JP5954058B2

JP5954058B2 - 電子装置

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Publication number: JP5954058B2
Application number: JP2012194217A
Authority: JP
Inventors: 優輝稲垣; 一志浅海; 北村　康宏; 康宏北村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: JP2014049729A

Description

本発明は、電子装置に関するものである。

従来、電子装置において、ＩＣとヒートシンクとを備え、ＩＣから発生する熱をヒートシンクにより放熱するものがある。しかし、高周波ノイズがヒートシンクに進入すると、高周波ノイズはヒートシンクからそのままＩＣに進入してしまうため、ＩＣが高周波ノイズの悪影響を受ける恐れがある。

これに対して、特許文献１の電子装置では、ＩＣチップを搭載するＩＣパッケージと、ＩＣチップの上側に配置されるヒートシンクと、ＩＣパッケージの上面のうちＩＣチップの側方に配置されるチップコンデンサとを備え、このチップコンデンサがヒートシンクに進入した高周波ノイズを除去する。このため、ＩＣチップが高周波ノイズの悪影響を受け難くすることができる。

特開２００７−３３５４９６号公報

上述の特許文献１の電子装置では、ＩＣパッケージの上面を配置されるチップコンデンサを用いてヒートシンクに進入した高周波ノイズを除去することができるものの、ＩＣパッケージにおいて、チップコンデンサを搭載するためのエリアを必要としていた。

したがって、上述の特許文献１の発明を実施するには、チップコンデンサを搭載可能であるエリアを有する非常に大きなサイズのＩＣに限られていた。すなわち、ヒートシンクがＩＣに接する状態でチップコンデンサを搭載するエリアを確保できない小さなサイズのＩＣを上述の特許文献１の発明に適用することができなかった。

本発明は上記点に鑑みて、小さなサイズのＩＣを用いた場合でも、ＩＣから発生した熱をヒートシンクから放熱させつつ、コンデンサによってヒートシンクに進入した高周波ノイズを除去することを可能にした電子装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ＩＣ（２）と、ヒートシンク（３）と、前記ＩＣおよび前記ヒートシンクの間に配置されて前記ＩＣから発生する熱を前記ヒートシンクに伝える貫通型コンデンサ（４）と、を備え、
前記貫通型コンデンサは、
第１の主面（１１）と第２の主面（１２）とが表裏の関係にある半導体基板（１０）を備え、
前記半導体基板には前記第１、第２の主面の間を貫通する貫通穴（３０）が設けられており、
前記貫通穴には、当該穴の内面側に位置し当該内面を被覆する筒状の第１の導電体（４０）と、前記第１の導電体の中空部に位置し前記第１の導電体の内面を被覆する筒状の絶縁体（５０）と、前記絶縁体の中空部に位置し前記絶縁体の内面を被覆する第２の導電体（６０）とが充填されて、前記両導電体間に前記絶縁体が介在してなるキャパシタ構造体（２０）が形成されており、
前記キャパシタ構造体は、前記貫通穴の内部から前記半導体基板の前記第１、第２の主面の少なくとも一方の主面にまで連続して形成され、当該少なくとも一方の主面においては、前記キャパシタ構造体は、当該主面側から前記第１の導電体、前記絶縁体、前記第２の導電体が順次積層された構成になっていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、貫通型コンデンサは、ＩＣおよびヒートシンクの間に配置されている。このため、ヒートシンクに高周波ノイズが到来しても、貫通型コンデンサにより除去することが可能になる。これに加えて、貫通型コンデンサは、ＩＣから発生する熱をヒートシンクに伝える。このため、ＩＣから発生する熱をヒートシンクから放熱することができる。

ここで、ヒートシンクがＩＣに接触した状態でＩＣに貫通型コンデンサが搭載される場合には、ＩＣとしてそのサイズが非常に大きなものが必要になる。

これに対して、請求項１に記載の発明では、貫通型コンデンサは、ＩＣおよびヒートシンクの間に配置されている。このため、ＩＣにおいて、貫通型コンデンサおよびヒートシンクが占有する面積を小さくすることができる。よって、小さなサイズのＩＣを請求項１に記載の発明に適用することが可能になる。

以上により、小さなサイズのＩＣを用いた場合でも、ＩＣから発生した熱をヒートシンクから放熱させつつ、ヒートシンクに進入した高周波ノイズを除去することが可能になる。

請求項３に記載の発明では、ＩＣ（２）と、前記ＩＣに接合されて、かつ前記ＩＣから発生する熱を放熱するヒートシンクとして機能する貫通型コンデンサ（４）と、を備え、
前記貫通型コンデンサは、
第１の主面（１１）と第２の主面（１２）とが表裏の関係にある半導体基板（１０）を備え、
前記半導体基板には前記第１、第２の主面の間を貫通する貫通穴（３０）が設けられており、
前記貫通穴には、当該穴の内面側に位置し当該内面を被覆する筒状の第１の導電体（４０）と、前記第１の導電体の中空部に位置し前記第１の導電体の内面を被覆する筒状の絶縁体（５０）と、前記絶縁体の中空部に位置し前記絶縁体の内面を被覆する第２の導電体（６０）とが充填されて、前記両導電体間に前記絶縁体が介在してなるキャパシタ構造体（２０）が形成されており、
前記キャパシタ構造体は、前記貫通穴の内部から前記半導体基板の前記第１、第２の主面の少なくとも一方の主面にまで連続して形成され、当該少なくとも一方の主面においては、前記キャパシタ構造体は、当該主面側から前記第１の導電体、前記絶縁体、前記第２の導電体が順次積層された構成になっていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、ヒートシンクとして機能する貫通型コンデンサにＩＣが接合されている。このため、ヒートシンクとしての貫通型コンデンサに高周波ノイズが到来しても、貫通型コンデンサにより高周波ノイズを除去することが可能になる。これに加えて、貫通型コンデンサは、ＩＣから発生する熱をヒートシンクとして放熱することができる。

ここで、請求項３に記載の発明では、貫通型コンデンサにＩＣが接合されている。このため、請求項１に記載の発明と同様に、ＩＣにおいて、貫通型コンデンサおよびヒートシンクが占有する面積を小さくすることができる。よって、小さなサイズのＩＣを請求項３に記載の発明に適用することが可能になる。したがって、小さなサイズのＩＣを用いた場合でも、ＩＣから発生した熱をヒートシンクから放熱させつつ、貫通型コンデンサに進入した高周波ノイズを除去することが可能になる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における電子装置の断面構成を示す図である。図１の貫通コンデンサを示す図である。本発明の第２実施形態における電子装置の断面構成を示す図である。本発明の第３実施形態における電子装置の断面構成を示す図である。本発明の第４実施形態における電子装置の断面構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１、図２に本発明の電子装置１の第１実施形態を示す。電子装置１は、図１に示すように、ＩＣ２、ヒートシンク３、および貫通型コンデンサ４を備える。

ＩＣ２は、薄板状に形成されて、半導体基板２ｂに対して表面２ｄ側に電子回路層２ｅを実装されてなる半導体集積回路である。電子回路層２ｅは、電子回路を構成するものである。ヒートシンク３は、ＩＣ２から発生する熱を放熱するものである。貫通型コンデンサ４は、ＩＣ２から発生する熱をヒートシンク３に伝えるとともに、ヒートシンク３から伝わる高周波ノイズを除去する。貫通型コンデンサ４は、特開２０１２−８９７４３号公報の電子装置と実質的に同様であるため、以下、貫通型コンデンサ４の構造の概略について図２を用いて説明する。

貫通型コンデンサ４は、図２に示すように、半導体基板１０を備える。半導体基板１０は、シリコン半導体などからなる板状を成すもので、第１の主面を表面１１、これとは反対側の第２の主面を裏面１２とするものである。半導体基板１０には、表裏両主面１１、１２間を貫通し、表裏両主面１１、１２に開口する貫通穴３０が複数個設けられている。この貫通穴３０は、１個でもかまわないが、ここでは図１に示されるように、複数個の貫通穴３０が設けられている。ここでは、貫通穴３０は開口形状が円である円形穴であるが、貫通穴３０としては、その他、開口形状が角形の穴などであってもかまわない。

また、各々の貫通穴３０においては、貫通穴３０の内面側に位置し当該内面を被覆する筒状の第１の導電体４０と、第１の導電体４０の中空部に位置し第１の導電体４０の内面を被覆する筒状の絶縁体５０と、絶縁体５０の中空部に位置し絶縁体５０の内面を被覆する第２の導電体６０とが貫通穴３０毎に充填されている。

なお、本実施形態では、第１の導電体４０および第２の導電体６０として、アルミニウムや銅などの金属材料が用いられる。

貫通穴３０の内部にて、第２の導電体６０は絶縁体５０の中空部の全体に充填されている。つまり、貫通穴３０内にて、第１の導電体４０および絶縁体５０により２重円筒が形成され、その中空部を中実円柱状の第２の導電体６０が埋めている状態となっている。

絶縁体５０は、両導電体４０、６０間に介在し、これら両導電体４０、６０間を電気的に絶縁している。それにより、両導電体４０、６０間に絶縁体５０が介在してなるキャパシタ構造体２０が形成されている。キャパシタ構造体２０は、貫通穴３０の深さ方向の全体に亘って形成されている。

キャパシタ構造体２０は、貫通穴３０の内部から半導体基板１０の表面１１にまで連続して形成されている。表面１１においては、キャパシタ構造体２０は、表面１１側から第１の導電体４０、絶縁体５０、第２の導電体６０が順次積層された構成とされている。

このように構成されるキャパシタ構造体２０は、貫通穴３０から半導体基板１０の表面１１まではみ出して拡がったものとされている。つまり、キャパシタ構造体２０の静電容量（キャパシタンス）は、キャパシタ構造体２０のうち貫通穴３０に位置する部位の静電容量と表面１１に位置する部位の静電容量との合計とされている。

また、上述したように、半導体基板１０には、複数個の貫通穴３０が設けられており、各々の貫通穴３０についてキャパシタ構造体２０が貫通穴３０の内部から半導体基板１０の表面１１にまで連続して形成されている。このため、各々のキャパシタ構造体２０では、各々の第１の導電体４０が接続され、各々の第２の導電体６０が接続されている。各々のキャパシタ構造体２０では、各々の絶縁体５０が接続されている。このことにより、各々のキャパシタ構造体２０が電気的に接続されていることになる。

このように構成される貫通型コンデンサ４のうち表面１１側とＩＣ２の裏面２ａとの間が熱伝導性接着剤によって接着されている（図１参照）。このため、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間には、接着剤層５ａが形成されることになる。当該熱伝導性接着剤は、電気絶縁材料からなるもので、優れた熱伝導性を有する。これにより、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間で優れた熱伝導性を保ちつつ、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間の電気絶縁を図ることができる。

一方、貫通型コンデンサ４のうち裏面１２側とヒートシンク３との間が熱伝導性接着剤によって接着されている。このため、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間には、接着剤層５ｂが形成されることになる。当該熱伝導性接着剤は、上述の如く、電気絶縁材料からなるもので、優れた熱伝導性を有する。これにより、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間で優れた熱伝導性を保ちつつ、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間の電気絶縁を図ることができる。

本実施形態では、接着剤層５ａが介在するＩＣ２および貫通型コンデンサ４の間にはコンデンサが形成される。このように形成されるコンデンサを以下、便宜的に寄生コンデンサという。

ここで、接着剤層５ａの誘電率よりも、各々のキャパシタ構造体２０の全体の誘電率の方が大きくなっている。各々のキャパシタ構造体２０の全体の誘電率とは、各々のキャパシタ構造体２０の絶縁体５０を合計した誘電体の誘電率のことである。このため、寄生コンデンサの静電容量よりも、各々のキャパシタ構造体２０の静電容量の合計が大きくなっている。これに伴い、寄生コンデンサのインピーダンスよりも、各々のキャパシタ構造体２０の全体のインピーダンスの方が小さくなっている。各々のキャパシタ構造体２０の全体のインピーダンスとは、各々のキャパシタ構造体２０のインピーダンスを合成したものである。

本実施形態では、第１の導電体４０がグランドに接続されている。具体的には、第１の導電体４０のうち表面１１側にはパッド７０が設けられ、パッド７０がワイヤ（電線）Ｙ１によってグランドに接続されている。なお、ＩＣ２の電子回路層には、パッド７１が設けられ、パッド７１がワイヤＹ２によって他の電子回路に接続されている。

次に、本実施形態の電子装置１の作動について説明する。

まず、ＩＣ２の動作に伴って熱を発生する。この熱は、図１中の矢印Ａの如く、貫通型コンデンサ４の第２の導電体６０を通してヒートシンク３に伝達される。この伝達される熱はヒートシンク３から放熱される。

また、各々のキャパシタ構造体２０の全体のインピーダンスの方が、上述の如く、寄生コンデンサのインピーダンスよりも、小さくなっている。このため、矢印Ｂの如く、外部から高周波ノイズがヒートシンク３に到来しても、この高周波ノイズは、キャパシタ構造体２０の第２の導電体６０に伝搬して、この伝搬した高周波ノイズは、矢印Ｃの如く、第２の導電体６０から絶縁体５０、および第１の導電体４０を通してグランドに伝搬する。このことにより、ヒートシンク３に高周波ノイズが到来しても、この到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４によって除去することができる。

以上説明した本実施形態によれば、電子装置１では、ＩＣ２およびヒートシンク３の間には、貫通型コンデンサ４が配置されている。貫通型コンデンサ４は、ＩＣ２から発生した熱をヒートシンク３に伝えることができる。このため、ＩＣ２から発生した熱をヒートシンク３から放熱することができる。これに加えて、ヒートシンク３に高周波ノイズが到来しても、この到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４によって除去することができる。

ここで、ヒートシンク３がＩＣ２に接触した状態でＩＣ２に貫通型コンデンサ４が搭載される場合には、ＩＣ２としてそのサイズが非常に大きなものが必要になる。

これに対して、本実施形態では、貫通型コンデンサ４は、ＩＣ２およびヒートシンク３の間に配置されている。このため、ＩＣ２において、貫通型コンデンサ４およびヒートシンク３が占有する面積を小さくすることができる。よって、例えば、小さなサイズのＩＣを本発明に適用することが可能になる。

以上により、モールドＩＣなどの小さなサイズのＩＣ２を用いた場合でも、ＩＣ２から発生した熱をヒートシンク３から放熱させつつ、貫通型コンデンサ４によってヒートシンク３に到来した高周波ノイズを除去することが可能になる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間を接着剤により接着し、かつ貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間を接着剤により接着した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間が直接接合され、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間が直接接合されている。

図３に本発明の本実施形態における電子装置１の断面構成を示す。

本実施形態では、上記第１実施形態と同様、ＩＣ２およびヒートシンク３の間には、貫通型コンデンサ４が配置されている。

ここで、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間が熱圧着により直接接合され、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間が熱圧着により直接接合されている。

ＩＣ２は、半導体基板２ｂと、半導体基板２ｂに対して板厚方向の裏面２ａ側に配置されて酸化膜などから形成される電気絶縁層２ｃと、半導体基板２ｂに対して板厚方向の表面２ｄ側に配置されて電子回路を構成する電子回路層２ｅとを備える。このため、ＩＣ２を構成する電子回路層２ｄと貫通型コンデンサ４との間に電気絶縁を図ることができる。

電気絶縁層２ｂが介在する電子回路層２ｄと貫通型コンデンサ４の間には、コンデンサが形成される。このように形成されるコンデンサを以下、便宜的に寄生コンデンサという。

ここで、電気絶縁層２ｃの誘電率よりも、各々のキャパシタ構造体２０の全体の誘電率の方が大きくなっている。このため、寄生コンデンサの静電容量よりも、各々のキャパシタ構造体２０の静電容量の合計が大きくなっている。これに伴い、寄生コンデンサのインピーダンスよりも、各々のキャパシタ構造体２０の全体のインピーダンスの方が小さくなっている。このことにより、ヒートシンク３に高周波ノイズが到来しても、この到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４の第２の導電体６０から絶縁体５０、および第１の導電体４０を通してグランドに伝搬させることができる。このことにより、ヒートシンク３に高周波ノイズが到来しても、この到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４によって除去することができる。

以上説明した本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様、ＩＣ２およびヒートシンク３の間には、貫通型コンデンサ４が配置されている。貫通型コンデンサ４は、ＩＣ２から発生した熱を通してヒートシンク３に伝えることができる。このため、ＩＣ２から発生した熱をヒートシンク３から放熱することができる。そして、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間が熱圧着により直接接合されているものの、電気絶縁層２ｂが介在する電子回路層２ｄと貫通型コンデンサ４の間に形成される寄生コンデンサのインピーダンスよりも、各々のキャパシタ構造体２０の全体のインピーダンスの方が小さくなっている。このことにより、ヒートシンク３に高周波ノイズが到来しても、この到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４によって除去することができる。よって、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、電子装置１を貫通型コンデンサ４、ＩＣ２、およびヒートシンク３とから構成した例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、図３のヒートシンク３を削除し、電子装置１を貫通型コンデンサ４、およびＩＣ２から構成した例について説明する。

図４に本発明の本実施形態における電子装置１の断面構成を示す。図４において、図１と同一符号のものは同一物を示し、その説明を省略する。

本実施形態では、ＩＣ２が発生した熱が貫通型コンデンサ４に伝わると、貫通型コンデンサ４がＩＣ２から伝わる熱を放熱するヒートシンクとして機能する。

これに加えて、高周波ノイズがキャパシタ構造体２０の第２の導電体６０に伝搬しても、この伝搬した高周波ノイズは、第２の導電体６０から絶縁体５０、および第１の導電体４０を通してグランドに伝搬する。このことにより、ヒートシンク３に高周波ノイズが到来しても、この到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４によって除去することができる。

以上説明した本実施形態によれば、上記第２実施形態の電子装置１からヒートシンク３を削除しても、貫通型コンデンサ４がＩＣ２から伝わる熱を放熱するヒートシンクとして機能するとともに、外部から到来した高周波ノイズを貫通型コンデンサ４によって除去することができる。このため、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態では、上記第１、２の実施形態で用いられるヒートシンク３が用いられていない。このため、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間を接着（或いは接合）する工程が不要になる。このため、製造コストの低減化することができる。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、貫通型コンデンサ４においてヒートシンク３に到来した高周波ノイズを除去するためのキャパシタ構造体２０を設けた例について説明したが、これに加えて、本実施形態では、貫通型コンデンサ４がＩＣ２の電子回路層２ｅとともに電子回路を構成するキャパシタ構造体を構成する例について説明する。

図５に、本発明の本実施形態における電子装置１の断面構成を示す。図５において、図１と同一符号のものは同一物を示し、その説明を省略する。

貫通型コンデンサ４が、複数のキャパシタ構造体２０以外に複数のキャパシタ構造体２０Ａ（図中２つのキャパシタ構造体２０Ａを示す）を備える。

複数のキャパシタ構造体２０Ａの第２の導電体６０は、ＩＣ２の電子回路層２ｅに接続されている。本実施形態では、電子回路層２ｅにはパッド７３が設けられ、キャパシタ構造体２０Ａの第２の導電体６０にはパッド７４、７５が設けられている。パッド７３、７４の間がワイヤＹ４によって接続されている。パッド７５はワイヤＹ５によって他の電子回路に接続されている。

複数のキャパシタ構造体２０Ａは、ＩＣ２の電子回路層２ｅとともに電子回路を構成する。複数のキャパシタ構造体２０Ａは、それぞれ、キャパシタ構造体２０と同様に構成されている。複数のキャパシタ構造体２０Ａは、ＩＣ２とヒートシンク３との間からオフセットした位置に配置されている。

ここで、複数のキャパシタ構造体２０Ａを構成する第１の導電体４０と複数のキャパシタ構造体２０を構成する第１の導電体４０とが分離されている。複数のキャパシタ構造体２０Ａを構成する第２の導電体６０と、複数のキャパシタ構造体２０を構成する第２の導電体６０とが分離されている。このことにより、キャパシタ構造体２０Ａとキャパシタ構造体２０とが電気的に分離されていることになる。

また、複数のキャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０は、グランドに接続されている。本実施形態のキャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０にはパッド７２が配置されている。パッド７２はワイヤＹ３によってグランドに接続されている。ワイヤＹ３は、ワイヤＹ１と分離してグランドに接続されている。このことにより、キャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０とキャパシタ構造体２０の第１の導電体４０とは分離してグランドに接続されていることになる。

以上説明した本実施形態によれば、貫通型コンデンサ４は、上記第１実施形態におけるキャパシタ構造体２０以外に、キャパシタ構造体２０Ａを備える。キャパシタ構造体２０Ａは、ＩＣ２の電子回路層２ｅとともに電子回路を構成する。このため、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、キャパシタ構造体２０およびキャパシタ構造体２０Ａを１チップ化したものを貫通型コンデンサ４として提供することができる。これにより、電子装置１の低コスト化を図ることができる。

ここで、キャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０とキャパシタ構造体２０の第１の導電体４０とが接続されてグランドに接続される場合には、ＩＣ２は、ヒートシンク３からキャパシタ構造体２０を通してグランドに流れる高周波ノイズの影響を受ける恐れがある。

これに対して、本実施形態では、キャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０とキャパシタ構造体２０の第１の導電体４０とが分離してグランドに接続されていることになる。このため、ＩＣ２は、ヒートシンク３からキャパシタ構造体２０を通してグランドに流れる高周波ノイズの影響を受け難くなる。

（他の実施形態）
上記第１〜４の実施形態では、キャパシタ構造体２０として、貫通穴３０から半導体基板１０の表面１１まではみ出して拡がるように形成したものを用いた例について説明したが、これに代えて、キャパシタ構造体２０は、貫通穴３０から半導体基板１０の裏面１２まではみ出して拡がるように形成したものを用いてもよい。或いは、キャパシタ構造体２０として、貫通穴３０から半導体基板１０の表面１１、裏面１２のそれぞれまではみ出して拡がるように形成したものを用いてもよい。

上記第１〜４の実施形態では、ＩＣ２を基板１０の表面１１側に配置した例について説明したが、ＩＣ２を基板１０の側部側に配置してもよい。

上記第３実施形態では、貫通型コンデンサ４およびＩＣ２の間を直接接合した例について説明したが、これに代えて、貫通型コンデンサ４およびＩＣ２の間を熱伝導性接着剤により接着してもよい。

上記第１〜４実施形態では、高周波ノイズを除去するために、キャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０をグランドに接続した例について説明したが、これに代えて、高周波ノイズを除去するために、キャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０を電源に接続してもよい。

上記第４実施形態では、貫通型コンデンサ４およびＩＣ２の間を熱伝導性接着剤により接着した例について説明したが、これに代えて、貫通型コンデンサ４およびＩＣ２の間を直接接合してもよい。また、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間を直接接合してもよい。

上記第４実施形態では、貫通型コンデンサ４、ＩＣ２およびヒートシンク３とから電子装置１を構成した例について説明したが、これに限らず、貫通型コンデンサ４およびＩＣ２から電子装置１を構成し、貫通型コンデンサ４によって熱を放熱するヒートシンクとして機能させてもよい。

上記第２実施形態では、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間を熱圧着により直接接合し、貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間を熱圧着により直接接合した例について説明したが、貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間をバンプ接合し、かつ貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間をバンプ接合してもよい。すなわち、バンプを介して貫通型コンデンサ４とＩＣ２との間を接合し、かつバンプを介して貫通型コンデンサ４とヒートシンク３との間をバンプ接合してもよい。

上記第４実施形態では、キャパシタ構造体２０Ａの第１の導電体４０をグランドに接続し、第２の導電体６０およびＩＣ２の間を接続した例について説明したが、これに代えて、キャパシタ構造体２０Ａの第２の導電体６０グランドに接続し、第１の導電体４０をおよびＩＣ２の間を接続してもよい。

なお、上記第１〜４実施形態のうち組合せ可能な２つ実施例を適宜組み合わせて本発明として実施してもよい。

１電子装置
２ＩＣ
３ヒートシンク
４貫通型コンデンサ
５ａ接着剤層
５ｂ接着剤層
１０半導体基板
１１表面
１２裏面
２０キャパシタ構造体
２０Ａキャパシタ構造体
３０貫通穴
４０第１の導電体
５０絶縁体
６０第２の導電体

Claims

ＩＣ（２）と、ヒートシンク（３）と、前記ＩＣおよび前記ヒートシンクの間に配置されて前記ＩＣから発生する熱を前記ヒートシンクに伝える貫通型コンデンサ（４）と、を備え、
前記貫通型コンデンサは、
第１の主面（１１）と第２の主面（１２）とが表裏の関係にある半導体基板（１０）を備え、
前記半導体基板には前記第１、第２の主面の間を貫通する貫通穴（３０）が設けられており、
前記貫通穴には、当該穴の内面側に位置し当該内面を被覆する筒状の第１の導電体（４０）と、前記第１の導電体の中空部に位置し前記第１の導電体の内面を被覆する筒状の絶縁体（５０）と、前記絶縁体の中空部に位置し前記絶縁体の内面を被覆する第２の導電体（６０）とが充填されて、前記両導電体間に前記絶縁体が介在してなるキャパシタ構造体（２０）が形成されており、
前記キャパシタ構造体は、前記貫通穴の内部から前記半導体基板の前記第１、第２の主面の少なくとも一方の主面にまで連続して形成され、当該少なくとも一方の主面においては、前記キャパシタ構造体は、当該主面側から前記第１の導電体、前記絶縁体、前記第２の導電体が順次積層された構成になっていることを特徴とする電子装置。
前記第１、第２の主面のうち一方の主面がＩＣ側に配置され、前記第１、第２の主面のうち前記一方の主面以外の他方の主面がヒートシンク側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
ＩＣ（２）と、前記ＩＣに接合されて、かつ前記ＩＣから発生する熱を放熱するヒートシンクとして機能する貫通型コンデンサ（４）と、を備え、
前記貫通型コンデンサは、
第１の主面（１１）と第２の主面（１２）とが表裏の関係にある半導体基板（１０）と、を備え、
前記半導体基板には前記第１、第２の主面の間を貫通する貫通穴（３０）が設けられており、
前記貫通穴には、当該穴の内面側に位置し当該内面を被覆する筒状の第１の導電体（４０）と、前記第１の導電体の中空部に位置し前記第１の導電体の内面を被覆する筒状の絶縁体（５０）と、前記絶縁体の中空部に位置し前記絶縁体の内面を被覆する第２の導電体（６０）とが充填されて、前記両導電体間に前記絶縁体が介在してなるキャパシタ構造体（２０）が形成されており、
前記キャパシタ構造体は、前記貫通穴の内部から前記半導体基板の前記第１、第２の主面の少なくとも一方の主面にまで連続して形成され、当該少なくとも一方の主面においては、前記キャパシタ構造体は、当該主面側から前記第１の導電体、前記絶縁体、前記第２の導電体が順次積層された構成になっていることを特徴とする電子装置。
前記第１、第２の主面のうち一方の主面がＩＣ側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
前記第１の導電体がグランドに接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
前記ＩＣは、薄板状に形成されており、
前記ＩＣのうち板厚方向一方側に電子回路が形成され、前記ＩＣに対して前記電子回路と反対側に前記貫通型コンデンサが配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電子装置。
前記ＩＣは、前記電子回路を構成する電子回路層（２ｅ）と、前記電子回路層に対して貫通型コンデンサ側に形成されている電気絶縁層（２ｃ）とを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電子装置。
前記電気絶縁層（２ｃ）が介在する前記電子回路層（２ｅ）および前記貫通型コンデンサの間に形成されるキャパシタの静電容量よりも、前記キャパシタ構造体の静電容量の方が大きくなっていることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
前記電気絶縁層（２ｃ）が介在する前記電子回路層（２ｅ）および前記貫通型コンデンサの間に形成されるキャパシタのインピーダンスよりも、前記キャパシタ構造体のインピーダンスの方が小さくなっていることを特徴とする請求項７または８に記載の電子装置。
前記電気絶縁層（２ｃ）の誘電率よりも、前記キャパシタ構造体を構成する前記絶縁体の誘電率の方が大きくなっていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の電子装置。
前記ＩＣおよび前記貫通型コンデンサの間が接着剤により接合されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電子装置。
前記接着剤は、電気絶縁材料からなるものであることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
前記接着剤が介在する前記ＩＣおよび前記貫通型コンデンサの間に形成されるキャパシタの静電容量よりも、前記キャパシタ構造体の静電容量の方が大きくなっていることを特徴とする請求項１２に記載の電子装置。
前記接着剤が介在する前記ＩＣおよび前記貫通型コンデンサの間に形成されるキャパシタのインピーダンスよりも、前記キャパシタ構造体のインピーダンスの方が小さくなっていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の電子装置。
前記接着剤の誘電率よりも、前記キャパシタ構造体を構成する前記絶縁体の誘電率の方が大きくなっていることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の電子装置。
前記貫通型コンデンサは、前記キャパシタ構造体としての第１、第２のキャパシタ構造体が設けられており、
前記第１のキャパシタ構造体は、前記ＩＣおよび前記ヒートシンクの間に配置されており、
前記第２のキャパシタ構造体は、前記ＩＣとともに電子回路を構成することを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
前記第２のキャパシタ構造体を構成する第１、第２の導電体のうち一方の導電体が前記ＩＣに接続されることにより、前記第２のキャパシタ構造体および前記ＩＣが前記電子回路を構成するようになっており、
前記第２のキャパシタ構造体を構成する第１、第２の導電体のうち前記一方の導電体以外の他方の導電体と、前記第１のキャパシタ構造体の第１の導電体とがそれぞれ分離してグランドに接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
前記ＩＣおよび前記貫通型コンデンサの間は熱圧着により直接接合されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電子装置。