(57)【要約】  半導体デバイス（９０）の載置台（１００）は、半導体デバイス（９０）が載置される本体部（１０）と、前記半導体デバイス（９０）を前記本体部（１０）に固定するための固定部（４０）と、を備えている。前記本体部（１０）は、支持部（１２）と、前記支持部（１２）の内周側に位置するとともに前記支持部（１２）よりも高さが低くなっている底面部（１１）とを有している。前記支持部（１２）と前記底面部（１１）との高さの差ΔＨは、算出又は計測された底面部（１１）の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイス（９０）の底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスが載置される本体部であって、前記半導体デバイスの少なくとも周縁部の一部を支持する支持部と、前記支持部の内周側に位置するとともに前記支持部よりも高さが低くなっている底面部とを有する本体部と、
前記支持部に設けられ、前記半導体デバイスを前記本体部に固定するための固定部と、
を備え、
前記支持部と前記底面部との高さの差ΔＨは、算出又は計測された底面部の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイスの底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっていることを特徴とする半導体デバイスの載置台。
【請求項２】
前記半導体デバイスは上方から見たときに略矩形状となり、
前記支持部は、前記半導体デバイスの４辺を支持することを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項３】
前記固定部は、半導体デバイスを締結する締結部材を挿入して固定するための２つの固定孔を有し、
前記２つの固定孔は、対角線上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項４】
前記支持部は上方から見たときに略矩形状となり、内周側に突出した第一支持部及び第二支持部を有し、
前記第一支持部及び前記第二支持部は対角線上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項５】
前記固定部は、前記半導体デバイスを締結する締結部材を挿入して固定するための２つの固定孔を有し、
前記第一支持部及び前記第二支持部の各々に前記固定孔が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項６】
前記底面部には、放熱材料が載置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項７】
前記放熱材料は粘性を有する放熱剤であることを特徴とする請求項６に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項８】
前記底面部と前記支持部との間には、前記底面部を断続的又は連続的に取り囲むようにして、前記底面部よりも深さの深い溝部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項９】
前記底面部と前記溝部とが隣接して設けられていることを特徴とする請求項８に記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項１０】
前記固定部は、半導体デバイスを締結する締結部材を挿入して固定するための少なくとも固定孔を有し、
前記溝部は、前記底面部と前記固定孔との間に設けられていることを特徴とする請求項８又は９のいずれかに記載の半導体デバイスの載置台。
【請求項１１】
半導体デバイスと、
前記半導体デバイスが載置される本体部と、前記半導体デバイスを前記本体部に固定するための固定部と、を有する載置台と、
を備え、
前記本体部は、前記半導体デバイスの少なくとも周縁部の一部を支持する支持部と、前記支持部の内周側に位置するとともに前記支持部よりも高さが低くなっている底面部とを有し、
前記固定部は前記支持部に設けられ、
前記支持部と前記底面部との高さの差ΔＨは、算出又は計測された底面部の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイスの底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっていることを特徴とする車載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体デバイスの載置台及び車載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フィン等の放熱部を有する金属製の筐体内にモールド樹脂で覆われた半導体デバイスを載置することが知られている（例えば特開２０１０−１０５０５号等参照）。筐体内には載置台が設けられており、この載置台に半導体デバイスが載置される。載置台に載置された半導体デバイスは、締結部材等によって固定部に固定される。固定された半導体デバイスが反ったり載置台の表面が反ったりすることで、不都合が生じることがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、固定部に固定された半導体デバイスが反ったり載置台の表面が反ったりすることによる不都合を解消できる半導体デバイスの載置台及び車載装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による半導体デバイスの載置台は、
半導体デバイスが載置される本体部であって、前記半導体デバイスの少なくとも周縁部の一部を支持する支持部と、前記支持部の内周側に位置するとともに前記支持部よりも高さが低くなっている底面部とを有する本体部と、
前記支持部に設けられ、前記半導体デバイスを前記本体部に固定するための固定部と、
を備え、
前記支持部と前記底面部との高さの差ΔＨが、算出又は計測された底面部の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイスの底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっている。【０００５】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記半導体デバイスは上方から見たときに略矩形状となり、
前記支持部は、前記半導体デバイスの４辺を支持してもよい。【０００６】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記固定部は、半導体デバイスを締結する締結部材を挿入して固定するための２つの固定孔を有し、
前記２つの固定孔は、対角線上に設けられてもよい。【０００７】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記支持部は上方から見たときに略矩形状となり、内周側に突出した第一支持部及び第二支持部を有し、
前記第一支持部及び前記第二支持部は対角線上に設けられてもよい。【０００８】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記固定部は、前記半導体デバイスを締結する締結部材を挿入して固定するための２つの固定孔を有し、
前記第一支持部及び前記第二支持部の各々に前記固定孔が設けられてもよい。【０００９】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記底面部には、放熱材料が載置されてもよい。【００１０】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記放熱材料は粘性を有する放熱剤であってもよい。【００１１】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記底面部と前記支持部との間には、前記底面部を断続的又は連続的に取り囲むようにして、前記底面部よりも深さの深い溝部が設けられてもよい。【００１２】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記底面部と前記溝部とが隣接して設けられてもよい。【００１３】
本発明による半導体デバイスの載置台において、
前記固定部は、半導体デバイスを締結する締結部材を挿入して固定するための少なくとも固定孔を有し、
前記溝部は、前記底面部と前記固定孔との間に設けられてもよい。【００１４】
本発明による車載装置は、
半導体デバイスと、
前記半導体デバイスが載置される本体部と、前記半導体デバイスを前記本体部に固定するための固定部と、を有する載置台と、
を備え、
前記本体部は、前記半導体デバイスの少なくとも周縁部の一部を支持する支持部と、前記支持部の内周側に位置するとともに前記支持部よりも高さが低くなっている底面部とを有し、
前記固定部は前記支持部に設けられ、
前記支持部と前記底面部との高さの差ΔＨは、算出又は計測された底面部の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイスの底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、支持部と底面部との高さの差ΔＨは、算出又は計測された底面部の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイスの底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっている。このため、仮に底面部が上方側へ沿ったり半導体デバイスの底面が下方側へ沿ったりしても、半導体デバイスが底面部と接触することを防止することができる。このため、固定部に固定された半導体デバイスが反ったり載置台の表面が反ったりすることによる不都合を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による車載装置の上方平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態による半導体デバイスの載置台の上方平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態による載置台に半導体デバイスを載置した態様を示した上方平面図である。
【図４】図４は、図３を図３の直線ＩＶ−ＩＶで切断した断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における、支持部と底面部との高さの差ΔＨ、及び、溝部の深さＤを説明するための断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態における、算出又は計測された底面部の上方側への最大の反りＨ１、及び、算出又は計測された半導体デバイスの底面の下方側への最大の反りＨ２を説明するための断面図である。
【図７】図７は、図４に対応する図面であり、本発明の実施の形態の変形例１による載置台に半導体デバイスを載置した際の断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態の変形例２による半導体デバイスの載置台の上方平面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の変形例３による半導体デバイスの載置台の上方平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態
《構成》
本実施の形態による半導体デバイスの載置台は、例えば自動車で用いられる電源装置等の車載装置内に配置される。図１に示すように、電源装置は、例えば、スイッチング電源装置を載置するための例えば金属製の台座２２０と、その台座２２０と組み合わせることでスイッチング電源装置を電磁的に遮蔽するための例えば金属製のカバー２１０とを有する筐体２００を含んでいる。図１ではカバー２１０内も図示しているが、実際にはカバー２１０内はカバー２１０で覆われるため外側から見ることはできない。図１に示すように、筐体２００内に載置台１００が設けられている。
【００１８】
図２に示すように、半導体デバイス９０（図４参照）の載置台１００は、半導体デバイス９０が載置される本体部１０と、半導体デバイス９０を本体部１０に固定するための固定部４０と、を有している。図４に示すように、本体部１０は、半導体デバイス９０の少なくとも周縁部の一部を支持する支持部１２と、支持部１２の内周側に位置するとともに支持部１２よりも高さが低くなっている底面部１１とを有している。図２に示すように、固定部４０は支持部１２に設けられている。
【００１９】
支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨ（図５参照）は、算出又は計測された底面部１１の上方側への最大の反りＨ１（図６参照）と算出又は計測された半導体デバイス９０の底面の下方側への最大の反りＨ２（図６参照）との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっている。一例としては、支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨは０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍとすることができ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２０ｍｍとすることができ、さらにより好ましくは０．１５ｍｍ〜０．１７ｍｍとすることができる。なお、放熱性を高めるために載置台１００は金属材料からなってもよい。
【００２０】
支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨを０．１５ｍｍ以上とすることでΔＨをＨ１＋Ｈ２よりも大きくすることができる。
【００２１】
他方、支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨを大きくし過ぎると、後述する放熱シート８１（図７参照）を載置したり粘性を有する放熱グリス等の放熱剤８０（図４参照）を塗ったりしたとしても半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００に効率よく伝えられないことがある。このため、一例として、ΔＨの上限を０．３０ｍｍとすることが考えられる。また、半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００に効率よく伝えるという観点からは、ΔＨの上限を、０．２０ｍｍとすることが好ましく、０．１７ｍｍとすることがより好ましい。
【００２２】
図２に示すように、本実施の形態の本体部１０は上方から見たときに略矩形状となっていてもよい。本実施の形態において「上方」とは、半導体デバイス９０を載置する載置面の法線方向側のことを意味している。本実施の形態における「略矩形状」とは、対向する２対の辺が存在すれば足り、例えば角部が丸みを帯びたような態様も含まれている。
【００２３】
半導体デバイス９０が略矩形状となっている場合には、支持部１２は少なくとも半導体デバイス９０の対向する２辺を支持してもよい。また、支持部１２は、半導体デバイス９０の４辺を支持してもよい。なお本実施の形態では、支持部１２が半導体デバイス９０の４辺を支持する態様を用いて説明する。
【００２４】
図２等に示す固定部４０は、半導体デバイス９０を締結する例えばネジ等の締結部材９５（図３参照）を挿入して固定するための例えばネジ孔等の固定孔４０であってもよい。固定孔４０は少なくとも２つ設けられてもよい。そして、２つの固定孔４０は、図２及び図８に示すように対角線上に設けられてもよい。なおこのような態様では、図３に示すように、半導体デバイス９０は、締結部材９５が挿入される貫通穴９１を有してもよい。
【００２５】
また、図２に示すように、略矩形状の支持部１２は、内周側に突出した第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂを有してもよい。第一支持部１２ａと第二支持部１２ｂは対角線上（角部）に設けられてもよい。そして、第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂの各々に固定孔４０が設けられてもよい。図９に示すように、第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂは半円形状で内周側に突出してもよい。
【００２６】
放熱剤８０を採用する場合には、底面部１１と支持部１２との間に底面部１１を断続的又は連続的に取り囲むようにして、底面部１１よりも深さの深い溝部３５が設けられてもよい。図２は溝部３５が底面部１１を連続的に取り囲むようにして設けられた態様を示したものであり、図８は溝部３５が底面部１１を断続的に取り囲むようにして設けられた態様を示したものである。底面部１１には放熱剤８０、放熱シート８１のような放熱材料が載置されてもよい。図４は底面部１１に放熱剤８０が載置された態様であり、図７は底面部１１に放熱シート８１が載置された態様である。
【００２７】
支持部１２は周縁のみで半導体デバイス９０を支持し、溝部３５よりも内周側に半導体デバイス９０を支持するための支持部１２が設けられなくてもよい。また、底面部１１と溝部３５とが隣接（連続）して設けられてもよい（図４参照）。また、溝部３５の深さＤ（図５参照）は、底面部１１の深さ（＝支持部１２と底面部１１との高さの差）ΔＨよりも深くしてもよい。この場合には、溝部３５の深さＤを底面部１１の深さΔＨの１０倍以下としたり底面部１１の深さΔＨの７倍以下としたりしてもよい。
【００２８】
図８に示すように、本体部１０の裏面側にはフィン１９が設けられてもよい。このような態様によれば、放熱性を高めることができる。
【００２９】
《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果であって、まだ説明していないものについて説明する。
【００３０】
本実施の形態によれば、支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨは、算出又は計測された底面部１１の上方側への最大の反りＨ１と算出又は計測された半導体デバイス９０の底面の下方側への最大の反りＨ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）よりも大きくなっている（図５及び図６参照）。このため、仮に底面部１１が上方側へ沿ったり半導体デバイス９０の底面が下方側へ沿ったりしても、半導体デバイス９０が底面部１１と接触することを防止することができる。このため、固定部４０に固定された半導体デバイス９０が反ったり載置台１００の表面が反ったりすることによる不都合を解消できる。この一例としては、支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨを０．１５ｍｍ以上とすることができる。
【００３１】
他方、ΔＨを例えば０．３０ｍｍ以下とすることで放熱シート８１（図７参照）や放熱剤８０（図４参照）によって半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００に効率よく伝えることできる。また、ΔＨを例えば０．２０ｍｍ以下とすることで放熱シート８１や放熱剤８０によって半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００により効率よく伝えることでき、ΔＨを例えば０．１７ｍｍ以下とすることで放熱シート８１や放熱剤８０によって半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００にさらに効率よく伝えることできる。
【００３２】
半導体デバイス９０が略矩形状となっているときに、支持部１２が半導体デバイス９０の対向する２辺を支持する態様を採用する場合には、支持部１２でバランスよく半導体デバイス９０を支持することができる。このため、ΔＨを予め設計した値に近いものとすることができ、固定部４０に固定された半導体デバイス９０が反ったり載置台１００の表面が反ったりすることによる不都合を解消することができる。とりわけ放熱材料として放熱剤８０を採用した場合には放熱剤８０の厚みをより均一なものとすることができ、半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００に効率よく伝えることできる。
【００３３】
なお、半導体デバイス９０が略長方形状となっている場合には、支持部１２が半導体デバイス９０の対向する長辺を支持する態様を採用することで、支持部１２でよりバランスよく半導体デバイス９０を支持することができる。「略長方形状」とは、対向する２対の辺が存在するとともに、対向する２対の辺が短辺と長辺とになっていれば足り、例えば角部が丸みを帯びたような態様も含まれている。なお、短辺といっても同じ長さである必要はなく、１対の短辺のうちの一方が他方よりも長くなっていてもよい。また、長辺といっても同じ長さである必要はなく、１対の長辺のうちの一方が他方よりも長くなっていてもよい。但し、短辺の長い方の辺よりも長辺の短い方の辺が長くなっている必要はある。
【００３４】
半導体デバイス９０が略矩形状となっているときに、支持部１２が半導体デバイス９０の４辺を支持する態様を採用する場合には、支持部１２でよりバランスよく半導体デバイス９０を支持することができる。このため、ΔＨを予め設計した値により近いものとすることができ、固定部４０に固定された半導体デバイス９０が反ったり載置台１００の表面が反ったりすることによる不都合をより確実に解消することができる。とりわけ放熱材料として放熱剤８０を採用した場合には放熱剤８０の厚みをより均一なものとすることができ、半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００により効率よく伝えることできる。
【００３５】
図２に示すように、２つの固定孔４０が対角線上に設けられる態様を採用した場合には、半導体デバイス９０を載置台１００に対してバランスよく固定できる点で優れている。このように半導体デバイス９０を載置台１００に対してバランスよく固定することで、支持部１２と底面部１１との高さの差を面方向全体においてより均一なものとすることができる。この結果、半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００により効率よく伝えることできる。とりわけ放熱材料として放熱剤８０を採用した場合には放熱剤８０の厚みをより均一なものとすることができ、半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００により効率よく伝えることできる点で有益である。
【００３６】
また、図２及び図８に示すように、略矩形状の支持部１２が内周側に突出した第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂを有し、第一支持部１２ａと第二支持部１２ｂが対角線上に設けられている場合には、長さの長くなる対角線において第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂによってしっかりと半導体デバイス９０を支持することができる。そして、このような第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂを設けることで、支持部１２のうちの他の部分で半導体デバイス９０を支持する面積を減らすことができる。この結果、半導体デバイス９０が反ることで載置台１００の底面部１１と干渉する可能性を低減できる。また、対角線では長さが長くなるので、角部に設けられた第一支持部１２ａ及び第二支持部１２ｂによって半導体デバイス９０を支持する面積が広くなっても、支持部１２よりも高さの低い底面部１１を広く設けることができる。このため、固定部４０に固定された半導体デバイス９０が反ったり載置台１００の表面が反ったりすることによる不都合をより確実に解消することができる。
【００３７】
なお、半導体デバイス９０を、例えばネジ等の締結部材９５を半導体デバイス９０の貫通穴９１及び例えばネジ孔等のネジの切られた固定孔４０に挿入して固定する態様を採用した場合には（図３参照）、締結部材９５で締め付ける結果、半導体デバイス９０が反りやすいことがある。つまり、締結部材９５で締め付ける結果、半導体デバイス９０と載置台１００との間に「遊び」がなくなる等に起因して、半導体デバイス９０が反りやすいことがある。このため、このような態様では、ΔＨがＨ１＋Ｈ２よりも大きくなる本実施の形態の態様は、より高い効果を発揮することができる。
【００３８】
底面部１１に放熱剤８０、放熱シート８１のような放熱材料が載置される態様を採用する場合には（図４及び図７参照）、底面部１１と半導体デバイス９０の底面との間の間隙を放熱性の高い物で埋めることができ、半導体デバイス９０で発生する熱を載置台１００により効率よく伝えることできる。底面部１１上で万遍なく広がって均一な放熱効果を実現するという観点からは、放熱シート８１よりも放熱グリス等の粘性を有する放熱剤８０を用いることが好ましい。
【００３９】
このような放熱剤８０を採用する場合には、底面部１１と支持部１２との間に底面部１１を連続的（図２参照）又は断続的（図８参照）に取り囲むようにして溝部３５が設けられてもよい。このような溝部３５を採用することで、半導体デバイス９０の裏面と底面部１１との間で挟まれた押し広がった放熱剤８０が外部に漏れだすことを防止できる。なお、図２に示すように、底面部１１よりも高さの低い（深さの深い）溝部３５が連続的に設けられている態様によれば、より確実に放熱剤８０が外部に漏れだすことを防止できる点で優れている。
【００４０】
溝部３５の深さＤは支持部１２と底面部１１との高さの差ΔＨよりも大きくなってもよい。一例として、溝部３５の深さＤはΔＨの４倍〜１０倍になってもよく、より限定するならば５倍〜７倍となってもよい。溝部３５の深さＤを十分にとることで放熱剤８０が外部に漏れだすことを防止できる。
【００４１】
また、底面部１１と溝部３５とが隣接して設けられる態様を採用した場合には（図４参照）、底面部１１で押し広がった放熱剤８０をそのまま溝部３５に流し込むことができる。また、溝部３５の深さＤをΔＨの１０倍以下とすることで、溝部３５に流し込まれた放熱剤８０と半導体デバイス９０の底面との間に間隙ができることを防止することができる。溝部３５の深さＤをΔＨの７倍以下とすることで、溝部３５に流し込まれた放熱剤８０と半導体デバイス９０の底面との間に間隙ができることをより確実に防止することができる。これらのことから、半導体デバイス９０で発生する熱を溝部３５に流し込まれた放熱剤８０を介して載置台１００により効率よく伝えることできる。
【００４２】
底面部１１の周りに底面部１１より深い溝部３５を隣接して設けることで、底面部１１の（略中心部の）上方側への反りを抑えることも期待できる点で有益である。また、一周連続的に底面部１１より深い溝部３５が設けられることで、底面部１１の（略中心部の）上方側への反りをより抑えることも期待できる点で有益である。
【００４３】
溝部３５が底面部１１と固定孔４０との間に設けられている場合には、半導体デバイス９０の裏面と底面部１１との間で挟まれた押し広がった放熱剤８０が固定孔４０に埋まることを防止できる。
【００４４】
最後になったが、上述した各実施の形態の記載、変形例の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。
【符号の説明】
【００４５】
１０        本体部
１１        底面部
１２        支持部
１２ａ      第一支持部
１２ｂ      第二支持部
２０        突出部
３５        溝部
４０        固定部
８０        放熱剤
９０        半導体デバイス
９５        締結部材
１００      載置台
２００      筐体
【図１】
2017119083.tif 000003
【図２】
2017119083.tif 000004
【図３】
2017119083.tif 000005
【図４】
2017119083.tif 000006
【図５】
2017119083.tif 000007
【図６】
2017119083.tif 000008
【図７】
2017119083.tif 000009
【図８】
2017119083.tif 000010
【図９】
2017119083.tif 000011
【国際調査報告】
2017119083.tif 000012
2017119083.tif 000013