(57)【要約】【課題】ケースと金属基板とにそれぞれ形成された孔を精度よく位置合わせすることができる。【解決手段】半導体装置１０のケース３０は、金属基板２０の側面に沿って側面を取り囲む側壁部３２ａ〜３２ｄと、側壁部３２ａ〜３２ｄに取り囲まれた金属基板２０のおもて面上を覆い、取付孔２１ａ〜２１ｄに対応して貫通するリング孔３５ｃ，３５ｄが形成された被覆部３３とを具備する。平面視でリング孔３５ｃ，３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ａ〜３２ｄの内側に突起部３６ａ，３６ｂがそれぞれ形成されている。このようにして金属基板２０はケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄに取り囲まれる領域に挿入されて、確実に固定される。さらに、このようにして挿入された金属基板２０の取付孔２１ａ〜２１ｄとケース３０のリング孔３５ｃ，３５ｄとがそれぞれ精度よく位置合わせされる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で矩形状を成し、貫通する取付孔が周縁に形成された平板状の金属基板と、
前記金属基板の側面に沿って前記側面を取り囲む側壁部と前記側壁部に取り囲まれた前記金属基板のおもて面上を覆い、前記取付孔に対応して貫通するリング孔が形成された被覆部とを具備するケースと、
を有し、
平面視で前記リング孔を挟んで対向する前記側壁部の内側に突起部がそれぞれ形成されている、
半導体装置。
【請求項２】
前記金属基板の前記側面は、前記突起部に当接して、前記側壁部との間に間隙が設けられている、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記金属基板の前記側面と前記側壁部との間隙は、０．０５ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下である、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ケースの対向する前記突起部が形成されている、対向する前記側壁部の間の第１距離は、前記ケースの対向する前記突起部の間の第２距離よりも長く、前記第１距離から前記第２距離を差し引いた値は、０ｍｍより大きく、０．６ｍｍ以下である、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記ケースの対向する前記突起部の間の第２距離は、前記金属基板の前記突起部に支持される前記側面の間の長さと等しく、または、前記長さよりも長い、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２距離から前記長さを差し引いた値は、０ｍｍ、または、０．３ｍｍ以下である、
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記突起部は、前記側壁部の開口側にテーパが形成されている、
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記金属基板の裏面の周縁部にダレ面が形成されている、
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記取付孔は、前記金属基板の四隅にそれぞれ形成され、
前記リング孔は、前記取付孔に対応して前記被覆部にそれぞれ形成されている、
請求項１乃至８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記突起部は、さらに、前記側壁部の中央部にそれぞれ形成されている、
請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記取付孔は、前記金属基板の対辺の中央部にそれぞれ形成され、
前記リング孔は、前記取付孔に対応して前記被覆部にそれぞれ形成されている、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記突起部は、さらに、前記リング孔を挟む方向に対して垂直方向の前記側壁部にそれぞれ形成されている、
請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記突起部は、前記金属基板の主面方向に対して平行な断面視で、半円形状、または、尖塔状であって、前記金属基板と当接する側が曲面を成している、
請求項１乃至１２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記金属基板は、前記側面が前記間隙に設けられた接着剤を介して前記ケースの前記側壁部に固着されている、
請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
平面視で矩形状を成し、貫通する取付孔が周縁に形成された平板状の金属基板と、収納領域の四方を取り囲む側壁部と前記収納領域を覆い、貫通するリング孔が形成された被覆部とを具備し、平面視で前記リング孔を挟んで対向する前記側壁部の内側に突起部がそれぞれ形成されているケースと、を用意する工程と、
前記金属基板を前記収納領域に挿入して、前記金属基板の側面を前記突起部により支持させる挿入工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記挿入工程後、前記金属基板の前記側面は、前記突起部に当接して、前記側壁部との間に間隙が設けられている、
請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記挿入工程において、前記金属基板が前記収納領域に圧入され、前記金属基板の前記側面が前記ケースの少なくとも一対の対向する前記突起部により挟持される、
請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記金属基板と前記ケースとを用意する工程において、前記金属基板の対向する前記突起部に支持される前記側面の間の長さは、対向する前記突起部を有する、対向する前記側壁部の間の第１距離よりも短く、対向する前記突起部の間の第２距離よりも長い、
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記長さから前記第２距離を差し引いた値は、０ｍｍより大きく、０．３ｍｍ以下である、
請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）等の半導体素子を含んでいる。この半導体装置は、ＩＧＢＴ及びＦＷＤが接合された基板が金属基板上に配置され、当該金属基板上にＩＧＢＴ等を覆うケースが設置される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、半導体装置のケース及び金属基板にはそれぞれ貫通する孔が形成されている。ケースに金属基板を取り付けると、これらの孔が合わさり、半導体装置を外部機器等に取り付ける際の締結孔として機能する。このようにして構成される締結孔は、ケースに対する金属基板の取り付けに生じるずれに伴って、ケースの孔と金属基板の孔とに多少のずれが生じても有効穴径が確保される必要がある。このため、金属基板に形成される孔の径は、ずれに対応するように大き目に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１９５７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金属基板の外形サイズ、金属基板に形成される孔の位置に制約がある場合には、金属基板に形成する孔の径を大き目に形成することができない。このため、このような金属基板をケースに設置すると、取り付ける際の締結孔の有効穴径を十分に確保できなくなってしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ケースと金属基板とにそれぞれ形成された孔を精度よく位置合わせすることができる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、平面視で矩形状を成し、貫通する取付孔が周縁に形成された平板状の金属基板と、前記金属基板の側面に沿って前記側面を取り囲む側壁部と前記側壁部に取り囲まれた前記金属基板のおもて面上を覆い、前記取付孔に対応して貫通するリング孔が形成された被覆部とを具備するケースと、を有し、平面視で前記リング孔を挟んで対向する前記側壁部の内側に突起部がそれぞれ形成されている、半導体装置が提供される。
また、本発明の一観点によれば、上記の半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、ケースと金属基板とにそれぞれ形成された孔を精度よく位置合わせすることができ、取り付けの際の締結孔の有効穴径を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態の半導体装置を説明するための図である。
【図２】実施の形態の半導体装置に含まれる金属基板を説明するための図である。
【図３】実施の形態の半導体装置に含まれるケースを説明するための図（その１）である。
【図４】実施の形態の半導体装置に含まれるケースを説明するための図（その２）である。
【図５】実施の形態の半導体装置に含まれる半導体ユニットを説明するための図である。
【図６】実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】実施の形態の半導体装置のケースに対する金属基板の挿入を説明するための図である。
【図８】実施の形態の半導体装置の金属基板が挿入されたケースの断面図である。
【図９】実施の形態の半導体装置の別の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１０】実施の形態の半導体装置の別の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１１】第１変形例の半導体装置に含まれるケースの図である。
【図１２】第２変形例の半導体装置に含まれるケース及び金属基板の図である。
【図１３】第３変形例の半導体装置に含まれる突起部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施の形態の半導体装置について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態の半導体装置を説明するための図である。なお、実施の形態において、おもて面とは、図１の半導体装置１０が上側を向いた面であり、裏面とは、図１の半導体装置１０において、下側を向いた面を表す。図１以外でもおもて面及び裏面は同様の方向性を意味する。
【００１１】
半導体装置１０は、金属基板２０と金属基板２０上に配置された半導体ユニット（図示を省略）を囲むケース３０とケース３０の開口部（図示を省略）を塞ぐケース蓋３８とを有している。また、半導体装置１０は、その四隅に、リング孔３５ａ，３５ｄが形成されている。なお、図１では、４つのリング孔のうち、リング孔３５ａ，３５ｄのみを表示している。リング孔３５ａ，３５ｄには、冷却フィン等、または、外部機器等に対して締結するためのねじが螺合される。
【００１２】
次に、半導体装置１０の各構成の詳細について図２〜図５を用いて説明する。図２は、実施の形態の半導体装置に含まれる金属基板を説明するための図である。なお、図２（Ａ）は、金属基板２０のおもて面２３ａの平面図を、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における一点鎖線Ｘ−Ｘにおける断面図をそれぞれ表している。図３及び図４は、実施の形態の半導体装置に含まれるケースを説明するための図である。なお、図３（Ａ）は、ケース３０のおもて面、図３（Ｂ）は、ケース３０の裏面をそれぞれ表している。図４（Ａ），（Ｂ）は、図３（Ａ），（Ｂ）における一点鎖線Ｘ１−Ｘ１，Ｘ２−Ｘ２における断面図をそれぞれ表している。また、図５は、実施の形態の半導体装置に含まれる半導体ユニットを説明するための図である。なお、図５（Ａ）は、半導体ユニット４０の平面図を、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における一点鎖線Ｘ−Ｘにおける断面図をそれぞれ表している。
【００１３】
まず、金属基板２０は、図２に示されるように、平面視で矩形状であって、平板状を成し、側面２２ａ〜２２ｄを有している。金属基板２０は、貫通する取付孔２１ａ〜２１ｄが周縁にそれぞれ形成されている。なお、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄの厚さは、好ましくは、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下で、例えば、２．８ｍｍ以上、３．２ｍｍ以下である。取付孔２１ａ〜２１ｄの径は、５．２ｍｍ以上、５．８ｍｍ以下である。また、このような金属基板２０は、熱伝導性に優れたアルミニウム、鉄、銀、銅、または、少なくともこれらの一種を含む合金等の金属により構成されている。さらに、金属基板２０の耐食性を向上させるために、例えば、ニッケルや金等の金属をめっき処理等により金属基板２０の表面に形成してもよい。具体的には、ニッケルや金の他に、ニッケル−リン合金や、ニッケル−ボロン合金等がある。さらに、ニッケル−リン合金上に金を積層してもよい。また、このような金属基板２０は、板金から打ち抜きにより得られて、各角部に貫通孔が形成されて取付孔２１ａ〜２１ｄが得られる。また、金属基板２０は、裏面２３ｂが凸状（下に凸）となるように事前に初期反りを付加してもよい。
【００１４】
ケース３０は、図３及び図４に示されるように、側壁部３２ａ〜３２ｄと被覆部３３とを具備している。側壁部３２ａ〜３２ｄは、後述するように、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄに対応して角部に曲面を備えて一体的に形成されている。すなわち、側壁部３２ａ，３２ｂは、金属基板２０の長手方向の側面２２ａ，２２ｂに対応している。側壁部３２ｃ，３２ｄは、金属基板２０の短手方向の側面２２ｃ，２２ｄに対応している。被覆部３３は、側壁部３２ａ〜３２ｄに沿って、側壁部３２ａ〜３２ｄに形成されて、開口部３７を備える枠状を成している。なお、既述の通り、図３に示すケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄは金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄに対応して角部に曲面を備えている場合を示している。この場合に限らず、金属基板２０の角部が略直角であれば、ケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄの角部も略直角を成す。また、このような側壁部３２ａ〜３２ｄには、半導体装置１０のおもて面から垂直上方に延伸する外部接続端子３２ａ１〜３２ｄ１がそれぞれ設けられてもよい。
【００１５】
また、被覆部３３には、貫通するリング孔３５ａ〜３５ｄが形成されたリング孔領域３４ａ〜３４ｄを備えている。このようなリング孔領域３４ａ〜３４ｄは、後述するように、金属基板２０がケース３０に取り付けられた際に、金属基板２０がケース３０内に入り込みすぎないように金属基板２０を支持する。さらに、この際、リング孔領域３４ａ〜３４ｄに形成されたリング孔３５ａ〜３５ｄと、金属基板２０の取付孔２１ａ〜２１ｄとが近接して対面する。また、被覆部３３は、後に説明する半導体チップと電気的に接続する外部接続端子が必要に応じて一体成形されている。また、リング孔３５ａ〜３５ｄにねじを螺合させる場合には、当該リング孔３５ａ〜３５ｄに金属製のリング（図示を省略）をはめ込み、はめ込んだリングの径に適応したねじを利用することができる。または、リングを用いずに、当該リング孔３５ａ〜３５ｄの径に適応したねじを利用することができる。
【００１６】
また、ケース３０では、平面視でリング孔３５ａ〜３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ａ〜３２ｄの内側に突起部３６ａ，３６ｂがそれぞれ形成されている。側壁部３２ａ〜３２ｄと突起部３６ａ，３６ｂとは、同一の材料で一体的に構成されていてよい。例えば、リング孔３５ｂを挟む側壁部３２ａ，３２ｂに突起部３６ａがそれぞれ形成されている。リング孔３５ｂを挟む側壁部３２ｃ，３２ｄに突起部３６ｂがそれぞれ形成されている。このように、平面視でリング孔３５ａ〜３５ｄを挟んだ突起部３６ａ，３６ｂは対向する側壁部３２ａ〜３２ｄの平行となる領域に形成される。また、対向する側壁部３２ｃ，３２ｄの距離Ｌ１、対向する突起部３６ｂの距離Ｌ２である場合、（Ｌ１−Ｌ２）／２は、好ましくは、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲とする。さらに好ましくは、０．１５ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の範囲とする。また、（Ｌ１−Ｌ２）／２は、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄの厚さの１／２０倍以上、１／１０倍以下であってよい。また、これは、対向する側壁部３２ａ，３２ｂと対向する突起部３６ａにも同様に適用される。
【００１７】
このようなケース３０は、例えば、熱可塑性樹脂により構成されており、側壁部３２ａ〜３２ｄと被覆部３３とが一体的に構成されている。このような樹脂として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。
【００１８】
次に、半導体ユニット４０は、図５に示されるように、セラミック回路基板４１とセラミック回路基板４１上に配置される半導体チップ４５，４６とを備えている。セラミック回路基板４１は、絶縁板４２と、絶縁板４２の裏面に形成された金属板４４と、絶縁板４２のおもて面に形成された回路パターン４３ａ〜４３ｃと、を有している。なお、回路パターン４３ａ〜４３ｃの形状、個数は一例である。絶縁板４２は、熱伝導性に優れた、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素等の高熱伝導性のセラミックスにより構成されている。金属板４４は、熱伝導性に優れたアルミニウム、鉄、銀、銅、または、少なくともこれらの一種を含む合金等の金属により構成されている。回路パターン４３ａ〜４３ｃは、導電性に優れた銅あるいは銅合金等の金属により構成されている。このような構成を有するセラミック回路基板４１として、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazed）基板を用いることができる。セラミック回路基板４１は、半導体チップ４５，４６で発生した熱を回路パターン４３ａ，４３ｂ、絶縁板４２及び金属板４４を介して、図５中下側に伝導させて放熱することができる。なお、回路パターン４３ａ〜４３ｃの厚さは、好ましくは、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下であり、より好ましくは、０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下である。
【００１９】
半導体チップ４５は、例えば、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を含んでいる。このような半導体チップ４５は、例えば、裏面に主電極として入力電極（ドレイン電極またはコレクタ電極）を、おもて面に、制御電極（ゲート電極）及び主電極として出力電極（ソース電極またはエミッタ電極）をそれぞれ備えている。上記の半導体チップ４５は、その裏面側が回路パターン４３ａ，４３ｂ上にはんだ（図示を省略）により接合されている。半導体チップ４６は、例えば、ＳＢＤ、ＦＷＤ等のダイオードを含んでいる。このような半導体チップ４６は、裏面に主電極として出力電極（カソード電極）を、おもて面に主電極として入力電極（アノード電極）をそれぞれ備えている。上記の半導体チップ４６は、その裏面側が回路パターン４３ａ，４３ｂ上にはんだ（図示を省略）により接合されている。
【００２０】
次に、このような半導体装置１０の製造方法について、図６〜図８を用いて説明する。図６は、実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。図７は、実施の形態の半導体装置のケースに対する金属基板の挿入を説明するための図である。なお、図７（Ａ）は、図７（Ｂ）の一点鎖線Ｘ−Ｘにおける断面図を、図７（Ｂ）は、半導体装置１０の裏面の平面図をそれぞれ表している。図８は、実施の形態の半導体装置の金属基板が挿入されたケースの断面図である。なお、図８は、図７（Ａ）の破線で囲まれた領域の拡大図である。
【００２１】
まず、金属基板２０とケース３０と半導体ユニット４０等といった半導体装置１０の構成部品を用意する（ステップＳ１）。次いで、金属基板２０のおもて面２３ａの所定の領域上にはんだ（図示を省略）を介して半導体ユニット４０を接合する（ステップＳ２）。この際、必要に応じた個数の半導体ユニット４０が接合される。次いで、ケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄの裏面側の周囲及び半導体ユニット４０が接合された金属基板２０の外周縁の少なくとも一方に接着剤を塗布する（ステップＳ３）。
【００２２】
次いで、ケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄで覆われた収納領域３１に、図７に示されるように、金属基板２０を挿入する（ステップＳ４）。この際の図７では、金属基板２０上に接合された半導体ユニット４０の記載は省略している。なお、金属基板２０は、ケース３０の収納領域３１に圧入されてもよい。例えば、図３で説明したようにケース３０において側壁部３２ｃ，３２ｄ間の距離Ｌ１は、突起部３６ｂ間の距離Ｌ２より長い。この際において圧入する前の金属基板２０の長手方向の長さＬ３は、距離Ｌ１よりも短く、距離Ｌ２よりも長く設定されている（距離Ｌ１＞長さＬ３＞距離Ｌ２）。距離Ｌ１−距離Ｌ２は、好ましくは、０ｍｍより大きく、０．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０ｍｍより大きく、０．３ｍｍ以下である。また、距離Ｌ１−長さＬ３は、好ましくは、０ｍｍより大きく、０．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０ｍｍより大きく、０．３ｍｍ以下である。また、長さＬ３−距離Ｌ２は、好ましくは、０ｍｍより大きく、０．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０ｍｍより大きく、０．３ｍｍ以下である。なお、図示を省略するものの、金属基板２０の短手方向の長さについても、金属基板２０のケース３０に対して同様の長さの関係である。ケース３０に圧入された金属基板２０は、側面２２ａ〜２２ｄがそれぞれケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄに形成された突起部３６ａ，３６ｂにより点で、位置精度よく確実に挟持される。すなわち、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄとケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄとの間には間隙が設けられている。このように設けられた間隙に図示しない接着剤が入り込むことで、金属基板２０をケース３０に確実に接着するために十分な接着剤の厚さを確保することができる。
【００２３】
また、金属基板２０は、ケース３０の収納領域３１に圧入されていなく、単に収納領域３１において突起部３６ａ，３６ｂにより嵌合されてもよい。図３で説明したようにケース３０においては側壁部３２ｃ，３２ｄ間の距離Ｌ１は、突起部３６ｂ間の距離Ｌ２より長い。この際において圧入ではない場合には、金属基板２０の長手方向の長さＬ３は、距離Ｌ１よりも短いことはもちろんのこと、距離Ｌ２と同じかそれよりも短く設定されている（距離Ｌ１＞距離Ｌ２≧長さＬ３）。距離Ｌ１−距離Ｌ２は、好ましくは、０ｍｍより大きく、０．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０ｍｍより大きく、０．３ｍｍ以下である。また、距離Ｌ２−長さＬ３は、好ましくは、０ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下である。なお、図示を省略するものの、金属基板２０の短手方向の長さについても、金属基板２０のケース３０に対して同様の長さの関係である。このようにしてケース３０に挿入された金属基板２０は、側面２２ａ〜２２ｄがそれぞれケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄに形成された突起部３６ａ，３６ｂにより点で、位置精度よく支持される。すなわち、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄとケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄとの間には間隙が設けられている。このように設けられた間隙に図示しない接着剤が入り込むことで、金属基板２０をケース３０に確実に接着するために十分な接着剤の厚さを確保することができる。
【００２４】
また、ケース３０の被覆部３３のリング孔領域３４ａ〜３４ｄ（このうち図７ではリング孔領域３４ｃ，３４ｄを図示）は、挿入された金属基板２０のケース３０の収納領域３１に対する深さ方向の位置を維持する。そして、リング孔領域３４ａ〜３４ｄに形成されているリング孔３５ａ〜３５ｄ（このうち図７ではリング孔３５ｃ，３５ｄを図示）が金属基板２０の取付孔２１ａ〜２１ｄ（このうち図７では取付孔２１ｃ，２１ｄを図示）に近接する。
【００２５】
この際の金属基板２０の取付孔２１ａ〜２１ｄとケース３０のリング孔３５ａ〜３５ｄとの詳細について取付孔２１ｄ及びリング孔３５ｄを例示して図８を用いてさらに説明する。以下については、その他の取付孔２１ａ〜２１ｃ及びリング孔３５ａ〜３５ｃについても同様のことが言える。なお、図８に示すケース３０に形成された径Ｗ１であるリング孔３５ｄには金属製であって径Ｗ２（＜径Ｗ１）であるリング３９がはめ込まれている場合を示している。上記のようにケース３０の収納領域３１に金属基板２０が挿入される。この際、突起部３６ｂは、半導体装置１０の裏面側にテーパ３６ｂ１が形成され、収納領域３１側にはテーパ３６ｂ１から続く平坦な平坦部３６ｂ２が形成されている。このため、金属基板２０は、突起部３６ｂのテーパ３６ｂ１により収納領域３１内に容易に挿入され、平坦部３６ｂ２により金属基板２０の主面方向に対して平行に押圧される。この際、金属基板２０の側面２２ｃとケース３０の側壁部３２ｃとの間隙Ｇは、０．０５ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下の範囲であればよい。好ましくは、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲とする。さらに好ましくは、０．１５ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の範囲とする。なお、突起部３６ｂの縦の高さＨ１は、好ましくは、０．８ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下で、例えば、１．８ｍｍ以上、２ｍｍ以下、突起部３６ｂの平坦部３６ｂ２の縦の高さＨ２は、好ましくは、０．５ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下で、例えば、０．９ｍｍ以上、１．１ｍｍ以下である。また、金属基板２０の厚さＴは、既述の通り、好ましくは、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下で、例えば、２．８ｍｍ以上、３．２ｍｍ以下である。このようにして金属基板２０はケース３０の収納領域３１に挿入されて、確実に固定される。なお、この際、金属基板２０はダレ面２４が裏面２３ｂになるように挿入される。金属基板２０のダレ面２４の反対面がおもて面２３ａになることで、金属基板２０の側面２２ｃと突起部３６ｂとが確実に固定されるとともに、そのおもて面２３ａがリング孔領域３４ｄに確実に当接する。そして、金属基板２０の径Ｗ３の取付孔２１ｄとケース３０のリング孔３５ｄとが位置合わせされる。このため、金属基板２０の外形サイズ、取付孔２１ｄの形成位置の制約があり、金属基板２０に形成する取付孔２１ｄの径Ｗ３を大き目に形成することができない場合でも、取付孔２１ｄがケース３０のリング孔３５ｄに適切に位置合わせされる。これにより目標とする有効穴径を確保できるようになる。なお、この場合の有効穴径は径Ｗ２，Ｗ３である。なお、目標とする有効穴径が得られる範囲であれば取付孔２１ｄとリング孔３５ｄとのずれが許容される。例えば、図８において径Ｗ２，Ｗ３が５．５ｍｍである場合には、径Ｗ２，Ｗ３は５．５ｍｍ±０．３ｍｍの範囲であれば、有効穴径が得られる。
【００２６】
また、半導体装置１０では、平面視でリング孔３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ａ，３２ｂの平行な箇所に突起部３６ａがそれぞれ形成されている。さらに、リング孔３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ｃ，３２ｄの平行な箇所に突起部３６ｂがそれぞれ形成されている。こうすることで、金属基板２０に反りやうねりが生じていても、金属基板２０の取付孔２１ｄをケース３０のリング孔３５ｄに精度よく位置合わせできる。また、このようにして挿入された金属基板２０を備える半導体装置１０は、リング孔３５ｄ及び取付孔２１ｄがねじで外部機器に螺合により固定されて、半導体ユニット４０の駆動に伴って発熱する。すると、発熱に起因して金属基板２０が半導体ユニット４０との熱膨張係数の差により反りが生じる。特に、半導体装置１０はリング孔３５ｄ及び取付孔２１ｄがねじで固定されているために、リング孔３５ｄ及び取付孔２１ｄの周辺に応力が集中してしまう。そこで、半導体装置１０では、平面視でリング孔３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ａ，３２ｂの平行な箇所に突起部３６ａがそれぞれ形成されている。さらに、リング孔３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ｃ，３２ｄの平行な箇所に突起部３６ｂがそれぞれ形成されている。このようにして形成された突起部３６ａ，３６ｂにより挿入された金属基板２０を確実に固定することが可能となる。
【００２７】
次いで、金属基板２０上の１つの半導体ユニット４０内、複数の半導体ユニット４０間をワイヤ（図示を省略）で電気的に接続する（ステップＳ５）。このようなワイヤは、導電性に優れたアルミニウムや銅等の金属、または、少なくともこれらの一種を含む合金等により構成されている。また、これらの径は、１００μｍ以上、１ｍｍ以下であることが好ましい。次いで、ケース３０の開口部３７から封止部材（図示を省略）を注入して、ケース３０内の半導体ユニット４０、ワイヤ等を封止する（ステップＳ６）。この封止部材は、シリコンゲル、エポキシ樹脂等である。このように封止した後に、ケース３０の開口部３７をケース蓋３８により蓋をする。または、ケース蓋３８を用いずに、ケース３０の開口部３７まで封止部材で封止して開口部３７から封止部材を露出させて固化させてもよい。このような方法でも、半導体装置１０が得られる。
【００２８】
また、上記の半導体装置１０の製造方法は一例である。上記以外の半導体装置１０の別の製造方法について図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０は、実施の形態の半導体装置の別の製造方法を説明するための図である。なお、図９及び図１０では、図６と同じ工程には同じステップ番号を付して、説明の詳細を省略する。まず、図９に示されるように、ステップＳ１，Ｓ２の後に、ステップＳ５のワイヤ接続の工程を行って、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ６を行ってもよい。または、図１０に示されるように、ステップＳ１，Ｓ２の後に、ステップＳ５のワイヤ接続の工程を行う。但し、このステップＳ５では、金属基板２０上の１つの半導体ユニット４０内、複数の半導体ユニット４０間のうち一部にのみワイヤ接続を行う。この後、ステップＳ３，Ｓ４の後に、再び、ステップＳ５を行う。ここで行われるステップＳ５では、一回目に行ったワイヤ接続以外の残りの箇所のワイヤ接続を行い、最後に、ステップＳ６を行う。このような方法でも、半導体装置１０が得られる。ここでは、ワイヤ（図示を省略）で電気的に接続する方法を示した。金属基板２０上の１つの半導体ユニット４０内、複数の半導体ユニット４０間を電気的に接続するものは、ワイヤに限らず、リボンやリードフレーム等の導電性の配線部材で接続することができる。
【００２９】
上記半導体装置１０は、平面視で矩形状を成し、貫通する取付孔２１ａ〜２１ｄが周縁に形成された平板状の金属基板２０と、ケース３０とを有している。ケース３０は、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄに沿って側面２２ａ〜２２ｄを取り囲む側壁部３２ａ〜３２ｄと、側壁部３２ａ〜３２ｄに取り囲まれた金属基板２０のおもて面２３ａ上を覆い、取付孔２１ａ〜２１ｄに対応して貫通するリング孔３５ａ〜３５ｄが形成された被覆部３３とを具備する。このような半導体装置１０では、平面視でリング孔３５ａ〜３５ｄを挟んで対向する側壁部３２ａ〜３２ｄの内側に突起部３６ａ，３６ｂがそれぞれ形成されている。このようにして金属基板２０はケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄに取り囲まれる領域に挿入されて、確実に固定される。さらに、このようにして挿入された金属基板２０の取付孔２１ａ〜２１ｄとケース３０のリング孔３５ａ〜３５ｄとがそれぞれ精度よく位置合わせされる。なお、上記の半導体装置１０では、金属基板２０上にはんだを介して半導体ユニット４０を接合させた場合を例に挙げて説明している。これに対し、半導体ユニット４０に代わり、金属基板２０上に絶縁板及び回路パターンを順に形成して、回路パターン上に半導体チップを接合してもよい。
【００３０】
このような半導体装置１０において、突起部の形成位置、突起部の形状等を異ならせることで上記と同様または上記以上の効果を得ることができる。以下では、このような半導体装置１０の変形例について説明する。
【００３１】
（第１変形例）
第１変形例では、半導体装置１０のケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄの突起部３６ａ，３６ｂ間にも突起部３６ｃ，３６ｄがそれぞれ形成されている場合について、図１１を用いて説明する。図１１は、第１変形例の半導体装置に含まれるケースの図である。なお、図１１には、ケース３０の裏面を示している。このようにケース３０の側壁部３２ａ〜３２ｄの突起部３６ａ間及び突起部３６ｂ間の略中央部にそれぞれ形成された突起部３６ｃ，３６ｄは、挿入された金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄの中央部を支持する。このため、金属基板２０に反りやうねりが生じていても、金属基板２０の取付孔２１ｄをケース３０のリング孔３５ｄに精度よく位置合わせできる。また、半導体ユニット４０の駆動に伴う発熱に起因して金属基板２０が金属基板２０のおもて面２３ａ及び裏面２３ｂの中央部が上に凸または下に凸に大きく反ろうとしても、突起部３６ｃ，３６ｄにより金属基板２０を固定しようとすることが可能となる。
【００３２】
（第２変形例）
第２変形例では、仕様、設計等に応じて半導体装置１０に取付孔及びリング孔が２か所に設けられた場合について、図１２を用いて説明する。図１２は、第２変形例の半導体装置に含まれるケース及び金属基板の図である。なお、図１２（Ａ）は、ケース３０ａの裏面側を、図１２（Ｂ）は、金属基板２０ａのおもて面２３ａ側を、それぞれ表している。第２変形例のケース３０ａの被覆部３３の側壁部３２ｃ，３２ｄの中央部近傍にリング孔３５ｅ，３５ｆが開口部３７を挟んで対向してそれぞれ形成されている。一方、金属基板２０ａもまた、ケース３０ａのリング孔３５ｅ，３５ｆに対応して、取付孔２１ｅ，２１ｆがそれぞれ形成されている。この場合においても、ケース３０ａの平面視でリング孔３５ｅ，３５ｆを挟んで対向する側壁部３２ａ〜３２ｄの内側の平行な箇所に突起部３６ａ，３６ｂがそれぞれ形成されている。例えば、リング孔３５ｅを挟む側壁部３２ａ，３２ｂに突起部３６ａがそれぞれ形成されている。リング孔３５ｅを挟む側壁部３２ｃ，３２ｄに突起部３６ｂがそれぞれ対向して形成されている。このように、平面視でリング孔３５ａ〜３５ｄを挟んだ突起部３６ａ，３６ｂは対向する側壁部３２ａ〜３２ｄの平行な領域に形成される。また、第２変形例でも、図３の場合と同様に、対向する側壁部３２ｃ，３２ｄの距離Ｌ１、対向する突起部３６ｂの距離Ｌ２である場合、（Ｌ１−Ｌ２）／２は、好ましくは、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲とする。さらに好ましくは、０．１５ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の範囲とする。また、（Ｌ１−Ｌ２）／２は、金属基板２０の側面２２ａ〜２２ｄの厚さの１／２０倍以上、１／１０倍以下であってよい。また、これは、対向する側壁部３２ａ，３２ｂと対向する突起部３６ａにも同様に適用される。さらに、第２変形例の場合でも、第１変形例と同様に、ケース３０ａの側壁部３２ａ〜３２ｄの突起部３６ａ間及び突起部３６ｂ間に突起部３６ｃをそれぞれ形成してもよい。これにより、金属基板２０に反りやうねりが生じていても、金属基板２０の取付孔２１ｄをケース３０のリング孔３５ｄに精度よく位置合わせできる。また、半導体ユニット４０の駆動に伴う発熱に起因して金属基板２０ａが金属基板２０ａのおもて面２３ａ及び裏面２３ｂの中央部が上に凸または下に凸に大きく反ろうとしても、突起部３６ｃにより金属基板２０ａを固定しようとすることが可能となる。
【００３３】
（第３変形例）
第３変形例では、突起部の形状の例について、図１３を用いて説明する。図１３は、第３変形例の半導体装置に含まれる突起部を説明するための図である。なお、図１３は、例えば、図８の一点鎖線Ｘ−Ｘにおける断面図を示している。このような図１３（Ａ）に示す突起部３６ｂは、半円形状であって金属基板２０が当接する側が曲面を成している。また、図１３（Ｂ）に示す突起部３６ｂは、尖塔状であって金属基板２０が当接する側の頂点が曲面を成している。このような突起部３６ｂであれば、金属基板２０が、収納領域３１内に容易に入り込み、突起部３６ｂの曲面により金属基板２０の側面２２ｃが点で支持される。そして、金属基板２０がその主面方向に対して平行に押圧される。このようにして金属基板２０はケース３０の収納領域３１に挿入されて、位置精度よく確実に固定される。なお、図１３に示す突起部３６ｂの形状は、突起部３６ａ，３６ｃ，３６ｄも同様の形状にすることができ、ケース３０，３０ａの側壁部３２ｃに限らず、ケース３０，３０ａの側壁部３２ａ，３２ｂ，３２ｄにも同様に形成される。
【符号の説明】
【００３４】
１０  半導体装置
２０，２０ａ  金属基板
２１ａ〜２１ｆ  取付孔
２２ａ〜２２ｄ  側面
２３ａ  おもて面
２３ｂ  裏面
２４  ダレ面
３０，３０ａ  ケース
３１  収納領域
３２ａ〜３２ｄ  側壁部
３２ａ１〜３２ｄ１  外部接続端子
３３  被覆部
３４ａ〜３４ｄ  リング孔領域
３５ａ〜３５ｆ  リング孔
３６ａ〜３６ｄ  突起部
３６ｂ１  テーパ
３６ｂ２  平坦部
３７  開口部
３８  ケース蓋
３９  リング
４０  半導体ユニット
４１  セラミック回路基板
４２  絶縁板
４３ａ〜４３ｃ  回路パターン
４４  金属板
４５，４６  半導体チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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