JPWO2020059010A1 - Control device and maintenance method of control device - Google Patents

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Abstract

制御装置(17)は、半導体素子(21)と、半導体素子(21)が搭載される基板(18)と、半導体素子(21)の上面に接触されるヒートシンク(24)と、ヒートシンク(24)に形成された雌ネジ部(37)と、半導体素子(21)の下面と基板(18)との間に設けられる固定部材(50)と、固定部材(50)の雌ネジ部(37)に対応する位置に形成されたネジ挿通孔(51)と、固定部材(50)に形成され、半導体素子(21)の被係合部(32)に係合される係合部(52)と、ネジ挿通孔(51)に挿通され、雌ネジ部(37)に螺合されるネジ(33)を備える。 The control device (17) includes a semiconductor element (21), a substrate (18) on which the semiconductor element (21) is mounted, a heat sink (24) that is in contact with the upper surface of the semiconductor element (21), and a heat sink (24). On the female threaded portion (37) formed in, the fixing member (50) provided between the lower surface of the semiconductor element (21) and the substrate (18), and the female threaded portion (37) of the fixing member (50). A screw insertion hole (51) formed at a corresponding position, an engaging portion (52) formed in the fixing member (50) and engaged with the engaged portion (32) of the semiconductor element (21), A screw (33) that is inserted into the screw insertion hole (51) and screwed into the female screw portion (37) is provided.

Description

本発明の実施形態は、制御装置および制御装置の保守方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a control device and a method for maintaining the control device.

従来、電源回路またはインバータ装置などの制御装置では、基板に搭載される半導体素子から発生する熱をアルミ板等で成形されたヒートシンクにより放熱させている。このような制御装置では、基板のネジ用穴に通されたヒートシンク固定用ネジを、半導体素子の両端間に設けられた切り欠きまたはネジ穴を介してヒートシンクの取り付け穴に螺合させている。このヒートシンクの取り付け穴同士の離間寸法は、半導体素子の切り欠きまたはネジ穴同士の離間寸法に対応している。そして、半導体素子がヒートシンク固定用ネジによりヒートシンクに固定され、両者間で良好な熱伝達が行われるようになっている。 Conventionally, in a control device such as a power supply circuit or an inverter device, heat generated from a semiconductor element mounted on a substrate is radiated by a heat sink formed of an aluminum plate or the like. In such a control device, a heat sink fixing screw passed through a screw hole of a substrate is screwed into a heat sink mounting hole through a notch or a screw hole provided between both ends of the semiconductor element. The distance between the mounting holes of the heat sink corresponds to the distance between the notches of the semiconductor element or the screw holes. Then, the semiconductor element is fixed to the heat sink by the heat sink fixing screw, and good heat transfer is performed between the two.

国際公開第2016/162991号International Publication No. 2016/162991

故障などの要因により基板を交換することがある。半導体素子は年を追って小型化される傾向があり、新型の半導体素子は切り欠きまたはネジ穴同士の離間寸法が小さくなる。そのため、半導体素子が更新される場合には、これに対応した取り付け穴間の寸法を持つヒートシンクに変更しなければならない。ところが、ヒートシンクは一般に電装箱などの構造部材に固定される部材であるため、その取外作業に手間がかかる。また、ヒートシンクを新造しなければならずコストが嵩む。そこで、ヒートシンクを交換せずに基板の交換が行えるようにしたいという要望がある。また、同じヒートシンクに異なる寸法の半導体素子を取り付けることができればヒートシンクの種類を削減することもできる。 The board may be replaced due to factors such as failure. Semiconductor devices tend to be miniaturized year by year, and newer semiconductor devices have smaller notches or distances between screw holes. Therefore, when the semiconductor element is updated, it is necessary to change to a heat sink having the corresponding dimensions between the mounting holes. However, since the heat sink is generally a member fixed to a structural member such as an electrical box, it takes time and effort to remove the heat sink. In addition, a new heat sink must be built, which increases the cost. Therefore, there is a demand that the substrate can be replaced without replacing the heat sink. Further, if semiconductor elements having different dimensions can be attached to the same heat sink, the types of heat sinks can be reduced.

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、ヒートシンクを交換することなく異なる半導体素子を搭載した基板を取り付けることができる制御装置および制御装置の保守方法を提供することを目的とする。 An embodiment of the present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a control device and a maintenance method of the control device capable of mounting a substrate on which different semiconductor elements are mounted without replacing a heat sink. With the goal.

本発明の実施形態に係る制御装置は、半導体素子と、前記半導体素子が搭載される基板と、前記半導体素子の上面に接触されるヒートシンクと、前記ヒートシンクに形成された雌ネジ部と、前記半導体素子の下面と前記基板との間に設けられる固定部材と、前記固定部材の前記雌ネジ部に対応する位置に形成されたネジ挿通孔と、前記固定部材に形成され、前記半導体素子の被係合部に係合される係合部と、前記ネジ挿通孔に挿通され、前記雌ネジ部に螺合されるネジと、を備える。 The control device according to the embodiment of the present invention includes a semiconductor element, a substrate on which the semiconductor element is mounted, a heat sink contacting the upper surface of the semiconductor element, a female screw portion formed on the heat sink, and the semiconductor. A fixing member provided between the lower surface of the element and the substrate, a screw insertion hole formed at a position corresponding to the female screw portion of the fixing member, and an engagement of the semiconductor element formed in the fixing member. It includes an engaging portion that is engaged with the joint portion, and a screw that is inserted into the screw insertion hole and screwed into the female screw portion.

本発明の実施形態に係る制御装置において、少なくとも2つの前記雌ネジ部が特定距離を空けて前記ヒートシンクに設けられ、かつ少なくとも2つの前記ネジ挿通孔が前記特定距離を空けて前記固定部材に設けられる。 In the control device according to the embodiment of the present invention, at least two female screw portions are provided on the heat sink at a specific distance, and at least two screw insertion holes are provided on the fixing member at a specific distance. Be done.

本発明の実施形態に係る制御装置において、前記被係合部が前記半導体素子に形成されたネジ止め用の切欠部または穴であり、前記係合部が前記固定部材の上面から上方に突出される上面突起部である。 In the control device according to the embodiment of the present invention, the engaged portion is a notch or hole for screwing formed in the semiconductor element, and the engaged portion protrudes upward from the upper surface of the fixing member. It is a protrusion on the upper surface.

本発明の実施形態に係る制御装置において、前記被係合部が前記半導体素子の側面であり、前記係合部が前記固定部材の周縁から上方に突出される周縁壁部である。 In the control device according to the embodiment of the present invention, the engaged portion is a side surface of the semiconductor element, and the engaging portion is a peripheral wall portion protruding upward from the peripheral edge of the fixing member.

本発明の実施形態に係る制御装置において、前記固定部材の上面から前記周縁壁部の上端までの寸法が、前記半導体素子の厚み寸法よりも小さい。 In the control device according to the embodiment of the present invention, the dimension from the upper surface of the fixing member to the upper end of the peripheral wall portion is smaller than the thickness dimension of the semiconductor element.

本発明の実施形態に係る制御装置において、前記固定部材が可撓性を有する材質で形成され、前記ネジが前記雌ネジ部に螺合されたときに、前記周縁壁部の上端が前記ヒートシンクの下面に接触される。 In the control device according to the embodiment of the present invention, when the fixing member is made of a flexible material and the screw is screwed into the female screw portion, the upper end of the peripheral wall portion is the heat sink. It is in contact with the bottom surface.

本発明の実施形態に係る制御装置は、前記固定部材の下面から下方に突出される下面突起部を備える。 The control device according to the embodiment of the present invention includes a lower surface protrusion that protrudes downward from the lower surface of the fixing member.

本発明の実施形態に係る制御装置は、前記固定部材の周縁から上方に突出され、前記半導体素子の被係合部に係合される周縁壁部と、前記固定部材の下面から下方に突出される下面突起部と、を備え、少なくとも2つの前記固定部材が積み重ねられたときに、前記下面突起部が前記周縁壁部の内面側に接触される。 The control device according to the embodiment of the present invention is projected upward from the peripheral edge of the fixing member, and is projected downward from the peripheral wall portion engaged with the engaged portion of the semiconductor element and the lower surface of the fixing member. When at least two of the fixing members are stacked, the lower surface protrusion is brought into contact with the inner surface side of the peripheral wall portion.

本発明の実施形態に係る制御装置は、直流を交流に変換するインバータとしての前記半導体素子で変換された交流を前記基板の外部に導出する配線が接続されるコネクタと、前記固定部材の前記コネクタに対応する位置に開口された開口部と、を備える。 The control device according to the embodiment of the present invention includes a connector to which a wiring for leading out an alternating current converted by the semiconductor element as an inverter for converting direct current to an alternating current is connected to the outside of the substrate, and the connector of the fixing member. It is provided with an opening opened at a position corresponding to the above.

本発明の実施形態に係る制御装置は、前記基板を収容する電装箱と、前記電装箱に形成され、前記ヒートシンクが取り付けられる取付部と、を備える。 The control device according to the embodiment of the present invention includes an electrical box for accommodating the substrate and a mounting portion formed in the electrical box and to which the heat sink is attached.

本発明の実施形態に係る制御装置の保守方法は、半導体素子の下面と基板との間に固定部材を設けるステップと、前記固定部材に形成された係合部を前記半導体素子の被係合部に係合するステップと、前記半導体素子を前記基板に搭載するステップと、雌ネジ部が形成されたヒートシンクに前記半導体素子の上面を接触させるステップと、前記固定部材の前記雌ネジ部に対応する位置に形成されたネジ挿通孔にネジを挿通するステップと、前記ネジを前記雌ネジ部に螺合するステップと、を含む。 The maintenance method of the control device according to the embodiment of the present invention includes a step of providing a fixing member between the lower surface of the semiconductor element and the substrate, and an engaging portion formed on the fixing member to be engaged with the semiconductor element. Corresponds to the step of engaging the semiconductor element, the step of mounting the semiconductor element on the substrate, the step of bringing the upper surface of the semiconductor element into contact with the heat sink on which the female screw portion is formed, and the female screw portion of the fixing member. It includes a step of inserting a screw into a screw insertion hole formed at a position and a step of screwing the screw into the female screw portion.

空気調和機の室外機の外観を示す斜視図。The perspective view which shows the appearance of the outdoor unit of an air conditioner. 室外機を示す分解斜視図。An exploded perspective view showing the outdoor unit. 半導体素子を用いた制御装置を示すブロック図。The block diagram which shows the control device using a semiconductor element. ヒートシンクと固定部材と基板を示す断面図。A cross-sectional view showing a heat sink, a fixing member, and a substrate. 図4のV−V断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line VV of FIG. 固定部材を示す平面図。The plan view which shows the fixing member. 固定部材を示す底面図。Bottom view showing a fixing member. 固定部材を示す斜視図。The perspective view which shows the fixing member. 固定部材を示す側面図。A side view showing a fixing member. ネジ止め前の半導体素子と固定部材を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing a semiconductor element and a fixing member before screwing. ネジ止め後の半導体素子と固定部材を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing a semiconductor element and a fixing member after screwing. 固定部材を積み重ねた状態を示す断面図。A cross-sectional view showing a state in which fixing members are stacked. 制御装置の保守方法を示すフローチャート。A flowchart showing a maintenance method of a control device.

以下、図面を参照しながら、制御装置および制御装置の保守方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図4、図5、図10および図11の紙面上側を制御装置の上側として説明する。 Hereinafter, embodiments of the control device and the maintenance method of the control device will be described in detail with reference to the drawings. The upper side of the paper surface of FIGS. 4, 5, 10 and 11 will be described as the upper side of the control device.

本実施形態の制御装置として、空気調和機の圧縮機を駆動するインバータ装置を含む室外制御器を例にとって説明する。図1の符号1は、空気調和機の室外機である。空気調和機は、室外に設置される室外機1と室内に設置される室内機(図示略)とで構成される。室外機1と室内機とは、冷媒を循環させる冷媒配管を介して接続されている。そして、室外機1と室内機との間で冷媒を循環させることで冷凍サイクルが構成される。 As the control device of the present embodiment, an outdoor controller including an inverter device for driving a compressor of an air conditioner will be described as an example. Reference numeral 1 in FIG. 1 is an outdoor unit of an air conditioner. The air conditioner is composed of an outdoor unit 1 installed outdoors and an indoor unit (not shown) installed indoors. The outdoor unit 1 and the indoor unit are connected via a refrigerant pipe that circulates the refrigerant. Then, the refrigeration cycle is configured by circulating the refrigerant between the outdoor unit 1 and the indoor unit.

図1に示すように、室外機1は、縦長の箱状を成す筐体2を備える。この筐体2には、側面と背面の一部に開口部3が形成されている。また、筐体2の正面側には、上下2つの吹出口4が開口され、これらの吹出口4に網目状のファンガード5が設けられている。 As shown in FIG. 1, the outdoor unit 1 includes a vertically long box-shaped housing 2. The housing 2 is formed with openings 3 on a part of the side surface and the back surface. Further, two upper and lower air outlets 4 are opened on the front side of the housing 2, and a mesh-like fan guard 5 is provided at these air outlets 4.

図2に示すように、筐体2の内部は、仕切板6により熱交換室7と機械室8とに分けられている。熱交換室7には、熱交換器9が設けられるとともに、この熱交換器9の前方に上下2つの送風機10が設けられている。この送風機10は、それぞれが、筐体2の正面側の2つのファンガード5に対応する位置に設けられている。 As shown in FIG. 2, the inside of the housing 2 is divided into a heat exchange chamber 7 and a machine room 8 by a partition plate 6. The heat exchanger 7 is provided with a heat exchanger 9, and two upper and lower blowers 10 are provided in front of the heat exchanger 9. Each of the blowers 10 is provided at a position corresponding to two fan guards 5 on the front side of the housing 2.

送風機10は、ファンモータ11と、このファンモータ11の回転軸に取り付けられたプロペラ型のファン12から成る。ファンモータ11を駆動させることで、ファン12が回転される。そして、筐体2の開口部3から空気が流れ込み、この空気と熱交換器9の内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われ、熱交換後の空気がファンガード5の取り付けられた吹出口4から吹き出されるようになっている。 The blower 10 includes a fan motor 11 and a propeller-type fan 12 attached to the rotating shaft of the fan motor 11. By driving the fan motor 11, the fan 12 is rotated. Then, air flows in from the opening 3 of the housing 2, heat exchange is performed between the air and the refrigerant flowing inside the heat exchanger 9, and the air after the heat exchange is blown with the fan guard 5 attached. It is designed to be blown out from the exit 4.

機械室8には、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機13と、液冷媒を貯めるアキュムレータ14と、冷媒配管の冷媒の流れを切り換える四方弁15とが設けられている。さらに、機械室8には、電装箱16が設けられている。この電装箱16には、ファンモータ11および圧縮機13などの各種機器に電力を供給するとともに制御を行うためのインバータ装置を含む室外制御器である制御装置17が収容されている。なお、インバータ装置は、直流を交流に変換する装置である。 The machine room 8 is provided with a compressor 13 for compressing a gaseous refrigerant, an accumulator 14 for storing a liquid refrigerant, and a four-way valve 15 for switching the flow of the refrigerant in the refrigerant pipe. Further, the machine room 8 is provided with an electrical box 16. The electrical box 16 houses a control device 17 which is an outdoor controller including an inverter device for supplying electric power to and controlling various devices such as a fan motor 11 and a compressor 13. The inverter device is a device that converts direct current into alternating current.

図4および図5に示すように、電装箱16の筐体26の内部には、制御装置17を構成するプリント回路基板18(以下、基板18という。)が収容されている。この基板18には、電子部品である半導体素子21が搭載されている。なお、基板18には、複数の半導体素子21、さらには様々な電気・電子部品が搭載されている。これらの部品によりファンモータ11および圧縮機13を制御する制御回路が構成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, a printed circuit board 18 (hereinafter, referred to as a board 18) constituting the control device 17 is housed inside the housing 26 of the electrical box 16. A semiconductor element 21 which is an electronic component is mounted on the substrate 18. A plurality of semiconductor elements 21 and various electric / electronic components are mounted on the substrate 18. These parts constitute a control circuit that controls the fan motor 11 and the compressor 13.

次に、制御装置17の回路構成を図3に示すブロック図を参照して説明する。制御装置17の回路には、発熱素子として、力率改善回路を構成するスイッチング素子IGBTである第1半導体素子21Aと、圧縮機13に接続される三相インバータ(IPM)である第2半導体素子21Bと、一方のファンモータ11に接続される三相インバータ(IPM)である第3半導体素子21Cと、他方のファンモータ11に接続される三相インバータ(IPM)である第4半導体素子21Dと、交流電源22に接続される全波整流回路である第5半導体素子21Eと、同じく交流電源22に接続される全波整流回路である第6半導体素子21Fが設けられる。以下、第1半導体素子21Aないし第6半導体素子21Fを総称して半導体素子21と呼ぶ場合がある。 Next, the circuit configuration of the control device 17 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. In the circuit of the control device 17, as heat generating elements, a first semiconductor element 21A, which is a switching element IGBT that constitutes a power factor improving circuit, and a second semiconductor element, which is a three-phase inverter (IPM) connected to the compressor 13, are included. 21B, a third semiconductor element 21C which is a three-phase inverter (IPM) connected to one fan motor 11, and a fourth semiconductor element 21D which is a three-phase inverter (IPM) connected to the other fan motor 11. The fifth semiconductor element 21E, which is a full-wave rectifying circuit connected to the AC power supply 22, and the sixth semiconductor element 21F, which is also a full-wave rectifying circuit connected to the AC power supply 22, are provided. Hereinafter, the first semiconductor element 21A to the sixth semiconductor element 21F may be collectively referred to as the semiconductor element 21.

第1半導体素子21Aは、IGBTの単一素子のみがパッケージに収納される。第2半導体素子21Bないし第4半導体素子21D(IPM)は、インバータを構成する6つのIGBTなどのスイッチング素子と、これを駆動する回路が1つのパッケージに収納される。 In the first semiconductor element 21A, only a single element of the IGBT is housed in the package. In the second semiconductor element 21B to the fourth semiconductor element 21D (IPM), six switching elements such as IGBTs constituting the inverter and a circuit for driving the switching elements are housed in one package.

なお、これらの半導体素子21の中で、最も発熱量の大きい素子は、圧縮機13を駆動するための大電流をPWM(Pulse Width Modulation)でスイッチングする第2半導体素子21Bである。 Among these semiconductor elements 21, the element having the largest calorific value is the second semiconductor element 21B that switches a large current for driving the compressor 13 by PWM (Pulse Width Modulation).

また、第1半導体素子21Aと第2半導体素子21Bと第3半導体素子21Cと第4半導体素子21Dとのそれぞれに接続され、各素子の動作を制御する制御部23が設けられている。この制御部23により各素子のスイッチングが制御されて、圧縮機13および2つのファンモータ11が可変速駆動される。なお、制御部23は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、これらの回路および素子も基板18に搭載されている。 Further, a control unit 23 is provided which is connected to each of the first semiconductor element 21A, the second semiconductor element 21B, the third semiconductor element 21C, and the fourth semiconductor element 21D, and controls the operation of each element. The switching of each element is controlled by the control unit 23, and the compressor 13 and the two fan motors 11 are driven at variable speeds. The control unit 23 includes a microcomputer and peripheral circuits thereof, and these circuits and elements are also mounted on the substrate 18.

第5半導体素子21Eおよび第6半導体素子21Fは、インダクタ20を介して交流電源22に接続される。さらに、第6半導体素子21Fで整流された直流がコンデンサ19を介して、第2半導体素子21Bと第3半導体素子21Cと第4半導体素子21Dに供給される。 The fifth semiconductor element 21E and the sixth semiconductor element 21F are connected to the AC power supply 22 via the inductor 20. Further, the direct current rectified by the sixth semiconductor element 21F is supplied to the second semiconductor element 21B, the third semiconductor element 21C, and the fourth semiconductor element 21D via the capacitor 19.

また、第1半導体素子21Aは、交流電源22の正弦波の半波の特定タイミングで1回若しくは複数回ON/OFFすることで、交流電源22からの電流を正弦波に近づけて力率を向上させる力率改善回路(高力率回路)を構成する。この第1半導体素子21Aは、正の半波と負の半波の両方でON/OFFする必要があるため、その入力側に設けられた第5半導体素子21Eの全波整流回路によって交流電源22からの入力を整流している。 Further, the first semiconductor element 21A is turned on / off once or a plurality of times at a specific timing of the half wave of the sine wave of the AC power supply 22 to bring the current from the AC power supply 22 closer to the sine wave and improve the power factor. A power factor improving circuit (high power factor circuit) is configured. Since the first semiconductor element 21A needs to be turned ON / OFF in both positive and negative half waves, the AC power supply 22 is provided by the full-wave rectifier circuit of the fifth semiconductor element 21E provided on the input side thereof. The input from is rectified.

図4および図5に示すように、電装箱16の筐体26は、板金を用いて形成されている。この電装箱16には、実装される半導体素子21を冷却するためのヒートシンク24が設けられる。ヒートシンク24は、板金などの部材で形成される電装箱16の筐体26に形成された取付部27に取り付けられている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the housing 26 of the electrical box 16 is formed by using sheet metal. The electrical box 16 is provided with a heat sink 24 for cooling the mounted semiconductor element 21. The heat sink 24 is attached to an attachment portion 27 formed in a housing 26 of an electrical box 16 formed of a member such as sheet metal.

取付部27は、ヒートシンク24を筐体26の内部から外部へ突出させる開口部となっている。この取付部27の縁部には、ヒートシンク24を筐体26に保持させるための保持片28が設けられる。なお、取付部27の長さおよび幅寸法は、ヒートシンク24の長さおよび幅寸法と一致するように形成される。つまり、ヒートシンク24と保持片28との間には隙間が無ないように図示しないネジなどの締結部材で水密に固定され、外部から水滴が筐体26の内部に浸入しないようになっている。 The mounting portion 27 is an opening for projecting the heat sink 24 from the inside of the housing 26 to the outside. A holding piece 28 for holding the heat sink 24 in the housing 26 is provided at the edge of the mounting portion 27. The length and width of the mounting portion 27 are formed so as to match the length and width of the heat sink 24. That is, it is watertightly fixed by a fastening member such as a screw (not shown) so that there is no gap between the heat sink 24 and the holding piece 28, so that water droplets do not enter the inside of the housing 26 from the outside.

各種電気、電子部品が半田付けされている基板18は、筐体26の所定の部分に固定されている。基板18に搭載される半導体素子21は、半導体チップを収容するパッケージ29を備える。このパッケージ29の側面から突出される複数の端子30が基板18に半田付けされる。なお、パッケージ29の形状は、平面視で長方形の平板状を成す(図6参照)。パッケージ29の4つの側面のうち長手方向の2つの側面に端子30が設けられ、短手方向の2つの側面31には、半導体素子21をネジによってヒートシンク24に固定するための切欠部32が形成されている。 The substrate 18 to which various electric and electronic components are soldered is fixed to a predetermined portion of the housing 26. The semiconductor element 21 mounted on the substrate 18 includes a package 29 for accommodating a semiconductor chip. A plurality of terminals 30 projecting from the side surface of the package 29 are soldered to the substrate 18. The shape of the package 29 is a rectangular flat plate in a plan view (see FIG. 6). Terminals 30 are provided on two of the four side surfaces of the package 29 in the longitudinal direction, and notches 32 for fixing the semiconductor element 21 to the heat sink 24 with screws are formed on the two side surfaces 31 in the lateral direction. Has been done.

本実施形態では、半導体素子21の下面と基板18の上面との間に固定部材50が設けられる。半導体素子21は、固定部材50を介して、2本のネジ33によりヒートシンク24に取り付けられる。このため、前述の半導体素子21に設けられたネジ止め用の切欠部32は、ネジ止めには使用されない。それぞれのネジ33には、ネジ頭を固定部材50の下面に掛止させるためのワッシャ34が設けられている。なお、固定部材50は、合成樹脂などの可撓性を有する材質で形成された部材である。このようにすれば、固定部材50の製造性を向上させることができる。 In the present embodiment, the fixing member 50 is provided between the lower surface of the semiconductor element 21 and the upper surface of the substrate 18. The semiconductor element 21 is attached to the heat sink 24 by two screws 33 via the fixing member 50. Therefore, the notch 32 for screwing provided in the semiconductor element 21 described above is not used for screwing. Each screw 33 is provided with a washer 34 for hooking the screw head to the lower surface of the fixing member 50. The fixing member 50 is a member made of a flexible material such as synthetic resin. In this way, the manufacturability of the fixing member 50 can be improved.

ヒートシンク24の基部35の下面は、ネジ33によって固定された半導体素子21の上面に密接に接触する。ヒートシンク24には、筐体26の外部側に突出した複数枚のフィン25が設けられる。このヒートシンク24は、熱伝達率の高いアルミニウムなどの金属で形成された部材である。半導体素子21から発生する熱は、ヒートシンク24により外部に放出され、半導体素子21の温度上昇を防止する。なお、フィン25の形状および寸法は、室外機1を構成する他の構成部材36、例えば室外機1の背面側の筐体2に干渉しない突出寸法になっている。つまり、室外機1の構成に応じてフィン25の形状および突出寸法が設定される。 The lower surface of the base 35 of the heat sink 24 comes into close contact with the upper surface of the semiconductor element 21 fixed by the screw 33. The heat sink 24 is provided with a plurality of fins 25 projecting to the outside of the housing 26. The heat sink 24 is a member made of a metal such as aluminum having a high heat transfer coefficient. The heat generated from the semiconductor element 21 is released to the outside by the heat sink 24 to prevent the temperature of the semiconductor element 21 from rising. The shape and dimensions of the fins 25 are protruding dimensions that do not interfere with other constituent members 36 that make up the outdoor unit 1, for example, the housing 2 on the back side of the outdoor unit 1. That is, the shape and the protruding dimension of the fin 25 are set according to the configuration of the outdoor unit 1.

図5に示すようにヒートシンク24には、特定距離L1を空けて設けられた2つの雌ネジ部37が形成される。これらの雌ネジ部37に前述のネジ33が螺合される。また、雌ネジ部37は、ヒートシンク24の基部35を上下方向に貫通している。なお、ヒートシンク24の雌ネジ部37が外部に貫通していることから、筐体26内に雨水を入り込まないようにするためにネジ33によって確実に封鎖しておく必要がある。 As shown in FIG. 5, the heat sink 24 is formed with two female screw portions 37 provided at a specific distance L1. The above-mentioned screw 33 is screwed into these female screw portions 37. Further, the female screw portion 37 penetrates the base portion 35 of the heat sink 24 in the vertical direction. Since the female screw portion 37 of the heat sink 24 penetrates to the outside, it is necessary to securely seal the heat sink 24 with a screw 33 in order to prevent rainwater from entering the housing 26.

2つの雌ネジ部37は、1つの半導体素子21ごと設けられる。つまり、複数の半導体素子21が設けられる場合には、半導体素子21の数の2倍の雌ネジ部37がヒートシンク24に形成される。 The two female screw portions 37 are provided for each semiconductor element 21. That is, when a plurality of semiconductor elements 21 are provided, a female screw portion 37 that is twice the number of the semiconductor elements 21 is formed on the heat sink 24.

基板18には、ネジ33のネジ頭およびワッシャ34よりも大きい開口寸法を有する2つの大口孔38が貫通されている。これらの大口孔38は、ヒートシンク24の雌ネジ部37のそれぞれに対応する位置に設けられる。 The substrate 18 is pierced by two large holes 38 having a screw head of a screw 33 and an opening dimension larger than that of a washer 34. These large holes 38 are provided at positions corresponding to the female screw portions 37 of the heat sink 24.

基板18の上面には、半導体素子21の他に、抵抗器などの微小な電子部品39が設けられる。また、基板18の下面には、インバータ装置としての半導体素子21で変換された交流を出力するためのコネクタ40が設けられる。このコネクタ40は、半導体素子21の取付位置に対応して設けられる。コネクタ40には、半導体素子21で変換された交流を基板18の外部に導出するための配線41の端子42が接続される。なお、複数の半導体素子21を基板18上に搭載している場合、そのすべての半導体素子21の位置にコネクタ40が設けられる訳ではなく、コネクタ40が設けられない半導体素子21もある。 In addition to the semiconductor element 21, minute electronic components 39 such as resistors are provided on the upper surface of the substrate 18. Further, on the lower surface of the substrate 18, a connector 40 for outputting the alternating current converted by the semiconductor element 21 as an inverter device is provided. The connector 40 is provided corresponding to the mounting position of the semiconductor element 21. The terminal 42 of the wiring 41 for leading the alternating current converted by the semiconductor element 21 to the outside of the substrate 18 is connected to the connector 40. When a plurality of semiconductor elements 21 are mounted on the substrate 18, the connectors 40 are not provided at the positions of all the semiconductor elements 21, and some semiconductor elements 21 are not provided with the connectors 40.

図6から図9に示すように、固定部材50は、平面視で四角形(長方形)の平板状を成す。固定部材50には、特定距離L2を空けて設けられた少なくとも2つのネジ挿通孔51が形成されている。なお、固定部材50の2つのネジ挿通孔51同士の間の特定距離L2は、ヒートシンク24の2つの雌ネジ部37同士の間の特定距離L1と同一距離となっている(図5参照)。つまり、ネジ挿通孔51は、雌ネジ部37に対応する位置に設けられる。ネジ33は、固定部材50の下面側からネジ挿通孔51に挿通され、ヒートシンク24の雌ネジ部37に螺合される。 As shown in FIGS. 6 to 9, the fixing member 50 forms a quadrangular (rectangular) flat plate in a plan view. The fixing member 50 is formed with at least two screw insertion holes 51 provided at a specific distance L2. The specific distance L2 between the two screw insertion holes 51 of the fixing member 50 is the same as the specific distance L1 between the two female screw portions 37 of the heat sink 24 (see FIG. 5). That is, the screw insertion hole 51 is provided at a position corresponding to the female screw portion 37. The screw 33 is inserted into the screw insertion hole 51 from the lower surface side of the fixing member 50, and is screwed into the female screw portion 37 of the heat sink 24.

半導体素子21の切欠部32は、半導体素子21の短手方向の側面31を半円形状に切り欠いた形状をしている。2つの切欠部32同士の離間距離L3は、特定距離L1,L2よりも短い。切欠部32の本来の用途は、切欠部32にネジ33を挿通してヒートシンク24に半導体素子21を固定することである。本来、ヒートシンク24の雌ネジ部37同士の特定距離L1は、切欠部32同士の離間距離L3と一致している。 The cutout portion 32 of the semiconductor element 21 has a shape in which the side surface 31 of the semiconductor element 21 in the lateral direction is cut out in a semicircular shape. The separation distance L3 between the two notch portions 32 is shorter than the specific distances L1 and L2. The original use of the notch 32 is to insert a screw 33 into the notch 32 to fix the semiconductor element 21 to the heat sink 24. Originally, the specific distance L1 between the female screw portions 37 of the heat sink 24 coincides with the separation distance L3 between the notch portions 32.

しかしながら、半導体素子21は年々小型化されるので、新型の半導体素子21の切欠部32同士の離間距離L3は、旧型の半導体素子21の切欠部32同士の離間距離L3よりも小さくなる。つまり、新型の半導体素子21の切欠部32同士の離間距離L3が、ヒートシンク24の雌ネジ部37同士の特定距離L1と一致しなくなる。そして、長年の使用により基板18または旧型の半導体素子21が故障し、室外機1の修理が必要となったときには、既に旧型の半導体素子21の入手が困難になっている場合がある。その場合には、新型の半導体素子21を用いて基板18を新造することになる。 However, since the semiconductor element 21 is miniaturized year by year, the separation distance L3 between the notches 32 of the new semiconductor element 21 is smaller than the separation distance L3 between the notches 32 of the old semiconductor element 21. That is, the separation distance L3 between the notch portions 32 of the new semiconductor element 21 does not match the specific distance L1 between the female screw portions 37 of the heat sink 24. Then, when the substrate 18 or the old semiconductor element 21 breaks down due to long-term use and the outdoor unit 1 needs to be repaired, it may be difficult to obtain the old semiconductor element 21. In that case, the substrate 18 will be newly manufactured using the new semiconductor element 21.

ここで、旧型の半導体素子21に合うヒートシンク24には、新型の半導体素子21の切欠部32に雌ネジ部37の位置が合わず、取り付けできないという問題が生じる。なお、新型の半導体素子21に合わせて基板18を新造することは容易であるが、ヒートシンク24の新造には手間がかかる。特に、ヒートシンク24は、電装箱16の筐体26に固定され、この筐体26は、室外機1の筐体2に固定されており、元のヒートシンク24を取り外して、新たなヒートシンク24を取り付ける場合には、室外機1の数多くの部品を分解、組み立てが必要で手間と時間のかかる作業となる。さらにヒートシンク24と電装箱16の筐体26との間は水密にする必要があり、両者の接合面にコーキング等を施す場合には非常に面倒な作業が発生する。 Here, there arises a problem that the heat sink 24 that fits the old semiconductor element 21 cannot be attached because the position of the female screw portion 37 does not match the notch 32 of the new semiconductor element 21. Although it is easy to newly build the substrate 18 in accordance with the new semiconductor element 21, it takes time and effort to newly build the heat sink 24. In particular, the heat sink 24 is fixed to the housing 26 of the electrical box 16, and the housing 26 is fixed to the housing 2 of the outdoor unit 1. The original heat sink 24 is removed, and a new heat sink 24 is attached. In this case, many parts of the outdoor unit 1 need to be disassembled and assembled, which is a laborious and time-consuming work. Further, it is necessary to make the heat sink 24 and the housing 26 of the electrical box 16 watertight, and when caulking or the like is applied to the joint surface between the two, a very troublesome work is required.

そこで、本実施形態では、固定部材50を用いることで、旧型の半導体素子21に合わせて製造されたヒートシンク24に、小型の新型の半導体素子21を取り付けるようにしている。このようにすれば、ヒートシンク24を交換せずに新型の半導体素子21が搭載された基板18と交換することができる。なお、固定部材50は、合成樹脂で形成されるので、新型の半導体素子21のサイズの形状に合わせて容易に新造することができる。 Therefore, in the present embodiment, by using the fixing member 50, the new small semiconductor element 21 is attached to the heat sink 24 manufactured in accordance with the old semiconductor element 21. In this way, the heat sink 24 can be replaced with the substrate 18 on which the new semiconductor element 21 is mounted without replacing the heat sink 24. Since the fixing member 50 is made of synthetic resin, it can be easily newly manufactured according to the size and shape of the new semiconductor element 21.

図6および図9に示すように、固定部材50は、全体として枠形状で、その上面から上方に突出される2つの上面突起部52を備える。これらの上面突起部52は、平面視で一部に切り欠きを有する円柱形状を成す。それぞれの上面突起部52は、半導体素子21のパッケージ29の切欠部32に係合される。つまり、切欠部32は、係合部としての上面突起部52が係合される被係合部となっている。 As shown in FIGS. 6 and 9, the fixing member 50 has a frame shape as a whole and includes two upper surface protrusions 52 protruding upward from the upper surface thereof. These upper surface protrusions 52 form a cylindrical shape having a notch in a part in a plan view. Each upper surface protrusion 52 is engaged with a notch 32 of the package 29 of the semiconductor element 21. That is, the notch portion 32 is an engaged portion to which the upper surface protrusion 52 as an engaging portion is engaged.

このようにすれば、固定部材50の上面突起部52が半導体素子21の切欠部32に係合されるので、半導体素子21の位置決めをすることができる。半導体素子21が横方向(図6の紙面左右方向)および縦方向(図6の紙面上下方向)にぐらつかないようになる。 In this way, the upper surface protrusion 52 of the fixing member 50 is engaged with the notch 32 of the semiconductor element 21, so that the semiconductor element 21 can be positioned. The semiconductor element 21 does not wobble in the horizontal direction (horizontal direction of the paper surface in FIG. 6) and the vertical direction (vertical direction of the paper surface in FIG. 6).

なお、上面突起部52の円柱形状は、上方に行くに従って窄まる形状を成しても良い。このようにすれば、半導体素子21を上方から固定部材50に載置するときに、切欠部32に上面突起部52を係合させ易くなる。 The cylindrical shape of the upper surface protrusion 52 may be narrowed as it goes upward. In this way, when the semiconductor element 21 is placed on the fixing member 50 from above, the upper surface protrusion 52 can be easily engaged with the notch 32.

ネジ挿通孔51にネジ33が挿通されたときに、ネジ33と半導体素子21の切欠部32との間に隙間が設けられる。つまり、ネジ33と半導体素子21の切欠部32とが係合されないようになる。このようにすれば、ネジ33(雌ネジ部37)の位置に影響を受けずに、半導体素子21の位置決めを行うことができる。 When the screw 33 is inserted into the screw insertion hole 51, a gap is provided between the screw 33 and the notch 32 of the semiconductor element 21. That is, the screw 33 and the notch 32 of the semiconductor element 21 are not engaged with each other. In this way, the semiconductor element 21 can be positioned without being affected by the position of the screw 33 (female screw portion 37).

固定部材50は、周縁から上方に突出される2つの周縁壁部53を備える。これらの周縁壁部53は、半導体素子21の端子30が設けられていない2つの側面31に対応して設けられる。それぞれの周縁壁部53は、平面視でU字形状を成し、その端部が半導体素子21のパッケージ29の側面31に係合される。つまり、本実施形態の半導体素子21の側面31は、係合部としての周縁壁部53が係合される被係合部となっている。 The fixing member 50 includes two peripheral wall portions 53 projecting upward from the peripheral edge. These peripheral wall portions 53 are provided corresponding to the two side surfaces 31 on which the terminal 30 of the semiconductor element 21 is not provided. Each peripheral wall portion 53 has a U-shape in a plan view, and its end portion is engaged with the side surface 31 of the package 29 of the semiconductor element 21. That is, the side surface 31 of the semiconductor element 21 of the present embodiment is an engaged portion to which the peripheral wall portion 53 as the engaging portion is engaged.

このようにすれば、固定部材50の周縁壁部53が半導体素子21の側面31に係合されるので、半導体素子21の位置決めをすることができる。半導体素子21が横方向(図6の紙面左右方向)にぐらつかないようになる。周縁壁部53により半導体素子21がぐらつかないように固定することができる。なお、周縁壁部53の突出寸法は、上面突起部52の突出寸法よりも大きくなっている。 In this way, the peripheral wall portion 53 of the fixing member 50 is engaged with the side surface 31 of the semiconductor element 21, so that the semiconductor element 21 can be positioned. The semiconductor element 21 does not wobble in the lateral direction (left-right direction on the paper surface in FIG. 6). The peripheral wall portion 53 can fix the semiconductor element 21 so as not to wobble. The protruding dimension of the peripheral wall portion 53 is larger than the protruding dimension of the upper surface protruding portion 52.

図7および図8に示すように、固定部材50は、その下面から下方に突出される4つの下面突起部54を備える。それぞれの下面突起部54は、固定部材50の下面の四隅に設けられる。これらの下面突起部54は、基板18の上面に接触する。このようにすれば、固定部材50の下面と基板18の上面との間に空間が設けられるので、基板18に設けられた微小な電子部品39に固定部材50が干渉しないようになる(図5参照)。 As shown in FIGS. 7 and 8, the fixing member 50 includes four lower surface protrusions 54 that project downward from the lower surface thereof. The lower surface protrusions 54 are provided at the four corners of the lower surface of the fixing member 50. These lower surface protrusions 54 come into contact with the upper surface of the substrate 18. By doing so, a space is provided between the lower surface of the fixing member 50 and the upper surface of the substrate 18, so that the fixing member 50 does not interfere with the minute electronic component 39 provided on the substrate 18 (FIG. 5). reference).

固定部材50の下面には、ネジ33のネジ頭およびワッシャ34が掛止される2つの座金用面55が設けられる。これらの座金用面55は、固定部材50の下面の他の部分よりも高い位置に設けられる。このようにすれば、ネジ33のネジ頭が基板18に設けられた微小な電子部品39に干渉しないようになる。 On the lower surface of the fixing member 50, two washer surfaces 55 on which the screw head of the screw 33 and the washer 34 are hooked are provided. These washer surfaces 55 are provided at a position higher than other portions on the lower surface of the fixing member 50. In this way, the screw head of the screw 33 does not interfere with the minute electronic component 39 provided on the substrate 18.

図6に示すように、固定部材50の中央部には、平面視で四角形(長方形)を成す開口部56が開口されている。この開口部56は、コネクタ40に対応する位置に設けられる。このようにすれば、高電圧が加わるコネクタ40に固定部材50が干渉しないようにできる。また、一般汎用樹脂材を用いて固定部材50を形成できる。すなわち、高電圧部分と距離を話すことができるので、高耐トラッキング材を使用しないで済み、固定部材50を低コストで製造することができる。 As shown in FIG. 6, an opening 56 forming a quadrangle (rectangle) in a plan view is opened in the central portion of the fixing member 50. The opening 56 is provided at a position corresponding to the connector 40. In this way, the fixing member 50 can be prevented from interfering with the connector 40 to which a high voltage is applied. Further, the fixing member 50 can be formed by using a general-purpose resin material. That is, since the distance can be communicated with the high voltage portion, it is not necessary to use a high tracking resistance material, and the fixing member 50 can be manufactured at low cost.

図10に示すように、固定部材50をネジ33でヒートシンク24に止める前において、固定部材50の上面から周縁壁部53の上端までの突出寸法T1が、半導体素子21の厚み寸法T2よりも小さくなっている。つまり、周縁壁部53の突出寸法T1と半導体素子21の厚み寸法T2との間に差分D(マイナス誤差)を設けて固定部材50が形成される。このようにすれば、半導体素子21の上面をヒートシンク24の下面に密着させることができる。 As shown in FIG. 10, before fixing the fixing member 50 to the heat sink 24 with the screw 33, the protrusion dimension T1 from the upper surface of the fixing member 50 to the upper end of the peripheral wall portion 53 is smaller than the thickness dimension T2 of the semiconductor element 21. It has become. That is, the fixing member 50 is formed by providing a difference D (minus error) between the protruding dimension T1 of the peripheral wall portion 53 and the thickness dimension T2 of the semiconductor element 21. In this way, the upper surface of the semiconductor element 21 can be brought into close contact with the lower surface of the heat sink 24.

図11に示すように、固定部材50をネジ33でヒートシンク24に止めた後において、周縁壁部53の上端がヒートシンク24の下面に接触する。つまり、ネジ33がヒートシンク24の雌ネジ部37に螺合されたときに、その締め付け力により、固定部材50に反りが発生し、周縁壁部53の上端がヒートシンク24の下面に接触する。なお、ネジ33が締め付けられても、周縁壁部53の上端がヒートシンク24の下面に接触されるので、固定部材50に加わる負荷を抑えることができる。 As shown in FIG. 11, after the fixing member 50 is fastened to the heat sink 24 with the screw 33, the upper end of the peripheral wall portion 53 comes into contact with the lower surface of the heat sink 24. That is, when the screw 33 is screwed into the female screw portion 37 of the heat sink 24, the fixing force causes the fixing member 50 to warp, and the upper end of the peripheral wall portion 53 comes into contact with the lower surface of the heat sink 24. Even if the screw 33 is tightened, the upper end of the peripheral wall portion 53 is in contact with the lower surface of the heat sink 24, so that the load applied to the fixing member 50 can be suppressed.

図12に示すように、固定部材50が部品として搬送される場合には、複数個の固定部材50が積み重ねられた状態で梱包される。ここで、固定部材50は、上下に複数の固定部材50が積み重ねられたときに、その下面突起部54が、下段の周縁壁部53の内面側に当接する位置に設けられている。このようにすれば、搬送中に、固定部材50同士が横方向(図12の紙面左右方向)に互いにぐらつかないようになる。 As shown in FIG. 12, when the fixing member 50 is transported as a part, a plurality of fixing members 50 are packed in a stacked state. Here, the fixing member 50 is provided at a position where the lower surface projection portion 54 abuts on the inner surface side of the lower peripheral wall portion 53 when a plurality of fixing members 50 are stacked one above the other. In this way, the fixing members 50 do not wobble with each other in the lateral direction (left-right direction on the paper surface of FIG. 12) during transportation.

図5に示すように、本実施形態では、固定部材50のネジ挿通孔51がヒートシンク24の雌ネジ部37に対応するので、新型の半導体素子21の形状に関わらず、この半導体素子21をヒートシンク24に固定させることができる。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, since the screw insertion hole 51 of the fixing member 50 corresponds to the female screw portion 37 of the heat sink 24, the semiconductor element 21 is used as a heat sink regardless of the shape of the new semiconductor element 21. It can be fixed to 24.

また、ヒートシンク24の複数箇所に形成された雌ネジ部37は、ネジ33が螺着されることで閉塞される。そのため、これらの雌ネジ部37から水滴が筐体26の内部に浸入しないようになっている。さらに、取り付けられる半導体素子21に応じた数のみの雌ネジ部37がヒートシンク24に形成される。そのため、全ての雌ネジ部37がネジ33により閉塞されるようになる。 Further, the female screw portions 37 formed at a plurality of locations of the heat sink 24 are closed by screwing the screws 33. Therefore, water droplets from these female screw portions 37 do not enter the inside of the housing 26. Further, as many female screw portions 37 as the number corresponding to the attached semiconductor element 21 are formed on the heat sink 24. Therefore, all the female screw portions 37 are closed by the screws 33.

また、ヒートシンク24を新造する場合には、フィン25の形状および寸法を他の構成部材36に干渉しないようにしなければならず、その製作に手間がかかる。本実施形態では、ヒートシンク24を電装箱16の取付部27に取り付けたままの状態で、基板18の交換を行うことができるので、ヒートシンク24を新造しなくても済む。つまり、古いヒートシンク24を流用することができる。 Further, when the heat sink 24 is newly manufactured, it is necessary to prevent the shape and dimensions of the fin 25 from interfering with other constituent members 36, and it takes time and effort to manufacture the heat sink 24. In the present embodiment, the substrate 18 can be replaced while the heat sink 24 is still attached to the mounting portion 27 of the electrical box 16, so that it is not necessary to newly build the heat sink 24. That is, the old heat sink 24 can be diverted.

また、固定部材50は、基板18に固定されないので、固定部材50の寸法管理を厳密に行う必要がない。そのため、固定部材50の製造性を向上させることができる。 Further, since the fixing member 50 is not fixed to the substrate 18, it is not necessary to strictly control the dimensions of the fixing member 50. Therefore, the manufacturability of the fixing member 50 can be improved.

次に、制御装置17の保守方法について図13のフローチャート(手順図)を用いて説明する。なお、図4から11を適宜参照する。なお、図13中のステップS11〜S13が基板18の製造方法で、S14以降が制御装置17の交換方法となっており、これらを合わせて制御装置17の保守方法として説明する。 Next, the maintenance method of the control device 17 will be described with reference to the flowchart (procedure diagram) of FIG. It should be noted that FIGS. 4 to 11 are referred to as appropriate. Steps S11 to S13 in FIG. 13 are methods for manufacturing the substrate 18, and S14 and subsequent steps are methods for replacing the control device 17, which will be described together as a maintenance method for the control device 17.

まず、ステップS11において、製造者は、保守用の新しい基板18を製造するときに、固定部材50を新しい基板18に仮固定として取り付ける。例えば、新しい基板18の下方側から所定の治具のピンを大口孔38に挿入し、この治具のピンを固定部材50のネジ挿通孔51に挿通させる。このようにすれば、治具のピンにより固定部材50が位置決めされる。 First, in step S11, when manufacturing a new substrate 18 for maintenance, the manufacturer attaches the fixing member 50 to the new substrate 18 as temporary fixing. For example, a pin of a predetermined jig is inserted into the large opening hole 38 from the lower side of the new substrate 18, and the pin of this jig is inserted into the screw insertion hole 51 of the fixing member 50. In this way, the fixing member 50 is positioned by the pin of the jig.

次のステップS12において、製造者は、固定部材50の上面に新型の半導体素子21を載置する。ここで、固定部材50の係合部としての上面突起部52を半導体素子21の被係合部としての切欠部32に係合する。さらに、固定部材50の係合部としての周縁壁部53を半導体素子21の被係合部としての側面31に係合する。 In the next step S12, the manufacturer mounts the new semiconductor element 21 on the upper surface of the fixing member 50. Here, the upper surface protrusion 52 as the engaging portion of the fixing member 50 is engaged with the notch 32 as the engaged portion of the semiconductor element 21. Further, the peripheral wall portion 53 as the engaging portion of the fixing member 50 is engaged with the side surface 31 as the engaged portion of the semiconductor element 21.

次のステップS13において、製造者は、半導体素子21を新しい基板18に搭載する。つまり、半導体素子21の端子30を基板18に半田付けする。この半田付けの後に、所定の治具を新しい基板18から取り外す。 In the next step S13, the manufacturer mounts the semiconductor element 21 on the new substrate 18. That is, the terminal 30 of the semiconductor element 21 is soldered to the substrate 18. After this soldering, the predetermined jig is removed from the new substrate 18.

次のステップS14において、作業者は、室外機1のメンテナンス作業を開始する。ここで、作業者は、電装箱16から古い基板18を取り外す。古い基板18には、固定部材50が設けられておらず、半導体素子21は、切欠部32を介してヒートシンク24に直接ネジ止めされている。そこで、まず、半導体素子21を固定しているネジ33を取り外す。その後、古い基板18を取り外す。なお、ヒートシンク24は電装箱16に取り付けられた状態のまま維持される。 In the next step S14, the operator starts the maintenance work of the outdoor unit 1. Here, the operator removes the old board 18 from the electrical box 16. The old substrate 18 is not provided with the fixing member 50, and the semiconductor element 21 is directly screwed to the heat sink 24 via the notch 32. Therefore, first, the screw 33 fixing the semiconductor element 21 is removed. After that, the old substrate 18 is removed. The heat sink 24 is maintained in a state of being attached to the electrical box 16.

次のステップS15において、作業者は、保守用の新しい基板18を電装箱16の内部に収容する。つまり、新しい基板18を電装箱16に取り付ける。 In the next step S15, the operator accommodates the new maintenance substrate 18 inside the electrical box 16. That is, the new board 18 is attached to the electrical box 16.

次のステップS16において、作業者は、新しい基板18を電装箱16に取り付けることで、ヒートシンク24の下面に半導体素子21の上面を接触させる。 In the next step S16, the operator attaches the new substrate 18 to the electrical box 16 to bring the upper surface of the semiconductor element 21 into contact with the lower surface of the heat sink 24.

次のステップS17において、作業者は、新しい基板18の下方側から大口孔38を介してネジ33を挿入する。そして、ネジ33を固定部材50のネジ挿通孔51に挿通する。 In the next step S17, the operator inserts the screw 33 from the lower side of the new substrate 18 through the large hole 38. Then, the screw 33 is inserted into the screw insertion hole 51 of the fixing member 50.

次のステップS18において、作業者は、ネジ挿通孔51に挿通されたネジ33をヒートシンク24の雌ネジ部37に螺合する。そして、室外機1のメンテナンス作業を終了する。 In the next step S18, the operator screwes the screw 33 inserted into the screw insertion hole 51 into the female screw portion 37 of the heat sink 24. Then, the maintenance work of the outdoor unit 1 is completed.

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。 Although the flowchart of the present embodiment illustrates a mode in which each step is executed in series, the context of each step is not necessarily fixed, and even if the context of some steps is exchanged. good. Also, some steps may be executed in parallel with other steps.

なお、本実施形態では、ヒートシンク24に2つの雌ネジ部37が形成され、固定部材50に2つのネジ挿通孔51が形成されているが、その他の態様であっても良い。例えば、ヒートシンク24に2つの雌ネジ部37がある場合に、固定部材50に形成されるネジ挿通孔51が1つであっても良い。そして、固定部材50の1つのネジ挿通孔51にネジ33を挿通して半導体素子21の一端を固定し、半導体素子21の他端の切欠部32にネジ33を挿通してこの他端を固定しても良い。つまり、固定部材50には、少なくとも1つのネジ挿通孔51が半導体素子21の切欠部32から離れて設けられていれば良い。 In the present embodiment, the heat sink 24 is formed with two female screw portions 37, and the fixing member 50 is formed with two screw insertion holes 51, but other embodiments may be used. For example, when the heat sink 24 has two female screw portions 37, there may be one screw insertion hole 51 formed in the fixing member 50. Then, a screw 33 is inserted into one screw insertion hole 51 of the fixing member 50 to fix one end of the semiconductor element 21, and the screw 33 is inserted into the notch 32 at the other end of the semiconductor element 21 to fix the other end. You may. That is, the fixing member 50 may be provided with at least one screw insertion hole 51 away from the notch 32 of the semiconductor element 21.

また、半導体素子21によっては、側面31の切欠部32の代わりに長手方向の両端部にネジ止め用の穴を設けている場合もある。この場合は、ネジ止め用の穴を被係合部として用いればよい。なお、半導体素子21の両端部のネジ止め用の穴を被係合部として用いる場合は、これらの穴はネジ止めに使用されない。 Further, depending on the semiconductor element 21, holes for screwing may be provided at both ends in the longitudinal direction instead of the notches 32 on the side surface 31. In this case, the screwing hole may be used as the engaged portion. When the holes for screwing at both ends of the semiconductor element 21 are used as the engaged portions, these holes are not used for screwing.

以上説明した実施形態によれば、半導体素子の下面と基板との間に設けられる固定部材を備えることにより、ヒートシンクを交換することなく異なる半導体素子を搭載した基板を取り付けることができる。さらに、本実施形態によれば、補修部品に限らず、製造段階において、同じヒートシンクに異なる寸法の半導体素子を搭載した基板を併用することも可能となる。 According to the embodiment described above, by providing the fixing member provided between the lower surface of the semiconductor element and the substrate, it is possible to attach a substrate on which different semiconductor elements are mounted without exchanging the heat sink. Further, according to the present embodiment, not only repair parts but also substrates on which semiconductor elements having different dimensions are mounted on the same heat sink can be used together at the manufacturing stage.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1…室外機、2…筐体、3…開口部、16…電装箱、17…制御装置、18…基板(プリント回路基板)、21(21A〜21F)…半導体素子、23…制御部、24…ヒートシンク、25…フィン、26…電装箱の筐体、27…取付部、28…保持片、29…パッケージ、30…端子、31…側面(被係合部)、32…切欠部(被係合部)、33…ネジ、37…雌ネジ部、40…コネクタ、50…固定部材、51…ネジ挿通孔、52…上面突起部、53…周縁壁部、54…下面突起部、55…座金用面、56…開口部、D…差分、L1,L2…特定距離、L3…離間距離、T1…突出寸法、T2…厚み寸法。 1 ... Outdoor unit, 2 ... Housing, 3 ... Opening, 16 ... Electrical box, 17 ... Control device, 18 ... Board (printed circuit board), 21 (21A-21F) ... Semiconductor element, 23 ... Control unit, 24 ... heat sink, 25 ... fins, 26 ... electrical box housing, 27 ... mounting part, 28 ... holding piece, 29 ... package, 30 ... terminal, 31 ... side surface (engaged part), 32 ... notch part (engaged part) Joint part), 33 ... Screw, 37 ... Female screw part, 40 ... Connector, 50 ... Fixing member, 51 ... Screw insertion hole, 52 ... Top protrusion, 53 ... Peripheral wall, 54 ... Bottom protrusion, 55 ... Washer Surface, 56 ... Opening, D ... Difference, L1, L2 ... Specific distance, L3 ... Separation distance, T1 ... Protruding dimension, T2 ... Thickness dimension.

Claims (11)

半導体素子と、
前記半導体素子が搭載される基板と、
前記半導体素子の上面に接触されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに形成された雌ネジ部と、
前記半導体素子の下面と前記基板との間に設けられる固定部材と、
前記固定部材の前記雌ネジ部に対応する位置に形成されたネジ挿通孔と、
前記固定部材に形成され、前記半導体素子の被係合部に係合される係合部と、
前記ネジ挿通孔に挿通され、前記雌ネジ部に螺合されるネジと、
を備える制御装置。
With semiconductor elements
The substrate on which the semiconductor element is mounted and
A heat sink that comes into contact with the upper surface of the semiconductor element,
The female screw portion formed on the heat sink and
A fixing member provided between the lower surface of the semiconductor element and the substrate,
A screw insertion hole formed at a position corresponding to the female screw portion of the fixing member,
An engaging portion formed on the fixing member and engaged with the engaged portion of the semiconductor element, and an engaging portion.
A screw that is inserted into the screw insertion hole and screwed into the female screw portion,
A control device comprising.
少なくとも2つの前記雌ネジ部が特定距離を空けて前記ヒートシンクに設けられ、かつ少なくとも2つの前記ネジ挿通孔が前記特定距離を空けて前記固定部材に設けられる請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein at least two female screw portions are provided on the heat sink at a specific distance, and at least two screw insertion holes are provided on the fixing member at a specific distance. 前記被係合部が前記半導体素子に形成されたネジ止め用の切欠部または穴であり、前記係合部が前記固定部材の上面から上方に突出される上面突起部である請求項1に記載の制御装置。 The first aspect of the present invention, wherein the engaged portion is a notch or a hole for screwing formed in the semiconductor element, and the engaging portion is an upper surface protruding portion protruding upward from the upper surface of the fixing member. Control device. 前記被係合部が前記半導体素子の側面であり、前記係合部が前記固定部材の周縁から上方に突出される周縁壁部である請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the engaged portion is a side surface of the semiconductor element, and the engaging portion is a peripheral wall portion protruding upward from the peripheral edge of the fixing member. 前記固定部材の上面から前記周縁壁部の上端までの寸法が、前記半導体素子の厚み寸法よりも小さい請求項4に記載の制御装置。 The control device according to claim 4, wherein the dimension from the upper surface of the fixing member to the upper end of the peripheral wall portion is smaller than the thickness dimension of the semiconductor element. 前記固定部材が可撓性を有する材質で形成され、前記ネジが前記雌ネジ部に螺合されたときに、前記周縁壁部の上端が前記ヒートシンクの下面に接触される請求項4に記載の制御装置。 4. The fourth aspect of the present invention, wherein the fixing member is made of a flexible material, and when the screw is screwed into the female screw portion, the upper end of the peripheral wall portion comes into contact with the lower surface of the heat sink. Control device. 前記固定部材の下面から下方に突出される下面突起部を備える請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, further comprising a lower surface protrusion protruding downward from the lower surface of the fixing member. 前記固定部材の周縁から上方に突出され、前記半導体素子の被係合部に係合される周縁壁部と、
前記固定部材の下面から下方に突出される下面突起部と、
を備え、
少なくとも2つの前記固定部材が積み重ねられたときに、前記下面突起部が前記周縁壁部の内面側に接触される請求項1に記載の制御装置。
A peripheral wall portion that protrudes upward from the peripheral edge of the fixing member and is engaged with the engaged portion of the semiconductor element, and a peripheral wall portion.
A lower surface protrusion protruding downward from the lower surface of the fixing member,
With
The control device according to claim 1, wherein when at least two of the fixing members are stacked, the lower surface protrusion is brought into contact with the inner surface side of the peripheral wall portion.
直流を交流に変換するインバータとしての前記半導体素子で変換された交流を前記基板の外部に導出する配線が接続されるコネクタと、
前記固定部材の前記コネクタに対応する位置に開口された開口部と、
を備える請求項1に記載の制御装置。
A connector to which a wiring for leading out an alternating current converted by the semiconductor element as an inverter for converting a direct current to an alternating current to the outside of the substrate is connected.
An opening opened at a position corresponding to the connector of the fixing member, and
The control device according to claim 1.
前記基板を収容する電装箱と、
前記電装箱に形成され、前記ヒートシンクが取り付けられる取付部と、
を備える請求項1に記載の制御装置。
An electrical box that houses the board and
A mounting portion formed on the electrical box and to which the heat sink is mounted,
The control device according to claim 1.
半導体素子の下面と基板との間に固定部材を設けるステップと、
前記固定部材に形成された係合部を前記半導体素子の被係合部に係合するステップと、
前記半導体素子を前記基板に搭載するステップと、
雌ネジ部が形成されたヒートシンクに前記半導体素子の上面を接触させるステップと、
前記固定部材の前記雌ネジ部に対応する位置に形成されたネジ挿通孔にネジを挿通するステップと、
前記ネジを前記雌ネジ部に螺合するステップと、
を含む制御装置の保守方法。
A step of providing a fixing member between the lower surface of the semiconductor element and the substrate,
A step of engaging the engaging portion formed on the fixing member with the engaged portion of the semiconductor element,
The step of mounting the semiconductor element on the substrate,
The step of bringing the upper surface of the semiconductor element into contact with the heat sink on which the female screw portion is formed, and
A step of inserting a screw into a screw insertion hole formed at a position corresponding to the female screw portion of the fixing member, and
The step of screwing the screw into the female screw portion,
How to maintain the controller, including.
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