(57)【要約】【課題】小型化を図りながら放熱効率を大幅に向上させるとともに電磁波ノイズ特性の向上も図る。【解決手段】配線基板２と、この配線基板２上に端子孔３に接続端子片５が嵌合されて半田付けを施されて実装される半導体素子４と、この半導体素子４から発生する熱を放熱する放熱部材６とを備える。放熱部材６は、熱伝導率が良好な金属板材によって所定の展開形状に形成されるとともに各部を折曲して半導体素子４を被覆する天井部９と各側面部１０〜１３とを一体に構成するとともに、少なくとも第１側面部１０と天井部９とに対して平行に対峙して延在する放熱促進部１５が一体に連設され、側面部１０、１１の下端縁に嵌合凸部１６が一体に形成されてなる。放熱部材６は、嵌合凸部１６を配線基板２の嵌合孔８に嵌合してなる。【選択図】  図２
2004356292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、この配線基板に形成した多数個の端子孔に対して側面に突出形成された多数本の接続端子片が嵌合されるとともに半田付けを施されて前記配線基板に実装してなる半導体素子と、この半導体素子から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える半導体装置において、
前記放熱部材が、熱伝導率が良好な金属板材によって所定形状に形成されるとともに各部を折曲して前記半導体素子の天井面と四方の側面とを被覆する天井部と各側面部とを一体に構成するとともに、少なくとも第１側面部と天井部とに対して平行に対峙するように放熱促進部が一体に連設されかつ前記側面部の下端縁に複数の嵌合凸部が一体に突出形成されてなり、
前記天井部が、前記半導体素子の天井面と熱伝導接続されるとともに前記各側面部の外周部が前記半導体素子の各側面を被覆するようにして前記配線基板に実装された前記半導体素子に組み合わされ、前記嵌合凸部が前記配線基板に形成した相対する各嵌合孔にそれぞれ嵌合されてグランドパターンに対して半田付けされて前記配線基板上に組み付けられることにより、前記半導体素子をシールドするとともに前記半導体素子から発生した熱を前記放熱促進部により放熱を促進して各部から放熱するとともに前記嵌合凸部を介して前記グランドパターンからの放熱も行われるようにすることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記放熱促進部が、相対する第１側面部と２側面部とから一体に連設されるとともに前記天井部の上方において相対向される端部間に間隙を構成する第１放熱促進部と第２放熱促進部とからなり、
前記間隙を介して、前記天井部と前記第１放熱促進部及び前記第２放熱促進部との間の空間部に対流を生じさせることによって、前記半導体素子から発生した熱が伝達される前記天井部からの放熱が促進されるように構成した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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板と、この配線基板に形成した多数個の端子孔に対して側面に突出形成された多数本の接続端子片が嵌合されるとともに半田付けを施されて配線基板に実装してなる半導体素子とからなる半導体装置に関し、さらに詳しくは半導体素子から発生した熱を放熱する放熱部材を備えた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器等においては、各種の電子部品が配線基板に搭載されて用いられているが、例えば電源回路部やスイッチング部を構成する半導体素子から大量の熱が発生する。電子機器等においては、半導体素子から発生する熱によって機能特性の劣化や破壊が生じる虞があることから、適宜の放熱装置が付設される。
【０００３】
電子機器等においては、例えば冷却ファンを設置して筐体の内部に空気を送り込んで全体を冷却するようにしたり、発熱量の大きな電子部品に冷却部材を付設したりして放熱が行われている。電子機器等においては、例えば大型で発熱量が大きな回路部品等に対してその上面等に接着剤によってヒートシンク部材を接合し、このヒートシンク部材を介して放熱を行う放熱装置が備えられる（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の半導体装置５０は、一般に、図５に示すように配線基板５１に実装される半導体素子５２が、放熱部材５３を止めねじ５４によって一体化した状態で配線基板５１に固定される。半導体素子５２は、詳細を省略するがチップ５５を絶縁樹脂体５６により封装してパッケージ化してなり、絶縁樹脂体５６から複数の接続端子ピン５７が突出されてなる。また、半導体素子５２には、絶縁樹脂体５６の一部に、止めねじ５４がねじ込まれる取付孔５８ａを有する取付部５８が一体に形成されてなる。放熱部材５３は、熱伝導率が良好な金属板によって比較的大きな面積を有して形成され、図示しないが主面の所定箇所が半導体素子５２をねじ止め固定するための取付孔を形成した取付領域として構成するとともに、下端部に複数の嵌合ピン５９が一体に形成されてなる。
【０００５】
半導体装置５０は、半導体素子５２を放熱部材５３の取付領域に位置決めした状態で取付部５８に止めねじ５４がねじ込まれることによって、これら半導体素子５２と放熱部材５３とが一体化される。半導体装置５０は、半導体素子５２の接続端子ピン５７と放熱部材５３の嵌合ピン５９とが、配線基板５１に形成した相対する端子孔５１ａや位置決め孔５１ｂに嵌合されて組み合わされる。半導体装置５０は、配線基板５１の裏面側に貫通した接続端子ピン５７や嵌合ピン５９の先端部にリフロー半田等によって半田付けを施すことによって、配線基板５１上に半導体素子５２を実装する。
【０００６】
半導体装置５０においては、チップ５５に発生した熱が比較的大型の放熱部材５３へと伝達され、この放熱部材５３を介して効率よく放熱されることで所定の特性が保持されるようになる。半導体装置５０においては、配線基板５１に対して半導体素子５２と比較的大型の放熱部材５３とが半田付けを施されて強固に固定されることによって、振動等が加えられた場合でも放熱部材５３が脱落したり移動して他の実装部品と接触してショートしたり破損させたりすることが防止される。
【０００７】
ところで、半導体装置５０においては、例えばスイッチングＩＣ（ＭＯＳ電解効果型トランジスタ：ＭＯＳ−ＦＥＴ：Ｍｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）等のいわゆるＤＩＰ（Ｄｕａｌ  ｉｎ  Ｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）仕様の半導体素子を用いる場合には、上述した構造がそのまま適用できない。かかるＤＩＰ仕様の半導体素子は、ブロック状に成形された絶縁樹脂体によってチップが封装されるとともに、絶縁樹脂体の長手方向の両側面から多数個の接続端子片が底面に対して垂直状態で互いに平行に突出されたとされてなる。ＤＩＰ仕様の半導体素子は、かかる形態から絶縁樹脂体に上述した取付部を形成することが困難となり、放熱部材を一体化した状態で配線基板に実装することができなかった。
【０００８】
例えば、図６に示した従来の半導体装置６０は、特許文献２に開示されるように、配線基板６１に対して上述したＤＩＰ仕様の半導体素子６２の外周部に放熱部材６３を組み合わせて実装してなる。半導体素子６２は、チップの外周部を被覆する絶縁樹脂体の長手方向の側面に沿って多数個の断面略Ｌ字状の接続端子片６４が突出されており、これら接続端子片６４の先端部を配線基板６１に形成した相対する端子孔（図示せず）にそれぞれ挿通して半田付けすることによってこの配線基板６１上に実装されるようにする。
【０００９】
放熱部材６３は、熱伝導性を有する金属板によって形成され、半導体素子６２の天井面６２ａと長手方向の両側面６２ｂ、６２ｃとを被覆するに足る形状の断面略コ字状を呈しており、天井部６３ａの中央部を内方へと湾曲してなる。放熱部材６３は、両側面部６３ｂ、６３ｃとにより半導体素子６２の両側面６２ｂ、６２ｃを挟み込むようにして半導体素子６２に組み合わされ、天井部６３ａが半導体素子６２の天井面６２ａと接着剤で接合される。放熱部材６３は、各接触部位から半導体素子６２に発生した熱が伝導されることによってこれを放熱する。
【００１０】
図７に示した従来の半導体装置７０も、配線基板７１に対して、上述したＤＩＰ仕様の半導体素子７２に放熱部材７３を金属板によって放熱部材７４を組み合わせて実装してなる。放熱部材７３は、半導体素子７２の天井面７２ａと長手方向の両側面７２ｂ、７２ｃとを被覆する天井部７３ａと両側面部７３ｂ、７３ｃとが一体に折曲形成された略コ字状を呈している。放熱部材７３には、両側面部７３ｂ、７３ｃの下端縁にそれぞれ多数個の嵌合凸部７５ａ、７５ｂが一体に形成されており、これら嵌合凸部７５ａ、７５ｂが配線基板７１に形成した嵌合孔（図示せず）に嵌合される。
【００１１】
半導体装置７０においては、配線基板７１に対して、半導体素子７２が各接続端子片７４を相対する端子孔に嵌合されて組み付けられるとともに、放熱部材７３が嵌合凸部７５ａ、７５ｂも相対する嵌合孔に嵌合されて組み付けられる。半導体装置７０においては、貫通された各接続端子片７４の先端部と嵌合凸部７５ａ、７５ｂとが半田付けを施されることによって配線基板７１に対して固定されることによって半導体素子７２と放熱部材７３とが一体化された状態で実装される。半導体装置７０においては、この状態で半導体素子７２の天井面７２ａに対して放熱部材７３の天井部７３ａが密着した状態とされることにより、半導体素子７２に発生した熱が放熱部材７３に伝導されてこれを放熱するようにする。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−４６０９８号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平６−１２５１８６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置においては、放熱効率が大きいヒートシンク部材を備えることにより、半導体素子等から発生する熱を効率的に放熱することが可能である。しかしながら、かかる半導体装置は、ヒートシンク部材が比較的大型であるとともにこのヒートシンク部材を接合する半導体素子を配線基板に対して強固に実装しなければならず、電子機器を大型化してしまうといった問題があった。また、半導体装置においては、ヒートシンク部材が半導体素子に対して接着剤によって接合固定する場合に、金属材と比較して接着剤の熱伝導率が小さいことから放熱特性が低下するといった問題があった。
【００１５】
上述した半導体装置６０においては、放熱部材６３が簡易な形状であるとともに、両側面部６３ｂ、６３ｃによって両側面６２ｂ、６２ｃを挟み込んで半導体素子６２に対して簡易な操作によって組み付けることが可能である。しかしながら、かかる半導体装置６０は、半導体素子６２に対して放熱部材６３が弾性力により組み合わせた構造であることから、電子機器に振動や衝撃が加えられた場合に放熱部材６３が脱落したり天井部６３ａが半導体素子６２の天井面６２ａから離れて放熱が充分に行い得なくなる虞があった。
【００１６】
上述した半導体装置６０においては、かかる問題点に対して半導体素子６２に対して放熱部材６３が、天井面６２ａに天井部６３ａを接着剤によって接合固定する対応が図られる。しかしながら、半導体装置６０は、接着剤が、一般に金属材と比較して熱伝導率が小さいことから放熱特性が低下するといった問題があった。また、半導体装置６０においては、電磁波ノイズの対応を図るために、上述した放熱部材６３とともに適宜のシールド構造を設ける必要もあるために構造が複雑になるといった問題があった。
【００１７】
また、上述した半導体装置７０においても、放熱部材７３が簡易な形状であるとともに嵌合凸部７５ａ、７５ｂが配線基板７１に対して半田付けされることによって強固に固定することが可能となる。しかしながら、半導体装置７０においては、放熱部材７３の天井部７３ａや両側面部７３ｂ、７３ｃの寸法精度或いは配線基板７１や半導体素子７２の厚みのバラツキ等によって、天井部７３ａと天井面７２ａとを密着状態に保持することが困難であるといった問題があった。
【００１８】
半導体装置７０においては、このために放熱部材７３が、天井部７３ａと天井面７２ａとの間にシリコングリースや接着剤が充填されて半導体素子７２との組合せ状態を保持するように構成される。半導体装置７０においては、金属材と比較して接着剤の熱伝導率が小さいシリコングリース等が用いられることにより、放熱特性が低下するといった問題があった。また、半導体装置７０においては、電磁波ノイズを遮断するシールド構造を備えることによって構造が複雑になるといった問題があった。
【００１９】
したがって、本発明は、小型化を図りながら放熱効率を大幅に向上させるとともに電磁波ノイズ特性の向上った半導体装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる半導体装置は、配線基板と、この配線基板に形成した多数個の端子孔に対して側面に突出形成された多数本の接続端子片が嵌合されるとともに半田付けを施されて前記配線基板に実装してなる半導体素子と、この半導体素子から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える。本発明にかかる半導体装置は、放熱部材が、熱伝導率が良好な金属板材によって所定形状に形成されるとともに各部を折曲して半導体素子の天井面と四方の側面とを被覆する天井部と各側面部とを一体に構成するとともに、少なくとも第１側面部と天井部とに対して平行に対峙するように放熱促進部が一体に連設されかつ側面部の下端縁に複数の嵌合凸部が一体に突出形成されてなる。
【００２１】
また、本発明にかかる半導体装置は、放熱促進部が、相対する第１側面部と２側面部とから一体に連設されるとともに、天井部の上方において相対向する端部間に間隙を構成する第１放熱促進部と第２放熱促進部とからなる。
【００２２】
以上のように構成された本発明にかかる半導体装置によれば、放熱部材が、天井部を半導体素子の天井面と熱伝導接続されるとともに、各側面部の外周部を半導体素子の各側面を被覆するようにして配線基板に実装された半導体素子に組み合わされる。本発明にかかる半導体装置によれば、放熱部材が、嵌合凸部を配線基板に形成した相対する各嵌合孔にそれぞれ嵌合されてグランドパターンに対して半田付けされて配線基板上に組み付けられる。
【００２３】
本発明にかかる半導体装置によれば、配線基板に実装された状態において放熱半導体素子がその外周部を金属板材によって形成された放熱部材の各部によって被覆されることによって電磁波ノイズに対してシールドされることにより、半導体素子に対する外部からの電磁波ノイズの影響が防止され或いは実装部品等に対してスイッチング動作等に伴う半導体素子から発生する電磁波ノイズの影響が防止されるようにして信頼性の向上が図られている。本発明にかかる半導体装置によれば、半導体素子から発生する熱が放熱部材の各部に伝導され、これら各部から放熱されることによって半導体素子の温度上昇を抑制して安定した動作が行われるようにする。
【００２４】
本発明にかかる半導体装置によれば、半導体素子を被覆する天井部と各側面部とともに、側面部に一体に連設した放熱促進部を介して放熱が行われる。本発明にかかる半導体装置によれば、放熱促進部が側面部と対向する部位と天井部と対向する部位とからなる大きな面積を有することで、放熱部材に大きな放熱部位が構成されてより効率的な放熱が行われるようになる。本発明にかかる半導体装置によれば、放熱促進部に天井部と対向する部位を形成したことから、配線基板上に大きな実装面積を専有することなく放熱部材に大きな放熱部位が保持されてより効率的な放熱が行われるようになる。
【００２５】
また、本発明にかかる半導体装置によれば、半導体素子から発生した熱が放熱部材の嵌合凸部を介して配線基板のグランドパターンからも放熱されることによって、より効率的に放熱が行われるようにする。
【００２６】
本発明にかかる半導体装置によれば、半導体素子から発生した熱が放熱部材の天井部から放熱されることにより、この天井部と放熱促進部との間に構成された空間部に籠もるようになる。本発明にかかる半導体装置によれば、放熱促進部を構成する第１放熱促進部と第２放熱促進部との間に形成された間隙を介して空間部に空気の対流を生じさせることが可能となる。本発明にかかる半導体装置によれば、空間部の対流により半導体素子から発生した熱が伝達される天井部からの放熱が促進されることで、より効率的な放熱が行われるようになる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、実施の形態として図面に示した半導体装置１によって詳細に説明する。半導体装置１は、図１及び図２に示すように、多数個の端子孔３が形成された配線基板２の第１の主面２ａ上に、例えば電源回路部等を構成する発熱量が比較的大きな８ピンＤＩＰ仕様のスイッチングＩＣ等からなる半導体素子４が実装される。半導体装置１は、半導体素子４に設けられた多数個の接続端子片５が、相対する端子孔３にそれぞれ嵌合され配線基板２の第２の主面２ｂ側に突出した先端部に半田付けが施されることによって実装される。
【００２８】
半導体装置１は、実装された半導体素子４を被覆するようにして放熱部材６が配線基板２に実装され、この放熱部材６によって半導体素子４から発生する熱を効率よく放熱して半導体素子４の温度上昇を抑制して安定した動作が行われるようにする。半導体装置１は、放熱部材６が半導体素子４を被覆するようにして配線基板２に実装されることにより、半導体素子４をシールドする。半導体装置１は、配線基板２上に、半導体素子４とともに図示しないが適宜の電子部品や電気部品等が実装されている。
【００２９】
配線基板２は、例えば銅貼り絶縁基板にフォトリソグラフ処理やエッチング処理を施して不要な銅箔を除去して適宜のパターン形成を行って配線層７を形成してなる。配線基板２は、図２に示すように配線層７が第２の主面２ｂ側に形成されているが、第１の主面２ａ側にも形成した２層構成や、内層にも形成した多層配線基板であってもよい。配線基板２は、配線層７が、適宜の導体パターンや端子ランド７ａ或いはグランドパターン７ｂ等によって構成されている。配線基板２は、第１の主面２ａに半導体素子４を実装する半導体素子実装領域２ｃが構成されるとともに、この半導体素子実装領域２ｃを囲むようにして矩形の端子孔３が第２の主面２ｂに貫通して形成されている。配線基板２には、第２の主面２ｂに形成される配線層７の端子ランド７ａが、端子孔３の周囲に形成されている。
【００３０】
配線基板２には、詳細を後述するように放熱部材６を実装するために、半導体素子実装領域２ｃを挟みんだ左右の領域に位置してそれぞれ幅方向に離間する一対からなる矩形の嵌合孔８ａ、８ｂと嵌合孔８ｃ、８ｄ（以下、総称する場合には嵌合孔８と表記する。）が形成されている。配線基板２には、第２の主面２ｂに形成される配線層７に、第２の主面２ｂに、各端子孔３を囲んで端子ランド等が形成されるとともに、嵌合孔８を囲んで端子パターンが形成される。配線基板２は、これら端子パターンが、詳細を省略するが配線層７のグランドパターン７ｂと接続して形成している。
【００３１】
半導体素子４は、チップをエポキシ樹脂等の絶縁樹脂材によって封装するとともに、幅方向の両側面に配線基板２の各端子孔３に対応して多数個の接続端子片５が突出されてしてパッケージ化されてなる。半導体素子４は、各接続端子片５が、それぞれの基端部をパッケージの側面から水平方向に突出されるとともに側面と平行に下方へと折曲されることによって全体略Ｌ字状を呈している。半導体素子４は、各接続端子片５をそれぞれの先端部５ａが相対する端子孔３に嵌合して第２の主面２ｂ側へと突出させることにより、配線基板２の半導体素子実装領域２ｃに組み付けられる。半導体素子４は、後述するように放熱部材６を配線基板２に組み付けた状態で例えばリフロー半田等が施されることにより、電気的接続が行われるとともに機械的に固定されて配線基板２に実装される。
【００３２】
半導体素子４は、通電が行われることにより封装したチップから熱が発生するが、詳細を後述するように放熱部材６によって効率的な放熱が行われる。放熱部材６は、例えば銅板やアルミニウム板等の熱伝導率が良好な金属板素材によって形成される。放熱部材６は、図１及び図２に示すように、半導体素子４の天井面４ａと対向する天井部９と、この天井部９の長さ方向の両端部にそれぞれ連設された第１側面部１０と第２側面部１１と、天井部９の幅方向の両端部にそれぞれ連設された第３側面部１２と第４側面部１３とからなり、底面を開放した全体薄箱状を呈している。
【００３３】
放熱部材６には、第１側面部１０の下端部から連結部１４を介して放熱促進部１５が一体に連設されている。放熱部材６には、第１側面部１０の下端部に幅方向に離間して一対の嵌合凸部１６ａ、１６ｂが突出形成されている。これら嵌合凸部１６ａ、１６ｂは、上述した配線基板２の嵌合孔８ａ、８ｂに相対嵌合される。放熱部材６には、第２側面部１１の下端部に幅方向に離間して一対の嵌合凸部１６ｃ、１６ｄが突出形成されている。これら嵌合凸部１６ｃ、１６ｄは、上述した配線基板２の嵌合孔８ｃ、８ｄに相対嵌合される。なお、嵌合凸部１６ａ〜１６ｄについては、これらを総称する場合に嵌合凸部１６と表記する。
【００３４】
放熱部材６は、天井部９が半導体素子４の投影外形寸法よりもやや大きな外形を有する矩形形状に形成され、第１側面部１０乃至第４側面部１３が半導体素子４の厚みとほぼ同等の高さを有して形成されている。放熱部材６は、天井部９と第１側面部１０乃至第４側面部１３とによって半導体素子４の外周部を被覆するに足る内部空間を構成する。放熱部材６は、第１側面部１０の下端部から連結部１４が外側に水平に折曲形成されるとともに、この連結部１４を介して放熱促進部１５が立ち上がり形成されている。
【００３５】
放熱部材６は、放熱促進部１５が、連結部１４から第１側面部１０と対向するようにして垂直に立ち上げられた立上り放熱促進部１５Ａと、この立上り放熱促進部１５Ａの上端部において水平方向に折曲されて天井部９と対向する水平放熱促進部１５Ｂとから構成されてなる。放熱促進部１５は、立上り放熱促進部１５Ａがその高さを第１側面部１０の高さよりもやや大きく形成されており、この立上り放熱促進部１５Ａに水平放熱促進部１５Ｂが天井部９の上方位置に延在されるようにして折曲形成されてなる。放熱促進部１５は、水平放熱促進部１５Ｂが天井部９と略同等の大きさを以って形成されている。
【００３６】
放熱部材６は、半導体素子４から発生する熱を、この半導体素子４を被覆する天井部９と第１側面部１０乃至第４側面部１３とから放熱するとともに、第１側面部１０に連設された放熱促進部１５からも放熱する。放熱部材６は、放熱促進部１５が上述したように大きな形状を有しており、より効率的な放熱が行われるようにする。放熱部材６は、放熱促進部１５が立上り放熱促進部１５Ａと水平放熱促進部１５Ｂとからなり投影外形寸法が小さいことから、配線基板２に大きな実装領域を不要とする。放熱部材６は、デッドスペースとなる天井部９の上方部位を利用して放熱促進を行うように構成したことにより、電子装置の小型化が図られるようにする。
【００３７】
以上のように構成された放熱部材６は、金属板素材に打抜き加工を施して図３に示した展開形状の素材１７を形成し、この素材１７に対して所定の部位にそれぞれ曲げ加工を施して全体略薄箱状に形成されてなる。素材１７は、同図に示すように、半導体素子４の投影外形寸法よりもやや大きな外形を有して天井部６ａを構成する矩形の第１領域１７ａに対して各部が一体に連設されてなる。素材１７には、第１領域１７ａを囲む４辺位置にそれぞれ第１山折り線１８ａ〜第４山折り線１８ｄが形成される。素材１７には、第１領域１７ａの一側部に第１山折り線１８ａを介して第１側面部１０を構成する矩形の第２領域１７ｂが連設される。素材１７には、第１領域１７ａの一側部に第１山折り線１８ａと対向する第２山折り線１８ｂを介して第２側面部１１を構成する矩形の第３領域１７ｃが連設される。素材１７は、第２領域１７ｂと第３領域１７ｃとが、互いに略同一形状を以って形成されている。
【００３８】
素材１７には、第１山折り線１８ａと第２山折り線１８ｂとに直交する第３山折り線１８ｃを介して第３側面部１２を構成する矩形の第４領域１７ｄが連設される。素材１７には、第１山折り線１８ａと第２山折り線１８ｂとに直交するとともに第３山折り線１８ｃと対向する第４山折り線１８ｄを介して第４側面部１３を構成する矩形の第５領域１７ｅが連設される。素材１７は、第４領域１７ｄと第５領域１７ｅとが、互いに略同一形状を以って形成されている。
【００３９】
素材１７には、第１山折り線１８ａと対向して形成される第１谷折り線１９ａを介して、第２領域１７ｂを挟んで第１領域１７ａと対向する連結部１４を構成する第６領域１７ｆが小幅で連設される。素材１７には、第１谷折り線１９ａと対向して形成される第２谷折り線１９ｂを介して、第６領域１７ｆを挟んで第２領域１７ｂと対向する立上り放熱促進部１５Ａを構成する第７領域１７ｇが連設される。第７領域１７ｇは、第２領域１７ｂよりもやや大きな幅を有する領域として構成されてなる。
【００４０】
素材１７には、第２谷折り線１９ｂと対向して形成される第３谷折り線１９ｃを介して、第７領域１７ｇを挟んで連結部１４と対向する水平放熱促進部１５Ｂを構成する第８領域１７ｈが連設される。第８領域１７ｈは、第１領域１７ａとほぼ同一の大きさを有している。
【００４１】
以上のように構成された素材１７は、第１領域１７ａに対して第２の領域１７ｂ乃至第５領域１７ｅがそれぞれ第１山折り線１８ａ乃至第４山折り線１８ｄを介して折曲されることによって、上述したように半導体素子４の外周部を被覆する天井部９と第１側面部１０乃至第４側面部１３とを形成する。素材１７は、第２の領域１７ｂに対して第６領域１７ｆ乃至第８領域１７ｈがそれぞれ第１谷折り線１９ａ乃至第３谷折り線１９ｃを介して折曲されることによって、上述したように第１側面部１０と天井部９とに対向して延在する立上り放熱促進部１５Ａと水平放熱促進部１５Ｂとからなる放熱促進部１５が連結部１４を介して形成される。
【００４２】
素材１７には、図３に示すように第１谷折り線１９ａを起点として連結部１４を超えて第７領域１７ｇに達する略コ字状の切欠き溝２０ａ、２０ｂが形成されている。素材１７は、これら切欠き溝２０ａ、２０ｂによって切り残された舌片状の凸部が、上述したように各部を折曲した際に第２の領域１７ｂと同一面を構成して突出されることで、上述した第１側面部１０側の嵌合凸部１６ａ、１６ｂを構成する。素材１７には、第３領域１７ｃの側縁部に凸部が一体に突設されており、これら凸部が上述したように各部を折曲した際に第３領域１７ｃと同一面を構成して突出されることで、上述した第２側面部１１側の嵌合凸部１６ｃ、１６ｄを構成する。
【００４３】
なお、放熱部材６は、第１側面部１０に対して連結部１４を介してＬ字状に折曲して放熱促進部１５を形成するようにしたが、かかる構成に限定されるものではない。放熱部材６は、例えば残る第２側面部１１乃至第４側面部１３からも、それぞれ連結部を介して対向する立上り放熱促進部を一体に連設するようにしてよい。また、放熱部材６は、例えば放熱促進部１５が、水平放熱促進部１５Ｂの先端部から蛇腹状に折返し折曲部を一体に連設するようにしてもよい。
【００４４】
半導体装置１においては、配線基板２の第１の主面２ａ側から半導体素子４が半導体素子実装領域２ｃ上に組み合わされ、各端子孔３に対して相対する各接続端子片５が嵌合される。半導体装置１においては、必要に応じて半導体素子４の天井面４ａに熱伝導性が良好な接着剤２１を塗布し、半導体素子４を覆うようにして放熱部材６が配線基板２に組み合わされる。半導体装置１においては、放熱部材６が、各嵌合孔８に対して相対する嵌合凸部１６が嵌合されて配線基板２に組み合わされる。半導体装置１においては、この状態で放熱部材６がその天井部９と第１側面部１０乃至第４側面部１３とにより半導体素子４の外周部を被覆する。なお、半導体装置１においては、配線基板２に、必要に応じて他の電子部品等が同様に組み合わされる。
【００４５】
半導体装置１においては、半導体素子４や放熱部材６を組み合わせた配線基板２が例えばリフロー半田工程が施されることによって、第２の主面２ｂ側において半導体素子４の各接続端子片５と放熱部材６の嵌合凸部１６とがそれぞれの先端部を配線層７の端子ランド７ａやグランドパターン７ｂに半田付けされて配線基板２に実装される。半導体装置１においては、半導体素子４と放熱部材６とが、配線基板２に実装された状態において天井面４ａと天井部９とが接着剤２１によって接合されることで一体化される。
【００４６】
半導体装置１においては、半導体素子４の外周部が金属板材によって形成された放熱部材６の天井部９及び第１側面部１０乃至第４側面部１３より被覆された状態にあり、また放熱部材６が嵌合凸部１６を介して配線基板２に形成した配線層７のグランドパターン７ｂと接続されている。したがって、半導体装置１においては、半導体素子４が放熱部材６によって電磁波ノイズに対してシールドされた構成となる。半導体装置１においては、半導体素子４に対する外部からの電磁波ノイズの影響が防止され、また実装部品や電子機器の各部に対してスイッチング動作等に伴う半導体素子４から発生する電磁波ノイズの影響が防止されるようににり、信頼性の向上が図られる。
【００４７】
半導体装置１においては、半導体素子４に通電が行われることにより封装したチップから発生する熱が放熱部材６に伝達され、この放熱部材６の各部から放熱が行われることで半導体素子４の温度上昇を抑制して安定した制御動作が行われるようになる。半導体装置１においては、半導体素子４と放熱部材６とが上述したように天井面４ａと天井部９とを接合されて一体化されることにより、半導体素子４の熱が放熱部材６に伝達される。半導体装置１においては、放熱部材６の天井部９及び第１側面部１０乃至第４側面部１３から放熱を行うとともに、第１側面部１０に連設した放熱促進部１５からの放熱も行われる。
【００４８】
半導体装置１においては、放熱促進部１５が立上り放熱促進部１５Ａと水平放熱促進部１５Ｂとからなる大きな面積を有することで、放熱部材６が全体として大きな表面積を有し半導体素子４に発生した熱を効率的に放熱する。半導体装置１においては、放熱促進部１５に、天井部９と対向する水平放熱促進部１５Ｂを一体に形成したことから、配線基板２上に大きな実装面積を専有することなく放熱効率が良好な放熱部材６を設けることが可能とされる。
【００４９】
また、半導体装置１においては、放熱部材６が嵌合凸部１６を介して配線基板２に形成したグランドパターン７ｂと接続されていることから、このグランドパターン７ｂを介して半導体素子４に発生した熱の放熱も行われる。したがって、半導体装置１においては、大型化することなく極めて効率的な放熱が行われるようになる。
【００５０】
なお、半導体装置１においては、半導体素子４と放熱部材６とを相対する天井面６ａと天井部９との間に接着剤２１を充填して接合して一体化するようにしたが、かかる構成に限定されるもので無い。半導体装置１においては、例えば半導体素子４と放熱部材６とを、天井面６ａと天井部９との間に圧縮状態でコイルスプリングや板バネ等の熱伝導率が良好な金属弾性部材を介在させて熱伝達が行われるように構成してよい。半導体装置１においては、半導体素子４と放熱部材６とを配線基板装置１においては、半導体素子４と放熱部材５との間に熱伝導率が大きい金属弾性材からなる熱伝導部材を介挿することによって、接着剤２１を介するよりもより効率的な放熱が行われるようになる。
【００５１】
第２の実施の形態として図４に示した半導体装置３０は、基本的な構成を上述した半導体装置１と同等とすることから、対応する各部について同一符号を付してその説明を省略するが、放熱促進部３１の構成に特徴を有している。半導体装置１においては、放熱部材６の放熱促進部１５に天井部９と対向する水平放熱促進部１５Ｂを連設したが、この水平放熱促進部１５Ｂと天井部９との高さを充分に確保することが好ましい。半導体装置１においては、間隔が小さい場合に天井部９と水平放熱促進部１５Ｂとの間に構成される空間部２２に熱が籠もってその温度が次第に上昇し、天井部９や水平放熱促進部１５Ｂからの放熱効率を低下させることがある。
【００５２】
半導体装置３０においては、上述した空間部２２の温度上昇を抑制するようにして天井部９や放熱促進部３１からの放熱効率が保持されるようにする。すなわち、半導体装置３０においては、半導体素子４を被覆するようにして配線基板２に実装される放熱部材６を備えるが、この放熱部材６の第１側面部１０に第１放熱促進部３２が一体に形成されるとともに、第２側面部１１側にも第２放熱促進部３３が一体に形成されている。
【００５３】
放熱促進部３１は、第１放熱促進部３２と第２放熱促進部３３とが左右対称形に形成されており、それぞれ第１側面部１０と第２側面部１１の下端部から第１連結部３４と第２連結部３５とを介して一体に連設される。第１放熱促進部３２も、上述した放熱促進部１５と同様に、第１側面部１０と対向する第１立上り放熱促進部３２Ａと、この第１立上り放熱促進部３２Ａの上端において水平に折曲されて天井部９と対向する第１水平放熱促進部３２Ｂとからなる。第２放熱促進部３３も、同様に、第２側面部１１と対向する第２立上り放熱促進部３３Ａと、この第２立上り放熱促進部３３Ａの上端において水平に折曲されて天井部９と対向する第２水平放熱促進部３３Ｂとからなる。
【００５４】
放熱促進部３１は、第１放熱促進部３２の第１水平放熱促進部３２Ｂと第２放熱促進部３３の第２水平放熱促進部３３Ｂとが、天井部９の上方位置においてそれぞれの先端部３２ｂ、３３ｂを互いに対向させるようにして延在されてなる。放熱促進部３１は、第１水平放熱促進部３２Ｂと第２水平放熱促進部３３Ｂとの相対する先端部３２ｂ、３３ｂとの間において、幅方向の間隙３６を構成してなる。
【００５５】
半導体装置３０においては、上述したように半導体素子４から発生した熱が放熱部材６に伝達されて、この放熱部材６の各部から放熱が行われる。なお、半導体装置３０においては、半導体素子４と放熱部材６との熱伝達をコイルスプリング３７によって行っている。半導体装置３０においては、放熱部材６の天井部９から放熱されることによって、この天井部９と第１水平放熱促進部３２Ｂ及び第２水平放熱促進部３３Ｂとの間に構成される空間部３８に熱が籠もって次第に温度が上昇するようになる。
【００５６】
半導体装置３０においては、上述したように第１水平放熱促進部３２Ｂの先端部３２ｂと第２水平放熱促進部３３Ｂの先端部３３ｂとの間に間隙３６が構成されている。半導体装置３０においては、空間部３８と外部とに温度差があることから、間隙３６を介して空間部３８内に外部の冷たい空気が流れ込むとともにこの空間部３８内から熱くなった空気が流れ出して対流の促進が図られるようになる。半導体装置３０においては、この対流によって空間部３８内の温度上昇が抑制されて天井部９や放熱促進部３１からの放熱効率が保持されるようになる。
【００５７】
なお、上述した半導体装置３０においては、第１放熱促進部３２と第１放熱促進部３３とを同形に形成したが、第１水平放熱促進部３２Ｂ及び第２水平放熱促進部３３Ｂの各先端部３２ｂ、３３ｂ間において間隙３６を構成するようにすればよい。半導体装置１、３０においては、放熱促進部１５を第１側面部１０に一体に連設するようにしたが、第２側面部１０乃至第４側面部１３のいずれかに形成するようにしてもよいことは勿論である。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる半導体装置によれば、配線基板に実装された半導体素子の天井面と熱伝導接続される天井部と、半導体素子の各側面を覆う側面部と、この側面部から連設され天井部の上方に延在する放熱促進部と、配線基板に形成した嵌合孔に嵌合されてグランドパターンに半田付けされる嵌合凸部とからなる放熱部材を備え、この放熱部材によって電磁波ノイズに対する半導体素子の電磁シールドと半導体素子から発生した熱の放熱が行われる。本発明にかかる半導体装置によれば、放熱部材が、半導体素子を被覆する天井部と各側面部とともに、放熱促進部及び配線基板のグランドパターンを介して半導体素子から発生した熱の放熱を行うことから、配線基板上に大きな実装面積を専有することなく小型化が図られるにもかかわらず大きな放熱部位を有して効率的な放熱を行うことが可能となり、半導体素子の温度上昇を抑制して安定した動作が行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示す半導体装置の要部斜視図である。
【図２】半導体装置の要部縦断面図である。
【図３】放熱部材の展開平面図である。
【図４】他の半導体装置の要部縦断面図である。
【図５】従来の半導体装置の要部斜視図である。
【図６】従来の他の半導体装置の要部側面図である。
【図７】従来の他の半導体装置の要部側面図である。
【符号の説明】
１        半導体装置
２        配線基板
３        端子孔
４        半導体素子
４ａ      天井面
５        接続端子片
６        放熱部材
７        配線層
７ａ      グランドパターン
８        嵌合孔
９        天井部
１０      第１側面部
１１      第２側面部
１２      第３側面部
１３      第４側面部
１４      連結部
１５      放熱促進部
１５Ａ    立上り放熱促進部
１５Ｂ    水平放熱促進部
１６      嵌合凸部
３０      半導体装置
３１      放熱促進部
３２      第１放熱促進部
３３      第２放熱促進部
３４      間隙
【図１】
2004356292.tif 000003
【図２】
2004356292.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004356292.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004356292.tif 000008
【図７】
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