(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ディバイス（110）と、該半導体ディバイス（110）の動作温度よりも許容温度の低い周辺部品（120）とが配線経路により接続された半導体回路であって、
前記半導体ディバイス（110）と接続された基板の高温部（131）と、
前記周辺部品（120）が搭載された基板の低温部（132）との間には、高温部（131）及び低温部（132）とは熱伝導率が異なる伝熱調整部（150）が設けられ、
前記基板の高温部（131）、低温部（132）、及び前記伝熱調整部（150）のうちの相対的に熱伝導率が大きい領域の表面又は裏面に冷却機構（210）が設けられ、
前記伝熱調整部（150）は、前記基板の高温部（131）と低温部（132）よりも熱伝導率が大きい材料により形成されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項２】
半導体ディバイス（110）と、該半導体ディバイス（110）の動作温度よりも許容温度の低い周辺部品（120）とが配線経路により接続された半導体回路であって、
前記半導体ディバイス（110）と接続された基板の高温部（131）と、
前記周辺部品（120）が搭載された基板の低温部（132）との間には、高温部（131）及び低温部（132）とは熱伝導率が異なる伝熱調整部（150）が設けられ、
前記基板の高温部（131）、低温部（132）、及び前記伝熱調整部（150）のうちの相対的に熱伝導率が大きい領域の表面又は裏面に冷却機構（210）が設けられ、
該半導体回路内において、前記基板の高温部（131）、低温部（132）、及び前記伝熱調整部（150）のうちの相対的に熱伝導率が大きい領域に設けられたプリント配線（140）は、該プリント配線（140）の任意の二点を最短距離で結ぶ直線よりも長いことを特徴とする半導体回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の半導体回路において、
前記基板の高温部（131）と低温部（132）には、配線経路としてプリント配線（140）が配置され、
前記伝熱調整部（150）は、前記高温部（131）に配置されたプリント配線（140）の任意の点と前記低温部（132）に配置されたプリント配線（140）の任意の点とを最短距離で結ぶ直線上に設けられていることを特徴とする半導体回路。
【請求項４】
請求項２の半導体回路において、
前記伝熱調整部（150）は、前記基板の高温部（131）と低温部（132）よりも熱伝導率が小さい材料により形成されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項５】
請求項４の半導体回路において、
前記半導体ディバイス（110）と前記周辺部品（120）とを結ぶプリント配線（140）は、前記伝熱調整部（150）を迂回して配置されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項６】
請求項４の半導体回路において、
前記伝熱調整部（150）の上を跨いで配置された空中配線（410）を備え、
前記半導体ディバイス（110）と前記周辺部品（120）とは、前記空中配線（410）により電気的に接続されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項７】
請求項６の半導体回路において、
前記空中配線（410）は、空気中に熱を放熱するように構成されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項８】
請求項４から請求項７のうちの何れか１つの半導体回路において、
前記伝熱調整部（150）は、空気により構成されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項９】
請求項１又は請求項２の半導体回路において、
前記冷却機構（210）は、該冷却機構（210）が配置されている領域内のプリント配線（140）と電気的に絶縁されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のうちの何れか１つの半導体回路において、
前記半導体ディバイス（110）は、１５０℃以上で動作可能に構成されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のうちの何れか１つの半導体回路において、
前記半導体ディバイス（110）は、ワイドバンドギャップ半導体を主材料として構成されていることを特徴とする半導体回路。
【請求項１２】
請求項１１の半導体回路において、
前記ワイドバンドギャップ半導体は、シリコンカーバイト、窒化ガリウム、及びダイヤモンドの何れかを主材料として構成されていることを特徴とする半導体回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ディバイスと、該半導体ディバイスの動作温度よりも許容温度の低い周辺部品とにより構成された半導体回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電圧を交流電圧に変換するインバータや交流電圧を直流電圧に変換するコンバータなどの電力変換装置として、複数のスイッチング素子によって電力変換動作を行うものが知られている。そして、このようなインバータのスイッチング素子をＳｉＣ半導体ディバイスにより構成した例がある（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
ＳｉＣ半導体などのようなワイドバンドギャップ半導体は、絶縁破壊電界が従来のＳｉ半導体（Ｓｉの結晶を使った半導体）に比べて高いため（ＳｉＣ半導体では約１０倍高い）、素子の高耐圧化が容易になり、同じ耐圧であれば、Ｓｉ半導体の場合に比べてディバイスの厚みを薄くできるため、導通損失が小さく且つ小型の素子にすることができる。
【０００４】
また、上記ワイドバンドギャップ半導体は、高速動作や高温（例えば２００℃）での動作が可能であるため、高速動作により装置全体の高効率化を図れるとともに、高温での動作が可能であることにより冷却構造を簡略化でき、これにより装置の小型化を図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２４８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の電力変換装置ようにワイドバンドギャップ半導体を用いた半導体回路であっても、常にその回路内のすべてがワイドバンドギャップ半導体により構成されているわけではなく、Ｓｉ半導体もあわせて使用されることがある。この場合、ワイドバンドギャップ半導体とＳｉ半導体との間では、ボンディングワイヤ、リードフレーム、プリント配線などの配線経路や、プリント基板などを介して熱が伝導するので、例えばワイドバンドギャップ半導体の動作温度が高いと、場合によってはＳｉ半導体の動作温度が許容温度以上になる可能性がある。現状ではＳｉ半導体の許容温度は、約１５０℃以下である。
【０００７】
そのため、上記に説明したワイドバンドギャップ半導体（ＳｉＣ半導体）の特性を生かしつつ、ＳｉＣ半導体とＳｉ半導体とを近接して配置するには、その半導体回路のプリント基板は、放熱しやすさと伝熱のし難さの両方の性能が求められることになる。つまり、このプリント基板は、ＳｉＣ半導体から伝導してきた熱をプリント基板や空気中に放熱させてやる必要から、放熱し易さが求められる。また、Ｓｉ半導体の動作温度が許容温度以上にならないようにするために、ＳｉＣ半導体から伝導してきた熱がＳｉ半導体に対して伝導し難いことが求められる。
【０００８】
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、半導体ディバイスと、該半導体ディバイスの動作温度よりも許容温度の低い周辺部品とにより構成された半導体回路において、半導体ディバイスの放熱しやすさと、該半導体ディバイスから周辺部品への伝熱のし難さを両立できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、第１の発明は、
半導体ディバイス（110）と、該半導体ディバイス（110）の動作温度よりも許容温度の低い周辺部品（120）とが配線経路により接続された半導体回路であって、
前記半導体ディバイス（110）と接続された基板の高温部（131）と、
前記周辺部品（120）が搭載された基板の低温部（132）との間には、高温部（131）及び低温部（132）とは熱伝導率が異なる伝熱調整部（150）が設けられ、
前記基板の高温部（131）、低温部（132）、及び前記伝熱調整部（150）のうちの相対的に熱伝導率が大きい領域の表面又は裏面に冷却機構（210）が設けられ、
前記伝熱調整部（150）は、前記基板の高温部（131）と低温部（132）よりも熱伝導率が大きい材料により形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、伝熱調整部（150）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間で伝導する熱の量を調整する。
【００１１】
また、これにより、半導体回路内において熱が伝導しやすい箇所に設けられた冷却機構（210）から放熱が行われる。
【００１２】
また、これにより、伝熱調整部（150）が、プリント配線（140）の熱を効果的にプリント基板（130）へ伝える。
【００１３】
また、第２の発明は、
半導体ディバイス（110）と、該半導体ディバイス（110）の動作温度よりも許容温度の低い周辺部品（120）とが配線経路により接続された半導体回路であって、
前記半導体ディバイス（110）と接続された基板の高温部（131）と、
前記周辺部品（120）が搭載された基板の低温部（132）との間には、高温部（131）及び低温部（132）とは熱伝導率が異なる伝熱調整部（150）が設けられ、
前記基板の高温部（131）、低温部（132）、及び前記伝熱調整部（150）のうちの相対的に熱伝導率が大きい領域の表面又は裏面に冷却機構（210）が設けられ、
該半導体回路内において、前記基板の高温部（131）、低温部（132）、及び前記伝熱調整部（150）のうちの相対的に熱伝導率が大きい領域に設けられたプリント配線（140）は、該プリント配線（140）の任意の二点を最短距離で結ぶ直線よりも長いことを特徴とする。
【００１４】
これにより、半導体回路内において熱が伝導しやすい箇所に設けられたプリント配線（140）の放熱面積が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを直線的にプリント配線（140）で結んだ場合よりも大きくなる。
【００１５】
また、第３の発明は、
第１又は２の発明の半導体回路において、
前記基板の高温部（131）と低温部（132）には、配線経路としてプリント配線（140）が配置され、
前記伝熱調整部（150）は、前記高温部（131）に配置されたプリント配線（140）の任意の点と前記低温部（132）に配置されたプリント配線（140）の任意の点とを最短距離で結ぶ直線上に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間における最短の熱伝導経路上で、伝熱調整部（150）が伝熱量を調整する。
【００１７】
また、第４の発明は、
第２の発明の半導体回路において、
前記伝熱調整部（150）は、前記基板の高温部（131）と低温部（132）よりも熱伝導率が小さい材料により形成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、伝熱調整部（150）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間における熱の流れを低減させる。
【００１９】
また、第５の発明は、
第４の発明の半導体回路において、
前記半導体ディバイス（110）と前記周辺部品（120）とを結ぶプリント配線（140）は、前記伝熱調整部（150）を迂回して配置されていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、プリント基板（130）に放熱するプリント配線（140）の長さ（面積）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを直線的にプリント配線（140）で結んだ場合よりも大きくなる。
【００２１】
また、第６の発明は、
第４の発明の半導体回路において、
前記伝熱調整部（150）の上を跨いで配置された空中配線（410）を備え、
前記半導体ディバイス（110）と前記周辺部品（120）とは、前記空中配線（410）により電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
これにより、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを結ぶ配線長が長くなり、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間の伝熱量が減少する。
【００２３】
また、第７の発明は、
第６の発明の半導体回路において、
前記空中配線（410）は、空気中に熱を放熱するように構成されていることを特徴とする。
【００２４】
これにより、空中配線（410）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間で伝導する熱を空気中に放熱させる。
【００２５】
また、第８の発明は、
第４の発明から第７の発明のうちの何れか１つの半導体回路において、
前記伝熱調整部（150）は、空気により構成されていることを特徴とする。
【００２６】
これにより、空気により構成された伝熱調整部（150）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間における熱の流れを低減する。
【００２７】
また、第９の発明は、
第１又は第２の発明の半導体回路において、
前記冷却機構（210）は、該冷却機構（210）が配置されている領域内のプリント配線（140）と電気的に絶縁されていることを特徴とする。
【００２８】
これにより、複数のプリント配線（140）に跨って冷却機構（210）を配置しても、これらのプリント配線（140）の間で短絡が起こらないようにできる。
【００２９】
また、第１０の発明は、
第１の発明から第９の発明のうちの何れか１つの半導体回路において、
前記半導体ディバイス（110）は、１５０℃以上で動作可能に構成されていることを特徴とする。
【００３０】
また、第１１の発明は、
第１の発明から第１０の発明のうちの何れか１つの半導体回路において、
前記半導体ディバイス（110）は、ワイドバンドギャップ半導体を主材料として構成されていることを特徴とする。
【００３１】
また、第１２の発明は、
第１１の発明の半導体回路において、
前記ワイドバンドギャップ半導体は、シリコンカーバイト、窒化ガリウム、及びダイヤモンドの何れかを主材料として構成されていることを特徴とする。
【００３２】
これらにより、半導体ディバイス（110）が１５０℃以上で動作し、その際、半導体ディバイス（110）の熱は、伝熱調整部（150）によって周辺部品（120）への伝導が調整される。
【発明の効果】
【００３３】
第１の発明によれば、伝熱調整部（150）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間で伝導する熱量を調整するので、例えば、半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ熱が流れにくくできる。そのため半導体ディバイス（110）が、高温になりがちであっても、その熱の伝導による周辺部品（120）の破損を防止できる。また、半導体ディバイス（110）と接続している高温部（131）からは、半導体ディバイス（110）から伝導してきた熱を空気中に放熱させることができる。つまり、本発明によれば、半導体ディバイス（110）の放熱しやすさと、該半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）への伝熱のし難さの両立ができる。
【００３４】
また、冷却機構（210）から放熱が行われるので、プリント基板（130）を効果的に冷却できる。
【００３５】
また、第１の発明又は第２の発明によれば、プリント配線（140）の熱が効果的にプリント基板（130）へ伝わるので、プリント配線（140）を介して半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ伝わる熱を該プリント基板（130）から効果的に放熱させることができる。
【００３６】
また、第３の発明によれば、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間における最短の熱伝導経路上で、伝熱調整部（150）が伝熱量を調整するので、伝熱量の調整が効果的に行われる。
【００３７】
また、第４の発明によれば、伝熱調整部（150）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間における熱の流れを低減させるので、例えば半導体ディバイス（110）が高温になっても、該半導体ディバイス（110）からの熱伝導による周辺部品（120）の破損を防止できる。
【００３８】
また、第５の発明によれば、プリント基板（130）に放熱するプリント配線（140）の長さ（面積）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを直線的にプリント配線（140）で結んだ場合よりも大きくなるので、プリント配線（140）の熱を効率的にプリント基板（130）へ放熱させることができる。また、プリント基板（130）での熱伝導経路も長くなるため、プリント基板（130）での熱伝導を低減できる。
【００３９】
また、第６の発明、又は第７の発明によれば、プリント配線（140）を介して半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ伝導する熱が、空中配線（410）によって低減させられる。
【００４０】
また、第８の発明によれば、空気により構成された伝熱調整部（150）が、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間における熱の流れを低減するので、例えば半導体ディバイス（110）が、高温になっても、その熱の伝導による周辺部品（120）の破損を防止できる。
【００４１】
また、第９の発明によれば、ひとつのヒートシンク（210）で複数のプリント配線（140）を冷却できる。
【００４２】
また、第１０の発明、第１１の発明、又は第１２の発明によれば、半導体回路（100）において高温動作（例えば１５０℃以上での動作）を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の関連技術１に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図２】関連技術１に係る半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図３】関連技術１に係る半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図４】関連技術１に係る半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図５】伝熱調整部をプリント基板内部に形成する場合における半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図６】３層構造により伝熱調整部をプリント基板内部に形成した場合における半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図７】伝熱調整部をプリント基板の表面に形成する場合における半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図８】半導体ディバイスと周辺部品を互いに別体の基板に搭載した場合における断面形状を模式的に表した図である。
【図９】本発明の関連技術２に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１０】実施形態１に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１１】実施形態１に係る半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図１２】実施形態１に係る半導体回路の断面形状を模式的に表した図である。
【図１３】実施形態１の変形例に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１５】実施形態２の変形例に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態３に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態４に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図１８】実施形態４において半導体ディバイス及び周辺部品を複数設けた場合の平面配置を示す図である。
【図１９】実施形態４の変形例に係る半導体回路の平面配置を模式的に示す図である。
【図２０】実施形態４の変形例に係る半導体回路の断面形状を模式的に示す図である。
【図２１】実施形態４の他の変形例に係る半導体回路の断面形状を模式的に示す図である。
【図２２】実施形態４のさらに他の変形例に係る半導体回路の断面形状を模式的に示す図である。
【図２３】本発明の実施形態５に係る半導体回路の平面配置を示す図である。
【図２４】実施形態５の変形例に係る半導体回路の平面配置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下の各実施形態や変形例の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
《発明の関連技術１》
図１は、本発明の関連技術１に係る半導体回路（100）の平面配置を示す図である。この半導体回路（100）は、同図に示すように、プリント基板（130）上に、半導体ディバイス（110）、周辺部品（120）、プリント配線（140）、及び伝熱調整部（150）を備えている。
【００４６】
半導体ディバイス（110）は、本関連技術ではワイドバンドギャップ半導体を用いたスイッチング素子（ここでは、ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ）によって構成されている。なお、ワイドバンドギャップ半導体としては、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）の他に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ダイヤモンドなどが挙げられる。例えば、インバータ回路におけるスイッチング素子などでは、高速、高温での動作が求められる場合があり、そのような応用では、このようなワイドバンドギャップ半導体を用いることが考えられる。インバータ回路のスイッチング素子などにおける応用では、ワイドバンドギャップ半導体の動作温度は１５０℃以上になると考えられる。
【００４７】
一方、周辺部品（120）は、半導体ディバイス（110）の動作温度よりも許容温度の低い素子（例えばＳｉ半導体）により構成されている。例えば、上記のインバータ回路を制御する回路などでは、上記スイッチング素子のような高温での動作が必ずしも必要ないので、このようにＳｉ半導体により回路を構成することが考えられる。このようなＳｉ半導体の許容温度は、現状では約１５０℃が最大である。
【００４８】
上記の半導体ディバイス（110）と接続された周辺部品（120）は、プリント基板（130）に搭載されている。このプリント基板（130）は、伝熱調整部（150）によって２つの領域に分けられている。具体的には、半導体ディバイス（110）側の領域である高温部（131）と、周辺部品（120）側の領域である低温部（132）の２つの領域である。この高温部（131）は、動作温度が周辺部品の許容温度よりも高くなる領域であり、低温部（132）は、動作温度が周辺部品の許容温度よりも低い領域である。プリント基板（130）は、半導体ディバイス（110）、周辺部品（120）からの熱を、放熱させる機能を有している。
【００４９】
また、プリント基板（130）の表面には、プリント配線（140）が設けられている。プリント配線（140）は、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを電気的に接続する配線である。
【００５０】
伝熱調整部（150）は、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間に設けられ、高温部（131）や低温部（132）とは熱伝導率が異なる電気的絶縁材料により構成されている。本関連技術では、伝熱調整部（150）は、電気的な絶縁が可能、且つ高温部（131）や低温部（132）よりも熱伝導率が小さい（熱抵抗が大きい）材料（伝熱調整用材料（150a））により構成されている。
【００５１】
図２、及び図３は、何れも伝熱調整部（150）の配置を例示した図であり、半導体回路（100）の断面形状を模式的に表している。これらの例に示した伝熱調整部（150）は、プリント基板（130）の厚さ方向に貫通する貫通孔（130a）を設けたり（図２の例）、プリント基板（130）の表面を削って凹部（130b）を設け（図３の例）、この貫通孔（130a）や凹部（130b）に高温部（131）や低温部（132）とは材質が異なる材料を埋め込んだりして製造できる。例えば、この伝熱調整用材料（150a）として樹脂を用いる場合には、貫通孔（130a）や凹部（130b）にこの樹脂を流し込むことで、容易に伝熱調整部（150）を形成できる。また、伝熱調整用材料（150a）の材質によっては、貫通孔（130a）内に、その材料を打ち込むことによって伝熱調整部（150）を形成することも考えられる。なお、貫通孔（130a）は図２に示すように１つだけであってもよいし、図４に示すように、ビア状の複数の貫通孔（130a）を設けて、それらの内部に伝熱調整用材料（150a）を埋め込むようにしてもよい。
【００５２】
また、伝熱調整部（150）は、図５に示すように、プリント基板（130）の内部に形成することも考えられる。プリント基板（130）の内部に伝熱調整部（150）を形成するには、例えば、凹部（130b）を形成した基板を複数用意して、これらを積層することによって製造できる。図５に示した例では２枚の基板を、それぞれの凹部（130b）同士が向かい合うように積層している。このように、基板を積層する場合には、予め凹部（130b）内に、上記のように伝熱調整用材料（150a）として樹脂などを流し込んでおいてそれらを積層してもよいし、凹部（130b）が空の状態（空気が伝熱調整用材料（150a）として入っている状態）で積層してもよい。
【００５３】
同様に図６もプリント基板（130）の内部に伝熱調整部（150）を形成した例である。この例では、プリント基板（130）は３層構造を有している。上面のプリント基板は、半導体ディバイス（110）、周辺部品（120）、及びプリント配線（140）が設けられている。中間の基板には貫通孔（130a）が形成され、その貫通孔（130a）内には伝熱調整用材料（150a）として樹脂などを流し込んでいる。そして、上面と下面の基板で、この中間の基板を挟み込んでいる。なお、このようにプリント基板（130）を３層構造にする場合にも、中間の基板の貫通孔（130a）内は空の状態（空気が伝熱調整用材料（150a）として入っている状態）にしておいてもよい。
【００５４】
さらに別の製造方法も考えられる。図７に示す例は、伝熱調整用材料（150a）を、プリント基板（130）表面に塗布して伝熱調整部（150）を形成し、その伝熱調整部（150）上にプリント配線（140）を設けるようにしている。
【００５５】
（半導体回路（100）における放熱動作）
上記のように構成された半導体回路（100）では、半導体回路（100）が動作状態になると、半導体ディバイス（110）から発生した熱の一部は、基板の高温部（131）に流れ込んで高温部（131）を加熱し、一部の熱は空気中に放熱する。同様に、周辺部品（120）から発生した熱の一部も、基板の低温部（132）を加熱し、一部の熱は空気中に放熱する。そして、それぞれの領域では伝熱調整部（150）までは熱が伝導する。
【００５６】
ここで、半導体ディバイス（110）の方が周辺部品（120）よりも高温になるとすれば、熱は半導体ディバイス（110）側から周辺部品（120）側に向かって流れるはずである。しかしながら、伝熱調整部（150）は高温部（131）や低温部（132）よりも熱伝導率が小さいので、低温部（132）には半導体ディバイス（110）からの熱は流れにくい。したがって、半導体ディバイス（110）の熱による低温部（132）の温度上昇が防止される。すなわち、半導体ディバイス（110）の熱による周辺部品（120）の温度上昇が防止される。
【００５７】
一方、高温部（131）、及び低温部（132）の熱は、それぞれの表面から空気中に放熱する。すなわち、周辺部品（120）、及び半導体ディバイス（110）は、プリント基板（130）を介して空気中に放熱し、周辺部品（120）、及び半導体ディバイス（110）が直接空気中に放熱するのと相俟って、半導体ディバイス（110）、及び周辺部品（120）の温度が一定値以下に保たれる。
【００５８】
以上のように、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）との間に、高温部（131）や低温部（132）よりも熱伝導率が小さい伝熱調整部（150）を設けることで、半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ熱が流れにくくなる。そのため半導体ディバイス（110）が高温になりがちであっても、その熱の伝導による周辺部品（120）の破損を防止できる。また、高温部（131）からは、半導体ディバイス（110）から伝導してきた熱を空気中に放熱させることができる。つまり、本関連技術によれば、半導体ディバイス（110）の放熱しやすさと、該半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）への伝熱のし難さの両立ができる。
【００５９】
《関連技術１の変形例》
なお、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とは、例えば、図８に示すように、互いに別体の基板に搭載し、リードフレームやボンディングワイヤなどの配線経路により接続してもよい。図８に示した例では、半導体ディバイス（110）は、基板（160）に搭載され、周辺部品（120）は、基板（160）とは別体のプリント基板（130）に搭載されている。このプリント基板（130）でもプリント配線（140）と伝熱調整部（150）が設けられ、伝熱調整部（150）によって該プリント基板（130）は高温部（131）と低温部（132）の２つの領域に分けられている。
【００６０】
また、半導体ディバイス（110）とプリント配線（140）とは、ボンディングワイヤ（170）によって電気的に接続されている。詳しくは、ボンディングワイヤ（170）は、高温部（131）において、プリント配線（140）と接続されている。
【００６１】
上記のように構成されたこの変形例では、半導体ディバイス（110）の熱は、ボンディングワイヤ（170）を介して、高温部（131）やプリント配線（140）に伝熱する。この熱は高温部（131）などを加熱するが、本変形例でもプリント基板（130）には伝熱調整部（150）が設けられているので、高温部（131）側の熱は、周辺部品（120）へは流れにくい。また、高温部（131）からは、半導体ディバイス（110）から伝導してきた熱を空気中に放熱させることができる。また、プリント基板（160）も半導体ディバイス（110）の熱を空気中に放熱させることができる。つまり、本変形例においても、半導体ディバイス（110）の放熱しやすさと、該半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）への伝熱のし難さの両立ができる。
【００６２】
なお、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを互いに別体の基板に搭載する構造は、以下に説明する他の実施形態や変形例にも同様に適用できる。
【００６３】
《発明の関連技術２》
本発明の関連技術２では、周辺部品（120）への熱伝導をさらに低減できる例を説明する。図９は、本発明の関連技術２に係る半導体回路（200）の平面配置を示す図である。半導体回路（200）は、関連技術１の半導体回路（100）に対し、プリント配線（140）の構成が異なっている。本関連技術では、図９に示すように、プリント配線（140）は、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを最短距離で結ぶのではなく、高温部（131）において、蛇行させて配置してある。このようにプリント配線（140）を配置することで、高温部（131）において、プリント配線（140）の熱をプリント基板（130）へ効率的に放熱させることができる。このようにしてプリント基板（130）内に放熱させられた熱は、プリント基板（130）の表面から空気中に放熱する。
【００６４】
以上のように、本関連技術によれば、プリント配線（140）を介して周辺部品（120）側に伝導する熱を、効果的に空気中に放熱させることができる。
【００６５】
《実施形態１》
プリント配線（140）から空気中への放熱をさらに効果的にするには、プリント配線（140）に冷却機構を設けるとよい。この冷却機構は、例えばヒートシンク（210）により構成し、図１０に示すように、プリント配線（140）の蛇行部分に配置する。図１１は、何れもこの変形例に係る半導体回路の断面形状を模式的に表している。図１１の例では、ヒートシンク（210）をプリント基板（130）のプリント配線（140）側の面に設けている。なお、ヒートシンク（210）は、図１２に示すように、プリント配線（140）とは反対側の面に設けてもよい。
【００６６】
また、図１３は、本変形例において、半導体ディバイス（110）、及び周辺部品（120）を、複数設けた場合の伝熱調整部（150）、プリント配線（140）、及びヒートシンク（210）の配置の一例である。この場合には、ヒートシンク（210）は、ヒートシンク（210）が配置されている領域内のプリント配線（140）とは電気的に絶縁しておく。これにより、ヒートシンク（210）によって複数のプリント配線（140）を同時に冷却できる。
【００６７】
また、冷却機構としては、上記のヒートシンク（210）の他に、金属板（基板の面に貼り付けたもの）、水冷、冷媒冷却用のジャケットなどの採用も可能である。
【００６８】
《発明の実施形態２》
図１４は、本発明の実施形態２に係る半導体回路（300）の平面配置を示す図である。半導体回路（300）では、伝熱調整部（150）が複数箇所（図１４の例では３箇所）設けられている。本実施形態においては、それぞれの伝熱調整部（150）は、端部が互い違いになるように配置されている。また、これらの伝熱調整部（150）は、本実施形態ではプリント基板（130）を貫通する穴により構成されている。すなわち、本実施形態では、空気が伝熱調整用材料（150a）として用いられている。
【００６９】
そして、プリント配線（140）は、これらの伝熱調整部（150）の間を蛇行しつつ周辺部品（120）と接続されている。つまり、半導体ディバイス（110）と周辺部品（120）とを結ぶプリント配線（140）は、伝熱調整部（150）を迂回して配置されている
このように半導体回路（300）を構成することで、プリント基板（130）に放熱するプリント配線（140）の長さ（面積）を十分に確保でき、効率的にプリント配線（140）の熱をプリント基板（130）へ放熱させることができる。これにより、プリント配線（140）を介して、半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ伝導する熱を低減できる。また、プリント基板（130）における熱伝導の経路が長くなるので、プリント基板（130）を伝熱する熱も低減できる。
【００７０】
なお、図１５は、本実施形態において、半導体ディバイス（110）、及び周辺部品（120）を、複数設けた場合の伝熱調整部（150）、プリント配線（140）の配置の一例である。この例でもそれぞれの伝熱調整部（150）は、プリント基板（130）を貫通する穴により構成されている。
【００７１】
《発明の実施形態３》
図１６は、本発明の実施形態３に係る半導体回路（400）の配置を示す図である。半導体回路（400）は、プリント配線（140）の熱を空中に放熱させて、該プリント配線（140）を冷却する例である。図１６に示すように、半導体回路（400）では、半導体ディバイス（110）からのプリント配線（140）も、周辺部品（120）からのプリント配線（140）も、伝熱調整部（150）の手前で分断されている。そして、分断されたプリント配線（140）の端部同士は、伝熱調整部（150）の上を跨いで配置された空中配線（410）により接続されている。この空中配線（410）は、例えばワイヤー、リードフレーム、ヒートシンクなどのように、空気中に放熱が可能な材料で構成されている。なお、この例でも伝熱調整部（150）は、プリント基板（130）を貫通する穴により構成されている。
【００７２】
上記の構成により、プリント配線（140）を介して周辺部品（120）側に伝導する熱を、空中配線（410）によって効果的に空気中に放熱させることができる。これにより、本実施形態においてもやはり、プリント配線（140）を介して、半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ伝導する熱を低減できる。
【００７３】
《発明の実施形態４》
図１７は、本発明の実施形態４に係る半導体回路（500）の平面配置を示す図である。半導体回路（500）は、プリント配線（140）の熱をプリント基板（130）内に放熱させて、該プリント配線（140）を冷却する例である。
【００７４】
本実施形態の伝熱調整部（150）は、電気的な絶縁が可能、且つ高温部（131）や低温部（132）よりも熱伝導率が大きい（熱抵抗が小さい）材料により構成されている。そして、この伝熱調整部（150）の上には、プリント配線（140）が蛇行して配置されている。このようにすることで、プリント配線（140）を介して半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）へ伝わる熱を、伝熱調整部（150）へ効果的に伝えることができる。これにより、プリント配線（140）を効果的に冷却することができ、プリント配線（140）による伝熱が問題となる半導体回路において、効果的に半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）への伝熱を低減できる。
【００７５】
なお、図１８は、本実施形態において、半導体ディバイス（110）、及び周辺部品（120）を、複数設けた場合の伝熱調整部（150）、プリント配線（140）の配置の一例である。
【００７６】
《実施形態４の変形例》
本変形例では、伝熱調整部（150）に冷却機構を設けている。このように冷却機構を設けると、プリント配線（140）をより効率的に冷却できる。図１９、図２０は、それぞれ本変形例に係る半導体回路の平面配置、及び断面形状を模式的に示す図である。これらの図に示すようにこの例では、ヒートシンク（210）を、プリント配線（140）とは反対側の面において、伝熱調整部（150）に面した部分に設けている。本実施形態では、伝熱調整部（150）の部分は、高温部（131）および低温部（132）と比べ、相対的に熱抵抗の小さい領域である。このように、プリント基板（130）内の相対的に熱抵抗の小さい領域にヒートシンク（210）を配置することで、プリント配線（140）から伝熱調整部（150）内に伝導した熱は、ヒートシンク（210）を介して空気中に放熱される。
【００７７】
なお、冷却機構（この変形例ではヒートシンク（210））は、図２１に示すように、プリント配線（140）と同じ側の面に設けてもよい。
【００７８】
また、本変形例でも冷却機構としては、上記のヒートシンク（210）の他に、金属板（基板の面に貼り付けたもの）、水冷、冷媒冷却用のジャケットなどを採用できる。
【００７９】
また、図２２は、本変形例において、半導体ディバイス（110）、及び周辺部品（120）を複数設けた場合の伝熱調整部（150）、プリント配線（140）、冷却機構（ヒートシンク（210））の配置の一例である。
【００８０】
《発明の実施形態５》
図２３は、本発明の実施形態５に係る半導体回路（600）の平面配置を示す図である。半導体回路（600）は、互いに熱伝導率が異なる２種類の伝熱調整部（150-H,L）を備えている。
【００８１】
図２３に示す例では、半導体ディバイス（110）側から周辺部品（120）に向かって、伝熱調整部（150-H）、伝熱調整部（150-L）の順で２つの伝熱調整部が配置されている。一方の伝熱調整部（150-H）は、高温部（131）および低温部（132）よりも熱伝導率が高く（熱抵抗が低く）構成されている。また、もう一方の伝熱調整部（150-L）は、高温部（131）および低温部（132）よりも熱伝導率が低く（熱抵抗が高く）構成されている。つまり、伝熱調整部（150-H）は、伝熱調整部（150-L）よりも熱伝導率が大きい。
【００８２】
また、プリント配線（140）は、伝熱調整部（150-H）上において蛇行している。
【００８３】
上記の構成により、半導体ディバイス（110）が発生した熱は、高温部（131）とプリント配線（140）を介して、伝熱調整部（150-H）に伝導してゆく。特に伝熱調整部（150-H）上ではプリント配線（140）が蛇行しているので、この部分では、プリント配線（140）と伝熱調整部（150-H）との間で効率的に熱交換が行われる。
【００８４】
このようにして伝熱調整部（150-H）に伝導した熱は、伝熱調整部（150-H）の表面から空気中に放熱するものの、この伝熱調整部（150-H）の横には伝熱調整部（150-L）が設けられ、既述の通り、この伝熱調整部（150-H）は伝熱調整部（150-L）よりも熱伝導率が大きいので、伝熱調整部（150-H）内の熱は、低温部（132）へは流れにくい。したがって、本実施形態では、半導体ディバイス（110）から周辺部品（120）への熱伝導が低減されるとともに、プリント基板（130）から空気中への放熱の効率がより向上する。
【００８５】
なお、図２４は、本変形例において、半導体ディバイス（110）、及び周辺部品（120）を複数設けた場合の各伝熱調整部（150-H,L）、及びプリント配線（140）の配置の一例である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、半導体ディバイスと、該半導体ディバイスの動作温度よりも許容温度の低い周辺部品とにより構成された半導体回路として有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１００          半導体回路
１１０          半導体ディバイス
１２０          周辺部品
１３１          高温部
１３２          低温部
１４０          プリント配線
１５０          伝熱調整部
２００          半導体回路
２１０          ヒートシンク（冷却機構）
３００，４００  半導体回路
４１０          空中配線
５００，６００  半導体回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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