(57)【要約】【課題】制御信号端子及び電力端子の高さに差があった場合においても、これらの端子と半導体チップ実装基板とを良好に接続できる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、基板の第１主面に設けられた半導体チップと、第１主面に設けられた半導体チップ接続電極と、を有する半導体チップ実装基板と、基板の上方に設けられ、半導体チップを制御する制御回路と、制御回路に接続された制御信号端子と、第１主面に対して略垂直の貫通孔と、を有する制御回路基板と、制御回路基板の上方に設けられ、電力端子を有する電力端子ホルダと、電力端子ホルダに固定され前記貫通孔を貫通し貫通孔の延在方向に直交する断面が貫通孔の大きさよりも小さい軸部と、軸部の先端に接続され貫通孔の延在方向に直交する断面が貫通孔よりも大きい端部と、を有する半固定部材と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2010093033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の第１主面に設けられた半導体チップと、前記第１主面に設けられ前記半導体チップに接続された半導体チップ接続電極と、を有する半導体チップ実装基板と、
前記第１主面に対して略平行に設けられ、前記半導体チップを制御する制御回路と、前記制御回路と前記半導体チップ接続電極とに接続された制御信号端子と、前記第１主面に対して略垂直方向に延在する貫通孔と、を有する制御回路基板と、
前記制御回路基板の前記半導体チップ実装基板と反対の側に設けられ、前記半導体チップ接続電極と接続され、前記半導体チップの電力の入力及び出力の少なくともいずれかのための電力端子を有する電力端子ホルダと、
前記電力端子ホルダに固定され前記貫通孔を貫通し前記貫通孔の延在方向に対して直交する平面における断面が前記貫通孔の大きさよりも小さい軸部と、前記軸部の先端に接続され前記貫通孔の延在方向に対して直交する平面における断面が前記貫通孔の大きさよりも大きい端部と、を有する半固定部材と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半固定部材と前記制御回路基板との間には、間隙が設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半固定部材と前記制御回路基板との相対位置が可動であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
基板と、前記基板の第１主面に設けられた半導体チップと、前記第１主面に設けられ前記半導体チップに接続された半導体チップ接続電極と、を有する半導体チップ実装基板と、
前記第１主面に対して略平行に設けられ、前記半導体チップを制御する制御回路と、前記制御回路と前記半導体チップ接続電極とに接続された制御信号端子と、を有する制御回路基板と、
前記制御回路基板の前記半導体チップ実装基板と反対の側に設けられ、前記半導体チップ接続電極と接続され、前記半導体チップの電力の入力及び出力の少なくともいずれかのための電力端子を有する電力端子ホルダと、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板の第２主面に対して略垂直方向に延在して前記制御回路基板に設けられた貫通孔の前記第２主面に対して平行な平面における断面の大きさよりも断面が小さい軸部を有する半固定部材の前記軸部を前記貫通孔に貫通させて、前記半固定部材を前記電力端子ホルダに固定し、
前記制御信号端子及び前記電力端子と、前記半導体チップ接続電極と、を接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記制御信号端子及び前記電力端子と、前記半導体チップ接続電極と、の前記接続は、前記半導体チップ実装基板から見たときの、前記制御信号端子の前記半導体チップ実装基板の側の面の高さと、前記電力端子の前記半導体チップ実装基板の側の面の高さと、を実質的に同じ高さに揃えた状態で実施されることを特徴とする請求項４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、制御用回路基板を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップと、それを制御する制御回路基板と、を有する半導体装置がある。例えば、ＩＧＢＴ（Insulate Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴなどの大電力用の半導チップが半導体チップ実装基板に実装され、一方、半導体チップを制御するための制御回路を有する制御回路基板の制御信号端子が半導体チップ実装基板上の電極にハンダなどで接続され、制御回路と半導体チップとが電気的に接続される。この時、制御信号端子と、半導体チップ実装基板上の電極と、の位置合わせの精度、すなわち、端子の横方向の位置精度は重要である。  
この位置精度を向上するために、位置決めピンを用いる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、制御回路基板の上方に、半導体チップと電気的に接続される電力端子を有する電力端子ホルダが設けられる構造もある。このような構造の場合において、制御信号端子や電力端子の高さの精度は重要である。すなわち、半導体チップ実装基板から見たときの、電力端子ホルダの電力端子の下面と、制御回路基板の制御信号端子の下面と、の高さに差があると、これらの端子と半導体チップとの接続に際に、良好な接続が行うことができない。このような状態の半導体装置の場合、接続が不十分であるために、動作中の発熱等に起因した接続部の局所的な膨張や収縮によって接続部にクラック等が発生し半導体装置が正常に動作しなくなる。
【特許文献１】特開２００７−２４２７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、制御信号端子及び電力端子の高さに差があった場合においても、これらの端子と半導体チップ実装基板とを良好に接続できる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、基板と、前記基板の第１主面に設けられた半導体チップと、前記第１主面に設けられ前記半導体チップに接続された半導体チップ接続電極と、を有する半導体チップ実装基板と、前記第１主面に対して略平行に設けられ、前記半導体チップを制御する制御回路と、前記制御回路と前記半導体チップ接続電極とに接続された制御信号端子と、前記第１主面に対して略垂直方向に延在する貫通孔と、を有する制御回路基板と、前記制御回路基板の前記半導体チップ実装基板と反対の側に設けられ、前記半導体チップ接続電極と接続され、前記半導体チップの電力の入力及び出力の少なくともいずれかのための電力端子を有する電力端子ホルダと、前記電力端子ホルダに固定され前記貫通孔を貫通し前記貫通孔の延在方向に対して直交する平面における断面が前記貫通孔の大きさよりも小さい軸部と、前記軸部の先端に接続され前記貫通孔の延在方向に対して直交する平面における断面が前記貫通孔の大きさよりも大きい端部と、を有する半固定部材と、を備えたことを特徴とする半導体装置が提供される。
【０００６】
本発明の別の一態様によれば、基板と、前記基板の第１主面に設けられた半導体チップと、前記第１主面に設けられ前記半導体チップに接続され半導体チップ接続電極と、を有する半導体チップ実装基板と、前記第１主面に対して略平行に設けられ、前記半導体チップを制御する制御回路と、前記制御回路と前記半導体チップ接続電極とに接続された制御信号端子と、を有する制御回路基板と、前記制御回路基板の前記半導体チップ実装基板と反対の側に設けられ、前記半導体チップ接続電極と接続され、前記半導体チップの電力の入力及び出力の少なくともいずれかのための電力端子を有する電力端子ホルダと、を有する半導体装置の製造方法であって、前記基板の第２主面に対して略垂直方向に延在して前記制御回路基板に設けられた貫通孔の前記第２主面に対して平行な平面における断面の大きさよりも断面が小さい軸部を有する半固定部材の前記軸部を前記貫通孔に貫通させて、前記半固定部材を前記電力端子ホルダに固定し、前記制御信号端子及び前記電力端子と、前記半導体チップ接続電極と、を接続することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御信号端子及び電力端子の高さに差があった場合においても、これらの端子と半導体チップ実装基板とを良好に接続できる半導体装置及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。  
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を例示する模式的断面図である。  
図１に表したように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１０１は、半導体チップ実装基板８と、制御回路基板１と、電力端子ホルダ６と、半固定部材２と、を備える。
【００１０】
半導体チップ実装基板８は、基板８ｓと、基板８ｓの第１主面８ｍに設けられた半導体チップ２０と、第１主面８ｍに設けられ、半導体チップ２０に接続された半導体チップ接続電極７と、を有する。  
半導体チップ２０には、例えば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴなどの大電力用の半導体チップを用いることができる。ただし、本発明はこれには限らず、半導体チップ２０は、任意の構成と任意の仕様の半導体チップを用いても良い。半導体チップ２０は、半導体チップ接続電極７の上に設けられる。なお、半導体チップ２０と半導体チップ接続電極７とが、例えば図示しないボンディングワイヤ等で互いに接続される。また、半導体チップ２０の裏面の電極と半導体チップ接続電極７とが、ハンダなどの導電材料で互いに接続される。
【００１１】
半導体チップ実装基板８には、例えばセラミック基板が用いられる。本具体例の場合には、半導体チップ実装基板８の第１主面８ｍと反対の側には、回路パターン９が設けられ、その下側には、放熱板１１が設けられている。回路パターン９と放熱板１１との間にはリフローハンダ１０が設けられ、半導体チップ２０で発生する熱を半導体チップ実装基板８、回路パターン９及びリフローハンダ１０を介して、放熱板１１の側に伝達し、効率的に放熱することができるようになっている。
【００１２】
なお、半導体チップ実装基板８に設ける半導体チップ２０の数は単数でも良く、複数でも良く、その個数は任意である。また、半導体チップ実装基板８に用いる材料は、セラミックに限らず、任意の材料を用いることができる。
【００１３】
制御回路基板１は、半導体チップ実装基板８の第１主面８ｍに対して略平行に設けられる。制御回路基板１は、上記の半導体チップ２０を制御する制御回路１ａと、制御回路１ａと半導体チップ接続電極７とに接続された制御信号端子３と、貫通孔３ｈと、を有する。制御回路１ａは、例えば、コンデンサや抵抗、整流素子、トランジスタなどの各種の電子部品を有することができる。なお、同図においては、制御回路１ａは模式的に描かれており、個々の電子部品は省略されている。貫通孔３ｈは、制御回路基板１の第２主面１ｍに対して略垂直方向に制御回路基板１を貫通するものであり、すなわち、貫通孔３ｈは、半導体チップ実装基板８の第１主面８ｍに対して略垂直方向に延在する。
【００１４】
なお、制御回路基板１は、上記の制御回路１ａや制御信号端子３、貫通孔３ｈ以外に、例えば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴなどの大電力用の半導体チップや、それ以外の半導体チップ、すなわち、半導体チップ実装基板８に搭載される半導体チップ２０とは別に、任意の半導体チップを搭載しても良い。
【００１５】
電力端子ホルダ６は、制御回路基板１の半導体チップ実装基板８と反対の側に設けられる。すなわち、電力端子ホルダ６は、制御回路基板１の上方に設けられる。電力端子ホルダ６は、半導体チップ２０の電力の入力及び出力の少なくともいずれかのための電力端子５を有しており、電力端子５は、半導体チップ接続電極７と接続されている。電力端子ホルダ６には例えば樹脂を用いることができる。
【００１６】
例えば、電力端子ホルダ６の上面に電力端子５が取り出され、この電力端子５から、半導体チップ２０の電力に係る入力及び出力の少なくともいずれかが行われる。また、電力端子ホルダ６を貫通して、電力端子ホルダ６の上面に制御回路基板１の制御電極３ａが取り出され、例えば、制御回路１ａへの制御信号が与えられる。  
これらの半導体チップ実装基板８、制御回路基板１及び電力端子ホルダ６は、図示しないケースの中の格納されることができる。なお、ケースの中に格納された後に、制御電極３ａは折り曲げられることができる。
【００１７】
半固定部材２は、制御回路基板１の貫通孔３ｈを貫通し、電力端子ホルダ６に固定されている。半固定部材２には、例えば、ビスやネジ（螺子）を用いることができる。すなわち、ビスやネジなどの半固定部材２は、貫通孔３ｈに通された状態で、例えば半固定部材２の端部２ａとは反対の他端に設けられたネジ山が電力端子ホルダ６にねじ込まれて固定されている。
【００１８】
半固定部材２は、端部２ａと軸部２ｂとを有する。端部２ａは、例えばビスやネジの頭の部分であり、制御回路基板１の半導体チップ実装基板８の側の面よりも半導体チップ実装基板８の側に設けられており、貫通孔３ｈの延在方向に対して直交する平面における貫通孔３ｈの大きさよりも大きい。すなわち、ビスやネジの頭の部分である端部２ａの貫通孔３ｈの延在方向に垂直な方向における断面の大きさは、貫通孔３ｈの大きさよりも大きい。すなわち、端部２ａは貫通孔３ｈを貫通させようとしても貫通しない。
【００１９】
一方、軸部２ｂは、貫通孔３ｈの延在方向における断面が貫通孔３ｈの大きさよりも小さい。すなわち、軸部２ｂの太さは、貫通孔３ｈの大きさ（例えば孔の径）よりも小さく、軸部２ｂと貫通孔３ｈとの間には、間隙３ｇが設けられている。
【００２０】
これにより、制御回路基板１は、半固定部材２の端部２ａの上面２ｕ（半導体チップ実装基板８の側と反対の側の面）と、電力端子ホルダ６の下面６ｄ（半導体チップ実装基板８の側の面）との間の距離δの範囲で、少なくとも貫通孔３ｈの延在方向に対して平行な方向に可動の構造である。
【００２１】
ただし、制御回路基板１に固定されて設けられた制御信号端子３と、半導体チップ接続電極７とが例えばハンダ４により固定され、また、電力端子ホルダ６に固定されて設けられた電力端子５と、半導体チップ接続電極７とが例えばハンダ４により固定されることで、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とが互いに固定され、その結果、電力端子ホルダ６に固定されている半固定部材２と制御回路基板１とは、相対的に固定されている。
【００２２】
しかし、軸部２ｂと貫通孔３ｈとの間には、間隙３ｇが設けられ、これにより、制御回路基板１は、半固定部材２の端部２ａの上面２ｕと、電力端子ホルダ６の下面６ｄとの間の距離δの範囲で、少なくとも貫通孔３ｈの延在方向に対して平行な方向に動くことができるので、もし、制御信号端子３と電力端子５との高さに差があった場合においても、その差を補正して制御回路基板１と電力端子ホルダ６とを組み合わせて結合する。これにより、これらの端子と半導体チップ実装基板とを良好に接続できる。
【００２３】
以下、本実施形態に係る半導体装置１０１の製造方法の一例について説明する。  
図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。  
図３は、図２に続く工程順模式的断面図である。
【００２４】
図２（ａ）に表したように、まず、例えば、電力端子ホルダ６に、電力端子５が取り付けられる。なお、電力端子ホルダ６には、制御電極３ａが後で通される制御電極用孔５ｃと、半固定部材２が後で取り付けられる半固定部材用孔５ｈが設けられている。
【００２５】
そして、図２（ｂ）に表したように、制御回路基板１に、制御回路１ａ、制御信号端子３及び制御電極３ａを設ける。制御信号端子３及び制御電極３ａは、例えば、ハンダ３ｂによって制御回路基板１に固定される。なお、制御回路基板１には、電力端子５を通せるように電力端子用孔３ｃが予め設けられている。そして、制御回路基板１の貫通孔３ｈに半固定部材２を貫通させる。すなわち、半固定部材２の軸部２ｂを貫通孔３ｈに通す。この時、半固定部材２の端部２ａの大きさが貫通孔３ｈよりも大きいので、端部２ａは貫通孔３ｈを貫通しない。一方、貫通孔３ｈの部分において、半固定部材２と制御回路基板１との間には間隙３ｇが設けられており、半固定部材２は、貫通孔３ｈの中で貫通孔３ｈの延在方向に沿って移動可能である。
【００２６】
ここで、実際の作業としては、図２（ｂ）の紙面において上下方向を逆にした状態で制御回路基板１の貫通孔３ｈに半固定部材２を通すことで、重力によって半固定部材２は貫通孔３ｈにはめ込まれた状態を容易に維持でき、そして、半固定部材２の端部２ａ（ビスの頭）は、貫通孔３ｈを通って下に落下することがない。
【００２７】
なお、図２（ａ）に例示した工程と、図２（ｂ）に例示した工程と、は互いに入れ替え可能であり、また、図２（ａ）や図２（ｂ）に例示した構造が予め準備されている場合は、これらの工程は省略可能である。
【００２８】
そして、図２（ｃ）に表したように、電力端子５を制御回路基板１の電力端子用孔３ｃに通し、また、制御電極３ａを電力端子ホルダ６の制御電極用孔５ｃに通して、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とが組み合わされる。そして、半固定部材２の軸部２ｂが貫通孔３ｈを貫通している状態で、半固定部材２を電力端子ホルダ６に固定する。例えば、半固定部材２であるビスを回転させて、半固定部材用孔５ｈに半固定部材２を締め付けて固定する。この作業も、図２（ｃ）の紙面において上下方向を逆にして作業することで、半固定部材２の端部２ａ（ビスの頭）は貫通孔３ｈを通って下に落下することがなく、簡単に作業することができる。
【００２９】
なお、図２（ｂ）に例示した作業と、図２（ｃ）に例示した作業と、は同時に行うこともでき、また、図２（ｃ）に例示したように、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とを組み合わせた後に、半固定部材２の軸部２ｂを貫通孔３ｈに通して、その状態で、半固定部材２であるビスを回転させて、半固定部材用孔５ｈに締め付けて固定することもできる。すなわち、図２（ｂ）に例示した工程は省略可能である。
【００３０】
この時、図２（ｃ）に例示した矢印Ｄのように、軸部２ｂにおいて、半固定部材２と制御回路基板１とは互いに動くことができる。これにより、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とは、制御回路基板１の第２主面１ｍに対して垂直な方向（貫通孔３ｈの延在方向に対して平行な方向）において相対的に動くことができる。この時、この可動の距離は、例えば、半固定部材２の端部２ａの上面２ｕと、電力端子ホルダ６の下面６ｄとの間の距離δの範囲である。半固定部材２である例えばビスの長さと、電力端子ホルダ６に埋め込んで取り付けるビスの深さとを適切に設計することで、所望の距離δを得ることができる。
【００３１】
なお、貫通孔３ｈと軸部２ｂとの間の間隙３ｇに対応して、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とは、第２主面１ｍに対して平行な方向（貫通孔３ｈの延在方向に対して垂直な方向）にも動くことができる。制御回路基板１と電力端子ホルダ６とが、第２主面１ｍに対して平行な方向に大きくずれると、第２主面１ｍに対して平行な方向において制御信号端子３と電力端子５とが相対的に大きくずれるので、あまり好ましくない。このため、例えば制御信号端子３と電力端子５との相対的なずれが実用的に許容される範囲に収まるように、間隙３ｇは適切な値に設定される。
【００３２】
また、間隙３ｇの広さによって、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とは互いに斜めに角度を変えることもできる。このような、第２主面１ｍに対して平行な方向のずれや、斜めの角度は、この作業及び後述する作業における作業性や、制御信号端子３、電力端子５及び半導体チップ接続電極７の互いの位置ずれの許容値に基づいて適切に設計され、それに基づいて間隙３ｇは適切に設定される。
【００３３】
このように、半固定部材２によって、制御回路基板１は、電力端子ホルダ６に対して、第２主面１ｍに対して垂直な方向には距離δの範囲で可動であり、第２主面１ｍに対して平行な方向には、距離δに対して相対的に小さい範囲の位置ずれの状態で、固定される。
【００３４】
そして、図３（ａ）に表したように、電力端子ホルダ６と組み合わされた制御回路基板１を、半導体チップ実装基板８の第１主面８ｍに対向させる。なお、本具体例では、制御回路基板１の第２主面１ｍと反対の面が、半導体チップ実装基板８の第１主面８ｍに対向するように、制御回路基板１と半導体チップ実装基板８とが対向させられる。なお、この時、半固定部材２によって制御回路基板１が電力端子ホルダ６に固定され、そして、半固定部材２自身も電力端子ホルダ６に固定されているので、重力によって、制御回路基板１や半固定部材２が電力端子ホルダ６から落下することがない。
【００３５】
そして、制御信号端子３と電力端子５とを、それぞれ半導体チップ接続電極７に対向させる。制御信号端子３及び電力端子５の半導体チップ接続電極７に対向する部分には、ハンダ４が設けられている。
【００３６】
この時、制御信号端子３の半導体チップ接続電極７に対向する下面３ｄと、電力端子５の半導体チップ接続電極７に対向する下面５ｄとの間に高さずれΔｈが生じる。このΔｈは、制御信号端子３の長さや制御信号端子３の制御回路基板１への取り付け状態に起因した制御信号端子３の下面３ｄの高さのばらつきと、電力端子５の長さや電力端子５の電力端子ホルダ６への取り付け状態に起因した電力端子５の下面５ｄの高さのばらつきと、が合わさって発生するものであり、高さずれΔｈを完全になくすことは難しい。  
例えば、図３（ａ）に例示した具体例では、制御信号端子３の下面３ｄが、電力端子５の下面５ｄよりも下方にずれており、このずれに応じた高さずれΔｈが生じている。
【００３７】
この時、本実施形態に係る半導体装置１０１においては、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とは、互いに距離δの範囲で動くことができるので、高さずれΔｈを補正して、制御信号端子３の下面３ｄの高さと、電力端子５の下面５ｄの高さと、を実質的に一致させることができる。
【００３８】
すなわち、図３（ｂ）に表したように、制御信号端子３及び電力端子５を半導体チップ接続電極７に接触させ、電力端子ホルダ６と組み合わされた制御回路基板１を半導体チップ実装基板８に組み合わせる。これにより、高さずれΔｈを補正して、制御信号端子３の下面３ｄの高さと電力端子５の下面５ｄの高さとが一致するように、制御回路基板１の電力端子ホルダ６に対する相対的な位置を調整することができる。
【００３９】
例えば、本具体例の場合は、図３（ｂ）に例示したように、制御回路基板１が相対的に電力端子ホルダ６の方に近接するように動き、制御信号端子３の下面３ｄが、電力端子５の下面５ｄと実質的に同じ高さなる。そして、この状態で、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極７とが、例えばハンダ４によって接続され固定される。
【００４０】
これにより、制御信号端子３及び電力端子５の高さに差があった場合においても、これらの端子と半導体チップ実装基板８とを良好に接続できる半導体装置が提供できる。
【００４１】
なお、この時、半固定部材２の端部２ａの上面２ｕと、電力端子ホルダ６の下面６ｄとの間の距離δを、制御信号端子３の半導体チップ接続電極７に対向する下面３ｄと、電力端子５の半導体チップ接続電極７に対向する下面５ｄとの間の高さずれΔｈよりも大きく設定することで、高さずれΔｈを解消することができる。
【００４２】
（比較例）
図４は、比較例の半導体装置の構成を例示する模式的断面図である。  
図４に表したように、比較例の半導体装置１０９の場合、本実施形態の半導体装置１０１の半固定部材２に相当するビス２ｆにおいては、軸部２ｃは、貫通孔３ｈの延在方向における断面が貫通孔３ｈの大きさと実質的に同じ大きさとされている。すなわち、軸部２ｃと貫通孔３ｈとの間には、間隙が設けられていない。さらに、比較例の半導体装置１０９では、ビス２ｆのネジが制御回路基板１にも食い込んでいる。これ以外は、半導体装置１０１と同様なので説明を省略する。
【００４３】
このため、半導体装置１０９においては、制御回路基板１は、貫通孔３ｈの延在方向に対して平行な方向に動くことができない。従って、半導体装置１０９を製造する際に、図３（ｄ）に例示した工程と同様の工程において、電力端子ホルダ６と組み合わされた制御回路基板１を半導体チップ実装基板８に組み合わせた時に、制御信号端子３の下面３ｄと電力端子５の下面５ｄとの間の高さずれΔｈが補正できない。そして、高さずれΔｈを有する状態のまま、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極７と、が、例えばハンダ４によって接続され固定される。
【００４４】
このため、比較例の半導体装置１０９の場合は、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極７と、の接続に際に良好な接続が行うことができず、動作中の発熱等に起因した接続部の局所的な膨張や収縮によって接続部にクラック等が発生し半導体装置１０９が正常に動作しなくなる。
【００４５】
これに対し、既に説明したように、本実施形態に係る半導体装置１０１によれば、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とが相対的に動くことができるので、高さずれΔｈを補正して、制御信号端子３の下面３ｄの高さと、電力端子５の下面５ｄの高さと、を実質的に一致させ、この状態で、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極７と、を接続して固定することができる。このように、半導体装置１０１によれば、制御信号端子３及び電力端子５の高さに差があった場合においても、これらの端子と半導体チップ実装基板８とを良好に接続できる半導体装置が提供できる。そして、長期に渡ってハンダ接続の接触不良を防止でき、信頼性の高い半導体装置を提供できる。
【００４６】
さらに、制御信号端子３の下面３ｄと、電力端子５の下面５ｄと、の高さずれΔｈを補正して、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極７と、が固定されるので、これらの端子や制御回路基板１や電力端子ホルダ６や半導体チップ実装基板８に加わる応力が抑制できるので、熱的なストレスだけでなく機械的なストレスにも強くなる利点もある。
【００４７】
なお、図１〜図３では、説明を簡単にするために、半固定部材２は１つ設けられているが、半固定部材２の数は１つでも良く、複数でも良く、その数は任意である。
【００４８】
また、半導体装置１０１において、上記のように、半固定部材２の軸部２ｂにはネジ山を設けず、軸部２ｂの端部２ａとは反対側の他端にネジ山を設けて、そのネジ山を電力端子ホルダ６にねじ込んで、半固定部材２を電力端子ホルダ６に固定することができる。
【００４９】
また、貫通孔３ｈの径よりも半固定部材用孔５ｈの径を十分小さくしておき、半固定部材２の他端及び軸部２ｂの径を実質的に同じ大きさにし、それらの全体にネジ山を設ける構造にしても良い。この場合も、他端のネジ山により半固定部材２を電力端子ホルダ６に固定でき、そして、軸部２ｂの大きさは貫通孔３ｈよりも小さいので制御回路基板１は半固定部材２に対して相対的に可動である。
【００５０】
ただし、本発明はこれに限らず、半固定部材２の形態は、ビスやネジに限らず、貫通孔３ｈよりも大きい端部２ａと、貫通孔３ｈよりも小さい軸部２ｂと、を有していれば、その形態は任意である。例えば、上記のような端部２ａと軸部２ｂとを有するピンであっても良く、端部２ａと反対の側の他端にはネジ山が設けられなくても良い。このようなピンを用いる場合は、例えば、電力端子ホルダ６の半固定部材用孔５ｈの径を、半固定部材２の他端の径とほぼ同じ大きさに設定し、半固定部材用孔５ｈに半固定部材２の他端を押し込んで固定する方法を採用しても良い。
【００５１】
さらに、半固定部材２において、端部２ａと軸部２ｂとが一体的に形成された構造でも良く、また、端部２ａと軸部２ｂとが別々に形成され、後で軸部２ｂの一端に端部２ａを設ける構造にしても良い。例えば、ほぼ円柱状の形状を有するピンを用い、そのピンを貫通孔３ｈに通して電力端子ホルダ６に固定した後、ピンの一端に貫通孔３ｈよりも断面積が大きい端部２ａを設けても良い。具体的には、ピンの一端にネジ山を設けておき、そのネジ山の部分に端部２ａとなるナットをはめ込んで回転させ、そのナットをピンに固定する構造を採用しても良い。また、ピンの一端にネジ山を設けず、ピンの一端の径とほぼ同じ径の孔を有する端部２ａとなる固体構造体をはめ込んで固定しても良く、また、固体構造体が接着剤等によって固定される構造としても良い。
【００５２】
また、半固定部材２に用いられる材料は、金属や樹脂などでも良く、任意である。
【００５３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基板８ｓと、基板８ｓの第１主面８ｍに設けられた半導体チップ２０と、第１主面８ｍに設けられ、半導体チップ２０に接続された半導体チップ接続電極７と、を有する半導体チップ実装基板８と、第１主面８ｍに対して略平行に設けられ、半導体チップ２０を制御する制御回路１ａと、制御回路１ａと半導体チップ接続電極７とに接続された制御信号端子３と、を有する制御回路基板１と、制御回路基板１の半導体チップ実装基板８と反対の側に設けられ、半導体チップ接続電極７と接続され、半導体チップ２０の電力の入力及び出力の少なくともいずれかのための電力端子５を有する電力端子ホルダ６と、を有する半導体装置の製造方法である。以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の特徴部分について説明する。
【００５４】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図５に表したように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、制御回路基板１の第２主面１ｍに対して略垂直方向に延在して制御回路基板１に設けられた貫通孔３ｈの第２主面１ｍに対して平行な平面における断面の大きさよりも断面が小さい軸部２ｂを有する半固定部材２の軸部２ｂを貫通孔３ｈに貫通させて、半固定部材２を電力端子ホルダ６に固定する（ステップＳ１１０）。これには、図２（ａ）〜（ｃ）に関して説明した方法を用いることができる。
【００５５】
この時、半固定部材２の一端には、貫通孔３ｈの断面の大きさよりも大きい端部２ａを設けることができる。これにより、重力などによって半固定部材２が貫通孔３ｈから抜けて、制御回路基板１が電力端子ホルダ６から分離されることがない。
【００５６】
この時、端部２ａは、半固定部材２の軸部２ｂの一端に予め設けておき、そのような構造の半固定部材２の軸部２ｂを貫通孔３ｈに貫通させて、半固定部材２を電力端子ホルダ６に固定しても良い。  
すなわち、上記の半固定部材２は、上記の軸部２ｂに加え、軸部２ｂの一端に設けられ、貫通孔３ｈの第２主面１ｍに対して平行な平面における断面の大きさよりも大きい端部２ａと、をさらに有することができる。
【００５７】
また、端部２ａを半固定部材２の軸部２ｂの一端に予め設けるのではなく、軸部２ｂを貫通孔３ｈに貫通させて、半固定部材２を電力端子ホルダ６に固定した後に、軸部２ｂの一端に端部２ａを設けても良い。  
すなわち、上記のステップＳ１１０の後に、軸部２ｂの一端に、貫通孔３ｈの第２主面１ｍに対して平行な平面における断面の大きさよりも大きい端部２ａを設けても良い。
【００５８】
そして、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極７と、を接続する（ステップＳ１２０）。これには、図３（ａ）及び（ｂ）に関して説明した方法を用いることができる。
【００５９】
これにより、制御回路基板１と電力端子ホルダ６とが、第２主面１ｍに対して垂直な方向において相対的に動くことができるので、高さずれΔｈを補正して、制御信号端子３の下面３ｄの高さと、電力端子５の下面５ｄの高さと、を一致させ、この状態で制御信号端子３及び電力端子５と半導体チップ接続電極７とが固定され、制御信号端子３及び電力端子５の高さに差があった場合においても、これらの端子と半導体チップ実装基板８とを良好に接続できる半導体装置の製造方法が提供できる。
【００６０】
すなわち、図２及び図３に関して説明したように、制御信号端子３及び電力端子５と、半導体チップ接続電極と、の接続を、半導体チップ実装基板８から見たときの、制御信号端子３の半導体チップ実装基板８の側の面（下面３ｄ）の高さと、電力端子５の半導体チップ実装基板８の側の面（下面５ｄ）の高さと、を実質的に同じ高さに揃えた状態で実施することができる。これにより、これらの高さずれΔｈを小さくして半導体装置を製造することができる。
【００６１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置及びその製造方法を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００６２】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体装置及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００６３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を例示する模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図３】図２に続く工程順模式的断面図である。
【図４】比較例の半導体装置の構成を例示する模式的断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  制御回路基板、  １ａ  制御回路、  １ｍ  第２主面、  ２  半固定部材、  ２ａ  端部、  ２ｂ、２ｃ  軸部、  ２ｆ  ビス、  ２ｕ  上面、  ３  制御信号端子、  ３ａ  制御電極、  ３ｂ  ハンダ、  ３ｃ  電力端子用孔、  ３ｄ  下面、  ３ｇ  間隙、  ３ｈ  貫通孔、  ４  ハンダ、  ５  電力端子、  ５ｃ  制御電極用孔、  ５ｄ  下面、  ５ｈ  半固定部材用孔、  ６  電力端子ホルダ、  ６ｄ  下面、  ７  半導体チップ接続電極、  ８  半導体チップ実装基板、  ８ｍ  第１主面、  ８ｓ  基板、  ９  回路パターン、  １０  リフローハンダ、  １１  放熱板、  ２０  半導体チップ、  １０１、１０９  半導体装置
【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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