(57)【要約】【課題】電子部品と基部との接合領域面積の中心に対し電子部品とリードとの接合領域面積の中心が片方にずれた位置にあっても電子部品が傾いた状態で接合されるのを抑制可能な電子部品における電極の接続構造の提供にある。【解決手段】基部１１と、第１電極１３及び第２電極１４とを備えた半導体素子１２と、該半導体素子１２と間隔を空けて配置されるリード１５とを有し、基部１１と第１電極１３間に第１半田層１６が設けられ、第２電極１４とリード１５間に第２半田層１７が設けられた電極の接続構造において、第２電極１４における第２半田層１７の接合領域面積Ｓ２の中心Ｃ２が第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の中心Ｃ１からずれた位置にあり、第２電極１４の第２半田層１７との接合領域における中心Ｃ１に対して中心Ｃ２側の領域の一部とリード１５との距離は、他の部分とリード１５との距離よりも広く形成されている。【選択図】  図５
2012059905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の接合面を有する基部と、表面が平面状の第１電極および第２電極を備えた電子部品と、該電子部品と間隔を空けて配置される板状のリードとを有し、
前記基部の接合面と前記第１電極とは第１半田層を介して接合され、前記第２電極と前記リードとは第２半田層を介して接合される電子部品における電極の接続構造において、
前記基部の接合面上方から見て、前記第２電極における前記第２半田層の接合領域面積の中心が前記第１電極における前記第１半田層の接合領域面積の中心からずれた位置にあり、
前記第２電極の前記第２半田層との接合領域における前記第１半田層の接合領域面積の中心に対して前記第２半田層の接合領域面積の中心が存在する側の領域の少なくとも一部と前記リードとの距離は、他の部分と前記リードとの距離よりも広く形成されていることを特徴とする電子部品における電極の接続構造。
【請求項２】
前記リードの形状が、湾曲状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品における電極の接続構造。
【請求項３】
前記リードの形状が、階段状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品における電極の接続構造。
【請求項４】
前記リードは前記第２電極との距離が他の部分より広く形成された部分より延出する延出部を有し、該延出部に半田供給用の孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品における電極の接続構造。
【請求項５】
前記第１電極における前記第１半田層の接合領域が、前記電子部品の前記基部の接合面に対向する側の全面に及んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品における電極の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子など電子部品における電極の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１における図３及び図４で示す従来技術においては、ベース電極としての基部上に半導体素子が半田を介して接合されると共に、半導体素子上に上部電極が半田を介して接合された半導体装置が開示されている。半導体素子上には、信号線を接続（ワイヤボンディング）するための信号電極が設けられ、半導体素子上における信号電極が設けられた領域以外の領域に上部電極が半田で接合されている。また、半導体素子は基部上に半導体素子の裏面のほぼ全面が半田接合された状態にある。従って、上面から見た場合に、半導体素子と基部との接合領域面積の中心に対し、半導体素子と上部電極との接合領域面積の中心が片方にずれた位置にある。
【０００３】
この半導体装置の製造方法は、まず、基部上に半導体素子を半田を介して接合させた後、ワイヤボンディングにより半導体素子上の信号電極と外部電極とをワイヤにより接続させる。次に、半導体素子上に上部電極を所定間隔を保持しつつ対向配置させ、加熱装置で半導体装置全体を加熱させながら半田注入孔から溶融半田を供給する。その後硬化させることにより、半導体素子と上部電極とが半田により接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０３８６９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、特許文献１で開示された従来技術においては、半導体素子と基部との接合領域に対し半導体素子と上部電極との接合領域が片方にずれた位置にあることにより、半導体素子と上部電極とを半田で接合させるときに、半田の表面張力により半導体素子が傾いてしまう問題がある。これは、半導体素子と上部電極との接合時には、半導体装置全体を加熱させながら溶融半田の供給が行われ、基部、半導体素子、上部電極の全てが半田が溶融する温度以上に加熱されるので、半導体素子と基部との間の半田も溶融状態となることによる。この半田の溶融状態においては、半導体素子には半田層から表面張力による引っ張り力Ｆが作用するが、半導体素子と基部間の半田層からは半導体素子を基部側に引っ張る引っ張り力Ｆ１が作用し、半導体素子と上部電極間の半田層からは半導体素子を上部電極側に引っ張る引っ張り力Ｆ２が作用する。ところで、半導体素子と基部との接合領域面積の中心に対し半導体素子と上部電極との接合領域面積の中心が片方にずれた位置にあることにより、半導体素子と上部電極間の半田層から半導体素子に作用する半導体素子と基部との接合領域面積の中心を中心として時計回りのモーメントと反時計回りのモーメントとが不均衡となり、半導体素子は基部に対して傾いた状態で接合されてしまう。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電子部品と基部との接合領域面積の中心に対し電子部品と上部電極との接合領域面積の中心が片方にずれた位置にあっても電子部品が基部に対して傾いた状態で接合されるのを抑制可能な電子部品における電極の接続構造の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、平面状の接合面を有する基部と、表面が平面状の第１電極および第２電極を備えた電子部品と、該電子部品と間隔を空けて配置される板状のリードとを有し、前記基部の接合面と前記第１電極とは第１半田層を介して接合され、前記第２電極と前記リードとは第２半田層を介して接合される電子部品における電極の接続構造において、前記基部の接合面上方から見て、前記第２電極における前記第２半田層の接合領域面積の中心が前記第１電極における前記第１半田層の接合領域面積の中心からずれた位置にあり、前記第２電極の前記第２半田層との接合領域における前記第１半田層の接合領域面積の中心に対して前記第２半田層の接合領域面積の中心が存在する側の領域の少なくとも一部と前記リードとの距離は、他の部分と前記リードとの距離よりも広く形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、基部の接合面と電子部品の第１電極とは第１半田層を介して接合され、電子部品の第２電極とリードとは第２半田層を介して接合されているので、電子部品に対して一方の側に基部が配置され、それと反対側にリードが配置されて、間にそれぞれ第１半田層、第２半田層が形成された構成となっている。このような構成を有する半導体装置の製造に際しては、基部の接合面上に電子部品を第１半田層を介して接合させた後で、加熱装置内で溶融半田を供給して電子部品とリードとの接合を行い第２半田層を形成するのが一般的な方法である。この時、第１半田層も溶融状態となる。
半田の溶融状態においては、電子部品には第１半田層及び第２半田層から表面張力による引っ張り力が作用する。単位面積当りに作用する引っ張り力をＦとすれば、引っ張り力Ｆは、第１半田層及び第２半田層を介して接合される両部材間の距離にほぼ反比例し、力の方向はそれぞれ反対方向となっている。例えば、第１半田層を介して基部と第１電極とは接合されているが、第１半田層から作用する引っ張り力をＦ１とすると引っ張り力Ｆ１は電子部品を基部へ向かう方向へ引っ張る力である。また、第２半田層を介して第２電極とリードとは接合されているが、第２半田層から作用する引っ張り力をＦ２とすると引っ張り力Ｆ２は電子部品をリードに向かう方向へ引っ張る力である。
ここで、基部と電子部品との距離をｄ１とし、電子部品とリードとの距離をｄ２として
距離ｄ１、ｄ２が一定とした場合には、引っ張り力Ｆ１、Ｆ２はそれぞれの半田層内において一定の値となる。そして、基部の接合面上方から見て、第２電極における第２半田層の接合領域面積の中心Ｃ２が第１電極における第１半田層の接合領域面積の中心Ｃ１からずれた位置にあるとすると、第１半田層から電子部品に加わるモーメント（引っ張り力Ｆ１×中心Ｃ１からの距離）は、中心Ｃ１を中心として時計回りのモーメントと反時計回りのモーメントとが釣り合った状態となるが、第２半田層から電子部品に加わるモーメント（引っ張り力Ｆ２×中心Ｃ１からの距離）は、中心Ｃ１を中心として時計回りのモーメントと反時計回りのモーメントとが不均衡となり、その結果電子部品は傾いてしまう。
しかし、本発明においては、第２電極の第２半田層との接合領域における第１半田層の接合領域面積の中心Ｃ１に対して第２半田層の接合領域面積の中心Ｃ２が存在する側の領域の少なくとも一部は、リードとの距離が他の部分とリードとの距離よりも広く形成されている。すなわち、第２半田層においては第２電極とリードとの距離ｄ２は一定ではなく、中心Ｃ２が存在する側の領域の少なくとも一部において他の部分よりも距離ｄ２が広く形成されている。よって、距離ｄ２が広く形成された部位における引っ張り力Ｆ２は、他の部分よりも小さくなっている。このため、第２半田層から電子部品に加わる中心Ｃ１を中心として時計回りのモーメントと反時計回りのモーメントとを釣り合った状態により近づけることが可能である。すなわち、他の部分よりも距離ｄ２が広く形成された部位を適宜調整することにより、電子部品の傾きを防止できる。従って、電子部品全体としては、電子部品が基部に対し傾いた状態で接合されるのを抑制可能である。
なお、本発明において「第１半田層の接合領域面積の中心Ｃ１に対して第２半田層の接合領域面積の中心Ｃ２が存在する側の領域」というのは、第２電極の第２半田層との接合領域において、第１半田層の接合領域面積の中心Ｃ１に対応する位置を通り、且つ、中心Ｃ１と中心Ｃ２とを結ぶ線に対して垂直な直線により画定される２つの領域のうち中心Ｃ２が存在する側の領域のことを指しており、これにより規定される領域の一部又は全部においてリードとの距離が他の部分より広く形成されている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の電子部品における電極の接続構造において、前記リードの形状が、湾曲状に形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、リードの形状が湾曲状に形成されているので、電子部品とリードとの距離ｄ２を連続的に変化させることが可能であり、リードと第２電極間に溶融半田をスムースに供給可能である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の電子部品における電極の接続構造において、前記リードの形状が、階段状に形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、リードの形状が階段状に形成されているので、製造が容易であり製造工数を削減可能である。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品における電極の接続構造において、前記リードは前記第２電極との距離が他の部分より広く形成された部分より延出する延出部を有し、該延出部に半田供給用の孔を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、リードは第２電極との距離が他の部分より広く形成された部分より延出する延出部を有し、該延出部に半田供給用の孔が設けられているので、半田供給用の孔から溶融半田を供給し、延出部を伝わらせて半田を供給させることが可能である。重力を利用して溶融半田を供給できるので、半田を確実に供給可能である。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品における電極の接続構造において、前記第１電極における前記第１半田層の接合領域が、前記電子部品の前記基部の接合面に対向する側の全面に及んでいることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、第１電極における第１半田層の接合領域が電子部品の基部の接合面に対向する側の全面に及んでいるので、電子部品を基部上に全面均一に接合可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第２電極の第２半田層との接合領域における第１半田層の接合領域面積の中心に対して第２半田層の接合領域面積の中心が存在する側の領域の少なくとも一部は、リードとの距離が他の部分とリードとの距離よりも広く形成されるため、電子部品が基部に対して傾いた状態で接合されるのを抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を示す模式断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る接続構造の上面図である。
【図３】第１の実施形態に係る接続構造の半導体素子と各半田層との接合領域面積を示す上面図である。
【図４】第１の実施形態に係る接続構造の製造工程を説明するための模式図である。（ａ）半導体素子を基部上に接合させる工程を示し、（ｂ）半導体素子上に間隔を空けてリードを配置する工程を示し、（ｃ）リードと半導体素子間に溶融半田を供給する工程を示し、ｄ）半田を供給後硬化させた状態を示す。
【図５】第１の実施形態に係る接続構造の作用説明用の模式図である。（ａ）模式断面図を示し、（ｂ）半導体素子と各半田層との接合領域面積を示す上面図である。
【図６】第２の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を示す模式断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る接続構造の製造工程を説明するための模式図である。（ａ）半導体素子を基部上に接合させる工程を示し、（ｂ）半導体素子上に間隔を空けてリードを配置する工程を示し、（ｃ）リードと半導体素子間に溶融半田を供給する工程を示し、ｄ）半田を供給後硬化させた状態を示す。
【図８】第３の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を示す模式断面図である。
【図９】第４の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を示す模式図である。（ａ）模式断面図を示し、（ｂ）半導体素子と各半田層との接合領域面積を示す上面図である。
【図１０】その他の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を示す模式断面図である。
【図１１】その他の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を示す模式図である。（ａ）模式断面図を示し、（ｂ）半導体素子と各半田層との接合領域面積を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る半導体素子における電極の接続構造を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示すように、この接続構造を有する半導体装置１０は、上面に平面状の接合面を有する基部１１と、表面が平面状の第１電極１３および第２電極１４を備えた電子部品としての半導体素子１２と、半導体素子１２と間隔を空けて配置された板状のリード１５から構成され、基部１１の接合面と第１電極１３とは第１半田層１６を介して接合され、第２電極１４とリード１５とは第２半田層１７を介して接合されている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、基部１１は、金属製で所定の厚さを有する矩形の材料が用いられており、材料としては、銅、アルミニウム、又はこれらの合金等を含んだ導電性で熱伝導性の良い金属材料が使用されている。
【００２１】
半導体素子１２は、矩形の形状を有し、裏面のほぼ全面に第１電極１３が形成され、おもて面に第２電極１４が形成されている。第１電極１３及び第２電極１４は、銅やアルミニウム等で形成されている。半導体素子１２としては、例えば、ＩＧＢＴやダイオードなどが用いられている。半導体素子１２のおもて面における半導体素子１２の短辺方向の側縁部のうちの一方には、信号用電極１８が形成され信号用電極１８は図示しない外部電極とワイヤ１９により接続されている。従って、第１電極１３は半導体素子１２の裏面のほぼ全面に渡り形成されているが、第２電極１４は半導体素子１２のおもて面における信号用電極１８の形成された部位を含まない領域に形成されている。
【００２２】
リード１５は、板状の部材を折り曲げた形状を有し、上部電極に該当する。材料としては、銅、アルミニウム、又はこれらの合金等を含んだ導電性で熱伝導性の良い金属材料が使用されている。図１に示すように、リード１５は半導体素子１２のおもて面と平行に形成された先端部１５Ａと、半導体素子１２から離れる方向に湾曲した湾曲部１５Ｂと、湾曲部１５Ｂより外側に延出した延出部１５Ｃから構成されている。先端部１５Ａ及び湾曲部１５Ｂと第２電極１４間に第２半田層１７が形成されている。
【００２３】
ここで、湾曲部１５Ｂは、先端部１５Ａから離れるほど第２電極１４との距離が大きくなるように形成されているので、先端部１５Ａと第２電極１４との間に供給される第２半田層１７の厚さをｄ２１とし、湾曲部１５Ｂと第２電極１４との間に供給される第２半田層１７の厚さをｄ２２とすれば、厚さｄ２１よりも厚さｄ２２が厚くなるように第２半田層１７は形成される。（ｄ２１＜ｄ２２）なお、厚さｄ２２は信号用電極１８から離れるほど厚くなり、図１で示した厚さｄ２２は、最も厚い部位を表している。
一方、基部１１と第１電極１３との間に供給される第１半田層１６の厚さをｄ１とすれば、第２電極１４がリード１５と接合されていない場合において第１半田層１６は第１電極１３上において全面均一な厚さとなるように形成されている。
【００２４】
図３に示すように、第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積をＳ１、その接合領域面積Ｓ１の中心をＣ１とし、第２電極１４における第２半田層１７の接合領域面積をＳ２、その接合領域面積Ｓ２の中心をＣ２とする。中心Ｃ２は中心Ｃ１からずれた位置にあり、中心Ｃ２は中心Ｃ１に対し信号用電極１８と反対側にずれている。
また、第２電極１４の第２半田層１７との接合領域における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の中心Ｃ１に対して第２半田層１７の接合領域面積Ｓ２の中心Ｃ２が存在する側の領域の少なくとも一部とリード１５との距離は、他の部分とリード１５との距離よりも広く形成されている。すなわち、接合領域面積Ｓ２内において中心Ｃ１に対して中心Ｃ２が存在する側の方がリード１５との距離が広くなるように形成されている。
【００２５】
次に、上記構造を有する半導体装置１０についてその製造工程を図４に基づき説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、基部１１の接合面上にはんだ箔を介して半導体素子１２を載せ、図示しない加熱装置によって所定の温度ではんだ箔を溶融させ、その後硬化させて半導体素子１２と基部１１の接合面との半田付けを行う。その結果、半導体素子１２の第１電極１３と基部１１の接合面とが第１半田層１６を介して接合される。
【００２６】
次に、図４（ｂ）に示すように、半導体素子１２上にリード１５を治具にて所定間隔だけ空けて対向配置させる。すなわち、第２電極１４上にリード１５の先端部１５Ａを信号用電極１８側に向け、延出部１５Ｃを信号用電極１８とは反対側に向くようにして配置させる。このとき、リード１５は、湾曲部１５Ｂと第２電極１４間の距離が先端部１５Ａと第２電極１４間の距離より大きくなるように配置される。
【００２７】
次に、図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示す状態にある半導体装置を加熱装置内に入れて、装置全体を加熱させながら側方に配置された半田供給装置２０から溶融半田を供給する。溶融半田は、半田自身の毛細管現象とぬれ性により、湾曲部１５Ｂと第２電極１４間の距離の広い方から、先端部１５Ａと第２電極１４間の距離の狭い方へ向けて侵入し、先端部１５Ａ及び湾曲部１５Ｂと第２電極１４間に充填される。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すように、加熱装置から取り出し冷却させることにより半田が硬化し、第２電極１４とリード１５とが第２半田層１７を介して接合される。そして、半導体素子１２上の信号用電極１８と外部電極とをワイヤ１９により接続（ワイヤボンディング）させる。なお、第１半田層１６と第２半田層１７とは、スズ（Ｓｎ）等を含む同一組成、同一融点の半田を使用している。
【００２９】
次に、上記構成を有する半導体装置１０についてその作用説明を行う。
上記図４（ｃ）の工程にあるとき、供給された溶融半田により形成される第２半田層１７に加えて、第１半田層１６も溶融状態にある。
半田の溶融状態においては、半導体素子１２には、第１半田層１６及び第２半田層１７から表面張力による引っ張り力が作用する。単位面積当りの引っ張り力をＦとすると、この引っ張り力Ｆは、第１半田層１６及び第２半田層１７を介して接合される両部材間の距離にほぼ反比例し、第１半田層１６からの力の方向と第２半田層１７からの力の方向はそれぞれ反対方向となっている。例えば、図５（ａ）に示すように、第１半田層１６を介して基部１１と第１電極１３とは接合されているが、第１半田層１６から半導体素子１２に作用する単位面積当りの引っ張り力をＦ１とすると引っ張り力Ｆ１は半導体素子１２を基部１１側へ引っ張る方向に作用する。また、第２半田層１７を介して第２電極１４とリード１５とは接合されているが、第２半田層１７から半導体素子１２に作用する単位面積当りの引っ張り力をＦ２とすると引っ張り力Ｆ２は半導体素子１２をリード１５側へ引っ張る方向に作用する。
【００３０】
ところで、基部１１と第１電極１３間の距離は一定のため、基部１１と第１電極１３との間に供給される第１半田層１６の厚さｄ１は、第１電極１３上において全面均一となるように形成されている。また、第２電極１４とリード１５は、先端部１５Ａと第２電極１４との距離より湾曲部１５Ｂと第２電極１４の距離が広くなるように形成されているので、第２電極１４とリード１５の間に供給される第２半田層１７の厚さｄ２は、先端部１５Ａと第２電極１４との間に供給される第２半田層１７の厚さｄ２１より湾曲部１５Ｂと第２電極１４との間に供給される第２半田層１７の厚さｄ２２が厚くなるように形成されている。
また、図５（ｂ）に示すように、第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の中心Ｃ１に対し、第２電極１４における第２半田層１７の接合領域面積Ｓ２の中心Ｃ２は信号用電極１８と反対側にずれた位置にある。
【００３１】
従って、第１半田層１６による引っ張り力Ｆ１は、第１電極１３と基部１１との距離が一定で第１半田層１６の厚さが一定のため、第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の全面においてどの位置でも同じ力となる。全体としてはＦ１×Ｓ１の大きさの引っ張り力が半導体素子１２に作用する。一方、従来技術のようにリード１５に湾曲部が設けられていない場合、第２半田層１７による引っ張り力Ｆ２は、第２電極１４における第２半田層１７の接合領域面積Ｓ２の全面においてどの位置でも同じ力となる。全体としてはＦ２×Ｓ２の大きさの引っ張り力が半導体素子１２には作用する。しかし、引っ張り力Ｆ２×Ｓ２の中心Ｃ２が引っ張り力Ｆ１×Ｓ１の中心Ｃ１からずれているため、全体として半導体素子１２は傾いた状態で接合されることになる。
一方、本実施形態の場合は、第２半田層１７においては、先端部１５Ａと湾曲部１５Ｂとで作用する単位面積当りの引っ張り力Ｆ２が異なり、先端部１５Ａと第２電極１４間に作用する引っ張り力をＦ２１とし、湾曲部１５Ｂと第２電極１４間に作用する引っ張り力をＦ２２とすると、Ｆ２１＞Ｆ２２となっている。
ここで、図５（ａ）に示すように、中心Ｃ１を通る中心線Ｃ０を引いたとき中心線Ｃ０からの距離をそれぞれＬ２１、Ｌ２２とすると、先端部１５ＡではＦ２１×Ｌ２１のモーメントＮ２１が作用している。また、湾曲部１５ＢではＦ２２×Ｌ２２のモーメントＮ２２が作用している。モーメントＮ２１は、Ｃ０を中心として時計回りのモーメントであり、モーメントＮ２２は、Ｃ０を中心として反時計回りのモーメントである。この先端部１５Ａと湾曲部１５Ｂに第２半田層１７から加わるモーメントを総和したものをΣＮ２１、ΣＮ２２とすれば、ΣＮ２１＋ΣＮ２２＝０となるように湾曲部１５Ｂと第２電極１４間の距離ｄ２２の調整を行っている。このモーメントの総和が０に近づくほど半導体素子１２が傾いて接合されるのを防止できる。
【００３２】
このように、第２半田層１７から半導体素子１２に加わるモーメントは、Ｃ０を中心として時計回りのモーメントと反時計回りのモーメントとが釣り合うように調整されていることにより、半導体素子１２全体としては、半導体素子１２が基部１１に対し傾いた状態で接合されるのを抑制可能となっている。また、第１半田層１６による引っ張り力Ｆ１は、第１電極１３と基部１１との距離が一定で第１半田層１６の厚さが一定のため、第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の全面においてどの位置でも同じ力となる。
なお、上記の関係には本来、半導体素子１２の自重も加わるが、溶融半田の引っ張り力に比べはるかに小さいので無視できる。
【００３３】
この第１の実施形態に係る半導体装置１０によれば以下の効果を奏する。
（１）第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の中心Ｃ１に対し、第２電極１４における第２半田層１７の接合領域面積Ｓ２の中心Ｃ２は信号用電極１８と反対側にずれた位置にあり、基部１１と第１電極１３間の距離は、第１電極１３上において全面均一となるように形成されており、第２電極１４とリード１５間の距離は、先端部１５Ａと第２電極１４間の距離より湾曲部１５Ｂと第２電極１４間の距離が広くなるように設定されている。このとき、中心Ｃ１を通る中心線Ｃ０からの距離をそれぞれＬ２１、Ｌ２２とし作用する引っ張り力をＦ２１、Ｆ２２とすると、先端部１５ＡではＦ２１×Ｌ２１のモーメントＮ２１が作用し、湾曲部１５ＢではＦ２２×Ｌ２２のモーメントＮ２２が作用している。このＣ０を中心としたモーメントの総和が０に近づくように調整されていることにより、半導体素子１２全体としては、半導体素子１２が基部１１に対し傾いた状態で接合されるのを抑制可能となっている。
（２）リード１５は、半導体素子１２との距離２１が一定の先端部１５Ａと、先端部１５Ａと連設され半導体素子１２との距離２２が距離２１より徐々に広がるように湾曲する湾曲部１５Ｂを備えているので、半導体素子１２との距離２２を連続的に変化させることが可能であり、リード１５と第２電極１４間に溶融半田をスムースに供給可能である。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る半導体装置３０を図６及び図７に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態におけるリード１５の延出部１５Ｃに半田供給用の孔を設けたものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００３５】
図６に示すように、リード１５の延出部１５Ｃには半田供給用の孔３１が貫通形成されている。この孔３１を介して上方より溶融半田を供給し、リード１５と第２電極１４間を接合させることができる。
【００３６】
次に、上記構造を有する半導体装置３０についてその製造工程を図７に基づき説明する。
先ず、図７（ａ）に示すように、基部１１の接合面上にはんだ箔を介して半導体素子１２を載せ、図示しない加熱装置によって所定の温度ではんだ箔を溶融させ、その後硬化させて半導体素子１２と基部１１の接合面との半田付けを行うが、これは第１実施形態における、図４（ａ）の工程と同等である。
【００３７】
次に、図７（ｂ）に示すように、半導体素子１２上にリード１５を治具にて所定間隔だけ空けて対向配置させる。すなわち、第２電極１４上にリード１５の先端部１５Ａを信号用電極１８側に向け、延出部１５Ｃを信号用電極１８とは反対側に向くようにして配置させる。この工程も第１実施形態における、図４（ｂ）の工程と同等である。
【００３８】
次に、図７（ｃ）に示すように、図７（ｂ）に示す状態にある半導体装置を加熱装置内に入れて、装置全体を加熱させながら上方に設置された半田供給装置２０から孔３１を介して溶融半田を供給する。供給された溶融半田は、孔３１を通過した後延出部１５Ｃ及び湾曲部１５Ｂの裏面を伝わってリード１５と第２電極１４間に供給される。溶融半田は、半田自身の毛細管現象とぬれ性により、湾曲部１５Ｂと第２電極１４間の距離の広い方から、先端部１５Ａと第２電極１４間の距離の狭い方へ向けて侵入し、先端部１５Ａ及び湾曲部１５Ｂと第２電極１４間に充填される。
【００３９】
次に、図７（ｄ）に示すように、加熱装置から取り出し冷却させることにより半田が硬化し、第２電極１４とリード１５とが第２半田層１７を介して接合される。
このように、孔３１を介しリード１５の裏面を伝わらせながら溶融半田を供給できるので、半田を適切な位置に供給可能である。その他の効果は第１実施形態における（１）、（２）の効果と同等であり説明を省略する。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る半導体装置４０を図８に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態におけるリード１５の形状を階段状に形成したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００４１】
図８に示すように、リード４１は半導体素子１２と平行に形成された先端部４１Ａと、
先端部４１Ａに対し半導体素子１２から遠ざかる方向に折り曲げられて階段状に形成された階段部４１Ｂと、階段部４１Ｂより外側に延出した延出部４１Ｃから構成されている。先端部４１Ａ及び階段部４１Ｂと第２電極１４間に第２半田層４２が形成されている。
ここで、先端部４１Ａと第２電極１４間の距離をｄ２１とし、階段部４１Ｂと第２電極１４間の距離をｄ２４とすれば、第２半田層４２は距離ｄ２１よりも距離ｄ２４が広くなるように階段状に形成されている。（ｄ２１＜ｄ２４）この場合においても、第１の実施形態と同様に、Ｃ０を中心としたモーメントの総和が０に近づくように距離ｄ２４の大きさの調整が行われている。
【００４２】
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態における（１）の効果と同等の効果を得ることができることに加えて、リード４１の形状が階段状に形成されているので、製造が容易であり製造工数を削減可能である。
【００４３】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る半導体装置５０を図９に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態におけるリード１５の形状と配設方向を変更したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００４４】
図９（ａ）に示すように、リード５１は先端が半導体素子１２から離れる方向にせり上がるように形成された先端部５１Ａと、半導体素子１２のおもて面と平行に形成された中腹部５１Ｂと、中腹部５１Ｂより外側に延出した延出部５１Ｃから構成されている。先端部５１Ａ及び中腹部５１Ｂと第２電極１４間に第２半田層５２が形成されている。
この実施形態は、半導体素子１２上に形成された信号用電極１８の上方にリード５１の延出部５１Ｃが位置するように配置したものである。すなわち、第２電極１４上にリード５１の先端部５１Ａを信号用電極１８とは反対側に向け、延出部５１Ｃを信号用電極１８側に向くようにして配置させる。
【００４５】
ここで、先端部５１Ａの第２半田層５２と接する部分のうち中腹部５１Ｂから最も離れた部分と第２電極１４間の距離をｄ２５とし、中腹部５１Ｂと第２電極１４間の距離をｄ２６とすれば、第２半田層５２は距離ｄ２６よりも距離ｄ２５が広くなるように形成されている。（ｄ２６＜ｄ２５）なお、先端部５１Ａと第２電極１４間の距離は先端部５１Ａの先端に行くほど（信号用電極１８と反対側になるほど）広くなるように形成されている。
【００４６】
図９（ｂ）に示すように、第１電極１３における第１半田層１６の接合領域面積をＳ１、その接合領域面積Ｓ１の中心をＣ１とし、第２電極１４における第２半田層５２の接合領域面積をＳ２、その接合領域面積Ｓ２の中心をＣ２とする。中心Ｃ２は中心Ｃ１からずれた位置にあり、中心Ｃ２は中心Ｃ１に対し信号用電極１８と反対側にずれている。
また、第２電極１４の第２半田層５２との接合領域における第１半田層１６の接合領域面積Ｓ１の中心Ｃ１に対して第２半田層５２の接合領域面積Ｓ２の中心Ｃ２が存在する側の領域の少なくとも一部とリード５１との距離は、他の部分とリード５１との距離よりも広く形成されている。すなわち、接合領域面積Ｓ２内において中心Ｃ１に対して中心Ｃ２が存在する側の方がリード５１との距離が広くなるように形成されている。
なお、この実施形態の半導体装置５０の製造工程は、第１の実施形態における製造工程と同等であるが、溶融半田の供給については、リード５１の先端部５１Ａ側から供給するのが好ましい。
【００４７】
上記構成を有する半導体装置５０については、その作用効果は第１の実施形態における作用効果と基本的には同等である。
図９（ａ）に示すように、中心Ｃ１を通る中心線Ｃ０からの距離をそれぞれＬ２５、Ｌ２６とし作用する引っ張り力をＦ２５、Ｆ２６とすると、先端部５１ＡではＦ２５×Ｌ２５のモーメントＮ２５が作用し、中腹部５１ＢではＦ２６×Ｌ２６のモーメントＮ２６が作用している。このそれぞれのモーメントを総和したものをΣＮ２５、ΣＮ２６とすれば、ΣＮ２５＋ΣＮ２６＝０となるように先端部５１Ａと第２電極１４間の距離ｄ２５の調整を行っている。
このＣ０を中心としたモーメントの総和が０に近づくように調整されていることにより、半導体素子１２全体としては、半導体素子１２が基部１１に対し傾いた状態で接合されるのを抑制可能となっている。
【００４８】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○  第１及び第２の実施形態では、先端部１５Ａに連接して湾曲部１５Ｂを形成するとして説明したが、図１０に示すように、湾曲部１５Ｂに代えて直線状の傾斜部６１Ｂとしても良い。リード６１は半導体素子１２のおもて面と平行に形成された先端部６１Ａと、半導体素子１２から離れる方向に傾斜した傾斜部６１Ｂと、傾斜部６１Ｂより外側に延出した延出部６１Ｃから構成されている。先端部１５Ａ及び傾斜部６１Ｂと第２電極１４間に第２半田層１７が形成されている。このように、リード６１の形状が屈曲形成したものなので、製造が容易であり製造工数を削減可能である。
○  第１〜第４の実施形態では、第１電極１３は半導体素子１２の裏面のほぼ全面に渡り形成されているとして説明したが、部分的に形成されていても良い。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体素子１２の裏面の第１電極７１は半導体素子１２の裏面において全面に及んでおらず部分的に形成されている。第１電極７１における第１半田層７２の接合領域面積をＳ３、その接合領域面積Ｓ３の中心をＣ３とし、第２電極１４における第２半田層１７の接合領域面積をＳ４、その接合領域面積Ｓ４の中心をＣ４とする。中心Ｃ４は中心Ｃ３からずれた位置にあり、中心Ｃ４は中心Ｃ３に対し信号用電極１８と反対側にずれている。ところで、第１〜第４の実施形態では、接合領域面積Ｓ１内に接合領域面積Ｓ２が存在していた（図５（ｂ）、図９（ｂ）参照）が、本実施形態では、接合領域面積Ｓ３内に接合領域面積Ｓ４が存在しておらず、一部がはみ出して存在している。しかし、中心Ｃ３は接合領域面積Ｓ４内にあるので、中心Ｃ３を通る中心線Ｃ０からの距離と引っ張り力によるモーメントを考慮して、それぞれのモーメントの総和が０に近づくようにリード１５の形状を調整することにより、半導体素子１２全体としては、半導体素子１２が基部１１に対し傾いた状態で接合されるのを抑制可能となっている。
○  上記各実施形態においては、中心Ｃ１又は中心Ｃ３に対し、中心Ｃ２又は中心Ｃ４が存在する側の領域の少なくとも一部とリードとの距離は、他の部分とリードとの距離よりも広く形成されているとして説明したが、中心Ｃ２又は中心Ｃ４が存在しない他方の領域まで含めて、リードとの距離を広く形成した部位を広げても良い。
○  板状のリードが複数半導体装置に接合される場合、それぞれのリードに同様の形状を形成しても良い。この場合、それぞれのリードとの接合により生じるモーメントの総和が中心Ｃ１を中心としてゼロに近づくよう適宜形状を調整すればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１  基部
１２  半導体素子
１３  第１電極
１４  第２電極
１５  リード
１６  第１半田層
１７  第２半田層
Ｓ１  第１電極における第１半田層の接合領域面積
Ｓ２  第２電極における第２半田層の接合領域面積
Ｃ１  Ｓ１の中心
Ｃ２  Ｓ２の中心
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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