(57)【要約】【課題】半導体装置において、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができ、かつ、ベース板とケースとを高い締結力で固定することができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置は、ネジ部１ｂを有する取付部が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板１と、ベース板１の取付部と螺合可能なブッシュ３と、ブッシュ３を挿通可能な挿通穴２ｂが形成されたケース２とを備えている。さらに、半導体装置は、ベース板１上にケース２を載置した状態で、ベース板１の取付部にブッシュ３をネジ締めすることで、ベース板１とケース２が固定された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ部を有する取付部が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、
前記ベース板の前記取付部と螺合可能なブッシュと、
前記ブッシュを挿通可能な挿通穴が形成されたケースとを備え、
前記ベース板上に前記ケースを載置した状態で、前記ベース板の前記取付部に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、半導体装置。
【請求項２】
前記取付部は、前記ベース板に形成された取付穴であり、
前記ブッシュを前記ケースの前記挿通穴に挿通するとともに、前記ベース板の前記取付穴に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ブッシュは、前記ベース板の前記取付穴にボルトを螺合させた状態で、前記ボルトの軸心方向に穴あけ加工を施すことで形成された、請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記取付部は、前記ベース板に形成された突起部であり、
前記ブッシュはナット型のブッシュであり、
前記ケースの前記挿通穴に前記ベース板の前記突起部を挿入した状態で、前記突起部に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
第１嵌合穴が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、
前記ベース板の前記第１嵌合穴に嵌め込み可能なブッシュと、
前記ブッシュを嵌め込み可能な第２嵌合穴が形成されたケースとを備え、
前記ケースの前記第２嵌合穴に前記ブッシュの上部を締まりバメするとともに、前記ベース板の前記第１嵌合穴に前記ブッシュの下部を締まりバメすることで、前記ベース板と前記ケースが固定された、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置（例えば、電力用半導体装置）の製造工程におけるタクトタイムの改善および製造コストの改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程では、半導体素子が配置されるベース板と、ケースとを接着剤で接合する際、製品（ベース板とケース）に締結治具を装着し、この締結治具を用いてベース板とケースとをネジ締め固定することで加圧挟持していた。接着剤の硬化後、製品から締結治具を取り外す必要があるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減したいという要望があった。
【０００３】
そこで、ベース板とケースとを接合する際に、締結治具の代わりにブッシュを用いてこれらを固定することが考えられる。例えば、特許文献１には、側面に凹凸を設けたナーリングブッシュをベース板に取り付けることで、側面の凹凸によりナーリングブッシュがベース板から脱落してしまうことを防止する構造が開示されており、このようなナーリングブッシュを用いて、ベース板とケースとを固定することが考えられる。ベース板とケースとを接合する際に締結治具を使用しないため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１４６４１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、ベース板とケースとを接合する際にナーリングブッシュを用いてベース板とケースとを固定する場合、ナーリングブッシュは単に側面に凹凸を設けただけであるため、ベース板およびケースに対する締結力が不足する可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、半導体装置において、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができ、かつ、ベース板とケースとを高い締結力で固定することができる技術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】
本発明に係る半導体装置は、ネジ部を有する取付部が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、前記ベース板の前記取付部と螺合可能なブッシュと、前記ブッシュを挿通可能な挿通穴が形成されたケースとを備え、前記ベース板上に前記ケースを載置した状態で、前記ベース板の前記取付部に前記ブッシュをネジ締めすることで、前記ベース板と前記ケースが固定されたものである。
【０００８】
本発明に係る別の半導体装置は、第１嵌合穴が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、前記ベース板の前記第１嵌合穴に嵌め込み可能なブッシュと、前記ブッシュを嵌め込み可能な第２嵌合穴が形成されたケースとを備え、前記ケースの前記第２嵌合穴に前記ブッシュの上部を締まりバメするとともに、前記ベース板の前記第１嵌合穴に前記ブッシュの下部を締まりバメすることで、前記ベース板と前記ケースが固定されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体装置によれば、ネジ部を有する取付部が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、ベース板の取付部と螺合可能なブッシュと、ブッシュを挿通可能な挿通穴が形成されたケースとを備え、ベース板上にケースを載置した状態で、ベース板の取付部にブッシュをネジ締めすることで、ベース板とケースが固定された。
【００１０】
したがって、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板とケースとを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板とケースとの固定は、ベース板の取付部にブッシュをネジ締めすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。
【００１１】
本発明の別の半導体装置によれば、第１嵌合穴が形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板と、ベース板の第１嵌合穴に嵌め込み可能なブッシュと、ブッシュを嵌め込み可能な第２嵌合穴が形成されたケースとを備え、ケースの第２嵌合穴にブッシュの上部を締まりバメするとともに、ベース板の第１嵌合穴にブッシュの下部を締まりバメすることで、ベース板とケースが固定された。
【００１２】
したがって、ベース板とケースとを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板とケースとを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板とケースとの固定は、ケースの第２嵌合穴にブッシュの上部を締まりバメするとともに、ベース板の第１嵌合穴にブッシュの下部を締まりバメすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置におけるベース板とケースとの固定構造の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置におけるブッシュの製作方法の一例を示す断面図である。
【図３】実施の形態２に係る半導体装置におけるベース板とケースとの固定構造の断面図である。
【図４】実施の形態３に係る半導体装置におけるベース板とケースとの固定方法を示す断面図である。
【図５】前提技術に係る半導体装置におけるベース板とケースとの固定構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜前提技術＞
最初に、前提技術に係る半導体装置について説明する。図５は、前提技術に係る半導体装置におけるベース板１０１とケース１０２との固定構造の断面図であり、締結治具１０６によりベース板１０１とケース１０２が固定された状態を示している。前提技術に係る半導体装置は、銅製のベース板１０１と、樹脂製のケース１０２と、金属製のブッシュ１０３とを備えている。
【００１５】
ベース板１０１は、半導体素子（図示省略）を配置するための部材であり、ベース板１０１の上面に接着剤１０４を塗布した後、ケース１０２が載置されている。ケース１０２には、穴部１０２ａが形成され、穴部１０２ａにブッシュ１０３が組み込まれている。半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際、ブッシュ１０３を介してボルトがネジ締めされるが、ブッシュ１０３は、このときにケース１０２を保護する目的で組み込まれている。
【００１６】
次に、前提技術に係る半導体装置におけるベース板１０１とケース１０２とを接着剤１０４で接合する製造工程について説明する。締結治具１０６の上面にベース板１０１が載置され、ベース板１０１の上面に接着剤１０４を塗布した後、ケース１０２が載置される。このときに、ベース板１０１とケース１０２の密着性を向上させるために、締結治具１０６と締付けボルト１０７を用いてベース板１０１とケース１０２とを固定する。
【００１７】
具体的には、ケース１０２に組み込まれたブッシュ１０３の穴部１０３ａとベース板１０１の挿通穴１０１ａに対して上方から、締付けボルト１０７が挿通されるとともに、締結治具１０６のネジ穴１０６ａにネジ締めされることで、ベース板１０１とケース１０２が固定される。熱により接着剤１０４を硬化・密着させた後、半導体装置から締付けボルト１０７と締結治具１０６が取り外される。このように、前提技術に係る半導体装置では、締付けボルト１０７と締結治具１０６の着脱作業に掛かる工数が必要であった。
【００１８】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る半導体装置におけるベース板１とケース２との固定構造の断面図である。半導体装置は、銅製のベース板１と、樹脂製のケース２と、ブッシュ３とを備えている。ブッシュ３は、通常のボルトと同様に頭部３ａとネジ部３ｂとを有し、さらに、例えば、ボルトに穴あけ加工を施すことで、ブッシュ３には軸心方向に延びる挿通穴３ｃが形成されている。挿通穴３ｃは、半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際にネジ締めされるボルトが挿通可能に形成されている。ここで、ブッシュ３の材質としては、加工性が良く、材料コストの安価な真鍮またはアルミニウムなどの金属が最適である。
【００１９】
ベース板１には、ブッシュ３のネジ部３ｂが螺合可能なネジ部１ｂを有する取付穴１ａ（取付部）が形成されている。ケース２には、ブッシュ３の頭部３ａが収容可能な座ぐり穴２ａと、ブッシュ３のネジ部３ｂが挿通可能な挿通穴２ｂが連通するように形成されている。
【００２０】
次に、実施の形態１に係る半導体装置におけるベース板１とケース２とを接着剤４で接合する製造工程について説明する。ベース板１の上面に接着剤４を塗布した後、取付穴１ａと挿通穴２ｂが連通するように位置を合わせてケース２が載置される。このときに、ベース板１とケース２の密着性を向上させるために、ブッシュ３を用いてベース板１とケース２とを固定する。具体的には、上方から、ブッシュ３がケース２の挿通穴２ｂに挿通されるとともに、ベース板１の取付穴１ａにネジ締めされることで、ベース板１とケース２が固定される。
【００２１】
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置では、ネジ部１ｂを有する取付穴１ａが形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板１と、ベース板１の取付穴１ａと螺合可能なブッシュ３と、ブッシュ３を挿通可能な挿通穴２ｂが形成されたケース２とを備え、ベース板１上にケース２を載置した状態で、ブッシュ３をケース２の挿通穴２ｂに挿通するとともに、ベース板１の取付穴１ａにブッシュ３をネジ締めすることで、ベース板１とケース２が固定された。
【００２２】
したがって、ベース板１とケース２とを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板１とケース２とを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板１とケース２との固定は、ベース板１の取付穴１ａにブッシュ３をネジ締めすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。このように、ベース板１とケース２とを高い締結力で固定し接合することができるため、ベース板１からケース２が外れることを抑制でき、半導体装置の歩留り向上を図ることができる。
【００２３】
なお、ブッシュ３は、予め製作しておくのではなく、図２に示すように、ベース板１の取付穴１ａにボルト１０を螺合させた状態で、ボルト１０の軸心方向に穴あけ加工を施すことで形成されてもよい。図２は、実施の形態１に係る半導体装置におけるブッシュ３の製作方法の一例を示す断面図である。
【００２４】
この場合のブッシュ３の製作方法について簡単に説明する。ベース板１とケース２とを接着剤で接合する際に、ボルト１０がケース２の挿通穴２ｂに挿通されるとともに、ベース板１の取付穴１ａにネジ締めされる。その後、ドリル１１によりボルト１０の軸心方向に穴あけ加工が施されることで、挿通穴３ｃが形成されブッシュ３が製作される。このように、ベース板１とケース２とを固定する際にブッシュ３の製作も一括して行うため、半導体装置の組み立て前にブッシュ３を予め用意する必要がなくなる。
【００２５】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る半導体装置について説明する。図３は、実施の形態２に係る半導体装置におけるベース板２１とケース２との固定構造の断面図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００２６】
実施の形態２に係る半導体装置は、銅製のベース板２１と、樹脂製のケース２と、ブッシュ２３とを備えている。ベース板２１には、半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際にネジ締めされるボルトが挿通可能な挿通穴２１ａが形成されている。ベース板２１において挿通穴２１ａの周縁部には、ケース２側（上方）に突出する突起部２１ｂ（取付部）が形成されている。ケース２の挿通穴２ｂにベース板２１の突起部２１ｂを挿入させて、ベース板２１にケース２を載置した状態では、突起部２１ｂの先端部は、ケース２の挿通穴２ｂの上側に形成された座ぐり穴２ａに位置している。突起部２１ｂの外周面には、ネジ部２１ｃが形成されている。
【００２７】
ブッシュ２３は、ナット型のブッシュであり、内周面には、突起部２１ｂのネジ部２１ｃと螺合可能なネジ部２３ａが形成されている。ブッシュ２３は、突起部２１ｂにブッシュ２３をネジ締めした状態で、ブッシュ２３の下端は、座ぐり穴２ａの底面と当接するようになっている。このため、突起部２１ｂにブッシュ２３をネジ締めすることで、ベース板２１とケース２が高い締結力で固定される。
【００２８】
次に、実施の形態２に係る半導体装置におけるベース板２１とケース２とを接着剤４で接合する製造工程について説明する。ベース板２１の上面に接着剤４を塗布した後、ベース板２１の突起部２１ｂがケース２の挿通穴２ｂに挿入する位置に、ケース２が載置される。このときに、ベース板２１とケース２の密着性を向上させるために、ブッシュ２３を用いてベース板２１とケース２とを固定する。具体的には、ケース２の挿通穴２ｂにベース板２１の突起部２１ｂを挿入した状態で、上方からブッシュ２３が突起部２１ｂにネジ締めされることで、ベース板２１とケース２が固定される。
【００２９】
以上のように、実施の形態２に係る半導体装置では、取付部は、ベース板２１に形成された突起部２１ｂであり、ブッシュ２３はナット型のブッシュであり、ケース２の挿通穴２ｂにベース板２１の突起部２１ｂを挿入した状態で、突起部２１ｂにブッシュ２３をネジ締めすることで、ベース板２１とケース２が固定された。
【００３０】
したがって、実施の形態１の場合と同様に、ベース板２１とケース２とを接着剤で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板２１とケース２とを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板２１とケース２との固定は、ベース板２１の突起部２１ｂにブッシュ２３をネジ締めすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。
【００３１】
＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る半導体装置について説明する。図４は、実施の形態３に係る半導体装置におけるベース板３１とケース３２との固定構造の断面図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００３２】
実施の形態３に係る半導体装置は、銅製のベース板３１と、樹脂製のケース３２と、ブッシュ３３とを備えている。ブッシュ３３は筒状に形成され、ブッシュ３３には、半導体装置の完成後に半導体装置をインバーターユニットなどに組み込む際にネジ締めされるボルトが挿通可能な挿通穴３３ａが軸心方向に形成されている。ここで、ブッシュ３３の材質は、ベース板３１と同様に銅が最適である。
【００３３】
ベース板３１には、ブッシュ３３の下部を嵌め込み可能な嵌合穴３１ａ（第１嵌合穴）が形成されている。ケース３２には、ブッシュ３３の上部が嵌め込み可能な嵌合穴３２ａ（第２嵌合穴）が形成されている。ベース板３１の嵌合穴３１ａとケース３２の嵌合穴３２ａの直径は、ブッシュ３３の外径よりも少しだけ小さい寸法にそれぞれ形成されている。このため、ケース３２の嵌合穴３２ａにブッシュ３３の上部を締まりバメするとともに、ベース板３１の嵌合穴３１ａにブッシュ３３の下部を締まりバメすることで、ベース板３１とケース３２が固定される。
【００３４】
次に、実施の形態３に係る半導体装置におけるベース板３１とケース３２とを接着剤４で接合する製造工程について説明する。ブッシュ３３の上部は、例えば、プレス３４により予めケース３２の嵌合穴３２ａに締まりバメされている。この状態では、ブッシュ３３の下部はケース３２の下面より突出している。ベース板３１の上面に接着剤４を塗布した後、ベース板３１の嵌合穴３１ａとブッシュ３３の下端とを位置合わせした状態で、上方から、プレス３４によりブッシュ３３の下部を嵌合穴３１ａに挿入することで、ブッシュ３３の下部と嵌合穴３１ａが締まりバメされる。これにより、ベース板３１とケース３２が固定される。
【００３５】
以上のように、実施の形態３に係る半導体装置では、嵌合穴３１ａが形成され、かつ、半導体素子が配置されるベース板３１と、ベース板３１の嵌合穴３１ａに嵌め込み可能なブッシュ３３と、ブッシュ３３を嵌め込み可能な嵌合穴３２ａが形成されたケース３２とを備え、ケース３２の嵌合穴３２ａにブッシュ３３の上部を締まりバメするとともに、ベース板３１の嵌合穴３１ａにブッシュ３３の下部を締まりバメすることで、ベース板３１とケース３２が固定された。
【００３６】
したがって、実施の形態１，２の場合と同様に、ベース板３１とケース３２とを接着剤４で接合する際に締結治具を用いることなく、ベース板３１とケース３２とを固定することができるため、締結治具の着脱作業に掛かる工数を削減することができる。また、ベース板３１とケース３２との固定は、ケース３２の嵌合穴３２ａにブッシュ３３の上部を締まりバメするとともに、ベース板３１の嵌合穴３１ａにブッシュ３３の下部を締まりバメすることでなされるため、高い締結力でこれらを固定することができる。
【００３７】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ベース板、１ａ  取付穴、１ｂ  ネジ部、２  ケース、２ｂ  挿通穴、３  ブッシュ、２１  ベース板、２１ｂ  突起部、２１ｃ  ネジ部、２３  ブッシュ、３１  ベース板、３１ａ  嵌合穴、３２  ケース、３２ａ  嵌合穴、３３  ブッシュ。
【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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