JP2017183338A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板バネの押圧力により、これに押圧された発熱部品が、機構全体の主表面に沿う水平方向に沿って滑り動く不具合を抑制することが可能な、半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【解決手段】放熱部材１と、発熱部品３と、板バネ５と、絶縁部材７とを備えている。発熱部品３は放熱部材１の第１の領域１ａ上に載置され、配線部材４とを含んでいる。板バネ５は放熱部材１の第２の領域１ｂに着脱可能に固定されている。絶縁部材７は第１の領域１ａにおける発熱部品３の放熱部材１とは反対側に配置される。板バネ５は第１の領域１ａにおいて絶縁部材７を挟むように発熱部品３を押圧可能である。放熱部材１の第１の領域１ａと第２の領域１ｂとの間には段差があり、絶縁部材７の外縁７ｃは第１および第２の領域の境界の側壁１ｅに沿うように接している。配線部材４は第１の貫通孔７ｄを貫通している。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に、半導体素子が実装された発熱部品の冷却構造を含む半導体装置およびその製造方法に関する。

パワー半導体装置において、トランジスタおよびダイオードなどの半導体素子を含む発熱部品が発生する熱を、高効率に外部に放熱することが要求される。このため発熱部品の外装部材には貫通穴が形成され、その貫通穴を通すネジにより発熱部品が放熱部材上へ直接固定可能となっている。しかしこの場合、発熱部品の平面視における角部に固定がされるため、その中央部にて発熱部品が放熱部材から離れてしまい、発熱部品の冷却効率が低下する場合がある。

そこでこのような貫通穴を通すネジによる放熱部材上への発熱部品の固定方法の代わりに、放熱部材上に発熱部品を配置し、放熱部材上の発熱部品の配置領域に隣接する領域にネジにより締結された板バネを用いて、発熱部品を放熱部材側へ押圧することにより発熱部品を放熱部材に直接接触させ効率的に放熱させることができる。このような機構が、たとえば特開２００２−１９８４７７号公報（特許文献１）に開示されている。

上記の特開２００２−１９８４７７号公報においては、板バネがネジにより放熱部材上に直接締結されており、板バネは放熱部材を通じてグランドと導通している。このため、仮に特開２００２−１９８４７７号公報のように板バネと発熱部品とが直接的に接触すれば、板バネと発熱部品との間が絶縁不足になる恐れがある。そこで、板バネと発熱部品との間の絶縁性を確保するため、両者の間に電気的な絶縁性を有するエポキシ樹脂をガラス繊維で補強したエポキシ樹脂板などの絶縁部材を介在させた機構が、たとえば特開２０１２−２５６７５０号公報（特許文献２）に開示されている。

特開２００２−１９８４７７号公報 特開２０１２−２５６７５０号公報

しかし上記の特開２００２−１９８４７７号公報および特開２０１２−２５６７５０号公報に開示される各機構においては、いずれも発熱部品が、放熱部材に直接固定されていない。また特開２０１２−２５６７５０号公報においては、板バネ以外の手段であるたとえばネジなどによっては発熱部品が絶縁部材に固定されていない。このため放熱部材に締結された板バネが発熱部品上に乗り上がり上方から発熱部品を放熱部材側へ押圧する際に、板バネの発熱部品側が持ち上げられて傾く。そして、この板バネの弾性力が発熱部品に加わることにより、絶縁部材に固定されていない発熱部品は、たとえば絶縁部材上をその主表面に沿う水平方向に沿って、本来配置されるべき定位置からずれるように滑り動くという問題がある。このような現象が起これば、発熱部品の放熱部材または絶縁部材に対する位置精度が低下する不具合が起こり得る。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、板バネの押圧力により、これに押圧された発熱部品が、機構全体の主表面に沿う水平方向に沿って滑り動く不具合を抑制することが可能な、半導体装置およびその製造方法を提供することである。

本発明の半導体装置は、放熱部材と、発熱部品と、板バネと、絶縁部材とを備えている。発熱部品は放熱部材の第１の領域上に載置され、半導体素子と配線部材とを含んでいる。板バネは放熱部材の第２の領域に着脱可能に固定されている。絶縁部材は第１の領域における発熱部品の放熱部材とは反対側に配置される。板バネは第１の領域において絶縁部材を挟むように発熱部品を押圧可能である。放熱部材の第１の領域と第２の領域との間には段差があり、第１および第２の領域の境界には段差による側壁を含んでいる。絶縁部材の外縁の少なくとも一部は側壁に沿うように接している。配線部材は第１の貫通孔を貫通している。

本発明の半導体装置の製造方法は、まず第１の領域と第２の領域とを含む放熱部材が準備される。第１の貫通孔が形成された絶縁部材が準備される。絶縁部材の第１の主表面上に、半導体素子および配線部材を含む発熱部品が実装固定される。発熱部品が実装固定された絶縁部材が、発熱部品が放熱部材に対向するように設置される。第２の領域から第１の領域に延び、第１の領域において絶縁部材を挟むように発熱部品を押圧可能とする板バネが、第２の領域に着脱可能に固定される。放熱部材を準備する工程においては第１の領域と第２の領域との間に段差による側壁が形成される。第１の貫通孔に配線部材が貫通される。絶縁部材を設置する工程においては、絶縁部材の外縁の少なくとも一部が側壁に接触した状態を保ちながら、発熱部品が放熱部材の第１の領域上に載置される位置まで、絶縁部材が側壁に沿って移動される。

本発明によれば、発熱部品に含まれる配線部材が第１の貫通孔を貫通することにより、発熱部品と絶縁部材とが固定される。これにより、板バネに押圧された発熱部品が、機構全体の主表面に沿う水平方向に沿って滑り動く不具合を抑制することができる。

実施の形態１の半導体装置の押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態１の半導体装置の非押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態１の半導体装置に含まれる爪部の形状の第１例を示す概略図（Ａ）と、実施の形態１の半導体装置に含まれる爪部の形状の第２例を示す概略図（Ｂ）と、実施の形態１の半導体装置に含まれる爪部の形状の第３例を示す概略図（Ｃ）と、実施の形態１の半導体装置に含まれる爪部の形状の第４例を示す概略図（Ｄ）とである。 実施の形態１の半導体装置の変形例の押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。 比較例の半導体装置の押圧時における状態を示す概略斜視図である。 比較例の半導体装置の非押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態２の半導体装置の押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態２の半導体装置の非押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態３の半導体装置の押圧時における状態を示す概略斜視図である。 実施の形態３の半導体装置の非押圧時における状態を示す概略斜視図である。

以下、一実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態の半導体装置の構成について図１および図２を用いて説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。図１において、Ｘ方向は後述する放熱部材１の発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとが隣り合う方向である。Ｙ方向はＸ方向に直交する方向であって、後述する板バネ５の複数の押圧部５ｄが並ぶ方向である。またＺ方向はＸ方向およびＹ方向の双方に直交する方向であって、後述する絶縁部材７の主表面７ａ，７ｂに直交する上下方向（発熱部品３と絶縁部材７とが互いに向かい合う方向）である。

図１を参照して、本実施の形態の発熱部品の冷却構造としての半導体装置１００は、放熱部材１と、発熱部品３と、板バネ５と、絶縁部材７と、放熱シート９と、ネジ１１とを主に有している。

放熱部材１は、たとえばアルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属材料からなり、そのＺ方向上側に配置された発熱部品３の発する熱を放熱部材１を通じてそのＺ方向下側に放熱する機能を有している。

放熱部材１は、平面視において矩形状を有している。放熱部材１は、その一部である第１の領域としての発熱部品載置領域１ａと、発熱部品載置領域１ａに隣接する第２の領域としての板バネ締結領域１ｂとを含んでいる。発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとは図１のＸ方向に並んでいる。放熱部材１は発熱部品載置領域１ａにおいてＺ方向上側を向く（ＸＹ平面に沿って拡がる）一方の主表面１ｃと、板バネ締結領域１ｂにおいてＺ方向上側を向く一方の主表面１ｄとを有している。

一方の主表面１ｃと一方の主表面１ｄとは、発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの間すなわち境界において段差を有している。ここで段差とは、一方の主表面１ｃと一方の主表面１ｄとのＺ方向に関する位置の差を意味する。この発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの境界には当該段差による側壁１ｅが形成されている。側壁１ｅは一方の主表面１ｃと一方の主表面１ｄとの双方に繋がるように、Ｙ方向およびＺ方向に拡がるＹＺ平面に沿って拡がり、図１においてＸ方向右側を向いている。なお一方の主表面１ｄの方が一方の主表面１ｃよりもＺ方向上側に配置されている。一方の主表面１ｃ，１ｄと反対側に位置する他方の主表面１ｆは発熱部品載置領域１ａおよび板バネ締結領域１ｂの双方において共通であるため、板バネ締結領域１ｂの方が発熱部品載置領域１ａよりもＺ方向に関して厚く形成されている。

発熱部品３は、たとえばパワー半導体部品として用いられるディスクリート部品である。ここでパワー半導体部品とは、直流と交流との電力変換、および電圧または周波数の調整に用いられる半導体部品である。パワー半導体部品は、電力系統分野および交通輸送分野の産業機器などに組み込まれている。

発熱部品３は、これをＸＹ平面について平面視したときの中央部に、図示されないトランジスタまたはダイオードなどの半導体素子が実装されている。また発熱部品３には配線部材４を含んでいる。配線部材４は、発熱部品３に含まれる上記半導体素子と、後述する回路基板とを電気的に接続する部材であり、導電性のリード線などからなる。たとえば複数（図１においては３本）の配線部材４が、発熱部品３の本体すなわち外装部材から延びている。なお発熱部品３の外装部材は、エポキシ樹脂等からなっている。

発熱部品３は、その一部である非接触領域３ａと、非接触領域３ａに隣接する他の一部である接触領域３ｂとを含んでおり、これらは図１のＸ方向に並んでいる。図１においては非接触領域３ａが板バネ締結領域１ｂ側（図１のＸ方向左側）に配置されているが、このような態様に限られない。発熱部品３は、非接触領域３ａと接触領域３ｂとに共通しＺ方向下側を向く主表面３ｃと、接触領域３ｂにおいてＺ方向上側を向く主表面３ｄと、非接触領域３ａにおいてＺ方向上側を向く主表面３ｅとを有している。

主表面３ｄと主表面３ｅとの間にはＺ方向に関して段差を有しており、主表面３ｄは主表面３ｅに比べてＺ方向上方に突起している。主表面３ｃは非接触領域３ａと接触領域３ｂとに共通であることから、接触領域３ｂの方が非接触領域３ａよりもＺ方向に関して厚く形成されている。

図１における発熱部品３は上記のような形状を有しているが、発熱部品３の形状はこれに限られない。

発熱部品３は複数備えられていてもよい。図１の半導体装置１００においては２つの発熱部品３が備えられているが、これに限らず３つ以上備えられていてもよい。あるいは単一の発熱部品３のみが備えられていてもよい。これら複数の発熱部品３は、いずれもＺ方向、すなわち主表面３ｃと主表面３ｄ，３ｅとを結ぶ方向に関する厚みが等しいことが好ましく、特に接触領域３ｂにおけるＺ方向の厚みが等しいことが好ましい。すなわち図１において２つ並ぶ発熱部品３は、接触領域３ｂにおけるＺ方向の厚みの差が０．１ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１ｍｍ以下であることがより好ましい。

板バネ５は、放熱部材１の板バネ締結領域１ｂに、着脱可能に固定されており、より具体的には、板バネ締結領域１ｂにおける放熱部材１の一方の主表面１ｄ上に、ネジ１１により固定されている。ネジ１１はＹ方向に関して互いに間隔をあけて複数（たとえば２つ）並ぶように設けられていることが好ましい。

板バネ５は、ばね用ステンレス鋼などにより形成されている。板バネ５は座部５ａと、剛性部５ｂと、弾性部５ｃと、押圧部５ｄとを主に有しており、これらの他にも、ネジ１１を通して締結することが可能なネジ穴部５ｅと、爪部５ｆと、架橋部５ｇとを有している。なお符号を付していないが、押圧部５ｄに連なりこれよりもさらに図１のＸ方向右側の部分は先端部と称する。

座部５ａはたとえば平面視において矩形の平板形状を有し、板バネ締結領域１ｂの一方の主表面１ｄ上に固定可能な領域である。したがって図１において座部５ａは一方の主表面１ｄと同様に、ＸＹ平面に沿うように拡がっている。剛性部５ｂは座部５ａから屈曲され座部５ａとは異なる方向、たとえばＺ方向に沿う方向に延びており、弾性部５ｃなどに高い剛性を持たせるための領域である。したがって剛性部５ｂは座部５ａに連なっている。弾性部５ｃは剛性部５ｂから屈曲され、板バネ締結領域１ｂから発熱部品載置領域１ａに向けて延びる領域である。押圧部５ｄは弾性部５ｃから屈曲され発熱部品３を押圧する領域である。より具体的には、押圧部５ｄは弾性部５ｃが部分的に折れ曲がった部分である。先端部は押圧部５ｄよりもＸ方向右側すなわち剛性部５ｂとは反対側に存在する領域であり、押圧部５ｄにて弾性部５ｃが屈曲されたことにより、Ｚ方向上側に向けて延びるように形成された領域である。これらの各部分は、概ね図１のＸ方向すなわち放熱部材１の発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとを結ぶ方向に沿って連なっている。

弾性部５ｃにおいては、剛性部５ｂ側（図１のＸ方向左側）に比べて押圧部５ｄ側（図１のＸ方向右側）において、Ｙ方向に関する幅が漸次小さくなっている。ここでＹ方向とは、言い換えれば後述する外縁７ｃの少なくとも一部が側壁１ｅに沿い接触する部分に沿う方向である。

図１においては剛性部５ｂは概ねＺ方向に延びている。この剛性部５ｂのＺ方向に延びる部分に沿い、剛性部５ｂがＺ方向下側に延長した部分として、爪部５ｆが設けられている。爪部５ｆは剛性部５ｂに比べて、図１のＹ方向に関する寸法が小さく（幅が狭く）なっているが、このような態様に限られない。また爪部５ｆは剛性部５ｂに対して図１のＹ方向中央側に形成されているが、これについてもこのような態様に限られない。さらに図１においては爪部５ｆは座部５ａの一部が切り取られて剛性部５ｂに連なっているが、このような構成を有さず、たとえば爪部５ｆを剛性部５ｂへ溶接した構成であってもよい。

図１の板バネ５は、剛性部５ｂ、弾性部５ｃおよび押圧部５ｄがＸ方向に沿ってこの順に並んだ組を２つ有しており、これらは互いに間隔をあけて図１のＹ方向に並んでいる。その結果、剛性部５ｂから延びる爪部５ｆも２つ有している。またネジ１１を締結するためのネジ穴部５ｅも、座部５ａにおいて図１のＹ方向に関して互いに間隔をあけて２つ並んでいる。このため２つのネジ１１がこれら２つのネジ穴部５ｅのそれぞれにおいて締結可能となっている。

また架橋部５ｇは座部５ａの一部であり、２つの剛性部５ｂ、弾性部５ｃおよび押圧部５ｄの組のうち、Ｙ方向に関して一方と他方との間の領域である。すなわち架橋部５ｇは、Ｙ方向に関して上記２つの組のうちの一方と他方との間の領域を拡がることにより、上記２つの組の双方を単一の板バネ５として一体化させる領域である。１対のネジ１１のそれぞれが、おおよそ１対の上記組のそれぞれと一直線に並ぶように（Ｙ方向の位置がほぼ等しくなるように）配置されている。このことから、架橋部５ｇはおおよそ、座部５ａにおける１対のネジ１１の一方と他方との間の領域に相当する。

絶縁部材７は、放熱部材１の発熱部品載置領域１ａにおける発熱部品３の、放熱部材１とは反対側、すなわち発熱部品３のＺ方向上側に配置されている。絶縁部材７はたとえば平面視において矩形状を有する平板形状であり、第１の主表面としての主表面７ａと、主表面７ａと反対側に位置する第２の主表面としての主表面７ｂとを有している。ここでは主表面７ａがＺ方向下側を向いており、主表面７ｂがＺ方向上側を向いている。絶縁部材７はたとえば電気的な絶縁性を有するエポキシ樹脂をガラス繊維で補強したエポキシ樹脂板である。

絶縁部材７は平面視において、放熱部材１の発熱部品載置領域１ａとほぼ重なるように配置されていることが好ましい。図１においては、絶縁部材７の平面視における矩形状の外縁７ｃの一部、すなわちＸ方向左側の端部の外縁７ｃが、放熱部材１の側壁１ｅに沿うように接している。このように本実施の形態においては、絶縁部材７の外縁７ｃの少なくとも一部が側壁１ｅに沿うように接している。

主表面３ｄは主表面７ａに接している。言い換えれば絶縁部材７の下側の主表面７ａ上に発熱部品３の主表面３ｄが接触固定されている。このように発熱部品３はその平面視における一部の領域である接触領域３ｂのみが、絶縁部材７に接触固定されており、非接触領域３ａについては絶縁部材７に接触固定されていない。非接触領域３ａと絶縁部材７との間には隙間を有している。

なおここでの接触固定とは、主表面７ａに対して発熱部品３が接触しながらその主表面７ａに対する位置を変えないことが可能であるように載置されていることを意味する。

複数（図１においては２つ）の発熱部品３同士は互いに間隔をあけて、絶縁部材７の主表面７ａ上に接触固定されている。すなわち図２を参照して、Ｙ方向に関して２つ並ぶ発熱部品３同士の間隔Ｗがたとえば両者の間に必要な絶縁距離以上の間隔であることが好ましい。

また複数（図１においては２つ）の発熱部品３のそれぞれは、外縁７ｃの少なくとも一部、すなわち側壁１ｅに沿うように接している外縁７ｃの部分と互いに間隔をあけて、絶縁部材７の主表面７ａ上に接触固定されている。すなわち図２を参照して、Ｘ方向に関して２つ並ぶ発熱部品３のそれぞれのＸ方向左側の端部（非接触領域３ａの端部）と外縁７ｃ（側壁１ｅ）との間隔Ｄがたとえば両者の間に必要な絶縁距離以上の間隔であることが好ましい。

再度図１を参照して、絶縁部材７には、たとえば複数（たとえば６つ）の配線部材用貫通孔７ｄが形成されている。配線部材用貫通孔７ｄは、絶縁部材７の主表面７ａから主表面７ｂまでこれを貫通する第１の貫通孔として形成されている。配線部材用貫通孔７ｄの平面形状は図１においてはたとえば円形としているが、これに限られない。

また絶縁部材７には、たとえば複数（たとえば２つ）の爪部用貫通孔７ｅが形成されている。爪部用貫通孔７ｅは、絶縁部材７の主表面７ａから主表面７ｂまでこれを貫通する第２の貫通孔として形成されている。爪部用貫通孔７ｅの平面形状は図１においてはたとえば円形としているが、これに限られない。

放熱シート９は、放熱部材１の発熱部品載置領域１ａにおける一方の主表面１ｃ上に載置されている。放熱シート９は、主表面９ａと、主表面９ａと反対側に位置する主表面９ｂとを有している。主表面９ａはＺ方向下側を、主表面９ｂはＺ方向上側を向いている。放熱シート９はたとえば平面視において矩形状を有する平板状の部材であり、絶縁性を有する材料により形成されている。具体的には放熱シート９は、発熱部品３と放熱部材１との間の電気的な絶縁性と熱的な結合性との双方を兼ね備える、たとえばガラス繊維を配合したシリコーン樹脂からなることが好ましい。

発熱部品３の主表面３ｃは、その真下の放熱シート９上に載置されており、言い換えれば発熱部品３の主表面３ｃは放熱シート９の主表面９ｂに接触している。したがって発熱部品３は、放熱シート９を介しているものの、放熱部材１の発熱部品載置領域１ａ上に載置されている。このようにここでは発熱部品載置領域１ａ上に発熱部品３が載置されているとは、発熱部品載置領域１ａと発熱部品３の間に放熱シート９などの他の部材を介在している場合を含むこととする。

ネジ１１は、たとえばステンレスにより形成されており、ネジ軸部１１ａとネジ頭部１１ｂとを有している。また放熱部材１の板バネ締結領域１ｂにおいては、一方の主表面１ｄから板バネ締結領域１ｂの内部に延びるタップ穴１ｇが形成されている。このためネジ軸部１１ａは、板バネ５の座部５ａに形成される上記のネジ穴部５ｅ内をこれに沿って延びることで螺合される。このときネジ頭部１１ｂは板バネ５の座部５ａを挟持し、板バネ５を放熱部材１上へ締結させる。

以上に説明した各部材を有する本実施の形態の半導体装置１００においては、板バネ５を構成する各部分が次のように各部材に組み付けられている。板バネ５においては、座部５ａ、剛性部５ｂ、弾性部５ｃおよび押圧部５ｄの順に、板バネ締結領域１ｂから発熱部品載置領域１ａに延びている。発熱部品載置領域１ａにおいて、弾性部５ｃおよび押圧部５ｄは、絶縁部材７の主表面７ｂのＺ方向上側に配置されている。このため発熱部品載置領域１ａにおいては、板バネ５の押圧部５ｄは、Ｚ方向に関して絶縁部材７を挟むように、Ｚ方向上方から下方に向けて発熱部品３を押圧可能である。

以上より、放熱部材１の発熱部品載置領域１ａにおいては、放熱部材１上に放熱シート９が載置され、放熱シート９上に発熱部品３が載置されている。また発熱部品３上には絶縁部材７が載置されており、絶縁部材７上からその真下の発熱部品３の中央部をＺ方向下方へ押圧可能となるように板バネ５（弾性部５ｃおよび押圧部５ｄ）が配置されている。したがって絶縁部材７は、Ｚ方向に関して板バネ５（弾性部５ｃおよび押圧部５ｄ）と発熱部品３との間に配置されている。

押圧部５ｄは、弾性部５ｃがＺ方向下側に凸となるように折れ曲がった部分であり、この部分がその真下の絶縁部材７の主表面７ｂを下方に押圧する。これにより、絶縁部材７の直下に配置される発熱部品３がＺ方向下方に押圧される。押圧部５ｄが発熱部品３の特に半導体素子の部分を押圧可能となるように、板バネ５の剛性部５ｂのＺ方向に延びる寸法と、弾性部５ｃの剛性部５ｂに対する傾きと、押圧部５ｄの位置とが設計される。

発熱部品３のうち、特に絶縁部材７の主表面７ａに接触された接触領域３ｂの平面視における中央部に、実際に発熱する半導体素子が実装されていることが好ましい。この場合において、当該半導体素子が実装された接触領域３ｂの中央部の真上の絶縁部材７の主表面７ｂの部分に接触するように、押圧部５ｄが絶縁部材７を押圧する。これにより押圧部５ｄは、絶縁部材７に接触するように固定された発熱部品の接触領域３ｂにおける半導体素子を下方に押圧することができる。

次に、本実施の形態の半導体装置１００においては、絶縁部材７に設けられた上記の複数の配線部材用貫通孔７ｄを貫通するように、発熱部品３から延びる配線部材４が挿入されている。配線部材４は、たとえば発熱部品３の外装部材を構成する一の側面からＸ方向に沿って延び、途中でＺ方向に延びるようにほぼ直角に屈曲され、そのＺ方向に延びる領域が配線部材用貫通孔７ｄを貫通している。この配線部材用貫通孔７ｄへの配線部材４の挿入と、発熱部品３の主表面７ａ上への接合固定とにより、複数の厚みが等しい発熱部品３は絶縁部材７に実装されて一体化されている。

図１のように板バネ５がネジ１１により板バネ締結領域１ｂに締結された状態においては、板バネ５の押圧部５ｄが絶縁部材７の主表面７ｂに接触して弾性部５ｃを弾性変形させる。このためネジ１１を用いて板バネ５を締結することのみにより、押圧部５ｄは発熱部品３などをＺ方向下方に常時押圧することができる。

また本実施の形態の半導体装置１００においては、爪部５ｆが絶縁部材７の爪部用貫通孔７ｅ内に挿入されている。すなわち爪部用貫通孔７ｅは、爪部５ｆの数と同じ数（たとえば図１においては２つ）だけ、互いに間隔をあけて配置されている。またそれぞれの爪部用貫通孔７ｅは、絶縁部材７の主表面７ａ上に固定されるすべての発熱部品３と互いに間隔をあけて形成される。すなわちそれぞれの爪部用貫通孔７ｅは、平面視において発熱部品３と重なることなく発熱部品３との間に互いに間隔を保つように形成されている。このため爪部５ｆと発熱部品３とを電気的に絶縁させることができる。

なお図１にはネジ１１が板バネ５の座部５ａを放熱部材１上に締結していることにより押圧部５ｄが発熱部品３を押圧している状態を示している。この押圧時においては爪部５ｆは上記のように爪部用貫通孔７ｅ内に挿入されている。しかし図２を参照して、ネジ１１が締まっておらず押圧部５ｄが板バネ５を押圧していない非押圧時においては、爪部５ｆは爪部用貫通孔７ｅの外側に浮かび上がり、押圧部５ｄは絶縁部材７の主表面７ｂから離れるようにＺ方向上方へ浮かび上がる。

次に、以上のように各部材が組み付けられた半導体装置１００の電気的接続態様について説明する。発熱部品３（接触領域３ｂ）の平面視での中央部に存在する半導体素子が、発熱部品３自身に含まれる図示されない放熱部材上にたとえば高温はんだにより直接固着される。これにより、当該半導体素子と発熱部品３自身に含まれる図示されない放熱部材とが導通することになる。また放熱部材１はネジ１１により後述する筐体１７（図１０参照）などに直接的に固定されてグランドに導通する。このため仮に発熱部品３の外装部材から発熱部品３自身に含まれる図示されない放熱部材が露出しているときには、発熱部品３を放熱部材１上へ直接固定すれば、発熱部品３に実装される半導体素子が、発熱部品３自身に含まれる図示されない放熱部材と、放熱部材１とを通じてグランドに導通される不具合が生じ得る。そこでこのような不具合を抑制する観点から、発熱部品載置領域１ａにおいては、放熱部材１の一方の主表面１ｃ上へ発熱部品３を直接載置するのではなく、一方の主表面１ｃと発熱部品３との間に絶縁性を有する放熱シート９が配置されることが好ましい。

また板バネ５は、ネジ１１により放熱部材１上に直接締結されており、板バネ５は放熱部材１を通じてグランドと導通している。このため仮に板バネ５と発熱部品３とが直接的に接触すれば、板バネ５と発熱部品３との間が絶縁不足になる恐れがある。そこで、板バネ５の押圧部５ｄなどと発熱部品３との間には絶縁部材７が介在されており、これにより板バネ５と発熱部品３との間の電気的な絶縁性を確保している。

次に、図３および図４を参照して、本実施の形態の半導体装置１００の各部材の変形例について説明する。図３（Ａ）を参照して、図１および図２に示す爪部５ｆは、剛性部５ｂのたとえばＹ方向奥側（図３（Ａ）の右側）から、Ｚ方向下側に延びる矩形の平板形状を有している。しかしこれに限らず爪部５ｆは、絶縁部材７の爪部用貫通孔７ｅへの挿入が容易な任意の形状とすることができる。たとえば図３（Ｂ）を参照して、爪部５ｆは基本的に図３（Ａ）と同様に矩形状を有しその左方外縁と右方外縁とがほぼ平行となっているが、Ｚ方向最下部の角部が丸くなった形状５ｈを有していてもよい。またたとえば図３（Ｃ）を参照して、爪部５ｆは基本的に図３（Ａ）と同様に矩形状を有しその左方外縁と右方外縁とがほぼ平行となっているが、Ｚ方向最下部の角部が当該外縁に対して斜め方向に延びるように面取りされた形状５ｉを有していてもよい。またたとえば図３（Ｄ）を参照して、爪部５ｆはＺ方向斜め方向に延びる三角形状５ｊを有していてもよい。

図４を参照して、本実施の形態の変形例としての半導体装置１０１は、基本的に図１に示す半導体装置１００と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明を繰り返さない。ただし半導体装置１０１においては、配線部材用貫通孔７ｆが、絶縁部材７の外縁のうち、上記の側壁１ｅに接する一部としての外縁７ｃとは異なる他の一部である外縁７ｇに形成されている。すなわち配線部材用貫通孔７ｆは、たとえばその平面視における円形状の直径部と外縁７ｇとが重なる結果、半円形の平面形状を有するように形成されている。すなわち外縁７ｇに複数の、絶縁部材７の外側を向くように内壁が露出された配線部材用貫通孔７ｆが形成された態様を有している。したがって外縁７ｇが配線部材用貫通孔７ｆにより分断されたような態様を有している。また平面視において半円形の配線部材用貫通孔７ｆ内を貫通し、配線部材用貫通孔７ｆの内壁に接するように、配線部材４が配置されている。

以上について、図４の半導体装置１０１は、配線部材用貫通孔７ｄが絶縁部材７の外縁と平面視において交わらないように絶縁部材７の内部に形成され、配線部材用貫通孔７ｄの内壁は絶縁部材７の外側を向くように露出されない図１の半導体装置１００と異なっている。

次に、図５〜図１０を用いて、上記の半導体装置１００の製造方法について説明する。
図５を参照して、まず第１の領域としての発熱部品載置領域１ａと、発熱部品載置領域１ａに隣接する第２の領域としての板バネ締結領域１ｂとを含む放熱部材１が準備される。発熱部品載置領域１ａにおける一方の主表面１ｃよりも板バネ締結領域１ｂにおける一方の主表面１ｄの方がＺ方向上方に配置される。このためこれらの一方の主表面１ｃ，１ｄの間に（すなわち発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの間に）段差が形成される。この段差により、発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの境界には側壁１ｅが形成される。

他方の主表面１ｆは発熱部品載置領域１ａおよび板バネ締結領域１ｂの双方において共通であるため、板バネ締結領域１ｂの方が発熱部品載置領域１ａよりもＺ方向に関して厚く形成される。また板バネ締結領域１ｂには、一方の主表面１ｄから他方の主表面１ｆまでこれを貫通するように延びるタップ穴１ｇが形成される。

図６を参照して、第１の主表面としての主表面７ａと、主表面７ａと反対側に位置する第２の主表面としての主表面７ｂとを有する絶縁部材７が準備される。絶縁部材７には、主表面７ａから主表面７ｂまでこれを貫通する第１の貫通孔としての配線部材用貫通孔７ｄが形成される。また絶縁部材７には、主表面７ａから主表面７ｂまでこれを貫通する第２の貫通孔としての爪部用貫通孔７ｅが形成される。

次に、絶縁部材７の主表面７ａ上に、半導体素子および配線部材を含む発熱部品３が実装固定される。具体的には、まず非接触領域３ａと接触領域３ｂとを有し、これら両領域に共通の主表面３ｃと、主表面３ｃの反対側に位置する接触領域３ｂの主表面３ｄと非接触領域３ａの主表面３ｅとを有する発熱部品３が準備される。発熱部品３はたとえば市販のＴＯ−２２０の半導体パッケージであることが好ましい。

なおここでの実装固定とは、主表面７ａに対して発熱部品３が接触しながらその主表面７ａに対する位置を変えないことが可能であるように実装されることを意味する。

発熱部品３には、たとえば接触領域３ｂ側の端面上から延びる配線部材４が複数形成される。配線部材４は発熱部品３の外装部材から、主表面３ｃなどに沿って延び、その延在方向に関する途中でほぼ直角に屈曲された構成を有していることが好ましい。

発熱部品３の接触領域３ｂにおける主表面３ｄが絶縁部材７の主表面７ａに接触するように載置される。またそのように主表面７ａ上に主表面３ｄが接触した状態を保ったまま、上記のように屈曲された配線部材４の、上記屈曲された部分よりも先端側の部分が、配線部材用貫通孔７ｄ内に挿入されこれを貫通する。つまり配線部材用貫通孔７ｄ内に配線部材４が貫通される。そして配線部材用貫通孔７ｄにおいて、配線部材４と絶縁部材７とがはんだ１５により互いに固定される。この配線部材４の配線部材用貫通孔７ｄ内への挿入およびはんだ１５での固定により、発熱部品３が絶縁部材７に実装固定され、発熱部品３と絶縁部材７とが一体化される。

なおここでは、図６に示す態様と同様に、複数の（特に接触領域３ｂの、図１に示すＺ方向に関する）厚みが等しい発熱部品３が、図１に示すように（Ｙ方向に関して）互いに間隔をあけて主表面７ａ上に実装固定されることが好ましい。このように複数の発熱部品３が固定される場合、その複数の発熱部品３のそれぞれは絶縁部材７の外縁の少なくとも一部、特に最終的に放熱部材１の側壁１ｅに接することとなる外縁７ｃの部分と互いに間隔をあけるように、主表面７ａ上に実装固定されることが好ましい。

図７を参照して、図６の実装固定の工程において複数の発熱部品３と一体化された絶縁部材７が、発熱部品３が放熱部材１に対向するように設置される。具体的には、発熱部品３が固定された主表面７ａがＺ方向下側を向くように、すなわち一方の主表面１ｃに対向するように、放熱部材１の発熱部品載置領域１ａ上に絶縁部材７が配置される。このとき、絶縁部材７の外縁の少なくとも一部、すなわち図７の外縁７ｃの部分が、放熱部材１の側壁１ｅに接触するように絶縁部材７が配置される。また放熱部材１の発熱部品載置領域１ａにおける一方の主表面１ｃ上には、主表面９ａがＺ方向下側を向き一方の主表面１ｃと接触するように、放熱シート９が載置される。

そして、絶縁部材７の外縁７ｃが側壁１ｅに接触した状態を保ちながら、発熱部品３が発熱部品載置領域１ａ上に載置される位置まで、絶縁部材７が側壁１ｅに沿って図７中の矢印Ｍが示すＺ方向下側に移動する。この結果、図８に示すように、発熱部品３の主表面３ｃが放熱シート９の主表面９ｂに接触し、発熱部品３は放熱シート９上に載置される。すなわち発熱部品３は、放熱シート９の真下にある放熱部材１の発熱部品載置領域１ａ上に載置される。

図８を参照して、次に板バネ５が準備され、所定の位置に配置される。具体的には、座部５ａと、剛性部５ｂと、弾性部５ｃと、押圧部５ｄとがこの順に並ぶように延びる、図１に示すような板バネ５が準備される。上記のように、板バネ５はこれらの他にネジ穴部５ｅ、爪部５ｆおよび架橋部５ｇを有している。

板バネ５は、座部５ａに形成されたネジ穴部５ｅが板バネ締結領域１ｂのタップ穴１ｇと平面的に重なるように座部５ａが一方の主表面１ｄ上に載置される。このとき板バネ５は、座部５ａ、剛性部５ｂ、弾性部５ｃ、押圧部５ｄの順に板バネ締結領域１ｂから発熱部品載置領域１ａに向けて延びるように配置される。これにより、発熱部品載置領域１ａにおいては押圧部５ｄが、絶縁部材７を挟むようにその真下の発熱部品３の特に半導体素子の部分を押圧可能な位置に配置されるようにする。またこのとき爪部５ｆは、絶縁部材７の爪部用貫通孔７ｅに挿入可能な位置に配置されるようにする。

この状態で、ネジ穴部５ｅとタップ穴１ｇとが重なっている部分にネジ１１を投入する。この状態においては未だネジ１１は板バネ５を締結していないため、座部５ａは一方の主表面１ｄに対して浮かんでおり、押圧部５ｄは主表面７ｂに対して浮かんでいる。すなわち図８の状態は図２と同様の、非押圧時に相当する。

図９を参照して、図８の状態に対してその後、ネジ１１を締めることにより、板バネ５が板バネ締結領域１ｂに着脱可能に固定される。これにより、発熱部材載置領域１ａにおいては複数の板バネ５の押圧部５ｄが絶縁部材７の主表面７ｂに接触しながらこれをＺ方向下方に押圧し、その真下の発熱部品３の半導体素子を押圧する。またこのとき爪部５ｆは、絶縁部材７の爪部用貫通孔７ｅ内に挿入された状態となる。また図９の状態は図１と同様の、押圧時に相当する。

図１０を参照して、最後に、放熱部材１の他方の主表面１ｆを覆うように筐体１７がセットされ、筐体１７はネジ１１により放熱部材１に固定される。このネジ１１は、板バネ５を締結したネジ１１と同様に、ネジ軸部１１ａとネジ頭部１１ｂとを有している。また発熱部品３の配線部材４のうちＺ方向上方に延びる部分が、放熱部材１などのＺ方向上方に配置された回路基板１９に、はんだ１５などにより実装固定される。図１０に示すように、この配線部材４は、回路基板１９に形成された貫通穴を貫通した状態ではんだ１５などにより固定されてもよい。なお発熱部品３の配線部材４がはんだ１５などにより回路基板１９に固定される際には、配線部材４と絶縁部材７とのはんだ１５による接合部が再溶融しても差し支えない。

次に、本実施の形態に至った課題について説明しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。

図１１を参照して、比較例における半導体装置９００は、基本的に図１に示す半導体装置１００と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明を繰り返さない。また図１１は図１と同様に、半導体装置９００の押圧時において発熱部品３を板バネ５の押圧部５ｄが押圧する態様を示しており、図１２は図２と同様に、半導体装置９００の非押圧時における態様を示している。

図１１および図１２を参照して、半導体装置９００は半導体装置１００と比較して、まず絶縁部材７が配線部材用貫通孔７ｄおよび爪部用貫通孔７ｅを有していない点において異なっている。このため配線部材４が絶縁部材７を貫通しておらず、また板バネ５にはそもそも爪部５ｆが含まれていない。さらに半導体装置９００の放熱部材１は、発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの間で、Ｚ方向上側を向く一方の主表面が段差を有しておらず、発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとは共通の一方の主表面１ｈを有している点において半導体装置１００と異なっている。このため発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの境界には絶縁部材７の外縁７ｃが接する側壁１ｅが設けられていない。以上の各点において半導体装置９００はなお放熱部材１と発熱部品３と絶縁部材７とは、板バネ５の押圧力以外のネジなどの手段によっては固定されていない。

半導体装置９００においては、放熱部材１に締結された板バネ５が発熱部品３上に乗り上がり上方から発熱部品３を放熱部材１側へ押圧する際に、発熱部品載置領域１ａにおける板バネ５がＺ方向上方に持ち上げられて傾く。この状態で板バネ５の押圧部５ｄが絶縁部材７および発熱部品３を押圧すれば、弾性部５ｃの弾性変形および押圧部５ｄの押圧力により、発熱部品３がＸＹ平面すなわち水平方向に沿って、本来配置されるべき定位置からずれるように滑り動くという問題がある。このような現象が起これば、発熱部品の絶縁部材に対する位置精度が低下する不具合が起こり得る。

そこで本実施の形態の半導体装置１００においては、発熱部品３に含まれる配線部材４が、絶縁部材７に設けられた配線部材用貫通孔７ｄを貫通する構成を有している。そして当該配線部材４が配線部材用貫通孔７ｄとはんだ１５により互いに固定されている。これにより、発熱部品３が絶縁部材７の主表面７ａ上のある位置に載置されればそこから動かないように接触固定または実装固定される。したがって、たとえ板バネ５の弾性部５ｃの変形に伴い押圧部５ｄが絶縁部材７の主表面７ａに沿って水平方向に滑り動いても、発熱部品３が絶縁部材７の主表面７ａに対して相対的に水平方向に滑り動いたり、発熱部品３がθ方向に傾いたりする不具合を抑制することができる。

次に、半導体装置１００においては、板バネ５が爪部５ｆを含んでおり、絶縁部材７が爪部５ｆを挿入するための爪部用貫通孔７ｅを有している。このため押圧時においては爪部５ｆが絶縁部材７の爪部用貫通孔７ｅ内に挿入されることから、絶縁部材７がＸＹ平面に沿う方向に関する位置が板バネ５に対して動かないように固定される。爪部５ｆにより板バネ５が絶縁部材７に対して機械的に連結されるためである。板バネ５は放熱部材１に締結されている。このため、たとえ板バネ５の弾性部５ｃの弾性変形に伴い押圧部５ｄが水平方向に動いたとしても、板バネ５の押圧力により絶縁部材７が放熱部材１に対して相対的に水平方向に滑り動く不具合を抑制することができる。

さらに、半導体装置１００においては、放熱部材１が発熱部品載置領域１ａと板バネ締結領域１ｂとの境界において側壁１ｅを有しており、絶縁部材７の外縁７ｃがその側壁１ｅに沿うように接している。そして発熱部品３は放熱部材１（放熱シート９）上に載置されている。このようにするために、半導体装置１００の製造方法においては、図７に示すように、外縁７ｃが側壁１ｅに接触した状態を保ちながら、発熱部品３が放熱部材１（放熱シート９）上に載置される位置まで絶縁部材７が側壁１ｅに沿ってＺ方向下側へ移動する。このようにすることにより、放熱部材１に対する絶縁部材７の位置が一意的に決まるため、放熱部材１に対する発熱部品３が載置されるべき位置を一意的に決めることができる。

板バネ５の押圧部５ｄは、発熱部品３の特に半導体素子が実装された部分すなわち平面視における中央部をＺ方向下方に押圧することにより、発熱部品３の特に発熱量が大きい部分を放熱部材１側へより接触するように押さえ込むことができる。このため、発熱部品３を効率的に冷却することができる。

また本実施の形態においては、上記の配線部材用貫通孔７ｄへの配線部材４の貫通および両者の接合により、発熱部品３の絶縁部材７に対する位置が一意的に決まる。このため、たとえば複数の発熱部品３を実装する場合においても、発熱部品３の絶縁部材７に対する位置をいったん決めて実装固定すれば、複数の発熱部品３間の絶縁距離を必然的に一定にすることができる。よって１回の実装固定の処理により、上記のように絶縁距離を一定に保つことができ、発熱部品３間の距離が短くなることによる電気的な短絡等の不具合を抑制することができる。

本実施の形態の半導体装置１００は、発熱部品３を複数備えるが、これらの複数の発熱部品３のＺ方向の厚みが等しく、特に接触領域３ｂにおけるＺ方向の厚みが等しくなっている。このため発熱部品３の主表面３ｃが放熱シート９上に載置された際に、絶縁部材７の主表面７ａ，７ｂがＸＹ平面に対して傾く不具合を抑制することができる。

また発熱部品３は、それが単一であれ複数であれ、外縁７ｃの少なくとも一部と互いに間隔をあけて、絶縁部材７に対して接触固定または実装固定される。このため発熱部品３と側壁１ｅとの間の電気的な絶縁距離を確保することができ、これらの間の電気的な短絡などの不具合を抑制することができる。

以上より、半導体装置１００においては、配線部材４および配線部材用貫通孔７ｄにより発熱部品３の絶縁部材７に対する位置が固定され、爪部５ｆおよび爪部用貫通孔７ｅならびに側壁１ｅにより絶縁部材７の放熱部材１に対する位置が固定される。このため複数の発熱部品３同士の間隔および発熱部品３と外縁７ｃとの間隔を保つことにより、発熱部品３と他の各部材との間の絶縁距離を保つことができ、かつその位置精度を向上させることができる。また板バネ５に押圧された発熱部品３が、半導体装置１００全体の主表面に沿う水平方向に沿って絶縁部材７および放熱部材１上を滑り動くなどの不具合を抑制することができる。

なお図４のように絶縁部材７の外縁７ｇに半円形状の配線部材用貫通孔７ｆが形成される半導体装置１０１においても、配線部材４がその配線部材用貫通孔７ｆの内壁に接するようにＺ方向に延びる態様とすれば、基本的に図１の半導体装置１００と同様に、配線部材４を当該配線部材用貫通孔７ｆ内に収納させ、発熱部品３を絶縁部材７上に実装可能となる。

その他、半導体装置１００においては、弾性部５ｃが領域ごとにＹ方向の幅が異なる形状を有しており、より具体的には剛性部５ｂ側に比べて押圧部５ｄ側においてその幅が小さくなっている。これにより、剛性部５ｂ側と比べて押圧部５ｄ側の剛性が低下する。このため板バネ５の弾性部５ｃのうち剛性部５ｂ側の領域、および剛性部５ｂの変形が抑制される。

さらに以上の作用効果より、半導体装置１００においては、側壁１ｅのＺ方向寸法は、放熱シート９の主表面９ａと主表面９ｂとを結ぶＺ方向の厚みと、その上に載置される発熱部品３の接触領域３ｂの主表面３ｃと主表面３ｄとを結ぶＺ方向の厚み、絶縁部材７の主表面７ａと主表面７ｂとを結ぶＺ方向の厚みとの和よりも厚いことが好ましい。このようにすれば、図７に示すように絶縁部材７の外縁７ｃを側壁１ｅに接触させた状態を保ちながら、発熱部品３が発熱部品載置領域１ａ上に載置される位置まで絶縁部材７を矢印Ｍの方向に下降させる工程を行なうことが可能となる。

（実施の形態２）
図１３および図１４を参照して、本実施の形態においては、本実施の形態の半導体装置２００は、基本的に図１に示す半導体装置１００と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明を繰り返さない。ただし半導体装置２００においては、絶縁部材７において爪部用貫通孔７ｅおよび爪部５ｆが１つずつのみ形成されている。そして爪部５ｆは剛性部５ｂから延びているのではなく、剛性部５ｂから独立して形成されている。具体的には、１対の剛性部５ｂの間に挟まれた領域、すなわちＹ方向に関する板バネ５の中央部において、座部５ａの架橋部５ｇのＸ方向右側の端部から延びるように爪部５ｆが形成されている。爪部５ｆは実施の形態１と同様に、特に押圧時においてはＺ方向下方に向けて延びている。

なお本実施の形態の爪部５ｆについても、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、平面視において矩形状に限らず、角部が丸くなった形状５ｈ、面取りされた形状５ｉまたは三角形状５ｊを有していてもよい。

本実施の形態の爪部５ｆおよび爪部用貫通孔７ｅによっても、実施の形態１と同様に、絶縁部材７の放熱部材１に対する位置が固定される作用効果を奏することができる。その他の本実施の形態の作用効果についても、基本的に実施の形態１の作用効果と同様であるため、詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
図１５および図１６を参照して、本実施の形態においては、本実施の形態の半導体装置３００は、基本的に図１３に示す半導体装置２００と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の参照符号を付しその説明を繰り返さない。ただし半導体装置３００においては、板バネ５の座部５ａに対する剛性部５ｂの延びる角度が異なっており、具体的には、図１３に比べて座部５ａに対して剛性部５ｂの延びる方向のなす角度が大きくなっている。また剛性部５ｂに対する弾性部５ｃの延びる角度も異なっており、具体的には図１３に比べて剛性部５ｂに対する弾性部５ｃの延びる方向のなす角度が大きくなっている。この点において本実施の形態は、たとえば座部５ａに対する剛性部５ｂの延びる角度がほぼ直角方向（Ｚ方向）である実施の形態１，２と異なっている。なお本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、複数の爪部５ｆおよび爪部用貫通孔７ｅを有する構成が適用されてもよい。

本実施の形態のように、板バネ５の剛性部５ｂは座部５ａに対して斜め上方向に延びており、かつ弾性部５ｃが剛性部５ｂの最上部から斜め下方向に延びていてもよい。このような場合においても、実施の形態１，２と同様の作用効果を奏することができるため、詳細な説明を省略する。

以上に述べた各実施の形態の各例の構成は、技術的に矛盾のない範囲で、適宜組み合わせて適用することができる。

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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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が意図される。

１ 放熱部材、１ａ 発熱部品載置領域、１ｂ 板バネ締結領域、１ｃ，１ｄ 一方の主表面、１ｅ 側壁、１ｆ 他方の主表面、１ｇ タップ穴、３ 発熱部品、３ａ 非接触領域、３ｂ 接触領域、３ｃ，３ｄ，３ｅ 主表面、４ 配線部材、５ 板バネ、５ａ 座部、５ｂ 剛性部、５ｃ 弾性部、５ｄ 押圧部、５ｅ ネジ穴部、５ｆ 爪部、５ｇ 架橋部、５ｈ 角部が丸くなった形状、５ｉ 面取りされた形状、５ｊ 三角形状、７ 絶縁部材、７ａ，７ｂ，９ａ，９ｂ 主表面、７ｃ，７ｇ 外縁、７ｄ，７ｆ 配線部材用貫通孔、７ｅ 爪部用貫通孔、９ 放熱シート、１１ ネジ、１５ はんだ、１９ 回路基板、１００，１０１，２００，３００，９００ 半導体装置。

Claims (8)

1. 放熱部材と、
   前記放熱部材の一部である第１の領域上に載置された発熱部品とを備え、前記発熱部品は半導体素子と、配線部材とを含み、さらに、
   前記放熱部材の前記第１の領域に隣接する第２の領域に着脱可能に固定された板バネと、
   前記第１の領域における前記発熱部品の、前記放熱部材とは反対側に配置され、第１の主表面と、前記第１の主表面と反対側に位置する第２の主表面とを含む絶縁部材とを備え、前記絶縁部材には、前記第１の主表面から前記第２の主表面まで貫通する第１の貫通孔が形成され、
   前記板バネは、前記第２の領域から前記第１の領域に延び、前記第１の領域において前記絶縁部材を挟むように前記発熱部品を押圧可能であり、
   前記放熱部材の前記第１の領域と、前記放熱部材の前記第２の領域との間には段差があり、
   前記放熱部材の前記第１および第２の領域の境界には前記段差による側壁を含み、
   前記絶縁部材の外縁の少なくとも一部は前記側壁に沿うように接し、
   前記配線部材は、前記第１の貫通孔を貫通している、半導体装置。
2. 前記発熱部品を複数備え、
   前記複数の発熱部品の厚みは等しく、
   前記複数の発熱部品同士は互いに間隔をあけて、かつ前記複数の発熱部品のそれぞれは前記外縁の少なくとも一部と互いに間隔をあけて、前記第１の主表面上に接触固定している、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記絶縁部材は、前記第１の主表面から前記第２の主表面まで貫通する第２の貫通孔をさらに含み、
   前記板バネは爪部を含み、
   前記爪部は前記絶縁部材の前記第２の貫通孔内に挿入されている、請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記板バネは、座部と、前記座部に連なる剛性部と、前記剛性部から屈曲され前記第１の領域に向けて延びる弾性部と、前記弾性部から屈曲され前記発熱部品を押圧する押圧部とを含み、
   前記弾性部は、前記剛性部側に比べて前記押圧部側において、前記外縁の少なくとも一部に沿う方向の幅が小さくなっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
5. 前記放熱部材の前記第１の領域と、前記発熱部品との間には、絶縁性を有する放熱シートが配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
6. 第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを含む放熱部材を準備する工程と、
   第１の主表面と、前記第１の主表面と反対側に位置する第２の主表面とを含み、前記第１の主表面から前記第２の主表面まで貫通する第１の貫通孔が形成された絶縁部材を準備する工程と、
   前記絶縁部材の前記第１の主表面上に、半導体素子および配線部材を含む発熱部品を実装固定する工程と、
   前記発熱部品が実装固定された前記絶縁部材を、前記発熱部品が前記放熱部材に対向するように設置する工程と、
   前記第２の領域から前記第１の領域に延び、前記第１の領域において前記絶縁部材を挟むように前記発熱部品を押圧可能とする板バネを、前記第２の領域に着脱可能に固定する工程とを備え、
   前記放熱部材を準備する工程においては、前記第１の領域と前記第２の領域との間に段差が形成され、かつ前記第１および第２の領域の境界には前記段差による側壁が形成され、
   前記発熱部品を実装固定する工程においては、前記第１の貫通孔に前記配線部材を貫通させ、
   前記絶縁部材を設置する工程においては、前記絶縁部材の外縁の少なくとも一部が前記側壁に接触した状態を保ちながら、前記発熱部品が前記放熱部材の前記第１の領域上に載置される位置まで、前記絶縁部材が前記側壁に沿って移動する、半導体装置の製造方法。
7. 前記実装固定する工程においては、厚みの等しい複数の前記発熱部品同士が互いに間隔をあけて、かつ前記複数の発熱部品のそれぞれは前記外縁の少なくとも一部と互いに間隔をあけて、前記第１の主表面上に実装固定される、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記絶縁部材を準備する工程においては、前記第１の主表面から前記第２の主表面まで前記絶縁部材を貫通する第２の貫通孔がさらに形成され、
   前記板バネを着脱可能に固定する工程においては、前記板バネに含まれる爪部が前記第２の貫通孔内に挿入される、請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。
   

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