放熱部材及びその製造方法、並びに半導体モジュール
【課題】半導体モジュールの小型化及び薄型化を可能とする放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールを提供する。
【解決手段】本放熱部材は、基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材であって、金属体と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体上に搭載された電子部品と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体の内部に形成された配線と、を有し、前記配線は、前記電子部品と電気的に接続されており、かつ、前記基板と電気的に接続可能とされている。
【解決手段】本放熱部材は、基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材であって、金属体と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体上に搭載された電子部品と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体の内部に形成された配線と、を有し、前記配線は、前記電子部品と電気的に接続されており、かつ、前記基板と電気的に接続可能とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の発する熱を拡散する放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルカメラ等の半導体応用製品の小型化や薄型化等が急激に進んでいる。そして、これらに対応するため、半導体素子を内蔵する半導体パッケージ、キャパシタやインダクタ等の電子部品、ヒートスプレッダ等の放熱部材を基板上に搭載した半導体モジュールが提案されている。
【０００３】
具体的には、例えば、基板上に実装された複数の電子部品と、これらの電子部品を覆う平板状の天板と、この天板を保持する天板保持部材とを備えた半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。又、基板上に、セラミックス板の両面に平板状金属パターンを形成することでコンデンサとして作用する複合コンデンサ基板が搭載され、更に複合コンデンサ基板上に半導体素子を内蔵する半導体パッケージが実装された半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５８００８号公報
【特許文献２】特開平１１−２１４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように基板上に電子部品（例えば、キャパシタ）を搭載すると、実装面積が大きくなり、半導体モジュールの小型化が実現できない。又、実装面積を減らすために基板上に高さの高い電子部品（例えば、キャパシタ）を搭載すると、半導体モジュールの薄型化が実現できない。基板に電子部品（例えば、キャパシタ）を内蔵する方法も考えられるが、やはり、半導体モジュールの薄型化が実現できない。特許文献２のように複数の基板を積層する構造でも、半導体モジュールの薄型化が実現できない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールの小型化及び薄型化を可能とする放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本放熱部材は、基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材であって、金属体と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体上に搭載された電子部品と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体の内部に形成された配線と、を有し、前記配線は、前記電子部品と電気的に接続されており、かつ、前記基板と電気的に接続可能とされていることを要件とする。
【０００８】
本半導体モジュールは、半導体部品を実装した基板と、前記基板に装着され、前記半導体部品の発する熱を拡散する本発明に係る放熱部材と、を有することを要件とする。
【０００９】
本放熱部材の製造方法は、基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材の製造方法であって、金属体に、絶縁層を介して、電子部品を搭載する工程と、前記金属体の内部に、周囲を絶縁性樹脂で被覆された配線を形成する工程と、前記電子部品と前記配線とを電気的に接続する工程と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体モジュールの小型化及び薄型化を可能とする放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】第１の実施の形態に係る半導体モジュールを例示する平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】半導体モジュールの使用形態を例示する模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１）である。
【図４】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その２）である。
【図５】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その３）である。
【図６】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その４）である。
【図７】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その５）である。
【図８】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その６）である。
【図９】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その７）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その８）である。
【図１１】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その９）である。
【図１２】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１０）である。
【図１３】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１１）である。
【図１４】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１２）である。
【図１５】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１３）である。
【図１６】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１４）である。
【図１７】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１５）である。
【図１８】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１６）である。
【図１９】第１の実施の形態の変形例１に係る半導体モジュールを例示する断面図である。
【図２０】第１の実施の形態の変形例２に係る半導体モジュールを例示する断面図である。
【図２１】第１の実施の形態の変形例３に係る半導体モジュールを例示する断面図である。
【図２２】第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その１）である。
【図２３】第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その２）である。
【図２４】第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その３）である。
【図２５】第１の実施の形態の変形例５に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その１）である。
【図２６】第１の実施の形態の変形例５に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る半導体モジュールの構造］
まず、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの構造について説明する。図１Ａは、第１の実施の形態に係る半導体モジュールを例示する平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１Ｃは、図１ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１Ａ〜図１Ｃを参照するに、半導体モジュール１０は、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０とを有する。
【００１４】
配線基板２０は、半導体部品２５等を実装するための基体となる部材であり、基板本体２１と、電極パッド２２と、レジスト層２３とを有する。配線基板２０としては、例えば、ＦＲ−４基板（難燃性のガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた銅張り積層板）等を用いることができる。なお、配線基板２０として、ビルドアップ工法により製造されたコアレスやコア有りの多層配線基板、スルービアで各配線層を接続する貫通多層配線基板、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）で特定の配線層を接続するＩＶＨ多層配線基板等を含む様々な配線基板を用いても構わない。
【００１５】
絶縁材である基板本体２１には配線パターン（図示せず）が形成されており、配線パターン（図示せず）は複数の電極パッド２２と電気的に接続されている。各電極パッド２２は、半導体部品２５や半導体部品２６、後述する電子部品５０等と電気的に接続されている。レジスト層２３は絶縁層であり、基板本体２１上に形成されている。レジスト層２３は開口部２３ｘを有し、開口部２３ｘは電極パッド２２や基板本体２１の一部を露出するように形成されている。
【００１６】
半導体部品２５は、例えば、半導体素子を絶縁性樹脂で封止して外部接続端子を設けた半導体パッケージ（半導体パッケージの周囲に抵抗やキャパシタ等が実装されたものも含む）等であり、配線基板２０に実装されている。半導体部品２５は、例えば、電源回路として機能する。但し、半導体部品２５は、メモリやグラフィックＩＣ（集積回路）、又はその両方を含む回路等であっても構わない。
【００１７】
半導体部品２６は、例えば、半導体素子を絶縁性樹脂で封止して外部接続端子を設けた半導体パッケージ（半導体パッケージの周囲に抵抗やキャパシタ等が実装されたものも含む）等であり、配線基板２０に実装されている。半導体部品２６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御用ＩＣ（集積回路）として機能する。半導体部品２５及び２６の外部接続端子（図示せず）は、レジスト層２３の開口部２３ｘを介して配線基板２０の対応する電極パッド２２と電気的に接続されている。
【００１８】
以下、半導体部品２５が電源回路、半導体部品２６が制御用ＩＣ（集積回路）であるとして説明する（以降、半導体部品２５及び２６を、それぞれ電源回路２５及び制御用ＩＣ２６と称する場合がある）。電源回路２５が出力する所定の電源電圧が、基板本体２１上に形成されている配線パターン（図示しない電源配線及び基準電位）を介して制御用ＩＣ２６に供給されると、制御用ＩＣ２６が動作可能となる。
【００１９】
放熱部材３０は、半導体部品２５及び２６が動作時に発する熱を拡散するヒートスプレッダとして機能する。放熱部材３０の平面形状は、例えば、矩形状とすることができ、その寸法は、例えば、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ〜縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ程度とすることができる。放熱部材３０の最大厚さは、例えば、数１００μｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。放熱部材３０は、金属体４０と、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００２０】
金属体４０は、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金、アルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導率の高い金属材料から形成された、例えば、平面形状が略矩形状の部材である。金属体４０の表面に、ニッケル（Ｎｉ）等によるめっき膜を形成しても構わない。金属体４０は、その主要部分が板状に成形されており（板状部４１）、板状部４１の一方の側には段差が形成され、板状部４１の上面４１ｒよりも低い位置に電子部品搭載面４２が設けられている。
【００２１】
板状部４１の配線基板２０と対向する側の外周部近傍には、例えば平面形状が額縁状の側壁４３が板状部４１と一体的に形成されており、更に側壁４３の対向する内壁面を橋渡しする隔壁４４が板状部４１と一体的に形成されている。側壁４３と隔壁４４により、２つの凹部４５及び４６が形成されている。凹部４５及び４６は、半導体部品２５及び２６を収容する部分である。
【００２２】
隔壁４４の下面には、凹部４７が形成されている。凹部４７は、導電性を有する接合部２９と金属体４０との短絡を防止する機能を有する。但し、凹部４７は、必要に応じて形成すればよい。例えば、貫通配線５９と接合部２９とが精密に位置合わせ可能な場合等には、凹部４７は形成しなくてもよい。
【００２３】
隔壁４４の内部には、貫通孔４４ｘが設けられている。金属体４０は、レジスト層２３の開口部２３ｘ内に設けられた接合部２９を介して、基板本体２１上に装着されている。この際、シールド効果を得るために、開口部２３ｘ内に基準電位（ＧＮＤ）と電気的に接続する電極パッドを設け、前記電極パッド上に設けた接合部２９を介して金属体４０を基準電位（ＧＮＤ）と電気的に接続してもよい。接合部２９としては、例えば、銀（Ａｇ）ペースト等の導電性接着剤を用いることができる。なお、隔壁４４は、下面が基板本体２１と接するように板状部４１から基板本体２１側に突出していればよく、必ずしも側壁４３の対向する内壁面を橋渡ししなくてもよい。
【００２４】
電子部品５０は、本体５１と、外部電極５２ａ及び５２ｂと、絶縁層５３とを有する。電子部品５０は電子部品搭載面４２に搭載されており、絶縁層５７により封止されている。絶縁層５７の上面と板状部４１の上面４１ｒとは、略面一とされている。絶縁層５７は、後述する図２に示すように、半導体モジュール１０がマザーボード等に搭載される際に、ヒートシンクと接する部分の一部となる。従って、絶縁層５７としては、熱伝導性のフィラー（セラミックフィラー等）を配合して熱伝導率を高めた絶縁性樹脂を用いることが好ましい。このような絶縁性樹脂としては、例えば、ＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイド樹脂）、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００２５】
電子部品５０としては、キャパシタ、インダクタ、抵抗、センサ（例えば、温度センサ）等を用いることができる。センサは、半導体素子を含むものであってもよい。本実施の形態では、一例として、電子部品５０として所定の静電容量を有するキャパシタを搭載した場合について以下の説明を行う。
【００２６】
電子部品５０の静電容量は、例えば、数１００μＦ程度とすることができる。なお、本実施の形態では、金属体４０に３個の電子部品５０が搭載されており、それらが並列接続され大容量化されている。例えば、各電子部品５０の静電容量が１００μＦであれば、全体の静電容量は３００μＦとなる。但し、金属体４０に搭載する電子部品５０の数は任意に決定することができる。
【００２７】
電子部品５０において、外部電極５２ａ及び５２ｂは絶縁層５３上に形成され、本体５１は外部電極５２ａ及び５２ｂ上に形成されている。なお、図１Ｂ及び図１Ｃにおいて本体５１は簡略化して示しているが、後述する図９（ｂ）等に示すように、本体５１は、複数の誘電体層５４と、複数の内部電極５５ａ及び５５ｂと、接続部５６ａ及び５６ｂとを有する。本体５１において、複数の内部電極５５ａと複数の内部電極５５ｂとは、誘電体層５４を介して互いに間挿し合うように配置されており、各内部電極５５ａ及び５５ｂは、それぞれ接続部５６ａ及び５６ｂにより相互に電気的に接続されている。又、各内部電極５５ａ及び５５ｂは、それぞれ接続部５６ａ及び５６ｂを介して、外部電極５２ａ及び５２ｂと電気的に接続されている。
【００２８】
絶縁層５８及び貫通配線５９は、金属体４０の貫通孔４４ｘ内に形成されている。より詳しくは、絶縁層５８は、貫通配線５９と貫通孔４４ｘの内壁面との間に設けられ、貫通配線５９と金属体４０との短絡を防止している。絶縁層５８としては、例えば、エポキシ系の絶縁性樹脂等を用いることができる。貫通配線５９としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
【００２９】
貫通配線５９は、貫通孔４４ｘ内から外部電極５２ａ及び５２ｂ並びに絶縁層５３を貫通する貫通孔５３ｘ内に延設されている。なお、貫通孔４４ｘ及び５３ｘは、略同一径に形成され、位置あわせされている。外部電極５２ａ及び５２ｂは、貫通配線５９及び接合部２９を介して、基板本体２１上に形成された電極パッド２２と電気的に接続されている。
【００３０】
外部電極５２ａと外部電極５２ｂの何れか一方はプラス端子、他方はマイナス端子である。プラス端子は、貫通配線５９、接合部２９、及び電極パッド２２を介して、電源回路２５と制御用ＩＣ２６とを電気的に接続する電源配線（図示せず）と電気的に接続されている。マイナス端子は、貫通配線５９、接合部２９、及び電極パッド２２を介して、基準電位（図示せず）と電気的に接続されている。なお、本実施の形態では、プラス端子及びマイナス端子のそれぞれに対して５つの貫通配線５９が並列に接続されているが、プラス端子及びマイナス端子のそれぞれに対して設けられる貫通配線５９の数は任意に決定することができる。
【００３１】
電源回路２５と制御用ＩＣ２６とを電気的に接続する電源配線（図示せず）及び基準電位（図示せず）から、電極パッド２２、接合部２９、及び貫通配線５９を介して、外部電極５２ａと外部電極５２ｂとの間に電圧を印加することにより、電子部品５０に所定量の電荷（電気エネルギー）を蓄えることができる。又、制御用ＩＣ２６の高速動作時等に、電源回路２５からの電流供給が追いつかない場合には、貫通配線５９、接合部２９、及び電極パッド２２を介して、電子部品５０から制御用ＩＣ２６に電流を供給することができる。その結果、制御用ＩＣ２６に供給される電源電圧が一時的に低下することを防止できるため、制御用ＩＣ２６の安定動作が可能となる。
【００３２】
図２は、半導体モジュールの使用形態を例示する模式図である。図２を参照するに、半導体モジュール１０は、マザーボード１００に搭載され、半導体モジュール１０上には、金属体４０及び絶縁層５７と接するようにヒートシンク１１０が搭載されている。更に、ヒートシンク１１０上には、ファン１２０が配置されている。なお、金属体４０とヒートシンク１１０との間の接触熱抵抗を減らしてスムーズな熱伝導を行うために、金属体４０とヒートシンク１１０との間にインジウム等の熱伝導部材（ＴＩＭ；Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）を挟んでも構わない。
【００３３】
半導体部品２５及び２６の動作時に発する熱は、ヒートスプレッダである放熱部材３０の金属体４０に伝わり拡散される。そして、金属体４０で拡散された熱は、更にヒートシンク１１０に伝わってヒートシンク１１０から外部に放出される。ヒートシンク１１０から放出された熱によりヒートシンク１１０周辺の空気が暖められるが、暖められた空気はファン１２０により強制的に排除され、ヒートシンク１１０周辺には低温の空気が導入される。これにより、ヒートシンク１１０からの放熱効果が向上する。
【００３４】
ところで、電源回路２５及び制御用ＩＣ２６は、共に動作時に発熱するが、電源回路２５と制御用ＩＣ２６の一方は他方よりも発熱量が大きい。そこで、本実施の形態では、電源回路２５の発熱量と制御用ＩＣ２６の発熱量を比較して、より発熱量の小さい部品の上方に電子部品５０を搭載している。換言すれば、電子部品５０は、電源回路２５の発熱量と制御用ＩＣ２６の発熱量を比較して、より発熱量の大きい部品と平面視で重複する領域外に搭載されている。図２は、制御用ＩＣ２６の発熱量が電源回路２５の発熱量よりも大きい場合の例を示しており、電子部品５０は、より発熱量の大きい制御用ＩＣ２６と平面視で重複する領域外に搭載されている。これにより、より発熱量の大きい制御用ＩＣ２６上の金属体４０は絶縁層５７を介さずに直接ヒートシンク１１０に接するため、制御用ＩＣ２６で発した熱が金属体４０を介してヒートシンク１１０に伝熱し易くなる。
【００３５】
なお、図２の例では、半導体モジュール１０が直接マザーボード１００に搭載されているが、半導体モジュール１０は、ソケットを介してマザーボード１００に搭載される場合もある。
【００３６】
［第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図３〜図１８は、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図である。
【００３７】
（電子部品５０）
図３〜図１０に示す工程では、電子部品５０（本実施の形態ではキャパシタ）を製造する。なお、図３〜図９において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１０において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００３８】
まず、図３に示す工程では、絶縁層５３を準備する。絶縁層５３としては、例えば、シート状のエポキシ樹脂等を用いることができる。次に、図４に示す工程では、絶縁層５３上に所定間隔をおいて並設するように外部電極５２ａ及び５２ｂを形成する。外部電極５２ａ及び５２ｂの材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を用いることができる。外部電極５２ａ及び５２ｂは、例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を含むシートを絶縁層５３上に貼り付けることにより形成できる。又、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を無電解めっき法等により絶縁層５３上に形成してもよい。又、はんだ等により接続してもよい。
【００３９】
次に、図５に示す工程では、外部電極５２ａ及び５２ｂを覆うように絶縁層５３上に誘電体層５４を形成する。但し、後述する図９に示す工程で接続部５６ａ及び５６ｂを形成するため、外部電極５２ａ及び５２ｂのそれぞれの一方の側縁部は誘電体層５４から露出させておく。又、後述する図１０に示す工程で貫通孔５３ｘを形成するため、外部電極５２ａ及び５２ｂのそれぞれの前縁部は誘電体層５４から露出させておく。誘電体層５４の材料としては、例えば、高誘電率材料であるＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）やＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）等のセラミック材料等を用いることができる。誘電体層５４は、例えば、外部電極５２ａ及び５２ｂを覆うように、ＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）等を含むシートを絶縁層５３上に貼り付けることにより形成できる。又、外部電極５２ａ及び５２ｂを覆うように、ＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）等をスパッタ法等により絶縁層５３上に形成してもよい。
【００４０】
次に、図６に示す工程では、誘電体層５４上に内部電極５５ａを形成する。但し、後述の図９に示す工程で接続部５６ａを形成する側の内部電極５５ａの側面と誘電体層５４の側面とが面一となり、接続部５６ｂを形成する側の内部電極５５ａの側面が誘電体層５４の側面よりも内側に入るようにしておく。内部電極５５ａの材料や形成方法は、図４に示した外部電極５２ａ及び５２ｂと同様とすることができる。
【００４１】
次に、図７に示す工程では、図５に示す工程と同様にして内部電極５５ａを覆うように１層目の誘電体層５４上に更に誘電体層５４を積層する。そして、図６に示す工程と同様にして２層目の誘電体層５４上に内部電極５５ｂを形成する。但し、後述の図９に示す工程で接続部５６ｂを形成する側の内部電極５５ｂの側面と誘電体層５４の側面とが面一となり、接続部５６ａを形成する側の内部電極５５ｂの側面が誘電体層５４の側面よりも内側に入るようにしておく。
【００４２】
次に、図８に示す工程では、図５〜図７の工程を必要数繰り返す。これにより、複数の内部電極５５ａと複数の内部電極５５ｂとが、誘電体層５４を介して互いに間挿し合うように配置される。各内部電極５５ａ及び５５ｂは、誘電体層５４により互いに電気的に絶縁される。なお、後述の図９に示す工程で接続部５６ａを形成する側の各内部電極５５ａの側面は誘電体層５４の一方の側面から露出しており、後述の図９に示す工程で接続部５６ｂを形成する側の各内部電極５５ｂの側面は誘電体層５４の他方の側面から露出している。
【００４３】
次に、図９に示す工程では、誘電体層５４の一方の側面から露出する各内部電極５５ａの側面と外部電極５２ａの上面とを接続する接続部５６ａを形成する。又、誘電体層５４の他方の側面から露出する各内部電極５５ｂの側面と外部電極５２ｂの上面とを接続する接続部５６ｂを形成する。接続部５６ａ及び５６ｂの材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を用いることができる。接続部５６ａ及び５６ｂは、例えばスパッタ法や無電解めっき法等により形成できる。以上の工程により、外部電極５２ａ及び５２ｂ上に、誘電体層５４、内部電極５５ａ及び５５ｂ、並びに接続部５６ａ及び５６ｂを含む本体５１が形成される。
【００４４】
なお、本実施の形態では、本体５１に内部電極５５ａ及び５５ｂを３個ずつ設けた構造としているが、これに限定されるものではなく、より多くの内部電極５５ａ及び５５ｂを設けた構造とし、静電容量を高めることが可能である。
【００４５】
次に、図１０に示す工程では、外部電極５２ａ及び５２ｂのそれぞれの前縁部（誘電体層５４が形成されていない部分）に、外部電極５２ａ及び絶縁層５３、又は外部電極５２ｂ及び絶縁層５３を貫通する貫通孔５３ｘを形成する。貫通孔５３ｘは、例えば、ＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工法で形成してもよいし、ドリルを用いて機械的に形成してもよい。貫通孔５３ｘの平面形状は、例えば円形とすることができ、その直径は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。以上の工程により、電子部品５０（キャパシタ）が完成する。
【００４６】
（放熱部材３０）
図１１〜図１６に示す工程では、金属体４０を作製し、作製した金属体４０に電子部品５０（キャパシタ）を搭載して放熱部材３０を製造する。なお、図１１〜図１６において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００４７】
まず、図１１に示す工程では、金属体４０を作製する。金属体４０は、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金、アルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導率の高い金属材料を金型を用いてプレス加工することにより作製できる。作製された金属体４０の表面に、ニッケル（Ｎｉ）等によるめっき膜を形成しても構わない。なお、金属体４０の形状に関しては、図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明した通りである。
【００４８】
次に、図１２に示す工程では、図１１に示す貫通孔４４ｘ内に絶縁性樹脂を充填して絶縁層５８を形成する。具体的には、図１１に示す構造体を、凹部４７側を下にして、下金型（図示せず）上に配置する。そして、下金型上に上金型を配置し、所定の樹脂流入部からエポキシ系の絶縁性樹脂等を流し込み、図１１に示す貫通孔４４ｘ内に充填させる。この際、下金型に、凹部４７の一部（絶縁層５８を形成すべき部分の周囲）に嵌合する突起部を設けておくと、その部分には絶縁性樹脂が充填されないため、絶縁層５８の下部周囲に凹部４７が残存する。
【００４９】
次に、図１３に示す工程では、各絶縁層５８に、各絶縁層５８を貫通する貫通孔５８ｘを形成する。貫通孔５８ｘは、例えば、ＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工法で形成してもよいし、ドリルを用いて機械的に形成してもよい。貫通孔５８ｘの平面形状は、例えば円形とすることができ、その直径は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００５０】
次に、図１４に示す工程では、図１３に示す構造体の電子部品搭載面４２に電子部品５０（キャパシタ）を搭載する。具体的には、貫通孔５３ｘと貫通孔５８ｘとを位置あわせし、接着剤等により電子部品５０（キャパシタ）を電子部品搭載面４２に固着する。なお、本実施の形態では、電子部品搭載面４２に３つの電子部品５０を搭載する。各電子部品５０は、並列に接続される。より詳しくは、各電子部品５０の外部電極５２ａ同士、各電子部品５０の外部電極５２ｂ同士が電気的に接続される。
【００５１】
次に、図１５に示す工程では、貫通孔５３ｘ及び５８ｘに、銅（Ｃｕ）等の導電性材料を充填して貫通配線５９を形成する。貫通配線５９は、例えば、無電解めっき法等により形成できる。
【００５２】
次に、図１６に示す工程では、電子部品５０（キャパシタ）を覆うように、電子部品搭載面４２に絶縁層５７を形成する。絶縁層５７の材料としては、前述の熱伝導率を高めた絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層５７としてシート状の熱硬化型絶縁性樹脂を用いた場合には、電子部品５０（キャパシタ）を覆うように電子部品搭載面４２にシート状の熱硬化型絶縁性樹脂をラミネートする。そして、ラミネートしたシート状の熱硬化型絶縁性樹脂を硬化温度以上に加熱して硬化させる。この際、所定の圧力で押圧してもよい。
【００５３】
又、絶縁層５７として液状又はペースト状の熱硬化型絶縁性樹脂を用いた場合には、電子部品５０（キャパシタ）を覆うように電子部品搭載面４２に液状又はペースト状の熱硬化型絶縁性樹脂を例えばスピンコート法等により塗布する。そして、塗布した液状又はペースト状の熱硬化型絶縁性樹脂を硬化温度以上に加熱して硬化させる。なお、絶縁層５７の上面と板状部４１の上面４１ｒとは、略面一とすることが好ましい。以上の工程により、金属体４０に電子部品５０（キャパシタ）を搭載した放熱部材３０が完成する。
【００５４】
なお、金属体４０はグランドとして使用することができる。この場合には、外部電極５２ａと外部電極５２ｂのうち、マイナス端子として使用される側の外部電極の一部が、金属体４０と電気的に接続される。前記外部電極の一部は、金属体４０と直接接続しても間接的に接続してもよい。前記外部電極の一部を金属体４０と間接的に接続する場合には、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、はんだ、それらを含む導電性樹脂等、ワイヤボンディング等により接続することができる。その際、前記外部電極の一部と接続される金属体４０の表面に酸化膜が形成されている場合には、上記各工程に加えて、前記酸化膜をエッチング等により除去する工程を更に含んでもよい。又、金属体４０において、前記外部電極の一部と接続される箇所は、金属体４０上で自由に選択することができる。
【００５５】
（半導体モジュール１０）
図１７及び図１８に示す工程では、電源回路２５及び制御用ＩＣ２６を実装した配線基板２０を作製し、作製した配線基板２０に放熱部材３０を装着し、半導体モジュール１０を完成させる。なお、図１７及び図１８において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００５６】
まず、図１７に示す工程では、周知の方法により電極パッド２２が形成された基板本体２１を作製し、接合部２９を形成する領域を露出する開口部２３ｘを有するレジスト層２３を基板本体２１に形成して配線基板２０とする。そして、配線基板２０にレジスト層２３を介して電源回路２５及び制御用ＩＣ２６を実装する。開口部２３ｘを有するレジスト層２３を形成するには、基板本体２１の一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のレジストを塗布する。或いは、基板本体２１の一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなるフィルム状のレジスト（例えば、ドライフィルムレジスト等）をラミネートする。そして、塗布又はラミネートしたレジストを露光及び現像することで開口部２３ｘを形成する。なお、予め開口部２３ｘを形成したフィルム状のレジストを基板本体２１の一方の面にラミネートしても構わない。
【００５７】
次に、図１８に示す工程では、開口部２３ｘ内に、銀（Ａｇ）ペースト等の導電性接着剤を塗布し、接合部２９を形成する。その後、図１８に示す構造体に接合部２９を介して放熱部材３０を配置し、接合部２９を加熱しながら放熱部材３０を図１８に示す構造体側に押圧する。これにより、放熱部材３０の金属体４０は接合部２９を介して配線基板２０の基板本体２１上に装着され、放熱部材３０の貫通配線５９は接合部２９を介して配線基板２０の電極パッド２２と電気的に接続され、図１Ａ〜図１Ｃに示す半導体モジュール１０が完成する。
【００５８】
なお、予め側壁４３の下面等に凸部を設け、基板本体２１の対応する位置に凹部を設け、これらを位置あわせすることにより、図１８に示す構造体に接合部２９を介して放熱部材３０を容易に装着できる。
【００５９】
このように、第１の実施の形態では、金属体４０に電子部品５０を搭載し、金属体４０と絶縁された状態で金属体４０の内部に貫通配線５９を形成して、貫通配線５９の一端を電子部品５０と電気的に接続し、他端を外部と電気的に接続可能とした放熱部材３０を作製した。これにより、放熱部材３０を半導体部品２５や２６が実装された配線基板２０に装着して半導体モジュール１０としたときに、貫通配線５９を介して、電子部品５０を半導体部品２５や２６と電気的に接続することができる。すなわち、従来は、電子部品を搭載する領域ではなかった金属体４０に電子部品５０を搭載することにより、配線基板２０の配線領域を犠牲にしなくてよいため、半導体モジュール１０の小型化が可能となる。
【００６０】
又、電子部品５０は、金属体４０の上面よりも低い位置に設けられた電子部品搭載面４２に搭載されており、電子部品５０が金属体４０の上面から突出していないため、半導体モジュール１０の薄型化が可能となる。
【００６１】
又、特に電子部品５０がキャパシタであり、配線基板２０に電源回路２５と制御用ＩＣ２６が実装されている場合には、電源回路２５から制御用ＩＣ２６に至る電源配線及び基準電位（ＧＮＤ）を電源回路２５と制御用ＩＣ２６との間に設けられた隔壁４４内を通る貫通配線５９を介して電子部品５０に接続できるため、電源回路２５及び制御用ＩＣ２６と電子部品５０との配線長を短縮できる。その結果、制御用ＩＣ２６が動作して、電流が高速で過渡的な変動をした時に、電子部品５０から素早い充放電によって制御用ＩＣ２６に電流を供給することが可能となり、制御用ＩＣ２６に供給される電源の電圧変動を低減することができる。特に、動作周波数が高くなると共に消費電流が増加しつつある近年の半導体部品に対して有効である。
【００６２】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、金属体に隔壁を設けない例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６３】
図１９は、第１の実施の形態の変形例１に係る半導体モジュールを例示する断面図であり、第１の実施の形態の図１Ｂに対応している。図１９を参照するに、半導体モジュール１０Ａは、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０Ａとを有する。放熱部材３０Ａは、金属体４０Ａと、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００６４】
金属体４０Ａの板状部４１Ａの配線基板２０と対応する側の外周部近傍には平面形状が額縁状の側壁４３が板状部４１Ａと一体的に形成されているが、第１の実施の形態とは異なり、隔壁４４は形成されていない。又、第１の実施の形態とは異なり、側壁４３により、１つの凹部４５Ａが形成されている。凹部４５Ａは、半導体部品２５及び２６を収容する部分である。
【００６５】
又、第１の実施の形態では隔壁４４に貫通孔４４ｘが形成されていたが、本実施の形態では隔壁４４が存在しないため、側壁４３の電子部品５０に最も近い部分に貫通孔４３ｘが形成されており、貫通孔４３ｘ内に絶縁層５８及び貫通配線５９が形成されている。又、電子部品５０（キャパシタ）は、貫通孔５３ｘ側を側壁４３側に向けて配置されている。
【００６６】
なお、第１の実施の形態と同様に、凹部４７は、必要に応じて形成すればよい。例えば、貫通配線５９と接合部２９とが精密に位置合わせ可能な場合等には、凹部４７は形成しなくてもよい。
【００６７】
このように、第１の実施の形態の変形例１によれば、側壁４３を有し隔壁を有さない金属体４０Ａを用い、側壁４３に設けた貫通孔４３ｘ内に絶縁層５８及び貫通配線５９を形成して、電子部品５０と配線基板２０の電極パッド２２とを電気的に接続する。その結果、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。但し、電子部品５０から制御用ＩＣ２６までの配線経路を短縮化できる点では、第１の実施の形態の方が有利である。
【００６８】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、金属体の段差が形成されていない略平坦な面に電子部品を配置する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６９】
図２０は、第１の実施の形態の変形例２に係る半導体モジュールを例示する断面図であり、第１の実施の形態の図１Ｂに対応している。図２０を参照するに、半導体モジュール１０Ｂは、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０Ｂとを有する。放熱部材３０Ｂは、金属体４０Ｂと、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００７０】
第１の実施の形態とは異なり、金属体４０Ｂの板状部４１Ｂには、上面４１ｓよりも低い位置には電子部品搭載面が設けられていない。板状部４１Ｂの上面４１ｓは段差が形成されていない略平坦な面であり、その一部の領域に電子部品５０（キャパシタ）が搭載される。すなわち、板状部４１Ｂの上面４１ｓ自体が電子部品搭載面である。電子部品５０（キャパシタ）は、半導体部品２５の上方に配置されている。但し、電子部品５０（キャパシタ）を板状部４１Ｂの上面４１ｓのより広い領域（全面に設けてもよい）に形成し、電子部品５０（キャパシタ）を大容量化してもよい。
【００７１】
このように、第１の実施の形態の変形例２によれば、金属体４０Ｂの段差が形成されていない略平坦な面に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を容易に大容量化することができる。
【００７２】
但し、電子部品５０（キャパシタ）及び絶縁層５７が板状部４１Ｂの上面４１ｓから突出するため、第１の実施の形態に係る半導体モジュール１０と比較すると半導体モジュール１０Ｂの総厚は厚くなる。しかし、金属体４０Ｂ上に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を扁平化することができる。その結果、大容量化のために配線基板の配線領域に高さの高い電子部品を配置したり、基板を積層したりする必要がなくなるため、従来の半導体モジュールと比較すると薄型化が可能である。
【００７３】
なお、半導体モジュール１０Ｂを用いる場合には、図２において、ヒートシンク１１０の半導体モジュール１０Ｂと接する面に段差部を設け、ヒートシンク１１０と絶縁層５７及び板状部４１Ｂの上面４１ｓとが接するようにすることが好ましい。
【００７４】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、第１の実施の形態の変形例１において、金属体の段差が形成されていない略平坦な面に電子部品を配置する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００７５】
図２１は、第１の実施の形態の変形例３に係る半導体モジュールを例示する断面図であり、第１の実施の形態の図１Ｂに対応している。図２１を参照するに、半導体モジュール１０Ｃは、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０Ｃとを有する。放熱部材３０Ｃは、金属体４０Ｃと、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００７６】
第１の実施の形態の変形例１とは異なり、金属体４０Ｃの板状部４１Ｃには、上面４１ｔよりも低い位置には電子部品搭載面が設けられていない。板状部４１Ｃの上面４１ｔは段差が形成されていない略平坦な面であり、その一部の領域に電子部品５０（キャパシタ）が搭載される。すなわち、板状部４１Ｃの上面４１ｔ自体が電子部品搭載面である。電子部品５０（キャパシタ）は、半導体部品２５の上方に配置されている。但し、電子部品５０（キャパシタ）を板状部４１Ｃの上面４１ｔのより広い領域（全面に設けてもよい）に形成し、電子部品５０（キャパシタ）を大容量化してもよい。
【００７７】
このように、第１の実施の形態の変形例３によれば、金属体４０Ｃの段差が形成されていない略平坦な面に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を容易に大容量化することができる。
【００７８】
但し、電子部品５０（キャパシタ）及び絶縁層５７が板状部４１Ｃの上面４１ｔから突出するため、第１の実施の形態の変形例１に係る半導体モジュール１０Ａと比較すると半導体モジュール１０Ｃの総厚は厚くなる。しかし、金属体４０Ｃ上に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を扁平化することができる。その結果、大容量化のために配線基板の配線領域に高さの高い電子部品を配置したり、基板を積層したりする必要がなくなるため、従来の半導体モジュールと比較すると薄型化が可能である。
【００７９】
なお、半導体モジュール１０Ｃを用いる場合には、図２において、ヒートシンク１１０の半導体モジュール１０Ｃと接する面に段差部を設け、ヒートシンク１１０と絶縁層５７及び板状部４１Ｃの上面４１ｔとが接するようにすることが好ましい。
【００８０】
〈第１の実施の形態の変形例４〉
第１の実施の形態の変形例４では、第１の実施の形態とは異なる方法で、電子部品５０（キャパシタ）を製造する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例４において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００８１】
図２２〜図２４は、第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図である。なお、図２２において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図２３において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図２４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００８２】
まず、図３及び図４に示す工程を実行する。そして、図２２に示す工程では、絶縁層５３に外部電極５２ｃ及び５２ｄを形成する。外部電極５２ｃ及び５２ｄは、絶縁層５３の外部電極５２ａ及び５２ｂが形成されている面の反対面に、それぞれが絶縁層５３を介して外部電極５２ａ及び５２ｂと対向するように形成する。なお、外部電極５２ｃ及び５２ｄの材料や形成方法は、外部電極５２ａ及び５２ｂと同様である。
【００８３】
次に、図５〜図８に示す工程を実行した後、図１０に示す工程と同様にして、貫通孔５３ｘを形成する。但し、本実施の形態では、外部電極５２ａ、絶縁層５３、及び外部電極５２ｃ、又は外部電極５２ｂ、絶縁層５３、及び外部電極５２ｄを貫通する貫通孔５３ｘを形成する。そして、図２３に示す工程では、図９に示す工程と同様にして接続部５６ａ及び５６ｂを形成すると共に、貫通孔５３ｘ内に接続部５６ａ及び５６ｂと同じ材料を充填し貫通配線６１を形成する。以上の工程により、電子部品５０（キャパシタ）が完成する。
【００８４】
次に、図１１〜図１３に示す工程を実行した後、図２４に示す工程では、貫通孔５８ｘに、銅（Ｃｕ）等の導電性材料を充填して貫通配線６２を形成する。貫通配線６２は、例えば、無電解めっき法等により形成できる。
【００８５】
次に、図１４に示す工程と同様にして、図２４に示す構造体の電子部品搭載面４２に図２３に示す電子部品５０（キャパシタ）を搭載する。この際、外部電極５２ｃ及び５２ｄに銀（Ａｇ）ペースト等の導電性接着剤を塗布し、対応する貫通配線６２と電気的に接続する。その後、第１の実施の形態の図１６以降の工程を実行することにより、半導体モジュール１０が完成する。
【００８６】
このように、第１の実施の形態の変形例４によれば、電子部品搭載面４２に電子部品５０を搭載する際に、外部電極５２ｃ及び５２ｄと対応する貫通配線６２とを位置あわせすればよいため、第１の実施の形態のように貫通孔５３ｘと貫通孔５８ｘとを位置あわせする場合と比較して、容易に位置あわせすることができる。
【００８７】
〈第１の実施の形態の変形例５〉
第１の実施の形態の変形例５では、第１の実施の形態及び第１の実施の形態の変形例４とは異なる方法で、電子部品５０（キャパシタ）を製造する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例５において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００８８】
図２５及び図２６は、第１の実施の形態の変形例５に係るキャパシタの製造工程を例示する図である。なお、図２５において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図２６において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００８９】
まず、図２５に示す工程では、キャパシタ搭載用の配線基板７０を作製する。配線基板７０の平面形状は、図２２等に示す絶縁層５３と同様である。配線基板７０としては、例えば、ＦＲ−４基板（難燃性のガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた銅張り積層板）等を用いることができる。ＦＲ−４基板は、例えば、ガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた絶縁層と、銅（Ｃｕ）からなる導体層とを周知の方法で積層することにより形成できる。
【００９０】
図２５において、配線基板７０の絶縁層７１の一方の面（下面）には導体層である外部電極７２ａ及び７２ｂが形成され、絶縁層７１の他方の面（上面）には導体層である内部電極７５ａ及び７５ｂが形成されている。又、絶縁層７１の内部には、導体層である内層７３ａ及び７３ｂが形成されている。外部電極７２ａは、内層７３ａ及びスルーホール７４ａを介して、内部電極７５ａと電気的に接続されている。外部電極７２ｂは、内層７３ｂ及びスルーホール７４ｂを介して、内部電極７５ｂと電気的に接続されている。外部電極７２ａ及び７２ｂは、図２２等に示す外部電極５２ｃ及び５２ｄに対応する位置に形成されている。内部電極７５ａ及び７５ｂは、帯状の電極であり、所定の間隔で交互に配置されている。各内部電極７５ａは、内層７３ａにより相互に接続されている。又、各内部電極７５ｂは、内層７３ｂにより相互に接続されている。
【００９１】
次に、図２６に示す工程では、隣接する内部電極７５ａ及び７５ｂ上に複数のチップキャパシタ７９を実装する。チップキャパシタ７９は２つの電極を有し、それぞれの電極が内部電極７５ａ及び７５ｂの何れかと、はんだ（図示せず）等を介して電気的に接続される。これにより、各チップキャパシタ７９は、並列に接続される。
【００９２】
チップキャパシタ７９としては、例えば、市販されている部品（例えば、所謂１００５サイズのチップキャパシタ等）を用いることができる。所謂１００５サイズの１μＦのチップキャパシタの大きさは、縦１．０ｍｍ×横０．５ｍｍ×高さ０．２ｍｍ程度である。配線基板７０の平面形状が例えば７５ｍｍ×７５ｍｍの矩形状であれば、所謂１００５サイズの１μＦのチップキャパシタを１５０個程度搭載できる。すなわち、電子部品５０（キャパシタ）として、静電容量が１５０μＦのキャパシタを実現できる。図２６に示す電子部品５０（キャパシタ）は、図２３に示す電子部品５０（キャパシタ）と同様にして、図２４に示す構造体の電子部品搭載面４２に搭載することができる。
【００９３】
このように、第１の実施の形態の変形例５によれば、第１の実施の形態の変形例４と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、第１の実施の形態の変形例５では、市販の部品を用いることにより、静電容量の大きな電子部品５０（キャパシタ）を容易に作製できる。
【００９４】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９５】
例えば、第１の実施の形態等では、金属体４０と電子部品５０とを別々に作製し、金属体４０上に電子部品５０を搭載する例を示した。しかし、金属体４０を先に作製し、金属体４０上で電子部品５０を作製してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 半導体モジュール
２０、７０ 配線基板
２１ 基板本体
２２ 電極パッド
２３ レジスト層
２３ｘ 開口部
２５、２６ 半導体部品
２９ 接合部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 放熱部材
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 金属体
４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ 板状部
４１ｒ、４１ｓ、４１ｔ 上面
４２ 電子部品搭載面
４３ 側壁
４４ 隔壁
４４ｘ、５３ｘ、５８ｘ 貫通孔
４５、４６、４７ 凹部
５０ 電子部品
５１ 本体
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、７２ａ、７２ｂ 外部電極
５３、５７、５８、７１ 絶縁層
５４ 誘電体層
５５ａ、５５ｂ、７５ａ、７５ｂ 内部電極
５６ａ、５６ｂ 接続部
５９、６１、６２ 貫通配線
７３ａ、７３ｂ 内層
７４ａ、７４ｂ スルーホール
７９ チップキャパシタ
１００ マザーボード
１１０ ヒートシンク
１２０ ファン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の発する熱を拡散する放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルカメラ等の半導体応用製品の小型化や薄型化等が急激に進んでいる。そして、これらに対応するため、半導体素子を内蔵する半導体パッケージ、キャパシタやインダクタ等の電子部品、ヒートスプレッダ等の放熱部材を基板上に搭載した半導体モジュールが提案されている。
【０００３】
具体的には、例えば、基板上に実装された複数の電子部品と、これらの電子部品を覆う平板状の天板と、この天板を保持する天板保持部材とを備えた半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。又、基板上に、セラミックス板の両面に平板状金属パターンを形成することでコンデンサとして作用する複合コンデンサ基板が搭載され、更に複合コンデンサ基板上に半導体素子を内蔵する半導体パッケージが実装された半導体モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５８００８号公報
【特許文献２】特開平１１−２１４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように基板上に電子部品（例えば、キャパシタ）を搭載すると、実装面積が大きくなり、半導体モジュールの小型化が実現できない。又、実装面積を減らすために基板上に高さの高い電子部品（例えば、キャパシタ）を搭載すると、半導体モジュールの薄型化が実現できない。基板に電子部品（例えば、キャパシタ）を内蔵する方法も考えられるが、やはり、半導体モジュールの薄型化が実現できない。特許文献２のように複数の基板を積層する構造でも、半導体モジュールの薄型化が実現できない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールの小型化及び薄型化を可能とする放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本放熱部材は、基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材であって、金属体と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体上に搭載された電子部品と、前記金属体と絶縁された状態で前記金属体の内部に形成された配線と、を有し、前記配線は、前記電子部品と電気的に接続されており、かつ、前記基板と電気的に接続可能とされていることを要件とする。
【０００８】
本半導体モジュールは、半導体部品を実装した基板と、前記基板に装着され、前記半導体部品の発する熱を拡散する本発明に係る放熱部材と、を有することを要件とする。
【０００９】
本放熱部材の製造方法は、基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材の製造方法であって、金属体に、絶縁層を介して、電子部品を搭載する工程と、前記金属体の内部に、周囲を絶縁性樹脂で被覆された配線を形成する工程と、前記電子部品と前記配線とを電気的に接続する工程と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体モジュールの小型化及び薄型化を可能とする放熱部材及びその製造方法、並びに前記放熱部材を有する半導体モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】第１の実施の形態に係る半導体モジュールを例示する平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】半導体モジュールの使用形態を例示する模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１）である。
【図４】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その２）である。
【図５】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その３）である。
【図６】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その４）である。
【図７】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その５）である。
【図８】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その６）である。
【図９】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その７）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その８）である。
【図１１】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その９）である。
【図１２】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１０）である。
【図１３】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１１）である。
【図１４】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１２）である。
【図１５】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１３）である。
【図１６】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１４）である。
【図１７】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１５）である。
【図１８】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図（その１６）である。
【図１９】第１の実施の形態の変形例１に係る半導体モジュールを例示する断面図である。
【図２０】第１の実施の形態の変形例２に係る半導体モジュールを例示する断面図である。
【図２１】第１の実施の形態の変形例３に係る半導体モジュールを例示する断面図である。
【図２２】第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その１）である。
【図２３】第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その２）である。
【図２４】第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その３）である。
【図２５】第１の実施の形態の変形例５に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その１）である。
【図２６】第１の実施の形態の変形例５に係るキャパシタの製造工程を例示する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る半導体モジュールの構造］
まず、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの構造について説明する。図１Ａは、第１の実施の形態に係る半導体モジュールを例示する平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１Ｃは、図１ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１Ａ〜図１Ｃを参照するに、半導体モジュール１０は、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０とを有する。
【００１４】
配線基板２０は、半導体部品２５等を実装するための基体となる部材であり、基板本体２１と、電極パッド２２と、レジスト層２３とを有する。配線基板２０としては、例えば、ＦＲ−４基板（難燃性のガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた銅張り積層板）等を用いることができる。なお、配線基板２０として、ビルドアップ工法により製造されたコアレスやコア有りの多層配線基板、スルービアで各配線層を接続する貫通多層配線基板、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）で特定の配線層を接続するＩＶＨ多層配線基板等を含む様々な配線基板を用いても構わない。
【００１５】
絶縁材である基板本体２１には配線パターン（図示せず）が形成されており、配線パターン（図示せず）は複数の電極パッド２２と電気的に接続されている。各電極パッド２２は、半導体部品２５や半導体部品２６、後述する電子部品５０等と電気的に接続されている。レジスト層２３は絶縁層であり、基板本体２１上に形成されている。レジスト層２３は開口部２３ｘを有し、開口部２３ｘは電極パッド２２や基板本体２１の一部を露出するように形成されている。
【００１６】
半導体部品２５は、例えば、半導体素子を絶縁性樹脂で封止して外部接続端子を設けた半導体パッケージ（半導体パッケージの周囲に抵抗やキャパシタ等が実装されたものも含む）等であり、配線基板２０に実装されている。半導体部品２５は、例えば、電源回路として機能する。但し、半導体部品２５は、メモリやグラフィックＩＣ（集積回路）、又はその両方を含む回路等であっても構わない。
【００１７】
半導体部品２６は、例えば、半導体素子を絶縁性樹脂で封止して外部接続端子を設けた半導体パッケージ（半導体パッケージの周囲に抵抗やキャパシタ等が実装されたものも含む）等であり、配線基板２０に実装されている。半導体部品２６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御用ＩＣ（集積回路）として機能する。半導体部品２５及び２６の外部接続端子（図示せず）は、レジスト層２３の開口部２３ｘを介して配線基板２０の対応する電極パッド２２と電気的に接続されている。
【００１８】
以下、半導体部品２５が電源回路、半導体部品２６が制御用ＩＣ（集積回路）であるとして説明する（以降、半導体部品２５及び２６を、それぞれ電源回路２５及び制御用ＩＣ２６と称する場合がある）。電源回路２５が出力する所定の電源電圧が、基板本体２１上に形成されている配線パターン（図示しない電源配線及び基準電位）を介して制御用ＩＣ２６に供給されると、制御用ＩＣ２６が動作可能となる。
【００１９】
放熱部材３０は、半導体部品２５及び２６が動作時に発する熱を拡散するヒートスプレッダとして機能する。放熱部材３０の平面形状は、例えば、矩形状とすることができ、その寸法は、例えば、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ〜縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ程度とすることができる。放熱部材３０の最大厚さは、例えば、数１００μｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。放熱部材３０は、金属体４０と、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００２０】
金属体４０は、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金、アルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導率の高い金属材料から形成された、例えば、平面形状が略矩形状の部材である。金属体４０の表面に、ニッケル（Ｎｉ）等によるめっき膜を形成しても構わない。金属体４０は、その主要部分が板状に成形されており（板状部４１）、板状部４１の一方の側には段差が形成され、板状部４１の上面４１ｒよりも低い位置に電子部品搭載面４２が設けられている。
【００２１】
板状部４１の配線基板２０と対向する側の外周部近傍には、例えば平面形状が額縁状の側壁４３が板状部４１と一体的に形成されており、更に側壁４３の対向する内壁面を橋渡しする隔壁４４が板状部４１と一体的に形成されている。側壁４３と隔壁４４により、２つの凹部４５及び４６が形成されている。凹部４５及び４６は、半導体部品２５及び２６を収容する部分である。
【００２２】
隔壁４４の下面には、凹部４７が形成されている。凹部４７は、導電性を有する接合部２９と金属体４０との短絡を防止する機能を有する。但し、凹部４７は、必要に応じて形成すればよい。例えば、貫通配線５９と接合部２９とが精密に位置合わせ可能な場合等には、凹部４７は形成しなくてもよい。
【００２３】
隔壁４４の内部には、貫通孔４４ｘが設けられている。金属体４０は、レジスト層２３の開口部２３ｘ内に設けられた接合部２９を介して、基板本体２１上に装着されている。この際、シールド効果を得るために、開口部２３ｘ内に基準電位（ＧＮＤ）と電気的に接続する電極パッドを設け、前記電極パッド上に設けた接合部２９を介して金属体４０を基準電位（ＧＮＤ）と電気的に接続してもよい。接合部２９としては、例えば、銀（Ａｇ）ペースト等の導電性接着剤を用いることができる。なお、隔壁４４は、下面が基板本体２１と接するように板状部４１から基板本体２１側に突出していればよく、必ずしも側壁４３の対向する内壁面を橋渡ししなくてもよい。
【００２４】
電子部品５０は、本体５１と、外部電極５２ａ及び５２ｂと、絶縁層５３とを有する。電子部品５０は電子部品搭載面４２に搭載されており、絶縁層５７により封止されている。絶縁層５７の上面と板状部４１の上面４１ｒとは、略面一とされている。絶縁層５７は、後述する図２に示すように、半導体モジュール１０がマザーボード等に搭載される際に、ヒートシンクと接する部分の一部となる。従って、絶縁層５７としては、熱伝導性のフィラー（セラミックフィラー等）を配合して熱伝導率を高めた絶縁性樹脂を用いることが好ましい。このような絶縁性樹脂としては、例えば、ＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイド樹脂）、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００２５】
電子部品５０としては、キャパシタ、インダクタ、抵抗、センサ（例えば、温度センサ）等を用いることができる。センサは、半導体素子を含むものであってもよい。本実施の形態では、一例として、電子部品５０として所定の静電容量を有するキャパシタを搭載した場合について以下の説明を行う。
【００２６】
電子部品５０の静電容量は、例えば、数１００μＦ程度とすることができる。なお、本実施の形態では、金属体４０に３個の電子部品５０が搭載されており、それらが並列接続され大容量化されている。例えば、各電子部品５０の静電容量が１００μＦであれば、全体の静電容量は３００μＦとなる。但し、金属体４０に搭載する電子部品５０の数は任意に決定することができる。
【００２７】
電子部品５０において、外部電極５２ａ及び５２ｂは絶縁層５３上に形成され、本体５１は外部電極５２ａ及び５２ｂ上に形成されている。なお、図１Ｂ及び図１Ｃにおいて本体５１は簡略化して示しているが、後述する図９（ｂ）等に示すように、本体５１は、複数の誘電体層５４と、複数の内部電極５５ａ及び５５ｂと、接続部５６ａ及び５６ｂとを有する。本体５１において、複数の内部電極５５ａと複数の内部電極５５ｂとは、誘電体層５４を介して互いに間挿し合うように配置されており、各内部電極５５ａ及び５５ｂは、それぞれ接続部５６ａ及び５６ｂにより相互に電気的に接続されている。又、各内部電極５５ａ及び５５ｂは、それぞれ接続部５６ａ及び５６ｂを介して、外部電極５２ａ及び５２ｂと電気的に接続されている。
【００２８】
絶縁層５８及び貫通配線５９は、金属体４０の貫通孔４４ｘ内に形成されている。より詳しくは、絶縁層５８は、貫通配線５９と貫通孔４４ｘの内壁面との間に設けられ、貫通配線５９と金属体４０との短絡を防止している。絶縁層５８としては、例えば、エポキシ系の絶縁性樹脂等を用いることができる。貫通配線５９としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
【００２９】
貫通配線５９は、貫通孔４４ｘ内から外部電極５２ａ及び５２ｂ並びに絶縁層５３を貫通する貫通孔５３ｘ内に延設されている。なお、貫通孔４４ｘ及び５３ｘは、略同一径に形成され、位置あわせされている。外部電極５２ａ及び５２ｂは、貫通配線５９及び接合部２９を介して、基板本体２１上に形成された電極パッド２２と電気的に接続されている。
【００３０】
外部電極５２ａと外部電極５２ｂの何れか一方はプラス端子、他方はマイナス端子である。プラス端子は、貫通配線５９、接合部２９、及び電極パッド２２を介して、電源回路２５と制御用ＩＣ２６とを電気的に接続する電源配線（図示せず）と電気的に接続されている。マイナス端子は、貫通配線５９、接合部２９、及び電極パッド２２を介して、基準電位（図示せず）と電気的に接続されている。なお、本実施の形態では、プラス端子及びマイナス端子のそれぞれに対して５つの貫通配線５９が並列に接続されているが、プラス端子及びマイナス端子のそれぞれに対して設けられる貫通配線５９の数は任意に決定することができる。
【００３１】
電源回路２５と制御用ＩＣ２６とを電気的に接続する電源配線（図示せず）及び基準電位（図示せず）から、電極パッド２２、接合部２９、及び貫通配線５９を介して、外部電極５２ａと外部電極５２ｂとの間に電圧を印加することにより、電子部品５０に所定量の電荷（電気エネルギー）を蓄えることができる。又、制御用ＩＣ２６の高速動作時等に、電源回路２５からの電流供給が追いつかない場合には、貫通配線５９、接合部２９、及び電極パッド２２を介して、電子部品５０から制御用ＩＣ２６に電流を供給することができる。その結果、制御用ＩＣ２６に供給される電源電圧が一時的に低下することを防止できるため、制御用ＩＣ２６の安定動作が可能となる。
【００３２】
図２は、半導体モジュールの使用形態を例示する模式図である。図２を参照するに、半導体モジュール１０は、マザーボード１００に搭載され、半導体モジュール１０上には、金属体４０及び絶縁層５７と接するようにヒートシンク１１０が搭載されている。更に、ヒートシンク１１０上には、ファン１２０が配置されている。なお、金属体４０とヒートシンク１１０との間の接触熱抵抗を減らしてスムーズな熱伝導を行うために、金属体４０とヒートシンク１１０との間にインジウム等の熱伝導部材（ＴＩＭ；Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）を挟んでも構わない。
【００３３】
半導体部品２５及び２６の動作時に発する熱は、ヒートスプレッダである放熱部材３０の金属体４０に伝わり拡散される。そして、金属体４０で拡散された熱は、更にヒートシンク１１０に伝わってヒートシンク１１０から外部に放出される。ヒートシンク１１０から放出された熱によりヒートシンク１１０周辺の空気が暖められるが、暖められた空気はファン１２０により強制的に排除され、ヒートシンク１１０周辺には低温の空気が導入される。これにより、ヒートシンク１１０からの放熱効果が向上する。
【００３４】
ところで、電源回路２５及び制御用ＩＣ２６は、共に動作時に発熱するが、電源回路２５と制御用ＩＣ２６の一方は他方よりも発熱量が大きい。そこで、本実施の形態では、電源回路２５の発熱量と制御用ＩＣ２６の発熱量を比較して、より発熱量の小さい部品の上方に電子部品５０を搭載している。換言すれば、電子部品５０は、電源回路２５の発熱量と制御用ＩＣ２６の発熱量を比較して、より発熱量の大きい部品と平面視で重複する領域外に搭載されている。図２は、制御用ＩＣ２６の発熱量が電源回路２５の発熱量よりも大きい場合の例を示しており、電子部品５０は、より発熱量の大きい制御用ＩＣ２６と平面視で重複する領域外に搭載されている。これにより、より発熱量の大きい制御用ＩＣ２６上の金属体４０は絶縁層５７を介さずに直接ヒートシンク１１０に接するため、制御用ＩＣ２６で発した熱が金属体４０を介してヒートシンク１１０に伝熱し易くなる。
【００３５】
なお、図２の例では、半導体モジュール１０が直接マザーボード１００に搭載されているが、半導体モジュール１０は、ソケットを介してマザーボード１００に搭載される場合もある。
【００３６】
［第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について説明する。図３〜図１８は、第１の実施の形態に係る半導体モジュールの製造工程を例示する図である。
【００３７】
（電子部品５０）
図３〜図１０に示す工程では、電子部品５０（本実施の形態ではキャパシタ）を製造する。なお、図３〜図９において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１０において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００３８】
まず、図３に示す工程では、絶縁層５３を準備する。絶縁層５３としては、例えば、シート状のエポキシ樹脂等を用いることができる。次に、図４に示す工程では、絶縁層５３上に所定間隔をおいて並設するように外部電極５２ａ及び５２ｂを形成する。外部電極５２ａ及び５２ｂの材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を用いることができる。外部電極５２ａ及び５２ｂは、例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を含むシートを絶縁層５３上に貼り付けることにより形成できる。又、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を無電解めっき法等により絶縁層５３上に形成してもよい。又、はんだ等により接続してもよい。
【００３９】
次に、図５に示す工程では、外部電極５２ａ及び５２ｂを覆うように絶縁層５３上に誘電体層５４を形成する。但し、後述する図９に示す工程で接続部５６ａ及び５６ｂを形成するため、外部電極５２ａ及び５２ｂのそれぞれの一方の側縁部は誘電体層５４から露出させておく。又、後述する図１０に示す工程で貫通孔５３ｘを形成するため、外部電極５２ａ及び５２ｂのそれぞれの前縁部は誘電体層５４から露出させておく。誘電体層５４の材料としては、例えば、高誘電率材料であるＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）やＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）等のセラミック材料等を用いることができる。誘電体層５４は、例えば、外部電極５２ａ及び５２ｂを覆うように、ＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）等を含むシートを絶縁層５３上に貼り付けることにより形成できる。又、外部電極５２ａ及び５２ｂを覆うように、ＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）等をスパッタ法等により絶縁層５３上に形成してもよい。
【００４０】
次に、図６に示す工程では、誘電体層５４上に内部電極５５ａを形成する。但し、後述の図９に示す工程で接続部５６ａを形成する側の内部電極５５ａの側面と誘電体層５４の側面とが面一となり、接続部５６ｂを形成する側の内部電極５５ａの側面が誘電体層５４の側面よりも内側に入るようにしておく。内部電極５５ａの材料や形成方法は、図４に示した外部電極５２ａ及び５２ｂと同様とすることができる。
【００４１】
次に、図７に示す工程では、図５に示す工程と同様にして内部電極５５ａを覆うように１層目の誘電体層５４上に更に誘電体層５４を積層する。そして、図６に示す工程と同様にして２層目の誘電体層５４上に内部電極５５ｂを形成する。但し、後述の図９に示す工程で接続部５６ｂを形成する側の内部電極５５ｂの側面と誘電体層５４の側面とが面一となり、接続部５６ａを形成する側の内部電極５５ｂの側面が誘電体層５４の側面よりも内側に入るようにしておく。
【００４２】
次に、図８に示す工程では、図５〜図７の工程を必要数繰り返す。これにより、複数の内部電極５５ａと複数の内部電極５５ｂとが、誘電体層５４を介して互いに間挿し合うように配置される。各内部電極５５ａ及び５５ｂは、誘電体層５４により互いに電気的に絶縁される。なお、後述の図９に示す工程で接続部５６ａを形成する側の各内部電極５５ａの側面は誘電体層５４の一方の側面から露出しており、後述の図９に示す工程で接続部５６ｂを形成する側の各内部電極５５ｂの側面は誘電体層５４の他方の側面から露出している。
【００４３】
次に、図９に示す工程では、誘電体層５４の一方の側面から露出する各内部電極５５ａの側面と外部電極５２ａの上面とを接続する接続部５６ａを形成する。又、誘電体層５４の他方の側面から露出する各内部電極５５ｂの側面と外部電極５２ｂの上面とを接続する接続部５６ｂを形成する。接続部５６ａ及び５６ｂの材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の導電性材料を用いることができる。接続部５６ａ及び５６ｂは、例えばスパッタ法や無電解めっき法等により形成できる。以上の工程により、外部電極５２ａ及び５２ｂ上に、誘電体層５４、内部電極５５ａ及び５５ｂ、並びに接続部５６ａ及び５６ｂを含む本体５１が形成される。
【００４４】
なお、本実施の形態では、本体５１に内部電極５５ａ及び５５ｂを３個ずつ設けた構造としているが、これに限定されるものではなく、より多くの内部電極５５ａ及び５５ｂを設けた構造とし、静電容量を高めることが可能である。
【００４５】
次に、図１０に示す工程では、外部電極５２ａ及び５２ｂのそれぞれの前縁部（誘電体層５４が形成されていない部分）に、外部電極５２ａ及び絶縁層５３、又は外部電極５２ｂ及び絶縁層５３を貫通する貫通孔５３ｘを形成する。貫通孔５３ｘは、例えば、ＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工法で形成してもよいし、ドリルを用いて機械的に形成してもよい。貫通孔５３ｘの平面形状は、例えば円形とすることができ、その直径は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。以上の工程により、電子部品５０（キャパシタ）が完成する。
【００４６】
（放熱部材３０）
図１１〜図１６に示す工程では、金属体４０を作製し、作製した金属体４０に電子部品５０（キャパシタ）を搭載して放熱部材３０を製造する。なお、図１１〜図１６において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００４７】
まず、図１１に示す工程では、金属体４０を作製する。金属体４０は、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金、アルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導率の高い金属材料を金型を用いてプレス加工することにより作製できる。作製された金属体４０の表面に、ニッケル（Ｎｉ）等によるめっき膜を形成しても構わない。なお、金属体４０の形状に関しては、図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明した通りである。
【００４８】
次に、図１２に示す工程では、図１１に示す貫通孔４４ｘ内に絶縁性樹脂を充填して絶縁層５８を形成する。具体的には、図１１に示す構造体を、凹部４７側を下にして、下金型（図示せず）上に配置する。そして、下金型上に上金型を配置し、所定の樹脂流入部からエポキシ系の絶縁性樹脂等を流し込み、図１１に示す貫通孔４４ｘ内に充填させる。この際、下金型に、凹部４７の一部（絶縁層５８を形成すべき部分の周囲）に嵌合する突起部を設けておくと、その部分には絶縁性樹脂が充填されないため、絶縁層５８の下部周囲に凹部４７が残存する。
【００４９】
次に、図１３に示す工程では、各絶縁層５８に、各絶縁層５８を貫通する貫通孔５８ｘを形成する。貫通孔５８ｘは、例えば、ＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工法で形成してもよいし、ドリルを用いて機械的に形成してもよい。貫通孔５８ｘの平面形状は、例えば円形とすることができ、その直径は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００５０】
次に、図１４に示す工程では、図１３に示す構造体の電子部品搭載面４２に電子部品５０（キャパシタ）を搭載する。具体的には、貫通孔５３ｘと貫通孔５８ｘとを位置あわせし、接着剤等により電子部品５０（キャパシタ）を電子部品搭載面４２に固着する。なお、本実施の形態では、電子部品搭載面４２に３つの電子部品５０を搭載する。各電子部品５０は、並列に接続される。より詳しくは、各電子部品５０の外部電極５２ａ同士、各電子部品５０の外部電極５２ｂ同士が電気的に接続される。
【００５１】
次に、図１５に示す工程では、貫通孔５３ｘ及び５８ｘに、銅（Ｃｕ）等の導電性材料を充填して貫通配線５９を形成する。貫通配線５９は、例えば、無電解めっき法等により形成できる。
【００５２】
次に、図１６に示す工程では、電子部品５０（キャパシタ）を覆うように、電子部品搭載面４２に絶縁層５７を形成する。絶縁層５７の材料としては、前述の熱伝導率を高めた絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層５７としてシート状の熱硬化型絶縁性樹脂を用いた場合には、電子部品５０（キャパシタ）を覆うように電子部品搭載面４２にシート状の熱硬化型絶縁性樹脂をラミネートする。そして、ラミネートしたシート状の熱硬化型絶縁性樹脂を硬化温度以上に加熱して硬化させる。この際、所定の圧力で押圧してもよい。
【００５３】
又、絶縁層５７として液状又はペースト状の熱硬化型絶縁性樹脂を用いた場合には、電子部品５０（キャパシタ）を覆うように電子部品搭載面４２に液状又はペースト状の熱硬化型絶縁性樹脂を例えばスピンコート法等により塗布する。そして、塗布した液状又はペースト状の熱硬化型絶縁性樹脂を硬化温度以上に加熱して硬化させる。なお、絶縁層５７の上面と板状部４１の上面４１ｒとは、略面一とすることが好ましい。以上の工程により、金属体４０に電子部品５０（キャパシタ）を搭載した放熱部材３０が完成する。
【００５４】
なお、金属体４０はグランドとして使用することができる。この場合には、外部電極５２ａと外部電極５２ｂのうち、マイナス端子として使用される側の外部電極の一部が、金属体４０と電気的に接続される。前記外部電極の一部は、金属体４０と直接接続しても間接的に接続してもよい。前記外部電極の一部を金属体４０と間接的に接続する場合には、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、はんだ、それらを含む導電性樹脂等、ワイヤボンディング等により接続することができる。その際、前記外部電極の一部と接続される金属体４０の表面に酸化膜が形成されている場合には、上記各工程に加えて、前記酸化膜をエッチング等により除去する工程を更に含んでもよい。又、金属体４０において、前記外部電極の一部と接続される箇所は、金属体４０上で自由に選択することができる。
【００５５】
（半導体モジュール１０）
図１７及び図１８に示す工程では、電源回路２５及び制御用ＩＣ２６を実装した配線基板２０を作製し、作製した配線基板２０に放熱部材３０を装着し、半導体モジュール１０を完成させる。なお、図１７及び図１８において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００５６】
まず、図１７に示す工程では、周知の方法により電極パッド２２が形成された基板本体２１を作製し、接合部２９を形成する領域を露出する開口部２３ｘを有するレジスト層２３を基板本体２１に形成して配線基板２０とする。そして、配線基板２０にレジスト層２３を介して電源回路２５及び制御用ＩＣ２６を実装する。開口部２３ｘを有するレジスト層２３を形成するには、基板本体２１の一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなる液状又はペースト状のレジストを塗布する。或いは、基板本体２１の一方の面に、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を含む感光性樹脂組成物からなるフィルム状のレジスト（例えば、ドライフィルムレジスト等）をラミネートする。そして、塗布又はラミネートしたレジストを露光及び現像することで開口部２３ｘを形成する。なお、予め開口部２３ｘを形成したフィルム状のレジストを基板本体２１の一方の面にラミネートしても構わない。
【００５７】
次に、図１８に示す工程では、開口部２３ｘ内に、銀（Ａｇ）ペースト等の導電性接着剤を塗布し、接合部２９を形成する。その後、図１８に示す構造体に接合部２９を介して放熱部材３０を配置し、接合部２９を加熱しながら放熱部材３０を図１８に示す構造体側に押圧する。これにより、放熱部材３０の金属体４０は接合部２９を介して配線基板２０の基板本体２１上に装着され、放熱部材３０の貫通配線５９は接合部２９を介して配線基板２０の電極パッド２２と電気的に接続され、図１Ａ〜図１Ｃに示す半導体モジュール１０が完成する。
【００５８】
なお、予め側壁４３の下面等に凸部を設け、基板本体２１の対応する位置に凹部を設け、これらを位置あわせすることにより、図１８に示す構造体に接合部２９を介して放熱部材３０を容易に装着できる。
【００５９】
このように、第１の実施の形態では、金属体４０に電子部品５０を搭載し、金属体４０と絶縁された状態で金属体４０の内部に貫通配線５９を形成して、貫通配線５９の一端を電子部品５０と電気的に接続し、他端を外部と電気的に接続可能とした放熱部材３０を作製した。これにより、放熱部材３０を半導体部品２５や２６が実装された配線基板２０に装着して半導体モジュール１０としたときに、貫通配線５９を介して、電子部品５０を半導体部品２５や２６と電気的に接続することができる。すなわち、従来は、電子部品を搭載する領域ではなかった金属体４０に電子部品５０を搭載することにより、配線基板２０の配線領域を犠牲にしなくてよいため、半導体モジュール１０の小型化が可能となる。
【００６０】
又、電子部品５０は、金属体４０の上面よりも低い位置に設けられた電子部品搭載面４２に搭載されており、電子部品５０が金属体４０の上面から突出していないため、半導体モジュール１０の薄型化が可能となる。
【００６１】
又、特に電子部品５０がキャパシタであり、配線基板２０に電源回路２５と制御用ＩＣ２６が実装されている場合には、電源回路２５から制御用ＩＣ２６に至る電源配線及び基準電位（ＧＮＤ）を電源回路２５と制御用ＩＣ２６との間に設けられた隔壁４４内を通る貫通配線５９を介して電子部品５０に接続できるため、電源回路２５及び制御用ＩＣ２６と電子部品５０との配線長を短縮できる。その結果、制御用ＩＣ２６が動作して、電流が高速で過渡的な変動をした時に、電子部品５０から素早い充放電によって制御用ＩＣ２６に電流を供給することが可能となり、制御用ＩＣ２６に供給される電源の電圧変動を低減することができる。特に、動作周波数が高くなると共に消費電流が増加しつつある近年の半導体部品に対して有効である。
【００６２】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、金属体に隔壁を設けない例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６３】
図１９は、第１の実施の形態の変形例１に係る半導体モジュールを例示する断面図であり、第１の実施の形態の図１Ｂに対応している。図１９を参照するに、半導体モジュール１０Ａは、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０Ａとを有する。放熱部材３０Ａは、金属体４０Ａと、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００６４】
金属体４０Ａの板状部４１Ａの配線基板２０と対応する側の外周部近傍には平面形状が額縁状の側壁４３が板状部４１Ａと一体的に形成されているが、第１の実施の形態とは異なり、隔壁４４は形成されていない。又、第１の実施の形態とは異なり、側壁４３により、１つの凹部４５Ａが形成されている。凹部４５Ａは、半導体部品２５及び２６を収容する部分である。
【００６５】
又、第１の実施の形態では隔壁４４に貫通孔４４ｘが形成されていたが、本実施の形態では隔壁４４が存在しないため、側壁４３の電子部品５０に最も近い部分に貫通孔４３ｘが形成されており、貫通孔４３ｘ内に絶縁層５８及び貫通配線５９が形成されている。又、電子部品５０（キャパシタ）は、貫通孔５３ｘ側を側壁４３側に向けて配置されている。
【００６６】
なお、第１の実施の形態と同様に、凹部４７は、必要に応じて形成すればよい。例えば、貫通配線５９と接合部２９とが精密に位置合わせ可能な場合等には、凹部４７は形成しなくてもよい。
【００６７】
このように、第１の実施の形態の変形例１によれば、側壁４３を有し隔壁を有さない金属体４０Ａを用い、側壁４３に設けた貫通孔４３ｘ内に絶縁層５８及び貫通配線５９を形成して、電子部品５０と配線基板２０の電極パッド２２とを電気的に接続する。その結果、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。但し、電子部品５０から制御用ＩＣ２６までの配線経路を短縮化できる点では、第１の実施の形態の方が有利である。
【００６８】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、金属体の段差が形成されていない略平坦な面に電子部品を配置する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６９】
図２０は、第１の実施の形態の変形例２に係る半導体モジュールを例示する断面図であり、第１の実施の形態の図１Ｂに対応している。図２０を参照するに、半導体モジュール１０Ｂは、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０Ｂとを有する。放熱部材３０Ｂは、金属体４０Ｂと、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００７０】
第１の実施の形態とは異なり、金属体４０Ｂの板状部４１Ｂには、上面４１ｓよりも低い位置には電子部品搭載面が設けられていない。板状部４１Ｂの上面４１ｓは段差が形成されていない略平坦な面であり、その一部の領域に電子部品５０（キャパシタ）が搭載される。すなわち、板状部４１Ｂの上面４１ｓ自体が電子部品搭載面である。電子部品５０（キャパシタ）は、半導体部品２５の上方に配置されている。但し、電子部品５０（キャパシタ）を板状部４１Ｂの上面４１ｓのより広い領域（全面に設けてもよい）に形成し、電子部品５０（キャパシタ）を大容量化してもよい。
【００７１】
このように、第１の実施の形態の変形例２によれば、金属体４０Ｂの段差が形成されていない略平坦な面に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を容易に大容量化することができる。
【００７２】
但し、電子部品５０（キャパシタ）及び絶縁層５７が板状部４１Ｂの上面４１ｓから突出するため、第１の実施の形態に係る半導体モジュール１０と比較すると半導体モジュール１０Ｂの総厚は厚くなる。しかし、金属体４０Ｂ上に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を扁平化することができる。その結果、大容量化のために配線基板の配線領域に高さの高い電子部品を配置したり、基板を積層したりする必要がなくなるため、従来の半導体モジュールと比較すると薄型化が可能である。
【００７３】
なお、半導体モジュール１０Ｂを用いる場合には、図２において、ヒートシンク１１０の半導体モジュール１０Ｂと接する面に段差部を設け、ヒートシンク１１０と絶縁層５７及び板状部４１Ｂの上面４１ｓとが接するようにすることが好ましい。
【００７４】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、第１の実施の形態の変形例１において、金属体の段差が形成されていない略平坦な面に電子部品を配置する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００７５】
図２１は、第１の実施の形態の変形例３に係る半導体モジュールを例示する断面図であり、第１の実施の形態の図１Ｂに対応している。図２１を参照するに、半導体モジュール１０Ｃは、配線基板２０と、半導体部品２５と、半導体部品２６と、接合部２９と、放熱部材３０Ｃとを有する。放熱部材３０Ｃは、金属体４０Ｃと、電子部品５０と、絶縁層５７及び５８と、貫通配線５９とを有する。
【００７６】
第１の実施の形態の変形例１とは異なり、金属体４０Ｃの板状部４１Ｃには、上面４１ｔよりも低い位置には電子部品搭載面が設けられていない。板状部４１Ｃの上面４１ｔは段差が形成されていない略平坦な面であり、その一部の領域に電子部品５０（キャパシタ）が搭載される。すなわち、板状部４１Ｃの上面４１ｔ自体が電子部品搭載面である。電子部品５０（キャパシタ）は、半導体部品２５の上方に配置されている。但し、電子部品５０（キャパシタ）を板状部４１Ｃの上面４１ｔのより広い領域（全面に設けてもよい）に形成し、電子部品５０（キャパシタ）を大容量化してもよい。
【００７７】
このように、第１の実施の形態の変形例３によれば、金属体４０Ｃの段差が形成されていない略平坦な面に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を容易に大容量化することができる。
【００７８】
但し、電子部品５０（キャパシタ）及び絶縁層５７が板状部４１Ｃの上面４１ｔから突出するため、第１の実施の形態の変形例１に係る半導体モジュール１０Ａと比較すると半導体モジュール１０Ｃの総厚は厚くなる。しかし、金属体４０Ｃ上に電子部品５０（キャパシタ）を配置するため、電子部品５０（キャパシタ）を扁平化することができる。その結果、大容量化のために配線基板の配線領域に高さの高い電子部品を配置したり、基板を積層したりする必要がなくなるため、従来の半導体モジュールと比較すると薄型化が可能である。
【００７９】
なお、半導体モジュール１０Ｃを用いる場合には、図２において、ヒートシンク１１０の半導体モジュール１０Ｃと接する面に段差部を設け、ヒートシンク１１０と絶縁層５７及び板状部４１Ｃの上面４１ｔとが接するようにすることが好ましい。
【００８０】
〈第１の実施の形態の変形例４〉
第１の実施の形態の変形例４では、第１の実施の形態とは異なる方法で、電子部品５０（キャパシタ）を製造する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例４において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００８１】
図２２〜図２４は、第１の実施の形態の変形例４に係るキャパシタの製造工程を例示する図である。なお、図２２において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図２３において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図２４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００８２】
まず、図３及び図４に示す工程を実行する。そして、図２２に示す工程では、絶縁層５３に外部電極５２ｃ及び５２ｄを形成する。外部電極５２ｃ及び５２ｄは、絶縁層５３の外部電極５２ａ及び５２ｂが形成されている面の反対面に、それぞれが絶縁層５３を介して外部電極５２ａ及び５２ｂと対向するように形成する。なお、外部電極５２ｃ及び５２ｄの材料や形成方法は、外部電極５２ａ及び５２ｂと同様である。
【００８３】
次に、図５〜図８に示す工程を実行した後、図１０に示す工程と同様にして、貫通孔５３ｘを形成する。但し、本実施の形態では、外部電極５２ａ、絶縁層５３、及び外部電極５２ｃ、又は外部電極５２ｂ、絶縁層５３、及び外部電極５２ｄを貫通する貫通孔５３ｘを形成する。そして、図２３に示す工程では、図９に示す工程と同様にして接続部５６ａ及び５６ｂを形成すると共に、貫通孔５３ｘ内に接続部５６ａ及び５６ｂと同じ材料を充填し貫通配線６１を形成する。以上の工程により、電子部品５０（キャパシタ）が完成する。
【００８４】
次に、図１１〜図１３に示す工程を実行した後、図２４に示す工程では、貫通孔５８ｘに、銅（Ｃｕ）等の導電性材料を充填して貫通配線６２を形成する。貫通配線６２は、例えば、無電解めっき法等により形成できる。
【００８５】
次に、図１４に示す工程と同様にして、図２４に示す構造体の電子部品搭載面４２に図２３に示す電子部品５０（キャパシタ）を搭載する。この際、外部電極５２ｃ及び５２ｄに銀（Ａｇ）ペースト等の導電性接着剤を塗布し、対応する貫通配線６２と電気的に接続する。その後、第１の実施の形態の図１６以降の工程を実行することにより、半導体モジュール１０が完成する。
【００８６】
このように、第１の実施の形態の変形例４によれば、電子部品搭載面４２に電子部品５０を搭載する際に、外部電極５２ｃ及び５２ｄと対応する貫通配線６２とを位置あわせすればよいため、第１の実施の形態のように貫通孔５３ｘと貫通孔５８ｘとを位置あわせする場合と比較して、容易に位置あわせすることができる。
【００８７】
〈第１の実施の形態の変形例５〉
第１の実施の形態の変形例５では、第１の実施の形態及び第１の実施の形態の変形例４とは異なる方法で、電子部品５０（キャパシタ）を製造する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例５において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００８８】
図２５及び図２６は、第１の実施の形態の変形例５に係るキャパシタの製造工程を例示する図である。なお、図２５において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。図２６において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００８９】
まず、図２５に示す工程では、キャパシタ搭載用の配線基板７０を作製する。配線基板７０の平面形状は、図２２等に示す絶縁層５３と同様である。配線基板７０としては、例えば、ＦＲ−４基板（難燃性のガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた銅張り積層板）等を用いることができる。ＦＲ−４基板は、例えば、ガラス布基材にエポキシ樹脂を含浸させた絶縁層と、銅（Ｃｕ）からなる導体層とを周知の方法で積層することにより形成できる。
【００９０】
図２５において、配線基板７０の絶縁層７１の一方の面（下面）には導体層である外部電極７２ａ及び７２ｂが形成され、絶縁層７１の他方の面（上面）には導体層である内部電極７５ａ及び７５ｂが形成されている。又、絶縁層７１の内部には、導体層である内層７３ａ及び７３ｂが形成されている。外部電極７２ａは、内層７３ａ及びスルーホール７４ａを介して、内部電極７５ａと電気的に接続されている。外部電極７２ｂは、内層７３ｂ及びスルーホール７４ｂを介して、内部電極７５ｂと電気的に接続されている。外部電極７２ａ及び７２ｂは、図２２等に示す外部電極５２ｃ及び５２ｄに対応する位置に形成されている。内部電極７５ａ及び７５ｂは、帯状の電極であり、所定の間隔で交互に配置されている。各内部電極７５ａは、内層７３ａにより相互に接続されている。又、各内部電極７５ｂは、内層７３ｂにより相互に接続されている。
【００９１】
次に、図２６に示す工程では、隣接する内部電極７５ａ及び７５ｂ上に複数のチップキャパシタ７９を実装する。チップキャパシタ７９は２つの電極を有し、それぞれの電極が内部電極７５ａ及び７５ｂの何れかと、はんだ（図示せず）等を介して電気的に接続される。これにより、各チップキャパシタ７９は、並列に接続される。
【００９２】
チップキャパシタ７９としては、例えば、市販されている部品（例えば、所謂１００５サイズのチップキャパシタ等）を用いることができる。所謂１００５サイズの１μＦのチップキャパシタの大きさは、縦１．０ｍｍ×横０．５ｍｍ×高さ０．２ｍｍ程度である。配線基板７０の平面形状が例えば７５ｍｍ×７５ｍｍの矩形状であれば、所謂１００５サイズの１μＦのチップキャパシタを１５０個程度搭載できる。すなわち、電子部品５０（キャパシタ）として、静電容量が１５０μＦのキャパシタを実現できる。図２６に示す電子部品５０（キャパシタ）は、図２３に示す電子部品５０（キャパシタ）と同様にして、図２４に示す構造体の電子部品搭載面４２に搭載することができる。
【００９３】
このように、第１の実施の形態の変形例５によれば、第１の実施の形態の変形例４と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、第１の実施の形態の変形例５では、市販の部品を用いることにより、静電容量の大きな電子部品５０（キャパシタ）を容易に作製できる。
【００９４】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９５】
例えば、第１の実施の形態等では、金属体４０と電子部品５０とを別々に作製し、金属体４０上に電子部品５０を搭載する例を示した。しかし、金属体４０を先に作製し、金属体４０上で電子部品５０を作製してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 半導体モジュール
２０、７０ 配線基板
２１ 基板本体
２２ 電極パッド
２３ レジスト層
２３ｘ 開口部
２５、２６ 半導体部品
２９ 接合部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 放熱部材
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 金属体
４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ 板状部
４１ｒ、４１ｓ、４１ｔ 上面
４２ 電子部品搭載面
４３ 側壁
４４ 隔壁
４４ｘ、５３ｘ、５８ｘ 貫通孔
４５、４６、４７ 凹部
５０ 電子部品
５１ 本体
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、７２ａ、７２ｂ 外部電極
５３、５７、５８、７１ 絶縁層
５４ 誘電体層
５５ａ、５５ｂ、７５ａ、７５ｂ 内部電極
５６ａ、５６ｂ 接続部
５９、６１、６２ 貫通配線
７３ａ、７３ｂ 内層
７４ａ、７４ｂ スルーホール
７９ チップキャパシタ
１００ マザーボード
１１０ ヒートシンク
１２０ ファン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材であって、
金属体と、
前記金属体と絶縁された状態で前記金属体上に搭載された電子部品と、
前記金属体と絶縁された状態で前記金属体の内部に形成された配線と、を有し、
前記配線は、前記電子部品と電気的に接続されており、かつ、前記基板と電気的に接続可能とされていることを特徴とする放熱部材。
【請求項２】
前記金属体は、上面よりも低い位置に電子部品搭載面を有し、前記電子部品は前記電子部品搭載面に搭載されていることを特徴とする請求項１記載の放熱部材。
【請求項３】
前記電子部品は、絶縁性樹脂により封止され、前記絶縁性樹脂の上面は、前記金属体の上面と面一であることを特徴とする請求項２記載の放熱部材。
【請求項４】
前記金属体は、前記半導体部品と、前記基板上に実装された他の半導体部品とを分離する隔壁を有し、
前記配線の少なくとも一部は、前記隔壁の内部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の放熱部材。
【請求項５】
前記電子部品はキャパシタであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の放熱部材。
【請求項６】
半導体部品を実装した基板と、
前記基板に装着され、前記半導体部品の発する熱を拡散する請求項１乃至３の何れか一項記載の放熱部材と、を有する半導体モジュール。
【請求項７】
前記基板には、他の半導体部品が実装され、
前記金属体は、前記半導体部品と、前記他の半導体部品とを分離する隔壁を有し、
前記配線の少なくとも一部は、前記隔壁の内部に形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記他の半導体部品と前記半導体部品の一方が他方よりも発熱量が大きく、
前記電子部品は、前記他の半導体部品の発熱量と前記半導体部品の発熱量を比較して、より発熱量の大きい部品と平面視で重複する領域外に搭載されていることを特徴とする請求項７記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記半導体部品は、前記他の半導体部品に電源を供給する電源回路であり、
前記電子部品は、前記電源と基準電位との間に接続されているキャパシタであることを特徴とする請求項７又は８記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材の製造方法であって、
金属体に、絶縁層を介して、電子部品を搭載する工程と、
前記金属体の内部に、周囲を絶縁性樹脂で被覆された配線を形成する工程と、
前記電子部品と前記配線とを電気的に接続する工程と、を有する放熱部材の製造方法。
【請求項１】
基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材であって、
金属体と、
前記金属体と絶縁された状態で前記金属体上に搭載された電子部品と、
前記金属体と絶縁された状態で前記金属体の内部に形成された配線と、を有し、
前記配線は、前記電子部品と電気的に接続されており、かつ、前記基板と電気的に接続可能とされていることを特徴とする放熱部材。
【請求項２】
前記金属体は、上面よりも低い位置に電子部品搭載面を有し、前記電子部品は前記電子部品搭載面に搭載されていることを特徴とする請求項１記載の放熱部材。
【請求項３】
前記電子部品は、絶縁性樹脂により封止され、前記絶縁性樹脂の上面は、前記金属体の上面と面一であることを特徴とする請求項２記載の放熱部材。
【請求項４】
前記金属体は、前記半導体部品と、前記基板上に実装された他の半導体部品とを分離する隔壁を有し、
前記配線の少なくとも一部は、前記隔壁の内部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の放熱部材。
【請求項５】
前記電子部品はキャパシタであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の放熱部材。
【請求項６】
半導体部品を実装した基板と、
前記基板に装着され、前記半導体部品の発する熱を拡散する請求項１乃至３の何れか一項記載の放熱部材と、を有する半導体モジュール。
【請求項７】
前記基板には、他の半導体部品が実装され、
前記金属体は、前記半導体部品と、前記他の半導体部品とを分離する隔壁を有し、
前記配線の少なくとも一部は、前記隔壁の内部に形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記他の半導体部品と前記半導体部品の一方が他方よりも発熱量が大きく、
前記電子部品は、前記他の半導体部品の発熱量と前記半導体部品の発熱量を比較して、より発熱量の大きい部品と平面視で重複する領域外に搭載されていることを特徴とする請求項７記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記半導体部品は、前記他の半導体部品に電源を供給する電源回路であり、
前記電子部品は、前記電源と基準電位との間に接続されているキャパシタであることを特徴とする請求項７又は８記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
基板上に装着され、前記基板上に実装された半導体部品の発する熱を拡散する放熱部材の製造方法であって、
金属体に、絶縁層を介して、電子部品を搭載する工程と、
前記金属体の内部に、周囲を絶縁性樹脂で被覆された配線を形成する工程と、
前記電子部品と前記配線とを電気的に接続する工程と、を有する放熱部材の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２２２０４１（Ｐ２０１２−２２２０４１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３７６２（Ｐ２０１１−８３７６２）
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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