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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】P2025097061
(43)【公開日】2025-06-30
(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法、半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 23/40 20060101AFI20250623BHJP
【ＦＩ】
H01L23/40 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023213123
(22)【出願日】2023-12-18
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(72)【発明者】
【氏名】松島 誠二
【テーマコード（参考）】
5F136
【Ｆターム（参考）】
5F136BA04
5F136BB04
5F136BB18
5F136EA01
5F136GA31
(57)【要約】
【課題】信頼性を向上させることができる半導体装置の製造方法等を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体素子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、を有する半導体装置の製造方法であって、絶縁性基板１１と放熱部材２０の平板状部２１との間に金属ペーストを介在させた状態で絶縁性基板１１と放熱部材２０とを積層する工程と、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように絶縁性基板１１を加圧した状態で金属ペーストを焼結する工程と、を備える。
【選択図】図５
【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体素子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、を有する半導体装置の製造方法であって、絶縁性基板１１と放熱部材２０の平板状部２１との間に金属ペーストを介在させた状態で絶縁性基板１１と放熱部材２０とを積層する工程と、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように絶縁性基板１１を加圧した状態で金属ペーストを焼結する工程と、を備える。
【選択図】図５
【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、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁性基板と前記放熱部材の前記平板状部との間に金属ペーストを介在させた状態で当該絶縁性基板と当該放熱部材とを積層する工程と、
前記絶縁性基板の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように当該絶縁性基板を加圧した状態で前記金属ペーストを焼結する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
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、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁性基板と前記放熱部材の前記平板状部との間に金属ペーストを介在させた状態で当該絶縁性基板と当該放熱部材とを積層する工程と、
前記絶縁性基板の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように当該絶縁性基板を加圧した状態で前記金属ペーストを焼結する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項2】
前記絶縁性基板の前記中央部は、前記半導体素子の中心を中心とする円形である、
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項3】
前記絶縁性基板の外周部の面圧を中央部の面圧の１．３～３．０倍とする、
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項4】
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することにより接合され、当該絶縁性基板の外周部における焼結部の空隙率が当該絶縁性基板の中央部における焼結部の空隙率よりも小さい、
半導体装置。
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することにより接合され、当該絶縁性基板の外周部における焼結部の空隙率が当該絶縁性基板の中央部における焼結部の空隙率よりも小さい、
半導体装置。
【請求項5】
前記絶縁性基板の前記中央部は、前記半導体素子を中心とする円形である、
請求項４に記載の半導体装置。
請求項４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、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【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】
【特許文献1】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至ると、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の製造方法等を提供することを目的とする。
本発明は、信頼性を向上させることができる半導体装置の製造方法等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、を有する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁性基板と前記放熱部材の前記平板状部との間に金属ペーストを介在させた状態で当該絶縁性基板と当該放熱部材とを積層する工程と、前記絶縁性基板の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように当該絶縁性基板を加圧した状態で前記金属ペーストを焼結する工程と、を備える半導体装置の製造方法である。
ここで、前記絶縁性基板の前記中央部は、前記半導体素子の中心を中心とする円形であっても良い。
また、前記絶縁性基板の外周部の面圧を中央部の面圧の１．３～３．０倍としても良い。
他の観点から捉えると、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することにより接合され、当該絶縁性基板の外周部における焼結部の空隙率が当該絶縁性基板の中央部における焼結部の空隙率よりも小さい、半導体装置である。
ここで、前記絶縁性基板の前記中央部は、前記半導体素子を中心とする円形であっても良い。
ここで、前記絶縁性基板の前記中央部は、前記半導体素子の中心を中心とする円形であっても良い。
また、前記絶縁性基板の外周部の面圧を中央部の面圧の１．３～３．０倍としても良い。
他の観点から捉えると、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することにより接合され、当該絶縁性基板の外周部における焼結部の空隙率が当該絶縁性基板の中央部における焼結部の空隙率よりも小さい、半導体装置である。
ここで、前記絶縁性基板の前記中央部は、前記半導体素子を中心とする円形であっても良い。
【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の製造方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】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。
【図3】半導体装置の製造方法の一例を説明する図である。
【図4】第１領域及び第２領域の一例を示す図である。
【図5】焼結工程に用いる加圧治具の一例を示す図である。
【図6】第１緩衝部材及び第２緩衝部材の上に第２治具を載せる前の第１緩衝部材及び第２緩衝部材の状態の一例を示す図である。
【図7】緩衝部材の変形例の一例を積層方向に見た図である。
【図8】面圧を異ならせる手法の変形例の一例を示す図である。
【図9】第１変形例に係る第１領域及び第２領域の一例を示す図である。
【図10】第２変形例に係る第１領域及び第２領域の一例を示す図である。
【図11】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法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とを接合する放熱部材接合層３０とを備えている。
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とを接合する放熱部材接合層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、放熱部材接合層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】
（半導体モジュール１０）
半導体モジュール１０は、絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１の第１側の面に積載された半導体素子１２と、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合する素子接合層１５とを備えている。
半導体モジュール１０は、絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１の第１側の面に積載された半導体素子１２と、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合する素子接合層１５とを備えている。
【0012】
絶縁性基板１１は、絶縁材料であるセラミックス板１１１の両面に、銅板が接合一体化された絶縁放熱回路基板であり、セラミックス板１１１の第１側に設けられた第１銅板１１２と、セラミックス板１１１の第２側に設けられた第２銅板１１３とを有する。セラミックス板１１１と、第１銅板１１２及び第２銅板１１３との接合は、直接接合法（Direct Copper Bonding）、活性金属接合法（Active Metal Brazing）を用いて行われていることを例示することができる。積層方向に見た場合に、セラミックス板１１１が第１銅板１１２及び第２銅板１１３よりも大きく、第１銅板１１２と第２銅板１１３とは同じ大きさであることを例示することができる。
【0013】
半導体素子１２は、例えば、電力制御に用いられるトランジスタ、サイリスタ、ダイオード等のパワー半導体である。半導体素子１２の材質は、シリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）を例示することができる。なお、本実施形態では、半導体素子１２は、直方体状である。
【0014】
素子接合層１５の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲を例示することができる。素子接合層１５を介して、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合する手法は、銅焼結、銀焼結、又は、金焼結である。素子接合層１５を構成する焼結体は、後述する放熱部材接合層３０を構成する焼結体と同じであることを例示することができる。
なお、半導体モジュール１０は、半導体素子１２に、例えばはんだを介してリードフレームが接合されていても良い。
なお、半導体モジュール１０は、半導体素子１２に、例えばはんだを介してリードフレームが接合されていても良い。
【0015】
（放熱部材２０）
放熱部材２０は、平板状の平板状部２１と、平板状部２１から突出する複数のフィン２２とを備えている。
平板状部２１は、積層方向に見た場合の形状が長方形である。平板状部２１は、放熱部材接合層３０を介して半導体モジュール１０と対向する面である第１面２１１と、複数のフィン２２が突出する側の面である第２面２１２とを有している。
放熱部材２０は、平板状の平板状部２１と、平板状部２１から突出する複数のフィン２２とを備えている。
平板状部２１は、積層方向に見た場合の形状が長方形である。平板状部２１は、放熱部材接合層３０を介して半導体モジュール１０と対向する面である第１面２１１と、複数のフィン２２が突出する側の面である第２面２１２とを有している。
【0016】
フィン２２は、平板状部２１の第２面２１２から平板状部２１の板面に直交する方向に突出する。フィン２２は、長手方向に延びる平板状であることを例示することができる。フィン２２は、長手方向に平行であっても良いし、長手方向に傾斜した部位を有する波状であっても良い。複数のフィン２２は、短手方向に並んで配置されている。また、フィン２２は、平板状部２１からの突出方向が積層方向となる柱状であっても良い。そして、フィン２２を、突出方向に直交する面にて切断した形状（以下、「断面形状」と称する場合がある。）は、正方形、長方形、ひし形等の四角形であることを例示することができる。また、断面形状は、円や楕円であっても良い。
【0017】
放熱部材２０は、銅又はアルミニウム材の少なくともいずれかにて成形されている。アルミニウム材としては、Ａ１１００等の純アルミニウムのＡ１０００系であることを例示することができる。
放熱部材２０は、素材である金属の塊に対して、切削加工及び鍛造加工の少なくともいずれかが施されることで製造されていることを例示することができる。あるいは、放熱部材２０は、押出加工が施されることで製造されても良いし、押出加工が施された後に切削加工が施されることで製造されても良い。
放熱部材２０は、素材である金属の塊に対して、切削加工及び鍛造加工の少なくともいずれかが施されることで製造されていることを例示することができる。あるいは、放熱部材２０は、押出加工が施されることで製造されても良いし、押出加工が施された後に切削加工が施されることで製造されても良い。
【0018】
放熱部材接合層３０は、絶縁性基板１１の第２銅板１１３と放熱部材２０の平板状部２１とを接合する。放熱部材接合層３０としては、第２銅板１１３と放熱部材２０との間で熱を伝達可能なものであれば特に限定されない。放熱部材接合層３０を介して絶縁性基板１１と放熱部材２０とを接合する手法は、銅焼結、銀焼結、又は、金焼結である。
【0019】
放熱部材接合層３０の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲を例示することができる。放熱部材接合層３０の厚さが１０μｍ未満である場合、放熱部材接合層３０による、絶縁性基板１１と放熱部材２０との接合強度が不十分となる場合がある。また、放熱部材接合層３０の厚さが５００μｍを超える場合、放熱部材接合層３０を介した半導体素子１２から放熱部材２０への伝熱性が低下しやすい。この場合、半導体素子１２で発生した熱の放熱効率が低下するおそれがある。なお、放熱部材接合層３０の厚さは、５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましく、６０μｍ以上１８０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【0020】
放熱部材接合層３０を構成する焼結体は、例えば、絶縁性基板１１の第２銅板１１３と放熱部材２０との間に、金属粒子を分散させた金属ペーストを塗布し、焼結することで得られる。金属ペーストを焼結して焼結体を得る方法としては、無加圧焼結、加圧焼結、通電焼結等を例示することができる。
【0021】
金属ペーストは、金属粒子と、金属粒子を分散する溶媒とを含む。また、金属ペーストは、金属粒子および溶媒以外の添加剤を含んでいても良い。このような添加剤としては、界面活性剤、消泡剤、イオントラップ剤等が挙げられる。
【0022】
金属粒子としては、銅、銀、及び、金からなる群より選ばれる少なくとも１つの金属を含む粒子を例示することができる。また、金属粒子としては、表面を銀で被覆した銅からなる粒子を用いても良い。
これらの中でも、放熱部材接合層３０を介した半導体モジュール１０と放熱部材２０との熱の伝導性の観点から、金属粒子として銅粒子を用いることが好ましい。
これらの中でも、放熱部材接合層３０を介した半導体モジュール１０と放熱部材２０との熱の伝導性の観点から、金属粒子として銅粒子を用いることが好ましい。
【0023】
金属粒子の平均粒径（５０％堆積平均粒径）は、０．１μｍ以上５００μｍ以下の範囲を例示することができ、１μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲がより好ましい。
なお、金属粒子の平均粒子径は、金属ペーストから溶媒を除去し乾燥させた金属粒子を、公知の分散剤を用いて分散させたものを光散乱法粒度分布測定装置で測定する方法により求めることができる。
なお、金属粒子の平均粒子径は、金属ペーストから溶媒を除去し乾燥させた金属粒子を、公知の分散剤を用いて分散させたものを光散乱法粒度分布測定装置で測定する方法により求めることができる。
【0024】
金属粒子の形状は、特に限定されず、球状、回転楕円体等の略球状、塊状、針状、フレーク状、これらの凝集体等を例示することができる。金属粒子のこれらの形状は、単独で用いてもよく、組み合わせて用いても良い。金属ペーストにおける金属粒子の分散性や放熱部材接合層３０における金属粒子の充填性等の観点からは、金属粒子の形状は、球状、略球状又はフレーク状であることが好ましい。
また、金属粒子は、公知の表面処理剤により表面処理が施されていても良い。
また、金属粒子は、公知の表面処理剤により表面処理が施されていても良い。
【0025】
溶媒としては、金属ペーストの溶媒として公知の揮発性の溶媒を用いることができる。
また、金属ペーストにおける溶媒の含有量は、金属粒子の全質量を１００質量部とした場合に、５質量部以上５０質量部以下の範囲を例示することができる。
また、金属ペーストにおける溶媒の含有量は、金属粒子の全質量を１００質量部とした場合に、５質量部以上５０質量部以下の範囲を例示することができる。
【0026】
｛半導体装置１の製造方法｝
次に、半導体装置１の製造方法について説明する。
半導体装置１の製造方法は、放熱部材２０と絶縁性基板１１の少なくともいずれかに金属粒子を分散させた金属ペーストを塗布する第１塗布工程と、金属ペーストを介して絶縁性基板１１と放熱部材２０とを積層する第１積層工程とを備える。また、半導体装置１の製造方法は、絶縁性基板１１と半導体素子１２の少なくともいずれかに金属粒子を分散させた金属ペーストを塗布する第２塗布工程と、金属ペーストを介して絶縁性基板１１と半導体素子１２とを積層する第２積層工程とを備える。また、半導体装置１の製造方法は、放熱部材２０、絶縁性基板１１、及び、半導体素子１２を積層した状態で、放熱部材２０と絶縁性基板１１との間の金属ペースト、及び、絶縁性基板１１と半導体素子１２との間の金属ペーストを焼結する焼結工程を備える。また、半導体装置１の製造方法は、焼結工程の後、半導体素子１２に、例えば、はんだ付け、焼結等の金属接合にてリードフレームを接合する工程を有しても良い。
次に、半導体装置１の製造方法について説明する。
半導体装置１の製造方法は、放熱部材２０と絶縁性基板１１の少なくともいずれかに金属粒子を分散させた金属ペーストを塗布する第１塗布工程と、金属ペーストを介して絶縁性基板１１と放熱部材２０とを積層する第１積層工程とを備える。また、半導体装置１の製造方法は、絶縁性基板１１と半導体素子１２の少なくともいずれかに金属粒子を分散させた金属ペーストを塗布する第２塗布工程と、金属ペーストを介して絶縁性基板１１と半導体素子１２とを積層する第２積層工程とを備える。また、半導体装置１の製造方法は、放熱部材２０、絶縁性基板１１、及び、半導体素子１２を積層した状態で、放熱部材２０と絶縁性基板１１との間の金属ペースト、及び、絶縁性基板１１と半導体素子１２との間の金属ペーストを焼結する焼結工程を備える。また、半導体装置１の製造方法は、焼結工程の後、半導体素子１２に、例えば、はんだ付け、焼結等の金属接合にてリードフレームを接合する工程を有しても良い。
【0027】
以下、塗布工程及び焼結工程について詳述する。
図３は、半導体装置１の製造方法の一例を説明する図である。
（第１塗布工程）
第１塗布工程では、絶縁性基板１１の第２銅板１１３と、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１との少なくともいずれかの面に、金属ペーストを塗布して第１塗膜層４０を形成する。図３（ａ）には、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１に、金属ペーストを塗布して第１塗膜層４０を形成する例を示している。
金属ペーストを塗布する手法としては、特に限定されず、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、各種のディスペンサやコータを用いた印刷法等を例示することができる。
第１塗布工程では、平板状部２１の第１面２１１に対して、積層方向から見て、長手方向および短手方向それぞれに対応する辺を有する矩形状の範囲に金属ペーストを塗布して、第１塗膜層４０を形成する。矩形状の範囲は、絶縁性基板１１の第２銅板１１３の形状と略同じであることを例示することができる。
図３は、半導体装置１の製造方法の一例を説明する図である。
（第１塗布工程）
第１塗布工程では、絶縁性基板１１の第２銅板１１３と、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１との少なくともいずれかの面に、金属ペーストを塗布して第１塗膜層４０を形成する。図３（ａ）には、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１に、金属ペーストを塗布して第１塗膜層４０を形成する例を示している。
金属ペーストを塗布する手法としては、特に限定されず、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、各種のディスペンサやコータを用いた印刷法等を例示することができる。
第１塗布工程では、平板状部２１の第１面２１１に対して、積層方向から見て、長手方向および短手方向それぞれに対応する辺を有する矩形状の範囲に金属ペーストを塗布して、第１塗膜層４０を形成する。矩形状の範囲は、絶縁性基板１１の第２銅板１１３の形状と略同じであることを例示することができる。
【0028】
（第１積層工程）
第１積層工程では、第１塗布工程により形成された第１塗膜層４０の金属ペーストを介して、放熱部材２０と絶縁性基板１１とを積層する。図３（ｂ）には、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１上に形成された第１塗膜層４０上に、絶縁性基板１１の第２銅板１１３を重ねる例を示している。
第１積層工程では、第１塗布工程により形成された第１塗膜層４０の金属ペーストを介して、放熱部材２０と絶縁性基板１１とを積層する。図３（ｂ）には、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１上に形成された第１塗膜層４０上に、絶縁性基板１１の第２銅板１１３を重ねる例を示している。
【0029】
第１塗膜層４０を介して放熱部材２０と絶縁性基板１１とを積層する際には、放熱部材２０および絶縁性基板１１を加圧してもよく、無加圧であっても良い。放熱部材２０および絶縁性基板１１に付与する力は、第１塗膜層４０の形成に用いる金属ペーストの粘度等によっても異なるが、０．０１ＭＰａ以下、好ましくは０．００５ＭＰａ以下の範囲を例示することができる。また、力を付与する方法としては、特に限定されないが、絶縁性基板１１上に錘を載せる方法等を例示することができる。
【0030】
（第２塗布工程）
第２塗布工程では、絶縁性基板１１の第１銅板１１２と、半導体素子１２における第２側の面との少なくともいずれかの面に、金属ペーストを塗布して第２塗膜層５０を形成する。図３（ｃ）には、絶縁性基板１１の第１銅板１１２に、金属ペーストを塗布して第２塗膜層５０を形成する例を示している。金属ペーストを塗布する手法としては、特に限定されず、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、各種のディスペンサやコータを用いた印刷法等を例示することができる。
第２塗布工程では、絶縁性基板１１の第１銅板１１２と、半導体素子１２における第２側の面との少なくともいずれかの面に、金属ペーストを塗布して第２塗膜層５０を形成する。図３（ｃ）には、絶縁性基板１１の第１銅板１１２に、金属ペーストを塗布して第２塗膜層５０を形成する例を示している。金属ペーストを塗布する手法としては、特に限定されず、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、各種のディスペンサやコータを用いた印刷法等を例示することができる。
【0031】
第２塗布工程では、絶縁性基板１１の第１銅板１１２に対して、積層方向から見て、長手方向および短手方向それぞれに対応する辺を有する矩形状の範囲に金属ペーストを塗布して、第２塗膜層５０を形成する。矩形状の範囲は、半導体素子１２の第２側の面の形状と略同じであることを例示することができる。
【0032】
（第２積層工程）
第２積層工程では、第２塗布工程により形成された第２塗膜層５０の金属ペーストを介して、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを積層する。図３（ｄ）には、絶縁性基板１１の第１銅板１１２に形成された第２塗膜層５０上に、半導体素子１２を重ねる例を示している。
第２積層工程では、第２塗布工程により形成された第２塗膜層５０の金属ペーストを介して、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを積層する。図３（ｄ）には、絶縁性基板１１の第１銅板１１２に形成された第２塗膜層５０上に、半導体素子１２を重ねる例を示している。
【0033】
第２塗膜層５０を介して絶縁性基板１１と半導体素子１２とを積層する際には、絶縁性基板１１および半導体素子１２を加圧してもよく、無加圧であっても良い。絶縁性基板１１および半導体素子１２を加圧する力は、第２塗膜層５０の形成に用いる金属ペーストの粘度等によっても異なるが、０．０１ＭＰａ以下、好ましくは０．００５ＭＰａ以下の範囲を例示することができる。また、力を付与する方法としては、特に限定されないが、半導体素子１２上に錘を載せる方法等を例示することができる。
【0034】
図４は、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の一例を示す図である。
本実施形態においては、積層方向に見た場合の、半導体素子１２の第２側の面の大きさは、絶縁性基板１１の第１銅板１１２及び第２銅板１１３の大きさよりも小さく、半導体素子１２は、絶縁性基板１１の第１銅板１１２の中央部に積層される。それゆえ、積層方向に見た場合、第２塗膜層５０が形成された領域に第１塗膜層４０が形成されているとともに、第２塗膜層５０が形成された領域の周囲にも第１塗膜層４０が形成されている。以下、積層方向に見た場合に、第２塗膜層５０が形成された領域を「第１領域Ａ１」と称し、第１塗膜層４０が形成されている領域の内、第２塗膜層５０が形成された領域を除く領域を「第２領域Ａ２」と称する場合がある。積層方向に見た場合に、第１領域Ａ１は絶縁性基板１１の中央部に存在し、第２領域Ａ２は絶縁性基板１１の外周部に存在する。
本実施形態においては、積層方向に見た場合の、半導体素子１２の第２側の面の大きさは、絶縁性基板１１の第１銅板１１２及び第２銅板１１３の大きさよりも小さく、半導体素子１２は、絶縁性基板１１の第１銅板１１２の中央部に積層される。それゆえ、積層方向に見た場合、第２塗膜層５０が形成された領域に第１塗膜層４０が形成されているとともに、第２塗膜層５０が形成された領域の周囲にも第１塗膜層４０が形成されている。以下、積層方向に見た場合に、第２塗膜層５０が形成された領域を「第１領域Ａ１」と称し、第１塗膜層４０が形成されている領域の内、第２塗膜層５０が形成された領域を除く領域を「第２領域Ａ２」と称する場合がある。積層方向に見た場合に、第１領域Ａ１は絶縁性基板１１の中央部に存在し、第２領域Ａ２は絶縁性基板１１の外周部に存在する。
【0035】
（焼結工程）
焼結工程では、第１塗膜層４０及び第２塗膜層５０を加圧しながら加熱して第１塗膜層４０及び第２塗膜層５０を構成する金属ペーストを焼結し、放熱部材２０と絶縁性基板１１とを接合する放熱部材接合層３０及び絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合する素子接合層１５を形成する。
焼結工程では、第１塗膜層４０及び第２塗膜層５０を加圧しながら加熱して第１塗膜層４０及び第２塗膜層５０を構成する金属ペーストを焼結し、放熱部材２０と絶縁性基板１１とを接合する放熱部材接合層３０及び絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合する素子接合層１５を形成する。
【0036】
焼結工程において第１塗膜層４０及び第２塗膜層５０を加熱する際の温度は、金属ペーストに含まれる金属粒子の種類等によっても異なるが、１５０℃以上５００℃以下の範囲を例示することができる。
【0037】
焼結工程において第１塗膜層４０及び第２塗膜層５０を加圧する際に、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように加圧する。例えば、第１領域Ａ１よりも第２領域Ａ２の面圧が高くなるように絶縁性基板１１を加圧する。
【0038】
図５は、焼結工程に用いる加圧治具５００の一例を示す図である。
加圧治具５００は、被加圧物４００（焼結工程が施される前の半導体装置１）を載せる第１治具５１０と、被加圧物４００を加圧する第２治具５２０と、第２治具５２０と被加圧物４００との間に配置される緩衝部材５３０とを備える。加圧治具５００は、加圧装置６００にて、第２治具５２０における被加圧物４００とは反対側の面が加圧され、第２治具５２０が緩衝部材５３０を介して被加圧物４００を加圧する。
加圧治具５００は、被加圧物４００（焼結工程が施される前の半導体装置１）を載せる第１治具５１０と、被加圧物４００を加圧する第２治具５２０と、第２治具５２０と被加圧物４００との間に配置される緩衝部材５３０とを備える。加圧治具５００は、加圧装置６００にて、第２治具５２０における被加圧物４００とは反対側の面が加圧され、第２治具５２０が緩衝部材５３０を介して被加圧物４００を加圧する。
【0039】
第１治具５１０及び第２治具５２０は、金属にて成形された直方体状の部材であり、積層方向に見た場合に、被加圧物４００の大きさよりも大きい。
【0040】
緩衝部材５３０は、主に加圧面内における面圧のバラツキを抑制するために設けられた部材であり、例えば、ゴム材やカーボンシート等にて成形されている。
緩衝部材５３０は、半導体素子１２と第２治具５２０との間に配置される第１緩衝部材５３１と、第１緩衝部材５３１の周囲であって絶縁性基板１１と第２治具５２０との間に配置される第２緩衝部材５３２とを有する。積層方向に見た場合に、第１緩衝部材５３１は、絶縁性基板１１における第１領域Ａ１に加圧装置６００からの加圧力を伝達するように設けられ、第２緩衝部材５３２は、絶縁性基板１１における第２領域Ａ２に加圧装置６００からの加圧力を伝達するように設けられている。
緩衝部材５３０は、半導体素子１２と第２治具５２０との間に配置される第１緩衝部材５３１と、第１緩衝部材５３１の周囲であって絶縁性基板１１と第２治具５２０との間に配置される第２緩衝部材５３２とを有する。積層方向に見た場合に、第１緩衝部材５３１は、絶縁性基板１１における第１領域Ａ１に加圧装置６００からの加圧力を伝達するように設けられ、第２緩衝部材５３２は、絶縁性基板１１における第２領域Ａ２に加圧装置６００からの加圧力を伝達するように設けられている。
【0041】
図６は、第１緩衝部材５３１及び第２緩衝部材５３２の上に第２治具５２０を載せる前の第１緩衝部材５３１及び第２緩衝部材５３２の状態の一例を示す図である。
図６に示すように、加圧装置６００により加圧される前においては、第２緩衝部材５３２における第１側の面が第１緩衝部材５３１における第１側の面よりも第１側に突出するように、第１緩衝部材５３１及び第２緩衝部材５３２における積層方向の大きさが設定されている。
図６に示すように、加圧装置６００により加圧される前においては、第２緩衝部材５３２における第１側の面が第１緩衝部材５３１における第１側の面よりも第１側に突出するように、第１緩衝部材５３１及び第２緩衝部材５３２における積層方向の大きさが設定されている。
【0042】
以上のように構成された加圧治具５００によれば、第２治具５２０を介して加圧装置６００により加圧されたときには、第２緩衝部材５３２の積層方向の弾性変形量が、第１緩衝部材５３１の積層方向の弾性変形量よりも大きいので、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなる。
【0043】
以上説明したように、半導体装置１の製造方法は、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、を接合する接合方法を有する。この接合方法は、絶縁性基板１１と放熱部材２０の平板状部２１との間に金属ペーストを介在させた状態で絶縁性基板１１と放熱部材２０とを積層する工程（例えば第１積層工程）と、絶縁性基板１１の中央部（例えば第１領域Ａ１）の面圧よりも外周部（例えば第２領域Ａ２）の面圧が高くなるように絶縁性基板１１を加圧した状態で金属ペーストを焼結する工程とを備える。
【0044】
この製造方法により製造された半導体装置１は、放熱部材接合層３０における外周部の焼結状態が中央部よりも緻密になる。言い換えれば、放熱部材接合層３０における外周部の空隙率が中央部の空隙率よりも小さくなる。それゆえ、放熱部材接合層３０の外周部の接合強度が中央部の接合強度よりも高くなる。比較例として、外周部及び中央部の面圧を同じとするとともに外周部及び中央部の面圧を上述した中央部の面圧と同じ値とする方法を考えると、半導体装置１における外周部の接合強度は、比較例に係る方法により接合された外周部及び中央部の接合強度よりも高くなる。それゆえ、放熱部材２０の平板状部２１における外周部が中央部よりも第２側に位置するように撓んだとしても、放熱部材接合層３０における外周部にクラックや剥離が生じることが抑制される。
【0045】
ここで、放熱部材接合層３０における外周部にクラック等が生じると、半導体装置１が長期に亘って使用されることに起因して、クラック等が半導体素子１２から放熱部材２０へと至る放熱経路が形成される中央部の方に進展して熱性能が悪化するおそれがある。しかしながら、上記製造方法により製造された半導体装置１は、放熱部材接合層３０の外周部にクラック等が生じ難いので、長期に亘って使用されても熱性能が悪化し難い。それゆえ、半導体装置１の製造方法によれば、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
【0046】
また、半導体装置１の製造方法によれば、例えば、中央部の面圧を従来と同じにしたまま、外周部の面圧だけを従来よりも高めることが可能となる。焼結工程における面圧が高い方が放熱部材接合層３０における熱伝導率も向上するが、熱伝導率が例えば１５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）を超えると、熱伝導率が上昇しても熱抵抗は下がり難い。また、半導体素子１２を加圧する力が大きくなると、半導体素子１２が壊れ易くなる。上述した半導体装置１の製造方法は、以上の事項に鑑みて発案された方法であり、半導体装置１の製造方法によれば、半導体装置１の熱性能及び信頼性に真に寄与する部分のみ接合強度を高めることができる。
【0047】
以上説明した半導体装置１の製造方法において、絶縁性基板１１の外周部の面圧を、中央部の面圧の１．３～３．０倍とすることが好ましい。外周部の面圧が中央部の面圧の１．３倍より小さいと、外周部と中央部との接合強度の差が小さいので、上述した信頼性が高まるという効果が小さくなる。他方、外周部の面圧が中央部の面圧の３．０倍を超えると、絶縁性基板１１の外周部が壊れるおそれがある。また、中央部の面圧の大きさが従来の面圧と同じ値である場合には、外周部の面圧が従来の面圧の３．０倍を超える値となり、加圧装置６００の加圧力として従来の加圧力の３．０倍を超える力が必要となる。その結果、加圧装置６００の設備コストが増大するおそれがある。外周部の面圧を、中央部の面圧の１．３～３．０倍とすることで、絶縁性基板１１の破壊や設備コストの増大を抑制しつつ半導体装置１の信頼性を高めることが可能となる。
【0048】
また、以上説明した半導体装置１においては、絶縁性基板１１の外周部における焼結部の一例としての放熱部材接合層３０の空隙率が絶縁性基板１１の中央部における放熱部材接合層３０の空隙率よりも小さい。外周部における空隙率が中央部よりも小さいので、外周部の方が中央部よりも接合強度や材料強度が高くなる。その結果、半導体装置１は、中央部と外周部とで均一な面圧となるように加圧された場合と比べて、信頼性が向上する。
【0049】
（緩衝部材５３０の変形例）
図７は、緩衝部材５３０の変形例の一例を積層方向に見た図である。
上述した実施形態において、第１緩衝部材５３１又は第２緩衝部材５３２の少なくともいずれかの緩衝部材は、一体的に成形されずに分割されていても良い。図７には、分割された第２緩衝部材５３２の一例を示している。図７に示すように、第２緩衝部材５３２は、短手方向の両端部それぞれに設けられて、絶縁性基板１１における長手方向の全域に亘って配置された２つの長手部材５４１と、これら２つの長手部材５４１間の隙間を埋めるように、絶縁性基板１１における長手方向の両端部それぞれに設けられた２つの短手部材５４２との、合計４つの部材に分割されていても良い。
図７は、緩衝部材５３０の変形例の一例を積層方向に見た図である。
上述した実施形態において、第１緩衝部材５３１又は第２緩衝部材５３２の少なくともいずれかの緩衝部材は、一体的に成形されずに分割されていても良い。図７には、分割された第２緩衝部材５３２の一例を示している。図７に示すように、第２緩衝部材５３２は、短手方向の両端部それぞれに設けられて、絶縁性基板１１における長手方向の全域に亘って配置された２つの長手部材５４１と、これら２つの長手部材５４１間の隙間を埋めるように、絶縁性基板１１における長手方向の両端部それぞれに設けられた２つの短手部材５４２との、合計４つの部材に分割されていても良い。
【0050】
（面圧を異ならせる手法の変形例）
図５、図６を用いて説明した、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧を高くする手法は、加圧装置６００により加圧されることで変形する緩衝部材１３０の弾性変形量を、中央部と外周部とで異ならせる手法であるが、特にこの手法に限定されない。
図５、図６を用いて説明した、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧を高くする手法は、加圧装置６００により加圧されることで変形する緩衝部材１３０の弾性変形量を、中央部と外周部とで異ならせる手法であるが、特にこの手法に限定されない。
【0051】
図８は、面圧を異ならせる手法の変形例の一例を示す図である。
図８に示すように、加圧装置６００による加圧力を、絶縁性基板１１の中央部と外周部とで異ならせることで絶縁性基板１１の中央部と外周部とで面圧を異ならせても良い。すなわち、加圧装置６００が、それぞれ異なる領域に対して加圧することが可能な複数の加圧部材６１０を等間隔で有し、複数の加圧部材６１０の内、絶縁性基板１１の中央部に対応する位置に設けられた中央加圧部材６１１における加圧力よりも、絶縁性基板１１の外周部に対応する位置に設けられた外周部加圧部材６１２における加圧力を大きくすることで面圧を異ならせても良い。
図８に示すように、加圧装置６００による加圧力を、絶縁性基板１１の中央部と外周部とで異ならせることで絶縁性基板１１の中央部と外周部とで面圧を異ならせても良い。すなわち、加圧装置６００が、それぞれ異なる領域に対して加圧することが可能な複数の加圧部材６１０を等間隔で有し、複数の加圧部材６１０の内、絶縁性基板１１の中央部に対応する位置に設けられた中央加圧部材６１１における加圧力よりも、絶縁性基板１１の外周部に対応する位置に設けられた外周部加圧部材６１２における加圧力を大きくすることで面圧を異ならせても良い。
【0052】
加圧部材６１０は、コイルバネを有し、コイルバネのバネ力を用いて加圧する部材であることを例示することができる。加圧部材６１０がコイルバネを有する場合、例えば、中央加圧部材６１１のコイルバネのバネ定数よりも、外周部加圧部材６１２のコイルバネのバネ定数を大きくすることで、中央加圧部材６１１のコイルバネと外周部加圧部材６１２のコイルバネとを同じ量だけ圧縮したとしても中央加圧部材６１１の加圧力よりも外周部加圧部材６１２の加圧力を大きくすることが可能となる。あるいは、例えば、中央加圧部材６１１と外周部加圧部材６１２のコイルバネのバネ定数を同じにして、中央加圧部材６１１のコイルバネの圧縮量よりも外周部加圧部材６１２のコイルバネの圧縮量を多くすることで、中央加圧部材６１１の加圧力よりも外周部加圧部材６１２の加圧力を大きくしても良い。
【0053】
また、加圧部材６１０は、シリンダを有し、シリンダ内の流体（例えば、オイル、エア）の圧力を用いて加圧する部材であることを例示することができる。加圧部材６１０がかかる構成である場合、シリンダ内に供給する流体の圧力を変えることで、中央加圧部材６１１の加圧力よりも外周部加圧部材６１２の加圧力を大きくすることが可能となる。
【0054】
なお、加圧装置６００による加圧力を、絶縁性基板１１の中央部と外周部とで異ならせる場合に、図６を用いて説明したように、第２緩衝部材５３２の積層方向の弾性変形量が第１緩衝部材５３１の積層方向の弾性変形量よりも大きくなるようにしても良いし、第１緩衝部材５３１の弾性変形量と第２緩衝部材５３２の弾性変形量とを同じにしても良い。
【0055】
（面圧を異ならせる領域の変形例）
図４を用いて説明した第１領域Ａ１は矩形状であり、第１領域Ａ１の周囲の第２領域Ａ２における面圧を、矩形状の第１領域Ａ１における面圧よりも高くしているが、第１領域Ａ１は矩形状に限定されない。
図４を用いて説明した第１領域Ａ１は矩形状であり、第１領域Ａ１の周囲の第２領域Ａ２における面圧を、矩形状の第１領域Ａ１における面圧よりも高くしているが、第１領域Ａ１は矩形状に限定されない。
【0056】
図９は、第１変形例に係る第１領域Ａ１１及び第２領域Ａ２１の一例を示す図である。
図９に示すように、第１変形例に係る第１領域Ａ１１は、積層方向に見た場合に、半導体素子１２が設けられる領域を含むとともに、半導体素子１２の中心Ｃ１を中心とする円形状であっても良い。
第１領域Ａ１１が図９に示す形状であることにより、焼結工程時に加圧装置６００にて加圧することに起因して半導体素子１２が破壊されることを確度高く抑制することが可能となる。
図９に示すように、第１変形例に係る第１領域Ａ１１は、積層方向に見た場合に、半導体素子１２が設けられる領域を含むとともに、半導体素子１２の中心Ｃ１を中心とする円形状であっても良い。
第１領域Ａ１１が図９に示す形状であることにより、焼結工程時に加圧装置６００にて加圧することに起因して半導体素子１２が破壊されることを確度高く抑制することが可能となる。
【0057】
図１０は、第２変形例に係る第１領域Ａ１２及び第２領域Ａ２２の一例を示す図である。
第２変形例に係る第１領域Ａ１２は、矩形状の半導体素子１２が絶縁性基板１１に複数個接合されている場合の領域の一例である。第２変形例に係る第１領域Ａ１２は、積層方向に見た場合に、図１０に示すように、複数個の半導体素子１２が設けられる領域を含むとともに、複数個の半導体素子１２の中心Ｃ２を中心とする円形状であっても良い。
第１領域Ａ１２が図１０に示す形状であることにより、焼結工程時に加圧装置６００にて加圧することに起因して複数個の半導体素子１２が破壊されることを確度高く抑制することが可能となる。
第２変形例に係る第１領域Ａ１２は、矩形状の半導体素子１２が絶縁性基板１１に複数個接合されている場合の領域の一例である。第２変形例に係る第１領域Ａ１２は、積層方向に見た場合に、図１０に示すように、複数個の半導体素子１２が設けられる領域を含むとともに、複数個の半導体素子１２の中心Ｃ２を中心とする円形状であっても良い。
第１領域Ａ１２が図１０に示す形状であることにより、焼結工程時に加圧装置６００にて加圧することに起因して複数個の半導体素子１２が破壊されることを確度高く抑制することが可能となる。
【0058】
なお、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２が、第１変形例に係る第１領域Ａ１１及び第２領域Ａ２１、又は、第２変形例に係る第１領域Ａ１２及び第２領域Ａ２２であっても、第１緩衝部材５３１又は第２緩衝部材５３２の少なくともいずれかの緩衝部材は、一体的に成形されずに分割されていても良い。
【0059】
＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態に係る半導体装置２の製造方法の一例を説明する図である。
第２実施形態に係る半導体装置２は、第１実施形態に係る半導体装置１に対して、半導体モジュール１０に相当する半導体モジュール２１０が異なる。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。第１実施形態と第２実施形態とで、同じものについては同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。
第２実施形態に係る半導体モジュール２１０は、絶縁性基板１１と、半導体素子１２と、素子接合層１５と、絶縁性基板１１、半導体素子１２及び素子接合層１５の周囲を覆う封止樹脂部２５０を有する。
図１１は、第２実施形態に係る半導体装置２の製造方法の一例を説明する図である。
第２実施形態に係る半導体装置２は、第１実施形態に係る半導体装置１に対して、半導体モジュール１０に相当する半導体モジュール２１０が異なる。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。第１実施形態と第２実施形態とで、同じものについては同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。
第２実施形態に係る半導体モジュール２１０は、絶縁性基板１１と、半導体素子１２と、素子接合層１５と、絶縁性基板１１、半導体素子１２及び素子接合層１５の周囲を覆う封止樹脂部２５０を有する。
【0060】
｛半導体装置２の製造方法｝
半導体装置２の製造方法は、半導体モジュール２１０を製造する製造工程と、半導体モジュール２１０と放熱部材２０との少なくともいずれかに金属ペーストを塗布する塗布工程と、金属ペーストを介して半導体モジュール２１０と放熱部材２０とを積層する積層工程と、半導体モジュール２１０と放熱部材２０との間の金属ペーストを焼結する焼結工程とを備える。
半導体装置２の製造方法は、半導体モジュール２１０を製造する製造工程と、半導体モジュール２１０と放熱部材２０との少なくともいずれかに金属ペーストを塗布する塗布工程と、金属ペーストを介して半導体モジュール２１０と放熱部材２０とを積層する積層工程と、半導体モジュール２１０と放熱部材２０との間の金属ペーストを焼結する焼結工程とを備える。
【0061】
製造工程は、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合した後に、熱硬化性樹脂にて封止樹脂部２５０を成形することを例示することができる。また、製造工程は、絶縁性基板１１と半導体素子１２とを接合した後、半導体素子１２に、例えば、はんだ付け、焼結等の金属接合にてリードフレームを接合する工程を有しても良い。
【0062】
塗布工程では、上述した第１塗布工程と同様に、絶縁性基板１１の第２銅板１１３と、放熱部材２０の平板状部２１の第１面２１１との少なくともいずれかの面に、金属ペーストを塗布して第１塗膜層４０を形成する。
積層工程では、図１１（ａ）に示すように、塗布工程により形成された第１塗膜層４０の金属ペーストを介して、放熱部材２０と半導体モジュール２１０とを積層する。
積層工程では、図１１（ａ）に示すように、塗布工程により形成された第１塗膜層４０の金属ペーストを介して、放熱部材２０と半導体モジュール２１０とを積層する。
【0063】
焼結工程では、図１１（ｂ）に示すように、第１塗膜層４０を加圧しながら加熱して第１塗膜層４０を構成する金属ペーストを焼結し、放熱部材２０と半導体モジュール２１０とを接合する放熱部材接合層３０を形成する。
焼結工程において第１塗膜層４０を加圧する際には、加圧治具５００及び加圧装置６００を用いて、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように加圧する。
焼結工程において第１塗膜層４０を加圧する際には、加圧治具５００及び加圧装置６００を用いて、絶縁性基板１１の中央部の面圧よりも外周部の面圧が高くなるように加圧する。
【0064】
この製造方法により製造された半導体装置２は、放熱部材接合層３０における外周部の焼結状態が中央部よりも緻密になるので、放熱部材接合層３０の外周部の接合強度が中央部の接合強度よりも高くなる。その結果、放熱部材接合層３０における外周部にクラックや剥離が生じることが抑制されるので、半導体装置２の信頼性が高まる。また、上述した半導体装置２の製造方法によれば、半導体装置２の熱性能及び信頼性に真に寄与する部分のみ接合強度を高めることができる。
【符号の説明】
【0065】
１，２…半導体装置、１０，２１０…半導体モジュール、１１…絶縁性基板、１２…半導体素子、１５…素子接合層、２０…放熱部材、２１…平板状部、２２…フィン、３０…放熱部材接合層、４０…第１塗膜層、５０…第２塗膜層、１１１…セラミックス板、１１２…第１銅板、１１３…第２銅板、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
