JP6825306B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関する。
半導体装置は、絶縁板と、絶縁板のおもて面に形成された回路板と、絶縁板の裏面に形成された金属板とを備える積層基板と、積層基板に対向配置したプリント基板とを有する。また、半導体装置は、積層基板の回路板上に半導体素子及び外部接続端子が形成されており、外部接続端子はプリント基板の貫通孔に貫通して、プリント基板と電気的に接続されている。さらに、半導体装置は、ケース内に、このような積層基板とプリント基板とが収納されて、封止部材が充填されている。
特開２００９−０６４８５２号公報
しかし、このような半導体装置では、半導体素子が駆動すると、半導体素子が発する熱が積層基板に伝導して、積層基板は、絶縁板と、回路板と、金属板との熱膨張係数の差を起因とする反りが発生して変形してしまう。積層基板が変形すると、外部接続端子と回路板との接合箇所、外部接続端子とプリント基板との接合箇所に熱応力がそれぞれ加わり、接合不良が生じて、半導体装置の信頼性が低下してしまうおそれがある。
本発明は、信頼性の低下を抑制することができる半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、半導体素子と、絶縁板と、前記絶縁板のおもて面に設けられ、前記半導体素子が設置される回路板とを備える積層基板と、前記絶縁板の外周部に設けられ、前記回路板を取り囲む外囲ケースと、前記外囲ケースの開口縁部上に裏面側が設けられ、前記回路板を覆って、貫通孔が形成される中継基板と、一端部が前記回路板に接合し、前記貫通孔から前記中継基板のおもて面側に回り込んだ鉤型状を成す他端部の先端が前記中継基板のおもて面に当接して前記中継基板に引っかかり、前記一端部と前記他端部との間に、弾性変形可能であって、前記一端部側と前記他端部側とにそれぞれ伸長している弾性部を備える外部接続端子と、を有する半導体装置が提供される。
開示の技術によれば、半導体装置の信頼性の低下を抑制することができる。
第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。 第１の実施の形態の半導体装置の端子間の接合を示す図である。 第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。 第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。 第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。 参考例の半導体装置を示す図である。 第２の実施の形態の半導体装置を示す図である。
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。
なお、図１は、半導体装置１の側面図を表している。
また、図２は、第１の実施の形態の半導体装置の端子間の接合を示す図である。
なお、図２は、半導体装置１の接合端子４０ａ，４０ｂを拡大して表している。
半導体装置１は、半導体モジュール２と、半導体モジュール２のおもて面に取り付けられたプリント基板３と、半導体モジュール２の裏面側に取り付けられた放熱板４と、を有している。
半導体モジュール２は、半導体素子１０ａ，１０ｂと、半導体素子１０ａ，１０ｂがはんだ２０ａ，２０ｂを介して設置された積層基板３０と、半導体素子１０ａ，１０ｂ及び積層基板３０を取り囲む外囲ケース６０と、を有している。半導体モジュール２は、外囲ケース６０の開口縁部上に設けられて、半導体素子１０ａ，１０ｂを覆い、プリント基板３がおもて面に設置されるケース蓋部７０と、一端部が積層基板３０のおもて面上に接合し、他端部がケース蓋部７０に接合された外部接続端子８０ａ，８０ｂと、を有している。このような半導体モジュール２は、外囲ケース６０内の半導体素子１０ａ，１０ｂ及び積層基板３０が封止部材９０で封止されている。
半導体素子１０ａ，１０ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）等である。
積層基板３０は、絶縁板３１と、絶縁板３１のおもて面に形成される回路板３２と、絶縁板３１の裏面に形成される金属板３３とを有している。
絶縁板３１は、電気的に絶縁性を有する材料により構成されている。このような材料として、例えば、酸化アルミニウム、窒化ケイ素等が挙げられる。
回路板３２は、導電性に優れた銅等の金属により構成されており、複数の回路パターン（図示を省略）を有していてもよい。第１の実施の形態では、図１に示されるように、半導体素子１０ａ，１０ｂは、回路板３２の回路パターンにはんだ２０ａ，２０ｂを介してそれぞれ配置されている。このような回路板３２の厚さは、２００μｍ以上、１０００μｍ以下であって、より好ましくは、３５０μｍ以上、７００μｍ以下である。
金属板３３は、絶縁板３１の裏面に配置されており、熱伝導率が高いアルミニウム、鉄、銀、銅、または、これらを含む合金等により構成されている。このような金属板３３の厚さは、２００μｍ以上、１０００μｍ以下であって、より好ましくは、３５０μｍ以上、７００μｍ以下である。なお、金属板３３を厚くして、放熱板の機能を併せ持たせることにより、放熱板４をなくしてもよい。
また、接合端子４０ａ，４０ｂが積層基板３０の回路板３２の回路パターン上に接合材である、はんだ５０ａ，５０ｂを介して形成されている。
接合端子４０ａ，４０ｂは、導電性に優れた銅等の金属により構成されており、図２に示されるように、例えば、円筒状を成している。このような接合端子４０ａ，４０ｂの直径Ｌ１は、０．４ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下であって、より好ましくは、０．４５ｍｍ以上、０．５５ｍｍ以下である。第１の実施の形態の場合では、例えば、０．５ｍｍ程度である。なお、接合端子４０ａ，４０ｂは、円筒状（断面が円形）に限らず、断面が方形の形状であっても構わない。
外囲ケース６０は、枠形状の略直方体の箱型形状であって、積層基板３０の絶縁板３１の外周部に設けられ、回路板３２と、回路板３２上の半導体素子１０ａ，１０ｂ及び接合端子４０ａ，４０ｂとを取り囲んでいる。このような外囲ケース６０は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリアミド樹脂（ＰＡ樹脂）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等の樹脂により構成されている。
ケース蓋部７０は、外囲ケース６０の開口縁部上に裏面側が設けられ、回路板３２、回路板３２上の半導体素子１０ａ，１０ｂ及び接合端子４０ａ，４０ｂを覆っている。ケース蓋部７０は、貫通孔７１ａ，７１ｂが形成されている。貫通孔７１ａ，７１ｂは、ケース蓋部７０を外囲ケース６０の開口縁部上にセットした際に、接合端子４０ａ，４０ｂと対向するように形成されている。このようなケース蓋部７０も、外囲ケース６０と同様に、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等の樹脂により構成されている。なお、ケース蓋部７０は、中継基板の一例である。
外部接続端子８０ａ，８０ｂは、導電性に優れた銅等の金属により構成されており、一端部８１ａ，８１ｂ及び他端部８２ａ，８２ｂの間に弾性変形可能な弾性部８３ａ，８３ｂを有している。外部接続端子８０ａ，８０ｂを構成する金属は、具体的には、銅、または銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等がある。銅合金としては、りん青銅、洋白、ベリリウム銅、銅−チタン合金、銅−ニッケル合金等がある。銅合金としては、特に、引っ張り強さや電気伝導性に優れた銅−ニッケル合金が好ましい。また、耐食性及び電気特性を向上させるために、外部被膜として、ニッケルめっき膜、金めっき膜、銀めっき膜、スズめっき膜を設けてもよい。また、これらを積層させてもよい。弾性部８３ａ，８３ｂは、図１中鉛直方向に対して弾性変形可能であり、一端部８１ａ，８１ｂ側と他端部８２ａ，８２ｂ側とにそれぞれ伸長している。これにより、外部接続端子８０ａ，８０ｂは、接合端子４０ａ，４０ｂ及びケース蓋部７０を互いに引っ張っている。なお、弾性部８３ａ，８３ｂは、図１のような形状に限らず、スプリング型、Ｓ字型、Ｕ字型等、図１中鉛直方向に対して弾性変形可能な形状であればどのような形状でも構わない。また、このような弾性部８３ａ，８３ｂの弾性係数は、２０００Ｎ／ｍ以上、６０００Ｎ／ｍ以下であって、より好ましくは、３０００Ｎ／ｍ以上、５０００Ｎ／ｍ以下である。外部接続端子８０ａ，８０ｂは、例えば、円柱状、または、平板状をなしている。図１の外部接続端子８０ａ，８０ｂは、円柱状であり、その直径Ｌ２は、０．５５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であって、より好ましくは、０．６ｍｍ以上、０．６５ｍｍ以下である。第１の実施の形態の場合では、直径Ｌ２は、図２に示されるように、例えば、０．６４ｍｍ程度である。
また、外部接続端子８０ａ，８０ｂの直径Ｌ２は、既述の通り、接合端子４０ａ，４０ｂの直径Ｌ１よりも大きい。このため、外部接続端子８０ａ，８０ｂの一端部８１ａ，８１ｂは、図２に示されるように、接合端子４０ａ，４０ｂに対して圧入により挿入される。
一方、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂは、ケース蓋部７０の裏面側から貫通孔７１ａ，７１ｂに入り込んでケース蓋部７０のおもて面に当接している。外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂは、このようにしてケース蓋部７０のおもて面に露出して、ケース蓋部７０のおもて面に配置されるプリント基板３の回路パターン（図示を省略）と電気的に接続する。なお、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂの詳細については後述する。
このような外部接続端子８０ａ，８０ｂは、図１に示されるように２か所に限定されるものではなく、積層基板３０の回路板３２上の所定の位置に設けられている。
封止部材９０は、エポキシ樹脂、マレイミド変性エポキシ樹脂、マレイミド変性フェノール樹脂、マレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂である。また、封止部材９０は、シリコーンゲル等の樹脂も利用することが可能である。特に、封止部材９０がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である場合には、図１に示されるように、外囲ケース６０内の外部接続端子８０ａ，８０ｂの一端部８１ａ，８１ｂが接合された回路板３２のおもて面から弾性部８３ａ，８３ｂの一端部８１ａ，８１ｂ側の下端の手前までを封止部材９０で封止する。つまり、封止部材９０が、弾性部８３ａ，８３ｂには、かからない領域である。このような封止部材９０で外囲ケース６０内を全て封止してしまうと、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂも封止されてしまい、弾性部８３ａ，８３ｂが伸び縮み出来なくなってしまう。具体的には、弾性率が１０００ＭＰａより大きな封止部材については、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの下側までを封止することが望ましい。
なお、封止部材９０がゲル状のシリコーンゲル等の樹脂である場合には、外囲ケース６０内全体を封止部材９０で封止しても、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの伸び縮みがある程度許容される。具体的には、封止部材９０の弾性率が１０００ＭＰａ以下、より好ましくは、１００ＭＰａ以下であることが望ましい。
また、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの下側までを、封止部材９０として、エポキシ樹脂、マレイミド変性エポキシ樹脂、マレイミド変性フェノール樹脂、マレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を配置し、その上部をシリコーンゲル等の樹脂で封止してもよい。
また、プリント基板３は、絶縁層３ａと、絶縁層３ａのおもて面に設けられた、所定の配線を実現する回路パターンが形成された導電層３ｂとを有している。
絶縁層３ａは、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等により構成されている。また、場合によっては、ガラス繊維で構成されたガラスクロスを内部に含浸することも可能である。
導電層３ｂは、導電性に優れた銅等の金属により構成されている。
このようなプリント基板３は、導電層３ｂをケース蓋部７０のおもて面側にして、ケース蓋部７０のおもて面に配置される。プリント基板３の導電層３ｂは、ケース蓋部７０の貫通孔７１ａ，７１ｂから入り込んだ外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂと電気的に接続される。
放熱板４は、熱伝導率が高いアルミニウム、鉄、銀、銅、または、これらを含む合金等により構成されている。このような放熱板４のおもて面に半導体モジュール２の積層基板３０の金属板３３がはんだ（図示を省略）を介して配置されている。なお、放熱板４に代わって、放熱フィン、または、液冷式の冷却装置を適用することができる。
次に、このような半導体装置１の製造方法について、図１並びに図３〜図５を用いて説明する。
図３〜図５は、第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図である。
まず、半導体素子１０ａ，１０ｂと、積層基板３０と、接合端子４０ａ，４０ｂと、外囲ケース６０と、ケース蓋部７０と、外部接続端子８０ａ，８０ｂとを用意する。また、プリント基板３及び放熱板４を用意する。
次いで、積層基板３０の回路板３２の所定領域上に、半導体素子１０ａ，１０ｂをはんだ２０ａ，２０ｂを介して配置する。また、積層基板３０の回路板３２の所定の接合領域上に、接合端子４０ａ，４０ｂをはんだ５０ａ，５０ｂを介して配置する。
次いで、積層基板３０に配置した接合端子４０ａ，４０ｂに、弾性部８３ａ，８３ｂを含む外部接続端子８０ａ，８０ｂの一端部８１ａ，８１ｂを圧入により挿入する。
このように半導体素子１０ａ，１０ｂと接合端子４０ａ，４０ｂと外部接続端子８０ａ，８０ｂとが配置された積層基板３０の絶縁板３１の外周部に、外囲ケース６０を、図３に示されるように、接着剤（図示を省略）を介してセットする。
次いで、ケース蓋部７０の貫通孔７１ａ，７１ｂに外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを挿通して、ケース蓋部７０を外囲ケース６０の開口縁部上に接着剤（図示を省略）を介して配置する。このようにして配置されたケース蓋部７０の貫通孔７１ａ，７１ｂは、接合端子４０ａ，４０ｂと対向するように形成されている。
ケース蓋部７０の貫通孔７１ａ，７１ｂから挿通した外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを、図４に示されるように、図４中上方に、例えば、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下、より好ましくは、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下に引き上げる。
次いで、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを引き上げた状態で、図５に示されるように、ケース蓋部７０のおもて面側に回り込ませて鉤型状に構成して、他端部８２ａ，８２ｂをケース蓋部７０のおもて面に当接させる。すなわち、鉤型状の他端部８２ａ，８２ｂがケース蓋部７０のおもて面に引っかかっている状態となる。これにより、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂは伸びた状態が維持されるため、ケース蓋部７０は、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂにより、図５中下側に押圧されるようになる。
なお、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂは、鉤型状に限らず、他端部８２ａ，８２ｂがケース蓋部７０のおもて面に引っかかることができる形状であればよい。例えば、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを貫通孔７１ａ，７１ｂから引き上げた状態で、引き上げた方向に対して直交するように曲げたＬ字状に構成することも可能である。
ケース蓋部７０に形成された開口部から封止部材９０を注入して、外囲ケース６０内の外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの下まで、封止部材９０を充填する。その後、加熱し硬化させる。
なお、ケース蓋部７０を外囲ケース６０の開口縁部上に接着剤（図示を省略）を介して配置する前に、封止部材９０を充填してもよい。
これにより、半導体モジュール２が構成される。
次いで、このような半導体モジュール２のケース蓋部７０上に、導電層３ｂ側がケース蓋部７０から表出された外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂと接触するように、プリント基板３を配置する。
半導体モジュール２の積層基板３０の金属板３３にはんだ（図示を省略）を介して放熱板４を配置する。
なお、プリント基板３と放熱板４との配置順序は、放熱板４を先に配置しても構わない。
以上により、図１に示した半導体装置１が得られる。
ここで、半導体装置１に対する参考例の半導体装置（半導体モジュール）について、図６を用いて説明する。
図６は、参考例の半導体装置を示す図である。
参考例の半導体装置も、半導体モジュール１００に対して、第１の実施の形態と同様にプリント基板３及び放熱板４を配置している。但し、図６では、半導体モジュール１００のみを示している。また、半導体モジュール１００は、半導体モジュール２と同じ構成には、同様の符号を付している。
半導体モジュール１００では、外部接続端子１８０ａ，１８０ｂは、弾性部を備えておらず、直線状を成し、一端部１８１ａ，１８１ｂが接合端子４０ａ，４０ｂに圧入により挿入されている。また、外部接続端子１８０ａ，１８０ｂの他端部１８２ａ，１８２ｂがケース蓋部７０の貫通孔７１ａ，７１ｂに挿入されている。このようなケース蓋部７０に、図示を省略するプリント基板３の導電層３ｂ側が配置されて、他端部１８２ａ，１８２ｂが、プリント基板３の導電層３ｂに電気的に接続される。
このような半導体モジュール１００を備える半導体装置では、半導体モジュール１００の半導体素子１０ａ，１０ｂが駆動して発熱すると、熱が積層基板３０に伝導する。熱が伝導された積層基板３０は、絶縁板３１と、回路板３２と、金属板３３との熱膨張係数の差により上に凸状に反りが生じて変形してしまう。積層基板３０の変形に伴って、半導体装置が変形してしまう。このため、外部接続端子１８０ａ，１８０ｂと回路板３２との接合箇所、外部接続端子１８０ａ，１８０ｂとプリント基板３との接合箇所に熱応力がそれぞれ加わり、接合不良が生じてしまうおそれがある。これらにより、半導体装置の信頼性が低下してしまうおそれがある。
一方、半導体装置１は、半導体素子１０ａ，１０ｂ及び、絶縁板３１と、絶縁板３１のおもて面に設けられ、半導体素子１０ａ，１０ｂが設置される回路板３２とを備える積層基板３０を有している。半導体装置１は、絶縁板３１の外周部に設けられ、回路板３２を取り囲む外囲ケース６０と、外囲ケース６０の開口縁部上に裏面側が設けられ、回路板３２を覆って、貫通孔７１ａ，７１ｂが形成されるケース蓋部７０とを有している。さらに、半導体装置１は、一端部８１ａ，８１ｂが回路板３２に接合し、他端部８２ａ，８２ｂがケース蓋部７０の裏面側から貫通孔７１ａ，７１ｂに入り込んでケース蓋部７０のおもて面に当接し、一端部８１ａ，８１ｂと他端部８２ａ，８２ｂとの間に、弾性変形可能であって、一端部８１ａ，８１ｂ側と他端部８２ａ，８２ｂ側とにそれぞれ伸長している弾性部８３ａ，８３ｂを備える外部接続端子８０ａ，８０ｂを有している。
このような半導体装置１では、外部接続端子８０ａ，８０ｂが積層基板３０とプリント基板３との間を電気的に接続することができる。
さらに、半導体装置１では、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂがケース蓋部７０の裏面側から貫通孔７１ａ，７１ｂに入り込んでケース蓋部７０のおもて面に当接して、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの弾性力により、ケース蓋部７０を積層基板３０側に絶えず付勢する。これにより、発熱した半導体素子１０ａ，１０ｂからの熱が伝導した積層基板３０の変形に伴って半導体装置１が変形しても、外部接続端子８０ａ，８０ｂの一端部８１ａ，８１ｂと回路板３２の接合端子４０ａ，４０ｂとの接合が維持される。同様に、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂとプリント基板３との接合が維持される。したがって、これらの接合不良の発生を防止することができ、半導体装置１の信頼性の低下を抑制することができるようになる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、半導体装置１においてケース蓋部７０に代わって、直接プリント基板３が用いられた半導体装置１ａについて、図７を用いて説明する。
図７は、第２の実施の形態の半導体装置を示す図である。
なお、半導体装置１ａは、半導体装置１と同じ構成には、同様の符号を付している。
半導体装置１ａは、プリント基板３を含む半導体モジュール２ａと、半導体モジュール２ａの裏面側に取り付けられた放熱板４と、を有している。
半導体モジュール２ａは、半導体素子１０ａ，１０ｂと、半導体素子１０ａ，１０ｂがはんだ２０ａ，２０ｂを介して設置された積層基板３０と、半導体素子１０ａ，１０ｂ及び積層基板３０を取り囲む外囲ケース６０と、を有している。半導体モジュール２ａは、外囲ケース６０の開口縁部上に設けられて、半導体素子１０ａ，１０ｂを覆うプリント基板３を有している。さらに、半導体モジュール２ａは、一端部８１ａ，８１ｂが積層基板３０のおもて面上に接合し、他端部８２ａ，８２ｂがプリント基板３に接合された外部接続端子８０ａ，８０ｂと、を有している。このような半導体モジュール２ａは、外囲ケース６０内の外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの一端部８１ａ，８１ｂ側の下端の手前までが封止部材９０で封止されることで、半導体素子１０ａ，１０ｂ及び積層基板３０もまた封止部材９０で封止されている。
プリント基板３は、絶縁層３ａと、絶縁層３ａのおもて面に設けられた、所定の配線を実現する回路パターンが形成された導電層３ｂとを有している。また、プリント基板３は、絶縁層３ａ側（裏面側）を外囲ケース６０の開口縁部上に配置して、導電層３ｂ側がおもて面となっている。このようなプリント基板３は、外囲ケース６０に配置される際に、接合端子４０ａ，４０ｂに対向する貫通孔３ｃ１，３ｃ２が形成されている。なお、このような外囲ケース６０の開口縁部上に配置されたプリント基板３は、中継基板の一例である。
外部接続端子８０ａ，８０ｂは、既述の通り、導電性に優れた銅等の金属により構成されており、一端部８１ａ，８１ｂと、他端部８２ａ，８２ｂとの間に弾性変形可能な弾性部８３ａ，８３ｂとを有している。
外部接続端子８０ａ，８０ｂの一端部８１ａ，８１ｂは、回路板３２の所定の接合領域上にはんだ５０ａ，５０ｂを介して設けられた接合端子４０ａ，４０ｂに圧入により挿入されている。
外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂは、プリント基板３の裏面側から貫通孔３ｃ１，３ｃ２に入り込んで回り込み、プリント基板３のおもて面の導電層３ｂに当接して、導電層３ｂに電気的に接続されている。
また、外部接続端子８０ａ，８０ｂを構成する金属は、第１の実施の形態で述べたように、銅、または銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等がある。銅合金としては、りん青銅、洋白、ベリリウム銅、銅−チタン合金、銅−ニッケル合金等がある。銅合金としては、特に、引っ張り強さや電気伝導性に優れた銅−ニッケル合金が好ましい。また、耐食性及び電気特性を向上させるために、外部被膜として、ニッケルめっき膜、金めっき膜、銀めっき膜、スズめっき膜を設けてもよい。また、これらを積層させてもよい。そして、外部被覆でない外部接続端子８０ａ，８０ｂの材料が、外部被覆材料より導電性が高い場合は、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂの先端部の外部被覆の膜厚は、０．５μｍ以上、１０μｍ以下が望ましい。より好ましくは、３μｍ以上、５μｍ以下である。この範囲であれば、通電した際に、外部被覆材料が熱により排除され、外部接続端子の他端部８２ａ，８２ｂの先端部とプリント基板の導電層３ｂとの電気的接続が良好になる。具体的には、外部接続端子８０ａ，８０ｂを銅または銅合金で構成し、ニッケルめっき膜やスズめっき膜等を外部被覆した場合である。なお、先端部とは、プリント基板の導電層３ｂと接触する個所である。
なお、半導体装置１ａを製造するには、第１の実施の形態と同様に、半導体素子１０ａ，１０ｂと接合端子４０ａ，４０ｂと外部接続端子８０ａ，８０ｂとが配置された積層基板３０の絶縁板３１の外周部に、外囲ケース６０を接着剤（図示を省略）を介してセットする（図３参照）。
図４において、ケース蓋部７０に代わって、プリント基板３の貫通孔３ｃ１，３ｃ２に外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを挿通して、プリント基板３を外囲ケース６０の開口縁部上に接着剤（図示を省略）を介して配置する。なお、この際、プリント基板３の絶縁層３ａ側（裏面側）を外囲ケース６０の開口縁部上に配置する。
第１の実施の形態と同様に、プリント基板３の貫通孔３ｃ１，３ｃ２から挿通した外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを、上方に引き上げる。
次いで、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂを引き上げた状態で、プリント基板３のおもて面の導電層３ｂ側に回り込ませて鉤型状に構成して、他端部８２ａ，８２ｂをプリント基板３の導電層３ｂに当接させる（図７参照）。これにより、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂは伸びた状態が維持されるため、プリント基板３は、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂにより、図７中下側に押圧されるようになる。
これにより、半導体モジュール２ａが構成される。
次いで、半導体モジュール２ａの積層基板３０の金属板３３にはんだ（図示を省略）を介して放熱板４を配置する。
以上により、図７に示した半導体装置１ａが得られる。
このような半導体装置１ａは、第１の実施の形態の半導体装置１と同様に、外部接続端子８０ａ，８０ｂが積層基板３０とプリント基板３との間を電気的に接続することができる。
さらに、半導体装置１ａでは、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂがプリント基板３のおもて面に当接して、外部接続端子８０ａ，８０ｂの弾性部８３ａ，８３ｂの弾性力により、プリント基板３を積層基板３０側に絶えず付勢する。これにより、発熱した半導体素子１０ａ，１０ｂからの熱が伝導した積層基板３０の変形に伴って半導体装置１ａが変形しても、外部接続端子８０ａ，８０ｂの一端部８１ａ，８１ｂと回路板３２の接合端子４０ａ，４０ｂとの接合が維持される。同様に、外部接続端子８０ａ，８０ｂの他端部８２ａ，８２ｂとプリント基板３との接合が維持される。したがって、これらの接合不良の発生を防止することができ、半導体装置１ａの信頼性の低下を抑制することができるようになる。
また、半導体装置１ａは、第１の実施の形態の半導体装置１におけるケース蓋部７０を用いていないために、部品の点数を減らすことができ、製造コストを削減することができる。
１ 半導体装置
２ 半導体モジュール
３ プリント基板
３ａ 絶縁層
３ｂ 導電層
４ 放熱板
１０ａ，１０ｂ 半導体素子
２０ａ，２０ｂ，５０ａ，５０ｂ はんだ
３０ 積層基板
３１ 絶縁板
３２ 回路板
３３ 金属板
４０ａ，４０ｂ 接合端子
６０ 外囲ケース
７０ ケース蓋部
７１ａ，７１ｂ 貫通孔
８０ａ，８０ｂ 外部接続端子
８１ａ，８１ｂ 一端部
８２ａ，８２ｂ 他端部
８３ａ，８３ｂ 弾性部
９０ 封止部材

Claims (11)

  1. 半導体素子と、
    絶縁板と、前記絶縁板のおもて面に設けられ、前記半導体素子が設置される回路板とを備える積層基板と、
    前記絶縁板の外周部に設けられ、前記回路板を取り囲む外囲ケースと、
    前記外囲ケースの開口縁部上に裏面側が設けられ、前記回路板を覆って、貫通孔が形成される中継基板と、
    一端部が前記回路板に接合し、前記貫通孔から前記中継基板のおもて面側に回り込んだ鉤型状を成す他端部の先端が前記中継基板のおもて面に当接して前記中継基板に引っかかり、前記一端部と前記他端部との間に、弾性変形可能であって、前記一端部側と前記他端部側とにそれぞれ伸長している弾性部を備える外部接続端子と、
    を有する半導体装置。
  2. 前記外部接続端子の前記一端部が接合される前記回路板の接合領域は、前記貫通孔と対向している、
    請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記回路板の前記接合領域に接合材を介して接合端子が設けられ、
    前記外部接続端子の前記一端部は、前記接合端子に接合されている、
    請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記接合端子は、筒状を成しており、
    前記接合端子に、前記外部接続端子の前記一端部が圧入により挿入されている、
    請求項３に記載の半導体装置。
  5. 前記外囲ケース内は、封止部材で封止されている、
    請求項１に記載の半導体装置。
  6. 前記封止部材は、前記外部接続端子の前記一端部が接合された前記回路板のおもて面から前記弾性部の前記一端部側の下端の手前までを封止している、
    請求項５に記載の半導体装置。
  7. 前記封止部材は、熱硬化性樹脂である、
    請求項６に記載の半導体装置。
  8. 前記弾性部の弾性係数は、２０００Ｎ／ｍ以上、６０００Ｎ／ｍ以下である、
    請求項１に記載の半導体装置。
  9. 前記弾性係数は、３０００Ｎ／ｍ以上、５０００Ｎ／ｍ以下である、
    請求項８に記載の半導体装置。
  10. 主面に導電層を有するプリント基板が前記主面側から前記中継基板上に配置されて、
    前記プリント基板の前記導電層と前記外部接続端子の前記他端部とが電気的に接続されている、
    請求項１に記載の半導体装置。
  11. 前記中継基板のおもて面に、導電層が形成されており、
    前記外部接続端子の前記先端が前記導電層に当接して電気的に接続されている、
    請求項１に記載の半導体装置。
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