CN104170078B - 半导体装置以及半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体装置以及半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

不进行转矩管理而简单地紧密接合安装于冷却体，能够降低接触热阻，外形尺寸小且制造成本降低。半导体装置(100)具有端子外壳(1)、与该端子外壳(1)相连接的具有弹簧作用的梁部(4)、被进行了分割的带导电图案的绝缘基板(5)、位于端子外壳(1)的中央的止动件(7)以及填充到端子外壳(1)内的具有弹性的密封树脂(8)，半导体装置(100)能够增加与冷却体之间的紧密接合性而降低接触热阻。通过将带导电图案的绝缘基板(5)分割为多个部分而能够紧密接合地安装于冷却体。另外，仅将止动件(7)前端的钩部(7b)插入到冷却体的两级构造的孔就能够简单地安装到冷却体。在该安装中不需要紧固螺栓所需的转矩管理，能够提供一种低成本的半导体装置。

Description

半导体装置以及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种简单地安装到冷却体的低成本的半导体装置，特别是涉及一种不具有与冷却体相接触的冷却基座(例如铜基座)的半导体装置以及半导体装置的制造方法。
背景技术
在通常的半导体装置中，搭载半导体芯片的带导电图案的绝缘基板被固定于冷却基座(例如铜基座)，该冷却基座被固定于冷却体(散热片)。
近年来，在小容量的半导体装置中，为了实现降低成本和降低热阻，采用将带导电图案的绝缘基板不经由冷却基座而直接固定于冷却体(散热片等)的方法。
该半导体装置被称为无铜基座型，上述带导电图案的绝缘基板由一个DCB(DirectCopper Bonding：直接铜熔结)基板或者铝绝缘基板构成。另外，封装为端子设于树脂外壳的端子外壳、通过压铸模成型的外壳等，密封树脂为凝胶(硅凝胶)或者环氧树脂等。
说明以往的将无铜基座的半导体装置安装到冷却体的方法的具有代表性的三个例子。
1)如图18所示，对向半导体装置500的外壳51主体的外侧突出的紧固件52(两个部位)进行螺栓止动的方法(非专利文献1)。
2)如图19所示，在半导体装置600的外壳54两端(两个部位)形成使螺栓通过的孔55而进行螺栓止动的方法(专利文献1)。
3)如图20所示，在半导体装置700的外壳57中央形成使螺栓通过的孔58而进行螺栓止动的方法(专利文献2)。
此外，在图中的附图标记中，53、56、59分别为带导电图案的绝缘基板。
专利文献1：日本特开2011-243839号公报
专利文献2：美国专利6979204号公报
非专利文献
非专利文献1：Infineon，“AN2006-08”，Application Note，V2.0，July2008
发明内容
发明要解决的问题
但是，在非专利文献1、专利文献1以及专利文献2所记载的半导体装置500～700中，如上所述，向冷却体的安装全部通过螺栓止动来进行，因此需要进行螺栓紧固转矩管理。
另外，在非专利文献1和专利文献1所记载的半导体装置500、600中，用于向冷却体安装的螺栓部的面积成为无用空间而半导体装置500、600的外形尺寸变大。
另外，在非专利文献1所记载的半导体装置500中，当调查未分割的一个带导电图案的绝缘基板53的背面导电体53a的面的翘曲时，如图21所示，翘曲是朝向带导电图案的绝缘基板53的正面侧翘曲，并不仅限于从半导体装置中央以同心圆状地扩大。该翘曲变得明显的部位也有时位于远离背面导电体53a的中央的部位60。
此外，在图中的附图标记中，61表示等高线，部位60附近与其它部位相比凹下。
当像这样翘曲变得明显的部位60远离背面导电体53a中央时，在将半导体装置500安装到冷却体的情况下，该背面导电体53a与冷却体之间的紧密接合性降低，半导体装置500与冷却体之间的接触热阻增加。另外，为了防止该接触热阻的上升，有时在半导体装置500与冷却体的接触面涂敷导热膏(Thermal grease)。但是，在翘曲大的部位导热膏的涂敷量变多而导致热阻变大。
在上述三个文献所记载的半导体装置500～700中，
1)在半导体装置500、600、700中，在客户的安装工序中需要螺栓止动作业，需要用于该螺栓止动作业所需的螺栓紧固的转矩管理。另外，螺栓止动费时。
也就是说，在半导体装置500、600、700中，向冷却体的安装均为螺栓止动，需要螺栓止动作业，在安装工序中需要用于螺栓紧固的转矩管理。其结果，制造成本增加。
2)在半导体装置500、600中，螺栓止动部位处于外壳51、54的外周部，该部位成为无用空间。因此外形尺寸增加。
3)直接安装到冷却体的带导电图案的绝缘基板53、56、59为单片结构，因此翘曲的形状(翘曲方式)不固定而按每个半导体装置发生变化。特别是，在半导体装置500中，带导电图案的绝缘基板53的翘曲明显。
4)如第3)项说明的那样，带导电图案的绝缘基板53、56的翘曲形状不固定，因此难以进行翘曲的管理。因此，在利用螺栓将绝缘基板53、56紧固到冷却体来将半导体装置53、56固定到冷却体的情况下，根据翘曲明显部位的位置不同，半导体装置500、600与冷却体的紧密接合性有时降低。
本发明的目的在于，解决这种问题而提供以下一种半导体装置以及半导体装置的制造方法：不进行转矩管理而简单地与冷却体紧密接合地安装到冷却体，能够降低接触热阻，外形尺寸小且制造成本降低。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，根据第一发明，半导体装置具有：带导电图案的绝缘基板，其是在绝缘板的主面分别形成导电体而得到的；外壳，其以使上述带导电图案的绝缘基板的一侧主面露出的方式收纳多个上述带导电图案的绝缘基板，并用于安装与露出的多个上述带导电图案的绝缘基板的上述一侧主面相接触的冷却体；梁部，其与已收纳于上述外壳的多个上述带导电图案的绝缘基板的另一侧主面相对置，梁状地设置于上述外壳；以及止动件，其呈柱状，被设于上述梁部的中央，该止动件的前端部安装到已安装于上述外壳的上述冷却体的安装孔以使上述梁部弯曲。
另外，根据第二发明，优选的是，在第一发明中，还具有密封树脂，该密封树脂与多个上述带导电图案的绝缘基板和上述梁部接触地填充到上述外壳内。
另外，根据第三发明，优选的是，在第二发明中，上述密封树脂由具有弹性的材质形成。
另外，根据第四发明，优选的是，在第一发明中，多个上述带导电图案的绝缘基板以包围上述前端部已安装于上述冷却体的上述止动件的方式收纳于上述外壳。
另外，根据第五发明，优选的是，在第三发明中，多个上述带导电图案的绝缘基板的与上述止动件邻接的一侧被向上述梁部侧提起，使得多个上述带导电图案的绝缘基板的与上述止动件邻接的一侧高于上述外壳侧的外周部。
另外，根据第六发明，优选的是，在第一或第二发明中，上述外壳、上述梁部以及上述止动件使用树脂以一体成型的方式形成。
另外，根据第七发明，优选的是，在第一发明中，上述止动件具备支柱以及上述支柱的上述前端部的钩部，从上述钩部的底部起到上述支柱形成有切口。
另外，根据第八发明，优选的是，在第一发明中，多个上述带导电图案的绝缘基板是将一个大的带导电图案的绝缘基板放射状地分割而形成的。
另外，根据第九发明，优选的是，在第一发明中，在上述止动件的上述前端部形成有螺栓。
另外，根据第十发明，半导体装置的制造方法具有以下步骤：使在绝缘板的主面上分别形成导电体而得到的多个带导电图案的绝缘基板包围夹具的中央的孔，并将上述带导电图案的绝缘基板的一侧主面侧载置在上述夹具上；以及将外壳、梁部以及止动件一体成型而得到的端子外壳的上述止动件的前端部位置对准到上述夹具的中央的上述孔来将上述端子外壳覆盖到多个上述带导电图案的绝缘基板，其中，上述外壳以使上述带导电图案的绝缘基板的一侧主面露出的方式收纳多个上述带导电图案的绝缘基板，并用于安装与露出的多个上述带导电图案的绝缘基板的上述一侧主面相接触的冷却体，上述梁部与收纳于上述外壳的上述带导电图案的绝缘基板的另一侧主面相对置，梁状地设于上述外壳，上述止动件呈柱状，被设于上述梁部的中央，该止动件的前端部安装到已安装于上述外壳的上述冷却体的安装孔以使上述梁部弯曲。
另外，根据第十一发明，优选的是，在第十发明中，还具有以下步骤：在覆盖到多个上述带导电图案的绝缘基板的上述端子外壳内填充密封树脂，使与多个上述带导电图案的绝缘基板和上述梁部相接触的上述密封树脂固化。
另外，根据第十二发明，优选的是，在第十一发明中，还具有以下步骤：在填充上述密封树脂之前，将上述梁部的中央按向上述夹具，将上述止动件的上述前端部插入到上述夹具的插入孔而使上述梁部弯曲。
另外，根据第十三发明，优选的是，在第十二发明中，还具有以下步骤：在使上述梁部弯曲后使上述密封树脂固化之后，使用通过配置于上述夹具的中央的上述插入孔的切断线来将上述夹具分离为两个部分，使弯曲的上述梁部返回到原位置。
发明的效果
根据本发明，半导体装置具有：带导电图案的绝缘基板；外壳，其以使带导电图案的绝缘基板的一侧主面露出的方式收纳带导电图案的绝缘基板，并用于在该一侧主面安装冷却体；以及梁部，其与带导电图案的绝缘基板的另一侧主面相对置，梁状地设于外壳，将呈柱状的、设于梁部的中央的止动件的前端部安装到已安装于外壳的冷却体的安装孔以使梁部弯曲，由此能够增加与冷却体之间的紧密接合性而降低接触热阻。
将密封树脂以与多个带导电图案的绝缘基板和梁部接触地方式填充到外壳内，由此能够紧密接合地安装于冷却体。
另外，多个带导电图案的绝缘基板包围前端部被安装到冷却体的止动件，且与止动件邻接的一侧被向梁部侧提起使得与止动件邻接的一侧高于外壳侧的外周部，由此能够以直插式简单地安装到冷却体。在该安装中，不需要进行紧固螺栓所需的转矩管理，能够提供一种低成本的半导体装置。
另外，安装部分位于外壳中央部，因此与以往的安装部处于外周部的情况相比能够减小外形尺寸而能够提供一种小型的半导体装置。
根据表示作为本发明的例子而优选的实施方式的与附图相关联的以下说明可清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点。
附图说明
图1是第一实施例所涉及的半导体装置的主要部分的结构图，(a)是俯视图，(b)是从(a)的箭头A观察的侧截面图，(c)是带导电图案的绝缘基板的主要部分的截面图。
图2是在图1的端子外壳内配置了带导电图案的绝缘基板的主要部分的俯视图。
图3是按顺序示出将半导体装置安装到冷却体的过程的工序图。
图4是按顺序示出接在图3之后将半导体装置安装到冷却体的过程的工序图。
图5是第二实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
图6是第二实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是接在图5之后的按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
图7是第三实施例所涉及的半导体装置的主要部分的结构图，(a)是俯视图，(b)是从(a)的箭头A观察的侧截面图，(c)是带导电图案的绝缘基板的主要部分的截面图。
图8是观察图7的带导电图案的绝缘基板的背面导电体的翘曲的图。
图9是表示将半导体装置安装到冷却体的过程的工序图。
图10是表示接在图9之后将半导体装置安装到冷却体的过程的工序图。
图11是第四实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
图12是第四实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是接在图11之后的按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
图13是第四实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是接在图12之后的按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
图14是制造方法中使用的树脂浇铸成型夹具的主要部分的结构图，(a)是俯视图，(b)是截面图。
图15是第五实施例所涉及的半导体装置的主要部分的截面图。
图16是已将图15的半导体装置安装到冷却体时的主要部分的截面图。
图17是第六实施例所涉及的半导体装置的主要部分的截面图。
图18是非专利文献1示出的半导体装置的主要部分的结构图，该图的(a)是侧视图，该图的(b)是俯视图。
图19是专利文献1示出的半导体装置的主要部分的结构图，该图的(a)是侧视图，该图的(b)是俯视图。
图20是专利文献2示出的半导体装置的主要部分的结构图，该图的(a)是侧视图，该图的(b)是俯视图。
图21是表示图18的背面导电体的翘曲的图。
具体实施方式
用以下实施例来说明实施方式。
<实施例1>
图1是第一实施例所涉及的半导体装置的主要部分的结构图，(a)是俯视图，(b)是从(a)的箭头A观察的侧截面图，(c)是带导电图案的绝缘基板的主要部分的截面图。
该半导体装置100具备：端子外壳1，其在作为外壳的外框2上以贯通的方式固定了作为外部导出端子的端子3；以及十字状的梁部4，其与该端子外壳1相连接，具备弹性力(弹簧作用)。半导体装置100具备被分割为四片的带导电图案的绝缘基板5以及固定在各带导电图案的绝缘基板5上的半导体芯片6。带导电图案的绝缘基板5的尺寸例如为20mm×30mm。并且，半导体装置100具备：止动件7，其被固定于梁部4的中央，向带导电图案的绝缘基板5下方突出；以及密封树脂8，其具备弹性，被填充到端子外壳1内。端子外壳1、梁部4以及止动件7是使用同一材质(例如PBT：聚对苯二甲酸丁二酯等)的树脂以一体成型的方式形成的。当然，也可以使用粘接剂来固定端子外壳1、梁部4以及止动件7。为了使梁部4具有弹簧作用，使厚度薄到例如1mm左右。另外，梁部4的宽度为几mm左右、例如为4mm。端子3为宽度窄的连接导体板。
端子外壳1内的端子3(外部导出端子)的前端3a通过未图示的焊锡被固定于半导体芯片6或带导电图案的绝缘基板5。另外，半导体芯片6通过未图示的焊锡被固定于带导电图案的绝缘基板5的导电图案5a(图1的(c))。另外，作为填充到端子外壳1内的具备弹性的密封树脂8，使用与端子外壳1和带导电图案的绝缘基板5之间的紧密接合性高的材料。例如，优选使用高粘接性灌封剂那样的材料。具体地说，例如为信越化学工业株式会社制RTV橡胶等。此外，带导电图案的绝缘基板5与端子外壳1的内壁只要不是紧密接触而是松动接触或者具有间隙即可。通过这种接触，在后文中说明的将半导体装置100安装到冷却体11时带导电图案的绝缘基板5与密封树脂8的粘性相互起作用而能够移动。这些带导电图案的绝缘基板5与端子外壳1的内壁的关系以及与密封树脂8的关系在后述的实施例2～6中也相同。
另外，各带导电图案的绝缘基板5的背面导电体5b(图1的(c))几乎不翘曲，是平坦的。
在本实施例1中，示出将带导电图案的绝缘基板5四分割的情况，但是也可以二分割。也就是说，只要通过从端子外壳1的中央放射状地延伸的线分割为多个部分即可。另外，如图1的(c)所示，带导电图案的绝缘基板5由陶瓷板等绝缘基板5c、形成于该绝缘基板5c正面面的作为导电体的导电图案5a以及形成于背面的背面导电体5b构成。如上所述，在导电图案5a上焊接半导体芯片6，背面导电体5b与未图示的冷却体加压接触。
另外，止动件7由支柱7a以及设于下方前端的钩部7b构成，从钩部7b的底面7c沿支柱7a的长边方向(上方)形成有切口7d。该切口7d在将半导体装置100经由止动件7固定于未图示的冷却体时起作用。另外，钩部7b的截面面积朝向上方变大。此外，在图1中示出切口7d从纸面近侧朝向远侧沿一个方向形成的例子，但是还可以在通过支柱7a的中心轴且与该切口7d直角交叉的方向也存在切口。并且，该切口也可以由通过支柱7a的中心轴而交叉的多个切口构成。该切口的结构在实施例2～4、6中也相同。
图2是在图1的端子外壳内配置了带导电图案的绝缘基板的主要部分的俯视图。在此，未示出梁部4和止动件7。以配置止动件7的位置为中心9在其周围配置被分割为四个部分的带导电图案的绝缘基板5。将被分割为四个部分的带导电图案的绝缘基板5彼此分开的分割线10从止动件7的位置放射状(在此十字)地延伸。也就是说，以止动件7为中心放射状地配置分割后的带导电图案的绝缘基板5。
图3～图4是按顺序示出将半导体装置安装到冷却体的过程的工序图。
在图3的(a)中，将半导体装置100配置于冷却体11上。此时，使半导体装置100的钩部7b的中央位置对准到冷却体11中央的安装孔12。该安装孔12为两级构造，上级为孔12a，下级为直径大于孔12a的直径的孔12b。孔12a的直径为钩部7b的最大直径AA-切口7d的裂口宽度dd以上且小于钩部7b的最大直径AA。孔12b的直径为钩部7b的最大直径AA以上。该孔12a、12b的结构在实施例2～4、6中也相同。
在图3的(b)中，对止动件7的支柱7a的顶点7e施加力13，将止动件7前端的钩部7b压入到冷却体11的孔12a。此时，形成于支柱7a的切口7d变窄，钩部7b的直径缩小，钩部7b能够通过冷却体11的孔12a。另外，此时，梁部4向下方变形，被作为弹性体的梁部4与带导电图案的绝缘基板5夹持的密封树脂8被压缩。
在图4的(a)中，在钩部7b通过冷却体11的孔12a之后，切口7d通过弹簧作用扩大而返回到原大小。由于力13而密封树脂8被压缩，其反作用力14如静水压那样成为向四面八方扩展的力。
在图4的(b)中，当去除对止动件7的顶点7e施加的力13时，向下方变形的梁部4由于弹簧作用而被向上方提起，要使梁部4和被压缩的密封树脂8返回至原状态的力表现为反作用力14、15。此时，被压缩的密封树脂8不会返回至原状态，因此存留密封树脂8的反作用力14。该反作用力14作为将带导电图案的绝缘基板5向下方按压的反作用力14起作用，另一方面，止动件7前端的钩部7b的上端部7f被梁部4向上方拉伸，由于反作用力15而向上方按压冷却体11的孔12a的底部12c。梁部4的反作用力15经由止动件7被传递到冷却体11，冷却体11被向上方按压，通过力16按压带导电图案的绝缘基板5。通过该密封树脂8的反作用力14与向上方提起冷却体11的力16，使带导电图案的绝缘基板5与冷却体11紧密接合并固定。这样在止动件7前端形成了钩部7b，因此通过仅对止动件7的顶点7e施加力13的直插式，该钩部7b被插入到冷却体11的孔12，从而能够简单地使半导体装置100与冷却体11紧密接合地固定。
另外，通过对构成该半导体装置100的带导电图案的绝缘基板5进行分割，与冷却体11之间的紧密接合性提高，能够降低接触热阻。另外，在半导体装置100中，止动件7被配置在端子外壳1的俯视观察时的中央区域，因此与非专利文献1、专利文献1的半导体装置相比能够减小外形尺寸。并且，在半导体装置100中，通过对止动件7设置钩部7b能够简单地使半导体装置100与冷却体11紧密接合地固定，因此不需要费时的螺栓止动作业，并且，不需要转矩管理而能够降低制造成本。
<实施例2>
图5～图6是第二实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
在图5的(a)中，在焊锡夹具21上载置带导电图案的绝缘基板5。在带导电图案的绝缘基板5(导电图案5a)上涂敷未图示的焊锡。在涂敷后的焊锡上载置半导体芯片6。
在图5的(b)中，在半导体芯片6上涂敷未图示的焊锡，从半导体芯片6上覆盖一体成型有梁部4和止动件7的端子外壳1，将端子3(外部导出端子)的前端3a配置在半导体芯片6上。之后，使焊锡夹具21的温度升高而使焊锡熔融，之后进行冷却使焊锡固化，来对带导电图案的绝缘基板5和半导体芯片6以及半导体芯片6和端子3(前端3a)分别进行焊接。
在图5的(c)中，从焊锡夹具21取下已对端子3(前端3a)和半导体芯片6以及半导体芯片6和带导电图案的绝缘基板5分别进行了焊接的端子外壳1。
在图6的(a)中，将焊接后的端子外壳1载置在树脂浇铸成型夹具22，对密封树脂8进行浇铸成型并使其固化。如上所述，该密封树脂8为具有弹性的树脂，例如为高粘接性灌封剂等。
在图6的(b)中，从树脂浇铸成型夹具22取出已对密封树脂8进行浇铸成型并固化的端子外壳1。
在半导体装置100中，被分割为四个部分的带导电图案的绝缘基板5的各背面导电体5b的露出面整个区域平坦(参照图1)，因此在将半导体装置100安装到冷却体11的情况下，在半导体装置100与冷却体11的接触面上呈现止动件7附近的接触力大而外周部的接触力小的趋势。下面，说明消除该趋势而能够从止动件7附近至外周部为止以大致均匀的接触力进行固定的方法。
<实施例3>
图7是第三实施例所涉及的半导体装置的主要部分的结构图，(a)是俯视图，(b)是从(a)的箭头A观察的侧截面图，(c)是带导电图案的绝缘基板的主要部分的截面图。
半导体装置200与半导体装置100(参照图1)的不同点在于带导电图案的绝缘基板5以与止动件7邻接一侧被提起的方式配置。被提起的高度H为100μm～200μm左右，密封树脂8上表面也被提起相应的量，因此半导体装置200的上表面向上方弯曲成100μm～200μm左右的凸状。
图8是观察图7的带导电图案的绝缘基板的背面导电体的翘曲的图。该翘曲向上方呈凹状。根据附图，翘曲的等高线23的中央最低(向上方凹)，向外周部以同心圆状变高。这样，从中央朝向外周均等地产生翘曲，因此在将半导体装置200安装到冷却体11时，能够提高带导电图案的绝缘基板5与冷却体11之间的紧密接合性(接触力)。
图9～图10是表示将半导体装置安装到冷却体的过程的工序图。
在图9的(a)中，将半导体装置200配置在冷却体11上。此时，使半导体装置200的钩部7b的中央位置对准到冷却体11的中央的安装孔12。该安装孔12为两级构造，上级为孔12a，下级为直径大于孔12a的直径的孔12b。
在图9的(b)中，对止动件7的支柱7a的顶点7e施加力13，将止动件7下方前端的钩部7b压入到冷却体11的孔12a。此时，形成于支柱7a的切口7d变窄而钩部7b的直径变小，能够通过冷却体11的孔12a。另外，此时，上部的梁部4向下方变形而带导电图案的绝缘基板5的背面导电体5b的整个区域与冷却体11接触。
在图10的(a)中，在钩部7b通过冷却体11的孔12a之后，切口7d扩大而复原，钩部7b返回至原大小。
在图10的(b)中，当去除施加到止动件7的顶点7e的力13时，由于弹簧作用而要将向下变形的梁部4向上提起使其返回至原状态的力15起作用。该力15被传递到止动件7前端的钩部7b，使钩部7b的上端部7f与冷却体11的孔12a的底部12c紧密接合。由于梁部4的弹簧作用而产生的反作用力14经由钩部7b被传递到冷却体11，将冷却体11提起。另一方面，密封树脂8的反作用力14按压带导电图案的绝缘基板5。这样，半导体装置200与冷却体11紧密接合地固定于冷却体11。
在半导体装置200的情况下，施加到位于端子外壳1的中央的止动件7的力13被传递到冷却体11中央，该力13向冷却体11的外周部传递。因此，半导体装置200与冷却体11的接触面中的中央部的力大，外周部的力小。翘曲大的各带导电图案的绝缘基板5的角部5d位于施加该大力的中央部(位于止动件7附近)，因此施加到中央部的力减弱，均匀的力作用于带导电图案的绝缘基板5的整个区域。
另外，对构成该半导体装置200的带导电图案的绝缘基板5进行分割并且将带导电图案的绝缘基板5的止动件7附近的部分提起，由此能够提高与冷却体11之间的紧密接合性。紧密接合性提高，由此能够降低半导体装置200与冷却体11之间的接触热阻。另外，在半导体装置200中，止动件7配置在端子外壳1的俯视观察时的中央区域，因此能够减小外形尺寸。并且，在半导体装置200中，通过对止动件7设置钩部7b而能够简单地使半导体装置200与冷却体11紧密接合地固定，因此不需要进行费时的螺栓止动作业，并且，不需要转矩管理而能够降低制造成本。
<实施例4>
图11～图13是第四实施例所涉及的半导体装置的制造方法，是按照工序顺序示出的主要部分的制造工序截面图。
图14是在制造方法中使用的树脂浇铸成型夹具的主要部分的结构图，(a)是俯视图，(b)是截面图。在图14的(b)中也示出了端子外壳1、带导电图案的绝缘基板5等以供参考。
在图11的(a)中，在焊锡夹具21上载置带导电图案的绝缘基板5。在带导电图案的绝缘基板5(导电图案5a)上涂敷未图示的焊锡。在涂敷后的焊锡上载置半导体芯片6。
在图11的(b)中，在半导体芯片6上涂敷未图示的焊锡，从半导体芯片6上覆盖一体成型有梁部4与止动件7的端子外壳1，将端子3的前端3a配置在半导体芯片6上。之后，使焊锡夹具21的温度升高而使焊锡熔融，之后进行冷却而使焊锡固化，从而对带导电图案的绝缘基板5和半导体芯片6以及半导体芯片6和端子3(前端3a)进行焊接。
在图11的(c)中，从焊锡夹具21取下已对端子3(前端3a)和半导体芯片6以及半导体芯片6和带导电图案的绝缘基板5分别进行了焊接的端子外壳1。
在图12的(a)中，将已对端子3(前端3a)和半导体芯片6以及半导体芯片6和带导电图案的绝缘基板5分别进行了焊接的端子外壳1载置于树脂浇铸成型夹具24。形成于该树脂浇铸成型夹具24中央而被止动件7插入的孔25的构造与形成于冷却体11的安装孔12相同。但是，如图14所示，树脂浇铸成型夹具24为能够分离为左右(第一夹具24a和第二夹具24b)两个部分的构造。
之后，对止动件7的支柱7a的顶点7e施加力26而向下方按压。由此，梁部4向下方下降100μm～200μm左右。止动件7的钩部7b通过孔25a，树脂浇铸成型夹具24的孔25a的底部25c与钩部7b的上端部7f接触。
在图12的(b)中，在钩部7b通过孔25a之后，钩部7b进入到孔25b。钩部7b进入到孔25b，由此切口7d扩大，钩部7b返回至原大小。在施加力26的状态下，在端子外壳1内对密封树脂8进行浇铸成型并使其固化。
在图13的(a)中，去除力26(参照图12)，将图14示出的树脂浇铸成型夹具24的第一夹具24a和第二夹具24b分离，从树脂浇铸成型夹具24取出对密封树脂8进行了浇铸成型固化的端子外壳1。此时，力26已被去除，因此梁部4由于弹簧作用而返回至原位置，止动件7被提起。由于梁部4的弹簧作用，分割得到的各带导电图案的绝缘基板5的与止动件7邻接的角部5d被向端子外壳1侧提起使其高于周边部。角部5d被提起的高度H为100μm～200μm左右(形成浮起状态)。
这样，通过提起带导电图案的绝缘基板5的止动件7附近的角部5d，能够使与冷却体11之间的接触性良好。
<实施例5>
图15是第五实施例所涉及的半导体装置的主要部分的截面图。半导体装置300与半导体装置200(参照图7)的不同点在于以螺栓27来代替止动件7。在螺栓27形成螺栓牙28，在螺栓27的顶端29例如切出十字30。另外，螺栓27被螺栓支柱31支承，该螺栓支柱31具有用于螺栓27通过的贯通孔。
图16是将图15的半导体装置安装到冷却体时的主要部分的截面图。螺栓27被插入到冷却体11a的螺栓接受部11b，通过转动螺栓27，使梁部4向下方翘曲。此时，密封树脂8被梁部4与带导电图案的绝缘基板5夹持而被压缩，从而按压带导电图案的绝缘基板5。该按压的力32成为将半导体装置300安装到冷却体11a时的加压力。螺栓27的螺栓牙28与螺栓接受部11b的螺栓牙11c彼此啮合而起到钩部7b的作用。螺栓接受部11b为螺栓27被拧入的深度，决定该深度以使梁部4的反作用力成为适当的力。
半导体装置300与冷却体11a的固定并非利用螺栓27的紧固转矩的力，而是利用配置于端子外壳1的梁部4的反作用力。因此，不需要以往的用于紧固螺栓的转矩管理。在该情况下也得到与实施例1相同的效果。
<实施例6>
图17是第六实施例所涉及的半导体装置的主要部分的截面图。半导体装置400与半导体装置200(参照图7)的不同点在于在端子外壳1的端子3的一部分使用接合线33。在此，示出在半导体芯片6彼此的连接以及半导体芯片6与带导电图案的绝缘基板5(导电图案5a)的连接中使用了接合线33的例子。该半导体装置400的止动件7与实施例2相同，因此得到与实施例2相同的效果。也有时代替本实施例6中使用的端子外壳1而使用相当于端子外壳1的外框2的通常的外壳，从通常的外壳(外框2)的上方向外部取出贯通端子外壳1的端子3。
此外，这种接合线33并不限定于半导体装置200，还能够应用于半导体装置100、300。
归纳上述实施例1～4如下。
使用端子外壳1、与该端子外壳1相连接的具有弹簧作用的梁部4、被分割为多个部分的带导电图案的绝缘基板5、被配置于中央的止动件7以及被填充到端子外壳1内的具备弹性的密封树脂8来制造半导体装置100～400，由此能够提高与冷却体11、11a之间的紧密接合性，能够降低半导体装置100～400与冷却体11、11a之间的接触热阻。
将带导电图案的绝缘基板5分割为多个部分，由此能够与冷却体11、11a紧密接合地安装到冷却体11、11a。
另外，在半导体装置100、200、400中，通过仅对止动件7的顶点7e施加力13的直插式，止动件7前端的钩部7b被插入到冷却体11的两级构造的孔12a、12b，从而能够简单地将半导体装置100、200、400安装到冷却体11。将半导体装置300的螺栓27像钩部7b那样使用，由此能够简单地安装到冷却体11。在进行这些安装时不需要以往的紧固螺栓的作业，并且，不需要转矩管理而能够降低半导体装置100、200、400的制造成本。
另外，在实施例1～4中说明的带导电图案的绝缘基板5与冷却体11进行紧密接合固定以及能够减小作为半导体装置的尺寸在实施例5、6中也相同。
以上仅示出了本发明的原理。并且，对本领域技术人员来说能够进行很多变形、变更，本发明并不限定于上述示出的、说明的精确的结构和应用例，对应的所有变形例和等效物被视为由添付的权利要求以及其等效物限定的本发明的范围。
附图标记说明
1：端子外壳；2：外框；3：端子；4：梁部；5：带导电图案的绝缘基板；5a：导电图案；5b：背面导电体；5c：绝缘基板；6：半导体芯片；7：止动件；7a：支柱；7b：钩部；7c：底面；7d：切口；7e：顶点；8：密封树脂；9：中心；10：分割线；11、11a：冷却体；12：安装孔；12a、25a：小孔；12b、25b：大孔；13、16、26、32：力；14、15：反作用力；21：焊锡夹具；22、24：树脂浇铸成型夹具；23：等高线；24a：第一夹具；24b：第二夹具；25：插入孔；27：螺栓；28：螺栓牙；29：顶端；30：十字；31：螺栓支柱；33：接合线。

Claims (13)

1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
带导电图案的绝缘基板，其是在绝缘板的主面分别形成导电体而得到的；
外壳，其以使上述带导电图案的绝缘基板的一侧主面露出的方式收纳多个上述带导电图案的绝缘基板，并用于安装与露出的多个上述带导电图案的绝缘基板的上述一侧主面相接触的冷却体；
梁部，其与已收纳于上述外壳的多个上述带导电图案的绝缘基板的另一侧主面相对置，梁状地设置于上述外壳；以及
止动件，其呈柱状，被设于上述梁部的中央，该止动件的前端部安装到已安装于上述外壳的上述冷却体的安装孔以使上述梁部弯曲。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
还具有密封树脂，该密封树脂与多个上述带导电图案的绝缘基板和上述梁部接触地填充到上述外壳内。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
上述密封树脂由具有弹性的材质形成。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
多个上述带导电图案的绝缘基板以包围上述前端部已安装于上述冷却体的上述止动件的方式收纳于上述外壳。
5.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
多个上述带导电图案的绝缘基板的与上述止动件邻接的一侧被向上述梁部侧提起，使得多个上述带导电图案的绝缘基板的与上述止动件邻接的一侧高于上述外壳侧的外周部。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
上述外壳、上述梁部以及上述止动件使用树脂以一体成型的方式形成。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
上述止动件具备支柱以及上述支柱的前端部的钩部，从上述钩部的底部起到上述支柱形成有切口。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
多个上述带导电图案的绝缘基板是将一个大的带导电图案的绝缘基板放射状地分割而形成的。
9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
在上述止动件的上述前端部形成有螺栓。
10.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有以下步骤：
使在绝缘板的主面上分别形成导电体而得到的多个带导电图案的绝缘基板包围夹具的中央的插入孔，并将上述带导电图案的绝缘基板的一侧主面侧载置在上述夹具上；以及
将外壳、梁部以及止动件一体成型而得到的端子外壳的上述止动件的前端部位置对准到上述夹具的中央的上述插入孔来将上述端子外壳覆盖到多个上述带导电图案的绝缘基板，其中，上述外壳以使上述带导电图案的绝缘基板的一侧主面露出的方式收纳多个上述带导电图案的绝缘基板，并用于安装与露出的多个上述带导电图案的绝缘基板的上述一侧主面相接触的冷却体，上述梁部与收纳于上述外壳的上述带导电图案的绝缘基板的另一侧主面相对置，梁状地设于上述外壳，上述止动件呈柱状，被设于上述梁部的中央，该止动件的前端部安装到已安装于上述外壳的上述冷却体的安装孔以使上述梁部弯曲。
11.根据权利要求10所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
还具有以下步骤：在覆盖到多个上述带导电图案的绝缘基板的上述端子外壳内填充密封树脂，使与多个上述带导电图案的绝缘基板和上述梁部相接触的上述密封树脂固化。
12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
还具有以下步骤：在填充上述密封树脂之前，将上述梁部的中央按向上述夹具，将上述止动件的上述前端部插入到上述夹具的插入孔而使上述梁部弯曲。
13.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
还具有以下步骤：在使上述梁部弯曲后使上述密封树脂固化之后，使用通过配置于上述夹具的中央的上述插入孔的切断线来将上述夹具分离为两个部分，使弯曲的上述梁部返回到原位置。
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