具有内置在电路板中的电气部件的半导体器件制造技术

一种半导体器件(10)包括：具有第一表面(12a)和第二表面(12b)的基板主体(12)；设置在基板主体中的电气部件(21、22)；第一内部导体图案(64)，其设置在位于第一表面和电气部件之间的第一电路层(L2)中；和至少一个吸热构件(90)，其设置在基板主体内部并与第一内部导体图案热连接。图案热连接。图案热连接。

【技术实现步骤摘要】
具有内置在电路板中的电气部件的半导体器件


[0001]本公开涉及一种具有内置在电路板中的电气部件的半导体器件。

技术介绍

[0002]专利文献1公开了一种半导体器件。该半导体器件包括基板主体、设置在该基板主体中的电气部件以及位于该基板主体的上表面上的导体图案。导体图案通过多个过孔与电气部件热连接。根据这种配置，电气部件中产生的热量通过多个过孔传递到导体图案，并从导体图案辐射到基板主体的外部。
[0003]现有技术文献
[0004][专利文献][0005]专利文献1:JP 2001
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85804
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A

技术实现思路

[0006]在上述结构中，导体图案的面积越大，导体图案的热辐射效应越高。然而，如果增加导体图案的面积，则基板主体的大部分表面主要被导体图案占据。在这种情况下，难以在基板主体的剩余表面上提供其它必要的配置，并且可能需要增加基板主体的尺寸。在可想到的结构中，有必要增大半导体器件的尺寸以避免电气部件的温度上升，并且有必要允许电气部件的温度上升以避免半导体器件的尺寸增大。
[0007]鉴于以上所述，本公开提供了一种用于具有内置在电路板中的电气部件的半导体器件的技术，其可以避免半导体器件的尺寸增大，同时抑制电气部件的温度上升。
[0008]根据本公开的半导体器件包括：具有第一表面和第二表面的基板主体；设置在所述基板主体中的电气部件，设置在位于所述第一表面和所述电气部件之间的第一电路层中的第一内部导体图案，以及设置在所述基板主体内部并与所述第一内部导体图案热连接的至少一个吸热构件。
[0009]根据上述配置，电气部件产生的热量通过基板主体中的第一内部导体图案传递到基板主体中的吸热构件。结果，在电气部件中产生的大部分热量在基板主体中扩散，并且抑制了电气部件的温度上升。此外，由于第一内部导体图案和吸热构件设置在基板主体中，所以可以在基板主体的第一表面和第二表面上自由地布置其它所需的配置。结果，可以避免半导体器件的尺寸增大。
附图说明
[0010]通过以下参考附图的详细描述，本公开的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：
[0011]图1是示出第一实施例的半导体器件的平面图；
[0012]图2是示出第一实施例的半导体器件的电路结构的电路图；
[0013]图3是沿着图1中的线III
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III截取的剖面图，并且为了清楚起见，省略了基板主体
的剖面线，并且进一步，一些重叠配置通过有意改变其位置来示出；
[0014]图4A至4D是示出第二导体图案相对于表面电气部件的设置图案的变型的图；
[0015]图5是示出第二实施例的半导体器件的配置的剖面图；
[0016]图6是示出第三实施例的半导体器件的配置的剖面图；
[0017]图7是示出第四实施例的半导体器件的配置的剖面图；
[0018]图8是示出第五实施例的半导体器件的配置的剖面图；和
[0019]图9是示出第六实施例的半导体器件的配置的剖面图。
具体实施方式
[0020]在本公开的一个实施例中，半导体器件还可以包括第一表面导体图案62，该第一表面导体图案62设置在位于第一表面上的电路层L1中，并与第一内部导体图案62热连接。根据这种配置，在基板主体的第一表面上产生的热量也通过第一表面导体图案和第一内部导体图案传递到吸热构件。结果，可以抑制位于第一表面上的热源(诸如设置在基板主体的第一表面上的电气部件)的温度上升。
[0021]在上述实施例中，半导体器件还可以包括表面电气部件52，其设置在位于第一表面上的电路层中，并控制电气部件的操作。在这种情况下，第一表面导体图案可位于靠近表面电气部件的位置。根据这种配置，不仅可以抑制基板主体中的电气部件的温度上升，而且还可以抑制控制电气部件的操作的表面电气部件的温度上升。
[0022]在本公开的一个实施例中，至少一个吸热构件可以包括多个吸热部件。根据这种配置，多个吸热部件可以吸收和扩散更多的热量，并且可以进一步抑制电气部件的温度上升。
[0023]在本公开的一个实施例中，半导体器件还可以包括第二内部导体层74，该第二内部导体层74设置在位于第二表面和电气部件之间的电路层L5中。在这种情况下，所述至少一个吸热构件可以热连接到第二内部导体图案。
[0024]根据这种配置，在电气部件中产生的热量通过第二内部导体图案进一步传递到吸热构件。通过在第一内部导体图案和第二内部导体图案之间布置电气部件，电气部件产生的热量可以从电气部件的两侧有效地扩散。
[0025]在本公开的一个实施例中，半导体器件还可以包括第二表面导体图案69，该第二表面导体图案69布置在位于第二表面上的第二电路层L6中，并与第二内部导体图案热连接。根据这种配置，由电气部件产生的热量可以通过第二内部导体图案传递到第二表面导体图案，并从第二表面导体图案辐射到外部。因此，可以进一步抑制电气部件的温度上升。
[0026]在本公开的一个实施例中，所述至少一个吸热构件可以由金属或石墨制成。这里，吸热构件可以不限于金属或石墨，并且可以是比基板主体具有更高热导率的材料或结构。
[0027]在本公开的一个实施例中，所述至少一个吸热构件可具有封闭在其中的流体91，例如热管或散热器。根据这种配置，提高了吸热构件中的传热效率，从而可以有效地增强吸热构件的吸热性能。
[0028]在本公开的一个实施例中，半导体器件还可以包括从第一内部导体图案延伸到所述至少一个吸热构件的传热过孔79。在这种情况下，构成传热过孔的材料可以比构成基板主体的材料具有更高的热导率。根据这种配置，即使当第一内部导体图案和吸热构件位于
不同层中时，也可以有效地增强从第一内部导体图案到吸热构件的热传递。
[0029]在本公开的一个实施例中，半导体器件还可以包括布置在基板主体的第一表面或第二表面上的接地线路63。在这种情况下，第一内部导体图案可以电连接到基板主体中的接地线路。根据这种配置，第一内部导体图案的电势稳定，使得面向电气部件的第一内部导体图案还用作屏蔽从电气部件辐射的电磁噪声的屏蔽层。
[0030]在上述实施例中，构成传热过孔的材料可以与构成第一内部导体图案的材料相同。通过这种配置，可以简化半导体器件的制造工艺。
[0031](实施例1)
[0032]将参考附图描述第一实施例的半导体器件10。本实施例的半导体器件10例如被用在电动车辆的功率控制单元中，并且可以形成用于电源和行驶电机之间的功率转换的功率转换电路的一部分。本实施例中的电动车辆广义上是指具有用于驱动车轮的电机的车辆，以及例如，由外部电力充电的电动车辆、除了电机之外还具有发动机的混合动力汽车、具有燃料电池作为动力源的燃料电池车辆等。然而，根据本实施例的半导体器件10的应用可以不限于电动车辆，并且可以应用于各种电气设备。
[0033]如图1至图3所示，半导体器件10包括基板主体12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：基板主体，其具有第一表面和第二表面；电气部件，其设置在所述基板主体中；第一内部导体图案，其设置在位于所述第一表面和所述电气部件之间的第一电路层中；和至少一个吸热构件，其设置在所述基板主体内部并与所述第一内部导体图案热连接。2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：第一表面导体图案，其设置在位于所述第一表面上的第一电路层中，并与所述第一内部导体图案热连接。3.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：表面电气部件，其设置在位于所述第一表面上的所述第一电路层中，并控制所述电气部件的操作。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：所述至少一个吸热构件包括多个吸热部件。5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：第二内部导体图案，其设置在位于所述第二表面和所述电气部件之间的第二电路层中，其中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：长井彰平，青岛正贵，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社未来瞻科技株式会社，
类型：发明
国别省市：