(57)【要約】【課題】半田を用いて小さな平面積のスイッチング素子と端子板とを接合する際、接合後の半田の厚み及び当該厚みの平行度を確保すると共に、半田に発生する歪みを抑制する。【解決手段】基板１２と接合されたスイッチング素子チップ１６を備える半導体装置１０及びその製造方法に関する。スイッチング素子チップ１６の下面又は上面と基板１２との間に、シート半田３２（半田１４）と、一定の厚みを有する多孔質体１８とを配置し、シート半田３２を加熱溶融して、多孔質体１８の上端から下端までの厚み方向全体に亘ってシート半田３２を含浸させることにより、スイッチング素子チップ１６と基板１２とを接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子板と接合されたスイッチング素子を備える半導体装置において、
前記スイッチング素子の下面又は上面は、半田によって前記端子板と接合され、
前記スイッチング素子と前記端子板との間には、一定の厚みを有する多孔質体が配置され、
前記半田は、前記多孔質体の上端から下端までの厚み方向全体に亘って含浸している
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
平面視で、前記多孔質体の面積は、前記スイッチング素子の面積よりも小さい
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置において、
平面視で、前記スイッチング素子は、長方形状に形成され、
前記多孔質体の縦方向及び横方向の長さは、前記スイッチング素子の外周辺から重心までの長さよりもそれぞれ長く形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置において、
平面視で、前記多孔質体の外周は、円弧状に形成されているか、又は、面取りされている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
スイッチング素子を端子板に接合して半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法において、
前記スイッチング素子の下面又は上面と前記端子板との間に、半田と、一定の厚みを有する多孔質体とを配置し、
前記半田を溶融して、前記多孔質体の上端から下端までの厚み方向全体に亘って前記半田を含浸させることにより、前記スイッチング素子と前記端子板とを接合する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
前記半田を溶融した際に、押圧体を用いて前記スイッチング素子及び前記多孔質体を前記端子板側に押圧することにより、前記端子板と前記スイッチング素子との間隔を前記多孔質体の厚みに保持した状態で、前記多孔質体に前記半田を含浸させる
ことを特徴とする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、端子板と接合されたスイッチング素子を備える半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
端子板にスイッチング素子を接合して半導体装置を製造する技術が、例えば、特許文献１及び２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、ワイヤボンダによって転写基板上に複数のバンプを形成し、当該各バンプを電子回路素子（スイッチング素子）の端子電極に転写することにより、各バンプの平坦部分が広い側を回路基板（端子板）に対する接続面とすることが開示されている。この場合、電子回路素子が複数のバンプを介して回路基板と接続されることにより、各バンプは、電子回路素子と回路基板とを電気的に接続すると共に、電子回路素子と回路基板との隙間に異方性導電性樹脂を充填するためのスペーサとして機能する。
【０００４】
特許文献２には、第１の半導体素子（スイッチング素子）の複数の電極パッドと、第２の半導体素子（端子板）の複数の接続パッドとに金属突部をそれぞれ設け、第１の半導体素子及び第２の半導体素子のうち、一方に設けられた突部を先端が尖った形状とし、他方に設けられた突部を頂部が平坦な形状とした状態で、金属突部同士を接続することが開示されている。この場合、第１の半導体素子が複数の金属突部を介して第２の半導体素子と接続されることにより、各金属突部は、第１の半導体素子と第２の半導体素子とを電気的に接続すると共に、第１の半導体素子と第２の被搭載物との隙間に封止樹脂を充填するためのスペーサとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１３５２１６号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、次世代のスイッチング素子として、従来よりも小さな平面積のスイッチング素子が想定されている。しかしながら、スイッチング素子の平面積が小さくなると、特許文献１のような複数のバンプや、特許文献２のような複数の金属突部を、スイッチング素子に形成することが困難となる。これにより、特許文献１及び２の技術を適用可能なスイッチング素子の平面積が限定され（製造上可能なスイッチング素子の平面積に限界があり）、半導体装置に搭載できるスイッチング素子の大きさ（平面積）が制限されてしまう。
【０００７】
このような問題は、スイッチング素子と端子板とを接合する物質を、特許文献１及び２に開示された樹脂から半田に変更した場合でも同様に惹起される。
【０００８】
すなわち、半田を用いてスイッチング素子と端子板とを接合する場合、スイッチング素子又は端子板に複数のスペーサ（例えば、端子板におけるスイッチング素子の対向面に形成されたボンディングワイヤ又は突起）を予め設け、端子板、シート半田及びスイッチング素子の順に積層し、リフロー炉内で当該シート半田を加熱溶融させることにより、スイッチング素子と端子板とを接合させることが考えられる。この場合、複数のスペーサを設ければ、接合後の半田の厚み及び平行度を確保することが可能となる。しかしながら、前述のように、次世代のスイッチング素子は、平面積が小さいため、複数のスペーサを設けるだけの広さを確保することが困難である。
【０００９】
そこで、シート半田の内部に一定サイズの金属製の複数のボールを混入させ、リフロー炉内での加熱時に、当該各ボールをスペーサとして機能させることが考えられる。しかしながら、接合後の半田の厚みを確保するために球径の大きなボールをシート半田に混合させると、半田の体積率が低下してしまう。また、平面積の小さなスイッチング素子の場合、端子板との接合面積が小さくなるため、半田の体積率との関係で、半田の厚みが制約されてしまう。
【００１０】
また、リフロー炉内での加熱時に、押圧体である錘を用いてスイッチング素子を端子板に押圧することで、スイッチング素子と端子板とを接合させる場合、当該錘の外周部分にオーバーハングした鍔部を設け、スイッチング素子及び端子板を保持する治具に当該鍔部を当接させることが考えられる。この場合、リフロー工程において、錘によってスイッチング素子が押し下げられると、鍔部が治具に当接し、錘の高さが規制される。これにより、半田の傾きが抑制され、当該半田の厚み及び平行度が確保される。
【００１１】
しかしながら、錘に鍔部を形成する必要があるため、小さな平面積のスイッチング素子と端子板との接合に限界が生じる。また、半田の厚みの上限が錘の高さで規定される一方で、下限については規定することができない。この結果、接合に用いられる各部材の公差等により、接合後の半田について、一定量の傾きを許容せざるを得なくなる。
【００１２】
このように、スイッチング素子の平面積が小さくなると、複数のスペーサをスイッチング素子又は端子板に設けることが困難となり、接合後の半田の厚みの平行度を確保することが困難になる。仮に、スイッチング素子又は端子板に複数のスペーサを設けることができたとしても、半田の厚みの平行度は、各スペーサに依存するため、当該平行度を確保することは困難である。
【００１３】
また、平面積が小さくなることで、治具を用いて半田の厚みの平行度を調整することが困難になると共に、半田がスイッチング素子の側方に溢れてしまい、接合後の半田の厚みを確保することができなくなったり、又は、半田の厚みが不均一になるおそれがある。
【００１４】
さらに、半田の厚みが薄くなれば、半田の歪みによる応力が大きくなり、スイッチング素子と端子板との接合部分（半田）の耐久性が低下するおそれがある。
【００１５】
この発明は、このような種々の課題を考慮してなされたものであり、半田を用いて小さな平面積のスイッチング素子と端子板とを接合する際、接合後の半田の厚み及び当該厚みの平行度を確保すると共に、半田に発生する歪みを抑制することが可能となる半導体装置及びその製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明は、端子板と接合されたスイッチング素子を備える半導体装置とその製造方法に関するものである。
【００１７】
前記半導体装置では、前記スイッチング素子の下面又は上面が半田によって前記端子板と接合され、前記スイッチング素子と前記端子板との間には一定の厚みを有する多孔質体が配置され、前記半田が前記多孔質体の上端から下端までの厚み方向全体に亘って含浸している。
【００１８】
また、前記製造方法では、前記スイッチング素子の下面又は上面と前記端子板との間に、半田と、一定の厚みを有する多孔質体とを配置し、前記半田を溶融して、前記多孔質体の上端から下端までの厚み方向全体に亘って前記半田を含浸させることにより、前記スイッチング素子と前記端子板とを接合する。
【００１９】
前述のように、従来の技術を適用する場合、半導体装置に搭載されるスイッチング素子の大きさ（次世代のスイッチング素子の平面積）は制限される。そのため、小さな平面積のスイッチング素子を端子板に接合する場合、治具による調整は困難である。また、半田を用いて当該スイッチング素子と端子板とを接合した際、半田がスイッチング素子の側方に溢れてしまい、半田の厚みを確保することができなくなったり、又は、半田の厚みが不均一になってしまうおそれがある。半田の厚みが薄くなった部分では、歪みによる応力が大きくなる。この結果、接合後の半田の耐久性が低下するおそれがある。
【００２０】
これに対して、この発明によれば、端子板とスイッチング素子との間に多孔質体が配置されているため、半田を加熱溶融させた際に、多孔質体の内部に半田が含浸し、この結果、接合後の半田の厚みを、多孔質体の厚みと同等分だけ確保することができる。従って、この発明では、半田の厚みが薄くなったり、又は、半田の厚みが不均一になってスイッチング素子が傾いてしまうことを抑制することができる。これにより、スイッチング素子と端子板との接合部分で発生する歪みを抑制することができる。
【００２１】
このように、この発明は、小さな平面積のスイッチング素子と端子板との間に配置された多孔質体に半田を含浸させつつ、当該スイッチング素子と端子板とを半田を用いて接合する際、接合後の半田の厚み及び当該厚みの平行度を確保すると共に、半田に発生する歪みを抑制することが可能となる。
【００２２】
なお、半田を加熱溶融した際に、押圧体を用いてスイッチング素子及び多孔質体を端子板側に押圧すれば、端子板とスイッチング素子との間隔を多孔質体の厚みに保持した状態で、多孔質体に半田を容易に含浸させることができる。
【００２３】
そして、この発明において、多孔質体の面積は、平面視で、スイッチング素子の面積よりも小さいことが好ましい。多孔質体の平面積がスイッチング素子の平面積と同等である（平面視で多孔質体をスイッチング素子の形状と同様の大きさにする）場合には、多孔質体全体に半田を含浸させる必要があるため、一部の半田が多孔質体の周囲に押し出され、スイッチング素子の側方に溢れ出るおそれがある。そこで、この発明では、多孔質体の平面積をスイッチング素子の平面積よりも小さくすることで、半田の厚みを確保しつつ、多孔質体の周囲の空間に半田を行き亘らせやすくして、半田の一部が局所的にスイッチング素子の側方に溢れ出てしまうことを抑制することができる。
【００２４】
この場合、平面視で、スイッチング素子は、長方形状に形成され、多孔質体の縦方向及び横方向の長さは、当該スイッチング素子の外周辺から重心までの長さよりもそれぞれ長く形成されていることが好ましい。これにより、前述した多孔質体の平面積をスイッチング素子の平面積より小さくしたことによる上述の効果に加え、スイッチング素子と端子板との間で多孔質体の位置がずれても、平面視で、スイッチング素子の重心が多孔質体の内部に位置していれば、より確実に半田の厚みを確保することができる。
【００２５】
さらに、平面視で、多孔質体の外周は、円弧状に形成されているか、又は、面取りされていることが好ましい。これにより、平面視で、スイッチング素子の角部に多孔質体が重ならないように位置させることができる。この結果、応力が集中しやすい角部に安定的に半田を行き亘らせ、接合後の半田の耐久性の低下をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、小さな平面積のスイッチング素子と端子板との間に配置された多孔質体に半田を含浸させつつ、当該スイッチング素子と端子板とを半田を用いて接合する際、接合後の半田の厚み及び当該厚みの平行度を確保すると共に、半田に発生する歪みを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】図１の半導体装置を製造するための製造装置の断面図である。
【図３】比較例に係る製造装置の断面図である。
【図４】図３の製造装置によって製造された比較例に係る半導体装置の断面図である。
【図５】半田の厚みと応力との関係を示すグラフである。
【図６】錘又はスイッチング素子チップの重心と多孔質体との位置関係を図示した断面図である。
【図７】図６に示す配置に応じた断面図である。
【図８】この実施形態の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
この発明に係る半導体装置及びその製造方法について、その好適な実施形態を、図１〜図８を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２９】
［この実施形態に係る半導体装置１０］
図１は、この実施形態に係る半導体装置１０の断面図である。
【００３０】
半導体装置１０は、基板１２と、半田１４を介して基板１２の上面に接合されたスイッチング素子チップ１６とを有する。基板１２は、銅板等の金属板、ＤＢＣ基板等のセラミック接合の電極、金属ブロック、又は、ビームリード（プレス成形の電極）からなるスイッチング素子チップ１６の端子板である。また、スイッチング素子チップ１６は、ＳｉＣを用いたＭＯＳＦＥＴ等のパワーモジュール用半導体素子チップであって、比較的小さな平面積（数ｍｍ角以下の狭小面積）を有する次世代のスイッチング素子チップである。
【００３１】
そして、半導体装置１０において、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間には、一定の厚みを有し且つスペーサとして機能するブロック形状の多孔質体１８が配置されている。多孔質体１８は、スイッチング素子チップ１６よりも横幅が狭く（平面積が小さく）、当該多孔質体１８の内部に形成される空孔２０（図２参照）には、半田１４が含浸されている。なお、図１には、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間の略中央部分に多孔質体１８が配置され、該多孔質体１８の側部が半田１４で取り囲まれた状態を図示している。
【００３２】
多孔質体１８は、半田１４が空孔２０に容易に含浸される、半田１４との濡れ性が良好な多孔質金属（例えば、銅若しくは銀からなる発泡金属）又は多孔質セラミックスである。また、含浸後の多孔質体１８全体の電気抵抗率及び熱伝導率が、半田１４の電気抵抗率及び熱伝導率から大きく変化しないように、多孔質体１８の体積率は、数％程度に設定されていることが好ましい。従って、多孔質体１８の空孔率は、９０％以上であることが好ましい。
【００３３】
空孔２０は、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間の電気伝導も考慮して、開気孔を含むものであることが好ましい。従って、多孔質体１８において、半田１４は、多孔質体１８の上端から下端までの厚み方向（図１及び図２の上下方向）の全体に亘って含浸されている。
【００３４】
これにより、基板１２の上面とスイッチング素子チップ１６の下面とが多孔質体１８によって所定の間隔（例えば、数百μｍ以上の間隔）に保たれた状態で、多孔質体１８の側部を取り囲む半田１４と、空孔２０に含浸され且つ多孔質体１８の上端及び下端に露出した半田１４とによって、基板１２とスイッチング素子チップ１６とが接合される。すなわち、多孔質体１８に半田１４が含浸すると共に、当該多孔質体１８が周囲の半田１４によって鋳ぐるまれ一体化された状態で、基板１２とスイッチング素子チップ１６とが接合されている。
【００３５】
［この実施形態に係る半導体装置１０の製造方法］
このように構成される半導体装置１０の製造方法について、図２を参照しながら説明する。
【００３６】
図２は、この実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を実施する製造装置２２の一部を図示した断面図である。
【００３７】
製造装置２２は、リフロー炉等の加熱装置を含む装置であって、凹部２４が形成され、且つ、耐熱性を有するカーボン又はＳＵＳ製の治具２６を具備する。凹部２４には基板１２が収容される。凹部２４の深さは、基板１２を凹部２４に収容した際に、基板１２の上面が治具２６の上面よりも僅かに上方となる程度の深さに設定されている。また、製造装置２２は、スイッチング素子チップ１６を挿通可能な大きさの開口部２８が形成され、且つ、凹部２４に収容された基板１２を上方から押さえる耐熱性を有するカーボン又はＳＵＳ製の蓋３０をさらに具備する。
【００３８】
そして、この実施形態において、半導体装置１０を製造する場合、先ず、治具２６の凹部２４に基板１２を載置する。次に、治具２６の上方から蓋３０を下降させて基板１２の上面を押さえる。これにより、上方から蓋３０を見たときに、基板１２上面の所定箇所のみが開口部２８を介して露出することになる。
【００３９】
次に、開口部２８を介して、基板１２上面の前記所定箇所に、半田１４となるシート半田３２、含浸前の多孔質体１８、スイッチング素子チップ１６及び錘（押圧体）３４の順に積層する。この場合、シート半田３２は、前記所定箇所を覆うように基板１２上面に配置される。また、図２では、基板１２上面の略中央部分を前記所定箇所とし、当該所定箇所に対して、シート半田３２、含浸前の多孔質体１８、スイッチング素子チップ１６及び錘３４が略同軸に積層される場合を図示している。
【００４０】
次に、上述した治具２６及び蓋３０等をリフロー炉内に配置した後、所定温度に加熱してシート半田３２を溶融させる。この場合、シート半田３２が加熱溶融されると、スイッチング素子チップ１６及び多孔質体１８は、錘３４からの押圧力によって下降する。これにより、多孔質体１８の空孔２０に、溶融したシート半田３２が含浸される。
【００４１】
前述のように、多孔質体１８は、上下方向に沿って一定の厚みを有している。そのため、錘３４からの押圧力によって多孔質体１８が基板１２の上面まで下降すると、前記押圧力によって基板１２上面の所定箇所に多孔質体１８が保持され、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間隔が多孔質体１８の厚みに保持される。この状態で、溶融されたシート半田３２（半田１４）が空孔２０に含浸される。すなわち、多孔質体１８は、空孔２０に半田１４が含浸すると共に、周囲の半田１４で鋳ぐるまれ一体化される。
【００４２】
その後、リフロー炉の加熱処理を停止すると、半田１４が冷却され固化する。これにより、スイッチング素子チップ１６と基板１２との間において、空孔２０に半田１４が含浸された多孔質体１８は、当該多孔質体１８の側部で固化した半田１４の厚みを、所定の厚み（多孔質体１８の厚み）に均一化するためのスペーサとして機能する。従って、基板１２とスイッチング素子チップ１６とは、半田１４の厚みが均一化された状態で接合される。このようにして半導体装置１０が製造される。
【００４３】
最後に、リフロー炉から治具２６及び蓋３０等を引き出し、錘３４及び蓋３０を取り除いて、製造された半導体装置１０を取り出す。
【００４４】
［この実施形態の効果］
次に、この実施形態に係る半導体装置１０及びその製造方法の効果について説明する。
【００４５】
ここでは、図３及び図４に示す従来の製造方法（比較例）と対比しながら、この実施形態の効果について説明する。なお、図３及び図４において、この実施形態と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて説明する。
【００４６】
図３は、比較例に係る製造装置３６を図示したものであり、基板１２上面の所定箇所にシート半田３２、スイッチング素子チップ１６及び錘３４が順に積層されている。従って、比較例では、多孔質体１８を用いることなく、半導体装置３８（図４参照）を製造する点で、この実施形態とは異なる。
【００４７】
比較例では、開口部２８を介して、基板１２上面の所定箇所に、シート半田３２、スイッチング素子チップ１６及び錘３４を順に積層し、治具２６及び蓋３０等をリフロー炉内に配置した後に、所定温度に加熱してシート半田３２を溶融させる。これにより、スイッチング素子チップ１６は、錘３４からの押圧力によって下降し、リフロー炉の加熱処理が停止すると、半田１４が冷却されて固化する。この結果、半田１４を介して基板１２とスイッチング素子チップ１６とが接合され、半導体装置３８が製造される。
【００４８】
しかしながら、スイッチング素子チップ１６が小さな平面積を有する次世代のスイッチング素子チップである場合、製造装置３６を構成する治具２６、蓋３０及び錘３４の公差等によって、半導体装置３８の半田１４は、一定量の傾きを許容せざるを得ない。
【００４９】
すなわち、［発明が解決しようとする課題］の項目でも説明したように、次世代のスイッチング素子チップ１６は、平面積が小さいので、複数のスペーサを当該スイッチング素子チップ１６又は基板１２に設けることが困難である。従って、従来の技術を適用し、半田１４を用いて基板１２とスイッチング素子チップ１６とを接合する場合、接合後の半田１４の厚みの平行度を確保することが困難である。仮に、当該スイッチング素子チップ１６又は基板１２に複数のスペーサを設けることができたとしても、半田１４の厚みの平行度は、各スペーサに依存するため、当該平行度を確保することは困難である。
【００５０】
また、平面積が小さくなると、治具２６及び蓋３０を用いて半田１４の厚みの平行度を調整することが困難になると共に、半田１４がスイッチング素子チップ１６の側方に溢れてしまい、接合後の半田１４の厚みを確保することができなくなったり、又は、半田１４の厚みが不均一になる。
【００５１】
さらに、半田１４の厚みが薄くなれば、図５に示すように、半田１４の歪みによる応力が大きくなる。この結果、不均一な厚みとなった半田１４において、厚みが薄くなった部分（図４の左側の部分）には、歪みによる応力が発生し、当該半田１４の耐久性が低下する。
【００５２】
これに対して、この実施形態では、半導体装置１０では、スイッチング素子チップ１６の下面と基板１２の上面との間に一定の厚みを有する多孔質体１８が配置され、多孔質体１８の上端から下端までの厚み方向全体に亘って半田１４が含浸されると共に、多孔質体１８の側部を取り囲む半田１４と、多孔質体１８の上端及び下端に露出した半田１４とによって、基板１２とスイッチング素子チップ１６とが接合されている。
【００５３】
また、この実施形態において、半導体装置１０の製造方法では、スイッチング素子チップ１６の下面と基板１２の上面との間に、シート半田３２と一定の厚みを有する多孔質体１８とを配置した後に、シート半田３２を加熱溶融し、多孔質体１８の上端から下端までの厚み方向全体に亘ってシート半田３２（半田１４）を含浸させつつ、半田１４によってスイッチング素子チップ１６と基板１２とを接合する。
【００５４】
このように、この実施形態では、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間に多孔質体１８が配置されているため、半田１４（シート半田３２）を加熱溶融させた際に、多孔質体１８の内部に半田１４が含浸し、この結果、接合後の半田１４の厚みを、多孔質体１８の厚みと同等分だけ確保することができる。従って、この実施形態では、半田１４の厚みが薄くなったり、又は、半田１４の厚みが不均一になってスイッチング素子チップ１６が傾いてしまうことを抑制することができる。これにより、基板１２とスイッチング素子チップ１６との接合部分である半田１４に発生する歪みを抑制することができる。
【００５５】
このように、この実施形態は、小さな平面積のスイッチング素子チップ１６と基板１２との間に配置された多孔質体１８に半田１４を含浸させつつ、当該スイッチング素子チップ１６と基板１２とを半田１４を用いて接合する際、接合後の半田１４の厚み及び当該厚みの平行度を確保すると共に、半田１４に発生する歪みを抑制することが可能となる。
【００５６】
なお、この実施形態では、シート半田３２を加熱溶融した際に、錘３４を用いてスイッチング素子チップ１６及び多孔質体１８を基板１２側に押圧すれば、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間隔を多孔質体１８の厚みに保持した状態で、多孔質体１８にシート半田３２（半田１４）を容易に含浸させることができる。
【００５７】
そして、この実施形態において、多孔質体１８の平面積は、スイッチング素子チップ１６の平面積よりも小さく設定されている。多孔質体１８の平面積がスイッチング素子チップ１６の平面積と同等である（多孔質体１８をスイッチング素子チップ１６の形状と同様の大きさにする）場合には、多孔質体１８全体に半田１４を含浸させる必要があるため、前述のように、一部の半田１４が多孔質体１８の周囲に押し出され、スイッチング素子チップ１６の側方に溢れ出るおそれがある。
【００５８】
そこで、この実施形態では、多孔質体１８の平面積をスイッチング素子チップ１６の平面積よりも小さくすることで、半田１４の厚みを確保しつつ、多孔質体１８の周囲の空間に半田１４を行き亘らせやすくして、半田１４の一部が局所的にスイッチング素子チップ１６の側方に溢れ出てしまうことを抑制することができる。
【００５９】
［この実施形態の変形例］
この発明は、上記した実施形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【００６０】
図６及び図７に示すように、この実施形態では、蓋３０の開口部２８内方において、錘３４（又はスイッチング素子チップ１６）の重心４０が、多孔質体１８の内方にあればよい。
【００６１】
前述のように、多孔質体１８の平面積がスイッチング素子チップ１６の平面積と同等である（平面視で多孔質体１８をスイッチング素子チップ１６の形状と同様の大きさにする）場合には、多孔質体１８全体に半田１４を含浸させる必要があるため、一部の半田１４が多孔質体１８の周囲に押し出されて、スイッチング素子チップ１６の側方に溢れ出るおそれがある。
【００６２】
そこで、多孔質体１８の平面積をスイッチング素子チップ１６の平面積よりも小さくする（二点鎖線で示す当初の多孔質体１８ａの平面積から実線で示す小さな平面積の多孔質体１８に変更する）ことで、半田１４の厚みを確保しつつ、多孔質体１８の周囲の空間に半田１４を行き亘らせやすくして、半田１４の一部が局所的にスイッチング素子チップ１６の側方に溢れ出てしまうことを抑制することができる。
【００６３】
また、図６の平面視で、スイッチング素子チップ１６は、長方形状に形成され、多孔質体１８の縦方向の長さＬ１及び横方向の長さＬ２は、それぞれ、錘３４（スイッチング素子チップ１６）の外周辺から重心４０までの長さＬ３、Ｌ４、Ｌ４１よりも長く設定されている（Ｌ１＞Ｌ３、Ｌ２＞Ｌ４、Ｌ２＞Ｌ４１）。
【００６４】
これにより、多孔質体１８の平面積をスイッチング素子チップ１６の平面積より小さくしたことによる上述の効果に加え、基板１２とスイッチング素子チップ１６との間で多孔質体１８の位置がずれても、図６の平面視で、スイッチング素子チップ１６の重心４０が多孔質体１８の内部に位置していれば、錘３４を傾かせることなく、多孔質体１８に半田１４を確実に含浸させ、より確実に半田１４の厚みを確保することができる。
【００６５】
このように、多孔質体１８の平面積を小さくしても、多孔質体１８への半田１４の確実な含浸と、半田１４の厚みの平行度の確保とを両立させることができる。
【００６６】
また、前述した錘３４及びスイッチング素子チップ１６の重心４０は、平面視で、多孔質体１８の内方にあればよいので、図８に示すように、多孔質体１８は、断面円環状であってもよい。これにより、より小さな平面積で重心４０を多孔質体１８の内方に包括させることができる。
【００６７】
この場合、多孔質体１８を断面円環状とする（円筒状の多孔質体１８とする）ことにより、スイッチング素子チップ１６の角部に多孔質体１８が重ならないように位置させることができる。この結果、応力が集中しやすい角部に安定的に半田１４を行き亘らせ、接合後の半田１４の耐久性の低下をより効果的に抑制することができる。
【００６８】
また、この実施形態において、多孔質体１８は、上述したブロック形状や円筒状に限定されるものではなく、半田１４の厚みと当該厚みの平行度とが確保できるものであれば、どのような形状でも採用可能である。
【００６９】
すなわち、この実施形態では、重心４０が多孔質体１８の内方にあって、且つ、スイッチング素子チップ１６の角部と重なる位置に多孔質体１８が位置しなければ、当該多孔質体１８は、どのような断面形状でも採用可能である。例えば、多孔質体１８は、断面が真円状、楕円状又は小判状の円弧形状を有するものであってもよいし、多孔質体１８の外周を面取りした断面形状であってもよい。これらの断面形状を採用することにより、図８の断面円環状の構成と同様の効果が得られる。
【００７０】
また、この実施形態では、上述のように、基板１２の上面とスイッチング素子チップ１６の下面との間を多孔質体１８で所定間隔に保持しつつ、基板１２の上面とスイッチング素子チップ１６の下面とを半田１４で接合すると共に、多孔質体１８の空孔２０に半田１４を含浸させる場合について説明した。
【００７１】
この実施形態は、この説明に限定されることはなく、図示しない基板（例えば、基板１２と同じ基板）の下面とスイッチング素子チップ１６の上面との間を多孔質体１８で所定間隔に保持しつつ、当該基板の下面とスイッチング素子チップ１６の上面とを半田１４で接合すると共に、当該多孔質体１８の空孔２０に半田１４を含浸させてもよい。この場合でも、上述したこの実施形態による各効果を容易に得ることができる。
【００７２】
また、上述の説明では、製造装置２２が１個の半導体装置１０を製造する場合について説明したが、この実施形態では、治具２６に複数の凹部２４を設けると共に、蓋３０に複数の開口部２８を設け、複数の半導体装置１０を同時に製造することも可能である。この場合でも、上述したこの実施形態の製造方法を適用し、多孔質体１８を用いて各半導体装置１０を同時に製造することにより、全ての半導体装置１０について、安定且つ良好な接合品質（一定の半田１４の厚み及び当該厚みの平行度）を確保することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、３８…半導体装置                １２…基板
１４…半田                            １６…スイッチング素子チップ
１８、１８ａ…多孔質体                ２０…空孔
２２、３６…製造装置                  ２４…凹部
２６…治具                            ２８…開口部
３０…蓋                              ３２…シート半田
３４…錘                              ４０…重心
【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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