JP7341345B2 - 端子部材、集合体、半導体装置およびこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、端子部材、集合体、半導体装置およびこれらの製造方法に関する。
従来、半導体素子の電極を配線基板またはリードフレームなどの端子部材と接合する構造としては、はんだバンプを用いる構造など様々な提案がなされている（たとえば、特開平７－１４２４８８号公報参照）。特開平７－１４２４８８号公報では、半導体素子の複数の電極それぞれに接続され、円柱状の凸部を有する金属突起と、当該凸部を覆う半球状のはんだとからなるはんだバンプを備える半導体装置が開示されている。
上述した従来の半導体装置では、はんだバンプを形成するために、電極へ金属突起を接続する工程と、当該金属突起上にはんだ片を仮置きし、当該はんだ片を加熱溶融し半球状のはんだを形成する工程とを実施する必要があり、半導体装置の製造工程における作業性に改善の余地がある。
そこで、本開示の目的は、半導体装置の製造工程における作業性を向上させることである。
本開示に係る端子部材は、半導体素子の電極に接合される端子部材であって、導体部と第１環状突起部と環状凹部とを備える。導体部は第１主面と第２主面とを有する。第２主面は第１主面と反対側に位置する。第１環状突起部は、導体部の第１主面に形成される。第１環状突起部の平面形状は環状である。環状凹部は、第２主面に形成される。環状凹部は、第１環状突起部と重なる位置に配置される。
本開示に係る集合体は、上記端子部材と、接合部材とを備える。接合部材は、端子部材の第１主面と接続されている。接合部材には、端子部材の第１環状突起部が食い込んでいる。
本開示に係る半導体装置は、上記集合体と、電極を含む半導体素子とを備える。集合体の接合部材は電極に接続されている。
本開示に係る端子部材の製造方法では、導体部を準備する工程を実施する。導体部は、第１主面と、当該第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する。上記端子部材の製造方法では、第１凸部を形成する工程と、第１環状突起部を形成する工程とを実施する。第１凸部を形成する工程では、導体部に対するプレス加工によって、第１主面に第１凸部を形成する。第１環状突起部を形成する工程では、第１凸部の一部を第２主面側に押圧することで、平面形状が環状の第１環状突起部を形成する。第１環状突起部を形成する工程では、第２主面において第１環状突起部と重なる位置に環状凹部が形成される。
本開示に係る端子部材の製造方法では、導体部を準備する工程を実施する。導体部は、第１主面と、当該第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する。上記端子部材の製造方法では、第１凸部を形成する工程と、第１環状突起部を形成する工程とを実施する。第１凸部を形成する工程では、導体部に対するプレス加工によって、第１主面に第１凸部を形成する。第１環状突起部を形成する工程では、第１凸部の一部を第２主面側に押圧すること、または、上記第１凸部において導体部を貫通する第１貫通孔を形成することにより、平面形状が環状の第１環状突起部を形成する。
本開示に係る集合体の製造方法は、支持台の表面上に接合部材を配置する工程と、端子部材を配置する工程と、押圧する工程と、を備える。端子部材を配置する工程では、接合部材上に、上記端子部材を配置する。端子部材を配置する工程では、端子部材の第１主面が接合部材に面するように端子部材が配置される。支持台の表面では、凸部が形成されている。凸部は、端子部材を配置する工程において接合部材上に端子部材が配置された状態における、端子部材の第１環状突起部と重なる位置に形成されている。押圧する工程では、端子部材を接合部材に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材に端子部材の第１環状突起部が食い込む。
本開示に係る集合体の製造方法は、支持台の表面上に接合部材を配置する工程と、端子部材を配置する工程と、押圧する工程とを備える。端子部材を配置する工程では、接合部材上に、上記端子部材を配置する。端子部材を配置する工程では、端子部材の第１主面が接合部材に面するように端子部材が配置される。支持台の表面では、端子部材を配置する工程において接合部材上に端子部材が配置された状態における、端子部材の第１環状突起部と重なる位置に、貫通孔が形成されている。支持台は、貫通孔に移動可能に挿入された棒状部材を含む。押圧する工程では、棒状部材によって接合部材を端子部材側に向けて押圧するとともに、端子部材を接合部材に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材に端子部材の第１環状突起部が食い込む。
本開示に係る集合体の製造方法は、支持台の表面上に接合部材を配置する工程と、端子部材を配置する工程と、押圧する工程とを備える。端子部材を配置する工程では、接合部材上に、上記端子部材を配置する。端子部材を配置する工程では、端子部材の第１主面が接合部材に面するように端子部材が配置される。押圧する工程では、端子部材を接合部材に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材に端子部材の第１環状突起部が食い込む。上記集合体の製造方法は、第２環状突起部を押圧する工程をさらに備える。第２環状突起部を押圧する工程では、上記押圧する工程の後、接合部材側に向けて端子部材の第２環状突起部を押圧する。
本開示に係る半導体装置の製造方法は、電極を含む半導体素子を準備する工程と、配置する工程と、接続する工程とを備える。配置する工程では、電極上に、上記集合体を配置する。配置する工程では、集合体の接合部材が電極に接するように集合体が配置される。接続する工程では、集合体を加熱することにより、接合部材を溶融して端子部材と半導体素子の電極とを接続する。
上記によれば、半導体装置の製造工程における作業性を向上させることができる。
以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
実施の形態１．
＜端子部材及び集合体の構成＞
図１は、実施の形態１に係る集合体の平面模式図である。図２は、図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける断面模式図である。図３は、図２に示した集合体の突起部の構成の変形例を説明するための断面模式図である。図３は図２に対応する。図４は、図２に示した集合体の一例の断面写真である。図５は、図４に示した断面写真を説明するための模式図である。
＜端子部材及び集合体の構成＞
図１は、実施の形態１に係る集合体の平面模式図である。図２は、図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける断面模式図である。図３は、図２に示した集合体の突起部の構成の変形例を説明するための断面模式図である。図３は図２に対応する。図４は、図２に示した集合体の一例の断面写真である。図５は、図４に示した断面写真を説明するための模式図である。
図１および図２に示した集合体２０は、端子部材５と、接合部材４とを備える。接合部材４は端子部材５に接続されている。
端子部材５は、たとえばリードであって、半導体素子の電極に接合部材４を介して接合される。端子部材５は、導体部５０と、第１環状突起部５３と、柱状突起部としての突起部５１とを主に備える。導体部５０は、板状の形状であって、第１主面５０ａと、第２主面５０ｂとを有する。第２主面５０ｂは、第１主面５０ａと反対側に位置する。第１環状突起部５３の内周側には第１貫通孔５２が形成されている。なお、第１環状突起部５３の内周側には第１貫通孔が形成されていなくてもよい。
端子部材５の導体部５０には、第１主面５０ａに２つの第１環状突起部５３と、１つの突起部５１とが形成されている。突起部５１は、２つの第１環状突起部５３と同一直線上に配置されている。突起部５１は、２つの第１環状突起部５３の間の領域の中央に配置されている。２つの第１環状突起部５３と突起部５１とは、互いに間隔を隔てて配置されている。第１環状突起部５３の平面形状は環状である。突起部５１の平面形状は円形状または多角形状である。なお、第１環状突起部５３の数は図示したように２であってもよいが、１でもよく、３以上であってもよい。第１環状突起部５３の数が３以上である場合、突起部５１と複数の第１環状突起部５３との距離が実質的に一致することが望ましい。突起部５１の数は図示したように１であってもよいが、第１環状突起部５３の数に応じて、２以上であってもよい。第１環状突起部５３と突起部５１とを互いに隣接して配置することで、後述するように接合部材４との仮付け時、第１環状突起部５３と突起部５１との間に接合部材４が挟まれ、仮付けの効果を高めることができる。
第１環状突起部５３は外周側面５３ａを有する。外周側面５３ａは、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の外周幅Ｗ１が大きくなるように、第１主面５０ａに対して傾斜している。なお、外周側面５３ａが第１主面５０ａに対して実質的に垂直な方向に延在するようにされていてもよい。あるいは、外周側面５３ａの傾斜方向が図２とは逆であってもよい。突起部５１の幅は、第１主面５０ａに対する垂直方向における位置によって変わらずほぼ一定である。なお、突起部５１の幅は、第１主面５０ａから離れるにつれて大きくなってもよい。たとえば、図３に示されるように、突起部５１の先端に向かうにつれて突起部５１の幅が広くなるように、突起部５１が拡幅部５１１を含んでいてもよい。このようにすれば、後述する端子部材５と接合部材４との仮付け時における、端子部材５と接合部材４とのカシメ効果を大きくすることができる。このため、端子部材５と接合部材４との仮付け時における接合強度を向上させることができる。なお、拡幅部５１１の形状は、突起部５１の第１主面５０ａ側での幅より突起部５１の幅を広くできれば、図３のような断面が三角形状以外の任意の形状を採用できる。たとえば、図３に示す突起部５１の延在方向に沿った断面での拡幅部５１１の断面形状は半円状、四角形状などの多角形状であってもよい。
第１環状突起部５３の平面形状は、外周がほぼ円形状の環状であるが、当該平面形状の外周は楕円形状、三角形状、四角形状などの多角形状であってもよい。突起部５１の平面形状は円形状以外の任意の形状であってもよい。たとえば、突起部５１の平面形状は楕円形状、三角形状、四角形状、５角形状などの多角形状であってもよい。
導体部５０には、第１環状突起部５３の内周側に第１貫通孔５２が形成されている。第１貫通孔５２は導体部５０の第１主面５０ａから第２主面５０ｂにまで到達する。なお、上述したように第１環状突起部５３の内周側に第１貫通孔５２が形成されていない構成としてもよい。たとえば、第１環状突起部５３の内周側に、有底の凹部が形成された構成としてもよい。有底の凹部の幅は、第１主面５０ａ側から第２主面５０ｂ側に向けて実質的に同じであってもよい。また、当該幅は第１主面５０ａ側から第２主面５０ｂ側に向けて徐々に狭くなっていてもよい。あるいは、当該幅は局所的に異なっていてもよい。図２に示されるように、第１貫通孔５２において、第２主面５０ｂ側に位置する領域の幅は、第１主面５０ａ側に位置する領域の幅より大きくなっている。異なる観点から言えば、第１貫通孔５２において第２主面５０ｂ側に位置する領域は、第１主面５０ａに垂直な方向から見た平面視において第１環状突起部５３と重なるように形成されている。
導体部５０には、第２主面５０ｂにおいて突起部５１と重なる領域に凹部５１ａが形成されている。凹部５１ａの深さは、図２に示されるように第１貫通孔５２において第２主面５０ｂ側に位置する領域（相対的に幅の広い領域）の深さとほぼ同じになっている。
接合部材４は、たとえばはんだブロックであって、端子部材５の第１主面５０ａと接続されている。接合部材４には、端子部材５の第１環状突起部５３が食い込んでいる。つまり、端子部材５の第１環状突起部５３および第１貫通孔５２を含むカシメ部５４によって接合部材４の一部がカシメられている。また、接合部材４には、端子部材５の突起部５１が食い込んでいる。このようにして、接合部材４は端子部材５と仮付けされた状態となっている。
端子部材５の導体部５０は、第１主面５０ａに対して交差する方向に積層した複数の層５ａ、５ｂ、５ｃを含む多層構造を有している。複数の層５ａ、５ｂ、５ｃは任意の導電体により構成されてもよい。たとえば、層５ａおよび層５ｃは銅（Ｃｕ）を含み、層５ｂはインバーを含む。インバーとは、鉄とニッケルとを含む合金であって、たとえば鉄に３６％のニッケルを加えた合金である。なお、導体部５０を構成する層の数は４以上であってもよく、１または２であってもよい。
端子部材５の厚みは、たとえば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下でもよく、０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下でもよく、０．９ｍｍ以上１．２ｍｍ以下でもよく、１ｍｍであってもよい。
接合部材４の平面形状は任意の形状とすることができるが、たとえば四角形状であってもよい。接合部材４の平面形状は、たとえば縦１０ｍｍ、横５ｍｍである四角形状であってもよい。接合部材４の厚みはたとえば０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよく、たとえば０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよく、０．４ｍｍであってもよい。接合部材４の材料としては、たとえば鉛フリーはんだを用いることができる。接合部材４の材料として、Ｍ２０はんだ（Ｓｎ－０．７５Ｃｕ（ｗｔ％））、またはＭ７５４はんだ（０．７５Ｓｎ－０．２５Ｃｕ（ｗｔ％））を用いることができる。
第１環状突起部５３の外周幅Ｗ１はたとえば１ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよく、１．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であってもよい。第１貫通孔５２の径は１ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよく、１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であってもよく、１．２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であってもよい。突起部５１の幅は０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であってもよく、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよく、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよい。
突起部５１の高さは接合部材４の厚みより小さい事が好ましい。たとえば、接合部材４の厚みが０．４ｍｍである場合、突起部５１の高さは０．３ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下としてもよい。第１環状突起部５３の高さは、突起部５１の高さより小さくてもよい。たとえば、第１環状突起部５３の高さは、突起部５１の高さの５０％以下であってもよい。第１環状突起部５３の高さは、たとえば０．１ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であってもよく、０．２ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であってもよく、０．３０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であってもよい。
＜端子部材の製造方法＞
図６から図９は、図１に示した集合体を構成する端子部材の製造方法を説明するための模式図である。図６から図９を参照して、端子部材５の製造方法を説明する。なお、図６から図９では、説明を簡略化するため１つの第１環状突起部５３の形成工程のみを図示している。なお、以下で説明する端子部材５の製造方法では、第１環状突起部５３の形成方法としてプレス加工を用いている。プレス加工を用いることにより、第１環状突起部５３の先端に鋭利なエッジ部を形成できる。このようなエッジ部が形成されることで、端子部材５と接合部材４との仮付け工程において、接合部材４へ第１環状突起部５３が食い込み易くなる効果が得られる。プレス加工に限らず、第１環状突起部５３にエッジ部を形成できる任意の方法を用いて第１環状突起部５３を形成してもよい。
図６から図９は、図１に示した集合体を構成する端子部材の製造方法を説明するための模式図である。図６から図９を参照して、端子部材５の製造方法を説明する。なお、図６から図９では、説明を簡略化するため１つの第１環状突起部５３の形成工程のみを図示している。なお、以下で説明する端子部材５の製造方法では、第１環状突起部５３の形成方法としてプレス加工を用いている。プレス加工を用いることにより、第１環状突起部５３の先端に鋭利なエッジ部を形成できる。このようなエッジ部が形成されることで、端子部材５と接合部材４との仮付け工程において、接合部材４へ第１環状突起部５３が食い込み易くなる効果が得られる。プレス加工に限らず、第１環状突起部５３にエッジ部を形成できる任意の方法を用いて第１環状突起部５３を形成してもよい。
まず、端子部材となるべき導体部５０を準備する工程を実施する。導体部５０は、第１主面５０ａと、当該第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂとを有する。当該導体部５０に、図６に示すように第１柱状凸部としての第１凸部５７ａを形成する工程を実施する。第１凸部５７ａを形成する工程では、導体部５０の第２主面５０ｂに対するプレス加工によって、第１主面５０ａに第１凸部５７ａを形成する。このとき、第２主面５０ｂには図６に示すように第１凹部５７ｂが形成される。第１凹部５７ｂが形成されることで、第１主面５０ａにおいて当該第１凹部５７ｂと重なる領域が突出するように塑性変形し、第１凸部５７ａが形成される。なお、第１凸部５７ａの平面形状は円形状であるが、他の任意の形状であってもよい。たとえば、第１凸部５７ａの平面形状は楕円形状、三角形状、四角形状、５角形状などの多角形状であってもよい。
次に、図７および図８に示すように第１環状突起部５３を形成する工程を実施する。具体的には、図７に示すようにまず突出部５７ｃを形成する工程を実施する。突出部５７ｃを形成する工程では、第１凹部５７ｂに対してプレス加工を行う。この結果、第１凹部５７ｂの内部から第１凸部５７ａの内部に向けて延在する、第１貫通孔５２（図８参照）となるべき第２凹部５７ｄが形成される。このように第２凹部５７ｄが形成されることにより、結果的に第１凸部５７ａから第２凹部５７ｄの延在方向に突出する突出部５７ｃが形成される。
次に、図８に示すように、第１貫通孔５２を形成する工程を実施する。第１貫通孔５２を形成する工程では、第１凸部５７ａから突出部５７ｃを除去する。この結果、第２凹部５７ｄに連なる開口部を第１凸部５７ａの表面に形成することで、第１貫通孔５２が形成される。第１貫通孔５２を囲むように、第１凸部５７ａ（図６参照）の残存部分である第１環状突起部５３が形成されている。つまり、図７および図８に示すように、上記第１凸部５７ａにおいて、導体部５０を貫通する第１貫通孔５２を形成することにより、平面形状が環状の第１環状突起部５３が形成される。第１凸部５７ａの内側に第１貫通孔５２を形成することにより、位置ずれなく簡単に第１主面５０ａに第１環状突起部５３を形成できる。
次に、図９に示すように、第１環状突起部５３を径方向に変形させる工程を実施する。具体的には、棒状金型９を第１主面５０ａ側から第１環状突起部５３に挿入することで、第１環状突起部５３を図９に矢印に示す径方向の外側に広がるように変形させる。棒状金型９の先端部は錐台形状となっている。また、棒状金型９の先端部以外の領域の幅は、図８に示した第１貫通孔５２の径より大きい。このようにして、図１に示す集合体２０を構成する端子部材５が得られる。
なお、上述した工程の順番を適宜変更してもよい。たとえば、図７および図８に示すように第１貫通孔５２を形成する工程を先に実施した後、図６に示す第１凹部５７ｂを形成することで第１主面５０ａに第１環状突起部５３を形成してもよい。また、図９に示した工程を省略してもよい。また、板状の部材からプレス加工により端子部材５を得る工程を上述した第１環状突起部５３および第１貫通孔５２を形成する工程のいずれかと同時に実施してもよい。また、突起部５１を形成する工程を、上述した第１環状突起部５３および第１貫通孔５２を形成する工程のいずれかと同時に実施してもよい。たとえば、図６に示した工程と同時に突起部５１を形成してもよい。
＜集合体の製造方法＞
図１０は、図１に示した集合体の製造方法を説明するための模式図である。図１０を参照しながら、集合体２０の製造方法を説明する。
図１０は、図１に示した集合体の製造方法を説明するための模式図である。図１０を参照しながら、集合体２０の製造方法を説明する。
集合体２０の製造方法では、図１０に示すように支持台６と押圧部材７とを用いる。具体的には、まず支持台６の表面６ａ上に接合部材４を配置する工程を実施する。支持台６において接合部材４が配置される表面６ａは、たとえば支持台６の表面に形成された凹部である。当該表面６ａ上に、接合部材４を搭載する。接合部材４は、たとえばテープ状のはんだを切断して得られるはんだブロックである。
次に、端子部材５を配置する工程を実施する。この工程では、接合部材４上に上記端子部材５を配置する。この工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するとともに、第１環状突起部５３および突起部５１が接合部材４と重なるように端子部材５が配置される。このとき、端子部材５は図示しない支持部材で支持されていることが好ましい。支持部材としては、たとえばロボットアームを用いてもよいし、端子部材５を支持する支持部を有する冶具を用いてもよい。
次に、押圧する工程を実施する。この工程では、押圧部材７が端子部材５を接合部材４に向けて押圧することで、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。この結果、第１環状突起部５３および突起部５１が接合部材４に押しつけられ、当該接合部材４に第１環状突起部５３および突起部５１が食い込んだ状態となる。このようにして、図２に示すように接合部材４が端子部材５に仮止め（仮固定）された集合体２０が得られる。
＜作用効果＞
本開示に係る端子部材５は、半導体素子の電極に接合される端子部材５であって、導体部５０と第１環状突起部５３とを備える。導体部５０は第１主面５０ａを有する。第１環状突起部５３は、導体部５０の第１主面５０ａに形成される。第１環状突起部５３の平面形状は環状である。
本開示に係る端子部材５は、半導体素子の電極に接合される端子部材５であって、導体部５０と第１環状突起部５３とを備える。導体部５０は第１主面５０ａを有する。第１環状突起部５３は、導体部５０の第１主面５０ａに形成される。第１環状突起部５３の平面形状は環状である。
このようにすれば、たとえば端子部材５の第１主面５０ａにはんだブロックなどの接合部材４を押圧することで、第１環状突起部５３が接合部材４に埋め込まれた状態（第１環状突起部５３によって接合部材４がカシメられた状態）とすることができる。このため、端子部材５に接合部材４が固定された集合体２０を容易に形成できる。このような集合体２０を用いれば、半導体素子の電極に端子部材５を接合する場合に、当該電極上に集合体２０を配置することで、電極に対する接合部材４と端子部材５との位置決めを容易に行うことができる。さらに、第１環状突起部５３が接合部材４に埋め込まれた状態となって接合部材４と端子部材５とが強固に結合されているので、端子部材５および接合部材４を集合体２０として一体的に搬送できる。また、当該搬送時に端子部材５から接合部材４が脱落する、あるいは端子部材５に対する接合部材４の配置がずれるといった問題の発生を抑制できる。この結果、端子部材５を用いた半導体装置の製造工程での作業性を向上させることができる。
また、上記のように電極上に集合体２０を配置して接合部材４を加熱し、溶融後再凝固させることで、当該接合部材４によって電極と端子部材５とを接合できる。このとき、端子部材５に第１環状突起部５３が形成されているため、端子部材５と接合部材４との接合面積を当該第１環状突起部５３が形成されていない場合より広くすることができる。この結果、接合部材４と端子部材５との接合強度を向上させることができる。
また、上述したように接合部材４を溶融再凝固させるときに、第１環状突起部５３が存在するため、端子部材５と電極との間の距離（つまり接合部材４の厚み）をある程度の大きさに維持できる。
上記端子部材５において、第１環状突起部５３は外周側面５３ａを有してもよい。外周側面５３ａは、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の外周幅Ｗ１が大きくなるように、第１主面５０ａに対して傾斜していてもよい。
この場合、接合部材４を端子部材５の第１主面５０ａに押圧したときに、第１環状突起部５３を接合部材４へより強固に食い込ませることができる。この結果、端子部材５に対し接合部材４をより強固に結合できる。
上記端子部材５は、突起部５１を備えていてもよい。柱状突起部としての突起部５１の平面形状は円形状または多角形状であってもよい。突起部５１は、第１主面５０ａにおいて、第１環状突起部５３と離れた位置に形成されていてもよい。突起部５１の幅は、第１主面５０ａに対する垂直方向における位置によらず一定であってもよい。あるいは、当該幅は第１主面５０ａから離れるにつれて大きくなってもよい。
この場合、当該突起部５１も、第１環状突起部５３と同様に接合部材４に食い込んだ状態とすることで、端子部材５に対し接合部材４をより強固に結合できる。この結果、端子部材５を用いた半導体装置の製造工程での作業性を向上させることができる。
また、突起部５１が形成されているので、端子部材５と接合部材４との接合面積を当該突起部５１が形成されていない場合より広くすることができる。さらに、第１環状突起部５３と同様に、接合部材４を溶融再凝固させるときに、端子部材５と電極との間の距離（つまり接合部材４の厚み）をある程度の大きさに維持できる。
上記端子部材５において、導体部５０には、第１環状突起部５３の内周側に第１貫通孔５２が形成されていてもよい。
この場合、上述のように半導体素子の電極上に端子部材５と接合部材４とからなる集合体２０を配置して接合部材４を加熱したときに、溶融した接合部材４が体積膨張する場合がある。このとき接合部材４が端子部材５の外周より外側に流れ出る、あるいは電極と端子部材５との間の距離が加熱前より大きくなる、といった問題の発生が懸念される。しかし、第１貫通孔５２が形成されていれば、当該第１貫通孔５２に溶融した接合部材４の一部が流入できるため、上述した問題の発生を抑制できる。
さらに、第１貫通孔５２の内部に接合部材４の一部が流れ込んで再凝固すれば、第１貫通孔５２が形成されていない場合より、結果的に接合部材４と端子部材５との接合面積を増加させることができる。また、第１貫通孔５２を介して接合部材４の状態を観察できるので、接合部材４と端子部材５との接合状況を直接的に確認することができる。
上記端子部材５において、導体部５０は、第１主面５０ａに対して交差する方向に積層した複数の層を含む多層構造を有していてもよい。複数の層のうちの１層５ｂはインバーを含んでいてもよい。
この場合、インバーは常温付近での熱膨張率が小さいという特徴を有しているため、図１０に示したような集合体２０を形成する押圧工程において、端子部材５の変形を抑制できる。また、このように端子部材５の変形を抑制することにより、第１環状突起部５３または突起部５１が接合部材４に食い込み易くなる。この結果、端子部材５に対する接合部材４の結合強度を向上させることができる。
本開示に係る集合体２０は、上記端子部材５と、接合部材４とを備える。接合部材４は、端子部材５の第１主面５０ａと接続されている。接合部材４には、端子部材５の第１環状突起部５３が食い込んでいる。
このようにすれば、集合体２０を用いて半導体素子の電極に端子部材５を接合する場合など、端子部材５と接合部材４とを集合体２０として１つの部品のようにハンドリングできる。この結果、半導体装置の製造工程での作業性を向上させることができる。
また、第１環状突起部５３が形成されているので、端子部材５と接合部材４との接合面積を当該第１環状突起部５３が形成されていない場合より広くすることができる。さらに、第１環状突起部５３が形成されているので、接合部材４を溶融再凝固させるときに、端子部材５と電極との間の距離（つまり接合部材４の厚み）をある程度の大きさに維持できる。
本開示に係る端子部材５の製造方法では、導体部５０を準備する工程を実施する。導体部５０は、第１主面５０ａと、当該第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂとを有する。上記端子部材５の製造方法では、第１凸部５７ａを形成する工程と、第１環状突起部５３を形成する工程とを実施する。第１凸部５７ａを形成する工程では、導体部５０に対するプレス加工によって、第１主面５０ａに第１凸部５７ａを形成する。第１環状突起部５３を形成する工程では、上記第１凸部５７ａにおいて、導体部５０を貫通する第１貫通孔５２を形成することにより、平面形状が環状の第１環状突起部５３を形成する。
このようにすれば、第１環状突起部５３および第１貫通孔５２を備えた、本開示に係る端子部材５が得られる。
上記端子部材の製造方法において、第１凸部５７ａを形成する工程では、第２主面５０ｂに対してプレス加工を行うことにより第２主面５０ｂに第１凹部５７ｂを形成することで、第１凸部５７ａを形成してもよい。第１環状突起部５３を形成する工程は、突出部５７ｃを形成する工程と、第１貫通孔５２を形成する工程とを含んでいてもよい。突出部５７ｃを形成する工程では、第１凹部５７ｂに対してプレス加工を行うことにより、第１凹部５７ｂの内部から第１凸部５７ａの内部に向けて延在する、第１貫通孔５２となるべき第２凹部５７ｄを形成するとともに、第１凸部５７ａから第２凹部５７ｄの延在方向に突出する突出部５７ｃを形成してもよい。第１貫通孔５２を形成する工程では、第１凸部５７ａから突出部５７ｃを除去することにより、第２凹部５７ｄに連なる開口部を第１凸部５７ａの表面に形成することで、第１貫通孔５２を形成してもよい。
この場合、プレス加工を利用して、第１環状突起部５３および第１貫通孔５２を備えた、本開示に係る端子部材５が得られる。
本開示に係る集合体２０の製造方法は、支持台６の表面６ａ上に接合部材４を配置する工程と、端子部材５を配置する工程と、押圧する工程と、を備える。端子部材５を配置する工程では、接合部材４上に、上記端子部材５を配置する。端子部材５を配置する工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。押圧する工程では、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。
このようにすれば、本開示に係る集合体２０が得られる。
＜端子部材及び集合体の第１変形例の構成＞
図１１は、図１に示した集合体の第１変形例を説明するための断面模式図である。図１１に示した集合体２０および端子部材５は、基本的には図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と同様の構成を備えるが、第１環状突起部５３の形状が図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と異なっている。すなわち、図１１に示した集合体２０を構成する端子部材５では、第１環状突起部５３の傾斜方向が、図２に示した集合体２０における第１環状突起部５３の傾斜方向と逆になっている。異なる観点から言えば、図１１に示した集合体２０において、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の内周幅Ｗ２が小さくなるように、第１環状突起部５３の内周側面５３ｂが傾斜している。
＜端子部材及び集合体の第１変形例の構成＞
図１１は、図１に示した集合体の第１変形例を説明するための断面模式図である。図１１に示した集合体２０および端子部材５は、基本的には図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と同様の構成を備えるが、第１環状突起部５３の形状が図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と異なっている。すなわち、図１１に示した集合体２０を構成する端子部材５では、第１環状突起部５３の傾斜方向が、図２に示した集合体２０における第１環状突起部５３の傾斜方向と逆になっている。異なる観点から言えば、図１１に示した集合体２０において、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の内周幅Ｗ２が小さくなるように、第１環状突起部５３の内周側面５３ｂが傾斜している。
＜作用効果＞
上記集合体２０を構成する端子部材５において、第１環状突起部５３は内周側面５３ｂを有してもよい。内周側面５３ｂは、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の内周幅Ｗ２が小さくなるように、第１主面５０ａに対して傾斜していてもよい。
上記集合体２０を構成する端子部材５において、第１環状突起部５３は内周側面５３ｂを有してもよい。内周側面５３ｂは、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の内周幅Ｗ２が小さくなるように、第１主面５０ａに対して傾斜していてもよい。
この場合も、接合部材４を端子部材５の第１主面５０ａに押圧したときに、第１環状突起部５３を接合部材４へより強固に食い込ませることができる。この結果、端子部材５に対し接合部材４をより強固に結合できる。
＜端子及び集合体の第２変形例の構成＞
図１２は、図１に示した集合体の第２変形例を説明するための断面模式図である。図１２に示した集合体２０および端子部材５は、基本的には図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と同様の構成を備えるが、カシメ部５４の形状が図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と異なっている。すなわち、図１２に示した集合体２０を構成する端子部材５では、第１環状突起部５３の内周側に第１貫通孔５２ではなく凹部５７ｅが形成されている。なお、図１２に示した集合体において、第１環状突起部５３の形状を図１１に示した集合体における第１環状突起部５３の形状としてもよい。
図１２は、図１に示した集合体の第２変形例を説明するための断面模式図である。図１２に示した集合体２０および端子部材５は、基本的には図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と同様の構成を備えるが、カシメ部５４の形状が図１および図２に示した集合体２０および端子部材５と異なっている。すなわち、図１２に示した集合体２０を構成する端子部材５では、第１環状突起部５３の内周側に第１貫通孔５２ではなく凹部５７ｅが形成されている。なお、図１２に示した集合体において、第１環状突起部５３の形状を図１１に示した集合体における第１環状突起部５３の形状としてもよい。
＜端子部材の第２変形例の製造方法＞
図１３は、図１２に示した集合体を構成する端子部材の製造方法を説明するための模式図である。図１２に示した集合体を構成する端子部材５の製造方法は、基本的には図６から図９に示した端子部材５の製造方法と同様であるが、第１貫通孔５２（図８参照）を形成せず凹部５７ｅを形成することで第１環状突起部５３を形成している点が図６から図９に示した端子部材５の製造方法と異なっている。以下、具体的に説明する。
図１３は、図１２に示した集合体を構成する端子部材の製造方法を説明するための模式図である。図１２に示した集合体を構成する端子部材５の製造方法は、基本的には図６から図９に示した端子部材５の製造方法と同様であるが、第１貫通孔５２（図８参照）を形成せず凹部５７ｅを形成することで第１環状突起部５３を形成している点が図６から図９に示した端子部材５の製造方法と異なっている。以下、具体的に説明する。
図１２に示した集合体２０を構成する端子部材５の製造方法では、まず端子部材となるべき導体部５０を準備する工程を実施する。次に、図６に示した第１凸部５７ａを形成する工程を実施する。その後、図１３に示すように、第１凸部５７ａの表面に、第２主面５０ｂ側に凹んだ凹部５７ｅを形成する。当該凹部５７ｅは任意の方法で形成できるが、たとえばプレス加工によって形成できる。この結果、凹部５７ｅの周囲を囲むように第１環状突起部５３が形成される。また、上述した凹部５７ｅを形成するプレス加工によって、導体部５０の第２主面における第１凹部５７ｂ（図６参照）の内部に、凹部５７ｅに対応した凸部が形成されている。この結果、導体部５０の第２主面では、当該凸部を囲むように環状凹部５８が形成される。環状凹部５８は、第１環状突起部５３と重なる位置に配置されている。
この後、図９に示した工程と同様の工程を実施することで、図１２に示した端子部材５を得ることができる。また、得られた端子部材５を用いて、図１０に示した集合体の製造方法と同様の方法により、図１２に示した集合体２０を得ることができる。なお、図１２に示した集合体２０において、図１１に示した集合体２０と同様に、第１主面５０ａから離れるにつれて第１環状突起部５３の内周幅Ｗ２が小さくなるように、第１環状突起部５３の内周側面５３ｂが傾斜していてもよい。また、第１環状突起部５３の内周側に、図２に示したような第１貫通孔５２が形成されていてもよい。
＜作用効果＞
上記端子部材５は、半導体素子の電極に接合される端子部材５であって、導体部５０と、第１環状突起部５３と、環状凹部５８とを備える。導体部５０は、第１主面５０ａと、第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂとを有する。第１環状突起部５３は、導体部５０の第１主面５０ａに形成される。環状凹部５８は、第２主面に形成される。環状凹部５８は、第１環状突起部５３と重なる位置に配置されている。
上記端子部材５は、半導体素子の電極に接合される端子部材５であって、導体部５０と、第１環状突起部５３と、環状凹部５８とを備える。導体部５０は、第１主面５０ａと、第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂとを有する。第１環状突起部５３は、導体部５０の第１主面５０ａに形成される。環状凹部５８は、第２主面に形成される。環状凹部５８は、第１環状突起部５３と重なる位置に配置されている。
上記端子部材５では、図１および図２に示した集合体２０の端子部材５と同様に、接合部材４を端子部材５の第１主面５０ａに押圧したときに、第１環状突起部５３を接合部材４へ強固に食い込ませることができる。この結果、端子部材５に対し接合部材４をより強固に結合できる。
図１２に示した集合体２０を構成する端子部材５の製造方法では、導体部５０を準備する工程を実施する。導体部５０は、図６または図１３に示すように第１主面５０ａと、当該第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂとを有する。上記端子部材５の製造方法では、図６に示す第１凸部５７ａを形成する工程と、図１３に示す第１環状突起部５３を形成する工程とを実施する。第１凸部５７ａを形成する工程では、導体部５０に対するプレス加工によって、第１主面５０ａに第１凸部５７ａを形成する。図１３に示す第１環状突起部５３を形成する工程では、第１凸部５７ａ（図６参照）の一部を第２主面５０ｂ側に押圧することで、平面形状が環状の第１環状突起部５３を形成する。第１環状突起部５３を形成する工程では、第２主面５０ｂにおいて第１環状突起部５３と重なる位置に環状凹部５８が形成される。その後、図９に示した工程と同様の工程を実施する。このようにすれば、図１２に示した集合体２０を構成する端子部材５を得ることができる。
実施の形態２．
＜端子部材及び集合体の構成＞
図１４は、実施の形態２に係る集合体の断面模式図である。図１４に示した集合体２０は、基本的には図１および図２に示した集合体２０と同様の構成を備えるが、集合体２０を構成する端子部材５の構成が図１および図２に示した集合体２０と異なっている。具体的には、図１４に示した集合体２０では、端子部材５の第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１が形成されている。第２環状突起部５３１の平面形状は環状である。第２環状突起部５３１は、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見たときに、第２主面５０ｂにおいて第１環状突起部５３と重なる位置に形成されている。より具体的には、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見て、第２環状突起部５３１の形成された領域（第２環状突起部５３１により囲まれた領域）と第１環状突起部５３が形成された領域（第１環状突起部５３により囲まれた領域）とが重なっている。図１４に示した端子部材５では、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見て、第２環状突起部５３１が形成された領域の内部に第１環状突起部５３が形成された領域が含まれている。つまり、第２環状突起部５３１の外周幅は、第１環状突起部５３の外周幅より大きくなっている。
＜端子部材及び集合体の構成＞
図１４は、実施の形態２に係る集合体の断面模式図である。図１４に示した集合体２０は、基本的には図１および図２に示した集合体２０と同様の構成を備えるが、集合体２０を構成する端子部材５の構成が図１および図２に示した集合体２０と異なっている。具体的には、図１４に示した集合体２０では、端子部材５の第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１が形成されている。第２環状突起部５３１の平面形状は環状である。第２環状突起部５３１は、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見たときに、第２主面５０ｂにおいて第１環状突起部５３と重なる位置に形成されている。より具体的には、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見て、第２環状突起部５３１の形成された領域（第２環状突起部５３１により囲まれた領域）と第１環状突起部５３が形成された領域（第１環状突起部５３により囲まれた領域）とが重なっている。図１４に示した端子部材５では、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見て、第２環状突起部５３１が形成された領域の内部に第１環状突起部５３が形成された領域が含まれている。つまり、第２環状突起部５３１の外周幅は、第１環状突起部５３の外周幅より大きくなっている。
第２環状突起部５３１の内周側における第１貫通孔５２の領域の幅（内径）は、第１環状突起部５３の内周側における第１貫通孔５２の領域の幅（内径）より大きい。第１主面５０ａにおける第１環状突起部５３の周囲には、第１環状突起部５３を囲むように溝が形成されている。
第１環状突起部５３および第１貫通孔５２のサイズは、基本的に図１および図２に示した集合体２０の端子部材５における第１環状突起部５３および第１貫通孔５２のサイズと同様である。第２環状突起部５３１の外周幅はたとえば１ｍｍ以上３ｍｍ以下であってもよく、１．５ｍｍ以上２．８ｍｍ以下であってもよく、２．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であってもよい。第２環状突起部５３１の高さは、たとえば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であってもよく、０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であってもよい。
第１環状突起部５３の外周幅はたとえば１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であってもよく、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であってもよい。第１環状突起部５３の高さは、たとえば０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であってもよく、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であってもよく、０．３ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であってもよい。なお、第１環状突起部５３、第２環状突起部５３１および第１貫通孔５２を含むカシメ部５４のサイズは、第１環状突起部５３を接合部材４に食い込ませて端子部材５と接合部材４との接合強度を向上させることができれば、任意の値を選択できる。
なお、図１４に示した集合体２０において、接合部材４のサイズを小さくしなければならない場合など、突起部５１を形成せずにカシメ部５４だけを端子部材５に形成してもよい。この場合、第１環状突起部５３によって端子部材５と当該端子部材５が接続される半導体素子の電極との間の距離（接合部材４の厚み）を確保するため、第１環状突起部５３の高さを適宜調整してもよい。たとえば、接合部材４の厚みが０．４ｍｍ程度である場合、第１環状突起部５３の高さを０．３ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下としてもよい。
＜端子部材の製造方法＞
図１５から図１９は、図１４に示した集合体を構成する端子部材の製造方法を説明するための模式図である。図１４に示した集合体２０を構成する端子部材５の製造方法は、基本的には図６から図９に示した端子部材５の製造方法と同様であるが、第２主面５０ｂに第２凸部５７ｈを形成する工程を実施する点、および第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１を形成する点が図６から図９に示した端子部材５の製造方法と異なっている。以下、具体的に説明する。なお、図１５から図１９は、図６から図９と同様に、説明を簡単にするため１組の第１環状突起部５３および第２環状突起部５３１が形成される領域のみを図示している。
図１５から図１９は、図１４に示した集合体を構成する端子部材の製造方法を説明するための模式図である。図１４に示した集合体２０を構成する端子部材５の製造方法は、基本的には図６から図９に示した端子部材５の製造方法と同様であるが、第２主面５０ｂに第２凸部５７ｈを形成する工程を実施する点、および第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１を形成する点が図６から図９に示した端子部材５の製造方法と異なっている。以下、具体的に説明する。なお、図１５から図１９は、図６から図９と同様に、説明を簡単にするため１組の第１環状突起部５３および第２環状突起部５３１が形成される領域のみを図示している。
まず、図１５に示すように、後述する第１主面５０ａにおける第１凸部５７ａ（図１６参照）の形成に先だって、第２主面５０ｂに第２凸部５７ｈを形成する。第２凸部５７ｈは、導体部５０の第１主面５０ａに対するプレス加工によって形成される。第２凸部５７ｈの形成にともなって、第１主面５０ａには凹部５７ｉが形成されている。第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見て、第２凸部５７ｈは凹部５７ｉと重なる位置に配置されている。
次に、図１６に示すように、導体部５０の第１主面５０ａに第１凸部５７ａを形成する。図１６に示した工程は、基本的に図６に示した工程と同様である。ただし、第１凸部５７ａを形成するためのプレス加工が、導体部５０の第２主面５０ｂにおける第２凸部５７ｈに対して実施される。この結果、第２凸部５７ｈの中央部に第１凹部５７ｂが形成されることで、当該第１凹部５７ｂを囲むように第２環状突起部５３１が形成される。つまり、第２凸部５７ｈに上記第１凹部５７ｂを形成することで、第１主面５０ａに第１凸部５７ａを形成するとともに、第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１を形成する。
次に、図１７に示すように、第１凸部５７ａに対してプレス加工を実施することにより、当該第１凸部５７ａに凹部５７ｇを形成する。つまり第１凸部５７ａの中央において、第２主面５０ｂ側に向けてプレス加工を行うことで、凹部５７ｇが形成される。この結果、当該凹部５７ｇの周囲に第１環状突起部５３が形成される。また、当該凹部５７ｇの形成にともなって、第２主面５０ｂ側に突出する凸部５７ｆが第２環状突起部５３１の内周側に形成される。
次に、図１８に示すように、凸部５７ｆを導体部５０から除去することにより、第１貫通孔５２を形成する。
次に、図１９に示すように、第１環状突起部５３を径方向に変形させる工程を実施する。この工程は、基本的に図９に示した工程と同様である。このようにして、図１４に示した集合体２０を構成する端子部材５を得ることができる。
なお、上述した工程の順番を適宜変更してもよい。たとえば、第１貫通孔５２を形成する工程を先に実施した後、図１５および図１６に示す第２凸部５７ｈおよび第１凹部５７ｂを形成することで第１主面５０ａに第１環状突起部５３を、第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１をそれぞれ形成してもよい。また、図１９に示した工程を省略してもよい。また、板状の部材からプレス加工により端子部材５を得る工程を上述した工程のいずれかと同時に実施してもよい。また、突起部５１を形成する工程を、上述した工程のいずれかと同時に実施してもよい。たとえば、図１６に示した工程と同時に突起部５１を形成してもよい。また、図１７に示した凸部５７ｆを導体部５０から除去せず、第１環状突起部５３の内周側に凹部５７ｇが形成された状態の端子部材５としてもよい。
＜集合体の製造方法＞
図２０は、図１４に示した集合体の製造方法を説明するためのフローチャートである。図１４に示した集合体２０の製造方法は、基本的には図１および図２に示した集合体２０の製造方法と同様であるが、第１押圧工程（Ｓ２０）と第２押圧工程（Ｓ３０）という２つの押圧工程を備えている点が、図１および図２に示した集合体２０の製造方法と異なっている。以下、図２０および図１０を参照しながら集合体２０の製造方法を説明する。
図２０は、図１４に示した集合体の製造方法を説明するためのフローチャートである。図１４に示した集合体２０の製造方法は、基本的には図１および図２に示した集合体２０の製造方法と同様であるが、第１押圧工程（Ｓ２０）と第２押圧工程（Ｓ３０）という２つの押圧工程を備えている点が、図１および図２に示した集合体２０の製造方法と異なっている。以下、図２０および図１０を参照しながら集合体２０の製造方法を説明する。
図２０に示すように、まず準備工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、図１０に示すように、支持台６の表面６ａ上に図１４に示した集合体２０を構成する接合部材４を配置する。さらに、この工程（Ｓ１０）では、接合部材４上に端子部材５を配置する。このとき、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。
次に、押圧する工程としての第１押圧工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）では、端子部材５を接合部材４に対して押圧部材７により相対的に押圧する。この結果、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。たとえば、接合部材４の厚みが０．４ｍｍ程度である場合、この工程（Ｓ２０）では第１環状突起部５３を接合部材４に０．１５ｍｍ程度食い込ませてもよい。
次に、第２環状突起部５３１を押圧する工程としての第２押圧工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）では、上記工程（Ｓ２０）の後、接合部材４側に向けて端子部材５の第２環状突起部５３１を押圧部材７により押圧する。このように第２環状突起部５３１を押圧して局所的に端子部材５を接合部材４に押しつけることで、第１環状突起部５３を接合部材４に対して確実に食い込ませることができる。たとえば、第１環状突起部５３は接合部材４に対して０．３ｍｍ程度食い込んだ状態としてもよい。このようにして、図１４に示す集合体２０が得られる。
＜作用効果＞
上記端子部材５において、導体部５０は、第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂを有していてもよい。上記端子部材５は、第２環状突起部５３１を備えていてもよい。第２環状突起部５３１は、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見たときに、第２主面５０ｂにおいて第１環状突起部５３と重なる位置に形成されていてもよい。第２環状突起部５３１の平面形状は環状であってもよい。
上記端子部材５において、導体部５０は、第１主面５０ａと反対側に位置する第２主面５０ｂを有していてもよい。上記端子部材５は、第２環状突起部５３１を備えていてもよい。第２環状突起部５３１は、第２主面５０ｂに対して垂直な方向から見たときに、第２主面５０ｂにおいて第１環状突起部５３と重なる位置に形成されていてもよい。第２環状突起部５３１の平面形状は環状であってもよい。
この場合、端子部材５を接合部材４に押圧するときに、第２環状突起部５３１を押圧することで端子部材５に局所的に圧力を加えることができる。第２環状突起部５３１は第１環状突起部５３と重なる位置に配置されているため、結果的に第１環状突起部５３を接合部材４に対して確実に食い込ませることができる。このため、端子部材５と接合部材４との接合強度を向上させることができる。
上記端子部材５の製造方法は、図１５に示すように第２凸部５７ｈを形成する工程を備えてもよい。第２凸部５７ｈを形成する工程では、図１６に示す第１凸部５７ａを形成する工程に先立って、導体部５０に対するプレス加工によって、第２主面５０ｂに第２凸部５７ｈを形成する。図１６に示す第１凸部５７ａを形成する工程では、第２凸部５７ｈに上記第１凹部５７ｂを形成することで、第１凸部５７ａを形成するとともに、第２主面５０ｂに第２環状突起部５３１を形成してもよい。
このようにすれば、図１４に示した集合体２０を構成する端子部材５を得ることができる。
本開示に係る集合体の製造方法は、支持台６の表面上に接合部材４を配置する工程（準備工程（Ｓ１０））と、端子部材５を配置する工程（準備工程（Ｓ１０））と、押圧する工程（第１押圧工程（Ｓ２０））とを備える。端子部材５を配置する工程では、接合部材４上に、上記端子部材５を配置する。端子部材５を配置する工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。第１押圧工程（Ｓ２０）では、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。第１押圧工程（Ｓ２０）では、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。上記集合体２０の製造方法は、第２環状突起部５３１を押圧する工程（第２押圧工程（Ｓ３０））をさらに備える。第２押圧工程（Ｓ３０）では、上記第１押圧工程（Ｓ２０）の後、接合部材４側に向けて端子部材５の第２環状突起部５３１を押圧する。
この場合、図１４に示した集合体２０得られる。また、集合体２０を構成する端子部材５と接合部材４との接合強度を向上させることができる。
実施の形態３．
＜端子部材の構成＞
図２１は、実施の形態３に係る端子部材の平面模式図である。図２２は、実施の形態３に係る端子部材の変形例の平面模式図である。図２３は、図２１および図２２における線分ＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩにおける断面模式図である。図２１から図２３に示した端子部材５は、接合部材４によって端子部材５を電極と接合する領域の面積が大きい場合に適用される構成例を示している。
＜端子部材の構成＞
図２１は、実施の形態３に係る端子部材の平面模式図である。図２２は、実施の形態３に係る端子部材の変形例の平面模式図である。図２３は、図２１および図２２における線分ＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩにおける断面模式図である。図２１から図２３に示した端子部材５は、接合部材４によって端子部材５を電極と接合する領域の面積が大きい場合に適用される構成例を示している。
図２１および図２３に示した端子部材５では、カシメ部５４、突起部５１および第２貫通孔５５が並んだ列が２列形成されている。カシメ部５４および突起部５１の構成は、図１および図２に示した集合体２０における端子部材５のカシメ部５４および突起部５１の構成と同様である。第２貫通孔５５には、カシメ部５４のような第１環状突起部５３は形成されていない。２つの列において、カシメ部５４，突起部５１および第２貫通孔５５の並ぶ順番は互いに逆になっている。なお、２つの列において、カシメ部５４、突起部５１および第２貫通孔５５の並ぶ順番は同じでもよい。上述したカシメ部５４を含む列と重なる領域に接合部材４（図２参照）が接合される。この場合の接合部材４のサイズは図１および図２に示した集合体２０における接合部材４のサイズより大きくなっている。
図２２および図２３に示した端子部材５は、複数の端子部材が結合された部材であって、ここの端子部材にそれぞれカシメ部５４、突起部５１および第２貫通孔５５が並んだ列が形成されている。カシメ部５４および突起部５１の構成は、図１および図２に示した集合体２０における端子部材５のカシメ部５４および突起部５１の構成と同様である。各端子部材にはそれぞれ接合部材が接合される。
上記のように、接合部材４のサイズまたは数に応じて、カシメ部５４および突起部５１の数を増加させることができる。一方、端子部材５と接合部材４との接合に用いられる装置（図１０に示すような支持台６と押圧部材７とを備える装置）での加圧能力には限界がある。したがって、一度の押圧によってカシメ加工が可能な箇所の数（カシメ部５４の数）には限りがある。
そこで、図２１から図２２に示した端子部材５では、第１環状突起部５３を有さない第２貫通孔５５を形成している。このような第２貫通孔５５には第１環状突起部５３が形成されていないため、端子部材５を接合部材４に押圧して接合するときに、カシメ部の数が多すぎて第１環状突起部５３に必要な圧力を加えることができない、といった問題の発生を抑制できる。
なお、上述したカシメ部５４の構成として、図１４に示した端子部材５のカシメ部５４の構成を採用してもよい。また、カシメ部５４の数は、３以上であってもよい。各列における突起部５１を形成しない構成としてもよい。あるいは、突起部５１に代えてさらにカシメ部５４または第２貫通孔５５を形成してもよい。また、第１環状突起部５３の内周側に第１貫通孔５２では無く図１２に示した凹部５７ｅが形成されてもよい。また、図１２に示されるように、第２主面５０ｂにおいて第１環状突起部５３と重なる位置に環状凹部５８が形成された構成としてもよい。
＜端子部材の製造方法＞
図２４は、図２１に示した端子部材の製造方法を説明するための模式図である。なお、図２４では、説明を簡単にするためにカシメ部５４（図２１参照）となるべき部分と第２貫通孔５５が形成された領域のみが示されている。
図２４は、図２１に示した端子部材の製造方法を説明するための模式図である。なお、図２４では、説明を簡単にするためにカシメ部５４（図２１参照）となるべき部分と第２貫通孔５５が形成された領域のみが示されている。
図２１に示した端子部材の製造方法は、基本的には図６から図９に示した端子部材５の製造方法と同様であるが、第２凹部５７ｄを形成する工程において同時に第２貫通孔５５を形成している点が、図６から図９に示した端子部材５の製造方法と異なっている。以下、説明する。
図２１に示した端子部材５の製造方法では、まず端子部材となるべき導体部５０を準備する工程を実施する。次に、図６に示した第１凸部５７ａを形成する工程を実施する。その後、図２４に示すように、突出部５７ｃを形成する工程を実施する。突出部５７ｃを形成する工程では、第１凹部５７ｂに対してプレス加工を行う。この結果、第１凹部５７ｂの内部から第１凸部５７ａの内部に向けて延在する、第１貫通孔５２（図８参照）となるべき第２凹部５７ｄが形成される。また、このとき同時に導体部５０に対してプレス加工を行うことにより、第２貫通孔５５を形成する。このように第２凹部５７ｄが形成されることにより、結果的に第１凸部５７ａから第２凹部５７ｄの延在方向に突出する突出部５７ｃが形成される。
この後、図８および図９に示した工程と同様の工程を実施することにより、図２１に示した端子部材５を得ることができる。また、得られた端子部材５を用いて、図１０に示した集合体の製造方法と同様の方法により、端子部材５に接合部材４を接合した集合体２０を得ることができる。
＜作用効果＞
上記端子部材５において、導体部５０には、第１環状突起部５３と離れた位置に第２貫通孔５５が形成されていてもよい。
上記端子部材５において、導体部５０には、第１環状突起部５３と離れた位置に第２貫通孔５５が形成されていてもよい。
この場合、第２貫通孔５５は単純な貫通孔であって第１環状突起部５３が形成されていないため、端子部材５を接合部材４に押圧して接合するときに、カシメ部の数が多すぎて第１環状突起部５３に必要な圧力を加えることができない、といった問題の発生を抑制できる。
また、半導体素子の電極上に端子部材５と接合部材４とからなる集合体２０を配置して接合部材４を加熱したときに、溶融した接合部材４が体積膨張する場合がある。このとき接合部材４が端子部材５の外周より外側に流れ出る、あるいは電極と端子部材５との間の距離が加熱前より大きくなる、といった問題の発生が懸念される。しかし、第２貫通孔５５が形成されていれば、当該第２貫通孔５５に溶融した接合部材４の一部が流入できるため、上述した問題の発生を抑制できる。
さらに、第２貫通孔５５の内部に接合部材４の一部が流れ込んで再凝固すれば、第２貫通孔５５が形成されていない場合より、結果的に接合部材４と端子部材５との接合面積を増加させることができる。また、第２貫通孔５５を介して接合部材４の状態を観察できるので、接合部材４と端子部材５との接合状況を直接的に確認することができる。
実施の形態４．
＜集合体の製造方法＞
図２５は、実施の形態４に係る集合体の製造方法を説明するための模式図である。図２５に示した集合体２０の製造方法は、基本的には図１および図２に示した集合体２０の製造方法と同様であるが、使用する端子部材５の構成およびカシメ加工に使用する装置の構成が異なっている。図２５に示した集合体の製造方法において用いられる端子部材５は、図２１および図２３に示した端子部材５と同様の構成を備える。また、図２５に示した集合体２０の製造方法に用いられる装置は、カシメ装置であって、基本的な構成は図１０に示した装置と同様である。しかし、図２５に示した装置では、支持台６に貫通孔６１が形成され、当該貫通孔６１の内部に棒状部材８が配置されている。棒状部材８は貫通孔６１内部を移動可能になっている。以下、集合体２０の製造方法を説明する。
＜集合体の製造方法＞
図２５は、実施の形態４に係る集合体の製造方法を説明するための模式図である。図２５に示した集合体２０の製造方法は、基本的には図１および図２に示した集合体２０の製造方法と同様であるが、使用する端子部材５の構成およびカシメ加工に使用する装置の構成が異なっている。図２５に示した集合体の製造方法において用いられる端子部材５は、図２１および図２３に示した端子部材５と同様の構成を備える。また、図２５に示した集合体２０の製造方法に用いられる装置は、カシメ装置であって、基本的な構成は図１０に示した装置と同様である。しかし、図２５に示した装置では、支持台６に貫通孔６１が形成され、当該貫通孔６１の内部に棒状部材８が配置されている。棒状部材８は貫通孔６１内部を移動可能になっている。以下、集合体２０の製造方法を説明する。
図２５に示した集合体２０の製造方法では、まず支持台６の表面上に接合部材４を配置する工程を実施する。
次に、端子部材５を配置する工程を実施する。この工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。このとき、端子部材５は図示しない支持部材で支持されていることが好ましい。支持部材としては、たとえばロボットアームを用いてもよいし、端子部材５を支持する支持部を有する冶具を用いてもよい。
ここで、支持台６の表面では、接合部材４上に端子部材５が配置された状態における、端子部材５の第１環状突起部５３と重なる位置に貫通孔６１が形成されている。また、端子部材５の第２貫通孔５５と重なる位置にも別の貫通孔６１が形成されている。当該貫通孔６１に移動可能に棒状部材８が挿入されている。棒状部材８を移動させる手段は、流体シリンダ、モータ、その他任意の駆動装置を用いることができる。
なお、支持台６の表面上に接合部材４を配置するときに、棒状部材８は支持台６の表面からまだ突出していない状態としてもよい。あるいは、棒状部材８が支持台６の表面から突出した状態としておいてもよい。
次に、押圧する工程を実施する。この工程では、棒状部材８によって接合部材４を端子部材５側に向けて押圧するとともに、押圧部材７により端子部材５を接合部材４に対して押圧する。この結果、図２５に示すように接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。また、第２貫通孔５５の内部にも接合部材４の一部が食い込んだ状態となる。このようにして、端子部材５と接合部材４との接合強度が向上された集合体２０を得ることができる。
なお、上述した集合体２０の製造方法では、実施の形態１または実施の形態２における集合体２０を構成する端子部材５を用いてもよい。
＜作用効果＞
本開示に係る集合体２０の製造方法は、支持台６の表面上に接合部材４を配置する工程と、端子部材５を配置する工程と、押圧する工程とを備える。端子部材５を配置する工程では、接合部材４上に、上記端子部材５を配置する。端子部材５を配置する工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。支持台６の表面では、端子部材５を配置する工程において接合部材４上に端子部材５が配置された状態における、端子部材５の第１環状突起部５３と重なる位置に、貫通孔６１が形成されている。支持台６は、貫通孔６１に移動可能に挿入された棒状部材８を含む。押圧する工程では、棒状部材８によって接合部材４を端子部材５側に向けて押圧するとともに、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。
本開示に係る集合体２０の製造方法は、支持台６の表面上に接合部材４を配置する工程と、端子部材５を配置する工程と、押圧する工程とを備える。端子部材５を配置する工程では、接合部材４上に、上記端子部材５を配置する。端子部材５を配置する工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。支持台６の表面では、端子部材５を配置する工程において接合部材４上に端子部材５が配置された状態における、端子部材５の第１環状突起部５３と重なる位置に、貫通孔６１が形成されている。支持台６は、貫通孔６１に移動可能に挿入された棒状部材８を含む。押圧する工程では、棒状部材８によって接合部材４を端子部材５側に向けて押圧するとともに、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。
このようにすれば、押圧する工程において、第１環状突起部５３が接合部材４と接触する領域に対し、端子部材５が接合部材４に対して押圧される事による圧力に加えて、棒状部材８が接合部材４を押圧することによる圧力も加える事ができる。このため、第１環状突起部５３を接合部材４に対して確実に食い込ませることができる。この結果、集合体２０における端子部材５と接合部材４との接合強度を向上させることができる。
実施の形態５．
＜集合体の製造方法＞
図２６は、実施の形態５に係る集合体の製造方法を説明するための模式図である。図２６に示した集合体２０の製造方法は、基本的には図２５に示した集合体２０の製造方法と同様であるが、カシメ加工に使用する装置の構成が異なっている。図２６に示した集合体２０の製造方法に用いられる装置は、基本的な構成は図２５に示した装置と同様である。しかし、図２６に示した装置では、支持台６に貫通孔６１は形成されておらず、接合部材４が搭載される支持台６の表面に凸部６２が形成されている。以下、集合体２０の製造方法を説明する。
＜集合体の製造方法＞
図２６は、実施の形態５に係る集合体の製造方法を説明するための模式図である。図２６に示した集合体２０の製造方法は、基本的には図２５に示した集合体２０の製造方法と同様であるが、カシメ加工に使用する装置の構成が異なっている。図２６に示した集合体２０の製造方法に用いられる装置は、基本的な構成は図２５に示した装置と同様である。しかし、図２６に示した装置では、支持台６に貫通孔６１は形成されておらず、接合部材４が搭載される支持台６の表面に凸部６２が形成されている。以下、集合体２０の製造方法を説明する。
図２６に示した集合体２０の製造方法では、まず支持台６の凹部である表面６ａ上に接合部材４を配置する工程を実施する。
次に、端子部材５を配置する工程を実施する。この工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。このとき、端子部材５は図示しない支持部材で支持されていることが好ましい。支持部材としては、たとえばロボットアームを用いてもよいし、端子部材５を支持する支持部を有する冶具を用いてもよい。
ここで、支持台６の表面には、接合部材４上に端子部材５が配置された状態における、端子部材５の第１環状突起部５３と重なる位置に凸部６２が形成されている。また、端子部材５の第２貫通孔５５と重なる位置にも別の凸部６２が形成されている。
次に、押圧する工程を実施する。この工程では、押圧部材７により端子部材５を接合部材４に対して押圧する。この結果、凸部６２が形成されているため、当該凸部６２と接触する接合部材４の部分に応力が集中する。そのため、図２６に示すように接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が確実に食い込む。また、第２貫通孔５５の内部にも接合部材４の一部が食い込んだ状態となる。このようにして、端子部材５と接合部材４との接合強度が向上された集合体２０を得ることができる。
なお、上述した集合体２０の製造方法では、実施の形態１または実施の形態２における集合体２０を構成する端子部材５を用いてもよい。
上記のような集合体２０の製造方法では、支持台６に対して精度良く端子部材５を位置決めする必要がある。このような位置決めは、たとえば端子部材５を支持台６の表面６ａ上に搭載するときに用いる冶具などの支持部材を調整することで実施できる。また、このような支持部材の調整は一度実施すれば、同じ構成の端子部材５について高い位置精度を再現可能に維持できる。また、上述した集合体２０の製造方法では、接合部材４の形状として単純な平板状の形状を採用できる。そのため、接合部材４について支持台６に対する高い位置精度は求められない。
＜作用効果＞
本開示に係る集合体２０の製造方法は、支持台６の表面上に接合部材４を配置する工程と、端子部材５を配置する工程と、押圧する工程と、を備える。端子部材５を配置する工程では、接合部材４上に、上記端子部材５を配置する。端子部材５を配置する工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。支持台６の表面では、凸部６２が形成されている。凸部６２は、端子部材５を配置する工程において接合部材４上に端子部材５が配置された状態における、端子部材５の第１環状突起部５３と重なる位置に形成されている。押圧する工程では、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。
本開示に係る集合体２０の製造方法は、支持台６の表面上に接合部材４を配置する工程と、端子部材５を配置する工程と、押圧する工程と、を備える。端子部材５を配置する工程では、接合部材４上に、上記端子部材５を配置する。端子部材５を配置する工程では、端子部材５の第１主面５０ａが接合部材４に面するように端子部材５が配置される。支持台６の表面では、凸部６２が形成されている。凸部６２は、端子部材５を配置する工程において接合部材４上に端子部材５が配置された状態における、端子部材５の第１環状突起部５３と重なる位置に形成されている。押圧する工程では、端子部材５を接合部材４に対して相対的に押圧する。押圧する工程では、接合部材４に端子部材５の第１環状突起部５３が食い込む。
このようにすれば、押圧する工程において、第１環状突起部５３が接触する接合部材４の領域に対し、当該領域に凸部６２が接触することで、端子部材５が接合部材４に対して押圧される事による応力を集中させることができる。このため、第１環状突起部５３を接合部材４に対して確実に食い込ませることができる。この結果、集合体２０における端子部材５と接合部材４との接合強度を向上させることができる。
実施の形態６．
＜半導体装置の製造方法＞
図２７は、実施の形態６に係る半導体装置の製造方法を説明するための平面模式図である。図２８は、図２７の線分ＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。図２９は、図２７の線分ＸＸＩＸ－ＸＸＩＸにおける断面模式図である。図２７から図２９を参照しながら、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
＜半導体装置の製造方法＞
図２７は、実施の形態６に係る半導体装置の製造方法を説明するための平面模式図である。図２８は、図２７の線分ＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。図２９は、図２７の線分ＸＸＩＸ－ＸＸＩＸにおける断面模式図である。図２７から図２９を参照しながら、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
図２７から図２９に示した半導体装置の製造方法では、半導体素子３が搭載された基板３３の裏面にヒートスプレッダ１１を接合するとともに、半導体素子３の電極１３に端子部材５を接合する工程を実施する。
具体的には、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、電極１３を含む半導体素子３を準備する工程を実施する。この工程では、基板３３に搭載された半導体素子３を準備する。半導体素子３は、たとえばインバータまたはコンバータを構成する電力用素子である。図２７から図２９に示した半導体装置１０では、半導体素子３としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である素子３１と、ダイオードである素子３２とが用いられている。半導体装置１０は、半導体素子３としての素子３１，３２、当該半導体素子３を搭載する基板３３、素子３１，３２の位置制御用のフレーム３４、基板３３に接合されるヒートスプレッダ１１、素子３１，３２の電極３１１、３２１に接合される端子部材５を主に備える。
次に、配置する工程を実施する。この工程では、ヒートスプレッダ１１上に接合部材としてのはんだブロック１２を介して基板３３が配置される。はんだブロック１２はヒートスプレッダ１１に形成された凹みに配置されている。基板３３においてヒートスプレッダ１１に面する裏面と反対側の表面上には素子３１，３２が搭載されている。基板３３および素子３１，３２に対するヒートスプレッダ１１の相対的な位置は専用冶具２によって決定されている。素子３１，３２の電極３１１、３２１上に集合体２０が配置される。集合体２０は、図２７に示すフレーム３４の保持部３４１によって支持されている。なお、集合体２０を支持する方法は、他の冶具を用いるなど任意の方法を採用できる。
集合体２０は、端子部材５と、接合部材４とを含む。端子部材５は、素子３１，３２の電極３１１，３２１に接合される端子部材５であって、導体部５０と第１環状突起部５３とを備える。すなわち、電極３１１に接合される端子部材５には、２つのカシメ部５４と、１つの突起部５１とが形成されている。電極３２１に接合される端子部材５には、２つのカシメ部５４と、２つの突起部５１と、２つの第２貫通孔５５とが形成されている。それぞれの端子部材５において、カシメ部５４に含まれる第１環状突起部５３は、導体部５０の第１主面５０ａに形成される。接合部材４は、端子部材５の第１主面５０ａと接続されている。接合部材４には、端子部材５の第１環状突起部５３が食い込んでいる。配置する工程では、集合体２０の接合部材４が電極３１１，３２１に接するように集合体２０が配置される。
上述した配置する工程では、仮組み状態において、集合体２０がフレーム３４によって支持されている。また、接合部材４は端子部材５に仮固定されており集合体２０を構成している。ヒートスプレッダ１１の位置は専用冶具２によって規定されている。はんだブロック１２はヒートスプレッダ１１に形成された凹みに配置されて、その位置が規定されている。このように、半導体装置１０を構成するべき各部材の相対的な配置を制御できる。
次に、接続する工程を実施する。この工程では、素子３１，３２を含み仮組みした上記加工対象物を加熱炉に投入する。この結果、集合体２０を加熱することにより、接合部材４を溶融後固化することで、端子部材５と半導体素子３の電極３１１，３２１とを接続する。また、このときはんだブロック１２も溶融後固化し、ヒートスプレッダ１１と基板３３とが接合される。このようにして、素子３１，３２の電極３１１，３２１に端子部材５が接続された半導体装置が得られる。
なお、上述した半導体装置の製造方法においては、実施の形態１～実施の形態３のいずれかに開示された端子部材５を備えた集合体２０を適用してもよい。
また、ヒートスプレッダ１１を基板３３に接合する工程は、上述した端子部材５を電極３１１，３２１に接続する工程とは別の工程として実施してもよい。たとえば、上記接続する工程に先だって、ヒートスプレッダ１１を基板３３に接合してもよい。ヒートスプレッダ１１の基板３３に対する接合には、任意の方法を用いることができるが、たとえばはんだ接合または焼結性金属接合を用いてもよい。このようにすれば、上述した配置する工程において専用冶具２を用いてヒートスプレッダ１１の位置決めをする必要が無い。
＜半導体装置の構成＞
図３０および図３１は、実施の形態６に係る半導体装置の断面模式図である。図３０は図２８に対応し、図３１は図２９に対応する。図３０および図３１に示すように、半導体装置では、端子部材５が接合部材４によって電極３１１，３２１と接続されている。接合部材４は上述のように加熱され溶融後固化しているため、その端面は、曲面状かつ電極３１１，３２１の表面に対して斜めに延びる形状（いわゆるフィレット形状）となっている。当該端面は内側に凸の曲面状となっている。また、接合部材４の一部は、カシメ部５４の第１貫通孔５２、第２貫通孔５５の内部に配置されている。
図３０および図３１は、実施の形態６に係る半導体装置の断面模式図である。図３０は図２８に対応し、図３１は図２９に対応する。図３０および図３１に示すように、半導体装置では、端子部材５が接合部材４によって電極３１１，３２１と接続されている。接合部材４は上述のように加熱され溶融後固化しているため、その端面は、曲面状かつ電極３１１，３２１の表面に対して斜めに延びる形状（いわゆるフィレット形状）となっている。当該端面は内側に凸の曲面状となっている。また、接合部材４の一部は、カシメ部５４の第１貫通孔５２、第２貫通孔５５の内部に配置されている。
＜作用効果＞
本開示に係る半導体装置は、上記集合体２０と、電極１３を含む半導体素子３とを備える。集合体２０の接合部材４は電極１３に接続されている。この場合、端子部材５と接合部材４とが一体化した集合体２０を用いているので、当該半導体装置を製造するために電極１３上に集合体２０を配置するときに、端子部材５と接合部材４とが別部材である場合より作業性が向上する。
本開示に係る半導体装置は、上記集合体２０と、電極１３を含む半導体素子３とを備える。集合体２０の接合部材４は電極１３に接続されている。この場合、端子部材５と接合部材４とが一体化した集合体２０を用いているので、当該半導体装置を製造するために電極１３上に集合体２０を配置するときに、端子部材５と接合部材４とが別部材である場合より作業性が向上する。
本開示に係る半導体装置１０の製造方法は、電極１３を含む半導体素子３を準備する工程と、配置する工程と、接続する工程とを備える。配置する工程では、電極１３上に、上記集合体２０を配置する。配置する工程では、集合体２０の接合部材４が電極１３に接するように集合体２０が配置される。接続する工程では、集合体２０を加熱することにより、接合部材４を溶融して端子部材５と半導体素子３の電極１３とを接続する。
このようにすれば、集合体２０を用いて半導体素子３の電極１３に端子部材５を接合する場合、端子部材５と接合部材４とを集合体２０として１つの部品のようにハンドリングできる。この結果、半導体装置１０の製造工程での作業性を向上させることができる。
上記半導体装置の製造方法では、端子部材５において、導体部５０には第１環状突起部５３と離れた位置に第２貫通孔が５５形成されていてもよい。集合体２０において、導体部５０の第２貫通孔５５は接合部材４に面する位置に配置されていてもよい。
この場合、第２貫通孔５５は単純な貫通孔であって第１環状突起部５３が形成されていないため、端子部材５を接合部材４に押圧して接合するときに、カシメ部５４の数が多すぎて第１環状突起部５３に必要な圧力を加えることができない、といった問題の発生を抑制できる。
本開示に係る半導体装置の製造方法は、電極１３を含む半導体素子３を準備する工程と、配置する工程と、接続する工程とを備える。配置する工程では、電極１３上に、集合体２０を配置する。集合体２０は、上記端子部材５と、接合部材４とを含む。端子部材５は、半導体素子３の電極１３に接合される端子部材５であって、導体部５０と第１環状突起部５３とを備える。導体部５０は第１主面５０ａを有する。第１環状突起部５３は、導体部５０の第１主面５０ａに形成される。第１環状突起部５３の平面形状は環状である。導体部５０には、第１環状突起部５３と離れた位置に第２貫通孔５５が形成されている。接合部材４は、端子部材５の第１主面５０ａと接続されている。接合部材４には、端子部材５の第１環状突起部５３が食い込んでいる。配置する工程では、集合体２０の接合部材４が電極１３に接するように集合体２０が配置される。接続する工程では、集合体２０を加熱することにより、接合部材４を溶融して端子部材５と半導体素子３の電極１３とを接続する。このようにすれば、本実施の形態に係る半導体装置を得ることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本開示の基本的な範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
２ 専用冶具、３ 半導体素子、４ 接合部材、５ 端子部材、５ａ，５ｂ，５ｃ 層、６ 支持台、６ａ 表面、７ 押圧部材、８ 棒状部材、９ 棒状金型、１０ 半導体装置、１１ ヒートスプレッダ、１２ はんだブロック、１３，３１１，３２１ 電極、２０ 集合体、３１，３２ 素子、３３ 基板、３４ フレーム、５０ 導体部、５０ａ 第１主面、５０ｂ 第２主面、５１ 突起部、５１ａ，５７ｅ，５７ｇ，５７ｉ 凹部、５２ 第１貫通孔、５３ 第１環状突起部、５３ａ 外周側面、５３ｂ 内周側面、５４ カシメ部、５５ 第２貫通孔、５７ａ 第１凸部、５７ｂ 第１凹部、５７ｃ 突出部、５７ｄ 第２凹部、５７ｆ，６２ 凸部、５７ｈ 第２凸部、６１ 貫通孔、３４１ 保持部、５３１ 第２環状突起部、Ｗ１ 外周幅、Ｗ２ 内周幅。
Claims (23)
- 半導体素子の電極に接合される端子部材であって、
第１主面と、前記第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する導体部と、
前記導体部の前記第１主面に形成され、平面形状が環状の第１環状突起部と、
前記第２主面に形成され、前記第１環状突起部と重なる位置に配置された凹部とを備え、
前記第１環状突起部は外周側面を有し、
前記外周側面は、前記第１主面から離れるにつれて前記第１環状突起部の外周幅が大きくなるように、前記第１主面に対して傾斜している、端子部材。 - 半導体素子の電極に接合される端子部材であって、
第１主面と、前記第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する導体部と、
前記導体部の前記第１主面に形成され、平面形状が環状の第１環状突起部と、
前記第２主面に形成され、前記第１環状突起部と重なる位置に配置された凹部とを備え、
前記第１環状突起部は内周側面を有し、
前記内周側面は、前記第１主面から離れるにつれて前記第１環状突起部の内周幅が小さくなるように、前記第１主面に対して傾斜している、端子部材。 - 前記第１主面において、前記第１環状突起部と離れた位置に形成された柱状突起部を備える、請求項１または請求項２に記載の端子部材。
- 前記柱状突起部は、平面形状が円形状または多角形状である、請求項３に記載の端子部材。
- 前記柱状突起部の幅は、前記第１主面に対する垂直方向における位置によらず一定であるか、前記第１主面から離れるにつれて大きくなる、請求項３または請求項４に記載の端子部材。
- 半導体素子の電極に接合される端子部材であって、
第１主面と、前記第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する導体部と、
前記導体部の前記第１主面に形成され、平面形状が環状の第１環状突起部と、
前記第２主面に形成され、前記第１環状突起部と重なる位置に配置された凹部と、
前記第１主面において、前記第１環状突起部と離れた位置に形成された柱状突起部とを備える、端子部材。 - 前記第１環状突起部は外周側面を有し、
前記外周側面は、前記第１主面から離れるにつれて前記第１環状突起部の外周幅が大きくなるように、前記第１主面に対して傾斜している、請求項６に記載の端子部材。 - 前記第１環状突起部は内周側面を有し、
前記内周側面は、前記第１主面から離れるにつれて前記第１環状突起部の内周幅が小さくなるように、前記第１主面に対して傾斜している、請求項６に記載の端子部材。 - 前記導体部には、前記第１環状突起部の内周側に第１貫通孔が形成されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の端子部材。
- 前記第２主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第２主面において前記第１環状突起部と重なる位置に形成され、平面形状が環状の第２環状突起部を備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の端子部材。
- 前記導体部は、前記第１主面に対して交差する方向に積層した複数の層を含む多層構造を有し、
前記複数の層のうちの１層はインバーを含む、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の端子部材。 - 前記導体部には、さらに第２貫通孔が形成されている、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の端子部材。
- 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の端子部材と、
前記端子部材の前記第１主面と接続された接合部材と、を備え、
前記接合部材には、前記端子部材の前記第１環状突起部が食い込んでいる、集合体。 - 請求項１３に記載の集合体と、
電極を含む半導体素子と、を備え、
前記集合体の前記接合部材は前記電極に接続されている、半導体装置。 - 第１主面と、前記第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する導体部を準備する工程と、
前記導体部に対するプレス加工によって、前記第１主面に第１凸部を形成する工程と、
前記第１凸部の一部を前記第２主面側に押圧することで、平面形状が環状の第１環状突起部を形成する工程と、を備え、
前記第１環状突起部を形成する工程では、前記第２主面において前記第１環状突起部と重なる位置に凹部が形成され、
前記第１環状突起部は外周側面を有し、さらに、
前記第１環状突起部を変形させる工程を備え、
前記変形させる工程では、前記第１主面から離れるにつれて前記第１環状突起部の外周幅が大きくなるように、前記外周側面が前記第１主面に対して傾斜する、端子部材の製造方法。 - 第１主面と、前記第１主面と反対側に位置する第２主面とを有する導体部を準備する工程と、
前記導体部に対するプレス加工によって、前記第１主面に第１凸部を形成する工程と、
前記第１凸部の一部を前記第２主面側に押圧すること、または、前記第１凸部において前記導体部を貫通する第１貫通孔を形成することにより、平面形状が環状の第１環状突起部を形成する工程と、を備え、
前記第１凸部を形成する工程では、前記第２主面に対してプレス加工を行うことにより前記第２主面に第１凹部を形成することで、前記第１凸部を形成し、
前記第１環状突起部を形成する工程は、前記第１凹部に対してプレス加工を行うことにより、前記第１貫通孔を形成する工程を含む、端子部材の製造方法。 - 前記第１貫通孔を形成する工程は、
前記第１凹部に対してプレス加工を行うことにより、前記第１凹部の内部から前記第１凸部の内部に向けて延在する、前記第１貫通孔となるべき第２凹部を形成するとともに、前記第１凸部から前記第２凹部の延在方向に突出する突出部を形成する工程と、
前記第１凸部から前記突出部を除去することにより、前記第２凹部に連なる開口部を前記第１凸部の表面に形成することで、前記第１貫通孔を形成する工程と、を含む、請求項１６に記載の端子部材の製造方法。 - 前記第１凸部を形成する工程に先立って、前記導体部に対するプレス加工によって、前記第２主面に第２凸部を形成する工程を備え、
前記第１凸部を形成する工程では、前記第２凸部に前記第１凹部を形成することで、前記第１凸部を形成するとともに、前記第２主面に第２環状突起部を形成する、請求項１７に記載の端子部材の製造方法。 - 支持台の表面上に接合部材を配置する工程と、
前記接合部材上に、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の端子部材を配置する工程とを備え、
前記端子部材を配置する工程では、前記端子部材の前記第１主面が前記接合部材に面するように前記端子部材が配置され、
前記支持台の前記表面では、前記端子部材を配置する工程において前記接合部材上に前記端子部材が配置された状態における、前記端子部材の前記第１環状突起部と重なる位置に、凸部が形成されており、さらに、
前記端子部材を前記接合部材に対して相対的に押圧する工程を備え、
前記押圧する工程では、前記接合部材に前記端子部材の前記第１環状突起部が食い込む、集合体の製造方法。 - 支持台の表面上に接合部材を配置する工程と、
前記接合部材上に、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の端子部材を配置する工程とを備え、
前記端子部材を配置する工程では、前記端子部材の前記第１主面が前記接合部材に面するように前記端子部材が配置され、
前記支持台の前記表面では、前記端子部材を配置する工程において前記接合部材上に前記端子部材が配置された状態における、前記端子部材の前記第１環状突起部と重なる位置に、貫通孔が形成されており、
前記支持台は、前記貫通孔に移動可能に挿入された棒状部材を含み、さらに、
前記棒状部材によって前記接合部材を前記端子部材側に向けて押圧するとともに、前記端子部材を前記接合部材に対して相対的に押圧する工程を備え、
前記押圧する工程では、前記接合部材に前記端子部材の前記第１環状突起部が食い込む、集合体の製造方法。 - 支持台の表面上に接合部材を配置する工程と、
前記接合部材上に、請求項１０に記載の端子部材を配置する工程とを備え、
前記端子部材を配置する工程では、前記端子部材の前記第１主面が前記接合部材に面するように前記端子部材が配置され、さらに、
前記端子部材を前記接合部材に対して相対的に押圧する工程を備え、
前記押圧する工程では、前記接合部材に前記端子部材の前記第１環状突起部が食い込み、さらに、
前記押圧する工程の後、前記接合部材側に向けて前記端子部材の前記第２環状突起部を押圧する工程を備える、集合体の製造方法。 - 電極を含む半導体素子を準備する工程と、
前記電極上に、集合体を配置する工程とを備え、
前記集合体は、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の端子部材と、
前記端子部材の前記第１主面と接続された接合部材と、を含み、
前記接合部材には、前記端子部材の前記第１環状突起部が食い込んでおり、
前記配置する工程では、前記集合体の前記接合部材が前記電極に接するように前記集合体が配置され、さらに、
前記集合体を加熱することにより、前記接合部材を溶融して前記端子部材と前記半導体素子の前記電極とを接続する工程とを備える、半導体装置の製造方法。 - 前記端子部材において、前記導体部には前記第１環状突起部と離れた位置に第２貫通孔が形成されており、
前記集合体において、前記導体部の前記第２貫通孔は前記接合部材に面する位置に配置されている、請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
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