JP2014195024A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置1は、金属製の放熱板6と、放熱板の上に設けられ、かつ配線パターン8が形成された基板9と、配線パターンの上に搭載された半導体素子2と、半導体素子に電気的に接続された複数の導電性部材とを備えている。複数の導電性部材には、半導体装置の外部に延出する外部接続電極2〜4が含まれ、その外部接続電極のいずれか、または複数に、電気絶縁材102を介して放熱板に接する伝熱部101が設けられている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の一例を示す断面図である。
図1に示すように、半導体装置1は、外部接続電極2〜4と、装置1を外装する樹脂ケース5と、装置1の一面(下面)を構成するベース板6と、そのベース板6上に第1の接合材7を用いて接合され、両面に配線パターン8a,8bが形成された基板9と、配線パターン8a上に第2の接合材11を用いて接合された電子素子12と、などを備える。電子素子12と配線パターン8aとは、配線用ワイヤ10によって電気的に接続される。実際には、図示したよりも多くの配線用ワイヤ10が設けられる。ケース5内を空気で満たす代わりに、電気絶縁性を高めるために、樹脂ケース5内に例えばシリコンゲルが充填されてもよく、或いは、ケース5内がモールド樹脂などで封止されてもよい。また、装置1内には、複数の基板9、電子素子12などが存在する。
半導体装置1に通電すると、電子素子12が発熱するほか、外部接続電極2〜4にも電流が流れ、ジュール熱を発生する。比較例の構造によれば、外部接続電極2〜4で発生したジュール熱は、各外部接続電極からパターン8、基板9、第1の接合材7およびベース板6を経る伝熱経路(第1の伝熱経路)と、各外部接続電極2〜4からその端子部3a,4aを経る伝熱経路(第2の伝熱経路)とで半導体装置1の外部へ放熱される。このとき、発生するジュール熱が大きい場合には、外部接続電極2〜4の放熱が充分とならず、したがって装置1が高温になることが懸念される。
図1では、伝熱部101が外部接続電極2〜4と一体成型された場合について説明したが、それぞれ図1、図2(a),(b)に対応する図3A〜3Cに示すように、伝熱部101を外部接続電極2〜4と別部材として(例えば冷却プレートとして)設けることもできる。このとき、同図に示すように、伝熱部101と外部接続電極2〜4との間に第2の電気絶縁材103を設けて伝熱部101の電気絶縁性を高めることができる。以下の説明において、伝熱部101を別部材として設ける場合には、第2の絶縁材103を設けて図示している。ただし、第1の絶縁材102により伝熱部101の電気絶縁性は確保されるため、必ずしも設ける必要はない。また、伝熱部101を外部接続電極2〜4と異なる材料で作成してもよく、第2の絶縁材103を第1の絶縁材102と異なる材料で作成してもよい。
図4(a)では、伝熱部101の下端(ベース板6側)に存在する第1の絶縁材102を伝熱部101の側方にまで延設している。図4(b)では、伝熱部101を外部接続電極2と別部材として設けるとともに、第2の絶縁材103が設けられる部分にまで第1の絶縁材102を延設している。即ち、この第2変形例のように、絶縁材が、伝熱部101の端部だけでなく面上に存在してもよい。
図5は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置を示す断面図である。
この実施形態2は、伝熱部101、第1の絶縁材102および第2の絶縁材103の部分のみで実施形態1と異なる。それゆえ、実施形態1と重複する部分については詳細な説明を省略する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る半導体装置を示す断面図である。
この実施形態3は、伝熱部101の形状のみで実施形態1と異なる。それゆえ、以下では実施形態1と異なる。それゆえ、実施形態1と重複する部分については詳細な説明を省略する。
図7は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置を示す断面図である。
この実施形態4は、伝熱部101および第1の絶縁材102の形状のみで実施形態1と異なる。それゆえ、実施形態1と重複する部分については詳細な説明を省略する。
図8は、本発明の実施の形態5に係る半導体装置を示す断面図である。
なお、この実施形態5は、外部接続電極2〜4周辺の構成のみが、実施形態1と異なる。それゆえ、実施形態1と重複する部分については詳細な説明を省略する。
Claims (7)
- 金属製の放熱板と、
該放熱板の上に設けられ、かつ配線パターンが形成された基板と、
該配線パターンの上に搭載された半導体素子と、
該半導体素子に電気的に接続された複数の導電性部材とを備えた半導体装置であって、
該複数の導電性部材は、半導体装置の外部に延出する外部接続電極を含み、
該外部接続電極には、電気絶縁材を介して放熱板に接する伝熱部が設けられたことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体装置は、複数の基板を備え、
外部接続電極の一部は、基板の主面に沿って延び、
伝熱部の一端は、前記外部接続電極の一部に接し、伝熱部の他端は、基板間の隙間にて放熱板に接することを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。 - 外部接続電極には、複数の板状の伝熱部が、それぞれ該伝熱部の主面と交差する方向に並列に設けられたことを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 伝熱部は、外部接続電極に生じる応力を吸収する屈曲部を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 伝熱部と放熱板との接触面積は、伝熱部と外部接続電極との接触面積より大きいことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 複数の導電性部材は、複数の外部接続電極を含み、
前記半導体装置は、
空気より熱伝導率が大きい材料からなり、外部接続電極同士を熱的に接続するモールド部をさらに備えたことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 伝熱部は、外部接続電極と別部材として設けられるとともに、第2の電気絶縁材を介して該外部接続電極に接したことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
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