JP6060619B2 - 半導体装置の組立治具およびその組立治具を用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の組立治具およびその組立治具を用いた半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

この発明は、半導体装置の組立治具およびその組立治具を用いた半導体装置の製造方法に関する。
近年、ＩＧＢＴモジュールなどの半導体装置の実装において、高密度化が進んでいる。
図１１は、ＩＧＢＴモジュール８０の要部断面図である。放熱ベース８１上に半田８２を介して導電パターン付絶縁基板８３が固着され、この導電パターン付絶縁基板８３の導電パターン８４上に半田８５を介して半導体チップ８６が固着している。樹脂ケース８７が放熱ベース８１に接着剤８７で固着し、樹脂ケース８７に挿入した外部導出端子８８と半導体チップ８６および導電パターン８４をボンディングワイヤ８９などの接続導体で接続する。外部導出端子８８は導電パターン８４に半田９０で固着する。樹脂ケース８７内にシリコーンゲル９１を充填してＩＧＢＴモジュール８０は完成する。
大電流を制御するために、ＩＧＢＴモジュール８０の電流容量は増加し、それに伴って半導体チップ８６の発熱量も増大する。このような状況下でもＩＧＢＴモジュール８０などの半導体装置には高い信頼性が要求されている。
ＩＧＢＴモジュール８０が動作することにより、ＩＧＢＴモジュール８０を構成している各部材間で、熱膨張係数差により熱応力が発生する。この熱応力により半田接合部に熱疲労破壊が発生する。この熱応力による影響を受けやすい部材は、導電パターン付絶縁基板８３上に半田９０により接合される外部導出端子８８である。
この外部導出端子８８は、樹脂ケース８７に挿入されたインサート型端子構造をしている。また、導電パターン付絶縁基板８３への固着は半田付けで行なわれている。この半田９０の接合強度を高めて、信頼性の向上を図るために、半田フィレットの形状が重要である。このフィレットの形状は、半田９０に外部導出端子８８が適度な圧力で接触することで最適化している。そのため、導電パターン付絶縁基板８３の種類、厚みに合せて導電パターン付絶縁基板８３と外部導出端子８８の間の距離Ｌを図示しない専用治具などを用いてお互いを半田９０を介して接触するように調整している。インサート型端子とは樹脂ケースを内側から外側に向かって貫通し固定される端子のことである。
そのため、同一のインサートケースを用いた場合には、実装するセラミックスの種類によって、端子と導電パターン間の隙間を各々、プレス加工により調整する必要が有るため、後加工が必要となり、組立工数増加に繋がっていた。
また、近年、多用されるようになったアウトサート型外部導出端子（独立端子）を有する半導体装置について説明する。アウトサート型端子とは、樹脂ケースに固定されずに、導電パターン付絶縁基板に固定されている端子のことである。このアウトサート型端子は樹脂ケース８７から独立しているので独立端子とも呼ばれている。
図１２は、アウトサート型外部導出端子（独立端子）を有する半導体装置５００の構成図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。
放熱ベース板５０１と、この放熱ベース板５０１上に半田５０２を介して固着した導電パターン付絶縁基板５０３とを備えている。導電パターン付絶縁基板５０３上に半田５０４を介して固着したアウトサート型外部導出端子（独立端子）５０５および図示しない半導体チップとを備えている。放熱ベース板５０１に図示しない接着剤で固着する樹脂ケース５０６と、樹脂ケース５０６に嵌合する直方体のナット埋め込み部材５０７とを備えている。アウトサート型外部導出端子である独立端子５０５は樹脂ケース５０６には挿入されていない。また、樹脂ケース５０６上面には独立端子５０５の上部が露出するように開口部が設けられている。
ナット埋め込み部材５０７について説明する。ナット埋め込み部材５０７は、樹脂ケース５０６に挿入される樹脂製の直方体で、上面に端子をネジ止めするナットが埋め込まれておちナットプローブという場合もある。このナット埋め込み部材５０７にＵ字を逆にした構造の独立端子５０５が跨がるように配置され、独立端子５０５上に外部配線を位置させ、両者に形成された孔にネジを差込み、そのネジの先端をナットに合わせ、ネジをナットに挿入させながら回転させることで、外部配線とＵ字型端子をネジとナットを用いて固定する。つまり、このナットプローブ（ナット埋め込み部材５０７）はナットの位置決めとＵ字型端子の固定に用いられる。
しかし、図１１に示すインサート端子構造では、外部導出端子８８と導電パターン８４の間の距離Ｌにばらつきがあるため、半田９０の厚みを調節したり、外部導出端子毎に専用の治具で押さえつけるなど個別に調節する必要があり、工数が増加し、製造コストが増大する。インサート型端子構造とは、外部導出端子が樹脂ケースに貫通固定されているタイプの端子構造をいう。
また、インサート端子をプレス型による後加工が必要となるため、各端子の高さ精度、端子キズおよびプレス加工による油残渣等、半田濡れ性、半田付け部のフィレット形状および半田厚み等、熱疲労に対する信頼性に与える影響因子があった。
更に、プレス加工後に予備半田を塗布する工程が有り、半田バスへ端子ケースごと塗布するため、端子を浸漬した時に半田飛散が起こり、樹脂ケース等の不要部分へ付着する危険性があった。
一方、図１２に示すアウトサート型端子構造では、独立端子５０５と半田５０４の間の距離Ｍにばらつきがあるため、独立端子５０５と半田５０４となる点線で示す板半田５０４ａを接触させるために、板半田５０４ａの厚みを調整したり独立端子５０５毎に専用治具で押さえつけるなど個別にプレス型で調整が必要となり、工数増に伴って製造コストが増大する。
また、図１２に示すアウトサート型端子構造の外部導出端子（独立端子５０５）を導電パターン付絶縁基板５０３に半田付けするときに用いられる組立治具（半田付け治具）について、本発明の組立治具が備えているような外枠と支柱部材を備えた組立治具は公知例としては見当たらない。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、外部導出端子と導電パターン付絶縁基板上の半田を接触させるための個別の工程を不要とし、アウトサート型端子構造を有する半導体装置の組立治具およびその組立治具を用いた半導体装置の製造方法に関する。
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置の組立治具は、放熱ベース板と、該放熱ベース板上に半田を介して固着された導電パターン付絶縁基板と、該導電パターン付絶縁基板上に半田を介して固着された半導体チップと、前記放熱ベース板に固着された樹脂ケースと、前記導電パターン付絶縁基板上に半田を介して固着され樹脂ケースから独立した外部導出端子と、該外部導出端子を外部配線に固定するためのナット埋め込み部材と、を含む半導体装置の組立治具であって、次の特徴を有する。該組立治具は前記外部導出端子と前記導電パターン付絶縁基板を半田付けするときに用いられる半田付け用の組立治具である。前記放熱ベース板に配設される、もしくは、前記導電パターン付絶縁基板上に配設される外枠と、該外枠上に配設され前記外部導出端子を支持するための支柱部材と、を備えている。
また、この発明にかかる組立治具は、上述した発明において、前記支柱部材が前記外部導出端子の上部を挟み込む止め具を有し、該止め具と前記支柱部材と前記外枠がそれぞれ着脱できるように互いに固定されるとよい。
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、導電パターン付絶縁基板に半導体チップを半田付けし、前記導電パターン付絶縁基板上の外部導出端子と接する位置に板半田を配設する。次に、前記導電パターン付絶縁基板上に外枠を配設し、前記外枠上に支柱部材を配設し、前記支柱部材を跨ぎ前記板半田上に接触するように、前記外部導出端子を配設する。さらに、前記の全体をリフロー炉に入れて、前記板半田を溶融した後、固化させて前記外部導出端子と前記導電パターン付絶縁基板を半田付けし、前記の全体をリフロー炉から取り出し、前記支柱部材と前記外枠を外す。次に、樹脂ケースの上面に形成された開口部から前記外部導出端子の上部が露出するように前記樹脂ケースを被せ、該樹脂ケースの底部を放熱ベース板の側壁に固着させ、前記樹脂ケースの側壁上部に形成された開口部にナット埋め込み部材を挿設する。
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、導電パターン付絶縁基板に半導体チップを半田付けする。次に、外部導出端子を支柱部材に設けられた止め具と前記支柱部材の間に挟みこみ固定した後、該支柱部材を外枠に固定し、前記外部導出端子、前記支柱部材および前記外枠を一体化する。前記導電パターン付絶縁基板上の前記外部導出端子と接する位置に板半田を配設する。さらに、一体化された前記外枠の底部を放熱ベース板の側壁をガイドにして前記導電パターン付絶縁基板の上に一体化した部材を被せ、一体化した前記外部導出端子を前記板半田上に接触するように配設する。これらの部材全体をリフロー炉に入れて、前記板半田を溶融した後、固化させて前記外部導出端子と前記導電パターン付絶縁基板を半田付けする。次に、半田付け後の部材全体をリフロー炉から取り出し、前記支柱部材と前記外枠を外し、樹脂ケースの上面に形成された開口部から前記外部導出端子の上部が露出するように前記樹脂ケースを被せ、該樹脂ケースの底部を前記放熱ベース板の側壁に固着させる。また、前記樹脂ケースの側壁上部に形成された開口部にナット埋め込み部材を挿設する。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記板半田を配設した後、該板半田上にペースト半田を塗布するとよい。
この発明によれば、組立治具が導電パターン付絶縁基板上に配設される外枠と、該外枠に配設される外部導出端子である独立端子を支える支柱部材とで構成される。この組立治具を用いて独立端子を導電パターン付絶縁基板に半田付けするときに、支柱部材を跨いで配設される独立端子の底部を導電パターン付絶縁基板上の溶融する前の板半田に独立端子を接触させる。そのときに、組立治具と独立端子を合せた自重で接触させる。自重で接触させた状態で半田付けするので、溶融半田への圧力が過大にならない。また、組立治具を用いているため、常に一定の半田厚みを確保することができ、半田フィレットの形状を最適化することができる。その結果、高信頼性の半導体装置を得ることができる。
また、従来のように、独立端子と板半田を接触させるための個別の工程を必要としないため、製造コストを低減できる。
この発明の参考例の半導体装置５０の組立治具１００の要部構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た上面図である。 この発明の第１実施例の半導体装置５０の要部製造工程断面図である。 図２に続く、この発明の第１実施例の半導体装置５０の要部製造工程断面図である。 図３に続く、この発明の第１実施例の半導体装置５０の要部製造工程断面図である。 この発明の第２実施例の半導体装置の組立治具２００の要部構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＥ方向から見た上面図である。 導電パターン付絶縁基板５２の表面が湾曲している場合の組立治具２００ａを冷却ベース５１に配置したときの要部側面図である。 この発明の第３実施例の半導体装置５０の要部製造工程断面図である。 図７に続く、この発明の第３実施例の半導体装置５０の要部製造工程断面図である。 図８に続く、この発明の第３実施例の半導体装置５０の要部製造工程断面図である。 この発明の第４実施例の半導体装置の組立治具３００の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＧ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＨ方向から見た上面図である。 ＩＧＢＴモジュール８０の要部断面図である。 アウトサート型外部導出端子（独立端子）を有する半導体装置５００の要部断面図である。
つぎに、実施の形態を以下の実施例で説明する。図１は、独立端子５３を導電パターン付絶縁基板５２に半田付けするときに用いる半導体装置５０の組立治具１００の一例である。
＜参考例＞
図１は、この発明の参考例の半導体装置５０の組立治具１００の要部構成図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ方向から見た側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ方向から見た上面図である。図１では、点線で放熱ベース板５１，導電パターン付絶縁基板５２および独立端子５３も示した。図中の符号で５２ａは導電パターン付絶縁基板５２を構成する絶縁基板であり、５２ｂは導電パターンである。また、ここで示す半導体装置５０は、例えば、ＩＧＢＴモジュールなどである。
この組立治具１００は、外枠１と支柱部材２を備えている。この支柱部材２は前記のナット埋め込み部材と同じ形状をしている。外枠１は導電パターン付絶縁基板５２上に配設され、支柱部材２は外枠１の上部に配設され、独立端子５３は支柱部材２を跨ぐようにして配設される。この独立端子５３は組立時に上下方向に自由に可動できるようになっている。外枠１および独立端子５３は、それぞれ正面から見た形状がＵ字状もしくはΩ状となるように形成されている。また、外枠１は上面から見た形状がＯ字状（リング状）となるように形成されている。
つぎに、この組立治具１００を用いて半導体装置５０を製造する工程について説明する。
＜実施例１＞
図２〜図４は、この発明の第１実施例の半導体装置５０の製造方法を工程順に示した要部製造工程断面図である。図１の組立治具１００を用いた半導体装置５０の半田付け工程の工程図である。
まず、図示しない放熱ベース５１上に半田を介して導電パターン付絶縁基板５２を固着し、導電パターン付絶縁基板５２の導電パターンに半田を介して半導体チップ５８を固着し、半導体チップ５８とボンディングワイヤ５９を接続する。この後の半田付け工程をつぎに説明する。図２以降の工程の説明では放熱ベース５１は図示されていない。
図２（ａ）において、導電パターン付絶縁基板５２上に外枠１と板半田５４を配設する。ここでは半導体チップは図示されていない。
つぎに、図２（ｂ）において、外枠１上に支柱部材２を配設する。
つぎに、図２（ｃ）において、支柱部材２を跨ぎ、板半田５４に底部５３ａが接するように独立端子５３を配設する。
つぎに、図３（ｄ）において、このように準備した組立体の全体をリフロー炉６０に入れて、板半田５４を溶融させ、固化させて、独立端子５３と導電パターン付絶縁基板５２を半田５５で固着する。
つぎに、図３（ｅ）に示す半田固着後の組立体において、外枠１から支柱部材２を取り外す。
つぎに、図３（ｆ）において、外枠１を導電パターン付絶縁基板５２から取り外して、導電パターン付絶縁基板５２への独立端子５３の半田付けが完了する。
つぎに、図４（ｇ）において、樹脂ケース５６を被せ、放熱ベース板５１に樹脂ケース５２の底部を接着して固定し、その後、ナット埋め込み部材５７を独立端子５３の両足５３ｂを跨ぐように挿設して、アウトサイド型外部導出端子を有する半導体装置５０が完成する。図４（ｇ）は図３（ｆ）の矢印Ｃから見た側断面図である。また、ナット埋め込み部材５７とは、外部配線と独立端子５３を接続するためのネジを受けるナットが配置された樹脂製の直方体の支持部材であり、樹脂ケース５１に挿入される。ナット埋め込み部材５７は独立端子５３を潜るように、独立端子５３と樹脂ケース５１の間に挿入され、樹脂ケース５１に固定される。
なお、図２（ａ）の工程において、板半田５４を配設した後、前記の独立端子５３との接触性を改善させるためにペースト半田を板半田５４上に塗布する場合もある。
本発明の実施の形態の組立治具１００を用いることで、板半田５４の厚み、導電パターン付絶縁基板５２の厚さが異なっていても、板半田５４に独立端子５３をその自重で接触させて半田付けできる。
そのため、板半田５４に独立端子５３を専用治具などを用いて接触させる従来の工程は不要となり、製造工程が短縮され、製造コストの低減を図ることができる。
また、独立端子５３の長さ、導電パターン付絶縁基板５２の厚さおよび板半田５４の厚さに寸法ばらつきがあっても、独立端子５３の自重を利用して板半田５４に独立端子５３を接触させ、半田付けを行なうので、寸法ばらつきは半田付けに影響を及ぼさない。
本発明の実施の形態の組立治具１００を用いる場合には、導電パターン付絶縁基板５２上に配設される板半田５４の位置（板半田５４と接触する独立端子５３の両足５３ｂの裏側の位置）を同じにすることで、導電パターン付絶縁基板５２の大きさが異なった場合にもこの組立治具１００を用いることができる。
前記のように、この発明の実施の形態の組立治具１００を用いることで、独立端子５３の自重で独立端子５３を板半田５４に接触させて半田付けすることができる。そのため、板半田５４に過大な接触圧力が印加されず、半田フィレットの形状を最適化することができる。その結果、高信頼性の半導体装置を得ることができる。
さらに、独立端子５３を板半田５４に専用治具などで接触させる必要がなくなり、製造コストを低減できる。
また、この組立治具１００を用いることで、導電パターン付絶縁基板５２を構成する絶縁基板５２ａの種類（Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4）や厚みによらず、独立端子５３を板半田５４に接触させることができる。その結果、最適な半田フィレット形状を得ることができる。
また、導電パターン付絶縁基板５２上に配置される半田付け位置を、導電パターン付絶縁基板５２の大きさや厚さが異なっても、同一にすることで、全ての独立端子５３の半田付けを良好な半田フィレット形状で行なうことができる。
＜実施例２＞
図５は、この発明の第２実施例の半導体装置の組立治具２００の要部構成図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ方向から見た側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＥ方向から見た上面図である。図５では、点線で放熱ベース板５１、導電パターン付絶縁基板５２および独立端子５３も示した。また、ここで示す半導体装置５０は、例えば、ＩＧＢＴモジュールなどである。
この組立治具２００は、外枠１１と支柱部材１２および支柱部材１２に取り付けられた止め具１３を備えている。外枠１は放熱ベース板５１の側面に嵌合するように配設され、支柱部材２は外枠１１の上部に固定され、独立端子５３は支柱部材１２に止め具１３を取り付けることで、支持部材１２と止め具１３に挟まれて固定される。外枠１１と支柱部材１２と独立端子５３は一緒に上下方向に自由可動できるようになっている。止め具１３は支柱部材１２に着脱可能で固定される。
図６は、導電パターン付絶縁基板５２の表面が湾曲している場合の組立治具２００ａを冷却ベース５１に配置したときの要部側面図である。これは図５（ｂ）に相当する図である。
導電パターン付絶縁基板５２の表面の湾曲を予め測定して、複数ある独立端子５３（５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ）の足５３ｂの底部５３ａと導電パターン５２ｂの間の距離Ｍが所定値になるよう止め具１３を加工する。加工後の止め具には１３ｂの符号を付した。導電パターン付絶縁基板５２は周囲に対して中央が凹状になるように湾曲している。止め具１３ｂはＵ字型をしており、支柱部材１２に止め具１３ｂを着脱し易いように、下側の部分の長さＧは上側の長さＪより短くなっている。
導電パターン付絶縁基板５２の中央に対して独立端子５３（５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ）が配置される箇所では反りは０．１ｍｍ程度である。従って、中央の独立端子５３ｄが導電パターン付絶縁基板５２の中央に位置する場合、中央の独立端子５３ｄが半田付けされる箇所の導電パターン付絶縁基板５２の表面位置に対して、両側の独立端子５３ｃ、５３ｅが半田付けされる箇所の導電パターン付絶縁基板５２の表面位置が０．１ｍｍ程度高くなる。そのため、止め具１３ｂについて、独立端子５３を挟みこむ箇所７０の上部面７０ａを中央の止め具１３ｄに対して両端の止め具１３ｃ，１３ｅが０．１ｍｍ程度高くなるように加工する。
こうすることで、複数ある独立端子５３ｃ，５３ｄ，５３ｅの足５３ｂの底部５３ａと導電パターン５２ｂの間の距離Ｍを一定にすることができる。この止め具１３ｂを支柱部材１２に取り付けて、止め具１３ｂで独立端子５３ｃ，５３ｄ，５３ｅを挟み込み、この挟み込む箇所７０の止め具１３ｂの上部面７０ａの基準点（任意に決めた位置）からの高さＨは、導電パターン付絶縁基板５２の中央に対して独立端子５３が配置される箇所での反りの大きさに合わせて変える。この上部面７０ａに独立端子５３の上部面５３ｇが接触する。そのため、止め具５３ｂの上部面７０ａの高さが高くなると、独立端子５３の足５３ｂの底部５３ａと導電パターン５２ｂの間の距離Ｍは大きくなる。
導電パターン５２ｂに板半田を載置しその上にペースト半田を塗布し、その上に独立端子５３の足５３ｂを載置する。独立端子５３の足５３ｂの底部５３ａと導電パターン５２ｂの間の距離Ｍを０．２ｍｍ程度にすることで、良好な半田付けができる。また、導電パターン付絶縁基板５２の絶縁基板５２ａがアルミナ基板や窒化アルミ基板などである場合、基板の厚みが０．４ｍｍ程度異なる場合があるが、その場合でもこの止め具１３ａを用いることで組立治具２００ａを共通化することができる。
尚、図６において、５３は独立端子の総称に付した符号であり、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅは個別の独立端子に付した符号である。また、１３ｂは加工された止め具の総称に付した符号であり、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは個別の加工された止め具に付した符号である。。
つぎに、前記の組立治具２００を用いて半導体装置５０を製造する工程について説明する。
＜実施例３＞
図７〜図９は、この発明の第３実施例の半導体装置の製造方法を工程順に示した要部製造工程断面図である。図５の組立治具２００を用いた半導体装置の半田付け工程の工程図である。
図７（ａ）において、導電パターン付絶縁基板５２上に半導体チップ５８を半田５８ａで固着し、半導体チップ５８同士、半導体チップ５８と導電パターン付絶縁基板５２をボンディングワイヤ５９で接続する。図７（ａ）では半導体チップ５８に接続するボンディングワイヤ５９を示した。
つぎに、図７（ｂ）において、放熱ベース板５１に導電パターン付絶縁基板５２を半田５２ａで固着する。
つぎに、図７（ｃ）において、導電パターン付絶縁基板５２上に板半田５４を配設する。
つぎに、図７（ｄ）において、組立治具２００の外枠１１上に脱着できるように支柱部材１２を固定し、支持部材１２に止め具１３を取り付けることで、支柱部材１２と止め具１３の間に独立端子５３を挟み込んで固定する。こうして、外枠１１、支柱部材１２、独立端子５３はそれぞれ脱着できる状態で一体化される。
つぎに、図８（ｅ）において、この一体化されたものを導電パターン付絶縁基板５２に被せ、独立端子５３が板半田５４の表面に接触するようにし、外枠１１を放熱ベース板５１の側壁に嵌合する。このとき、板半田５４は外枠１１、支柱部材１２、止め具１３および独立端子５３を合せた重さで圧接される。
つぎに、図８（ｆ）において、このように準備した組立体の全体をリフロー炉６０に入れて、板半田５４を溶融させ、固化させて、独立端子５３と導電パターン付絶縁基板５２を半田５５で固着する。
つぎに、図９（ｇ）に示す半田固着後の組立体において、止め具１３を支柱部材１２から外し、独立端子５３から支柱部材１２を抜き取り、外枠１１を放熱ベース５１から外して、導電パターン付絶縁基板５２への独立端子５３の半田付けが完了する。
つぎに、図９（ｈ）において、樹脂ケース５６を被せ、放熱ベース板５１に樹脂ケース５６の底部を接着して固定し、その後、ナット埋め込み部材５７を独立端子５３の両方の足５３ｂを跨ぐように挿設して、アウトサート型外部導出端子（独立端子）を有する半導体装置５０が完成する。図９（ｈ）は図９（ｇ）の矢印Ｆから見た側断面図であり、半導体チップ５８は図示されていない。また、ナット埋め込み部材５７とは、前記したように、外部配線と独立端子５３を接続するためのネジを受けるナットが配置された樹脂製の支持棒のことであり、樹脂ケース５６に挿入される。
尚、図７（ｃ）の工程において、板半田５４を配設した後、前記の独立端子５３との接触性を改善させるためにペースト半田を板半田５４上に塗布する場合もある。
本発明の組立治具２００（または２００ａ）を用いることで、板半田５４の厚み、導電パターン付絶縁基板５３の厚さが異なっていても、板半田５４に独立端子５３を一体部材の重みで接触させて半田付けできる。
そのため、板半田５４に独立端子５３を専用治具などを用いて接触させる従来の工程は不要となり、製造工程が短縮され、製造コストの低減を図ることができる。
また、独立端子５３の長さ、導電パターン付絶縁基板５２の厚さおよび板半田５４の厚さに寸法ばらつきがあっても、独立端子５３と組立治具２００（または２００ａ）を合せた重さを利用して板半田５４に独立端子５３を接触させ、半田付けを行なうので、寸法ばらつきは半田付けに影響を及ぼさない。
本発明の組立治具２００（または２００ａ）を用いる場合には、導電パターン付絶縁基板５２上に配設する板半田５４の位置を同じにすることで、導電パターン付絶縁基板５２の大きさが異なった場合にも対応できる。
前記のように、この発明の組立治具２００（または２００ａ）を用いることで、組立治具２００（または２００ａ）と独立端子５３を合わせた重さで独立端子５３を板半田５４に接触させて半田付けすることができる。そのため、板半田５４に過大な接触圧力が印加されず、半田フィレットの形状を最適化することができる。その結果、高信頼性の半導体装置を得ることができる。
また、独立端子５３の足５３ｂの長さにばらつきがあっても、この組立治具２００（または２００ａ）を用いることで、全ての独立端子５３の底部５３ａを半田に接触させることができる。また、導電パターン付絶縁基板５２が変形した場合も同様である。
そのため、独立端子５３を板半田５４に専用治具などで接触させる必要がなくなり、製造コストを低減できる。
また、この組立治具２００（または２００ａ）を用いることで、導電パターン付絶縁基板５２を構成する絶縁基板５２ａの種類（Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4）や厚みによらず、独立端子５３を板半田５４に接触させることができる。その結果、最適な半田フィレット形状を得ることができる。
また、導電パターン付絶縁基板５２上に配置される半田付け位置を、導電パターン付絶縁基板５３の大きさや厚さが異なっても同一にすることで、全ての独立端子５３の半田付けを良好な半田フィレット形状で行なうことができる。
＜実施例４＞
図１０は、この発明の第４実施例の半導体装置の組立治具３００の構成図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＧ方向から見た側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＨ方向から見た上面図である。図５の組立治具２００と図１０の組立治具３００の違いは、止め具１３ａが支柱部材１２の下面に付いた点である。この組立治具３００を用いた場合の半田付け工程は第３実施例の工程と同じである。
１、１１ 外枠
２、１２ 支柱部材
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ 止め具
５１ 放熱ベース板
５２ 導電パターン付絶縁基板
５２ａ 絶縁基板
５２ｂ 導電パターン
５３，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ 独立端子（外部導出端子）
５３ｇ 上部面（独立端子）
５３ａ 底部
５３ｂ 足
５４ 板半田
５５ 半田（溶融した後、固化した半田）
５６ 樹脂ケース
５７ ナット埋め込み部材
５８ 半導体チップ
５８ａ 導電パターン
５９ ボンディングワイヤ
６０ リフロー炉
７０ 挟み込む箇所（止め具）
７０ａ 上部面（挟み込む箇所）
１００，２００，３００ 組立治具

Claims (4)

  1. 放熱ベース板と、
    該放熱ベース板上に半田を介して固着された導電パターン付絶縁基板と、
    該導電パターン付絶縁基板上に半田を介して固着された半導体チップと、
    前記放熱ベース板に固着された樹脂ケースと、
    前記導電パターン付絶縁基板上に半田を介して固着され樹脂ケースから独立した外部導出端子と、
    該外部導出端子を外部配線に固定するためのナット埋め込み部材と、
    を含む半導体装置の組立治具であって、
    該組立治具が前記外部導出端子と前記導電パターン付絶縁基板を半田付けするときに用いられる半田付け用の組立治具であり、
    前記放熱ベース板に配設される、もしくは、前記導電パターン付絶縁基板上に配設される外枠と、
    該外枠上に配設され前記外部導出端子を支持するための支柱部材と、
    を含み、
    前記支柱部材が前記外部導出端子の上部を挟み込む止め具を有し、該止め具と前記支柱部材と前記外枠がそれぞれ着脱できるように互いに固定されることを特徴とする半導体装置の組立治具。
  2. 導電パターン付絶縁基板に半導体チップを半田付けする工程と、
    前記導電パターン付絶縁基板上の外部導出端子と接する位置に板半田を配設する工程と、
    前記導電パターン付絶縁基板上に外枠を配設する工程と、
    前記外枠上に支柱部材を配設する工程と、
    前記支柱部材を跨ぎ前記板半田上に接触するように、前記外部導出端子を配設する工程と、
    前記の全体をリフロー炉に入れて、前記板半田を溶融した後、固化させて前記外部導出端子と前記導電パターン付絶縁基板を半田付けする工程と、
    前記の全体をリフロー炉から取り出し、前記支柱部材と前記外枠を外す工程と、
    樹脂ケースの上面に形成された開口部から前記外部導出端子の上部が露出するように前記樹脂ケースを被せ、該樹脂ケースの底部を放熱ベース板の側壁に固着させる工程と、
    前記樹脂ケースの側壁上部に形成された開口部にナット埋め込み部材を挿設する工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 導電パターン付絶縁基板に半導体チップを半田付けする工程と、
    外部導出端子を支柱部材に設けられた止め具と前記支柱部材の間に挟みこみ固定した後、該支柱部材を外枠に固定し、前記外部導出端子、前記支柱部材および前記外枠を一体化する工程と、
    前記導電パターン付絶縁基板上の前記外部導出端子と接する位置に板半田を配設する工程と、
    一体化された前記外枠の底部を放熱ベース板の側壁をガイドにして前記導電パターン付絶縁基板の上に一体化した部材を被せ、一体化した前記外部導出端子を前記板半田上に接触するように配設する工程と、
    前記の全体をリフロー炉に入れて、前記板半田を溶融した後、固化させて前記外部導出端子と前記導電パターン付絶縁基板を半田付けする工程と、
    前記の全体をリフロー炉から取り出し、前記支柱部材と前記外枠を外す工程と、
    樹脂ケースの上面に形成された開口部から前記外部導出端子の上部が露出するように前記樹脂ケースを被せ、該樹脂ケースの底部を前記放熱ベース板の側壁に固着させる工程と、
    前記樹脂ケースの側壁上部に形成された開口部にナット埋め込み部材を挿設する工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記板半田を配設した後、該板半田上にペースト半田を塗布することを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法。
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