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公開番号2025041566
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024157908
出願日2024-09-12
発明の名称パワー半導体の取付構造
出願人ASTI株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 23/40 20060101AFI20250318BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】温度上昇を抑制して高出力化を図ることができるパワー半導体の取付構造を提供すること。
【解決手段】放熱板にセルスタッドを取り付けた部品を生成しておき、パワー半導体と基板にそれぞれ取付孔を設けておき、上記パワー半導体の取付孔に上記セルスタッドを挿通させて上記放熱板の上に上記パワー半導体を設置し、上記基板の取付孔に上記セルスタッドを挿通させて上記パワー半導体の上に上記基板を設置し、上記基板の取付孔から突出した上記セルスタッドにナットを螺合させて固定するようにしたもの。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
放熱板にセルスタッドを取り付けた部品を生成しておき、
取付孔のあるパワー半導体と基板に取付孔を設けておき、
上記パワー半導体の取付孔に上記セルスタッドを挿通させて上記放熱板の上に上記パワー半導体を設置し、
上記基板の取付孔に上記セルスタッドを挿通させて上記パワー半導体の上に上記基板を設置し、
上記基板の取付孔から突出した上記セルスタッドにナットを螺合させて固定するようにしたことを特徴とするパワー半導体の取付構造。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１記載のパワー半導体の取付構造において、
ラバー放熱シートに取付孔を設けておき、
上記ラバー放熱シートの取付孔に上記セルスタッドを挿通させて上記放熱板の上に上記ラバー放熱シートを設置し、
その上に上記パワー半導体を設置するようにしたことを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項３】
請求項１記載のパワー半導体の取付構造において、
上記部品は、アルミニウム又は銅製の上記放熱板に設けられた取付孔に金属製の上記セルスタッドを圧入して構成された板金部品であることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項４】
請求項１記載のパワー半導体の取付構造において、
上記放熱板は筐体又はヒートシンクの取付台座上に設置されていることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項５】
請求項４記載のパワー半導体の取付構造において、
上記放熱板と上記取付台座の間にはソフト放熱シートが介挿されていることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項６】
請求項１記載のパワー半導体の取付構造において、
上記パワー半導体は挿入実装型のパワー半導体であり、上記パワー半導体からはリード端子が取り出されていて、上記リード端子は屈曲されて上記基板のスルーホールに挿し込まれていることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項７】
請求項１記載のパワー半導体の取付構造において、
上記ナットと上記基板の間にはナットの緩みを抑制するナット着座安定部材が介挿されていることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項８】
請求項１記載のパワー半導体の取付構造において、
上記ナットはフランジ付ナットであることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項９】
請求項４記載のパワー半導体の取付構造において、
上記筐体又はヒートシンクには基板固定用ボスが突設されていて、
上記基板は上記基板固定用ボスに固定ねじにより固定されていて、
上記基板固定用ボスの外周であって上記基板と上記放熱板の間には基板支持部材が介挿されていることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
【請求項１０】
請求項４記載のパワー半導体の取付構造において、
上記基板上であって上記ナットと上記固定ねじの下には上記ナットと上記固定ねじを跨ぐように基板支持部材が介挿されていることを特徴とするパワー半導体の取付構造。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高出力の充電器、ＤＣ／ＤＣコンバータ、等で使用され電力の制御や変換に特化されたパワー半導体の取付構造に係り、特に、温度上昇を抑制して高出力化を図ることができるように工夫したものに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、電力の制御や変換に特化したパワー半導体の取付構造には挿入実装と表面実装の二種類がある。挿入実装の場合には挿入実装型（ＴＯ－２４７等）のパワー半導体を使用し、そのリード端子を基板のスルーホールに挿入してハンダ付けする。一方、表面実装の場合には表面実装型（ＴＯ－２６３等）のパワー半導体を使用し、そのリード端子を基板の表面に設けられたパッドにハンダ付けする。
【０００３】
挿入実装と表面実装を基準面に接触する条件で比較すると、挿入実装の場合には表面積が広く熱抵抗を下げられるという利点はあるが、反面、基板の広い範囲を専有してしまうという欠点がある。
一方、表面実装の場合には、狭い範囲で実装され易く、小型化、高密度化を図る上で都合が良いという利点がある。
【０００４】
挿入実装型（ＴＯ－２４７等）のパワー半導体を基板に実装した例を図１９に示す。図１９（ａ）に示すように、パワー半導体１０１は図示しない基板に対して垂直に立てた状態で配置されている。パワー半導体１０１からは複数本（例えば、３本）のリード端子１０３が取り出されていて、これらリード端子１０３は上記基板に設けられたスルーホール（図示せず）に挿入されてハンダ付けされる。上記パワー半導体１０１は放熱シート１０５を介してヒートシンク１０７にネジ部材１０９によって固定されている。
【０００５】
図１９（ｂ）に示す取付構造も図１９（ａ）に示す取付構造と概略同じであるが、パワー半導体１０１とヒートシンク１０７との間に放熱シート１０５が介在していない点で異なる。パワー半導体１０１がフルモールドの場合に適用され易い。
【０００６】
又、図２０に示すように、挿入実装型（ＴＯ－２４７等）のパワー半導体１０１を表面実装のように取り付けることもある。図２１は図２０に示す複数個のパワー半導体１０１の上に基板１１１を設置した状態を示す。上記パワー半導体１０１から取り出されたリード端子１０３は上記基板１１１のスルーホールに挿入されてハンダ付けされている。
【０００７】
これに対して、表面実装型（ＴＯ－２６３等）のパワー半導体１１３を選定した場合には、例えば、図２２に示すような取付構造になる。まず、パワー半導体１１３は基板１１５上に実装されている。上記パワー半導体１１３から取り出されたリード端子１１７は基板１１５の表面の図示しないパッドにハンダ付けされている。上記基板１１５には図示しないサーマルビア（貫通孔）が設けられている。上記基板１１５はソフト放熱シート１１９を介してヒートシンク１２１の取付台座１２３上に設置されている。上記リード端子１１７の基端部は発熱中心１２５となっている。
図２３は図２２においてパワー半導体１１３と基板１１５を抽出して斜め上方から視た斜視図である。
【０００８】
図２４は表面実装型（ＴＯ－２６３等）のパワー半導体１１３を基板１１５とソフト放熱シート１１９との間に実装した例を示している。
図２５は図２４においてパワー半導体１１３と放熱シート１１９を抽出して斜め下方から視た斜視図である。
パワー半導体１１３の厚さが薄く広い場合やパワー半導体１１３のジャンクションとケース間の熱抵抗（θ
ｊｃ
）が低い場合は放熱性が向上する。
【０００９】
パワー半導体の取付構造を開示した先行技術文献として、例えば、特許文献１、特許文献２、等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０２０－１４５４２０号公報
特開２０２０－１２４００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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