(57)【要約】【課題】  半田付け時に半田フィレット部の冷却時の収縮力を原因として半導体素子が傾くことのない端子を提供する。【解決手段】  ベース板、半導体素子、端子接続部がこの順に半田で接続されて構成され、  前記端子接続部は、その一端部が上方に突出した折曲部と前記一端部とは異なる他端部が上方に突出する突出部を有し、折曲部が端子に連接されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース板、チップ状の半導体素子、端子接続部がこの順に半田で接続されている半導体素子において、
前記端子接続部は、その一端部に上方に突出する折曲部と前記一端部とは異なる他端部に上方に突出する突出部を有し、前記折曲部が端子に連接されていることを特徴とする半導体素子用端子。
【請求項２】
前記折曲部と前記突出部は、前記端子接続部に外側上方に斜めに突出している、請求項１記載の半導体素子用端子。
【請求項３】
前記折曲部と前記突出部の傾斜角は同一である請求項２記載の半導体素子用端子。
【請求項４】
前記折曲部と前記突出部は、前記端子接続部の対向する端部に設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体素子用端子。
【請求項５】
前記折曲部と前記突出部は、前記端子接続部の隣接する端部に設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体素子用端子。
【請求項６】
前記端子接続部は、前記折曲部が設けられている端部を除く全ての端部に上方に突出する突出部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体素子用端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子用端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子と端子を半田リフロー炉等を用いて半田付けする工程では、半導体素子と端子等の部品要素を、半田レジストパターンによるセルフアライメントや冶具を使って水平方向の位置合わせをする。
【０００３】
しかし、半田付け工程では、半田自身が溶融するために、その溶融状況によっては部品要素の垂直方向の位置合わせが不確実となる。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決するために、上部のチップ部品の電極面積を下部電極の電極面積よりも小さくすることで、半田付け時の半田の分布の均一性を担保し、それにより部品要素の垂直方向の位置合わせを確実化する提案がなされている（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３９０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、先行文献の構造は、上下の部品要素の半田付けは確実化することが可能であるが、この構造は上下の２つの部品要素の半田付けにのみに対応したものであって、垂直方向の３つの部品要素の半田付けを行う半導体素子に対しては垂直方向の位置合わせを確実化出来ない。
【０００７】
以下、このことについて図１を参照して説明する。
【０００８】
図１は、ベース板１上に、半導体素子の一例としてダイオード２と端子を実装した状態を示し、同図（Ａ）は理想の半田付け状態を示し、同図（Ｂ）は半田付け時に不具合が生じた状態を示している。ここでは、ダイオード２は、ＰＮ接合を有する半導体チップで、表面にアノード電極２Ａと裏面にカソード電極２Ｋを備えているチップ状の部品である。この例では、ベース板１がダイオード２のカソード電極２Ｋの面積に対して十分に大きく、また、端子接続部４がダイオード２のアノード電極２Ａの面積に対して小さい。また、端子接続部４は、右側端部が上方に折曲されている折曲部４０を備え、この折曲部４０に端子６が連接している。
【０００９】
半田付け工程では、半田材料として板半田や半田ペレットを用いる場合もあるが、本例では半田ペーストを用いる。以下、説明の便宜上溶融前、溶融中の半田材料とこれが固化した物を全て半田と呼ぶ。ベース板１とダイオード２のカソード電極２Ｋの間、ダイオード２のアノード電極２Ａと端子接続部４の間に半田３、５が塗布されて半田リフロー炉で半田付けされる。このとき、端子６は冶具によって固定され位置合わせがされている。そして、半田リフロー炉内で半田３、５が溶融し、その後冷却によって半田３、５が固化するが、このとき、半田３、５が垂直方向に均一に分布すると同図（Ａ）に示すように、ダイオード２が垂直方向に傾くことがない。
【００１０】
ところが、実際は図１（Ｂ）に示すように、半田が固化したときに、ダイオード２の右端部が上方に傾いてしまうことがある。この現象が生じる理由は次のとおりである。
【００１１】
端子接続部４を端子６に連接するために、端子接続部４の右端部が折曲されて折曲部４０を構成しているが、半田５が溶融して固化する過程では、折曲部４０付近の半田が折曲部４０の右端面に沿って上方に這い上がり、この這い上がった半田が固化して半田フィレット５０が形成される。そして、この半田フィレット５０が形成される直前に、半田フィレットが折曲部４０に向かって収縮し、図の矢印Ｆで示す方向に半田を引っ張る力が発生する。このとき、ダイオード２の右端部と端子接続部４の間に位置する半田５が折曲部４０に向かって引っ張られるためにダイオード２の右端部と端子接続部４の間の半田の厚みが減少し、かつ端子６は冶具でその位置が固定されていることから、ダイオード２の折曲部４０側が矢印Ｆで示す折曲部４０に向かう方向に引っ張られ、ダイオード２の右端部が図１で上方に傾く。
【００１２】
こうして、ダイオード２の右端部が上方に傾いてしまうと、半田３、５の分布が不均一になる為に、半田３、５内の熱伝導率が不均一となり、全体として放熱性が悪く、また、熱ストレスによる半田劣化も早くなり、この半田３、５内部にクラックが生じやすくなる。
【００１３】
この発明は、半田付け時に半田フィレット５０の収縮力による半田を引っ張る力を原因として半導体チップが傾くことのない半導体素子用端子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の半導体素子用端子は、ベース板、チップ状の半導体素子、端子接続部がこの順に半田で接続されている半導体素子において、
前記端子接続部は、その一端部に上方に突出する折曲部と前記一端部とは異なる他端部に上方に突出する突出部を有し、前記折曲部が端子に連接されていることを特徴とする。
【００１５】
端子接続部は、上方に突出する折曲部と突出部を有することで、半田付け時に半田の這い上がりが折曲部と突出部で生じる。このため、半田付け時において、半導体素子と端子接続部との間の垂直方向の半田の分布が均一となり、半導体素子が傾斜することがなくなる。折曲部と突出部を端子接続部の対向する端子に設けると、半田の分布がより均一になるが、半田の分布が著しく異なることを防止できるように、端子接続部の異なる端部、例えば隣接する端部に設けても良い。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の半導体素子用端子は、端子接続部は一端部に上方に突出する折曲部と前記一端とは異なる他端部に上方に突出する突出部を有するため、半田付け時に半田の這い上がりが両端部で同様に生じるから、半田付け時において、両端部での垂直方向の半田の分布が均一となる。このため、半導体チップの傾斜を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の半導体素子の実装状態の不具合について説明するための図
【図２】この発明の実施形態の端子を採用した半導体素子の実装状態を示す図
【図３】この発明の他の実施形態の端子を採用した半導体素子の実装状態を示す図
【図４】この発明のさらに他の実施形態の端子を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図２（Ａ）は、この発明の実施形態用端子を採用した半導体素子の実装状態を示す図である。ここでは、半導体素子の一例としてダイオード２を示している。
【００１９】
このダイオード２の実装状態は、図１に示すダイオード２の実装状態と全体として同じ実装状態であり、相違点は端子接続部４の構成である。
【００２０】
すなわち、端子接続部４は、その一端部に上方に略垂直に突出する折曲部４０と前記一端部とは異なる他端部に上方に略垂直に突出する突出部４１を有している。同図において、右側の折曲部４０は端子６に連接する。実際には、端子６と端子接続部４は１枚のＣｕ板を折曲して形成される。
【００２１】
ダイオード２の実装方法は、図１に示すダイオード２の実装方法と同じである。すなわち、ベース板１とダイオード２のカソード電極２Ｋの間、ダイオード２のアノード電極２Ａと端子接続部４の間に半田３、５が塗布されて半田リフロー炉で半田付けされる。このとき、端子６は冶具によって固定され位置合わせがされている。そして、半田リフロー炉内で半田３、５が溶融し、その後冷却によって半田３、５が固化するが、このとき、端子接続部４の一端部に、上方に略垂直に突出する折曲部４０と前記一端部とは異なる他端部に上方に略垂直に突出する突出部４１を有しているため、半田付け時に、半田の這い上がりが折曲部４０と突出部４１の外側面において生じ、図示のように両側に同じ半田フィレット５０、５１が形成される。
【００２２】
本実施形態では、半田付け工程で端子接続部４の両端部の折曲部４０と突出部４１の外側面に半田フィレット５０、５１が形成され、半田フィレット５０、５１が固化する過程で端子接続部が夫々反対方向に向けて引っ張られる力が発生する。このため、従来のように（図１（Ｂ））、ダイオード２の片側に対してだけ半田を引っ張る力が作用することがなくなり、その結果、ダイオード２は垂直方向に傾くことがなくなる。
【００２３】
図２（Ｂ）に示すように、ダイオード２のアノード電極２Ａとカソード電極２Ｋを反対に実装することもできる。ダイオード２のアノード電極２Ａの周囲には耐圧維持構造が形成されており、カソード電極２Ｋと比較してアノード電極２Ａの面積は小さくなっている。このようなダイオード２の構造では半田３で半田付けされるアノード電極２Ａの面積が小さいためにダイオード２の安定性が悪く、ダイオード２が半田付け工程中により傾斜し易い傾向にある。しかし、本例のように、カソード電極２Ｋ上に折曲部４０と突出部４１を有する端子接続部４を半田付けすると、ダイオード２を引っ張る力が均等に作用し半田の分布が均一となるために、ダイオード２の傾斜を防ぐことが出来る。
【００２４】
図３は、他の実施形態を示す。この例では、端子接続部４の一端部に上方に突出する折曲部４０と前記一端部とは異なる他端部に上方に突出する突出部４１とが設けられ、これらは、該両端部の外側上方に斜めに突出している。このように、折曲部４０と突出部４１を外側上方に斜めに突出したものにすることで、半田５が折曲部４０に沿って這い上がり易くなり、半田フィレット５０、５１が形成され易く、半田フィレット５０、５１が固化して収縮する際に、ダイオード２に均等な引っ張る力が作用して、ダイオード２が傾くことなく端子接続部４がダイオード２のカソード電極２Ｋにより強固に接続される。
【００２５】
上記の例で、折曲部４０と突出部４１の傾斜角θ１、θ２は同じ角度であることが望ましい。このようにすることで、半田フィレット５０、５１の大きさが同一になり、半田フィレット５０，５１が折曲部４０と突出部４１に沿って互いに半田を逆向きに引っ張る力が同一となり、ダイオード２の傾き防止効果がさらに増大する。
【００２６】
上記の例で、折曲部４０と突出部４１は、端子接続部４の対向する端部に設けられていることが望ましい。このようにすると、半田付け時に、半田５の這い上がりが対向する折曲部４０と突出部４１の外側面において、同じ半田フィレット５０、５１が対向して形成されることによって、半田フィレット５０、５１が半田５を互いに逆向きに引っ張るため、半田５の分布を均一にすることができる。このため、ダイオード２の傾き防止効果がさらに増大する。
【００２７】
上記の例で、折曲部４０と突出部４１は、端子接続部４の隣接する端部に設けられていてもよい。折曲部４０に隣接して突出部４１を設けることによって、折曲部４０に沿う一つの方向にのみ半田５が引っ張られる従来の実施例と比べて、半田フィレット５０、５１が複数の方向に半田を引っ張るので、半田分布が不均一にならないようにできる。この場合、突出部４１を折曲部４０の両側に隣接する位置に形成してもよい。また、端子接続部４の平面形状が略三角形の場合でも、折曲部４０に隣接して突出部４１を設ければ、同様に半田の分布が不均一にならないようにできる。
【００２８】
図４は、さらに他の実施形態を示す。同図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ端子接続部４の平面図、斜視図を示す。端子接続部４以外は、上記の各実施形態と同じである。
【００２９】
この例では、端子接続部４は矩形状の半田付け部４４の左右前後の端子接続部４の側部に折曲部４０と突出部４１、４２、４３がそれぞれ同じ傾斜角で形成されている。図２、図３に示す例では、左右方向だけに折曲部４０と突出部４１が形成されているが、図４ではさらに前後方向に突出部４２、４３が形成されている。このように夫々の端部に突出部４１を形成することによって、複数の位置と方向に半田フィレット５０が半田を引っ張るので、半田５の分布が均一化されダイオード２の傾き防止効果に貢献する。
【００３０】
各実施形態では、端子接続部４の平面形状を略長方形の例で示したが、端子接続部４の平面形状が多角形とし、折曲部４０が形成されていない任意の端部に突出部を設置することも可能である。例えば、端子接続部４の平面形状を五角形とし、その端部の一ケ所に折曲部４０を形成し、この端部と隣接しない端部に突出部４１を形成してもよい。また、折曲部と突出部の幅を適宜異なるように設定し、半田フィレット５０、５１の幅も変更することで、半田フィレット５０、５１が半田５を引っ張る力を調整して、ダイオードの傾きを防ぐこともできる。更に、折曲部と突出部の角度や、この角度と幅の組み合わせを選択することによっても半田フィレット５０、５１が半田５を引っ張る力を調整することがでダイオード２の傾きを防止することもできる。
【００３１】
なお、以上の実施形態では、半導体素子としてＰＮ接合面を有するダイオード２を例示したが、本発明は、サイリスタ等、これ以外の半導体素子にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１−ベース板
２−ダイオード
３、５−半田
４−端子接続部
４０−折曲部
４１−突出部
６−端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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