JP2011040534A

JP2011040534A - Electronic device, and method for manufacturing the same

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Publication number: JP2011040534A
Application number: JP2009185771A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Kuroda; 尚孝黒田; Masahiro Tanomura; 昌宏田能村; Wataru Hattori; 渉服部; Takaharu Matsunaga; 高治松永; Shuhei Yoshida; 周平吉田; Katsumi Yamanoguchi; 勝己山之口; Makoto Sasaki; 真佐々木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2029-08-10
Also published as: JP5381480B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic device capable of performing accurate temperature compensation. <P>SOLUTION: The electronic device 10 includes an electronic element chip 12; a temperature compensation circuit chip 13 compensating the temperature characteristics of the electronic element, and a substrate 11, the electronic element chip 13 and the temperature compensation circuit chip 13 being mounted on the substrate 11. The device further includes a thermal connection means 14. The electronic element chip 12 and the circuit chip 13 are connected to each other by the thermal connection means 14, and the circuit chip 13 is, except the part connected to the thermal connection means 14 thereof, under the condition that its thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal connection means 14. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子装置および電子装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and a method for manufacturing the electronic device.

携帯電話機等の移動通信機器や車載用など各種レーダ装置には、増幅器、発信器をはじめ半導体素子を用いた種々の電子装置が用いられている。半導体素子は、一般的に、その接合温度等により特性が変化する、いわゆる温度特性を有する。例えば、高周波電力増幅器に用いられるＳｉＬＤＭＯＳＦＥＴ（ＬａｔｅｒａｌＤｉｆｆｕｓｅｄＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧａＡｓＦＥＴ、ＧａＮＦＥＴ等は、接合温度の上昇に対して利得が低下する温度特性を有している。前述の携帯電話機、車載レーダ等に用いられる電子装置には、屋外で使用されることを想定した、広い環境温度範囲（例えば、−４５℃〜８５℃）に対して、安定した特性が要求される。このため、これらの用途に用いられる電子装置には、半導体素子の温度特性を補償するための温度補償機能が必要不可欠とされている。 Various electronic devices using semiconductor elements such as amplifiers and transmitters are used in mobile communication devices such as mobile phones and various radar devices such as in-vehicle use. A semiconductor element generally has a so-called temperature characteristic in which the characteristic changes depending on the junction temperature or the like. For example, Si LDMOSFETs (Lateral Diffused Metal Oxide Field Effect Transistors), GaAs FETs, GaN FETs, and the like used for high-frequency power amplifiers have temperature characteristics in which gain decreases with increasing junction temperature. Electronic devices used in the above-described mobile phones, in-vehicle radars, and the like are required to have stable characteristics over a wide environmental temperature range (for example, −45 ° C. to 85 ° C.) that is assumed to be used outdoors. The Therefore, a temperature compensation function for compensating for the temperature characteristics of the semiconductor element is indispensable for the electronic device used for these applications.

前述の温度補償機能を有する温度補償回路は、携帯型の電子機器に搭載される場合には、電子機器の小型軽量化のために、その補償対象回路（半導体素子等）と同一のチップに搭載されるのが一般的である。しかしながら、電力増幅器のように、半導体素子の発熱量が非常に大きい用途に電子装置が用いられる場合には、同一のチップ内の前述の電子装置で発生した熱が、他の電子装置や補償対象回路に流れ込む、いわゆる熱干渉が発生する。この熱干渉が、他の電子装置の接合温度をさらに上昇させたり、補償対象回路に悪影響を与えたりするおそれがある。特に、近年の高集積度化された集積回路では、この熱干渉による問題が顕著である。 When the temperature compensation circuit having the temperature compensation function described above is mounted on a portable electronic device, it is mounted on the same chip as the compensation target circuit (semiconductor element, etc.) in order to reduce the size and weight of the electronic device. It is common to be done. However, when an electronic device is used for an application in which the amount of heat generated by a semiconductor element is very large, such as a power amplifier, the heat generated in the above-described electronic device in the same chip is used for other electronic devices or compensation targets. So-called thermal interference flows into the circuit. This thermal interference may further increase the junction temperature of other electronic devices or adversely affect the compensation target circuit. In particular, the problem due to the thermal interference is remarkable in recent integrated circuits with high integration.

そこで、発熱源となる半導体素子と温度補償回路のそれぞれが、別々のチップに搭載され、それぞれのチップが、基板等に別々に実装された電子装置が提案されている（例えば、特許文献１から３参照）。このような電子装置では、熱干渉の問題を解消できる。
前記特許文献１に記載の電子装置では、半導体素子チップが放熱板（ヒートシンク）上の中央部に実装され、温度補償回路あるいは温度補償素子が前記放熱体上の端部付近に実装されている。このようにすることで、比較的短い時間で温度補償できるとされている。
前記特許文献２に記載の電子装置では、金属基板表面上に形成されたフィラーが混入された絶縁性樹脂膜上に、電流駆動用のスイッチングトランジスタと電流制御回路とが、ベアチップで実装され、前記両ベアチップが、４ｍｍよりも近接して配置されている。このようにすることで、スイッチングトランジスタの放熱性を確保した上で、両者の熱的結合が改善されるとされている。
前記特許文献３に記載の電子装置では、トランジスタチップが回路基板上のＣｕプレートに実装され、温度補償用ダイオードチップが前記Ｃｕプレート上に熱伝導性の高い誘電体層を介して実装されている。前記両チップは、隣接して配置されている。このようにすることで、両者の熱的結合が改善されるとされている。 In view of this, there has been proposed an electronic device in which each of a semiconductor element serving as a heat source and a temperature compensation circuit are mounted on separate chips, and each chip is separately mounted on a substrate or the like (for example, from Patent Document 1). 3). Such an electronic device can solve the problem of thermal interference.
In the electronic device described in Patent Document 1, a semiconductor element chip is mounted on a central portion on a heat sink (heat sink), and a temperature compensation circuit or a temperature compensation element is mounted near an end on the heat radiator. By doing so, it is said that temperature compensation can be performed in a relatively short time.
In the electronic device described in Patent Document 2, a current driving switching transistor and a current control circuit are mounted in a bare chip on an insulating resin film mixed with a filler formed on a metal substrate surface. Both bare chips are arranged closer than 4 mm. By doing in this way, while ensuring the heat dissipation of a switching transistor, it is supposed that the thermal coupling of both will be improved.
In the electronic device described in Patent Document 3, a transistor chip is mounted on a Cu plate on a circuit board, and a temperature compensating diode chip is mounted on the Cu plate via a dielectric layer having high thermal conductivity. . Both the chips are arranged adjacent to each other. By doing so, it is said that the thermal coupling between the two is improved.

特開平９−２７０４８９号公報JP-A-9-270489 特開２００１−４４３４２号公報JP 2001-44342 A 特開平６−１５１６９６号公報JP-A-6-151696

しかしながら、前述の特許文献１記載の電子装置では、前記温度補償回路あるいは前記温度補償素子と前記半導体素子との間の熱的結合に、特別な配慮がなされていない。このため、前記温度補償回路あるいは前記温度補償素子と前記半導体素子との間の距離が離れており、十分な熱的結合を得ることができない。また、前述のとおり、前記温度補償回路チップは、前記半導体素子チップと同様に、前記放熱板上に実装されている。このため、前記半導体素子から発せられて、前記放熱板を介して前記温度補償回路あるいは前記温度補償素子に伝導された熱は、前記放熱板を介して放熱されてしまい、前記半導体素子と前記温度補償回路あるいは前記温度補償素子との間に温度差が生じてしまう。この結果、半導体素子の接合温度を正確にモニターすることができず、高精度に温度補償できないという問題がある。 However, in the electronic device described in Patent Document 1, no special consideration is given to thermal coupling between the temperature compensation circuit or the temperature compensation element and the semiconductor element. For this reason, the distance between the temperature compensation circuit or the temperature compensation element and the semiconductor element is large, and sufficient thermal coupling cannot be obtained. In addition, as described above, the temperature compensation circuit chip is mounted on the heat sink similarly to the semiconductor element chip. For this reason, the heat emitted from the semiconductor element and conducted to the temperature compensation circuit or the temperature compensation element via the heat dissipation plate is dissipated via the heat dissipation plate, and the semiconductor element and the temperature A temperature difference occurs between the compensation circuit or the temperature compensation element. As a result, there is a problem that the junction temperature of the semiconductor element cannot be accurately monitored and temperature compensation cannot be performed with high accuracy.

前述の特許文献２記載の電子装置では、前述のとおり、前記両ベアチップを４ｍｍよりも近接して配置するという配慮がなされている。しかしながら、前記両ベアチップは、前記金属基板表面上に形成されたフィラーが混入された、熱伝導性の高い前記絶縁性樹脂膜上に実装されている。このため、前記スイッチングトランジスタから発せられて、前記金属基板およびフィラーが混入された前記絶縁性樹脂膜を介して前記温度補償回路に伝導された熱は、フィラーが混入された前記絶縁性樹脂膜および前記金属基板を介して放熱されてしまい、前記スイッチングトランジスタと前記電流制御回路との間に温度差が生じてしまう。この結果、スイッチングトランジスタの接合温度を正確にモニターすることができず、高精度に温度補償できないという問題がある。 In the electronic device described in Patent Document 2 described above, consideration is given to disposing both the bare chips closer than 4 mm as described above. However, both the bare chips are mounted on the insulating resin film having a high thermal conductivity mixed with a filler formed on the surface of the metal substrate. For this reason, the heat generated from the switching transistor and conducted to the temperature compensation circuit through the insulating resin film mixed with the metal substrate and filler is the insulating resin film mixed with the filler and Heat is dissipated through the metal substrate, and a temperature difference is generated between the switching transistor and the current control circuit. As a result, there is a problem that the junction temperature of the switching transistor cannot be accurately monitored and temperature compensation cannot be performed with high accuracy.

前述の特許文献３記載の電子装置では、前述のとおり、前記両チップを隣接して配置するという配慮がなされている。しかしながら、前記温度補償用ダイオードチップは、前記回路基板上に熱伝導性の高い前記誘電体層を介して実装されている。このため、前記トランジスタから発せられて、前記回路基板および前記誘電体層を介して前記温度補償用ダイオードに伝導された熱は、前記誘電体層および前記回路基板を介して放熱されてしまい、前記トランジスタと前記温度補償用ダイオードとの間に温度差が生じてしまう。この結果、トランジスタの接合温度を正確にモニターすることができず、高精度に温度補償できないという問題がある。 In the electronic device described in Patent Document 3, consideration is given to arranging both the chips adjacent to each other as described above. However, the temperature compensating diode chip is mounted on the circuit board via the dielectric layer having high thermal conductivity. For this reason, the heat emitted from the transistor and conducted to the temperature compensating diode through the circuit board and the dielectric layer is dissipated through the dielectric layer and the circuit board, and A temperature difference is generated between the transistor and the temperature compensating diode. As a result, there is a problem that the junction temperature of the transistor cannot be accurately monitored and temperature compensation cannot be performed with high accuracy.

本発明の目的は、高精度な温度補償が可能な電子装置および電子装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic device capable of highly accurate temperature compensation and a method for manufacturing the electronic device.

前記目的を達成するために、本発明の電子装置は、
電子素子チップと、前記電子素子の温度特性を補償する温度補償回路チップと、基板とを備え、
前記電子素子チップと前記温度補償回路チップとが、前記基板に実装され、
さらに、熱的接続手段を備え、
前記電子素子チップと前記温度補償回路チップとが、前記熱的接続手段により接続され、
前記温度補償回路チップの前記熱的接続手段に接続されている部分以外の部分が、前記熱的接続手段の熱伝導率より、熱伝導率の低い条件下にあることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electronic device of the present invention includes:
An electronic element chip, a temperature compensation circuit chip that compensates for temperature characteristics of the electronic element, and a substrate,
The electronic element chip and the temperature compensation circuit chip are mounted on the substrate,
Furthermore, a thermal connection means is provided,
The electronic element chip and the temperature compensation circuit chip are connected by the thermal connection means,
A portion of the temperature compensation circuit chip other than the portion connected to the thermal connection means is under a condition in which the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal connection means.

また、本発明の電子装置の製造方法は、
電子素子チップと温度補償回路チップとを、熱的接続手段により接続する熱的接続工程と、
前記電子素子チップを、基板に実装する電子素子チップ実装工程と、
前記温度補償回路チップを、前記温度補償回路チップの前記熱的接続手段に接続されている部分以外の部分が、前記熱的接続手段の熱伝導率より、熱伝導率の低い条件下におかれるように、前記基板に実装する温度補償回路チップ実装工程とを含むことを特徴とする。 In addition, a method for manufacturing an electronic device according to the present invention includes:
A thermal connection step of connecting the electronic element chip and the temperature compensation circuit chip by a thermal connection means;
An electronic element chip mounting step for mounting the electronic element chip on a substrate;
A portion of the temperature compensation circuit chip other than the portion connected to the thermal connection means of the temperature compensation circuit chip is placed under a condition where the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal connection means. As described above, a temperature compensation circuit chip mounting step for mounting on the substrate is included.

本発明の電子装置は、高精度な温度補償が可能である。このように優れた性能を有する前記本発明の電子装置は、本発明の電子装置の製造方法により製造可能である。ただし、本発明の電子装置を製造する方法は、前記本発明の電子装置の製造方法に限定されない。 The electronic device of the present invention can perform temperature compensation with high accuracy. The electronic device of the present invention having such excellent performance can be manufactured by the method for manufacturing an electronic device of the present invention. However, the method of manufacturing the electronic device of the present invention is not limited to the method of manufacturing the electronic device of the present invention.

（ａ）は、本発明の電子装置の実施形態１における一例の構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す電子装置のＩ−Ｉ方向に見た断面図である。(A) is a top view which shows the structure of an example in Embodiment 1 of the electronic device of this invention. (B) is sectional drawing seen in the II direction of the electronic device shown to (a). （ａ）は、前記一例における温度補償回路チップ周囲を拡大した平面図である。（ｂ）は、前記一例における温度補償回路チップ周囲を拡大した断面図である。(A) is the top view to which the temperature compensation circuit chip periphery in the said example was expanded. (B) is an enlarged cross-sectional view around the temperature compensation circuit chip in the example. 前記一例における熱伝導を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the heat conduction in the said example. （ａ）は、本発明の電子装置の実施形態２における一例の構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す電子装置のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。(A) is a top view which shows the structure of an example in Embodiment 2 of the electronic device of this invention. (B) is sectional drawing seen in the II-II direction of the electronic device shown to (a). （ａ）は、本発明の電子装置の実施形態３における一例の構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す電子装置のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図である。(A) is a top view which shows the structure of an example in Embodiment 3 of the electronic device of this invention. (B) is sectional drawing seen in the III-III direction of the electronic apparatus shown to (a). 本発明の実施例５における電子装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electronic device in Example 5 of this invention.

以下、本発明の電子装置および電子装置の製造方法について、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, the electronic device and the method for manufacturing the electronic device of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

（実施形態１）
図１に、本実施形態の電子装置の一例の構成を示す。図１（ａ）は、本実施形態の電子装置の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ方向に見た断面図である。前記両図において、同一部分には、同一符号を付している。前記両図に示すとおり、この電子装置１０は、電力増幅器集積回路チップ１２と、温度補償回路チップ１３と、モジュール基板１１と、熱配線１４とを備える。前記モジュール基板１１は、樹脂基板１１ａと金属配線層１１ｂとが交互に積層されて積層体が形成され、その積層体の下端面にグラウンド導体１１ｃが配置されて、形成されている。前記積層体の最上層および最下層は、前記樹脂基板１１ａである。前記モジュール基板１１の上端面は、前記樹脂基板１１ａである。前記電力増幅器集積回路チップ１２および前記温度補償回路チップ１３は、前記モジュール基板１１の上端面（樹脂基板１１ａ）に実装されている。前記熱配線１４は、前記モジュール基板１１の面方向（前記両図における、Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に沿って延びる、薄膜の熱伝導体である。前記熱配線１４は、前記モジュール基板１１の上端面に埋設されている状態で、前記電力増幅器集積回路チップ１２の下部および前記温度補償回路チップ１３の下部に接続されている。これにより、前記電力増幅器集積回路チップ１２と前記温度補償回路チップ１３とは、前記熱配線１４により、熱的に接続されている。前記モジュール基板１１には、複数のサーマルビア導体１５が、前記モジュール基板１１を、その厚み方向に貫通して形成され、前記電力増幅器集積回路チップ１２の下方に配置されている。この電子装置１０は、前記モジュール基板１１の前記グランウンド導体１１ｃを介して、ヒートシンク１６上に搭載されている。なお、本実施形態の電子装置では、１つの電力増幅器集積回路チップに対して、１つの温度補償回路チップのみが、モジュール基板に実装されているが、本発明は、この例に限定されず、例えば、複数の温度補償回路チップが実装されていてもよい。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of an example of an electronic apparatus according to this embodiment. FIG. 1A is a plan view of the electronic device of this embodiment. FIG.1 (b) is sectional drawing seen in the II direction of Fig.1 (a). In both the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals. As shown in both the drawings, the electronic device 10 includes a power amplifier integrated circuit chip 12, a temperature compensation circuit chip 13, a module substrate 11, and a thermal wiring 14. The module substrate 11 is formed by alternately laminating resin substrates 11a and metal wiring layers 11b to form a laminate, and a ground conductor 11c is disposed on the lower end surface of the laminate. The uppermost layer and the lowermost layer of the laminate are the resin substrate 11a. The upper end surface of the module substrate 11 is the resin substrate 11a. The power amplifier integrated circuit chip 12 and the temperature compensation circuit chip 13 are mounted on the upper end surface (resin substrate 11a) of the module substrate 11. The thermal wiring 14 is a thin-film thermal conductor that extends along the surface direction of the module substrate 11 (the X-axis direction and the Y-axis direction in both drawings). The thermal wiring 14 is connected to the lower part of the power amplifier integrated circuit chip 12 and the lower part of the temperature compensation circuit chip 13 while being embedded in the upper end surface of the module substrate 11. Thereby, the power amplifier integrated circuit chip 12 and the temperature compensation circuit chip 13 are thermally connected by the thermal wiring 14. A plurality of thermal via conductors 15 are formed on the module substrate 11 so as to penetrate the module substrate 11 in the thickness direction, and are disposed below the power amplifier integrated circuit chip 12. The electronic device 10 is mounted on the heat sink 16 via the ground conductor 11c of the module substrate 11. In the electronic device of the present embodiment, only one temperature compensation circuit chip is mounted on the module substrate for one power amplifier integrated circuit chip, but the present invention is not limited to this example. For example, a plurality of temperature compensation circuit chips may be mounted.

図２に、前記モジュール基板に実装されている温度補償回路チップ周囲の拡大図を示す。図２（ａ）は、図１（ａ）を拡大した平面図である。図２（ｂ）は、図１（ｂ）を拡大した断面図である。前記両図において、図１と同一部分には同一符号を付している。図２（ａ）および（ｂ）に示すとおり、前記温度補償回路チップ１３の前記熱配線１４に接続されている部分以外の部分（前記両図において、二点鎖線で示す部分）は、前記樹脂基板１１ａと空気とに囲まれている。本実施形態の電子装置では、前記樹脂基板１１ａと前記空気の熱伝導率が、前記熱配線１４の熱伝導率より低い。すなわち、前記温度補償回路チップ１３の前記熱配線１４に接続されている部分以外の部分は、前記熱配線１４の熱伝導率より、熱伝導率が低い条件下にある。 FIG. 2 shows an enlarged view around the temperature compensation circuit chip mounted on the module substrate. FIG. 2A is an enlarged plan view of FIG. FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of FIG. In both the drawings, the same parts as those in FIG. As shown in FIGS. 2A and 2B, the portion other than the portion connected to the thermal wiring 14 of the temperature compensation circuit chip 13 (the portion indicated by a two-dot chain line in both figures) is the resin It is surrounded by the substrate 11a and air. In the electronic device of the present embodiment, the thermal conductivity of the resin substrate 11 a and the air is lower than the thermal conductivity of the thermal wiring 14. That is, the portion other than the portion connected to the thermal wiring 14 of the temperature compensation circuit chip 13 is under a condition where the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal wiring 14.

本実施形態の電子装置では、前述のとおり、前記温度補償回路チップの前記熱配線に接続されている部分以外の部分が、前記熱配線の熱伝導率より、熱伝導率の低い条件下にあり、前記ヒートシンク等の熱的なグラウンドに至る経路の熱抵抗が高い条件下にある。このため、本実施形態の電子装置では、前記電力増幅器集積回路チップから前記熱配線を介して前記温度補償回路チップに伝導された熱が、前記温度補償回路チップから前記経路に流れることがない。これにより、前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている、例えば、半導体素子の接合温度と、温度補償回路の測定温度とを近い値とすることができる。この結果、本実施形態の電子装置では、高精度な温度補償が可能となる。
なお、本実施形態の電子装置では、前記熱配線の熱伝導率より低い条件は、前記樹脂基板および前記空気との接触条件であるが、本発明は、この例に限定されない。前記熱配線の熱伝導率より低い条件は、例えば、前記熱配線の熱伝導率より熱伝導率の低い、低熱伝導材および低熱伝導雰囲気との接触条件であればよい。前記低熱伝導材としては、各種樹脂基板、例えば、ガラスエポキシ基板、液晶ポリマ（ＬＣＰ）基板、ポリイミド（ＰＩ）基板等があげられる。前記低熱伝導雰囲気としては、前記空気のほかに、例えば、樹脂からなる封止材等があげられる。 In the electronic device of the present embodiment, as described above, the portion other than the portion connected to the thermal wiring of the temperature compensation circuit chip is under a condition where the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal wiring. The heat resistance of the path to the thermal ground such as the heat sink is high. For this reason, in the electronic device of this embodiment, heat conducted from the power amplifier integrated circuit chip to the temperature compensation circuit chip via the thermal wiring does not flow from the temperature compensation circuit chip to the path. Thereby, for example, the junction temperature of the semiconductor element mounted on the power amplifier integrated circuit chip and the measurement temperature of the temperature compensation circuit can be made close to each other. As a result, the electronic device of this embodiment can perform highly accurate temperature compensation.
In the electronic device of this embodiment, the condition lower than the thermal conductivity of the thermal wiring is a contact condition between the resin substrate and the air, but the present invention is not limited to this example. The conditions lower than the thermal conductivity of the thermal wiring may be, for example, contact conditions with a low thermal conductive material and a low thermal conductive atmosphere having a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the thermal wiring. Examples of the low thermal conductive material include various resin substrates such as a glass epoxy substrate, a liquid crystal polymer (LCP) substrate, a polyimide (PI) substrate, and the like. Examples of the low heat conduction atmosphere include a sealing material made of resin in addition to the air.

前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている半導体素子としては、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタ等があげられる。前記半導体素子を形成する材料としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等があげられる。なお、本実施形態の電子装置では、電子素子として、半導体素子を用いているが、本発明は、この例に限定されない。前記電子素子は、温度特性を有する電子素子であればよい。また、本実施形態の電子装置は、アナログ集積回路（ＩＣ）であってもよいし、デジタルＩＣであってもよい。 Examples of the semiconductor element mounted on the power amplifier integrated circuit chip include a field effect transistor (FET), a bipolar transistor, and a MOS transistor. Examples of the material for forming the semiconductor element include silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), and the like. In the electronic device of the present embodiment, a semiconductor element is used as the electronic element, but the present invention is not limited to this example. The electronic element may be an electronic element having temperature characteristics. Further, the electronic device of the present embodiment may be an analog integrated circuit (IC) or a digital IC.

前記温度補償回路チップに搭載されている温度補償回路は、前述の半導体素子の温度特性を補償できればよく、従来公知のものを使用できる。 The temperature compensation circuit mounted on the temperature compensation circuit chip only needs to compensate for the temperature characteristics of the semiconductor element described above, and a conventionally known one can be used.

前記モジュール基板は、前述のとおり、前記樹脂基板と前記金属配線層とが積層されて形成されている。前記樹脂基板の熱伝導率は、前述のとおり、前記熱配線の伝導率より低ければよい。前記樹脂基板の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍＫ以下であり、１Ｗ／ｍＫ以下であることが好ましく、０．１Ｗ／ｍＫ以下であることがより好ましい。前記樹脂基板を形成する材料は、特に限定されず、従来公知の材料を使用することができる。前記金属配線を形成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等があげられる。
なお、前記モジュール基板は、前記温度補償回路チップと接する部分の熱伝導率が、前記熱配線の熱伝導率より低ければよい。したがって、前記モジュール基板は、例えば、金属基板の前記温度補償回路チップと接する部分に樹脂等を積層したものであってもよい。 As described above, the module substrate is formed by laminating the resin substrate and the metal wiring layer. As described above, the thermal conductivity of the resin substrate may be lower than that of the thermal wiring. The thermal conductivity of the resin substrate is, for example, 10 W / mK or less, preferably 1 W / mK or less, and more preferably 0.1 W / mK or less. The material for forming the resin substrate is not particularly limited, and a conventionally known material can be used. Examples of the material for forming the metal wiring include Au, Ag, and Cu.
The module substrate only needs to have a thermal conductivity lower than that of the thermal wiring at a portion in contact with the temperature compensation circuit chip. Therefore, for example, the module substrate may be one in which a resin or the like is laminated on a portion of the metal substrate that contacts the temperature compensation circuit chip.

前記熱配線は、前述のとおり、前記樹脂基板および前記空気の熱伝導率より、その熱伝導率が高ければよい。前記熱配線の熱伝導率は、例えば、４００Ｗ／ｍＫ以上であり、５００Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、１０００Ｗ／ｍＫ以上であることがより好ましい。前記熱配線は、前述のとおり、薄膜の熱伝導体である。前記熱伝導体を形成する材料としては、例えば、炭素材料、炭素材料と他の材料との複合材料等があげられる。前記炭素材料としては、例えば、炭素および炭素繊維から形成される炭素系複合材料、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤ等があげられる。また、前記炭素材料と他の材料との複合材料は、例えば、前述の炭素系複合材料にＣｕまたはＡｌ等を含浸させた複合材等であってもよい。 As described above, the thermal wiring only needs to have a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of the resin substrate and the air. The thermal conductivity of the thermal wiring is, for example, 400 W / mK or more, preferably 500 W / mK or more, and more preferably 1000 W / mK or more. As described above, the thermal wiring is a thin film thermal conductor. Examples of the material forming the heat conductor include a carbon material, a composite material of a carbon material and another material, and the like. Examples of the carbon material include carbon-based composite materials formed from carbon and carbon fibers, carbon nanotubes, and carbon nanowires. Further, the composite material of the carbon material and another material may be, for example, a composite material obtained by impregnating the above-described carbon-based composite material with Cu or Al.

前記熱配線は、例えば、その熱伝導性に異方性を有してもよい。前記異方性とは、例えば、前記モジュール基板の面内の２方向（図１におけるＸ軸方向およびＹ軸方向）の熱伝導率と、前記モジュール基板の厚みと同方向（図１におけるＺ軸方向）の熱伝導率とが、それぞれ異なる値を示すことを意味する。前記異方性を有する材料としては、例えば、前述の炭素材料等があげられる。 For example, the thermal wiring may have anisotropy in its thermal conductivity. The anisotropy is, for example, the thermal conductivity in two directions in the plane of the module substrate (X-axis direction and Y-axis direction in FIG. 1) and the same direction as the thickness of the module substrate (Z-axis in FIG. 1). It means that the thermal conductivity of (direction) shows different values. Examples of the material having anisotropy include the aforementioned carbon materials.

本実施形態の電子装置では、前記熱配線における前記モジュール基板の面と同方向の熱伝導率が、前記熱配線における前記モジュール基板の厚みと同方向の熱伝導率より高いことが好ましい。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとの熱の伝導が、より良好なものとなる。前記熱配線において、例えば、前記モジュール基板のＸ軸方向と同方向の熱伝導率（Ｋ_Ｘ）を、５５０〜６００Ｗ／ｍＫの範囲とし、前記モジュール基板のＹ軸方向と同方向の熱伝導率（Ｋ_Ｙ）を、４５０〜５００Ｗ／ｍＫの範囲とし、前記モジュール基板のＺ軸方向と同方向の熱伝導率（Ｋ_Ｚ）を、５０〜６０Ｗ／ｍＫの範囲としてもよい。また、前記熱配線において、最も熱伝導率の低い方位の熱伝導率（例えば、Ｋ_Ｚ）を犠牲にして、他の２方位の熱伝導率（例えば、Ｋ_ＸおよびＫ_Ｙ）を、６００Ｗ／ｍＫ以上とすることが好ましく、７００Ｗ／ｍＫ以上とすることがより好ましい。また、前記熱配線において、１方位の熱伝導率（例えば、Ｋ_Ｚ）のみを高くしてもよい。例えば、一方向のみに高い熱伝導率を有するカーボンナノチューブを用いた場合には、理論的には、熱伝導率が６０００Ｗ／ｍＫ程度の値となることが予測され、このようなより高い熱伝導率を有する材料を用いるとより好ましい。 In the electronic device of this embodiment, it is preferable that the thermal conductivity in the same direction as the surface of the module substrate in the thermal wiring is higher than the thermal conductivity in the same direction as the thickness of the module substrate in the thermal wiring. By doing so, the heat conduction between the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip becomes better. In the thermal wiring, for example, the thermal conductivity (K _X ) in the same direction as the X-axis direction of the module substrate is set to a range of 550 to 600 W / mK, and the thermal conductivity in the same direction as the Y-axis direction of the module substrate. (K _Y ) may be in the range of 450 to 500 W / mK, and the thermal conductivity (K _Z ) in the same direction as the Z-axis direction of the module substrate may be in the range of 50 to 60 W / mK. In the thermal wiring, the thermal conductivity in the other two directions (for example, K _X and K _Y ) is set to 600 W / K at the expense of the thermal conductivity in the direction with the lowest thermal conductivity (for example, K _Z ). It is preferable to set it as mK or more, and it is more preferable to set it as 700 W / mK or more. In the thermal wiring, only one-direction thermal conductivity (eg, K _Z ) may be increased. For example, when carbon nanotubes having high thermal conductivity only in one direction are used, it is theoretically predicted that the thermal conductivity will be about 6000 W / mK, and such higher thermal conductivity is expected. It is more preferable to use a material having a rate.

また、本実施形態の電子装置では、前記熱配線において、前記電力増幅器集積回路チップの下方および前記温度補償回路チップの下方に位置する部分は、前記モジュール基板の厚みと同方向の熱伝導率が、前記基板の面と同方向の熱伝導率より高く、かつそれら以外の部分では、前記基板の面と同方向の熱伝導率が、前記基板の厚みと同方向の熱伝導率より高いことがより好ましい。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとの熱の伝導が、さらに良好なものとなる。 In the electronic device according to the present embodiment, in the thermal wiring, portions located below the power amplifier integrated circuit chip and below the temperature compensation circuit chip have thermal conductivity in the same direction as the thickness of the module substrate. The thermal conductivity in the same direction as the surface of the substrate is higher than that, and the thermal conductivity in the same direction as the surface of the substrate is higher than the thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate. More preferred. By doing so, the heat conduction between the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip is further improved.

前記サーマルビア導体は、従来公知の方法により形成可能である。前記サーマルビア導体の熱伝導率は、前記樹脂基板および前記空気の熱伝導率より高い。このような性質を有するサーマルビア導体が、前記電力増幅器集積回路チップの下方に配置されているため、前記電力増幅器集積回路チップは、前記ヒートシンク等の熱的なグラウンドに至る経路の熱抵抗が低い条件下にある。このため、本実施形態の電子装置では、前記電力増幅器集積回路チップで発生した熱が前記経路に流れる。これにより、前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている、例えば、半導体素子の接合温度の上昇を抑制することができる。前記サーマルビア導体としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等を用いることができ、その熱伝導率は、例えば、３００〜４３０Ｗ／ｍＫの範囲である。
なお、本実施形態の電子装置では、複数のサーマルビア導体が形成されているが、本発明は、この例には限定されない。前記サーマルビア導体は、例えば、前記電力増幅器集積回路チップと同サイズで形成されたビアに金属等の高熱伝導材を埋め込んで形成されたサーマルビア導体であってもよい。
また、本実施形態の電子装置は、前記モジュール基板にサーマルビア導体が形成されているが、本発明は、この例に限定されない。本発明の電子装置は、例えば、前述の接合温度の上昇を抑制する必要のない用途であれば、前記サーマルビア導体を備えていなくてもよい。 The thermal via conductor can be formed by a conventionally known method. The thermal conductivity of the thermal via conductor is higher than the thermal conductivity of the resin substrate and the air. Since the thermal via conductor having such a property is disposed below the power amplifier integrated circuit chip, the power amplifier integrated circuit chip has a low thermal resistance in the path to the thermal ground such as the heat sink. Under conditions. For this reason, in the electronic device of this embodiment, the heat generated in the power amplifier integrated circuit chip flows through the path. Thereby, for example, an increase in the junction temperature of the semiconductor element mounted on the power amplifier integrated circuit chip can be suppressed. As said thermal via conductor, Au, Ag, Cu etc. can be used, for example, The heat conductivity is the range of 300-430 W / mK, for example.
In the electronic device of this embodiment, a plurality of thermal via conductors are formed, but the present invention is not limited to this example. The thermal via conductor may be, for example, a thermal via conductor formed by embedding a high thermal conductive material such as a metal in a via formed in the same size as the power amplifier integrated circuit chip.
In the electronic device of this embodiment, the thermal via conductor is formed on the module substrate, but the present invention is not limited to this example. For example, the electronic device of the present invention may not include the thermal via conductor if it is not necessary to suppress the increase in the junction temperature.

本実施形態の電子装置では、前述のとおり、前記電力増幅器集積回路チップは、前記モジュール基板の前記サーマルビア導体が形成されている部分の上面（前記モジュール基板の表面）側に実装されている。したがって、前記電力増幅器集積回路チップは、熱伝導性の高い前記サーマルビア導体上に搭載されることで、前記電力増幅器集積回路チップと前記モジュール基板との間の熱抵抗を低くできる。さらに、前記電力増幅器集積回路チップは、前記モジュール基板との間に１つの界面を有するのみである。このため、前記電力増幅器集積回路チップと前記モジュール基板との間の熱抵抗に与える界面熱抵抗の影響を小さくできる。この結果、本実施形態の電子装置全体の熱抵抗を低くできる。したがって、本実施形態の電子装置は、高精度な温度補償と低熱抵抗化とを両立可能である。 In the electronic device of this embodiment, as described above, the power amplifier integrated circuit chip is mounted on the upper surface (the surface of the module substrate) side of the portion of the module substrate where the thermal via conductor is formed. Therefore, the power amplifier integrated circuit chip is mounted on the thermal via conductor having high thermal conductivity, so that the thermal resistance between the power amplifier integrated circuit chip and the module substrate can be lowered. Furthermore, the power amplifier integrated circuit chip has only one interface with the module substrate. For this reason, the influence of the interface thermal resistance on the thermal resistance between the power amplifier integrated circuit chip and the module substrate can be reduced. As a result, the overall thermal resistance of the electronic device of this embodiment can be reduced. Therefore, the electronic device of the present embodiment can achieve both highly accurate temperature compensation and low thermal resistance.

つぎに、図３に基づき、本実施形態の電子装置における熱伝導を説明する。図３は、図１（ｂ）のうち、熱伝導を説明するのに必要な部分を拡大した断面図である。同図において、図１と同一部分には同一符号を付している。この例では、前記熱配線の熱伝導率を、５００Ｗ／ｍＫとし、前記樹脂基板の熱伝導率を、０．４〜０．５Ｗ／ｍＫとし、前記サーマルビア導体にＣｕを用い、その熱伝導率を４００Ｗ／ｍＫとした場合を例にとり説明する。図３に示すとおり、前記電力増幅器集積回路チップ１２で発生した熱は、前記熱配線１４を介して前記温度補償回路チップ１３に伝導される（同図における右向きの白抜き矢印）。ここで、前述のとおり、前記樹脂基板１１ａの熱伝導率は、前記熱配線１４の熱伝導率と比較して、約３桁小さい。このため、前記温度補償回路チップ１３に伝導された熱が、前記モジュール基板１１を経由して前記ヒートシンク１６に流れ込むことは、ほとんど無視できる。これらにより、前述のとおり、前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている、例えば、半導体素子の接合温度と、温度補償回路の測定温度とを近い値とすることができる。この結果、本実施形態の電子装置では、高精度な温度補償が可能となる。
一方、前記電力増幅器集積回路チップ１２で発生した熱は、前記ヒートシンク１６から放熱される。ここで、前述のとおり、前記樹脂基板１１ａの熱伝導率は、前記サーマルビア導体１５の熱伝導率と比較して、約３桁小さい。このため、その熱のほとんどは、前記サーマルビア導体１５を介して前記ヒートシンク１６に伝導される（同図における下向きの白抜き矢印）。これにより、前述のとおり、前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている、例えば、半導体素子の接合温度の上昇を抑制することができる。このようにして、本実施形態の電子装置は、半導体素子の接合温度を低く保ちながら、高精度に温度補償を行うことができる。この結果、本実施形態の電子装置は、高い信頼性と広い温度範囲における安定した動作を実現可能である。 Next, based on FIG. 3, heat conduction in the electronic device of the present embodiment will be described. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part necessary for explaining heat conduction in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. In this example, the thermal conductivity of the thermal wiring is 500 W / mK, the thermal conductivity of the resin substrate is 0.4 to 0.5 W / mK, Cu is used for the thermal via conductor, and its thermal conductivity. A case where the rate is 400 W / mK will be described as an example. As shown in FIG. 3, the heat generated in the power amplifier integrated circuit chip 12 is conducted to the temperature compensation circuit chip 13 via the thermal wiring 14 (right-pointing white arrow in FIG. 3). Here, as described above, the thermal conductivity of the resin substrate 11 a is about three orders of magnitude smaller than the thermal conductivity of the thermal wiring 14. For this reason, it is almost negligible that the heat conducted to the temperature compensation circuit chip 13 flows into the heat sink 16 via the module substrate 11. Thus, as described above, for example, the junction temperature of the semiconductor element and the measured temperature of the temperature compensation circuit mounted on the power amplifier integrated circuit chip can be made close to each other. As a result, the electronic device of this embodiment can perform highly accurate temperature compensation.
Meanwhile, heat generated in the power amplifier integrated circuit chip 12 is radiated from the heat sink 16. Here, as described above, the thermal conductivity of the resin substrate 11 a is about three orders of magnitude smaller than the thermal conductivity of the thermal via conductor 15. For this reason, most of the heat is conducted to the heat sink 16 through the thermal via conductor 15 (downward white arrow in the figure). Thereby, as described above, for example, an increase in the junction temperature of the semiconductor element mounted on the power amplifier integrated circuit chip can be suppressed. In this manner, the electronic device of this embodiment can perform temperature compensation with high accuracy while keeping the junction temperature of the semiconductor element low. As a result, the electronic device of the present embodiment can realize high reliability and stable operation in a wide temperature range.

つぎに、本実施形態の電子装置の製造方法を説明する。本実施形態の電子装置の製造方法は、前工程と、後工程とを含む。前記後工程は、基板形成工程と、熱的接続工程と、電力増幅器集積回路チップ実装工程と、温度補償回路チップ実装工程とを含む。本実施形態の電子装置の製造方法では、前記電子素子チップ実装工程を、前記電力増幅器集積回路チップ実装工程としている。 Next, a method for manufacturing the electronic device of this embodiment will be described. The manufacturing method of the electronic device of this embodiment includes a pre-process and a post-process. The post-process includes a substrate forming process, a thermal connection process, a power amplifier integrated circuit chip mounting process, and a temperature compensation circuit chip mounting process. In the electronic device manufacturing method of the present embodiment, the electronic element chip mounting step is the power amplifier integrated circuit chip mounting step.

〔前工程〕
前工程において、まず、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成されたＦＥＴ等の半導体素子に、電極や配線等を形成する表面プロセスを行う。ついで、ウエハ裏面にＰＨＳ（ＰｌａｔｅｄＨｅａｔＳｉｎｋ）メッキ処理する裏面プロセスを行う。ついで、さらにドライエッチング等により個々の半導体素子のチップ化を行う。このようにして、電力増幅器集積回路チップを作製する。同様にして、温度補償回路チップを作製する。なお、前述のようにして予め作製された、前記電力増幅器集積回路チップおよび前記温度補償回路チップを準備してもよい。〔pre-process〕
In the previous step, first, a surface process for forming electrodes, wirings and the like is performed on a semiconductor element such as an FET formed of a semiconductor material such as Si, GaAs, GaN, or SiC. Next, a back surface process is performed in which a PHS (Plate Heat Sink) plating process is performed on the back surface of the wafer. Next, individual semiconductor elements are formed into chips by dry etching or the like. In this way, a power amplifier integrated circuit chip is manufactured. Similarly, a temperature compensation circuit chip is manufactured. Note that the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip manufactured in advance as described above may be prepared.

〔後工程〕
［基板形成工程］
前記基板形成工程について説明する。まず、樹脂基板１１ａと金属配線層１１ｂ（Ｃｕ等）とを交互に積層して、積層体を形成する。この積層体の下端面にグラウンド導体１１ｃを配置する。このようにして、多層基板を作製する。前記積層体の最上層および最下層は、前記樹脂基板１１ａである。この多層基板の厚み方向に、複数の貫通孔を形成し、その貫通孔のそれぞれを、メッキ処理等によりＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属を埋め込むことで、サーマルビア導体１５を形成する。このようにして、モジュール基板１１を作製する。なお、前述のようにして予め作製された、モジュール基板を準備してもよい。このモジュール基板１１の上端面側に、薄膜の熱伝導体である熱配線を、この熱配線の一端が前記サーマルビア導体の形成された領域上となるように埋め込む。前記熱伝導体を形成する材料は、前述のとおりである。前記熱配線を形成する方法は、前記熱配線を形成する材料等により種々の方法を用いることができる。前記形成材料がＣｕ等の金属である場合には、例えば、スパッタリング法や蒸着法等が用いられる。前記形成材料がカーボンナノチューブである場合には、例えば、気相成長法（ＣＶＤ法）が用いられる。前記形成材料が前述の炭素材料と他の材料との複合材料である場合には、例えば、予め配線形状に作製された薄膜を圧着等する方法が用いられる。〔Post-process〕
[Substrate formation process]
The substrate forming process will be described. First, the resin substrate 11a and the metal wiring layer 11b (Cu etc.) are alternately laminated to form a laminate. A ground conductor 11c is disposed on the lower end surface of the multilayer body. In this way, a multilayer substrate is produced. The uppermost layer and the lowermost layer of the laminate are the resin substrate 11a. A plurality of through holes are formed in the thickness direction of the multilayer substrate, and each of the through holes is filled with a metal such as Au, Ag, or Cu by plating or the like to form the thermal via conductor 15. In this way, the module substrate 11 is manufactured. A module substrate prepared in advance as described above may be prepared. Thermal wiring, which is a thin film heat conductor, is embedded on the upper surface of the module substrate 11 so that one end of the thermal wiring is on the region where the thermal via conductor is formed. The material forming the heat conductor is as described above. As the method for forming the thermal wiring, various methods can be used depending on the material for forming the thermal wiring. When the forming material is a metal such as Cu, for example, a sputtering method or a vapor deposition method is used. When the forming material is a carbon nanotube, for example, a vapor deposition method (CVD method) is used. In the case where the forming material is a composite material of the above-described carbon material and another material, for example, a method of pressure bonding a thin film previously formed in a wiring shape is used.

［熱的接続工程、電力増幅器集積回路チップ実装工程および温度補償回路チップ実装工程］
前記電力増幅器集積回路チップ１２を、前記モジュール基板１１の上端面のサーマルビア導体が形成されている領域に、半田（例えば、ＡｕＳｎ半田：Ｓｎ２０％含有）等により電気的に接続することで実装する（電力増幅器集積回路チップ実装工程）。この実装の際に、前記熱配線１４を、前記電力増幅器集積回路チップ１２の下部に位置するようにし、前記電力増幅器集積回路チップ１２と前記熱配線１４とを接続する。
前記温度補償回路チップ１３を、前記モジュール基板１１の上端面に実装する（温度補償回路チップ実装工程）。実装には、例えば、前述の半田等により電気的な接続が使用される。この実装の際に、前記熱配線１４を、前記温度補償回路チップ１３の下部に位置するようにし、前記温度補償回路チップ１３と前記熱配線１４とを接続する。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップ１２と前記温度補償回路チップ１３とを、前記熱配線１４により熱的に接続する（熱的接続工程）。なお、本実施形態の電子装置では、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとを、前記熱配線の上方に位置するようにして、前記モジュール基板上端面に実装している。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとを前記熱配線に接続し、前記熱配線により熱的に接続しているが、本発明は、この例に限定されない。本実施形態の電子装置では、例えば、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとを、前記熱配線により、予め熱的に接続した状態で、前記モジュール基板に実装してもよい。 [Thermal connection process, power amplifier integrated circuit chip mounting process, and temperature compensation circuit chip mounting process]
The power amplifier integrated circuit chip 12 is mounted by being electrically connected to the region where the thermal via conductor is formed on the upper end surface of the module substrate 11 with solder (for example, AuSn solder: containing Sn 20%). (Power amplifier integrated circuit chip mounting process). In this mounting, the thermal wiring 14 is positioned below the power amplifier integrated circuit chip 12, and the power amplifier integrated circuit chip 12 and the thermal wiring 14 are connected.
The temperature compensation circuit chip 13 is mounted on the upper end surface of the module substrate 11 (temperature compensation circuit chip mounting step). For the mounting, for example, electrical connection using the above-described solder or the like is used. In this mounting, the thermal wiring 14 is positioned below the temperature compensation circuit chip 13, and the temperature compensation circuit chip 13 and the thermal wiring 14 are connected. Thus, the power amplifier integrated circuit chip 12 and the temperature compensation circuit chip 13 are thermally connected by the thermal wiring 14 (thermal connection step). In the electronic device of this embodiment, the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip are mounted on the upper surface of the module substrate so as to be positioned above the thermal wiring. Thus, the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip are connected to the thermal wiring and thermally connected by the thermal wiring. However, the present invention is not limited to this example. . In the electronic device of the present embodiment, for example, the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip may be mounted on the module substrate in a state of being thermally connected in advance by the thermal wiring.

前述のようにして作製された装置に、ワイヤーボンディングにより前記電力増幅器集積回路チップ１２の入出力端子を、前記モジュール基板１１上の所望の入出力端子に電気的に接続する（図示せず）。また、前記温度補償回路チップ１３の出力端子を、前記電力増幅器集積回路チップ１２の入力端子側に電気的に接続する（図示せず）。このようにすることで、温度に応じた入力電圧を供給することができる。このようにして、本実施形態の電子装置を製造可能である。ただし、本実施形態の電子装置の製造方法は、この例に限定されない。 The input / output terminals of the power amplifier integrated circuit chip 12 are electrically connected to the desired input / output terminals on the module substrate 11 by wire bonding to the device manufactured as described above (not shown). The output terminal of the temperature compensation circuit chip 13 is electrically connected to the input terminal side of the power amplifier integrated circuit chip 12 (not shown). By doing in this way, the input voltage according to temperature can be supplied. In this way, the electronic device of this embodiment can be manufactured. However, the manufacturing method of the electronic device of this embodiment is not limited to this example.

（実施形態２）
図４に、本実施形態の電子装置の一例の構成を示す。図４（ａ）は、本実施形態の電子装置の平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。前記両図において、図１と同一部分には同一符号を付している。図４（ａ）および（ｂ）に示すとおり、この電子装置４０では、電力増幅器集積回路チップ１２は、モジュール基板１１の上端面に実装されている。温度補償回路チップ４３は、モジュール基板１１の樹脂基板１１ａ内部に実装されている。熱配線４４は、その途中部分４４ｂが、前記モジュール基板１１の厚み方向に沿って延び、前記途中部分４４ｂ以外の部分４４ａおよび４４ｃが、前記基板の面方向に沿って延びている。前記熱配線４４は、前記電力増幅器集積回路チップ１２の下部および前記温度補償回路チップ４３の下部に接続されている。これらの点を除き、この電子装置４０は、前述の電子装置１０と同様の構成を有している。 (Embodiment 2)
FIG. 4 shows an exemplary configuration of the electronic apparatus according to the present embodiment. FIG. 4A is a plan view of the electronic device of this embodiment. FIG.4 (b) is sectional drawing seen in the II-II direction of Fig.4 (a). In both the drawings, the same parts as those in FIG. As shown in FIGS. 4A and 4B, in this electronic device 40, the power amplifier integrated circuit chip 12 is mounted on the upper end surface of the module substrate 11. The temperature compensation circuit chip 43 is mounted inside the resin substrate 11 a of the module substrate 11. The thermal wiring 44 has an intermediate portion 44b extending along the thickness direction of the module substrate 11, and portions 44a and 44c other than the intermediate portion 44b extending along the surface direction of the substrate. The thermal wiring 44 is connected to the lower part of the power amplifier integrated circuit chip 12 and the lower part of the temperature compensation circuit chip 43. Except for these points, the electronic device 40 has the same configuration as the electronic device 10 described above.

前述のとおり、前記温度補償回路チップ４３の前記熱配線４４に接続されている部分以外の部分（図４（ｂ）において、二点鎖線で示す部分）は、前記樹脂基板１１ａに囲まれている。本実施形態の電子装置では、前記樹脂基板１１ａの熱伝導率が、前記熱配線４４の熱伝導率より低い。すなわち、前記温度補償回路チップ４３の前記熱配線４４に接続されている部分以外の部分は、前記熱配線４４の熱伝導率より、熱伝導率が低い条件下にある。このため、本実施形態の電子装置では、前記電力増幅器集積回路チップから前記熱配線を介して前記温度補償回路チップに伝導された熱が、前記温度補償回路チップから、前記ヒートシンク等の熱的なグラウンドに至る経路に流れることがない。これにより、前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている、例えば、半導体素子の接合温度と、温度補償回路の測定温度とを近い値とすることができる。この結果、本実施形態の電子装置では、高精度な温度補償が可能となる。
なお、本実施形態の電子装置では、前記熱配線の途中部分が、前記モジュール基板の厚み方向に沿って延びているが、本発明は、この例に限定されない。前記熱配線の途中部分は、例えば、前記モジュール基板の厚み方向に対して、斜め方向に延びていてもよい。また、本実施形態の電子装置では、１つの電力増幅器集積回路チップに対して、１つの温度補償回路チップのみが、モジュール基板内部に実装されて用いられているが、本発明は、この例に限定されない。本実施形態の電子装置は、例えば、モジュール基板内部に実装された複数の温度補償回路チップが併用されてもよいし、モジュール基板の上端部に実装された温度補償回路チップが併用されてもよい。 As described above, the portion other than the portion connected to the thermal wiring 44 of the temperature compensation circuit chip 43 (the portion indicated by a two-dot chain line in FIG. 4B) is surrounded by the resin substrate 11a. . In the electronic device of this embodiment, the thermal conductivity of the resin substrate 11 a is lower than the thermal conductivity of the thermal wiring 44. That is, the portion other than the portion connected to the thermal wiring 44 of the temperature compensation circuit chip 43 is under a condition in which the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal wiring 44. For this reason, in the electronic device of the present embodiment, heat conducted from the power amplifier integrated circuit chip to the temperature compensation circuit chip via the thermal wiring is thermally transferred from the temperature compensation circuit chip to the heat sink or the like. There is no flow to the ground. Thereby, for example, the junction temperature of the semiconductor element mounted on the power amplifier integrated circuit chip and the measurement temperature of the temperature compensation circuit can be made close to each other. As a result, the electronic device of this embodiment can perform highly accurate temperature compensation.
In the electronic device of the present embodiment, the middle portion of the thermal wiring extends along the thickness direction of the module substrate, but the present invention is not limited to this example. For example, the middle portion of the thermal wiring may extend in an oblique direction with respect to the thickness direction of the module substrate. In the electronic device of the present embodiment, only one temperature compensation circuit chip is mounted and used inside the module substrate for one power amplifier integrated circuit chip. However, the present invention is not limited to this example. It is not limited. In the electronic device of the present embodiment, for example, a plurality of temperature compensation circuit chips mounted inside the module substrate may be used together, or a temperature compensation circuit chip mounted on the upper end portion of the module substrate may be used together. .

本実施形態の電子装置では、前記熱配線において、前記電力増幅器集積回路チップの下方に位置する部分、および前記途中部分は、前記基板の厚みと同方向の熱伝導率が、前記モジュール基板の面と同方向の熱伝導率より高く、かつそれら以外の部分は、前記モジュール基板の面と同方向の熱伝導率が、前記基板の厚みと同方向の熱伝導率より高いことが好ましい。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとの熱の伝導が、より良好なものとなる。 In the electronic device according to the present embodiment, in the thermal wiring, the portion located below the power amplifier integrated circuit chip and the middle portion have a thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate, and the surface of the module substrate. It is preferable that the thermal conductivity in the same direction as the surface of the module substrate is higher than the thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate. By doing so, the heat conduction between the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip becomes better.

本実施形態の電子装置では、以下のようにして熱伝導が起こる。すなわち、前記電力増幅器集積回路チップ１２で発生した熱は、前記電力増幅器集積回路チップ１２の下部に接続されている熱配線４４に伝導され、この熱配線４４に沿って、前記モジュール基板１１の面方向に伝導される。そして、前記熱配線４４の途中部分４４ｂに差し掛かった熱は、前記途中部分４４ｂに沿って、前記モジュール基板１１の下端面方向に伝導される。ついで、前記途中部分４４ｂの下端付近まで来た熱は、前記温度補償回路チップ４３の下部に接続されている熱配線４４に沿って、前記モジュール基板１１の面方向に沿って伝導され、前記温度補償回路チップ４３に伝導される。これらの点を除いて、前述の電子装置１０と同様に、前記電力増幅器集積回路チップ１２で発生した熱は、前記熱配線４４を介して前記温度補償回路チップ４３に伝導される。 In the electronic device of this embodiment, heat conduction occurs as follows. That is, the heat generated in the power amplifier integrated circuit chip 12 is conducted to the thermal wiring 44 connected to the lower part of the power amplifier integrated circuit chip 12, and along the thermal wiring 44, the surface of the module substrate 11. Conducted in the direction. The heat that has reached the middle portion 44b of the thermal wiring 44 is conducted along the middle portion 44b toward the lower end surface of the module substrate 11. Next, the heat that has reached the vicinity of the lower end of the middle portion 44b is conducted along the surface direction of the module substrate 11 along the thermal wiring 44 connected to the lower portion of the temperature compensation circuit chip 43, and the temperature Conducted to the compensation circuit chip 43. Except for these points, similarly to the electronic device 10 described above, the heat generated in the power amplifier integrated circuit chip 12 is conducted to the temperature compensation circuit chip 43 through the thermal wiring 44.

本実施形態の電子装置は、例えば、以下のようにして製造可能である。すなわち、前記温度補償回路チップ実装工程において、前記温度補償回路チップ４３を、前記モジュール基板１１の前記樹脂基板１１ａ内部に埋め込んで実装する。また、前記熱配線４４を、前記電力増幅器集積回路チップ１２および前記温度補償回路チップ４３の下方に位置させて、前記モジュール基板１１の面方向に沿って延びるように埋め込む。前記モジュール基板１１に、前記モジュール基板１１の上端面から、前記埋め込まれた温度補償回路チップ４３の面までビアを形成し、このビアに熱配線（例えば、前述の複合素材）を埋め込む。そして、これらの熱配線を連結することで、前記電力増幅器集積回路チップ１２と前記温度補償回路チップ４３とを、連結された前記熱配線４４により熱的に接続する。これらの点を除き、前述の電子装置１０と同様にして、本実施形態の電子装置を製造可能である。ただし、本実施形態の電子装置の製造方法は、この例に限定されない。 The electronic device of this embodiment can be manufactured as follows, for example. That is, in the temperature compensation circuit chip mounting step, the temperature compensation circuit chip 43 is embedded and mounted inside the resin substrate 11 a of the module substrate 11. Further, the thermal wiring 44 is embedded below the power amplifier integrated circuit chip 12 and the temperature compensation circuit chip 43 so as to extend along the surface direction of the module substrate 11. Vias are formed in the module substrate 11 from the upper end surface of the module substrate 11 to the surface of the embedded temperature compensation circuit chip 43, and thermal wiring (for example, the aforementioned composite material) is embedded in the vias. Then, by connecting these thermal wirings, the power amplifier integrated circuit chip 12 and the temperature compensation circuit chip 43 are thermally connected by the connected thermal wirings 44. Except for these points, the electronic device of this embodiment can be manufactured in the same manner as the electronic device 10 described above. However, the manufacturing method of the electronic device of this embodiment is not limited to this example.

（実施形態３）
図５に、本実施形態の電子装置の一例の構成を示す。図５（ａ）は、本実施形態の電子装置の平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図である。前記両図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図５（ａ）および（ｂ）に示すとおり、この電子装置５０では、電力増幅器集積回路チップ５２は、モジュール基板１１の上端面に実装されている。温度補償回路チップ５３は、前記電力増幅器集積回路チップ５２の前記モジュール基板１１に実装されている面とは反対側の面（図５（ｂ）において、上側の面）に、複数のＡｕバンプ５４を介して、フリップチップ実装されて、電気的に接続されている。前記Ａｕバンプ５４は、前述の熱配線を兼ねている。これらの点を除き、この電子装置５０は、前述の電子装置１０と同様の構成を有している。 (Embodiment 3)
FIG. 5 shows an exemplary configuration of the electronic apparatus according to the present embodiment. FIG. 5A is a plan view of the electronic device of this embodiment. FIG.5 (b) is sectional drawing seen in the III-III direction of Fig.5 (a). In both the drawings, the same parts as those in FIG. As shown in FIGS. 5A and 5B, in this electronic device 50, the power amplifier integrated circuit chip 52 is mounted on the upper end surface of the module substrate 11. The temperature compensation circuit chip 53 has a plurality of Au bumps 54 on the surface opposite to the surface mounted on the module substrate 11 of the power amplifier integrated circuit chip 52 (the upper surface in FIG. 5B). Flip-chip mounting is carried out via, and it is electrically connected. The Au bump 54 also serves as the above-described thermal wiring. Except for these points, the electronic device 50 has the same configuration as the electronic device 10 described above.

前述のとおり、複数の前記Ａｕバンプ５４は、前述の熱配線を兼ねている。したがって、前記温度補償回路チップ５３の前記Ａｕバンプ（熱配線）５４に接続されている部分以外の部分（前記両図において、二点鎖線で示す部分）は、空気に囲まれている。本実施形態の電子装置では、前記空気の熱伝導率が、前記Ａｕバンプ（熱配線）５４の熱伝導率より低い。すなわち、前記温度補償回路チップ５３の前記熱配線５４に接続されている部分以外の部分は、前記熱配線５４の熱伝導率より、熱伝導率が低い条件下にある。このため、本実施形態の電子装置では、前記電力増幅器集積回路チップから前記Ａｕバンプ（熱配線）を介して前記温度補償回路チップに伝導された熱が、前記温度補償回路チップから、前記ヒートシンク等の熱的なグラウンドに至る経路に流れることがない。これにより、前記電力増幅器集積回路チップに搭載されている、例えば、半導体素子の接合温度と、温度補償回路の測定温度とを近い値とすることができる。この結果、本実施形態の電子装置では、高精度な温度補償が可能となる。
なお、本実施形態の電子装置では、１つの電力増幅器集積回路チップに対して、１つの温度補償回路チップのみが、前述のように実装されて用いられているが、本発明は、この例に限定されない。本実施形態の電子装置は、例えば、モジュール基板表面および内部の少なくとも一方に実装された複数の温度補償回路チップが併用されてもよい。 As described above, the plurality of Au bumps 54 also serve as the thermal wiring described above. Therefore, the portion other than the portion connected to the Au bump (thermal wiring) 54 of the temperature compensation circuit chip 53 (portion indicated by a two-dot chain line in both the drawings) is surrounded by air. In the electronic device of this embodiment, the thermal conductivity of the air is lower than the thermal conductivity of the Au bump (thermal wiring) 54. That is, the portion other than the portion connected to the thermal wiring 54 of the temperature compensation circuit chip 53 is under a condition where the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal wiring 54. For this reason, in the electronic device of the present embodiment, heat conducted from the power amplifier integrated circuit chip to the temperature compensation circuit chip via the Au bump (thermal wiring) is transferred from the temperature compensation circuit chip to the heat sink, etc. It does not flow in the path to the thermal ground. Thereby, for example, the junction temperature of the semiconductor element mounted on the power amplifier integrated circuit chip and the measurement temperature of the temperature compensation circuit can be made close to each other. As a result, the electronic device of this embodiment can perform highly accurate temperature compensation.
In the electronic device of this embodiment, only one temperature compensation circuit chip is mounted and used as described above for one power amplifier integrated circuit chip. However, the present invention is not limited to this example. It is not limited. In the electronic device of the present embodiment, for example, a plurality of temperature compensation circuit chips mounted on at least one of the module substrate surface and the inside may be used in combination.

本実施形態の電子装置では、バンプとして、前記Ａｕバンプを用いているが、本発明は、この例に限定されない。前記バンプとしては、Ａｕバンプのほかに、例えば、半田バンプ等があげられる。また、前記バンプは、例えば、前述の炭素材料を含んでもよい。 In the electronic device of this embodiment, the Au bump is used as a bump, but the present invention is not limited to this example. Examples of the bump include a solder bump in addition to the Au bump. Further, the bump may include, for example, the carbon material described above.

本実施形態の電子装置では、熱配線を兼ねている前記Ａｕバンプにおける前記モジュール基板の厚みと同方向の熱伝導率は、前記Ａｕバンプにおける前記モジュール基板の面と同方向の熱伝導率より高いことが好ましい。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップと前記温度補償回路チップとの熱の伝導が、より良好なものとなる。このように、前記Ａｕバンプの熱伝導率に異方性を持たせるためには、例えば、熱伝導率に異方性を有する材料（例えば、前述の炭素材料）を用いてもよい。
なお、本実施形態の電子装置では、全ての前記Ａｕバンプが、前記熱配線を兼ねているが、本発明は、この例に限定されない。例えば、熱伝導性が高い材料（例えば、カーボンナノチューブ：熱伝導率：１０００Ｗ／ｍＫ以上）を用いたバンプを、前記熱配線用として配置してもよい。 In the electronic device of this embodiment, the thermal conductivity in the same direction as the thickness of the module substrate in the Au bump also serving as the thermal wiring is higher than the thermal conductivity in the same direction as the surface of the module substrate in the Au bump. It is preferable. By doing so, the heat conduction between the power amplifier integrated circuit chip and the temperature compensation circuit chip becomes better. Thus, in order to give anisotropy to the thermal conductivity of the Au bump, for example, a material having anisotropy in the thermal conductivity (for example, the aforementioned carbon material) may be used.
In the electronic device of this embodiment, all the Au bumps also serve as the thermal wiring, but the present invention is not limited to this example. For example, bumps using a material having high thermal conductivity (for example, carbon nanotube: thermal conductivity: 1000 W / mK or more) may be disposed for the thermal wiring.

本実施形態の電子装置では、例えば、フリップチップ実装された両チップの間に、樹脂系のアンダーフィル材で形成された保護層が形成されてもよい。このようにすることで、前記電力増幅器集積回路チップ表面を保護することができる。なお、前述のとおり、前記保護層は、樹脂系のアンダーフィル材で形成されているため、前記保護層の熱伝導率は、前記Ａｕバンプより熱伝導率が低い。 In the electronic device of the present embodiment, for example, a protective layer made of a resin-based underfill material may be formed between both chips that are flip-chip mounted. By doing so, the surface of the power amplifier integrated circuit chip can be protected. As described above, since the protective layer is formed of a resin-based underfill material, the thermal conductivity of the protective layer is lower than that of the Au bump.

本実施形態の電子装置では、以下のようにして熱伝導が起こる。すなわち、前記Ａｕバンプ５４が、熱配線を兼ねているため、前記電力増幅器集積回路チップ５２で発生した熱は、前記Ａｕバンプ５４を介して、前記温度補償回路チップ５３に伝導される。これらの点を除いて、前述の電子装置１０と同様に、前記電力増幅器集積回路チップ５２で発生した熱は、前記熱配線５４を介して前記温度補償回路チップ５３に伝導される。なお、本実施形態の電子装置のように、前記温度補償回路チップと前記電力増幅器集積回路チップとが、３次元的に実装されている場合は、前記熱配線の長さを、前記モジュール基板表面上に配置する場合と比較して、大幅に短縮することができる。このため、通常の金属配線を用いても熱抵抗を低く保つことができる。 In the electronic device of this embodiment, heat conduction occurs as follows. That is, since the Au bump 54 also serves as a thermal wiring, the heat generated in the power amplifier integrated circuit chip 52 is conducted to the temperature compensation circuit chip 53 through the Au bump 54. Except for these points, the heat generated in the power amplifier integrated circuit chip 52 is conducted to the temperature compensation circuit chip 53 through the thermal wiring 54 as in the electronic device 10 described above. When the temperature compensation circuit chip and the power amplifier integrated circuit chip are three-dimensionally mounted as in the electronic device of the present embodiment, the length of the thermal wiring is set to the surface of the module substrate. Compared with the case where it arrange | positions above, it can shorten significantly. For this reason, even if a normal metal wiring is used, the thermal resistance can be kept low.

本実施形態の電子装置は、例えば、以下のようにして製造可能である。すなわち、前記温度補償回路チップ実装工程において、前記温度補償回路チップ５３を、前記電力増幅器集積回路チップ５２の前記モジュール基板１１に実装されている面とは反対側の面に、複数のＡｕバンプ５４を介して、フリップチップ実装で電気的に接続する。そして、前記Ａｕバンプ５４が熱配線を兼ねているため、前記電力増幅器集積回路チップ５２と前記温度補償回路チップ５３とが、前記Ａｕバンプ５４により熱的に接続される。これらの点を除き、前述の電子装置１０と同様にして、本実施形態の電子装置を製造可能である。ただし、本実施形態の電子装置の製造方法は、この例に限定されない。 The electronic device of this embodiment can be manufactured as follows, for example. That is, in the temperature compensation circuit chip mounting step, the temperature compensation circuit chip 53 is placed on the surface of the power amplifier integrated circuit chip 52 opposite to the surface on which the module substrate 11 is mounted, and a plurality of Au bumps 54 are provided. And electrically connected by flip chip mounting. Since the Au bump 54 also serves as a thermal wiring, the power amplifier integrated circuit chip 52 and the temperature compensation circuit chip 53 are thermally connected by the Au bump 54. Except for these points, the electronic device of this embodiment can be manufactured in the same manner as the electronic device 10 described above. However, the manufacturing method of the electronic device of this embodiment is not limited to this example.

前述のとおり、本発明の電子装置は、高精度に温度補償可能である。従って、本発明の電子装置の用途としては、例えば、携帯電話機等の移動通信機器または車載レーダ等に用いられる増幅器、発振器、スイッチ、ミキサ等があげられる。ただし、その用途は限定されず、デジタルＩＣなど広い分野にも適用可能である。 As described above, the electronic device of the present invention can perform temperature compensation with high accuracy. Accordingly, examples of the use of the electronic device of the present invention include amplifiers, oscillators, switches, mixers, and the like used in mobile communication devices such as mobile phones or in-vehicle radars. However, its use is not limited, and it can be applied to a wide field such as digital IC.

つぎに、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例によってなんら限定ないし制限されない。 Next, examples of the present invention will be described. The present invention is not limited or restricted by the following examples.

［実施例１］
図１に示す電子装置１０を、前述の実施形態１で述べた電子装置の製造方法を用いて作製した。本実施例では、ＧａＡｓＦＥＴ電力増幅器を搭載したチップを、電力増幅器集積回路チップ１２とした。ＳｉのＣＭＯＳ技術により作製した温度補償回路を搭載したチップを、温度補償回路チップ１３とした。ダイヤモンドとＡｌとの複合材（熱伝導率Ｋ：６００Ｗ／ｍＫ、厚み：０．３ｍｍ）を、熱配線１４とした。樹脂基板１１ａを形成する材料を、ＦＲ４とした。金属配線層１１ｂ、グラウンド導体１１ｃおよびサーマルビア導体１５を形成する材料を、Ｃｕとした。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＡｓＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 1]
The electronic device 10 shown in FIG. 1 was manufactured using the method for manufacturing an electronic device described in the first embodiment. In this embodiment, the chip on which the GaAs FET power amplifier is mounted is the power amplifier integrated circuit chip 12. A chip equipped with a temperature compensation circuit manufactured by Si CMOS technology was designated as a temperature compensation circuit chip 13. A composite material of diamond and Al (thermal conductivity K: 600 W / mK, thickness: 0.3 mm) was used as the thermal wiring 14. The material for forming the resin substrate 11a was FR4. The material for forming the metal wiring layer 11b, the ground conductor 11c, and the thermal via conductor 15 was Cu. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and the efficiency fluctuation of the GaAs FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

［実施例２］
炭素および炭素繊維からなる炭素系複合材料にＣｕを含浸させた複合材（Ｋ_Ｘ：５５０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：４５０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：５０Ｗ／ｍＫ、厚み：０．３ｍｍ）を、熱配線１４としたこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の電子装置を作製した。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＡｓＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 2]
A composite material (K _X : 550 W / mK, K _Y : 450 W / mK, K _Z : 50 W / mK, thickness: 0.3 mm) in which a carbon-based composite material made of carbon and carbon fibers is impregnated with Cu is heat wiring An electronic device of this example was fabricated in the same manner as in Example 1 except that it was set to 14. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and the efficiency fluctuation of the GaAs FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

［実施例３］
図１に示す電子装置１０を作製した。本実施例では、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器を搭載したチップを、電力増幅器集積回路チップ１２とした。炭素および炭素繊維からなる炭素系複合材料にＡｌを含浸させた複合材を、熱配線１４とした。この熱配線１４の前記電力増幅器集積回路チップ１２下方に位置する部分の熱伝導率を、Ｋ_Ｘ：４８０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：６０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：５８０Ｗ／ｍＫとし、厚みを、０．３ｍｍとした。前記熱配線１４のそれ以外の部分の熱伝導率を、Ｋ_Ｘ：５８０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：４８０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：６０Ｗ／ｍＫとした。樹脂基板１１ａを形成する材料を、液晶ポリマとした。これら以外は、実施例１と同様とした。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 3]
The electronic device 10 shown in FIG. 1 was produced. In this embodiment, the chip on which the GaN FET power amplifier is mounted is the power amplifier integrated circuit chip 12. A composite material obtained by impregnating a carbon-based composite material made of carbon and carbon fibers with Al was used as the thermal wiring 14. The thermal conductivity of the portion of the thermal wiring 14 located below the power amplifier integrated circuit chip 12 is K _X : 480 W / mK, K _Y : 60 W / mK, K _Z : 580 W / mK, and the thickness is 0. It was 3 mm. The thermal conductivity of the other part of the thermal wiring 14 was K _X : 580 W / mK, K _Y : 480 W / mK, and K _Z : 60 W / mK. The material for forming the resin substrate 11a was a liquid crystal polymer. The rest was the same as in Example 1. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and efficiency fluctuation of the GaN FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

［実施例４］
図４に示す電子装置４０を、前述の実施形態２で述べた電子装置の製造方法を用いて作製した。本実施例では、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器を搭載したチップを、電力増幅器集積回路チップ１２とした。炭素および炭素繊維からなる炭素系複合材料にＣｕを含浸させた複合材を、熱配線４４とした。この熱配線４４の途中部分４４ｂおよび前記電力増幅器集積回路チップ１２下方に位置する部分の熱伝導率を、Ｋ_Ｘ：４５０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：１００Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：５５０Ｗ／ｍＫとし、厚みを、０．３ｍｍとした。前記熱配線４４のそれら以外の部分の熱伝導率を、Ｋ_Ｘ：５５０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：４５０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：１００Ｗ／ｍＫとした。これら以外の構成要素の材料は、実施例１と同様とした。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 4]
The electronic device 40 shown in FIG. 4 was manufactured using the method for manufacturing an electronic device described in the second embodiment. In this embodiment, the chip on which the GaN FET power amplifier is mounted is the power amplifier integrated circuit chip 12. A composite material obtained by impregnating a carbon-based composite material made of carbon and carbon fibers with Cu was used as the thermal wiring 44. The thermal conductivity of the intermediate portion 44b of the thermal wiring 44 and the portion located below the power amplifier integrated circuit chip 12 is K _X : 450 W / mK, K _Y : 100 W / mK, K _Z : 550 W / mK, and the thickness Was 0.3 mm. The thermal conductivity of portions other than those of the thermal wiring 44 was set to K _X : 550 W / mK, K _Y : 450 W / mK, and K _Z : 100 W / mK. The other constituent materials were the same as in Example 1. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and efficiency fluctuation of the GaN FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

［実施例５］
図６に示す電子装置６０を、前記電力増幅器集積回路１２を、前記モジュール基板１１上端面に、Ａｕバンプ６７を介してフリップチップ実装により実装して作製した。前記Ａｕバンプ６７は、信号線としてだけでなく、熱配線の一部としても用いられる。本実施例では、炭素および炭素繊維からなる炭素系複合材料にＡｌを含浸させた複合材を、熱配線４４とした。この熱配線４４の途中部分４４ｂおよび前記電力増幅器集積回路チップ１２下方に位置する部分の熱伝導率を、Ｋ_Ｘ：４８０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：６０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：５８０Ｗ／ｍＫとし、厚みを、０．３ｍｍとした。前記熱配線４４のそれら以外の部分の熱伝導率を、Ｋ_Ｘ：５８０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｙ：４８０Ｗ／ｍＫ、Ｋ_Ｚ：６０Ｗ／ｍＫとした。フリップチップ実装した両チップの間に、樹脂系のアンダーフィル材で形成された保護層を形成した（図示せず）。これら以外は、実施例４と同様とした。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 5]
The electronic device 60 shown in FIG. 6 was produced by mounting the power amplifier integrated circuit 12 on the upper end surface of the module substrate 11 by means of flip chip mounting via Au bumps 67. The Au bump 67 is used not only as a signal line but also as a part of the thermal wiring. In this example, a composite material obtained by impregnating Al into a carbon-based composite material made of carbon and carbon fibers was used as the thermal wiring 44. The thermal conductivity of the intermediate portion 44b of the thermal wiring 44 and the portion located below the power amplifier integrated circuit chip 12 is K _X : 480 W / mK, K _Y : 60 W / mK, K _Z : 580 W / mK, and the thickness Was 0.3 mm. The thermal conductivity of portions other than those of the thermal wiring 44 was K _X : 580 W / mK, K _Y : 480 W / mK, and K _Z : 60 W / mK. A protective layer made of a resin-based underfill material was formed between the two chips that were flip-chip mounted (not shown). The others were the same as in Example 4. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and efficiency fluctuation of the GaN FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

［実施例６］
図５に示す電子装置５０を、前述の実施形態３で述べた電子装置の製造方法を用いて作製した。本実施例では、ＧａＡｓＦＥＴ電力増幅器を搭載したチップを、電力増幅器集積回路チップ５２とした。Ａｕを含むバンプ（高さ：４０μｍ、直径：６０μｍ）を、Ａｕバンプ５４とした。樹脂基板１１ａを形成する材料を、液晶ポリマとした。これら以外の構成要素の材料は、実施例１と同様とした。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＡｓＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 6]
An electronic device 50 shown in FIG. 5 was manufactured by using the method for manufacturing an electronic device described in the third embodiment. In this embodiment, the chip on which the GaAs FET power amplifier is mounted is used as the power amplifier integrated circuit chip 52. A bump containing Au (height: 40 μm, diameter: 60 μm) was used as an Au bump 54. The material for forming the resin substrate 11a was a liquid crystal polymer. The other constituent materials were the same as in Example 1. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and the efficiency fluctuation of the GaAs FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

［実施例７］
図５に示す電子装置５０を作製した。本実施例では、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器を搭載したチップを、電力増幅器集積回路チップ５２とした。Ａｕを含むバンプ（高さ：２０μｍ、直径：４０μｍ）を、信号用のＡｕバンプ５４とした。カーボンナノチューブ（高さ：２０μｍ、直径：３０μｍ）を熱配線用のバンプ５４とした。このバンプ５４の熱伝導率は、Ｋ_Ｙ：１５００Ｗ／ｍＫであった。これら以外は、実施例６と同様とした。本実施例の電子装置では、−４５℃〜８５℃の広い環境温度範囲において、ＧａＮＦＥＴ電力増幅器の利得変動および効率変動を抑制することができた。 [Example 7]
An electronic device 50 shown in FIG. 5 was produced. In this embodiment, the chip on which the GaN FET power amplifier is mounted is used as the power amplifier integrated circuit chip 52. A bump containing Au (height: 20 μm, diameter: 40 μm) was used as a signal Au bump 54. Carbon nanotubes (height: 20 μm, diameter: 30 μm) were used as bumps 54 for thermal wiring. The thermal conductivity of the bump _54, K Y: was 1500 W / mK. The others were the same as in Example 6. In the electronic device of this example, it was possible to suppress the gain fluctuation and efficiency fluctuation of the GaN FET power amplifier in a wide environmental temperature range of −45 ° C. to 85 ° C.

１０、４０、５０、６０電子装置
１１モジュール基板（基板）
１１ａ樹脂基板（低熱伝導材）
１１ｂ金属配線層
１１ｃグラウンド導体
１２、５２電力増幅器集積回路チップ（電子素子チップ）
１３、４３、５３温度補償回路チップ
１４、４４、５４熱配線（熱的接続手段）
１５サーマルビア導体
１６ヒートシンク
４４ａ、４４ｃ熱配線の途中部分以外の部分
４４ｂ熱配線の途中部分
５４Ａｕバンプ（バンプ）
６７Ａｕバンプ 10, 40, 50, 60 Electronic device 11 Module substrate (substrate)
11a Resin substrate (low thermal conductivity material)
11b Metal wiring layer 11c Ground conductors 12, 52 Power amplifier integrated circuit chip (electronic element chip)
13, 43, 53 Temperature compensation circuit chip 14, 44, 54 Thermal wiring (thermal connection means)
15 Thermal via conductor 16 Heat sink 44a, 44c Part 44b other than the middle part of the thermal wiring 54b Middle part of the thermal wiring 54 Au bump (bump)
67 Au bump

Claims

An electronic element chip, a temperature compensation circuit chip that compensates for temperature characteristics of the electronic element, and a substrate,
The electronic element chip and the temperature compensation circuit chip are mounted on the substrate,
Furthermore, a thermal connection means is provided,
The electronic element chip and the temperature compensation circuit chip are connected by the thermal connection means,
The electronic device, wherein a portion other than the portion connected to the thermal connection means of the temperature compensation circuit chip is under a condition where the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal connection means.

2. The electronic device according to claim 1, wherein the low thermal conductivity condition is at least one of a low thermal conductive material and a low thermal conductive atmosphere having a thermal conductivity lower than that of the thermal connection means.

The thermal connection means is a thermal conductor;
3. The electronic device according to claim 1, wherein the heat conductor is a carbon material or a composite material of a carbon material and another material.

The portion of the electronic element chip other than the portion connected to the thermal connection means has a thermal conductivity higher than the thermal conductivity of the portion other than the portion connected to the thermal connection means of the temperature compensation circuit chip. The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is under a high condition.

5. The electronic device according to claim 1, wherein the temperature compensation circuit chip is mounted on a surface of the substrate. 6.

The electronic element chip is mounted on the substrate surface,
The thermal connection means extends along a surface direction of the substrate;
6. The electronic device according to claim 5, wherein a thermal conductivity in the same direction as the surface of the substrate in the thermal connection means is higher than a thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate in the thermal connection means. .

The electronic element chip is mounted on the substrate surface,
The thermal connection means extends along a surface direction of the substrate;
The thermal connection means is connected to the lower part of the electronic element chip and the temperature compensation circuit chip;
In the thermal connection means, the portion located below the electronic element chip and the temperature compensation circuit chip has a thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate, and a thermal conductivity in the same direction as the surface of the substrate. high,
6. The electronic device according to claim 5, wherein the other portions have higher thermal conductivity in the same direction as the surface of the substrate than in the same direction as the thickness of the substrate.

5. The electronic device according to claim 1, wherein the temperature compensation circuit chip is mounted inside the substrate. 6.

The electronic element chip is mounted on the substrate surface,
The thermal connection means is connected to the lower part of the electronic element chip and the temperature compensation circuit chip;
An intermediate portion of the thermal connection means extends along the thickness direction of the substrate,
A portion other than the middle portion extends along the surface direction of the substrate,
In the thermal connection means, the portion located below the electronic element chip and the middle portion have higher thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate than in the same direction as the surface of the substrate. ,
9. The electronic device according to claim 8, wherein the heat conductivity in the same direction as the surface of the substrate is higher than the heat conductivity in the same direction as the thickness of the substrate.

The electronic element chip is mounted on the substrate surface,
The temperature compensation circuit chip is electrically connected to a surface opposite to the surface mounted on the substrate of the electronic element chip via a bump,
The electronic device according to claim 1, wherein the bump includes the thermal connection unit.

11. The electronic device according to claim 10, wherein a thermal conductivity in the same direction as the thickness of the substrate in the thermal connection means is higher than a thermal conductivity in the same direction as the surface of the substrate in the thermal connection means. .

A thermal connection step of connecting the electronic element chip and the temperature compensation circuit chip by a thermal connection means;
An electronic element chip mounting step for mounting the electronic element chip on a substrate;
A portion of the temperature compensation circuit chip other than the portion connected to the thermal connection means of the temperature compensation circuit chip is placed under a condition where the thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the thermal connection means. And a temperature compensation circuit chip mounting step for mounting on the substrate.