JPWO2019146259A1 - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

半導体装置は、ベース板と、ベース板上に配置される金属板と、ベース板と金属板との間に配置され、ベース板、および金属板と面で接触して金属板をベース板に接合する接合材と、金属板上に配置される絶縁板と、絶縁板と面で接触して絶縁板上に配置される回路部材と、回路部材上に搭載される半導体素子と、金属板、接合材、絶縁板、回路部材、および半導体素子を覆って、ベース板上の空間を封止する封止材とを備え、金属板の外縁に沿った金属板の底面領域は、接合材に覆われてなく、ベース板には、金属板の外縁に沿って配置され上記底面領域に対向する溝形状の凹部が設けられており、凹部は、第１の深さの領域と第１の深さより深い掘込領域とを有し、掘込領域は、凹部の内方側壁面に沿って配置されており、掘込領域内の少なくとも一部には、接合材が配置されている。

Description

本開示は、半導体装置に関する。
本出願は、2018年1月25日出願の日本出願第2018-010263号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
半導体チップが固定された回路板を有する積層基板を硬質樹脂により封止した半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−１９５２２４号公報
実施例による半導体装置は、ベース板と、ベース板上に配置される金属板と、ベース板と金属板との間に配置され、ベース板、および金属板と面で接触して金属板をベース板に接合する接合材と、金属板上に配置される絶縁板と、絶縁板と面で接触して絶縁板上に配置される回路部材と、回路部材上に搭載される半導体素子と、金属板、接合材、絶縁板、回路部材、および半導体素子を覆って、ベース板上の空間を封止する封止材とを備える。金属板の外縁に沿った金属板の底面領域は、接合材に覆われてない。ベース板には、金属板の外縁に沿って配置され上記底面領域に対向する溝形状の凹部が設けられている。凹部は、第１の深さの領域と第１の深さより深い掘込領域とを有し、掘込領域は、金属板の外縁に対して内側に向かう方向を内方側としたときに、凹部の内方側壁面に沿って配置されている。掘込領域内の少なくとも一部には、接合材が配置されている。
図１は、一実施形態に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。 図２は、図１に示す半導体装置に備えられるベース板を板厚方向から平面的に見た状 態を示す図である。 図３は、図１に示す半導体装置の一部を拡大して示す断面図である。 図４は、他の実施形態に係る半導体装置の構成の一部を示す概略断面図で ある。 図５は、さらに他の実施形態に係る半導体装置の構成の一部を示す概略断 面図である。 図６は、さらに他の実施形態に係る半導体装置に備えられるベース板を板厚方向から平面的に見た状態を示す図である。
特許文献１には、金属板の底面と接合され、金属板と接合される面のうち、金属板の端と対向する箇所の少なくとも一部に凹部を有するベース板と、硬質樹脂で構成され、半導体チップ、絶縁板、回路板、金属板の側面、および凹部と対向する金属板の底面に接している封止材とを備える半導体装置が開示されている。封止材が充填された凹部としての溝の部分は、アンカー効果を生じさせる。
特許文献１では、金属板とベース板とを接合するはんだが溝内に入り込むのを防止するために、溝を形成している底面および側面には、めっき処理を行わないこととしている。しかし、めっき処理を行わない場合、接合材の量が余剰となれば、余剰となった接合材が金属板側に濡れ広がることとなるか、または金属板と接合材との境界部分において、接合材の塊が発生することとなる。そうすると、封止材と他の構成部材との間において界面剥離が生じたり、残留応力の影響で積層基板の構成部材に割れが生じてしまうこととなる。このような半導体装置は、信頼性が低いものとなってしまう。
また、余剰の接合材が溝内に入り込まないようにするために、接合材の量を適量に調整することも考えられる。しかし、接合材の量の厳格な管理は困難であり、効率的な半導体装置の製造を阻害するおそれがある。
そこで、効率的に製造することができ、信頼性が高い半導体装置を提供することを本開示の目的の１つとする。
［本開示の技術の実施形態の説明］
最初に本開示の技術の実施態様を列記して説明する。本開示の半導体装置は、ベース板と、ベース板上に配置される金属板と、ベース板と金属板との間に配置され、ベース板、および金属板と面で接触して金属板をベース板に接合する接合材と、金属板上に配置される絶縁板と、絶縁板と面で接触して絶縁板上に配置される回路部材と、回路部材上に搭載される半導体素子と、金属板、接合材、絶縁板、回路部材、および半導体素子を覆って、ベース板上の空間を封止する封止材とを備える。金属板の外縁に沿った金属板の底面領域は、接合材に覆われてない。ベース板には、金属板の外縁に沿って配置され上記底面領域に対向する溝形状の凹部が設けられている。凹部は、第１の深さの領域と第１の深さより深い掘込領域とを有し、掘込領域は、金属板の外縁に対して内側に向かう方向を内方側としたときに、凹部の内方側壁面に沿って配置されている。掘込領域内の少なくとも一部には、接合材が配置されている。
上記半導体装置によれば、ベース板には、金属板の外縁に沿って配置され底面領域に対向する溝形状の凹部が設けられているため、封止材の硬化収縮による半導体装置の構成部材の割れを抑制することができる。すなわち、このような凹部を設けることにより、アンカー効果を得ることができる。
また、凹部は、第１の深さの領域と第１の深さより深い掘込領域とを有し、掘込領域は、金属板の外縁に対して内側に向かう方向を内方側としたときに、内方側壁面に沿って配置されているため、接合材の量が余剰であったとしても、金属板とベース板とを接合させる際に余剰の接合材を掘込領域内へ流れ込ませることができる。そうすると、凹部内の他の領域（第１の深さの領域）への余剰の接合材の流れ込みを抑制することができる。なお、凹部内の他の領域とは、凹部内に設けられた掘込領域以外の領域を指す。また、余剰の接合材が外縁に沿った底面領域へ濡れ広がったり、金属板と接合材との間において塊状となるおそれを低減することができる。また、接合材の量を厳格に管理する必要がなくなる。そして、凹部内の他の領域において封止材と凹部を規定する壁面とを直接接触させて、凹部内に配置される封止材によるアンカー効果を十分に得ることができる。したがって、このような構造によれば、効率的に製造することができ、信頼性が高い半導体装置を提供することができる。
上記半導体装置について、接合材と接するベース板の上面と内方側壁面とは、鈍角で接続されるよう構成してもよい。こうすることにより、掘込領域内に余剰の接合材を流れ込みやすくすることができる。また、流れ込む接合材と内方側壁面との間に空気を巻き込んで形成されるボイドの発生を抑制することができる。
上記半導体装置について、掘込領域は、上端に近づくに従って幅が大きくなるよう構成してもよい。こうすることにより、余剰の接合材を掘込領域内に流れ込みやすくすることができる。
上記半導体装置において、第１の深さの領域からの掘込領域の深さは、接合材の厚み以下であるよう構成してもよい。こうすることにより、より適切にベース板と金属板とを接合材によって接合することができる。
上記半導体装置において、接合材ははんだであり、内方側壁面には、金属板に対向するベース板の面よりもはんだの濡れ性が高いめっき層が設けられていてもよい。こうすることにより、金属板に対向するベース板の面側から流れ出る余剰の接合材をより円滑に掘込領域内に流し込むことができる。
上記半導体装置において、接合材ははんだであり、金属板の底面領域の少なくとも一部には、ベース板に対向する金属板の面よりもはんだの濡れ性が低いめっき層が設けられていてもよい。こうすることにより、ベース板に対向する金属板の面側に接合材が濡れ広がるのを防止することができる。
上記半導体装置において、ベース板の板厚方向に見た平面視において半導体素子と掘込領域の底面との最短距離は、ベース板の板厚方向における回路部材の上面から掘込領域の底面までの距離よりも大きくなるように構成してもよい。こうすることにより、より確実に半導体素子から発生した熱のベース板への放熱性の低下を防止することができる。
上記半導体装置において、凹部は、ベース板の板厚方向に見た平面視においてループ状に連なって設けられていてもよい。こうすることにより、より確実にアンカー効果を得ることができ、周方向において、効率よく余剰の接合材を掘込領域内へ流れ込ませることができる。
また、上記半導体装置において、凹部は、金属板の外縁に沿う周方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。こうすることにより、より適切な箇所に凹部を設けることができる。
［本開示の技術の実施形態の詳細］
次に、本開示の技術の一実施形態に係る半導体装置を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
図１は、一実施形態に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。図２は、図１に示す半導体装置に備えられるベース板をベース板の板厚方向に見た平面視における状態を示す図である。図３は、図１に示す半導体装置の一部を拡大して示す断面図である。なお、図３は、図１に示す半導体装置において、封止材等を取り除いた状態を示している。図１、および図３は、半導体装置をベース板の板厚方向に沿って切断した断面に相当する。また、図２は、ベース板の板厚方向に見た図であり、図１に示す矢印ＩＩで示す方向から見た場合に相当する。なお、理解の容易の観点から、図２中において、金属板の外縁を一点鎖線で示している。
図１〜図３を参照して、一実施形態に係る半導体装置１１は、ベース板１２と、金属板１３と、接合材１４、１７と、絶縁板１５と、回路部材１６と、半導体素子１８、１９と、封止材２１と、端子２２、２３と、外枠２４とを備える。金属板１３、絶縁板１５、および回路部材１６は、下層から金属板１３、絶縁板１５、回路部材１６の順に積層される。
半導体装置１１の土台となるベース板１２の外形形状は、矩形状である。ベース板１２は、ベース板１２の板厚方向の一方側に位置する面３１を有する。この面３１上に金属板１３、絶縁板１５、回路部材１６等の構成部材が配置される。ベース板１２の材質としては、熱伝導性の高い材料、具体的には、例えば、銅やアルミニウムといった金属材料、又は金属とセラミックスとを複合させた複合材が選択される。なお、図１に示す半導体装置１１においては、面３１上に金属板１３が配置される構成であるが、例えば、半導体装置１１の天地方向を逆とした場合、各部材の配置関係も天地が逆となる。すなわち、半導体装置１１の天地方向を逆とした場合、「面３１上に金属板１３が配置される」とは、面３１の下側に金属板１３が位置することを示す。半導体装置１１をいわゆる横向きに取り付けた場合や傾斜して設けた場合も、各部材の配置関係は同様である。また、ベース板１２の構造については、後に詳述する。
面３１上には、金属板１３が配置される。金属板１３の外形形状についても、矩形状である。板厚方向に見た平面視において、金属板１３の外縁２６は、ベース板１２の外縁２５よりも内方側に位置する。金属板１３は、面３１と対向する面３２、および面３２とベース板１２の板厚方向の反対側に位置する面３３を有する。また、面３２は、外縁２６を含むように配置され、接合材１４から露出する領域２８を含む。ここでいう露出とは、面３２が接合材１４によって覆われていないことをいう。言葉を換えて言えば、接合材１４に覆われてない領域２８は、金属板１３の外縁２６に沿った金属板１３の底面領域である。金属板１３は、例えば、導電性を有する薄い金属材料から構成されており、具体的には、金属板１３として銅箔等が用いられる。金属板１３は、接合材１４によってベース板１２に接合されている。
接合材１４は、面３１、および面３２の双方に面で接触して配置される。すなわち、接合材１４は、ベース板１２と金属板１３との間に介在するようにして設けられている。接合材１４としては、例えば、はんだを採用することができる。なお、面３１のうちの接合材１４と接触する領域に、接合材１４との濡れ性を高くするめっき処理を施すことにしてもよい。
面３３の上に接触して絶縁板１５が配置される。絶縁板１５の外形形状についても矩形状である。ベース板１２の板厚方向に見た平面視において、絶縁板１５の外縁２７は、ベース板１２の外縁２５よりも内方側に位置し、金属板１３の外縁２６よりも外方側に位置する。絶縁板１５は、面３３と対向する面３４、および面３４とベース板１２の板厚方向の反対側に位置する面３５とを有する。絶縁板１５は、例えば、絶縁性を有するセラミックスから構成されている。具体的な材質としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素等である。なお、この場合、ベース板１２の板厚方向と絶縁板１５の板厚方向とは、同じである。
面３５の上に接触して回路部材１６が配置される。回路部材１６には、回路のパターンが形成されている。回路部材１６は、面３５と対向する面３６、および面３６とベース板１２の板厚方向の反対側に位置する面３７とを有する。回路部材１６は、例えば、金属板１３と同様に導電性を有する薄い金属材料から構成されている。
面３７上には、接合材１７を介して半導体素子１８、１９が搭載されている。すなわち、半導体素子１８、１９は、接合材１７によって面３７上に接合され、固定されている。半導体素子１８、１９は、回路部材１６のうち、半導体素子１８、１９がそれぞれ搭載された領域と異なる領域にボンディングワイヤ３８、３９によってそれぞれ電気的に接続されている。なお、本実施形態においては、半導体素子１８、１９を搭載することとしているが、半導体素子の数や配置等は、半導体装置１１の構成に応じて任意に定められる。
回路部材１６のうち、半導体素子１８、１９が搭載されていない領域には、端子２２、２３がそれぞれ電気的に接続され、固定されている。端子２２、２３は、例えば、金属製の部材を折り曲げた形状を有する。端子２２、２３のうちの回路部材１６に接続されていない側の端部は、封止材２１によって封止されておらず、露出している。
封止材２１は、金属板１３、接合材１４、１７、絶縁板１５、回路部材１６、半導体素子１８、１９を覆って、面３１上の空間を封止する。封止材２１としては、例えば、絶縁性、および耐熱性が高い樹脂が採用される。具体的には、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂やフェノール樹脂等が用いられる。なお、必要に応じて、例えば、絶縁性能等を向上させるためにフィラーを封止材２１中に添加してもよい。
面３１上には、ベース板１２の外縁２５に沿って外枠２４が取り付けられる。外枠２４によって面３１上の空間を、ベース板１２の板厚方向の上部側を除いて囲うことができる。このように外枠２４によって囲われた空間内に未硬化のエポキシ樹脂等を流し込んで硬化させ、封止材２１を形成する。
次に、ベース板１２の具体的な形状について説明する。ベース板１２の面３１には、金属板１３の外縁２６に沿って配置される溝形状の凹部４１が設けられている。凹部４１は、ベース板１２の板厚方向に見た平面視において接合材１４から露出する領域２８に対向するように配置される。凹部４１は、ループ状に連なって設けられている。なお、ベース板１２の幅については、液状の封止材２１が流れ込むことが可能な程度の幅であればよい。
凹部４１には、ベース板１２の板厚方向に見た平面視において凹部４１を規定する内方側壁面５２に接するように他の領域４４よりも深い掘込領域５１が設けられている。すなわち、凹部４１は、掘込領域５１、および他の領域４４から構成されている。言葉を換えて言えば、凹部４１は、第１の深さの領域４４と第１の深さより深い掘込領域５１とを有し、掘込領域５１は、凹部４１の内方側壁面５２に沿って配置されている。ここで内方側側面とは、金属板１３の外縁２６に対して内側に向かう方向を内方側としたときに、凹部４１の内方側に位置する側壁面のことである。
他の領域４４を規定する壁面は、外縁２５側に位置する側壁面４２と、底壁面４３とを含む。面３１において、凹部４１に隣接する領域４７と他の領域４４を規定する側壁面４２とは、鈍角で接続される。底壁面４３は、面３１に沿った方向に延びている。なお、他の領域４４の凹み量は、例えば、ベース板１２の厚みの半分以下である。凹部４１内の他の領域４４に、封止材２１が配置される。このような凹部４１を設けることにより、アンカー効果を得ることができる。
掘込領域５１を規定する壁面は、内方側壁面５２と、外縁２５に近い外方側壁面５３と、底壁面５４とを含む。面３１において、掘込領域５１に隣接する領域２０（接合材１４と接するベース板１２の上面）と内方側壁面５２とは、鈍角で接続される。外方側壁面５３と底壁面４３とは、鈍角で接続される。底壁面５４は、面３１に沿った方向に延びている。掘込領域５１は、図３に示す断面において、上端（開口）に近づくに従って幅が大きくなる形状である。掘込領域５１内の少なくとも一部には、接合材１４が配置されている。図３に示す状態においては、掘込領域５１内のほぼ全域に亘って接合材１４が配置されている。
他の領域４４からの掘込領域５１の深さは、例えば、接合材１４の厚み以下とする。具体的には、図３中に示すベース板１２の板厚方向の接合材１４の厚みＸは、０．１ｍｍである。そして、掘込領域５１の深さである底壁面４３と底壁面５４との板厚方向の長さＬは、厚みＸ以下とされる。
また、図３に示す断面において、ベース板１２の板厚方向に見た平面視において半導体素子１８のうちの外縁に近い端部４５に相当する回路部材１６の部分４７と内方側壁面５２の最も深く外縁から遠い端部４６とのベース板１２の板厚方向に垂直な方向の距離Ｄは、接合材１４、金属板１３、絶縁板１５、および回路部材１６の総厚みＴに凹部４１の深さＭ、および掘込領域５１の深さＬを足し合わせた距離よりも大きい。ベース板１２の板厚方向に見た平面視における半導体素子１８と掘込領域５１の底面との最短距離Ｄは、ベース板１２の板厚方向における回路部材１６の上面から掘込領域５１の底面までの距離（Ｔ＋Ｍ＋Ｌ）よりも大きくてよい。
次に、上記した構成の半導体装置１１の製造方法について簡単に説明する。上記した半導体装置１１においては、まず、金属板１３、絶縁板１５、そして回路部材１６が積層される。そして、積層された積層板のうち、面３２と、面３１とを接合材１４により接合する。その後、未硬化の液状の封止材２１を注入して硬化させ、封止する。
面３２と面３１との接合に際し、例えば、ペースト状のはんだから構成される接合材１４が用いられる。接合材１４としてのペースト状のはんだは、面３１上に配置され、加熱により溶けて面３１上を濡れ広がる。ここで、濡れ広がったはんだのうち、余剰となった部分については、掘込領域５１内に流れ込む。すなわち、余剰の接合材１４が、凹部４１の他の領域４４内へ流れ込んだり、面３２に濡れ広がるおそれを低減することができる。この場合、掘込領域５１内の少なくとも一部に接合材１４が配置されることとなる。このようにして、半導体装置１１が製造される。
上記した構成の半導体装置１１によれば、面３１には、ベース板１２の板厚方向に見た平面視において接合材１４から露出する領域２８に対向するように配置される溝形状の凹部４１が設けられているため、封止材２１の硬化収縮による半導体装置１１の構成部材の割れを抑制することができる。すなわち、このような凹部４１を設けることにより、アンカー効果を得ることができる。
また、凹部４１には、ベース板１２の板厚方向に見た平面視において内方側壁面５２に接するように他の領域４４よりも深い掘込領域５１が設けられているため、接合材１４の量が余剰であったとしても、金属板１３とベース板１２とを接合させる際に余剰の接合材１４を掘込領域５１内へ流れ込ませることができる。そうすると、凹部４１内の他の領域４４への余剰の接合材１４の流れ込みを抑制することができる。また、余剰の接合材１４が接合材１４から露出する領域２８へ濡れ広がったり、金属板１３と接合材１４との間において塊状となるおそれを低減することができる。また、接合材１４の量を厳格に管理する必要がなくなる。そして、凹部４１内の他の領域４４において封止材２１と凹部４１を規定する壁面とを直接接触させて、凹部４１内に配置される封止材２１によるアンカー効果を十分に得ることができる。したがって、このような構造とすることにより、効率的に製造することができ、信頼性が高い半導体装置１１を提供することができる。
本実施形態においては、面３１において、掘込領域５１に隣接する領域２０と内方側壁面５２とは、鈍角で接続されている。したがって、掘込領域５１内に余剰の接合材１４を流れ込みやすくすることができる。また、流れ込む接合材１４と内方側壁面５２との間に空気を巻き込んで形成されるボイドの発生を抑制することができる。
本実施形態においては、図３に示す断面において、掘込領域５１は、上端（開口）に近づくに従って幅が大きい。したがって、余剰の接合材１４を掘込領域５１内に流れ込みやすくすることができる。
本実施形態においては、他の領域４４からの掘込領域５１の深さは、接合材１４の厚み以下である。したがって、より適切にベース板１２と金属板１３とを接合材１４によって接合することができる。
本実施形態においては、図３に示す断面において、ベース板１２の板厚方向に見た平面視において半導体素子１８のうちの外縁に近い端部４５に相当する回路部材１６の部分４７と内方側壁面５２の最も深く外縁から遠い端部４６とのベース板１２の板厚方向に垂直な方向の距離Ｄは、接合材１４、金属板１３、絶縁板１５、および回路部材１６の総厚みＴに凹部４１の深さＭ、および掘込領域５１の深さＬを足し合わせた距離よりも大きい。したがって、半導体素子１８から発生した熱のベース板１２への放熱性の低下をより確実に防止することができる。
＜第２の実施の形態＞
なお、上記の実施の形態において、接合材１４がはんだである場合、内方側壁面５２には、面３１よりもはんだの濡れ性が高いめっき層が設けられていてもよい。図４は、他の実施形態に係る半導体装置の構成の一部を示す概略断面図である。図４を参照して、内方側壁面５２には、面３１よりもはんだの濡れ性が高いめっき層４９が設けられている。理解の容易の観点から、めっき層４９は厚く図示している。こうすることにより、面３１側から流れ出る余剰の接合材１４をより円滑に掘込領域５１内に流し込むことができる。
ここではんだの濡れ性については、例えば濡れ広がり試験法やメニスコグラフ試験法等をもちいて評価すればよい。
＜第３の実施の形態＞
また、上記の実施の形態において、接合材１４がはんだである場合、接合材１４から露出する領域２８の少なくとも一部には、面３２よりもはんだの濡れ性が低いめっき層が設けられていてもよい。図５は、さらに他の実施形態に係る半導体装置の構成の一部を示す概略断面図である。図５は、図３に対応する図である。
図５を参照して、他の実施形態に係る半導体装置に備えられる金属板１３において、接合材１４から露出する領域２８（金属板１３の外縁２６に沿った金属板１３の底面領域）には、面３２よりもはんだの濡れ性が低いめっき層２９が設けられていている。この場合、接合材１４から露出する領域２８の全域に亘ってめっき層２９が設けられている。理解の容易の観点から、めっき層２９は厚く図示している。めっき層２９としては、例えば、接合材１４としてはんだを用いる場合、クロムめっき層とすることができる。このように構成することにより、面３１側に接合材１４が濡れ広がるのを防止することができる。なお、接合材１４から露出する領域２８の一部にめっき層２９を設ける場合、できるだけ内方側、すなわち、外縁２６から遠い位置に設けることが好ましい。
＜第４の実施の形態＞
なお、上記の実施の形態においては、凹部は、ベース板１２の板厚方向に見た平面視においてループ状に連なって設けられていることとしたが、これに限らず、凹部は、以下の構成としてもよい。図６は、さらに他の実施形態に係る半導体装置に備えられるベース板の構成を示す図である。
図６を参照して、さらに他の実施形態に係る半導体装置に備えられるベース板６１は、面６２を有する。面６２には、ベース板６１の板厚方向に見た平面視において外縁部露出領域に対向するように配置される溝形状の凹部６３が設けられている。凹部６３には、ベース板６１の板厚方向に見た平面視において内方側壁面に接するように他の領域よりも深い掘込領域６４が設けられている。また、凹部６３は、ベース板６１の板厚方向に見た平面視において金属板１３の外縁に沿う周方向に間隔をあけて複数設けられている。この場合、矩形状の金属板１３の四つの角部に相当する領域に四つ設けられている。こうすることにより、より適切な箇所に凹部６３を設けることができる。
また、上記の実施の形態においては、内方側壁面５２と外方側壁面５３との傾斜の角度が異なるよう構成してもよい。また、面３１と内方側壁面５２、側壁面４２とが交わる領域をそれぞれ角が丸められた（即ち面取りした）円弧状としてもよい。また、掘込領域５１、６４を構成する壁面が曲面を含むよう構成してもよい。
なお、上記の実施の形態において、掘込領域５１、６４の凹み量は、接合材１４の厚み以下であることとした。しかし、半導体装置１１の構成に応じて、掘込領域５１、６４の凹み量等については、任意に定められる。
また、上記の実施の形態においては、掘込領域５１は、図３等に示す断面において、上端（開口）に近づくに従って幅が大きくなる形状としたが、これに限らず、内方側壁面５２および外方側壁面５３はそれぞれ、ベース板１２、６１の板厚方向に平行に延びる構成としてもよい。また、内方側壁面５２と外方側壁面５３との傾斜の角度が異なるよう構成してもよい。また、掘込領域５１と隣接する領域２０と内方側壁面５２とが交わる領域を角が丸められた（即ち面取りした）円弧状としてもよい。また、掘込領域５１を規定する壁面が曲面を含むよう構成してもよい。例えば、図３に示す断面において、内方側壁面５２、外方側壁面５３と底壁面５４との交わる部分について、角が丸められた円弧面となるよう構成してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲及びそれと均等の範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１１ 半導体装置
１２，６１ ベース板
１３ 金属板
１４，１７ 接合材
１５ 絶縁板
１６ 回路部材
１８，１９ 半導体素子
２０，２８，４４，４７ 領域
２１ 封止材
２２，２３ 端子
２４ 外枠
２５，２６，２７ 外縁
２９，４９ めっき層
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，６２ 面
３８，３９ ボンディングワイヤ
４１，６３ 凹部
４２，４３，５２，５３ 側壁面
４４，５４ 底壁面
４５，４６ 端部
４７ 部分
５１，６４ 掘込領域

Claims (12)

  1. ベース板と、
    前記ベース板上に配置される金属板と、
    前記ベース板と前記金属板との間に配置され、前記ベース板、および前記金属板と面で接触して前記金属板を前記ベース板に接合する接合材と、
    前記金属板上に配置される絶縁板と、
    前記絶縁板と面で接触して前記絶縁板上に配置される回路部材と、
    前記回路部材上に搭載される半導体素子と、
    前記金属板、前記接合材、前記絶縁板、前記回路部材、および前記半導体素子を覆って、前記ベース板上の空間を封止する封止材とを備え、
    前記金属板の外縁に沿った前記金属板の底面領域は、前記接合材に覆われてなく、
    前記ベース板には、前記金属板の前記外縁に沿って配置され前記底面領域に対向する溝形状の凹部が設けられており、
    前記凹部は、第１の深さの領域と前記第１の深さより深い掘込領域とを有し、前記掘込領域は、前記金属板の前記外縁に対して内側に向かう方向を内方側としたときに、前記凹部の内方側壁面に沿って配置されており、
    前記掘込領域内の少なくとも一部には、前記接合材が配置されている、半導体装置。
  2. 前記接合材と接する前記ベース板の上面と前記内方側壁面とは、鈍角で接続される、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記掘込領域は、前記掘込領域の上端に近づくに従って幅が大きくなる、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記第１の深さの領域からの前記掘込領域の深さは、前記接合材の厚み以下である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
  5. 前記接合材ははんだであり、前記内方側壁面には、前記金属板に対向する前記ベース板の面よりも前記はんだの濡れ性が高いめっき層が設けられている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
  6. 前記接合材ははんだであり、前記金属板の前記底面領域の少なくとも一部には、前記ベース板に対向する前記金属板の面よりも前記はんだの濡れ性が低いめっき層が設けられている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
  7. 前記ベース板の板厚方向に見た平面視において前記半導体素子と前記掘込領域の底面との最短距離は、前記ベース板の板厚方向における前記回路部材の上面から前記掘込領域の底面までの距離よりも大きい、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
  8. 前記凹部は、前記ベース板の板厚方向に見た平面視においてループ状に連なって設けられている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置。
  9. 前記凹部は、前記金属板の前記外縁に沿う周方向に間隔をあけて複数設けられている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置。
  10. ベース板と、
    前記ベース板上に配置される金属板と、
    前記ベース板と前記金属板との間に配置され、前記ベース板、および前記金属板と面で接触して前記金属板を前記ベース板に接合する接合材と、
    前記金属板上に配置される絶縁板と、
    前記絶縁板と面で接触して前記絶縁板上に配置される回路部材と、
    前記回路部材上に搭載される半導体素子と、
    前記金属板、前記接合材、前記絶縁板、前記回路部材、および前記半導体素子を覆って、前記ベース板上の空間を封止する封止材とを備え、
    前記金属板の外縁に沿った前記金属板の底面領域は、前記接合材に覆われてなく、
    前記ベース板には、前記金属板の前記外縁に沿って配置され前記底面領域に対向する溝形状の凹部が設けられており、
    前記凹部は、第１の深さの領域と前記第１の深さより深い掘込領域とを有し、前記掘込領域は、前記金属板の前記外縁に対して内側に向かう方向を内方側としたときに、前記凹部の内方側壁面に沿って配置されており、
    前記掘込領域内の少なくとも一部には、前記接合材が配置され、
    前記接合材と接する前記ベース板の上面と前記内方側壁面とは、鈍角で接続され
    前記掘込領域は、前記掘込領域の上端に近づくに従って幅が大きくなり、
    前記第１の深さの領域からの前記掘込領域の深さは、前記接合材の厚み以下であり、
    前記接合材ははんだであり、前記内方側壁面には、前記金属板に対向する前記ベース板の面よりも前記はんだの濡れ性が高いめっき層が設けられており、
    前記金属板の前記底面領域の少なくとも一部には、前記ベース板に対向する前記金属板の面よりも前記はんだの濡れ性が低いめっき層が設けられており、
    前記ベース板の板厚方向に見た平面視において前記半導体素子と前記掘込領域の底面との最短距離は、前記ベース板の板厚方向における前記回路部材の上面から前記掘込領域の底面までの距離よりも大きい、半導体装置。
  11. 前記凹部は、前記ベース板の板厚方向に見た平面視においてループ状に連なって設けられている、請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 前記凹部は、前記金属板の前記外縁に沿う周方向に間隔をあけて複数設けられている、請求項１０に記載の半導体装置。
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