(57)【要約】【課題】高い機械的強度の冷却構造を有し、放熱性が向上した半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置は、半導体素子と、半導体素子が主面に搭載された基板と、基板の主面または側面に配置され、半導体素子を囲むように配置されたケースと、ケースによって包囲された基板の主面側を被覆する封止体と、を備えた半導体装置において、平面視にてケースで囲まれた領域の、基板の一方の主面に、複数の柱状の突起部を有することを特徴とする。また、ケースは、対角に位置するビス止め部を２対備え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】
半導体素子と、前記半導体素子が主面に搭載された基板と、前記基板の主面または側面に配置され、前記半導体素子を囲むように配置されたケースと、前記ケースによって包囲された前記基板の主面側を被覆する封止体と、を備えた半導体装置において、平面視にて前記ケースで囲まれた領域の、前記基板の一方の主面に、複数の柱状の突起部を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ケースは、対角に位置するビス止め部を２対備え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、ケース内を樹脂で封止する高温領域で動作可能な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を使用したトランスファーモールドに代えて、樹脂ケースを使用した半導体装置がある。半導体素子としてＳｉＣなどの化合物半導体を用いた場合、従来のＳｉ半導体を用いたものに比べて、高温領域での動作が可能であるが、はんだなどの接着材が熱によって劣化する可能性があり、対策として冷却構造を有する半導体装置がある。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５１９３７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術によれば、放熱効果を高めるために、冷媒の流れを利用した水冷方式を用い、ヒートシンクに複数のピン状のフィンが一体成型されている。しかしながら、ピン形状では先端部に向かって細くなるために機械的強度が低く、取り扱いの際に変形、あるは破損し易いことが懸念される。
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑み、放熱性向上のために冷却を必要する半導体装置において、高い機械的強度の冷却構造を有する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】
【０００６】
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、半導体素子と、半導体素子が主面に搭載された基板と、基板の主面または側面に配置され、半導体素子を囲むように配置されたケースと、ケースによって包囲された基板の主面側を被覆する封止体と、を備えた半導体装置において、平面視にてケースで囲まれた領域の、基板の一方の主面に、複数の柱状の突起部を有することを特徴とする。また、ケースは、対角に位置するビス止め部を２対備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、高い機械的強度の冷却構造を有し、放熱性が向上した半導体装置を提供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置１００の斜視模式図である。
【図２】本発明の変形例１に係る半導体装置１００の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。なお以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【実施例】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例に係る半導体装置１００を説明する。図１は、本発明の実施例に係る半導体装置１００において、突起部２１が配置された面を上方の面として示した斜視模式図である。図２は、図１のＡ-Ａ断面による半導体装置１００の構成を示す断面模式図である。
【００１１】
図１および図２に示す半導体装置１００は、半導体素子１、基板２、突起部２１、リード３、ケース４、封止体５、ビス止め部６から成っている。
【００１２】
半導体素子１は、基板２上の電極（図示せず）に接着材を介して載置され、固定されている。例えばＳｉＣ半導体やＧａＮ半導体等の化合物半導体で構成する電力用半導体素子であり、Ｓｉ半導体に比べて高温状態での動作が可能であり、またスイッチング速度が速く、低損失である。
【００１３】
基板２は、半導体素子１を主面に接着材（図示ぜす）を介して固着させている。基板２は、Ａｌ基板と、Ａｌ基板の上面に形成された絶縁層と、絶縁層を介して基板の上面に形成された導体層（回路配線）とを有するが、図示は省略する。
【００１４】
突起部２１は、基板２と一体成型され、基板２の一方の主面に複数配置されている。柱状であって、上面と下面は同じ形状である。
【００１５】
リード３は、ＣｕまたはＣｕ合金に、ＮｉめっきあるいはＡｇめっきを施して成る。リード３は、基板２の上面（一方の主面）に形成された導体層に電気的に接続されている。本実施例に係る半導体装置１００では、リード３は、基板２の上面に直立して配置されている。リード３は、半導体素子１などの外部取り出し電極として機能する。リード３は、例えば、１．０ｍｍ厚の平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工で形成される。
【００１６】
ケース４は、基板２の一方の主面に配置され、平面視において、半導体素子１を囲むように設けられている。本実施例においては、ケース４を基板２の外周縁に沿って配置し、基板２の側面の延長線上にケース４の外壁が位置するようにしている。このため、ケース４は、半導体素子１を保護するパッケージ（外囲体）の一部として機能するとともに、基板２と協働して封止体５を構成する樹脂が注入される器として機能する。ケース４は、例えば、加工性がよく融点も２８０℃と高い、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）が望ましい。
【００１７】
封止体５は、基板２の上面において、ケース４で囲まれた領域に形成されている。封止体５は、熱による物性変化が少なく耐熱性が優れた樹脂から成る。例えばシリコン系樹脂が用いられる。
【００１８】
ビス止め部６は、基板２と一体成型される。対角に位置して、2対で4隅を確実にビス止めすることができる。これにより、水冷放熱フィンにビス止めする際のがたつきを低減し、冷媒の漏れを防止することができる。
以上により、半導体装置１００が完成する。
【００１９】
次に、上述の実施例に係る半導体装置１００の効果を説明する。
【００２０】
本発明の実施例に係る半導体装置は、請求項１によれば、突起部は柱状であり、先端部が細いピン状のフィンよりも機械的強度が高く、変形あるいは破損を防止する。さらに突起部を複数配置することで水冷方式での高い放熱効果が得られる。
請求項２によれば、対角に位置するビス止め部を2対備えることで、水冷放熱フィンにビス止めする際のがたつきを低減し、冷媒の漏れを防止することができる。
【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は明らかである。
【００２２】
基板２は、Ａｌ基板としたが、ＡｌＮ基板あるいは、ＤＢＣ基板（アルミナセラミックス基板にＣｕ回路をＤＣＢ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄ法にて接合した放熱用絶縁基板）としてもよい。また、基板２をケース４の内側に配置してもよい。すなわち、基板２の外側面にケース４の内壁面を当接させて構成してもよい。
【００２３】
ケースは、ＰＰＳ材としたが、金属よりも軽く、絶縁性が保たれる材料が好ましく、塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂などでもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１、半導体素子
２、基板
２１、突起部
３、リード
４、ケース
５、封止体
６、ビス止め部
１００、半導体装置
【図１】
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【図２】
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