JP7097780B2 - 半導体装置、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法に関する。

従来、通電により発熱する発熱部品の熱を高い効率で放熱するために、放熱部材上に発熱部品を配した上で、放熱部材に固定される押付部材（板バネ）の弾性力によって発熱部品を放熱部材に押し付けた半導体装置がある。
特許文献１には、発熱部品と押付部材との電気的な絶縁を図るために、発熱部品と押付部材との間に絶縁部材を配した半導体装置が開示されている。また、特許文献１には、絶縁部材の外縁の一部を放熱部材に形成された段差（側壁）に接触させる構成、及び、発熱部品のリード（配線部材）を絶縁部材に形成された貫通孔に通した構成が開示されている。これらの構成により、特許文献１の半導体装置では、発熱部品が放熱部材や絶縁部材に対して位置ずれすることを抑えている。

特開２０１７－１８３３３８号公報

しかしながら、従来の半導体装置では、押付部材が金属製であり、放熱部材と導通する。このため、発熱部品のリードと押付部材とが電気的に短絡しないように、発熱部品のリードを押付部材から離して位置させる必要がある。この場合、放熱部材における発熱部品及び押付部材の配置領域が大きくなり、半導体装置の小型化を阻害する、という問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、小型化を図ることができる半導体装置、及び、半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、配置面を有する放熱部材と、前記配置面に配される本体部及び前記本体部から突出するリードを有する発熱部品と、前記放熱部材に固定されることで前記本体部を前記配置面に押し付ける押付部材と、を備え、前記押付部材が、電気的な絶縁性を有する樹脂材料からなり、前記発熱部品が、複数の前記リードを備え、前記押付部材には、複数の前記リードを個別に挿通させる複数のリード挿通孔が形成され、前記押付部材が、前記配置面に固定される部材本体と、前記部材本体に対して弾性的に撓み変形可能に接続されると共に前記本体部に重ねて配され、前記部材本体が前記配置面に固定されることで弾性的に撓み変形して前記本体部を前記配置面に押し付ける押付部と、を備え、前記リード挿通孔が、前記部材本体と前記押付部との境界部分に形成されている半導体装置である。

また、本発明の一態様は、前記半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記発熱部品の複数の前記リードを前記押付部材に形成された複数のリード挿通孔に個別に挿通させることで、前記発熱部品を前記押付部材に取り付ける取付工程と、前記取付工程の後に、前記押付部材を前記放熱部材に固定する固定工程と、を備える半導体装置の製造方法である。

本発明によれば、押付部材が絶縁性を有する樹脂材料であるため、リードが押付部材の近くに位置していても、リードと放熱部材との電気的な絶縁性を確保できる。リードを押付部材の近くに配置できることで、配置面における発熱部品及び押付部材の配置領域を小さくすることができる。したがって、半導体装置の小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図１のII－II矢視断面図である。 図１のIII－III矢視断面図である。 図１のIV－IV矢視断面図である。 図１～４の半導体装置に備える押付部材を反対面側から見た斜視図である。 図１～４の半導体装置に備える押付部材を対向面側から見た斜視図である。 図１～４の半導体装置に備える押付部材の押付部を示す拡大断面図である。 図１～４の半導体装置において、同一の発熱部品のリードを押付部材のリード挿通孔に挿通させた状態を示す断面図である。 図１～４の半導体装置において、発熱部品を押付部材に取り付けた状態を示す斜視図である。 図１～４の半導体装置を、放熱部材と、発熱部品及び押付部材と、回路基板とに分解した状態を示す分解斜視図である。 押付部材を配置面に固定する際の押付部の動きを示す断面図である。

以下、図１～１１を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１～４に示すように、本実施形態に係る半導体装置１は、放熱部材２と、発熱部品３と、押付部材４と、を備える。また、本実施形態の半導体装置１は、回路基板５を備える。

放熱部材２は、発熱部品３や押付部材４が配される配置面２ａを有する。配置面２ａは、平坦な面に形成されている。放熱部材２は、例えば平板状に形成されてよい。本実施形態の放熱部材２は、配置面２ａを含む底壁部１１と、配置面２ａの周縁から底壁部１１の厚さ方向（Ｚ軸正方向）に延びる筒状の周壁部１２と、を備える。すなわち、放熱部材２は配置面２ａを底面とし、配置面２ａの上方に開口する箱状に形成されている。箱状の放熱部材２には、発熱部品３や押付部材４、回路基板５等が収容される。放熱部材２は、任意の材料によって構成されてよいが、本実施形態では熱伝導率が高い材料（例えばアルミニウムなど）によって構成されている。

図１，１０に示すように、本実施形態の放熱部材２には、係止部１３が形成されている。係止部１３は、放熱部材２の配置面２ａに配された押付部材４に引っ掛かることで、押付部材４を配置面２ａにおいて位置決めする。係止部１３は、例えば配置面２ａから窪んで形成される凹部であってよいが、本実施形態では配置面２ａから突出する突起である。係止部１３は、複数形成されている。複数の係止部１３は、互いに間隔をあけて配されている。

発熱部品３は、通電により発熱する部品である。図１～４，９に示すように、発熱部品３は、放熱部材２の配置面２ａに配される本体部２１と、本体部２１から突出するリード２２と、を備える。

本体部２１は、通電によって主に発熱する部分であり、所定の容積を有する塊である。本体部２１は、主な熱源である半導体素子（不図示）と、半導体素子を封止する樹脂２３と、を備える。半導体素子は、例えばトランジスタやダイオード等であってよい。半導体素子の電極は、リード２２に接続される。樹脂２３は、電気絶縁性を有する。樹脂２３は任意の形状に形成されてよいが、本実施形態では直方体状に形成されている。これにより、樹脂２３の平坦な面２３ａ（以下、本体部２１の下面２３ａと呼ぶ。）を放熱部材２の配置面２ａに対向させた状態で、本体部２１を配置面２ａに配することができる。
本実施形態の本体部２１は、放熱用の金属部２４をさらに備える。金属部２４は、例えば樹脂２３の表面に露出しなくてもよいが、本実施形態では樹脂２３の下面２３ａに露出する。また、金属部２４は、樹脂２３から樹脂２３の下面２３ａに沿う方向に突出している。図示例において、金属部２４の突出部分にはこれを貫通する孔２５が形成されているが、これに限ることはない。

金属部２４が樹脂２３の下面２３ａに露出しない場合、本体部２１は、例えば放熱部材２の配置面２ａに直接接触してよい。本実施形態では、金属部２４が樹脂２３の下面２３ａに露出するため、本体部２１は、電気的な絶縁性を有する絶縁シート６を介して放熱部材２の配置面２ａに配される。絶縁シート６は、熱伝導率の高い材料で構成されるとよい。

発熱部品３のリード２２は、本体部２１からその下面２３ａに沿う方向に突出している。具体的に、リード２２は本体部２１の下面２３ａに沿って前述した金属部２４と逆向きに突出している。リード２２は、本体部２１を放熱部材２の配置面２ａに配した状態で放熱部材２の配置面２ａに対して電気的に絶縁されるように間隔をあけて位置する。リード２２は、その長手方向の中途部において折り曲げられる。これにより、リード２２の突出方向の先端部は、放熱部材２の配置面２ａから離れる方向に延びる。リード２２の先端部は、後述する回路基板５に接続される。

図８，９に示すように、本実施形態の発熱部品３は、複数（図示例では三つ）のリード２２を備える。複数のリード２２は、本体部２１から同じ方向に突出している。また、複数のリード２２は、本体部２１の下面２３ａに沿ってリード２２の突出方向に直交する方向（Ｘ軸方向）に互いに間隔をあけて配列される。

図１，９に示すように、本実施形態の半導体装置１は、上記した発熱部品３を複数備える。複数の発熱部品３は、少なくとも放熱部材２の配置面２ａにおいて互いに間隔をあけて配されればよい。複数の発熱部品３は、例えば放熱部材２の配置面２ａに沿う一方向に一列に並べられてもよい。本実施形態において、複数の発熱部品３は、放熱部材２の配置面２ａに沿う第一方向（Ｘ軸方向）に並べて配列した発熱部品群２６を二つ構成している。二つの発熱部品群２６は、配置面２ａに沿って第一方向に直交する第二方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて並んでいる。同一の発熱部品群２６を構成する発熱部品３の数は、任意であってよいが、本実施形態では五つである。

図１～４に示すように、押付部材４は、放熱部材２に固定されることで本体部２１を配置面２ａに押し付ける。押付部材４は、電気的な絶縁性を有する樹脂材料からなる。押付部材４を構成する樹脂材料は、任意であってよいが、弾性変形可能な材料であることが好ましい。また、押付部材４を構成する樹脂材料は、温度変化に対して弾性率の変化が小さい材料（弾性率の温度依存が小さい材料）であることがより好ましい。このような樹脂材料としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。

図１～７に示すように、本実施形態の押付部材４は、部材本体３１と、押付部３２と、を備える。
部材本体３１は、放熱部材２の配置面２ａに固定される部位である。部材本体３１は、接着など任意の手法によって放熱部材２の配置面２ａに固定されてよい。本実施形態の部材本体３１は、ねじ止めによって放熱部材２に対して着脱可能に固定される。具体的に、部材本体３１には、ねじ７の軸部を挿通させるねじ挿通孔３３が形成されている。部材本体３１は、ねじ７の軸部をねじ挿通孔３３に通した上で、放熱部材２に形成されて配置面２ａに開口する雌ねじ１４に噛み合わせることで、放熱部材２の配置面２ａとねじ７の頭部との間に挟み込まれる。これにより、部材本体３１を放熱部材２に固定できる。

部材本体３１は、部材本体３１を放熱部材２の配置面２ａに配した状態で配置面２ａに対向して接触する対向面３１ａを有する。また、部材本体３１は、対向面３１ａと反対側に向く反対面３１ｂを有する。本実施形態において、反対面３１ｂは対向面３１ａと平行する。以下の説明では、部材本体３１の対向面３１ａと反対面３１ｂとが並ぶ方向（Ｚ軸方向）を、部材本体３１の厚さ方向と呼ぶことがある。
部材本体３１には、その反対面３１ｂから窪む収容凹部（凹部）３４が形成されている。収容凹部３４は、例えば部材本体３１の対向面３１ａに開口するように部材本体３１の厚さ方向に貫通してもよいし、しなくてもよい。

また、図１，５，６に示すように、部材本体３１には、放熱部材２の係止部１３（図１，１０参照）に引っ掛かる被係止部３５が形成されている。被係止部３５は、例えば部材本体３１の対向面３１ａから突出する突起であってよいが、本実施形態では、部材本体３１の対向面３１ａから窪んで形成され、突起である係止部１３を挿入する凹部である。被係止部３５は複数形成されている。複数の被係止部３５は、互いに間隔をあけて配される。部材本体３１を放熱部材２の配置面２ａに配した状態では、放熱部材２の複数の係止部１３が複数の被係止部３５に個別に挿入される。これにより、押付部材４を放熱部材２の配置面２ａにおいて位置決めすることができる。

また、図２，５，７に示すように、部材本体３１には、後述する回路基板５を押付部材４に対して位置決めする複数の基板位置決め部３６が形成されている。各基板位置決め部３６は、部材本体３１の反対面３１ｂから部材本体３１の厚さ方向に突出する。基板位置決め部３６は、回路基板５を支持する支持部３７と、回路基板５を案内する案内部３８と、を有する。支持部３７は、部材本体３１の反対面３１ｂよりも高く位置して回路基板５を支持する支持面３７ａを有する。案内部３８は、支持面３７ａから部材本体３１の厚さ方向に延びる棒状に形成されている。案内部３８は、回路基板５に挿通することで回路基板５を部材本体３１上の所定位置に案内する。複数の基板位置決め部３６は、反対面３１ｂに沿う方向おいて互いに間隔をあけて位置する。基板位置決め部３６の数は、任意であってよいが、本実施形態では二つである。

部材本体３１の具体的な形状は任意であってよい。本実施形態の部材本体３１は、図１，５，６に示すように、第一方向（Ｘ軸方向）に延びる辺を長辺とし、第二方向（Ｙ軸方向）に延びる辺を短辺とする平面視長方形の板状に形成されている。

図５～７に示すように、部材本体３１のねじ挿通孔３３は、部材本体３１をその厚さ方向に貫通して形成されている。ねじ挿通孔３３は、第一方向に間隔をあけて複数（図示例では三つ）配列されている。複数のねじ挿通孔３３は、等間隔に配列されている。具体的に、三つのねじ挿通孔３３は、第一方向における部材本体３１の中間及び両端に位置する。
ねじ挿通孔３３は、ねじ７の頭部を収容するように形成されている。このため、部材本体３１を放熱部材２に対してねじ止めによって固定した状態において、ねじ挿通孔３３に取り付けたねじ７の頭部が、部材本体３１の反対面３１ｂから突出することはない。

部材本体３１の収容凹部３４は、部材本体３１と同様に、部材本体３１の反対面３１ｂ側から見た平面視で、第一方向に延びる辺を長辺とし、第二方向に延びる辺を短辺とする長方形に形成されている。収容凹部３４は、第一方向において部材本体３１の両端に位置する二つのねじ挿通孔３３の間に位置する。このため、第一方向において部材本体３１の中間に位置するねじ挿通孔３３は、収容凹部３４の底面に開口する。

図１，３，５，６に示すように、部材本体３１には、部材本体３１の厚さ方向に貫通する貫通孔３９が形成されている。本実施形態の貫通孔３９は、ねじ挿通孔３３に干渉しない範囲で、平面視した収容凹部３４の一部領域に形成されている。具体的に、貫通孔３９は、平面視した収容凹部３４の領域のうち、部材本体３１の両端に位置するねじ挿通孔３３と部材本体３１の中間に位置するねじ挿通孔３３との各間に位置する二つの領域に一つずつ形成されている。すなわち、部材本体３１には、第一方向に並ぶ二つの貫通孔３９が形成されている。

部材本体３１の厚みは、例えば収容凹部３４及び貫通孔３９の形成領域を除いて一定であってよい。本実施形態では、図２～７に示すように、部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３（第一端部４２、第二端部４３）の厚みが、第二方向の両端部４２，４３の間に位置する部材本体３１の主要部４１の厚みよりも小さい。部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３は、少なくとも部材本体３１の主要部４１の対向面３１ａから部材本体３１の厚さ方向に離れて位置すればよい。本実施形態において、部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３は、部材本体３１の主要部４１と共に部材本体３１の反対面３１ｂを形成するように、厚さ方向において部材本体３１の反対面３１ｂ側の端部に寄せて位置する。これにより、押付部材４を放熱部材２の配置面２ａに配した状態では、部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３を、配置面２ａから離れて位置させることができる。
本実施形態において、前述した収容凹部３４や貫通孔３９は、部材本体３１の主要部４１に形成されている。また、貫通孔３９は、部材本体３１の主要部４１のうち、部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３よりも対向面３１ａ側に位置する部位において、主要部４１の第二方向の両端にも開口している。

図２～７に示すように、押付部３２は、部材本体３１に対して弾性的に撓み変形可能に接続される。押付部３２は、放熱部材２の配置面２ａに配された発熱部品３の本体部２１に重ねて配される。押付部３２は、部材本体３１が放熱部材２の配置面２ａに固定されることで、弾性的に撓み変形して本体部２１を配置面２ａに押し付ける。

押付部３２は、部材本体３１の対向面３１ａに沿う方向に向く部材本体３１の側部から突出する。押付部３２の突出方向は、例えば部材本体３１の対向面３１ａに沿う方向に一致してよい。本実施形態における押付部３２の突出方向は、その突出方向の基端から先端に向かうにしたがって、部材本体３１の厚さ方向において部材本体３１の対向面３１ａに近づく方向となっている（特に図７参照）。

部材本体３１の厚さ方向における押付部３２の厚みは、部材本体３１（特に主要部４１）の厚みよりも小さい。これにより、押付部３２は、部材本体３１との接続部分を中心に、部材本体３１の厚さ方向に弾性的に撓み変形することができる。図７において、二点鎖線で示す押付部３２は、押付部３２が弾性的に撓み変形した状態を示している。
また、押付部３２は、部材本体３１の対向面３１ａから部材本体３１の厚さ方向に離れて位置する。本実施形態において、押付部３２は、部材本体３１の厚さ方向において部材本体３１の反対面３１ｂ側の端部に寄せて位置する。これにより、押付部材４を放熱部材２の配置面２ａに配した状態では、押付部３２を配置面２ａから離れて位置させることができる。

押付部３２は、例えば同一の部材本体３１に対して一つだけ設けられてよい。本実施形態では、図１～６に示すように、複数の押付部３２が同一の部材本体３１に対して設けられる。複数の押付部３２は、放熱部材２の配置面２ａに配された複数の発熱部品３の本体部２１に各々重ねて配される。複数の押付部３２は、部材本体３１が放熱部材２の配置面２ａに固定されることで、それぞれ弾性的に撓み変形して複数の本体部２１を配置面２ａに押し付ける。
部材本体３１の厚さ方向における押付部３２の厚みは、例えば複数の押付部３２の間で等しくてもよいが、本実施形態では複数の押付部３２の間で異なっている。なお、押付部３２の厚みは、押付部３２が弾性的に撓む方向、発熱部品３の本体部２１に対して押付部３２が重なる方向に対応する押付部３２の寸法である。

具体的に、各押付部３２は、部材本体３１の側部をなす第一端部４２や第二端部４３から主に第二方向に突出する。部材本体３１の第一端部４２や第二端部４３は、押付部３２と同様に部材本体３１の主要部４１よりも薄く形成されている。このため、部材本体３１の第一端部４２や第二端部４３は、例えば押付部３２と共に部材本体３１の主要部４１に対して部材本体３１の厚さ方向に弾性的に撓み変形してもよいし、例えば撓み変形しなくてもよい。
部材本体３１の第一端部４２及び第二端部４３には、それぞれ複数（図示例では五つ）の押付部３２が第一方向に間隔をあけて配列されている。第一端部４２から突出する五つの押付部３２は、一方の発熱部品群２６を構成する五つの発熱部品３に対応する。第二端部４３から突出する五つの押付部３２は、他方の発熱部品群２６を構成する五つの発熱部品３に対応する。

第一方向に配列された五つの押付部３２においては、これらの配列方向の両端に位置する二つの第一押付部３２Ａの厚みが最も小さく、配列方向の中間に位置する一つの第二押付部３２Ｂの厚みが最も大きい。配列方向において第一押付部３２Ａと第二押付部３２Ｂの間に位置する第三押付部３２Ｃの厚みは、第一押付部３２Ａの厚みよりも大きく、かつ、第二押付部３２Ｂの厚みよりも小さい。すなわち、押付部３２の厚みは、複数の押付部３２の配列方向の両端から中間に向かうにしたがって大きくなっている。
図示例においては、第二押付部３２Ｂの厚みが部材本体３１の両端部４２，４３の厚みと等しく、また、第一、第三押付部３２Ａ，３２Ｃの厚みが部材本体３１の両端部４２，４３の厚みよりも小さいが、これに限ることはない。また、第一方向に配列された五つの押付部３２は、いずれも部材本体３１の両端部４２，４３のうち部材本体３１の対向面３１ａと同じ方向に向く面と同一平面をなすように形成されているが、これに限ることはない。

図１～９に示すように、本実施形態の押付部材４には、同一の発熱部品３に備える複数のリード２２を挿通させるリード挿通孔４５が形成されている。リード挿通孔４５は、押付部材４の厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されている。リード挿通孔４５には、複数のリード２２の先端部が挿通される。
リード挿通孔４５は、例えば同一の発熱部品３の複数のリード２２を一括して通すように、同一の発熱部品３に対して一つだけ形成されてよい。本実施形態のリード挿通孔４５は、同一の発熱部品３の複数のリード２２を個別に通すように、同一の発熱部品３に対して複数（図示例では三つ）形成されている。

同一の発熱部品３に対応する複数のリード挿通孔４５同士の間隔は、例えば同一の発熱部品３の複数のリード２２同士の間隔と同じであってよい。本実施形態では、図８に示すように、複数のリード挿通孔４５同士の間隔が、複数のリード２２同士の間隔よりも広い。このため、複数のリード２２を複数のリード挿通孔４５に個別に挿通すると、複数のリード２２同士の間隔が広がるように一部のリード２２が弾性的に撓み変形する。これにより、押付部材４のうちリード挿通孔４５の間に位置する部位がリード２２の間に挟まれ、発熱部品３を押付部材４に保持することができる。

リード挿通孔４５は、押付部材４の任意の部位に形成されてよい。本実施形態のリード挿通孔４５は、図５～７に示すように、押付部材４の部材本体３１と押付部３２との境界部分に形成される。境界部分には、部材本体３１と押付部３２との境界、及び、当該境界の近傍に位置する部材本体３１や押付部３２の部位が含まれる。具体的に、境界部分には、部材本体３１の第一、第二端部４２，４３や、押付部３２の突出方向の基端部が含まれる。図示例において、リード挿通孔４５は、部材本体３１の第一、第二端部４２，４３に形成されている。

図２～４，９に示すように、各発熱部品３のリード２２は、部材本体３１の第一、第二端部４２，４３のうち部材本体３１の対向面３１ａと同じ方向に向く面側からリード挿通孔４５に挿入され、リード挿通孔４５から部材本体３１の反対面３１ｂ側に突出する。このように発熱部品３が押付部材４に取り付けられた状態では、発熱部品３のリード２２と本体部２１とが、押付部３２の突出方向に順番に配列される。

図２～４，１０に示すように、回路基板５は、放熱部材２の配置面２ａに配された発熱部品３及び押付部材４よりも上側に重ねて配される。
回路基板５には、発熱部品３のリード２２の先端部を個別に挿通させるリード用貫通孔５１や、押付部材４の基板位置決め部３６の案内部３８を挿通させる位置決め用貫通孔５２が形成されている。リード用貫通孔５１及び位置決め用貫通孔５２は、いずれも回路基板５の板厚方向に貫通している。
また、回路基板５には、発熱部品３と共の回路を構成する回路部品５３が搭載されている。回路部品５３は、例えば押付部材４に対向する回路基板５の対向面５ａにのみ搭載されてよい。本実施形態において、回路部品５３は、回路基板５の両面（対向面５ａ及び対向面５ａと反対側に向く面）に搭載されている。

図２～４に示すように、回路基板５を押付部材４上に配した状態では、回路基板５が基板位置決め部３６の支持部３７の支持面３７ａ上に配される。このため、回路基板５は、部材本体３１の対向面３１ａに対して間隔をあけて配される。また、回路基板５を押付部材４上に配した状態では、リード挿通孔４５を通して部材本体３１の反対面３１ｂ側から突出したリード２２の先端部がリード用貫通孔５１に挿通される。これにより、各発熱部品３と回路基板５とを電気的に接続することができる。また、回路基板５の対向面５ａに搭載された回路部品５３が押付部材４の収容凹部３４に収容される。

本実施形態の半導体装置１は、例えば図２～４に示すように、放熱部材２に収容された発熱部品３、押付部材４及び回路基板５を封止する封止樹脂８を備えてよい。封止樹脂８は、例えば発熱部品３、押付部材４及び回路基板５を放熱部材２に収容した状態で、放熱部材２内に流し込むことで形成されてよい。

次に、本実施形態に係る半導体装置１を製造する方法（製造方法）の一例について説明する。
半導体装置１を製造する際には、はじめに図９に示すように、発熱部品３を押付部材４に取り付ける（取付工程）。取付工程では、発熱部品３の複数のリード２２を押付部材４の複数のリード挿通孔４５に個別に挿通させればよい。具体的には、発熱部品３のリード２２を、部材本体３１の対向面３１ａ側からリード挿通孔４５に挿通させればよい。これにより、発熱部品３の本体部２１を、押付部材４の押付部３２に対して部材本体３１の対向面３１ａ側に配置することができる。また、発熱部品３のリード２２をリード挿通孔４５に挿通させた状態では、発熱部品３を押付部材４に保持することができる。また、この状態において、押付部材４の反対面３１ｂから突出するリード２２の突出長さは、押付部材４の反対面３１ｂから突出する基板位置決め部３６の突出長さよりも小さい。本実施形態の取付工程では、複数の発熱部品３を押付部材４に取り付ける。

その後、図２～４，１０，１１に示すように、押付部材４を放熱部材２に固定する（固定工程）。固定工程では、はじめに、押付部材４の部材本体３１の対向面３１ａが放熱部材２の配置面２ａに対向するように押付部材４を放熱部材２の配置面２ａ上に配する。この際、押付部材４の被係止部３５を放熱部材２の係止部１３に引っ掛けることで、放熱部材２に対する押付部材４及び発熱部品３の位置決めを容易に行うことができる。押付部材４を放熱部材２の配置面２ａに配した状態では、図１１に示すように、発熱部品３の本体部２１が放熱部材２の配置面２ａと押付部材４の押付部３２との間に位置する。

次いで、押付部材４を放熱部材２の配置面２ａに固定すればよい。本実施形態では、ねじ止めによって押付部材４の部材本体３１を放熱部材２の配置面２ａに固定する。これにより、押付部材４の押付部３２が弾性的に撓み変形し、これに伴う押付部３２の弾性力によって、発熱部品３の本体部２１が放熱部材２の配置面２ａに押し付けられる。以上により、固定工程が完了する。
なお、本実施形態の製造方法では、上記の固定工程を実施する前に、図１０に示すように、予め絶縁シート６を放熱部材２の配置面２ａに配置しておく。これにより、放熱部材２と発熱部品３との間に絶縁シート６を介在させて、放熱部材２と発熱部品３とを電気的に絶縁させることができる。

例えば、上記の固定工程が完了することで半導体装置１の製造方法が完了してよい。本実施形態では、固定工程後に、基板取付工程を実施する。基板取付工程では、はじめに図２～４に示すように、回路基板５を押付部材４上に配置する。この際、回路基板５には、はじめに、押付部材４の基板位置決め部３６の案内部３８が挿通され、その後、発熱部品３のリード２２が挿通される。すなわち、回路基板５が押付部材４に対して位置決めされた後に、発熱部品３のリード２２が回路基板５に挿通される。これにより、複数の発熱部品３のリード２２を容易かつ確実に回路基板５に挿通させることができる。回路基板５を配置した後に、はんだ付け等によって発熱部品３のリード２２が回路基板５と電気接続されることで、基板取付工程が完了する。

以上説明したように、本実施形態の半導体装置１によれば、押付部材４が絶縁性を有する樹脂材料である。このため、発熱部品３のリード２２が押付部材４の近くに位置していても、リード２２と放熱部材２との電気的な絶縁性を確保できる。リード２２を押付部材４の近くに配置できることで、配置面２ａにおける発熱部品３及び押付部材４の配置領域を小さくすることができる。したがって、半導体装置１の小型化を図ることができる。
また、押付部材４が樹脂製であることで、押付部材４が樹脂製よりも硬い金属製である場合と比較して、発熱部品３の本体部２１に傷がつくことを抑制することもできる。

また、本実施形態の半導体装置１によれば、押付部材４には発熱部品３の複数のリード２２を個別に挿通させる複数のリード挿通孔４５が形成されている。このため、リード２２をリード挿通孔４５に通すだけで、発熱部品３を押付部材４に対して簡単に位置決めすることができる。また、発熱部品３が押付部材４に対して位置決めされることで、押付部材４を放熱部材２に固定する際に、押付部材４に対する発熱部品３の位置ずれが生じることを抑制又は防止できる。したがって、押付部材４を放熱部材２に固定するだけで、発熱部品３を放熱部材２に対して簡単に位置決めすることができる。特に本実施形態では、複数の発熱部品３が同一の押付部材４に取り付けられるため、複数の発熱部品３を放熱部材２に対して同時に位置決めすることができる。

また、押付部材４にリード挿通孔４５が形成されていることで、放熱部材２の配置面２ａ上において、発熱部品３のリード２２と押付部材４とが重ねて位置する。このため、放熱部材２の配置面２ａにおける発熱部品３及び押付部材４の配置領域をさらに小さくすることができる。したがって、半導体装置１の小型化をさらに図ることができる。

また、本実施形態の半導体装置１によれば、押付部材４のリード挿通孔４５が、押付部材４の部材本体３１と押付部３２との境界部分に形成されている。このため、発熱部品３のリード２２も部材本体３１と押付部３２との境界部分に位置するため、放熱部材２の配置面２ａにおける発熱部品３及び押付部材４の配置領域をさらに小さくすることができる。したがって、半導体装置１の小型化をさらに図ることができる。

また、本実施形態の半導体装置１によれば、押付部材４の押付部３２の厚みが、複数の押付部３２の間で異なっていることで、複数の押付部３２の押付力（発熱部品３の本体部２１を押し付ける押付力）の均一化を図ることができる。
具体的に説明すれば、第一方向に配列された複数の押付部３２の厚みが同じである場合、押付部３２の押付力は、複数の押付部３２の配列方向の中間から両端に向かうにしたがって大きくなってしまう。これに対し、本実施形態では、第一方向に配列された複数の押付部３２の厚みが、複数の押付部３２の配列方向の中間から両端に向かうにしたがって小さくなっている。そして、押付部３２の押付力は、押付部３２の厚みを小さくするほど小さくなる。これにより、第一方向に配列された複数の押付部３２の間で、押付部３２の押付力の均一化を図ることができる。

また、本実施形態の半導体装置１によれば、押付部材４の部材本体３１には、その反対面３１ｂから窪む収容凹部３４が形成されている。このため、発熱部品３と共に回路を構成する回路部品５３を、回路基板５のうち押付部材４に対向する対向面５ａに搭載しても、この回路部品５３を部材本体３１の収容凹部３４に収容することができる。これにより、回路基板５を含む半導体装置１の厚みを小さく抑えることができる。したがって、半導体装置１の小型化（特に薄型化）を図ることができる。
また、回路基板５に搭載される回路部品５３を発熱部品３のリード２２の近くに配置することで、発熱部品３から回路部品５３に至る回路基板５の配線を短くすることができる。これにより、発熱部品３及び回路部品５３を含む回路のインピーダンスを低く抑えることもできる。

また、本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、発熱部品３を押付部材４に取り付ける取付工程後に、押付部材４を放熱部材２に固定する固定工程を実施する。そして、取付工程においては、発熱部品３の複数のリード２２を押付部材４の複数のリード挿通孔４５に個別に挿通させる。このため、取付工程では、発熱部品３を押付部材４に対して簡単に位置決めすることができる。さらに、固定工程では、押付部材４に対する発熱部品３の位置ずれが生じることを抑制又は防止できる。したがって、押付部材４を放熱部材２に固定するだけで、発熱部品３を放熱部材２に対して簡単に位置決めすることができる。

また、本実施形態の半導体装置１によれば、押付部材４に形成される貫通孔３９が、部材本体３１の主要部４１のうち、部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３よりも対向面３１ａ側に位置する部位において、主要部４１の第二方向の両端に開口している。このため、発熱部品３、押付部材４及び回路基板５を放熱部材２の配置面２ａ上に配した状態で、放熱部材２の配置面２ａ上に封止樹脂８を流し込む際に、封止樹脂８は、部材本体３１の貫通孔３９を通して放熱部材２の配置面２ａと部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３との隙間に到達することができる。したがって、放熱部材２の配置面２ａと部材本体３１の第二方向の両端部４２，４３との間に位置する発熱部品３のリード２２を封止樹脂８によって確実に封止することができる。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

本発明の半導体装置において、押付部材４のリード挿通孔４５は、例えば押付部３２の突出方向の先端部側に形成されてよい。リード挿通孔４５は、例えば発熱部品３の本体部２１に向けて押し付けられる押付部３２の先端からさらに延長する延長部に形成されてよい。

本発明の半導体装置において、押付部材４には、例えばリード挿通孔４５、収容凹部３４、被係止部３５、基板位置決め部３６、貫通孔３９が形成されなくてもよい。

本発明の半導体装置において、押付部材４の押付部３２は、例えば部材本体３１の第一、第二端部４２，４３のいずれか一方のみから突出してもよい。

１ 半導体装置
２ 放熱部材
２ａ 配置面
３ 発熱部品
４ 押付部材
５ 回路基板
５ａ 対向面
６ 絶縁シート
８ 封止樹脂
２１ 本体部
２２ リード
３１ 部材本体
３１ａ 対向面
３１ｂ 反対面
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 押付部
３４ 収容凹部（凹部）
３９ 貫通孔
４１ 主要部
４２ 第一端部
４３ 第二端部
４５ リード挿通孔
５３ 回路部品

Claims (4)

1. 配置面を有する放熱部材と、前記配置面に配される本体部及び前記本体部から突出するリードを有する発熱部品と、前記放熱部材に固定されることで前記本体部を前記配置面に押し付ける押付部材と、を備え、
   前記押付部材が、電気的な絶縁性を有する樹脂材料からなり、
   前記発熱部品が、複数の前記リードを備え、
   前記押付部材には、複数の前記リードを個別に挿通させる複数のリード挿通孔が形成され、
   前記押付部材が、前記配置面に固定される部材本体と、前記部材本体に対して弾性的に撓み変形可能に接続されると共に前記本体部に重ねて配され、前記部材本体が前記配置面に固定されることで弾性的に撓み変形して前記本体部を前記配置面に押し付ける押付部と、を備え、
   前記リード挿通孔が、前記部材本体と前記押付部との境界部分に形成されている半導体装置。
2. 複数の前記発熱部品を備え、
   前記押付部材が、前記配置面に固定される部材本体と、前記部材本体に対して弾性的に撓み変形可能に接続されると共に複数の前記本体部に各々重ねて配され、前記部材本体が前記配置面に固定されることで弾性的に撓み変形して複数の前記本体部をそれぞれ前記配置面に押し付ける複数の押付部と、を備え、
   前記押付部の厚みが、複数の前記押付部の間で異なる請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記押付部材が、前記配置面に固定される部材本体と、前記部材本体に対して弾性的に撓み変形可能に接続されると共に前記本体部に重ねて配され、前記部材本体が前記配置面に固定されることで弾性的に撓み変形して前記本体部を前記配置面に押し付ける押付部と、を備え
   前記部材本体には、前記部材本体のうち前記配置面と反対側に向く面から窪む凹部が形成されている請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
   前記発熱部品の複数の前記リードを前記押付部材に形成された複数のリード挿通孔に個別に挿通させることで、前記発熱部品を前記押付部材に取り付ける取付工程と、
   前記取付工程の後に、前記押付部材を前記放熱部材に固定する固定工程と、
   を備える半導体装置の製造方法。

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