JP6048247B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、回路素子と、回路素子を搭載する基板と、回路素子及び基板に形成された配線(22,23)により構成される回路の検査に使用される、基板に形成された検査電極と、回路素子で発生した熱を放熱する放熱部材と、基板と放熱部材とを固定する固定部材と、を備える半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a circuit element, a substrate on which the circuit element is mounted, a test electrode formed on the substrate, which is used for testing a circuit composed of the circuit element and wiring (22, 23) formed on the substrate. The present invention relates to a semiconductor device including a heat radiating member that radiates heat generated in a circuit element, and a fixing member that fixes a substrate and the heat radiating member.
従来、例えば特許文献1に示されるように、発熱性電子部品、及び、低発熱性電子部品が実装された基板、及び、基板に取り付けられた放熱部材を有する電子部品モジュールが提案されている。発熱性電子部品は、基板の第1の面に配置されており、第1の面の裏面である第2の面には、発熱性電子部品、及び、低発熱性電子部品のテストに用いるテスト用電極が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, an electronic component module having a heat generating electronic component, a substrate on which a low heat generating electronic component is mounted, and a heat dissipation member attached to the substrate has been proposed. The exothermic electronic component is arranged on the first surface of the substrate, and a test used for testing the exothermic electronic component and the low exothermic electronic component is provided on the second surface which is the back surface of the first surface. An electrode is provided.
上記した基板と放熱部材とは、シリコン接着剤を介して機械的に接続されている。そして、上記したテスト用電極は、基板と放熱部材との間に位置するシリコン接着剤によって被覆保護されている。 The substrate and the heat dissipation member described above are mechanically connected via a silicon adhesive. The test electrode is covered and protected by a silicon adhesive located between the substrate and the heat dissipation member.
上記したように、特許文献1に示される電子部品モジュールでは、基板と放熱部材との間に位置するシリコン接着剤によって、テスト用電極が被覆保護されている。基板と放熱部材との間に配置されるシリコン接着剤の厚さは、両者を安定して機械的に固定する程度に設定される。そのため、テスト用電極と放熱部材との距離は、上記したシリコン接着剤の厚さ程度となっており、テスト用電極と電気的に接続された基板の配線に高電圧が印加され、その高電圧がテスト用電極に印加されると、テスト用電極(検査電極)と放熱部材との電気絶縁性が低下する虞がある。 As described above, in the electronic component module disclosed in Patent Document 1, the test electrode is covered and protected by the silicon adhesive located between the substrate and the heat dissipation member. The thickness of the silicon adhesive disposed between the substrate and the heat radiating member is set to such an extent that the two can be stably mechanically fixed. Therefore, the distance between the test electrode and the heat radiating member is about the thickness of the silicon adhesive described above, and a high voltage is applied to the wiring of the substrate electrically connected to the test electrode. Is applied to the test electrode, the electrical insulation between the test electrode (inspection electrode) and the heat radiating member may be reduced.
そこで、本発明は上記問題点に対応し、検査電極と放熱部材との電気絶縁性が低下することが抑制された半導体装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a decrease in electrical insulation between a test electrode and a heat dissipation member is suppressed.
上記した目的を達成するために、本発明のひとつは、回路素子(10)と、回路素子を一面(20a)に搭載し、搭載した回路素子と自身に形成された配線(22,23)とにより回路が構成された基板(20)と、基板の一面の裏面(20b)に形成された、回路の検査に使用される検査電極(30)と、回路素子で発生した熱を放熱する放熱部材(40)と、基板と放熱部材とを固定する固定部材(50)と、を有し、基板の裏面と放熱部材とが対向しており、基板の裏面における放熱部材との非対向領域に、検査電極が形成されており、固定部材は、接着剤であり、基板の裏面における放熱部材との対向領域、及び、非対向領域それぞれに、接着剤が設けられ、対向領域に設けられた接着剤を介して、基板と放熱部材とが機械的に接続され、非対向領域に設けられた接着剤によって、検査電極が被覆保護されていることを特徴とする。また、本発明の他のひとつは、回路素子(10)と、回路素子を一面(20a)に搭載し、搭載した回路素子と自身に形成された配線(22,23)とにより回路が構成された基板(20)と、基板の一面の裏面(20b)に形成された、回路の検査に使用される検査電極(30)と、回路素子で発生した熱を放熱する放熱部材(40)と、基板と放熱部材とを固定する固定部材(50)と、を有し、基板の裏面と放熱部材とが対向しており、基板の裏面における放熱部材との非対向領域に、検査電極が形成されており、固定部材は、ねじであり、回路素子で発生し、基板に伝達された熱を放熱部材に伝達するための放熱ゲル(60)をさらに有し、基板の裏面における放熱部材との対向領域、及び、非対向領域それぞれに、放熱ゲルが設けられ、対向領域に設けられた放熱ゲルを介して、基板と放熱部材とが熱的に接続され、非対向領域に設けられた放熱ゲルによって、検査電極が被覆保護されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, one of the present inventions includes a circuit element (10), a circuit element mounted on one surface (20a), and the mounted circuit element and wiring (22, 23) formed on itself. A substrate (20) on which a circuit is configured, a test electrode (30) used for circuit inspection formed on the back surface (20b) of one surface of the substrate, and a heat dissipation member that radiates heat generated in the circuit element (40) and a fixing member (50) for fixing the substrate and the heat radiating member, the back surface of the substrate and the heat radiating member are opposed to each other, in a non-facing region on the back surface of the substrate with the heat radiating member, An inspection electrode is formed , the fixing member is an adhesive, and an adhesive is provided in each of a region facing the heat dissipation member and a non-facing region on the back surface of the substrate, and an adhesive provided in the facing region. The board and heat dissipation member are mechanically connected via Are, by an adhesive provided on the non-facing regions, the inspection electrode, characterized in that it is covered and protected. In another aspect of the present invention, a circuit is configured by the circuit element (10), the circuit element mounted on one surface (20a), and the mounted circuit element and the wiring (22, 23) formed on itself. A substrate (20), a test electrode (30) formed on the back surface (20b) of one surface of the substrate, used for circuit inspection, and a heat dissipating member (40) for dissipating heat generated by the circuit elements, A fixing member (50) for fixing the substrate and the heat radiating member, the back surface of the substrate and the heat radiating member are opposed to each other, and a test electrode is formed in a non-facing region of the back surface of the substrate with the heat radiating member. The fixing member is a screw, and further includes a heat radiating gel (60) for transmitting the heat generated in the circuit element and transmitted to the substrate to the heat radiating member, and is opposed to the heat radiating member on the back surface of the substrate. Radiation gel is provided in each of the region and non-opposing region Is, through a heat radiation gel provided in the opposing region, the substrate and the heat radiating member is thermally connected by the heat radiating gel provided in the non-facing regions, the inspection electrode, characterized in that it is covered and protected .
これらによれば、基板と放熱部材との間に検査電極が設けられた構成と比べて、検査電極(30)と放熱部材(40)との距離が長くなる。このため、検査電極(30)と放熱部材(40)との電気絶縁性が高められ、検査電極(30)に高電圧が印加された場合であっても、検査電極(30)と放熱部材(40)との電気絶縁性が低下することが抑制される。 According to these , the distance between the test electrode (30) and the heat dissipation member (40) becomes longer than in the configuration in which the test electrode is provided between the substrate and the heat dissipation member. For this reason, even if it is a case where the electrical insulation of a test electrode (30) and a heat radiating member (40) is improved and a high voltage is applied to a test electrode (30), a test electrode (30) and a heat radiating member ( 40) It is suppressed that electrical insulation with 40) falls.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1及び図2に基づいて、本実施形態に係る半導体装置を説明する。なお、図1は、半導体装置100の一部分を示す断面図である。図1に示すように、半導体装置100は、要部として、回路素子10と、基板20と、検査電極30と、放熱部材40と、固定部材50と、を有する。図1に示すように、回路素子10は、基板20の一面20aに搭載され、検査電極30は、一面20aの裏面20bに形成されている。そして、基板20は固定部材50によって放熱部材40に固定されている。これにより、回路素子10で発生し、基板20に伝達された熱が、固定部材50を介して放熱部材40に伝達され、放熱部材40にて放熱される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of the
回路素子10は、高発熱素子11と低発熱素子12とを有する。高発熱素子11はIGBTなどの能動素子であり、低発熱素子12はコンデンサなどの受動素子や、小信号ダイオードなどの能動素子である。回路素子10が半導体チップで形成されている場合は、図1に示すように、ワイヤー21や外部配線22を介して、基板20と電気的に接続されている。また、回路素子10は、一面20aに設けられた樹脂13によって被覆保護されている。ちなみに、半導体チップに代えて、モールドICを採用する場合、上記したワイヤー21は省略され、樹脂13による回路素子10の被覆保護は必須ではなくなる。また、この場合、回路素子10は、リードと半田(図示略)を介して、基板20と機械的及び電気的に接続される。
The
基板20は、自身に搭載される各回路素子10を電気的に接続する配線基板である。一面20aと裏面20bそれぞれに外部配線22が形成され、その内部に、一面20aと裏面20bとを電気的に接続する内部配線23が形成されている。回路素子10と検査電極30とは、配線22,23を介して電気的に接続され、回路(図示略)が構成されている。
The board |
検査電極30は、上記した、回路素子10と配線22,23とによって構成される回路の検査に使用されるものである。検査電極30は、基板20の配線22,23に接続されている。そのため、検査電極30には、各回路素子10を流れる信号と同電位となっている。基板20を放熱部材40に機械的に接続する前に、検査電極30にテスターなどを当てることで、各回路素子10に信号が正常に伝達されているか否かが検査される。
The
放熱部材40は、回路素子10で発生した熱を放熱するものであり、Cuなどの金属から成る。図1に示すように、放熱部材40は基板20の裏面20bと対向しており、裏面20bにおける放熱部材40との非対向領域に、検査電極30が形成されている。
The
固定部材50は、基板20と放熱部材40とを機械的に接続するものである。本実施形態に係る固定部材50は、絶縁性を有する接着剤であり、具体的に言えば、シリコン接着剤である。図1に示すように、固定部材50は、裏面20bにおける放熱部材40との対向領域、及び、非対向領域それぞれに設けられている。そして、対向領域に設けられた固定部材50を介して、基板20と放熱部材40とが機械的に接続され、非対向領域に設けられた固定部材50によって、検査電極30が被覆保護されている。
The
次に、本実施形態に係る半導体装置100の作用効果を説明する。上記したように、放熱部材40は基板20の裏面20bと対向しており、裏面20bにおける放熱部材40との非対向領域に、検査電極30が形成されている。これによれば、基板と放熱部材との間に検査電極が設けられた構成と比べて、検査電極30と放熱部材40との距離が長くなる。このため、検査電極30と放熱部材40との電気絶縁性が高められ、検査電極30に高電圧が印加された場合であっても、検査電極30と放熱部材40との電気絶縁性が低下することが抑制される。
Next, functions and effects of the
固定部材50によって、検査電極30が被覆保護されている。これによれば、固定部材とは別の部材によって、検査電極が被覆保護される構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。
The
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態では、固定部材50が接着剤である例を示した。しかしながら、固定部材50としては、上記例に限定されない。例えば、図3に示すように、固定部材50として、ねじを採用することもできる。しかしながら、この場合、基板20と放熱部材40との伝熱経路を確保するために、回路素子10で発生し、基板20に伝達された熱を放熱部材40に伝達するための放熱ゲル60を有する構成が好ましい。これによれば、放熱ゲルを有さない構成と比べて、放熱性が向上される。
In the present embodiment, an example in which the
ちなみに、図3に示す変形例では、基板20の裏面20bにおける放熱部材40との対向領域、及び、非対向領域それぞれに、放熱ゲル60が設けられている。そして、対向領域に設けられた放熱ゲル60を介して、基板20と放熱部材40とが熱的に接続され、非対向領域に設けられた放熱ゲル60によって、検査電極30が被覆保護されている。これによれば、放熱ゲルとは別の部材によって、検査電極が被覆保護される構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。
Incidentally, in the modification shown in FIG. 3, the
本実施形態では、図2に示すように、複数の検査電極30それぞれと対向領域との間の距離が一定である例を示した。しかしながら、複数の検査電極30それぞれが接続される配線22,23は異なり、その配線22,23に印加される電圧も異なる。そのため、複数の検査電極30それぞれに印加される電圧には、ばらつきがある。したがって、高電圧が印加される検査電極30と放熱部材40との電気絶縁性を高める必要がある。そこで、図4に示すように、検査電極30として、第1電圧が印加される第1検査電極31と、第1電圧よりも高電圧の第2電圧が印加される第2検査電極32と、を有する構成においては、第2検査電極32と対向領域との間の距離が、第1検査電極31と対向領域との間の距離よりも長い構成が好ましい。すなわち、第2検査電極32と放熱部材40との間の距離が、第1検査電極31と放熱部材40との間の距離よりも長い構成が好ましい。これによれば、第2検査電極と対向領域(放熱部材)との間の距離が、第1検査電極と対向領域(放熱部材)との間の距離よりも短い構成と比べて、検査電極30と放熱部材40との電気絶縁性が高められる。したがって、検査電極30と放熱部材40との電気絶縁性が低下することが抑制される。なお、検査電極30と放熱部材40との間の距離は、検査電極30に印加される電圧に正比例する。すなわち、検査電極30に印加される電圧が高くなればなるほど、検査電極30と放熱部材40とが離れるように、両者の間の距離が長く設定される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, an example is shown in which the distance between each of the plurality of
なお、図2〜図4では、検査電極30が、紙面の上方から下方に向かって一列に並んで配置される例を示した。しかしながら、検査電極30の配置としては、上記例に限定されず、例えば、紙面の上方から下方に向かって複数列並んでいても良いし、紙面の左方から右方に向かって並んでいても良い。
2 to 4 show examples in which the
10・・・回路素子
20・・・基板
20a・・・一面
20b・・・裏面
30・・・検査電極
40・・・放熱部材
50・・・固定部材
100・・・半導体装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記基板の裏面と前記放熱部材とが対向しており、
前記基板の裏面における前記放熱部材との非対向領域に、前記検査電極が形成されており、
前記固定部材は、接着剤であり、
前記基板の裏面における前記放熱部材との対向領域、及び、前記非対向領域それぞれに、前記接着剤が設けられ、
前記対向領域に設けられた接着剤を介して、前記基板と前記放熱部材とが機械的に接続され、
前記非対向領域に設けられた接着剤によって、前記検査電極が被覆保護されていることを特徴とする半導体装置。 A circuit element (10), the circuit element mounted on one surface (20a), and a circuit board configured by the mounted circuit element and wiring (22, 23) formed on the circuit element (10); A test electrode (30) formed on the back surface (20b) of one surface of the substrate and used for testing the circuit, a heat radiation member (40) for radiating heat generated in the circuit element, the substrate and the heat radiation A fixing member (50) for fixing the member,
The back surface of the substrate and the heat dissipation member are opposed to each other,
The inspection electrode is formed in a non-opposing region with the heat dissipation member on the back surface of the substrate ,
The fixing member is an adhesive;
The adhesive is provided in each of the facing region of the heat dissipation member on the back surface of the substrate and the non-facing region,
Through the adhesive provided in the facing region, the substrate and the heat dissipation member are mechanically connected,
The semiconductor device , wherein the inspection electrode is covered and protected by an adhesive provided in the non-facing region .
前記基板の裏面と前記放熱部材とが対向しており、
前記基板の裏面における前記放熱部材との非対向領域に、前記検査電極が形成されており、
前記固定部材は、ねじであり、
前記回路素子で発生し、前記基板に伝達された熱を前記放熱部材に伝達するための放熱ゲル(60)をさらに有し、
前記基板の裏面における前記放熱部材との対向領域、及び、前記非対向領域それぞれに、前記放熱ゲルが設けられ、
前記対向領域に設けられた放熱ゲルを介して、前記基板と前記放熱部材とが熱的に接続され、
前記非対向領域に設けられた放熱ゲルによって、前記検査電極が被覆保護されていることを特徴とする半導体装置。 A circuit element (10), the circuit element mounted on one surface (20a), and a circuit board configured by the mounted circuit element and wiring (22, 23) formed on the circuit element (10); A test electrode (30) formed on the back surface (20b) of one surface of the substrate and used for testing the circuit, a heat radiation member (40) for radiating heat generated in the circuit element, the substrate and the heat radiation A fixing member (50) for fixing the member,
The back surface of the substrate and the heat dissipation member are opposed to each other,
The inspection electrode is formed in a non-opposing region with the heat dissipation member on the back surface of the substrate ,
The fixing member is a screw;
A heat dissipating gel (60) for transmitting heat generated in the circuit element and transmitted to the substrate to the heat dissipating member;
The heat dissipating gel is provided in each of the opposing region of the heat dissipation member on the back surface of the substrate and the non-opposing region ,
The substrate and the heat dissipation member are thermally connected through a heat dissipation gel provided in the facing region,
The semiconductor device , wherein the inspection electrode is covered and protected by a heat radiating gel provided in the non-facing region .
前記第2検査電極と前記対向領域との間の距離は、前記第1検査電極と前記対向領域との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。 The inspection electrode includes a first inspection electrode (31) to which a first voltage is applied and a second inspection electrode (32) to which a second voltage higher than the first voltage is applied,
3. The semiconductor device according to claim 1 , wherein a distance between the second inspection electrode and the opposing region is longer than a distance between the first inspection electrode and the opposing region. .
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JP2013057094A JP6048247B2 (en) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Semiconductor device |
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