(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、前記絶縁基板の主面に配置された回路板とを有する積層基板と、
前記回路板上に配置された半導体チップと、
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する被固定部を備え、前記回路板上に配置され、前記半導体チップの制御電極に電気的に接続された制御端子と、
上面、前記上面と接続する側面及び内側に設けられた第１ビームを有し、前記側面に形成された第１開口部及び前記第１ビームに形成され前記第１開口部に対向する第２開口部を有し、前記第１開口部と前記第２開口部との間に前記制御端子を収納する端子収納領域を有し、前記絶縁基板の前記主面側に配置され、前記回路板及び前記半導体チップを覆っており、前記被固定部の前記第１面が前記端子収納領域から前記上面側に露出しているケースと、
第３面及び前記第３面に対向する第４面を有し、前記第４面の前方側に設けられ、前記前方側にテーパーが形成されている第１突起部、前記第４面の後方側に設けられ、前記前方側にテーパーが形成されている第２突起部及び前記第１突起部と前記第２突起部の間に設けられた凹部を有し、ナットを収容しているナット収容部材と、
を有し、
前記ナット収容部材は前記第１開口部から前記被固定部の前記第２面側を通り前記第２開口部に挿入され、前記第１突起部は前記第２開口部の下端に接し、前記第２突起部は前記第１開口部の下端に接している半導体装置。
【請求項２】
前記ケースが、前記第１開口部と前記第２開口部の間に、前記端子収納領域に面して配置された第２ビームを有し、
前記ナット収容部材が、前記第３面及び前記第４面に接続する第１側面及び前記第１側面の反対側の第２側面を有し、前記第１側面上に配置された第３突起部を有し、
前記ナット収容部材が前記被固定部の前記第２面側の前記端子収納領域を通って挿入され、前記第３突起部が前記制御端子を前記第２ビーム側に押し付けている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
さらに、前記ケースが、前記第１開口部と前記第２開口部の間に、前記端子収納領域を挟んで前記第２ビームに対向して配置された第３ビームを有し、
前記ナット収容部材が、前記第２側面上に配置された第４突起部を有し、
前記ナット収容部材が前記被固定部の前記第２面側の前記端子収納領域を通って挿入されており、前記第４突起部が前記制御端子を前記第３ビーム側に押し付け得る請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２ビーム及び前記第３ビームが前記第１ビームと平行に配置されている請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３突起部が、前記第１側面上の前記第３面寄りに配置されている請求項２記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ナット収容部材が前記第３面上に第５突起部を備え、
前記ナット収容部材が前記第１開口部から前記被固定部の前記第２面側の前記端子収納領域を通り前記第２開口部に挿入されており、前記第５突起部が前記被固定部の前記第２面側に接し得る請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記前方側から前記後方側への前記第１突起部の長さが、前記第１開口部と前記第２開口部の間の前記端子収納領域の長さより小さい請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１突起部は、さらに、前記後方側にテーパーが形成されている、
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】
前記第１突起部の高さは、１５０μｍ〜２００μｍである、
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２突起部の高さは、１５０μｍ〜２００μｍである、
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記ナット収容部材は、前記ナットを収容するナット収容部と、前記ナット収容部内に設けられた、圧入された前記ナットを押圧するナット固定部と、を有する、
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の前記半導体装置の製造方法であって、
前記第１開口部の前記下端に前記第１突起部を接触させた後、前記凹部を接触させながら、前記ナット収容部材を前記第１開口部から前記第２開口部へ向かって挿入する工程を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
さらに、前記第１突起部を前記第２開口部の前記下端に接触させた後、前記第２突起部を前記第１開口部の前記下端に接触させて、前記ナット収容部材を前記ケースに対し嵌合する工程を有する請求項１２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】
パワー半導体モジュール（半導体装置）は、電力変換装置等のインバータ装置として広く用いられている。
このような半導体装置では、以下のような構成を成している。例えば、導電パターン付絶縁基板のおもて面に半導体チップがはんだを介して設けられ、当該おもて面に片足部を介して、半導体チップの制御電極に電気的に接続された制御端子が配置されている。このような、導電パターン付絶縁基板及び半導体チップにはケース（樹脂ケース）が取り付けられている。このケースには、ケースの上面に開口部が形成されており、当該開口部から制御端子が露出している。制御端子の梁（ビーム）は、片足部で固定されているために、ビームの剛性が低下して、ケースに対する制御端子の表面の位置ずれが生じやすくなる。そこで、半導体装置では、ケースの開口部から露出した制御端子の下面に、ナットを配置するナット収容部材（樹脂体）が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２４２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ナット収容部材をケースの側面の開口部からケース内に挿入させることで、ナット収容部材を制御端子の下面に配置できる。しかし、この際、ナット収容部材を円滑にケース内に挿入できない場合があり、ケースに対するナット収容部材の実装性（組み立て性）が良くないという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ケースに対するナット収容部材の組み立て性が向上した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】
【０００６】
上記目的を達成するために、積層基板と、半導体チップと、制御端子と、ケースと、ナット収容部材と、を有する半導体装置が提供される。積層基板は絶縁基板と、前記絶縁基板の主面に配置された回路板とを有する。半導体チップは前記回路板上に配置されている。制御端子は、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する被固定部を備え、前記回路板上に配置され、前記半導体チップの制御電極に電気的に接続されている。ケースは、上面、前記上面と接続する側面及び内側に設けられた第１ビームを有し、前記側面に形成された第１開口部及び前記第１ビームに形成され前記第１開口部に対向する第２開口部を有し、前記第１開口部と前記第２開口部との間に前記制御端子を収納する端子収納領域を有している。ケースは、前記絶縁基板の前記主面側に配置され、前記回路板及び前記半導体チップを覆っており、前記被固定部の前記第１面が前記端子収納領域から前記上面側に露出している。ナット収容部材は、第３面及び前記第３面に対向する第４面を有し、前記第４面の前方側に設けられ、前記前方側にテーパーが形成されている第１突起部、前記第４面の後方側に設けられ、前記前方側にテーパーが形成されている第２突起部及び前記第１突起部と前記第２突起部の間に設けられた凹部を有し、ナットを収容している。さらに、前記ナット収容部材は前記第１開口部から前記被固定部の前記第２面側を通り前記第２開口部に挿入され、前記第１突起部は前記第２開口部の下端に接し、前記第２突起部は前記第１開口部の下端に接している。
また、上記目的を達成するために、上記の半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上記の半導体装置は、組み立て性が向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の半導体装置に含まれるケースを示す図（その１）である。
【図３】第１の実施の形態の半導体装置に含まれるケースを示す図（その２）である。
【図４】第１の実施の形態の半導体装置に含まれる積層基板を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の半導体装置に含まれる積層基板の制御端子を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の半導体装置に含まれるナット収容部材を示す図である。
【図７】第１の実施の形態におけるケースに対するナット収容部材の挿入を説明するための断面図である。
【図８】第１の実施の形態におけるケースに対するナット収容部材の挿入を説明するための底面図である。
【図９】第２の実施の形態の半導体装置に含まれるナット収容部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
まず、第１の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。
【００１０】
図１は、第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。
なお、図１（Ａ）は、半導体装置１０の上面外観図を、図１（Ｂ）は、半導体装置１０の側面外観図をそれぞれ表している。
【００１１】
半導体装置１０は、積層基板３２と、半導体チップ３９と、制御端子３３と、当該積層基板を覆っているケース２０と、ナット収容部材４０とで構成されている。
当該ケース２０には、下面側に配置される放熱用金属基板３１とともに半導体装置１０を冷却器等にネジ止めするためのネジ孔２３が形成されている。また、ケース２０には、端子収納領域２１が側面に対して形成されている。端子収納領域２１には、制御端子３３及びナット収容部材４０が配置されている。ケース２０には、同様に、端子収納領域２２が配置されている。端子収納領域２２には、主端子３６及びナット収容部材５０が配置されている。放熱用金属基板３１は例えば銅、アルミニウム等の金属材料からなる。ケース２０は放熱用金属基板３１に接着され得る。ケース２０の内部は積層基板３２や半導体チップ３９を覆うようにゲルで封止されている。
【００１２】
次に、ケース２０について、図２及び図３を用いて説明する。
図２及び図３は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれるケースを示す図である。
なお、図２（Ａ）は、ケース２０の上面外観図を、図２（Ｂ）は、ケース２０の側面外観図をそれぞれ表している。また、図３（Ａ）は、図２（Ａ）のケース２０に対する一点鎖線Ｘ−Ｘにおける断面図を、図３（Ｂ）は、ケース２０の下面図をそれぞれ表している。
【００１３】
ケース２０は、下面側に配置される放熱用金属基板３１に設けられた孔２３ａと同軸となるネジ孔２３が四隅にそれぞれ形成されている。
ケース２０は、図２に示されるように、上面と上面に接続する側面を有する箱状の容器であり、側面に第１開口部２１ａがそれぞれ形成されている。また、図３に示されるように、ケース２０内部には、第１開口部２１ａに対向する位置に、第２開口部２１ｃが形成された第１ビーム（梁）２１ｂが設けられている。
【００１４】
端子収納領域２１は、第１開口部２１ａと第２開口部２１ｃを含み、第１開口部２１ａと第２開口部２１ｃとの間に構成されている。端子収納領域２１は、図１で説明したように、制御端子３３が実装される領域であり、制御端子３３のおもて面が表出される開口部２１ｅがケース２０の上面側に設けられている。第１開口部２１ａは上端のない切り欠きであってもよく、第１開口部２１ａと開口部２１ｅはつながっていてもよい。なお、制御端子３３の詳細については後述する。また、ケース２０内には、一対の第２ビーム２４ａａ及び第３ビーム２４ａｂが、端子収納領域２１に面し、端子収納領域２１を挟んで対向するように配置されている。第２ビーム２４ａａ及び第３ビーム２４ａｂは、いずれか一方のみがケース２０内に配置されてもよく、また図３（Ｂ）に示すように、紙面垂直方向に沿って、第１ビーム２１ｂ及び第１開口部２１ａに平行に形成されてもよい。
【００１５】
また、ケース２０には、図２に示されるように、側面に開口部２２ａが形成されている。図３に示されるように、開口部２２ａからケース２０の内部に通じる端子収納領域２２が開口されている。端子収納領域２２は、図３（Ａ）中下側に、開口部２２ａと平行に、ビーム２２ｃ，２２ｂがそれぞれ形成されている。さらに、図３（Ｂ）に示されるように、一対のビーム２４ｂ，２４ｃが、端子収納領域２２を挟んでケース２０の短手方向に沿って、また、図３（Ｂ）中紙面垂直方向に沿って、ビーム２２ｃ，２２ｂと平行にそれぞれ形成されている。このように構成される端子収納領域２２に、ナット収容部材５０が開口部２２ａからケース２０内に挿入される。
【００１６】
次に、このようなケース２０に覆われている半導体装置１０の内部構造について、図４及び図５を用いて説明する。
図４は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれる積層基板等を示す図であり、図５は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれる制御端子を示す図である。
【００１７】
なお、図４（Ａ）は、内部構造の上面図であり、図４（Ｂ）は、内部構造の側面図である。また、図５（Ａ）は、制御端子３３のケース２０の開口部２１ｅから表出されている側面図を、図５（Ｂ）は、制御端子３３の上面図を、図５（Ｃ）は、制御端子３３の別の側面図をそれぞれ表している。
【００１８】
積層基板３２は絶縁基板３２ａと、絶縁基板３２ａの主面に配置された回路板３２ｂとを有する。積層基板３２は回路板３２ｂの反対側の絶縁基板３２ａ上に金属板をさらに有してもよい。半導体装置１０は放熱用金属基板３１（放熱ベース）を備えることができる。積層基板３２は放熱用金属基板３１上にはんだ等（図示を省略）で固着されている。また、回路板３２ｂには、主端子（主回路端子）３６と、制御端子３３と、半導体チップ３９とがはんだ３８で固着されている。はんだに替えてロウ材や焼結材を用いて実装してもよい。さらに、積層基板３２上では、半導体チップ３９同士、半導体チップ３９と回路板３２ｂとがボンディングワイヤ（図示を省略）により電気的に接続され、回路を構成している。制御端子３３は半導体チップ３９の制御電極に電気的に接続されている。
【００１９】
ケース２０が積層基板３２の主面側に配置され、回路板３２ｂ及び半導体チップ３９を含む内部構造を覆うと、主端子３６は、ケース２０の端子収納領域２２に収納されて主端子３６のおもて面が端子収納領域２２から表出される。また、ナット収容部材５０が、端子収納領域２２に収納された主端子３６の下側を通過して端子収納領域２２に挿入される。
【００２０】
また、制御端子３３は、端子収納領域２１に収納されて制御端子３３のおもて面が端子収納領域２１の開口部２１ｅからケース２０の上面側にそれぞれ表出される。また、ナット収容部材４０が、端子収納領域２１に収納された制御端子３３の下側を通過して端子収納領域２１に挿入される（図１を参照）。
【００２１】
主端子３６は、厚く広いので剛性が強く、また、両梁構造の両足部３７がはんだ３８で固定されるため変形しにくい。主端子３６には、図示を省略する外部配線が接続される。主端子３６と当該主端子３６とに接続される外部配線とは、ナット収容部材５０に埋め込まれたナットに図示しないボルトを装着することで互いに固定される。このように、主端子３６の下に配置されるナット収容部材５０は、主端子３６を固定する働きにより、外部配線と主端子３６を接続する働きをする。
【００２２】
図４，５に示すように、制御端子３３は、片梁構造であり、梁３４を備えている。制御端子３３は梁３４の一端側に片足部３５を備え、片足部３５が回路板３２ｂにはんだ３８で固定されている。また、制御端子３３は梁３４に対し片足部３５の反対側に被固定部３３ａを備えている。被固定部３３ａの前後は屈曲しており、側面から見ると角張ったＪ字の形状をしている（図５（Ｃ））。被固定部３３ａはケース２０内に収納された時、ケース上面側に位置する第１面３３ａ１と、第１面３３ａ１に対向しケース内側に位置する第２面３３ａ２を有する。被固定部３３ａは孔３３ｂを有する。制御端子３３の材料として例えば銅、銅合金、アルミニウム合金等の金属を用い得る。制御端子３３は表面にめっき膜を有してもよい。
【００２３】
制御端子３３において、片足部３５がはんだ３８で固定されているため、梁３４の幅を狭く長くした場合、当該梁３４の剛性が弱く変形しやすいので、被固定部３３ａがケース２０に対し上下、左右に位置ズレを起こしやすい。第１の実施の形態の半導体装置１０では、図１に示すように、制御端子３３の下側を通過して端子収納領域２１にナット収容部材４０を挿入することで、制御端子３３は確実に固定される。このように、制御端子３３の被固定部３３ａの下側（第２面３３ａ２）側を通るように第１開口部２１ａから第２開口部２１ｃへナット収容部材４０を挿入することにより、制御端子３３をケース２０に確実に固定できる。
【００２４】
また、制御端子３３に接続する図示しない外部配線は、ナット収容部材４０に埋め込まれたナットと、孔３３ｂを介して締結可能なボルトにより互いが固定され得る。制御端子３３の下側の端子収納領域２１に挿入されるナット収容部材４０は、制御端子３３を固定し、制御端子３３の表面高さを精度よく揃えるので、外部配線と制御端子３３との接続を容易にすることができる。
【００２５】
図５に示すように、ケース２０の開口部２１ｅは、内部で広く、上面側で狭いテーパー状を成している（図５（Ａ））。この開口部２１ｅのテーパー部に接する制御端子３３の接触箇所（肩部と称する）は、このテーパーに合う（フィットする）ようにテーパー状に形成されている。
【００２６】
開口部２１ｅのテーパー部と制御端子３３の接触箇所とは、互いにテーパー状の箇所で接触するように構成されている。開口部２１ｅのテーパー部と制御端子３３の接触箇所とをテーパー状にすることで、例えば、制御端子３３が傾いて片方のテーパーに接触した場合には、ナット収容部材４０を挿入する過程で両方のテーパー状の箇所が接触する。制御端子３３の肩部が開口部２１ｅのテーパー部に収まり、両方のテーパーが接触することで、制御端子３３のおもて面（第１面３３ａ１）はケース２０の表面に対して平行になり、制御端子３３の表面高さを高精度で揃えることができる。さらに、ナット収容部材４０を挿入することで、制御端子３３の開口部２１ｅに対する位置ずれ、がたつきを防止できる。
【００２７】
なお、開口部２１ｅのテーパー部の形状は、外部から内部に向かって広がっており、ケース２０の接触箇所が収まるようなテーパー形状になっていればよい。開口部２１ｅのテーパー部を幅全体にわたってテーパー形状としてもよいし、当該テーパー部に部分的に凹部を形成し、この内部をケース２０の接触箇所を収容するようなテーパー形状としてもよい。また、直線的なテーパー、すり鉢（コーン）状のテーパーいずれも用いることができる。
【００２８】
次に、ナット収容部材について、図６を用いて説明する。
図６は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれるナット収容部材を示す図である。
なお、図６（Ａ）は、ナット収容部材４０の上面図、図６（Ｂ）は、ナット収容部材４０の側面図、図６（Ｃ）は、ナット収容部材４０の下面図をそれぞれ表している。また、図６（Ｂ）では、ナット収容部４３を破線で示している。
【００２９】
ナット収容部材４０は、上面（第３面４０１）及び上面に対向する下面（第４面４０２）を少なくとも備え、直方体状の胴体部４１と、突出部４２と、ナット収容部４３と、第５突起部４４と、第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂと、第１突起部４６と、第２突起部４７とを有する。
【００３０】
突出部４２はナット収容部材４０の前方側に配置されている。突出部４２は、胴体部４１の下面側の前方側端部にから突出するように形成されている。ナット収容部材４０は、前方の突出部４２側から、ケース２０に挿入される。突出部４２は、挿入方向前方にテーパー状に加工することも可能である。
【００３１】
ナット収容部４３は、ナット収容部材４０（胴体部４１）の上面側に設けられた開口部であって、ナットが収容される領域である。なお、ナット収容部４３の開口深さは、例えば、ナット収容部材４０（胴体部４１）の半分の高さ程度である。
【００３２】
第５突起部４４は、ナット収容部材４０（胴体部４１）の上面側であって、ナット収容部４３の周囲に複数箇所（例えば、４か所）設けられている。また、第５突起部４４は、例えば、高さが０．１ｍｍ程度であって、直径が０．１ｍｍ程度の半球状を成している。これは、ナット収容部材４０を制御端子３３の下側の端子収納領域２１に挿入した際に、第５突起部４４が制御端子３３に円滑に摺動して、ナット収容部材４０を円滑に端子収納領域２１に収納するためである。なお、第５突起部４４は、図６では、４か所に形成されている場合を例示しているが、４か所にかぎらず、少なくとも３か所に形成されていることが望ましい。
【００３３】
第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂは、ナット収容部材４０（胴体部４１）の側面４０３の中央部近傍にそれぞれ取り付けられ得る。対向する２つの側面４０３は、上面（第３面４０１）及び下面（第４面４０２）にそれぞれ接続している。また、第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂは、挿入方向前方（突出部４２側）がテーパー状に加工されている。第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂはナット収容部材４０の上面寄りに配置されてもよい。これらの突起部を制御端子３３の肩部の近くに接触する様、配置することにより、制御端子３３をケース２０に対し一層確実に固定し得る。
【００３４】
第１突起部４６は、ナット収容部材４０の下面の挿入方向前方に設けられている。第１突起部４６は、図６では、突出部４２の挿入方向前方から、胴体部４１にかけて設けられている。第１突起部４６は、挿入方向前方及び後方がテーパー状に加工されていてもよい。
【００３５】
第２突起部４７は、ナット収容部材４０の下面の挿入方向後方に第１突起部４６から距離を空けて設けられている。第２突起部４７は、挿入方向前方にテーパー状に加工されていてもよい。
【００３６】
さらに、ナット収容部材４０は下面側に、第１突起部４６と第２突起部４７の間に、第１突起部４６と第２突起部４７によって規定される凹部４８を有する。
ナット収容部材４０は、第１開口部２１ａと第２開口部２１ｃの間の端子収納領域２１に、被固定部３３ａの第２面３３ａ２側を通るように配置され、第１突起部４６は第２開口部２１ｃの下端に、第２突起部４７は第１開口部２１ａの下端にそれぞれ接している。
【００３７】
なお、第１突起部４６及び第２突起部４７は、同じ高さであって、例えば、１５０μｍ〜２００μｍ程度である。
このようなナット収容部材４０は、例えば、樹脂を用いた射出成形により、胴体部４１と、突出部４２と、ナット収容部４３と、第５突起部４４と、第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂと、第１突起部４６と、第２突起部４７とが一体的に形成されている。ナット収容部材４０とケース２０の材料として、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂を用いることができる。
【００３８】
次に、このようなナット収容部材４０のケース２０に対する挿入について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、第１の実施の形態におけるケースに対しナット収容部材を挿入し半導体装置を組み立てる工程を説明するための断面図であり、図８は、第１の実施の形態におけるケースに対するナット収容部材の挿入を説明するための底面図である。
【００３９】
なお、図７及び図８は、それぞれ、ナット収容部材４０が挿入される端子収納領域２１の断面図及び底面図をそれぞれ拡大したものである。また、図７及び図８では、制御端子３３の位置を破線で表している。
【００４０】
まず、図７（Ａ）及び図８（Ａ）に示されるように、ナット収容部材４０の突出部４２をケース２０の第１開口部２１ａに挿入する。
この際、ナット収容部材４０は、ナット収容部材４０の下面の挿入方向前方の第１突起部４６が、第１開口部２１ａの下端２１ａｅ並びに第１開口部２１ａに設けられたガイド部２１ｄに接触しスライドしながら、ケース２０内部に挿入される。
【００４１】
次いで、このようなナット収容部材４０をさらにケース２０内に挿入すると、図７（Ｂ）に示されるように、第１突起部４６が、第１開口部２１ａの下端２１ａｅ並びにガイド部２１ｄを乗り越える。凹部４８が第１開口部２１ａの下端２１ａｅ並びにガイド部２１ｄに接触する。これにより、ナット収容部材４０の胴体部４１の下面が第１開口部２１ａの下端２１ａｅ並びにガイド部２１ｄに載置された状態で、ナット収容部材４０がケース２０内に挿入される。この際、第５突起部４４を含むナット収容部材４０の上面は、第１開口部２１ａの上部と接触しない。第１開口部２１ａの下端に第１突起部４６を接触させた後、凹部４８を接触させながら、ナット収容部材４０を第１開口部２１ａから第２開口部２１ｃへ向かって挿入する工程により、ナット収容部材４０がその前方側が下方向に傾いた状態で第１開口部２１ａに挿入された場合でも、ナット収容部材４０の姿勢が修正される。
【００４２】
また、図８（Ｂ）に示されるように、ナット収容部材４０の側面に設けられた第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂは、第１開口部２１ａの側部とそれぞれ接触して、ナット収容部材４０がケース２０内の中央へ挿入される。
【００４３】
次いで、このようなナット収容部材４０をさらにケース２０内に挿入すると、図７（Ｃ）に示されるように、ナット収容部材４０の第１突起部４６と第２突起部４７とが順に、第２開口部２１ｃの下端（第１ビーム２１ｂ）と第１開口部２１ａの下端２１ａｅとにそれぞれ乗りあげて、突出部４２が第２開口部２１ｃに挿入される。この際、ナット収容部材４０の第１突起部４６が第２開口部２１ｃの下端（第１ビーム２１ｂ）に接触し、ナット収容部材４０の第２突起部４７が第１開口部２１ａの下端２１ａｅに接触して、ナット収容部材４０がケース２０に嵌合する。さらに、ナット収容部材４０の第５突起部４４が制御端子３３を図中上側に支持することで、制御端子３３がケース２０に対し固定される。
【００４４】
また、この際、図８（Ｃ）に示されるように、ナット収容部材４０の側面の第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂが制御端子３３を介して第２ビーム２４ａａ及び第３ビーム２４ａｂにそれぞれ当接する。これにより、ナット収容部材４０がケース２０の端子収納領域２１に対して中央部に位置合わせされ、固定される。なお、第３突起部４５ａと第２ビーム２４ａａの組合せ、及び、第４突起部４５ｂと第３ビーム２４ａｂの組合せのいずれか一方のみを配置してもよい。
【００４５】
このように上記半導体装置１０では、積層基板３２と半導体チップ３９との上部を覆うようにケース２０が設けられている。ケース２０には側面に形成された第１開口部２１ａと第１開口部２１ａに対向する第２開口部２１ｃが形成されている。第２開口部２１ｃはケース２０の内側に設けられた第１ビーム２１ｂに配置される。第１開口部２１ａと第２開口部２１ｃとの間には、制御端子３３を収納し得る端子収納領域２１が設けられている。端子収納領域２１から制御端子３３の被固定部３３ａがケース２０の上面側に露出している。
【００４６】
さらに、半導体装置１０は、表出された制御端子３３を介して貫通して延びるボルトと締結し得るように埋め込まれたナットと、第１開口部２１ａから端子収納領域２１を通り第２開口部２１ｃに挿入されると、第２開口部２１ｃの下端に当接する、下面の挿入方向の前方に設けられた第１突起部４６と、第１開口部２１ａの下端２１ａｅに当接する、下面の挿入方向の後方に設けられた第２突起部４７と、を有するナット収容部材４０を備える。
【００４７】
このような半導体装置１０では、ナット収容部材４０が、ケース２０（端子収納領域２１）内に第１開口部２１ａから挿入される際に、ナット収容部材４０の第１突起部４６及び第２突起部４７が、第１開口部２１ａ及び第２開口部２１ｃの両方または一方に対し摺動し、また、乗り越える。最終的には、ナット収容部材４０は、第１突起部４６が第２開口部２１ｃの下端に、第２突起部４７が第１開口部２１ａの下端２１ａｅに接触して、ケース２０（端子収納領域２１）に収納される。このようにしてナット収容部材４０は、例えば、組み立て開始時に端子収納領域２１に対し平行に挿入されなくても、挿入方向先端部が第１ビーム２１ｂに衝突することなく、ケース２０内に安定して挿入される。このため、ナット収容部材４０は、ケース２０の端子収納領域２１内に確実に収納されるようになり、ナット収容部材４０のケース２０に対する組み立て性が向上するようになる。
【００４８】
また、ナット収容部材４０は、胴体部４１の側面に第３突起部４５ａが設けられている。反対側の側面には第４突起部４５ｂが設けられている。ナット収容部材４０が、ケース２０（端子収納領域２１）内に第１開口部２１ａから挿入されると、第３突起部４５ａが制御端子３３の一端部に当接し、第２ビーム２４ａａ側に押し付ける。第４突起部４５ｂは第２ビーム２４ａａに対向する第３ビーム２４ａｂ側に制御端子３３の他端部を押し付け得る。また、ナット収容部材４０の第５突起部４４が被固定部３３ａの第２面３３ａ２に接触し、制御端子３３を上面側に支持する。これにより、ナット収容部材４０並びに制御端子３３が端子収納領域２１の中央に高精度に位置合わせされ、固定されるようになる。したがって、このようにしてナット収容部材４０と制御端子３３が位置合わせされると、ナット収容部材４０のナットに対するボルトの組み立て性が向上する。第４面４０２の前方（突出部４２）側から後方（第２突起部４７）側への方向において、第１突起部４６の長さが第１開口部２１ａと第２開口部２１ｃの間の端子収納領域２１の長さより小さいとよい。第１突起部４６の長さが小さいと、図７（Ｂ）に示すように、凹部４８が第１開口部２１ａの下端によって支持され得る。
【００４９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、第１の実施の形態のナット収容部材４０とは異なる場合について図９を用いて説明する。
【００５０】
図９は、第２の実施の形態の半導体装置に含まれるナット収容部材を示す図である。
なお、図９（Ａ）は、ナット収容部材４０ａの上面図を、図９（Ｂ）は、ナット収容部材４０ａの側面図をそれぞれ表している。また、図９（Ｂ）では、第３突起部４５ａ及び第４突起部４５ｂの記載は省略している。
【００５１】
ナット収容部材４０ａは、第１の実施の形態のナット収容部材４０と同じ構成には同じ符号を付している。ナット収容部材４０ａは、図９（Ａ）に示されるように、第１の実施の形態のナット収容部材４０に対して、ナット収容部４３内の内壁のナットの各辺に対応する３箇所にナット固定部４３ａがそれぞれ設けられている。
【００５２】
このようなナット収容部材４０ａのナット収容部４３にナットを収納する際には、ナットを圧入してナット固定部４３ａを押圧する。ナット収容部４３に圧入されて収納されたナットは、ナット固定部４３ａから押圧されて、ナット収容部４３に対して高精度に位置合わせされて固定される。このようにしてナットが収納されたナット収容部材４０ａを、第１の実施の形態と同様にして、ケース２０の端子収納領域２１に挿入すると、ナット収容部材４０ａのナット収容部４３に対してナットが高精度に位置合わせされて、さらに、ナット収容部材４０ａ並びに制御端子３３が端子収納領域２１の中央に高精度に位置合わせされ、固定されるようになる。したがって、このようにしてナット収容部材４０ａとナットが位置合わせされ、また、ナット収容部材４０ａと制御端子３３が位置合わせされると、ナット収容部材４０ａのナットに対するボルトの組み立て性がさらに向上する。
【００５３】
なお、ナット固定部４３ａは、ナット収容部４３内に少なくとも３か所以上設けられていればよい。また、ナット固定部４３ａの高さは、圧入されるナットを確実に押圧して固定できる高さであればよく、例えば、図９（Ｂ）に示されるように、ナット収容部４３底面からの高さ（深さ）の半分以下、３分の１以上であることが望ましい。
【符号の説明】
【００５４】
１０  半導体装置
２０  ケース
２１，２２  端子収納領域
２１ａ  第１開口部
２１ｂ  第１ビーム
２１ｃ  第２開口部
２１ｄ  ガイド部
２１ｅ，２２ａ  開口部
２２ｂ，２２ｃ，２４ｂ，２４ｃ  ビーム
２４ａａ  第２ビーム
２４ａｂ  第３ビーム
２３  孔
３１  放熱用金属基板
３２  積層基板
３２ａ  絶縁基板
３２ｂ  回路板
３３  制御端子
３４  梁
３５  片足部
３６  主端子
３７  両足部
３８  はんだ
３９  半導体チップ
４０，５０  ナット収容部材
４１  胴体部
４２  突出部
４３  ナット収容部
４４  第５突起部
４５ａ  第３突起部
４５ｂ  第４突起部
４６  第１突起部
４７  第２突起部
４８  凹部
【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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