(57)【要約】      （修正有）【課題】支持電極体を放熱体の嵌合孔に圧入する際に生じる半導体チップに対する応力を低減し、同時に放熱体からの脱落を防止し品質的に安定した半導体装置を提供する。【解決手段】この半導体装置は支持電極体１に半導体チップ２が固着されている。支持電極体は外部放熱板に形成された嵌合孔１３に圧入により装着される。支持電極体は金属製の本体部と、本体部の表面に形成されたメッキ層１４を備えている。メッキ層は本体部の硬度よりも高い硬度を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
支持電極体に半導体チップが固着され、前記支持電極体が外部放熱板に形成された嵌合孔に圧入により装着される半導体装置において、前記支持電極体は金属製の本体部と該本体部の側面に形成され、且つ前記本体部および放熱板の硬度よりも高い硬度を有するメッキ層を備えていることを特徴とする半導体装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は半導体装置にかかり、特に半導体装置を放熱板に圧入する際に半導体チップに発生する応力が低減し、且つ十分な荷重を得ることの出来る半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを固着した支持電極体が放熱体の嵌合孔に圧入して装着される半導体装置は、例えば下記特許文献１により公知の技術である。このような構造の半導体装置は図２に示すように、支持電極体（３１）と、支持電極体（３１）の上面（４０）に固着された半導体チップ（３２）と、半導体チップ（３２）の上面に固着された棒状のリード（３３）と、支持電極体（３１）の上面（４０）の外周縁に沿って環状に形成された筒状の側壁（３９）と、側壁（３９）の内側に充填されて半導体チップ（３２）及びリード（３３）を保護膜として被覆する樹脂被覆体（３４）とを備えた半導体装置である。
【０００３】
この半導体装置は、図３に示すようにして、半導体チップ（３２）の固着された支持電極体（３１）が放熱体（３５）の嵌合孔（４５）に圧入されて使用される。すなわち、図２及び図３に示すように、支持電極体（３１）の底面（４１）を冶具（３６）により押圧して、半導体装置をリード（３３）側から放熱体（３５）の嵌合孔（４５）に圧入する。このとき、支持電極体（３１）の外径を放熱体（３５）の嵌合孔（４５）の内径よりも大きくし、重なりしろ（４６）を大きく取ることによって、支持電極体（３１）を放熱体（３５）の嵌合孔（４５）に圧入したときに、支持電極体（３１）が放熱体（３５）の嵌合孔（４５）の内壁面に掘削されて装着されるため、支持電極体（３１）と放熱体（３５）との嵌合強度が十分に得られる。
【特許文献１】特開 2002−261210号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、支持電極体（３１）を放熱体（３５）の嵌合孔（４５）に圧入したとき、重なりしろ（４６）の部分を大きく取る事により嵌合強度を増大する事が出来た。しかし重なりしろ（４６）を大きく取るほど支持電極体（３１）には放熱体（３５）から押圧力（圧縮力）が伝達され、支持電極体（３１）はその上面（４０）側を凸あるいは凹とする湾曲に変形するおそれがある。この結果、支持電極体（３１）の上面（４０）に固着された半導体チップ（３２）に応力が発生し、半導体チップ（３２）の電気的特性が劣化することがあった。
【０００５】
前項の問題を解決するために重なりしろ（４６）を小さくすれば、その分だけ放熱体（３５）から支持電極体（３１）に加わる圧縮力が減少し、結果として、半導体チップ（３２）に発生する応力が減少する。しかし重なりしろ（４６）を小さくすると、半導体チップ（３２）に発生する応力は低減できるが、支持電極体（３１）を放熱体（３５）に対して強固に固定することが出来ないという二律背反の問題が生じてしまう。支持電極体（３１）が放熱体（３５）に対して強固に固定されないと、放熱性が低下したり、振動等によって支持電極体（３１）が放熱体（３５）から脱落する恐れがあり、半導体装置の信頼性の点で問題がある。なお、支持電極体（３１）をビッカーズ硬度の高い材料、例えば鉄やジルコニウム銅で形成すれば、放熱体（３５）から支持電極体（３１）に加わる応力が減少し、且つ大きな圧入荷重を得ることが出来るため支持電極体（３１）が放熱体（３５）から離脱することを防止することが出来る。しかし鉄からなる支持電極体（３１）は放熱性の面で銅に比べて劣り、半導体チップ（２）の品質の低下に結びついてしまうという欠点を持っている。またジルコニウム銅からなる支持電極体（３１）は一般にジルコニウムは高価であり、コスト面での欠点を持っている。そのためこれらの欠点を持つことなく半導体チップ（２）に発生する応力を低減でき、且つ支持板が外部放熱板から離脱することも効果的に防止できる半導体装置を提供する事が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
半導体チップ（２）に発生する応力を低減でき、且つ支持板が外部放熱板から離脱することも効果的に防止するための手段として、支持電極体（１）の側壁（９）の表面に高い硬度を有するメッキ層を形成する。支持電極体（１）の側壁（９）の外側面表面に高い硬度を有するメッキ層（１４）を形成することにより、支持電極体（１）の全体としての硬度を増加することができ、小型化を図ることが出来る。小型化した支持電極体（１）は放熱体（５）に対する重なりしろ（４６）が従来のものよりも小さくなる。このため、支持電極体（１）を放熱体（５）の嵌合孔（１３）に圧入したとき、支持電極体（１）が半導体チップ（２）の電気的特性に影響を与えるほどに変形することがない。さらに十分な硬度を保ったメッキ層（１４）により支持電極体（１）を放熱体（５）に圧入する際の荷重を十分に大きく出来るため、支持電極体（１）を放熱体（５）に強固に固定することが可能となり脱落などを効果的に防止することが出来る。
【考案の効果】
【０００７】
本考案によれば、支持電極体（１）を放熱体（５）の嵌合孔（１３）に圧入したときに、放熱体（５）からの押圧力によって支持電極体（１）が変形することが抑制される。この結果、半導体チップ（２）に発生する応力を低減でき、且つ支持電極体（１）が放熱体（５）から離脱することも効果的に防止できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
本考案による半導体装置では、図１に示すように、底壁（７）及び底壁（７）の外周部に環状に形成された筒状の側壁（９）を有する皿状の支持電極体（１）と、支持電極体（１）の底壁（７）の上面（１０）に半田（１２）を介して固着された一方の電極面（２ａ）を有する半導体チップ（２）と、半導体チップ（２）の他方の電極面（２ｂ）に半田（１２）を介して固着されたリード（３）と、半導体チップ（２）及びリード（３）を被覆する樹脂被覆体（４）とを備えている。ここで、リード（３）は銅等の導電性金属材料により形成されており、樹脂被覆体（４）はエポキシ樹脂から形成されている。皿状の支持電極体（１）は上面に凹部（８）を有し、樹脂被覆体（４）はこの凹部（８）に充填されている。本実施形態の半導体装置は、底壁（７）の下面から冶具（６）を押し当て、支持電極体（１）が放熱体（５）の嵌合孔（１３）に圧入して装着される。
【０００９】
支持電極体（１）は、銅から形成された本体部（１ａ）と、この本体部（１ａ）の側壁（９）外側面表面に形成されたメッキ層（１４）を有する。本実施形態では、メッキ層（１４）をリン含有のニッケルメッキ層で形成した。メッキ層の素材は放熱体（５）よりもビッカーズ硬度の高いものであれば本考案の目的を達成することが出来る。前記ビッカーズ硬度は例えば５００Ｈｖ以上であることが望ましい。メッキ層の厚みは、支持電極体（１）の全体としての硬度を高めて変形が効果的に防止されるように１μｍ以上、望ましくは３μｍ以上とするのが良い。本考案によれば、ビッカーズ硬度の高いメッキ層を形成したことにより支持電極体（１）の硬度が増大しているので支持電極体（１）が変形することが抑制される。この結果、半導体チップ（２）に発生する応力を低減でき、半導体チップ（２）の電気的特性が劣化することが防止される。さらに十分な硬度を保ったメッキ層（１４）によりメッキ層が放熱体（３５）の嵌合孔（１３）の壁面を削って装置される事及び支持電極体（１）の全体としての硬度が増大して圧入荷重を大きく出来ることから支持電極体（１）が放熱体（５）から離脱することを確実に防止することが出来る。また、放熱体（５）は銅を主な素材とするため放熱性に優れ、またジルコニウム銅などと比較して安価であるという利点がある。本実施形態では、メッキ層（１４）を支持電極体（１）の本体部（１０）の側壁（９）にのみ形成したが、支持電極体（１）の上面（４０）や底面（４１）に形成してもよい。また支持電極体（１）を筒状の側壁（９）を有さない形状にすることも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】は本考案による半導体装置の断面図である。
【図２】は従来技術において支持電極体を圧入しようとする状態を示す図である。
【図３】は図２において支持電極体を圧入し終え、嵌合孔に装着された状態を示す図である。
【図４】は図２において支持電極体と嵌合孔との重なりしろを示した図である。
【符号の説明】
【００１１】
１、支持電極体
２、半導体チップ
２ａ、電極面
２ｂ、他方の電極面
３、リード
４、樹脂被覆体  
５、放熱体  
６、押圧冶具  
７、底壁  
８、凹部
９、側壁
９ａ、支持電極体表面
１０、内面
１１、外面  
１２、半田
１３、嵌合孔
１４、メッキ層
４６、重なりしろ
Ｐ、圧入時にかかる応力（Ｐ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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