JP2012182395A - 電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを提供すること。
【解決手段】本発明は、絶縁性基板１０と、絶縁性基板１０の上面にフリップチップ実装されたパワーアンプ２０と、絶縁性基板１０上に設けられ、パワーアンプ２０を封止し、パワーアンプ２０より高い熱伝導率を有する封止部材２２と、絶縁性基板１０を貫通し、封止部材２２と接触し、絶縁性基板１０より高い熱伝導率を有するビア配線１６ｃと、を具備する電子デバイスである。
【選択図】図３

Description

本発明は電子デバイスに関する。

電子機器の小型化・高機能化に伴い、かかる電子機器に搭載される電子デバイスにもより小型化が要求されている。このため、特に携帯電話等の移動体通信機器においては、機能部品の高密度実装が進められている。このような電子機器の内部にあっては、その動作状態において機能部品が発熱源となり得るため、温度が上昇してしまう。特に、半導体素子からなる能動素子は発熱源となり、能動素子自体、及び能動素子周辺の回路、及び／或いは他の機能部品等に悪影響を及ぼすことがある。従って、電子デバイスには、良好な放熱性が要求されている。

特許文献１には、基板上に、基板に近い方から順に断熱体、電子部品、放熱体を設ける発明が記載されている。特許文献２には、半導体チップを基板のキャビティ内に実装し、半導体チップの基板への実装面とは反対側の面に放熱部材を設ける発明が記載されている。

特開２００８−２３５５７６号公報 特開２００１−４４２４３号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明では、電子デバイスの小型化が困難であり、かつ放熱性が不十分になる可能性がある。特許文献２記載の発明では、電子デバイスの薄型化が困難となる可能性がある。本発明は上記課題に鑑み、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、基板と、前記基板の上面にフリップチップ実装された能動素子と、前記基板上に設けられ、前記能動素子を封止し、前記能動素子より高い熱伝導率を有する封止部と、前記基板を貫通し、前記封止部と接触し、前記基板より高い熱伝導率を有する放熱部と、を具備する電子デバイスである。本発明によれば、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを提供することができる。

上記構成において、前記封止部は金属からなる構成とすることができる。この構成によれば、良好な放熱性及び特性を得ることができる。

上記構成において、前記放熱部は、ビア配線である構成とすることができる。

上記構成において、前記放熱部の電位は接地電位である構成とすることができる。この構成によれば、能動素子の電気的な安定性が向上する。

上記構成において、前記基板内に設けられ、前記放熱部と接触する内部放熱パターンを具備する構成とすることができる。この構成によれば、より良好な放熱性を得ることができる。

上記構成において、前記基板の上面に実装された弾性波デバイスを具備し、前記封止部は、前記能動素子と前記弾性波デバイスチップとを封止する構成とすることができる。この構成によれば、より良好な放熱性を得ることができる。

上記構成において、複数の前記内部放熱パターンのうち、前記能動素子の中心から見て前記弾性波デバイスチップに遠い第１内部放熱パターンは、前記能動素子の中心から見て前記弾性波デバイスチップに近い第２内部放熱パターンより大きい構成とすることができる。この構成によれば、能動素子の特性が安定する。

上記構成において、前記基板の上面に実装されたチップ部品を具備する構成とすることができる。

上記構成において、前記封止部の上に設けられ、前記封止部より高い融点を有する金属層を具備する構成とすることができる。この構成によれば、特性及び信頼性が向上する。

上記構成において、前記封止部を覆う保護膜を具備する構成とすることができる。この構成によれば、信頼性が向上する。

本発明によれば、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを提供することができる。

図１（ａ）は、比較例１に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図１（ｂ）は、比較例２に係る電子デバイスを例示する断面図である。 図２（ａ）は、本発明の実施例１に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図２（ｂ）は、実施例１に係る電子デバイスの基板を例示する平面図である。 図３は、実施例１に係る電子デバイスにおける熱伝導経路を例示する断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施例２に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図４（ｂ）は、実施例２に係る電子デバイスの基板を例示する平面図である。 図５は、実施例２に係る電子デバイスにおける熱伝導経路を例示する断面図である。 図６は、放熱性に関するシミュレーションの結果を示す図である。 図７（ａ）は、本発明の実施例３に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図７（ｂ）は、実施例３に係る電子デバイスの基板を例示する平面図である。 図８は、実施例３に係る電子デバイスにおける熱伝導経路を例示する断面図である。 図９（ａ）は、本発明の実施例４に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図９（ｂ）は、実施例４に係る電子デバイスを例示する平面図である。 図１０は実施例４に係る電子デバイスの基板を例示する平面図である。 図１１は、本発明の実施例５に係る電子デバイスを例示する断面図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施例５に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施例５に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図１４は、本発明の実施例６に係る電子デバイスを例示する断面図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、実施例６に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、実施例６に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図１７は、本発明の実施例７に係る電子デバイスを例示する断面図である。 図１８（ａ）は、金属層と半田シートとの積層体を例示する平面図であり、図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）は、金属層と半田シートとの積層体を例示する断面図である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、実施例７に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、実施例７に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図２１は、本発明の実施例８に係る電子デバイスを例示する断面図である。 図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、実施例８に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。 図２３（ａ）は、実施例２に係る電子デバイスにおけるパワーアンプの温度分布を例示する図である。図２３（ｂ）は、実施例３に係る電子デバイスにおけるパワーアンプの温度分布を例示する図である。 図２４（ａ）は、本発明の実施例９に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図２４（ｂ）は、実施例９に係る電子デバイスの基板を例示する平面図である。

実施例の説明の前に、比較例としてパワーアンプを含む電子デバイスの例について説明する。図１（ａ）は、比較例１に係る電子デバイスを例示する断面図である。図中の矢印は熱が伝導する経路を示す。また、図の簡略化のため、ハッチングの一部を省略した。

図１（ａ）に示すように、比較例１に係る電子デバイス１００Ｒは、絶縁性基板１１０、パワーアンプ１２０、及び封止部材１２２を備える。電子デバイス１００Ｒは、マザーボード１３０に実装されている。尚、前記放熱経路を示す矢印の表示を明確にする為に、ここでは絶縁性基板１１０並びにマザーボード１３０に対するハッチングを省略している。（後述する図１（ｂ）、図３、図５並びに図８に於いても同様である。）

絶縁性基板１１０には、外部接続電極１１２ａ及び外部接続電極１１２ｂ、電極１１４ａ及び電極１１４ｂ、並びにビア配線１１６ａ及びビア配線１１６ｂが設けられている。外部接続電極１１２ａ及び外部接続電極１１２ｂは、絶縁性基板１１０の下面に露出して配設されている。一方、電極１１４ａ及び電極１１４ｂは、絶縁性基板１１０の上面に露出して配設されている。ビア配線１１６ａは絶縁性基板１１０を貫通して、外部接続電極１１２ａと電極１１４ａとに接触し、かつ外部接続電極１１２ａと電極１１４ａとを熱的並びに電気的に接続している。一方、ビア配線１１６ｂは絶縁性基板１１０を貫通し、外部接続電極１１２ｂと電極１１４ｂとに接触し、外部接続電極１１２ｂと電極１１４ｂとを電気的に接続している。そして、外部接続電極１１２ａ及び外部接続電極１１２ｂは、電子デバイス１００Ｒを、外部のマザーボード１３０に於ける電極端子に電気的に接続する。

絶縁性基板１１０の上面には、導電性接着剤１１３により、パワーアンプ１２０が固定されている。パワーアンプ１２０と電極１１４ａとは、導電性接着剤１１３により、電気的及び熱的に接続されている。また、パワーアンプ１２０と電極１１４ｂとは、ボンディングワイヤ１１１により電気的に接続されている。樹脂からなる封止部材１２２は、絶縁性基板１１０上に於いて、パワーアンプ１２０及びボンディングワイヤ１１１などを被覆して、これらを封止する。

絶縁性基板１１０は、例えばＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics：低温同時焼成セラミックス）又はＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics：高温同時焼成セラミックス）等のセラミックからなる絶縁性基板である。ボンディングワイヤ１１１は、例えば金（Ａｕ）等の金属からなる。導電性接着剤１１３は、例えば銀（Ａｇ）ペースト等からなる。外部接続電極１１２ａ及び外部接続電極１１２ｂ、電極１１４ａ及び電極１１４ｂ、並びにビア配線１１６ａ並びにビア配線１１６ｂは、銅（Ｃｕ）などの金属からなる。封止部材１２２は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂からなる。

パワーアンプ１２０は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）系半導体素子であり、動作の際に発熱する。パワーアンプ１２０において発生した熱は、導電性接着剤１１３、電極１１４ａ、ビア配線１１６ａ、及び外部接続電極１１２ａを伝導して、マザーボード１３０に放熱される。熱はマザーボード１３０から更に外部に伝導して放出される。しかしながら、封止部材１２２は樹脂からなり、熱伝導率が低いため、放熱経路として機能しにくい。特に、封止部材１２２の熱伝導率が、パワーアンプ１２０の熱伝導率よりも低い場合、封止部材１２２は放熱経路として非常に機能しにくい。また、ボンディングワイヤ１１１は細いため、放熱経路として有効に機能しにくい。このように、比較例１に係る電子デバイス１００Ｒでは良好な放熱性を確保することが難しい。また、パワーアンプ１２０の電極がワイヤボンディング法により導出される場合、電子デバイス１００Ｒには、ボンディングワイヤ１１１を導出するための空間（スペース）を確保することが必要とされる。このため、電子デバイス１００Ｒは小型化・薄型化が困難である。

次に比較例２について説明する。図１（ｂ）は、比較例２に係る電子デバイスの構成を例示する断面図である。前記図１（ａ）に示した構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。尚、図中の矢印は、熱が伝導する経路を示している。

図１（ｂ）に示すように、比較例２に係る電子デバイス２００Ｒでは、パワーアンプ１２０は、例えば金（Ａｕ）等の金属からなるバンプ１２４を介して絶縁性基板１１０上にフリップチップ実装され、電極１１４ａ及び電極１１４ｂに電気的及び熱的に接続されている。このように、比較例２では、ボンディングワイヤ１１１を用いないため、電子デバイス２００Ｒの小型化・薄型化が可能である。パワーアンプ１２０において発生した熱は、バンプ１２４、電極１１４ａ及び電極１１４ｂ、ビア配線１１６ａ及びビア配線１１６ｂ、並びに外部接続電極１１２ａ及び外部接続電極１１２ｂを伝導して放熱される。しかし、比較例１と同様、比較例２に係る電子デバイス２００Ｒにおいても、良好な放熱性の確保は困難である。すなわち、バンプ１２４は、前記図１（ａ）に示した導電性接着剤１１３に比べて、パワーアンプ１２０及び／或いは電極１１４ａに接する面積が小さく、十分な放熱経路断面積を確保することが困難である。また、封止部材１２２は樹脂からなり、熱伝導率が低いことから、放熱経路として機能しにくい。

上記比較例１並びに比較例２に示されるように、放熱性が不十分な場合、電子デバイスの温度が上昇する可能性がある。温度上昇により、電子デバイス自体、又は電子デバイス周辺の部品等に悪影響が生じる恐れがある。特に、携帯電話等の小型電子機器内部では、空気が停滞する可能性があることから、温度上昇を招来する可能性がより大きい。

次に、本発明について、実施例を用いて説明する。

図２（ａ）は、本発明の実施例１に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図２（ｂ）は、実施例１に係る電子デバイスにおける絶縁性基板１０の、上面におけるパワーアンプ、電極並びにビア配線の配置構成を示す平面図である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、実施例１に係る電子デバイス１００は、絶縁性基板１０、パワーアンプ２０（能動素子）、封止部材２２を備える。尚、図２（ｂ）においては、パワーアンプ２０、電極１４ｃ、並びにビア配線１６ｃを表示し、パワーアンプ２０の直下に位置する電極１４ａ、電極１４ｂ、ビア配線１６ａ、ビア配線１６ｂ並びにパワーアンプ２０を被覆する封止部材２２の表示を省略している。

絶縁性基板１０には、外部接続電極１２ａ、外部接続電極１２ｂ及び外部接続電極１２ｃ、電極１４ａ、電極１４ｂ及び電極１４ｃ、並びにビア配線１６ａ、ビア配線１６ｂ及びビア配線１６ｃが設けられている。外部接続電極１２ｂ、電極１４ａ及び電極１４ｂ、ビア配線１６ａ〜１６ｃは、それぞれ一つ、又は複数個配設される。外部接続電極１２ａ〜１２ｃは、絶縁性基板１０の下面に於いて露出している。電極１４ａ〜１４ｃは、絶縁性基板１０の上面に於いて露出している。ビア配線１６ａは絶縁性基板１０を貫通し、外部接続電極１２ａと電極１４ａとに接触し、外部接続電極１２ａと電極１４ａとの間を電気的及び熱的に接続している。同様に、ビア配線１６ｂは絶縁性基板１０を貫通して、外部接続電極１２ｂ及び電極１４ｂに接触し、外部接続電極１２ｂと電極１４ｂとの間を電気的及び熱的に接続している。更に、ビア配線１６ｃは絶縁性基板１０を貫通し、外部接続電極１２ｃ、及び電極１４ｃに接触し、外部接続電極１２ｃと電極１４ｃとの間を電気的及び熱的に接続している。そして、外部接続電極１２ａ〜１２ｃは、電子デバイス１００と電子デバイス１００の外部、例えば電子機器に於けるマザーボードとを電気的及び熱的に接続する。前記外部接続電極１２ｂ及び電極１４ｂは、例えばパワーアンプ２０と信号の入出力を行うための信号用電極として機能する。一方、外部接続電極１２ａ及び外部接続電極１２ｃ、並びに電極１４ａ及び電極１４ｃは例えば接地用電極として機能する。また、電極１４ｃは、後述する如く、パワーアンプ２０を封止する工程において、溶解した封止材料が流動する流路パターンとして機能する。

パワーアンプ２０は、所謂フリップチップ実装法により、金属例えば金（Ａｕ）等からなるバンプ２４を介して、絶縁性基板１０の上面に配設された電極１４ａ〜１４ｂと電気的及び熱的に接続されている。そして、封止部材２２は、絶縁性基板１０上に設けられ、前記パワーアンプ２０の背面並びに側面を被覆して、パワーアンプ２０を封止する封止部である。かかる封止部材２２は、後述するように、比較的低い融点を有する金属、例えば半田からなり、電極１４ｃと接合し、電気的及び熱的に接続される。

図２（ｂ）に示すように、電極１４ｃは、絶縁性基板１０の上面に於いて、その外周縁部に沿って配設され、上方より平面視すると、かかる絶縁性基板１０上に実装されるパワーアンプ２０を囲繞する如く、環状に配設されている。尚、かかる電極１４ｃは、平面視した場合、パワーアンプ２０を囲繞する一つの環状のパターンとして配設されず、例えばその幅方向に横切る単数或いは複数のスリットが設けられて、一部が開放された環状とされるか、或いは分割された形態をなすこともある。この時、かかるスリットの幅（環状の長さ方向に沿う寸法）は、封止部材２２の連続性を妨げない値とされる。また、ビア配線１６ｃは、前記電極１４ｃのパターンに沿って、前記パワーアンプ２０を囲む如く、かつ所定の相互間隔をもって複数配設されている。更に、外部接続電極１２ｃは、絶縁性基板１０の下面に於いて、前記電極１４ｃのパターンに対応する如く、絶縁性基板１０の外周縁部近傍に、複数個配設されている。

前記絶縁性基板１０は、例えばＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics：低温同時焼成セラミックス）又はＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics：高温同時焼成セラミックス）等のセラミックからなる絶縁性基板である。かかる絶縁性基板１０は、必要とされる電子回路、配線構造に対応して、単層構造或いは多層構造のいずれを適用することも可能である。また、前記外部接続電極１２ａ〜１２ｃ、電極１４ａ〜１４ｃ、及びビア配線１６ａ〜１６ｃは、例えば銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、又は銀（Ａｇ）等の金属から形成される。そして、パワーアンプ２０は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの化合物半導体を用いて形成された半導体素子から構成される。封止部材２２は、例えば錫（Ｓｎ）、錫銀（ＳｎＡｇ）合金、錫銀銅（ＳｎＡｇＣｕ）合金、或いは金錫（ＡｕＳｎ）合金等の、比較的低温において溶融可能な金属を持って形成されている。かかる封止部材２２は、比較的低温に於いて溶融が可能であれば、半田以外の金属材料或いは樹脂材料から形成されてもよい。ここで、比較的低温とは、パワーアンプ２０など搭載される機能素子に於ける所望の機能、能力を破壊或いは低下させない温度に相当する。

次に実施例１に係る電子デバイス１００における熱伝導の形態について説明する。図３は、実施例１に係る電子デバイスにおける熱伝導経路を例示する断面図である。図中の矢印は、熱の伝導する方向を示すものである。

図３に示すように、電子デバイス１００の絶縁性基板１０は、外部接続電極１２ａ〜１２ｃによりマザーボード３０に実装された状態にある。パワーアンプ２０において発生した熱は、一つにバンプ２４、電極１４ａ、ビア配線１６ａを介して外部接続電極１２ａに伝導され、またバンプ２４、電極１４ｂ、ビア配線１６ｂ及び外部接続電極１２ｂに伝導される。そして、これらの外部接続電極１２ａ及び１２ｂが接続されたマザーボード３０に放熱される。かかるパワーアンプ２０において発生した熱は、更に、パワーアンプ２０の背面（バンプ２４が配設される面とは反対面）並びに側面を被覆して配設された封止部材２２、電極１４ｃ、ビア配線１６ｃ及び外部接続電極１２ｃを介して伝導され、マザーボード３０に放熱される。即ち、バンプ２４、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃ、外部接続電極１２ａ〜１２ｃ並びに封止部材２２が、熱伝導経路、即ち放熱経路として機能し、パワーアンプ２０の動作により発生した熱は、マザーボード３０へ有効に伝導される。尚、前記封止部材２２が大気中に表出されていれば、当該封止部材２２の表面に接する大気中などへの放熱も行われる。

このように、実施例１係る電子デバイス１００に於いては、パワーアンプ２０は絶縁性基板１０にフリップチップ実装されているため、例えば前記比較例１に係る電子デバイス１００Ｒのように、ワイヤボンディング法を用いた場合よりも、電子デバイスの小型化・薄型化が可能となる。また、パワーアンプ２０に対する封止部は、高い熱伝導性を有する封止部材２２をもって構成されることから、かかる封止部材２２、電極１４ｃ、ビア配線１６ｃ及び外部接続電極１２ｃを介して、マザーボード３０への放熱経路が形成されると共に、かかる封止部材２２自体の外表面（上面、側面）が放熱面となり得る。前述の如く、バンプ２４は、パワーアンプ２０及び／或いは電極１４ａに接する面積が小さく、十分な放熱経路断面積を確保することが困難な場合があるが、実施例１に於いては、かかるパワーアンプ２０の背面と側面に接する高熱伝導性封止部材２２の存在により、大きな放熱経路断面積が得られる。従って、実施例１によれば、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化が可能な電子デバイス１００を実現することができる。

尚、前記実施例１に於いては、封止部材２２は、半田などの金属・導電性材料から形成され、且つ電極１４ｃ、ビア配線１６ｃ及び外部接続電極１２ｃを介して接地電位に接続可能であることから、かかる封止部材２２はパワーアンプ２０に対する外来雑音の進入を遮断する遮蔽（シールド）層としても機能させることができる。かかる封止部材２２が接地電位とされることにより、パワーアンプ２０の電気的な安定性も向上する。尚、封止部材２２を構成する封止部材としては、前述の如く、半田材以外の金属を適用することができ、また、高い放熱性を必要としない場合には、樹脂等の絶縁体を用いることもできる。即ち、機能素子からの発熱量が少ない場合には、封止部材２２を構成する封止部材として樹脂材を用いることもできるが、かかる場合であっても、封止用樹脂中にフィラーを添加して、熱伝導性を高めるなどの処置をすることが望ましい。

更に、封止部材２２からマザーボード３０方向へ熱電導を行う経路を構成する部材としてのビア配線１６ｃは、前述の如く、パワーアンプ２０の周囲に於いて、対向する辺の間ではほぼ対称的に、またそれぞれほぼ均等な間隔をもって配設されている。従って、かかるパワーアンプ２０に於ける温度上昇部位の偏在の発生を抑制・防止することができる。尚、封止部材２２からマザーボード３０方向へ熱電導を行う経路を構成する部材としては、ビア配線１６ｃに代えて、熱伝導性が付与された樹脂材を適用することもできる。ビア配線１６ｃまた樹脂材は、絶縁性基板１０より高い熱伝導率を有していればよい。封止部材２２は、パワーアンプ２０より高い熱伝導率を有していればよい。

前記パワーアンプ２０は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系半導体素子であるとしたが、かかるパワーアンプがシリコン（Ｓｉ）系半導体素子からなるパワーアンプであっても勿論適用することができる。また、能動素子として、前記パワーアンプ２０の他に、大規模半導体集積回路素子（Large Scale Integration）を使用する場合にも適用することができる。もちろん、半導体素子だけでなく、動作時に発熱を伴う機能素子を使用する場合にも適用することができる。

尚、前記実施例１に於いては、外部接続電極１２ａ〜１２ｃ並びに電極１４ａ〜１４ｃは、絶縁性基板１０内に埋め込まれ、かかる絶縁性基板１０の表面とほぼ同一平面を形成しているとした。しかしながら、かかる外部接続電極１２及び／或いは電極１４を、絶縁性基板１０の表面から突出した形態、或いは絶縁性基板１０の表面に沿って延在させた形態とすることもできる。

実施例２に係る電子デバイス２００の構成について説明する。図４（ａ）は、実施例２に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図４（ｂ）は、実施例２における絶縁性基板の構成を示す平面図である。ここで、図４（ａ）は、図４（ｂ）に示される線Ａ−Ａに沿う電子デバイス２００の断面を、模式的に示している。尚、ここでは前記図２に示した実施例1に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。実施例２においては、絶縁性基板１０として、中間配線層を含む所謂多層配線基板が適用されている。図４（ｂ）は、かかる中間配線層のパターンを表示している。

実施例２に於いては、絶縁性基板１０の内部に、内部放熱パターンを追加している。即ち、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、実施例２に係る電子デバイス２００は、多層配線層構造を有する絶縁性基板１０内に、中間配線層をもって形成された内部配線層１８ａ〜１８ｃ（内部電極パターン）を備える。パワーアンプ２０の中央部直下に位置する内部配線層１８ａは、パワーアンプ２０の平面形状に対応する比較的大きな面積を有して、複数のビア配線１６ａと接触し、かかるビア配線１６ａと電気的及び熱的に接続されている。またパワーアンプ２０の周縁部の下に位置する内部配線層１８ｂは、前記内部配線層１８ａの周囲に分散して配設され、ビア配線１６ｂと接触し、かかるビア配線１６ｂと電気的及び熱的に接続されている。一方、電極１４ｃの下に位置する内部配線層１８ｃは、かかる電極１４ｃに対応して例えば環状に配設され、ビア配線１６ｃと接触し、かかるビア配線１６ｃと電気的及び熱的に接続されている。かかる内部配線層１８ａ〜１８ｃは、例えば銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、又は銀（Ａｇ）等の金属からなる。

次に実施例２に係る電子デバイス２００における熱伝導について説明する。図５は、実施例２に係る電子デバイスにおける熱伝導を例示する断面図である。

図５に示すように、パワーアンプ２０に於いて発生した熱は、バンプ２４並びに封止部材２２を介して伝導し、更に、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃを介して外部接続電極１２ａ〜１２ｃに伝導される。かかる構成に於いて、パワーアンプ２０の直下にあっては、ビア配線１６ａの延在する方向（絶縁性基板１０の厚さ方向）の途中に、パワーアンプ２０の平面形状に対応する比較的大きな面積を有して内部配線層１８ａが配設され、且つかかる内部配線層１８ａに対して複数のビア配線１６ａが接続されている。これにより、パワーアンプ２０の中央部に於ける発熱は、偏在することなくほぼ均等に外部接続電極１２ａへ伝達される。また、ビア配線１６ｂの延在する方向（絶縁性基板１０の厚さ方向）の途中に、パワーアンプ２０の周縁部に対応して内部配線層１８ｂが配設され、且つかかる内部配線層１８ｂに対してビア配線１６ｂが接続されている。これにより、パワーアンプ２０の周縁部に於ける発熱も外部接続電極１２ｂへ有効に伝達される。更に、ビア配線１６ｃの延在する方向（絶縁性基板１０の厚さ方向）の途中には、電極１４ｃに対応して内部配線層１８ｃが配設され、且つかかる内部配線層１８ｃに対してビア配線１６ｃが接続されている。これにより、パワーアンプ２０の背面並びに側面に於ける発熱も外部接続電極１２ｃへ有効に伝達される。尚、前記内部配線層１８ａ〜１８ｃは、多層配線基板中に於ける一つの配線層をもって形成されているが、かかる配線層を複数層に設けることは、必要に応じて選択することができる。

次に、比較例１及び比較例２、並びに実施例１及び実施例２における、放熱性を比較したシミュレーションについて説明する。シミュレーションでは、８個のサンプルをマザーボードに実装し、パワーアンプを駆動した場合の最高温度を比較した。

サンプルについて説明する。シミュレーションに用いたサンプルは、以下の８個である。
サンプルＡ：比較例１において絶縁性基板１１０をＨＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＢ：比較例２において絶縁性基板１１０をＨＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＣ：実施例１において絶縁性基板１０をＨＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＤ：実施例２において絶縁性基板１０をＨＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＥ：比較例１において絶縁性基板１１０をＬＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＦ：比較例２において絶縁性基板１１０をＬＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＧ：実施例１において絶縁性基板１０をＬＴＣＣ基板としたサンプル
サンプルＨ：実施例２において絶縁性基板１０をＬＴＣＣ基板としたサンプル

前記８個のサンプルに於ける構成材料は以下の通りである。尚、サンプルＢ〜Ｈに於いて、サンプルＡと共通する材料については記載を省略する。尚、パワーアンプ１２０並びにハワーアンプ２０は、ガリウム砒素半導体素子が適用されている。
サンプルＡ
ボンディングワイヤ１１１：金（Ａｕ）
導電性接着剤１１３：銀（Ａｇ）ペースト
封止部材１２２：エポキシ樹脂
外部接続電極１１２ａ〜１１２ｂ、電極１１４ａ〜１１４ｂ、ビア配線１１６
ａ〜１１６ｂ：タングステン（Ｗ）
サンプルＢ
バンプ１２４：金（Ａｕ）
サンプルＣ
封止部材２２：錫銀（ＳｎＡｇ）からなる半田
バンプ２４：金（Ａｕ）
外部接続電極１２ａ〜１２ｃ、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃ：
タングステン（Ｗ）
サンプルＤ
封止部材２２：錫銀（ＳｎＡｇ）からなる半田
バンプ２４：金（Ａｕ）
外部接続電極１２ａ〜１２ｃ、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃ、
内部配線層１８ａ〜１８ｃ：タングステン（Ｗ）
サンプルＥ、サンプルＦ
外部接続電極１１２ａ〜１１２ｂ、電極１１４ａ〜１１４ｂ、ビア配線１１６
ａ〜１１６ｂ：銅（Ｃｕ）
サンプルＧ
封止部材２２：錫銀（ＳｎＡｇ）からなる半田
バンプ２４：金（Ａｕ）
外部接続電極１２ａ〜１２ｃ、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃ：
銅（Ｃｕ）
サンプルＨ
封止部材２２：錫銀（ＳｎＡｇ）からなる半田
バンプ２４：金（Ａｕ）
外部接続電極１２ａ〜１２ｃ、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃ、内部配線層１８ａ〜１８ｃ：銅（Ｃｕ）

また、熱伝導率として以下の値を用いた。
マザーボード３０及びマザーボード１３０：０．４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）
ＨＴＣＣ基板：１．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）
ＬＴＣＣ基板：３．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）
エポキシ樹脂：０．５〜１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）
銀（Ａｇ）ペースト：１．５〜２Ｗ／（ｍ・Ｋ）
タングステン（Ｗ）：１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
銅（Ｃｕ）：３８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）

また、寸法は以下のものとした。
絶縁性基板１０及び絶縁性基板１１０の厚さ：０．２５ｍｍ
ビア配線１６ａ〜１６ｃの太さ：０．０７５ｍｍ
マザーボード３０及びマザーボード１３０の厚さ：０．２５ｍｍ
そしてパワーアンプ１２０及びパワーアンプ２０発熱量は５．９×１０^９Ｗ／ｍ^３とし、マザーボード１３０の下面及びマザーボード３０の下面を２５℃とした場合の、パワーアンプ１２０及びパワーアンプ２０の温度を検証した。

シミュレーションの結果を図６に示す。縦軸はパワーアンプ内の最高温度を示す。横軸は、サンプルが、比較例１、比較例２、実施例１及び実施例２のいずれに対応するか示す。サンプルＡは黒丸、サンプルＢは黒い四角、サンプルＣは黒い三角、サンプルＤは黒いひし形、サンプルＥは白丸、サンプルＦは白い四角、サンプルＧは白い三角、サンプルＨは白いひし形で、それぞれの結果を示す。図中の実線Ｌ１はＨＴＣＣ基板を採用したサンプルＡ〜Ｄの結果を示し、破線Ｌ２はＬＴＣＣ基板を採用したサンプルＥ〜Ｈの結果を示している。

図６に示すように、サンプルＡの最高温度は約８５℃であり、サンプルＢの最高温度は約１１０℃であった。これに対し、サンプルＣの最高温度は約８５℃であり、サンプルＤの最高温度は約８０℃であった。

次に、ＬＴＣＣ基板を用いたサンプルＥ〜Ｈの結果について説明する。サンプルＥの最高温度は約７５℃であり、サンプルＦの最高温度は約１００℃であった。これに対し、サンプルＧの最高温度は約７５℃であり、サンプルＨの最高温度は約７０℃であった。

かかるシミュレーション結果より明らかな如く、比較例１（サンプルＡ及びサンプルＥ）と実施例１（サンプルＣ及びサンプルＧ）とでは、同程度の最高温度を示した。しかしながら、ワイヤボンディング法を用いる比較例１では、薄型化・小型化が困難である。一方、比較例２（サンプルＢ及びサンプルＦ）では、封止材料が樹脂であることから放熱性が不十分であるため、最高温度はより高い値である。フリップチップ実装を用い、且つ封止材料として金属を適用した実施例１では、薄型化・小型化と放熱性とを両立することができる。さらに、絶縁性基板中に金属層を配設した実施例２（サンプルＤ及びサンプルＧ）では、最高温度がさらに低下した。

また、サンプルＡ〜ＤとサンプルＥ〜Ｈとを比較すると、サンプルＥ〜Ｈの方が最高温度は低かった。これは、熱伝導率に起因するものである。具体的には、ＬＴＣＣ基板の方が、ＨＴＣＣ基板よりも熱伝導率が高い。また、ＨＴＣＣ基板では導電材料（電極、外部接続電極、ビア配線、及び内部配線等の材料）としてタングステン（Ｗ）を用いた。ＬＴＣＣ基板では導電材料として、タングステン（Ｗ）より熱伝導率の高い銅（Ｃｕ）を用いた。またＬＴＣＣ基板では、導電材料として、例えば銀（Ａｇ）を用いることもある。銀（Ａｇ）は、熱伝導率が４２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）と、より高い。このように、ＨＴＣＣ基板よりも、ＬＴＣＣ基板を用いた方が、良好な放熱性を得ることができる。

実施例３は、電子デバイスをモジュール化した例である。図７（ａ）は、実施例３に係る電子デバイス３００を例示する断面図であり、図７（ｂ）は、実施例３に係る電子デバイスの絶縁性基板１０を例示する平面図である。尚、図７（ｂ）においては、電極１４ａ、電極１４ｂ及び電極１４ｄ、並びにビア配線１６ａ、ビア配線１６ｂ及びビア配線１６ｄは省略して図示した。尚、ここでは前記実施例に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。

図７（ａ）に示すように、実施例３に係る電子デバイス３００は、絶縁性基板１０上にパワーアンプ２０と共にＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）デバイスチップ３２を備える。このように、電子デバイス３００は複数の部品を備えたモジュールである。ＳＡＷデバイスチップ３２は、絶縁性基板１０上にフリップチップ実装され、絶縁性基板１０との間に空隙３３を有する。ＳＡＷデバイスチップ３２は、絶縁性基板１０との対向面に、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）、及び反射器等を含み、弾性波を励振する振動部（不図示）を配置されている。かかる振動部が空隙３３に露出している。このため、振動部の振動は妨げられず、ＳＡＷデバイスチップ３２の特性は良好となる。

絶縁性基板１０には、外部接続電極１２ａ〜１２ｄ、電極１４ａ〜１４ｄ、及びビア配線１６ａ〜１６ｄ、及び内部配線層１８ａ〜１８ｃが設けられている。電極１４ｃは、絶縁性基板１０の上面に於いて、パワーアンプ２０とＳＡＷデバイスチップ３２との間、並びにかかる絶縁性基板１０の外周縁部に沿って、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を囲むように配設されている。一方、封止部材２２は、電極１４ｃと接合し、かつパワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２それぞれの上面及び側面を覆う。封止部材２２は、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を封止する。

ＳＡＷデバイスチップ３２と、絶縁性基板１０に設けられた電極１４ｄとは、バンプ２４により電気的に接続されている。また、絶縁性基板１０下面に設けられた外部接続電極１２ｄと、電極１４ｄとは、絶縁性基板１０内部に設けられ絶縁性基板１０を貫通するビア配線１６ｄにより、電気的に接続されている。外部接続電極１２ｄ及び電極１４ｄは、ＳＡＷデバイスチップ３２の信号用電極として機能する。

図７（ｂ）に示すように、絶縁性基板１０の上面には、電極１４ｃが設けられていない２つの領域１１ａ及び領域１１ｂがある。電極１４ｃが設けられていない領域のうち、図７（ｂ）中の左側の領域１１ａにはパワーアンプ２０が実装され、右側の領域１１ｂにはＳＡＷデバイスチップ３２が実装される。即ち、電極１４ｃは、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２の各々を囲んで配設されている。尚、かかる電極１４ｃは、平面視した場合、パワーアンプ２０或いはＳＡＷデバイスチップ３２を囲繞する一つの環状のパターンとして配設されず、例えばその幅方向に横切る単数或いは複数のスリットが設けられて、一部が開放された環状とされるか、或いは分割された形態をなすこともある。

次に実施例３に係る電子デバイス３００における熱伝導について説明する。図８は、実施例３に係る電子デバイスにおける熱伝導を例示する断面図である。

図８に示すように、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を封止する封止部材２２、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２各々の周辺に設けられた外部接続電極１２ｃ、電極１４ｃ及びビア配線１６ｃが放熱経路として機能する。このため、パワーアンプ２０から発生する熱は、図８中の電子デバイス３００の右端、左端、及びパワーアンプ２０とＳＡＷデバイスチップ３２との間から放熱される。また、ＳＡＷデバイスチップ３２から発生する熱は、バンプ２４、電極１４ｄ、ビア配線１６ｄ及び外部接続電極１２ｄを介して伝導され、放熱される。また熱は、封止部材２２、電極１４ｃ、ビア配線１６ｃ、内部配線層１８ｃ及び外部接続電極１２ｃを介して伝導され、放熱される。

実施例３によれば、封止部材２２は、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を封止する。このため、放熱経路が増え、より良好な放熱性を得ることができる。また、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２は絶縁性基板１０にフリップチップ実装されている。このため、電子デバイス３００の小型化・薄型化が可能である。

また、封止部材２２により、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２が気密封止されるため、ＳＡＷデバイスチップ３２の振動部に異物が付着すること、及び振動部が水分により腐食すること等が抑制される。このため、ＳＡＷデバイスチップ３２の特性は良好に維持される。また、封止部材２２はパワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２の両方を外部のノイズから遮断する遮蔽層（シールド層）として機能する。尚、実施例３においては、弾性波デバイスチップとしてＳＡＷデバイスチップ３２を用いたが、例えば弾性境界波デバイスチップ、或いはＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator：圧電薄膜共振子）を用いたデバイスチップ等、他の弾性波デバイスチップを用いることもできる。

実施例４は、電子デバイスをモジュール化した別の例である。図９（ａ）は、実施例４に係る電子デバイス４００を例示する断面図であり、図９（ｂ）は、実施例４に係る電子デバイス４００を例示する平面図である。図９（ａ）は、図９（ｂ）に示される線Ｂ−Ｂに沿う電子デバイス４００の断面を、模式的に示している。一方、図１０は、実施例４に係る電子デバイス４００の基板を例示する平面図である。尚、図１０においては、電極１４ａ、電極１４ｂ、電極１４ｄ及び電極１４ｅ、並びにビア配線１６ａ、ビア配線１６ｂ、及びビア配線１６ｄは省略して図示した。尚、ここでは前記実施例に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施例４に係る電子デバイス４００は、パワーアンプ２０と共に、ＳＡＷデバイスチップ３２及びチップ部品３４を備える。図９（ａ）に示すように、絶縁性基板１０は、電極１４ａ〜１４ｄに加えて、電極１４ｅを備える。チップ部品３４は、半田３６により、絶縁性基板１０に設けられた電極１４ｅと電気的に接続されている。チップ部品３４は、例えばチップコンデンサ又はチップインダクタ等である。また、電極１４ｃは、パワーアンプ２０、ＳＡＷデバイスチップ３２及びチップ部品３４を完全に囲むように設けられている。

図１０に示すように、絶縁性基板１０の上面には、電極１４ｃが設けられていない３つの領域１１ａ、領域１１ｂ及び領域１１ｃがある。領域１１ａにはパワーアンプ２０が実装される。領域１１ｂにはＳＡＷデバイスチップ３２が実装される。領域１１ｃにはチップ部品３４が実装される。このように、電極１４ｃは、パワーアンプ２０、ＳＡＷデバイスチップ３２及びチップ部品３４の各々を囲んで配設されている。尚、かかる電極１４ｃは、平面視した場合、パワーアンプ２０、ＳＡＷデバイスチップ３２或いはチップ部品３４を囲繞する一つの環状のパターンとして配設されず、例えばその幅方向に横切る単数或いは複数のスリットが設けられて、一部が開放された環状とされるか、或いは分割された形態をなすこともある。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、封止部材２２は、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２各々の上面及び側面を覆い、封止する。その一方で、封止部材２２は、チップ部品３４の側面には接触せず、離間して、かかるチップ部品３４を壁状に囲む。また、かかる封止部材２２は、チップ部品３４の上に設けられていない。

実施例４によれば、電子デバイス４００がパワーアンプ２０と共に、ＳＡＷデバイスチップ３２並びにチップ部品３４を備えたモジュールである場合にも、良好な放熱性を得ることができ、かつ小型化・薄型が可能となる。また、封止部材２２は、チップ部品３４の端子に配設された半田３６とは離間している。このため、封止部材２２とチップ部品３４とがショートすることは抑制され、電子デバイス４００の特性は維持される。尚、電子デバイス４００が備えるチップ部品３４は２個としたが、その数はかかる電子デバイスの機能などに応じて選択・決定される。実施例３及び実施例４に示したように、本発明に於ける電子デバイスは、パワーアンプ２０のような能動素子と、ＳＡＷデバイスチップ３２又はチップ部品３４のような受動素子とを実装したモジュールとすることができる。

図１１は、実施例５に係る電子デバイス５００を例示する断面図である。尚、ここでは前記実施例に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。

図１１に示すように、実施例５に係る電子デバイス５００は、封止部材２２の上面に金属層３８を備え、更に、かかる金属層３８の上面から封止部材２２の側面を覆う保護膜４０を備える。そして、保護膜４０は、封止部材２２と共に電極１４ｃと接触している。金属層３８は、例えばコバール（ＫＯＶＡＲ）合金等の金属からなる。保護膜４０は、例えばニッケル（Ｎｉ）、又は銅（Ｃｕ）等の金属からなる。

次に実施例５に係る電子デバイス５００の製造方法について説明する。図１２（ａ）から図１３（ｂ）は、実施例５に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。

まず多面取り構造の絶縁性基板１０の上面に、複数のパワーアンプ２０をフリップチップ実装する（図１２（ａ）参照）。尚、多面取り構造の絶縁性基板１０とは、例えば図２（ｂ）に示したような構成がマトリクス状に配列された基板である。パワーアンプ２０のフリップチップ実装の後、かかるパワーアンプ２０上に、錫銀（ＳｎＡｇ）等からなる半田シート４２と、コバール合金等からなる金属層３８との積層体を配置し、例えば窒素雰囲気中で、加熱及び加圧する。このとき、例えば半田の融点である約２７０℃まで加熱する。加圧は、金属層３８の上方から行われる。かかる加熱並びに加圧により、半田シート４２は溶融し、金属層３８を介して上から加圧されるため、電極１４ｃ上を流動する。これにより、半田が複数のパワーアンプ２０間に充填される。しかる後、半田の融点以下の温度とされることにより、半田は固化し、かかる半田は封止部材２２を形成する（図１２（ｂ）参照）。

次いで、前記パワーアンプ２０の間に於ける金属層３８並びに封止部材２２、即ち半田材に対して所謂ダイシング処理を行い、パワーアンプ２０間において、封止部材２２及び金属層３８の積層構造体を、各パワーアンプ２０に対応して切断・分離する。図１２（ｂ）に於いて、矢印は、かかるダイシング処理の対象部を示している。尚、かかるダイシング処理を第１のダイシング処理とする。この結果、パワーアンプ２０の間には溝が形成される。（図示せず）このとき、絶縁性基板１０は切断されず、その表面に在る電極１４ｃの一部が表出される。かかるダイシング処理の後、各パワーアンプ２０に於ける金属層３８の露出表面、封止部材２２の側面、並びに表出されている絶縁性基板１０、電極１４ｃを被覆して、保護膜４０を形成する（図１３（ａ）参照）。かかる保護膜４０としては、例えばニッケル（Ｎｉ）が適用され、無電解メッキ法、電解メッキ法、或いは蒸着法などにより、厚さ１０〜２０μｍ程に被着される。しかる後、前記第１のダイシング処理に於いて形成された溝部に対して再度ダイシング処理を行い、前記保護膜４０、電極１４ｃ並びに絶縁性基板１０をその厚さ方向に切断・分離する。かかるダイシング処理を第２のダイシング処理とする。第２のダイシング処理により、複数の電子デバイス５００が形成される（図１３（ｂ）参照）。

実施例５によれば、実施例１〜４と同様に、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化が可能な電子デバイスを得ることができる。また金属層３８と絶縁性基板１０との間の熱膨張係数の差が小さい場合、絶縁性基板１０とパワーアンプ２０との熱膨張係数の差に起因する応力を抑制することができる。放熱性及び応力抑制の観点から、金属層３８はコバール合金で形成することが好ましい。これにより、電子デバイス５００の特性及び信頼性が向上する。また、図１３（ａ）に示したように、金属層３８を絶縁性基板１０に押し付けることにより、溶融した半田をもって封止部材２２を形成することができ、工程が簡単になる。

金属層３８及び保護膜４０により、封止部材２２を保護しているため、封止部材２２が例えば外力、熱等により変形することが抑制される。特に、保護膜４０は、封止部材２２の側面から絶縁性基板１０上を覆うため、封止の気密性を高めることができる。封止部材２２の保護のためには、かかる金属層３８並びに保護膜４０は、封止部材２２よりも高い融点を有することが好ましい。尚、保護膜４０は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属以外に、例えばエポキシ樹脂等の樹脂により形成してもよい。

図１４は、実施例６に係る電子デバイスを例示する断面図である。尚、ここでは前記実施例に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。

図１４に示すように、実施例６は、前記図７、図８に示したところのモジュール化した電子デバイス３００に対して、前記金属層及び保護膜を設けた例である。すなわち、本実施例にあっては、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を封止する封止部材２２の上に於いて、パワーアンプ２０上及びＳＡＷデバイスチップ３２上に跨って（連続して）金属層３８が配設されている。そして、かかる金属層３８の露出表面並びに封止部材２２の側面を被覆して、保護膜４０が配設されている。このように、実施例６に係る電子デバイス６００は、実施例３に係る電子デバイス３００に金属層３８及び保護膜４０を追加したものである。

次に実施例６に係る電子デバイス６００の製造方法について説明する。図１５（ａ）から図１６（ｂ）は、実施例６に係る電子デバイス６００の製造方法を例示する工程断面図である。図１２（ａ）から図１３（ｂ）において既述した構成については、説明を省略する。

まず、多面取り構造の絶縁性基板１０の上面に、複数のパワーアンプ２０及び複数のＳＡＷデバイスチップ３２をフリップチップ実装する（図１５（ａ）参照）。その後、かかるパワーアンプ２０並びにＳＡＷデバイスチップ３２上に、半田シート４２と金属層３８との積層体を配置し、加熱及び加圧する。加熱並びに加圧により、半田シート４２は溶解し、且つパワーアンプ２０とＳＡＷデバイスチップ３２との間に半田が充填される。しかる後、半田の融点以下の温度とされることにより、半田は固化し、かかる半田は封止部材２２を構成する（図１５（ｂ）参照）。次いで、前記パワーアンプ２０の間に於ける金属層３８並びに封止部材２２、即ち半田材に対して所謂ダイシング処理を行い、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を含むモジュール間において、封止部材２２及び金属層３８の積層構造体を、各モジュールに対応して切断・分離する。図１５（ｂ）に於いて、矢印は、かかるダイシング処理の対象部を示している。尚、かかるダイシング処理を第１のダイシング処理とする。この結果、各モジュール相互間には溝が形成される（図示せず）。このとき、絶縁性基板１０は切断されず、その表面に在る電極１４ｃの一部が表出される。かかるダイシング処理の後、各モジュールに於ける金属層３８の露出表面、封止部材２２の側面、並びに表出されている絶縁性基板１０、電極１４ｃを被覆して、保護膜４０を形成する（図１６（ａ）参照）。かかる保護膜４０としては、例えばニッケル（Ｎｉ）が適用され、無電解メッキ法、電解メッキ法、或いは蒸着法などにより、厚さ１０〜２０μｍ程に被着される。しかる後、前記第１のダイシング処理に於いて形成された溝部に対して、再度ダイシング処理を行い、前記保護膜４０、電極１４ｃ並びに絶縁性基板１０をその厚さ方向に切断・分離する。かかるダイシング処理を第２のダイシング処理とする。かかる第２のダイシング処理により、パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２を含むモジュール毎に分割され、複数の電子デバイス６００が形成される（図１６（ｂ）参照）。

実施例６によれば、実施例１〜５と同様に、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを得ることができる。また、実施例５と同様に、応力の抑制、及び封止部材２２の保護が可能となる。既述したように、ＳＡＷデバイスチップ３２は、異物の付着、水分の浸入等により特性が変動するので、金属層３８及び保護膜４０により保護することにより、効果的に特性及び信頼性を向上させることができる。

図１７は、実施例７に係る電子デバイスを例示する断面図である。尚、ここでは前記実施例に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。

実施例７は、モジュール化した電子デバイス７００において前記金属層及び保護膜を形成した別の例である。図１７に示すように、実施例７に係る電子デバイス７００にあっては、金属層３８はパワーアンプ２０を被覆している封止部材２２の上に設けられ、一方チップ部品３４の上には設けられていない。同様に、保護膜４０は、封止部材２２及び金属層３８を覆うように設けられ、チップ部品３４には接触していない。このように、実施例７に係る電子デバイス７００は、実施例４に係る電子デバイス４００に、金属層３８及び保護膜４０を追加したものである。

次に実施例７に係る電子デバイス７００の製造方法について説明する。まず、製造工程において用いる、金属層と半田シートとの積層体について説明する。図１８（ａ）は、金属層と半田シートとの積層体シートを例示する平面図であり、図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）は、金属層と半田シートとの積層体シートを例示する断面図である。尚、図１８（ｂ）は図１８（ａ）のＣ１−Ｃ１断面を示し、図１８（ｃ）は図１８（ａ）のＣ２−Ｃ２断面を示している。

かかる積層体シートにあっては、図１８（ａ）に示すように、１つの電子デバイスに対応する領域Ｓがマトリックス状に配置されている。１つの電子デバイスに対応する領域Ｓにあっては、チップ部品３４の搭載箇所（搭載領域）に対応する部位に開口（貫通孔）３７が設けられており、図１８（ｃ）に示すように、かかる開口３７内には金属層と半田シートとの積層体構造は存在していない。図１８（ａ）において点線で示したダイシングライン３５に沿って、後述するダイシング処理が行われる。

図１９（ａ）から図２０（ｂ）は、実施例７に係る電子デバイス７００の製造方法を例示する工程断面図である。図１２（ａ）から図１３（ｂ）において既述した構成については、説明を省略する。

まず、多面取り構造の絶縁性基板１０の上面に、電子デバイスに対応する複数の領域のそれぞれに、パワーアンプ２０、チップ部品３４、並びにＳＡＷデバイスチップ３２（不図示）を実装する。その後、かかるパワーアンプ２０、チップ部品３４、並びにＳＡＷデバイスチップ３２上に、半田シート４２と金属層３８との積層体を配置し、加熱及び加圧する。この時、半田シート４２と金属層３８との積層体に於ける前記開口（貫通孔）３７はチップ部品３４上に位置している（図１９（ａ）参照）。加熱並びに加圧により、半田シート４２は溶解し、且つパワーアンプ２０とＳＡＷデバイスチップ３２との間に半田が充填される。半田シート４２がチップ部品３４の上には配置されていないため、溶融した半田によりチップ部品３４が短絡することはない。短絡を確実に防止するために、より好ましくは、パワーアンプ２０又はＳＡＷデバイスチップ３２とチップ部品３４との間に金属配線などが無いことが望ましい。半田が濡れて、チップ部品３４まで到達するおそれがあるためである。しかる後、半田の融点以下の温度とされることにより、半田は固化し、かかる半田は封止部材２２を構成する（図１９（ｂ）参照）。

次いで、前記パワーアンプ２０の間に於ける金属層３８並びに封止部材２２、即ち半田材に対して所謂ダイシング処理を行い、パワーアンプ２０、ＳＡＷデバイスチップ３２並びにチップ部品３４を含むモジュール間において、封止部材２２及び金属層３８の積層構造体を、各モジュールに対応して切断・分離する。図１９（ｂ）に於いて、矢印は、かかるダイシング処理の対象部を示している。尚、かかるダイシング処理を第１のダイシング処理とする。この結果、各モジュール相互間には溝が形成される（図示せず）。このとき、絶縁性基板１０は切断されず、その表面に在る電極１４ｃの一部が表出される。かかるダイシング処理の後、各モジュールに於ける金属層３８の露出表面、封止部材２２の側面、並びに表出されている絶縁性基板１０、電極１４ｃを被覆して、保護膜４０を形成する（図２０（ａ）参照）。かかる保護膜４０としては、例えばニッケル（Ｎｉ）が適用され、無電解メッキ法、電解メッキ法、或いは蒸着法などにより、厚さ１０〜２０μｍ程に被着される。尚、このとき、チップ部品３４には電流が流れず、保護膜４０が形成されることはなく、チップ部品３４が短絡することはない。しかる後、前記第１のダイシング処理に於いて形成された溝部に対して、再度ダイシング処理を行い、前記保護膜４０、電極１４ｃ並びに絶縁性基板１０をその厚さ方向に切断・分離する。かかるダイシング処理を第２のダイシング処理とする。かかる第２のダイシング処理により、パワーアンプ２０、ＳＡＷデバイスチップ３２並びにチップ部品３４を含むモジュール毎に分割され、複数の電子デバイス７００が形成される。（図２０（ｂ）参照）

実施例７によれば、実施例１〜６と同様に、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを実現することができる。また、封止部材２２及び保護膜４０は、チップ部品３４に接触しない。このため、ショートを抑制することができる。

図２１は、実施例８に係る電子デバイスを例示する断面図である。

実施例８は、実施例７において形成される電子デバイスに対し、金属材料からなる保護膜に代えて、絶縁物材料からなる保護膜を配設してなる電子デバイス８００を示している。図２１に示すように、保護膜４５は、金属層３８、封止部材２２の露出表面並びにチップ部品３４を被覆して配設されている。そして、かかる保護膜４５は、封止部材２２とチップ部品３４との間、更にチップ部品３４相互間に充填されている。保護膜４５としては、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂体が適用される。

次に実施例８に係る電子デバイス８００の製造方法について説明する。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、実施例８に係る電子デバイスの製造方法を例示する工程断面図である。

前記図１９（ｂ）に示した第１のダイシング処理工程の後、各モジュールに於ける金属層３８の露出表面、封止部材２２の側面、並びに表出されている絶縁性基板１０、電極１４ｃを被覆して、前述の如きエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を充填・被覆して、保護膜４５を形成する（図２２（ａ）参照）。しかる後、前記第１のダイシング処理に於いて形成された溝部に対して、再度ダイシング処理を行い、前記絶縁物からなる保護膜４５、電極１４ｃ並びに絶縁性基板１０をその厚さ方向に切断・分離する。かかるダイシング処理を第２のダイシング処理とする。かかる第２のダイシング処理により、パワーアンプ２０、ＳＡＷデバイスチップ３２並びにチップ部品３４を含むモジュール毎に分割され、複数の電子デバイス８００が形成される（図２２（ｂ）参照）。図２２（ｂ）に於いて、矢印は、かかる第２のダイシング処理の対象部を示している。

実施例８によれば、実施例１〜７と同様に、良好な放熱性を有し、かつ小型化・薄型化可能な電子デバイスを実現することができる。また、保護膜４５は絶縁膜であるため、チップ部品３４と接触してもショートを抑制することができる。従って、保護膜４５によりチップ部品３４を覆うことにより、より効果的に電子デバイスを保護することができる。

実施例９は、内部配線の構成を変更した例である。まず始めに、電子デバイスにおける温度分布について説明する。図２３（ａ）は、実施例２に係る電子デバイスにおけるパワーアンプ内の温度分布を例示する図である。図２３（ｂ）は、実施例３に係る電子デバイスにおけるパワーアンプ内の温度分布を例示する図である。図示した温度分布は、パワーアンプ２０を上から見た際のものである。図中の実線は、同じ温度の領域を示す等値線である。点線Ｄは、パワーアンプ２０の中心を示す。

図２３（ａ）に示すように、実施例２に係る電子デバイス２００においては、パワーアンプ２０の中心において、パワーアンプ２０内の温度は最高温度Ｔ０となる。Ｔ０は例えば８０℃である。パワーアンプ２０の中心から離れるにつれて、温度は低下する。温度を表す等値線は、パワーアンプ２０の中心から同心円を描く。言い換えれば、パワーアンプ２０内の温度分布は、パワーアンプ２０の中心に対して対称的となっている。これは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、外部接続電極１２ａ〜１２ｃ、電極１４ａ〜１４ｃ、ビア配線１６ａ〜１６ｃ、及び内部配線層１８ａ〜１８ｃの配置が対称的であるため、放熱性も対称的となることによる。

図２３（ｂ）に示すように、実施例３に係る電子デバイス３００においては、最高温度Ｔ０は７５℃である。これは図８において既述したように、放熱経路が多くなり、放熱性がより良好になることによる。しかしながら、最高温度を示す領域は、パワーアンプ２０の中心よりも図２３（ｂ）中の左側に位置している。言い換えれば、図７（ａ）においてパワーアンプ２０の中心から見て、ＳＡＷデバイスチップ３２から遠い位置において、温度は最高となる。パワーアンプ２０及びＳＡＷデバイスチップ３２各々の周辺に電極１４ｃ及びビア配線１６ｃが設けられる。このため、パワーアンプ２０とＳＡＷデバイスチップ３２との間、及び図７（ａ）におけるＳＡＷデバイスチップ３２の右側にも放熱経路が形成され、放熱性がパワーアンプ２０の中心に対して対称的にならない。従って、パワーアンプ２０の右側の方が、左側よりも良好な放熱性を有することになる。この結果、温度はパワーアンプ２０の中心から左側にずれた位置において最高となり、温度分布はパワーアンプ２０の中心に対して対称的とならない。

図２４（ａ）は、実施例９に係る電子デバイスを例示する断面図であり、図２４（ｂ）は、実施例９に係る電子デバイスの基板の構成を示す平面図である。ここで、図２４（ａ）は、図２４（ｂ）に示される線Ｆ−Ｆに沿うパワーアンプ２０の搭載部並びにこれに連続するＳＡＷデバイスチップの搭載部の断面を模式的に示しており、一方、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）における線Ｅの左側に位置する部位、即ちパワーアンプ２０の搭載部について表示している。かかる図２４（ｂ）に於いては、多層配線構造を有する絶縁性基板１０に於ける、パワーアンプ２０の搭載部直下並びにその周囲の、内部配線層の構成を示しており、また線Ｄは、前記図２３に於ける線Ｄに対応している。尚、ここでは前記実施例に於ける構成に対応する構成・部位には同じ参照番号を付して、その説明を省略する。

図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示すように、実施例９に係る電子デバイス９００においては、パワーアンプ２０の搭載部直下に配設されている内部配線層１８ａとパワーアンプ２０の搭載部周辺に配設されている内部配線層１８ｃとの間が、内部配線層（内部金属層）１８ｆにより接続されて、連続・一体化されている。即ち、内部配線層１８ａは、内部配線層１８ｃに対して、内部配線層１８ｆを介して、電気的のみならず、熱的にも接続されている。かかる内部配線層１８ｆは、ＳＡＷデバイスチップ３２の搭載部から遠い側に設けられており、またビア配線１６ｆを介して、電極１４ｆ並びに外部接続電極１２ｆに接続されている。かかる構成によれば、パワーアンプ２０の動作に伴いその搭載領域直下に伝達された熱は、内部配線層１８ａ並びに内部配線層１８ｆを介して、ＳＡＷデバイスから遠ざかる方向に伝達され内部配線層１８ｃに至る。外部接続電極１２ａ、外部接続電極１２ｃ及び外部接続電極１２ｆ、並びに電極１４ａ、電極１４ｃ及び電極１４ｆは、接地電極として機能する。

一方、内部配線層１８ａとＳＡＷデバイスチップ３２側に配設された内部配線層１８ｃとの間には、内部配線層１８ｇ（第２内部放熱パターン）が選択的に設けられている。内部配線層１８ｇは、絶縁性基板１０のパワーアンプ２０の中心に対応する位置から見て、ＳＡＷデバイスチップ３２に近い側に位置している。内部配線層１８ｇは、内部配線層１８ａ及び内部配線層１８ｃからは離間して配設されている。そして、外部接続電極１２ｇ、電極１４ｇ、ビア配線１６ｇ及び内部配線層１８ｇは、互いに、熱的及び電気的に接続している。外部接続電極１２ｇ及び電極１４ｇは、パワーアンプ２０と信号の入出力を行うための信号用電極として機能する。

実施例９に於ける電子デバイス９００にあっては、パワーアンプ２０の中心から見てＳＡＷデバイスチップ３２に遠い側に位置する内部配線層１８ｈ（第１内部放熱パターン）は、ＳＡＷデバイスチップ３２に近い側に位置する内部配線層１８ｇ（第２内部放熱パターン）よりも大きな面積を有する。このため、ＳＡＷデバイスチップ３２に遠い側の放熱性が良好となる。従って、パワーアンプ２０の中心に対して対称的となる。この結果、温度分布は、図２３（ａ）に示すようにパワーアンプ２０の中心に対して対称的となる。また、パワーアンプ２０の両側の放熱性がより良好になる。この結果、最高温度Ｔ０は例えば７０℃となる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

絶縁性基板 １０
外部接続電極 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｆ、１２ｇ
電極 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ
ビア配線 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｆ、１６ｇ
内部配線層 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｆ、１８ｇ
パワーアンプ ２０
封止部材 ２２
バンプ ２４
マザーボード ３０
ＳＡＷデバイスチップ ３２
チップ部品 ３４
金属層 ３８
保護膜 ４０、４５
電子デバイス １００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板の上面にフリップチップ実装された能動素子と、
   前記基板上に設けられ、前記能動素子を封止し、前記能動素子より高い熱伝導率を有する封止部と、
   前記基板を貫通し、前記封止部と接触し、前記基板より高い熱伝導率を有する放熱部と、を具備することを特徴とする電子デバイス。
2. 前記封止部は金属からなることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
3. 前記放熱部は、ビア配線であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子デバイス。
4. 前記放熱部の電位は接地電位であることを特徴とする請求項３記載の電子デバイス。
5. 前記基板内に設けられ、前記放熱部と接触する内部放熱パターンを具備することを特徴とする請求項１から４いずれか一項記載の電子デバイス。
6. 前記基板の上面に実装された弾性波デバイスを具備し、
   前記封止部は、前記能動素子と前記弾性波デバイスチップとを封止することを特徴とする請求項１から５いずれか一項記載の電子デバイス。
7. 複数の前記内部放熱パターンのうち、前記能動素子の中心から見て前記弾性波デバイスチップに遠い第１内部放熱パターンは、前記能動素子の中心から見て前記弾性波デバイスチップに近い第２内部放熱パターンより大きいことを特徴とする請求項６記載の電子デバイス。
8. 前記基板の上面に実装されたチップ部品を具備することを特徴とする請求項１から７いずれか一項記載の電子デバイス。
9. 前記封止部の上に設けられ、前記封止部より高い融点を有する金属層を具備することを特徴とする請求項１から８いずれか一項記載の電子デバイス。
10. 前記封止部を覆う保護膜を具備することを特徴とする請求項１から９いずれか一項記載の電子デバイス。
    
    

Images