特許 7291675 半導体パッケージアレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-07

(45)【発行日】2023-06-15

(54)【発明の名称】半導体パッケージアレイ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/64 20100101AFI20230608BHJP

   H01L 23/34 20060101ALI20230608BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20230608BHJP

【ＦＩ】

H01L33/64

H01L23/34 A

H01L23/36 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020128944

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022025833

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2022-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(74)【代理人】

【識別番号】100227732

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 祥二

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 達也

(72)【発明者】

【氏名】井本 洋介

(72)【発明者】

【氏名】外山 豊

【審査官】大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０９４１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８８７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９８７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５９２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０４５４８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／２０９１４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１８４６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４６０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７２５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１７８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３４８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２３４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５２２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６９０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３５０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０１１７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６１５９０６４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／５８ － ２１／６０７

Ｈ０１Ｌ ２３／１２ － ２３／１５

Ｈ０１Ｌ ２３／３４ － ２３／４７３

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

Ｈ０５Ｋ １／００ － １／０２

Ｈ０５Ｋ ３／３２ － ３／３４

Ｆ２１Ｋ ９／００ － ９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００ － ４５／７０

Ｆ２１Ｖ １／００ － ９９／００

Ｆ２１Ｗ １０２／００ －１３１／４１１

Ｆ２１Ｙ １０１／００ －１１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体パッケージアレイであって、
複数の半導体パッケージを備えており、
前記半導体パッケージは、
上面と下面との間を貫通する貫通孔を有する枠部と、前記枠部の内周面に配置され、前記枠部の内側に突出するように形成されている突出部と、を有する基体と、
半導体が配置される放熱体であって、一対の主面を有し、前記半導体が配置される一方の主面が前記基体の前記突出部の下面側に接合される放熱体と、を備え、
前記放熱体は、他方の主面の中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有しており、
前記半導体パッケージアレイは、
複数の前記半導体パッケージがアレイ状に配列されて、全体として板形状を有しており、
前記放熱体の前記一方の主面が並ぶ表面と、前記放熱体の前記他方の主面が並ぶ裏面と、を備え、
前記裏面は、前記半導体パッケージアレイの全体としての中央部が、前記半導体パッケージアレイの全体としての外周部に比べて凹んだ形状を有している、
ことを特徴とする半導体パッケージアレイ。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体パッケージアレイであって、
前記半導体パッケージは、前記一対の主面のそれぞれと交差する方向における前記放熱体の断面において、前記他方の主面の外周部の外形線が、曲線をなしている、
ことを特徴とする半導体パッケージアレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体パッケージ、および、半導体パッケージアレイに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、半導体が配置される放熱体と、放熱体を支持する基体とを備え、半導体を支持しつつ、半導体と外部の機器とを電気的に接続する半導体パッケージが知られている。例えば、特許文献１には、銅と、タングステンまたはモリブデンとの合金からなる放熱体を備える半導体パッケージが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－４６０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述したような先行技術によっても、半導体パッケージにおいて、半導体の実装精度を向上するためには、なお改善の余地があった。例えば、特許文献１に記載の技術では、半導体パッケージは、外部の機器に電気的に接続される基盤に実装される。半導体パッケージを基盤に実装するとき、基盤の表面に対向する放熱体の対向面は、平面形状を有している。このため、半導体パッケージを基盤に実装するために半導体パッケージが加熱されると、熱膨張する放熱体の対向面の中央部が突出し、基盤の表面に接触するおそれがある。放熱体の対向面の中央部が基盤の表面に接触すると、半導体パッケージの姿勢が不安定になるため、基盤と半導体パッケージとの接合に不具合が発生するおそれがある。また、半導体パッケージが基盤に対して傾いた状態で基盤に接合されると、その後に半導体パッケージに実装される半導体の実装精度が低下するおそれがある。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、半導体パッケージにおいて、半導体の実装精度を向上する技術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】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、半導体パッケージが提供される。この半導体パッケージは、基体と、半導体が配置される放熱体であって、一対の主面を有し、前記半導体が配置される一方の主面が前記基体に接合される放熱体と、を備え、前記放熱体は、他方の主面の中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有している。

【0008】

この構成によれば、放熱体において、基体に接合される一方の主面とは反対側の他方の主面は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有しており、外周部が中央部より飛び出した形状となっている。これにより、半導体パッケージが基盤に実装されるとき、基盤の表面には放熱体の他方の主面のうち外周部が基盤の表面に接触するため、例えば、熱膨張率が比較的大きい銅から放熱体が形成されている場合に、半導体パッケージの加熱によって放熱体が熱膨張で変形しても、放熱体の他方の主面の中央部は基盤の表面に接触しにくくなる。したがって、半導体パッケージを基盤に実装するときに半導体パッケージが基盤の表面に対して傾いた状態となることを抑制することができる。半導体パッケージの基盤への実装時に基盤の表面に対する半導体パッケージの傾きが抑制されることで、基盤に実装された半導体パッケージの放熱体に対する半導体の実装精度を向上することができる。また、半導体パッケージと基盤との接合不良を抑制することができる。

【0009】

（２）上記形態の半導体パッケージにおいて、前記一対の主面のそれぞれと交差する方向における前記放熱体の断面において、前記他方の主面の外周部の外形線は、曲線をなしていてもよい。この構成によれば、放熱体は、一対の主面のそれぞれと交差する方向における放熱体の断面において、他方の主面の外周部の外形線は、曲線をなしている。これにより、放熱体の他方の主面の外周部において、放熱体の製造時に発生するバリなど、外周部の他の部分に比べて突出した部分がある場合に比べ、半導体パッケージが基盤の表面に対して傾いた状態となることをさらに抑制することができる。したがって、基盤に実装された半導体パッケージの放熱体に対する半導体の実装精度をさらに向上することができる。

【0010】

（３）本発明の別の形態によれば、半導体パッケージアレイが提供される。半導体パッケージアレイは、上述した半導体パッケージがアレイ状に配列されて、全体として板形状を有しており、前記放熱体の前記一方の主面が並ぶ表面と、前記放熱体の前記他方の主面が並ぶ裏面と、を備え、前記裏面は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有している。この構成によれば、半導体パッケージがアレイ状に配列された半導体パッケージアレイでは、全体として、放熱体の他方の主面が並ぶ裏面は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有している。これにより、半導体パッケージアレイが備える複数の放熱体のそれぞれに半導体を配置するとき、加熱される半導体パッケージアレイが放熱体の熱膨張によって変形しても表面側に凹んだ形状になりにくい。したがって、半導体パッケージアレイは、放熱体への半導体の配置中に、姿勢を安定させることができるため、基盤に実装された半導体パッケージアレイに対する半導体の実装精度を向上することができる。

【0011】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、半導体パッケージの製造方法、半導体パッケージアレイの製造方法、これらの製造方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、コンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等などの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態の半導体パッケージの模式図である。

【図2】本実施形態の半導体パッケージの製造方法を説明する図である。

【図3】本実施形態の半導体パッケージの効果を説明する図である。

【図4】比較例の半導体パッケージを基盤に実装するときの図である。

【図5】第２実施形態の半導体パッケージの断面図である。

【図6】第２実施形態の半導体パッケージアレイの模式図である。

【図7】本実施形態の半導体パッケージアレイの効果を説明する図である。

【図8】本実施形態の半導体パッケージアレイの製造方法を説明する図である。

【図9】比較例の半導体パッケージアレイに半導体を配置するときの図である。

【図10】変形例の半導体パッケージアレイの製造方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の半導体パッケージ１の模式図である。本実施形態の半導体パッケージ１は、基体１０と、放熱体２０と、接合材３０と、配線部４０と、を備える。半導体パッケージ１には、半導体５０が配置される。半導体５０は、例えば、発光ダイオードであり、半導体パッケージ１の外部の制御装置と電気的に接続されており、発光が制御される。なお、半導体５０は、発光ダイオードに限定されず、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴやダイオードなどから構成されるパワーデバイスであってもよいし、他の機能を有する半導体を含んでもよい。半導体パッケージ１は、半導体５０と外部の制御装置とを電気的接続するとともに、半導体５０で発生する熱を外部に放出する。

【0014】

基体１０は、セラミック、例えば、アルミナによって形成されている枠状の部材である。基体１０は、枠部１１と、突出部１２と、を備える。基体１０は、放熱体２０を支持しつつ、半導体パッケージ１の外部の機器と半導体５０とを電気的に接続する。

【0015】

枠部１１は、矩形形状に形成されている枠であって、上側端面１１ａと、下側端面１１ｂと、上側端面１１ａと下側端面１１ｂとの間を貫通する貫通孔１１ｃを有する。本実施形態では、貫通孔１１ｃは、矩形形状に形成されている。

【0016】

突出部１２は、枠部１１の貫通孔１１ｃを形成する内周面１１ｄに配置されており、枠部１１の内側に突出するように形成されている。突出部１２は、第１の表面１２ａと、第２の表面１２ｂとを有する。突出部１２より内周側は空洞であり、つまり、第１の表面１２ａと第２の表面１２ｂとの対向方向に貫通する貫通孔１２ｃが形成されている。第２の表面１２ｂ上には、タングステンにニッケルめっきが施されたメタライズ層が配置されている。

【0017】

放熱体２０は、基体１０を形成する材料より熱膨張率が大きい材料、例えば、銅から形成されている矩形形状の平板であって、半導体５０が配置される。放熱体２０は、一対の主面２１、２２を有している。半導体５０が配置される一方の主面２１が基体１０に接合される。放熱体２０は、半導体５０で発生する熱を外部に放出する。

【0018】

本実施形態では、放熱体２０は、他方の主面２２の中央部２２ａが外周部２２ｂに比べて凹んだ形状を有している。具体的には、図１（ｂ）に示すように、放熱体２０において、外周部２２ｂの厚みＴ１は、中央部２２ａの厚みＴ２より厚い。また、一対の主面２１、２２のそれぞれと交差する方向における放熱体２０の断面（図１（ｂ））において、他方の主面２２の外周部２２ｂの外形線は、曲線（円弧）を有している。具体的には、外周部２２ｂの断面は、主面２２と、一対の主面２１、２２をつなぐ側面２３とを緩やかにつなぐ曲線（円弧）となっている（図１（ｂ）の二点鎖線の円で示す領域Ｃ１参照）。

【0019】

接合材３０は、基体１０の突出部１２と、放熱体２０との間に配置されている。具体的には、接合材３０は、突出部１２の第２の表面１２ｂ上のメタライズ層と、放熱体２０の一方の主面２１との間に配置されている。接合材３０は、銀銅ろうであって、基体１０と放熱体２０とを接合する。

【0020】

配線部４０は、基体１０に配置されているタングステンを金めっきした部材である。本実施形態では、配線部４０は、枠部１１の下側端面１１ｂ（図１（ｃ）参照）、および、突出部１２の第１の表面１２ａ（図１（ａ）参照）のそれぞれに配置されている。これらの配線部４０は、図示しない内部配線によって導通している。配線部４０は、放熱体２０に配置されている半導体５０と、半導体パッケージ１の外部の電気配線とを電気的に接続する。

【0021】

図２は、本実施形態の半導体パッケージ１の製造方法を説明する図である。次に、半導体パッケージ１の製造方法について説明する。最初に、放熱体２０となる銅製の板２５に対して、片側の主面２５ａをへこますようにプレスされる（図２（ａ）の白抜き矢印Ｆ１参照）。これにより、放熱体２０が完成する。本実施形態では、例えば、大きさが５６．０６×５１．２８×１．９ｍｍの半導体パッケージ１に接合される放熱体２０の場合、放熱体２０の他方の主面２２は、中央部２２ａから外周部２２ｂに向かって１ｍｍ進むごとに、４μｍ以上反るように成形される。なお、この凹形状における反りの程度はこれに限定されない。

【0022】

次に、プレスによって成形された放熱体２０を基体１０に接合する。具体的には、基体１０の突出部１２と放熱体２０との間に、銀銅ろう材３０ａを配置する（図２（ｂ）参照）。この銀銅ろう材３０ａが配置された基体１０と放熱体２０とを加熱することで、基体１０と放熱体２０とが、接合材３０によって接合される（図２（ｃ）参照）。

【0023】

図３は、本実施形態の半導体パッケージ１の効果を説明する図である。次に、本実施形態の半導体パッケージ１の効果について説明する。本実施形態の半導体パッケージ１は、図３に示すように、図示しない電気配線を有する基盤５に実装されて使用される。半導体パッケージ１を基盤５に実装するとき、半導体パッケージ１は、放熱体２０の他方の主面２２が基盤５の表面６に対向するように配置される。半導体パッケージ１の放熱体２０は、他方の主面２２の中央部２２ａが外周部２２ｂに比べて凹んだ形状を有しているため、基盤５の表面６には、他方の主面２２の外周部２２ｂが接触する。

【0024】

半導体パッケージ１と基盤５との間のろう材７を溶融するために、半導体パッケージ１を加熱すると、半導体パッケージ１は、熱膨張する。このとき、基体１０より熱膨張率が大きい放熱体２０は、一方の主面２１が基体１０に接合されているため、他方の主面２２側が一方の主面２１側に比べ膨張し、基盤５の表面６に向かって膨らみやすい。しかしながら、本実施形態の半導体パッケージ１では、放熱体２０の他方の主面２２の中央部２２ａが外周部２２ｂに比べて凹んだ形状を有しているため、中央部２２ａが外周部２２ｂより突出しにくい。これにより、半導体パッケージ１を基盤５に実装するとき、中央部２２ａが基盤５の表面６に接触しにくくなるため、中央部２２ａと基盤５との接触によって半導体パッケージ１が傾くことを抑制することができる。半導体パッケージ１の基盤５の表面６に対する傾きが抑制されることで、半導体パッケージ１と基盤５との接合不良を抑制することができる。また、半導体パッケージ１は、基盤５の表面６に対して傾くことなく基盤５に実装されるため、半導体パッケージ１が備える放熱体２０に対する半導体５０の実装精度を向上することができる。さらに、放熱体２０の一方の主面２１と基盤５の表面６との間の距離が均一となるため、半導体５０で発生する熱を安定して外部に放出することができる（図３の距離ｈ１１と距離ｈ１２との比較参照）。

【0025】

図４は、比較例の半導体パッケージ８、９を基盤５に実装するときの図である。ここでは、比較例の半導体パッケージ８、９を基盤５に実装するときの課題を説明する。図４（ａ）には、放熱体８０の基盤５側の主面８１が平面状に形成されている半導体パッケージ８の断面図を示している。半導体パッケージ８では、基盤５に実装されるときの加熱によって放熱体８０が膨らむ。このため、放熱体８０の主面８１の中央部８１ａが基盤５の表面６に接触するため、図４（ａ）に示すように、半導体パッケージ８が傾きやすくなる。このため、半導体パッケージ８と基盤５との接合不良が発生しやすくなる。また、半導体５０の実装精度が低下するため、例えば、半導体５０が発光ダイオードなどの発光デバイスの場合、出射角が所定の角度からずれるおそれがある。さらに、放熱体８０の半導体５０が配置される主面８２と基盤５の表面６との間の距離が不均一となるため、半導体５０で発生する熱の放出量にばらつきが発生する（図４（ａ）の距離ｈ２１と距離ｈ２２との比較参照）。

【0026】

図４（ｂ）には、放熱体９０の基盤５側の主面９１の外周部９１ｂに、例えば、放熱体９０の成型時に形成されるバリなどの、突出部９３を有する放熱体９０を備える半導体パッケージ９の断面図を示している。このような半導体パッケージ９では、半導体パッケージ９が基盤５に実装されるとき、突出部９３が基盤５の表面６に接触するため、図４（ｂ）に示すように、半導体パッケージ９が傾きやすくなる。このため、図４（ａ）の半導体パッケージ８と同様に、半導体パッケージ９と基盤５との接合不良が発生しやすくなるとともに、半導体５０の実装精度が低下する。また、放熱体９０の半導体５０が配置される主面９２と基盤５の表面６との間の距離が不均一となるため、半導体５０で発生する熱の放出量にばらつきが発生する（図４（ｂ）の距離ｈ３１と距離ｈ３２との比較参照）。

【0027】

以上説明した、本実施形態の半導体パッケージ１によれば、放熱体２０において、基体１０に接合される一方の主面２１とは反対側の他方の主面２２は、中央部２２ａが外周部２２ｂに比べて凹んだ形状を有しており、外周部２２ｂが中央部２２ａより飛び出した形状となっている。半導体パッケージ１が基盤５に実装されるとき、基盤５の表面６には放熱体２０の他方の主面２２のうち外周部２２ｂが基盤５の表面６に接触する。これにより、熱膨張率が比較的大きい銅から放熱体２０が、半導体パッケージ１を基盤５に実装するときの半導体パッケージ１の加熱によって熱膨張で変形しても、放熱体２０の他方の主面２２の中央部２２ａは、基盤５の表面６に接触しにくくなる。したがって、放熱体２０の他方の主面２２の中央部２２ａだけが基盤５に接触することで、半導体パッケージ１が基盤５の表面６に対して傾いた状態となることを抑制することができる。半導体パッケージ１の基盤５への実装時に、基盤５の表面６に対する半導体パッケージ１の傾きが抑制されることで、基盤５に実装された半導体パッケージ１の放熱体２０に対する半導体５０の実装精度を向上することができる。また、半導体パッケージ１と基盤５との接合不良を抑制することができる。

【0028】

また、例えば、放熱体を熱膨張率が銅に比べて小さい銅合金から形成する場合、熱膨張による変形量が抑えられるため、半導体パッケージが基盤に対して傾いた状態となることを抑制することは可能である。また、放熱体の厚みを薄くして熱膨張による変形量を抑えることで、半導体パッケージが基盤に対して傾いた状態となることを抑制することも可能である。しかしながら、放熱体を銅合金にすると熱伝導率が低下したり、放熱体の厚みを薄くすると半導体パッケージと基盤とを接合するろう材の厚みが厚くなることで熱伝導性が低下したりするため、いずれにしても放熱性が低下する。特に、半導体５０がパワーＭＯＳＦＥＴやダイオードなどから構成されるパワーデバイスである場合、半導体パッケージの放熱性が重要となる。本実施形態の半導体パッケージ１によれば、放熱体２０における他方の主面２２の形状を変更だけで、半導体パッケージ１が基盤５の表面６に対して傾いた状態となることを抑制しつつ放熱性を向上することができる。これにより、半導体５０の実装精度を向上しつつ、半導体パッケージ１における放熱性を簡便に向上することができる。

【0029】

また、本実施形態の半導体パッケージ１によれば、図１（ｂ）に示すような一対の主面２１、２２のそれぞれと交差する方向における放熱体２０の断面において、他方の主面２２の外周部２２ｂの外形線は、曲線（円弧）をなしている。これにより、放熱体２０の他方の主面２２の外周部２２ｂにおいて、例えば、放熱体２０の製造時に発生するバリなど、外周部２２ｂの他の部分に比べて突出した突出部９３（図４（ｂ）参照）がある場合に比べ、外周部２２ｂの方当たりによって半導体パッケージ１が基盤５の表面６に対して傾いた状態となることをさらに抑制することができる。したがって、基盤５に実装された半導体パッケージ１の放熱体２０に対する半導体５０の実装精度をさらに向上することができる。

【0030】

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態の半導体パッケージ２の断面図である。第２実施形態の半導体パッケージ２では、第１実施形態の半導体パッケージ１と比較して、基体の形状が異なる。

【0031】

本実施形態の半導体パッケージ２は、基体６０と、放熱体２０と、接合材３０と、配線部４０と、を備える。基体６０は、セラミック、例えば、アルミナによって形成されている枠状の部材であって、枠部１１と、突出部６２と、を備える。基体６０は、放熱体２０を支持する。

【0032】

突出部６２は、枠部１１の貫通孔１１ｃを形成する内周面１１ｄに配置されており、枠部１１の内側に突出するように形成されている。突出部６２は、第１の表面６２ａと、第２の表面１２ｂとを有する。突出部１２より内周側は空洞であり、つまり、第１の表面６２ａと第２の表面１２ｂとの対向方向に貫通する貫通孔１２ｃが形成されている。第１の表面６２ａは、枠部１１の上側端面１１ａと同じ高さに位置している。

【0033】

図６は、第２実施形態の半導体パッケージアレイ３の模式図である。図６（ａ）には、半導体パッケージアレイ３の斜視図を示している。図６（ｂ）には、半導体パッケージアレイ３の断面図を示している。本実施形態の半導体パッケージアレイ３は、図６に示すように、半導体パッケージ２がアレイ状に配列されて、全体として板形状を有している。具体的には、半導体パッケージアレイ３の複数の半導体パッケージ２のそれぞれは、上述した板形状において、放熱体２０が一方の側に配列される（図６（ｂ）参照）。すなわち、半導体パッケージアレイ３は、放熱体２０の一方の主面２１が並ぶ表面３１と、放熱体２０の他方の主面２２が並ぶ裏面３２とを備えている。半導体パッケージアレイ３では、隣接する半導体パッケージ２の基体６０どうしは、接続されて一体となっており、ろう材によって半導体５０を放熱体２０に接合するための加熱の前では、裏面３２は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有している（図６（ｂ）参照）。なお、図６（ｂ）では、半導体パッケージアレイ３の形状を強調して示している。

【0034】

図７は、本実施形態の半導体パッケージアレイ３の効果を説明する図であって、半導体パッケージアレイの断面形状の変化を示す模式図である。図７（ａ）には、放熱体２０に半導体５０が接合される前の半導体パッケージアレイ３であって、例えば、常温での半導体パッケージアレイ３の断面図を示している。また、図７（ｂ）には、放熱体２０に半導体５０が接合されるときの半導体パッケージアレイ３であって、加熱されている状態の半導体パッケージアレイ３の断面図を示している。

【0035】

図７（ａ）に示すように、半導体５０を接合するために加熱される前の半導体パッケージアレイ３では、全体として、裏面３２は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有している。具体的には、半導体パッケージアレイ３の放熱体２０が配列されている側（裏面３２側）が内側になるように、半導体パッケージアレイ３の全体として凹形状となっている。放熱体２０と半導体５０とを接合させるために半導体パッケージアレイ３全体が加熱されると、基体１０と放熱体２０との熱膨張率の差によって基体１０より放熱体２０が膨張するため、図７（ｂ）に示すように、半導体パッケージアレイ３の形状は、平面形状に近くなる。これにより、半導体パッケージアレイ３の姿勢を安定させやすくなる。したがって、半導体パッケージアレイ３の放熱体２０に半導体５０を接合させやすくなるため、半導体パッケージ２に対する半導体５０の実装精度を向上することができる。

【0036】

図８は、本実施形態の半導体パッケージアレイ３の製造方法を説明する図である。本実施形態では、半導体パッケージアレイ３において複数の基体１０となるセラミックグリーンシート３ａを、図８（ａ）に示すような形状の型７０ａ、７０ｂを有するプレス装置７０でプレスする。これにより、図８（ｂ）に示すような、全体として凹形状となっているセラミックグリーンシート３ｂを製作する。その後、半導体パッケージ１の突出部１２や貫通孔１１ｃとなる部分の加工、セラミックグリーンシート３ｂの焼成、焼成されたセラミックグリーンシート３ｂへの放熱体２０の接合などを行う。焼成されたセラミックグリーンシート３ｂに放熱体２０を接合するとき、放熱体２０は、図８（ｂ）に示すセラミックグリーンシート３ｂの凹んでいる側、すなわち、主面３ｃ側に接合される。

【0037】

図９は、比較例の半導体パッケージアレイ４に半導体を配置するときの図である。比較例の半導体パッケージアレイ４は、図９（ａ）に示すように、半導体５０を接合するための加熱の前では、全体として平面形状を有している。この半導体パッケージアレイ４の放熱体２０と半導体５０とを接合させるために半導体パッケージアレイ４全体を加熱すると、半導体パッケージアレイ４全体は、基体１０と放熱体２０との熱膨張率の差によって、図９（ｂ）に示すように、放熱体２０が配置されている側の面４２とは反対側の面４１が凹んだ形状となる。このため、半導体パッケージアレイ４の姿勢が不安定になりやすく、半導体５０の実装精度が低下するおそれがある。

【0038】

以上説明した、本実施形態の半導体パッケージアレイ３によれば、半導体パッケージ１がアレイ状に配列された半導体パッケージアレイ３では、全体として、放熱体２０の他方の主面２２が並ぶ裏面３２は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有している。これにより、半導体パッケージアレイ３が備える複数の放熱体２０のそれぞれに半導体５０を配置するとき、加熱される半導体パッケージアレイ３が放熱体２０の熱膨張によって変形しても半導体パッケージアレイ３の表面３１側が凹んだ形状になりにくく、平面形状となりやすい。したがって、半導体パッケージアレイ３は、放熱体２０に半導体５０を配置するときの姿勢が安定するため、基盤５に実装された半導体パッケージアレイ３に対する半導体５０の実装精度を向上することができる。

【0039】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0040】

［変形例１］
上述の実施形態では、基体１０は、枠部１１と、突出部１２とを有するとした。しかしながら、基体１０の構成はこれに限定されず、突出部はなくてもよい。

【0041】

［変形例２］
上述の実施形態では、放熱体２０は、一対の主面２１、２２と交差する方向における放熱体２０の断面において、他方の主面２２の外周部２２ｂの外形線は、曲線（円弧）をなしているとした。しかしながら、放熱体は、このような形状でなくてもよい。半導体パッケージを基盤に実装するときに、外周部の一部分が基盤の表面に接触することで半導体パッケージが傾かないように、外周部の断面は、一部分が突出しないような形状であることが望ましい。

【0042】

［変形例３］
上述の実施形態では、プレスによって、放熱体２０の他方の主面２２を、中央部２２ａが外周部２２ｂに比べて凹んだ形状にするとした。しかしながら、放熱体２０の他方の主面２２を凹んだ形状とする方法は、これに限定されない。

【0043】

［変形例４］
第２実施形態では、半導体パッケージアレイ３を全体として、裏面３２側に凹んだ形状とするために、半導体パッケージアレイ３の基体１０となるセラミックグリーンシート３ａをプレス装置７０によってプレスするとした。しかしながら、半導体パッケージアレイ３を凹形状とする方法は、これに限定されない。

【0044】

図１０は、変形例の半導体パッケージアレイ３の製造方法を説明する図である。変形例の半導体パッケージアレイ３は、セラミックからなる複数のシートを積層して、半導体パッケージアレイ３の基体１０となるセラミックグリーンシート３ａを形成する。例えば、図１０に示すように、４枚のシート３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇを積層してセラミックグリーンシート３ａを形成する。４枚のシート３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇのうち半導体パッケージアレイ３の裏面３２を形成するシート３ｇには、中央部分に貫通孔３ｈが形成されている。これにより、４枚のシート３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇを積層したセラミックグリーンシート３ａでは、全体として、裏面は、中央部が外周部に比べて凹んだ形状を有していることとなる。したがって、このセラミックグリーンシート３ａを用いた半導体パッケージアレイ３は、半導体５０を配置するときに加熱しても比較的平面形状に近い状態となり、半導体パッケージアレイ３に対する半導体５０の実装精度を向上することができる。

【0045】

［変形例５］
上述の実施形態では、放熱体２０は、銅から形成されており、基体１０は、アルミナから形成されるとした。しかしながら、放熱体２０および基体１０を形成する材料はこれに限定されない。放熱体２０を形成する材料の熱膨張率は、基体１０を形成する材料の熱膨張率より高いことが望ましいが、これに限定されない。

【0046】

［変形例６］
上述の実施形態では、それぞれ、基体１０は４辺において同一の断面形状を有していた。しかしながら基体１０は、４辺において同一の断面形状を有していなくてもよい。例えば、４辺のうち２辺が第１実施形態におけるものと同一形状であり、他の２辺が第２実施形態におけるものと同一形状であってもよい。

【0047】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0048】

１，２…半導体パッケージ
３…半導体パッケージアレイ
１０，６０…基体
２０…放熱体
２１…一方の主面
２２…他方の主面
２２ａ…中央部
２２ｂ…外周部
３１…表面
３２…裏面
５０…半導体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】