(57)【要約】【課題】接着層の欠陥の有無の検査を容易に行うことができるとともに、放熱性能の悪化をより確実に抑制することができる半導体装置、及び半導体装置の製造方法を得る。【解決手段】ヒートシンク２では、フィン２２が天板裏部分２１１から突出している。天板裏部分２１１には、フィン２２を囲む周壁２３が設けられている。天板２１の実装面２４と半導体モジュール３との間には、半導体モジュール３を天板２１に接着している接着層４が介在している。周壁２３は、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、接着層４の領域を囲んでいる。【選択図】図１
2020120065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面が形成されている天板と、前記実装面に対して前記天板の裏側の部分である天板裏部分から突出するフィンと、前記天板裏部分に設けられ、前記フィンを囲む周壁とを有するヒートシンク、
前記実装面に設けられた半導体モジュール、及び
前記半導体モジュールと前記実装面との間に介在しており、前記半導体モジュールを前記天板に接着している接着層
を備え、
前記周壁は、前記実装面に直交する方向に沿って前記ヒートシンクを見たとき、前記接着層の領域を囲んでいる半導体装置。
【請求項２】
前記天板に対する前記周壁の高さは、前記天板に対する前記フィンの高さよりも高くなっている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、前記実装面から突出する保護壁を有しており、
前記保護壁は、前記半導体モジュールの周囲に配置されている請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記周壁は、前記天板裏部分から突出する壁部と、前記壁部の先端部から前記フィンに近い側へ突出する返し部とを有している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
ねじによって前記返し部に取り付けられたジャケット部材を備え、
前記天板と前記ジャケット部材との間には、冷却媒体を収容する収容空間が形成されている請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
実装面が形成されている天板と、前記実装面に対して前記天板の裏側の部分である天板裏部分から突出するフィンとを有するヒートシンク、
前記天板に設けられた半導体モジュール、及び
前記半導体モジュールと前記実装面との間に介在しており、前記半導体モジュールを前記天板に接着している接着層
を備え、
前記天板裏部分には、前記ヒートシンクとは別部材とされた周壁が差し込み可能な壁用溝部が形成されており、
前記壁用溝部は、前記実装面に直交する方向に沿って前記ヒートシンクを見たとき、前記接着層の領域を囲んでいる半導体装置。
【請求項７】
前記天板裏部分には、前記壁用溝部に交差する排出用溝部が形成されており、
前記排出用溝部の深さは、前記壁用溝部の深さよりも浅くなっている請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体モジュールを前記実装面に前記接着層を介して配置する部品配置工程、
前記部品配置工程の後、前記接着層を加熱しながら前記半導体モジュールを前記接着層に加圧する加熱加圧工程、
前記加熱加圧工程の後、前記天板裏部分を上方に向けて前記ヒートシンクを配置した状態で、前記周壁で囲まれた空間に水を溜める水溜め工程、及び
前記水溜め工程の後、前記周壁で囲まれた空間に溜められた水を介して前記接着層に向けて超音波を発振する検査工程
を備えている半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６又は請求項７に記載の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体モジュールを前記実装面に前記接着層を介して配置する部品配置工程、
前記部品配置工程の後、前記接着層を加熱しながら前記半導体モジュールを前記接着層に加圧する加熱加圧工程、
前記壁用溝部に前記周壁を差し込む周壁取付工程、
前記周壁取付工程の後、前記天板裏部分を上方に向けて前記ヒートシンクを配置した状態で、前記周壁で囲まれた空間に水を溜める水溜め工程、及び
前記水溜め工程の後、前記周壁で囲まれた空間に溜められた水を介して前記接着層に向けて超音波を発振する検査工程
を備えている半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体モジュールが接着層を介してヒートシンクに接着されている半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子を取り付けた金属ブロックが樹脂製の絶縁シートを介して金属板部に接着された半導体装置が知られている。このような従来の半導体装置では、半導体素子を保護するために、半導体素子及び金属ブロックが樹脂モールド部で覆われている。また、このような従来の半導体装置では、金属板部の放熱性の向上を図るために、複数のフィンを有する冷却板部が金属板部に取り付けられている。冷却板部と金属板部との間には、熱伝導性を持つグリスが介在している。
【０００３】
また、従来、半導体装置の製造時には、絶縁シートの剥離などの欠陥の有無を超音波によって検査する超音波探傷検査が行われる。超音波探傷検査が行われるときには、検査を容易にするために、冷却板部が金属板部から外された状態で、フィンのない金属板部側から超音波が絶縁シートに入射される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５６０１３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波探傷検査は、接触媒質としての水を探触子と被検査体との間に介在させた状態で、探触子から発振した超音波を被検査体内の接合層で反射させ、反射波の解析により接合層の状態を確認する検査である。水を接触媒質として用いた超音波探傷検査としては、探触子の直近から水を噴出させて探触子から被検査体までの空間を水で満たす落水式の検査と、被検査体を水中に浸して探触子から被検査体までの空間を水で満たす水浸式の検査とが知られている。
【０００６】
水浸式の検査では、半導体装置のすべてを水中に浸す必要がある。このため、半導体素子を覆っている樹脂モールド部の吸水により半導体装置が腐食してしまうおそれがある。また、水浸式の検査では、絶縁シートの剥離が生じている場合、絶縁シートの剥離によって生じた隙間に水が入りやすくなる。絶縁シートの剥離によって生じた隙間に水が入ると、水中の音響インピーダンスと樹脂中の音響インピーダンスとの差が小さいため、絶縁シートの剥離が検出されにくくなってしまう。
【０００７】
一方、落水式の検査を行うときには、半導体装置のすべてを水中に浸す必要がないので、水浸式の検査のような上記の問題は生じない。しかし、複数のフィンが存在している半導体装置に対して落水式の検査を行うと、複数のフィンによって形成された凹部に空気が気泡として残り、検査が困難になってしまう。
【０００８】
特許文献１に示されている従来の半導体装置では、複数のフィンを有する冷却板部が金属板部から取り外された状態で落水式の検査を行うことができる。しかし、特許文献１に示されている従来の半導体装置では、金属板部と冷却板部とが別部材で構成されているため、金属板部から冷却板部への放熱性能が悪化してしまう。また、半導体装置の部品点数が増加するため、半導体装置を組み立てる工程の数が増加してしまい、半導体装置の製造に手間がかかってしまう。さらに、超音波探傷検査の後、冷却板部が金属板部に取り付けられるときに絶縁シートに応力が加わるおそれがあるため、剥離などの新たな欠陥が絶縁シートに生じるおそれもある。これにより、半導体装置の放熱性能がさらに悪化してしまうおそれもある。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、接着層の欠陥の有無の検査を容易に行うことができるとともに、放熱性能の悪化をより確実に抑制することができる半導体装置、及び半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による半導体装置は、実装面が形成されている天板と、実装面に対して天板の裏側の部分である天板裏部分から突出するフィンと、天板裏部分に設けられ、フィンを囲む周壁とを有するヒートシンク、実装面に設けられた半導体モジュール、及び半導体モジュールと実装面との間に介在しており、半導体モジュールを天板に接着している接着層を備え、周壁は、実装面に直交する方向に沿ってヒートシンクを見たとき、接着層の領域を囲んでいる。
【００１１】
また、この発明による半導体装置は、実装面が形成されている天板と、実装面に対して天板の裏側の部分である天板裏部分から突出するフィンとを有するヒートシンク、天板に設けられた半導体モジュール、及び半導体モジュールと実装面との間に介在しており、半導体モジュールを天板に接着している接着層を備え、天板裏部分には、ヒートシンクとは別部材とされた周壁が差し込み可能な壁用溝部が形成されており、壁用溝部は、実装面に直交する方向に沿ってヒートシンクを見たとき、接着層の領域を囲んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による半導体装置、及び半導体装置の製造方法によれば、接着層の欠陥の有無の検査を容易に行うことができるとともに、放熱性能の悪化をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明による実施の形態１の半導体装置を示す断面図である。
【図２】図１のヒートシンクを示す断面図である。
【図３】図２のヒートシンクの実装面に接着層が設けられた状態を示す断面図である。
【図４】図３の接着層を介して実装面に半導体モジュールを配置するときの状態を示す断面図である。
【図５】図４の半導体モジュールを加圧している状態を示す断面図である。
【図６】図５の接着層の欠陥の有無を検査している状態を示す断面図である。
【図７】図６の接着層の欠陥の有無を検査している状態を示す拡大図である。
【図８】図５の接着層の結果の有無を検査しているときの探触子と実装面との間の距離と、ヒートシンクの寸法とを示す拡大図である。
【図９】比較例による半導体装置を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による半導体装置を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による半導体装置を示す断面図である。
【図１２】図１１のジャケット部材を周壁から外した状態を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４による半導体装置のヒートシンクを示す裏面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。
【図１６】図１５の壁用溝部に枠状の周壁が差し込まれるときの状態を示す断面図である。
【図１７】図１６の接着層の欠陥の有無を検査している状態を示す断面図である。
【図１８】図１７の周壁を天板から取り外した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明による実施の形態１の半導体装置を示す断面図である。図において、半導体装置１は、ヒートシンク２と、ヒートシンク２に設けられた半導体モジュール３と、半導体モジュール３をヒートシンク２に接着している接着層４とを有している。この例では、インバータ装置などの電力変換装置に用いられる電力用半導体装置が半導体装置１とされている。また、この例では、電力用半導体装置に含まれるパワーモジュールが半導体モジュール３とされている。
【００１５】
半導体モジュール３は、モジュール本体５と、モジュール本体５に複数の端子として設けられた第１の端子６及び第２の端子７とを有している。
【００１６】
モジュール本体５には、モジュール底面５１と、モジュール天面５２と、モジュール側面５３とが形成されている。モジュール天面５２は、モジュール底面５１に対してモジュール本体５の反対側の部分に形成されている。モジュール側面５３は、モジュール底面５１とモジュール天面５２との間でモジュール本体５を囲む外周面である。この例では、モジュール底面５１に直交する方向に沿ってモジュール本体５を見たとき、モジュール本体５の形状が矩形状になっている。
【００１７】
モジュール本体５は、発熱部品である電力用の半導体素子１１と、半導体素子１１が設けられた板状の放熱部材１２と、半導体素子１１及び放熱部材１２を覆うモールド部材１３とを有している。
【００１８】
放熱部材１２は、導電性及び熱伝導性を持つ材料で構成されている。放熱部材１２を構成する材料としては、銅、アルミニウムなどの金属材料が用いられている。
【００１９】
放熱部材１２には、放熱面１２１と、接合面１２２とが形成されている。接合面１２２は、放熱面１２１に対して放熱部材１２の反対側の部分に形成されている。放熱面１２１は、モジュール底面５１の一部としてモジュール本体５の外部に露出している。モジュール天面５２及びモジュール側面５３は、モールド部材１３に形成されている。モールド部材１３は、電気絶縁性を持つ樹脂で構成されている。
【００２０】
半導体素子１１は、はんだなどの導電性接合部材１４を介して接合面１２２に接合されている。第１の端子６は、はんだなどの導電性接合部材１５を介して接合面１２２に接合されている。第２の端子７は、はんだなどの導電性接合部材１６を介して半導体素子１１に接合されている。半導体素子１１としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を材料として構成されたワイドギャップ半導体素子、シリコン（Ｓｉ）を用いた素子などが用いられている。
【００２１】
第１の端子６及び第２の端子７のそれぞれの一部は、端子突出部としてモジュール側面５３から突出している。半導体モジュール３では、第１の端子６及び第２の端子７のそれぞれを介して半導体素子１１と外部機器との電気的接続が行われる。
【００２２】
ヒートシンク２は、導電性及び熱伝導性を持つ材料で構成されている。ヒートシンク２を構成する材料としては、アルミニウム、銅などの金属材料が用いられている。また、ヒートシンク２は、天板２１と、天板２１から突出する複数のフィン２２と、複数のフィン２２を囲む周壁２３とを有している。この例では、天板２１、複数のフィン２２及び周壁２３が一体の単一部材で構成されている。ヒートシンク２の製造方法としては、鋳造、切削加工などが挙げられる。
【００２３】
天板２１には、実装面２４が形成されている。実装面２４に対して天板２１の裏側の部分は、天板裏部分２１１となっている。複数のフィン２２は、実装面２４に直交する方向へ天板裏部分２１１から突出している。また、複数のフィン２２は、互いに間隔をあけて配置されている。
【００２４】
複数のフィン２２の少なくとも一部は、実装面２４に直交する方向、即ち天板２１の厚さ方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、接着層４の領域に重なっている。
【００２５】
モジュール本体５は、モジュール底面５１を実装面２４に対向させた状態で配置されている。接着層４は、実装面２４とモジュール底面５１との間に介在している。この例では、モジュール底面５１に対する接着層４の領域が、放熱面１２１のすべてを覆う領域となっている。
【００２６】
接着層４は、熱伝導性及び電気絶縁性を持つ材料で構成されている。接着層４を構成する材料としては、熱伝導性フィラーと熱硬化型樹脂とを複合化した材料が用いられる。熱伝導性フィラーの熱伝導率は、熱硬化型樹脂の熱伝導率よりも高くなっている。熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素、窒化ケイ素、アルミナなどが用いられる。熱硬化型樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などが用いられる。半導体素子１１で発生した熱は、放熱部材１２及び接着層４を伝わってヒートシンク２へ放散される。
【００２７】
周壁２３は、天板裏部分２１１に設けられている。また、周壁２３は、実装面２４に直交する方向へ天板裏部分２１１から突出している。さらに、周壁２３は、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、接着層４の領域を囲んでいる。この例では、周壁２３が天板２１の外周部に沿って配置されている。また、この例では、周壁２３の形状が矩形の枠状となっている。天板２１に対する周壁２３の高さは、天板２１に対する各フィン２２の高さよりも高くなっている。
【００２８】
次に、半導体装置１の製造方法について説明する。図２〜図６は、図１の半導体装置１を製造するときの手順を説明するための図である。
【００２９】
（部品配置工程）
半導体装置１を製造するときには、予め作製しておいた半導体モジュール３を実装面２４に接着層４を介して配置する部品配置工程を行う。部品配置工程には、接着層工程と、半導体モジュール工程とが含まれている。
【００３０】
（接着層工程）
図２は、図１のヒートシンク２を示す断面図である。また、図３は、図２のヒートシンク２の実装面２４に接着層４が設けられた状態を示す断面図である。部品配置工程では、まず、ヒートシンク２の実装面２４に接着層４を取り付ける接着層工程を行う。接着層工程では、予め作製しておいた接着用シートを接着層４として実装面２４に配置する。
【００３１】
（半導体モジュール工程）
図４は、図３の接着層４を介して実装面２４に半導体モジュール３を配置するときの状態を示す断面図である。接着層工程の後、予め作製しておいた半導体モジュール３を接着層４に載せる半導体モジュール工程を行う。半導体モジュール工程では、モジュール本体５のモジュール底面５１を接着層４に向けて半導体モジュール３を配置する。
【００３２】
ここで、半導体モジュール３を作製するときには、まず、放熱部材１２の接合面１２２に導電性接合部材１４を介して半導体素子１１を接合する。また、放熱部材１２の接合面１２２に導電性接合部材１５を介して第１の端子６を接合する。さらに、半導体素子１１に導電性接合部材１６を介して第２の端子７を接合する。この後、各導電性接合部材１４，１５，１６のそれぞれの欠陥の有無を検査する超音波探傷検査を行う。超音波探傷検査は、超音波探傷装置（ＳＡＴ：Scanning Acoustic Tomograph）を用いて行う。超音波探傷検査は、落水式の検査であってもよいし、水浸式の検査であってもよい。この後、半導体素子１１をモールド部材１３で覆う。このようにして、半導体モジュール３を作製する。
【００３３】
（加熱加圧工程）
図５は、図４の半導体モジュール３を加圧している状態を示す断面図である。部品配置工程の後、接着層４を加熱しながら半導体モジュール３を接着層４に加圧する加熱加圧工程を行う。この例では、ヒータプレス装置によって接着層４を加熱しながら半導体モジュール３を接着層４に加圧する。これにより、接着層４が完全に硬化する。接着層４には、常温から硬化温度に昇温して半硬化状態から本硬化状態に変化させる過程で一旦軟化する特性がある。接着層４に対する加圧は、接着層４が軟化するタイミングで行う。
【００３４】
接着層４の電気絶縁性能は、接着層４内のボイドのサイズが小さくなるほど向上する。加熱加圧工程では、接着層４が加圧されることにより、接着層４内のボイドが潰れてボイドのサイズが小さくなる。これにより、接着層４の電気絶縁性能が高まる。
【００３５】
ここで、ヒートシンク２を構成する材料は、熱伝導性、重量、コスト、加工の容易性、耐腐食性などの観点から、アルミニウムとされることが好ましい。一方、放熱部材１２を構成する材料は、導電性、熱伝導性などの観点から、銅とされることが好ましい。従って、ヒートシンク２を構成する材料と、放熱部材１２を構成する材料とが互いに異なる場合がある。
【００３６】
放熱部材１２を構成する材料が銅である場合、モールド部材１３の材料の線膨張率を銅の線膨張率に合わせることで、モジュール本体５内の導電性接合部材１４，１５，１６の信頼性が確保される。従って、モジュール本体５の線膨張率は、放熱部材１２を構成する銅の線膨張率とほぼ等価になる。なお、銅の線膨張率は、１６×１０−６／℃である。
【００３７】
ヒートシンク２を構成する材料がアルミニウムである場合、アルミニウムの線膨張率が２３×１０−６／℃であるため、実装面２４とモジュール底面５１との間に介在している接着層４が銅及びアルミニウムの線膨張率の差を吸収する必要がある。接着層４には、半導体装置１の温度変化によって熱応力が生じる。従って、接着層４がモジュール底面５１及び実装面２４の少なくともいずれかから剥離するおそれがある。半導体装置１の品質を確保するためには、接着層４の欠陥の有無を加熱加圧工程の後に検査することが重要である。
【００３８】
（水溜め工程）
加熱加圧工程の後、周壁２３で囲まれた空間、即ちヒートシンク２の内側の空間に接触媒質としての水を溜める水溜め工程を行う。水溜め工程では、天板裏部分２１１を上方に向けてヒートシンク２を配置した状態で、周壁２３で囲まれた空間に水を溜める。このとき、各フィン２２の全体が水に完全に浸るまで水をヒートシンク２に溜める。
【００３９】
（検査工程）
水溜め工程の後、接着層４の欠陥の有無を検査する検査工程を行う。図６は、図５の接着層４の欠陥の有無を検査している状態を示す断面図である。検査工程では、周壁２３で囲まれた空間に溜められた水１００を介して接着層４に向けて超音波を発振することにより、接着層４に対する超音波探傷検査を行う。これにより、接着層４の欠陥の有無が検査される。接着層４の欠陥としては、モジュール底面５１に対する接着層４の剥離、実装面２４に対する接着層４の剥離、接着層４中に存在する基準寸法以上の大きさのボイド、接着層４中に生じた亀裂などが挙げられる。
【００４０】
検査工程における超音波探傷検査は、超音波探傷装置（ＳＡＴ）を用いて行う。超音波探傷装置は、図６に示すように、探触子１０を有している。検査工程では、探触子１０を水に入れた状態で探触子１０から超音波を発振する。これにより、接触媒質としての水が探触子１０とヒートシンク２との間に満たされた状態で、探触子１０から超音波を発振することができる。
【００４１】
探触子１０から発振された超音波がヒートシンク２に達すると、超音波がヒートシンク２、接着層４及び半導体モジュール３を弾性波として伝わる。このとき、ヒートシンク２、接着層４及び半導体モジュール３のそれぞれの間の界面では、音響インピーダンスが変化することから、超音波の反射及び屈折が生じる。検査工程では、超音波の反射波が超音波探傷装置によって解析されることにより、接着層４の欠陥の有無が検査される。
【００４２】
ここで、音響インピーダンスＺは、超音波が伝わる物質の密度ρと、物質中の音速Ｃとを用いて以下の式（１）で表される。
【００４３】
Ｚ＝ρ×Ｃ…（１）
【００４４】
また、例えば物質Ｘと物質Ｙとの間の界面での超音波の反射率Ｒは、物質Ｘの音響インピーダンスＺＸと、物質Ｙの音響インピーダンスＺＹとを用いて以下の式（２）で表される。
【００４５】
Ｒ＝（ＺＸ−ＺＹ）／（ＺＸ＋ＺＹ）…（２）
【００４６】
空気の音響インピーダンスＺＡは、０．０００４である。これに対して、水の音響インピーダンスＺＷは、１．４８である。本実施の形態では、窒化ホウ素で構成された熱伝導性フィラーと、熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂との混合物が接着層４として用いられている。従って、本実施の形態での接着層４の音響インピーダンスＺＲは、４．７０である。
【００４７】
モジュール底面５１に対する接着層４の剥離が生じている場合、剥離部分に水が入ると、接着層４と水との界面での反射率Ｒ’は、式（１）及び式（２）により５２．１０％となる。これに対して、剥離部分に水が入らずに接着層４とモジュール底面５１との間に空気が介在していると、接着層４と空気との界面での反射率Ｒは、式（１）及び式（２）により９９．９８％となる。即ち、剥離部分に水が入らない場合には、探触子１０から発振された超音波の大部分が剥離部分で反射する。従って、剥離部分に水が入らない場合には、剥離部分に水が入る場合に比べて、剥離部分での反射波の強度と、他の界面での反射波の強度との間で明確な差が生じる。
【００４８】
本実施の形態における検査工程では、ヒートシンク２に水を溜めることにより、接着層４及び半導体モジュール３が水に浸ることなく超音波探傷検査が行われる。従って、本実施の形態では、接着層４における剥離部分での反射波の強度と、他の界面での反射波の強度との間で明確な差が生じやすくなり、接着層４における剥離部分の有無が検出されやすくなる。なお、窒化ホウ素以外の物質で構成された熱伝導性フィラーと、エポキシ樹脂以外の熱硬化型樹脂との混合物を接着層４として用いた場合でも、接着層４における剥離部分の有無が検出されやすくなる。
【００４９】
図７は、図６の接着層４の欠陥の有無を検査している状態を示す拡大図である。検査工程では、天板２１の実装面２４に沿った方向へ探触子１０を移動させながら、接着層４の欠陥の有無の検査を行う。モジュール底面５１に対する剥離部分４１が接着層４に存在する場合、剥離部分４１の位置に対応する第１の位置Ａに探触子１０があるときと、剥離部分４１以外の正常部分の位置に対応する第２の位置Ｂに探触子１０があるときとで、探触子１０で受ける反射波の強度が異なる。超音波探傷装置では、接着層４からの反射波の強度の違いに基づいて剥離部分４１の位置が特定される。
【００５０】
天板２１に対する周壁２３の高さは、探触子１０の焦点距離Ｌよりも大きくなっている。この例では、図８に示すように、探触子１０の焦点距離Ｌが２０ｍｍとなっており、天板２１に対する周壁２３の高さｈ１が２５ｍｍとなっている。また、この例では、天板２１の厚さｄが３ｍｍであり、天板２１に対する各フィン２２の高さｈ２が２ｍｍである。天板２１に対する周壁２３の高さｈ１は、２５ｍｍ以外であってもよい。
【００５１】
（排水工程）
検査工程の後、周壁２３で囲まれた空間に溜められた水１００をヒートシンク２の外部へ排出する排水工程を行う。排水工程では、ヒートシンク２の状態を、天板裏部分２１１を上方に向けた状態から天板裏部分２１１を下方に向けた状態にする。これにより、水１００がヒートシンク２の外部へ排出される。このようにして、半導体装置１が製造される。
【００５２】
このような半導体装置１では、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、周壁２３が接着層４を囲んでいる。このため、天板裏部分２１１を上方に向けてヒートシンク２を配置することにより、周壁２３で囲まれた空間に水を溜めることができる。これにより、半導体モジュール３及び接着層４を水に浸すことなく接着層４に対する超音波探傷検査を行うことができ、接着層４に対する超音波探傷検査の精度の低下を抑制することができる。
【００５３】
また、周壁２３が天板２１に設けられていることにより、ヒートシンク２の剛性を向上させることができる。従って、振動試験、ヒートサイクル試験などを半導体装置１に対して行うときに、接着層４に作用する応力を低減させることができる。これにより、半導体装置１の信頼性の向上を図ることができる。
【００５４】
また、天板２１及び複数のフィン２２を複数の部材に分割することなく接着層４に対する超音波探傷検査を行うことができる。これにより、半導体装置１の組み立て作業の手間を減らすことができ、半導体装置１の製造を容易にすることができる。
【００５５】
また、超音波探傷検査の後にヒートシンク２の組立作業を行う必要がなくなる。これにより、超音波探傷検査の後に接着層４及びヒートシンク２に新たな欠陥が生じにくくなる。従って、半導体装置１の放熱性能の悪化をより確実に抑制することができる。
【００５６】
また、天板２１及び複数のフィン２２を一体の単一部材で構成することができる。これにより、ヒートシンク２における天板２１から各フィン２２への放熱性能の悪化をさらに確実に抑制することができる。
【００５７】
ここで、天板２１が複数の部材に分割されたヒートシンク２００を有する比較例の放熱性能について説明する。図９は、比較例による半導体装置を示す断面図である。比較例では、ヒートシンク２００に周壁２３が含まれていない。また、比較例では、天板２１が、第１の分割板２０１と、第２の分割板２０２と、放熱グリス２０３とを有している。
【００５８】
第１の分割板２０１には、接着層４が設けられた実装面２４が形成されている。第２の分割板２０２には、複数のフィン２２が設けられている。放熱グリス２０３は、第１の分割板２０１と第２の分割板２０２との間に介在している。また、放熱グリス２０３は、熱伝導性を持つグリスである。
【００５９】
接着層４から第１の分割板２０１に達した熱は、放熱グリス２０３を介して第２の分割板２０２に伝わる。比較例では、第２の分割板２０２が第１の分割板２０１に複数のねじ２０４によって固定されている。複数のねじ２０４は、第２の分割板２０２の外周部に配置されている。比較例の他の構成は、本実施の形態と同様である。
【００６０】
本実施の形態におけるヒートシンク２の熱抵抗値と、比較例におけるヒートシンク２００の熱抵抗値との差をシミュレーション解析により試算した。比較例でのシミュレーション解析では、放熱グリス２０３の厚さを３０μｍとし、放熱グリス２０３の熱伝導率を３．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）とした。
【００６１】
シミュレーション解析の結果、比較例におけるヒートシンク２００の熱抵抗値は、０．１８１Ｋ／Ｗとなった。これに対して、本実施の形態におけるヒートシンク２の熱抵抗値は、０．１５５Ｋ／Ｗとなった。従って、本実施の形態におけるヒートシンク２の熱抵抗値は、比較例におけるヒートシンク２００の熱抵抗値に比べて、１−（０．１５５／０．１８１×１００）％、即ち１５％程度低くなっていることが分かる。このように、本実施の形態では、ヒートシンク２の放熱性能の悪化をより確実に抑制することができ、半導体装置１の放熱性能の悪化をより確実に抑制することができる。
【００６２】
また、比較例におけるヒートシンク２００では、半導体装置を長期間使用すると、放熱グリスがヒートシンク２００外へ流出するポンプアウトという現象が生じることがある。これにより、比較例では、ヒートシンク２００の熱抵抗値がさらに増加するおそれがある。
【００６３】
本実施の形態では、天板２１及び複数のフィン２２が一体の単一部材で構成されていることから、比較例のようなポンプアウトをなくすことができる。従って、本実施の形態では、半導体装置１の放熱性能の悪化をさらに確実に抑制することができる。
【００６４】
また、天板２１に対する周壁２３の高さは、天板２１に対する各フィン２２の高さよりも高くなっている。このため、周壁２３で囲まれた空間に溜められた水１００の中に各フィン２２のすべてをより確実に浸すことができる。これにより、接着層４に対する超音波探傷検査を容易に行うことができ、半導体装置１の製造をさらに容易にすることができる。
【００６５】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２による半導体装置を示す断面図である。ヒートシンク２は、天板２１、複数のフィン２２、周壁２３及び保護壁２５を有している。天板２１、複数のフィン２２及び周壁２３のそれぞれの構成は、実施の形態１と同様である。
【００６６】
保護壁２５は、天板２１の実装面２４から突出している。また、保護壁２５は、半導体モジュール３の周囲に配置されている。この例では、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、保護壁２５が半導体モジュール３の領域を囲んでいる。また、この例では、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たときの保護壁２５の形状が矩形の枠状になっている。さらに、この例では、天板２１に対する保護壁２５の高さが、天板２１に対するモジュール本体５の高さよりも高くなっている。さらにまた、この例では、天板２１、複数のフィン２２、周壁２３及び保護壁２５が一体の単一部材で構成されている。他の構成及び製造方法は、実施の形態１と同様である。
【００６７】
ここで、半導体装置１を製造するときの検査工程では、探触子１０を水中で移動させながら超音波探傷検査を行う。従って、検査工程を行うときには、周壁２３で囲まれた空間に溜められた水の水面が揺れる。これにより、水がヒートシンク２からこぼれ落ちるおそれがある。水がヒートシンク２からこぼれ落ちた場合、半導体モジュール３が水で濡れるおそれがある。
【００６８】
半導体モジュール３のモールド部材１３に用いられる樹脂には、熱硬化型樹脂が含まれている。代表的な熱硬化型樹脂としては、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂をはじめとする熱硬化型樹脂は、吸湿しやすいことが知られている。従って、半導体モジュール３のモールド部材１３が水で濡れた場合、モールド部材１３の内部に水が浸入することにより、モールド部材１３の腐食など、モールド部材１３の劣化が引き起こされるおそれがある。
【００６９】
本実施の形態では、実装面２４から突出する保護壁２５が半導体モジュール３の周囲に配置されている。このため、検査工程のときに水がヒートシンク２からこぼれ落ちた場合であっても、半導体モジュール３が水に濡れることを保護壁２５によって抑制することができる。これにより、水に濡れることによる半導体モジュール３の劣化の抑制を図ることができる。また、半導体モジュール３が水に濡れた場合に半導体モジュール３から水を除去する作業の手間をなくすこともできる。これにより、半導体装置１の製造をさらに容易にすることができる。さらに、保護壁２５によってヒートシンク２の剛性を向上させることもできる。これにより、接着層４に作用する応力を低減させることができ、半導体装置１の信頼性の向上をさらに図ることができる。
【００７０】
なお、上記の例では、モールド部材１３を構成する樹脂の一部が熱硬化型樹脂であってもよいし、モールド部材１３を構成する樹脂の全部が熱硬化型樹脂であってもよい。
【００７１】
また、上記の例では、天板２１に対する保護壁２５の高さが、天板２１に対するモジュール本体５の高さよりも高くなっている。しかし、天板２１に対する保護壁２５の高さは、これに限定されない。例えば、天板２１に対する保護壁２５の高さが、天板２１に対するモジュール本体５の高さよりも低くても、ヒートシンク２からこぼれた水が天板２１の実装面２４を伝わって半導体モジュール３に達することを抑制することができる。
【００７２】
また、上記の例において、保護壁２５の天板２１から離れた側の端部、即ち保護壁２５の先端部の形状は、特定の形状に限定されない。例えば、保護壁２５の先端部が、矩形に形成されていてもよいし、丸く形成されていてもよい。また、保護壁２５の先端部から側方へ突出した返し部が保護壁２５に形成されていてもよい。
【００７３】
また、上記の例では、保護壁２５が半導体モジュール３を囲んでいる。しかし、ヒートシンク２からこぼれた水から半導体モジュール３を保護することができるのであれば、保護壁２５が半導体モジュール３を完全に囲んでいなくてもよい。
【００７４】
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３による半導体装置を示す断面図である。また、図１２は、図１１のジャケット部材を周壁２３から外した状態を示す断面図である。半導体装置１は、ヒートシンク２、半導体モジュール３、接着層４及びジャケット部材３１を有している。半導体モジュール３及び接着層４のそれぞれの構成は、実施の形態１と同様である。
【００７５】
ヒートシンク２は、天板２１、複数のフィン２２及び周壁２３を有している。天板２１及び複数のフィン２２のそれぞれの構成は、実施の形態１と同様である。
【００７６】
周壁２３は、天板裏部分２１１から突出する壁部２３１と、壁部２３１に設けられた返し部２３２とを有している。天板２１に対する周壁２３の高さと、天板２１に対する各フィン２２の高さとの関係は、実施の形態１と同様である。
【００７７】
壁部２３１は、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、接着層４の領域を囲んでいる。天板２１に対する壁部２３１の高さは、周壁２３におけるどの位置でも同じである。
【００７８】
返し部２３２は、壁部２３１の天板２１から離れた側の端部、即ち壁部２３１の先端部からフィン２２に近い側へ突出している。即ち、返し部２３２は、壁部２３１で囲まれる空間側へ壁部２３１の先端部から突出している。また、返し部２３２は、周壁２３の全周にわたって配置されている。返し部２３２には、複数のねじ穴３２が互いに間隔をあけて設けられている。
【００７９】
ジャケット部材３１は、各ねじ穴３２にねじ込まれた複数のねじ３３によって返し部２３２に取り付けられている。各ねじ３３は、ジャケット部材３１の外周部に設けられた複数の貫通孔に通されている。
【００８０】
ジャケット部材３１と天板２１との間には、冷却媒体を収容する収容空間２６が形成されている。収容空間２６に収容される冷却媒体としては、水などが用いられる。接着層４から天板２１に伝わった熱は、冷却媒体に放散される。
【００８１】
ジャケット部材３１と返し部２３２との間には、図示しないシール部材が介在している。ジャケット部材３１と返し部２３２との間の隙間は、シール部材によって塞がれている。シール部材としては、メタルガスケット、ゴム製のＯリング、樹脂製のＯリングなどが用いられている。シール部材は、収容空間２６からヒートシンク２外へ冷却媒体が漏れ出ることを防止する。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００８２】
次に、半導体装置１の製造方法について説明する。部品配置工程から排水工程までの手順は、実施の形態１と同様である。ジャケット部材３１を返し部２３２から取り外した状態で部品配置工程から排水工程までを行う。
【００８３】
（ジャケット部材工程）
排水工程の後、ジャケット部材３１を複数のねじ３３によって返し部２３２に取り付けるジャケット部材工程を行う。ジャケット部材３１を返し部２３２に取り付けるときには、ジャケット部材３１と返し部２３２との間にシール部材を介在させる。このようにして、半導体装置１が製造される。
【００８４】
このような半導体装置１では、冷却媒体を収容する収容空間２６が天板２１とジャケット部材３１との間に形成されている。このため、ヒートシンク２に伝わった熱を収容空間２６内の冷却媒体へ放散することができ、ヒートシンク２の放熱性能をさらに向上させることができる。
【００８５】
ここで、ヒートシンク２とジャケット部材３１との間の収容空間２６内の冷却媒体が外部に漏れ出さないようにする構成として、天板２１に周壁２３を設けずに天板２１の幅方向両端部とジャケット部材３１との間にメタルガスケット、Ｏリンクなどのシール部材を介在させ、天板２１にジャケット部材３１をねじによって固定する構成が考えられる。
【００８６】
また、ヒートシンク２とジャケット部材３１との間の収容空間２６内の冷却媒体が外部に漏れださないようにする別の構成として、例えばアルミニウム系又は銅系で同種の材料を用いて天板２１及びジャケット部材３１を構成し、天板２１の幅方向両端部にシール部材としてのろう材を介してジャケット部材３１を接合する構成も考えられる。
【００８７】
さらに、ヒートシンク２とジャケット部材３１との間の収容空間２６内の冷却媒体が外部に漏れださないようにする別の構成として、天板２１及びジャケット部材３１にエネルギを局所的に与えて天板２１及びジャケット部材３１のそれぞれの母材同士を溶接する構成も考えられる。母材同士の溶接としては、レーザ溶接、電子ビーム溶接、摩擦撹拌接合などが挙げられる。
【００８８】
しかし、天板２１の幅方向両端部とジャケット部材３１とをねじによって固定する場合、ねじを配置するスペースを確保するために天板２１の幅方向両端部を延長させる必要がある。従って、この場合には、半導体装置１の幅方向のサイズが大きくなる傾向がある。
【００８９】
また、ろう材を用いた場合、例えばアルミニウムでそれぞれ構成された天板２１及びジャケット部材３１同士を接合するためには、６００℃前後の温度まで昇温させる必要がある。
【００９０】
部材を６００℃の温度に昇温させるためには、部材の耐熱温度が６００℃以上である必要がある。一方、半導体モジュール３の耐熱温度は、半導体モジュール３内の半導体素子１１、導電性接合部材１４，１５，１６、モールド部材１３などの耐熱温度の観点から、２５０℃程度が限界である。従って、半導体モジュール３をヒートシンク２の実装面２４に接着した後にジャケット部材３１を天板２１にろう材で接合することは、非現実的である。
【００９１】
さらに、母材同士の溶接を行う場合、溶接を行うための高出力な設備が必要になり、半導体装置１の製造コストが高くなってしまう。また、この場合、母材を一度溶融させるため、天板２１とジャケット部材３１との接合部の手直しが困難になってしまう。従って、天板２１とジャケット部材３１との接合部に不良が発生した場合、仕損費の増加によって半導体装置１の製造コストが増加してしまう。
【００９２】
本実施の形態では、返し部２３２がフィン２２に近い側へ壁部２３１の先端部から突出している。このため、ジャケット部材３１が返し部２３２に取り付けられた状態でも、ヒートシンク２の幅方向の寸法の拡大を防止することができる。また、半導体装置１を製造するときの水溜め工程及び検査工程において、ヒートシンク２に溜めた水がこぼれ落ちることを返し部２３２によって抑制することができる。これにより、半導体モジュール３が水で濡れにくくなり、半導体モジュール３の劣化の抑制を図ることができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、ジャケット部材３１が複数のねじ３３によって返し部２３２に取り付けられている。このため、ジャケット部材３１をヒートシンク２に取り付けるときに半導体モジュール３が損傷しにくくすることができる。また、溶接機などの高価な設備を不要にすることができ、返し部２３２にジャケット部材３１を容易に取り付けることができる。さらに、返し部２３２に対するジャケット部材３１の取り付け状態の手直しも容易にすることができる。従って、半導体装置１の製造コストの増加を抑制することができる。
【００９４】
実施の形態４．
図１３は、この発明の実施の形態４による半導体装置のヒートシンクを示す裏面図である。また、図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。さらに、図１５は、図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。なお、図１３は、天板裏部分２１１側から天板２１を見たときの状態を示している。
【００９５】
ヒートシンク２は、天板２１及び複数のフィン２２を有している。天板２１の天板裏部分２１１には、壁用溝部２１２と、複数の排出用溝部２１３とが形成されている。この例では、４つの排出用溝部２１３が天板裏部分２１１に形成されている。
【００９６】
壁用溝部２１２は、複数のフィン２２が配置された領域の周囲に形成されている。また、壁用溝部２１２は、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、接着層４の領域を囲んでいる。
【００９７】
天板裏部分２１１は、図１３に示すように、壁用溝部２１２を境界として内側領域と外側領域とに区分されている。内側領域は、壁用溝部２１２で囲まれた領域である。外側領域は、内側領域の外側に位置する領域である。この例では、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、壁用溝部２１２が矩形の辺に沿って形成されている。
【００９８】
壁用溝部２１２には、ヒートシンク２とは別部材とされた枠状の周壁が差し込み可能になっている。枠状の周壁は、壁用溝部２１２に差し込まれることにより天板裏部分２１１に取り付けられる。これにより、天板裏部分２１１には、周壁が着脱可能になっている。
【００９９】
各排出用溝部２１３は、互いに異なる位置で壁用溝部２１２にそれぞれ交差している。これにより、各排出用溝部２１３は、壁用溝部２１２の互いに異なる位置で、天板裏部分２１１の内側領域から外側領域へ繋がる溝部となっている。この例では、外側領域に形成された各排出用溝部２１３が、壁用溝部２１２から天板２１の外周端面にまで達している。各排出用溝部２１３の深さは、壁用溝部２１２の深さよりも浅くなっている。
【０１００】
この例では、天板２１の厚さが３ｍｍとなっている。また、この例では、壁用溝部２１２の深さが１．５ｍｍとなっており、壁用溝部２１２の幅が１ｍｍとなっている。さらに、この例では、各排出用溝部２１３の深さが１ｍｍとなっている。従って、この例では、各排出用溝部２１３が形成された天板２１の部分の厚さが２ｍｍとなっている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【０１０１】
次に、半導体装置１の製造方法について説明する。部品配置工程から加熱加圧工程までの手順は、実施の形態１と同様である。
【０１０２】
（周壁取付工程）
加熱加圧工程の後、壁用溝部２１２に枠状の周壁を差し込むことにより、周壁を天板裏部分２１１に取り付ける周壁取付工程を行う。図１６は、図１５の壁用溝部２１２に枠状の周壁が差し込まれるときの状態を示す断面図である。ヒートシンク２とは別部材とされた周壁４２は、矩形の枠状の壁部４２１と、壁部４２１の高さ方向端部に設けられた差し込み部４２２とを有している。
【０１０３】
壁部４２１は、壁用溝部２１２の形状に合わせて形成されている。差し込み部４２２は、周壁４２のうち、壁用溝部２１２に差し込み可能な部分である。周壁４２は、差し込み部４２２を壁用溝部２１２に差し込むことにより天板裏部分２１１に取り付けられる。差し込み部４２２は、周壁４２の全周にわたって配置されている。
【０１０４】
周壁４２が天板裏部分２１１に取り付けられた状態では、天板２１に対する周壁４２の高さが、天板２１に対する各フィン２２の高さよりも高くなっている。また、周壁４２が天板裏部分２１１に取り付けられた状態では、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、周壁４２が接着層４の領域を囲んでいる。
【０１０５】
（水溜め工程）
周壁取付工程の後、周壁４２で囲まれた空間に水を溜める水溜め工程を行う。水溜め工程での手順は、実施の形態１と同様である。
【０１０６】
水溜め工程では、周壁４２で囲まれた空間に水が溜められる。従って、周壁４２で囲まれた空間から外部へ水が漏れないようにするために、壁部４２１は、水の通過が不可能な材料で構成されている。壁部４２１を構成する材料としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどの各種金属の他、プラスチックなどの樹脂などが挙げられる。また、差し込み部４２２は、壁部４２１と天板裏部分２１１との間の隙間を塞ぐシール部材となっている。差し込み部４２２としては、メタルガスケット、樹脂製のシール部材、ゴム製のシール部材などが挙げられる。なお、周壁４２で囲まれた空間から外部へ水が漏れることが防止されるのであれば、壁部４２１及び差し込み部４２２が同一材料で一体に形成されていてもよい。
【０１０７】
また、周壁４２の差し込み部４２２の幅は、壁用溝部２１２の幅に合わせて設定されている。周壁４２の剛性は、差し込み部４２２の幅が小さくなるほど低くなる。従って、壁用溝部２１２の幅が狭すぎると、周壁４２の剛性が低くなりすぎて、ヒートシンク２に溜められた水の圧力に周壁４２が負けて破損するおそれがある。このようなことから、壁用溝部２１２の幅は、周壁４２の剛性が水１００の圧力に耐えられる剛性となるように設定されている。
【０１０８】
（検査工程）
水溜め工程の後、接着層４の欠陥の有無を検査する検査工程を行う。図１７は、図１６の接着層４の欠陥の有無を検査している状態を示す断面図である。検査工程では、周壁４２で囲まれた水１００を介して接着層４に向けて超音波を発振することにより、接着層４に対する超音波探傷検査を行う。検査工程での手順は、実施の形態１と同様である。
【０１０９】
（排水工程）
検査工程の後、周壁４２を天板２１から取り外すことにより、周壁４２で囲まれた空間に溜められた水１００を排出する排水工程を行う。図１８は、図１７の周壁４２を天板２１から取り外した状態を示す断面図である。排水工程では、ヒートシンク２とは別部材とされた枠状の保護壁４３を半導体モジュール３の周囲に配置した状態で、周壁４２を天板２１に対して引き上げる。このとき、差し込み部４２２が壁用溝部２１２から外れないように周壁４２の位置を調整しながら、各排出用溝部２１３の底面と差し込み部４２２との間に隙間が生じるまで周壁４２を天板２１に対して引き上げる。これにより、周壁４２で囲まれた空間から外部へ水１００が各排出用溝部２１３を通して少しずつ排出される。このとき、排出用溝部２１３に水１００が導かれるようにヒートシンク２を傾けることにより、水１００の排出時間が短縮化される。
【０１１０】
排水工程では、水１００がヒートシンク２からこぼれ落ちても、半導体モジュール３が保護壁４３で保護されることにより、水１００が半導体モジュール３にかかりにくくなる。保護壁４３を構成する材料は、水１００から半導体モジュール３を保護可能な材料であれば、特に限定されない。
【０１１１】
この後、周壁４２を天板２１から完全に取り外す。また、保護壁４３を半導体モジュール３の周囲から外す。これにより、半導体装置１の製造が完了する。半導体装置１は、周壁４２及び保護壁４３をヒートシンク２から取り外した状態で使用される。
【０１１２】
このような半導体装置１では、周壁４２が差し込み可能な壁用溝部２１２が天板裏部分２１１に形成されている。また、壁用溝部２１２は、実装面２４に直交する方向に沿ってヒートシンク２を見たとき、接着層４の領域を囲んでいる。このため、ヒートシンク２とは別部材とされた周壁４２を天板裏部分２１１に着脱可能に取り付けることができる。これにより、周壁４２で囲まれた空間に水１００を溜めることができ、接着層４に対する超音波探傷検査の精度の低下を抑制することができる。また、天板２１及び複数のフィン２２を複数の部材に分割することなく接着層４に対する超音波探傷検査を行うことができる。これにより、半導体装置１の製造を容易にすることができる。さらに、天板２１及び複数のフィン２２を一体の単一部材で構成することができる。これにより、半導体装置１の放熱性能の悪化をより確実に抑制することができる。さらにまた、周壁４２をヒートシンク２から取り外した状態で半導体装置１を使用することができる。これにより、半導体装置１の小型化を図ることができる。
【０１１３】
また、天板裏部分２１１には、壁用溝部２１２に交差する排出用溝部２１３が形成されている。さらに、排出用溝部２１３の深さは、壁用溝部２１２の深さよりも浅くなっている。このため、周壁４２を天板２１に対して引き上げることにより、周壁４２を壁用溝部２１２に差し込んだ状態を維持しながら、排出用溝部２１３の底面と周壁４２との間に隙間を生じさせることができる。これにより、周壁４２で囲まれた空間に溜められた水１００を外部へ排出するときに、水１００の排出経路を排出用溝部２１３に制限することができ、ヒートシンク２から排出される水１００の取り扱いを容易にすることができる。
【０１１４】
なお、上記の例では、周壁４２に荷重を加えない状態で水溜め工程及び検査工程を行っている。しかし、水溜め工程及び検査工程では、差し込み部４２２を壁用溝部２１２に差し込む方向へ周壁４２に荷重を加えておいてもよい。このようにすれば、周壁４２が水１００で浮き上がらないようにすることができ、周壁４２と天板２１との間の隙間から水１００が外部へ漏れ出ることをより確実に防止することができる。ただし、周壁４２と天板２１との間の隙間から水１００が外部へ漏れ出ることがないのであれば、周壁４２に荷重を加えておく必要はない。
【０１１５】
また、上記の例では、排水工程において保護壁４３が半導体モジュール３の周囲に配置されている。しかし、水１００がヒートシンク２から排出されるときに半導体モジュール３が水１００で濡れないのであれば、保護壁４３を半導体モジュール３の周囲に配置する必要はない。
【０１１６】
また、上記の例では、４つの排出用溝部２１３が天板裏部分２１１に形成されている。しかし、排出用溝部２１３の数は、４つに限定されない。さらに、排出用溝部２１３の深さは、壁用溝部２１２の深さよりも浅ければよく、特定の深さに限定されない。
【０１１７】
また、上記の例では、排出用溝部２１３が天板裏部分２１１に形成されている。しかし、排出用溝部２１３はなくてもよい。このようにしても、周壁４２を天板２１から引き上げることにより、水１００をヒートシンク２の外部へ排出することができる。
【０１１８】
また、実施の形態３では、実施の形態２の保護壁２５をヒートシンク２に適用してもよい。このようにすれば、水溜め工程、検査工程及び排水工程において半導体モジュール３を水で濡れにくくすることができる。
【０１１９】
また、実施の形態１及び３では、排水工程においてヒートシンク２から水１００を排出するときに、実施の形態４の保護壁４３を半導体モジュール３の周囲に配置してもよい。このようにすれば、半導体モジュール３を水で濡れにくくすることができる。
【０１２０】
また、各上記実施の形態では、水溜め工程において、周壁４２で囲まれた空間に大量の水１００を一度に流し込むと、空気が複数のフィン２２の間に気泡として残りやすくなる。水１００の中に気泡が存在すると、検査工程での超音波探傷検査に支障が生じるおそれがある。従って、水溜め工程では、複数のフィン２２の間に空気が気泡として残ることを回避するために、複数のフィン２２が配置された領域の周囲の部分から、周壁４２で囲まれた空間に水１００を徐々に流し込むことが望ましい。さらに、水溜め工程では、水１００を流し込む箇所を複数にすることにより、水１００を溜める時間を短縮化することができ、半導体装置１の生産性を向上させることができる。
【０１２１】
また、各上記実施の形態では、検査工程での超音波探傷検査に支障が生じないようにするために、水溜め工程において水１００の中で複数のフィン２２に気泡が残っているか否かを確認する必要がある。
【０１２２】
ここで、水１００の中の気泡は、光の反射により白く見える。ヒートシンク２を構成する材料として一般的に用いられるアルミニウムも、銀色などの白系の色であることが多い。これにより、水１００の中の気泡を目視で識別することが困難になっている。
【０１２３】
従って、各上記実施の形態では、水１００の中の気泡を目視で識別しやすくするために、天板裏部分２１１及び各フィン２２の少なくともいずれかの色を、黒色、灰色などの黒系の色にしてもよい。また、水１００の中の気泡が目視で識別しやすくなるのであれば、天板裏部分２１１及び各フィン２２の少なくともいずれかの色は、黒系の色でなくてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１  半導体装置、２  ヒートシンク、３  半導体モジュール、４  接着層、２１  天板、２２  フィン、２３，４２  周壁、２４  実装面、２５，４３  保護壁、２６  収容空間、３１  ジャケット部材、１００  水、２１１  天板裏部分、２１２  壁用溝部、２１３  排出用溝部、２３１  壁部、２３２  返し部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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