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技術 電子部品の固定構造および固定方法

出願人 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社
発明者 小林知善
出願日 2014年2月13日 (7年3ヶ月経過) 出願番号 2014-025948
公開日 2015年8月24日 (5年8ヶ月経過) 公開番号 2015-153888
状態 特許登録済
技術分野 半導体または固体装置の冷却等 電気装置の冷却等
主要キーワード 本固定構造 交流電源ケーブル ネジ締 外周立ち 低圧コネクタ 基本肉厚 高圧コネクタ 絶対的位置
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重要な関連分野

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図面 (9)

課題

電子部品を搭載面に取り付けるに当たりその取り付けが容易であると共に、取り付け後は固定が解かれ難く、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率よく放熱可能な固定構造を提供する。

解決手段

固定構造1は、電子部品30を搭載する搭載領域11と、搭載領域11がある側と反対側に、固定部材20と係合する係り合せ面12と、搭載領域11より台10の端面13側に、搭載領域11に面する壁14とを有する台10を備え、また、電子部品30を搭載領域11方向へ押える押え部21と、押え部21による反力対抗する、係り合せ面12に係合する係り部22と、押え部21と係り部22の間で壁14と接触する接続部23とを有し、電子部品30を台10に固定する弾性体からなる固定部材20を備える。

概要

背景

従来から、なるべく容易な製造工程により発熱する電子部品弾性部材等で放熱部材に接触させて取り付けて、十分な放熱を確保しようとする固定装置などが知られている。例えば、特許文献1は、製造工程の自由度が低減されることなく、電子部品の短絡を抑制しつつ該電子部品をより確実に位置決めすることができる固定装置を開示している。この固定装置は、係合溝を有するヒートシンクブロックと、パワートランジスタを位置決めする収容部を有するとともに、ヒートシンクブロックとの間でパワートランジスタを挟むインシュレータブロックと、パワートランジスタをヒートシンクブロックに対して位置決めする位置決め溝及び位置決めピンと、係合溝及びインシュレータブロックに一端及び他端を弾接させてヒートシンクブロックとインシュレータブロックの間に挟まれたパワートランジスタとともにヒートシンクブロックとインシュレータブロックを挟持するクリップとを備えている。

また、特許文献2は、発熱素子放熱面ヒートシンク本体に密着させるためのクリップを、治具を用いずに装着可能にする発熱素子用ヒートシンクを開示している。このヒートシンクは、ヒートシンク本体と、一対のアームを備え発熱素子の放熱面とヒートシンク本体とがアーム間で挟まれて密着するように放熱面に沿ってヒートシンク本体に差し込まれるクリップと、ヒートシンクとの間隔がクリップの差し込み方向手前側ではアーム間隔よりも小さくなり、差し込み方向の奥側ではアーム間隔よりも大きくなるように配置されているガイドプレートと、を有し、ヒートシンク本体とガイドプレートとが一体に形成されている。

また、特許文献3は、ねじ等が緩むことにより半導体チップが浮き、ねじ等の締め付け過剰により半導体チップの樹脂クラックが生じることなどを回避するための半導体装置を開示している。この半導体装置は、ねじ等の固定部材は弾性部材を固定し、弾性部材は半導体チップの放熱部材に向いている面の反対側の面で半導体チップに接して圧縮力を発生していて、半導体チップを放熱部材に向かって均一の面圧力で押し付けている。絶縁シートは、ねじ等の固定部材と分離した位置に配置されていて、電気的短絡の原因となるねじ等の固定部材を通す穴がない。

概要

電子部品を搭載面に取り付けるに当たりその取り付けが容易であると共に、取り付け後は固定が解かれ難く、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率よく放熱可能な固定構造を提供する。 固定構造1は、電子部品30を搭載する搭載領域11と、搭載領域11がある側と反対側に、固定部材20と係合する係り合せ面12と、搭載領域11より台10の端面13側に、搭載領域11に面する壁14とを有する台10を備え、また、電子部品30を搭載領域11方向へ押える押え部21と、押え部21による反力対抗する、係り合せ面12に係合する係り部22と、押え部21と係り部22の間で壁14と接触する接続部23とを有し、電子部品30を台10に固定する弾性体からなる固定部材20を備える。

目的

本発明では、電子部品を搭載面に取り付けるに当たりその取り付けが容易であると共に、取り付け後は固定が解かれ難く、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率よく放熱可能な固定構造および固定方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

台と、前記台に搭載された電子部品と、前記電子部品を前記台に固定する弾性体からなる固定部材と、を備える電子部品の固定構造において、前記台は、前記電子部品を搭載する搭載領域と、前記搭載領域がある側と反対側に、前記固定部材と係合する係り合せ面と、前記搭載領域より前記台の端面側に、前記搭載領域に面する壁と、を有し、前記固定部材は、前記電子部品を前記搭載領域方向へ押える押え部と、前記押え部による反力対抗し、前記係り合せ面に係合する係り部と、前記押え部と前記係り部の間で前記壁と接触する接続部と、を有する、電子部品の固定構造。

請求項2

前記係り合せ面は、前記端面と角を形成するように設けられることを特徴とする請求項1に記載の電子部品の固定構造。

請求項3

前記搭載領域がある側と反対側において、前記搭載領域と対応する位置に放熱板があることを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品の固定構造。

請求項4

前記壁の端部から前記搭載領域がある方とは反対方向であって前記台から離れる方へ延在する傾斜面を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子部品の固定構造。

請求項5

前記固定部材は1つの前記係り部と3つの前記押え部を有することを特徴とする請求項1に記載の電子部品の固定構造。

請求項6

弾性体からなる固定部材により台に電子部品を固定する方法であって、前記台の搭載領域に前記電子部品を配置し、前記電子部品を前記搭載領域の方へ押える前記固定部材の押え部を前記電子部品に当接させる共に、前記固定部材の前記搭載領域がある面と反対側の面に係合する係り部を前記台の端面に当接させるように前記固定部材を配置し、前記係り部が前記端面を摺動すると共に、前記押え部と前記係り部の間の接続部が前記搭載領域より前記台の端面側で前記搭載領域に面する壁を摺動するように、前記反対側の面に前記係り部が係合するまで、前記固定部材を押圧する、電子部品を固定する方法。

請求項7

2つからなる前記壁に絶縁シート一辺を当接すると共に、前記一辺から突出する前記絶縁シートの突出部を前記2つからなる壁の間に配置することにより、前記絶縁シートを位置決めすることを特徴とする請求項6に記載の電子部品を固定する方法。

技術分野

0001

本発明は、電子部品の搭載面への固定構造および固定方法に関し、特に、電界効果トランジスタなどの電子部品からの熱を放熱部材に効率よく伝熱するための電子部品の放熱部材への固定構造および固定方法に関する。

背景技術

0002

従来から、なるべく容易な製造工程により発熱する電子部品を弾性部材等で放熱部材に接触させて取り付けて、十分な放熱を確保しようとする固定装置などが知られている。例えば、特許文献1は、製造工程の自由度が低減されることなく、電子部品の短絡を抑制しつつ該電子部品をより確実に位置決めすることができる固定装置を開示している。この固定装置は、係合溝を有するヒートシンクブロックと、パワートランジスタを位置決めする収容部を有するとともに、ヒートシンクブロックとの間でパワートランジスタを挟むインシュレータブロックと、パワートランジスタをヒートシンクブロックに対して位置決めする位置決め溝及び位置決めピンと、係合溝及びインシュレータブロックに一端及び他端を弾接させてヒートシンクブロックとインシュレータブロックの間に挟まれたパワートランジスタとともにヒートシンクブロックとインシュレータブロックを挟持するクリップとを備えている。

0003

また、特許文献2は、発熱素子放熱面ヒートシンク本体に密着させるためのクリップを、治具を用いずに装着可能にする発熱素子用ヒートシンクを開示している。このヒートシンクは、ヒートシンク本体と、一対のアームを備え発熱素子の放熱面とヒートシンク本体とがアーム間で挟まれて密着するように放熱面に沿ってヒートシンク本体に差し込まれるクリップと、ヒートシンクとの間隔がクリップの差し込み方向手前側ではアーム間隔よりも小さくなり、差し込み方向の奥側ではアーム間隔よりも大きくなるように配置されているガイドプレートと、を有し、ヒートシンク本体とガイドプレートとが一体に形成されている。

0004

また、特許文献3は、ねじ等が緩むことにより半導体チップが浮き、ねじ等の締め付け過剰により半導体チップの樹脂クラックが生じることなどを回避するための半導体装置を開示している。この半導体装置は、ねじ等の固定部材は弾性部材を固定し、弾性部材は半導体チップの放熱部材に向いている面の反対側の面で半導体チップに接して圧縮力を発生していて、半導体チップを放熱部材に向かって均一の面圧力で押し付けている。絶縁シートは、ねじ等の固定部材と分離した位置に配置されていて、電気的短絡の原因となるねじ等の固定部材を通す穴がない。

先行技術

0005

特開2005−191320号公報
特開2009−252810号公報
特開2002−198477号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上述した従来技術では、半導体素子などの電子部品を搭載面に押さえつけるためのクリップである弾性部材を組み付ける工程において一旦拡げる必要があり、手間がかかる。また、弾性部材を基板の端から差し込むようにして固定するために、組み付けストロークが長く、電子部品への負荷が大きくなり、故障の原因となりうる。また、弾性部材をねじ等で固定すると、絶縁距離が短くなると共に、搭載面に必要な領域が広くなり、また部品点数も増加する。

0007

そこで、本発明では、電子部品を搭載面に取り付けるに当たりその取り付けが容易であると共に、取り付け後は固定が解かれ難く、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率よく放熱可能な固定構造および固定方法を提供する。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するために、台と、その台に搭載された電子部品と、その電子部品を台に固定する弾性体からなる固定部材と、を備える電子部品の固定構造において、台は、電子部品を搭載する搭載領域と、その搭載領域がある側と反対側に、固定部材と係合する係り合せ面と、搭載領域より台の端面側に、搭載領域に面する壁と、を有し、固定部材は、電子部品を搭載領域方向へ押える押え部と、押え部による反力対抗し、係り合せ面に係合する係り部と、押え部と係り部の間で壁と接触する接続部と、を有する、電子部品の固定構造が提供される。
これによれば、電子部品を台に固定するに当たり、固定部材を拡げるための冶具が不要となるため手間がかからなくなると共に、一旦固定されると容易には固定を解かれることがない固定構造を提供することができる。また、基板面に垂直な方向から組み付けるため固定部材の組み付けストロークが短く、電子部品に負荷が少ない固定構造を提供することができる。さらに、ねじ等の部品を使用しないので、電子部品30を搭載するための搭載面積が小さくて済み、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率の良い放熱が可能な固定構造を提供できる。

0009

さらに、係り合せ面は、端面と角を形成するように設けられることを特徴としてもよい。
これによれば、係り合せ面が台の端にあることで、台を製造する金型スライド金型等の複雑な金型が不要となり、製造に手間がかからない。

0010

さらに、搭載領域がある側と反対側において、搭載領域と対応する位置に放熱板があることを特徴としてもよい。
これによれば、係り部が係合する係り合せ面は小さくて済むので、搭載領域の裏側面に放熱板を設けて放熱効率の良い固定構造を提供できる。

0011

さらに、壁の端部から搭載領域がある方とは反対方向であって台から離れる方へ延在する傾斜面を有することを特徴としてもよい。
これによれば、接続部が壁に接触する前に傾斜面を摺動することで、固定部材を取り付けやすい固定構造を提供できる。

0012

さらに、固定部材は1つの係り部と3つの押え部を有することを特徴としてもよい。
これによれば、1つの固定部材で3つの電子部品を取り付けることができる。

0013

また、上記課題を解決するために、弾性体からなる固定部材により台に電子部品を固定する方法であって、台の搭載領域に電子部品を配置し、電子部品を搭載領域の方へ押える固定部材の押え部を電子部品に当接させると共に、固定部材の搭載領域がある面と反対側の面に係合する係り部を台の端面に当接させるように固定部材を配置し、係り部が端面を摺動すると共に、押え部と係り部の間の接続部が搭載領域より台の端面側で搭載領域に面する壁を摺動するように、反対側の面に係り部が係合するまで、固定部材を押圧する、電子部品を固定する方法が提供される。
これによれば、電子部品を台に固定するに当たり、固定部材を拡げるための冶具が不要となるため手間がかからなくなると共に、一旦固定されると容易には固定を解かれることがない電子部品の固定方法を提供することができる。また、基板面に垂直な方向から組み付けるため固定部材の組み付けストロークが短く、電子部品に負荷が少ない固定方法を提供することができる。

0014

さらに、2つからなる壁に絶縁シートの一辺を当接すると共に、一辺から突出する絶縁シートの突出部を2つからなる壁の間に配置することにより、絶縁シートを位置決めすることを特徴としてもよい。
これによれば、電子部品と台の間に配置される絶縁シートを容易に位置決めできる。

発明の効果

0015

以上説明したように、本発明によれば、電子部品を搭載面に取り付けるに当たりその取り付けが容易であると共に、取り付け後は固定が解かれ難く、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率よく放熱可能な固定構造および固定方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0016

本発明に係る第一実施例の固定構造の平面図。
本発明に係る第一実施例の固定構造の、(A)A−A断面における断面図、(B)B−B断面における断面図。
本発明に係る第一実施例の、(A)台を左上前方から見た斜視図、(B)固定構造を左上前方から見た斜視図。
本発明に係る第一実施例の、(A)台を左上後方から見た斜視図、(B)固定構造を左上後方から見た斜視図、(C)C点線部分の拡大図。
本発明に係る第一実施例の、(A)台を左下前方から見た斜視図、(B)固定構造を左下前方から見た斜視図、(C)C点線部分の拡大図。
本発明に係る第一実施例の固定部材の、(A)正面図、(B)平面図、(C)底面図、(D)左側面図、(E)右側面図、(F)背面図、(G)左上後方から見た斜視図。
本発明に係る第一実施例の基板の平面図。
本発明に係る第一実施例の固定構造1における部品組み立て図。

実施例

0017

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
<第一実施例>
図1は、本実施例における固定構造1を示す平面図であり、図2は、図1に示される断面A−Aおよび断面B−Bにおける固定構造1の断面を示す断面図である。図3乃至5は、それぞれ見易くするため基板等を取り付ける前の固定構造(台のみ)と取り付けた後の固定構造を示した斜視図である。

0018

この固定構造1は、台10と、台10に搭載された電子部品30と、電子部品30を台10に固定する弾性体からなる固定部材20と、電子部品30を電気的に接続して電気回路が形成された基板40と、台10と電子部品30との間に位置して両者を電気的に絶縁する絶縁シート50を備える。

0019

台10は、アルミニウム材など熱伝導性の優れた金属材料を使用しダイカストにより作製され、後述する台10の構成要素は一体成形で形成されている。台10は、本固定構造1が取り付けられる装置等にボルトで取り付けるための孔を有する取付部101(左側面に2か所、右側面に1か所存する)を除き、基板40の外形適合するように平面視ほぼ矩形をなす。

0020

電子部品30は、大きな発熱を伴う半導体チップのパワー素子を含む電子部品である。パワー素子は、例えば、電界効果トランジスタ(FET、Field Effect Transister)、パワーバイポーラトランジスタ(PBT、Power Bipolar Transister)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT、Insulated Gate Bipolar Transister)、パワーダイオードなどであり、また、スイッチングレギュレータなどの電源回路を含むLSI(Large Scale Integration)なども含まれる。所謂、汎用品で構わない。

0021

電子部品30は、上記の半導体チップを内蔵し樹脂材料で形成された薄い直方体をなす本体部31と、本体部31から複数(3本)の端子32から構成される。本体部31の台10に取り付ける方の面は、台10に接する面積を十分に確保するために広い面積を有する面であることが好ましい。一方、本体部31の取り付ける方の面と対向する他方の面は、後述するように、従来技術のような組み付けストロークがほとんど不要なので、平面である必要はない。

0022

台10の上面側(平面視側)には、基板40の外周を取り巻くように設けられた外周立ち上り部102と、正面側の外周立ち上り部102の近傍に電子部品30を搭載する2つの搭載領域11と、搭載領域11の外周側に1つの搭載領域11当たり2つの突起部17(合計4つ)と、外周立ち上り部102の近傍に基板40を取り付ける4つの基板搭載穴103と、中央部で特に凸部を有さない底部104とを備える。

0023

台10の下面側(底面視側)には、上面側の基板40とほぼ一致する範囲で下方に起立した多数の放熱板16と、上面側の搭載領域11に対応した位置であって台10の端面13の近傍に、固定部材20と係合する係り合せ面12とを備える。

0024

搭載領域11は、発熱する電子部品30と直接または間接に接触して、台10の下面側の放熱板16へ電子部品30の熱を伝達する。搭載領域11の電子部品30と接触する面は、電子部品30の取り付ける方の面(搭載領域11と接触する面)と密着することが好ましく、電子部品30の本体部31の接触する部分が平面である場合は、平面であることが好ましい。搭載領域11の大きさは、電子部品30と十分に接触することができるように、本体部31の接触する部分よりひと回り大きいことが好ましい。また、1つの搭載領域11に複数の(例えば3つの)電子部品30を搭載する場合には、その複数の電子部品30の本体部31を合わせた大きさよりひと回り大きいことが好ましい。

0025

台10の上面側の底部104から下面側の放熱板16を除いた底部104裏面までの基本肉厚は数ミリメートルであるが、搭載領域11においては、放熱性確保のため肉厚となっている。搭載領域11は、搭載面から裾を錐状に広げることにより、ダイカストの流動性を向上させるとともに、電子部品30からの熱を分散させ放熱性能を向上させる。

0026

突起部17は、1つの搭載領域11に対して、搭載領域11の外周側に2つ位置するように設けられる。2つの突起部17は、搭載領域11の正面視横幅に相当する位置に設けられる。2つの突起部17の間には、後述する固定部材20の一部(上接部24)が挿入されるように配置される。本実施例では、基板40の面に平行な断面での突起部17の断面形状はほぼ矩形であって、突起部17の側面は平面を形成しているが、矩形の代わりに楕円等であってもよく、突起部17の側面は曲面を形成してもよい。

0027

突起部17は、搭載領域11の側の側面に壁14と、壁14の上側の端部141から搭載領域11がある方とは反対方向であって台10から離れる方へ延在する傾斜面15を有する。壁14は、突起部17の基板40側(内側向き)に形成されるので、搭載領域11より台10の外周側(端面13側)に、台10の中央部側(搭載領域11側)に面するように形成されている。壁14は、後述する固定部材20が台10へ取り付けられる過程において接触し摺動する共に、固定部材20の弾性力により押圧される。

0028

傾斜面15は、壁14から外周側上方へ向けて広がるように形成される。壁14と傾斜面15は、壁14の上側の端部141において角を形成するように構成されているが、これに限定されず、突起部17の基板40の面と垂直な断面における断面形状をテーパ状とするなど、壁14と傾斜面15が角を形成することなく一連の滑らかな曲面を有していてもよい。このようにすることで、固定部材20の一部(接続部23)が壁14に接触する前に傾斜面15を摺動することで、固定部材20を取り付けやすくなる。

0029

係り合せ面12は、台10の搭載領域11がある側と反対側(底面側)に、後述する固定部材20の一部と係合するように形成される。係り合せ面12は、台10の底面の中央にあってもよいが、台10の端面13の近傍にあることが好ましく、さらに、本実施例のように、端面13と角を形成するように、即ち台10の底面の端に設けられることが好ましい。このように、係り合せ面12が台10の端にあることで、台10を製造する金型にスライド金型等の複雑な金型が不要となり、製造に手間がかからない。係り合せ面12は、固定部材20が台10へ取り付けられる過程の最後において固定部材20の一部(係り部22)と係合し、固定部材20の弾性力により押圧される。係り合せ面12は、端面13と共になって固定部材20と係合するので、小さな面積があればよい。

0030

放熱板16は、放熱フィンとも呼ばれるが、電子部品30の熱を放熱するために、熱交換の効率を上げるために伝熱面積を広げるために設けられた、台10の底面から板状に突出したヒートシンクである。放熱板16は、搭載領域11がある側と反対側に搭載領域11と対応する位置にも設けられることが好ましい。搭載領域11に搭載される電子部品30からの熱を放熱し易いからである。固定部材20(係り部22)が係合する係り合せ面12は小さくて済むので、搭載領域11の裏側面に放熱板16を設けて放熱効率の良い固定構造1を提供できる。

0031

外周立ち上り部102は、電波漏れを低減させかつ塵埃侵入を防ぐため基板40を覆う金属カバー(図示せず)と嵌合する。金属カバーは、取付部101の取付穴取り付けボルトにより共締めすることにより、台10と金属カバー間の接触面積を拡大、接圧を増強し、グランドを安定させる。なお、外周立ち上り部102と基板40の外周の距離は、水分の回り込みを防ぐため、沿面距離をある程度有するようにする。

0032

ここで、図6も参照しながら固定部材20を説明する。固定部材20は、電子部品30を台10に固定するための弾性体からなる部材である。この弾性体からなる部材は、細長いばね性の板材たとえば高炭素鋼ステンレス鋼銅合金等の金属材から形成された板ばねから構成され、固定部材20は、この板ばねを様々に屈曲させて形成されている。

0033

固定部材20は、固定部材20の一端に位置して、電子部品30を搭載領域11の方向へ押える押え部21と、固定部材20の他端に位置して、押え部21による反力に対抗するため、係り合せ面12に係合すると共に端面13とも当接する係り部22と、押え部21と係り部22の間で壁14と接触する接続部23と、接続部23と係り部22の間で台10の上面側と接する上接部24と、を備える。

0034

押え部21は、固定部材20の一端からわずかな離れた部分をほぼ直角に屈曲することにより形成する(第一屈曲)。押え部21は、このように屈曲して形成する必要はなく、固定部材20の一端自体が押え部であってもよいが、その一端の角が電子部品30を搭載領域11の方へ押圧して電子部品30を傷めることがあるので、このように屈曲して形成することが好ましい。

0035

接続部23は、押え部21と接続部23の間に押え部21の屈曲方向とは逆の方向に直角以上に屈曲させることで形成する。この屈曲部(第二屈曲)を直角以上に屈曲させることで、押え部21が電子部品30を上から搭載領域11の方へ押さえつけることができる。押え部21からこの屈曲部までの長さは、搭載する電子部品30の大きさによる。接続部23は、後述する上接部24と係り部22の幅より広い。この接続部23が上接部24等より幅広に形成されていることで、上接部24が突起部17の間に挿入された時に接続部23が壁14や傾斜面15に当接する。

0036

上接部24は、接続部23と上接部24の間に、上記直角以上に屈曲させた屈曲部(第二屈曲)の屈曲方向とは逆の方向にほぼ直角に屈曲させることで形成する(第三屈曲)。上記直角以上に屈曲させた屈曲部(第二屈曲)からこの屈曲部(第三屈曲)までの距離は、搭載した電子部品30の厚さ以上であって、板ばねである固定部材20が電子部品30を固定した時に変形して固定するに十分な弾性力を生ずる距離である。上述したように、接続部23に比べて幅狭に形成されているので、2つの突起部17の間に挿入することが容易であり、台10の上面に接して取り付けられる。

0037

係り部22は、上接部24を形成した屈曲部(第三屈曲)の屈曲方向とは逆の方向にほぼ直角に屈曲させることで形成する(第四屈曲)。上記上接部24を形成した屈曲部(第三屈曲)からこの屈曲部(第四屈曲)までの距離は、壁14と台10の端面13までの距離にほぼ等しい。係り部22は、さらに第四屈曲と同じ屈曲方向へほぼ直角に屈曲させた屈曲部(第五屈曲)を有する。係り部22を形成した屈曲部(第四屈曲)からこの屈曲部(第五屈曲)までの距離は、台10の端面13における肉厚とほぼ等しい。

0038

そして、この屈曲部(第五屈曲)から固定部材20の他端(係り部22の先端)までの距離は、係り部22は台10の下側面にある係り合せ面12に係合するため、係り合せ面12の幅にほぼ等しい。係り部22は、固定部材20が台10に取り付けられた時には、押え部21における電子部品30からの反力および接続部23における壁14からの反力に対抗するため、端面13と当接しかつ係り合せ面12に係合する。係り部22の第五屈曲から係り部22の先端までの距離が短いので、係り部22の先端は、固定部材20が台10に取り付けられる時には、端面13に当接して摺動する。なお、固定部材は、1つの係り部と3つの押え部を有してもよい。これによれば、1つの固定部材で3つの電子部品を取り付けることができる。

0039

以上述べてきたように、固定構造1は、電子部品30を搭載する搭載領域11と、搭載領域11がある側と反対側に固定部材20と係合する係り合せ面12と、搭載領域11より台10の端面13側に搭載領域11に面する壁14とを有する台10を備える。また、固定構造1は、電子部品30を搭載領域11方向へ押える押え部21と、押え部21による反力に対抗する係り合せ面12に係合する係り部22と、押え部21と係り部22の間で壁14と接触する接続部23とを有し、電子部品30を台10に固定する弾性体からなる固定部材20を備える。

0040

ここで、図7も参照しながら基板40を説明する。基板40には電子部品30や電子素子などの端子を差し込んではんだ接続する多数のスルーホール41と、これらを電気的に連結する電気回路(図示せず)と、台10にネジで取り付けるための取付孔42とを備える。本固定構造1が、例えば、AC−DC変換に用いられる場合には、図示しない交流電源ケーブルから高圧コネクタを介して入力された交流電流を、所定の電圧直流電流に変換し、図示しない低圧コネクタを介して直流電源ケーブルに出力する機能を有する。基板40は、電子部品30を台10に直接接触させるために、搭載領域11に対応した部分には存在しない。

0041

絶縁シート50は、台10の搭載領域11と電子部品30との間に位置して両者を電気的に絶縁すると共に、電子部品30の熱を搭載領域11へ伝熱する。従って、絶縁シート50は、熱伝導性があって電気的絶縁性の優れた材料、例えばシリコン樹脂等により作製されたシートで構成されている。絶縁シート50は、さらに難燃性密着性を備えることが好ましい。また、絶縁シート50は、配置する位置決めし易くするために、ある一辺から突出する突出部を有することが好ましい。

0042

次に、図8を参照して、上述した固定構造1において、固定部材20により台10に電子部品30を固定する方法について説明する。基板40には、必要な電子部品30やその他の素子をすべてハンダ付け等により取り付けておく。

0043

絶縁シート50が搭載領域11と電子部品30の間に設けられる場合、まず、絶縁シート50を搭載領域11の上に配置する。この場合、搭載領域11より台10の端面13側に搭載領域11に面する2つの壁14が存在するので、以下のように位置決めして配置することができる。即ち、2つの壁14に絶縁シート50の一辺51を当接すると共に、その一辺51から突出する絶縁シート50の突出部52を2つの壁14の間SWに配置することにより、搭載領域11上で絶縁シート50を上下左右の位置決めをする。これにより、電子部品30と台10の間に配置される絶縁シート50を容易に位置決めできる。

0044

次に、基板40を台10に取り付ける。基板40は、台10の上面側にダイカストで適宜形成されたボスにより位置決めされて、基板搭載穴103にネジ締めで固定される。基板40上に取り付けられた電子部品30は、その位置に基板40は形成されていないので、搭載領域11の上に直接または絶縁シート50を介して間接に配置される。電子部品30は、この状態では、搭載領域11に配置されて接触していることはあっても、密着はしていない。

0045

次に、固定部材20を以下のように配置する。固定部材20は、2つの突起部17の間となる2つの壁14の間SWに幅狭になった上接部24が位置するように配置される。より具体的には、幅狭になった上接部24は、2つの突起部17の間に挟まれるようにして挿入される。そうすると、電子部品30を搭載領域11の方へ押える固定部材20の押え部21が電子部品30に当接する。また、同時に、搭載領域11がある面と反対側の面に係合する固定部材20の係り部22の先端が台10の端面13に当接する。また、接続部23は、この状態では、傾斜面15または壁14の上の端部141に当接している。固定部材20は、上接部24が突起部17の間に挟まれ、係り部22が端面13に当接し、接続部23が傾斜面15等に当接しているので、安定した状態で配置されている。

0046

次に、固定部材20を以下のようにして台10へ取り付け、電子部品30を固定する。上記のように安定した状態で配置された固定部材20を、基板40の面に垂直な方向の力で押圧する。そうすると、係り部22の先端が端面13を摺動すると共に、押え部21と係り部22の間の接続部23が壁14を摺動することで、係り部22と接続部23の間は接続部23に対して相対的に変形する。また、押え部21の絶対的位置はほぼ不変だが、接続部23が壁14を摺動するようにして移動することで、押え部21と接続部23の間は接続部23に対して相対的に変形する。この弾性変形が、弾性力となって電子部品30を搭載領域11へ押し付ける。係り部22と接続部23が台10の一部である端面13と壁14を摺動するが、固定部材20は基板40の面に垂直な方向の力で押圧されているので、押え部21は電子部品30をほとんど摺動せず、電子部品30に対する組み付けストロークは短い。

0047

さらに、固定部材20を押圧し、係り部22の先端が端面13を通りすぎると、固定部材20の弾性力により係り部22の先端が接続部23の方へ戻るため、係り部22が端面13に当接し、かつ台10の搭載領域11がある面とは反対側の面に係り部22が係合する。このようにして係り部22が係合すると、固定部材20の弾性力が効いているため容易には外れなくなる。

0048

以上のような方法によれば、電子部品30を台10に固定するに当たり、固定部材20を拡げるための冶具が不要となるため手間がかからなくなると共に、一旦固定されると容易には固定を解かれることがない。また、基板面に垂直な方向から組み付けるため固定部材20の組み付けストロークが短く、電子部品30に負荷が少ない。

0049

また、同様に、上述した固定構造1によれば、電子部品30を台10に固定するに当たり、固定部材20を拡げるための冶具が不要となるため手間がかからなくなると共に、一旦固定されると容易には固定を解かれることがない。また、基板面に垂直な方向から組み付けるため固定部材20の組み付けストロークが短く、電子部品30に負荷が少ない。さらに、ねじ等の部品を使用しないので、電子部品30を搭載するための搭載面積が小さくて済み、ヒートシンク裏面での投影面積が小さく効率の良い放熱が可能な固定構造を提供できる。

0050

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量や材料、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

0051

1固定構造
10 台
11搭載領域
12係り合せ面
13 端面
131 角
14 壁
141 端部
15 傾斜面
16放熱板
17突起部
101取付部
102外周立ち上り部
103基板搭載穴
104 底部
20固定部材
21押え部
22 係り部
23 接続部
24 上接部
30電子部品
31 本体部
32端子
40 基板
41スルーホール
42取付孔
50絶縁シート
51一辺
52 突出部
SW 壁の間

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