(57)【要約】【課題】金属ケース２と半導体チップ１を接合部材４で接合した際に、線膨張率の差に起因する半導体チップ１のクラックを防止し、接合部材４のひずみを低減し、熱疲労寿命を向上させることが可能な半導体装置を提供する。【解決手段】金属ケース底面２（１）に第１接合部材４で第１主面１（１）を接合した半導体チップ１、半導体チップの第２主面１（２）に第２接合部材５で接合したリード部３、金属ケース２の空間内に充填した絶縁部材６を備える半導体装置で、半導体チップ側面１（３）が第１、第２主面１（１）、１（２）に対して直角であり、第１接合部材４の側面４（１）は、第１主面１（１）との接合面から金属ケース底面２（１）との接合面まで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材４の厚さをｔ、金属ケース底面２（１）との接合面における第１接合部材４の外側方向への拡がりをｗとしたとき、比（ｗ／ｔ）を１以下に形成した。【選択図】　　　　図１
2004014860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ケースの内面に第１接合部材によって第１主面が接合された半導体チップと、前記半導体チップの第２主面に第２接合部材によって接合されたリード部と、前記金属ケースの内部の空間内に充填された接合部材封止用絶縁部材と、前記金属ケースが圧入された放熱板と備える半導体装置において、前記半導体チップは、その側面が前記第１及び第２主面に対して直角をなし、前記第１接合部材は、その側面が前記半導体チップの第１主面との接合面から前記金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、前記第１接合部材の厚さをｔ、前記金属ケースの内面との接合面における前記第１接合部材の外側方向への拡がりをｗとしたとき、それらの比（ｗ／ｔ）が１以下になるように形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
金属ケースの内面に第１接合部材によって第１主面が接合された半導体チップと、前記半導体チップの第２主面に第２接合部材によって接合されたリード部と、前記金属ケースの内部の空間内に充填された接合部材封止用絶縁部材と、前記金属ケースが圧入された放熱板と備える半導体装置において、前記半導体チップは、その側面が前記第１及び第２主面に対して直角をなし、前記第１接合部材は、その側面が、前記半導体チップの第１主面との接合面と前記金属ケースの内面との接合面との中間点まで前記半導体チップの側面に沿って延びるとともに、中間点から前記金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、前記第１接合部材の厚さをｔ、前記金属ケースの内面との接合面から０．３８ｔの位置における前記第１接合部材の外側方向への拡がりをｗ’としたとき、それらの比（ｗ’／ｔ）が２以下になるように形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記半導体チップ及び前記第１接合部材は、横断面形状が円形であることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップ及び前記第１接合部材は、横断面形状が四角形、六角形、八角形のいずれかであり、前記第１接合部材の少なくとも１つの相対する側面が請求項１もしくは２に記載の形状になっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップ及び前記第１接合部材は、横断面形状が四角形、六角形、八角形のいずれかであり、前記第１接合部材の各コーナ部分を除いた全側面が請求項１もしくは２に記載の形状になっていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に係わり、特に、交流発電機から出力された交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換器に用いて好適な半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用オルタネータには、その交流出力を整流して直流出力に変換する整流素子が用いられている。このときに用いられる整流素子としては、半導体チップを金属ケース内に収納し、半導体チップの周辺を絶縁樹脂で封止したものがあり、その一例として、特開平７−２２１２３５号公報に開示の半導体装置、特開平４−２２９６３９号公報に開示の半導体装置、特開平１０−２１５５５２号公報に開示の半導体装置等が知られている。
【０００３】
この場合、前記特開平７−２２１２３５号公報に開示の半導体装置は、金属ケースと半導体チップとの間に銅−鉄合金−銅の３層構造の金属板を介在させ、それらを接合部材によって接合しているもので、３層構造の金属板の線膨張係数を金属ケースと半導体チップの各線膨張係数の中間の値に選択したものである。この半導体装置は、熱衝撃が多数回反復して加わる厳しい環境下の使用であっても、３層構造の金属板を介在させたことにより、半導体チップに加わる機械的応力を緩和して半導体チップの割れを防止するとともに、接合部材に加わるひずみを低減させ、長期間にわたって電気的特性の劣化が生じない半導体装置を得ているものである。
【０００４】
また、前記特開平４−２２９６３９号公報に開示の半導体装置は、金属ケース内に収納した半導体チップをエポキシ系絶縁部材によって封止した構造に係わるものである。この半導体装置は、成型後のエポキシ系絶縁部材の収縮を利用し、半導体チップと金属ケースとの接合面に対して垂直方向の圧力を加えることにより、金属ケースと半導体チップとを接合する接合部材にクラックが生じても、必要な通電経路を確保することが可能になるものである。
【０００５】
さらに、前記特開平１０−２１５５５２号公報に開示の半導体装置は、金属ケース内に収納した半導体チップの周囲に絶縁部材を大気圧を超える高圧下において充填し、その後モールド成型し、絶縁部材に残留圧縮応力を生じさせる構造に係わるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
自動車用オルタネータに用いられる半導体装置は、その搭載個所が自動車のエンジンルール内であるため、高熱環境と自動車側の電気負荷の変動により、発電機の発熱量の増大等の影響を受ける度合いが極めて高くなる。また、自動車自体も、夏冬の温度差によって発生する広範囲な温度変動を繰り返しを受ける等の厳しい環境下で使用されるものであるため、自動車用オルタネータに用いられる半導体装置は、良好な放熱性と熱疲労に強いことが要求される。
【０００７】
ところで、半導体装置は、熱衝撃を多数回反復して受けると、半導体装置の構成部材の線膨張率の差に起因するひずみが半田等の接合部材に加わり、この接合部材にクラックが発生する。接合部材にクラックが発生すると、通電経路を形成している接合部材の断面積が減少し、その電気抵抗が増大するようになるので、接合部材の発熱が増加し、かつ、接合部材を通じた放熱量も低下して、半導体チップの温度が異常上昇する。その結果、接合部材が溶融したり、半導体チップが耐熱限界に達して整流機能が消失したりし、故障状態になる。
【０００８】
前記特開平５−１９１９５６号公報に開示の半導体装置は、半導体チップに加わる機械的応力を緩和し、半導体チップの割れを防止してひずみの低減を図るものであるが、３層構造の金属板のような中間部材を追加使用することにより、熱抵抗が増大して温度上昇を招くとともに、使用部品点数の増加と、組立作業性の悪化により、大幅なコストアップにつながるようになる。
【０００９】
また、前記特開平４−２２９６３９号公報に開示の半導体装置は、通電経路を確保することにより、電気抵抗の増大や放熱量の低下を抑制し、半導体チップの温度の異常上昇をある程度抑制することができるものであるが、ここで用いているエポキシ系絶縁部材は、成型後のエポキシ系絶縁部材の収縮を利用して圧力を金属ケースに作用させるだけのものであって、本来的に、線膨張率の差に起因する接合部材のひずみを低減することができるものでないので、寿命向上に少し寄与するが、接合部材のひずみの発生を防ぐことはできないものである。
【００１０】
さらに、特開平１０−２１５５５２号公報に開示の半導体装置は、接合部材のひずみ発生を防ぐことができるもので、高温（１４０℃以上）においても絶縁部材の弾性率の低下を防止することができるものであるが、大気圧を超える高圧下において充填した絶縁部材が樹脂のように剛性が大きくなっていることから、絶縁部材の劣化の度合いが高く、絶縁部材自身の寿命が短くなり、また、半導体チップが放熱フィンの高さより高いところに位置するので、熱抵抗が大きくなり放熱フィンの放熱効果が低下する。
【００１１】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、金属ケースと半導体チップとを接合部材で電気的接合した際に、線膨張率の差に起因する半導体チップのクラックを防止し、接合部材のひずみを低減して、熱疲労寿命を向上させることが可能な半導体装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による半導体装置は、金属ケースの内面に第１接合部材によって第１主面が接合された半導体チップと、半導体チップの第２主面に第２接合部材によって接合されたリード部と、金属ケースの内部の空間内に充填された接合部材封止用絶縁部材と、金属ケースが圧入された放熱板と備えるものであって、半導体チップは、その側面が第１及び第２主面に対して直角をなし、第１接合部材は、その側面が半導体チップの第１主面との接合面から金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材の厚さをｔ、金属ケースの内面との接合面における第１接合部材の外側方向への拡がりをｗとしたとき、それらの比（ｗ／ｔ）が１以下になるように形成した第１手段を備える。
【００１３】
一般に、この種の半導体装置においては、金属ケースの線膨張率が半導体チップの線膨張率に比べて大きいため、第１接合部材における金属ケース側の領域は金属ケースの変形に伴って変形するが、第１接合部材における半導体チップ側の領域は半導体チップによりその変形が抑えられ、第１接合部材の端部に大きなひずみが発生する。
【００１４】
前記第１手段によれば、第１接合部材を形成する際に、側面が半導体チップの第１主面との接合面から金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材の厚さをｔ、金属ケースの内面との接合面における第１接合部材の外側方向への拡がりをｗとしたとき、それらの比（ｗ／ｔ）が１以下になるような末広がりに形成しているので、第１接合部材の金属ケース側の領域に生じる変形が第１接合部材の半導体チップ側に直接伝わらなくなり、第１接合部材の半導体チップ側端部に発生するひずみが軽減され、それにより半導体チップにクラックが発生するのを回避することができ、各部の熱疲労寿命を向上させることができる。
【００１５】
また、前記目的を達成するために、本発明による半導体装置は、金属ケースの内面に第１接合部材によって第１主面が接合された半導体チップと、半導体チップの第２主面に第２接合部材によって接合されたリード部と、金属ケースの内部の空間内に充填された接合部材封止用絶縁部材と、金属ケースが圧入された放熱板と備えるものであって、半導体チップは、その側面が第１及び第２主面に対して直角をなし、第１接合部材は、その側面が、半導体チップの第１主面との接合面と金属ケースの内面との接合面との中間点まで半導体チップの側面に沿って延びるとともに、中間点から金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材の厚さをｔ、金属ケースの内面との接合面から０．３８ｔの位置における第１接合部材の外側方向への拡がりをｗ’としたとき、それらの比（ｗ’／ｔ）が２以下になるように形成した第２手段を備える。
【００１６】
前記第２手段によれば、第１接合部材を形成する際に、側面が、半導体チップの第１主面との接合面と金属ケースの内面との接合面との中間点まで半導体チップの側面に沿って延びるとともに、中間点から金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材の厚さをｔ、金属ケースの内面との接合面から０．３８ｔの位置における第１接合部材の外側方向への拡がりをｗ’としたとき、それらの比（ｗ’／ｔ）が２以下になるような末広がりに形成しているので、前記第１手段の場合と同様に、第１接合部材の金属ケース側の領域に生じる変形が第１接合部材の半導体チップ側に直接伝わらなくなり、第１接合部材の半導体チップ側端部に発生するひずみが軽減され、それにより半導体チップにクラックが発生するのを回避することができ、各部の熱疲労寿命を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１、図２は、本発明による半導体装置の第１の実施の形態を示すもので、図１はその要部構成部分の断面図であり、図２はその上面図である。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、この第１の実施の形態による半導体装置は、第１主面１（１）と第２主面１（２）と側面１（３）とを有する半導体チップ１と、底面２（１）と開口面２（２）と側面２（３）とを有し、ジルコニウムを含有した銅材によって形成された金属ケース２と、接合面を有する接合部３（１）と接合部３（１）から延びるリード線３（２）とを有するリード部３と、側面４（１）を有し、半導体チップ１の第１主面１（１）と金属ケース２の底面２（１）とを接合する半田等の第１接合部材４と、半導体チップ１の第２主面１（２）とリード部３の接合部３（１）とを接合する半田等の第２接合部材５と、金属ケース２の内側空間部に充填され、半導体チップ１の側面１（３）や第１接合部材４の側面４（１）及び第２接合部材５の側面（図番なし）等を封止する軟質系ゴム材の絶縁部材６と、金属ケース２の側面２（３）の外周部に嵌合された放熱フィン７とを備える。この場合、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５、リード部３の接合部３（１）は、いずれも横断面部分が円形に構成されており、それに併せて、金属ケース２及び放熱フィン７も円筒状に構成されている。
【００２０】
また、半導体チップ１は、その側面１（３）が第１主面１（１）や第２主面１（２）に対して直角になるように形成される。第１接合部材４は、その側面４（１）が半導体チップ１の第１主面１（１）との接合面から金属ケース２の底面２（１）との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した末広がりの形状にしたもので、第１接合部材４の厚さをｔ、金属ケース２の底面２（１）との接合面における第１接合部材４の外側方向への拡がりをｗとしたとき、厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）が１以下の値、例えば０．８になる（以下、このような形状を第１拡がり形状という）ように形成している。
【００２１】
ところで、第１接合部材４の側面４（１）を第１拡がり形状にする際は、半導体チップ１の第１主面１（１）と金属ケース２との底面２（１）とを接合する第１接合部材４の熱処理時に、第１接合部材４の拡がりに適合した治具を使用することにより、第１接合部材４の拡がりが第１拡がり形状になるように規制している。
【００２２】
一般に、線膨張率の大きい金属ケース２と線膨張率の小さい半導体チップ１とを第１接合部材４によって接合したとき、半導体チップ１と金属ケース２の線膨張率の差に基づいて、第１接合部材４の端部に大きなひずみが発生する。
【００２３】
これに対して、前記構成を有する第１の実施の形態の半導体装置は、半導体チップ１と金属ケース２とを接合する第１接合部材４の側面４（１）の形状を前述のような形状のものにしているので、第１接合部材４の端部に発生する大きなひずみが軽減されるようになり、その結果、半導体チップ１に加わる応力が低下し、半導体チップ１にクラックが発生するのを回避することができ、第１接合部材４等の熱疲労寿命を向上させることができる。
【００２４】
ここで、図３は、半導体チップと金属ケースとを接合する第１接合部材の厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）に対する半導体チップに加わる応力の関係を示す特性図である。
【００２５】
図３において、横軸は厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）であり、縦軸は半導体チップに加わる応力である。
【００２６】
図３に示されるように、従来のこの種の半導体装置は、半導体チップと金属ケースとを接合するのに使用している第１接合部材についてその側面形状が何等規制されていなかったため、厚さｔに対して拡がりｗが大きくなり、通常、それらの比（ｗ／ｔ）が４以上であり、そのために半導体チップに加わる応力が４倍以上になっている。
【００２７】
これに対して、第１の実施の形態の半導体装置は、半導体チップ１と金属ケース２とを接合する第１接合部材４の側面４（１）を第１拡がり形状にし、厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）を０．８になるようにしたので、半導体チップ１に加わる応力が２倍以下になり、従来のものに比べて半導体チップ１に加わる応力を半分以下にすることができるものである。
【００２８】
なお、第１の実施の形態の半導体装置においては、第１接合部材４の側面４（１）の形状として、厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）が０．８になるように選んでいるが、本発明における厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）は０．８に選んだ例に限られるものでなく、半導体チップ１に加わる応力が２倍以下になる比（ｗ／ｔ）の範囲内、例えば１以下であれば、他の数値に選んでもよい。
【００２９】
また、図４は、本発明による半導体装置の第１の実施の形態の他の構成例を示す上面図である。
【００３０】
図４において、図２に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００３１】
図４に示されるように、この構成例は、リード部３の接合部３（１）は横断面部分が円形に構成され、金属ケース２及び放熱フィン７は円筒状に構成されているが、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５は、いずれも横断面部分が四角形に構成されている。そして、第１接合部材４は、四角形の４つの側面４（１）の中の１つの相対する側面４（１）が第１拡がり形状になっている。
【００３２】
また、前記構成例において、横断面部分が四角形の半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５を用いる代わりに、横断面部分が六角形または八角形の半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５を用いてもよい。この場合に、第１接合部材４は、六角形の６つの側面４（１）の中の１つまたは２つの相対する側面４（１）、または、八角形の８つの側面４（１）の中の１つ乃至３つのいずれかの相対する側面４（１）が第１拡がり形状になっている。
【００３３】
さらに、図５は、本発明による半導体装置の第１の実施の形態のさらに他の構成例を示す上面図である。
【００３４】
図５において、図２に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００３５】
図５に示されるように、この構成例は、前記構成例と同じように、リード部３の接合部３（１）は横断面部分が円形に構成され、金属ケース２及び放熱フィン７は円筒状に構成されているが、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５は、いずれも横断面部分が四角形に構成されている。これに対して、第１接合部材４は、各コーナ部分を除いて、四角形の４つの全部の側面４（１）が第１拡がり形状になっている。
【００３６】
なお、第１接合部材４は、各コーナ部分を含めて、四角形の側面全体が第１拡が形状になっていてもよい。
【００３７】
また、前記構成例において、横断面部分が四角形の半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５を用いる代わりに、横断面部分が六角形または八角形の半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５を用いてもよい。この場合、第１接合部材４は、各コーナ部分を除いて、六角形の６つの側面４（１）、または、八角形の８つの側面４（１）が第１拡がり形状になっている。
【００３８】
なお、第１接合部材４は、各コーナ部分を含めて、六角形または八角形の側面全体が第１拡がり形状になっていてもよい。
【００３９】
次に、図６は、本発明による半導体装置の第２の実施の形態を示すもので、その要部構成部分の断面図である。
【００４０】
図６において、図１に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００４１】
図６に示されるように、この第２の実施の形態の半導体装置は、図１に図示された第１の実施の形態の半導体装置と比べて、半導体チップ１と金属ケース２とを接合する第１接合部材４の側面４（１）の形状を異にするだけで、その他の構成は第１の実施の形態の半導体装置と同じである。
【００４２】
すなわち、第１接合部材４は、その側面４（１）が、半導体チップ１の第１主面１（１）との接合面と金属ケース２の底面２（１）との接合面との中間点まで半導体チップ１の側面に沿って延びるとともに、中間点から金属ケース２の底面２（１）との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した末広がりの形状にしたもので、第１接合部材４の厚さをｔ、金属ケース２の底面２（１）との接合面から０．３８ｔの位置における第１接合部材４の外側方向への拡がりをｗ’としたとき、それらの比（ｗ’／ｔ）が２以下の値、例えば１．５になる（以下、この形状を第２拡がり形状という）ように形成している。
【００４３】
この場合においても、第１接合部材４の側面４（１）を第２拡がり形状にする際は、半導体チップ１の第１主面１（１）と金属ケース２の底面２（１）とを接合する第１接合部材４の熱処理時に、第１接合部材４の拡がりに適合した治具を使用することにより、第１接合部材４の拡がりが第２拡がり形状になるように規制している。
【００４４】
前記構成による第２の実施の形態の半導体装置は、第１の実施の形態の半導体装置と同様に、半導体チップ１と金属ケース２とを接合する第１接合部材４の側面４（１）を第２拡がり形状にしているので、第１接合部材４の端部に発生する大きなひずみが軽減されるようになり、その結果、半導体チップ１に加わる応力が低下し、半導体チップ１にクラックが発生するのを回避することができ、第１接合部材４等の熱疲労寿命を向上させることができる。
【００４５】
ここで、図７は、第２の実施の形態の半導体装置において、半導体チップ１と金属ケース２とを接合する第１接合部材４の厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）に対する半導体チップ１に加わる応力の関係を示す特性図である。
【００４６】
図７において、横軸は厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）であり、縦軸は半導体チップ１に加わる応力である。
【００４７】
図７に示されるように、半導体チップ１に加わる応力は、厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）が大きくなるに従って順次増大するが、比（ｗ’／ｔ）が２を超えると急激に増大する。この場合、第２の実施の形態の半導体装置は、半導体チップ１と金属ケース２とを接合する第１接合部材４の側面４（１）を第２拡がり形状にし、厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）を１．５になるようにしたので、半導体チップ１に加わる応力が２倍以下になり、従来のものに比べて半導体チップ１に加わる応力を半分以下にすることができるものである。
【００４８】
なお、第２の実施の形態の半導体装置においては、第１接合部材４の側面４（１）の第２拡がり形状を得る際に、厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）が１．５になるように選んでいるが、本発明における厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）は、１．５に選んだ例に限られるものでなく、半導体チップ１に加わる応力が２倍以下になる比（ｗ’／ｔ）の範囲内、すなわち２以下であれば、他の数値に選んでもよい。
【００４９】
この場合、第２の実施の形態の半導体装置は、次に列挙するような構成のものにしてもよい。
【００５０】
その第１は、図２に示される構成例のように、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５、リード部３の接合部３（１）のそれぞれの横断面部分が円形になるように構成し、第１接合部材４の全周の側面４（１）を第２拡がり形状にしたものである。
【００５１】
その第２は、図４に示される構成例のように、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５のそれぞれの横断面部分が四角形になるように構成し、第１接合部材４の４つの側面４（１）の中の１つの相対する側面４（１）だけを第２拡がり形状にしたものである。この他にも、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５のそれぞれの横断面部分が六角形または八角形になるように構成し、第１接合部材４における六角形の６つの側面４（１）の中の１つまたは２つの相対する側面４（１）、または、八角形の８つの側面４（１）の中の１つ乃至３つのいずれかの相対する側面４（１）を第２拡がり形状にしたものである。
【００５２】
その第３は、図５に示される構成例のように、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５のそれぞれの横断面部分が四角形になるように構成し、第１接合部材４は、各コーナ部分を除いてあるいは含めて、四角形の４つの全部の側面４（１）を第２拡がり形状にしたものである。この他にも、半導体チップ１、第１接合部材４、第２接合部材５のそれぞれの横断面部分が六角形または八角形になるように構成し、第１接合部材４は、各コーナ部分を除いてあるいは含めて、六角形の６つの全部の側面４（１）、または、八角形の８つの全部の側面４（１）を第２拡がり形状にしたものである。
【００５３】
以上述べたいずれの半導体装置においても、第１接合部材４の側面４（１）に第１拡がり形状または第２拡がり形状を形成したことにより、第１接合部材４の半導体チップ１側端部に発生するひずみが軽減され、半導体チップ１にクラックが発生するのを回避することができるようになる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、第１接合部材を、その側面が半導体チップの第１主面との接合面から金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材の厚さをｔ、金属ケースの内面との接合面における第１接合部材の外側方向への拡がりをｗとしたとき、それらの比（ｗ／ｔ）が１以下になるように形成した末広がりの構成にし、第１接合部材における半導体チップの第１主面との接合面積に比べ、金属ケースの内面との接合面積の方が大きくなるので、厳しい温度変化により第１接合部材の膨張、収縮が繰り返されたとしても、第１接合部材に対する半導体チップ側と金属ケース側の線膨張率の差を実質的に小さくすることができ、それにより半導体チップのクラックの発生を回避し、第１接合部材に発生するひずみを低減して、熱疲労寿命を向上させることができるという効果がある。
【００５５】
また、本発明によれば、第１接合部材を、その側面が、半導体チップの第１主面との接合面と金属ケースの内面との接合面との中間点まで半導体チップの側面に沿って延びるとともに、中間点から金属ケースの内面との接合面に到るまで直線的に外側方向に拡大した形状を有し、第１接合部材の厚さをｔ、金属ケースの内面との接合面から０．３８ｔの位置における第１接合部材の外側方向への拡がりをｗ’としたとき、それらの比（ｗ’／ｔ）が２以下になるように形成した末広がりの構成にし、前記第１手段の場合と同様に、第１接合部材における半導体チップの第１主面との接合面積に比べ、金属ケースの内面との接合面積の方が大きくなるので、厳しい温度変化により第１接合部材の膨張、収縮が繰り返されたとしても、第１接合部材に対する半導体チップ側と金属ケース側の線膨張率の差を実質的に小さくすることができ、それにより半導体チップのクラックの発生を回避し、第１接合部材に発生するひずみを低減して、熱疲労寿命を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置の第１の実施の形態を示すもので、その要部構成部分を示す断面図である。
【図２】本発明による半導体装置の第１の実施の形態を示すもので、その上面構成を示す上面図である。
【図３】半導体チップと金属ケースとを接合する第１接合部材の厚さｔと拡がりｗとの比（ｗ／ｔ）に対する半導体チップに加わる応力の関係を示す特性図である。
【図４】本発明による半導体装置の第１の実施の形態の他の上面構成例を示す上面図である。
【図５】本発明による半導体装置の第１の実施の形態のさらに他の上面構成例を示す上面図である。
【図６】本発明による半導体装置の第２の実施の形態を示すもので、その要部構成部分を示す断面図である。
【図７】第２の実施の形態の半導体装置において、半導体チップと金属ケースとを接合する第１接合部材の厚さｔと拡がりｗ’との比（ｗ’／ｔ）に対する半導体チップに加わる応力の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１　半導体チップ
１（１）　第１主面
１（２）　第２主面
１（３）　側面
２　金属ケース
２（１）　底面
２（２）　開口面
２（３）　側面
３　リード部
３（１）　接合部
３（２）　リード線
４　第１接合部材
４（１）　側面
５　第２接合部材
６　絶縁部材
７　放熱フィン
【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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