JP2017152525A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部端子配列及び外部端子間の絶縁沿面距離が異なる品種で外囲樹脂ケースを共通化でき、かつ外部端子の固定精度を向上して外部端子へのボンディングワイヤーのボンディング性を高く確保する。【解決手段】外部端子が、端子保持部によって半導体チップ搭載基板に平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ所定位置で端子保持部が内部接続部の下面を支持するように構成され、端子保持部は、外囲樹脂ケースの内壁に突出して設けられる少なくとも２つの端子規制部を備え、隣り合う前記端子規制部は、前記中間部の一部を両側から挟んで嵌合保持し、上端において前記中間部の前記一部の幅寸法より広く、下端へ向かうにしたがって小さくなる離間寸法とされ、前記中間部の前記一部と圧入嵌め合いされていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、外部端子を保持する外囲樹脂ケースを半導体チップ搭載基板に固定したパッケージ構造の半導体装置に関する。

従来、放熱用金属ベースの上面に絶縁材を介して形成された回路部に電力用の半導体チップが搭載されてなる半導体チップ搭載基板を有し、当該回路部を囲むように樹脂製の外囲樹脂ケースを半導体チップ搭載基板の周縁部に合わせて固定するとともに、外囲樹脂ケースに保持された外部端子によって、回路部の各電極を外部に導出した半導体装置が利用されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１にも記載されるように、外囲樹脂ケースは、上下端開口の枠状で、下端が半導体チップ搭載基板に固定される。外部端子の内部接続部は、外囲樹脂ケースの内方に延出し、ボンディングワイヤーにより半導体チップ搭載基板上の回路部と接続する。ワイヤーを配線した後、半導体チップ搭載基板上であって外囲樹脂ケース内に封止樹脂が充填され、外囲樹脂ケースの上端開口が蓋で閉じられて構成される。半導体チップ搭載基板上の回路部とボンディングワイヤーと外部端子の内部接続部とは、外囲樹脂ケース内に封止され、外部端子の外部接続部は、外部接続可能に外部に露出する。

一般に、成形金型内に外部端子を配置した状態で外囲樹脂ケースを樹脂成形するインサート成形法により、外囲樹脂ケースと外部端子からなる組立体を一体に構成する製造方法がよく利用されている（特許文献１の図１１〜１３の従来技術参照）。
しかし、近年は、ユーザーニーズの多様化により、外部端子の配置の異なる多品種の製品が求められている。
このような多品種化に対応する場合、インサート成形法では、品種ごとに異なる金型が必要となり、コストアップの原因となる。
そこで、複数の端子取付穴を有する外囲樹脂ケースを成形後、品種ごとの外部端子配列に合わせて選択的に端子取付穴に外部端子を取り付けて製作する方法が採用されている（特許文献１）。これにより、外囲樹脂ケースを複数品種で共通化することができる。

特許文献１に記載の発明にあっては、特許文献１の段落００１０に記載に記載されるように、
（１）外囲樹脂ケースを各機種の共通部品として、外部端子の配列位置を各機種に対応
して変更できるようにするために、外囲樹脂ケースに形成した端子規制部を、すべてに対応するよう割り付けて形成する（請求項２）、
（２）外囲樹脂ケースから引出した外部端子相互間の絶縁沿面距離を稼ぐために、外囲樹脂ケースには、凹凸状段部を形成する（請求項３）、
（３）外部端子をガタツキなく強固に保持するために、外部端子の圧入部位にガタツキ防止用のサポート凸部を形成して端子規制部へ圧入するようにする（請求項４）、
（４）外部端子のガタツキ防止策として、外部端子と金属ベースとの間に装填して外部端子を支持する絶縁物製の端子押え枠を設ける（請求項５）、
（５）端子支持構造において、外部端子の端子押え枠で支持させるために、端子押え枠には、外部端子の形状に合わせた凸状の隔壁部を形成する（請求項６）、
（６）外部端子と端子押え枠との間を接着剤で強固に結合させるようにした（請求項７）、等の構成を有する。

特開２００８−２５２０５５号公報

しかし、インサート成形法に対し、外囲樹脂ケースを成形後に外部端子を取り付ける方法では、外部端子のガタツキによるボンディングワイヤーのボンディング性の低下という問題が顕著である。
ボンディングワイヤーは、超音波接合により接合する方法が一般的である。超音波接合を行う場合は、接合箇所を接合ツール（ホーン）によって強く押圧した状態で振動を加える必要があるため、外部端子が外囲樹脂ケースに強固に固定されている必要がある。ガタツキ（遊び）が存在すると、振動が逃げてしまい、超音波接合に支障を来すという問題が生じる。特に、外囲樹脂ケースを成形後に外部端子を取り付ける方法では、インサート成形法と比較すると、外部端子と外囲樹脂ケースとの一体的な結合度が低いため、ガタツキによるボンディング性の低下は、顕著となる。

特許文献１に記載の発明にあっては、外部端子のガタツキ防止策として、絶縁物製の端子押え枠を設ける（請求項５）が、外部端子のボンディングワイヤーがボンディングされる部位である内部接続部（脚部）を下支えする端子押え枠が外囲ケースと一体成形でないから、外部端子の固定精度、特に内部接続部（脚部）の支持精度が低下しやすく、ボンディング性の低下につながりやすい。
外部端子の固定精度を高く維持するためにも、このような端子押え枠には、ある程度の厚みと硬性が必要となる。放熱用金属ベースの反りや外囲樹脂ケース、端子押さえ枠のゆがみ等が組立て精度、外部端子の固定精度に影響し得るが、端子押さえ枠の剛性により、それらのゆがみを抑制する必要があるからである。よって、端子押さえ枠の厚みにより半導体装置全体の低背化が難しくなるという問題も生じる。

そこで、本発明は、外部端子を保持する外囲樹脂ケースを半導体チップ搭載基板に固定したパッケージ構造の半導体装置において、外囲樹脂ケースを成形後に外部端子を取り付ける方法により製造可能にし、外部端子配列が異なる品種で外囲樹脂ケースを共通化でき、かつ、外部端子の固定精度を向上して外部端子へのボンディングワイヤーのボンディング性を高く確保することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、放熱用金属ベースの上面に絶縁材を介して形成された回路部に電力用の半導体チップが搭載されてなる半導体チップ搭載基板と、
上下端開口の枠状で、当該回路部を囲むように下端が前記半導体チップ搭載基板の周縁部に合わされて固定される外囲樹脂ケースと、
内部接続部と外部接続部とこの両者の間を繋ぐ中間部とを有し、前記外囲樹脂ケースに保持され、前記内部接続部を前記外囲樹脂ケースの内方に延出させた外部端子と、
前記内部接続部と、前記回路部とを接続するボンディングワイヤーとを備え、
前記半導体チップと前記回路部と前記ボンディングワイヤーと前記内部接続部とが前記外囲樹脂ケース内に封止され、前記外部接続部が外部接続可能に外部に露出した半導体装置において、
前記外囲樹脂ケースには、前記外部端子の一つごとを保持する端子保持部が周方向に並べて複数形成されており、
前記外囲樹脂ケースの上端側から前記半導体チップ搭載基板に近づく方向へ前記端子保持部に挿入される前記外部端子が、前記端子保持部によって前記半導体チップ搭載基板に平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ、所定位置で前記端子保持部が前記内部接続部の下面を支持するように、前記外部端子と前記端子保持部とが構成され、
前記端子保持部は、前記外囲樹脂ケースの内壁に突出して設けられる少なくとも２つの端子規制部を備え、
隣り合う前記端子規制部は、前記中間部の一部を両側から挟んで嵌合保持し、上端において前記中間部の前記一部の幅寸法より広く、下端へ向かうにしたがって小さくなる離間寸法とされ、前記中間部の前記一部と圧入嵌め合いされていることを特徴とする半導体装置である。
なお、「下」は、単に半導体チップ搭載基板側を示す用語であり、「上」は、その逆側を示す用語である。

請求項２記載の発明は、放熱用金属ベースの上面に絶縁材を介して形成された回路部に電力用の半導体チップが搭載されてなる半導体チップ搭載基板と、
上下端開口の枠状で、当該回路部を囲むように下端が前記半導体チップ搭載基板の周縁部に合わされて固定される外囲樹脂ケースと、
内部接続部と外部接続部とこの両者の間を繋ぐ中間部とを有し、前記外囲樹脂ケースに保持され、前記内部接続部を前記外囲樹脂ケースの内方に延出させた外部端子と、
前記内部接続部と、前記回路部とを接続するボンディングワイヤーとを備え、
前記半導体チップと前記回路部と前記ボンディングワイヤーと前記内部接続部とが前記外囲樹脂ケース内に封止され、前記外部接続部が外部接続可能に外部に露出した半導体装置において、
前記外囲樹脂ケースには、前記外部端子の一つごとを保持する端子保持部が周方向に並べて複数形成されており、
前記外囲樹脂ケースの上端側から前記半導体チップ搭載基板に近づく方向へ前記端子保持部に挿入される前記外部端子が、前記端子保持部によって前記半導体チップ搭載基板に平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ、所定位置で前記端子保持部が前記内部接続部の下面を支持するように、前記外部端子と前記端子保持部とが構成され、
前記端子保持部は、前記外囲樹脂ケースの内壁に突出して設けられる少なくとも２つの端子規制部を備え、
隣り合う前記端子規制部は、前記中間部の一部を両側から挟んで嵌合保持し、
前記端子規制部の離間寸法は、前記半導体装置の上方から下方にかけて略等しく、
前記中間部の前記一部は、上端において前記端子規制部の離間寸法と略等しく、下端へ向かうにしたがって小さくなる幅寸法とされ、隣り合う前記端子規制部と圧入嵌め合いされていることを特徴とする半導体装置である。

請求項３記載の発明は、前記端子保持部において、前記端子規制部の側面には、前記外部端子の側縁と圧接される側縁突起部が１以上設けられ、
前記中間部の前記一部は、隣り合う前記端子規制部の対向する前記側縁突起部に両側縁から圧接されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置である。

請求項４記載の発明は、前記端子保持部において、
前記外囲樹脂ケースの内壁面には、前記内壁面と対向する前記外部端子の一面と圧接される内壁面突起部が１以上設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置である。

請求項５記載の発明は、前記端子保持部において、
前記内壁面と対向する対向面を有する内側面規制部を備え、
前記対向面には、前記対向面と対向する前記外部端子の他面と圧接される対向面突起部が１以上設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置である。

請求項６記載の発明は、前記内側面規制部は、周方向に沿って隙間を介して並んで複数設けられ、
前記中間部は、幅寸法が大きい幅広部と、幅寸法が小さい幅狭部と、を備え、
前記幅広部は、前記内壁面と前記内側面規制部との間、並びに、隣り合う前記側縁規制部の間に嵌装され、
前記幅狭部は、前記隙間に挿通され、前記幅広部と前記内部接続部とを接続することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体装置である。

請求項７記載の発明は、前記外囲樹脂ケースは、前記内部接続部を下方から支持する下面支持部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体装置である。

本発明によれば、外部端子を保持する外囲樹脂ケースを半導体チップ搭載基板に固定したパッケージ構造の半導体装置において、外囲樹脂ケースに形成された端子保持部は端子規制部を備え、この端子規制部に外部端子が挿入されるので、外囲樹脂ケースを成形後に外部端子を取り付ける方法により製造可能であり、外部端子配列に応じて外部端子の設置個所を選択可能ならしめることができる。
したがって、外部端子配列が異なる品種で外囲樹脂ケースを共通化できる。
また、端子規制部は、離間寸法が、半導体装置の上方において中間部の一部の幅寸法より広く、半導体装置の下方へ向かうにしたがって小さくなり、中間部の一部は、半導体装置の下方において隣り合う端子規制部と圧入嵌め合いされ、固定されるので、外部端子の固定精度を向上させることができる。
したがって、外部端子へのボンディングワイヤーのボンディング性を高く確保することができる。

本発明の一実施形態に係る半導体装置の分解斜視図（蓋体なし）である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置に適用される外部端子の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置に適用される端子係止部材の上面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の外部端子配列に沿った垂直断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の略中央で短辺方向に切断して描いた切断斜視図（蓋体なし）である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置に適用される外部端子の取付状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の外部端子配列に沿った垂直断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の回路部及びボンディングワイヤーを示す開放上面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置に適用される蓋体の俯瞰斜視図(a)及び仰視斜視図(b)である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の略中央で短辺方向に垂直に切断して描いた切断斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の弾性爪がある位置の断面図(a)、及び同断面を見せた切断斜視図(b)である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の圧入ピンがある位置の断面図(a)、及び同断面を見せた切断斜視図(b)である。 本発明の他の一実施形態に係る半導体装置の外部端子配列に沿った垂直断面図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

（基本の実施形態）
図１から図１３に基本の実施形態が示される。図１４には、これに対する変形形態を示す。まず、基本の実施形態につき説明する。
本実施形態の半導体装置は、半導体チップ搭載基板ａと、外囲樹脂ケースｂと、外部端子ｃと、ボンディングワイヤーｄ（図８）と、端子係止部材ｅと、蓋体ｆとを備える。

図５に示すように半導体チップ搭載基板ａは、放熱用金属ベースａ１の上面に絶縁材ａ２を介して形成された回路部ａ３に電力用の半導体チップａ４がチップボンディングにより搭載されてなる。

外囲樹脂ケースｂは、上下端開口の枠状で、当該回路部ａ３を囲むように下端が半導体チップ搭載基板ａの周縁部に合わされて固定される。この固定は、接着やボルト締結等による。

図２に示すように、外部端子ｃは、内部接続部ｃ１と外部接続部ｃ２とこの両者の間を繋ぐ中間部ｃ３、ｃ４とを有する。外部端子ｃは、図１等に示すように外囲樹脂ケースに保持される。外囲樹脂ケースｂの内方に延出している内部接続部ｃ１は、半導体チップ搭載基板ａに平行に延在する。外部接続部ｃ２、並びに、中間部の一部及び幅広部としての上位中間部ｃ３は、外囲樹脂ケースｂの内壁面ｂ１に平行に延在する。
上位中間部ｃ３は、外部接続部ｃ２の下端に連続し、外部接続部ｃ２より幅広に形成されている。
幅狭部としての下位中間部ｃ４は、上位中間部ｃ３の下端に連続し、上位中間部ｃ３より幅狭に形成されている。下位中間部ｃ４で９０度に曲げられて形成されており、上位中間部ｃ３に垂直な方向へ下位中間部ｃ４が延出することで、同方向へ上位中間部ｃ３と内部接続部ｃ１とを離している。
内部接続部ｃ１は、下位中間部ｃ４の下端に連続し、下位中間部ｃ４より幅広に形成されている。以上のように外部端子ｃは、プレス加工により大量生産可能な形状である。

図１、図４、図５、図１０−１３に示すように、外囲樹脂ケースｂの内壁面ｂ１から、端子規制部としての側縁規制部ｂ２が突出して設けられており、側縁規制部ｂ２の突端に連続して内側面規制部ｂ３が形成されている
側縁規制部ｂ２の突出量は、外部端子ｃの厚み寸法に略等しい。内側面規制部ｂ３は側縁規制部ｂ２から外囲樹脂ケースｂの周方向に沿った両側方に延出して幅広に形成されている。外囲樹脂ケースｂの周方向に隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３間の隙間に下位中間部ｃ４が入るように構成されている。上位中間部ｃ３に垂直な方向についての上位中間部ｃ３と内部接続部ｃ１との間隔に内側面規制部ｂ３が入るように構成されている。
側縁規制部ｂ２及び内側面規制部ｂ３の下端は、下面支持部ｂ４まで形成されている。
下面支持部ｂ４は、内部接続部ｃ１の下面を支持する。下面支持部ｂ４は、内部接続部ｃ１の下面全域を支持する程度以上に外囲樹脂ケースｂの内方に延出するとともに外囲樹脂ケースｂの周方向に延在して形成されている。このような構成では、下位中間部ｃ４が内部接続部ｃ１及び上位中間部ｃ３の幅寸法よりも小さく、この幅寸法の小さい下位中間部ｃ４が隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３間の隙間に嵌装されながら下方へと移動される。このため、幅寸法の大きい内部接続部ｃ１と上位中間部ｃ３とが隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３を挟持するような構成となり、より一層固定精度の向上が図られている。
また、内部接続部ｃ１が幅寸法の大きい形状、すなわち下面面積が大きくなっているため、下面支持部ｂ４に当接された際の固定精度が高くなっている。

以上の側縁規制部ｂ２及び内側面規制部ｂ３が、外囲樹脂ケースｂの周方向に沿って複数配列して形成されている。内壁面ｂ１、側縁規制部ｂ２、内側面規制部ｂ３及び下面支持部ｂ４により、外囲樹脂ケースｂには、外部端子の一つごとを保持する端子保持部ｂ１０が周方向に並べて複数形成される。この端子保持部ｂ１０は、挿入部ＩＳと圧入部ＰＳとを有している。挿入部ＩＳは外囲樹脂ケースｂの上方側に位置し、圧入部ＰＳは外囲樹脂ケースｂの下方側に位置しており、挿入部ＩＳと圧入部ＰＳとは、端子保持部ｂ１０において連続して形成されている。
以上の構成により、外囲樹脂ケースｂの上端側から半導体チップ搭載基板ａに近づく方向へ端子保持部ｂ１０に挿入される外部端子ｃが、端子保持部ｂ１０によって半導体チップ搭載基板ａに平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ、所定位置で下面支持部ｂ４が内部接続部ｃ１の下面が支持される。

端子保持部ｂ１０は、内壁面ｂ１と、内側面規制部ｂ３と、隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２とに四方から囲まれた（隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３の間に隙間あり）空間であり、この空間に外部端子ｃが嵌装されることで、外囲樹脂ケースｂに外部端子ｃが取り付け固定されるようになっている。具体的には、隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３の隙間に下位中間部ｃ４が嵌装されることで、端子保持部ｂ１０の空間には上位中間部ｃ３が収容され、下位中間部ｃ４を介して内部接続部ｃ１が端子保持部ｂ１０よりも内側に位置することとなる。すなわち、外部端子ｃが端子保持部ｂ１０に嵌装された際、内側面規制部ｂ３は、内部接続部ｃ１と上位中間部ｃ３とに挟まれるような状態となる。
ここで、外囲樹脂ケースｂの内壁面ｂ１と内側面規制部ｂ３との離間寸法は、上位中間部ｃ３の厚みと略等しい寸法に設定される。
また、外囲樹脂ケースｂの周方向に隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法は、外囲樹脂ケースｂの上方から下方にかけて異なって設定されている。
具体的には、側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法は、外囲樹脂ケースｂの上方（挿入部ＩＳ）において上位中間部ｃ３の幅寸法より広く、外囲樹脂ケースｂの下方側へ向かうにしたがって小さくなり、外囲樹脂ケースｂの下方（圧入部ＰＳ）において上位中間部ｃ３の幅寸法と略等しくなっている。

すなわち、端子保持部ｂ１０に嵌装された外部端子ｃが上位中間部ｃ３において内壁面ｂ１と内側面規制部ｂ３とに挟持され、外部端子ｃの厚み方向への動きが規制され、外部端子ｃが下方まで嵌装されることで、側縁規制部ｂ２，ｂ２に挟持され、外部端子ｃの幅方向への動きが規制されている。
よって、外部端子ｃは、端子保持部ｂ１０によって半導体チップ搭載基板ａに平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられる。
さらに、外部端子ｃは、端子保持部ｂ１０の最下部まで嵌装されると、内部接続部ｃ１が下面支持部ｂ４により下方から支持されるため、下方への動きも移動不能に保持されることとなる。
なお、外部端子ｃの幅寸法よりも挿入部ＩＳの幅寸法が大きく形成されているため、端子保持部ｂ１０に外部端子ｃを嵌装する際、挿入部ＩＳが外部端子ｃを圧入部ＰＳへとガイドする役割を果たしている。

端子係止部材ｅは、外囲樹脂ケースｂに嵌合する枠状に形成されている。すなわち、端子係止部材ｅは、外囲樹脂ケースｂの開口部を囲むような大きさの枠状で、図５等に示すように内周縁部ｅ２が下方に突出しており、外囲樹脂ケースｂの内側に嵌合する。これにより、半導体チップ搭載基板ａに平行な直交２軸方向について端子係止部材ｅの位置は固定される。
端子係止部材ｅには、端子保持部ｂ１０に一対一に対応して、外部接続部ｃ２が挿入される保持孔ｅ１を有する。保持孔ｅ１に外部接続部ｃ２が挿入された端子係止部材ｅが外囲樹脂ケースｂの上端に固定される。このとき、外部端子ｃの中間部の保持孔ｅ１より幅広に拡幅された部位、すなわち、上位中間部ｃ３の上端部に端子係止部材ｅの保持孔ｅ１周囲の下面が係合することで、外部端子ｃが外囲樹脂ケースｂの上端側へ抜け出さないように保持する。係る状態に端子保持部ｂ１０を外囲樹脂ケースｂに固定するために、端子係止部材ｅに弾性爪ｅ３が形成され、外囲樹脂ケースｂに爪受け段差部ｂ５が形成されている（図１、図５、図１０−１３）。弾性爪ｅ３は、端子係止部材ｅの相対する部位に一対で設けられており、下方に延出し、爪は外側を向いている。爪受け段差部ｂ５は、端子係止部材ｅが外囲樹脂ケースｂの内側に嵌合する際の弾性爪ｅ３に対応する位置であって、外囲樹脂ケースｂの内側に設けられている。端子係止部材ｅを外囲樹脂ケースｂの上端に合わせて押し込むことで、内周縁部ｅ２が外囲樹脂ケースｂの内側に嵌合するとともに弾性爪ｅ３が爪受け段差部ｂ５に掛けられて端子係止部材ｅが外囲樹脂ケースｂに固定される。

ボンディングワイヤーｄは、図８に示すように内部接続部ｃ１と、回路部ａ３とを接続する。
組立て手順としては、まず、（１）半導体チップ搭載基板ａに外囲樹脂ケースｂを固定する工程と、（２）外囲樹脂ケースｂの必要箇所の端子保持部ｂ１０に外部端子ｃをすべて設置する工程と、を実施する。（１）（２）の順序は問わない。
（１）（２）の工程の後、ボンディングワイヤーｄを接続するワイヤーボンディング工程を実施する。
具体的には、回路部ａ３上にボンディングワイヤーｄの一端を載置し、この載置箇所を超音波接合により、瞬時にボンディングワイヤーｄを溶融、凝固させることで一体的に接合している。ボンディングワイヤーｄと内部接続部ｃ１とについても同様に、内部接続部ｃ１上にボンディングワイヤーｄの他端を載置し、この載置箇所を超音波接合により、瞬時にボンディングワイヤーｄを溶融、凝固させることで一体的に接合している。これにより、回路部ａ３と内部接続部ｃ１とは、ボンディングワイヤーｄを架設することで電気的に接続される。
また、ボンディングワイヤーｄとしては、金、銅、又はアルミニウムなどの金属素材が適用される。
その後、外囲樹脂ケースｂ内に封止樹脂を充填する。これにより、半導体チップａ４、回路部ａ３とボンディングワイヤーｄと内部接続部ｃ１及び中間部ｃ３，ｃ４とが外囲樹脂ケースｂ内に封止される。封止樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂が挙げられる。
その後、図９に示す蓋体ｆを端子係止部材ｅの内側を覆うように取り付け、図１０〜図１３に示す状態とする。外部接続部ｃ２は保持孔ｅ１から外部に突出し、外部接続可能に外部に露出した状態とされる。なお、図１０、図１２、図１３においてボンディングワイヤー及び封止樹脂の図示を省略する。

蓋体ｆの端子係止部材ｅへの固定に関しては、圧入ピンと、弾性爪を採用する。
図１等に示すように、蓋体を載せる台座部ｅ４が端子係止部材ｅの内側の４隅に形成されている。台座部ｅ４の上面には圧入受け穴ｅ５が凹設されている。圧入受け穴ｅ５に圧入される圧入ピンは、図９に示す圧入ピンｆ１であり、対応して４隅に形成されるとともに、蓋体ｆの下面から下方に凸設されている。また、蓋体ｆには、上記の端子係止部材ｅの弾性爪ｅ３と同様の配置で、一対の弾性爪ｆ２が形成されている。
図１０−１３に示すように、圧入ピンｆ１が、圧入受け穴ｅ５に圧入されるとともに、弾性爪ｆ２が端子係止部材ｅの内側に掛けられて蓋体ｆが端子係止部材ｅに固定される。

なお、本実施形態では、外囲樹脂ケースｂに外部端子ｃを取り付け固定した後、ワイヤーボンディング工程を行ったが、この順序に限らず、例えば、端子係止部材ｅを外囲樹脂ケースｂに取り付けてからワイヤーボンディング工程を行ってもよい。
また、本実施形態では、ワイヤーボンディング工程を行った後、端子係止部材ｅと蓋体ｆとを別々に取り付けたが、これに限らず、端子係止部材ｅと蓋体ｆとを先に一体に取り付けてから外囲樹脂ケースｂに取り付けるものとしてもよい。
ここで、上述のように、仮に端子係止部材ｅを取り付けてからワイヤーボンディング工程を行うとすると、超音波接合を行う作業空間が限定されてしまい接合作業が容易でなくなるおそれがある。
しかしながら、本発明では、端子保持部ｂ１０に外部端子ｃを取り付け固定するだけで、十分な固定精度が確保できるので、端子係止部材ｅにより上方から固定する必要なくワイヤーボンディング工程を行うことができ、接合作業を容易に行うことができる。

以上の構造によれば、外部端子ｃを保持する外囲樹脂ケースｂを半導体チップ搭載基板ａに固定したパッケージ構造の半導体装置において、外囲樹脂ケースｂに形成された端子保持部ｂ１０は側縁規制部ｂ２を備え、この側縁規制部ｂ２に外部端子ｃが挿入されるので、外囲樹脂ケースｂを成形後に外部端子ｃを取り付ける方法により製造可能であり、外部端子ｃの配列に応じて外部端子ｃの設置個所を選択可能ならしめることができる。
したがって、外部端子ｃの配列が異なる品種で外囲樹脂ケースｂを共通化できる。

また、側縁規制部ｂ２は、離間寸法が、半導体装置の上方（挿入部ＩＳ）において外部端子ｃの幅寸法より広く、半導体装置の下方側（圧入部ＰＳ側）へ向かうにしたがって小さくなり、半導体装置の下方（圧入部ＰＳ）において外部端子ｃの幅寸法と略等しくなっているので、側縁規制部ｂ２に外部端子ｃを上方から挿入する際、下方へと挿入されるにしたがって、側縁規制部ｂ２の離間寸法と外部端子の幅寸法とが略等しくなり、下方において外部端子ｃは、側縁規制部ｂ２の内壁に挟持され、固定されるので、外部端子ｃの固定精度を向上させることができる。
したがって、外部端子ｃへのボンディングワイヤーｄのボンディング性を高く確保することができる。

また、本実施形態では、下位中間部ｃ４が内部接続部ｃ１及び上位中間部ｃ３の幅寸法よりも小さく、この幅寸法の小さい下位中間部ｃ４が隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３間の隙間に嵌装されながら下方へと移動されるものとした。
このため、幅寸法の大きい内部接続部ｃ１と上位中間部ｃ３とが隣り合う内側面規制部ｂ３，ｂ３を挟持するような構成となり、より一層固定精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、内部接続部ｃ１が下位中間部ｃ４より幅寸法の大きい形状、すなわち下面面積が大きいものとした。このため、下面支持部ｂ４に当接された際の固定精度を高くすることができる。

また、本実施形態では、外部端子ｃの幅寸法よりも挿入部ＩＳの幅寸法が大きく形成されているものとした。このため、端子保持部ｂ１０に外部端子ｃを嵌装する際、挿入部ＩＳが外部端子ｃを圧入部ＰＳへとガイドする役割を果たすことができる。

（変形形態１）
図１から図１３に示した実施形態においては、外囲樹脂ケースｂの内壁面ｂ１と内側面規制部ｂ３との離間寸法は、上位中間部ｃ３の厚みと略等しい寸法に設定されており、端子保持部ｂ１０に嵌装された外部端子ｃが上位中間部ｃ３において内壁面ｂ１と内側面規制部ｂ３とに挟持され、外部端子ｃの厚み方向への動きが規制されている。
また、外囲樹脂ケースｂの周方向に隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法は、外囲樹脂ケースｂの上端から下端にかけて異なって設定されており、外囲樹脂ケースｂの上端において上位中間部ｃ３の幅寸法より広く、外囲樹脂ケースｂの下端側へ向かうにしたがって小さくなり、外囲樹脂ケースｂの下端において上位中間部ｃ３の幅寸法と略等しくなり、外部端子ｃが下端まで圧入嵌め合いされることで、側縁規制部ｂ２，ｂ２に挟持され、外部端子ｃの幅方向への動きが規制されている。

しかしながら、本発明は、外囲樹脂ケースｂの周方向に隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法は、外囲樹脂ケースｂの上端から下端にかけて略等しく設定されており、上位中間部ｃ３の一部は、上端において隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法と略等しく、下端へ向かうにしたがって小さくなる幅寸法とされ、隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２と圧入嵌め合いされるものとしてもよい。
すなわち、外囲樹脂ケースｂの側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法が下端へ向かうにしたがって小さくなってもよく、上位中間部ｃ３の幅寸法が下端へ向かうにしたがって小さくなってもよく、側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法もしくは上位中間部ｃ３の幅寸法のいずれかが一定であり、もう一方が圧入嵌め合い可能に上端から下端にかけて寸法が変化するものであればよい。
このような変形形態では、上位中間部ｃ３の下端側が隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２に上端側から挿通され、下端まで挿通されると、上位中間部ｃ３の一部が側縁規制ｂ２，ｂ２の上端において圧入嵌め合いされるようになっている。
このため、変形形態１では、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（変形形態２）
また、本発明は、図１４に示すように、内壁面ｂ１と内側面規制部ｂ３との離間寸法が上位中間部ｃ３の厚み寸法よりも大きく形成され、隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２の離間寸法が上位中間部ｃ３の幅寸法よりも大きく形成されていてもよい。
このような変形形態では、内壁面ｂ１と内側面規制部ｂ３とが、圧入部ＰＳにおいてそれぞれ対向する平面に上下方向へ延設される内壁面突起部ｂ１１及び対向面突起部ｂ３１を備え、これと同様に、隣り合う側縁規制部ｂ２，ｂ２が、圧入部ＰＳにおいてそれぞれ対向する平面に上下方向へ延設される側縁突起部ｂ２１，ｂ２１を備える。
そして、変形形態では、対応する内壁面突起部ｂ１１及び対向面突起部ｂ３１の最至近寸法が上位中間部ｃ３の厚み寸法と略等しく、対応する側縁突起部ｂ２１，ｂ２１の最至近寸法が上位中間部ｃ３の幅寸法と略等しく形成されている。
このため、外部端子ｃが端子保持部ｂ１０の下方まで嵌装されることで、内壁面突起部ｂ１１及び対向面突起部ｂ３１に挟持され、外部端子ｃの厚み方向への動きが規制でき、側縁突起部ｂ２１，ｂ２１に挟持され、外部端子ｃの幅方向への動きが規制できる。
さらに、下面支持部ｂ４に内部接続部ｃ１が上方から当接されるので、上下方向（少なくとも押圧された際の下方向）への動きも規制されている。
よって、外部端子ｃは、端子保持部ｂ１０によって半導体チップ搭載基板ａに平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ、所定位置で下面支持部ｂ４が内部接続部ｃ１の下面が支持される。
このため、変形形態２では、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

ａ 半導体チップ搭載基板
ａ１ 放熱用金属ベース
ａ２ 絶縁材
ａ３ 回路部
ａ４ 半導体チップ
ｂ 外囲樹脂ケース
ｂ１ 内壁面
ｂ１０ 端子保持部
ｂ１１ 内壁面突起部
ｂ２ 側縁規制部（端子規制部）
ｂ２１ 側縁突起部
ｂ３ 内側面規制部
ｂ３１ 対向面突起部
ｂ４ 下面支持部
ｂ５ 爪受け段差部
ｃ 外部端子
ｃ１ 内部接続部
ｃ２ 外部接続部
ｃ３ 上位中間部（中間部の一部、幅広部）
ｃ４ 下位中間部（幅狭部）
ｄ ボンディングワイヤー
ｅ 端子係止部材
ｅ１ 保持孔
ｅ２ 内周縁部
ｅ３ 弾性爪
ｅ４ 台座部
ｅ５ 圧入受け穴
ｆ 蓋体
ｆ１ 圧入ピン
ｆ２ 弾性爪
ＩＳ 挿入部
ＰＳ 圧入部

Claims (7)

1. 放熱用金属ベースの上面に絶縁材を介して形成された回路部に電力用の半導体チップが搭載されてなる半導体チップ搭載基板と、
   上下端開口の枠状で、当該回路部を囲むように下端が前記半導体チップ搭載基板の周縁部に合わされて固定される外囲樹脂ケースと、
   内部接続部と外部接続部とこの両者の間を繋ぐ中間部とを有し、前記外囲樹脂ケースに保持され、前記内部接続部を前記外囲樹脂ケースの内方に延出させた外部端子と、
   前記内部接続部と、前記回路部とを接続するボンディングワイヤーとを備え、
   前記半導体チップと前記回路部と前記ボンディングワイヤーと前記内部接続部とが前記外囲樹脂ケース内に封止され、前記外部接続部が外部接続可能に外部に露出した半導体装置において、
   前記外囲樹脂ケースには、前記外部端子の一つごとを保持する端子保持部が周方向に並べて複数形成されており、
   前記外囲樹脂ケースの上端側から前記半導体チップ搭載基板に近づく方向へ前記端子保持部に挿入される前記外部端子が、前記端子保持部によって前記半導体チップ搭載基板に平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ、所定位置で前記端子保持部が前記内部接続部の下面を支持するように、前記外部端子と前記端子保持部とが構成され、
   前記端子保持部は、前記外囲樹脂ケースの内壁に突出して設けられる少なくとも２つの端子規制部を備え、
   隣り合う前記端子規制部は、前記中間部の一部を両側から挟んで嵌合保持し、上端において前記中間部の前記一部の幅寸法より広く、下端へ向かうにしたがって小さくなる離間寸法とされ、前記中間部の前記一部と圧入嵌め合いされていることを特徴とする半導体装置。
2. 放熱用金属ベースの上面に絶縁材を介して形成された回路部に電力用の半導体チップが搭載されてなる半導体チップ搭載基板と、
   上下端開口の枠状で、当該回路部を囲むように下端が前記半導体チップ搭載基板の周縁部に合わされて固定される外囲樹脂ケースと、
   内部接続部と外部接続部とこの両者の間を繋ぐ中間部とを有し、前記外囲樹脂ケースに保持され、前記内部接続部を前記外囲樹脂ケースの内方に延出させた外部端子と、
   前記内部接続部と、前記回路部とを接続するボンディングワイヤーとを備え、
   前記半導体チップと前記回路部と前記ボンディングワイヤーと前記内部接続部とが前記外囲樹脂ケース内に封止され、前記外部接続部が外部接続可能に外部に露出した半導体装置において、
   前記外囲樹脂ケースには、前記外部端子の一つごとを保持する端子保持部が周方向に並べて複数形成されており、
   前記外囲樹脂ケースの上端側から前記半導体チップ搭載基板に近づく方向へ前記端子保持部に挿入される前記外部端子が、前記端子保持部によって前記半導体チップ搭載基板に平行な直交２軸方向について移動不能に保持されつつ受け入れられ、かつ、所定位置で前記端子保持部が前記内部接続部の下面を支持するように、前記外部端子と前記端子保持部とが構成され、
   前記端子保持部は、前記外囲樹脂ケースの内壁に突出して設けられる少なくとも２つの端子規制部を備え、
   隣り合う前記端子規制部は、前記中間部の一部を両側から挟んで嵌合保持し、
   前記端子規制部の離間寸法は、前記半導体装置の上方から下方にかけて略等しく、
   前記中間部の前記一部は、上端において前記端子規制部の離間寸法と略等しく、下端へ向かうにしたがって小さくなる幅寸法とされ、隣り合う前記端子規制部と圧入嵌め合いされていることを特徴とする半導体装置。
3. 前記端子保持部において、前記端子規制部の側面には、前記外部端子の側縁と圧接される側縁突起部が１以上設けられ、
   前記中間部の前記一部は、隣り合う前記端子規制部の対向する前記側縁突起部に両側縁から圧接されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記端子保持部において、
   前記外囲樹脂ケースの内壁面には、前記内壁面と対向する前記外部端子の一面と圧接される内壁面突起部が１以上設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
5. 前記端子保持部において、
   前記内壁面と対向する対向面を有する内側面規制部を備え、
   前記対向面には、前記対向面と対向する前記外部端子の他面と圧接される対向面突起部が１以上設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置。
6. 前記内側面規制部は、周方向に沿って隙間を介して並んで複数設けられ、
   前記中間部は、幅寸法が大きい幅広部と、幅寸法が小さい幅狭部と、を備え、
   前記幅広部は、前記内壁面と前記内側面規制部との間、並びに、隣り合う前記側縁規制部の間に嵌装され、
   前記幅狭部は、前記隙間に挿通され、前記幅広部と前記内部接続部とを接続することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体装置である。
7. 前記外囲樹脂ケースは、前記内部接続部を下方から支持する下面支持部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体装置。

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