JP2019153751A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融したはんだの表面張力に起因する吸着力を抑制し、半導体装置の寸法精度を向上する。【解決手段】第１部材と、第１部材にはんだ層を介して接合された第２部材とを備える。第１部材のはんだ層に接触する範囲を第１はんだ接合エリアとし、第２部材のはんだ層に接触する範囲を第２はんだ接合エリアとしたときに、第１部材には、第１はんだ接合エリアの周縁に沿って、はんだ吸収溝が設けられている。第１はんだ接合エリアは、平面視において、第１部材の重心から離れて位置している。はんだ吸収溝の内周縁は、平面視において、第２はんだ接合エリアよりも外側に位置する。【選択図】図３

Description

本明細書が開示する技術は、半導体装置に関する。

特許文献１には、半導体装置が開示されている。この半導体装置は、第１半導体素子と、第２半導体素子と、第１半導体素子を挟んで対向する第１上側放熱板及び第１下側放熱板と、第２半導体素子を挟んで対向する第２上側放熱板及び第２下側放熱板とを備える。第１上側放熱板と第２下側放熱板とのそれぞれには、継手部が設けられている。第１上側放熱板の継手部は、はんだ層を介して第２下側放熱板の継手部に接合されている。第１上側放熱板の継手部には、はんだ層が接触するはんだ接合エリアの周縁に沿って、はんだ吸収溝が設けられている。はんだ吸収溝は、二つの継手部が互いにはんだ付けされるときに、余剰なはんだを吸収する。

特開２０１２−２３５０８１号公報

二つの部材が互いにはんだ付けされるとき、溶融したはんだの表面張力に起因して、二つの部材の間に吸着力が作用する。この吸着力が、二つの部材の相対的な位置や姿勢を変化させると、製品の寸法精度が低下する。この点に関して、上記した半導体装置の製造工程では、第１上側放熱板の継手部と第２下側放熱板の継手部とが互いにはんだ付けされるときに、それぞれの継手部に吸着力が作用する。第１上側放熱板の継手部は、第１上側放熱板の重心から離れて位置するので、その継手部に作用する吸着力は、第１上側放熱板の位置や姿勢を変化させやすい。第２下側放熱板についても同様である。このように、二つの部材が互いにはんだ付けされるときに、溶融したはんだの表面張力に起因する吸着力が、少なくとも一方の部材において重心から離れた位置に作用すると、二つの部材の相対的な位置や姿勢が変化しやすく、製品の寸法精度が低下するおそれがある。本明細書は、このような問題を解決又は少なくとも低減し得る技術を提供する。

本明細書が開示する半導体装置は、第１部材と、第１部材にはんだ層を介して接合された第２部材とを備える。第１部材のはんだ層に接触する範囲を第１はんだ接合エリアとし、第２部材のはんだ層に接触する範囲を第２はんだ接合エリアとしたときに、第１部材には、第１はんだ接合エリアの周縁に沿って、はんだ吸収溝が設けられている。第１はんだ接合エリアは、平面視において、第１部材の重心から離れて位置している。はんだ吸収溝の内周縁は、平面視において、第２はんだ接合エリアよりも外側に位置する。ここでいう平面視とは、第１部材に対して第２部材が接合された方向（即ち、第１はんだ層に垂直な方向）に沿って観察することを意味する。

上記した半導体装置では、第１部材の第１はんだ接合エリアが、第２部材の第２はんだ接合エリアに、はんだ層を介して接合されている。第１はんだ接合エリアの周縁には、はんだ吸収溝が設けられている。このはんだ吸収溝の内周縁は、平面視において、第２はんだ接合エリアよりも外側に位置する。即ち、第１部材における第１はんだ接合エリアの面積が、第２部材における第２はんだ接合エリアの面積よりも大きくなるように、はんだ吸収溝が設けられている。このような構成によると、第１部材と第２部材との間のはんだ付けにおいて、溶融したはんだの第２はんだ接合エリアに対する接触角が、９０度よりも十分に大きくなる。ここで、はんだの表面張力に起因して二つの部材の間に作用する吸着力は、接触角に応じて変化し、接触角が９０度を超える範囲では、接触角が大きくなるほど吸着力は低下する。二つの部材の間に作用する吸着力が低下することで、二つの部材の相対的な位置や姿勢の変化が抑制され、半導体装置の寸法精度が向上する。

実施例の半導体装置１０の平面図。 半導体装置１０の内部構造を示す平面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における内部構造を示す断面図。 第１上側放熱板２２の構造を示す下面図。 第１上側放熱板２２の第１継手部２２ｃと第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃとの接合構造を示す平面図。 図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図。 第１上側放熱板２２上に、第１導体スペーサ２４、第１半導体素子２０及び第１下側放熱板２６の順に配置された第１積層体Ｘと第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃとをそれぞれはんだ付けする工程を示す。

図面を参照して、実施例の半導体装置１０について説明する。本実施例の半導体装置１０は、例えば電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車といった電動自動車において、コンバータやインバータといった電力変換回路に用いることができる。但し、半導体装置１０の用途は特に限定されない。半導体装置１０は、様々な装置や回路に広く採用することができる。

図１、図２、図３に示すように、半導体装置１０は、第１半導体素子２０と、第２半導体素子４０と、封止体１２と、複数の外部接続端子１４、１５、１６、１８、１９とを備える。第１半導体素子２０と第２半導体素子４０は、封止体１２の内部に封止されている。封止体１２は、特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂で構成されている。各々の外部接続端子１４、１５、１６、１８、１９は、封止体１２の外部から内部に亘って延びており、封止体１２の内部で第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０の少なくとも一方に電気的に接続されている。一例ではあるが、複数の外部接続端子１４、１５、１６、１８、１９には、電力用であるＰ端子１４、Ｎ端子１５及びＯ端子１６と、信号用である複数の第１信号端子１８及び複数の第２信号端子１９が含まれる。

第１半導体素子２０は、上面電極２０ａと下面電極２０ｂとを有する。上面電極２０ａは、第１半導体素子２０の上面に位置しており、下面電極２０ｂは、第１半導体素子２０の下面に位置している。第１半導体素子２０は、上下一対の電極２０ａ、２０ｂを有する縦型の半導体素子である。同様に、第２半導体素子４０は、上面電極４０ａと下面電極４０ｂとを有する。上面電極４０ａは第２半導体素子４０の上面に位置しており、下面電極４０ｂは第２半導体素子４０の下面に位置する。即ち、第２半導体素子４０についても、上下一対の電極４０ａ、４０ｂを有する縦型の半導体素子である。本実施例における第１半導体素子２０と第２半導体素子４０は、互いに同種の半導体素子であり、詳しくはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とダイオードとを内蔵するＲＣ−ＩＧＢＴ（Reverse Conducting IGBT）素子である。

但し、第１半導体素子２０と第２半導体素子４０の各々は、ＲＣ−ＩＧＢＴ素子に限定されず、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）素子といった他のパワー半導体素子であってもよい。あるいは、第１半導体素子２０と第２半導体素子４０の各々は、ダイオード素子とＩＧＢＴ素子（又はＭＯＳＦＥＴ素子）といった二以上の半導体素子に置き換えられてもよい。第１半導体素子２０と第２半導体素子４０の具体的な構成は特に限定されず、各種の半導体素子を採用することができる。この場合、第１半導体素子２０と第２半導体素子４０は、互いに異種の半導体素子であってもよい。また、第１半導体素子２０と第２半導体素子４０の各々は、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）といった各種の半導体材料を用いて構成されることができる。第１半導体素子２０の上面電極２０ａ及び下面電極２０ｂを構成する材料には、特に限定されないが、例えばアルミニウム系又はその他の金属を採用することができる。同様に、第２半導体素子４０の上面電極４０ａ及び下面電極４０ｂを構成する材料には、特に限定されないが、例えばアルミニウム系又はその他の金属を採用することができる。

半導体装置１０は、第１上側放熱板２２と、第１導体スペーサ２４と、第１下側放熱板２６とをさらに備える。第１導体スペーサ２４は、例えば銅又はその他の金属といった導電性を有する材料を用いて構成されている。第１導体スペーサ２４は、概して板形状あるいはブロック形状の部材であり、上面２４ａと、上面２４ａとは反対側に位置する下面２４ｂとを有する。第１導体スペーサ２４は封止体１２内に位置している。第１導体スペーサ２４の上面２４ａは、第１上側放熱板２２にはんだ層２３を介して接合されている。第１導体スペーサ２４の下面２４ｂは、第１半導体素子２０の上面電極２０ａにはんだ層２５を介して接合されている。即ち、第１導体スペーサ２４は、第１半導体素子２０に電気的に接続されている。第１導体スペーサ２４は、必ずしも必要とされないが、第１信号端子１８を第１半導体素子２０に接続する際のスペースを確保する。

第１上側放熱板２２及び第１下側放熱板２６は、例えば銅、アルミニウム又はその他の金属といった熱伝導性に優れた材料で構成されている。第１上側放熱板２２は、概して直方体形状又は板形状の部材であり、上面２２ａと、上面２２ａとは反対側に位置する下面２２ｂとを有している。第１上側放熱板２２の上面２２ａは、封止体１２の上面１２ａにおいて外部に露出されている。また、第１上側放熱板２２の下面２２ｂは、前述した第１導体スペーサ２４の上面２４ａにはんだ層２３を介して接合されている。即ち、第１上側放熱板２２は第１導体スペーサ２４を介して第１半導体素子２０と電気的及び熱的に接続されている。これにより、第１上側放熱板２２は、半導体装置１０の電気回路の一部を構成するだけでなく、第１半導体素子２０の熱を外部に放出する放熱板としても機能する。ここで、第１上側放熱板２２は、本明細書が開示する技術における第１部材の一例である。

第１下側放熱板２６は、概して直方体形状又は板形状の部材であり、上面２６ａと、上面２６ａとは反対側に位置する下面２６ｂとを有している。第１下側放熱板２６の下面２６ｂは、封止体１２の下面１２ｂにおいて外部に露出されている。また、第１下側放熱板２６の上面２６ａは、第１半導体素子２０の下面電極２０ｂにはんだ層２７を介して接合されている。即ち、第１下側放熱板２６は、第１半導体素子２０と電気的及び熱的に接続されている。これにより、第１下側放熱板２６においても半導体装置１０の電気回路の一部を構成するだけでなく、第１半導体素子２０の熱を外部に放出する放熱板としても機能する。このように、本実施例の半導体装置１０は、封止体１２の両面１２ａ、１２ｂに第１上側放熱板２２及び第１下側放熱板２６が露出される両面冷却構造を有する。

また半導体装置１０は、第２上側放熱板４２と、第２導体スペーサ４４と、第２下側放熱板４６とをさらに備える。第２導体スペーサ４４は、例えば銅又はその他の金属といった導電性を有する材料を用いて構成されている。第２導体スペーサ４４は、概して板形状あるいはブロック形状の部材であり、上面４４ａと、上面４４ａとは反対側に位置する下面４４ｂとを有する。第２導体スペーサ４４は封止体１２内に位置している。第２導体スペーサ４４の上面４４ａは、第２上側放熱板４２にはんだ層４３を介して接合されている。第２導体スペーサ４４の下面４４ｂは、第２半導体素子４０の上面電極４０ａにはんだ層４５を介して接合されている。即ち、第２導体スペーサ４４は、第２半導体素子４０に電気的に接続されている。第２導体スペーサ４４は、必ずしも必要とされないが、第２信号端子１９を第２半導体素子４０に接続する際のスペースを確保する。

第２上側放熱板４２及び第２下側放熱板４６は、例えば銅、アルミニウム又はその他の金属といった熱伝導性に優れた材料で構成されている。第２上側放熱板４２は、概して直方体形状又は板形状の部材であり、上面４２ａと、上面４２ａとは反対側に位置する下面４２ｂとを有している。第２上側放熱板４２の上面４２ａは、封止体１２の上面１２ａにおいて外部に露出されている。また第２上側放熱板４２の下面４２ｂは、前述した第２導体スペーサ４４の上面４４ａにはんだ層４３を介して接合されている。即ち、第２上側放熱板４２は第２導体スペーサ４４を介して第２半導体素子４０と電気的及び熱的に接続されている。これにより、第２上側放熱板４２は、半導体装置１０の電気回路の一部を構成するだけでなく、第２半導体素子４０の熱を外部に放出する放熱板としても機能する。

第２下側放熱板４６は、概して直方体形状又は板形状の部材であり、上面４６ａと、上面４６ａとは反対側に位置する下面４６ｂを有している。第２下側放熱板４６の下面４６ｂは、封止体１２の下面１２ｂにおいて外部に露出されている。また、第２下側放熱板４６の上面４６ａは、第２半導体素子４０の下面電極４０ｂにはんだ層４７を介して接合されている。即ち、第２下側放熱板４６は、第２半導体素子４０と電気的及び熱的に接続されている。これにより、第２下側放熱板４６においても半導体装置１０の電気回路の一部を構成するだけでなく、第２半導体素子４０の熱を外部に放出する放熱板としても機能する。このように、本実施例の半導体装置１０は、封止体１２の両面１２ａ、１２ｂに第２上側放熱板４２及び第２下側放熱板４６が露出される両面冷却構造を有する。第２下側放熱板４６は、後述する第１継手部２２ｃ及び第２継手部４６ｃを介して、第１上側放熱板２２に接続されている。第２下側放熱板４６は、本明細書が開示する技術における第２部材の一例である。

上述したように、半導体装置１０は外部接続端子として、Ｐ端子１４、Ｎ端子１５及びＯ端子１６を備える。本実施例におけるＰ端子１４、Ｎ端子１５及びＯ端子１６は、銅で構成されている。但し、Ｐ端子１４、Ｎ端子１５及びＯ端子１６は、銅に限定されず、他の導体で構成されてもよい。Ｐ端子１４は、封止体１２の内部において、第１下側放熱板２６の上面２６ａに接続されている。Ｎ端子１５は、封止体１２の内部において、第２上側放熱板４２の下面４２ｂに接続されている。そして、Ｏ端子１６は、第２下側放熱板４６の上面４６ａに接続されている。一例ではあるが、Ｐ端子１４及びＯ端子１６は、それぞれ第１下側放熱板２６及び第２下側放熱板４６に一体に形成されている。但し、Ｐ端子１４及びＯ端子１６の一方又は両方は、それぞれ第１下側放熱板２６及び第２下側放熱板４６に例えば溶接によって接合されてもよい。また、Ｎ端子１５は、後述するが、第２上側放熱板４２の継手部４２ｃにはんだ付けによって接合されている。半導体装置１０は外部接続端子として、複数の第１信号端子１８及び複数の第２信号端子１９もまた備える。本実施例における複数の信号端子１８、１９は、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０にそれぞれボンディングワイヤ１８ａ、１９ａによって接続されている。

図２、図３に示すように、半導体装置１０の第１上側放熱板２２は、導体で構成された第１継手部２２ｃをさらに有する。同様に第２下側放熱板４６は、導体で構成された第２継手部４６ｃをさらに有する。第１継手部２２ｃ及び第２継手部４６ｃは、封止体１２の内部に位置している。第１上側放熱板２２の第１継手部２２ｃは、第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃにはんだ層５０を介して接合されている。即ち、第１継手部２２ｃ及び第２継手部４６ｃは、第１上側放熱板２２と第２下側放熱板４６との間を電気的に接続している。これにより、第１半導体素子２０と第２半導体素子４０は、第１継手部２２ｃ及び第２継手部４６ｃを介して直列に接続される。第１継手部２２ｃ及び第２継手部４６ｃは、例えば銅で構成されることができる。第１継手部２２ｃと第１上側放熱板２２とは、一体に形成されていてもよいし、互いに接合されていてもよい。この場合の接合手法は、特に限定されず、例えば溶接によって接合されていてもよい。同様に、第２継手部４６ｃの第２下側放熱板４６とは、一体に形成されていてもよいし、互いに接合されていてもよい。この場合の接合手法においても、特に限定されず、例えば溶接によって接合されていてもよい。

図２、図３、図４に示すように、第１上側放熱板２２の下面２２ｂには、はんだ層２３を取り囲むようにはんだ吸収溝２２ｄが設けられている。このはんだ吸収溝２２ｄにより、第１導体スペーサ２４と第１上側放熱板２２とをはんだ付けする際に、余剰なはんだは収容され、意図しない範囲まではんだが濡れ広がることを防止することができる。同様に、第２上側放熱板４２の下面４２ｂには、はんだ層４３を取り囲むようにはんだ吸収溝４２ｄが設けられている。このはんだ吸収溝４２ｄにより、第２導体スペーサ４４と第２上側放熱板４２とをはんだ付けする際に、余剰なはんだは収容され、意図しない範囲まで濡れ広がることを防止することができる。一例ではあるが、本実施例の半導体装置１０では、第１上側放熱板２２と第２上側放熱板４２とに、同じ形状の部材が採用されている。

第１上側放熱板２２では、第１継手部２２ｃにも、はんだ吸収溝２２ｅが設けられている。はんだ吸収溝２２ｅは、第２継手部４６ｃとの間に位置するはんだ層５０を取り囲むように設けられている。このはんだ吸収溝２２ｅにより、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとをはんだ付けする際に、余剰なはんだは収容され、意図しない範囲まではんだが濡れ広がることを防止することができる。同様に、第２上側放熱板４２の継手部４２ｃにも、はんだ吸収溝４２ｅが設けられている。このはんだ吸収溝４２ｅは、Ｎ端子１５との間に位置するはんだ層（不図示）を取り囲むように設けられている。このはんだ吸収溝４２ｅにより、第２上側放熱板４２の継手部４２ｃとＮ端子１５とをはんだ付けする際に、余剰なはんだは収容され、意図しない範囲まで濡れ広がることを防止することができる。

次に、図５、図６を参照して、第１上側放熱板２２の第１継手部２２ｃと、第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃとの接合構造について説明する。図５、図６に示すように、第１上側放熱板２２の第１継手部２２ｃにおいて、はんだ層５０と接触している領域を第１はんだ接合エリアＳ１と称し、第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃにおいて、はんだ層５０と接触している領域を第２はんだ接合エリアＳ２と称する。前述したように、第１上側放熱板２２の第１継手部２２ｃには、はんだ層５０が接触する第１はんだ接合エリアＳ１の周縁に沿って、はんだ吸収溝２２ｅが設けられている。はんだ吸収溝２２ｅの内周縁Ｅは、平面視において、第２はんだ接合エリアＳ２よりも外側に位置する。即ち、第１上側放熱板２２における第１はんだ接合エリアＳ１の面積が、第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃにおける第２はんだ接合エリアＳ２の面積よりも大きくなるように、第１継手部２２ｃのはんだ吸収溝２２ｅが設けられている。

このような構成によると、図７に示すように、半導体装置１０の製造段階において、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間をはんだ付けする際に、溶融したはんだ５０の第２はんだ接合エリアＳ２に対する接触角θが、９０度よりも十分に大きくなる。ここで、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間ではんだ５０が溶融すると、溶融したはんだ５０の表面張力Ｆに起因して、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間に吸着力が作用する。この吸着力の大きさは接触角θに応じて変化し、接触角θが９０度を超える範囲では、接触角θが大きくなるほど吸着力は低下する。第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃに作用する吸着力が低下することで、第１上側放熱板２２と第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃとの相対的な位置や姿勢の変化が抑制され、半導体装置１０の寸法精度が向上する。ここで、溶融したはんだ５０は、前述したはんだ層５０を構成することから、ここでは同じ符号を付して説明する。後述するはんだ２３、４３においても同様に、それぞれはんだ層２３、４３を構成することから、同じ符号を付して説明する。

以下では、図７を参照しながら、実施例の半導体装置１０の製造方法の具体例について説明する。ここでは特に、上述した第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間のはんだ付けを行う工程を説明する。先ず、第１導体スペーサ２４と、第１半導体素子２０と、第１下側放熱板２６とを用意し、これらを上から順に配置し、はんだ付けすることによって第１積層体Ｘを形成する。第１導体スペーサ２４と第１半導体素子２０との間及び第１半導体素子２０と第１下側放熱板２６との間には、それぞれはんだ層２５、２７が介挿される。同様に、第２導体スペーサ４４と、第２半導体素子４０と、第２下側放熱板４６とを用意し、これらを上から順に配置し、はんだ付けすることによって第２積層体（不図示）を形成する。第２導体スペーサ４４と第２半導体素子４０との間及び第２半導体素子４０と第２下側放熱板４６との間には、それぞれはんだ層４５、４７が介挿される。ここで、はんだ付けのときに採用するはんだは、シート形状のはんだであってよい。また、第１下側放熱板２６及び第２下側放熱板４６は、それぞれが一体に形成されたリードフレームの構造を有していてもよい。

次いで、第１上側放熱板２２を用意し、第１上側放熱板２２の下面２２ｂを上にして配置する。同様に、第２上側放熱板４２を用意し、第２上側放熱板４２の下面４２ｂを上にして配置する。図７に示すように、下面２２ｂを上側に配置した第１上側放熱板２２上に、第１積層体Ｘを反転させ、第１積層体Ｘの第１導体スペーサ２４の上面２４ａを下側にして配置する。また第１導体スペーサ２４と第１上側放熱板２２との間には、はんだ２３が配置される。そして、第２上側放熱板４２も同様に下面４２ｂを上にして配置する。下面４２ｂを上側に配置した第２上側放熱板４２上に、第２積層体を反転させ、第２積層体の第２導体スペーサ４４の上面２４ａを下側にして配置する。このとき、第２積層体における第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃが、第１上側放熱板２２の第１継手部２２ｃ上に位置するように配置する。詳細には、第１継手部２２ｃのはんだ吸収溝２２ｅの内周縁Ｅが、第２継手部４６ｃの第２はんだ接合エリアＳ２の外側に位置するように、第２下側放熱板４６を配置する。また第２導体スペーサ４４と第２上側放熱板４２との間及び第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間には、はんだ４３、５０が配置される。ここでいうはんだ２３、４３、５０は、シート形状のはんだを採用することができる。一例ではあるが、上述した上側放熱板２２、４２に第１積層体Ｘ及び第２積層体を積層する作業は、予め治具Ｊを上側放熱板２２、４２の下に設置してから行ってもよい。この治具Ｊにより、第１積層体Ｘ及び第２積層体の高さの位置決めを比較的に精度よく行うことができる。第２継手部４６ｃの高さ位置においても同様である。但し、図７では、理解を高めるために、第２上側放熱板４２及び第２積層体の図示は省略する。

上記のように配置した部材を、例えばリフロー炉などによってはんだ付けする（図７参照）。この工程では、はんだ２３、４３、５０を例えばリフロー炉で加熱し溶融させ、第１上側放熱板２２と第１積層体Ｘとの間、第２上側放熱板４２と第２積層体との間、及び、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間をそれぞれはんだ付けする。このように二つの部材が互いにはんだ付けされるとき、溶融したはんだ２３、４３、５０の表面張力Ｆに起因して、二つの部材の間に吸着力が作用する。特に本実施例の第１継手部２２ｃのような、第１上側放熱板２２の重心２２ｇから離れて位置する部材とのはんだ付けの場合、第１継手部２２ｃに作用する吸着力は、第１上側放熱板２２の位置や姿勢を変化させやすい。

しかしながら、上述したように、本実施例の第１継手部２２ｃに設けられているはんだ吸収溝２２ｅは、平面視において、第２継手部４６ｃの第２はんだ接合エリアＳ２よりも外側に位置する。即ち、第１上側放熱板２２における第１はんだ接合エリアＳ１の面積が、第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃにおける第２はんだ接合エリアＳ２の面積よりも大きくなるように、第１継手部２２ｃのはんだ吸収溝２２ｅが設けられている。このような構成によると、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃとの間のはんだ付けにおいて、溶融したはんだ５０の第２はんだ接合エリアＳ２に対する接触角θが、９０度よりも十分に大きくなる。これにより、第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃに作用する吸着力が低下し、第１上側放熱板２２と第２下側放熱板４６の第２継手部４６ｃとの相対的な位置や姿勢の変化が抑制され、半導体装置１０の寸法精度が向上する。

本実施例において、第１継手部２２ｃのはんだ吸収溝２２ｅは幅寸法を比較的に小さくすることができる。このはんだ吸収溝２２ｅの幅寸法は、例えば０．５ｍｍ以下であってもよい。これにより、第１はんだ接合エリアＳ１の面積が第２はんだ接合エリアＳ２面積よりも大きくなるように、第１継手部２２ｃにおける第１はんだ接合エリアＳ１のスペースが十分に確保される。

本実施例において、第１継手部２２ｃの厚み寸法は特に限定されず、第１上側放熱板２２と同様の厚み寸法であってもよい。この場合、第１上側放熱板２２の重心２２ｇは、比較的に第１継手部２２ｃ側へシフトする。これにより、第１継手部２２ｃは、第１上側放熱板２２の重心２２ｇに近づくため、はんだ５０の表面張力Ｆに起因して第１継手部２２ｃと第２継手部４６ｃの間に作用する吸着力は低下する。

本実施例において、第２上側放熱板４２の継手部４２ｃにおけるはんだ吸収溝４２ｅの説明を省略したが、第１上側放熱板２２と同様に、このはんだ吸収溝４２ｅの内周縁が、Ｎ端子１５のはんだ接合エリアよりも外側に設置されていてもよい。その場合、溶融したはんだのＮ端子１５のはんだ接合エリアに対する接触角θが９０度よりも十分に大きくなり、第２上側放熱板４２の継手部４２ｃとＮ端子１５に作用する吸着力は低下する。

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

１０：半導体装置
１２：封止体
１４：Ｐ端子
１５：Ｎ端子
１６：Ｏ端子
１８、１９：信号端子
２０、４０：半導体素子
２２：第１上側放熱板
２２ｃ：第１継手部
２２ｅ：第１継手部のはんだ吸収溝
２２ｇ：第１上側放熱板の重心
２３、２５、２７、４３、４５、４７、５０：はんだ（層）
２４、４４：導体スペーサ
２６：第１下側放熱板
４２：第２上側放熱板
４２ｃ：第２上側放熱板の継手部
４２ｅ：第２上側放熱板の継手部のはんだ吸収溝
４６：第２下側放熱板
４６ｃ：第２継手部
Ｅ：第１継手部のはんだ吸収溝の内周縁
Ｆ：はんだの表面張力
Ｓ１：第１はんだ接合エリア
Ｓ２：第２はんだ接合エリア
Ｘ：第１積層体
θ：接触角

Claims (1)

1. 第１部材と、
   前記第１部材に、はんだ層を介して接合された第２部材と、
   を備え、
   前記第１部材の前記はんだ層に接触する範囲を第１はんだ接合エリアとし、前記第２部材の前記はんだ層に接触する範囲を第２はんだ接合エリアとしたときに、
   前記第１部材には、前記第１はんだ接合エリアの周縁に沿って、はんだ吸収溝が設けられており、
   前記第１はんだ接合エリアは、平面視において、前記第１部材の重心から離れて位置しており、
   前記はんだ吸収溝の内周縁は、平面視において、前記第２はんだ接合エリアよりも外側に位置する、
   半導体装置。

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