JP4059111B2

JP4059111B2 - 電力用圧接型半導体装置

Info

Publication number: JP4059111B2
Application number: JP2003071669A
Authority: JP
Inventors: 武志伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP2004281743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力用圧接型半導体素子を制御する制御基板を前記電力用圧接型半導体素子を冷却する放熱フィンに制御基板取り付け具を介し取り付ける電力用圧接型半導体装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電力用圧接型半導体装置は、制御基板を冷却フィンに固定するためにＬ字形固定部材を用いたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０３９３１公報（請求項１、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の電力用圧接型半導体装置は、制御基板に結合したＬ字形固定部材の一端を貫通するビスおよびナットにより前記Ｌ字形固定部材を冷却フィンに結合しており、前記冷却フィンに対する前記Ｌ字形固定部材の取り付けおよび取り外しにおいてビスやナットが脱落し紛失する問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、制御基板の冷却フィンへの取り付け、取り外しに関し、その取り付けおよび取り外し、所謂分解組立時に前記取り付けに用いるねじ部品の脱落、紛失を防止するものである。
また、第２の目的は、前記取り付けに関する取り付け具の機械的強度の信頼性を高めるものである。
【０００６】
さらに、第３の目的は、前記取り付け具を構造簡単で安価に提供するものである。
また、第４の目的は、前記取り付け具に板状生産の薄板化を図るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、電力用圧接型半導体素子、この電力用圧接型半導体素子の少なくとも一端の主電極に圧接する冷却フィン、前記電力用圧接型半導体素子を制御する制御部品が実装された制御基板、その主面が前記制御基板の主面と対向し互いに結合する制御基板結合板部と、該制御基板結合板部の一端部に配設された取り付け部とからなる制御基板取り付け板、および前記取り付け部を貫通し前記取り付け部を前記冷却フィンに固定する取り付け用雄ねじを備えた電力用圧接型半導体装置において、前記制御基板結合板部の一端部から前記制御基板結合板部と一体をなし前記制御基板から離れる方向に延在する延在部をＵ字状に折り曲げて形成した対向板部の雄ねじ挿入側に前記雄ねじが螺合する雌ねじを、前記冷却フィン側には前記雄ねじが遊嵌する雄ねじ遊嵌孔を形成すると共に、前記冷却フィンに対し制御基板取り付け具を取り外した状態において、前記雌ねじによって前記取り付け部からの前記雄ねじの脱落を阻止するようにしたものである。
【０００８】
また、制御基板取り付け板の制御基板取り付け延在部の先端近傍を折り曲げ、その先端を対向板部の面に当接させたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１乃至図４は実施の形態１を示す図で、図１は電力用圧接型半導体装置の電力用圧接型半導体素子と制御基板部の平面図、図２は側面図、図３は部分側面図、図４は要部詳細図である、図において１は電力用圧接型半導体素子を構成するゲート転流形ターンオフ（ＧａｔｅＣｏｍｍｕｔａｔｅｄＴｕｒｎ−ｏｆｆ：以下ＧＣＴと称す）サイリスタで両端に冷却フィン２が圧接するアノード電極１ａとカソード電極１ｂを、またリング状をなしその外周に等ピッチで突出する制御用カソード端子１ｂ１を、更にまた外周に等ピッチで突出するゲート端子１ｃを有するものである。３はＧＣＴサイリスタを制御する制御基板で、その表主面に制御回路を構成するコンデンサ４や、ヒートシンク機能を有する壁状部材５に支持されたトランジスタ６が実装されてなるもので、カソード端子１ｂ１およびゲート端子１ｃがビス７により制御基板３の所定の回路パターン（図示せず）にビス止めされたものである。８はＬ字状取り付け板で、その主面が制御基板３の表主面と対向する制御基板結合板部８ａと、該制御基板結合板部８ａの一端から制御基板３の表主面から離れる方向に延在し、その途中からＵ字状に折り曲げて形成され、冷却フィン２への取り付け部８ｂと、前記Ｕ字状の折り曲げにて形成された折り曲げ部８ｃと、該折り曲げ部８ｃの両端にて折り曲げられ、その先端が前記延在部の主面に当接する折り曲げ部８ｄ，８ｅとからなり、折り曲げ部８ｃにはその両主面に貫通する雌ねじ８ｃ１が形成され前記延在部にはその両主面を貫通するよう且つ雌ねじ８ｃ１と同心をなし雌ねじ８ｃ１に螺合する後述する雄ねじが遊嵌する孔８ｃ２が形成され、且つ制御基板結合板部８ａがビス９とナット１０とにより制御基板３と結合されてなるものである。１１は六角穴付きボルトからなる雄ねじで、雌ねじ８ｃ１に螺合した雄ねじ部が孔８ｃ２に遊嵌すると共に、平板状取り付け板１２に形成された孔１２ａを貫通した先端にナット１３が螺着し、平板状取り付け板１２と、Ｌ字状取り付け板８とを結合させてなるものである。なお、平板状取り付け板１２はＬ字状取り付け板１４の一端に結合ねじ部材（図示せず）結合されたもので、Ｌ字状取り付け板１４の他端が冷却フィン２のフィン部にビス１５により結合されてなるものである。なお、この実施の形態１はＧＣＴサイリスタ１の両端に冷却フィン２を配設すると共に、冷却フィンの一つを介し２個のＧＣＴサイリスタ１を互いに直列に電気的接続したもので、冷却フィン２の一部分２Ａがアノード端子、２Ｋがカソード端子、２ＡＫが中間端子として機能するものである。１５は一対の加圧板１５ａと、一対の加圧板１５ａ、１５ａを連結するタイバー１５ｂと、該タイバー１５ｂの両端に螺着したナット１５ｃとで構成された加圧機構で、ナット１５ｃをねじ込むことで、ＧＣＴサイリスタ１の両端の主電極と、冷却フィン２との当接部を圧接し圧接型半導体装置を構成するものである。
【００１０】
このように構成された圧接型半導体装置においては、制御基板３からの制御信号によりＧＣＴサイリスタ１がオンオフ動作を行い、アノード端子２Ａとカソード端子２Ｋとの間、アノード端子２Ａと中間端子２ＡＫとの間、および中間端子２ＡＫとカソード端子２Ｋとの間がオンオフ動作することは周知の通りである。
また、ヒートシンク機能を有する壁状部材５に支持されたトランジスタ６の発熱は壁状部材５から放熱される。
【００１１】
次に制御基板３の冷却フィン２に対する着脱について説明する。先ず取り付けの場合について説明する。制御基板３と結合されたＬ字状取り付け板８の雌ねじ８ｃ１に六角穴付きボルト１１を螺合させ、その先端の雄ねじ部が孔８ｃ２に遊嵌すると共に、平板状取り付け板１２を貫通した先端にナット１３が螺着し、平板状取り付け板１２と、Ｌ字状取り付け板１４とを結合させて取り付け完了となる。次に取り外しの場合について説明する。取り外しに際しては、ナット１３を保持した状態で六角穴付きボルト１１をナット１３と分離するまで緩めることで取り外しが完了するだけでなく、雌ねじ８ｃ１によって六角穴付きボルト１１の落下が阻止される。
【００１２】
また、Ｌ字状取り付け板８の折り曲げ部８ｃの両端に配設された折り曲げ部８ｄ，８ｅの先端を延在部の主面に当接させ構成したので制御基板取り付け板８の板厚を厚くすることなく、六角穴付きボルト１１の締付けに対する取り付け部の剛性を高めることができ、結果的に制御基板取り付け板、延いては電力用圧接型半導体装置の軽量化、コスト低減を図り得る。
【００１３】
実施の形態２．
図５に基づき実施の形態２について説明する。なお、図５は実施の形態１における図４に相当するものである。図において、１６は実施の形態１における平板状取り付け板１２とナット１３の機能を有する平板状取り付け板で、その両主面に貫通する雌ねじ１６ａに六角穴付きボルト１１の先端の雄ねじ部を螺着したものである。なお、その他の構成は実施の形態１と同一につき説明を省略する。
【００１４】
このように構成されたものにおいては、平板状取り付け板１６が実施の形態１のナット１３の役目をなすので、冷却フィン２に対する制御基板３の着脱に際し実施の形態１のようにナット１３を保持する必要がなく、従って、分解組立時に落下する部品を無くすことができる。
【００１５】
なお、電気的な動作については、実施の形態１と同一につき説明を省略する。
【００１６】
このように構成されたものにおいては、制御基板３の冷却フィン２に対する着脱において、雌ねじ８ｃ１によって六角穴付きボルト１１の落下が阻止されることは実施の形態１と同様であるだけでなく、実施の形態１のようにナット１３を保持する必要がなく、従って、分解組立の作業性の向上と、ねじ部品の落下による紛失を防止することができる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、放熱フィンに対し制御基板取り付け板の取り付け、取り外し時、即ち分解組立時において前記制御基板取り付け板からの雄ねじの脱落が防止されるので、分解組立時に雄ねじが行方不明になる不具合を防止できるだけでなく、前記脱落の防止を制御基板取り付け板にて行なうので、殊更、部品を要することが無く、コストアップを防止できる。また制御基板取り付け板を折り曲げ加工のみで構成したので、複数の部品を接合し構成するもののように接合の信頼性低下の不安を排除できるだけでなく、前記制御基板取り付け板、延いては電力用圧接型半導体装置の生産性を向上できる効果がある等実用上極めて優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電力用圧接型半導体素子と制御基板部の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電力用圧接型半導体装置の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における電力用圧接型半導体装置の部分側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における電力用圧接型半導体装置の要部詳細図である。
【図５】本発明の実施の形態２における電力用圧接型半導体装置の要部詳細図である。
【符号の説明】
１電力用圧接型半導体素子、２冷却フィン、３制御基板、８制御基板取り付け板、８ｂ取り付け部、８ｃ折り曲げ部、８ｄ折り曲げ部、８ｅ折り曲げ部、８ｃ１雌ねじ、８ｃ２孔、１１雄ねじ、１２平板状取り付け板、１３ナット、１４平板状取り付け板、１４ａ雌ねじ

Claims

電力用圧接型半導体素子、この電力用圧接型半導体素子の少なくとも一端の主電極に圧接する冷却フィン、前記電力用圧接型半導体素子を制御する制御部品が実装された制御基板、その主面が前記制御基板の主面と対向し互いに結合する制御基板結合板部と、該制御基板結合板部の一端部に配設された取り付け部とからなる制御基板取り付け板、および前記取り付け部を貫通し前記取り付け部を前記冷却フィンに固定する取り付け用雄ねじを備えた電力用圧接型半導体装置において、前記制御基板結合板部の一端部から前記制御基板結合板部と一体をなし前記制御基板から離れる方向に延在する延在部をＵ字状に折り曲げて形成した対向板部の雄ねじ挿入側に前記雄ねじが螺合する雌ねじを、前記冷却フィン側には前記雄ねじが遊嵌する雄ねじ遊嵌孔を形成すると共に、前記冷却フィンに対し制御基板取り付け具を取り外した状態において、前記雌ねじによって前記取り付け部からの前記雄ねじの脱落を阻止するようにしたことを特徴とする電力用圧接型半導体装置。
制御基板取り付け具の延在部の先端近傍を折り曲げ、その先端を対向板部の面に当接させたことを特徴とする請求項１記載の電力用圧接型半導体装置。