(57)【要約】【課題】半導体装置の放熱基板の反りを小さく抑えることが可能な半導体パッケージの製造方法とそれにより製造された半導体パッケージを提供する。【解決手段】本発明の半導体パッケージの製造方法は、放熱基板の打ち抜き工程（ステップＳ１）において、枠体や外部接続端子をろう付けする工程（ステップＳ２）において発生する反り量Ａと、蓋体を枠体に接合して半導体素子を封止する工程（ステップＳ４）において発生する反り量Ｂと相殺するような反り量Ｃを放熱基板に付与することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の放熱基板に対して予め鉛直上方側に凸状をなすような第１の反りを付与する工程と、
金属ろう材を用いて、前記放熱基板とセラミック製の枠体、およびこの枠体と金属製の端子を一括してろう付け接合して少なくとも鉛直上方側に凸状をなすような第２の反りを前記放熱基板に発生させる工程と、を備え、
前記放熱基板の搭載部に半導体素子を実装した後、前記枠体を蓋体で封止した際に発生する鉛直下方側に凸状をなすような第３の反りの量と、前記第１の反りと前記第２の反りの量の和が同等となるように前記第１の反りの量を決定することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】
金属製の放熱基板に対して予め鉛直上方側に凸状をなすような第１の反りを付与する工程と、
金属ろう材を用いて、前記放熱基板とセラミック製の枠体、およびこの枠体と金属製の端子を一括してろう付け接合して少なくとも鉛直上方側に凸状をなすような第２の反りを前記放熱基板に発生させる工程と、
前記放熱基板の搭載部に半導体素子を実装した後、前記枠体を蓋体で封止して鉛直下方側に凸状をなすような第３の反りを前記放熱基板に発生させる工程と、を備え、
前記第１の反りと前記第２の反りの量の和が前記第３の反りの量と同等となるように前記第１の反りの量を決定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体パッケージ又は半導体装置に用いられ、搭載部に半導体素子を実装可能に形成されている金属製の放熱基板であって、
予め鉛直上方側に凸状をなすような第１の反りが形成されており、
金属ろう材を用いて、前記放熱基板とセラミック製の枠体、およびこの枠体と金属製の端子が一括してろう付け接合された際に鉛直上方側に凸状をなすような第２の反りが発生し、
前記搭載部に前記半導体素子を実装した後、前記枠体を蓋体で封止した際に発生する鉛直下方側に凸状をなすような第３の反りの量と、前記第１の反りと前記第２の反りの量の和が同等となるように前記第１の反りの量が決定されていることを特徴とする放熱基板。
【請求項４】
請求項３に記載の放熱基板と、
前記金属ろう材を用いて、この放熱基板にろう付け接合されているセラミック製の前記枠体と、
この枠体にろう付け接合されている金属製の前記端子と、を備え、
この端子と前記枠体がろう付け接合された前記放熱基板は、鉛直上方側に凸状をなすような第４の反りを形成しており、
前記搭載部に前記半導体素子を実装した後、前記枠体を前記蓋体で封止して発生する鉛直下方に凸状をなすような前記第３の反りの量と前記第４の反りの量が同等となるように構成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品が収納されるパッケージ（以下、半導体パッケージという。）に係り、特に、放熱基板とそれを備えた半導体パッケージとその製造方法及び反りの小さい半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックは耐熱性、耐食性、絶縁性及び機械的強度に優れるため、携帯電話などの無線基地局用の半導体素子を収納するためのパッケージ（半導体パッケージ）に用いられる。
ここで、従来の半導体パッケージの構造について図４を用いて説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）はそれぞれ従来技術に係る半導体パッケージの平面図及び半導体装置の斜視図である。なお、図４（ｂ）ではキャビティの内部構造を説明するために蓋体の一部について図示を省略している。
【０００３】
図４（ａ）に示すように、半導体パッケージ１は、平面視矩形状をなす金属製の放熱基板２と、この放熱基板２の上面２ａに金属ろう材を介して接合されたセラミック製の枠体３と、この枠体３の上面３ａに金属ろう材を介して接合されたＦｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等からなる外部接続端子４を備えている。なお、さらに詳しく説明すると、枠体３の上面３ａ及び下面には、タングステンやモリブデン、あるいはその両方を含む導体膜（図示せず）がそれぞれ形成されており、この導体膜にそれぞれ形成されたＮｉめっき被膜（図示せず）と放熱基板２及び外部接続端子４との間はＡｇＣｕろう等の金属ろう材によって接合されている。また、放熱基板２と枠体３及び外部接続端子４の外部に露出した金属表面にはＮｉめっき被膜が施され、さらにそれに重ねてＡｕのめっき被膜が施されている。
そして、図４（ｂ）に示すように、枠体３の上面３ａに樹脂製の封止材５を介してアルミナや液晶ポリマー等からなる蓋体６が接合され、この蓋体６と放熱基板２によって上下から挟まれるようにして枠体３の内側に形成され、半導体素子９の搭載部となるキャビティ７に、ボンディングワイヤ８を介して外部接続端子４と電気的に接続された状態で半導体素子９が気密状態に封止されたものが半導体装置１０である。
このような半導体装置１０を基台に取り付けるには放熱基板２の両端部に設けられる孔や切り欠きにネジやボルトを貫通させて基台に固定していたが、近年採用が始まった、Ｓｉ半導体素子よりも高性能のＧａＮ半導体素子を安定駆動させるためには熱放散性の高い実装状態が必要とされる。したがって、この場合は放熱基板２を基台に半田や導電性樹脂で接合して放熱基板２と基台の隙間を埋めることで熱放散性を高めている。
【０００４】
次に、従来技術に係る半導体装置の製造方法について図５乃至図７を用いて説明する。
図５は従来技術に係る半導体装置の製造方法の一例を示したフローチャートであり、図６（ａ）及び図６（ｂ）は図５に示した方法によって従来技術に係る半導体装置が製造される過程を模式的に示した図である。また、図７（ａ）及び図７（ｂ）は従来技術に係る放熱基板の反りを説明するための模式図である。
【０００５】
図５に示すように、まず、ステップＳ１において、例えば、銅とモリブデンからなる合金板の上面と下面に銅板が貼り合わされるようにして形成された三層構造の金属材料や銅材料などからなる金属素材を打ち抜いて所定の大きさの放熱基板２を作製する。そして、ステップＳ２において、アルミナなどのセラミックスからなる矩形状の枠体３の上面と外部接続端子４、枠体３の下面と放熱基板２、をそれぞれ金属ろう材１１を介して同時に接合する（図６（ａ）参照）。枠体３の上面３ａおよび下面にはタングステンやモリブデン、あるいはその両方を含む導体膜（図示せず）が形成されており、さらにこの導体膜の表面にはＮｉめっき被膜（図示せず）が形成されてセラミックスと金属のろう付けを可能にしている。
この工程は、枠体３や外部接続端子４をろう付けする関係で、雰囲気温度が高い状態（例えば８００〜９００℃）で行われる。一旦溶融した金属ろう材１１が再凝固して外部接続端子４と枠体３と放熱基板２が一体化された後に室温まで冷却される過程において、熱膨張係数の異なる各部材は熱収縮量が異なるため、ステップＳ２の後で放熱基板２に反りが生じる。熱膨張係数のほか弾性率や形状因子も影響した結果として、放熱基板２に鉛直上方側に凸状をなすような反り（このときの反り量をＡとする。）が発生する場合がある（図７（ａ）参照）。
【０００６】
次に、ステップＳ３において、枠体３の内側に形成されるキャビティ７に半導体素子９を実装し、この半導体素子９を外部接続端子４にボンディングワイヤ８を用いて電気的に接続する。その後、ステップＳ４において、樹脂製の封止材５を用いて枠体３の上面３ａにアルミナや液晶ポリマー等からなる蓋体６を接合することにより、半導体素子９を気密状態に封止する（図６（ｂ）参照）。
この工程も雰囲気温度が高い状態（例えば１００〜２００℃）で行われるため、封止材５が凝固して蓋体６と半導体パッケージ１が一体化された後に室温まで冷却される過程において、前述のろう付けと同様に熱膨張係数、弾性率、形状因子などが影響した結果として放熱基板２の下面に反りが発生する。そして、特に封止材５の熱収縮が大きい場合、放熱基板２には、鉛直下方側に凸状をなすような反りが発生する場合がある。
なお、この工程において新たに発生する反りの量をＢとすると、放熱基板２に対して鉛直下方側に凸状をなすように発生する反りの量は、図７（ｂ）に示すように、トータルで「Ｂ−Ａ」となる。
【０００７】
すなわち、従来技術に係る半導体装置１０では、枠体３と外部接続端子４と放熱基板２のろう付けの際（ステップＳ２）及び蓋体６を枠体３に接合する際（ステップＳ４）に生じる２種類の反りにより、最終的に放熱基板２が鉛直下方側へ凸状をなすように反ってしまうという課題があった。放熱基板２がこのように反った半導体装置１０を半田や導電性樹脂で基台に取り付ける場合、放熱基板２の両端部において基台表面と放熱基板２の間に隙間が生じやすいため放熱基板２から基台への熱放散性が良くない。
【０００８】
このような課題に対処するものとして、例えば、特許文献１には「半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法」という名称で、ヒートシンク材（上述の放熱基板２に相当）とリング状枠体（上述の枠体３に相当）と外部接続端子が同時にろう付けされた接合体に対し、その外部接続端子を鉛直上方側に配置した際に、ヒートシンク材の長手方向が鉛直下方側に凸状に反った状態のものを、鉛直上方側に凸状に反った状態にした半導体素子収納用パッケージ部品とそれを製造する方法に関する発明が開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示された発明に係る「半導体素子収納用パッケージの製造方法」は、ヒートシンク材の上面とリング状枠体、このリング状枠体と外部接続端子を、それぞれ金属ろう材によって同時に接合して接合体を形成する工程と、この工程の後に、熱可塑性樹脂が一面に塗布された治具の上面に、外部接続端子を下に向けた状態で上記接合体を載置し、上に向いたヒートシンク材の下面に２本の金属角棒を介して荷重をかけてヒートシンク材が上に凸となるように湾曲させる工程と、この状態で熱可塑性樹脂を加熱した後、常温に戻して接合体を治具に接着する工程と、上に向いたヒートシンク材の下面を研磨して平坦にする工程と、を備えたことを特徴とする。
このような方法によれば、外部接続端子を上に向けた状態でヒートシンク材が上側へ凸になるように反った状態の半導体素子収納用パッケージ部品を製造することができる。この半導体素子収納用パッケージ部品に半導体素子を実装後、封止材を用いて蓋体で封止すると、外部接続端子を上に向けた状態でヒートシンク材が適度に下側へ凸になるように反った半導体装置が得られる。このような半導体装置をそのヒートシンク材の両端部に設けられる切り欠きにネジを通して基台に取り付けると、ヒートシンク材の長手方向の中央部が基台に接触した状態で両端部をネジで締め付けることになり、ヒートシンク材と基台の密着性が高まる。この際、ヒートシンクが下側へ凸になるように反りすぎていないためリング状枠体に過剰な負荷がかかって破損することを防止できる。
【００１０】
特許文献２には「半導体デバイスの製造方法」という名称で、セラミック基板に放熱板を半田付けした後に発生する放熱板の反りを抑える技術に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、放熱板のセラミック基板に接着されない側の面に対して、予め鉛直下方側に凸状をなすように反りをもたせたことを特徴とするものである。
このような方法によれば、半田付け時に生じる放熱板の鉛直上方側への凸状の反りが予め鉛直下方側に凸状をなすようにもたせた反りに吸収され、適度に鉛直下側へ凸状に反った接合体を得ることができる。この接合体を放熱フィン（上述の基台に相当）にボルトで締めて固定する際、特許文献１の場合と同様に、放熱板の中央部が放熱フィンに接触した状態で両端部がボルトで押さえられてフラットな状態となり、放熱フィンへの接触面積が増大する。その結果、半導体素子の熱抵抗を大幅に減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−２４９４７２号公報
【特許文献２】特開平４−９６３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示された発明では、ヒートシンク材を研磨する工程が必要であるため、生産効率が低下して、製造コストが高くなるおそれがある。また、この発明は、基台に対してヒートシンク材の両端部がネジ止めされる構造の半導体装置には適しているものの、ヒートシンク材が基台に半田付けされたり、導電性樹脂から成る接着剤等を用いて基台に接着されたりする構造の半導体装置では、鉛直下方側へ凸状をなすように反ったヒートシンク材の変形が基台に接合される際に矯正されないため、ヒートシンク材の両端部と基台の間に半田や接着剤で埋まらない隙間が生じやすく、半導体素子が発する熱を十分に放散することができないという課題があった。
【００１３】
また、特許文献２に開示された発明は、放熱板の研磨工程については不要であるが、半導体素子を実装した後に蓋体で封止する工程を想定したものではないことから、これらの工程を行うと、前述したように鉛直下方側へ凸状をなすような反りが増幅されてしまう。したがって、この発明は、特許文献１に開示された発明と同様の理由により、放熱板が基台に半田付けされたり、接着剤等を用いて接着されたりする構造の半導体装置には適用できない可能性が高い。
【００１４】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、半導体装置の放熱基板の反りを小さく抑えることが可能な半導体パッケージの製造方法とそれにより製造された半導体パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、第１の発明である半導体パッケージの製造方法は、金属製の放熱基板に対して予め鉛直上方側に凸状をなすような第１の反りを付与する工程と、金属ろう材を用いて、放熱基板とセラミック製の枠体、およびこの枠体と金属製の端子を一括してろう付け接合して少なくとも鉛直上方側に凸状をなすような第２の反りを放熱基板に発生させる工程と、を備え、放熱基板の搭載部に半導体素子を実装した後、枠体を蓋体で封止した際に発生する鉛直下方側に凸状をなすような第３の反りの量と、第１の反りと第２の反りの量の和が同等となるように第１の反りの量を決定することを特徴とするものである。
【００１６】
このような方法によれば、第２の反りと第３の反りが第１の反りによって相殺されるため、製造された半導体パッケージに半導体素子を実装した後、枠体を蓋体で封止した際に放熱基板に発生する反りが小さく抑えられるという作用を有する。
【００１７】
第２の発明である半導体装置の製造方法は、金属製の放熱基板に対して予め鉛直上方側に凸状をなすような第１の反りを付与する工程と、金属ろう材を用いて、放熱基板とセラミック製の枠体、およびこの枠体と金属製の端子を一括してろう付け接合して少なくとも鉛直上方側に凸状をなすような第２の反りを放熱基板に発生させる工程と、放熱基板の搭載部に半導体素子を実装した後、枠体を蓋体で封止して鉛直下方側に凸状をなすような第３の反りを放熱基板に発生させる工程と、を備え、第１の反りと第２の反りの量の和が第３の反りの量と同等となるように第１の反りの量を決定することを特徴とするものである。
【００１８】
このような方法によれば、第２の反りと第３の反りが第１の反りによって相殺され、製造された半導体装置は放熱基板に大きな反りが発生しないため、半田や導電性樹脂から成る接着剤等を用いて基台に接合した場合でも、放熱基板と基台の間に半田や接着材が充填されていない隙間を生じさせないという作用を有する。
【００１９】
第３の発明は、半導体パッケージ又は半導体装置に用いられ、搭載部に半導体素子を実装可能に形成されている金属製の放熱基板であって、予め鉛直上方側に凸状をなすような第１の反りが形成されており、金属ろう材を用いて、放熱基板とセラミック製の枠体、およびこの枠体と金属製の端子が一括してろう付け接合された際に鉛直上方側に凸状をなすような第２の反りが発生し、搭載部に半導体素子を実装した後、枠体を蓋体で封止した際に発生する鉛直下方側に凸状をなすような第３の反りの量と、第１の反りと第２の反りの量の和が同等となるように第１の反りの量が決定されていることを特徴とするものである。
【００２０】
上記構成の第３の発明に係る放熱基板では、第２の反りと第３の反りが第１の反りによって相殺されるため、キャビティ内の放熱基板上面の搭載部に半導体素子が実装された後、枠体が蓋体によって封止された後においても大きな反りが発生し難いという作用を有する。
【００２１】
第４の発明である半導体パッケージは、第３の発明に係る放熱基板と、金属ろう材を用いて、この放熱基板にろう付け接合されているセラミック製の枠体と、この枠体にろう付け接合されている金属製の端子と、を備え、この端子と枠体がろう付け接合された放熱基板は、鉛直上方側に凸状をなすような第４の反りを形成しており、搭載部に半導体素子を実装した後、枠体を蓋体で封止して発生する鉛直下方に凸状をなすような第３の反りの量と第４の反りの量が同等となるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
上記構造の第４の発明では、第４の反りと第３の反りが相殺されるため、キャビティ内の放熱基板上面の搭載部に半導体素子を実装して、枠体を蓋体によって封止した場合でも放熱基板に大きな反りが発生し難いという作用を有する。
【発明の効果】
【００２３】
上述のような第１の発明によれば、キャビティ内の放熱基板上面の搭載部に実装された半導体素子を蓋体によって封止した際に、放熱基板に反りが発生し難いため、基台に半田や接着剤等を用いて放熱基板を接合する構造であっても、放熱基板と基台の間に半田や接着剤が充填されていない隙間を生じさせない半導体パッケージを製造することが可能である。この結果、半導体素子を安定動作させるための高い熱放散性を有する実装構造を実現できる。
【００２４】
第２の発明に係る半導体装置の製造方法は、第１の発明によって半導体パッケージを製造した後に、半導体素子を実装する工程と、蓋体を枠体に接合する工程を備えるものであることから、放熱基板に反りが発生し難いという作用が第１の発明と同様に発揮される。
【００２５】
第３の発明に係る放熱基板を用いて半導体パッケージや半導体装置を製造した場合、枠体を蓋体によって封止した際に放熱基板に大きな反りが発生し難い。したがって、第３の発明を用いることによれば、基台に半田や接着剤等を用いて放熱基板を接合した場合でも、放熱基板と基台の間に半田や接着剤が充填されていない隙間を生じさせない半導体パッケージや半導体装置を製造することが可能である。この結果、半導体素子を安定動作させるための高い熱放散性を有する実装構造を実現できる。
【００２６】
第４の発明は、第３の発明に係る放熱基板を備えたものであるため、第３の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の実施例を示したフローチャートである。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は図１に示した所定の工程における放熱基板の形状を模式的に示した側面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は従来技術と本発明の半導体パッケージの製造方法によってそれぞれ製造した半導体パッケージ（蓋体封止後は半導体装置）について放熱基板の下面の反り量を測定した結果である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ半導体パッケージの平面図及び半導体装置の斜視図である。
【図５】従来技術に係る半導体装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は図５に示した方法によって従来技術に係る半導体装置が製造される過程を示した模式図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は従来技術に係る放熱基板の反りを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態に係る放熱基板とそれを備えた半導体パッケージと半導体パッケージの製造方法と半導体装置の製造方法について図１乃至図３を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書では、外部接続端子が放熱基板の鉛直上方側に配置された状態を想定して、放熱基板に凸状をなすように発生する反りの向きを「鉛直上方側」又は「鉛直下方側」と表現している。
【実施例】
【００２９】
まず、本発明の半導体パッケージの製造方法について、図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の半導体装置の製造方法の一例を示したフローチャートであり、図２（ａ）乃至図２（ｃ）はその製造方法の所定の工程における放熱基板の形状を模式的に示した側面図である。
なお、図４に示した構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
図１に示すように、ステップＳ１において、ダイの上面が鉛直上方側に凸状をなす滑らかな曲線によって形成された打ち抜き用金型を用いて例えば、銅とモリブデンからなる合金板の上面と下面に銅板が貼り合わされるようにして形成された三層構造の金属材料や銅材料などからなる金属素材を所定の大きさで打ち抜くことにより、鉛直上方側に凸状をなすような反りを放熱基板２に発生させる。
すなわち、本発明の半導体パッケージの製造方法は、上記工程において、以下に説明する「鉛直上方側へ凸状をなすように発生する第２の反りの量Ａ」と「鉛直下方側へ凸状をなすように発生する第３の反りの量Ｂ」の差と等しい量の第１の反り（図２（ａ）に示すように、この反り量をＣとする。）を予め放熱基板２に付与することを特徴としている。
【００３１】
次に、ステップＳ２において、アルミナなどのセラミックスからなる矩形状の枠体３の上面と外部接続端子４、枠体３の下面と放熱基板２、をそれぞれ金属ろう材１１を介して同時に接合する（図２（ｂ）参照）。枠体３の上面および下面にはタングステンやモリブデン、あるいはその両方を含む導体膜（図示せず）が形成されており、さらにこの導体膜の表面にはＮｉめっき被膜（図示せず）が形成されてセラミックスと金属のろう付けを可能にしている。
この工程は、枠体３や外部接続端子４をろう付けする関係で、雰囲気温度が高い状態（例えば８００〜９００℃）で行われる。一旦溶融した金属ろう材１１が再凝固して外部接続端子４と枠体３と放熱基板２が一体化された後に室温まで冷却される過程において、熱膨張係数の異なる各部材は熱収縮量が異なるため、ステップＳ２の後で放熱基板２に反りが生じる。熱膨張係数のほか弾性率や形状因子も影響した結果として、放熱基板２に鉛直上方側に凸状をなすような反り（このときの反り量をＡとする。）が発生する場合がある。
その結果、図７（a）を用いて既に説明した鉛直上方側に凸状をなすような反り（反り量Ａ）が放熱基板２に新たに加わることになる。したがって、図２（ｂ）に示すように、鉛直上方側へ凸状をなすように変形した状態における放熱基板２の反りの量はＡ＋Ｃとなる。
【００３２】
さらに、ステップＳ３において、キャビティ７内の放熱基板２の上面の搭載部に実装した半導体素子９にボンディングワイヤ８を介して外部接続端子４を電気的に接続した後、ステップＳ４において、樹脂製の封止材５によって蓋体６を枠体３の上面に接合し、半導体素子９を気密状態に封止する（図２（ｃ）参照）。蓋体６はアルミナなどのセラミック、または液晶ポリマーなどの樹脂からなる。封止材５にはエポキシなどの熱硬化性樹脂が用いられる。
前述したように、この工程も雰囲気温度が高い状態（例えば１００〜２００℃）で行われるため、封止材５が凝固して蓋体６と半導体パッケージ１が一体化された後に室温まで冷却される過程において、前述のろう付けと同様に熱膨張係数、弾性率、形状因子などが影響して放熱基板２に反りが発生する。特に封止材５の熱収縮が大きい場合には、放熱基板２には、鉛直下方側に凸状をなすような反りが発生する。
その結果、図７（ｂ）を用いて既に説明したように、鉛直下方側に凸状をなすような反り（反り量Ｂ）が放熱基板２に新たに加わる。これにより、図２（ｃ）に示すように、放熱基板２に対して発生する反りの量は、トータルで「Ｂ−（Ａ＋Ｃ）」となる。しかし、前述したとおり、ＣはＢとＡの差に等しいことから、ステップＳ２とステップＳ４で発生する反りは、ステップＳ１において予め放熱基板２に付与された反りによって相殺され、図２（ｃ）に示すように、放熱基板２は最終的に平坦な状態となる。このような状態であれば、半田や導電性樹脂から成る接着剤を用いて放熱基板２が基台に接合された場合でも、放熱基板と基台の間に半田や接着剤が充填されていない隙間を生じさせない半導体パッケージを製造することが可能である。この結果、半導体素子を安定動作させるための高い熱放散性を持つ実装構造を実現できる。
なお、ステップＳ２において放熱基板２に新たに加わる反り（反り量Ａ）が鉛直上方側に凸状ではなく鉛直下方側に凸状をなすものである場合、ステップＳ１において放熱基板２に発生させる鉛直上方側に凸状をなす反り量Ｃを大幅に大きく設計しておかないと、ステップＳ２とステップＳ４で発生する反りがステップＳ１において予め放熱基板２に付与された反り（反り量Ｃ）によって相殺されなくなる。
しかしながらこの反り量Ｃが大きすぎると、ステップＳ２で半導体パッケージ１を金属ろう材１１を使って作製する際、枠体３の上面と外部接続端子４の間、あるいは枠体３の下面と放熱基板２の間で金属ろう材１１が不足し、金属ろう材１１に貫通孔が生じる不具合が発生するおそれがある。このような貫通孔があると半導体装置１０は気密不良となる。
【００３３】
なお、本実施例では、図１に示すステップＳ１において、放熱基板２を打ち抜く際に、鉛直上方側へ凸状をなすような反りを放熱基板２に発生させているが、本発明の半導体パッケージの製造方法は、これに限定されるものではない。すなわち、ステップＳ２の前であれば良いため、ステップＳ１の前又は後に、所定の治具を用いて放熱基板２に対して、上述の反りを与えるようにすることもできる。この場合でも本実施例において説明した本発明の作用及び効果は同様に発揮される。
【００３４】
最後に、本発明の半導体パッケージの製造方法の効果を確認するために行った試験結果について図３を用いて具体的に説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は従来技術と本発明の半導体パッケージの製造方法によってそれぞれ製造した半導体パッケージ（蓋体封止後は半導体装置）について放熱基板の下面の反り量を測定した結果である。
なお、縦軸は放熱基板の反り量を、鉛直上方側へ凸状をなす場合には負の値で表し、鉛直下方側へ凸状をなす場合には正の値で表している。また、横軸に示すように、反り量の測定は図１又は図５を用いて説明したステップＳ１の後（初期反り）、ステップＳ２の後（ろう付け後）及びステップＳ４の後（キャップ後）にそれぞれ行った。そして、図中の数値は２４個のサンプルの平均値である。
【００３５】
この放熱基板の下面の反り量（図３（ａ）及び図３（ｂ）中ではベース裏面反りと表示）は以下のようにして計測した。
平坦な台上に各ステップの被測定物を載置し、表面粗さ測定機（メーカー：株式会社東京精密、型式：ＳＵＲＦＣＯＭ４８０Ｂ）の触針を放熱基板の下面に当て、触針を放熱基板の長辺方向に一端から他端まで走査させることでプロファイルを計測した。そして、水平線に対しプロファイルの最も深い部分を反りとした。
ステップＳ１では外部接続端子をろう付けする面を鉛直下方に向けて放熱基板を台上に載置し、鉛直上方側を向いた放熱基板の下面に触針を当てて反りを計測した。
ステップＳ２では外部接続端子を下に向けた状態で半導体パッケージを台上に載置し、放熱基板の下面に触針を当てて反りを計測した。
ステップＳ３では蓋体を下に向けた状態で半導体装置を台上に載置し、放熱基板に触針を当てて放熱基板の下面の反りを計測した。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、従来技術によって製造された半導体パッケージでは、ステップＳ１の後における鉛直下方側へ凸状をなすような放熱基板の下面の反りの量が１．９８μｍ（２４個のサンプルの平均値、以下同じ）であり、反りのほぼ無い平坦な形状であった。この後のステップＳ２の後における鉛直上方側へ凸状をなすような反りの量（図７（ａ）に示した反り量「Ａ」に相当）が５．３０μｍ、ステップＳ４の後における鉛直下方側へ凸状をなすような反りの量（図７（ｂ）に示した反り量「Ｂ−Ａ」に相当）が１６．８６μｍであった。
一方、図３（ｂ）に示すように、本発明の半導体パッケージの製造方法によって製造した半導体パッケージでは、ステップＳ１の後における鉛直上方側へ凸状をなすような反りの量（図２（ａ）に示した反り量「Ｃ」に相当）が１５．０２μｍであった。なお、この反り量「Ｃ」は、前述の従来技術によって製造された半導体パッケージのステップＳ４の後における鉛直下方側へ凸状をなすような反りの量（図７（ｂ）に示した反り量「Ｂ−Ａ」に相当）が１６．８６μｍであったことに基づいて、それとほぼ同等となるように打ち抜き金型を設計して得た反り量である。この後のステップＳ２の後における鉛直上方側へ凸状をなすような反りの量（図２（ｂ）に示した反り量「Ａ＋Ｃ」に相当）が２２．１９μｍであった。ステップＳ４の後における鉛直上方側へ凸状をなすような反りの量（図２（ｃ）に示した反り量「Ｂ−（Ａ＋Ｃ）」に相当）が０．１４μｍであり、反りがほぼ無い平坦な形状であった。
【００３７】
このように、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置の製造方法によれば、キャビティに実装された半導体素子を蓋体によって封止した際に、放熱基板に反りが発生し難い。このため、半田や導電性樹脂から成る接着剤等を用いて放熱基板を基台に接合する構造であっても、放熱基板と基台の間に半田や接着剤が充填されていない隙間を生じさせない半導体パッケージを製造することが可能である。この結果、半導体素子の発熱に対する熱放散性を高めることができる。
【００３８】
そして、当該半導体パッケージを構成する放熱基板も枠体を蓋体によって封止した際に大きな反りが発生し難いという上述の作用が同様に発揮される。そのため、この放熱基板を用いることによれば、上述の通り、熱放散性の良好な半導体パッケージや半導体装置を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明は放熱基板が基台に半田や接着剤等を用いて接合される構造の半導体装置を製造する場合に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…半導体パッケージ  ２…放熱基板  ２ａ…上面  ３…枠体  ３ａ…上面  ４…外部接続端子  ５…封止材  ６…蓋体  ７…キャビティ  ８…ボンディングワイヤ  ９…半導体素子  １０…半導体装置  １１…金属ろう材  
【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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