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公開番号2022170587
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-10
出願番号2021076830
出願日2021-04-28
発明の名称電子部品装置
出願人株式会社FLOSFIA
代理人
主分類H01L 23/29 20060101AFI20221102BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発熱を効果的に吸収し放熱する機能を設けることで信頼性の向上を図ることが可能な電子部品装置の提供を目的とする。
【解決手段】第1の基板と第2の基板との間に第1および第2の電子部品が配置されている積層体を含む電子部品装置であって、第1および第2の電子部品の間で且つ第1の基板と略同じ積層方向高さの位置に設けられた、第1の基板および第2の基板とは異なる第3の基板に対して熱的に接続されている熱伝導部が設けられており、熱伝導部が、第1および第2の電子部品とは電気的に絶縁されている電子部品装置である。
【選択図】図1



特許請求の範囲【請求項1】
第1の基板と第2の基板との間に第1および第2の電子部品が配置されている積層体を含む電子部品装置であって、
前記第1および第2の電子部品の間で且つ前記第1の基板と略同じ積層方向高さの位置に設けられた、前記第1の基板および前記第2の基板とは異なる第3の基板に対して熱的に接続されている熱伝導部が設けられており、前記熱伝導部が、前記第1および第2の電子部品とは電気的に絶縁されていることを特徴とする電子部品装置。
続きを表示(約 640 文字)【請求項2】
前記熱伝導部は前記第1および第2の電子部品の間に連続的に配置されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
【請求項3】
前記熱伝導部は前記第1および第2の電子部品の間に断続的に配置されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
【請求項4】
前記熱伝導部は前記第1および第2の電子部品の側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
【請求項5】
前記熱伝導部の側面は前記第1および第2の電子部品の側面からほぼ等距離に配置されていることを特徴とする請求項4記載の電子部品装置。
【請求項6】
前記熱伝導部の熱は前記積層方向へ伝熱されることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
【請求項7】
前記熱伝導部は熱的に等方性を持つ材料で形成されていることを特徴とする請求項6記載の電子部品装置。
【請求項8】
前記熱伝導部は銅(Cu)を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
【請求項9】
前記第3の基板が、前記第1の基板および前記第2の基板と電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品装置。
【請求項10】
前記第1および第2の電子部品の少なくとも一方が、発熱部品である請求項1記載の電子部品装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は電子部品を搭載する電子部品装置に関する。本発明は、特に、筐体内部に配置された半導体素子等から発生する熱を筐体外部に効果的に導くことが可能な電子部品装置に関する。
続きを表示(約 2,800 文字)【背景技術】
【0002】
半導体素子等の電子部品を搭載した回路基板を積層することで半導体装置を三次元的に高密度実装する、いわゆる電子部品内蔵モジュール化技術が知られている。特に、スイッチング機能を備えたIGBT(絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ:Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ:Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体素子をモジュール化する場合には、半導体素子やその電気回路の構成部品が比較的大きな発熱量を持つ。そのため、この熱をいかにしてモジュール外部に放熱するかの検討が進められている。例えば、特許文献1に開示された半導体装置は、MOSFETからなる半導体素子(半導体デバイスQ10)の上面に、放熱経路を確立するためのポスト部35Tの基端が接続されることで、半導体素子の上面から発生する熱をモジュール上面の上部や下部に放熱する構成が開示されている。また、特許文献2には、受動素子部品と半導体部品の間に層間接続導体が配置された内蔵基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
WO2018/047485号公報
特許第6079329号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の構成では、半導体素子の上面から発生する熱を効果的にモジュール外部に放熱できる。しかし、モジュールの小型化や高密度化が進むと、半導体素子の局所的な放熱であってもその熱が素子全体を温度上昇させ、その熱は半導体素子全体から放熱される。したがって、半導体素子の特定の面だけに着目した放熱構造では、モジュール全体の温度上昇を抑制することが難しくなり、半導体装置の安定した動作を長期にわたって維持することが困難となる。また、特許文献2に記載された構造では、配線パターンと層間接続導体とが電気的に接続されているため、基板内部での放熱設計の自由度を確保することが難しくなる。
そこで本発明は、放熱設計の自由度を確保しつつ、電子部品の発熱を効果的に吸収し放熱する機能を設けることで信頼性の向上を図ることが可能な電子部品装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、以下に示す電子部品装置が、上記した従来の課題を解決できることを見出した。
本発明の実施形態に係る電子部品装置は、第1の基板と第2の基板との間に第1および第2の電子部品が配置されている積層体を含む電子部品装置であって、前記第1および第2の電子部品の間で且つ前記第1の基板と略同じ積層方向高さの位置に設けられた、前記第1の基板および前記第2の基板とは異なる第3の基板に対して熱的に接続されている熱伝導部が設けられており、前記熱伝導部が、前記第1および第2の電子部品とは電気的に絶縁されていることを特徴とする電子部品装置である。
【発明の効果】
【0006】
上記のように構成された本発明の実施形態によれば、放熱設計の自由度を確保しつつ、第1および第2の電子部品の間に配置された熱伝導部が電子部品から発生する熱を吸収し放熱に供することができる。したがって、電子部品装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本発明の第1の実施形態に係る電子部品装置の断面図である。
本発明の第1の実施形態における熱伝導部の一例を示す斜視図である。
本発明の第1の実施形態における熱伝導部の他の例を示す斜視図である。
本発明の第2の実施形態に係る電子部品装置の断面図である。
実施形態に係る電子部品装置を採用した制御システムの一例を示すブロック構成図である。
本発明の実施形態に係る電子部品装置を採用した制御システムの一例を示す回路図である。
本発明の実施形態に係る電子部品装置を採用した制御システムの他の例を示すブロック構成図である。
本発明の実施形態に係る電子部品装置を採用した制御システムの他の例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明に係る幾つかの実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、同一構成要素には同一符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【0009】
図1は本発明に係る電子部品装置の第1実施形態を示す断面図である。図1に示すように電子部品装置の一形態である半導体装置110は、回路基板1(第1の基板)上に設けられた第1の電子部品としての第1の半導体素子2および第2の電子部品としての第2の半導体素子3を有する。本実施形態においては、第1の電子部品(以下、「第1の半導体素子」ともいう)2は、スイッチング機能を備えたIGBT(絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ:Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ:Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)等のスイッチング素子である。第の電子部品(以下、「第2の半導体素子」ともいう)3は、半導体部品であるSBD(Schottky Barrier Diode)やPiNダイオードなどのダイオードである。なお、第1の電子部品および第2の電子部品は、いずれも半導体素子に限定されるものではない。また、第1の半導体素子および第2の半導体素子は、上述したIGBT,MOSFET,SBDに限定されるものではない。
【0010】
回路基板1の下層には、第1の金属基板4と第2の金属基板5が互いに平行となるように積層配置されている。回路基板1と第1の金属基板4とはビア6a,6bで接続され、第1の金属基板4と第2の金属基板5とはビア7a,7bで接続されている。これらの構成によって、第1および第2の半導体素子2,3はその下面から回路基板1、第1の金属基板4、第2の金属基板5に至る経路で電気的接続および熱的接続を図っている。回路基板1の上層には、第3の金属基板(第2の基板)8が平行に積層されることで、第1および第2の半導体素子2,3はこれら回路基板1と第3の金属基板8の間に配置される関係となっている。回路基板1と第3の金属基板8との間はビア9a,9bで接続されている。これらの構成によって、第1および第2の半導体素子2,3はその上面から第3の金属基板8に対して電気的接続および熱的接続を図っている。
(【0011】以降は省略されています)

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