JPH05198965A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型にするとともに、コストを低減する。 【構成】半導体装置１０内に組み込まれた、半導体素子
４０冷却用の放熱フィン１０に抵抗等の発熱部品２０を
装着させる場合、放熱フィン１０と発熱部品２０との間
の隙間に輻射熱を遮断するための遮蔽部材３０を介在さ
せたので、小型の放熱フィン１０によっても半導体素子
４０を効果的に冷却することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放熱フィンの基部から
複数のフィンが延出されており、前記放熱フィンの基部
に搭載された半導体素子と、前記フィンの延出方向の位
置に配される抵抗などの発熱部品とを備えて成る半導体
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置としては、例えば、図
６に示すようなものがある。放熱フィン１の基部上面２
には複数個の半導体素子３が素子用取付ねじによってネ
ジ止めされ、半導体素子３の入力、出力端子は、所定の
回路構成となるように結線バー４がネジ止めされる。放
熱フィン１の後面に風冷用のファン８が配置され、放熱
フィン１には取付スタンド５がネジ止めされている。取
付スタンド５に基板６がネジ止めされ、放熱フィン１の
下方に位置する抵抗などの発熱部品７が、基板６に搭載
されている。放熱フィン１と発熱部品７との間に空間が
あり、発熱部品７からの輻射熱と基板６〜取付スタンド
５を介しての熱伝達とが放熱フィン１に影響を与えてい
る。

【０００３】一方、この種の半導体素子３を放熱フィン
１の基部上面２に複数個搭載し所定の回路を構成したと
きに、電気エネルギーを、例えば、抵抗などに一定時間
消費させるような動作をする回路があり、この場合、抵
抗などの発熱部品７には大電流が流れるため発熱量が大
きくなるのでメタルクラッド抵抗等が用いられている。

【０００４】なお、図示省略したが発熱部品７を基板６
を使用せず放熱フィン１の側面に直接取り付けたものも
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体装置では、半導体素子３以外の別熱源
である発熱部品７が直接的に放熱フィン１に固定されて
いると当然のことながら、放熱フィン１は、熱伝達や輻
射熱により本来半導体素子３の冷却体として考えている
以上に冷却能力の大きい大型のものを使用する必要があ
るという問題点があった。

【０００６】また、放熱フィン１と発熱部品７とが別体
として分離されている場合は、当然のことながら装置全
体が大きくなり、コストが嵩むという問題がある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、半導体素子以外の別熱源である発
熱部品からの熱を遮断し、冷却効率の低下を防止して、
装置全体を小型にするようにした半導体装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、 １ 放熱フィン（１０）の基部（１１）から複数のフィ
ン（１２）が延出されており、前記放熱フィン（１０）
の基部（１１）に搭載された半導体素子（４０）と、前
記フィン（１２）の延出方向の位置に配される抵抗など
の発熱部品（２０）とを備えて成る半導体装置におい
て、前記発熱部品（２０）からの輻射熱が放熱フィン
（１０）に伝達されないように前記発熱部品（２０）と
前記放熱フィン（１０）との間に遮蔽部材（３０）を介
在させたことを特徴とする半導体装置。

【０００９】２ 前記発熱部品（２０）若しくは該発熱
部品（２０）を搭載する基板（１５）を、スペーサ（６
０，６０ａ）を介して前記放熱フィン（１０）側に固設
したことを特徴とする１項記載の半導体装置に存する。

【００１０】

【作用】放熱フィン（１０）の基部（１１）に半導体素
子（４０）が搭載されており、放熱フィン（１０）のフ
ィン延出方向の位置に抵抗などの発熱部品（２０）が配
されている。

【００１１】発熱部品（２０）と放熱フィン（１０）と
の間に遮蔽部材（３０）を介在したので、発熱部品（２
０）からの輻射熱が放熱フィン（１０）に伝達されるこ
とが少なくなり、放熱フィン（１０）は、半導体素子
（４０）のみを冷却するのに必要な大きさで済む。

【００１２】発熱部品（２０）若しくは該発熱部品（２
０）を搭載する基板（１５）を、スペーサ（６０，６０
ａ）を介して前記放熱フィン（１０）側に固設したもの
では、発熱部品（２０）を直接若しくは発熱部品（２
０）を搭載した基板（１５）を介して放熱フィン（１
０）に熱伝達が行なわれることが極端に小さくなる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説
明する。図１〜図３は本発明の第１実施例を示してい
る。図１および図３に示すように、放熱フィン１０と抵
抗などの発熱部品２０との間には遮蔽部材３０が設けら
れている。この遮蔽部材３０は好ましくは耐熱性の絶縁
材料が用いられるが、金属板を用いてもよい。

【００１４】放熱フィン１０の基部１１の上面には３つ
の半導体素子４０が搭載されている。各半導体素子４０
の入力、出力端子には結線バー４１が接続されている。
基部１１から複数のフィン１２が下方に向かってそれぞ
れ突設している。

【００１５】放熱フィン１０の両側壁１３には、スタン
ド部材１４がねじ止めされている。スタンド部材１４に
は、発熱部品２０搭載用の基板１５が架設されている。
発熱部品２０と放熱フィン１０のフィン１２の各先端と
の間には隙間１６が形成されている。

【００１６】遮蔽部材３０は、放熱フィン１０の両側壁
１３の下端にネジ止めされる。このとき、放熱フィン１
０のフィン１２の各先端と遮蔽部材３０との隙間Ａを５
ｍｍ以上とすることが好ましい。さらに、遮蔽部材３０
と発熱部品２０との隙間Ｂも５ｍｍ以上とすることが好
ましい。

【００１７】図２および図３に示すように、放熱フィン
１０の後面には、フィン１２の間に風を通すための風冷
用のファン５０が固設されている。

【００１８】風冷用のファン５０からは図２の図示矢印
の方向に右側から左側へ空気が流れるようにして放熱フ
ィン１０を冷却する。

【００１９】次に作用を説明する。発熱部品２０からの
輻射熱は、遮蔽部材３０で遮られて、放熱フィン１０へ
の伝達が極端に小さくなる。したがって、輻射熱による
放熱フィン１０の温度上昇はほとんどなく、放熱フィン
１０のフィン１２からは、半導体素子４０からの熱のみ
が主に放出されようになる。それにより、半導体素子４
０は冷却される。

【００２０】図４および図５は、本発明の第２実施例を
示している。

【００２１】なお、第１実施例と同種の部位には同一符
号を付し重複した説明を省略する。放熱フィン１０の両
側壁１３の下端には遮蔽部材３０が渡され、耐熱性部材
などで成形されたスペーサ６０のネジ部（図示省略）に
よって螺着されている。

【００２２】次に、発熱部品２０を搭載した基板１５ａ
の両端部がスペーサ６０にネジ止めされている。

【００２３】なお、発熱部品２０搭載用の基板１５ｂ
は、図５に示すように、スタンド部材１４にスペーサ６
０ａを介してネジ止めしてもよい。

【００２４】第２実施例においては、発熱部品２０搭載
用の基板１５ａ，１５ｂが発熱部品２０からの熱伝達に
よって加熱された場合に、スペーサ６０，６０ａによ
り、この熱が遮蔽部材３０を介して放熱フィン１０に伝
達したり、スタンド部材１４を介して放熱フィン１０へ
伝達したりするのを防止するため、放熱フィン１０と発
熱部品２０との熱絶縁性をさらに高めることができる。

【００２５】発熱部品２０は必ずしも基板１５ａ，１５
ｂに搭載しなくてもよく、直接にスペーサ６０，６０ａ
を介してネジ止めしてもよい。また、スペーサ６０，６
０ａは好ましくは熱絶縁性部材から成るものがよいが、
ネジ止め部分のみにスペーサとして介在させる場合は金
属製でもよい。

【００２６】次に、第１、第２実施例における温度の実
測例を説明する。

【００２７】実測にあたっては、放熱フィン１０の基部
１１の上面に搭載された半導体素子４０の合計出力電力
は１ｋｗで、放熱フィン１０は風冷ファンによって強制
空冷されている。また、遮蔽部材３０にはアルミ製のも
のが使用されている。

【００２８】半導体素子４０と放熱フィン１０との接触
面（基部１１の上部）の温度計測点Ｐ１，Ｐ２（図２）
の温度を次の表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】前記実施例においては、発熱部品搭載用の
基板から放熱フィン１０への熱伝達経路の途中にスペー
サ６０，６０ａを介在させたものを示したが、遮蔽部材
３０から放熱フィン１０への熱伝達経路の途中にスペー
サを介在させてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明にかかる半導体装置によれば、半
導体装置内に組み込まれた、半導体素子冷却用の放熱フ
ィンに抵抗等の発熱部品を装着させる場合、放熱フィン
と発熱部品との間の隙間に輻射熱を遮断するための遮蔽
部材を介在させたので、小型の放熱フィンによって半導
体素子を効果的に冷却することが可能になり、結果的に
コストを低減することができる。

【００３２】また、発熱部品から放熱フィンへの熱伝達
経路の途中にスペーサを介在させたので、放熱フィンへ
の熱伝達を極力小さくすることができ、さらに小型の放
熱フィンによって半導体素子を効果的に冷却することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す半導体装置の正面図
である。

【図２】本発明の第１実施例を示す半導体装置の側面図
である。

【図３】本発明の第１実施例を示す半導体装置の平面図
である。

【図４】本発明の第２実施例を示す半導体装置の正面図
である。

【図５】本発明の第２実施例を示す半導体装置の部分正
面図である。

【図６】従来例を示す半導体装置の正面図である。

【符号の説明】

１０…放熱フィン １１…基部 １２…フィン １３…側壁 １４…スタンド部材 １５，１５ａ，１５ｂ…基板 ２０…発熱部品 ３０…遮蔽部材 ４０…半導体素子 ５０…風冷用のファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放熱フィンの基部から複数のフィンが延出
   されており、前記放熱フィンの基部に搭載された半導体
   素子と、前記フィンの延出方向の位置に配される抵抗な
   どの発熱部品とを備えて成る半導体装置において、 前記発熱部品からの輻射熱が放熱フィンに伝達されない
   ように前記発熱部品と前記放熱フィンとの間に遮蔽部材
   を介在させたことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】前記発熱部品若しくは該発熱部品を搭載す
   る基板を、スペーサを介して前記放熱フィン側に固設し
   たことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。