(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側主面に半導体素子が搭載される搭載部を有するとともに、側面から下側主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部を有する基板と、
該基板の下側主面のうち平面透視して前記搭載部を間に挟む位置に設けられた一対の固定部材とを備えており、
該一対の固定部材のそれぞれは、前記切り欠き部の内側を通って前記基板の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部と、該複数の延在部の各々に設けられた、外部部材に固定するためのネジ止め部とを有していることを特徴とする半導体装置用基体。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置用基体であって、
前記基板の前記下側主面のうち前記一対の固定部材の間に放熱部材がさらに設けられていることを特徴とする半導体装置用基体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置用基体と、
前記基板の前記搭載部に搭載された半導体素子とを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
上下面を貫通して切り抜かれた切り抜き部を有するとともに、側面から下側主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部を有する基板と、
前記切り抜き部に取り付けられた、上面に半導体素子の搭載部を有する放熱部材と、
該基板の下側主面のうち前記放熱部材を間に挟む位置に設けられた一対の固定部材とを備えており、
該一対の固定部材のそれぞれは、前記切り欠き部の内側を通って前記基板の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部と、該複数の延在部の各々に設けられた、外部部材に固定するためのネジ止め部とを有していることを特徴とする半導体装置用基体。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置用基体と、
前記放熱部材の前記搭載部に搭載された半導体素子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、例えば、半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
素子収納用パッケージにおいて、基板が個別に設けられた固定部材を介して実装基板に固定されたものがある。このような素子収納用パッケージとしては、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１１４６６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、固定部材を固定する力が不均一になりやすく、この不均一な部分に、基板と固定部材の熱膨張係数に起因して発生する熱応力等が集中しやすいため、基板の割れやクラック等が発生しやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置用基体の固定部材が固定される際の応力を緩和することができる半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明における半導体装置用基体は、上側主面に半導体素子が搭載される搭載部を有するとともに、側面から下側主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部を有する基板と、該基板の下側主面のうち平面透視して前記搭載部を間に挟む位置に設けられた一対の固定部材とを備えており、該一対の固定部材のそれぞれは、前記切り欠き部の内側を通って前記基板の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部と、該複数の延在部の各々に設けられた、外部部材に固定するためのネジ止め部とを有していることを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するために本発明における半導体装置は、本発明に係る半導体装置用基体と、前記基板の前記搭載部に搭載された半導体素子とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するために本発明における半導体装置用基体は、上下面を貫通して切り抜かれた切り抜き部を有するとともに、側面から下側主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部を有する基板と、前記切り抜き部に取り付けられた、上面に半導体素子の搭載部を有する放熱部材と、該基板の下側主面のうち前記放熱部材を間に挟む位置に設けられた一対の固定部材とを備えており、該一対の固定部材のそれぞれは、前記切り欠き部の内側を通って前記基板の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部と、該複数の延在部の各々に設けられた、外部部材に固定するためのネジ止め部とを有していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するために本発明における半導体装置は、本発明に係る半導体装置用基体と、前記放熱部材の前記搭載部に搭載された半導体素子とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置は、固定部材が固定される際の応力を緩和することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態１に係る半導体装置および外部部材の斜視図である。
【図２】本実施形態１に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は半導体装置用基体の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置用基体の下面図、（ｃ）は（ａ）に示す半導体装置用基体のＸ−Ｘで切断したときの断面図である。
【図３】本実施形態１に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は他の例の半導体装置用基体の下面図、（ｂ）はさらに他の例の半導体装置用基体の下面図である。
【図４】本実施形態１に係る半導体装置用基体に放熱部材を配置した場合の下面図である。
【図５】本実施形態１の変形例１に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は半導体装置用基体の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置用基体の下面図である。
【図６】本実施形態１の変形例２に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は半導体装置用基体の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置用基体の下面図、（ｃ）は（ａ）に示す半導体装置用基体のＹ−Ｙで切断したときの断面図である。
【図７】本実施形態１の変形例３に係る半導体装置用基体の下面図である。
【図８】本実施形態２に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は半導体装置用基体の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置用基体の下面図、（ｃ）は（ａ）に示す半導体装置用基体のＸ−Ｘで切断したときの断面図である。
【図９】本実施形態２に係る半導体装置用基体および半導体装置であって、（ａ）は半導体装置用基体および外部部材の斜視図、（ｂ）は（ａ）の半導体装置用基体を備えた半導体装置の斜視図、（ｃ）は他の例の半導体装置の斜視図である。
【図１０】本実施形態２の変形例１に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は半導体装置用基体の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置用基体の下面図である。
【図１１】本実施形態２の変形例２に係る半導体装置用基体であって、（ａ）は半導体装置用基体の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置用基体の下面図、（ｃ）は（ａ）に示す半導体装置用基体のＹ−Ｙで切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
＜実施形態１＞
＜半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置の構成＞
本実施形態１に係る半導体装置用基体、ならびにそれを備えた半導体装置は、図１乃至図２に示すような構成である。半導体装置用基体１は、上側主面に半導体素子４が搭載される搭載部２ａを有する基板２と、基板２の下側主面のうち平面透視して搭載部２ａを間に挟む位置に設けられた一対の固定部材３とを備えており、一対の固定部材３のそれぞれは、基板２の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部３ａと、複数の延在部３ａの各々に設けられた、外部部材８に固定するためのネジ止め部３ｂとを有している。
【００１４】
また、半導体装置は、本発明に係る半導体装置用基体１と、基板２の搭載部２ａに搭載された半導体素子４とを備えている。
【００１５】
基板２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。基板２は、上側主面に、例えば、ＬＤ（半導体レーザ）、ＰＤ（フォトダイオード）等の半導体素子４が搭載される搭載部２ａを有している。また、基板２の上側主面には、半導体素子４に高周波信号を入出力するための伝送線路２ｂの線路導体が形成されている。また、線路導体としては、例えば、半導体素子４への入出力をする配線パターン２ｅ等がある。基板２の厚みは、例えば、１．０（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されている。
【００１６】
基板２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ス等のセラミック材料から成る。基板２は、半導体素子４の発熱をすみやかに放熱し、かつ高い絶縁性を有する材料が好ましい。
【００１７】
また、基板２の上側主面の伝送線路２ｂは、タングステン、モリブデンまたはマンガン等で形成されている。また、基板２は、基板２と固定部材３との接合部にメタライズ層が形成されている。
【００１８】
基板２は、平板形状のグリーンシートに金型を用いた打ち抜きを施すことによってそれぞれの形状に合わせて製作される。そして、基板２の上側主面の伝送線路２ｂおよびメタライズ層は、セラミックグリーンシートに、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合してなる金属ペーストを予め周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって形成される。そして、これらのセラミックグリーンシートを複数積層することによって基板２が形成される。
【００１９】
固定部材３は、基板２の下側主面のうち平面透視して搭載部２ａを間に挟む位置に一対をなして設けられている。すなわち、基板２の下側主面に固定部材３が対向して設けられている。一対の固定部材３のそれぞれは、基板２の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部３ａと、複数の延在部３ａの各々に設けられた、外部部材８に固定するためのネジ止め部とを有している。
【００２０】
ネジ止め部３ｂは、外部部材８との固定のための貫通孔３ｃが延在部３ａに設けられている。基板２は外部部材８に設けられた固定部８ａに固定部材３を介して外部部材８に固定される。また、ネジ止め部３ｂは、複数の固定部８ａを固定できるようにネジ止め部３ｂがそれぞれ繋がっている。固定部材３は、基板２の上側主面側から平面透視したときに、基板２の上側主面に搭載される半導体素子４と重ならないように基板２の下側主面に設けられることが好ましい。また、固定部材３のネジ止め部３ｂは、２つとは限らず、基板２と外部部材８の固定の状態に合わせて、２つ以上の複数個設けてもよい。
【００２１】
固定部材３は、図２または図３に示すように、外部部材８に設けられた固定部８ａが固定できるような形状であればよく、外部部材８の固定部８ａと基板２との関係で、固定部材３の形状は適切な形状にすればよい。図３（ａ）に示すように、例えば、固定部材３が、基板２の外周部からはみ出る形状であってもよい。また、図３（ｂ）に示すように、例えば、固定部材３の延在部３ａが基板２の長手方向の外側に延在する形状であってもよい。
【００２２】
また、固定部材３は、図３（ａ）に示すように、基板２の外周部からはみ出て設けられていることにより、半導体素子４から固定部材３に伝達された熱が、基板２の外周部からはみ出した固定部材３の表面から大気中に放熱される。これによって、半導体装置の放熱性が向上し、半導体素子４は安定して作動することができる。
【００２３】
外部部材８は、例えば、半導体装置を搭載する実装基板、すなわち、半導体装置を固定する取り付け部材である。また、外部部材８は、例えば、半導体装置を実装するガラスエポキシ基板等のプリント配線基板等である。
【００２４】
外部部材８がプリント配線基板の場合、例えば、半導体装置とともに、集積回路、抵抗器、コンデンサー、インダクター等の電子部品が外部部材８の表面に実装されている。外部部材８が電子部品等を実装したプリント配線基板の場合、各電子部品が電気配線で接続されるとともに電流、電圧が印加されることにより、外部部材８が電子回路として機能する。また、外部部材８は、例えば、半導体素子４が搭載された半導体装置を固定する取り付け部材であり、半導体装置に搭載される半導体素子４の動作特性を評価するために半導体装置を固定するものであってもよい。
【００２５】
また、固定部材３は、半導体素子４から発生する熱を効率よく放熱するために、放熱性に優れた材料から成ることが好ましい。固定部材３の熱伝導率は、例えば、１０（ｗ／ｍ・Ｋ）以上３８０（ｗ／ｍ・Ｋ）以下に設定されることが好ましい。また、固定部材３の熱膨張係数は、例えば、４．０（ｐｐｍ／℃）以上７．５（ｐｐｍ／℃）以下に設定されることが好ましい。固定部材３は、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金または鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等の金属材料から成る。これらの金属のインゴットを周知の圧延加工法や打ち抜き加工法、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製作される。また、固定部材３の厚みは、例えば、半導体装置を外部部材８に固定する際のネジ止め部３ｂに加えられる応力を固定部材３で変形させて緩和するという点から、０．３（ｍｍ）以上１．０（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、基板２と固定部材３は、銀（Ａｇ）ロウまたは銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）ロウ等のロウ材から成る接合材を介して接合される。
【００２６】
基板２は、半導体素子４から発生する熱を効率よく放熱するために、図４に示すように、基板２の下側主面のうち一対の固定部材３の間に放熱部材５をさらに設けてもよい。放熱部材５は、半導体素子４から発生する熱を効率よく放熱するために、放熱性に優れた材料から成ることが好ましい。放熱部材５の熱伝導率は、例えば、１０（ｗ／ｍ・Ｋ）以上３８０（ｗ／ｍ・Ｋ）以下に設定されることが好ましい。また、放熱部材５の熱膨張係数は、例えば、４．０（ｐｐｍ／℃）以上７．５（ｐｐｍ／℃）以下に設定されることが好ましい。放熱部材５は、例えば、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金または鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金、銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金等の金属材料から成る。
【００２７】
また、放熱部材５は、これらの金属のインゴットを周知の圧延加工法や打ち抜き加工法、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製作される。放熱部材５の厚みは、放熱性の点から、例えば、０．３（ｍｍ）以上１．０（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、固定部材３が外部部材８に固定されるため、放熱部材５の厚みは、固定部材３の厚みと同等、もしくは固定部材３の厚みより大きく設定されることが好ましい。これによって、放熱部材５と外部部材８と密着性が向上し、半導体素子４からの熱が放熱部材５を介して効果的に外部部材８に伝達されるとともに放熱される。
【００２８】
放熱部材５は、一対の固定部材３の間に設けられているため、半導体装置を外部部材８に固定する際のネジ止め部３ｂに加えられる応力や、固定部材３が変形することによって生じる応力が放熱部材５に伝わることが抑制される。また、これらの応力に起因する放熱部材５の変形が抑制される。これによって、放熱部材５の変形や内部応力により、半導体素子４の割れやクラック等の発生が抑制される。また、基板２の上側主面に形成されている伝送線路２ｂ等の断線が抑制される。
【００２９】
放熱部材５のビッカース硬度は、例えば、１５０（ＨＶ）以上３５０（ＨＶ）以下に設定されることが好ましい。また、固定部材３のビッカース硬度は、例えば、１００（ＨＶ）以上２００（ＨＶ）以下に設定されることが好ましい。
【００３０】
また、放熱部材５のビッカース硬度は固定部材３のビッカース硬度より大きく設定されることが好ましい。これによって、半導体装置を外部部材８に固定する際にネジ止め部３ｂに加えられる応力または外部要因によって生じる応力による変形が固定部材３で吸収されるとともに、ビッカース硬度が大きい放熱部材５の変形が抑制される。これにより、放熱部材５の変形や内部応力によって生じる半導体素子４の割れやクラック等の発生が抑制される。また、基板２の上側主面に形成されている伝送線路２ｂ等の断線が抑制される。
【００３１】
また、放熱部材５の形状は、矩形状に限らず、放熱することができる形状で有ればよく、基板２の大きさや固定部材３が設けられる位置等に応じて適切な形状にすればよい。また、放熱部材５は、基板２を上側主面から平面透視して、少なくとも、搭載される半導体素子４の搭載位置を含むように設けられることが好ましい。また、放熱部材５と基板２は、例えば、銀（Ａｇ）ロウまたは銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）ロウ等のロウ材から成る接合材を介して接合される。
【００３２】
ホルダー６は、同軸コネクタ７を固定するものである。ホルダー６は、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金または鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等の金属材料から成る。これらの金属のインゴットを周知の圧延加工法や打ち抜き加工法、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製作される。
【００３３】
同軸コネクタ７はホルダー６に固定されており、そして、ホルダー６が基板２の側面に接合されている。同軸コネクタ７は、外部の電気回路と半導体素子４とを電気的に接続する機能を有する。同軸コネクタ７は、高周波信号が伝送される中心導体と、この中心導体の周囲に設けられた中心導体を電気的に絶縁するための絶縁体と、この絶縁体の外周に設けられてグランドとなる外周導体とから構成されている。
【００３４】
本実施形態１の半導体装置用基体によれば、基板２が、ネジ止め部３ｂが繋がっている固定部材３を介して、外部部材８の固定部８ａに固定されるため、半導体装置用基体１が外部部材８に固定される際に、固定部材３に加えられる固定力に起因した応力が、基板２に設けられた固定部材３で分散される。固定部材３の変形や局所的な応力により、基板２に搭載された半導体素子４や伝送線路２ｂ等への影響を小さくすることができる。
【００３５】
これによって、半導体装置用基体１は外部部材８に固定部材３を介して均一な力で固定することができる。したがって、均一な力で固定されるため、半導体素子４や外部環境からの熱によって、固定部材３と基板２との熱膨張係数差に起因して発生する熱応力が、固定力に起因した応力が不均一な部位に集中することが抑制される。すなわち、固定力に起因して固定部材３に蓄積される応力が、基板２に設けられた固定部材３を介して分散される。これによって、応力が一部に集中することによる半導体装置用基体１のクラックや基板２と固定部材３との剥がれ等を抑制することができる。また、半導体素子４の割れやクラック、伝送線路２ｂ等の線路導体の断線が抑制される。
【００３６】
また、固定部材３が、基板２の上面側から平面透視して基板２の上側主面の半導体素子と重ならないように基板２の下側主面に設けられ、外部部材８の隣り合う固定部８ａを連結して固定しているため、半導体装置用基体１が外部部材８に固定される場合、固定部材３に加えられる固定力によって発生する固定部材３への応力が、基板２を介して半導体素子４に伝わりにくくなる。すなわち、固定部材３を固定する際の応力が半導体素子４への影響を小さくすることができる。これによって、半導体素子４の割れやクラック等の発生が抑制される。
【００３７】
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。以下、本実施形態１の変形例について説明する。なお、本実施形態の変形例に係る半導体装置用基体のうち、本実施形態１に係る半導体装置用基体と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００３８】
＜変形例１＞
本実施形態１に係る変形例の半導体装置用基体１は、図５に示すように、基板２が、平面透視して固定部材３と重なる位置に、基板２の側面から下面主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部２ｃを有していてもよい。基板２の側面から下面主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部２ｃを有しているため、基板２と固定部材３との接合面積が小さくなるとともに、固定部材３が変形する部位が大きくなるため、基板２が反っていても、固定部材３を固定する際に加えられる力に起因した応力が、固定部材３が変形することによって吸収され、これらの応力による基板２の変形を抑制することができる。
【００３９】
また、固定部材３と切り欠き部２ｃとの距離Ａは、基板２の下側主面を平面視して、例えば、０．１（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、固定部材３と切り欠き部２ｃの距離Ｂは、基板２の下側主面を平面視して、例えば、０．２（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。
【００４０】
距離Ａが０．１ｍｍ未満の場合、距離Ａの部分で固定部材３と基板２が接合される接合面積が小さくなり、固定部材３を固定する際の応力が固定部材３の内側の角部、すなわち、固定部材３が連結部から延在部３ａへ屈曲する部分の角部に集中することにより、固定部材３が基板２から剥がれやすくなる。また、距離Ａが２．５ｍｍより大きい場合、距離Ａの部分で固定部材３と基板２が接合される接合面積が大きくなり、固定部材３と基板２との熱膨張係数差に起因する応力により、基板２にクラックが発生したり、基板２が変形したりする。よって、距離Ａは、０．１（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることにより、半導体装置用基体１は、固定部材３の剥がれや基板２のクラックや変形の発生が抑制される。
【００４１】
また、距離Ｂが０．２ｍｍ未満の場合、固定部材３の延在部３ａと切り欠き部２ｃとの間隙が狭くなり、固定部材３を外部部材８に固定する際に距離Ａの部分で生じる応力が切り欠き部２ｃの角部にも集中することになる。これによって、切り欠き部２ｃの角部を起点として基板２にクラックが発生しやすくなる。また、距離Ｂが２．５ｍｍより大きい場合、固定部材３の延在部３ａの間に位置する基板２の厚みが、切り欠き部２ｃによって薄くなる部位が増加して、固定部材３の延在部３ａの間に位置する基板２の剛性が低下する。よって、固定部材３を外部部材８に固定する際の固定力によって発生する基板２への応力により、基板２にクラックが発生したり、基板２が変形したりする。よって、距離Ｂは、０．２（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることにより、半導体装置用基体１は、基板２のクラックや変形の発生が抑制される。
【００４２】
また、切り欠き部２ｃは、基板２の下側主面を平面視して固定部材３の延在部３ａに平行な方向の距離をＣ、固定部材３の延在部３ａに垂直な方向の距離をＤとする場合、Ｃ／Ｄが０．１以上１．０以下であることが好ましい。Ｃ／Ｄが０．１未満の場合、切り欠き部２ｃに納まる固定部材３の部位が短くなり、固定部材３を押え付ける力に起因した応力が、固定部材３の変形によって吸収されにくくなる。これによって、固定部材３を押さえ付ける力による基板２の変形が大きくなる。また、Ｃ／Ｄが１．０より大きい場合、切り欠き部２ｃに納まる固定部材３の部位が長くなり、固定部材３を押え付ける力に起因した応力が、固定部材３の変形によって必要以上に吸収され、基板２を外部部材８へ押え付ける力が低下し、基板２を外部部材８に強固に取り付けることができない。
【００４３】
本実施形態１に係る変形例の半導体装置用基体１は、基板２と固定部材３との接合端面へのネジ止めの際の応力が緩和される。すなわち、切り欠き部２ｃを設けることにより、固定部材３が変形できる部位が大きくなり、固定部材３の垂直方向の変形幅が大きくなる。固定部材３の変形幅が大きいため、固定部材３を固定する際の応力が、変形幅の大きくなった固定部材３の部位で変形することにより、応力を吸収することができる。
【００４４】
また、図５（ａ）に示すように、切り欠き部２ｃが基板２の隣り合う側面の角部まで切り欠かれていることにより、半導体素子４からの熱が基板２を介して固定部材３に伝達され、伝達された熱が固定部材３から切り欠き部２ｃを介して効率よく大気中に放散される。これによって、半導体装置は、安定した動作を維持することができる。
【００４５】
＜変形例２＞
本実施形態１に係る変形例の半導体装置用基体１は、図６に示すように、固定部材３の延在部３ａが、基２板を平面透視して、切り欠き部２ｃの内側を通って基板２の外側に延在していてもよい。すなわち、延在部３ａの一部が、基板２を平面透視して、切り欠き部２ｃの内側に位置している。延在部３ａが、切り欠き部２ｃの内側を通って基板２の外側に延在しているため、基板２が上側主面に反っても、基板２の反りを吸収して緩和することができる。すなわち、基板２を固定部材３のネジ止め部３ｂから側面視したときに、固定部材３を押え付ける力に起因した応力が基板２の内側に位置することから、固定部材３の延在部３ａと垂直な方向の基板２の変形を抑制することができる。
【００４６】
また、切り欠き部２ｃは、図６（ｂ）に示すように、基板２の下側主面を平面視して、固定部材３と切り欠き部２ｃとの距離Ｅは、変形例１と同様に、固定部材３の連結部における内側の角部に応力を集中させないという点と、固定部材３からの放熱性と基板２の変形を抑制するという点から、例えば、０．１（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。
【００４７】
また、基板２の下側主面を平面視して、固定部材３と切り欠き部２ｃとの間隙Ｆは、変形例１と同様に、切り欠き部２ｃの角部に応力を集中させないという点と、基板２の剛性を低下させないという点から、例えば、０．２（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。
【００４８】
また、切り欠き部２ｃは、基板２の下側主面を平面視して固定部材３の延在部に平行な方向の距離をＧ、固定部材３の延在部３ａに垂直な方向の距離をＨとする場合、Ｇ／Ｈが０．１以上１．０以下であることが好ましい。Ｇ／Ｈが０．１未満の場合、基板２の下側主面を平面視して、切り欠き部２ｃに納まる固定部材３の部位が短くなり、固定部材３を押え付ける力に起因した応力が、固定部材３の変形によって吸収されにくくなる。これによって、固定部材３を押さえ付ける力による基板２の変形が大きくなる。また、Ｇ／Ｈが１．０より大きい場合、基板２の下側主面を平面視して、切り欠き部２ｃに納まる固定部材３の部位が長くなり、固定部材３を押え付ける力に起因した応力が、固定部材３の変形によって必要以上に吸収され、基板２を外部部材８へ押え付ける力が低下し、基板２を外部部材８に強固に取り付けることができない。
【００４９】
また、切り欠き部２ｃは、図６（ｃ）に示すように、基板２を断面視して、切り欠き部２ｃの切り欠き量Ｇは、固定部材３からの放熱性と基板２の変形を抑制するという点から、０．２（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）に設定されることが好ましい。また、基板２を断面視して、切り欠き部２ｃの固定部材３と基板２との間隙Ｊは、固定部材３からの放熱性と基板２の変形を抑制するという点から、０．２（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。
【００５０】
＜変形例３＞
本実施形態１に係る変形例の半導体装置用基体１は、図７に示すように、固定部材３のネジ止め部３ｂは、外部部材８に固定するために切り欠いたネジ切り部３ｄが設けられてもよい。
【００５１】
ネジ止め部３ｂは、切り欠いたネジ切り部３ｄが設けられているので、固定部材３を固定力で固定する場合に、ネジ切り部３ｃの切り欠かれた部位に付加される固定力が固定部材３に直接的に付加されないため、これらの固定力に起因して固定部材３に生じる応力が抑制される。これによって、これらの応力による固定部材３の変形や基板２の変形が抑制される。また、ネジ切り部３ｄは、固定部材３のネジ止め部３ｂが切り欠いた形状であればよく、形状は限定されない。
【００５２】
＜実施形態２＞
＜半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置の構成＞
実施形態２に係る半導体装置用基体のうち、本実施形態１に係る半導体装置用基体と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００５３】
本実施形態２に係る半導体装置用基体、ならびにそれを備えた半導体装置は、図８乃至図９に示すような構成である。半導体装置用基体１０は、上下面を貫通して切り抜かれた切り抜き部２ｄを有する基板２０と、切り抜き部２ｄに取り付けられた、上面に半導体素子４の搭載部５ａを有する放熱部材５と、基板２０の下側主面のうち放熱部材５を間に挟む位置に設けられた一対の固定部材３とを備えており、一対の固定部材３のそれぞれは、基板２の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部３ａと、複数の延在部３ａの各々に設けられた、外部部材８に固定するためのネジ止め部３ｂとを有している。
【００５４】
また、半導体装置は、本発明の半導体装置用基体１０と、放熱部材５の搭載部５ａに搭載された半導体素子４とを備えている。
【００５５】
半導体装置用基体１０は、図８（ａ）に示すように、基板２０の上下面を貫通して切り抜かれた切り抜き部２ｄを有している。切り抜き部２ｄに半導体素子４の搭載部５ａを有する放熱部材５が取り付けられている。また、切り欠き部２ｄが設けられる位置は、基板２０の中央部に限らず、基板２０の周辺部であってもよく、半導体素子４が搭載される位置に応じて切り欠き部２ｄの位置は決定される。
【００５６】
固定部材３が、基板２０の下側主面のうち放熱部材５を間に挟む位置に一対をなして設けられている。一対の固定部材３のそれぞれは、基板２の外側に延在するとともに互いに離間して設けられた複数の延在部３ａと、複数の延在部３ａの各々に設けられた、外部部材８に固定するためのネジ止め部３ｂとを有している。なお、基板２０は、基板２に切り抜き部２ｄを設けたものである。したがって、本発明の半導体装置用基体１０は、半導体装置用基体１と同様な効果を有する。
【００５７】
放熱部材５は、図８（ｃ）に示すように、基板２０の切り抜き部２ｄの周辺部に接合されて取り付けられても、あるいは、基板２０の切り抜き部２ｄに嵌合されて取り付けられてもよい。
【００５８】
半導体装置用基体１０は、図９（Ａ）に示すように、基板２０の上側主面に半導体素子４への入出力をする配線パターン２ｅが形成されている。図９（ｂ）または図９（ｃ）に示すように、切り抜き部２ｄで形成されたキャビティ内に半導体素子４が収納され、放熱部材５の搭載部５ａ上に搭載される。半導体素子４は、基板２０の上側主面に形成された配線パターン２ｅにボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。これによって、基板２０の切り欠き部２ｄに取り付けられた放熱部材５に半導体素子４が搭載されることにより、半導体素子４が放熱部材５の搭載部５ａ上に直接搭載されるため、半導体素子４から発生する熱が放熱部材５を介して効率的に放熱される。
【００５９】
なお、リード端子９が基板２０の上側主面に形成された配線パターン２ｅに導電部材を介して接合されることにより、リード端子９を介して外部からの電気信号が入力され、半導体素子４を駆動することができる。
【００６０】
固定部材３のネジ止め部３ｂは、図９（ａ）または図９（ｂ）に示すように、外部部材８を固定するための貫通孔３ｃ、または、図９（ｃ）に示すように、外部部材８を固定するために切り欠いたネジ切り部３ｄが設けられている。
【００６１】
また、図９（ａ）に示すような半導体装置用基体１において、リード端子９との接続部を枠体の外側に露出するように基板２０の配線パターン２ｅ上に枠体等を設けることで、半導体素子収納用パッケージとすることができる。また、図９（ｂ）または（ｃ）に示すような半導体装置用基体についても同様に半導体素子収納用パッケージにすることができる。
【００６２】
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。以下、本実施形態２の変形例について説明する。なお、本実施形態２の変形例に係る半導体装置用基体のうち、本実施形態１に係る半導体装置用基体と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００６３】
＜変形例１＞
本実施形態２に係る変形例の半導体装置用基体１０は、図１０に示すように、基板２０が、平面透視して固定部材３と重なる位置に、基板２０の側面から下面主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部２ｃを有していてもよい。基板２０の側面から下面主面にかけて切り欠いて成る切り欠き部２ｃを有しているため、基板２０と固定部材３との接合面積が小さくなるとともに、固定部材３が変形する部位が大きくなるため、基板２０が反っていても、固定部材３を固定する際に加えられる力に起因した応力が、固定部材３が変形することによって吸収され、これらの応力による基板２０の変形を抑制することができる。
【００６４】
実施形態１の変形例１と同様に、固定部材３と切り欠き部２ｃとの距離Ａは、基板２０の下側主面を平面視して、例えば、０．１（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、固定部材３と切り欠き部２ｃの距離Ｂは、基板２０の下側主面を平面視して、例えば、０．２（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、切り欠き部２ｃは、基板２０の下側主面を平面視して固定部材３の延在部３ａに平行な方向の距離をＣ、固定部材３の延在部３ａに垂直な方向の距離をＤとする場合、Ｃ／Ｄが０．１以上１．０以下であることが好ましい。
【００６５】
＜変形例２＞
本実施形態２に係る変形例の半導体装置用基体１０は、図１１に示すように、固定部材３の延在部３ａが、基板を平面透視して、切り欠き部２ｃの内側を通って基板２０の外側に延在していてもよい。延在部３ａが、切り欠き部２ｃの内側を通って基板２０の外側に延在しているため、基板２０が上側主面に反っても、基板２０の反りを吸収して緩和することができる。すなわち、基板２０を固定部材３のネジ止め部３ｂから側面視したときに、固定部材３を押え付ける力に起因した応力が基板２０の内側に位置することから、固定部材３の延在部３ａと垂直な方向の基板２０の変形を抑制することができる。
【００６６】
実施形態１の変形例２と同様に、切り欠き部２ｃは、図１１（ｂ）に示すように、基板２０の下側主面を平面視して、固定部材３と切り欠き部２ｃとの距離Ｅは、変形例１と同様に、固定部材３の連結部における内側の角部に応力を集中させないという点と、固定部材３からの放熱性と基板２０の変形を抑制するという点から、例えば、０．１（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、基板２０の下側主面を平面視して、固定部材３と切り欠き部２ｃとの間隙Ｆは、変形例１と同様に、切り欠き部２ｃの角部に応力を集中させないという点と、基板２０の剛性を低下させないという点から、例えば、０．２（ｍｍ）以上２．５（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。
【００６７】
また、実施形態１の変形例２と同様に、切り欠き部２ｃは、基板２０の下側主面を平面視して固定部材３の延在部に平行な方向の距離をＧ、固定部材３の延在部３ａに垂直な方向の距離をＨとする場合、Ｇ／Ｈが０．１以上１．０以下であることが好ましい。
【００６８】
また、切り欠き部２ｃは、図１１（ｃ）に示すように、基板２０を断面視して、切り欠き部２ｃの切り欠き量Ｇは、固定部材３からの放熱性と基板２０の変形を抑制するという点から、０．２（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。また、基板２０を断面視して、切り欠き部２ｃの固定部材３と基板２０との間隙Ｊは、固定部材３からの放熱性と基板２０の変形を抑制するという点から、０．２（ｍｍ）以上２．０（ｍｍ）以下に設定されることが好ましい。
【００６９】
＜半導体装置用基体、およびそれを備えた半導体装置の製造方法＞
ここで、半導体装置用基体１または１０、およびそれを備えた半導体装置の製造方法を説明する。
【００７０】
基板２または２０は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、グリーンシートは、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、可塑剤、溶剤、分散剤等を混合添加してペースト状とし、ドクターブレード法やカレンダーロール法等によって形成される。
【００７１】
そして、平板形状のグリーンシートに金型を用いた打ち抜きを施すことによってそれぞれの形状に合わせて製作される。
【００７２】
また、基板２または２０は、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の高融点金属粉末に有機バインダ、可塑剤、溶剤等を添加してなる金属ペーストを、上面の所定位置にスクリーン印刷法等によって印刷塗布して、伝送線路２ｂとなるメタライズ層が形成されたグリーンシートを製作する。また、固定部材３およびホルダー６との接合部に該当する位置にメタライズ層が形成されたグリーンシートを製作する。これらのグリーンシートを積層して、約１６００℃の温度で同時に焼成した後、電解メッキ又は無電解メッキ等のメッキ形成方法によって、メタライズ層上に厚さ３．０（μｍ）以下のニッケルメッキ層が形成され、基板２または２０が製作される。
【００７３】
固定部材３は、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）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して製作される。また、固定部材３は、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）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して製作される。
【００７４】
そして、基板２または２０と固定部材３とが銀（Ａｇ）ロウまたは銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）ロウ等のロウ材を介して接合された後、電解メッキ又は無電解メッキ等のメッキ形成方法によって、固定部材３および伝送線路２ｂの表面に、厚さ３．０（μｍ）以下のニッケルメッキ層と、厚さ３．０（μｍ）以下の金メッキ層とが順次に形成される。
【００７５】
ここで、半導体装置の製造方法について説明する。
【００７６】
ホルダー６は、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）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して製作される。そして、基板２の側面に銀（Ａｇ）ロウまたは銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）ロウ等のロウ材、半田材または樹脂接合材等を介して接合される。
【００７７】
同軸コネクタ７は、以下の方法により製作される。
【００７８】
外周導体および中心導体は、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属材料からプレス加工，切削加工等により所定の形状に製作される。
【００７９】
まず、同軸コネクタ８の中央部の形状を有する型枠によって、中心導体が挿入される貫通孔が形成された筒状の硼珪酸ガラス体を準備する。
【００８０】
次に、周知の金属加工法等によって、同軸コネクタ７の中央部の絶縁体の外周面に沿った内周面を有する筒状の外周導体となる金属パイプを鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等で製作して準備する。
【００８１】
筒状の硼珪酸ガラス体に、貫通孔に中心導体を挿入し、金属パイプを嵌め込む。そして、これらの部材を同軸コネクタ７の形状に成形された型枠に嵌め込み、硼珪酸ガラス体の表面が溶融する程度の温度を加え、中心導体と硼珪酸ガラス体と金属パイプとを接着し、同軸コネクタ７が製作される。
【００８２】
半導体素子４が、半導体装置用基体１または２０の基板２の載置部２ａまたは放熱部材５の搭載部５ａに、例えば、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田または金（Ａｕ）−ゲルマニウム(Ｇｅ)半田等の材料で伝送線路２ｂに電気的に接続される。また、同軸コネクタ７の中心導体が、伝送線路２ｂに金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田、金（Ａｕ）−ゲルマニウム（Ｇｅ）半田等のロウ材を介して電気的に接続される。これによって、半導体装置が製作される。
【符号の説明】
【００８３】
１、１０  半導体装置用基体
２、２０  基板
２ａ  搭載部
２ｂ  伝送線路
２ｃ  切り欠き部
２ｄ  切り抜き部
２ｅ  配線パターン
３  固定部材
３ａ  延在部
３ｂ  ネジ止め部
３ｃ  貫通孔
３ｄ  ネジ切り部
４  半導体素子
５  放熱部材
５ａ  搭載部
６  ホルダー
７  同軸コネクタ
８  外部部材
８ａ  固定部
９  リード端子
【図１】
0005721359.tif 000002
【図２】
0005721359.tif 000003
【図３】
0005721359.tif 000004
【図４】
0005721359.tif 000005
【図５】
0005721359.tif 000006
【図６】
0005721359.tif 000007
【図７】
0005721359.tif 000008
【図８】
0005721359.tif 000009
【図９】
0005721359.tif 000010
【図１０】
0005721359.tif 000011
【図１１】
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