(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に導体層を有するセラミック基板と、
前記セラミック基板の一方の導体層上に接合される半導体素子と、
前記一方の導体層上に前記半導体素子の側面を囲むように配置される枠部材と、
前記半導体素子の上部に固着層によって接合されると共に側面に第１の嵌合部が形成される電極とを備え、
前記枠部材の内壁には、前記電極の前記第１の嵌合部に嵌合する第２の嵌合部と、該枠部材の内壁から前記電極の側面まで延びる第１の位置決め部とが形成される、半導体装置。
【請求項２】
前記枠部材の前記第１の位置決め部と前記電極の側面との間の隙間は、前記枠部材の前記第２の嵌合部と前記電極の前記第１の嵌合部との間の隙間よりも小さく形成される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記枠部材の前記第２の嵌合部の高さは、前記第１の位置決め部の高さよりも高く形成される、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電極の側面には、前記枠部材の前記第１の位置決め部に対応する位置に第２の位置決め部が形成され、前記電極の底面の幅よりも前記半導体素子の被固着面の幅の方が広い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電極の前記第２の位置決め部は、該電極の側面の上部にのみ形成される、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電極における前記半導体素子の被固着面の真上に位置しない箇所が上側に折り曲げられ、前記電極の底面の面積よりも前記半導体素子の被固着面の面積の方が広い、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記電極の底面に前記固着層としての板状はんだを配置するステップと、
前記板状はんだを加圧して塑性変形させることによって、前記板状はんだを前記電極の底面に固定するステップと、
前記板状はんだが固定された前記電極を前記半導体素子の被固着面上に配置するステップと、
前記板状はんだを加熱して溶融させることによって、前記電極の底面を前記半導体素子の被固着面に接合させるステップと
を含む、請求項４〜６のいずれか一項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】
本発明は半導体装置に係り、特に電極が半導体素子に接合される半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は、一般産業用や電鉄用のみならず車載用にも広く使用されている。特に車載用においては、電力用の半導体装置を小型化かつ耐振化することによって、車両内で特に振動の大きいエンジンやトランスミッションの近傍に搭載することができれば、エンジンルーム内での部品レイアウトの自由度が高まり、車両全体の小型化を実現することができる。すなわち、半導体装置の小型化と耐振化が強く求められている。【０００３】
後に詳述するように、半導体装置を小型化かつ耐振化するためには、半導体装置内において電極を半導体素子に接合する際に、高い取り付け精度が必要とされる。特許文献１には、板状の電極を半導体素子に接合する際に生じる位置ずれを抑制するために、セラミック基板上に接合された半導体素子を取り囲むように枠部材を配置し、枠部材の内壁に凸部を形成すると共に電極の側面に凹部を形成し、電極を半導体素子に接合する際に電極の側面の凹部と枠部材の凸部とを嵌合させることによって、電極の位置ずれを最小限に抑制する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０５１８７８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、特許文献１に記載の発明では、電極の側面の凹部と枠部材の凸部とを嵌合させることによって、電極を半導体素子に接合する際の位置ずれを防いでいるが、そのためには、電極の凹部を枠部材の凸部よりも若干大きく形成して、電極を枠部材内に挿入するための隙間を設ける必要がある。そのため、電極を枠部材内に挿入する過程で当該板状の電極が半導体素子の上面と平行に回転することによって位置ずれが生じ、取り付け精度が低下してしまう可能性がある。【０００６】
本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、電極を半導体素子に接合する際に高い取り付け精度を実現することができる、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】
【０００７】
本発明は、両面に導体層を有するセラミック基板と、セラミック基板の一方の導体層上に接合される半導体素子と、一方の導体層上に半導体素子の側面を囲むように配置される枠部材と、半導体素子の上部に固着層によって接合されると共に側面に第１の嵌合部が形成される電極とを備え、枠部材の内壁には、電極の第１の嵌合部に嵌合する第２の嵌合部と、当該枠部材の内壁から電極の側面まで延びる第１の位置決め部とが形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る半導体装置によれば、電極を半導体素子に接合する際に高い取り付け精度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る半導体装置における、第２の固着層の端部の形状の２つの例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る半導体装置における、枠部材と電極との間の隙間の詳細を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例に係る半導体装置の上面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を複数モジュール化して構成される半導体システムの斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１の別の変形例に係る半導体装置の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の上面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る半導体装置の上面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願が開示する半導体装置の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力用の半導体装置１の上面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ’断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ’断面図である。なお、以降の説明においては、図１〜３のＺ軸の正方向を上向きと定義する。
【００１２】
図１〜３に示されるように、電力用の半導体素子１１は、セラミック基板２１上に載置されている。より詳細には、セラミック基板２１は、セラミック層２２、上面導体層２３および下面導体層２４から構成されており、半導体素子１１はセラミック基板２１の上面導体層２３上に第１の固着層３１によって固着されている。
【００１３】
セラミック層２２の材料としては、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁性を有すると共に熱伝導性の高い材料が好適である。また、セラミック層２２の厚みとしては、０．３ｍｍから１ｍｍ程度が産業用として用いられる。
【００１４】
上面導体層２３および下面導体層２４の材料としては、Ｃｕ、Ａｌ、あるいはＣｕとＡｌの積層体などが好適である。また、上面導体層２３および下面導体層２４の厚みとしては、０．２ｍｍから１ｍｍ程度が産業用として用いられる。上面導体層２３および下面導体層２４は、厚いほうが半導体素子１１からの放熱性が高まるが、厚いほどセラミック層２２に対する熱応力も高まる。そのため、破損を防止するためにはマージンを大きく確保する必要があり、実用上は０．３ｍｍ程度が多く用いられる。
【００１５】
第１の固着層３１は、はんだ、あるいはＡｇやＣｕを含む導体材料などの導電性を有すると共に機械的な固着が可能な金属系の物質が好適である。特に、Ａｇなどの高融点の材料を用いることで、半導体素子１１の動作温度が高まったときの第１の固着層３１の信頼性を高めることができる。
【００１６】
半導体素子１１の材料としては、通常はＳｉが用いられるが、ＧａＮやＳｉＣなどの高温動作が可能な素材を用いてもよい。そのような高温動作が可能な材料を用いたほうが、半導体装置１の全体を小型化することができるため、より好適である。
【００１７】
また、上面導体層２３と半導体素子１１の上面には、主回路用の板状の電極４１が取り付けられている。より詳細には、電極４１は、第２の固着層３２によって半導体素子１１上に接合されている。図３に示されるように、電極４１の一端は半導体装置１の上方に露出している。
【００１８】
電極４１の材料は、ＣｕやＣｕ合金などの高い電気伝導性を有すると共に産業的に使用しやすい材料が好適である。また、電極４１は半導体素子１１の表面で発生した熱を外部に拡散させる働きも担うため、熱伝導率が高いことも必要である。そのため、Ｃｕの使用が特に好適である。
【００１９】
電極４１の厚みとしては、０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度の金属材料が用いられる。厚みが大きいほど半導体素子１１への熱応力が大きくなり、反対に薄すぎると通電時の電気抵抗による抵抗発熱が問題となるため、適切な厚みを選択する必要がある。また必要に応じて、応力低減のための孔を開けるなどして見かけの剛性を下げ、熱応力を低減することも有効である。
【００２０】
第２の固着層３２の材料としては、はんだ、Ａｇ、Ｃｕ、あるいはＣｕＳｎ合金などの導電性を有する材料が好適である。また、第２の固着層３２は半導体素子１１に直接触れるため、高融点であることが好ましい。これは、金属は再結晶温度以上で使用していると、結晶粒界が拡散によって移動して結晶粒が粗大化し、金属疲労に対して弱くなるという性質があるためである。そのため、長期信頼性の観点からは、接合時には低融点であるが接合中に融点が上昇するＡｇシンター材、Ｃｕシンター材、ＣｎＳｎシンター材などを使用することが好ましい。
【００２１】
また、電極４１と半導体素子１１との接合部分について、特に高い信頼性が必要な場合には、電極４１の材料にＣｕを使用するだけでなく、電極４１の線膨張係数を半導体素子１１の線膨張係数（例えば、シリコンでは２．５ｐｐｍ／Ｋ）に近づけることが有効である。
【００２２】
例えば、Ｃｕとインバー（Ｆｅ−３６％Ｎｉ合金）とＣｕを３層に積層したクラッド材料によって電極４１を構成した場合、厚み比に応じて電極４１の見かけの線膨張係数をコントロールすることができる。インバーの比率を大きくした場合には、４ｐｐｍ／Ｋ（Ｃｕ：Ｉｎｖａｒ：Ｃｕ＝１：８：１）となり、小さくした場合には、１３ｐｐｍ／Ｋ（Ｃｕ：Ｉｎｖａｒ：Ｃｕ＝２：１：２）となる。これにより、電極４１の見かけの線膨張係数を、シリコン（２．５ｐｐｍ／Ｋ）と銅（１７ｐｐｍ／Ｋ）との間で自由に変化させることができる。
【００２３】
以上のことから、電極４１と半導体素子１１との線膨張係数の差を緩和すると、両者の間に位置する第２の固着層３２のひずみ量が低減され、電極４１と半導体素子１１との接合部分の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、上面導体層２３上には、半導体素子１１を囲むようにして枠部材６１が配置されている。枠部材６１の内壁には、対向する位置に嵌合部（第２の嵌合部）６２が形成されている。また、電極４１の側面には、枠部材６１の嵌合部６２に対応する位置に嵌合部（第１の嵌合部）４２が形成されている。さらに、枠部材６１の内壁には、当該枠部材６１の内壁から電極４１の側面まで延びる４つの位置決め部（第１の位置決め部）６３が形成されている。このような形状を形成するために、電極４１は打ち抜き加工などの機械加工で加工されることが好ましい。
【００２５】
電極４１を半導体素子１１に接合する際には、電極４１を枠部材６１内に挿入し、下方に押し下げていく。その際、電極４１の嵌合部４２は枠部材６１の嵌合部６２と嵌合し、電極４１の側面は枠部材６１の４つの位置決め部６３の各先端部によって形成される領域に挿入される。すなわち、枠部材６１が電極４１の位置決めガイドの役割をはたす。
【００２６】
また、枠部材６１の一辺の底部は内側に向けて突出しており、その上に端子台７１が配置されている。半導体素子１１と端子台７１とは、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕなどによって形成される信号線５１によって電気的に接続されている。
【００２７】
枠部材６１の材料としては、射出成型が可能であると共に耐熱性の高い樹脂材料が好適である。例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、液晶樹脂、フッ素系樹脂などが特に好適である。枠部材６１を固定する方法としては、シリコーン系の柔らかい接着剤が好適である。また、図１〜３には示されていないが、枠部材６１の内側には封止樹脂が注入され、電極４１や半導体素子１１は樹脂封止される。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１の作用について説明する。
本発明に係る半導体装置１の一適用例として、車載モータなどを駆動するインバータを考えることができる。モータの駆動時には通常数百アンペアの電流が流れるため、モータの負荷の増減に伴う温度変化によって、半導体装置１の内部の接合部分（第１の固着層３１や第２の固着層３２）に熱応力によるひずみが生じる。この際、繰り返しの温度変化によって接合部分が劣化して破損するのを防ぐためには、接合部分に生じる熱応力によるひずみを小さくする必要がある。
【００２９】
一般に、熱応力によるひずみは、材料間の線膨張係数の差が大きい箇所で最大となる。例えば、第２の固着層３２の付近では、電極４１と第２の固着層３２との間よりも、第２の固着層３２と半導体素子１１との間の方が線膨張係数の差が大きい。また、ひずみの大きさは第２の固着層３２の端部の形状にも影響される。
【００３０】
図４には、第２の固着層３２の端部の形状の２つの例が示されている。図４(a)に示されるように、第２の固着層３２の端部が半導体素子１１の被固着面１２に対して鋭角になると、ひずみは大きくなる。一方、図４(ｂ)に示されるように、第２の固着層３２の端部が半導体素子１１の被固着面１２に対して鈍角になると、ひずみは小さくなる。すなわち、熱応力によるひずみを小さくするためには、第２の固着層３２の端部の形状を図４（ｂ）に示されるように鈍角にすることが重要となる。
【００３１】
第２の固着層３２の端部の形状を意図したとおりに形成するためには、電極４１を第２の固着層３２によって半導体素子１１に接合する際の位置ずれを防ぐことが重要である。先述したように、特許文献１では、電極の側面の凹部と枠部材の凸部とを嵌合させることによって、電極を固着層によって半導体素子に接合する際の位置ずれを防いでいる。しかしながら、そのためには、電極の凹部を枠部材の凸部よりも若干大きく形成して、電極を枠部材内に挿入するための隙間を設ける必要がある。そのため、電極を枠部材内に挿入する過程で当該板状の電極が半導体素子の上面と平行に回転することによってずれが生じ、固着層の端部の形状を意図したとおりの鈍角に形成できない可能性がある。
【００３２】
これに対して、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１においては、電極４１の嵌合部４２が形成されると共に、枠部材６１の内壁には、電極４１の嵌合部４２に嵌合する嵌合部６２と、当該枠部材６１の内壁から電極４１の側面まで延びる４つの位置決め部６３とが形成される。これにより、電極４１を枠部材６１内に挿入する過程で電極４１が回転することが４つの位置決め部６３によって防止されるため、電極４１を第２の固着層３２によって半導体素子１１に接合する際に、高い取り付け精度を実現することができる。
【００３３】
また、図５に示されるように、枠部材６１の位置決め部６３と電極４１の側面との間の隙間Ｄ２を、枠部材６１の嵌合部６２と電極４１の嵌合部４２との間の隙間Ｄ１よりも小さくすることによって、電極４１の取り付け精度をさらに向上させることができる。隙間Ｄ１、Ｄ２は、枠部材６１で電極４１をＸ方向に位置決めする際に寄与する隙間である。
【００３４】
また、電極４１と枠部材６１の嵌合部６２や枠部材６１の位置決め部６３との間の隙間を単純に小さくするだけでは、電極４１を枠部材６１内に挿入する際の作業性が悪くなってしまう可能性がある。そのため、図３に示されるように、枠部材６１の嵌合部６２の高さを枠部材６１の位置決め部６３の高さよりも高くして、先に電極４１の嵌合部４２を枠部材６１の嵌合部６２に嵌合させてから、電極４１の側面を枠部材６１の４つの位置決め部６３の各先端部によって形成される領域に挿入する構成とすることによって、電極４１を枠部材６１に挿入する際の作業性の悪化を防ぐことができる。
【００３５】
また、枠部材６１の嵌合部６２の高さは、信号線５１の上端よりも高いことが好ましい。これにより、変形しやすい信号線５１に触れることなく電極４１を枠部材６１内に挿入することができる。
【００３６】
また、枠部材６１の位置決め部６３の高さは、少なくとも電極４１の上面と同じ高さであることが好ましく、電極４１の上面をこえて当該電極４１の厚み程度高いことがさらに好ましい。これにより、搬送時の振動などで電極４１が枠部材６１の位置決め部６３に乗り上げて接合不良となることを防止することができる。
【００３７】
なお、上記の例では枠部材６１に４つの位置決め部６３が形成されていたが、電極４１の回転を防止するために、枠部材６１の位置決め部６３は、電極４１の縦横の中心線で区切られた４つの領域のなかで、異なる領域に少なくとも２つ形成されることが好ましい。ただし、上記４つの領域のなかで、対角の領域に２つの位置決め部６３を形成した場合、一方向の回転しか防止することができないため、このような位置決め部６３の形成のしかたは好ましくない。
【００３８】
また、本発明の効果を発揮するためには、図６に示されるように、電極４１と枠部材６１の凹凸関係を逆にして、電極４１に嵌合部４２’を形成すると共に、枠部材６１に嵌合部６２’を形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、枠部材６１の嵌合部６２および位置決め部６３には、テーパが設けられていてもよい。テーパを設けることにより、電極４１を枠部材６１に挿入する際の作業性がさらに改善される。
【００４０】
図７には、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１を複数モジュール化して構成される半導体システム１００の斜視図が示されている。
【００４１】
半導体システム１００では、板状の放熱部材８１の上に６つの半導体装置１が載置されている。より詳細には、各半導体装置１のセラミック基板２１の下面導体層２４が、第３の固着層（図示せず）によって、放熱部材８１上に接合されている。
【００４２】
放熱部材８１の材料としては、ＡｌやＣｕ、ＣｕＭｏ合金、ＳｉＣＡＬなどの熱伝導率の高い材料が好適である。また、半導体素子１１が載置されるセラミック基板２１と放熱部材８１との間の線膨張係数の差が大きいと、第３の固着層の耐久性を確保するのが難しくなるため、高い耐久性を確保するためには、ＣｕＭｏ合金やＳｉＣＡｌなどの線膨張係数の小さい材料が特に好ましい。
【００４３】
第３の固着層の材料としては、放熱性が高く長期劣化の少ない材料が好適である。ただし、温度的には半導体素子１１からの隔たりが大きいため、はんだなどでも十分に実用に耐えうる。もちろん、高温での耐久性を有するＡｇシンター材、Ｃｕシンター材、ＣｕＳｎシンター材なども使用することができる。
【００４４】
また、放熱部材８１上には、各半導体装置１の枠部材６１の周囲を取り囲む外部枠部材８２が配置されている。また、外部枠部材８２の内壁には、各半導体装置１に共通の外部電極８３が接合されている。各半導体装置１の電極４１の上方に露出している部分は、外部電極８３に電気的かつ機械的に接合される。
【００４５】
先述したように、車載用の半導体装置には高い耐振性が求められる。特に各半導体装置１の電極４１と外部電極８３との接合部が最も耐振性を必要とする部分である。電極４１と外部電極８３との接合部に高い耐振性をもたらす方法としては、接合部をネジ止めする方法や、接合部を溶接して一体化する方法などが考えられる。ただし、接合部をネジ止めする方法では、ナットの座面スペースの確保が必要であり、半導体システム１００の小型化を阻害するおそれがある。
【００４６】
これに対して、電極４１と外部電極８３とをＴＩＧ溶接で接合して一体化する方法では、溶接時のチャック部品の干渉を妨げることが出来れば、ネジ止めする方法に比べて半導体システム１００を小型化することが可能となる。また、レーザー溶接などの溶接部に対して間接的にエネルギーを伝達する方法を採用することができれば、半導体システム１００をさらに小型化できる可能性がある。
【００４７】
なお、電極４１と外部電極８３とをＴＩＧ溶接によって一体化して耐振性を向上させる場合、溶接時に電極間が密着された状態を維持できないと、溶け分かれ状態となって良好な接合性が得られない。電極４１と外部電極８３とを密着させる方法としては、２つの電極をチャックして距離を縮めながら溶接するのが一般的である。
【００４８】
ただし、矯正量の増大に伴って電極４１の根元の第２の固着層３２や半導体素子１１に外部応力が加わるため、矯正量を十分に抑制する必要がある。この矯正量を抑制するためには、各半導体装置１における電極４１の取り付け精度を向上させることが重要となる。上述したように、本発明では、各半導体装置１の電極４１の取り付け精度が向上しているため、溶接時の電極４１の矯正量を抑制することができる。
【００４９】
なお、さらに高い耐振性を実現するためには、各半導体装置１の電極４１の立ち上がり部分のＲを大きくして、伸び縮みや振動を受け流すストレスリリーフを大きく確保することが好ましい。また、図８に示されるように、電極４１が垂直になっている部分にＳ字型のベント４１Ｓを設けることによって、ストレスリリーフを確保してもよい。
【００５０】
さらに、各半導体装置１の枠部材６１と電極４１とがあまりに強固に固定されていると、電極４１に加わるストレスを逃がすことができないため、枠部材６１は若干の変形が可能であることが好ましい。そのためには、枠部材６１を、前述したＰＰＳ、液晶樹脂、フッ素系樹脂などで構成し、その肉厚を１ｍｍ以下程度とすることが好ましい。
【００５１】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る半導体装置２０１について説明する。
上記の実施の形態１に係る半導体装置１の第２の固着層３２の材料をはんだで構成する場合、はんだを供給する方法としては、ペースト状のはんだを用いる方法と、板状のはんだを用いる方法とがある。
【００５２】
ペースト状のはんだは還元作用のあるフラックス成分を含むため供給が容易であるが、接合時にフラックス成分が空隙を発生させるため、放熱性を悪化させてしまう。また、フラックスによって周囲が汚染されてしまうため、接合後に洗浄が必要となる。
【００５３】
一方、板状のはんだは供給後の位置決めや還元雰囲気下での接合が必要だが、フラックス成分を含まないため空隙の発生が少なく、周囲への汚染も少ない。そのため、半導体装置１の品質向上のためには、板状のはんだを用いることが好ましい。
【００５４】
電極４１と半導体素子１１との接合に板状のはんだを用いる際には、予め電極４１の底面に板状はんだを配置しておき、プレス機などで加圧してはんだを塑性変形させることによって、はんだを電極４１に固定する。その後、加熱してはんだを溶融させることで電極４１を半導体素子１１に接合させる。なお、治具によってはんだの位置決めをおこなう方法は、半導体素子１１への接触を防ぐことや治具の設置と取り外しが困難であるため不適である。
【００５５】
また、第２の固着層３２の端部の形状は、電極４１の底面の面積と半導体素子１１の被固着面１２の面積との大小関係にも影響され、線膨張係数の差が大きい半導体素子１１側の第２の固着層３２の端部の形状を鈍角にするためには、電極４１の底面の面積よりも半導体素子１１の被固着面１２の面積の方が大きいことが好ましい。なお、電極４１の底面とは、固着層２３２が電極４１と接合している部分のことをいう。
【００５６】
しかしながら、半導体素子１１の被固着面１２の面積を電極４１の底面の面積よりも単純に大きくしてしまうと、半導体素子１１の被固着面１２の面積と同等の面積の板状はんだが必要となるため、電極４１の底面の面積よりも板状はんだの面積の方が大きくなる。そのため、図９に示されるように、電極４１を枠部材６１に挿入する過程で、枠部材６１の位置決め部６３に板状はんだ３２が接触して脱落してしまう。
【００５７】
本発明の実施の形態２に係る半導体装置２０１は、このような問題を解決するためのものである。図１０は、本発明の実施の形態２に係る電力用の半導体装置２０１の上面図である。また、図１１は図２のＡ−Ａ’断面図である。なお、以降の説明においては、図１０〜１１のＺ軸の正方向を上向きと定義する。また、電極２４１および半導体素子１１における「幅」とは、Ｘ軸方向の長さをいうものとする。
【００５８】
図１０〜１１に示されるように、電極２４１の側面には、枠部材６１の４つの位置決め部６３に対応する位置に４つの位置決め部（第２の位置決め部）２４３が形成されている。これにより、電極２４１の底面の幅よりも半導体素子１１の被固着面１２の幅の方が広くなり、電極２４１の底面に配置された板状はんだは枠部材６１の位置決め部６３よりも内側に位置することになる。そのため、図１２に示されるように、電極２４１を枠部材６１に挿入する過程で、枠部材６１の位置決め部６３に板状はんだ２３２が接触して脱落してしまうことを防止しながら、第２の固着層２３２の半導体素子１１側の端部の形状を鈍角にすることができる。
【００５９】
枠部材６１の嵌合部６２と電極２４１の嵌合部２４２は、２つの半導体素子１１の間にあることが好ましい。半導体素子１１の辺のいずれかの位置に枠部材６１の嵌合部６２と電極２４１の嵌合部２４２がある場合、電極２４１の嵌合部２４２はＹ方向の位置決めと、板状はんだ２３２と枠部材６１の嵌合部６２とが接触することの防止という二つの役割を果たす必要がある。そのため、枠部材６１の嵌合部６２と電極２４１の嵌合部２４２が２つの半導体素子１１の間にある場合に比べて、電極２４１の嵌合部２４２をＸ方向に長くしなければならない。この場合、電極２４１の打ち抜きに必要な母材の面積が増え、コストが増大してしまう。
【００６０】
また、図１２に示されるように、電極２４１の位置決め部２４３は、当該電極２４１の側面の上部にのみ形成されることが好ましい。このように構成することによって、電極２４１の底面の幅は位置決め部２４３の位置でも変わることがないため、その部分における第２の固着層２４２の端部の形状も鈍角にすることができる。
【００６１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る半導体装置３０１について説明する。
図１３は、本発明の実施の形態３に係る電力用の半導体装置３０１の上面図である。また、図１４は図１３のＡ−Ａ’断面図である。なお、以降の説明においては、図１３〜１４のＺ軸の正方向を上向きと定義する。
【００６２】
図１３〜１４に示されるように、半導体装置３０１では、電極３４１における半導体素子１１の被固着面１２の真上に位置しない箇所が上側に折り曲げられている。これにより、電極３４１の底面の面積を半導体素子１１の被固着面１２の面積に比べて小さくすることができ、第２の固着層３３２における半導体素子１１側の端部の形状を鈍角にすることができる。
【００６３】
実施の形態３の形状の場合、枠部材３６１の嵌合部３６２は凹形状であり、電極３４１の嵌合部３４２は凸形状であることが好ましい。半導体素子１１の間隔が狭い場合、電極３４１の嵌合部３４２が凹形状であると、電極３４１を折り曲げて斜めになった部分が凹形状となり、電極３４１の寸法精度が悪くなりやすい。これに対して、電極３４１の嵌合部３４２が凸形状であれば、電極３４２の山となる部分に凸形状を形成することで、寸法精度の悪化を防ぐことができる。
【００６４】
また、実施の形態２の図１２と同様に、電極３４１の位置決め部３４３は、当該電極３４１の側面の上部にのみ形成されることが好ましい。このように構成することによって、電極３４１の底面の幅は位置決め部３４３の位置でも変わることがないため、その部分における第２の固着層３４２の端部の形状も鈍角にすることができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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