(57)【要約】【課題】  小型発電装置及び半導体モジュールに関し、小型電源モジュールに搭載された二次電池チップの熱劣化を低減する。【解決手段】  支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、熱電発電素子とを埋込樹脂で埋め込み、二次電池本体部の支持基板と接する面と埋込樹脂との間に埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構を設ける。【選択図】図１
2014086330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と前記支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、
熱電発電素子と、
前記二次電池チップと前記熱電発電素子を埋め込む埋込樹脂と、
前記二次電池本体部の前記支持基板と接する面と前記埋込樹脂との間に前記埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構と
を有する小型電源モジュール。
【請求項２】
前記熱遮蔽機構が、前記支持基板と前記埋込樹脂との間に設けられた樹脂層であり、
前記樹脂層の熱伝導率が前記埋込樹脂の熱伝導率より低いことを特徴とする請求項１に記載の小型電源モジュール。
【請求項３】
前記熱遮蔽機構が、前記支持基板と前記埋込樹脂との間に設けられた中空フィラー含有樹脂層からなることを特徴とする請求項１に記載の小型電源モジュール。
【請求項４】
前記熱遮蔽機構が、前記支持基板に形成されたスリット状凹部或いは穴であり、前記スリット状凹部或いは穴の内部の半分以上が空隙であることを特徴とする請求項１に記載の小型電源モジュール。
【請求項５】
支持基板と前記支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、
熱電発電素子と、
前記二次電池チップ或いは前記熱電発電素子を電源とする半導体装置と、
前記二次電池チップ、前記熱電発電素子及び前記半導体装置を埋め込む埋込樹脂と、
前記二次電池本体部の前記支持基板と接する面と前記埋込樹脂との間に前記埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構と
を有する半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型電源モジュール及び半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、センサーネットワーク構想とともに、新たな環境発電技術の取り組みが活発になっている。環境発電技術は、時計においては１９８８年にキネテイックと呼ばれる振動を利用した技術が実用化され、その後、温度差や太陽光を利用した技術も実用化されており、μＷオーダの電力供給が果たされている。
【０００３】
さらに、欧米、日本で、エレクトレット、電磁波などを利用した技術の開発が行われており、最近では、環境発電と無線技術とを組み合わせた新たなシステムの適用拡大も進められている。
【０００４】
モバイル機器用化学電池の代表格はリチウムイオン二次電池である。一方、リチウムイオン二次電池は、安全上において、膨張、破裂、発火などの危険性も有している。リチウムイオン二次電池の安全性や適応性の向上を狙いとして、有機電解液に代えて、固体電解質を用いる全固体薄膜リチウムイオン二次電池の開発も進められている。
【０００５】
全固体薄膜リチウムイオン二次電池は、安全、高耐熱、軽量、フレキシブルといった特徴を持つ。超小型の電子機器やロボット、マイクロセンサー、無線ＩＣタグ、医療用体内埋め込み機器などのエネルギー源として期待されている。
【０００６】
このような、全固体二次電池は、環境発電素子と一体化して、センサーネットワーク機器の電源とすることも考えられており、環境発電素子としては、太陽電池の他、温度差があれば発電できる熱電発電素子が有力である（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−２０１３６８号公報
【特許文献２】特開平１１−２８４２３５号公報
【特許文献３】特開２０１１−０６６９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
センサーネットワーク機器の電源として、様々な状況、様々なシーンで適用でき、また独立した電源デバイスとして、様々なセンサーデバイスや無線デバイスに適用できるようにすることが望まれる。そのため、二次電池や熱電発電素子を埋め込み実装し、通常のプリント基板への実装よりも、より小型に、より環境適応性を向上させることが検討されている。
【０００９】
電源デバイスとして、熱電発電素子を選択する場合、温度差があればあるほど発電で得られる電力は大きいため、熱電発電素子を搭載したモジュールの片面は、高温にさらされることが考えられる。熱電発電素子と全固体二次電池を同時にモールド樹脂に埋め込む場合、熱電素子は、その両面がモールド樹脂でできた基体の表裏に露出された構造となり、片面で加熱、片面で冷却を行うことにより発電する。
【００１０】
埋め込みに使用する材料は、リジッドなモールド材を使用する。モールド材は、主にエポキシ樹脂などの樹脂材料と、シリカなどの無機材料から成るフィラーで構成されている。フィラーは、シリコンチップとの熱膨張率を同等程度にするために５０〜９０ｗｔ％と大量に混合されており、そのため熱伝導率が高い。なお、エポキシ樹脂のみである場合、熱伝導率は０．２〜０．３Ｗ/Ｋｍであるが、モールド樹脂全体では１Ｗ/Ｋｍ以上になる。
【００１１】
ここで、図１１を参照して、ＥＨ（エネルギーハーベスティング）電源を備えた小型電源モジュールの一例を説明する。図１１は小型電源モジュールの説明図であり、図１１（ａ）は概念的断面図であり、図１１（ｂ）は全固体Ｌｉイオン電池近傍の断面図である。小型電源モジュールは、全固体Ｌｉイオン電池２０、熱電発電素子４１、太陽電池４２及びチップコンデンサ４３をシリカフィラーを含有するモールド樹脂３１でモールドされている。図において、構成を理解しやすいように、全固体Ｌｉイオン電池２０、熱電発電素子４１、太陽電池４２及びチップコンデンサ４３を一列に整列させて図示しているが、実際の配置は任意である。なお、図における符号５１１〜５４２はそれぞれの素子に設けた電極であり、また、符号５３は熱電発電素子４１に設けた伝熱板である。
【００１２】
この小型電源モジュールを熱源３９に当接させて熱電発電素子４１で熱を電気に変換して、全固体Ｌｉイオン電池２０を充電する。また、太陽電池４２も周囲の光を電気に変換して全固体Ｌｉイオン電池２０を充電する。このように環境で使用されていなかった微弱な熱や光を有効に電力に変換することができる。
【００１３】
図１１（ｂ）に示すように、全固体Ｌｉイオン電池２０は、シリコン基板２１上にＳｉＯ２膜２２を介して正極側集電体２３及び負極側集電体２４を設け、正極側集電体２３上に正極２５を設けている。正極２５及び負極側集電体２４を覆うように固体電解質２６を設け、この固体電解質２６を覆うように負極２７を設ける。正極側集電体２３に引出電極２８１を設け、負極側集電体２４にも引出電極２８２を設け、保護樹脂２９でモールドし、露出した引出電極２８１，２８２に電極５１１，５１２を形成する。この場合、全固体Ｌｉイオン電池２０には、図において矢印で示すように、熱源３９からの熱が伝達される。
【００１４】
しかし、全固体リチウムイオン二次電池をはじめとする二次電池チップは熱に弱く、チップ温度が１０℃上昇すると寿命が半減すると言われている。したがって、加熱時間が十分短い場合は、二次電池チップの温度はあまり上昇しないが、連続して加熱されている場合は、モールド樹脂を通して熱が伝わり、電池寿命が劣化する虞がある。
【００１５】
したがって、小型電源モジュールに搭載された二次電池チップの熱劣化を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
開示する一観点からは、支持基板と前記支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、熱電発電素子と、前記二次電池チップと前記熱電発電素子を埋め込む埋込樹脂と、前記二次電池本体部の前記支持基板と接する面と前記埋込樹脂との間に前記埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構とを有する小型電源モジュールが提供される。
【００１７】
また、開示する別の観点からは、支持基板と前記支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、熱電発電素子と、前記二次電池チップ或いは前記熱電発電素子を電源とする半導体装置と、前記二次電池チップ、前記熱電発電素子及び前記半導体装置を埋め込む埋込樹脂と、前記二次電池本体部の前記支持基板と接する面と前記埋込樹脂との間に前記埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構とを有する半導体モジュールが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
開示の小型発電装置及び半導体モジュールによれば、小型電源モジュールに搭載された二次電池チップの熱劣化を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の小型電源モジュールの説明図である。
【図２】本発明の実施例１の小型電源モジュールの製造工程の途中までの説明図である。
【図３】本発明の実施例１の小型電源モジュールの製造工程の図２以降の説明図である。
【図４】本発明の実施例２の小型電源モジュールの説明図である。
【図５】本発明の実施例３の小型電源モジュールの説明図である。
【図６】本発明の実施例３におけるスリット形成方法の説明図である。
【図７】本発明の実施例４におけるスリット形成方法の説明図である。
【図８】本発明の実施例５におけるスリット形成方法の説明図である。
【図９】本発明の実施例６の小型電源モジュールの説明図である。
【図１０】本発明の実施例７のＨＥ電源を備えた振動センサモジュールの概念的平面図である。
【図１１】小型電源モジュールの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態の小型電源モジュールを説明する。図１は、本発明の実施の形態の小型電源モジュールの説明図であり、図１（ａ）は、本発明の実施の形態の小型電源モジュールの概念的断面図であり、図１（ｂ）は二次電池チップの説明図である。
【００２１】
小型電源モジュール１０は、二次電池チップ１１、熱電発電素子１５、発電素子１６及び電子デバイス１７を埋込樹脂１８でモールドするとともに、二次電池チップ１１の底面側に熱遮蔽機構１９を設ける。
【００２２】
熱電発電素子１５としては、太陽電池等の光起電力素子やＭＥＭＳ振動発電素子が挙げられる。また、電子デバイス１７としては、半導体集積回路装置、昇圧回路素子、チップコンデンサ、或いは、発信機等が挙げられる。
【００２３】
埋込樹脂１８としては、シリカなどの無機材料から成るフィラーを含有したエポキシ樹脂が典型的なものであるが、リジッドな樹脂であれば良い。フィラーは、二次電池チップ１１との熱膨張率を同等程度にするために５０〜９０ｗｔ％と大量に混合され、その結果、埋込樹脂１８の熱伝導率は１Ｗ/Ｋｍ以上になる。
【００２４】
このように、熱伝導率が高くならざるを得ない埋込樹脂１８でモールドする場合、熱に弱い二次電池チップ１１の熱劣化を低減するために、二次電池チップ１１の底面側に熱遮蔽機構１９を設ける。
【００２５】
二次電池チップ１１としては、全固体Ｌｉイオン電池、全固体Ｎａイオン電池、全固体Ｍｇイオン電池或いは全固体Ｃａイオン電池等の全固体イオン電池が典型的なものであるが、チップ化が可能なものであれば、液体電解質を用いたイオン電池でも良い。
【００２６】
図１（ａ）は、二次電池チップの説明図であり、二次電池チップ１１は支持基板１２上に二次電池本体部１３を設けており、露出面側には電極１４１，１４２が設けられている。この二次電池チップ１１の底面側に熱遮蔽機構１９を設ける。
【００２７】
熱遮蔽機構１９としては、支持基板１２の背面に設けた埋込樹脂１８の熱伝導率より低い熱伝導率の樹脂層や、中空ガラスビーズ等の中空フィラーを含有した中空フィラー含有樹脂層等を用いれば良い。なお、樹脂層の熱膨張係数が支持基板と大幅に異なる場合には、フィラー含有樹脂層を介在させることが望ましい。
【００２８】
熱遮蔽機構１９として、支持基板に形成したスリット状凹部或いは穴を用いても良く、スリット状凹部或いは穴の内部には埋込樹脂が侵入しないので中空となり、空気が断熱材として作用することになる。熱伝導率の低い空気の熱伝導率は０．０２５７Ｗ／Ｋｍ＠２０℃であり、０．２〜０．３Ｗ／Ｋｍのエポキシ樹脂よりもさらに低い。また、スリット状凹部或いは穴を覆う蓋部材を設けても良く、蓋部材は、ガラスやＳｉ等無機材料でも良いが、より熱伝導率の低い樹脂フィルム等を使用するとさらに効果がある。
【００２９】
スリット状凹部或いは穴の形成方法としては、ブレードを用いて機械加工しても良いし、或いは、エッチングを用いても良い。エッチングで形成する場合には、ＳＦ６＋Ｏ２によるディープＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いても良いし、ＳＦ６とＣ４Ｆ８と交互に切り替えてエッチングするボッシュ法を用いても良い。
【００３０】
なお、スリット状凹部或いは穴を用いる場合には、スリット状凹部或いは穴の最小径を埋込樹脂１８に含有されるフィラーの平均直径より小さくすることが望ましく、それにより熱伝導率の大きなフィラーがスリット状凹部或いは穴に侵入することがなくなる。
【００３１】
このような小型電源モジュール１０にＭＥＭＳ振動センサや生体センサ等のセンサ素子、センサ素子を制御する半導体集積回路装置及びセンサ素子のセンシング結果に基づいて警報を発信する発信機を設けることで、センサモジュールを構成することができる。
【００３２】
このように、本発明の実施の形態においては、二次電池チップの背面側に熱遮蔽機構１９を設けているので、熱源から埋込樹脂１８を介して伝わる熱を効果的に遮蔽することができ、それによって、二次電池チップの熱劣化を低減することができる。
【実施例１】
【００３３】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１の小型発電モジュールを説明する。まず、図２（ａ）に示すように、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面に厚さが１００μｍの中空ガラスビーズ含有エポキシシート３０を貼り付け、１５０℃で１時間加熱して硬化させる。なお、この全固体Ｌｉイオン電池２０は、５ｍｍ×５ｍｍのシリコン基板２１上にＳｉＯ２膜２２を介して厚さが０．２μｍのＰｔ膜を成膜して正極側集電体２３及び負極側集電体２４を形成する。次いで、厚さが２０μｍのＬｉＣｏＯ２を堆積したのち、結晶化を行って正極２５を形成する。
【００３４】
次いで、厚さが１．５μｍのＬｉＰＯＮからなる固体電解質２６を形成したのち、厚さが１０μｍのＩｎを堆積して負極２７を形成する。次いで、引出電極２８１，２８２を形成したのち、保護樹脂２９でモールドする。この時、全固体Ｌｉイオン電池２０の全体の厚さが２００μｍになるようにシリコン基板２１の厚さを調整する。
【００３５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ＵＶ剥離テープ（図示を省略）の接着面に全固体Ｌｉイオン電池２０、熱電発電素子４１、太陽電池４２及びチップコンデンサ４３をフェイスダウンで固定する。なお、図においては、理解しやすいように各素子を整列させているが、配置は任意である。
【００３６】
次いで、８０％のシリカフィラーを含有するエポキシ樹脂からなるモールド樹脂３１を塗布し、脱気しながら１００ｋＮで加圧し、１１０℃で加熱して成形し、成形後に加熱硬化させて全体をモールドする。なお、このモールド樹脂３１の熱伝導率は1Ｗ／Ｋ程度になる。
【００３７】
次いで、図３（ａ）に示すように、電極露出面を表面として、裏面を研削して熱電発電素子４１の裏面を露出させる。この時、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面は露出せず、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面におけるモールド樹脂３１の厚さは２００μｍとなり、全体の厚さは５００μｍとなる。
【００３８】
次いで、図３（ｂ）に示すように、ＵＶ剥離テープを剥離したのち、各素子に電極５１１〜５４２を形成するとともに、熱電発電素子４１の背面に伝熱板５３を形成することによって、本発明の実施例１の小型電源モジュールの基本構成が完成する。
【００３９】
本発明の実施例１においては、熱遮蔽機構として、空気と同程度の熱伝導率を有する中空ガラスビーズを含んだエポキシ樹脂を用いているので、中空ガラスビーズ含有エポキシシート３０の熱伝導率は０．１Ｗ／Ｋ以下となり高い断熱効果を有する。なお、中空ガラスビーズの含有量は、中空ガラスビーズの種類に応じてシリコン基板２１の熱膨張係数に近くなるように含有させれば良い。
【実施例２】
【００４０】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２の小型発電モジュールを説明するが、基本的製造工程は上記の実施例１と同様であるので、構造のみを説明する。図４は、本発明の実施例２の小型電源モジュールの説明図であり、図４（ａ）は全固体Ｌｉイオン電池の断面図であり、図４（ｂ）は小型電源モジュールの概念的断面図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、本発明の実施例２においては、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面に厚さが１００μｍのエポキシシート３３を設ける。但し、エポキシ樹脂の熱膨張係数は６２×１０−６Ｋ−１であり、Ｓｉの２．４××１０−６Ｋ−１と大きく異なる。したがって、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面にエポキシシート３３が接した状態で加熱された場合には、全固体Ｌｉイオン電池２０にクラックが入る等のダメージを受ける惧れがある。  
【００４２】
そこで、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面とエポキシシート３３との間に、モールド樹脂３１と同様なシリコンフィラーを含有する厚さが１００μｍのフィラー含有エポキシシート３２を介在させる。これらのシートは、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面にラミネートしたのち、加熱硬化させる。なお、フィラー含有エポキシシート３２の熱膨張係数は、モールド樹脂３１と同程度の１０×１０−６Ｋ−１である。
【００４３】
図４（ｂ）はモールド樹脂３１でモールドした状態の小型電源モジュールの断面図であり、実施例１と同様に全体の厚さが５００μｍであるので、全固体Ｌｉイオン電池２０の背面側のモールド樹脂３１の厚さは１００μｍになる。
【００４４】
本発明の実施例２においては、熱遮蔽機構として、フィラーを含有しないエポキシシートを用いており、エポキシ樹脂の熱伝導率は０．２Ｗ／Ｋであるので、高い断熱効果を有する。それによって、全固体Ｌｉイオン電池２０の熱劣化を低減することができる。
【実施例３】
【００４５】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施例３の小型電源モジュールを説明するが、製造工程及び基本的なサイズ等は上記の実施例１と同様である。図５は本発明の実施例３の小型電源モジュールの説明図であり、図５（ａ）は全固体Ｌｉイオン電池の断面図であり、図５（ｂ）は小型電源モジュールの概念的断面図である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、シリコン基板２１の背面側に幅が４０μｍのスリット３４をシリコン基板２１の厚さの３／４の深さまで、Ｌ＆Ｓ（ラインアンドスペース）が１：１になるように形成する。
【００４７】
図５（ｂ）は実施例１と同様にモールド樹脂でモールドした後の断面図である。シリカフィラー３５の径は５０μｍ以上であるので、幅が４０μｍのスリット３４の内部に侵入することはない。また、モールド樹脂３１の成分であるエポキシ樹脂はスリット３４の深さの最大で１／３程度まで入り込み、残りの２／３空気層となる。スリット３４の深さまでの熱抵抗は３.５×１０−４Ｋ／Ｗであり、スリット３４を形成しないシリコン基板２１の熱抵抗８．９×１０−５Ｋ／Ｗと比較して熱抵抗が一桁向上し、断熱性が改善される。
【００４８】
本発明の実施例３においては、熱遮蔽機構として、シリコン基板２１にスリット３４を形成し、スリット３４内の空気層を断熱機構として利用しているので、全固体Ｌｉイオン電池２０の熱劣化を低減することができる。
【００４９】
図６は、本発明の実施例３におけるスリットの形成方法の説明図であり、図６（ａ）は加工途中の断面図であり、図６（ｂ）は加工後の断面図である。図６（ａ）に示すように、ブレード３６を用いて幅が４０μｍで深さがシリコン基板２１の厚さの３／４となるスリット３４を８０μｍのピッチで順次形成する。
【実施例４】
【００５０】
次に、図７を参照して、本発明の実施例４を説明するが、スリットの形成方法が異なるだけで、他の条件は上記の実施例３と同様であるので、スリットの形成方法のみを説明する。
【００５１】
図７は、本発明の実施例４におけるスリットの形成工程の説明図であり、図７（ａ）に示すように、幅が２０μｍのレジストパターン３７を４０μｍのピッチで設けてＬ＆Ｓが１：１レジストパターン３７を形成する。
【００５２】
次いで、図７（ｂ）に示すように、レジストパターン３７をマスクとしてＳＦ６＋Ｏ２を用いたディープＲＩＥを用いて、シリコン基板２１の厚さの４／５の深さのスリット３４を形成する。次いで、レジストパターン３７を剥離することによって、熱遮蔽機構を備えた全固体Ｌｉイオン電池２０が完成する。
【実施例５】
【００５３】
次に、図８を参照して、本発明の実施例５を説明するが、スリットの形成方法が異なるだけで、他の条件は上記の実施例３と同様であるので、スリットの形成方法のみを説明する。ここでは、ＳＦ６とＣ４Ｆ８とを交互に切り替えてエッチングするボッシュ法を用いてエッチングを行う。
【００５４】
図８は、本発明の実施例５におけるスリットの形成工程の説明図であり、図８（ａ）に示すように、幅が２０μｍのレジストパターン３７を４０μｍのピッチで設けてＬ＆Ｓが１：１レジストパターン３７を形成する。次いで、レジストパターン３７をマスクとしてＳＦ６を用いたＲＩＥでエッチングモードのエッチングを行って浅いスリット３４を形成する。
【００５５】
次いで、図８（ｂ）に示すように。Ｃ４Ｆ４を用いたＲＩＥでパッシベーションモードのエッチングを行ってスリット３４の表面にＳｉＯ２膜３８を形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、再び、ＳＦ６を用いたＲＩＥでエッチングモードのエッチングを行ってスリット３４を深くして行く。この工程を、スリット３４の深さが、シリコン基板２１の厚さの４／５の深さになるまで繰り返す。
【実施例６】
【００５６】
次に、図９を参照して、本発明の実施例６の小型電源モジュールを説明するが、基本的な構成は上記の実施例３と同様であるが、ここでは、スリットを覆う蓋部材を設けるとともに、二次電池として全固体Ｎａイオン電池を用いている。図９（ａ）は全固体Ｎａイオン電池の断面図であり、図８（ｂ）は小型電源モジュールの概念的断面図である。
【００５７】
この全固体Ｎａイオン電池６０は、図９（ａ）に示すように、５ｍｍ×５ｍｍのシリコン基板６１上にＳｉＯ２膜６２を介して厚さが０．２μｍのＰｔ膜を成膜して正極側集電体６３及び負極側集電体６４を形成する。次いで、厚さが２０μｍのＴｉＳ２結晶を正極６５として形成する。
【００５８】
次いで、立方晶Ｎａ３ＰＳ４が析出したセラミックガラスからなる固体電解質６６を形成したのち、Ｎａ−Ｓｎ合金を堆積して負極６７を形成する。次いで、引出電極６８１，６８２を形成したのち、保護樹脂６９でモールドする。この時、全固体Ｎａイオン電池６０の全体の厚さが２００μｍになるようにシリコン基板６１の厚さを調整する。
【００５９】
この場合も、実施例３と同様に、ブレードを用いて幅が４０μｍのスリット７０をシリコン基板６１の厚さの３／４の深さになるように、８０μｍのピッチで形成する。次いで、エポキシ樹脂からなる樹脂シート７１でスリット７０の開放端を覆う。
【００６０】
図９（ｂ）は実施例３と同様にモールド樹脂でモールドした後の断面図である。スリット７０の開放端は樹脂シート７１により覆われているので、モールド樹脂３１の成分であるエポキシ樹脂がスリット７０の内部に侵入することはない。したがって、スリット７０内の空気層全体が断熱材となるので、スリット７０の断熱効果をさらに高めることができる。
【実施例７】
【００６１】
次に、図１０を参照して、本発明の実施例７のＥＨ（エネルギーハーベスティング）電源素子を備えた振動センサモジュールを説明する。図１０は、本発明の実施例７のＥＨ電源素子を備えた振動センサモジュールの概念的平面図である。この振動センサモジュールは、全固体Ｌｉイオン電池２０、熱電発電素子４１、太陽電池４２とともに、昇圧回路素子４４,４５、制御用半導体集積回路装置４６、ＭＥＭＳ振動センサ４７及び発信機４８をモールド樹脂３１により一体にモールドしたものである。
【００６２】
この振動センサモジュールにおいては、熱及び光等の環境エネルギーを熱電発電素子４１及び太陽電池４２で電気に変換し、昇圧回路素子４４,４５で出力電圧を昇圧したのち、全固体Ｌｉイオン電池２０を充電する。制御用半導体集積回路装置４６は、全固体Ｌｉイオン電池２０を電源とし、ＭＥＭＳ振動センサ４７で検知した地震や異常振動を発信機４８により近隣の通行車両等に警報を発する。
【００６３】
このように、本発明の実施例７においては、環境エネルギーを全固体Ｌｉイオン電池２０に蓄積して電源としているので、外部配線フリーのセンサモジュールを実現することができる。
【００６４】
ここで、実施例１乃至実施例７を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）支持基板と前記支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、熱電発電素子と、前記二次電池チップと前記熱電発電素子を埋め込む埋込樹脂と、前記二次電池本体部の前記支持基板と接する面と前記埋込樹脂との間に前記埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構とを有する小型電源モジュール。
（付記２）前記熱遮蔽機構が、前記支持基板と前記埋込樹脂との間に設けられ樹脂層であり、前記樹脂層の熱伝導率が前記埋込樹脂の熱伝導率より低いことを特徴とする付記１に記載の小型電源モジュール。
（付記３）前記熱遮蔽機構が、前記支持基板と前記埋込樹脂との間に設けられた中空フィラー含有樹脂層からなることを特徴とする付記１に記載の小型電源モジュール。
（付記４）前記熱遮蔽機構が、前記支持基板に形成されたスリット状凹部或いは穴であり、前記スリット状凹部或いは穴の内部の半分以上が空隙であることを特徴とする付記１に記載の小型電源モジュール。
（付記５）前記支持基板が、二次電池本体部との接する面の側に絶縁膜を備えたシリコン基板であることを特徴とする付記４に記載の小型電源モジュール。
（付記６）前記埋込樹脂がフィラーを含んでおり、前記スリット状凹部或いは穴の最小直径が前記フィラーの平均直径より小さいことを特徴とする付記４または付記５に記載の小型電源モジュール。
（付記７）前記スリット状凹部或いは穴の開放端側に前記埋込樹脂の侵入を阻止する蓋部材が設けられていることを特徴とする付記４乃至付記６のいずれか１に記載の小型電源モジュール。
（付記８）前記二次電池チップが、固体電解質部を備えた全固体二次電池であり、前記固体電解質部における伝導性を示すイオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン或いはカルシウムイオンのいずれかであることを特徴とする付記１乃至付記７のいずれか１に記載の小型電源モジュール。
（付記９）前記埋込樹脂にさらに、光起電力素子或いは振動エネルギーを電気に変換する振動発電素子の少なくとも一方が埋め込まれていることを特徴とする付記１乃至付記８のいずれか１項に記載の小型電源モジュール。
（付記１０）支持基板と前記支持基板上に設けられた二次電池本体部を有する二次電池チップと、熱電発電素子と、前記二次電池チップ或いは前記熱電発電素子を電源とする半導体装置と、前記二次電池チップ、前記熱電発電素子及び前記半導体装置を埋め込む埋込樹脂と、前記二次電池本体部の前記支持基板と接する面と前記埋込樹脂との間に前記埋込樹脂の熱伝導率より熱伝導率の低い熱遮蔽機構とを有する半導体モジュール。
（付記１１）前記半導体装置が半導体集積回路装置と半導体センサとを含み、前記半導体集積回路装置は前記熱電発電素子或いは前記環境発電素子の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、前記半導体センサの動作を制御する制御回路とを含んでいることを特徴とする付記１０に記載の半導体モジュール。
（付記１２）前記埋込樹脂に発信機が埋め込まれており、前記半導体センサの検出出力に応じて、前記発信機からセンサ情報を発信することを特徴とする付記１１に記載の半導体モジュール。
【符号の説明】
【００６５】
１０  小型電源モジュール
１１  二次電池チップ
１２  支持基板
１３  二次電池本体部
１４１，１４２  電極
１５  熱電発電素子
１６  発電素子
１７  電子デバイス
１８  埋込樹脂
１９  熱遮蔽機構
２０  全固体Ｌｉイオン電池
２１，６１  シリコン基板
２２，６２  ＳｉＯ２膜
２３，６３  正極側集電体
２４，６４  負極側集電体
２５，６５  正極
２６，６６  固体電解質
２７，６７  負極
２８１，２８２，６８１，６８２  引出電極
２９，６９  保護樹脂
３０  中空ガラスビーズ含有エポキシシート
３１  モールド樹脂
３２  フィラー含有エポキシシート
３３  エポキシシート
３４，７０  スリット
３５  シリカフィラー
３６  ブレード
３７  レジストパターン
３８  ＳｉＯ２膜
３９  熱源
４１  熱電発電素子
４２  太陽電池
４３  チップコンデンサ
４４，４５  昇圧回路素子
４６  制御用半導体集積回路装置
４７  ＭＥＭＳ振動センサ
４８  発信機
５１１〜５４２  電極
５３  伝熱板
６０  全固体Ｎａイオン電池
７１  樹脂シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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