WO2019117107A1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019117107A1
WO2019117107A1 PCT/JP2018/045379 JP2018045379W WO2019117107A1 WO 2019117107 A1 WO2019117107 A1 WO 2019117107A1 JP 2018045379 W JP2018045379 W JP 2018045379W WO 2019117107 A1 WO2019117107 A1 WO 2019117107A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
semiconductor device
circuit board
printed circuit
electronic component
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/045379
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
周治 若生
翔太 佐藤
健太 藤井
熊谷　隆
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN201880073690.XA priority Critical patent/CN111433909B/zh
Priority to US16/770,025 priority patent/US11658089B2/en
Priority to JP2019559639A priority patent/JP6937845B2/ja
Priority to DE112018006370.4T priority patent/DE112018006370T5/de
Publication of WO2019117107A1 publication Critical patent/WO2019117107A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3672—Foil-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4871—Bases, plates or heatsinks
    • H01L21/4882—Assembly of heatsink parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736—Metallic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/183—Connection portion, e.g. seal
    • H01L2924/18301—Connection portion, e.g. seal being an anchoring portion, i.e. mechanical interlocking between the encapsulation resin and another package part
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06—Thermal details
    • H05K2201/066—Heatsink mounted on the surface of the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10166—Transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3421—Leaded components

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which the heat dissipation property of heat generated from electronic components constituting the semiconductor device is improved.
  • semiconductor devices used for devices are collectively referred to as semiconductor devices.
  • semiconductor devices there is a strong demand for higher output, thinner and smaller size, and due to this, the heat generation amount per unit volume of electronic components mounted on the semiconductor device tends to increase greatly.
  • a semiconductor device having high heat dissipation is strongly desired.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose semiconductor devices that dissipate heat generated from electronic components.
  • electronic parts are mounted on the upper surface of a printed circuit board, and a heat sink is joined to the lower surface of the printed circuit board.
  • the printed circuit board is provided with a heat conduction channel so as to penetrate from the upper surface to the lower surface.
  • the heat conduction channel transmits the heat generated from the electronic component to the heat sink via the heat conduction channel and dissipates the heat from the heat sink to the outside.
  • a heat conduction channel is provided only in a portion of the printed substrate remote from below the electronic component, and in the semiconductor device disclosed in Patent Document 2, the heat conduction channel is A hole for heat conduction is provided only directly below. For this reason, since the area of the thermally conductive area in the printed circuit board is small and the amount of heat transferable from the electronic component is small, the heat dissipation of the area from the electronic component to the heat sink therebelow is not sufficient. Moreover, although the semiconductor device disclosed in Patent Document 1 is attached to the printed circuit board by a fastening plate, fasteners such as screws are used for attachment, an air layer is generated between the printed circuit board and the heat sink, and heat dissipation is improved. It may not be good.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which the heat dissipation properties of heat generated from electronic components constituting the semiconductor device are improved.
  • a semiconductor device comprises a printed circuit board, a thermal diffusion portion joined on a first principal surface of the printed circuit board via a first bonding material, and a second joint on the thermal diffusion portion.
  • Component comprising a heat sink joined via a metal material, and a heat radiating portion disposed in close contact with the second main surface of the printed circuit board, wherein the printed circuit board is an insulating layer, and the insulating layer First and second conductor layers respectively disposed on the first and second major surfaces of the layer, and a plurality of penetrating from the first conductor layer on the insulating layer to the second conductor layer
  • the heat dissipation via and the conductor film covering the inner wall of the plurality of heat dissipation vias are provided, and the plurality of heat dissipation vias are thermally diffused in a plan view from the first main surface side of the printed circuit board And the electronic component, and the heat dissipation unit In plan view from the second main surface side of the PC board are arranged so as
  • the heat generated from the electronic component can be diffused by the thermal diffusion portion and can be dissipated directly under the electronic component through the heat dissipation via overlapping the electronic component. It is possible to improve the heat dissipation of the heat generated from the
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing another manufacturing step of the semiconductor device of Embodiment 1 according to the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing another manufacturing step of the semiconductor device of Embodiment 1 according to the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing another manufacturing step of the semiconductor device of Embodiment 1 according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a heat transfer path from an electronic component in the semiconductor device of the first embodiment according to the present invention. It is a figure which shows the comparison result of the thermal resistance value in the semiconductor device of Embodiment 1 which concerns on this invention, and a comparative example. It is a top view which shows the dimension of the model used for comparison of the thermal resistance value. It is a top view which shows the model used for comparison of the thermal resistance value.
  • FIG. 35 is a plan view showing the configuration of Modification 1 of the semiconductor device of Embodiment 4 according to the present invention.
  • FIG. 20 is a plan view showing the configuration of Modification 2 of the semiconductor device of Embodiment 4 according to the present invention.
  • FIG. 35 is a plan view showing the configuration of Modification 3 of the semiconductor device of Embodiment 4 according to the present invention.
  • FIG. 21 is a cross sectional view showing a configuration of Modification 3 of the semiconductor device of Embodiment 4 in accordance with the present invention; It is sectional drawing which shows the structure of the conductor apparatus of Embodiment 5 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the modification 1 of the conductor apparatus of Embodiment 5 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the structure of modification 2 of the conductor apparatus of Embodiment 5 which concerns on this invention.
  • FIG. 35 is a plan view showing the configuration of Modification 1 of the semiconductor device in Embodiment 6 according to the present invention.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view showing the configuration of Modification 1 of the semiconductor device in Embodiment 6 according to the present invention.
  • FIG. 35 is a cross sectional view showing a configuration of Modification 3 of the conductor device of the twelfth embodiment according to the present invention. It is sectional drawing which shows the structure of the conductor apparatus of Embodiment 13 which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a semiconductor device 100 according to a first embodiment of the present invention, and is a top view of the semiconductor device 100 as viewed from above.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 100 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • 1 and 2 show features of the semiconductor device 100, and do not necessarily show the entire configuration of the semiconductor device 100. However, it is possible to configure the semiconductor device 100 with only these features. .
  • the semiconductor device 100 shown in FIG. 1 and FIG. 2 can be used for a power conversion device mounted on a hybrid car, an electric car, an electric appliance, an industrial instrument, and the like. This is the same as in the semiconductor devices of the other embodiments.
  • the electronic component 2 is mounted on the thermal diffusion portion 3 provided on the upper surface side of the printed circuit board 1, and the heat dissipation portion 4 is provided on the lower surface side of the printed circuit board 1. Is provided.
  • the heat generated by the electronic component 2 is diffused by the heat diffusion portion 3 immediately below it, and the printed circuit board 1 is penetrated through the printed circuit board 1 in the thickness direction via the plurality of heat dissipation vias 15.
  • the heat is transmitted to the heat radiating portion 4 provided on the lower surface side of the heat sink and dissipated from the heat radiating portion 4 to the outside.
  • the printed circuit board 1 is, for example, a flat member having a rectangular shape in a plan view, and serves as a base of the entire semiconductor device 100.
  • the printed circuit board 1 includes a plurality of conductor layers such as the upper conductor layer 12 (first conductor layer), the lower conductor layer 13 (second conductor layer), and the inner conductor layer 14. And an insulating layer 11 sandwiched between the conductor layers of the above to form a hierarchical structure. That is, the upper conductor layer 12 is provided on the upper surface of the printed board 1, the lower conductor layer 13 is provided on the lower surface of the printed board 1, and a plurality of internal conductor layers 14 are vertically formed in the printed board 1.
  • the layers are spaced apart from each other hierarchically and between the upper conductor layer 12 and the inner conductor layer 14, between the inner conductor layer 14 and the inner conductor layer 14, and between the inner conductor layer 14 and the lower conductor layer 13.
  • An insulating layer 11 is provided between them.
  • the conductor film 10 is provided on the inner wall of the plurality of heat dissipation vias 15, and the end surfaces of the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 exposed to the inner wall of the heat dissipation via 15 are conductor films It is covered by 10, and becomes a structure electrically conducted mutually.
  • the printed circuit board 1 has a plurality of internal conductor layers 14 which are thermally conductive through the conductor film 10 and also thermally conductive with the upper conductor layer 12 and the lower conductor layer 13. Therefore, the thermal conductivity of the printed circuit board 1 can be improved.
  • the insulating layer 11 is a base material of the whole printed circuit board 1, and in the present embodiment, it has a flat plate shape having a rectangular shape in plan view, and is made of, for example, glass fiber and epoxy resin. In addition, it is not limited to this, You may be comprised by the aramid resin and an epoxy resin.
  • the upper conductor layer 12 is provided on the upper major surface 11a (first major surface) of the insulating layer 11 to be a base material, and the lower conductor on the lower major surface 11b (second major surface) Layer 13 is provided.
  • the uppermost surface of the printed circuit board 1 may be referred to as the upper main surface 11 a of the printed circuit board 1, and the lowermost surface of the printed circuit board 1 may be referred to as the lower main surface 11 b of the printed circuit board 1.
  • the inner conductor layer 14 is disposed to face the upper conductor layer 12 and the lower conductor layer 13 substantially in parallel. That is, the inner conductor layer 14 is disposed opposite to the upper main surface 11 a and the lower main surface 11 b of the insulating layer 11 so as to be substantially parallel to each other.
  • FIG. 2 shows an example in which two inner conductor layers 14 are arranged.
  • the number of inner conductor layers 14 is not limited to this, and may have more layers, or may be smaller, or the inner conductor layers 14 may not be provided.
  • the heat conductivity of the inner conductor layer 14 is higher than that of the insulating layer 11, the heat conductivity of the entire printed circuit board 1 can be increased when the inner conductor layer 14 is disposed as compared with the case where the inner conductor layer 14 is not disposed.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 are all provided substantially parallel to the upper main surface 11 a and the lower main surface 11 b of the printed circuit board 1, and all of them are heat such as copper It is made of a conductive material and has a thickness in the range of 15 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the printed board 1 can also be defined as including a plurality of insulating layers 11 partitioned by the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13, and the inner conductor layer 14.
  • the printed board 1 shown in FIG. 2 has a total of four conductor layers including the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the two inner conductor layers 14 as a plurality of conductor layers.
  • the present invention is not limited to this structure, and the inner conductor layer 14 may not be provided. The same applies to the following embodiments.
  • the plurality of heat dissipation vias 15 are through holes provided to reach the lower major surface 11 b from the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1.
  • the plurality of heat dissipation vias 15 are planarly viewed in a region overlapping with the electronic component 2 and a region not overlapping with the electronic component 2 but overlapping with the heat diffusion portion 3 in a plan view viewed from the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1 They are spaced apart from one another.
  • the arrangement region of the plurality of heat dissipation vias 15 is divided into a first region and a second region. That is, the first region is a region overlapping with the electronic component 2 in a plan view, and the second region is a region around the first region, that is, a region outside the first region in a plan view .
  • the plurality of heat dissipation vias 15 includes a plurality of first heat dissipation vias 15a disposed in the first area and a plurality of second heat dissipation vias 15b disposed in the second area. And classified.
  • the plurality of heat dissipation vias 15 do not overlap the first heat dissipation vias 15a overlapping the electronic component 2 in plan view, and the electronic components 2 in plan view, and the second heat dissipation via overlaps the thermal diffusion portion 3 It is classified into the via 15b.
  • the first heat dissipating via 15a and the second heat dissipating via 15b may optionally include both a hole penetrating the insulating layer 11 and the conductor film 10 provided on the inner wall, Only one of the hole and the conductor film 10 may be shown.
  • first heat radiation via 15 a and the second heat radiation via 15 b are shown as holes (hollow portions) surrounded by the conductor film 10, heat conduction is performed in these holes.
  • the hole may be filled with a conductive material such as a conductive adhesive mixed with a silver filler, or a solder.
  • a member such as a conductive adhesive filled in the hole can be included in the component of the heat dissipation via 15.
  • the heat dissipation via 15 filled with the conductive adhesive and the like can improve the heat dissipation compared to the heat dissipation via 15 whose hole portion is hollow. This is because a conductive member such as a conductive adhesive has higher thermal conductivity than air.
  • a semiconductor device in which the inside of the hole of the heat dissipation via 15 is filled with solder will be described as a third embodiment described later.
  • the hole portion of the heat dissipation via 15 is a cylindrical shape having, for example, a circular opening having a diameter of 0.6 mm in a plan view, and the thickness of the conductive film 10 on the inner wall surface is 0.05 mm.
  • the hole portion is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a quadrangular prism, and the opening shape in plan view may be a polygonal shape.
  • the first heat dissipating via 15a and the second heat dissipating via 15b intersect with the upper main surface 11a and the lower main surface 11b of the printed circuit board 1 so as to be orthogonal to each other.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 are all arranged in a planar manner in the first region and the second region of the printed circuit board 1, and It is provided along the surface 11a and the lower major surface 11b, that is, substantially parallel. Therefore, the first heat dissipating via 15a and the second heat dissipating via 15b are cross-connected to the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14, respectively.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13, and the inner conductor layer 14 are cross-connected to each of the plurality of heat dissipation vias 15. More specifically, the conductor film 10 provided on the inner wall surface of the hole of the heat dissipation via 15, the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13, and the inner conductor layer 14 are cross-connected to each other. .
  • the cross connection is defined as that conductors are connected to each other and that they are electrically and thermally connected.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 are planar over the entire area of the printed circuit board 1 excluding the holes of the heat dissipation vias 15 in the area overlapping with the printed circuit board 1. It is good to be provided to spread out.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13, and the inner conductor layer 14 are regions of the first and second regions where the heat dissipation vias 15 are provided, in particular, a pair of heat dissipation vias 15 adjacent to each other. It is only necessary to be provided at least in the region sandwiched between and be cross-connected to the heat dissipation via 15. That is, for example, in a region where the heat dissipation via 15 is not formed as in the region 1A of FIG. 1 or the like, a region where the heat dissipation via 15 is provided, exactly a pair of heat dissipation vias 15 adjacent to each other. It may be a configuration disposed only on the sandwiched area.
  • the area 1A on the upper major surface 11a of the printed circuit board 1 is an area where a wire (not shown) for connecting the lead terminal 21 of the electronic component 2 is provided. Wiring for electrically connecting components.
  • a plurality of electrodes 19 formed as the same conductor layer as the upper conductor layer 12 are provided.
  • the lead terminals 21 of the electronic component 2 are joined to the electrodes 19 by, for example, a joining material 7 c such as solder.
  • joining is defined as joining of a plurality of members by solder or the like.
  • FIG. 3 is a plan view of the printed circuit board 1 before the later-described electronic component 2 and thermal diffusion unit 3 are mounted, viewed from above the upper major surface 11 a.
  • the heat dissipation vias 15 are not formed in the entire area of the printed circuit board 1, but the area 1A shown in FIG. 3, that is, the lead terminals 21 of the electronic component 2 shown in FIG.
  • the heat dissipation vias 15 are not provided in the connected area.
  • the upper conductor layer 12 and the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 are a region other than the region 1A where the heat dissipation via 15 is formed and a region around it, ie, a region 1B surrounded by a broken line. It is preferable to provide it so as to spread in a plane. Thereby, the effect of diffusing the heat generated from the electronic component 2 in each conductor layer is enhanced.
  • the electronic component 2 is a semiconductor including at least one selected from MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), PNP transistor, NPN transistor, diode, and control IC (Integrated Circuit).
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • PNP transistor NPN transistor
  • diode diode
  • control IC Integrated Circuit
  • the electronic component 2 has, for example, a rectangular shape in plan view, and since the semiconductor chip 22 is included, the amount of heat generation of the electronic component 2 is very large. For this reason, as shown in FIG. 2, the electronic component 2 has many configurations having the heat sink 24.
  • the heat sink 24 is joined onto the main surface 311 of the heat diffusion plate 31 by, for example, a metal joining material 7 b such as solder. In this way, the heat generated from the semiconductor chip 22 of the electronic component 2 can be efficiently dissipated through the heat dissipation plate 24.
  • the electronic component 2 includes the lead terminal 21, the semiconductor chip 22, the resin mold portion 23, and the heat sink 24.
  • FIG. 4 shows a plan view of the TO-263 as viewed from the top side.
  • This package is a surface mounting type and has a heat sink on the lower surface side, and the lead terminals LT project from one side of the resin mold portion MR and are bent to the lower surface, and the length is on the same plane as the heat sink
  • the printed board 1 is reached as in this embodiment. , Lead terminal will be long.
  • the heat dissipation plate 24 performs heat diffusion as in the present embodiment by bending and processing the lead terminals LT. Since the general purpose product can be used corresponding to the structure joined on the board 31, the manufacturing cost can be reduced.
  • the electronic component 2 includes the heat sink 24 electrically and thermally connected to a part of the terminal portion of the semiconductor chip 22, bonding with the heat diffusion plate 31 is facilitated.
  • some terminals such as the gate terminal, the source terminal, and the drain terminal It is necessary to make electrical connection from the terminals using wire bonding etc.
  • wire bonding process since a wire bonding process is not usually included, bonding wires and the like need to be connected in a separate process, resulting in high cost.
  • the semiconductor chip 22 When the semiconductor chip 22 is directly disposed on the heat diffusion plate 31, if the flatness of the surface of the heat diffusion plate 31 is not high, the chip tilts on the chip 22 and the number of cases in which the chip 22 is defective increases. In the case of spreading the heat directly from the semiconductor chip 22 to the heat diffusion plate 31 without spreading the heat to the heat diffusion plate 31 after the heat of the semiconductor chip 22 is spread by the heat dissipation plate 24, If there is a slight void in the case, the heat conductivity will be significantly reduced. Accordingly, also from the viewpoint of mounting reliability, it is desirable that the electronic component 2 have the semiconductor chip 22 and the heat sink 24 and the heat sink 24 be joined to the heat diffusion plate 31.
  • the resin mold portion 23 is in close contact with the bonding material, for example, because bonding with a bonding material, such as solder, is difficult. If the resin mold portion 23 of the electronic component 2 is in contact with at least the bonding material, it is possible to ensure the heat dissipation to the printed circuit board 1 side from there to a certain extent.
  • the term "adhesion" is defined as contact between a plurality of members, and exerting an adsorption force weaker than bonding to each other.
  • the heat sink 24 and the heat diffusion plate 31 are joined by the joining material 7 b.
  • the resin mold portion 23 may not be in close contact with the bonding material 7 b.
  • the heat diffusion portion 3 has a function of radially spreading the heat generated from the electronic component 2 to the outside in a plan view.
  • the electronic component 2 is a heat diffusion portion such that heat is diffused toward the lead terminal 21 side of the rectangular electronic component 2, that is, in the direction of three side surfaces other than the left side surface of the heat diffusion portion 3 in FIG. It is arranged offset to the left end of 3.
  • the thermal diffusion unit 3 can increase the efficiency of radially diffusing the heat generated from the electronic component 2.
  • the arrangement of the electronic component 2 is not limited to this, and the plan view shape of the heat diffusion portion 3 is not limited to a rectangle.
  • the heat diffusion portion 3 includes a heat diffusion plate 31.
  • the heat diffusion plate 31 is preferably made of, for example, copper. In this way, the thermal conductivity, that is, the heat dissipation of the thermal diffusion plate 31 can be enhanced.
  • the heat diffusion plate 31 may be made of a ceramic material having a good thermal conductivity such as aluminum oxide or aluminum nitride, on the surface of which a metal film such as copper is formed.
  • the heat diffusion plate 31 is made of a metal material in which a nickel plating film and a gold plating film are applied to the surface of any alloy material selected from the group of copper alloy, aluminum alloy, magnesium alloy, etc. good.
  • the heat diffusion plate 31 is joined to the upper conductor layer 12 on the upper major surface 11 a of the printed board 1 by, for example, a joining material 7 a (first joining material) such as solder.
  • the electronic component 2 and the heat diffusion plate 31 of the heat diffusion portion 3 are joined by, for example, a joining material 7 b (second joining material) such as solder. More specifically, the heat dissipation plate 24 of the electronic component 2 and the heat diffusion plate 31 of the heat diffusion portion 3 are bonded via the bonding material 7 b.
  • a joining material 7 b second joining material
  • the heat diffusion plate 31 is made of a conductive material such as a metal material, bonding of the electronic component 2 and solder etc. Since electricity passes through the heat diffusion plate 31 joined by the material 7 b, the electrical resistance in the upper conductor layer 12 of the printed board 1 can be reduced. As a result, the heat diffusion plate 31 can not only diffuse the heat from the electronic component 2 but also reduce the conduction loss of the upper conductor layer 12 and the like provided on the printed circuit board 1.
  • the heat diffusion plate 31 may use a bus bar of a conductor used as an electrical wiring.
  • the bus bar is often made of a material such as copper, has high electrical conductivity, and high thermal conductivity, and therefore, a bus bar commonly used can be used as the heat diffusion plate 31. Further, the bus bar can be applied not only to use as a heat diffusion plate but also to connect printed boards.
  • the thermal diffusion portion 3 is bonded to the electronic component 2 by the bonding material 7 b such as solder, and is bonded to the upper major surface 11 a of the printed board 1 by the bonding material 7 a such as solder.
  • the heat generated from the electronic component 2 can be radially transmitted to the thermal diffusion portion 3 via the bonding members 7a and 7b, and can be diffused in the direction of the upper major surface 11a. For this reason, after the heat is diffused from the electronic component 2 to the thermal diffusion portion 3, the heat transfer from the thermal diffusion portion 3 to the lower heat dissipation portion 4 becomes possible.
  • the heat diffusion plate 31 is bonded to the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1 by the bonding material 7 a so as to cover the upper side of the holes of the plurality of heat dissipation vias 15 of the printed circuit board 1.
  • the heat sink 24 of the electronic component 2 is bonded to the main surface 311 of the heat diffusion plate 31 by the bonding material 7 b.
  • the thermal diffusion plate 31 is not disposed either, but if electrical contact with a plurality of electrodes 19 can be avoided.
  • the heat diffusion plate 31 may be disposed in the area 1A.
  • solder When a solder is used as a bonding material for bonding between the conductor members, the intermetallic compound is formed at the bonding interface between the bonding material and the electronic component 2 to be bonded thereto, the upper conductor layer 12 and the heat diffusion plate 31. The contact thermal resistance at the junction interface can be reduced. For this reason, as a bonding material, although it is preferable to use a solder, you may use a material with favorable heat conductivity other than solder, such as a conductive adhesive or nano silver paste.
  • the heat diffusion portion 3 preferably has a flexural rigidity higher than that of the printed circuit board 1, that is, the product of the Young's modulus and the second moment of the cross section is large.
  • the rigidity of the structure formed of the printed circuit board 1 and the thermal diffusion plate 31 in the semiconductor device 100 can be enhanced, and the printed circuit board 1 can be made less susceptible to deformation due to external forces such as fixation and vibration.
  • the failure rate due to cracking of surface mount type resistors and capacitors in 1 is reduced and reliability is improved.
  • the thickness of the heat diffusion plate 31 is preferably 0.1 mm or more and 100 mm or less, and for example, preferably about 0.5 mm.
  • the heat diffusion plate 31 may have a block shape instead of a plate shape.
  • the thermal diffusion unit 3 may have a configuration in which a plurality of thermal diffusion plates 31 are superimposed. The manufacturing cost of the thermal diffusion portion 3 can be reduced by forming the thermal diffusion portion 3 joined by a metal material by overlapping metal plates that are generally used, and the heat dissipation of the thermal diffusion portion 3 It is possible to improve the quality.
  • the heat radiating portion 4 is provided on the lower main surface 11b of the printed circuit board 1, for example, over the entire surface, and has a heat radiating member 41 and a cooling body 42.
  • the printed circuit board 1 and the heat radiating portion 4 may be bonded to each other by, for example, a bonding material, or may simply be in contact with each other.
  • the electronic component 2, the heat diffusion portion 3, the printed circuit board 1, the heat dissipation member 41, and the cooling body 42 are stacked in this order from the top to the bottom of FIG.
  • the cooling body 42 since the cooling body 42 is often electrically connected to the outside of the semiconductor device 100, it is preferable that the cooling body 42 and the lower conductor layer 13 be insulated via the heat dissipation member 41. .
  • the cooling body 42 and the heat dissipation member 41 are stacked in order from the upper side to the lower side of FIG. 2, the cooling body 42 and the lower conductor layer 13 may not be insulated.
  • the heat radiating portion 4 When the heat radiating portion 4 is provided so as to extend over the entire surface on the lower main surface 11 b side of the printed circuit board 1, the heat radiating portion 4 includes all the first heat radiating vias 15 a and the second heat radiating vias 15 b of the printed circuit board 1. It arrange
  • the heat dissipating member 41 is preferably made of a material having electrical insulation and good thermal conductivity.
  • the heat dissipation member 41 is preferably formed of a sheet in which particles such as aluminum oxide or aluminum nitride are mixed in a silicone resin. Aluminum oxide and aluminum nitride have good thermal conductivity and electrical insulation.
  • the heat dissipation member 41 may be a silicone grease or a silicone adhesive instead of the above configuration. In this case, the heat dissipation member 41 may be a non-silicone material as long as the heat conductivity is high.
  • the heat dissipating member 41 may be composed of a conductor layer with good thermal conductivity and an electrical insulating layer.
  • the heat dissipation member 41 diffuses the heat from the electronic component 2 to the outside of the electronic component 2 through the heat diffusion plate 31 and the diffused heat is transmitted to the lower conductor layer 13 of the printed circuit board 1 by the heat dissipation via 15. heat. If the heat dissipation member 41 has a conductor layer capable of heat diffusion, heat can be further diffused radially in plan view in the conductor layer.
  • the cooling body 42 is, for example, a flat plate-shaped member having a rectangular shape in plan view and made of a metal material having good thermal conductivity.
  • the cooling body 42 is preferably made of, for example, aluminum, but may alternatively be made of copper, an aluminum alloy, or a magnesium alloy.
  • the cooling body 42 is disposed directly below or directly above the heat dissipation member 41.
  • the cooling body 42 is thermally connected to the printed circuit board 1 via the heat dissipation member 41.
  • the heat dissipation member 41 is in contact with, and in close contact with or bonded to, the upper or lower main surface of the cooling body 42.
  • the cooling body 42 may be a housing.
  • a cooling mechanism of water cooling or air cooling for example, a water cooling pipe or a radiation fin is provided to be in contact.
  • a hierarchical structure having a plurality of conductor layers such as the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 and the insulating layer 11 sandwiched between the plurality of conductor layers.
  • the printed circuit board 1 having a plurality of heat dissipation vias 15 penetrating the hierarchical structure in the thickness direction is prepared.
  • a known technique can be used to manufacture such a printed circuit board 1, and therefore the description thereof is omitted.
  • the solder paste 6 a is placed on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1, that is, on the upper conductor layer 12.
  • the solder paste 6a is preferably supplied in a dot shape in plan view, for example, on the upper conductor layer 12 between the adjacent heat dissipation vias 15 provided on the printed circuit board 1.
  • the solder paste 6a is, for example, a well-known solder printing method at a position separated by 100 ⁇ m or more in the direction along the upper main surface 11a of the printed board 1 from the outer edge of each hole of the plurality of heat dissipation vias 15. Are preferably mounted by printing using a metal mask.
  • the heat diffusion plate 31 constituting the heat diffusion portion 3 is mounted on the solder paste 6a, and a known heating reflow process is performed in that state.
  • the process of mounting the thermal diffusion part 3 is implemented automatically by the mounter demonstrated previously.
  • a convex portion is formed on a part or all of the periphery of the portion where the heat diffusion plate 31 is disposed on the printed circuit board 1 to restrict the movement of the heat diffusion plate 31 during the heating reflow process.
  • the movement of the heat diffusion plate 31 can be reduced during transportation, and mounting defects can be reduced.
  • the convex portion can be made of a solder resist used in known resist printing.
  • a convex part it forms by sticking the resin sheet which has a pattern of a convex part on the printed circuit board 1 besides forming by the printing method mentioned above, Moreover, it forms combining these formation methods suitably It is good. Moreover, as a material of a convex part, you may use the material which does not get wet easily with respect to the joining material 7a of a solder.
  • the solder paste 6a is melted by the heat reflow process and flows along the surface of the upper conductor layer 12, ie, the upper major surface 11a, to form a layered bonding material 7a as shown in FIG.
  • the bonding material 7a that flows by melting does not flow into the first heat release via 15a and the second heat release via 15b.
  • the solder paste 6a is printed in the area away from the outer edge of the hole of the first heat dissipating via 15a and the second heat dissipating via 15b as described above.
  • the amount of each solder paste 6a is also calculated to an appropriate amount. After bonding with the bonding material 7a, an appearance inspection is performed to inspect the mounting state.
  • solder pastes 6b and 6c are placed on the thermal diffusion plate 31 and the electrodes 19 on the upper major surface 11a of the printed circuit board 1, respectively.
  • the solder pastes 6b and 6c are preferably mounted by printing using a metal mask by, for example, a known solder printing method.
  • the electronic component 2 is mounted on the solder paste 6b, and the lead terminals 21 of the electronic component 2 are in contact with the solder paste 6c. In that state, a known heating reflow process is performed.
  • the step of mounting the electronic component 2 is automatically performed by the mounter described above.
  • the solder paste 6b is melted by the heat reflow process and flows along the upper main surface of the thermal diffusion plate 31, and is formed as a layer bonding material 7a as shown in FIG. Although the bonding material 7a also flows under the resin mold portion 23 of the electronic component 2, it does not bond to the resin material, and the bonding material 7b just contacts and adheres to the resin mold portion 23.
  • the solder paste 6c is also melted at the same time to form a layer bonding material 7c, and the lead terminal 21 and the electrode 19 are bonded to each other.
  • an appearance inspection step of inspecting the mounting state is performed. As described above, by using the surface mount type electronic component 2 as the surface mount substrate, the electronic component 2 can be automatically mounted on the print substrate 1 by the mounter.
  • the heat dissipation member 41 is disposed to be in contact with the lower conductor layer 13 of the printed circuit board 1, and the cooling body 42 is disposed to be in contact with the heat dissipation member 41.
  • the part 4 is provided.
  • the cooling body 42 may be disposed to be in contact with the lower conductor layer 13 and may be stacked on the cooling body 42 so that the heat dissipation member 41 is disposed on the lower side to form the heat dissipation portion 4.
  • the printed circuit board 1 and the members of the heat dissipation unit 4 may be bonded to each other by a bonding material such as solder, for example.
  • FIGS. 11 to 13 showing cross-sectional views in the manufacturing process.
  • the thermal diffusion plate 31 to which the electronic component 2 is bonded is prepared.
  • the solder paste at the time of bonding the electronic component 2 to the heat diffusion plate 31 has a higher melting point than the solder paste used in the later step, and the bonding material 7 g for bonding the heat diffusion plate 31 and the electronic component 2 is It is not remelted by the subsequent heat reflow process.
  • a printed circuit board 1 having a plurality of heat dissipation vias 15 penetrating the layer structure in the thickness direction is prepared.
  • the solder paste 6 a is placed on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1, that is, on the upper conductor layer 12.
  • the solder paste 6a is preferably supplied in a dot shape in plan view, for example, on the upper conductor layer 12 between the adjacent heat dissipation vias 15 provided on the printed circuit board 1.
  • the solder paste 6a is, for example, a well-known solder printing method at a position separated by 100 ⁇ m or more in the direction along the upper main surface 11a of the printed board 1 from the outer edge of each hole of the plurality of heat dissipation vias 15.
  • the solder paste 6 c is placed on the electrode 19 on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1.
  • the solder paste 6c is preferably placed, for example, by printing using a metal mask by a known solder printing method.
  • the thermal diffusion plate 31 joined to the electronic component 2 is mounted on the solder paste 6a.
  • the lead terminals 21 of the electronic component 2 are in contact with the solder paste 6c.
  • a known heating reflow process is performed.
  • the step of mounting the thermal diffusion plate 31 joined to the electronic component 2 is automatically performed by the mounter described above.
  • the solder paste 6a is melted by the heat reflow process and flows along the surface of the upper conductor layer 12, ie, the upper major surface 11a, to form a layered bonding material 7a as shown in FIG.
  • the bonding material 7a that flows by melting does not flow into the first heat release via 15a and the second heat release via 15b.
  • the solder paste 6a is printed in the area away from the outer edge of the hole of the first heat dissipating via 15a and the second heat dissipating via 15b as described above.
  • the amount of each solder paste 6a is also calculated to an appropriate amount.
  • the solder paste 6c is also melted at the same time to form a layer bonding material 7c as shown in FIG. 2, thereby joining the lead terminal 21 and the electrode 19 to each other.
  • an appearance inspection step of inspecting the mounting state is performed.
  • the bonding material 7g for bonding the electronic component 2 and the thermal diffusion plate 31 is not remelted. This is because the solder paste at the time of bonding the electronic component 2 to the heat diffusion plate 31 has a higher melting point than the solder paste 6a, and the temperature setting in the heat reflow process is higher than the melting point of the solder paste 6a, This is to set a temperature at which the bonding material 7g does not melt.
  • the heating and reflowing process in the manufacturing process can be performed only once, the manufacturing efficiency can be increased, and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 14 is a plan view of the semiconductor device 100 as viewed from above, and schematically shows heat conduction paths by arrows.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 14, and the heat conduction path is schematically shown by arrows.
  • a part of the heat generated from the electronic component 2 is in the heat diffusion plate 31 below the electronic component 2 and in the printed circuit board 1 like the heat H1 represented by the arrow in FIG.
  • the heat is conducted to the lower side of the heat radiation portion 4 through the first heat radiation via 15a provided in the At the same time, the heat H1 diffuses radially toward the periphery (outside) of the electronic component 2 by passing through the heat diffusion plate 31, the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14.
  • a part of the heat generated from the electronic component 2 conducts in the heat diffusion plate 31 in the direction along the main surface of the printed circuit board 1 as the heat H2 represented by the arrows in FIGS. 14 and 15. , Radially diffused toward the outside of the electronic component 2.
  • the bonding material 7a for bonding the electronic component 2 and the heat diffusion plate 31 is a conductive material such as a solder and is excellent in thermal conductivity.
  • the heat transferred to the heat diffusion plate 31 is conducted to the lower heat radiation portion 4 side through the second heat radiation via 15b formed in the printed circuit board 1 below.
  • the heat H2 passing through the second heat radiation via 15b is also directed toward the periphery (outside) of the electronic component 2 by passing a part through the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14. Diffuse radially.
  • the heat of the electronic component 2 is transmitted to the lower side through the first heat release via 15a to the lower heat dissipation portion 4 side and to the outside through the second heat release via 15b. It can be conducted via two routes with the route.
  • the reason why heat can be conducted through two routes in this way is that the heat diffusion plate 31 is joined onto the upper major surface 11 a as with the electronic component 2 so that the heat generated from the electronic component 2 causes the bonding materials 7 a and 7 b to It is because the heat diffusion plate 31 can be transmitted through the heat diffusion plate 31 with high efficiency, and can be conducted to the heat dissipation part 4 with high efficiency.
  • first heat radiation via 15a and the second heat radiation via 15b extending in the direction intersecting the main surface of the printed circuit board 1, and the upper conductor layer 12 provided along the main surface of the printed circuit board 1, This is because the side conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 are cross-connected to each other.
  • the heat H1 and the heat H2 moved downward in the printed circuit board 1 reach the lower conductor layer 13 corresponding to the area immediately below the electronic component 2 and the heat diffusion plate 31 and the outer side thereof.
  • the heat H1 and the heat H2 are conducted to the cooling body 42 through the heat dissipation member 41 below the lower conductor layer 13.
  • the heat H1 and the heat H2 conducted to the cooling body 42 are cooled by a water cooling or air cooling cooling mechanism not shown.
  • the semiconductor device 100 has a configuration that can dissipate heat through the route passing through the first heat radiation via 15a and the route passing through the second heat radiation via 15b. . Therefore, if the heat can be dissipated only from the first heat dissipation via 15a below the electronic component 2 or if it can be dissipated only from the second heat dissipation via 15b far from the electronic component 2, The efficiency of heat dissipation can be greatly enhanced.
  • the thermal resistance to the lower major surface 11 b of the printed circuit board 1 is Is small, the effect of the heat diffusion plate 31 is high.
  • a route through which heat is transmitted from the lower part of the electronic component 2 only to the first heat dissipation via 15a to the heat dissipation portion 4 becomes main, and the thermal resistance increases.
  • the effect of enhancing the heat radiation efficiency from the second heat radiation via 15b in the semiconductor device 100 of the present embodiment is very much contributed by the heat diffusion plate 31 being disposed.
  • heat can be dissipated to the cooling body 42 more efficiently through the heat dissipation member 41, as compared to the case where the thermal diffusion plate 31 is not disposed.
  • the heat dissipation vias 15 are formed not only in the region directly below the thermal diffusion plate 31 but also outside the thermal diffusion plate 31. It is provided. Thus, not only the heat generated from the electronic component 2 is transmitted downward through the heat dissipation via 15 in the region directly below the heat diffusion plate 31, but the heat diffused toward the outside of the heat diffusion plate 31 is also dissipated. It can be transmitted downward through the via 15.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13, and the inner conductor layer 14 diffuse the heat generated from the electronic component 2 radially toward the outer peripheral side, like the heat diffusion plate 31. It can be done.
  • the thickness of the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 is about 35 ⁇ m, and the thermal resistance is large and the heat can not be sufficiently diffused radially. Therefore, it is conceivable to increase the thickness of the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 to about 500 ⁇ m, but the manufacturing cost becomes high and it becomes difficult to miniaturize the wiring pattern.
  • the thickness of the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 may be about 35 ⁇ m, and the design with reduced manufacturing cost and the miniaturization of the wiring pattern are also possible. It becomes possible.
  • the heat dissipation is further improved. be able to.
  • FIG. 16 shows the result of consideration of the heat dissipating resistance due to heat conduction with the configuration having only the heat dissipating via 15 a using the heat resistance value.
  • thermal resistance is an index that represents the difficulty of temperature transmission, and is defined by a temperature rise value per unit calorific value.
  • the thermal resistance (Rth) of the region in the vertical direction from the electronic component 2 to the housing 33 is represented by the following equation (1).
  • the heat transfer area of each member is Si (m 2 )
  • the thickness of each member is li (m)
  • the thermal conductivity of each member is ⁇ i (W / (m ⁇ K)).
  • Q (W) be the amount of heat passing through
  • Ti (K) and Tli (K) be the temperatures on the high temperature side and the low temperature side, respectively.
  • the dimensions in plan view of the printed circuit board 1 are 25 ⁇ 25 mm and the thickness is 1.65 mm.
  • the dimension in a plan view of the electronic component 2 is 10 ⁇ 10 mm, and is assumed to be disposed at the central portion of the printed circuit board 1. That is, the intervals between the four edges of the electronic component 2 as viewed from above and the edges of the four when the printed circuit board 1 is viewed from above are substantially equal.
  • Each of the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13 and the inner conductor layer 14 has a thickness of 105 ⁇ m, and has a four-layer structure as shown in FIG.
  • first heat radiation vias 15a are provided at equal intervals in a portion overlapping with the electronic component 2 in plan view from above, and 63 second heat radiation vias are provided around the same. All 15b are provided at equal intervals.
  • the heat dissipation via 15 has a cylindrical shape, the diameter of the hole viewed from above is 0.6 mm, and the thickness of the conductive film on the inner wall surface of the hole is 0.05 mm.
  • the thermal diffusion plate 31 of the thermal diffusion portion 3 in the above model has an outer dimension of 20 ⁇ 15 mm and a thickness of 1 mm in plan view, and covers the heat dissipation via 15 from above.
  • the dimensions of the heat dissipation member 41 in a plan view are 20 ⁇ 15 mm, and the thickness is 0.4 mm.
  • the upper conductor layer 12, the lower conductor layer 13, the inner conductor layer 14, the conductor film 10 and the thermal diffusion plate 31 in the above model are made of copper and have a thermal conductivity of 398 W / (m ⁇ K).
  • the heat conductivity of the heat dissipation member 41 is 2.0 W / (m ⁇ K).
  • the number of the heat dissipation vias 15 is only the first heat dissipation via 15 a in the comparative example, while the number of heat dissipation vias 15 is the first in the present embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment only in having the heat radiation via 15a and the second heat radiation via 15b, and not having the heat diffusion plate 31 in the comparative example, and having the heat diffusion plate 31 in the present embodiment. All other configurations including the dimensions of are identical.
  • the result of having simulated the heat resistance value about the semiconductor device 100 and a comparative example using the said model using the thermal analysis software based on Numerical formula (1) is FIG.
  • the “comparative example” in FIG. 16 indicates the thermal resistance value based on the model of the comparative example, and the “first embodiment” indicates the thermal resistance value based on the model of the semiconductor device 100 of the present embodiment.
  • the vertical axis in FIG. 16 represents thermal resistance.
  • the thermal resistance is about approximately compared to the comparative example in which these are not provided. It can be reduced by 53%. Since the low thermal resistance means high heat dissipation, from this result, by providing the second heat dissipation via 15b and the heat diffusion plate 31 as in the semiconductor device 100 of the present embodiment, these are provided. It can be seen that the heat dissipation can be improved as compared to the comparative example in which it is not provided.
  • FIG. 17 and FIG. 18 substantially illustrate the model of the semiconductor device 100 of the present embodiment used for the calculation of the thermal resistance described above, and three sides excluding the region 1A side when the electronic component 2 is viewed from above The distance between each end edge and each end edge of three sides excluding the area 1A side when the heat diffusion plate 31 is viewed from above is indicated by L1, L2, and L3.
  • the distance between each of the three edge portions when the electronic component 2 is viewed from the top and each three edge edge when the heat diffusion plate 31 is viewed from above is substantially equal. All of L1 to L3 are substantially equal.
  • the semiconductor device 100 basically, the second heat dissipation via 15b is not formed in the region 1A, and the second heat dissipation via 15b does not exist in the region 1A of FIGS. Therefore, the width of the area 1A is indicated by the distance L4.
  • the horizontal axis indicates the distance L (L1 to L3) between the edge of each direction when the electronic component 2 is viewed from above and the edge of each direction when the heat diffusion plate 31 is viewed from above
  • the vertical axis represents the thermal resistance value (unit: K / W) of the semiconductor device 100 when the distance is changed.
  • the amount of change in thermal resistance is smaller than when the heat diffusion plate 31 having a distance L1 to L3 of 20 mm or less and the heat dissipation via 15 are bonded using the bonding material 7a. Can be seen.
  • the heat diffusion plate 31 be configured so that the distance L1 to L3 is set to be within 20 mm and be joined to the second heat dissipation via 15b.
  • the second heat radiation via 15b is provided in the second region around the first region where the first heat radiation via 15a of the printed board 1 is provided. For this reason, the mechanical rigidity of the printed circuit board 1 is reduced as compared with the case where the second heat dissipation via 15b is not provided.
  • the thermal diffusion plate 31 is joined to the upper conductor layer 12 on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1 by the bonding material 7 a, the bending rigidity of the structure formed of the printed circuit board 1 and the thermal diffusion plate 31 is And the bending rigidity of the printed circuit board 1 alone. Therefore, deformation of the printed circuit board 1 can be suppressed.
  • the thermal resistance is reduced by 25% as compared to the case where the thermal diffusion plate is not provided.
  • the thermal resistance can be reduced by about 53% compared to the case without the thermal diffusion plate, and the thermal resistance is half that of the semiconductor device disclosed in Patent Document 3. It becomes below and heat dissipation is very high.
  • the component cost can be reduced. Further, in the configuration of the semiconductor device disclosed in Patent Document 3, the electronic component is disposed on the upper major surface of the printed circuit board, and the heat diffusion plate is disposed on the lower major surface. However, it is necessary twice, which may increase the manufacturing cost. On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, the heating reflow process can be performed once, and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 20 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention, and is a top view of the semiconductor device 100 as viewed from above.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line BB in FIG.
  • the surface on which the electronic component 2 of the printed circuit board 1 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 200 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIGS. 20 and 21 show features of the semiconductor device 200 and do not necessarily show the overall configuration of the semiconductor device 200, it is possible to configure the semiconductor device 200 with only these features. .
  • FIGS. 20 and 21 the same components as those of the semiconductor device 100 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and their description will not be repeated.
  • the electronic component 2 is mounted on the heat diffusion portion 3 provided on the upper surface side of the printed circuit board 1, and the heat dissipation portion is provided on the lower surface side of the printed circuit board 1. 4 is provided. Then, on the upper conductor layer 12, in a region adjacent to the first heat dissipation via 15a and the second heat dissipation via 15b in plan view, the first heat dissipation via 15a and second heat dissipation via in plan view For example, a circular convex portion 8 is formed to surround the periphery of the hole 15b.
  • the semiconductor device 200 is different from the semiconductor device 100 of the first embodiment in that the semiconductor device 200 has the convex portion 8.
  • the convex portion 8 is made of, for example, a solder resist, and has a shape projecting upward from the upper surface of the upper conductor layer 12.
  • the convex portion 8 is provided on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1, and the electronic component 2 and the heat diffusion portion 3 are arranged to overlap the convex portion 8 in plan view from above the printed circuit board 1 There is.
  • the cross-sectional shape of the convex part 8 is shown as trapezoidal shape, this is an example, semi-circular shape, semi-elliptical shape, rectangular shape etc. may be sufficient as cross-sectional shape, cross-sectional shapes other than these It may be
  • the convex portion 8 can be made of, for example, a solder resist used in well-known resist printing in the process of manufacturing a printed circuit board, but is made of metal such as resin or copper used in well-known silk printing or symbol printing. You may. If these are used, since the convex part 8 can be formed in a general printed circuit board manufacturing process, it can be manufactured inexpensively without requiring a special process. Further, instead of forming the convex portion 8 by the printing method described above, a resin sheet having the pattern of the convex portion 8 may be attached to the printed circuit board 1 to be formed. You may form. Moreover, as a material of the convex part 8, you may use the material which is hard to get wet with respect to the joining material 7a of a solder.
  • FIG. 22 is a top view of the printed circuit board 1 in which the convex portion 8 is formed on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1 using the manufacturing method and material described above, and FIG. It is arrow sectional drawing in -B line.
  • the upper major surface 11a of the printed circuit board 1 is surrounded by the holes of all the first heat dissipation vias 15a and the second heat dissipation vias 15b in plan view.
  • a circular convex portion 8 is provided on the
  • the electronic component 2 and the thermal diffusion plate 31 are mounted on and joined to the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1 provided with such a plurality of convex portions 8 so as to overlap with the plural convex portions 8. 20 and the semiconductor device 200 shown in FIG. 21 are obtained.
  • the method of manufacturing the semiconductor device of the semiconductor device 200 is the embodiment described with reference to FIGS. 6 to 10 and 11 to 13 except that the printed circuit board 1 provided with the plurality of convex portions 8 is prepared. It is the same as the manufacturing method of 1.
  • the distance between the upper conductor layer 12 and the thermal diffusion plate 31 in the vertical direction is increased by the height of the convex portion 8 protruding from the upper conductor layer 12.
  • the distance between the heat sink and the heat sink 24 in the vertical direction is increased. Therefore, the bonding material 7a formed by melting the solder paste 6a is bonded to the heat diffusion plate 31 while being stressed so as to be pulled toward the upper side, that is, the heat dissipation plate 24 and the heat diffusion plate 31 side.
  • the cross-sectional shape of the bonding material 7 a is arched above the hole of the heat dissipation via 15.
  • the possibility of the bonding material 7a flowing into the heat dissipation via 15 and flowing on the inner wall surface of the heat dissipation via 15 can be reduced.
  • the possibility that the bonding material 7 a electrically shorts the upper conductor layer 12 and the cooling body 42 immediately below it can be reduced, and the reliability of the entire semiconductor device 200 can be improved.
  • the thermal diffusion plate 31 by mounting the thermal diffusion plate 31 so as to overlap the convex portion 8 on the upper conductor layer 12, the vertical distance between the upper conductor layer 12 and the heat dissipation plate 24 and the thermal diffusion plate 31 can be controlled. You can do it easily. That is, the distance between the lower surface of the heat diffusion plate 31 bonded to the printed circuit board 1 and the upper surface of the upper conductor layer 12 is by changing the printing thickness or printing position of the solder resist or the like forming the convex portion 8. Can be controlled. As a result, the thickness of the bonding material 7a on the upper conductor layer 12 can be controlled, and the quality of soldering by the bonding material 7a can be improved.
  • the bonding material 7 a spreads along the main surface of the heat diffusion plate 31 in the region between the upper conductor layer 12 and the heat diffusion plate 31, but flows into the heat dissipation via 15. As a result, the bonding material 7a does not reach the lower conductor layer 13 side. For this reason, with the bonding material 7a, the bonding portion between the heat diffusion plate 31 of the heat diffusion portion 3 and the printed circuit board 1 forms a good fillet. As a result, it is possible to easily determine whether the bonding state of the bonding material 7a is good or bad by visual inspection. In particular, when mounting an electronic component 2 or the like by an automatic machine such as a mounter, visual inspection for inspecting the mounting state The efficiency can be greatly improved.
  • the convex portion 8 having a small diameter is formed by a solder resist so as to surround the periphery of the heat dissipation via 15 in the region adjacent to the heat dissipation via 15 of the upper conductor layer 12, the protrusion 8 exhibits water and oil repellency.
  • a resist is because it does not get wet with the solder as compared with the heat sink 24, the heat diffusion plate 31 and the upper conductor layer 12 which have good wettability to the solder as the bonding material 7 a.
  • the convex portion 8 may be formed not only adjacent to the heat dissipation via 15 but also at an arbitrary position between the heat diffusion plate 31 and the upper conductor layer 12, for example. Thereby, the mounting height with respect to the printed circuit board 1 of the thermal diffusion part 3 mounted on the printed circuit board 1 can be kept constant.
  • the convex portions 8 are provided as symbol marks at the four corners of the region where the heat diffusion portion 3 is mounted, whereby the upper conductor layer 12 of the printed circuit board 1 and the heat
  • the respective main surfaces of the diffusion plate 31 can be disposed and mounted substantially parallel to each other.
  • the convex portion 8 is made of solder resist or resin, the thermal conductivity is lower than that of the bonding material 7a, but the heat diffusion plate 31 and the upper conductor layer 12 are metal-bonded by the bonding material 7a. There is no influence of the convex portion 8 on heat conduction.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 300 according to a third embodiment of the present invention. Note that a top view of the semiconductor device 300 as viewed from above is the same as the semiconductor device 100 shown in FIG. 1, and FIG. 24 corresponds to a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 300 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIG. 24 shows the characteristic part of the semiconductor device 300, and does not necessarily indicate the entire configuration of the semiconductor device 300. However, the semiconductor device 300 can be configured with only this characteristic part.
  • FIG. 24 the same components as those of the semiconductor device 100 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the plurality of first heat dissipation vias 15a overlapping the electronic component 2 and the plurality of second heat dissipation vias 15b overlapping the thermal diffusion plate 31 are formed.
  • the bonding material 7d is provided in at least a part of the inside so as to occupy about 1/3 of the volume of the inside.
  • the bonding material 7 d may be provided similarly in the second heat radiation via 15 b which does not overlap with any of the electronic component 2 and the heat diffusion plate 31.
  • the semiconductor device 300 differs from the semiconductor device 100 of the first embodiment in that the bonding material 7 d is also provided inside the heat dissipation via 15.
  • a hierarchical structure having a plurality of conductor layers such as upper conductor layer 12, lower conductor layer 13 and inner conductor layer 14 and insulating layer 11 sandwiched between the plurality of conductor layers.
  • the printed circuit board 1 having a plurality of heat dissipation vias 15 penetrating the hierarchical structure in the thickness direction is prepared.
  • the solder plate 6d is mounted on the upper major surface 11a of the printed circuit board 1, ie, on the upper conductor layer 12, via a flux (not shown) for removing the oxide film of the solder. Place.
  • a flux not shown
  • the solder plate 6 d has a size that covers at least a part of at least a first area and a second area of the printed circuit board 1.
  • a heat resistant tape 9 such as polyimide is attached on the lower conductor layer 13 corresponding to at least the first area and the second area of the printed circuit board 1.
  • the heat resistant tape 9 is attached so as to close at least the hole of the heat dissipation via 15 from the lower main surface 11 b side.
  • the heat diffusion plate 31 constituting the heat diffusion portion 3 is mounted on the solder plate 6d, and a known heating reflow process is performed in this state.
  • the process of mounting the thermal diffusion part 3 is implemented automatically by the mounter demonstrated previously.
  • the solder plate 6d melts and flows along the surface of the upper conductor layer 12, ie, the upper major surface 11a, by the heat reflow process, and penetrates into the heat dissipation via 15 as shown in FIG. 26, and the bonding material 7b It is formed. This is because the solder plate 6 d is arranged to cover the hole of the heat dissipation via 15, so the solder plate 6 d on the hole melts and enters the heat dissipation via 15. On the other hand, since the heat resistant tape 9 is pasted on the lower conductor layer 13 in the first and second regions, the molten solder plate 6d does not leak beyond the heat resistant tape 9, and the bonding material 7d is It stops inside the heat release via 15.
  • the bonding material 7d may be filled in the entire inside of the heat radiation via 15, but as shown in FIG. 26, the bonding material 7d is filled with a volume of about 1/3 of the volume in the heat radiation via 15 Is preferred.
  • the heating reflow process for melting the solder plate 6d if the solder plate 6d is melted by the heating of the printed board 1, the melted solder flows along the inner wall surface of the heat dissipation via 15, and after heating The molten solder forms a massive solder and closes the inside of the heat dissipation via 15. Further, if the amount of solder to be supplied is small, the proportion of the solder in the heat dissipation via 15 decreases, so the volume of the bonding material 7d in the heat dissipation via 15 is adjusted by adjusting the thickness of the solder plate 6d. Can.
  • the solder plate 6 e is placed on the heat diffusion plate 31. Further, the solder plate 6 f is placed on the electrode 19 on the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1 via a flux (not shown) for removing the oxide film of the solder. Then, the electronic component 2 is mounted on the solder plate 6e, and the lead terminals 21 of the electronic component 2 are in contact with the solder plate 6f. In that state, a known heating reflow process is performed. The step of mounting the electronic component 2 is automatically performed by the mounter described above.
  • the solder plate 6e melts and flows along the upper main surface of the thermal diffusion plate 31 by the heat reflow process, and is formed as a layer bonding material 7e as shown in FIG. Although the bonding material 7e also flows under the resin mold portion 23 of the electronic component 2, it does not bond to the resin material, and the bonding material 7e just contacts and adheres to the resin mold portion 23.
  • the solder plate 6 f is also melted at the same time to form a layer bonding material 7 f to bond the lead terminal 21 and the electrode 19 to each other. After bonding with the bonding materials 7d to 7f, an appearance inspection step of inspecting the mounting state is performed.
  • the heat resistant tape 9 is removed. Thereafter, the heat dissipation member 41 is disposed to be in contact with the lower side conductor layer 13 of the printed circuit board 1, and the cooling body 42 is disposed to be in contact with the heat dissipation member 41.
  • the printed circuit board 1 and the members of the heat dissipation unit 4 may be bonded to each other by a bonding material such as solder, for example.
  • the bonding material 7d is provided in the inside of the heat radiation via 15, so that the heat generated from the electronic component 2 is transmitted through the first heat radiation via 15a and the second heat radiation via 15b.
  • the amount of heat transfer when transferred to the heat diffusion plate 31 can be increased. This is because the heat dissipation is higher when the heat dissipation via 15 is filled with a conductive member such as a solder than in the case where the heat dissipation via 15 is hollow.
  • the bonding material 7d can be provided so that the area of the bonding material 7d having high thermal conductivity can be increased in the cross section intersecting the extending direction of the heat dissipation via 15, it is more effective. In other words, the amount of heat transfer is increased as the volume of the portion where the bonding material 7 d has a cylindrical shape in the heat release via 15 is increased.
  • the bonding material 7d is filled with the bonding material 7d. Since the cross section which intersects the extension direction of the via 15 for heat dissipation is all the cross section of the solder, the thermal conductivity is high.
  • the length of the portion where the bonding material 7d is cylindrical in the heat dissipation via 15 is 1/3 or more of the length in the extension direction of the heat dissipation via 15 Is preferred. This also applies to the upper conductor layer 12 side and the lower conductor layer 13 side even when there is a portion where the bonding material 7 d has a cylindrical shape only on either the upper conductor layer 12 side or the lower conductor layer 13 side. The same applies to the case where there is a cylindrical portion of the bonding material 7d in both of the above. That is, it is preferable that a portion in which the bonding material 7 d has a cylindrical shape be present in the heat dissipation via 15 so as to occupy 1/3 or more of the internal volume thereof.
  • the reliability of the semiconductor device 200 can be improved by setting the length of the cylindrical portion to 90% or less of the length in the extension direction of the heat dissipation via 15.
  • the length of the portion where the bonding material 7 d is cylindrical in the heat dissipation via 15 is 30% or more of the length in the extension direction of the heat dissipation via 15 in order to enhance the heat dissipation of the semiconductor device 200.
  • the length is set to 90% or less of the length in the extending direction of the heat dissipation via 15.
  • the thickness of the solder plate 6 d is adjusted, and the heat dissipation tape 9 is used to It is important to close the lower hole. If the solder flows into the heat dissipation via 15 in a state in which the lower hole is closed by the heat resistant tape 9, the air in the heat dissipation via 15 can not escape from the lower hole, and the heat dissipation via There is an air reservoir in the lower part of the plate 15, and the solder does not reach the lower hole, and does not reach the bottom of the heat dissipation via 15, as shown in FIG. It is for this reason that the heat-resistant tape 9 is removed after the solder in the heat dissipation via 15 is solidified.
  • FIG. 28 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 400 according to the fourth embodiment of the present invention, and is a top view of the semiconductor device 400 as viewed from above.
  • FIG. 29 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 400 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIGS. 28 and 29 show the features of the semiconductor device 400 and do not necessarily show the overall configuration of the semiconductor device 400, it is possible to configure the semiconductor device 400 with only these features. .
  • FIGS. 28 and 29 the same components as those of semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are designated by the same reference numerals and their description will not be repeated.
  • the lead terminals 21 of the electronic component 2 are inserted into the terminal holes HL provided in the printed circuit board 1, and bonded in the terminal holes HL by the bonding material 7h. It is done.
  • the semiconductor device 400 differs from the semiconductor device 200 according to the second embodiment in that the printed circuit board 1 is a surface mounting board in that the printed circuit board 1 is a through hole mounting board.
  • the electronic component 2 shown in FIGS. 28 and 29 assumes a MOSFET packaged product such as TO-220 described with reference to FIG. 5, and the heat dissipation plate 24 has an opening OP.
  • the heating reflow process is performed when the lead terminals 21 are mounted on the printed circuit board 1.
  • the printing of the lead terminals 21 is performed.
  • the mounting on the substrate 1 is possible by the flow processing.
  • the joining of the heat dissipation plate 24 of the electronic component 2 to the thermal diffusion plate 31 and the lead terminals 21 to the electrodes 19 Bonding is performed by a heat reflow process, but at this time, the bonding material 7a bonding the thermal diffusion plate 31 to the printed circuit board 1 is remelted, and the positions of the thermal diffusion plate 31 and the electronic component 2 are easily shifted, and the yield is increased. It may go down.
  • the position is determined by inserting the lead terminals 21 of the electronic component 2 into the terminal holes HL of the printed circuit board 1, the mounting yield is increased, and low-cost manufacturing is possible.
  • positional deviation hardly occurs, it is possible to form the bonding materials 7a and 7b by one heating reflow, and it is possible to manufacture at low cost.
  • FIG. 30 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 401 of the first modification of the fourth embodiment, and is a top view of the semiconductor device 401 as viewed from above.
  • the semiconductor device 401 among the three lead terminals 21a, 21b and 21c of the electronic component 2, the length of the lead terminal 21b at the center is shorter than the other lead terminals, and the printed circuit board
  • This embodiment is different from the semiconductor device 400 of the fourth embodiment in that it is configured not to contact 1.
  • the electronic component 2 is assumed to be a packaged product of MOSFET TO-220.
  • the lead terminal 21b is a drain terminal and has the same potential as the heat sink 24 will be described.
  • the main current can be made to flow using the heat sink 24 and the heat diffusion plate 31 which have lower resistance than the lead terminals without using the lead terminals 21b.
  • the conduction loss can be reduced by reducing the resistance of the main current path.
  • the lead terminals 21b are not required, the space distance from the source terminal 21c and the gate terminal 21a to the drain terminal 21b is increased by cutting them short. It becomes possible.
  • an example in which only the lead terminal 21b is not mounted is shown. However, the present invention is not limited to this, and in some cases, one of the lead terminals 21a and 21c may not be mounted.
  • FIG. 31 is a plan view showing the configuration of a semiconductor device 402 according to the second modification of the fourth embodiment, and is a top view of the semiconductor device 402 as viewed from above.
  • the semiconductor device 402 among the three lead terminals 21a, 21b and 21c of the electronic component 2, the length of the central lead terminal 21b is longer than the other lead terminals, and the lead terminal is The semiconductor device 401 is different from the semiconductor device 401 of the first modification in that only 21b is planarly mounted on the electrode 19 provided in the area 1A of the printed circuit board 1.
  • the electronic component 2 is assumed to be a TO-220 package product of MOSFET.
  • the length of the lead terminal 21b is made longer than the other lead terminals, and is mounted on the electrode 19 on the printed circuit board 1 in plan view. .
  • the clearance distance between the terminals and the creeping distance become longer, which is more suitable for increasing the withstand voltage.
  • all lead terminals may be planarly mounted on different electrodes 19 on printed circuit board 1, or all lead terminals may be inserted into different terminal holes provided on printed circuit board 1 and through holes mounted. It is good.
  • FIG. 32 is a plan view showing the configuration of a semiconductor device 403 according to the third modification of the fourth embodiment, and is a top view of the semiconductor device 400 as viewed from above.
  • FIG. 33 is a sectional view taken along the line EE of FIG.
  • the electronic component 2 is screwed to the printed circuit board 1 through the heat dissipation plate 24 using the circular opening OP provided in the heat dissipation plate 24.
  • the semiconductor device 401 is different from the semiconductor device 401 of the first modification in that it is configured to be fixed by this. With this configuration, it is possible to reliably prevent the positional deviation at the time of mounting the electronic component 2 on the printed circuit board 1.
  • the screw 20 penetrates the printed circuit board 1, the heat radiating member 41 and the cooling body 42, and is fixed by being engaged with a screw hole provided in the cooling body 42, the heat sink 24 and the cooling body 42 are the same. If not, the screw 20 is electrically isolated from the cooling body 42. In this case, the cooling body 42 is processed so as not to be in direct contact with the screw 20, or an insulating screw such as a plastic screw is used. In this case, it is not necessary to provide a structure for insulation with the cooling body 42, and the manufacturing cost can be suppressed. Also, instead of the screw 20, it may be fixed by a rivet or the like. Also in this case, electrical insulation with the cooling body 42 is performed.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing the configuration of a semiconductor device 500 according to the fifth embodiment of the present invention. Note that the top view of the semiconductor device 500 as viewed from above is similar to that of the semiconductor device 200 shown in FIG. 20, and FIG. 34 corresponds to a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 500 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIG. 34 shows the characteristic part of the semiconductor device 500 and does not necessarily indicate the entire configuration of the semiconductor device 500, it is also possible to constitute the semiconductor device 500 by only this characteristic part.
  • FIG. 34 the same components as those of the semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
  • the thermal diffusion plate 31 of the thermal diffusion portion 3 has two portions of a first portion 31a and a second portion 31b. That is, the first portion 31a is a flat portion provided along the upper major surface 11a of the printed circuit board 1 and joined to the upper major surface 11a, and the second portion 31b is the portion of the first portion 31a.
  • a flat plate extending upward of the printed circuit board 1 in a direction crossing the first portion 31 a at an end edge opposite to the side on which the electronic component 2 is mounted, the opposite side to the printed circuit board 1 And is provided integrally with the first portion 31a. Therefore, the second portion 31 b is not bonded to the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1.
  • the second portion 31 b is bent at an angle of about 90 ° at the boundary with the first portion 31 a, but is not limited to this.
  • the angle between the first portion 31a and the second portion 31b may be less than 90 degrees or greater than 90 degrees.
  • the thermal diffusion plate 31 of the semiconductor device 500 has a partial region joined to the upper major surface 11 a and a region not joined to the upper major surface 11 a is around 90 ° with respect to the upper major surface 11 a
  • the semiconductor device 200 differs from the semiconductor device 200 of the second embodiment in that the semiconductor device 200 is bent at an angle of.
  • the configuration other than the thermal diffusion plate 31 is the same as the cross sectional configuration of the semiconductor device 200 shown in FIG. 21 but the same as the cross sectional configuration of the semiconductor device 100 shown in FIG. As well. That is, the convex portion 8 on the upper conductor layer 12 in the cross sectional configuration shown in FIG. 34 may not be provided.
  • the heat diffusion plate 31 has the second portion 31 b, not only the heat diffusion effect but also the heat radiation effect is enhanced. That is, the first portion 31a joined to the printed circuit board 1 exerts a heat diffusion effect, and the second portion 31b whose entire surface is in contact with the outside air exerts a heat radiation effect. Therefore, the effect of releasing the heat generated by the electronic component 2 to the outside can be further enhanced.
  • the electronic component 2 includes a switching device such as a MOSFET, for example, radiation noise (electromagnetic wave) is emitted at the time of switching but is shielded by the second portion 31 b of the heat diffusion plate 31 to reduce radiation noise to the outside It can be done.
  • a switching device such as a MOSFET
  • the second portion 31 b of the heat diffusion plate 31 has an effect of reducing radiation noise from the outside, and prevents malfunction of the IC. be able to.
  • the second portion 31 b of the heat diffusion plate 31 has a dustproof effect of dust and the like from the outside. Further, since the thermal diffusion plate 31 has the second portion 31 b, the rigidity of the thermal diffusion plate 31 is enhanced, and even when stress is applied to the printed circuit board 1, the second portion 31 b absorbs the stress. The strength is increased, and the printed circuit board 1 is less likely to warp.
  • the heat diffusion plate 31 has the second portion 31 b, so that the heat cycle property of the bonding material 7 a can also be improved, and the reliability of the semiconductor device 500 is improved.
  • a fin for air cooling may be attached to the second portion 31 b of the heat diffusion plate 31, for example, as a heat sink.
  • fins may be attached to a region where the electronic component 2 of the first portion 31 a of the heat diffusion plate 31 is not provided to serve as a heat sink.
  • heat sinks are generally used vertically with respect to printed circuit boards together with through-hole type electronic components such as TO-220, but it is possible to use them horizontally even if they are used horizontally good.
  • manufacturing cost can be reduced by using the fin used widely.
  • FIG. 35 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 501 of Modification 1 of Fifth Embodiment. As shown in FIG. 35, the semiconductor device 501 is different from the semiconductor device 500 of the fifth embodiment in that the length in the horizontal direction of the first portion 31 a of the heat diffusion plate 31 is shortened.
  • the heat diffusion plate 31 has the second portion 31b, the heat dissipation can be suppressed from being reduced even if the area of the first portion 31a in a plan view is reduced. It can be made smaller and smaller.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 502 according to the second modification of the fifth embodiment. Note that the top view of the semiconductor device 500 as viewed from above is similar to that of the semiconductor device 200 shown in FIG. 20, and FIG. 36 corresponds to the sectional view taken along the line CC in FIG.
  • the thermal diffusion plate 31 of the thermal diffusion portion 3 has two portions of a first portion 31a and a second portion 31c. That is, the first portion 31a is a flat portion provided along the upper major surface 11a of the printed circuit board 1 and joined to the upper major surface 11a, and the second portion 31c is the portion of the first portion 31a. Two end edges orthogonal to the end edge on which the electronic component 2 is mounted are in a direction intersecting the first portion 31 a and opposite to the printed circuit board 1, that is, above the printed circuit board 1 It is a flat plate-like portion extending toward and is provided integrally with the first portion 31a. Therefore, the second portion 31 c is not bonded to the upper major surface 11 a of the printed circuit board 1.
  • the second portion 31 c is bent at an angle of about 90 ° at the boundary with the first portion 31 a, but is not limited to this.
  • the angle formed by the first portion 31a and the second portion 31c may be less than 90 ° or more than 90 °.
  • the thermal diffusion plate 31 of the semiconductor device 502 is partially joined to the upper major surface 11a, and the region not joined to the upper major surface 11a is around 90 ° with respect to the upper major surface 11a.
  • the semiconductor device 200 differs from the semiconductor device 200 of the second embodiment in that the semiconductor device 200 is bent at an angle of.
  • the thermal diffusion effect is further enhanced by the heat diffusion plate 31 having the two second portions 31c.
  • the electronic component 2 emits radiation noise (electromagnetic wave)
  • the effect of reducing the radiation noise to the outside is further enhanced.
  • the dustproof effect of dust and the like from the outside is also enhanced.
  • the thermal diffusion plate 31 of the semiconductor device 502 is an edge of the first portion 31a opposite to the side on which the electronic component 2 is mounted.
  • the portion may further include a flat portion extending in the direction intersecting with the first portion 31 a and upward of the printed circuit board 1.
  • the second portion 31c is referred to as a third portion 31c. Since the electronic component 2 is surrounded by the heat diffusion plate in three directions, the heat radiation effect, the effect of reducing the radiation noise to the outside, and the dustproof effect are dramatically enhanced.
  • FIG. 37 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 503 according to the third modification of the fifth embodiment.
  • the semiconductor device 503 has a step 31 d in which the thickness of the portion of the thermal diffusion plate 31 on the side opposite to the side on which the electronic component 2 is mounted is thicker than the other portions.
  • the heat dissipation plate 24 of the electronic component 2 has a size such that the end face thereof engages with the step 31 d, so that the positional deviation of the electronic component 2 at the time of mounting can be reduced.
  • the height of the step 31d of the heat diffusion plate 31 is the height to the top surface of the heat sink 24 and the height to the top surface of the step 31d. The heights are set to be approximately equal.
  • the position of the electronic component 2 can be accurately determined, and the yield at the time of manufacturing can be increased.
  • the heat diffusion plate 31 is provided with a convex portion of a size suitable for the opening, and when the electronic component 2 is mounted, the convex portion is provided. The position of the electronic component 2 may be determined more accurately by inserting it.
  • FIG. 38 is a plan view showing the configuration of a semiconductor device 600 according to a sixth embodiment of the present invention, and is a top view of the semiconductor device 600 as viewed from above.
  • FIG. 39 is a sectional view taken along the line F-F in FIG.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 600 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIG. 38 and FIG. 39 show features of the semiconductor device 600 and do not necessarily show the entire configuration of the semiconductor device 600, it is also possible to configure the semiconductor device 600 with only these features. .
  • FIGS. 38 and 39 the same components as those of semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are designated by the same reference numerals and their description will not be repeated.
  • the heat diffusion plate 31 is configured to cover a part of the top surface of the electronic component 2.
  • the thermal diffusion plate 31 of the semiconductor device 600 has a first portion 31a joined to the printed circuit board 1 and an edge portion of the first portion 31a on the side where the electronic component 2 is mounted. And a second portion 31g extending in the direction perpendicular to the first portion 31a and extending upward of the printed circuit board 1 at two end edges orthogonal to the second portion 31g and an upper portion of the two second portions 31g. And two third portions 31 f extending in the direction along the upper major surface 11 a toward the electronic component 2.
  • the height of the second portion 31 g is a height above the upper surface of the electronic component 2 when the electronic component 2 is mounted on the printed circuit board 1, and the two third portions 31 f contact the electronic component 2. Therefore, the upper part of the electronic component 2 is provided so as to partially cover, and an opening OP1 is formed between the two opposing third portions 31f, and as shown in FIG. 38, the upper part of the semiconductor device 600. Can be seen part of the electronic component 2.
  • the heat diffusion plate 31 is different from the semiconductor device 200 of the second embodiment in that it has a third portion 31 f covering a part of the upper surface of the electronic component 2 and overlapping a part of the upper surface of the electronic component 2. ing.
  • the electronic component 2 is partially surrounded by the heat diffusion plate 31, and the heat radiation effect, the effect of reducing the radiation noise to the outside, and Dustproof effect dramatically increases.
  • the heat diffusion plate 31 having the second portion 31g and the third portion 31f can be formed at a low manufacturing cost, for example, by press-forming a copper plate in a known manner. Moreover, for example, it can form by processing a copper plate by well-known cutting-out process or extrusion process. By using copper, the thermal resistance between the electronic component 2 and the thermal diffusion plate 31 can be reduced, and the thermal diffusion efficiency of the thermal diffusion plate 31 can be further enhanced.
  • FIG. 40 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device 601 according to a modification of the sixth embodiment, and is a top view of the semiconductor device 601 as viewed from above.
  • FIG. 41 is a sectional view taken along the line GG in FIG.
  • the heat diffusion plate 31 of the heat diffusion portion 3 is the first portion 31a joined to the printed circuit board 1 as in the sixth embodiment;
  • the two end edges orthogonal to the end edge of the portion 31a on the side on which the electronic component 2 is mounted extend in a direction intersecting the first portion 31a and upward of the printed circuit board 1 And a third portion 31 h provided so as to bridge between the two second portions 31 g.
  • the electronic component 2 Since the third portion 31 h completely covers the upper side of the electronic component 2, the electronic component 2 is surrounded on all sides by the cylindrical heat diffusion plate 31. However, as shown in FIG. 41, since the thermal diffusion plate 31 does not cover the two opposing side directions of the electronic component 2, an air path is formed in the thermal diffusion plate 31 by blowing air from there. The electronic component 2 can be cooled efficiently.
  • the heat diffusion plate 31 having the second portion 31g and the third portion 31h can be formed at a low manufacturing cost, for example, by press-working a copper plate in a known manner. Moreover, for example, it can form by processing a copper plate by well-known cutting-out process or extrusion process. By using copper, the thermal resistance between the electronic component 2 and the thermal diffusion plate 31 can be reduced, and the thermal diffusion efficiency of the thermal diffusion plate 31 can be further enhanced.
  • the third portion 31h of the heat diffusion plate 31 and the upper surface 23e of the resin mold portion 23 of the electronic component 2 do not come in contact and have a space between them.
  • heat is conducted between the resin mold portion 23 and the third portion 31 h, and the heat radiation efficiency of the heat generated from the electronic component 2 is enhanced.
  • FIG. 42 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 700 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • a top view of the semiconductor device 700 as viewed from above is the same as the semiconductor device 100 shown in FIG. 1, and FIG. 42 shows a part of the area of the printed circuit board 1 in an enlarged manner.
  • FIG. 43 is an enlarged cross-sectional view showing a region X surrounded by a broken line in FIG. 42, that is, one section of the insulating layer 11.
  • the surface on which the electronic component 2 of the printed circuit board 1 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 700 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIGS. 42 and 43 the same components as those of semiconductor device 100 of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and their description will not be repeated.
  • the semiconductor device 700 of the seventh embodiment is different from the semiconductor device 100 of the first embodiment in that the insulating layer 11 of the printed circuit board 1 has the filler 16. .
  • the space between the upper conductor layer 12 and the inner conductor layer 14 is partitioned by the glass fiber partition plate 17, and the filler 16 and the epoxy resin 18 are filled in the partitioned space. It is done.
  • This structure is the same between the inner conductor layer 14 and the inner conductor layer 14 and between the inner conductor layer 14 and the lower conductor layer 13.
  • the filler 16 is an inorganic filler particle, and preferably an aluminum oxide particle is used.
  • the filler 16 is not limited to this, and may be a ceramic particle such as aluminum nitride or boron nitride.
  • the filler 16 may have a configuration in which several kinds of particles are mixed, and for example, may have a configuration in which aluminum hydroxide is mixed with aluminum oxide.
  • each of the plurality of insulating layers 11 included in the printed circuit board 1 contains the inorganic filler particles.
  • the thermal conductivity and heat resistance of the insulating layer 11 can be improved.
  • the insulating layer 11 contains inorganic filler particles as the filler 16
  • heat can be conducted via the filler 16. Therefore, the heat conduction in the insulating layer 11 can be increased, and the heat resistance of the printed board 1 can be reduced.
  • the model described in the equation (1) and the first embodiment described above is used for the semiconductor device 700 having the printed circuit board 1 including the insulating layer 11 containing 70% by weight of the filler 16 of aluminum oxide.
  • the thermal resistance value is further reduced by about 5% as compared with the thermal resistance value of “the first embodiment” shown in FIG.
  • the shape of the filler 16 is not limited to a shape close to a sphere as shown in FIG. 43, and may be a three-dimensional shape based on a tetrahedron or a polygon such as a hexagonal crystal.
  • the size of the filler 16 filled in the insulating layer 11 may not be constant. That is, for example, the filler 16 may be composed of only a single type of particles in the insulating layer 11, or the filler 16 may be composed of a mixture of particles of different sizes. In this case, the filler particles can be filled at a higher density because smaller filler particles enter the region sandwiched by the large particles. The heat conduction in the insulating layer 11 can be further improved.
  • FIG. 44 is a plan view showing the configuration of a semiconductor device 800 according to an eighth embodiment of the present invention, showing a portion of the first region of the printed circuit board 1, and electronic components 2, electrodes 19 and lead terminals 21 etc. For convenience, it is indicated by a broken line, and the heat diffusion plate 31 is omitted.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 44 and shows only a partial region of the printed circuit board 1.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 800 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIGS. 44 and 45 the same components as those of semiconductor device 100 of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the first heat radiation via 15a is formed in the region between the first heat radiation vias 15a adjacent to each other in the upper conductor layer 12.
  • a groove 15d is provided so as to extend between the holes of the semiconductor device 100, which differs from the semiconductor device 100 of the first embodiment in this point.
  • FIG. 44 shows an example in which four alignment marks AL for positioning the electronic component 2 are provided at positions corresponding to the four corners of the electronic component 2, respectively. It can provide with the convex part 8 etc. which were demonstrated in No.2.
  • the convex part 8 around the via 15 for thermal radiation is abbreviate
  • the groove 15d is provided by removing a part of the upper conductor layer 12 in the insulating layer 11 between the upper conductor layer 12 and the inner conductor layer 14 as shown in FIG.
  • the grooves 15d can be formed simultaneously when the upper conductor layer 12 of the printed board 1 is patterned by a known photoengraving technique and etching.
  • the expanded air in the first heat radiation via 15a is externally transferred through the groove 15d by heating for melting the solder during manufacture thereof. Can be released. For this reason, the solder filling can be easily realized by suppressing the increase in pressure in the first heat release via 15a.
  • the groove 15d is provided only in the first region, but this is not a limitation, and the holes of the heat dissipation vias 15 adjacent to each other in the second region are also not limited to this.
  • a groove 15d may be provided so as to cross the gap.
  • the groove 15d is provided in the groove.
  • FIG. 46 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 900 according to the ninth embodiment of the present invention, and is a top view of the semiconductor device 900 as viewed from above.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface
  • the opposite side is the lower surface
  • the upper side of the semiconductor device 900 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIG. 46 shows the characteristic part of the semiconductor device 900 and does not necessarily indicate the entire configuration of the semiconductor device 900, it is also possible to constitute the semiconductor device 900 by only this characteristic part.
  • FIG. 46 the same components as those of the semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are denoted by the same reference numerals, to omit redundant description.
  • the heat diffusion plate 31 disposed below the electronic component 2 in a plan view from the upper major surface 11a of the printed circuit board 1 includes two heat diffusion plates 31x. And 31y, and the electronic component 2 is arranged to extend between the two heat diffusion plates 31x and 31y, unlike the semiconductor device 200 of the second embodiment.
  • the heat diffusion plates 31x and 31y are preferably arranged to be spaced apart from each other, but this is not a limitation, and the end faces may be arranged in contact with each other.
  • the heat diffusion plate 31 of the semiconductor device 100 when the size in a plan view becomes large, it becomes difficult to mount it with a mounter. Also, when the heat diffusion plate 31 has a rectangular or square plan view shape in which the center and the center of gravity are at the same position, compared to the case where the heat diffusion plate 31 has an asymmetrical plan view shape, Defect rate decreases. Therefore, by separately arranging the thermal diffusion plate 31 into a plurality of rectangular thermal diffusion plates as in the present embodiment, mounting of the thermal diffusion plate 31 using a mounter becomes easy, and the mounting cost can be reduced. As described above, according to the present embodiment, the mounting cost can be reduced by making the thermal diffusion plate 31 into a shape and a size suitable for automatic mounting.
  • FIG. 46 shows a configuration in which the heat diffusion plate 31 is divided into two as an example, the number of divisions of the heat diffusion plate 31 is not limited to this, and it may be divided into three or four, for example. Although it is preferable, it is preferable that at least a part of each of the divided heat diffusion plates 31 be joined to the electronic component 2 via a joining material.
  • FIG. 47 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 1000 according to the tenth embodiment of the present invention, and is a top view of the semiconductor device 1000 as viewed from above.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 1000 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIG. 47 shows the characteristic part of the semiconductor device 1000 and does not necessarily show the entire configuration of the semiconductor device 1000, it is also possible to constitute the semiconductor device 1000 with only this characteristic part.
  • FIG. 47 the same components as those of semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • the four electronic components 2a, 2b, 2c and 2d are one of the heat diffusion plates 31 having an elongated shape in plan view in plan view from above the printed circuit board 1. Are spaced from one another along the long side of the Thus, semiconductor device 1000 differs from semiconductor device 200 of the second embodiment in that four electronic components 2a to 2d are arranged in a line in the left-right direction in the figure. There is.
  • the calorific value may also vary due to the variation in the internal resistance of the electronic components 2 or the like.
  • the electronic components 2a to 2d are respectively disposed on individual heat diffusion plates, the electronic components having a large heat generation amount rise in temperature due to their own heat generation There is a possibility that thermal runaway may be caused by further increasing the calorific value.
  • the temperature of each of the electronic components 2a to 2d does not vary, and thermal runaway is less likely to occur.
  • a highly reliable semiconductor device can be provided. This is because by disposing the electronic components 2a to 2d on the common heat diffusion plate 31, the heat radiation of the heat generated from each of the electronic components 2a to 2d is made uniform.
  • the number of electronic components mounted on the heat diffusion plate 31 is not limited to four.
  • FIG. 48 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device 1001 according to a modification of the tenth embodiment, and is a top view of the semiconductor device 1001 as viewed from above.
  • the four electronic components 2a, 2b, 2c and 2d have a rectangular shape of the heat diffusion plate 31 having a rectangular shape in a plan view from above the printed circuit board 1. Two pieces of each are spaced apart from each other along two opposing sides.
  • FIG. 49 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor device 1100 according to an eleventh embodiment of the present invention
  • FIG. 50 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device 1100.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 2000 is the upper surface on which the electronic component is mounted.
  • FIG. 50 shows the characteristic part of the semiconductor device 1100 and does not necessarily indicate the entire configuration of the semiconductor device 1100, it is also possible to constitute the semiconductor device 1100 by only this characteristic part.
  • FIG. 50 the same components as those of semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are denoted by the same reference numerals, to omit redundant description.
  • the semiconductor device 1100 is a half bridge circuit, and the electronic component 2a and the electronic component 2c are connected in series between the high potential terminal HV and the low potential terminal LV. That is, the source terminal of the high-side electronic component 2a and the drain terminal of the low-side electronic component 2c are connected, and the connection node ND becomes the output node of the half bridge circuit.
  • the electronic components 2a and 2c show a configuration in which diodes are connected in antiparallel to an N-type MOSFET, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 50 A top view of a state in which such a half bridge circuit is mounted on the printed circuit board 1 is shown in FIG.
  • the electronic component 2a is disposed on the thermal diffusion plate 3a and the electronic component 2c is disposed on the thermal diffusion plate 3b in plan view from above the printed circuit board 1
  • a part of the source terminal 21c of the electronic component 2a is connected to the heat diffusion plate 3b. That is, although the heat diffusion plates 3a and 3b are disposed apart from each other on the printed circuit board 1 in order to maintain electrical insulation, a shape in which a part of the heat diffusion plate 3b protrudes close to the heat diffusion plate 3a A part of the source terminal 21c of the electronic component 2a is connected to this protruding portion.
  • the lead terminal 21b of the electronic component 2c is not used as a drain terminal, and a main current is made to flow using the heat sink 24 and the heat diffusion plate 3b which have lower resistance than the lead terminal.
  • the main current flows from the source terminal to the drain terminal of the electronic component 2c via the heat diffusion plate 3b.
  • the capacity as a whole can be increased by connecting a plurality of electronic components in parallel.
  • FIG. 51 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor device 1101 according to a modification of the eleventh embodiment, and a half bridge circuit formed of electronic components 2 b and 2 d in a half bridge circuit formed of electronic components 2 a and 2 c. Shows a configuration connected in parallel, and the connection node ND of each half bridge circuit is a common output node.
  • FIG. 51 shows two parallel half bridge circuits, this is an example, and the number of parallel connections is not limited.
  • FIG. 52 is a top view of a state in which such two parallel half bridge circuits are mounted on the printed circuit board 1.
  • the electronic components 2a and 2b are disposed on the heat diffusion plate 3a and the electronic components 2c and 2d are the heat diffusion plate 3b in plan view from above the printed circuit board 1.
  • a part of the source terminals 21c of the electronic components 2a and 2b are connected to the heat diffusion plate 3b.
  • the lead terminals 21b of the electronic components 2c and 2d are not used as drain terminals, and the heat sink 24 and the thermal diffusion plate 3b, which have lower resistance than the lead terminals, are used to flow the main current.
  • a main current flows from the source terminals of the components 2a and 2b to the drain terminals of the electronic components 2c and 2d via the thermal diffusion plate 3b.
  • the effect of such a configuration is the same as that of the semiconductor device 1100 of the eleventh embodiment.
  • FIG. 53 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 1200 according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • the surface of the printed circuit board 1 on which the electronic component 2 is mounted is the upper surface, and the opposite side is the lower surface, and the upper side of the semiconductor device 1200 is the upper surface on which the electronic component 2 is mounted.
  • FIG. 53 shows the characteristic part of the semiconductor device 1200 and does not necessarily show the entire configuration of the semiconductor device 1200, it is also possible to constitute the semiconductor device 1200 with only this characteristic part.
  • FIG. 53 the same components as those of semiconductor device 200 of the second embodiment described with reference to FIGS. 20 and 21 are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
  • the third portion 31f of the heat diffusion plate 31 is provided in the semiconductor device 1200, in the semiconductor device 601 of the first modification of the sixth embodiment described with reference to FIGS. 40 and 41.
  • the housing 51 is disposed in close contact.
  • the semiconductor device 600 is different from the semiconductor device 600 of the sixth embodiment in that the housing 51 is disposed on the third portion 31 f of the thermal diffusion plate 31 as described above.
  • the housing 51 is a box-like member that protects the entire semiconductor device 1200 from the outside, and FIG. 53 illustrates a flat plate-like portion that is a part of the case.
  • the housing 51 is preferably made of, for example, aluminum. Aluminum having good thermal conductivity can transfer the heat inside the semiconductor device to the outside and is lighter than copper and the like.
  • the housing 51 may be made of a ceramic material with good thermal conductivity such as aluminum oxide or aluminum nitride, on the surface of which a metal film such as copper is formed.
  • the housing 51 may have a structure in which a nickel plating film and a gold plating film are formed on the surface of any alloy selected from copper alloy, aluminum alloy, magnesium alloy and the like.
  • the thermal conductivity (heat dissipation) of the semiconductor device 1200 can be improved by forming the housing 51 with a material with high thermal conductivity.
  • the heat generated by the electronic component 2 is added from the heat diffusion plate 31 to the route for radiating heat from the heat diffusion plate 31 to the heat radiating portion 4 via the second heat radiation via 15b.
  • FIG. 54 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 1201 of the first modification of the twelfth embodiment. As shown in FIG. 54, in the semiconductor device 1201, the third portion 31f of the thermal diffusion plate 31 is removed in the semiconductor device 601 of the first modification of the sixth embodiment described with reference to FIGS. 40 and 41. In the configuration described above, the housing 51 is disposed so as to straddle the two second portions 31g.
  • the casing 51 can be closer to the electronic component 2 and can receive the heat generated from the electronic component 2 as radiant heat, and the heat dissipation can be enhanced compared to the case of receiving heat conduction through the third portion 31f. Can.
  • FIG. 55 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 1202 according to the second modification of the twelfth embodiment.
  • the semiconductor device 1202 in the semiconductor device 500 of the fifth embodiment described with reference to FIG. 34, the second portion 31b of the heat diffusion plate 31 is on the opposite side to the electronic component 2.
  • the semiconductor device 500 is different from the semiconductor device 500 of the fifth embodiment in that the housing 51 is disposed in close contact with the surface.
  • the casing 51 is a box-like member, and a flat plate portion which is a part of the casing 51 is illustrated in FIG.
  • the heat dissipation is further improved.
  • FIG. 56 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 1203 according to the third modification of the twelfth embodiment.
  • the semiconductor device 1203 in the semiconductor device 500 of the fifth embodiment described with reference to FIG. 34, the second portion 31b of the heat diffusion plate 31 is on the opposite side to the electronic component 2.
  • the semiconductor device 500 is different from the semiconductor device 500 of the fifth embodiment in that the heat dissipation member 52 and the housing 51 are stacked in this order on the surface.
  • the heat dissipating member 52 is disposed in close contact with both the second portion 31 b of the heat diffusion plate 31 and the housing 51.
  • the heat dissipating member 52 is preferably a sheet-like member having electrical insulation and made of a material similar to that of the heat dissipating member 41 and having a good thermal conductivity.
  • the heat dissipation member 52 having electrical insulation property is interposed between them to prevent an electrical short circuit between the thermal diffusion plate 31 and the casing 51.
  • the heat generated by the electronic component 2 can be dissipated to the outside from the heat diffusion plate 31 and the housing 51 more efficiently.
  • the housing 51 may be disposed in close contact with the heat diffusion plate 31 in the semiconductor devices of the embodiments not described above.
  • FIG. 57 is a cross sectional view showing a configuration of a semiconductor device 1300 according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device 1300 includes the heat diffusion material 60 provided so as to cover at least a part of the electronic component 2 and the heat diffusion portion 3.
  • the same components as those of the semiconductor device 501 described with reference to FIG. 35 are designated by the same reference numerals, to omit redundant description.
  • the heat diffusion material 60 a material which is excellent in electrical characteristics and mechanical characteristics, and excellent in heat dissipation of a portion having a high thermal conductivity and a high calorific value is preferable. It also has a low coefficient of thermal expansion, excellent crack resistance, low viscosity and good workability. In addition, the amount of warpage of the substrate and the like can be reduced by the reduction of stress during heat curing, the weight reduction rate under high temperature storage is small, the heat resistance is excellent, the impurity ion concentration is small, and the reliability is excellent. Select from materials.
  • the potting material of an epoxy resin etc. are mentioned. Further, acrylic resin, silicon resin, urethane resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluorine resin and the like can also be mentioned. Also, in place of the above-mentioned materials, grease or an adhesive, or a heat dissipation sheet may be used. Moreover, it is not limited to these.
  • the heat diffusion material 60 By providing the heat diffusion material 60 to cover at least a part of the electronic component 2 and the heat diffusion portion 3, not only can the heat generation from the electronic component 2 be transmitted to the heat diffusion portion 3 more efficiently, but also the heat diffusion material 60 can also improve the heat radiation performance, and also improve the insulation, moisture resistance, waterproofness, chlorine resistance and oil resistance of the printed circuit board 1 and electronic component 2 in the covered part, and contamination of dust, etc. The effect of preventing
  • the boundary portion between the first portion 31a and the second portion 31b of the heat diffusion plate 31 is bent so as to change its extending direction by about 90 °.
  • the heat diffusion material 60 is filled on the top of the electronic component 2 that is covered.
  • the second portion 31 b can prevent the heat diffusion material 60 from flowing out to a portion that is not desired to be filled.

Abstract

本発明は半導体装置に関し、プリント基板、電子部品および熱拡散部を備え、プリント基板は、絶縁層と、絶縁層の第１および第２の主面の上にそれぞれ配置された第１および第２の導体層と、絶縁層上の第１の導体層から第２の導体層まで貫通する複数の放熱用ビアと、複数の放熱用ビアの内壁を覆う導体膜とを有し、複数の放熱用ビアは、プリント基板の第１の主面側からの平面視において熱拡散部と重なると共に、電子部品とも重なる位置に設けられ、放熱部は、プリント基板の第２の主面側からの平面視において、複数の放熱用ビアの少なくとも一部と重なるように配置される。

Description

半導体装置
　本発明は半導体装置に関し、特に、半導体装置を構成する電子部品から発生する熱の放熱性を向上させた半導体装置に関する。
　自動車および産業用建機などに搭載される車載用半導体装置、鉄道車両などに搭載される車両用半導体装置、加工機、ロボットおよび産業用インバータなどに搭載される産業機器用半導体装置、家庭用電子機器に用いられる半導体装置を総称して、以下、半導体装置と呼称する。このような半導体装置においては、高出力化、薄型化および小型化の要請が強く、これに起因して、半導体装置に実装される電子部品の単位体積当たりの発熱量は大きく上昇する傾向にあり、高い放熱性を有した半導体装置が強く望まれている。
　電子部品から発生する熱を放熱する半導体装置は、例えば特許文献１および特許文献２に開示されている。これらの特許文献においては、プリント基板の上面に電子部品が実装され、プリント基板の下面にヒートシンクが接合された構成となっている。プリント基板には、その上面から下面まで貫通するように熱伝導チャネルが設けられたている。この熱伝導チャネルにより、電子部品から発生する熱が、熱伝導チャネルを経由してヒートシンクに伝わり、ヒートシンクから外部に放熱される構成となっている。
　特許文献１に開示の半導体装置においてはプリント基板のうち電子部品の真下から離れたところのみに熱伝導チャネルが設けられており、特許文献２に開示の半導体装置においてはプリント基板のうち電子部品の真下のみに熱伝導用の孔部が設けられている。このため、何れもプリント基板における熱伝導可能な領域の面積が小さく、電子部品から伝導できる熱量が少ないため、電子部品から、その下方のヒートシンクまでの領域の放熱性が充分ではない。また、特許文献１に開示の半導体装置は、締結プレートによりプリント基板に取り付けられるが、取り付けにはネジなどの締結具が使用され、プリント基板とヒートシンクとの間に空気層が生じ、放熱性が良好ではない可能性がある。
　また、特許文献３においては、熱伝導用孔部が電子部品の真下以外の部分にも設けられているが、電子部品で発生する熱の大部分が電子部品の真下の熱伝導用孔部から伝熱しており、プリント基板での熱抵抗が大きく放熱性が充分ではない。
特開平６－７７６７９号公報 特開平１１－３４５９２１号公報 国際公開第２０１７／０９４６７０号
　以上説明したように、従来の半導体装置においては、放熱性が充分とは言えなかった。本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、半導体装置を構成する電子部品から発生する熱の放熱性を向上させた半導体装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る半導体装置は、プリント基板と、前記プリント基板の第１の主面上に第１の接合材を介して接合された熱拡散部と、前記熱拡散部の上に第２の接合材を介して接合された放熱板を有する電子部品と、前記プリント基板の第２の主面上に密着して配置された放熱部と、を備え、前記プリント基板は、絶縁層と、前記絶縁層の第１および第２の主面の上にそれぞれ配置された第１および第２の導体層と、前記絶縁層上の前記第１の導体層から前記第２の導体層まで貫通する複数の放熱用ビアと、前記複数の放熱用ビアの内壁を覆う導体膜と、を有し、前記複数の放熱用ビアは、前記プリント基板の前記第１の主面側からの平面視において前記熱拡散部と重なると共に、前記電子部品とも重なる位置に設けられ、前記放熱部は、前記プリント基板の前記第２の主面側からの平面視において、前記複数の放熱用ビアの少なくとも一部と重なるように配置される。
　本発明に係る半導体装置によれば、電子部品から発生する熱を熱拡散部により拡散し、かつ電子部品と重なる放熱用ビアを介して電子部品の真下へも放熱させることができるので、電子部品から発生する熱の放熱性を向上させることができる。
本発明に係る実施の形態１の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１のプリント基板の構成を示す平面図である。 電子部品の一例を示す平面図である。 電子部品の一例を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の他の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の他の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の他の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置における電子部品からの伝熱経路を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置における電子部品からの伝熱経路を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１と比較例の半導体装置における熱抵抗値の比較結果を示す図である。 熱抵抗値の比較に用いた、モデルの寸法を示す平面図である。 熱抵抗値の比較に用いた、モデルを示す平面図である。 電子部品の端縁部から、熱拡散板の端縁部の放熱用ビアまでの間隔と、半導体装置の熱抵抗との関係を示す図である。 本発明に係る実施の形態２の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態２の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態２のプリント基板の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態２のプリント基板の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態３の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態４の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態４の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の変形例１の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の変形例２の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の変形例３の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の変形例３の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態５の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態５の導体装置の変形例１の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態５の導体装置の変形例２の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態５の導体装置の変形例３の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態６の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態６の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態６の半導体装置の変形例１の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態６の半導体装置の変形例１の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態７の導体装置の構成を示す部分断面図である。 本発明に係る実施の形態７の導体装置の構成を示す部分拡大図である。 本発明に係る実施の形態８の導体装置の構成を示す部分平面図である。 本発明に係る実施の形態８の導体装置の構成を示す部分断面図である。 本発明に係る実施の形態９の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１０の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１０の導体装置の変形例の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１１の導体装置の構成を示す回路図である。 本発明に係る実施の形態１１の導体装置の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１１の導体装置の変形例１の構成を示す回路図である。 本発明に係る実施の形態１１の導体装置の変形例１の構成を示す平面図である。 本発明に係る実施の形態１２の導体装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１２の導体装置の変形例１の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１２の導体装置の変形例２の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１２の導体装置の変形例３の構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態１３の導体装置の構成を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。なお、図１以降の図面においては、同一または相当する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図は模式的なものであり、示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。
　＜実施の形態１＞
　　＜装置構成＞
　図１は、本発明に係る実施の形態１の半導体装置１００の構成を示す平面図であり、半導体装置１００を上方から見た上面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線での矢視断面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置１００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図１および図２においては半導体装置１００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置１００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置１００を構成することも可能である。
　図１および図２に示される半導体装置１００は、ハイブリッド自動車、電気自動車、電化製品および産業機器などに搭載される電力変換装置に用いることができる。これは、他の実施の形態の半導体装置においても同じである。
　図１および図２に示されるように、半導体装置１００は、プリント基板１の上面側に設けられた熱拡散部３の上に電子部品２が搭載され、プリント基板１の下面側に放熱部４が設けられている。
　半導体装置１００は、電子部品２で発生した熱がその真下の熱拡散部３により拡散され、プリント基板１を厚み方向に貫通するように設けられた複数の放熱用ビア１５を介してプリント基板１の下面側に設けた放熱部４に伝わり、放熱部４から外部に放熱される。
　以下、半導体装置１００の構成について図１および図２を用いて詳細に説明する。まずプリント基板１について説明する。
　プリント基板１は、例えば平面視において矩形状を有する平板状の部材であり、半導体装置１００全体の土台となる。図２に示すように、プリント基板１は、上側導体層１２（第１の導体層）、下側導体層１３（第２の導体層）および内部導体層１４などの複数の導体層と、複数の導体層の間に挟まれた絶縁層１１とを有して階層構造をなしている。すなわち、プリント基板１の上面には上側導体層１２が設けられ、プリント基板１の下面には下側導体層１３が設けられ、プリント基板１の内部には複数の内部導体層１４が上下方向に互いに間隔をあけて階層的に設けられ、上側導体層１２と内部導体層１４との間、内部導体層１４と内部導体層１４との間、および内部導体層１４と下側導体層１３との間には絶縁層１１が設けられている。また、複数の放熱用ビア１５の内壁には導体膜１０が設けられており、放熱用ビア１５の内壁に露出する上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４の端面は導体膜１０に覆われ、互いに熱的に導通する構成となっている。このように、プリント基板１の内部に複数の内部導体層１４を有し、それらは導体膜１０を介して熱的に導通し、また上側導体層１２および下側導体層１３とも熱的に導通するので、プリント基板１の熱伝導率を向上させることができる。
　絶縁層１１は、プリント基板１全体の母材であり、本実施の形態においては平面視形状が矩形の平板形状を有し、例えばガラス繊維とエポキシ樹脂とで構成されている。なお、これに限定されるものではなく、アラミド樹脂とエポキシ樹脂とで構成されていても良い。
　プリント基板１においては、母材となる絶縁層１１の上側主面１１ａ（第１の主面）に上側導体層１２が設けられ、下側主面１１ｂ（第２の主面）に下側導体層１３が設けられている。なお、プリント基板１の最上面をプリント基板１の上側主面１１ａと呼称し、プリント基板１の最下面をプリント基板１の下側主面１１ｂと呼称することもできる。
　内部導体層１４は、上側導体層１２および下側導体層１３のそれぞれとほぼ平行となるように対向して配置されている。すなわち内部導体層１４は、絶縁層１１の上側主面１１ａおよび下側主面１１ｂのそれぞれとほぼ平行となるように対向して配置されている。なお、図２においては、内部導体層１４を２層配置した例を示しているが。内部導体層１４の層数はこれに限定されるものではなく、さらに多くの層数を有していても良いし、より少なくても良いし、内部導体層１４を設けなくても良い。ただし、内部導体層１４は絶縁層１１よりも熱伝導率が高いため、内部導体層１４を配置した方が配置しない場合に比べてプリント基板１全体の熱伝導率を高めることができる。
　上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、何れも、プリント基板１の上側主面１１ａおよび下側主面１１ｂにほぼ平行となるように設けられ、何れも銅などの熱伝導性の良い材料により構成され、厚さは１５μｍ以上５００μｍ以下の範囲である。なお、プリント基板１は、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４により区画される複数の絶縁層１１を含んでいると定義することもできる。
　以上説明したように、図２に示したプリント基板１には複数の導体層として、上側導体層１２、下側導体層１３および２層の内部導体層１４との合計４層の導体層を有しているが、この構造に限定されるものではなく、内部導体層１４を設けない場合もある。このことは以降の各実施の形態においても同様である。
　複数の放熱用ビア１５は、プリント基板１の上側主面１１ａから下側主面１１ｂに達するように設けられた貫通孔である。複数の放熱用ビア１５は、プリント基板１の上側主面１１ａから見た平面視において、電子部品２と重なる領域、および電子部品２とは重ならないが熱拡散部３と重なる領域に、平面視的に互いに間隔をあけて設けられている。
　ここで、複数の放熱用ビア１５の配設領域を第１の領域と第２の領域とに分ける。すなわち、第１の領域とは、平面視において電子部品２と重なる領域であり、第２の領域とは第１の領域の周囲の領域、すなわち平面視において第１の領域の外側の領域である。この分類において、複数の放熱用ビア１５は、第１の領域に配設された複数の第１の放熱用ビア１５ａと、第２の領域に配設された複数の第２の放熱用ビア１５ｂとに分類される。すなわち、複数の放熱用ビア１５は、平面視において電子部品２と重なる第１の放熱用ビア１５ａと、平面視において電子部品２とは重ならず、熱拡散部３と重なる第２の放熱用ビア１５ｂとに分類される。
　第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂは、場合に応じて絶縁層１１を貫通する孔部と、その内壁に設けられた導体膜１０の双方を含むものとしても良いし、孔部または導体膜１０の一方のみを示すものとしても良い。
　また、図２においては、第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂは、導体膜１０で囲まれた孔部（中空部）として示しているが、この孔部に、熱伝導性の良い材料、例えば銀フィラーを混入させた導電性接着剤または、はんだにより当該孔部内が充填されたものであっても良い。この場合、孔部内に充填された導電性接着剤などの部材を放熱用ビア１５の構成要素に含めることができる。
　このように導電性接着剤などを充填させた放熱用ビア１５は、孔部が中空である放熱用ビア１５に比べて放熱性を向上することができる。これは、空気に比べて導電性接着剤などの導電性部材は熱伝導性が高いためである。なお、放熱用ビア１５の孔部内をはんだで充填した半導体装置は後述の実施の形態３として説明する。
　なお、放熱用ビア１５の孔部は、平面視において例えば直径が０．６ｍｍの円形の開口を有する円柱形状であり、その内壁面上の導体膜１０の厚さは例えば０．０５ｍｍである。ただし当該孔部は円柱形状に限らず、例えば四角柱であっても良く、また、平面視における開口形状が多角形状であっても良い。
　第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂは、プリント基板１の上側主面１１ａおよび下側主面１１ｂに直交するように交差している。また、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、何れもプリント基板１の第１の領域および第２の領域に平面状に拡がるように配置され、プリント基板１の上側主面１１ａおよび下側主面１１ｂに沿うように、すなわちほぼ平行するように設けられている。このため第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂは、何れも上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４と交差接続する。換言すれば、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、複数の放熱用ビア１５のそれぞれと交差接続している。より具体的には、放熱用ビア１５の孔部の内壁面上に設けられた導体膜１０と、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４とが、互いに交差接続されている。ここで交差接続とは、導体どうしが接続されており、電気的にも熱的にも接続されているものと定義する。
　上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、プリント基板１と重なる領域、正確にはプリント基板１のうち放熱用ビア１５の孔部を除いたプリント基板１の全体に平面状に広がるように設けも良い。
　また、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、第１および第２の領域のうち特に放熱用ビア１５が設けられる領域、正確には隣り合う１対の放熱用ビア１５に挟まれた領域に少なくとも設けられ、放熱用ビア１５と交差接続されていれば良い。すなわち、例えば図１の領域１Ａなどのように、放熱用ビア１５が形成されない領域には設けられず、放熱用ビア１５が設けられた領域、正確には隣り合う１対の放熱用ビア１５に挟まれた領域上にのみに配置された構成であっても良い。
　ここで、プリント基板１の上側主面１１ａ上における領域１Ａは、電子部品２のリード端子２１が接続されるための図示されない配線が設けられる領域であり、この配線は、電子部品２と他の部品とを電気的に接続するための配線である。また、領域１Ａには、上側導体層１２と同一の導体層として形成された複数の電極１９が設けられている。この電極１９に、電子部品２のリード端子２１が、例えば、はんだなどの接合材７ｃにより接合されている。ここで接合とは、はんだなどにより複数の部材が繋ぎ合わせられることと定義する。
　図３は、後述する電子部品２および熱拡散部３が実装される前のプリント基板１を上側主面１１ａ上から見た平面図である。図３に示されるように、放熱用ビア１５は、プリント基板１の全領域に形成されているものではなく、図３に示す領域１Ａ、すなわち図１に示した電子部品２のリード端子２１が接続される領域においては放熱用ビア１５は設けられていない。しかし、上側導体層１２および図示されない下側導体層１３および内部導体層１４は、領域１Ａ以外の放熱用ビア１５が形成された領域と、その周辺の領域、すなわち、破線で囲まれた領域１Ｂに平面状に広がるように設けることが好ましい。これにより、電子部品２から発生する熱を各導体層において拡散させる効果が高くなる。
　再び、図１および図２を用いた説明に戻り、電子部品２および熱拡散部３について説明する。電子部品２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＰＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタ、ダイオードおよび制御ＩＣ（Integrated Circuit）などから選択される何れか１つ以上を含む半導体チップ２２が、樹脂モールド部２３で封止されたパッケージである。
　電子部品２は、例えば矩形の平面視形状を有しており、半導体チップ２２を含むために、電子部品２の発熱量は非常に大きい。このため図２に示すように電子部品２は放熱板２４を有した構成が多い。この放熱板２４が、例えば、はんだなどの金属の接合材７ｂにより、熱拡散板３１の主面３１１上に接合されている。このようにすれば、電子部品２の半導体チップ２２からの発熱を、放熱板２４を介して効率的に放熱することができる。このように、電子部品２は、リード端子２１、半導体チップ２２、樹脂モールド部２３および放熱板２４を有している。
　ここで、電子部品２の具体例としては、ＭＯＳＦＥＴなどのパッケージとしてＴＯ－２６３が挙げられる。図４にはＴＯ－２６３を上面側から見た平面図を示す。このパッケージは表面実装タイプであり、下面側に放熱板を有し、リード端子ＬＴは、樹脂モールド部ＭＲの１つの側面から突出し、下面側に折れ曲がり、その長さは放熱板と同一面上に達する長さしかないので、本実施の形態のように放熱板２４が熱拡散板３１上に接合され、リード端子２１がプリント基板１上に接合される構成においては、プリント基板１に達するように、リード端子を長くすることとなる。
　一方、図５に示すＴＯ－２２０のようにリード端子ＬＴが長いスルーホール実装タイプのパッケージについては、リード端子ＬＴを曲げて加工することで、本実施の形態のように放熱板２４が熱拡散板３１上に接合された構成にも対応でき、汎用品が使用できるので、製造コストを低減できる。
　ここで再び図２の説明に戻る。図２に示されるように、放熱板２４は、その上面の一部およびリード端子２１側の側面が樹脂モールド部２３で覆われている。これにより放熱板２４は樹脂モールド部２３に対して固定される。ただしこれは一例であり、これに限定されるものではなく、放熱板２４の下面以外の全てが樹脂モールド部２３で覆われた構成であっても良い。
　半導体チップ２２の一部の端子部と電気的かつ熱的に接続されている放熱板２４が電子部品２にあることにより、熱拡散板３１との接合が容易となる。例えば、半導体チップ２２のみを有しており放熱板２４がないベアのチップのみである電子部品２を熱拡散板３１に接合させる場合は、ゲート端子やソース端子、ドレイン端子などの一部の端子からワイヤボンディングなどを用いて端子からの電気的接続をしなければならない。プリント基板実装上の工程では、通常ではワイヤボンディング工程が入っていないため、別の工程でボンディングワイヤなどを接続する必要があり、高コストとなる。また、熱拡散板３１に半導体チップ２２を直接配置する場合、熱拡散板３１の表面の平坦性が高くなければ、チップがチップ２２に傾きが生じ、不良となるケースが増える。また、半導体チップ２２の熱を放熱板２４により広げてから熱拡散板３１へさらに熱を広げることを行わずに、半導体チップ２２から直接、熱拡散板３１に熱を広げる場合は、両者の間にわずかなボイドがあれば、著しく伝熱性を低下させてしまう。従って、実装上の信頼性の面からも、電子部品２は、半導体チップ２２と放熱板２４を有し、放熱板２４が熱拡散板３１と接合されていることが望ましい。
　樹脂モールド部２３は、接合材、例えば、はんだによる接合が難しいので、当該接合材と接触するように密着した構成となっている。電子部品２の樹脂モールド部２３は少なくとも接合材と接触した状態を有すれば、ある程度そこからプリント基板１側への放熱性を確保できる。ここで密着とは、複数の部材間が互いに接触し、接合よりも弱い吸着力を互いに及ぼしあうことと定義する。また放熱板２４と熱拡散板３１とは接合材７ｂにより接合されている。なお、樹脂モールド部２３が、接合材７ｂに密着していなくても良い。
　熱拡散部３は、電子部品２から発生する熱を平面視で外側に放射状に拡散させる機能を有している。このため、電子部品２は、矩形の電子部品２のリード端子２１側、すなわち熱拡散部３の図１に向かって左側の側面以外の三方の側面の方向に熱が拡散するように熱拡散部３の左端に片寄って配置されている。このような配置とすることにより、熱拡散部３は、電子部品２から発生する熱を放射状に拡散させる効率を高めることができる。なお、電子部品２の配置は、これに限定されるものではなく、熱拡散部３の平面視形状も矩形に限定されるものではない。
　熱拡散部３は、熱拡散板３１を備えており、熱拡散板３１は、例えば銅により形成されることが好ましい。このようにすれば、熱拡散板３１の熱伝導性すなわち放熱性を高めることができる。熱拡散板３１は、表面に銅などの金属膜が形成された酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどの熱伝導性の良いセラミック材料で構成されても良い。
　また、熱拡散板３１は、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの群から選択される何れかの合金材料の表面に、ニッケルめっき膜および金めっき膜が施された金属材料で構成されても良い。この熱拡散板３１は、例えば、はんだなどの接合材７ａ（第１の接合材）により、プリント基板１の上側主面１１ａ上の上側導体層１２に接合されている。
　電子部品２と熱拡散部３の熱拡散板３１とは、例えば、はんだなどの接合材７ｂ（第２の接合材）により接合されている。より具体的には、電子部品２の放熱板２４と熱拡散部３の熱拡散板３１とは、接合材７ｂを介して接合されている。電子部品２内の半導体チップ２２の下面から放熱板２４に向けて電流が流れるような場合、熱拡散板３１を例えば金属材料のような導電性材料とすれば、電子部品２とはんだなどの接合材７ｂで接合される熱拡散板３１には電気が通るため、プリント基板１の上側導体層１２における電気抵抗を下げることができる。これにより熱拡散板３１は、電子部品２からの熱を拡散するだけでなく、プリント基板１に設けられた上側導体層１２などの導通損失を低減することもできる。
　熱拡散板３１は、電気配線として使用される導体のバスバーを用いても良い。バスバーは、銅などの材料が用いられることが多く、電気伝導度が高く、熱伝導率が高いので、汎用的に使用されているバスバーを熱拡散板３１として用いることができる。また、バスバーは、熱拡散板として用いるだけでなく、プリント基板どうしを接続する場合にも応用できる。
　以上説明したように、熱拡散部３は、はんだなどの接合材７ｂにより電子部品２と接合されると共に、はんだなどの接合材７ａによりプリント基板１の上側主面１１ａに接合される。これにより、電子部品２から発する熱を接合材７ａおよび７ｂを介して熱拡散部３に放射状に伝え、上側主面１１ａの方向に拡散させることができる。このため電子部品２から熱拡散部３に熱を拡散させた後、熱拡散部３から下方の放熱部４への伝熱が可能となる。
　また、熱拡散板３１は、プリント基板１の複数の放熱用ビア１５の孔部の上方を覆うように接合材７ａにより、プリント基板１の上側主面１１ａに接合される。一方、電子部品２の放熱板２４は、接合材７ｂにより、熱拡散板３１の主面３１１に接合される。
　なお、図１および図２においては領域１Ａには放熱用ビア１５が形成されないため、熱拡散板３１も配置されていないが、複数の電極１９等との電気的な接触を回避できるのであれば、領域１Ａに熱拡散板３１を配置しても良い。
　また、各導体部材間を接合する接合材としてはんだを用いた場合、接合材とこれに接合される電子部品２、上側導体層１２および熱拡散板３１のそれぞれとの接合界面で金属間化合物が形成され、当該接合界面における接触熱抵抗を小さくできる。このため接合材としては、はんだが用いられることが好ましいが、導電性接着剤またはナノ銀ペーストなどのはんだ以外の熱伝導性の良好な材料を用いても良い。
　熱拡散部３は、プリント基板１よりも曲げ剛性が高い、すなわちヤング率と断面の２次モーメントとの積が大きいことが好ましい。これにより、半導体装置１００におけるプリント基板１と熱拡散板３１とで構成される構造体の剛性を高め、固定および振動などの外力に対してプリント基板１を変形しにくくすることができ、プリント基板１の表面実装タイプの抵抗、コンデンサなどが割れることによる不良率が減り、信頼性が向上する。
　熱拡散板３１は、その厚さが薄くなると熱伝導性が低下し、電子部品２に対する放熱性が充分でなくなる。一方、熱拡散板３１が厚すぎれば、電子部品２をプリント基板１に取り付ける装置（マウンタ）と同じマウンタを用いて熱拡散板３１をプリント基板１に実装することができなくなる。これは、熱拡散板３１の厚さが、当該マウンタが実装可能な部品の厚さの上限値を超えてしまったためである。このような場合、同じマウンタを用いて自動的に熱拡散板３１を実装ができなくなるため実装コストが増加する。従って、熱拡散板３１の厚さは、０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることが好ましく、例えば０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。
　また、熱拡散板３１は、板状ではなくブロック状であっても良い。また、熱拡散部３は、複数の熱拡散板３１が重ね合わせられた構成であっても良い。汎用的に使用されている金属板を重ね合わせて金属材料で接合された熱拡散部３を形成することにより、熱拡散部３の製造コストを低減することができ、かつ熱拡散部３の放熱性を向上させることができる。
　次に放熱部４について説明する。放熱部４はプリント基板１の下側主面１１ｂ上に、例えば全面に渡るように設けられており、放熱部材４１と冷却体４２とを有している。プリント基板１と放熱部４とは例えば接合材により互いに接合されても良いし、単に接触して密着するだけでも良い。図２の半導体装置１００においては、一例として、図２の上側から下側に向けて、電子部品２、熱拡散部３、プリント基板１、放熱部材４１、冷却体４２の順に積層されている。この場合、冷却体４２は、半導体装置１００の外側と電気的に接続されている場合が多いので、冷却体４２と下側導体層１３とは放熱部材４１を介して絶縁されていることが良い。しかし、図２の上側から下側に向けて冷却体４２、放熱部材４１の順に積層されている場合は、冷却体４２と下側導体層１３とは絶縁されていなくても良い。
　放熱部４がプリント基板１の下側主面１１ｂ側の全面に渡るように設けられる場合、放熱部４はプリント基板１の全ての第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂと平面視において重なるように配置される。ただし、複数の放熱用ビア１５のうち少なくとも一部が、平面視において放熱部４と重なるように配置される構成でも良い。換言すれば、放熱部４がプリント基板１の下側主面１１ｂの少なくとも一部のみと重なる構成であっても良い。例えば、電子部品２と平面視において重なる領域およびそれに隣接する領域に対応する下側主面１１ｂの領域のみに放熱部４が密着する構成であっても良い。
　放熱部材４１は、電気絶縁性を有し、熱伝導性の良い材料により構成されることが好ましい。具体的には、放熱部材４１は、シリコーン樹脂に酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどの粒子を混入させたシートにより構成されることが好ましい。酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムは、熱伝導性が良く電気絶縁性を有する。また、放熱部材４１は、上記構成の代わりにシリコーン系グリスまたはシリコーン系接着剤であっても良い。この場合、放熱部材４１は、熱伝導性が高ければ非シリコーン系材料であっても良い。
　放熱部材４１は、熱伝導率の良い導体層と電気絶縁層とで構成されていても良い。放熱部材４１は、電子部品２からの熱を熱拡散板３１を介して電子部品２の外側に拡散させ、拡散された熱を放熱用ビア１５により、プリント基板１の下側導体層１３に伝熱する。放熱部材４１が熱拡散できる導体層を有していれば、当該導体層において熱をさらに平面視において放射状に拡散させることができる。
　冷却体４２は、例えば、熱伝導性の良い金属材料で構成される平面視形状が矩形の平板形状の部材である。具体的には、冷却体４２は、例えばアルミニウムにより構成されることが好ましいが、他に銅、アルミニウム合金、またはマグネシウム合金により構成されても良い。冷却体４２は放熱部材４１の真下または真上に配置される。図２においては、冷却体４２は、放熱部材４１を介してプリント基板１と熱的に接続されている。換言するなら、冷却体４２の上側または下側の主面上に放熱部材４１が接触し密着、または接合されていると言える。なお、冷却体４２は筐体であっても良い。
　また、図示されないが、冷却体４２のさらに下側には、水冷または空冷の冷却機構、例えば、水冷パイプまたは放熱フィンが接触するように設けられている。
　　＜製造方法＞
　次に、製造工程における断面図を示す図６～図１０を用いて、電子部品２および熱拡散部３の実装工程を中心に半導体装置１００の製造方法を説明する。
　図６に示す工程において、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４などの複数の導体層と、複数の導体層の間に挟まれた絶縁層１１とを有して階層構造をなし、当該階層構造を厚み方向に貫通する複数の放熱用ビア１５を有するプリント基板１を準備する。このようなプリント基板１の製造には公知の技術を用いることができるので、説明は省略する。
　そして、図６に示されるように、プリント基板１の上側主面１１ａ上、すなわち上側導体層１２上に、はんだペースト６ａを載置する。はんだペースト６ａは、例えばプリント基板１に設けられた互いに隣り合う放熱用ビア１５間の上側導体層１２上に、平面視においてドット状に供給されることが好ましい。より具体的には、はんだペースト６ａは、複数の放熱用ビア１５のそれぞれの孔部の外縁からプリント基板１の上側主面１１ａに沿う方向に１００μｍ以上離れた位置に、例えば公知のはんだ印刷法によりメタルマスクを用いた印刷により載置されることが好ましい。
　次に、はんだペースト６ａの上に熱拡散部３を構成する熱拡散板３１を搭載し、その状態で公知の加熱リフロー処理を実施する。なお、熱拡散部３を搭載する工程は、先に説明したマウンタにより自動的に実施される。
　また、プリント基板１上に、熱拡散板３１が配置される個所の周りの一部もしくは全部に凸部を形成して熱拡散板３１の移動を規制する構成とすることで、加熱リフロー処理中および搬送中に、熱拡散板３１が動くことを軽減することができ、実装不良を減らすことができる。凸部は、公知のレジスト印刷で使用されるソルダーレジストで構成することができる。また、公知のシルク印刷またはシンボル印刷で使用される、樹脂または銅などの金属で構成しても良い。これらを用いれば、一般的なプリント基板製造工程において凸部を形成できるため、特殊な工程を必要とせず安価に製造可能となる。また、凸部としては上述した印刷法により形成する以外に、凸部のパターンを有する樹脂シートをプリント基板１に貼付して形成しても良く、また、これらの形成方法を適宜組み合わせて形成しても良い。また、凸部の材料としては、はんだの接合材７ａに対して濡れにくい材料を用いても良い。
　加熱リフロー処理によりはんだペースト６ａは溶融して上側導体層１２の表面すなわち上側主面１１ａに沿うように流動し、図７に示されるように層状の接合材７ａが形成される。なお、この場合、溶融して流動する接合材７ａは、第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂ内には流入しない。これは、先に説明したように第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂの孔部の外縁から離れた領域にはんだペースト６ａを印刷しているためである。また、各はんだペースト６ａの量も適量に計算されているためである。接合材７ａによる接合後は、その実装状態を検査する外観検査が実施される。
　次に、図８に示す工程において、熱拡散板３１上およびプリント基板１の上側主面１１ａ上の電極１９上に、それぞれはんだペースト６ｂおよび６ｃを載置する。はんだペースト６ｂおよび６ｃは、例えば公知のはんだ印刷法によりメタルマスクを用いた印刷により載置されることが好ましい。
　次に、はんだペースト６ｂの上に電子部品２を搭載し、はんだペースト６ｃの上に電子部品２のリード端子２１が接するようにする。その状態で公知の加熱リフロー処理を実施する。なお、電子部品２を搭載する工程は、先に説明したマウンタにより自動的に実施される。
　加熱リフロー処理によりはんだペースト６ｂは溶融して熱拡散板３１の上側主面に沿うように流動し、図９に示されるように層状の接合材７ａとして形成される。なお、電子部品２の樹脂モールド部２３の下にも接合材７ａは流入するが、樹脂材料に対しては接合せず、単に接合材７ｂが樹脂モールド部２３に接触し密着することとなる。
　加熱リフロー処理では、同時にはんだペースト６ｃも溶融し、層状の接合材７ｃとなってリード端子２１と電極１９とを互いに接合する。接合材７ａおよび７ｃによる接合後、その実装状態を検査する外観検査工程が実施される。このように表面実装基板であるプリント基板１には、表面実装タイプの電子部品２を用いることで、電子部品２をマウンタにより自動的にプリント基板１に実装することができる。
　次に、図１０に示す工程において、プリント基板１の下側導体層１３と接するように放熱部材４１を配置し、放熱部材４１に接するように冷却体４２を配置し、互いに密着させることで放熱部４が設けられる。なお、上記とは逆に冷却体４２を下側導体層１３と接するように配置し、冷却体４２に放熱部材４１が下側に配置されるように積層して放熱部４としても良い。なお、プリント基板１と放熱部４の各部材とは、例えば、はんだ等の接合材により互いに接合されても良い。以上の工程を経て、図２に示した半導体装置１００が得られる。
　次に、製造工程における断面図を示す図１１～図１３を用いて、電子部品２および熱拡散部３の実装工程を中心に半導体装置１００の他の製造方法を説明する。
　図１１に示す工程において、電子部品２が接合された熱拡散板３１を準備する。熱拡散板３１に電子部品２を接合する際のはんだペーストは、後の工程で使用されるはんだペーストよりも高融点であり、熱拡散板３１と電子部品２とを接合する接合材７ｇは、後の加熱リフロー処理により再溶融することはない。
　次に、図１２に示す工程において、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４などの複数の導体層と、複数の導体層の間に挟まれた絶縁層１１とを有して階層構造をなし、当該階層構造を厚み方向に貫通する複数の放熱用ビア１５を有するプリント基板１を準備する。
　そして、図１２に示されるように、プリント基板１の上側主面１１ａ上、すなわち上側導体層１２上に、はんだペースト６ａを載置する。はんだペースト６ａは、例えばプリント基板１に設けられた互いに隣り合う放熱用ビア１５間の上側導体層１２上に、平面視においてドット状に供給されることが好ましい。より具体的には、はんだペースト６ａは、複数の放熱用ビア１５のそれぞれの孔部の外縁からプリント基板１の上側主面１１ａに沿う方向に１００μｍ以上離れた位置に、例えば公知のはんだ印刷法によりメタルマスクを用いた印刷により載置されることが好ましい。また、プリント基板１の上側主面１１ａ上の電極１９上に、はんだペースト６ｃを載置する。はんだペースト６ｃは、例えば公知のはんだ印刷法によりメタルマスクを用いた印刷により載置されることが好ましい。
　次に、図１３に示す工程において、はんだペースト６ａの上に電子部品２と接合された熱拡散板３１を搭載する。この場合、はんだペースト６ｃの上に電子部品２のリード端子２１が接するようにする。この状態で公知の加熱リフロー処理を実施する。なお、電子部品２と接合されている熱拡散板３１を搭載する工程は、先に説明したマウンタにより自動的に実施される。
　加熱リフロー処理によりはんだペースト６ａは溶融して上側導体層１２の表面すなわち上側主面１１ａに沿うように流動し、図２に示したような層状の接合材７ａが形成される。なお、この場合、溶融して流動する接合材７ａは、第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂ内には流入しない。これは、先に説明したように第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂの孔部の外縁から離れた領域にはんだペースト６ａを印刷しているためである。また、各はんだペースト６ａの量も適量に計算されているためである。
　また、加熱リフロー処理では、同時にはんだペースト６ｃも溶融し、図２に示したような層状の接合材７ｃとなってリード端子２１と電極１９とを互いに接合する。接合材７ａおよび７ｃによる接合後、その実装状態を検査する外観検査工程が実施される。
　なお、加熱リフロー処理では、電子部品２と熱拡散板３１とを接合している接合材７ｇは再溶融しない。これは、熱拡散板３１に電子部品２を接合する際のはんだペーストは、はんだペースト６ａよりも高融点であり、また、加熱リフロー処理での温度設定を、はんだペースト６ａの融点よりも高く、接合材７ｇが溶融しない温度に設定するためである。
　以上説明した製造方法を採る場合、製造工程上での加熱リフロー工程は１回で済み、製造効率が高くなり、製造コストを低減できる。
　　＜作用および効果＞
　次に、図１４～図１９を用いて、本実施の形態の作用および効果について説明する。図１４は、半導体装置１００を上方から見た平面図であり、熱の伝導経路を矢印で模式的に示している。図１５は、図１４におけるＡ－Ａ線での矢視断面図であり、熱の伝導経路を矢印で模式的に示している。
　図１５に示されるように、電子部品２から発生した熱の一部は、図１５中に矢印で表された熱Ｈ１のように、電子部品２の下方の熱拡散板３１とプリント基板１中に設けられた第１の放熱用ビア１５ａを通って下方の放熱部４側に伝導する。これと共に、当該熱Ｈ１は熱拡散板３１、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４を通ることにより、電子部品２の周囲（外側）に向けて放射状に拡散する。
　また、電子部品２から発生した熱の一部は、図１４および図１５中に矢印で表された熱Ｈ２のように、プリント基板１の主面に沿う方向に熱拡散板３１中を伝導し、電子部品２の外側に向けて放射状に拡散される。これは電子部品２と熱拡散板３１とを接合する接合材７ａがはんだなどの導電材であり、熱伝導性に優れるためである。また熱拡散板３１に伝わった熱は、その下方のプリント基板１に形成された第２の放熱用ビア１５ｂを通って下方の放熱部４側に伝導する。第２の放熱用ビア１５ｂを通った熱Ｈ２についても、その一部は上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４を通ることにより、電子部品２の周囲（外側）に向けて放射状に拡散する。
　このように本実施の形態においては、電子部品２の熱が第１の放熱用ビア１５ａを介して下方の放熱部４側に伝わるルートと、第２の放熱用ビア１５ｂを介して外側に伝わるルートとの２つのルートを経由して伝導できる。このように２つのルートで熱伝導できるのは、熱拡散板３１が電子部品２と同じく上側主面１１ａ上に接合されていることにより、電子部品２から発生した熱が接合材７ａおよび７ｂを経由して高効率に熱拡散板３１を伝わり、そこから高効率に放熱部４に伝導させることができるためである。また、プリント基板１の主面と交差する方向に延びる第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂと、プリント基板１の主面に沿うように設けられた上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４とが、互いに交差接続しているためである。
　この効果は、熱拡散板３１と、プリント基板１の下側主面１１ｂ上に配置される放熱部４の存在により、いっそう高められる。
　プリント基板１内を下方に移動した熱Ｈ１および熱Ｈ２は、電子部品２と熱拡散板３１との真下、およびその外側の領域に対応する下側導体層１３に到達する。次に熱Ｈ１および熱Ｈ２は、下側導体層１３下の放熱部材４１を通って冷却体４２に伝導される。冷却体４２に伝導された熱Ｈ１および熱Ｈ２は、図示されない水冷または空冷の冷却機構により冷却される。
　以上のように本実施の形態の半導体装置１００は、第１の放熱用ビア１５ａを通るルートおよび第２の放熱用ビア１５ｂを通るルートを介して放熱させることが可能な構成を有している。このため、電子部品２の下方の第１の放熱用ビア１５ａのみから放熱可能な場合、または、電子部品２から離れた第２の放熱用ビア１５ｂのみから放熱可能な場合に比べて、下方への放熱の効率を大幅に高めることができる。
　また、熱拡散板３１がプリント基板１の上側主面１１ａ上になく、プリント基板１の下側主面１１ｂ上にのみ配置される場合は、プリント基板１の下側主面１１ｂまでの熱抵抗が小さいのであれば熱拡散板３１の効果が高い。しかし、熱拡散板３１に熱が伝わる経路としては、電子部品２の下放の第１の放熱用ビア１５ａのみから放熱部４に熱が伝わるルートがメインとなり、熱抵抗が大きくなる。
　特に、本実施の形態の半導体装置１００における第２の放熱用ビア１５ｂからの放熱効率を高める効果は、熱拡散板３１が配置されることによる寄与が非常に大きい。熱拡散板３１が配置されることにより、これが配置されない場合に比べて、放熱部材４１を介して冷却体４２に、より効率的に放熱することができる。
　なお、本実施の形態の半導体装置１００においては、例えば、図１および図１４に示すように、熱拡散板３１の真下の領域だけでなく、熱拡散板３１の外側にも放熱用ビア１５を設けている。これにより、電子部品２から発生する熱を熱拡散板３１の真下の領域の放熱用ビア１５を通って下方に伝えるだけでなく、熱拡散板３１の外側に向けて拡散させた熱も、放熱用ビア１５を通って下方に伝えることができる。
　なお、先に説明したように、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、熱拡散板３１と同様に、電子部品２から発生する熱を外周側に向けて放射状に拡散させることができる。しかし、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４の厚さは、３５μｍ程度であり熱抵抗が大きく充分に熱を放射状に拡散することができない。そこで、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４の厚さを５００μｍ程度に厚くすることも考えられるが、製造コストが高くなり、配線パターンの微細化も困難となる。しかし、熱拡散板３１を用いることで、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４の厚さは３５μｍ程度でも良く、製造コストを抑えた設計で、かつ配線パターンの微細化も可能となる。
　また、放熱可能な領域の面積が大きくすれば、放熱性を高める効果がより大きくなるので、放熱用の冷却体４２とプリント基板１との接触面積をさらに大きくすれば、放熱性をさらに向上させることができる。
　次に、放熱用ビア１５および熱拡散板３１を有することにより、放熱用ビア１５のみを有する場合に比べて放熱の効率がどの程度向上するかについて、図１６を用いて説明する。具体的には、半導体装置１００のように放熱用ビア１５および熱拡散板３１の双方を有する構成と、その比較例として第２の放熱用ビア１５ｂおよび熱拡散板３１を有さず第１の放熱用ビア１５ａのみを有する構成との熱伝導による放熱抵抗について、熱抵抗値を用いて考察した結果を図１６に示す。
　ここで「熱抵抗」とは温度の伝えにくさを表す指標であり、単位発熱量当たりの温度上昇値で定義される。本実施の形態の半導体装置１００において、電子部品２から筐体３３までの上下方向の領域の熱抵抗（Ｒｔｈ）は、以下の数式（１）により表される。なお、数式（１）において、各部材の伝熱面積をＳｉ（ｍ２）、各部材の厚さをｌｉ（ｍ）、各部材の熱伝導率をλｉ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））とし、通過熱量をＱ（Ｗ）、高温側および低温側の温度をそれぞれＴｈｉ（Ｋ）、Ｔｌｉ（Ｋ）とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、熱抵抗の計算に用いたモデルを説明する。プリント基板１の平面視における寸法は、２５×２５ｍｍ、厚さは１．６５ｍｍである。電子部品２の平面視における寸法は、１０×１０ｍｍであり、プリント基板１の中央部に配置されているものとする。すなわち、電子部品２を上方から見た場合の四方の各端縁部と、プリント基板１を上方から見た場合の四方の各端縁部との間隔は、何れもほぼ等しくなる。上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４は、何れも厚さが１０５μｍで、図２に示したように４層構造である。プリント基板１においては、上方からの平面視において電子部品２と重なる部分に２５個の第１の放熱用ビア１５ａが何れも等間隔に設けられ、その周囲に６３個の第２の放熱用ビア１５ｂが何れも等間隔に設けられている。放熱用ビア１５は円柱形状であり、その孔部を上方から見た直径は０．６ｍｍ、孔部の内壁面上の導体膜の厚さは０．０５ｍｍである。
　また、上記モデルにおける熱拡散部３の熱拡散板３１は、平面視における外形寸法が２０×１５ｍｍ、厚さは１ｍｍであり、放熱用ビア１５を上方から覆っている。放熱部材４１の平面視における寸法は２０×１５ｍｍ、厚さは０．４ｍｍである。
　また、上記モデルにおける上側導体層１２、下側導体層１３、内部導体層１４、導体膜１０および熱拡散板３１は銅で構成され、熱伝導率は３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。また放熱部材４１の熱伝導率は２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
　本実施の形態の半導体装置１００のモデルと比較例のモデルとは、放熱用ビア１５の数が、比較例では第１の放熱用ビア１５ａのみであるのに対し、本実施の形態では第１の放熱用ビア１５ａと第２の放熱用ビア１５ｂとを有することと、比較例では熱拡散板３１を有さず、本実施の形態では熱拡散板３１を有することのみが異なっており、上記の寸法を含む他の構成は全て同一となっている。
　上記モデルを用いて、半導体装置１００と比較例とについて、数式（１）に基づく熱解析ソフトウェアを用いて熱抵抗値をシミュレーションした結果が図１６である。図１６における「比較例」は比較例のモデルによる熱抵抗値を示し、「実施の形態１」は本実施の形態の半導体装置１００のモデルによる熱抵抗値を示す。図１６において縦軸は熱抵抗を表す。
　図１６に示されるように、本実施の形態の半導体装置１００のように第２の放熱用ビア１５ｂおよび熱拡散板３１を設けることにより、これらを設けない比較例に比べて、熱抵抗を約５３％低減することができる。熱抵抗が小さいことは放熱性が高いことを意味するため、この結果から、本実施の形態の半導体装置１００のように第２の放熱用ビア１５ｂおよび熱拡散板３１を設けることにより、これらを設けない比較例に比べて、放熱性を向上できることが判る。
　次に、図１７～図１９を用いて、熱拡散板３１に接合される放熱用ビア１５を配置すべき領域について検討した結果を説明する。図１７および図１８は、上述した熱抵抗の計算に用いた本実施の形態の半導体装置１００のモデルをほぼ体現しており、電子部品２を上方から見た場合の領域１Ａ側を除く三方の各端縁部と、熱拡散板３１を上方から見た場合の領域１Ａ側を除く三方の各端縁部との間隔をＬ１，Ｌ２，Ｌ３で示している。
　上記のモデルにおいては、電子部品２を上方から見た場合の三方の各端縁部と、熱拡散板３１を上方から見た場合の三方の各端縁部との距離はほぼ等しいため、距離Ｌ１～Ｌ３は何れもほぼ等しい。なお、半導体装置１００においては、基本的に領域１Ａには第２の放熱用ビア１５ｂが形成されず、図１７および図１８の領域１Ａには第２の放熱用ビア１５ｂが存在しないが、参考のため、領域１Ａの幅を距離Ｌ４で示している。
　図１９は、横軸に電子部品２を上方から見た場合の各方向の端縁部と、熱拡散板３１を上方から見た場合の各方向の端縁部との距離Ｌ（Ｌ１～Ｌ３に相当）を単位ｍｍで示し、縦軸は、当該距離を変えた場合の半導体装置１００の熱抵抗値（単位Ｋ／Ｗ）を示している。
　図１９に示されるように、距離Ｌ（Ｌ１～Ｌ３に相当）が大きくなるにつれて、すなわち熱拡散板３１および第２の放熱用ビア１５ｂが設けられる領域が広くなるにつれて、熱抵抗が小さくなり放熱効率が向上することが判る。しかし、距離Ｌの値が２０ｍｍになると熱抵抗値の低下が飽和するので、距離Ｌをこれ以上大きくして、距離Ｌ１～Ｌ３が２０ｍｍ以上となった熱拡散板３１と放熱用ビア１５とを接合材７ａで接合させても、距離Ｌ１～Ｌ３が２０ｍｍ以下の熱拡散板３１と放熱用ビア１５とを接合材７ａで接合させた場合に比べて、熱抵抗値の変化量が小さくなることが判る。
　このことから、熱拡散板３１は、上記Ｌ１～Ｌ３の距離が２０ｍｍ以内の大きさとし、第２の放熱用ビア１５ｂと接合されるように構成することが好ましいと言える。
　なお、本実施の形態においては、プリント基板１の第１の放熱用ビア１５ａが設けられた第１の領域の周囲の第２の領域に第２の放熱用ビア１５ｂが設けられている。このため第２の放熱用ビア１５ｂを設けない場合に比べてプリント基板１の機械的な剛性が低下している。しかし、プリント基板１の上側主面１１ａ上の上側導体層１２に熱拡散板３１を接合材７ａで接合することにより、プリント基板１と熱拡散板３１とで構成される構造体の曲げ剛性は、プリント基板１単体の曲げ剛性よりも高くなる。このためプリント基板１の変形を抑制することができる。
　また、特許文献３に開示の半導体装置の構成は、上方から電子部品、プリント基板、熱拡散板、放熱部となっており、熱拡散板がプリント基板の下にある。この構成では、熱拡散板を設けない場合に比べて熱抵抗が２５％低減している。一方、本実施の形態の半導体装置１００においては、熱抵抗は、熱拡散板がある場合はない場合に比べて、約５３％低減でき、特許文献３に開示の半導体装置よりも熱抵抗が半分以下となり、放熱性が非常に高くなっている。
　放熱性が高いことで、放熱部品を小さくまたは削減することができるため、部品コストを低減することができる。また、特許文献３に開示の半導体装置の構成では、プリント基板の上側主面上に電子部品を配置し、下側主面上に熱拡散板を配置するので、製造工程において加熱リフロー工程が最低でも２回必要となり、製造コストが高くなる可能性がある。これに対して、本実施の形態の製造方法では、加熱リフロー工程を１回にすることもでき、製造コストを低減することができる。
　＜実施の形態２＞
　　＜装置構成＞
　図２０は、本発明に係る実施の形態２の半導体装置２００の構成を示す平面図であり、半導体装置１００を上方から見た上面図である。図２１は、図２０のＢ－Ｂ線での矢視断面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置２００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図２０および図２１においては半導体装置２００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置２００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置２００を構成することも可能である。
　また、図２０および図２１においては、図１および図２を用いて説明した実施の形態１の半導体装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図２０および図２１に示されるように、半導体装置２００においては、プリント基板１の上面側に設けられた熱拡散部３の上に電子部品２が搭載され、プリント基板１の下面側に放熱部４が設けられている。そして、上側導体層１２上の、平面視において第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂに隣接する領域において、平面視で第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂの孔部の周りを囲むように、例えば円形状の凸部８が形成されている。半導体装置２００は、この凸部８を有する点において実施の形態１の半導体装置１００と異なっている。
　凸部８は例えばソルダーレジストにより構成されており、上側導体層１２の上面から上方に突出する形状を有している。このように、プリント基板１の上側主面１１ａ上に凸部８を設け、電子部品２および熱拡散部３は、プリント基板１の上方からの平面視において凸部８と重なるように配置されている。なお、図２１においては、凸部８の断面形状は台形状として示しているが、これは一例であり、断面形状は半円形状、半楕円形状、矩形状などでも良く、これら以外の断面形状であっても良い。
　　＜製造方法＞
　次に、図２２および図２３を用いて、凸部８の製造工程を中心に半導体装置２００の製造方法を説明する。
　凸部８は、例えばプリント基板の製造工程において公知のレジスト印刷で使用されるソルダーレジストで構成することができるが、公知のシルク印刷またはシンボル印刷で使用される、樹脂または銅などの金属で構成しても良い。これらを用いれば、一般的なプリント基板製造工程において凸部８を形成できるため、特殊な工程を必要とせず安価に製造可能となる。また、凸部８としては上述した印刷法により形成する以外に、凸部８のパターンを有する樹脂シートをプリント基板１に貼付して形成しても良く、また、これらの形成方法を適宜組み合わせて形成しても良い。また、凸部８の材料としては、はんだの接合材７ａに対して濡れにくい材料を用いても良い。
　図２２は、上述した製造方法および材料を用いてプリント基板１の上側主面１１ａ上に凸部８を形成したプリント基板１を上方から見た上面図であり、図２３は、図２２のＢ－Ｂ線での矢視断面図である。
　図２２および図２３で示されるように、プリント基板１の上側主面１１ａには、平面視で全ての第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂの孔部の周りを囲むように円形状の凸部８が設けられている。
　このような複数の凸部８が設けられたプリント基板１の上側主面１１ａ上に、複数の凸部８と重なるように、電子部品２および熱拡散板３１を搭載し接合することで、図２０および図２１に示される半導体装置２００を得る。なお、半導体装置２００の半導体装置の製造方法は、複数の凸部８が設けられたプリント基板１を準備する以外は、図６～図１０および図１１～図１３を用いて説明した実施の形態１の製造方法と同じである。
　　＜作用および効果＞
　次に、本実施の形態の作用および効果について説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様の効果に加え、以下に説明する作用効果を奏する。
　第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂの孔部の周りを囲むように円形状の凸部８が設けた場合、図６に示したように、上側導体層１２上にはんだペースト６ａを載置し、その上に熱拡散板３１を搭載して加熱リフロー処理を実施した場合、溶融したはんだペースト６ａが第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂの孔部内に進入することを抑制する効果がある。
　すなわち、凸部８を設けることにより、凸部８が上側導体層１２から突出する高さの分だけ、上側導体層１２と熱拡散板３１との上下方向の間隔が広くなり、上側導体層１２と放熱板２４との上下方向の間隔が広くなる。このため、はんだペースト６ａが溶融して形成された接合材７ａは、上側、すなわち放熱板２４および熱拡散板３１側に引っ張られるように応力を受けながら熱拡散板３１に接合される。この結果、図２１に示されるように、接合材７ａの断面形状は放熱用ビア１５の孔部の上方ではアーチ状となる。
　このため上側導体層１２と熱拡散板３１との間の領域において、接合材７ａが放熱用ビア１５内に流入し、放熱用ビア１５の内壁面を流動する可能性を低減することができる。この結果、接合材７ａが上側導体層１２とその真下の冷却体４２と電気的に短絡する可能性を低減することができ、半導体装置２００全体の信頼性を高めることができる。
　また、上側導体層１２上において凸部８と重なるように熱拡散板３１を搭載することで、上側導体層１２と、放熱板２４および熱拡散板３１との上下方向の間隔を制御することが容易にできる。すなわち、プリント基板１に接合される熱拡散板３１の下面と、上側導体層１２の上面との間隔は、凸部８を構成するソルダーレジストなどの印刷厚さ、または印刷位置を変更することにより制御することができる。この結果、上側導体層１２上における接合材７ａの厚さを管理することができ、接合材７ａによるはんだ付けの品質を向上させることができる。
　また、先に説明したように、接合材７ａは上側導体層１２と熱拡散板３１との間の領域において熱拡散板３１の主面に沿って拡がるが、放熱用ビア１５内には流入せず、下側導体層１３側には接合材７ａが到達しない。このため接合材７ａにより、熱拡散部３の熱拡散板３１と、プリント基板１との接合部分が良好なフィレットを形成することとなる。この結果、外観検査により接合材７ａの接合状態の良否を容易に判定できるようになり、特に、マウンタなどの自動機により電子部品２などを搭載する場合において、その実装状態を検査する外観検査の効率を大幅に向上させることができる。
　また、上側導体層１２の放熱用ビア１５に隣接する領域に、放熱用ビア１５の周囲を囲むように小径の凸部８をソルダーレジストで形成すると、凸部８は撥水撥油性を発揮する。このようなレジストは、接合材７ａとしてのはんだに対する濡れ性の良好な放熱板２４、熱拡散板３１および上側導体層１２に比べて、はんだに濡れないためである。放熱用ビア１５を取り囲む凸部８がはんだに濡れないことによっても、溶融されたはんだである接合材７ａが放熱用ビア１５内に流入することを抑制できる。これにより、はんだによる冷却体４２との電気的な短絡を抑制できる。また、放熱用ビア１５の孔部の周囲に凸部８が残存することで、接合材７ａに含まれるフラックスガスを放熱用ビア１５から外部にスムーズに排出することができる。このため接合材７ａ内におけるフラックスガスに起因するボイドの発生を抑制できる。
　なお、凸部８は、放熱用ビア１５に隣接するだけでなく、例えば熱拡散板３１と上側導体層１２との間における任意の位置に形成しても良い。これにより、プリント基板１上に実装される熱拡散部３のプリント基板１に対する実装高さを一定に保つことができる。
　また、プリント基板１の上側主面１１ａ上からの平面視において、熱拡散部３が実装される領域の四隅に凸部８をシンボルマークとして設けることにより、プリント基板１の上側導体層１２と熱拡散板３１のそれぞれの主面が互いにほぼ平行となるように配置し、実装することができる。また、熱拡散板３１を配置する際に重要となる位置決めの目印にすることも可能である。
　また、凸部８をソルダーレジストまたは樹脂で構成する場合は、熱伝導率が接合材７ａよりも低くなるが、熱拡散板３１と上側導体層１２は、接合材７aにより金属接合されているので、熱伝導に関して凸部８の影響を受けることはない。
　＜実施の形態３＞
　　＜装置構成＞
　図２４は、本発明に係る実施の形態３の半導体装置３００の構成を示す断面図である。なお、半導体装置３００を上方から見た上面図は、図１に示した半導体装置１００と同じであり、図２４は、図１のＡ－Ａ線での矢視断面図に相当する。
　なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置３００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図２４においては半導体装置３００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置３００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置３００を構成することも可能である。
　また、図２４においては、図１および図２を用いて説明した実施の形態１の半導体装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図２４に示されるように、実施の形態３の半導体装置３００においては、電子部品２と重なる複数の第１の放熱用ビア１５ａおよび熱拡散板３１と重なる複数の第２の放熱用ビア１５ｂの少なくとも一部の内部に、その内部の容積の１／３程度を占めるように接合材７ｄが設けられている。なお、電子部品２および熱拡散板３１の何れとも重ならない第２の放熱用ビア１５ｂの内部にも同様に接合材７ｄが設けられていても良い。半導体装置３００は、放熱用ビア１５の内部にも接合材７ｄを有する点において実施の形態１の半導体装置１００と異なっている。
　　＜製造方法＞
　次に、製造工程における断面図を示す図２５～図２７を用いて、電子部品２および熱拡散部３の実装工程を中心に半導体装置３００の製造方法を説明する。
　図２５に示す工程において、上側導体層１２、下側導体層１３および内部導体層１４などの複数の導体層と、複数の導体層の間に挟まれた絶縁層１１とを有して階層構造をなし、当該階層構造を厚み方向に貫通する複数の放熱用ビア１５を有するプリント基板１を準備する。
　そして、図２５に示されるように、プリント基板１の上側主面１１ａ上、すなわち上側導体層１２上に、はんだの酸化膜を除去するフラックス（図示せず）を介して、はんだ板６ｄを載置する。はんだ板６ｄを載置することで、放熱用ビア１５を真上から覆うこととなる。なお、はんだ板６ｄは、少なくともプリント基板１の第１の領域および第２の領域の少なくとも一部を覆う大きさを有してしている。
　また、少なくともプリント基板１の第１の領域および第２の領域に対応する下側導体層１３上に、ポリイミドなどの耐熱テープ９を貼付する。耐熱テープ９は、少なくとも放熱用ビア１５の孔部を下側主面１１ｂ側から塞ぐように貼り付けられる。
　次に、はんだ板６ｄの上に熱拡散部３を構成する熱拡散板３１を搭載し、その状態で公知の加熱リフロー処理を実施する。なお、熱拡散部３を搭載する工程は、先に説明したマウンタにより自動的に実施される。
　加熱リフロー処理によりはんだ板６ｄは溶融して上側導体層１２の表面すなわち上側主面１１ａに沿うように流動し、図２６に示されるように放熱用ビア１５内にも侵入し、接合材７ｂが形成される。これは、はんだ板６ｄを放熱用ビア１５の孔部を覆うように配置したので、孔部上のはんだ板６ｄが溶融して放熱用ビア１５に侵入したためである。一方、第１および第２の領域における下側導体層１３上には耐熱テープ９が貼られているため、溶融したはんだ板６ｄは耐熱テープ９を越えて漏出することはなく、接合材７ｄは放熱用ビア１５の内部に止まる。なお、放熱用ビア１５内の全体に接合材７ｄが充填されても良いが、図２６に示すように、放熱用ビア１５内部の容積の１／３程度の体積分の接合材７ｄが充填されることが好ましい。
　ここで、はんだ板６ｄを溶融させる加熱リフロー処理においては、プリント基板１の加熱によりはんだ板６ｄが溶融すれば、その溶融したはんだは放熱用ビア１５の内壁面に沿って流動し、加熱後、当該溶融はんだが塊状はんだとなって放熱用ビア１５内を塞ぐ。また供給するはんだ量が少なければ、放熱用ビア１５内のはんだの割合が少なくなるので、はんだ板６ｄの厚さを調整することで、放熱用ビア１５内部の接合材７ｄの体積を調整することができる。
　次に、熱拡散板３１上に、はんだ板６ｅを載置する。また、プリント基板１の上側主面１１ａ上の電極１９上に、はんだの酸化膜を除去するフラックス（図示せず）を介して、はんだ板６ｆを載置する。そして、はんだ板６ｅ上に電子部品２を搭載し、はんだ板６ｆ上に電子部品２のリード端子２１が接するようにする。その状態で公知の加熱リフロー処理を実施する。なお、電子部品２を搭載する工程は、先に説明したマウンタにより自動的に実施される。
　加熱リフロー処理によりはんだ板６ｅは溶融して熱拡散板３１の上側主面に沿うように流動し、図２７に示されるように層状の接合材７ｅとして形成される。なお、電子部品２の樹脂モールド部２３の下にも接合材７ｅは流入するが、樹脂材料に対しては接合せず、単に接合材７ｅが樹脂モールド部２３に接触し密着することとなる。
　加熱リフロー処理では、同時にはんだ板６ｆも溶融し、層状の接合材７ｆとなってリード端子２１と電極１９とを互いに接合する。接合材７ｄ～７ｆによる接合後、その実装状態を検査する外観検査工程が実施される。
　放熱用ビア１５内のはんだが固化した後に耐熱テープ９を除去する。その後、プリント基板１の下側導体層１３と接するように放熱部材４１を配置し、放熱部材４１に接するように冷却体４２を配置し、互いに密着させることで放熱部４が設けられる。なお、プリント基板１と放熱部４の各部材とは、例えば、はんだ等の接合材により互いに接合されても良い。以上の工程を経て、図２４に示した半導体装置３００が得られる。
　　＜作用および効果＞
　次に、本実施の形態の作用および効果について説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様の効果に加え、以下に説明する作用効果を奏する。
　半導体装置３００のように放熱用ビア１５の内部に接合材７ｄが設けられた構成とすることで、電子部品２から発する熱を第１の放熱用ビア１５ａおよび第２の放熱用ビア１５ｂを介して熱拡散板３１側に伝える際の伝熱量を増加することができる。これは、放熱用ビア１５内が中空状態である場合よりも、はんだなどの導電性部材が放熱用ビア１５内に充填されている方が、高い熱伝導性を持つためである。特に、放熱用ビア１５の延在方向に交差する断面において、高い熱伝導性を持つ接合材７ｄの面積が増加するように接合材７ｄを設けることができれば、より効果的となる。換言すれば、放熱用ビア１５内で接合材７ｄが円柱状になっている部分の体積が増えるほど伝熱量を増加することになる。
　さらに説明すると、図２４および図２７に示すように、少なくとも上側導体層１２と下側導体層１３との間に存在する接合材７ｄにおいて、接合材７ｄで充填されている部分においては接合材７ｄが円柱状になっており、放熱用ビア１５の延在方向に交差する断面が、全てはんだの断面となっているので、熱伝導性が高くなっている。
　熱伝導性を向上させるには、放熱用ビア１５内で接合材７ｄが円柱状になっている部分の長さが、放熱用ビア１５の延在方向の長さの１／３以上であることが好ましい。このことは、上側導体層１２側または下側導体層１３側の何れか一方のみに接合材７ｄが円柱状になった部分が存在する場合も、上側導体層１２側および下側導体層１３側の双方に接合材７ｄが円柱状になった部分が存在する場合も同様である。すなわち、放熱用ビア１５内に、その内部の容積の１／３以上を占めるように接合材７ｄが円柱状になった部分が存在することが好ましい。
　なお、放熱用ビア１５内が完全に接合材７ｄで充填されると、上側導体層１２と冷却体４２とが電気的に短絡する可能性が生じるので、放熱用ビア１５内で接合材７ｄが円柱状になっている部分の長さは、放熱用ビア１５の延在方向の長さの９０％以下の長さとすることで、半導体装置２００の信頼性を高めることができる。
　従って、放熱用ビア１５内で接合材７ｄが円柱状になっている部分の長さは、半導体装置２００の放熱性を高めるために、放熱用ビア１５の延在方向の長さの３０％以上、半導体装置２００の信頼性を高めるために、放熱用ビア１５の延在方向の長さの９０％以下の長さとする。
　このように、放熱用ビア１５内で接合材７ｄが円柱状になっている部分の長さを制御するには、はんだ板６ｄの厚さを調整すると共に、耐熱テープ９により放熱用ビア１５内の下側の孔部を塞ぐことが重要となる。耐熱テープ９により下側の孔部が塞がれた状態ではんだが放熱用ビア１５内に流入すると、放熱用ビア１５内の空気は下側の孔部から抜けることができず、放熱用ビア１５の下部には空気溜まりができて、はんだが下側の孔部まで到達せず、図２４に示したように、放熱用ビア１５の底部にまで達することはない。放熱用ビア１５内のはんだが固化した後に耐熱テープ９を除去するのはこのためである。
　＜実施の形態４＞
　　＜装置構成＞
　図２８は、本発明に係る実施の形態４の半導体装置４００の構成を示す平面図であり、半導体装置４００を上方から見た上面図である。図２９は、図２８のＤ－Ｄ線での矢視断面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置４００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図２８および図２９においては半導体装置４００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置４００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置４００を構成することも可能である。
　また、図２８および図２９においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図２８および図２９に示されるように、半導体装置４００においては、電子部品２のリード端子２１がプリント基板１に設けられた端子孔ＨＬ内に挿入され、接合材７ｈにより端子孔ＨＬ内で接合されている。このように、半導体装置４００においてはプリント基板１がスルーホール実装基板である点において、プリント基板１が表面実装基板であった実施の形態２の半導体装置２００と異なっている。
　図２８および図２９に示される電子部品２は、図５を用いて説明したＴＯ－２２０のようなＭＯＳＦＥＴのパッケージ品を想定しており、放熱板２４には開口部ＯＰを有している。実施の形態２の半導体装置２００では、リード端子２１をプリント基板１上に実装する際に、加熱リフロー処理を実施していたが、本実施の形態の半導体装置４００においては、リード端子２１のプリント基板１への実装がフローによる処理で可能となる。
　また、半導体装置２００のように、熱拡散板３１を加熱リフロー処理でプリント基板１に接合した後、電子部品２の放熱板２４の熱拡散板３１への接合およびリード端子２１の電極１９への接合を加熱リフロー処理により行うが、この際、熱拡散板３１をプリント基板１に接合している接合材７ａが再溶融し、熱拡散板３１と電子部品２との位置がずれやすく、歩留まりが下がる可能性がある。
　一方、本実施形態では、電子部品２のリード端子２１をプリント基板１の端子孔ＨＬ内に挿入することで位置が決まり、実装の歩留まりが上がり、低コストでの製造が可能となる。また、位置ずれが起こりにくいので、接合材７ａおよび７ｂを１回の加熱リフローで形成することも可能となり、さらに低コストでの製造が可能となる。
　　＜変形例１＞
　図３０は、実施の形態４の変形例１の半導体装置４０１の構成を示す平面図であり、半導体装置４０１を上方から見た上面図である。図３０に示されるように、半導体装置４０１においては、電子部品２の３本のリード端子２１ａ、２１ｂおよび２１ｃのうち、中央のリード端子２１ｂの長さが他のリード端子よりも短く、プリント基板１に接触しない構成となっている点において実施の形態４の半導体装置４００と異なっている。
　電子部品２は、ＭＯＳＦＥＴのＴＯ－２２０のパッケージ品を想定している。本変形例では、リード端子２１ｂがドレイン端子であり、放熱板２４と同電位となる場合について説明する。この場合、リード端子２１ｂを使用せずに、リード端子より低抵抗な放熱板２４と熱拡散板３１を使用して主電流を流すことができる。主電流経路の低抵抗化により導通損失を減らすことができる。また、リード端子２１ｂが不要となるので短く切断しておくことで、ソース端子２１ｃおよびゲート端子２１ａからドレイン端子２１ｂまでの空間距離が長くなるので、電子部品２の高耐圧化に対応する設計が可能となる。また本変形例では、リード端子２１ｂだけを実装しない例を示したが、これに限定されず、リード端子２１ａおよび２１ｃの一方も実装しない構成を採る場合もある。
　　＜変形例２＞
　図３１は、実施の形態４の変形例２の半導体装置４０２の構成を示す平面図であり、半導体装置４０２を上方から見た上面図である。図３１に示されるように、半導体装置４０２においては、電子部品２の３本のリード端子２１ａ、２１ｂおよび２１ｃのうち、中央のリード端子２１ｂの長さが他のリード端子よりも長く、リード端子２１ｂだけをプリント基板１の領域１Ａに設けた電極１９に平面実装される点において変形例１の半導体装置４０１と異なっている。
　電子部品２は、ＭＯＳＦＥＴのＴＯ－２２０パッケージ品を想定している。本変形例では、高耐圧化のために端子間距離を離したい場合、リード端子２１ｂの長さを他のリード端子長よりも長くして、プリント基板１上の電極１９に平面実装している。これにより端子間の空間距離および沿面距離が長くなり、高耐圧化により適している。
　また、全てのリード端子をプリント基板１上のそれぞれ異なる電極１９に平面実装しても良いし、また全てのリード端子をプリント基板１に設けたそれぞれ異なる端子孔内に挿入してスルーホール実装しても良い。
　　＜変形例３＞
　図３２は、実施の形態４の変形例３の半導体装置４０３の構成を示す平面図であり、半導体装置４００を上方から見た上面図である。図３３は、図３２のＥ－Ｅ線での矢視断面図である。図３２および図３３に示されるように、半導体装置４０３においては、放熱板２４に設けられた円形の開口部ＯＰを利用して、電子部品２を放熱板２４を介してプリント基板１にねじ２０により固定する構成となっている点において変形例１の半導体装置４０１と異なっている。この構成により電子部品２のプリント基板１への実装時の位置ずれを確実に防止できる。
　ねじ２０は、プリント基板１、放熱部材４１および冷却体４２を貫通しており、冷却体４２に設けたねじ穴に係合することで固定されるの、放熱板２４と冷却体４２とが同電位でない場合、ねじ２０は冷却体４２と電気的に絶縁するようにする。この場合、冷却体４２を加工して、ねじ２０と直接に接触しない構成とするか、プラスティックねじなどの絶縁ねじを使用する。これであれば、冷却体４２との絶縁のための構成を設ける必要が不要となり、製造コストを抑えることができる。また、ねじ２０の代わりに、リベットなどで固定しても良い。この場合も冷却体４２との電気的な絶縁を行う。
　＜実施の形態５＞
　　＜装置構成＞
　図３４は、本発明に係る実施の形態５の半導体装置５００の構成を示す断面図である。なお、半導体装置５００を上方から見た上面図は、図２０に示した半導体装置２００と同様であり、図３４は、図２０のＢ－Ｂ線での矢視断面図に相当する。
　なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置５００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図３４においては半導体装置５００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置５００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置５００を構成することも可能である。
　また、図３４においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図３４に示すように半導体装置５００においては、熱拡散部３の熱拡散板３１が、第１の部分３１ａと、第２の部分３１ｂとの２つの部分を有している。すなわち、第１の部分３１ａはプリント基板１の上側主面１１ａに沿って設けられ、上側主面１１ａに接合される平板状の部分であり、第２の部分３１ｂは、第１の部分３１ａの電子部品２が搭載された側とは反対側の端縁部において、第１の部分３１ａに交差する方向であってプリント基板１とは反対側、プリント基板１の上方に向けて延在する平板状の部分であり、第１の部分３１ａと一体で設けられている。従って、第２の部分３１ｂはプリント基板１の上側主面１１ａとは接合されていない。
　なお、第２の部分３１ｂは、第１の部分３１ａとの境界部において約９０°の角度で屈曲しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１の部分３１ａと第２の部分３１ｂとのなす角度が９０°未満であっても９０°を超えても良い。
　このように、半導体装置５００の熱拡散板３１は、その一部の領域が上側主面１１ａに接合され、上側主面１１ａに接合されていない領域は、上側主面１１ａに対して９０°前後の角度で屈曲している点において実施の形態２の半導体装置２００とは異なっている。
　また、図３４に示す断面構成においては、熱拡散板３１以外の構成は図２１に示した半導体装置２００の断面構成と同じものとしたが、図２に示した半導体装置１００の断面構成と同じとしても良い。すなわち、図３４に示す断面構成における上側導体層１２上の凸部８を設けない構成としても良い。
　　＜作用および効果＞
　次に、本実施の形態の作用および効果について説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様の効果に加え、以下に説明する作用効果を奏する。
　熱拡散板３１が第２の部分３１ｂを有することにより、熱拡散効果だけでなく、放熱効果も高くなる。すなわち、プリント基板１に接合された第１の部分３１ａが熱拡散効果を奏し、表面全体が外気に触れる第２の部分３１ｂが放熱効果を奏する。従って、電子部品２が発する熱を外部に放出する効果を、より高めることができる。
　また、電子部品２が例えばＭＯＳＦＥＴのようなスイッチングデバイスを含む場合は、スイッチング時に放射ノイズ（電磁波）を出すが、熱拡散板３１の第２の部分３１ｂにより遮蔽され、外部への放射ノイズを低減させることができる。
　また、電子部品２が例えば制御ＩＣまたは微小信号を処理するＩＣなどの場合は、熱拡散板３１の第２の部分３１ｂが外部からの放射ノイズを低減させる効果があり、ＩＣの誤作動を防ぐことができる。
　また、熱拡散板３１の第２の部分３１ｂは、外部からの粉塵などの防塵効果を有する。また、熱拡散板３１が第２の部分３１ｂを有することで、熱拡散板３１の剛性が高まり、プリント基板１に応力が加わった場合でも、第２の部分３１ｂが吸収し、プリント基板１の強度が増して、プリント基板１が反りにくくなる。
　また、熱拡散板３１が第２の部分３１ｂを有することで、接合材７ａのヒートサイクル性も高めることができ、半導体装置５００の信頼性が向上する。
　なお、熱拡散板３１の第２の部分３１ｂには、例えば空冷のためのフィンを取り付けてヒートシンクとしても良い。
　また、熱拡散板３１の第１の部分３１ａの電子部品２が設けられていない領域にフィンを取り付けてヒートシンクとしても良い。一般的にヒートシンクは、ＴＯ－２２０のようなスルーホール実装タイプの電子部品と共にプリント基板に対して鉛直方向に立てて使用されるのが通例であるが、水平方向に横向きにして使用しても良い。なお、汎用的に使用されているフィンを使用することで、製造コストを削減することができる。
　　＜変形例１＞
　図３５は、実施の形態５の変形例１の半導体装置５０１の構成を示す断面図である。図３５に示されるように、半導体装置５０１においては、熱拡散板３１の第１の部分３１ａの水平方向の長さが短くなっている点において実施の形態５の半導体装置５００と異なっている。
　熱拡散板３１は第２の部分３１ｂを有するので、第１の部分３１ａの平面視での面積が小さくなっても、放熱性が低下することが抑制できるので、半導体装置５０１の平面方向寸法を小さくして小型化できる。
　また、図３５に示されるように、熱拡散板３１の第１の部分３１ａの水平方向の長さを電子部品２の長さと同程度とすることで、電子部品２の実装時の位置ずれを低減できる。
　　＜変形例２＞
　図３６は、実施の形態５の変形例２の半導体装置５０２の構成を示す断面図である。なお、半導体装置５００を上方から見た上面図は、図２０に示した半導体装置２００と同様であり、図３６は、図２０のＣ－Ｃ線での矢視断面図に相当する。
　図３６に示されるように、半導体装置５０２においては、熱拡散部３の熱拡散板３１が、第１の部分３１ａと、第２の部分３１ｃとの２つの部分を有している。すなわち、第１の部分３１ａはプリント基板１の上側主面１１ａに沿って設けられ、上側主面１１ａに接合される平板状の部分であり、第２の部分３１ｃは、第１の部分３１ａの電子部品２が搭載された側の端縁部とは直交する２つの端縁部において、第１の部分３１ａに交差する方向であって、プリント基板１とは反対側、すなわちプリント基板１の上方に向けて延在する平板状の部分であり、第１の部分３１ａと一体で設けられている。従って、第２の部分３１ｃはプリント基板１の上側主面１１ａとは接合されていない。
　なお、第２の部分３１ｃは、第１の部分３１ａとの境界部において約９０°の角度で屈曲しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１の部分３１ａと第２の部分３１ｃとのなす角度が９０°未満であっても９０°を超えても良い。
　このように、半導体装置５０２の熱拡散板３１は、その一部の領域が上側主面１１ａに接合され、上側主面１１ａに接合されていない領域は、上側主面１１ａに対して９０°前後の角度で屈曲している点において実施の形態２の半導体装置２００とは異なっている。
　熱拡散板３１が２つの第２の部分３１ｃを有することにより、熱拡散効果だけでなく、放熱効果がさらに高くなる。また、電子部品２が放射ノイズ（電磁波）を発する場合には、外部への放射ノイズを低減させる効果がさらに高まる。また、外部からの粉塵などの防塵効果も高くなる。
　なお、図３４に示した半導体装置５００の第２の部分３１ｂのように、半導体装置５０２の熱拡散板３１が第１の部分３１ａの電子部品２が搭載された側とは反対側の端縁部において、第１の部分３１ａに交差する方向であってプリント基板１の上方に向けて延在する平板状の部分をさらに有する構成としても良い。この場合、第２の部分３１ｃは、第３の部分３１ｃと呼称される。電子部品２が三方において熱拡散板で囲まれるので、放熱効果、外部への放射ノイズを低減させる効果および防塵効果が飛躍的に高まる。
　　＜変形例３＞
　図３７は、実施の形態５の変形例３の半導体装置５０３の構成を示す断面図である。半導体装置５０３においては、熱拡散部３の熱拡散板３１の電子部品２が搭載された側とは反対側の部分の厚みが他の部分よりも厚くなった段差部３１ｄを有している。電子部品２の放熱板２４は、その端面がこの段差部３１ｄに係合する大きさを有しており、電子部品２の実装時の位置ずれを低減できる。なお、熱拡散板３１の段差部３１ｄの高さは、熱拡散板３１上に電子部品２を搭載した場合に、放熱板２４の上面までの高さと、段差部３１ｄの上面までの高さとが、ほぼ等しくなる高さに設定される。
　熱拡散板３１が段差部３１ｄを有することで、電子部品２の位置が正確に決まり、製造時の歩留まりを高めることができる。なお、電子部品２の放熱板２４に開口部が設けられている場合、熱拡散板３１にその開口部に適合する大きさの凸部を設け、電子部品２の実装時には開口部に凸部を挿入することで電子部品２の位置をさらに正確に決めようにしても良い。
　＜実施の形態６＞
　　＜装置構成＞
　図３８は、本発明に係る実施の形態６の半導体装置６００の構成を示す平面図であり、半導体装置６００を上方から見た上面図である。図３９は、図３８のＦ－Ｆ線での矢視断面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置６００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図３８および図３９においては半導体装置６００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置６００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置６００を構成することも可能である。
　また、図３８および図３９においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図３８および図３９に示されるように、半導体装置６００においては、熱拡散板３１が電子部品２の上面の一部を覆うように構成されている。半導体装置６００の熱拡散板３１は、図３９に示されるように、プリント基板１に接合される第１の部分３１ａと、第１の部分３１ａの電子部品２が搭載された側の端縁部とは直交する２つの端縁部において、第１の部分３１ａに交差する方向であってプリント基板１の上方に向けて延在する第２の部分３１ｇと、２つの第２の部分３１ｇの上部から、それぞれ電子部品２の側に向けて上側主面１１ａに沿う方向に延在する２つの第３の部分３１ｆとを有している。
　第２の部分３１ｇの高さは、プリント基板１上に電子部品２を搭載した場合に、電子部品２の上面を越える高さであり、２つの第３の部分３１ｆは、電子部品２に接することなく、電子部品２の上方を部分的に覆うように設けられ、対向する２つの第３の部分３１ｆ間は開口部ＯＰ１となっており、図３８に示されるように、半導体装置６００の上方から電子部品２の一部を見ることができる。
　　＜作用および効果＞
　次に、本実施の形態の作用および効果について説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様の効果に加え、以下に説明する作用効果を奏する。
　熱拡散板３１は、電子部品２の上面の一部を覆い、電子部品２の上面の一部と重なる第３の部分３１ｆとを有している点において実施の形態２の半導体装置２００と異なっている。
　熱拡散板３１が第２の部分３１ｇおよび第３の部分３１ｆを有することで、電子部品２が熱拡散板３１で半包囲された状態となり、放熱効果、外部への放射ノイズを低減させる効果および防塵効果が飛躍的に高まる。
　なお、第２の部分３１ｇおよび第３の部分３１ｆを有する熱拡散板３１は、例えば、銅板を公知のプレス加工することにより、少ない製造コストで形成できる。また、例えば、公知の削り出し加工または押し出し加工により銅板を加工することで形成できる。銅を使用することで、電子部品２と熱拡散板３１との間の熱抵抗を小さくすることができ、熱拡散板３１の熱拡散効率をより高めることができる。
　また、図３９においては熱拡散板３１の第３の部分３１ｆと電子部品２の樹脂モールド部２３の上面２３ｅとが接触せず、両者の間に空間を有しているが、両者が密着するように構成される場合には、樹脂モールド部２３と第３の部分３１ｆとの間で熱が伝わり、電子部品２から発生する熱の放熱効率が高まる。
　　＜変形例＞
　図４０は、実施の形態６の変形例の半導体装置６０１の構成を示す平面図であり、半導体装置６０１を上方から見た上面図である。図４１は、図４０のＧ－Ｇ線での矢視断面図である。
　図４０および図４１に示されるように、半導体装置６０１においては、熱拡散部３の熱拡散板３１は、実施の形態６と同様にプリント基板１に接合される第１の部分３１ａと、第１の部分３１ａの電子部品２が搭載された側の端縁部とは直交する２つの端縁部において、第１の部分３１ａに交差する方向であってプリント基板１の上方に向けて延在する第２の部分３１ｇを有すると共に、２つの第２の部分３１ｇ間を跨ぐように設けられた第３の部分３１ｈとを有している。
　第３の部分３１ｈは電子部品２の上方を完全に覆うので、電子部品２は筒状の熱拡散板３１で四方を囲まれることとなる。しかし、図４１に示されるように、電子部品２の対向する２つの側面方向は熱拡散板３１で覆われていないので、そこから空気を吹き込むことで熱拡散板３１内に風路が形成され電子部品２を効率的に冷却することができる。
　なお、第２の部分３１ｇおよび第３の部分３１ｈを有する熱拡散板３１は、例えば、銅板を公知のプレス加工することにより、少ない製造コストで形成できる。また、例えば、公知の削り出し加工または押し出し加工により銅板を加工することで形成できる。銅を使用することで、電子部品２と熱拡散板３１との間の熱抵抗を小さくすることができ、熱拡散板３１の熱拡散効率をより高めることができる。
　また、図４１においては熱拡散板３１の第３の部分３１ｈと電子部品２の樹脂モールド部２３の上面２３ｅとが接触せず、両者の間に空間を有しているが、両者が密着するように構成される場合には、樹脂モールド部２３と第３の部分３１ｈとの間で熱が伝わり、電子部品２から発生する熱の放熱効率が高まる。
　＜実施の形態７＞
　　＜装置構成＞
　図４２は、本発明に係る実施の形態７の半導体装置７００の構成を示す断面図である。なお、半導体装置７００を上方から見た上面図は、図１に示した半導体装置１００と同じであり、図４２はプリント基板１の一部の領域を拡大して示している。また、図４３は、図４２中の破線で囲まれた領域Ｘ、すなわち絶縁層１１の１つの区画を拡大して示す断面図である。
　なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置７００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　また、図４２および図４３においては、図１および図２を用いて説明した実施の形態１の半導体装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図４２に示されるように、実施の形態７の半導体装置７００においては、プリント基板１の絶縁層１１が、フィラー１６を有している点において、実施の形態１の半導体装置１００と異なっている。
　図４３に示すように、絶縁層１１は、上側導体層１２と内部導体層１４との間がガラス繊維の仕切り板１７で仕切られ、仕切られた空間内にフィラー１６とエポキシ樹脂１８とが充填されている。この構造は、内部導体層１４と内部導体層１４との間、内部導体層１４と下側導体層１３との間においても同じである。
　フィラー１６は無機フィラー粒子であり、酸化アルミニウム粒子が用いられることが好ましいが、これに限らず、窒化アルミニウムまたは窒化ホウ素などのセラミック粒子であっても良い。またフィラー１６は数種類の粒子が混ぜられた構成であっても良く、例えば酸化アルミニウムに水酸化アルミニウムを混合した構成であっても良い。
　このように半導体装置７００においては、プリント基板１に含まれる複数の絶縁層１１のそれぞれが無機フィラー粒子を含んでいる。このようにすれば、絶縁層１１の熱伝導性および耐熱性を向上させることができる。絶縁層１１がフィラー１６として無機フィラー粒子を含むことにより、フィラー１６を経由して熱を伝導させることができる。このため絶縁層１１での熱伝導を大きくすることができ、プリント基板１の熱抵抗を小さくすることができる。
　ここで、酸化アルミニウムのフィラー１６を７０重量％含有した絶縁層１１を含むプリント基板１を有した半導体装置７００に対して、先に説明した数式（１）および実施の形態１で説明したモデルを用いて熱抵抗値をシミュレーションした結果、図１６に示した「「実施の形態１」の熱抵抗値に比べて熱抵抗値がさらに約５％低減することが判った。
　なお、このシミュレーションのモデルにおいては、フィラー１６の存在を除き全て実施の形態１の半導体装置１００のモデルと同一の寸法および構成を採用した。
　なお、絶縁層１１での熱伝導を大きくするためには、絶縁層１１が含有するフィラー１６の充填密度を大きくすることが重要である。具体的には、フィラー１６の充填密度を８０重量％まで大きくすることがより好ましい。このためフィラー１６の形状は図４３に示されるような球形に近い形状に限らず、四面体または六方晶のような多角形を基にした立体形状であっても良い。
　さらに、絶縁層１１内に充填されるフィラー１６のサイズは一定でなくても良い。すなわち、例え絶縁層１１内に単一種類の粒子のみでフィラー１６が構成されても良く、複数種類のサイズの粒子の混合によりフィラー１６が構成されていても良い。この場合には、サイズの大きい複数の粒子に挟まれた領域に、よりサイズの小さいフィラー粒子が入り込むため、フィラー１６をより高密度で充填することができ。絶縁層１１での熱伝導をさらに向上させることができる。
　＜実施の形態８＞
　　＜装置構成＞
　図４４は、本発明に係る実施の形態８の半導体装置８００の構成を示す平面図であり、プリント基板１の第１の領域の部分を示し、電子部品２、電極１９およびリード端子２１等は便宜的に破線で示し、熱拡散板３１は省略している。また、図４５は、図４４のＨ－Ｈ線での矢視断面図であり、プリント基板１の一部の領域のみを示している。
　なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置８００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　また、図４４および図４５においては、図１および図２を用いて説明した実施の形態１の半導体装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図４４に示されるように、実施の形態８の半導体装置８００においては、上側導体層１２における互いに隣り合う第１の放熱用ビア１５ａの間に挟まれた領域において、第１の放熱用ビア１５ａの孔部間に渡るように溝１５ｄが設けられており、この点において実施の形態１の半導体装置１００と異なっている。また、図４４においては、電子部品２の位置決めのための４つのアライメントマークＡＬが、電子部品２の４隅に対応する位置にそれぞれ設けられた例を示しているが、これは、実施の形態２において説明した凸部８などで設けることができる。なお、放熱用ビア１５の回りの凸部８は省略している。
　溝１５ｄは、図４５に示されるように、上側導体層１２と内部導体層１４との間の絶縁層１１のうち、上側導体層１２の一部を除去することで設けられている。
　なお、溝１５ｄは、プリント基板１の上側導体層１２を公知の写真製版技術およびエッチングによりパターニングする際に、同時に形成することができる。
　上記のような溝１５ｄを設けることにより、半導体装置８００においては、その製造時にはんだを溶融するための加熱により、第１の放熱用ビア１５ａ内の膨張した空気を、溝１５ｄを経由して外部に放出することができる。このため第１の放熱用ビア１５ａ内の圧力の上昇を抑えることにより、はんだの充填を容易に実現することができる。
　なお、図４４および図４５においては、溝１５ｄは第１の領域のみに設けられているが、これに限定されるものではなく、第２の領域においても互いに隣り合う放熱用ビア１５の孔部間に渡るように溝１５ｄを設けても良い。換言すれば、半導体装置８００のプリント基板１には、複数の放熱用ビア１５のうち、プリント基板１の上側主面１１ａの上方からの平面視において、互いに隣り合う放熱用ビア１５間に渡るように溝１５ｄが設けられた構成となっている。
　＜実施の形態９＞
　　＜装置構成＞
　図４６は、本発明に係る実施の形態９の半導体装置９００の構成を示す平面図であり、半導体装置９００を上方から見た上面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置９００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図４６においては半導体装置９００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置９００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置９００を構成することも可能である。
　また、図４６においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図４６に示されるように、半導体装置９００においては、プリント基板１の上側主面１１ａからの平面視において、電子部品２の下側に配置される熱拡散板３１が、２つの熱拡散板３１ｘおよび３１ｙで構成され、電子部品２は、２つの熱拡散板３１ｘおよび３１ｙ間に渡るように配設されている点において実施の形態２の半導体装置２００と異なっている。
　熱拡散板３１ｘおよび３１ｙは互いに間隔をあけて配置されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、端面どうしが互いに接触して配置されても良い。
　例えば、実施の形態１の半導体装置１００の熱拡散板３１のように、その平面視でのサイズが大きくなると、これをマウンタで実装することが困難となる。また、熱拡散板３１が中心と重心が同じ位置である長方形または正方形の平面視形状である方が、熱拡散板３１が非対称な平面視形状である場合に比べて、マウンタでの実装工程の不良率が減少する。このため本実施の形態のように熱拡散板３１を複数の長方形の熱拡散板に分割して配置することで、マウンタを用いた熱拡散板３１の実装が容易となり、実装コストを低減できる。このように、本実施の形態によれば、熱拡散板３１を自動実装に適した形状、大きさとすることで、実装コストを低減できる。
　なお、図４６においては、一例として熱拡散板３１を２つに分割した構成を示したが、熱拡散板３１の分割数はこれに限定されず、例えば３つまたは４つに分割しても良いが、分割した熱拡散板３１のそれぞれは、少なくとも一部が、電子部品２と接合材を介して接合されていることが好ましい。
　＜実施の形態１０＞
　　＜装置構成＞
　図４７は、本発明に係る実施の形態１０の半導体装置１０００の構成を示す平面図であり、半導体装置１０００を上方から見た上面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置１０００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図４７においては半導体装置１０００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置１０００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置１０００を構成することも可能である。
　また、図４７においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図４７に示されるように、半導体装置１０００においては、プリント基板１の上方からの平面視において、４個の電子部品２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄが、平面視形状が細長い熱拡散板３１の一方の長辺に沿って互いに間隔をあけて配置されている。このように半導体装置１０００においては、４個の電子部品２ａ～２ｄが図に向かって左右方向に１列に並ぶように配置されている点において、実施の形態２の半導体装置２００とは異なっている。
　このように、１つの半導体装置内に複数の電子部品２を含む場合、電子部品２の内部抵抗などのばらつきにより、発熱量もばらつく可能性がある。４個の電子部品２ａ～２ｄを並列接続する場合、電子部品２ａ～２ｄのそれぞれに対して、それぞれ個別の熱拡散板上に配置すると、発熱量の大きい電子部品が、自らの発熱による温度上昇でさらに発熱量を増して熱暴走する可能性がある。しかし、本実施の形態のように、電子部品２ａ～２ｄを共通の熱拡散板３１上に配置することで、電子部品２ａ～２ｄのそれぞれの温度がばらつくことがなく、熱暴走しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。これは、電子部品２ａ～２ｄを共通の熱拡散板３１に配置されることにより、電子部品２ａ～２ｄのそれぞれから発生する熱の放熱が、均一化されるためである。
　なお、熱拡散板３１上に搭載される電子部品の個数は４個に限定されないことは言うまでもない。
　　＜変形例＞
　図４８は、実施の形態１０の変形例の半導体装置１００１の構成を示す平面図であり、半導体装置１００１を上方から見た上面図である。
　図４８に示されるように、半導体装置１００１においては、プリント基板１の上方からの平面視において、４個の電子部品２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄが、平面視形状が矩形の熱拡散板３１の対向する２辺に沿って、それぞれ２個ずる互いに間隔をあけて配置されている。
　このような配置とすることで、電子部品２ａ～２ｄから発生する熱が、熱拡散板３１上で偏ることが抑制され、熱拡散板３１での熱拡散が均一となり、放熱性が向上する。
　＜実施の形態１１＞
　　＜装置構成＞
　図４９は、本発明に係る実施の形態１１の半導体装置１１００の構成を示す回路図であり、図５０は、半導体装置１１００の構成を示す平面図であり、半導体装置１１００を上方から見た上面図である。以下においては、プリント基板１の電子部品を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置２０００の上方とは電子部品を搭載した上面側とする。
　なお、図５０においては半導体装置１１００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置１１００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置１１００を構成することも可能である。
　また、図５０においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図４９に示されるように半導体装置１１００は、ハーフブリッジ回路であり、高電位端子ＨＶと低電位端子ＬＶとの間に電子部品２ａと電子部品２ｃとが直列に接続されている。すなわち、ハイサイド側の電子部品２ａのソース端子とローサイド側の電子部品２ｃのドレイン端子が接続されており、接続ノードＮＤがハーフブリッジ回路の出力ノードとなる。なお、電子部品２ａおよび２ｃは、一例として、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴにダイオードが逆並列に接続された構成を示しているが、これに限定されるものではない。
　このようなハーフブリッジ回路をプリント基板１に実装した状態の上面図が図５０である。図５０に示すように、半導体装置１１００においては、プリント基板１の上方からの平面視において、電子部品２ａが熱拡散板３ａに配置されており、電子部品２ｃが熱拡散板３ｂに配置されており、電子部品２ａのソース端子２１ｃの一部が熱拡散板３ｂに接続されている。すなわち、熱拡散板３ａと３ｂとは電気的な絶縁を保つためにプリント基板１上で離間されて配置されているが、熱拡散板３ｂの一部が熱拡散板３ａの近くまで突出する形状となっており、この突出部分に電子部品２ａのソース端子２１ｃの一部が接続されている。そして、電子部品２ｃのリード端子２１ｂはドレイン端子としては使用せず、リード端子より低抵抗な放熱板２４と熱拡散板３ｂを使用して主電流を流す構成となっているので、電子部品２ａのソース端子から電子部品２ｃのドレイン端子には、熱拡散板３ｂを介して主電流が流れることとなる。
　電子部品２ａと２ｃ間の配線距離が短い方が寄生インダクタンス成分を小さくできるため、図５０のようにソース端子とドレイン端子とを接続することで、電子部品２ａおよび２ｃのスイッチング時の電圧および電流の発振を抑制することができ、回路的信頼性を向上できる。また、電子部品２ａおよび２ｃにおいて大電流を流す場合に、熱拡散板３ｂを配線として使用することで導通損失も低減することができるので、電力損失を減らすことが可能となる。
　図４９に示したハーフブリッジ回路においては、熱容量および電流容量が足りない場合には、複数の電子部品を並列接続することで全体としての容量を増やすことができる。
　　＜変形例＞
　図５１は、実施の形態１１の変形例の半導体装置１１０１の構成を示す回路図であり、電子部品２ａおよび２ｃで構成されるハーフブリッジ回路に、電子部品２ｂおよび２ｄで構成されるハーフブリッジ回路が並列接続された構成を示しており、それぞれのハーフブリッジ回路の接続ノードＮＤが共通の出力ノードとなっている。なお、図５１では２並列のハーフブリッジ回路を示しているが、これは一例であり、並列数は限定されない。
　このような２並列のハーフブリッジ回路をプリント基板１に実装した状態の上面図が図５２である。図５２に示すように、半導体装置１１０１においては、プリント基板１の上方からの平面視において、電子部品２ａおよび２ｂが熱拡散板３ａに配置されており、電子部品２ｃおよび２ｄが熱拡散板３ｂに配置されており、電子部品２ａおよび２ｂのソース端子２１ｃの一部が熱拡散板３ｂに接続されている。そして、電子部品２ｃおよび２ｄのリード端子２１ｂはドレイン端子としては使用せず、リード端子より低抵抗な放熱板２４と熱拡散板３ｂを使用して主電流を流す構成となっているので、電子部品２ａおよび２ｂのソース端子から電子部品２ｃおよび２ｄのドレイン端子には、熱拡散板３ｂを介して主電流が流れることとなる。このような構成による効果は、実施の形態１１の半導体装置１１００と同じである。
　＜実施の形態１２＞
　　＜装置構成＞
　図５３は、本発明に係る実施の形態１２の半導体装置１２００の構成を示す断面図である。なお、以下においては、プリント基板１の電子部品２を搭載する面を上面、その反対側を下面とし、半導体装置１２００の上方とは電子部品２を搭載した上面側とする。
　なお、図５３においては半導体装置１２００の特徴部を示しており、必ずしも半導体装置１２００の全体構成を示すものではないが、この特徴部だけで半導体装置１２００を構成することも可能である。
　また、図５３においては、図２０および図２１を用いて説明した実施の形態２の半導体装置２００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　図５３に示されるように、半導体装置１２００においては、図４０および図４１を用いて説明した実施の形態６の変形例１の半導体装置６０１において、熱拡散板３１の第３の部分３１ｆ上に筐体５１が密着するように配置されている。
　このように筐体５１が熱拡散板３１の第３の部分３１ｆ上に配置される点において、実施の形態６の半導体装置６００とは異なっている。
　筐体５１は、半導体装置１２００全体を外側から保護する箱状の部材であり、図５３にはその一部分である平板状の部分が例示されている。筐体５１は、例えばアルミニウムにより構成されることが好ましい。熱伝導性の良いアルミニウムは、半導体装置の内部の熱を外部に伝えることができ、かつ銅などよりも軽いためである。また、筐体５１は、表面に銅などの金属膜が形成された酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどの熱伝導性の良いセラミック材料で構成されても良い。さらに筐体５１は、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金などから選択される何れかの合金の表面に、ニッケルめっき膜および金めっき膜を形成した構成としても良い。これらの熱伝導性の良い材料で筐体５１を構成することで、半導体装置１２００の熱伝導性（放熱性）を高めることができる。
　このように本実施の形態においては、電子部品２が発する熱を、熱拡散板３１から第２の放熱用ビア１５ｂを経由して放熱部４側に放熱させるルートに加え、熱拡散板３１から筐体５１を経由して外部へ放熱させるルートを有する。このため筐体５１を有さない構成に比べて、さらに放熱性が優れることとなる。
　　＜変形例１＞
　図５４は、実施の形態１２の変形例１の半導体装置１２０１の構成を示す断面図である。図５４に示されるように、半導体装置１２０１においては、図４０および図４１を用いて説明した実施の形態６の変形例１の半導体装置６０１において、熱拡散板３１の第３の部分３１ｆを取り除いた構成において、２つの第２の部分３１ｇ上を跨ぐように筐体５１配置されている。
　このため、筐体５１が電子部品２により近くなり、電子部品２から発生する熱を輻射熱として受けることができ、第３の部分３１ｆを介して熱伝導で受ける場合よりも、放熱性を高めることができる。
　　＜変形例２＞
　図５５は、実施の形態１２の変形例２の半導体装置１２０２の構成を示す断面図である。図５５に示されるように、半導体装置１２０２においては、図３４を用いて説明した実施の形態５の半導体装置５００において、熱拡散板３１の第２の部分３１ｂの電子部品２とは反対側の面に、筐体５１が密着するように配置されている点において、実施の形態５の半導体装置５００とは異なっている。なお、筐体５１は箱状の部材であり、図５５にはその一部分である平板状の部分が例示されている。
　熱拡散板３１の第２の部分３１ｂに筐体５１を密着させて配置することで、実施の形態５の効果に加えて、放熱性がさらに向上するという効果がある。
　　＜変形例３＞
　図５６は、実施の形態１２の変形例３の半導体装置１２０３の構成を示す断面図である。図５６に示されるように、半導体装置１２０３においては、図３４を用いて説明した実施の形態５の半導体装置５００において、熱拡散板３１の第２の部分３１ｂの電子部品２とは反対側の面に、放熱部材５２および筐体５１が、この順で積層されている点において、実施の形態５の半導体装置５００とは異なっている。
　放熱部材５２は熱拡散板３１の第２の部分３１ｂおよび筐体５１の双方に密着するように配置されている。放熱部材５２は放熱部材４１と同様の材質により構成された電気絶縁性を有し、熱伝導性の良いシート状部材であることが好ましい。
　熱拡散板３１と筐体５１との電位が異なる場合は、両者の間に電気絶縁性を有する放熱部材５２を挟むことで、熱拡散板３１と筐体５１との電気的な短絡を防ぎつつ、電子部品２が発する熱を熱拡散板３１および筐体５１からその外側に、より高効率に放熱することができる。
　なお、筐体５１は、上記では説明していない各実施の形態の半導体装置において、熱拡散板３１に密着するように配置しても良い。
　＜実施の形態１３＞
　図５７は本発明に係る実施の形態１３の半導体装置１３００の構成を示す断面図である。図５７に示されるように、半導体装置１３００においては、電子部品２と熱拡散部３の少なくとも一部を覆うように設けられた熱拡散材料６０を有している。なお、図５７においては、図３５を用いて説明した半導体装置５０１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　熱拡散材料６０としては、電気的特性および機械的特性に優れており、熱伝導率が高く発熱量が高い部位の熱放散性に優れる材料が好ましい。また熱膨張係数が低く、耐クラック性に優れていて、低粘度で作業性が良好であること。また、加熱硬化時の低応力化により基板等の反り量を低減でき、高温保存下での重量減少率が少なく、耐熱性に優れ、不純物イオン濃度が少なく、信頼性に優れるなどの効果を有する材料から選定する。
　一例として、エポキシ系樹脂のポッティング材などが挙げられる。また、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂なども挙げられる。また、上記の材料の代わりに、グリスまたは接着剤、放熱シートであっても良い。また、これらに限定されるものでもない。
　熱拡散材料６０を設けて電子部品２と熱拡散部３の少なくとも一部を覆うことで、電子部品２からの発熱をより効率よく熱拡散部３へ伝達させることができるだけでなく、熱拡散材料６０による放熱性を向上させることもでき、かつ、覆った部分のプリント基板１および電子部品２の絶縁性、防湿性、防水性、耐塩素性および耐油性を向上する効果、およびごみの混入などを防ぐ効果が得られる。
　図５７の断面図においては、熱拡散板３１の第１の部分３１ａと第２の部分３１ｂとの境界部においてその延在方向が約９０°変わるように屈曲しており、樹脂モールド部２３に覆われている電子部品２の上部に熱拡散材料６０が充填されている。また、第２の部分３１ｂにより、熱拡散材料６０が充填したくない部分に流出することを防ぐことができる。また、電子部品２の特定の部分または全部を最小限の熱拡散材料６０により覆うことが可能となる。このように熱拡散板３１を利用して、電子部品２を熱拡散材料６０で覆うことにより、低コストで高い放熱性を得ることができる。
　また、以上に説明した各実施の形態およびそれらに含まれる各変形例を、技術的に矛盾のない範囲内で適宜組み合わせるようにしても良い。
　今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

Claims (16)

  1. 　プリント基板と、
    　前記プリント基板の第１の主面上に第１の接合材を介して接合された熱拡散部と、
    　前記熱拡散部の上に第２の接合材を介して接合された放熱板を有する電子部品と、
    　前記プリント基板の第２の主面上に配置された放熱部と、を備え、
    　前記プリント基板は、
    　絶縁層と、
    　前記絶縁層の第１および第２の主面の上にそれぞれ配置された第１および第２の導体層と、
    　前記絶縁層上の前記第１の導体層から前記第２の導体層まで貫通する複数の放熱用ビアと、
    　前記複数の放熱用ビアの内壁を覆う導体膜と、を有し、
    　前記複数の放熱用ビアは、
    　前記プリント基板の前記第１の主面側からの平面視において前記熱拡散部と重なると共に、前記電子部品とも重なる位置に設けられ、
    　前記放熱部は、
    　前記プリント基板の前記第２の主面側からの平面視において、前記複数の放熱用ビアの少なくとも一部と重なるように配置される、半導体装置。
  2. 　前記プリント基板は、
    　前記第１の導体層上に設けられ、少なくとも前記複数の放熱用ビアを囲む凸部をさらに有し、
    　前記熱拡散部は、前記凸部が設けられた前記複数の放熱用ビア上に配置される、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　少なくとも一部の前記複数の放熱用ビアの内部には、その容積の１／３以上の体積分の前記第１の接合材が充填されている、請求項１記載の半導体装置。
  4. 　前記第２の接合材の融点は、前記第１の接合材の融点より高い、請求項１記載の半導体装置。
  5. 　前記電子部品は、
    　表面実装タイプの電子部品を含み、リード端子の少なくとも１つが、前記第１の導体層と同一の層として前記プリント基板の前記第１の主面上に設けられた電極に接合される、請求項１記載の半導体装置。
  6. 　前記電子部品は、
    　スルーホール実装タイプの電子部品を含み、リード端子の少なくとも１つが、前記プリント基板の前記第１の主面から前記第２の主面を貫通する端子孔内に挿入されて接合される、請求項１記載の半導体装置。
  7. 　前記熱拡散部は、熱拡散板を有し、
    　前記熱拡散板は、
    　第１の部分および第２の部分を含み、
    　前記第１の部分は、
    　前記プリント基板の前記第１の主面に沿って設けられ、前記第１の主面に前記第１の接合材を介して接合され、
    　前記第２の部分は、
    　前記第１の部分と一体で設けられ、前記第１の部分の少なくとも１つの端縁部から前記プリント基板とは反対側に延在する、請求項１記載の半導体装置。
  8. 　前記熱拡散部は、熱拡散板を有し、
    　前記熱拡散板は、
    　その一部が他の部分よりも厚くなった段差部を有し、
    　前記電子部品は、その１つの端面が前記段差部に係合する、請求項１記載の半導体装置。
  9. 　前記熱拡散部は、熱拡散板を有し、
    　前記熱拡散板は、
    　第１の部分、第２の部分および第３の部分を含み、
    　前記第１の部分は、
    　前記プリント基板の前記第１の主面に沿って設けられ、前記第１の主面に前記第１の接合材を介して接合、
    　前記第２の部分は、
    　前記第１の部分と一体で設けられ、前記第１の部分の対向する２つの端縁部からそれぞれ前記プリント基板とは反対側に延在し、
    　前記第３の部分は、
    　それぞれの前記第２の部分の上部から、それぞれ前記電子部品の側に向けて前記第１の主面に沿う方向に延在し、前記電子部品の上方の少なくとも一部を覆う、請求項１記載の半導体装置。
  10. 　前記プリント基板の前記絶縁層は、
    　フィラーと樹脂とを含む、請求項１記載の半導体装置。
  11. 　前記プリント基板の前記第１の導体層は、
    　前記プリント基板の前記第１の主面側からの平面視において、互いに隣り合う放熱用ビア間に渡るように設けられた溝を有する、請求項１記載の半導体装置。
  12. 　前記熱拡散部は、複数の熱拡散板を有し、
    　前記電子部品は、複数の熱拡散板間上に渡るように配設される、請求項１記載の半導体装置。
  13. 　前記電子部品とは別の複数の他の電子部品を備え、
    　前記電子部品および複数の他の電子部品は、
    　前記プリント基板の前記第１の主面側からの平面視において、互いに間隔をあけて前記熱拡散部上に配置される、請求項１記載の半導体装置。
  14. 　前記熱拡散板の前記第３の部分の上部に接するように設けられ、前記半導体装置全体を保護する熱伝導性を有する筐体をさらに備える、請求項９記載の半導体装置。
  15. 　前記熱拡散板の前記第２の部分の、前記電子部品とは反対側の面に接するように設けられた、熱伝導性を有する筐体をさらに備える、請求項７記載の半導体装置。
  16. 　前記放熱部は、
    　電気絶縁性および熱伝導性を有する放熱部材と、
    　熱伝導性を有する冷却体と、を含み、
    　前記放熱部材および前記冷却体は、前記プリント基板の前記第２の導体層上に積層される、請求項１記載の半導体装置。
PCT/JP2018/045379 2017-12-14 2018-12-11 半導体装置 WO2019117107A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880073690.XA CN111433909B (zh) 2017-12-14 2018-12-11 半导体装置
US16/770,025 US11658089B2 (en) 2017-12-14 2018-12-11 Semiconductor device
JP2019559639A JP6937845B2 (ja) 2017-12-14 2018-12-11 半導体装置
DE112018006370.4T DE112018006370T5 (de) 2017-12-14 2018-12-11 Halbleitereinrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017239520 2017-12-14
JP2017-239520 2017-12-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019117107A1 true WO2019117107A1 (ja) 2019-06-20

Family

ID=66820327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/045379 WO2019117107A1 (ja) 2017-12-14 2018-12-11 半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11658089B2 (ja)
JP (1) JP6937845B2 (ja)
CN (1) CN111433909B (ja)
DE (1) DE112018006370T5 (ja)
WO (1) WO2019117107A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022037733A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-24 MGM COMPRO s.r.o. Power controller

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6740959B2 (ja) * 2017-05-17 2020-08-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 回路装置
JP2020064941A (ja) * 2018-10-16 2020-04-23 住友電装株式会社 回路構造体及び電気接続箱
CN113438801A (zh) * 2021-07-06 2021-09-24 上海应用技术大学 便于散热的pcb板电路

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03250794A (ja) * 1990-02-28 1991-11-08 Chichibu Fuji:Kk 半導体装置
JPH05326761A (ja) * 1992-05-15 1993-12-10 Fujitsu Ltd 熱伝導スペーサーの実装構造
JPH0736468U (ja) * 1993-12-06 1995-07-04 株式会社東海理化電機製作所 電子部品の放熱構造
JP2004006791A (ja) * 2002-04-12 2004-01-08 Denso Corp 電子制御装置及びその製造方法
JP2010245174A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Denso Corp 電子制御ユニット及びその製造方法
WO2014020787A1 (ja) * 2012-08-03 2014-02-06 パナソニック株式会社 電子部品モジュールとその実装体
JP2014138162A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Toyota Motor Corp 半導体装置及びその製造方法
WO2017094670A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 三菱電機株式会社 半導体装置
JP2017195236A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 日本電気株式会社 電子部品と実装構造体および電子機器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4107312A1 (de) 1991-03-07 1992-09-10 Telefunken Electronic Gmbh Montageanordnung von halbleiterbauelementen auf einer leiterplatte
JPH05206134A (ja) * 1991-11-12 1993-08-13 Nec Corp 半導体装置とその製造方法
US5258887A (en) 1992-06-15 1993-11-02 Eaton Corporation Electrical device cooling system using a heat sink attached to a circuit board containing heat conductive layers and channels
US5708566A (en) * 1996-10-31 1998-01-13 Motorola, Inc. Solder bonded electronic module
DE19752797A1 (de) 1997-11-28 1999-06-10 Bosch Gmbh Robert Kühlvorrichtung für ein auf einer Leiterplatte angeordnetes, wärmeerzeugendes Bauelement
US6058013A (en) * 1998-07-02 2000-05-02 Motorola Inc. Molded housing with integral heatsink
DE60034014T2 (de) 1999-12-30 2007-12-13 Texas Instruments Incorporated, Dallas Oberflächenmontierter Leistungstransistor mit Kühlkörper
JP4242401B2 (ja) * 2006-06-29 2009-03-25 三菱電機株式会社 半導体装置
JP5142119B2 (ja) * 2006-09-20 2013-02-13 住友電装株式会社 放熱構造を備えたプリント基板の製造方法および該方法で製造されたプリント基板の放熱構造
US8166650B2 (en) 2008-05-30 2012-05-01 Steering Solutions IP Holding Company Method of manufacturing a printed circuit board
TWI515885B (zh) * 2009-12-25 2016-01-01 新力股份有限公司 半導體元件及其製造方法，及電子裝置
US8198725B2 (en) * 2009-12-31 2012-06-12 Star Technologies Inc. Heat sink and integrated circuit assembly using the same
KR101697573B1 (ko) * 2010-11-29 2017-01-19 삼성전자 주식회사 반도체 장치, 그 제조 방법, 및 상기 반도체 장치를 포함하는 반도체 패키지
JP5755196B2 (ja) 2012-07-27 2015-07-29 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
KR101343164B1 (ko) 2012-09-19 2013-12-19 삼성전기주식회사 절연용 수지 조성물, 절연 필름, 프리프레그 및 인쇄회로기판
CN109196637B (zh) 2016-06-01 2022-02-18 三菱电机株式会社 半导体装置
JP6875514B2 (ja) * 2017-05-26 2021-05-26 三菱電機株式会社 半導体装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03250794A (ja) * 1990-02-28 1991-11-08 Chichibu Fuji:Kk 半導体装置
JPH05326761A (ja) * 1992-05-15 1993-12-10 Fujitsu Ltd 熱伝導スペーサーの実装構造
JPH0736468U (ja) * 1993-12-06 1995-07-04 株式会社東海理化電機製作所 電子部品の放熱構造
JP2004006791A (ja) * 2002-04-12 2004-01-08 Denso Corp 電子制御装置及びその製造方法
JP2010245174A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Denso Corp 電子制御ユニット及びその製造方法
WO2014020787A1 (ja) * 2012-08-03 2014-02-06 パナソニック株式会社 電子部品モジュールとその実装体
JP2014138162A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Toyota Motor Corp 半導体装置及びその製造方法
WO2017094670A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 三菱電機株式会社 半導体装置
JP2017195236A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 日本電気株式会社 電子部品と実装構造体および電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022037733A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-24 MGM COMPRO s.r.o. Power controller

Also Published As

Publication number Publication date
CN111433909A (zh) 2020-07-17
JP6937845B2 (ja) 2021-09-22
CN111433909B (zh) 2023-08-11
DE112018006370T5 (de) 2020-10-01
US11658089B2 (en) 2023-05-23
US20200388550A1 (en) 2020-12-10
JPWO2019117107A1 (ja) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6875514B2 (ja) 半導体装置
WO2019117107A1 (ja) 半導体装置
US8823145B2 (en) Multilayer board and light-emitting module having the same
JP6618549B2 (ja) 半導体装置
JP2014199829A (ja) 半導体モジュール及びそれを搭載したインバータ
JP2005123233A (ja) 半導体装置の冷却構造
JP2007158279A (ja) 半導体装置及びそれを用いた電子制御装置
CN106098646A (zh) 半导体装置
JP4992532B2 (ja) 放熱基板及びその製造方法
JP2015005681A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2017123360A (ja) 半導体モジュール
WO2019038876A1 (ja) 半導体装置
JP2010177619A (ja) 半導体モジュール
KR20150031029A (ko) 반도체 패키지 및 그 제조 방법
JP4919689B2 (ja) モジュール基板
JP5358515B2 (ja) 半導体装置及びそれを用いた電子制御装置
JP2005332918A (ja) 電子装置
JP4961314B2 (ja) パワー半導体装置
JP2021082794A (ja) 電子部品および電子装置
JP2008218616A (ja) 回路モジュール
JP2004048084A (ja) 半導体パワーモジュール
JP6274986B2 (ja) パワー半導体モジュールおよびその製造方法
JP2009188192A (ja) 回路装置
JP2010040569A (ja) 電子部品モジュール
JP2008066360A (ja) 放熱性配線基板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18889583

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019559639

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18889583

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1