JP2002170975A

JP2002170975A - 半導体素子搭載用基板及び該基板を使用した半導体デバイス

Info

Publication number: JP2002170975A
Application number: JP2000364167A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takeyama; 祥史竹山; Ichiro Kataoka; 一郎片岡; Satoshi Yamada; 聡山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】基板に実装する半導体素子の熱を効率よく放熱
するのに優れた構造を有す基板を提供する。【構成】半導体素子用の回路パターン（４）を有する半
導体素子（１）搭載用基板（５）であって、前記基板は
絶縁性であり、前記基板は凸形状の絶縁部と凹形状の絶
縁部が隣接して交互に配列した表面形態を有し、前記回
路パターンは前記凹形状の絶縁部内に設けられているこ
とを特徴とする半導体素子搭載用基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を搭載
するための絶縁性の基板であって、該基板上に搭載され
る半導体素子について放熱を効率的に行う機能を有する
半導体素子搭載用基板に関する。本発明は、また、前記
基板上に搭載された半導体素子からなる半導体デバイス
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、温室効果すなわちＣＯ２の増加に
よる地球の温暖化が問題となっており、ＣＯ２を排出し
ないクリーンなエネルギー源開発への要求がますます高
まっている。そうしたエネルギー源の１つとして原子力
発電が挙げられるが、放射性廃棄物の等の解決の難しい
問題があるころから、安全性が高く且つ大気汚染物質を
排出しないクリーンなエネルギー源の提供に対する要求
が高まってきている。こうしたことから、太陽電池は、
太陽光を電気エネルギーに変換するものであって汚染物
質の排出はなく、安全であり、取り扱いが容易であるこ
とから、クリーンなエネルギー源として注目を集めてい
る。

【０００３】現在、幾多の太陽電池が提案されていて、
それらの中幾つかは電力源として実際に使用されてい
る。そうした太陽電池は、単結晶シリコン或いは多結晶
シリコンを用いた結晶系の太陽電池、非晶質シリコンを
用いた非晶質系の太陽電池、化合物半導体系の太陽電池
に大別される。また設置の形態により、例えば特開平５
−８２８２０号公報に開示されているようなフレーム型
太陽電池、例えば特開平７−１３１０４８号公報に開示
されているようなフレームレス型太陽電池、例えば特開
平８−１７７１８７号公報及び特開平１１−９７７２７
号公報に開示されてるような屋根材一体型太陽電池、例
えば特開平９−８３００６号公報に開示されているよう
な集光型の太陽電池などに分類される。

【０００４】上述したような太陽電池については、その
コストの中で最も大きな割合を占めるのは太陽電池を構
成するセル（光電変換素子）の材料費であり、そのため
太陽電池のコストを下げるには該セルの材料使用量を減
らすことが必要となってくる。集光型の太陽電池は、高
価な光電変換素子（セル）の能力を有効活用して発電コ
ストを低減するために、太陽光をレンズで数倍〜数百倍
に集光し、該太陽電池の光電変換素子への入射光量を増
加させることで、該光電変換素子の使用量を極力減らす
ようにした形態のものである。

【０００５】上記特開平９−８３００６号公報に開示さ
れた集光型の太陽電池は、ガラス、樹脂材料又はセラミ
ックス等で構成された支持基板上に、砒素ガリウム等の
化合物半導体材料で構成された太陽電池を配置し、該太
陽電池からその上部に向かって開口面積が広くなるテー
パ状の凹部を設け、該凹部に、ポリスチレン等の樹脂か
らなり、表面がレンズ状に加工された高屈折率の集光構
造体が配置されたものである。特開平７−２３１１１１
号公報には、集光型の太陽電池用基板が開示されてい
る。該太陽電池用基板は、一辺が２ｍｍ程の小型の太陽
電池がデュアルインラインパッケージ等の標準的なＩＣ
タイプのキャリアに接続され、該キャリアをスルーホー
ル基板等のプリント基板に取付けることによって、電気
接続がなされる構造となっている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】上述した太陽電池は、該太陽電池の温度が
上昇すると、その発電効率が低下するという性質があ
る。この問題を解決するために、例えば特開平９−８３
００３号公報に開示されるように、太陽電池が取付けら
れる支持基板に冷却フィンを設けると共に、冷却通風炉
を形成することで、太陽電池の温度上昇を防いでいる。
この冷却方法は、該太陽電池が、その温度が著しく上昇
することのない環境に置かれている場合には有効であ
る。しかし、集光型の太陽電池の場合、集光度の増加と
共に該太陽電池の温度上昇も著しくなる。この場合の該
太陽電池の急激な温度上昇は、前記公報に記載されたよ
うな冷却方法では充分に防止することはできない。この
点について、図を用いて詳しく説明する。

【０００７】図６は、単結晶シリコンで構成された集光
型の太陽電池の一例の構成を模式的に示す図である。図
６（ａ）は、該集光型の太陽電池をその受光面よりみた
外観模式図であり、図６（ｂ）は該太陽電池の第一の側
面の外観模式図であり、図６（ｃ）は該太陽電池の第二
の側面の外観模式図であり、図６（ｄ）は該太陽電池を
その非受光面からみた外観模式図である。図６におい
て、１は単結晶シリコンで構成された光起電力素子を示
し、２及び３は該光起電力素子の一対の取り出し電極を
示す。該光起電力素子１の内部には、複数のｐ型層及び
ｎ型層が交互に配列されて複数のｐ−ｎ接合を有する光
電変換半導体層が設けられていて、該光電変換半導体層
の各ｐ型層にはｐ層電極が接続され、同様に各ｎ型層に
はｎ層電極が接続されている。前記光起電力素子１の一
対の取出し電極２及び３は、夫々絶縁材（図示せず）を
介して、前記ｐ層電極及び前記ｎ層電極と電気的に接続
している。

【０００８】図７は、単結晶シリコンで構成された集光
型の太陽電池の他の一例の構成を模式的に示す図であ
る。図７（ａ）は、該太陽電池をその受光面よりみた外
観模式図であり、図７（ｂ）は該太陽電池の第一の側面
の外観模式図であり、図７（ｃ）は該太陽電池の第二の
側面の外観模式図であり、図７（ｄ）は該太陽電池をそ
の非受光面からみた外観模式図である。図７において、
１は、単結晶シリコンで構成された光起電力素子の表面
に設けられた円形の反射防止膜を示し、該反射防止膜
は、集光された太陽光が照射される該光起電力素子の表
面部分に設けられている。図７において、２及び３は該
光起電力素子の一対の取り出し電極を示す。該光起電力
素子の非受光面側には、該光起電力素子中の複数のｐ−
ｎ接合を有する光電変換半導体層のｐ型層及びｎ型層か
ら延びｐ層電極及びｎ層電極と電気的に接続された一対
の取出し電極２及び３が設けられている。

【０００９】上述した図６及び図７に示すような集光型
の太陽電池においては、集光した太陽光を効率よく該太
陽電池中の光起電力素子に照射されることが求められて
おり、該太陽電池のアクティブエリアを限りなく１００
％に近づけるために、その取出し電極は一般的に該太陽
電池の非受光面に設けられる。このように非受光面側に
取出し電極を有する集光型の太陽電池は、ガラス、樹
脂、セラミックス等で構成された支持基板上に実装され
る。

【００１０】上述したように支持基板上に実装された太
陽電池の一例を図８を用いて説明する。図８（ａ）は、
上述した支持基板上に６個の光起電力素子を直列接続し
て配置した状態を上からみた外観模式図であり、図８
（ｂ）は支持基板上に設けた回路パターンを説明するた
めの模式図であって、該支持基板を受光面側からみた図
である。図８（ｃ）は、図８（ａ）におけるE−E' 線
に沿った断面を示す模式図であり、図８（ｄ）は、図８
（ａ）におけるF−F' 線に沿った断面を示す模式図で
ある。図８において、５は厚さ０．５〜１ｍｍ程度のセ
ラミックスからなる支持基板を示す。支持基板５上に
は、厚さ０．０１〜１ｍｍ程度の銅からなる回路パター
ン４が形成されている。更に回路パターン４上に光起電
力素子１が配置される。第一の光起電力素子１の取出し
電極２は、半田により回路パターン４に電気的に接続さ
れ、更に回路パターン４により隣接する第二の光起電力
素子１の取出し電極３に接続される。このように支持基
板５上にパターンニングされた回路パターン４により、
該基板上の複数の光起電力素子１は、直列に接続され
る。しかしながら、集光型の太陽電池においては、集光
度の増加と共に該太陽電池の温度は著しく上昇するた
め、該太陽電池に使用される材料及び該太陽電池の構造
について、優れた放熱特性が求められる。

【００１１】図８に示すような従来の支持基板５では、
回路パターン４同士の絶縁を確保する為、また取出し電
極２及び３の絶縁を確保するため、各回路パターンはそ
れに隣接する回路パターンとの間に一定の間隔を保って
形成されており、また光起電力素子１の非受光面側であ
って、取出し電極２及び３が形成されない部分は、支持
基板５と直接接触することがなく、この隙間は、光起電
力素子１の熱を支持基板５側に放熱する妨げとなってい
た。この問題の解決策として、光起電力素子１と支持基
板５の隙間に高熱伝導性の絶縁樹脂を埋め込む方法が考
えられるが、この方法では、前記隙間の高さが０．１〜
１ｍｍ程度と小さいため、該隙間を真空状態にして樹脂
を流し込むなど、煩雑な作業が必要とされることから、
有効ではない。本発明は、従来技術における上述した問
題点を解消し、上述したような煩雑な作業をすることな
くして、太陽電池の熱を効率的に放熱する機能を有する
光起電力素子等の半導体素子用の支持基板を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するものであって、本発明は、下述する構成の半導体素
子搭載用基板を提供する。即ち、半導体素子用の回路パ
ターンを有する半導体素子搭載用基板であって、前記基
板は絶縁性であり、前記基板は凸形状の絶縁部と凹形状
の絶縁部が隣接して交互に配列した表面形態を有し、前
記回路パターンは前記凹形状の絶縁部内に設けられてい
ることを特徴とするものである。前記半導体素子搭載用
基板は、具体的には、前記半導体素子は電極を有し、前
記半導体素子は、該半導体素子の前記電極が前記凹形状
の絶縁部内に前記回路パターンと密接して位置し且つ該
半導体素子が前記凸形状の絶縁部と密着すると共に前記
基板に密着するように搭載されるようにしたものであ
る。前記基板は、放熱性に優れていることが望ましい。
即ち、前記基板は、例えば、セラミックス等の放熱性に
優れた絶縁性の材料で構成されたものであることが望ま
しい。前記半導体素子は、光起電力素子等の半導体材料
で構成された素子を包含する。

【００１３】本発明の半導体素子搭載用基板は、上述し
たように、凸形状の絶縁部と凹形状の絶縁部が隣接して
交互に配列した表面形態を有し、半導体素子用の第一の
回路パターン（i）は周囲が凸形状の絶縁部で囲まれた
第一の凹形状の絶縁部（a）内に設けられ、半導体素子
用の第二の回路パターン（ii）は同様に周囲が凸形状の
絶縁部で囲まれた第二の凹形状の絶縁部（b）内に設け
られていて、前記第一の回路パターン（i）と前記第二
の回路パターン（ii）の間には凸形状の絶縁部が存在す
る構成になっている。従って、半導体素子の基板側に設
けた電極を、前記第一の回路パターン（i）又は/及び第
二の回路パターン（ii）と半田等により電気的に接着す
る際に、上記半導体素子の非受光面であって、電極を設
けていない部位を、絶縁性基板と該凸形状の絶縁部を介
して密着させることができる。これにより、該半導体素
子の熱を電極部分だけでなく、電極を設けていない該半
導体素子部位からも該絶縁性基板へ放熱することが可能
となる。さらに、該絶縁性基板として、放熱性に優れた
絶縁性基板を用いることによって、該半導体素子の熱を
効率よく該基板側に放熱することが可能となる。更にま
た、該絶縁性基板として、セラミックスで構成された絶
縁性基板を用いる場合、該セラミックスとして１００Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する窒化アルミニウムなど
を用いることで、該半導体素子の熱を効率よく該基板側
に放熱することが可能となる。この他、前記セラミック
スとして、窒化けい素、窒化アルミニウム等の該半導体
素子を構成するシリコン材料と比較的熱膨張係数が似通
ったセラミックスを使用することで、該シリコン材料の
耐久性が向上する。また銅からなる回路パターンを直接
セラミックス基板に接着することも可能である。これと
は別に、上記半導体素子として、各種の放熱が必要な素
子が適応可能であるが、半導体素子が太陽電池に使われ
る光起電力素子である場合、該光起電力素子の内部発熱
だけでなく、照射される太陽光による外部要因的昇温が
あるため、昇温の程度が著しく、該光起電力素子の支持
基板には放熱特性が特に求められる。本発明の上述した
構成の基板は、この要求を充分に満足するものである。

【００１４】本発明は、上述した構成の基板上に搭載さ
れた半導体素子からなる半導体デバイスを提供する。該
半導体デバイスは、絶縁性の基板と該基板上に設けられ
た半導体素子とからなる半導体デバイスであって、前記
半導体素子は電極を有し、前記基板は凸形状の絶縁部と
凹形状の絶縁部が隣接して交互に配列した表面形態を有
し、前記凹形状の絶縁部はその内部に設けられた前記半
導体素子用の回路パターンを有し、前記半導体素子の前
記電極は前記凹形状の絶縁部内に前記回路パターンと密
接して位置し、前記半導体素子は前記基板の前記凸形状
の絶縁部と密着すると共に前記基板に密着して配設され
ていることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。（絶縁性基板）本発明における絶縁性基板は、半導体素
子を支持し且つ電気的に配線するものであって、公知の
ＩＣ基板、プリント基板などが好適に使用できる。該基
板の構成材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ
３）、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ベリリア等の金属酸化物、
ガラスなどに代表される無機絶縁物、エポキシ、フェノ
ール、紙、ポリイミド、ポリエステル、テフロン（登録
商標）等樹脂又は複数種の樹脂からなる樹脂物質、及び
ガラス繊維と樹脂とを組合せてなる複合絶縁材が挙げら
れる。この他、金属コア基板、鉄板ほうろう基板などの
金属系基板も適用可能である。これらを使用して本発明
の半導体素子搭載用基板を作製するについては、公知の
絶縁基板の加工方法や加工手順が採用できる。本発明に
おける絶縁性基板の凹部は、該基板が例えば有機絶縁材
で構成される場合、硬化後の基板をドリルによる切削又
は熱プレス等による加工に付して凹部を持つパターンを
形成する方法、或いは硬化前の基板、例えばプルプレグ
シートに予めプレス等により穴加工を行っておき、穴有
り/穴無し形状のシートを重ねて熱処理することで凹部
を持つパターンを形成する方法により形成することがで
きる。該基板が例えばセラミックスで構成される場合、
硬化後の基板をレーザー加工に付して凹部を持つパター
ンを形成する方法、或いは硬化前の基板、例えばグリー
ンシートに予めプレス等により穴加工を行っておき、穴
有り/穴無し形状のシートを重ねて熱処理することで凹
部を持つパターンを形成する方法により形成することが
できる。

【００１６】本発明における絶縁性基板は、放熱性に優
れた絶縁材料で構成されるのが望ましい。該基板を例
えば有機絶縁材で構成する場合、該有機絶縁材料に、例
えば、熱伝導率が約２０００Ｗ／ｍ・Ｋのダイヤモン
ド、６００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の窒化ホウ素、約２４０〜４
５０Ｗ／ｍ・ＫのＳｉＣやＢｅＯ、１００〜２００Ｗ／
ｍ・ＫのＡｌＮ、３０〜１００Ｗ／ｍ・ＫのＳｉ３Ｎ
４、或いは約２０Ｗ／ｍ・Ｋのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）
の粉末を含浸させることで１〜数十Ｗ／ｍ・Ｋの高い熱
伝導性を持つ絶縁性基板とすることができる。また、特
開昭５３−１１７３８６号公報又は特開昭５８−３２０
７２号公報に開示された技術により、アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４などのセラミックスが持つ
常温、高温での高い強度、優れた耐食性、溶融金属に濡
れ難い特性ばかりでなく、電気絶縁性でありながら高い
熱伝導性を持つという特性を利用したセラミックス製の
絶縁性基板とすることができる。こうしたセラミックス
製の絶縁性基板とすれば、ＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ・Ｂｏ
ｎｄ・Ｃｏｐｐｅｒ）或いは活性金属法によって該基板
上に銅回路板を接合することができ、高放熱性と高電気
絶縁性を有し、優れた半田付け性、ボンディング性、銅
接着強度を示し、また大型のシリコンペレットを直接該
基板上へマウントすることができる。

【００１７】（半導体素子）本発明においていう半導体
素子の代表例として、基板側に電極を設けるタイプの光
起電力素子が挙げられる。しかし、これに限定されるも
のではない。即ち、例えば、ハイブリッドＩＣやＳＳ
Ｒ、ＳＣＲ、ＩＧＢＴなどのパワートランジスタ等、放
熱を必要とする半導体素子であることもできる。こう
した半導体素子は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、
非晶質シリコン、或いは３−５族化合物半導体で構成さ
れたものであることができる。半導体素子が光起電力素
子である場合、非受光面側である基板側に電極を形成す
ることになるので、その厚みが、特に薄いことが求めら
れる。該厚みは、例えば２００μｍ又はそれ以下である
ことが望ましい。尚、薄膜半導体素子（光起電力素子）
の形成方法としては、ワイヤソーによるシリコンインゴ
ットからの切り出し、ＳＯＩ等の公知の方法が適用可能
である。

【００１８】（基板上の回路）本発明における基板上の
回路は、半導体素子で整流又は起電された電流を、該半
導体素子の外部に取り出す為のもので、公知のＩＣ基板
或いはプリント基板など使用される回路が好適に適用で
きる。回路の材料としては、優れた半田付け性、ボンデ
ィング性、基板との高い接着性、及び導電率が高いこと
が求められ、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ等、或いはこれらの金
属を含む合金等の導電材料、及びこれらの金属を含有す
る導電ペーストが適用可能である。回路の形成方法と
しては、例えばメタライズ基板などの、基板上に導電ペ
ーストを印刷・乾燥・焼成にて回路を形成する方法、例
えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板、ＤＢＣセラ
ミックス基板などの、基板上に導体を貼り合せ、導体に
パターンレジスト・エッチング・銅箔表面処理にて回路
を形成する方法など公知の方法が適用可能である。該回
路の厚さは、前記半導体素子の電流量による抵抗ロスが
充分低くなる厚みにされ、例えば、０．０１乃至１ｍｍ
が適用可能である。

【００１９】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をより詳細に
説明する。但し、これらの実施例は、本発明の内容を例
証するためのものであり、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。

【００２０】（実施例１）図１は、本発明の半導体素子
搭載用基板の一例の構成を模式的に示す図である。図１
（ａ）は該基板を上からみた外形模式図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ'線に沿った断面を
示す模式図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＢ
−Ｂ'線に沿った断面を示す模式図である。図１におい
て、５は、ＡｌＮ、９７％以上からなるセラミックス
（熱伝導率：約１６０Ｗ／ｍ・Ｋ）で構成された、厚さ
が０．６５ｍｍであり、外形寸法が３０ｍｍ×３２ｍｍ
である、基板である。該セラミックス製基板５の回路パ
ターンを設ける部分には、深さ０．３５ｍｍの溝がレー
ザ加工にて設けてあり、該溝に厚さ０．３ｍｍの銅から
なる回路パターン４を活性金属であるＴｉ、Ｚｒをろう
材として配置し、９８０℃で１０分間熱処理することに
より、該基板に回路パターンが接合されている。

【００２１】図２は、上述した基板に、半導体素子を実
装した後の状態を説明するための模式図である。図２
（ａ）は該実装後の基板を上からみた外形模式図であ
り、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ'線に沿っ
た断面を示す模式図でり、図２（ｃ）は図２（ａ）にお
けるＢ−Ｂ'線に沿った断面を示す模式図である。図
２において、１は、単結晶シリコンからなる集光型の太
陽電池を構成する光起電力素子を示し、該光起電力素子
１は、厚さが０．１ｍｍであり、外形寸法が１５ｍｍ×
１０ｍｍである。光起電力素子１の非受光面である基板
５側には、銅からなる電力取出し用の電極パッド２及び
３が配置されている。光起電力素子１の電極パッド２及
び３と、基板５の回路パターン４は、半田又は導電性接
着剤にて電気的、或いは機械的に接続され、同時に、該
光起電力素子１の非受光面であって電極パッド２及び３
のない部分は、基板５の当接する部分に密着される。こ
の光起電力素子１の非受光面であって電極パッド２及び
３のない部分と、基板５の当接する部分を密着させたこ
とによって、光起電力素子１において発生した熱を効率
よく基板５側に放熱することができる。

【００２２】約１００倍に集光した太陽電池の温度は、
冷却を行わない場合、数百度に昇温し、該太陽電池の特
性が著しく低下することが分っている。この点を考慮し
て、図２に示した本実施例に係わる集光型の太陽電池を
実装した基板の放熱性能と、図９に示すような従来の集
光型の太陽電池を実装した基板の放熱性能を比較するた
めに、図３に示すような構成の集光型の太陽電池モジュ
ールを作製した。図３において、６は厚さ３ｍｍのガラ
ス板を示す。８は、太陽電池を実装した本実施例の基板
又は従来の基板を示す。図３に示すように、ガラス板６
と実装基板８は透明シリコン樹脂７により接着される。
また、１０はＡｌ材からなるヒートシンクであり、実装
基板８とヒートシンク１０は厚さ０．２ｍｍの８０％Ａ
ｇフィラーを含浸した熱伝導性エポキシ接着材９によっ
て接着されている。この集光型太陽電池モジュールに、
外気温２５℃で、約７０倍に集光した太陽光を照射し、
実装基板８上の太陽電池の温度を測定したところ、従来
例にかかる基板に実装した太陽電池の温度が１０２℃で
あったのに対し、本実施例にかかる基板に実装した太陽
電池の温度は９４℃であった。集光型の太陽電池の連続
使用温度は９５℃以下であるので、本実施例の基板を使
用することで太陽電池モジュールに例えば水冷装置など
の冷却装置を新たに追加する必要はないことが確認でき
た。また、基板への放熱特性を高めるためには、光起電
力素子１の非受光面であって電極パッド２及び３のない
部分と、基板５の当接する部分の密着を高めることが有
効であって、該当接部分に高熱伝導性の絶縁樹脂層を設
けても良い。

【００２３】（実施例２）本実施例と実施例１との相違
点は、実施例１では半導体素子が光起電力素子（太陽電
池）であって、約７０倍に集光された太陽光照射により
外部から受容した莫大な熱エネルギーを放熱するのに対
し、本実施例では半導体素子としてパワー半導体素子を
用い、集積度の向上、多機能化、高速化、高出力化によ
って増大した半導体素子自体から発熱された熱を放熱す
る点である。図４は本実施例の半導体素子を説明する図
であり、該半導体素子を基板側からみた外観模式図であ
る。図４において、１１はパワー半導体素子であり、１
２は電極パッドである。図５は該パワー半導体素子を基
板１３に実装した後の状態を上からみた模式図であっ
て、図示はしないが、基板に設けられた溝中に回路パタ
ーン１４が接合されている。基板１３は、厚さ１ｍｍの
ＦＲ−４（ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板）基板
であって、該基板に設けた溝に、表面がＮｉめっきされ
た銅回路板が接合されている。本実施例に係わるパワー
半導体素子の基板側表面の全面を基板と密着させるよう
にした基板の放熱性能と、従来のパワー半導体素子の電
極部のみを基板と密着させるようにした基板との放熱性
能を比較した。本実施例の基板に実装されたパワー半導
体素子の温度が５５℃であったのに対し、従来の基板に
実装されたパワー半導体素子の温度は６０℃であり、本
実施例の基板は、優れた放熱性能を有することが確認で
きた。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、基板に回路パターンが
形成された絶縁性基板からなり、該基板側に電極を有す
る半導体素子を実装する半導体素子搭載用基板におい
て、該回路パターンが他の絶縁部分よりも凹になってい
ることで、該基板に上記半導体素子を実装する際に、半
導体素子の放熱面積が増え、放熱性に優れた半導体素子
搭載用基板とすることができる。また前記絶縁性基板
が、放熱性に優れた基板材料で構成される場合、該半導
体素子搭載用基板は著しく向上した放熱性能を有するも
のとなる。更に、前記絶縁性基板がセラミックスで構成
される場合、該基板構成材料がＡｌＮやＳｉ３Ｎ４とい
った熱伝導性が高いだけ材料というでなく、回路パター
ンを直接該セラミック基板に接合できるため、放熱性に
優れた半導体素子搭載用基板とすることができる。搭載
される半導体素子が光起電力素子である場合、太陽光な
どの照射により該素子が著しく昇温するが、本発明の半
導体素子搭載用基板は優れた放熱性能をゆうすることか
ら該昇温に係わる問題を冷却手段を用いることなくして
解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係わる基板の一例の構成を模式的に
示す図である。

【図２】実施例１に係わる基板に半導体素子を実装した
後の形状の一例を示す模式図である。

【図３】実施例１と従来例の放熱特性を比較するための
集光型の太陽電池モジュールの一例を示す模式図であ
る。

【図４】実施例２に係わる半導体素子の一例を示す模式
図である。

【図５】実施例２に係わる基板に半導体素子を実装した
後の形状の一例を示す模式図である。

【図６】従来の集光型の単結晶シリコン太陽電池の一例
の構成を模式的に示す図である

【図７】従来の集光型の単結晶シリコン太陽電池の他の
一例の構成を模式的に示す図である。

【図８】従来の基板に実装された太陽電池の一例を示す
模式図である。

【符号の説明】

１半導体素子２、３取出し電極４回路パターン５基板６ガラス７透明接着剤８光起電力素子実装済基板９高熱伝導性接着剤１０ヒートシンク１１パワー半導体１２電極パッド１３基板１４回路パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｒ (72)発明者山田聡東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 AA02 BA18 DA03 DA17 JA02 JA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子用の回路パターンを有する半導
体素子搭載用基板であって、前記基板は絶縁性であり、
前記基板は凸形状の絶縁部と凹形状の絶縁部が隣接して
交互に配列した表面形態を有し、前記回路パターンは前
記凹形状の絶縁部内に設けられていることを特徴とする
半導体素子搭載用基板。
【請求項２】前記半導体素子は電極を有し、前記半導体
素子は、該半導体素子の前記電極が前記凹形状の絶縁部
内に前記回路パターンと密接して位置し且つ該半導体素
子が前記凸形状の絶縁部と密着すると共に前記基板に密
着するように搭載される請求項１に記載の半導体素子搭
載用基板。
【請求項３】前記基板は、放熱性に優れたものである請
求項１又は２に記載の半導体素子搭載用基板。
【請求項４】前記基板は、セラミックスからなるもので
ある請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体素子搭載
用基板。
【請求項５】前記半導体素子は、光起電力素子である請
求項１乃至４のいずれかに記載の半導体素子搭載用基
板。
【請求項６】絶縁性の基板と該基板上に設けられた半導
体素子とからなる半導体デバイスであって、前記半導体
素子は電極を有し、前記基板は凸形状の絶縁部と凹形状
の絶縁部が隣接して交互に配列した表面形態を有し、前
記凹形状の絶縁部はその内部に設けられた前記半導体素
子用の回路パターンを有し、前記半導体素子の前記電極
は前記凹形状の絶縁部内に前記回路パターンと密接して
位置し、前記半導体素子は前記基板の前記凸形状の絶縁
部と密着すると共に前記基板に密着して配設されている
ことを特徴とする半導体デバイス。
【請求項７】前記半導体素子が光起電力素子である請求
項６に記載の半導体デバイス。