CN105814681A - 底板以及具备底板的半导体装置 - Google Patents

底板以及具备底板的半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种底板，该底板在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，在供被接合构件接合的安装面的接合位置，具备用于借助接合材料接合被接合构件的凹处。凹处构成为，凹处开口面积比所述被接合构件大，在被接合构件的外周缘所面对的凹处外周部，凹陷的深度比凹处中央部深。

Description

底板以及具备底板的半导体装置
技术领域
本发明涉及在将作为半导体元件等的被接合构件向安装基板接合时使用的底板以及具备该底板的半导体装置。
背景技术
一般来说，IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)等作为被接合构件的半导体元件在导通并工作时产生热量，因此为了对产生的热量进行散热而安装有吸热器等散热器。通常，在半导体元件与吸热器之间设置有底板，通过经由该底板传导热量而向散热器散热。作为半导体元件的连接构造，还知晓省略散热器而从底板向大气等直接散热的构造。
在此，底板是成为半导体元件所产生的热量的传导路的构件，因此由导热率高的材料构成。此外，一般来说，底板由与半导体元件相比热膨胀率高的材料构成。因而，在半导体元件发热的情况下，由于半导体元件与底板的热膨胀率之差，在构件之间产生应力。其结果是，有可能招致如下情况：因产生的应力而导致在半导体元件与底板之间使用的接合层(焊料等)产生皲裂或剥离，有时导致半导体元件破损。
为了防止因上述的应力的产生而造成的损伤，针对底板的结构而研究出以下这样的技术。
例如，在专利文献1中公开了如下结构的底板：在该底板中，以包围搭载半导体元件的底板的中央部的方式呈回旋放射状地具有狭缝。
另外，在专利文献2中公开了下述的散热装置的结构：该散热装置使用在铝板的整面上设有贯通孔或凹处的应力缓和构件。
另一方面，在半导体装置的制造中，各构件的接合通常使用焊料等接合层。在半导体元件与底板的接合等、将与接合层的两面接合的构件相接的情况下，通常使用预先在它们之间涂敷成为接合层的焊膏、通过施加热量而使焊料熔化进行结合的回流焊工艺。在这种情况下，由于在加热时焊料暂时成为液体，因此产生半导体元件在液体焊料上移动的情况。若半导体元件移动而使位置偏移，则不仅会导致引线结合等后工序中的成品率恶化，并且有可能产生接合不良所造成的散热异常而导致半导体元件的损伤。因而，为了防止上述那样的位置偏移，研究出以下这样的技术。
例如，在专利文献3中公开了如下的带吸热器的功率组件用基板单元的结构，在通过焊料接合的功率组件用基板和吸热器上，为了进行定位，在功率组件用基板上具有凹处，在吸热器上具有凸处。
此外，在专利文献4中公开了如下的安装构造，为了防止二极管的位置偏移，二极管连接面成为沿着二极管的底部凹陷的形状。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-051386号公报
专利文献2：日本特开2010-268008号公报
专利文献3：日本特开2012-227362号公报
专利文献4：日本特开2013-115338号公报
但是，在以往的底板以及半导体装置中，存在以下所示那样的问题点。
在以往的以应力缓和为目的的专利文献1、2中，无法避免半导体元件发生位置偏移。另外，在专利文献3中，无法避免使凹处以及凸处相互嵌合的部分中的应力增加。此外，在专利文献4中，无法应对在设置二极管的凹陷端部处产生应力增加的情况。因而，在上述那样的以往的底板以及半导体装置中，现状在于，无法同时实现应力缓和效果和位置偏移的防止。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其课题在于提供底板以及使用该底板的半导体装置，该底板能够防止被接合构件的位置偏移，并且能够缓和因半导体元件等被接合构件发热而产生的应力。
用于解决课题的手段
为了实现上述课题，在本发明的底板以及半导体装置中，采用以下这样的结构。
即，底板在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，其中，在供所述被接合构件接合的所述安装面的接合位置，具备用于借助所述接合材料接合所述被接合构件的凹处，所述凹处的凹处开口面积比所述被接合构件大，在所述被接合构件的外周缘所面对的凹处外周部，凹陷的深度比凹处中央部深。
根据该结构，底板能够以使半导体元件或者设置有绝缘基板的半导体元件即被接合构件的外周与所述凹处的凹处外周部面对面的方式借助接合材料设置该被接合构件。因此，在底板中，即便在被接合构件的接合时接合材料熔融而成为液状，也会使接合材料停留在凹处内，成为不易产生被接合构件的位置偏移的状态。另外，在底板中，在通过接合材料而接合有被接合构件后，在实际使用时因作为被接合构件的例如半导体元件导通并工作而产生热量的情况下，即便因该热量而在构件之间产生应力，由于凹处外周部形成为比凹处中央部深，从而能够与之相应地吸收应力。
另外，在所述底板中也可以采用如下结构，所述凹处形成有使凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部中的任一方或者双方。
根据该结构，在底板的被接合构件例如为半导体元件并且使该半导体元件导通并工作而产生热量时，凹处外周部的深度方向的接合材料、填充至形成开口外周凹部、开口外周凸部的凹凸的接合材料吸收因该热量而在构件之间产生的应力。因而，在底板中，即便被接合构件在接合时移动(偏移)，通过在该移动的位置使开口外周凸部位于比被接合构件的外周缘靠外侧的位置，从而也能够应对应力。
另外，在所述底板中也可以采用如下结构，所述凹处设置有多个，并形成有使所述凹处的凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部，以使一方的所述开口外周凹部与其它的所述开口外周凸部交错的方式相邻地设置所述凹处开口外周部。
根据该结构，底板即使采用设置有面积比被接合构件大的凹处的结构，也能够使一方的凹处开口外周部的开口外周凹凸部的凹陷与另一方的凹处开口外周部的开口外周凹凸部的凸起以交替接近的状态对置，因此能够高效地形成凹处的空间。
并且，在所述底板中也可以采用如下结构，所述凹处外周部与所述凹处中央部的底面通过倾斜面连接、或者所述凹处外周部的纵剖面形状形成为直至所述凹处中央部为止形成曲线、以及从自所述凹处外周部的底面立起的凹壁面到所述凹处开口外周部为止在开口面积扩大的方向上形成有倾斜面。
根据该结构，底板以凹处外周部为中心吸收较大地施加于被接合构件的外周侧的应力，通过使凹处具有倾斜面的部分或者曲线的部分，能够顺畅地传递向接合材料施加的应力，从而更加容易地进行基于接合材料的应力缓和。
另外，在所述底板中也可以采用如下结构，在凹处中央部的成为与所述凹处外周部的边界的外周侧面，形成有沿周向形成凹凸的凹处中央外周凹部以及凹处中央外周凸部中的任一方或者双方。
根据该结构，通过在凹处开口外周部形成凹凸，能够防止被接合构件W的位置偏移，并且能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
此外，本发明的半导体装置具有：所述底板；供所述底板设置的绝缘性构件；以及供所述绝缘性构件设置的散热性构件。或者，本发明的半导体装置具有：具备所述被接合构件的绝缘性构件；所述底板；以及供所述底板设置的散热性构件。
根据该结构，半导体装置通过将接合材料设置在凹处来防止被接合构件在接合时的位置偏移，并且，即便在被接合构件导通并工作时产生热量而在构件之间施加有应力，也能够通过凹处外周部形成得比凹处中央部深的接合材料来吸收该应力。
另外，本发明的底板也可以采用如下结构，在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，其中，在供所述被接合构件接合的所述安装面的接合位置，具备用于借助所述接合材料接合所述被接合构件的凹处，所述凹处的凹处开口面积比所述被接合构件大，所述凹处形成有使凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部中的任一方或者双方。
根据该结构，底板在凹处形成有开口外周凹部以及开口外周凸部中的任一方或者双方，因此能够在半导体元件等被接合构件的接合时防止被接合构件的位置偏移，并且能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
另外，所述底板也可以采用如下结构，所述凹处设置有多个，并形成有使所述凹处的凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部，以使一方的所述开口外周凹部与其它的所述开口外周凸部交错的方式相邻地设置所述凹处开口外周部。
另外，所述底板也可以采用如下结构，从自所述凹处的底面立起的凹壁面到所述凹处开口外周部为止，在开口面积扩大的方向上形成倾斜面。
另外，所述底板也可以采用如下结构，从自所述凹处的底面立起的凹壁面到所述凹处开口外周部为止通过曲面形成。
此外，本发明的半导体装置具有：所述底板；供所述底板设置的绝缘性构件；以及供所述绝缘性构件设置的散热性构件。或者，半导体装置具有：具备所述被接合构件的绝缘性构件；所述底板；以及供所述底板设置的散热性构件。
根据该结构，半导体装置能够在半导体元件等被接合构件的接合时防止被接合构件的位置偏移，并且能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
另外，所述底板优选为，凹处外周部的凹陷的深度与凹处中央部的凹陷的深度之差大于0.0mm且小于0.4mm。
根据该结构，焊料中的米塞斯应力最大值降低。
并且，本发明的底板也可以采用如下结构，在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，其中，在所述一方的安装面具有凸面部，该凸面部具有比所述被接合构件的投影面积小的面积，在所述凸面部上借助所述接合材料安装所述被接合构件。
根据该结构，底板通过使凸面部的面积与被接合构件的面积之差大于对作为被接合构件的例如芯片预先设定的位置偏移量，从而缓和被接合构件工作时因发热而产生的应力。
另外，本发明的底板也可以采用如下结构，在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，其中，在与所述被接合构件的外周部面对面的、所述一方的安装面的位置具备槽部。
根据该结构，底板通过设置形成为比对作为被接合构件的例如芯片预先设定的位置偏移量宽的槽宽的槽部，从而缓和被接合构件工作时因发热而产生的应力。
发明效果
本发明的底板以及半导体装置起到以下所示的优异效果。
底板在半导体元件等被接合构件的接合时能够防止被接合构件的位置偏移，并且通过使凹处外周部的凹陷的深度比凹处中央部大，能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
半导体装置通过使用具备凹处的底板，从而防止被接合构件接合时的位置偏移，即便在接合后伴随着被接合构件工作而产生热量并在构件之间施加有应力，也能够通过凹处外周部的接合材料来吸收该应力。因而，能够提高半导体装置的制造时的成品率，并且延长使用寿命。
需要说明的是，在底板中，通过使凹处的深度恒定且设置有开口外周凹部或开口外周凸部中的一方或者双方，从而与在开口外周不具有凹处或者凸部的结构相比，例如，焊料的米塞斯应力具有优势。因而，底板能够防止被接合构件的位置偏移，并且能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
另外，底板通过在安装面设置有面积比被接合构件小的凸面部，在该凸面部上借助接合材料安装被接合构件，从而能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
此外，底板通过在安装面的与被接合构件的外周部对置的位置设置有环状的槽部，并使被接合构件的外周部位于该槽部的范围内，从而能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
附图说明
图1A是将本发明的底板的一部分切开而示出剖面形状的立体图。
图1B是本发明的底板的剖视图。
图2A是示意性示出本发明的底板与凹处中的被接合构件的位置关系的剖视图。
图2B是示意性示出本发明的底板与被接合构件的位置关系的俯视图。
图3A是示出本发明的底板的其他结构、并将一部分切开而示出剖面形状的立体图。
图3B是关于本发明的底板的其他结构的剖视图。
图4A是示出本发明的底板的其他结构的俯视图。
图4B是图4A的IVB-IVB线的剖视图。
图4C是图4A的IVC-IVC线的剖视图。
图5A是示意性示出本发明的底板的另一结构的剖视图。
图5B是示意性示出本发明的底板的另一结构的剖视图。
图5C是示意性示出本发明的底板的另一结构的剖视图。
图5D是示意性示出本发明的底板的另一结构的剖视图。
图5E是示意性示出本发明的底板的另一结构的剖视图。
图6A是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图6B是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图6C是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图6D是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图6E是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图6F是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图7A是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图7B是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图7C是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图7D是示出本发明的底板的凹处开口外周部的其他结构的俯视图。
图8A是示出在本发明的底板上形成有两个凹处的情况的结构的俯视图。
图8B是示出在本发明的底板上形成有两个凹处的情况的结构的俯视图。
图9A是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9B是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9C是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9D是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9E是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9F是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9G是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图9H是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图10A是示意性示出使用了本发明的底板的其他半导体装置的结构的剖视图。
图10B是图10A的XB-XB线的剖视图。
图10C是图10A的XC-XC线的剖视图。
图11A是示意性示出第一实施例的比较例的半导体装置的俯视图。
图11B是图11A的XIB-XIB线的剖视图。
图12A是示意性示出第二实施例中将第一实施例的实施例1-1作为比较例的半导体装置的俯视图。
图12B是图12A的XIIB-XIIB线的剖视图。
图13是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图14是示意性示出使用了本发明的底板的半导体装置的结构的剖视图。
图15A是示意性示出第二实施例中将第一实施例的实施例1-1作为比较例的半导体装置的俯视图。
图15B是图15A的XVB-XVB线的剖视图。
图15C是示意性示出第二实施例中作为实施例2的半导体装置的俯视图。
图15D是图15C的XVD-XVD线的剖视图。
图15E是示意性示出第二实施例中作为实施例2的半导体装置的俯视图。
图15F是图15E的XVF-XVF线的剖视图。
图16A是示意性示出第二实施例中将第一实施例的实施例1-1作为比较例的半导体装置的俯视图。
图16B是图16A的XVIB-XVIB线的剖视图。
图16C是示意性示出第二实施例中作为实施例2的半导体装置的俯视图。
图16D是图16C的XVID-XVID线的剖视图。
图17是示出第三实施例中的凹处中央部的凹陷的深度之差与焊料中的米塞斯应力最大值的关系的图。
图18A是示意性示出第四实施例中的半导体装置的俯视图。
图18B是图18A的XVIIIB-XVIIIB线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的底板以及半导体装置进行说明。需要说明的是，对于底板的板厚、凹处的结构等、构件之间的尺寸等，有时为了便于理解而局部夸大地记载。
(底板)
如图1A、图1B所示，底板1是设为将被接合构件W与一方的安装面接合并且对从被接合构件传递来的热量进行散热的构件。该底板1具备：形成为俯视矩形状的板主体2、以及设置于该板主体2的被接合构件W的接合位置的凹处3。例如，底板1被用作经由焊膏等接合材料S(参照图13以及图14)支承固定被接合构件W并进行与外部配线的连接的导线框、对发热体产生的热量进行散热的吸热器。另外，底板1也可以是在发热体与吸热器之间成为热量的传导路的夹板。并且，对于底板1的材质，优选使用例如铜、铝、或者它们的合金、陶瓷等导热性高的材料，但并不特别限定。
(底板的凹处)
凹处3是借助接合材料S接合被接合构件W的部分。该凹处3设置为，形成比所接合的被接合构件W大的凹处开口面积。并且，凹处3具备：形成于中央侧的凹处中央部4、以及与该凹处中央部4连续地形成在其外侧的凹处外周部5。凹处中央部4与凹处外周部5形成为底面侧呈台阶状连续。并且，凹处外周部5形成为，从开口上端至底面的凹陷深度D2比凹处中央部4的凹陷的深度D1深。另外，凹处外周部5形成为，处于与所接合的被接合构件W的外周缘Wp面对面的位置。在此，凹处外周部5的凹处开口外周部6形成为俯视呈矩形(长方形或者正方形)。并且，从散热性以及防止被接合构件W接合时的倾斜的观点出发，凹处中央部4构成为，其面积尺寸为被接合构件W的接合面的面积的50％以上～不足100％。
换句话说，如图2A、图2B所示，在凹处3构成为，被接合构件W的外周缘Wp的位置处于从与凹处外周部5的内侧壁面大致相同的位置(被接合构件W的抵接面的面积与凹处中央部4的面积大致相等)至凹处外周部5的外侧壁面的内侧位置之间(被接合构件W的接合面的面积的50％与凹处中央部4的面积相等)。通过如上述那样设置凹处3的结构，能够将被接合构件收纳在凹处内，并且抑制因接合材料S的熔融导致的位置偏移。此时，如图2B所示，在底板1中，只要凹处3的一边的长度L1、L2比被接合构件W的一边的长度W1、W2长即可，并不特别限制。但是，在底板1中，从散热性、高密度安装、成为后工序的引线结合等中的(基于位置偏移的)成品率的观点出发，优选凹处3的一边的长度L1、L2与设置于凹处3的被接合构件W的一边的长度W1、W2之差较小，优选为1mm以下。
需要说明的是，在以往构造中，已知作为发热体的被接合构件W与底板(散热体)1之间的焊料(接合材料S)的应力在被接合构件W的端部处较大。因此，在底板1中，如图1B所示，凹处外周部5的凹陷深度D2设置为比凹处中央部4的凹陷深度D1深，凹处中央部4的形成凹陷深度D1的位置的面积尺寸形成为比发热体的尺寸小。因而，在底板1中，通过凹处外周部5的凹陷，形成缓冲材料的接合材料S(例如为焊料)的量在外周部分增多，因此与中央相比容易显现应力缓和效果。
需要说明的是，凹处3例如能够通过使用模具的冲压加工、或者切削加工、蚀刻等以形成凹处中央部4以及凹处外周部5的形状的方式进行加工，但在加工时其加工方法并不特别限定。另外，底板1的大小、形状以及厚度以与所使用的用途、被接合构件W的种类相对应的方式被预先设定。
在底板1中，当向凹处3内填充焊料等接合材料S而接合被接合构件W时，被加热而熔融的接合材料S位于凹处3内。因而，当接合材料S在接合时被加热而实现液状化时，能够将伴随着该液状化的被接合构件W的位置偏移抑制为最小程度。另外，在被接合构件W借助接合材料S与底板1接合并向未图示的基板等安装进行工作时，被接合构件W进行发热而在构件之间产生应力。此时，被接合构件W的外周缘Wp以与凹处外周部5面对面的状态接合，因此通过填充于凹处外周部5的接合材料S，缓和该应力。
接下来，参照图3A、图3B，对底板11的其它结构进行说明。需要说明的是，对已经说明的结构标注相同的附图标记并适当地省略说明。
如图3A所示，底板11具备：板主体2、以及设置在该板主体2的被接合构件W的接合位置的凹处13。
凹处13具备：凹处中央部4、以及设置在该凹处中央部4的外周的凹处外周部15。并且，凹处中央部4与凹处外周部15形成为底面经由台阶进行连续。另外，凹处外周部15以凹处开口外周部16在周向上形成凹凸的方式形成有开口外周凹部16a以及开口外周凸部16b。需要说明的是，开口外周凹部16a以及开口外周凸部16b的凹陷深度形成为与凹处外周部15相同的凹陷深度。
开口外周凹部16a是从凹处开口外周部16向内侧形成为凹状的部分。如图4A所示，开口外周凹部16a形成为处于比被接合构件W的外周缘Wp靠外侧的位置。对于凹处开口外周部16，在此，作为在该凹处的一边形成有两个开口外周凹部16a的一个例子进行说明。需要说明的是，凹处开口外周部16也可以通过在该凹处的一边形成有两个开口外周凹部16a而将开口外周凹部16a以外的部分形成为开口外周凸部16b。另外，如图3A所示，凹处开口外周部16也可以构成为，通过将开口外周凸部16b分别设置在凹处的四角和凹处各边的中央，在开口外周凸部16b以外的部分设置开口外周凹部16a。此外，也可以构成为，通过将开口外周凹部16a在凹处的一边设置至少两处以上，将该开口外周凹部16a以外的部分形成为开口外周凸部16b。
对于开口外周凹部16a与开口外周凸部16b而言，在凹处13内的被接合构件W产生微小的位置偏移时，在偏移方向上被接合构件W与凹处开口外周部16的距离接近，原本用于应对应力的焊料量减少。但是，在底板11中，例如，在被接合构件W滑动而使其一边向凹处13的凹处开口外周部16的任一边侧接近的情况下，由于具有开口外周凹部16a或者开口外周凸部16b，从而接合材料S的应力分散而容易缓和。
对于图1A、1B至图4A、4B所示的底板1的凹处中央部4以及凹处外周部5或者底板11的凹处中央部4以及凹处外周部15而言，设为纵剖面的凹陷形状形成为矩形的结构而进行了说明。上述各部分不限于此，也可以形成为如图5A～图5E所示那样的凹陷形状。在图5A～图5E中，作为图1A的底板1的其他结构在纸面左侧用实线示出底板1A～1E，并且，作为底板11的其他结构同时用假想线在纸面右侧示出凹处开口外周部16A～16E的局部而对底板11A～11E进行说明。另外，在底板11A～11E中，将凹处开口外周部16A～16E的俯视形状形成为与图4A相同的形状并进行说明。
如图5A的纸面左侧所示，作为底板1A，可以采用如下结构：将从凹处外周部5A的底面立起至凹处开口外周部6A以及凹处中央部4A的底面的壁面(凹壁面)形成为倾斜面7A、8A。需要说明的是，如图5A的纸面右侧所示，作为底板11A，可以采用如下结构：即便在凹处开口外周部16A上形成有凹凸(参照图4A的开口外周凹部16a、开口外周凸部16b)的情况下也形成倾斜面17A、18A。
另外，如图5B的纸面左侧所示，作为底板1B，可以采用如下结构：将从凹处外周部5B的底面立起至凹处中央部4B的底面的壁面形成为平缓(45度以下)的倾斜面8B。需要说明的是，如图5B的纸面右侧所示，作为底板11B，可以采用如下结构：即便在凹处开口外周部16B上形成有凹凸(参照图4A的开口外周凹部16a、开口外周凸部16b)的情况下也形成平缓的倾斜面18B。
此外，如图5C的纸面左侧所示，作为底板1C，可以采用如下结构：将从凹处外周部5C的底面立起至凹处中央部4C的底面壁面形成为平缓(45度以下)的倾斜面8C，并且，形成使从凹处外周部5C的底面垂直地立起的壁面7C向凹处开口外周部6C扩展的方向倾斜而成的倾斜面9C。需要说明的是，如图5C的纸面右侧所示，作为底板11C，可以采用如下结构：即便在倾斜面18C和凹处开口外周部16C上形成有凹凸(参照图4A的开口外周凹部16a、开口外周凸部16b)的情况下也形成使从底面垂直地立起的壁面17C向凹处开口外周部16C扩展的方向倾斜而成的倾斜面19C。
并且，如图5D的纸面左侧所示，作为底板1D，可以采用如下结构：形成有垂直的壁面7D、8D，该壁面7D、8D具有从凹处外周部5D的底面呈曲线地立起至凹处开口外周部6D以及凹处中央部4D的底面的曲面。需要说明的是，如图5D的纸面右侧所示，作为底板11D，可以采用如下结构：即便在凹处开口外周部16D上形成有凹凸(参照图4A的开口外周凹部16a、开口外周凸部16b)的情况下也形成有垂直的壁面17D、18D，该壁面17D、18D具有从凹处外周部15D的底面呈曲线地立起至凹处开口外周部16D以及凹处中央部14D的底面的曲面。
另外，如图5E的纸面左侧所示，作为底板1E，可以采用如下结构：分别形成有壁面7E以及壁面8E，该壁面7E具有将从凹处外周部5E的底面立起的立起部分与凹处开口外周部6E的连接部分设为曲线进行连接的曲面，该壁面8E具有将从凹处外周部5E的底面立起的立起部分与凹处中央部4E的连接部分设为曲线进行连接的曲面。需要说明的是，如图5E的纸面右侧所示，作为底板11E，可以采用如下结构：即便在凹处开口外周部16E上形成有凹凸(参照图4A的开口外周凹部16a、开口外周凸部16b)的情况下也形成有壁面17E、18E，该壁面17E、18E具有将从凹处外周部15E的底面立起的立起部分与凹处开口外周部16E以及凹处中央部14E的连接部设为曲线进行连接的曲面。
如图5A～图5E所示，在底板1A～1E、11A～11E中，通过在凹处3A～3E或者凹处13A～13E存在有曲线部分或者倾斜面，从而提高相对于将被接合构件W接合的焊料等接合材料S的应力缓和的作用。
另外，如图6A～图6F以及图7A～图7D所示，在底板11、11A～11E中，也可以设为凹处开口外周部21～30所示的形状。即，图6A所示的凹处开口外周部21由形成为矩形(长方形)的开口外周凹部21A以及开口外周凸部21B构成。该凹处开口外周部21形成为开口外周凹部21A与开口外周凸部21B以相同的间隔连续。
图6B所示的凹处开口外周部22由在各边上连续地形成为梯形的开口外周凹部22A以及开口外周凸部22B构成。
图6C所示的凹处开口外周部23由形成为半圆形状的开口外周凸部23B和两端形成为半圆弧的梯形的开口外周凹部23A构成。需要说明的是，在凹处开口外周部23中，将各边上的开口外周凹部23A以及开口外周凸部23B形成为恒定的大小，因此在形成开口四角的位置，形成有成为3/4圆弧状的开口外周凸部。
图6D所示的凹处开口外周部24由进行了倒角的矩形状的开口外周凹部24A、以及与开口外周凹部24A相比横向较长的进行了倒角的矩形的开口外周凸部24B构成。
图6E所示的凹处开口外周部25由在一边的两处形成为等腰三角形的开口外周凹部25A、以及形成在两个开口外周凹部25A、25A之间的开口外周凸部25B构成。
图6F所示的凹处开口外周部26由在一边的两处形成为直角三角形的开口外周凹部26A、以及形成在两个开口外周凹部26A、26A之间的开口外周凸部26B构成。需要说明的是，开口外周凹部26A、26A形成为在一边上的两处均等位置使直角部分彼此朝向相邻的方向。
图7A所示的凹处开口外周部27由在一边上均等地形成有三处的半椭圆形的开口外周凹部27A、以及形成在该开口外周凹部27A、27A之间的开口外周凸部27B构成。需要说明的是，开口外周凸部27B形成为基端侧成为椭圆的1/4圆弧的梯形。
图7B所示的凹处开口外周部28通过将四边形的开口处的开口四角形成为半圆形状的开口外周凹部28A并且将其他部分形成为开口外周直线部28a来构成。因而，在凹处开口外周部28中示出不存在开口外周凸部的状态的结构。
图7C所示的凹处开口外周部29通过将半椭圆形状的开口外周凹部29A形成在四边形中的夹持对置的角部的位置并将其他部分形成为开口外周直线部29a来构成。在该凹处开口外周部29中示出不存在开口外周凸部的状态的结构。
图7D所示的凹处开口外周部30通过在四边形的各边形成形成为开口面积不同的矩形的开口外周凸部30B并且将其他部分形成为开口外周直线部30a来构成。在该凹处开口外周部30中示出不存在开口外周凹部的状态的结构(需要说明的是，图7D所示的各边的中心的开口外周凸部30B也可以全部形成为相同的矩形)。
如以上说明那样，凹处开口外周部21～30可以采用仅具有开口外周凹部的结构、仅具有开口外周凸部的结构、以及开口外周凹部与开口外周凸部的任意的组合。需要说明的是，在凹处开口外周部21～30中，在假定被接合构件W与中央接合时，将凹处外周凹部形成为处于该被接合构件W的外侧。
在底板中，通过设置凹处开口外周部21～30，即便在产生微小位置偏移时，也充分存在有成为缓冲材料的焊料等接合材料S。由此，即便被接合构件W因热量而导致应力增大也能够抑制该应力。
在图6A～图6E以及图7A～图7D中，分别作为具体的形状而示出凹处开口外周部21～30。作为设置开口外周凹部或者开口外周凸部的位置，优选设置在上述例子的四边形的凹处的角部的位置、外周缘，其数量、形状并不特别限制。因此，根据图6A～图6E以及图7A～图7D所示的四边形、梯形、圆形等形状、以及形成位置，能够采用将它们组合使用的形状等。另外，开口外周凹部以及开口外周凸部的形状、数量无需在各外周缘相同。另一方面，从将多个被接合构件W向安装后的基板高密度地安装的观点出发，优选从被接合构件W的外周缘Wp至开口外周凸部(开口最外周)的距离为底板的厚度左右。
接下来，参照图8A、图8B对在底板上设置有多个凹处的结构进行说明。需要说明的是，在图8A、图8B中，为了简化说明，作为将凹处设为两处的例子进行说明，但形成凹处的数量也可以是3～9或者10个以上。另外，在图8A、图8B中示出的各结构与已经说明的结构相比形状不同，但具备相同的功能，从而适当省略说明。
底板41具备：形成为长方形的板主体42、以及在该板主体42的供两个被接合构件W接合的接合位置形成的两个凹处43A、43B。并且，形成于底板41的凹处43A、43B分别具备形成为相同的形状的凹处开口外周部46。凹处开口外周部46由在各边上形成两处的开口外周凸部46b、形成在开口外周凸部46b、46b之间的开口外周凹部46a构成。
开口外周凸部46b形成为矩形。并且，形成在一边上的两个开口外周凸部46b中的一方形成为，延长相邻边的直线而形成矩形的一部分。此外，凹处43A与凹处43B配置为，凹处43A的开口外周凸部46b与凹处43B的开口外周凹部46a接近并对置。如此，在底板41中，以与开口外周凹部46a对置的方式设置有开口外周凸部46b。换句话说，以使一方的开口外周凹部46a与另一方的开口外周凸部46b交错的方式相邻设置凹处开口外周部46。由此，能够提高安装密度。
如图8B所示，也可以形成为使对置的开口外周凹部56c与开口外周凸部56f预先嵌合。即，在底板51中，形成于板主体52的凹处53A与凹处53B形成在邻接的位置。并且，在凹处53A以及凹处53B各自的凹处开口外周部56、56中，在不对置的三边上形成有以恒定间隔形成的矩形的开口外周凹部56a和开口外周凸部56b。并且，在凹处53A以及凹处53B各自的凹处开口外周部56、56中，在对置的边的位置处，以邻接且彼此凹凸嵌合的方式形成有开口外周凹部56c和开口外周凸部56d并且形成有开口外周凸部56f和开口外周凹部56e。在该凹处53A以及凹处53B中，以邻接且嵌合的方式形成有开口外周凹部56c和开口外周凸部56f，并且以邻接且嵌合的方式形成有开口外周凸部56d和开口外周凹部56e，因此能够提高安装密度。
在以上说明的图1A、1B～图8A、8B所示的底板1(11等)中，在经由焊料等接合材料S而接合被接合构件W时，即便接合材料S熔融而成为液状，通过形成有凹处3(3A等)而能够抑制因接合材料S的液状化导致的被接合构件W的位置偏移。另外，在底板1(11等)中，即便在安装被接合构件W后因工作而产生热量，位于被接合构件W的外周缘Wp的凹处外周部5(15等)的接合材料S也能够吸收因该热量产生的构件之间的应力。
在此，对于与底板1(11等)接合的被接合构件W，将在工作时产生热量的构件单体或者接合该构件与绝缘基板等而成的构件称作接合构件。例如，产生热量的构件是指IGBT、功率MOSFET、整流二极管、晶体管等半导体元件(元件)，通常是指在工作时产生热量的电子元件。需要说明的是，对于产生热量的构件的大小、形状并不特别限定。另外，对于搭载有产生热量的构件的绝缘基板并不特别限定，例如使用DBC(DirectBondedCopper)基板、AMC(ActiveMetalBrazedCopper)基板等。
所使用的接合材料S是将产生热量的构件(被接合构件)、底板1等相互接合的构件。接合材料S封入到构件之间(产生热量的构件与底板之间、底板与吸热器等其他构件之间)，形成接合层。需要说明的是，接合材料S例如为焊料、钎料等，相对而言软化温度较低且较为柔软，因此相对于应力起到缓冲材料的作用。对于形成在构件之间的接合层的厚度，根据产生热量的构件的大小、发热量等而有所不同，并不特别限定，但从导热性的观点出发优选为10μm～200μm。
需要说明的是，在已经说明的底板1、1A～1E、11、11A～11E、41、51(以下，称作底板1Z)中，更优选为，通过使凹处外周部5等凹陷的深度与凹处中央部4等凹陷的深度之差大于0.0mm且小于0.4mm，由此使应力小于1。另外，底板1Z的凹陷深度的具体结构见后述。
在底板1Z中，如图9A～图9H所示，在凹处3、3A～3E、13、13A、43A、43B(以下，称作凹处3Z)中，可以采用如下结构：凹处中央部4、4A～4D、44、54(以下称作凹处中央部4Z)的外周侧面以与四边形的各直线的边面对面且在周向上形成凹状、凸状或者凹凸状的方式具备凹处中央外周面410～417。
在此示出的凹处中央外周面410～417只要相对于具有与底板1Z的边相同的方向的边的四边形，以不形成与该四边形的各边平行的直线的方式成为凹状、凸状或者凹凸状即可。需要说明的是，在图9A～图9H中，作为一例，将凹处开口外周部6与图1A同样地设为俯视呈矩形(在此为正方形)进行说明。另外，在图9A～图9H中，凹处中央部4Z形成为比被接合构件W的面积小的面积。
如图9A所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，在凹处中央部4Z，将凹处中央外周面410形成为圆形。并且，将凹处中央外周面410与凹处开口外周部6之间的位置形成为凹陷较深的凹处外周部510。因而，同凹处开口外周部6的各边对置的凹处中央外周面410与凹处开口外周部6并不处于相互平行那样的均等的状态。另外，在各边的中央，凹处外周部510的宽度变窄，在各边的端部侧，凹处外周部510的宽度变宽。因此，凹处中央外周面410在各边的中央朝向凹处开口外周部6形成凸起(凹处中央外周凸部)，在各边的端部侧成为凹陷(凹处中央外周凹部)，从而在周向上形成凹凸。
另外，如图9B所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，在凹处中央部4Z，将凹处中央外周面411形成为对顶角进行了倒角的菱形。并且，在凹处中央部4Z，将凹处中央外周面411的顶角部分形成为朝向凹处开口外周部6的各边。因而，凹处开口外周部6的各边、与同该各边对置的凹处中央外周面411并不处于相互平行那样的均等的状态。另外，在各边的中央，凹处外周部511的宽度变窄，在各边的端部侧，凹处外周部511的宽度变宽。因此，凹处中央外周面411在各边的中央朝向凹处开口外周部6成为凸起(凹处中央外周凸部)，在各边的端部成为凹陷(凹处中央外周凹部)，从而在周向上形成凹凸。
此外，如图9C所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，凹处中央部4Z在成为与凹处外周部的分界的凹处中央外周面412上沿周向连续地形成有凹处中央外周凸部412A和凹处中央外周凹部412B。换句话说，凹处中央外周面412形成为在周向上形成凹凸。因而，在凹处中央外周凸部412A与凹处开口外周部6之间，凹处外周部512的宽度变窄，在凹处中央外周凹部412B与凹处开口外周部6之间，凹处外周部512的宽度变宽。需要说明的是，凹处中央外周凸部412A以及凹处中央外周凹部412B形成为其大小不一致的状态的长方形。另外，在凹处中央外周面412，在与凹处开口外周部6的顶角对置的位置形成为凹陷。
并且，如图9D所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，凹处中央部4Z形成为，在凹处中央外周面413上，凹处中央外周凸部413A与凹处中央外周凹部413B沿周向连续地形成凹凸。该凹处中央外周面413在与凹处开口外周部6的顶角对置的位置形成为凸起。凹处中央外周凸部413A与凹处中央外周凹部413B除角部分以外形成为统一的四边形状。需要说明的是，凹处外周部513构成为，从凹处中央外周凸部413A以及凹处中央外周凹部413B距凹处开口外周部6的间隔不同。
另外，如图9E所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，关于凹处中央部4Z，在凹处中央外周面414上，使凹处中央外周凸部414A位于各边的中央而在其两侧形成有凹处中央外周凹部414B。换句话说，凹处中央外周面414通过沿周向形成的凹处中央外周凸部414A与凹处中央外周凹部414B而在周向上形成有凹凸。该凹处中央外周面414在与凹处开口外周部6的顶角对置的位置形成为凸状。另外，凹处中央外周凸部414A与凹处中央外周凹部414B除角部分以外形成为统一的横向较长的四边形状。需要说明的是，凹处外周部514构成为，从凹处中央外周凸部414A以及凹处中央外周凹部414B距凹处开口外周部6的间隔不同。
此外，如图9F所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，对于凹处中央部4Z，在凹处中央外周面415的各边的中央形成凹处中央外周凹部415B，在该凹处中央外周凹部415B的两侧形成凹处中央外周凸部415A。换句话说，凹处中央外周面415通过沿周向形成有凹处中央外周凸部415A以及凹处中央外周凹部415B而在周向上形成凹凸。该凹处中央外周面415在与凹处开口外周部6的顶角对置的位置形成为凹状。另外，凹处中央外周凸部415A形成为长度比凹处中央外周凹部415B小的长方形。需要说明的是，凹处外周部515构成为，从凹处中央外周凸部415A以及凹处中央外周凹部415B距凹处开口外周部6的间隔不同。
并且，如图9G所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，凹处中央部4Z在凹处中央外周面416隔开规定的间隔地形成有凹处中央外周凹部416B。换句话说，凹处中央外周面416通过沿周向形成有凹处中央外周凹部416B，从而在与凹处开口外周部6之间沿周向形成凹凸。在此，凹处中央外周凹部416B形成为半圆形或者半椭圆形。需要说明的是，凹处外周部516构成为，从凹处中央外周凹部416B距凹处开口外周部6的间隔不同。
并且，如图9H所示，在底板1Z的凹处3Z，将凹处开口外周部6形成为正方形，凹处中央部4Z在凹处中央外周面417隔开规定的间隔地形成有凹处中央外周凸部417A。换句话说，凹处中央外周面416通过沿周向形成有凹处中央外周凸部417A，从而在与凹处开口外周部6之间沿周向形成凹凸。在此，凹处中央外周凸部417A形成为半圆形或者半椭圆形。需要说明的是，该凹处中央外周面417在与凹处开口外周部6的顶角对置的位置形成为圆弧的凸状。另外，凹处外周部517构成为，从凹处中央外周凸部417A距凹处开口外周部6的间隔不同。
以上，如图9A～图9H所示，只要凹处中央部4Z能够将其凹处中央外周面410～417形成为凹凸，则也可以为上述形状以外的形状。另外，在图9A～图9H中，将凹处开口外周部6设为正方形而进行了说明，但也可以形成为图4A、图4B、图6A～图6F以及图7A～图7D所示的形状而组合使用。换句话说，凹处可以形成为凹处开口外周部以及凹处中央外周面分别形成凹凸。另外，凹处中央外周面也可以形成为在图5A～图5E所示的结构上形成凹凸。
在图1A、图1B至图9A～图9H中，对凹处3Z形成为深度不同的结构进行了说明，但也可以如图10A～图10C所示，设为在凹处113深度恒定而在凹处开口外周部的位置形成凹凸的底板100。在图10A～图10C中，作为已经说明的凹处开口部外周的一例而示出凹处开口外周部16，但也可以采用作为其他形状的凹处开口外周部6A～6D、16、16A～16D、21～30、46、56的结构。
在该底板100中，通过具有凹处开口外周部16(6A～6D、16、16A～16D、21～30、46、56)，在例如使用焊料作为接合材料S的情况下，与不存在凹凸的结构相比，焊料的米塞斯应力变小。因而，即便如底板100那样使凹处深度恒定，通过在凹处开口外周部形成有凹凸，也能够防止被接合构件W的位置偏移，并且能够缓和因被接合构件实际工作并发热而产生的应力。
另外，也可以采用图11A、图11B所示那样的底板110的结构。该底板110在一方的安装面110A借助接合材料S接合有被接合构件W，在一方的安装面110A上具有凸面部111，该凸面部111具有比被接合构件W的投影面积小的面积。
在此，凸面部111在俯视下呈正方形，在安装面110A的中央突出形成。预先测定将所安装的被接合构件W接合于接合材料S的情况下移动的移动量，将该凸面部111的大小设定为，被接合构件W与凸面部111的大小之差大于该移动量。另外，凸面部111的突出高度根据被接合构件W的种类来设定，例如，只要处于比平面部分高0.5～3mm的范围即可，更优选为处于比平面部分高0.7～2mm的范围。需要说明的是，在借助作为接合材料S的例如焊料将被接合构件W接合于凸面部111的情况下，焊料进入从凸面部111溢出的被接合构件W的下表面与安装面110A之间，从而使被接合构件W稳定。另外，这样的结构的底板110在接合材料S的周围不存在包围接合材料S的构件，因此即便被接合构件W在安装后因工作而产生热量，也能够缓和因位置偏移产生的应力。
在图11A、图11B中，将凸面部111设为其外周形状形成为直线的正方形而进行了说明，然而例如也可以具备已经说明的图9A～图9H所示的外周形状。另外，凸面部111也可以构成为使从平面立起的侧壁倾斜。
此外，也可以采用图12A、图12B所示的底板120的结构。底板120在一方的安装面120A上借助接合材料S接合有被接合构件W，在与被接合构件W的外周部面对面的、一方的安装面120A的位置具备环状的槽部121。在此，预先测定在所安装的被接合构件W接合于接合材料S的情况下移动的移动量，该槽部121的宽度被设定为，从被接合构件W距槽部121的槽外周缘123的距离之差大于该移动量。换句话说，在底板120中，将槽部121形成为如下的槽宽，即使被接合构件W的外周部位于槽部121的范围内并进行移动，也不会到达槽部121的槽外周缘123。另外，槽部121的剖面形状形成为矩形，使得槽部121的深度成为相同的深度。需要说明的是，图12A、图12B所示的底板120采用与图1A、图1B中说明的底板1的结构同样的结构，所述图1A、图1B中说明的底板1的结构为使凹处中央部4的高度与板主体2的周缘高度相同。
在像这样构成的底板120中，在与被接合构件W的下表面面对面的中央侧的安装面120A和槽部121内设置有接合材料S，借助该接合材料S安装被接合构件W。在该底板120中，与图1A、图1B相同，与被接合构件W的外周部面对面的部分的接合材料S比中央位置深而形成为凹陷，因此与图1A、图1B相同，能够在接合半导体元件等被接合构件W时防止被接合构件W的位置偏移，并且，通过使凹处外周部分(槽部121)的凹陷的深度比凹处中央部分大，能够缓和因被接合构件W实际工作并发热而产生的应力。
需要说明的是，槽部121形成为使其槽外周缘123以及槽内周缘124如图12A所示成为直线的四边形，但不限于直线也可以为曲线。或者，例如也可以形成为采用图9A～图9H所示的形状的槽内周缘，此外，也可以形成为采用图4A、图6A～图6F、图7A～图7D所示的形状的槽外周缘。
接下来，参照图13以及图14对使用了底板1(11等)的半导体装置60、70进行说明。需要说明的是，适当省略已经说明的底板1(11等)的各结构，以使用底板1的情况为代表进行说明。
如图13所示，半导体装置60具备：底板1、借助接合材料S接合于该底板1的被接合构件W、通过接合材料S接合底板1的绝缘性构件N、以及通过接合材料S接合该绝缘性构件N的作为散热性构件的吸热器HS。
绝缘性构件N由绝缘基板IN、形成在该绝缘基板IN的表背面的金属箔Me、Me构成。另外，吸热器HS由铝等散热性优异的金属形成。
在该半导体装置60中，被接合构件W通过从未图示的连接电极供给来自外部的电力进行工作，并且被接合构件W产生热量。但是，底板1形成为凹处3的凹处外周部5的凹陷深度比凹处中央部4大，从而能够吸收特别是在被接合构件W的外周缘Wp(参照图1B)产生的应力。
另外，如图14所示，半导体装置70具备：通过接合材料S接合被接合构件W的底板1、以及通过接合材料S接合有该底板1的吸热器HS。需要说明的是，在此，被接合构件W具备：半导体元件Se、以及接合该半导体元件Se的绝缘性构件N。并且，绝缘性构件N具备：绝缘基板IN、以及设置在该绝缘基板IN的表背面的金属箔Me、Me。
在该半导体装置70中，半导体元件Se通过从未图示的连接电极供给来自外部的电力而工作并发热。并且，由于半导体元件Se发热，热量传导而使绝缘性构件N也发热。因而，在成为被接合构件W的外周缘的绝缘性构件N的外周缘Wp(参照图1B)产生应力，但通过将底板1的凹处3的凹处外周部5形成为凹陷深度比凹处中央部4大，从而能够吸收所产生的应力。
如以上说明那样，在底板1(11等)以及半导体装置60、70中，在形成为图5A～图5E所示的凹处的剖面形状、如底板11那样在凹处开口外周部存在有开口外周凹部以及开口外周凸部中的任一方或两方的结构中，也可以采用图6A～图6F、图7A～图7D所示的结构等。此外，在图1A、图1B至图9A～图9H中，只要是不破坏散热性的程度，也可以在凹处中央部的底面设置槽。需要说明的是，优选的是，借助接合材料S接合于凹处3(13)的被接合构件W以其下表面侧进入凹处3(13)的凹陷或者与凹处3(13)的周面处于同一平面的方式进行接合。
实施例
以下，针对本发明的底板，对将本发明的结构的底板(实施例1-1，1-2)作为模型进行热应力分析的结果、以及使用并非本发明的结构的底板Bb(比较例1)进行热应力分析的结果进行对比并说明。
＜第一实施例＞
实施例1-1以及实施例1-2采用如下结构：使用图1A、图1B以及图3A、图3B所示的结构且由Cu形成的底板1、11，通过焊料(接合材料S)接合Si元件(被接合构件W：半导体元件)Se，通过图15C、图15D以及图15E、图15F所示的树脂R进行密封。另外，比较例采用如下的半导体装置的结构：如图11A、图11B所示，在作为由Cu形成的底板Bb而没有形成凹处的铜板上借助焊料(接合材料)S接合Si元件(被接合构件W)Se并通过树脂R进行密封。
图15A、图15B所示的比较例的底板Bb为铜板(纵8.0mm×横8.0mm×厚度1.0mm)。
图15C、图15D所示的底板1为铜板(纵8.0mm×横8.0mm×厚度1.0mm)，并且凹处为纵4.2mm×横4.2mm，将凹处外周部的深度设为0.4mm，将凹处中央部的深度设为0.1mm。另外，凹处中央部为纵3.0mm×横3.0mm。
图15E、图15F所示的底板11为铜板(纵8.0mm×横8.0mm×厚度1.0mm)，并且凹处为纵4.2mm×横4.2mm，将凹处外周部的深度设为0.4mm，将凹处中央部的深度设为0.1mm。另外，凹处中央部为纵3.0mm×横3.0mm。此外，四角的开口外周凸部为纵0.1mm×横0.1mm，各边的开口外周凹部以及开口外周凸部为短边0.1mm×长边2.0mm，开口外周凹部以及开口外周凸部的深度与凹处外周部相同。
作为被接合构件W，假定为将俯视观察时的形状呈正方形的Si元件(纵4.0mm×横4.0mm×厚度0.5mm)Se搭载在底板1、11的凹处中央以及底板Bb的中央。
并且，假设Si元件的发热在元件整体中均匀地产生。在Si元件Se与作为铜板的底板1、11、Bb的接合中使用焊料，将凹处中央部或者板中央与Si元件的间隔(最薄部的厚度)设为0.05mm。在封装(树脂R)中使用环氧树脂，形成以覆盖底板1、11、Bb的搭载Si元件Se的面以及底板侧部的方式封装的半模类型。将覆盖底板侧部的环氧树脂厚度设为1.0mm，将封装件整体厚度设为4.5mm。在表1中示出分析所使用的参数。需要说明的是，假设在表1中的屈服应力一栏中记载为“无”的构件仅进行弹性变形。
[表1]
对于实施例1-1、1-2的使用底板1、11的半导体装置、比较例的使用作为散热体的底板Bb的半导体装置，利用“Abaqus”(DassaultSystemes公司制)进行形成发热体的Si元件Se发热时的静应力(steadystress)分布的模拟。在模拟中，假设在175℃下将邻接的构件的接点结合的状态下冷却至25℃，之后使Si元件Se整体均匀地发热100W。另外，假设底板1、11、Bb下表面与吸热器相接并保持为25℃，假设被树脂覆盖的其他端面处于隔热条件。
在表2中示出模拟的分析结果。在此，在应力值的比较中使用焊料中的米塞斯应力最大值。这是因为，考虑到因焊料中的应力增大而产生的裂缝容易引起半导体装置损伤，适宜将其作为比较本发明效果的指标。
[表2]
已知在满足本发明的条件的实施例1-1、实施例1-2中，比较例的焊料中的米塞斯应力最大值减小。换句话说，已知本发明的散热体具有缓和焊料中的应力的效果。
＜第二实施例＞
接下来，将第一实施例中使用的实施例1-1的结构作为比较例，将实施例1-2的结构作为实施例2的结构而进行模拟。
实施例2的底板11使用图15E、图15F所示的结构，如图16C、图16D所示，以从底板11的凹处13的中央横向偏移0.05mm的方式设置Si元件Se。另一方面，对于用作比较例的底板1，使用成为没有形成开口外周凹部或者开口外周凸部的矩形开口的图15C、图15D所示的结构，如图16A、图16B所示，以从底板1的凹处3的中央横向偏移0.05mm的方式设置Si元件Se。
在该第二实施例中，也通过树脂R进行密封而设为与第一实施例相同结构的半导体装置。但是，为了评价微小的位置偏移的影响，在将Si元件设置为从散热体凹处的中央横向偏移0.05mm的状态下，在与第一实施例相同的模拟条件下进行。
在表3中示出模拟的分析结果。在此，也与第一实施例同样地在应力值的比较中使用作为接合材料S的焊料中的米塞斯应力最大值。
[表3]
通过表3可知，在第二实施例中，对比较例2与实施例2进行比较，焊料中的米塞斯应力最大值减小。换句话说，可知在如底板11那样形成有开口外周凹部、开口外周凸部或者这两者的结构中，防止位置偏移并且缓和焊料中的应力的效果更加优异。
以上，如所说明的那样可知：相对于如底板Bb那样没有形成凹处的结构，在底板1、11所示的结构中，在接合时防止被接合构件(Si元件Se)W的位置偏移，并且即使被接合构件在工作时发热也可以缓和接合材料S的应力。
＜第三实施例＞
作为第三实施例，如图17所示，调查缓和焊料中的应力的效果。
作为实施例3，将实施例1-1的结构(图15C、图15D)中从开口上端至底面的凹陷深度D2与凹处中央部4的凹陷的深度D1(D1、D2的定义如图1B所示)之差设为D3(＝D2－D1)，使D3的值在0.0mm至0.5mm的范围内变化而进行测定。
在图17中示出将各D3的情况下的焊料中的米塞斯应力最大值以D＝0.0mm标准化的结果。通过图17可知：在实施例3中的D3处于0.0mm至0.4mm的范围时，焊料中的米塞斯应力最大值减小。换句话说，可知在本发明的以被接合构件W的外周缘所面对的凹处外周部的凹陷的深度比凹处中央部深的情况为特征的底板中，通过将从开口上端到底面的凹陷深度D2与凹处中央部4的凹陷的深度D1之差D3控制在大于0.0且小于0.4mm的范围，从而具有换焊料中的应力的效果。
＜第四实施例＞
作为第四实施例，在表4中以与表3配合的状态示出对图18A、图18B所示的底板B100与图10A～图10C所示的底板100进行比较时的值。通过表4可知：在第四实施例中，对比较例4与实施例4进行比较，焊料中的米塞斯应力最大值减小。换句话说，可知即便如底板100那样凹处113的深度恒定，在形成有开口外周凹部16a、开口外周凸部16b或者这两者的结构中，防止位置偏移并且缓和焊料中的应力的效果更加优异。
[表4]
本申请以2013年11月29日申请的日本专利申请(日本特愿2013-248233)为基础，将其内容援引于此。
附图标记说明
1、1A～1E、11、11A～11E、41、51底板
2、42、52板主体
3、3A～3E、13、13A、43A、43B凹处
4、4A～4D凹处中央部
5、5A～5E、15、15D、15E凹处外周部
6、6A～6D凹处开口外周部
16、16A～16D、21～30、46、56凹处开口外周部
16a、21A～28A、46a、56a、56c、56e开口外周凹部
16b、21B～27B、30B、46b、56b、56d、56f开口外周凸部
60、70半导体装置
Bb底板
HS吸热器(散热性构件)
IN绝缘基板
Me金属箔
N绝缘性构件
R树脂
S接合材料
SeSi元件(被接合构件：半导体元件)
W被接合构件
Wp外周缘

Claims (18)

1.一种底板，其在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，
所述底板的特征在于，
在供所述被接合构件接合的所述安装面的接合位置，具备用于借助所述接合材料接合所述被接合构件的凹处，
所述凹处的凹处开口面积比所述被接合构件大，在所述被接合构件的外周缘所面对的凹处外周部，凹陷的深度比凹处中央部深。
2.根据权利要求1所述的底板，其特征在于，
所述凹处形成有使凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部中的任一方或者双方。
3.根据权利要求1所述的底板，其特征在于，
所述凹处设置有多个，并形成有使所述凹处的凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部，以使一方的所述开口外周凹部与其它的所述开口外周凸部交错的方式相邻地设置所述凹处开口外周部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的底板，其特征在于，
所述凹处外周部与所述凹处中央部的底面通过倾斜面进行连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的底板，其特征在于，
所述凹处外周部的纵剖面形状形成为直至所述凹处中央部为止呈曲线。
6.根据权利要求2或3所述的底板，其特征在于，
从自所述凹处外周部的底面立起的凹壁面到所述凹处开口外周部为止，在开口面积扩大的方向上形成有倾斜面。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的底板，其特征在于，
在凹处中央部的成为与所述凹处外周部的边界的外周侧面，形成有沿周向形成凹凸的凹处中央外周凹部以及凹处中央外周凸部中的任一方或者双方。
8.一种半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置具有：
权利要求1至3中任一项所述的所述底板；
供所述底板设置的绝缘性构件；以及
供所述绝缘性构件设置的散热性构件。
9.一种半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置具有：
具备所述被接合构件的绝缘性构件；
权利要求1至3中任一项所述的所述底板；以及
供所述底板设置的散热性构件。
10.一种底板，其在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，
所述底板的特征在于，
在供所述被接合构件接合的所述安装面的接合位置，具备用于借助所述接合材料接合所述被接合构件的凹处，
所述凹处的凹处开口面积比所述被接合构件大，
所述凹处形成有使凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部中的任一方或者双方。
11.根据权利要求10所述的底板，其特征在于，
所述凹处设置有多个，并形成有使所述凹处的凹处开口外周部沿周向形成凹凸的开口外周凹部以及开口外周凸部，以使一方的所述开口外周凹部与其它的所述开口外周凸部交错的方式相邻地设置所述凹处开口外周部。
12.根据权利要求10或11所述的底板，其特征在于，
从自所述凹处的底面立起的凹壁面到所述凹处开口外周部为止，在开口面积扩大的方向上形成有倾斜面。
13.根据权利要求10或11所述的底板，其特征在于，
从自所述凹处的底面立起的凹壁面到所述凹处开口外周部为止通过曲面形成。
14.一种半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置具有：
权利要求10或11所述的所述底板；
供所述底板设置的绝缘性构件；以及
供所述绝缘性构件设置的散热性构件。
15.一种半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置具有：
具备所述被接合构件的绝缘性构件；
权利要求10或11所述的所述底板；以及
供所述底板设置的散热性构件。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的底板，其特征在于，
所述凹处外周部的凹陷的深度与凹处中央部的凹陷的深度之差大于0.0mm且小于0.4mm。
17.一种底板，其在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，
所述底板的特征在于，
在所述一方的安装面具有凸面部，该凸面部具有比所述被接合构件的投影面积小的面积，在所述凸面部上借助所述接合材料安装所述被接合构件。
18.一种底板，其在一方的安装面上借助接合材料接合被接合构件，
所述底板的特征在于，
在与所述被接合构件的外周部面对面的、所述一方的安装面的位置具备环状的槽部。
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