JP2009146950A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の金属板の一面の上に第１のはんだ、半導体素子、第２のはんだ、第２の金属板を順次搭載するとともに、各はんだをリフローさせて各部品を接合してなる半導体装置を製造するにあたって、部品組み付け用の治具をセットした後の天地反転を不要としつつ、治具構成を単純化する。
【解決手段】第１の金属板２０の一面２１のうち半導体素子１０および第２の金属板３０の搭載領域Ｒ１、Ｒ２の外周部に穴部２２を設け、貫通穴２０１と下面より突出する突出部２０２とを有し且つ突出部２０２の側面と貫通穴２０１の内壁とが連続した同一平面にある治具２００を用意し、穴部２２に突出部２０２を嵌合して第１の金属板２０と治具２００とを固定した後、貫通穴２０１を通して、第１のはんだ４０、半導体素子１０、第２のはんだ５０、第２の金属板３０を順次、貫通穴２０１の内壁で位置決めして搭載する。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体素子の表面、裏面に、はんだを介して、第１の金属板、第２の金属板をそれぞれ接合し、半導体素子の表裏の各面からそれぞれ第１の金属板、第２の金属板を介して放熱および通電を可能とした半導体装置、および、そのような半導体装置の製造方法に関する。

従来より、この種の半導体装置としては、第１の金属板と、この第１の金属板の一面の上に第１のはんだを介して接合された半導体素子と、この半導体素子の上に第２のはんだを介して接合された第２の金属板とを備え、半導体素子から第１の金属板、第２の金属板を介して放熱および通電を可能としたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このような半導体装置は、一般に、第１の金属板の一面の上に第１のはんだを設け、第１のはんだの上に半導体素子を搭載し、続いて、半導体素子の上に第２のはんだを設け、第２のはんだの上に第２の金属板を搭載するとともに、第１のはんだおよび第２のはんだをリフローさせて、半導体素子と第１の金属板、および、半導体素子と第２の金属板とを接合することにより製造される。
特許第３５２５８３２号公報

本発明者は、この種の半導体装置の製造方法について、鋭意検討を行った。図７、図８は、それぞれ、本発明者の試作した半導体装置の製造方法の第１の試作例、第２の試作例を示す工程図である。

図７、図８に示されるように、従来では、一般に、第２の金属板３０は、半導体素子１０よりも小さいものであり、第２の金属板３０の上方からみたとき、第２の金属板３０は半導体素子１０の外形の内部に収まっている。そのため、通常は第１の金属板２０、半導体素子１０、第２の金属板３０に向かって、次第にサイズが小さくなった雛壇状の積層構成となっている。

図７に示される第１の試作例では、雛壇状に掘り込みが形成された治具Ｊ１に、組み付け部品である第１の金属板２０、第１のはんだ４０、半導体素子１０、第２のはんだ５０および第２の金属板３０をセットして位置決めし、その後、台Ｊ２上にて、治具Ｊ１を天地反転し、この状態で、はんだリフローして、各組み付け部品１０〜５０のはんだ接合を行う。

また、図８に示される第２の試作例は、積層される組み付け部品１０〜５０毎に位置決めするものである。すなわち、上治具Ｊ３、中治具Ｊ４、下治具Ｊ５を用意し、下治具Ｊ５から、位置決めピンＪ６および位置決め穴Ｊ７を介して、順次、組み付け部品１０〜５０とともに、各治具Ｊ３〜Ｊ５を積層した後、はんだリフローを行う。

上記第１の試作例では、治具Ｊ１が単一材で構成できるため、積層される組み付け部品の位置関係については、高い精度で構成できる。しかし、組み付け部品の厚さ方向の公差に配慮して、治具Ｊ１の段差を、当該組み付け部品の最大厚さ以上にする必要があり、各部品が接触状態でリフローされるには、天地反転が不可欠である。そして、この天地反転の操作で部品が位置ずれするという問題が発生する。

また、上記第２の試作例では、ワークの天地反転が不要ではあるが、治具Ｊ３〜Ｊ５だけで３層の積層構成になるため、組み付け精度に各治具の嵌合精度が影響すること、治具をセットした後のハンドリングのショック等で、組み付け部品が治具間に挟まれること等の理由で、組み付け部品の位置ずれが発生しやすい、という問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、第１の金属板の一面の上に第１のはんだ、半導体素子、第２のはんだ、第２の金属板を順次搭載するとともに、各はんだをリフローさせて、半導体素子と各金属板とを接合してなる半導体装置を製造するにあたって、各部品の組み付け用の治具をセットした後の天地反転を不要としつつ、治具構成を単純化できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、素子搭載工程の前に、第１の金属板（２０）の一面（２１）のうち半導体素子（１０）および第２の金属板（３０）が搭載される領域である搭載領域（Ｒ１、Ｒ２）の外周部に穴部（２２）を設けておき、第１の金属板（２０）の一面（２１）上に設けられる治具であって、下面から上面まで貫通し半導体素子（１０）および第２の金属板（３０）が入り込む貫通穴（２０１）と、貫通穴（２０１）の内壁にて当該治具（２００）の下面より突出する突出部（２０２）とを有し、且つ、突出部（２０２）の側面と貫通穴（２０１）の内壁とが連続した同一平面にある治具（２００）を用意する。

そして、本発明では、第１の金属板（２０）の一面（２１）上に治具（２００）を搭載するとともに穴部（２２）に突出部（２０２）を嵌合することにより、第１の金属板（２０）と治具（２００）とを固定する。

次に、本発明では、素子搭載工程では、この固定状態にて、貫通穴（２０１）を通して、第１のはんだ（４０）、半導体素子（１０）を順次、貫通穴（２０１）の内壁で位置決めして搭載領域（Ｒ１、Ｒ２）のうち半導体素子（１０）の搭載領域（Ｒ１）上に搭載し、続く第２の金属板搭載工程では、貫通穴（２０１）を通して、第２のはんだ（５０）、第２の金属板（３０）を順次、貫通穴（２０１）の内壁で位置決めして半導体素子（１０）の上に搭載する。以上が、本発明の製造方法の特徴である。

この請求項１に記載の製造方法によれば、治具（２００）は単一部品で済むとともに、突出部（２０２）の嵌合によって第１の金属板（２０）の一面（２１）上に固定された状態となり、治具（２００）の貫通穴（２０１）に半導体素子（１０）、第２の金属板（３０）を投入していけば、当該貫通穴（２０１）が半導体素子（１０）、第２の金属板（３０）のそれぞれ位置決め部として機能し、各部材の搭載が精度良く行われる。

また、治具（２００）においては、その突出部（２０２）の側面が、貫通穴（２０１）の内壁から同一平面で延びて第１の金属板（２０）の穴部（２２）に嵌合されているので、もし治具（２００）と第１の金属板（２０）との間に隙間が生じたとしても、この突出部（２０２）が位置決め機能を発揮するため、貫通穴（２０１）内の半導体素子（１０）などが当該隙間に噛み込むことは無くなる。

よって、本製造方法によれば、治具（２００）をセットした後の天地反転を不要としつつ、治具構成を単純化した製造方法を提供することができる。

ここで、請求項２に記載の発明のように、治具（２００）における突出部（２０２）の側面は、直平面で構成されていることが好ましい。この場合、突出部（２０２）による位置決めを面接触で行える。

また、請求項３に記載の発明は、第１の金属板（２０）の一面（２１）の上に第１のはんだ（４０）を介して接合された半導体素子（１０）、その上に第２のはんだ（５０）を介して接合された第２の金属板（３０）を備え、半導体素子（１０）から両金属板（２０、３０）を介して放熱および通電を可能とした半導体装置において、第１の金属板（２０）の一面（２１）のうち半導体素子（１０）および第２の金属板（３０）が搭載される領域である搭載領域（Ｒ１、Ｒ２）の外周部には穴部（２２）が設けられており、第２の金属板（３０）の上方からみたとき、第２の金属板（３０）は半導体素子（１０）の端部からはみ出して位置していることを特徴とする。

本半導体装置は、上記請求項１に記載の製造方法により適切に製造されるものであり、当該半導体装置を製造するにあたって、各部品の組み付け用の治具をセットした後の天地反転を不要としつつ、治具構成を単純化することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置１００の概略構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。なお、図１において、（ａ）は（ｂ）の上面図である。この半導体装置１００は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。

図１に示されるように、本半導体装置１００は、半導体素子１０を備える。この半導体素子１０は、半導体プロセスにより形成されたシリコン半導体などよりなる半導体チップであり、たとえばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やＭＯＳトランジスタ、あるいは、ＦＷＤ（フライホイールダイオード）などである。

ここでは、半導体素子１０は、表裏の板面が矩形である矩形板状をなし、図１（ａ）に示されるように、半導体素子１０の上面には、ワイヤボンディングされるパッド１１を有するものである。このパッド１１には、ＡｌやＡｕなどよりなる図示しないボンディングワイヤが接続されるようになっている。

半導体素子１０の表裏の各面、すなわち図１（ｂ）中の上面、下面には、それぞれ、第１の金属板２０、第２の金属板３０が、はんだ４０、５０を介して機械的・電気的・熱的に接続されている。

これら両金属板２０、３０は、半導体素子１０の電極および放熱部材として機能するものであり、たとえば銅合金にニッケルメッキを施した板材など、一般的なリードフレーム材料などより構成されている。ここでは、第１および第２の各金属板２０、３０は、ともに矩形板状をなしている。

ここで、第１の金属板２０と半導体素子１０との間に介在し、これら両部材１０、２０を接続するはんだ４０が、第１のはんだ４０であり、第２の金属板３０と半導体素子１０との間に介在し、これら両部材１０、３０を接続するはんだ５０が、第２のはんだ５０である。

これらはんだ４０、５０は、一般的な半導体装置の分野にて採用されるはんだ材料であり、たとえば、すず−銅合金系はんだなどの鉛フリーはんだや、一般的な共晶はんだ等が採用される。

つまり、半導体素子１０は、第１の金属板２０の一面（図１（ｂ）中の上面）２１の上に第１のはんだ４０を介して接合され、この半導体素子１０の上には、第２のはんだ５０を介して第２の金属板３０が接合されている。

また、この半導体装置１００においては、これら半導体素子１０、各金属板２０、３０が、図示しないモールド樹脂により封止されていてもよい。この場合、各金属板２０、３０は、互いの内面にて対向するように配置されているが、各金属板２０、３０において、当該内面とは反対側の面である外面を放熱面とし、この放熱面をモールド樹脂から露出させるようにする。

これにより、本半導体装置１００は、半導体素子１０の両面のそれぞれにて、第１の金属板２０、第２の金属板３０を介した放熱が行われる両面放熱型の構成となる。また、図示しない端子が、第１の金属板２０および第２の金属板３０のそれぞれと一体に形成されており、各金属板２０、３０はこの端子を介して外部と電気的に接続できるようになっている。

また、上述したように、半導体素子１０と外部とは、上記パッド１１に接続される図示しないボンディングワイヤにより電気的に接続される。このように、本半導体装置１００は、半導体素子１０から第１の金属板２０、第２の金属板３０を介して放熱および通電を可能としている。

ここで、本実施形態においては、第１の金属板２０の一面２１のうち半導体素子１０および第２の金属板３０が搭載される領域である搭載領域Ｒ１、Ｒ２（後述の図２（ａ）参照）の外周部には、穴部２２が設けられている。

また、図１に示されるように、本半導体装置１００においては、半導体素子１０および各金属板２０、３０の積層方向、すなわち第２の金属板３０の上方から半導体装置１００をみたとき、第２の金属板３０は半導体素子１０の端部からはみ出して位置している。ここでは、第２の金属板３０は、長方形板状であり、その長辺方向の両端部が、半導体素子１０の端部からはみ出している。

次に、上記半導体装置１００の製造方法について、図２〜図５を参照して述べる。これら図２〜図５は、本実施形態の製造方法を示す工程図であり、各工程におけるワークを示している。

図２において（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図３において（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ２−Ｂ２断面図であり、図４において（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図であり、図５において（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ１断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ２−Ｄ２断面図である。

まず、図２に示されるように、第１の金属板２０の一面２１のうち半導体素子１０および第２の金属板３０が搭載される領域である搭載領域Ｒ１、Ｒ２の外周部に穴部２２を設けておく。この穴部２２は、切削やプレスなどにより形成される。

ここでは、搭載領域Ｒ１、Ｒ２は、半導体素子１０が搭載される素子搭載領域Ｒ１と第２の金属板３０が搭載される第２の金属板搭載領域Ｒ２とよりなる。これら領域Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ図２（ａ）中の矩形破線で囲まれる領域であり、半導体素子１０および第２の金属板３０を、第１の金属板２０の一面２１に投影した領域である。つまり、図２（ａ）において、搭載領域Ｒ１、Ｒ２は、２つの矩形破線領域Ｒ１、Ｒ２がクロスした十字形状の領域により構成される。

そして、その搭載領域Ｒ１、Ｒ２の外周にて、複数の穴部２２が当該領域Ｒ１、Ｒ２を取り囲むように設けられている。なお、図示例では、この穴部２２は、第１の金属板２０の一面２１から当該一面２１とは反対側の他面まで貫通する穴であるが、穴部２２としては、第１の金属板２０の一面２１に開口していればよく、他面側では閉塞されているものでもよい。

また、半導体素子１０および第２の金属板３０を第１の金属板２０の一面２１上に搭載するにあたって、位置決め用の治具２００を用意する。この治具２００は、図３に示されるように、第１の金属板２０の一面２１上に設けられる治具である。

この治具２００は、はんだリフロー温度に耐えうる材料など、この種の半導体装置の製造方法に用いる一般的な治具の材料と同様のものであればよく、たとえばカーボンなどの材料よりなる。

この治具２００を第１の金属板２０の一面２１上に取り付けられた状態においては、当該治具２００の下面が第１の金属板２０の一面２１に対向して密着し、治具２００の上面は当該下面とは反対側すなわち上方を向く。そして、図３に示されるように、治具２００は、当該治具２００の下面から上面まで貫通する貫通穴２０１を備えている。

この貫通穴２０１は、治具２００の上面から下面まで貫通する穴であるが、半導体素子１０および第２の金属板３０を、この貫通穴２０１に入り込ませることで、半導体素子１０および第２の金属板３０を、第１の金属板２０の一面２１上に位置決めして搭載するものである。

ここでは、貫通穴２０１の開口形状は、搭載状態における半導体素子１０および第２の金属板３０を、これら半導体素子１０および第２の金属板３０の積層方向から見たときの外形、すなわち、上記搭載領域Ｒ１、Ｒ２の形状と実質的に一致している。

つまり、半導体素子１０および第２の金属板３０を当該貫通穴２０１に入り込ませたとき、これら両部材１０、３０は、貫通穴２０１の内壁によってそれぞれの搭載領域Ｒ１、Ｒ２から位置ずれすることなく、当該内壁に沿って狙いの搭載位置まで案内されるようになっている。

さらに、治具２００は、図３に示されるように、貫通穴２０１の内壁にて当該治具２００の下面より突出する突出部２０２を備えている。この突出部２０２は、治具２００の下面側にて貫通穴２０１の内壁に設けられており、当該内壁にて治具２００の下面から第１の金属板２０側へ突出している。

この突出部２０２は、第１の金属板２０における穴部２２に対応した位置に設けられ、第１の金属板２０の一面２１における上記領域Ｒ１、Ｒ２の端部に位置するように複数個設けられている。そして、この突出部２０２は穴部２２に嵌合されるものであり、図３（ｂ）では、突出部２０２が穴部２２に嵌合した状態を示している。

ここでは、突出部２０２は、治具２００の本体に固定された円柱状のピン２０３により構成されている。このピン２０３は、治具２００を第１の金属板２０に固定する強度やはんだリフローに対する耐熱性を有するものであればよく、その材質は、カーボン、金属、セラミックなど特に問わない。

ここでは、ピン２０３は、治具２００の上面から下面さらには下面よりも下方に突出して延びている。つまり、治具２００の上面と下面との間では、ピン２０３の円周側面は、貫通穴２０１に露出して当該貫通穴２０１の内壁の一部を構成しており、ピン２０３のうち治具２００の下面側にて当該下面より突出する部位が、突出部２０２として構成されている。

それにより、図３（ｂ）に示されるように、突出部２０２の側面と貫通穴２０１の内壁とは、連続した同一平面に位置している。つまり、貫通穴２０１の内壁を、当該内壁と同一平面上にて、治具２００の下面より突出させるように延長したものが、突出部２０２の側面である。

本実施形態では、このような貫通穴２０１および突出部２０２を有する治具２００を用いて、第１の金属板２０の一面２１の上に第１のはんだ４０を設け、その上に半導体素子１０を搭載し（素子搭載工程）、続いて、半導体素子１０の上に第２のはんだ５０を設け、その上に第２の金属板３０を搭載する（第２の金属板搭載工程）。

まず、図３に示されるように、第１の金属板２０の一面２１上に治具２００を搭載するとともに、穴部２２に突出部２０２を嵌合する（治具搭載工程）。それにより、第１の金属板２０と治具２００とを固定する。また、このとき、治具２００の貫通穴２０１と上記搭載領域Ｒ１、Ｒ２とを位置あわせして、治具２００の上面から貫通穴２０１を介して第１の金属板２０の搭載領域Ｒ１、Ｒ２が上方に臨む状態とする。

そして、図４に示されるように、素子搭載工程では、このように治具２００を固定した状態にて、貫通穴２０１を通して、第１のはんだ４０、半導体素子１０を順次、第１の金属板２０の一面２１における素子搭載領域Ｒ１上に搭載する。第１のはんだ４０は、たとえば、迎えはんだや、はんだシートの状態で搭載する。

これら部材の搭載は、貫通穴２０１の内壁で位置決めしつつ行う。つまり、貫通穴２０１に入り込んだ第１のはんだ４０、半導体素子１０は、貫通穴２０１の内壁によって素子搭載領域Ｒ１から実質的にずれることなく、当該搭載領域Ｒ１内に位置決めされる。

次に、図５に示されるように、第２の金属板搭載工程を行う。この工程では、貫通穴２０１を通して、第２のはんだ５０、第２の金属板３０を順次、半導体素子１０の上に搭載する。第２のはんだ５０は、たとえば、迎えはんだや、はんだシートの状態で搭載する。

これら部材の搭載も、貫通穴２０１の内壁で位置決めしつつ行う。つまり、貫通穴２０１に入り込んだ第２のはんだ５０、第２の金属板３０は、貫通穴２０１の内壁によって第２の金属板搭載領域Ｒ２から実質的にずれることなく、当該搭載領域Ｒ１内に位置決めされる。

こうして、第１の金属板２０の上に、第１のはんだ４０、半導体素子１０、第２のはんだ５０、第２の金属板３０を順次搭載した後、第１のはんだ４０および第２のはんだ５０をリフローさせて、半導体素子１０と第１の金属板２０との間、および、半導体素子１０と第２の金属板３０との間を接合する（リフロー工程）。

なお、このリフロー工程は、すべての部材を積層した後に、第１および第２のはんだ４０、５０を一括してリフローさせるものであってもよいが、たとえば、素子搭載工程の後で第１のはんだ４０をリフローさせて、第１の金属板２０と半導体素子１０とをはんだ接合した後に、第２の金属板搭載工程を行い、その後、第２のはんだ５０をリフローさせるようにしてもよい。

こうして、本実施形態の半導体装置１００ができあがる。なお、半導体素子１０の上記パッド１１へのワイヤボンディングについては、当該パッド１１が第２の金属板３０よりはみ出しているので、たとえば上記リフロー工程の後に行えばよい。また、モールド樹脂による封止も同様にリフロー工程後に行えばよい。

ところで、本実施形態によれば、治具２００は、単一部品で済むため、複数の治具を組み合わせて用いる場合のように、治具間の隙間発生や組み付けばらつきの問題が回避される。

また、治具２００は、突出部２０２の嵌合によって第１の金属板２０の一面２１上に固定された状態となり、治具２００の貫通穴２０１に半導体素子１０、第２の金属板３０を投入していけば、上述したように、貫通穴２０１の内壁によって、各はんだ４０、５０、半導体素子１０、第２の金属板３０の搭載位置が規定される。

そのため、当該貫通穴２０１が半導体素子１０、第２の金属板３０のそれぞれ位置決め部として機能し、各部材の搭載が精度良く行われる。そして、各組み付け部材は、治具２００の貫通穴２０１から上方に露出しているので、この貫通穴２０１から組み付け部材を押さえつけた状態でリフロー工程を行うことができ、上述したような天地反転が不要である。

また、治具２００においては、その突出部２０２の側面が、貫通穴２０１の内壁から同一平面で延びて第１の金属板２０の穴部２２に嵌合されているので、もし、工程中のハンドリングのショック等で治具２００と第１の金属板２０との間に隙間が生じたとしても、この突出部２０２が位置決め機能を発揮する。

つまり、当該隙間が生じたとしても、突出部２０２が穴部２２から外れない限り、突出部２０２の側面は、貫通穴２０１の内壁から連続して第１の金属板２０の一面２１よりも下側に延びた状態となっている。

そのため、半導体素子１０、第２の金属板３０、さらには第１のはんだ４０、第２のはんだ５０といった組み付け部材が、上記隙間に入り込もうとしても、突出部２０２の側面にブロックされるため、位置ずれが防止される。その結果、貫通穴２０１内の上記組み付け部材が当該隙間に噛み込むことは無くなる。

よって、本実施形態の製造方法によれば、このように、組み付け部材の噛み込みや組み付けの位置ずれなどを防止して組み付け精度の向上が図れる。そして、治具２００をセットした後の天地反転を不要としつつ、治具構成を単純化した製造方法を提供することができる。

また、本実施形態の半導体装置１００においては、第２の金属板３０を当該第２の金属板３０の上方からみたとき、第２の金属板３０は半導体素子１０の端部からはみ出して位置しているが、このことは、上記図１（ａ）に示されるように、第２の金属板３０の一部がはみ出すことに限定されない。

たとえば、積層したときに第２の金属板３０が、半導体素子１０と同じ大きさでもよい。その場合には、第２の金属板３０と半導体素子１０の外形が揃うので、穴部２０２の形状が単純になり、治具の加工精度を含めて、より精度の高い位置決めが可能になる。

（他の実施形態）
図６（ａ）、（ｂ）は、上記した突出部２０２およびこれに対応する穴部２２の位置や形状のバリエーションを示す概略平面図である。なお、突出部の位置や形状は穴部２２の位置および形状と同等であるため、ここでは、突出部は示していない。

図６（ａ）に示されるように、突出部および穴部２０２を、矩形板状の半導体素子１０の四隅部の近傍にて個々の角部の両側を位置決めするものにすれば、搭載時に半導体素子１０がずれにくくなり、位置決め精度が向上する。

また、上記実施形態では、突出部２０２は円柱形状、穴部２２はこれに対応した円形の穴であったが、図６（ｂ）に示されるように、半導体素子１０あるいは第２の金属板３０に接触する面が直平面であってもよい。この場合、突出部２０２による位置決めは面接触で行えるので、位置ずれしにくい。また、図６（ｂ）に示されるように、矩形板状の半導体素子１０の４辺に面接触すれば、半導体素子１０の角部に触れないため、半導体素子１０の欠け防止に有効である。

また、突出部２０２および穴部２２の位置や形状のバリエーションは、上記図示例以外にも適宜可能である。また、突出部２０２と穴部２２とは、これら両者が嵌合して治具２００の固定が行われるものであれば、突出部２０２の断面形状と穴部２２の開口形状とは同一形状でなくてもよく、たとえば、一方が四角形で他方が円形というように、異なる形状であってもよい。

また、穴部２２の深さについては、突出部２０２の長さと同等以上であって突出部２０２の全体が挿入される深さであればよい。そうすれば、治具２００を第１の金属板２０の一面２１上に取り付けたときに治具２００の下面が第１の金属板２０の一面２１に隙間なく接触する。

また、突出部２０２の材質についてさらに言うならば、突出部２０２を金属製のピン２０３により構成すれば、ピン磨耗時の交換が可能となる。また、突出部２０２を治具２００本体と同一材、たとえばカーボンにて構成すれば、治具２００と一体の削り出し等により形成できる。

また、上記実施形態では、貫通穴２０１の内壁の一部が治具２００の下面より突出して突出部２０２を構成していたが、貫通穴２０１の内壁の全周が治具２００の下面より突出し、環状の突出部を構成していてもよい。その場合は、第１の金属板２０の一面２１の穴部２２としては、上記搭載領域Ｒ１、Ｒ２の外周を取り囲む環状溝のような穴形状とすればよい。

本発明の実施形態に係る半導体装置を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。 上記実施形態に係る製造方法の工程図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図２に続く製造方法の工程図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ２−Ｂ２断面図である。 図３に続く製造方法の工程図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 図４に続く製造方法の工程図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ１断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ２−Ｄ２断面図である。 本発明の他の実施形態を示す概略平面図である。 本発明の他の実施形態を示す概略平面図である。 本発明の他の実施形態を示す概略平面図である。

符号の説明

１０…半導体素子、２０…第１の金属板、２１…第１の金属板の一面、２２…穴部、
３０…第２の金属板、４０…第１のはんだ、５０…第２のはんだ、
２００…治具、２０１…貫通穴、２０２…突出部、
Ｒ１…素子搭載領域、Ｒ２…第２の金属板搭載領域。

Claims (3)

1. 第１の金属板（２０）の一面（２１）の上に第１のはんだ（４０）を設け、前記第１のはんだ（４０）の上に半導体素子（１０）を搭載する素子搭載工程と、
   続いて、前記半導体素子（１０）の上に第２のはんだ（５０）を設け、前記第２のはんだ（５０）の上に前記第２の金属板（３０）を搭載する第２の金属板搭載工程と、
   前記第１のはんだ（４０）および前記第２のはんだ（５０）をリフローさせて、前記半導体素子（１０）と前記第１の金属板（２０）および前記第２の金属板（３０）とを接合するリフロー工程とを備える半導体装置の製造方法において、
   前記素子搭載工程の前に、前記第１の金属板（２０）の前記一面（２１）のうち前記半導体素子（１０）および前記第２の金属板（３０）が搭載される領域である搭載領域（Ｒ１、Ｒ２）の外周部に穴部（２２）を設けておき、
   前記第１の金属板（２０）の前記一面（２１）上に設けられる治具であって、下面から上面まで貫通し前記半導体素子（１０）および前記第２の金属板（３０）が入り込む貫通穴（２０１）と、前記貫通穴（２０１）の内壁にて当該治具（２００）の下面より突出する突出部（２０２）とを有し、且つ、前記突出部（２０２）の側面と前記貫通穴（２０１）の内壁とが連続した同一平面にある治具（２００）を用意し、
   前記第１の金属板（２０）の前記一面（２１）上に前記治具（２００）を搭載するとともに前記穴部（２２）に前記突出部（２０２）を嵌合することにより、前記第１の金属板（２０）と前記治具（２００）とを固定し、
   次に、前記素子搭載工程では、前記第１の金属板（２０）に固定された前記治具（２００）の前記貫通穴（２０１）を通して、前記第１のはんだ（４０）、前記半導体素子（１０）を順次、前記貫通穴（２０１）の内壁で位置決めして前記搭載領域（Ｒ１、Ｒ２）のうち前記半導体素子（１０）の搭載領域（Ｒ１）上に搭載し、
   前記第２の金属板搭載工程では、前記貫通穴（２０１）を通して、前記第２のはんだ（５０）、前記第２の金属板（３０）を順次、前記貫通穴（２０１）の内壁で位置決めして前記半導体素子（１０）の上に搭載することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記治具（２００）における前記突出部（２０２）の側面は、直平面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 第１の金属板（２０）と、
   前記第１の金属板（２０）の一面（２１）の上に第１のはんだ（４０）を介して接合された半導体素子（１０）と、
   前記半導体素子（１０）の上に第２のはんだ（５０）を介して接合された第２の金属板（３０）とを備え、
   前記半導体素子（１０）から前記第１の金属板（２０）、前記第２の金属板（３０）を介して放熱および通電を可能とした半導体装置において、
   前記第１の金属板（２０）の前記一面（２１）のうち前記半導体素子（１０）および前記第２の金属板（３０）が搭載される領域である搭載領域（Ｒ１、Ｒ２）の外周部には穴部（２２）が設けられており、
   前記第２の金属板（３０）の上方からみたとき、前記第２の金属板（３０）は前記半導体素子（１０）の端部からはみ出して位置していることを特徴とする半導体装置。

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