(57)【要約】【課題】信頼性を維持しつつ、放熱性を向上させることができる電子装置を得る。【解決手段】電子装置を、第１の基板１と、第２の基板２と、ワイヤ３と、樹脂封止層４と、封止体５を備える構成とする。第１の基板１は、上面に第１の電極が形成されている。第２の基板２は、第１の基板１上に固定され、上面に第２の電極が形成されている。ワイヤ３は、第１の電極と第２の電極とを接続し、導電性を有する。樹脂封止層４は、第２の基板２を全て覆うように樹脂で形成されている。封止体５は、第２の基板２の上方に樹脂を介して配置され、熱伝導性を有する固体である。また、封止体５の下面は、第１の基板１の平面に対して垂直方向のワイヤ３の最高点よりも低く配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に第１の電極が形成された第１の基板と、
前記第１の基板上に固定され、上面に第２の電極が形成された第２の基板と、
前記第１の電極と前記第２の電極とを接続し、導電性を有するワイヤと、
前記第２の基板を全て覆うように樹脂で形成された樹脂封止層と、
前記第２の基板の上方に前記樹脂を介して配置され、熱伝導性を有する固体である封止体と、
を備え、
前記封止体の下面は、前記第１の基板の平面に対して垂直方向の前記ワイヤの最高点よりも低く配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記封止体は、平面部と、前記平面部よりも前記第２の基板側に形成された突起部を有し、
前記突起部の下面が、前記第１の基板の平面に対して垂直方向の前記ワイヤの最高点よりも低く配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記封止体は、前記第１の基板と下面で接し、前記平面を支える柱をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記樹脂封止層は、前記封止体の前記平面の下面に接する高さまで形成されていることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の電子装置。
【請求項５】
前記平面の面積は、前記第２の基板よりも大きく、前記突起部の下面の面積は、前記第２の基板よりも小さいことを特徴とする請求項２から４いずれかに記載の電子装置。
【請求項６】
前記第１の基板を内部に備える空間を有するカバーをさらに備え、
前記封止体の上部は、前記カバーの上面の内側と熱伝導物質を介して接続されていることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の電子装置。
【請求項７】
上面に第１の電極が形成された第１の基板上に、
上面に第２の電極が形成された第２の基板を固定し、
前記第１の電極と前記第２の電極とを導電性を有するワイヤで接続し、
前記第２の基板を全て覆うように樹脂によって樹脂封止層を形成し、
熱伝導性を有する固体である封止体を、前記封止体の下面が、前記第１の基板の平面に対して垂直方向の前記ワイヤの最高点よりも低くなるように前記第２の基板の上方に前記樹脂を介して配置することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項８】
前記封止体を、前記樹脂封止層の前記樹脂の硬化前に前記第２の基板の上方に前記樹脂を介して配置し、
前記樹脂を硬化させることで前記封止体を固定することを特徴とする請求項７に記載の電子装置の製造方法。
【請求項９】
前記封止体は、平面部と、前記平面部よりも前記第２の基板側に形成された突起部を有し、
前記突起部の下面が、前記第１の基板の平面に対して垂直方向の前記ワイヤの最高点よりも低くなるように前記封止体を前記第２の基板上に前記樹脂を介して配置することを特徴とする請求項８に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１０】
前記封止体は、前記平面を支える柱をさらに有し、
前記柱の下面を前記第１の基板の表面に接触させることで、前記突起部の下面の前記第２の基板からの高さが所定の高さになるように前記封止体を配置することを特徴とする請求項９に記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の信頼性を向上する技術に関するものであり、特に、放熱性と耐湿性を向上する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信技術や情報技術の発展とともに通信システムや情報システムの高可用性に対する要求が高くなり、それらのシステムを構成する通信装置等に用いられる各電子装置にも高い信頼性が要求されるようになっている。例えば、高周波信号の伝送を行う際に用いる信号処理等の通信用の半導体素子を備えた通信モジュール部品などの電子装置においても高い信頼性が要求されるようになっている。
【０００３】
通信モジュール部品では、回路基板上に半導体素子がフェイスアップで搭載され、半導体素子の電極と、回路基板の電極が金等の金属ワイヤで接続された構造が広く用いられている。このような構成の通信モジュール部品では、金属ワイヤと電極との接続部の保護や、水分や異物による半導体素子の劣化および電気特性の変動による信頼性の低下の抑制のために、気密封止構造が用いられることが多い。しかし、そのような気密防止構造は高コストであるため、樹脂を用いた封止構造も用いられるようになっている。半導体素子を樹脂で封止する際には、吸湿等による劣化や特性変動を防止するため、樹脂封止層を信頼性の維持に必要な厚さで形成する必要がある。
【０００４】
一方で、伝送品質の向上を目的として、通信用の半導体素子に高い耐熱性を有するＧａＮ（Gallium Nitride）を用いたワイドギャップ半導体素子が用いられることがあり、モジュールとして高い放熱性が要求されることがある。そのため、通信モジュール部品などの電子装置において、信頼性を維持するために十分な厚さとなるように封止層の高さを制御しつつ、放熱性を向上する技術の開発が行われている。そのような、信頼性を維持するために十分な厚さとなるように封止層の高さを制御しつつ、放熱性を向上する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１は、半導体チップを放熱材と封止用樹脂で封止した半導体装置に関するものである。特許文献１の半導体装置では、半導体チップの上に、金属の粒子等の熱伝導物質が入れられた容器が接着剤で固定されている。また、半導体チップおよび容器の周囲は、封止用の樹脂によって覆われている。特許文献１は、そのような構成とすることで、放熱材から効率よく熱を外に放出することができるとしている。
【０００６】
特許文献２にも、固体と樹脂による封止構造を有する半導体装置が開示されている。特許文献２は、固形の第１の部材と、液状で形成した後で固化する第２の部材による封止構造によって半導体チップを保護した半導体装置に関するものである。特許文献２の半導体装置では、半導体チップ上に第１の部材が接着剤によって固定されている。また、特許文献２の半導体装置では、半導体チップおよび第１の部材の周囲が第２の部材によって覆われている。特許文献２は、そのような構成とすることで封止層の高さのばらつきを抑えつつ、信頼性を向上することができるとしている。
【０００７】
また、特許文献３にも、あらかじめ形成された補助材と流動性のある樹脂によって封止層が形成された半導体装置が開示されている。特許文献３の半導体装置では、あらかじめ形成された補助材が、半導体チップ上に接着剤等で固定されている。また、特許文献３の半導体装置では、半導体チップ上と補助材の周囲が、形成時に流動性のある樹脂によって覆われている。特許文献３は、そのような構成とすることで、半導体装置の信頼性の低下を抑制することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−３７２５６号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８１２８号公報
【特許文献３】特許第３９０３０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の半導体装置では、半導体チップ、すなわち、半導体素子に固体物が接着剤で固定されている。そのため、固定物と半導体素子の熱膨張率の差によって半導体素子に生じるストレスから信頼性が低下する恐れがある。また、特許文献２においても同様に半導体素子に固体物が接着剤で固定されている。そのため、特許文献２では特許文献１と同様に固定物と半導体素子の熱膨張率の差によって半導体素子に生じるストレスから信頼性が低下する恐れがある。また、固形物である第１の部材を接着した後に第２の部材を形成する必要があるため第１の部材の周囲の樹脂にボイドが生じやすい。そのため、特許文献２では、ボイドを起点としたクラックの発生や、耐湿性の低下によって信頼性が低下する恐れがある。また、特許文献３も、同様に半導体素子に固体物が接着剤で固定されている。そのため、特許文献２では特許文献１と同様に固体物と半導体素子の熱膨張率の差によって半導体素子に生じるストレスから信頼性が低下する恐れがある。よって、特許文献１乃至３の技術は、半導体装置等の電子装置の信頼性を維持しつつ、放熱性を向上するための技術としては十分ではない。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するため、信頼性を維持しつつ、放熱性を向上させることができる電子装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の電子装置は、第１の基板と、第２の基板と、ワイヤと、樹脂封止層と、封止体を備えている。第１の基板は、上面に第１の電極が形成されている。第２の基板は、第１の基板上に固定され、上面に第２の電極が形成されている。ワイヤは、第１の電極と第２の電極とを接続し、導電性を有する。樹脂封止層は、第２の基板を全て覆うように樹脂で形成されている。封止体は、第２の基板の上方に樹脂を介して配置され、熱伝導性を有する固体である。また、封止体の下面は、第１の基板の平面に対して垂直方向のワイヤの最高点よりも低く配置されている。
【００１２】
本発明の電子装置の製造方法は、上面に第１の電極が形成された第１の基板上に、上面に第２の電極が形成された第２の基板を固定し、第１の電極と第２の電極とを導電性を有するワイヤで接続する。本発明の電子装置の製造方法は、第２の基板を全て覆うように樹脂によって樹脂封止層を形成する。本発明の製造方法は、熱伝導性を有する固体である封止体を、封止体の下面が、第１の基板の平面に対して垂直方向のワイヤの最高点よりも低くなるように第２の基板の上方に樹脂を介して配置する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、信頼性を維持しつつ、放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態において電子装置を組み立てる際の途中工程の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態において電子装置を組み立てる際の途中工程の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態において電子装置を組み立てる際の途中工程の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態において電子装置を組み立てる際の途中工程の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態において電子装置を組み立てる際の途中工程の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の封止体の構成の概要を示す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の封止体の構成の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の電子装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の電子装置は、第１の基板１と、第２の基板２と、ワイヤ３と、樹脂封止層４と、封止体５を備えている。第１の基板１は、上面に第１の電極が形成されている。第２の基板２は、第１の基板１上に固定され、上面に第２の電極が形成されている。ワイヤ３は、第１の電極と第２の電極とを接続し、導電性を有する。樹脂封止層４は、第２の基板２を全て覆うように樹脂で形成されている。封止体５は、第２の基板２の上方に樹脂を介して配置され、熱伝導性を有する固体である。また、封止体５の下面は、第１の基板１の平面に対して垂直方向のワイヤ３の最高点よりも低く配置されている。
【００１６】
本実施形態の電子装置では、熱伝導性を有する固体である封止体５が、ワイヤ３の最高点よりも下面が低くなるように配置されている。そのため、本実施形態の電子装置では、第２の基板２と封止体５の距離が近いため、熱伝導性を有する封止体５によって第２の基板２の熱を効率よく放熱することができる。また、本実施形態の電子装置では、封止体５として固体を用いているので、第２の基板２上において樹脂封止層４と封止体５で形成される封止層の高さの制御を容易に行うことができる。また、本実施形態の電子装置では、封止体５を第２の基板２に接着していないので、第２の基板２と封止体５の熱膨張係数に違いによる信頼性の低下が生じにくい。その結果、本実施形態の電子装置は、信頼性を維持しつつ、放熱性を向上させることができる。
【００１７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の電子装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の電子装置は、回路基板１１と、基板側電極１２と、半導体素子１３と、素子側電極１４と、接続材１５と、金属ワイヤ１６と、樹脂封止層１７と、封止体１８と、放熱材１９を備えている。また、本実施形態の電子装置は、外装ベース２１と、外装カバー２２をさらに備えている。
【００１８】
回路基板１１は、半導体素子１３を実装するための多層配線基板である。回路基板１１には、例えば、プリント基板が用いられる。回路基板１１は、単層基板であってもよい。また、本実施形態の回路基板１１は、第１の実施形態の第１の基板１に相当する。
【００１９】
基板側電極１２は、金属ワイヤ１６の接続部として回路基板１１上に備えられている。回路基板１１は、基板側電極１２に接続された金属ワイヤ１６を介して半導体素子１３と接続されている。基板側電極１２は、例えば、銅によって形成されている。基板側電極１２は、銅以外の金属や合金によって形成されていてもよい。
【００２０】
半導体素子１３は、電子装置の用途に基づいた所定の回路パターンが形成された半導体集積回路である。半導体素子１３は、フェイスアップ、すなわち、回路パターンが形成された面を上に向けた状態で回路基板１１に固定されている。また、本実施形態の半導体素子１３は、第１の実施形態の第２の基板２に相当する。
【００２１】
素子側電極１４は、金属ワイヤ１６の接続部として半導体素子１３上に備えられている。半導体素子１３は、素子側電極１４に接続された金属ワイヤ１６を介して回路基板１１と接続されている。素子側電極１４は、例えば、銅によって形成されている。素子側電極１４は、銅以外の金属や合金によって形成されていてもよい。
【００２２】
接続材１５は、半導体素子１３を回路基板１１に固定する接続部として備えられている。本実施形態の接続材１５には、金と錫の合金はんだが用いられる。接続材１５は、他の金属を用いたはんだや導電性樹脂を用いた接着剤であってもよい。
【００２３】
金属ワイヤ１６は、基板側電極１２と素子側電極１４の間を電気的に接続する。本実施形態の金属ワイヤ１６には、金のワイヤが用いられている。金属ワイヤ１６は、銅やアルミニウムなど他の金属のワイヤであってもよい。
【００２４】
樹脂封止層１７は、半導体素子１３や金属ワイヤ１６と各電極との接続部等を水分や空気中の物質から保護する封止層の一部として備えられている。樹脂封止層１７は、半導体素子１３と、金属ワイヤ１６と各電極との接続部を覆うように形成されている。本実施形態の樹脂封止層１７には、熱硬化樹脂が用いられる。熱硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。熱硬化性の樹脂には、フィラー等が充填されていてもよい。また、樹脂封止層１７には、熱可塑性樹脂を用いてもよい。また、本実施形態の樹脂封止層１７は、第１の実施形態の樹脂封止層４に相当する。
【００２５】
封止体１８は、半導体素子１３等を水分や空気中の物質から保護する封止層の一部として備えられている固体状の部材である。封止体１８は、例えば、円柱や直方体形状の固体として形成されている。封止体１８は、円柱や直方体以外の形状であってもよい。本実施形態の封止体１８の下面、すなわち、半導体素子１３と向き合う面と、封止体１８の上面、すなわち、下面と反対側の面は水平な平面として形成されている。封止体１８の上面および下面は、放熱性や吸熱性を向上するように平面以外の形状で形成されていてもよい。
【００２６】
本実施形態の電子装置では、樹脂封止層１７と封止体１８が、封止層を形成している。封止体１８は、放熱材１９を介して外装カバー２２と接続されている。封止体１８は、半導体素子１３の放熱性や信頼性を維持するための熱伝導性および耐湿性を確保できる材料によって形成されている。封止体１８には、例えば、銅やアルミニウムなどの金属製の部材が用いられる。金属の表面は、ニッケルなどで覆われていてもよい。また、封止体１８は、樹脂やセラミックなど他の材料によって形成されていてもよい。また、封止体１８は、複数の材料を組み合わせて形成されていてもよい。
【００２７】
封止体１８は、樹脂封止層１７を介して半導体素子１３の上層に備えられている。すなわち、半導体素子１３と封止体１８の間には樹脂封止層１７が存在し、半導体素子１３と封止体１８は、直接、接してはいない。また、封止体１８は、金属ワイヤ１６の最大高さよりも底面が低くなるように備えられている。金属ワイヤ１６の最大高さとは、回路基板１１の平面に対して垂直な方向において、回路基板１１の表面から金属ワイヤ１６が存在する最上部の位置までの高さのことをいう。また、本実施形態の封止体１８は、第１の実施形態の封止体５に相当する。
【００２８】
放熱材１９は、封止体１８と外装カバー２２を接続し、封止体１８の熱を外装カバー２２に伝導させる機能を有する。放熱材１９は、熱伝導性を有する材料で形成されている。放熱材１９は、熱伝導性を有するものであれば液状の材料を塗布して形成されるものであってもよく、また、シート状の部材であってもよい。また、放熱材１９は、熱伝導性を有するものであれば導電性の材料で形成されていてもよく、また、非導電性の材料によって形成されていてもよい。
【００２９】
外装ベース２１は、半導体素子１３が実装された回路基板１１の下面方向を覆うカバー部材である。また、外装カバー２２は、半導体素子１３が実装された回路基板１１の上面方向を覆うカバー部材である。本実施形態の電子装置では、外装ベース２１および外装カバー２２で形成されるパッケージの内部に半導体素子１３が実装された回路基板１１が封入されている。
【００３０】
本実施形態の電子装置の製造方法について説明する。図３乃至図７は、本実施形態の電子装置の組み立てを行う際の、各ステップにおける構造の概要を示した断面図である。始めに、図３に示すような基板側電極１２等が形成された回路基板１１が組み立て作業を行う装置のステージ上にセットされる。回路基板１１がセットされると、回路基板１１上の半導体素子１３を固定する位置に、接続材１５として用いるはんだが供給される。はんだは、例えば、ディスペンサによって回路基板１１上に供給される。
【００３１】
回路基板１１上に接続材１５として用いるはんだが供給されると、はんだ上に半導体素子１３が配置され、加熱によるはんだの溶融および冷却によるはんだの固化が行われる。加熱によるはんだの溶融および冷却によるはんだの固化が行われると、半導体素子１３は、図４に示すように接続材１５を介して回路基板１１に固定される。
【００３２】
半導体素子１３が回路基板１１に固定されると、図５に示すように、回路基板１１の基板側電極１２と、半導体素子１３の素子側電極１４が金属ワイヤ１６で接続される。回路基板１１の基板側電極１２と、半導体素子１３の素子側電極１４が金属ワイヤ１６で接続されると、回路基板１１の配線と半導体素子１３の回路パターンの配線が接続された状態となる。
【００３３】
回路基板１１の基板側電極１２と、半導体素子１３の素子側電極１４が金属ワイヤ１６で接続されると、図６に示すように樹脂封止層１７の形成に用いる樹脂が回路基板１１上に塗布される。樹脂封止層１７の形成に用いる樹脂は、ディスペンサによって回路基板１１上に塗布される。樹脂封止層１７の形成に用いる樹脂は、印刷法によって回路基板１１上に成膜されてもよい。本実施形態では、樹脂封止層１７の形成に用いる樹脂には、熱硬化性樹脂が用いられる。
【００３４】
樹脂封止層１７は、複数の樹脂を用いて形成されてもよい。樹脂封止層１７を複数の樹脂によって形成する場合には、例えば、金属ワイヤ１６と回路基板１１との接続部の外周に粘性の高い第１の樹脂でダムを形成し、粘性の低い第２の樹脂でダム内を充填することで樹脂封止層１７を形成することができる。また、２種類以上の樹脂を高さ方向に積層することで、樹脂封止層１７を形成することもできる。
【００３５】
回路基板１１上に樹脂封止層の１７の形成に用いる樹脂を成膜すると、図７に示すように封止体１８が半導体素子１３の上方の樹脂封止層１７上に配置される。封止体１８は、下面、すなわち、回路基板１１側の面が、金属ワイヤ１６の最大高さよりも低い位置になるによう配置される。下面が金属ワイヤ１６の最大高さよりも低い位置になるによう封止体１８が配置されると、樹脂封止層１７の樹脂の硬化が行われる。本実施形態では樹脂封止層１７に熱硬化性樹脂を用いているので、樹脂の硬化温度以上の温度で加熱を行うことで硬化が行われる。樹脂封止層１７の樹脂の硬化が行われると、封止体１８は、樹脂封止層１７によって半導体素子１３上に固定される。
【００３６】
樹脂封止層１７に熱可塑性樹脂を用いた場合には、封止体１８を配置する際に加熱が行われる。加熱によって樹脂封止層１７に流動性がある状態で、封止体１８が半導体素子１３上に配置され、冷却によって樹脂封止層１７の固化および封止体１８の固定が行われる。また、熱可塑性樹脂を用いた場合に、さらに高温で硬化処理が行われるようにしてもよい。
【００３７】
封止体１８が樹脂封止層１７を介して半導体素子１３上に固定されと、回路基板１１は、外装ベース２１上に配置される。回路基板１１が外装ベース２１上に配置されると、封止体１８の上面に放熱材１９が形成される。放熱材１９は、例えば、ディスペンサによって封止体１８上に供給される。
【００３８】
放熱材１９が封止体１８の上面に供給されと、上側から外装カバー２２が取り付けられる。外装カバー２２は、外装ベース２１に固定され、半導体素子１３等を有する回路基板１１は、外装ベース２１と外装カバー２２で構成されるパッケージの内部に封入される。半導体素子１３等を有する回路基板１１が外装ベース２１と外装カバー２２で構成されるパッケージの内部に封入されると、図２に示すような本実施形態の電子装置の組み立てが完了する。
【００３９】
本実施形態の電子装置では、熱伝導性を有する固体である封止体１８が、金属ワイヤ１６の最高点よりも低くなるように配置されている。そのため、本実施形態の電子装置では、半導体素子１３と封止体１８の距離が近いため、熱伝導性を有する封止体１８および接続材１５を介して半導体素子１３の熱を、外装カバー２２に効率よく放熱することができる。また、本実施形態の電子装置では、封止体１８として固体を用いているので、半導体素子１３上において樹脂封止層１７と封止体１８で形成される封止層の高さの制御を容易に行うことができる。また、本実施形態の電子装置では、封止体１８として固体を用いているので、樹脂の塗布によって形成する封止層よりも密度が高い部材で封止することができ耐湿性が向上する。そのため、本実施形態の電子装置では、半導体素子１３上において樹脂封止層１７と封止体１８で形成される封止層を、水分等の透過を抑制し信頼性を維持するために十分な厚さで容易に形成することができる。
【００４０】
また、本実施形態の電子装置では、封止体１８を半導体素子１３に接着していないので、半導体素子１３と封止体１８の熱膨張係数に違いによって、半導体素子１３にストレスが印加させる状態を避けることができる。そのため、本実施形態の電子装置は、半導体素子１３と封止体１８の熱膨張係数に違いによって生じる信頼性の低下を抑制することができる。また、本実施形態では封止体１８を半導体素子１３に接着していないので、接着工程を必要とせず、電子装置の組み立ての効率を向上することができる。以上より、本実施形態の電子装置では、信頼性を維持しつつ、放熱性を向上させることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図８は、本実施形態の電子装置の構成の概要を示した断面図である。第２の実施形態の電子装置では、直方体や円柱形状の封止体１８を用いて、封止層が形成されているが、本実施形態の封止体は、平面板と突起部を備えていることを特徴とする。
【００４２】
本実施形態の電子装置は、回路基板１１と、基板側電極１２と、半導体素子１３と、素子側電極１４と、接続材１５と、金属ワイヤ１６と、樹脂封止層１７と、封止体３１と、放熱材１９を備えている。また、本実施形態の電子装置は、外装ベース２１と、外装カバー２２をさらに備えている。
【００４３】
本実施形態の回路基板１１、基板側電極１２、半導体素子１３、素子側電極１４、接続材１５、金属ワイヤ１６、樹脂封止層１７、放熱材１９、外装ベース２１および外装カバー２２の構成と機能は第２の実施形態の同名称の部位と同様である。
【００４４】
図９は、封止体３１の構成の概要を示した断面図である。本実施形態の封止体３１は、平面板３２と、突起部３３を備えている。平面板３２は、外装カバー２２の上面の内側と、放熱材１９を介して接する平面状の板である。放熱材１９は、平面板３２の上部、全体に形成されている。また、突起部３３は、平面板３２の下側に備えられている。突起部３３は、第２の実施形態の封止体と同様に、立方体や円柱状の固体物である。
【００４５】
本実施形態の封止体３１の平面板３２は、半導体素子１３よりも面積が大きくなるように形成されている。また、突起部３３の下面は、半導体素子１３よりも面積が小さくなるように形成されている。そのような構成とすることで、半導体素子１３の近傍に配置した突起部３３を介して半導体素子１３の熱を伝導し、面積の大きな平面板３２から放熱することができるので放熱性が向上する。また、平面板３２で半導体素子１３の上方を覆うことで、水分等の透過を防止することができ耐湿性が向上する。
【００４６】
封止体３１は、例えば、銅やアルミニウムなどの金属製の部材で形成されている。金属の表面は、ニッケルなどで覆われていてもよい。また、封止体３１は、樹脂やセラミックなど他の材料によって形成されていてもよい。また、封止体３１は、複数の材料を組み合わせて形成されていてもよく、平面板３２と突起部３３の材質は異なっていてもよい。本実施形態の封止体３１は、平面板３２と突起部３３が一体の部材として形成されているが、平面板３２と突起部３３を組み立てることで形成されていてもよい。
【００４７】
封止体３１の突起部３３は、樹脂封止層１７を介して半導体素子１３の上層に備えられている。すなわち、半導体素子１３と封止体３１の突起部３３の間には樹脂封止層１７が存在し、半導体素子１３と突起部３３は、直接、接してはいない。また、突起部３３は、金属ワイヤ１６の最大高さよりも底面が低くなるように備えられている。
【００４８】
本実施形態の樹脂封止層１７は、平面板３２に接する高さまで形成され、突起部３３の周囲を覆っている。樹脂封止層１７を平面板３２に接する高さまで形成し突起部３３の周囲を覆うことで、水分等の透過を防止する効果が上がり、電子装置の信頼性が向上する。また、樹脂封止層１７は、水分等の透過を防止する十分な厚みがあり、金属ワイヤ１６の最大高さよりも高い位置まで形成されていれば、平面板３２に接する高さまで形成されていなくてもよい。
【００４９】
本実施形態の電子装置は、第２の実施形態の電子装置と同様に組み立てを行うことができる。すなわち、封止体３１は、回路基板１１上に樹脂封止層の１７が成膜された後、半導体素子１３の上方の樹脂封止層１７上に配置される。封止体３１は、突起部３３の下面が、金属ワイヤ１６の最大高さよりも低い位置になるによう配置される。突起部３３の下面が金属ワイヤ１６の最大高さよりも低い位置になるによう封止体３１が配置されると、樹脂封止層１７の樹脂の硬化が行われる。樹脂封止層１７の樹脂の硬化が行われると、封止体３１は、樹脂封止層１７によって半導体素子１３上に固定される。
【００５０】
本実施形態の電子装置は、第２の実施形態の電子装置と同様の効果を有する。本実施形態の電子装置では、封止体３１が外装カバー２２と放熱材１９を介して平面板３２で接するため、突起部３３から伝導されてきた熱の放熱性がより高くなる。また、本実施形態の電子装置では、半導体素子１３の上方が樹脂封止層１７と平面板３２で覆われているので水分等の透過を防止する効果が高く、信頼性がより向上する。
【００５１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１０は、本実施形態の構成の概要を示した断面図である。第３の実施形態の封止体３１は、平面板３２と突起部３３を備えているが、本実施形態の封止体は、さらに柱状の支持部を備えていることを特徴とする。
【００５２】
本実施形態の電子装置は、回路基板１１と、基板側電極１２と、半導体素子１３と、素子側電極１４と、接続材１５と、金属ワイヤ１６と、樹脂封止層１７と、封止体４１と、放熱材１９を備えている。また、本実施形態の電子装置は、外装ベース２１と、外装カバー２２をさらに備えている。
【００５３】
本実施形態の回路基板１１、基板側電極１２、半導体素子１３、素子側電極１４、接続材１５、金属ワイヤ１６、樹脂封止層１７、放熱材１９、外装ベース２１および外装カバー２２の構成と機能は第２の実施形態の同名称の部位と同様である。
【００５４】
図１１は、封止体４１の構成の概要を示した断面図である。本実施形態の封止体４１は、平面板４２と、突起部４３と、支持部４４を備えている。本実施形態の平面板４２および突起部４３の構成と機能は、第３の実施形態の平面板３２および突起部３３とそれぞれ同様である。
【００５５】
支持部４４は、回路基板１１から平面板４２までの距離を一定に保つ柱としての機能を有する。支持部４４は、回路基板１１から平面板４２までの距離を一定に保つことで、半導体素子１３と突起部４３の下面との距離を一定に保つ。
【００５６】
支持部４４は、平面板４２の平面に対して垂直な方向に形成されている。また、支持部４４の回路基板１１と接する面は、平面板４２の平面と平行になるように形成されている。支持部４４は、平面板４２の対角線の４隅にそれぞれ備えられている。支持部４４の数は、４本以外であってもよい。本実施形態の支持部４４は、平面板４２と一体の部材として形成されている。また、本実施形態の封止体４１の平面板４２、突起部４３および支持部４４は、第２の実施形態の封止体１８と同様の材料によって形成されている。
【００５７】
支持部４４は、封止体４１を回路基板１１上に配置したときに、突起部４３の下面が、金属ワイヤ１６の最大高さよりも低くなるように形成されている。また、支持部４４は、封止体４１を回路基板１１上に配置したときに、半導体素子１３と封止体４１の突起部４３の間に樹脂封止層１７が存在し、半導体素子１３と突起部４３が、直接、接しないように形成されている。
【００５８】
本実施形態の樹脂封止層１７は、平面板４２に接する高さまで形成され、突起部４３の周囲を覆っている。樹脂封止層１７を平面板４２に接する高さまで形成することで、耐湿性が向上する。樹脂封止層１７は、金属ワイヤ１６の最高の高さよりも高い位置まで形成されていれば、平面板４２に接していなくてもよい。樹脂封止層１７は、支持部４４の下面が回路基板１１と接する位置には形成されていない。
【００５９】
本実施形態の電子装置は、第２の実施形態の電子装置と同様に組み立てを行うことができる。すなわち、封止体４１は、回路基板１１上に樹脂封止層の１７が成膜された後、半導体素子１３の上方の樹脂封止層１７上に配置される。封止体４１は、支持部４４の下面が回路基板１１の表面と接するように配置される。支持部４４の下面が回路基板１１の表面と接するように配置されたとき、突起部４３の下面は、金属ワイヤ１６の最大高さよりも低くなる。支持部４４の下面が回路基板１１の表面と接するように配置されると、樹脂封止層１７の樹脂の硬化が行われる。樹脂封止層１７の樹脂の硬化が行われると、封止体４１の突起部４３は、樹脂封止層１７によって半導体素子１３上に固定される。
【００６０】
本実施形態の電子装置は、第３の実施形態の電子装置と同様の効果を有する。また、本実施形態の電子装置では、支持部４４を有する封止体４１を用いることで突起部４３から半導体素子１３までの距離を一定に保つことができる。そのため、本実施形態の電子装置では、突起部４３から半導体素子１３までの距離の製造段階でのばらつきを抑制することができる。その結果、本実施形態の電子装置では、突起部４３の下面を半導体素子１３により近づかせることができるので放熱の効率が向上する。また、本実施形態の電子装置では、突起部４３から半導体素子１３までの距離の製造段階でのばらつきを考慮したマージンの幅を抑制することができるので電子装置の設計の自由度が向上する。
【００６１】
第２の乃至第４の実施形態では、半導体素子１３を回路基板１１にはんだによって固定しているが導電性接着剤等のはんだ以外の部材によって固定してもよい。導電性接着剤を用いる場合には、回路基板１１上に導電性接着剤を塗布した後に、塗布した箇所に半導体素子１３を配置し、導電性接着剤の硬化によって半導体素子１３が回路基板１１に固定される。導電性接着剤の硬化は、例えば、熱硬化反応によって行われる。
【符号の説明】
【００６２】
１    第１の基板
２    第２の基板
３    ワイヤ
４    樹脂封止層
５    封止体
１１    回路基板
１２    基板側電極
１３    半導体素子
１４    素子側電極
１５    接続材
１６    金属ワイヤ
１７    樹脂封止層
１８    封止体
１９    放熱材
２１    外装ベース
２２    外装カバー
３１    封止体
３２    平面板
３３    突起部
４１    封止体
４２    平面板
４３    突起部
４４    支持部
【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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