(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載した絶縁回路基板と、
絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、前記接合領域の形状が、前記２辺の延びる方向の中央が両端より前記絶縁回路基板側に突出する円弧状であるケースと、
を備え、
前記ケースは直方体状であり、前記円弧状の前記接合領域は、短辺の側壁部に設けられており、前記ケースの長辺の側壁部に、冷却器との取り付け具を更に備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体チップを搭載した絶縁回路基板と、
絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、前記接合領域の形状が、前記２辺の延びる方向の中央が両端より前記絶縁回路基板側に突出する円弧状であるケースと、
を備え、
前記ケースは直方体状であり、前記ケースの側壁部に冷却器との取り付け具を更に備え、前記冷却器が有する複数の放熱板の延びる方向が、前記絶縁回路基板の中で前記冷却器に近接する近接領域の延びる方向と直交することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体チップを搭載した絶縁回路基板と、
絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、前記接合領域の形状が、前記２辺の延びる方向の中央が両端より前記絶縁回路基板側に突出する円弧状であるケースと、
を備え、
前記側壁部は、前記絶縁回路基板を支持する支持外側壁を、更に有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記側壁部と前記絶縁回路基板との間に、接着剤を収めるポケットを、更に備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁回路基板は、絶縁基板と、該絶縁基板の前記半導体チップと反対側の面に設けられた裏面導電箔とを有し、
前記裏面導電箔は、前記接合領域と重なるように前記絶縁基板の端部側に延びることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記円弧状の前記接合領域に追従して沿った前記絶縁回路基板の反り量は、０μｍより大きく１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ケースは、前記円弧状の前記接合領域を有する一組の前記側壁部を、複数組備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体チップを絶縁回路基板に搭載する工程と、
直方体状であり、前記絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、前記接合領域の形状が、前記２辺の延びる方向の中央が両端より前記絶縁回路基板側に突出する円弧状であり、前記円弧状の前記接合領域は短辺の側壁部に設けられており、長辺の側壁部に冷却器との取り付け具を備えるケースを用意する工程と、
前記ケースを前記絶縁回路基板に接合する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体チップを絶縁回路基板に搭載する工程と、
直方体状であり、前記絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、前記接合領域の形状が、前記２辺の延びる方向の中央が両端より前記絶縁回路基板側に突出する円弧状であり、側壁部に冷却器との取り付け具を備え、前記絶縁回路基板の中で前記冷却器に近接する近接領域の延びる方向が前記冷却器が有する複数の放熱板の延びる方向と直交するケースを用意する工程と、
前記ケースを前記絶縁回路基板に接合する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体チップを絶縁回路基板に搭載する工程と、
前記絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、前記接合領域の形状が、前記２辺の延びる方向の中央が両端より前記絶縁回路基板側に突出する円弧状であり、前記側壁部は前記絶縁回路基板を支持する支持外側壁を有するケースを用意する工程と、
前記ケースを前記絶縁回路基板に接合する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びこの半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置、特に電力用半導体装置等にヒートシンクや冷却フィン等の冷却器を取り付け、半導体チップの動作によって生じる熱を放散させることが知られている。以下、電力用半導体装置を「パワー半導体装置」と称する。パワー半導体装置では、動作時の加熱状態及び非動作時の冷却状態の繰り返しが生じると、熱膨張差により半導体チップを搭載する絶縁回路基板が反って形状が変化する場合がある。加熱状態及び冷却状態の繰り返しを「ヒートサイクル」と称する。【０００３】
絶縁回路基板の反りは、半導体チップと反対側に位置する冷却器側に凸となるように突出して湾曲形成される場合と、逆に半導体チップ側に凸となるように突出して湾曲形成される場合とがある。以下、絶縁回路基板が冷却器側に突出する反りを「正反り」と定義し、絶縁回路基板が半導体チップ側に突出する反りを「負反り」と定義する。【０００４】
負反りが生じると、例えば絶縁回路基板と冷却器との接合面間の密着性が損なわれて隙間（空隙）が生じたり、熱伝導グリースが接合面間から外部に流出（ポンプアウト）したりする場合がある。その結果、接合面間の熱伝導性（熱コンダクタンス）が低下する。接合面間の密着性の低下やポンプアウトが更に進行すると、半導体装置の熱放散性能が著しく悪化し、半導体チップの熱破壊や、寿命が短くなる恐れがある。【０００５】
負反りを抑制できる技術を検討してみると、例えば特許文献１には、絶縁回路基板を搭載する金属製の放熱板を介して冷却器に半導体装置を取り付け、この半導体装置の筐体の、放熱板との対向面に複数の突起を設ける技術が開示されている。特許文献１に記載された技術では、放熱板の実装面を押圧する筐体の複数の突起の長さ及び位置に関し、放熱板全体の中心に近い突起ほど長くなるように、複数の突起のそれぞれの長さが調節される。そして長さの異なる複数の突起全体で放熱板の実装面を押圧し、放熱板は中央領域が正反りするように変形する。【０００６】
また特許文献２には、導体ベースプレートと、導体ベースプレート上に配置された半導体装置と、半導体装置を内在し、導体ベースプレート上に配置され、導体ベースプレートとは異なる材料からなる金属壁とを備えたパッケージが開示されている。導体ベースプレートは、対向する１対の端面が緩やかな弧を有し、金属壁も緩やかな弧を有している。特許文献２に記載された技術は、導体ベースプレートの短辺方向にプレス型で反りを形成することにより、導体ベースプレートの長辺方向に強度を持たせ、半導体基板の接合時、実装時及びキャップ半田付け時に生じる半導体基板の反りを抑制している。
【０００７】
しかし特許文献１に記載された技術は、金属製の放熱板を変形させる技術であるため、例えば放熱板を使用せずに、絶縁回路基板を直接、冷却器と接合させるベースレス構造の半導体装置の場合には、特許文献１の開示技術をそのまま適用できない。具体的には、絶縁回路基板には、セラミック等を主に含んで作製される絶縁基板が含まれる。そのため金属製の放熱板の変形を前提とした特許文献１の技術を用いて絶縁回路基板を正反りさせる場合、ベースレス状態における絶縁回路基板の強度や、正反りさせた絶縁回路基板と冷却器側との接合に関する技術的な検討が必要である。しかし特許文献１では検討が十分になされていない。【０００８】
また特許文献２に記載された技術の場合も同様に、絶縁回路基板を変形させる際の技術的な検討が十分になされていない。例えば特許文献２では、導体ベースプレートをプレス型で成形して反らせるが、セラミック等を含む絶縁基板の強度は、金属製のベースプレートの強度と全く異なって低いため、絶縁回路基板にプレス型をそのまま用いるとプレス時に加えられる力によって絶縁回路基板が破損する場合がある。また絶縁回路基板上に搭載されている半導体チップは精巧な電子機器であるため、絶縁回路基板をプレス型で変形させると半導体チップが破損するおそれがある。そのためベースレス構造の半導体装置の製造においては、プレス型は、現実的には適用が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３６３５２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７８５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記した問題に着目して為されたものであって、ベースレス構造の半導体装置であっても、絶縁回路基板の形状変化を抑制し、放熱性を向上できる半導体装置及びこの半導体装置の製造方法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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置のある態様は、半導体チップを搭載した絶縁回路基板と、絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、接合領域の形状が、２辺の延びる方向の中央が両端より絶縁回路基板側に突出する円弧状であるケースと、を備え、ケースは直方体状であり、円弧状の接合領域は、短辺の側壁部に設けられており、ケースの長辺の側壁部に、冷却器との取り付け具を更に備えることを要旨とする。
【００１２】
また本発明に係る半導体装置の製造方法のある態様は、半導体チップを絶縁回路基板に搭載する工程と、直方体状であり、絶縁回路基板に接合する接合領域を少なくとも対向する２辺をなす一組の側壁部にそれぞれ有し、接合領域の形状が、２辺の延びる方向の中央が両端より絶縁回路基板側に突出する円弧状であり、円弧状の接合領域は短辺の側壁部に設けられており、長辺の側壁部に冷却器との取り付け具を備えるケースを用意する工程と、ケースを絶縁回路基板に接合する工程と、を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ベースレス構造の半導体装置であっても、絶縁回路基板の形状変化を抑制し、放熱性を向上できる半導体装置及びこの半導体装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置の構成の概略を模式的に説明する斜視図（鳥瞰図）である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る半導体装置の構成の概略を模式的に説明する平面図である。
【図３】図３は、図２中のＡ−Ａ線方向から見た断面図である。
【図４】図４は、図２中のＢ−Ｂ線方向から見た断面図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態で、熱伝導グリースが中央から外側に押し広げられる状態を模式的に説明する斜視図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態において、半導体装置の内部構造を説明する断面図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態において、半導体装置から冷却器への熱の放散状態を説明する断面図である。
【図８】図８は、負反りした絶縁回路基板を有する半導体装置を冷却器に取り付けた状態において、半導体装置及び冷却器間の熱伝導グリースの押し広げ状態を説明する断面図である。
【図９】図９は、比較例に係る半導体装置の構成の概略を模式的に説明する側面図である。
【図１０】図１０は、比較例に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態において、半導体装置の内部構造を説明する断面図である。
【図１１】図１１は、比較例に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態において、半導体装置から冷却器への熱の放散状態を説明する断面図である。
【図１２】図１２は、比較例に係る半導体装置を冷却器に取り付けてヒートサイクルが負荷された後、半導体装置から冷却器への熱放散性能が悪化した状態を説明する断面図である。
【図１３】図１３は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する斜視図である（その１）。
【図１４】図１４は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する断面図である（その２）。
【図１５】図１５は、第１の実施の形態の第１変形例に係る半導体装置の構成の概略を模式的に説明する斜視図である。
【図１６】図１６は、第１変形例に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態で、熱伝導グリースが中央から外側に押し広げられる状態を模式的に説明する斜視図である。
【図１７】図１７は、第１の実施の形態の第２変形例に係る半導体装置の構成の概略を模式的に説明する斜視図である。
【図１８】図１８は、第２変形例に係る半導体装置を冷却器に取り付けた状態で、熱伝導グリースが中央から外側に押し広げられる状態を模式的に説明する斜視図である。
【図１９】図１９は、第２の実施の形態に係る半導体装置で使用するケースの構成の概略を冷却器側である裏面側から見て模式的に説明する斜視図である。
【図２０】図２０は、第２の実施の形態に係る半導体装置の構成の概略を裏面側から見て模式的に説明する斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０中のＥ部分を、ケースの短辺方向に直交する平面で断面し、天地を逆に配置した状態で拡大した断面図である。
【図２２】図２２は、第３の実施の形態に係る半導体装置の構成の概略を裏面側から見て模式的に説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の第１〜第３の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
−半導体装置の構造−
第１の実施の形態に係る半導体装置は、図１に示すように、半導体チップ７を搭載した矩形状の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）と、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の周縁に接合する接合領域８をなす側壁部の下端面を有する直方体状で箱型のケース１ａと、を備える。ケース１ａ及び絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は、接着剤１３の層を介して接合される。ケース１ａには、冷却器との取り付けに用いられる第１取り付けプレート２ａ及び第２取り付けプレート２ｂが設けられている。
【００１８】
第１の実施の形態に係る半導体装置では、ケース１ａの接合領域８の四辺の側壁部のうち、図１中の右奥側及び左手前側に位置して対向する２辺をなす、一組の短辺のそれぞれの側壁部の下端は、下側に凸となる滑らかな円弧状である。換言するとケース１ａの短辺側の側壁部の下端の接合領域８の形状は、側壁部の主面を正面から見て、短辺の延びる方向の中央が両端より下側の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）側に凸となるように突出して湾曲した円弧状である。図２中に斜線を付して模式的に示す領域から分かるように、ケース１ａの接合領域８は、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の矩形状の絶縁基板３ａの四辺に沿う。
【００１９】
第１の実施の形態に係る半導体装置では、半導体チップ７、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）及びケース１ａによって、半導体モジュールが形成される。また半導体モジュールには冷却器が接合される。冷却器は絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の半導体チップ７と反対側の面に配置される。冷却器の図示は、図１及び図２中では省略されている。
【００２０】
ケース１ａは、例えば樹脂等の絶縁性素材で構成でき、図１に示したように、ほぼ直方体状で底面の一部が開口した箱型で実現できる。半導体モジュールは、ケース１ａの底面の開口位置から内部に向かって配置される。半導体チップ７、表面導電箔３ｂ及び絶縁基板３ａの上面は、ケース１ａの内側に収納される。絶縁基板３ａはケース１ａの底面の開口を塞ぐように配置される。
【００２１】
図３に示すように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）はケース１ａと接合した際、ケース１ａの短辺側の側壁部の円弧状の下端によって、冷却器側に正反りするように形状が矯正される。図３に示すように側壁部の主面を正面から見た場合、短辺側の側壁部の下端面である接合領域８は円弧状に表れる。
【００２２】
正反り量の上限値は、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の割れ防止を考慮して設定される。図４に示した半導体装置のケース１ａの場合、正反り量ｗは、０μｍより大きく１００μｍ程度以下に設定される。すなわち０μｍ＜ｗ≦１００μｍである。正反り量ｗは、裏面導電箔３ｃの下面の図４中の左右両端における最も高い位置と、裏面導電箔３ｃの中央において冷却器側となる下側に最も突出した位置との間の距離で定義される。
【００２３】
絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は、例えばセラミックベースの絶縁基板３ａの上面及び下面のそれぞれに、表面導電箔３ｂ及び裏面導電箔３ｃとして銅プレート等を設けた、直接銅接合（ＤＣＢ，Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板等の構造を採用できる。図１に示した表面導電箔３ｂは回路パターン側の銅プレートであり、裏面導電箔３ｃは冷却器側の銅プレートである。銅接合基板の代表例としてはＤＣＢ基板や活性金属ロウ付けプロセス（ＡＭＢ，Ａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｂｒａｚｉｎｇ)基板が知られている。
【００２４】
絶縁基板３ａとしては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックス、窒化アルミ（ＡｌＮ）セラミックス、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）セラミックス等を用いることができる。絶縁基板３ａでは、元来、作製の過程で一定の反りが生じる。第１の実施の形態に係る半導体装置の絶縁基板３ａは、セラミックの含有量や絶縁基板３ａの厚みを調整することにより、作製の過程で絶縁基板３ａに生じる反り量が予め制御されている。
【００２５】
裏面導電箔３ｃの面積及び厚みは、裏面導電箔３ｃの体積が表面導電箔３ｂの体積より大きくなるように設定されている。絶縁基板３ａの下側に位置する裏面導電箔３ｃの体積が、絶縁基板３ａの上側に位置する表面導電箔３ｂの体積より大きくなるため、ヒートサイクルの加熱による延び量は、裏面導電箔３ｃの方が表面導電箔３ｂより大きくなる。裏面導電箔３ｃの体積を表面導電箔３ｂの体積より大きくする具体的な方法としては、例えば、それぞれの表面積をほぼ同じとすると共に、下側の表面導電箔３ｂの厚みを上側の裏面導電箔３ｃより厚くする方法が採用できる。
【００２６】
半導体チップ７である半導体素子としては、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等を採用できる。半導体チップ７は表面導電箔３ｂと、例えば半田付けにより電気的に接続される。半導体チップ７の内部の半導体領域の積層構造や配置状態の図示は省略する。
【００２７】
接着剤１３としては、温度に応じて軟化及び固化する熱可塑性樹脂、又は加熱すると化学反応により固化する熱硬化性樹脂を主成分とする熱圧着型樹脂系が好適である。接着剤１３の固化後の硬さである接着力が強い程、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）がケース１ａの側壁部の下端の円弧形状へ追従する力が大きくなる。第１の実施の形態に係る半導体装置では、接着剤１３の接着力を調整することで、ケース１ａの側壁部の下端の円弧形状への追従力が制御されている。
【００２８】
すなわち第１の実施の形態に係る半導体装置では、ケース１ａの接合領域８をなす側壁部の下端の形状、作製過程で生じた絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）自体の元来の反り、及び接着剤１３の接着力のそれぞれが調整して組み合わせられる。そしてこの組み合わせにより、半導体モジュールに組み込まれた状態の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の正反り量ｗが制御される。
【００２９】
図５に示すように、半導体モジュールは、例えば金属製の第１取り付けねじ４ａ及び第２取り付けねじ４ｂを用いて冷却器５に取り付けられる。第１取り付けねじ４ａはケース１ａの第１取り付けプレート２ａを介して、また第２取り付けねじ４ｂはケース１ａの第２取り付けプレート２ｂを介して、冷却器５に設けられたそれぞれのねじ孔に差し込まれる。
【００３０】
図５中の左奥側に位置する第１取り付けねじ４ａ及び第１取り付けプレート２ａによって「第１取り付け部」が、また図５中の右手前側に位置する第２取り付けねじ４ｂ及び第２取り付けプレート２ｂによって「第２取り付け部」が実現される。第１取り付けプレート２ａ及び第２取り付けプレート２ｂは例えば金属製であって一定の弾性を有するように構成されているため、半導体モジュールの冷却器５への取り付けの際、バネ効果により絶縁基板３ａにかかる応力を低減し、セラミックの割れが防止される。
【００３１】
冷却器５としては、図５に示すように、フィンとして突出する複数の放熱板５ａ，５ｂ，…を下部に設けて全体の伝熱面積を広げ、熱交換の効率を上げる冷却フィンを使用できる。他にも放熱・吸熱を目的とするヒートシンク等を冷却器５として使用できる。
【００３２】
半導体チップ７の通電動作時には多くの熱が発生し、発生した熱により半導体モジュールの温度が上昇し過ぎないように、半導体チップ７で生じた熱が冷却器５に伝達され、外側に放出される。図５に示したように、複数の放熱板５ａ，５ｂ，…は、図５中の左奥側から右手前側に向かう放熱板５ａ，５ｂ，…の延びる方向をケース１ａの長辺と直交させて、等間隔で並列に配置されている。尚、図５中では、説明の便宜のため、半導体チップ７の図示を省略する。
【００３３】
半導体モジュールと冷却器５との間には、放熱性を高める熱伝導グリース６が設けられる。熱伝導グリース６は、平面パターンが矩形状になるように塗布される。図５に示すように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の中では、対向する短辺間の短辺のほぼ中央位置で、長辺に沿って棒状に延びる近接領域Ｃ１が定義される。近接領域Ｃ１は、冷却器５に最も近接する領域を例示したものである。
【００３４】
図６は、冷却器５に取り付けられた半導体モジュールを、図２中のＢ−Ｂ線方向から見た場合の断面図である。図６に示すように、熱伝導グリース６は、中央の近接領域Ｃ１からケース１ａの左右両端の２本の長辺側に向かうように押し広げられる。図５中の熱伝導グリース６の内部には、熱伝導グリース６の押し広げ方向が、６本の実線矢印で模式的に例示されている。
【００３５】
熱伝導グリース６の層中では、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の近接領域Ｃ１に接する領域の厚みは他の領域に比べ最も薄くなるため、近接領域Ｃ１に接する領域の熱コンダクタンスが最も高くなる。
【００３６】
図６に示したように、第１の実施の形態に係る半導体装置では、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の裏面導電箔３ｃと冷却器５の間には、金属製の放熱用ベースが設けられていない。第１の実施の形態に係る半導体装置は、コストダウンと熱抵抗の低減を図るために、半導体モジュールが放熱用ベースを介さずに熱伝導グリース６のみを介して冷却器５に直接固定される、いわゆるベースレス構造である。そして第１の実施の形態に係る半導体装置では、矩形状の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の周縁の額縁のうち、ケース１ａの下端面の接合領域８に接する短辺部分の領域が、ケース１ａの側壁部の下端の円弧状の形状に追従して下側の冷却器５側に凸状に反るように矯正される。このように短辺部分の領域が下側に反るように矯正された絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）を用いることにより、図７に示すように、ヒートサイクルが負荷されても、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の形状変化が抑制され、長期間に亘って熱を確実に放散できる。
【００３７】
−比較例−
ここで、図８に例示した比較例に係る半導体装置のように、ヒートサイクルの負荷前であっても、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）には、半導体チップ７を搭載するための半田付け等の処理時に加えられる熱履歴によって、上側に凸状に反る場合がある。半導体チップ７は、顧客の望む仕様によってサイズや形状が異なるため、半田付け等の処理時に加えられる熱量もそれぞれ異なる。そのため絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）に生じる反りの方向や反り量には、搭載する半導体チップ７によってバラつきが生じる。
【００３８】
すなわち半導体チップ７搭載時の熱量を調節することによって、あらゆる仕様の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の反り量を一律に制御することは、通常、非常に困難である。そして図８に示した比較例の場合のように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が負反り状態であると、冷却器５に取り付ける際、熱伝導グリース６が十分に押し広がらず、空隙１０が生じて密着性が低下し、熱放散能力が悪化する。
【００３９】
しかし、ケース１ａの接合領域の形状が円弧状に調整された第１の実施の形態に係る半導体装置の場合、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が正反り量ｗで正反りするように一律に矯正されることにより、仕様差により生じる絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の反りの方向や反り量のバラつきの問題を解決できる。その結果、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の正反り形状を安定して保持することができる。
【００４０】
更に比較例に係る半導体装置について検討する。図９に示すように、比較例に係る半導体装置では、直方体状のケース１ｚの側壁部の下端の形状は制御されておらず、下端の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）との接合領域の形状は円弧状に調整されておらず、水平方向にフラットなままである。そのためケース１ｚの側壁部の下端面と接合される絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の周縁領域は、図１０に示すように、正反り形状に矯正されず、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の下面側もフラットのままである。比較例に係る半導体装置の他の構造については、第１の実施の形態に係る半導体装置において対応するそれぞれの構造と等価であるため、重複説明を省略する。
【００４１】
比較例に係る半導体装置においても、図１１に示すように、半導体チップ７の動作により熱が生じると、生じた熱は熱伝導グリース６を介して下側の冷却器５に伝達され、放熱板５ａ，５ｂ，…を介して外部に放熱される。しかし絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）にヒートサイクルが負荷されると、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が熱膨張差により、負反り方向へ形状変化する。そして図１２中の半導体装置の内部中央に例示した双方向矢印のように、正反り及び負反りの繰り返しが生じ、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の中央を中心として熱伝導部が失われ、空隙１０が生じてしまう。また図１２中のケース１ｚの下側の両端にそれぞれ例示したように、一部の熱伝導グリース６ａが、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）と冷却器５との接合界面の間から外部にポンプアウトしてしまう。
【００４２】
第１の実施の形態に係る半導体装置では、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が、意図的に円弧状に制御されたケース１ａの短辺側の側壁部の下端における下端面の接合領域８に接合されることにより、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が下側に正反りするように矯正される。そのため、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）にヒートサイクルが負荷され、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が熱膨張差により、上側の負反り方向へ形状変化しようとする力が生じたとしても、図７に示すように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の形状変化が確実に抑制され、負反りが生じない。よって半導体装置の放熱性を向上することができる。特に、放熱用ベースレス構造の半導体装置の場合、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）に負反りが生じない効果が顕著になる。
【００４３】
また第１の実施の形態に係る半導体装置の場合、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）への矯正力の発生源であるケース１ａは絶縁性の高い樹脂製であるため、ヒートサイクルが負荷されても、ケース１ａ自体の形状変化は非常に小さく抑えられる。ここで仮に、ケースの側壁部の下端が上側に凸となる円弧状であれば、この下端に接合領域を介して接合される絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）も負反り形状になる。すなわち接合領域を介して絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）と組み合わされるケースの下端の形状は絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の形状に大きな影響を及ぼす。そこで第１の実施の形態に係る半導体装置では、ケース１ａの下端の形状を下側に凸となる円弧状に意図的に制御することにより、接合領域８を介して接合される絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の正反り形状を長期間に亘って安定して保持する。その結果、高い放熱性能を維持することが可能になる。
【００４４】
またケース１ａは射出成型等により大量生産可能であるため、１個１個の形状の固体差は殆ど生じない。そのためケース１ａにより絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の正反り形状を長期間保持できる効果を、大量の半導体装置に適用できる。
【００４５】
また第１の実施の形態に係る半導体装置では、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の絶縁基板３ａの下面に、上面側の表面導電箔３ｂよりも体積の大きい裏面導電箔３ｃが設けられる。そのため熱膨張差による延び量の違いを利用して、絶縁基板３ａを下側に凸となるように突出させて湾曲させ易くなるので、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の正反り形状の安定性が高められる。
【００４６】
また第１の実施の形態に係る半導体装置では、図５に示したように、ケース１ａの短辺と平行方向に延びる複数の放熱板５ａ，５ｂ，…が、ケース１ａの長辺と直交するように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の下方に向かって等間隔で並列に配置される。そのため、複数の放熱板５ａ，５ｂ，…の、ケース１ａの長辺に沿って棒状に延びる近接領域Ｃ１と上下位置で交差する個数が最大化される。よってケース１ａ内部で近接領域Ｃ１を中心として放散される熱を、より多くの放熱板５ａ，５ｂ，…に伝達させることが可能になる。その結果、半導体モジュールから冷却器５への放熱の偏りを抑えて平準化を図ることができ、全体として効率的に放熱することができる。
【００４７】
−半導体装置の製造方法−
次に、図１〜図７に示した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を、図１３及び図１４を参照して例示的に説明する。まず印刷技術等により表面上の所定の領域に半田メッキ処理等が施された絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）を用意し、この回路基板上に、図１３中の下段に示すように、半導体チップ７及びその他の所定の部品を搭載する。
【００４８】
次に図１３中の上段に示すように、対向する２辺をなす一組の側壁部をそれぞれ有し、側壁部の下端面を接合領域８として用いて絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の周縁に接合するケース１ａを用意する。ケース１ａの対向する短辺側の側壁部のそれぞれの下端の形状は、辺の延びる方向の中央が両端より絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）側に凸となるように突出して湾曲する円弧状である。次に、ケース１ａの内側の下部に、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）を位置合わせして配置する。またケース１ａの側壁部の接合領域８に接着剤１３を塗布する。
【００４９】
次に図１４に示すように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）及びケース１ａを圧着し、ケース１ａの側壁部の接合領域８を介して接合する。そして絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の上側及びケース１ａの下側をそれぞれ加圧して接着剤１３を硬化させ、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）及びケース１ａを一体化する。ケース１ａの円弧状の下端形状を有する側壁部の下端面の接合領域８を介した一体化により、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が、側壁部の下端の形状に追従して、正反り量ｗが１００μｍ程度以下の正反り状態に矯正される。
【００５０】
次に、半導体チップ７の出力用電極やゲート電極等の電極の表面と、ケース１ａに設けられた所定の接続端子とを、ボンディングワイヤーやリードフレーム等の連結部材を用いて連結する。尚、半導体チップ７及び接続端子の連結工程以降の後続の工程は、公知技術を使用可能であるため、図示を省略する。リードフレーム等を使用する場合、例えば印刷技術等による電極等の表面への半田メッキ処理や、窒素ガス等を用いた半田付け、及び所定の洗浄処理等が適宜施される。そしてケース１ａの内側にシリコンゲルやエポキシ樹脂等の保護用の充填剤を流し込み、所定の硬度に硬化してケース１ａの内側を封止して半導体モジュールを作製する。
【００５１】
次に、冷却器５の上に熱伝導グリース６を塗布する。そして第１取り付けねじ４ａ及び第１取り付けプレート２ａ、並びに第２取り付けねじ４ｂ及び第２取り付けプレート２ｂを用いて、作製した半導体モジュールを冷却器５に取り付ける。取り付け時には、図５に示したように、正反り状態の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の下面により、熱伝導グリース６が中央から外側に押し広げられる。上記の一連の工程により、第１の実施の形態に係る半導体装置を得ることができる。
【００５２】
第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、予め、下側に凸となるように突出して湾曲する形状に構成したケース１ａの短辺側の側壁部の下端における下端面の接合領域８を用いて、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）を正反り矯正させる。よってヒートサイクルが生じても絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の形状変化を抑制し、放熱性を向上できる、ベースレス構造の半導体装置を製造できる。
【００５３】
また第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、下側の熱伝導グリース６側に凸となるように突出して湾曲する正反り形状の絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が用いられる。そのため、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）と熱伝導グリース６との接合の際、熱伝導グリース６の濡れ拡がり性が向上し、従来よりも熱伝導グリース６の厚みを薄くできる。よって熱伝導グリース６の全体の使用量を低減しながら、半導体チップ７の動作時の熱を外部に有効に取り出すことができる。
【００５４】
特に、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、ケース１ａの長辺側の端部にの中央それぞれ設けられた第１取り付け部及び第２取り付け部において、バネ効果が生じる。このバネ効果と、下側に凸となるように突出して湾曲する下端形状の側壁部を有するケース１ａの接合領域を介した接合とを組み合わせることにより、熱伝導グリース６を一層容易に押し広げることができる。
【００５５】
また第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法で用いるケース１ａの長辺の中央には、第１取り付けプレート２ａ及び第２取り付けプレート２ｂが設けられている。ここで、例えば図１０に示したような、側壁部の下端がフラットなケース１ｚにおいて、長辺の側壁部の中央に第１取り付けプレート２ａ及び第２取り付けプレート２ｂが設けられる場合との接合力の比較を検討する。側壁部の下端がフラットなケース１ｚの場合、半導体モジュールを冷却器５へ取り付けると、ケース１ｚのそれぞれの短辺の中央領域の応力が他の領域より小さくなるため、ケース１ｚと絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）との接合力が低下する。
【００５６】
しかし第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合、図１３に示すように、ケース１ａの一組の短辺側の側壁部のそれぞれの下端の中央領域Ｄ１，Ｄ２の形状が、左右方向の両端の領域より下側に凸となるように突出して湾曲する。そのため第１取り付けプレート２ａ及び第２取り付けプレート２ｂを用いた場合、短辺の中央領域Ｄ１，Ｄ２に加えることが可能な応力の小ささを補って、ケース１ａと絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）との接合力を高めることができる。
【００５７】
−第１変形例−
図１に示した半導体装置のケース１ａでは接合領域８のうち短辺側の側壁部の下端を円弧状としたが、短辺の下端を円弧状としなくても第１の実施の形態に係る半導体装置を実現できる。例えば図１５に示した第１変形例に係る半導体装置のケース１ｂのように、一組の長辺側の側壁部のそれぞれの下端が、中央が絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）側に凸となるように突出して湾曲する円弧状であってよい。長辺側の側壁部の主面を正面から見た場合、側壁部の下端面である接合領域８は円弧状に表れる。図１６に示すように、熱伝導グリース６は、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の対向する長辺間の長辺のほぼ中央位置で、短辺に沿って棒状に延びる近接領域Ｃ２から短辺方向に向かうように押し広げられる。熱伝導グリース６の層中では、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の近接領域Ｃ２に接する領域の厚みは他の領域に比べ最も薄くなる。第１変形例に係る半導体装置の他の構造については、第１の実施の形態に係る半導体装置における同名の部材と等価であるため重複説明を省略する。第１変形例に係る半導体装置においても、下側に凸となるように突出して湾曲する下端形状の側壁部を有するケース１ｂの側壁部の下端面の接合領域８を介した接合によって、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は下側の冷却器５側に正反りするように形状が矯正される。
【００５８】
−第２変形例−
また図１７に示した第２変形例に係る半導体装置のケース１ｃのように、ケース１ｃ接合領域８の四辺の側壁部の下端がいずれも、中央が絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）側に凸となるように突出して湾曲する円弧状であっても、第１の実施の形態に係る半導体装置を実現できる。長辺側及び短辺側の側壁部の主面を正面から見た場合、それぞれの側壁部の下端面である接合領域８はいずれも円弧状に表れる。熱伝導グリース６は、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の中央の近接領域Ｃ３から周囲四方に向かうように押し広げられ、熱伝導グリース６の層中では、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の近接領域Ｃ３に接する領域の厚みは他の領域に比べ最も薄くなる。第２変形例に係る半導体装置の他の構造については、第１の実施の形態に係る半導体装置における同名の部材と等価であるため重複説明を省略する。第２変形例に係る半導体装置においても、図１８に示すように、下側に凸となるように突出して湾曲する下端形状の側壁部を有するケース１ｂの側壁部の下端面の接合領域８を介して、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は下側の冷却器５側に正反りするように形状が矯正される。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る半導体装置は、半導体チップを搭載した矩形状の絶縁回路基板と、図１９に示すような絶縁回路基板の周縁に接合する内側壁２１ａの上端面を接合領域として有する直方体状のケース２１と、を備える。
【００６０】
ケース２１の側壁部は、内側の内側壁２１ａ及び内側壁２１ａの外側に内側壁２１ａと接して設けられた支持外側壁２１ｂを備える。図２０に示すように、支持外側壁２１ｂ及び内側壁２１ａの内壁面２１ｓで囲まれたケース２１の内側の領域に半導体モジュールが収納され、絶縁回路基板の周縁領域が内側壁２１ａの上端面を接触する。図２０中では半導体モジュールの絶縁基板３ａ及び裏面導電箔３ｃが上側に位置しているが、これは例示である。冷却器は図２０中の裏面導電箔３ｃの上面に取り付けられるため、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は冷却器側に凸となるように突出して湾曲する、すなわち図１９及び図２０では、絶縁回路基板の裏面導電箔３ｃ側が上になるように、図１〜図１８で例示した半導体装置と天地を逆にして、ケース２１及び絶縁回路基板が例示されている。第２の実施の形態に係る半導体装置では、ケース２１の四辺のうち一組の短辺をなす側壁部の図１９中の内側壁２１ａの上端面が、第１の実施の形態に係る半導体装置のケース１ａの短辺の側壁部の下端面に対応して接合領域をなしている。
【００６１】
図１９に示したように、内側壁２１ａの上端面は外縁が矩形状の額縁型である。内側壁２１ａの四辺のうち対向する２辺をなす一組の短辺側の側壁部の下端のそれぞれの接合領域は、第１の実施の形態に係る半導体装置と同様に、２辺の延びる方向の中央が両端より絶縁回路基板側に凸となるように突出して湾曲する円弧状である。図１９に示したように、ケース２１の支持外側壁２１ｂは、内側壁２１ａよりも高く、ケース２１の四辺の内側壁２１ａの外側にそれぞれ一体的に設けられる。内側壁２１ａ及び支持外側壁２１ｂの高さは互いに異なるため、図１９中の上側に表れるケース２１の下部には、内側壁２１ａ及び支持外側壁２１ｂのそれぞれの上端面及び上端面に鉛直な側壁部分による段差が形成される。第２の実施の形態に係る半導体装置は、段差を実現する支持外側壁２１ｂを更に備える点が、第１の実施の形態に係る半導体装置のケース１ａと異なる。
【００６２】
図２１は、ケース２１の天地を元に戻した状態において、絶縁回路基板がケース２１の側壁部（２１ａ，２１ｂ）の段差の位置に端部を嵌合して収納された状態の部分的な断面図である。絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は、図２１中の左側の端部の位置に示すように、上方の内側壁２１ａとの接着剤２３を介した接合によって上面側から支持される。加えて、図２１中の左側で、絶縁基板３ａの左端面と支持外側壁２１ｂの鉛直面との接触状態で例示したように、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は側方の支持外側壁２１ｂによって端面側からも支持される。
【００６３】
図２１中には、絶縁基板３ａとケース２１の内側壁２１ａとの接合領域の一部である接合部２２が例示されている。接合部２２は、内側壁２１ａの水平な下端面と絶縁基板３ａの上面との間の、互いに平行な対向面間を中心に形成されている。図２１中の接合部２２の左側で、絶縁基板３ａの左端部とケース２１の支持外側壁２１ｂとの間には、断面が矩形状の比較的大きな空隙が外側ポケット２４として形成される。
【００６４】
また図２１に示すように、内側壁２１ａの内壁面２１ｓから接合部２２への移行部において、絶縁基板３ａに近づくに従って内側から外側に向かって内側壁２１ａの厚みが小さくなるように傾斜部が形成されている。図２１中の接合部２２の右側で、傾斜部と表面導電箔３ｂとの間には、断面が三角形状の比較的大きな空隙が内側ポケット２５として形成される。
【００６５】
接着剤２３は、接合部２２、外側ポケット２４及び内側ポケット２５に亘って存在するように設けられている。また内側ポケット２５中の接着剤２３と、内側ポケット２５より内側に位置する表面導電箔３ｂとは、互いに接触しないように離間配置されている。そのため接合部２２と、表面導電箔３ｂ上に形成された回路パターンとが接着剤２３を介して接触しない。また裏面導電箔３ｃは、図２１中のケース２１側の左端部が接合部２２より外側に位置するように、絶縁基板３ａの左端面近傍まで延びている。
【００６６】
第２の実施の形態に係る半導体装置の他の構造については、第１の実施の形態に係る半導体装置において対応するそれぞれの構造と等価であるため、重複説明を省略する。尚、第１取り付けプレート２ａ及び第２取り付けプレート２ｂは、図１９〜２１中では図示を省略するが、第１の実施の形態に係る半導体装置の場合と同様に、ケース２１に設けることができる。
【００６７】
第２の実施の形態に係る半導体装置では、第１の実施の形態に係る半導体装置の場合と同様に、下側に凸となるように突出して湾曲する下端形状の側壁部を有するケース２１の側壁部の下端面の接合領域を介した接合によって、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）は冷却器側に正反りするように形状が矯正される。よってヒートサイクルが生じても絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の形状変化を抑制し、放熱性を向上できる。
【００６８】
また第２の実施の形態に係る半導体装置によれば、ケース２１の最外側に設けられた支持外側壁２１ｂにより絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の位置がガイドされ、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）とケース２１とが接触する部分が増大する。よってケース２１から絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）にかかる応力を分散することができる。
【００６９】
また第２の実施の形態に係る半導体装置によれば、接合部２２の周囲に接着剤２３を収めることが可能な外側ポケット２４及び内側ポケット２５が設けられることで、接着剤２３が、絶縁基板３ａの側方の端面からケース２１の外部に溢れ出ることを防止できる。そのため、接着剤２３が溢れ出て、冷却器５への取り付け時に接着剤２３が壁となって熱伝導グリースの濡れ拡がり性が悪化することを抑制できる。
【００７０】
また第２の実施の形態に係る半導体装置によれば、接合部２２の接着剤２３だけでなく、接合部２２の両側の外側ポケット２４及び内側ポケット２５に収められた接着剤２３を介して、ケース２１及び絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が接合される。よってケース２１及び絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）の接合力を高めることができる。
【００７１】
また第２の実施の形態に係る半導体装置によれば、接合部２２と表面導電箔３ｂ上に形成された回路パターンとが接触しないので、ヒートサイクルの負荷が、回路パターンを介して接合部２２に影響を及ぼすことを防止できる。
【００７２】
また第２の実施の形態に係る半導体装置によれば、図２１に示したように、裏面導電箔３ｃが内側壁２１ａの上面の接合領域である内側壁２１ａの下端と上下方向で重なるように絶縁基板３ａの端面近傍まで延びている。そのため、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）全体の強度が高まることにより、絶縁回路基板（３ａ，３ｂ，３ｃ）が、接合領域からの応力の影響により割れることを防止できる。第２の実施の形態に係る半導体装置の他の効果については、第１の実施の形態に係る半導体装置の場合と同様である。
【００７３】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係る半導体装置は、図２２に示すように、半導体チップを搭載した絶縁回路基板と、絶縁回路基板の周縁に接合する接合領域を有するケース３１と、を備える。図２２中では半導体チップの図示は省略する。また図２２は、図１９及び図２０と同様に、説明の便宜のため、ケース３１の天地を逆にして示されている。
【００７４】
第３の実施の形態に係る半導体装置では、１個のケース３１の下部（図２２中の上部）に、６個の直方体状の凹部が設けられ、６個の凹部の内側に半導体モジュール３１ａ〜３１ｆがそれぞれ収納される。それぞれの凹部が有する４個の側壁部の中には、６個の半導体モジュール３１ａ〜３１ｆのそれぞれの絶縁回路基板を、図２２中では上側となる冷却器側に正反りさせるための円弧状の下端が形成された短辺側の側壁部が一組ずつ含まれている。第１の実施の形態に係る半導体装置と同様に、短辺側の側壁部の下端は、短辺の延びる方向の中央が両端より絶縁回路基板側に下側に凸となるように突出して湾曲するように構成されている。
【００７５】
６個の凹部のそれぞれにおいて段差を有するように構成された壁部は、図１９に示した第２の実施の形態に係る半導体装置のケース２１の側壁部（２１ａ，２１ｂ）と同様に、内側壁及び支持外側壁によって一体的に実現できる。すなわち第３の実施の形態に係る半導体装置は、第２の実施の形態に係る半導体装置のケース２１で説明した段差を構成する側壁部（２１ａ，２１ｂ）と等価な構造が、１個のケース３１の下部に複数設けられている点が特徴である。
【００７６】
図２２中には、半導体装置の下面から冷却器側に凸となるように突出して湾曲する６個の絶縁基板３ａ１〜３ａ６及び６個の裏面導電箔３ｃ１〜３ｃ６が例示されている。第３の実施の形態に係る半導体装置の他の構造については、第１及び第２の実施の形態に係る半導体装置において、対応するそれぞれの構造と等価であるため、重複説明を省略する。
【００７７】
第３の実施の形態に係る半導体装置によれば、第１及び第２の実施の形態に係る半導体装置の場合と同様に、下側に凸となるように突出して湾曲する下端形状の側壁部を有するケース３１の側壁部の下端面の接合領域を介した接合によって、絶縁回路基板は冷却器側に正反りするように形状が矯正される。よってヒートサイクルが生じても絶縁回路基板の形状変化を抑制し、放熱性を向上できる。
【００７８】
また第３の実施の形態に係る半導体装置によれば、１個のケース３１の中に、放熱性が向上された複数の半導体モジュールが集積化されるため、半導体装置の大容量化が可能になる。第３の実施の形態に係る半導体装置の他の効果については、第１及び第２の実施の形態に係る半導体装置の場合と同様である。
【００７９】
−その他の実施の形態−
本発明は上記の開示した実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。
【００８０】
例えば第１〜第３の実施の形態では、ケースとして平面パターンで矩形状に表れる直方体状のケースを説明したが、ケースの形状は直方体状に限定されない。六角柱状、八角柱状等、絶縁回路基板の周囲に接合する領域として、対向する一組の辺をなす側壁部が含まれれば、他の立体形状でもよい。また第１〜第３の実施の形態では、ケースとして側壁部及び天井部を有し、底部をなす一面側が開口したケースを例として説明したが、天井部は側壁部と別部材であってもよい。すなわち本発明に係る半導体装置で用いられるケースとしては、側壁部のみで構成してもよい。
【００８１】
また第１の実施の形態では、半導体チップ７である半導体素子としてＩＧＢＴを例として説明したが、本発明では半導体素子はＩＧＢＴに限定されない。例えばＭＯＳＦＥＴ、ダイオード等の半導体モジュールに用いられ、発熱する半導体素子であれば種々の半導体素子が採用可能である。また半導体素子の個数は複数であってもよい。
【００８２】
また図１〜図２２に示したそれぞれの半導体装置の構成を部分的に組み合わせて、本発明に係る半導体装置を実現してもよい。以上のとおり本発明は、上記に記載していない様々な実施の形態等を含むとともに、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００８３】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｚ  ケース
２ａ  第１取り付けプレート
２ｂ  第２取り付けプレート
３ａ  絶縁基板
３ｂ  表面導電箔
３ｃ  裏面導電箔
４ａ  第１取り付けねじ
４ｂ  第２取り付けねじ
５    冷却器
５ａ，５ｂ  放熱板
６，６ａ  熱伝導グリース
７    半導体チップ
８    接合領域
１０  空隙
１３  接着剤
２１  ケース
２１ｓ  内壁面
２１ａ  内側壁
２１ｂ  支持外側壁
２２  接合部
２３  接着剤
２４  外側ポケット
２５  内側ポケット
３１  ケース
３１ａ〜３１ｆ  第１の半導体モジュール〜第６の半導体モジュール
３ａ１〜３ａ６  絶縁基板
３ｃ１〜３ｃ６  裏面導電箔
Ｃ１  近接領域
Ｃ２  近接領域
Ｃ３  近接領域
Ｄ１，Ｄ２  中央領域
ｗ  正反り量
【図１】
0006743916.tif 000002
【図２】
0006743916.tif 000003
【図３】
0006743916.tif 000004
【図４】
0006743916.tif 000005
【図５】
0006743916.tif 000006
【図６】
0006743916.tif 000007
【図７】
0006743916.tif 000008
【図８】
0006743916.tif 000009
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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