JP2002057280A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁基板の裏面側パターン又はベース板に接
合部の厚さを規制する複数個の突起が設けられる半導体
装置において、絶縁基板の裏面側パターンの周縁や、突
起の端部の周囲に位置する接合部に生じようとする熱ス
トレスを抑制し、接合材の耐クラック性を向上させ、信
頼性に優れる半導体装置を得る。 【解決手段】 絶縁基板の裏面側パターン又はベース板
に、上記裏面側パターンとベース板との接合部の厚さを
規制する複数個の突起を設け、この突起における上記裏
面側パターンの周縁に面する端部を、上記周縁から１ｍ
ｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位置させると共に、上記接
合部は、上記裏面側パターンの周縁に対向する位置を含
み内側に１ｍｍ離間した位置の領域までの厚さが、他の
領域の厚さよりも厚く形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パワーモジュー
ルに関し、特に絶縁基板とベース板とを接合部で接合し
た半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、例えば特開平１０−５０９２
８号公報に示された従来の半導体装置を示す断面図であ
り、図において、１はＳｉ製の半導体素子、２はセラミ
ックスである窒化アルミ、３、４は窒化アルミ２の両面
に設けられた方形状の導電パターンで、表面側パターン
と裏面側パターン、５はセラミック２と表面側パターン
３と裏面側パターン４とからなる絶縁基板、６はベース
板であり、６ｊは上記裏面側パターン４の各角に対向す
る位置に断面凹状に上記ベース板６にプレス加工で形成
された複数個の突起、６ｈはこの突起６ｊに並設された
複数個の凹部、７は半導体素子１と絶縁基板５との固着
に用いた半田、８は絶縁基板５とベース版６との固着に
用いた半田などの接合部である。

【０００３】図１７の状態で、まず、半導体装置を半田
などの接合部８の溶融温度以上の温度で大気圧下の減圧
槽におく。この時、接合部８は溶融状態になり、内部に
は無数の小径ボイドが発生する。次に、その後、減圧槽
内を減圧すると、ボイド中の圧力が槽内圧に比べて高い
のでボイドは膨張し、近辺のボイドと合併するなどして
大型化する。また、ボイドは大型化することによって流
動性を増し溶融した接合材の中を徐々に移動して周囲の
槽内に散逸する。次に、減圧状態を暫く続けると、ボイ
ドはほとんど周囲の槽内に散逸してしまい、突起６ｊの
周囲のボイドとほんの僅かのボイドだけとなる。次に、
減圧槽内を大気圧に戻すと、溶融した接合部８の圧力が
槽内圧と等しくなるため、突起６ｊの周囲に存在するボ
イドも接合部８中に僅かに残ったボイドも収縮し、小さ
くなる。その後、接合部８を凝固させることによって、
絶縁基板５とベース板６との接合部８による接合を行
う。このように、突起６ｊを有する接合部８においたボ
イドは充分小さくなる。

【０００４】また、複数個の突起６ｊは上記裏面側パタ
ーン４の各角に対向する位置に断面凹状に上記ベース板
６にプレス加工で形成されており、上記裏面側パターン
４と上記ベース板６を半田などの接合部８で接合する際
に、突起６ｊの高さで接合部８の厚さが規制される。

【０００５】更に、接合部８を構成する半田が溶融状態
になると、その半田が流れ出ても凹部６ｈに溜められの
で、半田ボールが形成されることが防止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は、
ベース板と絶縁基板の裏面側パターンを半田等の接合部
で接合しているが、この半導体装置を長期間使用した場
合、裏面側パターンの周縁、特に角部の接合部からクラ
ックが発生するという問題を有していた。また、ベース
板の各角の近傍に複数個の突起が設けられているもので
は、これらの複数個の突起は絶縁基板の裏面側パターン
の周縁に極めて近接して位置することがあり、このよう
な場合には、上記突起の端部の周囲に位置した接合部に
熱応力による歪が集中し、突起を起点として接合部に早
期にクラックが発生するという問題を有していた。

【０００７】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、絶縁基板の裏面側パターン
の周縁や、突起の端部の周囲に位置する接合部に生じよ
うとする熱応力による歪を抑制し、接合材の耐クラック
性を向上させ、信頼性に優れる半導体装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる半導
体装置は、両面に導電パターンが形成され、その表面側
パターンに半導体素子が実装されると共に、裏面側パタ
ーンにベース板が接合部を介して接合される絶縁基板を
備え、上記裏面側パターン又は上記ベース板に上記接合
部の厚さを規制する複数個の突起が設けられる半導体装
置において、上記突起は、上記裏面側パターンの周縁に
面する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領
域に位置し、上記接合部は、上記裏面側パターンの周縁
に対向する位置を含み内側に１ｍｍ離間した位置の領域
までの厚さが、他の領域の厚さよりも厚く形成されてい
るものである。

【０００９】さらに、第２の発明に係わる半導体装置
は、両面に導電パターンが形成され、その表面側パター
ンに半導体素子が実装されると共に、裏面側パターンに
ベース板が接合部を介して接合される絶縁基板を備え、
上記裏面側パターン又は上記ベース板に上記接合部の厚
さを規制する複数個の突起が設けられる半導体装置にお
いて、上記突起は、上記裏面側パターンの周縁に面する
端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位
置し、上記ベース板には上記裏面側パターンの周縁に対
向する位置を含み内側に１ｍｍ離間した位置の領域まで
凹部が形成されているものである。

【００１０】また、第３の発明に係わる半導体装置は、
両面に導電パターンが形成され、その表面側パターンに
半導体素子が実装されると共に、裏面側パターンにベー
ス板が接合部を介して接合される絶縁基板を備え、上記
裏面側パターン又は上記ベース板に上記接合部の厚さを
規制する複数個の突起が設けられる半導体装置におい
て、上記突起は、上記裏面側パターンの周縁に面する端
部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位置
し、上記裏面側パターンにはその周縁の位置を含み内側
に１ｍｍ離間した位置の領域まで薄肉部が形成されてい
るものである。

【００１１】また、第４の発明に係わる半導体装置は、
第２の発明に係わる半導体装置において、凹部は外側に
向かって深く形成されているものである。

【００１２】また、第５の発明に係わる半導体装置は、
両面に導電パターンが形成され、その表面側パターンに
半導体素子が実装されると共に、裏面側パターンにベー
ス板が接合部を介して接合される絶縁基板を備え、上記
ベース板に上記接合部の厚さを規制する複数個の突起が
設けられる半導体装置において、上記ベース板には上記
裏面側パターンの周縁に対向する位置を含み内側に１ｍ
ｍ離間した位置の領域まで凹部が成形で形成され、上記
突起は、上記成形時に上記凹部に連続して形成される盛
り上がり部の一部で構成されると共に、上記裏面側パタ
ーンの周縁に面する上記突起の端部は上記周縁から１ｍ
ｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位置され、上記盛り上がり
部における上記突起以外の領域の突出寸法は上記突起の
突出寸法よりも低く形成したものである。

【００１３】また、第６の発明に係わる半導体装置は、
第２又は４ないし５の発明に係わる半導体装置のいずれ
かにおいて、裏面側パターンは方形状を有し、突起と凹
部とは、夫々が上記裏面側パターンの周縁の角部にのみ
面して形成されているものである。

【００１４】また、第７の発明に係わる半導体装置は、
両面に導電パターンが形成され、その表面側パターンに
半導体素子が実装されると共に、裏面側パターンにベー
ス板が接合部を介して接合される絶縁基板を備え、上記
裏面側パターン又は上記ベース板に上記接合部の厚さを
規制する複数個の突起が設けられる半導体装置におい
て、上記突起は、上記裏面側パターンの周縁に面する端
部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位置
し、上記接合部は、上記裏面側パターンの周縁に対向す
る位置を含み内側に１ｍｍ〜１０ｍｍ 離間した位置の
領域までの厚さが、他の領域の厚さよりも厚く形成され
たものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１を図１ないし図７により説明する。なお、図１は
半導体装置の断面図、図２は絶縁基板の部分拡大底面
図、図３はベース板の平面図、図４は半導体装置の部分
断面図図、図５はベース板６と絶縁基板５とを接合した
半田の熱応力による歪特性図、図６は絶縁基板とベース
板とを接合した状態を示す断面図、図７は絶縁基板の部
分拡大底面図である。図において、１はＳｉ製の半導体
素子、２はセラミックスからなり、角部２ａは円状に丸
みが形成されている窒化アルミ、３は窒化アルミ２の表
面に設けられた表面側パターン、４は裏面に設けられた
裏面側パターンであり、長方形や正方形等の方形状の周
縁４ａは各辺４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅと、円状の角部４
ｆで構成されている。５は窒化アルミ２と、表面側パタ
ーン３と、裏面側パターン４とからなる絶縁基板、６は
ベース板であり、上面６ａの破線６ｂは上記裏面側パタ
ーン４の方形状の周縁４ａに対向した領域を示す仮想線
で各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、円状の角部６ｇを有
している。６ｈは周縁４ａに対向した領域に全周囲に形
成されると共に各角にはアールが形成された凹部で、上
記各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、円状の角部６ｇから
内側には１ｍｍの領域寸法Ｌ１に形成され、外側には半
田のベース板との接合部８の外周寸法Ｌ２近傍の内側の
領域寸法Ｌ３に位置され、図４に示すように凹部６ｈの
外周側の寸法Ｌ３の位置から裏面側パターン４の周縁４
ａまでの寸法Ｌ４は、凹部６ｈより内側の位置の接合部
６の厚さｄ１と凹部６ｈの深さｄ２とを合計した寸法以
上の寸法に形成されている。７は半導体素子１と絶縁基
板５との固着に用いた半田、８は絶縁基板５とベース板
６との固着に用いた半田からなる接合部、９０はベース
板６の角部６ｇの近傍に金属接合された複数個の突起で
あり、アルミ材等から構成され、互いに平行に配置され
ており、図３においてＬ５、Ｌ６で示すように各端部９
０ａ、９０ｂは、上記裏面側パターン４に対向する領域
を示す破線６ｂの各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、角部
６ｇから１ｍｍ以上離間している。ここで、ベース板６
の破線６ｂと上記裏面側パターン４の周縁４ａとが対向
していることから、突起９０の各端部９０ａ、９０ｂ
は、図２に破線で示す上記絶縁基板５の裏面側パターン
４との対向領域が、図中、Ｌ５，Ｌ６のように裏面側パ
ターン４の周縁４ａの各辺４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅと、
角部４ｆから１ｍｍ以上離間することになる。

【００１６】そして、絶縁基板５とベース板６とを金属
接合した場合、実用時の温度サイクル等で接合部８の半
田に加わる熱応力による歪は、実験の結果、図５に示さ
れるように、裏面側パターン４の周縁４ａからの寸法が
１ｍｍより小さいと歪が急激に大きくなり、１ｍｍ以上
になると歪が大きく低減されることが分かった。この実
施の形態１では、図５のグラフに示される実験結果に基
づき、熱応力が低減している位置、即ち１ｍｍ以上の位
置を選択して突起９０の端部９０ａ、９０ｂの位置を構
成している。従って、突起９０の端部９０ａ、９０ｂの
周囲の接合部８に生じる歪が抑制され、接合部８の耐ク
ラック性が向上し、信頼性に優れる半導体装置を得るこ
とができる。

【００１７】ところで、上記絶縁基板５の裏面側パター
ン４と上記ベース板６を半田接合する際に、突起９０で
接合部８の厚さが規制されるが、図５のグラフに示され
る実験結果に基づき、熱応力による歪が低減している位
置に、突起９０の端部９０ａ、９０ｂを配置する場合、
図６において、裏面側パターン４の周縁４ａからの寸法
Ｌ５又はＬ６が１０ｍｍを越えて端部９０ａ、９０ｂが
離間すると、突起９０の端部９０ａを中心にして絶縁基
板５に傾きαが生じ、端部９０ａよりも周縁４ａの接合
部８の厚さｄが、薄くなり、その薄肉部分に熱応力によ
る歪が集中しようとするが、この発明の実施の形態１で
は、図７において突起９０の端部９０ａ、９０ｂの位置
をＬ５、Ｌ６のように裏面側パターン４の周縁４ａから
１ｍｍ以上で且つ１０ｍｍ以下に位置させているので、
突起９０の端部９０ａ、９０ｂを中心にして絶縁基板５
に傾きαが生じても、その傾きαは僅かであり、接合部
８の厚さを確保できる。ここで、図６において、熱応力
による歪Δεと、接合部８の半田の長さ方向の変形量Δ
Ｌと、接合部の半田の厚さｄとの関係は、Δε＝Ｋ×Δ
Ｌ／ｄであり、上記のように接合部８の厚さｄが確保さ
れることで、熱応力による歪の集中を防止できる。

【００１８】また一方、この実施の形態１では、ベース
板６の凹部６ｈは、図５のグラフに示される実験結果に
基づき、熱応力による歪が大きい位置、即ち裏面側パタ
ーン４の周縁４ａからの寸法が１ｍｍより小さい領域の
位置を含むように全周に形成されている。即ち、凹部６
ｈは、上記裏面側パターン４の方形状の周縁４ａに対向
した各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、円状の角部６ｇか
ら内側には１ｍｍの領域位置Ｌ１み形成されている。従
って、接合部８は、上記凹部６ｈの範囲の厚さ、即ち熱
応力による歪の大きい領域の範囲の厚さが、凹部６ｈよ
りも内側の領域の厚さよりも厚く形成されることにな
り、また、凹部６ｈの外周側の寸法Ｌ３の位置から裏面
側パターン４の周縁４ａまでの寸法Ｌ４は、凹部６ｈよ
り内側の位置の接合部６の厚さｄ１と、凹部６ｈの深さ
ｄ２とを合計した寸法以上の寸法に形成されて、裏面側
パターン４の周縁４ａから寸法Ｌ３までの接合部８の寸
法を確保できるので、効果的に耐クラック性を向上でき
る。

【００１９】即ち、この実施の形態１では、図５のグラ
フに示される実験結果に基づき、突起９０の端部９０
ａ、９０ｂの位置をＬ５、Ｌ６のように裏面側パターン
４の周縁４ａから１ｍｍ以上で且つ１０ｍｍ以下に位置
させ、また一方では、凹部６ｈが、上記裏面側パターン
４の方形状の周縁４ａに対向した各辺６ｃ、６ｄ、６
ｅ、６ｆと、円状の角部６ｇから内側には１ｍｍの領域
寸法Ｌ１まで形成されているので、熱応力による歪が大
きい部分を、突起の形成と接合部の厚さのアップの二つ
相乗効果で、半田に生じる熱応力による歪が効果的に抑
制され、信頼性が一層向上する。

【００２０】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
図８により説明する。なお、図８は半導体装置の部分断
面図である。絶縁基板５とベース板６との固着に用いた
半田からなる接合部８において、裏面側パターン４の周
縁４ａに対向する領域の範囲の厚さを、他の領域の厚さ
よりも厚く形成する場合に、上記発明の実施の形態１で
は、ベース板６に凹部６ｈを形成する場合について述べ
たが、この発明の実施の形態２では図８に示すように絶
縁基板の裏面側パターン４の周縁４ａから内側には１ｍ
ｍの領域寸法Ｌ１に段部４ｇを全周囲に形成している。
この構成でも同様の効果を奏する。

【００２１】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図９により説明する。なお、図９は半導体装置の部分断
面図である。図において、６ｈはベース板６における裏
面側パターン４の周縁４ａに対向した領域において、内
側から外側に向かって傾斜状に深く形成された凹部であ
り、内側には上記裏面側パターン４の周縁４ａから１ｍ
ｍの領域Ｌ１まで形成され、外側には半田のベース板６
との接合部８の外周Ｌ２近傍の内側の領域寸法Ｌ３まで
位置され、凹部６ｈの外周側の寸法Ｌ３の位置から裏面
側パターン４の周縁４ａまでの寸法Ｌ４は、上記周縁４
ａに対向する位置の凹部６ｈより内側の位置の接合部６
の厚さｄ１と、凹部６ｈの深さｄ２とを合計した寸法以
上の寸法に形成されている。

【００２２】このように構成されたものにおいては、凹
部６ｈが内側から外側に向かって傾斜状に深く形成され
ているので、図５の実験の結果で示されるような熱応力
による歪の増大に応じて、凹部６ｈの深さが深くなり、
熱応力による歪の均一化を図れる。

【００２３】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
図１０ないし図１３により説明する。図１０は半導体装
置の部分断面図、図１１はベース板の部分平面図、図１
２は図１１のＡ−Ａ線における成形状態を示す断面図、
図１３は図１１のＢ−Ｂ線における成形状態を示す断面
図である。図において、６はベース板であり、上面６ａ
の破線６ｂは上記裏面側パターン４の方形状の周縁４ａ
に対向した領域を示す仮想線で各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、
６ｆと、円状の角部６ｇを有している。６ｈは周縁４ａ
に対向した領域に全周囲に形成された凹部で、上記各辺
６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、円状の角部６ｇから内側に
は１ｍｍの領域位置Ｌ１に形成され、外側には半田のベ
ース板との接合部８の外周寸法Ｌ２近傍の内側の領域位
置Ｌ３に位置され、凹部６ｈの外周側の寸法Ｌ３の位置
から裏面側パターン４の周縁４ａまでの寸法Ｌ４は、凹
部６ｈより内側の位置の接合部８の厚さｄ１と凹部６ｈ
の深さｄ２とを合計した寸法以上の寸法に形成されてい
る。６ｊは凹部６ｈを押し出し成形で形成する際に生じ
る盛り上がりで形成される突起で、上記裏面側パターン
の周縁に面する上記突起の端部は、上記周縁からの寸法
Ｌ５とＬ６が１ｍｍ以上離間した領域寸法に位置されて
各角部６ｇに対応して設けられ上記接合部８の厚さを規
制している。６ｋは凹部６ｈを押し出し成形で形成する
際に生じる突起６ｊ以外の領域の盛り上がりで形成され
る盛り上がり部で、上記各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆに
対応して形成され、図１３のように突起６ｊの高さｄ１
より低い高さｄ３で幅広に形成されている。１１は凹部
６ｈを押し出し成形する際に用いる治具で、図１２、図
１３で示すように凹部６ｈに対応する突部１１ａと突起
６ｊに対応する凹部１１ｂと盛り上がり部６ｋを規制す
る面部１１ｃと凹部６ｈの外側の盛り上がりを防ぐ面部
１１ｄとを有している。

【００２４】上記のように構成されたものにおいては、
ベース板６に凹部６ｈを形成する際の押し出し成形用の
治具１１で、押し出し成形で行うことにより、凹部６ｈ
の内側が盛り上がり、また、外側は面部１１ｄにより盛
り上がりが阻止されている。また、凹部６ｈの内側の盛
り上がりは図１２のように凹部１１ｂで突起６ｊが各角
部６ｇに対応して高さｄ１に形成され、更に、図１３の
ように面部１１ｃで盛り上がり部６ｋの高さがｄ３に規
制され、各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆに対応して形成さ
れる。これにより、盛り上がり部６ｋは突起６ｊの高さ
ｄ１より低い高さｄ３で幅広に形成されてる。この構成
では、１工程で凹部６ｈと突起６ｊが形成されるので、
製造が容易になる。

【００２５】実施の形態５．この発明の実施の形態５を
図１４ないし図１５により説明する。図１４はベース板
の部分平面図、図１５は図１４のＣ−Ｃ線における断面
図である。図において、６はベース板であり、上面６ａ
の破線６ｂは上記裏面側パターン４の方形状の周縁４ａ
に対向した領域を示す仮想線で各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、
６ｆと、円状の角部６ｇを有している。６ｈは周縁４ａ
の各角部６ｇに対向した領域に個別に形成された複数の
凹部で、上記各辺６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、円状の角
部６ｇから内側には１ｍｍの領域Ｌ１まで形成されてい
る。６ｊは凹部６ｈを押し出し成形で形成する際に生じ
る盛り上がりで形成される突起で、上記裏面側パターン
の周縁に面する上記突起の端部は、上記周縁から１ｍｍ
以上離間した領域に位置されて各角部６ｇに対応して設
けられ上記接合部の厚さを規制している。１１は凹部６
ｈを押し出し成形する際に用いる治具で、凹部６ｈに対
応する突部１１ａと突起６ｊに対応する凹部１１ｂと凹
部６ｈの外側の盛り上がりを防ぐ面部１１ｄとを有して
いる。

【００２６】このように構成されたものにおいては、一
般に絶縁基板５とベース板６とを金属接合した場合、半
田からなる接合部に加わる熱応力による歪は、角部に集
中しがちであるが、この発明の実施の形態５では凹部６
ｈが各角６ｇに形成されているので、角部６ｇに集中し
がちな熱応力による歪を抑制でき、角部から発生しよう
とするクラックを確実に防止できる。

【００２７】実施の形態６．この発明の実施の形態６を
図１６により説明する。図１６は半導体装置の部分断面
図である。図において、６ｈは上記裏面側パターン４の
方形状の周縁４ａの各角部６ｇに対向した領域に個別に
形成された複数の凹部で、上記周縁４ａから内側には１
ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の領域位置Ｌ１まで形成され、
外側には半田のベース板６との接合部８の外周寸法Ｌ２
近傍の内側の領域位置Ｌ３に位置され、凹部６ｈの外周
側の寸法Ｌ３の位置から裏面側パターン４の周縁４ａま
での寸法Ｌ４は、凹部６ｈより内側の位置の接合部８の
厚さｄ１と凹部６ｈの深さｄ２とを合計した寸法以上の
寸法に形成されている。６ｊは凹部６ｈを押し出し成形
で形成する際に生じる盛り上がりで形成される突起で、
上記裏面側パターンの周縁に面する上記突起の端部は、
上記周縁から１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の領域に位置さ
れて上記接合部８の厚さを規制している。

【００２８】このように構成されたものでは、図５のグ
ラフに示される実験結果に基づき、突起６ｊの位置を裏
面側パターン４の周縁４ａから１ｍｍ以上で且つ１０ｍ
ｍ以下に位置させ、また一方では、凹部６ｈが、上記裏
面側パターン４の方形状の周縁４ａに対向した各辺６
ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、円状の角部６ｇから内側には
４ａから１ｍｍ以上で且つ１０ｍｍ以下に位置されてい
るので、熱応力による歪が大きい部分を、突起の形成と
接合部の厚さのアップの二つ相乗効果で、半田に生じる
熱応力による歪が効果的に抑制され、また、絶縁基板の
傾きを防止でき、接合部の厚さを確保でき、信頼性が一
層向上する。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に示すような効果を奏する。

【００３０】突起は、裏面側パターンの周縁に面する端
部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位置
し、接合部は、上記裏面側パターンの周縁に対向する位
置から内側に１ｍｍ離間した位置の領域までの厚さが、
他の領域の厚さよりも厚くされているので、突起の形成
と接合部の厚さのアップの二つ相乗効果で、裏面側パタ
ーンの周縁から内側に向かって半田に生じる熱応力によ
る歪が抑制され、半田の耐クラック性が向上し、信頼性
に優れる半導体装置を得ることができる。

【００３１】また、突起は、裏面側パターンの周縁に面
する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域
に位置し、ベース板には上記裏面側パターンの周縁に対
向する位置を含み内側に１ｍｍ離間した位置の領域まで
凹部が形成されているので、凹部の深さ比較的自由に選
択でき、半田に生じる熱応力による歪が大幅に抑制さ
れ、一層、信頼性に優れる半導体装置を得ることができ
る。

【００３２】更に、突起は、裏面側パターンの周縁に面
する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域
に位置し、上記裏面側パターンにはその周縁の位置から
内側に１ｍｍ離間した位置の領域まで薄肉部が形成され
ているので、裏面側パターンの印刷時に同時に薄肉部を
形成でき、安価な構成で、半田に生じる熱応力による歪
を抑制できる。

【００３３】また、凹部は外側に向かって深く形成され
ているので、裏面側パターンの周縁から内側に向かって
半田に生じる熱応力による歪が均一に抑制され、半田の
熱応力による歪の集中を防止できる。

【００３４】また、ベース板には裏面側パターンの周縁
に対向する位置を含み内側に１ｍｍ離間した位置の領域
まで凹部が成形で形成され、突起は、成形時に上記凹部
に連続して形成される盛り上がり部の一部で構成される
と共に、上記裏面側パターンの周縁に面する上記突起の
端部は上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位
置され、上記盛り上がり部における上記突起以外の領域
の突出寸法は上記突起の突出寸法よりも低く形成したの
で、突起と凹部を同時形成でき、製造コストを安価にで
きる。

【００３５】更に、裏面側パターンは方形状を有し、突
起と凹部とは、夫々が上記裏面側パターンの周縁の角部
にのみ面して形成されているので、裏面側パターンの角
部に集中していた熱応力による歪を抑制でき、信頼性が
一層向上する。

【００３６】更にまた、両面に導電パターンが形成さ
れ、その表面側パターンに半導体素子が実装されると共
に、裏面側パターンにベース板が接合部を介して接合さ
れる絶縁基板を備え、上記裏面側パターン又は上記ベー
ス板に上記接合部の厚さを規制する複数個の突起が設け
られる半導体装置において、上記突起は、上記裏面側パ
ターンの周縁に面する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０
ｍｍ離間した領域に位置し、上記接合部は、上記裏面側
パターンの周縁に対向する位置を含み内側に１ｍｍ〜１
０ｍｍ 離間した位置の領域までの厚さが、他の領域の
厚さよりも厚く形成されているので、熱応力による歪が
大きい部分を、突起の形成と接合部の厚さのアップの二
つ相乗効果で、半田に生じる熱応力による歪が効果的に
抑制され、また、絶縁基板の傾きを防止でき、接合部の
厚さを確保でき、信頼性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す半導体装置の
断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１を示す絶縁基板の部
分拡大底面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１を示すベース板の平
面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１を示す半導体装置の
部分断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態１を示すベース板６と
絶縁基板５とを接合した半田の熱応力による歪特性図で
ある。

【図６】 この発明の実施の形態１を示す絶縁基板とベ
ース板とを接合した状態を示す断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態１を示す絶縁基板の部
分拡大底面図である。

【図８】 この発明の実施の形態２を示す半導体装置の
部分断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態３を示す半導体装置の
部分断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４を示す半導体装置
の部分断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４を示すベース板の
部分平面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４を示す図１１のＡ
−Ａ線における成形状態を示す断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４示す図１１のＢ−
Ｂ線における成形状態を示す断面図である。

【図１４】 この発明の実施の形態５を示すベース板の
部分平面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態５を示す図１４のＣ
−Ｃ線における断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６を示す半導体装置
の部分断面図である。

【図１７】 従来の半導体装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体素子、２ 窒化アルミ、３ 表面側パター
ン、４ 裏面側パターン、４ａ 周縁、４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ 辺、４ｇ 段部、５ 絶縁基板、６ベース
板、６ａ 接合面、６ｈ 凹部、６ｊ 突起、６k 盛
り上がり部、８接合部、９０ 突起、９０ａ，９０ｂ
端部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に導電パターンが形成され、その表
   面側パターンに半導体素子が実装されると共に、裏面側
   パターンにベース板が接合部を介して接合される絶縁基
   板を備え、上記裏面側パターン又は上記ベース板に上記
   接合部の厚さを規制する複数個の突起が設けられる半導
   体装置において、上記突起は、上記裏面側パターンの周
   縁に面する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間し
   た領域に位置し、上記接合部は、上記裏面側パターンの
   周縁に対向する位置を含み内側に１ｍｍ離間した位置の
   領域までの厚さが、他の領域の厚さよりも厚く形成され
   ていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 両面に導電パターンが形成され、その表
   面側パターンに半導体素子が実装されると共に、裏面側
   パターンにベース板が接合部を介して接合される絶縁基
   板を備え、上記裏面側パターン又は上記ベース板に上記
   接合部の厚さを規制する複数個の突起が設けられる半導
   体装置において、上記突起は、上記裏面側パターンの周
   縁に面する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間し
   た領域に位置し、上記ベース板には上記裏面側パターン
   の周縁に対向する位置を含み内側に１ｍｍ離間した位置
   の領域まで凹部が形成されていることを特徴とする半導
   体装置。
3. 【請求項３】 両面に導電パターンが形成され、その表
   面側パターンに半導体素子が実装されると共に、裏面側
   パターンにベース板が接合部を介して接合される絶縁基
   板を備え、上記裏面側パターン又は上記ベース板に上記
   接合部の厚さを規制する複数個の突起が設けられる半導
   体装置において、上記突起は、上記裏面側パターンの周
   縁に面する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間し
   た領域に位置し、上記裏面側パターンにはその周縁の位
   置を含み内側に１ｍｍ離間した位置の領域まで薄肉部が
   形成されていることを特徴とする半導体装置。
4. 【請求項４】 凹部は外側に向かって深く形成されてい
   ることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
5. 【請求項５】 両面に導電パターンが形成され、その表
   面側パターンに半導体素子が実装されると共に、裏面側
   パターンにベース板が接合部を介して接合される絶縁基
   板を備え、上記ベース板に上記接合部の厚さを規制する
   複数個の突起が設けられる半導体装置において、上記ベ
   ース板には上記裏面側パターンの周縁に対向する位置を
   含み内側に１ｍｍ離間した位置の領域まで凹部が成形で
   形成され、上記突起は、上記成形時に上記凹部に連続し
   て形成される盛り上がり部の一部で構成されると共に、
   上記裏面側パターンの周縁に面する上記突起の端部は上
   記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間した領域に位置され、
   上記盛り上がり部における上記突起以外の領域の突出寸
   法は上記突起の突出寸法よりも低く形成したことを特徴
   とする半導体装置。
6. 【請求項６】 裏面側パターンは方形状を有し、突起と
   凹部とは、夫々が上記裏面側パターンの周縁の角部にの
   み面して形成されていることを特徴とする請求項２又は
   ４〜５のいずれかに記載の半導体装置。
7. 【請求項７】 両面に導電パターンが形成され、その表
   面側パターンに半導体素子が実装されると共に、裏面側
   パターンにベース板が接合部を介して接合される絶縁基
   板を備え、上記裏面側パターン又は上記ベース板に上記
   接合部の厚さを規制する複数個の突起が設けられる半導
   体装置において、上記突起は、上記裏面側パターンの周
   縁に面する端部が上記周縁から１ｍｍ〜１０ｍｍ離間し
   た領域に位置し、上記接合部は、上記裏面側パターンの
   周縁に対向する位置を含み内側に１ｍｍ〜１０ｍｍ 離
   間した位置の領域までの厚さが、他の領域の厚さよりも
   厚くされていることを特徴とする半導体装置。