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公開番号2024148321
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061367
出願日2023-04-05
発明の名称半導体装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 23/36 20060101AFI20241010BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本明細書は、半導体素子の電極にヒートスプレッダがはんだで接合されている半導体装置に関し、電極角部からヒートスプレッダへの伝熱効率を高める。
【解決手段】本明細書が開示する半導体装置は、表面に多角形の電極が露出している半導体素子と、電極にはんだで接合されているヒートスプレッダを備える。ヒートスプレッダは、平面視したときに、ヒートスプレッダの少なくとも一つの角部からスプレッダ角部に最も近い電極の角部に向けて突出する突起を備えている。スプレッダ角部に突起を備えることで、電極角部とヒートスプレッダの距離が短くなり、電極角部からヒートスプレッダ(スプレッダ角部)への伝熱性が高まる。すなわち、電極角部の放熱性が向上する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
表面に多角形の電極が露出している半導体素子と、
前記電極にはんだで接合されているヒートスプレッダと、
を備えており、
前記ヒートスプレッダは、平面視したときに、前記電極の輪郭の内側に位置しており、
前記ヒートスプレッダは、平面視したときに、前記ヒートスプレッダの少なくとも一つのスプレッダ角部から当該スプレッダ角部に最も近い前記電極の電極角部に向けて突出する突起を備えている、半導体装置。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記ヒートスプレッダを平面視したときに、前記突起の先端と前記電極角部との距離が、前記ヒートスプレッダの辺と前記電極の辺の間の距離よりも短い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ヒートスプレッダを平面視したときに、前記ヒートスプレッダの前記突起を除く本体が前記電極と相似形である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記突起の側面が前記本体の側面よりも粗い、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記突起の前記電極に対向する縁が丸みをおびている、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、半導体装置に関する。特に、表面に多角形の電極が露出している半導体素子と、その電極にはんだで接合されているヒートスプレッダを備える半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
上記した半導体装置の一例が特許文献１に開示されている。ヒートスプレッダは電極よりも小さい。はんだはヒートスプレッダの表面全体に拡がっている。はんだはヒートスプレッダの表面だけでなく、側面の一部にも拡がる。はんだは電極の熱をヒートスプレッダへ伝える。はんだがヒートスプレッダの側面にまで拡がっていることで、電極（半導体素子）の放熱性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に電極とヒートスプレッダは平面視したときの形状が多角形であり、相似形である。ヒートスプレッダが電極よりも小さい。この場合、電極の角部とヒートスプレッダの角部との間の距離が、電極の辺とヒートスプレッダの辺との間の距離よりも長くなる。従って電極の角部の熱がヒートスプレッダへ伝搬し難い。本明細書は、電極の角部の放熱性を高める技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する半導体装置は、表面に多角形の電極が露出している半導体素子と、電極にはんだで接合されているヒートスプレッダを備える。ヒートスプレッダは、平面視したときに、電極の輪郭の内側に位置している。ヒートスプレッダは、平面視したときに、ヒートスプレッダの少なくとも一つの角部からスプレッダ角部に最も近い電極の角部に向けて突出する突起を備えている。説明の便宜上、ヒートスプレッダの角部をスプレッダ角部と称し、電極の角部を電極角部と称する。スプレッダ角部に突起を備えることで、電極角部とヒートスプレッダの距離が短くなり、電極角部からヒートスプレッダ（スプレッダ角部）への伝熱性が高まる。すなわち、電極角部の放熱性が向上する。
【０００６】
ヒートスプレッダを平面視したときに、突起の先端と電極角部との距離が、ヒートスプレッダの辺と電極の辺の間の距離よりも短いとよい。突起の先端と電極角部との間の距離を短くすることによって、電極角部の放熱性がより向上する。
【０００７】
平面視したときに、ヒートスプレッダの突起を除く本体が電極と相似形であってよい。なお、少なくとも、スプレッダ角部の近傍と、スプレッダ角部に最も近い電極角部の近傍が相似形であればよい。
【０００８】
突起の側面が本体の側面よりも粗いとよい。粗面化した面には溶融化したはんだが拡がり易い。ヒートスプレッダの本体の側面全体を粗面化すると、電極表面から本体側面へ拡がるはんだの勾配がきつくなる。広い範囲ではんだの勾配がきついと、熱で生じるはんだの内部応力が高くなるおそれがある。高い内部応力がヒートスプレッダの本体の広い範囲で生じるとはんだがダメージを生じるおそがある。突起の側面のみ粗面化することで、伝熱性を高めたい突起と電極角部の間では突起の側面まではんだが拡がるが、ヒートスプレッダの本体では側面にはんだが拡がらない。突起と電極角部の間の伝熱性が高くなり、一方、ヒートスプレッダの本体周辺では内部応力が高くならない。
【０００９】
突起の電極に対向する縁が丸みをおびているとよい。丸みを付すことでもはんだが突起側面へ拡がりやすくなる。
【００１０】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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