(57)【要約】【課題】配線パターン及び端子が形成された配線基板と、該配線基板に実装された半導体素子との間に放熱用パターンを備える半導体装置において、放熱性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】配線パターン２，２，・・・に接続された端子、又は熱伝導部材と、放熱用パターン９，９とを接続パターン１１，１１又は熱伝導用パターンにより接続するようにした。また、放熱用パターン９，９が形成された範囲の配線基板１の裏側に放熱用パターン９，９と接続された熱伝導部材を設けるようにした。また、放熱用パターン９，９の面積を半導体素子４の実装面積に対応するようにした。【選択図】        図１
2004221199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンに接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、
前記放熱用パターンは前記端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンに接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、
前記放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、
前記放熱用パターンは前記端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、
前記放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、
前記放熱用パターンは前記端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、
前記放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記熱伝導部材は、前記放熱用パターンが形成された範囲の前記配線基板の裏側に設けられていることを特徴とする請求項２、４又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記放熱用パターンの面積は、前記半導体素子の実装面積に対応する大きさを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子が設けられた配線基板に半導体素子を実装した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一面に配線パターンが形成され、他面に前記配線パターンと電気的に接続された端子が設けられた配線基板と、該配線基板に実装された半導体素子とを備え、実装基板に実装される半導体装置においては、一般に、配線基板は合成樹脂等の熱伝導率が低い材質により構成されているため、半導体素子が動作することにより発生した熱は、主に、半導体素子から配線パターン及び端子に伝導され、実装基板に放熱される。
【０００３】
図６及び図７は、主たる放熱経路の概念を示した半導体装置の断面図である。
【０００４】
図において１は配線基板であり、配線基板１の一面には配線パターン２が形成されている。この配線パターン２とワイヤ８により電気的に接続された半導体素子４は、配線基板１の一面に絶縁部材５を介して実装されており、配線基板１の他面には、配線パターン２の端部を円状にしたランド７に接着された端子３が設けられ、この端子３は実装基板６に当接している。
【０００５】
図６に示したように、半導体素子４が実装された範囲の配線基板１の裏側に端子３が設けられている構造（以下、ファンインタイプという）の場合、半導体素子４が発生した熱は、効率的に端子３を介して実装基板６に伝導される。すなわち、半導体素子４が発生した熱は、白抜き矢印が示すように、絶縁部材５、ランド７、端子３及び実装基板６と、半導体素子４から実装基板６まで、半導体素子面に直交かつ最短距離にて伝導し、経路も端子３を接着するランド７の面積分が確保されることからファンインタイプにおいては良好な放熱性が確保されている。
【０００６】
これに対し、図７に示したように、半導体素子４が実装された範囲の外側に全ての端子３が設けられている構造（以下、ファンアウトタイプという）の場合、半導体素子４が発生した熱は、白抜き矢印が示すように、絶縁部材５から配線パターン２を通ってランド７、端子３及び実装基板６へと伝導される。配線パターン２は、通常銅箔等の熱伝導率の高い導体により形成されているが、配線パターン２の断面積が小さいため、端子３に多くの熱を伝導することができない。また、配線パターン２の長さが長くなるほど、ランド７に伝導される熱量が減少するため、端子３から実装基板６に伝導される熱量が減ることから、ファンアウトタイプはファンインタイプに対して放熱性が劣るという問題があった。
【０００７】
この問題を解決する手段として、配線基板と半導体素子との間に配線パターン以外の放熱用パターンを備えた半導体装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１６４７７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された半導体装置においては、半導体素子が発生した熱は、主に放熱用パターンに吸収される。
【００１０】
しかし、この放熱用パターンは、配線パターン及び端子等に接続されず、独立したものであるため、放熱用パターンが吸収した熱は直接的に外部に伝導されない。つまり、放熱用パターンは単なるヒートシンクのような役割であり、特許文献１に開示された半導体装置においては、半導体装置自身の導体割合を増すことによる放熱効果しか得られない。このため、特許文献１に開示された技術を用いても放熱性の向上は軽微なものになるという問題があった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、放熱用パターンが吸収した熱を伝導する経路を確保することにより、配線基板に実装された半導体素子が発生した熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、放熱用パターンが吸収した熱を外部に伝導する経路を設けることにより、配線基板に実装された半導体素子が発生した熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、放熱用パターンが吸収した熱を伝導する経路を確保することにより、配線パターンとワイヤにより接続されて配線基板に実装された半導体素子が発生した熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、放熱用パターンが吸収した熱を外部に伝導する経路を設けることにより、配線パターンとワイヤにより接続されて配線基板に実装された半導体素子が発生した熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、放熱用パターンが吸収した熱を伝導する経路を確保することにより、配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子が発生した熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、放熱用パターンが吸収した熱を外部に伝導する経路を設けることにより、配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子が発生した熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、放熱用パターンが吸収した熱を伝導する経路を最適にすることにより、放熱性が高い半導体装置を提供することを目的とする。
【００１８】
さらに、本発明は、放熱用パターンがより多くの熱を吸収できるようにすることにより、放熱性が高い半導体装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体装置は、配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンに接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、前記放熱用パターンは前記端子に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、放熱用パターンと端子とが接続されていることから、配線パターンに接続された半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンに吸収されて端子に伝導され、外部に放熱される。
【００２１】
本発明に係る半導体装置は、配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンに接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、前記放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えるから、配線パターンに接続された半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンに吸収されて熱伝導部材に伝導され、外部に放熱される。
【００２３】
本発明に係る半導体装置は、配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、前記放熱用パターンは前記端子に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、放熱用パターンと端子とが接続されていることから、配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンに吸収されて端子に伝導され、外部に放熱される。
【００２５】
本発明に係る半導体装置は、配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線基板に実装され、前記配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、前記放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えるから、配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンに吸収されて熱伝導部材に伝導され、外部に放熱される。
【００２７】
本発明に係る半導体装置は、配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、前記放熱用パターンは前記端子に接続されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、放熱用パターンと端子とが接続されていることから、配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンに吸収されて端子に伝導され、外部に放熱される。
【００２９】
本発明に係る半導体装置は、配線パターンを有する配線基板と、該配線基板に設けられ、前記配線パターンに接続された端子と、前記配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子と、該半導体素子と前記配線基板との間に設けられた放熱用パターンとを備える半導体装置において、前記放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明においては、放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えるから、配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンに吸収されて熱伝導部材に伝導され、外部に放熱される。
【００３１】
本発明に係る半導体装置においては、前記熱伝導部材は、前記放熱用パターンが形成された範囲の前記配線基板の裏側に設けられていることを特徴とする。
【００３２】
本発明においては、熱伝導部材が、放熱用パターンが形成された範囲の配線基板の裏側に設けられているから、半導体素子が発生した熱は、放熱用パターンから熱伝導部材に直線的に伝導され、効率よく外部に放熱される。
【００３３】
本発明に係る半導体装置においては、前記放熱用パターンの面積は、前記半導体素子の実装面積に対応する大きさを有することを特徴とする。
【００３４】
本発明においては、放熱用パターンの面積が半導体素子の実装面積に対応する大きさを有するから、半導体素子が発生した熱は、効率よく放熱用パターンに吸収され、放熱用パターンから端子又は熱伝導部材に伝導され、外部に放熱される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００３６】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１の半導体装置を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【００３７】
図において１は配線基板であり、配線基板１は合成樹脂等により構成され、銅箔等の導電材料により構成された配線パターン２，２，・・・が一面側に形成されている。この配線パターン２，２，・・・とワイヤ８，８，・・・により電気的に接続された半導体素子４は、配線基板１の一面側に絶縁部材５を介して実装されており、この半導体素子４が実装された配線基板１の一面側は、合成樹脂により構成された封止部材１０により封止されている。
【００３８】
配線基板１と半導体素子４との間には、半導体素子４の面積の半分よりやや小さい面積を有した矩形に形成され、配線パターン２，２，・・・と略同じ厚さにされた２つの放熱用パターン９，９が並設されている。この放熱用パターン９，９夫々は、配線パターン２，２，・・・と同一材料により構成されており、配線パターン２，２，・・・の端部を円形に形成したランド７，７，・・・の内の一つと接続パターン１１，１１により接続されている。この接続パターン１１，１１の幅は配線パターン２，２，・・・の幅と略同一にされている。
【００３９】
配線基板１には、ランド７，７，・・・に対応した位置に貫通孔が設けられており、配線基板１の他面側には、前記貫通孔を介してランド７，７，・・・に接続され、球状に突出した端子３，３，・・・が設けられている。この端子３，３，・・・は、図示しない実装基板に形成された配線パターンに接続される。
【００４０】
以上の構成により、半導体素子４と前記実装基板との入出力は、端子３，３，・・・、ランド７，７，・・・、配線パターン２，２，・・・及びワイヤ８，８，・・・を介して行われる。半導体素子４は、動作することにより熱を発生し、この熱は、主に放熱用パターン９，９に吸収される。放熱用パターン９，９に吸収された熱は、接続パターン１１，１１を伝導し、ランド７，７に伝えられ、端子３，３を介して前記実装基板に伝導されることにより放熱される。
【００４１】
このように、放熱用パターン９，９とランド７，７とを接続することにより、半導体素子４が発する熱を放熱用パターン９，９から接続パターン１１，１１、ランド７，７及び端子３，３を介して外部に効率よく放熱することができる。
【００４２】
実施の形態２
図３は、本発明の実施の形態２の半導体装置を示す平面図である。実施の形態１の半導体装置と同一の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図において１２は熱伝導用パターンであり、熱伝導用パターン１２，１２は、配線パターン２，２，・・・と同一材料により配線基板１の一面側に形成されており、配線パターン２，２，・・・と略同一の厚さにされている。熱伝導用パターン１２，１２の一端部は放熱用パターン９，９に接続されており、他端部は円形に形成されている。
【００４４】
配線基板１には、前記他端部に対応する位置に貫通孔が設けられており、配線基板１の他面側には、前記貫通孔を介して前記他端部に接続され、端子３，３，・・・（図２参照）と略同一形状とされた熱伝導部材（図示せず）が設けられている。
【００４５】
以上の構成により、半導体素子４が発生した熱は、放熱用パターン９，９に吸収され、熱伝導用パターン１２，１２及び熱伝導部材を伝導し、外部に放熱される。
【００４６】
このように、放熱用パターン９，９に接続された熱伝導用パターン１２，１２及び熱伝導部材を備えることにより、電気的接続の制約を受けることなく放熱経路を設定でき、半導体素子４が発する熱を効率的に外部に放熱できる。
【００４７】
実施の形態３
図４は、本発明の実施の形態３の半導体装置を示す平面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線による断面図である。実施の形態１の半導体装置と同一の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図において１３は導電部材であり、導電部材１３，１３，・・・は、半導体素子４と配線パターン２，２，・・・との間に介装されており、半導体素子４は、この導電部材１３，１３，・・・により配線パターン２，２，・・・と電気的に接続されている。
【００４９】
配線基板１には、放熱用パターン９，９夫々の略中央に対応する位置に貫通孔が設けられており、配線基板１の他面側には、前記貫通孔を介して放熱用パターン９，９に直接接続され、端子３，３，・・・と略同一形状とされた熱伝導部材１４，１４が設けられている。
【００５０】
以上の構成により、半導体素子４と実装基板との入出力は、端子３，３，・・・、ランド７，７，・・・、配線パターン２，２，・・・及び導電部材１３，１３，・・・を介して行われる。半導体素子４は、動作することにより熱を発生し、この熱は、主に放熱用パターン９，９に吸収される。放熱用パターン９，９に吸収された熱は、直接接続された熱伝導部材１４，１４を介して実装基板に伝導されることにより放熱される。
【００５１】
このように、放熱用パターン９，９に直接接続された熱伝導部材１４，１４を備えることにより、半導体素子４が発する熱を直線的かつ最短距離により効率よく外部に放熱することができる。
【００５２】
以上の実施の形態では、放熱用パターン９，９の厚さは、配線パターン２，２，・・・の厚さと同一としたが、これに限らず、異なる厚さとしてもよい。
【００５３】
また、放熱用パターン９，９の材質は、配線パターン２，２，・・・の材質と同一としたが、これに限らず、異なる材質としてもよい。
【００５４】
また、放熱用パターン９，９は、半導体素子４の面積の半分よりやや小さい面積を有した矩形に形成され、並設されているが、これに限らず、半導体素子４の実装面積と略同一の面積を有した一つの放熱用パターン、又は３つ以上に形成された放熱用パターンとしてもよい。
【００５５】
また、接続パターン１１の幅は、配線パターン２，２，・・・の幅と略同一としたが、これに限らず、熱を伝導する観点から接続パターン１１の幅を、他の配線パターン２，２，・・・及びランド７，７，・・・に干渉しない程度に太くするほうが好ましい。また、接続パターン１１の厚さも、同様の観点から厚い方が好ましい。
【００５６】
また、熱伝導用パターン１２，１２は、配線パターン２，２，・・・と同一材料により形成されているが、これに限らず、異なる材料により形成してもよい。
【００５７】
また、熱伝導用パターン１２，１２は、配線パターン２，２，・・・と略同一の厚さに形成されているが、これに限らず、異なる厚さにしてもよい。
【００５８】
また、熱伝導用パターン１２，１２の数は２つに限らない。
【００５９】
また、熱伝導部材１４，１４は、端子３，３，・・・と略同一形状とされているが、例えば、外部との接触面積を大きくするため、配線基板１から突出した部分が円柱状に形成されている等、異なる形状としてもよい。なお、熱伝導部材１４，１４は、前記実装基板の配線パターン上に接続する必要はないが、電気的に独立していれば、実装基板の配線パターン上に接続してもよい。熱伝導部材１４，１４を実装基板の配線パターン上に接続することにより放熱効果をさらに向上させることができる。
【００６０】
また、熱伝導部材１４，１４の数は２つに限らない。
【００６１】
さらに、配線パターン２，２，・・・は、配線基板１の一面側に形成されているが、他面側にも形成してもよい。配線パターン２，２，・・・を配線基板１の他面側にも形成することにより端子３，３，・・・設置の自由度が高くなり、他面側の配線パターン２，２，・・・を互いに干渉しない程度に太くすることにより放熱効果を向上させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンが端子に接続されているから、配線パターンに接続された半導体素子が発する熱を放熱用パターンから接続パターン、ランド及び端子を介して外部に効率よく放熱することができる。
【００６３】
また、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えるから、電気的接続の制約を受けることなく放熱経路を設定でき、配線パターンに接続された半導体素子が発する熱を効率的に外部に放熱することができる。
【００６４】
また、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンが端子に接続されているから、配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子が発する熱を放熱用パターンから接続パターン、ランド及び端子を介して外部に効率よく放熱することができる。
【００６５】
また、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えるから、電気的接続の制約を受けることなく放熱経路を設定でき、配線パターンとワイヤにより接続された半導体素子が発する熱を効率的に外部に放熱することができる。
【００６６】
また、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンが端子に接続されているから、配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子が発する熱を放熱用パターンから接続パターン、ランド及び端子を介して外部に効率よく放熱することができる。
【００６７】
また、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンに接続された熱伝導部材を備えるから、電気的接続の制約を受けることなく放熱経路を設定でき、配線パターンに導電部材を介して実装された半導体素子が発する熱を効率的に外部に放熱することができる。
【００６８】
また、本発明に係る半導体装置においては、熱伝導部材が、放熱用パターンが形成された範囲の配線基板の裏側に設けられているから、半導体素子が発する熱を直線的かつ最短距離により効率よく外部に放熱することができる。
【００６９】
さらに、本発明に係る半導体装置においては、放熱用パターンの面積が半導体素子の実装面積に対応する大きさを有するから、半導体素子が発する熱を効率よく吸収することができ、放熱用パターンから端子又は熱伝導部材に伝導され、外部に放熱することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の半導体装置を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の半導体装置を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線による断面図である。
【図６】主たる放熱経路の概念を示した半導体装置の断面図である。
【図７】主たる放熱経路の概念を示した半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
１  配線基板
２  配線パターン
３  端子
４  半導体素子
７  ランド
８  ワイヤ
９  放熱用パターン
１１  接続パターン
１２  熱伝導用パターン
１３  導電部材
１４  熱伝導部材
【図１】
2004221199.tif 000003
【図２】
2004221199.tif 000004
【図３】
2004221199.tif 000005
【図４】
2004221199.tif 000006
【図５】
2004221199.tif 000007
【図６】
2004221199.tif 000008
【図７】
2004221199.tif 000009