JP4145319B2

JP4145319B2 - 半導体を備えた装置

Info

Publication number: JP4145319B2
Application number: JP2005312201A
Authority: JP
Inventors: 正樹菅
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2025-10-27
Also published as: JP2007123458A

Description

本発明は、金属製ケース内にプリント基板を固定した例えばスイッチング電源等の半導体（半導体モジュールまたは半導体素子）を備えた装置に係わり、特に半導体をケースに取付けてケースを放熱に利用する半導体の取付け構造に関する。

スイッチング電源等に使用されるスイッチング素子等の半導体は発熱するため、放熱する必要が生じる。この放熱を行なうため、電子部品を実装したプリント基板に放熱板を取付け、その放熱板に半導体が固定される構造が従来より採用される（特許文献１参照）。

また、プリント基板を収容する金属製ケースの側板にＬ字形の放熱板を、その放熱板の半導体の取付け面が水平になるように固定し、その放熱板に半導体を取付ける構造もある（特許文献２参照）。

さらに従来の半導体の取付け構造として、金属製ケースの底板の端部を垂直に立ち上げて半導体取付け部を形成し、その半導体取付け部に孔を設け、その孔と半導体の取付け孔にねじを貫挿してケース内面側のナットに螺合して締結することにより、半導体を取付ける構造もある（特許文献３参照）。

また、金属製ケースの側面を垂直に立ち上げ、その立上部の上部から外方に水平に折り曲げて水平の半導体取付け部を形成し、その取付け部にねじ孔を設け、半導体をその取付け部に載せ、半導体に設けた取付け孔に上方からねじを貫挿して取付け部のねじ孔に螺合することにより固定する従来構造もある。

特開平６−１４０７５７号公報実開平５−８９９０号公報特開平７−４５９７３号公報

上述の特許文献１、２に記載のように、放熱板を設ける場合には、部品点数が増加し、取付け工数が増え、コスト高を招くという問題点がある。

特許文献３に記載のように、底板に垂直をなす半導体取付け部の内面に半導体をねじにより取付ける場合、ねじをケースの内側から挿入しようとすると、プリント基板に実装した電子部品が邪魔になってドライバの操作ができなくなるので、ねじはケースの外側から挿通する必要がある。そしてこのねじをケースの外側から半導体取付け部の孔と半導体の取付け孔に挿入する際に、両者の孔の高さを合わせるため、半導体をプリント基板上に支持させる支持具を準備するかあるいは半導体に支持用のフートを設けておく必要がある。さらにねじをナットに螺合するため、ナットを回り止めして保持しておく治具が必要になる。このため、部品数の増加によるコスト高と組立工数増加によるコスト高を招くという問題点がある。

また、ケースの外方に水平に半導体取付け部を形成した場合には、ケースの平面視におけるサイズが大きくなる。反対にケースの平面視のサイズを同一にすれば、プリント基板の面積を狭くせざるを得ないという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、部品点数や組立工数が少なく、かつケースを大型化したり、もしくはプリント基板の狭隘化を強いられることなく、半導体が容易にケースに取付けられる半導体を備えた装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体を備えた装置は、金属製ケースの内部にプリント基板を固定し、
前記ケースの少なくとも１つの端部に、底板より立ち上げた立上部と、その立上部の上部より連続して内方に折り曲げた曲成部と、その曲成部の内部より連続して斜め外方に立ち上げた傾斜部とからなる半導体取付け部を形成し、
前記傾斜部にねじ孔を設け、自身を取付けるための取付け孔を有する半導体を前記傾斜部の内面側に載置すると共に、前記半導体の取付け孔にケース内側より貫通させたねじを前記ねじ孔に螺合して締結することにより、半導体を前記半導体取付け部に取付け、
前記底板と前記立上部と前記曲成部とで囲まれた空間に前記プリント基板の端部を収容したことを特徴とする。

また、本発明の半導体を備えた装置は、前記半導体取付け部にスリットを形成し、そのスリットに前記プリント基板の端部を貫通してプリント基板をケースに取付けたことを特徴とする。

本発明によれば、ケースの底板の端部に傾斜した半導体取付け部を設け、その傾斜部の内面に半導体をねじにより取付ける構造としたので、ドライバ等のねじ取付け用工具をケースの内側から操作してねじ付けすることができる。このため、半導体取付け部にねじ孔を設け、半導体に設けた取付け孔に貫挿するねじを半導体取付け部のねじ孔に螺合して締結する構造が採用できる。このため、放熱板やナットが不要となり、部品点数や組立工数が少なくてすみ、安価に実現できる。

また、半導体取付け部を傾斜させて形成したので、ケースに半導体取付け部を水平に形成した場合に比較し、ケースの平面視のサイズもそれほど大きくならず、換言すれば、ケースのサイズを変更しないで本発明の構造を採用したとしても、水平プリント基板のサイズをそれほど狭隘化させることもない。

また、半導体取付け部を、立上部とケース内方への曲成部と傾斜部とにより構成すると共に、底板と立上部と曲成部とで囲まれた空間にプリント基板の端部を収容したことにより、半導体取付け部を立上部のみにより構成した場合に比較し、ケースのサイズが大型化することなく、換言すればプリント基板の狭隘化がよりよく防止される。

本発明において、半導体取付け部にスリットを形成し、そのスリットに前記プリント基板の端部を貫通させることにより、半導体取付け部によってプリント基板の幅の制限を受けなくなり、プリント基板の幅をケースより拡大することができる。

図１は本発明の一実施の形態を示す電子装置の斜視図である。この実施の形態の電子装置はスイッチング電源を構成するものである。１はアルミニウム合金等の放熱性がよい金属からなるケースである。２はこのケース１内に収容して固定するプリント基板である。このプリント基板２は、例えば図２に示すように、ケース１の底板３上に設けられた間座４に螺合するねじ５により底板３に固定して取付けられる。このプリント基板２の取付け構造の代わりに、間座４は底板３と一体に形成せずに別体とし、ねじ５をその間座に挿通し、底板３に設けたねじ孔にそのねじを螺合するかあるいは底板の底面に設けたナット螺合することによりプリント基板２を底板３に固定して取付ける構造としてもよい。

プリント基板２上には、コンデンサ６、チョークコイル７、トランス８、その他の電子部品が搭載される。この実施の形態においては、ケース１の周囲の４面のうち、１面が開口しており、この開口面側のプリント基板２の端部には端子台９が取付けられる。

１０は本発明によりケース１の一側面部に形成された半導体取付け部である。この実施の形態の半導体取付け部１０は、底板３の一端よりほぼ垂直に立ち上げた立上部１１と、その上部より連続して内方に折り曲げた曲成部１２と、その内部より連続して斜め外方に立ち上げた傾斜部１３とにより構成している。これらの立上部１１、曲成部１２は曲線状に形成してもよい。

そして、傾斜部１３に半導体１４を取付けるためのねじ孔１５を設ける。１６は半導体取付け用ねじであり、半導体１４を傾斜部13上に載置し、ねじ１６をケース１の内側から半導体１４の取付け孔１７に挿通してねじ孔１５に螺合して締結することにより、半導体１４を半導体取付け部１０に取付ける。プリント基板２の半導体取付け部１０側の端部は、底板３と立上部１１と曲成部１２とにより囲まれた空間部１８に収容する。

なお、立上部１１の内面には底板３に平行に溝１９を設け、その溝１９にプリント基板２の端部を嵌め込むことにより、プリント基板２がケース１に堅固に保持されるように構成している。また、プリント基板２は、その端部を空間部１８に挿入する際に、挿入が容易に行なえるように、曲成部１２は内側が上がるように傾斜して形成している。底板３の垂直線２０に対する傾斜部１３の傾斜角θは、ねじ１６をケース１の内側から容易に操作しうるようにするため、１５〜４５度、より好ましくは１５〜３０度である。この傾斜角θが１５度未満であるとねじ１６による半導体１４の取付けが困難となり、４５度を超えると半導体取付け部１０の外方への突出幅が大きくなる。

このように、ケース１の底板３の端部に外側に傾斜した傾斜部１３を有する半導体取付け部１０を設け、傾斜部１３の内面に半導体１４をねじ１６により取付ける構造とすれば、ドライバ等のねじ取付け用工具をケース１の内側から操作してもプリント基板２に搭載した部品が邪魔にならず、ねじ付けすることができる。このため、図示のように傾斜部１３にねじ孔１５を設け、半導体１４に設けた取付け孔１７に貫挿するねじ１６を傾斜部１３のねじ孔１５に螺合して締結する構造が採用できる。このため、放熱板やナットが不要となり、部品点数や組立工数が少なくてすみ、安価に実現できる。

また、傾斜部１３に半導体１４を取付ける構造としたので、ケース１に半導体取付け部を水平に形成した従来構造に比較し、ケースの平面視のサイズもあまり大きくならず、換言すれば、ケース１の平面視のサイズを同じにした場合、半導体取付け部１０を垂直に形成したと仮定した場合に比較し、プリント基板２のサイズを狭隘化させることもない。

特に本実施の形態のように、半導体取付け部１０を、底板３の一端より立ち上げた立上部１１と、その上部より連続して内方に折り曲げた曲成部１２と、その内部より連続して斜め外方に立ち上げた傾斜部１３とにより構成することにより、プリント基板２の端部を収容する空間部１８を形成しているので、プリント基板２のサイズを小さくすることがない。また、内方への曲成部１２の上に外方への傾斜部１３を形成しているので、傾斜部１３の上端を底板２の端部からほとんど突出させることがない。

図３、図４はそれぞれ本発明の他の実施の形態を示す側面図および正面図である。この実施の形態は、図１、図２に示した実施の形態において、立上部１１にスリット２９を設け、このスリット２９にプリント基板２の端部を貫挿させたものである。

図３、図４の実施の形態によれば、半導体取付け部１０によってプリント基板２の幅の制限を受けなくなり、プリント基板２の幅をケース１より広幅に拡大することができる。

本発明の半導体を備えた装置の一実施の形態を示すの斜視図である。図１の実施の形態の半導体を備えた装置を搭載部品を省略して示す側面図である。本発明による半導体を備えた装置の他の実施の形態を示す図２相当図である。図３の正面図である。

符号の説明

１：ケース、２：プリント基板、３：底板、４：間座、５：ねじ、６：コンデンサ、７：チョークコイル、８：トランス、９：端子台、１０：半導体取付け部、１１：立上部、１２：曲成部、１３：傾斜部、１４：半導体、１５：ねじ孔、１６：半導体取付け用ねじ、１７：取付け孔、１８：空間部、１９：溝、２０：垂直線、２９：スリット

Claims

金属製ケースの内部にプリント基板を固定し、
前記ケースの少なくとも１つの端部に、底板より立ち上げた立上部と、その立上部の上部より連続して内方に折り曲げた曲成部と、その曲成部の内部より連続して斜め外方に立ち上げた傾斜部とからなる半導体取付け部を形成し、
前記傾斜部にねじ孔を設け、自身を取付けるための取付け孔を有する半導体を前記傾斜部の内面側に載置すると共に、前記半導体の取付け孔にケース内側より貫通させたねじを前記ねじ孔に螺合して締結することにより、半導体を前記半導体取付け部に取付け、
前記底板と前記立上部と前記曲成部とで囲まれた空間に前記プリント基板の端部を収容したことを特徴とする半導体を備えた装置。
請求項１に記載の半導体を備えた装置において、
前記半導体取付け部にスリットを形成し、そのスリットに前記プリント基板の端部を貫通してプリント基板をケースに取付けたことを特徴とする半導体を備えた装置。