JP2001230367A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001230367A
JP2001230367A JP2000042392A JP2000042392A JP2001230367A JP 2001230367 A JP2001230367 A JP 2001230367A JP 2000042392 A JP2000042392 A JP 2000042392A JP 2000042392 A JP2000042392 A JP 2000042392A JP 2001230367 A JP2001230367 A JP 2001230367A
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insulating substrate
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Naoki Yoshimatsu
直樹 吉松
Nobuyoshi Kimoto
信義 木本
Takanobu Yoshida
貴信 吉田
Masuo Koga
万寿夫 古賀
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Mitsubishi Electric Corp
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Renesas Semiconductor Engineering Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の、ベース板とセラミック絶縁基
板との間の半田接合部の信頼性を高めつつ、材料コスト
の低減を図る。 【解決手段】 セラミック絶縁基板２よりも若干大きい
が略同等のサイズを有するＣｕ／Ｍｏベース板１を上記
基板２と半田接合すると共に、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の
周囲の側面１ＳＳと上面周縁部１Ｐとに接着剤６を介し
て接合された段付き構造の開口部４Ｈを有するＦｅ枠体
４で以て、上記ベース板１の周囲を完全に取り囲む。そ
して、Ｆｅ枠体４の四隅には、放熱フィンとネジ締結す
るためのネジ穴が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
等において用いられる、半導体素子が放熱フィンと電気
的に絶縁された構造を有する絶縁型半導体装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置では、図９に示す様
に、回路パターン２ａと半田層５で接合された半導体素
子３を実装するセラミック絶縁基板２の裏面パターン２
ｂは、Ｃｕベース板１１の上面上に半田層５により接合
されている。ここで、Ｃｕベース板１１の寸法は、半導
体装置全体の外形寸法と同等に設定されている。そし
て、図９に示す半導体装置の中核部分は、図１０に示す
様に、半導体装置として組立てられる。即ち、Ｃｕベー
ス板１１の四隅には図示しない雌ネジ穴（図示せず）が
加工形成されており、このネジ穴を介してＣｕベース板
１１の底面は放熱フィン１４Ｐとネジ締めされると共
に、Ｃｕベース板１１の上面周辺側部分は樹脂ケース７
の底部と接着剤（図示せず）を介して接着される。尚、
図１０中、各参照符号８は端子、９はＡｌワイヤ（金属
細線）、１０はシリコンゲルである（これらの参照符号
は後述する図３中の対応するものと同一である）。
【０００３】これに対して、高信頼性を必要とする従来
の半導体装置では、図９のＣｕベース板１１の替わり
に、図１１に示す様に、低熱膨張材料であるＣｕ／Ｍｏ
合金やＳｉＣ／Ａｌメタルマトリックスコンポジット
（ＭＭＣ）等のベース板１２が用いられている。即ち、
セラミック絶縁基板２の線膨張係数（Ａｌ2Ｏ3：６．７
ｐｐｍ／℃，ＡｌＮ：４．７ｐｐｍ／℃）と、Ｃｕベー
ス板１１の線膨張係数（１６．７×ｐｐｍ／℃）との差
が大きいため、図９の場合には、その接合部である半田
層に温度サイクルにより剪断応力が発生し、その結果と
して半田クラックが発生するに至る。そこで、高信頼性
を必要する製品では、セラミック絶縁基板２の線膨張係
数と同等又はそれに近い線膨張係数を有するＣｕ／Ｍｏ
（６ｐｐｍ／℃〜９ｐｐｍ／℃）やＳｉＣ／Ａｌ（６ｐ
ｐｍ／℃〜９ｐｐｍ／℃）をベース板１２として使用す
ることにより、半田接合部の剪断応力を抑制して温度サ
イクル性を向上している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、Ｃｕベース板を使用す
る場合には半田接合部の信頼性は低くなる。他方、Ｃｕ
／Ｍｏベース板やＳｉＣ／Ａｌベース板を使用する場合
には、半田接合部の信頼性は高いと言える。しかしなが
ら、Ｃｕ／ＭｏやＳｉＣ／ＡｌはＣｕに比べて非常に高
価である。そのため、製品としてのコストがアップさぜ
るを得ないと言う問題点が生ずる。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、セラミック絶縁基板とベー
ス板との間の半田接合部の信頼性が高く、且つベース板
は比較的低価格である半導体装置を提供することを主目
的としている。加えて、本発明は、ベース板底面の放熱
フィンへの圧接力の改善を図ることをも副次的目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
セラミック絶縁基板と、前記セラミック絶縁基板の表面
上の回路パターンに第１半田層を介して接合された半導
体素子と、前記セラミック絶縁基板の前記表面と対向す
る裏面上のパターンと第２半田層を介して接合された上
面を有し、且つ前記セラミック絶縁基板よりも若干大き
いが略同等のサイズを有すると共に、前記セラミック絶
縁基板の線膨張係数と同一又は近傍の線膨張係数を有す
る金属製のベース板と、前記ベース板の周囲を取り囲む
様に当該周囲と接合された開口部を有すると共に、放熱
フィンとネジ締結するための穴が設けられた金属製の枠
体とを備え、前記枠体が前記放熱フィンとネジ締結され
るときには、前記ベース板の前記上面と対向する底面が
前記放熱フィンと圧接されることを特徴とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の半
導体装置であって、前記枠体の前記開口部は段付き構造
であり、前記ベース板の前記上面の内の周縁部とオーバ
ーラップして接合された前記開口部の第１部分よりも内
側に前記セラミック絶縁基板が配設されており、前記開
口部の前記第１部分と繋がっている前記開口部の第２部
分が前記ベース板の側面と接合されていることを特徴と
する。
【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２記載の半
導体装置であって、前記枠体は、その内周端部が前記開
口部の前記第１部分を成す上板と、その内周端部が前記
開口部の前記第２部分を成す下板とが、接着層を介する
ことなく直接に貼り合わされることで形成されているこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
何れかに記載の半導体装置であって、前記ベース板の前
記底面は凸状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の
何れかに記載の半導体装置であって、前記枠体の前記開
口部は第３半田層を介して前記ベース板の前記周囲と接
合されていることを特徴とする。
【００１１】請求項６に係る発明は、請求項１記載の半
導体装置であって、前記枠体の前記開口部と前記ベース
板の前記周囲を成す側面とが、樫目、圧入、又は溶接の
何れかによって、一体的に接合されていることを特徴と
する。
【００１２】請求項７に係る発明は、請求項６記載の半
導体装置であって、前記枠体の前記開口部と前記ベース
板の前記側面との接合部が凹凸構造を成すことを特徴と
する。
【００１３】請求項８に係る発明は、請求項１乃至７の
何れかに記載の半導体装置であって、前記枠体の材料は
鉄又はアルミニウムの何れかであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本実施の形態に
係る半導体装置では、ベース板としてＣｕ／Ｍｏベース
板を採用し、且つ同ベース板のサイズをセラミック絶縁
基板のそれよりも若干大きいが略同等に設定し、Ｃｕ／
Ｍｏベース板の周囲にＦｅ枠体を接合・配置する。そし
て、樹脂ケースとの接着及び製品の放熱フィンへの取付
けは、全てこのＦｅ枠体によってなされ、上記ベース板
は介在しない。Ｃｕ／Ｍｏベース板の線膨張係数はセラ
ミック絶縁基板のそれと同一又はそれに近いことから、
温度変化において発生する半田接合部の剪断応力は小さ
くなり、温度サイクル性に優れた半導体装置が得られ
る。そして、Ｃｕ／Ｍｏベース板のサイズを必要最小限
に制限し、しかも、ベース板の周囲を完全に又は部分的
に取り囲む様にベース板の周囲に接合された枠体に比較
的安価な材料であるＦｅを使用していると共に、Ｆｅ枠
体に放熱フィンとのネジ締結用ネジ穴を設けているた
め、ベース板の材料費及び加工費は格段に低コストとな
る。以下に、この実施の形態を図面に基づいて詳述す
る。
【００１５】図１は、本実施の形態に係る半導体装置の
中核部分を示す図であり、同図は図２の平面図における
断線Ｉ−ＩＩに関する縦断面図に相当する。
【００１６】両図１，２において、セラミック絶縁基板
２の表面上の回路パターン２ａと半導体素子３とは半田
層（第１半田層に該当）５により接合されており、且
つ、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の上面１ＵＳ（周縁部１Ｐを
除く部分）とセラミック絶縁基板２の上記表面に対向す
る裏面上のパターン２ｂもまた、半田層（第２半田層に
相当）５を介して接合されている。これらの半田接合は
同時に行われる。
【００１７】そして、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の形状寸法
は、セラミック絶縁基板１のサイズよりは若干大きい
が、略同等のサイズに設定されている。この様に、Ｃｕ
／Ｍｏベース板１のサイズは、セラミック絶縁基板１と
の半田接合のために実質的に必要な寸法近くまでに制限
されている。その代わりに、本実施の形態では、金属製
のベース板１の周囲を完全に（又は部分的でも良い）取
り囲む様に当該周囲と接合された開口部４Ｈを有し、且
つ放熱フィン（図３のフィン１４）とネジ締結するため
の穴（例えば雌ネジ穴）１３が加工された金属製の枠体
４を設けている。つまり、枠体４の開口部４Ｈ内に、接
合部材を介して、セラミック絶縁基板２付きのベース板
１が挿嵌された状態となっている。より具体的には、次
の通りである。即ち、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の周囲に
は、開口部４Ｈに段差構造（第１部分４Ｈ１とそれに繋
がる第２部分４Ｈ２とから成る）が形成されたＦｅ枠体
４が配置され、且つ、接着剤６によってＦｅ枠体４は上
記ベース板１の周囲と接合されている。より詳述すれ
ば、ベース板１の周囲をなすベース板１の上面１ＵＳの
周縁部１Ｐと側面１ＳＳとに、それぞれＦｅ枠体４の開
口部４Ｈの第１及び第２部分４Ｈ１、４Ｈ２が接着剤６
を介して接合されており、第１部分４Ｈ１の内側空間内
にセラミック絶縁基板２が配設されている。この段付き
部ないしは第１部分４Ｈ１は、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の
周辺ないしは周縁部１Ｐと、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍ
程度だけオーバーラップしている（この値が実際上は好
ましい値である）。このオーバーラップにより、第１部
分４Ｈ１は適当な押圧力をベース板１に負荷している。
しかも、接着剤６を介しての両者１，４間の接合力に起
因した押圧力を、ベース板１は受けている。また、Ｆｅ
枠体４の底面４ＢＳは、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の底面１
ＢＳとフラットな同一面をなしている。
【００１８】尚、本実施の形態では、接合材として接着
剤６を用いているので、図３に示す樹脂ケース７の底部
７ＢとＦｅ枠体４の上面４ＵＳとの接着剤を用いた接着
工程時に、ベース板１の周囲とＦｅ枠体４の開口部４Ｈ
との接着をも同時に行うことができ、接着のための新た
な工程の追加を要しないという利点がある。
【００１９】図２に示す通り、本実施の形態では、一例
として、Ｆｅ枠体４の四隅に雌ネジ穴である穴１３が加
工されており、この穴１３を利用することにより、図３
に示す様に、Ｆｅ枠体４を放熱フィン１４にネジ締めし
取り付けることができる。これにより、Ｃｕ／Ｍｏベー
ス板１の底面１ＢＳと放熱フィン１４の表面との間に、
両部１，４Ｈ間の接合力と第１部分４Ｈ１からの押し付
け力（応力）とに起因した圧接力を得ることができ、従
って、半導体素子３が発する熱を、各部５，２ａ，２，
２ｂ，５，１を介して、放熱フィン１４より効率良く放
散させることができる。そして、上記ネジ締めをＦｅ枠
体４において行うため、クリープは殆ど起こらない。即
ち、半導体素子３の動作・非動作により本半導体装置内
の環境温度が変動するとき、放熱フィン締結用ネジ自体
と放熱フィンとネジ締結される物との間の線膨張係数の
差が大きいときには、ネジ締めが緩んでしまうという事
態が生ずる。しかし、本実施の形態では、放熱フィンと
ネジ締結される物がＦｅ枠体４であるため、Ｆｅと上記
ネジとの間の線膨張係数の差が小さくなる結果、ネジ締
めが緩んでしまうといったクリープ現象は生じない。し
かも、枠体がＦｅ枠体４であるため、上記温度変動に伴
う枠体自身の変形が小さく、Ｆｅ枠体４の開口部４Ｈの
第１部分４Ｈ１からベース板１への押圧力ないしは応力
の変動も非常に小さくなり、安定した圧接力が得られ
る。
【００２０】尚、ベース板１の材料としては、Ｃｕ／Ｍ
ｏ合金に代えて、ＳｉＣ／Ａｌメタルマトリックスコン
ポジット（ＭＭＣ）やその他の低熱膨張材料を用いても
よい。要は、セラミック絶縁基板２の線膨張係数と同一
又は近傍の線膨張係数を有する材料ならば、それをベー
ス板１として用いることが可能である。
【００２１】また、枠体４の材料には、Ｆｅ以外に安価
な金属を用いても良い。例えば、圧接力の大きさ及びネ
ジのクリープ防止力ではＦｅよりも劣るけれども、軽量
化がデバイスに特に要求される用途では、Ｆｅよりも軽
量化に優れた、同じく安価な金属であるＡｌを枠体材料
に用いることもできる。
【００２２】以上のように、本実施の形態によれば、Ｃ
ｕ／Ｍｏベース板１のサイズをセラミック絶縁基板２の
サイズよりも若干大きいが略同等にまで制限し、放熱フ
ィンとのネジ締め用の穴加工もＣｕ／Ｍｏベース板１に
対して行う必要性が無くなるため、従来技術と比較して
製品のコスト低減化を容易に図り得る。そして、セラミ
ック絶縁基板２は、同基板２の線膨張係数と同一又は近
傍の線膨張係数を有する低熱膨張材料であるＣｕ／Ｍｏ
ベース板１との間に半田接合されているため、半田接合
部の信頼性は従来技術と同様に高い。しかも、剛性の高
いＦｅ枠体４と放熱フィン１４とをネジ締めすることに
よりＣｕ／Ｍｏベース板１の底面１ＢＳを放熱フィン１
４に対して圧接するため、高い放熱性が得られ、しか
も、既述したネジ締めにおけるクリープは殆ど生じない
という利点が得られる。
【００２３】（実施の形態１の変形例１）本変形例で
は、実施の形態１の段付きの枠体４を、接着層を介する
ことなく互いに直接に貼り合わされた、共に開口部を有
する上板と下板とから構成するものであり、上板の内周
端部が開口部４Ｈの第１部分４Ｈ１を成し、下板の内周
端部が開口部４Ｈの第２部分４Ｈ２を成している。
【００２４】図４の縦断面図に示す通り、Ｆｅ枠体４
は、その開口部寸法がセラミック絶縁基板２の寸法より
大きく且つベース板１の寸法よりも小さい上板４ｂと、
その開口部寸法がベース板１の寸法よりも若干大きい下
板４ｃとから成る２枚の板が、例えば樫目によって直接
に貼り合わせられることによって作られている。そし
て、下板４ｃの厚みは、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の厚みと
略等しく、且つ下板４ｃの内周端部が周りを完全に（部
分的でも良い）取り囲む様に配置・接合されており、上
板４ｂの開口寸法はＣｕ／Ｍｏベース板１の外形よりも
小さく、上板４ｂの内周端部がベース板１の上面１ＵＳ
の周縁部１Ｐとオーバーラップする様に配置されてい
る。この様にＦｅ枠体４を構成しているので、下板４ｃ
の厚み分だけで段付き構造を形成することができ、Ｆｅ
枠体４の段付きの構造を１つのＦｅブロック体から機械
加工によって形成するよりも、段付き構造の寸法精度は
格段に向上する。このため、半導体装置の底面について
は、Ｆｅ枠体４の底面４ＢＳに対するＣｕ／Ｍｏベース
板１の底面１ＢＳのフラット性や後述する底面１ＢＳの
凸寸法のコントロールは格段に容易になる。
【００２５】（実施の形態１の変形例２）図５の縦断面
図に示す様に、フラットな面であるＦｅ枠体４の底面４
ＢＳに対して、Ｃｕ／Ｍｏベース板１の底面１ＢＳには
凸型となる反りが形成されており、その他の構成は実施
の形態１と同じである。この場合、ベース板１の底面１
ＢＳの凸形状は、最大２００μｍとするのが経験上好ま
しいと言える。と言うのは、これ以上に底面１ＢＳを反
らすときには、却って圧接時にセラミック絶縁基板２を
損傷させてしまうおそれがあるからである。
【００２６】この様に底面１ＢＳが凸反りであることか
ら、底面１ＢＳの放熱フィン１４への圧接をより一層確
実なものとすることができる。
【００２７】尚、本変形例２を既述した変形例１にも適
用可能である。
【００２８】（実施の形態１の変形例３）図６の縦断面
図に示す様に、Ｆｅ枠体４の開口部４ＨとＣｕ／Ｍｏベ
ース板１の周囲との接合は、接着剤に代えて、半田層
（第３半田層）５により行われる。これにより、Ｃｕ／
Ｍｏベース板１とセラミック絶縁基板２との間の半田接
合、及びセラミック絶縁基板２と半導体素子３との間の
半田接合と同時に、同一工程内で開口部４Ｈとベース板
１の周囲との半田接合をも行うことができることとな
り、新たな組立工程を生じさせることがないという利点
が得られる。
【００２９】尚、本変形例を既述した変形例１及び２に
も適用可能である。
【００３０】（実施の形態２）図７の縦断面図に示す様
に、Ｆｅ枠体４の開口部４ＨとＣｕ／Ｍｏベース板１の
外形を成す側面１ＳＳとの間のクリアランスＣＬを小さ
く設定し、Ｆｅ枠体４の上面４ＵＳ中、開口部４Ｈ周辺
のフラット部分をプレスすることにより凹ませて樫め部
４ａを形成し、これにより、開口部４Ｈの断面部を膨ら
ませてＦｅ枠体４の開口部４ＨとＣｕ／Ｍｏベース板１
の側面１ＳＳとの接合を行う。この接合の後に、Ｃｕ／
Ｍｏベース板１とセラミック絶縁基板２との間の半田接
合、及びセラミック絶縁基板２と半導体素子３との間の
接合を行なう。
【００３１】本樫目方法により両部４Ｈ，１ＳＳを圧接
合しているので、この接合部分に起因したベース板１に
対して加わる圧接力は強力であり且つ信頼性の高いもの
となる。
【００３２】また、Ｆｅ枠体４の開口部４ＨとＣｕ／Ｍ
ｏベース板１間の接合は、クリアランスＣＬを殆どゼロ
に近い状態にまで更に小さくした上で、開口部４Ｈ内に
ベース板１をプレスにより圧入する様にして実現しても
良い。または、溶接で、両部４Ｈ，１ＳＳの接合を実現
しても良い。
【００３３】これにより、Ｆｅ枠体４とベース板１との
接合部の信頼性は、接着剤や半田層を接合層ないしは接
着層として用いる場合よりも高いものとなる。
【００３４】尚、本実施の形態においても、ベース板１
にＳｉＣ／Ａｌメタルマトリックスコンポジット（ＭＭ
Ｃ）やその他の低熱膨張材料を用いても良く、又、軽量
化の目的から枠体４の材料にＡｌを用いても良い。 （実施の形態２の変形例）図８の平面図に示す様に、Ｆ
ｅ枠体４の開口部４ＨとＣｕ／Ｍｏベース板１の側面１
ＳＳとの接合は、実施の形態２と同様に、樫め、もしく
は圧入により行われるが、Ｆｅ枠体４の開口部４ＨとＣ
ｕ／Ｍｏベース板１の外形（側面１ＳＳ）とに凹凸構造
を付けている。これにより、両部４Ｈ，１ＳＳの接合を
実施の形態２の場合よりも容易にし、且つ接合部の信頼
性を実施の形態２の場合よりも高いものとすることがで
きる。
【００３５】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、ベース
板上面とセラミック絶縁基板の裏面パターンとの間の半
田接合部の信頼性を高めつつ、ベース板のサイズを必
要最小限に設定し、ベース板に放熱フィンとのネジ締結
用穴を設ける必要性を全くなくすことができる結果、ベ
ース板の材料費及び加工費は従来よりも低価格となり、
半導体装置の低コスト化を促進することができるという
効果がある。
【００３６】請求項２に係る発明によれば、枠体開口部
の第２部分とベース板側面との接合力に加えて、枠体開
口部の段付き構造中、オーバーラップした第１部分がベ
ース板を押し付ける力によって、ベース板底面を放熱フ
ィンに圧接する力が生成されるので、圧接力を確実に高
めることが容易にできるという効果を奏する。
【００３７】請求項３に係る発明によれば、段付き構造
を機械加工で形成するときよりも枠体の段付き精度を向
上させることができ、段付き構造のオーバーラップ部分
によるベース板への押さえ付けに起因した圧接力をより
確実に発生し得ると共に、枠体底面に対するベース板底
面のフラット性又は凸状構造のコントロールをより容易
にし得るという効果がある。
【００３８】請求項４に係る発明によれば、ベース板底
面が凸状に反っていることから、ベース板底面と放熱フ
ィンとの圧接をより一層確実なものとすることができ
る。
【００３９】請求項５に係る発明によれば、ベース板の
周囲と枠体開口部との間の接合を、ベース板とセラミッ
ク絶縁基板の裏面パターンとの間の接合及びセラミック
絶縁基板の回路パターンと半導体素子との間の接合と同
時に行うことができ、上記接合のために新たな工程を設
けなくても済むという効果がある。
【００４０】請求項６に係る発明によれば、ベース板側
面と枠体開口部との接合力を半田や接着剤で両者を接合
するときよりも高めることができるので、接合部の信頼
性はより高くなり、その結果、接合部を介してのベース
板底面の放熱フィンへの圧接力を高めることができる。
【００４１】請求項７に係る発明によれば、ベース板
側面と枠体開口部との一体的接合をより容易に行うこと
ができると共に、当該接合力を請求項６の発明の場合
よりもより一層高めることができるので、ベース板底面
の放熱フィンへの圧接力をより一層高めて当該圧接の信
頼性を更に向上させることができる。
【００４２】請求項８に係る発明によれば、枠体のコ
ストの低減化を通じて半導体装置のコストを低減化する
ことができると共に、Ｆｅ枠体を用いる場合には、枠
体とベース板との接合力によって実現されるベース板底
面の放熱フィンへの圧接力をより一層高めることがで
き、半導体素子より発せられる熱の放熱性をより一層高
め得るという利点がある。しかも、Ｆｅ枠体を用いる場
合には、Ｆｅ枠体を放熱フィンに取り付けるときに用い
られるネジのクリープをも防止し得る。一方、Ａｌ枠
体を用いる場合には、枠体自体の重量の軽量化を通じて
半導体装置の軽量化を図り得るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の中
核部分を示す縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の中
核部分を示す平面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る半導体装置全体
の構造を示す縦断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態１の変形例１を示す縦断
面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１の変形例２を示す縦断
面図である。
【図６】 本発明の実施の形態１の変形例３を示す縦断
面図である。
【図７】 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の中
核部分を一部拡大して示す縦断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態２の変形例１を示す平面
図である。
【図９】 従来の構造を示す縦断面図である。
【図１０】 従来の構造を示す半導体装置全体の断面図
である。
【図１１】 従来の別の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ Ｃｕ／Ｍｏベース板、１ＳＳ 側面、１ＵＳ 上
面、１ＢＳ 底面、１Ｐ周縁部、２ セラミック絶縁基
板、２ａ セラミック絶縁基板の表面上の回路パター
ン、２ｂ セラミック絶縁基板の裏面上のパターン、３
半導体素子、４Ｆｅ枠体、４Ｈ 開口部、４Ｈ１ 第
１部分、４Ｈ２ 第２部分、４ｂ 上板、４ｃ 下板、
５ 半田層、６ 接着剤、７ 樹脂ケース、８ 端子、
９ Ａｌワイヤ、１０ シリコンゲル、１１ Ｃｕベー
ス板、１２ Ｃｕ／Ｍｏベース板（製品の外形と同等の
サイズ）、１３ 穴、１４，１４Ｐ 放熱フィン。
フロントページの続き (72)発明者 木本 信義 兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 吉田 貴信 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 古賀 万寿夫 福岡県福岡市西区今宿東一丁目１番１号 福菱セミコンエンジニアリング株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミック絶縁基板と、 前記セラミック絶縁基板の表面上の回路パターンに第１
    半田層を介して接合された半導体素子と、 前記セラミック絶縁基板の前記表面と対向する裏面上の
    パターンと第２半田層を介して接合された上面を有し、
    且つ前記セラミック絶縁基板よりも若干大きいが略同等
    のサイズを有すると共に、前記セラミック絶縁基板の線
    膨張係数と同一又は近傍の線膨張係数を有する金属製の
    ベース板と、 前記ベース板の周囲を取り囲む様に当該周囲と接合され
    た開口部を有すると共に、放熱フィンとネジ締結するた
    めの穴が設けられた金属製の枠体とを備え、 前記枠体が前記放熱フィンとネジ締結されるときには、
    前記ベース板の前記上面と対向する底面が前記放熱フィ
    ンと圧接されることを特徴とする、半導体装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置であって、 前記枠体の前記開口部は段付き構造であり、 前記ベース板の前記上面の内の周縁部とオーバーラップ
    して接合された前記開口部の第１部分よりも内側に前記
    セラミック絶縁基板が配設されており、 前記開口部の前記第１部分と繋がっている前記開口部の
    第２部分が前記ベース板の側面と接合されていることを
    特徴とする、半導体装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の半導体装置であって、 前記枠体は、その内周端部が前記開口部の前記第１部分
    を成す上板と、その内周端部が前記開口部の前記第２部
    分を成す下板とが、接着層を介することなく直接に貼り
    合わされることで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】 請求項１乃至３の何れかに記載の半導体
    装置であって、 前記ベース板の前記底面は凸状に形成されていることを
    特徴とする、半導体装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の半導体
    装置であって、 前記枠体の前記開口部は第３半田層を介して前記ベース
    板の前記周囲と接合されていることを特徴とする、半導
    体装置。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の半導体装置であって、 前記枠体の前記開口部と前記ベース板の前記周囲を成す
    側面とが、樫目、圧入、又は溶接の何れかによって、一
    体的に接合されていることを特徴とする、半導体装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の半導体装置であって、 前記枠体の前記開口部と前記ベース板の前記側面との接
    合部が凹凸構造を成すことを特徴とする、半導体装置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載の半導体
    装置であって、 前記枠体の材料は鉄又はアルミニウムの何れかであるこ
    とを特徴とする、半導体装置。
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