(57)【要約】【課題】絶縁信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置１は、半導体素子２と、半導体素子２を搭載し、かつ、当該半導体素子２からの発熱を拡散する熱拡散板であるヒートスプレッダ４と、半導体素子２およびヒートスプレッダ４を封止する封止樹脂８とを備えている。ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域の外周部に溝９が形成され、溝９は、半導体素子２から溝９の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、溝９の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および溝９の最大深さが０．１ｍｍ〜ヒートスプレッダ４の板厚の３／４以下に形成されている。【選択図】図１
2014216459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子を搭載し、かつ、当該半導体素子からの発熱を拡散する熱拡散板と、
前記半導体素子および前記熱拡散板を封止する封止樹脂と、
を備え、
前記熱拡散板における前記半導体素子が搭載された領域の外周部に溝が形成され、
前記溝は、前記半導体素子から前記溝の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、前記溝の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および前記溝の最大深さが０．１ｍｍ〜前記熱拡散板の板厚の３／４以下に形成された、半導体装置。
【請求項２】
半導体素子と、
前記半導体素子を搭載するためのセラミックス基板と、
前記半導体素子および前記セラミックス基板を封止する封止樹脂と、
を備え、
前記セラミックス基板における前記半導体素子が搭載された領域の外周部に溝が形成され、
前記溝は、前記半導体素子から前記溝の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、前記溝の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および前記溝の最大深さが０．１ｍｍ〜前記セラミックス基板の電極厚の３／４以下に形成された、半導体装置。
【請求項３】
前記熱拡散板における前記半導体素子が搭載された面の反対側の面には、絶縁層が設けられた、請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子および前記セラミックス基板を囲んで前記半導体装置の外枠を形成するケース材をさらに備え、
前記封止樹脂は、前記ケース材により囲まれた領域に設けられた、請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記溝は、少なくとも１本形成され、かつ、前記半導体素子が搭載された領域の外周部を連続的に囲むように形成された、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記溝において、少なくとも前記半導体素子側の内壁は、水平面に対する傾斜角度が９０度以下に形成された、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記封止樹脂の熱膨張係数は、前記半導体素子の熱膨張係数以上であり、かつ、前記熱拡散板の熱膨張係数以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記封止樹脂は成形により形成された、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記封止樹脂は、シリコンゲルまたはエポキシ樹脂により形成された、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記半導体素子は複数設けられ、
前記複数の半導体素子のうちの少なくとも一部がワイドバンドギャップ半導体により形成された、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、ダイヤモンドのいずれかの半導体である、請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記溝は、前記ワイドバンドギャップ半導体により形成された半導体素子の周辺領域にのみ形成された、請求項１０または請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記半導体素子は複数設けられ、
前記複数の半導体素子は、電力制御用半導体素子および還流ダイオードを含む２種以上の半導体素子である、請求項１から請求項１２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、パワー半導体素子を樹脂で封止した半導体装置に関するものであり、特に化合物半導体を用いたパワー半導体素子を搭載した半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体素子を用いた半導体装置は、半導体素子をエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で封止したモールド型と、ゲル状樹脂で封止したゲル封止型が使用されている。特にモールド封止型の半導体装置は小型で信頼性に優れており、取り扱いが容易であることから、空調機器の制御などに広く使用されている。また、近年は、モーター制御を行う自動車の動力制御などにも使用されている。
【０００３】
従来の半導体装置では、小型化・大容量化を目的として放熱性を向上させるために熱伝導性に優れた金属により形成されたヒートスプレッダを設け、半導体素子で発熱した熱を拡散する手法が取り入れられている。例えば、銅製のヒートスプレッダ上に半導体素子がはんだ等により接合された樹脂封止型半導体装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の半導体装置では、半導体素子の周囲の銅製ヒートスプレッダ表面には二重に溝が形成されており、溝を複数形成することによって、界面を通じて外部から水分の進入経路を防止する手段が採られている。水分は、ヒートスプレッダと封止樹脂の界面から進入しやすく、ヒートスプレッダの一方の面が露出している半導体装置にあっては、外部に通じるヒートスプレッダ／封止樹脂界面から水分が浸入し、半導体素子まで到達することで電気的な不良発生につながる。これを防止するためにヒートスプレッダ表面に溝を複数設けることにより進入経路を延長し、水分進入を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２７０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＳｉ製半導体素子に比べて、低損失、高耐圧、高温動作が可能な化合物半導体素子として、例えばＳｉＣ製半導体素子の半導体装置への搭載が進められている。ＳｉＣ製半導体素子は、これらの利点が注目され開発が進められているが、Ｓｉ製半導体素子と比較して弾性率が高いこと、および、これまで以上のより厳しい温度環境下で動作するため、これまで以上に半導体素子にかかる応力が増大している。樹脂封止した半導体装置においては、半導体素子と封止樹脂との界面にかかる応力はこれまで以上に高くなり、その結果、半導体素子と封止樹脂との界面で剥離が生じたり、半導体素子の端部付近の封止樹脂にクラックが生じたりすることがあり、半導体装置の絶縁信頼性低下を招くことがあった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の半導体装置では、半導体素子と封止樹脂との界面にかかる応力を低減させる技術については提案されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、絶縁信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を搭載し、かつ、当該半導体素子からの発熱を拡散する熱拡散板と、前記半導体素子および前記熱拡散板を封止する封止樹脂とを備え、前記熱拡散板における前記半導体素子が搭載された領域の外周部に溝が形成され、前記溝は、前記半導体素子から前記溝の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、前記溝の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および前記溝の最大深さが０．１ｍｍ〜前記熱拡散板の板厚の３／４以下に形成されたものである。
【００１０】
本発明に係る別の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を搭載するためのセラミックス基板と、前記半導体素子および前記セラミックス基板を封止する封止樹脂とを備え、前記セラミックス基板における前記半導体素子が搭載された領域の外周部に溝が形成され、前記溝は、前記半導体素子から前記溝の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、前記溝の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および前記溝の最大深さが０．１ｍｍ〜前記セラミックス基板の電極厚の３／４以下に形成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体装置は、半導体素子と、半導体素子を搭載し、かつ、当該半導体素子からの発熱を拡散する熱拡散板と、半導体素子および熱拡散板を封止する封止樹脂とを備え、熱拡散板における半導体素子が搭載された領域の外周部に溝が形成され、溝は、半導体素子から溝の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、溝の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および溝の最大深さが０．１ｍｍ〜熱拡散板の板厚の３／４以下に形成された。
【００１２】
上記のような溝を設けたことで、半導体素子と封止樹脂との界面に発生する応力が低減でき、半導体素子の端部付近で発生する封止樹脂の剥離およびクラックなどを防止できる。これにより、絶縁信頼性の高い半導体装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。
【図２】ヒートスプレッダに設けた溝の断面図である。
【図３】ヒートスプレッダの上面透視図である。
【図４】実施の形態２に係る半導体装置のヒートスプレッダの上面透視図である。
【図５】実施の形態３に係る半導体装置のヒートスプレッダの上面透視図である。
【図６】実施の形態４に係る半導体装置の断面図である。
【図７】実施の形態５に係る半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る半導体装置１の断面図である。
【００１５】
半導体装置１は、半導体素子２と、リードフレーム３ａ，３ｂと、ヒートスプレッダ４（熱拡散板）と、絶縁シート６（絶縁層）と、銅箔７と、封止樹脂８とを備えている。半導体素子２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの電力制御用半導体素子、還流ダイオードなどのパワー半導体素子である。実施の形態１では、半導体装置１は、複数（例えば２つ）の半導体素子２を備え、半導体素子２は、電力制御用半導体素子および還流ダイオードを含む２種以上（例えば２種）の半導体素子である。
【００１６】
なお、半導体素子２は、珪素（Ｓｉ）によって形成されたものの他、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成してもよい。ワイドバンドギャップ半導体としては、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドがある。ワイドバンドギャップ半導体を用いた場合、許容電流密度が高く、電力損失も低いため、電力用半導体素子を用いた装置の小型化が可能となる。
【００１７】
ヒートスプレッダ４は、半導体素子２からの発熱を拡散するために設けられ、ヒートスプレッダ４の一方の面（上面）の中央部分には、はんだまたは銀接合材料などの接合材１０により２つの半導体素子２が並列に搭載されている。ヒートスプレッダ４の一方の面（上面）の一端部には、リードフレーム３ａが接合されている。一方の半導体素子２と他方の半導体素子２はワイヤ５ａにより接続され、他方の半導体素子２とリードフレーム３ｂはワイヤ５ｂにより接続されている。
【００１８】
ここで、ヒートスプレッダ４は半導体素子２の発熱に対して熱抵抗を低減することを目的としており、ヒートスプレッダ４を備える必要がない場合は、リードフレームのパターン上に半導体素子２が直接搭載されていてもよい。
【００１９】
ヒートスプレッダ４において半導体素子２が搭載された面の反対側の面（下面）には、金属箔である銅箔７が貼り付けられた絶縁層として絶縁シート６が設けられている。絶縁シート６は、熱伝導性に優れるシリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の無機粉末が少なくとも１種以上充填されたエポキシ樹脂により形成され、無機粉末は単独材料でも複数材料の組合せでもよい。また、銅箔７の下面は露出しており、放熱性を確保するだけでなく、絶縁シート６が外部からの接触により傷がつかないための保護層としての役目も果たしている。この目的を満たすものであれば、銅箔である必要もなく、アルミなどの金属箔でも、厚めの銅板でも構わない。
【００２０】
封止樹脂８は、リードフレーム３ａ，３ｂの一部、ヒートスプレッダ４、ヒートスプレッダ４に搭載された半導体素子２、ワイヤ５ａ，５ｂ、絶縁シート６などを封止するようにトランスファーモールド成形により形成されている。封止樹脂８は、熱膨張係数の小さい溶融シリカ等の無機粉末、または熱伝導性が優れるアルミナなどが充填されたエポキシ樹脂により形成されている。エポキシ樹脂は、パワー半導体装置の放熱性、動作時の発熱量、および動作温度にもよるが一般的なオルトクレゾールノボラック型またはジシクロペンタジエン型など特に限定されることはない。例えばＳｉＣなどを用いた半導体素子の動作温度の高温化によりナフタレン型または多官能型を用いた耐熱性の高い樹脂を用いることもできる。
【００２１】
また、温度サイクルなどの信頼性試験で発生する熱応力を想定した場合、封止樹脂１１の熱膨張係数は、環境温度を想定した範囲内において、半導体素子２の熱膨張係数以上であり、かつ、ヒートスプレッダ４の熱膨張係数以下に収めておくことが望ましい。熱膨張係数の違いにより、温度差が生じた場合には接触面でのひずみの違いが生じ、応力が発生する。したがって、ヒートスプレッダ４に搭載されている半導体素子２との応力を想定した場合には、両者の熱膨張係数の間の封止樹脂１１を採用することが望ましい。
【００２２】
ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域の外周部には溝９が形成されている。すなわち、それぞれの半導体素子２が搭載された領域を連続的に囲むように溝９がそれぞれ形成されている。これにより、半導体素子２と封止樹脂１１との界面に発生する熱応力を低減させ、封止樹脂１１の剥離およびクラックの発生を防止できる。
【００２３】
また、溝９は、ヒートスプレッダ４に搭載されている全ての半導体素子２に対して設けてもよいが、例えば、それぞれの半導体素子２の材質が異なる場合、発生する熱応力が高い半導体素子２に限って設けてもよい。具体的には、電力制御用半導体素子に対してＳｉ製半導体素子を用いて、還流ダイオードのみに対してＳｉＣ製半導体素子を用いた場合、ヒートスプレッダ４におけるＳｉＣ製半導体素子が搭載された領域の外周部のみを囲むように溝９を設けることも可能である。必要な部分のみ溝９を設けることで、溝９の形成スペースの増加およびヒートスプレッダ４の加工コストの増加などを抑制できる。
【００２４】
溝９は、半導体素子２の端部から溝９の内側端部までの距離をＬ、溝９の開口幅をＷ、ヒートスプレッダ４の表面から溝９の最深部までの距離をＤとし、ヒートスプレッダ４またはリードフレーム３ａの厚さをｔとした場合、Ｌは０〜０．３ｍｍ、Ｗは０．１ｍｍ〜２ｍｍ、Ｄは０．１ｍｍ〜３／４ｔとなるように形成されている。
【００２５】
例えば、Ｌ＜０の領域では、溝９が半導体素子２の下面まで入り込む形状となり、樹脂封止された半導体素子２への応力低減効果はあるものの、半導体素子２を接合する際、接合材１０が溝９に流れ込んでしまうことがあり、半導体素子２の位置決めが難しくなることがある。また、半導体素子２からの放熱性が悪くなるというデメリットもある。
【００２６】
また、Ｌ＞０の領域では、半導体素子２の接合プロセスにおいて、接合材１０が溝９の端部まで濡れ広がることがある。接合材１０がはんだまたは銀接合材料により形成されている場合、封止樹脂８との接着性が乏しく、封止樹脂８が温度サイクル試験により容易に剥離してしまう。接合材１０と封止樹脂８との剥離面は、温度サイクル試験により広がるように進展していく。半導体素子２の周囲に剥離界面が発生することにより、接着していたときと比べて半導体素子２と封止樹脂８との間への応力が増加する。これより、接着性が乏しい接合材１０と封止樹脂８との界面面積はできるだけ小さいことが望ましい。
【００２７】
Ｌ＞０．３ｍｍ領域では、接合材１０と封止樹脂８との界面での剥離の影響が大きくなり、半導体素子２への応力が高くなる。これにより半導体素子２と封止樹脂８との界面で剥離が発生したり、半導体素子２の端部からの樹脂クラックが発生したりする。
【００２８】
Ｗ＜０．１ｍｍでは、半導体素子２への応力低減効果が小さいだけでなく、半導体素子２をヒートスプレッダ４またはリードフレーム３ａに接合する際、接合材１０が溝９を乗り越えてはみ出してしまうことがある。これにより、溝９を設けた効果がなくなるだけでなく、封止樹脂８と剥離しやすい接合材１０が広がることにより、Ｌ＞０．３ｍｍの場合と同様の影響が発生し、半導体素子２と封止樹脂８との界面で剥離が発生したり、半導体素子２の端部からの樹脂クラックが発生したりする。
【００２９】
Ｗ＞２ｍｍでは、半導体素子２を搭載するヒートスプレッダ４またはリードフレーム３ａのパターン面積の拡大を招き、半導体装置１の小型化の妨げになるだけでなく、ヒートスプレッダ４の放熱性も低下する。なお、隣接する半導体素子２の距離が短い場合、隣接する半導体素子２間について個々に溝９を形成する代わりに、１本の溝９で共通化してもよい。
【００３０】
Ｗを大きくした場合、ヒートスプレッダ４の大型化を防止するために、ヒートスプレッダ４の端部まで溝９を設けることも可能であるが、半導体装置１の反りが大きくなり、半導体素子２への応力が高くなる。このため、溝９の外周部であるヒートスプレッダ４の表面は、半導体素子２の搭載面と同等の高さであることが好ましい。ヒートスプレッダ４の反りを考慮するならば、溝９の外周端部からヒートスプレッダ４の端部までの距離はＷと同程度確保することが望ましい。ただし、これによりヒートスプレッダ４が大面積となるため、半導体素子２に発生する応力および半導体装置１の反りに応じて狭くすることも可能である。
【００３１】
Ｄ＜０．１ｍｍでは、半導体素子２への応力低減効果が非常に小さく、温度サイクル等の信頼性試験で発生する熱応力に対して半導体素子２と封止樹脂８との界面で剥離が発生したり、半導体素子２の端部からの樹脂クラックが発生したりする。
【００３２】
Ｄ＞３／４ｔ、つまり、ヒートスプレッダ４の厚さの４分の３よりも深い溝９を形成した場合、ヒートスプレッダ４の本来の目的である熱拡散性が極端に損なわれてしまう。
【００３３】
なお、溝９の形状は、図１のように断面形状が矩形状に形成されてもよいが、これに限定されることはない。放熱性の観点からは好ましくないが、溝９の断面形状は、半導体素子２の下に潜り込むテーパー形状（下方へ行く程幅が広がる形状）であれば、さらに半導体素子２への応力低減効果が得られる。また、生産性および放熱性の観点からは、溝９の断面形状が三角状に形成されていることが好ましく、溝形成による放熱性低下量も矩形状の溝に比べて三角形状の溝であれば小さく抑えられる。さらに、溝形成方法も三角形状の方がプレス金型等によるプレス成形が容易となる。少なくとも半導体素子２に近い側の溝９の内壁は、水平面に対する傾斜角度が９０度以下であることが放熱性を考慮した場合には好ましい。
【００３４】
次に、半導体装置の信頼性試験の結果について説明する。半導体装置の信頼性試験としては、実施例１〜１０および比較例１〜９について、温度サイクル試験を実施した。温度サイクル試験は、半導体装置を温度制御可能な高温槽に入れ、高温槽内の温度を−６０℃と１８０℃との間を繰り返し往復させて実施した。信頼性の判定基準は、温度サイクル試験において１０００サイクル経過後に剥離が発生しなかった場合を○とし、剥離が発生した場合を×とした。剥離の発生有無の判定は、超音波映像装置（日立エンジニアリング・アンド・サービス製ＦｉｎｅＳＡＴ）で観察して実施した。
【００３５】
【表１】
2014216459.tif 000003
【００３６】
【表２】
2014216459.tif 000004
【００３７】
【表３】
2014216459.tif 000005
【００３８】
実施例１として、ヒートスプレッダにおいて一方の面にＳｉＣ製半導体素子を接合し、他方の面に絶縁層を設けたヒートスプレッダにリードフレームを接合し、全体をエポキシ樹脂で封止したモールド型半導体装置を作製した。ＳｉＣ製半導体素子は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍとし、ヒートスプレッダは２０ｍｍ×４０ｍｍ×３．２ｍｍとした。ヒートスプレッダとリードフレームは放熱性を考えて銅製とした。ヒートスプレッダ上には、ＭＯＳＦＥＴとショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の２種の半導体素子を搭載した。封止樹脂として、ガラス転移点（Ｔｇ）が約１９０℃のエポキシ樹脂にシリカを８２重量％充填し、熱膨張係数が１２×１０-6（１／Ｋ）であるものを用いた。
【００３９】
ヒートスプレッダにおける半導体素子が搭載された領域の外周部に設ける溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０、つまり、ヒートスプレッダにおける溝に囲まれた領域の面積と半導体素子が搭載された領域の面積とを同一とした。また、溝の大きさは、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。
【００４０】
このような溝を設けたヒートスプレッダ上に半導体素子を接合し、リードフレームおよび絶縁層と合わせてトランスファーモールドによる樹脂封止を行った。樹脂封止は約１８０℃で１２０秒間行い、金型取り出し後にオーブンにて１８０℃４時間のポストモールドキュア（以下「ＰＭＣ」という）を実施した。ＰＭＣ後の半導体装置の反り形状は、３次元レーザー変位計（Ｎｉｋｏｎ製ＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３０２０）で計測した。反り形状測定後、冷熱衝撃試験機（ＥＳＰＥＣ製ＴＳＤ−１００）を用いて−６０℃と１８０℃との間を繰り返し往復させて温度サイクル試験を実施し、１０００サイクル後の剥離有無判断を超音波映像装置にて行った。
【００４１】
ＰＭＣ後の反りは、絶縁層側が凸反りをプラスとした場合、０〜６０μｍの範囲を○とし、６０μを超えるものやマイナス反りとなったものを×とした。半導体装置は、絶縁層側に、例えば放熱グリースを塗布して放熱フィンを設けるため、マイナス反りは放熱性が重要となる半導体装置中央部でグリースが厚くなり好ましくない。また、反りが６０μｍよりも大きくなると、放熱フィンに設けた場合グリース厚不均一による放熱性の低下し、また強制的に放熱フィンに押し当てた場合に半導体装置に大きな負荷がかかるため好ましくない。
【００４２】
素子接合性の判定基準は、半導体素子をヒートスプレッダに接合する場合、溝に接合材が入り込んでしまうことが発生した場合に×と判断し、接合後も溝が埋まることなく接合前の状態が保たれる場合に○とした。
【００４３】
加工性の判定基準は、溝形成時の生産性および製造コスト等を加味して行った。ヒートスプレッダ表面へのプレス加工で溝が形成できたものは◎とし、切削加工を伴うものは○とした。幅に対して深さが深い溝加工は、実施可能ではあるが、生産性および製造コストの観点より×とした。
【００４４】
放熱性の判定基準は、溝加工を実施していないヒートスプレッダと熱抵抗を比較して実施した。溝加工を施していないヒートスプレッダを用いた半導体装置において、半導体素子から金属箔までの熱抵抗に対して１０％を超えて増加したものを×とした。
【００４５】
本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００４６】
実施例２では、実施例１に対して溝配置位置を変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００４７】
実施例３では、実施例１に対して溝配置位置を変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．３ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００４８】
実施例４では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．１ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００４９】
実施例５では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．５ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００５０】
実施例６では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を１ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００５１】
実施例７では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を２ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００５２】
実施例８では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．１ｍｍとした。溝の深さを０．１とすることで、ヒートスプレッダ表面への溝加工方法としてプレスによる溝形成が可能となり、生産性が向上することを確認した。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性については全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。
【００５３】
実施例９では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを１．２ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性については全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。実施例２などと比較して、溝を深く形成したことで熱の広がりが悪くなって熱抵抗の上昇を確認したが、判定基準内に収まっていることを確認した。
【００５４】
実施例１０では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を２ｍｍ、最大深さを２．４ｍｍとした。本実施例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル性について全て判定基準を満足しており、信頼性の高い半導体装置が得られた。実施例７と比較して、溝を深く形成したことで熱の広がりが悪くなって熱抵抗の上昇を確認したが、判定基準内に収まっていることを確認した。
【００５５】
比較例１では、実施例１に対して溝配置位置を変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部より内側に溝加工の内側端部が配置され、０．３ｍｍ内側に配置されている。つまり、半導体素子の端部から０．３ｍｍ内側の領域はヒートスプレッダには接合されておらず、溝が配置されている。ただし、樹脂封止後には、この溝は封止樹脂で埋まるため、半導体素子の端部も封止樹脂によって封止されている。ここで、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。
【００５６】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、加工性、放熱性、温度サイクル性は判定基準を満足していたが、半導体素子をヒートスプレッダに接合したものを２００台作製したうちの１５％程度において、接合材が溝に流れ込むことがわかり、素子接合性の判定は×であった。
【００５７】
比較例２では、実施例１に対して溝配置位置を変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．５ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。
【００５８】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性は判定基準を満足していたが、温度サイクル試験において、１０００サイクル後に封止樹脂の剥離が確認された。断面観察によって確認した結果、接合材はヒートスプレッダ上で溝の内側端部まで広がっており、接合材と封止樹脂との界面の剥離が周囲まで進展していることを確認した。これより温度サイクル性の判定を×とした。
【００５９】
比較例３では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．０５ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。
【００６０】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、放熱性は判定基準を満足していたが、素子接合性、加工性、温度サイクル試験において以下のように判定基準として×となった。素子接合性は、半導体素子をヒートスプレッダに接合したものを２００台作製したうちの約５％において接合材が溝に流れ込んだり、溝を乗り越えたりした。また、溝の開口幅に対して深さが深いため、溝の機械加工に時間を要し生産性が悪いことを確認した。温度サイクル試験においては、１０００ｃｙｃ後に封止樹脂の剥離が確認された。半導体装置の反りは判定基準内に入っていたが、反りが約５５μｍ程度あり、溝形成による応力低減効果が低いことが原因と推定される。
【００６１】
比較例４では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を２．５ｍｍ、最大深さを０．４ｍｍとした。
【００６２】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、素子接合性、加工性、放熱性、温度サイクル試験は判定基準を満足していたが、半導体装置の反りが大きく、約８０μｍ程度反っていた。これにより金属箔にグリースを塗布して放熱フィンに取り付ける場合、グリースの厚さムラが発生したり、強制的にフィン等に押さえつけて備え付ける際に過度な力が封止樹脂にかかり不具合が発生する可能性があるため判定基準として×とした。
【００６３】
比較例５では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを０．０５ｍｍとした。
【００６４】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、加工性、放熱性は判定基準を満足していることを確認した。特に、溝の最大深さが０．０５ｍｍであることから、プレスによる溝形成が可能となり生産性がよく低コストに生産できるため加工性は◎とした。しかし、温度サイクル試験においては、１０００ｃｙｃ後に封止樹脂の剥離が確認された。半導体装置の反りは判定基準内に入っていたが、反りが約５０μｍ程度あり、溝形成による応力低減効果が低いことが原因と推定される。
【００６５】
比較例６では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを２．４ｍｍとした。
【００６６】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、放熱性、温度サイクル試験は判定基準を満足していることを確認した。しかし、溝の開口幅に対して深さが深いため、溝の機械加工に時間を要し生産性が悪いことから加工性の判定を×とした。
【００６７】
比較例７では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を０．８ｍｍ、最大深さを２．６ｍｍとした。
【００６８】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、反り、素子接合性、温度サイクル試験は判定基準を満足していることを確認した。しかし、比較例６と同様に溝の開口幅に対して深さが深いため、溝の機械加工に時間を要し生産性が悪いことから加工性の判定を×とした。さらに溝の最大深さがヒートスプレッダの厚さ３．２ｍｍに対して３／４を超える量になってくるとヒートスプレッダでの熱拡散性が乏しくなり熱抵抗が高くなることを確認した。溝の最大深さが２．６ｍｍとなってくると、溝を設けない場合のヒートスプレッダの熱抵抗と比較して１０％以上の熱抵抗増加を確認し、判定基準として×とした。
【００６９】
比較例８では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。具体的には、溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとし、溝の形状は、溝の開口幅を２ｍｍ、最大深さを２．６ｍｍとした。
【００７０】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、比較例７と比較して溝の開口幅を２ｍｍに広げたことから、深さ２．６ｍｍの溝を形成することも比較的容易となり、反り、素子接合性、温度サイクルに加えて加工性も判定基準を満足するようになった。しかし、比較例７と同様に溝の最大深さがヒートスプレッダの厚さに対して３／４を超える量になってくるとヒートスプレッダでの熱拡散性が乏しくなり、溝を設けない場合のヒートスプレッダの熱抵抗と比較して１０％以上の熱抵抗増加を確認し、放熱性の判定基準を×とした。
【００７１】
比較例９では、実施例２に対して溝形状を変更した以外は実施例２と同様に実施した。溝の位置は、半導体素子の端部から溝加工の内側端部までの距離を０．１ｍｍとした。溝の形状は、溝の開口幅を２ｍｍ、最大深さを２．８ｍｍとした。
【００７２】
本比較例で設けた溝を備えた半導体装置において、各判定を行ったところ、比較例８と同様に素子接合性、加工性、温度サイクルは判定基準を満足したが、放熱性はさらに熱抵抗が増加したことから比較例９と同様に、放熱性の判定基準を×とした。さらに溝が深くなったことにより半導体装置の反りも大きくなり、反りの判定基準から外れたことにより×とした。
【００７３】
以上のように、実施の形態１に係る半導体装置１では、半導体装置１は、半導体素子２と、半導体素子２を搭載し、かつ、当該半導体素子２からの発熱を拡散するヒートスプレッダ４と、半導体素子２およびヒートスプレッダ４を封止する封止樹脂８とを備え、ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域の外周部に溝９が形成され、溝９は、半導体素子２から溝９の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、溝９の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および溝９の最大深さが０．１ｍｍ〜ヒートスプレッダ４の板厚の３／４以下に形成された。
【００７４】
上記のような溝９を設けたことで、半導体素子２と封止樹脂８との界面に発生する応力が低減でき、半導体素子２の端部付近で発生する封止樹脂８の剥離およびクラックなどを防止できる。これにより、絶縁信頼性の高い半導体装置１が得られ、ひいては半導体装置１の長期使用が可能となる。
【００７５】
それに加えて、応力低減構造となっていることから、封止樹脂８に求められる弾性率および樹脂強度などの要求特性値の許容幅が広がり、半導体装置１の生産性向上、低コスト化につながる。
【００７６】
また、半導体素子２の下面にある接合材１０と封止樹脂８との界面が剥がれても、ヒートスプレッダ４への剥離進展が溝９によって防止できることから、ヒートスプレッダ４の表面への剥離進展防止のためのディンプル加工が不要となる。これにより、より低コストにヒートスプレッダ４を製造することが可能となる。
【００７７】
半導体素子２は複数設けられ、複数の半導体素子２のうちの少なくとも一部がワイドバンドギャップ半導体により形成された、すなわち、複数の半導体素子２は、電力制御用半導体素子および還流ダイオードを含む２種以上の半導体素子であり、例えば電力制御用半導体素子に対してＳｉ製半導体素子が用いられ、還流ダイオードのみに対してワイドバンドギャップ半導体素子が用いられた。これにより、発生する熱応力が高いために封止樹脂１１の剥離が生じやすいワイドバンドギャップ半導体により形成された半導体素子２の周辺領域にのみ溝９を形成することができる。この場合には、溝９の形成スペースの増加およびヒートスプレッダ４の加工コストの増加などを抑制できる。
【００７８】
ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、ダイヤモンドのいずれかの半導体であるため、許容電流密度が高く、電力損失も低くなり、半導体装置１の小型化が可能となる。
【００７９】
溝９は、少なくとも１本形成され、かつ、半導体素子２が搭載された領域の外周部を連続的に囲むように形成されたため、半導体素子２と封止樹脂１１との界面に発生する応力をより低減できる。
【００８０】
ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された面の反対側の面には、絶縁シート６が設けられたため、半導体装置１を導電性のヒートシンク（図示省略）の上に設置された状態で使用した場合に、ヒートスプレッダ４とヒートシンクとを絶縁することができる。
【００８１】
溝９において、少なくとも半導体素子２側の内壁は、水平面に対する傾斜角度が９０度以下に形成された場合は、ヒートスプレッダ４の溝形成による放熱量低下が矩形状の溝の場合よりも小さく抑えることができる。また、プレス金型などによるプレス成形が容易となる。
【００８２】
封止樹脂８の熱膨張係数は、半導体素子２の熱膨張係数以上であり、かつ、ヒートスプレッダ４の熱膨張係数以下であるため、温度差が生じた場合にこれらの部材の接触面でのひずみの違いにより発生する応力を抑制できる。
【００８３】
封止樹脂８は、エポキシ樹脂によるトランスファーモールド成形により形成されたため、半導体装置１が小型で信頼性に優れたものとなり、さらに取り扱いが容易となる。
【００８４】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る半導体装置について説明する。図４は、実施の形態２に係る半導体装置のヒートスプレッダ４の上面透視図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００８５】
実施の形態２では、溝１１が、ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域の外周を囲むように連続的に設けられるのではなく、一部繋がっていない部分が存在するように設けられている。一般的に、半導体素子に対する熱応力は角部が高くなる。半導体装置の使用条件、使用環境下によって信頼性の温度サイクル条件が厳しくない場合においては、図４に示すように、ヒートスプレッダ４における熱応力の高い半導体素子２の角部に相当する部分にのみ溝１１を設けることもできる。より具体的には、溝１１の内側端部はヒートスプレッダ４における半導体素子２の端部の内側に対応する位置に形成され、溝１１の外側端部はヒートスプレッダ４における半導体素子２の端部の外側に対応する位置に形成されている。
【００８６】
これにより、半導体素子２からの放熱性の低下も最小限に抑えることが可能となる。ただし、ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域の外周のうち、溝１１を設けない部分（溝１１が繋がっていない部分）には、例えばソルダーレジストなどを設け、接合材が流れ出ないようにすることが好ましい。
【００８７】
＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る半導体装置について説明する。図５は、実施の形態３に係る半導体装置のヒートスプレッダ４の上面透視図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００８８】
実施の形態３では、溝９が、ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域を連続的に囲むように形成され、ヒートスプレッダ４における溝９の外周側に溝１２が連続的に形成されている。より具体的には、溝９が、ヒートスプレッダ４における２つの半導体素子２が搭載された領域を連続的に囲むようにそれぞれ形成され、一重または多重の溝１２が、ヒートスプレッダ４における２つの溝９の外周側を連続的に一括で囲むように形成されている。ここで、溝１２は、ヒートスプレッダ４における２つの溝９をそれぞれ連続的に囲むように形成されてもよい。
【００８９】
溝１２の断面形状は、溝９の断面形状と比較して、深さおよび幅は小さくてもよい。溝１２を設けたことで、温度サイクル試験等の信頼性試験においてヒートスプレッダ４と封止樹脂との剥離発生・進展を防止できる。ここで、剥離の発生・進展が防止できる範囲であれば形状に限定されるものではなく、例えば、幅０．１ｍｍ、深さ０．０５ｍｍ程度の溝が形成されていればよい。また、連続的である必要もなく、ヒートスプレッダ４における半導体素子２が搭載された領域を囲むような形状でなくてもよい。
【００９０】
図５に示すヒートスプレッダ４の端部に形成された溝のように、ヒートスプレッダ４の大きさと半導体素子２の大きさの関係上、直線状に設けることも可能である。溝１２は、例えば０．０５ｍｍ程度の浅い溝であれば、ヒートスプレッダ４の表面に対してプレスによる溝加工で実施でき、加工も安価で設けることが可能となる。
【００９１】
＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４に係る半導体装置１Ａについて説明する。図６は、実施の形態４に係る半導体装置１Ａの断面図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１〜３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００９２】
実施の形態１では、絶縁層として絶縁シート６を用いたが、実施の形態４では、絶縁シート６の代わりにセラミックス基板１３が設けられている。セラミックス基板１３として、例えばＤＢＣ（Direct Bonding Copper）のようなセラミックスの両面に電極が形成された基板を用いることができる。
【００９３】
この場合、溝が形成されたヒートスプレッダの上面に半導体素子を搭載し、ヒートスプレッダの下面にセラミックス基板１３を接合材によって接合することも可能である。また、放熱の必要性が低い場合は、図６に示すように、ヒートスプレッダを設けずにセラミックス基板１３の一方の面（上面）の電極において、例えば中央部分に半導体素子２を搭載し、セラミックス基板１３における半導体素子２が搭載された領域の外周部に溝１４を形成してもよい。この場合、それぞれの半導体素子２が搭載された領域を連続的に囲むように少なくとも１本の溝１４がそれぞれ形成されている。
【００９４】
ここで、溝１４は、半導体素子２の端部から溝１４の端部までの距離をＬ、溝１４の開口幅をＷ、セラミックス基板１３の表面から溝１４の最深部までの距離をＤとし、セラミックス基板１３の電極の厚さをｔとした場合、Ｌは０〜０．３ｍｍ、Ｗは０．１ｍｍ〜２ｍｍ、Ｄは０．１ｍｍ〜３／４ｔとなるように形成されている。
【００９５】
セラミックス基板１３の上面の電極において、例えば一端部にリードフレーム３ａが接合されている。また、封止樹脂８は、リードフレーム３ａ，３ｂの一部、セラミックス基板１３、セラミックス基板１３に搭載された半導体素子２、ワイヤ５ａ，５ｂなどを封止するようにトランスファーモールド成形により形成されている。実施の形態１の場合と同様に、封止樹脂８は、熱膨張係数の小さい溶融シリカ等の無機粉末、または熱伝導性が優れるアルミナなどが充填されたエポキシ樹脂により形成されている。
【００９６】
以上のように、実施の形態４に係る半導体装置１Ａは、半導体素子２と、半導体素子２を搭載するためのセラミックス基板１３と、半導体素子２およびセラミックス基板１３を封止する封止樹脂８とを備え、セラミックス基板１３における半導体素子２が搭載された領域の外周部に溝１４が形成され、溝１４は、半導体素子２から溝１４の端部までの距離が０〜０．３ｍｍ、溝１４の開口幅が０．１ｍｍ〜２ｍｍ、および溝１４の最大深さが０．１ｍｍ〜セラミックス基板１３の電極厚の３／４以下に形成された。
【００９７】
上記のような溝１４を設けたことで、半導体素子２と封止樹脂８との界面に発生する応力が低減でき、半導体素子２の端部付近で発生する封止樹脂８の剥離およびクラックなどを防止できる。これにより、絶縁信頼性の高い半導体装置１Ａが得られる。また、セラミックス基板１３の一方の面の電極をエッチングによって形成する際に、同時に溝１４も形成することができるため、半導体装置１Ａを安価で容易に作製することが可能となる。
【００９８】
＜実施の形態５＞
次に、実施の形態５に係る半導体装置１Ｂについて説明する。図７は、実施の形態５に係る半導体装置１Ｂの断面図である。なお、実施の形態５において、実施の形態１〜４で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００９９】
実施の形態５に係る半導体装置１Ｂは、半導体素子２およびセラミックス基板１３を囲んで半導体装置１Ｂの外枠を形成するケース材１６と、半導体装置１Ｂの底板を形成する金属ベース板１５と、ケース材１６により囲まれた領域に設けられた封止樹脂１８とをさらに備えたものである。
【０１００】
金属ベース板１５は、例えば銅などにより形成され、金属ベース板１５の一方の面（上面）において、例えば中央部分にセラミックス基板１３が接合材により接合されている。セラミックス基板１３には、実施の形態４の場合と同様に、半導体素子２が搭載されるとともに溝１４が形成されている。金属ベース板１５の上面における端部には、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（以下「ＰＰＳ」という）などにより形成されたケース材１６が、半導体素子２およびセラミックス基板１３を囲むように設けられている。
【０１０１】
リードフレーム３ａ，３ｂは、互いに対向するケース材１６の上部にそれぞれ設けられ、セラミックス基板１３の上面の電極において一端部と、リードフレーム３ａはワイヤ５ｃにより接続され、一方の半導体素子２と他方の半導体素子２はワイヤ５ａにより接続され、他方の半導体素子２とリードフレーム３ｂはワイヤ５ｂにより接続されている。
【０１０２】
封止樹脂１８は、例えば、シリコンゲルをケース材１６で囲まれた領域に充填することで形成され、リードフレーム３ａ，３ｂの一部、セラミックス基板１３、セラミックス基板１３に搭載された半導体素子２、ワイヤ５ａ，５ｂ，５ｃなどを封止する機能を有している。
【０１０３】
以上のように、実施の形態５に係る半導体装置１Ｂでは、半導体素子２およびセラミックス基板１３を囲んで半導体装置１Ｂの外枠を形成するケース材１６をさらに備え、封止樹脂１８は、ケース材１６により囲まれた領域に設けられた。実施の形態１では、エポキシ樹脂をトランスファーモールド成形して形成された封止樹脂８が半導体装置１のボディーを兼ねていたが、実施の形態５では、ＰＰＳなどにより形成されたケース材１６を用いることで、シリコンゲルにより形成された封止樹脂１８をケース材１６で囲まれた領域に充填して半導体素子２およびセラミックス基板１３を封止した半導体装置１Ｂにおいても高い信頼性が得られる。
【０１０４】
また、封止樹脂としてシリコンゲルの他、エポキシ樹脂を用いることができる。これにより、封止樹脂の材料選択の幅が広がり、種々の構成の半導体装置を製造することができる。
【０１０５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１，１Ａ，１Ｂ  半導体装置、２  半導体素子、４  ヒートスプレッダ、６  絶縁シート、８  封止樹脂、９  溝、１１  溝、１２  溝、１３  セラミックス基板、１４  溝、１６  ケース材、１８  封止樹脂。
【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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