(57)【要約】【課題】はんだ内のボイドの大きさを十分に小さくする。【解決手段】第１の接合部材と第２の接合部材とをはんだにて接合する接合構造物の製造方法は、表面の所定箇所に溝を有する第２の接合部材の上であって、当該溝の少なくとも一部の上を含む第２の接合部材の表面にはんだを設置する工程と、はんだの上に第１の接合部材を設置する工程と、はんだの融点以上の温度に昇温する工程と、はんだが融解する時点よりも高い圧力に加圧する工程と、加圧した状態で温度を低下させる工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接合部材と第２の接合部材とをはんだにて接合する接合構造物の製造方法であって、
表面の所定箇所に溝を有する前記第２の接合部材の上であって、当該溝の少なくとも一部の上を含む第２の接合部材の表面にはんだを設置する工程と、
前記はんだの上に前記第１の接合部材を設置する工程と、
前記はんだの融点以上の温度に昇温する工程と、
前記はんだが融解する時点よりも高い圧力に加圧する工程と、
前記加圧した状態で温度を低下させる工程と、
を備えることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材に設けられている溝の一部は、前記はんだおよび前記第１の接合部材の外側に通じていることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材の上にはんだを設置する工程の前に、前記第２の接合部材に設けられている溝に対して、前記はんだが濡れ広がらない処理を施す工程をさらに備えることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材に設けられている溝の一部が前記はんだおよび前記第１の接合部材の外側に通じている部位は、略矩形形状である前記はんだの四隅を回避した箇所に設けられていることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材には、複数の溝が設けられており、前記第１の接合部材の中心位置から距離が遠い溝ほど、その幅が大きいことを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材に設けられている溝は、前記第２の接合部材のうち、前記第１の接合部材の中心位置に対応する位置を囲むように設けられていることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材に設けられている溝は、前記第２の接合部材のうち、前記第１の接合部材の中心位置に対応する位置を中心とする円形状であることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材に設けられている溝の直下には、前記第２の接合部材の表面のうち、前記はんだが設けられている面と反対側の面に通じる貫通孔が設けられていることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項９】
請求項６に記載の接合構造物の製造方法において、
前記第２の接合部材には、前記第１の接合部材の中心位置に対応する位置を囲むように複数の溝が設けられており、当該複数の溝はそれぞれ交わらない配置となっていることを特徴とする接合構造物の製造方法。
【請求項１０】
第１の接合部材と第２の接合部材とがはんだで接合されることによって構成された接合構造物であって、
前記第２の接合部材の表面には溝が設けられており、当該溝の少なくとも一部を含む前記第２の接合部材の表面に前記はんだが載置されている、
ことを特徴とする接合構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造物、及び接合構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１の接合部材としての半導体素子と、第２の接合部材としての基板またはリードフレームとをはんだにて接合する方法が知られている。このはんだ付け工程において、はんだの中にボイド（空洞）が形成されると、半導体素子の放熱性の低下や、はんだの接合性低下等の問題が生ずる。この問題を解決するため、特許文献１には、はんだ溶融前に減圧し、溶融後に、減圧状態の圧力よりも高い圧力まで加圧した後、加圧状態にてはんだを固化させる方法が開示されている。この方法によれば、ボイドを消滅または小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、特に半導体素子のサイズが大きい場合等に、ボイドに圧力が伝わりにくいため、ボイドの大きさを十分に小さくすることができないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、はんだ内のボイドの大きさを十分に小さくすることができる技術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】
【０００６】
本発明による接合構造物の製造方法は、第１の接合部材と第２の接合部材とをはんだにて接合する接合構造物の製造方法であって、表面の所定箇所に溝を有する第２の接合部材の上であって、当該溝の少なくとも一部の上を含む第２の接合部材の表面にはんだを設置する工程と、はんだの上に第１の接合部材を設置する工程と、はんだの融点以上の温度に昇温する工程と、はんだが融解する時点よりも高い圧力に加圧する工程と、加圧した状態で温度を低下させる工程とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表面の所定箇所に溝を有する第２の接合部材の上であって、当該溝の少なくとも一部の上を含む第２の接合部材の表面にはんだを設置するので、はんだの融点以上に昇温させてから、はんだが融解する時点よりも高い圧力に加圧する工程において、はんだの内部に存在するボイドに圧力が伝わりやすくなり、ボイドを消滅または十分に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、半導体装置の斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図２（ａ）は鉛直方向の平面で切断した場合の断面図を、図２（ｂ）は上面図を、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面を分解した図をそれぞれ示している。
【図３】図３は、はんだの外部とつながる部位がはんだの四隅を回避した箇所に位置するように溝を設けた例を説明するための図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４は、溝の断面の拡大図である。
【図５】図５（ａ）は、ボイド測定装置を用いて、はんだに作り込まれたボイドを測定する様子を示す図であり、図５（ｂ）は、ボイド測定装置を用いて撮像されたボイド測定画像を示す図である。
【図６】図６は、第２の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図６（ａ）は上面図を、図６（ｂ）は図６（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は、半導体素子の中心からの距離と、半導体素子の温度との関係を示す図である。
【図８】図８は、第３の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図８（ａ）は上面図を、図８（ｂ）は電極に設けられた溝の形状を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態における接合構造物である半導体装置の別の構成を示す図であって、図９（ａ）は上面図を、図９（ｂ）は電極に設けられた溝の形状を示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態における接合構造物である半導体装置のさらに別の構成を示す図であって、図１０（ａ）は上面図を、図１０（ｂ）は電極に設けられた溝の形状を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図１１（ａ）は上面図を、図１１（ｂ）は電極に設けられた溝の形状を示す図である。
【図１２】図１２は、第５の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図１２（ａ）は上面図を、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示す。
【図１３】図１３は、第６の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図１３（ａ）は上面図を、図１３（ｂ）は、電極に設けられた溝の形状を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、各実施形態に共通の接合構造物である半導体装置４の斜視図である。この半導体装置４は、第２の接合部材である電極３に、接合材としてのはんだ（ろう材）２を介して接合された第１の接合部材である半導体素子１を備える。この半導体装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の電動車に搭載されるインバータに用いられる。ただし、半導体装置の適用先が電動車に搭載されるインバータに限定されることはなく、様々な機器等に適用することができる。
【００１０】
なお、図１に示す半導体装置４は、複数の半導体素子１を備えているが、以下では、半導体素子１と電極３がはんだ２を介して接合された構造物を半導体装置と呼ぶ。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図２（ａ）は鉛直方向の平面で切断した場合の断面図を、図２（ｂ）は上面図を、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面を分解した図をそれぞれ示している。ただし、図２（ａ）は、後述する製造方法における加圧工程前の状態を示しているため、はんだ２の内部にボイド５が存在するのが分かる。
【００１２】
第１の接合部材である半導体素子１と、第２の接合部材である電極３は、接合材としてのはんだ（ろう材）２を介して接合される。より具体的には、電極３の上部に、はんだ２を介して半導体素子１が接合される。
【００１３】
電極３には、銅やアルミニウム等のような、電気伝導率、熱伝導率の良い金属材料を用い、その表面には、はんだ２に対して濡れの良い表面処理を施す。はんだ２に対して濡れの良い表面処理とは、例えば、ニッケルメッキである。
【００１４】
電極３には、半導体素子１が接合される領域において、溝６が設けられている。この溝６は、半導体素子１が接合される領域だけでなく、はんだ２の外部とつながる部位７を有する。すなわち、溝６には、その上部に、はんだ２および半導体素子１が存在しない部位７が存在する。
【００１５】
図２に示す例では、電極３に直線上の二本の溝６が設けられており、それぞれの溝６の端部が、その上部にはんだ２および半導体素子１が存在しない部位７となっている。
【００１６】
この溝６は、はんだ２の外部とつながる部位７がはんだ２の四隅を回避した箇所に位置するように設ける。図３は、はんだ２の外部とつながる部位７がはんだ２の四隅を回避した箇所に位置するように溝６を設けた例を説明するための図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、はんだ２の外部とつながる部位７は、上面から見た形状が四角形のはんだ２の四隅部８を回避した箇所に位置している。一般的に、はんだ２の最大応力歪みは、はんだ２を上面から見た四隅部８に分布するので、はんだ２の外部とつながる部位７が四隅部８を回避した箇所に位置することで、溝６によって、はんだ２の最大応力歪みに悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
【００１７】
上述したように、電極３には、はんだ２に対して濡れの良い表面処理を施すが、溝６には、はんだ２が濡れ広がらない処理を施す。具体的には、溝６には、はんだ２に対して濡れの良い表面処理は施さずに、電極３の母材金属を露出させる。これにより、溝６に露出した電極３の母材金属がはんだ２をはじくため、溶融したはんだ２が溝６に濡れ広がるのを防ぐことができる。図４は、溝６の断面の拡大図である。図４に示すように、溝６には、はんだ２に対して濡れの良い表面処理を施さないことにより、溶融したはんだ２は、溝６に濡れ広がらない。
【００１８】
溝６にははんだ２に対して濡れの良い表面処理は施さない方法としては、例えば、ニッケルメッキを施した金属板に対して、プレスで溝６を形成すれば、溝６の表面のニッケルメッキが剥がれて、電極３の母材金属を露出させることができる。
【００１９】
電極３の上に半導体素子１を接合する方法について説明する。まず始めに、電極３にはんだ２と半導体素子１を載置した後、はんだ２の融点以上まで温度を上昇させる。続いて、雰囲気圧を、はんだ２が溶融した時点よりも高い圧力に増圧する。最後に、増圧した雰囲気圧を維持しながら、はんだ２の溶融温度以下まで温度を低下させることによって、はんだ２を固化させる。
【００２０】
本実施形態では、電極３に、はんだ２の外部とつながる部位７を有する溝６が半導体素子１の下部の領域に設けられている。従って、半導体素子１の接合工程において、はんだ２を溶融させてから、雰囲気圧を高い圧力に増圧した際に、はんだ２の内部に存在するボイド、特に、溝６の周辺に形成されているボイドに対して圧力が伝わりやすくなるので、半導体素子１のサイズが大きい場合でも、ボイドを効果的に低減または消滅することができる。また、ボイドに対して圧力が伝わりやすいので、電極３に溝６を設けていない従来の構成に比べて、短時間でボイドの大きさを小さくすることができる。
【００２１】
また、はんだ２の外部とつながる部位７を有する溝６が設けられていることにより、半導体素子１の接合工程におけるはんだ２の溶融時に、還元雰囲気が伝わりやすくなり、はんだ２の濡れ性を向上させることができるので、良好なはんだ付け性を得ることができる。
【００２２】
また、溝６には、はんだ２が濡れ広がらない処理を施すので、はんだ２の接合後の厚さばらつきを抑制することができる。半導体素子１と電極３との間のはんだ２の厚さばらつきについては、半導体装置の信頼性に大きな影響を与えることから、溝６には、はんだ２に対して濡れの良い表面処理を施さないことは、非常に有効な手段となる。
【００２３】
なお、半導体装置の製造時には、電極３の上にはんだ２や半導体素子１をロボットで自動搭載する際に、位置決めのためのマークを設けていたが、本実施形態の構成によれば、電極３に設けた溝６を位置決めのためのマーク代わりに用いることができるので、位置決めのためのマークを別途設ける必要がなくなる。
【００２４】
図５（ａ）は、ボイド測定装置４０を用いて、はんだ２に作り込まれたボイドを測定する様子を示す図であり、図５（ｂ）は、ボイド測定装置４０を用いて撮像されたボイド測定画像を示す図である。また、図５（ｃ）は、ボイド率と半導体素子１の発熱温度との関係を調べた実験結果の図である。ボイド率とは、はんだ２の内部に存在するボイドの割合のことである。
【００２５】
半導体素子１の接合時にはんだ２に作り込まれたボイドにおいて、円状ボイドの場合は、図５（ｃ）に示すように、その径が大きくなるにつれて、半導体装置の駆動時の半導体素子１の発熱温度は大きくなる。しかし、線状ボイドの場合には、ボイドの幅が一定であれば、図５（ｃ）に示すように、長さに関わらず、半導体素子１の発熱温度が同等レベルとなる。
【００２６】
上述したように、電極３の溝６には、はんだ２が濡れ広がらない処理を施すので、溝６にははんだ２が充填接合されず、はんだ２の外部とつながる空洞を設けることができる。すなわち、電極３に、はんだ２が充填されない溝６が存在していても、半導体素子１の発熱温度の悪化を最低限に押さえることができる。
【００２７】
以上、第１の実施形態における接合構造物の製造方法は、第１の接合部材（半導体素子１）と第２の接合部材（電極３）とをはんだにて接合する方法であって、表面の所定箇所に溝６を有する第２の接合部材の上であって、当該溝６の少なくとも一部の上を含む第２の接合部材の表面にはんだを設置する工程と、はんだ２の上に第１の接合部材を設置する工程と、はんだ２の融点以上の温度に昇温する工程と、はんだ２が融解する時点よりも高い圧力に加圧する工程と、加圧した状態で温度を低下させる工程とを備える。表面の所定箇所に溝６を有する第２の接合部材の上であって、溝６の少なくとも一部の上を含む第２の接合部材の表面にはんだを設置するので、加圧工程において、はんだ２の内部に存在するボイドに圧力が加わりやすくなり、ボイドを効果的に低減または消滅することができる。また、ボイドに対して圧力が伝わりやすいので、第２の接合部材に溝６を設けていない従来の構成に比べて、短時間でボイドの大きさを小さくすることができる。
【００２８】
第２の接合部材に設けられている溝の一部は、はんだ２および第１の接合部材の外側に通じているので、加圧工程において、はんだ２の内部に存在するボイドに圧力が加わりやすくなり、ボイドをより効果的に低減または消滅することができる。
【００２９】
また、第２の接合部材の上にはんだ２を設置する工程の前に、第２の接合部材に設けられている溝６に対して、はんだ２が濡れ広がらない処理を施すので、溝６ははんだ２で充填接合されず、はんだ２の外部とつながる空洞を確保することができる。これにより、加圧工程において、はんだ２の内部に存在するボイドに圧力が加わりやすくなり、ボイドをより効果的に低減または消滅することができる。また、はんだ２が溝６に濡れ広がらないので、はんだ２の接合後の厚さばらつきを抑制することができる。さらに、上述したように、線状ボイドの場合には、ボイドの幅が一定であれば、長さに関わらず、第１の接合部材である半導体素子１の発熱温度は同等レベルとなるので、溝６によって、半導体素子１の発熱温度が大幅に悪化することはない。
【００３０】
さらに、第２の接合部材に設けられている溝６の一部がはんだ２および第１の接合部材の外側に通じている部位７は、略矩形形状であるはんだの四隅を回避した箇所に設けられている。はんだ２の最大応力歪みは、一般的にはんだ２の四隅部８に分布するので、四隅を回避することによって、はんだ２の最大応力歪みへの悪影響を与えることなく、ボイドを低減させることができる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図６（ａ）は上面図を、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
第２の実施形態では、電極３に設ける溝６の幅を、半導体素子１の中心部に対して距離が離れるほど大きくする。
【００３３】
図７は、半導体素子１の中心からの距離と、半導体素子１の温度との関係を示す図である。図７に示すように、半導体装置の駆動時には、半導体素子１の中心部が最も温度が高くなり、中心部から離れるに従って温度は低くなる。
【００３４】
はんだ２の内部に存在するボイドを効果的に低減または消滅させるためには、電極３に設ける溝６の幅を大きくすればよい。しかし、溝６の幅が大きくなると、半導体装置４の駆動時に半導体素子１発生した熱が電極３を介して、電極３の下部に設けた冷却装置（不図示）に伝熱する径路が減るため、半導体素子１の冷却性能が低下し、半導体素子１の温度が耐熱温度を超える可能性がある。
【００３５】
本実施の形態では、半導体素子１の中心部に対して距離が離れるほど、電極３に設ける溝６の幅を大きくする。図７に示すように、半導体素子１の中心部に対して、中心部から離れるに従って、半導体素子１の温度は低くなるので、半導体素子１の中心部から離れるほど、溝６の幅を大きくしても、半導体素子１の温度が耐熱温度より高くなることはない。
【００３６】
なお、溝６の幅を大きくし過ぎると、はんだ２の自重で溝６にはんだ２が充填されてしまう可能性があるが、所定の大きさ（例えば１〜２ｍｍ）までであれば、はんだ２の自重で溝６にはんだ２が充填されることはない。
【００３７】
なお、図６に示す例では、半導体素子１の中心部と端部との間に、左右それぞれ２本の溝６しか設けられていないが、３本以上設けるようにしてもよい。
【００３８】
以上、第２の実施形態によれば、第２の接合部材（電極３）には、複数の溝６が設けられており、第１の接合部材（半導体素子１）の中心位置から距離が遠い溝ほど、その幅が大きいので、半導体素子１の温度が耐熱温度より高くなるのを防ぎつつ、ボイドを低減させるために効果的な溝６を設けることができる。
【００３９】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、電極３のうち、半導体素子１の中心部に対応する位置が溝６で囲まれるように、電極３に溝６を設ける。図７を用いて説明したように、半導体素子１の温度分布は、中心部が最も温度が高く、中心部から離れるにつれて温度は低くなる。従って、半導体素子１の中心部に対応する位置が溝６で囲まれるように、電極３に溝６を設けることによって、半導体素子１の中心部の温度が耐熱温度を超えるのを防ぎつつ、中心部の周囲に設けられた溝６によって、はんだ２の中心部およびその周辺に存在するボイドを効果的に低減または消滅することができる。
【００４０】
図８は、第３の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図８（ａ）は上面図を、図８（ｂ）は電極３に設けられた溝６の形状を示す図である。図８に示す構成では、電極３のうち、半導体素子１の中心部に対応する位置が溝６によって囲まれるようにするために、図面の上下方向に延びる２本の溝６と、左右方向に延びる２本の溝６が電極３に設けられている。上下方向に延びる２本の溝６および左右方向に延びる２本の溝はそれぞれ、はんだ２の外部とつながる部位７を有する。
【００４１】
図９は、第３の実施形態における接合構造物である半導体装置の別の構成を示す図であって、図９（ａ）は上面図を、図９（ｂ）は電極３に設けられた溝６の形状を示す図である。図９に示す構成では、図８に示す構成と同様に、図面の上下方向に延びる２本の溝６と、左右方向に延びる２本の溝６が電極３に設けられているが、溝６の全体形状が梯子形状となっている。すなわち、上下方向に延びる２本の溝６はそれぞれ、その両端部がはんだ２の外部とつながる位置まで延びているが、左右方向に延びる２本の溝はそれぞれ、はんだ２の外部とつながる部位を有さず、その端部は、上下方向に延びる溝６の位置となっている。
【００４２】
図１０は、第３の実施形態における接合構造物である半導体装置のさらに別の構成を示す図であって、図１０（ａ）は上面図を、図１０（ｂ）は電極３に設けられた溝６の形状を示す図である。図１０に示す構成では、電極３のうち、半導体素子１の中心部に対応する位置が囲まれるように、矩形形状の溝６が設けられており、さらに、矩形を構成する４辺の溝は、はんだ２の外部とつながる位置まで延びる４本の溝と接続されている。
【００４３】
以上、第３の実施形態によれば、第２の接合部材（電極３）に設けられている溝６は、第２の接合部材のうち、第１の接合部材（半導体素子１）の中心位置に対応する位置を囲むように設けられているので、温度が最も高くなる第１の接合部材の中心部の温度が耐熱温度を超えるのを防ぎつつ、はんだ２の中心部およびその周辺に存在するボイドを効果的に低減または消滅することができる。
【００４４】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、電極３のうち、半導体素子１の中心部に対応する位置が、その位置を中心とする円形状の溝６で囲まれるように、電極３に溝６を設ける。図７を用いて説明したように、半導体素子１の温度は、中心部が最も高く、中心部から離れるにつれて低くなる同心円状の温度分布を示す。従って、半導体素子１の中心部に対応する位置を中心とする円形状（リング状）の溝６を設ければ、円形状の溝６の直上の半導体素子１の温度は同一となるため、熱設計が容易となる。
【００４５】
図１１は、第４の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図１１（ａ）は上面図を、図１１（ｂ）は電極３に設けられた溝６の形状を示す図である。図１１に示す構成では、電極３のうち、半導体素子１の中心部に対応する位置を囲むように、その位置を中心とする円形状の溝６が設けられており、円形状の溝６は、はんだ２の外部とつながる位置まで延びる４本の溝と接続されている。
【００４６】
以上、第４の実施形態によれば、第２の接合部材（電極３）に設けられている溝は、第２の接合部材（電極３）のうち、第１の接合部材（半導体素子１）の中心位置に対応する位置を中心とする円形状であるので、第３の実施形態の構成により得られる効果に加えて、円形状の溝６の直上の第１の接合部材の温度は同一となるため、熱設計が容易となる。
【００４７】
＜第５の実施形態＞
図１２は、第５の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図１２（ａ）は上面図を、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示す。また、図１２（ｃ）は、電極３に設けられた溝６の形状を示す上面図である。
【００４８】
第１〜第４の実施形態では、溝６が有する、はんだ２の外部とつながる部位７は、溝６の端部の位置となっていたが、第５の実施形態では、はんだ２の外部とつながる部位７を、円状に形成した溝６の直下に設けた貫通孔とする。すなわち、電極３に設けられた溝６は、溝６の直下に設けられた貫通孔７を介して、電極３の下部と通じている。貫通孔の径の大きさは、円状の溝６の幅と同じとする。
【００４９】
図１２に示す例では、半導体素子１の中心部に対応する位置を中心として、半径の小さい円状の溝６と、半径の大きい円状の溝６が電極３に設けられている。半径の大きい円状の溝６の幅は、半径の小さい円状の溝６の幅よりも大きい。また、それぞれの円状の溝６には、円形の時計の３、６、９、１２の数字の位置に対応する位置（図１２（ｃ）参照）に貫通孔７が設けられている。
【００５０】
第５の実施形態の構成によれば、溝６を延ばしてはんだ２の外部とつながる部位７を設ける第１〜第４実施形態の構成に比べて、はんだ２の外部とつながる部位７とつなぐために溝６を延伸させる必要がなくなる。これにより、半導体装置を駆動させた時の半導体素子１の発熱温度を、電極３の下部に設けた冷却装置によって冷却する際に、はんだ２の外部とつながる部位７とつなぐための溝によって冷却効果が低減することを防いで、冷却性能を向上させることができる。
【００５１】
なお、はんだ２の外部とつながる部位７として設ける貫通孔は、半導体装置の製造時に、電極３の上にはんだ２や半導体素子１をロボットで自動搭載する際の位置決めのためのマークや、半導体装置を別のユニットに組み付ける際の位置決めのためのマークとして用いることができる。
【００５２】
以上、第５の実施形態によれば、第２の接合部材（電極３）に設けられている溝６の直下には、第２の接合部材（電極３）の表面のうち、はんだ２が設けられている面と反対側の面に通じる貫通孔７が設けられているので、半導体装置４を駆動させた時の半導体素子１の発熱温度を、電極３の下部に設けた冷却装置によって冷却する際に、はんだ２の外部とつながる部位７とつなぐための溝によって冷却効果が低減することを防いで、冷却性能を向上させることができる。
【００５３】
＜第６の実施形態＞
図１３は、第６の実施形態における接合構造物である半導体装置の構成を示す図であって、図１３（ａ）は上面図を、図１３（ｂ）は、電極３に設けられた溝６の形状を示す上面図である。
【００５４】
上述した第３の実施形態では、半導体素子１の中心部に対応する位置が溝６で囲まれるように、電極３に溝６を設けたが、複数本の溝６が交わる交点が存在する。複数本の溝６が交わる交点の部位は、半導体素子１の冷却性能が低減する。このため、第６の実施形態では、複数本の溝６が交わらない状態で、半導体素子１の中心部に対応する位置が溝６で囲まれるように、電極３に溝６を設ける。
【００５５】
図１３に示す例では、４本の溝６のそれぞれが、矩形形状の半導体素子１の２辺と交わるように設けられており、その両端がはんだ２の外部とつながる部位７となっている。
【００５６】
第６の実施形態の構成によれば、溝６の交点が無くなるので、半導体装置を駆動させた時の半導体素子１の発熱温度を、半導体装置の下部に設けた冷却装置によって冷却する際に、溝６の交点が存在する構成と比べて、交点の位置の伝熱径路が確保されるので、冷却効果を向上させつつ、半導体素子１の中心付近に存在するボイドを低減または消滅させることができる。
【００５７】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、第１の接合部材を半導体素子１として説明したが、第１の接合部材が半導体素子に限定されることはない。同様に、第２の接合部材も電極３に限定されることはない。
【符号の説明】
【００５８】
１…半導体素子
２…はんだ
３…電極
４…半導体装置
６…溝
７…溝がはんだの外部とつながる部位
【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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