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公開番号2025101282
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218016
出願日2023-12-25
発明の名称半導体装置
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人
主分類H01L 23/40 20060101AFI20250630BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性を向上させ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1は、半導体素子12が搭載される絶縁性基板11と、絶縁性基板11の板面と平行な平板状であって絶縁性基板11と接合される平板状部21を有し、半導体素子12が発した熱を放散する放熱部材20と、を備え、絶縁性基板11と放熱部材20の平板状部21とは、金属ペーストを焼結した接合層30により接合され、放熱部材20の硬さは接合層30の硬さよりも低い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子が搭載される絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の板面と平行な平板状であって当該絶縁性基板と接合される平板状部を有し、前記半導体素子が発した熱を放散する放熱部材と、
を備え、
前記絶縁性基板と前記放熱部材の前記平板状部とは、金属ペーストを焼結した焼結部により接合され、当該放熱部材の硬さは当該焼結部の硬さよりも低い、
半導体装置。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記放熱部材の硬さはビッカース硬さで５５以下である、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記放熱部材は、銅のＯ材である、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁性基板は、セラミックス板と、当該セラミックス板の両側に設けられた２枚の銅板とを有し、当該銅板の硬さはビッカース硬さで７０以上である、
請求項２又は３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、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載された半導体装置は、複数の半導体素子と、複数の半導体素子が搭載される絶縁回路基板と、接合層を介して絶縁回路基板と接合される放熱基板と、を備える。そして、接合層は、複数の半導体素子の直下に位置する複数の第一焼結金属層と、第一焼結金属層よりも空隙率が大きく、かつ、絶縁回路基板の外周部に接すると共に、複数の第一焼結金属層の各々を囲む第二焼結金属層と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１３９３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁性基板と放熱部材との線膨張係数差により、絶縁性基板と放熱部材との焼結部（特許文献１においては接合層）における外側の部位であって絶縁性基板側の部位にクラックや剥離が発生するおそれがある。そして、クラック等が焼結部の内側の部位に進展して、半導体素子から発生した熱が放熱部材まで至る放熱経路まで到達すると、熱性能が悪化してしまう。その結果、半導体装置の信頼性が低下してしまう。
本発明は、信頼性を向上させることができる半導体装置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】
【０００５】
かかる目的のもと完成させた本発明は、半導体素子が搭載される絶縁性基板と、前記絶縁性基板の板面と平行な平板状であって当該絶縁性基板と接合される平板状部を有し、前記半導体素子が発した熱を放散する放熱部材と、を備え、前記絶縁性基板と前記放熱部材の前記平板状部とは、金属ペーストを焼結した焼結部により接合され、当該放熱部材の硬さは当該焼結部の硬さよりも低い、半導体装置である。
ここで、前記放熱部材の硬さはビッカース硬さで５５以下であっても良い。
また、前記放熱部材は、銅のＯ材であっても良い。
また、前記絶縁性基板は、セラミックス板と、当該セラミックス板の両側に設けられた２枚の銅板とを有し、当該銅板の硬さはビッカース硬さで７０以上であっても良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、信頼性を向上させることができる半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る半導体装置の概略構成の一例を示す図である。
半導体モジュールを図１のII－II部で切断した断面の一例を示す図である。
半導体装置の製造方法の一例を説明する図である。（ａ）は、塗布工程の一例を説明する図である。（ｂ）は、積層工程の一例を説明する図である。（ｃ）は、焼結工程の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る半導体装置１の概略構成の一例を示す図である。
図２は、半導体モジュール１０を図１のII－II部で切断した断面の一例を示す図である。
実施形態に係る半導体装置１は、半導体モジュール１０と、半導体モジュール１０から伝達された熱を放熱する放熱部材２０と、半導体モジュール１０と放熱部材２０とを接合する接合層３０とを備えている。
【０００９】
半導体装置１においては、放熱部材２０と半導体モジュール１０とが積層されている。以下、放熱部材２０と半導体モジュール１０との積層方向を、単に「積層方向」と称する場合がある。また、積層方向の半導体モジュール１０側（図１では上側）を「第１側」、積層方向の放熱部材２０側（図１では下側）を「第２側」と称する場合がある。また、放熱部材２０の後述する直方体状の平板状部２１における、積層方向に直交する矩形状の長手方向を単に「長手方向」、矩形状の短手方向を単に「短手方向」と称する場合がある。
【００１０】
図示はしないが、半導体装置１は、例えば、冷却液が流通する内部空間を有するケースに対し、放熱部材２０の後述するフィン２２が冷却液に接触するように取り付けられて使用される。これにより、半導体モジュール１０で発生し、接合層３０を介して放熱部材２０へ伝導した熱が、冷却液によって放熱される。あるいは、半導体装置１は、空気が流通する空間に放熱部材２０が配置された空冷式であっても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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