(57)【要約】  絶縁基板の導電性板（２２）上に、筒状コンタクト部材（１０）の本体筒部（１）の一方の開放端（１ａ）がはんだ（２５）により接合されている。中空筒状の外部電極用端子（１１）の空洞部（１２）に、外部電極用端子（１１）の一方の端部（１１ａ）の開放端（１１ｅ）から、筒状コンタクト部材（１０）の本体筒部（１）の他方の開放端（１ｂ）側の部分が挿入されている。外部電極用端子（１１）の他方の端部（１１ｂ）は、スルーホール挿入部（１１ｃ）に入れた切り込みにより、複数の枝部に分離されている。外部電極用端子（１１）のスルーホール挿入部（１１ｃ）の枝部の外側の柱面は円弧形状である。当該スルーホール挿入部（１１ｃ）の各枝部（１１ｄ）には、補助楔（１４）により外部電極用端子（１１）の内側から外側に向かう方向に圧力がかかる。このようにすることで、外部電極用端子（１１）と他部材との接続に伴う組立て不良をなくすことができる。
2017159505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板に一方の第１開放端がはんだにより接合された中空筒状の金属部材を介して、前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る金属電極部材であって、
両端の開放端のうちの一方の第３開放端から前記金属部材の他方の第２開放端側の部分が挿入される中空筒状であり、
前記第３開放端から内部に挿入された前記金属部材に固定されることを特徴とする金属電極部材。
【請求項２】
前記金属部材の外径よりも大きい内径を有することを特徴とする請求項１に記載の金属電極部材。
【請求項３】
前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部に内壁が接触して前記金属部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載の金属電極部材。
【請求項４】
両端の開放端のうちの他方の第４開放端側の端部に当該第４開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みと、
前記第４開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる複数の枝部と、
を備え、
前記第４開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されることを特徴とする請求項１に記載の金属電極部材。
【請求項５】
前記枝部は、中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなすことを特徴とする請求項４に記載の金属電極部材。
【請求項６】
前記第４開放端から内部に挿入された楔により、前記枝部が前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたリング状のスルーホール電極に接続されることを特徴とする請求項４に記載の金属電極部材。
【請求項７】
前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状の前記楔により、前記スルーホールの内壁に前記枝部が固定されることを特徴とする請求項６に記載の金属電極部材。
【請求項８】
前記スルーホール電極の内径よりも小さい外径を有することを特徴とする請求項６または７に記載の金属電極部材。
【請求項９】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板と、
第１開放端および前記第１開放端の反対側の第２開放端を備え、前記半導体チップまたは前記導電性板に前記第１開放端がはんだにより接合された中空筒状の金属部材と、
中空筒状であり、第３開放端および前記第３開放端の反対側の第４開放端を備え、前記第３開放端から内部に前記金属部材の前記第２開放端側の部分が挿入されて前記金属部材に固定された、前記金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る金属電極部材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記金属電極部材の内径は、前記金属部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記金属部材は、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部を具備し、
前記金属電極部材は、内壁を前記突起部に接触させて前記金属部材に固定されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記金属電極部材は、
前記第４開放端側の端部に前記第４開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みと、
前記第４開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる複数の枝部と、を具備し、前記第４開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記枝部は、前記金属電極部材の中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から前記金属電極部材の中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなすことを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記金属電極部材の前記第４開放端から前記金属電極部材の内部に挿入される楔をさらに備え、
前記枝部は、前記楔により前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたスルーホール電極に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記楔は、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状をなすことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記金属電極部材の外径は、前記スルーホール電極の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記金属部材は、前記第１開放端側から前記第２開放端側に向かうにしたがって外径を狭くした円錐台状であり、
前記金属部材の前記第１開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径以上であり、
前記金属部材の前記第２開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径未満であることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項１８】
絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板に一方の第１開放端がはんだにより接合された中空筒状の金属部材と、前記金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出す金属電極部材と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体チップ上または前記導電性板上に、前記金属部材の前記第１開放端をはんだにより接合する第１工程と、
前記金属部材の他方の第２開放端側の部分を、中空筒状の前記金属電極部材の両端の開放端のうちの一方の第３開放端から前記金属電極部材の内部に挿入して、前記金属部材に前記金属電極部材を固定する第２工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記金属電極部材の内径は、前記金属部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第２工程では、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部に前記金属電極部材の内壁を接触させて、前記金属部材に前記金属電極部材を固定することを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記金属電極部材の両端の開放端のうちの他方の第４開放端側の端部を回路基板のスルーホールに挿入する第３工程と、
前記第３工程の後、前記金属電極部材の前記第４開放端から前記金属電極部材の内部に楔を挿入し、前記楔により前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部を前記スルーホールの内壁に固定する第４工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
前記金属電極部材は、前記第４開放端側の端部に当該第４開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みにより分離されてなる複数の枝部を備え、
前記第４工程では、前記楔により前記枝部を前記スルーホールの内壁に固定して、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたスルーホール電極に接続することを特徴とする請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
前記枝部は、前記金属電極部材の中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から前記金属電極部材の中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなすことを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
前記楔は、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状をなすことを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
前記金属電極部材の外径は、前記スルーホール電極の内径よりも小さいことを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
前記金属部材は、前記第１開放端側から前記第２開放端側に向かうにしたがって外径を狭くした円錐台状であり、
前記金属部材の前記第１開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径以上であり、
前記金属部材の前記第２開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径未満であることを特徴とする請求項１８〜２５のいずれか一つ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】
この発明は、半導体装置、金属電極部材および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体モジュールなどの半導体装置は、絶縁回路基板の表面の導電性板に半導体チップや他の構成部材などをはんだにより接合した構成を有する。絶縁回路基板の表面の導電性板にはんだにより接合された中空筒状の金属部材（以下、筒状コンタクト部材とする）に外部電極用端子を嵌め合わせることで、導電性板と外部電極用端子とが電気的に接続される（例えば、下記特許文献１，２参照。）。【０００３】
絶縁回路基板上の半導体チップと外部電極用端子とを接続する際、絶縁回路基板の導電性板上に筒状コンタクト部材をはんだ接合により実装した後、筒状コンタクト部材の空洞筒状の本体筒部に針状の外部電極用端子を圧入する。筒状コンタクト部材の本体筒部の内径（直径）は、外部電極用端子との嵌め合い寸法に合わせて、外部電極用端子の外径寸法よりも若干小さくなっている。【０００４】
従来の半導体モジュールの要部の構成について説明する。図９は、従来の半導体モジュールの要部の構成を示す断面図である。図１０は、図９の切断面Ａにおける外部電極用端子の他方の端部の平面形状の一例を示す平面図である。図９に示すように、従来の半導体モジュールの筒状コンタクト部材１１０は、中空筒状の本体筒部１０１と、本体筒部１０１の両開放端１０１ａ，１０１ｂにそれぞれ設けられたフランジ１０２，１０３と、を備える。【０００５】
筒状コンタクト部材１１０の本体筒部１０１の一方の開放端１０１ａのフランジ１０２は、積層基板１２０のおもて面の導電性板１２２にはんだ１２５により接合されている。積層基板１２０は、セラミック基板１２１のおもて面に銅（Ｃｕ）箔により導電性板１２２を形成し、セラミック基板１２１の裏面に銅箔１２３を形成してなる。筒状コンタクト部材１１０は、導電性板１２２および図示省略するワイヤーを介して半導体チップ（不図示）に電気的に接続されている。【０００６】
外部電極用端子１１１の一方の端部１１１ａは、筒状コンタクト部材１１０の本体筒部１０１（空洞部１０４）に圧入され、筒状コンタクト部材１１０に嵌め合わされることで固定されている。外部電極用端子１１１は、筒状コンタクト部材１１０を介して半導体チップ１２４に電気的に接続されている。外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂは、樹脂ケース１２６の貫通孔１２７から樹脂ケース１２６の外側に突出している。【０００７】
また、外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂは、樹脂ケース１２６の外側に突出している部分において、プリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）１３１にはんだ付けにより接続される（不図示）。または、外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂは、樹脂ケース１２６の外側に突出している部分において、プリント基板１３１のスルーホール１３２に圧入されスルーホール１３２の内壁に沿って設けられた電極（以下、スルーホール電極とする）１３３に接し、プリント基板１３１上の回路部と導通されている。【０００８】
外部電極用端子１１１をプリント基板１３１のスルーホール１３２に圧入する場合、外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂの外径は、スルーホール１３２との嵌め合い寸法に合わせて、スルーホール１３２の内径に沿って設けたスルーホール電極１３３の内径よりも若干大きくなっている。このように嵌め合い寸法にすることで、外部電極用端子１１１とスルーホール電極１３３との反発力により、外部電極用端子１１１とスルーホール電極１３３とを接触させている。【０００９】
外部電極用端子１１１は、例えば、外部電極用端子１１１の中心軸ｚに対して線対称となるように所定角度（例えば略Ｖの字状）に折り曲げた端部形状や（図１０）、複数に分岐され各枝部をそれぞれ外部電極用端子１１１の中心軸ｚと直交する方向ｘ（またはｙ、もしくは両方向ｘ，ｙ）に部分的に凸状に出っ張らせた端部形状（例えば、下記特許文献３参照。）を有する。このような端部形状に加工されることで、外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂの外径はスルーホール１３２の内壁に設けられたスルーホール電極１３３の内径よりも若干大きくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１５０８３３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３１０４２号公報
【特許文献３】特開２０１６−０１２６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図９，１０に示す筒状コンタクト部材１１０の本体筒部１０１に外部電極用端子１１１を圧入して嵌め合わせる構成の従来の半導体モジュールでは、次の問題が生じる。図６，７は、従来の半導体モジュールの組立て途中の問題点の一例を模式的に示す断面図である。図８は、従来の半導体モジュールの組立て途中の状態を模式的に示す断面図である。図８には、プリント基板１３１のスルーホール１３３に外部電極用端子１１１を挿入１４１するときの状態を示す。【００１２】
１つ目の問題点は、筒状コンタクト部材１１０を積層基板１２０上にはんだ付けした際のはんだ上がり性（はんだ付け性）に起因して、筒状コンタクト部材１１０の本体筒部１０１に外部電極用端子１１１を圧入する際に生じる不良である（図６，７）。筒状コンタクト部材１１０の本体筒部１０１の一方の開放端１０１ａのフランジ１０２を積層基板１２０上にはんだ１２５により接合する際に、はんだ１２５ａが毛細管現象によって本体筒部１０１の内壁１０１ｃまで這い上がったり飛散したりする。【００１３】
はんだ１２５の這い上がりや飛散が生じた場合、本体筒部１０１の内壁１０１ｃに付着したはんだ１２５ａよりも奥（導電性板１２２側）まで外部電極用端子１１１を挿入することができない（図６）。また、外部電極用端子１１１の圧入時に、本体筒部１０１の内壁１０１ｃのはんだ１２５ａが付着している箇所において外部電極用端子１１１に負荷がかかる。これにより、外部電極用端子１１１が曲がったり、折れたりしてしまう（図７）。【００１４】
２つ目の問題点は、外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂの外径をスルーホール電極１３３の内径よりも若干大きく設計したことで、外部電極用端子１１１をプリント基板１３１のスルーホール１３２に挿入１４１した際に生じる不良である（図８，１０）。図８の矢印の向きは、外部電極用端子１１１の挿入１４１の方向である。外部電極用端子１１１の中心軸ｚに対して線対称となる略Ｖの字状に折り曲げた端部形状（図１０参照）を有する外部電極用端子１１１を例に説明する。【００１５】
略Ｖの字状に折り曲げた外部電極用端子１１１の他方の端部１１１ｂがスルーホール電極１３３に点接触した状態で、外部電極用端子１１１がプリント基板１３１のスルーホール１３２に挿入１４１される。このため、外部電極用端子１１１と点接触する部分１３４で、スルーホール電極１３３が削り取られて破損してしまう。また、スルーホール電極１３３の削り屑が発生した場合、当該削り屑がプリント基板１３１や半導体モジュールに付着し、絶縁性が低下する虞がある。【００１６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、外部電極用端子と他部材との接続に伴う組立て不良をなくすことができる半導体装置、金属電極部材およ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】
【００１７】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる金属電極部材は、中空筒状の金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る金属電極部材であって、次の特徴を有する。前記金属部材の一方の第１開放端は、絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板にはんだにより接合されている。前記金属電極部材は、両端の開放端のうちの一方の第３開放端から前記金属部材の他方の第２開放端側の部分が挿入される中空筒状である。前記金属電極部材は、前記第３開放端から内部に挿入された前記金属部材に固定される。【００１８】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記金属部材の外径よりも大きい内径を有してもよい。【００１９】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部に内壁が接触して前記金属部材に固定されてもよい。【００２０】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、両端の開放端のうちの他方の第４開放端側の端部に、複数の切り込みと、複数の枝部と、を備え、前記第４開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されてもよい。複数の前記切り込みは、前記第４開放端側の端部に当該第４開放端から中心軸に平行に入れられている。複数の前記枝部は、前記第４開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる。【００２１】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記枝部は、中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなしてもよい。【００２２】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記第４開放端から内部に挿入された楔により、前記枝部が前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたリング状のスルーホール電極に接続されてもよい。【００２３】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状の前記楔により、前記スルーホールの内壁に前記枝部が固定されてもよい。【００２４】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記スルーホール電極の内径よりも小さい外径を有してもよい。【００２５】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置は、絶縁基板と、中空筒状の金属部材と、中空筒状の金属電極部材と、を備え、次の特徴を有する。前記絶縁基板上には、半導体チップまたは導電性板が実装されている。前記金属部材は、第１開放端および前記第１開放端の反対側の第２開放端を備える。前記金属部材の前記第１開放端は、前記半導体チップまたは前記導電性板にはんだにより接合されている。前記金属電極部材は、第３開放端および前記第３開放端の反対側の第４開放端を備える。前記金属電極部材は、前記第３開放端から内部に前記金属部材の前記第２開放端側の部分が挿入されて前記金属部材に固定されている。前記金属電極部材は、前記金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る。【００２６】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記金属電極部材の内径は、前記金属部材の外径よりも大きくてもよい。【００２７】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記金属部材は、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部を具備してもよい。前記金属電極部材は、内壁を前記突起部に接触させて前記金属部材に固定されている。【００２８】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部に、複数の切り込みと、複数の枝部と、を具備してもよい。複数の前記切り込みは、前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部に前記第４開放端から中心軸に平行に入れられている。複数の前記枝部は、前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる。前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されている。【００２９】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記枝部は、前記金属電極部材の中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から前記金属電極部材の中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなしてもよい。【００３０】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記金属電極部材の前記第４開放端から前記金属電極部材の内部に挿入される楔をさらに備えてもよい。前記枝部は、前記楔により前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたスルーホール電極に接続されている。【００３１】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記楔は、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状をなしてもよい。【００３２】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記金属電極部材の外径は、前記スルーホール電極の内径よりも小さくてもよい。【００３３】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記金属部材は、前記第１開放端側から前記第２開放端側に向かうにしたがって外径を狭くした円錐台状であってもよい。前記金属部材の前記第１開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径以上である。前記金属部材の前記第２開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径未満である。【００３４】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、中空筒状の金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出す金属電極部材を備えた半導体装置の製造方法であって、次の特徴を有する。前記金属部材の一方の第１開放端は、絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板にはんだにより接合されている。前記半導体チップ上または前記導電性板上に、前記金属部材の前記第１開放端をはんだにより接合する第１工程を行う。前記金属部材の他方の第２開放端側の部分を、中空筒状の前記金属電極部材の両端の開放端のうちの一方の第３開放端から前記金属電極部材の内部に挿入して、前記金属部材に前記金属電極部材を固定する第２工程を行う。【００３５】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記金属電極部材の内径は、前記金属部材の外径よりも大きくてもよい。【００３６】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２工程では、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部に前記金属電極部材の内壁を接触させて、前記金属部材に前記金属電極部材を固定してもよい。【００３７】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、さらに、前記金属電極部材の両端の開放端のうちの他方の第４開放端側の端部を回路基板のスルーホールに挿入する第３工程を行ってもよい。次に、前記金属電極部材の前記第４開放端から前記金属電極部材の内部に楔を挿入し、前記楔により前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部を前記スルーホールの内壁に固定する第４工程を行ってもよい。【００３８】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、さらに次の特徴を有してもよい。前記金属電極部材は、前記第４開放端側の端部に当該第４開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みにより分離されてなる複数の枝部を備える。そして、前記第４工程では、前記楔により前記枝部を前記スルーホールの内壁に固定して、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたスルーホール電極に接続する。【００３９】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記枝部は、前記金属電極部材の中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から前記金属電極部材の中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなしてもよい。【００４０】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記楔は、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状をなしてもよい。【００４１】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記金属電極部材の外径は、前記スルーホール電極の内径よりも小さくてもよい。【００４２】
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記金属部材は、前記第１開放端側から前記第２開放端側に向かうにしたがって外径を狭くした円錐台状であってもよい。前記金属部材の前記第１開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径以上である。前記金属部材の前記第２開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径未満である。【００４３】
上述した発明によれば、中空筒状の金属部材を中空筒状の金属電極部材の一方の開放端から金属電極部材の内部（空洞部）に挿入することで、金属電極部材の内部に挿入した金属部材の外壁で金属電極部材を固定することができる。このため、金属部材の内壁にはんだの這い上がりや飛散が発生していたとしても、金属部材の内壁に這い上がったまたは飛散したはんだによる悪影響を受けることなく、金属電極部材を金属部材に固定して絶縁基板上に実装することができる。【００４４】
また、上述した発明によれば、金属電極部材の他方の開放端側の端部に切り込みを入れて分離してなる各枝部の柱面は円弧形状であるため、回路基板のスルーホールに金属電極部材を挿入する際にスルーホール電極が削り取られることを抑制することができる。このため、スルーホール電極の削り屑による絶縁性低下を防止することができる。また、上述した発明によれば、金属電極部材の他方の開放端から挿入した楔により、金属電極部材の枝部を一定の圧力で回路基板のスルーホールに確実に固定することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明にかかる半導体装置、金属電極部材および半導体装置の製造方法によれば、外部電極用端子と他部材との接続に伴う組立て不良をなくすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の一部の構造を詳細に示す説明図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる半導体装置の組立て途中の状態を示す断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる半導体装置の組立て途中の状態を示す断面図である。
【図５】図５は、実施の形態２にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。
【図６】図６は、従来の半導体モジュールの組立て途中の問題点の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、従来の半導体モジュールの組立て途中の問題点の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、従来の半導体モジュールの組立て途中の状態を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、従来の半導体モジュールの要部の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９の切断面Ａにおける外部電極用端子の他方の端部の平面形状の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置、金属電極部材および半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４８】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる半導体装置の構造について説明する。図１は、実施の形態１にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。図２は、図１の一部の構造を詳細に示す説明図である。図２には、外部電極用端子（金属電極部材）１１のスルーホール挿入部１１ｃの外形を示す。図３，４は、実施の形態１にかかる半導体装置の組立て途中の状態を示す断面図である。図３には、プリント基板３１のスルーホール３２への外部電極用端子１１の挿入４１時の状態を示す。図４には、外部電極用端子１１の空洞部１２への補助楔１４の挿入４２時の状態を示す。
【００４９】
図１に示す実施の形態１にかかる半導体装置は、積層基板２０のおもて面の導電性板２２に、設計条件に基づく所定の平面レイアウトに半導体チップ２４や他の構成部材などをはんだ（不図示）により接合した構成の半導体モジュールである。積層基板２０は、例えば、絶縁基板２１のおもて面に銅（Ｃｕ）箔による電極パターンを形成した導電性板２２を積層し、絶縁基板２１の裏面に銅箔２３を積層した回路基板である。導電性板２２および銅箔２３には、ニッケル（Ｎｉ）めっきが施されていてもよい。
【００５０】
絶縁基板２１には、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）などのセラミックが用いられる。積層基板２０の裏面の銅箔２３は、例えばヒートシンク（不図示）にはんだ接合されている。積層基板２０上の導電性板２２には、半導体チップ２４の裏面がはんだ（不図示）により接合されている。半導体チップ２４のおもて面に設けられた電極（以下、おもて面電極とする：不図示）は、アルミニウム（Ａｌ）ワイヤー（不図示）を介して導電性板２２に電気的に接続されている。
【００５１】
積層基板２０上の導電性板２２には、筒状コンタクト部材（金属部材）１０の本体筒部１の一方の開放端（空洞部４の一方の開口部（第１開放端）：図面下端）１ａがはんだ２５により接合されている。はんだ２５には、所定の粘度を有する例えばクリームはんだなどのペースト状のはんだを用いてもよい（他の部材同士を接合する半田も同様）。筒状コンタクト部材１０は、導電性板２２およびワイヤー（不図示）を介して半導体チップ２４のおもて面電極に電気的に接続されている。筒状コンタクト部材１０は、半導体チップ２４のおもて面電極に直にはんだ接合されてもよい。
【００５２】
筒状コンタクト部材１０は、中空筒状の本体筒部１と、本体筒部１の一方の開放端１ａに設けられたフランジ（輪縁）２と、本体筒部１の外壁１ｃに設けられた突起部３と、を備えた金属部材である。筒状コンタクト部材１０の材質は、導電性の優れた材料で、所定の強度を満足し、はんだ２５との接合性の優れた材料が望ましい。より好ましくは、筒状コンタクト部材１０の材質は、例えば銅または銅合金であってもよい。本体筒部１の外側には、本体筒部１に接して本体筒部１の周囲を囲う中空筒状の外部電極用端子１１が配置されている。
【００５３】
本体筒部１は、中空の例えば略円柱の部材である。本体筒部１は、本体筒部１を囲うように本体筒部１の外側に外部電極用端子１１を安定して固定可能な所定長さを有する。本体筒部１の外径（直径）Ｄ１は、外部電極用端子１１の内径Ｄ２よりも若干小さい（Ｄ１＜Ｄ２）。本体筒部１の一方の開放端（図面下端）１ａは、積層基板２０上の導電性板２２へのはんだ付けによるはんだ２５により閉塞されている。すなわち、本体筒部１の一方の開放端１ａの端面ははんだ２５との接合面となる。
【００５４】
本体筒部１の一方の開放端１ａは、はんだ２５によって完全に閉塞されていなくてもよいが、フランジ２と導電性板２２とははんだ付けされていることが望ましい。本体筒部１の他方の開放端１ｂ（空洞部４の他方の開口部（第２開放端）：図面上端）は開放されている。本体筒部１の内壁１ｄには積層基板２０上の導電性板２２に本体筒部１をはんだ付けする際にはんだ２５の這い上がりが生じているが、この例では本体筒部１の空洞部４には何も挿入されない。このため、本体筒部１の内壁１ｄへのはんだ２５の這い上がりによる実装不良を回避することができる。
【００５５】
フランジ２は、本体筒部１の一方の開放端１ａから本体筒部１の中心軸ｚと直交する方向ｘ（またはｙ、もしくは両方向ｘ，ｙ）に外側に所定幅で張り出したリング状（鍔状）をなし、本体筒部１の外壁１ｃの例えば全周にわたって設けられている。フランジ２は、積層基板２０上の導電性板２２にはんだ２５により接合されている。本体筒部１の他方の開放端１ｂにはフランジは設けられておらず、本体筒部１の外径Ｄ１は、フランジ２および突起部３以外の部分で略同じ寸法となっている。
【００５６】
突起部３は、本体筒部１の中心軸ｚと直交する方向ｘ（またはｙ、もしくは両方向ｘ，ｙ）に外側に所定幅（以下、張り出し幅とする）で張り出している。突起部３は、外部電極用端子１１を安定して固定することができればよく、例えば、本体筒部１の外壁１ｃの同じ高さ位置に互いに離して少なくとも２箇所以上設けてもよいし、本体筒部１の外壁１ｃの全周にわたるリング状に設けられていてもよい。突起部３は、本体筒部１とは別の部材により形成されてもよいし、本体筒部１を変形させて形成されてもよい。
【００５７】
本体筒部１の、突起部３が設けられた部分の外径Ｌは、外部電極用端子１１の内径Ｄ２に対して、例えば、Ｄ２＋０．０［ｍｍ］＜Ｌ≦Ｄ２＋０．１［ｍｍ］を満たすことが好ましい。これにより、外部電極用端子１１が抜けることなく、本体筒部１の外壁に固定される。図１には、突起部３の高さ位置を本体筒部１の外壁１ｃの略中間の高さ位置にした場合を示すが、突起部３の高さ位置は種々変更可能であり、例えば、本体筒部１の他方の開放端１ｂに配置してもよい。
【００５８】
外部電極用端子１１は、中空の例えば略円柱の部材である。外部電極用端子１１の材質は、例えば銅または銅合金であってもよい。外部電極用端子１１は、筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の外壁の突起部３に固定され、当該筒状コンタクト部材１０を介して積層基板２０上の半導体チップ２４のおもて面電極または導電性板２２と電気的に接続されている。図１には、筒状コンタクト部材１０と導電性板２２とをはんだ２５により接合した状態を示す。具体的には、外部電極用端子１１の空洞部１２に、外部電極用端子１１の一方の端部１１ａの開放端（空洞部１２の一方の開口部（第３開放端）：図面下端）１１ｅから、筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の他方の開放端１ｂ側の部分が挿入されている。
【００５９】
例えば、外部電極用端子１１の空洞部１２には、筒状コンタクト部材１０のフランジ２以外の部分がほぼすべて挿入される。外部電極用端子１１の内壁１１ｇに筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の外壁１ｃに設けられた突起部３を嵌め合わせることで、筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の外側に外部電極用端子１１が固定されている。外部電極用端子１１の内壁１１ｇに筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の外壁１ｃが接していてもよい。外部電極用端子１１の一方の端部１１ａの開放端１１ｅは、筒状コンタクト部材１０のフランジ２に接していなくてもよい。筒状コンタクト部材１０では、フランジ２を備えることにより、はんだ２５が本体筒部１の外側を這いあがる経路が長くなり、さらに、突起部３を備えることにより本体筒部１の外側と外部電極用端子１１の内側の間にすき間ができる。筒状コンタクト部材１０と外部電極用端子１１を組み合わせる構造により、本体筒部１の外壁１ｃへのはんだ２５の這い上がりによる実装不良も回避することができる。
【００６０】
外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂは、例えば樹脂などからなるケース（以下、樹脂ケースとする）２６の貫通孔２７から樹脂ケース２６の外側に突出している。外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂは、樹脂ケース２６の外側に突出している部分において、プリント基板３１のスルーホール３２に挿入されスルーホール３２の内壁に沿って設けられた電極（スルーホール電極）３３に接する。樹脂ケース２６の全体形状を図示省略するが、樹脂ケース２６は積層基板２０の導電性板２２側の面を覆う蓋状の部材である。積層基板２０の導電性板２２側の面上の各部材は樹脂ケース２６に囲まれ収納される。
【００６１】
また、外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂは、後述するように外部電極用端子１１の空洞部１２に挿入４２された補助楔１４により、プリント基板３１のスルーホール３２に固定されている（図４（ａ）参照）。外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂは、プリント基板３１のスルーホール３２内において、略リング状（円形枠状）のスルーホール電極３３の内側に接触する。スルーホール電極３３を介して外部電極用端子１１とプリント基板３１上の回路部（不図示）とが導通される。外部電極用端子１１を挟んでプリント基板３１と積層基板２０上の導電性板２２とが対向する。
【００６２】
外部電極用端子１１を他方の端部１１ｂ側から見た平面形状は、例えば略リング状（円形枠状）となっている。外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂには、プリント基板３１のスルーホール３２に挿入される部分（以下、スルーホール挿入部とする）１１ｃに、外部電極用端子１１の中心軸ｚに平行な１つ以上の切り込み１３が入っている（図２）。図２（ａ）に外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂを外部電極用端子１１の中心軸ｚと直交する方向ｘ（またはｙ）から見た断面形状を示し、図２（ｂ）に外部電極用端子１１を他方の端部１１ｂ側から見た平面形状を示す。
【００６３】
この切り込み１３は、外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂの開放端（空洞部１２の他方の開口部（第４開放端）：図面上端）１１ｆから一方の端部１１ａ側に向かう略矩形状をなす。切り込み１３は、例えば、外部電極用端子１１を固定したプリント基板３１の、積層基板２０側に達する深さｈで外部電極用端子１１に入っている。この切り込み１３により、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃは複数の枝部１１ｄに分離されている。図２には、外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂに４つの切り込み１３（図２の黒塗り部分）を等間隔（すなわち９０度間隔）に入れて、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃを４つの枝部１１ｄに分離した場合を示す。
【００６４】
外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの各枝部１１ｄは、それぞれ、外部電極用端子１１の中心軸ｚと直交する円弧状の面分の周囲から外部電極用端子１１の中心軸ｚに平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなす。すなわち、外部電極用端子１１の外径Ｄ３は外部電極用端子１１の中心軸ｚに平行な方向にわたって略一様である。外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの枝部１１ｄの外側の柱面（外壁）には、外部電極用端子１１の中心軸ｚと直交する方向ｘ，ｙへの部分的な出っ張りは存在しない。また、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの枝部１１ｄの外側の柱面は、丸みを帯びた円弧形状（Ｒ形状）である。
【００６５】
すなわち、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの枝部１１ｄの外側の柱面には、プリント基板３１のスルーホール３２に外部電極用端子１１を挿入４１する際にスルーホール電極３３を削り取るような出っ張りや角部が存在しない。このため、プリント基板３１のスルーホール３２に外部電極用端子１１を挿入４１する際に、外部電極用端子１１とスルーホール電極３３とが面接触となる。これにより、プリント基板３１のスルーホール３２に外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃを挿入４１する際に、スルーホール電極３３が削り取られることを抑制することができる（図３）。図３の矢印の向きは、外部電極用端子１１の挿入４１の方向である。
【００６６】
また、外部電極用端子１１の外径Ｄ３は、スルーホール電極３３の内径Ｄ４よりも小さいことが好ましい（Ｄ３＜Ｄ４）。これにより、プリント基板３１のスルーホール３２に外部電極用端子１１を挿入４１する際に、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの各枝部１１ｄとスルーホール電極３３とが接触しない。このため、スルーホール電極３３を削り取ることなく、プリント基板３１のスルーホール３２に外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃを挿入４１することができる。
【００６７】
外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃには、外部電極用端子１１をスルーホール電極３３に接触させ、外部電極用端子１１がプリント基板３１から容易に抜けないように、外部電極用端子１１の内側から外側へ向かう方向に一定の圧力がかけられている。例えば、外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂの開放端１１ｆから外部電極用端子１１の空洞部１２に楔（以下、補助楔）１４が挿入４２される（図４（ａ））。補助楔１４は、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃで固定される。図４（ａ）の矢印の向きは、補助楔１４の挿入４２の方向である。図４には、補助楔１４をハッチングで示す。
【００６８】
補助楔１４は、一方の端部側よりも他方の端部側で外径Ｄ５ｂ（＞Ｄ５ａ）の大きい例えば略円錐状をなす。補助楔１４の一方の端部側の外径Ｄ５ａは外部電極用端子１１の内径Ｄ２よりも小さく、他方の端部側の外径Ｄ５ｂは外部電極用端子１１の内径Ｄ２よりも大きい（Ｄ５ａ＜Ｄ２＜Ｄ５ｂ）。この補助楔１４の、外部電極用端子１１の内径Ｄ２よりも小さい一方の端部１４ａが外部電極用端子１１の空洞部１２に挿入４２される。補助楔１４は、外部電極用端子１１の内側から外側に向かう方向に、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの各枝部１１ｄに圧力をかける機能を有する。
【００６９】
補助楔１４は、錐面（外壁）上（すなわち円錐の頂点と底面との間の高さ位置）でスルーホール電極３３の内径Ｄ４と等しい外径を有する。補助楔１４は、外部電極用端子１１の外径Ｄ３とスルーホール電極３３の内径Ｄ４とを等しくする深さ位置まで外部電極用端子１１の空洞部１２に挿入４２される（図４（ｂ））。補助楔１４を外部電極用端子１１の空洞部１２に挿入４２することで、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの各枝部１１ｄがスルーホール電極３３に押し付けられ固定される。これにより、外部電極用端子１１とスルーホール電極３３との導通が確実に得られるように、外部電極用端子１１とスルーホール電極３３とを確実に接触させることができる。補助楔１４の代わりに、切り込み１３に挿入し得る、切り込み１３の幅より先端が薄く、他端が厚い楔（不図示）を用いてもよい。
【００７０】
補助楔１４の材質は、上述したように外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの各枝部１１ｄを一定の荷重でスルーホール電極３３に押し付けることができるように、容易に変形しない、または所定の強度を有する材料が望ましい。かつ、補助楔１４の材質は、外部電極用端子１１と電気的に絶縁性を有する材料が望ましい。具体的には、補助楔１４の材質は、例えば、ベークライト（商標）やセラミックであってもよい。
【００７１】
次に、実施の形態１にかかる半導体装置の組立て方法について、図１，３，４を参照しながら説明する。まず、積層基板２０上に、半導体チップ２４を例えばペースト状のはんだにより接合する。積層基板２０上に実装した半導体チップ２４上または導電性板２２上に、筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の一方の開放端１ａを例えばペースト状のはんだ２５により接合する。積層基板２０上の導電性板２２と、半導体チップ２４のおもて面に設けられた電極と、例えばアルミニウムワイヤーにより電気的に接続する。
【００７２】
次に、外部電極用端子１１の一方の端部１１ａの開放端１１ｅから外部電極用端子１１の空洞部１２に、筒状コンタクト部材１０の本体筒部１を挿入する。筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の外壁１ｃに設けられた突起部３を外部電極用端子１１に嵌め合わせることで、筒状コンタクト部材１０の本体筒部１の外側に外部電極用端子１１を固定する。次に、樹脂ケース２６の貫通孔２７に外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂを挿入して樹脂ケース２６の外側に突出させる。次に、積層基板２０の周縁（またはヒートシンクの周縁）に樹脂ケース２６を接着し、積層基板２０の導電性板２２側の面上（またはヒートシンク上）の各部材を樹脂ケース２６で囲むことで収納する。
【００７３】
次に、外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂをプリント基板３１のスルーホール３２に挿入４１する（図３）。次に、外部電極用端子１１の他方の端部１１ｂの開放端１１ｆから外部電極用端子１１の空洞部１２に補助楔１４を挿入４２する（図４（ａ））。このとき、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃにおいて、外部電極用端子１１の外径Ｄ３とスルーホール電極３３の内径Ｄ４とが等しくなる深さ位置まで補助楔１４を挿入４２する（図４（ｂ））。このように補助楔１４を挿入４２することで、外部電極用端子１１のスルーホール挿入部１１ｃの各枝部１１ｄをスルーホール電極３３に接触させて導通させるとともに、外部電極用端子１１をプリント基板３１に固定する。これによって、図１に示す半導体モジュールが完成する。
【００７４】
以上、説明したように、実施の形態１によれば、積層基板上に開放端をはんだ接合した中空筒状の筒状コンタクト部材を、中空筒状の外部電極用端子の一方の開放端から外部電極用端子の空洞部に挿入し、筒状コンタクト部材の外壁で外部電極用端子を固定する。筒状コンタクト部材の中空部には何も挿入しなくてよい。これにより、筒状コンタクト部材の内壁にはんだの這い上がりや飛散が発生していたとしても、筒状コンタクト部材の内壁に這い上がったまたは飛散したはんだによる悪影響を受けることなく、外部電極用端子を筒状コンタクト部材に固定して積層基板上に実装することができる。
【００７５】
また、実施の形態１によれば、外部電極用端子の他方の開放端側の端部に複数の切り込みを入れて分離してなる各枝部の柱面は円弧形状（Ｒ形状）であり、外部電極用端子の中心軸と直交する方向への部分的な出っ張りは存在しない。このため、プリント基板のスルーホールに外部電極用端子を挿入する際にスルーホール電極が削り取られることや破損することを抑制することができる。これにより、外部電極用端子とスルーホール電極との導通不良を抑制することができる。かつ、スルーホール電極の削り屑がプリント基板や半導体モジュールに付着することによる絶縁性低下を抑制することができる。
【００７６】
また、実施の形態１によれば、外部電極用端子の他方の開放端側から外部電極用端子の空洞部に補助楔を挿入して、外部電極用端子のスルーホール挿入部の枝部に内側から外側に向かう方向に圧力をかける。これにより、外部電極用端子のスルーホール挿入部の枝部を一定の圧力でプリント基板のスルーホールに確実に固定することができ、外部電極用端子のスルーホール挿入部の枝部とスルーホール電極との接触強度が向上する。このため、外部電極用端子とスルーホール電極とを確実に接続することができる。かつ、外部電極用端子のスルーホール挿入部の枝部の形状や寸法に対する設計の自由度が高くなる。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる半導体装置の構造について説明する。図５は、実施の形態２にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。図５には、外部電極用端子、プリント基板および樹脂ケースを図示省略するが、実施の形態１と同様に、筒状コンタクト部材１０の本体筒部５１の外側に中空筒状の外部電極用端子の一方の端部が固定される。また、実施の形態１と同様に、外部電極用端子の他方の端部が、樹脂ケースの外側に突出する部分でプリント基板のスルーホールに固定され、スルーホール電極に接続されている。
【００７８】
実施の形態２にかかる半導体装置は、筒状コンタクト部材１０の本体筒部５１の形状が実施の形態１にかかる半導体装置と異なる。具体的には、筒状コンタクト部材１０の本体筒部５１は、一方の開放端５１ａ側から他方の開放端５１ｂ側に向かうにしたがって外径を狭くした中空筒状の例えば略円錐台の部材である。本体筒部５１の一方の開放端（図面下端）５１ａ側の外径Ｄ１ａは外部電極用端子の内径Ｄ２以上であり、他方の開放端（図面上端）５１ｂ側の外径Ｄ１ｂは外部電極用端子の内径Ｄ２未満である（Ｄ１ｂ＜Ｄ２≦Ｄ１ａ）。すなわち、本体筒部５１は、錐面（外壁）上で外部電極用端子の内径Ｄ２と等しい外径を有する。
【００７９】
以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態２によれば、筒状コンタクト部材の本体筒部を略円錐台とすることで、筒状コンタクト部材の本体筒部の外側の錐面上で外部電極用端子が固定される。このため、筒状コンタクト部材の本体筒部の寸法精度のばらつきによらず、筒状コンタクト部材の本体筒部の外壁に外部電極用端子を安定して固定することができる。
【００８０】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明にかかる半導体装置、金属電極部材および半導体装置の製造方法は、積層基板の表面の導電性板に半導体チップや他の構成部材などをはんだにより接合した構成を有する半導体モジュールなどの半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１，５１  筒状コンタクト部材の本体筒部
１ａ，１ｂ，５１ａ，５１ｂ  筒状コンタクト部材の本体筒部の開放端
１ｃ  筒状コンタクト部材の本体筒部の外壁
１ｄ  筒状コンタクト部材の本体筒部の内壁
２  筒状コンタクト部材のフランジ
３  筒状コンタクト部材の突起部
４  筒状コンタクト部材の空洞部
１０  筒状コンタクト部材
１１  外部電極用端子
１１ａ，１１ｂ  外部電極用端子の端部
１１ｃ  外部電極用端子のスルーホール挿入部
１１ｄ  外部電極用端子のスルーホール挿入部の枝部
１２  外部電極用端子の空洞部
１３  外部電極用端子の切り込み
１４  補助楔
１４ａ  補助楔の端部
２０  積層基板
２１  絶縁基板
２２  導電性板
２３  銅箔
２４  半導体チップ
２５  はんだ
２６  樹脂ケース
２７  樹脂ケースの貫通孔
３１  プリント基板
３２  プリント基板のスルーホール
３３  スルーホール電極
４１  外部電極用端子の挿入
４２  補助楔の挿入
Ｄ１，Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ  筒状コンタクト部材の本体筒部の外径
Ｄ２  外部電極用端子の内径
Ｄ３  外部電極用端子の外径
Ｄ４  スルーホール電極の内径
Ｄ５ａ，Ｄ５ｂ  補助楔の外径
Ｌ  外部電極用端子の本体筒部の、突起部が設けられた部分の外径
ｘ，ｙ  外部電極用端子の中心軸と直交する方向
ｚ  外部電極用端子の中心軸
【図１】
2017159505.tif 000003
【図２】
2017159505.tif 000004
【図３】
2017159505.tif 000005
【図４】
2017159505.tif 000006
【図５】
2017159505.tif 000007
【図６】
2017159505.tif 000008
【図７】
2017159505.tif 000009
【図８】
2017159505.tif 000010
【図９】
2017159505.tif 000011
【図１０】
2017159505.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月1日(2018.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板にはんだにより接合される他の金属部材を介して前記絶縁基板に実装され、前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る金属電極部材であって、
両端の開放端のうちの一方の開放端から前記金属部材を挿入可能な中空筒状であり、
前記一方の開放端から内部に挿入される前記金属部材の外壁の少なくとも一部に接触して当該金属部材に固定可能な内径を有することを特徴とする金属電極部材。
【請求項２】
前記金属部材の外径よりも大きい内径を有することを特徴とする請求項１に記載の金属電極部材。
【請求項３】
前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部に内壁が接触して前記金属部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載の金属電極部材。
【請求項４】
両端の開放端のうちの他方の開放端側の端部に当該他方の開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みと、
前記他方の開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる複数の枝部と、
を備え、
前記他方の開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されることを特徴とする請求項１に記載の金属電極部材。
【請求項５】
前記枝部は、中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなすことを特徴とする請求項４に記載の金属電極部材。
【請求項６】
前記他方の開放端から内部に挿入された楔により、前記枝部が前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたリング状のスルーホール電極に接続されることを特徴とする請求項４に記載の金属電極部材。
【請求項７】
前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状の前記楔により、前記スルーホールの内壁に前記枝部が固定されることを特徴とする請求項６に記載の金属電極部材。
【請求項８】
前記スルーホール電極の内径よりも小さい外径を有することを特徴とする請求項６または７に記載の金属電極部材。
【請求項９】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板と、
第１開放端および前記第１開放端の反対側の第２開放端を備え、前記半導体チップまたは前記導電性板に前記第１開放端がはんだにより接合された中空筒状の金属部材と、
中空筒状であり、第３開放端および前記第３開放端の反対側の第４開放端を備え、前記第３開放端から内部に前記金属部材の前記第２開放端側の部分が挿入されて前記金属部材に固定された、前記金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る金属電極部材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記金属電極部材の内径は、前記金属部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記金属部材は、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部を具備し、
前記金属電極部材は、内壁を前記突起部に接触させて前記金属部材に固定されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記金属電極部材は、
前記第４開放端側の端部に前記第４開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みと、
前記第４開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる複数の枝部と、を具備し、前記第４開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記枝部は、前記金属電極部材の中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から前記金属電極部材の中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなすことを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記金属電極部材の前記第４開放端から前記金属電極部材の内部に挿入される楔をさらに備え、
前記枝部は、前記楔により前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたスルーホール電極に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記楔は、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状をなすことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記金属電極部材の外径は、前記スルーホール電極の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記金属部材は、前記第１開放端側から前記第２開放端側に向かうにしたがって外径を狭くした円錐台状であり、
前記金属部材の前記第１開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径以上であり、
前記金属部材の前記第２開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径未満であることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項１８】
絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板に一方の第１開放端がはんだにより接合された中空筒状の金属部材と、前記金属部材を介して前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出す金属電極部材と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体チップ上または前記導電性板上に、前記金属部材の前記第１開放端をはんだにより接合する第１工程と、
前記金属部材の他方の第２開放端側の部分を、中空筒状の前記金属電極部材の両端の開放端のうちの一方の第３開放端から前記金属電極部材の内部に挿入して、前記金属部材に前記金属電極部材を固定する第２工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記金属電極部材の内径は、前記金属部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第２工程では、前記金属部材の外壁から外側に張り出した突起部に前記金属電極部材の内壁を接触させて、前記金属部材に前記金属電極部材を固定することを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記金属電極部材の両端の開放端のうちの他方の第４開放端側の端部を回路基板のスルーホールに挿入する第３工程と、
前記第３工程の後、前記金属電極部材の前記第４開放端から前記金属電極部材の内部に楔を挿入し、前記楔により前記金属電極部材の前記第４開放端側の端部を前記スルーホールの内壁に固定する第４工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
前記金属電極部材は、前記第４開放端側の端部に当該第４開放端から中心軸に平行に入れられた複数の切り込みにより分離されてなる複数の枝部を備え、
前記第４工程では、前記楔により前記枝部を前記スルーホールの内壁に固定して、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたスルーホール電極に接続することを特徴とする請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
前記枝部は、前記金属電極部材の中心軸と直交する円弧状の面分の周囲から前記金属電極部材の中心軸に平行な方向に母線を引いてなる柱面を有する円弧柱状をなすことを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
前記楔は、前記スルーホール電極の内径と錐面上で同じ外径を有する円錐状をなすことを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
前記金属電極部材の外径は、前記スルーホール電極の内径よりも小さいことを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
前記金属部材は、前記第１開放端側から前記第２開放端側に向かうにしたがって外径を狭くした円錐台状であり、
前記金属部材の前記第１開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径以上であり、
前記金属部材の前記第２開放端側の外径は、前記金属電極部材の内径未満であることを特徴とする請求項１８〜２５のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる金属電極部材は、絶縁基板上に実装された半導体チップまたは導電性板にはんだにより接合される他の金属部材を介して前記絶縁基板に実装され、前記半導体チップまたは前記導電性板の電位を外部に引き出し得る金属電極部材であって、次の特徴を有する。前記金属電極部材は、両端の開放端のうちの一方の開放端から前記金属部材を挿入可能な中空筒状である。前記金属電極部材は、前記一方の開放端から内部に挿入される前記金属部材の外壁の少なくとも一部に接触して当該金属部材に固定可能な内径を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、両端の開放端のうちの他方の開放端側の端部に、複数の切り込みと、複数の枝部と、を備え、前記他方の開放端側の端部が回路基板のスルーホールに挿入されてもよい。複数の前記切り込みは、前記他方の開放端側の端部に当該他方の開放端から中心軸に平行に入れられている。複数の前記枝部は、前記他方の開放端側の端部に入れられた前記切り込みにより分離されてなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、この発明にかかる金属電極部材は、上述した発明において、前記他方の開放端から内部に挿入された楔により、前記枝部が前記スルーホールの内壁に固定され、前記スルーホールの内壁に沿って設けられたリング状のスルーホール電極に接続されてもよい。
【国際調査報告】
2017159505.tif 000013
2017159505.tif 000014