(57)【要約】【課題】枠体を耐熱性樹脂で形成することなく比較的低コストでハンダ付けによる端子接合を行うことのできるパワー半導体装置を提供する。【解決手段】冷却器５０と、冷却器上に配置された配線パターンＰと、配線パターン上においてハンダで接続されたスイッチング素子Ｓおよび整流素子Ｄと、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａを有し、スイッチング素子および整流素子とハンダにより接続された板状リードＬ１、Ｌ２と、配線パターン、スイッチング素子、整流素子および端子部を囲繞する枠体１０と、枠体内に充填される樹脂２００とを備える。【選択図】図１
2017034063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却器（５０）と、
前記冷却器上に配置された配線パターン（Ｐ）と、
前記配線パターン上において接続されたスイッチング素子（Ｓ）および整流素子（Ｄ）と、
端子部（Ｌ１ａ、Ｌ２ａ）を有し、前記スイッチング素子および前記整流素子と接続された板状リード（Ｌ１、Ｌ２）と、
前記配線パターン、前記スイッチング素子、前記整流素子および前記端子部を囲繞する枠体（１０）と、
前記枠体内に充填される樹脂（２００）と、
を備えることを特徴とするパワー半導体装置。
【請求項２】
前記端子部の下面側には、前記端子部を固定すると共に外部端子と接続可能なナット（６０、９０）が設けられており、
前記ナットの側部は、前記樹脂によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載のパワー半導体装置。
【請求項３】
前記ナットは、圧入部（６１、９１）を有する圧入ナット（６０、９０）で構成され、
前記端子部には、下面側から前記ナットの前記圧入部が圧入されていることを特徴とする請求項２に記載のパワー半導体装置。
【請求項４】
前記枠体の位置決めを行う枠状部材（３０１）をさらに備え、
前記枠状部材は、前記端子部が配置される部分に底面（３０２Ａ、３０２Ｂ）を有し、当該底面の一部が前記冷却器よりも外側に位置することを特徴とする請求項１に記載のパワー半導体装置。
【請求項５】
前記枠状部材は金属で構成され、
前記枠状部材の前記底面には、絶縁部材（３７０）を介して前記端子部を固定すると共に外部端子と接続可能なナット（３６０）を有するナット部材（３５０、３５１）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のパワー半導体装置。
【請求項６】
冷却器（５０）上に配線パターン（Ｐ）を形成する工程と、
前記配線パターン上にスイッチング素子（Ｓ）および整流素子（Ｄ）をハンダ付けする工程と、
前記スイッチング素子および前記整流素子とハンダに板状リード（Ｌ１、Ｌ２）が有する端子部（Ｌ１ａ、Ｌ２ａ）をハンダ付けする工程と、
前記配線パターン、前記スイッチング素子、前記整流素子および前記端子部を囲繞する枠体（１０）を取付ける工程と、
前記枠体内に樹脂（２００）を充填する工程と、
を有することを特徴とするパワー半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記端子部の下面側から圧入ナット（６０、９０）の圧入部（６１、９１）を圧入する工程をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のパワー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、パワー半導体装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載されるパワー半導体装置として、半導体素子と配線パターンとをワイヤで接続し、この配線パターンと端子（例えば、直流正極側端子、或いは直流負極側端子）とを超音波接合させた半導体装置が提案されている（例えば特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８９７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のパワー半導体装置は、冷却器上に半導体素子、配線パターン等から成る半導体モジュールを設け、この半導体モジュールを樹脂製の枠体で囲繞し、枠体内に絶縁性の樹脂を充填していた。
【０００５】
ところが、半導体モジュールの各構成部材の接合を超音波接合に代えてハンダ付けによって行う場合には、ハンダを溶融する際に、枠体が高温環境下に晒されることになる。
【０００６】
即ち、各構成部材の接合を超音波接合で行う場合には、冷却器上に枠体を設置した後に接合工程を行うことができた。しかし、冷却器上に枠体を設置した後に、各構成部材の接合を加熱炉によって一括してハンダ付けを行う場合には、必然的に枠体自体もハンダ溶融温度まで加熱されることになる。
【０００７】
そのため、枠体が高温の熱で損傷しないように耐熱性樹脂で形成するなどの措置が必要となり、コストが嵩むという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、枠体を耐熱性樹脂で形成することなく比較的低コストでハンダ付けによる端子接合を行うことのできるパワー半導体装置および製造方法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】
上記目的を達成するため、本発明に係るパワー半導体装置は、冷却器と、前記冷却器上に配置された配線パターンと、前記配線パターン上において接続されたスイッチング素子および整流素子と、端子部を有し、前記スイッチング素子および前記整流素子と接続された板状リードと、前記配線パターン、前記スイッチング素子、前記整流素子および前記端子部を囲繞する枠体と、前記枠体内に充填される樹脂と、を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配線パターンとスイッチング素子、整流素子および端子部を有する板状リードをハンダ付けで接続した後に、枠体を取り付けることができるので、枠体を耐熱性樹脂で形成することなく低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係るパワー半導体装置の構成例を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るパワー半導体装置の要部を示す断面図（ａ）および要部に適用される圧着ナットの例を示す斜視図（ｂ）である。
【図３】第１の実施の形態に係るパワー半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るパワー半導体装置の製造工程の続きを示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係るパワー半導体装置の構成例を示す断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係るパワー半導体装置に適用される圧着ナットの例を示す斜視図である。
【図７】第２の実施の形態に係るパワー半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るパワー半導体装置の製造工程の続きを示す断面図である。
【図９】実施の形態に係るパワー半導体装置に適用される枠体の構成例を示す平面図である。
【図１０】パワー半導体装置の製造工程のその他の例を示す断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置の要部を示す斜視図である。
【図１３】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置に適用されるナット部材を示す拡大斜視図である。
【図１４】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置について枠体を取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置について枠体を取付けた状態を示す斜視図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置について枠体内に樹脂を充填した状態を示す斜視図である。
【図１７】第３の実施の形態に係るパワー半導体装置についてドライバ基板を取付ける状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００１３】
［第１の実施の形態に係るパワー半導体装置］
（構成例）
図１および図２を参照して、第１の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１の構成例について説明する。
【００１４】
ここで、図１は、本実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１の構成例を示す断面図、図２（ａ）はパワー半導体装置Ｍ１の要部を示す断面図、図２（ｂ）はその要部に適用される圧着ナット６０ａ（６０ｂ）の例を示す斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、インバータ装置としてのパワー半導体装置Ｍ１は、主に、冷却器５０と、この冷却器５０上に設けられる半導体モジュールの構造物５００Ａと、冷却器５０上にあって半導体モジュールの構造物５００を囲繞する樹脂製の枠体１０と、枠体１０内に充填されるエポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂２００とから構成されている。
【００１６】
冷却器５０は、例えば銅やアルミニウム等の押出し成形により形成される。なお、図示は省略するが、冷却器５０には冷却水等の冷媒を流通させる流路を形成したり、空冷用のフィン等を設けてもよい。
【００１７】
半導体モジュールの構造物５００Ａは、ＩＧＢＴ等で構成されるスイッチング素子Ｓと、ダイオードで構成される整流素子Ｄとがそれぞれに接続される金属層（例えば、Ｃｕ層等）で構成される配線パターンＰと、パターンＰ上に配置されたスイッチング素子Ｓおよび整流素子Ｄの上部端子に接続された第１板状リードＬ１と、配線パターンＰに接続された第２板状リードＬ２等から構成される。
【００１８】
なお、半導体モジュールの構造物５００Ａは、図１の構成に限定されず、他の配線パターン、スイッチング素子、整流素子および第３板状リード等を備えるようにしてもよい。
【００１９】
また、第１板状リードＬ１に形成された端子部（負極端子）Ｌ１ａが枠体１０の一辺側（図上は右側）の内側に配置され、第２板状リードＬ２に形成された端子部（交流端子）Ｌ２ａが枠体１０の他辺側（図上は左側）の内側に配置されている。
【００２０】
このように半導体モジュールの構造物５００Ａは、第１板状リードＬ１に形成された端子部Ｌ１ａおよび第２板状リードＬ２に形成された端子部Ｌ２ａを含めて枠体１０の内側に位置するように構成されているので、半導体モジュールの構造物５００Ａの各構成部材を高温環境下でハンダ付けした後に、枠体１０を取り付けることができる。したがって、枠体を耐熱性樹脂で形成する必要がなく、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の比較的安価な樹脂で成形することができ、低コスト化を図ることができる。
【００２１】
また、図１および図２に示すように、第１板状リードＬ１に形成された端子部Ｌ１ａおよび第２板状リードＬ２に形成された端子部Ｌ２ａの下面側には、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａを固定すると共に図示しない外部端子と接続可能なナット６０が設けられている。
【００２２】
ナット６０は、より具体的には、図２（ｂ）に示すような圧入部６１を有する真鍮等から成る圧入ナットで構成されている。なお、圧入ナット６０には、圧入部６１側から挿入される図示しないボルトと螺合可能なネジ孔６２が設けられている。
【００２３】
そして、図２（ａ）に示すように、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａには、プレス機等を用いて下面側から圧入ナット６０の圧入部６１が圧入されている。
【００２４】
なお、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａには図示しないボルトを挿通する挿通孔が形成されており、圧入ナット６０は、ネジ孔６２と挿通孔の位置が合うように圧入されている。
【００２５】
また、図１に示すように、ナット６０の側部（図１に示す例では下端部）は、枠体１０内に充填された樹脂２００によって固定されている。
【００２６】
このように、樹脂２００でナット６０が固定され、図示しないボルトが螺合される際にも十分な機械的強度を有するので、従来のように枠体１０にナットをインサート成形する必要がなくなり、枠体１０の製造コストを低廉化することができる。
【００２７】
ここで、図１を参照して、半導体モジュールの構造物５００Ａの積層構造について説明する。
【００２８】
図１に示すように、冷却器５０上には、ハンダ等の接合層７１を介して、絶縁層７３の一面（図上は下面）に形成される金属の接合パターン７２が接合されている。
【００２９】
絶縁層７３の他面（図上は上面）には、配線パターンＰが形成されている。配線パターンＰ上には、整流素子Ｄとスイッチング素子Ｓがハンダ層８１、８２を介して接合されている。
【００３０】
第１板状リードＬ１は、銅板等を折曲げ加工して形成され、平板状の接続部Ｌ１ｂと、起立部Ｌ１ｃと、端子部Ｌ１ａとを有している。
【００３１】
第１板状リードＬ１の接続部Ｌ１ｂがハンダ等から成る接合層８３、８４を介して配線パターンＰ上に配置されたスイッチング素子Ｓおよび整流素子Ｄの上部端子に接合されている。
【００３２】
第２板状リードＬ２は、銅板等を折曲げ加工して形成され、平板状の接続部Ｌ２ｂと、起立部Ｌ２ｃと、端子部Ｌ２ａとを有している。
【００３３】
第２板状リードＬ２は、接続部Ｌ２ｂがハンダ等から成る接合層８０を介して配線パターンＰに接合されている。
【００３４】
そして、このような構成の半導体モジュールの構造物５００Ａは、加熱炉によりハンダ溶融温度まで加熱した後、冷却することにより、一括して各構成部材間のハンダ付けを行うことができる。
【００３５】
（製造工程）
図３、図４および前出の図１を参照して、第１の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１の製造工程について説明する。
【００３６】
なお、説明の簡易化のため、冷却器５０上には図３に示すようなパワー半導体の構造物５００Ａが積層状態で保持されているものとする。
【００３７】
また、第１板状リードＬ１および第２板状リードＬ２の端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａの下面側には、プレス機等により、圧入ナット６０の圧入部６１が圧入されて取り付けられる。
【００３８】
そして、図３に示すパワー半導体の構造物５００Ａは、各部材間のハンダ接合を行うために、ハンダの溶融温度まで加熱可能な加熱炉等により加熱された後、冷却される。これにより、各部材間のハンダ接合が完了する。
【００３９】
このようなハンダ接合を行う状態において、枠体１０は未だ取り付けられていないので、枠体１０自体が高温環境下に晒されることは無い。したがって、枠体１０自体を耐熱性樹脂で形成する必要が無く、比較的安価なＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等で形成することができ、パワー半導体装置Ｍ１全体の低コスト化を図ることができる。
【００４０】
次いで、図４に示すように、パワー半導体の構造物５００Ａが設けられている冷却器５０に対して、Ｄ１方向に枠体１０を降下させて取り付ける。
【００４１】
続いて、枠体１０内に、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂２００を充填する。
【００４２】
なお、樹脂２００は、図１に示すように、圧入ナット６０の下端部が埋まる高さまで充填される。
【００４３】
これにより、図１に示すようなパワー半導体装置Ｍ１の作製が完了する。
【００４４】
［第２の実施の形態に係るパワー半導体装置］
（構成例）
図５および図６を参照して、第２の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ２の構成例について説明する。
【００４５】
ここで、図５は、本実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ２の構成例を示す断面図、図６はパワー半導体装置Ｍ２に適用される圧着ナット９０の例を示す斜視図である。
【００４６】
なお、第２の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ２について、前述の第１の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００４７】
第２の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ２では、ナット６０に代えて、図６に示すようなナット６０よりも縦寸法が長い真鍮等から成る圧入ナット９０を用いている。なお、圧入ナット９０には、圧入部９１側から挿入される図示しないボルトと螺合可能なネジ孔９２が設けられている。
【００４８】
そして、図５に示すように、第１板状リードＬ１に形成された端子部Ｌ１ａおよび第２板状リードＬ２に形成された端子部Ｌ２ａの下面側には、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａを固定すると共に図示しない外部端子と接続可能なナット９０が取り付けられている。
【００４９】
即ち、図１に示すように、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａには、下面側からプレス機等により圧入ナット９０の圧入部９１が圧入されている。なお、端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａには、ボルトを挿通する挿通孔が形成されており、圧入ナット９０のネジ孔９２と挿通孔の位置が合うように圧入される。
【００５０】
また、図５に示すように、ナット９０の側部の約２／３程度が、枠体１０内に充填された樹脂２００によって固定されている。
【００５１】
これにより、ナット９０は、上述の短寸のナット６０に比してより強固に固定されるので、図示しないボルトが螺合される際にも十分な機械的強度を有し、従来のように枠体１０にナットをインサート成形する必要がなくなり、枠体１０の製造コストを低廉化することができる。
【００５２】
（製造工程）
図７、図８および前出の図５を参照して、第２の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ２の製造工程について説明する。
【００５３】
なお、説明の簡易化のため、冷却器５０上には図５に示すようなパワー半導体の構造物５００Ｂが積層状態で保持されているものとする。
【００５４】
また、第１板状リードＬ１および第２板状リードＬ２の端子部Ｌ１ａ、Ｌ２ａの下面側には、プレス機等により、圧入ナット９０の圧入部９１が圧入されて取り付けられる。
【００５５】
そして、図７に示すパワー半導体の構造物５００Ｂは、各部材間のハンダ接合を行うために、ハンダの溶融温度まで加熱可能な加熱炉等により加熱された後、冷却される。これにより、各部材間のハンダ接合が完了する。
【００５６】
このようなハンダ接合を行う状態において、枠体１０は未だ取り付けられていないので、枠体１０自体が高温環境下に晒されることは無い。したがって、枠体１０自体を耐熱性樹脂で形成する必要が無く、比較的安価な樹脂で形成することができ、パワー半導体装置Ｍ２全体の低コスト化を図ることができる。
【００５７】
次いで、パワー半導体の構造物５００Ｂが設けられている冷却器５０に対して、Ｄ１方向に枠体１０を降下させて取り付ける。
【００５８】
続いて、枠体１０内に、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂２００を充填する。
【００５９】
これにより、図５に示すようなパワー半導体装置Ｍ２の作製が完了する。
【００６０】
（枠体の形状について）
ここで、図９を参照して、第１および第２の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１、Ｍ２に適用可能な枠体１０Ａの構成例について説明する。
【００６１】
なお、枠体１０Ａが適用される３つのパワー半導体装置Ｍ１（Ｍ２）は、第１板状リードＬ１、第２板状リードＬ２に加えて第３板状リードＬ３を備え、全体でインバータ装置を構成し、三相モータ等の駆動などに用いられる。
【００６２】
図９に示すように、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等で成形された枠体１０Ａの縁部の内側には、第１板状リードＬ１および第３板状リードＬ３の端子部（正極端子）Ｌ１ａ、Ｌ３ａとの当接を避ける切欠部１０ａが形成されている。また、対向する縁部の内側には、第２板状リードＬ２の端子部Ｌ２ａとの当接を避ける切欠部１０ｂが形成されている。
【００６３】
また、図上、枠体１０Ａの左右の縁部の内側には、パワー半導体装置Ｍ１（Ｍ２）から延設される端子１７０との当接を避ける切欠部１０ｃが形成されている。
【００６４】
これにより、前出の図４、図７に示すように、枠体１０をＤ１方向に降下させる際に、切欠部１０ａ〜１０ｃによって、パワー半導体装置Ｍ１（Ｍ２）側の板状リードＬ１〜Ｌ３や端子１７０との衝突（当接）が回避される。
【００６５】
（パワー半導体装置の製造工程のその他の例）
図１０を参照して、パワー半導体装置の製造工程のその他の例について述べる。
【００６６】
上述したように第１および第２の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１、Ｍ２では、第１板状リードＬ１に形成された端子部Ｌ１ａおよび第２板状リードＬ２に形成された端子部Ｌ２ａの下面側には、圧入ナット９０（６０）が取り付けられている。
【００６７】
そのため、ハンダ付けを行う前の状態において、第１板状リードＬ１および第２板状リードＬ２は、圧入ナット９０（６０）の重みで、重心が外側に偏り、接続部Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂの一部がハンダ材から浮いた状態となり、ハンダ付けが不能あるいは不十分となる虞がある。
【００６８】
そこで、図１０に示すように、接続部Ｌ１ｂの上に錘１６０を載置したり、圧入ナット９０（６０）の下方に支持部材１６１を置いた状態でハンダ付けを行うようにするとよい。
【００６９】
但し、錘１６０の重さにより、溶融したハンダ材が横方向に逃げてしまい、十分なハンダ厚を確保できない虞がある。
【００７０】
このような事態を回避するために、図１０に示す半導体モジュールの構造物５００Ｃのように、配線パターンＰ上に凸部１５０を設けたり、接続部Ｌ１ｂの下面に凸部１５１を設けるようにして、ハンダ厚を確保するとよい。
【００７１】
また、ハンダ材中に、Ｎｉボール等を混入してハンダ厚を確保するようにしてもよい。
【００７２】
なお、錘１６０および支持部材１６１は、ハンダ付け工程の完了後に、取り外すことができる。
【００７３】
［第３の実施の形態に係るパワー半導体装置］
図１１〜図１７を参照して、第３の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ３の構成例について説明する。
【００７４】
ここで、図１１は、第３の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ３の構成例を示す分解斜視図、図１２は、パワー半導体装置Ｍ３の要部を示す斜視図、図１３は、パワー半導体装置Ｍ３に適用されるナット部材３５０を示す拡大斜視図である。
【００７５】
なお、第３の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ３について、前述の第１の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ１と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００７６】
本実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ３は、図１２等に示すように、枠体６００の位置決めを行う枠状部材３０１を備えている。
【００７７】
即ち、図１１に示すように、パワー半導体装置Ｍ３は、冷却器５０上に、接合層、絶縁基板等を含む基板部２５０が載置され、基板部２５０上にスイッチング素子、整流素子等から成る半導体チップ２５１が載置され、冷却器５０上にアルミニウム等の金属で成形される枠状部材３０１が載置され、枠状部材３０１の一部には後述するナット部材３５０、３５１が載置され、さらに半導体チップ２５１上に端子部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを有する第１板状リード、第２板状リードおよび第３板状リードから成る板状リードＬが載置されている。
【００７８】
ここで、図１２に示すように、枠状部材３０１は、板状リードＬ１の端子部（負極端子）Ｌ１ａおよび板状リードＬ３の端子部（正極端子）Ｌ３ａが配置される部分に底面３０２Ａを、板状リードＬ２の端子部（交流端子）Ｌ２ａが配置される部分に底面３０２Ｂを有し、この底面３０２Ａ、３０２Ｂの一部３０２ａが冷却器５０よりも外側に位置するように構成されている。
【００７９】
このように、半導体チップ２５１からの発熱を冷却したい中央付近を冷却器５０上に配置し、冷却の必要性が低い枠状部材３０１の縁部に近い部位を冷却器５０の外側に配置することにより、冷却器５０を小型化することができ、パワー半導体装置Ｍ３全体の小型化、軽量化を図ることができる。
【００８０】
また、図１１および図１３に示すように、枠状部材３０１の底面３０２Ａの一部には、セラミック板等で構成される絶縁部材３７０を介して端子部Ｌ１ａ、Ｌ３ａを固定すると共に図示しない外部端子と接続可能な２つのナット３６０から成るナット部材３５０が設けられている。なお、絶縁部材３７０と底面３０２Ａとの間および絶縁部材３７０とナット３６０との間には、ハンダ材３８０が配置されている。
【００８１】
なお、図１１に示すように、枠状部材３０１の底面３０２Ｂの一部には、同様にセラミック板等で構成される絶縁部材３７０を介して端子部Ｌ２ａを固定すると共に図示しない外部端子と接続可能な１つのナット３６０から成るナット部材３５１が設けられる。
【００８２】
このような構成のナット部材３５０、３５１を用いることにより、端子部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａを金属製の冷却器５０および枠状部材３０１から電気的に絶縁した状態で、図示しないボルトを介してナット３６０に固定することができる。
【００８３】
そして、図１１に示すように各構成部材を載置して積層させた状態で、全体を加熱炉に入れてハンダ溶融温度まで加熱した後、冷却することにより、一括して各構成部材間のハンダ付けを行うことができる。
【００８４】
なお、このようなハンダ接合を行う状態において、枠体６００は未だ取り付けられていないので、枠体６００自体が高温環境下に晒されることは無い。したがって、枠体６００自体を耐熱性樹脂で形成する必要が無く、比較的安価なＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等で形成することができ、パワー半導体装置Ｍ３全体の低コスト化を図ることができる。
【００８５】
ここで、図１４は、パワー半導体装置Ｍ３について枠体６００を取付ける前の状態を示す斜視図、図１５は、枠体６００を取付けた状態を示す斜視図、図１６は、枠体６００内に樹脂２００を充填した状態を示す斜視図、図１７は、ドライバ基板８００を取付ける状態を示す斜視図である。
【００８６】
上述のようにして一括したハンダ付けを行うことにより、図１４に示すような構造物５５０が作製される。
【００８７】
この後に、図１５に示すように、枠体６００を図１４に示す構造物５５０の上方から取付ける。
【００８８】
なお、枠体６００は、前出の図９に示す枠体１０Ａと略同様の形状を備えている。
【００８９】
即ち、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等で成形された枠体６００の縁部の内側には、第１板状リードＬ１および第３板状リードＬ３の端子部Ｌ１ａ、Ｌ３ｂとの当接を避ける切欠部６００ａが形成されている。また、対向する縁部の内側には、第２板状リードＬ２の端子部Ｌ２ａとの当接を避ける切欠部６００ｂが形成されている。
【００９０】
これにより、枠体６００を構造物５５０に取付ける際に、切欠部６００ａ、６００ｂによって、板状リードＬ１〜Ｌ３との衝突（当接）が回避される。
【００９１】
なお、枠体６００には、後述するドライバ基板８００と電気的に接続される多数の接続ピン６５０が立設されている。なお、接続ピン６５０は、図示しないコネクタ等を介してスイッチング素子Ｓ、整流素子Ｄ、配線パターンＰ等と電気的に接続されている。
【００９２】
また、枠体６００の隅部等には、取付け用のビス孔６０１が設けられている。
【００９３】
枠体６００を構造物５５０に取付けた後に、図１６に示すように、枠体６００内に、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂２００が充填される。
【００９４】
そして、図１７に示すように、枠体６００の接続ピン６５０やビス孔６０１と位置合わせして、ドライバ基板８００が上方から取付けられる。
【００９５】
なお、ドライバ基板８００には、枠体６００の接続ピン６５０に対応する接続孔８０１およびビス孔６０１に対応する取付孔８０２が設けられている。
【００９６】
このようにして、第３の実施の形態に係るパワー半導体装置Ｍ３が作製される。
【００９７】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載にしたがって解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９８】
例えば、配線パターンＰとスイッチング素子Ｓ、整流素子Ｄおよび接続部Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ等の接合を、ハンダ材を用いたハンダ付けに代えて、導電性の焼結材を用いて接合するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
Ｍ１〜Ｍ３…パワー半導体装置
１０、１０Ａ、６００…枠体
１０ａ〜１０ｃ…切欠部
５０…冷却器
６０、９０…圧入ナット（ナット）
６１…圧入部
６２…ネジ孔
７１…接合層
７２…接合パターン
７３…絶縁層
８３、８４…接合層
２００…樹脂
２５０…基板部
２５１…半導体チップ
３０１…枠状部材
３０２Ａ、３０２Ｂ…底面
３５０、３５１…ナット部材
３６０…ナット
３７０…絶縁部材
３８０…ハンダ材
５００Ａ〜５００Ｃ…パワー半導体の構造物
Ｄ…整流素子
Ｌ１…第１板状リード
Ｌ２…第２板状リード
Ｌ３…第３板状リード
Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ…接続部
Ｌ１ａ…端子部（負極端子）
Ｌ２ａ…端子部（交流端子）
Ｌ３ａ…端子部（正極端子）
Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ…起立部
Ｓ…スイッチング素子
Ｐ…配線パターン
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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