JP6618549B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は本実施の形態の第1例の半導体装置全体または一部の外観態様を示している。すなわち図1が半導体装置の一部である場合には、図1は半導体装置全体の一部のみを切り取った態様を示している。図1を参照して、本実施の形態の第1例の半導体装置101は、ハイブリッドカーまたは電気自動車などに搭載される電力変換装置に用いられる装置である。半導体装置101は、プリント基板1と、電子部品2と、拡散放熱部3とを主に有している。電子部品2で発生した熱はプリント基板1を経由して拡散放熱部3に伝わり、拡散放熱部3に含まれる後述の冷却体33により冷却される。
図16は本実施の形態の半導体装置全体または一部の外観態様を示している。図17は図16に示す半導体装置201を図16中の矢印が示す上方から見た透過視図である。図18は本実施の形態の半導体装置の特徴の理解をより容易にするための断面図である。図16を参照して、本実施の形態の半導体装置201は、基本的に図1に示す半導体装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付しその説明を繰り返さない。ただし半導体装置201は、電子部品2のリード端子21と接続される電極22が、第3放熱用ビア15cに接続されているが、その第3放熱用ビア15cは少なくとも電子部品2の直下の熱拡散板31とは電気的に接続されていない。すなわちリード端子21と接続される電極22が、半導体装置101において領域1Aに属するため放熱用ビア15a,15bが形成されない領域に形成される第3放熱用ビア15cと隣接するように配置されている。これにより、電極22は第3放熱用ビア15cの孔部内の導体膜と電気的に接続されている。
図19は本実施の形態の第1例の半導体装置の図2(A)が示す部分、すなわち図1中のIIA−IIA線に沿う部分に対応する部分の概略断面図である。図19を参照して、本実施の形態の第1例の半導体装置301は、基本的に図1に示す半導体装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の参照符号を付しその説明を繰り返さない。ただし半導体装置301においては、第1放熱用ビア15aおよび第2放熱用ビア15bが、接合材7aおよび接合材7bを構成するはんだで充填されている。この点において本実施の形態は、第1放熱用ビア15aなどの孔部内には内壁面上の導体膜以外の導電性材料が配置されない半導体装置101と異なっている。
図24(A)は実施の形態4の半導体装置における、実施の形態1の図2(B)および図11(A)の領域Sと同一の領域の構成を示した拡大断面図である。また図24(B)は図24(A)のプリント基板1に含まれる絶縁層11の構成を示している。図24(A),(B)を参照して、本実施の形態の半導体装置401は、基本的に半導体装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。ただし本実施の形態の半導体装置401は、プリント基板1の絶縁層11が、フィラー16を有している点において、半導体装置101と異なっている。なお図24(B)に示すように、絶縁層11は、ガラス繊維17と、エポキシ樹脂18とを含んでいる。
図25は実施の形態5の熱拡散板31の全体態様を示したものである。図26は実施の形態5の半導体装置における、実施の形態1の図2(B)および図11(A)の領域Sと同一の領域の構成を示した拡大断面図である。本実施の形態の半導体装置501は、基本的に半導体装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。ただし図25を参照して、本実施の形態の熱拡散板31は、実施の形態1の図7に示す熱拡散板31に比べて突起31Aの数が多く、上方からの透過視点において第1放熱用ビア15aおよび第2放熱用ビア15bと重なる領域のほぼ全域に、第2の突起としての突起31Aが形成されている。
図27は実施の形態6の半導体装置における、実施の形態1の図2(B)および図11(A)の領域Sと同一の領域の構成を示した拡大断面図である。本実施の形態の半導体装置601は、基本的に半導体装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。ただし図27を参照して、本実施の形態の半導体装置601は、複数の導体層12,13,14のそれぞれは、プリント基板1の一方および他方の主表面に沿う図の左右方向に関して互いに隣り合う1対の放熱用ビア15の間の領域において、一方の主表面側(上側)から他方の主表面側(下側)まで複数の導体層12,13,14のそれぞれを貫通する小孔部19を有している。
Claims (11)
- プリント基板と、
前記プリント基板の一方の主表面上に接合された電子部品と、
前記プリント基板の前記一方の主表面と反対側の他方の主表面上に接合された拡散放熱部とを備え、
前記プリント基板は、絶縁層を含み、前記絶縁層では、前記プリント基板の前記一方の主表面側からの透過視点において前記電子部品と重なる第1の領域、および前記プリント基板の前記一方の主表面側からの透過視点において前記第1の領域の外側に配置される第2の領域の双方に、前記一方の主表面から前記他方の主表面まで前記プリント基板を貫通するように複数の放熱用ビアが形成され、
前記プリント基板は複数の導体層をさらに含み、複数の前記導体層は前記第1の領域から前記第2の領域まで前記一方および他方の主表面に沿うように設けられかつ複数の前記放熱用ビアのそれぞれと交差接続し、
前記プリント基板の前記他方の主表面上に前記複数の導体層のうちの1つが配置され、
前記拡散放熱部は、熱拡散板と、放熱部材と、冷却体とを含み、
前記冷却体の一方の主表面上に前記放熱部材が密着し、
前記放熱部材の、前記冷却体と反対側の一方の主表面上に前記熱拡散板が密着し、
前記第1の領域に形成された複数の前記放熱用ビアおよび前記第2の領域に形成された複数の前記放熱用ビアを塞ぐように、前記熱拡散板の前記放熱部材と反対側の一方の主表面が前記プリント基板の前記他方の主表面上の前記導体層に接合し、
前記電子部品にはリード端子が接続されており、
前記プリント基板には、前記プリント基板の前記一方の主表面上の一部の、前記リード端子が接続されるための配線が配置される、前記第2の領域の一部としての第3の領域をさらに含み、
前記第3の領域には前記放熱用ビアは形成されず、
前記第3の領域と重なる領域には前記熱拡散板は配置されず、
前記放熱部材および前記冷却体は、前記第1、第2および第3の領域と重なる領域の全体に配置される、半導体装置。 - 前記放熱部材は、前記熱拡散板の前記一方の主表面と反対側の他方の主表面を覆っている、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記リード端子は電極に接合されており、
前記電極は前記熱拡散板と接続しない前記放熱用ビアに接続されている、請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記熱拡散板の前記一方の主表面に塞がれた前記複数の放熱用ビア内にはんだが前記放熱用ビアの容積の1/3以上の体積分充填するように存在する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記プリント基板は前記絶縁層を複数含み、
前記複数の絶縁層のそれぞれは無機フィラー粒子を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記プリント基板の複数の前記導体層のそれぞれは、前記一方および他方の主表面に沿う方向に関して互いに隣り合う1対の前記放熱用ビアの間の領域において、前記一方の主表面側から前記他方の主表面側まで複数の前記導体層のそれぞれを貫通する小孔部を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記プリント基板は、前記複数の導体層のうち最も前記一方の主表面側の前記導体層上と、前記複数の導体層のうち最も前記他方の主表面側の前記導体層上とに第1の突起を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記熱拡散板は、前記プリント基板側に向けて延びる複数の第2の突起を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記複数の第2の突起のそれぞれは、前記第1および第2の領域に配置される複数の前記放熱用ビアのそれぞれの孔部の内部に収容されている、請求項8に記載の半導体装置。
- 前記熱拡散板の曲げ剛性は前記プリント基板の曲げ剛性よりも高い、請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記複数の放熱用ビアは、前記第1の領域に形成された第1放熱用ビアを複数含み、
前記複数の第1放熱用ビアの間に挟まれた領域において、前記複数の第1放熱用ビア同士を繋ぐように溝が形成されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体装置。
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