(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子搭載部及びリード部を有する電極フレームと、
前記素子搭載部の一方の表面上に搭載された半導体素子と、
その周縁が前記素子搭載部の他方の表面の周縁を取り囲んで前記他方の表面に対面する第１表面と、前記第１表面に対向する第２表面とを有し、前記素子搭載部に固定された絶縁部材と、
前記絶縁部材の前記第２表面の全面及び前記第１表面と前記第２表面との間で側面を成す第３表面の少なくとも一部を露出させた状態で前記絶縁部材に接すると共に前記半導体素子を覆って形成された封止部とを備え、
前記絶縁部材は、前記第２表面の中央がその周縁に対して凸形状又は凹形状を成していることを特徴とする、
半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記封止部は、前記絶縁部材の前記第３表面を全面及び前記第１表面の一部をさらに露出させるように形成されていることを特徴とする、
半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置であって、
前記絶縁部材は、少なくとも前記第２表面上に金属層を備えることを特徴とする、
半導体装置。
【請求項４】
素子搭載部及びリード部を有する電極フレームと、
前記素子搭載部の一方の表面上に搭載された半導体素子と、
その周縁が前記素子搭載部の他方の表面の周縁を取り囲んで前記他方の表面に対面する第１表面と、前記第１表面に対向する第２表面とを有し、前記素子搭載部に固定された絶縁部材と、
前記絶縁部材の前記第２表面の全面を露出させた状態で前記絶縁部材に接すると共に前記半導体素子を覆って形成された封止部とを備え、
前記絶縁部材は、前記第２表面の中央がその周縁に対して凸形状又は凹形状を成し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関するものであり、特に、発熱の大きい半導体素子を備えた半導体装置における封止ないしはパッケージの形成及び絶縁性の確保、更には放熱の各技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に、従来の電力用半導体装置１０１Ｐ（以下、単に半導体装置１０１Ｐとも呼ぶ）を説明するための縦断面図を示す。図１０に示すように、電極フレーム２の素子搭載部ないしはダイパッド２Ｄ上に電力用半導体素子１がろう材３により接合されており、電力用半導体素子１と電極フレーム２のリード部２Ｌとの間等が金属細線４で接続されている。電力用半導体素子１及び素子搭載部２Ｄは封止樹脂５Ｐで以て封止されており、封止樹脂５Ｐにより半導体装置１０１Ｐの絶縁性を確保している。封止樹脂５Ｐは例えばポッティング法やトランスファモールド法により形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の半導体装置１０１Ｐの素子搭載部２Ｄは封止樹脂５Ｐで覆われている。このとき、電力用半導体素子１の素子搭載部２Ｄ側の絶縁性を高めるためには、素子搭載部２Ｄ下方の封止樹脂５Ｐ（封止樹脂５ＰＰ参照）をより厚くする必要がある（厚さｔ参照）。しかしながら、一般的に封止樹脂５Ｐの熱伝導率は低いため、厚さｔを増大させると熱抵抗が大きくなってしまう。即ち、電力用半導体素子１の発熱に対する放熱性が低下してしまう。
【０００４】
他方、放熱性を向上させるために厚さｔを減少させると上述の絶縁性を確保できないばかりでなく、封止樹脂５ＰＰの形成不具合及び当該不具合に起因した絶縁性の低下が惹起される。即ち、封止樹脂５Ｐを例えばポッティング法やトランスファモールド法により形成する場合、厚さｔが小さいと、素子搭載部２Ｄと金型（図示せず）との隙間へ封止樹脂を注入ないしは充填しにくくなる。このため、封止樹脂の充填不足等によって封止樹脂５ＰＰの形成不具合が生じ、かかる形成不具合が封止樹脂５ＰＰにおける絶縁性を低下させてしまう。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、封止部の形成不具合を有さず絶縁性が確保された半導体装置を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、本発明は、上記第１の目的を実現しうる半導体装置を低コスト・低価格で提供することを第２の目的とする。
【０００７】
更に、本発明は、上記第１及び第２の目的の実現と共に放熱性の安定化及び向上が図られた半導体装置を提供することを第３の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１に記載の発明に係る半導体装置は、素子搭載部及びリード部を有する電極フレームと、前記素子搭載部の一方の表面上に搭載された半導体素子と、その周縁が前記素子搭載部の他方の表面の周縁を取り囲んで前記他方の表面に対面する第１表面と、前記第１表面に対向する第２表面とを有し、前記素子搭載部に固定された絶縁部材と、前記絶縁部材の前記第２表面の全面及び前記第１表面と前記第２表面との間で側面を成す第３表面の少なくとも一部を露出させた状態で前記絶縁部材に接すると共に前記半導体素子を覆って形成された封止部とを備え、前記絶縁部材は、前記第２表面の中央がその周縁に対して凸形状又は凹形状を成していることを特徴とする。
【０００９】
（２）請求項２に記載の発明に係る半導体装置は、請求項１に記載の半導体装置であって、前記封止部は、前記絶縁部材の前記第３表面を全面及び前記第１表面の一部をさらに露出させるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
（３）請求項３に記載の発明に係る半導体装置は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置であって、前記絶縁部材は、少なくとも前記第２表面上に金属層を備えることを特徴とする。
【００１２】
（４）請求項４に記載の発明に係る半導体装置は、素子搭載部及びリード部を有する電極フレームと、前記素子搭載部の一方の表面上に搭載された半導体素子と、その周縁が前記素子搭載部の他方の表面の周縁を取り囲んで前記他方の表面に対面する第１表面と、前記第１表面に対向する第２表面とを有し、前記素子搭載部に固定された絶縁部材と、前記絶縁部材の前記第２表面の全面を露出させた状態で前記絶縁部材に接すると共に前記半導体素子を覆って形成された封止部とを備え、前記絶縁部材は、前記第２表面の中央がその周縁に対して凸形状又は凹形状を成していることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１及び図２にそれぞれ実施の形態１に係る電力用半導体装置（半導体装置）１０１を説明するための縦断面図及び上面図を示す。図２中のＩ−Ｉ線における縦断面図が図１にあたる。また、図２では、絶縁部材７及び封止部５をそれぞれ太線及び破線で図示している。電力用半導体装置１０１（以下、単に半導体装置１０１のように呼ぶ）は、いわゆるＤＩＰ（Dual Inline Package）タイプにあたる。
【００１４】
図１及び図２に示すように、半導体装置１０１は、電極フレーム２と、電力用半導体素子１（図１及び図２では２個を図示している）と、（予めに所定の形状に形成されている）絶縁部材７と、封止部５とを備える。詳細には、電極フレーム２は素子搭載部ないしはダイパッド２Ｄ及びリード部２Ｌを有しており、素子搭載部２Ｄの一方の表面２Ｓ１上に電力用半導体素子１が搭載されている。電力用半導体素子１はろう材３によって素子搭載部２Ｄに固定されている。そして、電力用半導体素子１とリード部２Ｌとの間等が金属細線４で接続されている。
【００１５】
絶縁部材７は、（ａ）素子搭載部２Ｄの他方の表面２Ｓ２に対面する表面（第１表面）７Ｓ１と、（ｂ）表面７Ｓ１に対向する表面（第２表面）７Ｓ２と、（ｃ）表面７Ｓ１，７Ｓ２の双方に結合して両表面７Ｓ１，７Ｓ２と共に絶縁部材７の外表面を成す表面ないしは側面（第３表面）７Ｓ３とを有している。
【００１６】
特に、表面７Ｓ１は、当該表面７Ｓ１の周縁７Ａが素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２の周縁２ＤＡを取り囲みうる寸法・形状を有しており、表面７Ｓ１の周縁７Ａが素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２の周縁２ＤＡを取り囲んで配置されている。このとき、両表面７Ｓ１，７Ｓ２は同じ寸法・形状でなくとも良く、例えば図１における縦断面が台形状であっても構わない。絶縁部材７は例えば０．５ｍｍ程度の厚さのＡｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４等のセラミック板から成る。
【００１７】
絶縁部材７はろう材（接着材）６によって素子搭載部２Ｄに固定されている。ろう材６及び上記ろう材３として、鉛成分を含まない材料、例えばエポキシ樹脂中に硬化剤ないしは添加剤，銀（Ａｇ）等を添加した樹脂系ろう材を用いている。
【００１８】
封止部５は、電力用半導体素子１及び素子搭載部２Ｄ等を覆って、且つ、絶縁部材７の表面７Ｓ１，７Ｓ３に接して形成されている。特に、絶縁部材７の表面７Ｓ２は封止部５で覆われておらず全面が露出している。また、絶縁部材７の表面７Ｓ２と封止部５の外表面５Ｓとが平坦に繋がっている。即ち、半導体装置１０１の外表面において絶縁部材７の表面７Ｓ２は凹部を形成していない。
【００１９】
封止部５は例えばエポキシ樹脂等の材料から成る。かかるエポキシ樹脂等の熱伝導率は２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である一方、絶縁部材７を成すアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の熱伝導率は２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。即ち、絶縁部材７は封止部５と比較して熱伝導率が高い。
【００２０】
半導体装置１０１によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、予めに所定の形状に形成されている絶縁部材７が素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２側に配置されている。このとき、絶縁部材７の表面７Ｓ１の周縁７Ａは素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２の周縁２ＤＡを取り囲んでいる。このため、当該絶縁部材７によって素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ１側の絶縁性を確保することができる。
【００２１】
絶縁部材７は封止部５と比較して熱伝導率が高いので、従来の半導体装置１０１Ｐと比較して高い放熱性を得ることができる。
【００２２】
ここで、上述の絶縁性と放熱性に関して具体例を挙げて説明する。図１０の従来の半導体装置１０１Ｐにおいて、封止樹脂５Ｐを成すエポキシ樹脂の耐圧が１０ｋＶ／ｍｍであり厚さｔが０．１ｍｍの場合、封止樹脂５ＰＰの耐圧は１ｋＶである。上述のようにエポキシ樹脂の熱伝導率は２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である一方、絶縁部材７を成すセラミックの熱伝導率は２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるので、封止樹脂５ＰＰと同じ熱伝導性ないしは放熱性を得る場合、絶縁部材７を約１ｍｍの厚さに設定することができる。このとき、絶縁部材７としてエポキシ樹脂と同じ１０ｋＶ／ｍｍ程度の耐圧を有するセラミックを用いるとすれば、約１０ｋＶの耐圧を確保することができる。逆に耐圧を同じにするときには、絶縁部材７によって優れた放熱性が得られる。更には、絶縁部材７によれば、従来の半導体装置１０１Ｐと比較して、絶縁性及び放熱性を同時に向上することができる。
【００２３】
次に、絶縁部材７の表面７Ｓ２の全面が露出しており封止部５で覆われていないことによって、以下の効果が得られる。即ち、半導体装置１０１によれば、従来の半導体装置１０１Ｐ（図１０参照）とは異なり、例えばトランスファモールド法等により封止部５を形成する場合に素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２側に封止部５の材料を充填する必要が無い。従って、素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２側において封止部５の形成不具合が発生することが無い。加えて、そのような封止部の形成不具合に起因する絶縁性の低下が惹起されないので、かかる点からも高い絶縁性が得られる。
【００２４】
更に、上述のように素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２側に封止部５の材料を充填する必要が無いので、封止部５の材料に求められる流動性の条件を緩和することができる。また、従来の半導体装置１０１Ｐとは異なり、素子搭載部２Ｄの表面２Ｓ２側からの放熱は絶縁部材を介して行われる。このため、封止部５の材料に求められる熱伝導性（放熱性）の条件を緩和することができる。従って、従来の封止部５Ｐ（図１０参照）よりも安価な材料を用いることができるので、半導体装置の低コスト化・低価格化を図ることができる。
【００２５】
更に、半導体装置１０１では、絶縁部材７の表面７Ｓ２の全面が露出しており、上記表面７Ｓ２と封止部５の外表面５Ｓとが平坦を成している。このため、絶縁部材７に接して、放熱フィン等の放熱部材（後述の図６の放熱部材２０を参照）を設ける場合、絶縁部材７の表面７Ｓ２と放熱部材とを確実に接触させることができるし、絶縁部材７の表面７Ｓ２全体を介して放熱部材へ熱伝導することができる。従って、放熱の安定化及び向上を図ることができる。また、半導体装置１０１の外表面において絶縁部材７の表面７Ｓ２が凹部を成す場合と比較して、上記放熱部材の形状の自由度が大きい。
【００２６】
また、絶縁部材７の表面７Ｓ２はろう材６で以て素子搭載部２Ｄに固定されている。このため、絶縁部材７と素子搭載部２Ｄとを隙間無く接合することができるので、放熱の安定化及び向上を図ることができる。
【００２７】
ところで、絶縁部材７ではなく金属絶縁基板を備えた半導体装置が特開平７−４５７６５号公報に開示されている。上記金属絶縁板は、ヒートシンクとなる金属板と、当該金属板上に接合した絶縁層と、当該絶縁層上に形成されてダイパッド等に接する導体パターンとから成る。ここで、金属絶縁基板の絶縁層の耐圧−時間特性の概略を図１１に示す。図１１に示すように、金属絶縁基板の絶縁層は、電圧が長時間かかると耐圧が低下するという傾向を有する。これに対して、半導体装置１０１の絶縁部材７はセラミックから成るので、そのような傾向は見られない。
【００２８】
また、一般的に、金属絶縁基板の絶縁層は０．１〜０．２ｍｍ程度の厚さであり熱伝導率は１〜３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。これに対して、半導体装置１０１の絶縁部材７は０．５ｍｍ程度の厚さであり熱伝導率は２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。つまり、絶縁部材７によれば、上記絶縁層と比較して、厚さは約２．５〜５倍になるものの、放熱性は約１０〜２０倍大きいという利点がある。
【００２９】
また、絶縁材を備えた半導体装置が特開平６−２０９０５４号公報に開示されている。しかしながら、当該公報に開示される絶縁材は載置部（素子搭載部２Ｄに対応する）よりも小さいという点において、絶縁部材７とは異なる。詳細には、上記公報に開示される半導体装置の封止材（封止部５に対応する）は載置部の下面において額縁状に形成されており、かかる額縁状の開口から露出した載置部の下面に接して絶縁材が配置されている。このため、絶縁部材７とは逆に、上記絶縁材の周縁は載置部の周縁よりも内側に配置されている。
【００３０】
更に、上記絶縁材の露出表面（表面７Ｓ２に対応する）は半導体装置の外表面において凹部を成している点で、半導体装置１０１とは異なる。
【００３１】
＜実施の形態１の変形例１＞
図３に本変形例１に係る第１の半導体装置１０１Ａを説明するための縦断面図を示す。なお、以下の説明において、既述の構成要素と同等のものには同一の符号を付して、その説明を援用する。図３と既述の図１とを比較すれば分かるように、半導体装置１０１Ａでは絶縁部材７の側面７Ｓ３の一部が封止部５に覆われずに露出している。
【００３２】
なお、絶縁部材７の側面７Ｓ３の全部が露出していても構わない。このとき、図４及び図５の各縦断面図に示す本変形例１に係る第２及び第３の各半導体装置１０１Ｂ，１０１Ｃのように、絶縁部材７の大きさを図１の半導体装置１０１等よりも大きくしても構わない。半導体装置１０１Ｃでは絶縁部材７の表面７Ｓ１の周縁部も露出している。
【００３３】
半導体装置１０１Ａ〜１０１Ｃによれば、絶縁部材７の側面７Ｓ３が更に露出しているので、封止部５を介さずに側面７Ｓ３から直接に放熱が可能である。従って、上述の半導体装置１０１と比較して、更なる放熱の安定化及び向上を図ることができる。また、半導体装置１０１と同様に、絶縁部材７に接して放熱部材を設ける場合において放熱部材の形状の自由度が大きい。
【００３４】
＜実施の形態１の変形例２＞
なお、絶縁部材の表面７Ｓ１上に薄い金属層（図示せず）を設けても良い。かかる金属層は、金属ペーストを塗布し、これを焼成することにより形成される。このとき、当該金属層を表面７Ｓ１上の全面に形成しても構わないし、種々の形状にパターン形成しても構わない。
【００３５】
当該金属層によればろう材６と絶縁部材７との密着性が更に向上するので、絶縁部材７と素子搭載部２Ｄとを良好に密着することができる。これにより、素子搭載部２Ｄと絶縁部材７と間の接触熱抵抗が低減するので、絶縁部材７を介した放熱の安定化及び向上を図ることができる。
【００３６】
ところで、絶縁部材７がセラミックの場合（局所的な）うねりを有することがある。このような場合、上記金属層を適切にパターニングすることによって、そのようなうねりを軽減・解消することができる。このとき、絶縁部材７の表面７Ｓ２にも金属層を設けることによって、また、各表面７Ｓ１，７Ｓ２上の各金属層の厚さを制御することによって、より効果的にうねりを軽減・解消することができる。
【００３７】
＜実施の形態２＞
図６に、実施の形態２に係る半導体装置１０２を説明するための縦断面図を示す。なお、図６では半導体装置１０２に放熱部材２０、例えば放熱フィンが設けられた場合を図示している。図６と既述の図１とを比較すれば分かるように、絶縁部材７に代えて半導体装置１０２は、凸形状ないしは山型の絶縁部材１７を備える。
【００３８】
詳細には、絶縁部材１７は既述の各表面７Ｓ１，７Ｓ２，７Ｓ３（図１参照）に相当する各表面１７Ｓ１，１７Ｓ２，１７Ｓ３を有し、表面１７Ｓ２，１７Ｓ１の中央がその周縁に対して凸形状を成している。特に、絶縁部材１７は素子搭載部２Ｄとは反対側に向かって、換言すれば半導体装置１０２の外側に向かって突出する凸形状を有している。そして、絶縁部材１７の表面１７Ｓ２は放熱グリス（熱伝導率は１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）２１を介して放熱部材２０に接触している。
【００３９】
絶縁部材１７の凸形状は例えば既述の絶縁部材７を用いて以下のようにして形成される。即ち、平板状の絶縁部材７の中央に荷重を加えた状態で、例えば表面１７Ｓ１上におもりを載せた状態で熱処理を施すことによって、絶縁部材１７の凸形状を形成することができる。また、実施の形態１の変形例２で述べた金属層によって、かかる凸形状を形成することも可能である。
【００４０】
ここで、図７に、実施の形態２に係る他の半導体装置１０２Ａを説明するための縦断面図を示す。図７と図６とを比較すれば分かるように、半導体装置１０２Ａは、絶縁部材１７に代えて、当該絶縁部材１７とは逆方向に凸形状を成した絶縁部材１７Ａを備える。
【００４１】
両半導体装置１０２，１０２Ａによっても既述の半導体装置１０１が奏する効果を得ることができる。特に、半導体装置１０２によれば、以下の効果をも得ることができる。
【００４２】
半導体装置１０２，１０２Ａと放熱部材２０を接触させる際、絶縁部材１７，１７Ａ及び／又は放熱部材２０に放熱グリス２１を塗布した後に両者を接触させる。このとき、半導体装置１０２Ａでは、絶縁部材１７Ａと放熱部材２０との間に放熱グリス２１が留まってしまい、絶縁部材１７Ａと放熱部材２０とが接触しない場合が生じうる。また、放熱グリス２１が少量の場合、絶縁部材１７Ａと放熱部材２０との間に隙間が、即ち空気の層が残ってしまう場合がある。
【００４３】
これに対して、半導体装置１０２の絶縁部材１７は外側に向かって凸形状を成しているので、半導体装置１０２と放熱部材２０とを接触させる際に絶縁部材１７が余分な放熱グリス２１を横に押し退ける。このため、放熱グリス２１の塗布量に関わらず、絶縁部材１７の凸形状の頂部を放熱部材２０に確実に接触させることができるし、適量の換言すれば不必要に厚くない放熱グリス２１を配置することができる。
【００４４】
このとき、絶縁部材と放熱部材とが接している方が放熱性がより高い点及び一般的に放熱グリス２１の方が空気よりも熱伝導率が高い点に鑑みれば、半導体装置１０２Ａ，１０１等と比較して、半導体装置１０２の方が放熱部材２０との間の熱抵抗を低減することができる。従って、放熱の安定化及び向上を図ることができる。
【００４５】
このとき、絶縁部材１７の少なくとも表面１７Ｓ２が半導体装置１０２の外側に向かって凸形状を成していれば、かかる効果を得ることができる。また、絶縁部材（の表面１７Ｓ２に相当する表面）が円筒の一部にあたる形状であっても構わない。
【００４６】
＜実施の形態３＞
図８及び図９にそれぞれ実施の形態３に係る半導体装置１０３を説明するための縦断面図及び上面図を示す。図９中のＩ−Ｉ線における縦断面図が図８にあたる。また、図９では、絶縁部材７及び封止部５をそれぞれ太線及び破線で図示している。
【００４７】
図８及び図９に示すように、半導体装置１０３は、図１の半導体装置１０１の構成に加えて、電力用半導体素子１を制御するための制御回路８を更に備える。半導体装置１０３は、いわゆるＤＩＰタイプのＩＰＭ（Intelligent Power Module）にあたる。
【００４８】
制御回路８は、いわゆるプリント回路板（Printed Circuit Board；ＰＣＢ）から成り、所定の配線を有する例えばガラスエポキシ樹脂基板と上記配線に接続された半導体チップや抵抗、コンデンサ等の部品とを含む。このとき、抵抗等の部品をエポキシ樹脂基板上にプリント部品として形成しても構わない。なお、図面の煩雑化を避けるため、図８及び図９では制御回路８の詳細な図示化を省略している。
【００４９】
制御回路８は電極フレーム２の制御回路８用の素子搭載部２Ｄ２にろう材９によって固定されており、制御回路８とリード部２Ｌとの間等が金属細線４で接続されている。
【００５０】
このように、半導体装置１０３は半導体素子１及び制御回路８を備えるので、半導体装置１０１等と比較して高機能化を図ることができる。
【００５１】
＜まとめ＞
なお、電力用半導体素子１の代わりに電力用ではないが発熱の比較的大きい半導体素子を備えた半導体装置においても既述の効果を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
（１）請求項１に係る発明によれば、（予めに所定の形状に形成されている）絶縁部材が素子搭載部の他方の表面側に配置されており、絶縁部材の第１表面の周縁は素子搭載部の上記他方の表面の周縁を取り囲んでいる。このため、当該絶縁部材によって素子搭載部の他方の表面側の絶縁性を確保することができる。
【００５３】
更に、絶縁部材の第２表面の全面及び前記第１表面と前記第２表面との間で側面を成す第３表面の少なくとも一部が露出しており封止部に覆われていない。即ち、当該絶縁部材を有さず、電極フレームの素子搭載部の他方の表面を覆って封止部が形成されている従来の半導体装置とは異なり、例えばトランスファモールド法等により封止部を形成する場合に素子搭載部の他方の表面側に封止部の材料を充填する必要が無い。従って、素子搭載部の他方の表面側において封止部の形成不具合が発生することが無い。加えて、そのような封止部の形成不具合に起因する絶縁性の低下が惹起されないので、かかる点からも高い絶縁性が得られる。
【００５４】
更に、上述のように素子搭載部の他方の表面側に封止部の材料を充填する必要が無いので、封止部の材料に求められる流動性の条件を緩和することができる。また、従来の半導体装置とは異なり、素子搭載部の他方の表面側からの放熱は絶縁部材を介して行われる。このため、封止部の材料に求められる熱伝導性（放熱性）の条件を緩和することができる。従って、従来の封止部よりも安価な材料を用いることができるので、半導体装置の低コスト化・低価格化を図ることができる。
【００５５】
（２）請求項２に係る発明によれば、絶縁部材の第３表面を全面及び第１表面の一部をさらに露出させるよう形成されている。このため、絶縁部材に接して放熱部材を設ける場合、絶縁部材の第２表面と放熱部材とを確実に接触させることができるし、絶縁部材の第２表面全体及び第３表面全体、第１表面の一部を介して放熱部材へ熱伝導することができる。従って、放熱の安定化及び向上を図ることができる。また、半導体装置の外表面において絶縁部材の第２表面が凹部を成す場合と比較して、上記放熱部材の形状の自由度が大きい。
【００５６】
（３）請求項３に係る発明によれば、絶縁部材は、少なくとも前記第２表面上に金属層を備えるので、絶縁部材の局所的なうねりを軽減・解消することができる。
【００５７】
（４）請求項１に係る発明によれば、絶縁部材は、第２表面の中央がその周縁に対して凸形状又は凹形状を成している。このため、絶縁部材に放熱グリス２１を塗布した放熱部材２０に接触させる場合、放熱グリス２１の塗布量に関わらず、絶縁部材の凸形状の頂部又は凹形状を放熱部材２０に確実に接触させることができ、適量の換言すれば不必要に厚くない放熱グリス２１を配置することができる。
【００５８】
（５）請求項４に係る発明によれば、絶縁部材は、第２表面の中央がその周縁に対して凸形状又は凹形状を成している。このため、絶縁部材に放熱グリス２１を塗布した放熱部材２０に接触させる場合、放熱グリス２１の塗布量に関わらず、絶縁部材の凸形状の頂部又は凹形状を放熱部材２０に確実に接触させることができ、適量の換言すれば不必要に厚くない放熱グリス２１を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１に係る半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図２】  実施の形態１に係る半導体装置を説明するための上面図である。
【図３】  実施の形態１の変形例１に係る第１の半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図４】  実施の形態１の変形例１に係る第２の半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図５】  実施の形態１の変形例１に係る第３の半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図６】  実施の形態２に係る半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図７】  実施の形態２に係る他の半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図８】  実施の形態３に係る半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図９】  実施の形態３に係る半導体装置を説明するための上面図である。
【図１０】  従来の半導体装置を説明するための縦断面図である。
【図１１】  金属絶縁基板の絶縁層の耐圧−時間特性を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  電力用半導体素子（半導体素子）、２  電極フレーム、２Ｄ  素子搭載部、２ＤＡ，７Ａ  周縁、２Ｌ  リード部、２Ｓ１  表面（一方の表面）、２Ｓ２表面（他方の表面）、５  封止部、５Ｓ  外表面、６  ろう材（接着材）、７，１７，１７Ａ  絶縁部材、７Ｓ１，１７Ｓ１  表面（第１表面）、７Ｓ２，１７Ｓ２  表面（第２表面）、７Ｓ３，１７Ｓ３  表面（第３表面）、１０１〜１０３，１０１Ａ〜１０１Ｃ，１０２Ａ  電力用半導体装置（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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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