[发明专利]半导体装置

说明书

提供一种能够维持半导体元件的配置面积并且缓和在基板产生的应力的半导体装置。半导体装置(1)在侧视时，导电图案(3b)的第一端面(3b1)形成为比金属板(3c)的第二端面(3c1)在陶瓷电路基板(3)的主面的水平方向上向陶瓷电路基板(3)的内侧偏移第一距离(d1)。另外，半导体元件(2)的第三端面(2a1)形成为比第二端面(3c1)在陶瓷电路基板(3)主面的水平方向上向陶瓷电路基板(3)的内侧偏移第二距离(d2)。而且，凹坑(3c2)形成在与第一端面(3b1)在陶瓷电路基板(3)的主面的水平方向上向陶瓷电路基板(3)的内侧分离的预定范围内。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置。

背景技术

半导体装置包括例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体元件。这样的半导体装置例如被用作电力转换装置。半导体装置包括该半导体元件和陶瓷电路基板。陶瓷电路基板具有绝缘板、形成于绝缘板的正面且配置有半导体元件的多个导电图案、以及形成于绝缘板的背面的金属板。而且，在陶瓷电路基板的背面设置有散热器等散热部。

另外，近年来，作为用于实现半导体装置小型化的一个环节，有时缩小陶瓷电路基板。但是，需要维持配置于陶瓷电路基板上的半导体元件的配置面积。另外，为了使半导体装置保持希望的功能，有时也需要在不扩大陶瓷电路基板的情况下，增大配置于陶瓷电路基板上的半导体元件的配置面积。因此，无论哪种情况，都需要缩小导电图案的端面与绝缘板的端面之间的距离(端面间距离)。

但是，在制造半导体装置时，通过焊料将半导体元件配置于陶瓷电路基板，并通过焊料将陶瓷电路基板配置于散热板。然后，将这些加热后冷却。由此，半导体元件、陶瓷电路基板和散热板通过焊料接合。另外，半导体装置因自身动作而发生温度变化。另外，半导体元件还会受到外部环境的温度变化。因此，由于绝缘板的相对于导电图案和金属板的热膨胀系数之差，导致陶瓷电路板受到热应力。如果陶瓷电路基板受到热应力，则绝缘板会破裂，半导体装置的可靠性会下降。因此，通过在陶瓷电路基板的金属板的背面形成凹坑(凹部)，从而能够缓和在陶瓷电路基板产生的热应力。(例如，参照专利文献1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5527620号说明书

发明内容

技术问题

然而，有时由于凹坑相对于陶瓷电路基板的金属板的背面的形成位置，导致在绝缘板发生裂纹。因此，在陶瓷电路基板，需要缩小绝缘板的端面与导电图案的端面之间的端面间距离，并且在金属板的背面的适当的位置形成凹坑。

本发明是鉴于这样的观点而完成的，其目的在于提供一种能够维持半导体元件的配置面积，并且能够缓和在基板产生的应力的半导体装置。

技术方案

根据本发明的一个观点，提供一种半导体装置，其特征在于，具备半导体元件和基板，上述基板具有：导电图案，其在正面配置有上述半导体元件并且厚度为T2；绝缘板，其形成于上述导电图案的背面且厚度为T1；以及金属板，其形成于上述绝缘板的背面且厚度为T3，在上述金属板的背面形成有多个凹部，在侧视时，上述导电图案的第一端面形成为比上述金属板的第二端面在上述基板的主面的水平方向上向上述基板的内侧偏移第一距离，上述半导体元件的第三端面形成为比上述第二端面在上述水平方向上向上述内侧偏移第二距离，上述多个凹部在上述水平方向上从上述第一端面在上述内侧形成于由以下表示的凹部形成距离的范围中的至少一个范围内，0＜凹部形成距离≤0.9×T1²/第一距离；以及(1.1×T1²/第一距离)≤凹部形成距离＜第二距离。

发明效果