本发明专利技术提供一种具备能够适用于表面安装用薄型半导体装置的优异的散热性的半导体装置的散热结构。本发明专利技术的半导体元件(10)的散热结构(101)，该半导体元件(10)具有与基板(20)电连接的电性接合面(11a)及其相反侧的散热面(11b)，其中，散热面(11b)经由非绝缘零件(32)而接合或接触至散热片(31)，并且该散热片(31)经由绝缘零件(41)而接合或接触至散热器(30)。
Heat dissipation structure of semiconductor device
The present invention provides a heat dissipation structure of a semiconductor device having excellent heat dissipation performance for a thin semiconductor device suitable for surface mounting. The semiconductor element (10) of the radiating structure (101), the semiconductor element (10) with the substrate (20) electrically connected to the electrical interface (11a) and the opposite side of the radiating surface (11b), wherein, the radiating surface (11b) via the non insulating parts (32) and the joint or contact to the heat sink (31), and the heat sink (31) via an insulating parts (41) and the joint or contact to the radiator (30).
【技术实现步骤摘要】
半导体装置的散热结构
本专利技术涉及一种表面安装型半导体装置(半导体元件(device))的散热结构(也称作冷却结构)，尤其涉及一种具备能够适用于薄型封装的半导体装置的散热性及绝缘可靠性的散热结构。
技术介绍
图4(a)是例示以往的引脚型(leadtype)离散零件1的概略立体图，图4(b)是例示近年开发的表面安装型半导体元件10的概略立体图。伴随半导体开关元件的高速化，必须减小元件自身的寄生电感(inductance)。不同于图4(a)所示的以往的离散零件1(例如引脚型的绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT))，例如在图4(b)所示的半导体元件10中，开关速度非常高，因此为了实现尽可能小的寄生电感，正推进元件封装的薄型化。此种半导体元件10如图4(b)所示，被收纳在超薄型的封装11中，例如具有：电性接合面11a，配置有与基板电连接的一个以上的电极(端子)12；以及散热面11b，在该电性接合面11a的相反侧配置有大的散热电极13。在该半导体元件10的安装时，必须具备优异的散热性及绝缘可靠性，例如提出有专利文献1～专利文献3等的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2014-241340号公报专利文献2：日本专利特开2000-311971号公报专利文献3：日本专利特开2008-028163号公报。
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]图5(a)是例示以往的散热结构201的概略的剖面图，图5(b)是例示作为该变形例的散热结构201A的概略的剖面图。图5(a)所示的散热结构201中，在作为具有导电性的散热/冷却零件(以下简称作“散热零件”)的一例的散热器(heatsink)30上，经由绝缘零件41而以该散热面11b朝下地接合或接触的方式搭载有半导体元件10，并且该电性接合面11a的电极12被焊接至基板20的下表面图案(pattern)22。根据此种散热结构201，由半导体元件10所产生的热从该散热面11b经由绝缘零件41而传至散热器30。而且，图5(b)所示的散热结构201A中，基板20的下表面图案22经由绝缘零件41而接触至散热器30上，并且基板20的上表面图案21与半导体元件10的电性接合面11a的电极12被焊接在一起。根据此种散热结构201A，由半导体元件10所产生的热从该电性接合面11a的电极12经由基板20上所设的导热孔(thermalvia)或嵌体(inlay)与绝缘零件41而传至散热器30。在这些散热结构201、201A中，存在如下所述的问题，但至少必须消除问题1)，即，必须使作为发热体的半导体元件10与散热器30之间的热电阻成为最小。进而，优选的是，也能够消除问题2)～问题4)。1)发热体(半导体元件10)的散热(冷却)性能(绝缘零件41的导热)2)封装11上的上表面电极与下表面电极的绝缘3)封装11与散热零件的绝缘4)基板20的电性配线与散热零件的绝缘鉴于以往技术的此类问题，本专利技术的目的在于提供一种具备能够适用于表面安装用的薄型半导体装置的优异的散热性的半导体装置的散热结构，优选的是，提供一种还兼具优异的绝缘可靠性的半导体装置的散热结构。[解决问题的技术手段]为了达成所述目的，本专利技术的半导体装置的散热结构中，所述半导体装置具有与基板电连接的电性接合面及其相反侧的散热面，所述半导体装置的散热结构的特征在于，所述散热面经由非绝缘构件而接合或接触至导电性高导热构件，并且所述导电性高导热构件经由第1绝缘构件而接合或接触至散热零件。此处，优选的是，所述导电性高导热构件的厚度大于所述半导体装置的厚度，所述导电性高导热构件在俯视时小于所述散热零件。优选的是，在所述半导体装置及所述导电性高导热构件例如在俯视时均设为大致矩形形状的情况下，所述导电性高导热构件的各边的长度大于所述导电性高导热构件的厚度的两倍与所述半导体装置的各边的长度之和。但是，所述导电性高导热构件在俯视时并不限于大致矩形形状，例如也可为大致圆形形状，其大小只要依照大致矩形形状的情况来定即可。而且，优选的是，所述第1绝缘构件在俯视时大于所述导电性高导热构件。根据此种结构的半导体装置的散热结构，由半导体装置所产生的热从该散热面经由非绝缘构件传至导电性高导热构件而扩散，进而经由第1绝缘构件而传至散热零件，因此具备优异的散热性。在本专利技术的半导体装置的散热结构中，也可在所述基板与所述导电性高导热构件之间，以覆盖所述半导体装置的外周及所述基板的图案的至少一部分的方式而配置有第2绝缘构件。进而，所述第2绝缘构件也可以占据所述基板与所述散热零件之间的空间的方式而配置。此处，所述第2绝缘构件也可具有向所述散热零件固定用的贯穿孔。所述第2绝缘构件例如也可通过绝缘耐热性树脂的成形或切削加工品、绝缘耐热性的胶带(tape)、绝缘耐热性树脂的密封件、或者这些中的任意两个以上的组合而配置。根据此种结构的半导体装置的散热结构，能够具备优异的散热性，并且还能够避免绝缘破坏的发生。[专利技术的效果]根据本专利技术的半导体装置的散热结构，由半导体装置所产生的热从该散热面经由非绝缘构件传至导电性高导热构件而扩散，进而经由第1绝缘构件而传至散热零件，因此具备优异的散热性。进而，当在所述基板与所述导电性高导热构件之间以覆盖所述半导体装置的外周及所述基板的图案的至少一部分的方式而配置有第2绝缘构件时，能够具备优异的散热性，并且能够避免绝缘破坏的发生。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的散热结构101的概略的剖面图。图2是表示本专利技术的第2实施方式的散热结构102的概略的剖面图。图3是表示本专利技术的第2实施方式的变形例的散热结构102A的概略的剖面图。图4(a)是例示以往的引脚型的离散零件1的概略立体图，图4(b)是例示近年开发的GaN元件之类的表面安装型半导体元件10的概略立体图。图5(a)是例示以往的散热结构201的概略的剖面图，图5(b)是例示作为其变形例的散热结构201A的概略的剖面图。[符号的说明]10：半导体元件11：封装11a：电性接合面11b：散热面12：电极(端子)13：散热电极20：基板21：上表面图案22：下表面图案30：散热器30a：螺丝孔31：散热片32：非绝缘零件41、42、42A：绝缘零件50：螺丝101、102、102A、201、201A：散热结构L1：半导体元件的一边的长度L2：散热片的各边的长度T1：封装厚度T2：散热片的厚度具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的若干实施方式。<第1实施方式>图1是表示本专利技术的第1实施方式的散热结构101的概略的剖面图。如图1所示，该散热结构101中，在作为具有导电性的散热零件的一例的散热器30(例如导热率190W/mk以上)上，经由薄的片材(sheet)状的绝缘零件41而以接合或接触的方式搭载有作为非绝缘的热扩散元件(具有导电性的高导热零件)的一例的散热片(heatspreader)31。在该散热片31上，经由薄的非绝缘零件32而以将其散热面11b朝下地接合或接触的方式搭载有作为发热体的一例且被收纳在超薄型封装11中的半导体元件10。该电性接合面11a的电极12通过焊接等而电连接于基板20的下表面图案22。半导体元件10中，各电极12及散热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置的散热结构，所述半导体装置具有与基板电连接的电性接合面及其相反侧的散热面，所述半导体装置的散热结构的特征在于，所述散热面经由非绝缘构件而接合或接触至导电性高导热构件，并且所述导电性高导热构件经由第1绝缘构件而接合或接触至散热零件。
【技术特征摘要】
2016.04.15 JP 2016-0819641.一种半导体装置的散热结构，所述半导体装置具有与基板电连接的电性接合面及其相反侧的散热面，所述半导体装置的散热结构的特征在于，所述散热面经由非绝缘构件而接合或接触至导电性高导热构件，并且所述导电性高导热构件经由第1绝缘构件而接合或接触至散热零件。2.根据权利要求1所述的半导体装置的散热结构，其特征在于，所述导电性高导热构件的厚度大于所述半导体装置的厚度，所述导电性高导热构件在俯视时小于所述散热零件，在所述半导体装置及所述导电性高导热构件在俯视时均设为大致矩形形状的情况下，所述导电性高导热构件的各边的长度大于所述导电性高导热构件的厚度的两倍与所述半导体装置的各边的长度之和。3.根据权利要求1或2所述的半导...
【专利技术属性】
技术研发人员：大村英一，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。