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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024136642
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】基板および半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20240927BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 D
H05K7/20 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023047813
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000002141
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】田頭 宣雄
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322FA06
5F136BB11
5F136BC05
5F136BC06
5F136FA02
5F136FA03
5F136GA40
(57)【要約】
【課題】基板における、金属部のパターン設計の自由度を向上する。
【解決手段】絶縁性を有するベース２０板と、ベース板２０に設けられていて一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部３０と、を有し、少なくとも一つの金属部３０は、一面に、第１面３１および第２面３２を有し、第１面３１のベース板２０からの距離は、第２面３２のベース板２０からの距離より小さく、第１面３１および第２面３２がベース板２０に対してなす角度は、２０°以下である、基板。
【選択図】図２
【解決手段】絶縁性を有するベース２０板と、ベース板２０に設けられていて一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部３０と、を有し、少なくとも一つの金属部３０は、一面に、第１面３１および第２面３２を有し、第１面３１のベース板２０からの距離は、第２面３２のベース板２０からの距離より小さく、第１面３１および第２面３２がベース板２０に対してなす角度は、２０°以下である、基板。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性を有するベース板と、
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下である、基板。
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下である、基板。
【請求項2】
前記第１面には、前記半導体素子が搭載される、
請求項１に記載の基板。
請求項１に記載の基板。
【請求項3】
前記第２面に搭載される前記半導体素子の一部が前記第１面と重なり、
前記第１面には、前記第２面に搭載される前記半導体素子を固定するための、固定材が配置される、
請求項１に記載の基板。
前記第１面には、前記第２面に搭載される前記半導体素子を固定するための、固定材が配置される、
請求項１に記載の基板。
【請求項4】
前記金属部は、銅またはアルミの少なくとも一方を含む、
請求項１または２に記載の基板。
請求項１または２に記載の基板。
【請求項5】
前記第１面の前記ベース板からの距離は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１５００μｍ以下である、
請求項１または２に記載の基板。
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１５００μｍ以下である、
請求項１または２に記載の基板。
【請求項6】
前記第１面の前記ベース板からの距離をａとした場合、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１５．０ａ以下である、
請求項１または２に記載の基板。
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１５．０ａ以下である、
請求項１または２に記載の基板。
【請求項7】
前記金属部は、第３の面をさらに有し、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、前記第３面の前記ベース板からの距離よりも小さい、
請求項１または２に記載の基板。
前記第２面の前記ベース板からの距離は、前記第３面の前記ベース板からの距離よりも小さい、
請求項１または２に記載の基板。
【請求項8】
前記第１面には、第１半導体素子が搭載され、
前記第２面には、第２半導体素子が搭載され、
前記第１半導体素子の高さは、前記第２半導体素子の高さよりも大きい、
請求項７に記載の基板。
前記第２面には、第２半導体素子が搭載され、
前記第１半導体素子の高さは、前記第２半導体素子の高さよりも大きい、
請求項７に記載の基板。
【請求項9】
前記第１面の前記ベース板からの距離は、１００μｍ以上８００μｍ以下であり、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第３面の前記ベース板からの距離は、５００μｍ以上１５００μｍ以下である、
請求項７に記載の基板。
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第３面の前記ベース板からの距離は、５００μｍ以上１５００μｍ以下である、
請求項７に記載の基板。
【請求項10】
前記第１面の前記ベース板からの距離をａとした場合、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１０．０ａ以下
前記第３面の前記ベース板からの距離は、１．５ａ以上１５．０ａ以下である、
請求項７に記載の基板。
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１０．０ａ以下
前記第３面の前記ベース板からの距離は、１．５ａ以上１５．０ａ以下である、
請求項７に記載の基板。
【請求項11】
絶縁性を有するベース板と、
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
半導体素子と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下であり、
前記第１面に前記半導体素子が載置されている、半導体装置。
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
半導体素子と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下であり、
前記第１面に前記半導体素子が載置されている、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板および半導体装置に関する。
【0002】
ベース板と、ベース板に設けられる金属部とを有し、金属部に半導体素子が搭載される基板が知られている。上記の基板は、金属部により載置された半導体素子を効率的に放熱させることができる。例えば、特許文献１には、セラミックス基板の一方の面に回路層が形成され、他方の面に金属層が形成された絶縁回路基板と、金属層のセラミックス基板とは反対側の面に配置され、一方の面に複数のフィンを有するヒートシンクとを備えたヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１３９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の基板には、金属部のパターン設計の自由度向上の観点で、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によれば、以下に示す基板および半導体装置が提供される。
【0006】
［１］
絶縁性を有するベース板と、
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下である、基板。
［２］
前記第１面には、前記半導体素子が搭載される、
［１］に記載の基板。
［３］
前記第２面に搭載される前記半導体素子の一部が前記第１面と重なり、
前記第１面には、前記第２面に搭載される前記半導体素子を固定するための、固定材が配置される、
［１］に記載の基板。
［４］
前記金属部は、銅またはアルミの少なくとも一方を含む、
［１］から［３］のいずれかに記載の基板。
［５］
前記第１面の前記ベース板からの距離は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１５００μｍ以下である、
［１］から［４］に記載の基板。
［６］
前記第１面の前記ベース板からの距離をａとした場合、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１５．０ａ以下である、
［１］から［５］のいずれかに記載の基板。
［７］
前記金属部は、第３の面をさらに有し、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、前記第３面の前記ベース板からの距離よりも小さい、
［１］から［６］のいずれかに記載の基板。
［８］
前記第１面には、第１半導体素子が搭載され、
前記第２面には、第２半導体素子が搭載され、
前記第１半導体素子の高さは、前記第２半導体素子の高さよりも大きい、
［７］に記載の基板。
［９］
前記第１面の前記ベース板からの距離は、１００μｍ以上８００μｍ以下であり、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第３面の前記ベース板からの距離は、５００μｍ以上１５００μｍ以下である、
［７］または［８］に記載の基板。
［１０］
前記第１面の前記ベース板からの距離をａとした場合、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１０．０ａ以下
前記第３面の前記ベース板からの距離は、１．５ａ以上１５．０ａ以下である、
［７］から［９］のいずれかに記載の基板。
［１１］
絶縁性を有するベース板と、
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
半導体素子と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下であり、
前記第１面に前記半導体素子が載置されている、半導体装置。
絶縁性を有するベース板と、
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下である、基板。
［２］
前記第１面には、前記半導体素子が搭載される、
［１］に記載の基板。
［３］
前記第２面に搭載される前記半導体素子の一部が前記第１面と重なり、
前記第１面には、前記第２面に搭載される前記半導体素子を固定するための、固定材が配置される、
［１］に記載の基板。
［４］
前記金属部は、銅またはアルミの少なくとも一方を含む、
［１］から［３］のいずれかに記載の基板。
［５］
前記第１面の前記ベース板からの距離は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１５００μｍ以下である、
［１］から［４］に記載の基板。
［６］
前記第１面の前記ベース板からの距離をａとした場合、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１５．０ａ以下である、
［１］から［５］のいずれかに記載の基板。
［７］
前記金属部は、第３の面をさらに有し、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、前記第３面の前記ベース板からの距離よりも小さい、
［１］から［６］のいずれかに記載の基板。
［８］
前記第１面には、第１半導体素子が搭載され、
前記第２面には、第２半導体素子が搭載され、
前記第１半導体素子の高さは、前記第２半導体素子の高さよりも大きい、
［７］に記載の基板。
［９］
前記第１面の前記ベース板からの距離は、１００μｍ以上８００μｍ以下であり、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記第３面の前記ベース板からの距離は、５００μｍ以上１５００μｍ以下である、
［７］または［８］に記載の基板。
［１０］
前記第１面の前記ベース板からの距離をａとした場合、
前記第２面の前記ベース板からの距離は、１．２ａ以上１０．０ａ以下
前記第３面の前記ベース板からの距離は、１．５ａ以上１５．０ａ以下である、
［７］から［９］のいずれかに記載の基板。
［１１］
絶縁性を有するベース板と、
前記ベース板に設けられていて、一面に半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部と、
半導体素子と、
を有し、
前記金属部は、
前記一面に、第１面および第２面を有し、前記第１面の前記ベース板からの距離は、前記第２面の前記ベース板からの距離より小さく、
前記第１面および前記第２面が前記ベース板に対してなす角度は、２０°以下であり、
前記第１面に前記半導体素子が載置されている、半導体装置。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、基板における、金属部のパターン設計の自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態に係る基板の第１例を基板に対して直角な方向から見た図である。
【図3】ベース板が凸部を含む場合の基板のＡ－Ａ´間の断面図である。
【図4】ベース板がベース部と絶縁層とを含む場合の基板のＡ－Ａ´間の断面図である。
【図5】金属部を形成する工程の概要を示す図である。
【図6】本実施形態に係る基板を用いた半導体装置の第一例を示す図である。
【図7】本実施形態に係る基板を用いた半導体装置の第二例を示す図である。
【図8】本実施形態に係る基板を用いた半導体装置の第三例を示す図である。
【図9】本実施形態に係る基板の変形例を基板に対して直角な方向から見た図である。
【図11】変形例における基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。
すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。
【0010】
本明細書中、数値範囲の説明における「ａ～ｂ」との表記は、特に断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。例えば、「１～５質量％」とは「１質量％以上５質量％以下」を意味する。
【0011】
［基板１００］
図１は、本実施形態に係る基板１００の第１例を基板１００に対して直角な方向から見た図である。図１に示すように、基板１００は、絶縁性を有するベース板２０および半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部３０を有する。
図１は、本実施形態に係る基板１００の第１例を基板１００に対して直角な方向から見た図である。図１に示すように、基板１００は、絶縁性を有するベース板２０および半導体素子が搭載される、少なくとも一つの金属部３０を有する。
【0012】
少なくとも一つの金属部３０の一面には、半導体素子が搭載される。そして、金属部３０は、半導体素子において発生した熱をベース板２０に放出する機能を有する。
【0013】
また、本実施形態に係る基板１００は、図１に示すように、金属部３０が、第１面３１および第２面３２を有する。
【0014】
【0015】
以下、各構成の詳細について説明する。
【0016】
［ベース板２０］
ベース板２０は、金属部３０を保持する。また、ベース板２０は、金属部３０の熱を外部に放出する機能を有する。また、ベース板２０は、金属部３０に通電される電気が、金属部３０が設けられている面の反対側に漏れないよう絶縁する。
ベース板２０は、金属部３０を保持する。また、ベース板２０は、金属部３０の熱を外部に放出する機能を有する。また、ベース板２０は、金属部３０に通電される電気が、金属部３０が設けられている面の反対側に漏れないよう絶縁する。
【0017】
ベース板２０の厚みｚ（図２参照）は、用途に応じて適宜設定できるが、例えば、０．２～３．０ｍｍであることが好ましい。また、ベース板２０の厚みを、金属部３０の厚みの０．３～３．０倍とすることで、基板１００全体の反りを抑制できる。
【0018】
また、ベース板２０は、金属部３０が設けられている面と反対側の面に、放熱用の凸部を有してもよい。凸部を含むことにより、ベース板２０の表面積を高め、放熱効率を高めることができる。
【0019】
図３に、ベース板２０が凸部２３を含む場合の基板１００のＡ－Ａ´間の断面図の一例を示す。
【0020】
ベース板２０は、絶縁性を有する。例えば、ベース板２０は、セラミックス板のような、絶縁性を有する材料からなるものでもよい。また、ベース板２０は、ベース部２１と絶縁層２２とを含んでいてもよい。
【0021】
図４に、ベース板２０がベース部２１と絶縁層２２とを含む場合の基板１００のＡ－Ａ´間の断面図の一例を示す。
【0022】
＜ベース部２１＞
ベース部２１は、銅およびアルミニウムの中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、熱伝導性および加工性等を向上する観点からは銅であることがより好ましい。
ベース部２１は、銅およびアルミニウムの中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、熱伝導性および加工性等を向上する観点からは銅であることがより好ましい。
【0023】
＜絶縁層２２＞
絶縁層２２は、金属部３０とベース部２１とを絶縁する。絶縁層２２により、金属部３０からベース部２１に漏電することを防止できる。絶縁層２２は、熱硬化性樹脂と、充填材とを含む材料から構成されることが好ましい。これにより、良好な熱伝導性、および絶縁性が得られる。
絶縁層２２は、金属部３０とベース部２１とを絶縁する。絶縁層２２により、金属部３０からベース部２１に漏電することを防止できる。絶縁層２２は、熱硬化性樹脂と、充填材とを含む材料から構成されることが好ましい。これにより、良好な熱伝導性、および絶縁性が得られる。
【0024】
上記の熱硬化性樹脂としては、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、メトキシナフタレンアラルキル骨格を有するエポキシ樹脂、およびシアネート樹脂から選択される一種または二種以上が挙げられる。これにより、充填材の分散性を向上させやすくなる。
【0025】
上記のシアネート樹脂としては、シアネートエステル樹脂を用いることができる。
シアネートエステル樹脂としては、具体的には、ビスフェノールＡジシアネート、ポリフェノールシアネート（オリゴ（３－メチレン－１，５－フェニレンシアネート））、４，４'－メチレンビス（２，６－ジメチルフェニルシアネート）、４，４'－エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールＡジシアネート、２，２－ビス（４－シアネート）フェニルプロパン、１，１－ビス（４－シアネートフェニルメタン）、ビス（４－シアネート－３，５－ジメチルフェニル）メタン、１，３－ビス（４－シアネートフェニル－１－（メチルエチリデン））ベンゼン、ビス（４－シアネートフェニル）チオエーテル、ビス（４－シアネートフェニル）エーテルなどの２官能シアネート樹脂；フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂などから誘導される多官能シアネート樹脂；上記例示したシアネートエステル樹脂の一部がトリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。
シアネートエステル樹脂としては、具体的には、ビスフェノールＡジシアネート、ポリフェノールシアネート（オリゴ（３－メチレン－１，５－フェニレンシアネート））、４，４'－メチレンビス（２，６－ジメチルフェニルシアネート）、４，４'－エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールＡジシアネート、２，２－ビス（４－シアネート）フェニルプロパン、１，１－ビス（４－シアネートフェニルメタン）、ビス（４－シアネート－３，５－ジメチルフェニル）メタン、１，３－ビス（４－シアネートフェニル－１－（メチルエチリデン））ベンゼン、ビス（４－シアネートフェニル）チオエーテル、ビス（４－シアネートフェニル）エーテルなどの２官能シアネート樹脂；フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂などから誘導される多官能シアネート樹脂；上記例示したシアネートエステル樹脂の一部がトリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。
【0026】
絶縁層２２の熱硬化性樹脂の含有量は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）全量に対して、１質量％以上３０質量％以下の範囲が好ましく、５質量％以上２８質量％以下の範囲がより好ましい。
【0027】
絶縁層２２に含まれる充填材は、例えば窒化ホウ素粒子である。窒化ホウ素粒子は、一次粒子が凝集した凝集粒子であることが好ましい。窒化ホウ素粒子の一次粒子は、板状、鱗片状、または球状であり得、好ましくは鱗片状である。本実施形態で用いられる窒化ホウ素粒子は、鱗片状窒化ホウ素の凝集粒子であることが好ましい。これにより、窒化ホウ素粒子が配列し、熱伝導性が向上しやすくなる。
【0028】
窒化ホウ素粒子の市販品として、具体的には、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「ＰＴ」シリーズ（例えば、「ＰＴ－１１０」など）、昭和電工社製の「ショービーエヌＵＨＰ」シリーズ（例えば、「ショービーエヌＵＨＰ－１」など）などが挙げられる。
【0029】
充填材の含有量は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）全量に対して、６０質量％以上８０質量％以下の量であり、より好ましくは、６５質量％以上７５質量％以下の量である。
また、充填材の体積基準の含有割合は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）の全積に対して、５０～７０体積％であることが好ましく、５５～６５体積％であることがより好ましい。
また、充填材の体積基準の含有割合は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）の全積に対して、５０～７０体積％であることが好ましく、５５～６５体積％であることがより好ましい。
【0030】
絶縁層２２を構成する材料としては、熱硬化性樹脂、充填材以外の成分をさらに含んでもよい。
【0031】
例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、硬化剤を用いることが好ましい。硬化剤としては、硬化触媒またはフェノール系硬化剤を用いることが好ましい。
【0032】
硬化触媒としては、たとえばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）等の有機金属塩；トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン等の３級アミン類；２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２，４－ジエチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類；トリフェニルホスフィン、トリ－ｐ－トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、１，２－ビス－（ジフェニルホスフィノ）エタン等の有機リン化合物；フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等のフェノール化合物；酢酸、安息香酸、サリチル酸、ｐ－トルエンスルホン酸等の有機酸；等、またはこの混合物が挙げられる。
【0033】
硬化触媒を用いる場合、その含有量は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）全量に対し、０．００１質量部以上１質量部以下が好ましい。
【0034】
また、フェノール系硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂、ノボラック樹脂、トリスフェニルメタン型のフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格および／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格および／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物；レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
フェノール系硬化剤の含有量は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）全量に対し、０．１質量％以上３０質量％以下が好ましく、０．３質量％以上１５質量％以下がより好ましい。
フェノール系硬化剤の含有量は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）全量に対し、０．１質量％以上３０質量％以下が好ましく、０．３質量％以上１５質量％以下がより好ましい。
【0035】
絶縁層２２を構成する材料は、さらに、レベリング剤、カップリング剤、酸化防止剤等を含んでもよい。
【0036】
レベリング剤としては、アクリル系共重合物等が挙げられる。レベリング剤は、絶縁層２２を構成する材料（固形分）全量に対し、２質量％以下の量で使用することが好ましく、０．０１質量％以上１．０質量％以下の量で使用することがより好ましい。
【0037】
カップリング剤としては、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤等が使用できる。
カップリング剤の配合量は、充填材１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、特に０．５質量部以上７質量部以下が好ましい。
カップリング剤の配合量は、充填材１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、特に０．５質量部以上７質量部以下が好ましい。
【0038】
本実施形態の絶縁層２２を構成する材料（固形分）は、上述した熱硬化性樹脂、充填材、その他の成分、および溶媒を上述の割合で配合し、溶媒を加えて公知の方法により撹拌混合することにより調製できる。
【0039】
溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンなどケトン、酢酸エチルなどのエステル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドなどのアミドなどの有機溶媒が挙げられる。また、溶媒として、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコールなどの水系溶媒も挙げられる。
【0040】
［金属部３０］
金属部３０は、ベース板２０上に配置され、回路を形成する。金属部３０は、ベース板２０上に複数配置されてもよい。金属部３０は、銅またはアルミニウムの少なくとも一方を含むことが好ましく、熱伝導性・加工性等を向上する観点からは銅を含むことがより好ましい。
金属部３０は、ベース板２０上に配置され、回路を形成する。金属部３０は、ベース板２０上に複数配置されてもよい。金属部３０は、銅またはアルミニウムの少なくとも一方を含むことが好ましく、熱伝導性・加工性等を向上する観点からは銅を含むことがより好ましい。
【0041】
また、金属部３０は、第１面３１および第２面３２を有する。そして、第１面３１のベース板２０からの距離は、第２面３２のベース板２０からの距離より小さい。
【0042】
第１面３１のベース板２０からの距離は、１００μｍ以上であることが好ましく、１５０μｍ以上であることがより好ましい。これにより、金属部３０の導電性および熱容量が得られる。また、第１面３１のベース板２０からの距離は、１０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、金属部３０上面の高低差は小さくなる。
【0043】
また、第２面３２のベース板２０からの距離は、３００μｍ以上であることが好ましく、４００μｍ以上であることがより好ましい。これにより、金属部３０の導電性および熱容量が得られる。また、第２面３２のベース板２０からの距離は、１５００μｍ以下であることが好ましく、１２００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、金属部３０の厚さを小さくすることができる。
【0044】
また、第１面３１のベース板２０からの距離をａとした場合、第２面３２のベース板２０からの距離ｂは、１．２ａ以上１５．０ａ以下であることが好ましく、１．５ａ以上３．０ａ以下であることがより好ましく、１．６ａ以上２．８ａ以下であることがさらにより好ましい。
【0045】
また、第１面３１，および第２面３２は、ベース板２０に対してほぼ平行であることが好ましい。具体的には、第１面３１，および第２面３２がベース板２０に対してなす角度は、それぞれ２０°以下であることが好ましく、１０°以下であることがより好ましく、５°以下であることがさらにより好ましく、１°以下であることが最もより好ましい。
【0046】
また、第１面３１の面積は、第１面３１に搭載される半導体素子に従って決まるが、例えば、図１に示した方向から見た場合、第１面３１の面積は、当該第１面３１を有する金属部３０の面積に対して、１％以上６０％以下であることが好ましく、１０％以上５０％以下であることがより好ましい。また、第１面３１の大きさは、半導体素子の短絡を防止する観点から、半導体素子が搭載される領域の面積の１．２～１．５倍であることが好ましい。
【0047】
また、第１面３１の形状は、搭載される半導体素子に従って決まるが、形成が容易である観点から矩形状であることが好ましい。
【0048】
また、第１面３１と第２面３２との間の側面３４（図２参照）は、第１面３１に対してなす角度が、７０°～１１０°であることが好ましく、８０°～１００°であることがより好ましく、８５°～９５°であることがさらにより好ましい。
【0049】
金属部３００を上記の構成にすることで得られる、様々な効果については後述する。
【0050】
［基板１００の製造方法］
本実施形態の基板１００の製造方法は、絶縁性を有するベース板２０を準備する工程と、ベース板２０上に金属部３０を形成する工程と、を含む。以下、各工程について説明する。
本実施形態の基板１００の製造方法は、絶縁性を有するベース板２０を準備する工程と、ベース板２０上に金属部３０を形成する工程と、を含む。以下、各工程について説明する。
【0051】
＜ベース板２０を準備する工程＞
ベース板２０としては、上述したものを用いることができる。ベース板２０がベース部２１と絶縁層２２を含む場合、ベース部２１に絶縁層２２を積層する工程をさらに含んでいてもよいし、ベース部２１と絶縁層２２が予め積層されたベース板２０を準備してもよい。
ベース板２０としては、上述したものを用いることができる。ベース板２０がベース部２１と絶縁層２２を含む場合、ベース部２１に絶縁層２２を積層する工程をさらに含んでいてもよいし、ベース部２１と絶縁層２２が予め積層されたベース板２０を準備してもよい。
【0052】
＜金属部３０を形成する工程＞
図５に金属部３０を形成する工程の概要を示す。図５（ａ）に示すように、まず、ベース板２０上に金属層５０が形成される。金属層５０は、例えば塗工方法を用いて形成されてもよい。また、金属層５０は、ベース板２０の平面形状に合わせて予め成形された金属箔をベース板２０に貼り付けることにより、形成されてもよい。
図５に金属部３０を形成する工程の概要を示す。図５（ａ）に示すように、まず、ベース板２０上に金属層５０が形成される。金属層５０は、例えば塗工方法を用いて形成されてもよい。また、金属層５０は、ベース板２０の平面形状に合わせて予め成形された金属箔をベース板２０に貼り付けることにより、形成されてもよい。
【0053】
次に、図５（ｂ）に示すように、金属層５０の一部の領域をルータで切削して、金属部３０が存在しない領域に空隙５１ａが形成され、第１面３１の領域に空隙５１ｂが形成される。このとき、空隙５１ａには金属層５０の一部が薄く残る。また、空隙５１ｂにも金属層５０の一部が薄く残るが、その厚さは、空隙５１ａに残る部分よりも厚い。
【0054】
そして、図５（ｃ）に示すように、金属層５０を、溶液を用いてエッチングすることで、金属層５０のうち空隙５１ａに残されていた部分は除かれ、金属部３０のパターンが形成される。また、空隙５１ｂは、エッチングにより深くなり、さらに表面の凹凸が除かれ、第１面３１が形成される。
【0055】
【0056】
図７は、本実施形態に係る基板１００を用いた半導体装置２００の第二例を示す図である。図７に示すように、半導体素子１は、少なくとも一部が基板１００の第１面３１に重なるように第２面３２上に搭載され、第１面３１上に配置される固定材２により固定される。固定材２は、例えば金属ペーストなどの導電性の接着剤である。
【0057】
図８は、本実施形態に係る基板１００を用いた半導体装置２００の第三例を示す図である。図８に示すように半導体装置２００は、基板１００の第１面３１に搭載された半導体素子１と、半導体素子１を覆う封止体４０と、を備える。また、半導体素子１は、他の金属部３０とワイヤ３を介して接続されている。
【0058】
［半導体装置２００の製造方法］
半導体装置２００の製造方法は、基板１００を用い、金属部３０上に、半導体素子１を搭載する工程を含む。また、半導体素子１を封止樹脂により封止し、封止体４０を形成する工程をさらに含んでもよい。半導体素子１を搭載する工程および封止体４０を形成する工程はいずれも公知の方法を用いることができる。
半導体装置２００の製造方法は、基板１００を用い、金属部３０上に、半導体素子１を搭載する工程を含む。また、半導体素子１を封止樹脂により封止し、封止体４０を形成する工程をさらに含んでもよい。半導体素子１を搭載する工程および封止体４０を形成する工程はいずれも公知の方法を用いることができる。
【0059】
［発明の効果］
本実施形態に係る基板１００を用いた半導体装置２００は、以下の効果を有する。
本実施形態に係る基板１００を用いた半導体装置２００は、以下の効果を有する。
【0060】
＜第１の効果＞
図６に示した半導体装置２００の第一例によれば、従来の半導体装置と比較して、金属部３０および半導体素子１の上面の高低差は小さくなる。
図６に示した半導体装置２００の第一例によれば、従来の半導体装置と比較して、金属部３０および半導体素子１の上面の高低差は小さくなる。
【0061】
また、本実施形態に係る基板１００は、半導体素子１を搭載する第１面３１のみ、ベース板２０からの距離が小さいため、金属部３０の全体を薄くした場合と比較して、金属部３０の体積の減少量は少ない。従って、金属部３０の熱容量を維持できる。
【0062】
＜第２の効果＞
図７に示した半導体装置２００の第二例によれば、固定材２が第１面３１に配置されることにより、従来の半導体装置と比較して、固定材２が半導体素子１の外側に漏れ出すことを抑制できる。また、これにより半導体素子１の基板１００への密着性を高くできる。
図７に示した半導体装置２００の第二例によれば、固定材２が第１面３１に配置されることにより、従来の半導体装置と比較して、固定材２が半導体素子１の外側に漏れ出すことを抑制できる。また、これにより半導体素子１の基板１００への密着性を高くできる。
【0063】
＜その他の効果＞
また、第１面３１は、アライメントマーク等のマークとしての役割を果たすことも出来る。このアライメントマークは、例えば、半導体素子１を金属部３０に固定するとき、半導体素子１の位置を決める際の基準となる。
また、第１面３１は、アライメントマーク等のマークとしての役割を果たすことも出来る。このアライメントマークは、例えば、半導体素子１を金属部３０に固定するとき、半導体素子１の位置を決める際の基準となる。
【0064】
［変形例］
図９は、本実施形態に係る基板１００の変形例を基板に対して直角な方向から見た図である。本図に示す基板１００は、金属部３０が、第１面３１および第２面３２に加えて、第３面３３をさらに有する点を除いて、実施形態に係る基板１００と同様の構成を有している。
図９は、本実施形態に係る基板１００の変形例を基板に対して直角な方向から見た図である。本図に示す基板１００は、金属部３０が、第１面３１および第２面３２に加えて、第３面３３をさらに有する点を除いて、実施形態に係る基板１００と同様の構成を有している。
【0065】
図１０は、図９におけるＢ－Ｂ´間の断面図である。図に示すように、第１面３１のベース板２０からの距離は、第２面３２のベース板２０からの距離より小さく、第２面３２のベース板２０からの距離は、第３面３３のベース板２０からの距離よりも小さい。
【0066】
変形例の基板１００においては、第１面３１のベース板２０からの距離は、１００μｍ以上であることが好ましく、１５０μｍ以上であることがより好ましい。これにより、金属部３０の導電性および熱容量が得られる。また、第１面３１のベース板２０からの距離は、８００μｍ以下であることが好ましく、７００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、金属部３０上面の高低差は小さくなる。
【0067】
また、第２面３２のベース板２０からの距離は、３００μｍ以上であることが好ましく、４００μｍ以上であることがより好ましい。これにより、金属部３０の導電性および熱容量が得られる。また、第２面３２のベース板２０からの距離は、１０００μｍ以下であることが好ましく、９００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、金属部３０上面の高低差は小さくなる。
【0068】
また、第３面３３のベース板２０からの距離は、５００μｍ以上であることが好ましく、６００μｍ以上であることがより好ましい。これにより、金属部３０の導電性および熱容量が得られる。また、第３面３３のベース板２０からの距離は、１５００μｍ以下であることが好ましく、１４００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、金属部３０の厚さを小さくすることができる。
【0069】
また、第１面３１のベース板２０からの距離をａとした場合、第２面３２のベース板２０からの距離ｂは、１．２ａ以上１０．０ａ以下であることが好ましい。また、第３面３３のベース板２０からの距離ｃは、１．５ａ以上１５．０ａ以下であることがより好ましい。
【0070】
図９に示した方向から見た場合、基板１００の変形例において、第１面３１の面積は、当該第１面３１を有する金属部３０の面積の１％以上２０％以下であることが好ましく、第２面３２の面積は、当該第２面３２を有する金属部３０の面積の５％以上４５％以下であることが好ましく、第３面３３の面積は、当該第３面３３を有する金属部３０の面積の５０％以上９５％以下であることが好ましい。
【0071】
金属部３０が、上記の構成を有することにより、以下に説明する効果がさらに得られる。
【0072】
図１１は、変形例における基板１００に半導体素子１を搭載してなる半導体装置２００を示す図である。図１１に示すように、第２面３２のベース板２０からの距離は、第３面３３のベース板２０からの距離よりも小さい。そのため、高さが互いに異なる半導体素子１ａおよび半導体素子１ｂを搭載する場合に、高さの大きい半導体素子１ａを第１面３１に搭載し、高さの小さい半導体素子１ｂを第２面３２に搭載することで、金属部３０の上面の高低差は小さくなる。
【0073】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【0074】
１００ 基板
２００ 半導体装置
２０ ベース板
２１ ベース部
２２ 絶縁層
２３ 凸部
３０ 金属部
３１ 第１面
３２ 第２面
３３ 第３面
４０ 封止体
５０ 金属層
５１ 空隙
１ 半導体素子
２ 固定材
３ ワイヤ
２００ 半導体装置
２０ ベース板
２１ ベース部
２２ 絶縁層
２３ 凸部
３０ 金属部
３１ 第１面
３２ 第２面
３３ 第３面
４０ 封止体
５０ 金属層
５１ 空隙
１ 半導体素子
２ 固定材
３ ワイヤ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】