特許 7478116 半導体パッケージ、および、半導体パッケージの製造方法

(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】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】半導体パッケージ、および、半導体パッケージの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/02 20060101AFI20240424BHJP

   H01L 23/06 20060101ALI20240424BHJP

   H01L 23/04 20060101ALI20240424BHJP

   H01L 23/08 20060101ALI20240424BHJP

【ＦＩ】

H01L23/02 C

H01L23/06 B

H01L23/04 Z

H01L23/08 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021074848

(22)【出願日】2021-04-27

(65)【公開番号】P2022169057

(43)【公開日】2022-11-09

【審査請求日】2023-03-06

(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】戸谷 真悟

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０８８０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８３８９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／０２－２３／１０

Ｈ０１Ｌ ２１／５０－２１／５２

Ｈ０１Ｌ ３３／４８－３３／６４

Ｂ２３Ｋ １／００－ １／２０

Ｂ２３Ｋ ３１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体パッケージであって、
第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面と、を有し、前記第１面側及び前記第２面側に開口部が形成された枠形状の基体と、
半導体が配置される放熱体であって、前記基体よりも熱膨張係数が大きく、前記第１面側の開口部を塞ぎ、前記第１面側の開口部の全周に亘って接合される放熱体と、
前記第２面側の開口部を塞ぐように配置された蓋体と、
前記第２面側の開口部の全周を囲うように前記第２面上に配置され、前記第２面と前記蓋体とを接合する接合部材と、を備え、
前記基体は、内側に凹み部を有する第１基体部と、前記基体の内側に向かって突出する突出部を有する第２基体部と、を有し、
前記基体と、前記放熱体と、前記蓋体との積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した前記第１基体部の断面を含む断面を第１断面とし、前記第１断面と異なる位置において前記積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した前記第２基体部の断面を含む断面を第２断面としたときに、
前記第１断面における前記基体の断面二次極モーメントより、前記第２断面における前記基体の断面二次極モーメントのほうが大きく、
前記接合部材によって前記第２面と前記蓋体とが接合されている状態において、前記第１断面における前記接合部材の断面積は、前記第２断面における前記接合部材の断面積よりも大きい、
ことを特徴とする、半導体パッケージ。

【請求項2】

半導体パッケージであって、
第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面と、を有し、前記第１面側及び前記第２面側に開口部が形成された枠形状の基体と、
半導体が配置される放熱体であって、前記基体よりも熱膨張係数が大きく、前記第１面側の開口部を塞ぎ、前記第１面側の開口部の全周に亘って接合される放熱体と、
前記第２面側の開口部を塞ぐように配置された蓋体と、
前記第２面側の開口部の全周を囲うように前記第２面上に配置され、前記第２面と前記蓋体とを接合する接合部材と、を備え、
前記基体は、内側に凹み部を有する第１基体部と、前記基体の内側に向かって突出する突出部を有する第２基体部と、を有し、
前記基体と、前記放熱体と、前記蓋体との積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した前記第１基体部の断面を含む断面を第１断面とし、前記第１断面と異なる位置において前記積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した前記第２基体部の断面を含む断面を第２断面としたときに、
前記第１断面における前記基体の断面二次極モーメントより、前記第２断面における前記基体の断面二次極モーメントのほうが大きく、
前記接合部材によって前記第２面と前記蓋体とが接合されている状態において、前記第１断面における前記接合部材の最大厚みが、前記第２断面における前記接合部材の最大厚みよりも大きい、
ことを特徴とする、半導体パッケージ。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体パッケージであって、
前記接合部材は、前記基体のうち、前記断面二次極モーメントが最も小さい位置と接する部分の厚みが、前記基体の他の位置と接する部分の厚みよりも大きい、
ことを特徴とする、半導体パッケージ。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載の半導体パッケージであって、
前記第１基体部と前記第２基体部とは、一対の壁部を構成しており、
前記接合部材は、前記一対の壁部のうち、前記断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部において、前記一方の壁部の中央に向かって厚みが大きくなる、
ことを特徴とする、半導体パッケージ。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体パッケージであって、
前記接合部材は、金と錫を含む、
ことを特徴とする、半導体パッケージ。

【請求項6】

半導体パッケージの製造方法であって、
第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面と、を有し、枠形状の基体における前記第１面側の開口部と、前記基体より熱膨張係数が大きい放熱体とを接合する放熱体接合工程と、
前記放熱体接合工程の後に、接合部材を用いて、前記第２面側の開口部と蓋体とを接合する蓋体接合工程と、を備え、
内側に凹み部を有する第１基体部と、前記基体の内側に向かって突出する突出部を有する第２基体部と、を有する前記基体と、前記放熱体と、前記蓋体との積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した前記第１基体部の断面を含む断面を第１断面とし、前記第１断面と異なる位置において前記積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した前記第２基体部の断面を含む断面を第２断面としたときに、
前記第１断面における前記基体の断面二次極モーメントより、前記第２断面における前記基体の断面二次極モーメントのほうが大きく、
前記蓋体接合工程では、前記接合部材のうちの第２接合部を用いて前記第２基体部と前記蓋体とを接合し、前記第２接合部より最大厚みが大きい第１接合部を用いて前記第１基体部と前記蓋体とを接合する、
ことを特徴とする、半導体パッケージの製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の半導体パッケージの製造方法であって、
前記蓋体接合工程は、
前記接合部材を前記蓋体に接合する第１工程と、
前記蓋体に接合された前記接合部材と前記基体とを接合する第２工程と、を備え、
前記第１基体部と前記第２基体部とは、一対の壁部を構成しており、
前記第１工程では、前記接合部材は、前記基体の一対の壁部のうち、前記断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部に対向する部分が、前記一方の壁部に向かって突出するように、前記蓋体に接合される、
ことを特徴とする、半導体パッケージの製造方法。

【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、半導体パッケージの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、半導体の熱を外部に放出する放熱体を備える半導体パッケージが知られている（例えば、特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－６４５６号公報

【文献】特開平５－２１８２２５公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

セラミック製の枠形状の基体と、基体が有する一対の面のそれぞれに形成される開口部のうちの一方の開口部に接合される放熱体と、他方の開口部に接合される蓋体と、を備える半導体パッケージを製造するとき、基体に放熱体を接合したのち、放熱体とともに基体を加熱して蓋体と基体とを接合する。しかしながら、蓋体と基体とを接合するとき、熱膨張係数が基体より大きい放熱体は、基体に接合されていない側の面が変形するため、放熱体の変形によって基体が変形する。基体が変形すると基体と蓋体との間の隙間が大きくなる場合があり、蓋体と基体との接合が不十分になるおそれがある。

【0005】

本発明は、半導体パッケージにおいて、基体の変形による基体と蓋体との接合強度の低下を抑制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、第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面と、を有し、前記第１面側及び前記第２面側に開口部が形成された枠形状の基体と、半導体が配置される放熱体であって、前記基体よりも熱膨張係数が大きく、前記第１面側の開口部を塞ぎ、前記第１面側の開口部の全周に亘って接合される放熱体と、前記第２面側の開口部を塞ぐように配置された蓋体と、前記第２面側の開口部の全周を囲うように前記第２面上に配置され、前記第２面と前記蓋体とを接合する接合部材と、を備え、前記基体と、前記放熱体と、前記蓋体との積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した断面を第１断面とし、前記第１断面と異なる位置において前記積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した断面を第２断面としたときに、前記第１断面における前記基体の断面二次極モーメントより、前記第２断面における前記基体の断面二次極モーメントのほうが大きく、前記第１断面における前記接合部材の断面積は、前記第２断面における前記接合部材の断面積よりも大きい。

【0008】

この構成によれば、基体と放熱体と蓋体とを積層方向に切断した第１断面と、第１断面と異なる位置の第２断面とでは、第１断面における基体の断面二次極モーメントは、第２断面における基体の断面二次極モーメントより小さく、第１断面における接合部材の断面
積は、第２断面における接合部材の断面積よりも大きい。半導体パッケージを製造するとき、放熱体は、基体の第１面側の開口部に接合される面とは反対側の面が基体の熱膨張と放熱体の熱膨張との差によって外側に突出するように変形するため、放熱体に反りが生じやすい。上述の構成では、第１断面における基体の断面二次極モーメントが第２断面における基体の断面二次極モーメントより小さいため、第１断面の部分は、第２断面の部分に比べ、放熱体の反りを起因とする変形が発生しやすい。これにより、基体の第１断面の部分では、第２断面の部分に比べて蓋体との間に隙間が形成されやすい。上述の構成では、蓋体と基体とを接合する接合部材について、基体の第１断面の部分と蓋体とを接合する接合部材の断面積を基体の第２断面の部分と蓋体とを接合する接合部材の断面積に比べ大きい。これにより、基体の第１断面の部分が第２断面の部分に比べて大きく変形しても、基体の第１断面の部分と蓋体とを接合することができるため、基体の変形による基体と蓋体との接合強度の低下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、第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面と、を有し、前記第１面側及び前記第２面側に開口部が形成された枠形状の基体と、半導体が配置される放熱体であって、前記基体よりも熱膨張係数が大きく、前記第１面側の開口部を塞ぎ、前記第１面側の開口部の全周に亘って接合される放熱体と、前記第２面側の開口部を塞ぐように配置された蓋体と、前記第２面側の開口部の全周を囲うように前記第２面上に配置され、前記第２面と前記蓋体とを接合する接合部材と、を備え、前記基体と、前記放熱体と、前記蓋体との積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した断面を第１断面とし、前記第１断面と異なる位置において前記積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した断面を第２断面としたときに、前記第１断面における前記基体の断面二次極モーメントより、前記第２断面における前記基体の断面二次極モーメントのほうが大きく、前記第１断面における前記接合部材の最大厚みが、前記第２断面における前記接合部材の最大厚みよりも大きくてもよい。この構成によれば、基体と放熱体と蓋体とを積層方向に切断した第１断面と、第１断面と異なる位置の第２断面とでは、第１断面における基体の断面二次極モーメントは、第２断面における基体の断面二次極モーメントより小さく、第１断面における接合部材の最大厚みが、第２断面における接合部材の最大厚みよりも大きい。半導体パッケージを製造するとき、基体の第１断面の部分では、第２断面の部分に比べて蓋体との間に隙間が形成されやすい。上述の構成では、蓋体と基体とを接合する接合部材について、基体の第１断面の部分と蓋体とを接合する接合部材の最大厚みを基体の第２断面の部分と蓋体とを接合する接合部材の最大厚みに比べ大きい。これにより、基体の第１断面の部分が第２断面の部分に比べて大きく変形しても、基体の第１断面の部分と蓋体とを接合することができるため、基体の変形による基体と蓋体との接合強度の低下を抑制することができる。

【0010】

（３）上記形態の半導体パッケージにおいて、前記接合部材は、前記基体のうち、前記断面二次極モーメントが最も小さい位置と接する部分の厚みが、前記基体の他の位置と接する部分の厚みよりも大きくてもよい。この構成によれば、接合部材は、基体のうち、断面二次極モーメントが最も小さい位置と接する部分の厚みが、基体の他の位置と接する部分の厚みよりも大きい。これにより、基体で最も変形しやすい部分と蓋体とを接合する接合部材の厚みを基体の他の位置と蓋体とを接合する接合部材の部分の厚みより大きくすることで、基体と蓋体とを確実にすることができる。したがって、基体と蓋体との接合強度の低下を抑制することができる。

【0011】

（４）上記形態の半導体パッケージにおいて、前記基体は、前記第１断面を有する第１基体部と、前記第２断面を有する第２基体部と、を有しており、前記第１基体部と前記第２基体部とは、一対の壁部を構成しており、前記接合部材は、前記一対の壁部のうち、前記断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部において、前記一方の壁部の中央に
向かって厚みが大きくてもよい。この構成によれば、基体は、一対の壁部を構成する、第１断面を有する第１基体部と、第２断面を有する第２基体部と、を有している。接合部材は、この一対の壁部のうち、断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部において、一方の壁部の中央に向かって厚みが大きくなるように形成されている。一対の壁部において、断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部では、基体の変形によって壁部の中央の部分と蓋体との間に比較的大きな隙間が形成されやすいため、接合部材の厚みを一方の壁部の中央に向かって大きくすることで、一方の壁部の中央の部分と蓋体とを接合することができる。これにより、基体と蓋体との接合強度の低下を抑制することができる。

【0012】

（５）上記形態の半導体パッケージにおいて、前記接合部材は、金と錫を含んでもよい。この構成によれば、接合部材は、金と錫とを含んでいる。これにより、基体と蓋体との接合強度を向上することができる。

【0013】

（６）本発明の別の形態によれば、半導体パッケージの製造方法が提供される。この半導体パッケージの製造方法は、第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面と、を有し、枠形状の基体における前記第１面側の開口部と、前記基体より熱膨張係数が大きい放熱体とを接合する放熱体接合工程と、前記放熱体接合工程の後に、接合部材を用いて、前記第２面側の開口部と蓋体とを接合する蓋体接合工程と、を備え、前記基体と、前記放熱体と、前記蓋体との積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した断面を第１断面とし、前記第１断面と異なる位置において前記積層方向視で前記基体の前記第２面の内周と外周とを最短で結ぶ直線に沿うように、前記積層方向に切断した断面を第２断面としたときに、前記第１断面における前記基体の断面二次極モーメントより、前記第２断面における前記基体の断面二次極モーメントのほうが大きく、前記基体は、前記第１断面を有する第１基体部と、前記第２断面を有する第２基体部と、を有しており、前記蓋体接合工程では、前記接合部材のうちの第２接合部を用いて前記第２基体部と前記蓋体とを接合し、前記第２接合部より最大厚みが大きい第１接合部を用いて前記第１基体部と前記蓋体とを接合する。この構成によれば、放熱体接合工程において、基体より熱膨張係数が大きい放熱体を基体の第１面側の開口部に接合し、蓋体接合工程において、接合部材を用いて、基体の第２面側の開口部に蓋体を接合する。基体では、第１基体部が有する第１断面における断面二次極モーメントより、第２基体部が有する第２断面における基体の断面二次極モーメントのほうが大きいため、蓋体接合工程では、第２基体部と蓋体とを接合する第２接合部より最大厚みが大きい第１接合部を用いて第１基体部と蓋体とを接合する。これにより、放熱体の反りによって基体の第１断面の部分が第２断面の部分に比べて大きく変形しても、基体の第１断面の部分と蓋体とを接合できる。したがって、基体の変形による基体と蓋体との接合強度の低下を抑制することができる。

【0014】

（７）上記形態の半導体パッケージの製造方法において、前記蓋体接合工程は、前記接合部材を前記蓋体に接合する第１工程と、前記蓋体に接合された前記接合部材と前記基体とを接合する第２工程と、を備え、前記第１基体部と前記第２基体部とは、一対の壁部を構成しており、前記第１工程では、前記接合部材は、前記基体の一対の壁部のうち、前記断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部に対向する部分が、前記一方の壁部に向かって突出するように、前記蓋体に接合されてもよい。この構成によれば、蓋体接合工程において、蓋体に接合部材を接合したのち、蓋体に接合された接合部材を用いて、蓋体と基体とを接合する。この蓋体接合工程において、接合部材は、第１基体部と第２基体部とを有する一対の壁部のうちの断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部に対向する部分が、一方の壁部に向かって突出するように、蓋体に接合される。これにより、断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部において中央の部分が変形しても、一方の壁部と蓋体とを接合することができる。したがって、基体の変形による基体と蓋体との
接合強度の低下を抑制することができる。

【0015】

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、基体と蓋体とを接合する接合部材、この接合部材の製造方法、半導体パッケージの製造装置、半導体パッケージ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】

【0016】

【図1】第１実施形態の半導体パッケージの上面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】ｘ軸に関する断面二次モーメントの算出方法を説明する図である。

【図5】ｙ軸に関する断面二次モーメントの算出方法を説明する図である。

【図6】図１の矢視方向Ｃから見た半導体パッケージの外観図である。

【図7】アルミナと銅の熱膨張に関する比較を説明する図である。

【図8】第２実施形態の半導体パッケージにおける第１の断面図である。

【図9】第２実施形態の半導体パッケージにおける第２の断面図である。

【図10】図９の矢視方向Ｄから見た半導体パッケージの外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜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の上面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。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、蓋体３０と、接合部材４０と、を備える。半導体パッケージ１の内部には、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る半導体５が収容される。半導体５は、例えば、発光波長が４４０～４６０ｎｍのレーザダイオードであり、外部の制御装置によって発光が制御される。なお、半導体パッケージ１に収容される半導体５は、レーザ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。また、半導体パッケージ１には、複数の半導体５が収容されていてもよい。半導体パッケージ１は、半導体５と外部の制御装置とに電気的に接続しつつ、放熱体２０を介して半導体５で発生する熱を外部に放出する。なお、図１から図３のそれぞれにおいて、基体１０と、放熱体２０と、蓋体３０との積層方向をｙ軸方向とし、図１に示すＡ－Ａ線に沿う方向をｘ軸方向とし、ｘ軸とｙ軸とに直交する方向をｚ軸方向とする。

【0018】

基体１０は、枠形状を有する部材である。本実施形態では、基体１０は、アルミナから形成されており、ｙ軸方向のマイナス側の第１面１１と、第１面１１の反対側の面である第２面１２と、を有する。基体１０では、第１面１１側および第２面１２のそれぞれに、開口部１１ａ、１２ａが形成されている。本実施形態では、半導体パッケージ１の接合部材４０を通るｘｚ平面に沿った断面図である図１に示すように、基体１０は、４つの基体部１３、１４、１５、１６を備える。基体部１３と基体部１５、基体部１３と基体部１６、基体部１４と基体部１５、および、基体部１４と基体部１６のそれぞれは、ｘｚ平面内において、互いに略直交するように配置されている。これにより、基体部１３と基体部１５、基体部１３と基体部１６、基体部１４と基体部１５、および、基体部１４と基体部１６のそれぞれは、半導体パッケージ１における一対の壁部を構成する。なお、基体１０は、ＡｌＮ、ＳｉＣから形成されていてもよい。

【0019】

基体部１３は、壁体部１３ａと、突出部１３ｂと、を有する。壁体部１３ａは、基体１０におけるｘ軸方向のマイナス側に配置されており、半導体パッケージ１の積層方向（ｙ
軸方向）に垂直な断面形状が矩形形状となるように形成されている。壁体部１３ａは、ｙ軸方向のプラス側に第２面１２を有しており、ｙ軸方向のプラス側における内側の角部が開口部１２ａの一部となる。突出部１３ｂは、壁体部１３ａから基体１０の内側に向かって突出している。突出部１３ｂは、ｙ軸方向のマイナス側に第１面１１を有しており、ｙ軸方向のマイナス側における内側の角部が開口部１１ａの一部となる。

【0020】

基体部１４は、壁体部１４ａと、突出部１４ｂと、を有する。壁体部１４ａは、基体１０におけるｘ軸方向のプラス側に配置されており、半導体パッケージ１の積層方向に垂直な断面形状が矩形形状となるように形成されている。壁体部１４ａは、ｙ軸方向のプラス側に第２面１２を有しており、ｙ軸方向のプラス側における内側の角部が開口部１２ａの一部となる。突出部１４ｂは、壁体部１４ａから基体１０の内側に向かって突出している。突出部１４ｂは、ｙ軸方向のマイナス側に第１面１１を有しており、ｙ軸方向のマイナス側の内側における角部が開口部１１ａの一部となる。

【0021】

基体部１５は、基体１０におけるｚ軸方向のマイナス側に配置されている。基体部１５は、半導体パッケージ１の積層方向に垂直の断面形状が略矩形形状となるように形成されている。基体部１５は、ｙ軸方向のプラス側に第２面１２を有しており、ｙ軸方向のプラス側における内側の角部が開口部１２ａの一部となる。基体部１５には、ｙ軸方向のマイナス側であって基体１０の内側に、凹み部１５ａが形成されている。凹み部１５ａは、ｙ軸方向のマイナス側に第１面１１を有しており、ｙ軸方向のマイナス側における内側の角部が開口部１１ａの一部となる。

【0022】

基体部１６は、基体１０におけるｚ軸方向のプラス側に配置されている。基体部１６は、半導体パッケージ１の積層方向に垂直の断面形状が略矩形形状となるように形成されている。基体部１６は、ｙ軸方向のプラス側に第２面１２を有しており、ｙ軸方向のプラス側における内側の角部が開口部１２ａの一部となる。基体部１６には、ｙ軸方向のマイナス側であって基体１０の内側に、凹み部１６ａが形成されている。凹み部１６ａは、ｙ軸方向のマイナス側に第１面１１を有しており、ｙ軸方向のマイナス側における内側の角部が開口部１１ａの一部となる。

【0023】

放熱体２０は、基体１０よりも熱膨張係数が大きい材料、例えば、銅（Ｃｕ）から形成されている矩形形状の平板であって、一対の主面２１、２２を有している。一対の主面２１、２２のうち、ｙ軸方向のプラス側の一方の主面２２には、半導体５が配置される。一方の主面２２は、図示しないろう材を介して、基体１０の第１面１１に接合される（図２および図３参照）。これにより、放熱体２０は、第１面１１側の開口部１１ａを塞ぎ、第１面１１側の開口部１１ａの全周に亘って基体１０に接合される。本実施形態では、他方の主面２１には、何も接合されない。放熱体２０は、半導体５で発生する熱を外部に放出する。なお、放熱体２０を形成する金属は、銅に限定されず、アルミニウム（Ａｌ）などであってもよく、基体１０に比べ熱伝導性が優れている材料が望ましい。また、形状は平板状に限らず、一方の主面２２の半導体５が配置される領域に段差や傾斜が設けられていてもよい。

【0024】

蓋体３０は、例えば、透光性を有するガラスから形成されている。蓋体３０は、基体１０の第２面１２に接合部材４０を介して接合される。これにより、蓋体３０は、基体１０の第２面１２側の開口部１２ａを塞ぐように配置され、基体１０および放熱体２０とともに、半導体５が収容される空間の気密を維持する。なお、本実施形態では、蓋体３０を形成する材料は、透光性を有していればよく、ガラスに限定されず、サファイアであってもよい。また、形状は平板でなくてもよく、レンズ形状や表面に微小な凹凸が設けられていてもよい。

【0025】

接合部材４０は、図１に示すように、基体１０の第２面１２側の開口部１２ａの全周を囲うように、第２面１２上に配置される。接合部材４０は、基体１０の第２面１２と蓋体３０とを接合する。本実施形態では、接合部材４０は、３種類の金属膜を有する。３種類の金属膜のうち、基体１０側の第１金属膜４０ａは、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）とから形成されている。蓋体３０側の第２金属膜４０ｂは、クロム（Ｃｒ）とニッケルと金とから形成されている。第１金属膜４０ａと第２金属膜４０ｂとの間に配置される接合膜４０ｃは、金錫はんだ（例えば、Ａｕ８０ｗｔ％Ｓｎ）である。

【0026】

本実施形態では、接合部材４０は、４つの接合部４３、４４、４５、４６から形成されている。接合部４３は、基体部１３と蓋体３０との間に配置されており、第１金属膜４０ａの一部の第１金属膜４３ａと、第２金属膜４０ｂの一部の第２金属膜４３ｂと、接合膜４０ｃの一部の接合膜４３ｃと、を有する（図２参照）。接合部４４は、基体部１４と蓋体３０との間に配置されており、第１金属膜４０ａの一部の第１金属膜４４ａと、第２金属膜４０ｂの一部の第２金属膜４４ｂと、接合膜４０ｃの一部の接合膜４４ｃと、を有する（図２参照）。接合部４５は、基体部１５と蓋体３０との間に配置されており、第１金属膜４０ａの一部の第１金属膜４５ａと、第２金属膜４０ｂの一部の第２金属膜４５ｂと、接合膜４０ｃの一部の接合膜４５ｃと、を有する（図３参照）。接合部４６は、基体部１６と蓋体３０との間に配置されており、第１金属膜４０ａの一部の第１金属膜４６ａと、第２金属膜４０ｂの一部の第２金属膜４６ｂと、接合膜４０ｃの一部の接合膜４６ｃと、を有する（図３参照）。接合部４３と接合部４４は、特許請求の範囲の「第２接合部」に相当する。接合部４５と接合部４６は、特許請求の範囲の「第１接合部」に相当する。

【0027】

次に、本実施形態の半導体パッケージ１の特徴を説明する。半導体パッケージ１において、図１に示すような、基体１０と、放熱体２０と、蓋体３０との積層方向視で、基体１０の第２面１２の内周１２ｂと外周１２ｃとを最短で結ぶ直線に沿うように、積層方向に切断した断面を第１断面および第２断面とする（図１参照）。第１断面と第２断面とは異なる位置において切断した断面であり、例えば、図１に示す直線Ｌ１に沿うように積層方向に切断した断面を第１断面とし、直線Ｌ２に沿うように積層方向に切断した断面を第２断面とする。半導体パッケージ１において、このように、第１断面と第２断面とを定義するとき、第１断面における基体１０の断面二次極モーメントより、第２断面における基体１０の断面二次極モーメントのほうが大きく、第１断面における接合部材４０の断面積は、第２断面における接合部材４０の断面積よりも大きい。本実施形態では、基体１０が有する基体部１３、１４、１５、１６において、基体部１３、１４の断面（図２に示す断面）が第２断面となり、基体部１５、１６の断面（図３に示す断面）が第１断面となる。すなわち、半導体パッケージ１では、基体部１５、１６における断面二次極モーメントより、基体部１３、１４における断面二次極モーメントの方が大きく、基体部１５、１６における接合部材４０の断面積Ｓ４５、Ｓ４６は、基体部１３、１４における接合部材４０の断面積Ｓ４３、Ｓ４４よりも大きい。本実施形態では、接合部材４０に含まれる接合膜４３ｃの断面積と接合膜４４ｃの断面積とのそれぞれが、接合膜４５ｃの断面積と接合膜４６ｃの断面積とのそれぞれより大きい。

【0028】

ここで、本実施形態における基体１０の断面二次極モーメントの求め方について説明する。基体１０の断面二次極モーメントＩｐは、以下の式（１）で表すことができる。
Iｐ＝Ｉｘ＋Ｉｙ ・・・（１）
ここで、Ｉｘは、基体１０におけるｘ軸に関する断面二次モーメントであり、Ｉｙは、基体１０におけるｙ軸に関する断面二次モーメントである。したがって、基体１０の断面二次極モーメントは、式（１）の右辺に含まれる断面二次モーメントＩｘ、Ｉｙのそれぞれを計算することで求めることができる。

【0029】

図４は、ｘ軸に関する断面二次モーメントＩｘの算出方法を説明する図である。図４に
は、図１に示す直線Ｌ２に沿うように、基体１０の基体部１３を積層方向に切断した断面が示されている。本実施形態において、図４に示す基体部１３の断面形状の図心Ｃｇ１３をｘｙ座標軸の原点として、ｘ軸とｙ軸とを規定する。ｘ軸に関する断面二次モーメントＩｘを求める場合、最初に、ｘ軸方向に平行な複数の仮想線Ｌｘａ～Ｌｘｋを設定する。複数の仮想線Ｌｘａ～Ｌｘｋは、ｘ軸方向に対して平行に設けられており、複数の仮想線Ｌｘａ～Ｌｘｋとｘ軸は、等間隔に配置されている。複数の仮想線Ｌｘａ～Ｌｘｋとｘ軸は、隣接する仮想線どうし、または、仮想線Ｌｘｅまたは仮想線Ｌｘｆとｘ軸とによって、基体部１３の断面が全て含まれるように設定される。次に、２つの仮想線または１つの仮想線とｘ軸との間に挟まれる複数の領域（部分領域）のそれぞれにおいて、基体部１３の断面と重なる部分の面積（部分面積）を算出する。具体的には、図４に示すように、仮想線Ｌｘｄと仮想線Ｌｘｅとの間に挟まれる部分領域Ａｘｄｅのうち、基体部１３の断面と重なる部分（ドットでのハッチングで示す部分）の面積を部分面積Ｓｘ_13deとして算出する。本実施形態では、２つの仮想線または１つの仮想線とｘ軸との間に挟まれる部分領域と基体部１３の断面とが重なる部分の面積は、隣接する２つの仮想線の間、または、ｘ軸とｘ軸に隣接する１つの仮想線との間のそれぞれについて算出する。すなわち、図４に示す基体部１３では、１１個の部分面積が算出される。

【0030】

次に、２つの仮想線または１つの仮想線とｘ軸との間に挟まれる部分領域のｙ座標の二乗と、該部分領域に含まれる部分面積との積を、部分領域ごとに算出する。具体的には、上述した部分領域Ａｘｄｅについては、部分領域Ａｘｄｅのｙ座標ｙ_13deの二乗と、算出した部分面積Ｓｘ_13deとの積を算出する。このとき、部分領域Ａｘｄｅのｙ座標ｙ_13deは、仮想線Ｌｘｅのｙ座標と仮想線Ｌｘｄのｙ座標との中間の座標とする。それぞれの部分領域について算出した部分領域のｙ座標の二乗と、該部分領域における部分面積との積を合計した値が、基体部１３のｘ軸に関する断面二次モーメントＩｘとなる。

【0031】

図５は、ｙ軸に関する断面二次モーメントＩｙの算出方法を説明する図である。図５に示す基体部１３の断面は、図４に示す断面と同じ断面である。ｙ軸に関する断面二次モーメントＩｙの算出方法では、図５に示す基体部１３の断面形状の図心Ｃｇ１３をｘｙ座標軸の原点とするｙ軸を規定し、ｙ軸方向に平行な複数の仮想線Ｌｙａ～Ｌｙｇを設定する。複数の仮想線Ｌｙａ～Ｌｙｇは、ｙ軸方向に対して平行に設けられており、複数の仮想線Ｌｙａ～Ｌｙｇとｙ軸は、等間隔に配置されている。複数の仮想線Ｌｙａ～Ｌｙｇとｙ軸は、隣接する仮想線どうし、または、仮想線Ｌｙｃまたは仮想線Ｌｙｄとｙ軸とによって、基体部１３の断面が全て含まれるように設定される。

【0032】

次に、２つの仮想線または１つの仮想線とｙ軸との間に挟まれる部分領域のそれぞれにおいて、基体部１３の断面と重なる部分の部分面積を算出する（例えば、仮想線Ｌｙｂと仮想線Ｌｙｃとの間に挟まれる部分領域Ａｙｂｃのうち、ドットでのハッチングで示す部分の面積Ｓｙ_13bc）。図５に示す基体部１３では、７個の部分面積が算出される。

【0033】

次に、２つの仮想線または１つの仮想線とｙ軸との間に挟まれる部分領域のｘ座標の二乗と、該部分領域における部分面積との積を、それぞれの部分領域において算出する。例えば、部分領域Ａｙｂｃのｘ座標ｘ_13bcの二乗と、算出した部分面積Ｓｙ_13bcとの積を算出する。このとき、部分領域Ａｙｂｃのｘ座標ｘ_13bcは、仮想線Ｌｙｂのｘ座標と仮想線Ｌｙｃのｘ座標との中間の座標とする。それぞれの部分領域について算出した部分領域のｘ座標の二乗と、該部分領域における部分面積との積を合計した値が、基体部１３のｙ軸に関する断面二次モーメントＩｙとなる。

【0034】

最後に、それぞれ算出された基体部１３のｘ軸に関する断面二次モーメントＩｘと、基体部１３のｙ軸に関する断面二次モーメントＩｙとを式（１）にしたがって合計し、基体部１３の断面二次極モーメントＩｐを算出する。ここでは、基体部１３の断面二次極モー
メントＩｐを算出する方法を説明したが、他の基体部１４、１５、１６についても同様である。

【0035】

本実施形態の半導体パッケージ１では、基体部１５、１６の断面二次極モーメントの大きさは、基体部１３、１４の断面二次極モーメントの大きさより小さく、基体１０においても最も小さい。これにより、接合部材４０は、基体１０のうち、断面二次極モーメントが最も小さい基体部１５、１６と接する接合部４５、４６の断面積Ｓ４５、Ｓ４６が、基体１０の基体部１５、１６とは他の位置の基体部１３、１４と接する接合部４３、４４の断面積Ｓ４３、Ｓ４４よりも大きい（図２および図３参照）。

【0036】

図６は、図１の矢視方向Ｃから見た半導体パッケージ１の外観図である。本実施形態の半導体パッケージ１では、接合部材４０は、基体部１３と基体部１５、基体部１３と基体部１６、基体部１４と基体部１５、または、基体部１４と基体部１６のそれぞれにおける一対の壁部のうち、断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部において、一方の壁部の中央に向かって厚みが大きくなる。具体的には、図６に示すように、基体部１６に接する接合部材４０において、接合膜４６ｃは、基体部１６の中央Ｃ１６に向かって断面積が大きくなっている。図６では、基体部１６について説明したが、基体部１５も同様である。

【0037】

次に、半導体パッケージ１の製造方法について説明する。本実施形態では、最初に、基体１０は、金型を用いて成型したセラミックからなるグリーンシートを焼成することで作製される。次に、作製した基体１０の第１面１１側の開口部１１ａに、銀ろうを用いて放熱体２０を接合する（放熱体接合工程）。次に、基体１０の第２面１２に、ニッケル５μｍ／金２μｍの湿式メッキを施したのち、基体１０に接合された放熱体２０の一方の主面２２に、半導体５や図示しないレンズなどを接合する。

【0038】

次に、基体１０の第２面１２に、８０ｗｔ％の金を含む金錫のプリフォームを載せる。このとき、基体部１３と基体部１４における第２面１２上のプリフォームの厚みを２０μｍとし、基体部１５と基体部１６における第２面１２上のプリフォームの厚みを４０μｍとする。なお、プリフォームの他に、ペーストの印刷や、湿式めっき、はんだボールなどによって、金と錫からなる金属層を形成してもよい。

【0039】

次に、蓋体３０において、蓋体３０を基体１０上に載せるときにプリフォームと接触する部分に、クロム５０ｎｍ／ニッケル２００ｎｍ／金３００ｎｍの金属膜を蒸着によって形成する。最後に、基体１０のプリフォーム上に、先ほど形成したクロム／ニッケル／金からなる金属膜が接触するように、蓋体３０を載せて、窒素（Ｎ₂）雰囲気において、３００℃に加熱し、基体１０の第２面１２側の開口部１２ａと蓋体３０とを接合する（蓋体接合工程）。これにより、厚みが２０μｍのプリフォームを含む部分が、接合部材４０において相対的に断面積が小さい接合部４３、４４となり、厚みが４０μｍのプリフォームを含む部分が、接合部材４０において相対的に断面積が大きい接合部４５、４６となる。

【0040】

本実施形態では、上述した方法によって、半導体パッケージ１を製造する。なお、上述の半導体パッケージ１の製造方法では、金錫のプリフォームを基体１０に載せてから、基体１０と蓋体３０とを接合するとしたが、蓋体３０に金錫のプリフォームを載せた（第１工程）のち、基体１０と蓋体３０とを接合（第２工程）してもよい。蓋体３０に金錫のプリフォームを載せてから基体１０と蓋体３０とを接合する場合、蓋体３０に載せられたプリフォームは、断面二次極モーメントが基体部１３、１４に比べて小さい基体部１５、１６に対向する部分が、基体部１５、１６のそれぞれに向かって突出するように、蓋体３０に接合される。これにより、図６に示すように変形する基体部１５、１６と、蓋体３０とを接合することができる。

【0041】

図７は、アルミナと銅の熱膨張に関する比較を説明する図である。図７には、基体１０を形成するアルミナ（ＢＡ９１６）と、放熱体２０を形成する銅とのそれぞれにおける熱膨張係数を示している。図７に示すように、銅の熱膨張係数（１．６８×１０^-5）は、アルミナの熱膨張係数（７．６０×１０^-6）の約４．５倍になっている。これにより、アルミナと銅のそれぞれの外形を７ｍｍとして、加熱によって温度を３００℃上昇させた場合、アルミナは、熱膨張によって１６．０μｍ大きくなるのに対し、銅は、熱膨張によって３５．３μｍ大きくなる。このため、本実施形態の半導体パッケージ１のように、アルミナで形成されている基体１０に、一方の主面２２が接合されている放熱体２０が銅から形成されている場合、接合部材４０によって、放熱体２０が接合されている基体１０と、蓋体３０とを接合するために、これらを加熱すると、放熱体２０の他方の主面２１が突出するように変形する。この放熱体２０の変形によって基体１０には、放熱体２０の変形方向に応じた力が作用する。この放熱体２０の変形方向に応じた力は、基体１０全体に作用し、基体１０が有する基体部１３、１４、１５、１６のうち、断面二次極モーメントが相対的に小さい基体部１５、１６での変形が大きくなる。そこで、本実施形態では、接合部材４０に含まれる接合膜４３ｃの断面積と接合膜４４ｃの断面積とのそれぞれを、接合膜４５ｃの断面積と接合膜４６ｃの断面積とのそれぞれより大きくすることで、基体１０と蓋体３０との間に隙間が形成されないようにして、基体１０と蓋体３０とを接合する。

【0042】

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、基体１０と放熱体２０と蓋体３０とを積層方向に切断した基体部１５、１６の断面と、基体部１３、１４の断面とでは、基体部１５、１６の断面における基体１０の断面二次極モーメントは、基体部１３、１４の断面における基体１０の断面二次極モーメントより小さく、基体部１５、１６の断面における接合部材４０の断面積Ｓ４５、Ｓ４６は、基体部１３、１４の断面における接合部材４０の断面積Ｓ４３、Ｓ４４よりも大きい。半導体パッケージ１を製造するとき、放熱体２０は、基体１０の第１面１１側の一方の主面２２とは反対側の他方の主面２１が基体１０の熱膨張と放熱体２０の熱膨張との差によって突出するように変形するため、放熱体２０に反りが生じやすい。半導体パッケージ１では、基体部１５、１６の断面における基体１０の断面二次極モーメントが基体部１３、１４の断面における基体の断面二次極モーメントより小さいため、基体部１５、１６は、基体部１３、１４に比べ、放熱体２０の反りによって変形しやすい。このため、基体部１５、１６では、基体部１３、１４に比べて、蓋体３０との間に隙間が形成されやすい。本実施形態の半導体パッケージ１では、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合する接合部材４０の断面積Ｓ４５、Ｓ４６を、基体部１３、１４と蓋体３０とを接合する接合部材４０の断面積Ｓ４３、Ｓ４４に比べ大きい。これにより、基体部１５、１６が基体部１３、１４に比べて大きく変形しても、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合することができるため、放熱体２０の反りを起因とする基体１０の変形による基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0043】

また、本実施形態の半導体パッケージ１によれば、接合部材４０は、断面二次極モーメントが最も小さい基体部１５、１６と接する接合部４５、４６の厚みが、基体部１３、１４と接する接合部４３、４４の厚みよりも大きい。これにより、半導体パッケージ１の製造時に変形しやすい基体部１５、１６と蓋体３０とを確実に接合できるため、基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0044】

また、本実施形態の半導体パッケージ１によれば、接合部材４０では、断面二次極モーメントが相対的に小さい基体部１５、１６のそれぞれに接する接合部４５、４６のそれぞれが、基体部１５、１６の中央に向かって厚みが大きくなるように形成されている。基体部１５、１６では、放熱体２０の反りを起因とする変形によって、中央の部分と蓋体３０との間に比較的大きな隙間が形成されやすいため、基体部１５、１６の中央に向かって厚みが大きくなる接合部材４０を用いて、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合する。これ
により、基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0045】

また、本実施形態の半導体パッケージ１によれば、接合部４５、４６は、基体部１５、１６の中央に向かって厚みが大きくなるように形成されている。これにより、基体部１５、１６と蓋体３０との間に形成される隙間を埋めることができるとともに、基体部１５、１６の変形を考慮して、接合部材４０を過剰に厚くすることを抑制することができる。したがって、過剰な厚みによる接合部材４０のはみ出しを防止することができる。

【0046】

また、本実施形態の半導体パッケージ１によれば、接合部材４０は、金と錫を含んでいる。これにより、基体１０と蓋体３０との接合強度を向上することができる。

【0047】

また、本実施形態の半導体パッケージの製造方法によれば、基体１０より熱膨張係数が大きい放熱体２０を基体１０の第１面１１側の開口部１１ａに接合したのち、接合部材４０を用いて、基体１０の第２面１２側の開口部１２ａに蓋体３０を接合する。基体１０と蓋体３０とを接合するとき、接合部材４０のうちの接合部４３、４４を用いて基体部１３、１４と蓋体３０とを接合し、接合部４３、４４より最大厚みが大きい接合部４５、４６を用いて基体部１５、１６と蓋体３０とを接合する。これにより、断面二次極モーメントが相対的に小さい基体部１５、１６が放熱体２０の反りによって変形しても、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合できる。したがって、基体１０の変形による基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0048】

また、本実施形態の半導体パッケージの製造方法によれば、基体１０と蓋体３０とを接合するとき、蓋体３０に接合部材４０を接合したのち、蓋体３０に接合された接合部材４０を用いて、蓋体３０と基体１０とを接合する。このとき、接合部材４０は、断面二次極モーメントが相対的に小さい基体部１５、１６に対向する接合部４５、４６が、基体部１５、１６に向かって突出するように、蓋体３０に接合される。これにより、断面二次極モーメントが相対的に小さい基体部１５、１６において、放熱体２０の反りによって中央の部分が変形しても、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合することができる。したがって、基体１０の変形による基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0049】

＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態の半導体パッケージ２の第１の断面図である。図９は、第２実施形態の半導体パッケージ２の第２の断面図である。第２実施形態の半導体パッケージ２は、第１実施形態の半導体パッケージ１と比べて、接合部材の形状が異なる。

【0050】

本実施形態の半導体パッケージ２は、基体１０と、放熱体２０と、蓋体３０と、接合部材５０と、を備える。半導体パッケージ２には、半導体パッケージ２の外部の制御装置と電気的に接続される半導体５が配置される。

【0051】

接合部材５０は、基体１０と蓋体３０との間に配置されており、基体１０の第２面１２側の開口部１２ａの全周を囲う。接合部材５０は、基体１０の第２面１２と蓋体３０とを接合する。接合部材５０は、基体１０側の第１金属膜４０ａと、蓋体３０側の第２金属膜４０ｂと、第１金属膜４０ａと第２金属膜４０ｂとの間に配置される接合膜５０ｃと、を有する。接合膜５０ｃは、はんだ（例えば、Ａｕ８０ｗｔ％Ｓｎ）から形成されている。

【0052】

本実施形態では、半導体パッケージ２において、第１実施形態と同様に、基体１０と、放熱体２０と、蓋体３０との積層方向に切断した断面のうちの第１断面と第２断面とを定義するとき、第１断面における基体１０の断面二次極モーメントより、第２断面における基体１０の断面二次極モーメントのほうが大きく、第１断面における接合部材４０の最大
厚みが、第２断面における接合部材４０の最大厚みよりも大きい。具体的には、図８に示すように、基体部１３と蓋体３０との間に配置される接合部５３の最大厚みを最大厚みＤ５３とし、基体部１４と蓋体３０との間に配置される接合部５４の最大厚みを最大厚みＤ５４とする。図９に示すように、基体部１５と蓋体３０との間に配置される接合部５５の最大厚みを最大厚みＤ５５とし、基体部１６と蓋体３０との間に配置される接合部５６の最大厚みを最大厚みＤ５６とする。この場合、接合部５５の最大厚みＤ５５は、接合部５３の最大厚みＤ５３、および、接合部５４の最大厚みＤ５４より大きい。また、接合部５６の最大厚みＤ５６は、接合部５３の最大厚みＤ５３、および、接合部５４の最大厚みＤ５４より大きい。

【0053】

図１０は、図９の矢視方向Ｄから見た半導体パッケージ２の外観図である。本実施形態の半導体パッケージ２では、接合部材５０は、基体部１３と基体部１５、基体部１３と基体部１６、基体部１４と基体部１５、または、基体部１４と基体部１６のそれぞれにおける一対の壁部のうち、断面二次極モーメントが相対的に小さい一方の壁部において、一方の壁部の中央に向かって厚みが大きくなる。具体的には、図１０に示すように、基体部１６に接する接合部材５０において、接合膜５６ｃは、基体部１６の中央Ｃ１６に向かって厚みが大きくなっている。図１０では、基体部１６について説明したが、基体部１５も同様である。

【0054】

以上説明した、本実施形態の半導体パッケージ２によれば、基体１０と放熱体２０と蓋体３０とを積層方向に切断した第１断面と、第１断面と異なる位置の第２断面とでは、第１断面における基体１０の断面二次極モーメントは、第２断面における基体１０の断面二次極モーメントより小さく、第１断面における接合部材５０の最大厚みが、第２断面における接合部材５０の最大厚みよりも大きい。半導体パッケージ２を製造するとき、基体１０の基体部１５、１６では、基体部１３、１４に比べて蓋体３０との間に隙間が形成されやすい。本実施形態の半導体パッケージ２では、蓋体３０と基体１０とを接合する接合部材５０について、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合する接合部材５０の最大厚みＤ５５、Ｄ５６を基体部１３、１４と蓋体３０とを接合する接合部材５０の最大厚みＤ５３、Ｄ５４に比べ大きい。これにより、基体部１５、１６が基体部１３、１４に比べて大きく変形しても、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合することができるため、基体１０の変形による基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0055】

また、本実施形態の半導体パッケージ２によれば、接合部材５０では、断面二次極モーメントが相対的に小さい基体部１５、１６のそれぞれに接する接合部５５、５６のそれぞれが、基体部１５、１６の中央に向かって厚みが大きくなるように形成されている。基体部１５、１６では、放熱体２０の反りを起因とする変形によって、中央の部分と蓋体３０との間に比較的大きな隙間が形成されやすいため、基体部１５、１６の中央に向かって厚みが大きくなる接合部材５０を用いて、基体部１５、１６と蓋体３０とを接合する。これにより、基体１０と蓋体３０との接合強度の低下を抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態の半導体パッケージ２によれば、接合部５５、５６は、基体部１５、１６の中央に向かって厚みが大きくなるように形成されている。これにより、基体部１５、１６と蓋体３０との間に形成される隙間を埋めることができるとともに、基体部１５、１６の変形を考慮して、接合部材５０を過剰に厚くすることを抑制することができる。したがって、過剰な厚みによる接合部材５０のはみ出しを防止することができる。

【0057】

＜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。

【0058】

［変形例１］
上述の実施形態では、断面二次極モーメントＩｐは、基体１０におけるｘ軸に関する断面二次モーメントＩｘと、基体１０におけるｙ軸に関する断面二次モーメントＩｙとのそれぞれを、図４および図５で示す方法によって求めることで算出するとした。しかしながら、断面二次極モーメントＩｐの算出方法は、これに限定されない。例えば、基体１０の断面を網目状に分割し、分割されたそれぞれの領域ごとに、断面二次モーメントＩｘ、Ｉｙを算出してから合計してもよい。

【0059】

［変形例２］
上述の実施形態では、接合部材は、基体１０のうち、断面二次極モーメントが最も小さい位置と接する部分の厚みが、基体１０の他の位置と接する部分の厚みよりも大きいとした。しかしながら、接合部材が接する基体の部分と、接合部材の厚みとの関係は、これに限定されない。

【0060】

［変形例３］
上述の実施形態では、接合部材は、３種類の金属層を有するとした。しかしながら、接合部材の構成は、これに限定されない。また、接合部材は、接合膜となるプリフォームの厚みを変更することで、その厚みを変更するとした。しかしながら、接合部材の厚みを変更する方法は、これに限定されない。基体１０側の第１金属膜４０ａや、蓋体３０側の第２金属膜４０ｂの厚みを変更することで、接合部材の厚みを変更してもよい。

【0061】

［変形例４］
上述の実施形態では、断面二次極モーメントが相対的に小さい壁部に接する接合部材は、該壁部の中央に向かって厚みが大きくなるとした。しかしながら、接合部材の厚みの変化は、これに限定されない。

【0062】

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】

【0063】

１，２…半導体パッケージ
５…半導体
１０…基体
１１…第１面
１１ａ…開口部
１２…第２面
１２ａ…開口部
１２ｂ…内周
１２ｃ…外周
１３、１４、１５、１６…基体部
２０…放熱体
３０…蓋体
４０，５０…接合部材
Ｉｐ…断面二次極モーメント
Ｌ１，Ｌ２…直線
Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４６…断面積

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】