(57)【要約】【課題】グラウンド電位を持たない半導体モジュールが搭載された電子装置において高放熱性を実現する。【解決手段】半導体モジュール１と、これが搭載された多層基板２と、該多層基板２を収容する筐体部品３とを備える電子装置において、絶縁伝熱層１２を介して、半導体モジュール１のうち半導体素子１１が搭載されたアイランド１０１と、多層基板２のうち筐体部品３と熱的および電気的に接続された表面伝熱体２２とを接続する。これにより、半導体モジュール１の熱が多層基板２において熱伝導率の高い材料のみを経由して筐体部品３に伝わる放熱経路が形成され、半導体モジュール１をグラウンド電位とされた部分から電気的に独立させつつも、従来の電子装置よりも放熱性が高い電子装置となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体モジュール（１）と
前記半導体モジュールが搭載される一面を有する多層基板（２）と、
前記多層基板を収容する筐体部品（３）と、を備え、
前記半導体モジュールは、アイランド（１０１）と、前記アイランド上に絶縁伝熱層（１２）を介して搭載された半導体素子（１１）と、を有してなり、
前記多層基板は、絶縁層（２０）と、前記半導体素子と電気的に接続された通電用配線（２１）と、前記絶縁層上のうち前記一面側に配置された表面伝熱体（２２）と、前記絶縁層内に配置された内層伝熱体（２３）と、前記表面伝熱体と前記内層伝熱体とを接続するビア（２４）と、を有してなり、
前記表面伝熱体は、前記通電用配線と電気的に絶縁されており、前記アイランドおよび前記筐体部品と熱的および電気的に接続されると共に、グラウンド電位とされている電子装置。
【請求項２】
前記ビアは、少なくとも前記多層基板のうち前記アイランドの直下に位置する領域内に配置され、前記表面伝熱体と前記内層伝熱体とを熱的および電気的に接続している請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記筐体部品は、前記多層基板の前記一面側およびその反対の他面側を覆っている請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記半導体素子は、整流ダイオードである請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等に搭載される電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子などの発熱体を備える電子装置では、発熱体から生じる熱を効率的に放熱させるための構造が提案されている。例えば、発熱体と、一面側に該発熱体が搭載された回路基板と、該回路基板の他面側に配置されたヒートシンクと、これらを収容する筐体部品とを備え、該回路基板に形成された貫通ビアを介して発熱体の熱をヒートシンクへ放熱する構造の電子装置が挙げられる。ただ、この種の電子装置は、ヒートシンクを備える分だけ部品点数が増加し、回路基板を収容する筐体部品が大型化する構造であるため、近年における電子装置の小型化の要請の観点から好ましくない。
【０００３】
そこで、ヒートシンクを備えず、放熱性が高い電子装置が提案されており、このような電子装置としては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の電子装置は、放熱用電極を有する発熱体と、該発熱体が搭載され、内部に内層伝熱体を有する回路基板と、これらを収容すると共に該内層伝熱体と熱的および電気的に接続された筐体部品とを備える。この電子装置は、回路基板の厚み方向において、放熱用電極と内層伝熱体とが回路基板を構成する絶縁層を隔てて重なる配置とされている。これにより、発熱体から生じる熱が内層伝熱体に伝わった後、これに接続された筐体部品に放熱されることで、ヒートシンクを備えずとも放熱性が高い構造の電子装置となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の電子装置は、発熱体の放熱用電極がプラス電位とされ、筐体部品および回路基板のうちこれに接続された内層伝熱体がグラウンド電位とされる。そして、内層伝熱体は、他の部品と接続される筐体部品がプラス電位となることを防ぐため、回路基板を構成する絶縁層を介することで、放熱用電極および発熱体と電気的に絶縁されている。このような絶縁層は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性が高く、熱伝導率が小さい樹脂材料により構成される。そのため、発熱体から生じる熱を筐体部品に放熱する際、熱伝導率が小さい樹脂材料を介して内層伝熱体に伝わることとなり、これが回路基板における放熱の律速となってしまう。
【０００６】
つまり、グラウンド電位となる部材と電気的に絶縁された発熱体、例えば整流ダイオードなどの半導体素子を備える電子装置は、発熱体と回路基板のうち筐体部品と電気的に接続された部分とが熱伝導率が小さい絶縁層により隔てられた構造とされる。そのため、回路基板における放熱性が低下してしまう。
【０００７】
回路基板における放熱性を高める方法としては、回路基板のうち発熱体と接続される通電部分の面積を広くし、通電部分と内層伝熱体との熱伝導の効率を上げることや回路基板のうち絶縁層を熱伝導率が大きい材料で構成することなどが挙げられる。
【０００８】
しかしながら、前者の方法では、通電部材のパターンが広くなることによって放射ノイズが増加したり、これに伴って回路基板の実装に制約が生じ、実装性が悪化したりすることが懸念される。一方、後者の方法では、絶縁層の材料が限定されてしまい、コストアップの原因となってしまう。
【０００９】
また、回路基板の放熱性を高めない場合、発熱体をより発熱しにくくする、もしくは耐熱性を高めることが考えられるが、この方法では、発熱体の大型化やコストアップが問題となる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、グラウンド電位となる部材と電気的に絶縁された発熱体を備えつつも、発熱体から生じる熱が効率良く筐体部品に放熱され、従来よりも放熱性の高い電子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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の電子装置は、半導体モジュール（１）と半導体モジュールが搭載される一面を有する多層基板（２）と、多層基板を収容する筐体部品（３）と、を備える。このような構成において、半導体モジュールは、アイランド（１０１）と、アイランド上に絶縁伝熱層（１２）を介して搭載された半導体素子（１１）と、を有してなり、多層基板は、絶縁層（２０）と、半導体素子と電気的に接続された通電用配線（２１）と、絶縁層上のうち一面側に配置された表面伝熱体（２２）と、絶縁層内に配置された内層伝熱体（２３）と、表面伝熱体と内層伝熱体とを接続するビア（２４）と、を有してなり、表面伝熱体は、通電用配線と電気的に絶縁されており、アイランドおよび筐体部品と熱的および電気的に接続されると共に、グラウンド電位とされている。
【００１２】
これにより、発熱体である半導体モジュールから生じる熱が絶縁伝熱層を介してアイランドに伝わり、その後、表面伝熱体もしくは内層伝熱体から筐体部品へと放熱される構造の電子装置となる。また、半導体モジュールは、グラウンド電位となるアイランドと熱的に接続されつつも、グラウンド電位となることが防止されている。そのため、半導体素子がグラウンド電位とされることなく、従来よりも放熱性の高い電子装置となる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の電子装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における多層基板と発熱体との配置関係を示す平面模式図である。
【図３】第２実施形態の電子装置を示す断面図である。
【図４】従来の電子装置を示す断面図である。
【図５】他の実施形態の電子装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１６】
（第１実施形態）
第１実施形態の電子装置について、図１、図２を参照して述べる。図１では、構成を分かり易くするため、後述する絶縁伝熱層１２、通電用配線２１や表面伝熱体２２などの厚みを誇張して示すと共に、図２中の一点鎖線で示すＩ−Ｉ間に相当する断面を示している。図２では、図１と同様の目的で、断面を示すものではないが、後述する絶縁層２０にハッチングを施している。
【００１７】
本実施形態の電子装置は、例えば、自動車などの車両に搭載されるエアバックＥＣＵ（Electronic Control Unitの略）などの電子装置に適用される。
【００１８】
本実施形態の電子装置は、図１に示すように、半導体モジュール１と、多層基板２と、これらを収容する筐体部品３とを備える。
【００１９】
半導体モジュール１は、図１に示すように、リードフレーム１０と、半導体素子１１と、絶縁伝熱層１２と、ワイヤ１３と、モールド樹脂１４とを備えており、多層基板２上に図示しないはんだなどを介して搭載されている。半導体モジュール１は、図１に示すように、リードフレーム１０のうち半導体素子１１が搭載された面の反対面がモールド樹脂１４から露出した、いわゆるハーフモールド構造とされている。半導体モジュール１は、本実施形態では、整流ダイオードであり、絶縁伝熱層１２を用いる点を除き、公知の構成とされている。
【００２０】
なお、整流ダイオードとされた半導体モジュール１は、例えば数Ａ程度の電流が流れる部材であり、高周波回路等に用いられるトランジスタなどの半導体部品に比べてその電流値が大きく、その発熱量が大きい。そのため、半導体モジュール１は、主として後述する絶縁伝熱層１２および多層基板２を介して筐体部品３から外部へと放熱される構成となるように多層基板２上に搭載されており、正常に作動できる程度の温度に保たれる。
【００２１】
リードフレーム１０は、例えば、図１に示すように、半導体素子１１が搭載されるアイランド１０１と、半導体素子１１と電気的に接続されるリード１０２と、を有してなり、ＦｅやＣｕなどの金属材料もしくはその合金などにより構成されている。
【００２２】
アイランド１０１は、その一面上に後述する絶縁伝熱層１２を介して半導体素子１１が搭載されている。アイランド１０１は、絶縁伝熱層１２により半導体素子１１と電気的に絶縁されると共に、半導体素子１１から生じる熱が放熱される部位である。アイランド１０１は、図１に示すように、半導体素子１１が搭載された面の反対面がモールド樹脂１４から露出しており、この反対面が図示しないはんだなどを介して多層基板２のうち後述する表面伝熱体２２に接続されている。
【００２３】
リード１０２は、図１に示すように、ワイヤ１３を介して半導体素子１１に形成された図示しない電極と電気的に接続されている。リード１０２は、図１に示すように、一部がモールド樹脂１４から露出しており、図示しないはんだを介して多層基板２のうち後述する通電用配線２１に接続されている。
【００２４】
半導体素子１１は、例えば、ダイオードとして機能し、主としてＳｉなどの半導体材料により構成されている。半導体素子１１は、例えば通常の半導体プロセスにより形成される。
【００２５】
絶縁伝熱層１２は、アイランド１０１と半導体素子１１とを電気的に絶縁すると共に、これらを熱的に接続する部材である。絶縁伝熱層１２は、絶縁性および熱伝導性を両立する構成、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの絶縁性の樹脂材料に、絶縁性が高く、かつ熱伝導率の高い窒化アルミニウムや炭化ケイ素などのフィラーを含有させた構成とされている。
【００２６】
なお、絶縁伝熱層１２は、半導体材料および金属材料との密着しつつ、絶縁性と熱伝導率を両立する構成とされていればよく、上記の例に限られず、任意の材料が用いられてもよい。
【００２７】
ワイヤ１３は、例えば、図１に示すように、半導体素子１１のうちアイランド１０１の反対側の面に形成された図示しない電極パッドおよびリード１０２にワイヤボンディングなどにより接続され、Ａｕなどの電気伝導率の高い金属材料などにより構成される。
【００２８】
モールド樹脂１４は、図１に示すように、半導体素子１１、リードフレーム１０の一部およびワイヤ１３を覆っており、例えばエポキシ樹脂などの任意の樹脂材料により構成される。
【００２９】
多層基板２は、図１に示すように、絶縁層２０と、通電用配線２１と、表面伝熱体２２と、内層伝熱体２３と、ビア２４と、裏面伝熱体２５とを備え、一面上に半導体モジュール１が搭載されている。多層基板２は、図１に示すように、筐体部品３とボルト３３で固定するための貫通孔２６が形成されている。多層基板２は、通常の貫通多層基板の形成プロセス、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂のシートと銅箔などの導電性材料のシートとを交互に重ねてプレス加工することなどにより作製される。
【００３０】
なお、多層基板２は、半導体モジュール１のほか、半導体モジュール１が搭載された一面側に図示しない他の電子部品やその制御回路などが形成されている。これらの他の電子部品等の種類、数量や配置などは、適宜変更されてもよく、任意であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
絶縁層２０は、通常の貫通多層基板の形成プロセスの結果、例えばガラスエポキシ樹脂などの任意の絶縁性樹脂の積層体により構成される。
【００３２】
通電用配線２１は、図１に示すように、絶縁層２０の一面２０ａ上に配置されており、リード１０２と図示しないはんだなどを介して電気的に接続されており、半導体素子１１を駆動させるために用いられる。通電用配線２１は、図１もしくは図２に示すように、半導体素子１１の図示しない陽極と電気的に接続される第１配線２１１と、半導体素子１１の図示しない陰極と電気的に接続される第２配線２１２とを有してなる。
【００３３】
第１配線２１１と第２配線２１２は、半導体モジュール１と接続された一端側と反対の他端側において、例えば、多層基板２の一面上に搭載された図示しない外部の電源もしくは他の電子部品などと電気的に接続されている。具体的には、配線２１１、２１２のうち半導体素子１１の陽極と電気的に接続されている配線は、図示しない外部の電源に接続されたリード配線がはんだ付けなどにより接続されている。配線２１１、２１２のうち半導体素子１１の陰極と電気的に接続されている配線は、多層基板２の一面上に配置された図示しない他の電子部品やその制御回路などと接続されたリード配線がはんだ付けなどにより接続されている。第１配線２１１および第２配線２１２は、互いに電気的に独立すると共に、筐体部品３に接続されることでグラウンド電位とされた表面伝熱体２２、内層伝熱体２３、ビア２４および裏面伝熱体２５から電気的に独立している。
【００３４】
なお、外部の電源に接続される図示しないリード配線は、後述する筐体部品３のうちケース３１の内と外とを繋ぐように形成され、ケース３１と電気的に絶縁されている。このような接続構造とされることにより、半導体モジュール１は、筐体部品３から電気的に独立しつつ、整流ダイオードとして駆動できる構成とされる。
【００３５】
表面伝熱体２２は、図１に示すように、絶縁層２０の一面２０ａ上に配置されており、図示しないはんだなどを介してアイランド１０１に接続されると共に、ビア２４を介して内層伝熱体２３に接続されている。表面伝熱体２２は、本実施形態では、例えば図２に示すように、平面視にて通電用配線２１を囲む開口部２２１、およびボルト穴２２２が形成された略矩形板状とされている。表面伝熱体２２は、図１に示すように、筐体部品３を構成するケース３１およびカバー３２が多層基板２とボルト３３により圧接固定されることで、ケース３１と当接している。表面伝熱体２２は、通電用配線２１と電気的に絶縁されると共に、アイランド１０１、内層伝熱体２３および筐体部品３と熱的に接続されている。
【００３６】
なお、表面伝熱体２２は、通電用配線２１およびこれと電気的に接続される他の図示しない他の電子部品等から電気的に絶縁されており、この絶縁のために開口部２２１以外の別の開口部が別途設けられていてもよい。開口部２２１は、絶縁層２０の一面２０ａに対する法線方向から見て四角形状とされているが、表面伝熱体２２が通電用配線２１と電気的に絶縁される形状とされていればよく、円形状、楕円形状や他の形状とされてもよい。これは、表面伝熱体２２に他の開口部が形成された場合における当該他の開口部についても同様である。
【００３７】
内層伝熱体２３は、例えば矩形板状とされ、図１に示すように、絶縁層２０内に複数形成されている。内層伝熱体２３は、本実施形態では、絶縁層２０を介して積層され、表面伝熱体２２のなす平面に対して平行配置されると共に、ビア２４を介して表面伝熱体２２および裏面伝熱体２５に電気的および熱的に接続されている。内層伝熱体２３は、表面伝熱体２２に伝わった半導体モジュール１の熱を裏面伝熱体２５に伝達すると共に、多層基板２の厚み方向に対して直交する平面方向に拡散し、多層基板２の放熱性を高めるための部材である。内層伝熱体２３は、本実施形態では、絶縁層２０内に２つ平行配置されているが、その数量が適宜変更されてもよい。
【００３８】
ビア２４は、例えば、絶縁層２０の一面２０ａと他面２０ｂとを繋ぐ貫通孔がＣｕやＡｇなどの熱および電気の伝導率が高い材料で充填された構成とされる。ビア２４は、通常の多層基板などにおいて異なる導体間を熱的および電気的に接続する任意のスルーホールビアの形成手法により形成される。ビア２４は、本実施形態では、図１に示すように、少なくとも多層基板２のうちアイランド１０１の直下に位置する領域（以下「アイランド直下領域」という）に配置される。つまり、ビア２４は、少なくともアイランド直下領域において、表面伝熱体２２、内層伝熱体２３および裏面伝熱体２５を熱的および電気的に接続している。
【００３９】
なお、ビア２４は、多層基板２の放熱性向上の観点から、図１に示すように、多層基板２のうち筐体部品３との接続領域付近にも設けられ、表面伝熱体２２、内層伝熱体２３および裏面伝熱体２５を熱的および電気的に接続している。ビア２４は、少なくともアイランド直下領域および筐体部品３に接続された表面伝熱体２２の直下の領域に配置されていればよく、それ以外の領域については任意の配置とされる。ビア２４のうち筐体部品３に接続された表面伝熱体２２の直下の領域に配置されるものは、多層基板２の放熱性向上の観点から、筐体部品３に出来るだけ近い位置とされることが好ましい。また、ビア２４は、本実施形態では、図１に示す断面において、アイランド直下領域に４個、多層基板２のうち筐体部品３との二カ所の接続領域付近に２個ずつの合計８個設けられているが、筐体部品３との伝熱熱量などに応じて適宜変更される。
【００４０】
裏面伝熱体２５は、例えば矩形板状とされ、図１に示すように、絶縁層２０の他面２０ｂ上に配置され、表面伝熱体２２と同様に、多層基板２と筐体部品３とがボルト３３により保持固定されることで筐体部品３を構成するカバー３２と当接している。
【００４１】
なお、通電用配線２１、表面伝熱体２２、内層伝熱体２３および裏面伝熱体２５は、例えば、Ｃｕなどの導電性材料により構成される。
【００４２】
筐体部品３は、例えば、図１に示すように、多層基板２を収容するものであり、本実施形態では、自動車のボデーなどの外部の部材４と接続されたケース３１と、カバー３２とを有してなる。
【００４３】
ケース３１は、例えば、Ａｌなどの金属材料やその合金などにより構成されると共に、本実施形態では、図１に示すように、多層基板２のうち半導体モジュール１が搭載された一面側を覆うように配置されている。ケース３１は、図１に示すように、ボルト穴３１１が形成されており、ボルト３３により多層基板２に保持固定されることで表面伝熱体２２と当接している。ケース３１は、多層基板２を介して半導体モジュール１から生じた熱を受け取り、その熱を多層基板２の外部、例えば自動車のボデーなどに放出する冷却部材である。ケース３１は、図１に示すように、自動車のボデーなどの外部の部材４と電気的に接続されており、グラウンド電位とされている。ケース３１は、多層基板２の一面側を覆うことで、半導体モジュール１への通電で生じる電気的なノイズを遮蔽し、ノイズの外部への放射による悪影響を抑制する役割を果たす。
【００４４】
カバー３２は、本実施形態では、例えば、Ａｌなどの金属材料もしくはその合金などにより構成されており、図１に示すように、多層基板２を挟んでケース３１の反対側に配置され、多層基板２の一面と反対の他面側を覆うように配置されている。カバー３２は、図１に示すように、ボルト穴３２１が形成されており、ボルト３３によりケース３１と共に多層基板２に固定されることで、裏面伝熱体２５と当接している。カバー３２は、本実施形態では、多層基板２の他面側を覆うことで、ケース３１と同様に、半導体モジュール１の通電に起因するノイズの外部放射による悪影響を抑制する役割を果たす。
【００４５】
ケース３１およびカバー３２は、多層基板２のうち半導体モジュール１が搭載された一面に対する法線方向から見て、ボルト穴３１１、３２１が同じ位置で重なるように配置され、多層基板２を挟んだ状態でボルト３３などにより押圧固定されている。
【００４６】
なお、筐体部品３は、多層基板２を収容しつつ、多層基板２と熱的に接続されて、半導体モジュール１から生じる熱を放熱できる構成とされていればよく、上記の例に限られず、その構成や形状等が適宜変更されてもよい。また、筐体部品３と多層基板２との接続構造は、上記の例に限られず、適宜変更されてもよい。
【００４７】
以上が、本実施形態の電子装置の構成である。つまり、本実施形態の電子装置は、半導体モジュール１から生じた熱が絶縁伝熱層１２を介して表面伝熱体２２へ伝わり、その後、ビア２４を介して内層伝熱体２３から筐体部品３へと伝達され、最終的に外部へと放熱される構成とされている。なお、外部の部材４は、本実施形態の電子部品が電気的および熱的に接続されるものであり、例えば、自動車のボデーなどの金属部品であり、Ａｌなどにより構成される。
【００４８】
次に、本実施形態の電子装置の製造方法の一例について説明するが、半導体モジュール１において絶縁伝熱層１２を用いる点を除けば、任意の方法を採用できるため、ここでは、簡単に説明する。また、多層基板２上に配置される半導体モジュール１以外の電子部品や制御回路の配置等については、任意であるため、本明細書ではその説明を省略する。
【００４９】
まず、整流ダイオードとして機能する半導体素子１１と、アイランド１０１およびリード１０２を備えるリードフレーム１０と、絶縁伝熱層１２を構成する絶縁高熱伝導率材料とを用意する。
【００５０】
続けて、アイランド１０１上に絶縁伝熱層１２の材料を例えばディスペンサーで塗布した後、半導体素子１１を載せて硬化させる。そして、半導体素子１１上に形成された図示しない電極とリード１０２とをＡｕなどで構成されるワイヤ１３を用いてワイヤボンディングで電気的に接続する。
【００５１】
その後、図示しない金型を用意し、ワイヤボンディング後のワークを当該金型内にセットして、エポキシ樹脂などの樹脂材料を当該金型内に流し込んで硬化させることでモールド樹脂１４を形成する。このようにして、半導体素子１１が絶縁伝熱層１２を介してアイランド１０１上に搭載されると共に、ハーフモールドタイプとされた半導体モジュール１を製造できる。
【００５２】
次いで、通電用配線２１、表面伝熱体２２、内層伝熱体２３、ビア２４および裏面伝熱体２５を備え、後ほどボルト３３が締結される貫通孔２６が形成された多層基板２を用意する。この多層基板２上に例えばはんだにより半導体モジュール１を搭載し、通電用配線２１とリード１０２とを電気的に接続すると共に、アイランド１０１と表面伝熱体２２とを熱的および電気的に接続する。
【００５３】
続けて、半導体モジュール１が搭載された多層基板２を収容すると共に、ボルト３３が締結されるボルト穴３１１もしくは３２１が形成されたケース３１およびカバー３２からなる筐体部品３を用意する。この筐体部品３と多層基板２とをボルト３３を締結することで保持固定する。
【００５４】
本実施形態の電子装置は、例えば上記のような方法で製造され、外部の部材４に接続されて用いられる。
【００５５】
次に、本実施形態の電子装置による放熱性の向上について、図１、図２、図４を参照して説明する。
【００５６】
まず、従来の電子装置について図４を参照して簡単に説明する。なお、図４では、図１と同様に、通電用配線２１、表面伝熱体２２、内層伝熱体２３および裏面伝熱体２５の厚みを誇張したものを示すと共に、従来の電子装置のうち本実施形態の電子装置における構成要素に相当するものについては、同じ符号を付している。また、図４では、図１に示す断面に相当する部分を示すと共に、本実施形態の電子装置との相違点を分かり易くするため、本実施形態の電子装置と共通する筐体部品３および外部の部材４については省略している。
【００５７】
従来の電子装置は、図４に示すように、半導体モジュール５と、これが搭載された多層基板２とを有してなる。従来の電子装置は、整流ダイオードである半導体モジュール５の熱が多層基板２、筐体部品３、外部の部材４の順に伝わり、外部へと放熱する構成とされている。従来の電子装置は、半導体モジュール５の構造が半導体モジュール１と異なる部分がある点において、本実施形態の電子装置と相違する。以下、その相違点について主に説明する。
【００５８】
半導体モジュール５は、図４に示すように、アイランド１０１およびリード１０２を備えるリードフレーム１０と、半導体素子１１と、はんだ５１と、ワイヤ１３と、モールド樹脂１４とを有してなる。半導体モジュール５は、半導体素子１１がはんだ５１を介してアイランド１０１上に搭載されている点、およびアイランド１０１のうち半導体素子１１が搭載された面の反対面がモールド樹脂１４により覆われている点が半導体モジュール１と相違する。
【００５９】
従来の電子装置は、図４に示すように、整流ダイオードとされた半導体モジュール５が、グラウンド電位とされた表面伝熱体２２とモールド樹脂１４により隔てられることで、多層基板２のうちグラウンド電位とされた部位と電気的に独立した構成とされている。従来の電子装置は、図４に示すように、半導体モジュール５の熱がアイランド１０１もしくは通電用配線２１から多層基板２の内層伝熱体２３に伝わり、その後、筐体部品３から外部の部材４に伝わる構成とされている。
【００６０】
しかし、従来の電子装置は、半導体モジュール５の熱が内層伝熱体２３に伝わる際、内層伝熱体２３よりも熱伝導率の低い樹脂材料により構成されるモールド樹脂１４もしくは絶縁層２０を必ず介する構造である。言い換えると、従来の電子装置は、これらの熱伝導率が低い部位での伝熱が半導体モジュール１から多層基板２への放熱経路における律速となる構成である。
【００６１】
なお、モールド樹脂１４や絶縁層２０を構成する材料、例えば、エポキシ樹脂やガラスエポキシ樹脂は、例えば内層伝熱体２３などを構成するＣｕの熱伝導率（およそ３９０Ｗ／ｍＫ）に比べ、その熱伝導率がおよそ０．２〜０．３Ｗ／ｍＫと非常に小さい。そのため、熱伝導率が低いこれらの部材での放熱が律速となり、電子装置全体の放熱性低下の原因となる。
【００６２】
これに対して、本実施形態の電子装置は、図１に示すように、半導体モジュール１の熱が絶縁性および熱伝導性を両立した絶縁伝熱層１２を介して表面伝熱体２２に伝わる構成、すなわち上記のモールド樹脂１４による放熱の律速がない構成である。本実施形態の電子装置は、その分だけ、多層基板２における放熱性が高まるため、従来の電子装置よりも放熱性が高くなる。
【００６３】
本実施形態によれば、半導体モジュール１が多層基板２のうち筐体部品３と接続されることでグラウンド電位となる部分と絶縁伝熱層１２を介して搭載されることで、多層基板２のグラウンド電位部分と熱的に接続されつつも、電気的に独立した構成とされる。これにより、半導体素子１１がグラウンド電位とされることなく、半導体モジュール１の熱が熱伝導率の高い材料を介して内層伝熱体２３に伝わることにより、従来の電子装置よりも放熱性が高い電子装置となる。
【００６４】
なお、この種の電子装置に搭載される整流ダイオードの電流値は、従来、およそ２Ａ程度であるが、多層基板２上の他の電子部品や制御回路等の集積化などの近年の要請によりこれよりも大きくされること（例えば３Ａ以上）が要求され得る。電流値が高くなるほど整流ダイオードの発熱量も大きくなるため、その分だけ多層基板における放熱性を高める必要がある。本実施形態の電子装置は、このような場合であっても、多層基板２の配線パターンを放熱を考慮した専用のパターン等に変えることなく、半導体モジュール１の熱が多層基板２へ効率的に伝わる構造となる。
【００６５】
（第２実施形態）
第２実施形態の電子装置について、図３を参照して述べる。図３では、図１と同様に、通電用配線２１、表面伝熱体２２、内層伝熱体２３および裏面伝熱体２５の厚みを誇張したものを示すと共に、上記第１実施形態と共通する筐体部品３および外部の部材４については省略している。また、図３では、図１に示す断面に相当する部分を示している。
【００６６】
本実施形態の電子装置は、図３に示すように、多層基板２の代わりにビア２４に相当する部分を有しない構成とされた多層基板６が用いられている点で、上記第１実施形態の電子装置と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。なお、本実施形態の電子装置のうち上記第１実施形態の電子装置の構成要素に相当するものについては、同じ符号が付されている。
【００６７】
本実施形態の電子装置は、図３に示すように、半導体モジュール１が、ビアを有しない多層基板６上に搭載されている。
【００６８】
半導体モジュール１は、図３に示すように、多層基板６を構成する絶縁層２０上に形成された通電用配線２１および表面伝熱体２２と図示しないはんだにより接続されている。本実施形態では、多層基板６にビアが設けられていないため、半導体素子１１の熱が主として絶縁伝熱層１２、アイランド１０１、表面伝熱体２２、筐体部品３の順に伝わる構成とされている。
【００６９】
本実施形態によれば、半導体素子１１の熱が、多層基板６においては主として表面伝熱体２２を介して筐体部品３に伝わることで、半導体モジュール１がグラウンド電位とされることなく、放熱性の高い電子装置となる。
【００７０】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した電子装置は、本発明の電子装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００７１】
（１）例えば、上記第１実施形態では、表面伝熱体２２のうちアイランド１０１と接続される部分（以下「アイランド接続部」という）が、図２に示すように、表面伝熱体２２の他の部分と接続された構成とされた例について説明した。しかし、アイランド接続部は、表面伝熱体２２のうち他の部位もしくは内層伝熱体２３の少なくとも一方と熱伝導率の高い材料を介して接続されていればよく、当該他の部分と一体化された形状とされていなくてもよい。例えば、アイランド接続部は、絶縁層２０の一面２０ａに対する法線方向から見てアイランド１０１と同じ平面サイズとされると共に、表面伝熱体２２の他の部位から孤立した状態とされていてもよい。この場合、半導体モジュール１の熱がアイランド接続部からビア２４を介して内層伝熱体２３、筐体部品３へと伝わるため、多層基板２における放熱性を確保することができる。
【００７２】
（２）上記第１実施形態では、筐体部品３がケース３１およびカバー３２により構成され、カバー３２が金属材料により構成された例について説明した。しかし、筐体部品３は、多層基板２のうちアイランド１０１と熱的および電気的に接続された部分と接続されると共に、外部の部材４に接続される金属材料により構成される部材を有してなる構成とされていればよい。そのため、ケース３１が金属材料で構成され、かつ外部の部材４と接続される場合には、カバー３２は、金属材料と異なる材料、例えば樹脂材料などにより構成されていてもよい。上記の場合、筐体部品３は、カバー３２を有しない構成とされていてもよい。
【００７３】
また、上記第１実施形態では、筐体部品３のうちケース３１が外部の部材４と接続され、かつカバー３２が外部の部材４と接続されていない例について説明したが、この接続関係が逆であってもよい。
【００７４】
具体的には、筐体部品３は、ケース３１と金属材料により構成されたカバー３２とを有してなり、図５に示すように、カバー３２が外部の部材４に接続されると共に、ケース３１が外部の部材４と接続されていない構成とされてもよい。この場合の電子装置は、半導体モジュール１で生じる熱が表面伝熱体２２、ビア２４、裏面伝熱体２５の順にカバー３２に伝わり、カバー３２を介して外部の部材４に放熱される構成とされる。なお、この場合、ケース３１は、金属材料で構成されてもよいし、金属材料と異なる材料で構成されてもよい。
【００７５】
（３）上記各実施形態では、多層基板２もしくは多層基板６が裏面伝熱体２５を備える構成とされた例について説明した。しかし、多層基板２もしくは多層基板６は、少なくとも半導体モジュール１のアイランド１０１および筐体部品３に接続される表面伝熱体２２を備えていればよく、裏面伝熱体２５を備えてなくてもよい。
【００７６】
（４）上記第２実施形態では、ビアが形成されていない多層基板６の例について説明したが、多層基板６のうちアイランド１０１の直下の領域以外にビアが形成されていてもよい。
【００７７】
（５）上記各実施形態では、半導体モジュール１が整流ダイオードとされた例について説明したが、グラウンド電位に接続できない半導体部品、例えばリニアレギュレータ用トランジスタなどとされてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１      半導体モジュール
１０１  アイランド
１１    半導体素子
１２    絶縁伝熱層
２      多層基板
２０    絶縁層
２１    通電用配線
２２    表面伝熱体
２３    内層伝熱体
３      筐体部品
【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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