JP4238126B2 - 半導体モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、電化製品のリモコンや、パーソナルコンピュータおよび携帯電話機などに組み込まれて用いられる赤外線通信モジュール、その他の半導体モジュールに関する。
半導体モジュールの一例としては、赤外線通信モジュールがある（たとえば特許文献１）。図１０〜図１２は、このような赤外線通信モジュールの一例を示している。この赤外線通信モジュールＸは、半導体装置９０と導体カバー９６とを備えている。半導体装置９０は、基板９１、ＬＥＤ９２、およびフォトダイオード９３を備えており、赤外線の送受信が可能に構成されている。ＬＥＤ９２から発せられた赤外線は、封止樹脂部９５に形成されたレンズ部９５ａにより指向性を高められて上方へと出射され、レンズ部９５ｂに向かってきた赤外線は、フォトダイオード９３の受光面に集光される。導体カバー９６は、端子部９６ａを利用してグランド接続されており、ＬＥＤ９２、フォトダイオード９３およびＩＣチップ９４が外部ノイズの影響を受けることを防止することができる。図１１によく表われているように、導体カバー９６は、接着剤９８により封止樹脂部９５に接着されている。接着剤９８を用いれば、導体カバー９６を半導体装置９０に容易かつ強固に固定することができる。
特開２００１−１３５８５９号公報（図１）
しかしながら、導体カバー９６は、接着剤９８のみを介して封止樹脂部９５に支持されているために、導体カバー９６を半導体装置９０に接着する際に、導体カバー９６が押圧されると接着剤９８が押し広げられて導体カバー９６からはみ出す場合がある。特に、接着剤９８が塗布される量が多すぎたり、導体カバー９６が半導体装置９０に押付けられる力が強すぎると、接着剤９８のはみ出し量も多くなる。このようなことを生じたのでは、赤外線通信モジュールＸの外観を損ねたり、はみ出した接着剤９８が封止樹脂部９５のレンズ部９５ａ，９５ｂに付着して、赤外線通信モジュールＸの通信機能を低下させる虞れがある。また、導体カバー９６は半導体装置９０に直接接していないために、導体カバー９６の押付けが不均一となり易く、導体カバー９６が半導体装置９０に対して傾いた姿勢で接着される可能性がある。グランド接続用の端子部９６ａは、接着箇所から離間した位置に形成されているために、導体カバー９６の傾きによる位置ずれが大きくなる。端子部９６ａの位置ずれが大きいと、グランド接続が適切に行なわれず、導体カバー９６の電磁シールド効果が十分に発揮されない場合があった。
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、電磁シールド用の導体カバーから接着剤がはみ出すこと、および上記導体カバーが傾いた姿勢で半導体装置に接着されることを防止することが可能な半導体モジュールを提供することを課題としている。
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
本発明によって提供される半導体モジュールは、半導体チップを有する半導体装置と、上記半導体装置に接着剤層を介して接着された電磁シールド用の導体カバーと、を備えた半導体モジュールであって、上記導体カバーの上記接着剤層と対向する面には、上記接着剤層側に突出した突出部が形成されており、上記突出部の周辺は、上記接着剤層を形成する接着剤を滞留させるための空間部となっているとともに、上記半導体装置の上記接着剤層と対向する面には、凹部が形成されており、上記突出部の少なくとも一部は、上記凹部を避けた位置に配置されていることを特徴としている。
このような構成によれば、上記突出部を上記半導体装置に当接させることにより上記突出部の周辺に空間部を確保可能であり、この空間部内に上記接着剤を滞留させることができる。このため、上記導体カバーと上記半導体装置とを接着する際に、上記接着剤がはみ出すことを防止可能である。したがって、上記半導体モジュールの外観を損ねたり、その通信機能を低下させることを回避することができる。また、上記導体カバーが上記接着剤のみにより支持される場合と比べて、上記突出部が上記半導体装置に当接することにより上記導体カバーの姿勢が規制され、上記導体カバーの傾きを抑制することができる。たとえば、上記導体カバーをグランド接続する場合に、上記半導体モジュールが搭載される機器と上記導体カバーとのグランド接続対象部位どうしが不当にずれることを回避可能である。したがって、上記導体カバーのグランド接続を確実化して電磁シールド効果を有効に発揮させることができる。さらに、上記導体カバーを上記半導体装置に接着する工程において、上記凹部から盛り上がるように接着剤を塗布することにより、上記凹部を備えない構成と比べてより多くの接着剤を塗布することが可能である。また、上記突出部の少なくとも一部を上記半導体装置の上記凹部以外の部分に当接させることが可能であるために、上記突出部が上記凹部に入り込んで上記接着剤が上記導体カバーからはみ出したり、上記導体カバーが不当に傾くことなどを回避することができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出部は、３以上あり、これらは、それぞれが三角形の頂点に相当する配置とされている。
このような構成によれば、上記導体カバーは、３点で安定して支持される。したがって、上記導体カバーが、上記半導体装置に対して不当に傾くことを抑制するのに好適である。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出部は、２以上あり、これらは、長細形状であって、これらの中心軸が互いに一致しないように配置されている。このような構成によっても、上記実施形態と同様に、上記導体カバーの傾きを抑制するのに好適である。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体カバーは、金属製であり、上記突出部は、エンボス加工により形成されている。このような構成によれば、上記突出部を容易に形成することができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体装置は、赤外線を発光可能な発光素子と赤外線を受光感知可能な受光素子とＩＣチップとを備えており、送受信が可能な赤外線通信モジュールとして構成されている。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
図１〜図３は、本発明に係る赤外線通信モジュールの一例を示している。本実施形態の赤外線通信モジュールＡ１は、たとえば携帯型のパーソナルコンピュータ（図示略）に搭載されて双方向通信に用いられるものであり、半導体装置１０と、導体カバー６とを備えている。半導体装置１０は、基板１、ＬＥＤ２、フォトダイオード３、ＩＣチップ４、および封止樹脂部５を具備している。
基板１は、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁体により形成されており、平面視長矩形状とされている。図２によく表われているように、ＬＥＤ２は、赤外線を発光可能であり、基板１の一端部寄りに実装されている。フォトダイオード３は、赤外線を受光して、この赤外線に応じた光起電力を生じて電流を流すことが可能であり、基板１の他端部寄りに実装されている。ＩＣチップ４は、送信すべき信号に対応してＬＥＤ２を発光させたり、フォトダイオード３からの電流を出力信号に変換して、上記パーソナルコンピュータに搭載された制御機器に出力するものであり、基板１の長手方向中央付近に実装されている。
封止樹脂部５は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂を用いて、トランスファーモルド法によりＬＥＤ２、フォトダイオード３、およびＩＣチップ４を封止するように基板１上に形成されており、可視光は透過させないが、赤外線を十分良好に透過させる性質を有する。封止樹脂部５の上部には、上方に膨出したレンズ部５ａ，５ｂが形成されている。レンズ部５ａは、ＬＥＤ２の上方に形成されており、ＬＥＤ２から発せられた赤外線の指向性を高めるためのものである。レンズ部５ｂは、フォトダイオード３の上方に形成されており、向かってきた赤外線をフォトダイオード３上に集光するためのものである。封止樹脂部５の上面部には凹部５ｄが形成されている。この凹部５ｄは、たとえば、トランスファーモールド法による封止樹脂部５の成形工程において、金型から微小寸法だけ突出するように設けられたエジェクトピンの先端部によって形成されたものである。この凹部５ｄは、後述するように接着剤８の塗布に利用可能である。
導体カバー６は、ＬＥＤ２から発生する電磁波が赤外線通信モジュールＡ１外に漏洩することや、赤外線通信モジュールＡ１外からの電磁波がＩＣチップ４に影響を及ぼすことを抑制するといった、いわゆる電磁シールドのために用いられるものである。この導体カバー６は、金属板が折り曲げられるなどして形成されたものであり、レンズ部５ａ，５ｂを露出させつつ封止樹脂部５の一部を覆うように設けられている。導体カバー６の上板部６ｕは、封止樹脂部５の上面５ｃの一部を覆っており、導体カバー６の側板部６ｓは、封止樹脂部５の側面５ｓの一部を覆っている。後述するように、導体カバー６は、接着剤８により封止樹脂部５に接着されている。導体カバー６の下部には、グランド接続用の端子部６ｂが側方に延出するように設けられている。この端子部６ｂは、上記パーソナルコンピュータのグランド端子に導通接続される。
図１によく表われているように、導体カバー６の上板部６ｕには、下向きに突出した４つの突出部６ａが形成されている。これらの突出部６ａは、凹部５ｄを避けた位置に配置されている。図２によく表われているように、これらの突出部６ａは、たとえばエンボス加工により形成されたものであり、その下端部が封止樹脂部５の上面５ｃに当接している。このことにより、導体カバー６の突出部６ａ以外の下面６ｃと封止樹脂５の上面５ｃとの間には、空間部７が形成されている。
接着剤８は、導体カバー６を封止樹脂部５に接着するためのものであり、空間部７に充填されている。なお、接着剤８の充填は、凹部５ｄから盛り上がるように接着剤８を塗布した後に、導体カバー６を封止樹脂部５に押し付けて、接着剤８を空間部７内に押し広げることにより行なうことができる。
本実施形態の赤外線通信モジュールＡ１によれば、突出部６ａが封止樹脂部５に当接することにより、空間部７を確保可能である。導体カバー６を封止樹脂部５に接着する際に、突出部６ａにより接着剤８が押し広げられても、この接着剤８を空間部７内に滞留させておくことができる。したがって、接着剤８が導体カバー６からはみ出すことを防止可能であり、赤外線通信モジュールＡ１の外観を損ねたり、接着剤８がレンズ部５ａ，５ｂに付着するなどして通信機能を低下させることを回避することができる。
導体カバー６は、４つの突出部６ａにより支持されるために、上板部６ｕが封止樹脂部５の上面５ｃに対して不当に傾いて接着されることが回避される。図３によく表われているように、端子部６ｂは、導体カバー６の上板部６ｕから下方に離間した位置に設けられているために、上板部６ｕが上面５ｃに対して傾いた状態で接着されると、端子部６ｂの位置に大きなずれを生じ易い。このようなずれが生じると、端子部６ｂのグランド接続が適切に行なわれないために、導体カバー６の電磁シールド効果が十分に発揮されない虞れがある。本実施形態においては、上述したように導体カバー６の傾きを抑制可能であり、端子部６ｂの位置ずれを少なくして、導体カバー６の電磁シールド効果を適切に発揮させるのに好適である。
また、凹部５ｄが設けられることにより、このような凹部が形成されていない場合と比べて、凹部５ｄの容積分だけ多くの接着剤８を塗布可能である。したがって、導体カバー６と封止樹脂部５との接着強度を高めて、導体カバー６の剥離を抑制するのに好適である。さらに、４つの突出部６ａは、いずれも凹部５ｄを避けた位置に配置されているために、４つの突出部６ａのいずれかが凹部５ｄに入り込むなどして、導体カバー６が封止樹脂部５に対して不当に傾いてしまうことを防止可能である。
図４〜図９は、本発明に係る赤外線通信モジュールの他の例を示している。図４〜図６に示された赤外線通信モジュールは、導体カバー６に設けられる突出部６ａの形状、個数および配置が、上記実施形態の赤外線通信モジュールとは異なっている。また、図７〜図９に示された赤外線通信モジュールは、封止樹脂部に突起部が形成されている点が、上記実施形態の赤外線通信モジュールとは異なっている。なお、図４以降の図面においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
図４に示す実施形態は、導体カバー６に３つの突出部６ａが形成された構成とされている。各突出部６ａは、その一部が平面視において封止樹脂部５の凹部５ｄの一部と重複する配置とされている。
本実施形態によれば、突出部６ａの個数が３つであるために、突出部６ａの個数が４つである上記実施形態と比べて、これらの突出部６ａに囲まれた領域を小さくすることが可能である。したがって、赤外線通信モジュール自体の小型化に有利である。また、各突出部６ａの一部は、凹部５ｄの一部と重複する配置とされており、これらの突出部６ａに囲まれた領域を小さくするのに好適である。各突出部６ａの一部が凹部５ｄの一部と重複しても、各突出部６ａのそれ以外の部分が封止樹脂部の上面（図示略）と当接しており、各突出部６ａが凹部５ｄに入り込むことが無いために、導体カバー６が不当に傾くことを防止可能である。なお、本実施形態から理解されるように、３つの突出部６ａを非直線状の配列とすれば、導体カバー６の傾き防止を図ることができる。
図５に示す実施形態は、２つの長細形状の突出部６ａが形成された構成とされている。これらの突出部６ａは互いに離間しつつ、略平行な配置とされている。本実施形態によれば、突出部６ａの個数が少ないために、たとえば突出部を形成するための金型の形状を簡素化することが可能である。また、２つの突出部６ａの中心軸は平行とされており、互いに一致する配置となっていない。このため、導体カバー６の傾きを抑制することができる。
図６に示す実施形態においては、導体カバー６に略十字形状の突出部６ａが設けられている。本実施形態によれば、１つの突出部６ａによって、導体カバー６の傾きを回避可能である。また、突出部６ａの長さを、たとえば凹部５ｄに対して十分に長いものとしておけば、凹部５ｄの位置に多少の変更があっても、突出部６ａが凹部５ｄに入り込む虞れが少ない。したがって、突出部６ａの一部を凹部５ｄ以外の部分に確実に当接させて、導体カバー６を適切に接着させることが可能である。
図７〜図９は、本発明に係る赤外線通信モジュールの他の例を示している。本実施形態の赤外線通信モジュールＡ２においては、封止樹脂部５の上面部に３つの突出部５ａが形成されている点が、上記実施形態の赤外線通信モジュールＡ１とは異なる。図８によく表われているように、３つの突出部５ａは、導体カバー６の下面６ｃと当接しており、これらの突出部５ａの周辺が、接着剤８を滞留させるための空間部７となっている。
このような実施形態によっても、上述した赤外線通信モジュールＡ１と同等に、接着剤８のはみ出しや、導体カバー６の不当な傾きを抑制することができる。また、封止樹脂部５が、トランスファーモールド法により成形される場合には、封止樹脂部５の成形において３つの突出部５ａを形成可能であり、３つの突出部５ａを形成するための工程を新たに追加する必要は無い。なお、本発明でいう突出部は、封止樹脂部５に限らず、半導体装置１０のそれ以外の部分に形成しても良い。
封止樹脂部５に突出部５ａを形成する場合においても、導体カバー６に突出部６ａを設ける場合と同様に、突出部５ａの形状、個数、および配置などは種々に変更可能である。たとえば、図９に示すような実施形態のように、２つの長細形状の突出部５ａを備える構成としてもかまわない。
本発明に係る半導体モジュールは、上記実施形態に限定されず、種々に変更可能である。
導体カバーに形成される突出部は、エンボス加工により形成されたものに限定されず、それ以外のたとえば所定形状に成形された金属片を導体カバーに接着することなどにより設けても良い。導体カバーと、半導体装置との双方に突出部を設け、これらの突出部どうしが対向するように配置された構成としても良い。導体カバーと半導体装置との接着位置は、図２および図３に示す導体カバー６の上板部６ｕと封止樹脂部５の上面５ｃとが接着された構成に限定されない。たとえば、封止樹脂部５の側面５ｓに凹部５ｄを形成し、導体カバー６の側面６ｓに突出部６ａを形成して、これらの面どうしを接着する構成としても良い。封止樹脂部に凹部が形成された構成は、多くの量の接着剤を塗布するのに好適であるが、本発明はこれに限定されず、そのような凹部を有しない構成であっても良い。また、導体カバーが封止樹脂部に接着される構成に限定されず、封止樹脂部以外のたとえば基板などに接着される構成であっても良い。
本発明に係る半導体モジュールは双方向通信が可能な赤外線通信モジュールに限定されない。赤外線発光素子とＩＣチップとを備えた赤外線発光モジュールや、赤外線受光素子とＩＣチップとを備えた赤外線受光モジュールにも本発明を適用可能である。また、赤外線以外の可視光を発光もしくは受光可能なモジュールであっても良い。さらに、本発明に係る半導体モジュールの用途は、パーソナルコンピュータどうしの通信に限定されず、それ以外のたとえば電子機器のリモコンや携帯電話機など種々の機器に組み込んで用いることができる。本発明は、半導体チップを具備した半導体装置と、この半導体装置の電磁シールドに用いられる導体カバーとを備えた半導体モジュールに広く適用することができる。
本発明の第１の側面に係る赤外線通信モジュールの一例の全体斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第１の側面に係る赤外線通信モジュールの他の例の要部斜視図である。 本発明の第１の側面に係る赤外線通信モジュールの他の例の要部斜視図である。 本発明の第１の側面に係る赤外線通信モジュールの他の例の要部斜視図である。 本発明の第２の側面に係る赤外線通信モジュールの一例の全体斜視図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２の側面に係る赤外線通信モジュールの他の例の要部斜視図である。 従来技術による赤外線通信モジュールを示す全体斜視図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
符号の説明
Ａ１，Ａ２ 赤外線通信モジュール（半導体モジュール）
１ 基板
２ ＬＥＤ（発光素子）
３ フォトダイオード（受光素子）
４ ＩＣチップ（半導体チップ）
５ 封止樹脂部
５ａ 突出部
５ｄ 凹部
６ 導体カバー
６ａ 突出部
７ 空間部
８ 接着剤（接着剤層）
１０ 半導体装置

Claims (5)

  1. 半導体チップを有する半導体装置と、
    上記半導体装置に接着剤層を介して接着された電磁シールド用の導体カバーと、を備えた半導体モジュールであって、
    上記導体カバーの上記接着剤層と対向する面には、上記接着剤層側に突出した突出部が形成されており、
    上記突出部の周辺は、上記接着剤層を形成する接着剤を滞留させるための空間部となっているとともに、
    上記半導体装置の上記接着剤層と対向する面には、凹部が形成されており、
    上記突出部の少なくとも一部は、上記凹部を避けた位置に配置されていることを特徴とする、半導体モジュール。
  2. 上記突出部は、３以上あり、これらは、それぞれが三角形の頂点に相当する配置とされている、請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 上記突出部は、２以上あり、これらは、長細形状であって、これらの中心軸が互いに一致しないように配置されている、請求項１に記載の半導体モジュール。
  4. 上記導体カバーは、金属製であり、上記突出部は、エンボス加工により形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体モジュール。
  5. 上記半導体装置は、赤外線を発光可能な発光素子と、赤外線を受光感知可能な受光素子と、ＩＣチップとを備えており、
    赤外線の送受信が可能な赤外線通信モジュールとして構成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体モジュール。
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