(57)【要約】【課題】半導体モジュールからの不要輻射を低減し、かつ半導体モジュールの冷却性を向上させる。【解決手段】  半導体モジュール（１０）は、グランド配線層（２２）を含む母基板（２１）上に設けられ、グランド配線層（２２）と電気的に接続した導体（２５）が表面に設けられているコネクタ（２４）に、着脱可能に構成されている。半導体モジュール（１０）は、半導体素子（１２）が実装されたモジュール基板（１１）と、半導体素子（１２）の、モジュール基板（１１）とは反対側に向いた一面に取り付けられたヒートスプレッダ（１４）と、を有する。半導体モジュール（１０）がコネクタ（２４）に取り付けられたときに、ヒートスプレッダ（１４）はコネクタ（２４）の表面（２４ａ）に設けられた導体（２５）に接触するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド配線層を含む母基板上に設けられ、前記グランド配線層と電気的に接続した導体が表面に設けられているコネクタに、着脱可能に構成された半導体モジュールであって、
半導体素子が実装されたモジュール基板と、
前記半導体素子の、前記モジュール基板とは反対側に向いた一面に取り付けられたヒートスプレッダと、を有し、
前記半導体モジュールが前記コネクタに取り付けられたときに、前記ヒートスプレッダが前記コネクタの前記表面に設けられた前記導体に接触するように構成されている、半導体モジュール。
【請求項２】
前記モジュール基板の一端部には電極端子が形成されており、
前記モジュール基板の前記一端部が前記コネクタに挿入されるようになっている、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記導体は、前記コネクタに対する前記モジュール基板の挿入方向に沿った側壁面に設けられている、請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
グランド配線層を含む母基板上に設けられ、前記グランド配線層と電気的に接続した導体が表面に設けられているコネクタに、着脱可能に構成された半導体モジュールであって、
一方の面に第１の半導体素子が実装され、他方の面に第２の半導体素子が実装されたモジュール基板と、
前記第１の半導体素子の、前記モジュール基板とは反対側に向いた一面に取り付けられた第１のヒートスプレッダと、
前記第２の半導体素子の、前記モジュール基板とは反対側に向いた一面に取り付けられた第２のヒートスプレッダと、を有し、
前記半導体モジュールが前記コネクタに取り付けられたときに、前記第１のヒートスプレッダと前記第２のヒートスプレッダとが前記コネクタの前記表面に設けられた前記導体に接触するように構成されている、半導体モジュール。
【請求項５】
グランド配線層を含む母基板と、
前記母基板上に設置されたコネクタと、
前記グランド配線層と電気的に接続され、前記コネクタの表面に設けられた導体と、
前記コネクタに着脱可能に構成された半導体モジュールと、を備え、
前記半導体モジュールは、半導体素子が実装されたモジュール基板と、該半導体素子の、前記モジュール基板とは反対側に向いた一面に取り付けられたヒートスプレッダと、を有し、
前記半導体モジュールが前記コネクタに取り付けられたときに、前記ヒートスプレッダが前記コネクタの前記表面に設けられた前記導体に接触するように構成されている、半導体装置。
【請求項６】
前記モジュール基板の一端部には電極端子が形成されており、
前記モジュール基板の前記一端部が前記コネクタに挿入されるようになっている、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記導体は、前記コネクタに対する前記モジュール基板の挿入方向に沿った側壁面に設けられている、請求項６に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母基板に設置されたコネクタに着脱可能に構成された半導体モジュールおよびその半導体モジュールを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＤＲＡＭのような半導体素子を備えた半導体装置として、１つもしくは複数の半導体素子を搭載したモジュール基板と、当該モジュール基板の端部が挿入されるコネクタが配設された母基板と、を備えたものがある（特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献１には、半導体素子としてのメモリ素子が配設されたモジュール基板と、該モジュール基板を搭載する実装基板（母基板）とを備えた半導体装置が開示されている（特許文献１の図３参照。）。モジュール基板の両面の一端部には複数の端子が配列されており、該複数の端子が全体としてプラグを構成している。実装基板には、モジュール基板の複数の端子に対応した端子対を有するソケット（コネクタ）が設けられている。モジュール基板がソケットに挿入されることで、モジュール基板に配設されたメモリ素子と実装基板とが電気的に接続される。
【０００４】
特許文献２には、回路基板（モジュール基板）の両面に半導体素子が実装されており、これらの半導体素子に接して放熱板が設けられた電子装置（半導体装置）が開示されている。回路基板の両端部は、母基板に設けられた一対のコネクタに取り付けられる。また、引用文献２では、放熱板が、回路基板の表面に露出したグランド層に電気的に接続されていても良いことが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、電磁波の漏洩を防止するため、絶縁体で形成されたハウジングの表面に導体を備え、当該導体が電気回路の基準電位に短絡されているコネクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２４３２６号
【特許文献２】特開２００６−２０２９７５号
【特許文献３】特開平９−８２４２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えばメモリ素子などを備えた半導体装置では、動作周波数に応じて不要な電磁波を発し（不要輻射：radiated emission）、周辺の電子部品に対して電磁障害（ＥＭＩ）を引き起こすことがある。
【０００８】
特許文献１に記載の半導体装置では、モジュール基板に設けられたメモリ素子が露出しているため、メモリ素子から発せられる不要輻射の強度を低減することができないという問題がある。
【０００９】
特許文献２に記載されているように、半導体素子に接して放熱板が取り付けられたとしても、放熱板が絶縁されている（フローティング）場合には、放熱板の大きさや形状に応じた動作周波数で、半導体素子から発せられる電磁波が共振することがある。このとき、半導体素子から発せられる不要輻射の強度が増大するという問題が生じる。特許文献２では、このような不要輻射の問題は一切記載されていない。
【００１０】
また、近年では、例えばメモリ素子のような半導体素子が高速で動作されることに伴い、半導体素子を備えた半導体モジュールの発熱量が増大している。半導体モジュールの放熱性を向上させるには、半導体素子に取り付けられる放熱板の厚みや面積などを増大させることが考えられる。しかしながら、半導体モジュールの高さや厚みは、標準規格などによって制限を受ける。そのため、放熱板の形状は任意に設定することができないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３には、電磁波の漏洩を防止するコネクタの構成は開示されているが、当該コネクタに取り付けられるモジュールについては一切記載されていない。そのため、特許文献３に記載のコネクタでは、半導体モジュールから漏れる電磁波の抑制や、半導体モジュールの冷却に関する上記問題は解決されない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施形態における半導体モジュールは、グランド配線層を含む母基板上に設けられ、グランド配線層と電気的に接続した導体が表面に設けられているコネクタに、着脱可能に構成されている。半導体モジュールは、半導体素子が実装されたモジュール基板と、半導体素子の、モジュール基板とは反対側に向いた一面に取り付けられたヒートスプレッダと、を有する。半導体モジュールがコネクタに取り付けられたときに、ヒートスプレッダはコネクタの表面に設けられた導体に接触するように構成されている。
【００１３】
また、一実施形態における半導体装置は、グランド配線層を含む母基板と、母基板上に設置されたコネクタと、グランド配線層と電気的に接続され、コネクタの表面に設けられた導体と、上記の半導体モジュールと、を備えている。
【００１４】
上記構成によれば、モジュール基板がコネクタに差し込まれたとき、ヒートスプレッダが、コネクタの表面の導体と接触する。このようにして、半導体素子およびコネクタがグランド電位に維持されたヒートスプレッダと導体とで一体的に覆われる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半導体モジュールからの不要輻射を低減し、かつ半導体モジュールの冷却性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における半導体装置の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。半導体装置は、半導体モジュール１０と、母基板２１と、を備えている。なお、図１では、半導体モジュール１０が母基板２１に取り付けられた状態が示されており、半導体モジュール１０のモジュール基板１１の板面に垂直かつ母基板２１の板面に垂直な面に沿った断面が示されている。
【００１９】
母基板２１は、絶縁層２３、グランド配線層２２および信号配線層（不図示）などが積層されてなる。母基板２１の構成は、どのようなものであっても良く、任意の電子部品（不図示）が実装されていて良い。
【００２０】
母基板２１には、半導体モジュール１０が着脱可能な電気的なコネクタ２４が設けられている。コネクタ２４は、母基板２１の、グランド配線層２２や信号配線層などの配線層と電気的に接続した電極端子２６を有している。
【００２１】
本実施形態では、コネクタ２４は、母基板２１上から突出しており、コネクタ２４の表面２４ａが導体２５で覆われている。導体２５は母基板２１のグランド配線層２２と電気的に接続されており、これにより導体２５は接地されている。
【００２２】
半導体モジュール１０は、モジュール基板１１と、半導体素子１２と、ヒートスプレッダ１４とを備えている。半導体素子１２としては、例えばＤＲＡＭのようなメモリ素子を用いることができるが、これに限定されるものではない。また、モジュール基板１１には、コンデンサやロジックＩＣなどの電子素子１５が搭載されていて良い。半導体素子１２は、モジュール基板１１に実装されている。
【００２３】
半導体素子１２は、図１に示すように、バンプ電極１３によってモジュール基板１１に実装されていてもよく、ワイヤボンディングよってモジュール基板１１に実装されていてもよい。
【００２４】
モジュール基板１１の一端部１１ａには電極端子１６が設けられており、このモジュール基板の一端部１１ａは母基板２１のコネクタ２４に着脱可能になっている。モジュール基板の一端部１１ａがコネクタ２４に差し込まれたとき、モジュール基板の電極端子１６が、コネクタの電極端子２６と接触し、半導体素子１２と母基板２１上に実装される他の電子部品（不図示）とが電気的に接続される。
【００２５】
ヒートスプレッダ１４は、半導体素子１２の、モジュール基板１１とは反対側の一面に取り付けられている。ヒートスプレッダ１４は、熱伝導率および電気伝導率が高い導体（金属）からなることが好ましい。ヒートスプレッダ１４は、半導体素子１２上から、モジュール基板１１の、電極端子が設けられた一端部１１ａの方に延びている。このモジュール基板の一端部１１ａがコネクタ２４に差し込まれたとき、ヒートスプレッダ１４は、コネクタの表面２４ａに形成されている導体２５と接触する。具体的な一例として、図１に示すように、導体２５は、コネクタ２４に対するモジュール基板１１の挿入方向に沿った側壁面に設けられていることが好ましい。
【００２６】
上記のように、ヒートスプレッダ１４は、コネクタの表面２４ａに形成された導体２５を介して、母基板２１のグランド配線層２２に電気的に接続される。つまり、半導体素子１２およびコネクタ２４がグランド電位に維持された導体（ヒートスプレッダ１４および導体２５）で一体的に覆われる。そのため、半導体素子１２およびコネクタ２４からの不要輻射を抑制する効果が向上する。
【００２７】
また、半導体モジュール１０で発生した熱は、ヒートスプレッダ１４に伝導する。この熱の一部は、ヒートスプレッダ１４から空気中に放射され、この熱の別の一部は、ヒートスプレッダ１４からコネクタの表面２４ａの導体２５を介して母基板２１のグランド配線層２２に伝導する。このようにして、ヒートスプレッダ１４に伝わった熱は、速やかに放熱される。
【００２８】
さらに、ヒートスプレッダ１４は、モジュール基板１１の一端部１１ａに向けて延びているため、ヒートスプレッダ１４の容積が増し、ヒートスプレッダ１４の冷却性能が向上するという利点もある。
【００２９】
上述したように、本実施形態では、ヒートスプレッダ１４は、モジュール基板１１の高さ（母基板２１からの高さ）を大きく超えた高さを有する必要がなく、厚みを増大させる必要も無い。したがって、半導体装置は、そのサイズがほとんど増大せず、標準規格に準拠した構成とすることができる。
【００３０】
半導体素子１２は、モジュール基板１１の両面に実装されていることが好ましい。モジュール基板１１の片面に実装される半導体素子１２は、１つであっても複数であっても良い。半導体素子１２がモジュール基板１１の両面に実装されている場合、それぞれの半導体素子上にヒートスプレッダ１４が設けられていることが好ましい。そして、両ヒートスプレッダ１４は、半導体モジュール１０がコネクタ２４に取り付けられたときに、コネクタの表面２４ａに設けられた導体２５に接触するように構成されることが好ましい。
【００３１】
上記実施形態では、コネクタ２４が設けられた母基板２４と半導体モジュール１０とを有する半導体装置について説明したが、本発明は、上記実施形態で説明したコネクタに着脱可能に構成された上記半導体モジュール単体にも適用される。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全ての記載および技術的思想に基づいて、当業者であればなし得るであろう各種の変形および修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    半導体モジュール
１１    モジュール基板
１１ａ  モジュール基板の一端部
１２    半導体素子
１３    バンプ電極
１４    ヒートスプレッダ
１５    電子素子
１６    モジュール基板の電極端子
２１    母基板
２２    グランド配線層
２３    絶縁層
２４    コネクタ
２４ａ  コネクタの表面
２５    導体
２６    コネクタの電極端子
【図１】
2011129691.tif 000003