CN110622627B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

半导体装置(101)具备印刷基板(1)和电子零件(2)以及热扩散部(3)。电子零件(2)以及热扩散部(3)被接合到印刷基板(1)的一方的主表面(11a)上。电子零件(2)和热扩散部(3)通过接合材料(7a)电接合并且热接合。印刷基板(1)包括绝缘层(11)和从其一方的主表面(11a)贯通至另一方的主表面(11b)的多个散热用通孔(15)。多个散热用通孔(15)的至少一部分与电子零件(2)重叠，至少另一部分与热扩散部(3)重叠。多个散热用通孔(15)的至少一部分被配置成在从印刷基板(1)的另一方的主表面(11b)的透射视点与散热部(4)重叠。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体装置，特别涉及具有针对从电子零件产生的热的优良的散热性的半导体装置。
背景技术
存在使用在车载(汽车/工业用建筑机械)、车辆用(铁路车辆)、工业设备(加工机/机器人/工业用逆变器)以及家用电子设备中使用的半导体的电子电路、电源装置、马达等驱动用电路，将它们进行总称而以下记载为半导体装置。在半导体装置中，高输出化、薄型化以及小型化的要求强。与其相伴地，安装于半导体装置的电子零件的每单位体积的发热量大幅上升，强烈要求能够实现高散热的半导体装置。
在例如日本特开平6-77679号公报(专利文献1)以及日本特开平11-345921号公报(专利文献2)中，公开了使从电子零件产生的热散热的半导体装置。在这些专利文献中，成为在印刷基板的上方接合电子零件并在下方接合散热器的结构。在印刷基板形成有以从其一方的主表面贯通至另一方的主表面的方式形成的热传导通道。通过该热传导通道，从电子零件产生的热经由热传导通道传递到散热器，而能够从散热器向外部散热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-77679号公报
专利文献2：日本特开平11-345921号公报
发明内容
在日本特开平6-77679号公报的装置中，仅在印刷基板中的远离电子零件的正下方的地方设置热传导通道，在日本特开平11-345921 号公报中，仅在印刷基板中的电子零件的正下方设置有热传导用的孔部。因此，不论是哪一个印刷基板中的可传热的区域的面积都小，能够从电子零件传导的热量少，所以从电子零件至其下方的散热器的区域的散热性不充分。进而，日本特开平6-77679号公报的装置的紧固板仅通过夹具固定到印刷基板，还有在印刷基板与散热器之间产生空气层而两者之间的散热性不足的可能性。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够以电子零件为中心使热放射状地扩散，能够使针对从电子零件产生的热的散热性进一步提高的半导体装置。
本发明的半导体装置具备印刷基板和电子零件以及热扩散部。电子零件以及热扩散部被接合到印刷基板的一方的主表面上。电子零件和热扩散部通过接合材料电接合并且热接合。印刷基板包括绝缘层和从其一方的主表面贯通至另一方的主表面的多个散热用通孔。多个散热用通孔的至少一部分与电子零件重叠，至少另一部分与热扩散部重叠。多个散热用通孔的至少一部分被配置成在从印刷基板的另一方的主表面的透射视点与散热部重叠。
根据本发明，能够以电子零件为中心使热放射状地扩散，并且能够也向电子零件的正下方散热。因此，能够提供能够使针对从电子零件产生的热的散热性进一步提高的半导体装置。
附图说明
图1是实施方式1的第1例的半导体装置的概略俯视图。
图2是实施方式1的第1例的半导体装置的概略剖面图。
图3是实施方式1的第1例中的、安装电子零件以及热扩散部之前的印刷基板的概略俯视图。
图4是实施方式1的第2例的半导体装置的概略俯视图。
图5是实施方式1的第2例的半导体装置的概略剖面图。
图6是示出实施方式1的第1例的半导体装置的制造方法的第1 工序的概略剖面图。
图7是示出实施方式1的第1例的半导体装置的制造方法的第2 工序的概略剖面图。
图8是示出实施方式1的第1例的半导体装置的制造方法的第3 工序的概略剖面图。
图9是示出实施方式1中的从电子零件的传热路径的概略俯视图。
图10是示出实施方式1中的从电子零件的传热路径的概略剖面图。
图11是比较实施方式1和比较例的半导体装置中的热阻值的图表。
图12是示出在图11的图表的导出中使用的、实施方式1的半导体装置的模型的各部尺寸的概略俯视图。
图13是示出在图11的图表的导出中使用的、实施方式1的半导体装置的模型的概略俯视图。
图14是示出从电子零件的缘部至与热扩散板接合的最外部的散热用通孔的间隔和该半导体装置的热阻的关系的图表。
图15是实施方式2～5的各例的半导体装置的概略俯视图。
图16是实施方式2的半导体装置的概略剖面图。
图17是实施方式3的半导体装置的概略剖面图。
图18是示出实施方式3的半导体装置的制造方法的第1工序的概略剖面图。
图19是示出实施方式3的半导体装置的制造方法的第2工序的概略剖面图。
图20是示出实施方式3的半导体装置的制造方法的第3工序的概略剖面图。
图21是示出实施方式3的半导体装置的制造方法的第4工序的概略剖面图。
图22是实施方式4的半导体装置的、沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图。
图23是实施方式4的半导体装置的、沿着图15的B-B线的部分的概略剖面图。
图24是实施方式5的第1例的半导体装置的概略剖面图。
图25是实施方式5的第2例的半导体装置的概略剖面图。
图26是示出图24中的虚线所包围的区域XXVI的更优选的方式的概略放大剖面图。
图27是实施方式6的各例的半导体装置的概略俯视图。
图28是实施方式6的第1例的半导体装置的概略剖面图。
图29是实施方式6的第2例的半导体装置的概略剖面图。
图30是将实施方式7的半导体装置的一部分放大而示出的概略放大剖面图。
图31是示出图30中的虚线所包围的区域XXXI的方式的概略放大剖面图。
图32是将实施方式8的半导体装置的一部分放大而示出的概略放大俯视图。
图33是将实施方式8的半导体装置的一部分放大而示出的概略放大剖面图。
图34是实施方式9的半导体装置的概略俯视图。
图35是实施方式10的第1例的半导体装置的概略剖面图。
图36是实施方式10的第2例的半导体装置的概略剖面图。
图37是针对实施方式10的第1例的比较例的半导体装置的概略剖面图。
图38是针对实施方式10的第2例的比较例的半导体装置的概略剖面图。
图39是实施方式11的第1例的半导体装置的概略剖面图。
图40是实施方式11的第2例的半导体装置的概略剖面图。
图41是实施方式11的第3例的半导体装置的概略剖面图。
图42是实施方式11的第4例的半导体装置的概略剖面图。
图43是实施方式12的各例的半导体装置的概略俯视图。
图44是实施方式12的第1例的半导体装置的概略剖面图。
图45是实施方式12的第2例的半导体装置的概略剖面图。
(符号说明)
1：印刷基板；1A：区域；2：电子零件；3：热扩散部；4：散热部；51：框体；6a：焊料膏；6b：焊料板；6c：耐热带；7a、7b：接合材料；8：凸部；11：绝缘层；11a：一方的主表面；11b：另一方的主表面；12：上侧导体层；13：下侧导体层；14：内部导体层； 15：散热用通孔；15a：第1散热用通孔；15b：第2散热用通孔；15c：导体膜；15d：槽；16：填料；17：玻璃纤维；18：环氧树脂；21：引线端子；22：半导体芯片；23：树脂模制部；23e：下朝向模制面； 23f：上朝向模制面；23g：模制侧面；24：散热板；24c：水平延伸部分；24d：铅垂延伸部分；31、31x、31y、31z：热扩散板；31a：第1 热扩散板部分；31b：第2热扩散板部分；31c：第3热扩散板部分； 31d：第4热扩散板部分；31f：第5热扩散板部分；31g：第6热扩散板部分；41、52：散热部件；42：冷却体；60：热扩散材料；71：块状焊料；101、102、201、301、401、501、502、601、602、701、801、 901、1001、1002、1101、1102、1103、1104、1201、1202：半导体装置；H1、H2：热。
具体实施方式
以下，根据附图，说明一个实施方式。
实施方式1.
图1示出本实施方式的第1例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点即从上方的俯视时的方式。另外，图2是沿着图1 的II-II线的部分的概略剖面图，示出配置有后述电子零件2和热扩散部3的区域中的、印刷基板1和散热部4的层叠构造。即，在图1 是半导体装置的一部分的情况下，图1示出仅将半导体装置整体的一部分切下的方式。参照图1以及图2，本实施方式的第1例的半导体装置101是在混合动力汽车、电动汽车、电气产品、工业设备等搭载的电力变换装置中使用的装置。半导体装置101主要具有印刷基板1、电子零件2、热扩散部3以及散热部4。如以下所示，半导体装置101 具有：将在电子零件2中产生的热经由其正下方的印刷基板1的散热用通孔15从其下方的散热部4向外部散热的路径；以及在向其周围的热扩散部3放散之后从散热部4向外部散热的路径。以下，详细说明。首先，说明印刷基板1。
印刷基板1是形成半导体装置100整体的根基的、例如在俯视时具有矩形状的平板状的部件。特别如图2所示，印刷基板1具有绝缘层11、作为多个导体层的上侧导体层12及下侧导体层13以及作为其他多个导体层的内部导体层14。
绝缘层11是形成印刷基板1整体的根基的部件。在本实施方式中，绝缘层11具有矩形的平板形状，由例如玻璃纤维和环氧树脂构成。但是，不限定于此，也可以例如由芳纶树脂和环氧树脂构成。
在绝缘层11的一方的主表面、即图2的上侧的主表面，形成有上侧导体层12。另外，在绝缘层11的与一方的主表面相反的一侧的另一方的主表面、即图2的下侧的主表面，形成有下侧导体层13。但是，在此不仅是上述绝缘层11的一方的主表面11a以及另一方的主表面11b，而且也可以将上侧导体层12的上侧的表面设为印刷基板1 整体的最上表面即一方的主表面11a，将下侧导体层13的下侧的表面设为印刷基板1整体的最下表面即另一方的主表面11b。
进而，在绝缘层11的内部，形成有内部导体层14。内部导体层 14被配置成与上侧导体层12以及下侧导体层13的各个关于上下方向相互隔开间隔。内部导体层14与上侧导体层12以及下侧导体层13 的各个以大致平行的方式对置。即，内部导体层14与绝缘层11的一方以及另一方的主表面的各个以大致平行的方式对置。内部导体层14 在图2中形成有2层。但是，内部导体层14形成的层数不限定于此，也可以是2层以外的层数，也可以不形成内部导体层14。但是，内部导体层14相比于绝缘层11，热传导率更高，所以在配置内部导体层 14时，相比于未配置的情况，能够提高印刷基板1整体的热传导率。
如以上所述，在印刷基板1配置有一方的主表面上的1层的上侧导体层12、另一方的主表面上的1层的下侧导体层13以及配置于它们之间的2层的内部导体层14这合计4层的导体层，作为多个导体层，但不限于此。这点在以后的各实施方式中也是同样的。这些导体层12、13、14都以沿着印刷基板1的一方以及另一方的主表面的方式(以大致平行的方式)扩展。导体层12、13、14由铜等热传导性良好的材料构成，厚度分别是15μm以上且500μm以下程度。相反而言，印刷基板1包括被导体层12、13、14划分的多个绝缘层11。
在印刷基板1中，从绝缘层11的一方的主表面至另一方的主表面，以将其贯通的方式，形成有多个散热用通孔15。在从印刷基板1 的一方的主表面11a的透射视点在与电子零件2重叠的区域以及与热扩散部3重叠的区域中，关于沿着印刷基板1的一方的主表面11a的方向，相互隔开间隔而形成有多个散热用通孔15。在此，将印刷基板 1分成第1区域和第2区域来考虑。第1区域是指，在从印刷基板1 的一方的主表面侧的透射视点与电子零件2重叠的区域，第2区域是指，其周围的区域、即在从印刷基板1的一方的主表面侧的透射视点配置于第1区域的外侧的区域。此时，多个散热用通孔15被分类成形成于第1区域的多个第1散热用通孔15a和形成于第2区域的多个第2散热用通孔15b。
即，散热用通孔15形成于上述第1区域和第2区域这双方。多个散热用通孔15的至少一部分是在从印刷基板1的一方的主表面11a 的透射视点与电子零件2重叠的第1散热用通孔15a。另外，多个散热用通孔15的至少另一部分是在从印刷基板1的一方的主表面11a的透射视点与热扩散部3重叠的第2散热用通孔15b。
第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b是设置于绝缘层11 内的一部分的孔部，但在该孔部的内壁面上形成有铜等的导体膜15c。在此，散热用通孔15(第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b) 既可以根据情况认为包括孔部及其内部的导体膜15c这双方，也可以认为仅表示孔部或者导体膜15c中的某一个。即，在图2中，第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b除了导体膜15c的部分以外是孔部(中空)。但是，图2的第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b 也可以是通过热传导性良好的材料、例如混入银填料而成的导电性粘接剂或者焊料填充该孔部内的例子。在后者的情况下，能够在散热用通孔15的构成要素中包含填充到孔部内的导电性粘接剂等部件。通过这样填充导电性粘接剂等而形成的散热用通孔15相比于孔部为中空的散热用通孔15，能够提高散热性。其原因为，相比于空气，导电性粘接剂等导电性部件的热传导性更高。此外，将散热用通孔15的孔部内用焊料填充的半导体装置如后述的实施方式3所示。
上述散热用通孔15的孔部是在俯视时例如直径为0.6mm的圆柱形状，其内壁面上的导体膜15c的厚度是例如0.05mm。但是，该孔部不限于圆柱形状，也可以是例如四棱柱，从其上方的透射视点下的形状也可以是多边形状。
第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b与上述印刷基板1 的一方的主表面11a以及另一方的主表面11b以例如正交的方式交叉。另外，导体层12、13、14都被配置成从印刷基板1的上述第1 区域平面状地扩展至第2区域，以沿着印刷基板1的一方以及另一方的主表面的方式，即大致平行地设置。因此，第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b都与导体层12、13、14的各个交叉连接。相反而言，多个导体层12、13、14与多个散热用通孔15的各个交叉连接。更具体而言，形成于散热用通孔15的孔部的内壁面上的导体膜15c 和导体层12、13、14相互交叉连接。在此，交叉连接是指，导体彼此被接合且电连接。
上述导体层12、13、14也可以被配置成平面状地扩展到与印刷基板1重叠的区域(正确而言印刷基板1中的与散热用通孔15的孔部重叠的区域以外的区域)的整体。另外，导体层12、13、14优选至少配置于第1及第2区域中的特别是与设置有散热用通孔15的区域重叠的区域(正确而言被相邻的1对散热用通孔15夹着的区域)，与散热用通孔15交叉连接。即，多个导体层12、13、14也可以是不扩展至例如图1的区域1A等与未形成散热用通孔15的区域重叠的区域，而仅配置于与设置散热用通孔15的区域(正确而言被相邻的1 对散热用通孔15夹着的区域)重叠的区域的结构。
图3示出安装后述电子零件2以及热扩散部3之前的从印刷基板 1的一方的主表面11a侧的透射视点下的平面方式。参照图3，散热用通孔15不是形成于印刷基板1的一方的主表面11a上的全部区域。即，在图3的左侧的区域1A、即构成后述电子零件2的引线端子21 连接的区域中，未形成散热用通孔15。但是，优选以平面状地扩展到区域1A和其以外的形成有散热用通孔15的区域这双方的方式，形成导体层12、13、14。由此，提高使电子零件2的热在导体层中扩散的效果。
印刷基板1的一方的主表面11a上的区域1A是为了连接电子零件2的引线端子21而配置未图示的布线的区域。该布线用于对电子零件2和其他零件进行电连接。另外，在印刷基板1的区域1A中的一方的主表面11a，形成有形成为与上侧导体层12相同的层的电极 19。而且，对设置于印刷基板1的区域1A的一部分的区域的电极19，利用例如焊料等接合材料7a，接合电子零件2的引线端子21。在此，接合是指，利用焊料等将多个部件接在一起。
此外，在图1、图2以及图3之间，散热用通孔15的数量不一致，但这些各图的散热用通孔15相互对应。在以后的各图中，也是同样的。
再次，参照图1以及图2，在上述印刷基板1的一方的主表面11a 上、即上侧导体层12的上侧的表面上，接合有电子零件2以及热扩散部3。接下来，说明电子零件2以及热扩散部3(部分地包括与接合材料7a有关的记载)。
电子零件2是将包括从由MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)、PNP晶体管、NPN晶体管、二极管、控制IC(IntegratedCircuit，集成电路)等构成的群选择的任意1个以上元件的半导体芯片22用树脂模制部23密封而成的封装。电子零件2具有例如矩形的平面形状。因为包括这样的半导体芯片22，电子零件2的发热量非常大。因此，如图2所示电子零件2具有散热板24。而且，将该散热板24，利用例如焊料等接合材料7a，接合到印刷基板1的一方的主表面11a上、即上侧导体层12。由此，能够经由散热板24对来自电子零件2的半导体芯片22的发热高效地进行散热。在如半导体装置101那样具有散热板24的情况下，电子零件2具有引线端子21、半导体芯片22、树脂模制部23以及散热板24。
散热板24的一个目的在于，将来自半导体芯片22的热传递到外部。因此，只要能够将例如半导体芯片22的热从引线端子21侧传递到外部，则还能够将引线端子21配置为散热板24，使引线端子21作为散热板24发挥功能。另外，图2的散热板24即使通过在与半导体芯片22之间夹有绝缘材料而与半导体芯片22电绝缘，只要能够将半导体芯片22的热传递到外部，则没有问题。
在图2中，散热板24被配置成其上表面的一部分以及图2的左侧的侧面被树脂模制部23覆盖。由此，散热板24相对树脂模制部23 固定。但是，其是一个例子，不限于这样的方式。
图4示出本实施方式的第2例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点即从上方的俯视时的方式。另外，图5是沿着图4 的V-V线的部分的概略剖面图，示出配置有电子零件2和热扩散部3 的区域中的、印刷基板1和散热部4的层叠构造。参照图4以及图5，本实施方式的第2例的半导体装置102具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置102中，电子零件2不具有散热板24，电子零件2 具有除了引线端子21的部分以外的树脂模制部23的最下表面的整面不隔着散热板24而与其下层的接合材料7a接触的所谓全模制的结构。在该点上，半导体装置102与半导体装置101不同。即，半导体装置102的电子零件2具有引线端子21、半导体芯片22以及树脂模制部23。树脂模制部23由于不易通过作为下层的接合材料的例如焊料接合，所以成为以与该接合材料仅接触的方式密接的结构。电子零件2的树脂模制部23只要具有至少与接合材料接触的状态，则能够某种程度确保从此处向印刷基板1侧的散热性。在此密接是指，多个部件之间相互接触，相互产生比接合弱的吸引力。
再次参照图1以及图2，热扩散部3具有使来自电子零件2的热在从电子零件2的上侧的透射视点向外侧放射状地扩散的作用。因此，热扩散部3具有包围矩形的电子零件2的引线端子21侧即图1的左侧以外的三方的侧面的形状。通过设为这样的形状，热扩散部3能够提高使来自电子零件2的热放射状地扩散的效率。但是，热扩散部3 不一定限定于这样的形状。
热扩散部3包括热扩散板31。热扩散板31优选例如由铜形成。由此，能够提高热扩散板31的热传导性即散热性。热扩散板31也可以由在表面形成有铜等的金属膜的氧化铝或者氮化铝等热传导性良好的陶瓷材料构成。另外，热扩散板31也可以由在从由铜合金、铝合金、镁合金构成的群选择的任意合金材料的表面形成有镀镍膜以及镀金膜的金属材料形成。该热扩散板31通过例如焊料等接合材料7a，被接合到印刷基板1的一方的主表面11a上、即上侧导体层12。另外，在接合有热扩散板31的上侧导体层12上，利用接合材料7a，接合电子零件2。热扩散板31接合的上侧导体层12的部分和电子零件2接合的上侧导体层12的部分成为一体。因此，对与接合有热扩散板31 的上侧导体层12的部分相同的上侧导体层12，接合电子零件2。但是，在从上方的透射视点在与热扩散板31接合的位置不同的位置接合电子零件2。而且，热扩散板31和电子零件2被电连接。
如图2所示，在接合材料7a中使用焊料的情况下，电子零件2 与热扩散部3之间的接合材料7a在电子零件2的热扩散部3侧的端部以及热扩散部3的电子零件2侧的端部的各个形成圆角。其结果，相比于电子零件2与上侧导体层12之间的接合材料7a的厚度以及热扩散部3与上侧导体层12之间的接合材料7a的厚度，能够增大散热板24与热扩散板31之间的区域的接合材料7a的厚度。
电子零件2即散热板24和热扩散部3即热扩散板31通过例如焊料等接合材料7a电连接并且热连接。此外，电子零件2和热扩散部3 电连接意味着，两者并非通过绝缘材料而通过电阻值低的例如焊料等被称为导电性材料的部件连接。另外，电子零件2和热扩散部3热连接意味着，两者并非通过绝热材料而通过例如焊料等被称为热阻值低的材料连接。
更具体而言，电子零件2的散热板24和热扩散部3的热扩散板 31经由接合材料7a以在图2的左右方向排列的方式接合。如果将热扩散板31设为例如如金属材料那样的导电性材料，则在与电子零件2 用焊料等接合材料7a接合的热扩散板31中通电，所以能够降低印刷基板1中的上侧导体层12等的电阻值。由此，热扩散板31不仅能够使来自电子零件2的热扩散，而且还能够降低形成于印刷基板1的上侧导体层12等的导通损失。另外，通过电子零件2和热扩散部3这双方被接合到同一表面上即印刷基板1的一方的主表面11a上，例如，能够使用相同的自动零件安装机(贴片机(mounter))等，不管将两者接合的顺序，而自动地接合两者。因此，能够使两者向印刷基板 1上的安装工序单纯化，低成本且高效地进行该工序。
但是，在电子零件2的封装是例如半导体封装型号TO-252的情况下，其大小出现±0.2mm程度的偏差。不限于上述型号，电子零件 2的封装一般其大小出现±0.01mm以上且1mm以下程度的偏差。因此，优选包含自动零件安装机的驱动尺寸的误差，而电子零件2与热扩散部3的间隔设想为0.05mm以上且5mm以下。如果电子零件2 与热扩散部3之间的距离超过5mm，则电子零件2与热扩散部3之间的热阻变大而热扩散部3热扩散的效果变少。因此，电子零件2与热扩散部3的间隔优选为5mm以下。在自动零件安装机的驱动尺寸的误差大的情况下，存在电子零件2与热扩散部3的间隔超过5mm的担心。因此，根据防止这样的不良现象的观点，优选在向印刷基板1 安装电子零件2以及热扩散部3之前，将电子零件2和热扩散部3临时固定之后，用自动零件安装机同时安装电子零件2和热扩散部3。由此，能够将电子零件2与热扩散部3的间隔设为5mm以下，能够提高安装工序的成品率。
根据以上，热扩散部3通过焊料等接合材料7a与电子零件2接合，并且被接合到印刷基板1的一方的主表面11a。由此，能够使从电子零件2发出的热以经由接合材料7a放射状地传递到热扩散部3 的方式，向一方的主表面11a方向扩散。另外，电子零件2通过接合材料7a被接合到一方的主表面11a。因此，能够实现从电子零件2向其正下方的散热部4直接传热和在从电子零件2向热扩散部3扩散之后从热扩散部3向其正下方的散热部4传热这双方。
另外，热扩散板31以将印刷基板1的多个散热用通孔15中的与电子零件2重叠的区域以外的上述第2区域中的多个第2散热用通孔 15b的孔部从其上方堵住的方式，通过接合材料7a被接合到印刷基板 1的一方的主表面11a。另一方面，电子零件2的散热板24以将印刷基板1的多个散热用通孔15中的与电子零件2重叠的区域的上述第1 区域中的多个第1散热用通孔15a的孔部从其上方堵住的方式，通过接合材料7a被接合到印刷基板1的一方的主表面11a。在图1以及图 2中，在区域1A未形成散热用通孔15，所以热扩散板31也未配置，但不限于此。
在作为将以上的各部件之间接合的接合材料7a使用焊料的情况下，在接合材料7a和与其接合的电子零件2、上侧导体层12以及热扩散板31的各个的接合界面形成金属间化合物，能够减小该接合界面中的接触热阻。因此，作为接合材料7a，优选使用焊料，但也可以使用导电性粘接剂或者纳米银等焊料以外的热传导性良好的材料。
热扩散部3优选弯曲刚度比印刷基板1更高、即杨氏模量与断面二次矩之积更大。由此，能够提高半导体装置101中的包括印刷基板 1和热扩散板31的构造体的刚性，使印刷基板1针对固定以及振动等外力不易变形。
热扩散板31在其厚度变薄时热传导性降低，针对电子零件2的散热性变得不充分。另一方面，如果热扩散板31过厚，则无法使用与安装电子零件2的贴片机相同的贴片机来安装热扩散板31。其原因为，热扩散板31的厚度超过该贴片机可安装的零件的厚度的上限值。由此，无法实现使用自动设备的热扩散板31的安装，所以安装成本高涨。考虑以上，热扩散板31的厚度优选成为0.1mm以上且100mm 以下、优选成为例如0.5mm。
厚的热扩散板31也可以形成为并非板状而成为块状。另外，热扩散部3也可以是重叠多个热扩散板31的结构。通过重叠通用地使用的板来形成热扩散部3，能够降低其制造成本，并且能够提高热扩散部3的散热性。
接下来，说明散热部4。散热部4在印刷基板1的另一方的主表面11b侧的例如整面层叠，具有散热部件41和冷却体42。印刷基板 1和散热部4既可以通过例如接合材料7a相互接合，也可以例如以仅接触的方式密接。在图2的半导体装置101中，作为一个例子，从图 2的上侧朝向下侧，按照电子零件2、印刷基板1、散热部件41、冷却体42的顺序层叠。但是，也可以在散热部4中与上述相反地，例如从图2的上侧朝向下侧按照冷却体42、散热部件41的顺序层叠。即，散热部4中的散热部件41和冷却体42的层叠顺序不限。
在散热部4在印刷基板1的另一方的主表面11b侧的整面层叠的情况下，散热部4被配置成与印刷基板1的所有第1散热用通孔15a 及第2散热用通孔15b在俯视时重叠。但是，在本实施方式中，被配置成多个散热用通孔15的至少一部分在从印刷基板1的另一方的主表面11b的透射视点与散热部4重叠。在该意义下，散热部4也可以是仅与印刷基板1的另一方的主表面11b的至少一部分重叠的方式。例如，也可以是以使散热部件41以及冷却体42密接到仅与电子零件 2在俯视时重叠的区域以及与其邻接的区域中的另一方的主表面11b的方式配置的结构。
散热部件41优选由具有电绝缘性且热传导性良好的材料构成。具体而言，散热部件41优选由在硅树脂中混入氧化铝或者氮化铝等的粒子而成的片材形成。其原因为，氧化铝或者氮化铝的热传导性良好且具有电绝缘性。但是，散热部件41也可以代替上述而是油脂或者粘接剂。另外，散热部件41只要热传导性高则也可以是非硅系。
散热部件41也可以包括热传导率良好的导体层和电绝缘层。散热部件41使来自电子零件2的热通过热扩散板31扩散到电子零件2 的外侧，并使扩散的热通过散热用通孔15向印刷基板1的下侧导体层13传热。如果散热部件41具有能够热扩散的导体层，则能够通过导体层使热进一步放射状地扩散到俯视时的外侧。
冷却体42是由热传导性良好的金属材料构成的矩形的平板形状的部件。冷却体42既可以是例如框体，也可以是热管或者散热片等。具体而言，冷却体42优选由例如铝构成，但除此以外也可以由铜、铝合金或者镁合金构成。冷却体42配置于散热部件41的正下方或者正上方。因此，在图2中，冷却体42经由散热部件41与印刷基板1 热连接。其换言之，散热部件41接触到冷却体42的上侧或者下侧的主表面上并密接或者接合。此外，虽然未图示，优选在冷却体42的更下侧，以接触的方式设置水冷或者空冷的冷却机构。
图6～图8是示出本实施方式的第1例的半导体装置101的各制造工序中的方式的概略剖面图。接下来，使用图6～图8，特别以电子零件2以及热扩散部3的安装工序为中心，说明半导体装置101的制造方法的概略。
参照图6，准备具有上述图2所示的方式的印刷基板1，向其一方的主表面11a上、即上侧导体层12上，供给焊料膏6a。优选向例如在形成于印刷基板1的相互相邻的1对散热用通孔15之间夹着的区域的各个，在俯视时点状地供给多个焊料膏6a。优选在从多个散热用通孔15各自的孔部的外缘在沿着印刷基板1的一方的主表面11a 的方向离开100μm以上的区域，通过例如一般公知的印刷法，印刷焊料膏6a。
通过使用金属掩模，进行一般公知的焊料印刷工序，如图6所示，向印刷基板1上供给焊料膏6a。
参照图7，在焊料膏6a之上搭载电子零件2以及热扩散部3即热扩散板31，在该状态下进行一般公知的加热回流焊(reflow)处理。此外，关于搭载电子零件2以及热扩散部3的工序，通过上述贴片机作为自动工序进行。通过回流焊处理，焊料膏6a熔融而以沿着上侧导体层12的表面即一方的主表面11a的方式流动，形成为层状的接合材料7a。此外，此时熔融而流动的接合材料7a不流入到第1散热用通孔15a及第2散热用通孔15b内。其原因为，在图6的工序中，向离开第1散热用通孔15a以及第2散热用通孔15b的区域印刷焊料膏6a。另外，接合材料7a还向电子零件2的树脂模制部23的正下方流入，但成为针对树脂材料不接合而接合材料7a仅与树脂模制部23 接触并密接的方式。接合材料7a将电子零件2的散热板24、热扩散板31以及上侧导体层12相互接合。另外，该接合材料7a将电子零件2的引线端子21和印刷基板1的电极19相互接合。在通过接合材料7a接合之后，进行检查其安装状态的外观检查工序。
参照图8，设置成以与印刷基板1的下侧导体层13相接的方式，从上侧向下侧依次配置例如散热部件41和冷却体42，并相互密接，从而设置散热部4。此外，也可以与上述相反地，以将冷却体42配置于上侧并将散热部件41配置于下侧的方式层叠，设置散热部4。或者，这些各部件也可以通过接合材料7a等接合。通过以上，形成图2所示的半导体装置101。
接下来，使用图9～图14，说明本实施方式的作用效果。此外，有内容与既述的各部件的效果记载部分性地重复的情况。
图9示出从半导体装置101整体的上方的透射视点下的热的传导路径。图10示出沿着图9的X-X射线的部分的半导体装置101的剖面图中的热的传导路径。参照图9以及图10，由于半导体装置101的驱动从电子零件2产生的热的一部分如在图10中用箭头表示的热H1所示，经由形成于电子零件2的下方的印刷基板1的第1散热用通孔15a传递到下方(散热部4侧)。与此同时，虽然未图示，该热H1 通过上侧导体层12、下侧导体层13或者内部导体层14，从而以图10 中的电子零件2为中心，使热朝向其周围(外侧)的第2区域放射状地扩散。
另外，从电子零件2产生的热的另一部分被传导到关于在图9 以及图10中用箭头表示的热H2所示的沿着主表面的方向与电子零件 2经由接合材料7a接合的热扩散板31，在热扩散板31内在沿着主表面的方向向外侧放射状地扩散。其原因为，将电子零件2和热扩散板 31接合的接合材料7a是焊料等导电材料，热传导性优良。另外，传递到该热扩散板31的热经由形成于其下方的印刷基板1的第2散热用通孔15b传导到下方(散热部4侧)。关于通过第2散热用通孔15b 的热H2，其一部分通过上侧导体层12、下侧导体层13或者内部导体层14，从而以图10中的电子零件2为中心，使热朝向其周围(外侧) 的第2区域放射状地扩散。
这样，在本实施方式中，电子零件2的热能够通过经由第1散热用通孔15a传递到下方(散热部4侧)的路线(箭头所示的热H1的路径)和经由第2散热用通孔15b传递到外侧(第2区域侧)的路线 (箭头所示的热H2的路径)这2个路线传导。这样能够用2个路线热传导的原因在于，热扩散板31与电子零件2同样地被接合到一方的主表面11a上，从而从电子零件2产生的热H2经由接合材料7a高效地在热扩散板31中传递，能够使该热H2从此处高效地传导到散热部4。另外，其原因为，在与印刷基板1的主表面交叉的方向延伸的散热用通孔15a、15b和以沿着主表面的方式扩展的导体层12、13、 14相互交叉连接。该效果由于热扩散板31和配置于印刷基板1的另一方的主表面11b上的散热部4的存在而进一步提高。
在印刷基板1内向下方移动的热H1以及热H2在电子零件2和热扩散板31的正下方及其外侧这双方的区域中，到达下侧导体层13。接下来，热H1以及热H2经由其下侧的散热部件41被传导到冷却体 42。虽然未图示，传导到冷却体42的热H1以及热H2向例如设置于图10的更下侧的水冷或者空冷的冷却机构散热。
如以上所述，本实施方式的半导体装置101具有热扩散板31与电子零件2同样地被接合到一方的主表面11a上，能够使电子零件2 的热从经由第1散热用通孔15a的路线以及经由第2散热用通孔15b 的路线这双方向下方散热的结构。因此，相比于例如仅能够从电子零件2的正下方的第1散热用通孔15a散热的情况或者例如仅能够从离开电子零件2的第2散热用通孔15b散热的情况，能够大幅提高向下方的散热的效率。
特别地，由于配置热扩散板31，本实施方式的半导体装置101 中的提高来自第2散热用通孔15b的散热效率的效果非常大。通过配置热扩散板31，相比于未配置其的情况，能够经由散热部件41向冷却体42高效地散热。
此外，本实施方式的半导体装置101也可以例如如图1以及图9 所示，不仅是热扩散板31的正下方的区域，而且在热扩散板31的外侧也形成散热用通孔15。由此，不仅能够使从电子零件2产生的热经由电子零件2和热扩散板31各自的正下方的区域的散热用通孔15传递到下方，而且还能够使从热扩散板31朝向其外侧扩散的热经由其正下方的散热用通孔15传递到下方。
进而如上所述，导体层12、13、14能够与热扩散板31同样地，使电子零件2的热H1以及热H2朝向外周侧放射状地扩散。
通过以上，向外部散热，所以能够散热的区域的面积变大，提高散热性的效果变得更大。因此，如果充分增大散热用的冷却体42和印刷基板1的接触面积，则能够进一步提高散热性。
在此，使用图11，说明由于存在散热用通孔15以及热扩散板31 这双方，相比于仅具有散热用通孔15的情况，散热的效率提高何种程度。具体而言，示出使用热阻值考察如半导体装置101那样具有散热用通孔15以及热扩散板31这双方的结构和作为其比较例不具有第 2散热用通孔15b以及热扩散板31(仅具有第1散热用通孔15a)的结构的热传导所形成的散热阻(radiation resistance)而得到的结果。
在此“热阻”是指表示温度的不易传递性的指标，意味着每单位发热量的温度上升值。在本实施方式的半导体装置101中，从电子零件 2至框体的上下方向的区域的热阻(Rth)通过以下的式(1)表示。此外，在式(1)中，将各部件的传热面积设为Si(m2)，将各部件的厚度设为li(m)，将各部件的热传导率设为λi(W/(m·K))，将通过热量设为Q(W)，将高温侧以及低温侧的温度分别设为Thi (K)、Tli(K)。
[式1]
Figure BDA0002268844800000191
在此，示出在热阻的计算中使用的模型。从印刷基板1的上方的透射视点下的尺寸是25×25mm，厚度是1.65mm。从电子零件2的上方的透射视点下的尺寸是10×10mm，被接合到(虽然与图1以及图4 等不同)印刷基板1的中央部。即，从上方观察电子零件2时的各缘部与从上方观察与其大致平行地对置的印刷基板1时的各缘部的间隔都大致相等。上侧导体层12、下侧导体层13以及内部导体层14都是厚度为105μm的4层构造(参照图2)。在印刷基板1中，在电子零件2的正下方，等间隔地配置有25个部位的第1散热用通孔15a，并在其周围，等间隔地配置有63个部位的第2散热用通孔15b。散热用通孔15是圆柱形状，从上方观察该孔部的直径是0.6mm，孔部的内壁面上的导体膜的厚度是0.05mm。
另外，上述模型中的热扩散部3的热扩散板31的从上方的透射视点下的外形尺寸为5×15mm、厚度为1mm，被配置成包围电子零件 2，从上方覆盖第2散热用通孔15b。另外，相互在沿着主表面的方向排列的电子零件2和热扩散板31用焊料的接合材料7a接合。散热部件41的从上方的透射视点下的尺寸是5×15mm，厚度是0.4mm。
上述模型中的上侧导体层12、下侧导体层13、内部导体层14、导体膜15c以及热扩散板31由铜构成，热传导率是398W/(m·K)。另外，散热部件41的热传导率是2.0W/(m·K)。
本实施方式的半导体装置101的模型以及比较例的模型仅在散热用通孔15的数量(比较例仅为第1散热用通孔15a，相对于此，在本实施方式中具有第1散热用通孔15a和第2散热用通孔15b)以及有无热扩散板31中不同，包括上述尺寸的其他结构全部相同。
使用上述模型，关于半导体装置101和比较例，使用基于式(1) 的热解析软件来模拟热阻值。图11示出其结果。图11中的“ref”意味着比较例的模型，“通孔+热扩散板”意味着本实施方式的半导体装置 101的模型，纵轴表示热阻的模拟结果。参照图11，通过如本实施方式的半导体装置101那样设置第2散热用通孔15b以及热扩散板31，相比于未设置这些的比较例，能够将热阻降低约53％。热阻小意味着散热性高，所以从其结果可知，通过如本实施方式的半导体装置101 那样设置第2散热用通孔15b以及热扩散板31，相比于未设置它们的比较例，能够提高散热性。
接下来，使用图12～图14，说明研究接合到热扩散板31的散热用通孔15应配置的区域而得到的结果。参照图12以及图13，它们表示基本上与在上述热阻的计算中使用的本实施方式的半导体装置101 同样的模型，用L1、L2、L3表示从上方观察电子零件2时的各方向的缘部与从其上方观察时的与外侧相邻的热扩散板31的各方向的最外缘部的间隔。如上所述在本模型中从上方观察电子零件2时的各方向的缘部和与其相邻的热扩散板31的各方向的缘部的距离大致相等，所以距离L1～L3都大致相等。此外，在半导体装置101中，基本上在区域1A(参照图1)未形成第2散热用通孔15b，在图12以及图13 的L4的一侧不存在第2散热用通孔15b，但为了参考用在该方向上也与其他方向同样地示出尺寸L4。
图14的图表的横轴表示电子零件2的俯视时的从各缘部(与矩形状的边相当)至配置热扩散板31的L1～L3这3个方向的侧的热扩散板31的最外部的距离，图表的纵轴表示各个模型的半导体装置101 的热阻值。参照图14，随着L1～L3的尺寸变大(即随着热扩散板31和第2散热用通孔15b形成的区域变宽)，热阻变小而散热效率提高。但是，可知如果L1～L3的值成为20mm，则热阻值的降低饱和，即使将L1～L3再增大，用接合材料7a接合L1～L3为20mm以上的区域的热扩散板31和散热用通孔15，相比于L1～L3为20mm以下的区域，热阻值的变化量变小。
由此，热扩散板31可以说优选配置成在上述L1～L3的尺寸、即从电子零件2的缘部起的距离为20mm以内的范围，与第2散热用通孔15b接合。
进而，在本实施方式中，不仅形成印刷基板1的第1区域的第1 散热用通孔15a而且在其周围的第2区域中也形成有第2散热用通孔 15b。因此，相比于未形成第2散热用通孔15b的情况，印刷基板1 的机械性的刚性降低。但是，通过将热扩散板31用接合材料7a接合到印刷基板1的一方的主表面11a上的上侧导体层12，包括印刷基板 1和热扩散板31的构造体的弯曲刚度高于印刷基板1单体的弯曲刚度。因此，能够抑制印刷基板1的变形。
实施方式2.
图15总结示出实施方式2～5的各例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点即从上方的俯视时的方式。图16是实施方式2中的沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图，示出配置有电子零件2和热扩散部3的区域中的、印刷基板1和散热部4的层叠构造。参照图15以及图16，本实施方式的半导体装置201具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置201中，在上侧导体层12上的、在俯视时与第1散热用通孔15a以及第2散热用通孔15b邻接的区域，以包围第1散热用通孔15a以及第2散热用通孔15b的周围的方式，形成例如圆形状的凸部8。在该点上，半导体装置201与不具有这样的凸部8的半导体装置101不同。
凸部8由例如阻焊剂(solder resist)形成，具有比上侧导体层 12更向图16的上方延伸的形状。这样，在本实施方式中，在印刷基板1的一方的主表面11a上配置有凸部8。而且，电子零件2以及热扩散部3被配置成在从印刷基板1的一方的主表面11a的透射视点与凸部8重叠。此外，凸部8以在图16的剖面图中具有圆形状或者椭圆形状的方式，形成于散热用通孔15的俯视时的周围。但是，不限于此，凸部8也可以形成为例如在图16的剖面图中具有矩形状。
简洁地说明本实施方式的半导体装置201的制造方法、特别是凸部8的制造方法。凸部8既可以是例如在印刷基板的制造工序中通过一般公知的阻挡层印刷(resistprinting)形成的阻焊剂，也可以是通过一般公知的丝印或者符号印刷(symbol printing)形成的图案。如果使用这些，则能够通过一般的印刷基板制造工序形成凸部8，所以无需特殊的工序而能够廉价地制造。另外，作为凸部8，除了阻焊剂、丝、符号标记以外，也可以是形成有树脂片材的例子，还可以适宜地组合它们。进而，作为凸部8，能够设为上述以外的从上侧导体层12 向图16的上方延伸而具有厚度的形状，也可以使用焊料的接合材料 7a难以湿润的材料。在印刷基板1的一方的主表面11a上形成的凸部 8上，以与其重叠的方式，载置并接合电子零件2以及热扩散板31。
接下来，说明本实施方式的作用效果。本实施方式除了与实施方式1同样的效果以外，还起到以下的作用效果。
如果如半导体装置201那样形成凸部8，则起到凸部8抑制焊料膏6a(参照图6)进入到第1散热用通孔15a等孔部内的不良现象的效果。通过形成凸部8，相比于未形成其的情况，上侧导体层12与散热板24以及热扩散板31的、与图16的上下方向有关的间隔变宽。因此，在上述间隔的区域中，焊料膏6a熔融而成的接合材料7a在以向上侧即散热板24以及热扩散板31侧被拉伸的方式接受应力的同时被接合到散热板24以及热扩散板31。因此，能够降低在上侧导体层 12与散热板24以及热扩散板31之间的区域中，接合材料7a流入到散热用通孔15内，而在散热用通孔15的内壁面流动的可能性。其结果，能够降低接合材料7a使上侧导体层12和其正下方的冷却体42 短路的可能性，能够提高半导体装置201整体的可靠性。
其次，通过以与上侧导体层12上的凸部8重叠的方式载置电子零件2以及热扩散板31，能够控制上侧导体层12与散热板24以及热扩散板31之间的区域的、与图16的上下方向有关的间隔。即，与印刷基板1接合的电子零件2以及热扩散板31的、与上侧导体层12的间隔能够通过变更作为凸部8的阻焊剂或者丝等的印刷位置或者印刷厚度来控制。这样，能够通过凸部8管理上侧导体层12上的接合材料7a的厚度，能够提高利用接合材料7a的焊接的品质。接合材料7a 虽然在上侧导体层12与散热板24以及热扩散板31之间的区域沿着主表面扩展，但不流入到散热用通孔15内，其结果接合材料7a不到达下侧导体层13侧。因此，通过接合材料7a，电子零件2的散热板 24以及热扩散部3的热扩散板31与印刷基板1的接合部分能够形成良好的圆角。其结果，能够通过外观检查，容易地判定接合材料7a 的接合状态是否良好。特别地，在通过自动设备搭载电子零件2等的情况下，能够大幅提高检查其安装状态的外观检查的效率。
其次，如果假设在与散热用通孔15邻接的区域，以包围散热用通孔15的周围的方式形成小径的阻挡层的凸部8，则凸部8发挥防水效果。其原因为，相比于针对作为接合材料7a的焊料的湿润性良好的散热板24、热扩散板31以及上侧导体层12，焊料更不易湿润阻挡层。也由于包围散热用通孔15的凸部8不易被焊料湿润，也能够抑制作为熔融的焊料的接合材料7a流入到散热用通孔15内，而其从一方的主表面11a流入至另一方的主表面11b。由此，不仅能够如上所述抑制焊料所致的短路，而且通过作为散热用通孔15的孔部原样地残存，还能够从散热用通孔15向外部顺利地排出包含于接合材料7a 的助焊剂气体。因此，能够抑制接合材料7a内的助焊剂气体所致的空隙的残存。
此外，凸部8不仅与散热用通孔15邻接，而且也可以形成于例如散热板24以及热扩散板31与上侧导体层12之间的任意的位置。由此，能够恒定地保持安装于印刷基板1上的电子零件2以及热扩散部3针对印刷基板1的安装高度。另外，通过在从印刷基板1的一方的主表面11a的透射视点安装电子零件2以及热扩散部3的区域的四角将凸部8设置为符号标记，能够以使各自的主表面与印刷基板1的上侧导体层12相互大致平行的方式，配置并安装电子零件2以及热扩散板31。
实施方式3.
图17是实施方式3中的沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图。参照图17，本实施方式的半导体装置301具有与半导体装置101 基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置301中，在经由导体层12、13、14与电子零件2重叠的多个第1散热用通孔15a以及与热扩散板31重叠的第2 散热用通孔15b的至少一部分的内部，配置有其内部的容积的1/3以上的体积量的接合材料7a。但是，也可以在与电子零件2以及热扩散板31中的哪一个都不重叠的第2散热用通孔15b(参照图15)的内部也同样地配置接合材料7a。在该点上，半导体装置301与在第1散热用通孔15a等孔部内未配置内壁面上的导体膜15c以外的导电性材料的半导体装置101不同。
图18～图21是示出本实施方式的半导体装置301的各制造工序中的方式的概略剖面图。接下来，使用图18～图21，特别以电子零件 2以及热扩散部3的安装工序为中心，说明半导体装置301的制造方法的概略。
参照图18，在印刷基板1的上侧导体层12上，隔着去除焊料的氧化膜的助焊剂，配置焊料板6b。焊料板6b通过该载置成为从正上方覆盖散热用通孔15的方式。另外，在印刷基板1的第1区域及第2 区域的一部分中的下侧导体层13上(图的下侧)，粘贴聚酰亚胺等耐热带6c。耐热带6c被粘贴成特别从另一方的主表面11b侧堵住散热用通孔15的孔部。
参照图19，在焊料板6b上搭载电子零件2，在该状态下进行一般公知的加热回流焊处理。由此，参照图20，焊料板6b熔融而成为接合材料7b的部分以沿着上侧导体层12的表面的方式流动，填充散热用通孔15内。其原因为，以覆盖散热用通孔15的孔部的方式，配置焊料板6b。另外，在第1及第2区域中的下侧导体层13上粘贴耐热带6c，所以焊料板6b熔融而成的部分不会漏出至耐热带6c的下侧，而被填充到散热用通孔15的内部。
此外，虽然也可以对散热用通孔15内的整体填充接合材料7a，但优选如图20所示，配置其内部的容积的1/3以上的体积量的接合材料7a。
参照图21，在散热用通孔15的内部的焊料固化之后，去除耐热带6c。之后，与图8的工序同样地，设置成以与印刷基板1的下侧导体层13相接的方式，从上侧向下侧依次配置例如散热部件41和冷却体42，而相互密接。
接下来，说明本实施方式的作用效果。本实施方式除了与实施方式1同样的效果以外，还起到以下的作用效果。
通过如半导体装置301那样成为在散热用通孔15的内部配置有接合材料7a的结构，能够增加电子零件2发出的热的、第1散热用通孔15a以及第2散热用通孔15b的内部中的向热扩散板31侧的传热量。其原因为，如上所述，相比于中空，焊料等导电性部件具有更高的热传导性，所以第1散热用通孔15a等的内部被焊料填充，从而第1散热用通孔15a的与延伸方向交叉的剖面中的、能够实现更高的热传导的区域的面积增加。
在上述加热回流焊处理中对印刷基板1进行加热时，如果焊料板 6b比散热用通孔15的内壁面上的导体膜15c先熔融，则该熔融的焊料不易沿着散热用通孔15的内壁面流动。其结果，成为该熔融焊料成为块状焊料而堵住散热用通孔15内，如图20、图21、图17所示未填充其一部分的区域的方式。如果供给的焊料量少，则配置于散热用通孔15内的焊料的比例变得更少。
但是，即使在图20、图21、图17的方式中，在至少与上侧导体层12以及下侧导体层13邻接的接合材料7a的块状焊料71的部分中，散热用通孔15的与延伸方向交叉的剖面被块状焊料71填充，所以其剖面积中的热传导性高的焊料所占的比值变大。因此，相比于例如如半导体装置101那样散热用通孔15内完全未被焊料填充的情况，能够提高其散热性。关于这样的使散热性提高的效果，如果从其上侧导体层12侧延伸的块状焊料71具有散热用通孔15的延伸方向的长度的1/3以上的高度h，则充分得到。其在块状焊料71仅从上侧导体层 12侧或者下侧导体层13侧中的任一方延伸的情况或者块状焊料71从上侧导体层12侧以及下侧导体层13侧这双方延伸的情况下也是同样的。即，优选在至少被热扩散板31的一方(上侧)的主表面堵住的多个散热用通孔15内，以填充该散热用通孔15的容积的1/3以上的体积量的方式，存在焊料。
此外，在实施方式2中，通过凸部8抑制接合材料7a流入到散热用通孔15内，由此降低使上侧导体层12和其正下方的冷却体42 短路的可能性。相对于此，在本实施方式中，使接合材料7a积极地流入到散热用通孔15内。但是，在本实施方式中，在以从另一方的主表面11b侧堵住散热用通孔15的孔部的方式预先粘贴有耐热带6c 的状态下，接合材料7a流入到散热用通孔15内。耐热带6c在散热用通孔15的内部的焊料固化之后被去除。通过耐热带6c堵住孔部，防止接合材料7a从散热用通孔15向冷却体42侧流入，所以在本实施方式中也能够避免上述短路的问题。
实施方式4.
图22是实施方式4中的沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图。图23是实施方式4中的沿着图15的B-B线的部分的概略剖面图。参照图22以及图23，本实施方式的半导体装置401具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置401中，成为热扩散部3的热扩散板 31包括第1热扩散板部分31a(第1部分)和第2热扩散板部分31b (第2部分)这2个部分的结构。第1热扩散板部分31a是在沿着印刷基板1的一方的主表面11a的方向延伸并接合到该一方的主表面 11a的部分，在图22以及图23的左右方向延伸。第2热扩散板部分 31b与第1热扩散板部分31a连接，朝向与第1热扩散板部分交叉的方向即图22以及图23的上方延伸。因此，第2热扩散板部分31b未接合到印刷基板1。
在图22以及图23的剖面图中，在第1热扩散板部分31a和第2 热扩散板部分31b的边界部中，以使其延伸方向改变约90°的方式弯曲。但是，不限于此，例如第1热扩散板部分31a和第2热扩散板部分31b的延伸方向所成的角度既可以小于90°也可以超过90°。即，在半导体装置401的热扩散板31中，仅其一部分的区域被接合到一方的主表面11a。在该点上，半导体装置401与不具有这样的2个部分而其整体被接合到印刷基板1的一方的主表面11a的半导体装置101 不同。
此外，在图22以及图23中，与实施方式2同样地有凸部8，但也可以不形成该凸部8。这在以后的各实施方式中也是同样的。
本实施方式的热扩散板31也可以是例如适合于空冷的带翼片的散热器。关于散热器，与如TO-220那样的引线零件一起，以沿着铅垂方向延伸的方式树立使用的是通例，但在本实施方式中，也可以以沿着水平方向延伸的方式横向地使用。此外，如果在热扩散板31中使用通用地使用的散热器，则能够削减其制造成本。
接下来，说明本实施方式的作用效果。本实施方式除了与实施方式1同样的效果以外，还起到以下的作用效果。
热扩散板31通过具有第2热扩散板部分31b，不仅是热扩散效果，而且散热性的效果也变高。即，接合到印刷基板1的第1热扩散板部分31a起到热扩散的效果，表面整体接触到外部气体的第2热扩散板部分31b起到散热性的效果。因此，能够比实施方式1等进一步提高将电子零件2的发热向外部释放的效果。
另外，在电子零件2是例如如MOSFET那样的开关元件的情况下，在开关时输出辐射噪声，但能够通过热扩散板31的第2热扩散板部分31b使向外部的辐射噪声降低。另外，在电子零件2是例如控制IC、处理微小信号的IC等的情况下，具有使来自外部的辐射噪声降低的效果，能够防止IC的误动作。另外，通过热扩散板31的第2 热扩散板部分31b，具有来自外部的粉尘等的防尘效果。通过热扩散板31的第2热扩散板部分31b，第2热扩散板部分31b吸收施加到印刷基板1的应力，所以印刷基板1不易翘曲的效果提高，印刷基板1 的强度增加。另外，通过热扩散板31具有第2热扩散板部分31b，还能够提高接合材料7a的热循环性，所以半导体装置401的可靠性提高。
实施方式5.
图24是实施方式5的第1例中的沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图。图25是实施方式5的第2例中的沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图。参照图24以及图25，本实施方式的第1例的半导体装置501以及该第2例的半导体装置502具有与半导体装置101 基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置501、502中，电子零件2的特别是散热板 24具有作为在沿着印刷基板1的一方的主表面11a的左右方向扩展的部分(表面)的水平延伸部分24c(第3部分)和作为在与该一方的主表面11a交叉的上下方向扩展的部分(表面)的铅垂延伸部分24d (第4部分)。而且，热扩散板31与水平延伸部分24c的至少一部分和铅垂延伸部分24d的至少一部分这双方通过接合材料7a接合。
即，在例如半导体装置501中，热扩散板31包括与实施方式4 同样的接合到印刷基板1的第1热扩散板部分31a、作为与其同样地在沿着一方的主表面11a的方向扩展的部分的第3热扩散板部分31c 以及作为在与一方的主表面11a交叉的上下方向扩展的部分的第4热扩散板部分31d这3个部分。它们从图的右侧向左侧，按照第1热扩散板部分31a、第4热扩散板部分31d、第3热扩散板部分31c的顺序连接。
在半导体装置501中，第1热扩散板部分31a被接合到上侧导体层12上，相对于此，第3热扩散板部分31c以及第4热扩散板部分 31d具有以从此处乘载到散热板24的表面上的方式弯曲的形状。而且，第3热扩散板部分31c以在俯视时与水平延伸部分24c对置的方式重叠，并且第4热扩散板部分31d以在俯视时与铅垂延伸部分24d 对置的方式配置。
半导体装置502是与半导体装置501基本上同样的结构，但在热扩散板31的剖面形状中有稍微的相异。具体而言，热扩散板31与半导体装置501同样地具有热扩散板部分31a、31c、31d。半导体装置 502的第1热扩散板部分31a被接合到上侧导体层12上，但比半导体装置501的第1热扩散板部分31a稍厚。热扩散板31在图的左侧部分性地具有切口，通过该切口形成第3热扩散板部分31c以及第4热扩散板部分31d。在此，将包括以与水平延伸部分24c对置的方式沿着一方的主表面11a扩展的切口的表面的部分设为第3热扩散板部分 31c，将包括以与铅垂延伸部分24d对置的方式沿着与一方的主表面 11a交叉的方向扩展的切口的表面的部分设为第4热扩散板部分31d。作为结果，在半导体装置502中，第3热扩散板部分31c也以乘载到水平延伸部分24c的方式重叠。
如以上所述，在本实施方式中，电子零件2的散热板24和热扩散部3的热扩散板31在2个面中被接合。在该点上，本实施方式与散热板24和热扩散板31在1个面中被接合的半导体装置101不同。此外，在本实施方式中，散热板24和热扩散板31也可以在3个以上的面中被接合。
在本实施方式的制造方法中，关于半导体装置501中的热扩散板 31的形状，通过例如对铜板进行一般公知的冲压加工，能够以少的制造成本形成。另外，通过例如对铜板进行一般公知的削出加工或者挤压加工来形成切口，从而得到半导体装置502中的热扩散板31的形状。在该情况下，能够减小电子零件2与热扩散板31之间的热阻，能够进一步提高热扩散板31的热扩散效率。
接下来，参照图26，说明本实施方式的作用效果。本实施方式除了与实施方式1同样的效果以外，还起到以下的作用效果。
通过具有本实施方式的结构，能够降低散热板24与热扩散板31 之间的接合热阻，热扩散效果变高。另外，通过上述结构，施加到印刷基板1的应力易于被吸收，印刷基板1不易翘曲，所以印刷基板1 的强度增加。另外，接合材料7a的热循环性也能够提高，所以半导体装置401的可靠性提高。
在图24中，在第1热扩散板部分31a和第4热扩散板部分31d 的边界部以及第4热扩散板部分31d和第3热扩散板部分31c的边界部中，以使其延伸方向改变约90°的方式弯曲。但是，不限于此，在这些边界部夹着的2个部分的延伸方向所成的角度既可以小于90°也可以超过90°。例如，图26示出图24中的虚线所包围的区域XXVI 的更优选的方式。参照图26，在此第3热扩散板部分31c和第4热扩散板部分31d所成的角度超过90°。由此，第3热扩散板部分31c与水平延伸部分24c之间的区域的空气易于去除。由此，两者之间的空气层变薄，两者之间的热传导率变高。根据易于去除第3热扩散板部分31c与水平延伸部分24c之间的区域的空气的观点，优选使两者之间尽可能接近或者如上所述使第3热扩散板部分31c的延伸方向相对沿着一方的主表面11a的方向倾斜。
实施方式6.
图27总结示出实施方式6的各例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点即从上方的俯视时的方式。图28是实施方式6 的第1例中的沿着图27的C-C线的部分的概略剖面图。图29是实施方式6的第2例中的沿着图27的C-C线的部分的概略剖面图。在图28以及图29中，示出从与图15的B-B线对应的方向观察的概略剖面图。参照图27、图28以及图29，本实施方式的第1例的半导体装置601以及该第2例的半导体装置602具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置601、602中，考虑电子零件2的例如树脂模制部 23与印刷基板1的一方的主表面11a对置的下朝向模制面23e(第1 面)和其相反侧的上朝向模制面23f(第2面)。此时，热扩散板31 的一部分被配置成覆盖上朝向模制面23f。
即，在例如半导体装置601中，热扩散板31包括与实施方式4、 5同样的接合到印刷基板1的第1热扩散板部分31a、作为与其同样地在沿着一方的主表面11a的方向扩展的部分的第5热扩散板部分 31f以及作为在与一方的主表面11a交叉的上下方向扩展的部分的第6热扩散板部分31g这3个部分。它们从图的左侧向右侧，按照第1热扩散板部分31a、第6热扩散板部分31g、第5热扩散板部分31f、第 6热扩散板部分31g、第1热扩散板部分31a的顺序连接。
在半导体装置601中，第1热扩散板部分31a被接合到上侧导体层12上，相对于此，第5热扩散板部分31f以及第6热扩散板部分 31g具有以从此处从上侧跨越树脂模制部23的方式弯曲的形状。而且，第5热扩散板部分31f以在俯视时与上朝向模制面23f对置的方式重叠，并且第6热扩散板部分31g以与树脂模制部23的模制侧面23g 对置的方式配置。
半导体装置602是与半导体装置601基本上同样的结构，但在热扩散板31的剖面形状中有稍微的相异。具体而言，热扩散板31与半导体装置601同样地具有热扩散板部分31a、31g、31f。在半导体装置602中接合到一方的主表面11a的第1热扩散板部分31a向正上方延伸，但该向正上方延伸的部分成为第6热扩散板部分31g，与模制侧面23g对置。在此，将以与模制侧面23g对置的方式在与一方的主表面11a交叉的方向扩展的部分设为第6热扩散板部分31g，将与第 6热扩散板部分31g的最下部的印刷基板1接合的区域设为第1热扩散板部分31a。作为结果，在半导体装置602中，第5热扩散板部分 31f以及第6热扩散板部分31g也具有以从此处从上侧跨越树脂模制部23的方式弯曲的形状。
如以上所述，在本实施方式中，热扩散板31以跨越电子零件2 的方式与印刷基板1接合。热扩散板31包括以覆盖电子零件2的上表面并与其重叠的方式配置的区域。在该点上，本实施方式与不具有这样的结构的半导体装置101不同。此外，热扩散板31的第5热扩散板部分31f和上朝向模制面23f也可以接合。
在本实施方式的制造方法中，半导体装置601中的热扩散板31 的形状能够与上述半导体装置501同样地形成。另外，半导体装置602 中的热扩散板31的形状能够与上述半导体装置502同样地形成。
关于本实施方式的作用效果，如以下所述。如本实施方式那样，通过热扩散板31具有热扩散板部分31f、31g，除了与实施方式1同样的效果以外，还起到与实施方式4同样的效果。因此，在此不反复其详细的说明。此外，在图28以及图29中，在热扩散板31与树脂模制部23之间具有空气层，但在无该空气层而两者被接合的情况下，两者之间的热传导率更高。
实施方式7.
图30放大示出实施方式7的半导体装置的特别是印刷基板1的一部分的区域。图31进一步放大示出图30中的虚线所包围的区域 XXXI、即绝缘层11的方式。参照图30以及图31，本实施方式的半导体装置701具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置701中，在印刷基板1的绝缘层11具有填料16的这一点上，与半导体装置101 不同。此外，如图31所示，绝缘层11包含玻璃纤维17和环氧树脂 18。
填料16是无机填料粒子，优选使用氧化铝粒子，但不限于此，也可以是氮化铝或者氮化硼等陶瓷粒子。另外，填料16也可以是混合几种粒子的结构，还可以是例如在氧化铝中混合氢氧化铝而成的结构。
即，在半导体装置701中，包含于印刷基板1的多个绝缘层11 的各个包含无机填料粒子。由此，能够使绝缘层11的热传导性以及耐热性提高。通过绝缘层11包含作为无机填料粒子的填料16，能够经由填料16使热传导。因此，能够增大绝缘层11的热传导，能够减小印刷基板1的热阻。
针对具有包括将氧化铝的填料16含有70重量％的绝缘层11的印刷基板1的半导体装置701，使用式(1)以及与实施方式1同样的模型来模拟热阻值。此外，在该模型中，成为除了有无上述填料16 以外与实施方式1的半导体装置101的模型完全相同的尺寸以及结构。其结果，可知相比于图11的半导体装置101的例子能够使热阻值进一步降低约5％。
另外，在本实施方式中，为了增大散热的效果，增大在绝缘层 11中含有的填料16的填充密度是重要的。具体而言，更优选将填料 16的填充密度增大至80重量％。因此，填料16的形状不限于如图 13所示的接近球形的形状，也可以是如四面体或者六方晶那样的以多边形为基础的立体形状。
进而，在本实施方式中，填充到绝缘层11内的填料16的尺寸也可以并非恒定。即，即使在绝缘层11内仅包含单一种类的填料16的粒子的情况下，也可以通过几种尺寸的粒子的混合构成填料16。在该情况下，尺寸小的填料16的粒子进入到在尺寸大的多个填料16的粒子之间夹着的区域，所以能够以更高的密度填充填料16。因此，能够使绝缘层11的散热性进一步提高。
实施方式8.
在图32中，将实施方式8的半导体装置的特别是第1散热用通孔15a的区域放大而示出其平面方式。图33是沿着图32的 XXXIII-XXXIII线的部分的概略剖面图。参照图32以及图33，本实施方式的半导体装置801具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置801中，在上侧导体层12中的多个(特别是1对)相邻的第1 散热用通孔15a之间夹着的区域中，以将该第1散热用通孔15a的孔部彼此连接的方式形成有槽15d。在该点上，半导体装置801与未形成这样的槽15d的半导体装置101不同。
此外，在图32以及图33中，槽15d仅形成于第1区域，但不限于此，也可以在第2区域中也以将相互相邻的散热用通孔15的孔部彼此连接的方式形成槽15d。换言之，在半导体装置801的印刷基板 1，形成有将多个散热用通孔15中的、在从印刷基板1的一方的主表面11a的透射视点相互相邻的散热用通孔15彼此连接的槽15d。
此外，在对印刷基板1的上侧导体层12进行构图时，能够通过通常的照相制板技术以及蚀刻形成上述槽15d。
通过设置如上述的槽15d，在半导体装置801中，能够通过在其制造时用于使焊料熔融的加热，将第1散热用通孔15a内的膨胀的空气经由槽15d释放到外部。因此，通过抑制第1散热用通孔15a内的压力的上升，能够容易地实现焊料的填充。
实施方式9.
图34示出实施方式9的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点下的方式。参照图34，本实施方式所涉及的半导体装置 901具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置901中，在从印刷基板1的一方的主表面11a的透射视点在电子零件2的周围配置的热扩散板31被分成3个热扩散板31x、31y、31z。这些热扩散板31x、 31y、31z优选相互隔开间隔而配置，但不限于此。在该点上，半导体装置901与热扩散板31成为单一的结构而配置于电子零件2的周围的三个方向侧的半导体装置101不同。
在图34中，作为一个例子，热扩散板31被分成相互隔开间隔的 3个区域。但是，热扩散板31也可以被分成3个以外、例如2个或者 4个等任意的多个区域。多个热扩散板31x、31y、31z的各个与电子零件2通过作为接合材料7a的焊料接合。
在例如如半导体装置101的热扩散板31那样其尺寸变大时，难以用贴片机将其安装。另外，在热扩散板31是中心和重心为相同的点的长方形或者正方形的平面形状时，相比于热扩散板31为非对称的平面形状的情况，用贴片机的安装工序的不良率减少。因此，如本实施方式所述，通过将热扩散板31分割成多个长方形而配置，能够容易地用贴片机安装热扩散板31，降低安装成本。即，根据本实施方式，能够使热扩散板31成为适合于自动安装的方式。
实施方式10.
图35示出实施方式10的第1例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点下的方式。另外，图36是实施方式10的第2 例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点下的方式。参照图35以及图36，本实施方式所涉及的半导体装置1001以及该第2例的半导体装置1002具有与半导体装置101基本上相同的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置1001、1002中，电子零件2都在从印刷基板1的一方的主表面11a 的透射视点相互隔开间隔而被配置成4个电子零件2a、2b、2c、2d。在半导体装置1001中，以在图的左右方向排成1列的方式，配置4 个电子零件2a～2d，相对于此，在半导体装置1002中，在图的左右方向成为2列、在图的上下方向成为2列，而矩阵状地配置4个电子零件2a～2d。
如以上所述，在本实施方式的半导体装置中，相互隔开间隔而配置多个电子零件2。在该点上，本实施方式与仅配置单一的电子零件 2的半导体装置101不同。此外，配置电子零件2的数量不限于半导体装置1001、1002所示的4个而可以是任意的多个。另外，在多个电子零件2a～2d各自的俯视时的周围，配置有作为单一的热扩散部3 连接的热扩散板31。
接下来，参照作为比较例的图37以及图38，说明本实施方式的作用效果。
图37示出针对实施方式10的第1例的比较例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点下的方式。另外，图38示出针对实施方式11的第2例的比较例的半导体装置整体或者一部分的、从上方的透射视点下的方式。参照图37以及图38，半导体装置1003以及半导体装置1004具有与半导体装置1001、1002基本上同样的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。
但是，在半导体装置1003、1004中，与实施方式9的半导体装置901同样地，热扩散板31被分成多个热扩散板。具体而言，在图 37中，热扩散板31被分成电子零件2的上侧的热扩散板31x和关于图的左右方向在电子零件2a～2d各自之间夹着(与电子零件2a、2d 相邻)的5个热扩散板31y。另外，在图38中，热扩散板31被分成在图的上下方向的中央部扩展的热扩散板31x、在热扩散板31x的上侧的区域中与电子零件2a、2b相邻的3个热扩散板31y以及在热扩散板31x的下侧的区域中与电子零件2c、2d相邻的3个热扩散板31z。
在例如如图38所示在1个半导体装置内并联连接多个电子零件 2的情况下，由于电子零件2的内部电阻等的偏差，发热量也有出现偏差的可能性。在并联连接时针对多个例如4个电子零件2a～2d的各个配置有4个热扩散板的情况下，发热量大的电子零件有由于自身的发热所致的温度上升而进一步增加发热量而热失控的可能性。在如图 37所示在1个半导体装置内并联连接多个电子零件2的情况下，也与上述相同。
但是，通过如本实施方式所述，仅配置多个电子零件2a～2d的单一的热扩散板31，各个电子零件2a～2d的温度平衡，能够提供不易热失控的可靠性高的半导体装置。其原因为，相对于配置多个电子零件 2a～2d，仅配置1个热扩散板31，从而相比于针对多个电子零件2a～2d 的各个配置多个热扩散板的情况，能够使从电子零件2a～2d的各个向同一热扩散板31的散热更均匀化。
实施方式11.
图39是实施方式11的第1例中的沿着图27的C-C线的部分的概略剖面图。图40是实施方式11的第2例中的沿着图15的A-A线的部分的概略剖面图。图41是实施方式11的第3例中的沿着图15 的A-A线的部分的概略剖面图。
参照图39，本实施方式的第1例的半导体装置1101被配置成框体51密接到实施方式6的半导体装置601的热扩散板31的第5热扩散板部分31f。参照图40，本实施方式的第2例的半导体装置1102 被配置成框体51密接到实施方式5的半导体装置502的热扩散板31 的第3热扩散板部分31c及第4热扩散板部分31d。参照图41，本实施方式的第3例的半导体装置1103被配置成框体51密接到实施方式 4的半导体装置401的热扩散板31的第2热扩散板部分31b。在这样配置框体51的这一点上，本实施方式与未配置其的半导体装置601、502、401不同，但其他点基本上相同。因此，在本实施方式中对与记述的半导体装置相同的构成要素附加同一符号而不反复其说明。
框体51是从外侧保护半导体装置1101～1103整体的部件，在图 39～图41中图示作为其一部分的例如平板形状的部分。框体51优选由铝形成。其原因为，铝能够将半导体装置的内部的热传递到外部，并且铝比铜等更轻。另外，框体51也可以由在表面形成有铜等的金属膜的氧化铝或者氮化铝等热传导性良好的陶瓷材料构成。进而，框体51也可以由在从由铜合金、铝合金、镁合金构成的群选择的任意合金材料的表面形成有镀镍膜以及镀金膜的金属材料形成。通过作为框体51使用这样的热传导性良好的材料，能够提高半导体装置1101～1103的热传导性(散热性)。
此外，也可以在此处未举出的记述的各实施方式(各例)所涉及的半导体装置的热扩散板31，与上述同样地以密接的方式配置框体 51。
在本实施方式中，除了使电子零件2发出的热从图10的热扩散板31经由第2散热用通孔15b向散热部4侧散热的实施方式1的路线以外，还具有从热扩散板31经由框体51向外部散热的路线。因此，相比于不具有框体51的结构，能够提供散热性更优良的半导体装置1101～1103。
图42是实施方式11的第4例中的沿着图27的C-C线的部分的概略剖面图。参照图42，本实施方式的第4例的半导体装置1104被配置成在半导体装置1101的热扩散板31(第5热扩散板部分31f)与框体51之间夹着散热部件52，散热部件52密接到热扩散板31以及框体51这双方。散热部件52优选为由与散热部件41同样的材质形成的片材状部件。在该点上，半导体装置1104与未具有散热部件52 的半导体装置1101不同，但其他点基本上相同。因此，在本实施方式中，对与半导体装置1101相同的构成要素附加同一符号而不反复其说明。在热扩散板31和框体51的电位不同的情况下，优选在两者之间夹入具有电绝缘性的散热部件52。由此，能够在防止热扩散板31和框体51的短路的同时，使电子零件2的发热从热扩散板31以及框体51向其外侧更高效地散热。
实施方式12.
图43是实施方式12的各例的半导体装置的概略俯视图。图44 是实施方式12的第1例中的沿着图43的A-A线的部分的概略剖面图。图45是实施方式12的第2例中的沿着图43的B-B线的部分的概略剖面图。参照图43～图44，这些图所示的半导体装置1201具有与图 15以及图16基本上同样的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置1201中，以覆盖电子零件2 以及热扩散部3的至少一部分的方式具有热扩散材料60。
作为热扩散材料60，优选使用电特性以及机械特性优良，且热传导率高且发热量高的部位的热放散性优良的材料。另外，热扩散材料60优选为热膨胀系数低、耐裂性优良、低粘度且作业性良好的材料。热扩散材料60优选为通过加热硬化时的低应力化降低印刷基板1 等的翘曲量的材料。另外，热扩散材料60优选为高温保存下的重量减少量少且耐热性优良的材料。进而，热扩散材料60优选为杂质离子浓度少且可靠性优良的材料。根据以上的观点，在热扩散材料60 中作为代表例使用环氧树脂系的灌封材料。但是，热扩散材料60可以是从由丙烯酸树脂、硅、尿烷、聚氨酯、环氧树脂、氟构成的群选择的任意材料。进而，作为热扩散材料60，也可以代替上述各材料，而使用油脂、粘接剂或者散热片中的任意材料。但是，热扩散材料60 不限定于上述。
参照图45，本实施方式的第2例的半导体装置1202具有与图23 的半导体装置401基本上同样的结构，所以对同一构成要素附加同一符号而不反复其说明。但是，在半导体装置1202中，以覆盖电子零件2以及热扩散部3的至少一部分的方式，具有热扩散材料60。
在图45中，在被热扩散板31的第2热扩散板部分31b包围的区域中填充有热扩散材料60。换言之，以覆盖第1热扩散板部分31a以及电子零件2的方式，形成有热扩散材料60。
接下来，说明本实施方式的作用效果。在本实施方式中，电子零件2以及热扩散部3的至少一部分被热扩散材料60覆盖。由此，能够使来自电子零件2的发热更高效地传递到热扩散部3。另外，还能够提高热扩散材料60所带来的散热性。另外，能够得到提高被热扩散材料60覆盖的印刷基板1以及电子零件2针对外部的绝缘性、防湿性、防水性、耐氯性、耐油性的效果。进而，能够抑制异物混入到被热扩散材料60覆盖的印刷基板1以及电子零件2的部分。
此外，在图45的结构中，热扩散板31具有第1热扩散板部分 31a和相对于此延伸方向相差约90°的第2热扩散板部分31b。因此，能够抑制热扩散材料60流出到不想供给热扩散材料60的区域。另外，在图45中，能够通过最小限的量的热扩散材料60，覆盖电子零件2 的一部分或者全部。这样，在图45中，能够利用热扩散板31的形状的特征，用热扩散材料60覆盖电子零件2。由此，能够低成本地得到高的散热性。
以上，作为一个例子，示出针对实施方式2、4的结构导入热扩散材料60的例子。但是，针对上述实施方式1～11的哪一个例子都能够使用热扩散材料60。
也可以以在技术上无矛盾的范围内，适宜地组合以上叙述的各实施方式(中包含的各例)记载的特征的方式应用。
应认为本次公开的实施方式在所有点中仅为例示而不限定于此。本发明的范围并非由上述说明而由权利要求书示出，意图包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (12)

1.一种半导体装置，具备：
印刷基板；以及
电子零件及热扩散部，被接合到所述印刷基板的一方的主表面上，
所述电子零件和所述热扩散部通过接合材料电连接并且热连接，
所述印刷基板包括：绝缘层；多个导体层，配置于所述绝缘层的一方及另一方的主表面上的各个主表面上；以及多个散热用通孔，从所述绝缘层的一方的主表面贯通至另一方的主表面，
所述多个散热用通孔的至少一部分在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点与所述电子零件重叠，所述多个散热用通孔的至少另一部分在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点与所述热扩散部重叠，
所述多个散热用通孔的至少一部分被配置成在从所述印刷基板的另一方的主表面的透射视点与散热部重叠，
所述电子零件包括：引线端子、半导体部、树脂模制部以及散热板，
所述散热板配置在所述半导体部和所述印刷基板之间，
所述散热板和所述热扩散部通过所述接合材料电连接并且热连接，
所述热扩散部通过所述接合材料与所述电子零件的在沿着所述一方的主表面的方向扩展的第3部分的至少一部分和所述电子零件的在与所述一方的主表面交叉的方向扩展的第4部分的至少一部分这双方接合。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述电子零件在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点相互隔开间隔而配置有多个，
在所述多个电子零件各自的周围配置单一的所述热扩散部。
3.一种半导体装置，具备：
印刷基板；以及
电子零件及热扩散部，被接合到所述印刷基板的一方的主表面上，
所述电子零件和所述热扩散部通过接合材料电连接并且热连接，
所述印刷基板包括：绝缘层；多个导体层，配置于所述绝缘层的一方及另一方的主表面上的各个主表面上；以及多个散热用通孔，从所述绝缘层的一方的主表面贯通至另一方的主表面，
所述多个散热用通孔的至少一部分在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点与所述电子零件重叠，所述多个散热用通孔的至少另一部分在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点与所述热扩散部重叠，
所述多个散热用通孔的至少一部分被配置成在从所述印刷基板的另一方的主表面的透射视点与散热部重叠，
所述电子零件包括：引线端子、半导体部、树脂模制部以及散热板，
所述散热板配置在所述半导体部和所述印刷基板之间，
所述散热板和所述热扩散部通过所述接合材料电连接并且热连接，
所述热扩散部在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点在所述电子零件的周围配置有多个。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
在所述印刷基板的一方的主表面上配置凸部，
所述电子零件以及所述热扩散部被配置成在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点与所述凸部重叠，
在所述凸部和所述散热板或所述热扩散部之间配置所述接合材料。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
在隔着所述多个导体层与所述电子零件或者所述热扩散部重叠的所述多个散热用通孔的至少一部分的内部，配置有所述内部的容积的1/3以上的体积量的所述接合材料。
6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述热扩散部包括：
第1部分，在沿着所述印刷基板的一方的主表面的方向延伸且被接合到所述印刷基板的一方的主表面；以及
第2部分，在与所述第1部分交叉的方向延伸。
7.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，
所述热扩散部通过所述接合材料与所述电子零件的在沿着所述一方的主表面的方向扩展的第3部分的至少一部分和所述电子零件的在与所述一方的主表面交叉的方向扩展的第4部分的至少一部分这双方接合。
8.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
以覆盖所述电子零件的和与所述印刷基板的一方的主表面对置的第1面相反的一侧的第2面的方式配置所述热扩散部的一部分。
9.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述印刷基板包括多个所述绝缘层，
所述多个绝缘层的各个包含无机填料粒子。
10.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
在所述印刷基板形成将所述多个散热用通孔中的、在从所述印刷基板的一方的主表面的透射视点相互相邻的散热用通孔连接的槽。
11.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述热扩散部的弯曲刚度比所述印刷基板高。
12.根据权利要求1～3中的任意一项所述的半导体装置，其中，
所述电子零件以及所述热扩散部的至少一部分被热扩散材料覆盖。
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