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JPH08172255A - モータドライブ用半導体素子放熱装置 - Google Patents

モータドライブ用半導体素子放熱装置

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JPH08172255A
JPH08172255A JP7214727A JP21472795A JPH08172255A JP H08172255 A JPH08172255 A JP H08172255A JP 7214727 A JP7214727 A JP 7214727A JP 21472795 A JP21472795 A JP 21472795A JP H08172255 A JPH08172255 A JP H08172255A
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heat
heat dissipation
semiconductor element
circuit board
printed circuit
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JP7214727A
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Suk Ha Woo
石 河 ウー
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Sansei Denki KK
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Sansei Denki KK
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子のリード中、接地端子やＮＣ端子
を利用して、素子から発生する熱を直接放熱板に伝達し
て放熱効果を高め、別途の結合部材を必要とせずに半導
体素子と放熱板との結合が可能にすることである。 【解決手段】 モータドライブ用半導体素子放熱装置
は、半導体素子２０が搭載される印刷回路基板２４と、
熱を放熱させるための放熱手段２７と、前記印刷回路基
板２４を貫通し、放熱用リード端子２３が挿入されるよ
うに形成された印刷回路基板ホール２６と、放熱手段ホ
ール２８とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータドライブ用
半導体素子放熱装置に関するものであって、より詳細に
は、半導体パッケージに形成された所定のリード端子を
放熱板に連結させて放熱効果を向上させ、別途の結合部
材を必要とせずに半導体素子と放熱板を結合できるモー
タドライブ用半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、フェノール、エポキシその他の
材質の印刷回路基板に搭載された半導体素子により駆動
されるモータの場合、長時間の使用などにより負荷がか
かると素子に熱が発生し、この熱が高い場合にモータの
性能が低下し、熱暴走による素子の破壊が起こる問題点
があった。
【０００３】従って、印刷回路基板に鉄板、アルミニウ
ム板などの放熱板を取り付けて半導体素子から発生する
熱を放出するようになる。
【０００４】半導体素子の効率的な放熱をするための従
来の技術を図３（Ａ），（Ｂ）に示す。
【０００５】先ず、図３（Ａ）に示されているような従
来の半導体素子放熱装置において、印刷回路基板１０の
図中上部面には銅薄パターンが形成されており、図中下
部には非伝導性接着剤で放熱板１２が接着されている。
【０００６】前記印刷回路基板１０の図中上部銅薄ラン
ド１１には、半導体素子１３のパッケージ１４に形成さ
れたリード１５を半田付けにより固定して他の部品とと
もに駆動回路を構成する。
【０００７】一方、半導体素子１３のパッケージ１４の
長手方向の両端には所定の大きさのホール１６が形成さ
れているが、このホール１６は放熱板１２との結合を容
易にするため、半導体素子メーカーにより設けられたも
のである。このホール１６にスクリュー１７を挿入して
放熱板１２に締結することにより、半導体素子１３から
発生する熱を放熱板１２に伝達して放熱させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来のモータドライブ用半導体素子放熱装置は、
半導体素子１３から発生する熱をスクリュー１７を介し
て放熱板１２に伝達して放熱するので、スクリュー１７
を別途に使用しなければならなかった。従って、作業工
程の数が増加し、材料の費用が増加して生産コストが上
昇する問題点が発生するものであった。
【０００９】また、スクリュー１７の大きさが限定され
ているため、半導体素子全体から発生する熱の中でスク
リュー１７がある部分から発生する熱のみ放熱板１２を
通じて放熱するので、効率的な放熱がなされない。
【００１０】従来の他の形態のモータドライブ用半導体
素子放熱装置は、図３（Ｂ）に示されている通り、半導
体素子１３から発生する熱を放熱するため、別途の放熱
ブラケット１８を、一面は半導体素子１３のパッケージ
１４の図中上面に取り付け、他の面は放熱板１２に結合
して放熱するようになる。この方法は、半導体素子のパ
ッケージに固定用ホールがない場合に主として使われる
が、前記図３（Ａ）に示した形状を有する半導体素子に
も適用される方法である。
【００１１】しかし、前記のような半導体素子放熱装置
は、別途の放熱ブラケット１８を放熱板に取り付けなけ
ればならず、全体が占めている空間が大きくなる。従っ
て、回路基板及び製品の空間使用に対する効率が下が
り、材料の費用が増加して生産コストが上昇する問題点
があった。
【００１２】本発明の目的は、半導体素子から発生する
熱を半導体素子の所定のリードを通じて放熱板に伝達、
放熱するものであり、放熱効果が向上され、別途の固定
部材を必要とせずに半導体素子と放熱板を容易に結合で
きる構造にしてモータの性能を向上させ、材料の費用を
減らして生産コストが節減できるようにしたモータドラ
イブ用半導体素子放熱装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するため、請求項１記載の第１の発明は、パッケージに
多数のリードが形成されている半導体素子が搭載される
印刷回路基板と、前記印刷回路基板の下部に取り付けら
れ前記半導体素子から発生する熱を放熱させる放熱手段
と、前記半導体素子の多数のリード中、前記印刷回路基
板を貫通し、前記放熱手段と結合して前記半導体素子か
ら発生する熱を放熱手段に伝達する放熱用リード端子が
挿入される前記印刷回路基板に所定の大きさで形成され
た印刷回路基板ホールと、前記印刷回路基板ホールを貫
通した放熱用リード端子が挿入、貫通された後に折り曲
げられ前記半導体素子のリード端子が前記放熱手段に接
触固定されるように前記印刷回路基板ホールと対応する
位置の前記放熱手段に所定の大きさで形成された放熱手
段ホールとから構成されたことを要旨とする。従って、
放熱効果が向上され、別途の固定部材を必要とせずに半
導体素子と放熱板を容易に結合できる構造にしてモータ
の性能を向上させ、材料の費用を減らして生産コストを
節減できる。
【００１４】請求項２記載の第２の発明は、前記半導体
素子の放熱用リード端子で半導体素子の接地端子を利用
したことを要旨とする。従って、より広い接地面積を得
て回路動作の安定性を図ることができる。
【００１５】請求項３記載の発明の第３の発明は、前記
半導体素子の放熱用リード端子で半導体素子のＮＣ端子
を利用したことを要旨とする。従って、より広い接地面
積を得て回路動作の安定性を図ることができる。
【００１６】請求項４記載の第４の発明は、前記放熱用
リード端子の折曲部に、前記放熱手段と確実に結合さ
せ、前記半導体素子から発生する熱を効率的に放熱する
熱伝導性接着剤を塗布したことを要旨とする。従って、
折り曲げられた放熱端子と放熱板の接触を確かにし、固
定効果を高めることができる。
【００１７】請求項５記載の第５の発明は、前記放熱用
リード端子の折曲部を前記放熱手段と確実に結合させ、
前記半導体素子から発生する熱を効率的に放熱するた
め、半田付け処理したことを要旨とする。従って、半導
体素子から発生する熱を効果的に放熱できる。
【００１８】請求項６記載の第６の発明は、半導体素子
のパッケージに形成されている多数のリードが半田付け
接合される銅薄ランドが上部に形成された印刷回路基板
と、前記印刷回路基板の下部に取り付けられ前記半導体
素子から発生する熱を放熱させるための放熱手段と、前
記半導体素子の多数のリード中、前記放熱手段と接触し
て前記半導体素子から発生する熱を放熱手段に伝達する
放熱用リード端子に対応する前記印刷回路基板の銅薄ラ
ンドの位置に所定の大きさで形成された印刷回路基板ホ
ールと、前記印刷回路基板ホールを貫通して前記放熱用
リード端子と接触するように、前記印刷回路基板ホール
と対応する位置の前記放熱手段に所定の大きさで突出し
たリブとから構成されたことを要旨とする。従って、放
熱効果が向上され、別途の固定部材を必要とせずに半導
体素子と放熱板を容易に結合できる構造にしてモータの
性能を向上させ、材料の費用を減らして生産コストを節
減できる。
【００１９】請求項７記載の第７の発明は、前記半導体
素子の放熱用リード端子で半導体素子の接地端子を利用
したことを要旨とする。従って、より広い接地面積を得
て回路動作の安定性を図ることができる。
【００２０】請求項８記載の第８の発明は、前記半導体
素子の放熱用リード端子で半導体素子のＮＣ端子を利用
したことを要旨とする。従って、より広い接地面積を得
て回路動作の安定性を図ることができる。
【００２１】請求項９記載の第９の発明は、前記放熱手
段のリブと前記放熱用リード端子を確実に結合させ、前
記半導体素子から発生する熱を効率的に放熱する前記リ
ブと放熱用リード端子の接触部に熱伝導性接着剤を塗布
したことを要旨とする。従って、折り曲げられた放熱端
子と放熱板の接触を確かにし、固定効果を高めることが
できる。
【００２２】請求項１０記載の第１０の発明は、前記放
熱手段のリブと前記放熱用リード端子を確実に結合さ
せ、前記半導体素子から発生する熱を効率的に放熱する
ため、前記リブと放熱用リード端子の接触部に半田付け
処理をしたことを要旨とする。従って、半導体素子から
発生する熱を効果的に放熱できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明によるモータドライブ用半
導体素子放熱装置の望ましい実施形態を添付の図面を参
照して詳細に説明する。
【００２４】図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明によるモー
タドライブ用半導体素子放熱装置を示した分離斜視図お
よび断面図であって、半導体素子２０のパッケージ２１
には多数のリード２２が形成されており、この多数のリ
ード２２の中には普通、接地端子と他の回路と連結され
ていないＮＣ端子が含まれている。本実施形態では、前
記接地端子やＮＣ端子を用いて放熱装置を構成する（以
下、放熱端子２３という）。図１（Ａ）では、前記放熱
端子２３が他のリード２２に比して長く表示されている
が、これは本発明の目的を達成するためのもので、組立
工程の前処理工程で予め加工しなければならない。普
通、リードカッティングや基板マスキングなどのための
前処理工程はいずれの場合にもある。
【００２５】前記半導体素子２０が取り付けられる印刷
回路基板２４の図中上部には多数のランドパターン２５
が形成されており、このランドパターン２５にリード２
２を半田付けで固定させ半導体素子２０を印刷回路基板
上に固定させることになる。
【００２６】前記ランドパターン２５中、放熱端子２３
に対応するランドには前記放熱端子２３が貫通できる所
定の大きさのホール２６が形成されている。
【００２７】それから、印刷回路基板２４の図中下部は
半導体素子２０から発生する熱を放熱するための放熱部
材である放熱板２７が取り付けられ、この放熱板２７に
は前記放熱端子２３が挿入されるホール２８が形成され
ている。
【００２８】前記印刷回路基板２４と放熱板２７の組立
時に印刷回路基板のホール２６と放熱板のホール２８が
一致するように印刷回路基板２４の図中下部に放熱板２
７が結合され、放熱端子２３は印刷回路基板ホール２６
を貫通して放熱板ホール２８に挿入される。
【００２９】前記放熱板ホール２８を貫通して図中下方
側に突出された半導体素子の放熱端子２３は折り曲げら
れて放熱板２７と印刷回路基板２４とが分離されないよ
うにする一方、半導体素子２０から発生する熱を放熱板
２７に伝達、放熱させるようになる。
【００３０】前記折り曲げられた放熱端子２３と放熱板
２７の接触を確かにし、固定効果を高めるため、折り曲
げられた放熱端子２３に熱伝導性接着剤を加えることが
望ましい。勿論、放熱板２７の表面処理にしたがっては
半田付けも可能である。半田付け処理を行う場合、仮
に、放熱端子２３として接地端子を利用したとすれば、
このようにすることによって、より広い接地面積を得て
回路動作の安定性を図ることができる副次的な効果も得
られる。
【００３１】前記放熱板２７もまたモータケーシングの
一部であるモータヨークを使用することが望ましい。そ
のようにすることによって、製品の空間活用性を良くす
ることができ、また、前記接地面積の拡張効果を奏する
場合には、モータ全体に対する接地拡張の効果を得てモ
ータの動作が安定され、ノイズを減らすことが可能にな
る。
【００３２】本実施形態では、放熱板２７を介して熱を
放熱する半導体素子２０の放熱端子２３が半導体素子の
内部チップに直接連結されているので、パッケージを通
じて間接の放熱に比し効率的な放熱が可能であり、さら
に信頼性が高くなって結局モータの性能を向上させる。
【００３３】また、別途の結合部材を必要とせずに印刷
回路基板２４と放熱板２７を直接接合して半導体素子２
０から発生する熱を放熱させることによって、作業性の
改善は勿論、材料の費用を減らして生産コストを節減す
ることができる。
【００３４】図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明によるモー
タドライブ用半導体素子放熱装置の他の実施形態を示し
た分離斜視図及び断面図であって、半導体素子３０のパ
ッケージ３１には多数個のリード３２が形成されてお
り、このリード３２は印刷回路基板３３に多数個、形成
されているランドパターン３４に半田付けにより接合さ
れる。
【００３５】前記印刷回路基板３３の多数のランドパタ
ーン３４中、放熱端子３８に対応するランドには所定の
大きさのホール３５が形成されており、このホール３５
に対応する放熱板３６の図中上方にリブ３７が突出する
ように形成される。前記リブ３７は、普通放熱板３６の
一部を切開してペンディング加工する。前記印刷回路基
板３３と放熱板３６を組み立てた後の形状は図２（Ｂ）
と同様である。前記リブ３７と放熱端子３８は前述の実
施形態と同様に熱伝導性接着剤により確固と固定され、
放熱効果が増大される。勿論、リブ３７の表面処理の程
度に従い半田付けも可能である。放熱板３６もまた図１
（Ａ），（Ｂ）の実施形態と同様にモータヨークが利用
できる。なお、発明の効果は前記実施形態と同一であ
る。
【００３６】本発明はたとえ一部の特定の実施形態に対
してのみ説明したが、適切な変更を加えて他の態様によ
っても実施可能である。即ち、モータ駆動用半導体素子
以外の大電力半導体素子や半導体素子でないその他の受
動素子にも応用可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、第１の発明は、パ
ッケージに多数のリードが形成されている半導体素子が
搭載される印刷回路基板と、前記印刷回路基板の下部に
取り付けられ前記半導体素子から発生する熱を放熱させ
る放熱手段と、前記半導体素子の多数のリード中、前記
印刷回路基板を貫通し、前記放熱手段と結合して前記半
導体素子から発生する熱を放熱手段に伝達する放熱用リ
ード端子が挿入される前記印刷回路基板に所定の大きさ
で形成された印刷回路基板ホールと、前記印刷回路基板
ホールを貫通した放熱用リード端子が挿入、貫通された
後に折り曲げられ前記半導体素子のリード端子が前記放
熱手段に接触固定されるように前記印刷回路基板ホール
と対応する位置の前記放熱手段に所定の大きさで形成さ
れた放熱手段ホールとから構成されたので、放熱効果が
向上され、別途の固定部材を必要とせずに半導体素子と
放熱板を容易に結合できる構造にしてモータの性能を向
上させ、材料の費用を減らして生産コストを節減でき
る。
【００３８】第２の発明は、前記半導体素子の放熱用リ
ード端子で半導体素子の接地端子を利用したので、より
広い接地面積を得て回路動作の安定性を図ることができ
る。
【００３９】第３の発明は、前記半導体素子の放熱用リ
ード端子で半導体素子のＮＣ端子を利用したので、より
広い接地面積を得て回路動作の安定性を図ることができ
る。
【００４０】第４の発明は、前記放熱用リード端子の折
曲部に、前記放熱手段と確実に結合させ、前記半導体素
子から発生する熱を効率的に放熱する熱伝導性接着剤を
塗布したので、折り曲げられた放熱端子と放熱板の接触
を確かにし、固定効果を高めることができる。
【００４１】第５の発明は、前記放熱用リード端子の折
曲部を前記放熱手段と確実に結合させ、前記半導体素子
から発生する熱を効率的に放熱するため、半田付け処理
したので、半導体素子から発生する熱を効果的に放熱で
きる。
【００４２】第６の発明は、半導体素子のパッケージに
形成されている多数のリードが半田付け接合される銅薄
ランドが上部に形成された印刷回路基板と、前記印刷回
路基板の下部に取り付けられ前記半導体素子から発生す
る熱を放熱させるための放熱手段と、前記半導体素子の
多数のリード中、前記放熱手段と接触して前記半導体素
子から発生する熱を放熱手段に伝達する放熱用リード端
子に対応する前記印刷回路基板の銅薄ランドの位置に所
定の大きさで形成された印刷回路基板ホールと、前記印
刷回路基板ホールを貫通して前記放熱用リード端子と接
触するように、前記印刷回路基板ホールと対応する位置
の前記放熱手段に所定の大きさで突出したリブとから構
成されたので、放熱効果が向上され、別途の固定部材を
必要せずに半導体素子と放熱板を容易に結合できる構造
にしてモータの性能を向上させ、材料の費用を減らして
生産コストを節減できる。
【００４３】第７の発明は、前記半導体素子の放熱用リ
ード端子で半導体素子の接地端子を利用したので、より
広い接地面積を得て回路動作の安定性を図ることができ
る。
【００４４】第８の発明は、前記半導体素子の放熱用リ
ード端子で半導体素子のＮＣ端子を利用したので、より
広い接地面積を得て回路動作の安定性を図ることができ
る。
【００４５】第９の発明は、前記放熱手段のリブと前記
放熱用リード端子を確実に結合させ、前記半導体素子か
ら発生する熱を効率的に放熱する前記リブと放熱用リー
ド端子の接触部に熱伝導性接着剤を塗布したので、折り
曲げられた放熱端子と放熱板の接触を確かにし、固定効
果を高めることができる。
【００４６】第１０の発明は、前記放熱手段のリブと前
記放熱用リード端子を確実に結合させ、前記半導体素子
から発生する熱を効率的に放熱するため、前記リブと放
熱用リード端子の接触部に半田付け処理をしたので、半
導体素子から発生する熱を効果的に放熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモータドライブ用半導体素子放熱
装置を示す図面で、（Ａ）は分離斜視図であり、（Ｂ）
は断面図である。
【図２】本発明によるモータドライブ用半導体素子放熱
装置の他の実施形態を示す図面で、（Ａ）は分離斜視図
であり、（Ｂ）は断面図である。
【図３】（Ａ）は従来の技術によるモータドライブ用半
導体素子放熱装置を示す分離斜視図であり、（Ｂ）は他
の従来の技術によるモータドライブ用半導体素子放熱装
置を示す断面図である。
【符号の説明】
２０，３０ 半導体素子 ２１，３１ パッケージ ２２，３２ リード ２３，３８ 放熱端子 ２４，３３ 印刷回路基板 ２５，３４ ランドパターン ２６，２８，３５ ホール ２７，３６ 放熱板 ３７ リブ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パッケージに多数のリードが形成されて
    いる半導体素子が搭載される印刷回路基板と、 前記印刷回路基板の下部に取り付けられ前記半導体素子
    から発生する熱を放熱させる放熱手段と、 前記半導体素子の多数のリード中、前記印刷回路基板を
    貫通し、前記放熱手段と結合して前記半導体素子から発
    生する熱を放熱手段に伝達する放熱用リード端子が挿入
    される前記印刷回路基板に所定の大きさで形成された印
    刷回路基板ホールと、 前記印刷回路基板ホールを貫通した放熱用リード端子が
    挿入、貫通された後に折り曲げられ前記半導体素子のリ
    ード端子が前記放熱手段に接触固定されるように前記印
    刷回路基板ホールと対応する位置の前記放熱手段に所定
    の大きさで形成された放熱手段ホールとから構成された
    ことを特徴とするモータドライブ用半導体素子放熱装
    置。
  2. 【請求項２】 前記半導体素子の放熱用リード端子で半
    導体素子の接地端子を利用したことを特徴とする請求項
    １記載のモータドライブ用半導体素子放熱装置。
  3. 【請求項３】 前記半導体素子の放熱用リード端子で半
    導体素子のＮＣ端子を利用したことを特徴とする請求項
    １記載のモータドライブ用半導体素子放熱装置。
  4. 【請求項４】 前記放熱用リード端子の折曲部に、前記
    放熱手段と確実に結合させ、前記半導体素子から発生す
    る熱を効率的に放熱する熱伝導性接着剤を塗布したこと
    を特徴とする請求項１記載のモータドライブ用半導体素
    子放熱装置。
  5. 【請求項５】 前記放熱用リード端子の折曲部を前記放
    熱手段と確実に結合させ、前記半導体素子から発生する
    熱を効率的に放熱するため、半田付け処理したことを特
    徴とする請求項１記載のモータドライブ用半導体素子放
    熱装置。
  6. 【請求項６】 半導体素子のパッケージに形成されてい
    る多数のリードが半田付け接合される銅薄ランドが上部
    に形成された印刷回路基板と、 前記印刷回路基板の下部に取り付けられ前記半導体素子
    から発生する熱を放熱させるための放熱手段と、 前記半導体素子の多数のリード中、前記放熱手段と接触
    して前記半導体素子から発生する熱を放熱手段に伝達す
    る放熱用リード端子に対応する前記印刷回路基板の銅薄
    ランドの位置に所定の大きさで形成された印刷回路基板
    ホールと、 前記印刷回路基板ホールを貫通して前記放熱用リード端
    子と接触するように、前記印刷回路基板ホールと対応す
    る位置の前記放熱手段に所定の大きさで突出したリブと
    から構成されたことを特徴とするモータドライブ用半導
    体素子放熱装置。
  7. 【請求項７】 前記半導体素子の放熱用リード端子で半
    導体素子の接地端子を利用したことを特徴とする請求項
    ６記載のモータドライブ用半導体素子放熱装置。
  8. 【請求項８】 前記半導体素子の放熱用リード端子で半
    導体素子のＮＣ端子を利用したことを特徴とする請求項
    ６記載のモータドライブ用半導体素子放熱装置。
  9. 【請求項９】 前記放熱手段のリブと前記放熱用リード
    端子を確実に結合させ、前記半導体素子から発生する熱
    を効率的に放熱する前記リブと放熱用リード端子の接触
    部に熱伝導性接着剤を塗布したことを特徴とする請求項
    ６記載のモータドライブ用半導体素子放熱装置。
  10. 【請求項１０】 前記放熱手段のリブと前記放熱用リー
    ド端子を確実に結合させ、前記半導体素子から発生する
    熱を効率的に放熱するため、前記リブと放熱用リード端
    子の接触部に半田付け処理をしたことを特徴とする請求
    項６記載のモータドライブ用半導体素子放熱装置。
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