(57)【要約】【課題】良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置の反りを低減する。【解決手段】半導体装置１００は、配線板１０２と、放熱部材１０８と、配線板１０２と放熱部材１０８との間に配置され、配線板１０２に実装された半導体素子１０１と、を備える。放熱部材１０８は、放熱部材１０８の主面１３１に垂直なＺ方向に見て半導体素子１０１と重なる第１領域Ｒ１に対し外側の第２領域Ｒ２に一部又は全部が位置する、スリット又は凹部を画成する第１部分１１１を有する。第１部分１１１は、Ｚ方向に見て、第１仮想線分ＬＳ１に沿って延在しており、第１辺Ｓ１に平行な方向の長さＷ１が、第１辺Ｓ１に直交する方向の長さＬ１以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リジッド基板と、
板状の放熱部材と、
前記リジッド基板と前記放熱部材との間に配置され、前記リジッド基板に実装された半導体素子と、を備え、
前記放熱部材は、スリット又は凹部を画成する第１部分を有し、
前記第１部分は、前記放熱部材の主面に垂直な方向に見て、前記半導体素子と重なる第１領域の外周における第１辺から前記第１領域の外側に向かう第１仮想線分に沿って延在しており、前記第１辺に平行な方向の長さが、前記第１辺に直交する方向の長さ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記放熱部材の外周縁まで延在していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記放熱部材は、スリット又は凹部を画成する、前記第１部分と独立した第２部分を有し、
前記第２部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記第１領域の外周において前記第１辺に向かい合う第２辺から前記第１領域の外側に向かう第２仮想線分に沿って延在しており、前記第２辺に平行な方向の長さが前記第２辺に直交する方向の長さ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記放熱部材の外周縁まで延在していることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１部分及び前記第２部分は、前記主面に垂直な方向に見て、一直線上に配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、スリット又は凹部を画成する、前記第１部分及び前記第２部分と独立した第３部分を有し、
前記第３部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記第１領域の外周において前記第１辺と隣り合う第３辺から前記第１領域の外側に向かう第３仮想線分に沿って延在しており、前記第３辺に平行な方向の長さが、前記第３辺に直交する方向の長さ以下であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第３部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記放熱部材の外周縁まで延在していることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記放熱部材は、スリット又は凹部を画成する、前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分と独立した第４部分を有し、
前記第４部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記第１領域の外周において前記第３辺に向かい合う第４辺から前記第１領域の外側に向かう第４仮想線分に沿って延在しており、前記第４辺に平行な方向の長さが前記第４辺に直交する方向の長さ以下であることを特徴とする請求項６又は７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第４部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記放熱部材の外周縁まで延在していることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第３部分及び前記第４部分は、前記主面に垂直な方向に見て、一直線上に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分および前記第４部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記放熱部材を包囲する最短の包囲線で囲われた包囲領域の中心から前記包囲線に向かう方向に延在していることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分および前記第４部分は、前記第１領域には延在していないことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記半導体素子は、画像処理回路及びインタフェース回路を有し、
前記第１部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記画像処理回路及び前記インタフェース回路と重ならないことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体素子は、画像処理回路及びインタフェース回路を有し、
前記第２部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記画像処理回路及び前記インタフェース回路と重ならないことを特徴とする請求項３乃至１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体素子は、画像処理回路及びインタフェース回路を有し、
前記第３部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記画像処理回路及び前記インタフェース回路と重ならないことを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記半導体素子は、画像処理回路及びインタフェース回路を有し、
前記第４部分は、前記主面に垂直な方向に見て、前記画像処理回路及び前記インタフェース回路と重ならないことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記放熱部材と前記半導体素子との間に、接着層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置が実装されたプリント配線板と、を備えるプリント回路板。
【請求項１９】
筐体と、
前記筐体の内部に配置された請求項１８に記載のプリント回路板と、を備える電子機器。
【請求項２０】
筐体と、
前記筐体の内部に配置された請求項１８に記載のプリント回路板と、
前記筐体の内部に配置された撮像素子と、を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体素子を有する半導体装置において、電子機器の高機能及び高性能化に伴い、半導体素子の消費電力が増加の傾向にある。このため、放熱性の高い半導体装置が求められている。特許文献１には、ヒートスプレッダリッドを有する半導体装置が開示されている。ヒートスプレッダリッドなどの放熱部材を有する半導体装置は、半導体素子の上面、又は半導体素子を覆うモールド樹脂の上面に、接着材からなる接着層で放熱部材を固定した構造である。電子機器の大規模化に伴い、半導体装置の端子数は増加の傾向にある。一方で半導体装置には小型化が要求されており、端子間のピッチを狭くすることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１９４３８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放熱部材を有する半導体装置を基板にはんだ付けする際に高温に晒したとき、又は半導体素子が駆動により発熱したとき、放熱部材と、半導体素子及び半導体素子が実装される配線板との間の線膨張係数の差により、半導体装置に反りが生じる。半導体装置に反りが生じると、半導体装置の端子において接合不良が生じることがある。端子間の狭ピッチ化に伴い、端子における接合には高い信頼性が要求されているため、半導体装置の反りはできるだけ小さくすることが望まれている。このような半導体装置においては、更なる改良の余地がある。
【０００５】
本発明は、良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置の反りを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置は、リジッド基板と、板状の放熱部材と、前記リジッド基板と前記放熱部材との間に配置され、前記リジッド基板に実装された半導体素子と、を備え、前記放熱部材は、スリット又は凹部を画成する第１部分を有し、前記第１部分は、前記放熱部材の主面に垂直な方向に見て、前記半導体素子と重なる第１領域の外周における第１辺から前記第１領域の外側に向かう第１仮想線分に沿って延在しており、前記第１辺に平行な方向の長さが、前記第１辺に直交する方向の長さ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置の反りを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置であるデジタルカメラの説明図。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の平面図。
【図３】図２の半導体装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、変形例の半導体装置の平面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、変形例の半導体装置の平面図。
【図６】実施例１と比較例１のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図７】実施例２と比較例２Ａ，２Ｂのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置の平面図。
【図９】変形例の半導体装置の平面図。
【図１０】第３実施形態に係る半導体装置の平面図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第３実施形態に係る半導体装置の断面図。
【図１２】第４実施形態に係る半導体装置の平面図。
【図１３】変形例の半導体装置の平面図。
【図１４】第５実施形態に係る半導体装置の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置であるデジタルカメラ６００の説明図である。撮像装置であるデジタルカメラ６００は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、カメラ本体６０１を備える。カメラ本体６０１には、レンズを含むレンズユニット（レンズ鏡筒）６０２が着脱可能となっている。カメラ本体６０１は、筐体６１１と、筐体６１１の内部に配置されたプリント回路板３００及びセンサユニット９００と、を備えている。プリント回路板３００とセンサユニット９００とはケーブル９５０で電気的に接続されている。
【００１０】
センサユニット９００は、撮像素子であるイメージセンサ７００と、イメージセンサ７００が実装されるプリント配線板８００と、を有する。イメージセンサ７００は、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサである。イメージセンサ７００は、レンズユニット６０２を介して入射した光を電気信号に変換する機能を有する。
【００１１】
プリント回路板３００は、半導体装置１００と、半導体装置１００が実装されるプリント配線板２００と、を有する。半導体装置１００は、例えばデジタルシグナルプロセッサであり、イメージセンサ７００から電気信号を取得し、取得した電気信号を補正する処理を行い、画像データを生成する機能を有する。
【００１２】
図２は、第１実施形態に係る半導体装置１００の平面図である。図３は、図２の半導体装置１００のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。半導体装置１００は、例えばＢＧＡ（Ball  Grid  Array）の半導体パッケージである。半導体装置１００は、図３に示すように、半導体素子１０１、配線板１０２、及び放熱部材１０８を有する。半導体素子１０１は、配線板１０２及び放熱部材１０８の間に配置され、配線板１０２に実装される。配線板１０２は、プリント配線板であり、リジッド基板である。配線板１０２は、例えばＦＲ−４等のガラスエポキシ樹脂からなる多層配線基板、又はセラミック基板、ガラス基板、及びシリコン基板などの無機基板である。半導体素子１０１は、例えば半導体チップであり、フェイスアップ又はフェイスダウン、本実施形態ではフェイスダウンで配線板１０２の主面１２１に実装されている。半導体素子１０１と配線板１０２とは、はんだを含むバンプ１０３で電気的及び機械的に接続されている。バンプ１０３は、樹脂材からなるアンダーフィル１０４により封止されている。配線板１０２の主面１２１とは反対側の主面１２２には、格子状に複数のランド１２３が配列されている。複数のランド１２３のそれぞれには、図１のプリント配線板２００に接続される接続端子となるはんだボール１０５が取り付けられている。図１に示すプリント回路板３００を製造する際には、図３の半導体装置１００が載置された図１のプリント配線板２００を、不図示の炉内に搬送し、はんだが溶融する温度以上の雰囲気に晒す。その後、溶融はんだを冷却固化することで、半導体装置１００とプリント配線板２００とをはんだで接合する。配線板１０２の主面１２１、及びアンダーフィル１０４は、モールド樹脂１０６で覆われる。半導体素子１０１の主面である上面１５１は、モールド樹脂１０６から露出される。
【００１３】
放熱部材１０８は、板状に形成されており、主面１３１、及び主面１３１とは反対側の主面１３２を有する。放熱部材１０８は、フィンを備えておらず、板状であるため、フィンを備えるヒートシンクと比べて、筐体の中で占めるスペースが少ないという利点を有する。放熱部材１０８の主面１３２は、接着材からなる接着層１０７で半導体素子１０１の上面１５１及びモールド樹脂１０６の上面１５２に固定される。放熱部材１０８が直接、半導体素子１０１に接着層１０７で固定されるので、半導体素子１０１で発生した熱が効率よく放熱部材１０８に伝導される。なお、図示は省略するが、半導体素子１０１の上面１５１がモールド樹脂１０６で覆われていてもよく、この場合、放熱部材１０８は、モールド樹脂１０６の上面に接着層１０７で固定されることになる。
【００１４】
放熱部材１０８は、金属材で構成されるのが好ましく、金属材の中でも熱伝導率が高い銅で構成されるのが好適である。接着層１０７の接着材には、空気よりも熱伝導率が高い材料のものが用いられる。放熱部材１０８と半導体素子１０１との距離、即ち接着層１０７の厚みは３０［μｍ］程度であり、半導体素子１０１の熱を、速やかに放熱部材１０８に伝えることができる。以上、半導体装置１００は、放熱部材１０８の主面１３１，１３２、半導体素子１０１の上面１５１、及び配線板１０２の主面１２１，１２２がほぼ平行となるように配置された３層の積層構造となっている。
【００１５】
図２は、半導体装置１００を、放熱部材１０８の主面１３１に垂直なＺ方向に見た図である。図２において、配線板１０２の中心を通る互いに直交する２つの軸線をＸ，Ｙとし、その方向をＸ方向、Ｙ方向とする。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向である。図２に示すように、Ｚ方向に見て、配線板１０２の外周は、四角形、本実施形態では正方形である。Ｚ方向に見て、半導体素子１０１の外周は、四角形、本実施形態では正方形である。Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３は、四角形、本実施形態では正方形である。以上説明した、Ｚ方向に見た配線板１０２、半導体素子１０１及び放熱部材１０８の形状は、概略形状であり、角部がＲ形状となっていてもよい。
【００１６】
Ｚ方向に見て、放熱部材１０８は、半導体素子１０１よりも大きい。即ち、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８は、半導体素子１０１の全体又は大部分をカバーする大きさに形成されている。なお、図２に示すように、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８は配線板１０２よりも小さいが、これに限定するものではない。Ｚ方向に見て、放熱部材１０８は配線板１０２と同じ大きさであってもよく、配線板１０２よりも大きくてもよい。
【００１７】
本実施形態において、図３に示す接着層１０７は、放熱部材１０８の主面１３２における８０％を超える部分と接触する。これにより、半導体素子１０１で生じた熱は、接着層１０７を介して放熱部材１０８に効率よく伝導する。熱伝導の観点から、接着層１０７は、主面１３２における９０％以上の部分と接触するのが好ましく、主面１３２の全部と接触するのがより好ましい。
【００１８】
放熱部材１０８、半導体素子１０１及び配線板１０２の線膨張係数は互いに異なる。放熱部材１０８の線膨張係数は例えば１７［ｐｐｍ／℃］、半導体素子１０１の線膨張係数は例えば３［ｐｐｍ／℃］、ガラスエポキシ樹脂を用いた場合の配線板１０２の線膨張係数は例えば１０［ｐｐｍ／℃］である。放熱部材１０８、半導体素子１０１及び配線板１０２の３層構造において、放熱部材１０８の線膨張係数は、半導体素子１０１および配線板１０２の線膨張係数よりも大きい。
【００１９】
また、曲げ剛性を決める要素の一つあるヤング率について説明する。放熱部材１０８のヤング率は、例えば１３０［ＧＰａ］であり、配線板１０２のヤング率は、例えば３０［ＧＰａ］である。よって、放熱部材１０８のヤング率は、配線板１０２のヤング率よりも高い。これは、放熱部材１０８は、熱伝導率が高い材料である必要があることから金属材が用いられ、配線板１０２は、樹脂材が主材料であるためである。このため半導体装置１００を図１のプリント配線板２００にはんだ付けする際に半導体装置１００が高温に晒されたとき、又は半導体素子１０１が動作により発熱したとき、半導体装置１００は放熱部材１０８側が凸の形状となる反りが生じる。これは、放熱部材１０８に発生する熱応力Ｆ１が半導体素子１０１に発生する熱応力Ｆ２および配線板１０２に発生する熱応力Ｆ３よりも大きく、放熱部材１０８が半導体素子１０１および配線板１０２よりも大きく変形しようとするためである。熱応力Ｆ１，Ｆ２およびＦ３は、一般的に、線膨張係数、ヤング率（曲げ弾性率）および形状の大きさの積に比例することが知られている。そのため、放熱部材１０８の線膨張係数およびヤング率は、半導体素子１０１および配線板１０２より大きいため熱応力Ｆ１は、熱応力Ｆ２および熱応力Ｆ３より大きくなる。
【００２０】
そこで本実施形態では、放熱部材１０８を、配線板１０２に対して相対的に剛性が低下する形状とし、高温時に発生する熱応力を低減することにより、半導体装置１００の反りを低減するものである。以下、放熱部材１０８の形状について具体的に説明する。図２に示すように、放熱部材１０８は、放熱部材１０８をＺ方向に見たとき、半導体素子１０１と重なる第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１に対して外側の、半導体素子１０１とは重ならない第２領域Ｒ２とに区分けすることができる。Ｚ方向に見たとき、第１領域Ｒ１の外周ＳＡは、半導体素子１０１の形状、本実施形態では正方形状である。図２において、半導体素子１０１、即ち第１領域Ｒ１の中心は、配線板１０２の中心と重なる。Ｚ方向に見たときの領域Ｒ１の外周ＳＡは、第１辺Ｓ１、第１辺Ｓ１に向かい合う第２辺Ｓ２、第１辺Ｓ１と第２辺Ｓ２とに隣り合う第３辺Ｓ３、及び第１辺Ｓ１と第２辺Ｓ２とに隣り合い第３辺Ｓ３と向かい合う第４辺Ｓ４を含む。Ｚ方向に見たときの第２領域Ｒ２の外周である放熱部材１０８の外周縁１３３は、外周ＳＡよりも大きい正方形状である。本実施形態では、第１領域Ｒ１の外周における各辺と、放熱部材１０８の外周縁１３３における各辺とがほぼ平行である。
【００２１】
放熱部材１０８は、スリット又は凹部を画成する第１部分１１１、スリット又は凹部を画成する第２部分１１２、スリット又は凹部を画成する第３部分１１３、スリット又は凹部を画成する第４部分１１４を有する。部分１１１，１１２，１１３，１１４は、互いに独立している。各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、放熱部材１０８を構成する金属材がない空所を画成する部分であり、本実施形態ではスリットを画成する部分である。ここで、スリットとは、Ｚ方向に放熱部材１０８を貫通する切れ込みである。各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、放熱部材１０８の外周縁１３３と連続している場合と、連続していない場合のいずれでもよいが、本実施形態では外周縁１３３と連続している。即ち、各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、放熱部材１０８の外周縁１３３まで延在している。Ｚ方向に見て、第１部分１１１の一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２に位置している。Ｚ方向に見て、第２部分１１２の一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２に位置している。Ｚ方向に見て、第３部分１１３の一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２に位置している。Ｚ方向に見て、第４部分１１４の一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２に位置している。なお図２において、各部分１１１，１１２，１１３，１１４は矩形で図示されているが、例えば各部分１１１，１１２，１１３，１１４の角がＲ形状に形成されていてもよい。
【００２２】
各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１には延在しておらず、第２領域Ｒ２にのみ延在している。半導体素子１０１内の回路に電流が流れると、放熱部材１０８において半導体素子１０１と対向する領域Ｒ１の部分には、リターン電流が生じる。スリットを画成する各部分１１１，１１２，１１３，１１４が領域Ｒ１に存在しないので、リターン電流の経路を確保することができ、電磁ノイズが放射されるのを低減することができる。また、半導体装置１００の反りを効率的に低減できる。その理由は以下に示す。第２領域Ｒ２において放熱部材１０８はモールド樹脂１０６上にあるのに対し、第１領域Ｒ１において放熱部材１０８は半導体素子１０１上にある。モールド樹脂１０６は半導体素子１０１に比べてヤング率が小さい。そのため、放熱部材１０８で発生する熱応力による半導体装置１００の反りは、第２領域Ｒ２の方が第１領域Ｒ１に対して大きくなる。そのため第２領域Ｒ２にスリット又は凹部を画成する各部分１１１，１１２，１１３，１１４を設けることにより、放熱部材１０８が発生する熱応力を減少させ、半導体装置１００の反りを低減することができる。
【００２３】
第１部分１１１は、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第１辺Ｓ１から第１領域Ｒ１の外側に向かう第１仮想線分ＬＳ１に沿って延在している。また、第２部分１１２は、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第２辺Ｓ２から第１領域Ｒ１の外側に向かう第２仮想線分ＬＳ２に沿って延在している。
【００２４】
第１部分１１１により画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３から第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第１辺Ｓ１を通過して第１領域Ｒ１の内部に延びる仮想直線ＩＬ１上に位置する。仮想直線ＩＬ１は、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第２辺Ｓ２を通過して第１領域Ｒ１の内部に延びる仮想直線でもある。第２部分１１２により画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ１上に位置する。即ち、第１部分１１１及び第２部分１１２は、Ｚ方向に見て、一直線上、つまり同じ仮想直線ＩＬ１上に配置されている。
【００２５】
第３部分１１３は、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第３辺Ｓ３から第１領域Ｒ１の外側に向かう第３仮想線分ＬＳ３に沿って延在している。また、第４部分１１４は、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第４辺Ｓ４から第１領域Ｒ１の外側に向かう第４仮想線分ＬＳ４に沿って延在している。
【００２６】
第３部分１１３により画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３から第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第３辺Ｓ３を通過して第１領域Ｒ１の内部に延びる仮想直線ＩＬ３上に位置する。仮想直線ＩＬ３は、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第４辺Ｓ４を通過して第１領域Ｒ１の内部に延びる仮想直線でもある。第４部分１１４により画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ３上に位置する。即ち、第３部分１１３及び第４部分１１４は、Ｚ方向に見て、一直線上、即ち同じ仮想直線ＩＬ３上に配置されている。
【００２７】
第１部分１１１は、第１辺Ｓ１に平行な方向の長さＷ１が、第１辺Ｓ１に直交する方向の長さＬ１以下である（Ｗ１≦Ｌ１）。第２部分１１２は、第２辺Ｓ２に平行な方向の長さＷ２が、第２辺Ｓ２に直交する方向の長さＬ２以下である（Ｗ２≦Ｌ２）。第３部分１１３は、第３辺Ｓ３に平行な方向の長さＷ３が、第３辺Ｓ３に直交する方向の長さＬ３以下である（Ｗ３≦Ｌ３）。第４部分１１４は、第４辺Ｓ４に平行な方向の長さＷ４が、第４辺Ｓ４に直交する方向の長さＬ４以下である（Ｗ４≦Ｌ４）。本実施形態では、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４である。ここで長さＷ１，Ｗ２，Ｗ３およびＷ４は放熱部材１０８のＷ方向の長さに対して、２％以上の長さであることが好ましい。より好ましくは５％以上である。すなわち放熱部材１０８のＷ方向の長さが、１５ｍｍである場合、長さＷ１，Ｗ２，Ｗ３およびＷ４は０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．７５ｍｍ以上であることがより好ましい。また、長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３およびＬ４は放熱部材１０８のＬ方向の長さに対して、５０％以下の長さであることが好ましい。５０％を超えると放熱部材１０８の機械強度が低下するおそれがあるためである。より好ましくは２０％以下である。すなわち放熱部材１０８のＬ方向の長さが、１５ｍｍである場合、長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３およびＬ４は７．５ｍｍ以下であることが好ましく、３．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２８】
第１部分１１１は、スリットとして、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ１に沿う長手方向に直線状に延びる長孔を画成するのが好ましい。第１部分１１１は、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３から第１辺Ｓ１に向かって延びる切欠を画成する部分でもある。つまり、第１部分１１１が放熱部材１０８の外周縁１３３に連続することで、第１部分１１１により画成されるスリットが、外周縁１３３において開いている切欠となる。
【００２９】
第２部分１１２は、スリットとして、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ１に沿う長手方向に直線状に延びる長孔を画成するのが好ましい。第２部分１１２は、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３から第２辺Ｓ２に向かって延びる切欠を画成する部分でもある。つまり、第２部分１１２が放熱部材１０８の外周縁１３３に連続することで、第２部分１１２により画成されるスリットが、外周縁１３３において開いている切欠となる。
【００３０】
第３部分１１３は、スリットとして、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ３に沿う長手方向に直線状に延びる長孔を画成するのが好ましい。第３部分１１３は、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３から第３辺Ｓ３に向かって延びる切欠を画成する部分でもある。つまり、第３部分１１３が放熱部材１０８の外周縁１３３に連続することで、第３部分１１３により画成されるスリットが、外周縁１３３において開いている切欠となる。
【００３１】
第４部分１１４は、スリットとして、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ３に沿う長手方向に直線状に延びる長孔を画成するのが好ましい。第４部分１１４は、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８の外周縁１３３から第４辺Ｓ４に向かって延びる切欠を画成する部分でもある。つまり、第４部分１１４が放熱部材１０８の外周縁１３３に連続することで、外周縁１３３において開いている切欠となる。
【００３２】
本実施形態によれば、第１部分１１１を放熱部材１０８に設けることで、放熱部材１０８のＹ方向に対する熱応力を減少させ、放熱部材１０８のＹ方向に対する剛性を低下させることができる。更に、第２部分１１２を放熱部材１０８に設けることで、放熱部材１０８のＹ方向に対する熱応力を減少させ、放熱部材１０８のＹ方向に対する剛性を効果的に低下させることができる。即ち、第１部分１１１のみでもよいが、更に第２部分１１２があることにより、放熱部材１０８のＹ方向に対する剛性を効果的に低下させることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、第３部分１１３を放熱部材１０８に設けることで、放熱部材１０８のＸ方向に対する熱応力を減少させ、放熱部材１０８のＸ方向に対する剛性を低下させることができる。更に、第４部分１１４を放熱部材１０８に設けることで、放熱部材１０８のＸ方向に対する熱応力を減少させ、放熱部材１０８のＸ方向に対する剛性を効果的に低下させることができる。
【００３４】
また、仮想直線ＩＬ１上に２つの部分１１１，１１２が存在するので、放熱部材１０８のＹ方向に対する剛性を効果的に低下させることができる。また、仮想直線ＩＬ３上に２つの部分１１３，１１４が存在するので、放熱部材１０８のＸ方向に対する剛性を効果的に低下させることができる。
【００３５】
以上、各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、放熱部材１０８において応力解放部として作用する。これにより、配線板１０２に対する放熱部材１０８の剛性を相対的に低下させることができ、半導体装置１００を加熱したとき、又は半導体素子１０１が発熱したとき、半導体装置１００の反りを低減することができる。また、放熱部材１０８の主面１３２の８０％を超える部分が接着層１０７と接触することにより、半導体素子１０１で発生した熱を効果的に放熱部材１０８に伝導させることができる。
【００３６】
さらに、第１部分１１１はＷ１≦Ｌ１、第２部分１１２はＷ２≦Ｌ２、第３部分１１３はＷ３≦Ｌ３、第４部分１１４はＷ４≦Ｌ４となるようにそれぞれ形成されている。即ち、各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、第１領域Ｒ１に対して放射状に延びている。よって、半導体素子１０１で発生した熱は、各部分１１１，１１２，１１３，１１４によって遮られることなく、第１領域Ｒ１から放熱部材１０８の外周縁１３３へ向かって放射状に拡散する。このように、各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、熱の流れを遮らないように放射状に形成されているため、放熱部材１０８から外部へ効果的に放熱され、放熱性を確保することができる。
【００３７】
また、各部分１１１，１１２，１１３，１１４により画成されるスリットが外周縁１３３にまで延在する切欠である。放熱部材１０８に発生する熱応力による半導体装置１００の反りは放熱部材の中心から周縁部に向かうほど大きくなるため、このような構成をとることにより、効果的に熱応力を解放することができ、半導体装置１００の反りを効果的に低減することができる。
【００３８】
放熱部材１０８の剛性を低下させる点、及び放熱部材１０８における放熱性を高める点において、図２に示すように、各部分１１１，１１２は、第１領域Ｒ１の中心を通過する仮想直線ＩＬ１上に位置するのが好ましい。同様に、各部分１１３，１１４は、第１領域Ｒ１の中心を通過する仮想直線ＩＬ３上に位置するのが好ましい。放熱部材１０８をＺ方向に見たとき、放熱部材１０８を包囲する最短の包囲線１４０で囲われた包囲領域Ｒ１４０の中心を符号Ｂとする。また、包囲領域Ｒ１４０の角部を符号Ｂ’とする。各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、中心Ｂから包囲線１４０に向かう各方向Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に延在している。これにより、良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置１００の反りを効果的に低減することができる。なお、Ｚ方向に見て、包囲線１４０は、放熱部材１０８の外周縁１３３と一致している。
【００３９】
また、放熱部材１０８の剛性を低下させる点、及び放熱部材１０８における放熱性を高める点において、第１部分１１１は、第１辺Ｓ１に直交する長手方向に延びるのが好ましい。同様に、第２部分１１２は、第２辺Ｓ２に直交する長手方向に延びるのが好ましい。同様に、第３部分１１３は、第３辺Ｓ３に直交する長手方向に延びるのが好ましい。同様に、第４部分１１４は、第４辺Ｓ４に直交する長手方向に延びるのが好ましい。即ち、Ｗ１＜Ｌ１、Ｗ２＜Ｌ２、Ｗ３＜Ｌ３、Ｗ４＜Ｌ４であるのが好ましい。
【００４０】
Ｚ方向に見た接着層１０７の面積は、半導体装置１００の放熱性及び反りの大きさに影響する。したがって、接着層１０７の面積を一定の範囲内に管理することが求められる。本実施形態では、部分１１１，１１２，１１３，１１４がスリットを画成するので、スリットから接着層１０７の有無を確認することができる。このため、少なくとも部分１１１，１１２，１１３，１１４の箇所まで接着層１０７が拡がっているかを容易に検査することができ、結果として放熱性、及び反りの大きさについて個体差が生じるのを低減することができる。なお、接着層１０７の一部が各部分１１１，１１２，１１３，１１４により画成されるスリットにはみ出してもよい。
【００４１】
なお、図３において、第１部分１１１は、ストレート形状の内壁であるが、テーパー形状又は階段形状の内壁であっても、同様の効果が得られる。第２部分１１２、第３部分１１３及び第４部分１１４についても同様である。
【００４２】
放熱部材１０８には、部分１１１，１１２，１１３及び１１４が形成されているのが好適であるが、これらのうちの一部が省略されていてもよい。図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）及び図４（ｄ）は、変形例の半導体装置の平面図である。例えば、図４（ａ）に示すように、放熱部材１０８が部分１１１を有し、部分１１２，１１３，１１４を有していなくてもよい。また、図４（ｂ）に示すように、放熱部材１０８が部分１１１，１１２を有し、部分１１３，１１４を有していなくてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、放熱部材１０８が部分１１１，１１２，１１３を有し、部分１１４を有していなくてもよい。また、図４（ｄ）に示すように、放熱部材１０８が部分１１１，１１３を有し、部分１１２，１１４を有していなくてもよい。
【００４３】
また、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）、及び図５（ｆ）は、別の変形例の半導体装置の平面図である。図５（ａ）に示すように、部分１１１が領域Ｒ１及び領域Ｒ２の両方に跨って位置していてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、部分１１１が、辺Ｓ１とこれに向かい合う辺Ｓ２の両方に交差するように配置されていてもよい。また、部分１１１が、放熱部材１０８の外周縁１３３から第１領域Ｒ１に向かって延びる構成ではない、即ち外周縁１３３に連続していなくてもよい。その際、例えば図５（ｃ）に示すように、部分１１１が領域Ｒ２にのみ配置されていてもよい。また例えば図５（ｄ）に示すように、部分１１１が領域Ｒ１及び領域Ｒ２の両方に跨って位置していてもよい。また例えば図５（ｅ）に示すように、部分１１１が辺Ｓ１，Ｓ２の両方に交差するように配置されていてもよい。また、部分１１１は、辺Ｓ１に対して交差する仮想直線上にあればよく、図５（ｆ）に示すように、部分１１１が配置される仮想直線ＩＬ１が辺Ｓ１に対して直交していなくてもよい。また、図５（ｆ）の例のように、部分１１１が複数、例えば２つあってもよい。以上、部分１１１について説明したが、他の部分１１２，１１３，１１４についても、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）又は図５（ｆ）のような構成としてもよい。図５（ｆ）の例では、部分１１２が複数、例えば２つある。
【００４４】
（実施例１）
以上説明した図２及び図３に示す半導体装置１００について、温度２５０［℃］における反りをシミュレートした。シミュレータには、Ａｎｓｙｓ社製の構造解析ソフトを用いた。半導体素子１０１の大きさを、縦１０［ｍｍ］×横１０［ｍｍ］×厚み０．１［ｍｍ］とした。配線板１０２の大きさを、縦１８［ｍｍ］×横１８［ｍｍ］×厚み０．４５［ｍｍ］とした。放熱部材１０８の大きさを、縦１５［ｍｍ］×横１５［ｍｍ］×厚み０．４［ｍｍ］とした。半導体素子１０１の線膨張係数を３［ｐｐｍ／℃］、配線板１０２の線膨張係数を１０［ｐｐｍ／℃］、放熱部材１０８の線膨張係数を１７［ｐｐｍ／℃］とした。半導体素子１０１のヤング率を４００［ＧＰａ］、配線板１０２のヤング率を３０［ＧＰａ］、放熱部材１０８のヤング率を１３０［ＧＰａ］とした。部分１１１，１１２，１１３，１１４により画成されるスリットの寸法を、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４＝２．５［ｍｍ］、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４＝１．０［ｍｍ］とした。
【００４５】
（比較例１）
比較のため、スリットのない放熱部材を有する半導体装置についても、温度２５０［℃］における反りをシミュレートした。シミュレータには、実施例１と同じものを用いた。このシミュレータにおいて、比較例１の半導体装置のパラメータ値については、部分１１１，１１２，１１３，１１４を除いて実施例１と同じパラメータ値を用いた。
【００４６】
図６は、実施例１と比較例１のシミュレーション結果を示すグラフである。図６には、図２に示す配線板１０２の対角の位置Ａと位置Ａ’とを結ぶ直線上の区間における半導体装置の反りの値をプロットしている。反りの値は、比較例１の配線板における位置Ａの値を基準とした相対値である。実施例１の位置Ａにおける反り値は０．３４であり、比較例１に比べて反りが６６％低減していることが分かる。
【００４７】
（実施例２）
次に、半導体装置１００について、放熱性をシミュレートした。シミュレータにはＡｎｓｙｓ社製の熱流体解析ソフトを用いた。半導体装置１００の各部のサイズは、実施例１と同じとした。放熱部材１０８の熱伝導率を３９８［Ｗ／ｍＫ］とし、半導体素子１０１から放熱部材１０８へ流入する熱流速を１［Ｗ］とした。
【００４８】
（比較例２Ａ及び比較例２Ｂ）
比較例２Ａとして空所であるスリットがない場合、比較例２Ｂとしてスリットの長さＬ１が長さＷ１よりも短い場合（Ｌ１＝１．０［ｍｍ］、Ｗ１＝１０［ｍｍ］）についてもシミュレートした。なお、比較例２Ｂにおいて、他のスリットの長さＬ２，Ｌ３，Ｌ４と長さＷ２，Ｗ３，Ｗ４の関係もＬ１，Ｗ１と同様とした（Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４＝１．０［ｍｍ］、Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４＝１０［ｍｍ］）。
【００４９】
図７は、実施例２と比較例２Ａ，２Ｂのシミュレーション結果を示すグラフである。図７には、図２に示す包囲領域Ｒ１４０の中心Ｂと角部Ｂ’との温度差を示している。実施例２の温度差は、０．９３℃であり、スリットがない、単なる平板の放熱部材である比較例２Ａの温度差０．９１℃との差がほとんどなく、実施例２と比較例２Ａとの差は０．０２℃である。一方、比較例２Ｂでは温度差が２．７５℃であるのに対して、実施例２では温度差が０．９３℃であり、実施例２の方が、放熱性がよいことがわかる。以上、実施例２では、Ｗ１≦Ｌ１、Ｗ２≦Ｌ２、Ｗ３≦Ｌ３、Ｗ４≦Ｌ４とすることで、放熱部材１０８の外周縁１３３まで熱が十分に拡散され、スリットのない比較例２Ａと同程度の放熱性が確保される。
【００５０】
［第２実施形態］
第２実施形態の半導体装置について説明する。図８は、第２実施形態に係る半導体装置１００Ａの平面図である。なお、上述の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５１】
半導体装置１００Ａは、第１実施形態と同様、例えばデジタルシグナルプロセッサである。半導体装置１００Ａは、配線板１０２と、放熱部材１０８Ａと、配線板１０２と放熱部材１０８Ａとの間に配置された半導体素子１０１と、を有する。半導体素子１０１は、配線板１０２に実装され、上面が露出した状態でモールド樹脂１０６に覆われている。放熱部材１０８Ａは、半導体素子１０１の上面及びモールド樹脂１０６の上面に接着層で固定されている。
【００５２】
放熱部材１０８Ａは、第１実施形態と同様、スリットを画成する第１部分１１１Ａ、スリットを画成する第２部分１１２Ａ、スリットを画成する第３部分１１３Ａ、及びスリットを画成する第４部分１１４Ａを有する。部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａは、互いに独立している。第１部分１１１Ａ及び第２部分１１２Ａは、一直線上、即ち同じ仮想直線ＩＬ１上に配置されている。第３部分１１３Ａ及び第４部分１１４Ａは、一直線上、即ち同じ仮想直線ＩＬ３上に配置されている。
【００５３】
第１部分１１１Ａは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第１辺Ｓ１から第１領域Ｒ１の外側に向かう第１仮想線分ＬＳ１Ａに沿って延在している。また、第２部分１１２Ａは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第２辺Ｓ２から第１領域Ｒ１の外側に向かう第２仮想線分ＬＳ２Ａに沿って延在している。
【００５４】
第３部分１１３Ａは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第３辺Ｓ３から第１領域Ｒ１の外側に向かう第３仮想線分ＬＳ３Ａに沿って延在している。また、第４部分１１４Ａは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１の外周ＳＡにおける第４辺Ｓ４から第１領域Ｒ１の外側に向かう第４仮想線分ＬＳ４Ａに沿って延在している。
【００５５】
各部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａは、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とに跨って配置されている。各部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａは、第１実施形態と同様、Ｗ１≦Ｌ１、Ｗ２≦Ｌ２、Ｗ３≦Ｌ３、Ｗ４≦Ｌ４であればよいが、Ｗ１＜Ｌ１、Ｗ２＜Ｌ２、Ｗ３＜Ｌ３、Ｗ４＜Ｌ４であるのが好ましい。また、各部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａは、第１実施形態と同様、放熱部材１０８Ａの外周縁１３３Ａまで延在しているのが好ましい。
【００５６】
半導体素子１０１は、高発熱回路である画像処理回路１４１及びインタフェース回路１４２を有する。インタフェース回路１４２は、例えば不図示のメモリと通信するインタフェース回路である。画像処理回路１４１及びインタフェース回路１４２は、単位面積当たりの消費電力が不図示の他の回路よりも比較的大きいため、温度が上昇しやすい。
【００５７】
第２実施形態では、Ｚ方向に見て、空所を画成する各部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａが高発熱回路である画像処理回路１４１及びインタフェース回路１４２と重ならないように配置されている。これにより、高発熱回路である画像処理回路１４１及びインタフェース回路１４２と放熱部材１０８Ａとの間の熱抵抗を小さくすることができる。このため半導体装置１００Ａの放熱性を向上させることができる。
【００５８】
放熱部材１０８Ａは、上述した図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）又は図５（ｆ）に示す変形例のように構成してもよい。
【００５９】
図９は、更に別の変形例の半導体装置の平面図である。図９に示すように、放熱部材１０８Ａがスリットを画成する各部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａを複数有していてもよい。
【００６０】
その際、図９に示すように、複数の部分１１１Ａの各々が複数の仮想線分ＬＳ１Ａの各々に沿って配置されていてもよい。また、複数の部分１１２Ａの各々が複数の仮想線分ＬＳ２Ａの各々に沿って配置されていてもよい。
【００６１】
また、複数の部分１１１Ａのうち１つ以上が、Ｚ方向に見て、外周縁１３３Ａと連続しているのが好ましい。また、複数の部分１１２Ａのうち１つ以上が、Ｚ方向に見て、外周縁１３３Ａと連続しているのが好ましい。
【００６２】
また、その際、図９に示すように、複数の部分１１３Ａが１つの仮想線分ＬＳ３Ａに沿って配置されていてもよい。また、複数の部分１１４Ａが１つの仮想線分ＬＳ４Ａに沿って配置されていてもよい。複数の部分１１３Ａと、複数の部分１１４Ａとが、一直線上、即ち仮想直線ＩＬ３上に配置されていているのが好ましい。
【００６３】
また、複数の部分１１３Ａのうちの１つが、Ｚ方向に見て、外周縁１３３Ａと連続しているのが好ましい。また、複数の部分１１４Ａのうちの１つが、Ｚ方向に見て、外周縁１３３Ａと連続しているのが好ましい。
【００６４】
各部分１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａが複数存在することで、高発熱回路が多数存在する場合においても、各スリットが高発熱回路と重ならない配置をとることが可能になる。
【００６５】
［第３実施形態］
第３実施形態の半導体装置について説明する。図１０は、第３実施形態に係る半導体装置１００Ｃの平面図である。なお、上述の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６６】
半導体装置１００Ｃは、配線板１０２と、放熱部材１０８Ｃと、配線板１０２と放熱部材１０８Ｃとの間に配置された半導体素子１０１と、を有する。半導体素子１０１は、配線板１０２に実装され、上面が露出した状態でモールド樹脂１０６に覆われている。放熱部材１０８Ｃは、半導体素子１０１の上面及びモールド樹脂１０６の上面に接着層で固定されている。
【００６７】
放熱部材１０８Ｃは、空所を画成する部分である第１部分１１１Ｃ、第２部分１１２Ｃ、第３部分１１３Ｃ、及び第４部分１１４Ｃを有する。部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、互いに独立している。Ｚ方向に見たときの各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃの形状及び位置は、第１実施形態の各部分１１１，１１２，１１３，１１４と同じである。即ち、各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、第１実施形態と同様、Ｗ１≦Ｌ１、Ｗ２≦Ｌ２、Ｗ３≦Ｌ３、Ｗ４≦Ｌ４である。各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、Ｗ１＜Ｌ１、Ｗ２＜Ｌ２、Ｗ３＜Ｌ３、Ｗ４＜Ｌ４であるのが好ましい。また、各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、第１実施形態と同様、放熱部材１０８Ｃの外周縁１３３Ｃまで延在しているのが好ましい。
【００６８】
第１実施形態において説明した図２に示す各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、スリットを画成する部分であるが、第３実施形態の各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、凹部、例えば溝を画成する部分である。即ち、第１実施形態の各部分１１１，１１２，１１３，１１４は、Ｚ方向に貫通する空所を画成する部分であるが、第３実施形態の各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、Ｚ方向に貫通しない、即ち薄肉部を残して凹む空所を画成する部分である。各部分を応力解放部として作用させるには、第１または第２実施形態のようにスリットであるのが好適であるが、凹部であってもよい。
【００６９】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、第３実施形態に係る半導体装置の断面図である。図１１（ａ）に示すように、部分１１１Ｃは、主面１３１及び端面１３４側に開口する凹部である。なお、部分１１１Ｃは、図１１（ｂ）に示すように、主面１３２及び端面１３４側に開口する凹部であってもよいし、図１１（ｃ）に示すように、端面１３４側に開口する凹部であってもよい。
【００７０】
放熱部材１０８ＣのＺ方向の厚みをＨ、部分１１１Ｃにより画成される凹部のＺ方向の深さをＤとする。部分１１１Ｃにより画成される凹部の深さＤは、放熱部材１０８Ｃの厚みＨよりも浅い。深さＤの範囲は、０．１×Ｈ≦Ｄ≦０．９×Ｈであるのが好ましく、０．５×Ｈ≦Ｄ≦０．９×Ｈであるのがより好ましい。このように部分１１１Ｃが凹部を画成する部分であるので、配線板１０２のパターンに流れる電流に対する、放熱部材１０８Ｃに生じるリターン電流の経路を確保することができ、放熱部材１０８Ｃから放射される電磁ノイズを低減することができる。部分１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃについても同様である。
【００７１】
以上、部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃが、放熱部材の主面及び／又は端面に対する凹部であっても、良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置１００Ｃの反りを低減することができる。
【００７２】
各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１には延在しておらず、第２領域Ｒ２にのみ延在している。半導体素子１０１内の回路に電流が流れると、放熱部材１０８Ｃにおいて半導体素子１０１と対向する領域Ｒ１の部分には、リターン電流が生じる。スリットを画成する各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃが領域Ｒ１に存在しないので、リターン電流の経路を確保することができ、電磁ノイズが放射されるのを低減することができる。
【００７３】
放熱部材１０８ＣをＺ方向に見たとき、放熱部材１０８Ｃを包囲する最短の包囲線１４０Ｃで囲われた包囲領域Ｒ１４０Ｃの中心を符号Ｂとする。各部分１１１Ｃ，１１２Ｃ，１１３Ｃ，１１４Ｃは、中心Ｂから包囲線１４０Ｃに向かう各方向Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に延在している。これにより、良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置１００Ｃの反りを効果的に低減することができる。なお、Ｚ方向に見て、包囲線１４０Ｃは、放熱部材１０８Ｃの外周縁１３３Ｃと一致している。
【００７４】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る半導体装置について説明する。図１２は、第４実施形態に係る半導体装置１００Ｄの平面図である。なお、上述の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７５】
半導体装置１００Ｄは、配線板１０２と、放熱部材１０８Ｄと、配線板１０２と放熱部材１０８Ｄとの間に配置された半導体素子１０１Ｄと、を有する。半導体素子１０１Ｄは、配線板１０２に実装され、上面が露出した状態でモールド樹脂１０６に覆われている。放熱部材１０８Ｄは、半導体素子１０１Ｄの上面及びモールド樹脂１０６の上面に接着層で固定されている。第１〜第３実施形態では、Ｚ方向に見たときの半導体素子１０１の外周が正方形である場合について説明したが、第４実施形態では、Ｚ方向に見たときの半導体素子１０１Ｄの外周が長方形である。
【００７６】
放熱部材１０８Ｄは、放熱部材１０８ＤをＺ方向に見たとき、半導体素子１０１Ｄと重なる第１領域Ｒ１Ｄと、第１領域Ｒ１Ｄに対して外側の、半導体素子１０１Ｄと重ならない第２領域Ｒ２Ｄとに区分けすることができる。Ｚ方向から見て、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤは、四角形状、本実施形態では長方形状である。図１２において、第１領域Ｒ１Ｄの中心は、配線板１０２の中心と重なる。外周ＳＤは、第１辺である長辺Ｓ１Ｄ、長辺Ｓ１Ｄに向かい合う第２辺である長辺Ｓ２Ｄ、長辺Ｓ１Ｄと長辺Ｓ２Ｄとに隣り合う第３辺である短辺Ｓ３Ｄ、及び長辺Ｓ１Ｄと長辺Ｓ２Ｄとに隣り合い短辺Ｓ３Ｄと向かい合う第４辺である短辺Ｓ４Ｄを含む。Ｚ方向に見たときの第２領域Ｒ２Ｄの外周である放熱部材１０８Ｄの外周縁１３３Ｄは、外周ＳＤよりも大きい四角形状、本実施形態では正方形状である。本実施形態では、第１領域Ｒ１Ｄの外周における各辺と、放熱部材１０８Ｄの外周縁１３３Ｄにおける各辺とがほぼ平行である。
【００７７】
放熱部材１０８Ｄは、スリット又は凹部を画成する第１部分１１１Ｄ、スリット又は凹部を画成する第２部分１１２Ｄ、スリット又は凹部を画成する第３部分１１３Ｄ、スリット又は凹部を画成する第４部分１１４Ｄを有する。部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、互いに独立している。各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、放熱部材１０８Ｄを構成する金属材がない空所を画成する部分であり、本実施形態ではスリットを画成する部分である。各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、放熱部材１０８Ｄの外周縁１３３Ｄと連続している場合と、連続していない場合のいずれでもよいが、本実施形態では外周縁１３３Ｄと連続している。即ち、各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、外周縁１３３Ｄまで延在している。Ｚ方向に見て、第１部分１１１Ｄの一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２Ｄに位置している。Ｚ方向に見て、第２部分１１２Ｄの一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２Ｄに位置している。Ｚ方向に見て、第３部分１１３Ｄの一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２Ｄに位置している。Ｚ方向に見て、第４部分１１４Ｄの一部又は全部、本実施形態では全部が、領域Ｒ２Ｄに位置している。
【００７８】
各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１Ｄには延在しておらず、第２領域Ｒ２Ｄにのみ延在している。半導体素子１０１Ｄ内の回路に電流が流れると、放熱部材１０８Ｄにおいて半導体素子１０１Ｄと対向する領域Ｒ１Ｄの部分には、リターン電流が生じる。スリットを画成する各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄが領域Ｒ１Ｄに存在しないので、リターン電流の経路を確保することができ、電磁ノイズが放射されるのを低減することができる。
【００７９】
第１部分１１１Ｄは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける長辺Ｓ１Ｄから第１領域Ｒ１Ｄ外側に向かう第１仮想線分ＬＳ１Ｄに沿って延在している。また、第２部分１１２Ｄは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける長辺Ｓ２Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外側に向かう第２仮想線分ＬＳ２Ｄに沿って延在している。
【００８０】
第１部分１１１Ｄにより画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８Ｄの外周縁１３３Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける長辺Ｓ１Ｄを通過して第１領域Ｒ１Ｄの内部に延びる仮想直線ＩＬ１１上に位置する。仮想直線ＩＬ１１は、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける長辺Ｓ２Ｄを通過して第１領域Ｒ１Ｄの内部に延びる仮想直線でもある。第２部分１１２Ｄにより画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ１１上に位置する。即ち、第１部分１１１Ｄ及び第２部分１１２Ｄは、Ｚ方向に見て、一直線上、つまり同じ仮想直線ＩＬ１１上に配置されている。
【００８１】
第３部分１１３Ｄは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける短辺Ｓ３Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外側に向かう第３仮想線分ＬＳ３Ｄに沿って延在している。また、第４部分１１４Ｄは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける短辺Ｓ４Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外側に向かう第４仮想線分ＬＳ４Ｄに沿って延在している。
【００８２】
第３部分１１３Ｄにより画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８Ｄの外周縁１３３Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける短辺Ｓ３Ｄを通過して第１領域Ｒ１Ｄの内部に延びる仮想直線ＩＬ１３上に位置する。仮想直線ＩＬ１３は、第１領域Ｒ１Ｄの外周ＳＤにおける短辺Ｓ４Ｄを通過して第１領域Ｒ１Ｄの内部に延びる仮想直線でもある。第４部分１１４Ｄにより画成されるスリットは、Ｚ方向に見て、仮想直線ＩＬ１３上に位置する。即ち、第３部分１１３Ｄ及び第４部分１１４Ｄは、Ｚ方向に見て、一直線上、つまり同じ仮想直線ＩＬ１３上に配置されている。
【００８３】
第１部分１１１Ｄは、長辺Ｓ１Ｄに平行な方向の長さＷ１が、長辺Ｓ１Ｄに直交する方向の長さＬ１以下である（Ｗ１≦Ｌ１）。第２部分１１２Ｄは、長辺Ｓ２Ｄに平行な方向の長さＷ２が、長辺Ｓ２Ｄに直交する方向の長さＬ２以下である（Ｗ２≦Ｌ２）。第３部分１１３Ｄは、短辺Ｓ３Ｄに平行な方向の長さＷ３が、短辺Ｓ３Ｄに直交する方向の長さＬ３以下である（Ｗ３≦Ｌ３）。第４部分１１４Ｄは、短辺Ｓ４Ｄに平行な方向の長さＷ４が、短辺Ｓ４Ｄに直交する方向の長さＬ４以下である（Ｗ４≦Ｌ４）。本実施形態では、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４であるが、Ｌ１＞Ｌ３，Ｌ２＞Ｌ４である。また、Ｌ１＝Ｌ２、Ｌ３＝Ｌ４である。即ち、第１部分１１１Ｄ及び第２部分１１２Ｄの長さＬ１，Ｌ２は、第３部分１１３Ｄ及び第４部分１１４Ｄの長さＬ３，Ｌ４よりも長い。これにより、半導体素子１０１ＤがＺ方向に見て長方形である場合にも、半導体装置１００Ｄの反りを効果的に低減することができる。
【００８４】
各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、Ｚ方向に見て、第１領域Ｒ１Ｄには延在しておらず、第２領域Ｒ２Ｄにのみ延在している。半導体素子１０１Ｄ内の回路に電流が流れると、放熱部材１０８Ｄにおいて半導体素子１０１Ｄと対向する領域Ｒ１Ｄの部分には、リターン電流が生じる。スリットを画成する各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄが領域Ｒ１Ｄに存在しないので、リターン電流の経路を確保することができ、電磁ノイズが放射されるのを低減することができる。
【００８５】
放熱部材１０８ＤをＺ方向に見たとき、放熱部材１０８Ｄを包囲する最短の包囲線１４０Ｄで囲われた包囲領域Ｒ１４０Ｄの中心を符号Ｂとする。各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄは、中心Ｂから包囲線１４０Ｄに向かう各方向Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に延在している。これにより、良好な放熱性を確保しつつ、半導体装置１００Ｄの反りを効果的に低減することができる。なお、Ｚ方向に見て、包囲線１４０Ｄは、放熱部材１０８Ｄの外周縁１３３Ｄと一致している。
【００８６】
なお、各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄが、スリットではなく、第３実施形態のように凹部を画成するようにしてもよい。また、各部分１１１Ｄ，１１２Ｄ，１１３Ｄ，１１４Ｄを、第１実施形態で説明した図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、又は図５（ｅ）に示す変形例のように構成してもよい。
【００８７】
図１３は、更に別の変形例の半導体装置の平面図である。第１部分１１１Ｄは、長辺Ｓ１Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外側に延びる第１仮想線分ＬＳ１Ｄに沿って配置されていればよい。その際、図１３に示すように、第１仮想線分ＬＳ１Ｄは、長辺Ｓ１Ｄに対して直交していなくてもよい。同様に、第２部分１１２Ｄは、長辺Ｓ２Ｄから第１領域Ｒ１Ｄの外側に延びる第２仮想線分ＬＳ２Ｄに沿って配置されていればよい。その際、図１３に示すように、第２仮想線分ＬＳ２Ｄは、長辺Ｓ２Ｄに対して直交していなくてもよい。なお、長辺Ｓ１Ｄと、短辺Ｓ３Ｄ又は短辺Ｓ４Ｄとの角部を交差する仮想線分上にスリット又は凹部を画成する部分が位置する場合については、長辺Ｓ１Ｄを基準として第１部分１１１Ｄとする。同様に、長辺Ｓ２Ｄと、短辺Ｓ３Ｄ又は短辺Ｓ４Ｄとの角部を交差する仮想線分上にスリット又は凹部を画成する部分が位置する場合については、長辺Ｓ２Ｄを基準として第２部分１１２Ｄとする。したがって、図１３の例においては、Ｗ１≦Ｌ１となる２つの第１部分１１１Ｄ、Ｗ２≦Ｌ２となる２つの第２部分１１２Ｄが存在することになる。
【００８８】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る半導体装置について説明する。図１４は、第５実施形態に係る半導体装置１００Ｅの平面図である。なお、上述の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８９】
半導体装置１００Ｅは、配線板１０２と、放熱部材１０８Ｅと、配線板１０２と放熱部材１０８Ｅとの間に配置された半導体素子１０１と、を有する。半導体素子１０１は、配線板１０２に実装され、上面が露出した状態でモールド樹脂１０６に覆われている。放熱部材１０８Ｅは、半導体素子１０１の上面及びモールド樹脂１０６の上面に接着層で固定されている。放熱部材１０８Ｅは、半導体素子１０１と重なる第１領域Ｒ１Ｅと、第１領域Ｒ１Ｅに対し外側の、半導体素子１０１と重ならない第２領域Ｒ２Ｅとに区分けすることができる。
【００９０】
第１〜第４実施形態では、Ｚ方向に見て、半導体素子の中心が配線板１０２の中心と重なる場合について説明したが、第５実施形態では、Ｚ方向に見て、半導体素子１０１の中心、即ち第１領域Ｒ１Ｅの中心が配線板１０２の中心に対してずれている。半導体素子１０１が配線板１０２の中央からＸ方向、およびＹ方向にずれて配置される場合、放熱部材に加わるＸ方向の熱応力、−Ｘ方向の熱応力、Ｙ方向の熱応力、−Ｙ方向の熱応力がそれぞれ異なる大きさとなる。
【００９１】
放熱部材１０８Ｅは、Ｚ方向に見て、一部又は全部が第２領域Ｒ２Ｅに位置する、スリット又は凹部を画成する第１部分１１１Ｅ、第２部分１１２Ｅ、第３部分１１３Ｅ、及び第４部分１１４Ｅを有する。部分１１１Ｅ，１１２Ｅ，１１３Ｅ，１１４Ｅは、互いに独立している。本実施形態では、第１部分１１１Ｅ、第２部分１１２Ｅ、第３部分１１３Ｅ、及び第４部分１１４Ｅのそれぞれの数及び形状を調整することで、熱応力の差を吸収する。例えば、図１４の例では、放熱部材１０８Ｅは、第１部分１１１Ｅを１つ、第２部分１１２Ｅを１つ、第３部分１１３Ｅを３つ、及び第４部分１１４Ｅを２つ有する。そして、空所を画成する各部分の延びる方向の長さがそれぞれ調整されている。各部分１１１Ｅ，１１２Ｅ，１１３Ｅ，１１４Ｅは、第１実施形態と同様、Ｚ方向に見て、放熱部材１０８Ｅの外周縁１３３Ｅまで延びて外周縁１３３Ｅと連続しているのが好ましい。また、各部分１１１Ｅ，１１２Ｅ，１１３Ｅ，１１４Ｅは、第１実施形態と同様、Ｗ１≦Ｌ１、Ｗ２≦Ｌ２、Ｗ３≦Ｌ３、Ｗ４≦Ｌ４であればよい。各部分１１１Ｅ，１１２Ｅ，１１３Ｅ，１１４Ｅは、Ｗ１＜Ｌ１、Ｗ２＜Ｌ２、Ｗ３＜Ｌ３、Ｗ４＜Ｌ４であるのが好ましい。
【００９２】
第１部分１１１Ｅは、第１辺Ｓ１から第１領域Ｒ１Ｅの外側に延びる仮想線分ＩＬ１１０に沿って配置される。第２部分１１２Ｅは、第２辺Ｓ２から第１領域Ｒ１Ｅの外側に延びる仮想線分ＩＬ１２０に沿って配置される。第３部分１１３Ｅは、第３辺Ｓ３から第１領域Ｒ１Ｅの外側に延びる仮想線分ＩＬ１３０に沿って配置される。第４部分１１４Ｅは、第４辺Ｓ４から第１領域Ｒ１Ｅの外側に延びる仮想線分ＩＬ１４０に沿って配置される。Ｚ方向に見て、仮想線分ＩＬ１１０，ＩＬ１２０，ＩＬ１３０，ＩＬ１４０は、第１領域Ｒ１Ｅから外側に放熱部材１０８Ｅの外周縁１３３Ｅに向かって延びる仮想線分である。
【００９３】
半導体素子１０１が配線板１０２の中心からずれて配置される場合にも、放熱部材１０８Ｅに形成されるスリット又は凹部を画成する各部分の形状及び／又は数を調整することで、半導体装置１００Ｅの反りを効果的に低減することができる。なお、配線板１０２に複数の半導体素子が実装される場合であっても、同様の原理で効果的に反りを低減することができる。
【００９４】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。
【００９５】
上述の実施形態では、半導体装置が、ＢＧＡの半導体パッケージである場合について説明したがこれに限定するものではなく、放熱部材を有する各種の半導体パッケージについて本発明は適用可能である。
【００９６】
上述の実施形態では、電子機器の一例として撮像装置であるデジタルカメラについて説明したが、これに限定するものでない。撮像装置は、例えばスマートフォンなどのモバイル端末であってもよい。また、電子機器は、撮像装置以外の装置であってもよく、例えばプリンタ等の画像形成装置であってもよい。
【００９７】
また、上述の実施形態では、Ｚ方向から見た放熱部材の外周縁が、四角形である場合について説明したが、これに限定するものではなく、任意の形状であってよい。例えば、Ｚ方向から見た放熱部材の外周縁が、四角形以外の多角形、円形、又は楕円形であってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１００…半導体装置、１０１…半導体素子、１０２…配線板、１０８…放熱部材
【図１】
2020025091.tif 000003
【図２】
2020025091.tif 000004
【図３】
2020025091.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020025091.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020025091.tif 000009
【図８】
2020025091.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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