で、これに加圧力Ｆが上部導体８を介
して加えられるとともに、下面が絶縁板４を介して電極
２の上面に固着される。また、電極２の上面には、半導
体素子５が導通的に固着される。この半導体素子５と電
極３とがリード線６によって接続される。破線のケース
７は、各電極２，３と、半導体素子５と、リード線６と
を収容し、充填材で保護した状態を簡略表示している。
【０００９】若干補足すると、電極２は、溝２ａによっ
て区画される中央領域で冷却体兼用の下部導体１の表面
と接触し、両側領域が下部導体1 の表面からわずか浮き
上がる形で弾性変形する。したがって、絶縁部9 は、こ
の浮き上がった空間に充填,塗布される形をとる。絶縁
物９は、たとえば信越化学工業（株）の放熱用シリコン
グリース（ＫＳ６０９）で、元来トランジスタやダイオ
ードなどの放熱用に開発されたもので、200 ℃前後の高
温においても、また−55℃前後の低温においても、半永
久的に特性が維持される。絶縁破壊の強さは、1.23ＫＶ
／0.1mm である。
【００１０】したがって、比較的小さい加圧力のもとに
おいて、電極２の、絶縁物９の塗布される両側領域を介
して熱伝導が、つまり放熱がおこなわれるとともに、絶
縁物９の塗布されない中央領域を介して電気的な導通が
確保される。しかも、絶縁物９は、塗布領域と塗布され
ない領域との境界に位置する溝２ａによって、塗布領域
から、塗布されない領域に移動することが防止される。
なお、溝２ａは、幅１mm、深さ0.5mm のＵ字形である
が、その形状は半円形でも、Ｖ字形でもよい。その結
果、電気的にも、熱的にも、ともに導通性の向上が図
れ、さらには電極２に導通的に固着される半導体素子５
の品質，性能の向上が図れる。また、絶縁物９が接触箇
所表面に沿って広がり、ここでは図示してないが、近く
の電気的絶縁性の要求される箇所に誤って侵入したとし
ても、実害を生じることがない。また、絶縁物９が塗布
されない電極２の中央領域が、加圧力Ｆの作用箇所に対
応するから、それだけ加圧接触が確実になって電気的導
通の確保が支援される。
【００１１】第２の実施例について、その側面図である
図３と、同じくその背面図である図図４とを参照しなが
ら説明する。これらの図において、電極11の下面に、左
右に２個ずつの溝12の組が紙面と直角に切られ、同じく
その上面の対応する左右２箇所に、絶縁板14を介して凸
状の電極13が固着される。この電極13に、図示してない
が、加圧力が加えられる( 図1 参照) 。破線のケース15
は、各電極11,13 と、図示してない半導体素子, リード
線などを収容し、充填材で保護した状態を簡略表示して
いる。また、図4 に示すように、溝12によって区画され
た領域のうち、一方の符号Ａで表示した領域は、絶縁物
９が塗布されて、熱伝導つまり放熱を担当し、他方の符
号Ｂで表示した領域は、絶縁物９が塗布されず、電気的
導通を担当する。なお溝12は、第１実施例における溝２
ａと同じである。
【００１２】
【発明の効果】請求項１ないし３のいずれかの項に係る
二つの導体の導通接触構造では、比較的小さい加圧力の
もとで、絶縁物の塗布領域を介して熱伝導が、したがっ
て放熱がおこなわれるとともに、絶縁物の塗布されない
領域を介して電気的な導通が確保される。しかも、絶縁
物は、塗布領域と塗布されない領域との境界に位置する
溝によって、塗布領域から、塗布されない領域に移動す
ることが防止される。したがって、小さい加圧力のもと
で、電気的にも、熱的にも導通性の向上が図れ、さらに
は二導体に実装される回路部品または回路素子の品質，
性能の維持が図れる。また、絶縁物が接触箇所表面に沿
って広がり、近くの電気的絶縁性の要求される箇所に誤
って侵入したとしても、実害を生じることがない。
【００１３】とくに請求項２に係る二つの導体の導通接
触構造では、第１導体が広い方の電極板であり、第２導
体が冷却体兼用の導体であるから、電気的，熱的な導通
に係る面積が広くなり、それだけ電極板に導通固着され
る平形半導体素子の品質，性能の維持が支援される。と
くに請求項３に係る二つの導体の導通接触構造では、絶
縁物が塗布されない領域が、加圧接触に係る加圧力の作
用箇所に対応するから、それだけ加圧接触が確実になっ
て電気的導通の確保が支援される。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明に係る第１実施例の側面図
【図２】同じくその平面図
【図３】第２実施例の側面図
【図４】同じくその背面図
【図５】従来例の側面図
【符号の説明】
１ 下部導体 １ａ 水路２ ２ 電極 ２ａ 溝 ３ 電極 ４ 絶縁板 ５ 半導体素子 ６ リード線 ７ ケース ８ 上部導体 ９ 絶縁物 １１ 電極 １２ 溝 １３ 電極 １４ 絶縁板 １５ ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/34 - 23/46 H05K 7/20

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の導体の平面部分と、第２の導体の平
    面部分とが導通のために加圧接触される構造において、
    第１，第２の各導体のいずれかの平面部分が、溝によっ
    て複数領域に区画され、その内で熱伝導性の高いグリー
    ス状絶縁物が塗布される領域と、塗布されない領域と
    が、溝を介して隣り合うように配置されてなることを特
    徴とする二つの導体の導通接触構造。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の構造において、第１導体
    は、一方の側に平形半導体素子が導通的に固着され、他
    方の側に溝が切られる電極板であり、第２導体は、冷却
    体兼用の導体であることを特徴とする二つの導体の導通
    接触構造。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の構造において、
    絶縁物が塗布されない領域は、加圧接触に係る加圧力の
    作用箇所に対応することを特徴とする二つの導体の導通
    接触構造。
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