(57)【要約】【課題】ヒートシンクの反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができ、信頼性も高い半導体装置を提供する。【解決手段】絶縁基板１０は、セラミック基板１１の両面に金属層１２，１３を形成してなり、上面に半導体素子２０が接合されている。ヒートシンク３０は板状をなし、絶縁基板１０の下面に接合され、絶縁基板１０を介して半導体素子２０と熱的に結合している。天板４０は、鋼板４１の表面にアルミメッキ層４２を形成してなり、ヒートシンク３０の上面における絶縁基板１０の周囲においてヒートシンク３０にロウ付けされている。底板５０は、鋼板５１の表面にアルミメッキ層５２を形成してなり、ヒートシンク３０の下面にロウ付けされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクにおける前記絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされた反り抑制用板材を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属板は鋼板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ヒートシンクはアルミ製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記ヒートシンクは内部に放熱フィンを備え、少なくとも放熱フィン以外は前記絶縁基板の熱膨張係数と前記放熱フィンの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子が実装された絶縁基板を放熱用板材上に接合搭載し、半導体素子の発する熱を絶縁基板を介して放熱用板材に逃がす構成を採った場合、絶縁基板と放熱用板材との熱膨張係数の差に起因して放熱用板材に反りが発生する。この対策として、例えば、特許文献１においては、絶縁基板の一方の面に半導体素子が実装されるとともに、絶縁基板の他方の面に銅ベース板が半田にて接合され、銅ベース板における絶縁基板接合面とは反対の面に、絶縁基板と実質的に等しい熱膨張係数を有する補助ベース板（モリブデン板等）を半田により接合し、これにより、熱変化に対する銅ベース板の表裏の応力バランスを保持し、銅ベース板の反りの発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３２１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、補助ベース板としてのモリブデン板をヒートシンクとしての銅ベース板に接合する場合、半田付けはできても容易にアルミロウ付けすることができなかった。また、半田付けは接合としては弱いため信頼性が低かった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、ヒートシンクの反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができ、信頼性も高い半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、を備えた半導体装置であって、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクにおける前記絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされた反り抑制用板材を備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、反り抑制用板材は、絶縁基板の熱膨張係数とヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、当該反り抑制用板材がヒートシンクにおける絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされている。よって、反り抑制用板材によりヒートシンクの反りを抑制できる。また、反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、を備えた半導体装置であって、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、反り抑制用板材は、絶縁基板の熱膨張係数とヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、当該反り抑制用板材が絶縁基板とヒートシンクとの間に介在され、絶縁基板にロウ付けされると共にヒートシンクにロウ付けされている。よって、反り抑制用板材によりヒートシンクの反りを抑制できる。また、反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【００１０】
請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の半導体装置において、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えると、ヒートシンクの反りを更に抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【００１１】
請求項４に記載のように、請求項１に記載の半導体装置において、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えると、ヒートシンクの反りを更に抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【００１２】
請求項５に記載のように、請求項４に記載の半導体装置において、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えると、ヒートシンクの反りを更に抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【００１３】
請求項６に記載のように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記金属板は鋼板であると、実用上好ましい。
請求項７に記載のように、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記ヒートシンクはアルミ製であると、実用上好ましい。
【００１４】
請求項８に記載のように、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記ヒートシンクは内部に放熱フィンを備え、少なくとも放熱フィン以外は前記絶縁基板の熱膨張係数と前記放熱フィンの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されたものであると、反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒートシンクの反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができ、信頼性も高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における半導体装置の縦断面図。
【図２】半導体装置を分解した状態での縦断面図。
【図３】第２の実施形態における半導体装置の縦断面図。
【図４】半導体装置を分解した状態での縦断面図。
【図５】別例の半導体装置の縦断面図。
【図６】他の別例の半導体装置の縦断面図。
【図７】他の別例の半導体装置の縦断面図。
【図８】他の別例の半導体装置の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を、図１，２に従って説明する。
本実施形態においては、車両に搭載されて使用されるパワーモジュールに具体化している。
【００１８】
図２に示すように、半導体装置としてのパワーモジュールは、絶縁基板１０と半導体素子２０とヒートシンク３０とを具備しており、図１に示すように、絶縁基板１０の上面が半導体素子搭載面となり、絶縁基板１０の下面にヒートシンク３０が配置固定されている。
【００１９】
絶縁基板１０は、絶縁性の基板であるセラミック基板１１の両面に金属層１２，１３を形成してなる。詳しくは、セラミック基板１１の一方の面（上面）である半導体素子搭載面に第１の金属層（金属回路層）１２が形成されているとともに、セラミック基板１１の他方の面（下面）に第２の金属層１３が形成されている。セラミック基板１１は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等により形成されている。また、金属層１２，１３はアルミニウムよりなる。
【００２０】
セラミック基板１１の熱膨張係数（線熱膨張係数）は３〜７ｐｐｍ／℃程度である。具体的には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ならば約４ｐｐｍ／℃、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）ならば約７ｐｐｍ／℃、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）ならば約３ｐｐｍ／℃である。このようにして、セラミック基板１１の両面に形成した金属層１２，１３は薄く、絶縁基板１０の熱膨張係数（線熱膨張係数）は３〜７ｐｐｍ／℃程度となっている。
【００２１】
絶縁基板１０の上面（一方の面）の半導体素子搭載面において金属層１２に発熱体としての半導体素子（半導体チップ）２０が半田を介して接合されている。半導体素子２０としては、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオード等のパワー素子が用いられる。半導体素子２０は駆動時（通電時）に発熱する。
【００２２】
板状をなすヒートシンク３０は放熱性のよい金属、具体的には、アルミニウムにより形成されている。アルミ製ヒートシンク３０の熱膨張係数（線熱膨張係数）は約２４ｐｐｍ／℃である。
【００２３】
ヒートシンク３０はその内部に複数の冷却水通路３１が並列状に設けられた扁平中空状をなし、各通路３１に冷却水が流れる。冷却水通路３１は、図示しない入口部及び出口部を備え、入口部及び出口部は、車両に装備された冷却水循環路に連結可能に形成されている。
【００２４】
ヒートシンク３０の上面において中央部には絶縁基板１０が配置され、絶縁基板１０の金属層１３とヒートシンク３０とがアルミロウ付けされている（ヒートシンク３０は絶縁基板１０における半導体素子２０の接合面とは反対の面側に配置固定されている）。これにより、ヒートシンク３０は絶縁基板１０を介して半導体素子２０と熱的に結合しており、半導体素子２０の発する熱は絶縁基板１０を介して放熱用板材としてのヒートシンク３０に逃がされる。なお、ヒートシンク３０の冷却能力は、半導体素子２０が駆動されて発熱状態にある場合、半導体素子２０で発生した熱が絶縁基板１０を介してヒートシンク３０に伝導されて円滑に除去されるように設定されている。
【００２５】
ヒートシンク３０の上面での絶縁基板１０の周囲において反り抑制用板材としての天板４０がヒートシンク３０にロウ付けされている。天板４０は、金属板としての鋼板４１と、鋼板４１の表面のアルミメッキ層４２により構成されている。つまり、天板４０は、鋼板４１の表面にアルミメッキ層４２を形成してなる。鋼板４１はステンレス鋼板を用いてもよい。天板４０は、図２に示すように、その中央部分に貫通孔４３が形成され、この貫通孔４３は絶縁基板１０よりも若干大きくなっている。そして、図１に示すように、天板４０はヒートシンク３０の上面、即ち、ヒートシンク３０での絶縁基板１０の配置固定面における絶縁基板１０の周囲においてヒートシンク３０にアルミロウ付けされている。
【００２６】
また、ヒートシンク３０の下面には、反り抑制用板材としての底板５０がヒートシンク３０の下面における全面にわたりロウ付けされている。底板５０は、金属板としての鋼板５１と、鋼板５１の表面のアルミメッキ層５２により構成されている。つまり、底板５０は、鋼板５１の表面にアルミメッキ層５２を形成してなる。鋼板５１はステンレス鋼板を用いてもよい。底板５０はヒートシンク３０の下面、即ち、ヒートシンク３０における絶縁基板１０の配置固定面とは反対の面にアルミロウ付けされている。
【００２７】
また、ヒートシンク３０、絶縁基板１０、天板４０、底板５０は一括ロウ付けされている。詳しくは、図２において、ヒートシンク３０の上面にアルミロウ材を介して絶縁基板１０および天板４０を配置するとともにヒートシンク３０の下面にアルミロウ材を介して底板５０を配置し、この状態で炉内において高温とすることによりロウ材を溶融し、その後に室温に戻すことによりロウ付けする。その後に、絶縁基板１０の上面に半導体素子（半導体チップ）２０が半田付けされる。
【００２８】
鋼板の熱膨張係数（線熱膨張係数）は１２ｐｐｍ／℃程度であり、天板４０の金属板（４１）および底板５０の金属板（５１）についてその熱膨張係数は、絶縁基板１０の熱膨張係数（３〜７ｐｐｍ／℃程度）とヒートシンク３０の熱膨張係数（約２４ｐｐｍ／℃）の間となっている。このようにして、天板４０および底板５０は、いずれも鋼板をアルミメッキして構成しており、天板４０および底板５０の熱膨張係数は鋼板の熱膨張係数とほぼ同じ１２ｐｐｍ／℃程度である。
【００２９】
これにより、ロウ付け工程において高温から室温へ温度が変化する際のヒートシンク３０の反りを天板４０と底板５０を用いて抑制することができる。詳しくは、底板５０の熱膨張係数が絶縁基板１０よりも小さいと正反り（中央部が上に凸となる反り）とはならずに逆反り（中央部が下に凸となる反り）になってしまうが、底板５０の方が絶縁基板１０よりも面積が大きく、かつ、天板４０および底板５０の熱膨張係数が絶縁基板１０の熱膨張係数とヒートシンク３０の熱膨張係数の間の値をとることで、正反りとし、かつ、その反り量を低減することができる。
【００３０】
また、絶縁基板１０とヒートシンク３０とは直接ロウ付けされているので、放熱経路における絶縁基板１０とヒートシンク３０との間の熱抵抗を最小にすることができ、放熱性に優れている。
【００３１】
上記のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）絶縁基板１０の熱膨張係数とヒートシンク３０の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板（５１）の表面にアルミメッキ層５２を形成してなる底板５０をヒートシンク３０の下面にロウ付けした。これによりヒートシンク３０の反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンク３０に容易にロウ付けすることができ、信頼性も高いものとなる。
【００３２】
（２）絶縁基板１０の熱膨張係数とヒートシンク３０の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板（４１）の表面にアルミメッキ層４２を形成してなる天板４０をヒートシンク３０の上面での絶縁基板１０の周囲においてヒートシンク３０にロウ付けした。これによりヒートシンク３０の反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンク３０に容易にロウ付けすることができ、信頼性も高いものとなる。特に、底板５０に加えて天板４０があると、ヒートシンク３０の反りを更に抑制することができる。
【００３３】
（３）ヒートシンク３０に対し絶縁基板１０と天板４０と底板５０とを一括ロウ付けすることができる。
（４）金属板（４１，５１）は鋼板であるので、安価であり、実用上好ましい。
【００３４】
（５）ヒートシンク３０はアルミ製であるので、安価であり、実用上好ましい。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３５】
第１の実施形態（図１，２）に代わる第２の実施形態では図３，４に示すように、絶縁基板１０とヒートシンク３０との間には、反り抑制用板材としての緩衝板６０が介在されている。緩衝板６０は、金属板としての鋼板６１と、鋼板６１の表面のアルミメッキ層６２により構成されている。つまり、緩衝板６０は、鋼板６１の表面にアルミメッキ層６２を形成してなる。鋼板６１はステンレス鋼板を用いてもよい。そして、図３に示すように、緩衝板６０は絶縁基板１０とヒートシンク３０との間において絶縁基板１０にアルミロウ付けされると共にヒートシンク３０にアルミロウ付けされている。
【００３６】
また、ヒートシンク３０、緩衝板６０、絶縁基板１０、天板４０、底板５０が一括ロウ付けされている。詳しくは、図４において、ヒートシンク３０の上面にアルミロウ材を介して緩衝板６０、天板４０を配置するとともに緩衝板６０の上面にアルミロウ材を介して絶縁基板１０を配置し、さらに、ヒートシンク３０の下面にアルミロウ材を介して底板５０を配置する。この状態で炉内において高温とすることによりロウ材を溶融し、その後に室温に戻すことによりロウ付けする。その後に、絶縁基板１０の上面に半導体素子（半導体チップ）２０が半田付けされる。
【００３７】
鋼板の熱膨張係数（線熱膨張係数）は１２ｐｐｍ／℃程度であり、天板４０の金属板（４１）、底板５０の金属板（５１）、緩衝板６０の金属板（６１）についてその熱膨張係数は、絶縁基板１０の熱膨張係数（３〜７ｐｐｍ／℃程度）とヒートシンク３０の熱膨張係数（約２４ｐｐｍ／℃）の間となっている。このようにして、緩衝板６０は鋼板をアルミメッキして構成しており、緩衝板６０の熱膨張係数は鋼板の熱膨張係数とほぼ同じ１２ｐｐｍ／℃程度である。
【００３８】
これにより、ロウ付け工程において高温から室温へ温度が変化する際のヒートシンク３０の反りを抑制することができる。詳しくは、ヒートシンク３０と絶縁基板１０との熱膨張係数の相違に起因してヒートシンク３０と絶縁基板１０との間に熱応力が発生するが、緩衝板６０により熱応力の緩和が図られ、これによりヒートシンク３０の反りが抑制される。また、絶縁基板１０とヒートシンク３０とは緩衝板６０を介してロウ付けされているが、緩衝板６０は薄い板材（鋼板６１）をアルミメッキして構成しており、放熱経路における絶縁基板１０とヒートシンク３０との間の熱抵抗を極力小さくでき、放熱性の悪化を回避することができる。
【００３９】
上記のごとく第２の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）絶縁基板１０の熱膨張係数とヒートシンク３０の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板（６１）の表面にアルミメッキ層６２を形成してなる緩衝板６０を絶縁基板１０とヒートシンク３０との間に介在して絶縁基板１０にロウ付けすると共にヒートシンク３０にロウ付けした。これによりヒートシンク３０の反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンク３０に容易にロウ付けすることができ、信頼性も高いものとなる。特に、天板４０、底板５０に加えて緩衝板６０があると、ヒートシンク３０の反りを更に抑制することができる。
【００４０】
（２）ヒートシンク３０に対し緩衝板６０と絶縁基板１０と天板４０と底板５０とを一括ロウ付けすることができる。
（３）金属板（６１）は鋼板であるので、安価であり、実用上好ましい。
【００４１】
上記各実施形態は、例えば、以下のように変更してもよい。
・図１に代わり、図５に示すように、天板４０は無く、底板５０のみロウ付けしてもよい。
【００４２】
・図５において、ヒートシンク３０と絶縁基板１０との間に、多数の貫通孔を有する金属板（パンチングメタル等）を介在させ、当該金属板をヒートシンク３０および絶縁基板１０とロウ付けしてもよい。
【００４３】
・図３に代わり、図６に示すように、天板４０および底板５０は無く、緩衝板６０のみロウ付けしてもよい。図６の場合、底板がないのでヒートシンク３０の下面に被冷却体（発熱体）を接合した場合において当該被冷却体の熱をヒートシンク３０に伝えやすくなる。
【００４４】
・図３に代わり、底板５０は無く、天板４０と緩衝板６０をロウ付けしてもよい。天板４０と緩衝板６０があると、一方のみの場合に比べヒートシンク３０の反りを更に抑制することができる。
【００４５】
・放熱部材であるヒートシンク３０は内部に水が流れる構成としたが、水以外にもアルコール等の他の冷却液体が流れる構成としてもよい。
・ヒートシンクは液体を流す構成であったが、大気に熱を逃がす方式（空冷式）であってもよい。この場合、強制空冷でもファンを用いない自然放熱方式でもよい。
【００４６】
・天板４０、底板５０、緩衝板６０は鋼板にアルミメッキを施したものを用いたが、鋼板以外の金属板を用いてもよく、またアルミメッキ層以外のメッキ層でもよい。要は、絶縁基板の熱膨張係数とヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されていればよい。
【００４７】
・ヒートシンクはアルミ製であったが、他の材料、例えば銅製であってもよい。銅製ヒートシンクの熱膨張係数（線熱膨張係数）は約１７ｐｐｍ／℃である。
・ヒートシンクの構成として図７に示すものを使用してもよい。図７において、ヒートシンク７０は、筐体（箱体）７１と、筐体７１内に収納されたアルミ製放熱フィン（アルミ板）７２よりなる。筐体７１内においてアルミ製放熱フィン７２が接合され、この放熱フィン７２により複数本の冷却水通路７３が区画形成されている。筐体７１は、絶縁基板１０の熱膨張係数と放熱フィン７２の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板としての鋼板７４と、その表面のアルミメッキ層７５により構成されている。よって、ヒートシンク７０は少なくとも放熱フィン７２以外は反り抑制用板材（図７では緩衝板６０）と同じ材料である。鋼板７４はステンレス鋼板でもよい。放熱フィン７２は筐体７１にアルミロウ付けされている。
【００４８】
このようにしてヒートシンク７０は内部に放熱フィン７２を備え、少なくとも放熱フィン７２以外は絶縁基板１０の熱膨張係数と放熱フィン７２の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板（７４）の表面にメッキ層７５が形成されたものであってもよい。この場合、反り抑制用板材（図７での緩衝板６０や図１での底板５０や天板４０）をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
【００４９】
・底板５０は絶縁基板１０と同じかそれよりも大きくすればよい。
・絶縁基板１０における金属層１２，１３として銅を用いてもよい。
・天板は金属板にメッキを施したもの以外にも、絶縁基板の熱膨張係数とヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する単一材料の板材であってもよい。
【００５０】
・図７の変形例として、図７における緩衝板６０を使用せずに図８に示すような構成とすることもできる。図８においてヒートシンク７０は、図７と同様に、箱型中空容器を構成する筐体７１の内部に冷却水通路７３を区画形成するアルミ製放熱フィン７２が接合され、筐体７１は絶縁基板１０の熱膨張係数と放熱フィン７２の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板（鋼板７４）の表面にアルミメッキ層７５が形成され、しかも、次のようになっている。六面体をなす筐体（箱体）７１は、上面７１ａと下面７１ｂと４つの側面７１ｃを有している。筐体７１の上面７１ａにおいて絶縁基板１０とアルミロウ付けされ、また、筐体７１の下面７１ｂを構成する鋼板７４の板厚ｔ１は、筐体７１の上面７１ａを構成する鋼板７４の板厚ｔ２よりも厚くなっている。これにより、筐体７１の上面７１ａを構成する鋼板７４が薄いので、半導体素子２０の放熱経路における絶縁基板１０から筐体７１内の冷却水通路７３への熱抵抗を小さくすることができ、放熱性に優れている。また、筐体７１の下面７１ｂを構成する鋼板７４が厚いので、ヒートシンク自身を反りにくくすることができる。このようにして、セラミック基板１１の両面に金属層１２，１３を形成してなる絶縁基板１０と、絶縁基板１０の一方の面に接合された半導体素子２０と、板状をなし、絶縁基板１０における半導体素子２０の接合面とは反対の面にロウ付けされ、絶縁基板１０を介して半導体素子２０と熱的に結合するヒートシンク７０と、を備えた半導体装置であって、ヒートシンク７０は、中空容器を構成する筐体７１の内部に放熱フィン７２を備え、筐体７１は絶縁基板１０の熱膨張係数と放熱フィン７２の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板（鋼板７４）の表面にメッキ層７５を形成してなり、かつ、絶縁基板１０とのロウ付け面とは反対の面における金属板（鋼板７４）の板厚ｔ１が絶縁基板１０とのロウ付け面における金属板（鋼板７４）の板厚ｔ２よりも厚い構成をなしている。これにより、放熱性に優れるとともにヒートシンクの反りを抑制でき、かつヒートシンクに絶縁基板を容易にロウ付けすることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０…絶縁基板、１１…セラミック基板、１２…金属層、１３…金属層、２０…半導体素子、３０…ヒートシンク、４０…天板、４１…鋼板、４２…アルミメッキ層、５０…底板、５１…鋼板、５２…アルミメッキ層、６０…緩衝板、６１…鋼板、６２…アルミメッキ層、７０…ヒートシンク、７２…放熱フィン、７４…鋼板、７５…メッキ層。
【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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