JP4059111B2 - 電力用圧接型半導体装置 - Google Patents

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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(Gate Commutated Turn−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 (2)

  1. 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。
  2. 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。
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