JPH09139449A - 半導体の取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解体作業が容易な半導体装置の取付装置を提
供することである。 【解決手段】実装基板１１上に半導体装置１０と放熱フ
ィン１３とを取り付ける半導体装置の取付装置。該装置
は、取付金具１２と、該取付金具１２と放熱フィン１３
とを実装基板１１に取り付ける取付ネジ１４とからな
る。取付金具１２は、実装基板１１と放熱フィン１３の
接合面の間に挟み込まれる台座部１２ａと、台座部１２
ａに対して略垂直に形成されて放熱フィン１３との間に
半導体装置１０を収納すると共に該半導体装置１０をフ
ィン１３側に押し当てる側壁部１２ｂとを有する。台座
部１２ａ及び側壁部１２ｂは取付前に予め内側に向かっ
て湾曲されている。取付時、台座部１２ａの湾曲された
面が平坦化して側壁部１２ｂが台座部１２ａ側に回動
し、半導体装置を放熱フィン側に押し当てる。解体時に
は、取付ネジ１４を緩めるだけでフィン１３が半導体装
置１０、基板１１から取り外せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の実装基板
への取付装置に関し、例えば、放熱フィンが設けられた
半導体の取付装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体を基板に取り付ける場合
には、図１１及び図１２に示すように、半導体本体４０
のリード４０ａ，４０ｂ，４０ｃを、プリント基板等の
実装基板４１に半田４２によって取り付ける方法が採ら
れている。又、高熱を発する電力用トランジスタ等の半
導体に対しては、アルミニウム等からなる放熱フィン４
３が、絶縁シート４７を介して半導体４０に取り付けら
れるが、この取付には取付ネジ４４が用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、環境
問題が注目されているが、半導体の技術分野において
も、製品に使われている各種の部品をリサイクルする要
請が高まってきた。この部品の回収は、部品毎又は材料
毎に、かつ、低コストで効率よく行うことが望まれる。
然るに、上記のように取付られた放熱フィン４３をリサ
イクルのために実装基板４１から取り外して回収するに
は、リード４０ａ，４０ｂ，４０ｃ部分に付着している
半田４２を加熱して溶かし、これを吸い上げ、その後、
半導体４０と放熱フィン４３とを連結するビス４４を外
す必要がある。

【０００４】しかし、放熱フィン４３に接続された特定
のリード（例えば、４０ｂ）に関しては、当該フィン４
３の作用により、半田４２を加熱する時に放熱が行わ
れ、その取り外しが困難となる。また、近年の小型化、
高密度化が図られた半導体の取付にあっては、多数の半
導体やその他部品４５が同一基板４１上に取り付られる
ので、例えば、図１１に示すように、一旦、取付ネジ４
４によって半導体４０が取付けられると、その取付部分
が、その後に取り付けられた他の部品４５に隠れてしま
い、ドライバ４６等の工具が届かないことがある。

【０００５】また、図１２に示すように放熱フィン４
３，４３が狭い間隔で向かい合って設置されると、ドラ
イバ４６等の工具が届かず、先にリードに付着している
半田４２を溶かさなければならない。しかし、この場合
には放熱フィン４３が熱を放出するので、効率よく解体
作業が行えない。又、解体のために放熱フィン４３，４
３をニッパ等の工具によって切断してから、半導体４０
を外すことも考えられるが、この場合には、放熱フィン
４３の一部が半導体４０に付着したまま残ってしまい、
半導体４０及びその周辺機器の同種の材料の回収が困難
となる（例えば、放熱フィンを構成するアルミニウムを
他の材料から分離して回収することができない）。この
ように各種の材料が混合したままでは、上記の要請され
るリサイクルが達成できないという不具合があった。

【０００６】さらに、このような解体／回収作業は、熟
練した作業員をもってしても長時間を必要とし、且つ、
特別の工具などが必要となり、リサイクルに必要なコス
トが高くなり当該リサイクルが実現しなくなる。本発明
は、かかる事情に鑑みてなされたもので、解体作業が容
易な半導体の取付装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、実装
基板上に半導体と放熱フィンとを取り付ける半導体の取
付装置を、取付部材と、該取付部材と放熱フィンとを実
装基板に取り付ける取付ネジとによって構成すると共
に、上記取付部材に、実装基板と放熱フィンの２つの接
合面の間に挟み込まれる台座部と、当該台座部に対して
略垂直に形成されて放熱フィンとの間に収納された半導
体を放熱フィン側に押し当てる側壁部とを形成し、当該
台座部及び側壁部を予め内側に向かって湾曲させたもの
である。

【０００８】請求項２の発明は、実装基板上に半導体と
放熱フィンとを取り付ける半導体の取付装置を、取付部
材と、該取付部材と放熱フィンとを実装基板に取り付け
る取付ネジとによって構成し、上記取付部材に、実装基
板と放熱フィンの２つの接合面の間に挟み込まれる台座
部と、当該台座部に対して略垂直に形成されて放熱フィ
ンとの間に収納された半導体を放熱フィン側に押し当て
る２つの側壁部とを形成すると共に、当該台座部及び側
壁部を予め内側に向かって湾曲させたものである。

【０００９】請求項３の発明は、実装基板上に設置され
た板状の放熱フィンと、該放熱フィンの両側に各々設置
された１又は２以上の半導体とを互いに固定する取付装
置を、取付ネジと、取付部材とで構成し、該取付部材
に、蓋部と、取付時に当該蓋部に対して略垂直となり且
つ互いに平行となる２つの側壁部とを具え、上記側壁部
と放熱フィンとの間に上記半導体を各々収納するように
し、且つ、上記取付部材の蓋部と側壁部とを、各々予め
内側に向かって湾曲させたものである。

【００１０】請求項４の発明は、上記取付部材の側壁部
の湾曲により形成された稜線部分に、上記収納された半
導体を放熱フィンに押し当てる凸部を設けたものであ
る。請求項５の発明は、上記放熱フィンの、半導体が接
合する部分に、溝部を設けられ、該溝部に絶縁シートを
挿入したものである。請求項６の発明は、上記台座部の
湾曲により形成された稜線部分に、ネジ止め用の１又は
２以上の貫通孔を設けたものである。

【００１１】（作用）請求項１の発明においては、放熱
フィンのネジ止め時に、取付部材の台座部の湾曲された
面が平坦化して当該側壁部が台座部に向かって回転し、
側壁部の湾曲された面が半導体を放熱フィン側に押し当
てるバネ作用を生じさせる。かかる構成の半導体の取付
装置にあっては、放熱フィンを固定しているネジを緩め
るだけで、上記バネ作用がなくなり、実装基板から、放
熱フィンと半導体を分離して効率よく回収することがで
きる。

【００１２】又、請求項２の発明においては、側壁部が
２つ形成されているため、放熱フィンの両側に半導体を
収納できるので、さらなる高密度化が図られる。又、請
求項３の発明においては、蓋部を放熱フィンから外すだ
けで、当該半導体のみを基板から取り外すことができ
る。又、請求項４の発明においては、側壁部の凸部に半
導体を押し当てる力が集中するので、半導体と放熱フィ
ンとの接触が確実なものとなる。

【００１３】又、請求項５の発明においては、溝部に絶
縁シートが予め挿入されているため半導体との位置の整
合が採りやすく、又、絶縁シート自体の位置合わせが容
易となる。さらに、絶縁シート部分が突出しないので、
高密度に半導体を取り付けることができる。又、請求項
６の発明においては、この貫通孔を通過してネジ止めが
行われるため、変形率が大きくなって、側壁部の回転幅
が大きくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、添付
図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１から図６は、本発明の第１の実
施形態（請求項１、請求項４から請求項６に対応）を示
す。

【００１５】尚、本実施形態の取付装置に適用される半
導体１０は、例えば、電力用トランジスタ等の高熱を発
生させるものであり、樹脂モールド等によるパッケージ
ングは行われていない。本実施形態の実装基板１１、半
導体１０、放熱フィン１３及び取付装置１２，１４の関
係は、以下の通りである。

【００１６】上記半導体１０は、そのリード１０ａ，１
０ａ，１０ａ（１つのみ図示）部分が、プリント基板等
の実装基板１１上に半田付けされる（半田１６）。この
とき、図１に示すように、半導体１０は、後述の取付装
置１２，１４の作用で、放熱フィン１３と接する状態と
なる。上記実装基板１１と放熱フィン１３との間には、
取付金具（取付部材）１２が介在されており、後述する
ように、この取付金具１２のバネ作用によって、半導体
１０が放熱フィン１３側に押し当てられるようになって
いる。この取付金具（取付部材）１２と取付ネジ１４と
で取付装置が構成される。

【００１７】上記取付金具１２は、図２及び図３に示す
ように、断面が略Ｌ字型で一体に形成されるものであ
り、機能的にはその台座部１２ａと側壁部１２ｂとに分
けられる。そして台座部１２ａが、上記実装基板１１と
放熱フィン１３との接合面の間に挟み込まれ、取付ネジ
１４にて固定される。一方、側壁部１２ｂは、取付時
に、半導体１０を放熱フィン１３側に押し当ててこれら
を互いに接合させる。

【００１８】ところで、上記取付金具１２は、上記台座
部１２ａと側壁部１２ｂとが、互いに内側に湾曲されて
いる。そして、上記台座部１２ａの湾曲により形成され
た稜線部分の略中央には、ネジ止め用の貫通孔１２ｃが
設けられている。一方、側壁部１２ｂの湾曲により形成
された稜線部分中央には、突起（凸部）１２ｄが設けら
れている。

【００１９】このように側壁部１２ｂに突起１２ｄを設
けることによって、取付時に、半導体１０を放熱フィン
１３側に押し当てる力をこの部分に集中させて、これら
を確実に接合させている。又、取付金具１２の略中央に
は、その基板部分１２ａから側壁部１２ｂにかけて、開
口部１２ｅが形成されている。

【００２０】一方、放熱フィン１３には、半導体１０の
一面が接合される部分に、溝１３ａが設けられ、この溝
１３ａに、半導体１０と放熱フィン１３との絶縁を図る
ための絶縁シート１５が挿入される（図４）。この溝１
３ａは、押し出し加工によって、放熱フィン１３の形成
工程で予め加工される。

【００２１】尚、この溝１３ａは主に、本実施形態で適
用される、樹脂モールドによるパッケージングがされて
いない半導体１０において、放熱フィン１３との絶縁の
ために形成されているものであるから、樹脂モールドに
て覆われているタイプの半導体を取り付ける場合には、
必ずしも必要ではない。次に、図５及び図６を用いて、
上記構成の取付金具１２を用いた、実装基板１１への半
導体１０及び放熱フィン１３の取り付けについて説明す
る。

【００２２】絶縁シート１５は、放熱フィン１３の溝１
３ａに沿って挿入される（矢印Ａ）。半導体１０は、そ
のリード１０ａ，１０ａ，１０ａ（１つのみ図示）が、
実装基板１１に設けられた貫通孔１１ｂを貫通した状態
で、半田１６によって取り付けられる。そして、この状
態で、取付金具１２を、その開口部１２ｅから半導体１
０を通して、実装基板１１に接合させる。

【００２３】このとき取付金具１２に設けられた貫通孔
１２ｃと実装基板１１に設けられた貫通孔１１ａとが重
なり合うようにその位置決めが行われる。そして、取付
ネジ１４を、これら重ね合わされた貫通孔１１ａ，１２
ｃを通して、さらに、放熱フィン１３に形成された取付
孔１３ｂに取り付ける。

【００２４】この状態から、取付ネジ１４を強く締め付
けると、その圧力で、取付金具１２の台座部１２ａの湾
曲がならされ（平坦化）、これに伴って側壁部１２ｂが
放熱フィン１３側に回転する。この回転によって、側壁
部１２ｂが半導体１０側に押し当てられて、さらに側壁
部１２ｂの湾曲によって生じるバネ作用と相俟って、半
導体１０が放熱フィン１３に押し当てられることとな
る。

【００２５】特に、側壁部１２ｂに、突起１２ｄを形成
しておくことによって、この部分を中心に、半導体１０
に力が加えられるので、放熱フィン１３側への固定が効
率よく行われる。次に、このように取付けされた構造の
解体方法について説明する。上記取付装置は、特に、そ
の取り外し作業が容易になるという顕著な効果がある。

【００２６】即ち、取付ネジ１４を緩めると、取付部材
１２のバネ作用がなくなりこれによる半導体１０の放熱
フィン１３側への押し当てる力がなくなる。従って、取
付ネジ１４を外すことのみによって、先ず放熱フィン１
３が、半導体１０及び実装基板１１から容易に取り外さ
れる。放熱フィン１３が取り外された状態では、半導体
１０のリード１０ａ，１０ａ，１０ａ部分の半田１６の
加熱が容易になり、半導体１０の実装基板１１から取り
外しも容易になる。

【００２７】以上詳述したように第１の実施形態によれ
ば、取り外しが容易で、しかも、部品ごとの回収が容易
になる半導体の取付装置が達成されることとなる。尚、
上記した第１の実施形態では、説明を簡略にするため
に、実装基板に１つの半導体を取り付ける例を示した
が、複数の半導体を、例えば、図７に示すような形状の
取付金具１２’により同時に多数取り付けることも可能
である。この取付金具１２’にもその台座部１２’ａ及
び側壁部１２’ｂが湾曲されており、且つ、２以上の貫
通孔１２’ｃ、半導体１０，１０…に対応した数の突起
１２’ｄ及び開口部１２’ｅが設けられている。

【００２８】（第２の実施形態）図８は、本発明の第２
の実施形態（請求項２、請求項４から請求項６に対応）
を示す図である。即ち、この第２の実施形態では、１つ
の取付金具２２によって、１つの放熱フィン２３の両側
に、それぞれ半導体１０，１０を取り付けるようにして
いる。

【００２９】上記取付金具２２は、断面形状が、上記第
１の実施形態の取付金具１２と異なる（図９）。この取
付金具２２も、上記実装基板１１と放熱フィン１３との
間に介在され、この取付金具のバネ作用によって、半導
体１０が放熱フィン２３側に押し当てられるようになっ
ている。具体的には、取付金具２２は、図９に示すよう
に、断面が略Ｗ字型で一体に形成されるものであり、機
能的にはその台座部２２ａと２つの側壁部２２ｂ，２２
ｂとに分けられる。そして台座部２２ａが、上記実装基
板２１と放熱フィン２３との間に挟み込まれ、ネジ２４
にて固定される（図８）。一方、側壁部２２ｂ，２２ｂ
は、取付時に両側より半導体１０を放熱フィン２３に押
し当ててこれらを互いに接合させる。

【００３０】台座部２２ａと側壁部２２ｂ，２２ｂは、
取付前に予め湾曲されている。これによって、取付時に
側壁部２２ｂ，２２ｂの回転と、バネ作用が生じるの
は、上記した第１の実施形態と同様である。さらに、ネ
ジ止め用の貫通孔２２ｃが台座部２２ａの湾曲により形
成された稜線部分の略中央に、突起２２ｄが側壁部１２
ｂの湾曲により形成された稜線部分中央に設けられてい
るのも、その効果は、第１の実施形態のそれと同様であ
る。

【００３１】尚、取付金具２２には、各々の側壁部２２
ｂから台座部２２ａにかけて各々２つの開口部２２ｅ，
２２ｅが形成されている。この開口部２２ｅ，２２ｅの
働きも、第１の実施形態に示した開口部１２ｅと同じで
ある。

【００３２】尚、放熱フィン２３の柱部分（半導体１０
の一面が接合される部分）に、第１の実施形態で説明し
た構造の溝（１３）及び絶縁シート（１５）を設けるよ
うにしてもよい。かかる取付装置（２２、２４）におい
ても、その取り外し作業が容易になるという顕著な効果
がある。

【００３３】即ち、取付ネジ２４を緩めると、取付部材
２２のバネ作用がなくなりこれによる半導体１０，１０
を放熱フィン２３側に押し当てる力がなくなる。従っ
て、取付ネジ２４を外すことのみによって、放熱フィン
２３が容易に取り外される。そして、放熱フィン２３が
取り外された状態で、半導体１０のリード１０ａ，１０
ａ部分の半田１６を溶かせば、該半導体１０の取り外し
も容易になる。

【００３４】尚、この第２の実施形態で用いられる取付
金具は、放熱フィン２３の両側に１個宛半導体を収納す
るタイプのものであっても、片側に２以上の半導体を収
納するタイプのものであってもよい。尚、図８中、他の
部材については、第１の実施形態と対応する部材につい
ては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。

【００３５】（第３の実施形態）図１０は、本発明の第
３の実施形態（請求項３から請求項６に対応）を示すも
のである。この実施形態では、放熱フィン３３の実装基
板３１への取付と、半導体３０，３０と当該放熱フィン
３３との接続とを別個の取付ネジ３４ａ，３４ｂで行っ
ている。

【００３６】この場合には、上部側の取付ネジ３４ｂを
外すだけで、放熱フィン３３と半導体３０，３０と接合
が解除される。尚、この実施形態で示されている取付金
具３２は、上記した第２の実施形態で示した開口部２２
ｅが形成されていない点を除いて、当該第２の実施形態
で用いられたものと同様の構造である。

【００３７】かかる取付装置（３２、３４ｂ）では、上
記した第１の実施形態及び第２の実施形態のように１つ
の取付ネジを緩めるだけでは、放熱フィンの取り外し
と、半導体と放熱フィンとの接合の解除とを行うことは
できないが、これらの作業を別々に行う必要がある場合
に特に有効である。

【００３８】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明の半導体の
取付装置によれば、取付装置の取付ネジを緩めるだけ
で、簡易に放熱フィンを実装基板及び半導体から取り外
せるので、上記半導体をリサイクルのために実装基板か
ら取り外して回収する際に、放熱フィンを先に取り外す
ことができ、リード部分に付着している半田の加熱が容
易になり、材料毎（部品毎）に各々解体／回収すること
ができる。

【００３９】また、小型化、高密度化が図られた半導体
において、一旦、半導体が取付けられて、その取付部分
が他の部品に隠れてしまった場合、あるいは、放熱フィ
ンが狭い間隔で向かい合って設置された場合等にも、取
付ネジを緩めるだけで、先に、放熱フィン４３を取り外
すことができ、上記と同様に、その後の半導体の取り外
し作業がやり易くなり、効率よくその解体作業が行える
ようになる。

【００４０】この場合、ニッパ等の工具によって放熱フ
ィンを切断してから半導体を外す方法に比べると、放熱
フィンの一部が半導体側に付着したまま残ってしまうこ
ともなくなるので、半導体及びその周辺機器を、同種の
材料毎に回収する作業が容易となる（例えば、放熱フィ
ンを構成するアルミニウムを他の材料から効率よく分離
して回収することができる）。さらに、このような解体
／回収作業は、熟練を要することなく、しかも短時間で
行うことができ、又、特別の工具も不要であるため、部
品のリサイクルに対する要請に十分に応えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、請求項４から請求項６に係る半導体
の取付装置の一例を示す側面図である。

【図２】請求項１、請求項４から請求項６に係る取付金
具の形状を説明するための斜視図である。

【図３】請求項１、請求項４から請求項６に係る取付金
具の側面図である。

【図４】請求項１、請求項４から請求項６に係る放熱フ
ィンの形状を説明するための斜視図である。

【図５】請求項１、請求項４から請求項６に係る取付装
置の取付手順を説明する側面図である。

【図６】請求項１、請求項４から請求項６に係る取付装
置の取付手順を説明する側面図である。

【図７】請求項１、請求項４から請求項６に係る取付金
具の変形例を示す斜視図である。

【図８】請求項２、請求項４から請求項６に係る半導体
の取付装置の一例を示す側面図である。

【図９】請求項２、請求項４から請求項６に係る取付金
具の形状を説明するための斜視図である。

【図１０】請求項３、請求項４から請求項６に係る半導
体の取付装置の一例を示す側面図である。

【図１１】従来の一般的な半導体の取付装置を示す斜視
図である。

【図１２】従来の一般的な半導体の取付装置を示す側面
図である。

【符号の説明】

１０ 半導体 １１，２１，３１ 実装基板 １２，２２，３２ 取付金具（取付部材） １２ａ 台座部 １２ｂ 側壁部 １２ｃ 貫通孔 １２ｄ 突起（凹部） １３，２３，３３ 放熱フィン １４，２４，３４ｂ 取付ネジ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装基板上に半導体と放熱フィンとを取
   り付ける半導体の取付装置において、 取付部材と、該取付部材と放熱フィンとを実装基板に取
   り付ける取付ネジとからなり、 上記取付部材は、互いに接合する実装基板と放熱フィン
   の２つの接合面の間に挟み込まれる台座部と、当該台座
   部に対して略垂直に形成されて放熱フィンとの間に収納
   された半導体を放熱フィン側に押し当てる側壁部とを有
   すると共に、当該台座部及び側壁部が予め内側に向かっ
   て湾曲されていることを特徴とする半導体の取付装置。
2. 【請求項２】 実装基板上に半導体と放熱フィンとを取
   り付ける半導体の取付装置において、 取付部材と、該取付部材と放熱フィンとを実装基板に取
   り付ける取付ネジとからなり、 上記取付部材は、実装基板と放熱フィンの２つの接合面
   の間に挟み込まれる台座部と、当該台座部に対して略垂
   直に形成されて放熱フィンとの間に収納された半導体を
   放熱フィン側に押し当てる互いに平行な２つの側壁部と
   を有すると共に、当該台座部及び側壁部が各々予め内側
   に向かって湾曲されていることを特徴とする半導体の取
   付装置。
3. 【請求項３】 実装基板上に設置された放熱フィンと、
   当該基板上の上記放熱フィンの両側に、各々１又は２以
   上設置された半導体とを、互いに固定する取付装置にお
   いて、 蓋部と、該蓋部に対して略垂直で且つ互いに平行となる
   ２つの側壁部とを有するとともに、該側壁部と放熱フィ
   ンとの間に上記半導体を各々収納する取付部材と、 上記蓋部を上記放熱フィンに取り付ける取付ネジとから
   なり、 上記取付部材は、その蓋部と側壁部が、各々予め内側に
   向かって湾曲されていることを特徴とする半導体の取付
   装置。
4. 【請求項４】 上記取付部材の側壁部の湾曲により形成
   された稜線部分には、上記収納された半導体に押し当て
   られる凸部が設けられていることを特徴とする請求項１
   乃至３の何れかに記載の半導体の取付装置。
5. 【請求項５】 上記放熱フィンの、半導体が接合する部
   分には、溝部が設けられ、該溝部に絶縁シートが挿入さ
   れていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記
   載の半導体の取付装置。
6. 【請求項６】 上記台座部の湾曲により形成された稜線
   部分には、ネジ止め用の１又は２以上の貫通孔が設けら
   れていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記
   載の半導体の取付装置。