(57)【要約】【課題】半導体素子と導電部とを互いに圧接させて両者を電気的に接続するとともに、その電気的接続を継続して確保することができる半導体装置を開示する。【解決手段】半導体装置２は、ケーシング１０と、半導体素子３０と、導電部材５０と、絶縁部材７０とを備える。ケーシング１０は、第１面部１２と、第１面部１４と対向する第２面部１４と、第１面部１２と第２面部１４とを連結する第３面部１６とを備えている。半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０は、第１面部１２と第２面部１４との間に配置されている。ケーシング１０は、第１面部１２と第２面部１４との間に、絶縁部材７０、導電部材５０、及び、半導体素子３０を圧縮する方向の力を発生させている。半導体素子３０の第１電極３４は、導電部材５０と電気的に接続している。半導体素子３０の第２電極３６は、第２面部１４と電気的に接続している。【選択図】図１
2013143467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
半導体素子と、
導電部材と、
絶縁部材と、を備え、
前記ケーシングは、第１面部と、前記第１面部と対向する第２面部と、前記第１面部と前記第２面部とを連結する第３面部とを備えており、前記第２面部は、第１導電部を備えており、
前記半導体素子、前記導電部材、及び、前記絶縁部材は、前記ケーシングの前記第１面部と前記第２面部との間に配置されており、
前記導電部材は、第２導電部を備えており、
前記半導体素子は、一方の面が、前記第２面部の前記第１導電部と電気的に接続し、他方の面が、前記導電部材の前記第２導電部と電気的に接続し、
前記絶縁部材は、前記導電部材と前記第１面部との間に配置され、前記第１面部から前記第２面部に向かう方向の寸法が、一端側から他端側に向かって徐々に大きくなっており、
前記ケーシングの前記第１面部と前記第２面部との間隔は、前記半導体素子、前記導電部材、及び、前記絶縁部材が前記第１面部と前記第２面部との間に配置されたときの方が、配置されていないときより広くなっており、これによって、前記ケーシングは、前記第１面部と前記第２面部との間に、前記絶縁部材、前記導電部材、及び、前記半導体素子を圧縮する方向の力を発生させる、
半導体装置。
【請求項２】
前記導電部材と前記第１面部との間に配置される前記絶縁部材を、前記第１面部に対して固定する固定手段をさらに備える、
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記導電部材のうち前記絶縁部材と当接する面と、前記絶縁部材のうち前記導電部材と当接する面と、前記絶縁部材のうち前記第１面部と当接する面と、前記第１面部のうち前記絶縁部材と当接する面のうち一以上に凹部が形成されている、
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
第１面部と、前記第１面部と対向する第２面部と、前記第１面部と前記第２面部とを連結する第３面部とを備えており、前記第２面部が第１導電部を備えているケーシング内に、半導体素子を配置する、半導体素子配置工程と、
前記ケーシング内に導電部材を配置する、導電部材配置工程と、
前記第１面部から前記第２面部に向かう方向の寸法が一端側から他端側に向かって徐々に大きくなっている絶縁部材を、その一端側から前記導電部材と前記第１面部との間に挿入することによって、前記第１面部と前記第２面部との間に、前記絶縁部材、前記導電部材、及び、前記半導体素子を圧縮する方向の力を発生させる、挿入工程と、を備え、
挿入工程において発生する圧縮力によって、前記半導体素子の一方の面が前記第２面部の前記第１導電部に当接して電気的に接続するとともに、前記導電部材の第２導電部が前記半導体素子の他方の面に当接して電気的に接続する、
半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、半導体装置と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の部材（例えば、半導体素子と導電部材（例えば、リードフレーム等））を圧接することによって、これらの部材同士を電気的に接続する技術が知られている。例えば、特許文献１には、外部接続端子と外部配線とを圧接することによって電気的に接続した半導体装置が開示されている。特許文献１の半導体装置では、外部接続端子は、半導体素子が接合されている導電部と導通している。外部接続端子の端部及び外部配線の端部は、重ね合わされてケース内に収容される。ケース内には、２個のブロックが配置されている。２個のブロックは、それぞれ、ケース内に収容された外部接続端子の端部と、外部配線の端部とに当接するように配置されている。ケースにはネジが取り付けられており、ネジを締める方向に回転させると、ネジの先端部がケース内に入り込んで、ケース内に設けられている２個のブロックを押す。これにより、ブロックが外部接続端子と外部配線とを圧接する方向に押しつけ合う。この結果、外部接続端子と外部配線とが電気的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、ネジ機構を利用して、外部接続端子と外部配線とを圧接し、両者を電気的に接続している。ネジ機構を利用する場合、使用中にネジの締め付けが緩むと、電気的に接続しなければならない部材間の圧接力が弱まり、電気的接続が確保されなくなるおそれもある。
【０００５】
本明細書では、ネジ機構を利用することなく、半導体素子と導電部とを圧接させて両者を電気的に接続することができる半導体装置と、その製造方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示する半導体装置は、ケーシングと、半導体素子と、導電部材と、絶縁部材とを備える。ケーシングは、第１面部と、第１面部と対向する第２面部と、第１面部と第２面部とを連結する第３面部とを備えており、第２面部は、第１導電部を備えている。半導体素子、導電部材、及び、絶縁部材は、ケーシングの第１面部と第２面部との間に配置されている。導電部材は、第２導電部を備えている。半導体素子は、一方の面が、第２面部の第１導電部と電気的に接続し、他方の面が、導電部材の第２導電部と電気的に接続する。絶縁部材は、導電部材と第１面部との間に配置され、第１面部から第２面部に向かう方向の寸法が、一端側から他端側に向かって徐々に大きくなっている。ケーシングの第１面部と第２面部との間隔は、半導体素子、導電部材、及び、絶縁部材が第１面部と第２面部との間に配置されたときの方が、配置されていないときより広くなっている。これによって、ケーシングは、第１面部と第２面部との間に、絶縁部材、導電部材、及び、半導体素子を圧縮する方向の力を発生させる。
【０００７】
上記の半導体装置では、導電部材と第１面部との間に配置される絶縁部材の第１面部から第２面部に向かう方向の寸法が、一端側から他端側に向かって徐々に大きくなっている。このため、ケーシングの第１面部と第２面部との間に半導体素子及び導電部材を配置した状態で、絶縁部材をその一端側から導電部材と第１面部の間に挿入することができる。即ち、絶縁部材が楔となってケーシングの第１面部と第２面部の間に挿入され、絶縁部材、導電部材、及び、半導体素子を圧縮する方向の力を第１面部と第２面部の間に発生させることができる。これにより、半導体素子の一方の面と第２面部の第１導電部が圧接して電気的に接続するとともに、半導体素子の他方の面と導電部材の第２導電部とが圧接して電気的に接続することができる。従って、上記の半導体装置では、ネジ機構を利用することなく、半導体素子と第１導電部及び第２導電部を電気的に接続することができる。ネジ機構を利用していないため、ネジの緩みによる電気的接続不良の問題も生じない。
【０００８】
本明細書は、新規な半導体装置の製造方法をも開示する。本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、半導体素子配置工程と、導電部材配置工程と、挿入工程とを備える。半導体素子配置工程では、第１面部と、第１面部と対向する第２面部と、第１面部と第２面部とを連結する第３面部とを備えており、第２面部が第１導電部を備えているケーシング内に、半導体素子を配置する。導電部材配置工程では、ケーシング内に導電部材を配置する。挿入工程では、第１面部から第２面部に向かう方向の寸法が一端側から他端側に向かって徐々に大きくなっている絶縁部材を、その一端側から導電部材と第１面部との間に挿入することによって、第１面部と第２面部との間に、絶縁部材、導電部材、及び、半導体素子を圧縮する方向の力を発生させる。挿入工程において発生する圧縮力によって、半導体素子の一方の面が第２面部の第１導電部に当接して電気的に接続するとともに、導電部材の第２導電部が半導体素子の他方の面に当接して電気的に接続する。
【０００９】
上記の方法によると、絶縁部材を導電部材と第１面部との間に挿入することによって、第１面部と第２面部との間に圧縮力を発生させる。そのため、複雑な作業を行うことなく、半導体素子と各導電部とを電気的に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例の半導体装置を示す断面図。
【図２】図１の半導体装置の製造工程を示す図。
【図３】第２実施例の半導体装置を示す断面図。
【図４】第３実施例の半導体装置を示す断面図。
【図５】第４実施例の半導体装置を示す断面図。
【図６】第５実施例の半導体装置を示す断面図。
【図７】第６実施例の半導体装置を示す断面図。
【図８】第６実施例で使用する導電部材を示す底面図。
【図９】第７実施例の半導体装置を示す断面図。
【図１０】ケーシングの他の例を示す斜視図。
【図１１】ケーシングの他の例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【００１２】
（特徴１）実施例の半導体装置は、ケーシングと、半導体素子と、導電部材と、絶縁部材とを備えていてもよい。ケーシングは、第１面部と、第１面部と対向する第２面部と、第１面部と第２面部とを連結する第３面部とを備えていてもよい。第２面部は、第１導電部を備えていてもよい。半導体素子、導電部材、及び、絶縁部材は、ケーシングの第１面部と第２面部との間に配置されていてもよい。導電部材は、第２導電部を備えていてもよい。半導体素子は、一方の面が、第２面部の第１導電部と電気的に接続し、他方の面が、導電部材の第２導電部と電気的に接続していてもよい。絶縁部材は、導電部材と第１面部との間に配置されていてもよい。絶縁部材は、第１面部から第２面部に向かう方向の寸法が、一端側から他端側に向かって徐々に大きくなっていてもよい。ケーシングの第１面部と第２面部との間隔は、半導体素子、導電部材、及び、絶縁部材が第１面部と第２面部との間に配置されたときの方が、配置されていないときより広くなっていてもよい。これによって、ケーシングは、第１面部と第２面部との間に、絶縁部材、導電部材、及び、半導体素子を圧縮する方向の力を発生させていてもよい。
【００１３】
（特徴２）導電部材と第１面部との間に配置される絶縁部材を、第１面部に対して固定する固定手段をさらに備えていてもよい。この構成によると、固定手段によって絶縁部材を第１面部に対して固定することにより、絶縁部材が位置ずれすることを抑制することができる。そのため、より確実に、半導体素子と第１導電部及び第２導電部との電気的接続を継続的に確保することができる。
【００１４】
（特徴３）導電部材のうち絶縁部材と当接する面と、絶縁部材のうち導電部材と当接する面と、絶縁部材のうち第１面部と当接する面と、第１面部のうち絶縁部材と当接する面のうち一以上に凹部が形成されていてもよい。この構成によると、上記の各面のいずれか一以上に微細な異物が付着している場合において、その異物を凹部内に収容させることにより、絶縁部材と導電部材の間、及び、絶縁部材と第１面部の間に異物が介在することを抑制することができる。従って、第１面部と第２面部との間に、適切に圧縮力を発生させることができる。
【実施例】
【００１５】
（第１実施例）
図１に示すように、本実施例の半導体装置２は、ケーシング１０と、半導体素子３０と、導電部材５０と、絶縁部材７０と、ネジ９０を備えている。図に示すように、本実施例では、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４の間に、半導体素子３０と、導電部材５０と、絶縁部材７０が収容されている。また、ネジ９０によって、絶縁部材７０がケーシング１０の第１面部１２に固定されている。以下、各要素について説明する。
【００１６】
ケーシング１０は、板材を屈曲して形成された枠体である。ケーシング１０は、第１面部１２と、第１面部１２と対向する第２面部１４と、第１面部１２の一辺と第２面部１４の一辺とを連結する第３面部１６とを備えている。ケーシング１０は、全体が導体（例えばＣｕ、Ａｌ等）によって形成されている。ケーシング１０のうち、第３面部１６が備えられていない側面は開口している。以下では、第３面部１６と対向する面の開口部を、開口部１８と呼ぶ。さらに、第１面部１２には、ネジ９０を挿通させるための通孔２０が形成されている。
【００１７】
半導体素子３０は、半導体基板３２と、半導体基板３２の表面側（図１の上側）に設けられた第１電極３４と、裏面側（図１の下側）に設けられた第２電極３６とを有している。本実施例の半導体素子３０には、縦型のダイオードが用いられている。
【００１８】
導電部材５０は、略板状の部材である。導電部材５０は、全体が導体（例えばＣｕ、Ａｌ等）によって形成されている。導電部材５０は、平板状に形成されている平坦部５４ａと、先端側（図１の左側）に向けて厚みが増すように傾斜するテーパ部５４ｂとを備えている。導電部材５０の裏面５２（図１の下側の面）は、半導体素子３０の表面に対して平行な平面状に形成されている。導電部材５０の表面５４（図１の上側の面）は、平坦部５４ａにおいては裏面５２と平行な平面となっており、テーパ部５４ｂにおいては裏面５２に対して傾斜する傾斜面となっている。
【００１９】
絶縁部材７０は、ブロック材である。絶縁部材７０は、絶縁体（例えばエポキシ、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料、又は、アルミナ、窒化ボロン等の絶縁性セラミック材料等）によって形成されている。絶縁部材７０は、先端（図１中の左側端部）に向けて先細りになる略楔形状に形成されている。絶縁部材７０の裏面７２（図１の下側の面）は、先端（図１中の左側端部）に向けて第１面部１２側にシフトする傾斜面に形成されている。絶縁部材７０の裏面７２の傾斜角度は、上記のテーパ部５４ｂにおける表面５４の傾斜角度に適合する角度に設定されている。絶縁部材７０の表面７４（図１の上側の面）は、全面が平坦に形成されている。絶縁部材７０の表面７４には、上記のネジ９０を螺入するためのネジ孔７６が形成されている。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の半導体装置２では、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４との間に、半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０が配置されている。半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０は、下側からこの順で積層配置されている。詳細には、ケーシングの第２面部１４の上には半導体素子３０が配置されている。半導体素子３０の第２電極３６は、第２面部１４と当接するとともに、第２面部１４と電気的に接続している。第２電極３６と第２面部１４との間にはハンダ等の接合材が存在しない。半導体素子３０の上には、導電部材５０が配置されている。半導体素子３０の第１電極３４は、導電部材５０の裏面５２と当接するとともに、導電部材５０と電気的に接続している。第１電極３４と導電部材５０の裏面５２との間にも、ハンダ等の接合材は存在しない。導電部材５０の表面５４と第１面部１２の間には、絶縁部材７０が配置されている。後で説明するように、絶縁部材７０は、ケーシング１０の開口部１８から挿入されて、導電部材５０の表面５４と第１面部１２の間に配置される。絶縁部材７０の裏面７２は、導電部材５０のテーパ部５４ｂと当接している。絶縁部材７０の表面７４は、第１面部１２と当接している。
【００２１】
ネジ９０は、第１面部１２の通孔２０に挿通され、絶縁部材７０のネジ孔７６に螺入されている。ネジ９０を絶縁部材７０に螺入することにより、絶縁部材７０は、図１に示す位置で第１面部１２に対して固定されている。
【００２２】
本実施例の半導体装置２では、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４との間の距離（図中Ｄ１）は、半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０を積層した厚さ方向の長さ（図中Ｄ２）よりも短く形成されている。そのため、ケーシング１０内に半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０を配置すると、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４が互いに離間する方向に曲げ変形する（即ち、第１面部１２と第２面部１４の間の距離が広がる。）。このため、ケーシング１０の弾性力によって、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４との間に、半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０を圧縮する方向の力（以下では「圧縮力」と呼ぶ場合がある）が発生する。この圧縮力によって、半導体素子３０の第１電極３４と導電部材５０の裏面５２とが圧接するとともに、半導体素子３０の第２電極３６と第２面部１４とが圧接する。これにより、上記の通り、第１電極３４と導電部材５０、及び、第２電極３６と第２面部１４が、それぞれ、接合材を介することなく電気的に接続する。
【００２３】
続いて、本実施例の半導体装置２の製造方法を説明する。まず、ケーシング１０を用意し、第１面部１２を上側、第２面部１４を下側に向けて配置する（図２参照）。次いで、半導体素子３０を、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４との間に配置する。詳細には、図２に示すように、第２面部１４の上に半導体素子３０を配置する。この際、半導体素子３０の第２電極３６を第２面部１４に接触させる。
【００２４】
次いで、半導体素子３０の上に、導電部材５０を配置する。導電部材５０は、先端側（テーパ部５４ｂ側）が第１面部１２と第２面部１４との間に配置され、後端側（平坦部５４ａ側）が開口部１８からケーシング１０の外側に突出するように配置される。この際、図２に示すように、導電部材５０の裏面５２が、半導体素子３０の第１電極３４に接触するようにする。
【００２５】
次いで、図２に示すように、第１面部１２と導電部材５０との間に、開口部１８から第３面部１６方向に向けて絶縁部材７０を挿入する。絶縁部材７０は、表面７４を第１面部１２側、裏面７２を導電部材５０のテーパ部５４ｂ側に向けて挿入する。絶縁部材７０を挿入していくと、絶縁部材７０の裏面７２と導電部材５０のテーパ部５４ｂとが当接する。同時に、絶縁部材７０の表面７４と第１面部１２とが当接する。
【００２６】
その状態から、さらに絶縁部材７０を第３面部１６方向に挿入させると、挿入される絶縁部材７０によって、導電部材５０のテーパ部５４ｂと第１面部１２が、互いの間隔が押し広がる方向に押される。その結果、第１面部１２と第２面部１４との間に、半導体素子３０、導電部材５０、及び、絶縁部材７０を圧縮する方向の力が発生する。絶縁部材７０は、略楔形状に形成されており、その後端寄りの厚みが先端寄りの厚みと比べて厚く形成されている。そのため、絶縁部材７０を第３面部１６方向に挿入させていくことに伴って、第１面部１２と第２面部１４との間に発生する圧縮力は大きくなる。絶縁部材７０の先端部の挿入位置（挿入深さ）を調整することにより、第１面部１２と第２面部１４との間に発生する圧縮力を調整することができる。
【００２７】
本実施例では、絶縁部材７０のネジ孔７６と、第１面部１２の通孔２０とが重なり合う位置（以下では「所定の位置」と呼ぶ）まで、絶縁部材７０を挿入させる。この際、第１面部１２と第２面部１４との間に発生している圧縮力によって、半導体素子３０の第１電極３４と導電部材５０の裏面５２とが圧接するとともに、半導体素子３０の第２電極３６と第２面部１４とが圧接する。その結果、図１に示すように、第１電極３４と導電部材５０、及び、第２電極３６と第２面部１４が、それぞれ、接合材を介することなく電気的に接続する。本実施例では、絶縁部材７０を所定の位置まで挿入させた際に、第１面部１２と第２面部１４との間に、第１電極３４と導電部材５０、及び、第２電極３６と第２面部１４が、それぞれ電気的に接続する程度の最適な圧縮力が発生するように調整してある。
【００２８】
上記の通り、本実施例では、絶縁部材７０の裏面７２の傾斜と、導電部材５０のテーパ部５４ｂの傾斜とが適合する。そのため、絶縁部材７０を挿入すると、半導体基板３２の表裏面と直交する方向（図１中上下方向）の圧縮力が、半導体素子３０に対して作用する。半導体素子３０には、絶縁部材７０の挿入方向（図１中左右方向）の力が作用しない。半導体素子３０の第１電極３４及び第２電極３６に対して横向きの力が作用することがないため、第１電極３４及び第２電極３６が剥離したり損傷したりすることが抑制される。
【００２９】
次いで、絶縁部材７０を所定の位置まで挿入させた状態で、ネジ９０によって絶縁部材７０を第１面部１２に対して固定する。詳細には、図１に示すように、ネジ９０を通孔２０に挿入し、ネジ孔７６に螺入する。絶縁部材７０を第１面部１２に対して固定すると、図１の半導体装置２が完成する。
【００３０】
以上、本実施例の半導体装置２の構成及びその製造方法を説明した。本実施例の半導体装置２では、第１面部１２と第２面部１４との間に圧縮力を発生させることで、第１電極３４と導電部材５０とを電気的に接続すると共に、第２電極３６と第２面部１４とを電気的に接続させる。ネジの締付け力によって電気的に接続させるわけではないため、ネジの緩みによって第１電極３４と導電部材５０との間の圧接力、及び、第２電極３６と第２面部１４との間の圧接力が低下するという問題は生じない。そのため、第１電極３４と導電部材５０との電気的接続、及び、第２電極３６と第２面部１４との電気的接続を継続的に確保することができる。
【００３１】
なお、本実施例では、ネジ９０によって、絶縁部材７０と第１面部１２とを固定し、絶縁部材７０が第１面部１２に対して位置ずれすることを抑制している。ここで、ネジ９０の挿込み方向と絶縁部材７０のケーシング１０への挿込み方向が直交するため、仮にネジ９０が緩んだ場合であっても、絶縁部材７０が位置ずれし難く、第１電極３４と導電部材５０との電気的接続、及び、第２電極３６と第２面部１４との電気的接続を確実に保持することができる。
【００３２】
また、本実施例では、第１電極３４と導電部材５０との間、及び、第２電極３６と第２面部１４との間に、ハンダ等の接合材が存在しない。そのため、半導体装置２を製造する場合に、接合材による接合工程を必要としない。そのため、本実施例の半導体装置２は、接合材を用いる場合と比べて簡易に製造することができる。また、本実施例の半導体装置２は、接合材を使用しないため、半導体素子３０の発熱に伴って接合材にクラックが発生する等の不都合が発生することもない。さらに、半導体素子３０と導電部材５０とが接合材によって固定されていないため、半導体素子３０、導電部材５０等の各部品の交換を容易に行うこともできる。
【００３３】
本実施例と特許請求の範囲の記載の対応関係を説明する。第２面部１４、導電部材５０が、それぞれ、「第１導電部」、「第２導電部」の一例である。ネジ９０、通孔２０、及び、ネジ孔７６が「固定手段」の一例である。
【００３４】
（第２実施例）
第２実施例の半導体装置について、図３を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図３に示すように、本実施例の半導体装置１０２も、その基本的構成は第１実施例の半導体装置２と共通する。本実施例の半導体装置１０２では、絶縁部材１７０をケーシング１１０の第１面部１１２に対して固定する固定手段が、第１実施例とは異なる。なお、図３では、第１実施例の半導体装置２と共通する要素については、図１と同じ符号を用いて示している。以下、本明細書において同様である。
【００３５】
本実施例のケーシング１１０も、第１実施例のケーシング１０と同様に、第１面部１１２、第２面部１１４、及び、第３面部１１６を備えている。ただし、本実施例では、第１面部１１２には、通孔に代えて、係合突起１２０が形成されている。係合突起１２０は、第１面部１１２の内面側に形成されている。一方、絶縁部材１７０の表面１７４には、ネジ孔に代えて、上記の係合突起１２０と係合可能な係合溝１７６が形成されている。なお、本実施例でも、半導体素子３０及び導電部材５０は、第１実施例と同様のものが用いられている。
【００３６】
半導体装置１０２を製造する場合も、第１実施例と同様に、まず、ケーシング１１０の第２面部１１４の上に半導体素子３０を配置し、その半導体素子３０の上に導電部材５０を配置する。次いで、絶縁部材１７０を開口部１１８から第３面部１１６に向けて挿入する。絶縁部材１７０を挿入すると、絶縁部材１７０の表面１７４と、係合突起１２０の先端部とが接触する。さらに絶縁部材１７０を挿入させていくと、ケーシング１０が撓むことにより、第１面部１１２と第２面部１１４との間が開く。さらに絶縁部材１７０を挿入させていくと、図３に示すように、係合突起１２０が係合溝１７６と係合する。この際、第１面部１２と第２面部１４との間に圧縮力が発生し、半導体素子３０の第１電極３４と導電部材５０の裏面５２とが圧接して電気的に接続する。それと同時に、半導体素子３０の第２電極３６と第２面部１４とが圧接して電気的に接続する。本実施例では、絶縁部材７０を、係合突起１２０と係合溝１７６が係合する位置まで挿入させた際に、第１面部１２と第２面部１４との間に、第１電極３４と導電部材５０、及び、第２電極３６と第２面部１４が、それぞれ電気的に接続する程度の圧縮力が発生するように調整してある。なお、係合突起１２０と係合溝１７６とがラッチ構造となっているため、係合突起１２０と係合溝１７６とが係合すると、絶縁部材７０が開口部１１８方向（図３中右方向）に位置ずれすることが防止される。
【００３７】
本実施例の半導体装置１０２も、上記の第１実施例の半導体装置２と同様の効果を発揮することができる。本実施例では、係合突起１２０及び係合溝１７６が「固定手段」の一例である。
【００３８】
（第３実施例）
第３実施例の半導体装置について、図４を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図４に示すように、本実施例の半導体装置２０２では、ケーシング１０の第３面部１６の内面に絶縁壁２２０が備えられている点が第１実施例とは異なる。絶縁壁２２０は、絶縁体（例えばエポキシ、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料、又は、アルミナ、窒化ボロン等の絶縁性セラミック材料等）によって形成されている。
【００３９】
本実施例の半導体装置２０２を製造する場合には、半導体素子３０は、その端部が絶縁壁２２０に当接するように、第２面部１４の上に配置する。同様に、導電部材５０は、その先端部が絶縁壁２２０に当接するように、半導体素子３０の上に配置する。その他の工程は第１実施例と同様である。
【００４０】
本実施例の半導体装置２０２も、上記の第１実施例の半導体装置２と同様の効果を発揮することができる。さらに、上記の通り、半導体素子３０と導電部材５０とを配置する際には、それらの端部が絶縁壁２２０に当接するように配置させればよいため、ケーシング１０に対する半導体素子３０及び導電部材５０の配置の際の位置決めを容易に行うことができる。そのため、半導体装置２０２をより容易に製造することができる。
【００４１】
（第４実施例）
第４実施例の半導体装置について、図５を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図５に示すように、本実施例の半導体装置３０２では、ケーシング３１０、導電部材３５０、及び、絶縁部材３７０の形状が、第１実施例とは異なる。ケーシング３１０の第１面部３１２は、その内面が、開口部３１８側から第３面部３１６側に向けて厚みが増すように傾斜するテーパ状に形成されている。第２面部３１４の形状及び第３面部３１６の形状は、第１実施例と同様である。導電部材３５０は、表面３５２と裏面３５４のどちらも半導体素子３０の表面に対して平行な平面状に形成されている。絶縁部材３７０は、裏面３７２が、導電部材３５０の表面３５４と適合するように、導電部材３５０の表面３５４に対して平行な平面状に形成されており、表面３７４が、第１面部３１２の内面と適合するように、先端（図５中の左側端部）に向けて先細りになるように傾斜する。なお、図５では、ネジ９０、第１面部３１２の通孔、及び、絶縁部材３７０のネジ孔を省略している。本実施例の他の例では、ネジ９０、第１面部３１２の通孔、及び、絶縁部材３７０のネジ孔を設けてもよい。本実施例の半導体装置３０２も、上記の第１実施例の半導体装置２と同様の効果を発揮することができる。
【００４２】
（第５実施例）
第５実施例の半導体装置について、図６を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図６に示すように、本実施例の半導体装置４０２では、絶縁部材４７０の形状が第１実施例とは異なる。本実施例の絶縁部材４７０は、表面４７４及び裏面４７２に、複数個の凹部４８０が形成されている。本実施例では、絶縁部材４７０を導電部材５０と第１面部１２との間に挿入する際に、絶縁部材４７０の表面４７４や第１面部１２の内面に異物が付着している場合に、その異物を、絶縁部材４７０の表面４７４に設けられている凹部４８０内に収容することができる。同様に、絶縁部材４７０の裏面４７２や導電部材５０のテーパ部５４に異物が付着している場合に、その異物を、絶縁部材４７０の裏面４７２に設けられている凹部４８０内に収容することができる。そのため、絶縁部材４７０と第１面部１２の間、及び、絶縁部材４７０と導電部材５０の間に異物が介在することを抑制し、第１面部１２と第２面部１４との間に適切に圧縮力を発生させることができる。
【００４３】
なお、図６でも、ネジ９０、第１面部１２の通孔２０、及び、絶縁部材４７０のネジ孔を省略している。本実施例の他の例では、ネジ９０、第１面部１２の通孔２０、及び、絶縁部材４７０のネジ孔を設けてもよい。さらに、本実施例の半導体装置４０２も、上記の効果に加えて、上記の第１実施例の半導体装置２と同様の効果を発揮することができる。
【００４４】
（第６実施例）
第６実施例の半導体装置について、図７、図８を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図７に示すように、本実施例の半導体装置５０２では、半導体素子５３０及び導電部材５５０が第１実施例とは異なる。
【００４５】
本実施例の半導体素子５３０は、縦型のＩＧＢＴである。半導体素子５３０は、半導体基板５３２の表面側に、１個の表面電極５３４と、複数個の小信号パッド５３５とを備える。また、半導体基板５３２の裏面側に、裏面電極５３６を備える。裏面電極５３６は、第２面部１４と電気的に接続している。
【００４６】
本実施例の導電部材５５０は、絶縁体で形成されている。導電部材５５０は、第１実施例と同様に、平坦部５５４ａとテーパ部５５４ｂとを備えており、裏面５５２が平坦に形成されており、表面５５４が裏面５５２に対して傾斜している。本実施例の導電部材５５０は、裏面５５２に導電部５６０を備えている。図８に示すように、導電部５６０は、１個の第１リードフレーム５６４と、複数個の第２リードフレーム５６２とを備える。第１リードフレーム５６４及び第２リードフレーム５６２は、導体で形成されている。第１リードフレーム５６４は、半導体素子５３０の表面電極５３４と電気的に接続する。複数個の第２リードフレーム５６２は、それぞれ、半導体素子５３０の小信号パッド５３５と電気的に接続する。
【００４７】
本実施例の半導体装置５０２の製造方法は、第１実施例とほぼ同様である。即ち、まず、裏面電極５３６が第２面部１４と対向するように半導体素子５３０を配置し、次いで、表面電極５３４と第１リードフレーム５６４が対向し、各小信号パッド５３５と各第２リードフレーム５６２とが対向するように導電部材５５０を配置する。その後、絶縁部材７０を所定の位置まで挿入し、ネジ９０によって絶縁部材７０を固定する。第１面部１２と第２面部１４との間に発生する圧縮力により、裏面電極５３６と第２面部１４とが電気的に接続し、表面電極５３４と第１リードフレーム５６４とが電気的に接続し、各小信号パッド５３５と各第２リードフレーム５６２とが電気的に接続する。本実施例の半導体装置５０２も、上記の第１実施例の半導体装置２と同様の効果を発揮することができる。本実施例の導電部５６０が、「第２導電部」の一例である。
【００４８】
（第７実施例）
第７実施例の半導体装置について、図９を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。図９に示すように、本実施例の半導体装置６０２では、ケーシング６１０及び半導体素子５３０が第１実施例とは異なる。本実施例の半導体素子５３０は、上記第６実施例の半導体素子５３０と共通する。ただし、本実施例では、半導体素子５３０は、裏面電極５３６を上側、表面電極５３４及び小信号パッド５３５を下側に向けて配置されている。
【００４９】
本実施例のケーシング６１０は、絶縁体で形成されている。ケーシング６１０は、第１実施例と同様に、第１面部６１２と、第２面部６１４と、第３面部６１６とを備え、第１面部６１２には通孔６２０が設けられている。本実施例のケーシング６１０は、第２面部６１４の内面側に導電部６２２を備えている。詳しく図示しないが、導電部６２２は、表面電極５３４と電気的に接続する１個の第１リードフレーム６２４と、複数個の小信号パッド５３５とそれぞれ接続する複数個の第２リードフレーム６２６とを備えている。第１リードフレーム６２４及び第２リードフレーム６２６は、導体で形成されている。
【００５０】
本実施例の半導体装置６０２の製造方法も、第１実施例とほぼ同様である。即ち、まず、表面電極５３４と第１リードフレーム６２４とが対向し、各小信号パッド５３５と各第２リードフレーム６２６とが対向するように、半導体素子５３０を第２面部６１４上に配置する。次いで、裏面電極５３６が導電部材５０の裏面５２と対向するように導電部材５０を配置する。その後、絶縁部材７０を所定の位置まで挿入し、ネジ９０によって絶縁部材７０を固定する。ケーシング６１０の弾性力によって第１面部６１２と第２面部６１４との間に発生する圧縮力により、表面電極５３４と第１リードフレーム６２４とが電気的に接続し、各小信号パッド５３５と各第２リードフレーム６２６とが電気的に接続し、裏面電極５３６と導電部材５０とが電気的に接続する。本実施例の半導体装置６０２も、上記の第１実施例の半導体装置２と同様の効果を発揮することができる。本実施例の導電部６２２が、「第１導電部」の一例である。
【００５１】
（第８実施例）
図１に示すケーシング１０に代えて、図９に示す形状のケーシング７１０を用いることができる。図９のケーシング７１０は、略角筒状に形成されている。ケーシング７１０は、第１面部７１２と、第１面部７１２と対向する第２面部７１４と、第１面部７１２と第２面部７１４の側方の二辺同士をそれぞれ連結する第３面部７１６ａ、７１６ｂとを備えている。図９のケーシング７１０では、前後の二箇所に開口部７１８が設けられている。図９のケーシング７１０を用いて半導体装置を製造する場合、半導体素子と、導電部材と、絶縁部材とを、二箇所の開口部７１８のうちの一方側から第１面部７１２と第２面部７１４との間に挿入して配置させる。
【００５２】
（第９実施例）
また、図１０に示す形状のケーシング８１０を用いることもできる。ケーシング８１０は、一面のみが開口する箱状に形成されている。ケーシング８１０は、第１面部８１２と、第１面部８１２と対向する第２面部８１４と、第１面部８１２と第２面部８１４の三辺同士をそれぞれ連結する第３面部８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃとを備えている。ケーシング８１０では、一箇所に開口部８１８が設けられている。ケーシング８１０を用いて半導体装置を製造する場合、半導体素子と、導電部材と、絶縁部材とを、開口部８１８から第１面部７１２と第２面部７１４との間に挿入して配置させる。
【００５３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、以下の変形例を採用してもよい。
【００５４】
（変形例１）上記の第１実施例では、ケーシング１０の第１面部１２と第２面部１４との間に、半導体素子３０と、導電部材５０と、絶縁部材７０とを配置した後に、ケーシング１０内に絶縁性を有する樹脂を流し込み、半導体素子３０と、導電部材５０と、絶縁部材７０とを封止してもよい。以下の各実施例においても同様である。
【００５５】
（変形例２）上記の第５実施例では、凹部４８０（図６参照）は、絶縁部材４７０の表面４７４と裏面４７２のいずれか一方にのみ設けられていてもよい。また、凹部は、絶縁部材４７０に限られず、第１面部１２の内面や、導電部材５０のテーパ部５４ｂの表面に設けられていてもよい。
【００５６】
（変形例３）上記の第１実施例では、絶縁部材７０を第１面部１２に固定するためのネジ９０には、タッピングネジを用いてもよい。その場合、絶縁部材７０の表面７４に、予めネジ孔７６を形成しておく必要がない。
【００５７】
（変形例４）上記の第１実施例では、半導体装置２を製造する場合、まず、半導体素子３０を第２面部１４の上に配置し、次いで、導電部材５０を半導体素子３０の上に配置している。しかしながら、半導体素子３０と導電部材５０の配置順は、これには限られず、任意とすることができる。従って、例えば、予め積層させた半導体素子３０及び導電部材５０をケーシング１０内に配置するようにしてもよい。以下の各実施例においても同様である。
【００５８】
（変形例５）上記の第６実施例及び第７実施例では、半導体素子５３０として縦型のＩＧＢＴを使用しているが、半導体素子５３０には、縦型のＭＯＳＦＥＴ等、他の縦型スイッチング素子を用いてもよい。
【００５９】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６０】
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２：半導体装置
１０、１１０、３１０、６１０、７１０、８１０：ケーシング
１２、１１２、３１２、６１２、７１２、８１２：第１面部
１４、１１４、３１４、６１４、７１４、８１４：第２面部
１６、１１６、３１６、６１６、７１６ａ、７１６ｂ、８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃ：第３面部
１８、１１８、３１８、７１８：開口部
２０：通孔
３０：半導体素子
３２：半導体基板
３４：第１電極
３６：第２電極
５０、３５０、５５０：導電部材
５２、３５２、５５２：（導電部材の）裏面
５４、３５４、５５４：（導電部材の）表面
５４ａ、５５４ａ：平坦部
５４ｂ、５５４ｂ：テーパ部
７０、１７０、３７０、４７０：絶縁部材
７２、１７２、３７２、４７２：（絶縁部材の）裏面
７４、１７４、３７４、４７４：（絶縁部材の）表面
７６：ネジ孔
９０：ネジ
１２０：係合突起
１７６：係合溝
２２０：絶縁壁
４８０：凹部
５３０：半導体素子
５３２：半導体基板
５３４：表面電極
５３５：小信号パッド
５３６：裏面電極
５６０：導電部
５６２：第１リードフレーム
５６４：第２リードフレーム
６２２：導電部
６２４：第１リードフレーム
６２６：第２リードフレーム
【図１】
2013143467.tif 000003
【図２】
2013143467.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】
2013143467.tif 000009
【図８】
2013143467.tif 000010
【図９】
2013143467.tif 000011
【図１０】
2013143467.tif 000012
【図１１】
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