(57)【要約】  半導体装置は、回路板を有する積層基板と、回路板に固定された半導体チップと、筒形状である先端部と、筒以外の形状である配線部を有し、先端部と配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、回路板と先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材とを備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路板を有する積層基板と、
前記回路板に固定された半導体チップと、
筒形状である先端部と、筒以外の形状である配線部を有し、前記先端部と前記配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、
前記回路板と前記先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材と、
を備えた半導体装置。
【請求項２】
回路板を有する積層基板と、
おもて面に電極を備え、裏面が前記回路板に固定された半導体チップと、
筒形状である先端部と、筒以外の形状である配線部を有し、前記先端部と前記配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、
前記電極と前記先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材と、
を備えた半導体装置。
【請求項３】
前記先端部は、筒の軸方向に延びるギャップを有する請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ギャップは、前記先端部と前記配線部との連結箇所に対向する箇所に設けられる請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記先端部は、筒の軸に直交する断面が一辺の開口した四角形状である請求項３記載の半導体装置。
【請求項６】
前記先端部は、前記接合材で接続される側に１以上のスリットを有する請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記スリットは複数備えられ、
何れか２つの前記スリットが互いに対向する位置に配置されている請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記先端部の前記筒の軸に直交する断面および前記電極は四角形状であり、
前記先端部の断面のいずれか一辺は、前記電極のいずれか一辺より長い請求項２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記配線部が板形状である請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記配線部が、前記積層基板と前記半導体チップを収容する筐体の外部に導出されている請求項１又は２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一つであるパワー半導体モジュールは、積層基板と、半導体チップと、筐体と、端子とを備えている。積層基板は、例えば回路板、絶縁板及び金属板を順次に積層して構成されている。また、半導体チップは回路板の一つの領域に接合材により電気的及び機械的に接続されている。また、筐体は金属基板と半導体チップとを収容し、筐体内は封止材で充填されている。端子の一端は、半導体チップのおもて面に設けられた電極や回路板に、接合材により電気的及び機械的に接続され、他端は筐体から外部に導出されている。接合材は、例えばはんだである。【０００３】
パワー半導体モジュールの端子は、大きく分けて２種類あり、その一つは主端子である。主端子は、半導体チップ等を経由して主電流を流すことが主な機能である。もう一つは制御端子であり、これはセンス端子とも呼ばれる。制御端子は、半導体チップに制御信号を入力し、また、温度検出用の信号を導くことが主な機能である。【０００４】
主端子は、回路板と接合する部分の断面積が、電流定格に応じて必要となる所定の面積を有している。また、信頼性確保の観点から、主端子と回路板は、十分に接合できるような形状にはんだ付けされている。一方、制御端子は、微小な電流しか流れず、又は電圧のみが印加される。そのため、制御端子は、半導体チップのおもて面電極や回路板と接合する部分の面積が、主電流の電流定格によらず、製品のパッケージ形状に応じた所定の面積を有している。端子と接合される半導体チップのおもて面電極や回路板の領域は、端子の先端よりも大きな面積を有している。【０００５】
特許文献１には、導電板よりなり、Ｌ字形に折り曲げられている先端を有する端子が図示されている。また、特許文献２には、線材ピンと、線材ピンを挿入する筒状部から構成される端子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６６０３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８３１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｌ字形に折り曲げられている先端を有する端子と回路板との接合の際は、回路板に塗布されたはんだペースト上に端子の先端が重ねられて加熱される。加熱により溶融したはんだは、表面張力により端子の先端付近で凝集する。
しかし、溶融したはんだの一部が飛散して回路板の側面に付着することがあった。これは絶縁不良を発生させるおそれがあった。また、溶融したはんだが、回路板の端部まで広がった状態になることがあった。これはパワー半導体モジュールのヒートサイクル試験やヒートショック試験の際に、はんだと回路板との線膨張係数の差により熱応力が生じ、絶縁板から回路板が剥離するおそれがあった。
上記の絶縁不良や剥離の対策として、端子の接合位置を回路板の端部から離すことや、回路板の面積を端子の先端の断面積に対して十分に大きくすることが行われている。しかし、これらの対策は回路板の配置の自由度を制限する。【０００８】
本発明は上記の問題を有利に解決するものであり、回路板と絶縁板との剥離や絶縁不良を抑制することができ、また、回路板の配置の自由度を向上させることができる半導体装置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】
【０００９】
本発明の一様態の半導体装置は、回路板を有する積層基板と、上記回路板に固定された半導体チップと、筒形状である先端部と、筒以外の形状である配線部を有し、上記先端部と上記配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、上記回路板と上記先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材とを備えたものである。【００１０】
また本発明の別の様態の半導体装置は、回路板を有する積層基板と、おもて面に電極を備え、裏面が上記回路板に固定された半導体チップと、筒形状である先端部と、筒以外の形状である配線部を有し、上記先端部と上記配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、上記電極と上記先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体装置によれば、回路板と絶縁板との剥離や絶縁不良を抑制することができ、また、回路板の配置の自由度を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施形態１の半導体装置の模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施形態１の端子の説明図である。
【図３】図３は、実施形態１の端子の作用効果の断面図である。
【図４】図４は、実施形態２の端子の説明図である。
【図５】図５は、実施形態３の端子の説明図である。
【図６】図６は、実施形態４の端子の説明図である。
【図７】図７は、実施形態３及び実施形態４の端子の作用効果の断面図である。
【図８】図８は、参考例の端子を半導体チップとの接続に用いた場合の平面図である。
【図９】図９は、実施形態５の端子を半導体チップとの接続に用いた場合の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、本発明の半導体装置の実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
図１に模式的な断面図で示す本実施形態の半導体装置１は、パワー半導体モジュールの例である。半導体装置１は、積層基板３と、半導体チップ５と、端子７〜９と、接合材６とを備えている。さらに半導体装置１は、ベース板２と、枠体１１と、封止材１２と、蓋１３とを備えている。
【００１４】
積層基板３は、絶縁板３ａと、絶縁板３ａの一方の面に設けられた金属板３ｂと、絶縁板３ａのもう一方の面に設けられた回路板３ｃとで構成されている。絶縁板３ａ及び金属板３ｂは、略四角形の平面形状を有している。絶縁板３ａは例えば窒化アルミニウムや窒化珪素、酸化アルミニウム等の絶縁性セラミックスよりなり、金属板３ｂ、回路板３ｃは、例えば銅よりなる。積層基板３は、これらの絶縁板３ａと金属板３ｂ、回路板３ｃとを直接接合したＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｂｏｎｄ）基板等を用いることができる。金属板３ｂは、ベース板２の主面と、はんだなどの接合材４により接合されている。
回路板３ｃは、図示した例では所定の回路が構成された３ｃ１、３ｃ２を有している。回路板３ｃ１に半導体チップ５が、導電性の接合材６、例えばはんだにより接合されている。導電性の接合材ははんだ、金属ペースト及び導電性接着剤から選択される１種とすることができる。
【００１５】
半導体チップ５は、おもて面および裏面にそれぞれ電極が設けられている。そして、裏面の電極がはんだなどの導電性の接合材４を介して、回路板３ｃ１に電気的かつ機械的に接続されている。「電気的かつ機械的に接続されている」とは、対象物同士が直接接合により接続されている場合に限られず、はんだや金属焼結材などの導電性の接合材を介して対象物同士が接続されている場合も含むものとし、以下の説明でも同様である。
半導体チップ５は、具体的には、例えばショットキーバリアダイオードやパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などである。半導体チップ５はシリコン半導体でもよいし、ＳｉＣ半導体でもよい。半導体チップ５が炭化ケイ素（ＳｉＣ）パワーＭＯＳＦＥＴである場合は、シリコン半導体チップに比べて高耐圧で、かつ高周波でのスイッチングが可能であるために、本実施形態の半導体装置の半導体チップ５として最適である。もっとも、半導体チップ５は、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴに限定されず、スイッチングの動作が可能な半導体素子の一個又は複数個の組み合わせであればよい。
本実施形態では一例として半導体チップ５がＩＧＢＴである場合について説明する。この場合、半導体チップ５の裏面の電極はコレクタ電極であり、おもて面の電極はエミッタ電極及びゲート電極である。
【００１６】
回路板３ｃ１に、主端子である端子７がはんだなどの導電性の接合材６により電気的かつ機械的に接合されている。端子７は半導体チップ５の裏面のコレクタ電極と電気的に接続している。また、半導体チップ５のおもて面のエミッタ電極に、主端子である端子８がはんだなどの導電性の接合材６により電気的かつ機械的に接続されている。更に、回路板３ｃ２に、半導体チップ５のゲート電極と電気的に接続する制御端子である端子９が、はんだなどの導電性の接合材６により電気的かつ機械的に接続されている。回路板３ｃ２と半導体チップのゲート電極とは、ボンディングワイヤ１０により電気的に接続されている。すなわち、本実施形態において端子７はコレクタ端子、端子８はエミッタ端子、端子９はゲート端子である。
【００１７】
放熱用の金属製のベース板２は、熱伝導性が良好な金属、例えば銅等よりなり、略四角形の平面形状を有している。
ベース板２の周縁には、樹脂よりなる枠体１１が図示しない接着剤に接着されている。また枠体１１の上部には、蓋１３が固定されている。ベース板２、枠体１１、蓋１３により、半導体装置１の筐体が構成されている。そして筐体内に積層基板３や半導体チップ５が収容されて、絶縁性を高める封止材１２が充填されている。
【００１８】
図２に、端子７〜９の正面図（図２（Ａ））、側面図（図２（Ｂ））及び平面図（図２（Ｃ））を示す。また、図２（Ｄ）は、先端部形成前の端子７〜９の展開図である。
端子７〜９は、先端部２０と配線部２１から構成されている。先端部２０は、接合材６を用いて、回路板３ｃや半導体チップ５のおもて面電極と電気的かつ機械的に接続されている。また配線部２１は、先端部２０に接続された箇所から、半導体装置１の所定の箇所へ電気配線を行う機能を有している。そして先端部２０は筒形状であり、配線部２１は筒形状以外の形状（本実施例では板形状）である。先端部２０は、配線部２１と一続きである側面２０ａと、側面２０ａと直交する側面２０ｂ及び２０ｃを有する。そして、側面２０ｂと側面２０ｃの間に、筒の軸方向に延びるギャップ２０ｇが配置されている。すなわち、端子７〜９は、先端部２０と配線部２１が一つの導電部材で構成されている。本実施例においては、図２（Ｄ）の展開図からわかるように、１枚の導電板を折り曲げ線Ｌ１、Ｌ２に沿って折り曲げ加工して、側面２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよびギャップ２０ｇを配置し、筒形状である先端部２０を形成している。図２（Ｃ）で示すように、先端部２０は、３つの側面から構成される概略Ｕ字形の横断面形状を有している。言い換えると、先端部２０の筒の軸に直交する断面が、一辺の開口した四角形状、より具体的には長方形状を有している。
【００１９】
ギャップ２０ｇは、先端部２０の筒の軸方向に延びている。そして、配線部２１と先端部２０の連結箇所である側面２０ａと対向する箇所に設けられている。
端子７〜９の材料は銅板であり、必要に応じてニッケルめっきが施されている。端子７〜９として、一般的なパワー半導体モジュールにおいて用いられる導電板、具体的にはリードと同じ材料を用いれば、材料の入手が容易となる。このため、安価に端子７〜９を製造可能である。
【００２０】
図３を用いて先端部２０を有する端子７〜９（ここでは制御端子である端子９）の作用効果を説明する。端子９の接合の際は、回路板３ｃ２と端子９の先端との間を０．５〜１．０ｍｍ程度の間隔ｃで空けた状態で加熱する。溶融した接合材６は、表面張力により凝集し、端子９の先端に接触する。先端部２０が筒状であるため、溶融した接合材６は毛細管現象により筒状の先端部２０の内部に吸い上げられる。そして溶融した接合材６を冷却して固化すると、回路板３ｃ２と端子９の先端との間にフィレット６ａが形成される。これによって、接合材６が回路板３ｃ２上で占める面積は、先端部２０で囲われた部分とフィレット６ａとの合計である。この面積は、Ｌ字形に折り曲げられた先端を有する特許文献１に記載の端子を用いた場合と比べて小さい。したがって、溶融した接合材６は、回路板３ｃ２の端部まで広がらないので、回路板３ｃが絶縁板３ａから剥離することを抑制することができる。また、溶融した接合材６の一部が飛散して回路板３ｃの端部の側面に付着することを抑制できるので、絶縁不良を抑制することができる。
【００２１】
また、特許文献２に記載の筒状部に比べ、先端部２０は簡素な構造をしていることから、部材のコストを低減することができる。さらに、先端部２０の折り曲げ加工は容易であり、特許文献２に記載の筒状部をあらかじめはんだ付けして、さらに線材ピンを挿入する工程に比べ、工程の削減が可能であり、製造コストを低減することができる。
またさらに、特許文献２に記載の技術においては、筒状部の内部に溶融した接合材が入りすぎると、線材ピンの挿入に支障がでるため、接合材の量の厳密な制御が必要になる。一方本実施形態においては、筒形状の先端部２０の内部に溶融した接合材６が入りすぎても特に支障はないため、接合材の量の厳密な制御は不要である。このため、製造コストを低減できる。なお、先端部２０の高さは、接合材６が過剰であっても先端部２０から溢れないように、先端部２０内に吸い上げられた接合材６の高さよりも高くすることが好ましい。
【００２２】
回路板３ｃと端子９の先端との間隔ｃが０．５〜１．０ｍｍ程度に設定すれば、端子９の先端近傍における接合材６が、良好な形状のフィレット６ａを形成できるので、好ましい。
先端部２０が、ギャップ２０ｇを有していることにより、加熱時に溶融した接合材６は、ギャップ２０ｇを通して筒形状の先端部２０の内外に移動可能である。そのため、先端部２０がギャップ２０ｇを有しない場合に比べて、幅及び高さが大きなフィレット６ａを形成できる。したがって、接合材６の接合強度を高めることができ、接合の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、図１に示す通り、端子７〜９の配線部２１の先端部２０とは反対側の端部を、半導体装置１の筐体の外部に直接導出することもできる。これは端子７〜９が、筒形状の先端部２０により強固に接合されているため、端子７〜９に外部からの応力がかかっても、接合部が剥離することが無いからである。配線部２１を直接筐体の外部に導出することにより、外部導出用の専用の端子が不要になるため、製造コストを低減できる。
【００２４】
また、本実施形態においては、配線部２１が板形状であるが、筒形状以外の形状で、所定の箇所に容易に配線できるのであれば、どのような形状であっても良い。本実施形態において配線部２１が筒形状以外の形状である理由は、筒形状は容易に曲げることが困難なため、配線部が筒形状では所定の箇所まで配線するのが難しいからである。このため、配線部２１の形状は、曲げ加工が容易である板形状や棒形状、線形状などが適している。
なお、本実施形態においては、枠体１１、封止材１２および蓋１３を用いて半導体装置１を構成している。一方で、熱硬化性樹脂を用いたインサート成型により半導体チップ等を封止し、半導体装置を構成することも可能である。これにより、半導体装置の小型化が可能となる。
また、本実施形態においては、接合材６としてはんだを用いているが、液相状態で先端部２０にフィレット６ａを形成できる導電性の接合材であれば、どのような接合材を用いても良い。接合材６としては、例えば金属ペーストや導電性接着剤を用いることもできる。
【００２５】
（実施形態２）
図４に実施形態２の端子７〜９の平面図を示す。これは、実施形態１の図２（Ｃ）に対応する図である。
実施形態２の半導体装置の端子７〜９は、その側面２０ｂ、２０ｃの曲げ加工の加工度を大きくして両側端の間のギャップ２０ｇを小さくしている。これにより先端部２０が、筒の軸に直交する断面形状が概略台形の形状を有している。それ以外は図２、３を用いて説明した実施形態１と同じ構成を有している。本実施形態の端子７〜９は、実施形態１の端子７〜９と同様の作用効果を有している。またさらに、実施形態１よりも接合面積を縮小できるため、狭い領域に端子を接合する場合に有効である
【００２６】
（実施形態３）
図５（Ａ）〜（Ｃ）に実施形態３の端子７〜９について示す。これは、実施形態１の図２（Ａ）、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に対応する図である。
実施形態３の半導体装置の端子７〜９は、筒形状で概略長方形の横断面形状である先端部２０と、板形状の配線部２１を有する。先端部２０は、配線部２１と一続きである側面２０ａと、側面２０ａと直交する側面２０ｂ及び２０ｃと、側面２０ｂ、２０ｃと直交し、これらよりも幅が短い側面２０ｄ及び２０ｅとを有する。そして、側面２０ｄと側面２０ｅの間には、筒の軸方向に延びるギャップ２０ｇが配置されている。図５（Ｃ）の展開図からわかるように、１枚の導電板を折り曲げ線Ｌ１〜Ｌ４に沿って折り曲げ加工して、側面２０ａ〜２０ｅおよびギャップ２０ｇを配置し、筒形状である先端部２０を形成している。
【００２７】
実施形態３の端子７〜９は、先端部２０の横断面形状が相違すること以外は、実施形態１、実施形態２の端子７〜９と同じ構成を有している。そして本実施形態の端子７〜９は、実施形態１、２の端子７〜９と同様の作用効果を有している。さらに本実施形態においては、実施形態１、２に比べ先端部２０の側面の面積が広いため、溶融した接合材６の毛細管現象が起こりやすくなる。
端子７〜９は、実施形態１〜３で説明した長方形や台形の横断面形状を有する先端部２０に限定されず、幾多の変形が可能である。例えば、多角形や円形の横断面形状にできる。先端部２０の内径は、毛細管現象により溶融した接合材６を吸い上げることが可能な径である。
【００２８】
（実施形態４）
図６（Ａ）〜（Ｃ）に実施形態４の端子７〜９について示す。これは、実施形態１の図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｄ）に対応する図である。
実施形態４の半導体装置の端子７〜９は、実施形態３の端子７〜９と同様に、筒形状で概略長方形の横断面形状の先端部２０と、板形状の配線部２１を有する。さらに本実施形態においては、図６（Ｂ）の側面図や図６（Ｃ）の展開図で示すように、側面２０ａ、側面２０ｂ及び側面２０ｃには、接合材６で接続される側に、それぞれ筒の軸方向に延びる複数の、図示例では３つのスリット２０ｓが配置されている。
【００２９】
すなわち実施形態４の端子７〜９は、スリット２０ｓが配置されていること以外は、実施形態３の端子７〜９と同様の構成を有している。したがって、実施形態４の端子７〜９は、実施形態３の端子７〜９と同様の効果を有する。さらに、実施形態４の端子７〜９は、先端部２０にスリット２０ｓが配置されているから、加熱時に溶融した接合材６は、スリット２０ｓを通して筒状の先端部２０の内外に移動可能である。そのため、先端部がスリット２０ｓを有しない場合に比べて、幅及び高さが大きなフィレット６ａが形成される。
【００３０】
スリット２０ｓを有しない実施形態３の断面図を図７（Ａ）に示し、スリット２０ｓを有する実施形態４の断面図を図７（Ｂ）に示す。図７（Ａ）と図７（Ｂ）との対比から実施形態４は、実施形態３よりも接合材６のフィレット６ａが大きい。したがって、実施形態４では、端子７〜９の接合強度をより高めることができるため、接合強度が必要な場合に有効である。また実施形態３では、接合材６の幅を狭くすることができるため、電極や回路板の面積が広く取れない場合など、接合材６の設置面積を狭くしたい場合に有効である。
【００３１】
また、本実施形態においては、対向する側面２０ｂおよび２０ｃにそれぞれスリット２０ｓを配置している。このように互いに対向する位置に２つのスリット２０ｓを配置することにより、接合材６のフィレット６ａを図７（Ｂ）に示すように線対称形状にすることができる。このため、先端部２０において、対向する側面同士の接合力を均等にすることができ、信頼性が向上するため有効である。なお、先に述べたとおり、ギャップ２０ｇもスリット２０ｓと同等の機能を有する。このため、本実施形態に示すように互いに対向する位置にギャップ２０ｇとスリット２０ｓを配置することも有効である。
スリット２０ｓを有する端子７〜９の先端部分の横断面形状は、図６に示した長方形に限定されず、図３に示した台形、その他の多角形や円形の横断面形状にも適用できる。
【００３２】
（参考例）
図８は、特許文献１記載のＬ字形の端子１０８を半導体チップ１０５との接続に用いた場合の平面図である。
Ｌ字形の端子１０８は、半導体チップ１０５のおもて面の電極１０５ｅに、導電性の接合材（図示せず）により電気的かつ機械的に接続されている。また、半導体チップ５に配置されているおもて面電極を長方形状としている。
半導体チップ１０５は、接合材によるチップ裏面と回路板との接合と、接合材によるおもて面と端子１０８との接合とを、同一の加熱工程により実施する場合がある。この場合、半導体チップの裏面側の接合材も溶融しているため、端子１０８の先端形状が電極１０５ｅに比べ相対的に小さい場合は、半導体チップ１０５がその場で回転するおそれがある。
【００３３】
（実施形態５）
図９は、実施形態５の端子８を半導体チップ５との接続に用いた場合の平面図である。
実施形態５では、端子８の側面２０ａ、２０ｂ、２０ｃのいずれか一辺を、半導体チップ５のおもて面にある長方形状の電極５ｅの一辺５ｅ１（短辺）もしくは５ｅ２（長辺）よりも長くしている。言い換えると、端子８の長辺になる側面２０ｂ（２０ｃ）を、電極５ｅの短辺５ｅ１よりも長くしている。これにより、半導体チップ５がその場で回転するのを防止することができる。すなわち本実施形態により、半導体チップ５のセルフアライメントが可能となる。
【００３４】
以上、本発明の半導体装置を図面及び実施形態を用いて具体的に説明したが、本発明の半導体装置は、実施形態及び図面の記載に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で幾多の変形が可能である。例えば、先端部２０は回路板３ｃ又は半導体チップ５の表面に対して垂直に設けられる場合に限られず、所定の角度を有していてもよい。また、先端部２０に、はんだペーストをあらかじめ付着させていてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  半導体装置
２  ベース板
３  積層基板
３ａ  絶縁板
３ｂ  金属板
３ｃ、３ｃ１、３ｃ２  回路板
４  接合材
５  半導体チップ
５ｅ  電極
６  接合材
６ａ  フィレット
７、８、９  端子
１０  ボンディングワイヤ
１１  枠体
１２  封止材
１３  蓋
２０  先端部
２０ａ〜２０ｅ  側面
２０ｇ  ギャップ
２０ｓ  スリット
２１  配線部
【図１】
2016024445.tif 000003
【図２】
2016024445.tif 000004
【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】
2016024445.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月8日(2015.12.8)
【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】
回路板を有する積層基板と、
前記回路板に固定された半導体チップと、
少なくとも両端が開放された中空形状である先端部と、配線部を有し、前記先端部と前記配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、
前記回路板と前記先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材と、
を備え、
前記先端部の開放端の一方が前記回路板と対向し、
前記先端部の開放端の他方が前記配線部と接続されている半導体装置。
【請求項２】
回路板を有する積層基板と、
おもて面に電極を備え、裏面が前記回路板に固定された半導体チップと、
少なくとも両端が開放された中空形状である先端部と、配線部を有し、前記先端部と前記配線部が一つの導電部材で構成されている端子と、
前記電極と前記先端部を電気的かつ機械的に接続する接合材と、
を備え、
前記先端部の開放端の一方が前記回路板と対向し、
前記先端部の開放端の他方が前記配線部と接続されている半導体装置。
【請求項３】
前記先端部は、前記中空の軸方向に延びるギャップを有する請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ギャップは、前記先端部と前記配線部との連結箇所に対向する箇所に設けられる請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記先端部は、前記中空の軸に直交する断面が一辺の開口した四角形状である請求項３記載の半導体装置。
【請求項６】
前記先端部は、前記接合材で接続される側に１以上のスリットを有する請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項７】
前記スリットは複数備えられ、
何れか２つの前記スリットが互いに対向する位置に配置されている請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記先端部の前記中空の軸に直交する断面および前記電極は四角形状であり、
前記先端部の断面のいずれか一辺は、前記電極のいずれか一辺より長い請求項２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記配線部が板形状である請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記配線部が、前記積層基板と前記半導体チップを収容する筐体の外部に導出されている請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記先端部の横断面形状がＵ字形である請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記先端部の横断面形状が長方形もしくは円形である請求項１又は２記載の半導体装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月3日(2016.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
半導体装置の一つであるパワー半導体モジュールは、積層基板と、半導体チップと、筐体と、端子とを備えている。積層基板は、例えば回路板、絶縁板及び金属板を順次に積層して構成されている。また、半導体チップは回路板の一つの領域に接合材により電気的及び機械的に接続されている。また、筐体は積層基板と半導体チップとを収容し、筐体内は封止材で充填されている。端子の一端は、半導体チップのおもて面に設けられた電極や回路板に、接合材により電気的及び機械的に接続され、他端は筐体から外部に導出されている。接合材は、例えばはんだである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
半導体チップ５は、おもて面および裏面にそれぞれ電極が設けられている。そして、裏面の電極がはんだなどの導電性の接合材６を介して、回路板３ｃ１に電気的かつ機械的に接続されている。「電気的かつ機械的に接続されている」とは、対象物同士が直接接合により接続されている場合に限られず、はんだや金属焼結材などの導電性の接合材を介して対象物同士が接続されている場合も含むものとし、以下の説明でも同様である。
半導体チップ５は、具体的には、例えばショットキーバリアダイオードやパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などである。半導体チップ５はシリコン半導体でもよいし、ＳｉＣ半導体でもよい。半導体チップ５が炭化ケイ素（ＳｉＣ）パワーＭＯＳＦＥＴである場合は、シリコン半導体チップに比べて高耐圧で、かつ高周波でのスイッチングが可能であるために、本実施形態の半導体装置の半導体チップ５として最適である。もっとも、半導体チップ５は、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴに限定されず、スイッチングの動作が可能な半導体素子の一個又は複数個の組み合わせであればよい。
本実施形態では一例として半導体チップ５がＩＧＢＴである場合について説明する。この場合、半導体チップ５の裏面の電極はコレクタ電極であり、おもて面の電極はエミッタ電極及びゲート電極である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（参考例）
図８は、特許文献１記載のＬ字形の端子１０８を半導体チップ１０５との接続に用いた場合の平面図である。
Ｌ字形の端子１０８は、半導体チップ１０５のおもて面の電極１０５ｅに、導電性の接合材（図示せず）により電気的かつ機械的に接続されている。また、半導体チップ１０５に配置されているおもて面電極を長方形状としている。
半導体チップ１０５は、接合材によるチップ裏面と回路板との接合と、接合材によるおもて面と端子１０８との接合とを、同一の加熱工程により実施する場合がある。この場合、半導体チップの裏面側の接合材も溶融しているため、端子１０８の先端形状が電極１０５ｅに比べ相対的に小さい場合は、半導体チップ１０５がその場で回転するおそれがある。
【国際調査報告】
2016024445.tif 000012
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