CN105518851B - 半导体装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供包括端子、电路基板以及框体的半导体装置及其制造方法。半导体装置(100)包括端子(13)、电路基板(42)、框体(1)以及定位部件(21)。端子(13)包括第1端部(13a)、主体部(13b)以及第2端部(13c)。端子(13)的第1端部(13a)固定于电路基板(42)。框体(1)包括主表面(1s)、位于与主表面(1s)相对的一侧的开口部(1op)以及位于主表面(1s)侧的槽孔(2)。槽孔(2)形成有侧壁(5)和通孔(4)。端子(13)自框体(1)的开口部(1op)侧去向主表面(1s)侧贯通通孔(4)，第2端部(13c)自框体(1)的主表面(1s)突出。定位部件(21)形成有倾斜突起部(23a)，并固定在槽孔(2)内。端子(13)的主体部(13b)被定位部件(21)的倾斜突起部(23a)向槽孔(2)的侧壁(5)方向按压并夹在倾斜突起部(23a)与侧壁(5)之间，并支承于槽孔(2)内。

Description

半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于电力转换等的功率半导体模块等半导体装置及其制造方法。
背景技术
近年，对于功率半导体模块的安装，集成密度的高密度化不断发展，在将封装体的外部导出端子安装于电路基板时，要求主端子及控制端子等外部导出端子与电路基板之间的接合强度以及接合部的可靠性，还要求关于外部导出端子的配置的位置精度。
图11是以往的功率半导体模块的主要部位结构图。在粘着于散热基座51上的电路基板52上利用锡焊或熔接接合有作为独立端子的主端子53和控制端子54。树脂壳体55覆盖在电路基板52上。在该树脂壳体55上形成有开口部56、57，主端子53的顶端部从该开口部56露出到树脂壳体55的外侧，控制端子54的顶端部从该开口部57露出到树脂壳体55的外侧。另外，独立端子是指未嵌入成形于树脂壳体55的端子。
在图11所示的功率半导体模块中，会产生如下不良：如果控制端子54被施加压缩负荷则控制端子54沉入到树脂壳体55内，在控制端子54熔接于电路基板52的情况下、或者控制端子54的变形较小的情况下电路基板52裂开。另外，会产生在被施加拉伸负荷时控制端子54从树脂壳体55被拉出的不良。
专利文献1公开了一个解决这些问题的方法。
图12是专利文献1所述的以往的半导体装置600的主要部位结构图，图12的(a)是俯视图，图12的(b)是由图12的(a)的XIIb-XIIb线切断后的侧视图，图12的(c)是从图12的(a)的箭头A方向观察到的主端子的主视图，图12的(d)是图12的(b)的B部的详细图。该半导体装置为IGBT模块等功率半导体模块。
半导体装置600包括树脂壳体60、散热基座61、电路基板62、螺母罩(nut glove)65、主端子63、控制端子13f以及树脂块71。在散热基座61上粘着有电路基板62。在电路基板62上锡焊或熔接有作为外部导出(外部连接)用的独立端子的主端子63和控制端子13f。
主端子63从树脂壳体60的上表面侧的开口部64露出到树脂壳体60的外部，控制端子13f从树脂壳体60的上表面侧的开口部2a露出到树脂壳体60的外部。另外，主端子63通过螺母罩65被固定于树脂壳体60，控制端子13f通过树脂块71被固定于树脂壳体60。螺母罩65以钻入到从树脂壳体60的上表面侧的开口部64露出的主端子63的U字状孔内的方式插入于主端子63的两个腿66之间，并固定主端子63。
控制端子13f包括相对于电路基板62大致直立且一侧的端部露出到树脂壳体60的外部的直立部以及以与直立部构成大致L字状的方式与直立部的另一侧的端部连结的连结部。在控制端子13f的直立部的侧端面(以下简称为侧端面)设有第1突起部16a、第2突起部17a以及由第1突起部16a和第2突起部17a形成的凹状的谷部18a。
图13是用于固定控制端子13f的树脂块71的图，图13的(a)是俯视图，图13的(b)是仰视图，图13的(c)是侧视图。在树脂块71的两侧的侧面72形成有第3突起部73，在底面74形成有第4突起部75。另外，在两侧的侧面72形成有凸状的台阶部76，在树脂块71的前方端部78形成有凹状槽79。凸状的台阶部76的前方端部77嵌合于上述的控制端子13f的第1突起部16a与第2突起部17a之间的谷部18a。
专利文献1：国际公开第2013/27826号
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述的半导体装置600中，即使使用上述的树脂块71来固定控制端子13f，控制端子13f相对于半导体装置600的位置精度取决于各结构要素的尺寸的偏差、半导体装置600整体的组装精度，期望位置精度的进一步提高。
本发明的目的在于解决上述的课题并提供能够以高精度将端子及其顶端部定位的半导体装置及其制造方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述的课题，本发明的第1技术方案的半导体装置具有以下的特征。
半导体装置包括端子、电路基板、框体以及定位部件。端子依次包括第1端部、主体部以及第2端部。电路基板固定有端子的第1端部。框体包括主表面以及收纳电路基板并且位于与主表面相对的一侧的开口部。框体在主表面侧还包括槽孔(插槽)。槽孔包括自主表面去向开口部而配置的第1角部、侧壁以及第2角部，并且形成有与第2角部相邻配置的通孔。第1角部配置于槽孔的主表面侧，第2角部配置于开口部侧。定位部件(定位配件)包括第1侧面、与第1侧面相对的第2侧面、夹在第1侧面与第2侧面之间的前端面以及与前端面相对的后端面。定位部件还在第1侧面形成有自前端面去向后端面而逐渐变厚的倾斜突起部。
定位部件固定于槽孔内。端子自开口部侧去向主表面侧贯通通孔。端子的主体部被倾斜突起部向侧壁方向按压并夹在倾斜突起部与侧壁之间，并且，主体部支承于第1角部或第2角部。端子的第2端部自框体的主表面突出。
由于端子的主体部这样在支承于主表面侧的槽孔的第1角部或开口部侧的槽孔的第2角部的同时被定位部件的倾斜突起部向槽孔的侧壁方向按压而挠曲，并夹在倾斜突起部与侧壁之间，因此，端子的第2端部相对于框体以高精度配置。
另外，为了解决上述课题，本发明的第2技术方案的半导体装置的制造方法具有以下的特征。
在第2技术方案中，准备电路基板、框体以及定位部件，利用包含第1工序和第2工序的工序制造半导体装置。
在电路基板上固定有依次包括第1端部、主体部以及第2端部的端子。端子的第1端部固定于电路基板。框体包括主表面以及位于与上述主表面相对的一侧的开口部，且在主表面侧包括槽孔。槽孔包括自主表面去向上述开口部而配置的第1角部、侧壁以及第2角部。槽孔还形成有与第2角部相邻配置的通孔。第1角部配置于槽孔的主表面侧，第2角部配置于开口部侧。定位部件包括第1侧面、与第1侧面相对的第2侧面、夹在第1侧面与第2侧面之间的前端面以及与前端面相对的后端面。定位部件还在第1侧面形成有自前端面去向后端面而逐渐变厚的倾斜突起部。
在第1工序中，以端子的第2端部自框体的开口部侧去向主表面侧贯通通孔的方式将电路基板收纳在开口部。在第2工序中，将定位部件插入于槽孔内，以端子的主体部在被倾斜突起部向侧壁方向按压而挠曲的同时夹在倾斜突起部与侧壁之间并支承于第1角部或第2角部的方式，将定位部件固定于槽孔。
由于端子的主体部这样在支承于槽孔的第1角部或第2角部的同时被倾斜突起部向槽孔的侧壁方向按压而挠曲，并夹在倾斜突起部与侧壁之间，因此，端子的第2端部相对于框体以高精度配置。
发明的效果
根据本发明，能够提供以高精度将端子定位的半导体装置。另外，能够提供能够以高精度将端子定位的半导体装置的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的主要部位的结构的说明图。
图2是表示图1的控制端子用开口部附近的主要部位的结构的说明图。
图3是表示图1的控制端子的结构的说明图。
图4是表示图1的树脂块的结构的说明图。
图5是表示在图2的控制端子用开口部插入设置(以插入的方式设置)了控制端子和树脂块的状态的说明图。
图6是图5的(b)的G部放大图，是用于说明利用树脂块21对控制端子13进行定位的情况的图。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的制造工序的说明图。
图8是表示接着图7的、本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的制造工序的说明图。
图9是表示接着图8的、本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的制造工序的说明图。
图10是表示接着图9的、本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的制造工序的说明图。
图11是以往的功率半导体模块的主要部位结构图。
图12是专利文献1所述的以往的半导体装置600的主要部位结构图。图12的(a)是俯视图，图12的(b)是由图12的(a)的XIIb-XIIb线切断后的侧视图，图12的(c)是从图12的(a)的箭头A方向观察到的主端子的主视图，图12的(d)是图12的(b)的B部的详细图。
图13是以往的树脂块71的图，图13的(a)是俯视图，图13的(b)是仰视图，图13的(c)是侧视图。
图14是表示实施方式1的变形例的、图5的(b)的G部放大图，是用于说明利用树脂块21对控制端子13进行定位的情况的图。
图15是表示实施方式1的控制端子用开口部的变形例以及树脂块的变形例的说明图。
图16是表示实施方式1的树脂块的其它变形例的主要部位的说明图。
图17是表示实施方式1的功率半导体模块的主电路结构的图。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明所涉及的半导体装置以及该半导体装置的制造方法的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1所涉及的半导体装置的主要部位的结构的说明图。图1的(a)是从主表面1s侧观察到的实施方式1所涉及的半导体装置100的俯视图。图1的(b)是由图1的(a)的Ib-Ib线切断后的侧视图。图1的(c)是从图1的(a)的箭头A方向观察到的主端子43的主视图。图1的(d)是详细表示图1的(b)的由矩形框体包围的部分B的剖视图。该半导体装置100例如为IGBT模块等功率半导体模块。
如图1所示，半导体装置100包括控制端子13、电路基板42、作为框体的树脂壳体1以及作为定位部件的树脂块21。半导体装置100还可以包括散热基座41、螺母壳体(nutcase)45、主端子43。
树脂壳体1为包括主表面1s和位于与主表面1s相对的一侧的开口部1op的箱型。在图示的例子中，电路基板42粘着在散热基座41上。树脂壳体1的开口部1op粘接于散热基座41的周缘，并收纳电路基板42。在电路基板42上接合有外部导出(外部连接)用的主端子43和控制端子13。接合的方法例如为锡焊、钎焊、超声波接合或熔接。主端子43和控制端子13表示未嵌入成形于树脂壳体1的独立端子的例子。
在图示的例子中，主端子43从树脂壳体1的上表面即主表面1s侧的开口部44露出到树脂壳体1的外部。另外，如图所示，主端子43通过螺母壳体45被固定，但也可以通过其它的方式来固定。
作为一个例子，主端子43具有使U字倒置而成的形状，主端子43的上部即U字的底部从树脂壳体1的上表面侧的开口部44露出到树脂壳体1的外部。主端子43的两个腿(U字的开口端部)46锡焊或熔接于电路基板42。螺母壳体45为收纳有用于将外部布线与主端子43连接的螺母的树脂构件，该螺母壳体45以钻入到从树脂壳体1的上表面侧的开口部44露出的主端子43的U字状孔内的方式插入于主端子43的两个腿46之间并固定主端子43。
控制端子13自树脂壳体1的上表面(主表面1s)侧的作为控制端子用的槽孔(插槽)的开口部2向树脂壳体1的外部突出。另外，控制端子13通过树脂块21被固定于树脂壳体1。控制端子13为栅极端子、传感端子等。
接着，进一步说明树脂壳体1的开口部2、控制端子13以及树脂块21的结构。
图2是表示图1的树脂壳体1的开口部2的结构的说明图。图2的(a)是树脂壳体1的开口部2及其附近的局部俯视图。图2的(b)是从箭头C方向观察到的图2的(a)的树脂壳体1的后视图。树脂壳体1包括上表面(主表面1s)以及与上表面相邻接的侧面。在树脂壳体1上形成有跨树脂壳体1的上表面(主表面1s)和侧面的作为槽孔的开口部2。
开口部2包括自主表面1s侧去向开口部1op而配置的第1角部Q1、开口部侧壁5以及第2角部Q2。通过图6能够理解第1角部Q1和第2角部Q4。在第2角部Q2的开口部1op侧相邻配置有通孔4。
开口部2还能够包括以下的结构。在图示的例子中，在开口部2的底面侧形成有梁(横梁)部3。在开口部2的两侧的开口部侧壁5的靠主表面1s侧的位置形成有自侧壁5朝向开口部2的内侧突出的凸状的第1遮檐部(第1台阶部)8。而且，在开口部2的正面侧的前方侧壁上形成有朝向开口部2的内侧突出的凸状的第2遮檐部(台阶部)9。开口部2的前方侧壁是指与树脂壳体1的侧面侧的开口部2的入口相对的侧壁。另外，在开口部侧壁5上朝向开口部2的外侧形成有第1凹部6。第1凹部6配置于与第1遮檐部8分离的位置。在梁部3上朝向开口部2侧形成有第2凹部7。另外，在梁部3与开口部侧壁5之间形成有通孔4。另外，在梁部3上形成有用于供未图示的粘接剂滴下(或涂布)的第3凹部10以及用于防止粘接剂流出到控制端子13侧的储液部11。
参照图1的(d)和图3说明控制端子13。图1的(d)是详细表示图1的(b)的控制端子13周围的剖视图。图3是表示控制端子13的结构的说明图。图3的(a)是控制端子13的侧视图，图3的(b)是控制端子13的俯视图。
控制端子13依次包括第1端部13a、主体部13b以及第2端部13c。控制端子13还可以在第1端部13a与主体部13b之间包括连结部13d。控制端子13的第1端部13a固定于电路基板42。
在图示的例子中，控制端子13的主体部13b相对于电路基板42大致直立，该控制端子13包括露出到树脂壳体1的外部的第2端部13c以及以与主体部13b构成大致L字状的方式连结于主体部13b的另一端部的连结部13d。在连结部13d的与主体部13b相反的一侧形成有第1端部13a。第1端部13a通过锡焊、熔接等被固定于电路基板42。控制端子13例如由铜、铜合金、铝、铝合金等的板材、线材制作而成。
在控制端子13的主体部13b的侧端面(以下简称为侧端面)14中的一个侧端面14上还可以设有第1突起部16、与第1突起部16分离设置的第2突起部17以及位于第1突起部16与第2突起部17之间的凹状的谷部(凹部)18。图3中的附图标记15表示主体部13b的平坦面(以下简称为平板面)。
图4是表示用于将控制端子13定位并固定的树脂块21的结构的说明图。图4的(a)是树脂块21的俯视图。在图4的(a)中，箭头分别表示树脂块21的长度方向(L)和宽度方向(S)。图4的(b)是树脂块21的仰视图。图4的(c)是树脂块21的侧视图。
树脂块21中作为侧面包括第1侧面22r、与第1侧面22r相对的第2侧面22l、夹在第1侧面22r与第2侧面22l之间的前端面22f以及与前端面22f相对的后端面22b。在第1侧面22r和第2侧面22l中的至少任一侧面上形成有自前端面22f侧去向后端面22b侧而逐渐变厚的倾斜突起部23a。
如图所示，树脂块21还可以在侧面侧形成有凸状的台阶部26，且在底面24侧形成有第4突起部25。在凸状的台阶部26的上表面形成有第6突起部26a。第6突起部26a以高度自树脂块21的前方去向后方而逐渐升高的方式形成有坡面。树脂块21的后方是指在组装半导体装置100后位于树脂壳体1的侧面侧的开口部2的入口的一侧。
通过在第6突起部26a形成坡面，能够顺畅地将树脂块21插入于树脂壳体1的开口部2。
在图示的例子中，凸状的台阶部26位于第1侧面22r以及第2侧面22l的下侧且形成于树脂块21的后方端部。在树脂块21的前方端部28形成有凹状槽29。前方端部28是指在组装半导体装置100后与树脂壳体1的开口部2的前方侧壁相对的端部。另外，树脂块21的俯视时的形状为T字、L字等，该树脂块21通过树脂成型等制作而成。
图5表示在图2的树脂壳体1的开口部2内插入并固定了树脂块21的状态。图5的(a)是表示开口部2、控制端子13以及树脂块21的配置的俯视图。图5的(b)是从图5的(a)的箭头D方向(后方侧)观察到的后视图。图5的(c)是表示使树脂块21的凸状的台阶部26的前方端部27嵌合于控制端子13的谷部18的状态的剖视图。另外，图6是图5的(b)的G部放大图，是用于说明对控制端子13进行定位的情况的图。
树脂块21插入于开口部2，并通过嵌合或粘接而固定于开口部2内。控制端子13自树脂壳体1的开口部1op侧去向主表面1s侧贯通通孔4。控制端子13的主体部13b的一部分在被倾斜突起部23a向开口部侧壁5的方向按压而挠曲的同时夹在倾斜突起部23a与开口部侧壁5之间，并且，主体部13b的其它部分支承于开口部侧壁5的第1角部或上述第2角部。第2端部13c自树脂壳体1的主表面1s突出。
如图6所示，当将树脂块21插入于开口部2时，倾斜突起部23a成为楔子，主体部13b的平板面15在负荷P的作用下向相对于插入方向呈大致直角的方向被按压。控制端子13的主体部13b被夹在开口部侧壁5与倾斜突起部23a之间。控制端子13在与箭头D方向正交的方向(与控制端子13的平板面15正交的方向或宽度方向S)上的位置被固定。在图示的例子中，在插入树脂块21之前，控制端子13如用虚线13e表示的移动前的位置那样倾斜，并与开口部侧壁5的上端侧的第1角部Q1相接触。在随着树脂块21的进入而自倾斜突起部23a向主体部13b施加负荷P时，主体部13b挠曲而与开口部侧壁5紧密接合，并且，第2端部13c以第1角部Q1为支点向箭头R方向旋转，因此，能够以高精度将控制端子13相对于树脂壳体1定位。也就是说，通过将树脂块21插入设置于树脂壳体1的开口部2，用虚线13e表示的原来倾斜的控制端子13e通过楔形状的倾斜突起部23a的行进而被压接并被矫正到垂直的位置，控制端子13的第2端部13c的位置如图6中用实线表示的那样被定位在正规的位置。
另外，倾斜突起部23a的宽度W被设定为树脂块21的厚度T的0.1倍以上且0.5倍以下，优选被设定为0.2倍以上且0.5倍以下的范围。在低于0.2倍时，倾斜突起部23a与开口部侧壁5相对的面积减小，可能导致倾斜突起部23a的顶点变形。另外，在超过0.5倍时，在通过成型而形成的控制端子13存在有飞边的情况下，树脂块21卡在该飞边而无法顺畅地进行树脂块21的插入。另外，用尖锐的刀口状表示了倾斜突起部23a的顶点，但也可以将顶点设为平坦或曲面。另外，倾斜突起部23a可以以在将树脂块21插入于开口部2时位于开口部侧壁5的第1角部Q1与第2角部Q2之间的靠近第2角部Q2的位置的方式形成于第1侧面22r或第2侧面22l。在图6所示的例子中，可以将倾斜突起部23a的上表面与树脂块21的上表面之间的距离Z设定为树脂块21的厚度T的1/3～1/2左右。由于倾斜突起部23a位于靠近第2角部Q2的位置，因此，主体部13b与开口部侧壁5之间相紧密接合的长度增加，从而容易提高位置精度。另外，优选的是，将倾斜突起部23a形成在图4的(c)的标注了斜线的范围(x、y)内。x是自前端面22f到台阶部26的前方端部27的范围，y是自底面到台阶部26的上端的范围。通过将倾斜突起部23a配置在范围(x、y)内，能够使控制端子13的谷部18与前方端部27顺畅地卡合。
更优选的是，以使倾斜突起部23a的下表面的位置H1位于比开口部侧壁5的下端部Q2的位置H2靠主表面1s侧的位置的方式配置开口部2和树脂块21。
图14是图5的(b)的G部放大图，是用于说明控制端子13被定位的情况的其它例子的图。图6表示了控制端子13如虚线13e所示那样向外侧倾斜的例子，图14表示控制端子13如用虚线13e表示的移动前的位置那样向内侧倾斜的例子。
在图14的例子中，在插入树脂块21之前，控制端子13与开口部侧壁5的下端侧第2角部Q2相接触。在自倾斜突起部23a向主体部13b施加负荷P时，主体部13b挠曲而与开口部侧壁5紧密接合，并且，第2端部13c以第2角部Q2为支点向箭头R方向旋转，因此，能够以高精度将控制端子13相对于树脂壳体1定位。在该例子中，在将H1与H2之间的距离H设定为树脂块21的厚度T的1/5以上时，在第2角部Q2成为支点的情况下旋转力矩更好地发挥作用，因而优选。
如上所述，控制端子13优选在主体部13b包括第1突起部16、与第1突起部16分离的第2突起部17以及位于第1突起部16与第2突起部17之间的凹状的谷部18。另外，开口部2优选包括形成于开口部侧壁5的第1凹部6、以及配置于底面侧且形成有第2凹部7的梁部3。另外，树脂块21优选在侧面侧包括凸状的台阶部26和第3突起部23，并在底面侧包括第5突起部30。
如图5的(c)所示，树脂块21的凸状的台阶部26的前方端部27嵌合于控制端子13的谷部18。台阶部26的前方端部27是指在组装半导体装置100后与控制端子13的侧端面14相对的端部。
由于台阶部26的前方端部27嵌合于谷部18，因此，控制端子13在箭头D方向(长度方向L)上被支承。
另外，还存在有在台阶部26的上表面未设有楔状的第6突起部26a的情况。
图15表示开口部2和树脂块21的变形例。在上述的例子中，在一个开口部2形成有两个通孔4，各通孔4内分别配置有一个控制端子13。也可以如图15的(a)所示那样，在开口部2a形成一个通孔4，在通孔4内配置控制端子13，利用如图15的(b)所示的、仅在第1侧面22r包括倾斜突起部23a的树脂块21a来固定控制端子13。
另外，图16表示倾斜突起部23a的变形例。倾斜突起部23a的形状能够采用自树脂块21的前端面22f侧去向后端面22b而逐渐变厚的各种形状。图16的(a)～图16的(f)作为这样的形状的例子表示了倾斜突起部23a～23a5的剖面。图16的(g)～图16的(h)是表示倾斜突起部23a的变形例23a6、23a7的侧视图。除了从侧面观察到的形状为长条形的倾斜突起部23a以外，还能够采用梯形的倾斜突起部23a6、23a7。
(实施方式2)
图7～图10是表示实施方式2所涉及的半导体装置的制造方法的工序的说明图。例示了图1所示的半导体装置100的制造工序。在图7～图10中，图(a)是半导体装置100的整体的剖视图，图(b)是控制端子13附近的俯视放大图。
如图7～图10所示，半导体装置100的制造工序包括以下的工序。
(部件的准备工序)
准备控制端子13、电路基板42、树脂壳体1以及树脂块21。
控制端子13依次包括第1端部13a、主体部13b以及第2端部13c。控制端子13的第1端部13a固定于电路基板42。树脂壳体1包括主表面1s以及位于与主表面1s相对的一侧的开口部1op。树脂壳体1还包括自主表面1s去向开口部1op而配置的第1角部Q1、开口部侧壁5以及第2角部Q2。与第2角部Q2相邻地形成有通孔4。树脂块21包括第1侧面22r、与第1侧面22r相对的第2侧面22l、夹在第1侧面22r与第2侧面22l之间的前端面22f以及与前端面22f相对的后端面22b。树脂块21还在第1侧面22r形成有自前端面22f侧去向后端面22b而逐渐变厚的倾斜突起部23a。
(第1工序)
以控制端子13的第2端部13c自树脂壳体1的开口部1op侧去向主表面1s侧贯通通孔4的方式将电路基板42收纳在开口部1op。
(第2工序)
将树脂块21插入并固定于开口部2内。此时，控制端子13的主体部13b在被倾斜突起部23a向开口部侧壁5的方向按压而挠曲的同时夹在倾斜突起部23a与开口部侧壁5之间，并支承于第1角部Q1或第2角部Q2。
进一步说明制造方法的例子。如图7所示，利用锡焊或熔接等将电路基板42、未图示的半导体芯片、主端子43以及控制端子13粘着于散热基座41上。主端子43的两个腿46、控制端子13的第1端部13a分别被固定于电路基板42。
接着，以收纳电路基板42的方式将树脂壳体1的开口部1op与散热基座41的周缘粘接。此时，使主端子43从树脂壳体1的开口部44的上方侧露出，另外，使控制端子13贯通开口部2的通孔4。接着，以钻入到从树脂壳体1的上表面侧的开口部44露出的主端子43的下方的方式插入螺母壳体45。螺母壳体45为将螺母收纳在螺母承接部的树脂构件，例如设定为长方体(棒状)。收纳在螺母承接部的螺母能够在螺母承接部内自由地上下移动。
如图1的(c)所示，主端子43为使U字倒置而成的形状，螺母壳体45以钻入到主端子43的U字状孔内的方式被插入。主端子43的上部露出到树脂壳体1的外部。在露出到树脂壳体1的外部的主端子43的上部形成有用于安装于外部布线的安装孔。
接着，如图8所示，在形成于树脂壳体1的开口部2的梁部3的第3凹部10滴下(或涂布)液状的粘接剂47a。
接着，如图9所示，将树脂块21自侧面侧插入于树脂壳体1的开口部2。插入方向为与树脂壳体1的主表面1s平行的方向。
由于树脂块21包括倾斜突起部23a，因此，用于插入树脂块21的力的一部分被转换为将控制端子13的主体部13b向开口部侧壁5侧按压的负荷P。在负荷P的作用下，主体部13b与开口部侧壁5紧密接合，并且，虽然控制端子13倾斜，但主体部13b以第1角部Q1为支点挠曲从而第2端部13c以第1角部Q1为支点旋转。由此，能够以高精度将控制端子13相对于树脂壳体1定位。
此时，也可以使树脂块21的凸状的台阶部26的前方端部27与控制端子13的主体部13b的谷部18相卡合。由于控制端子13的第1突起部16和第2突起部17支承于树脂块21，因此，即使对控制端子13施加压缩负荷、拉伸负荷等外力，也不会发生控制端子13沉入到树脂壳体1内、或者被拉出到树脂壳体1的外部的情况。
而且，还可以使树脂块21的第3突起部23与树脂壳体1的第1凹部6相卡合，使第4突起部25与形成于开口部2的底部的第2凹部7相卡合。通过使树脂块21的多个突起部与开口部2相卡合，能够防止树脂块21脱落，能够牢固地将树脂块21固定于树脂壳体1。
而且，还可以使树脂块21的凸状的台阶部26与树脂壳体1的第1遮檐部8下相卡合。凸状的台阶部26形成于树脂块21的第1侧面22r和第2侧面22l的底面侧。第1遮檐部8形成于开口部2的主表面1s侧。另外，还可以使形成于树脂壳体1的开口部2的前方侧壁的第2遮檐部9与形成于树脂块21的前方端部28的凹状槽29相卡合。通过将树脂块21卡合于第1遮檐部8和第2遮檐部9，能够抑制树脂块21自树脂壳体1浮起。另外，插入于开口部2的树脂块21的上表面和背面从树脂壳体1露出。
接着，如图10所示，使第3凹部10内的液状的粘接剂47a固化来作为固化后的粘接剂47b。为了避免固定前的液状的粘接剂向控制端子13侧流出，如图2所示，也可以在梁部3设置作为粘接剂的储液部11的槽。另外，还可以在配置液状的粘接剂的梁部3的中央部形成第3凹部10，并使其与形成于树脂块21的底面24的第5突起部30相卡合。由此，在使树脂壳体1与树脂块21相卡合的同时，利用粘接剂将树脂壳体1与树脂块21粘接，从而能够进一步牢固地将树脂壳体1和树脂块21固定。另外，还可以不使用粘接剂47a，而仅通过卡合来将树脂块21固定于树脂壳体1。
上述的实施方式能够应用于功率MOSFET模块、IGBT模块等各种功率半导体模块。图17表示2in1(半桥)结构的IGBT模块的电路结构。例示的IGBT模块包括输入端子43p、43n、输出端子43u、栅极端子13g以及传感端子13s。树脂块21能够用于将栅极端子13g和传感端子13s相对于树脂壳体1定位。
在功率半导体模块这样包括两组栅极端子13g和传感端子13s的情况下，如上述的实施方式那样，在树脂壳体1设置两个开口部2，使栅极端子13g和传感端子13s贯通各个通孔4，从而能够利用树脂块21定位。另外，还可以针对四个端子分别设置开口部2，并在各开口部2分别插入树脂块21从而将端子定位。
上述的实施方式能够应用于搭载使用单晶硅基板制作而成的功率MOSFET、IGBT等晶体管芯片、PN二极管、肖特基势垒二极管等二极管芯片的、各种功率半导体模块。另外，还能够应用于搭载以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的宽带隙半导体为基板而制作成的晶体管芯片、二极管芯片的功率半导体模块。
附图标记说明
1、树脂壳体(框体)；1s、主表面；1op、开口部；2、2a、开口部(槽孔)；3、梁部；4、通孔；5、开口部侧壁；6、第1凹部；7、第2凹部；8、第1遮檐部；9、第2遮檐部；10、第3凹部；11、储液部；13、控制端子；13a、第1端部；13b、主体部；13c、第2端部；13d、连结部；14、侧端面；15、平板面；16、第1突起部；17、第2突起部；18、谷部；21、21a、树脂块(定位部件)；22r、第1侧面；22l、第2侧面；23、第3突起部；23a、倾斜突起部；24、树脂块的底面；25、第4突起部；26、树脂块的侧面的凸状的台阶部；26a、第6突起部(楔状卡合突起)；27、凸状的台阶部的前方端部；28、树脂块的前方端部；29、树脂块的凹状槽；30、第5突起部；41、散热基座；42、电路基板；43、主端子；44、主端子用的开口部；45、螺母壳体；46、主端子的脚；47、47a、(液状)粘接剂；47b、固化后的粘接剂。

Claims (13)

1.一种半导体装置，其中，
该半导体装置包括：
端子，其依次包括第1端部、主体部以及第2端部；
电路基板，其固定有上述端子的第1端部；
框体，其包括主表面、开口部以及槽孔，该开口部收纳上述电路基板且位于与上述主表面相对的一侧，该槽孔形成有自上述主表面去向上述开口部而配置的第1角部、侧壁、第2角部以及与上述第2角部相邻配置的通孔；
定位部件，其包括第1侧面、与上述第1侧面相对的第2侧面、夹在上述第1侧面与上述第2侧面之间的前端面以及与上述前端面相对的后端面，并且，在上述第1侧面形成有自上述前端面去向上述后端面而逐渐变厚的倾斜突起部，
上述定位部件固定于上述槽孔内，
上述端子自上述开口部侧去向上述主表面侧贯通通孔，上述端子的上述主体部被上述倾斜突起部向上述侧壁的方向按压并夹在上述倾斜突起部与上述侧壁之间，并且，上述主体部支承于上述第1角部或上述第2角部，并且，
上述端子的第2端部自上述框体的主表面突出。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
上述第2端部能够以上述第1角部或上述第2角部为支点来旋转，上述主体部被按压于上述侧壁，由此，上述端子相对于上述框体被定位。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
上述倾斜突起部的宽度为上述定位部件的厚度的0.1倍～0.5倍。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
上述倾斜突起部以位于上述第1角部与第2角部之间的靠近上述第2角部的位置的方式形成于上述定位部件的上述第1侧面。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
上述端子在上述主体部形成有第1突起部、与上述第1突起部分离的第2突起部以及位于上述第1突起部与上述第2突起部之间的凹状的谷部，
上述槽孔包括形成于上述侧壁的第1凹部、以及配置于上述槽孔的底部且形成有第2凹部的梁部，
上述定位部件在侧面侧包括第3突起部和凸状的台阶部，该第3突起部嵌合于上述第1凹部，该凸状的台阶部嵌合于上述端子的凹状的谷部，并且，上述定位部件在底面侧包括嵌合于上述第2凹部的第4突起部。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，
上述槽孔包括遮檐部，该遮檐部形成于上述侧壁的上述主表面侧，并朝向上述槽孔的内侧突出，
上述定位部件包括楔状卡合突起，该楔状卡合突起形成于上述凸状的台阶部的上述主表面侧，
上述楔状卡合突起卡合于上述遮檐部。
7.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，
上述定位部件的底面与上述槽孔的上述梁部通过粘接剂被固定。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，
在上述梁部设有用于防止液状的上述粘接剂流出到上述端子侧的储液部。
9.一种半导体装置的制造方法，其中，
在该半导体装置的制造方法中准备：
电路基板，其固定有依次包括第1端部、主体部以及第2端部的端子的上述第1端部；
框体，其包括主表面、开口部以及槽孔，该开口部位于与上述主表面相对的一侧，该槽孔形成有自上述主表面去向上述开口部而配置的第1角部、侧壁、第2角部以及与上述第2角部相邻配置的通孔；以及
定位部件，其包括第1侧面、与上述第1侧面相对的第2侧面、夹在上述第1侧面与上述第2侧面之间的前端面以及与上述前端面相对的后端面，并且，在上述第1侧面形成有自上述前端面去向上述后端面而逐渐变厚的倾斜突起部，
该半导体装置的制造方法包括：
第1工序，以上述端子的上述第2端部自上述框体的开口部侧去向上述主表面侧贯通上述通孔的方式将上述电路基板收纳在上述开口部；以及
第2工序，将上述定位部件插入于上述槽孔内，以上述端子的上述主体部在被上述倾斜突起部向上述侧壁的方向按压而挠曲的同时夹在上述倾斜突起部与上述侧壁之间并支承于上述第1角部或上述第2角部的方式，将上述定位部件固定于上述槽孔。
10.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其中，
上述端子在上述主体部形成有第1突起部、与上述第1突起部分离的第2突起部以及位于上述第1突起部与上述第2突起部之间的凹状的谷部，
上述槽孔包括形成于上述侧壁的第1凹部、以及配置于上述槽孔的底部且形成有第2凹部的梁部，并且，
上述定位部件还包括侧面侧的凸状的台阶部、侧面侧的第3突起部以及底面侧的第4突起部，
在上述第2工序中，使上述定位部件的凸状的台阶部与上述端子的凹状的谷部相嵌合，使上述定位部件的第3突起部及第4突起部分别与上述槽孔的第1凹部及第2凹部相嵌合。
11.根据权利要求10所述的半导体装置的制造方法，其中，
该半导体装置的制造方法还包括在上述梁部上涂布粘接剂来将上述定位部件固定于上述槽孔的工序。
12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中，
利用上述定位部件的倾斜突起部使上述端子的第2端部旋转，直到上述端子的主体部与上述框体的上述槽孔的侧壁中的靠上述定位部件的插入方向的尽头侧的部分相接触。
13.根据权利要求10所述的半导体装置的制造方法，其中，
上述槽孔包括遮檐部，该遮檐部形成于上述侧壁的上述主表面侧，并朝向上述槽孔的内侧突出，
上述定位部件包括楔状卡合突起，该楔状卡合突起形成于上述凸状的台阶部的上述主表面侧，
在上述第2工序中，使上述楔状卡合突起与上述遮檐部相卡合。
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