JPH11274772A - 放熱板付き半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント基板の取付時に無理な力がかかるのを
防止する。 【解決手段】この放熱板付き半導体装置及びその製造方
法では、パワートランジスタ１２に穿設されている貫通
孔１２ａよりも大きな径の取付孔３４がこの貫通孔１２
ａとほぼ重なるようにホルダ３３に穿設される。ホルダ
３３の取付孔３４に配されるねじ４７によってホルダ３
３とパワートランジスタ１２の双方を取付台３２に締め
付け固定することができるので、ねじの数を低減でき、
製造コストを削減することができる。また、パワートラ
ンジスタ１２がホルダ３３に仮止めされているので、ホ
ルダ３３を持ちながらパワートランジスタ１２をプリン
ト基板１１に取り付けることができ、パワートランジス
タ１２の取付作業が容易になる。

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、放熱板付き半導
体装置に関する。詳しくは、半導体素子を保持するホル
ダと半導体素子とを同一の係合部材によって取付台に固
定することによって、係合部材の数を低減し、製造コス
トを削減することができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばコンポーネントステレオに使われ
るパワートランジスタのような半導体素子は発熱量が大
きいため、半導体素子から発生する熱をヒートシンクと
呼ばれる放熱板に伝達して放熱することで冷却効果を得
るようにしている場合が多い。

【０００３】図８は半導体素子この例ではパワートラン
ジスタと放熱板を有する放熱板付き半導体装置１０の分
解斜視図を示す。同図に示すように、放熱板付き半導体
装置１０はプリント基板１１にはんだ付けされたこの例
では４個のパワートランジスタ１２、パワートランジス
タ１２の熱を放熱するためのアルミ製の放熱板１３、こ
れらパワートランジスタ１２及び放熱板１３が間接的に
取り付けられ、コンポーネントステレオなどのシャーシ
にねじ止めされる取付台１４、プリント基板１１に対し
整列、位置決めし、固定すると共に取付台１４に固定さ
れるホルダ１５及び放熱板１３を取付台１４に固定する
ための支持板１６で構成されている。

【０００４】図９に示すように、４個のパワートランジ
スタ１２はプリント基板１１に横一列に設けられ、これ
ら４個のパワートランジスタ１２の下面に密着するよう
にホルダ１５が配される。パワートランジスタ１２には
貫通孔１２ａが予め穿設されており、ここにねじ（係合
部材）１７を配してホルダ１５のねじ孔１５ａに締め付
けることでホルダ１５に固定されるようになっている。
一方、放熱板１３にはその表面積を大きくして放熱効果
を上げるために複数のフィンが形成されている。放熱板
１３は断面Ｌ字状の支持板１６にねじ止めされる。そし
て、ホルダ１５の取付孔１５ｂと支持板１６の取付孔１
６ａにねじ（係合部材）１８が挿通され、シャーシ２０
に固定された取付台１４のねじ孔１４ａにねじ止めされ
ることでホルダ１５及び支持板１６が取付台１４に固定
される。また、ねじ１９によってプリント基板１１も取
付台１４に固定される。

【０００５】ここで、このように構成された放熱板付き
半導体装置１０の製造方法を図９を用いて説明すると、
まず、パワートランジスタ１２をねじ１７によってホル
ダ１５の所定位置に固定する。次に、パワートランジス
タ１２のリード線をプリント基板１１に差し込み、溶融
はんだで満たされたはんだ槽にプリント基板１１を浸し
てリード線１２ｂをはんだ付けする。そして、支持板１
６、ホルダ１５及びプリント基板１１を取付台１４にね
じ止めする。

【０００６】このようになされた放熱板付き半導体装置
１０では、パワートランジスタ１２の熱がホルダ１５及
び支持板１６を介して放熱板１３に伝えられて放熱され
る。もちろん、パワートランジスタ１２の熱は放熱板１
３の他に、ホルダ１５、取付台１４及び支持板１６から
も放熱される。これにより、パワートランジスタ１２が
冷却されて内部が破壊されるのが防止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、放熱板付き
半導体装置１０のホルダ１５には、図９のように、ホル
ダ１５と支持板１６を取付台１４に取り付けるのにねじ
（係合部材）１８とパワートランジスタ１２をホルダ１
５に取り付けるのにねじ（係合部材）１７とが必要であ
る。そのため、係合部材の数が多くなり放熱板付き半導
体装置１０の製造コストが増大するという問題を有して
いる。

【０００８】そこで、この発明は、上述した問題を解決
したものであって、ホルダに加工する孔の数を低減でき
る放熱板付き半導体装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明に係る放熱板付き半導体装置では、半導体
素子から発生する熱を放熱するための放熱板と、放熱板
が取り付けられる取付台と、半導体素子が設けられた基
板と取付台のそれぞれに係合部材によって締め付け固定
されるホルダとを有し、ホルダと半導体素子は同一の係
合部材によって取付台に固定されたことを特徴とするも
のである。

【００１０】この放熱板付き半導体装置によれば、半導
体素子を保持するホルダと半導体素子が同一の係合部材
によって取付台に固定される。したがって、係合部材の
数を低減でき、製造コストを削減することができる。

【００１１】また、放熱板付き半導体装置の製造方法で
は、半導体素子を仮止めするための仮止め部材を使用し
て半導体素子用のホルダに保持する工程と、ホルダに仮
りに保持された半導体素子を基板に取り付ける工程と、
ホルダから仮止め部材を取り除き、基板をホルダに固定
する工程と、ホルダ及び半導体素子を取付台に取り付け
る工程とを有することを特徴とするものである。

【００１２】この放熱板付き半導体装置の製造方法で
は、半導体素子が仮止め部材によってホルダに仮止めさ
れる。ホルダに仮止めされた半導体素子は基板に取り付
けられて、この後ホルダに基板が固定される。基板が取
り付けられたホルダと基板に取り付けられた半導体素子
は取付台に取り付けられる。したがって、半導体素子が
ホルダに仮止めされているので、ホルダを持ちながら半
導体素子を基板に取り付けることができ、半導体素子の
取付作業を容易にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係る放熱板付
き半導体装置及びその製造方法の実施の一形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。なお、従来と同様
の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
また、図中矢印は装置が構成される上下方向を示す。

【００１４】図１はこの発明に係る放熱板付き半導体装
置３０の構成を示す。この放熱板付き半導体装置３０は
例えば、コンポーネントステレオに使われる半導体素子
この例ではパワートランジスタから発生する熱をヒート
シンクと呼ばれる放熱板に伝達して放熱するために用い
られる。

【００１５】同図に示すように、放熱板付き半導体装置
３０はこの例では４個のパワートランジスタ１２が配さ
れるプリント基板１１、パワートランジスタ１２の熱を
放熱するための放熱板３１、パワートランジスタ１２、
後述のホルダ３３及び放熱板３１が固定され、コンポー
ネントステレオなどのシャーシにねじ止めされる取付台
３２及びプリント基板１１に固定されパワートランジス
タ１２を取付台３２に固定するホルダ３３で構成されて
いる。

【００１６】放熱板３１の材質には伝えられた熱を効率
良く放熱できるようにアルミニウムが用いられている。
また、放熱板３１は表面積を大きくして放熱効率を上げ
るために図１のように複数のフィンが形成されている。

【００１７】略棒状の取付台３２は放熱板３１と同様に
アルミニウム製であり、比較的厚手の例えば５〜１０ｍ
ｍ程度の断面がコ字状となるように形成されている。断
面をコ字状とすることで表面積を大きくし、放熱効率を
向上させている。また、上方からのシャーシに対するね
じ止めが容易になるように取付台３２の両端は斜めに切
断され、シャーシ側となる底辺部が長くなるようになっ
ている。

【００１８】ホルダ３３は比較的薄手の例えば板厚０．
５〜１．５ｍｍ程度の鉄板をプレス加工したものであ
る。図２及び図３に示すように、ホルダ３３にはこの例
では４個のパワートランジスタ１２が一列に配される当
接板部３３ａがパワートランジスタ１２の厚さに対応す
るようにホルダ３３の本体よりやや下側に平面状に押し
出されて形成されている。

【００１９】当接板部３３ａにはホルダ３３を固定する
ためのねじが配される取付孔３４が、ここに配されるパ
ワートランジスタ１２の貫通孔１２ａと重なるように４
個穿設されている。この取付孔３４の大きさは貫通孔１
２ａよりも大きな径となるように設定されており、ホル
ダ３３に対するパワートランジスタ１２の位置が多少ず
れても、そのまま取付孔３４と貫通孔１２ａにねじを挿
通させて締め付け固定できるようになされている。もち
ろん、取付孔３４の大きさはここに配されるねじ（係合
部材）の頭あるいはワッシャーが抜け落ちない程度に設
定されている。

【００２０】また、当接板部３３ａには後述する仮止め
部材４０を位置決めするための円形孔３５及び楕円孔３
６が穿設されている。ホルダ３３には仮止め部材４０の
位置決めをより完全にするために、ホルダ３３の本体に
円形孔３５と楕円孔３６の延長線上で、且つこれらの孔
と同じ高さに楕円孔３７が穿設されている。

【００２１】また、ホルダ３３には、図３のようにプリ
ント基板１１が固定される基板取付部３３ｂ，３３ｂ
と、ホルダ３３を取付台３２に固定するための取付部３
３ｃ，３３ｃとが形成されている。基板取付部３３ｂに
はプリント基板１１をねじ止めするためのねじ孔３８が
穿設され、取付部３３ｃにはホルダ３３を固定するため
の孔３９が穿設されている。

【００２２】この放熱板付き半導体装置３０では、パワ
ートランジスタ１２をホルダ３３に固定しない状態でプ
リント基板１１にはんだ付けするので、パワートランジ
スタ１２をホルダ３３に仮止めした状態でパワートラン
ジスタ１２のリード線１２ｂをプリント基板１１に差し
込むようになっている。

【００２３】パワートランジスタ１２をホルダ３３に仮
止めするために、ホルダ３３に図４に示すような着脱自
在の仮止め部材４０が用いられる。この仮止め部材４０
は放熱板付き半導体装置３０を構成する部材ではなく、
パワートランジスタ１２をホルダ３３に仮止めすること
だけを目的とした器具である。

【００２４】図４に示すように、仮止め部材４０はホル
ダ３３の大きさにほぼ等しい略板状となされ、その本体
の一端面にホルダ３３を掛止するための爪部４１が３個
設けられている。爪部４１の近傍にはホルダ３３の端面
の一部が当接するためのテーパ部４２ａを有する当接部
４２が設けられている（図５参照）。テーパ部４２ａが
ホルダ３３の端部をさそい込むことにより、図６のよう
に仮止め部材４０をホルダ３３に掛止させることができ
る。

【００２５】また、仮止め部材４０の所定位置にはパワ
ートランジスタ１２の貫通孔１２ａに嵌合するための突
起４３が４個設けられ、図５のように大径部４４と小径
部４５とで構成されている。大径部４４はパワートラン
ジスタ１２の貫通孔１２ａとほぼ同じ大きさに設定され
ており、貫通孔１２ａに突起４３が嵌合したときに、貫
通孔１２ａを正確に位置決めできるようになっている。
そして、ホルダ３３の孔３５，３６及び３７に挿通され
る突起４８が３箇所設けられ、ホルダ３３と仮止め部材
４０が正確に位置決めされる。

【００２６】さらに、パワートランジスタ１２は貫通孔
１２ａを位置決めしただけではそこを中心に回転してし
まうので、パワートランジスタ１２の回転を規制するた
めに、仮止め部材４０にはパワートランジスタ１２の両
側面に当接する位置に突起状の規制部材４６が複数設け
られている。

【００２７】さて、このように構成された放熱板付き半
導体装置３０の製造方法について図６及び図７を用いて
説明する。

【００２８】まず、パワートランジスタ１２が所定位置
に配された仮止め部材４０をホルダ３３に嵌め込む（図
６）。前述のように、この状態ではパワートランジスタ
１２、ホルダ３３及び仮止め部材４０のそれぞれの位置
が正確に決定されている。そして、この状態でパワート
ランジスタ１２のリード線１２ｂをプリント基板１１に
差し込んではんだ付けする（図７参照）。このとき、パ
ワートランジスタ１２はプリント基板１１の変形、反り
等にかかわらず、仮止め部材４０により整列されてい
る。次に仮止め部材４０をホルダ３３から外してプリン
ト基板１１に挿通したねじ（係合部材）をホルダ３３の
ねじ孔３８（図６）に締め付ける。これにより、プリン
ト基板１１はホルダ３３に固定される。

【００２９】次に、図７のように、ホルダ３３の取付孔
３４とパワートランジスタ１２の貫通孔１２ａの双方に
挿通したねじ（係合部材）４７を取付台３２に締め付け
固定し、放熱板３１を取付板３２にねじ止めする。これ
により、放熱板付き半導体装置３０の製造が完了する。

【００３０】このようになされた放熱板付き半導体装置
３０では、パワートランジスタ１２の熱が取付台３２を
介して放熱板３１に伝えられて放熱される。もちろん、
パワートランジスタ１２の熱は放熱板３１の他に、ホル
ダ３３及び取付台３２からも放熱される。これにより、
パワートランジスタ１２が冷却されて内部が破壊される
のが防止される。

【００３１】したがって、この放熱板付き半導体装置３
０では、ホルダ３３とパワートランジスタ１２を同一の
ねじ４７によって取付台３２に取り付けることができる
ので、ねじの数を低減し、製造コストを削減することが
できる。

【００３２】また、ホルダ３３の取付孔３４はパワート
ランジスタ１２の貫通孔１２ａよりも大きく設定されて
いるため、たとえ、はんだ付け後のプリント基板１１が
熱などによって反ってしまい、パワートランジスタ１２
の貫通孔１２ａとホルダ３３の取付孔３４の相対位置が
多少ずれてしまっても、プリント基板を無理に矯正する
ことなく、パワートランジスタ１２の貫通孔１２ａとホ
ルダ３３の取付孔３４が多少ずれた状態のままこれらに
ねじ４７を挿通させて取付台３２に締め付け固定するこ
とができる。したがって、パワートランジスタ１２とプ
リント基板１１のはんだ付け部分に無理な力がかかるこ
とがないので、断線による接続不良の発生が未然に防止
される。

【００３３】また、この放熱板付き半導体装置の製造方
法では、パワートランジスタ１２がホルダ３３に仮止め
されているので、ホルダ３３を持ちながらパワートラン
ジスタ１２をプリント基板１１に取り付けることがで
き、パワートランジスタ１２の取付作業が容易になる。

【００３４】さらに、仮止め部材４０を用いてパワート
ランジスタ１２をホルダ３３に位置決めさせる場合、仮
止め部材４０に設けられた突起４３にはパワートランジ
スタ１２の貫通孔１２ａとほぼ同じ大きさの大径部４４
が形成されているので、パワートランジスタ１２の位置
決め精度を向上させることができる。

【００３５】なお、この実施の形態では、係合部材とし
てねじを用いた場合を説明したが、係合部材はこれに限
定されない。また、この実施の形態では、ホルダ３３の
材質に鉄を用いた場合を説明したが、これに限定される
ことはなく、例えばアルミニウムを用いても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る放熱
板付き半導体装置では、半導体素子を保持するホルダと
半導体素子とを同一の係合部材によって取付台に固定す
るようにしたものである。

【００３７】したがって、係合部材の数を低減し、製造
コストを削減することができるという効果がある。

【００３８】また、この放熱板付き半導体装置の製造方
法では、半導体素子を仮止め部材によってホルダに仮止
めし、その半導体素子を基板に取り付け、この後ホルダ
に基板を固定し、基板が取り付けられたホルダと基板に
取り付けられた半導体素子を取付台に取り付けるように
したものである。

【００３９】したがって、半導体素子がホルダに仮止め
されているので、ホルダを持ちながら半導体素子を基板
に取り付けることができ、半導体素子の取付作業が容易
になる。また、仮止め部材を用いて半導体素子をホルダ
に位置決めさせる場合、仮止め部材に設けられた突起に
は半導体素子の貫通孔とほぼ同じ大きさの大径部が形成
されているので、半導体素子の位置決め精度を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る放熱板付き半導体装置３０の分
解斜視図である。

【図２】ホルダ３３の斜視図である。

【図３】ホルダ３３の平面図である。

【図４】仮止め部材４０の斜視図である。

【図５】仮止め部材４０の断面図である。

【図６】ホルダ３３に仮止め部材４０を嵌めた状態を示
す斜視図である。

【図７】放熱板付き半導体装置３０の断面図である。

【図８】従来の放熱板付き半導体装置１０の分解斜視図
である。

【図９】従来の放熱板付き半導体装置１０の断面図であ
る。

【符号の説明】

１０，３０ 放熱板付き半導体装置 １１ プリント基板 １２ パワートランジスタ １２ａ 貫通孔 １２ｂ リード線 １３，３１ 放熱板 １４，３２ 取付台 １５，３３ ホルダ ２０ シャーシ ３３ａ 当接板部 ３３ｂ 基板取付部 ３３ｃ 取付部 ３４ 取付孔 ３５ 円形孔 ３６，３７ 楕円孔 ３８ ねじ孔 ３９ 孔 ４０ 仮止め部材 ４１ 爪部 ４２ 当接部 ４２ａ テーパ部 ４３，４５ 突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワン ジュン シンガポール共和国 シンガポール 0316 ローワー デルタロード 1094 アイワ シンガポールリミテッド内 (72)発明者 ゼン ミン ティ シンガポール共和国 シンガポール 0316 ローワー デルタロード 1094 アイワ シンガポールリミテッド内 (72)発明者 ロ エン チョン シンガポール共和国 シンガポール 0316 ローワー デルタロード 1094 アイワ シンガポールリミテッド内 (72)発明者 新田 良功 東京都台東区池之端１丁目２番11号 アイ ワ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子から発生する熱を放熱するた
   めの放熱板と、 上記放熱板が取り付けられる取付台と、 上記半導体素子が設けられた基板と上記取付台のそれぞ
   れに係合部材によって締め付け固定されるホルダとを有
   し、 上記ホルダと上記半導体素子は同一の係合部材によって
   上記取付台に固定されたことを特徴とする放熱板付き半
   導体装置。
2. 【請求項２】 上記ホルダには上記半導体素子に予め穿
   設されている貫通孔よりも大きな径となされた取付孔が
   穿設され、 上記ホルダの取付孔と上記半導体素子の貫通孔の双方に
   上記係合部材が挿通した状態で該係合部材によって上記
   取付台に固定されたことを特徴とする請求項１記載の放
   熱板付き半導体装置。
3. 【請求項３】 半導体素子を仮止めするための仮止め部
   材を使用して半導体素子用のホルダに保持する工程と、 上記ホルダに仮りに保持された半導体素子を基板に取り
   付ける工程と、 上記ホルダから上記仮止め部材を取り除き、基板をホル
   ダに固定する工程と、 上記ホルダ及び上記半導体素子を上記取付台に取り付け
   る工程とを有することを特徴とする放熱板付き半導体装
   置の製造方法。
4. 【請求項４】 上記仮止め部材は上記半導体素子の上記
   貫通孔に嵌合して上記半導体素子を位置決めする突起を
   有し、 上記突起には上記貫通孔とほぼ同じ大きさの大径部が設
   けられていることを特徴とする請求項３記載の放熱板付
   き半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 半導体素子から発生する熱を放熱するた
   めの放熱板と、上記放熱板が取り付けられる取付台と、
   上記半導体素子が設けられた基板と上記取付台のそれぞ
   れに係合部材によって締め付け固定されるホルダとを有
   する放熱板付き半導体装置において、 上記ホルダには上記半導体素子に穿設されている貫通孔
   とほぼ重なる位置に該貫通孔よりも大きな径となされた
   取付孔が穿設され、 上記放熱板付き半導体装置の製造時は、ホルダの所定位
   置に半導体素子を載置し、 上記半導体素子を上記ホルダの上記所定位置で保持する
   ための仮止め部材を上記ホルダに嵌め込み、 上記仮止め部材によって上記ホルダに保持された上記半
   導体素子のリード線を該半導体素子が配される基板に差
   し込んで該リード線のはんだ付けをし、 上記リード線のはんだ付けが終了した後に上記基板を上
   記係合部材によって上記ホルダに固定し、 上記仮止め部材を上記ホルダから取り外し、 上記ホルダの取付孔と上記半導体素子の貫通孔の双方に
   挿通するように配した係合部材を上記取付台に固定する
   ことによって、上記半導体素子と上記ホルダを上記取付
   台に固定するようにしたことを特徴とする請求項３記載
   の放熱板付き半導体装置の製造方法。