JP2022073129A - 半導体装置用の筐体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】筐体に備えられる端子が配置される自由度の高いインサート成形についての技術が提供される。【解決手段】半導体装置用の筐体の製造方法は、枠と、枠と共にインサート成形される複数の端子とを有し、半導体素子と共に半導体装置に備えられる筐体を製造する方法である。端子は第１部分と、半導体素子との接続対象である第２部分とを有する。当該方法は、第１部分が挿入される対象となる複数の穴が設けられた下型に対して、少なくとも一つの穴を覆う第３部分を有する入れ子を配置する第１工程と、入れ子が配置された下型に対し、第３部分によって覆われていない穴へ第１部分を挿入して、端子を配置する第２工程と、入れ子および端子が配置された下型へ上型を配置する第３工程と、第３工程の後に実行され、下型と上型とを用いて樹脂成形を行って筐体を得る第４工程とを備える。【選択図】図１６

Description

本開示は半導体装置用の筐体の製造方法に関する。
ベース板と、その上に載置された半導体搭載基板と、ベース板に固着された筐体としてのマザーケースと、固定部材と、ネジ端子と、ピン端子とを備える半導体装置のパッケージが公知である（例えば下記の特許文献１参照）。
特許文献１においては次の技術が例示される：マザーケースは開口を有する；開口を構成する周縁にはネジ端子とピン端子とが固定部材を用いて固定される；複数の固定位置のうちいずれかの固定位置の固定部材によってネジ端子およびピン端子は固定される；固定位置の変更によりさまざまなパッケージが構成される；アウトサート成形を用いてネジ端子が製造され得る。
電気絶縁性の樹脂材料と、パワー半導体チップの電極に電気的に接続される外部端子とをインサート成形によって一体化することにより、中央開口を有する外囲ケースを形成する技術も公知である（例えば特許文献２参照）。
特開２００８－１０６５６号公報 特開２０１４－１０３２８４号公報
インサート成形は、アウトサート成形と比較して、半導体装置の内部へ水分を侵入させにくく、耐吸湿性の信頼性が高い。従来のインサート成形によると、端子を配置する自由度が小さい。従来のインサート成形において、端子について複数種の配置が採用されるときには、複数種の金型が準備される。かかる準備は、少量で他品種を生産する観点で不利である。
本開示は、筐体に備えられる端子が配置される自由度の高いインサート成形についての技術を提供する。
本開示にかかる半導体装置用の筐体の製造方法は、枠と、前記枠と共にインサート成形される複数の端子とを有し、半導体素子と共に半導体装置に備えられる筐体を製造する方法である。前記端子は第１部分と、前記半導体素子との接続対象である第２部分とを有する。当該方法は、前記第１部分が挿入される対象となる複数の穴が設けられた下型に対して、少なくとも一つの前記穴を覆う第３部分を有する入れ子を配置する第１工程と、前記入れ子が配置された前記下型に対し、前記第３部分によって覆われていない前記穴へ前記第１部分を挿入して、前記端子を配置する第２工程と、前記入れ子および前記端子が配置された前記下型へ上型を配置する第３工程と、前記第３工程の後に実行され、前記下型と前記上型とを用いて樹脂成形を行って前記筐体を得る第４工程とを備える。
本開示にかかる半導体装置用の筐体の製造方法は、筐体に備えられる端子が配置される自由度の高いインサート成形に資する。
本開示にかかる製造方法によって得られる筐体を例示する斜視図である。 本開示にかかる製造方法によって得られる筐体を例示する平面図である。 本開示にかかる製造方法によって得られる筐体を例示する側面図である。 本開示にかかる製造方法によって得られる筐体の一部を拡大して示す図である。 筐体の製造に採用される下型を例示する平面図である。 下型を部分的に示す斜視図である。 筐体の製造に採用される上型を例示する平面図である。 下型と入れ子とを例示する平面図である。 下型と入れ子とを部分的に示す斜視図である。 入れ子を例示する平面図である。 入れ子を例示する側面図である。 下型と入れ子と端子とを例示する平面図である。 下型と入れ子と端子とを部分的に示す斜視図である。 端子の一つを例示する斜視図である。 端子の筐体における配置を例示する斜視図である。 筐体の製造工程を例示するフローチャートである。 入れ子と下型とを部分的に示す平面図である。 半導体装置を例示する断面図である。 半導体装置の製造工程を例示するフローチャートである。 下型を収納可能な下型を例示する斜視図である。 端子および入れ子が配置された状態の下型と、当該状態の下型を収納した状態の下型とを例示する斜視図である。 端子、入れ子および下型を例示する平面図である。 筐体の他の製造工程を例示するフローチャートである。
＜形状の説明＞
図１は本開示にかかる製造方法によって得られる筐体１００を例示する斜視図である。図２は筐体１００を例示する平面図である。図３は筐体１００を例示する側面図である。
筐体１００は枠１と複数の端子２とを有する。端子２は枠１と共にインサート成形され、筐体１００が得られる。
枠１の材料は絶縁性の樹脂である。枠１は壁１１と底１２とを有する。壁１１は環状を示す。端子２の各々は部分２１と部分２２とを有する。端子２の各々は部分２１と部分２２とが連結される部位において屈曲する。筐体１００において部分２１同士は平行に配置される。
以下の説明の便宜のために方向Ｘ，Ｙ，Ｚが導入される。部分２２から見て部分２１が延びる方向に方向Ｚが採用される。例えば部分２２は部分２１から方向Ｚに対して垂直な方向に延びる。壁１１が示す環状は、方向Ｚに沿って見て、方向Ｘに平行な二辺と、方向Ｙに平行な二辺とを有する。方向Ｘ，Ｙは互いに直交し、いずれも方向Ｚと直交する。方向Ｘ，Ｙ，Ｚはいわゆる右手系の座標系に対応する。
底１２は方向Ｚに沿って見て環状を示す。底１２が屈曲する部位には穴１４が開口される。穴１４は方向Ｚに沿って底１２を貫通する。穴１４には締結具、例えばナットが貫通する。当該締結具は、筐体１００を後述される放熱板８（図１８参照）に締結する。
底１２は方向Ｚに平行な内面１０を有する。内面１０は方向Ｚに沿って見て矩形を示す。壁１１は底１２に対して方向Ｚ側において方向Ｚに沿って延びる。壁１１は方向Ｚに沿って見て内面１０よりも外側であって穴１４よりも内側に位置する。壁１１において隣接する二辺の境界は二辺よりも内面１０側へと凹む。穴１４の近くにおいて、壁１１には方向Ｚ側において穴１５が開口する。穴１５は不図示のプリント回路基板が筐体１００へネジ締めされることに利用される。
底１２の方向Ｚ側の面において部分２２が露出する。部分２２の先端は内面１０において露出する。壁１１の方向Ｚ側の面において部分２１の先端が露出する。
壁１１は方向Ｚ側において開口する凹部１３を有する。端子２は凹部１３には配置されず、従って部分２１は凹部１３において露出しない。
図４は筐体１００の一部を拡大して示す図である。図４は図１における範囲Ａを拡大して示す。後の説明の便宜のため、壁１１の厚さｄ、凹部１３の深さｈ、距離Ｌ、ピッチｔが導入される。
深さｈは、凹部１３の方向Ｚ側の面と、凹部１３が設けられていない壁１１の方向Ｚ側の面との間の距離である。距離Ｌは、凹部１３と凹部１３に最も近い部分２１の位置との間の距離である。ピッチｔは、凹部１３を挟むことなく隣接して配置される一対の部分２１同士の間隔である。
＜製造工程の説明＞
図５は筐体１００の製造に用いられる下型５を示す平面図である。図６は下型５を部分的に示す斜視図である。図６には図５における位置ＢＢにおける断面が紙面手前側に現れる。
図５および図６において併記される方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。
下型５は互いに平行な上面５８，５９を有する。図５および図６において上面５８，５９は方向Ｚに対して垂直である。下型５は互いに平行な柱５４，５５を有する。柱５４，５５はいずれも方向Ｚに沿って延びる。
製造上の公差を考慮から外すと、柱５４の方向Ｚと反対側の端面（以下「上端面」と仮称）と、柱５５の上端面と、上面５８，５９とは同一平面にある。製造上の公差を考慮から外すと、方向Ｚにおいて、柱５４の上端面と、柱５５の上端面と、上面５８の位置と、上面５９の位置とは一致する。
下型５は上面５２，５６を有する。例えば上面５２，５６はいずれも上面５８，５９と平行である。上面５２は上面５８，５９よりも方向Ｚ側に位置する。上面５６は上面５２よりも方向Ｚ側に位置する。
下型５は側面５０，５１，５７を有する。例えば側面５０，５１，５７はいずれも方向Ｚに平行である。
側面５０は上面５９，５２を連結する環状の面である。上面５９と側面５０とは、上面５２に対して方向Ｚとは反対の方向（以下「方向（－Ｚ）」とも称す）へと突出する凸部５Ａを構成すると見ることができる。
側面５１は上面５２，５６を連結する環状の面である。側面５７は上面５８，５６を連結する面である。側面５１，５７と上面５６とは、上面５８，５９に対して方向Ｚへと陥没し、方向Ｚとは反対側に開口する凹部５Ｂを構成すると見ることができる。
下型５には、上面５６において開口し、側面５１に沿って配置される複数の穴５３が穿たれる。穴５３は方向Ｚに沿って延びる。穴５３は下型５を貫通しない。製造上の公差を考慮から外すと、隣接する一対の穴５３同士の間隔はピッチｔと一致する。穴５３は部分２１が挿入される対象である。
図７は上型６を例示する平面図である。上型６は、下型５とともに筐体１００の製造に用いられる。図７において併記される方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。
上型６は平坦な面６４，６８，６９を有する。製造上の公差を考慮から外すと、面６４，６８，６９の方向Ｚにおける位置は一致する。平面視上、ここでは方向（－Ｚ）に沿って見て、面６９は面６８で囲まれる。面６８，６９の間には面６８，６９よりも方向（－Ｚ）側へ凹む環状の凹部６０が形成される。面６４は凹部６０において方向Ｚに向かって突出する凸部が方向Ｚ側に示す面と見ることができる。凹部６０は方向Ｚに向けて開口すると見ることができる。
上型６と下型５とを用いた成形の際には、柱５４と面６４とが当接し、上面５９と面６９とが当接し、上面５８と面６８とが当接する。
成形において導入される樹脂は凹部６０よりも方向Ｚ側において導入される。但し、図面の煩雑が避けられるべく、上型６もしくは下型５において樹脂を注入するための穴（ゲート）の描画は省略される。上面５９に対応する位置には樹脂が成形されず、側面５０の形状を反映した内面１０を有し、上面５２の形状を反映した底１２が得られる。柱５４，５５には樹脂が導入されない。これにより穴１４，１５が得られる。
図８は下型５と入れ子３とを例示する平面図である。入れ子３も筐体１００の製造に採用される。図９は下型５と入れ子３とを部分的に示す斜視図である。図９には図８における位置ＣＣにおける断面が紙面手前側に現れる。図８、図９において併記される方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。
図１０は入れ子３を示す平面図である。図１１は入れ子３を示す側面図である。図１０、図１１において併記される方向Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｚに対応する。
入れ子３は凹部５Ｂに嵌まる。図１０および図１１は、図８に示された状態に配置された入れ子３を示す。入れ子３は底面３３、上面３４，３５、側面３６，３７，３８、端面３０，３９を有する。入れ子３は部分３１と部分３２とを有する。部分３１は部分３２と連結する。
底面３３は部分３１と部分３２のいずれにも現れる平坦面である。底面３３は、入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるときに、上面５６と当接する。
上面３４は部分３２において現れる平坦面である。上面３４は、入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるときに、上面５８，５９と同じ平面に位置する。
上面３５は部分３１において現れる平坦面であり、例えば上面３４と平行である。上面３５と底面３３との間の距離は部分３１の方向Ｚに沿った長さ（以下では単に部分３１の「厚さ」とも称される）と見ることができる。製造上の公差を考慮から外すと、上面３４，３５が平行であるとき、部分３１の厚さＨは深さｈと一致する。
側面３６は部分３１において現れる平坦面である。側面３６は、入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるときに、側面５１と当接する。
側面３７は部分３２において現れる平坦面であり、例えば側面３６と平行である。側面３６と側面３７との間の距離は部分３１が部分３２から突出する長さ（以下、単に部分３１の「突出長」とも称される）と見ることができる。製造上の公差を考慮から外すと、側面３６，３７が平行であるとき、部分３１の突出長Ｄは厚さｄと一致する。
側面３８は、部分３２において現れる平坦面であり、例えば側面３６と平行である。側面３８は、入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるときに、側面５７と当接する。
端面３９は部分３２において現れる平坦面である。端面３０は部分３１において現れる平坦面である。端面３９は、入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるときに、側面５７と当接する。端面３９，３０は例えばいずれも、底面３３、上面３４，３５、側面３６，３７，３８のいずれとも垂直である。例えば部分３１および部分３２のいずれもが直方体の形状を示す。
図１０および図１１においては部分３１および部分３２のいずれもが直方体の形状を示す場合が例示される。図１１においては部分３１の厚さＨと、部分３１の突出長Ｄとが示される。
部分３１は、一つまたは二つ以上の穴５３を、方向Ｚとは反対側において覆う。部分３１は側面５１と上面５６とのいずれにも接触する。
入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるときに、側面３８および端面３９が側面５７と当接し、底面３３が上面５６と当接し、側面３６は側面５１と当接し、部分３２は部分３１の位置を固定する機能を有する。一つの入れ子３が複数の部分３１を有するときには、部分３２はこれらの部分３１を連結する機能を有していると見ることができる。
図１２および図１３は、下型５に対して入れ子３が配置された後に、端子２が配置された状態を例示する。図１２は下型５と入れ子３と端子２とを例示する平面図である。図１３は下型５と入れ子３と端子２とを部分的に示す斜視図である。図１３には図１２における位置ＤＤにおける断面が紙面手前側に現れる。図１２、図１３において併記される方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。
図１４は端子２の一つを例示する斜視図である。図１４において併記される方向Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｚに対応する。穴５３のうち、部分３１によって覆われていない穴５３には、端子２が、より具体的には部分２１が挿入される。
成形の際、部分３１それ自身が位置する領域のみならず、部分３１によって覆われた穴５３にも樹脂が導入されない。端子２が配置されない位置に該当する穴５３は部分３１によって樹脂の導入が阻止される。かかる阻止は、当該穴５３の形状を反映した、不要な樹脂の成形を回避することに寄与する。部分３１の形状を反映した凹部１３を有する筐体１００が得られる。
図１５は端子２の筐体１００における配置を例示する斜視図である。図１５において併記される方向Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｚに対応する。図１５においては端子２が配置される姿勢を見やすくするため、壁１１に埋め込まれて隠れている部分の端子２の形状が隠れ線たる破線で描かれる。
図１２、図１３に示された状態の下型５と入れ子３と端子２とに対して上型６が合わせられ、公知のインサート成形によって端子２と枠１とが一体化した筐体１００が得られる。
図１６は筐体１００の製造工程を例示するフローチャートである。当該フローチャートは筐体１００の製造方法を示すと見ることができる。
ステップＳ１は、下型５に入れ子３を配置する工程である。具体的にはステップＳ１は、凹部５Ｂへ入れ子３を嵌める工程である。ステップＳ１が完了したのち、入れ子３が配置された下型５へ、ステップＳ２において端子２を配置する。具体的には部分３１によって覆われていない穴５３に部分２１が挿入される（図８参照）。例えば部分２２が上面５２と当接する。この場合には、得られた筐体１００において底１２の方向Ｚ側の面に部分２２が露出する。
ステップＳ２が完了したのち、入れ子３および端子２が配置された下型５へ、ステップＳ３において上型６を配置する。具体的には面６４，６８，６９，が、それぞれ柱５４、上面５８，５９に当接する。
ステップＳ３が完了したのち、ステップＳ４において、下型５と上型６とを用いた樹脂成形を行う。ステップＳ４は、具体的には下型５と上型６とで挟まれた空間へ樹脂を導入する工程である。これにより筐体１００が得られる。ステップＳ４が完了したのち、ステップＳ５において、上型６を下型５および入れ子３から外す。ステップＳ５が完了したのち、ステップＳ６において、筐体１００を下型５および入れ子３から外す。ステップＳ６が完了したのち、ステップＳ７において、入れ子３を下型５から外す（図５参照）。
端子２の配置が異なる筐体１００を得るには、異なる形状の入れ子３が採用される。具体的には部分３１の形状が異なる入れ子３が採用される。より具体的には穴５３を覆う箇所が異なる部分３１を有する入れ子３が採用される。異なる入れ子３を用い、共通した下型５を用いて、異なる位置に配置される端子２を有する筐体１００が得られる。部分３１の形状が異なる複数種の入れ子３を採用することにより、下型５の形状を共通化しつつ端子２の配置が異なる筐体１００が製造される。
例えば図５に例示される下型５においては、方向Ｙに平行に並んで位置する穴５３は８個存在する。そして図１に例示される筐体１００においては方向Ｙに平行に並んで位置する端子２は６個存在し、３個の端子２の纏まりが凹部１３を挟んで配置される。このような端子２の配置を得るには、図８に示されるように、方向Ｙに平行に並んで位置する穴５３の中央の２個を覆う部分３１を有する入れ子３が採用される。
例えば方向Ｙに平行に並んで位置する端子２は４個存在し、２個の端子２の纏まりが凹部１３を挟んで配置される筐体１００を想定する。かかる筐体１００を得るには、方向Ｙに平行に並んで位置する穴５３の中央の４個を覆う部分３１を有する入れ子３が採用される。このような部分３１が相違する入れ子３の採用は、方向Ｘに平行に並んで位置する端子２についても同様である。
端子２の配置が異ならない複数の筐体１００を製造するときには、入れ子３を取り替える必要がない。この場合には一旦ステップＳ１～Ｓ７が実行されて筐体１００が製造されたのち、他の筐体１００はステップＳ２～Ｓ６が繰り返されて実行されることによって製造される。
＜各種寸法についての説明＞
入れ子３が凹部５Ｂに嵌まるとき、部分３１が覆う第１の穴５３と、当該部分３１が覆わない第２の穴５３（但し第１の穴５３と第２の穴５３とは隣接する）との間に端面３０が位置する。凹部１３の形状は部分３１の形状を反映するので、製造上の公差を考慮から外すと、端面３０と第２の穴５３との距離は、距離Ｌと一致する（図９参照）。
距離Ｌが短いほど、穴５３が並ぶ方向における部分３１の長さは長い。部分３１の長さが長いことは、部分３１の剛性を高めることに寄与する。部分３１の剛性が高いことは、インサート成形が行われる際の入れ子３の変形を小さくすることに寄与する。インサート成形が行われる際の入れ子３の変形が小さいことは、凹部１３および凹部１３の周囲の壁１１におけるバリの発生の抑制にも、意図されない形状の発生の抑制にも寄与する。
例えば距離Ｌはピッチｔの半分以下であることが望ましい（図４、図６参照）。数式で表すとＬ≦ｔ／２であることが望ましい。
例えば産業用半導体の分野で利用される半導体装置としては、ピッチｔが３．８１ｍｍ、端子２の幅ｍ（図１５参照）が１．１５ｍｍの製品が多く作られている。この場合、Ｌ＝ｔ／２とすると、端子２から凹部１３の端部までに壁１１が存在する距離ｎ（図１５参照）は３．８１／２－１．１５／２＝１．３３ｍｍとなる。
図１７は３個の穴５３を覆う部分３１を有する入れ子３と、下型５とを部分的に示す平面図である。図１７には、部分３１に覆われていない穴５３のうち部分２１が接触する部分と端面３０との間の距離Ｎが併記される。製造上の公差を考慮から外すと、距離ｎ，Ｎは一致する。
壁１１に使用される樹脂にも依存するものの、距離Ｎが１ｍｍよりも薄くなると、成形時の圧力を高める必要がある。成形時の圧力が高いと、例えばバリの発生や入れ子３と下型５との隙間に樹脂が入り込む事態が生じる可能性が高まる。入れ子３の剛性と成形性の両立を考慮すると、Ｌ≦ｔ／２の関係が望ましい。但し距離Ｎは０．５ｍｍ以上であることが望まれるので、距離Ｌは１．０ｍｍ以上であることが望ましい。
製造上の公差を考慮から外すと、上面３４，３５が平行であるとき、深さｈは部分３１の厚さＨと一致する。製造上の公差を考慮から外すと、側面３６，３７が平行であるとき、厚さｄは部分３１の突出長Ｄと一致する（図９参照）。
厚さＨに対する突出長Ｄの比が小さいことは、部分３１の剛性を高めることに寄与する。部分３１の剛性が高いことは、インサート成形が行われる際の入れ子３の変形を小さくすることに寄与する。インサート成形が行われる際の入れ子３の変形が小さいことは、凹部１３および凹部１３の周囲の壁１１におけるバリの発生の抑制に寄与する。
例えば突出長Ｄは厚さＨの二倍以下であることが望ましい。数式で表すとＤ／２≦Ｈであることが望ましい。製造上の公差を考慮から外して、例えば厚さｄは深さｈの二倍以下であることが望ましい。数式で表すとｄ／２≦ｈであることが望ましい。
例えば産業用半導体の分野で利用される半導体装置としては、厚さｄが２～３ｍｍの製品が多く作られている。入れ子３を製造する観点からは厚さＨは１ｍｍ以上であることが望まれる。上述の様に厚さｄの最小値は２ｍｍと想定され、厚さＨは１ｍｍ以上であることが望まれることにより、ｄ／２≦ｈあるいはＤ／２≦Ｈの関係が望ましい。
＜半導体装置への適用＞
図１８は、筐体１００を備える半導体装置２００を例示する断面図である。筐体１００が半導体装置２００に採用される場合が例示される。図１８における筐体１００は例えば図２に示された位置ＥＥにおける断面として現れる。構成を分かりやすくするために、後述されるワイヤＷも図１８に示される。
半導体装置２００は、筐体１００と、放熱板８と、半導体回路基板７と、複数のワイヤＷと、封止材７５と、蓋７６とを備える。筐体１００と放熱板８とは穴１４（図１、図２参照）を貫通する締結具（不図示）によって接続される。放熱板８は、金属（例えば、銅）で構成されている。図面の煩瑣が避けられるべく、ハッチングは筐体１００が有する端子２にのみ施される。
半導体回路基板７は、少なくとも一つの半導体素子Ｑ（図１８においては複数の半導体素子Ｑが例示される）と、導電部７１，７２ａ，７２ｂと、基板７３と、接合材７０，７４とを備える。例えば半導体回路基板７において、半導体素子Ｑを利用した半導体回路が形成される。
基板７３は、絶縁性を有する。基板７３は、導電部７１と接合材７０とを介して、放熱板８に接続される。基板７３は、例えばセラミックで構成される。接合材７０は、例えばはんだである。
導電部７１，７２ａ，７２ｂの各々は、例えば、銅で構成される。導電部７１は基板７３よりも放熱板８に近い側で基板７３に配置される。導電部７１は、接合材７０を介して、放熱板８に接合されている。導電部７２ａ，７２ｂは基板７３よりも放熱板８から遠い側で基板７３に配置される。
半導体素子Ｑは、例えば半導体チップであり、より具体的には例えば電力用半導体素子である。当該電力用半導体素子は、例えばスイッチング素子であって、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタおよび電界効果トランジスタで例示される。電力用半導体素子は、その動作が制御されるための制御端子を有する。電力用半導体素子としての半導体素子Ｑが複数設けられる半導体装置２００においては、半導体素子Ｑが個別に制御されるための制御端子が多く存在する。筐体１００が半導体装置２００に採用されることは、電力用半導体素子としての半導体素子Ｑを有して制御端子の配置の高い自由度が求められる半導体装置２００に適する。
半導体素子Ｑのそれぞれは基板７３に実装されている。半導体素子Ｑのそれぞれには、接合材７４を介して導電部７２ａに接続される裏面電極（不図示）が設けられている。半導体素子Ｑのそれぞれの裏面電極は、接合材７４を介して、導電部７２ａに電気的に接続されている。接合材７４は、例えば、はんだである。半導体素子Ｑのそれぞれには、基板７３から遠い側の面に表面電極（不図示）が設けられている。基板７３に実装される半導体素子Ｑの個数は、図示された２に限定されず、１または３以上であってもよい。
端子２は、その部分２２において半導体回路基板７と電気的に接続される。具体的には、部分２２が、例えば半導体素子Ｑの表面電極とワイヤＷで接続される。部分２２は、例えば導電部７２ｂとワイヤＷで接続される。半導体素子Ｑは筐体１００と共に半導体装置２００に備えられ、部分２２は半導体素子Ｑとの接続対象である。
ワイヤＷは例えば、複数の半導体素子Ｑの表面電極同士を接続する。ワイヤＷは例えば、半導体素子Ｑの表面電極と導電部７２ｂとを接続する。ワイヤＷは、導電性を有し、例えば金属で構成される。
封止材７５は放熱板８と筐体１００とで囲まれる領域を、少なくとも半導体回路基板７と部分２２とを覆って充填する。図１８では封止材７５はワイヤＷをも覆う場合が例示される。蓋７６は、壁１１と当接し、封止材７５を放熱板８とは反対側から覆う。
図１９は、半導体装置２００の製造工程を例示するフローチャートである。当該フローチャートは半導体装置２００の製造方法を示すと見ることができる。ステップＴ１は、放熱板８を筐体１００に取り付ける工程である。例えば穴１４を貫通する締結具を用いることによってステップＴ１の処理が実現される。
ステップＴ１の終了後、ステップＴ２が実行される。ステップＴ２は、半導体回路基板７を放熱板８に取り付ける工程である。例えば接合材７０を用いて、半導体回路基板７が有する導電部７１を放熱板８に接続することによって、ステップＴ２の処理が実現される。
ステップＴ２の終了後、ステップＴ３が実行される。ステップＴ３は、部分２２と半導体回路基板７とを接続する工程である。例えばワイヤＷを用いて、半導体素子Ｑと部分２２とを接続し、導電部７２ｂと部分２２とを接続することによって、ステップＴ３の処理が実現される。
ステップＴ３の終了後、ステップＴ４が実行される。ステップＴ４は、封止材７５を用いて半導体回路基板７と部分２２とを封止する工程である。例えば封止材７５が放熱板８と筐体１００とで囲まれる領域を、半導体回路基板７と部分２２とを覆って充填することによって、ステップＴ４の処理が実現される。ステップＴ４において、図１８に図示されるように、ワイヤＷが封止されてもよい。
ステップＴ４の終了後、ステップＴ５において、筐体１００に蓋７６が取り付けられる。例えば蓋７６は、壁１１と当接し、封止材７５を放熱板８とは反対側から覆う。
ステップＴ５の実行が終了することにより、筐体１００と、放熱板８と、半導体回路基板７と、複数のワイヤＷと、封止材７５と、蓋７６とを備える半導体装置２００が得られる。
半導体装置２００がプリント回路基板に実装されるとき、当該プリント回路基板は、半導体装置２００が備える筐体１００の穴１５へとネジ締めされる。
＜変形＞
下型５を収納可能な他の下型を用いた樹脂成形は、入れ子３の容易な交換に寄与する。図２０は下型５を収納可能な下型９を例示する斜視図である。図２１は端子２および入れ子３が配置された状態の下型５と、当該状態の下型５を収納した状態の下型９とを例示する斜視図である。図２２は、当該状態の端子２、入れ子３および下型５，９を例示する平面図である。図２０から図２２において併記される方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、筐体１００を示す図１から図４において併記された方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。
下型９はその方向（－Ｚ）側に平坦な面９８と、凹部９０とを有する。凹部９０は方向（－Ｚ）に向かって開口する。方向Ｚに沿って見て、凹部９０は面９８に囲まれる。
凹部９０は下型５を収納可能な形状を示す。下型５が凹部９０に収納されるとき、凹部９０は、下型９に対する下型５の方向Ｘ，Ｙにおける相対的な移動が抑制される程度に下型５を保持する。
製造上の公差を考慮から外すと、下型５が凹部９０に収納されるとき、面９８の方向Ｚにおける位置は、方向Ｚにおける柱５４の上端面と、柱５５の上端面と、上面５８の位置と、上面５９の位置とに一致する。
例えば下型５は直方体である。製造上の公差を考慮から外すと、下型５の方向Ｚにおける長さは凹部９０の方向Ｚにおける深さと一致し、下型５の方向Ｘにおける長さは凹部９０の方向Ｘにおける内寸と一致し、下型５の方向Ｙにおける長さは凹部９０の方向Ｙにおける内寸と一致する。
図２３は筐体１００の、他の製造工程を例示するフローチャートである。ここで「他の」とは、図１６のフローチャートとは異なり、変形にかかるフローチャートであることを示す。
図２３に示されたフローチャートは図１６に示されたフローチャートに対して、ステップＳ８，Ｓ９が追加された構成を示す。ステップＳ８はステップＳ１，Ｓ２の間に実行される工程である。ステップＳ９はステップＳ６，Ｓ７の間に実行される工程である。
ステップＳ１が実行されて入れ子３が配置された下型５を、ステップＳ８において下型９に配置する。具体的には凹部９０へ下型５を収納することにより、ステップＳ８の処理が実現される。
ステップＳ８が実行された後、図１６を用いて説明されたようにステップＳ２～Ｓ６が実行される。当該変形において上型６は、下型５のみならず下型９とも当接することが望ましい。例えば上型６の面６８は、ステップＳ３が実行されるときに下型９の面９８のうち少なくとも凹部９０の周囲に対して環状に当接する程度に、方向Ｘ，Ｙに沿って広いことが望ましい。
ステップＳ６が実行されて筐体１００が外されて入れ子３が配置された状態の下型５を、ステップＳ９において下型９から外す。具体的には当該状態の下型５を凹部９０から外すことにより、ステップＳ９の処理が実現される。
ステップＳ９が実行された後、ステップＳ７において入れ子３を下型５から外す。
このような下型９を用いることにより、入れ子３の配置を異ならせて複数種の筐体１００を製造するとき、インサート成形を行う成形機から下型９を外す必要はない。これは他品種の筐体１００を製造する場合、入れ子３の配置を交換する時間を短縮する。かかる短縮は他品種の筐体１００の効率化に寄与する。
上述された実施の形態は適宜に、変形、省略されることが可能である。
１ 枠、２ 端子、５ 下型、６ 上型、２１，２２，３１，３２ 部分、３９ 端面、１００ 筐体、２００ 半導体装置、Ｓ１～Ｓ８ ステップ（工程）、Ｄ 突出長、Ｈ 厚さ、Ｌ 距離、Ｑ 半導体素子、ｔ ピッチ（間隔）。

Claims (4)

  1. 枠と、前記枠と共にインサート成形される複数の端子とを有し、半導体素子と共に半導体装置に備えられる筐体を製造する方法であって、
    前記端子は第１部分と、前記半導体素子との接続対象である第２部分とを有し、
    前記第１部分が挿入される対象となる複数の穴が設けられた下型に対して、少なくとも一つの前記穴を覆う第３部分を有する入れ子を配置する第１工程と、
    前記入れ子が配置された前記下型に対し、前記第３部分によって覆われていない前記穴へ前記第１部分を挿入して、前記端子を配置する第２工程と、
    前記入れ子および前記端子が配置された前記下型へ上型を配置する第３工程と、
    前記第３工程の後に実行され、前記下型と前記上型とを用いて樹脂成形を行って前記筐体を得る第４工程と
    を備える、半導体装置用の筐体の製造方法。
  2. 前記第１工程が実行された状態において前記第３部分が覆う第１の前記穴と、前記第１の前記穴と隣接して前記第３部分が覆わない第２の前記穴との間に前記第３部分の端面が位置し、
    前記端面と前記第２の前記穴との距離は、前記第１の前記穴と前記第２の前記穴との間隔の半分以下である、請求項１に記載の、半導体装置用の筐体の製造方法。
  3. 前記入れ子は複数の前記第３部分を連結する第４部分を更に有し、
    前記第３部分が前記第４部分から突出する長さは、前記穴が延びる方向に沿った前記第３部分の長さの二倍以下である、請求項１または請求項２に記載の、半導体装置用の筐体の製造方法。
  4. 前記第４工程の後に実行され、前記上型を前記下型および前記入れ子から外す第５工程と、
    前記第５工程の後に実行され、前記筐体を前記下型および前記入れ子から外す第６工程と、
    前記第６工程の後に実行され、前記入れ子を前記下型から外す第７工程と、
    前記第１工程と前記第２工程との間に実行され、前記下型を他の下型に配置する第８工程と、
    前記第６工程と前記第７工程との間に実行され、前記下型を前記他の下型から外す第９工程と
    を更に備える、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の、半導体装置用の筐体の製造方法。
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