半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置。该半导体装置具有：在表面形成有槽(M)的金属部件(3)、设置在槽(M)的内部且表面的X轴方向的热传导率比在表面上与X轴方向正交的Y轴方向的热传导率高的热传导部件、以及设置在金属部件(3)的表面且至少一部分与热传导部件(2)相接的半导体元件(1)。使热传导部件(2)的Y轴方向的长度(L6)相对于半导体元件(1)的Y轴方向的长度(L5)的比率(L6/L5)为40％，优选为70％～95％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及半导体装置，特别涉及使散热效率提高的技术。
技术介绍
作为有效释放在半导体元件产生的热来防止过热的半导体装置，例如已知专利文献1所公开的装置。在专利文献1中，已公开其将由具有各向异性热传导特性的高取向性热解石墨形成的插入部件在俯视中十字形状地设置在基板，在其表面接合发热部件，将由发热部件产生的热向基板整体扩散，使散热效率提高。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)专利第4939214号
技术实现思路
然而，在上述专利文献1中公开的现有例尽管使用具有各向异性热传导特性的插入部件来扩散热，但因为该插入部件设置为十字形状，所有存在不能进一步提高散热效率这样的问题。本专利技术是为了解决上述现有问题而提出的，其目的在于提供一种能够提高散热效率的半导体装置。为了实现上述目的，本申请专利技术具有：在表面形成有槽的金属部件、设置在槽的内部且表面的第一轴向的热传导率比与第一轴向正交的第二轴向的热传导率高的热传导部件、以及至少一部分与热传导部件相接的半导体元件。专利技术的效果本专利技术的半导体装置能够提高散热效率。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的半导体装置的俯视图。图2是图1所示的半导体装置的A-A’剖视图。图3是图1所示的半导体装置的B-B’剖视图。图4是表示热传导部件的宽度相对于半导体元件的宽度(Y轴方向的长度)的比率与热阻比的关系的曲线图，表示热传导部件的厚度为2mm的情况。图5是表示热传导部件的宽度相对于半导体元件的宽度(Y轴方向的长度)的比率与热阻比的关系的曲线图，表示传导部件的厚度为5mm的情况。图6A是表示比率L6/L5不足70％时的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图6B是表示比率L6/L5为70％～95％时的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图6C是表示比率L6/L5超过95％时的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图7A是表示半导体元件相对于热传导部件重合时的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图7B是表示热传导部件的一部分露出时的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图8A是表示金属部件的厚度比热传导部件的厚度大的情况下的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图8B是表示金属部件的厚度与热传导部件的厚度一致的情况下的Y轴-Z轴平面、以及热的扩散的说明图。图9是使横轴为长度L3相对于金属部件的厚度L12的比率、纵轴为热阻比的曲线图。具体实施方式下面，基于附图，说明本专利技术的实施方式。[本实施方式的结构的说明]图1是本专利技术的一个实施方式的半导体装置的俯视图，图2是图1的A-A’剖视图，图3是图1的B-B’剖视图。需要说明的是，下面，为了方便说明，使图1所示的俯视图的左右方向为X轴方向(金属部件3的表面上的第一轴向)，使上下方向(相对于X轴正交的方向)为Y轴方向(金属部件3的表面上的第二轴向)，使图2所示的侧视图的上下方向为Z轴方向进行说明。即，图2的左右方向为X轴方向，图3的上下方向为Z轴方向、左右方向为Y轴方向。如图1～图3所示，本实施方式的半导体装置具有在俯视(从Z轴方向观察的面)中在X轴方向上形成为较长的矩形的金属部件3，在该金属部件3的上表面形成有在X轴方向上较长的槽M。在该槽M的内部设有石墨等热传导部件2。金属部件3的表面与热传导部件2的表面一致。此外，在热传导部件2的上表面接合有在俯视中形成为长方形状、X轴方向为长度L1、Y轴方向为长度L5的半导体元件1，其各自的中心一致。需要说明的是，半导体元件1也可以为正方形。热传导部件2形成为在X轴方向上较长的长方形状，因此，在X轴方向上热传导部件2相对于半导体元件1露出。即，热传导部件2的X轴方向的长度L2比半导体元件1的X轴方向的长度L1长，在X轴方向上只露出长度L3、L4。在半导体元件1配置在热传导部件2的中心的情况下，L3＝L4。另外，在Y轴方向上半导体元件1相对于热传导部件2露出。即，半导体元件1的Y轴方向的长度L5(半导体元件1为正方形的情况下L5＝L1)比热传导部件2的Y轴方向的长度L6长，在Y轴方向上只露出长度L7、L8。在半导体元件1配置在热传导部件2的中心的情况下，L7＝L8。作为金属部件3与热传导部件2的接合、以及热传导部件2与半导体元件1的接合方法，例如，可以利用使用了焊料的接合。或者也可以利用具有导电性与热传导性的树脂材料进行接合，或通过压接等进行接合，来替代由焊料进行接合。热传导部件2为将在平面方向上具有高热传导率的材料层压为层状而构成的板状部件，X轴方向的热传导率相对比Y轴方向的热传导率高。具体而言，在图1～图3所示的X轴方向及Z轴方向上热传导率较高，在Y轴方向上热传导率较低。在本实施方式中作为一个例子，将薄板、长条形状的石墨层压来构成热传导部件2。热传导部件2也可以为了接合而由金属(未图示)覆盖表面。金属部件3作为一个例子可以使用铜。除了铜以外，还可以使用铜合金、铝、铝合金等。另外，在金属部件3的背面(与表面对置的背面)隔着绝缘材料(未图示)接合有用于使金属部件3的热散热的冷却器4。冷却器4可以使用水冷式、油冷式、空冷式的任一种类。而且，在本实施方式中，如下面的(1)～(4)所示，设定半导体元件1、热传导部件2、以及金属部件3的尺寸。(1)设定各长度L5、L6，使热传导部件2的Y轴方向(第二轴向)的长度L6相对于半导体元件1的Y轴方向(第二轴向)的长度L5的比率“L6/L5”为40％以上(优选为70％以上、且95％以下)。或者设定半导体元件1及热传导部件2的至少一方的大小，使半导体元件1与热传导部件2重合的面积相对于半导体元件1的俯视(半导体元件1的表面的法线方向观察)的面积的比率为40％以上(优选为70％以上、且95％以下)。(2)配置半导体元件1，以在Y轴方向上完全覆盖热传导部件2。也就是说，如图1所示，在热传导部件2的上表面接合半导体元件1时，在Y轴方向上使半导体元件1相对于热传导部件2重合地进行配置。因此，图1所示的长度L7、L8为正数值。即，半导体元件1的Y轴方向(第二轴向)的一方的端部从热传导部件2的Y轴方向(第二轴向)的一方的端部延伸，半导体元件1的Y轴方向(第二轴向)的另一方的端部从热传导部件2的Y轴方向(第二轴向)的另一端部延伸。(3)如图2所示，使金属部件3的厚度L11比热传导部件2的厚度L12长。即，使金属部件3的相对于表面的法线方向的长度比热传导部件2相对于表面的法线方向的长度长。(4)在X轴方向上，使热传导部件2的两端的与半导体元件1不相接的区域的长度(图1所示的L3、L4)为金属部件3的厚度(图2所示的L11)以上。即，热传导部件2的X轴方向(第一轴向)的长度比半导体元件1的X轴方向(第一轴向)的长度长，从半导体元件1的X轴方向(第一轴向)的一端至热传导部件2的X轴方向(第一轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：/n金属部件，其在表面形成有槽；/n热传导部件，其设置在所述槽的内部，所述表面的第一轴向的热传导率比所述表面上与所述第一轴向正交的第二轴向的热传导率高；/n半导体元件，其设置在所述金属部件的表面，至少一部分与所述热传导部件相接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
金属部件，其在表面形成有槽；
热传导部件，其设置在所述槽的内部，所述表面的第一轴向的热传导率比所述表面上与所述第一轴向正交的第二轴向的热传导率高；
半导体元件，其设置在所述金属部件的表面，至少一部分与所述热传导部件相接。


2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体元件的所述第二轴向的一方的端部从所述热传导部件的所述第二轴向的一方的端部延伸，
所述半导体元件的所述第二轴向的另一方的端部从所述热传导部件的所述第二轴向的另一方的端部延伸。


3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述热传导部件的所述第二轴向的长度相对于所述半导体元件的所述第二轴向的长度的比率为40％以上。


4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
所述比率为95％以下。


5.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体元件与所述热传导部件在所述半导体元件的表面的法线方向观察下重合的面积相对于所述半导体元件的表面的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：富田要介，林哲也，山上滋春，沼仓启一郎，早见泰明，岩崎裕一，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP