CN112335033A - 电子设备 - Google Patents

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久保佑介
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Dexerials Corp
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Abstract

提供一种能够同时高水平实现散热性、电磁波抑制效果和ESD对策的电子设备。具备：设于基板31上的电子部件30，具有开口部21、以围绕电子部件30的方式设置、与基底32连接的导电屏蔽罩20，设于导电屏蔽罩20上部的导电性冷却构件40，设于电子部件30与导电性冷却构件40之间的导电性导热片10，以及设于导电性导热片10与导电性冷却构件40之间、隔着开口部21与电子部件30相对的绝缘构件50；绝缘构件50具有不小于隔着开口部21相对的电子部件30的区域的尺寸，导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接。

Description

电子设备
技术领域
本技术涉及具有优异的散热性以及实施了电磁波抑制和静电放电对策的电子设备，特别是能够优选适用于半导体装置的电子设备。本申请基于2018年6月26日在日本提出的日本专利申请号特愿2018-121354主张优选权，该申请通过参照引入本申请。
背景技术
近年来，电子设备有着小型化的倾向，但另一方面，由于应用程序的多样性，不可以使耗电量也对应地发生变化，因此对设备内的散热对策更为重视。
作为上述电子设备中的散热对策，广泛使用用铜、铝等这样的导热率高的金属材料制作的散热板、热管、散热片等。为了实现散热效果或设备内的温度缓和，这些导热性优异的散热部件配置为与电子设备内作为发热部的半导体包装等电子部件接近。此外，这些导热性优异的散热部件被配置在从作为发热部的电子部件直至低温处。
但电子设备内的发热部是电流密度高的半导体元件等电子部件，电流密度高时，认为电场强度或磁场强度大，该电场强度或磁场强度会成为杂散辐射的成分。因此，如果将用金属制作的散热部件配置在电子部件附近，则存在在进行热吸收的同时、还会拾取流经电子部件内的电信号的高次谐波成分的问题。具体地，由于散热部件是用金属材料制作的，因此存在其本身作为高次谐波成分的天线发挥功能、或者作为高次谐波噪音成分的传递通路发挥作用那样的情况。
因此，希望开发实现兼顾散热性和电磁波抑制效果的技术。例如专利文献1中公开了下述技术：具备覆盖安装于印刷基板的电子部件的屏蔽箱以及散热翅片，该屏蔽箱具有翅片用孔，散热翅片的一部分从前述翅片用孔向屏蔽箱外侧露出。
但专利文献1的技术中，虽然能够确保一定程度的散热性，但由于屏蔽箱中设有翅片用孔，无法充分获得电磁波抑制效果，被认为无法实现散热性和电磁波抑制效果的兼顾。
此外，由于带电的人体接触电子设备时累积的静电被放电至电子设备内部，存在在半导体元件等电子部件中导致故障、损伤的可能性，因而需要在上述散热对策和电磁波抑制对策之外还同时实施ESD(electro-static discharge，静电放电)对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-155056号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于这种情况做出的，其目的在于，提供具有优异的散热性、电磁波抑制效果、同时实施了ESD对策的电子设备。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明人等进行了深入研究，着眼于以下情况：通过以覆盖电子部件的方式设置与基底连接的导电屏蔽罩，能够实现优异的电磁波吸收性，同时，通过在导电屏蔽罩中设置开口部、同时至少经由该开口部形成导电性导热片、使电子部件与冷却构件相连，能够不使电磁波吸收性能下降，还能够提高散热性。进一步还发现，通过将要采取有效ESD对策的绝缘构件配置在预定位置，不仅能够实现散热对策和电磁波抑制对策同时能够实现ESD对策。其结果是，本技术涉及的电子设备能够同时高水平实现散热性、电磁波抑制效果和ESD对策。
本技术是基于上述见解做出的，本技术涉及的电子设备具备：设于基板上的电子部件，具有开口部、以围绕上述电子部件的方式设置、与基底连接的导电屏蔽罩，设于上述导电屏蔽罩上部的导电性冷却构件，设于上述电子部件与上述导电性冷却构件之间的导电性导热片，以及设于上述导电性导热片与上述导电性冷却构件之间、隔着上述开口部与上述电子部件相对的绝缘构件；上述绝缘构件具有不小于隔着上述开口部相对的上述电子部件的区域的尺寸；上述导电屏蔽罩与上述导电性冷却构件经由上述导电性导热片电连接。
发明效果
根据本技术，可以提供能够同时高水平实现散热性、电磁波抑制和ESD对策的电子设备。
附图说明
[图1]图1是作为应用本技术的电子设备的一例示出的半导体装置的截面图。
[图2]图2为图1所示半导体装置的分解立体图。
[图3]图3为示出导电性导热片的制造工序的图。
[图4]图4为示意性示出导电屏蔽罩和导电性导热片的上表面的状态的图。
[图5]图5是作为应用本技术的电子设备的一例示出的另一半导体装置的截面图。
[图6]图6是作为应用本技术的电子设备的一例示出的进一步的另一半导体装置的截面图。
[图7]图7为示出本技术的参考例涉及的半导体装置的截面图。
[图8]图8为示出本技术的参考例涉及的半导体装置的截面图。
[图9]图9为示出本技术的参考例涉及的半导体装置的截面图。
[图10]图10为示出本技术的参考例涉及的半导体装置的截面图。
[图11]图11为示出参考例1和参考例3涉及的半导体装置的电场强度特性的曲线图。
[图12]图12为示出参考例4涉及的半导体装置的电场强度特性的曲线图。
[图13]图13为示出实施例1涉及的半导体装置的电场强度特性的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地对应用本技术的电子设备进行说明。需说明的是，本技术并非仅限定为以下的实施方式，毋庸置疑，在不脱离本技术宗旨的范围内，可以有各种改变。此外，附图是示意性的，有时各尺寸的比率等与现实的情形是不同的。具体的尺寸等应当参考以下的说明来判断。此外，毋庸置疑，附图相互之间也包括相互的尺寸关系、比率不同的部分。
以下，以使用半导体元件作为电子部件的半导体装置为例，对应用本技术的电子设备的一例进行说明。如图1所示，应用本技术的半导体装置1具备半导体元件30、导电屏蔽罩20、导电性冷却构件40、绝缘构件50和导电性导热片10。
该半导体装置1中具有导电屏蔽罩20，导电屏蔽罩20具有开口部21且以围绕半导体元件30的方式设置，此外，导电性导热片10形成于半导体元件30与导电性冷却构件40之间。
半导体元件30虽然是热和电磁波的发生源，但通过以围绕该半导体元件30的方式设置导电屏蔽罩20，且导电屏蔽罩20与基底32连接，且在导电屏蔽罩20的开口部21周围设置导电性导热片10并经由导电性导热片10与导电性冷却构件40连接，利用该基底32、导电屏蔽罩20、导电性导热片10和导电性冷却构件40形成屏蔽半导体元件30的假想屏蔽罩，能够实现电磁波屏蔽，因此能获得优异的电磁波抑制效果。
进一步，通过在导电屏蔽罩20上形成开口部21、在半导体元件30与导电性冷却构件40之间设置导热性高的导电性导热片10，大幅改善向导电性冷却构件40的热传导，结果，还能够实现优异的散热性。
此外，半导体装置1的特征在于，通过将绝缘构件50设置在半导体元件30与导电性冷却构件40之间，半导体元件30与绝缘构件50隔着开口部21相对。
导电性导热片10高效地将半导体元件30的发热传递至导电性冷却构件40，但另一方面，存在放电至导电性冷却构件40的静电传导至半导体元件30的担忧。可是，半导体装置1中，通过在导电性导热片10与导电性冷却构件40之间设置绝缘构件50而使绝缘构件50隔着导电屏蔽罩20的开口部21与半导体元件30相对。而且，半导体装置1中，导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接。由此，半导体装置1中，放电至导电性冷却构件40的静电S可以避开绝缘构件50而流经导电性导热片10，经由导电屏蔽罩20流向基底32。因此，半导体装置1能够防止放电至导电性冷却构件40的静电传导至半导体元件30等电子部件，能够防止故障、损伤的发生。
这里，所谓半导体元件30与绝缘构件50隔着开口部21相对，除了包括绝缘构件50与半导体元件30的从开口部21面向导电性冷却构件40侧的整个区域正对的情况以外，在起到有效的ESD(electro-static discharge，静电放电)对策效果的范围内，还包括绝缘构件50与半导体元件30的从开口部21面向导电性冷却构件40侧的一部分重叠的情况。
接下来，对构成半导体装置1的各构件进行说明。
[半导体元件]
如图1所示，半导体装置1具备在基板31上形成的半导体元件30。这里，关于半导体元件30，只要是由半导体构成的电子部件即可，没有特别限定。例如，可列举IC、LSI等集成电路、CPU、MPU、图形运算元件、图像传感器等。
对于形成有半导体元件30的基板31也没有特别限定，可以根据半导体装置的种类使用适当的部件。在基板31设有基底(Ground，GND)32。基底32形成于基板31的内层、或者如图1所示形成于基板31的背面。
图1中，为了便于说明，以导电屏蔽罩20贯穿基板31而与基底32直接连接的方式示出。但一般的应用中，如图2所示，在基板31的表面上，以围绕半导体元件30周围的方式在全周或者一部分设置接合区(Land)33，用焊锡等将导电屏蔽罩20连接于该部分。接合区33通过基板31上形成的通孔(图中未示出)与基底32电连接，由此，导电屏蔽罩20与基底32电接合。
需说明的是，基板31中，在安装半导体元件30的位置设有微带线35。
[屏蔽罩]
如图1所示，半导体装置1具备导电屏蔽罩20，导电屏蔽罩20具有开口部21，使半导体元件30的至少一部分面向导电性冷却构件40侧，同时，该导电屏蔽罩20与基底32连接。半导体装置1中，通过由与基底32连接的导电屏蔽罩20屏蔽导电性导热片10和导电性冷却构件40以及半导体元件30，能够屏蔽电磁波，起到电磁波抑制效果。需说明的是，如后所述，半导体装置1中，通过将利用开口部21相对的半导体元件30与导电性冷却构件40经由导电性导热片10热连接，能够使半导体元件30的热高效向导电性冷却构件40释放。
作为构成导电屏蔽罩20的材料，只要导电率高且电磁波屏蔽效果好即可，没有特别限定。例如可以使用铝、铜、不锈钢等导电率高的金属、导电性高的磁性体等。作为导电性高的磁性体材料，可列举坡莫合金、铝硅铁粉、Fe系或者Co系无定形材料、微晶材料等。使用上述那样的磁性体材料作为构成屏蔽罩20的材料的情况下，除了可以期待电屏蔽效果以外，还可期待磁屏蔽效果和磁吸收效果。
设于导电屏蔽罩20的开口部21是设于导电屏蔽罩20的通孔。导电屏蔽罩20使半导体元件30与绝缘构件50和导电性冷却构件40隔着开口部21相对，同时，后述导电性导热片10设于半导体元件30与冷却构件40之间。即，如图1所示，导电性导热片10在连接半导体元件30与导电性冷却构件40的方向(图1中为各构件的层叠方向)上形成。
对于开口部21的尺寸没有特别限定，可以根据半导体元件30的尺寸等适当改变。开口部21的开口面积越小则能够使发出的电磁波越少，能够使发射电磁场减小。但从使热从半导体元件30逃逸的观点出发，优选增大开口部21，使用大的导电性导热片10。因此，开口部21的尺寸根据半导体装置1所需的导热性、电磁噪音抑制效果适当改变。
[导电性冷却构件]
如图1所示，半导体装置1中，在导电屏蔽罩20上部具备导电性冷却构件40。导电性冷却构件40是用于吸收从作为热源的半导体元件30产生的热并向外部释放的构件。导电性冷却构件40经由后述导电性导热片10与半导体元件30连接，从而能够使半导体元件30产生的热向外部扩散、确保半导体装置1的散热性。
对于导电性冷却构件40的种类没有特别限定，可以根据半导体装置1的种类适当选择。可列举例如散热器、冷却器、散热片、均热器、缓冲垫、冷风扇、热管、金属盖、电子设备壳体等。这些散热构件中，从获得更优异的散热性方面出发，优选使用散热器、冷却器或散热片。
需说明的是，如图1所示，导电性冷却构件40虽然设于导电屏蔽罩20上部，但不与导电屏蔽罩20相接，是隔开一定的距离设置的。这是为了在导电屏蔽罩20的上表面20a与导电性冷却构件40之间设置后述导电性导热片10，使导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接。
[导电性导热片]
如图1所示，半导体装置1具备夹在导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40之间、同时与半导体元件30和导电性冷却构件40接触的具有导电性的导热片10。而且，半导体装置1中，导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接，同时，半导体元件30与导电性冷却构件40经由导电性导热片10热连接。
通过将具有导电性且导热性高的导电性导热片10设于半导体元件30与导电性冷却构件40之间，能够使半导体元件30的热经由导电性导热片10向导电性冷却构件40传递，提高散热性。此外，通过将导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接，能够使放电至导电性冷却构件40的静电流向与基底32连接的导电屏蔽罩20。
导电性导热片10优选具有柔软性、粘着性。通过具有柔软性，在容易操作的同时，可实现与半导体元件30、导电屏蔽罩20、导电性冷却构件40的密合性的提高、良好的热传导和导通。此外，通过具有柔软性，能够利用导电性冷却构件40加压，能够确保更好的密合性，此外即使在发生膨胀、收缩的情况下也能够维持密合性。
关于构成导电性导热片10的材料，只要具有优异的导电性和导热性即可，没有特别限定。例如，从能够高水平实现导电性和导热性方面出发，作为导电性导热片10，可以使用含有粘合剂树脂、导热性填充剂和导电性填充剂的导热片。以下记载构成导电性导热片10的材料。
[粘合剂树脂]
构成导电性导热片10的粘合剂树脂是成为导电性导热片10的基材的树脂成分。对于其种类没有特别限定，可以适当选择公知的粘合剂树脂。例如，作为粘合剂树脂之一，可列举热固化性树脂。
作为前述热固化性树脂，可列举例如交联性橡胶、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、有机硅、聚氨酯、聚酰亚胺有机硅、热固型聚苯醚、热固型改性聚苯醚等。它们可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
需说明的是，作为前述交联性橡胶，可列举例如天然橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氟橡胶、氨基甲酸酯橡胶、丙烯酸橡胶、聚异丁烯橡胶、硅橡胶等。它们可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
此外，上述热固化性树脂中，从成型加工性和耐候性优异以及对于电子部件的密合性和跟随性的方面出发，优选使用有机硅。作为有机硅，没有特别限制，可以根据目的适当选择有机硅的种类。
从获得上述成型加工性、耐候性、密合性等的观点出发，作为前述有机硅，优选为由液态有机硅凝胶的主剂和固化剂构成的有机硅。作为这样的有机硅，可列举例如加成反应型液态有机硅、硫化中使用过氧化物的热硫化型混炼(Millable)型有机硅等。
作为前述加成反应型液态有机硅，优选使用以具有乙烯基的聚有机硅氧烷为主剂、以具有Si-H基的聚有机硅氧烷为固化剂的二液性的加成反应型有机硅等。需说明的是，前述液态有机硅凝胶的主剂与固化剂的组合中，作为前述主剂与前述固化剂的配合比例，按质量比计优选为主剂:固化剂＝35:65～65:35。
此外，导电性导热片10中前述粘合剂树脂的含量没有特别限制，可以根据目的适当选择。例如，从确保片体的成型加工性、片体的密合性等的观点出发，优选为导电性导热片10的20体积％～50体积％左右，更优选为30体积％～40体积％。
[导热性填充剂]
导电性导热片10的粘合剂树脂内含有导热性填充剂。该导热性填充剂是用于提高片体的导热性的成分。对于导热性填充剂的种类没有特别限定，从能够实现更高的导热性方面出发，优选使用纤维状的导热性填充剂。
需说明的是，纤维状的导热性填充剂的“纤维状”是指纵横比高(约6以上)的形状。因此，本发明中，纤维状的导热性填充剂不仅包括纤维状、棒状等的导热性填充剂，也包括纵横比高的粒状填充材、薄片状的导热性填充剂等。
关于前述纤维状的导热性填充剂的种类，只要是纤维状且导热性高的材料即可，没有特别限定，可列举例如银、铜、铝等金属、氧化铝、氮化铝、碳化硅、石墨等陶瓷、碳纤维等。这些纤维状的导热性填充剂中，从获得更高的导热性方面出发，更优选使用碳纤维。
需说明的是，关于前述导热性填充剂，可以单独使用一种，也可以混合使用两种以上。此外，使用两种以上的导热性填充剂的情况下，可以均为纤维状的导热性填充剂，也可以混合使用纤维状的导热性填充剂和其他形状的导热性填充剂。
对于前述碳纤维的种类没有特别限制，可以根据目的适当选择。例如，可以使用沥青系、PAN系、将PBO纤维石墨化而得的碳纤维、通过电弧放电法、激光蒸发法、CVD法(化学气相生长法)、CCVD法(催化化学气相生长法)等合成的碳纤维。其中，从获得高的导热性方面出发，更优选将PBO纤维石墨化而得的碳纤维、沥青系碳纤维。
此外，前述碳纤维可以根据需要对其一部分或全部进行表面处理而使用。作为前述表面处理，可列举例如氧化处理、氮化处理、硝化、磺化、或者使金属、金属化合物、有机化合物等附着或者结合于通过这些处理导入至表面的官能团或者碳纤维表面的处理等。作为前述官能团，可列举例如羟基、羧基、羰基、硝基、氨基等。
进一步，对于前述纤维状的导热性填充剂的平均纤维长度(平均长轴长度)也没有特别限制，可以适当选择，但从获得确实高的导热性方面出发，优选在50μm～300μm的范围，更优选在75μm～275μm的范围，特别优选在90μm～250μm的范围。更进一步，对于前述纤维状的导热性填充剂的平均纤维径(平均短轴长度)也没有特别限制，可以适当选择，但从获得确实高的导热性方面出发，优选在4μm～20μm的范围，更优选在5μm～14μm的范围。
关于前述纤维状的导热性填充剂的纵横比(平均长轴长度/平均短轴长度)，从获得确实高的导热性方面出发，使用6以上的物质，优选为7～30。即使前述纵横比小的情况下，也可观察到导热率等的改善效果，但由于取向性下降等导致无法获得大的特性改善效果，因此纵横比设为6以上。另一方面，如果超过30，则在导电性导热片10中的分散性下降，因此存在无法获得充分的导热率的担忧。
这里，前述纤维状的导热性填充剂的平均长轴长度和平均短轴长度例如可以用显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)等测定、由多个样品算出平均值。
此外，作为导电性导热片10中前述纤维状的导热性填充剂的含量，没有特别限制，可以根据目的适当选择，优选为4体积％～40体积％，更优选为5体积％～30体积％，特别优选为6体积％～20体积％。如果前述含量低于4体积％，则存在难以获得充分低的热阻的担忧，如果超过40体积％，则存在对导电性导热片10的成型性和前述纤维状的导热性填充剂的取向性产生影响的担忧。
进一步，导电性导热片10中，优选前述导热性填充剂在一个方向或多个方向上取向。因为通过使前述导热性填充剂取向，能够实现更高的导热性、电磁波吸收性。
例如，想要利用导电性导热片10提高导热性、提高半导体装置的散热性的情况下，可以使前述导热性填充剂相对于片体表面大致垂直状地取向。另一方面，想要利用导电性导热片10提高电磁波屏蔽性能、提高半导体装置的电磁波抑制效果的情况下，可以使前述导热性填充剂相对于片体表面大致平行状地取向。
这里，前述相对于片体表面大致垂直状、大致平行的方向意思是相对于前述片体表面方向大体垂直的方向、大体平行的方向。但前述导热性填充剂的取向方向在制造时会有一些波动，因此在本发明中，允许从相对于上述片体表面的方向垂直的方向、平行的方向偏离±20°左右。
需说明的是，关于使前述导热性填充剂的取向角度一致的方法没有特别限定。例如，制作作为导电性导热片10的原料的片体用成型体，在使纤维状的导热性填充剂取向的状态下调整切割角度，从而能够进行取向角度的调整。
[导电性填充剂]
导电性导热片10中，粘合剂树脂内含有导电性填充剂。该导电性填充剂是用于提高片体的导电性的成分。对于导电性填充剂的种类没有特别限定，从实现更高的导电性、同时具有容易在片体的厚度方向上导通、难以在片体的面方向上导通的导电各向异性的方面出发，优选使用纤维状的导电性填充剂。
这种导电性填充剂可以兼用上述导热性填充剂中具有导电性的材料。其中，碳纤维具有高的导热性和导电性，因而可以优选使用。
而且，优选地，通过使纤维状的导电性填充剂相对于片体表面大致垂直状地取向，导电性导热片10具有容易在片体的厚度方向上导通、难以在片体的面方向上导通的导电各向异性。导电性导热片10是通过被导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40夹持而使放电至导电性冷却构件40的静电流向导电屏蔽罩20的部件，避开后述绝缘构件50而流入导电性导热片10的静电基本上流向电阻相对较低的导电屏蔽罩20侧，通过具有导电各向异性，抑制了绕向绝缘构件50下方，能够更切实地防止向半导体元件30传导。导电性导热片10中，面内方向的电阻相对于厚度方向的电阻之比越高越好，例如设为100倍以上。
[无机物填料]
此外，导电性导热片10除了上述粘合剂树脂、导热性填充剂和导电性填充剂以外还可以进一步含有无机物填料。这是因为能够使导电性导热片10的导热性更高、提高片体的强度。
作为前述无机物填料，对于形状、材质、平均粒径等没有特别限制，可以根据目的适当选择。作为前述形状，可列举例如球状、椭圆球状、块状、粒状、扁平状、针状等。其中，从填充性方面出发，球状、椭圆状是优选的，特别优选球状。
作为前述无机物填料的材料，可列举例如氮化铝(Aluminum nitride：AlN)、二氧化硅、矾土(alumina，氧化铝)、氮化硼、二氧化钛、玻璃、氧化锌、碳化硅、硅(Silicon)、氧化硅、金属粒子等。它们可以单独使用一种，也可以并用两种以上。其中，优选氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌、二氧化硅，从导热率方面出发，特别优选氧化铝、氮化铝。
此外，前述无机物填料也可以使用实施了表面处理的物质。作为前述表面处理，如果用偶联剂对前述无机物填料进行处理，则前述无机物填料的分散性提高，导电性导热片10的柔软性提高。
关于前述无机物填料的平均粒径，可以根据无机物的种类等适当选择。前述无机物填料为氧化铝时，其平均粒径优选为1μm～10μm，更优选为1μm～5μm，特别优选为4μm～5μm。如果前述平均粒径低于1μm，则存在粘度变大、难以混合的担忧。另一方面，如果前述平均粒径超过10μm，则存在导电性导热片10的热阻变大的担忧。
进一步，前述无机物填料为氮化铝时，其平均粒径优选为0.3μm～6.0μm，更优选为0.3μm～2.0μm，特别优选为0.5μm～1.5μm。如果前述平均粒径低于0.3μm，则存在粘度变大、难以混合的担忧，如果超过6.0μm，则存在导电性导热片10的热阻变大的担忧。
需说明的是，对于前述无机物填料的平均粒径，例如可以用粒度分布仪、扫描型电子显微镜(SEM)来测定。
[磁性金属粉]
进一步，优选导电性导热片10除了含有上述粘合剂树脂、纤维状的导热性纤维和无机物填料以外还进一步含有磁性金属粉。通过含有该磁性金属粉，能够对导电性导热片10赋予电磁波吸收性。
关于前述磁性金属粉的种类，除了具有电磁波吸收性以外，没有特别限定，可以适当选择公知的磁性金属粉。例如可以使用无定形金属粉、结晶质的金属粉末。作为无定形金属粉，可列举例如Fe-Si-B-Cr系、Fe-Si-B系、Co-Si-B系、Co-Zr系、Co-Nb系、Co-Ta系金属粉等；作为结晶质的金属粉，可列举例如纯铁、Fe系、Co系、Ni系、Fe-Ni系、Fe-Co系、Fe-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Si-Al系金属粉等。进一步，作为前述结晶质的金属粉，也可以使用在结晶质的金属粉中加入微量N(氮)、C(碳)、O(氧)、B(硼)等并使其微细化而得的微结晶质金属粉。
需说明的是，关于前述磁性金属粉，也可以使用混合有两种以上材料不同的物质、平均粒径不同的物质而成的金属粉。
此外，关于前述磁性金属粉，优选对球状、扁平状等形状进行调整。例如，提高填充性的情况下，优选使用粒径为数μm～数十μm的作为球状的磁性金属粉。这样的磁性金属粉末例如可以通过雾化法、使羰基金属热分解的方法来制造。雾化法具有容易制成球状粉末的优点，是下述方法：使熔融金属从喷嘴流出，在流出的熔融金属中吹入空气、水、非活性气体等喷射流而使其以液滴形式凝固，制成粉末。通过雾化法制造无定形磁性金属粉末时，为了使熔融金属不会结晶，优选使冷却速度为1×106(K/s)左右。
通过上述雾化法制造无定形合金粉的情况下，可以将无定形合金粉表面设为光滑的状态。如果使用这样的表面凹凸少、比表面积小的无定形合金粉作为磁性金属粉，则能够对粘合剂树脂提高填充性。进一步，通过进行偶联处理，能够进一步提高填充性。
需说明的是，除了上述粘合剂树脂、导热性填充剂、导电性填充剂、无机物填料和磁性金属粉以外，导电性导热片10还可以根据目的适当含有其他成分。作为其他成分，可列举例如触变性赋予剂、分散剂、固化促进剂、延迟剂、微粘性赋予剂、增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、稳定剂、着色剂等。
图3为示出导电性导热片10的制造工序的一例的示意图。如图3所示，导电性导热片10是经过挤出、成型、固化、切割(切片)等一系列工序制造的。首先，将粘合剂树脂、填充剂、无机物填料、磁性金属粉混合并搅拌，调制导热性树脂组合物。接下来，将调制的导热性树脂组合物挤出成型为长方体等预定形状并进行固化，从而得到导热性树脂组合物的成型体。此时，通过在将调制的导热性树脂组合物挤出成型时通过多个狭缝，能够使导热性树脂组合物中配合的碳纤维等填充剂在挤出方向上取向。接下来，使得到的成型体固化，然后用超声波切割机按预定厚度将固化的成型体在相对于挤出方向垂直的方向上切断，从而能够制作导电性导热片10。通过使碳纤维等填充剂在厚度方向上取向，该导电性导热片10在厚度方向上导热性和导电性高，在面方向上导热性和导电性低，具备热和电各向异性。
对于导电性导热片10的尺寸没有特别限定，为了设于隔着屏蔽罩20的开口部21相对的半导体元件30与冷却构件40之间、同时使导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40电连接，如图1所示，至少具有比开口部21的面积大的被覆面积。此外，对于导电性导热片10的被覆面积的上限值没有特别限定，但由于设置在导电屏蔽罩20的上表面20a上，导电屏蔽罩20的上表面20a的面积实际上成为上限值。
这里，图4为示出从上方观察到的导电性导热片10和导电屏蔽罩20的状态的图。如图4所示，导电性导热片10的被覆面积是被导电性导热片10覆盖的导电屏蔽罩20(也包括开口部21)的面积(图4的斜线部分的面积S)。
如图4所示，导电性导热片10设于导电屏蔽罩20的包括开口部21的上表面20a上。需说明的是，导电性导热片10也可以覆盖导电屏蔽罩20的包括开口部21的上表面20a和下表面20b。导电屏蔽罩20的上表面20a是指导电屏蔽罩20的导电性冷却构件40侧的面，导电屏蔽罩20的下表面20b是指导电屏蔽罩20的半导体元件30侧的面。导电性导热片10将导电屏蔽罩20的上表面20a和下表面20b都覆盖的情况下，被覆面积的意思不是上表面20a和下表面20b中被覆面积的合计，而是各自的面的被覆面积。这是因为通过导电性导热片10覆盖导电屏蔽罩20的上表面20a和下表面20b的一部分，可获得更优异的散热性。
需说明的是，导电性导热片10可以通过使多个片体层叠、一体化而构成。例如，如图1所示，导电性导热片10设于隔着导电屏蔽罩20的开口部21相对的半导体元件30与冷却构件40之间、同时覆盖导电屏蔽罩20的上表面20a的情况(即导电性导热片10的被覆面积比屏蔽罩20的开口部21的面积大的情况)下，优选由尺寸不同的多个片体构成导电性导热片10。导电性导热片10通过组合尺寸不同的片体能够获得期望形状的导电性导热片10。导电性导热片10例如可以如图1所示进入开口部21内，形成与半导体元件30接触的凸部10a、以及与导电屏蔽罩20的上表面20a和导电性冷却构件40接触的主体部10b。
需说明的是，导电性导热片10也可以由一层片体构成。这种情况下，通过将导电性导热片10用半导体元件30和导电性冷却构件40夹持、压合，能够覆盖屏蔽罩20的上表面20a的一部分、同时片体的一部分从开口部21向导电屏蔽罩20内挤出、与半导体元件30接触。
但由尺寸不同的多个片体构成导电性导热片10则不需要压合等工序，因此能够在使后述纤维状的导热性填充材取向的状态下形成导电性导热片10，结果能够获得更优异的散热性。
此外，对于导电性导热片10的厚度没有特别限定，可以根据半导体元件30与导电性冷却构件40的距离、屏蔽罩20的尺寸等适当改变。但从能够以更高的水平实现散热性、电磁波抑制效果和导电性冷却构件40与导电屏蔽罩20的导通性方面出发，导电性导热片10的厚度优选为50μm～4mm，更优选为100μm～4mm，特别优选为200μm～3mm。如果导电性导热片10的厚度超过4mm，则半导体元件30与导电性冷却构件40的距离变长，因此存在传热特性下降的担忧；另一方面，导电性导热片10的厚度低于50μm的情况下，存在电磁波抑制效果变小的担忧。
这里，如图1所示，导电性导热片10的厚度的意思是导电性导热片10的厚度最大部分的厚度，不管是由一层片体形成还是由多个片体形成。
此外，导电性导热片10优选在表面具有粘性。这是因为能够提高导电性导热片10与其他构件的粘接性，此外，能够防止从配置在导电屏蔽罩20、半导体元件30上时的位置偏移。进一步，导电性导热片10由多个片体构成的情况下，还可以提高片体彼此的粘接性。需说明的是，对于对导电性导热片10表面赋予粘性的方法没有特别限定。例如，可以将构成导电性导热片10的粘合剂树脂优化而使其具有粘性，也可以在导电性导热片10表面另行设置具有粘性的粘接层。
进一步，导电性导热片10中，通过使片体中心部的导热率比片体外周部的导热率大，能够提高与半导体元件30相接的部分的导热性。另一方面，对于与半导体元件30相接的面积小的片体外周部，能够使电磁波吸收性能比导热性优先。其结果是，半导体装置1能够实现更优异的散热性和电磁波抑制效果。
这里，导电性导热片10的片体中心部是导电性导热片10与前述半导体元件30相接的部分，其中特别是指与发热量大的部分(一般被称为热点的部分)相对应的部分。此外，片体外周部是指前述中心部以外的部分。
需说明的是，作为改变导电性导热片10的导热率的方法没有特别限定，例如，可以通过在片体中心部和片体外周部改变纤维状的导热性填充材的材料、配合量和取向方向等来改变导热率。
[绝缘构件]
绝缘构件50设于半导体元件30与导电性冷却构件40之间且比导电屏蔽罩20的开口部21更靠近导电性冷却构件40侧，隔着开口部21与半导体元件30相对。由此，绝缘构件50能够防止放电至导电性冷却构件40的静电向半导体元件30传导。
绝缘构件50只要是电阻比导电性导热片10高的材料即可，没有特别限制，可以由任何公知的材料形成。此外，绝缘构件50设于半导体元件30与导电性冷却构件40之间，因而从高电阻率以及使半导体元件30的热高效向导电性冷却构件40传递的观点出发，优选由导热性优异的材料形成。作为以这种方式具有高导热率和高电阻率的材料，例如可列举氮化铝(AlN)等导热性陶瓷。
需说明的是，绝缘构件50通过粘接等而设置在导电性冷却构件40的与半导体元件30相对的一面40a上。这里，如图1所示，绝缘构件50优选具有比导电性导热片10的面积小的面积，整体被设置在这一面40a侧的导电性导热片10覆盖。以这种方式，半导体装置1中，通过由导电性导热片10覆盖隔着开口部21与半导体元件30相对的绝缘构件50，在导电屏蔽罩20的上表面20a的开口部21周围，导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接。
由此，放电至半导体装置1的导电性冷却构件40的静电被绝缘构件50引导至覆盖绝缘构件50的导电性导热片10的外缘部，经由设于与该导电性导热片10的外缘部连接的开口部21周围的导电屏蔽罩20的上表面20a流向基底32。导电屏蔽罩20的电阻低且与基底32连接，因此能够使流经导电性导热片10的外缘部的静电积极地流向导电屏蔽罩20和基底32。由此，通过使半导体元件30和绝缘构件50重叠，能够在使静电避开半导体元件30上的同时将其引导至导电性优异的导电屏蔽罩20的开口部21周围的上表面20a，因此能够防止静电向半导体元件30传导，防止发生故障、损伤。
此外，导电性导热片10设为具备电流容易向厚度方向流动、电流难以向面方向流动的电各向异性的构件，这里的厚度方向为在导电性冷却构件40与导电屏蔽罩20的上表面20a之间延伸的方向，这里的面方向为在导电屏蔽罩20的上表面20a与开口部21之间延伸的方向，从而静电难以从导电性导热片10的外缘部向半导体元件30侧传导，更能防止故障、损伤的发生。
这里，图1所示半导体装置1中，开口部21形成为比半导体元件30的尺寸小，半导体元件30的一部分隔着开口部21与绝缘构件50相对。
此时，如图1所示，绝缘构件50优选具有不小于开口部21的面积的面积，与隔着开口部21相对的半导体元件30的整个区域重叠。静电难以在与绝缘构件50重叠的区域中流动，因此通过使绝缘构件50具有不小于开口部21的面积的面积、并且与从开口部21向导电性冷却构件40侧露出的半导体元件30的整个区域重叠，能够使静电更难在半导体元件30中流动。
[半导体装置1的制造工序]
这样的半导体装置1可以通过如下来形成：在形成有微带线35和基底32的基板31上安装半导体元件30后，依次配置导电屏蔽罩20、导电性导热片10、导电性冷却构件40，然后，对导电性冷却构件40进行加压。
导电性冷却构件40中，在与导电屏蔽罩20的开口部21相对的预定位置，预先设有绝缘构件50。因此，通过将导电性冷却构件40配置在基板31上，绝缘构件50被设置在半导体元件30与导电性冷却构件40之间，隔着开口部21与半导体元件30相对。
如上所述，导电屏蔽罩20通过焊锡等与以围绕在半导体元件30周围的方式全周或者部分地设置的接合区33连接。接合区33通过在基板31上形成的通孔(图中未示出)与基底32电连接，由此，导电屏蔽罩20与基底32电接合。
此外，导电性导热片10通过导电性冷却构件40被加压而夹在导电性冷却构件40与导电屏蔽罩20的上表面20a之间。由此，经由导电性导热片10，连接于基底32的导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40电连接。
[变形例1]
接下来，对应用本技术的半导体装置的变形例进行说明。需说明的是，以下的说明中，对于与上述半导体装置1相同的构件给予相同的符号，省略其详细说明。如图5所示，应用本技术的半导体装置2中，也可以使开口部21的尺寸形成为比半导体元件30大，使半导体元件30整体与导电性冷却构件40相对。图5所示半导体装置2中，优选绝缘构件50具有不小于半导体元件30的面积的面积，并且与隔着开口部21相对的半导体元件30的整个区域重叠。由此，在半导体装置2中也可以通过绝缘构件50与半导体元件30的整个区域重叠而使得静电更难在半导体元件30中流动。
此外，半导体装置2中，导电屏蔽罩20的开口部21形成为比半导体元件30大，因而能够使导电屏蔽罩20的上表面20a与半导体元件30在同一个面上，能够维持电磁波抑制效果并且将导电屏蔽罩20的高度抑制在与半导体元件30的高度同等的高度。此外，导电性导热片10也没有必要进入开口部21内，能够实现半导体装置2整体上高度的降低。
[变形例2]
此外，也可以如图6所示，代替导电屏蔽罩20，设置设于半导体元件30周围的具有开口部61的基底图案60。图6所示半导体装置3中，在基板31上，以围绕半导体元件30的方式形成有基底图案60。即，半导体装置3中，在基底图案60中设有围绕半导体元件30的开口部61，半导体元件30与绝缘构件50隔着该开口部61相对。此外，基底图案60经由通孔与在基板31背面形成的基底32连接。需说明的是，基底32也可以在基板31的内层形成。
而且，半导体装置3中，设于半导体元件30与导电性冷却构件40之间的导电性导热片10与在基板31表面上形成的基底图案60连接，由此，基底图案60与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接。
半导体装置3中也与上述半导体装置2同样，优选绝缘构件50具有不小于半导体元件30的面积的面积，并且与隔着开口部21相对的半导体元件30的整个区域重叠。由此，半导体装置3中也同样，通过绝缘构件50与半导体元件30的整个区域重叠，能够使得静电更难在半导体元件30中流动。
此外，半导体装置3中，代替导电屏蔽罩20，设置设于半导体元件30周围的具有开口部61的基底图案60，因而能够维持电磁波抑制效果并且实现半导体装置3整体上高度的降低。
实施例
接下来，对本技术的实施例进行说明。需说明的是，本技术不受以下说明的实施例的构成的限定。本实施例中，准备以下的实施例1、实施例2、参考例1～3涉及的各半导体装置，对散热对策、噪音对策、ESD对策、半导体装置的厚度、导热片的热阻进行评价。此外，准备参考例4涉及的半导体装置，参照参考例4对实施例1的噪音抑制效果进行研究。
需说明的是，实施例1、2、参考例1～4的说明中，对于相同的构件给予相同的符号，省略其详细说明。此外，实施例1、2、参考例1～4中，热阻、电场强度的测定方法是通用的。
[实施例1]
实施例1为图1所示半导体装置1的构成，各部的配置、尺寸如下设置。
导电性导热片10：导电屏蔽罩20上为18mm×18mm×0.27mm厚，半导体元件上为16mm×16mm×0.95mm厚
导电屏蔽罩20：20mm×20mm×0.2mm厚，开口部：16mm×16mm，高度：1.3mm
半导体元件30：16mm×16mm×0.7mm厚，基板31：30mm×30mm×0.65mm厚
基底32：30mm×30mm×0.02mm厚
微带线35：2mm×1mm×0.02mm厚
导电性冷却构件40：30mm×30mm×0.3mm厚
绝缘构件50：16mm×16mm×0.05mm厚
导电性冷却构件40与基板31的距离为1.7mm。
关于导电性导热片10，使用的是：使用2液性的加成反应型液态有机硅作为树脂粘合剂，使用平均粒径5μm的Fe-Si-B-Cr无定形磁性粒子作为磁性金属粉，使用平均纤维长度200μm的沥青系碳纤维(“导热性纤维”，日本石墨纤维株式会社制)作为纤维状导热性填充剂，按照成为2液性的加成反应型液态有机硅:无定形磁性粒子:沥青系碳纤维＝35vol％:53vol％:12vol％的体积比的方式使其分散，调制成的有机硅组合物(片体用组合物)(体积导热率：5W/mk)。按照ASTM D5470测定所得的导电性导热片10垂直方向的热阻(将界面热阻和内部的热阻加起来计算)。
导电性冷却构件40使用铝板作为材料。此外，导电屏蔽罩20使用不锈钢作为材料。基底32和微带线35均为铜布线。半导体元件30的信号线用微带线35简化，两端设定为信号的输入输出端。需说明的是，半导体元件30的主体(用树脂浇铸的部分)设为相对介电常数4、损耗角正切0.01的电介质。
电磁波抑制效果的评价是，使用三维电磁场仿真器ANSYS HFSS(ANSYS公司制)，算出距离半导体装置3m的位置的最大电场强度，作为对应于频率的电场强度(dBμV/m)来表述。
[实施例2]
实施例2是图5所示半导体装置2的构成，各部的配置、尺寸如下设置。
导电性导热片10：半导体元件和导电屏蔽罩20上为18mm×18mm×0.27mm厚
导电屏蔽罩20：20mm×20mm×0.2mm厚，开口部：16mm×16mm
半导体元件30：16mm×16mm×0.7mm厚
基板31：30mm×30mm×0.65mm厚
基底32：30mm×30mm×0.02mm厚
微带线35：2mm×1mm×0.02mm厚
导电性冷却构件40：30mm×30mm×0.3mm厚
绝缘构件50：16mm×16mm×0.05mm厚
导电性冷却构件40与基板31的距离为0.32mm。
[参考例1]
作为参考例1，图7中示出了半导体装置70。半导体装置70中，在背面设有基底32的基板31的表面，形成有微带线35、同时安装有半导体元件30。该半导体元件30经由噪音抑制导热片75(体积导热率：3W/mk，透磁率μr”＝5)与导电性冷却构件40连接。除了未配合上述碳纤维(导电性填充剂)这一点和以磁性金属粉为主进行配合这一点以外，噪音抑制导热片75具有与导电性导热片10同样的构成。
半导体装置70各部的配置、尺寸如下设置。
噪音抑制导热片75：半导体元件和导电屏蔽罩20上为16mm×16mm×1.0mm厚
半导体元件30：16mm×16mm×0.7mm厚
基板31：30mm×30mm×0.65mm厚
基底32：30mm×30mm×0.02mm厚
微带线35：2mm×1mm×0.02mm厚
导电性冷却构件40：30mm×30mm×0.3mm厚
导电性冷却构件40与基板71的距离为1.7mm。
[参考例2]
作为参考例2，图8中示出了半导体装置80。半导体装置80中，在背面设有基底32的基板31的表面，形成有微带线35、同时安装有半导体元件30。此外，半导体装置80中，半导体元件30被未设置开口部的导电屏蔽罩86覆盖。导电屏蔽罩86除了未设置开口部这一点以外，具有与上述导电屏蔽罩20同样的构成，与基底32连接。此外，半导体装置80中，绝缘性导热片76(体积导热率：3W/mk)设于半导体元件30与导电屏蔽罩86之间和导电屏蔽罩86与导电性冷却构件40之间。除了未配合上述碳纤维(导电性填充剂)这一点和以无机物填料为主进行配合这一点以外，前述绝缘性导热片76具有与导电性导热片10同样的构成。
半导体装置80各部的配置、尺寸如下设置。
绝缘性导热片76：半导体元件和导电屏蔽罩上分别为16mm×16mm×0.4mm厚
导电屏蔽罩86：20mm×20mm×0.2mm厚
半导体元件30：16mm×16mm×0.7mm厚
基板31：30mm×30mm×0.65mm厚
基底32：30mm×30mm×0.02mm厚
微带线35：2mm×1mm×0.02mm厚
导电性冷却构件40：30mm×30mm×0.3mm厚
导电性冷却构件40与基板31的距离为1.7mm。
[参考例3]
作为参考例3，图9中示出了半导体装置90。半导体装置90中，在背面设有基底32的基板31的表面，形成有微带线35、同时安装有半导体元件30。此外，半导体装置90中，半导体元件30被未设置开口部的导电屏蔽罩86覆盖。导电屏蔽罩86与基底32连接。此外，半导体装置90中，导电性冷却构件40的与导电屏蔽罩86相对的面上设有绝缘构件50，遍及整个面。此外，半导体装置90中，导电性导热片10(体积导热率：5W/mk)设于半导体元件30与导电屏蔽罩86之间和导电屏蔽罩86与绝缘构件50之间。
半导体装置90各部的配置、尺寸如下设置。
导电性导热片10：导电屏蔽罩上为16mm×16mm×0.35mm厚
半导体元件上：16mm×16mm×0.4mm厚
导电屏蔽罩86：20mm×20mm×0.05mm厚
半导体元件30：16mm×16mm×0.7mm厚
基板31：30mm×30mm×0.65mm厚
基底32：30mm×30mm×0.02mm厚
微带线35：2mm×1mm×0.02mm厚
导电性冷却构件40：30mm×30mm×0.3mm厚
绝缘构件50：30mm×30mm×0.05mm厚
导电性冷却构件40与基板31的距离为1.7mm。
[参考例4]
作为参考例4，图10中示出了半导体装置100。除了未设置绝缘构件50这一点以外，半导体装置100具有与实施例1同样的构成，在背面设有基底32的基板31的表面形成有微带线35、同时安装有半导体元件30。此外，半导体装置100中，半导体元件30被设置有开口部21的导电屏蔽罩20覆盖。导电屏蔽罩20与基底32连接。此外，半导体装置100中，导电性导热片10设于半导体元件30与导电性冷却构件40之间和导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40之间。
半导体装置100各部的配置、尺寸如下设置。
导电性导热片10：导电屏蔽罩20上为18mm×18mm×0.27mm厚，半导体元件上为16mm×16mm×1.0mm厚
导电屏蔽罩20：20mm×20mm×0.2mm厚，开口部为16mm×16mm
半导体元件30：16mm×16mm×0.7mm厚
基板31：30mm×30mm×0.65mm厚
基底32：30mm×30mm×0.02mm厚
微带线35：2mm×1mm×0.02mm厚
导电性冷却构件40：30mm×30mm×0.3mm厚
导电性冷却构件40与基板31的距离为1.7mm。
[表1]
Figure BDA0002830447330000221
如表1所示，实施例1、2中，散热对策、噪音对策、ESD对策均良好(〇)。即，实施例1、2通过在导电屏蔽罩20上形成开口部21、在半导体元件30与导电性冷却构件40之间设置导热性高的导电性导热片10、进一步绝缘构件50也使用具有高导热率的材料，大幅改善了向导电性冷却构件40的热传导，结果，能够实现优异的散热性。
此外，实施例1、2中，由基底32、导电屏蔽罩20、导电性导热片10和导电性冷却构件40形成屏蔽半导体元件30的假想屏蔽罩，能够屏蔽电磁波，因此可获得优异的电磁波抑制效果。
进一步，实施例1、2中，导电屏蔽罩20与导电性冷却构件40经由导电性导热片10电连接，因此放电至导电性冷却构件40的静电避开绝缘构件50而流经导电性导热片10，经由导电屏蔽罩20流向基底32。因此，实施例1、2中，能够防止放电至导电性冷却构件40的静电传导至半导体元件30等电子部件，实现优异的ESD对策。
此外，考虑从半导体元件30至导电性冷却构件40的最小厚度T时，实施例1至少具有导电屏蔽罩20的上表面20a上的导电性导热片10的厚度(0.27mm)和导电屏蔽罩20的厚度(0.05mm)，合计0.32mm，进一步加上导电屏蔽罩20的开口部21与半导体元件30间的高度(h)的量(0.32mm+h)。此时的半导体元件30与导电性冷却构件40之间的热阻是10.58℃/W加上厚度h成分的热阻值α而得的值(10.58+α℃/W)。实施例2中，半导体元件30与导电屏蔽罩20的上表面20a在同一个面上，因此是导电屏蔽罩20的上表面20a上的导电性导热片10的厚度(0.27mm)和导电屏蔽罩20的厚度(0.05mm)的合计0.32mm。此时的半导体元件30与导电性冷却构件40之间的热阻为10.58℃/W。
关于这一点，在参考例1中，利用噪音抑制导热片75，半导体元件30的热可以向导电性冷却构件40释放，因此采取了热对策。但不具备导电屏蔽罩20、进一步噪音抑制导热片75薄，从而电磁波抑制效果减小，因而电磁波抑制对策不能说是充分的(×)。此外，放电至导电性冷却构件40的静电经由噪音抑制导热片75传导至半导体元件30，因此，可以说并未采取必要的ESD对策(×)。需说明的是，作为最小厚度T，是噪音抑制导热片75的量的厚度(0.27mm)。此时的半导体元件30与导电性冷却构件40之间的热阻为12.74℃/W。
此外，参考例2中，导电屏蔽罩20中未设置开口部，绝缘性导热片76与导电性屏蔽罩20的接触面积增加，导热性受阻。此外，绝缘性导热片76与导电性导热片10相比导热率低。因此，半导体元件30产生的热难以向导电性冷却构件40传导，可以说未采取必要的散热对策(×)。需说明的是，参考例2具备导电屏蔽罩20，从而电磁波抑制对策是足够的(〇)，此外，使用了绝缘性导热片76，从而也采取了ESD对策(〇)。但参考例2中，在导电屏蔽罩20的上下方配有绝缘性导热片76，从而最小厚度T为2片导电性导热片10的厚度(0.27mm×2)和导电屏蔽罩20的厚度(0.05mm)的合计0.59mm。此时的半导体元件30与导电性冷却构件40之间的热阻为15.12℃/W。
参考例3中，导电屏蔽罩20中未设置开口部，绝缘性导热片76与导电性屏蔽罩20的接触面积增加，导热性受阻。因此，虽然使用了与绝缘性导热片76相比导热率高的导电性导热片10，但作为散热对策仍是不充分的(△)。此外，参考例3中，与基底32连接的导电屏蔽罩20和导电性冷却构件40由于设置在导电性冷却构件40整个面上的绝缘构件50而绝缘，因此导电性冷却构件40本身会作为天线发挥功能。因此，作为电磁波抑制对策可以说是不充分的(△)。需说明的是，参考例3中，在导电性冷却构件40的整个面上设有绝缘构件50，因此是采取了ESD对策的(〇)。但参考例3中，在导电屏蔽罩20的上下方配有绝缘性导热片76，进一步在导电性冷却构件40的整个面设有绝缘构件50，从而最小厚度T是2片导电性导热片10的厚度(0.27mm×2)、导电屏蔽罩20的厚度(0.05mm)和绝缘构件50的厚度(0.05mm)的合计0.64mm。此时的半导体元件30与导电性冷却构件40之间的热阻为14.90℃/W。
除了未设置绝缘构件50这一点以外，参考例4所示半导体装置100具有与实施例1同样的构成，因而是采取了ESD对策以外的热对策和电磁波抑制对策的(〇)。
接下来，参照图11～图13对实施例和参考例涉及的半导体装置的电场特性进行说明。
图11为示出参考例1的设定噪音抑制导热片75的透磁率μr”＝5(500MHz)和参考例3的设定导电性导热片10的体积电阻率为0.015[Ω·m]而测得的电场强度特性的模拟结果的曲线图。如上所述，参考例1中，电磁波抑制对策不充分，测定到了高的电场强度，可见无法抑制噪音。此外，参考例3中，虽然设置了屏蔽罩20，但因为导电性冷却构件40本身作为天线发挥功能，所以虽然根据频带，电场强度下降，但始终测定到了高的电场强度，可见噪音抑制是不充分的。
图12为示出参考例4的将导电性导热片10的体积电阻率设为0.15[Ω·m]、0.015[Ω·m]、0.0015[Ω·m]而测得的电场强度特性的模拟结果的曲线图。可见，与参考例1、3相比，电场强度减小，噪音受到抑制。此外可见，随着导电性导热片10的体积电阻率的降低，电场强度也减小，可以抑制噪音。
图13为示出实施例1的将导电性导热片10的体积电阻率设为0.15[Ω·m]、0.015[Ω·m]、0.0015[Ω·m]而测得的电场强度特性的模拟结果的曲线图。可见，实施例1中也具有与图12所示参考例4同等的电场强度-频率特性，导电性导热片10的体积电阻率为0.15Ω·m以下，实现了特别良好的电磁波抑制效果。
符号说明
1～3半导体装置；10导电性导热片；10a凸部；10b主体部；20导电屏蔽罩；21开口部；30半导体元件；31基板；32基底；33接合区；35微带线；40导电性冷却构件；50绝缘构件；60基底；61开口部；70半导体装置；76绝缘性导热片；80半导体装置；86导电屏蔽罩；90半导体装置；100半导体装置。

Claims (16)

1.一种电子设备，
具备：
设于基板上的电子部件，
具有开口部、以围绕所述电子部件的方式设置、与基底连接的导电屏蔽罩，
设于所述导电屏蔽罩上部的导电性冷却构件，
设于所述电子部件与所述导电性冷却构件之间的导电性导热片，以及
设于所述导电性导热片与所述导电性冷却构件之间、隔着所述开口部与所述电子部件相对的绝缘构件；
所述绝缘构件具有不小于隔着所述开口部相对的所述电子部件的区域的尺寸；
所述导电屏蔽罩与所述导电性冷却构件经由所述导电性导热片电连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备，
所述导电性导热片设于所述导电屏蔽罩的设有所述开口部的上表面，
所述导电性导热片比所述绝缘构件和所述开口部大。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述开口部比所述电子部件小，使所述电子部件的一部分面向外部方向。
4.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述开口部具有不小于所述电子部件的尺寸，使所述电子部件的全部面向外部方向。
5.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述绝缘构件覆盖隔着所述开口部相对的所述电子部件的整个区域。
6.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述导电性导热片中，在所述导电屏蔽罩与所述导电性冷却构件之间，面内方向的电阻比厚度方向大。
7.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述导电性导热片含有磁性金属粉。
8.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述绝缘构件为导热陶瓷。
9.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述绝缘构件形成于所述导电性冷却构件。
10.根据权利要求1或2所述的电子设备，
设有代替所述导电屏蔽罩而设于所述电子部件周围的具有开口部的基底图案，
所述导电性导热片设于所述电子部件与所述导电性冷却构件之间，
所述基底图案与所述导电性冷却构件经由所述导电性导热片电连接。
11.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述电子部件是在所述基板上形成的半导体元件。
12.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述导电性冷却构件是散热片或电子设备壳体。
13.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述导电性导热片具有柔软性、粘性。
14.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述导电性导热片的体积电阻率为0.15Ω·m以下。
15.根据权利要求6所述的电子设备，所述导电性导热片中，面内方向的电阻相对于厚度方向的电阻之比为100倍以上。
16.根据权利要求1或2所述的电子设备，所述导电性导热片的导热率为5W·mk以上。
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