特許 6040910 半導体素子、および、半導体素子の有する端子への半田の付着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040910

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】半導体素子、および、半導体素子の有する端子への半田の付着方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20161128BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20161128BHJP

   B23K 1/20 20060101ALI20161128BHJP

   B23K 101/40 20060101ALN20161128BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/50 E

   H01L23/50 N

   B23K1/00 330E

   B23K1/00 330D

   B23K1/20 J

   B23K101:40

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-221480(P2013-221480)

(22)【出願日】2013年10月24日

(65)【公開番号】特開2015-82649(P2015-82649A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2016年1月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】林 敬昌

(72)【発明者】

【氏名】堀井 翔

(72)【発明者】

【氏名】中倉 剛

【審査官】 秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平５−２７５１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５９７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２３４３１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ １／２０

Ｂ２３Ｋ １０１／４０

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部（１０）と、前記本体部に取り付け固定された複数の端子（２０）と、を有し、複数の前記端子それぞれが溶融した半田（４０）の蓄えられた半田浴（１５０）に浸漬された後、前記半田浴から引き上げられることで前記端子に溶融した前記半田が付着される半導体素子であって、
前記端子は、前記本体部から離れる方向に延びた足部（２１）と、前記足部の端部に設けられ、前記半田浴に浸漬される接続部（２２）と、を有し、
複数の前記端子それぞれの有する足部は前記半田浴に近づく方向に延びた形状を成し、
複数の前記端子それぞれの有する足部の少なくとも１つは他の前記端子の有する足部とは長さが異なっており、
前記接続部は一部が切り欠くことでギャップを有する環状を成すことを特徴とする半導体素子。

【請求項2】

前記ギャップは、前記半田浴に近づく方向に直交する横方向に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。

【請求項3】

前記接続部は前記ギャップを介して対向する２つの端面（２２ａ，２２ｂ）を有し、
２つの前記端面の内の少なくとも一方は、前記接続部の内面によって囲まれた領域の中心（ＣＰ）から外に向かうにしたがって、前記接続部の中心の周り方向に沿う前記ギャップの幅が広がるように傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体素子。

【請求項4】

前記接続部は前記ギャップを介して対向する２つの端面（２２ａ，２２ｂ）を有し、
前記接続部の内面（２２ｃ）は、２つの前記端面の一方と前記半田浴に最も近い底線（ＢＬ）とを滑らかに連結する第１内面（２２ｅ）と、２つの前記端面の他方と前記底線とを滑らかに連結する第２内面（２２ｆ）と、を有し、
前記第１内面は、２つの前記端面の一方から前記底線に向かって、連続的に前記底線に近づく面形状を成し、
前記第２内面は、２つの前記端面の他方から前記底線に向かって、連続的に前記底線に近づく面形状を成していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体素子。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記半導体素子（１００）の端子（２０）に溶融した前記半田（４０）を付着させる付着方法であって、
複数の前記端子を溶融した半田の蓄えられた前記半田浴（１５０）に近づけ、複数の前記端子それぞれの接続部（２２）を前記半田浴に浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬工程後、複数の前記端子それぞれを前記半田浴から引き上げる引き上げ工程と、
前記引き上げ工程後、前記半田の付着した前記接続部を前記半田浴の液面上に所定時間留まらせることで、前記接続部の内面（２２ｃ）に表面張力によって膜状に付着した前記半田を、前記ギャップを埋める前記半田が自重のために前記半田浴に流れ落ちようとする際に生じる流動、および、前記ギャップを埋める前記半田が自身の表面積を最小にしようとする際に生じる流動によって破壊し、余分な前記半田を前記半田浴に戻すことで前記接続部に付着する前記半田の厚さを調整する厚さ調整工程と、を有することを特徴とする付着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、本体部と、本体部に取り付け固定された複数の端子と、を有する半導体素子、および、半導体素子の有する端子への半田の付着方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に示されるように、端子のリード部の上端部に保持部を一体形成し、保持部に電子部品素子を挿入接続した後、電子部品素子および保持部を樹脂によって覆った電子部品の製造方法が提案されている。なお、保持部への電子部品素子の挿入接続は、端子の保持部およびリード部に薄膜の半田膜を形成する半田めっき処理を施した後に行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開Ｓ６３−１２６２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したように特許文献１に示される電子部品の製造方法では、保持部に半田膜を形成する。この半田膜を形成する方法として、保持部を半田浴に浸漬した後、半田浴から保持部を引き上げて余分な半田を流れ落とす方法が考えられる。この方法の場合、複数の端子それぞれのリード部の長さが異なると、各リード部それぞれに付着される半田の量が異なることとなる。そのために半田浴から端子を引き上げた際、リード部から保持部に向かって半田が流れ落ち、これによって保持部に余分な半田が付着される虞がある。仮に保持部が環状を成し、その環状の内環面によって囲まれた領域（以下、単に孔と示す）内に電子部品素子が挿入される場合、本来であれば貫通しているはずの上記した孔が半田によって埋められてしまう。したがって電子部品素子（外部端子）を孔に挿入することで外部端子と端子とを接続することが困難となる虞がある。

【0005】

そこで本発明は上記問題点に鑑み、外部端子と端子との接続が困難となることが抑制された半導体素子、および、半導体素子の有する端子への半田の付着方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記した目的を達成するために、本発明は、本体部（１０）と、本体部に取り付け固定された複数の端子（２０）と、を有し、複数の端子それぞれが溶融した半田（４０）の蓄えられた半田浴（１５０）に浸漬された後、半田浴から引き上げられることで端子に溶融した半田が付着される半導体素子であって、端子は、本体部から離れる方向に延びた足部（２１）と、足部の端部に設けられ、半田浴に浸漬される接続部（２２）と、を有し、複数の端子それぞれの有する足部は半田浴に近づく方向に延びた形状を成し、複数の端子それぞれの有する足部の少なくとも１つは他の端子の有する足部とは長さが異なっており、接続部は一部が切り欠くことでギャップを有する環状を成すことを特徴とする。

【0007】

接続部（２２）がギャップを有さずに環状を成す場合、接続部（２２）を半田浴（１５０）から引き上げた際、自身の内面（２２ｃ）に表面張力によって膜状に溶融した半田（４０）が付着する。複数の足部（２１）それぞれの長さが等しい場合、複数の足部（２１）それぞれを半田浴（１５０）に浸漬させずに複数の接続部（２２）だけを半田浴（１５０）に浸漬することができる。そのために端子（２０）を半田浴（１５０）から引き上げた際、接続部（２２）の内面（２２ｃ）に膜状に半田（４０）が付着していたとしても、その膜に足部（２１）に付着した半田（４０）が流動することが抑制され、それによって膜の強度が高まることが抑制される。そのために膜状の半田（４０）の自重による流動によって膜を壊すことができる。

【0008】

しかしながら半導体素子（１００）を収納するケース（１２０）の形状や端子（２０）と接続される外部端子（１３０）の配置などの設計上の理由から足部（２１）の長さが異なる場合、少なくとも１つの足部（２１）を半田浴（１５０）に浸漬させなくてはならず、足部（２１）に付着する半田（４０）の量が異なる。また複数の接続部（２２）それぞれが半田浴（１５０）に浸漬される時間も異なることとなる。そのため接続部（２２）を半田浴（１５０）から引き上げた際、接続部（２２）に膜状に付着した半田（４０）に、足部（２１）に付着した半田（４０）が流動し、それによって膜の強度が高まる。そして膜が自重による流動によって壊れる前に半田（４０）が固まり、本来であれば貫通しているはずの接続部（２２）の内面（２２ｃ）によって囲まれた領域（以下、単に孔と示す）が半田（４０）によって埋められてしまう。したがって外部端子（１３０）を接続部（２２）の孔に通すことで外部端子（１３０）と端子（２０）とを接続することができなくなる。

【0009】

これに対して本発明では、接続部（２２）は一部が切り欠くことでギャップを有する環状を成している。したがって、接続部（２２）が半田浴（１５０）に浸漬された後に引き上げられた際、接続部（２２）の内面（２２ｃ）に表面張力によって膜状に付着した半田（４０）を、ギャップを埋める半田（４０）が自重のために半田浴（１５０）に流れ落ちようとする際に生じる流動（以下、第１流動と示す）、および、ギャップを埋める半田（４０）が自身の表面積を最小にしようとする際に生じる流動（以下、第２流動と示す）によって破壊することができる。これによって接続部（２２）の孔が半田（４０）によって埋められることが抑制され、外部端子（１３０）と端子（２０）とを接続できなくなることが抑制される。更に言えば、上記した流動によって余分な半田（４０）が半田浴（１５０）に戻されるので、接続部（２２）に付着する半田（４０）の厚さが調整される。

【0010】

ギャップは、半田浴に近づく方向に直交する横方向に位置する。これによれば、接続部（２２）を半田浴（１５０）に浸漬させる際に、ギャップが半田浴（１５０）に対して対向する位置に設けられた構成とは異なり、第１流動と第２流動とが相殺し合うことが抑制される。第１流動は半田浴（１５０）に近づく方向に進み、第２流動は接続部（２２）の中心に向かう方向に進む。上記した比較構成の場合、第１流動は半田浴（１５０）に近づく方向に進み、第２流動は半田浴（１５０）から遠ざかる方向に進む。そのために２つの流動が相殺し合う。これに対して上記構成の場合、第１流動は横方向に進み、第２流動は半田浴（１５０）に近づく方向に進む。そのために比較構成と比べて２つの流動が相殺し合うことが抑制され、両流動によって生じる応力によって膜が破壊される。この結果、接続部（２２）の孔が半田（４０）によって埋められることが抑制され、外部端子（１３０）と端子（２０）とを接続できなくなることが抑制される。そして接続部（２２）に付着する半田（４０）の厚さが調整される。

【0011】

接続部はギャップを介して対向する２つの端面（２２ａ，２２ｂ）を有し、２つの端面の内の少なくとも一方は、接続部の内面（２２ｃ）によって囲まれた領域の中心（ＣＰ）から外に向かうにしたがって、接続部の中心の周り方向に沿うギャップの幅が広がるように傾斜している。これによれば、２つの端面（２２ａ，２２ｂ）の少なくとも一方が接続部（２２）の中心（ＣＰ）から外に向かうにしたがって周り方向に沿うギャップの幅が狭まるように傾斜している構成と比べて、接続部（２２）を半田浴（１５０）から引き上げた際、端面（２２ａ，２２ｂ）と外面（２２ｄ）との成す２つのエッジ間にて生じる第２流動が促進され、膜が壊れやすくなる。この結果、接続部（２２）の孔が半田（４０）によって埋められることが抑制され、外部端子（１３０）と端子（２０）とを接続できなくなることが抑制される。そして接続部（２２）に付着する半田（４０）の厚さが調整される。

【0012】

なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけているが、この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る半導体素子を含むＥＣＵの概略構成を示す斜視図である。

【図2】図１に示すＥＣＵの上面図である。

【図3】図２に示す端子の拡大図である。

【図4】準備工程を示す概略図である。

【図5】浸漬工程を示す概略図である。

【図6】引き上げ工程を示す概略図である。

【図7】端子を半田浴から第１距離引き上げた状態を示す平面図であり、（ａ）はｘ−ｙ平面での状態、（ｂ）はｙ−ｚ平面での状態を示す。

【図8】端子を半田浴から第２距離引き上げた状態を示す平面図であり、（ａ）はｘ−ｙ平面での状態、（ｂ）はｙ−ｚ平面での状態を示す。

【図9】端子を半田浴から第３距離引き上げた状態を示す平面図であり、（ａ）はｘ−ｙ平面での状態、（ｂ）はｙ−ｚ平面での状態を示す。

【図10】端子を半田浴から第４距離引き上げた状態を示す平面図であり、（ａ）はｘ−ｙ平面での状態、（ｂ）はｙ−ｚ平面での状態を示す。

【図11】端子を半田浴から第５距離引き上げた状態を示す平面図であり、（ａ）はｘ−ｙ平面での状態、（ｂ）はｙ−ｚ平面での状態を示す。

【図12】接続部の変形例を示す平面図である。

【図13】接続部の変形例を示す平面図である。

【図14】接続部の変形例を示す平面図である。

【図15】接続部の変形例を示す平面図である。

【図16】接続部の変形例を示す平面図である。

【図17】接続部の変形例を示す平面図である。

【図18】接続部の変形例を示す平面図である。

【図19】接続部の変形例を示す平面図である。

【図20】接続部の変形例を示す平面図である。

【図21】接続部の変形例を示す平面図である。

【図22】接続部の変形例を示す平面図である。

【図23】接続部の変形例を示す平面図である。

【図24】接続部の変形例を示す平面図である。

【図25】接続部の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明をＥＣＵに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図１１に基づいて、本実施形態に係る半導体素子を説明する。構成を明示するために、図１ではケース１２０で囲まれた半導体素子１００、ヒートシンク１１０、および、外部端子１３０を実線で示し、図１および図２では半田４０を省略している。また図２では外部端子１３０および外部端子１３０と接続されない端子２０を省略し、図３では足部２１と接続部２２との境界を一点鎖線で示している。そして図４〜図６では端子２０への溶融した半田４０の付着の説明に不要な要素を省略している。また、各図面において端子２０に付着した半田４０をハッチングで示している。特に図７〜図１１では、端子２０に表面張力などのために付着している半田４０もハッチングで示している。

【0015】

以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。ｘ方向とｙ方向とによって規定される平面をｘ−ｙ平面、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面をｙ−ｚ平面、ｚ方向とｘ方向とによって規定される平面をｚ−ｘ平面と示す。ｘ方向が特許請求の範囲に記載の横方向に相当し、ｙ方向が特許請求の範囲に記載の半田浴に近づく方向に沿う方向である。なお、後述する端子２０に溶融した半田４０を付着させる付着方法において、ｘ方向は鉛直方向に沿い、ｙ−ｚ平面は水平方向に沿っている。

【0016】

図１に示すように、半導体素子１００はＥＣＵ２００の構成要素の一つである。ＥＣＵ２００は上記した半導体素子１００と、この半導体素子１００にて生じる熱を放熱するヒートシンク１１０と、半導体素子１００とヒートシンク１１０を収納するケース１２０と、を有する。半導体素子１００は端子２０を有しており、この端子２０がモーター巻線から延びた外部端子１３０と半田４０を介して接続されている。ＥＣＵ２００は半導体素子１００を２つ有し、これら２つの半導体素子１００それぞれがヒートシンク１１０と熱的に接続されている。

【0017】

半導体素子１００は、本体部１０と、本体部１０に取り付け固定された複数の端子２０と、を有する。図示しないが、本体部１０はパワー素子が形成されたチップと、このチップを被覆保護する保護部と、を有する。端子２０の一端がチップと電気的に接続され、保護部によって被覆保護されている。そして端子２０の他端が保護部から外部に露出され、半田４０を介して外部端子１３０と接続されている。保護部は直方形状を成し、面積の異なる３つの面を２つずつ有する。保護部における最も面積の大きい主面はｘ−ｚ平面に沿い、ヒートシンク１１０と熱的に接続されている。そして保護部における最も面積の小さい端面はｘ−ｙ平面に沿い、その端面から端子２０が外部に露出されている。

【0018】

端子２０における保護部から外部に露出された部位は、本体部１０から離れる方向に延びた足部２１と、足部２１の端部に設けられ、半田浴に浸漬される接続部２２と、を有する。図１に示すように足部２１は屈曲してｙ−ｚ平面にてＬ字形状を成している。そして図２に示すように足部２１はｙ方向に延びた形状を成している。また図１および図２に示すようにケース１２０は円筒形状を成しており、複数の端子２０それぞれの有する足部２１はケース１２０の形状に応じた長さを有している。そのため複数の端子２０それぞれの有する足部２１の少なくとも１つは、他の端子２０の有する足部２１とはｙ方向の長さが異なっている。

【0019】

図３に示すように、接続部２２は一部が切り欠くことでギャップを有する環状（フック形状）を成している。ギャップはｘ方向に位置し、接続部２２はｘ方向に開口している。接続部２２はギャップを介して対向する２つの端面２２ａ，２２ｂと、それら端面２２ａ，２２ｂそれぞれと連結される内面２２ｃと、端面２２ａ，２２ｂそれぞれを介して内面２２ｃと連結される外面２２ｄと、を有する。上端面２２ａはｚ−ｘ平面に沿う形状を成し、下端面２２ｂは内面２２ｃによって囲まれた領域（以下、単に孔と示す）から外に向かうにしたがってギャップの幅が広がるように傾斜した形状を成している。より詳しく言えば、下端面２２ｂは孔の中心ＣＰ（図３に示す×印）から外に向かうにしたがって中心ＣＰ周りの方向に沿うギャップの幅が広がるように傾斜している。より図３の形態に即して表現すると、下端面２２ｂは中心ＣＰからｘ方向に沿って紙面左方に向かうにしたがってｙ方向に沿うギャップの幅が広がるように傾斜している。この構成により、下端面２２ｂにおける外面２２ｄとの連結端と上端面２２ａにおける外面２２ｄとの連結端とのｙ方向におけるギャップの幅ｄ１（外開口面の幅ｄ１）は、下端面２２ｂにおける内面２２ｃとの連結端と上端面２２ａにおける内面２２ｃとの連結端とのｙ方向におけるギャップの幅ｄ２（内開口面の幅ｄ２）よりも長くなっている。

【0020】

内面２２ｃは、半田浴１５０に最も近い底線ＢＬ（図３に示す○印）によって第１内面２２ｅと第２内面２２ｆに分割されている。底線ＢＬは足部２１から最も遠くに位置し、ｚ方向に沿っている。第１内面２２ｅは上端面２２ａに連結され、上端面２２ａから底線ＢＬに向かって連続的に近づく面形状を成している。そして第２内面２２ｆは下端面２２ｂに連結され、下端面２２ｂから底線ＢＬに向かって連続的に近づく面形状を成している。また第１内面２２ｅはｘ方向において上端面２２ａと連続的に連結され、第２内面２２ｆは下端面２２ｂと不連続的に連結されている。

【0021】

次に、端子２０に溶融した半田４０を付着させる付着方法を図４〜図６に基づいて説明する。先ず図４に示すように、溶融した半田４０の蓄えられた半田浴１５０の液面に対して複数の端子２０それぞれの足部２１の延びる方向が直交するように、半導体素子１００を半田浴１５０の上方に配置させる。以上が準備工程である。

【0022】

準備工程後、図５に示すように複数の端子２０を半田浴１５０に近づけ、複数の端子２０それぞれの接続部２２を半田浴１５０に浸漬する。この際、最も短い足部２１への溶融した半田４０の付着を回避しつつ、全ての接続部２２を半田浴１５０に浸漬させる。以上が浸漬工程である。

【0023】

浸漬工程後、図６に示すように半田浴１５０に浸漬された全ての接続部２２を半田浴１５０から引き上げる。こうすることで接続部２２それぞれに溶融した半田４０を付着させる。以上が引き上げ工程である。

【0024】

引き上げ工程後、半田４０の付着した接続部２２を半田浴１５０の液面上に所定時間留まらせる。こうすることで、接続部２２の内面２２ｃに表面張力によって膜状に付着した半田４０を、半田４０が自重のために半田浴１５０に流れ落ちようとする際に生じる流動、および、ギャップを埋める半田４０が自身の表面積を最小にしようとする際に生じる流動によって破壊する。このように余分な半田４０を半田浴１５０に戻すことで接続部２２に付着する半田４０の厚さを調整する。以上が厚さ調整工程である。

【0025】

図７〜図１１に基づいて引き上げ工程と厚さ調整工程における半田４０の流動を説明する。図７に示すように、端子２０を半田浴１５０に浸漬した後に上端面２２ａが外部に露出されるように接続部２２を半田浴１５０の液面から第１距離だけ引き上げる。この際、内面２２ｃは半田浴１５０にあるので、接続部２２の孔とギャップは半田４０によって埋められている。

【0026】

次に図８に示すように下端面２２ｂのすべてが外部に露出されるように接続部２２を第２距離だけ引き上げる。この際、ギャップを埋める半田４０が半田浴１５０に蓄えられた半田４０から離される。ギャップを埋める半田４０には、自重によって半田浴１５０に流れ落ちようとする力とともに、表面積（外部雰囲気との接触面積）を最小にしようする力が生じる。上記したようにギャップの幅は中心ＣＰから外に向かうにしたがって広がっている。そのため、ギャップを埋める半田４０は中心ＣＰに向かって流動しようとする。換言すれば、ギャップを埋める半田４０は外開口面から内開口面に向かって流動しようとする。この際、図８（ａ）に示すように、外開口面を閉塞する半田４０の表面張力が切れ、ギャップを埋める半田４０は内開口面に向かって流動する。

【0027】

次に図９に示すように接続部２２のすべてが外部に露出されるように接続部２２を第３距離だけ引き上げる。この際、上記した表面積を最小にしようとする半田４０の流動とともに、孔を埋める半田４０は自重によって半田浴１５０へと流れ落ちようと流動する。

【0028】

更に図１０に示すように、接続部２２を第４距離だけ引き上げる。第３距離から第４距離まで引き上げている際においても上記した流動が継続されるが、まだ余分な半田４０が孔内にある。そのために接続部２２の表面に付着した半田４０の厚さは未だに不均一である。

【0029】

しかしながら図１１に示すように、接続部２２を第５距離まで引き上げて所定時間留まらせる。こうすることで孔内にある余分な半田４０を上記した流動によって流れ落とし、接続部２２の表面に付着した半田４０の厚さを均一とする。

【0030】

次に、本実施形態に係る半導体素子１００の作用効果を説明する。本実施形態で示した半導体素子１００とは異なり、接続部２２がギャップを有さずに環状を成す場合、接続部２２を半田浴１５０から引き上げた際、自身の内面２２ｃに表面張力によって膜状に溶融した半田４０が付着する。この構成において複数の足部２１それぞれの長さが等しい場合、複数の足部２１それぞれを半田浴１５０に浸漬させずに複数の接続部２２だけを半田浴１５０に浸漬することができる。そのために端子２０を半田浴１５０から引き上げた際、接続部２２の内面２２ｃに膜状に半田４０が付着していたとしても、その膜に足部２１に付着した半田４０が流動することが抑制され、それによって膜の強度が高まることが抑制される。そのために膜状の半田４０の自重による流動によって膜を壊すことができる。

【0031】

しかしながら半導体素子１００を収納するケース１２０の形状や外部端子１３０の配置などの設計上の理由から足部２１の長さが異なる場合、少なくとも１つの足部２１を半田浴１５０に浸漬させなくてはならず、足部２１に付着する半田４０の量が異なる。また複数の接続部２２それぞれが半田浴１５０に浸漬される時間も異なることとなる。そのため接続部２２を半田浴１５０から引き上げた際、接続部２２に膜状に付着した半田４０に、足部２１に付着した半田４０が流動し、それによって膜の強度が高まる。そして膜が自重による流動によって壊れる前に半田４０が固まり、本来であれば貫通しているはずの接続部２２の孔が半田４０によって埋められてしまう。したがって外部端子１３０を接続部２２の孔に通すことで外部端子１３０と端子２０とを接続することができなくなる。

【0032】

これに対して本実施形態では、接続部２２は一部が切り欠くことでギャップを有する環状を成している。したがって、接続部２２が半田浴１５０に浸漬された後に引き上げられた際、接続部２２の内面２２ｃに表面張力によって膜状に付着した半田４０を、ギャップを埋める半田４０が自重のために半田浴１５０に流れ落ちようとする際に生じる流動（以下、第１流動と示す）、および、ギャップを埋める半田４０が自身の表面積を最小にしようとする際に生じる流動（以下、第２流動と示す）によって破壊することができる。これによって接続部２２の孔が半田４０によって埋められることが抑制され、外部端子１３０と端子２０とを接続できなくなることが抑制される。更に言えば、上記した流動によって余分な半田４０が半田浴１５０に戻されるので、接続部２２に付着する半田４０の厚さが調整される。

【0033】

ギャップはｘ方向に位置する。これによれば、接続部２２を半田浴１５０に浸漬させる際に、ギャップがｙ方向に位置する構成（ギャップが半田浴１５０に対して対向する位置に設けられた構成）とは異なり、第１流動と第２流動とが相殺し合うことが抑制される。第１流動は半田浴１５０に近づく方向に進み、第２流動は接続部２２の中心に向かう方向に進む。上記した比較構成の場合、第１流動は半田浴１５０に近づく方向に進み、第２流動は半田浴１５０から遠ざかる方向に進む。そのために２つの流動が相殺し合う。これに対して上記構成の場合、第１流動はｘ方向に進み、第２流動はｙ方向に進む。そのために比較構成と比べて２つの流動が相殺し合うことが抑制され、両流動によって生じる応力によって膜が破壊される。この結果、接続部２２の孔が半田４０によって埋められることが抑制され、外部端子１３０と端子２０とを接続できなくなることが抑制される。そして接続部２２に付着する半田４０の厚さが調整される。

【0034】

中心ＣＰから外に向かうにしたがってギャップの幅が広がるように傾斜している。これによれば、中心ＣＰから外に向かうにしたがってギャップの幅が狭まる構成と比べて、接続部２２を半田浴１５０から引き上げた際、端面２２ａ，２２ｂと外面２２ｄとの成す２つの端部間（外開口面）にて生じる第２流動が促進され、膜が壊れやすくなる。この結果、接続部２２の孔が半田４０によって埋められることが抑制され、外部端子１３０と端子２０とを接続できなくなることが抑制される。そして接続部２２に付着する半田４０の厚さが調整される。

【0035】

第１内面２２ｅは上端面２２ａから底線ＢＬに向かって連続的に近づく面形状を成し、第２内面２２ｆは下端面２２ｂから底線ＢＬに向かって連続的に近づく面形状を成している。例えば、内面２２ｅ，２２ｆの少なくとも一方が不連続的に底線ＢＬに近づく面形状、すなわち、内面２２ｅ，２２ｆの一部が底線ＢＬから離れる方向に沿う面形状の場合、半田浴１５０から遠ざかるように、接続部２２に膜状に形成された半田４０が壊れる。そのため、膜状の半田４０の壊れる速度が遅くなり、意図しない半田４０が接続部２２に取り残される虞がある。これに対して上記構成の場合、半田浴１５０に近づくように、接続部２２に膜状に形成された半田４０が壊れる。そのため上記した比較構成と比べて意図しない半田４０が接続部２２に取り残されることが抑制される。

【0036】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

【0037】

本実施形態では半導体素子１００がＥＣＵ２００に適用される例を示した。しかしながら、半導体素子１００は長さの異なる複数の端子２０の接続部２２を半田浴１５０に浸漬することで半田４０を接続部２２に付着させるものであればよく、適用対象は限定されない。

【0038】

本実施形態では本体部１０はパワー素子が形成されたチップと、このチップを被覆保護する保護部と、を有する例を示した。しかしながら本体部１０としては上記例に限定されず、端子２０の一端が固定されるものであれば良い。

【0039】

足部２１は屈曲してｙ−ｚ平面においてＬ字形状を成している例を示した。しかしながら足部２１は屈曲していなくともよく、ｙ方向に延びた部位を有していれば良い。

【0040】

本実施形態では、上端面２２ａはｚ−ｘ平面に沿う形状を成し、下端面２２ｂは孔から外に向かうにしたがってギャップの幅が広がるように傾斜した形状を成している例を示した。しかしながら端面２２ａ，２２ｂの形状としては上記例に限定されない。

【0041】

例えば図１２に示すように、下端面２２ｂがｚ−ｘ平面に沿う形状を成し、ギャップの幅が一定の構成を採用することもできる。また図１３に示すように、上端面２２ａはｚ−ｘ平面に沿う形状を成し、下端面２２ｂは孔から外に向かうにしたがってギャップの幅が狭まるように傾斜した形状を成していてもよい。

【0042】

本実施形態では特に言及しなかったが、図３に示すように内面２２ｅ，２２ｆそれぞれの曲率が不定である例を示した。しかしながら図１４に示すように、内面２２ｅ，２２ｆそれぞれの曲率が一定であり、ｘ−ｙ平面における内面２２ｃの成す輪郭線が円形を成していても良い。

【0043】

本実施形態では、第１内面２２ｅは上端面２２ａから底線ＢＬに向かって連続的に近づく面形状を成し、第２内面２２ｆは下端面２２ｂから底線ＢＬに向かって連続的に近づく面形状を成している例を示した。しかしながら図１５に示すように、第１内面２２ｅは上端面２２ａから底線ＢＬに向かって不連続的に近づく面形状を成し、第２内面２２ｆは下端面２２ｂから底線ＢＬに向かって不連続的に近づく面形状を成していても良い。

【0044】

本実施形態ではギャップがｘ方向に位置する例を示した。しかしながら図１６〜図１９に示すようにギャップがｙ方向に位置しても良い。図１６ではギャップが底線ＢＬの上方に位置し、図１７〜図１９ではギャップの中に底線ＢＬが位置する。そして図１７〜図１９では外面２２ｄにおけるｘ方向において端面２２ａ，２２ｂと対向する部位の外径が半田浴１５０に近づくにつれて狭まるように傾斜している。そして図１７および図１９では端面２２ａ，２２ｂが内面２２ｅ，２２ｆと不連続的に連結され、図１８では端面２２ａ，２２ｂが内面２２ｅ，２２ｆと連続的に連結されている。また図１７および図１８では端面２２ａ，２２ｂ間のギャップのｘ方向の幅が一定であり、図１９ではギャップのｘ方向の幅が中心から外に向かうにしたがって広がっている。なお、図１７〜図１９においては底線ＢＬを図示していないが、上記した底線ＢＬとは、接続部２２が環状の場合に内面２２ｃにおける足部２１から最も離れた線である。

【0045】

本実施形態では、下端面２２ｂが孔から外に向かうにしたがってギャップの幅が広がるように傾斜した形状を成している例を示した。しかしながら図２０〜図２２に示すように、下端面２２ｂがｚ−ｘ平面に沿う形状を成した構成を採用することもできる。図２０〜図２２では上端面２２ａの形状が異なり、図２０では上端面２２ａが孔から外に向かうにしたがってギャップの幅が広がるように傾斜した形状を成し、図２１では上端面２２ａがｚ−ｘ平面に沿う形状を成している。また図２２では上端面２２ａが孔から外に向かうにしたがってギャップの幅が狭まるように傾斜した形状を成している．
本実施形態では、第１内面２２ｅが上端面２２ａと連続的に連結された例を示した。しかしながら図２３および図２４に示すように、第１内面２２ｅが上端面２２ａと不連続的に連結された構成を採用することもできる。図２３ではギャップにおけるｙ方向の幅が一定であり、図２４ではギャップにおけるｙ方向の幅が不定である。詳しく言えば、孔から外に向かうにしたがってギャップの幅が徐々に広がっている。

【0046】

本実施形態では特に言及しなかったが、図３に示すように、下端面２２ｂと第２内面２２ｆとの連結角度が鋭角である例を示した。しかしながら図２５に示すように、下端面２２ｂと第２内面２２ｆとの連結角度が鈍角である構成を採用することもできる。なお、図２３に示すように、上記した連結角度が直角である構成を採用することもできる。この連結角度の関係については、上端面２２ａと第１内面２２ｅとにおいても同様である。

【0047】

本実施形態では底線ＢＬがｚ方向に沿っている例を示した。しかしながら底線ＢＬの形状としては上記例に限定されず、ｚ−ｘ平面に沿う形状であれば適宜採用することができる。

【0048】

本実施形態では浸漬工程において、最も短い足部２１への溶融した半田４０の付着を回避しつつ、全ての接続部２２を半田浴１５０に浸漬させる例を示した。しかしながら、全ての足部２１に溶融した半田４０を付着させても良い。

【符号の説明】

【0049】

１０・・・本体部
２０・・・端子
２１・・・足部
２２・・・接続部
４０・・・半田
１００・・・半導体素子
１５０・・・半田浴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】