(57)【要約】  本発明は、半導体モジュールと冷却器との間の充填領域に設けられるグリース部材のポンプアウトを防止・抑制する構造の半導体装置を提供することを目的とする。そして、本発明は、半導体モジュール（３０）の放熱材（３２）の底面である放熱面と、冷却器（４０）の表面との間の充填領域に、グリースを構成材料としたグリース層（６１）が設けられる。さらに、グリース層（６１）の側面領域を全て隙間無く覆って、冷却器（４０）の表面上にシール材（５１）が形成される。シール材（５１）は構成材料として液状硬化型シール剤を用いている。
2015102046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に放熱面（３２，３４，３８）を有する半導体モジュール（３０，３０Ｂ〜３０Ｆ）と、
表面が前記放熱面に対向するように設けられる冷却器（４０，４０Ｂ〜４０Ｊ）と、
前記半導体モジュールの前記放熱面と前記冷却器の表面との間の充填領域に設けられるグリース部材（６１〜６３）と、
前記グリース部材の側面領域を隙間無く覆って、前記冷却器の表面上に形成される周辺密着部材（５１，５２）とを備える、
半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記周辺密着部材（５１）は、
液状熱硬化型シール剤を構成材料とする、
半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記周辺密着部材（５２）は、
針入度が５５以下のゲル状物質を構成材料とする、
半導体装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｂ，４０Ｃ）は表面に冷却器用凹凸領域（８１，８３）を有することを特徴とする、
半導体装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記半導体モジュール（３０Ｂ，３０Ｃ）は前記放熱面（３４，３８）にモジュール用凹凸領域（８２，８４）を有することを特徴とする、
半導体装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記半導体モジュール（３０Ｄ）は前記放熱面の一部から突出した突出部（３５ａ）を有し、
前記冷却器（４０Ｄ）は表面に固定用溝部（４２）を有し、
前記半導体モジュールの前記突出部と前記冷却器の前記固定用溝部とは、前記固定用溝部に前記突出部の一部が挿入される対応関係で形成されることを特徴とする、
半導体装置。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置であって、
前記突出部は平面視して前記グリース部材を囲むように前記放熱面の外周に沿って形成される、
半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｅ）は表面にグリース用溝（４３）を有し、前記グリース用溝は平面視して前記グリース部材の形成領域と一部が重複し、他の一部が前記グリース部材の形成領域外に延びて形成される、
半導体装置。
【請求項９】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｆ）は、平面視して前記放熱面の中心部に対応した領域に、表面から上方に突出したバンプ（４８）を有する、
半導体装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｇ）は、平面視して前記放熱面の４つの角部に対応した領域に、それぞれが表面から上方に突出した複数のバンプ（４９）を有する、
半導体装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記グリース部材（６２，６３）は、
第１のフィラーサイズを有する第１のグリースを構成材料とする第１のグリース部材（６２）と、
前記第１のフィラーサイズより大きい第２のフィラーサイズを有する第２のグリースを構成材料とする第２のグリース部材（６３）とを含み、
前記第１のグリースは前記放熱面の中央領域に対応して設けられ、前記第２のグリースは前記放熱面の前記中央領域以外の周辺領域に対応して設けられる、
半導体装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｈ）は、平面視して前記半導体モジュールの前記放熱面の外周に沿って形成される周辺密着部材用溝部（４５）を表面に有し、
前記周辺密着部材の一部は前記周辺密着部材用溝部内に埋め込まれて形成される、
半導体装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
平面視して前記周辺密着部材の外周に沿って前記冷却器の表面上に形成されるレジスト（２５）をさらに備える、
半導体装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｉ）は、平面視して前記半導体モジュールの外周に沿って、表面から突出して形成される突出部（４６）を有し、
前記周辺密着部材は前記グリース部材の周辺から前記突出部にかけて形成される、
半導体装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記冷却器（４０Ｊ）は表面に、平面視して前記半導体モジュールの全て及び前記周辺密着部材の少なくとも一部を含む領域に、表面から凹んだ凹み部（４７）を有し、
前記グリース部材は前記放熱面と前記冷却器の前記凹み部の底面との間を前記充填領域として設けられ
前記周辺密着部材は少なくとも一部が前記充填領域を除く前記凹み部内に埋め込まれて形成される、
半導体装置。
【請求項１６】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記半導体モジュール（３０Ｅ，３０Ｆ）の周辺部は端部方向に従い前記冷却器の表面との距離が広がるように面取り加工された面取り部（７１）を有し、前記放熱面は前記面取り部を除く前記半導体モジュールの底部に設けられ、
前記周辺密着部材の少なくとも一部は前記面取り部の下方に形成される、
半導体装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の半導体装置であって、
前記半導体モジュール（３０Ｆ）の端部は下方に突出した突出部（７２）をさらに有する、
半導体装置。
【請求項１８】
底部に放熱面（３２）を有する半導体モジュール（３０）と、
表面が前記放熱面に対向するように設けられる冷却器（４０）と、
前記半導体モジュールの前記放熱面と前記冷却器の表面との間に充填領域に設けられる第１及び第２のグリース部材（６４，６５）とを備え、
前記第１のグリース部材は前記放熱面の中央領域に対応して設けられ、前記第２のグリース部材は前記放熱面の前記中央領域以外の周辺領域に対応して設けられ、
前記第１のグリース部材は半固体化された第１種グリースを構成材料とし、
前記第２のグリース部材は前記第１種グリースより硬度が高い固体化された第２種グリースを構成材料としている、
半導体装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置であって、
前記第２種グリースは二液硬化型グリースであり、
前記第２のグリース部材は前記放熱面の前記周辺領域のみに形成される、
半導体装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の半導体装置であって、
前記第２種グリースは二液硬化型グリースであり、
前記第２のグリース部材は前記放熱面の前記周辺領域から前記周辺領域の外部の前記冷却器の表面の一部にかけてさらに形成される、
半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却器と半導体モジュールとの間にグリース部材を介した構造の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の構造として、放熱性向上を目的として半導体モジュールと冷却器との反り形状の差をうめるため、Ｔ−ＰＭ（Transfer mold Power Module）等の半導体モジュールと冷却器との間の充填領域にグリース部材を設け、該グリース部材を干渉させながら、半導体モジュールに対し冷却器と逆側から板等で半導体モジュールを押さえて固定していた。このような半導体装置の構造は、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２０００−３２３６３１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、実動作時に半導体モジュール自体や環境の温度の変化によって、半導体モジュールと冷却器との接合部分における熱変形により、グリース部材内のグリースが半導体モジュールと冷却器との間の充填領域から押し出されてしまうというグリースのポンプアウト（現象）によって、充填領域に設けられるグリース部材内のグリース量の減少が生じる問題点があった。そして、上記ポンプアウトや、グリース部材内に空気が侵入するというグリースによる空気の咬みこみ現象によって、製品全体の熱抵抗が上昇してしまうという問題点があった。【０００５】
本発明では、上記のような問題点を解決し、半導体モジュールと冷却器との間の充填領域に設けられるグリース部材のポンプアウトを防止・抑制する構造の半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による第１の局面の半導体装置は、底部に放熱面を有する半導体モジュールと、表面が前記放熱面に対向するように設けられる冷却器と、前記半導体モジュールの前記放熱面と前記冷却器の表面との間の充填領域に設けられるグリース部材と、前記グリース部材の側面領域を隙間無く覆って、前記冷却器の表面上に形成される周辺密着部材とを備える。【０００７】
この発明による第２の局面の半導体装置は、底部に放熱面を有する半導体モジュールと、表面が前記放熱面に対向するように設けられる冷却器と、前記半導体モジュールの前記放熱面と前記冷却器の表面との間に充填領域に設けられる第１及び第２のグリース部材とを備え、前記第１のグリース部材は前記放熱面の中央領域に対応して設けられ、前記第２のグリース部材は前記放熱面の前記中央領域以外の周辺領域に対応して設けられ、前記第１のグリース部材は半固体化された第１種グリースを構成材料とし、前記第２のグリース部材は前記第１種グリースより硬度が高い固体化された第２種グリースを構成材料としている。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明の第１の局面による半導体装置は、グリース部材の側面領域を隙間無く覆って、冷却器の表面上に形成される周辺密着部材を有していることを特徴としている。【０００９】
第１の局面の半導体装置は上記特徴を有することにより、グリース部材を構成するグリースが半導体モジュールの放熱面と冷却器の表面との間の充填領域から外に押し出されてしまう現象であるポンプアウトを確実に抑制することができ、装置全体の熱抵抗を低く抑え、装置の品質向上を維持し長寿命化を図ることができる。【００１０】
本願発明の第２の局面による半導体装置は、放熱面の中央領域に対応して設けられた第１のグリース部材（構成材料は半固体化された第１種グリース）により放熱性を高め、周辺領域に対応して設けられた第２のグリース部材（構成材料は固体化された第２種グリース）により第１のグリース部材内の第１種グリースの動きを抑制することができる。【００１１】
その結果、第２の局面による半導体装置は、第１種グリースが半導体モジュールの放熱面と冷却器の表面との間の充填領域から外に押し出されてしまう現象であるポンプアウトを確実に抑制することができ、装置全体の熱抵抗を低くおさえ、品質向上を維持することができる。【００１２】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態３の第１の態様である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３の第２の態様である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４の第１の態様である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４の第２の態様である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態５である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態６である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図９】図８で示した半導体装置の平面構造を示す平面図である。
【図１０】この発明の実施の形態７である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態８である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態９である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態１０である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態１１である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１２である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態１３である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態１４である半導体装置の構造の一部を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態１５である半導体装置の構造の一部を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態１６である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態１７である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２１】前提技術となる半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２２】図２１で示した半導体装置のポンプアウトを模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜前提技術＞
図２１は、冷却器と半導体モジュールとの間にグリース部材を介した構造を有する、本願発明の前提技術となる半導体装置の構造を示す断面図である。
【００１５】
図２１に示すように、前提技術となる半導体装置９１は、半導体モジュール３０と冷却器４０との間の充填領域に、グリースを構成材料としたグリース層６９（グリース部材）が設けられた構造を呈している。なお、冷却器４０は、アルミニウム（ＡＬ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ：Steel Special Use Stainless）等の金属を構成材料としている。
【００１６】
半導体モジュール３０は少なくとも一つの半導体チップ（図示せず）を樹脂封止した樹脂封止部３１を有し、樹脂封止部３１の底面の大部分の領域上に放熱材３２が形成されている。放熱材３２はアルミニウム、銅（Ｃｕ）、銅／モリブデンの合金（Ｃｕ／Ｍｏ）、ＡＬＳｉＣ、モリブデン等の金属を構成材料としており、エッチング、ショットブラスト、プレス、レーザー加工などの処理により、１０〜５０μｍ程度の膜厚で形成される。
【００１７】
なお、樹脂封止部３１は放熱材３２の上面及び側面にかけて形成されている。さらに、樹脂封止部３１の側面から、半導体チップに電気的に接続され、外部にＬ字状に突出して、金属等の導電性を有する複数の端子部３３が形成されている。
【００１８】
このような構造の半導体モジュール３０の放熱材３２の底面である放熱面と、冷却器４０の表面との間の充填領域にグリース層６９が設けられることにより、半導体装置９１は構成される。
【００１９】
なお、本明細書中で述べる「グリース」とは、「原料基油に増ちょう剤を分散させて半固体化させた潤滑剤」を意味する。
【００２０】
図２２は図２１で示した半導体装置９１のポンプアウトを模式的に示す説明図である。同図に示すように、実動作時に半導体モジュール３０自体や環境の温度の変化による、半導体モジュール３０あるいは冷却器４０の熱変形作用により、図２２で示すグリース層６９ｅのように、半導体モジュール３０と冷却器４０との間の充填領域から一部が押し出されてしまうというグリースのポンプアウトが生じてしまう問題点があった。
【００２１】
この問題点の解決を図った、冷却器と半導体モジュールとの間の充填領域にグリース層（グリース部材）を設けた構造を有する半導体装置が、以下で述べる実施の形態１〜実施の形態１７の半導体装置である。
【００２２】
＜実施の形態１＞
図１は、冷却器と半導体モジュールとの間の充填領域にグリース層を設けた構造を有する、この発明の実施の形態１である半導体装置の構造を示す断面図である。
【００２３】
同図に示すように、実施の形態１の半導体装置１は、半導体モジュール３０と冷却器４０との間の充填領域にグリース層６１（グリース部材）が設けられた構造を呈している。
【００２４】
半導体モジュール３０は少なくとも一つの半導体チップ（図示せず）を樹脂封止した樹脂封止部３１と、樹脂封止部３１の底面の大部分の領域上に形成された放熱材３２とを有している。なお、樹脂封止部３１は放熱材３２の上面及び側面にかけて形成されている。さらに、半導体モジュール３０は、樹脂封止部３１の側面から、半導体チップに電気的に接続され外部にＬ字状に突出して形成された、各々が金属等で形成され導電性を有する複数の端子部３３を有している。
【００２５】
このような構造の半導体モジュール３０の放熱材３２の底面である放熱面と、冷却器４０の表面との間の充填領域に、グリースを構成材料としたグリース層６１が設けられる。なお、半導体モジュール３０，グリース層６１、冷却器４０間は図示しないボルトの締結により、グリース層６１を挟み込む縦方向の力が付与されることにより、安定性良く固定される。
【００２６】
さらに、実施の形態１の半導体装置１は、平面視して放熱材３２の放熱面及びグリース層６１の周辺を隙間無く覆って、すなわち、グリース層６１の側面領域を全て隙間無く覆って、冷却器４０の表面上に形成される周辺密着部材であるシール材５１を備えている。シール材５１は構成材料として液状硬化型シール剤を用いている。
【００２７】
なお、本明細書中で述べる「液状硬化型シール剤」とは、以下の条件(1)，(2)を満足するシール剤を意味する。
【００２８】
(1) 初期が液状であり、熱、湿気または化学反応により硬化する。
(2) 硬化後においては、接着性を有し、「グリース」よりも硬度が高い。
【００２９】
このように、実施の形態１の半導体装置１は、半導体モジュール３０の放熱面と冷却器４０の表面との間の充填領域に放熱用のグリースを構成材料としたグリース層６１を設け、上記充填領域の外周を液状硬化型のシール剤で構成されるシール材５１にて密封する構造を特徴としている。
【００３０】
シール材５１によって、半導体モジュール３０と冷却器４０との間の充填領域に設けられたグリース層６１を外部から密封することにより、半導体モジュール３０や冷却器４０の熱変形により、半導体モジュール３０と冷却器４０との間の接合部分である上記充填領域及びその近傍に熱変形が生じても、グリース層６１が外部にポンプアウトしない構造を実現することができる。
【００３１】
シール材５１として用いる液状硬化型シール剤は粘着性を有しており、半導体モジュール３０及び冷却器４０に接着した状態で硬化することにより、半導体モジュール３０，冷却器４０間のグリース層６１内にシール材５１を構成するシール剤の一部が入り込むことなくポンプアウトを抑制できるため、半導体装置１の放熱性を高く維持できる。
【００３２】
また、シール材５１は液状硬化型シール剤を構成材料としているため、半導体モジュール３０の放熱面の形状、大きさ、グリース層６１の膜厚等の制約を受けることなく、グリース層６１の側面領域全てを隙間無く覆って、精度良く封止することができる。
【００３３】
例えば、半導体モジュール３０，冷却器４０間を固定するボルトの締結等により、挟み込む縦方向の力をグリース層６１に付与して、グリース層６１の構成材料となるグリースのフィラー径程度にグリース層６１の膜厚を縮ませた後、グリース層６１の膜厚に合致した厚みのシール材５１を精度良く形成することができる。
【００３４】
このように、実施の形態１の半導体装置１は、グリース層６１の外周部である側面領域全てを隙間無く覆って、冷却器４０の表面上に形成されるシール材５１（周辺密着部材）を有することを特徴としている。
【００３５】
実施の形態１の半導体装置１は上記特徴を有することにより、グリース層６１の構成材料であるグリースが半導体モジュール３０の放熱面と冷却器４０の表面との間の充填領域から外に押し出されてしまう現象であるポンプアウトを確実に抑制することができ、半導体装置１全体の熱抵抗を低く抑え、半導体装置１の品質向上を維持し長寿命化を図ることができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図２はこの発明の実施の形態２である半導体装置２の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態２の半導体装置２は、周辺密着部材として用いた実施の形態１のシール材５１に代えて、ゲル部５２を設けたことを特徴としている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００３７】
なお、ゲル部５２は、針入度５５以下（JIS K2220試験方法に準拠）の硬いゲルを構成材料としている。
【００３８】
このように、実施の形態２の半導体装置２における周辺密着部材であるゲル部５２は、構成材料として針入度が５５以下のゲル状物質を用いることにより、グリース層６１内のグリースのポンプアウト及びグリースによる空気の咬み込みを抑制することができ、その結果、半導体装置２全体の熱抵抗を低くおさえ、品質向上を維持し装置の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
＜実施の形態３＞
（第１の態様）
図３はこの発明の実施の形態３の第１の態様である半導体装置３Ａの構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態３の半導体装置３Ａは、実施の形態１の冷却器４０に代えて冷却器４０Ｂを設けたことを特徴としている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００４０】
実施の形態３の第１の態様の冷却器４０Ｂは表面に凹凸領域８１（冷却器用凹凸領域）を有することを特徴とする。すなわち、冷却器４０Ｂの表面に微細な帯状の溝を複数本設けることにより凹凸領域８１を形成している。冷却器４０Ｂに形成される凹凸領域８１の各凹部は単位凹部幅Ｗ３Ａで形成される。
【００４１】
このように、実施の形態３の第１の態様である半導体装置３Ａは、冷却器４０Ｂの表面に形成される単位凹部幅Ｗ３Ａを有する凹凸領域８１の粗面によって、グリース層６１におけるグリースの動きを抑制することにより、液状硬化型シール剤を構成材料としたシール材５１による密封効果と組み合わせることがき、よりポンプアウトの生じない構造を実現することができる。
【００４２】
（第２の態様）
図４はこの発明の実施の形態３の第２の態様である半導体装置３Ｂの構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態３の半導体装置３Ｂは、実施の形態１の冷却器４０に置き換えて冷却器４０Ｃを設けている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００４３】
冷却器４０Ｃは冷却器４０と異なり、その表面に凹凸領域８３（冷却器用凹凸領域）を有することを特徴としている。すなわち、冷却器４０Ｃの表面にスリット状（帯状）の溝を複数本設けることにより凹凸領域８３を形成している。冷却器４０Ｃに形成される凹凸領域８３の各凹部は単位凹部幅Ｗ３Ｂで形成される。
【００４４】
なお、第２の態様の冷却器４０Ｃに形成される凹凸領域８３は、実施の形態３の冷却器４０Ｂに形成される凹凸領域８１の単位凹部幅Ｗ３Ａに比べ、広い単位凹部幅Ｗ３Ｂ（＞Ｗ３Ａ）で形成されている。このように、凹凸領域８３の単位凹部幅Ｗ３Ｂを凹凸領域８１の単位凹部幅Ｗ３Ａより広く形成するのは、第２の態様は、冷却器４０Ｃの反りを抑制することを主目的とするからである。
【００４５】
すなわち、第１の態様は、単位凹部幅Ｗ３Ａをグリース層６１におけるグリースの動きの抑制に適した比較的狭い幅に設定し、第２の態様は、単位凹部幅Ｗ３Ｂを冷却器４０Ｃの反り抑制に適した比較的広い幅に設定している。
【００４６】
このように、実施の形態３の第２に態様である半導体装置３Ｂは、冷却器４０Ｃの表面に形成される単位凹部幅Ｗ３Ｂを有する凹凸領域８３のスリット状の溝加工面によって、熱による冷却器４０Ｃの表面の変形を抑制することができるため、グリース層６１内のグリースが外部に押し出されることがない。さらに、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることにより、よりポンプアウトの生じない構造を実現することができる。
【００４７】
＜実施の形態４＞
（第１の態様）
図５はこの発明の実施の形態４の第１の態様である半導体装置４Ａの構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態４の半導体装置４Ａは、実施の形態１の半導体モジュール３０に置き換えて半導体モジュール３０Ｂを設けている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００４８】
半導体モジュール３０Ｂは半導体モジュール３０と異なり、樹脂封止部３１の底面に放熱材３２に代えて放熱材３４を設け、放熱材３４はその底面である放熱面に凹凸領域８２（モジュール用凹凸領域）を有することを特徴としている。すなわち、放熱材３４の放熱面に微細な帯状の溝を複数本設けることにより凹凸領域８２を形成している。放熱材３４の放熱面に形成される凹凸領域８２の各凹部は単位凹部幅Ｗ４Ａで形成される。
【００４９】
このように、実施の形態４の第１の態様である半導体装置４Ａは、放熱材３４の放熱面に形成される、単位凹部幅Ｗ４Ａを有する凹凸領域８２の粗面によって、グリース層６１の充填領域内における動きを抑制することにより、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることがき、よりポンプアウトの生じない構造を実現することができる。
【００５０】
（第２の態様）
図６はこの発明の実施の形態４の第２の態様である半導体装置４Ｂの構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態４の半導体装置４Ｂは、実施の形態１の半導体モジュール３０に置き換えて半導体モジュール３０Ｃを設けている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００５１】
半導体モジュール３０Ｃは半導体モジュール３０と異なり、樹脂封止部３１の底面に放熱材３２に代えて放熱材３８を設け、放熱材３８はその底面である放熱面に凹凸領域８４（モジュール用凹凸領域）を有することを特徴としている。すなわち、放熱材３８の放熱面にスリット状（帯状）の溝を複数本設けることにより凹凸領域８４を形成している。放熱材３８の放熱面に形成される凹凸領域８４の各凹部は単位凹部幅Ｗ４Ｂで形成される。
【００５２】
なお、第２の態様の放熱材３８の放熱面に形成される凹凸領域８４は、第１の態様の放熱材３４の放熱面に形成される凹凸領域８２の単位凹部幅Ｗ４Ａに比べ、広い単位凹部幅Ｗ４Ｂ（＞Ｗ４Ａ）で形成されている。このように、凹凸領域８４の単位凹部幅Ｗ４Ｂを凹凸領域８２の単位凹部幅Ｗ４Ａより広く形成するのは、第２の態様は、放熱材３８の反りを抑制することを主目的とするからである。
【００５３】
すなわち、第１の態様は、単位凹部幅Ｗ４Ａをグリース層６１におけるグリースの動きの抑制に適した比較的狭い幅に設定し、第２の態様は、単位凹部幅Ｗ４Ｂを放熱材３８の反り抑制に適した比較的広い幅に設定している。
【００５４】
このように、実施の形態４の第２の態様である半導体装置４Ｂは、放熱材３８の放熱面に形成される、単位凹部幅Ｗ４Ｂを有する凹凸領域８４のスリット状の溝加工面によって、熱による半導体モジュール３０Ｃの放熱面の変形を抑制することができるため、グリース層６１内のグリースが外部に押し出されることがない。さらに、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることにより、よりポンプアウトの生じない構造を実現することができる。
【００５５】
＜実施の形態５＞
図７はこの発明の実施の形態５である半導体装置５の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態５の半導体装置５は、実施の形態１の半導体モジュール３０に代えて半導体モジュール３０Ｄを設け、冷却器４０に代えて冷却器４０Ｄを設けている。
【００５６】
半導体モジュール３０Ｄは樹脂封止部３１に代えて突起付樹脂封止部３５が設けられており、突起付樹脂封止部３５は平面視して放熱材３２の底面である放熱面（＝グリース層６１の充填領域）の外周に沿って形成され、下方に突出した突起部３５ａを有することを特徴としている。
【００５７】
一方、冷却器４０Ｄはその表面の突起部３５ａに対応する領域に固定用溝部４２を設けたことを特徴している。そして、図７に示すように、半導体モジュール３０Ｄと冷却器４０Ｄとは、半導体モジュール３０Ｄ及び冷却器４０Ｄの組立時に、固定用溝部４２内に突起部３５ａの一部を挿入して半導体モジュール３０Ｄ，冷却器４０Ｄ間の仮固定することが可能な位置対応関係を有している。なお、他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００５８】
このように、実施の形態５の半導体装置５は、冷却器４０Ｄの表面に設けられた固定用溝部４２に半導体モジュール３０Ｄの突起部３５ａの一部である先端部分を挿入して半導体モジュール３０Ｄ，冷却器４０Ｄ間を仮固定することにより、製造時における半導体モジュール３０Ｄと冷却器４０Ｄとの位置合わせを比較的簡単に行うことができる。
【００５９】
加えて、突起付樹脂封止部３５は平面視してグリース層６１を囲むように、放熱材３２の放熱面の外周に沿って形成されており、突起付樹脂封止部３５の突起部３５ａがシール材５１と共にグリース層６１を封止することができるため、よりポンプアウト抑制機能が強化された構造を実現することができる。
【００６０】
＜実施の形態６＞
図８はこの発明の実施の形態６である半導体装置６の構造を示す断面図である。図９は図８で示した半導体装置６の平面構造を示す平面図である。これらの図に示すように、実施の形態６の半導体装置６は、実施の形態１の冷却器４０に代えて冷却器４０Ｅを設けている。
【００６１】
図８及び図９に示すように、冷却器４０Ｅはその表面に、平面視して半導体モジュール３０、すなわち、グリース層６１の下方の中央領域から半導体モジュール３０及びシール材５１の外部にかけて延びる帯状のグリース用溝部４３が形成されていることを特徴している。
【００６２】
なお、図９に示すように、シール材５１は、半導体モジュール３０の樹脂封止部３１、すなわち、半導体モジュール３０下のグリース層６１を平面視して隙間無く覆っている。この特徴は、実施の形態６固有の特徴ではなく、既に述べた実施の形態１〜実施の形態５及び以降で述べる実施の形態７〜実施の形態１５に共通の特徴である（ただし、実施の形態２と実施の形態８ではシール材５１がゲル部５２に置き換わる。）。なお、他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００６３】
このように、実施の形態６の半導体装置６における冷却器４０Ｅは、その表面にグリース層６１の下方の中央領域から半導体モジュール３０及びシール材５１の外部にかけて延びて形成されるグリース用溝部４３を有している。このため、製造時において、グリース層６１を形成する際、逃げ道となるグリース用溝部４３を介して余分なグリースを充填領域外に放出することができるため、グリース層６１の厚みを所望の厚さになるように薄くして熱抵抗を下げる効果を奏する。
【００６４】
また、グリース用溝部４３の幅を十分に狭く形成することにより、グリース層６１内のグリースのポンプアウト抑制効果も他の実施の形態と同様に発揮することができる。
【００６５】
＜実施の形態７＞
図１０はこの発明の実施の形態７である半導体装置７の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態７の半導体装置７は、実施の形態１の冷却器４０に代えて冷却器４０Ｆを設けている。
【００６６】
冷却器４０Ｆはその表面において、平面視して半導体モジュール３０、すなわち、放熱材３２の中心部に対応して、上方に突出するバンプ４８を設けたことを特徴している。バンプ４８は冷却器４０Ｆの形成時、あるいは形成後に冷却器４０Ｆの表面上に接合されて、冷却器４０Ｆと一体的に設けられる。
【００６７】
冷却器４０Ｆの表面上に設けたバンプ４８の厚みにより放熱材３２の放熱面と冷却器４０Ｆの表面との間隔、すなわち、グリース層６１の厚みの下限を規制している。なお、バンプ４８の平面形状として矩形状、円状等が考えられる。なお、他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００６８】
このように、実施の形態７の半導体装置７は、冷却器４０Ｆの表面上に設けたバンプ４８の厚みによって、半導体モジュール３０の放熱面と冷却器４０Ｆの表面との間の間隔（ギャップ）を一定の長さ以上に確保できる。その結果、実施の形態７の半導体装置７は、冷却器４０Ｆや半導体モジュール３０の変形等によってグリース層６１内のグリースの一部が充填領域から押し出されることを抑制し、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることにより、ポンプアウトが生じないくい構造を実現することができる。
【００６９】
さらに、実施の形態７の半導体装置７は、バンプ４８として高熱伝導率の材料を用いることにより放熱性の向上を図ることができる。
【００７０】
＜実施の形態８＞
図１１はこの発明の実施の形態８である半導体装置８の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態８の半導体装置８は、周辺密着部材として用いた実施の形態１のシール材５１に代えて実施の形態２と同様にゲル部５２を設け、実施の形態１の冷却器４０に代えて冷却器４０Ｇを設けている。
【００７１】
冷却器４０Ｇはその表面において、平面視して半導体モジュール３０、すなわち、放熱材３２の４つの角部に対応して、各々が上方に突出する４本のバンプ４９（図１１では２本のみ図示）を設けたことを特徴している。４本のバンプ４９は冷却器４０Ｇの形成時、あるいは形成後に冷却器４０Ｇの表面上に接合されて、冷却器４０Ｇと一体的に設けられる。
【００７２】
この４本のバンプ４９の厚みにより放熱材３２の放熱面と冷却器４０Ｇの表面との間隔、すなわち、グリース層６１の厚みの下限を規制している。なお、４本のバンプ４９それぞれの平面形状として矩形状、円状等が考えられる。なお、他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００７３】
このように、実施の形態８の半導体装置８は４本のバンプ４９の厚みによって、半導体モジュール３０の放熱面と冷却器４０Ｇの表面との間の間隔（ギャップ）を一定の長さ以上に確保できる。その結果、実施の形態８の半導体装置８は、半導体モジュール３０や冷却器４０Ｇの変形等によってグリース層６１内のグリースの一部が充填領域から押し出されることを抑制し、ゲル部５２による密封効果と組み合わせることにより、ポンプアウトが生じないくい構造を実現することができる。
【００７４】
さらに、実施の形態８の半導体装置８は、４本のバンプ４９として高熱伝導率の材料を用いることにより放熱性のさらなる向上を図ることができる。また、周辺密着部材としてシール材５１に比べ安価で製造し易いゲル部５２を設けることにより、比較的広い領域でグリース層６１及び半導体モジュール３０を覆うことができる。
【００７５】
なお、実施の形態８では、周辺密着部材としてゲル部５２を用いたが、実施の形態７のように、シール材５１を用いても良い。
【００７６】
＜実施の形態９＞
図１２はこの発明の実施の形態９である半導体装置９の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態９の半導体装置９は、グリース層６１に代えて、異なる二種類のグリースを構成材料としたグリース層６２及び６３（第１及び第２のグリース部材）を設けたことを特徴としている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００７７】
グリース層６２はフィラーサイズＦＳ１（第１のフィラーサイズ）を有するフィラー小の第１のグリースを構成材料とし、グリース層６３はフィラーサイズＦＳ２（第２のフィラーサイズ；ＦＳ２＞ＦＳ１）のフィラー大の第２のグリースを構成材料としている。なお、フィラーサイズＦＳ１，ＦＳ２として、フィラーサイズＦＳ１はフィラー径が７０μｍより小さいもの、フィラーサイズＦＳ２はフィラー径が７０μｍより大きいものが一例として挙げられる。
【００７８】
そして、グリース層６２は放熱材３２の放熱面の中央領域に対応して設けられ、グリース層６３は上記放熱面の上記中央領域以外の周辺領域に対応して設けられる。
【００７９】
このように、実施の形態９の半導体装置９は、上記放熱面の中央領域に対応して設けられるグリース層６２の構成材料として、外部の動き（変形等）に比較的対応し易いフィラー小の第１のグリースを用いることにより、自身の発熱による半導体モジュール３０や冷却器４０の変形によるギャップを小さくすることができる。
【００８０】
一方、実施の形態９の半導体装置９は、上記周辺領域に対応して設けられるグリース層６３の構成材料として、外部の動き（変形等）に比較的対応し難いフィラー大の第２のグリースを用いている。このため、グリース層６３内の第２のグリースは勿論、半導体モジュール３０や冷却器４０の変形によるグリース層６２内の第１のグリースの押し出しを抑制すことができ、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることにより、ポンプアウトがより生じないくい構造を実現することができる。
【００８１】
＜実施の形態１０＞
図１３はこの発明の実施の形態１０である半導体装置１０の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１０の半導体装置１０は、実施の形態１の冷却器４０に置き換えて冷却器４０Ｈを設けている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００８２】
冷却器４０Ｈは冷却器４０と異なり、その表面にグリース層６１の外周に沿った領域、すなわち、シール材５１の形成領域に対応する領域に形成されるシール材用溝部４５を有し、シール材用溝部４５にシール材５１の一部が埋め込まれて形成されていることを特徴としている。すなわち、実施の形態１０の半導体装置１０は、冷却器４０Ｈの表面において、平面視して半導体モジュール３０の放熱面の外周に沿ってシール材用溝部４５を形成している。
【００８３】
このように、実施の形態１０の半導体装置１０において、周辺密着部材であるシール材５１の一部は周辺密着部材用溝部であるシール材用溝部４５内に埋め込まれて形成されることにより、シール材５１と冷却器４０Ｈとの接着面積が増加し、シール材５１による封止効果をさらに高めることができる。
【００８４】
＜実施の形態１１＞
図１４はこの発明の実施の形態１１である半導体装置１１の構造を示す断面図である。同図に示すように、冷却器４０の表面上にさらに樹脂等によるレジスト２５を形成している。レジスト２５は、平面視してグリース層６１の外周に沿って、グリース層６１の端部との間にシール材５１用の間隔ｄ２５を設けつつ、冷却器４０の表面上に形成されている。
【００８５】
このように、実施の形態１１の半導体装置１１は冷却器４０の表面上に選択的にレジスト２５を設け、グリース層６１とレジスト２５との間の間隔ｄ２５に形成される溝にシール材５１の一部が埋め込まれて形成されている。
【００８６】
したがって、実施の形態１１の半導体装置１１はレジスト２５を設けることにより、強い密着力で冷却器４０上に設けられるレジスト２５を冷却器４０の一部と考えた場合、シール材５１と冷却器４０（＋レジスト２５）との接着面積が増え、シール材５１による封止効果を高めることができる。
【００８７】
なお、レジスト２５は放熱材３２に対応する領域の外周に設けられるため、放熱性は特に要求されない。
【００８８】
＜実施の形態１２＞
図１５はこの発明の実施の形態１２である半導体装置１２の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１２の半導体装置１２は、実施の形態１の冷却器４０に置き換えて冷却器４０Ｉを設けている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００８９】
冷却器４０Ｉは冷却器４０と異なり、その表面上にさらに突出部４６を有している。突出部４６は、グリース層６１の外周に沿って、グリース層６１の端部との間にシール材５１用の間隔ｄ４６を設けつつ、冷却器４０の表面上に上方に突出して形成されている。
【００９０】
このように、実施の形態１２の半導体装置１２は冷却器４０Ｉの表面に突出部４６を設け、グリース層６１と突出部４６との間の間隔ｄ４６に形成される溝にシール材５１の一部が埋め込まれて形成されている。
【００９１】
したがって、実施の形態１２の半導体装置１２は、冷却器４０Ｉの一部として突出部４６が存在することにより、シール材５１と冷却器４０Ｉの接着面積が増え、シール材５１による封止効果を高めることができる。
【００９２】
＜実施の形態１３＞
図１６はこの発明の実施の形態１３である半導体装置１３の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１３の半導体装置１３は、実施の形態１の冷却器４０に置き換えて冷却器４０Ｊを設けている。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００９３】
冷却器４０Ｊは冷却器４０と異なり、その表面にさらに凹み部４７を有している。実施の形態１３において、グリース層６１の充填領域は、凹み部４７の底面と半導体モジュール３０の放熱面との間の領域となる。凹み部４７は、さらに、グリース層６１の側面端部との間にシール材５１用の間隔ｄ４７を設けつつ形成される。
【００９４】
このように、実施の形態１３の半導体装置１３における冷却器４０Ｊは、平面視して半導体モジュール３０の全て及びシール材５１の一部を含む領域に、表面から凹んだ凹み部４７を有している。そして、グリース層６１の側面端部と凹み部４７の側面との間隔ｄ４７で形成される隙間領域にシール材５１の一部が埋め込まれて形成されている。したがって、実施の形態１３の半導体装置１３は、冷却器４０Ｊに凹み部４７を設けることにより、シール材５１と冷却器４０Ｊの接着面積が増え、シール材５１による封止効果を高めることができる。
【００９５】
＜実施の形態１４＞
図１７はこの発明の実施の形態１４である半導体装置１４の構造の一部を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１４の半導体装置１４は、実施の形態１の半導体モジュール３０に置き換えて半導体モジュール３０Ｅを設けている。
【００９６】
半導体モジュール３０Ｅは半導体モジュール３０と異なり、樹脂封止部３１に代えて、面取り加工済み樹脂封止部３９を有し、面取り加工済み樹脂封止部３９の底面の周辺部を構成する４辺それぞれにおいて面取り加工された面取り部７１を有している。
【００９７】
面取り部７１は、樹脂封止部３１の側面端部に向かう方向に従い上方に面取りされる、すなわち、側面端部方向（図１７中の右方向）に従い冷却器４０の表面との距離が広がるように面取り加工されて形成される。
【００９８】
そして、面取り部７１を除く面取り加工済み樹脂封止部３９の底面に放熱材３２が設けられ、放熱材３２の放熱面と冷却器４０の表面との間の充填領域にグリース層６１が設けられる。他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【００９９】
実施の形態１４の半導体装置１４における半導体モジュール３０Ｅは面取り部７１を有しており、端部方向に向けて広くなるスペースが面取り加工済み樹脂封止部３９の面取り部７１の下方に形成されている。このため、シール材５１の構成材料である、初期状態が液状である液状硬化型シール剤は、製造時に（半導体モジュール３０を基準として）外側に流れやくなる分、液状硬化型シール剤がグリース層６１に入り込む可能性を抑制することができ、グリース層６１の放熱性を維持できる。
【０１００】
加えて、半導体モジュール３０Ｅに面取り部７１を設ける分、シール材５１と半導体モジュール３０Ｅとの接着面積が増加し、シール材５１による封止効果を高めることができる。
【０１０１】
＜実施の形態１５＞
図１８はこの発明の実施の形態１５である半導体装置１５の構造の一部を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１４の半導体モジュール３０Ｅに置き換えて半導体モジュール３０Ｆを設けている。
【０１０２】
半導体モジュール３０Ｆは半導体モジュール３０Ｅと異なり、面取り加工済み樹脂封止部３９に代えて面取り加工済み樹脂封止部３９ｔを有している。面取り加工済み樹脂封止部３９ｔは面取り加工済み樹脂封止部３９と同様の面取り部７１を有するともに、面取り部７１が形成されている底面の４辺の端部に沿って下方に突出し先端が先細り形状となる突出部７２をさらに有している。他の構成は図１７で示した実施の形態１４と同様であるため、同一符号を付して適宜、説明を省略する。
【０１０３】
実施の形態１５の半導体装置１５の面取り加工済み樹脂封止部３９ｔは面取り部７１に加え、突出部７２を有している。
【０１０４】
液状硬化型シール剤を構成材料とするシール材５１は空気に触れている面から硬化していき、表面に膜を形成する特長を有している。シール材５１の製造時においてこの表面の膜が面取り加工済み樹脂封止部３９ｔに形成した突出部７２の鋭利な先端部分により適宜、破られることで内部の未硬化のシール剤が外側に流れ、シール剤がグリース層６１に入り込むのを抑制することができ、グリース層６１の放熱性を維持できる効果を奏する。
【０１０５】
加えて、実施の形態１４と同様、面取り部７１を設けることにより、グリース層６１の充填領域の放熱性を維持するともに、シール材５１による封止効果を高めることができる。
【０１０６】
＜実施の形態１６＞
図１９は、この発明の実施の形態１６である半導体装置１６の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１６の半導体装置１６は、半導体モジュール３０と冷却器４０との間に異なる２種類のグリースを構成材料とするグリース層６４及び６５（第１及び第２のグリース部材）が設けられた構造を呈している。すなわち、半導体モジュール３０の放熱材３２の底面である放熱面と、冷却器４０の表面との間の充填領域にグリース層６４及び６５が設けられる。なお、他の構成は図１で示した実施の形態１と同様であるため、同一符号を付し説明を適宜省略する。
【０１０７】
グリース層６４は上記放射面の中央領域に対応して設けられ、グリース層６５は上記放熱面の上記中央領域以外の周辺領域のみに対応して設けられる。
【０１０８】
グリース層６４の構成材料はグリース層６１と同様、装置完成後においても半固体状のグリース（第１種グリース）である。一方、グリース層６５は構成材料として二液性硬化型のグリース（第２種グリース）を用いている。二液性硬化型のグリースは二液の化学反応により効果して固体化する性質を有しているため装置完成後においては固体化している。なお、「半固体」とは粘度が６００［Ｐａ・ｓ］以下ものものを意味する。
【０１０９】
このように、実施の形態１６の半導体装置１６は、半導体モジュール３０，冷却器４０間に異なる二種類のグリース（第１種及び第２種グリース）を構成材料としたグリース層６４及び６５を設けたことを特徴としている。
【０１１０】
半導体装置１６は上記特徴を有することにより、半導体モジュール３０の放熱面の中央領域に対応して設けられたグリース層６４（第１のグリース部材）の第１種グリースによって放熱性を高め、周辺領域に対応して設けられたグリース層６５（第２のグリース部材）の第２種グリースによりグリース層６４内のグリースの動きを抑制することができる。すなわち、グリース層６４が実施の形態１〜実施の形態１５で用いたグリース層６１（６２，６３）の役割を果たし、グリース層６５が実施の形態１〜実施の形態１５で用いた周辺密着部材（シール材５１，ゲル部５２）の役割を果たしている。
【０１１１】
一般的に二液性硬化型グリースはシール材５１の構成材料である液状硬化型シール剤と比較して、粘着性や硬化後の硬度が低い性質を有しているが、二液性硬化型グリースを構成材料としたグリース層６５を図１９に示すように、冷却器４０と半導体モジュール３０とにより狭圧することにより封止機能を高めている。
【０１１２】
したがって、実施の形態１６の半導体装置１６において、グリース層６４内の第１種グリースが半導体モジュール３０の放熱面と冷却器の表面との間の充填領域から外に押し出されてしまう現象であるポンプアウトを確実に抑制することができ、装置全体の熱抵抗を低くおさえ、品質向上を維持することができ、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１３】
さらに、グリース層６５の構成材料である第２種グリースは二液硬化型グリースあるため、空気と接しない内部まで硬化して安定した封止効果を得ることができ、グリース層６４及び６５以外の封止部材を必要とすることなく、グリース層６４のポンプアウトを抑制することができる。
【０１１４】
さらに、二液性硬化型グリースは液状硬化型シール剤等のシール剤と比べ熱伝導率が高いので、放熱性の低下を抑制することができる。加えて、グリース層６５は放熱面の周辺領域のみに形成されるため、必要最小限の第２種グリース量で、上記効果を有する半導体装置１６を実現することができる。
【０１１５】
＜実施の形態１７＞
図２０は、この発明の実施の形態１７である半導体装置１７の構造を示す断面図である。同図に示すように、実施の形態１７の半導体装置１７は、実施の形態１６と同様、半導体モジュール３０と冷却器４０との間に異なる２種類のグリース層６４及び６５（第１及び第２のグリース部材）が設けられた構造を呈している。他の構成は図１及び図１９で示した実施の形態１及び実施の形態１６と同様であるため、同一符号を付し説明を適宜省略する。
【０１１６】
グリース層６４は上記放射面の中央領域に対応して設けられ、グリース層６５は上記放熱面の上記中央領域以外の周辺領域及び周辺領域の外部の冷却器４０の表面の一部上にかけて形成される。
【０１１７】
このように、実施の形態１７の半導体装置１７は、実施の形態１６と同様、半導体モジュール３０，冷却器４０間に異なる二種類のグリース（第１種及び第２種グリース）を構成材料とするグリース層６４及び６５を設けたことを特徴としている。
【０１１８】
半導体装置１７は上記特徴を有することにより、実施の形態１６と同様、半導体モジュール３０の放熱面の中央領域に対応して設けられたグリース層６４により放熱性を高め、周辺領域及び周辺領域の外部の冷却器４０の表面の一部上に対応して設けられたグリース層６５によりグリース層６４の動きを抑制することができる。
【０１１９】
さらに、グリース層６５の構成材料である第２種グリースは二液硬化型グリースあるため、実施の形態１６と同様、ポンプアウト及び放熱性の低下を抑制することができる。
【０１２０】
加えて、グリース層６５は放熱面の周辺領域から周辺領域の外部の冷却器４０の表面の一部にかけて形成されるため、グリース層６５と冷却器４０との接着面積が増加し、グリース層６５による封止効果を高めることができる。
【０１２１】
＜半導体装置の製造方法＞
以下、図１で示した実施の形態１の半導体装置１を例に挙げて、本願発明における半導体装置の製造方法について説明する。
【０１２２】
半導体装置の製造方法は基本的に以下のステップ(a) 〜(d) を実行することにより実現される。
【０１２３】
(a) 樹脂封止部３１、放熱材３２及び端子部３３を有する半導体モジュール３０及び冷却器４０それぞれを準備するステップ、
(b) 放熱材３２の放熱面にグリース層６１を印刷により塗布するステップ、
(c) 液状硬化型のシール剤をグリース層６１の側面領域全てを覆うように形成してシール材５１を得るステップ、及び、
(d) ボルト等の締結により、半導体モジュール３０，冷却器４０間を固定するステップを実行して半導体装置１を完成する。
【０１２４】
なお、ステップ(a) において、実施の形態３〜実施の形態８、実施の形態１０、実施の形態１２〜実施の形態１５で述べた半導体モジュール３０Ｂ〜３０Ｆ、冷却器４０Ｂ〜４０Ｊの得るための加工処理が併せて行われる。
【０１２５】
ステップ(b) において、実施の形態９ではグリース層６１に代えてグリース層６２及び６３が形成され、実施の形態１６及び実施の形態１７ではグリース層６１に代えてグリース層６４及び６５が形成される。また、実施の形態１６及び実施の形態１７では、ステップ(c) の実行は省略される。
【０１２６】
ステップ(b) において、グリース層６２及び６３を塗布する場合、放熱材３２の放熱面の中央領域にグリース層６２を、その周辺領域にグリース層６３にそれぞれ印刷による塗布する。
【０１２７】
ステップ(b) において、グリース層６４及び６５を塗布する場合、放熱材３２の放熱面の中央領域にグリース層６４を、その周辺領域にグリース層６５にそれぞれ印刷による塗布する。なお、グリース層６５は冷却器４０の表面（上記周辺領域に対応する領域を含む）に塗布するようにしても良い。
【０１２８】
ステップ(c) において、実施の形態２及び実施の形態８では、シール材５１に代えてゲル部５２が形成される。
【０１２９】
ステップ(c) において、実施の形態１１では、さらにレジスト２５を形成する処理が追加して実行される。
【０１３０】
実施の形態１０の半導体装置１０の製造の際、例えば、グリース層６１の構成材料として粘度が３００〜６００［Ｐａ・ｓ］程度のグリースを使用することにより、上述したステップ(c) ，(d) の実行時に、冷却器４０Ｈの表面に形成されたシール材用溝部４５にグリース層６１が充填されることはない。
【０１３１】
＜その他＞
なお、本実施の形態で示した放熱材３４，３８は形状が異なるが構成材料は放熱材３２と同様であり、それぞれの形状は既存の方法で実現可能である。
【０１３２】
冷却器４０Ｂ〜４０Ｉは形状が異なるが構成材料は冷却器４０と同様であり、それぞれの形状は既存の方法で実現可能である。また、樹脂封止部３５，３９，３９ｔ等の形状は金型変更により既存の方法で実現可能である。
【０１３３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【０１３４】
例えば、実施の形態１〜実施の形態１７において、周辺密着部材として、シール材５１あるいはゲル部５２を用いた構成を示したが、これらは適宜、置き換えて用いることができる。
【０１３５】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１３６】
１，２，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ，５〜１７  半導体装置、３０，３０Ｂ〜３０Ｆ  半導体モジュール、３２，３４，３８  放熱材、４０，４０Ｂ〜４０Ｊ  冷却器、５１  シール材、５２  ゲル部、６１〜６５  グリース層。
【図１】
2015102046.tif 000003
【図２】
2015102046.tif 000004
【図３】
2015102046.tif 000005
【図４】
2015102046.tif 000006
【図５】
2015102046.tif 000007
【図６】
2015102046.tif 000008
【図７】
2015102046.tif 000009
【図８】
2015102046.tif 000010
【図９】
2015102046.tif 000011
【図１０】
2015102046.tif 000012
【図１１】
2015102046.tif 000013
【図１２】
2015102046.tif 000014
【図１３】
2015102046.tif 000015
【図１４】
2015102046.tif 000016
【図１５】
2015102046.tif 000017
【図１６】
2015102046.tif 000018
【図１７】
2015102046.tif 000019
【図１８】
2015102046.tif 000020
【図１９】
2015102046.tif 000021
【図２０】
2015102046.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2015102046.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月26日(2016.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記周辺密着部材（５１）は、
液状硬化型シール剤を構成材料とする、
半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
このように、実施の形態３の第１の態様である半導体装置３Ａは、冷却器４０Ｂの表面に形成される単位凹部幅Ｗ３Ａを有する凹凸領域８１の粗面によって、グリース層６１におけるグリースの動きを抑制することにより、液状硬化型シール剤を構成材料としたシール材５１による密封効果と組み合わせることができ、よりポンプアウトの生じない構造を実現することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
なお、第２の態様の冷却器４０Ｃに形成される凹凸領域８３は、実施の形態３の第１の態様の冷却器４０Ｂに形成される凹凸領域８１の単位凹部幅Ｗ３Ａに比べ、広い単位凹部幅Ｗ３Ｂ（＞Ｗ３Ａ）で形成されている。このように、凹凸領域８３の単位凹部幅Ｗ３Ｂを凹凸領域８１の単位凹部幅Ｗ３Ａより広く形成するのは、第２の態様は、冷却器４０Ｃの反りを抑制することを主目的とするからである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
このように、実施の形態４の第１の態様である半導体装置４Ａは、放熱材３４の放熱面に形成される、単位凹部幅Ｗ４Ａを有する凹凸領域８２の粗面によって、グリース層６１の充填領域内における動きを抑制することにより、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることができ、よりポンプアウトの生じない構造を実現することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
このように、実施の形態７の半導体装置７は、冷却器４０Ｆの表面上に設けたバンプ４８の厚みによって、半導体モジュール３０の放熱面と冷却器４０Ｆの表面との間の間隔（ギャップ）を一定の長さ以上に確保できる。その結果、実施の形態７の半導体装置７は、冷却器４０Ｆや半導体モジュール３０の変形等によってグリース層６１内のグリースの一部が充填領域から押し出されることを抑制し、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることにより、ポンプアウトが生じにくい構造を実現することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
このように、実施の形態８の半導体装置８は４本のバンプ４９の厚みによって、半導体モジュール３０の放熱面と冷却器４０Ｇの表面との間の間隔（ギャップ）を一定の長さ以上に確保できる。その結果、実施の形態８の半導体装置８は、半導体モジュール３０や冷却器４０Ｇの変形等によってグリース層６１内のグリースの一部が充填領域から押し出されることを抑制し、ゲル部５２による密封効果と組み合わせることにより、ポンプアウトが生じにくい構造を実現することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
一方、実施の形態９の半導体装置９は、上記周辺領域に対応して設けられるグリース層６３の構成材料として、外部の動き（変形等）に比較的対応し難いフィラー大の第２のグリースを用いている。このため、グリース層６３内の第２のグリースは勿論、半導体モジュール３０や冷却器４０の変形によるグリース層６２内の第１のグリースの押し出しを抑制することができ、液状硬化型シール剤で構成されるシール材５１による密封効果と組み合わせることにより、ポンプアウトがより生じにくい構造を実現することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
冷却器４０Ｉは冷却器４０と異なり、その表面上にさらに突出部４６を有している。突出部４６は、グリース層６１の外周に沿って、グリース層６１の端部との間にシール材５１用の間隔ｄ４６を設けつつ、冷却器４０Ｉの表面上に上方に突出して形成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
面取り部７１は、樹脂封止部３９の側面端部に向かう方向に従い上方に面取りされる、すなわち、側面端部方向（図１７中の右方向）に従い冷却器４０の表面との距離が広がるように面取り加工されて形成される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
グリース層６４は上記放熱面の中央領域に対応して設けられ、グリース層６５は上記放熱面の上記中央領域以外の周辺領域のみに対応して設けられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
グリース層６４の構成材料はグリース層６１と同様、装置完成後においても半固体状のグリース（第１種グリース）である。一方、グリース層６５は構成材料として二液性硬化型のグリース（第２種グリース）を用いている。二液性硬化型のグリースは二液の化学反応により硬化して固体化する性質を有しているため装置完成後においては固体化している。なお、「半固体」とは粘度が６００［Ｐａ・ｓ］以下ものものを意味する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
グリース層６４は上記放熱面の中央領域に対応して設けられ、グリース層６５は上記放熱面の上記中央領域以外の周辺領域及び周辺領域の外部の冷却器４０の表面の一部上にかけて形成される。
【国際調査報告】
2015102046.tif 000025
2015102046.tif 000026
2015102046.tif 000027
2015102046.tif 000028