(57)【要約】【課題】ヒートシンクを一体に備える構造でありながら、小型化等を阻害することなく、その放熱効率の好適な向上を図ることのできる半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１０は、ヒートシンク１１の上面１１ｂが半導体素子１２に当接されるとともに同ヒートシンク１１の下面１１ａが露出された状態でそれらヒートシンク１１および半導体素子１２が封止材料１５により一体に封止されており、ヒートシンク１１の下面１１ａが熱伝導性を有する半田やゲル等からなる接着部材１６を介して基板６１に物理的に接合される。ヒートシンク１１の下面１１ａには溝１１ｃからなる周期的な凹凸構造が形成されており、凹凸構造に接着部材１６が充填されるかたちでヒートシンク１１の下面１１ａが接着部材１６を介して基板６１に接合される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクの一面が半導体素子に当接されるとともに同ヒートシンクの他面が露出された状態でそれらヒートシンクおよび半導体素子が封止材料により一体に封止されてなり、前記ヒートシンクの露出面が伝熱媒体を介して放熱体に物理的に接合される半導体装置であって、
前記ヒートシンクの露出面には周期的な凹凸構造が形成されてなり、該凹凸構造に前記伝熱媒体が充填されるかたちで前記ヒートシンクの露出面が前記伝熱媒体を介して前記放熱体に接合される
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記放熱体は、当該半導体装置が実装される回路基板であり、前記伝熱媒体は、前記ヒートシンクの露出面を前記回路基板に接着する熱伝導性を有する接着部材からなる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記放熱体は、当該半導体装置が実装される回路基板が収容される筐体であり、前記伝熱媒体は、前記ヒートシンクの露出面を前記筐体の内壁面に接着する熱伝導性を有する接着部材からなる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記周期的な凹凸構造が、複数の直線状パターンの繰り返し構造からなる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記周期的な凹凸構造が、渦巻き状に加工された溝からなる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記周期的な凹凸構造が、レーザ加工により形成されてなる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記伝熱媒体は、半田およびゲルのいずれかからなる
請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記伝熱媒体はゲルからなり、前記ゲルには熱伝導性フィラーが含有されてなる
請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種半導体素子およびヒートシンクを有して構成されて回路基板等に実装される半導体装置に関し、特にその放熱構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置はその内部に、電子部品の駆動にともなって発熱するパワー素子等の半導体素子を有して構成されている。そして、このような半導体装置を備える電子制御装置には、これら半導体素子から発せられる熱や同半導体装置内に蓄積される熱を外部へと放熱する放熱構造が設けられている。図６に、こうした放熱構造を有する装置として、従来採用されている電子制御装置の断面構造を示す。
【０００３】
図６に示されるように、この電子制御装置は、これら半導体素子から発せられる熱や半導体装置に蓄積される熱を、同電子制御装置自身の筐体等に放熱する放熱構造を備えている。具体的には、発熱素子を含む半導体装置６０が各種電子部品Ｅとともに表面実装されている基板（回路基板）６１と、この基板６１が装着されるケース６２およびその蓋６４からなる筐体とを備えて構成されている。上記ケース６２には、その内底面６２ａと所定の間隔Ｌを隔てた状態にて上記基板６１が内装されるとともに、これらを覆うように蓋６４が取り付けられ、その内部が密封されている。また、上記ケース６２の内底面６２ａのうち上記半導体装置６０と対向する位置には、上記基板６１とケース６２との間隔Ｌを部分的に短縮するとともにその放熱面積を拡大するヒートシンクとしても機能する凸部６２ｂが形成されている。この凸部６２ｂと半導体装置６０との間には、例えばシリコン材をベースとしたグリース・ゲル・シートなどの弾性を有する接着部材６３が介在され、それらの間隙が接着部材６３の弾性変形を通じて吸収されるようになっている。このような態様により、発熱素子を含む半導体装置６０から発せられた熱は、同図６に白抜きの矢印にて示されるように、「半導体装置６０→基板６１→接着部材６３→凸部６２ｂ→ケース６２」といった経路にて放熱される。
【０００４】
一方、従来、こうした放熱構造を半導体装置の内部に備えるものがあり、例えば特許文献１に記載されている装置が知られている。図７に、この特許文献１に記載されている半導体装置の断面構造を示す。
【０００５】
図７に示されるように、この半導体装置７０は、その内部にヒートシンク７１を備えている。そして、このヒートシンク７１の上面７１ｂに半田等の接着部材７２ａを介して半導体素子７２が搭載されており、さらにこの半導体素子７２は、ボンディングワイヤ７４を介してリード７３と電気的に接続されている。また、上記ヒートシンク７１はその下面７１ａ側を露出させつつ、ヒートシンク７１、半導体素子７２、ボンディングワイヤ７４、およびリード７３の一部が包み込まれるかたちで、エポキシ樹脂からなる封止材料７５によって封止されている。そして、このような半導体装置７０は、その露出された下面７１ａが、これと対向する図示しない回路基板の表面等に半田等の接着部材を介して実装される。
【０００６】
こうした構造の半導体装置７０において、半導体素子７２から発せられた熱は、「半導体素子７２→接着部材７２a→ヒートシンク７１→装置外部（基板、ケースまたは筐体）」といった経路にて放熱される。ちなみに、このようにヒートシンク７１を内蔵する半導体装置７０では、ヒートシンク７１と封止材料７５との熱膨張係数の差によりこれら界面に応力が生じることでクラック等が発生するおそれがあるため、これらヒートシンク７１と封止材料７５の接触面が粗化処理され、その密着性が高められている。
【特許文献１】特開２００２−３６８１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで近年は、こうした放熱構造を備える半導体装置が実装される電子制御装置への高機能化や小型化といった要求が高まっており、半導体装置の配置（配線）態様等が変更されることも少なくない。
【０００８】
しかしながら、先の図６に例示した半導体装置６０は、この半導体装置６０とともに電子制御装置の内部に備えられる放熱構造が上記筐体（ケース６２）と一体に形成されているため、上記変更が要求される場合には、筐体（ケース６２）そのものの設計変更が避けられないものとなる。このとき、例えば凸部６２ｂを設けることなく、ケース６２そのものを嵩上げして、基板６１とケース６２との間隔Ｌを短縮することにより放熱性を維持しつつ電子制御装置としての設計変更を行うことは可能である。しかしながらこの場合、上記基板６１表面に実装される半導体素子６０や電子部品Ｅの高さ等が新たに制約されることにもなり、別の意味で、電子制御装置としての設計の自由度が制限されることともなる。
【０００９】
一方、図７に例示した半導体装置７０は、その内部に放熱構造としてのヒートシンク７１を備えているため、上記半導体装置６０よりも電子制御装置を構成するうえでの設計の自由度は高い。しかしながらこの半導体装置７０は、半導体素子から発せられる熱や同半導体装置７０内に蓄積される熱が、上記ヒートシンク７１の下面７１ａから直接回路基板あるいは筐体へと放熱されるため、十分な放熱性を維持するためには、これらヒートシンク７１と回路基板等との接触面積を十分に大きく確保する必要がある。すなわち、半導体装置７０としての放熱効率は上記接触面積に大きく影響されてしまい、そのさらなる小型化等を併せて考慮すると、未だ改良の余地を残すものとなっている。
【００１０】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ヒートシンクを一体に備える構造でありながら、小型化等を阻害することなく、その放熱効率の好適な向上を図ることのできる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置では、ヒートシンクの一面が半導体素子に当接されるとともに同ヒートシンクの他面が露出された状態でそれらヒートシンクおよび半導体素子が封止材料により一体に封止されており、前記ヒートシンクの露出面が伝熱媒体を介して放熱体に物理的に接合される半導体装置として、前記ヒートシンクの露出面には周期的な凹凸構造を形成し、該凹凸構造に前記伝熱媒体が充填されるかたちで前記ヒートシンクの露出面がこの前記伝熱媒体を介して前記放熱体に接合される構造とした。
【００１２】
半導体装置としてのこのような構造によれば、上記ヒートシンクの露出面と上記伝熱媒体との接触面積が上記周期的な凹凸構造を通じて十分に大きく確保されるため、上記ヒートシンクから上記伝熱媒体への熱伝導性が高められるようになり、ひいてはこの伝熱媒体から上記放熱体への熱伝導性（放熱性）も高められるようになる。すなわち、このような構造によれば、これらヒートシンクの露出面と上記放熱体との接触面積を十分に確保できない場合であれ、半導体装置としての高い放熱性を維持することができるため、半導体装置としての小型化を阻害することなく、その放熱構造を高めることができるようになる。また上記構造によれば、上記凹凸構造に上記伝熱媒体が充填されることにより、これらヒートシンクと放熱体との密着性も高められるようになる。このため、こうした半導体装置を上記放熱体に接合する際に、特にその組付け時および組付け後に懸念される伝熱媒体の横流れを抑制することもできるようになり、これら半導体装置と放熱体との接合構造をより安定に維持することができるようになる。
【００１３】
また、この請求項１に記載の構造に関しては、例えば請求項２に記載の発明によるように、
（ａ）前記放熱体は、当該半導体装置が実装される回路基板であり、前記伝熱媒体は、前記ヒートシンクの露出面を前記回路基板に接着する熱伝導性を有する接着部材からなる構造。
あるいは、請求項３に記載の発明によるように、
（ｂ）前記放熱体は、当該半導体装置が実装される回路基板が収容される筐体であり、前記伝熱媒体は、前記ヒートシンクの露出面を前記筐体の内壁面に接着する熱伝導性を有する接着部材からなる構造。
として実現することができる。
【００１４】
ちなみに、上記（ａ）の構造のように、上記伝熱媒体が熱伝導性を有する接着部材からなれば、上記ヒートシンクから上記伝熱媒体への熱伝導性（放熱性）がより高められるようになり、こうした熱がさらに回路基板へと伝導（放熱）されることで、半導体装置としての高い放熱効率を維持することもできるようになる。
【００１５】
また、上記（ｂ）の構造のように、上記ヒートシンクから伝熱媒体へと伝導される熱が回路基板を収容する筐体の内壁面に伝導（放熱）されることで、こうした熱が回路基板を介することなく直接筐体へと伝熱（放熱）されるため、半導体装置としての放熱効率がさらに高められるようになる。
【００１６】
また、これら請求項１〜３のいずれかに記載の構造に関しては、例えば請求項４に記載の発明によるように、
（ｃ）前記周期的な凹凸構造が、複数の直線状パターンの繰り返し構造からなるもの。
あるいは、請求項５に記載の発明によるように、
（ｄ）前記周期的な凹凸構造が、渦巻き状に加工された溝からなるもの。
として実現することができる。このような構造によれば、いずれにせよ、こうした凹凸構造を上記ヒートシンクの露出面に平均的に形成することができるとともに、より効率的に同露出面と上記放熱体との接触面積の拡大を容易に実現することができるようになり、特に上記（ｄ）の構造によれば、その形成を容易に実現することができるようになる。
【００１７】
また、これら請求項１〜５のいずれかに記載の構造において、請求項６に記載の発明によるように、前記周期的な凹凸構造がレーザ加工により形成される構造とすることが特に有効である。一般に、こうしたヒートシンクを一体に備える半導体装置では、ヒートシンクの外周部である露出面に封止材料からなる「ばり」が生じるため、この「ばり」をレーザ加工により除去する。この点、上記構造によれば、こうした凹凸構造の形成を上記「ばり」の除去と同時に行うことができるため、製造工数を増やすことなく実現することができるようになる。また、特に請求項３に記載の構造に適用する場合には、上記ヒートシンクの露出面が半導体装置においてレーザマーキングする面と同一面となるため、上記凹凸構造の形成、「ばり」の除去およびレーザマーキングを同時に行うことができるようになり、その生産性のさらなる向上が期待できるようになる。
【００１８】
また、これら請求項１〜６のいずれかに記載の構造において、請求項７に記載の発明によるように、
（ｅ）前記伝熱媒体は、半田およびゲルのいずれかからなる構造。
あるいは、請求項８に記載の発明によるように、
（ｆ）前記伝熱媒体はゲルからなり、前記ゲルには熱伝導性フィラーが含有される構造。
とすることが特に有効である。
【００１９】
すなわち上記（ｅ）の構造のように、上記伝熱媒体としてこうした熱伝導性の高い材料を採用すれば、上記ヒートシンクの露出面から同伝熱媒体を介して放熱板へと伝導（放熱）する熱の放熱効率をより高めることができるようになる。
【００２０】
また、上記（ｆ）の構造のように、上記接着部材として熱伝導性フィラーを含有するゲルを採用すれば、こうしたフィラーの含有量や種類を適宜選択することにより、接着部材としての密着性や熱伝導性（放熱性）を任意に調整することもできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
以下、この発明にかかる半導体装置の第１の実施の形態について、図１および図２を参照して説明する。
【００２２】
図１は、この実施の形態にかかる半導体装置の断面構造を、同半導体装置が実装される回路基板とともに示したものである。この図１に示されるように、半導体装置１０は、その内部にヒートシンク１１を一体に備えており、このヒートシンク１１の上面（一面）１１ｂには半導体素子１２が搭載されている。この半導体素子１２は、ボンディングワイヤ１４を介してリード１３と電気的に接続されている。そして、上記ヒートシンク１１は、その下面（他面）１１ａ側を露出させつつ、上記半導体素子１２、ボンディングワイヤ１４、および上記リード１３の一部（インナーリード）と共々包み込まれるかたちで、エポキシ樹脂などからなる封止材料１５により封止されている。そして上記封止材料１５から導出したリード１３が、樹脂やガラスエポキシ材等の基板材料６１ｂからなる基板（多層回路基板）６１の内部に形成される配線パターン６１ａあるいは内部素子等と電気的に接続されることによって、上記半導体装置１０は各種電子部品Ｅとともに上記基板６１の上面６１ｃに実装されている。
【００２３】
このうちヒートシンク１１は平板形状で、アルミニウム、鉄、銅等の熱伝導性に優れた材料からなり、このヒートシンク１１の上面１１ｂには、接着剤や半田等の接着部材（図示略）を介して半導体素子１２が当接されている。この半導体素子１２は上述のように銅等からなるリード１３と、金やアルミニウム等からなるボンディングワイヤ１４を介して基板６１の上面６１ｃと電気的に接続されている。そして上記半導体素子１２は、基板６１の上面６１ｃに形成されている配線パターン１７への半田付け等によって基板６１に実装される。
【００２４】
ここで、上記封止材料１５から露出している上記ヒートシンク１１の下面（露出面）１１aには周期的な凹凸構造が形成されており、この凹凸構造に伝熱媒体としての接着部材１６が充填されている。そして、上記ヒートシンク１１の下面１１aは、上記接着部材１６を介して上記ヒートシンク１１と対向する放熱体としての基板６１の上面６１ｃに物理的に接合されている。
【００２５】
図２は、図１に示される半導体装置１０の底面、すなわち上記基板６１側の平面構造を模式的に示したものであり、上記基板６１および接着部材１６を割愛して示したものである。換言すると、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図が図１の上部に示される断面構造を示していることになる。この図２に示されるように、上記ヒートシンク１１の下面１１ａには、周期的な凹凸構造が形成されており、この凹凸構造は例えばレーザ加工により形成された複数の直線状パターン（溝１１ｃ）の繰り返し構造からなる。
【００２６】
このような半導体装置１０において、半導体素子１２から発せられる熱は、「半導体素子１２→接着部材（図示略）→ヒートシンク１１→接着部材１６→基板６１」といった経路にて放熱され、さらにこうした基板６１を収容する筐体等を通じて外部へと放熱される。すなわち、上記ヒートシンク１１の下面１１ａに凹凸構造が形成されていることにより、同ヒートシンク１１と接着部材１６との接触面積が大きく確保されていることから、特に「ヒートシンク１１→接着部材１６」における伝熱性（放熱性）が高められる。そして上記接着部材１６を伝熱媒体として、また上記基板６１を放熱体として、こうした外部への放熱が行われることとなる。
【００２７】
次に、こうした構造からなる半導体装置１０の製造方法について、その概要を簡単に説明する。
こうした半導体装置１０の製造に際してはまず、上記ヒートシンク１１の上面１１ｂに例えば接着部材を介して接着固定するなどして半導体素子１２を当接させた状態で、上記半導体素子１２とリード１３とがボンディングワイヤ１４にて接続されたワークを形成する。そして例えば図示しない樹脂モールド用の成形用の型内に、上記ワークを配置した状態で、型内に樹脂等を注入した後これを硬化させることにより、これらヒートシンク１１と上記半導体素子１２とを封止材料２５により一体に封止する。このとき、樹脂等で封止されたヒートシンク１１の外周部には「ばり」等が生じるため、特に基板６１等との接着面であるヒートシンク１１の下面１１ａに生じている「ばり」を、例えばレーザ加工により除去して同ヒートシンク１１の下面１１ａを露出させた後、さらにレーザ加工によりこの下面１１ａに凹凸構造を形成する。このようにして得られる半導体装置１０が、上記基板６１の上面６１ｃに接着部材１６を介して接合（実装）されることになる。
【００２８】
以上説明したように、この実施の形態にかかる半導体装置によれば、以下に列記するような多くの優れた効果が得られるようになる。
（１）上記ヒートシンク１１の下面（露出面）１１ａには周期的な凹凸構造を形成し、該凹凸構造に熱伝導性を有する半田やゲルなどの接着部材１６が充填されるかたちで上記ヒートシンク１１の下面１１ａが上記接着部材１６を介して上記基板６１に接合される構造とした。これにより、ヒートシンク１１の下面１１ａと接着部材１６との接触面積が上記周期的な凹凸構造を通じて十分に大きく確保されるため、上記ヒートシンク１１から接着部材１６への熱伝導性が高められるようになり、ひいてはこの接着部材１６から基板６１への熱伝導性（放熱性）も高められるようになる。すなわち、このような構造によれば、これらヒートシンク１１の下面１１ａと基板６１との接触面積を十分に確保できない場合であれ、半導体装置としての高い放熱性を維持することができるため、半導体装置としての小型化を阻害することなく、その放熱性能を高めることができるようになる。またこの場合、上記溝１１ｃに接着部材１６が充填されることにより、ヒートシンク１１と基板６１との密着性も高められるようになる。このため、こうした半導体装置を基板６１に接合する際に、特にその組付け時および組付け後に懸念される接着部材１６の横流れを抑制することもできるようになり、これら半導体装置１０と基板６１との接合構造をより安定に維持することができるようになる。
【００２９】
（２）上記周期的な凹凸構造が、複数の直線状パターンの繰り返し構造からなることとした。これにより、こうした凹凸構造を上記ヒートシンク１１の下面（露出面）１１ａに平均的に形成することができ、より効率的に同下面１１ａと上記基板６１との接触面積の拡大を図ることができるようになる。
【００３０】
（３）上記周期的な凹凸構造をレーザ加工により形成することとした。これにより、上記凹凸構造の形成を、上記ヒートシンク１１の下面１１ａに生じる「ばり」の除去と同時に行うことができるようになり、製造工数を増やすことなくその実現を図ることができるようになる。
【００３１】
なお、この発明にかかる半導体装置は、上記第１の実施の形態として示した構造に限らず、これを適宜に変形した、例えば以下に例示する態様にて実施することもできる。
（第１変形例）
上記実施の形態では、図１に例示したように半田等からなる接着部材１６を用いることとしたが、これに代えて図３に例示するような接着部材２６を用いることもできる。
【００３２】
図３は、先の図１に対応して、この第１変形例にかかる半導体装置２０の断面構造を模式的に示したものである。この半導体装置２０は、基本的には上記第１の実施の形態の半導体装置１０と同様の構造からなる。すなわち、半導体装置２０はその内部にヒートシンク２１を備え、このヒートシンク２１の上面２１ｂに半導体素子２２が搭載されている。そして、この半導体素子２２はリード２３にボンディングワイヤ２４を介して電気的に接続されるとともに、基板６１の上面６１ｃに形成されている配線パターン２７に実装されている。そして、これら半導体素子２２、ヒートシンク２１、ボンディングワイヤ２４およびリード２３の一部（インナーリード）は、封止材料２５に包み込まれるかたちで一体に封止されており、上記ヒートシンク２１の下面２１ａには周期的な凹凸構造が形成されている。
【００３３】
この変形例では、上記ヒートシンク２１の下面２１ａと基板６１の上面６１ｃとの接着固定に用いられる接着部材２６として、先の第１の実施の形態とは異なる材料を用いている。すなわち、この接着部材２６として、熱伝導性に優れ且つ弾性を有する、例えばシリコン材をベースとしたゲルを用いている。そしてこのゲルには、熱伝導性フィラーとして、例えばアルミニウム、銅などの金属やアルミナ等からなる粒子が混ぜ込まれている。そして、こうしたフィラーの含有量や種類を適宜調整することで、接着部材２６の熱伝導性および密着性を変化させることができ、例えばゲル中の熱伝導性フィラーの含有量が多くすれば熱伝導性は向上することができ、反対に熱伝導性フィラーの含有量が少なくすれば接着性を向上することができる。なお、このような接着部材２６を用いた場合にも、先の第１の実施の形態と同様に、上記溝２１ｃに接着部材２６が充填されて、上記ヒートシンク２１の下面２１ａと基板６１の上面６１ｃとが接着固定される。
【００３４】
（第２変形例）
上記実施の形態では、ヒートシンク１１の下面１１ａに形成される周期的な凹凸構造は、先の図２に示したように複数の直線状のパターンの繰り返し構造からなることとしたが、これに代えて図４に例示するような形状を採用することもできる。
【００３５】
図４は、先の図２に対応して、この第２変形例にかかる半導体装置３０の底面、すなわち上記基板６１側の平面構造を模式的に示したものである。この半導体装置３０も、基本的には上記第１の実施の形態の半導体装置１０と同様に、ヒートシンク３１と半導体素子とが封止材料３５により一体に封止され、これから導出するリード３３により基板等に実装される構造からなるが、上記ヒートシンク３１の下面３１ａに形成される凹凸構造の形状が異なっている。具体的には、この図４に示されるように、上記凹凸構造は渦巻き状に加工された溝３１ｃからなる。このような凹凸構造によっても、上記ヒートシンク３１の下面３１ａの下面３１ａと基板６１の上面６１ｃとの接触面積を効率的に拡大することができるため、その放熱効果をより高めることができるようになる。しかもこの場合には、いわゆる一筆書きによるレーザ加工が可能であるため、同凹凸構造の実現がより容易でもある。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に、この発明にかかる半導体装置の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。
【００３７】
図５は、この実施の形態にかかる半導体装置の断面構造を、同半導体装置が表面実装される基板およびこれら半導体装置と基板とが収容される筐体とともに示したものである。
この図５に示されるように、半導体装置４０はリバースパッケージの構造からなり、基板あるいは筐体への実装態様が先の第１の実施の形態と異なっている。具体的には、この半導体装置４０はその内部にヒートシンク４１を備えており、このヒートシンク４１の下面４１ａに半導体素子４２が搭載されている。そして、この半導体素子４２はリード４３にボンディングワイヤ４４を介して電気的に接続されるとともに、基板６１の上面６１ｃに形成されている配線パターン４７に実装されている。そして、上記ヒートシンク４１はその上面（露出面）４１ｂを露出させつつ、上記半導体素子４２、ヒートシンク４１、ボンディングワイヤ４４およびリード４３の一部（インナーリード）と共々包み込まれるかたちで、封止材料４５により封止されている。また、上記ヒートシンク４１の上面４１ｂには、先の第１の実施の形態と同様に、複数の直線状パターン（溝４１ｃ）の繰り返し構造からなる周期的な凹凸構造が形成されている。
【００３８】
この実施の形態では、半導体装置６０は、基板６１の上面６１ｃに形成されている配線パターン４７への半田付け等によって同多層基板６１に実装されている。そして上記ヒートシンク４１の上面（露出面）４１ｂは、上記基板６１と対向しない半導体装置６０の上面側に露出している。そして上記ヒートシンク４１の上面４１ｂは、上記凹凸構造に熱伝導性を有するゲルなどからなる接着部材４６が充填するかたちで、同接着部材４６を介して半導体装置４０が上記基板６１と共々収容される筐体６２の内壁面６２ａと接合されている。ちなみに、この筐体６２の内壁面６２ａのうち、上記ヒートシンク４１と接合される部分には、これら内壁面６２ａとヒートシンク４１との間隔を部分的に短縮することで放熱面積を拡大するヒートシンクとして機能するように凸部６２ｂが形成されている。
【００３９】
このような半導体装置４０において、半導体素子４２から発せられる熱は、「半導体素子４２→接着部材（図示略）→ヒートシンク４１→接着部材４６→凸部６２ｂ→筐体６２」といった経路にて装置外部へと放熱される。
【００４０】
また、上記凹凸構造の形成は、先の第１の実施の形態と同様にレーザ加工により行うことができる。この実施の形態にかかる半導体装置においても、上記ヒートシンク４１の外周部には「ばり」等が生じるため、特に基板６１等との接着面であるヒートシンク４１の上面４１ｂに生じている「ばり」を、例えばレーザ加工により除去し、同ヒートシンク４１の上面４１ｂを露出させた後、さらにレーザ加工によりこの上面４１ｂに凹凸構造を形成する。そして、この実施の形態で示すリバースパッケージ型の半導体装置４０においては、半導体装置４０にレーザマーキングを行う面が上記ヒートシンク４１の上面４１ｂと同一面であることから、さらにこうしたレーザマーキングを行うこともできる。
【００４１】
以上説明したように、この第２の実施の形態にかかる半導体装置によっても、第１の実施の形態による（２）、（３）の効果と同等、もしくはそれに準じた効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
【００４２】
（４）上記ヒートシンク４１の上面（露出面）４１ｂには複数の直線状パターン（溝４１ｃ）の繰り返し構造からなる周期的な凹凸構造を形成し、該凹凸構造に熱伝導性を有する接着部材４６が充填されるかたちで上記ヒートシンク４１の上面４１ｂが上記接着部材４６を介して上記基板６１に接合される構造とした。これにより、ヒートシンク４１の上面４１ｂと接着部材４６との接触面積を十分に大きく確保することができるため、上記ヒートシンク４１から接着部材４６への熱伝導性が高められるようになる。すなわち、このような構造によれば、これらヒートシンク４１の上面４１ｂと筐体６２との接触面積を十分に確保できない場合であれ、半導体装置としての高い放熱性を維持することができるため、半導体装置としての小型化を阻害することなく、その放熱性能を高めることができるようになる。またこの場合、上記溝４１ｃに接着部材４６が充填されることにより、ヒートシンク４１と筐体６２との密着性も高められるようになる。このため、こうした半導体装置と筐体６２との接合構造を安定に維持することもできるようになる。
【００４３】
（５）上記周期的な凹凸構造を、半導体装置のレーザマーキングを行う面と同一面に形成することとした。これにより、上記凹凸構造の形成を、上記ヒートシンク４１の上面４１ｂに生じる「ばり」の除去、半導体装置へのレーザマーキングと同時に行うことができるようになり、その生産性のさらなる向上が期待できるようになる。
【００４４】
なお、この第２の実施の形態にかかる半導体装置に関しても、第１の実施の形態について補足した前記第１および第２変形例については、それらを全て適用することができるとともに、それら変形例特有の効果についても、これを併せて得ることができるようになる。
【００４５】
（その他の実施の形態）
なお、この発明にかかる半導体装置は、上記第１および第２の実施の形態として示した構成に限らず、これらを適宜変更した、以下に例示する態様にて実施することもできる。
【００４６】
・上記各実施の形態においては、接着部材（１６、２６、４６）として半田あるいはゲルのいずれかを用いることとしたが、ヒートシンク（１１、２１、３１、４１）と放熱体との接合との密着性を十分に確保することのできる熱伝導性を有する接着部材、あるいは伝熱媒体であればこれらに限られない。また特に接着部材としてゲルを用いた場合に熱導電性の高いフィラーを含有させることとしたが、十分な熱伝導性が確保できればフィラーを割愛することもできる。
【００４７】
・上記各実施の形態において、ヒートシンク（１１、２１、３１、４１）の露出面に周期的な凹凸構造を形成することとしたが、上記露出面と接着部材との接触面積が十分に大きく確保できれば、こうした凹凸構造の形成パターンは任意である。
【００４８】
・上記各実施の形態においては、ヒートシンク（１１、２１、３１、４１）の露出面にレーザ加工により凹凸構造を形成することとしたが、上記凹凸構造の形成方法はこれに限られない。もっとも、こうした半導体装置の製造上、封止材料の「ばり」の除去やレーザマーキングと同時に実現できることから、こうしたレーザ加工が製造上有利であることは前述した通りである。
【００４９】
・上記各実施の形態において、半導体素子の基板６１の表面への実装方法は任意である。実用上は、前述した半田付けおよび接着のいずれかの方法によって基板６１に対する表面実装を行うことが簡素であり望ましい。特に半田付けによって基板実装する場合には、他の各種電子部品Ｅの基板実装と同一の工程にて行うことが可能となる。また、接着による基板実装を行う場合には、少なくとも熱により接着力の低下を生じないもので、熱伝導性にも優れたものを用いることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明にかかる半導体装置の第１の実施の形態について、同半導体装置が表面実装される基板とともにその全体の断面構造を模式的に示す断面図。
【図２】同第１の実施の形態の半導体装置の底面構造を模式的に示す底面図。
【図３】同第１の実施の形態の第１変形例について、その断面構造を模式的に示す断面図。
【図４】同第１の実施の形態の第２変形例について、その底面構造を模式的に示す底面図。
【図５】この発明にかかる半導体装置の第２の実施の形態について、同半導体装置が表面実装される基板および基板が収容される筐体とともにその全体の断面構造を模式的に示す断面図。
【図６】従来の半導体装置が収容される電子制御装置の放熱構造について、その一例を模式的に示す断面図。
【図７】同従来の半導体装置の放熱構造について、その一例を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１０、２０、３０、４０、６０、７０…半導体装置、１１、２１、３１、４１、７１…ヒートシンク、１１a、２１a、３１a、４１a、７１a…ヒートシンクの下面、１１ｂ、２１ｂ、４１ｂ、７１ｂ…ヒートシンクの上面、１１c、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、…溝、１２、２２、４２、７２…半導体素子、１３、２３、３３、４３、７３…リード、１４、２４、４４、７４…ボンディングワイヤ、１５、２５、３５、４５、７５…封止材料、１６、２６、４６、７２ａ…接着部材、１７、２７、４７、…配線パターン、６１…基板、６１a…配線パターン、６１ｂ…基板材料、６１ｃ…基板の上面、６２…筐体、６２ａ…内壁面、６２ｂ…凸部、６３…熱伝導材、６４…蓋、７１ｄ…側面、７１ｅ…突起部、Ｅ…電子部品。
【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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