(57)【要約】【課題】  半導体モジュールに熱膨張による反りを生ずることなく優れた放熱性を有する電力用等の半導体装置を提供する。【解決手段】  ヒートシンクと、ヒートシンク上に熱伝導グリスを介して配置された絶縁基板と、絶縁基板上に熱伝導グリスを介して配置された半導体モジュールとを含み、半導体モジュールで発生した熱を絶縁基板を通してヒートシンクから放出する半導体装置において、絶縁基板が半導体モジュールとは別体として設けられ、半導体モジュールと絶縁基板との間の距離、および／または絶縁基板とヒートシンクとの間の距離が、絶縁基板の中央部において周辺部より小さい。【選択図】図１
2007258435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと、
該ヒートシンク上に熱伝導グリスを介して配置された絶縁基板と、
絶縁基板上に熱伝導グリスを介して配置された半導体モジュールとを含み、
該半導体モジュールで発生した熱を該絶縁基板を通して該ヒートシンクから放出する半導体装置であって、
該絶縁基板が該半導体モジュールとは別体として設けられ、
該半導体モジュールと該絶縁基板との間の距離、および／または該絶縁基板と該ヒートシンクとの間の距離が、該絶縁基板の中央部において周辺部より小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記絶縁基板が、周辺部から中央部に向けて厚みが漸次または階段状に大きくなり、上方および/または下方に張り出した凸部形状を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記半導体モジュールと上記絶縁基板との間の距離、および／または上記絶縁基板と上記ヒートシンクとの間の距離が、該絶縁基板の中央部で最小となり、中央部より離れるに従って該距離が大きくなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記半導体モジュール下面が、周辺部から中央部に近づくにつれて、下方に張り出した凸部形状を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記半導体モジュールを上記ヒートシンク方向に締め付けて固定する締結部と、
該締結部より外方に、該半導体モジュールと該ヒートシンクとの間に挟まれるように設けられたスペーサ部とを含み、
該半導体モジュールが、該締結部に締め付けられて湾曲し、下方に張り出した凸部形状となることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記半導体モジュールの上に載置された押さえ板と、
該押さえ板を上記ヒートシンク方向に締め付けて固定する締結部と、
該締結部より外方に、該押さえ板と該ヒートシンクとの間に挟まれるように設けられたスペーサ部とを含み、
該半導体モジュールが、該締結部に締め付けられた該押さえ板に押されて湾曲し、下方に張り出した凸部形状となることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
ヒートシンクと
該ヒートシンク上に熱伝導グリスを介して配置された絶縁基板と、
絶縁基板上に熱伝導グリスを介して配置された半導体モジュールを含み、
該半導体モジュールで発生した熱を該絶縁基板を通して該ヒートシンクから放出する半導体装置であって、
該絶縁基板が該半導体モジュールとは別体として設けられ、
該半導体モジュールと該絶縁基板との間の距離、および／または該絶縁基板と該ヒートシンクとの間の距離が、該半導体モジュールに含まれる半導体素子の直下領域において、該絶縁基板の周辺部より小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
上記絶縁基板が、該直下領域で上方、および/または下方に張り出した凸部形状を有し、該凸部形状の頂点が該直下領域内であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記半導体モジュールと上記絶縁基板との間の距離、および／または上記絶縁基板と上記ヒートシンクとの間の距離が、該半導体モジュールに含まれる半導体素子の直下領域において、最小となり、該直下領域から離れるとともに大きくなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
ヒートシンクと、
該ヒートシンク上に熱伝導グリスを介して配置された絶縁基板と、
絶縁基板上に熱伝導グリスを介して配置された半導体モジュールを含み、
該半導体モジュールで発生した熱を該絶縁基板を通して該ヒートシンクから放出する半導体装置であって、
該絶縁基板が該半導体モジュールとは別体として設けられ、
該ヒートシンクが、周辺部から中央部に近づくにつれて、上方に張り出した凸部形状を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
上記半導体モジュールが、半導体素子を載置したリードを含み、
該リードが、該半導体モジュールの下面に露出していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大電流を通電可能な電力用の半導体装置に関し、特に、樹脂封止型半導体モジュールを絶縁基板を介してヒートシンクに接続した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂封止型モジュールを用いた半導体装置では、半導体素子（半導体チップ）で発生した熱を、半導体モジュールに含まれ半導体素子が搭載された絶縁基板から、半導体モジュール外に置かれたヒートシンクを通じて外部に放出する。この際、絶縁基板とヒートシンクの熱伝達を確実にするために両者間には熱伝導グリスを介在させている。しかし、絶縁基板を熱伝導グリスを挟んでヒートシンクに押し付けた場合、最も発熱量の多い中央部直下の熱伝導グリスが厚くなり放熱が阻害されるため、半導体装置に流せる電流が制限される。
【０００３】
これに対し、例えば、冷却器の上に熱伝導グリスを介して放熱板が載置される半導体装置において、放熱板の冷却器側を凸形状にした半導体装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３９０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、半田を用いて半導体素子等を放熱板の上に固定する際に、このように下部を凸形状にした放熱板では、その形状のために、傾きや、ズレが生じやすく、アセンブリ時に半導体素子等がずれた位置に固定されるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、絶縁基板を半導体モジュールの外に配置することにより、アセンブリが容易でかつ放熱性に優れた半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ヒートシンクと、ヒートシンク上に熱伝導グリスを介して配置された絶縁基板と、絶縁基板上に熱伝導グリスを介して配置された半導体モジュールとを含み、半導体モジュールで発生した熱を絶縁基板を通してヒートシンクから放出する半導体装置であって、絶縁基板が半導体モジュールとは別体として設けられ、半導体モジュールと絶縁基板との間の距離、および／または絶縁基板とヒートシンクとの間の距離が、絶縁基板の中央部において周辺部より小さいことを特徴とする半導体装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置では、高い放熱特性を確保できるとともに、アセンブリが容易で、かつ、半導体モジュールの反りも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下に、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。
なお、以下の説明では、「上」、「下」およびこれらの用語を含む名称を適宜使用するが、これらの方向は図面を参照した発明の理解を容易にするために用いるものであり、実施形態を上下反転、あるいは任意の方向に回転した形態も、当然に本願発明の技術的範囲に含まれる。
【０００９】
図１は、全体が１００で表される本実施の形態１にかかる半導体装置の側面図である。半導体装置１００は、半導体モジュール１とヒートシンク２を含む。ヒートシンク２は例えばアルミニウムまたは銅から成り、押出しまたはダイキャストにより成型される。
半導体モジュール１とヒートシンク２との間には、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックよりなる絶縁基板４が配置されている。すなわち、絶縁基板４は、半導体モジュール１とは別体として、半導体モジュール１の外に配置されている。
【００１０】
半導体モジュール１と絶縁基板４の間には、熱伝導グリス５ａが設けられ、また、絶縁基板４とヒートシンク２の間には熱伝導グリス５ｂが設けられている。熱伝導グリス５ａ、５ｂとしては、例えばフィラーを分散させたシリコーンを用いることができる。これにより、半導体モジュール１と絶縁基板４との間、および絶縁基板４とヒートシンク２との間の接触が確実に図られ熱伝導性が良好となる。
【００１１】
ここで熱伝導グリスとしては、おおよそ１〜３Ｗ／ｍＫ程度の熱伝導率のものが通常用いられている。ところでこのような数Ｗ／ｍＫの熱伝導率は、例えばＣｕの４００Ｗ／ｍＫなどの値と比べ非常に小さく、熱伝導グリスが厚いことは放熱性を阻害することになり、熱伝導グリスを薄くすることが重要である。ところがこのような熱伝導グリスは粘性が高く自由に供給することが困難であり、例えば印刷で供給するような手法を用いる場合では、かすれの問題がある。すなわち、かすれが生じた部位ではヒートシンクと半導体モジュールの底面の接触が不充分となり、その部分での放熱性が悪くなるという問題がある。
【００１２】
半導体モジュール１とヒートシンク２は、絶縁基板４を挟んで締結器具３により加圧固定されている。締結器具３としては例えばステンレス等のボルトが用いられる。
【００１３】
半導体モジュール１は、例えば半導体素子が１つまたは、複数が中央に近い位置に配置されており、最も発熱量が多いのは、中央部である。従って、半導体モジュール１下面の中央部と絶縁基板４の中央部との間の熱伝導性ならびに絶縁基板４の中央部とヒートシンク２の中央部との間の熱伝導性を確保することが重要である。
【００１４】
しかし、締結部３が半導体モジュール１およびヒートシンク２の周辺部に近い部分にあることから、通常用いられる平坦な絶縁基板を使用すると熱伝導グリス５a、５ｂは絶縁基板４の中央部で厚みが厚くなり、同周辺部の方が厚みが薄くなり、熱伝導性を阻害することになる。従って優れた放熱特性を確保するためには、伝導グリス５ａ、５ｂの膜厚は絶縁基板４の中央部では薄く、周辺部では、半導体モジュール１と絶縁基板４との間および絶縁基板４とヒートシンク２との間を確実に接触させるために厚いこと（グリスの充てん性）が必要である。
【００１５】
図１に示すように、絶縁基板４は、周辺部から中央部に近づくにつれて厚みが漸次大きくなり、中央部で上下に張り出した凸部形状となっている。また、その凸部の頂点は中央部にある。従って、半導体装置１００において、半導体モジュール１の下面と絶縁基板４の距離、絶縁基板４とヒートシンク２の距離は、絶縁基板４の中央部で小さく絶縁基板４の周辺部は中央部より大きな値となる。すなわち、半導体モジュール１の下面と絶縁基板４の距離、絶縁基板４とヒートシンク２の距離は中央部が最も小さく、中央部から離れるほど大きくなっている。この結果、熱伝導グリス５ａ、５ｂの厚さは、半導体装置１００の動作時に温度が高くなる中央部で周辺部より薄くなり、高い放熱特性が得られる。
【００１６】
図２の絶縁基板の概略図に示すように、絶縁基板４の厚み（図２中のｔ）は略０．５〜１．０ｍｍであり、熱伝導グリス５ａ、５ｂの充てん性を考慮すると、絶縁基板４中央の凸部頂点の高さ（凸部頂点を含む面の両端部を含む平面と、凸部頂点との距離。すなわち、図２中に示すｈ1およびｈ２。以下の実施の形態においても同じ。）は上面側（図２中のｈ１）、下面側（図２中のｈ２）、それぞれ略数１０μｍ程度であることが望ましい。この結果、絶縁基板４の中央部における熱伝導グリス５ａ、５ｂの厚さは例えば３０μｍ程度以下となり、周辺部の５０〜１００μｍに対して、半分程度以下となっている。
【００１７】
このような凸部形状を有する絶縁基板４は、焼成前のグリーンシートの成型工程において、絶縁基板４の外形に対応した形状のキャビティを有する金型を用いることで成型できる。
【００１８】
次に半導体モジュールについて図３を参照しながら詳細に説明する。
図３は、半導体モジュール１の断面図である。半導体モジュール１は、１端の上面に半田層８で半導体素子６が接続され、下面が半導体モジュール１下面に露出しており、他端が半導体モジュール１の側面より外部に向かって突き出ているリード７を含む（図１では、リード７は省略してある）。リード７は銅または銅合金よりなり、０．５〜１．０ｍｍ程度の厚さを有している。図示しないが金属板をリード７の下面に固着させることにより、さらに放熱性を高めることもできる。
【００１９】
また、半田層８の代わりに、例えば銀のフィラーを含有する樹脂等の導電性接着剤を用いてもよい。半導体素子６は、例えばＩＧＢＴやフリーホイールダイオードのようなパワー半導体素子からなり、厚さが数１０〜数１００μｍ、幅が数ｍｍ〜１０数ｍｍ程度の矩形形状である。
【００２０】
半導体素子６とリード７との間は、ワイヤ９により接続されている。ワイヤ９は、例えば線径が１００〜５００μｍ程度のアルミニウムからなる。なお、ワイヤ９は、図３に示されるリード７より手前または奥にある同形状のリードに接続されており、本来なら図３の断面図では途中で消えて描写されない部分が生ずるが、便宜上、全体を描写した。半導体素子６やワイヤ９等は封止樹脂１０により封止されている。封止樹脂１０には、エポキシ樹脂などに代表される熱硬化性樹脂や、ポリフェニレンサルファイドのような熱可塑性樹脂を用いる。
【００２１】
このような構成をもつ半導体モジュール１は、外形として長さおよび幅が略数１０ｍｍで厚さが略３〜１０数ｍｍとなる。
【００２２】
銅からなるリードの線熱膨張係数が１７ｐｐｍ／℃程度であるのに対して、セラミック基板（絶縁基板）の線熱膨張係数は例えば４〜７ｐｐｍ／℃であり、両者は大きく異なる。従って、従来の半導体モジュールのように内部にセラミック基板を備えることは、このような線熱膨張係数の差に起因し、半導体モジュールが温度変化に応じて反るという問題を有した。
【００２３】
これに対し、本実施の形態にかかる半導体装置１００では、半導体モジュール１と絶縁基板４とは別体として設けられるため、半導体モジュール１の温度が上昇しても反りは発生しない。
【００２４】
本実施の形態にかかる半導体装置１００のように半導体モジュール１の下面にリード７を露出させ、図１に示すように絶縁基板４の中央部の厚みを厚くした凸部形状とすることにより、半導体モジュール１の下面と絶縁基板４の距離、および絶縁基板４とヒートシンク２の距離が、絶縁基板４の中央部において周辺部より小さく、最小となる。この結果、熱伝導グリス５ａ、５ｂの厚さが、中央部において周辺部より薄くなり、高い放熱性が得られる。
【００２５】
特に、半導体モジュール１では、半導体素子６から生じる熱について封止樹脂１０を介さず、膜厚の薄い熱伝導グリス５ａ、５ｂを介してヒートシンク２から放熱できるため、半導体素子１には、１００Ａ以上の電流を流すことができる半導体装置１００を提供できる。
【００２６】
図３では、半導体モジュール１の下面に、電圧の異なる２つのリード７の下面が露出する構成を採っているが、リード７間の沿面距離を例えば１０ｍｍなど所定量確保すれば十分な絶縁性を確保できる。また、リード７とヒートシンク２との間の絶縁性は、絶縁基板４の厚みを調整することにより確保可能である。
【００２７】
半導体装置１００では、絶縁基板４の上面および下面が凸部形状を有する場合について説明したが、一方を平坦な面とし、他方のみを凸部形状としても構わない。
【００２８】
また、絶縁基板４は、周辺部から中央部に向けて厚みが漸次大きくなることでは凸部形状を得ているが、例えば、アイランド状の凸部を中央部に形成したり、ステップ状に中央部に向けて厚みを大きくすることでも同様のグリスの充てん性および放熱性を得ることが可能である。
【００２９】
また、半導体モジュール１は、リード７が下面に露出した構造としたが、本願発明は、裏面に薄い絶縁樹脂層を設けた構造にも適用できる。
【００３０】
ところで、図４に示す半導体モジュール１のように複数の半導体素子６を含む場合、動作条件によっては半導体モジュール１の下面中央部の温度が最も高くならない場合もある。
【００３１】
そこで、例えば図４に示す、全体が２００で表されるような半導体装置を使用することもできる。図４は、半導体装置２００の側面図であり、図４中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００３２】
半導体装置２００では、半導体素子（図示せず）の直下に該当する直下領域（半導体素子を半導体モジュールの下面に対し垂直方向に投影し、絶縁基板４の表面と交差した領域）に凸部頂点を配置している。具体的には、上述の半導体装置１００の凸部頂点を、直下領域内に設け、図４に示すように、絶縁基板４の厚みが２箇所の直下領域で周辺部より大きくなるようにする。この結果、直下領域で、半導体モジュール１と絶縁基板４の距離が周辺部を含む他の部分より小さく、すなわち最小になっており、直下領域から離れるとともに大きくなっている。よって、この部分の熱伝導グリス５ａ、５ｂの厚さを薄くできる。
【００３３】
半導体装置２００においても、絶縁基板４の厚み（図２のｔに相当）は略０．５〜１．０ｍｍであり、凸部頂点の高さ（図２のｈ１、ｈ２に相当）は上面側および下面側ともに略数１０μｍ程度であることが熱伝導グリスの充てん性を考慮すると望ましい。この結果、例えば熱伝導グリスの厚みを５０〜１００μｍとした場合に、半導体素子の直下領域では３０μｍ以下にでき、半導体チップや半導体モジュールの反りの発生なしに高い放熱特性を実現できる。
【００３４】
特に、図４に示すように、絶縁基板４の両面を凸部形状とすることにより、絶縁基板４と半導体モジュール１の接触部の熱伝導グリス５ａ、および絶縁基板４とヒートシンク２の接触部の熱伝導グリス５ｂの双方について厚さを３０μｍ以下と薄くでき、良好な放熱特性が得られる。なお、絶縁基板４の片面のみを凸部形状とすることも可能である。また、図４においても絶縁基板の厚みが漸次大きくなることでは凸部形状を得ているが、例えば、アイランド状の凸部を半導体素子の直下領域に形成したり、ステップ状に半導体素子の直下領域に向け厚みを大きくすることでも同様のグリスの充てん性および放熱性を得ることが可能である。
【００３５】
実施の形態２．
図５は、全体が３００で表される、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の側面図である。図５中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。ただし、絶縁基板４の両面は平坦な面からなる。
【００３６】
図５に示すように、半導体装置３００では、半導体モジュール１の下面すなわち放熱面が、周辺部から中央部に近づくにつれて下方に張り出した凸部形状となっている。このような凸部形状は、封止樹脂の材料に、リードの材料よりも熱収縮率の高い、例えばシリカのフィラーを７０体積％混入したエポキシ樹脂を用いることにより容易に実現できる。
【００３７】
すなわち、樹脂による封止のプロセスにおいて、約１８０℃に熱せられた金型に樹脂が流し込まれ、金型からの熱で封止樹脂が硬化する。この時点では、半導体モジュールの下面は金型の形状と同じ平面となっている。続いて、金型が開かれ常温まで温度が下がる。例えばシリカのフィラーを７０体積％混入したエポキシ樹脂の場合、その線熱膨張係数は２０ｐｐｍ／℃程度であり、リードの線熱膨張係数、例えば１７ｐｐｍ／℃に比べ大きな値となっている。
【００３８】
従って、１８０℃から常温まで約１６０℃程度温度が下がる間に、封止樹脂は約０．３２％収縮するのに対し、リードは０．２７％と収縮量が小さい。このことは、樹脂がほとんどを占める半導体モジュール上部の方がリードの配置された半導体モジュール下部より収縮量が大きいことを意味し、この収縮量の差に起因して、モジュールは、反りを生じさせ、少なくともモジュール下面が凸となる形状を実現できる。
【００３９】
このとき半導体モジュール１の高さは略３〜１０数ｍｍであり、凸部頂点（この場合は、半導体モジュール下面の両端部を含む平面と、凸部頂点との距離）の高さは、例えば５０〜１５０μｍ程度とすることにより良好な信頼性と放熱特性を得ることができる。
【００４０】
なお、従来の絶縁基板を内部に有する半導体モジュールの場合、セラミック基板（絶縁基板）の線膨張係数は例えば４〜７ｐｐｍ／℃であり、例えばセラミック基盤に銅箔を積層したタイプの絶縁基板でも、その膨張係数は約１０ｐｐｍ／℃と低い。従って、線熱膨張係数の差が大き過ぎて半導体モジュール全体が大きく反ってしまうという問題があり、熱膨張係数の高い封止樹脂は使用できない。
【００４１】
半導体モジュール１は、主に封止樹脂から形成されるため、締結器具３を用いてヒートシンク２に押し付けて固定すると数１０μｍ程度の変形を生じる。そして、凸部頂点の高さは最終的には数１０μｍ程度となる。これにより、半導体モジュール１の下面と絶縁基板４との距離が、周辺部に比べて中央部が最も小さくなり、これにより、熱伝導グリス５ａの厚さが、絶縁基板４の周辺部で例えば５０〜１００μｍであるのに対し、中央部では３０μｍ以下となり、中央部の厚さを周辺部の半分程度にすることができる。
【００４２】
本実施の形態にかかる半導体装置３００でも、熱伝導グリス５ａを介して半導体モジュール１の外部に絶縁基板４を設けることにより、半導体モジュールが反ることなく良好な放熱特性を実現できる。
【００４３】
さらに本実施の形態にかかる半導体装置３００では、絶縁基板４を凸部形状とする必要はなく、平坦な絶縁基板４を用いることができるため、絶縁基板４の材料歩留まりが高くなり、絶縁基板４および半導体装置３００全体のコストを低くすることが可能となる。
【００４４】
また、図５に示すように、ヒートシンク２の上面を周辺部から中央部に近づくにつれて上方に張り出した凸部形状とすることで凸部頂点において絶縁基板４とヒートシンク２との間の距離を最小にでき、熱伝導グリス５ｂの厚さが中央部で例えば３０μｍ以下となり、例えば５０〜１００μｍである周辺部より薄くすることができる。
【００４５】
このように、本実施の形態２にかかる半導体装置３００では、半導体モジュール１と絶縁基板４との間、および絶縁基板４とヒートシンク２との間に介在する熱伝導グリス５ａ、５ｂの双方について、中央部の厚さを薄くでき、良好な放熱特性が得られる。この場合、半導体モジュールの凸部の頂点の水平位置と、ヒートシンク２の凸部の頂点の水平位置を合わせることがより好ましい。
【００４６】
なお、半導体モジュール１、ヒートシンク２のいずれか一方のみを凸部形状としても構わない。
【００４７】
実施の形態３．
図６は、全体が４００で表される、本発明の実施の形態に３にかかる半導体装置の側面図である。図５中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００４８】
半導体装置４００では、ヒートシンク２の上面が、締結器具３が固定される位置よりも外側に突起（スペーサ）部１１を有している。突起部１１の高さは絶縁基板４の厚さより高く、例えば絶縁基板４の厚さが０．６ｍｍであるときは、高さが略０．８〜１．０ｍｍ程度となる。かかる突起部１１を設けることにより、締結器具３により、半導体モジュール１をヒートシンク４に締め付けると、半導体モジュール１が絶縁基板４側に凸となるように湾曲する。従って、半導体モジュール１と絶縁基板４の距離は、絶縁基板４の周辺部で大きく中央部において最小となる。
【００４９】
半導体モジュール１の厚みや弾性率によって異なるが、凸部頂点の高さ（この場合は、半導体モジュール下面の両端部を含む平面と、凸部頂点との距離）を略１００〜１５０μｍ程度とすることで、熱伝導グリス５ａの厚さが中央部で例えば３０μｍ以下となり、例えば５０〜１００μｍである周辺部より薄くすることができる。
【００５０】
なお、半導体装置４００では、半導体モジュール１が突起部１１でヒートシンク２と接触しているため、締結器具３や突起部１１による締め付け力のため半導体モジュール１全体が反っているが、この反りは、ほとんどが大きな変形能を有する封止樹脂によって吸収されるため、半導体素子には影響を与えない。
【００５１】
また、図６示すようにヒートシンク２の上面についても凸部形状とすることで、上述の半導体装置３００と同じように、放熱特性を向上させることができる。
【００５２】
なお、半導体モジュール１、ヒートシンク２のいずれか一方のみを凸部形状としても構わない。
【００５３】
実施の形態４．
図７は、全体が５００で表される、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の側面図である。図６中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【００５４】
半導体装置５００では、ヒートシンク２の上面でかつ締結器具３より外側にポスト（スペーサ）１２が設置されている。ポスト１２の上には押さえ板１３が配置され、締結器具３で押さえ板１３を締め付けることにより、半導体モジュール１をヒートシンク２に押し付けることができる。半導体モジュール１の厚さは略３〜１０数ｍｍで、絶縁基板４の厚さは略０．５〜１．０ｍｍである。ポスト１２の高さは少なくとも、半導体モジュール１と絶縁基板４の厚さの和より大きくなければならない。また、ポスト１２および押さえ板１３はステンレスもしくは高張力鋼板よりなり、ポストの形状は円柱、角柱等、特に形状にはこだわらない。
【００５５】
このような条件を満たすポスト１２を配置し、締付器具３を用いて押さえ板１３を締め付けると、押さえ板１３が下に凸となるように湾曲し、同時に半導体モジュール１も同じように湾曲する。この結果、半導体モジュール１の下面が凸部形状となり、この部分で熱伝導グリス５ａの厚さ薄くなり、良好な放熱特性を得ることができる。
なお、ポスト１２の高さが半導体モジュール１の厚さと絶縁基板４の厚さの和より１００〜３００μｍ程度大きい場合に特に良好な放熱特性を示す。
【００５６】
また、図７示すようにヒートシンク２の上面についても凸部形状とすることで、上述の半導体装置３００と同じように、放熱特性を向上させることができる。
【００５７】
なお、半導体モジュール１、ヒートシンク２のいずれか一方のみを凸部形状としても構わない。
【００５８】
本実施の形態１〜４では、絶縁基板４等に設けた凸部形状は、例えば図１の方向に見た場合に絶縁基板４等が凸部を有し、これと垂直方向から見た場合には、凸部を有さない構造について説明した。しかしながら、いずれの方向から見た場合にも凸部を有する構造とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる絶縁基板の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる半導体モジュールの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の側面図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  半導体モジュール、２  ヒートシンク、３  締結器具、４  絶縁基板、５a，５ｂ  熱伝導グリス、１００  半導体装置。
【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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