(57)【要約】【課題】  簡単な構成により、集積回路の放熱効果の向上を図るようにしたものである。【解決手段】  基板２と、この基板２の一方の面２ａに装着される集積回路３とからなり、集積回路３は、基板２に装着される面に放熱パッド３２を備えている。放熱板４は、放熱パッド３２に当接される当接面４１ａが設けられている。この放熱板４は、断面形状が弓字型形状に形成され、その中間の突出部４１に当接面４１ａを形成する。また、その両端部に突出部４１と同じ方向に延出した部分により固定部４２を形成し、基板２には、放熱パッド３１に対応する部分に貫通孔２２と、固定部４２を挿入する挿入孔２３を設け、貫通孔２２に基板２の他方の面２ｂから突出部４１を配設して当接面４１ａを放熱パッド３２に当接する。貫通孔２３に固定部４２を基板２の他方の面２ｂ側から挿入して放熱板４を基板２に固定する。【選択図】図３
2009105086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板の一方の面に装着される集積回路とからなり、前記集積回路は、前記基板に装着される面に放熱パッドを備えた半導体装置において、
前記放熱パッドに当接される当接面を設けた放熱板を更に備え、この放熱板は、断面形状が弓字型形状に形成され、その中間の突出部に前記当接面を形成するとともに、その両端部に前記突出部と同じ方向に延出した部分により固定部を形成し、前記基板には、前記放熱パッドに対応する部分に貫通孔と、前記固定部を挿入する挿入孔を設け、前記貫通孔に前記基板の他方の面から前記突出部を配設して前記当接面を前記放熱パッドに当接するとともに、前記貫通孔に前記固定部を前記基板の他方の面側から挿入して前記放熱板を前記基板に固定したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記基板は、一方の面の前記挿入孔の周囲に半田付けが可能なパターンを更に備え、当該パターンに前記固定部を半田付けしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記固定部が半田付けされる前記パターンは、前記基板に形成されたアース用のパターンでることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記固定部は、前記基板の他方の面から前記挿入孔に挿入した後、当該固定部の前記一方の面から突出する部分を前記基板の一方の面に沿うように折り返して固定したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記放熱パッドと、前記当接面との間に熱伝導性のグリスを介在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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路を基板に装着（実装）してなる半導体装置に関し、特に、簡単な構成により、集積回路の放熱効果の向上を図るようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶型テレビジョンなどに用いられる半導体装置にあっては、基板の高集積化や小型化が進み、この種半導体装置から発生する熱を効率よく放熱することが強く要望される傾向にある。
【０００３】
従来のこの種半導体装置としては、例えば、基板の電子部品と対向する部分に穴部を設け、この穴部を通して放熱フィンの突起部を電子部品に当接させるように、電子部品を押さえばねで押さえ、押さえばねを基板にスペーサを介して放熱フィンとともにネジにより一体的に固定するようにしたものがある(例えば、特許文献１参照）。また、配線用の基板部に放熱板を裏うちし、基板の半導体が装着される部分に設けた穿孔から放熱板の突起部を突出させ、この突起部の先端平面部に、半導体の裏面の露出部分を接合させるようにしたものがある(例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
更には基板上に取付金具を介して集積回路を取り付け、集積回路の上から放熱板を被せるようにしたものがある(特許文献３参照）。
【特許文献１】実開平４−７６０９４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４０３８６号公報
【特許文献３】特開昭６３−２９９３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述の特許文献１記載の構成では、集積回路と放熱フィンとをネジにより一体的に固定しているので、スペーサや放熱フィンの突起部の寸法精度をかなりの精度で製作する必要があり、作業工数が増加し、コストアップを招く他、寸法精度が悪く突起部が高いと、固定時に基板から集積回路が剥離することとなるなどといった問題があった。また、前述の特許文献２記載の構成では、放熱板は、予め基板部に裏うちされており、上述した特許文献１記載のものと同様、突起部の高さの寸法精度をかなりの精度で製作する必要があり、作業工数が増加し、コストアップを招く他、寸法精度が悪く突起部が高いと、固定時に基板から集積回路が剥離することとなるなどといった問題があった。
【０００６】
更には、特許文献３記載の構成では、基板の一方の側に、集積回路と、この集積回路上に放熱板を設けているので、集積回路のより放熱効果の向上を図るために放熱板を大型化すると、基板上の集積回路の周辺に近接して、他の電子部品を実装することができず、この種半導体装置の小型化に反することになるなどといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、集積回路の放熱効果の向上を図るようにした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】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明では、基板と、この基板の一方の面に装着される集積回路とからなり、集積回路は、基板に装着される面に放熱パッドを備えた半導体装置において、放熱パッドに当接される当接面を設けた放熱板を更に備え、この放熱板は、断面形状が弓字型形状に形成され、その中間の突出部に当接面を形成するとともに、その両端部に突出部と同じ方向に延出した部分により固定部を形成し、基板には、放熱パッドに対応する部分に貫通孔と、固定部を挿入する挿入孔を設け、貫通孔に基板の他方の面から突出部を配設して当接面を放熱パッドに当接するとともに、貫通孔に固定部を基板の他方の面側から挿入して放熱板を基板に固定する。
【０００９】
この構成によれば、放熱板は、断面形状が弓字型形状に形成され、その中間の突出部に当接面を形成するとともに、その両端部に突出部と同じ方向に延出した部分により固定部を形成し、基板には、放熱パッドに対応する部分に貫通孔と、固定部を挿入する挿入孔を設け、貫通孔に基板の他方の面から突出部を配設して当接面を放熱パッドに当接するとともに、貫通孔に固定部を基板の他方の面側から挿入して放熱板を前記基板に固定している。従って、断面形状が弓字型形状の放熱板は、弾力性を備えているので、放熱板を基板に固定しても、放熱板の当接面と、集積回路の放熱パッドとは、常に略一定の接触圧力で接触しており、集積回路により発熱した熱は、当接面を介して放熱板に熱伝達され、速やかに放熱される。また、放熱板を基板に固定しても、放熱板は、弾力性を備えているので、集積回路に無理な応力がご加わることがない。この結果、集積回路が基板から剥離することがなく、長期間に亘って極めて安定して使用することができる。更には、放熱板は、集積回路が装着された一方の面とは反対側の他方の面に配設されているので、片面のみに回路を形成した片面基板であっても、集積回路に近接して他の電子部品を実装することができ、この種半導体装置の小型化を図ること可能となる。
【００１０】
また、本発明においては、基板は、一方の面の挿入孔の周囲に半田付けが可能なパターンを更に備え、当該パターンに固定部を半田付けする。この構成によれば、放熱板は、基板に設けられたパターンに半田付けされているので、この種基板への各種電子部品などを装着する半田付け工程において、固定することができ、都合がよい。
【００１１】
また、本発明においては、固定部が半田付けされるパターンは、基板に形成されたアース用のパターンである。この構成によれば、集積回路から放熱板に伝達された熱は、放熱板により放熱される他、放熱板の固定部を介して、基板に形成されたアース用のパターンにも熱伝達が行われるので、アース用のパターンからも放熱が行われ、より放熱効率を向上することができ、都合がよい。
【００１２】
また、本発明においては、固定部は、基板の他方の面から挿入孔に挿入した後、当該固定部の一方の面から突出する部分を基板の一方の面に沿うように折り返して固定する。この構成によれば、放熱板の固定に際し、当該固定部の一方の面から突出する部分を基板の一方の面に沿うように折り返せばよいので、その固定作業が極めて簡単で、より作業性の向上が図れ、都合がよい。
【００１３】
更に、本発明においては、放熱パッドと、当接面との間に熱伝導性のグリスを介在する。この構成によれば、放熱パッドと、当接面との間に熱伝導性のグリスが介在されているので、放熱パッドとから放熱板への熱伝達が極めて効率的に行われるので、より放熱効率を向上することができ、都合がよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡単な構成により、集積回路の放熱効果の向上を図った半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
(第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す一部を断面した側面断面図、図２は、図１に示す放熱板の概略構成を示す側面図である。図３は、図１に示す半導体装置の概略構成を示す分解斜視図、図４は、図１に示す集積回路の斜視図である。
【００１６】
半導体装置１は、図１および図３に示すように、基板２と、この基板２の一方の面２ａ（図において下側）に装着される集積回路３とから構成されている。基板２の一方の面２ａには、所望の回路パターン２１が形成されている。また、集積回路３は、図４に示すように、所望のＩＣチップをモールド樹脂によりモールドしたチップ本体３１と、このチップ本体３１の基板２に装着される面に形成された放熱パッド３２と、基板２に、例えば、銅箔などにより形成された回路パターン２１に接続される複数のリードフレーム３３とから形成されている。この集積回路３は、図１に示すように、基板２の回路パターン２１が形成された一方の面２ａの所定の位置に配設され、リードフレーム３３と、回路パターン２１が半田付けされ、これにより集積回路３が基板２に装着されている。
【００１７】
而して、本発明に従い、図１に示すように、集積回路３の放熱を図るために、集積回路３の放熱パッド３２に当接するように放熱板４が設けられている。この放熱板４は、図２および図３に示すように、断面形状が弓字型形状に形成され、その中間の突出部４１に、放熱パッド３２に当接する当接面４１ａが形成されているとともに、その両端部に突出部４１と同じ方向に延出した部分により固定部４２、４２が形成されている。そして、突出部４１と、固定部４２、４２と連接する部分が主に放熱作用を奏する放熱部４３として機能する。この放熱板４は、例えば、銅、銅合金、アルミニュームなどの熱伝導性の優れた金属材料により断面形状が弓字型形状に形成され、その形状から、全体的に弾力性を備えている。
【００１８】
また、基板２には、集積回路３の放熱パッド３２に対応する部分に、例えば、放熱パッド３２の形状に相似する方形状の貫通孔２２と、放熱板４の固定部４２、４２を挿入する挿入孔２３、２３が設けられている。また、基板２の一方の面２ａの挿入孔２３、２３の周囲には、半田付けが可能なパターン、例えば、基板２の回路パターンのアース用のパターン２４が形成してある。
【００１９】
以上の構成により、集積回路３が予め装着された基板２に放熱板４を固定するには、例えば、放熱パッド３２の表面に熱伝導性のグリス５を塗布する。しかる後、図３に示すように、基板２の貫通孔２２に他方の面２ｂ側（図において上側）から突出部４１を配設して当接面４１ａを放熱パッド３２に当接するとともに、貫通孔２３、２３に固定部４２、４２を、同じく基板の他方の面２ｂ側から挿入し、その後、当接面４１ａが放熱パッド３２にグリス５を介在して確実に当接していることを確認する。その後、固定部４２をアース用のパターン２４に、半田により半田付けして放熱板４を基板２に固定する。なお、図１において、６は、半田付け部分を示す。
【００２０】
以上の構成による本実施形態によれば、放熱板４は、断面形状が弓字型形状に形成され、その中間の突出部４１に当接面４１ａを形成するとともに、その両端部に突出部４１と同じ方向に延出した部分により固定部４２、４２を形成し、基板２には、放熱パッド３２に対応する部分に貫通孔２２と、固定部４２、４２を挿入する挿入孔２３、２３を設け、貫通孔２２に基板２の他方の面２ｂから突出部４１を配設して当接面４１ａを放熱パッド３２に当接するとともに、貫通孔２３、２３に固定部４２、４２を基板２の他方の面２ｂ側から挿入して放熱板４を基板２に固定している。従って、断面形状が弓字型形状の放熱板４は、弾力性を備えているので、放熱板４を基板２に固定しても、放熱板４の当接面４１ａと、集積回路３の放熱パッド３２とは、常に略一定の接触圧力で接触しており、集積回路３により発熱した熱は、当接面４１ａを介して放熱板４に熱伝達され、速やかに放熱される。また、放熱板４を基板２に固定しても、放熱板４は、弾力性を備えているので、集積回路３に無理な応力がご加わることがない。この結果、集積回路３が基板２から剥離することがなく、長期間に亘って極めて安定して使用することができる。更には、放熱板４は、集積回路３が装着された一方の面２ａとは反対側の他方の面２ｂに配設されているので、片面のみに回路を形成した片面基板であっても、集積回路３に近接して他の電子部品を実装することができ、この種半導体装置の小型化を図ること可能となる。
【００２１】
また、本実施形態によれば、放熱板４は、基板２に設けられたパターンに半田付けされているので、この種基板２への各種電子部品などを装着する半田付け工程において、固定することができ、都合がよい。また、この場合、パターンがアース用のパターン２４である場合には、集積回路３から放熱板４に伝達された熱は、放熱板４により放熱される他、放熱板４の固定部４２、４２を介して、基板２に形成されたアース用のパターン２４にも熱伝達が行われるので、アース用のパターン２４からも放熱が行われ、より放熱効率を向上することができ、都合がよい。
【００２２】
更に、本実施形態によれば、放熱パッド３２と、当接面４１ａとの間に熱伝導性のグリス６が介在されているので、放熱パッド３２とから放熱板４への熱伝達が極めて効率的に行われるので、より放熱効率を向上することができ、都合がよい。
（第２実施形態）
【００２３】
次に、本発明の他の実施形態について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の他の実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す一部を断面した側面断面図である。なお、図５において、上述した図１乃至図４と同じ符号を付した部分は、略同一のものを示すため、ここでは詳細な説明は省略する。以下、上述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００２４】
本実施形態では、図５に示すように、固定部４２、４２は、基板２の他方の面２ｂから挿入孔２３、２３に挿入した後、当該固定部４２、４２の一方の面２ａから突出する部分４２ａ、４２ａを基板２の一方の面２ａに沿うように折り返して固定している。この場合、基板２の一方の面２ａにアース用のパターン２４が形成されているときには、このアース用のパターン２４に沿うよう突出する部分４２ａ、４２ａを折り返せばよい。
【００２５】
以上の構成による本実施形態よれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏する他、放熱板４の固定に際し、当該固定部４２、４２の一方の面２ａから突出する部分４２ａ、４２ａを基板２の一方の面２ａに沿うように折り返せばよいので、その固定作業が極めて簡単で、より作業性の向上が図れ、都合がよい。
【００２６】
なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。
【００２７】
例えば、上述した実施形態では、集積回路３として、樹脂パッケジのワイヤボンディング型について詳述したが、他の、例えば、フリップチップ型に本発明を適用してもよいのは、勿論である。
【００２８】
また、上述した実施形態では、基板２の片面に回路パターンを形成した片面基板について詳述したが、例えば、両面に回路パターンを形成した両面基板、或いは、回路パターンを多層に形成した、多層基板に本発明を適用してもよいのは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す一部を断面した側面断面図である。
【図２】図１に示す放熱板の概略構成を示す側面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示す集積回路の斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す一部を断面した側面断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      半導体装置
２      基板
２ａ    一方の面
２ｂ    他方の面
２１    パターン
２２    貫通孔
２３    挿入孔
２４    アース用のパターン
３      集積回路
３２    放熱パッド
４      放熱板
４１    突出部
４１ａ  当接面
４２    固定部
４２ａ  突出する部分
５      グリス
６      半田付け部分
【図１】
2009105086.tif 000003
【図２】
2009105086.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009105086.tif 000006
【図５】
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