JP2016174094A - 半導体組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子と伝熱部材とが固定された半導体組立体を提供する。
【解決手段】半導体組立体は、開口を有する枠体と、枠体に接続され、開口を塞ぐアイランドと、枠体に接続されたリード電極と、アイランドに接続された伝熱部材と、開口内のアイランド上に実装された半導体素子とを備え、アイランドとリード電極は、共通の板状部材をパターンニングすることで構成されてなり、伝熱部材は、アイランドとは別体で準備され、アイランドを枠体に接続した後に、アイランドと一体に接続されてなり、伝熱部材は、アイランドと一体に接続された状態で、アイランド、リード電極とともに、配線基板に設けられた孔に挿入される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体組立体に関する。

特許文献１は、伝熱部材を含む配線基板を開示する。特許文献１では、配線基板は、配線基板を貫通するように設けられた伝熱部材嵌込み孔を有する。この孔の側面は段差を有するとともに、この段差に合わせて伝熱部材も段差を有する。伝熱部材は、配線基板の伝熱部材嵌込み孔に嵌め込まれ、孔の側面の段差によって位置決めされる。配線基板に嵌め込まれた伝熱部材上に発熱部品が実装される。

特開２００９−１７０４９３号公報

発明者の知見によれば、半導体装置をパッケージに組み立てた組立体の実装に先立って伝熱部材を配線基板の孔に挿入する態様では、伝熱部材を配線基板の孔に挿入する量が多いとき、配線基板上に実装された組立体と孔内の伝熱部材との間に隙間が形成されて、伝熱部材に組立体からの熱が伝わらない。また、伝熱部材を配線基板の孔に挿入する量が少ないとき、伝熱部材の一部が配線基板の表面より高く突出して、組立体の電極が配線基板の表面の導電層に接続されない。

本発明の一側面は、上記の事情を鑑みて為されたものであり、伝熱部材が組立体に固定された半導体組立体を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る半導体組立体は、開口を有する枠体と、前記枠体に接続され、前記開口を塞ぐアイランドと、前記枠体に接続されたリード電極と、前記アイランドに接続された伝熱部材と、前記開口内の前記アイランド上に実装された半導体素子とを備え、前記アイランドと前記リード電極は、共通の板状部材をパターンニングすることで構成されてなり、前記伝熱部材は、前記アイランドとは別体で準備され、前記アイランドを前記枠体に接続した後に、前記アイランドと一体に接続されてなり、前記伝熱部材は、前記アイランドと一体に接続された状態で、前記アイランド、前記リード電極とともに、配線基板に設けられた孔に挿入される。

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。

以上説明したように、本発明の一側面によれば、伝熱部材が組立体に固定された半導体組立体が提供される。

第１実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る枠体を概略的に示す斜視図である。 第１実施形態に係る半導体組立体のアイランド、半導体素子、及び仮想的な柱状図形を選択的に示す図である。 第１実施形態における半導体組立体を作製する方法を示す流れ図である。 図４に示す作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。 図４に示す作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。 図４に示す作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。 図４に示す作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。 図４に示す作製工程の各々において形成される生産物を概略的に示す図である。 図４に示す作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。 第１実施形態に係る伝熱部材のアイランドへの固定例を具体的に示す作製工程によって形成される生産物の概略図である。 第１実施形態に係る伝熱部材のアイランドへの固定例を具体的に示す作製工程によって形成される生産物の概略図である。 第１実施形態に係る伝熱部材のアイランドへの固定例を具体的に示す作製工程によって形成される生産物の概略図である。 配線基板組立体を模式的に示す断面図である。 第２実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。 第３実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。 第４実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。

引き続き、いくつかの具体例を説明する。

一形態に係る半導体組立体は、開口を有する枠体と、前記枠体に接続され、前記開口を塞ぐアイランドと、前記枠体に接続されたリード電極と、前記アイランドに接続された伝熱部材と、前記開口内の前記アイランド上に実装された半導体素子とを備え、前記アイランドと前記リード電極は、共通の板状部材をパターンニングすることで構成されてなり、前記伝熱部材は、前記アイランドとは別体で準備され、前記アイランドを前記枠体に接続した後に、前記アイランドと一体に接続されてなり、前記伝熱部材は、前記アイランドと一体に接続された状態で、前記アイランド、前記リード電極とともに、配線基板に設けられた孔に挿入される。

この半導体組立体によれば、アイランド上に半導体素子が搭載されると共に、アイランドに伝熱部材が一体に接続される。半導体組立体を配線基板に実装するに際して、半導体組立体の伝熱部材は、当該半導体組立体が実装される配線基板の孔に挿入される。挿入の態様に依らずに、半導体組立体の伝熱部材は、実装の後に、アイランド上の半導体素子からの熱を受け取ることができる。

一形態に係る半導体組立体では、前記アイランドと前記リード電極は、リードフレームによって支持されてなり、前記アイランドと前記リード電極を前記枠体に接続した後に、リードフレームから切断されてもよい。

この半導体組立体によれば、アイランド及びリード電極は、共通の板状部材から形成されているので、その表面、裏面とも、その面高さは、実質的に一定である。

一形態に係る半導体組立体では、前記伝熱部材の前記アイランドとの接続面は、前記アイランドの表面よりも小さく、前記伝熱部材から露出した前記アイランドの表面は、前記リード電極の表面とともに、配線基板の導電体との接続面をなしてもよい。

この半導体組立体によれば、配線基板に半導体組立体を実装した際、アイランドは、リード電極と共に、実装基板における導電体との接続を確実に行うことができる。

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、半導体組立体に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。図１の（ａ）部は半導体組立体の平面図を示す。図１の（ｂ）部は、図１の（ａ）部に示されるＩｂ−Ｉｂ線に沿ってとられた断面図である。半導体組立体１は、組立体１０と伝熱部材２０とを備える。組立体１０は、半導体素子２１と、この半導体素子２１を収容するパッケージ３０とを有する。パッケージ３０は、枠体４０及びキャップ４１を有する。半導体素子２１は、本実施例では、動作中に大きな熱を発生する高周波パワー系のトランジスタを含み、このトランジスタは、例えば、窒化ガリウム系半導体からなる。

図２は、枠体４０を概略的に示す斜視図である。枠体４０は、絶縁性側壁４２を有し、絶縁性側壁４２は、第１端部４３及び第２端部４４を有する。枠体４０は、軸Ｃｘの方向に延在して第１開口４５及び第２開口４６を規定する。第１開口４５は第１端部４３に位置し、第２開口４６は第２端部４４に位置している。枠体４０は、電気接続のための複数の導体として働く内部配線４７と、これらの導体を支持すると共に絶縁する絶縁性側壁４２とを有する。典型的には、枠体４０は、セラミックからなり、その場合は、第１開口４５を構成する部分と、第２開口４６を構成する部分とで、分割して形成される。分割して形成された部材をロウ付けによって接合され、枠体４０が形成される。

第１端部４３は、軸Ｃｘに交差する第１基準面に沿って延在する端面４３Ａを有し、この端面４３Ａ上にアイランド５１及びリード電極５２が配置される。アイランド５１及びリード電極５２がほぼ同一平面上に並ぶ。また、アイランド５１は第１開口４５を塞ぐ。第２端部４４は軸Ｃｘに交差する第２基準面に沿って延在する端面４４Ａを有する。この端面４４Ａにキャップ４１が設けられ、第２開口４６を塞ぐ。これによって、パッケージ３０内の半導体素子２１を封止できる。絶縁性側壁４２の本体は、例えば、金属あるいはセラミック、または樹脂材料であることができる。キャップ４１は、板状の形状を有し、また、例えば、金属あるいはセラミック、または樹脂材料によって構成される。

再び、図１を参照すると、本実施例では、組立体１０は、アイランド５１と、複数のリード電極とを有する。複数のリード電極は、配線用のリード電極５２及びこのリード電極５２と別のリード電極５３ａ、５３ｂを含む。半導体組立体１では、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂが、絶縁性側壁４２の第１端部４３に固定される。第１端部４３の端面４３Ａでは、リード電極５２の一端がアイランド５１の縁から離れて配列され、また、リード電極５２の配列がアイランド５１を囲む。リード電極５３ａ、５３ｂは、アイランド５１と一体に形成されている。アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂの枠体４０への固定は、ＡｕＳｎなどのロウ材を使用したロウ付けによってなされる。このために、枠体４０の第１端部４３には、あらかじめ、メタライズが施されている。アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂは、例えば、ＣｕまたはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏなどに代表される合金であることができる。

アイランド５１は、例えば、平板状の形状を有しており、第１面５１Ａと、第１面５１Ａの反対側のある第２面５１Ｂとを有する。アイランド５１の第１面５１Ａ上に、半導体素子２１が搭載される。半導体素子２１は、ワイヤ２２を介して枠体４０の導体に接続される。枠体４０は、導体として内部配線４７を有するので、半導体素子２１は、内部配線４７を介してリード電極５２に接続される。

伝熱部材２０は、アイランド５１の第２面５１Ｂ上に固定される。伝熱部材２０は、本実施例では、第１端面２０Ａ及び第２端面２０Ｂを有し、第１端面２０Ａは、第２端面２０Ｂの反対側に位置する。本実施例では、第１端面２０Ａが、アイランド５１の第２面５１Ｂ上に固定される。伝熱部材２０のアイランド５１への固定は、例えば、ＡｕＳｎを用いて行われる。伝熱部材２０は、例えば、ＣｕまたはＣｕ−Ｍｏ−Ｃｕなどの複合積層材料であることができる。本実施例では、伝熱部材２０は、第１端面２０Ａの縁と第２端面２０Ｂとの縁を接続する側面２０Ｃを有する。この形状ゆえに、伝熱部材２０は、例えば柱状であって、当該半導体組立体１が実装されるべき配線基板の孔内に挿入可能である。本実施例では、伝熱部材２０は、Ｃｘ軸の方向に延在する側面２０Ｃを有するので、例えば、円柱、楕円柱、角柱であることができる。

本実施形態では、アイランド５１の第１面５１Ａに半導体素子２１が搭載されると共に、第１面５１Ａの反対側の第２面５１Ｂ上に伝熱部材２０が固定される。伝熱部材２０と半導体素子２１とをアイランド５１に固定した半導体組立体１が提供されて、伝熱部材２０は、第１面５１Ａ上の半導体素子２１からの熱を効率よく伝達することができる。このため、半導体組立体１の伝熱部材２０が、例えば、配線基板に設けられ伝熱部材２０を挿入するための孔を貫通して、伝熱部材２０の第２端面２０Ｂが、配線基板の裏面上に設けられたヒートシンクに接続されることができる。この伝熱部材２０を介して、半導体素子２１からの熱がヒートシンクに伝えられる。これ故に、半導体素子２１の放熱が確実に行われる。半導体素子２１からの熱は、アイランド５１内を半導体素子２１の直下への経路を介して伝搬し、また、アイランド５１内を広がる経路を介して伝搬する。これらの経路を介する放熱が、半導体組立体１の実装によって可能になる。

本実施形態では、伝熱部材２０は、半導体組立体１が実装される配線基板の厚みや伝熱部材２０を挿入するための孔の径の大きさに応じた形状を有する。半導体組立体１が配線基板の表面に支持されることによって、伝熱部材２０を配線基板の孔に挿入する量が過大となる形態が回避できて、配線基板上の半導体素子２１と伝熱部材２０との隙間が生じない。これ故に、半導体素子２１から伝熱部材２０への熱の伝導が確実に行われる。また、伝熱部材２０の外径が伝熱部材２０を挿入するための孔の径の大きさに合うことによって、伝熱部材２０を配線基板の孔に挿入する量が過少となる形態が回避できて、伝熱部材２０が配線基板の表面より高く突出しない。いずれの形態においても、半導体素子２１がアイランド５１及び配線用のリード電極５２を介して配線基板に確実に接続されるようになる。

図３は、理解を容易にするために、半導体組立体のアイランド及び半導体素子を選択的に示す。また、図３には、仮想的な柱状図形を描いている。この仮想的な柱状図形（以下、基準柱状図形として参照される）２０Ｓは、アイランド５１の第２面５１Ｂに固定された伝熱部材２０の第１端面２０Ａの縁に沿って、当該伝熱部材２０の長手方向に延在するように規定される。伝熱部材２０の長手方向に交差する平面における基準柱状図形２０Ｓの断面は、伝熱部材２０の第１端面２０Ａと同じ形状を有する。図３には、基準柱状図形として円柱状の図形が描かれているが、伝熱部材２０の形状は円柱に限定されない。半導体組立体１では、図３に示されるように、アイランド５１の第１面５１Ａ上の半導体素子２１は、基準柱状図形２０Ｓ内に位置することが好ましい。半導体素子２１が伝熱部材２０の基準柱状図形２０Ｓ内に含まれると、伝熱部材２０の第１端面２０Ａとアイランド５１との接触面積が、半導体素子２１の底面とアイランド５１との接触面積よりも大きくなる。このため、半導体素子２１からの熱が、アイランド５１を介して、半導体素子２１の底面から直下へ伝搬すること、及び／又は、広がりながら伝搬することによって伝熱部材２０に伝わる。

図４は、第１実施形態における半導体組立体を作製する方法を示す流れ図である。図５の（ａ）部及び（ｂ）部〜図１０の（ａ）部及び（ｂ）部は、図４に示す作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。図５の（ａ）部〜図１０の（ａ）部は、個々の工程における生産物を示す平面図である。図５の（ｂ）部は、図５の（ａ）部に示されるＶｂ−Ｖｂ線に沿ってとられた断面図であり、図６の（ａ）部〜図１０の（ａ）部においては、それぞれＶｂ−Ｖｂ線に対応するＶＩｂ−ＶＩｂ線〜Ｘｂ−Ｘｂ線が示される。

工程Ｓ１では、図５の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、枠体４０及びリードフレーム５０が準備される。枠体４０は、絶縁性側壁４２を有し、絶縁性側壁４２は、第１端部４３及び第２端部４４を有する。第１開口４５は第１端部４３に位置し、第２開口４６は第２端部４４に位置する。リードフレーム５０は、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂを有する。リードフレーム５０における、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂのパターンは、板状の部材を打ち抜きあるいはエッチングすることによって形成される。この際に用いられる板状部材は平坦である。このため、共通の板状部材から形成された、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂは、その表面、裏面とも、その面高さは、実質的に一定である。アイランド５１は、リード電極５３ａ、５３ｂによってリードフレーム５０に接続される。アイランド５１は、半導体素子２１を搭載するための部材である。

工程Ｓ２では、図６の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、リードフレーム５０が枠体４０に取り付けられる。本実施例では、枠体４０は、図２に示された形状を有する。リードフレーム５０の取り付け工程では、アイランド５１の第１面５１Ａ、リード電極５２、５３ａ、５３ｂが、絶縁性側壁４２の第１端部４３に固定される。アイランド５１によって、枠体４０の第１開口４５が塞がれる。この固定は、例えば、セラミック、または樹脂材料によって行われる。

工程Ｓ３では、図７の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、本実施例では、半導体素子のダイボンディングが行われる。半導体素子２１のダイボンディング工程では、半導体素子２１がアイランド５１の第１面５１Ａに搭載される。ダイボンディングは、例えば、ＡｕＳｎによる高温実装、あるいはＡｇ樹脂ペーストまたはＡｕ樹脂ペーストによる樹脂硬化によって行われる。

工程Ｓ４では、図８の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、半導体素子２１に対するワイヤボンディングが行われる。このボンディングには、例えば、金（Ａｕ）製のワイヤ２２が用いられ、半導体素子２１は、枠体４０に設けられた内部配線４７にワイヤ２２を介して接続される。内部配線４７は、配線用のリード電極５２に接続しているので、ワイヤボンディング工程によって、リードフレーム５０の配線用のリード電極５２に半導体素子２１が接続される。

工程Ｓ５では、図９の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、ワイヤボンディング工程の後にキャップ封止が行われる。このキャップ封止工程において、半導体素子２１が、枠体４０、アイランド５１、及びキャップ４１によって構成されるパッケージ３０内に封止される。キャップ４１は、絶縁性側壁４２の第２端部４４の端面４４Ａに固定される。この端面４４Ａへのキャップ４１の固定は、例えば、ＡｕＳｎによる高温実装または接着性樹脂による固定によって行われる。

工程Ｓ６では、図１０の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、本実施例でのキャップ封止工程の後に、伝熱部材２０がアイランド５１に固定される。伝熱部材２０の固定工程では、伝熱部材２０の第１端面２０Ａが、アイランド５１の第２面５１Ｂに接着部材を介して固定される。伝熱部材２０のアイランド５１への固定は、例えば、ＡｕＳｎによって行われる。

工程Ｓ７では、本実施例での伝熱部材２０の固定工程の後に、半導体組立体１がリードフレーム５０から切り離される。半導体組立体１のリードフレーム５０からの切り離し工程は、例えば、リードカッターによる切断またはエッチングによって行われる。この切り離し工程の終了後に、半導体組立体１の作製が完了して、図１の（ａ）部および（ｂ）部に示されるような半導体組立体１が得られる。本実施例では、工程６において伝熱部材２０がアイランド５１に固定されている。しかしながら、工程３の半導体素子のダイボンディングの前に伝熱部材２０はアイランド５１に固定される工程順も利用可能である。

本実施形態の半導体組立体１を作製する方法によれば、アイランド５１、及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂを有するリードフレーム５０が、絶縁性側壁４２の第１端部４３に取り付けられる。このリードフレーム５０のアイランド５１の第２面５１Ｂに伝熱部材２０を固定でき、アイランド５１の第１面５１Ａに半導体素子２１を固定できる。アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂは、表面、裏面とも実質的に平坦な板状部材をパターンニングして形成されている。このため、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂのそれぞれの表面、裏面は、実質的に共通の高さの面を有する。

図４に示される工程フローは、伝熱部材２０のためのいくつかの候補を準備する工程を更に含むことができる。この順番によって、アイランド５１の第２面５１Ｂに伝熱部材２０を固定するに先立って、固定されるべき伝熱部材２０のサイズを候補から選択することが可能になる。この工程により、伝熱部材２０を固定する前に、半導体素子２１からの熱の放熱に求められる性能に応じて、伝熱部材２０の材料及び／又はサイズを選択できる。また、伝熱部材２０を固定する接着部材の厚み及び配線部材の孔の大きさに合わせて、伝熱部材２０のサイズを候補から選択することができる。このため、伝熱部材２０のサイズを配線部材における孔の内径に適合させることができ、また、接着部材の厚みを考慮して伝熱部材２０のサイズを配線部材における孔の深さに適合させることができる。

引き続いて、伝熱部材をアイランドへ固定する具体例を説明する。図１１の（ａ）部及び（ｂ）部〜図１３の（ａ）部及び（ｂ）部は、具体例のための作製工程において形成される生産物を概略的に示す図である。図１１の（ａ）部〜図１３の（ａ）部は、生産物を示す平面図であり、図１１の（ｂ）部は、図１１の（ａ）部に示されるＸＩｂ−ＸＩｂ線に沿ってとられた断面図であり、図１２の（ａ）部及び図１３の（ａ）部においては、ＸＩｂ−ＸＩｂ線に対応するＸＩＩｂ−ＸＩＩｂ線及びＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ線が示される。

図１１の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、リードフレーム５０の裏面にマスク２４が形成される。具体的には、アイランド５１の第２面５１Ｂ上、及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂ上にマスク２４が設けられる。マスク２４は、アイランド５１の第２面５１Ｂ上に伝熱部材２０を固定する接着部材の位置を規定するためのパターンを有する。このパターンは、アイランド５１の第２面５１Ｂ上に設けられ、また、伝熱部材２０の第１端面２０Ａの形状及びサイズに合わせた形状及びサイズを有する。マスク２４は、例えば、レジストを用いたフォトリソグラフィによって設けられる。マスク２４は、例えば、緩効性レジストであることができる。

次に、図１２の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、マスク２４を用いてレジスト層２３が形成される。レジスト層２３は、マスク２４によって規定されて、アイランド５１の第２面５１Ｂ上に位置する開口パターン２３Ｐを有する。開口パターン２３Ｐは、例えば、伝熱部材２０の第１端面２０Ａの形状及び大きさに合わせた円形状のパターンを有する。例えば、開口パターン２３Ｐの形状は、第１端面２０Ａの形状内に収まる大きさであることができる。レジスト層２３は、例えば、感光性ソルダーレジストを含む。レジスト層２３の形成の後に、マスク２４は、例えばフォトリソグラフィによるレジスト剥離によって除去される。

図１３の（ａ）部および（ｂ）部に示されるように、レジスト層２３の開口パターン２３Ｐに合わせて接着部材２５がアイランド５１の第２面５１Ｂ上に配置される。本実施例では、接着部材２５として、例えば、半田材またはＡｕＳｎが用いられる。一実施例では、半田材の融点より高い温度にまでアイランド５１の第２面５１Ｂの温度を上昇させて、半田材を溶融させる。溶融した半田材などの接着部材２５に伝熱部材２０の第１端面２０Ａを置く。この伝熱部材２０は、溶融した接着部材２５の表面張力に応じて移動する。伝熱部材２０の移動後においては、表面張力が小さくなるように伝熱部材２０の位置が決まる。伝熱部材２０の位置が決まった後に、温度を下げて接着部材２５を固化させる。接着部材２５によって固定された伝熱部材２０の第１端面２０Ａの縁の内側に、開口パターン２３Ｐの縁、つまり接着部材２５の縁が位置する。この半導体組立体１の作製方法によれば、接着部材２５の表面張力の働きによって、伝熱部材２０は、開口パターン２３Ｐによって予め定められた第２面５１Ｂ上の位置に固定されることができる。

図１４は、配線基板組立体を模式的に示す断面図である。配線基板組立体２は、半導体組立体１と配線基板６０とを備える。配線基板６０は、例えば、テフロン（登録商標）基板であることができる。また、必要な場合には、配線基板組立体２は、ヒートシンク６１を備えることができ、この形態では、配線基板６０は、半導体組立体１とヒートシンク６１との間に位置する。

配線基板６０は、主面６０Ａと主面６０Ａの反対側の裏面６０Ｂとを有する。配線基板６０には、孔６５が設けられ、孔６５は、主面６０Ａから裏面６０Ｂに到達する。主面６０Ａ上には、基準電位導体層６２及び配線導体層６３が設けられる。基準電位導体層６２は、半導体組立体１のアイランド５１に接続され、配線導体層６３は、半導体組立体１の配線用のリード電極５２に接続される。裏面６０Ｂ上には、ヒートシンク６１が設けられる。配線基板６０の孔６５は、半導体組立体１の伝熱部材２０を半導体組立体１の実装時に受け入れ可能なように設けられる。半導体組立体１の伝熱部材２０を孔６５の位置に合わせて配線基板６０の組み立てが行われて、配線基板組立体２が形成される。

本実施形態では、半導体組立体１及び配線基板６０を備える配線基板組立体２が提供される。この配線基板組立体２では、半導体組立体１の伝熱部材２０が孔６５内に挿入される。孔６５内の伝熱部材２０は、配線基板６０の裏面６０Ｂ上にあるヒートシンク６１に接触する。半導体組立体１の伝熱部材２０は、半導体素子２１からの熱をヒートシンク６１に伝えるので、半導体素子２１の冷却が確実に行われる。また、アイランド５１及び配線用のリード電極５２が、パッケージ３０の枠体４０によって支持される。このため、配線基板６０上に搭載された半導体組立体１のアイランド５１及び配線用のリード電極５２に、それぞれ、配線基板６０上の基準電位導体層６２及び配線導体層６３が接続されることができる。ここで、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂが、共通の板状部材をパターンニングすることで形成されている。すなわち、リードフレームの構造をもって、アイランド５１及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂが構成されている。これは、アイランド５１と伝熱部材２０を別部品としたことから、実現できた構成である。この構成により、アイランド５１の実装面は、リード電極５２、５３ａ、５３ｂの実装面と、実質同じ高さを持つ。このため、配線基板６０に半導体組立体１を実装した際、アイランド５１は、リード電極５２、５３ａ、５３ｂと共に、配線基板６０上の基準電位導体層６２や配線導体層６３と、平行に接続することができる。このため、実装基板における導電体との接続を確実に行うことができる。特に高周波電力を増幅する半導体素子の場合、接地電位を確実に接続することが求められる。配線基板６０上の接地電位を提供する導体は、アイランド５１と接続される。このため、半導体組立体１は、配線基板６０の表面に配置された接地電位を提供する導体と確実に接続することができる。

（第２の実施の形態）
図１５の（ａ）部および（ｂ）部は、第２実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。図１５の（ａ）部は半導体組立体の平面図を示す。図１５の（ｂ）部は、図１５の（ａ）部に示されるＸＶｂ−ＸＶｂ線に沿ってとられた断面図である。半導体組立体１Ｐは、組立体１０及び伝熱部材２０Ｐを備える。組立体１０は、パッケージ３０及び半導体素子２１を有する。パッケージ３０は、枠体４０、キャップ４１、アイランド５１、及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂを有する。

第２実施形態では、アイランド５１の第２面５１Ｂと伝熱部材２０Ｐの第１端面２０Ａとの接触面積が、第１開口４５の面積より大きい。また、アイランド５１は、絶縁性側壁４２の第１端部４３の端面４３Ａに接触すると共に、半導体素子２１と伝熱部材２０Ｐの第１端面２０Ａとの間に設けられる。伝熱部材２０Ｐの第１端面２０Ａの面積が第１開口４５の面積より大きいことを除き、第２実施形態の半導体組立体１Ｐは、第１実施形態の半導体組立体１と同様の構成を有することができる。

第２実施形態の半導体組立体１Ｐによれば、アイランド５１と伝熱部材２０Ｐの第１端面２０Ａとの接触面積が、第１開口４５の面積より大きいので、枠体４０と伝熱部材２０Ｐとの間にアイランド５１が位置する。このため、伝熱部材２０Ｐがアイランド５１及び枠体４０によって支持される。この形態は、伝熱部材２０Ｐがアイランド５１を介して枠体４０によって支持されない態様に比べて、伝熱部材２０Ｐをアイランド５１に固定することによってアイランド５１に生じる可能性のある歪みを小さくできる。その結果、アイランド５１から半導体素子２１に伝わる歪みの大きさも減少する。

（第３の実施の形態）
図１６の（ａ）部および（ｂ）部は、第３実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。図１６の（ａ）部は半導体組立体の平面図を示す。図１６の（ｂ）部は、図１６の（ａ）部に示されるＸＶＩｂ−ＸＶＩｂ線に沿ってとられた断面図である。半導体組立体１Ｑは、組立体１０及び伝熱部材２０Ｑを備える。組立体１０は、パッケージ３０及び半導体素子２１を有する。パッケージ３０は、枠体４０、キャップ４１、アイランド５１、及びリード電極５２、５３ａ、５３ｂを有する。

第３実施形態では、アイランド５１は、伝熱部材２０Ｑの第１端面２０Ａと半導体素子２１との間において延在している。伝熱部材２０Ｑの第１端面２０Ａの面積は、第１開口４５の面積より小さい。

第３実施形態の半導体組立体１Ｑによれば、伝熱部材２０Ｑの第１端面２０Ａの面積が第１開口４５の面積より小さいので、半導体素子２１からの熱を伝熱部材２０Ｑが確実に受けることができるように、アイランド５１の第１面５１Ａに搭載される半導体素子２１の位置に合わせて伝熱部材２０Ｑを位置決めできる。

（第４の実施の形態）
図１７の（ａ）部および（ｂ）部は、第４実施形態に係る半導体組立体を模式的に示す図である。図１７の（ａ）部は半導体組立体の平面図を示す。図１７の（ｂ）部は、図１７の（ａ）部に示されるＸＶＩＩｂ−ＸＶＩＩｂ線に沿ってとられた断面図である。半導体組立体１Ｒは、組立体１０及び伝熱部材２０を備える。組立体１０は、パッケージ３０Ｒ及び半導体素子２１を有する。パッケージ３０Ｒは、枠体４０、キャップ４１、アイランド５１、リード電極５２、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、及び基準電位電極５４ａ、５４ｂを有する。

第４実施形態では、基準電位電極５４ａは、枠体４０の第１端部４３において、アイランド５１の縁５１ａと、リード電極５２ａの端部との間を通過すると共に、リード電極５２ａの縁から離隔してリード電極５２ａを囲んでいる。また、基準電位電極５４ｂは、枠体４０の第１端部４３の端面４３Ａ上において、アイランド５１の縁５１ｂと、リード電極５２ｂの端部との間を通過すると共に、リード電極５２ｂの縁から離隔してリード電極５２ｂを囲んでいる。

第４実施形態の半導体組立体１Ｒによれば、配線基板６０上において、リード電極５２ａ、５２ｂの端部と、アイランド５１の縁５１ａ、５１ｂとの間に基準電位電極５４ａ、５４ｂが設けられる。基準電位電極５４ａ、５４ｂのための配線パターンが設けられると、基準電位電極５４ａ、５４ｂが、伝熱部材２０とともに接地電位に接続されることができる。この結果、高周波領域における電気的特性の劣化を抑制することができる。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

以上説明したように、実施形態によれば、組立体に固定された伝熱部材を備える半導体組立体が提供される。

１…半導体組立体、２…配線基板組立体、１０…組立体、２０…伝熱部材、２１…半導体素子、４０…枠体、２１…半導体素子、４２…絶縁性側壁、４３…第１端部、４４…第２端部、４５…第１開口、４６…第２開口、５１…アイランド、５２…リード電極、５３ａ、５３ｂ…リード電極。

Claims (3)

1. 開口を有する枠体と、
   前記枠体に接続され、前記開口を塞ぐアイランドと、
   前記枠体に接続されたリード電極と、
   前記アイランドに接続された伝熱部材と、
   前記開口内の前記アイランド上に実装された半導体素子とを備え、
   前記アイランドと前記リード電極は、共通の板状部材をパターンニングすることで構成されてなり、
   前記伝熱部材は、前記アイランドとは別体で準備され、前記アイランドを前記枠体に接続した後に、前記アイランドと一体に接続されてなり、前記伝熱部材は、前記アイランドと一体に接続された状態で、前記アイランド、前記リード電極とともに、配線基板に設けられた孔に挿入される、半導体組立体。
2. 前記アイランドと前記リード電極は、リードフレームによって支持されてなり、前記アイランドと前記リード電極を前記枠体に接続した後に、リードフレームから切断される、請求項１記載の半導体組立体。
3. 前記伝熱部材の前記アイランドとの接続面は、前記アイランドの表面よりも小さく、前記伝熱部材から露出した前記アイランドの表面は、前記リード電極の表面とともに、配線基板の導電体との接続面をなす、請求項１または２記載の半導体組立体。

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