(57)【要約】【課題】応力を緩和可能であり、電気伝導性および熱伝導性に優れた接合体およびこれを用いた半導体装置、ならびにそれらの製造方法を提供する。【解決手段】接合体２１は、巻回部３１と、応力緩和部４１と、を備え、基材１０と素子１５とを通電および熱伝達可能に接合する。巻回部３１は、長手方向の一端である巻回始端１２１から長手方向の他端である巻回終端１３１へ巻き取られる。これにより、厚み方向に高密度に積層される。応力緩和部４１は、巻回部３１の幅方向の片側または両側に形成され、基材１０と素子１５との間に生じる応力により撓み可能な複数の歯部５１を有する。接合体２１は、巻き取られた状態にて基材１０と素子１５との間に配置され、幅方向の一側１０１にて基材１０と接合し、幅方向の他側１１１にて素子１５と接合する。これにより、応力緩和機能を維持しつつ、電気伝導性および熱伝導性を確保することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置（１、２）において第１部材（１０）と第２部材（１５）とを通電および熱伝達可能に接合する接合体（２１〜２９）であって、
長手方向の一端である巻回始端（１２１、１２３〜１２９）から長手方向の他端である巻回終端（１３１、１３３〜１３９）へ巻き取られる巻回部（３１、３３〜３９）と、
前記巻回部の幅方向の片側または両側に形成され、前記第１部材と前記第２部材との間に生じる応力により撓み可能な複数の歯部（５１、５３〜５９）を有する応力緩和部（４１、４３〜４９）と、
を備え、
巻き取られた状態にて前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、幅方向の一側（１０１、１０３〜１０９）にて前記第１部材と接合し、幅方向の他側（１１１、１１３〜１１９）にて前記第２部材と接合することを特徴とする接合体。
【請求項２】
前記歯部（５１、５３、５４、５８、５９）の高さは、前記巻回始端（１２１、１２３、１２４、１２８、１２９）から前記巻回終端（１３１、１３３、１３４、１３８、１３９）にかけて、一定に形成されることを特徴とする請求項１に記載の接合体（２１〜２４、２８、２９）。
【請求項３】
前記歯部（５５）の高さは、前記巻回始端（１２５）側にて小さく形成され、前記巻回終端（１３５）側にて大きく形成されることを特徴とする請求項１に記載の接合体（２５）。
【請求項４】
前記歯部（５１、５３〜５７、５９）の幅は、前記巻回始端（１２１、１２３〜１２７、１２９）から前記巻回終端（１３１、１３３〜１３７、１３９）にかけて、一定に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の接合体（２１〜２７、２９）。
【請求項５】
前記歯部（５８）の幅は、前記巻回始端（１２８）側で大きく形成され、前記巻回終端（１３８）側にて小さく形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の接合体（２８）。
【請求項６】
隣り合う前記歯部（５１、５３〜５８）との間隔は、前記巻回始端（１２１、１２３〜１２８）から前記巻回終端（１３１、１３３〜１３８）にかけて、一定に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の接合体（２１〜２８）。
【請求項７】
隣り合う前記歯部（５９）との間隔は、前記巻回始端（１２９）側にて小さく形成され、前記巻回終端（１３９）側にて大きく形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の接合体（２９）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の接合体と、
巻き取られた状態における前記接合体の幅方向の一側と接合する前記第１部材と、
巻き取られた状態における前記接合体の幅方向の他側と接合する前記第２部材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
半導体装置（１、２）において第１部材（１０）と第２部材（１５）とを通電および熱伝達可能に接合する接合体（２１〜２９）の製造方法であって、
前記第１部材と前記第２部材との間に生じる応力により撓み可能な複数の歯部（５１、５３〜５９）を有する応力緩和部（４１、４３〜４９）を巻回部（３１、３３〜３９）の幅方向の片側または両側に形成する応力緩和部形成工程と、
長手方向の一端である巻回始端（１２１、１２３〜１２９）から長手方向の他端である巻回終端（１３１、１３３〜１３９）へ前記巻回部を巻き取る巻回工程と、
を備えることを特徴とする接合体の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の製造方法にて製造された接合体の幅方向の一側（１０１、１０３〜１０９）と前記第１部材とを通電および熱伝達可能に接合する第１接合工程と、
前記接合体の幅方向の他側（１１１、１１３〜１１９）と、前記第１部材と線膨張率の異なる前記第２部材とを通電および熱伝達可能に接合する第２接合工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体およびこれを用いた半導体装置、ならびにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インバータなどのスイッチング素子の低損失化が求められている。例えば、スイッチング素子を従来のシリコン（Ｓｉ）からシリコンカーバイド（ＳｉＣ）に変更することにより、耐圧が同等のとき、素子の抵抗を下げることができるため、スッチング効率を高めることができる。また、ＳｉＣ素子は、Ｓｉ素子よりも高温で動作可能である。そのため、半導体装置全体として高温に耐えうる実装技術が求められる。
ところで、半導体装置にて素子の発熱等による温度変化が生じると、線膨張率の異なる素材が接合されている場合、線膨張率差に起因する応力が接合部位に加わる。そのため例えば特許文献１では、アレイ状の接続部材により放熱部材と半導体チップとを接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４２４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の接続部材は、ハンダ印刷とリフローなどにより形成可能である。しかしながら、アレイを密に配置できないため、電気的な抵抗および熱抵抗が大きくなるという問題がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、応力を緩和可能であり、電気的抵抗および熱的抵抗を低減可能な接合体およびこれを用いた半導体装置、ならびにそれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、半導体装置において第１部材と第２部材とを通電および熱伝達可能に接合する接合体であって、巻回部と、応力緩和部と、を備える。巻回部は、長手方向の一側である巻回始端から長手方向の他端である巻回終端へ巻き取られる。応力緩和部は、巻回部の幅方向の片側または両側に形成され、第１部材と第２部材との間に生じる応力により撓み可能な複数の歯部を有する。接合体は、巻き取られた状態にて第１部材と第２部材との間に配置され、幅方向の一側にて第１部材と接合し、幅方向の他側にて第２部材と接合する。
【０００６】
本発明では、例えば線膨張率の違いにより第１部材と第２部材との間に応力が生じると、歯部が撓むことにより、応力が緩和される。また、接合体を巻回して形成することにより、厚み方向に高密度に積層することができるので、第１部材と第２部材とを接合する十分な面積を確保することができる。これにより、電気的抵抗および熱的抵抗を低減可能である。
【０００７】
また本発明は、半導体装置において第１部材と第２部材とを通電および熱伝達可能に接合する接合体の製造方法であって、応力緩和部形成工程と、巻回工程と、を備える。応力緩和部形成工程は、第１部材と第２部材との間に生じる応力により撓み可能な複数の歯部を有する応力緩和部を巻回部の幅方向の片側または両側に形成する。巻回工程は、長手方向の一側である巻回始端から長手方向の他端である巻回終端へ巻回部を巻き取る。
【０００８】
本発明では、応力緩和部形成工程にて応力緩和部が形成されるので、第１部材と第２部材との間に生じる応力を緩和することができる。また、例えば巻線機等によりテンションをかけながら巻回部を巻き取ることにより、厚み方向において、接合体を容易に高密度に積層することができるので、第１部材と第２部材とを接合する十分な面積を確保することができる。これにより、応力緩和部の歯部が撓むことによる応力緩和機能を有し、電気的抵抗および熱的抵抗を低減可能な接合体および半導体装置を製造することができる。
なお、応力緩和部形成工程および巻回工程は、順序を入れ替えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態による接合体および半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による接合体および半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による巻回前の接合体の一部を拡大した図である。
【図５】本発明の第１実施形態による接合体および半導体装置の平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による接合体および半導体装置の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図１３】本発明の第９実施形態による巻回前の接合体を示す平面図である。
【図１４】本発明の第１０実施形態による接合体および半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による接合体およびこれを用いた半導体装置、ならびにそれらの製造方法を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による接合体およびこれを用いた半導体装置を図１〜図５に示す。図１〜図５は、いずれも模式的な図である。他の実施形態に係る図についても同様である。なお、図１は図２（ｅ）のＩ−Ｉ線断面を示す図である。
図１および図２に示すように、半導体装置１は、第１部材としての基材１０、第２部材としての素子１５、および、接合体２１等を備える。
【００１１】
基材１０は、銅ベースの基板或いはリードフレーム等である。
素子１５は、ＳｉＣ素子である。
本実施形態では、基材１０と素子１５とは、異なる素材で形成されているので、線膨張率が異なる。
【００１２】
接合体２１は、アルミ等の電気伝導性および熱伝導性の高い素材により形成され、基材１０と素子１５との接合に用いられる。基材１０と素子１５とは、接合体２１により通電および熱伝達可能に接合される。基材１０と素子１５とは、熱伝達可能に接合されるので、例えば素子１５の駆動により発生する熱を基材１０側へ放熱可能である。
【００１３】
ここで、接合体２１および半導体装置１の製造方法を、図２に基づいて説明する。
接合体２１は、図２（ａ）に示す元箔Ｆから、幅方向よりも長手方向が長い帯状の箔状物が形成される。もちろん、予め帯状に形成された箔状物を用いてもよい。
図２（ｂ）に示す応力緩和部形成工程では、応力緩和部４１が形成される。
【００１４】
図３は、図２（ｂ）の状態の接合体２１の拡大図である。また図４は、図３の一部を拡大した拡大図である。図３および図４に示すように、本実施形態の接合体２１は、巻回部３１および応力緩和部４１を有する。
巻回部３１は、接合体２１の幅方向の一側１０１に形成される。巻回部３１は、幅方向の一側１０１おいて、長手方向に亘って連続的に形成される。
【００１５】
応力緩和部４１は、例えばロールプレス等により、接合体２１の幅方向の他側１１１に形成される。換言すると、応力緩和部４１は、巻回部３１の片側に形成される。
応力緩和部４１は、巻回部３１から突出して形成される複数の歯部５１を有する。複数の歯部５１の間には、スリット部６１が形成される。すなわち、応力緩和部４１は、歯部５１とスリット部６１とが長手方向に亘って交互に形成されることにより、櫛形状に形成される。
【００１６】
本実施形態では、歯部５１の高さＴ１は、巻回始端１２１から巻回終端１３１にかけて、略一定に形成される。また、歯部５１の幅Ｗ１１は、巻回始端１２１から巻回終端１３１にかけて略一定に形成される。さらにまた、スリット部６１の幅Ｗ１２は、巻回始端１２１から巻回終端１３１にかけて略一定に形成される。スリット部６１の幅Ｗ１２は、「隣り合う歯部との間隔」に対応する。
なお、歯部５１の高さＴ１は接合体２１における幅方向の長さであり、歯部５１の幅Ｗ１１およびスリット部６１の幅Ｗ１２は接合体２１における長手方向の長さであると捉えることもできる。
【００１７】
図２に戻り、図２（ｃ）に巻回工程では、本実施形態の接合体２１は、接合体２１の長手方向の一端である巻回始端１２１が巻回中心となるように、巻回始端１２１側から長手方向の他端である巻回終端１３１側へ、巻線機等によりテンションをかけながら巻き取られて形成される。本実施形態では、接合体２１は、略円筒形状に形成されるので、上面視略円形に形成される（図５参照）。テンションをかけながら箔状物を巻き取ることにより、箔状物が高密度に積層され、一体化される。また、その後のろう材との接合を鑑み、巻回された接合体２１の表面は、ニッケルによりメタライズされる。
【００１８】
そして図２（ｄ）、（ｅ）に示す第１接合工程および第２接合工程では、接合体２１は、軸線が基材１０および素子１５の面と略垂直となるように、基材１０と素子１５との間に配置される。本実施形態では、接合体２１の巻回部３１が形成される幅方向の一側１０１が基材１０側、応力緩和部４１が形成される幅方向の他側１１１が素子１５側となるように配置される。
接合体２１の幅方向の一側１０１と基材１０との間には、りん銅ろう箔１１（図１参照）が配置され、Ｎ2中にて８００［℃］に加熱することにより、接合体２０の幅方向の一側１０１と基材１０とが接合される。
また、接合体２１の軸方向の他側１１１と素子１５との間にはんだ箔１６（図１参照）が配置され、リフローにより、接合体２１の幅方向の他側１１１と素子１５とが接合される。
これにより、基材１０と素子１５とは、接合体２１を介して接合される。
なお、図２においては、りん銅ろう箔１１およびはんだ箔１６は省略した。
【００１９】
巻回された状態の接合体２１を図１および図５に基づいて説明する。なお、図５は、素子１５およびはんだ箔１６を省略した。図５では、歯部５１およびスリット部６１の説明のため、スリット部６１を梨地で示している。後述の図６も同様である。
【００２０】
図１および図５に示すように、箔状物が巻き取られた状態の接合体２１は、巻回部３１が形成される幅方向の一側１０１が基材１０側、応力緩和部４１が形成される幅方向の他側１１１が素子１５側となるように配置される。
素子１５への通電等による発熱があり、基材１０と素子１５との間に応力が生じた場合、応力緩和部４１の歯部５１が撓むことにより、応力が緩和される。特に、歯部５１が接合体２１の径方向（箔状物として捉えた場合の厚み方向）に撓むことにより、素子１５の中央部から外周部方向にかかる応力を好適に緩和することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、箔状物を巻き取ることにより接合体２１を形成しているので、箔状物が径方向に高密度に積層された状態となっている。そのため、基材１０と素子１５とを接合する十分な面積を確保することができるので、電気的抵抗および熱的抵抗を低減することができる。
したがって、本実施形態の接合体２１は、応力緩和機能を維持しつつ、電気伝導性および熱伝導性に優れている、といえる。
【００２２】
ここで、応力緩和の面では、箔状物の厚みは薄い方がよい。一方、箔状物の厚みを薄くすると、接合体２１にて一定の面積（例えば図５における接合体２１の外周にて規定される面積）をカバーするためには、積層数（巻数）が増える。これらの点を鑑み、箔状物の厚さＤは、緩和すべき応力等に応じて適宜設定可能であるが、例えば０．５［ｍｍ］以下が好ましい。
また、箔状物の幅が大きくなると、基材１０と素子１５との間の電気的および熱的な抵抗が大きくなる。そのため、箔状物の幅は、小さい方が好ましく、例えば２［ｍｍ］以下とする。なお、箔状物の長さは、巻回可能な程度に幅と比較して十分に長いものとする。
【００２３】
さらにまた、図３および図４に示す歯部５１の高さＴ１が大きいほど、また、歯部５１の幅Ｗ１１が小さいほど、応力緩和効果は高い。また、形成されるスリット部６１の面積が小さいほど、電気伝導性および熱伝導性が高い。なおスリット部６１の面積とは、歯部５１の高さＴ１とスリット部６１の幅Ｗ１２の積で表される。
これらの点を鑑み、緩和すべき応力等に応じ、応力緩和部４１の歯部５１およびスリット部６１の形状を適宜設計することができる。
【００２４】
本実施形態では、素子１５に、高温動作が可能なＳｉＣ素子を用いている。素子１５を高温動作させる場合、確保すべきヒートサイクルの温度範囲が広くなりため、基材１０と素子１５との間に生じる応力が大きくなる。そこで、応力緩和機能を有する接合体２１を用いることにより、素子１５を高温動作させたときに基材１０と素子１５との間に生じる応力を緩和可能であるので、素子１５を高温動作させたとしても、基材１０と素子１５との間にクラック等が発生するのを抑制でき、接合状態を適切に維持することができる。
【００２５】
ＳｉＣ素子である素子１５を高温動作させることが可能になれば、素子１５を小型化可能であり、コストを抑えることができる。また、例えば、水冷が必要であった装置が空冷でも実現可能となるなど、冷却や放熱に係る構成の簡略化にも繋がる。
また、ＳｉＣ素子は、Ｓｉ素子よりもスイッチング効率が高いので、例えばＳｉＣ素子である素子１５を用いた半導体装置１を車両主機のインバータに適用した場合、車両の燃費向上に寄与する。
【００２６】
以上詳述したように、本実施形態の接合体２１は、巻回部３１と、応力緩和部４１と、を備え、基材１０と素子１５とを通電および熱伝達可能に接合する。巻回部３１は、長手方向の一端である巻回始端１２１から長手方向の他端である巻回終端１３１へ巻き取られる。応力緩和部４１は、巻回部３１の幅方向の片側または両側に形成され、基材１０と素子１５との間に生じる応力により撓み可能な複数の歯部５１を有する。本実施形態では、応力緩和部４１は、巻回部３１の片側に形成される。接合体２１は、巻き取られた状態にて基材１０と素子１５との間に配置され、幅方向の一側１０１にて基材１０と接合し、幅方向の他側１１１にて素子１５と接合する。
また、本実施形態では、歯部５１の高さＴ１、歯部５１の幅Ｗ１１、および、隣り合う歯部５１との間隔であるスリット部６１の幅Ｗ１２は、巻回始端１２１から巻回終端１３１にかけて、一定に形成される。
また、半導体装置１は、接合体２１と、接合体２１の幅方向の一側１０１に設けられる基材１０と、接合体２１の幅方向の他側１１１に設けられる素子１５と、を備える。
【００２７】
本実施形態では、線膨張率の違いにより基材１０と素子１５との間に応力が生じると、歯部５１が撓むことにより、応力が緩和され、クラック等の発生を抑制することができる。
また、接合体２１を巻回して形成することにより、厚み方向（巻回された状態における径方向）に高密度に積層することができるので、基材１０と素子１５とを接合する十分な面積を確保することができる。これにより、電気的抵抗および熱的抵抗を低減可能である。したがって、本実施形態の接合体２１は、応力緩和機能を維持しつつ、電気伝導性および熱伝導性に優れている。
【００２８】
本実施形態における接合体２１の製造方法は、応力緩和部形成工程と、巻回工程と、を備える。応力緩和部形成工程では、基材１０と素子１５の線膨張率の違いにより生じる応力により撓み可能な歯部５１を有する応力緩和部４１を巻回部３１の幅方向の片側または両側に形成する（図２（ｂ）参照）。また、巻回工程では、長手方向の一端である巻回始端１２１から長手方向の他端である巻回終端１３１へ巻回部３１を巻き取る（図２（ｃ）参照）。
【００２９】
また、本実施形態における半導体装置１の製造方法は、上記製造方法にて製造される接合体２１の幅方向の一側１０１と基材１０とを通電および熱伝達可能に接合する第１接合工程と、接合体２１の幅方向の他側１１１と、基材１０と線膨張率の異なる素子１５とを通電および熱伝達可能に接合する第２接合工程と、を備える（図２（ｄ）、（ｅ）参照）。
【００３０】
本実施形態では、応力緩和部形成工程にて応力緩和部４１が形成されるので、基材１０と素子１５との間に生じる応力を緩和することができる。また、例えば巻線機等によるテンションをかけながら巻回部３１を巻き取ることにより、厚み方向（巻回された状態における径方向）において、接合体２１を容易に高密度に積層することができる。これにより、電気的抵抗および熱的抵抗を低減可能である。したがって、本実施形態では、応力緩和機能を維持しつつ、電気伝導性および熱伝導性に優れた接合体および半導体装置を製造することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による接合体を図６に示す。図６は、上記形態の図５と対応する図である。
本形態の接合体２２は、上記実施形態と巻回前の形状は同じであり、巻回した形状が異なっている。すなわち上記形態では、接合体２１は、巻回されて略円筒形状をなし、図５に示すように上面視略円形であった。本形態の接合体２２は、巻回されて略直方体状をなし、図６に示すように上面視略四角形である。
このように形成しても、応力緩和部４１の歯部５１が撓むことにより、基材１０と素子１５との間に生じる応力を緩和することができる。特に、箔状物の厚み方向に歯部５１が撓むことにより、接合体２２の巻回中心から外周方向にかかる応力を緩和することができる。
なお、巻回形状は、第１実施形態のような上面視略円形や本形態のような上面視略四角形に限らず、例えば上面視三角形等、どのような形状としてもよい。
これにより、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３２】
（第３実施形態〜第９実施形態）
以下、図７〜図１３に示す第３実施形態〜第９実施形態は、接合部の形状のバリエーションである。図７〜図１３は、第１実施形態の図３に対応する図であり、巻回する前の接合体２３〜２９を示している。接合体２３〜２９は、上記形態と同様、巻回部３３〜３９、および、応力緩和部４３〜４９を有しており、長手方向の一端である巻回始端１２３〜１２９から長手方向の他端である巻回終端１３３〜１３９へ巻き取られて形成される。また、接合体２３〜３９の幅方向の一側１０３〜１０９側にて基材１０と接合し、幅方向の他側１１３〜１１９にて素子１５と接合する。
また、応力緩和部４３〜４９は、基材１０と素子１５との間に生じる応力により撓み可能な歯部５３〜５９を有する。隣り合う歯部５３〜５９の間には、スリット部６３〜６９が形成される。
【００３３】
（第３実施形態）
図７に示すように、本発明の第３実施形態による接合体２３は、幅方向の略中央に巻回部３３が形成される。また、応力緩和部４３は、巻回部３３の両側に形成される。
本形態では、歯部５３の高さＴ３、歯部５３の幅Ｗ３１、および、隣り合う歯部５３との間隔であるスリット部６３の幅Ｗ３２は、巻回始端１２３から巻回終端１３３にかけて略一定に形成される。
このように構成しても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
（第４実施形態）
図８に示すように、本発明の第４実施形態による接合体２４は、幅方向の両端に巻回部３４が形成される。また、応力緩和部４４は、幅方向の略中央に形成される。換言すると、応力緩和部４４は、幅方向の両端に形成される２つの巻回部３４の間に形成される。また、応力緩和部４４は、巻回部３４の片側に形成されている、と捉えることもできる。
本形態では、歯部５４の高さＴ４、歯部５４の幅Ｗ４１、および、隣り合う歯部５４との間隔であるスリット部６４の幅４２は、巻回始端１２４から巻回終端１３４にかけて略一定に形成される。
このように構成しても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３５】
（第５実施形態）
図９に示すように、本発明の第５実施形態による接合体２５は、応力緩和部４５が巻回部３５の片側に形成される。
本形態では、応力緩和部４５の歯部５５の幅Ｗ５１、および、隣り合う歯部５５との間隔であるスリット部６５の幅Ｗ５２は、巻回始端１２５から巻回終端１３５にかけて略一定に形成される。
【００３６】
また、歯部５５の高さＴ５は、巻回始端１２５から巻回終端１３５にかけて、異なるように形成される。特に本形態では、歯部５５の高さＴ５は、巻回始端１２５側にて小さく形成され、巻回終端１３５側にて大きく形成される。
ここで、巻回始端１２５が巻回中心となるように巻回すると、巻回中心側の歯部５５の高さＴ５が小さく、外周側の歯部５５の高さＴ５が大きくなる。これにより、応力が集中しやすい外周側における応力緩和機能を高めるとともに、熱密度が高くなる素子１５の中央部の熱抵抗を低減することができる。
また、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
（第６実施形態）
図１０に示すように、本発明の第６実施形態による接合体２６は、応力緩和部４６が巻回部３６の片側に形成される。
本形態では、応力緩和部４６の歯部５６の幅Ｗ６１、および、隣り合う歯部５６との間隔であるスリット部６６の幅Ｗ６２は、巻回始端１２６から巻回終端１３６にかけて略一定に形成される。
【００３８】
また、歯部５６の高さＴ６は、巻回始端１２６から巻回終端１３６にかけて、異なるように形成される。本形態の歯部５６の高さＴ６は、巻回始端１２６および巻回終端１３６側で小さく、中間部１４６にて大きい。
このように構成しても第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３９】
（第７実施形態）
図１１に示すように、本発明の第７実施形態による接合体２７は、応力緩和部４７が巻回部３７の片側に形成される。
本形態では、応力緩和部４７の歯部５７の幅Ｗ７１、および、隣り合う歯部５７との間隔であるスリット部６７の幅Ｗ７２は、巻回始端１２７から巻回終端１３７にかけて略一定に形成される。
【００４０】
また、歯部５７の高さは、巻回始端１２７から巻回終端１３７にかけて、異なるように形成される。本形態では、歯部５７の高さがＴ７１である区間Ａと、歯部５７の高さがＴ７１より小さい高さＴ７２である区間Ｂとが繰り返されている。
このように構成しても第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
（第８実施形態）
図１２に示すように、本発明の第８実施形態による接合体２８は、応力緩和部４８が巻回部３８の片側に形成される。
本形態では、応力緩和部４８の歯部５８の高さＴ８、および、隣り合う歯部５８との間隔であるＷ８２は、巻回始端１２８から巻回終端１３８にかけて略一定に形成される。
【００４２】
また、歯部５８の幅Ｗ８１は、巻回始端１２８から巻回終端１３８にかけて、異なるように形成される。本形態の歯部５８の幅Ｗ８１は、巻回始端１２８側にて大きく形成され、巻回終端１３８側にて小さく形成される。
これにより、応力が集中しやすい外周側における応力緩和機能を高めるとともに、熱密度が高くなる素子１５の中央部の熱抵抗を低減することができる。
また、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
（第９実施形態）
図１３に示すように、本発明の第９実施形態による接合体２９は、応力緩和部４９が巻回部３９の片側に形成される。
本形態では、応力緩和部４９の歯部５９の高さＴ９、および、歯部５９の幅Ｗ９１は、巻回始端１２９から巻回終端１３９にかけて略一定に形成される。
また、隣り合う歯部５９との間隔であるスリット部６９の幅Ｗ９２は、巻回始端１２９から巻回終端１３９にかけて、異なるように形成される。本形態のスリット部６９の幅９２は、巻回始端１２９側にて小さく形成され、巻回終端１３９側にて大きく形成される。
これにより、応力が集中しやすい外周側における応力緩和機能を高めるとともに、熱密度が高くなる素子１５の中央部の熱的抵抗を低減することができる。
また、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４４】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態による半導体装置を図１４に示す。
本形態の半導体装置２は、両面放熱の半導体装置である。すなわち、素子１５の第１面１５１側だけでなく、第２面１５２側にも接合体２１を介して基材１０が設けられる。
なお、図１４においては、第１実施形態の接合体２１を図示しているが、第２実施形態〜第９実施形態の接合体２２〜２９を採用してもよい。また、素子１５の第１面１５１側の接合体と第２面１５２側の接合体とは、異なる形状のものとしてもよい。
本実施形態のように、接合体２１〜２９を両面放熱の半導体装置２に適用しても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
（他の実施形態）
上記実施形態では、接合体が接合する第１部材が銅ベースの基材であり、第２部材がＳｉＣ素子であった。他の実施形態では、第１部材および第２部材は、基材および素子の組み合わせに限らず、基材同士でもよいし、素子同士でもよいし、他の部材であってもよい。また、上記実施形態では、素子はＳｉＣ素子であった。他の実施形態では、Ｓｉ素子等、どのような素子を用いてもよい。
【００４６】
なお、第１部材と第２部材とが同一の素材で形成されており、部材単独での線膨張率が等しいとしても、例えば一方が基板に実装され、他方が基板に実装されていない場合等、素材以外の要因により、第１部材と第２部材との間に応力が生じる場合がある。このような場合についても、「第１部材と第２部材との線膨張率が異なる」とみなす。
【００４７】
上記実施形態では、接合体の素材としてアルミを例示した。他の実施形態では、熱伝導率および電気伝導度の高い素材であれば、アルミに替えて、例えば銅、ニッケル等の金属であってもよい。また例えば、カーボンナノチューブ等の非金属素材であってもよい。
上記実施形態では、接合体の巻回後にメタライズ処理を行った。他の実施形態では、接合体の巻回前にメタライズ処理を行ってもよいし、メタライズ処理を行わなくてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、基材と接合体との接合にりん銅ろうを用い、素子と接合体との接合にはんだを用いた。他の実施形態では、第１部材および第２部材と接合体との接合には、電気および熱を伝達可能な素材であれば、一般的なろう材の他、金属ナノ材料を含む導電性接着剤等を用いてもよい。また、素材によって、可能であれば、ろう材や導電性接着剤等を用いず、直接的に接合してもよい。
【００４９】
また、例えば第１実施形態では、基材と接合される幅方向の一側に巻回部が形成され、素子と接合される幅方向の他側に応力緩和部が形成された。他の実施形態では、基材と接合される幅方向の一側に応力緩和部を形成し、素子と接合される幅方向の他側に巻回部を形成してもよい。
【００５０】
上記実施形態では、隣り合う歯部の間には、スリット部が形成される。他の実施形態では、第１部材と第２部材との間に生じる応力により歯部が撓み可能であれば、応力緩和部をどのようなに形成してもよい。
例えば、上記実施形態の如く、隣り合う歯部との間はスリット部（空間）であってもよい。この場合、歯部の先端側において、歯部が応力にて撓み可能な程度、第１部材または第２部材との接合に用いるろう材や導電性接着剤等が歯部間の空間に入り込むことは許容される。また、スリット部の幅を可及的小さく、隣り合う歯部同士が接触するような状態であっても構わない。
【００５１】
また例えば、隣り合う歯部の間に形成されるスリット部は、歯部が応力にて撓み可能な程度の弾性率の充填部材にて充填されていてもよい。充填部材の弾性率は、例えばスズ（Ｓｎ）の弾性率である２０［ＧＰａ］以下であることが望ましい。
さらにまた例えば、隣り合う歯部同士の間をプレス等にて薄く加工した連結部を形成することにより、歯部を形成してもよい。
また、応力緩和部は、プレスに限らず、エッチング等、どのような手法により形成してもよい。
【００５２】
上記実施形態では、巻回前の状態にて応力緩和部を形成し、応力緩和部が形成された箔状物を巻き取ることにより接合体を形成する。すなわち、応力緩和部形成工程の後に巻回工程を行う。他の実施形態では、箔状物を巻き取った後に、応力緩和部を形成して接合体を形成してもよい。すなわち、巻回工程の後に応力緩和部形成工程を行うようにしてもよい。また、第１接合工程および第２接合工程は、応力緩和部形成工程および巻回工程の後に実施されれば、順番を入れ替えてもよいし、同時に行ってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２・・・半導体装置
１０・・・基材（第１部材）
１５・・・素子（第２部材）
２１〜２９・・・接合体
３１、３３〜３９・・・巻回部
４１、４３〜４９・・・応力緩和部
５１、５３〜５９・・・歯部
【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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