WO2019244950A1 - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

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semiconductor device
heat conductive
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sheet
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セルゲイ ボロトフ
佑介 久保
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device having excellent heat dissipation properties and an electromagnetic wave suppressing effect, and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • a heat sink, a heat pipe, a heat sink, and the like made of a metal material having high thermal conductivity such as copper and aluminum are widely used.
  • These heat radiating components having excellent thermal conductivity are arranged close to electronic components, such as semiconductor packages, which are heat generating portions in the electronic device, in order to achieve a heat radiating effect or reduce the temperature inside the device. Further, these heat radiating components having excellent thermal conductivity are arranged from the electronic components, which are the heat generating parts, to a low temperature place.
  • the heat generating portion in the electronic device is an electronic component such as a semiconductor element having a high current density, and a high current density may be due to a large electric field strength or magnetic field strength that can be a component of unnecessary radiation.
  • a heat-dissipating component made of metal is arranged near an electronic component, there is a problem that heat is absorbed and harmonic components of an electric signal flowing through the electronic component are also picked up.
  • the heat radiation component is made of a metal material, so that the heat radiation component itself functions as an antenna of a harmonic component or functions as a transmission path of a harmonic noise component.
  • Patent Literature 1 discloses that a semiconductor package having a lid mounted therein is provided in a shield member having a large opening, and an annular lid contact portion that electrically contacts a peripheral portion of an upper surface of the lid is provided. A technique of electrically connecting a shield member has been disclosed.
  • Patent Document 1 although a certain heat radiation property and an electromagnetic wave suppressing effect can be obtained, it is considered that when the substrate and the cooling member are large, electromagnetic resonance occurs and a sufficient electromagnetic wave suppressing effect cannot be obtained. Was. Further, with respect to heat dissipation, further improvement has been desired.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a semiconductor device having excellent heat dissipation properties and an effect of suppressing electromagnetic waves.
  • the present inventors have repeatedly studied to solve the above problem, and have noticed that a high electromagnetic wave suppressing effect can be obtained by providing a conductive shield can connected to the ground so as to cover the semiconductor element.
  • a conductive heat conductive sheet is formed between the semiconductor element and the conductive cooling member. As a result, it has been found that the semiconductor element and the cooling member can be connected, and the heat dissipation can be improved.
  • the conductive shield can covering the semiconductor element, the structure in which the upper surface is removed, that is, the shape of the conductive shield can is made cylindrical, and the conductive shield can and a cooling member having conductivity are formed on the conductive heat conductive sheet. It has been found that by electrically connecting through the semiconductor device, it is possible to form an electrically closed space in the semiconductor device, so that the effect of suppressing electromagnetic waves can be greatly improved. As a result, the semiconductor device of the present invention can achieve both a heat radiation property and an electromagnetic wave suppressing effect at a higher level than ever before. In addition, in the semiconductor device of the present invention, since the upper surface of the conductive shield can is not formed, the semiconductor device can be made thinner and the manufacturing efficiency can be improved.
  • a semiconductor element formed on a substrate a conductive shield can having an opening, provided to cover at least a part of the semiconductor element, and connected to ground;
  • a semiconductor device comprising: a cooling member provided; and a conductive heat conductive sheet formed between the semiconductor element and the cooling member through at least an opening of the conductive shield can.
  • the conductive shield can has an interval between the conductive shield cans opposed to each other via the semiconductor element is 1/10 or less of a wavelength at a maximum frequency of the semiconductor element.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional state of an embodiment of a semiconductor device of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional state of another embodiment of the semiconductor device of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional state of an embodiment of a conventional semiconductor device.
  • 1 is a perspective view schematically showing an assembled state of an embodiment of the semiconductor device of the present invention. It is the figure which showed typically the model of the semiconductor device used for the analysis of the frequency characteristic in an Example, (a) is the state seen from the surface side of the model of a semiconductor device, (b) is the back surface of the model of a semiconductor device. This shows the state viewed from the side.
  • Example 4 is a graph showing the electric field strength according to the frequency when the resistance value of the conductive heat conductive sheet of the semiconductor device is changed in Example 1.
  • 11 is a graph showing the electric field strength according to the frequency when the magnetic characteristics of the conductive heat conductive sheet of the semiconductor device are changed in Example 2.
  • FIGS. 1 and 2 are diagrams schematically showing a cross section of an embodiment of the semiconductor device of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining an assembled state of one embodiment of the semiconductor device of the present invention.
  • the shape and scale of each member are shown in a state different from the actual one for convenience of explanation. Except as specified in this specification, the shape and scale of each member can be appropriately changed for each semiconductor device.
  • the semiconductor device 1 of the present invention includes a semiconductor element 30, a conductive shield can 20, a conductive cooling member 40, and a conductive heat conductive sheet 10.
  • the semiconductor device 30 has a cylindrical shape provided so as to surround the side surface 30a of the semiconductor element 30, and the conductive heat conductive sheet 10 It is formed between the semiconductor element 30 and the cooling member 40, and the conductive shield can 20 and the cooling member 40 are electrically connected through the conductive heat conductive sheet 10. It is characterized by having.
  • the semiconductor element 30 is a source of heat and electromagnetic waves.
  • providing the conductive shield can 20 so as to cover the semiconductor element 30 enables electromagnetic waves to be shielded, so that an excellent electromagnetic wave suppressing effect can be obtained.
  • the conductive shield can 20 is formed in a cylindrical shape from which an upper surface (an upper surface when viewed in the stacking direction) is removed, and a sheet having high conductivity and conductivity is provided inside the conductive shield can 20.
  • the conductive shield can 20 and the cooling member 40 are electrically connected to each other through the conductive heat conductive sheet 10, so that the electric current can be reduced in the semiconductor device 1 of the present invention.
  • a closed space (a space surrounded by a broken line in FIGS. 1 and 2) is formed, so that the electromagnetic shielding effect of the conductive shield can 20 can be enhanced, and an excellent electromagnetic shielding effect can be realized.
  • the semiconductor device 1 of the present invention since the upper surface of the conductive shield can 20 is removed, the semiconductor device 1 can be made thinner as compared with the conventional technology using the conductive shield can.
  • the conductive heat conductive sheet 10 can be easily provided between the semiconductor element 30 and the cooling member 40, and the manufacturing efficiency can be obtained.
  • FIG. 3 shows an example of a conventional semiconductor device.
  • the conductive shield can 20 is provided so as to cover the semiconductor element 30, a high electromagnetic wave suppression effect can be obtained.
  • the semiconductor device 1 of the present invention has a configuration in which the conductive heat conductive sheets 10 are stacked via the conductive shield can 20, the semiconductor element 30 and the cooling member are compared with the semiconductor device 1 of the present invention. 40, the heat resistance between them is so large that sufficient heat dissipation cannot be obtained.
  • the semiconductor device 1 of the present invention includes a semiconductor element 30 formed on a substrate 50, as shown in FIGS.
  • the semiconductor element is not particularly limited as long as it is a semiconductor electronic component.
  • integrated circuits such as ICs and LSIs, CPUs, MPUs, graphic operation elements, image sensors, and the like can be given.
  • the substrate 50 on which the semiconductor element 30 is formed is not particularly limited, and a suitable substrate can be used according to the type of the semiconductor device.
  • the substrate 50 is provided with a ground (GND) 60.
  • the ground 60 is formed on the inner layer of the substrate 50 or on the back surface (the back surface of the substrate in FIGS. 1 and 1).
  • a land 51 is provided on the surface of the substrate 50 so as to surround the semiconductor element 30 entirely or partially.
  • the conductive shield can 20 may be connected to this portion by soldering or the like.
  • the land 51 is electrically connected to the ground 60 through a conductive processing through hole 52 formed in the substrate 50, thereby electrically connecting the conductive shield can 20 to the ground 60.
  • the conductive shield can 20 is provided on the land 51 so as to be electrically connected to the ground 60.
  • the conductive shield can 20 penetrates through the substrate 50. , And may be directly connected to the ground 60.
  • the semiconductor device 1 of the present invention includes a cylindrical conductive shield can 20 connected to the ground 60 and provided so as to surround the side surface 30 a of the semiconductor element 30. Electromagnetic waves can be shielded by the conductive shield can 20 connected to the ground 60, and the effect of suppressing the electromagnetic waves of the semiconductor device 1 of the present invention can be improved.
  • the material of the conductive shield can 20 is not particularly limited as long as it has a high electromagnetic wave shielding effect.
  • a highly conductive metal such as aluminum, copper, and stainless steel, a highly conductive magnetic material, or the like can be used.
  • the magnetic material having high conductivity include permalloy, sendust, Fe-based or Co-based amorphous materials, microcrystalline materials, and the like.
  • the conductive shield can 20 is cylindrical and has a shape in which a conventional upper surface (upper surface when viewed in the laminating direction) portion 20b is removed as shown in FIG.
  • the conductive shield can 20 is formed in a cylindrical shape, a conductive heat conductive sheet 10 described later is formed therein, and the semiconductor element 30 and the cooling member can be connected to each other. Heat dissipation can be realized.
  • the cylindrical shape is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the size and shape of the semiconductor element 30.
  • it may be a rectangular tubular shape, or alternatively, a cylindrical shape or another irregular shaped tubular shape. From the viewpoint of releasing heat from the semiconductor element 30, it is preferable to increase the distance W between the conductive shield cans 20 facing each other via the semiconductor element 30 and use a large conductive heat conductive sheet 10.
  • the conductive shield can 20 is configured such that, when viewed in a cross section along the stacking direction, the distance W between the conductive shield cans facing each other with the semiconductor element interposed therebetween is the same as that of the semiconductor. It is preferable that the wavelength is 1/10 or less of the wavelength at the maximum frequency of the element 30. For example, when the frequency of the semiconductor element 30 is 1 GHz, the wavelength is 300 mm (light speed / frequency), and therefore, it is preferable that the interval W is 30 mm or less.
  • the semiconductor device 1 of the present invention includes a conductive cooling member 40 provided above the semiconductor element 30 and the conductive shield can 20.
  • the cooling member 40 is a member that absorbs heat generated from the heat source (semiconductor element 30) and dissipates the heat to the outside.
  • the cooling member 40 has conductivity, the cooling member 40 is electrically connected to the conductive shield can 20 via a conductive heat conductive sheet 10 described later, so that an electrically closed space (FIG. 1 and FIG. By forming the region A) surrounded by the broken line 2, the effect of suppressing the electromagnetic wave of the semiconductor device 1 can be enhanced.
  • the type of the conductive cooling member 40 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of the semiconductor device 1 of the present invention.
  • a radiator, a cooler, a heat sink, a heat spreader, a die pad, a cooling fan, a heat pipe, a metal cover, a housing, and the like can be given.
  • these conductive cooling members it is preferable to use a conductive radiator, cooler, or heat sink from the viewpoint of obtaining more excellent heat dissipation.
  • the material constituting the conductive cooling member 40 preferably includes a metal such as aluminum, copper, and stainless steel, graphite, and the like, from the viewpoint of increasing the thermal conductivity.
  • the conductive cooling member 40 is provided above the conductive shield can 20 as shown in FIGS. 1 and 2, but is not in contact with the conductive shield can 20 and is provided at a predetermined distance. Is preferred. This is because the conductive heat conductive sheet 10 described later is filled between the upper surface 20 a of the conductive shield can 20 and the conductive cooling member 40.
  • the conductive cooling member 40 may be provided with a projection (not shown) at a portion of the back surface 40b that comes into contact with a conductive heat conductive sheet 10 described later. By providing the projections, the distance between the conductive heat conductive sheet 10 and the conductive shield can 20 provided via the conductive heat conductive sheet 10 can be reduced, and the conductive heat conductive sheet 10 is formed of a film or the like. Even so, a strong connection is possible.
  • the semiconductor device 1 of the present invention includes a conductive heat conductive sheet 10 formed between the semiconductor element 30 and the conductive cooling member 40.
  • the cooling member 40 is electrically connected to the cooling member 40 via the conductive heat conductive sheet 10.
  • the conductive heat conductive sheet 10 having high heat conductivity between the semiconductor element 30 and the cooling member 40, it is possible to improve the heat dissipation without lowering the electromagnetic wave suppressing effect.
  • electrically connecting the conductive shield can 20 and the cooling member 40 via the conductive heat conductive sheet 10 having conductivity as shown in FIGS.
  • the electrically closed space A being formed in the semiconductor device 1 of the present invention, it is possible to enhance the electromagnetic shielding effect of the conductive shield can 20 and realize an excellent electromagnetic shielding effect.
  • the shape of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the shape of the conductive shield can 20 or the semiconductor element 30.
  • the size of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited. However, as shown in FIGS. 1 and 2, it is necessary to fill the opening of the conductive shield can 20 with no gap. This is for ensuring the electrical connection between the conductive shield can 20 and the cooling member 40.
  • the upper end 20 a of the conductive shield can 20 cuts into the conductive heat conductive sheet 10 (in other words, the conductive heat conductive sheet 10).
  • the area of the lower surface 10a of the conductive sheet 10 is preferably larger than the opening area of the cylindrical conductive shield can 20).
  • the electrical connection between the conductive shield can 20 and the cooling member 40 is more efficient compared to a mode in which the conductive heat conductive sheet 10 is filled in the conductive shield can 20. Therefore, the electromagnetic wave suppressing effect can be further improved, and the bonding strength between the conductive heat conductive sheet 10 and the conductive shield can 20 can be increased.
  • the conductive heat conductive sheet 10 may be composed of a single sheet or a plurality of sheets.
  • the conductive heat conductive sheet 10 when the conductive heat conductive sheet 10 does not cover the upper end 20 a of the shield can 20, the conductive heat conductive sheet 10 can be formed of a single sheet. However, from the viewpoint that the thickness of the sheet can be easily adjusted, the sheet can be composed of a plurality of sheets.
  • the conductive shield can 20 when the conductive heat conductive sheet 10 covers the upper end 20 a of the conductive shield can 20, the conductive shield can 20 is formed using one conductive heat conductive sheet 10. Can be manufactured by pressure bonding, or the conductive heat conductive sheet 10 can be formed by combining a plurality of sheets.
  • the thickness T of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited, and may be appropriately changed according to the distance between the semiconductor element 30 and the cooling member 40, the size of the conductive shield can 20, and the like. it can.
  • the thickness T of the conductive heat conductive sheet 10 is preferably 50 ⁇ m to 4 mm, more preferably 100 ⁇ m to 4 mm, from the viewpoint that the heat radiation property and the effect of suppressing electromagnetic waves can be realized at a higher level. It is particularly preferred that it is between 200 ⁇ m and 3 mm.
  • the thickness T of the conductive heat conductive sheet 10 exceeds 4 mm, the distance between the semiconductor element 30 and the cooling member 40 becomes long, and thus the thermal conductivity may be reduced.
  • the thickness T of the conductive sheet 10 is less than 50 ⁇ m, the effect of suppressing electromagnetic waves may be reduced.
  • the thickness T of the conductive heat conductive sheet 10 means the thickness T of the thickest part of the conductive heat conductive sheet 10 as shown in FIGS. Irrespective of whether it is formed from a plurality of sheets or a plurality of sheets.
  • the conductive heat conductive sheet 10 preferably has high conductivity from the viewpoint of achieving an excellent electromagnetic wave suppression effect.
  • the resistivity of the conductive heat conductive sheet 10 is preferably 0.15 ⁇ ⁇ m or less, more preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ ⁇ m or less, and 1.5 ⁇ 10 ⁇ 3 ⁇ or less. M or less, more preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ m or less.
  • the resistivity of the conductive heat conductive sheet 10 is preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ ⁇ m or more.
  • the method for adjusting the conductivity (resistivity) of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited, but may be changed by changing the type of the binder resin, the material of the filler, the amount of the filler, the orientation direction, and the like. It is possible to adjust.
  • the conductive heat conductive sheet 10 is preferably at least 5 W / mK, more preferably at least 10 W / mK, particularly preferably at least 20 W / mK. This is because the efficiency of heat exchange between the semiconductor element 30 and the cooling member 40 can be further increased, and the heat dissipation can be further improved.
  • the conductive heat conductive sheet 10 preferably has magnetic properties. This is because the conductive heat conductive sheet 10 can be provided with electromagnetic wave absorbing performance, so that a more excellent electromagnetic wave suppressing effect can be obtained.
  • the method for adjusting the magnetic properties of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited. However, the conductive heat conductive sheet 10 is made to contain magnetic powder and the like, and by changing the compounding amount and the like, It is possible to adjust.
  • the conductive heat conductive sheet 10 preferably has tackiness or adhesiveness on the surface. This is because the adhesiveness between the conductive heat conductive sheet 10 and other members can be improved. Further, when the conductive heat conductive sheet 10 is composed of a plurality of sheets, the adhesiveness between the sheets can be improved.
  • the method for imparting tackiness to the surface of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited. For example, tackiness can be imparted by optimizing a binder resin constituting the conductive heat conductive sheet 10 described later, and a tacky adhesive layer is separately provided on the surface of the conductive heat conductive sheet 10. You can also.
  • the conductive heat conductive sheet 10 has flexibility. Since the shape of the conductive heat conductive sheet 10 can be easily changed, the ease of assembling the semiconductor device 1 is improved, and the bonding force between the conductive heat conductive sheet 10 and the conductive shield can 20 is increased. You can also.
  • the flexibility of the conductive heat conductive sheet 10 for example, the storage elastic modulus at 25 ° C. measured by dynamic elastic modulus measurement is preferably in the range of 50 kPa to 50 MPa.
  • the conductive heat conductive sheet 10 preferably contains a cured resin. This is because the conductive heat conductive sheet 10 can be provided with high flexibility, surface tackiness, and the like.
  • the material of the conductive heat conductive sheet 10 is not particularly limited as long as it has excellent electromagnetic wave absorption performance and heat conductivity.
  • the conductive heat conductive sheet may include a binder resin, a conductive heat conductive filler, and other components. it can.
  • the binder resin constituting the conductive heat conductive sheet is a resin component serving as a base material of the conductive heat conductive sheet.
  • the type is not particularly limited, and a known binder resin can be appropriately selected.
  • one of the binder resins is a thermosetting resin.
  • thermosetting resin examples include a crosslinkable rubber, an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide resin, a benzocyclobutene resin, a phenol resin, an unsaturated polyester, a diallyl phthalate resin, a silicone, a polyurethane, a polyimide silicone, and a thermosetting resin.
  • crosslinkable rubber for example, natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, butyl rubber, halogenated butyl rubber, Fluorine rubber, urethane rubber, acrylic rubber, polyisobutylene rubber, silicone rubber and the like are included. These may be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resins it is preferable to use silicone from the viewpoint of excellent moldability and weatherability, as well as adhesion and followability to electronic components.
  • the silicone is not particularly limited, and the type of silicone can be appropriately selected according to the purpose. From the viewpoint of obtaining the moldability, weather resistance, adhesion, and the like described above, it is preferable that the silicone be a silicone composed of a main component of a liquid silicone gel and a curing agent. Examples of such a silicone include an addition-reaction-type liquid silicone and a heat-curable millable silicone using a peroxide for vulcanization.
  • the addition reaction type liquid silicone it is preferable to use a two-component addition reaction type silicone containing a polyorganosiloxane having a vinyl group as a main component and a polyorganosiloxane having a Si—H group as a curing agent.
  • the content of the binder resin in the conductive heat conductive sheet is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • it is preferably about 20% to 50% by volume, and more preferably 30% to 40% by volume of the conductive heat conductive sheet. More preferably, there is.
  • the conductive heat conductive sheet includes a conductive heat conductive filler (hereinafter, sometimes simply referred to as "heat conductive filler”) in the binder resin. Including.
  • the conductive filler having conductivity is a component for improving the thermal conductivity and conductivity of the sheet.
  • the kind of the heat conductive filler is not particularly limited, but it is preferable to use a fibrous heat conductive filler from the viewpoint of realizing higher heat conductivity.
  • the “fibrous” of the fibrous heat conductive filler refers to a shape having a high aspect ratio (about 6 or more).
  • the fibrous or rod-shaped heat conductive filler not only the fibrous or rod-shaped heat conductive filler, but also the granular filler having a high aspect ratio, the flake-shaped heat conductive filler, and the like are used as the fibrous heat conductive filler. included.
  • the type of the fibrous heat conductive filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material having high heat conductivity and conductivity, for example, silver, copper, a metal such as aluminum, Examples include ceramics such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, and graphite, and carbon fibers.
  • these fibrous heat conductive fillers it is more preferable to use carbon fibers from the viewpoint of obtaining higher heat conductivity and conductivity.
  • the said heat conductive filler which has electroconductivity you may use individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
  • each of them may be a fibrous heat conductive filler or a fibrous heat conductive filler and another form of heat conductive filler. A mixture with a filler may be used.
  • the type of the carbon fiber is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • pitch-based, PAN-based, graphitized PBO fibers, arc discharge, laser evaporation, CVD (chemical vapor deposition), CCVD (catalytic chemical vapor deposition), etc. can be used.
  • carbon fibers obtained by graphitizing PBO fibers and pitch-based carbon fibers are more preferable because high thermal conductivity and high conductivity can be obtained.
  • the carbon fiber can be used after part or all of its surface treatment, if necessary.
  • the surface treatment for example, an oxidation treatment, a nitridation treatment, a nitration, a sulfonation, or a metal, a metal compound, an organic compound, or the like attached to the surface of a functional group or carbon fiber introduced to the surface by these treatments or For example, a coupling process may be used.
  • the functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and the like.
  • the average fiber length (average major axis length) of the fibrous heat conductive filler is not particularly limited and can be appropriately selected.
  • 50 ⁇ m to 50 ⁇ m It is preferably in the range of 300 ⁇ m, more preferably in the range of 75 ⁇ m to 275 ⁇ m, and particularly preferably in the range of 90 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the average fiber diameter (average minor axis length) of the fibrous heat conductive filler is not particularly limited and can be appropriately selected.
  • 4 ⁇ m It is preferably in the range of 20 ⁇ m to 20 ⁇ m, and more preferably in the range of 5 ⁇ m to 14 ⁇ m.
  • the aspect ratio (average major axis length / average minor axis length) of the fibrous heat conductive filler is preferably 6 or more from the viewpoint of ensuring high thermal conductivity. Preferably it is 30. Even when the aspect ratio is small, the effect of improving thermal conductivity and the like can be seen, but a large effect of improving characteristics cannot be obtained due to a decrease in orientation, and the aspect ratio is set to 6 or more. On the other hand, when it exceeds 30, the dispersibility in the conductive heat conductive sheet is reduced, so that a sufficient heat conductivity may not be obtained.
  • the average major axis length and average minor axis length of the fibrous heat conductive filler are measured by, for example, a microscope, a scanning electron microscope (SEM), or the like, and an average is calculated from a plurality of samples. can do.
  • the content of the conductive filler having conductivity in the conductive heat conductive sheet is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Is preferably 5 to 30% by volume, more preferably 6 to 20% by volume. If the content is less than 4% by volume, it may be difficult to obtain a sufficiently low thermal resistance. If the content exceeds 40% by volume, the moldability of the conductive heat conductive sheet and the fibrous heat There is a possibility that the orientation of the conductive filler is affected.
  • the heat conductive filler having conductivity is oriented in one direction or a plurality of directions. This is because higher thermal conductivity and higher electromagnetic wave absorption can be realized by orienting the thermal conductive filler.
  • the heat conductive filler is substantially perpendicular to the sheet surface. Can be oriented.
  • the heat conductive filler can be oriented substantially parallel to the sheet surface or in another direction.
  • a direction substantially perpendicular to or substantially parallel to the sheet surface means a direction substantially perpendicular to or substantially parallel to the sheet surface direction.
  • the method of adjusting the orientation angle of the thermally conductive filler having conductivity is not particularly limited.
  • the conductive heat conductive sheet may further include an inorganic filler in addition to the binder resin and the conductive heat conductive fiber described above. This is because the heat conductivity of the conductive heat conductive sheet can be further increased and the strength of the sheet can be improved.
  • the shape, material, average particle size and the like of the inorganic filler are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the shape include a spherical shape, an elliptical spherical shape, a block shape, a granular shape, a flat shape, and a needle shape. Among these, a spherical shape and an elliptical shape are preferred from the viewpoint of filling properties, and a spherical shape is particularly preferred.
  • Examples of the material of the inorganic filler include aluminum nitride (aluminum nitride: AlN), silica, alumina (aluminum oxide), boron nitride, titania, glass, zinc oxide, silicon carbide, silicon (silicon), silicon oxide, and aluminum oxide. And metal particles. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, alumina, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, and silica are preferable, and alumina and aluminum nitride are particularly preferable in terms of thermal conductivity.
  • the inorganic filler those subjected to a surface treatment can also be used.
  • the inorganic filler is treated with a coupling agent as the surface treatment, the dispersibility of the inorganic filler is improved, and the flexibility of the conductive heat conductive sheet is improved.
  • the average particle diameter of the inorganic filler can be appropriately selected according to the type of the inorganic substance and the like.
  • the average particle size is preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, and particularly preferably 4 ⁇ m to 5 ⁇ m. If the average particle size is less than 1 ⁇ m, the viscosity may increase and mixing may be difficult. On the other hand, when the average particle size exceeds 10 ⁇ m, the thermal resistance of the conductive heat conductive sheet may increase.
  • the average particle size is preferably from 0.3 ⁇ m to 6.0 ⁇ m, more preferably from 0.3 ⁇ m to 2.0 ⁇ m, and particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m. preferable. If the average particle size is less than 0.3 ⁇ m, the viscosity may increase and mixing may be difficult, and if it exceeds 6.0 ⁇ m, the thermal resistance of the conductive heat conductive sheet may increase.
  • the average particle size of the inorganic filler can be measured by, for example, a particle size distribution meter or a scanning electron microscope (SEM).
  • the conductive heat conductive sheet preferably further includes a magnetic metal powder in addition to the binder resin, the fibrous heat conductive fibers, and the inorganic filler.
  • the magnetic metal powder By including the magnetic metal powder, the magnetic properties of the conductive heat conductive sheet can be enhanced, and the effect of suppressing the electromagnetic waves of the semiconductor device can be improved.
  • the type of the magnetic metal powder is not particularly limited, except that the magnetic properties of the conductive heat conductive sheet can be enhanced and electromagnetic wave absorption can be improved.
  • a known magnetic metal powder can be appropriately selected. it can.
  • amorphous metal powder or crystalline metal powder can be used.
  • the amorphous metal powder include Fe-Si-B-Cr, Fe-Si-B, Co-Si-B, Co-Zr, Co-Nb, and Co-Ta powders.
  • the crystalline metal powder include pure iron, Fe-based, Co-based, Ni-based, Fe-Ni-based, Fe-Co-based, Fe-Al-based, Fe-Si-based, and Fe-Si-Al-based.
  • the crystalline metal powder a microcrystalline metal obtained by adding a small amount of N (nitrogen), C (carbon), O (oxygen), B (boron), etc. Powder may be used.
  • the magnetic metal powder a powder of different materials or a powder of two or more powders having different average particle diameters may be used.
  • the shape of the magnetic metal powder such as a spherical shape and a flat shape.
  • a spherical magnetic metal powder having a particle size of several ⁇ m to several tens ⁇ m.
  • Such a magnetic metal powder can be produced by, for example, an atomizing method or a method of thermally decomposing metal carbonyl.
  • the atomizing method has an advantage that a spherical powder is easily produced, and the molten metal is caused to flow out of a nozzle, and a jet stream of air, water, an inert gas, or the like is sprayed on the discharged molten metal to solidify as a droplet. It is a method of making powder.
  • the cooling rate is preferably set to about 1 ⁇ 10 6 (K / s) in order to prevent the molten metal from being crystallized.
  • the surface of the amorphous alloy powder can be made smooth.
  • the filling property of the binder resin can be improved. Further, the filling property can be further improved by performing the coupling treatment.
  • the conductive heat conductive sheet may appropriately include other components depending on purposes.
  • other components include a thixotropic agent, a dispersant, a curing accelerator, a retarder, a slight tackifier, a plasticizer, a flame retardant, an antioxidant, a stabilizer, and a colorant.
  • the method for manufacturing the above-described semiconductor device of the present invention is not particularly limited.
  • a cylindrical conductive shield can provided so as to surround the side surface 30 a of the semiconductor element 30.
  • a manufacturing method including a step of bonding the conductive shield can 20 and the conductive heat conductive sheet 10 by pressing the conductive heat conductive sheet 10 on the upper end 20a of the conductive heat conductive sheet 10 can be used.
  • the upper end 20a of the conductive shield can 20 can be reliably penetrated into the conductive heat conductive sheet 10 without going through complicated steps, resulting in excellent heat dissipation and excellent electromagnetic wave suppression effect. It is possible to efficiently manufacture a semiconductor device having the above.
  • steps other than the step of pressing the conductive heat conductive sheet 10 described above are not particularly limited, and a known manufacturing method can be appropriately employed.
  • an analysis model of a semiconductor device as shown in FIGS. 5A and 5B is prepared using a three-dimensional electromagnetic field simulator ANSYS HFSS (manufactured by Ansys), and the electromagnetic wave suppression effect is evaluated.
  • ANSYS HFSS manufactured by Ansys
  • the conductive heat conductive sheet 10 used in the model of the semiconductor device uses two-component addition-reaction liquid silicone as a resin binder, alumina particles having an average particle size of 5 ⁇ m, and a fibrous conductive material.
  • thermal conductive sheet having an average fiber length of 200 ⁇ m (“thermally conductive fiber” manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd.) as a conductive filler
  • two-component addition reaction type liquid silicone: alumina particles: pitch-based carbon fiber 35 vol %: 53 vol%: 12 vol%
  • the obtained thermal conductive sheet had an average thermal conductivity in the vertical direction (calculated by combining the thermal resistance at the interface and the internal thermal resistance) of 9.2 W / mK as measured according to ASTM D5470.
  • the dimensions of the conductive heat conductive sheet 10 were 20 mm ⁇ 20 mm, and the thickness T was 1 mm.
  • the resistivity of the conductive heat conductive sheet 10 was changed. As shown in FIG. 6, the resistivity was 1.218 ⁇ ⁇ m, 0.122 ⁇ ⁇ m, respectively.
  • a sample having a low conductivity (dielectric) of 0.012 ⁇ ⁇ m was prepared.
  • the cooling member 40 (heat sink) used for the model of the semiconductor device was an aluminum plate as a material, the size was 30 mm ⁇ 30 mm, and the thickness was 0.3 mm.
  • the conductive shield can 20 is made of stainless steel having a thickness of 0.2 mm, and has an outer diameter of 22 mm ⁇ 22 mm ⁇ 3 mm, and has a hollow rectangular tube shape. The clearance between the cooling member 40 (heat sink) and the upper surface of the conductive shield can 20 was set to 0.2 mm.
  • FIGS. 5A and 5B show analysis models of the semiconductor device, which are viewed from the upper surface side (front surface side) and the lower surface side (rear surface side), respectively. .
  • the components are shown transparently so that the positional relationship between the members constituting the semiconductor device can be understood.
  • the cross-sectional structure of the analysis model is the same as that of FIG. 1, and the semiconductor element 30 has a microstrip line (MSL) 31 covered with a resin mold as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
  • MSL microstrip line
  • the MSL 31 has a copper signal line (signal line size: 2 mm ⁇ 1 mm ⁇ 0.02 mm) on the front side of the dielectric substrate 50 (substrate size: 30 mm ⁇ 30 mm ⁇ 0.65 mm) and a ground 60 on the back side. It was done.
  • the signal source of the semiconductor element 30 is simplified by the MSL 31, and both ends are set to signal input / output terminals.
  • the main body of the semiconductor element 30 portion molded with resin
  • the size of the main body of the semiconductor element 30 was 16 mm ⁇ 16 mm ⁇ 0.7 mm.
  • FIG. 6 shows the obtained electric field strength calculation results.
  • the electric field strength calculation results when the conductive heat conductive sheet 10 used is 1.218 ⁇ ⁇ m, 0.122 ⁇ ⁇ m, 0.012 ⁇ ⁇ m, and has extremely low conductivity (dielectric). Each is shown.
  • the analysis model using the conductive heat conductive sheet 10 of 1.218 ⁇ ⁇ m, 0.122 ⁇ ⁇ m, and 0.012 ⁇ ⁇ m included in the range of the present invention has extremely low conductivity (dielectric).
  • a favorable electromagnetic wave suppression effect (reduction of electric field intensity) was confirmed.
  • the analysis model using the conductive heat conductive sheet 10 having a low resistivity of the conductive heat conductive sheet 10 of 0.122 ⁇ ⁇ m and 0.012 ⁇ ⁇ m confirmed a more excellent electromagnetic wave suppressing effect.
  • Example 2 In the second embodiment, an analysis model of a semiconductor device as shown in FIGS. 5A and 5B is manufactured using the three-dimensional electromagnetic field simulator under the same conditions as in the first embodiment, and the electromagnetic wave suppression effect is reduced. An evaluation was performed.
  • the resistivity of the conductive heat conductive sheet 10 used for the model of the semiconductor device was 0.122 ⁇ ⁇ m.
  • a part of the alumina was replaced with magnetic powder (Fe-Si-B-Cr amorphous magnetic particles), and the imaginary part ⁇ r ′′ of the relative magnetic permeability at 5 GHz was used. Samples were prepared under the same conditions (all dimensions, thickness, and thermal conductivity were the same), except that the magnetic properties were imparted so that was 3.
  • FIG. 7 shows the calculation results.
  • the electric field strength obtained from the analytical model of the semiconductor device is shown as “magnetic powder contained (0.122 ⁇ ⁇ m)”
  • the conductive heat conductive The electric field strength obtained from the analysis model of the semiconductor device when no magnetic powder was contained in the sheet 10 was shown as “no magnetic powder contained (0.122 ⁇ ⁇ m)”.

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Abstract

優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置を提供することを目的とする。　上記課題を解決するべく、本発明の半導体装置１は、半導体素子３０と、前記半導体素子３０の側面３０ａを囲むように設けられた筒状の形状を有する導電シールドカン２０と、導電性の冷却部材４０と、前記半導体素子３０と前記冷却部材４０との間に形成された導電性熱伝導シート１０と、を備え、前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０とが、前記導電性熱伝導シート１０を介して電気的に接続していることを特徴とする。

Description

半導体装置及び半導体装置の製造方法
　本発明は、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
　近年、電子機器は、小型化の傾向をたどる一方、アプリケーションの多様性のために電力消費量をそれほど変化させることができないため、機器内における放熱対策がより一層重要視されている。
　上述した電子機器における放熱対策として、銅やアルミ等といった熱伝導率の高い金属材料で作製された放熱板や、ヒートパイプ、ヒートシンク等が広く利用されている。これらの熱伝導性に優れた放熱部品は、放熱効果又は機器内の温度緩和を図るため、電子機器内における発熱部である半導体パッケージ等の電子部品に近接するようにして配置される。また、これらの熱伝導性に優れた放熱部品は、発熱部である電子部品から低温の場所に亘って配置される。
　ただし、電子機器内における発熱部は、電流密度が高い半導体素子等の電子部品であり、電流密度が高いということは、不要輻射の成分となり得る電界強度又は磁界強度が大きいことが考えられる。このため、金属で作製された放熱部品を電子部品の近辺に配置すると、熱の吸収を行うとともに、電子部品内を流れる電気信号の高調波成分をも拾ってしまうという問題があった。具体的には、放熱部品が金属材料で作製されているため、それ自体が高調波成分のアンテナとして機能したり、高調波ノイズ成分の伝達経路として働いてしまうような場合である。
　そのため、放熱性と電磁波抑制効果の両立が図られた技術の開発が望まれている。
　例えば特許文献１には、大きく開口したシールド部材内に、リッドが取り付けられた半導体パッケージを設けるとともに、リッドの上面周縁部に電気的に接触する環状のリッド接触部を設け、該リッド接触部とシールド部材とを電気的に接続させる、という技術が開示されている。
　しかしながら、特許文献１の技術では、一定の放熱性及び電磁波抑制効果が得られるものの、基板や冷却部材が大きい場合には、電磁共振を起こし、十分な電磁波抑制効果を得ることができないと考えられた。また、放熱性についても、さらなる改良が望まれていた。
特開２０１２－１６４８５２号公報
　本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記の課題を解決するべく検討を重ね、グラウンドに接続された導電シールドカンを、半導体素子を覆うように設けることによって、高い電磁波抑制効果が得られることに着目した。ただし、導電シールドカンを設けただけでは十分な放熱性を得ることができないことから、さらに鋭意研究を重ねた結果、半導体素子と導電性の冷却部材との間に導電性熱伝導シートを形成することで、半導体素子と冷却部材とを繋ぐことができ、放熱性を向上させることができることを見出した。そしてさらに、半導体素子を覆う導電シールドカンについて、上面を取り除いた構造、つまり導電シールドカンの形状を筒状にするとともに、導電シールドカンと導電性を有する冷却部材とを、導電性熱伝導シートを介して電気的に接続させることによって、半導体装置の中で電気的に閉じた空間を形成することが可能となる結果、電磁波抑制効果についても大きく向上できることを見出した。
　その結果、本発明の半導体装置は、従来にはない高いレベルで、放熱性及び電磁波抑制効果を両立できる。加えて、本発明の半導体装置は、前記導電シールドカンの上面が形成されていないため、半導体装置の薄膜化や製造容易性を向上させることもできる。
　本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
（１）基板上に形成された半導体素子と、開口部を有し、前記半導体素子の少なくとも一部を覆うように設けられ、グラウンドに接続された導電シールドカンと、前記導電シールドカンの上部に設けられた冷却部材と、少なくとも前記導電シールドカンの開口部を通して、前記半導体素子と前記冷却部材との間に形成された導電性熱伝導シートと、を備えることを特徴とする、半導体装置。
　上記構成によって、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を実現できる。
（２）前記導電シールドカンは、前記半導体素子を介して対向する導電シールドカン同士の間隔が、前記半導体素子の最大周波数における波長の1／10以下であることを特徴とする、上記（１）に記載の半導体装置。
（３）前記導電シールドカンの上端が、前記導電性熱伝導シートの内部に食い込んでいることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）前記導電性熱伝導シートの抵抗率が、0.15Ω・m以下であることを特徴とする、上記（１）～（３）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（５）前記導電性熱伝導シートの抵抗率が、0.5×10-7Ω・m以上であることを特徴とする、上記（１）～（４）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（６）前記導電性熱伝導シートが、磁気特性を有することを特徴とする、上記（１）～（５）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（７）前記導電性熱伝導シートが、表面に粘着性又は接着性を有することを特徴とする、上記（１）～（６）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（８）前記導電性熱伝導シートが、柔軟性を有することを特徴とする、上記（１）～（７）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（９）前記導電性熱伝導シートが、樹脂の硬化物を含むことを特徴とする、上記（１）～（８）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（１０）前記導電性熱伝導シートが、導電性の充填剤を含むことを特徴とする、上記（１）～（９）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（１１）前記導電性の充填剤が、炭素繊維であることを特徴とする、上記（１０）に記載の半導体装置。
（１２）上記（１）～（１１）のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
　半導体素子の側面を囲むように設けられた筒状の導電シールドカンの上端に、導電性熱伝導シートを圧着することで、前記導電シールドカンと前記導電性熱伝導シートとを接合する工程を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
　上記構成によって、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置を、効率的に製造することができる。
　本発明によれば、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置を提供することが可能となる。
本発明の半導体装置の一実施形態について、断面の状態を模式的に示した図である。 本発明の半導体装置の他の実施形態について、断面の状態を模式的に示した図である。 従来の半導体装置の一実施形態について、断面の状態を模式的に示した図である。 本発明の半導体装置の一実施形態について、組立状態を模式的に示した斜視図である。 実施例における周波数特性の解析に用いた半導体装置のモデルを模式的に示した図であり、（ａ）は半導体装置のモデルの表面側から見た状態、（ｂ）は半導体装置のモデルの裏面側から見た状態を示す。 実施例１において、半導体装置の導電性熱伝導シートの抵抗値を変えた場合の、周波数に応じた電界強度を示すグラフである。 実施例２において、半導体装置の導電性熱伝導シートの磁気特性を変えた場合の、周波数に応じた電界強度を示すグラフである。した図である。
　以下、本発明の実施形態の一例を、図面を用いて具体的に説明する。
　ここで、図１及び２は、本本発明の半導体装置の実施形態について、断面を模式的に示した図である。また、図４は、本発明の半導体装置の一実施形態について、組立状態を説明するための斜視図である。なお、各図面については、説明の便宜のため、各部材の形状やスケールが実際のものとは異なる状態で示されている。各部材の形状やスケールについては、本明細書の中で規定されていること以外は、半導体装置ごとに適宜変更することが可能である。
＜半導体装置＞
　本発明の半導体装置１は、図１及び２に示すように、半導体素子３０と、導電シールドカン２０と、導電性の冷却部材４０と、導電性熱伝導シート１０と、を備える。
　そして、本発明の半導体装置１では、図１及び２に示すように、前記半導体素子３０の側面３０ａを囲むように設けられた筒状の形状を有し、前記導電性熱伝導シート１０が、前記半導体素子３０と前記冷却部材４０との間に形成されていること、及び、前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０とが、前記導電性熱伝導シート１０を介して電気的に接続していることを特徴とする。
　前記半導体素子３０は、熱及び電磁波の発生源となるが、該半導体素子３０を覆うように導電シールドカン２０を設けることによって、電磁波遮蔽が可能となるため、優れた電磁波抑制効果が得られる。また、前記導電シールドカン２０について、上面（積層方向で見た場合の上の面）を取り除いた筒状とし、該導電シールドカン２０の内部で、伝導性を有し且つ熱伝導性の高いシート部材（導電性熱伝導シート１０）を半導体素子３０と冷却部材４０との間に設けることによって、冷却部材４０への熱伝導が大きく改善される結果、電磁波抑制効果を得つつ、優れた放熱性を実現できる。
　さらに、本発明の半導体装置１では、前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０とが、前記導電性熱伝導シート１０を介して電気的に接続することによって、本発明の半導体装置１内において電気的に閉じられた空間（図１及び２の破線で囲んだ空間）が形成される結果、導電シールドカン２０の電磁波遮断効果を高めることが可能となり、優れた電磁波抑制効果を実現できる。
　さらにまた、本発明の半導体装置１では、前記導電シールドカン２０の、上面が取り除かれているため、従来の導電シールドカンを用いた技術に比べて、半導体装置１の薄膜化が可能となるとともに、前記半導体素子３０と前記冷却部材４０との間に、前記導電性熱伝導シート１０を設けやすくなり、製造の容易性も得ることができる。
　なお、図３は、従来技術による半導体装置の一例を示したものである。従来の半導体装置１００では、半導体素子３０を覆うように導電シールドカン２０を設けているため、高い電磁波抑制効果が得られる。しかしながら、本発明の半導体装置１の導電性熱伝導シート１０が導電シールドカン２０を介して積層されるような構成であることから、本発明の半導体装置１に比べて、半導体素子３０と冷却部材４０との間の熱抵抗が大きく、十分な放熱性を得ることができない。
　次に、本発明の半導体装置を構成する各部材について説明する。
（半導体素子）
　本発明の半導体装置１は、図１及び２に示すように、基板５０上に形成された半導体素子３０を備える。
　ここで、前記半導体素子については、半導体による電子部品であれば特に限定されるものではない。例えば、ICやLSI等の集積回路、CPU、MPU、グラフィック演算素子、イメージセンサなどが挙げられる。
　前記半導体素子３０が形成される基板５０についても、特に限定はされず、半導体装置の種類に応じて、適したものを使用することができる。前記基板５０には、グラウンド（ＧＮＤ）６０が設けられている。グラウンド６０は、基板５０の内層、あるいは裏面（図１及びでは基板の裏面）に形成される。
　また、本発明の半導体装置１では、例えば図１及び２に示すように、前記基板５０の面上に、前記半導体素子３０の周りを囲むように、全周あるいは部分的にランド５１を設けることができ、この部分に前記導電シールドカン２０を半田等により接続してもよい。前記ランド５１は、前記基板５０に中に形成された導電処理スルーホール５２を介して前記グラウンド６０と電気的に接続されており、これにより前記導電シールドカン２０をグラウンド６０と電気的に接合させることができる。なお、図１及び２では、前記導電シールドカン２０を前記ランド５１上に設けることで、前記グランド６０と電気的に接続しているが、前記導電シールドカン２０が、前記基板５０内を貫通し、直接グラウンド６０と接続するような構成とすることもできる。
（導電シールドカン）
　本発明の半導体装置１は、図１及び２に示すように、前記グラウンド６０に接続され、前記半導体素子３０の側面３０ａを囲むように設けられた筒状の、導電シールドカン２０を備える。
　前記グラウンド６０に接続された導電シールドカン２０によって、電磁波のシールドが可能となり、本発明の半導体装置１の電磁波抑制効果を向上できる。
　ここで、前記導電シールドカン２０を構成する材料としては、電磁波のシールド効果が高いものであれば特に限定はされない。例えば、アルミ、銅、ステンレス等の導電率の高い金属や、導電性の高い磁性体等を用いることができる。該導電性の高い磁性体材料としては、パーマロイ、センダスト、Fe系若しくはCo系のアモルファス材料、微結晶材料等が挙げられる。前記導電シールドカン２０を構成する材料として、上述のような磁性体材料を用いた場合には、電気的シールド効果のほかに、磁気的シールド効果及び磁気的吸収効果についても期待できる。
　前記導電シールドカン２０は、筒状であり、図３に示すような従来の上面（積層方向で見た場合の上の面）部分２０ｂが取り除かれた形状である。なお、前記導電シールドカン２０が筒状に構成されることで、内部に後述する導電性熱伝導シート１０が形成され、半導体素子３０と冷却部材と４０との間を繋ぐことができる結果、優れた放熱性を実現できる。
　ここで、筒状については、特に限定はされず、半導体素子３０の大きさや形状等に応じて適宜変更することができる。例えば、図１及び２に示すように、矩形の筒状であってもよいし、その他にも、円筒状や、その他不定形の筒状にすることもできる。半導体素子３０からの熱を逃がすという観点からは、前記半導体素子３０を介して対向する導電シールドカン２０同士の間隔Ｗを大きくし、大きな導電性熱伝導シート１０を用いることが好ましい。
　また、前記導電シールドカン２０は、電磁波抑制効果をさらに向上させる観点からは、積層方向に沿った断面で見たとき、前記半導体素子を介して対向する導電シールドカン同士の間隔Ｗが、前記半導体素子３０の最大周波数における波長の1／10以下であることが好ましい。例えば、半導体素子３０の周波数が1GHzの場合には、波長が300mm（光の速さ／周波数）となるため、前記間隔Ｗを30mm以下とすることが好ましい。
（冷却部材）
　本発明の半導体装置１は、図１及び２に示すように、前記半導体素子３０及び前記導電シールドカン２０の上部に設けられた、導電性の冷却部材４０を備える。
　ここで、前記冷却部材４０は、前記熱源（半導体素子３０）から発生する熱を吸収し、外部に放散させる部材である。後述する導電性熱伝導シート１０を介して前記半導体素子３０と接続されることによって、半導体素子３０が発生した熱を外部に拡散させ、半導体装置の高い放熱性を実現できる。
　また、前記冷却部材４０は導電性を有するため、後述する導電性熱伝導シート１０を介して、前記導電シールドカン２０と電気的に接続されることによって、電気的に閉じた空間（図１及び２の破線で囲んだ領域Ａ）を形成し、半導体装置１の電磁波抑制効果を高めることができる。
　前記導電冷却部材４０の種類については、特に限定はされず、本発明の半導体装置１の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、放熱器、冷却器、ヒートシンク、ヒートスプレッダ、ダイパッド、冷却ファン、ヒートパイプ、金属カバー、筐体等が挙げられる。これらの導電冷却部材の中でも、より優れた放熱性が得られる点からは、導電性を有する、放熱器、冷却器又はヒートシンクを用いることが好ましい。また、上述した導電冷却部材４０を構成する材料については、熱伝導率を高める点から、アルミ、銅、ステンレス等の金属や、グラファイト等を含むことが好ましい。
　なお、前記導電冷却部材４０は、図１及び２に示すように、前記導電シールドカン２０の上部に設けられるが、前記導電シールドカン２０とは接しておらず、一定の距離を開けて設けられることが好ましい。後述する導電性熱伝導シート１０が、前記導電シールドカン２０の上面２０ａと前記導電冷却部材４０との間に充填されるためである。
　また、前記導電冷却部材４０は、その裏面４０ｂにおいて、後述する導電性熱伝導シート１０と接触する部分に突起（図示せず）を設けることもできる。突起を設けることによって、導電性熱伝導シート１０及び導電性熱伝導シート１０を介して設けられた導電シールドカン２０との間隔を狭くでき、前記導電性熱伝導シート１０をフィルム等から構成した場合であっても強固な接続が可能となる。
（導電性熱伝導シート）
　本発明の半導体装置１は、図１及び２に示すように、前記半導体素子３０と、前記導電冷却部材４０との間に形成された導電性熱伝導シート１０を備え、前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０とが、前記導電性熱伝導シート１０を介して電気的に接続していることを特徴とする。
　熱伝導性の高い導電性熱伝導シート１０が、半導体素子３０と冷却部材４０との間に設けられることで、電磁波抑制効果を低下させることなく、放熱性についても向上させることが可能となる。加えて、導電性を有する前記導電性熱伝導シート１０を介して、前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０とが電気的に接続されることで、図１及び図２に示すように、本発明の半導体装置１内において電気的に閉じられた空間Ａが形成される結果、導電シールドカン２０の電磁波遮断効果を高めることが可能となり、優れた電磁波抑制効果を実現できる。
　ここで、前記導電性熱伝導シート１０形状については、特に限定はされず、前記導電シールドカン２０や、前記半導体素子３０の形状等に応じて、適宜変更することができる。
　また、前記導電性熱伝導シート１０のサイズについては、特に限定はされないが、図１及び２に示すように、前記導電シールドカン２０の開口内に隙間なく充填される必要がある。前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０との電気的な接続を確保するためである。
　また、前記導電性熱伝導シート１０については、図１に示すように、前記導電シールドカン２０の上端２０ａが、前記導電性熱伝導シート１０の内部に食い込んでいる（言い換えれば、前記導電性熱伝導シート１０の下面１０ａの面積が、筒状の前記導電シールドカン２０の開口面積よりも大きい）ことが好ましい。図２に示すような、前記導電性熱伝導シート１０が前記導電シールドカン２０の内部に充填された態様に比べて、前記導電シールドカン２０と前記冷却部材４０との電気的な接続をより効率的に確保できるため、電磁波抑制効果さらに向上でき、また、前記導電性熱伝導シート１０と前記導電シールドカン２０との接合力を高めることもできる。
　なお、前記導電性熱伝導シート１０は、一層のシートから構成しても良いし、複数枚のシートから構成することもできる。
　例えば、図１に示すように、前記導電性熱伝導シート１０が前記シールドカン２０の上端２０ａを覆わない場合には、前記導電性熱伝導シート１０を一層のシートにより構成することができる。ただし、シートの厚さを調整しやすい等の観点から、複数のシートから構成することもできる。
　また、図２に示すように、前記導電性熱伝導シート１０が前記導電シールドカン２０の上端２０ａを覆う場合には、一枚の前記導電性熱伝導シート１０を用いて、前記導電シールドカン２０を圧着させることによって製造することもできるし、複数のシートを組み合わせることにより前記導電性熱伝導シート１０を構成することもできる。
　また、前記導電性熱伝導シート１０の厚さＴについては、特に限定はされず、半導体素子３０と冷却部材４０との距離や、前記導電シールドカン２０のサイズ等に応じて適宜変更することができる。ただし、放熱性及び電磁波抑制効果をより高いレベルで実現できる点からは、前記導電性熱伝導シート１０の厚さＴが50μｍ～4mmであることが好ましく、100μｍ～4mmであることがより好ましく、200μｍ～3mmであることが特に好ましい。前記導電性熱伝導シート１０の厚さＴが4mmを超えると、前記半導体素子３０と前記冷却部材４０との距離が長くなるため、熱伝導性が低下するおそれがあり、一方、前記導電性熱伝導シート１０の厚さＴが50μｍ未満の場合には、電磁波抑制効果が小さくなるおそれがある。
　ここで、前記導電性熱伝導シート１０の厚さＴは、図１及び２に示すように、前記導電性熱伝導シート１０の最も厚さが大きな部分の厚さＴのことを意味し、一層のシートから形成されるか、複数のシートから形成されるかには関わらない。
　なお、前記導電性熱伝導シート１０については、優れた電磁波抑制効果を実現する点からは、導電性が高いことが好ましい。
　具体的には、前記導電性熱伝導シート１０の抵抗率が、0.15Ω・m以下であることが好ましく、1.5×10-2Ω・m以下であることがより好ましく、1.5×10-3Ω・m以下であることがさらに好ましく、1.5×10-4Ω・m以下であることが特に好ましい。前記導電性部材１１の抵抗率を0.15Ω・m以下とすることで、より優れた電磁波抑制効果が得られるからである。
　また、前記導電性熱伝導シート１０の抵抗率については、1.5×10-7Ω・m以上であることが好ましい。電磁波が材料を通過する際に生じる誘導電流による導電損失により電磁波抑制効果が高まるためである。
　なお、前記導電性熱伝導シート１０の導電性（抵抗率）の調整方法としては、特に限定はされないが、バインダ樹脂の種類や、充填剤の材料、配合量及び配向方向等を変えることによって、調整することが可能である。
　さらに、前記導電性熱伝導シート１０は、5W／mK以上であることが好ましく、10W／mK以上であることがより好ましく、20W／mK以上であることがとくに好ましい。半導体素子３０と冷却部材４０との間の熱交換の効率をより高めることができ、放熱性をさらに向上できるためである。
　さらに、前記導電性熱伝導シート１０は、磁気特性を有することが好ましい。前記導電性熱伝導シート１０に、電磁波吸収性能を持たせることができるため、よりすぐれた電磁波抑制効果が得られるためである。
　ここで、前記導電性熱伝導シート１０の磁気特性の調整方法としては、特に限定はされないが、導電性熱伝導シート１０中に、磁性粉等を含有させ、その配合量等を変えることによって、調整することが可能である。
　また、前記導電性熱伝導シート１０は、表面に粘着性又は接着性を有することが好ましい。導電性熱伝導シート１０と他の部材との接着性を向上できるからである。さらに、前記導電性熱伝導シート１０が複数のシートから構成される場合には、シート同士の接着性についても向上できる。
　なお、前記導電性熱伝導シート１０の表面にタック性を付与する方法については特に限定はされない。例えば、後述する導電性熱伝導シート１０を構成するバインダ樹脂の適正化を図ってタック性を持たせることもできるし、該導電性熱伝導シート１０の表面にタック性のある接着層を別途設けることもできる。
　さらに、前記導電性熱伝導シート１０は、柔軟性を有することが好ましい。前記導電性熱伝導シート１０の形状を変化しやすくできるため、半導体装置１を組み立てる際の容易性が向上するとともに、前記導電性熱伝導シート１０と前記導電シールドカン２０との接合力を高めることもできる。前記導電性熱伝導シート１０の柔軟性については、例えば、動的弾性率測定で測定される２５℃での貯蔵弾性率が、50kPa～50MPaの範囲であることが好ましい。
　さらにまた、前記導電性熱伝導シート１０は、樹脂の硬化物を含むことが好ましい。前記導電性熱伝導シート１０に、高い柔軟性や、表面の粘着性等を付与することができるためである。
　なお、前記導電性熱伝導シート１０を構成する材料については、優れた電磁波吸収性能及び熱伝導性を有するものであれば特に限定はされない。
　例えば、高いレベルで、電磁波吸収性能及び熱伝導性を実現できる点からは、前記導電性熱伝導シートが、バインダ樹脂と、導電性を有する熱伝導性充填剤と、その他成分とを含むことができる。
　以下、導電性熱伝導シート１０を構成する材料について記載する。
・バインダ樹脂
　前記導電性熱伝導シートを構成するバインダ樹脂とは、導電性熱伝導シートの基材となる樹脂成分のことである。その種類については、特に限定されず、公知のバインダ樹脂を適宜選択することができる。例えば、バインダ樹脂の一つとして、熱硬化性樹脂が挙げられる。
　前記熱硬化性樹脂としては、例えば、架橋性ゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン、ポリウレタン、ポリイミドシリコーン、熱硬化型ポリフェニレンエーテル、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　なお、前記架橋性ゴムとしては、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ポリイソブチレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　また、上述した熱硬化性樹脂の中でも、成形加工性及び耐候性に優れるとともに、電子部品に対する密着性及び追従性の点から、シリコーンを用いることが好ましい。シリコーンとしては、特に制限はなく、目的に応じてシリコーンの種類を適宜選択することができる。
　上述した成形加工性、耐候性、密着性等を得る観点からは、前記シリコーンとして、液状シリコーンゲルの主剤と、硬化剤とから構成されるシリコーンであることが好ましい。そのようなシリコーンとしては、例えば、付加反応型液状シリコーン、過酸化物を加硫に用いる熱加硫型ミラブルタイプのシリコーン等が挙げられる。
　前記付加反応型液状シリコーンとしては、ビニル基を有するポリオルガノシロキサンを主剤、Si－H基を有するポリオルガノシロキサンを硬化剤とした、２液性の付加反応型シリコーン等を用いることが好ましい。
　なお、前記液状シリコーンゲルの主剤と、硬化剤との組合せにおいて、前記主剤と前記硬化剤との配合割合としては、質量比で、主剤：硬化剤＝35：65～65：35であることが好ましい。
　また、前記導電性熱伝導シートにおける前記バインダ樹脂の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シートの成形加工性や、シートの密着性等を確保する観点からは、前記導電性熱伝導シートの20体積％～50体積％程度であることが好ましく、30体積％～40体積％であることがより好ましい。
・導電性を有する熱伝導性充填剤
　導電性熱伝導シートは、前記バインダ樹脂内に、導電性を有する熱伝導性充填剤（以下、単に「熱伝導性充填剤」ということもある。）を含む。該導電性を有する熱伝導性充填剤は、シートの熱伝導性及び導電性を向上させるための成分である。
　ここで、熱伝導性充填剤の種類については、特に限定はされないが、より高い熱伝導性を実現できる点からは、繊維状の熱伝導性充填剤を用いることが好ましい。
　なお、前記繊維状の熱伝導性充填剤の「繊維状」とは、アスペクト比の高い（およそ6以上）の形状のことをいう。そのため、本発明では、繊維状や棒状等の熱伝導性充填剤だけでなく、アスペクト比の高い粒状の充填材や、フレーク状の熱伝導性充填剤等も繊維状の熱伝導性充填剤に含まれる。
　ここで、前記繊維状の熱伝導性充填剤の種類については、繊維状で且つ熱伝導性及び導電性の高い材料であれば特に限定はされず、例えば、銀、銅、アルミニウム等の金属、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、グラファイト等のセラミックス、炭素繊維等が挙げられる。
　これらの繊維状の熱伝導性充填剤の中でも、より高い熱伝導性及び導電性を得られる点からは、炭素繊維を用いることがより好ましい。
　なお、前記導電性を有する熱伝導性充填剤については、一種単独でもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。また、二種以上の熱伝導性充填剤を用いる場合には、いずれも繊維状の熱伝導性充填剤であってもよいし、繊維状の熱伝導性充填剤と別の形状の熱伝導性充填剤とを混合して用いてもよい。
　前記炭素繊維の種類について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ピッチ系、PAN系、PBO繊維を黒鉛化したもの、アーク放電法、レーザー蒸発法、CVD法（化学気相成長法）、CCVD法（触媒化学気相成長法）等で合成されたものを用いることができる。これらの中でも、高い熱伝導性及び導電性が得られる点から、PBO繊維を黒鉛化した炭素繊維、ピッチ系炭素繊維がより好ましい。
　また、前記炭素繊維は、必要に応じて、その一部又は全部を表面処理して用いることができる。前記表面処理としては、例えば、酸化処理、窒化処理、ニトロ化、スルホン化、あるいはこれらの処理によって表面に導入された官能基若しくは炭素繊維の表面に、金属、金属化合物、有機化合物等を付着あるいは結合させる処理等が挙げられる。前記官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基等が挙げられる。
　さらに、前記繊維状の熱伝導性充填剤の平均繊維長（平均長軸長さ）についても、特に制限はなく適宜選択することができるが、確実に高い熱伝導性を得る点から、50μm～300μmの範囲であることが好ましく、75μm～275μmの範囲であることがより好ましく、90μm～250μmの範囲であることが特に好ましい。
　さらにまた、前記繊維状の熱伝導性充填剤の平均繊維径（平均短軸長さ）についても、特に制限はなく適宜選択することができるが、確実に高い熱伝導性を得る点から、4μm～20μmの範囲であることが好ましく、5μm～14μmの範囲であることがより好ましい。
　前記繊維状の熱伝導性充填剤のアスペクト比（平均長軸長さ／平均短軸長さ）については、確実に高い熱伝導性を得る点から、6以上であるものが用いられ、7～30であることが好ましい。前記アスペクト比が小さい場合でも熱伝導率等の改善効果はみられるが、配向性が低下するなどにより大きな特性改善効果が得られないため、アスペクト比は6以上とする。一方、30を超えると、導電性熱伝導シート中での分散性が低下するため、十分な熱伝導率を得られないおそれがある。
　ここで、前記繊維状の熱伝導性充填剤の平均長軸長さ、及び平均短軸長さは、例えばマイクロスコープ、走査型電子顕微鏡（SEM）等によって測定し、複数のサンプルから平均を算出することができる。
　また、前記導電性熱伝導シートにおける、前記導電性を有する熱伝導性充填剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、4体積％～40体積％であることが好ましく、5体積％～30体積％であることがより好ましく、6体積％～20体積％であることが特に好ましい。前記含有量が4体積％未満であると、十分に低い熱抵抗を得ることが困難になるおそれがあり、40体積％を超えると、前記導電性熱伝導シートの成型性及び前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向性に影響を与えてしまうおそれがある。
　さらに、前記導電性熱伝導シートでは、前記導電性を有する熱伝導性充填剤が一方向又は複数の方向に配向していることが好ましい。前記熱伝導性充填剤を配向させることによって、より高い熱伝導性や電磁波吸収性を実現できるためである。
　例えば、前記導電性熱伝導シートによる熱伝導性及び導電性を高め、本発明の半導体装置の放熱性及びを向上させたい場合には、前記熱伝導性充填剤をシート面に対して略垂直状に配向させることができる。一方、前記導電性熱伝導シート中の電気の流れを変える場合等には、前記熱伝導性充填剤をシート面に対して略平行状やその他の方向に配向させることができる。
　ここで、前記シート面に対して略垂直状や、略平行の方向は、前記シート面方向に対してほぼ垂直な方向やほぼ平行な方向を意味する。ただし、前記導電性を有する熱伝導性充填剤の配向方向は、製造時に多少のばらつきはあるため、本発明では、上述したシート面の方向に対して垂直な方向や平行な方向から±20°程度のズレは許容される。
　なお、前記導電性を有する熱伝導性充填剤の配向角度を整える方法については、特に限定はされない。例えば、前記導電性熱伝導シートの元になるシート用成形体を作製し、繊維状の熱伝導性充填剤を配向させた状態で、切り出し角度を調整することによって、配向角度の調整が可能となる。
・無機物フィラー
　また、前記導電性熱伝導シートは、上述したバインダ樹脂及び導電性を有する熱伝導性繊維に加えて、無機物フィラーをさらに含むことができる。導電性熱伝導シートの熱伝導性をより高めたり、シートの強度を向上できるためである。
　前記無機物フィラーとしては、形状、材質、平均粒径等については特に制限がされず、目的に応じて適宜選択することができる。前記形状としては、例えば、球状、楕円球状、塊状、粒状、扁平状、針状等が挙げられる。これらの中でも、球状、楕円形状が充填性の点から好ましく、球状が特に好ましい。
　前記無機物フィラーの材料としては、例えば、窒化アルミニウム（窒化アルミ：AlN）、シリカ、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化亜鉛、炭化ケイ素、ケイ素（シリコン）、酸化珪素、酸化アルミニウム、金属粒子等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカが好ましく、熱伝導率の点から、アルミナ、窒化アルミニウムが特に好ましい。
　また、前記無機物フィラーは、表面処理が施されたものを用いることもできる。前記表面処理としてカップリング剤で前記無機物フィラーを処理すると、前記無機物フィラーの分散性が向上し、導電性熱伝導シートの柔軟性が向上する。
　前記無機物フィラーの平均粒径については、無機物の種類等に応じて適宜選択することができる。
　前記無機物フィラーがアルミナの場合、その平均粒径は、1μm～10μmであることが好ましく、1μm～5μmであることがより好ましく、4μm～5μmであることが特に好ましい。前記平均粒径が1μm未満であると、粘度が大きくなり、混合しにくくなるおそれがある。一方、前記平均粒径が10μmを超えると、前記導電性熱伝導シートの熱抵抗が大きくなるおそれがある。
　さらに、前記無機物フィラーが窒化アルミニウムの場合、その平均粒径は、0.3μm～6.0μmであることが好ましく、0.3μm～2.0μmであることがより好ましく、0.5μm～1.5μmであることが特に好ましい。前記平均粒径が、0.3μm未満であると、粘度が大きくなり、混合しにくくなるおそれがあり、6.0μmを超えると、前記導電性熱伝導シートの熱抵抗が大きくなるおそれがある。
　なお、前記無機物フィラーの平均粒径については、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定することができる。
・磁性金属粉
　さらに、前記導電性熱伝導シートは、上述したバインダ樹脂、繊維状の熱伝導性繊維及び無機物フィラーに加えて、磁性金属粉をさらに含むことが好ましい。該磁性金属粉を含むことで、導電性熱伝導シートの磁気特性を高め、半導体装置の電磁波抑制効果を向上させることができる。
　前記磁性金属粉の種類については、前記導電性熱伝導シートの磁気特性を高め、電磁波吸収性を向上できるものであること以外は、特に限定されず、公知の磁性金属粉を適宜選択することができる。例えば、アモルファス金属粉や、結晶質の金属粉末を用いることができる。アモルファス金属粉としては、例えば、Fe－Si－B－Cr系、Fe－Si－B系、Co－Si－B系、Co－Zr系、Co－Nb系、Co－Ta系のもの等が挙げられ、結晶質の金属粉としては、例えば、純鉄、Fe系、Co系、Ni系、Fe－Ni系、Fe－Co系、Fe－Al系、Fe－Si系、Fe－Si－Al系、Fe－Ni－Si－Al系のもの等が挙げられる。さらに、前記結晶質の金属粉としては、結晶質の金属粉に、N（窒素）、C（炭素）、O（酸素）、B（ホウ素）等を微量加えて微細化させた微結晶質金属粉を用いてもよい。
　なお、前記磁性金属粉については、材料が異なるものや、平均粒径が異なるものを二種以上混合したものを用いてもよい。
　また、前記磁性金属粉については、球状、扁平状等の形状を調整することが好ましい。例えば、充填性を高くする場合には、粒径が数μm～数十μmであって、球状である磁性金属粉を用いることが好ましい。このような磁性金属粉末は、例えばアトマイズ法や、金属カルボニルを熱分解する方法により製造することができる。アトマイズ法とは、球状の粉末が作りやすい利点を有し、溶融金属をノズルから流出させ、流出させた溶融金属に空気、水、不活性ガス等のジェット流を吹き付けて液滴として凝固させて粉末を作る方法である。アトマイズ法によりアモルファス磁性金属粉末を製造する際には、溶融金属が結晶化しないようにするために、冷却速度を1×106（K／s）程度にすることが好ましい。
　上述したアトマイズ法により、アモルファス合金粉を製造した場合には、アモルファス合金粉の表面を滑らかな状態とすることができる。このように表面凹凸が少なく、比表面積が小さいアモルファス合金粉を磁性金属粉として用いると、バインダ樹脂に対して充填性を高めることができる。さらに、カップリング処理を行うことで充填性をより向上できる。
　なお、前記導電性熱伝導シートは、上述した、バインダ樹脂、繊維状の熱伝導性充填剤、無機物フィラー及び磁性金属粉に加えて、目的に応じてその他の成分を適宜含むことも可能である。
　その他の成分としては、例えば、チキソトロピー性付与剤、分散剤、硬化促進剤、遅延剤、微粘着付与剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。
＜半導体装置の製造方法＞
　上述した本発明の半導体装置を製造するための方法については、特に限定はされない。
　例えば、図１に示すような実施形態の半導体装置１を製造する場合には、本発明の半導体装置の製造方法として、半導体素子３０の側面３０ａを囲むように設けられた筒状の導電シールドカン２０の上端２０ａに、導電性熱伝導シート１０を圧着することで、前記導電シールドカン２０と前記導電性熱伝導シート１０とを接合する工程を含む製造方法を用いることができる。
　上記工程を含むことによって、煩雑な工程を経ることなく、前記導電性熱伝導シート１０の内部に、導電シールドカン２０の上端２０ａを確実に食い込ませることができ、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置を、効率的に製造することが可能となる。
　なお、本発明の半導体装置の製造方法では、上述した導電性熱伝導シート１０を圧着する工程以外の工程は、特に限定はされず、公知の製造方法を適宜採用することができる。
　次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。ただし、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
　実施例１では、３次元電磁界シミュレータANSYS HFSS（アンシス社製）を用いて、図５（ａ）及び（ｂ）に示すような半導体装置の解析モデルを作製し、電磁波抑制効果の評価を行った。
・ここで、半導体装置のモデルに用いた導電性熱伝導シート１０は、樹脂バインダとして２液性の付加反応型液状シリコーンを用い、平均粒径5μmのアルミナ粒子、繊維状の導電性を有する熱伝導性充填剤として平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維（「熱伝導性繊維」　日本グラファイトファイバー株式会社製）を用い、２液性の付加反応型液状シリコーン：アルミナ粒子：ピッチ系炭素繊維＝35vol％：53vol％：12vol％の体積比となるように分散させて、シリコーン組成物（シート用組成物）を調製したものを用いた。得られた熱伝導シートは、垂直方向の平均熱伝導率（界面の熱抵抗と内部の熱抵抗を合わせて算出している）が、ASTM D5470に準拠した測定で9.2 W／m.Kを示した。なお、導電性熱伝導シート１０の寸法は、20mm×20mm、厚さＴは、1mmとした。　そして、上記ピッチ系炭素繊維の含有量を変えることで、導電性熱伝導シート１０の抵抗率を変化させ、図６に示すように、抵抗率がそれぞれ、1.218Ω・m、0.122Ω・m、0.012Ω・m、導電性が極めて低い場合（誘電体）のサンプルを作製した。
・また、半導体装置のモデルに用いた冷却部材４０（ヒートシンク）は、アルミ板を材料として用い、大きさは30mm×30mmで、厚さは、0.3mmとした。
・さらに、導電シールドカン２０は、肉厚0.2mmのステンレスであり、外径寸法は、22mm×22mm×3mmとして、中空の四角筒状である。また、冷却部材４０（ヒートシンク）と導電シールドカン２０の上面とのクリアランスを0.2mmとした。
　図５（ａ）及び（ｂ）は、半導体装置の解析モデルを示したものであり、それぞれ上面部側（表面側）から、下面部側（裏面側）から見た状態を示したものである。なお、図５（ａ）及び（ｂ）では、半導体装置を構成する各部材の位置関係がわかるように、透過させて描いている。
　なお、前記解析モデルの断面構造は、図１と同様であり、半導体素子３０は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）３１を樹脂モールドで覆ったものとし、該ＭＳＬ３１については、誘電体基板５０（基板サイズ：30mm×30mm×0.65 mm）表面側に銅の信号線（信号線サイズ：2mm×1 mm×0.02 mm）、裏面側にグラウンド６０を配したものとした。半導体素子３０の信号源は、このＭＳＬ３１で簡略化し両端を信号の入出力端に設定している。なお、上述の半導体素子３０の本体（樹脂でモールドした部分）は、比誘電率4、誘電正接0.01の誘電体とした。なお、半導体素子３０の本体の大きさは16mm×16mm×0.7mmとした。
　そして、電磁波抑制効果の評価については、半導体装置から3m離れた位置における最大電界強度を算出し、周波数に応じた電界強度（dBμV／m）として表記した。得られた電界強度算出結果を図６に示す。
　図６では、導電性熱伝導シート１０として、1.218Ω・m、0.122Ω・m、0.012Ω・m、導電性が極めて低い場合（誘電体）のものを用いた際の電界強度算出結果を、それぞれ示している。
　図６の結果から、本発明の範囲に含まれる1.218Ω・m、0.122Ω・m、0.012Ω・mの導電性熱伝導シート１０を使用した解析モデルでは、導電性が極めて低い（誘電体）導電性熱伝導シート１０を使用した解析モデルに比べて、良好な電磁波抑制効果（電界強度低減）が確認された。
　さらに、導電性熱伝導シート１０の抵抗率が低い、0.122Ω・m、0.012Ω・mの導電性熱伝導シート１０を使用した解析モデルが、より優れた電磁波抑制効果を確認できた。
（実施例２）
　実施例２では、実施例１と同様の条件で、前記３次元電磁界シミュレータを用いて、図５（ａ）及び（ｂ）に示すような半導体装置の解析モデルを作製し、電磁波抑制効果の評価を行った。
　なお、半導体装置のモデルに用いた導電性熱伝導シート１０の抵抗率は、0.122Ω・mであった。
　さらに、半導体装置のモデルに用いた導電性熱伝導シート１０として、アルミナの一部を磁性粉（Fe-Si-B-Crアモルファス磁性粒子）に置き換え、5GHzにおける比透磁率の虚部μｒ‘'が3となるように磁気特性を付与したこと以外は、全て同じ条件（寸法、厚さ、熱伝導率が全て同じ）のサンプルを作成した。
　そして、電磁波抑制効果の評価は、実施例１と同様に、周波数に応じた電界強度（dBμV／m）を算出した。算出結果を図７に示す。
　図７では、導電性熱伝導シート１０中に磁性粉を含む場合の、半導体装置の解析モデルから得られた電界強度を「磁性粉含有あり（0.122Ω・m）」として示し、導電性熱伝導シート１０中に磁性粉を含まない場合の、半導体装置の解析モデルから得られた電界強度を「磁性粉含有なし（0.122Ω・m）」として示した。
　図７の結果から、導電性熱伝導シート１０中に磁性粉を含む場合と、導電性熱伝導シート１０中に磁性粉を含まない場合との、いずれについても高い電磁波抑制効果が見られたものの、導電性熱伝導シート１０中に磁性粉を含む場合に、より優れた電磁波抑制効果が確認された。
　本発明によれば、優れた放熱性及び電磁波抑制効果を有する半導体装置を提供することが可能となる。
　１　　　半導体装置
　１０　　導電性熱伝導シート
　２０　　導電シールドカン
　２０ａ　導電シールドカンの上端
　３０　　半導体素子
　３０ａ　半導体素子の側面
　３１　　ＭＳＬ
　４０　　冷却部材
　５０　　基板
　５１　　ランド
　５２　　導電処理スルーホール
　６０　　グラウンド
　１００　従来の半導体装置
　Ａ　　　電気的に閉じた空間
　Ｔ　　　導電性熱伝導シートの厚さ
　Ｗ　　　半導体装置を介して対向する導電シールドカン同士の間隔

Claims (12)

  1. 　基板上に形成された半導体素子と、
    　グラウンドに接続され、前記半導体素子の側面を囲むように設けられた筒状の、導電シールドカンと、
    　前記半導体素子及び前記導電シールドカンの上部に設けられた、導電性の冷却部材と、
    　前記半導体素子と前記冷却部材との間に形成された、導電性熱伝導シートと、を備え、
    　前記導電シールドカンと前記冷却部材とが、前記導電性熱伝導シートを介して電気的に接続していることを特徴とする、半導体装置。
  2. 　前記導電シールドカンは、前記半導体素子を介して対向する導電シールドカン同士の間隔が、前記半導体素子の最大周波数における波長の1／10以下であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記導電シールドカンの上端が、前記導電性熱伝導シートの内部に食い込んでいることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体装置。
  4. 　前記導電性熱伝導シートの抵抗率が、0.15Ω・m以下であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
  5. 　前記導電性熱伝導シートの抵抗率が、0.5×10-7Ω・m以上であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体装置。
  6. 　前記導電性熱伝導シートが、磁気特性を有することを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体装置。
  7. 　前記導電性熱伝導シートが、表面に粘着性又は接着性を有することを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体装置。
  8. 　前記導電性熱伝導シートが、柔軟性を有することを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の半導体装置。
  9. 　前記導電性熱伝導シートが、樹脂の硬化物を含むことを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体装置。
  10. 　前記電磁波吸収熱伝導シートが、導電性の充填剤を含むことを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体装置。
  11. 　前記導電性の充填剤が、炭素繊維であることを特徴とする、請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　半導体素子の側面を囲むように設けられた筒状の導電シールドカンの上端に、導電性熱伝導シートを圧着することで、前記導電シールドカンと前記導電性熱伝導シートとを接合する工程を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
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