(57)【要約】【課題】高温動作が可能で信頼性の高い半導体装置を得ることを目的とする。【解決手段】本発明の半導体装置は、基板１と、基板１上に搭載され、２００℃以上の熱を発生する半導体素子２と、半導体素子２を包囲する包囲部４と、包囲部４により流動を制御され、半導体素子２を封止し、耐熱性油により構成された液状の封止部６とを備える。【選択図】図１
2011119345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面を有する基板と、
前記主表面上に搭載され、２００℃以上の熱を発生する半導体素子と、
前記半導体素子を包囲する包囲部と、
前記包囲部により流動を制御され、前記半導体素子を封止し、耐熱性油により構成された液状の封止部とを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記封止部は、フッ素系油、合成系油及びシリコーン系油の中から選択された一つであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記包囲部の内部には絶縁体が充填されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体装置は前記包囲部上に形成されたカバーを有し、前記封止部は前記主表面、前記包囲部及び前記カバーにより定義された空間内に収容されたことを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に搭載され、ＳｉＣ或いはＧａＮにより構成された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止部を備え、
前記封止部は前記半導体素子が発生する熱に耐性を有する液状の油により構成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記基板上に形成され、前記半導体素子を包囲し、その内部に前記封止部を収容する包囲部と、
前記包囲部の内部に充填された絶縁体とを備えたことを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記封止部はフッ素系油、合成系油及びシリコーン系油の中から選択された一つであることを特徴とする請求項５または６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体装置は前記包囲部上に形成されたカバーを有し、前記封止部は前記基板、前記包囲部及び前記カバーにより定義された空間内に収容されたことを特徴とする請求項６または７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、半導体素子の封止に関するものであり、特に、２００℃以上の熱を発生するような半導体素子の封止に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、基板上の半導体素子がシリコンゲルにより封止された半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＳｉＣ或いはＧａＮ等により構成された半導体素子が開発されているが、このような半導体素子は２００℃以上の高温の熱を発生する。そのような高温を発生する半導体素子の封止には特許文献１に記載されたような材料は適さない。
【０００５】
一方、封止材料としてエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の耐熱性の高い硬質樹脂を使用した場合、その内部に発生した熱応力を緩和することが難しい。
【０００６】
本発明の目的は、ＳｉＣ或いはＧａＮ等に代表される、２００℃以上の高温の熱を発生する半導体素子が適切に封止された半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本願発明は以下の構成を備える。
【０００８】
請求項１記載の発明は、
主表面を有する基板と、
前記主表面上に搭載され、２００℃以上の熱を発生する半導体素子と、
前記半導体素子を包囲する包囲部と、
前記包囲部により流動を制御され、前記半導体素子を封止し、耐熱性油により構成された液状の封止部とを備えた半導体装置である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、前記封止部はフッ素系油、合成系油及びシリコーン系油の中から選択された一つである半導体装置である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に加え、前記封止部の内部には絶縁体が充填された半導体装置である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成に加え、前記半導体装置は前記包囲部上に形成されたカバーを有し、前記封止部は前記主表面、前記包囲部及び前記カバーにより定義された空間内に収容された半導体装置である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、
基板と、
前記基板上に搭載され、ＳｉＣ或いはＧａＮにより構成された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止部を備え、
前記封止部は前記半導体素子が発生する熱に耐性を有する液状の油により構成された半導体装置である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の構成に加え、前記基板上に形成され、前記半導体素子を包囲し、その内部に前記封止部を収容する包囲部と、
前記封止部の内部に充填された絶縁体とを備えた半導体装置である。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の構成に加え、前記封止部はフッ素系油、合成系油及びシリコーン系油の中から選択された一つである半導体装置である。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の構成に加え、前記半導体装置は前記包囲部上に形成されたカバーを有し、前記封止部は前記基板、前記包囲部及び前記カバーにより定義された空間内に収容された半導体装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、５記載の発明によれば、封止部材を耐熱性の高い液状の油で構成するめ、ＳｉＣ或いはＧａＮ等の２００℃以上の高温の熱を発生する半導体素子を適切に封止することができる。また、液状の油を用いているため、内部で発生した熱応力を緩和することができる。
【００１７】
請求項２または７記載の発明によれば、請求項１または５記載の発明により得られる効果に加え、封止部において２００℃〜４００℃の耐熱性を実現することができるので、高熱を発生する半導体素子を確実に封止できる。
【００１８】
請求項３、４、６または８記載の発明によれば、上述の請求項の発明により得られる効果に加え、絶縁体が半導体素子より発生する熱を逃がすための放熱経路となるため、半導体素子の温度上昇を抑えることができる。さらに、絶縁体を包囲部に充填することにより半導体装置自体の難燃性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施例に係る半導体装置の断面図
【図２】本発明の第２実施例に係る半導体装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態における図面では、発明の理解を容易にするため、一部の要素においては模式的に示されている。本欄における複数の実施形態では、同一符号を付すことにより、その説明が省略されることもある。
【実施例１】
【００２１】
図１には、本発明の第１実施例に係る半導体装置１００の断面図が示されている。この半導体装置１００は、回路基板１、回路基板１の主表面上に実装された半導体素子２、半導体素子２に電気的に接続されたパッド３、回路基板１の主表面上において半導体素子２を包囲する包囲部４（本実施例では、ケース４と称する）、この包囲部４上に形成されたカバー５、回路基板１、包囲部４、カバー５により定義された空間内に収容された封止部６を備える。流動性を有する封止部６は包囲部４により流動を制御されている。
【００２２】
半導体素子２はＳｉＣ或いはＧａＮ等の２００℃以上の高温の熱を発生する半導体素子である。
【００２３】
封止部６は耐熱性の高い液状の油で構成されている。このため、ＳｉＣ或いはＧａＮ等の２００℃以上の高温の熱を発生する半導体素子を適切に封止することができる。また、液状の油を用いているため、内部で発生した熱応力を緩和することができる。
【００２４】
封止部６には、フッ素系油のソルベイソレクシス株式会社製ＧＡＬＤＥＮ  Ｄ４０を用いることができる。または、合成系油の松村石油株式会社製バーレルサーム４００を用いることもできる。または、シリコーン系油の松村石油株式会社製バーレルシリコーンフルードＳＴを用いることができる。本実施例において用いることができる封止部６の材料を例示したが、これに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、同様の材料を用いることができることは言うまでもない。
【００２５】
なお、封止部６にフッ素系油を用いた場合、その耐熱性が約２００℃であるため、半導体素子は２５０℃に近い温度まで動作が可能になる。また、封止部６に合成系油を用いた場合、その耐熱性が約３００℃であるため、半導体素子は３００℃に近い温度まで動作が可能になる。また、封止部６にシリコーン系油を用いた場合、その耐熱性が約４００℃であるため、半導体素子は４００℃に近い温度まで動作が可能になる。
【００２６】
封止部６は回路基板１、半導体素子２、パッド３、ケース４、カバー５と接着されていないため、熱膨張係数の差に起因して生じる熱応力が生じ難くすることが可能になる。その結果、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。 
【００２７】
このように半導体装置は、まず、所望の配線パターンが形成された回路基板１上に抵抗、コンデンサなどの電子部品（図示せず）および半導体素子２をパッド３に実装し、混成集積回路を形成する。
【００２８】
次いで、回路基板１をケース４に設置して接着などの手法により固定する。次に、ケース４内に封止部６を充填し、半導体素子２や電子部品を封止する。さらに、ケース４の上部開口部をカバー５により塞口する。この時、封止部６とカバー５の間に空気が残らないようにする。また、ケース４とカバー５は接着やＯリングを介してねじ止めするなどをして塞口する。
【実施例２】
【００２９】
図２には、本発明の第２実施例に係る半導体装置２００の断面図が示されている。本実施例の半導体装置２００において上述の実施例と同様の構成については同一の符号を付することによりその説明を省略する。
【００３０】
本実施例の封止部６Ｂの内部には絶縁体７が充填されている。本実施例では、絶縁体７には電気化学工業株式会社製酸化ケイ素ＦＢ−７４を用いることができる。この絶縁体７には、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの窒化物、また水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの水酸化物等の絶縁粉末が使用できる。この絶縁体７は封止部６Ｂ内に分散している。
【００３１】
本実施例において用いることができる絶縁体７の材料を例示したが、これに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、同様の材料を用いることができることは言うまでもない。
【００３２】
本実施例によれば、実施例１により得られる効果に加え、絶縁体が放熱経路の形成及び難燃性を付与する効果がある。特に、高温の熱を発生する半導体装置においては半導体素子の温度上昇を抑えることができるという顕著な効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、高温の熱を発生する半導体装置の封止に適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  回路基板
２  半導体素子
３  パッド
４  包囲部
５  カバー
６、６Ｂ  封止部
７  絶縁体
１００  半導体装置
２００  半導体装置
【図１】
2011119345.tif 000003
【図２】
2011119345.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月13日(2010.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面を有する基板と、
前記主表面上に搭載され、２００℃以上の熱を発生する半導体素子と、
前記半導体素子を包囲する包囲部と、
前記包囲部により流動を制御され、前記半導体素子を封止し、耐熱性油により構成された液状の封止部とを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記封止部は、フッ素系油、合成系油及びシリコーン系油の中から選択された一つであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記封止部の内部には絶縁体が充填されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体装置は前記包囲部上に形成されたカバーを有し、前記封止部は前記主表面、前記包囲部及び前記カバーにより定義された空間内に収容されたことを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に搭載され、ＳｉＣ或いはＧａＮにより構成された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止部を備え、
前記封止部は前記半導体素子が発生する熱に耐性を有する液状の油により構成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記基板上に形成され、前記半導体素子を包囲し、その内部に前記封止部を収容する包囲部と、
前記封止部の内部に充填された絶縁体とを備えたことを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記封止部はフッ素系油、合成系油及びシリコーン系油の中から選択された一つであることを特徴とする請求項５または６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体装置は前記包囲部上に形成されたカバーを有し、前記封止部は前記基板、前記包囲部及び前記カバーにより定義された空間内に収容されたことを特徴とする請求項６または７記載の半導体装置。