(57)【要約】【課題】  リード部材と基板とが電気的に短絡するのを抑制することが可能な半導体素子収納用パッケージ、およびこれを備えた半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】  半導体素子収納用パッケージ２であって、上面にパワー半導体素子３が実装される実装領域Ｒを有する金属基板２１と、金属基板２１上に設けられた、実装領域Ｒを取り囲む枠体２２と、枠体２２の一部に設けられた、枠体２２外から枠体２２を貫通し、枠体２２の外側面と当接する鍔部２３ａを有するリード部材２３とを備え、鍔部２３ａは、平面視して、金属基板２１の側面よりも枠体２２外に食み出していることを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にパワー半導体素子が実装される実装領域を有する金属基板と、
前記金属基板上に設けられた、前記実装領域を取り囲む枠体と、
前記枠体の一部に設けられた、前記枠体外から前記枠体を貫通し、前記枠体の外側面と当接する鍔部を有するリード部材とを備え、
前記鍔部は、平面視して、前記金属基板の側面よりも前記枠体外に食み出していることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子収納用パッケージであって、
前記鍔部は、環状であることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子収納用パッケージであって、
前記リード部材と接続される、前記枠体の一部は、前記金属基板の側面よりも前記枠体外に食み出していることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体素子収納用パッケージであって、
前記枠体は、平面視して４辺を有する四角形状であって、前記４辺のうち３辺が金属部材からなり、前記４辺のうち残りの１辺が絶縁部材からなり、前記リード部材が前記絶縁部材に設けられていることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体素子収納用パッケージであって、
前記枠体上には、前記枠体の上部に沿ってシールリングが設けられており、前記シールリングが前記金属部材上から前記絶縁部材上にかけて連続して設けられていることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージと、
前記実装領域上に設けられた、前記枠体内に位置する前記リード部材の一部とワイヤを介して電気的に接続されたパワー半導体素子と、
前記枠体上に前記パワー半導体素子を覆って設けられた蓋体と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、パワー半導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージ、およびこれにパワー半導体素子を搭載した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来技術として、現在、パワー半導体素子の開発が行なわれている。そして、そのパワー半導体素子に適した半導体素子収納用パッケージの開発が進められている（例えば、下記特許文献１参照）。パワー半導体素子とは、電源を制御するのに用いる半導体素子のことである。パワー半導体素子は、交流を直流に変更したり、モータを駆動したり、バッテリーを充電したりするのに適している。
【０００３】
なお、パワー半導体素子収納用パッケージは、パワー半導体素子を実装する基板と、基板上に設けられた枠体と、枠体を貫通したリード部材とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９８７９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワー半導体素子には、大電流が流れる。そのため、リード部材に流れる電流量によっては、リード部材と基板とが電気的に短絡する虞が生じている。
【０００６】
本発明は、リード部材と基板とが電気的に短絡するのを抑制することが可能な半導体素子収納用パッケージ、およびこれを備えた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】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る半導体素子収納用パッケージは、上面にパワー半導体素子が実装される実装領域を有する金属基板と、前記金属基板上に設けられた、前記実装領域を取り囲む枠体と、前記枠体の一部に設けられた、前記枠体外から前記枠体を貫通し、前記枠体の外側面と当接する鍔部を有するリード部材とを備え、前記鍔部は、平面視して、前記金属基板の側面よりも前記枠体外に食み出していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、前記半導体素子収納用パッケージと、前記実装領域上に設けられた、前記枠体内に位置する前記リード部材の一部とワイヤを介して電気的に接続されたパワー半導体素子と、前記枠体上に前記パワー半導体素子を覆って設けられた蓋体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、リード部材と基板とが電気的に短絡するのを抑制することが可能な半導体素子収納用パッケージ、およびこれを備えた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る実装構造体であって、蓋体を取り外した状態を示している。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体素子収納用パッケージであって、一方向から見た外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る半導体素子収納用パッケージであって、リード部材側から枠体側を見た外観斜視図である。
【図４】図３に示した半導体素子収納用パッケージの分解斜視図である。
【図５】半導体素子収納用パッケージの平面図である。
【図６】半導体素子収納用パッケージの側面図であって、リード部材を側方から見た状態を示している。
【図７】図５のＡ−Ａに沿った半導体素子収納用パッケージの断面図である。
【図８】半導体素子収納用パッケージの側面図であって、リード部材を前方から見た状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
＜半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置の構成＞
半導体装置１は、半導体素子収納用パッケージ２とパワー半導体素子３とを備えている。半導体装置１は、送電システム、電車、自動車、パワーコンディショナー、エアーコンディショナーまたはサーバー機等の電力変換効率を向上させる必要がある機器に用いられる。
【００１３】
パワー半導体素子３は、低抵抗、高温動作可能および高熱伝導率に特徴があり、電力損失を低減することで、発熱量を低減することができ、ひいては電力変換器の小型化を実現することができる。パワー半導体素子３は、例えば、電力損失を低減した送電システム、インバータ装置を小型化した車両、省エネルギーを実現した家電、ＡＣアダプタを小型化したパソコン、高効率の電力変化可能なソーラーシステム等の用途に用いることができる。
【００１４】
パワー半導体素子３は、シリコン等のＳｉ系デバイス材料でなく、ガリウム・ナイトライド等のＧａＮ系パワーデバイス材料、あるいはシリコン・カーバイド等のＳｉＣ系パワーデバイス材料から成る。パワー半導体素子３は、パワーデバイス材料を用いて、例えば、昇華法、溶液法（フラックス法）または高温ＣＶＤ法等を用いて作製することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る半導体装置１は、半導体素子収納用パッケージ２と、半導体素子収納用パッケージ２の実装領域Ｒ上に設けられた、枠体２２内に位置するリード部材２３の一部とワイヤを介して電気的に接続されたパワー半導体素子３と、枠体２２上にパワー半導体素子３を覆って設けられた蓋体４とを備えている。また、半導体素子収納用パッケージ２は、上面にパワー半導体素子３が実装される実装領域Ｒを有する金属基板２１と、金属基板２１上に設けられた、実装領域Ｒを取り囲む枠体２２と、枠体２２の一部に設けられた、枠体２２外から枠体２２を貫通し、枠体２２の外側面と当接する鍔部２３ａを有するリード部材２３とを備えている。鍔部２３ａは、金属基板２１の側面よりも枠体２２外に食み出している。
【００１６】
金属基板２１は、平面視したとき、矩形状に形成された板状の部材である。金属基板２１は、例えば、銅、鉄−ニッケル−コバルト合金、銅−モリブデン合金または銅−タングステン合金等の金属材料からなる。金属基板２１は、パワー半導体素子３から生じる熱をすみやかに半導体装置１が実装される外部の実装基板に放熱する材料からなる。また、金属基板２１は、グランドとして機能することができる。
【００１７】
また、金属基板２１の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下
に設定されている。また、金属基板２１の熱膨張係数は、例えば、５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。金属基板２１が金属材料の場合は、例えば、インゴットを周知の圧延加工法、打ち抜き加工法またはエッチング加工法等の金属加工法を採用することによって、所定の形状となるように作製される。
【００１８】
また、金属基板２１は、矩形状に形成されている。金属基板２１は、例えば、一方の辺幅が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下に、他方の辺幅が、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下に、厚みが、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１９】
また、金属基板２１は、外表面に耐蝕性に優れ、かつ接合材との濡れ性が良い金属が被着している。具体的には、金属基板２１は、メッキ形成方法によって、ニッケルメッキ層および金メッキ層を順次被着させておくのがよい。なお、ニッケルメッキ層のメッキ厚みは、例えば、０．５μｍ以上９μｍ以下である。また、金メッキ層のメッキ厚みは、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下である。これらの金属メッキ層は、金属基板２１が酸化腐蝕するのを有効に抑制することができる。
【００２０】
また、金属基板２１は、金属基板２１の上側主面にパワー半導体素子３が直接設けられてもよく、絶縁材料からなる絶縁基板を介して、パワー半導体素子３が設けられてもよい。なお、絶縁基板は、例えば、アルミナ質セラミックスまたは窒化アルミニウム質セラミックス等のセラミック材料からなる。
【００２１】
枠体２２は、金属基板２１上のパワー半導体素子３を封止するものである。枠体２２は、金属基板２１上に設けられている。枠体２２は、金属基板２１上の実装領域Ｒを取り囲んでいる。枠体２２は、図５に示すように、平面視して４辺を有する四角形状であって、４辺のうち３辺が金属部材２２ａからなり、４辺のうち残りの１辺が絶縁部材２２ｂからなる。なお、枠体２２は、接合材を介して金属基板２１上に設けられる。接合材は、例えば、銀−銅ロウ、銀ロウ等のロウ材である。
【００２２】
金属部材２２ａは、三枚の板体が連続して繋がった、コの字形状である。金属部材２２ａは、一枚の金属板の２か所を折り曲げ加工することで、作製することができる。金属部材２２ａは、例えば、銅、ステンレス合金、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料からなる。金属部材２２ａは、平面視して、例えば、対向する２辺に挟まれる一方の辺幅が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下に、他方の辺幅が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下に、厚みが、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されている。また、金属部材２２ａは、上下方向の厚みが、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、金属部材２２ａの熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。また、金属部材２２ａの熱膨張係数は、例えば、５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２３】
絶縁部材２２ｂは、リード部材２３を固定する矩形状のものである。絶縁部材２２ｂは、一枚の板体にリード部材２３が貫通して設けられる孔が空いている。絶縁部材２２ｂは、金属部材２２ａの開口した箇所を塞ぐように、金属基板２１の上面および金属部材２２ａの端面にろう付けされている。絶縁部材２２ｂは、セラミック材料を焼成することで、作製することができる。絶縁部材２２ｂは、例えば、アルミナ質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等のセラミック材料からなる。絶縁部材２２ｂは、平面視して、例えば、長手方向の一方の辺幅が、１１ｍｍ以上３４ｍｍ以下に、短手方向の他方の辺幅が、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されている。また、絶縁部材２２ｂは、上下方向の厚みが、金属部材２２ａの上下方向の厚みと一致しており、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、絶縁部材２２ｂの熱伝導率は、例えば、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。また、絶縁部材２２ｂ
の熱膨張係数は、例えば、２ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２４】
絶縁部材２２ｂは、三つの貫通孔Ｈが設けられている。貫通孔Ｈは、リード部材２３の一端を嵌め合わせるものである。貫通孔Ｈは、円状であって、直径が０．７ｍｍ以上４ｍｍ以下に、長さが絶縁部材２２ｂの辺幅と一致するように、設定されている。三つの貫通孔Ｈは、貫通孔Ｈ同士の間隔が一定に離されている。間隔は、隣接するリード部材２３同士が電気的に短絡しない、即ち、沿面放電が生じないように設定されている。
【００２５】
絶縁部材２２ｂの外側面には、貫通孔Ｈの周囲にメタライズパターンｐが形成されている。メタライズパターンｐは、環状であって、リード部材２３の鍔部２３ａをろう付けするのに下地となるものである。鍔部２３ａは、ろう材を介してメタライズパターンｐに固定される。メタライズパターンｐは、モリブデン、タングステン、マンガン等の下地金属層に、ニッケルメッキ層が設けられた金属材料からなる。なお、メタライズパターンｐは、絶縁部材２２ｂの外側面を側面視して、外径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下に設定されている。
【００２６】
金属基板２１上には、絶縁基板が設けられてもよい。絶縁基板は、パワー半導体素子３が金属基板２１と電気的に短絡しないように、パワー半導体素子３と金属基板２１の間に介在させる部材、所謂、サブマウント部材である。絶縁基板は、パワー半導体素子３が設けられる大きさであって、枠体２２内に収まる大きさに設定されている。なお、絶縁基板は、絶縁性の基板であって、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは窒化珪素等の無機材料、あるいはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはエチレン樹脂等の有機材料、あるいはアルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等からなる。あるいは、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。
【００２７】
リード部材２３は、電流を流す部材である。リード部材２３は、長尺状であって、円柱部と、円柱部の外周箇所の一部に設けられた環状の鍔部２３ａからなる。円柱部と鍔部２３ａとは一体成型されている。リード部材２３は、例えば、銅、鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料からなる。これらの金属材料からなるインゴットを周知の圧延加工法、打ち抜き加工法またはエッチング加工法等の金属加工法を採用することによって、所定の形状となるように作製される。なお、リード部材２３の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上４００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。また、リード部材２３の熱膨張係数は、例えば、５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００２８】
リード部材２３の円柱部は、大電流についても流すことができるように、直径が０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であって、長さが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。また、リード部材２３の鍔部２３ａは、直径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下であって、厚みが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。また、リード部材２３の円柱部の直径は、絶縁部材２２ｂの貫通孔Ｈの直径に嵌る大きさに設定されている。鍔部２３ａの直径は、貫通孔Ｈの直径よりも大きく、鍔部２３ａの側面が絶縁部材２２ｂの外側面に当接する大きさに設定されている。
【００２９】
絶縁部材２２ｂにリード部材２３を固定した状態で、枠体２２の内側から突出しているリード部材２３の一部は、ワイヤを介してパワー半導体素子３と電気的に接続される。つまり、実装領域Ｒ上に設けられた、パワー半導体素子３は、枠体２２内に位置するリード部材２３の一部とワイヤを介して電気的に接続されている。その結果、リード部材２３は、パワー半導体素子３と電気的に接続されている。
【００３０】
枠体２２上には、ろう材等の接合材を介してシールリング６がろう付けされる。なお、
ろう材は、例えば、銀、銅、金、アルミニウムまたはマグネシウム等からなり、ニッケル、カドミウムまたは燐等の添加物を含有させてもよい。シールリング６は、平面視したとき、金属基板２１上に設けた枠体２２と重なる枠状部材である。シールリング６は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルト等の熱伝導性の優れた緩衝材料からなる。なお、シールリング６は、枠体２２に対して固形の接合材を用いて接続される。枠体２２上に接合材を配置し、この接合材上にシールリング６を重ねて、シールリング６に熱を加えることで、接合材が溶けて、シールリング６と枠体２２とが接続される。さらに、溶融した接合材が冷やされて固化することで、シールリング６が接合材を介して枠体２２に固定される。
【００３１】
また、シールリング６上には、蓋体４が設けられる。蓋体４は、金属基板２１と枠体２２とで囲まれる空間を封止する機能を備えている。蓋体４は、パワー半導体素子３を気密に封止するために、シールリング６上に設けられている。また、蓋体４は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金または鉄−ニッケル合金等の金属材料からなる。蓋体４の熱膨張係数は、例えば、５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。また、蓋体４は、例えば、一方の辺幅が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下に、他方の辺幅が、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下に、厚みが、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。なお、蓋体４は、矩形状であって、例えばろう材を介してシールリング６上にろう付けされる。あるいは、蓋体４は、抵抗シーム溶接、レーザーシーム溶接や電子ビーム溶接などによってシールリング６に溶接される。
【００３２】
パワー半導体素子３は、金属基板２１の実装領域Ｒに直接接着固定されてもよく、実装領域Ｒに位置する絶縁基板上に接着固定されてもよい。そして、パワー半導体素子３の上面に設けられている電極が、ボンディングワイヤ等を介してリード部材２３に電気的に接続される。次に、枠体２２上にシールリング６を介して蓋体４を接合し、金属基板２１、枠体２２および蓋体４の内部にパワー半導体素子３が気密に収納されて半導体装置１となる。すなわち、パワー半導体素子３を搭載した後、蓋体４で密封することにより半導体装置１となる。
【００３３】
本実施形態に係る半導体素子収納用パッケージ２は、鍔部２３ａが、平面視して、絶縁基板２２ｂの直下に位置する金属基板２１の側面よりも枠体２２外に食み出していることで、鍔部２３ａと金属基板２１の距離を長くすることができる。即ち、鍔部２３ａと金属基板２１との沿面距離を長くすることができる。つまり、鍔部２３ａの直下に、金属基板２１が存在しないため、リード部材２３に大電流が流れても、絶縁破壊が生じにくく、リード部材２３と金属基板２１とが電気的に短絡しにくくすることができ、鍔部２３ａと金属基板２１との間の絶縁性を良好に維持することができる。特に、パワー半導体素子３を用いる半導体素子収納用パッケージ２は、リード部材２３に高周波の大電流を流すことがあり、リード部材２３と金属基板２１との間に放電現象が起こり、リード部材２３と金属基板２１とが導通してしまうことが起こり得る。リード部材２３の中でも、外部の電子機器と接続される枠体２２外の鍔部２３ａは、その他の部位に比べて金属基板２１との距離が短くなるため、金属基板２１と電気的に短絡してしまう虞が大きい。そこで、鍔部２３ａを金属基板２１から離し、沿面距離を長くすることで、リード部材２３と金属基板２１とが電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、鍔部２３ａを環状とすることで、絶縁部材２２ｂとの接続状態を良好にしつつ、リード部材２３に流れる電流が鍔部２３ａの特定箇所に集中するのを抑制することができる。つまり、仮に、鍔部２３ａに角が有る形とした場合は、その角に電流集中が起き、ひいては金属基板２１との間の絶縁破壊を起こす虞が大きい。そこで、鍔部２３ａを環状とすることで、鍔部２３ａと金属基板２１との間が電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、リード部材２３と接続される、枠体２２の一部である絶縁部材２２ｂは、枠体２２外側の側面が絶縁基板２２ｂの直下に位置する金属基板２１の側面よりも枠体２２外に食み出している、即ち、金属基板２１の側面が絶縁部材２２ｂの外側面がよりも枠体２２の内側方向に設けられることで、リード部材２３の鍔部２３ａが、金属基板２１から離れるようにすることができる。その結果、リード部材２３の鍔部２３ａと金属基板２１の側面との間の沿面距離を長くすることができ、両部材が電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００３６】
また、他の実施形態としては、絶縁部材２２ｂは、上面視にて、両端部が絶縁部材２２ｂに接合される金属部材２２ａの側壁部より、枠体２２の外側方向に突出するように設けられてもよく、また、シールリング６は、上面視にて、外周面が鍔部２３ａが接合される絶縁部材２２ｂの側面より枠体２２の内側方向に設けられてもよい。その結果、リード部材２３と金属部材２２ａおよびシールリング６との間の沿面距離を長くすることができ、リード部材２３と金属部材２２ａおよびシールリング６とが電気的に短絡するのを抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、枠体２２は、３辺が金属部材２２ａからなり、１辺が絶縁部材２２ｂからなるとともに、リード部材２３が絶縁部材２２ｂに設けられていることで、パワー半導体素子３の周囲をリード部材２３を設ける箇所以外は、金属材料で囲むことで、周囲の電界遮蔽効果を良好にすることができる。パワー半導体素子３に対して周囲から余分な電気信号が入力されにくくすることができ、パワー半導体素子３が誤作動を起こしたりすることを防止することができる。さらには、パワー半導体素子３の発する熱を外部に放熱しやすくすることができ、パワー半導体素子３の電気的特性が変化するのを抑制することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、シールリング６が金属部材２２ａ上から絶縁部材２２ｂ上にかけて連続して設けられていることで、蓋体４をシーム溶接等の接合法によって半導体素子収納用パッケージ２に接合する際に、金属部材２２ａと絶縁部材２２ｂと蓋体４の熱膨張係数の差によってそれぞれの部位に応力が生じたとしても、シールリング６が変形することで緩和され、ぞれぞれの接合部や絶縁部材２２ｂにクラックや剥がれ等が生じる虞を抑制することができるという作用効果を奏する。
【００３９】
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００４０】
＜半導体素子収納用パッケージ、および半導体装置の製造方法＞
ここで、半導体素子収納用パッケージ、およびこれを備えた半導体装置の製造方法を説明する。金属基板２１や金属部材２２ａ、シールリング６は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金を型枠に鋳込んで作製したインゴットを周知の切削加工や打ち抜き加工等の金属加工法を用いて所定形状に作製される。
【００４１】
枠体２２の絶縁部材２２ｂは、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤、溶剤、分散剤等を混合添加してペースト状として、ドクターブレード法やカレンダーロール法等によってグリーンシートが形成される。
【００４２】
そして、平板形状のグリーンシートは、金型を用いた打ち抜きを施すことによって貫通孔Ｈが所定形状にされる。また、絶縁部材２２ｂは、金属基板２１との接合部、金属部材２２ａとの接合部、シールリング６との接合部およびリード部材２３の鍔部２３ａとの接合部に該当する位置に、モリブデン、マンガン等を含むメタライズパターンｐが形成され
ている。そして、約１６００℃の温度で焼成し、所定形状に切断することにより、枠体２２の絶縁部材２２ｂが作製される。なお、メタライズパターンｐは、焼成されることによって形成されたモリブデン−マンガン合金の表面に、ニッケルから成るメッキ層が設けられる。
【００４３】
次に、リード部材２３は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金を型枠に鋳込んで作製したインゴットを周知の切削加工、打ち抜き加工、プレス加工等の金属加工法を用いて所定の形状に作製される。このとき、鍔部２３ａについても、リード部材２３の円柱部と一体に形成される。そして、リード部材２３は、絶縁部材２２ｂの貫通孔Ｈに外側から挿し込まれ、絶縁部材２２ｂの外側面に形成されたメタライズパターンｐとリード部材２３の鍔部２３ａの側面とが当接させて、両部材をろう材を介して接続する。
【００４４】
次に、金属基板２１と、金属部材２２ａと、リード部材２３が接続された絶縁部材２２ｂと、シールリング６とをろう材等の接合材を介して固定する。具体的には、金属基板２１は、上面に金属部材２２ａのコの字状の両端部の側面と絶縁基板２２ｂの内側面とが当接するように配置されるとともに、枠体２２の上面にシールリング６が配置され、ろう材を介してそれぞれ固定される。このとき、絶縁部材２２ｂは、メタライズパターンｐが設けられた外側面が絶縁部材２２ｂの直下に位置する金属基板２１の側面よりも外側に食み出すとともに、平面視して絶縁部材２２ｂの端部は、隣接する金属部材２２ａの外側面より外側に突出するように金属基板２１および金属部材２２ａに固定される。このようにして、半導体素子収納用パッケージ２を作製することができる。
【００４５】
また、絶縁基板は、枠体２２の絶縁部材２２ｂと同様に、グリーンシートが用いられる。そして、それらを焼成することによって所定形状の絶縁基板が作製される。そして、絶縁基板は、金属基板２１の上側主面で枠体２２に囲まれる実装領域Ｒに接合材を介して接合される。
【００４６】
ここで、半導体装置の製造方法について説明する。半導体装置は、半導体素子収納用パッケージ２に、パワー半導体素子３および蓋体４を備えている。蓋体４は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金を型枠に鋳込んで作製したインゴットを周知の切削加工や打ち抜き加工等の金属加工法を用いて所定の形状に作製される。パワー半導体素子３は、絶縁基板に接着固定され、ボンディングワイヤ等を介してリード部材２３に電気的に接続される。そして、蓋体４は、シールリング６を介して枠体２２上にシーム溶接されて設けられる。すなわち、半導体装置１は、パワー半導体素子３が蓋体４によって気密に封止される。
【符号の説明】
【００４７】
１  半導体装置
２  半導体素子収納用パッケージ
２１  金属基板
２２  枠体
２２ａ  金属部材
２２ｂ  絶縁部材
２３  リード部材
２３ａ  鍔部
３  パワー半導体素子
４  蓋体
６  シールリング
Ｒ  実装領域
Ｈ  貫通孔
ｐ  メタライズパターン
【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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