(57)【要約】【課題】面実装時に半導体パッケージに加わる応力の影響を受けない半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明の半導体装置は、半導体パッケージを配線基板に接合材を介して接合している。半導体パッケージは、一方の主面に半導体チップを搭載した放熱板と、端子と、放熱板のもう一方の主面を露出させ、端子を突出したモールド樹脂とを備えている。配線基板は、半導体パッケージの端子と接合材を介して接合される端子電極と、半導体パッケージの放熱板と接合材を介して接合される放熱板電極とを備えている。放熱板電極は、チップ投影領域上に配置され、かつ、チップ投影領域の面積の２０ ％ 以上３０ ％ 以下である。また、放熱板電極は、チップ投影領域上の端部に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体パッケージを配線基板に接合材を介して接合する半導体装置において、前記半導体パッケージは、一方の主面に半導体チップを搭載した放熱板と、端子と、前記放熱板のもう一方の主面を露出させ、前記端子を突出したモールド樹脂とを備え、前記配線基板は、前記半導体パッケージの前記端子と前記接合材を介して接合される端子電極と、前記半導体パッケージの前記放熱板と前記接合材を介して接合される放熱板電極とを備え、前記放熱板電極は、チップ投影領域上に配置され、かつ、前記チップ投影領域の面積の２０％以上３０％以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記放熱板電極は、前記チップ投影領域上の端部に配置されていることを特徴とする請求項１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、半導体装置に関し、特に半導体パッケージを配線基板に実装する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、配線（プリント）基板に半導体パッケージを面実装する種々の技術が知られている。例えば、特許文献１には、半導体パッケージと配線基板とを固定する伝熱面のパターンが、複数の領域に分割され、分割された領域から引き出されたチェック用のパターンを有する配線基板が開示されている。これにより、半導体パッケージと配線基板とを接合し、固定状態が容易に確認することができる。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５８７９９号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、半導体パッケージを配線基板に面実装する時に、導通や伝熱しているが、使用環境により接合応力が発生している。
【０００５】
しかしながら、従来技術は、伝熱面のパターンが、半導体パッケージの放熱板の面積と同等に設けているため、面実装後の配線基板の応力が半導体パッケージに加わり、半導体パッケージが変形するという課題がある。
【０００６】
従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、面実装時に半導体パッケージに加わる応力の影響を受けない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】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、半導体パッケージを配線基板に接合材を介して接合している。半導体パッケージは、一方の主面に半導体チップを搭載した放熱板と、端子と、放熱板のもう一方の主面を露出させ、端子を突出したモールド樹脂とを備え、配線基板は、半導体パッケージの端子と接合材を介して接合される端子電極と、半導体パッケージの放熱板と接合材を介して接合される放熱板電極とを備え、放熱板電極は、チップ投影領域上に配置され、かつ、チップ投影領域の面積の２０ ％ 以上３０ ％ 以下である。また、放熱板電極は、チップ投影領域上の端部に配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、配線基板のパターン面の放熱電極をチップ投影領域上に配置し、チップ投影領域の面積の２０ ％ 以上３０ ％ 以下しているので、面実装時に半導体パッケージに加わる応力の影響を受けない半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る配線基板のパターン面を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る配線基板に実装する半導体パッケージの外形図である。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体装置を説明する状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１に係る半導体装置１を説明する。図１は、配線基板３のパターン面を示す平面図である。図２は、配線基板３に実装する半導体パッケージ２の外形図であり、平面図、右側面図、下面図である。図３は、配線基板３に半導体パッケージ２を実装した半導体装置１の状態を示す図であり、半導体装置１の要部断面図である。
【００１２】
図１に示すように、配線基板３は、２つの電極があり、端子電極３１と放熱板電極３２を備えている。配線基板３は、例えば、樹脂プリント基板である。端子電極３１と放熱電極３２は、銅材で基板表面にパターン形成されている。ここでは、放熱板電極３２を挟んで、端子電極３１が並列に並んでいる。
【００１３】
図２に示すように、半導体パッケージ２は、樹脂封止型の半導体パッケージであり、長方体形状をしている。モールド樹脂２４の対向する面から外部リードとなる端子２３が導出されている。また、パッケージ下面には放熱板２２がモールド樹脂２４から露出している。また、放熱板２２の一方の主面には半導体チップ２１が搭載されている。図では、半導体パッケージ２は、樹脂封止型のＳＯＰ型パッケージとしている。
【００１４】
図３に示すように、半導体装置１は、配線基板３に半導体パッケージ２が接合材４を介して面実装されている。詳細には、半導体パッケージ２の端子２３は、配線基板３の端子電極３１に、接合材４を介して接合される。また、半導体パッケージ２の放熱板２２は、配線基板３の放熱板電極３２に、接合材４を介して接合される。例えば、接合材４は、はんだである。
【００１５】
ここで、配線基板３の放熱板電極３２は、パターン面積を放熱板２２に搭載された半導体チップ２１のチップ投影領域５の内部に位置している。また、放熱板電極３２と放熱板２２との接触面積が、チップ投影領域５の面積の２０％ 以上から３０％ 以下となっている。放熱板２２の全面は接合していない。
【００１６】
発明者は、放熱板と基板との接合面積を０％、２５％、５０％、７５％、１００％と変化させ実験した。そこで、２５％時に半導体パッケージの変形が一番抑制されることを検証した。
【００１７】
次に、上述の実施例１に係る半導体装置１の効果を説明する。
【００１８】
半導体装置では、半導体パッケージの端子と放熱板が接合材を介して、基板の端子電極と放熱板電極上に実装される。このとき、放熱板と放熱板電極との接触面積が、放熱板の主面に搭載される半導体チップの投影面の面積の２０％ 以上、３０％ 以下となっている。
【００１９】
放熱板と放熱板電極との接触面積が、半導体チップの投影面の面積の２０％ 未満である場合には、導通不良やチップの発熱を基板に効率よく伝熱することができない。また、放熱板と放熱板電極との接触面積が、半導体チップの投影面の面積の３０％ より大きい場合には、強固に接合されるので、基板から半導体パッケージに伝わる応力が大きくなり、半導体パッケージの特性に悪影響をおよぼすおそれがある。
【００２０】
従って、放熱板と放熱板電極との接触面積を上記のようにすることによって、導通と、半導体パッケージ において発生した熱を放熱板から基板へ効率よく伝熱できる。また、基板からパッケージへ伝わる変形応力を低減することができる。
これにより、特性品質が変動しない、品質が安定した半導体装置とすることができる。
【００２１】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。
【００２２】
また、変形例としては、放熱電極３２は、放熱板２２に搭載された半導体チップ２１のチップ投影領域５の内部の端部に位置していることが最もよい。これは、矩形状の放熱板（パッケージ）では、特に中央部の変形が大きいため、中心からずらすことにより、応力が伝達しにくくなるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１、半導体装置
２、半導体パッケージ
３、配線基板
４、接合材
５、チップ投影領域
２１、半導体チップ
２２、放熱板
２３、端子
２４、モールド樹脂
３１、端子電極
３２、放熱板電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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