(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱の向上を図った半導体装置および回路基板を提供する。【解決手段】半導体装置１０が，第１の電極が配置される第１の主面と，第２の電極が配置される第２の主面と，を備える半導体チップ１１と，第１の主面上に配置され，第１の電極と電気的に接続され，かつ半導体チップ１１と熱的に接続される第１の電極端子１２と，第２の電極端子１３，１４と，第２の主面上に配置され，第２の電極と電気的に接続される第１の部分と，第１の部分と第２の電極端子１３，１４とを電気的に接続する第２の部分と，第１の部分１３Ａ，１４Ａと電気的に接続される第３の部分と，を備え，かつ導電性材料から構成されるコネクタ１５，１６と，半導体チップ１１と，第１の部分１と，第２の部分と，を封止し，第３の部分の少なくとも一部を電極端子として露出させる封止部材１７と，を具備する。【選択図】図１
2007251046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が配置される第１の主面と，第２の電極が配置される第２の主面と，を備える半導体チップと，
前記第１の主面上に配置され，前記第１の電極と電気的に接続され，かつ前記半導体チップと熱的に接続される第１の電極端子と，
第２の電極端子と，
前記第２の主面上に配置され，前記第２の電極と電気的に接続される第１の部分と，前記第１の部分と前記第２の電極端子とを電気的に接続する第２の部分と，前記第１の部分と電気的に接続される第３の部分と，を備え，かつ導電性材料から構成されるコネクタと，
前記半導体チップと，前記第１の部分と，前記第２の部分と，を封止し，前記第３の部分の少なくとも一部を電極端子として露出させる封止部材と，
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第３の部分の幅が，前記半導体チップの幅より大きい
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２の主面上に第３の電極が配置され，
第３の電極端子と，
前記第３の電極と前記第３の電極端子とを電気的に接続する接続部と，をさらに具備する
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】
前記コネクタの第３の部分が，前記封止部材の側面から延伸される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
第１の電極が配置される第１の主面と，第２の電極が配置される第２の主面と，を備える半導体チップと，
前記第１の主面上に配置され，前記第１の電極と電気的に接続される第１の電極端子と，
第２の電極端子と，
前記第２の主面上に配置され，前記第２の電極と電気的に接続される第１の部分と，前記第１の部分と前記第２の電極端子とを電気的に接続する第２の部分と，前記第１の部分と電気的に接続される第３の部分と，を備え，かつ導電性材料から構成されるコネクタと，
前記半導体チップと，前記第１の部分と，前記第２の部分と，を封止し，前記第３の部分の少なくとも一部を露出させる封止部材と，
前記第１の電極端子を載置する基板と，
前記基板と前記第１の電極端子との間に配置され，前記第１の電極端子と電気的に接続される第１の導体パターンと，
前記基板上に配置され，前記第２の電極端子と電気的に接続される第２の導体パターンと，
前記基板上に配置され，前記コネクタの第３の部分と電気的に接続される第３の導体パターンと，
を具備することを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，半導体装置および回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクタ型の半導体装置に関する技術が公開されている（例えば，特許文献１参照）。コネクタ型の半導体装置は，例えば，外部との接続のための電極端子と半導体素子との間をコネクタで電気的に接続して構成され，プリント基板に搭載して用いられる。
従来のコネクタ型の半導体装置での放熱は，半導体装置の裏面によってなされる。即ち，半導体装置の裏面からプリント基板への熱伝導により，半導体装置を冷却している。
しかしながら，半導体装置の裏面からの放熱のみでは，必ずしも半導体装置の冷却が充分とは限らない。
【特許文献１】特開２００４−３１５１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は，放熱の向上を図った半導体装置および回路基板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】
【０００４】
本発明の一態様に係る半導体装置は，第１の電極が配置される第１の主面と，第２の電極が配置される第２の主面と，を備える半導体チップと，前記第１の主面上に配置され，前記第１の電極と電気的に接続され，かつ前記半導体チップと熱的に接続される第１の電極端子と，第２の電極端子と，前記第２の主面上に配置され，前記第２の電極と電気的に接続される第１の部分と，前記第１の部分と前記第２の電極端子とを電気的に接続する第２の部分と，前記第１の部分と電気的に接続される第３の部分と，を備え，かつ導電性材料から構成されるコネクタと，前記半導体チップと，前記第１の部分と，前記第２の部分と，を封止し，前記第３の部分の少なくとも一部を電極端子として露出させる封止部材と，を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば，放熱の向上を図った半導体装置および回路基板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下，図面を参照して，本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は，本発明の第１実施形態に係る半導体装置１０を上方から見た状態を表す上面図である。図１は，封止部１７の一部を除外した状態を表す。なお，これは後述の上面図（図３〜図５，図７）でも同様である。図２は，半導体装置１０を図１のII−IIで切断した状態を表す断面図である。
半導体装置１０は，半導体チップ１１，電極端子１２，１３，１４，コネクタ１５，１６，封止部１７を備える。
【０００７】
半導体チップ（半導体装置本体）１１は，半導体基板に３端子素子であるＭＯＳ−ＦＥＴ（Field Effect Transistor）が形成されたものである。半導体チップ１１には，電極端子１２，１３，１４に対応して図示しないドレイン電極，ソース電極，ゲート電極を有する。即ち，半導体チップ１１の下面にドレイン電極が，半導体チップ１１の上面にソース電極，ゲート電極が配置される。これらドレイン電極，ソース電極，ゲート電極への信号の印加によりＭＯＳ−ＦＥＴが駆動される。なお，このＭＯＳ−ＦＥＴは，高電力用の半導体素子である。
【０００８】
電極端子１２は，半導体チップ１１のドレイン電極との電気的接続および半導体チップ１１からの放熱のための部材である。電極端子１２は，例えば，金属（一例として，銅，銅系の合金）からなる導体平板から構成される。電極端子１２は，半導体チップ１１より縦横のサイズが大きい，半導体チップ１１からの効率的な放熱および半導体チップ１１等の安定的な載置のためである。
【０００９】
電極端子１２は，半導体チップ１１の下面に配置され，半導体チップ１１を載置する。電極端子１２は，ハンダ等の接続部１８Ａにより，半導体チップ１１のドレイン電極と電気的に接続される。この接続部１８Ａは，半導体チップ１１のほぼ全面において半導体チップ１１と電極端子１２とを接続する。即ち，この接続部は，半導体チップ１１と電極端子１２とを電気的に接続と共に，熱的にも接続する役割を担う。
【００１０】
電極端子１３，１４はそれぞれ，半導体チップ１１のソース電極およびゲート電極との電気的接続のための部材である。電極端子１３，１４は，例えば，金属（一例として，銅，銅系の合金）からなる導体平板から構成される。電極端子１３，１４はそれぞれ，部分１３Ａ〜１３Ｃおよび部分１４Ａ〜１４Ｃに区分することができる。例えば，金属（一例として銅，銅系の合金）からなる導体平板を折り曲げることで，部分１３Ａ〜１３Ｃおよび部分１４Ａ〜１４Ｃに区分される電極端子１３，１４を一体的に形成できる。
【００１１】
部分１３Ａ，１４Ａはそれぞれ，封止部１７に埋め込み固定され，コネクタ１５，１６によって半導体チップ１１のソース電極およびゲート電極と電気的に接続される。部分１３Ｂ，１４Ｂはそれぞれ，部分１３Ａ，１３Ｃおよび部分１４Ａ，１４Ｃを電気的に接続する。部分１３Ｃ，１４Ｃは，プリント基板等と接続される部分である。
【００１２】
コネクタ１５は，半導体チップ１１のソース電極と電極端子１３との電気的接続および半導体チップ１１の放熱のための部材である。コネクタ１５は，部分１５Ａ〜１５Ｅに区分される。例えば，金属（一例として，銅やアルミニウム）からなる導体薄板を折り曲げることで，部分１５Ａ〜１５Ｅに区分されるコネクタ１５を一体的に構成できる。
【００１３】
部分１５Ａは，ハンダ等の接続部１８Ｂにより，半導体チップ１１のソース電極と電気的に接続される。この接続部１８Ｂは，部分１５Ａのほぼ全面において半導体チップ１１と部分１５Ａとを接続する。即ち，この接続部１８Ｂは，半導体チップ１１と部分１５Ａとを電気的に接続と共に，熱的にも接続する役割を担う。
部分１５Ｂは，部分１５Ａ，１５Ｃを電気的に接続する。
部分１５Ｃは，ハンダ等の接続部１８Ｃにより，電極端子１３と電気的に接続される。
【００１４】
部分１５Ｄは，部分１５Ａ，１５Ｅを電気的および熱的に接続する。
部分１５Ｅは，半導体チップ１１からの放熱のための機能を有する部分（放熱板）である。部分１５Ｅをプリント基板等に熱的に接続することで，半導体チップ１１からの熱が部分１５Ａ，１５Ｄ，１５Ｅを通って，プリント基板等に放出される。部分１５Ｅは，半導体チップ１１より大きな幅Ｄを有する。半導体チップ１１からの効率的な放熱のためである。また，部分１５Ｅは，ソース電極への信号入力用の電極端子としての機能を有する。
【００１５】
コネクタ１６は，半導体チップ１１のゲート電極と電極端子１４との電気的接続のための部材である。コネクタ１６は，部分１６Ａ〜１６Ｃに区分される。例えば，金属（一例として，銅，銅系の合金）からなる導体薄板を折り曲げることで，部分１６Ａ〜１６Ｃに区分されるコネクタ１６を一体的に構成できる。
【００１６】
部分１６Ａは，ハンダ等の接続部により，半導体チップ１１のゲート電極と電気的に接続される。
部分１６Ｂは，部分１６Ａ，１６Ｃを電気的に接続する。
部分１６Ｃは，ハンダ等の接続部により，電極端子１４と電気的に接続される。
【００１７】
封止部１７（パッケージ）は，半導体チップ１１，コネクタ１６の全体および電極端子１２〜１４，コネクタ１５の一部を封止する。これらを保護，固定するためである。封止部１７は，略直方体状の形状を有し，その側面からコネクタ１５の部分１５Ｄ，１５Ｅが延伸している。封止部１７には，例えば，エポキシ樹脂等の樹脂材料（封止材料）を用いることができる。
【００１８】
半導体装置１０は，次のようにして作成できる。即ち，電極端子１２上にドレイン電極を介して半導体チップ１１を固定し，コネクタ１５，１６を介して，ソース電極，ゲート電極に電極端子１３，１４を接続し，樹脂等の封止材料で封止する。なお，型を用いたモールド加工をこの封止に利用することができる。
【００１９】
（回路基板）
図３は，半導体装置１０を搭載する回路基板２０を上方から見た状態を表す上面図である。なお，見やすさのために，導体パターン２２〜２５の表面にハッチングを付している。
回路基板２０は，基板２１，導体パターン２２〜２５を有し，２つの半導体装置１０（１），１０（２）が並列して配置される。２つの半導体装置１０（１），１０（２）を電気的に並列に接続することで，大電力への対応および電力損失の低減を図っている。
【００２０】
基板２１は，例えば，ガラスエポキシ系の材料から構成されるプリント基板である。
導体パターン２２〜２５は，基板２１上に配置され，例えば，金属（一例として，銅，銅系の合金）からなる導体膜から構成される。
導体パターン２２は，電極端子１２と対応して配置され，ハンダ等の接続部により，電極端子１２と電気的および熱的に接続される。
導体パターン２３は，電極端子１３と対応して配置され，ハンダ等の接続部により，電極端子１３と電気的に接続される。
導体パターン２４は，電極端子１４と対応して配置され，ハンダ等の接続部により，電極端子１４と電気的に接続される。
導体パターン２５は，コネクタ１５の部分１５Ｅと対応して配置され，ハンダ等の接続部により，部分１５Ｅと電気的に接続される。
【００２１】
半導体装置１０では，コネクタ１５の部分１５Ｅおよび電極端子１２によって，基板２１と熱的に接続される。この結果，半導体装置１０から効率的に放熱がなされる。即ち，コネクタ１５に放熱板の機能を有する部分（部分１５Ｄ，１５Ｅ）が付加され，半導体チップ１１の表面からコネクタ１５を介して放熱がなされる。
また，半導体装置１０では，導体パターン２３，２５の双方によって，電極端子１３およびコネクタ１５の部分１５Ｅを介して，半導体装置１０のソース電極に信号を入力している。このため，導体パターン２３の幅Ｗを狭くしても充分な信号量を確保することが容易となる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態を説明する。
図４は，本発明の第２実施形態に係る半導体装置３０を上方から見た状態を表す上面図である。図５は，半導体装置３０を図４のV−Vで切断した状態を表す断面図である。
【００２３】
半導体装置３０の電極端子３３，３４の部分３３Ｃ，３４Ｃが曲げられず，封止部３７から真横に突き出ている。コネクタ３５の部分３５Ｅが，曲げられず，封止部３７から真横に突き出ている。また，部分３５Ｅに開口３９が形成されている。
部分３３Ｃ，３４Ｃ，部分３５Ｅが封止部３７の側面から真横一直線に突き出ているのは，他の回路構成要素との接続の関係である。開口３９は，放熱用の部材との固定のためのネジ穴として用いられる。
外部との接続関係を除いて，第２の実施形態は，第１の実施形態と同様な構成を有するので，第２の実施形態の詳細な説明を省略する。
【００２４】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施形態を説明する。
図６は，本発明の第３実施形態に係る半導体装置４０を上方から見た状態を表す上面図である。図７は，半導体装置４０を図７のVI−VIで切断した状態を表す断面図である。
半導体装置４０は，半導体チップ４１，電極端子４２，４３，コネクタ４５，封止部４７を備える。
【００２５】
半導体チップ４１は，半導体基板に２端子素子であるダイオードが形成されたものである。半導体チップ４１には，電極端子４２，４３に対応して図示しないアノード電極，カソード電極を有する。即ち，半導体チップ４１の下面にカソード電極が，半導体チップ４１の上面にアノード電極が配置される。これらアノード電極，カソード電極への信号の印加によりダイオードが駆動される。
【００２６】
半導体装置４０は，半導体装置１０と端子数が異なることから，半導体装置１０の電極端子１４，コネクタ１６に対応する構成要素を有しない。また，構成要素が減った関係で，電極端子４３およびコネクタ４５の形状が半導体装置１０の電極端子１３およびコネクタ１５と相違する。
【００２７】
以上を除いて，第３の実施形態は，第１の実施形態と同様な構成を有するので，第３の実施形態の詳細な説明を省略する。
半導体装置４０は，コネクタ４５の部分４５Ｅおよび電極端子４２によって，基板と熱的に接続可能であり，効率的な放熱が可能である。また，コネクタ４５の部分４５Ｅおよび電極端子４３を介して，半導体装置４０のカソード電極への信号入力が可能である。
【００２８】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施形態では，３端子素子としてＭＯＳ−ＦＥＴを挙げている。本発明の実施形態はＭＯＳ−ＦＥＴのみならず，３端子素子一般，例えば，バイポーラトランジスタにも適用できる。
また，ダイオードは，ツェナーダイオードであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を上方から見た状態を表す上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の断面の状態を表す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る半導体装置を有する回路基板を上方から見た状態を表す上面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る半導体装置を上方から見た状態を表す上面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の断面の状態を表す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る半導体装置を上方から見た状態を表す上面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の断面の状態を表す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…半導体装置，１１…半導体チップ，１２，１３，１４…電極端子，１５，１６…コネクタ，１７…封止部，２０…回路基板，２１…基板，２２〜２５…導体パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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