JP5898575B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP5898575B2
JP5898575B2 JP2012139458A JP2012139458A JP5898575B2 JP 5898575 B2 JP5898575 B2 JP 5898575B2 JP 2012139458 A JP2012139458 A JP 2012139458A JP 2012139458 A JP2012139458 A JP 2012139458A JP 5898575 B2 JP5898575 B2 JP 5898575B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat spreader
electronic component
semiconductor device
heat
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012139458A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014003258A (en
Inventor
英次 坂本
英次 坂本
山下 志郎
志郎 山下
小山 洋
洋 小山
心哉 河喜多
心哉 河喜多
秦 昌平
昌平 秦
正人 齋藤
正人 齋藤
阿部 博幸
博幸 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2012139458A priority Critical patent/JP5898575B2/en
Publication of JP2014003258A publication Critical patent/JP2014003258A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5898575B2 publication Critical patent/JP5898575B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に有効な技術に関する。   The present invention relates to a technique effective for a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

自動車などには、エンジンや電子機器などを制御する様々な電子制御装置が搭載されている。近年、電子機器の多機能化、小型・高密度化に伴い、電子制御装置に設けられた電子部品の発熱損失が大きくなる傾向にあり、該電子部品を保障温度以下に保つことが重要である。   Various electronic control devices that control engines, electronic devices, and the like are mounted on automobiles and the like. In recent years, with the increase in functionality, miniaturization and density of electronic devices, heat loss of electronic components provided in electronic control devices tends to increase, and it is important to keep the electronic components below the guaranteed temperature. .

発熱損失が大きい電子部品を放熱する技術としては、例えば、電子部品のパッケージを直接、電子制御装置の筐体に接触させ、筐体を放熱部品として用いる放熱構造が知られている。   As a technique for radiating heat from an electronic component having a large heat loss, for example, a heat radiating structure is known in which an electronic component package is directly brought into contact with a housing of an electronic control device and the housing is used as a heat radiating component.

なお、この種の電子部品の放熱技術としては、マルチチップモジュールにおけるLSIチップを簡略な気密封止を用いて空冷するためにキャップ穴のあるキャップを用い、ロー材の飛び出しを防止すると共に、キャップ穴を介して伝熱材により冷却フィンに伝熱するもの(例えば、特許文献1参照)、あるいは半導体チップのボンディングパッドの限定された上面に、高い熱伝導性を有するヒートスプレッダを熱伝導性に優れた絶縁接着剤によって付着するとともに、該ヒートスプレッダの上面にサーマルコンパウンドを介して、半導体素子を封止するメタルキャップを密着させるもの(例えば、特許文献2参照)などがある。   As a heat dissipation technology for this type of electronic component, a cap with a cap hole is used to air-cool the LSI chip in a multi-chip module using a simple hermetic seal. A heat spreader having high thermal conductivity is excellent on the upper surface of a bonding pad of a semiconductor chip that transfers heat to a cooling fin by a heat transfer material through a hole (for example, see Patent Document 1). There is an adhesive that adheres to the upper surface of the heat spreader and a metal cap that seals the semiconductor element through a thermal compound (for example, see Patent Document 2).

特開平06−132431号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-132431 特開平07−254668号公報JP 07-254668 A

ところが、上記のような電子制御装置に設けられた電子部品の放熱技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。   However, the present inventors have found that there are the following problems in the heat dissipation technology for electronic components provided in the electronic control device as described above.

前述した放熱構造において、電子部品と筐体とは、樹脂などからなる放熱グリスを介して接触されている。樹脂製の放熱グリスは、熱抵抗が大きく、電子部品の発熱量が大きくなると、放熱性が不十分となってしまうという問題がある。   In the heat dissipation structure described above, the electronic component and the housing are in contact with each other via heat dissipation grease made of resin or the like. Resin heat-dissipating grease has a problem that heat dissipation becomes insufficient when the heat resistance of the resin component is large and the amount of heat generated by the electronic component increases.

近年、自動車においては、電子機器の高機能化、多機能化などにより、電子制御装置の搭載数が増加する傾向にあり、該電子制御装置の搭載場所などに制約が生じており、さらなる小型化の要求が高まっている。   In recent years, in automobiles, the number of electronic control devices tends to increase due to higher functionality and multi-functionality of electronic devices, and there are restrictions on the mounting locations of the electronic control devices, and further miniaturization. The demand is growing.

このような要求に応えるために、電子制御装置を小型化した場合、筐体も小型されることになり、その結果、放熱面積も小さくなってしまい、電子部品の放熱性が大きく悪化し、電子部品などに悪影響を及ぼしてしまう恐れがある。   In order to meet such demands, when the electronic control device is downsized, the housing is also downsized. As a result, the heat dissipation area is also reduced, and the heat dissipation of the electronic component is greatly deteriorated. There is a risk of adversely affecting parts.

本発明の目的は、電子部品の放熱性を大幅に高めることのできる技術を提供することにある。   The objective of this invention is providing the technique which can improve the heat dissipation of an electronic component significantly.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

上記課題を解決するために、本発明は、電子部品と、該電子部品を実装する基板と、該基板を搭載する下部筐体と、第1の表面に、第1の接合材を介して電子部品が金属接合されるヒートスプレッダとを有する半導体装置からなる。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electronic component, a substrate on which the electronic component is mounted, a lower housing on which the substrate is mounted, and a first surface with an electronic component interposed therebetween. It consists of a semiconductor device having a heat spreader to which components are metal-joined.

また、下部筐体は、ヒートスプレッダを係合させる開口部を有し、該ヒートスプレッダは、開口部に第2の接合材を介して接合され、第1の表面に対向する第2の表面が下部筐体から露出しているものである。   The lower housing has an opening for engaging the heat spreader. The heat spreader is bonded to the opening via a second bonding material, and the second surface facing the first surface is the lower housing. It is exposed from the body.

さらに、本発明は、以下の工程を有する半導体装置の製造方法である。   Furthermore, this invention is a manufacturing method of the semiconductor device which has the following processes.

この半導体装置の製造方法は、電子部品、および該電子部品が発生する熱を拡散するヒートスプレッダを準備する工程と、電子部品を、第1の接合材を介してヒートスプレッダの第1の表面に接合する工程、ヒートスプレッダを係合させる開口部を有する下部筐体を準備する工程と、下部筐体の開口部の周辺に第2の接合材を塗布する工程と、下部筐体の開口部にヒートスプレッダを挿入し、下部筐体とヒートスプレッダとを接合する工程とを有する。   This method of manufacturing a semiconductor device includes a step of preparing an electronic component and a heat spreader that diffuses heat generated by the electronic component, and the electronic component is bonded to the first surface of the heat spreader via a first bonding material. A step, a step of preparing a lower housing having an opening for engaging the heat spreader, a step of applying a second bonding material around the opening of the lower housing, and a heat spreader being inserted into the opening of the lower housing And a step of joining the lower housing and the heat spreader.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

(1)本発明によれば、電子部品の放熱性を高めることができる。   (1) According to this invention, the heat dissipation of an electronic component can be improved.

(2)上記(1)により、半導体装置の信頼性を向上させることができる。   (2) According to the above (1), the reliability of the semiconductor device can be improved.

本発明の実施の形態1による電子制御装置における構成の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of a structure in the electronic control apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図1の電子部品、およびその周辺部を拡大した電子制御装置の断面の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the cross section of the electronic control apparatus which expanded the electronic component of FIG. 1, and its peripheral part. 図2のA方向(ベースの下方)から見た平面の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the plane seen from the A direction (below the base) of FIG. 図2のA方向(ベースの下方)から見た平面の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the plane seen from the A direction (below the base) of FIG. 図1の電子制御装置における製造工程の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process in the electronic controller of FIG. 図5に続く説明図である。It is explanatory drawing following FIG. 図6に続く説明図である。It is explanatory drawing following FIG. 図7に続く説明図である。It is explanatory drawing following FIG. 図8に続く説明図である。It is explanatory drawing following FIG. 図1の電子制御装置に設けられたヒートスプレッダにおける構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a structure in the heat spreader provided in the electronic controller of FIG. 図10の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of FIG. 図1の電子制御装置における製造工程の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing process in the electronic controller of FIG. 図12に続く製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process following FIG. 本発明の実施の形態2による電子制御装置の構成の一例を示す一部を拡大した断面模式図である。It is the cross-sectional schematic diagram which expanded a part which shows an example of a structure of the electronic control apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による電子制御装置における構成の一例を示す一部を拡大した断面模式図である。It is the cross-sectional schematic diagram which expanded a part which shows an example of the structure in the electronic control apparatus by Embodiment 3 of this invention. 図15の電子制御装置における製造工程の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process in the electronic controller of FIG. 図16に続く説明図である。It is explanatory drawing following FIG. 図17に続く説明図である。It is explanatory drawing following FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
〈発明の概要〉
本発明の第1の概要は、電子部品(電子部品3)と、該電子部品を実装する基板(実装基板2)と、該基板を搭載する下部筐体(ベース4)と、第1の表面に、第1の接合材(接合材16)を介して電子部品が金属接合されるヒートスプレッダ(ヒートスプレッダ8)とを有する半導体装置(電子制御装置1)である。
(Embodiment 1)
<Summary of invention>
The first outline of the present invention includes an electronic component (electronic component 3), a substrate on which the electronic component is mounted (mounting substrate 2), a lower housing (base 4) on which the substrate is mounted, and a first surface. And a heat spreader (heat spreader 8) to which electronic components are metal-bonded via a first bonding material (bonding material 16).

また、下部筐体は、ヒートスプレッダを係合させる開口部(開口部4a)を有し、該ヒートスプレッダは、開口部に第2の接合材(接合材17)を介して接合される。そして、ヒートスプレッダは、第1の表面に対向する第2の表面が下部筐体から露出している。   The lower housing has an opening (opening 4a) for engaging the heat spreader, and the heat spreader is joined to the opening via a second joining material (joining material 17). In the heat spreader, the second surface facing the first surface is exposed from the lower housing.

本発明の第2の概要は、以下の工程を有する半導体装置(電子制御装置1)の製造方法である。   The second outline of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device (electronic control unit 1) having the following steps.

その製造方法は、電子部品(電子部品3)、および該電子部品が発生する熱を拡散するヒートスプレッダ(ヒートスプレッダ8)を準備する工程、電子部品を、第1の接合材(接合材16)を介してヒートスプレッダの第1の表面に接合する工程、ヒートスプレッダを係合させる開口部(開口部4a)を有する下部筐体(ベース4)を準備する工程、下部筐体の開口部の周辺に第2の接合材(接合材17)を塗布する工程、および下部筐体の開口部にヒートスプレッダを挿入し、下部筐体とヒートスプレッダとを接合する工程である。   The manufacturing method includes the steps of preparing an electronic component (electronic component 3) and a heat spreader (heat spreader 8) for diffusing heat generated by the electronic component, and the electronic component via a first bonding material (bonding material 16). Joining the first surface of the heat spreader, preparing a lower housing (base 4) having an opening (opening 4a) with which the heat spreader is engaged, and forming a second around the opening of the lower housing. It is a step of applying a bonding material (bonding material 17) and a step of inserting a heat spreader into the opening of the lower housing and bonding the lower housing and the heat spreader.

以下、上記した概要に基づいて、実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, the embodiment will be described in detail based on the above-described outline.

〈電子制御装置の構成例〉
図1は、本実施の形態1による電子制御装置1における構成の一例を示す断面模式図である。
<Configuration example of electronic control unit>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the electronic control device 1 according to the first embodiment.

本実施の形態1において、電子制御装置1は、例えば、自動車などに搭載され、エンジンや電子機器などの各種制御を司るECU(Electric Control Unit)である。電子制御装置1には、図1に示すように、実装基板2が設けられている。   In the first embodiment, the electronic control device 1 is an ECU (Electric Control Unit) that is mounted on, for example, an automobile and manages various controls of an engine, an electronic device, and the like. As shown in FIG. 1, the electronic control device 1 is provided with a mounting substrate 2.

この実装基板2の主面には、電子部品3が実装されている。なお、図1では、電子部品3のみを記載しているが、実装基板2には、電子部品3以外にも、図示しない複数の電子部品が搭載されている。   An electronic component 3 is mounted on the main surface of the mounting substrate 2. Although only the electronic component 3 is illustrated in FIG. 1, a plurality of electronic components (not shown) are mounted on the mounting substrate 2 in addition to the electronic component 3.

電子部品3は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの半導体集積回路装置からなり、例えば、QFP(Quad Flat Package)などのパッケージ形状からなる。また、実装基板2に搭載されている図示しない電子部品は、例えば、マイクロコンピュータ、抵抗、およびコンデンサなどである。   The electronic component 3 is composed of a semiconductor integrated circuit device such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), for example, and is composed of a package shape such as a QFP (Quad Flat Package). Further, electronic components (not shown) mounted on the mounting substrate 2 are, for example, a microcomputer, a resistor, a capacitor, and the like.

ASIC(電子部品3)は、モジュールの小型化に向け、機能を集約し、発熱密度が増加する傾向にあり、ASIC1つ当たりの電力損失は、例えば、5W程度以上である。このため、電子部品3は、実装基板2に搭載されている他の電子部品よりも発熱量が大きい部品となっている。   The ASIC (electronic component 3) tends to reduce the size of the module by consolidating functions and increasing the heat generation density, and the power loss per ASIC is, for example, about 5 W or more. For this reason, the electronic component 3 is a component that generates a larger amount of heat than the other electronic components mounted on the mounting substrate 2.

実装基板2は、例えば、ガラスエポキシ材を基材とするプリント配線基板などからなる。あるいはセラミックを基材とするセラミック基板などであってもよい。この実装基板2は、ベース4とカバー5とによって構成される筐体6に収納されている。   The mounting substrate 2 is made of, for example, a printed wiring board having a glass epoxy material as a base material. Alternatively, a ceramic substrate based on ceramic may be used. The mounting board 2 is housed in a housing 6 constituted by a base 4 and a cover 5.

また、図1において、筐体6の左側には、コネクタ7が設けられている。コネクタ7は、該コネクタ7に設けられたピン(図示せず)が、実装基板2に形成された電極(図示せず)と電気的に接続されており、このコネクタ7を介して外部の電子機器との電気的な接続がなされる。   In FIG. 1, a connector 7 is provided on the left side of the housing 6. In the connector 7, pins (not shown) provided on the connector 7 are electrically connected to electrodes (not shown) formed on the mounting substrate 2, and external electronic devices are connected via the connector 7. Electrical connection with the device is made.

ベース4、およびカバー5は、例えば、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、またはアルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)などを主成分とする合金などからなる。   The base 4 and the cover 5 are made of, for example, aluminum (Al), iron (Fe), or an alloy mainly composed of aluminum (Al), magnesium (Mg), iron (Fe), or the like.

これらベース4、およびカバー5は、例えば、金型を用いた鋳造、プレス、あるいは切削加工などにより製造される。また、前述の製造方法以外に、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの樹脂材によって形成されることもある。   The base 4 and the cover 5 are manufactured, for example, by casting using a mold, pressing, or cutting. In addition to the manufacturing method described above, it may be formed of a resin material such as polybutylene terephthalate (PBT).

ベース4には、四角形状の開口部4aが設けられており、この開口部4aには、電子部品3が発生する熱を拡散するヒートスプレッダ8が接合されている。このヒートスプレッダ8は、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、あるいはセラミックスなどからなり、ベース4よりも高い熱伝導率(例えば、398W/m・K程度)を有し、効率よく放熱することができる。   The base 4 is provided with a quadrangular opening 4a, and a heat spreader 8 that diffuses heat generated by the electronic component 3 is joined to the opening 4a. The heat spreader 8 is made of, for example, copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), or ceramics, and has a higher thermal conductivity (for example, about 398 W / m · K) than the base 4. Heat can be radiated efficiently.

〈電子部品、およびその放熱構成〉
図2は、図1の電子部品3、およびその周辺部を拡大した電子制御装置1の断面の一例を示す説明図である。
<Electronic components and their heat dissipation configuration>
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a cross section of the electronic control device 1 in which the electronic component 3 of FIG. 1 and its peripheral portion are enlarged.

電子部品3は、前述したように例えば、QFPからなり、該電子部品3の中央部には、熱拡散板であるヒートシンク9が設けられている。このヒートシンク9の主面上には、接合材(図示せず)を介して半導体チップ11が搭載されている。   As described above, the electronic component 3 is made of, for example, QFP, and a heat sink 9 that is a heat diffusion plate is provided at the center of the electronic component 3. A semiconductor chip 11 is mounted on the main surface of the heat sink 9 via a bonding material (not shown).

ヒートシンク9は、例えば、銅(Cu)、あるいはアルミニウム(Al)などを主体とする合金からなる。接合材は、例えば金属粉入りのペースト、あるいは絶縁性を有する樹脂系のダイボンド材などを使用する。   The heat sink 9 is made of, for example, an alloy mainly composed of copper (Cu) or aluminum (Al). As the bonding material, for example, a paste containing metal powder or an insulating resin-based die bond material is used.

半導体チップ11における4辺の周辺部近傍には、複数のリード12が位置しており、これらリード12の先端部と半導体チップ11に形成された電極(図示せず)とが、金線などからなるボンディングワイヤ13によって電気的にそれぞれ接続されている。   A plurality of leads 12 are located near the periphery of the four sides of the semiconductor chip 11, and the tips of these leads 12 and electrodes (not shown) formed on the semiconductor chip 11 are formed from a gold wire or the like. Are electrically connected by bonding wires 13.

さらに、半導体チップ11、リード12、ならびにボンディングワイヤ13は、熱硬化性の封止樹脂などによって封止され、矩形状のパッケージ15が形成されている。パッケージ15の4つの側面から突出したリード12の一部は、ガルウィング状に形成され、電子部品3の外部接続端子となる。   Further, the semiconductor chip 11, the leads 12, and the bonding wires 13 are sealed with a thermosetting sealing resin or the like to form a rectangular package 15. A part of the lead 12 protruding from the four side surfaces of the package 15 is formed in a gull wing shape and serves as an external connection terminal of the electronic component 3.

電子部品3における外部接続端子は、接合部材であるはんだ14によって実装基板2に形成された電極2aにそれぞれ接続されている。また、ヒートシンク9の裏面は、パッケージ15の主面から露出するように形成されており、このヒートシンク9によって半導体チップ11が発生した熱が放熱される。   External connection terminals in the electronic component 3 are connected to electrodes 2a formed on the mounting substrate 2 by solder 14 as a joining member. The back surface of the heat sink 9 is formed so as to be exposed from the main surface of the package 15, and heat generated by the semiconductor chip 11 is radiated by the heat sink 9.

電子部品3の下方には、ヒートスプレッダ8が位置している。このヒートスプレッダ8の主面には、接合材16を介してパッケージ15から露出したヒートシンク9が接合されている。接合材16は、例えば、高い放熱性を有する金(Ag)ペースト、あるいははんだなどを用いる。   A heat spreader 8 is located below the electronic component 3. A heat sink 9 exposed from the package 15 is bonded to the main surface of the heat spreader 8 via a bonding material 16. As the bonding material 16, for example, gold (Ag) paste having high heat dissipation or solder or the like is used.

ベース4には、四角形状の開口部4aが設けられている。この開口部4aの周辺部には、L字状の溝が形成されている。また、ヒートスプレッダ8の周辺部においても、開口部4aと同様に、L字状の溝が形成されている。   The base 4 is provided with a quadrangular opening 4a. An L-shaped groove is formed around the opening 4a. In addition, an L-shaped groove is formed in the peripheral portion of the heat spreader 8 as with the opening 4a.

そして、開口部4aのL字状の溝とヒートスプレッダ8の周辺部に形成されたL字状の溝とが重ね合わされて接合材17によって接合されている。このように、L字状の溝を重ねて系合させることにより、ヒートスプレッダ8がベース4から抜け落ちることはない。   Then, the L-shaped groove of the opening 4 a and the L-shaped groove formed in the peripheral portion of the heat spreader 8 are overlapped and bonded by the bonding material 17. Thus, the heat spreader 8 does not fall out of the base 4 by overlapping the L-shaped grooves.

接合材17は、室温で熱伝導率10〜400W/m・K程度の金属、および金属粉入りのペーストを使用するのが望ましく、例えば、高い放熱性を有する金(Ag)ペースト、あるいははんだなどを用いる。   As the bonding material 17, it is desirable to use a paste containing a metal having a thermal conductivity of about 10 to 400 W / m · K at room temperature and a metal powder. For example, a gold (Ag) paste having high heat dissipation or solder or the like Is used.

また、その他にも、例えば、シリコーン系、あるいはエポキシ系などの有機物からなる樹脂や、セラミックスなどを用いるようにしてもよい。接合部の厚さを、例えば、1mm程度以下、特に100μm程度以下に制御することで熱伝導率が室温で1W/m・K程度以下の樹脂を主体とする接合材料を使うことも可能となる。   In addition, for example, a resin made of an organic material such as silicone or epoxy, or ceramics may be used. By controlling the thickness of the bonded portion to, for example, about 1 mm or less, particularly about 100 μm or less, it becomes possible to use a bonding material mainly composed of a resin having a thermal conductivity of about 1 W / m · K or less at room temperature. .

ヒートスプレッダ8の厚みは、ベース4よりも厚く、ヒートスプレッダの主面、および裏面は、ベース4の上面(内面)、および下面(外面)からそれぞれ突出した構成となっている。   The heat spreader 8 is thicker than the base 4, and the main surface and the back surface of the heat spreader protrude from the upper surface (inner surface) and the lower surface (outer surface) of the base 4.

続いて、ベース4に設けられた開口部4a、およびヒートスプレッダ8の形状について説明する。   Next, the shape of the opening 4a provided in the base 4 and the heat spreader 8 will be described.

〈開口部の形状例〉
図3は、図2のA方向(ベース4の下方)から見た平面の一例を示す説明図である。また、図4は、図2のA方向(ベース4の下方)から見た平面の他の例を示す説明図である。
<Example of opening shape>
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a plane viewed from the direction A (below the base 4) in FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing another example of a plane viewed from the A direction (below the base 4) in FIG.

ベース4に設けられた開口部4aの形状は、図3に示すように、例えば、四角形状からなり、同様に、ヒートスプレッダ8の形状においても、四角形状からなる。なお、開口部4a、およびヒートスプレッダ8の形状は、図3に示した四角形状に制限されるものではない。開口部4a、およびヒートスプレッダ8の形状は、例えば、図4に示すように、円形状などであってもよい。また、ベース4の開口部4aの位置は、適当な箇所でよく、ベース4において制限されるものではない。   As shown in FIG. 3, the shape of the opening 4a provided in the base 4 is, for example, a quadrangular shape. Similarly, the shape of the heat spreader 8 is also a quadrangular shape. The shapes of the opening 4a and the heat spreader 8 are not limited to the quadrangular shape shown in FIG. The shapes of the opening 4a and the heat spreader 8 may be, for example, circular as shown in FIG. Further, the position of the opening 4 a of the base 4 may be an appropriate location and is not limited in the base 4.

このように、ベース4よりも高い熱伝導率を有するヒートスプレッダ8を電子部品3に直接接合させて、電子部品3が発生する熱を電子制御装置1の外部に放熱することにより、高い放熱効果を得ることができる。それによって、電子部品3の熱による劣化などを低減することができ、電子制御装置1における信頼性を向上させることができる。   As described above, the heat spreader 8 having a higher thermal conductivity than the base 4 is directly joined to the electronic component 3, and the heat generated by the electronic component 3 is radiated to the outside of the electronic control device 1. Can be obtained. Thereby, deterioration of the electronic component 3 due to heat can be reduced, and the reliability in the electronic control device 1 can be improved.

さらに、電子部品3の接合部に用いられるはんだ14の温度上昇も低減することができるので、接続信頼性を改善することができる。   Furthermore, since the temperature rise of the solder 14 used for the joint part of the electronic component 3 can be reduced, the connection reliability can be improved.

〈電子制御装置1の製造工程例〉
次に、図1の電子制御装置1における製造工程の一例について説明する。
<Example of Manufacturing Process of Electronic Control Device 1>
Next, an example of a manufacturing process in the electronic control device 1 of FIG. 1 will be described.

図5は、図1の電子制御装置1における製造工程の一例を示す説明図である。図6は、図5に続く説明図であり、図7は、図6に続く説明図である。図8は、図7に続く説明図であり、図9は、図8に続く説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing process in the electronic control unit 1 of FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram following FIG. 5, and FIG. 7 is an explanatory diagram following FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram following FIG. 7, and FIG. 9 is an explanatory diagram following FIG.

まず、電子部品3、およびヒートスプレッダ8を準備し、図5に示すように、ヒートスプレッダ8に接合材16を塗布した後、電子部品3のパッケージ15から露出したヒートシンク9を接合する。   First, the electronic component 3 and the heat spreader 8 are prepared. As shown in FIG. 5, the bonding material 16 is applied to the heat spreader 8, and then the heat sink 9 exposed from the package 15 of the electronic component 3 is bonded.

続いて、電子部品3を実装する実装基板2を準備し、図6に示すように、電子部品3の外部接続端子が接続される実装基板2の電極2aに、例えば、はんだ印刷機などによる印刷やディスペンサによるはんだペーストの塗布などによってはんだ14を形成する。   Subsequently, a mounting board 2 on which the electronic component 3 is mounted is prepared. As shown in FIG. 6, for example, printing by a solder printer or the like is performed on the electrode 2 a of the mounting board 2 to which the external connection terminal of the electronic component 3 is connected. The solder 14 is formed by applying solder paste with a dispenser.

ヒートスプレッダ8が接着された電子部品3は、図7に示すように、電子部品を実装するマウンタによって実装基板2の電極2aに電子部品3の外部電極が接するように搭載され、はんだ付け装置によって電子部品3のはんだ付けが行われる。   As shown in FIG. 7, the electronic component 3 to which the heat spreader 8 is bonded is mounted so that the external electrode of the electronic component 3 is in contact with the electrode 2a of the mounting substrate 2 by a mounter for mounting the electronic component. The component 3 is soldered.

このはんだ付け装置によるはんだ付けは、例えば、実装基板2を加熱することによってはんだ14を溶融させて接続する、いわゆるはんだリフローなどによって行われる。   Soldering by this soldering apparatus is performed, for example, by so-called solder reflow, in which the mounting substrate 2 is heated to melt and connect the solder 14.

電子部品3のはんだ付けが終了すると、図8に示すように、接合材を一定量供給するディスペンサなどによって、接合材17をベース4における開口部4a周辺部に塗布する。   When the soldering of the electronic component 3 is completed, as shown in FIG. 8, the bonding material 17 is applied to the periphery of the opening 4a in the base 4 by a dispenser or the like that supplies a certain amount of the bonding material.

そして、ヒートスプレッダ8をベース4の開口部4aにはめ込むように搭載し、図9に示すように、ヒートスプレッダ8のL字状の溝と開口部4aのL字状の溝とを重合させる。続いて、ヒートスプレッダ8が搭載されたベース4は、ヒータなどによって加熱することで接着し、ヒートスプレッダ8とベース4との隙間を封止する。   Then, the heat spreader 8 is mounted so as to fit into the opening 4a of the base 4, and the L-shaped groove of the heat spreader 8 and the L-shaped groove of the opening 4a are superposed as shown in FIG. Subsequently, the base 4 on which the heat spreader 8 is mounted is bonded by being heated by a heater or the like, and the gap between the heat spreader 8 and the base 4 is sealed.

その後、ベース4の周辺部に接合材を塗布し、該ベース4にカバー5を重ね合わせた後、ヒータなどによって加熱することによりベース4とカバー5とを接合する。この場合、接合材は、例えば、接合材17と同様の材料からなるものを使用する。これにより、図1に示す電子制御装置1の製造が終了となる。   Thereafter, a bonding material is applied to the periphery of the base 4, the cover 5 is overlaid on the base 4, and then heated by a heater or the like to bond the base 4 and the cover 5. In this case, for example, a bonding material made of the same material as the bonding material 17 is used. Thereby, the manufacture of the electronic control device 1 shown in FIG. 1 is completed.

なお、ヒートスプレッダ8とベース4との接合、およびベース4とカバー5とを接合するヒータなどによる加熱は、同時行うようにしてもよい。   It should be noted that the heat spreader 8 and the base 4 and the heating by a heater or the like for joining the base 4 and the cover 5 may be performed simultaneously.

それにより、本実施の形態1によれば、電子部品3が発生した熱を、熱伝導率の高いヒートスプレッダ8から直接、電子制御装置1の外部(大気中)に放熱することができるので、放熱効率を向上させることができる。   Thereby, according to the first embodiment, the heat generated by the electronic component 3 can be radiated directly from the heat spreader 8 having a high thermal conductivity to the outside (in the atmosphere) of the electronic control device 1. Efficiency can be improved.

また、電子部品3の接合部に用いられるはんだ14の温度上昇も低減することができるので、接続信頼性を改善することができる。   Moreover, since the temperature rise of the solder 14 used for the junction part of the electronic component 3 can also be reduced, connection reliability can be improved.

また、本実施の形態1では、ヒートスプレッダ8が、ベース4の上面、および下面からそれぞれ突出した構成としたが、ヒートスプレッダ8の形状は、これに限定されるものではない。   In the first embodiment, the heat spreader 8 protrudes from the upper surface and the lower surface of the base 4, but the shape of the heat spreader 8 is not limited to this.

図10は、図1の電子制御装置1に設けられたヒートスプレッダ8における構成の一例を示す説明図であり、図11は、図10の他の例を示す説明図である。   FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of the heat spreader 8 provided in the electronic control device 1 of FIG. 1, and FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating another example of FIG.

ヒートスプレッダ8は、例えば、図10に示すように、ヒートスプレッダ8の裏面が、ベース4の下面(外面)よりも低くなる形状(凹状)や、図11に示すように、ヒートスプレッダ8の裏面とベース4の下面(外面)とが略同じ高さになる形状などであってもよい。   For example, as shown in FIG. 10, the heat spreader 8 has a shape (concave shape) in which the back surface of the heat spreader 8 is lower than the lower surface (outer surface) of the base 4, or as shown in FIG. 11, The lower surface (outer surface) may have substantially the same height.

これによっても、電子部品3が発生した熱を、熱伝導率の高いヒートスプレッダ8から直接、電子制御装置1の外部(大気中)に放熱することができるので、放熱効率を向上させることができる。   Also by this, the heat generated by the electronic component 3 can be radiated directly from the heat spreader 8 having a high thermal conductivity to the outside (in the atmosphere) of the electronic control device 1, so that the heat radiation efficiency can be improved.

図12は、図1の電子制御装置1における製造工程の他の例を示す説明図であり、図13は、図12に続く製造工程の説明図である。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing another example of the manufacturing process in the electronic control unit 1 of FIG. 1, and FIG. 13 is an explanatory diagram of the manufacturing process following FIG.

図8では、接合材17をベース4における開口部4a周辺部に塗布した後、ヒートスプレッダ8を搭載しているが、例えば、図12に示すように、ベース4にヒートスプレッダ8を搭載した後、図13に示すように、ディスペンサなどによって接合材17をベース4における開口部4a周辺部に注入するようにしてもよい。   In FIG. 8, the heat spreader 8 is mounted after the bonding material 17 is applied to the periphery of the opening 4 a in the base 4. For example, as illustrated in FIG. 12, the heat spreader 8 is mounted on the base 4. As shown in FIG. 13, the bonding material 17 may be injected into the periphery of the opening 4 a in the base 4 by a dispenser or the like.

(実施の形態2)
本実施の形態2では、電子部品3が発生する熱を外部に散逸させる能力が高いだけではなく、半導体チップ11への熱的ダメージの低減、およびはんだ14による接合部のクラック進展を抑制することのできる技術について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, not only the ability to dissipate the heat generated by the electronic component 3 to the outside is high, but also the thermal damage to the semiconductor chip 11 is reduced, and the crack progress of the joint due to the solder 14 is suppressed. The technology that can be used will be described.

〈電子部品およびその放熱構造〉
図14は、本実施の形態2による電子制御装置1における構成の一例を示す一部を拡大した断面模式図である。この図14は、電子制御装置1に設けられた電子部品3、およびその周辺部を拡大した説明図である。
<Electronic components and their heat dissipation structure>
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged part of an example of the configuration of the electronic control device 1 according to the second embodiment. FIG. 14 is an enlarged explanatory view of the electronic component 3 provided in the electronic control unit 1 and its peripheral portion.

本実施の形態2において、電子制御装置1は、前記実施の形態1の図1と同様の構成となっており、異なるところは、図14に示すように、電子部品3、ヒートスプレッダ8、およびその周辺部に封止樹脂18が充填されて覆われている点である。   In the second embodiment, the electronic control unit 1 has the same configuration as that of FIG. 1 of the first embodiment, except that the electronic component 3, the heat spreader 8, and its components are different as shown in FIG. 14. The peripheral portion is filled with the sealing resin 18 and covered.

封止樹脂18は、例えばシリコーン系、あるいはエポキシ系の樹脂を用いる。また、封止樹脂18の中には、酸化アルミニウム(Al23)や、二酸化珪素(SiO2)などのセラミック粒子を含んでいてもよい。 As the sealing resin 18, for example, a silicone-based or epoxy-based resin is used. Further, the sealing resin 18 may contain ceramic particles such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or silicon dioxide (SiO 2 ).

このように、大気より熱伝導率の高い封止樹脂18によって電子部品3、およびヒートスプレッダ8を覆うことにより、該電子部品3から発生する熱を外部に散逸させる能力が高まり、半導体チップ11におけるジャンクション温度の上昇を抑えることができる。   Thus, by covering the electronic component 3 and the heat spreader 8 with the sealing resin 18 having a higher thermal conductivity than the atmosphere, the ability to dissipate the heat generated from the electronic component 3 to the outside increases, and the junction in the semiconductor chip 11 is increased. An increase in temperature can be suppressed.

また、ジャンクション温度が低くなることにより、はんだ14、ならびに半導体チップ11を接合する接合材16などの接合部における温度上昇を抑制することができる。   In addition, since the junction temperature is lowered, it is possible to suppress the temperature rise in the joining portion such as the solder 14 and the joining material 16 that joins the semiconductor chip 11.

よって、それら接合部、およびその周囲の変形を抑制できるため、接合部のひずみ振幅を低減し、はんだ14、あるいは接合材16などのクラックなどの進展を抑制することができる。   Therefore, since the deformation of these joints and their surroundings can be suppressed, the strain amplitude of the joints can be reduced, and the progress of cracks in the solder 14 or the bonding material 16 can be suppressed.

〈電子制御装置1の製造工程例〉
図14の電子制御装置1を製造する際には、例えば、前記実施の形態1の図7までの製造工程を終えた後、封止樹脂18をディスペンサなどを用いて注入した後、ヒータなどによって加熱して封止樹脂18を硬化させる。続いて、図8、および図9と同様の処理を行うことにより、電子制御装置1が製造される。
<Example of Manufacturing Process of Electronic Control Device 1>
When the electronic control device 1 shown in FIG. 14 is manufactured, for example, after the manufacturing process up to FIG. 7 of the first embodiment is completed, the sealing resin 18 is injected using a dispenser or the like, and then the heater or the like is used. The sealing resin 18 is cured by heating. Subsequently, the electronic control device 1 is manufactured by performing the same processing as in FIG. 8 and FIG. 9.

それにより、本実施の形態2においては、電子部品3、およびヒートスプレッダ8を封止樹脂18によって覆うことにより、該電子部品3から発生する熱を外部に散逸させる能力をより向上させることができる。   Thereby, in this Embodiment 2, the ability to dissipate the heat generated from the electronic component 3 to the outside can be further improved by covering the electronic component 3 and the heat spreader 8 with the sealing resin 18.

また、はんだ14、および接合材16などの接合部におけるクラックなどを防止することができるので、電子部品3の接続信頼性を、より高めることができる。それらによって、電子制御装置1における信頼性をより向上させることができる。   Moreover, since the crack etc. in joining parts, such as the solder 14 and the joining material 16, can be prevented, the connection reliability of the electronic component 3 can be improved more. As a result, the reliability of the electronic control device 1 can be further improved.

(実施の形態3)
本実施の形態3では、パッケージ15が形成されていない電子部品の構成例ついて説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a configuration example of an electronic component in which the package 15 is not formed will be described.

〈電子部品およびその放熱構造〉
図15は、本実施の形態3による電子制御装置1における構成の一例を示す一部を拡大した断面模式図である。図15は、電子制御装置1に設けられた電子部品3、およびその周辺部を拡大した説明図である。
<Electronic components and their heat dissipation structure>
FIG. 15 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a part of an example of the configuration of the electronic control device 1 according to the third embodiment. FIG. 15 is an explanatory diagram in which the electronic component 3 provided in the electronic control device 1 and its peripheral portion are enlarged.

電子部品3において、半導体チップ11は、例えば、ベアチップからなり、図示するように、接合材16を介してヒートスプレッダ8の主面に、直接搭載されている。実装基板2においては、開口部2bが形成されている。   In the electronic component 3, the semiconductor chip 11 is made of, for example, a bare chip, and is directly mounted on the main surface of the heat spreader 8 via a bonding material 16 as illustrated. In the mounting substrate 2, an opening 2b is formed.

ヒートスプレッダ8は、図2と同様に、ベース4の開口部4aのL字状の溝とヒートスプレッダ8の周辺部に形成されたL字状の溝とが、接合材17を介して接合されている。また、ヒートスプレッダ8は、その裏面がベース4の下面よりも突出し、該ヒートスプレッダ8の主面が実装基板2の裏面と略同じ、あるいは少し低い程度となる厚みを有している。ヒートスプレッダ8には、接合材16を介して半導体チップ11が搭載されており、該半導体チップ11は、実装基板2に設けられた開口部2bの中央部に位置している。   In the heat spreader 8, the L-shaped groove of the opening 4 a of the base 4 and the L-shaped groove formed in the peripheral portion of the heat spreader 8 are joined via a bonding material 17, as in FIG. 2. . Further, the heat spreader 8 has a thickness such that the back surface protrudes from the bottom surface of the base 4, and the main surface of the heat spreader 8 is substantially the same as or slightly lower than the back surface of the mounting substrate 2. A semiconductor chip 11 is mounted on the heat spreader 8 via a bonding material 16, and the semiconductor chip 11 is located at the center of the opening 2 b provided on the mounting substrate 2.

実装基板2において、開口部2bの周辺部には、電極(図示せず)が形成されており、それら電極と半導体チップ11に設けられた電極(図示せず)とが、ボンディングワイヤ13によって電気的にそれぞれ接続されている。   In the mounting substrate 2, electrodes (not shown) are formed around the opening 2 b, and the electrodes and electrodes (not shown) provided on the semiconductor chip 11 are electrically connected by the bonding wires 13. Are connected to each other.

また、実装基板2の開口部2b、実装基板2の電極(図示せず)、ボンディングワイヤ13、および半導体チップ11は、封止樹脂19などによって覆われている。   Further, the opening 2b of the mounting substrate 2, the electrodes (not shown) of the mounting substrate 2, the bonding wires 13, and the semiconductor chip 11 are covered with a sealing resin 19 or the like.

封止樹脂19は、例えばシリコーン系、あるいはエポキシ系の樹脂を用いる。また、封止樹脂19の中には、酸化アルミニウム(Al23)や、二酸化珪素(SiO2)などのセラミック粒子を含んでいてもよい。 As the sealing resin 19, for example, a silicone-based or epoxy-based resin is used. The sealing resin 19 may contain ceramic particles such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon dioxide (SiO 2 ).

このように、半導体チップ11をヒートスプレッダ8に直接搭載することにより、半導体チップ11が発生した熱を、ヒートシンク9やパッケージ15などを介さずに、直ちにヒートスプレッダ8によって放熱することができるので、熱抵抗を大幅に低減することができる。   In this way, by directly mounting the semiconductor chip 11 on the heat spreader 8, the heat generated by the semiconductor chip 11 can be immediately dissipated by the heat spreader 8 without passing through the heat sink 9 or the package 15, so that the thermal resistance Can be greatly reduced.

さらに、半導体チップ11、およびその周辺部を封止樹脂19によって覆う構成とすることにより、半導体チップ11が発生する熱を外部に散逸させる能力を高めることができる。   Furthermore, the structure which covers the semiconductor chip 11 and its peripheral part with the sealing resin 19 can enhance the ability to dissipate the heat generated by the semiconductor chip 11 to the outside.

半導体チップ11のジャンクション温度が低くなることにより、半導体チップ11を接合する接合材16などの接合部における温度上昇を抑制することができ、該接合部、およびその周囲の変形を抑制できる。その結果、接合部のひずみ振幅を低減し、接合材16などのクラックなどの進展を抑制することができる。   By reducing the junction temperature of the semiconductor chip 11, it is possible to suppress an increase in temperature at a bonding portion such as the bonding material 16 that bonds the semiconductor chip 11, and to suppress deformation of the bonding portion and its surroundings. As a result, the strain amplitude of the joint can be reduced, and the progress of cracks and the like in the joint material 16 can be suppressed.

〈電子制御装置1の製造工程例〉
次に、図15の電子制御装置1における製造工程について説明する。
<Example of Manufacturing Process of Electronic Control Device 1>
Next, the manufacturing process in the electronic control apparatus 1 of FIG. 15 is demonstrated.

図16は、図15の電子制御装置1における製造工程の一例を示す説明図である。図17は、図16に続く説明図であり、図18は、図17に続く説明図である。   FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing process in the electronic control unit 1 of FIG. FIG. 17 is an explanatory diagram following FIG. 16, and FIG. 18 is an explanatory diagram following FIG.

まず、ヒートスプレッダ8の主面に、ディスペンサなどによって接合材16を塗布した後、半導体チップ11をマウンタなどによってヒートスプレッダ8に搭載し、図16に示すように、半導体チップ11を接合する。   First, the bonding material 16 is applied to the main surface of the heat spreader 8 by a dispenser or the like, and then the semiconductor chip 11 is mounted on the heat spreader 8 by a mounter or the like, and the semiconductor chip 11 is bonded as shown in FIG.

続いて、ベース4の開口部4aに形成されたL字状の溝にディスペンサなどによって接合材17を塗布する。そして、図17に示すように、ヒートスプレッダ8をベース4の開口部4aにはめ込むように搭載し、ヒータなどによって加熱することにより、ヒートスプレッダ8とベース4とを接着する。   Subsequently, the bonding material 17 is applied to the L-shaped groove formed in the opening 4 a of the base 4 by a dispenser or the like. Then, as shown in FIG. 17, the heat spreader 8 is mounted so as to fit into the opening 4 a of the base 4, and the heat spreader 8 and the base 4 are bonded by heating with a heater or the like.

実装基板2をベース4に搭載した後、図18に示すように、ワイヤボンディング装置によって、ボンディングワイヤ13のボンディングを行う。これにより、実装基板2に形成された電極(図示せず)と半導体チップ11に形成された電極(図示せず)とがボンディングワイヤ13によりそれぞれ接続される。   After the mounting substrate 2 is mounted on the base 4, as shown in FIG. 18, bonding wires 13 are bonded by a wire bonding apparatus. Thereby, an electrode (not shown) formed on the mounting substrate 2 and an electrode (not shown) formed on the semiconductor chip 11 are connected to each other by the bonding wires 13.

そして、半導体チップ11、ボンディングワイヤ13、およびその周辺部を覆うようにディスペンサなどによって封止樹脂19を塗布する。その後、ヒータなどによって加熱して、封止樹脂19を硬化させる。これにより、図15に示す状態となる。   Then, a sealing resin 19 is applied by a dispenser or the like so as to cover the semiconductor chip 11, the bonding wire 13, and the periphery thereof. Thereafter, the sealing resin 19 is cured by heating with a heater or the like. As a result, the state shown in FIG. 15 is obtained.

続いて、ベース4の周辺部に接合材を塗布し、ベース4とカバー5とを接合する。この場合、接合材は、例えば、接合材17と同様の材料からなるものを使用する。これにより、電子制御装置1の製造が終了となる。   Subsequently, a bonding material is applied to the periphery of the base 4 to bond the base 4 and the cover 5 together. In this case, for example, a bonding material made of the same material as the bonding material 17 is used. Thereby, manufacture of the electronic control apparatus 1 is complete | finished.

それにより、本実施の形態3においても、半導体チップ11をヒートスプレッダ8に直接搭載し、該半導体チップ11、およびその周辺部を封止樹脂19によって覆う構成とすることにより、半導体チップ11が発生する熱を外部に散逸させる能力を高めることができる。これにより、電子部品3の温度上昇を大幅に抑えることが可能となる。   Thereby, also in the third embodiment, the semiconductor chip 11 is generated by directly mounting the semiconductor chip 11 on the heat spreader 8 and covering the semiconductor chip 11 and its peripheral portion with the sealing resin 19. The ability to dissipate heat to the outside can be increased. Thereby, the temperature rise of the electronic component 3 can be significantly suppressed.

また、半導体チップ11をヒートスプレッダ8と接合する接合材16などの接合部などのクラックなどの進展を抑制することができ、電子制御装置1の信頼性を向上させることができる。   Further, it is possible to suppress the progress of cracks and the like in the bonding portion such as the bonding material 16 for bonding the semiconductor chip 11 to the heat spreader 8, and to improve the reliability of the electronic control device 1.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.

また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。   Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1 電子制御装置
2 実装基板
2a 電極
2b 開口部
3 電子部品
4 ベース
4a 開口部
5 カバー
6 筐体
7 コネクタ
8 ヒートスプレッダ
9 ヒートシンク
11 半導体チップ
12 リード
13 ボンディングワイヤ
14 はんだ
15 パッケージ
16 接合材
17 接合材
18 封止樹脂
19 封止樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic control apparatus 2 Mounting board 2a Electrode 2b Opening part 3 Electronic component 4 Base 4a Opening part 5 Cover 6 Case 7 Connector 8 Heat spreader 9 Heat sink 11 Semiconductor chip 12 Lead 13 Bonding wire 14 Solder 15 Package 16 Bonding material 17 Bonding material 18 Sealing resin 19 Sealing resin

Claims (6)

電子部品と、
前記電子部品を実装する基板と、
前記基板を搭載する下部筐体と、
第1の表面に第1の接合材を介して前記電子部品が金属接合されるヒートスプレッダとを有し、
前記下部筐体は、開口部を有し、
前記開口部の周囲は、他の領域より薄肉となっており、
前記ヒートスプレッダは、外周領域が中央領域よりも薄肉となっており、該薄肉領域が前記開口部の周囲に形成された薄肉領域と係合した状態で第2の接合材を介して接合され、前記第1の表面に対向する第2の表面が前記下部筐体から突出していることを特徴とする半導体装置。
Electronic components,
A substrate on which the electronic component is mounted;
A lower housing for mounting the substrate;
A heat spreader to which the electronic component is metal bonded to the first surface via a first bonding material;
The lower housing has an open mouth,
The periphery of the opening is thinner than other regions,
In the heat spreader, the outer peripheral region is thinner than the central region, and the thin region is joined via a second joining material in a state of being engaged with the thin region formed around the opening, A semiconductor device, wherein a second surface opposite to the first surface protrudes from the lower housing.
請求項1記載の半導体装置において、
前記ヒートスプレッダは、
金属、またはセラミックを主体とする材料からなることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The heat spreader is
A semiconductor device comprising a material mainly composed of metal or ceramic.
請求項1記載の半導体装置において、
前記ヒートスプレッダは、
前記下部筐体よりも高い熱伝導率を有することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The heat spreader is
A semiconductor device having a higher thermal conductivity than the lower casing.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第2の接合材は、
金属、セラミック、または有機物を主体とする材料からなることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The second bonding material is:
A semiconductor device comprising a material mainly composed of metal, ceramic, or organic matter.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1の接合材を介して接合される前記ヒートスプレッダと前記下部筐体との接合部の厚さは、1mm程度以下であることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a thickness of a joining portion between the heat spreader and the lower housing joined through the first joining material is about 1 mm or less.
請求項1記載の半導体装置において、
前記電子部品は、
前記ヒートスプレッダに実装され、前記基板に形成された電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The electronic component is
A semiconductor device mounted on the heat spreader and electrically connected to an electrode formed on the substrate.
JP2012139458A 2012-06-21 2012-06-21 Semiconductor device Active JP5898575B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012139458A JP5898575B2 (en) 2012-06-21 2012-06-21 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012139458A JP5898575B2 (en) 2012-06-21 2012-06-21 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014003258A JP2014003258A (en) 2014-01-09
JP5898575B2 true JP5898575B2 (en) 2016-04-06

Family

ID=50036125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012139458A Active JP5898575B2 (en) 2012-06-21 2012-06-21 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5898575B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6515841B2 (en) * 2016-03-09 2019-05-22 株式会社デンソー Electronic device
CN110557931B (en) 2019-08-30 2020-12-08 华为技术有限公司 Vehicle-mounted device and vehicle
JP2023071115A (en) 2021-11-10 2023-05-22 オムロン株式会社 Mounting substrate and electric device mounting mounting substrate

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3367299B2 (en) * 1994-11-11 2003-01-14 セイコーエプソン株式会社 Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH1123931A (en) * 1997-07-09 1999-01-29 Nikon Corp Lens holding method
JP3730806B2 (en) * 1999-05-18 2006-01-05 オリンパス株式会社 Optical system
US6999317B2 (en) * 2003-08-12 2006-02-14 Delphi Technologies, Inc. Thermally enhanced electronic module with self-aligning heat sink
JP2010165914A (en) * 2009-01-16 2010-07-29 Toshiba Carrier Corp Inverter device and method of manufacturing inverter device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014003258A (en) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5038623B2 (en) Optical semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2009295959A (en) Semiconductor device, and method for manufacturing thereof
JP2013016629A (en) Semiconductor module
WO2009130743A1 (en) Optical element package, semiconductor light-emitting device, and lighting device
KR20120079325A (en) Semiconductor package and methods of fabricating the same
KR102228945B1 (en) Semiconductor package and method of fabricating the same
JP2019012755A (en) Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device
JP5126201B2 (en) Semiconductor module and manufacturing method thereof
JP5233853B2 (en) Semiconductor device
JP5898575B2 (en) Semiconductor device
JP4307362B2 (en) Semiconductor device, lead frame, and lead frame manufacturing method
JP7233604B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2013254810A (en) Metal substrate with feedthrough terminal and surface-mounted device using the same
JP2015023226A (en) Wide gap semiconductor device
JP2008235492A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4861200B2 (en) Power module
JP2012195546A (en) Semiconductor device, and packaging body and manufacturing method of the same
US9190355B2 (en) Multi-use substrate for integrated circuit
JP2014060344A (en) Semiconductor module manufacturing method and semiconductor module
WO2017077729A1 (en) Semiconductor module and method for manufacturing same
JP6274986B2 (en) Power semiconductor module and manufacturing method thereof
CN216698339U (en) Chip packaging assembly
JP2002100710A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
WO2021240944A1 (en) Semiconductor device
JP4695672B2 (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150519

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150721

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5898575

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250