JP3512306B2 - 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】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば平形半導
体素子が導通的に固着され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対向部分で加圧接触さ
せるとき、その加圧接触面での電気的導通性および熱的
導通性つまり放熱性の向上を図る、二つの導体の導通接
触構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の二つの導体の導通接触構造につい
て、その側面図である図8を参照しながら説明する。な
お、この従来例は、同じ出願人による提案(特開平6−
295965号)によるものである。図8において、1
は下部導体で内部に水路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下面に2個の、例え
ば、U字溝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
した電極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。
【0003】すなわち、加圧力Fが上部導体8を介して
加えられた電極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の表面から図示の如くわずか浮き上る形で
弾性変形し、撓みが生ずる。すなわち、塗布された絶縁
物9は、最終的にこの浮き上がった形状の空間に充填さ
れる。
【0004】したがって、この加圧力Fのもとにおい
て、電極2の絶縁物9が塗布される両側領域を介して熱
伝導が、つまり放熱が行われるとともに、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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の二つの導
体の導通接触構造によると、電極2の絶縁物9が塗布さ
れる両側領域は加圧力Fによる弾性変形に起因した撓み
により、両端面に近づくほど浮き上がる量が多くなり、
その結果、塗布された絶縁物9が均一の厚みに充填され
ず、電極2と下部導体1との間の熱的導通性の指標であ
る熱抵抗が大きくなるという問題があった。
【0006】この発明の目的は、熱伝導性の高いグリー
ス状絶縁物をできるだけ均一且つ薄く充填することによ
り熱的導通性つまり放熱性の向上を図る、二つの導体の
導通接触構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は、第1
の導体と第2の導体とを導通させるために該二つの導体
の対向部分が加圧接触される構造において、第1の導体
の前記対向部分が、平面状で且つ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、第2の導体の前記対向部分の垂
直断面が、第1の導体が外部より加圧されることに基づ
く撓みをほぼ吸収する形状を有し、第1の導体の前記絶
縁物が塗布されない領域は、加圧接触に係わる加圧力の
作用箇所に対応する構造とする。
【0008】第2の発明は、前記第1の発明において、
前記第2の導体の垂直断面の中央部が該断面の両側部に
対して、下に凹の形状を有する構造とする。第3の発明
は、前記第1の発明において、前記第2の導体の垂直断
面が、中央部より一端の側は矩形状であり、中央部より
他端の側は所定の勾配を有する四角形状である構造とす
る。
【0009】第4の発明は、前記第1の発明において、
前記第2の導体の対向部分は平面状で且つ該対向部分と
は反対側の中央部に窪みを設け、この導体の該対向部分
とは反対側の両側が外部より加圧される構造とする。ま
た第5の発明は、第1の導体と第2の導体とを導通させ
るために該二つの導体の対向部分が加圧接触される構造
において、第1の導体の前記対向部分の垂直断面の中央
部が該断面の両側部に対して、上に凹の形状を有し、該
対向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、第2の導体の前記対向部分が平面状の形状を有し、
第1の導体の前記絶縁物が塗布されない領域は、加圧接
触に係わる加圧力の作用箇所に対応する構造とする。
【0010】さらに第6の発明は、前記第1〜第5のい
ずれかの発明において、第1の導体は、一方の側に平形
半導体素子が導通的に固着され、他方の側に前記溝が切
られる電極板であり、第2の導体は、冷却体兼用の導体
とする。この第1〜第4の発明によれば、第2の導体の
第1の導体との対向部分の垂直断面が、第1の導体が外
部より加圧されることに基づく撓みをほぼ吸収する形状
とすることにより、熱伝導性の高いグリース状絶縁物を
溝により区画された該絶縁物の塗布領域において、ほぼ
均一且つ薄く充填することができる。
【0011】また第5の発明によれば、第1の導体の第
2の導体との対向部分の垂直断面の中央部が該断面の両
側部に対して、上に凹の形状とすることにより、熱伝導
性の高いグリース状絶縁物を溝により区画された該絶縁
物の塗布領域において、ほぼ均一且つ薄く充填すること
ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の二つの導体の
導通接触構造の実施の形態を示す側面図であり、図8に
示した従来の二つの導体の導通接触構造と同一機能を有
するものには同一符号を付している。すなわち図1にお
いて、11,12,13は図2乃至図4で詳細に説明す
る3種類の下部導体で、この発明における第2の導体に
相当し、内部にそれぞれ水路11a,12a,13a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、この発明における第1の導体に相当し、下面に2個
の、例えば、U字溝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を介した電極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。
【0013】図2は、この発明の第1の実施例を示し、
図1に示した下部導体11の部分断面図であり、紙面の
上部に電極2が加圧接触される。図2においては、図示
の如く下部導体11の断面の中央部が該断面の両側部に
対して、下に凹の形状、すなわち中央より左右に傾斜K
を持たせている。加圧力Fが上部導体8を介して加えら
れた電極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11の表面と接触し、両側領域が下
部導体11の表面から図示の如くわずか浮き上る形で弾
性変形し、撓みが生ずる。
【0014】すなわち、この撓み量に相当する値を前記
Kとすることにより、熱伝導性の高いグリース状絶縁物
9を溝2aにより区画された絶縁物9の塗布領域におい
て、ほぼ均一且つ薄く充填することができる。図3は、
この発明の第2の実施例を示し、図1に示した下部導体
12の部分断面図であり、紙面の上部に電極2が加圧接
触される。
【0015】図3においては、図示の如く下部導体12
の中央部より紙面の左端の側は矩形状であり、中央部よ
り紙面の右端の側は所定の勾配(2K)を有する四角形
状である。加圧力Fが上部導体8を介して加えられた電
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12の表面と接触し、勾配2Kを有する四
角形状領域が下部導体12の表面から図示の如くわずか
浮き上る形で弾性変形し、撓みが生ずる。
【0016】すなわち、この撓み量に相当する値の2倍
を前記2Kとすることにより、熱伝導性の高いグリース
状絶縁物9を溝2aにより区画された絶縁物9の塗布領
域において、ほぼ均一且つ薄く充填することができる。
図4は、この発明の第3の実施例を示し、図1に示した
下部導体13の部分断面図であり、紙面の上部に電極2
が加圧接触される。
【0017】図4においては、図示の如く下部導体13
の断面の中央部が該断面の両側部に対して、半径Rの窪
みをを持たせている。加圧力Fが上部導体8を介して加
えられた電極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13の表面と接触し、両側領域
が下部導体13の表面から図示の如くわずか浮き上る形
で弾性変形し、撓みが生ずる。
【0018】すなわち、この撓み量に相当する値を前記
Rとすることにより、熱伝導性の高いグリース状絶縁物
9を溝2aにより区画された絶縁物9の塗布領域におい
て、ほぼ均一且つ薄く充填することができる。図5は、
この発明の第4の実施例を示す二つの導体の導通接触構
造の側面図であり、図8に示した従来の二つの導体の導
通接触構造と同一機能を有するものには同一符号を付し
て、その説明を省略する。
【0019】図5において、14は、この発明における
第1の導体に相当する電極2に対向する部分は平面状で
且つ該対向部分とは反対側の中央部に図示の如く窪みを
設けた下部導体で、この発明における第2の導体に相当
し、内部に水路14aが設けられる冷却体と兼用であ
る。下部導体14の電極2に対向部分とは反対側の両側
(図示の段差部分)が、図示の如く外部より加圧される
構造とする。
【0020】すなわち図5において、図示の如く窪みを
設けた下部導体14の下側の両側が外部より加圧される
ことにより、加圧力Fが上部導体8を介して加えられた
電極2の撓みを吸収し、熱伝導性の高いグリース状絶縁
物9を溝2aにより区画された絶縁物9の塗布領域にお
いて、ほぼ均一且つ薄く充填することができる。なお、
図5において、下部導体14の紙面の下部の両側段差
は、一方のみでもよく、また、この段差に代えてスペー
サを備えてもよい。
【0021】図6は、この発明の第5の実施例を示す二
つの導体の導通接触構造の側面図であり、図8に示した
従来の二つの導体の導通接触構造と同一機能を有するも
のには同一符号を付して、その説明を省略する。すなわ
ち図6において、1は下部導体で、この発明における第
2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。21は幅の広い方の電極で、この発明に
おける第1の導体に相当し、下面に2個の、例えば、U
字溝21aが紙面と直角に切られる。この溝21a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。
【0022】図7は、図6に示した電極21の断面図で
あり、紙面の下部に下部導体1が加圧接触される。図7
において、電極21の中央部がの両側部に対して、図示
の如く凹形状を有し、加圧力Fが上部導体8を介して電
極21に加えられることにより、熱伝導性の高いグリー
ス状絶縁物9を溝2aにより区画された絶縁物9の塗布
領域において、ほぼ均一且つ薄く充填することができ
る。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、第2の導体と第1の
導体との対向部分において、いずれか一方が外部より加
圧されることに基づく撓みをほぼ吸収する形状とするこ
とにより、熱伝導性の高いグリース状絶縁物を、溝によ
り区画された該絶縁物の塗布領域において、ほぼ均一且
つ薄く充填することができる。
【0024】例えば、厚さ3mmで、50mm×70m
mの表面積を有する第1の導体を、980ニュートン程
度の加圧力で、第2の導体と加圧接触させることによ
り、第1の導体と第2の導体との間の熱抵抗を従来の5
0%〜70%に改善でき、また、この発明による窪み
(前記K相当値)は、0.5mm程度と僅かな値であ
り、この発明に基づく製品の外観を損なうことも無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す二つの導体の導通
接触構造の側面図
【図2】この発明の第1の実施例を示す部分断面図
【図3】この発明の第2の実施例を示す部分断面図
【図4】この発明の第3の実施例を示す部分断面図
【図5】この発明の第4の実施例を示す二つの導体の導
通接触構造の側面図
【図6】この発明の第5の実施例を示す二つの導体の導
通接触構造の側面図
【図7】図6を説明する断面図
【図8】従来例を示す二つの導体の導通接触構造の側面
【符号の説明】
1…下部導体、1a…水路、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、11,12,1
3,14…下部導体、11a,12a,13a,14a
…水路、21…電極、21a…溝。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の導体と第2の導体とを導通させるた
    めに該二つの導体の対向部分が加圧接触される構造にお
    いて、 第1の導体の前記対向部分が、平面状で且つ溝によって
    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、 第2の導体の前記対向部分の垂直断面が、第1の導体が
    外部より加圧されることに基づく撓みをほぼ吸収する形
    状を有し、 第1の導体の前記絶縁物が塗布されない領域は、加圧接
    触に係わ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。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の二つの導体の導通接触構
    造において、 前記第2の導体の垂直断面の中央部が該断面の両側部に
    対して、下に凹の形状を有す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に記載の二つの導体の導通接触構
    造において、 前記第2の導体の垂直断面が、中央部より一端の側は矩
    形状であり、中央部より他端の側は所定の勾配を有する
    四角形状であることを特徴とする二つの導体の導通接触
    構造。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の二つの導体の導通接触構
    造において、 前記第2の導体の対向部分は平面状で且つ該対向部分と
    は反対側の中央部に窪みを設け、この導体の該対向部分
    とは反対側の両側が外部より加圧されることを特徴とす
    る二つの導体の導通接触構造。
  5. 【請求項5】第1の導体と第2の導体とを導通させるた
    めに該二つの導体の対向部分が加圧接触される構造にお
    いて、 第1の導体の前記対向部分の垂直断面の中央部が該断面
    の両側部に対して、上に凹の形状を有し、該対向部分が
    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、 第2の導体の前記対向部分が平面状の形状を有し、 第1の導体の前記絶縁物が塗布されない領域は、加圧接
    触に係わ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。
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の
    二つの導体の導通接触構造において、 第1の導体は、一方の側に平形半導体素子が導通的に固
    着され、他方の側に前記溝が切られる電極板であり、第
    2の導体は、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。
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