JPH09129820A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH09129820A
JPH09129820A JP28307995A JP28307995A JPH09129820A JP H09129820 A JPH09129820 A JP H09129820A JP 28307995 A JP28307995 A JP 28307995A JP 28307995 A JP28307995 A JP 28307995A JP H09129820 A JPH09129820 A JP H09129820A
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module substrate
semiconductor elements
power
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重幸 鵜木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mount power semiconductor elements on a module substrate in the manner in which both the thermal balance and the heat dispersion of two power transistors are satisfied. SOLUTION: When power transistors 42, 43 are operated, heat is generated from the power transistors 42, 43. Since they are sufficiently small as compared with a module substrate 41, the heat diffuses in thermal diffusion regions 44, 45 at an angle 45 deg. to the surface of the module substrate 41 on which the power transistors 42, 43 are mounted. In this case, the mounting interval of the power transistors 42, 43 is (a), and the thickness of the module substrate 41 is (d). When the power transistors 42, 43 are mounted at an interval which satisfies a relation a=2×d, the thermal diffusion regions 44, 45 of the power transistors 42, 43 come into contact with each other, on the back of the module substrate 41 on which the power transistor 42, 43 are not mounted. Thereby the heat dispersion of the power transistors 42, 43 can be optimized while the thermal balance is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、モジュールの実
装基板(以下、モジュール基板という)上にパワートラ
ンジスタ等の複数の電力用半導体素子およびその他の回
路素子を実装配置してモジュールを構成するハイブリッ
ドに集積した半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid in which a plurality of power semiconductor elements such as power transistors and other circuit elements are mounted and arranged on a module mounting board (hereinafter referred to as a module board) to form a module. The present invention relates to an integrated semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、例えばCRT映像信号最終増幅段
回路に使用される半導体集積回路装置は、映像信号最終
増幅段回路を構成するパワートランジスタ等の電力用半
導体素子、抵抗器、ダイオード等の回路素子をモジュー
ル基板上に高密度実装配置し、1パッケージにしたモジ
ュールとなっていることが多い。
2. Description of the Related Art In recent years, for example, a semiconductor integrated circuit device used for a CRT video signal final amplification stage circuit has a circuit such as a power semiconductor element such as a power transistor, a resistor, a diode or the like which constitutes the video signal final amplification stage circuit. In many cases, the elements are mounted in high density on the module substrate to form a single package module.

【0003】従来の半導体集積回路装置における電力用
半導体素子の配置方法では、電力用半導体素子の放熱性
を考慮し、電力用半導体素子間の実装距離を大きくして
配置していた。以下、従来の半導体集積回路装置におけ
る電力用半導体素子の配置方法について説明する。図6
はCRT映像信号最終増幅段回路の1つであるアクティ
ブロードフィードバック回路の回路図であり、1は定電
流源pnp型パワートランジスタ、2はエミッタ接地n
pn型パワートランジスタ、3はプッシュプル回路用n
pn型パワートランジスタ、4はプッシュプル回路用p
np型パワートランジスタ、5はプッシュプル回路減電
圧補償用ダイオードであり、定電流源pnp型パワート
ランジスタ1とエミッタ接地npn型パワートランジス
タ2、ならびにプッシュプル回路用npn型パワートラ
ンジスタ3とプッシュプル回路用pnp型パワートラン
ジスタ4は、それぞれコンプリメンタリパワートランジ
スタである。6a〜6iはそれぞれ抵抗器、7は直流電
源、8aは入力端子、8bは出力端子、8cは電源端
子、8dはグラウンド端子である。
In the conventional method of arranging the power semiconductor elements in the semiconductor integrated circuit device, the mounting distance between the power semiconductor elements is increased in consideration of the heat dissipation of the power semiconductor elements. Hereinafter, a method of arranging power semiconductor elements in the conventional semiconductor integrated circuit device will be described. FIG.
1 is a circuit diagram of an active load feedback circuit which is one of CRT video signal final amplification stage circuits, 1 is a constant current source pnp type power transistor, 2 is a grounded emitter n
pn type power transistor, 3 for push-pull circuit
pn type power transistor, 4 is p for push-pull circuit
The np type power transistors 5 are diodes for compensating a push-pull circuit voltage reduction, and are a constant current source pnp type power transistor 1, a grounded emitter npn type power transistor 2, and a push pull circuit npn type power transistor 3 and a push pull circuit. The pnp type power transistors 4 are complementary power transistors. 6a to 6i are resistors, 7 is a DC power supply, 8a is an input terminal, 8b is an output terminal, 8c is a power supply terminal, and 8d is a ground terminal.

【0004】近年、CRT映像画面において、ドットと
ドットの間がクリアに表される画面が要望されているこ
とから、スイッチングスピードを5ns以下と高速にす
る必要があり、そのため、主に上記のアクティブロード
フィードバック回路がCRT映像信号最終増幅段回路と
して採用されている。図7(a)は図6に示したアクテ
ィブロードフィードバック回路におけるコンプリメンタ
リな定電流源pnp型パワートランジスタ1およびエミ
ッタ接地npn型パワートランジスタ2の実装配置部分
の半導体集積回路装置の断面図である。図7(a)にお
いて、11はモジュール基板である。12,13はそれ
ぞれモジュール基板11の表面に実装されたコンプリメ
ンタリなパワートランジスタであり、パワートランジス
タ12は図6の定電流源pnp型パワートランジスタ1
に対応し、パワートランジスタ13は図6のエミッタ接
地npn型パワートランジスタ2に対応する。14,1
5はそれぞれパワートランジスタ12,13から発生す
る熱がモジュール基板11内に拡散する領域を示す熱拡
散領域であり、これらの熱拡散領域14,15の境界は
モジュール基板11の表面から裏面へかけて放射状に拡
がっており、その拡がり角度は、モジュール基板11に
立てた垂線に対して45度の角度をなす。
In recent years, in a CRT image screen, a screen in which dots are clearly displayed is desired, and therefore, it is necessary to set a switching speed as high as 5 ns or less. The load feedback circuit is adopted as the CRT video signal final amplification stage circuit. FIG. 7A is a cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device in the mounting arrangement portion of the complementary constant current source pnp type power transistor 1 and the grounded-emitter npn type power transistor 2 in the active load feedback circuit shown in FIG. In FIG. 7A, reference numeral 11 is a module substrate. Reference numerals 12 and 13 denote complementary power transistors mounted on the surface of the module substrate 11, and the power transistor 12 is the constant current source pnp type power transistor 1 shown in FIG.
The power transistor 13 corresponds to the grounded-emitter npn type power transistor 2 of FIG. 14,1
Reference numeral 5 is a heat diffusion region showing a region in which heat generated from the power transistors 12 and 13 diffuses in the module substrate 11, and the boundary between these heat diffusion regions 14 and 15 extends from the front surface to the back surface of the module substrate 11. It spreads radially, and its spread angle forms an angle of 45 degrees with respect to a perpendicular line standing on the module substrate 11.

【0005】ここで、熱拡散領域について定義する。モ
ジュール基板に直接半導体チップを搭載した場合は、モ
ジュール基板における半導体チップの接面の周縁部から
45度の角度(モジュール基板11に立てた垂線に対し
て)をなして拡がっていく領域が熱拡散領域である。ま
た、モジュール基板に高熱伝導性パッドを介して半導体
チップを搭載した場合は、モジュール基板における高熱
伝導性パッドの接面の周縁部から45度の角度(モジュ
ール基板11に立てた垂線に対して)をなし拡がってい
く領域が熱拡散領域である。半導体チップもしくは高熱
伝導性パッドのモジュール基板に対する接面の形状が四
角形の場合は熱拡散領域は角錐台状になり、円形の場合
は円錐台状になる。
Here, the thermal diffusion region will be defined. When the semiconductor chip is mounted directly on the module substrate, the area that expands at an angle of 45 degrees (with respect to the perpendicular line standing on the module substrate 11) from the peripheral portion of the contact surface of the semiconductor chip on the module substrate is thermally diffused. Area. When the semiconductor chip is mounted on the module board via the high thermal conductivity pad, the angle of 45 degrees from the peripheral edge of the contact surface of the high thermal conductivity pad on the module board (with respect to the vertical line standing on the module board 11). The area that spreads out is the thermal diffusion area. When the shape of the contact surface of the semiconductor chip or the high thermal conductivity pad with the module substrate is quadrangular, the heat diffusion region has a truncated pyramid shape, and when the contact surface has a circular shape, it has a truncated cone shape.

【0006】また、図7(b)は図7(a)に示された
半導体集積回路装置をパワートランジスタ12,13が
実装されている面から見た全体の平面図である。図7
(b)において、11はモジュール基板、12,13,
16,17はそれぞれモジュール基板11の表面に実装
されたパワートランジスタであり、パワートランジスタ
16は図6のプッシュプル回路用npn型パワートラン
ジスタ3に対応し、パワートランジスタ17は図6のプ
ッシュプル回路用pnp型パワートランジスタ4に対応
し、これらはコンメプリメンタリパワートランジスタで
ある。18はモジュール基板11の表面に実装されたダ
イオードであり、図6のプッシュプル回路減電圧補償用
ダイオード5と対応する。19はそれぞれモジュール基
板11の表面に実装されたチップ抵抗であり、図6の抵
抗器6a〜6i等に対応する。21はモジュール基板1
1の表面に形成された端子用パッドであり、図6の入力
端子8a,出力端子8b,電源端子8cおよびグラウン
ド端子8dに対応する。
FIG. 7B is an overall plan view of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 7A as viewed from the surface on which the power transistors 12 and 13 are mounted. FIG.
In (b), 11 is a module substrate, 12, 13,
Reference numerals 16 and 17 denote power transistors mounted on the surface of the module substrate 11. The power transistor 16 corresponds to the npn-type power transistor 3 for the push-pull circuit in FIG. 6, and the power transistor 17 is for the push-pull circuit in FIG. Corresponding to the pnp type power transistor 4, these are complementary power transistors. Reference numeral 18 denotes a diode mounted on the surface of the module substrate 11, which corresponds to the push-pull circuit voltage reduction compensating diode 5 in FIG. Reference numerals 19 denote chip resistors mounted on the surface of the module substrate 11, which correspond to the resistors 6a to 6i shown in FIG. 21 is the module substrate 1
1 is a pad for terminals formed on the surface of 1 and corresponds to the input terminal 8a, the output terminal 8b, the power supply terminal 8c, and the ground terminal 8d in FIG.

【0007】図7(a),(b)からわかるように、従
来の半導体集積回路装置は、コンプリメンタリ型のパワ
ートランジスタ12,13の放熱性を重視し、パワート
ランジスタ12,13の熱均衡は考慮していなかった。
パワートランジスタ16,17についても同様である。
As can be seen from FIGS. 7A and 7B, in the conventional semiconductor integrated circuit device, the heat dissipation of the complementary power transistors 12 and 13 is emphasized, and the heat balance of the power transistors 12 and 13 is taken into consideration. I didn't.
The same applies to the power transistors 16 and 17.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上のように配置され
たコンプリメンタリパワートランジスタを含むCRT映
像信号最終増幅段回路(半導体集積回路装置)におい
て、以下その動作後の発熱が回路に及ぼす影響を図7を
用いて説明する。まず、動作開始直後は、パワートラン
ジスタ12とパワートランジスタ13の温度差がほとん
ど無いため、回路は設計通り動作する。つぎに、動作後
しばらくすると、パワートランジスタ12とパワートラ
ンジスタ13の発熱量が異なるため、あるいは、熱拡散
領域14と熱拡散領域15がそれぞれ熱的に交差せず、
熱均衡がとれないため、パワートランジスタ12とパワ
ートランジスタ13の温度が異なることになる。その結
果、パワートランジスタ12,13の内部回路定数が動
作直後と異なり、コンプリメンタリでなくなるため、回
路が設計通り動作せず、映像信号が正確に増幅されない
ため、画像劣化が発生する。
In the CRT video signal final amplification stage circuit (semiconductor integrated circuit device) including the complementary power transistors arranged as described above, the influence of heat generated after the operation on the circuit will be described below with reference to FIG. Will be explained. First, immediately after the start of operation, there is almost no temperature difference between the power transistors 12 and 13, so the circuit operates as designed. Next, after a while after the operation, because the heat generation amounts of the power transistor 12 and the power transistor 13 are different, or the thermal diffusion regions 14 and 15 do not cross each other thermally,
Since heat cannot be balanced, the temperatures of the power transistor 12 and the power transistor 13 are different. As a result, the internal circuit constants of the power transistors 12 and 13 are different from those immediately after the operation and are not complementary, the circuit does not operate as designed, and the video signal is not accurately amplified, resulting in image deterioration.

【0009】図8(a),(b)は、従来の配置法でパ
ワートランジスタを実装した半導体集積回路装置(モジ
ュール)で、映像信号の例として矩形波信号を増幅した
場合の出力信号の例を示し、同図(a)の実線31は実
際の出力信号、破線32は理想出力信号であり、同図
(b)の実線33は実際の出力信号、破線34は理想出
力信号である。パワートランジスタ12,13の内部回
路定数のアンバランスにより、入力信号のレベルが一定
であっても、徐々に出力信号のレベルのどちらか変化し
ていくことを示している。
FIGS. 8A and 8B show an example of an output signal when a rectangular wave signal is amplified as an example of a video signal in a semiconductor integrated circuit device (module) in which power transistors are mounted by a conventional arrangement method. The solid line 31 in FIG. 9A is the actual output signal, the broken line 32 is the ideal output signal, the solid line 33 in FIG. 9B is the actual output signal, and the broken line 34 is the ideal output signal. It is shown that, due to the imbalance of the internal circuit constants of the power transistors 12 and 13, even if the level of the input signal is constant, one of the levels of the output signal gradually changes.

【0010】この発明の第1の目的は、2個の電力用半
導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の2個の電力
用半導体素子の発熱量の相違により2個の電力用半導体
素子の温度がアンバランスになることに起因して回路動
作が変化するのを防止することができる半導体装置を提
供することである。この発明の第2の目的は、2個の電
力用半導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の2個
の電力用半導体素子の発熱量の相違により2個の電力用
半導体素子の温度がアンバランスになることに起因して
回路動作が変化し2個の電力用半導体素子間の特性とし
てのコンプリメンタリ性が失われるのを防止することが
できる半導体装置を提供することである。
A first object of the present invention is to realize a heat balance between two power semiconductor elements, and to obtain two power semiconductor elements due to a difference in heat generation amount between the two power semiconductor elements after the circuit operation. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing a change in circuit operation due to an unbalanced element temperature. A second object of the present invention is to realize a heat balance between two power semiconductor elements, and to determine the temperature of the two power semiconductor elements due to the difference in heat generation amount of the two power semiconductor elements after the circuit operation. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the circuit operation from changing due to the unbalance and losing the complementary property as a characteristic between two power semiconductor elements.

【0011】この発明の第3の目的は、4個の電力用半
導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の4個の電力
用半導体素子の発熱量の相違により4個の電力用半導体
素子の温度がアンバランスになることに起因して回路動
作が変化するのを防止することができる半導体装置を提
供することである。この発明の第4の目的は、4個の電
力用半導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の4個
の電力用半導体素子の発熱量の相違により4個の電力用
半導体素子の温度がアンバランスになることに起因して
回路動作が変化するのを防止するとともに、4個の電力
用半導体素子間の特性としての2個ずつの電力用半導体
素子のコンプリメンタリ性が失われるのを防止すること
ができる半導体装置を提供することである。
A third object of the present invention is to realize a heat balance among four power semiconductor elements, and the four power semiconductor elements are different in heat generation amount after the circuit operation. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing a change in circuit operation due to an unbalanced element temperature. A fourth object of the present invention is to realize a heat balance between the four power semiconductor elements and to reduce the temperature of the four power semiconductor elements due to the difference in heat generation amount of the four power semiconductor elements after the circuit operation. Prevent the circuit operation from changing due to the imbalance of the power supply and prevent the loss of the complementary property of two power semiconductor devices as a characteristic between the four power semiconductor devices. It is to provide a semiconductor device which can be manufactured.

【0012】この発明の第5の目的は、2個の電力用半
導体素子の放熱性を確保しながら、2個の電力用半導体
素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の2個の電力用半
導体素子の発熱量の相違により2個の電力用半導体素子
の温度がアンバランスになることに起因して回路動作が
変化するのを防止することができる半導体装置を提供す
ることである。
A fifth object of the present invention is to realize a heat balance between two power semiconductor elements while ensuring the heat dissipation of the two power semiconductor elements, and to provide two power after circuit operation. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the circuit operation from changing due to the temperature of two power semiconductor elements being unbalanced due to the difference in the heat generation amount of the power semiconductor elements.

【0013】この発明の第6の目的は、コンプリメンタ
リな2個の電力用半導体素子の放熱性を確保しながら、
2個の電力用半導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作
後の2個の電力用半導体素子の発熱量の相違により2個
の電力用半導体素子の温度がアンバランスになることに
起因して回路動作が変化し2個の電力用半導体素子間の
特性としてのコンプリメンタリ性が失われるのを防止す
ることができる半導体装置を提供することである。
A sixth object of the present invention is to secure the heat dissipation of two complementary power semiconductor elements,
This is because the heat balance between the two power semiconductor elements is realized and the temperature of the two power semiconductor elements becomes unbalanced due to the difference in the heat generation amount of the two power semiconductor elements after the circuit operation. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the circuit operation from changing and losing the complementary property as a characteristic between two power semiconductor elements.

【0014】この発明の第7の目的は、4個の電力用半
導体素子の放熱性を確保しながら、4個の電力用半導体
素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の4個の電力用半
導体素子の発熱量の相違により4個の電力用半導体素子
の温度がアンバランスになることに起因して回路動作が
変化するのを防止することができる半導体装置を提供す
ることである。
A seventh object of the present invention is to realize a heat balance among the four power semiconductor elements while ensuring the heat dissipation of the four power semiconductor elements, and to obtain the four power after circuit operation. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the circuit operation from changing due to the imbalance of the temperatures of the four power semiconductor elements due to the difference in the heat generation amount of the power semiconductor elements.

【0015】この発明の第8の目的は、コンプリメンタ
リな4個の電力用半導体素子の放熱性を確保しながら、
4個の電力用半導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作
後の4個の電力用半導体素子の発熱量の相違により4個
の電力用半導体素子の温度がアンバランスになることに
起因して回路動作が変化するのを防止するとともに、4
個の電力用半導体素子間の特性としての2個ずつの電力
用半導体素子のコンプリメンタリ性が失われるのを防止
することができる半導体装置を提供することである。
An eighth object of the present invention is to ensure the heat dissipation of the four complementary power semiconductor elements,
This is because the heat balance between the four power semiconductor elements is realized, and the temperature of the four power semiconductor elements becomes unbalanced due to the difference in heat generation amount of the four power semiconductor elements after the circuit operation. To prevent the circuit operation from changing by 4
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the loss of the complementary property of every two power semiconductor elements as a characteristic between the power semiconductor elements.

【0016】この発明の第9の目的は、4個の電力用半
導体素子と温度補償用の回路素子との熱均衡を実現して
4個の電力用半導体素子と温度補償用の回路素子の温度
がアンバランスになることに起因して回路動作が変化す
るのを防止することができる半導体装置を提供すること
である。
A ninth object of the present invention is to realize a heat balance between the four power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element so that the temperatures of the four power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element are controlled. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing a change in circuit operation due to an unbalance.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置は、モジュール基板上に第1および第2の電力用半導
体素子を実装した半導体装置であって、第1および第2
の電力用半導体素子の実装間隔を、モジュール基板にお
ける第1の電力用半導体素子の接面から放射状に拡がっ
た熱拡散領域の境界とモジュール基板における第2の電
力用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域
の境界とが少なくともモジュール基板の裏面で重なり合
う状態に設定したことを特徴とする。
A semiconductor device according to claim 1 is a semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate.
The mounting intervals of the power semiconductor elements are radially arranged from the boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. It is characterized in that the boundary of the expanded thermal diffusion region is set to overlap at least on the back surface of the module substrate.

【0018】この構成によると、第1および第2の電力
用半導体素子の熱拡散領域の境界が、少なくともモジュ
ール基板の裏面で重なり合うので、第1および第2の電
力用半導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の第1
および第2の電力用半導体素子の発熱量の相違により第
1および第2の電力用半導体素子の温度がアンバランス
になることに起因して回路動作が変化するのを防止する
ことができる。したがって、動作開始後しばらくしても
設計通りに回路を動作させることが可能である。
According to this structure, the boundaries of the heat diffusion regions of the first and second power semiconductor elements overlap at least on the back surface of the module substrate, so that the heat balance between the first and second power semiconductor elements is balanced. Realized and first after circuit operation
Also, it is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperature of the first and second power semiconductor elements becoming unbalanced due to the difference in the amount of heat generated by the second power semiconductor element. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0019】請求項2記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1および第2の電力用半導体素子を実装した
半導体装置であって、第1および第2の電力用半導体素
子の実装間隔aを、モジュール基板の厚さをdとしたと
きに、 a≦2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is a semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein a mounting interval a between the first and second power semiconductor elements is set. , Where d is the thickness of the module substrate, and is set so as to satisfy the relationship of a ≦ 2 × d.

【0020】この構成によると、第1および第2の電力
用半導体素子の発熱によるモジュール基板における熱拡
散領域は、第1および第2の電力用半導体素子の接面か
らモジュール基板に立てた垂線に対して45度の角度を
成してモジュール基板の表面から裏面にかけて放射状に
拡がり、第1および第2の電力用半導体素子の熱拡散領
域の境界が少なくともモジュール基板の裏面で重なり合
う状態となるので、第1および第2の電力用半導体素子
間の熱均衡を実現し、回路動作後の第1および第2の電
力用半導体素子の発熱量の相違により第1および第2の
電力用半導体素子の温度がアンバランスになることに起
因して回路動作が変化するのを防止することができる。
したがって、動作開始後しばらくしても設計通りに回路
を動作させることが可能である。
According to this structure, the heat diffusion region in the module substrate due to the heat generation of the first and second power semiconductor elements is a perpendicular line that stands from the contact surface of the first and second power semiconductor elements to the module substrate. With respect to the module substrate, the angle of 45 degrees is spread radially from the front surface to the back surface of the module substrate, and the boundaries of the heat diffusion regions of the first and second power semiconductor elements are overlapped at least on the back surface of the module substrate. A heat balance between the first and second power semiconductor elements is realized, and the temperature of the first and second power semiconductor elements is changed due to the difference in heat generation amount between the first and second power semiconductor elements after the circuit operation. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the unbalance.
Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0021】請求項3記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1,第2,第3および第4の電力用半導体素
子を実装した半導体装置であって、第1および第2の電
力用半導体素子の実装間隔を、モジュール基板における
第1の電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱
拡散領域の境界とモジュール基板における第2の電力用
半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境
界とが少なくともモジュール基板の裏面で重なり合う状
態に設定し、第3および第4の電力用半導体素子の実装
間隔を、モジュール基板における第3の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とモジ
ュール基板における第4の電力用半導体素子の接面から
放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少なくともモジ
ュール基板の裏面で重なり合う状態に設定し、第1およ
び第3の電力用半導体素子の実装間隔を、モジュール基
板における第1の電力用半導体素子の接面から放射状に
拡がった熱拡散領域の境界とモジュール基板における第
3の電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡
散領域の境界とが少なくともモジュール基板の裏面で重
なり合う状態に設定し、第2および第4の電力用半導体
素子の実装間隔を、モジュール基板における第2の電力
用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の
境界とモジュール基板における第4の電力用半導体素子
の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少な
くともモジュール基板の裏面で重なり合う状態に設定し
たことを特徴とする。
A semiconductor device according to a third aspect is a semiconductor device in which first, second, third and fourth power semiconductor elements are mounted on a module substrate, the first and second power semiconductors. The mounting interval of the elements is such that the boundary between the thermal diffusion regions radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. The boundary between the regions is set to overlap at least on the back surface of the module substrate, and the mounting intervals of the third and fourth power semiconductor elements are radially expanded from the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate. The boundary of the heat diffusion region and the boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate are at least the back surface of the module substrate. The mounting intervals of the first and third power semiconductor elements are set to overlap each other, and the boundary between the heat diffusion regions radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element in the module substrate and the third in the module substrate. The boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the power semiconductor element of is overlapped at least on the back surface of the module substrate, and the mounting intervals of the second and fourth power semiconductor elements are set in the module substrate. The boundary of the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element and the boundary of the thermal diffusion region radially expanding from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate are at least the module substrate. It is characterized in that the back side is set to overlap.

【0022】この構成によると、第1および第2の電力
用半導体素子の熱拡散領域の境界、第3および第4の電
力用半導体素子の熱拡散領域の境界、第1および第3の
電力用半導体素子熱拡散領域の境界、ならびに第2およ
び第4の電力用半導体素子の熱拡散領域の境界がそれぞ
れ、少なくともモジュール基板の裏面で重なり合うの
で、第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子間
の熱均衡を実現し、回路動作後の第1,第2,第3およ
び第4の電力用半導体素子の発熱量の相違により第1,
第2,第3および第4の電力用半導体素子の温度がアン
バランスになることに起因して回路動作が変化するのを
防止することができる。したがって、動作開始後しばら
くしても設計通りに回路を動作させることが可能であ
る。
According to this structure, the boundary between the thermal diffusion regions of the first and second power semiconductor devices, the boundary between the thermal diffusion regions of the third and fourth power semiconductor devices, and the first and third power semiconductor devices. Since the boundaries of the semiconductor element thermal diffusion regions and the boundaries of the second and fourth power semiconductor elements thermal diffusion regions overlap each other at least on the back surface of the module substrate, the first, second, third and fourth electric powers are provided. A heat balance between the power semiconductor elements is realized, and the first, second, third, and fourth power semiconductor elements have different heat generation amounts after the circuit is operated.
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperatures of the second, third and fourth power semiconductor elements becoming unbalanced. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0023】請求項4記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1,第2,第3および第4の電力用半導体素
子を実装した半導体装置であって、第1および第2の電
力用半導体素子の実装間隔a1 を、モジュール基板の厚
さをdとしたときに、 a1 ≦2×d の関係を満たすように設定し、第3および第4の電力用
半導体素子の実装間隔a 2 を、 a2 ≦2×d の関係を満たすように設定し、第1および第3の電力用
半導体素子の実装間隔a 3 を、 a3 ≦2×d の関係を満たすように設定し、第2および第4の電力用
半導体素子の実装間隔a 4 を、 a4 ≦2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする。
A semiconductor device according to claim 4 is a module
First, second, third and fourth power semiconductor elements on the substrate
A semiconductor device having a child mounted thereon, comprising:
Power semiconductor element mounting interval a1The thickness of the module board
Where d is1Set so as to satisfy the relationship of ≦ 2 × d, and for the third and fourth power
Semiconductor element mounting interval a TwoAnd aTwoFor the first and third powers, set so as to satisfy the relation of ≦ 2 × d
Semiconductor element mounting interval a ThreeAnd aThreeFor the second and fourth powers, set so as to satisfy the relation of ≦ 2 × d
Semiconductor element mounting interval a FourAnd aFourIt is characterized in that it is set so as to satisfy the relation of ≦ 2 × d.

【0024】この構成によると、第1,第2,第3およ
び第4の電力用半導体素子の発熱によるモジュール基板
における熱拡散領域は、第1,第2,第3および第4の
電力用半導体素子の接面からモジュール基板に立てた垂
線に対して45度の角度を成してモジュール基板の表面
から裏面にかけて放射状に拡がり、第1および第2の電
力用半導体素子の熱拡散領域の境界、第3および第4の
電力用半導体素子の熱拡散領域の境界、第1および第3
の電力用半導体素子熱拡散領域の境界、ならびに第2お
よび第4の電力用半導体素子の熱拡散領域の境界がそれ
ぞれ、少なくともモジュール基板の裏面で重なり合うの
で、第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子間
の熱均衡を実現し、回路動作後の第1,第2,第3およ
び第4の電力用半導体素子の発熱量の相違により第1,
第2,第3および第4の電力用半導体素子の温度がアン
バランスになることに起因して回路動作が変化するのを
防止することができる。したがって、動作開始後しばら
くしても設計通りに回路を動作させることが可能であ
る。
According to this structure, the heat diffusion regions in the module substrate due to the heat generation of the first, second, third and fourth power semiconductor elements are the first, second, third and fourth power semiconductors. A boundary of thermal diffusion regions of the first and second power semiconductor elements, which spreads radially from the front surface to the back surface of the module substrate at an angle of 45 degrees with respect to a vertical line standing on the module substrate from the contact surface of the element, Boundaries of thermal diffusion regions of the third and fourth power semiconductor devices, first and third
Since the boundaries of the thermal diffusion regions of the power semiconductor elements and the boundaries of the thermal diffusion regions of the second and fourth power semiconductor elements overlap each other at least on the back surface of the module substrate, the first, second, third and A heat balance between the four power semiconductor elements is realized, and the first, second, third, and fourth power semiconductor elements have different heat generation amounts after the circuit is operated.
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperatures of the second, third and fourth power semiconductor elements becoming unbalanced. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0025】請求項5記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1および第2の電力用半導体素子を実装した
半導体装置であって、第1および第2の電力用半導体素
子の実装間隔を、モジュール基板における第1の電力用
半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境
界とモジュール基板における第2の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とがモジュ
ール基板の裏面で接する状態に設定したことを特徴とす
る。
A semiconductor device according to a fifth aspect is a semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, and the mounting intervals of the first and second power semiconductor elements are: The module has a boundary of a thermal diffusion region radially extending from a contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and a boundary of a thermal diffusion region radially extending from a contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. It is characterized in that it is set to be in contact with the back surface of the substrate.

【0026】この構成によると、第1および第2の電力
用半導体素子の熱拡散領域の境界がモジュール基板の裏
面で接するので、第1および第2の電力用半導体素子の
放熱性を確保しながら、第1および第2の電力用半導体
素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の第1および第2
の電力用半導体素子の発熱量の相違により第1および第
2の電力用半導体素子の温度がアンバランスになること
に起因して回路動作が変化するのを防止することができ
る。したがって、動作開始後しばらくしても設計通りに
回路を動作させることが可能である。
According to this structure, the boundaries of the heat diffusion regions of the first and second power semiconductor elements are in contact with each other on the back surface of the module substrate, so that the heat dissipation of the first and second power semiconductor elements is ensured. , Heat balance between the first and second power semiconductor elements is achieved, and the first and second circuit operations are performed.
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperature of the first and second power semiconductor elements becoming unbalanced due to the difference in the heat generation amount of the power semiconductor elements. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0027】請求項6記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1および第2の電力用半導体素子を実装した
半導体装置であって、第1および第2の電力用半導体素
子の実装間隔aを、モジュール基板の厚さをdとしたと
きに、 a=2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする。
A semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention is a semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, and a mounting interval a between the first and second power semiconductor elements is set. , Where d is the thickness of the module substrate, and is set so as to satisfy the relationship of a = 2 × d.

【0028】この構成によると、第1および第2の電力
用半導体素子の発熱によるモジュール基板における熱拡
散領域は、第1および第2の電力用半導体素子の接面か
らモジュール基板に立てた垂線に対して45度の角度を
成してモジュール基板の表面から裏面にかけて放射状に
拡がり、第1および第2の電力用半導体素子の熱拡散領
域の境界がモジュール基板の裏面で接する状態となるの
で、第1および第2の電力用半導体素子の放熱性を確保
しながら、第1および第2の電力用半導体素子間の熱均
衡を実現し、回路動作後の第1および第2の電力用半導
体素子の発熱量の相違により第1および第2の電力用半
導体素子の温度がアンバランスになることに起因して回
路動作が変化するのを防止することができる。したがっ
て、動作開始後しばらくしても設計通りに回路を動作さ
せることが可能である。
According to this structure, the heat diffusion region in the module substrate due to the heat generation of the first and second power semiconductor elements is a perpendicular line that stands from the contact surface of the first and second power semiconductor elements to the module substrate. Since it forms a 45-degree angle with respect to the module substrate and spreads radially from the front surface to the back surface of the module substrate, and the boundary of the heat diffusion regions of the first and second power semiconductor elements are in contact with each other on the back surface of the module substrate. The heat balance between the first and second power semiconductor elements is realized while ensuring the heat dissipation of the first and second power semiconductor elements, and the first and second power semiconductor elements after the circuit operation are realized. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperature of the first and second power semiconductor elements becoming unbalanced due to the difference in the amount of heat generation. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0029】請求項7記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1,第2,第3および第4の電力用半導体素
子を実装した半導体装置であって、第1および第2の電
力用半導体素子の実装間隔を、モジュール基板における
第1の電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱
拡散領域の境界とモジュール基板における第2の電力用
半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境
界とがモジュール基板の裏面で接する状態に設定し、第
3および第4の電力用半導体素子の実装間隔を、モジュ
ール基板における第3の電力用半導体素子の接面から放
射状に拡がった熱拡散領域の境界とモジュール基板にお
ける第4の電力用半導体素子の接面から放射状に拡がっ
た熱拡散領域の境界とがモジュール基板の裏面で接する
状態に設定し、第1および第3の電力用半導体素子の実
装間隔を、モジュール基板における第1の電力用半導体
素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とモ
ジュール基板における第3の電力用半導体素子の接面か
ら放射状に拡がった熱拡散領域の境界とがモジュール基
板の裏面で接する状態に設定し、第2および第4の電力
用半導体素子の実装間隔を、モジュール基板における第
2の電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡
散領域の境界とモジュール基板における第4の電力用半
導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界
とがモジュール基板の裏面で接する状態に設定したこと
を特徴とする。
A semiconductor device according to a seventh aspect is a semiconductor device in which first, second, third and fourth power semiconductor elements are mounted on a module substrate, and the first and second power semiconductors are provided. The mounting interval of the elements is such that the boundary between the thermal diffusion regions radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. The boundary between the regions is set to be in contact with the back surface of the module substrate, and the mounting intervals of the third and fourth power semiconductor elements are spread radially from the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate. The boundary of the diffusion region and the boundary of the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate are set to be in contact with each other on the back surface of the module substrate. And the mounting interval of the third power semiconductor element, the boundary of the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate. The boundary of the heat diffusion region radially expanded from is set to be in contact with the back surface of the module substrate, and the mounting interval of the second and fourth power semiconductor elements is set to the contact of the second power semiconductor element on the module substrate. The boundary of the thermal diffusion region radially extending from the surface and the boundary of the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate are set to be in contact with each other on the back surface of the module substrate. And

【0030】この構成によると、第1および第2の電力
用半導体素子の熱拡散領域の境界、第3および第4の電
力用半導体素子の熱拡散領域の境界、第1および第3の
電力用半導体素子熱拡散領域の境界、ならびに第2およ
び第4の電力用半導体素子の熱拡散領域の境界がそれぞ
れ、モジュール基板の裏面で接するので、第1,第2,
第3および第4の電力用半導体素子の放熱性を確保しな
がら、第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子
間の熱均衡を実現し、回路動作後の第1,第2,第3お
よび第4の電力用半導体素子の発熱量の相違により第
1,第2,第3および第4の電力用半導体素子の温度が
アンバランスになることに起因して回路動作が変化する
のを防止することができる。したがって、動作開始後し
ばらくしても設計通りに回路を動作させることが可能で
ある。
According to this structure, the boundary between the thermal diffusion regions of the first and second power semiconductor elements, the boundary between the thermal diffusion regions of the third and fourth power semiconductor elements, and the first and third power The boundaries of the semiconductor element thermal diffusion regions and the boundaries of the thermal diffusion regions of the second and fourth power semiconductor devices are in contact with each other on the back surface of the module substrate.
A heat balance between the first, second, third, and fourth power semiconductor elements is realized while ensuring the heat dissipation of the third and fourth power semiconductor elements, and the first and second circuit elements after the circuit operation are realized. The circuit operation changes due to the imbalance of the temperatures of the first, second, third and fourth power semiconductor elements due to the difference in the heat generation amount of the second, third and fourth power semiconductor elements. Can be prevented. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0031】請求項8記載の半導体装置は、モジュール
基板上に第1,第2,第3および第4の電力用半導体素
子を実装した半導体装置であって、第1および第2の電
力用半導体素子の実装間隔a1 を、モジュール基板の厚
さをdとしたときに、 a1 =2×d の関係を満たすように設定し、第3および第4の電力用
半導体素子の実装間隔a 2 を、 a2 =2×d の関係を満たすように設定し、第1および第3の電力用
半導体素子の実装間隔a 3 を、 a3 =2×d の関係を満たすように設定し、第2および第4の電力用
半導体素子の実装間隔a 4 を、 a4 =2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする。
A semiconductor device according to claim 8 is a module
First, second, third and fourth power semiconductor elements on the substrate
A semiconductor device having a child mounted thereon, comprising:
Power semiconductor element mounting interval a1The thickness of the module board
Where d is1= 2 × d for the third and fourth powers.
Semiconductor element mounting interval a TwoAnd aTwo= 2 × d for the first and third powers.
Semiconductor element mounting interval a ThreeAnd aThree= 2 × d for the second and fourth powers.
Semiconductor element mounting interval a FourAnd aFourIt is characterized in that it is set so as to satisfy the relationship of = 2 × d.

【0032】この構成によると、第1,第2,第3およ
び第4の電力用半導体素子の発熱によるモジュール基板
における熱拡散領域は、第1,第2,第3および第4の
電力用半導体素子の接面からモジュール基板に立てた垂
線に対して45度の角度を成してモジュール基板の表面
から裏面にかけて放射状に拡がり、第1および第2の電
力用半導体素子の熱拡散領域の境界、第3および第4の
電力用半導体素子の熱拡散領域の境界、第1および第3
の電力用半導体素子熱拡散領域の境界、ならびに第2お
よび第4の電力用半導体素子の熱拡散領域の境界がそれ
ぞれ、モジュール基板の裏面で接するので、第1,第
2,第3および第4の電力用半導体素子の放熱性を確保
しながら、第1,第2,第3および第4の電力用半導体
素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の第1,第2,第
3および第4の電力用半導体素子の発熱量の相違により
第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子の温度
がアンバランスになることに起因して回路動作が変化す
るのを防止することができる。したがって、動作開始後
しばらくしても設計通りに回路を動作させることが可能
である。
According to this structure, the heat diffusion regions in the module substrate due to the heat generation of the first, second, third and fourth power semiconductor elements are the first, second, third and fourth power semiconductors. A boundary of thermal diffusion regions of the first and second power semiconductor elements, which spreads radially from the front surface to the back surface of the module substrate at an angle of 45 degrees with respect to a vertical line standing on the module substrate from the contact surface of the element, Boundaries of thermal diffusion regions of the third and fourth power semiconductor devices, first and third
Since the boundary of the heat diffusion region of the power semiconductor element and the boundary of the heat diffusion region of the second and fourth power semiconductor elements are in contact with the back surface of the module substrate, respectively, the first, second, third and fourth While ensuring the heat dissipation of the power semiconductor element, the heat balance among the first, second, third and fourth power semiconductor elements is realized, and the first, second, third and fourth circuit operation are performed. It is prevented that the circuit operation is changed due to the unbalanced temperatures of the first, second, third and fourth power semiconductor elements due to the difference in the heat generation amount of the fourth power semiconductor element. be able to. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0033】請求項9記載の半導体装置は、請求項5ま
たは請求項6記載の半導体装置において、第1および第
2の電力用半導体素子がコンプリメンタリ型である。こ
の構成によると、コンプリメンタリな第1および第2の
電力用半導体素子間の特性としてのコンプリメンタリ性
が失われるのを防止することができる。請求項10記載
の半導体装置は、請求項7または請求項8記載の半導体
装置において、第1および第2の電力用半導体素子がコ
ンプリメンタリ型であり、第3および第4の電力用半導
体素子がコンプリメンタリ型である。
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fifth or sixth aspect, the first and second power semiconductor elements are complementary types. With this configuration, it is possible to prevent loss of the complementary property as a characteristic between the complementary first and second power semiconductor elements. A semiconductor device according to claim 10 is the semiconductor device according to claim 7 or 8, wherein the first and second power semiconductor elements are complementary types, and the third and fourth power semiconductor elements are complementary. It is a type.

【0034】この構成によると、コンプリメンタリな第
1および第2の電力用半導体素子間の特性ならびにコン
プリメンタリな第3および第4の電力用半導体素子間の
特性としてのコンプリメンタリ性が失われるのを防止す
ることができる。請求項11記載の半導体装置は、請求
項3,請求項4,請求項7,請求項8または請求項10
記載の半導体装置において、モジュール基板における第
1,第2,第3および第4の電力用半導体素子で包囲さ
れる位置に温度補償用の回路素子を実装したことを特徴
とする。
With this structure, it is possible to prevent loss of the characteristic between the complementary first and second power semiconductor elements and the complementary characteristic as the characteristic between the complementary third and fourth power semiconductor elements. be able to. The semiconductor device according to claim 11 is claim 3, claim 4, claim 7, claim 8 or claim 10.
The semiconductor device described above is characterized in that a circuit element for temperature compensation is mounted at a position surrounded by the first, second, third and fourth power semiconductor elements on the module substrate.

【0035】この構成によると、第1,第2,第3およ
び第4の電力用半導体素子と温度補償用の回路素子との
熱均衡が図られることになるので、回路動作の開始後に
おいて、第1,第2,第3および第4の電力用半導体素
子の温度が上昇したときに、温度補償用の回路素子の温
度も同じように上昇することになり、第1,第2,第3
および第4の電力用半導体素子と温度補償用の回路素子
の温度がアンバランスになることに起因して回路動作が
変化するのを防止することができる。
According to this structure, heat balance between the first, second, third and fourth power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element is achieved. Therefore, after starting the circuit operation, When the temperature of the first, second, third and fourth power semiconductor elements rises, the temperature of the circuit element for temperature compensation also rises similarly.
Further, it is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperature of the fourth power semiconductor element and the temperature compensating circuit element becoming unbalanced.

【0036】請求項12記載の半導体装置は、請求項
1,3,5,7記載の半導体装置において、電力用半導
体素子が電力用半導体素子本体とこの電力用半導体素子
本体およびモジュール基板間に介在させた高熱伝導性パ
ッドとからなり、実装間隔が高熱伝導性パッドの間隔で
あり、熱拡散領域はモジュール基板における高熱伝導性
パッドの接面から放射状に拡がっている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first, third, fifth and seventh aspects, the power semiconductor element is interposed between the power semiconductor element body and the power semiconductor element body and the module substrate. The high thermal conductive pads are provided, the mounting interval is the interval between the high thermal conductive pads, and the heat diffusion region is radially extended from the contact surface of the high thermal conductive pads on the module substrate.

【0037】この構成によると、熱拡散領域が拡がり放
熱性を良好にできる。その他は請求項1,3,5,7記
載の半導体装置と同様である。請求項13記載の半導体
装置は、請求項2,4,6,8記載の半導体装置におい
て、電力用半導体素子が電力用半導体素子本体とこの電
力用半導体素子本体およびモジュール基板間に介在させ
た高熱伝導性パッドとからなり、実装間隔が高熱伝導性
パッドの間隔である。
According to this structure, the heat diffusion region is expanded and the heat dissipation can be improved. Others are the same as those of the semiconductor device according to claims 1, 3, 5, and 7. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second, fourth, sixth or eighth aspect, the power semiconductor element is a high temperature semiconductor element main body and a high temperature semiconductor element main body and a module substrate. It is composed of a conductive pad, and the mounting interval is the interval of the high thermal conductive pad.

【0038】この構成によると、熱拡散領域が拡がり放
熱性を良好にできる。その他は請求項2,4,6,8記
載の半導体装置と同様である。請求項14記載の半導体
装置は、モジュール基板上の複数組のコンプリメンタリ
な電力用半導体素子をモジュール基板における電力用半
導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界
がモジュール基板の裏面で少なくとも連環状に接する状
態に配置したことを特徴とする。
According to this structure, the heat diffusion area is expanded and the heat dissipation can be improved. Others are the same as those of the semiconductor device according to claims 2, 4, 6, and 8. The semiconductor device according to claim 14, wherein a plurality of sets of complementary power semiconductor elements on the module substrate are radially spread from a contact surface of the power semiconductor element on the module substrate, and a boundary of a heat diffusion region is at least on a back surface of the module substrate. It is characterized in that it is arranged so as to be in contact with a continuous ring.

【0039】この構成によると、複数組の電力用半導体
素子の熱拡散領域の境界がモジュール基板の裏面で接す
るので、複数組の電力用半導体素子の放熱性を確保しな
がら、複数組の電力用半導体素子間の熱均衡を実現し、
回路動作後の複数組の電力用半導体素子の発熱量の相違
により複数組の電力用半導体素子の温度がアンバランス
になることに起因して回路動作が変化するのを防止する
ことができる。したがって、動作開始後しばらくしても
設計通りに回路を動作させることが可能である。
According to this structure, the boundaries of the thermal diffusion regions of the plurality of sets of power semiconductor elements are in contact with each other on the back surface of the module substrate, so that the plurality of sets of power semiconductor elements can be radiated while ensuring the heat dissipation. Achieves heat balance between semiconductor elements,
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to an unbalanced temperature of the plurality of sets of power semiconductor elements due to the difference in heat generation amount of the plurality of sets of power semiconductor elements after the circuit operation. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0040】請求項15記載の半導体装置は、モジュー
ル基板上の複数組のコンプリメンタリな電力用半導体素
子をモジュール基板における電力用半導体素子の接面か
ら放射状に拡がった熱拡散領域の境界がモジュール基板
の裏面で少なくとも連環状に接する状態に配置し、電力
用半導体素子で包囲される位置に電力用半導体素子の温
度補償用の回路素子を配置したことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device, a plurality of sets of complementary power semiconductor elements on the module substrate are radially spread from the contact surface of the power semiconductor element on the module substrate, and the boundary of the heat diffusion region is the module substrate. A circuit element for temperature compensation of the power semiconductor element is arranged at a position surrounded by the power semiconductor element at least on the back surface so as to be in contact with the annular shape.

【0041】この構成によると、複数組の電力用半導体
素子と温度補償用の回路素子との熱均衡が図られること
になるので、回路動作の開始後において、複数組の電力
用半導体素子の温度が上昇したときに、温度補償用の回
路素子の温度も同じように上昇することになり、複数組
の電力用半導体素子と温度補償用の回路素子の温度がア
ンバランスになることに起因して回路動作が変化するの
を防止することができる。
According to this structure, the heat balance between the plurality of sets of power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element is achieved, so that the temperature of the plurality of sets of power semiconductor elements is set after the start of the circuit operation. When the temperature rises, the temperature of the temperature compensating circuit element also rises in the same manner, which is caused by the imbalance between the temperature of the multiple power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element. It is possible to prevent the circuit operation from changing.

【0042】請求項16記載の半導体装置は、モジュー
ル基板上の複数組のコンプリメンタリな電力用半導体素
子で前記電力用半導体素子の温度補償用の回路素子を包
囲し、前記回路素子を前記モジュール基板における前記
電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった熱拡散領
域の上に配置したことを特徴とする。この構成による
と、複数組の電力用半導体素子と温度補償用の回路素子
との熱均衡が図られることになるので、回路動作の開始
後において、複数組の電力用半導体素子の温度が上昇し
たときに、温度補償用の回路素子の温度も同じように上
昇することになり、複数組の電力用半導体素子と温度補
償用の回路素子の温度がアンバランスになることに起因
して回路動作が変化するのを防止することができる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, a plurality of sets of complementary power semiconductor elements on a module substrate surround a circuit element for temperature compensation of the power semiconductor element, and the circuit element is provided on the module substrate. It is characterized in that the power semiconductor device is arranged on a heat diffusion region radially extending from a contact surface of the power semiconductor device. With this configuration, the heat balance between the plurality of sets of power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element is achieved, so that the temperatures of the plurality of sets of power semiconductor elements rise after the start of the circuit operation. At the same time, the temperature of the temperature compensating circuit element also rises in the same manner, and the circuit operation is caused by the unbalanced temperatures of the plurality of sets of power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element. It can be prevented from changing.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

〔第1の実施の形態〕以下、この発明の第1の実施の形
態について、図1ないし図3を参照しながら説明する。
図1(a)はこの発明の第1の実施の形態における半導
体集積回路装置、つまり図6に示したアクティブロード
フィードバック回路におけるコンプリメンタリな定電流
源pnp型パワートランジスタ1およびエミッタ接地n
pn型パワートランジスタ2の実装配置部分(直接実
装)の半導体集積回路装置の断面図である。図1(a)
において、41はセラミック基板またはガラス・エポキ
シ基板等のモジュール基板である。42,43はそれぞ
れモジュール基板41の表面に実装されたコンプリメン
タリなパワートランジスタ(電力用半導体素子)であ
り、パワートランジスタ42は図6の定電流源pnp型
パワートランジスタ1に対応し、パワートランジスタ4
3は図6のエミッタ接地npn型パワートランジスタ2
に対応する。44,45はそれぞれパワートランジスタ
42,43から発生する熱がモジュール基板41内に拡
散する領域を示す熱拡散領域であり、これらの熱拡散領
域44,45の境界はモジュール基板41の表面から裏
面へかけて放射状に拡がっており、その広がり角度は、
モジュール基板41に立てた垂線に対して45度の角度
をなす。a1 はパワートランジスタ42,43の実装距
離、dはモジュール基板41の厚さである。また、図1
(b)は図1(a)に示された半導体集積回路装置をパ
ワートランジスタ42,43が実装されている面から見
た全体の平面図である。図1(b)において、41はモ
ジュール基板、42,43,46,47はそれぞれモジ
ュール基板41の表面に実装されたパワートランジスタ
であり、パワートランジスタ42は図6の定電流源pn
p型パワートランジスタ1に対応し、パワートランジス
タ43は図6のエミッタ接地npn型パワートランジス
タ2に対応し、パワートランジスタ46は図6のプッシ
ュプル回路用npn型パワートランジスタ3に対応し、
パワートランジスタ47は図6のプッシュプル回路用p
np型パワートランジスタ4に対応する。48はモジュ
ール基板41の表面に実装された回路素子、例えば上記
パワートランジスタ42,43,46,47と熱均衡を
保つ必要がなるダイオードであり、図6のプッシュプル
回路減電圧補償用ダイオード5と対応する。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
1A shows a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, that is, a complementary constant current source pnp type power transistor 1 and a grounded-emitter n in the active load feedback circuit shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device in a mounting arrangement portion (direct mounting) of a pn type power transistor 2. FIG. FIG. 1 (a)
In the figure, 41 is a module substrate such as a ceramic substrate or a glass / epoxy substrate. Reference numerals 42 and 43 denote complementary power transistors (power semiconductor elements) mounted on the surface of the module substrate 41. The power transistor 42 corresponds to the constant current source pnp type power transistor 1 of FIG.
3 is a grounded emitter npn type power transistor 2 of FIG.
Corresponding to Reference numerals 44 and 45 are heat diffusion regions indicating regions in which heat generated from the power transistors 42 and 43 is diffused in the module substrate 41, and the boundaries between these heat diffusion regions 44 and 45 are from the front surface to the back surface of the module substrate 41. It spreads out radially and the spread angle is
An angle of 45 degrees is formed with respect to a vertical line standing on the module substrate 41. a 1 is the mounting distance of the power transistors 42 and 43, and d is the thickness of the module substrate 41. FIG.
FIG. 1B is an overall plan view of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 1A viewed from the surface on which the power transistors 42 and 43 are mounted. In FIG. 1B, 41 is a module substrate, and 42, 43, 46, and 47 are power transistors mounted on the surface of the module substrate 41. The power transistor 42 is the constant current source pn of FIG.
The power transistor 43 corresponds to the grounded-emitter npn-type power transistor 2 of FIG. 6, the power transistor 46 corresponds to the push-pull circuit npn-type power transistor 3 of FIG. 6,
The power transistor 47 is p for the push-pull circuit of FIG.
It corresponds to the np type power transistor 4. Reference numeral 48 denotes a circuit element mounted on the surface of the module substrate 41, for example, a diode which needs to maintain a heat balance with the power transistors 42, 43, 46, 47, and the push-pull circuit voltage reduction compensating diode 5 of FIG. Correspond.

【0044】本願発明に用いられるコンプリメンタリパ
ワートランジスタの温度補償に用いる回路素子の、例え
ばダイオードは、上記パワートランジスタの温度変化に
対応してそれ自体も温度変化することにより温度補償を
行うものである。そのため、上記ダイオードは、上記パ
ワートランジスタと熱均衡を保ち、その中心にあること
が必要である。
The circuit element used for temperature compensation of the complementary power transistor used in the present invention, for example, a diode, itself performs temperature compensation in response to the temperature variation of the power transistor. Therefore, the diode needs to be in thermal balance with and at the center of the power transistor.

【0045】49はそれぞれモジュール基板41の表面
に実装されたチップ抵抗であり、図6の抵抗器6a〜6
i等に対応する。51はモジュール基板41の表面に形
成された端子用パッドであり、図6の入力端子8a,出
力端子8b,電源端子8cおよびグラウンド端子8dに
対応する。a1 はパワートランジスタ42とパワートラ
ンジスタ43の実装距離、a2 はパワートランジスタ4
6とパワートランジスタ47の実装距離、a3 はパワー
トランジスタ42とパワートランジスタ46の実装距
離、a4 はパワートランジスタ43とパワートランジス
タ47の実装距離である。
Reference numerals 49 are chip resistors mounted on the surface of the module substrate 41, respectively, and are resistors 6a to 6 shown in FIG.
Corresponds to i, etc. Reference numeral 51 denotes a terminal pad formed on the surface of the module substrate 41, which corresponds to the input terminal 8a, the output terminal 8b, the power supply terminal 8c, and the ground terminal 8d in FIG. a 1 is the mounting distance between the power transistor 42 and the power transistor 43, and a 2 is the power transistor 4
6 is the mounting distance between the power transistors 47, a 3 is the mounting distance between the power transistors 42 and 46, and a 4 is the mounting distance between the power transistors 43 and 47.

【0046】図2はパワートランジスタ42,43をモ
ジュール基板41に直接実装するのではなく、高熱伝導
性パッド52を介してモジュール基板41に取り付けた
もので、その他は図1のもの同様である。以上のように
構成されたこの実施の形態の半導体集積回路装置につい
て、以下、その原理を説明する。
In FIG. 2, the power transistors 42 and 43 are not directly mounted on the module substrate 41, but are mounted on the module substrate 41 via the high thermal conductivity pads 52, and the others are the same as those in FIG. The principle of the semiconductor integrated circuit device of this embodiment configured as described above will be described below.

【0047】まず、図1(a)について説明する。コン
プリメンタリなパワートランジスタ42,43を動作さ
せると、パワートランジスタ42,43自身から発熱
し、パワートランジスタ42,43はモジュール基板4
1に対して十分小さいので、モジュール基板41のパワ
ートランジスタ42,43が実装されている表面に立て
た垂線に対し、45度の角度で熱拡散領域44,45の
ように熱拡散する。このとき、パワートランジスタ4
2,43の実装間隔をa1 、モジュール基板41の厚さ
をdとし、a=2×dを満たす間隔でパワートランジス
タ42,43を実装すると、モジュール基板41のパワ
ートランジスタ42,43が実装されていない側の裏面
で図1(a)に示すようにパワートランジスタ42,4
3の熱拡散領域44,45がちょうど接する。このこと
により、コンプリメンタリなパワートランジスタ42,
43は熱均衡を保ちながら放熱性を最良にすることがで
きる。
First, FIG. 1A will be described. When the complementary power transistors 42 and 43 are operated, the power transistors 42 and 43 generate heat, and the power transistors 42 and 43 are generated by the module substrate 4
Since it is sufficiently smaller than 1, the heat is diffused like the heat diffusion regions 44 and 45 at an angle of 45 degrees with respect to the perpendicular line standing on the surface of the module substrate 41 on which the power transistors 42 and 43 are mounted. At this time, the power transistor 4
When the mounting interval of 2, 43 is a 1 , the thickness of the module substrate 41 is d, and the power transistors 42, 43 are mounted at intervals satisfying a = 2 × d, the power transistors 42, 43 of the module substrate 41 are mounted. As shown in FIG. 1A, the power transistors 42, 4
The thermal diffusion regions 44 and 45 of No. 3 just contact. As a result, the complementary power transistor 42,
No. 43 can maximize heat dissipation while maintaining heat balance.

【0048】図3の実線61はこの発明の第1の実施の
形態の配置法でコンプリメンタリなパワートランジスタ
42,43を実装したモジュール基板41からなる半導
体集積回路装置で映像信号の例としての矩形波信号を増
幅した場合の半導体集積回路装置の出力波形であり、破
線62は同じ回路ではあるが、 a>(2×d)×(1+0.01) となった場合の半導体集積回路装置の出力波形である。
A solid line 61 in FIG. 3 indicates a rectangular wave as an example of a video signal in a semiconductor integrated circuit device including a module substrate 41 on which complementary power transistors 42 and 43 are mounted by the arrangement method according to the first embodiment of the present invention. It is the output waveform of the semiconductor integrated circuit device when the signal is amplified, the broken line 62 is the same circuit, but the output waveform of the semiconductor integrated circuit device when a> (2 × d) × (1 + 0.01) Is.

【0049】図3の波形から、放熱性が必要なパワート
ランジスタ42,43の場合、a=2×dを満たす間隔
で実装することにより、回路動作が変化せず、コンプリ
メンタリ性が保たれ、正しい矩形波が得られ、実装間隔
が上記の値より+1%を超えて外れると、回路動作が変
化せず、コンプリメンタリ性が崩れ、正しい矩形波が得
られなくなることがわかる。
From the waveform of FIG. 3, in the case of the power transistors 42 and 43 that require heat dissipation, by mounting them at intervals satisfying a = 2 × d, the circuit operation does not change, the complementary property is maintained, and it is correct. It can be seen that when a rectangular wave is obtained and the mounting interval deviates from the above value by more than + 1%, the circuit operation does not change, the complementary property collapses, and a correct rectangular wave cannot be obtained.

【0050】つぎに、図1(b)について説明する。図
6に示す回路のように、コンプリメンタリなパワートラ
ンジスタが、定電流源pnp型パワートランジスタ1と
エミッタ接地npn型パワートランジスタ2、およびプ
ッシュプル回路用npn型パワートランジスタ3とプッ
シュプル回路用pnp型パワートランジスタ4の2組あ
り、4個のパワートランジスタ1〜4で熱均衡と放熱性
の両方を良好にするためには、図1(b)に示すよう
に、パワートランジスタ42,43,46,47の実装
間隔をa1 ,a2 ,a3 ,a4 とし、モジュール基板4
1の厚さをdとしたときに、a1 =a2 =a3 =a4
a=2×dを一辺とする正方形の角に外接するようにパ
ワートランジスタ42,43,46,47を配置するこ
とにより、図1(a)と同様の効果が得られる。
Next, FIG. 1B will be described. As in the circuit shown in FIG. 6, the complementary power transistors are the constant current source pnp type power transistor 1, the grounded emitter npn type power transistor 2, the push pull circuit npn type power transistor 3 and the push pull circuit pnp type power transistor. As shown in FIG. 1B, the power transistors 42, 43, 46, and 47 are provided in order to improve both the heat balance and the heat dissipation with the four sets of the transistor 4 and the four power transistors 1 to 4. The mounting intervals of a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and the module board 4
When the thickness of 1 is d, a 1 = a 2 = a 3 = a 4 =
By arranging the power transistors 42, 43, 46, and 47 so as to circumscribe a corner of a square whose side is a = 2 × d, the same effect as in FIG. 1A can be obtained.

【0051】また、図6に示す減電圧補償ダイオード5
のように、パワートランジスタ42,43,46,47
と熱均衡をとりたい素子がある場合は、図1(b)に示
すように、パワートランジスタ42,43,46,47
に内接する正方形の中にダイオード48を配置すること
により、パワートランジスタ42,43,46,47と
ダイオード48との熱均衡をとることが可能となる。
Further, the voltage reduction compensating diode 5 shown in FIG.
Power transistors 42, 43, 46, 47
If there is an element that wants to be in heat balance with the power transistors 42, 43, 46, 47, as shown in FIG.
By arranging the diode 48 in the square inscribed in, the heat balance between the power transistors 42, 43, 46, 47 and the diode 48 can be achieved.

【0052】また、図2に示すようにパワートランジス
タ(電力用半導体素子本体)42,43とモジュール基
板41との間に高熱伝導性パッド52を挟んだ場合、パ
ワートランジスタ42,43と高熱伝導性パッド52,
52とを合わせて電力用半導体素子とみなして配置して
も図1(a)と同様の効果が得られる。この場合、実装
間隔は、高熱伝導性パッド52,52の配置間隔であ
り、熱拡散領域は、モジュール基板41における高熱伝
導性パッド52,52の接面から45度の角度をなして
放射状に拡がる領域となる。
Further, as shown in FIG. 2, when the high thermal conductivity pad 52 is sandwiched between the power transistors (power semiconductor element bodies) 42, 43 and the module substrate 41, the high thermal conductivity with the power transistors 42, 43. Pad 52,
The same effect as that of FIG. 1A can be obtained even when 52 is combined and arranged as a power semiconductor element. In this case, the mounting interval is the arrangement interval of the high thermal conductive pads 52, 52, and the thermal diffusion region radially extends at an angle of 45 degrees from the contact surface of the high thermal conductive pads 52, 52 on the module substrate 41. It becomes an area.

【0053】以上述べたように、この実施の形態の半導
体集積回路装置によれば、第1および第2のパワートラ
ンジスタ42,43の発熱によるモジュール基板41に
おける熱拡散領域44,45は、第1および第2のパワ
ートランジスタ42,43の接面もしくは高熱伝導性パ
ッド52の接面からモジュール基板41に立てた垂線に
対して45度の角度を成してモジュール基板41の表面
から裏面にかけて放射状に拡がり、第1および第2のパ
ワートランジスタ42,43の熱拡散領域44,45の
境界がモジュール基板41の裏面でちょうど接する状態
となるので、第1および第2のパワートランジスタ4
2,43の放熱性を確保しながら、第1および第2のパ
ワートランジスタ42,43間の熱均衡を実現し、回路
動作後の第1および第2のパワートランジスタ42,4
3の発熱量の相違により第1および第2のパワートラン
ジスタ42,43の温度がアンバランスになることに起
因して回路動作が変化するのを防止することができる。
したがって、動作開始後しばらくしても設計通りに回路
を動作させることが可能である。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, the heat diffusion regions 44 and 45 in the module substrate 41 due to the heat generation of the first and second power transistors 42 and 43 are the first And, from the contact surface of the second power transistors 42, 43 or the contact surface of the high thermal conductivity pad 52, an angle of 45 degrees is formed with respect to a vertical line standing on the module substrate 41, and the module substrate 41 is radially radiated from the front surface to the back surface. Since the boundaries of the thermal diffusion regions 44 and 45 of the first and second power transistors 42 and 43 are just in contact with each other on the back surface of the module substrate 41, the first and second power transistors 4 and 4 are spread.
The heat balance between the first and second power transistors 42 and 43 is realized while ensuring the heat dissipation of the second and third power transistors 42 and 43, and the first and second power transistors 42 and 4 after the circuit operation are realized.
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the imbalance of the temperatures of the first and second power transistors 42 and 43 due to the difference in the heat generation amount of No. 3.
Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0054】また、第1,第2,第3および第4のパワ
ートランジスタ42,43,46,47の発熱によるモ
ジュール基板41における熱拡散領域は、第1,第2,
第3および第4のパワートランジスタ42,43,4
6,47の接面からモジュール基板41に立てた垂線に
対して45度の角度を成してモジュール基板41の表面
から裏面にかけて放射状に拡がり、第1および第2のパ
ワートランジスタ42,43の熱拡散領域の境界、第3
および第4のパワートランジスタ46,47の熱拡散領
域の境界、第1および第3のパワートランジスタ42,
46の熱拡散領域の境界、ならびに第2および第4のパ
ワートランジスタ43,47の熱拡散領域の境界がそれ
ぞれ、モジュール基板41の裏面でちょうど接するの
で、第1,第2,第3および第4のパワートランジスタ
42,43,46,47の放熱性を確保しながら、第
1,第2,第3および第4のパワートランジスタ42,
43,46,47間の熱均衡を実現し、回路動作後の第
1,第2,第3および第4のパワートランジスタ42,
43,46,47の発熱量の相違により第1,第2,第
3および第4のパワートランジスタ42,43,46,
47の温度がアンバランスになることに起因して回路動
作が変化するのを防止することができる。したがって、
動作開始後しばらくしても設計通りに回路を動作させる
ことが可能である。
Further, the heat diffusion regions in the module substrate 41 due to the heat generation of the first, second, third and fourth power transistors 42, 43, 46, 47 are the first, second and third.
Third and fourth power transistors 42, 43, 4
From the contact surface of the module substrate 41 and the perpendicular to the module substrate 41, the module substrate 41 forms an angle of 45 degrees and spreads radially from the front surface to the back surface of the module substrate 41, and the heat of the first and second power transistors 42 and 43 is increased. Boundary of diffusion area, third
And the boundaries of the thermal diffusion regions of the fourth power transistors 46, 47, the first and third power transistors 42,
The boundaries of the thermal diffusion regions of 46 and the boundaries of the thermal diffusion regions of the second and fourth power transistors 43 and 47 are exactly in contact with each other on the back surface of the module substrate 41, so that the first, second, third and fourth Of the first, second, third and fourth power transistors 42, 43, 46, 47 while ensuring the heat dissipation of the power transistors 42, 43, 46, 47.
43, 46, 47 to achieve a heat balance between the first, second, third and fourth power transistors 42, 42 after circuit operation.
The first, second, third and fourth power transistors 42, 43, 46,
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperature of 47 becoming unbalanced. Therefore,
It is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation starts.

【0055】さらに、コンプリメンタリな第1および第
2のパワートランジスタ42,43間の特性ならびにコ
ンプリメンタリな第3および第4のパワートランジスタ
46,47間の特性としてのコンプリメンタリ性が失わ
れるのを防止することができる。また、第1,第2,第
3および第4のパワートランジスタ42,43,46,
47と温度補償用の回路素子との熱均衡が図られること
になるので、回路動作の開始後において、第1,第2,
第3および第4のパワートランジスタ42,43,4
6,47の温度が上昇したときに、温度補償用の回路素
子の温度も同じように上昇することになり、第1,第
2,第3および第4のパワートランジスタ42,43,
46,47と他の回路素子の温度がアンバランスになる
ことに起因して回路動作が変化するのを防止することが
できる。
Further, it is possible to prevent loss of the complementary characteristic between the first and second power transistors 42 and 43 and the complementary characteristic as the characteristic between the complementary third and fourth power transistors 46 and 47. You can In addition, the first, second, third and fourth power transistors 42, 43, 46,
Since the heat balance between the circuit element 47 and the temperature compensating circuit element is achieved, the first, second, and
Third and fourth power transistors 42, 43, 4
When the temperature of 6, 47 rises, the temperature of the circuit element for temperature compensation also rises, and the first, second, third and fourth power transistors 42, 43,
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the imbalance between the temperatures of 46 and 47 and other circuit elements.

【0056】なお、第1,第2,第3および第4のパワ
ートランジスタ42,43,46,47とモジュール基
板41の間に高熱伝導性パッド52が介在している場合
には、放熱が良好となる以外、上記と同様の効果があ
る。 〔第2の実施の形態〕以下、この発明の第2の実施の形
態、つまり熱均衡のみ必要で放熱性の必要が無い電力用
半導体素子の実装配置を行う半導体集積回路装置の実施
の形態について図4および図5を参照しながら説明す
る。ここでは、多少放熱性を犠牲にしても、熱均衡を保
つことの方が重要な半導体素子を想定している。例え
ば、動作時の電力量が比較的小さく熱による破壊の可能
性が少ないもの、つまり電力用半導体素子でも、比較的
パワーの小さい方であるが、映像信号増幅等の信号処理
特性が厳格に要求されるものを想定している。
When the high thermal conductive pad 52 is interposed between the first, second, third and fourth power transistors 42, 43, 46 and 47 and the module substrate 41, heat dissipation is good. Other than the above, the same effect as above is obtained. [Second Embodiment] Hereinafter, a second embodiment of the present invention, that is, an embodiment of a semiconductor integrated circuit device for mounting and disposing a power semiconductor element that requires only heat balance and does not need heat dissipation This will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, it is assumed that the semiconductor element is more important to keep the heat balance even if the heat dissipation is sacrificed to some extent. For example, even if the amount of power during operation is relatively small and the possibility of damage due to heat is small, that is, even if it is a power semiconductor element, the power is relatively small, but signal processing characteristics such as video signal amplification are strictly required. It is supposed to be done.

【0057】例えば、CRT映像信号最終増幅段回路に
使用されるトランジスタには、最悪時には、0.5mm
×0.5mmのチップサイズに4W以上の電力がかか
る。よって、図4、図5のように、CRT映像信号最終
増幅段回路に使用されるトランジスタを実装すると放熱
性が悪くなり、熱によりトランジスタが破壊してしま
う。したがって、このような回路には適用できない。た
だし、動作時の発熱によりトランジスタ破壊の可能性が
ない場合は適用でき、また正しい矩形波が得られる。
For example, in the worst case, the transistor used in the CRT video signal final amplification stage circuit is 0.5 mm.
Power of 4 W or more is applied to a chip size of × 0.5 mm. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, when the transistor used in the CRT video signal final amplification stage circuit is mounted, the heat dissipation becomes poor and the transistor is destroyed by heat. Therefore, it cannot be applied to such a circuit. However, it can be applied when there is no possibility of transistor destruction due to heat generation during operation, and a correct rectangular wave can be obtained.

【0058】図4(a)は電力用半導体素子を実装配置
した半導体集積回路装置の電力用半導体素子部分の断面
図、同図(b)は同じく全体の平面図である。図5はモ
ジュール基板と電力用半導体素子本体との間に高熱伝導
性パッドを介在させた場合の半導体集積回路装置の電力
用半導体素子部分の断面図である。図4(a),(b)
および図5において、71はセラミック基板またはガラ
ス・エポキシ基板等のモジュール基板、72,73,7
6,77はそれぞれモジュール基板71の表面に実装さ
れたパワートランジスタ、74,75はそれぞれパワー
トランジスタ72,73から発生する熱がモジュール基
板71内に拡散する領域を示す熱拡散領域であり、これ
らの熱拡散領域74,75の境界はモジュール基板71
の表面から裏面へかけて放射状に拡がっており、その広
がり角度は、モジュール基板71に立てた垂線に対して
45度の角度をなす。78はパワートランジスタ72,
73,76,77と熱均衡が必要な温度補償用の回路素
子、79は他の実装部品、81は端子用パッド、82は
高熱伝導性パッドである。a1 はパワートランジスタ7
2とパワートランジスタ73の実装距離、a2 はパワー
トランジスタ76とパワートランジスタ77の実装距
離、a3 はパワートランジスタ72とパワートランジス
タ76の実装距離、a4 はパワートランジスタ73とパ
ワートランジスタ77の実装距離、dはモジュール基板
71の厚さである。
FIG. 4A is a sectional view of a power semiconductor element portion of a semiconductor integrated circuit device in which a power semiconductor element is mounted and arranged, and FIG. 4B is a plan view of the same. FIG. 5 is a cross-sectional view of the power semiconductor element portion of the semiconductor integrated circuit device when the high thermal conductivity pad is interposed between the module substrate and the power semiconductor element body. FIG. 4 (a), (b)
Further, in FIG. 5, reference numeral 71 denotes a module substrate such as a ceramic substrate or a glass / epoxy substrate, and 72, 73, 7
Reference numerals 6 and 77 denote power transistors mounted on the surface of the module substrate 71, and reference numerals 74 and 75 denote thermal diffusion regions indicating regions in which heat generated from the power transistors 72 and 73 diffuses in the module substrate 71. The boundary between the heat diffusion regions 74 and 75 is the module substrate 71.
It spreads radially from the front surface to the back surface, and the spread angle forms an angle of 45 degrees with respect to the perpendicular line standing on the module substrate 71. 78 is a power transistor 72,
73, 76 and 77 are temperature compensating circuit elements that require heat balance, 79 is another mounting component, 81 is a terminal pad, and 82 is a high thermal conductivity pad. a 1 is a power transistor 7
2 is a mounting distance between the power transistor 73, a 2 is a mounting distance between the power transistor 76 and the power transistor 77, a 3 is a mounting distance between the power transistor 72 and the power transistor 76, and a 4 is a mounting distance between the power transistor 73 and the power transistor 77. , D are the thicknesses of the module substrate 71.

【0059】図4(a)において、パワートランジスタ
72,73については熱均衡のみ必要で放熱性の必要が
ない場合は、a≦2×dを満たす間隔でパワートランジ
スタ72,73を実装すると、モジュール基板41のパ
ワートランジスタ72,73が実装されていない側の裏
面では、図4(a)に示すようにパワートランジスタ7
2,73の熱拡散領域74,75が重なっている。この
ことにより、パワートランジスタ72,73は熱均衡を
保つことができる。
In FIG. 4A, when the power transistors 72 and 73 need only heat balance but no heat dissipation, the power transistors 72 and 73 are mounted at intervals satisfying a ≦ 2 × d. On the back surface of the substrate 41 on the side where the power transistors 72 and 73 are not mounted, as shown in FIG.
The thermal diffusion regions 74 and 75 of 2,73 overlap. As a result, the power transistors 72 and 73 can maintain thermal balance.

【0060】図4(b)において、熱均衡を必要とする
パワートランジスタが4個ある場合、a≦2×dを一辺
とする正方形の4角に外接するようにパワートランジス
タ72,73,76,77をそれぞれ配置することによ
り、パワートランジスタ72,73,76,77の熱均
衡を保つことができる。また、パワートランジスタ7
2,73,76,77と熱均衡が必要な温度補償用の回
路素子78は、上記正方形の内側に実装することによ
り、熱均衡を保つことができる。
In FIG. 4B, when there are four power transistors that require heat balance, the power transistors 72, 73, 76 are circumscribed in the four corners of a square having one side of a ≦ 2 × d. By arranging 77 respectively, the heat balance of the power transistors 72, 73, 76, 77 can be maintained. Also, the power transistor 7
By mounting the temperature-compensating circuit element 78, which needs to be in thermal balance with 2, 73, 76, and 77, inside the square, the thermal balance can be maintained.

【0061】図5はパワートランジスタ72,73とモ
ジュール基板71との間に高熱伝導性パッド82を挟ん
だ場合を示すものであり、高熱伝導性パッド82を電力
用半導体素子とみなして図4(a)と同様に配置するこ
とにより、熱均衡を保つことができる。以上述べたよう
に、この実施の形態の半導体集積回路装置によれば、第
1および第2のパワートランジスタ72,73の発熱に
よるモジュール基板71における熱拡散領域74,75
は、第1および第2のパワートランジスタ72,73の
接面からモジュール基板71に立てた垂線に対して45
度の角度を成してモジュール基板71の表面から裏面に
かけて放射状に拡がり、第1および第2のパワートラン
ジスタ72,73の熱拡散領域74,75の境界が少な
くともモジュール基板71の裏面で重なり合う状態とな
るので、第1および第2のパワートランジスタ72,7
3間の熱均衡を実現し、回路動作後の第1および第2の
パワートランジスタ72,73の発熱量の相違により第
1および第2のパワートランジスタ72,73の温度が
アンバランスになることに起因して回路動作が変化する
のを防止することができる。したがって、動作開始後し
ばらくしても設計通りに回路を動作させることが可能で
ある。
FIG. 5 shows a case where a high thermal conductivity pad 82 is sandwiched between the power transistors 72 and 73 and the module substrate 71, and the high thermal conductivity pad 82 is regarded as a power semiconductor element, and FIG. By arranging in the same manner as in a), heat balance can be maintained. As described above, according to the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, the heat diffusion regions 74 and 75 in the module substrate 71 due to the heat generation of the first and second power transistors 72 and 73.
Is 45 with respect to a vertical line that stands on the module substrate 71 from the contact surface between the first and second power transistors 72 and 73.
In a state where the heat spread regions 74 and 75 of the first and second power transistors 72 and 73 overlap at least on the back surface of the module substrate 71, and the heat spread regions 74 and 75 spread radially from the front surface to the back surface of the module substrate 71. Therefore, the first and second power transistors 72, 7
3 realizes heat balance, and the temperatures of the first and second power transistors 72 and 73 become unbalanced due to the difference in heat generation amount of the first and second power transistors 72 and 73 after the circuit operation. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to this. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0062】また、第1,第2,第3および第4のパワ
ートランジスタ72,73,76,77の発熱によるモ
ジュール基板71における熱拡散領域は、第1,第2,
第3および第4のパワートランジスタ72,73,7
6,77の接面からモジュール基板71に立てた垂線に
対して45度の角度を成してモジュール基板71の表面
から裏面にかけて放射状に拡がり、第1および第2のパ
ワートランジスタ72,73の熱拡散領域の境界、第3
および第4のパワートランジスタ76,77の熱拡散領
域の境界、第1および第3のパワートランジスタ72,
76の熱拡散領域の境界、ならびに第2および第4のパ
ワートランジスタ73,77の熱拡散領域の境界がそれ
ぞれ、少なくともモジュール基板71の裏面で重なり合
うので、第1,第2,第3および第4のパワートランジ
スタ72,73,76,77間の熱均衡を実現し、回路
動作後の第1,第2,第3および第4のパワートランジ
スタ72,73,76,77の発熱量の相違により第
1,第2,第3および第4のパワートランジスタ72,
73,76,77の温度がアンバランスになることに起
因して回路動作が変化するのを防止することができる。
したがって、動作開始後しばらくしても設計通りに回路
を動作させることが可能である。
Further, the heat diffusion regions in the module substrate 71 due to the heat generated by the first, second, third and fourth power transistors 72, 73, 76, 77 are the first, second and third.
Third and fourth power transistors 72, 73, 7
The contact surfaces of 6, 77 form an angle of 45 degrees with respect to the vertical line standing on the module substrate 71, and spread radially from the front surface to the back surface of the module substrate 71, and the heat of the first and second power transistors 72, 73 is increased. Boundary of diffusion area, third
And the boundaries of the thermal diffusion regions of the fourth power transistors 76, 77, the first and third power transistors 72,
Since the boundaries of the thermal diffusion regions of 76 and the boundaries of the thermal diffusion regions of the second and fourth power transistors 73 and 77 respectively overlap at least on the back surface of the module substrate 71, the first, the second, the third and the fourth. Of the first, second, third and fourth power transistors 72, 73, 76, 77 after the circuit operation is realized, and the heat balance between the power transistors 72, 73, 76, 77 of 1, second, third and fourth power transistors 72,
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the imbalance of the temperatures of 73, 76 and 77.
Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0063】なお、この発明は、電力用半導体素子ある
いは電力用半導体素子本体として、パワートランジスタ
の他、パワーMOSFET、サイリスタ、IGBT等を
用いる場合に適用できる。
The present invention can be applied to the case where a power MOSFET, a power MOSFET, a thyristor, an IGBT or the like is used as the power semiconductor element or the power semiconductor element body.

【0064】[0064]

【発明の効果】請求項1または2記載の半導体装置によ
れば、第1および第2の電力用半導体素子間の熱均衡を
実現し、回路動作後の第1および第2の電力用半導体素
子の発熱量の相違により第1および第2の電力用半導体
素子の温度がアンバランスになることに起因して回路動
作が変化するのを防止することができる。したがって、
動作開始後しばらくしても設計通りに回路を動作させる
ことが可能である。
According to the semiconductor device of the first or second aspect, the heat balance between the first and second power semiconductor elements is realized, and the first and second power semiconductor elements are operated after the circuit operation. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the imbalance of the temperatures of the first and second power semiconductor elements due to the difference in the amount of heat generation. Therefore,
It is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation starts.

【0065】請求項3または4記載の半導体装置によれ
ば、第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子間
の熱均衡を実現し、回路動作後の第1,第2,第3およ
び第4の電力用半導体素子の発熱量の相違により第1,
第2,第3および第4の電力用半導体素子の温度がアン
バランスになることに起因して回路動作が変化するのを
防止することができる。したがって、動作開始後しばら
くしても設計通りに回路を動作させることが可能であ
る。
According to the semiconductor device of the third or fourth aspect, the heat balance between the first, second, third and fourth power semiconductor elements is realized, and the first, second and third circuit operations are performed. Due to the difference in heat generation amount of the third and fourth power semiconductor elements,
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperatures of the second, third and fourth power semiconductor elements becoming unbalanced. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0066】請求項5または6記載の半導体装置によれ
ば、第1および第2の電力用半導体素子の放熱性を確保
しながら、第1および第2の電力用半導体素子間の熱均
衡を実現し、回路動作後の第1および第2の電力用半導
体素子の発熱量の相違により第1および第2の電力用半
導体素子の温度がアンバランスになることに起因して回
路動作が変化するのを防止することができる。したがっ
て、動作開始後しばらくしても設計通りに回路を動作さ
せることが可能である。
According to the semiconductor device of the fifth or sixth aspect, the heat balance between the first and second power semiconductor elements is realized while ensuring the heat dissipation of the first and second power semiconductor elements. However, the circuit operation changes due to the temperature of the first and second power semiconductor elements becoming unbalanced due to the difference in the amount of heat generated by the first and second power semiconductor elements after the circuit operation. Can be prevented. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0067】請求項7または8記載の半導体装置によれ
ば、第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子の
放熱性を確保しながら、第1,第2,第3および第4の
電力用半導体素子間の熱均衡を実現し、回路動作後の第
1,第2,第3および第4の電力用半導体素子の発熱量
の相違により第1,第2,第3および第4の電力用半導
体素子の温度がアンバランスになることに起因して回路
動作が変化するのを防止することができる。したがっ
て、動作開始後しばらくしても設計通りに回路を動作さ
せることが可能である。
According to the semiconductor device of claim 7 or 8, while ensuring the heat dissipation of the first, second, third and fourth power semiconductor elements, the first, second, third and fourth semiconductor elements are secured. A heat balance between the fourth power semiconductor elements is realized, and the first, second, third, and fourth power semiconductor elements have different heat generation amounts after the circuit operation, and the first, second, third, and fourth power semiconductor elements are different. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the temperature of the power semiconductor device of No. 4 becoming unbalanced. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0068】請求項9記載の半導体装置によれば、コン
プリメンタリな第1および第2の電力用半導体素子間の
特性としてのコンプリメンタリ性が失われるのを防止す
ることができる。請求項10記載の半導体装置によれ
ば、コンプリメンタリな第1および第2の電力用半導体
素子間の特性ならびにコンプリメンタリな第3および第
4の電力用半導体素子間の特性としてのコンプリメンタ
リ性が失われるのを防止することができる。
According to the semiconductor device of the ninth aspect, it is possible to prevent loss of the complementary property as the characteristic between the complementary first and second power semiconductor elements. According to the semiconductor device of the tenth aspect, the characteristic of the complementary first and second power semiconductor elements and the complementary characteristic as the characteristic of the complementary third and fourth power semiconductor elements are lost. Can be prevented.

【0069】請求項11記載の半導体装置によれば、回
路動作の開始後において、第1,第2,第3および第4
の電力用半導体素子の温度が上昇したときに、温度補償
用の回路素子の温度も同じように上昇することになり、
第1,第2,第3および第4の電力用半導体素子と温度
補償用の回路素子の温度がアンバランスになることに起
因して回路動作が変化するのを防止することができる。
According to the semiconductor device of the eleventh aspect, after the circuit operation is started, the first, second, third and fourth circuits are provided.
When the temperature of the power semiconductor element of rises, the temperature of the circuit element for temperature compensation also rises,
It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the imbalance of the temperatures of the first, second, third and fourth power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element.

【0070】請求項12記載の半導体装置によれば、熱
拡散領域が拡がり放熱性を良好にできる。その他は請求
項1,3,5,7記載の半導体装置と同様である。請求
項13記載の半導体装置によれば、熱拡散領域が拡がり
放熱性を良好にできる。その他は請求項2,4,6,8
記載の半導体装置と同様である。請求項14記載の半導
体装置によれば、複数組の電力用半導体素子の放熱性を
確保しながら、複数組の電力用半導体素子間の熱均衡を
実現し、回路動作後の複数組の電力用半導体素子の発熱
量の相違により複数組の電力用半導体素子の温度がアン
バランスになることに起因して回路動作が変化するのを
防止することができる。したがって、動作開始後しばら
くしても設計通りに回路を動作させることが可能であ
る。
According to the semiconductor device of the twelfth aspect, the heat diffusion region is expanded and the heat dissipation can be improved. Others are the same as those of the semiconductor device according to claims 1, 3, 5, and 7. According to the semiconductor device of the thirteenth aspect, the heat diffusion region is expanded and the heat dissipation can be improved. Others are claims 2, 4, 6, 8
It is similar to the semiconductor device described. According to the semiconductor device of claim 14, while ensuring the heat dissipation of the plurality of sets of power semiconductor elements, the heat balance between the plurality of sets of power semiconductor elements is realized, and the plurality of sets of power semiconductor elements after the circuit operation are realized. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the imbalance of the temperatures of the plurality of sets of power semiconductor elements due to the difference in the heat generation amount of the semiconductor elements. Therefore, it is possible to operate the circuit as designed even after a while after the operation is started.

【0071】請求項15または16記載の半導体装置に
よれば、複数組の電力用半導体素子と温度補償用の回路
素子との熱均衡が図られることになるので、回路動作の
開始後において、複数組の電力用半導体素子の温度が上
昇したときに、温度補償用の回路素子の温度も同じよう
に上昇することになり、複数組の電力用半導体素子と温
度補償用の回路素子の温度がアンバランスになることに
起因して回路動作が変化するのを防止することができ
る。
According to the semiconductor device of the fifteenth or sixteenth aspect, the heat balance between the plurality of sets of power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element is achieved, so that a plurality of sets are provided after the circuit operation is started. When the temperature of the set of power semiconductor elements rises, the temperature of the temperature compensating circuit element also rises in the same manner, and the temperatures of the plurality of sets of power semiconductor elements and the temperature compensating circuit element become unbalanced. It is possible to prevent the circuit operation from changing due to the balance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)はこの発明の第1の実施の形態の半導体
集積回路装置の断面図、(b)は同じく平面図である。
1A is a sectional view of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the same.

【図2】この発明の第1の実施の形態において、高熱伝
導性パッドを介在させた場合の半導体集積回路装置の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device when a high thermal conductivity pad is interposed in the first embodiment of the present invention.

【図3】図1の半導体集積回路装置の出力信号の波形図
である。
3 is a waveform diagram of an output signal of the semiconductor integrated circuit device of FIG.

【図4】(a)はこの発明の第2の実施の形態の半導体
集積回路装置の断面図、(b)は同じく平面図である。
FIG. 4A is a sectional view of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a plan view of the same.

【図5】この発明の第2の実施の形態において、高熱伝
導性パッドを介在させた場合の半導体集積回路装置の断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device with a high thermal conductivity pad interposed in a second embodiment of the present invention.

【図6】アクティブロードフィードバック回路の回路図
である。
FIG. 6 is a circuit diagram of an active load feedback circuit.

【図7】(a)はこの従来例の半導体集積回路装置の断
面図、(b)は同じく平面図である。
7A is a cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of this conventional example, and FIG. 7B is a plan view of the same.

【図8】図7の半導体集積回路装置の出力信号の波形図
である。
8 is a waveform diagram of an output signal of the semiconductor integrated circuit device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定電流源pnp型パワートランジスタ 2 エミッタ接地npn型パワートランジスタ 3 プッシュプル回路用npn型パワートランジスタ 4 プッシュプル回路用pnp型パワートランジスタ 5 プッシュプル回路減電圧補償用ダイオード 11 モジュール基板 12 パワートランジスタ 13 パワートランジスタ 14 熱拡散領域 15 熱拡散領域 16 パワートランジスタ 17 パワートランジスタ 18 プッシュプル回路減電圧補償用ダイオード 19 チップ抵抗 21 端子用パッド 41 モジュール基板 42 パワートランジスタ 43 パワートランジスタ 44 熱拡散領域 45 熱拡散領域 46 パワートランジスタ 47 パワートランジスタ 48 ダイオード 49 チップ抵抗 51 端子用パッド 52 高熱伝導性パッド 71 モジュール基板 72 パワートランジスタ 73 パワートランジスタ 74 熱拡散領域 75 熱拡散領域 76 パワートランジスタ 77 パワートランジスタ 78 回路素子 79 実装部品 81 端子用パッド 82 高熱伝導性パッド 1 constant current source pnp type power transistor 2 grounded emitter npn type power transistor 3 npn type power transistor for push pull circuit 4 pnp type power transistor for push pull circuit 5 push pull circuit voltage reduction compensation diode 11 module substrate 12 power transistor 13 power Transistor 14 Thermal diffusion area 15 Thermal diffusion area 16 Power transistor 17 Power transistor 18 Push-pull circuit Reduce voltage compensation diode 19 Chip resistor 21 Terminal pad 41 Module substrate 42 Power transistor 43 Power transistor 44 Thermal diffusion area 45 Thermal diffusion area 46 Power Transistor 47 Power transistor 48 Diode 49 Chip resistor 51 Terminal pad 52 High thermal conductivity pad 71 Module board 2 power transistors 73 power transistors 74 thermal diffusion region 75 thermal diffusion region 76 a power transistor 77 a power transistor 78 the circuit elements 79 mounted component 81 terminal pads 82 highly thermally conductive pad

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モジュール基板上に第1および第2の電
力用半導体素子を実装した半導体装置であって、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第1の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第2の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少なく
とも前記モジュール基板の裏面で重なり合う状態に設定
したことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein the mounting intervals of the first and second power semiconductor elements are:
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. A semiconductor device, characterized in that the boundary is set to overlap at least on the back surface of the module substrate.
【請求項2】 モジュール基板上に第1および第2の電
力用半導体素子を実装した半導体装置であって、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔a
を、前記モジュール基板の厚さをdとしたときに、 a≦2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする半導体
装置。
2. A semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein a mounting interval a between the first and second power semiconductor elements is provided.
Is set so that the relation of a ≦ 2 × d is satisfied, where d is the thickness of the module substrate.
【請求項3】 モジュール基板上に第1,第2,第3お
よび第4の電力用半導体素子を実装した半導体装置であ
って、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第1の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第2の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少なく
とも前記モジュール基板の裏面で重なり合う状態に設定
し、 前記第3および第4の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第3の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第4の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少なく
とも前記モジュール基板の裏面で重なり合う状態に設定
し、 前記第1および第3の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第1の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第3の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少なく
とも前記モジュール基板の裏面で重なり合う状態に設定
し、 前記第2および第4の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第2の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第4の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが少なく
とも前記モジュール基板の裏面で重なり合う状態に設定
したことを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device in which first, second, third and fourth power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein the mounting intervals of the first and second power semiconductor elements are
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. The boundary is set to overlap at least on the back surface of the module substrate, and the mounting intervals of the third and fourth power semiconductor elements are set to:
The boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate and the boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate. The boundary is set to overlap at least on the back surface of the module substrate, and the mounting interval of the first and third power semiconductor elements is set to:
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate. The boundary is set to overlap at least on the back surface of the module substrate, and the mounting interval of the second and fourth power semiconductor elements is set to:
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate. A semiconductor device, characterized in that the boundary is set to overlap at least on the back surface of the module substrate.
【請求項4】 モジュール基板上に第1,第2,第3お
よび第4の電力用半導体素子を実装した半導体装置であ
って、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔a1
を、前記モジュール基板の厚さをdとしたときに、 a1 ≦2×d の関係を満たすように設定し、 前記第3および第4の電力用半導体素子の実装間隔a2
を、 a2 ≦2×d の関係を満たすように設定し、 前記第1および第3の電力用半導体素子の実装間隔a3
を、 a3 ≦2×d の関係を満たすように設定し、 前記第2および第4の電力用半導体素子の実装間隔a4
を、 a4 ≦2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする半導体
装置。
4. A semiconductor device in which first, second, third and fourth power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein a mounting interval a 1 of the first and second power semiconductor elements is set.
Is set to satisfy the relationship of a 1 ≦ 2 × d, where d is the thickness of the module substrate, and the mounting interval a 2 of the third and fourth power semiconductor elements is
Is set so as to satisfy the relationship of a 2 ≦ 2 × d, and the mounting interval a 3 of the first and third power semiconductor elements is set.
Is set so as to satisfy the relationship of a 3 ≦ 2 × d, and the mounting interval a 4 of the second and fourth power semiconductor elements is set.
Is set so as to satisfy the relationship of a 4 ≦ 2 × d.
【請求項5】 モジュール基板上に第1および第2の電
力用半導体素子を実装した半導体装置であって、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第1の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第2の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが前記モ
ジュール基板の裏面で接する状態に設定したことを特徴
とする半導体装置。
5. A semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein the mounting intervals of the first and second power semiconductor elements are:
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. A semiconductor device, wherein a boundary is set to be in contact with the back surface of the module substrate.
【請求項6】 モジュール基板上に第1および第2の電
力用半導体素子を実装した半導体装置であって、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔a
を、前記モジュール基板の厚さをdとしたときに、 a=2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする半導体
装置。
6. A semiconductor device in which first and second power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein a mounting interval a between the first and second power semiconductor elements is set.
Is set so that the relation of a = 2 × d is satisfied, where d is the thickness of the module substrate.
【請求項7】 モジュール基板上に第1,第2,第3お
よび第4の電力用半導体素子を実装した半導体装置であ
って、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第1の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第2の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが前記モ
ジュール基板の裏面で接する状態に設定し、 前記第3および第4の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第3の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第4の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが前記モ
ジュール基板の裏面で接する状態に設定し、 前記第1および第3の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第1の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第3の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが前記モ
ジュール基板の裏面で接する状態に設定し、 前記第2および第4の電力用半導体素子の実装間隔を、
前記モジュール基板における前記第2の電力用半導体素
子の接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界と前記
モジュール基板における前記第4の電力用半導体素子の
接面から放射状に拡がった熱拡散領域の境界とが前記モ
ジュール基板の裏面で接する状態に設定したことを特徴
とする半導体装置。
7. A semiconductor device in which first, second, third and fourth power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein the mounting intervals of the first and second power semiconductor elements are
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate. The boundary is set to be in contact with the back surface of the module substrate, and the mounting intervals of the third and fourth power semiconductor elements are set as follows.
The boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate and the boundary of the heat diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate. The boundary is set to be in contact with the back surface of the module substrate, and the mounting intervals of the first and third power semiconductor elements are
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the first power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the third power semiconductor element on the module substrate. The boundary is set to be in contact with the back surface of the module substrate, and the mounting interval of the second and fourth power semiconductor elements is
The boundary between the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the second power semiconductor element on the module substrate and the thermal diffusion region radially extending from the contact surface of the fourth power semiconductor element on the module substrate. A semiconductor device, wherein a boundary is set to be in contact with the back surface of the module substrate.
【請求項8】 モジュール基板上に第1,第2,第3お
よび第4の電力用半導体素子を実装した半導体装置であ
って、 前記第1および第2の電力用半導体素子の実装間隔a1
を、前記モジュール基板の厚さをdとしたときに、 a1 =2×d の関係を満たすように設定し、 前記第3および第4の電力用半導体素子の実装間隔a2
を、 a2 =2×d の関係を満たすように設定し、 前記第1および第3の電力用半導体素子の実装間隔a3
を、 a3 =2×d の関係を満たすように設定し、 前記第2および第4の電力用半導体素子の実装間隔a4
を、 a4 =2×d の関係を満たすように設定したことを特徴とする半導体
装置。
8. A semiconductor device in which first, second, third and fourth power semiconductor elements are mounted on a module substrate, wherein a mounting interval a 1 of the first and second power semiconductor elements is set.
Is set to satisfy the relationship of a 1 = 2 × d, where d is the thickness of the module substrate, and the mounting interval a 2 of the third and fourth power semiconductor elements is
Is set so as to satisfy the relationship of a 2 = 2 × d, and the mounting interval a 3 of the first and third power semiconductor elements is set.
Is set to satisfy the relationship of a 3 = 2 × d, and the mounting interval a 4 of the second and fourth power semiconductor elements is set to
Is set so as to satisfy the relationship of a 4 = 2 × d.
【請求項9】 第1および第2の電力用半導体素子がコ
ンプリメンタリ型である請求項5または請求項6記載の
半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 5, wherein the first and second power semiconductor elements are complementary types.
【請求項10】 第1および第2の電力用半導体素子が
コンプリメンタリ型であり、第3および第4の電力用半
導体素子がコンプリメンタリ型である請求項7または請
求項8記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 7, wherein the first and second power semiconductor elements are complementary types, and the third and fourth power semiconductor elements are complementary types.
【請求項11】 モジュール基板における第1,第2,
第3および第4の電力用半導体素子で包囲される位置に
温度補償用の回路素子を実装したことを特徴とする請求
項3,請求項4,請求項7,請求項8または請求項10
記載の半導体装置。
11. A first, a second and a second of a module substrate.
A circuit element for temperature compensation is mounted at a position surrounded by the third and fourth power semiconductor elements, wherein the temperature compensation circuit element is mounted.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項12】 電力用半導体素子が電力用半導体素子
本体とこの電力用半導体素子本体およびモジュール基板
間に介在させた高熱伝導性パッドとからなり、実装間隔
が前記高熱伝導性パッドの間隔であり、熱拡散領域は前
記モジュール基板における高熱伝導性パッドの接面から
放射状に拡がっている請求項1,3,5,7記載の半導
体装置。
12. The power semiconductor element comprises a power semiconductor element body and a high thermal conductive pad interposed between the power semiconductor element body and the module substrate, and the mounting interval is the interval between the high thermal conductive pads. 8. The semiconductor device according to claim 1, 3, 5, or 7, wherein the heat diffusion region radially extends from a contact surface of the high thermal conductivity pad on the module substrate.
【請求項13】 電力用半導体素子が電力用半導体素子
本体とこの電力用半導体素子本体およびモジュール基板
間に介在させた高熱伝導性パッドとからなり、実装間隔
が前記高熱伝導性パッドの間隔である請求項2,4,
6,8記載の半導体装置。
13. A power semiconductor element comprises a power semiconductor element main body and a high thermal conductive pad interposed between the power semiconductor element main body and a module substrate, and a mounting interval is the interval of the high thermal conductive pads. Claims 2, 4,
The semiconductor device according to 6,8.
【請求項14】 モジュール基板上の複数組のコンプリ
メンタリな電力用半導体素子を前記モジュール基板にお
ける前記電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった
熱拡散領域の境界が前記モジュール基板の裏面で少なく
とも連環状に接する状態に配置したことを特徴とする半
導体装置。
14. A plurality of sets of complementary power semiconductor elements on a module substrate are radially spread from a contact surface of the power semiconductor element on the module substrate, and a boundary of a heat diffusion region is at least continuous on the back surface of the module substrate. A semiconductor device arranged in a state of being in contact with an annular shape.
【請求項15】 モジュール基板上の複数組のコンプリ
メンタリな電力用半導体素子を前記モジュール基板にお
ける前記電力用半導体素子の接面から放射状に拡がった
熱拡散領域の境界が前記モジュール基板の裏面で少なく
とも連環状に接する状態に配置し、前記電力用半導体素
子で包囲される位置に前記電力用半導体素子の温度補償
用の回路素子を配置したことを特徴とする半導体装置。
15. A plurality of sets of complementary power semiconductor elements on a module substrate are radially spread from a contact surface of the power semiconductor element on the module substrate, and a boundary of a heat diffusion region is at least continuous on the back surface of the module substrate. A semiconductor device, which is arranged in a state of being in contact with a ring, and a circuit element for temperature compensation of the power semiconductor element is arranged at a position surrounded by the power semiconductor element.
【請求項16】 モジュール基板上の複数組のコンプリ
メンタリな電力用半導体素子で前記電力用半導体素子の
温度補償用の回路素子を包囲し、前記回路素子を前記モ
ジュール基板における前記電力用半導体素子の接面から
放射状に拡がった熱拡散領域の上に配置したことを特徴
とする半導体装置。
16. A circuit element for temperature compensation of the power semiconductor element is surrounded by a plurality of sets of complementary power semiconductor elements on a module substrate, and the circuit element is connected to the power semiconductor element on the module substrate. A semiconductor device, which is arranged on a heat diffusion region radially extending from a surface.
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