(57)【要約】【課題】半導体素子から放熱装置に至る熱伝導性を優れたものとしつつ、優れた応力緩和機能を発揮することができる半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１０は、セラミック基板１４の一面１４ａに金属回路１５が接合されるとともに他面１４ｂに金属板１６が接合されて形成された回路基板１１を備える。半導体装置１０において、金属回路１５には半導体素子１２が接合されるとともに金属板１６に半導体素子１２の冷却を行うヒートシンク１３が応力緩和部材２０を介して熱的に接合されている。応力緩和部材２０は高熱伝導性材料よりなるとともに応力緩和部材２０の周縁部には凹部２１が形成されている。【選択図】図２
2008294283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の一面に第１金属板が接合されるとともに他面に第２金属板が接合されて形成された回路基板を備え、前記第１金属板に半導体素子が接合されるとともに前記第２金属板に前記半導体素子の冷却を行う放熱装置が接合領域を介して接合された半導体装置であって、
前記接合領域は高熱伝導性材料よりなり、該接合領域の周縁部に接合領域の縁から内側に向けて凹む凹部が形成され、該凹部によって接合領域に応力緩和空間が設けられている半導体装置。
【請求項２】
前記接合領域は平面視多角形状をなし、前記凹部は前記接合領域のコーナ部に形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹部は前記接合領域の側辺に形成されている請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接合領域において、前記第１金属板への半導体素子の接合面に対向する面全体が第２金属板に接合されている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記凹部は複数箇所に形成されるとともに接合領域における所定の基準に対して対称となる位置に配置されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板の一面に第１金属板が接合されるとともに他面に第２金属板が接合されて形成された回路基板を備え、第１金属板に半導体素子が接合されるとともに第２金属板に半導体素子の冷却を行う放熱装置が接合領域を介して熱的に接合された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パワーモジュール（半導体装置）等において、回路基板は窒化アルミニウムなどの絶縁基板の表裏両面に金属板が設けられてなり、回路基板における表面の金属板に半導体素子が熱的に結合（接合）されている。また、裏面の金属板には放熱装置が接合され、パワーモジュール等においては半導体素子から発せられた熱が放熱装置から放熱されるようになっている。ところで、このようなパワーモジュール等においては、放熱装置の放熱性能が長期間にわたって維持されることが要求されている。しかし、上述した放熱装置によれば、使用条件によっては、絶縁基板と放熱装置との線膨張係数の相違に起因して熱応力が発生し、絶縁基板にクラックが生じたり、絶縁基板と放熱装置とを接合している接合部にクラックが生じたり、放熱装置の絶縁基板への接合面に反りが生じたりすることがあるという問題があった。
【０００３】
そこで、このような問題を解決したパワーモジュールとして、一面が発熱体搭載面となされた絶縁基板と、該絶縁基板の他面にはんだ付けされた放熱体と、放熱体にねじ止めされたヒートシンクとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。前記放熱体は、アルミニウム、銅などの高熱伝導性材料からなる１対の板状をなす放熱体本体の間に、インバー合金などの低熱膨張材が介在されたものである。しかしながら、特許文献１に記載のパワーモジュールにおいては、放熱体とヒートシンクとがねじ止めされているだけであるので、両者間での熱伝導性が十分ではなく、十分な放熱性能が得られないという問題があった。
【０００４】
そこで、十分な放熱性能を得ることを可能とした半導体装置として、特許文献２に開示された放熱装置がある。特許文献２の放熱装置は、一面が発熱体搭載面となされた絶縁基板と、絶縁基板の他面に固定されたヒートシンクとを備えている。また、絶縁基板における発熱体搭載面とは反対側の面に金属層が形成されている。そして、この放熱装置においては、絶縁基板とヒートシンクとの間に、高熱伝導性材料からなり、かつ応力吸収空間を有する応力緩和部材が介在させられ、応力緩和部材が、絶縁基板及びヒートシンクに金属接合されている。このため、絶縁基板とヒートシンクとの間の熱伝導性が優れたものになり、絶縁基板に搭載される半導体素子から発せられる熱の放熱性能が向上する。
【特許文献１】特開２００４−１５３０７５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９４６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、近年では半導体装置において熱応力の緩和を達成しつつ、さらなる冷却性能の向上、すなわち半導体素子から放熱装置に至る熱伝導性の向上が切望されている。この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、半導体素子から放熱装置に至る熱伝導性を優れたものとしつつ、優れた応力緩和機能を発揮することができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、絶縁基板の一面に第１金属板が接合されるとともに他面に第２金属板が接合されて形成された回路基板を備え、前記第１金属板に半導体素子が接合されるとともに前記第２金属板に前記半導体素子の冷却を行う放熱装置が接合領域を介して接合された半導体装置であって、前記接合領域は高熱伝導性材料よりなり、該接合領域の周縁部に接合領域の縁から内側に向けて凹む凹部が形成され、該凹部によって接合領域に応力緩和空間が設けられている。
【０００７】
絶縁基板と放熱装置との線膨張係数の相違に起因して半導体装置に熱応力が発生したとき、接合領域の周縁部には熱応力が集中して作用するため、熱応力は周縁部が最も大きく、接合領域の内側に向かう程、小さくなる。この発明においては、接合領域の周縁部に凹部が形成され、該凹部によって接合領域に応力緩和空間が設けられている。このため、接合領域の周縁部に大きな熱応力が作用しても接合領域の変形が凹部によって許容され、熱応力を緩和することができる。よって、半導体装置においては優れた応力緩和機能を発揮することができ、熱応力によって、絶縁基板と接合領域との接合部にクラックが生じたり、放熱装置に反りが生じたりすることが防止される。また、接合領域は高熱伝導性材料よりなり、凹部は接合領域の周縁部に形成されており、接合領域にて凹部が形成された周縁部以外が熱伝導可能な領域となる。このため、半導体素子から発せられた熱は、接合領域のほぼ全体を伝導して放熱装置へ伝達され、放熱装置に至る熱伝導性が優れたものとなる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記接合領域は平面視多角形状をなし、前記凹部は前記接合領域のコーナ部に形成されている。接合領域の周縁部の中でもコーナ部は熱応力が最も集中して作用する。このため、コーナ部に凹部が形成されることで熱応力を効果的に緩和することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の半導体装置において、前記凹部は前記接合領域の側辺に形成されている。接合領域の周縁部のうち、側辺はコーナ部に次いで熱応力が集中して作用する。このため、側辺に凹部が形成されることで熱応力を効果的に緩和することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の半導体装置において、前記接合領域において、前記第１金属板への半導体素子の接合面に対向する面全体が第２金属板に接合されている。この発明によれば、半導体素子から発せられた熱は、半導体素子の接合面から回路基板及び接合領域を介して放熱装置に伝わる。このとき、接合領域には回路基板（第２金属板）に対して非接合領域が存在しないため、接合領域を介した放熱装置への伝熱が、非接合領域が存在する場合に比して向上され、半導体素子から発せられた熱の接合領域を介した熱伝導性が優れたものとなり、放熱性能を向上させることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の半導体装置において、前記凹部は複数箇所に形成されるとともに接合領域における所定の基準に対して対称となる位置に配置されている。この発明によれば、接合領域の周縁部における熱応力の緩和の不均衡、すなわち、熱応力の局所的な集中が緩和され、最大応力が低減される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体素子から放熱装置に至る熱伝導性を優れたものとしつつ、優れた応力緩和機能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の半導体装置を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、図１〜図３は、半導体装置を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。
【００１４】
図２に示すように、半導体装置１０は、回路基板１１に半導体素子１２が接合されるとともに放熱装置としてのヒートシンク１３が熱的に結合されたものである。まず、前記回路基板１１の構成について説明する。回路基板１１は、絶縁基板としての四角板状をなすセラミック基板１４と、該セラミック基板１４の一面１４ａに接合された第１金属板としての金属回路１５と、セラミック基板１４において前記一面１４ａに背向する他面１４ｂに接合された第２金属板としての金属板１６とから形成されている。
【００１５】
前記回路基板１１において、セラミック基板１４は、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素等により形成されている。また、金属回路１５及び金属板１６は、アルミニウムで形成されている。前記ヒートシンク１３はアルミニウムで形成されている。なお、アルミニウムとは純アルミニウム又はアルミニウム合金を意味する。また、アルミニウム以外の高熱伝導性材料として、例えば銅や銅合金等によって金属回路１５、金属板１６及びヒートシンク１３を形成してもよい。
【００１６】
また、図１に示すように、前記半導体素子１２は平面視四角形状をなす。そして、半導体素子１２は、半田層Ｈ（図２参照）を介して金属回路１５に接合され、半導体素子１２はセラミック基板１４の一面１４ａに金属回路１５を介して熱的に結合されている。なお、半導体素子１２は、１個の金属回路１５に１個接合されている。半導体素子１２は、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｒａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオードが用いられている。
【００１７】
図２に示すように、前記ヒートシンク１３の内部には流体（例えば、冷却水）が流れる流路１３ａが形成されている。また、ヒートシンク１３と、回路基板１１における金属板１６との間には、該回路基板１１とヒートシンク１３との接合領域を形成する応力緩和部材２０が介装されている。応力緩和部材２０は、アルミニウムといった高熱伝導性材料から平面視が略四角形の平板状に形成されている（図３参照）。そして、応力緩和部材２０は、一面２０ｅ全体が金属板１６にろう付けされ、前記一面２０ｅに背向する他面２０ｆ全体がヒートシンク１３にろう付けされている。すなわち、応力緩和部材２０と金属板１６の間、及び応力緩和部材２０とヒートシンク１３との間にはろう材よりなる接合部が形成されている（図示せず）。このため、回路基板１１とヒートシンク１３とは、応力緩和部材２０を介して熱的に結合され、半導体素子１２から発せられた熱が応力緩和部材２０を伝導してヒートシンク１３に伝わるようになっている。なお、応力緩和部材２０において、半導体素子１２の金属回路１５への接合面１２ａに対向する面、すなわち、一面２０ｅ全体が金属板１６に接合されている。
【００１８】
次に、応力緩和部材２０について詳細に説明する。なお、図３は半導体装置１０の平面図であるが、応力緩和部材２０を分かり易く図示するため、回路基板１１及び半導体素子１２を２点鎖線で示している。また、図３において、応力緩和部材２０の上下に対向する側辺を第１側辺２０ａと第２側辺２０ｂとし、左右に対向する側辺を第３側辺２０ｃと第４側辺２０ｄとする。そして、前記第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄと、四つのコーナ部Ｃとによって応力緩和部材２０の周縁部が形成されている。この応力緩和部材２０は、平面視四角形状なす高熱伝導性材料の四つのコーナ部Ｃ、及び第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄを切り欠き、各コーナ部Ｃに１箇所、及び第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに２箇所ずつ凹部２１を形成することにより製造されている。
【００１９】
すなわち、応力緩和部材２０の周縁部には凹部２１が複数箇所に形成されている。各コーナ部Ｃに形成された凹部２１は平面視で扇形状をなすように高熱伝導性材料を切り欠くことによって形成されている。また、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに形成された凹部２１は、応力緩和部材２０の平面視で半円状をなすように高熱伝導性材料を切り欠くことによって形成されている。そして、凹部２１は、高熱伝導性材料の所定箇所をプレス加工により打ち抜くことにより、応力緩和部材２０の厚み方向全体に亘って形成されるとともに高熱伝導性材料の縁から内側に向けて凹むように形成されている。
【００２０】
本実施形態において、応力緩和部材２０は第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄの長さが３０ｍｍの正方形状（四回対称性を持つ）に形成されている。そして、応力緩和部材２０の平面形状と金属板１６の平面形状は同じになっており、応力緩和部材２０と金属板１６は同じサイズとなっている。このような応力緩和部材２０において、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに形成された凹部２１は直径２．５〜３．５ｍｍの円における半円状に形成され、コーナ部Ｃに形成された凹部２１は直径２．５〜３．５ｍｍの円を４等分して形成される扇形状に形成されるのが好ましい。凹部２１の直径が２．５ｍｍより小さいと、凹部２１による応力緩和機能が発揮されにくくなり好ましくない。一方、凹部２１の直径が３．５ｍｍを越えると、応力緩和部材２０に凹部２１を形成するために切り欠かれる部位が多くなり、応力緩和部材２０の面積が小さくなってしまう。すると、応力緩和部材２０の、回路基板１１（金属板１６）及びヒートシンク１３に対する接合面積が小さくなり、半導体素子１２から発せられた熱の伝導面積が小さくなって好ましくないからである。  
【００２１】
なお、応力緩和部材２０においては、凹部２１を形成する高熱伝導性材料の外形線上の任意の点に対する接線Ｍを引いた場合、該接線Ｍは応力緩和部材２０の範囲内を通過するようになっている。これは、凹部２１が、応力緩和部材２０を形成する高熱伝導性材料をその縁から内側に向けて切り欠くことによって形成されたものであるからである。また、凹部２１が形成される前の高熱伝導性材料は、平面形状が金属板１６の平面形状と同じになっている。このため、応力緩和部材２０において、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄの凹部２１を除いた箇所は金属板１６の各側辺と合致するようになっている。よって、図２に示すように、応力緩和部材２０の各凹部２１は、金属板１６の直下であり、ヒートシンク１３の直上に位置している。このため、金属板１６とヒートシンク１３との間には、凹部２１の内側によって応力緩和空間Ｓが形成されている。
【００２２】
図３に示すように、応力緩和部材２０において、前記第１側辺２０ａと第２側辺２０ｂの長さの中心点を通過する仮想線を、応力緩和部材２０における所定の基準としての基準線Ｌ１とする。この場合、第１側辺２０ａ上に形成された凹部２１と、第２側辺２０ｂ上に形成された凹部２１とは、前記基準線Ｌ１に対して線対称となる位置に配置されている。また、応力緩和部材２０において、第３側辺２０ｃと第４側辺２０ｄの長さの中心点を通過する仮想線を、応力緩和部材２０における所定の基準としての基準線Ｌ２とする。この場合、第３側辺２０ｃ上に形成された凹部２１と、第４側辺２０ｄ上に形成された凹部２１とは、前記基準線Ｌ２に対して線対称となる位置に配置されている。
【００２３】
また、応力緩和部材２０において、前記基準線Ｌ１と基準線Ｌ２の交点を、応力緩和部材２０における所定の基準としての基準点Ｐとする。この場合、第１側辺２０ａ上に形成された凹部２１と第２側辺２０ｂ上に形成された凹部２１、及び第３側辺２０ｃ上に形成された凹部２１と第４側辺２０ｄ上に形成された凹部２１は、前記基準点Ｐに対して点対称としての回転対称（二回対称であり四回対称）となる位置に配置されている。よって、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄの各凹部２１は回転対称な位置及び形状に形成されている。
【００２４】
また、半導体装置１０において、図２に示すように、半導体素子１２から発せられた熱のヒートシンク１３への伝熱経路は、該半導体素子１２の下端を頂部とし、ヒートシンク１３の面と４５°の角度を成す面を側面（斜面）とする台形状となり、図２において二点鎖線で示す直線Ｎが伝熱経路全体の境界を表す。そして、この直線Ｎで示す伝熱経路の領域に凹部２１が位置しないように、凹部２１の切り欠き深さが設定されている。
【００２５】
さて、このように構成した半導体装置１０は、例えば、車載電動モータの駆動に適用されることにより、車両の運転状況に応じて車載電動モータに供給する電力を制御する。そして、半導体素子１２から発せられた熱は半導体素子１２の下側に向けて伝導され、金属回路１５、セラミック基板１４、金属板１６、及び応力緩和部材２０を介してヒートシンク１３に伝導される。
【００２６】
応力緩和部材２０は高熱伝導性材料より形成されているため、回路基板１１（金属板１６）とヒートシンク１３との間の熱伝導性が優れたものとなり、半導体素子１２から発せられた熱の放熱性能が向上する。また、応力緩和部材２０において、半導体素子１２の金属回路１５に対する接合面１２ａに対向する面全体が金属板１６に接合されるとともに、凹部２１は応力緩和部材２０の周縁部のみに形成されている。このため、回路基板１１を伝導した熱を全て応力緩和部材２０に伝導することができ、応力緩和部材２０においては伝熱面積を十分に確保されていることから回路基板１１から伝導された熱を効率良くヒートシンク１３へ伝導させることができる。
【００２７】
ヒートシンク１３に伝導された熱は、ヒートシンク１３内の流路１３ａを流れる流体に伝導されるとともに持ち去られ、放熱される。すなわち、ヒートシンク１３は、流路１３ａを流れる流体によって強制冷却されるため、半導体素子１２で発せられた熱が効率良く除去され、結果として半導体素子１２が回路基板１１への結合側（接合側）から冷却される。
【００２８】
半導体素子１２から発せられた熱がヒートシンク１３に伝わった際には、セラミック基板１４及びヒートシンク１３は高温となり、熱膨張する。一方、半導体素子１２からの発熱が停止すると、セラミック基板１４及びヒートシンク１３の温度は低下し、熱収縮する。そして、熱膨張及び熱収縮の際には、セラミック基板１４とヒートシンク１３の線膨張係数の相違に起因し、半導体装置１０に熱応力が発生する。
【００２９】
しかし、本実施形態の半導体装置１０では、応力緩和部材２０の周縁部（コーナ部Ｃ及び第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄ）の複数箇所に凹部２１が形成され、該凹部２１の内側に応力緩和空間Ｓが形成されている。よって、熱応力が発生したとき、凹部２１によって応力緩和部材２０の変形が許容され、熱応力が緩和される。
【００３０】
また、前記熱応力は応力緩和部材２０の周縁部程集中して作用する。応力緩和部材２０における凹部２１は、該応力緩和部材２０のコーナ部Ｃといった熱応力が最も大きく作用する箇所に配置され、さらに、コーナ部Ｃの次に熱応力が作用する第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄにも配置されている。このため、凹部２１によって応力緩和部材２０の大きな変形が許容され、熱応力が確実に緩和される。
【００３１】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）回路基板１１とヒートシンク１３との接合領域となる応力緩和部材２０の周縁部に凹部２１を切り欠き形成した。そして、半導体装置１０に発生する熱応力は、応力緩和部材２０の内側より周縁部の方が大きく作用する。このため、熱応力が大きく作用する周縁部に凹部２１が形成されているため、凹部２１によって熱応力を効果的に緩和することができ、結果として優れた応力緩和機能を発揮することができる。よって、熱応力により、応力緩和部材２０に対する金属板１６及びヒートシンク１３の接合部（ろう）にクラックが生じたり、ヒートシンク１３に反りが生じたりすることを防止することができる。また、応力緩和部材２０は高熱伝導性材料より形成され、凹部２１は応力緩和部材２０の周縁部のみに形成されている。このため、応力緩和部材２０に伝熱面積を十分に確保でき、応力緩和部材２０を介した回路基板１１（金属板１６）とヒートシンク１３との間の熱伝導性が優れたものとなり、半導体素子１２から発せられた熱の放熱性能が向上する。
【００３２】
（２）応力緩和部材２０における全てのコーナ部Ｃに凹部２１を形成した。応力緩和部材２０のコーナ部Ｃは、周縁部の中でも熱応力が最も集中する箇所である。よって、応力緩和部材２０に作用する熱応力を効果的に緩和することができる。
【００３３】
（３）応力緩和部材２０を形成する第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに凹部２１を形成した。応力緩和部材２０の第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄは、コーナ部Ｃの次に熱応力が集中する箇所である。よって、応力緩和部材２０に作用する熱応力を効果的に緩和することができる。
【００３４】
（４）応力緩和部材２０は、半導体素子１２の接合面１２ａの直下に位置し、該接合面１２ａに対向する面全体が金属板１６に接合されている。そして、半導体素子１２から発せられた熱は、半導体素子１２の接合面１２ａから回路基板１１及び応力緩和部材２０を介してヒートシンク１３に伝わる。このとき、応力緩和部材２０には金属板１６に対して非接合領域が存在しないため、応力緩和部材２０を介したヒートシンク１３への伝熱が非接合領域が存在する場合に比して向上される。よって、本実施形態においては、応力緩和部材２０が凹部２１を備えることで応力緩和部材２０の金属板１６への接合面積が削減された構成であっても、応力緩和部材２０を介したヒートシンク１３への熱伝導性が優れたものとなっている。したがって、半導体装置１０においては、半導体素子１２から発せられた熱のヒートシンク１３への熱伝導性を優れたものとしつつ、優れた応力緩和機能を発揮させることができる。
【００３５】
（５）凹部２１は、基準線Ｌ１又は基準線Ｌ２に対し線対称となる位置に配置されるとともに、基準点Ｐに対し回転対称（点対称）となる位置に配置されている。このため、応力緩和部材２０の周縁部における熱応力緩和の不均衡、すなわち、熱応力の局所的な集中が緩和され、熱応力の最大値を低減することができる。
【００３６】
（６）凹部２１は、応力緩和部材２０を形成する高熱伝導性材料の周部をプレス加工することにより形成されている。よって、例えば、高熱伝導性材料をエッチング処理して凹部２１を形成する場合や、高熱伝導性材料の内側に凹部２１を形成する場合に比して応力緩和部材２０を簡単に製造することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図４に示すように、応力緩和部材２０における所定の基準となる中心点（基準点）Ｐに対し、第１側辺２０ａに形成された凹部２１と第２側辺２０ｂに形成された凹部２１とが点対称となるように凹部２１を配置し、第３側辺２０ｃに形成された凹部２１と第４側辺２０ｄに形成された凹部２１とが点対称となるように凹部２１を配置してもよい。
【００３８】
○  応力緩和部材２０の周縁部でなく、内側に応力緩和部材２０を貫通する貫通孔２２又は応力緩和部材２０の厚み内に形成される凹所を形成してもよい。
○  図５に示すように、凹部２１の第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄを波形状に形成し、隣り合う凸部の間に凹部２１を形成してもよい。この場合、応力緩和部材２０の全てのコーナ部Ｃに凹部２１が形成されるようにするのが好ましい。なお、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄを波形状に形成する場合、前記凸部の先端を尖るように形成したり、凹部２１の深さを任意に変更したりしてもよい。
【００３９】
○  図６に示すように、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに形成される凹部２１の平面形状は、略円状（中心角が１８０°を越える扇形である優弧状）に形成されていてもよい。なお、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに形成される凹部２１の平面形状は、楕円状、菱形状、三角形状、長孔状等任意に変更してもよい。
【００４０】
○  実施形態において、凹部２１を第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄに２箇所ずつ配置したが、回路基板１１における半導体素子１２の大きさ、位置、数等に起因した半導体素子１２の発熱状況に合わせて凹部２１を形成する数を任意に変更してもよい。
【００４１】
○  実施形態において、第１〜第４側辺２０ａ〜２０ｄの全てに凹部２１を形成したが、凹部２１はいずれか１つの側辺、２つの側辺、又は３つの側辺に形成されていてもよい。また、凹部２１を側辺の一部、例えば、側辺の一端部に偏って形成してもよい。
【００４２】
○  実施形態において、全てのコーナ部Ｃに凹部２１を形成したが、凹部２１はいずれか１つのコーナ部Ｃ、２つのコーナ部Ｃ、又は３つのコーナ部Ｃに形成されていてもよい。
【００４３】
○  回路基板１１における金属板１６を接合領域の一部とし、該金属板１６及び応力緩和部材２０の周縁部（コーナ部及び側辺のうち少なくともコーナ部）に凹部を形成してもよい。この場合、金属板１６に凹部を形成する場合は、金属板１６をエッチング処理することにより形成される。
【００４４】
○  金属板１６に凹部を形成し、応力緩和部材２０を介さずに金属板１６とヒートシンク１３とを直接接合してもよい。
○  ヒートシンク１３は強制冷却式の冷却器であればよく、ヒートシンク１３を流れる流体は水に限らず、例えば、他の液体や空気などの気体であってもよい。また、沸騰冷却式の冷却器であってもよい。
【００４５】
○  回路基板１１上に金属回路１５が１個形成される構成に限らず、金属回路１５が２個以上形成されるとともに、金属回路１５上に半導体素子１２が２個以上接合された構成としてもよい。
【００４６】
○  半導体装置１０は、車載用に限らず他の用途に使用するものに適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記凹部は接合領域における基準線に対して線対称であり、かつ接合領域における基準点に対して点対称となる位置に配置されている請求項５に記載の半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態の半導体装置を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】半導体装置における応力緩和部材を示す平面図。
【図４】応力緩和部材の別例を示す平面図。
【図５】応力緩和部材の別例を示す平面図。
【図６】応力緩和部材の別例を示す平面図。
【符号の説明】
【００４８】
Ｃ…接合領域の周縁部たるコーナ部、Ｌ１，Ｌ２…基準としての基準線、Ｐ…基準としての基準点、Ｓ…応力緩和空間、１０…半導体装置、１１…回路基板、１２…半導体素子、１２ａ…接合面、１３…放熱装置としてのヒートシンク、１４…絶縁基板としてのセラミック基板、１４ａ…一面、１４ｂ…他面、１５…第１金属板としての金属回路、１６…第２金属板としての金属板、２０…接合領域としての応力緩和部材、２０ａ〜２０ｄ…接合領域の周縁部における側辺を形成する第１〜第４側辺、２１…凹部。
【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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