特許 7143951 半導体モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-20

(45)【発行日】2022-09-29

(54)【発明の名称】半導体モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/00 20060101AFI20220921BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20220921BHJP

   H03B 5/32 20060101ALI20220921BHJP

【ＦＩ】

H01L25/00 B

H01L23/02 J

H03B5/32 H

H03B5/32 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021532675

(86)(22)【出願日】2020-03-23

(86)【国際出願番号】 JP2020012580

(87)【国際公開番号】W WO2021009970

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2021-11-16

(31)【優先権主張番号】P 2019131796

(32)【優先日】2019-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大櫃 利克

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００９／１５７２０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２３５３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１９２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５３９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２７４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３３７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６５１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２８２９４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／００

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０３Ｂ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板に搭載される電子部品と、
前記第１基板に設けられ、前記電子部品を覆う上板と、前記上板の周囲を囲む壁部とを含む第１キャップと、
前記上板と対向して設けられ、前記第１基板と垂直な方向からの平面視で前記第１キャップよりも大きい面積を有する半導体素子と、
前記第１キャップと前記半導体素子との間に設けられ、前記第１キャップから前記半導体素子に向かって裾広がりのフィレットが形成された接着部材とを有し、
前記上板は、中央部が前記第１基板側に向かって凹む湾曲形状を有しており、
前記中央部での、前記上板と前記半導体素子との距離は、前記上板の周縁での前記上板と前記半導体素子との距離よりも大きい
半導体モジュール。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体モジュールであって、
前記第１キャップは、前記平面視で、第１長辺と、前記第１長辺と対向する第２長辺と、前記第１長辺及び前記第２長辺の間に設けられた第１短辺及び第２短辺とを有し、
前記接着部材は、少なくとも前記第１長辺及び前記第２長辺と重なって設けられる
半導体モジュール。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の半導体モジュールであって、
前記接着部材は、前記平面視で、前記第１キャップの周囲を囲む４辺と重なって設けられる
半導体モジュール。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体モジュールであって、
前記第１キャップは、前記上板と前記壁部とを接続する湾曲部を有し、
前記接着部材は、前記上板及び前記湾曲部を覆って設けられる
半導体モジュール。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体モジュールであって、
更に、前記第１基板が搭載される第２基板と、
前記第２基板に設けられ、前記第１基板、前記第１キャップ及び前記半導体素子を覆う第２キャップと、を含む
半導体モジュール。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体モジュールであって、
前記電子部品は水晶振動子である
半導体モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、水晶振動子と、収容部材と、半導体素子とを有する半導体モジュールが記載されている。収容部材は、上面の少なくとも一部が金属部材で構成され、内部空間に水晶振動子を収容する。半導体素子は、金属部材を覆うように収容部材の上に積層される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１０４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体素子が収容部材の上に積層された構成の半導体モジュールでは、熱が加えられた場合に、半導体素子と収容部材との熱膨張係数の差に応じて、半導体素子が変形する可能性がある。半導体素子が変形した場合、半導体素子の温度特性等が変化する可能性がある。

【0005】

本発明は、熱が加えられた場合の、半導体素子の変形を抑制することができる半導体モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面の半導体モジュールは、第１基板と、前記第１基板に搭載される電子部品と、前記第１基板に設けられ、前記電子部品を覆う上板と、前記上板の周囲を囲む壁部とを含む第１キャップと、前記上板と対向して設けられ、前記第１基板と垂直な方向からの平面視で前記第１キャップよりも大きい面積を有する半導体素子と、前記第１キャップと前記半導体素子との間に設けられ、前記第１キャップから前記半導体素子に向かって裾広がりのフィレットが形成された接着部材とを有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の半導体モジュールによれば、熱が加えられた場合の半導体素子の変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。

【図2】図２は、水晶振動子及び第１収容部材と、半導体素子との積層構造を示す断面図である。

【図3】図３は、水晶振動子、第１収容部材、接着部材及び半導体素子の関係を模式的に示す平面図である。

【図4】図４は、実施例に係る半導体モジュールにおいて、リフロー工程前後の半導体素子の反り量の変化を示すグラフである。

【図5】図５は、比較例に係る半導体モジュールにおいて、リフロー工程前後の半導体素子の反り量の変化を示すグラフである。

【図6】図６は、第２実施形態に係る半導体モジュールの、水晶振動子及び第１収容部材と、半導体素子との積層構造を示す断面図である。

【図7】図７は、第３実施形態に係る半導体モジュールを模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の半導体モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。図１に示すように、半導体モジュール１０は、第１収容部材１２と、水晶振動子２０と、接着部材３０と、半導体素子４０と、第２収容部材５０とを有する。第１実施形態に係る半導体モジュール１０は、例えば、電子部品として水晶振動子２０が搭載された温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator、以下、「ＴＣＸＯ」と称する場合がある）である。

【0011】

第１収容部材１２は、第１基板１３と、第１キャップ１４とを含む。第１基板１３は、平板状の絶縁性基板であり、例えばアルミナ基板等のセラミックス基板である。第１キャップ１４は、凹状の金属製筐体であり、第１基板１３側（下側）が開口している。第１キャップ１４の材料は、例えば、鉄ニッケル合金（Ｆｅ－４２Ｎｉ）が用いられる。水晶振動子２０は、第１基板１３と、第１キャップ１４とで囲まれた空間に設けられる。

【0012】

半導体素子４０は、第１収容部材１２の第１キャップ１４を覆うように第１収容部材１２の上に積層される。半導体素子４０は、接着部材３０により、第１収容部材１２に接着される。半導体素子４０は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）であり、例えば、ＴＣＸＯを構成する発振回路や温度補償回路等の各種回路を含む。温度補償回路は、温度が変化しても、ＴＣＸＯの発振周波数が一定になるよう制御する回路である。

【0013】

接着部材３０は、例えば、ダイボンド用樹脂であり、シリコーン樹脂が用いられる。接着部材３０は、力が加えられた場合に変形可能な柔軟性を有する材料であり、第１キャップ１４及び半導体素子４０よりも引張弾性率が小さい。なお、接着部材３０は、シリコーン樹脂に限定されず、エポキシ樹脂であってもよく、あるいは、導電性フィラー（銀粉等の金属粉）を含む導電性のシリコーン接着材やエポキシ樹脂であってもよい。なお、第１収容部材１２、水晶振動子２０、接着部材３０及び半導体素子４０の詳細な積層構造については後述する。

【0014】

第２収容部材５０は、第２基板５１及び第２キャップ５２を含む。第２基板５１は、平板状の絶縁性基板であり、例えばアルミナ基板等のセラミックス基板である。第２基板５１の上に、第１基板１３が搭載される。つまり、第２基板５１の上に、第１基板１３、水晶振動子２０、第１キャップ１４、接着部材３０及び半導体素子４０の順に積層される。

【0015】

第１基板１３と第２基板５１とは、接続端子１６、５５を介して電気的に接続される。第２基板５１は、第１基板１３と同じ材料が用いられることが好ましい。この場合、第２基板５１と第１基板１３との熱膨張係数の差を抑制できる。このため、半導体モジュール１０に熱が加えられた場合であっても、第２基板５１と第１基板１３との接続を確保することができる。ただし、これに限定されず、第２基板５１は、第１基板１３と異なる材料であってもよい。また、半導体素子４０の上面に設けられた接続端子４１と、第２基板５１に設けられた接続端子５４とが、ボンディングワイヤ４５を介して接続される。これにより、水晶振動子２０及び半導体素子４０は、第２基板５１に電気的に接続される。

【0016】

第２キャップ５２は、凹状の金属製筐体であり、第２基板５１側（下側）が開口している。第２キャップ５２は、第１収容部材１２、水晶振動子２０及び半導体素子４０を覆って第２基板５１に設けられている。言い換えると、第２基板５１と第２キャップ５２とで囲まれた内部空間ＳＰ２に、第１収容部材１２、水晶振動子２０及び半導体素子４０が配置される。内部空間ＳＰ２は、例えば窒素ガス等の不活性ガス雰囲気である。

【0017】

第２キャップ５２は、上板５２ａと、壁部５２ｂと、フランジ部５２ｃとを有する。上板５２ａは、半導体素子４０と対向する。上板５２ａは、ボンディングワイヤ４５と非接触状態となるように、半導体素子４０から離隔して配置される。壁部５２ｂは上板５２ａの周囲を囲む。壁部５２ｂの上端側が上板５２ａに接続される。フランジ部５２ｃは、壁部５２ｂの下端側に設けられ、壁部５２ｂに垂直な方向に延びる。壁部５２ｂの下端側及びフランジ部５２ｃが、図示しない接合部材により第２基板５１と接合される。壁部５２ｂは、半導体素子４０及び第１収容部材１２から離隔して設けられる。また、壁部５２ｂは、ボンディングワイヤ４５と非接触状態となるように、接続端子５４から離れて設けられる。

【0018】

本実施形態では、第１収容部材１２の上に半導体素子４０が重なって設けられているので、第２収容部材５０（第２基板５１）の面積を小さくすることができる。また、第１収容部材１２及び半導体素子４０と、第２キャップ５２の内壁との間には空間が設けられており、封止樹脂等が設けられていない。このため、リフロー処理などにより熱が加えられた場合における、封止樹脂と半導体素子４０との熱膨張係数の差に起因する変形や、ボンディングワイヤ４５の断線等を抑制することができる。

【0019】

なお、第１収容部材１２に収容される電子部品として水晶振動子２０を示したが、あくまで一例でありこれに限定されない。本実施形態の半導体モジュール１０は、電子部品として、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタや、圧電振動素子や、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動素子等を搭載してもよい。

【0020】

図２は、水晶振動子及び第１収容部材と、半導体素子との積層構造を示す断面図である。なお、図２では、第２収容部材５０及びボンディングワイヤ４５を省略し、水晶振動子２０、第１収容部材１２及び半導体素子４０を拡大して示す。

【0021】

図２に示すように、第１基板１３の第１主面１３ａに水晶振動子２０が設けられる。第１基板１３の第２主面１３ｂは、第２基板５１（図１参照）と対向して配置される。水晶振動子２０の一端側が、導電性接着材２１を介して第１主面１３ａに電気的に接続される。水晶振動子２０の他端側は、第１主面１３ａと離隔している。

【0022】

第１キャップ１４は、上板１４ａと、壁部１４ｂと、フランジ部１４ｃと、湾曲部１４ｄと、を有する。上板１４ａは、第１基板１３及び水晶振動子２０と対向する。上板１４ａは、水晶振動子２０と離隔して配置される。つまり、上板１４ａと水晶振動子２０との間には空間が設けられる。壁部１４ｂは上板１４ａの周囲を囲む。また、壁部１４ｂは、水晶振動子２０から離隔して設けられる。湾曲部１４ｄは、壁部１４ｂの上端と上板１４ａの端部とを接続するように、滑らかな曲面を有する。

【0023】

フランジ部１４ｃは、壁部１４ｂの下端側に設けられ、壁部１４ｂに垂直な方向に延びる。壁部１４ｂの下端側及びフランジ部１４ｃは、例えばろう材等の図示しない接合部材により第１基板１３と接合される。これにより、第１基板１３と第１キャップ１４とが密着され、第１基板１３と第１キャップ１４とで囲まれた内部空間ＳＰ１が密閉される。水晶振動子２０は、密閉された内部空間ＳＰ１に設けられる。

【0024】

第１キャップ１４は、例えば、平板状の金属板を用意し、金型を用いたプレス加工により、金属板を凹状に形成することにより製造することができる。上板１４ａ、壁部１４ｂ、フランジ部１４ｃ及び湾曲部１４ｄは、１つの素材を用いて一体に形成される。なお、第１キャップ１４の製造方法は、これに限定されない。

【0025】

また、図２では、フランジ部１４ｃの端部と第１基板１３の端部とが一致しているが、これに限定されない。フランジ部１４ｃの端部が第１基板１３の端部よりも内側に位置していてもよい。つまり、第１基板１３の平面視での面積が第１キャップ１４よりも大きくてもよい。また、第１キャップ１４は、フランジ部１４ｃが設けられていない構成であってもよい。

【0026】

接着部材３０は、第１収容部材１２と半導体素子４０との間に設けられる。より具体的には、接着部材３０は、第１キャップ１４の上板１４ａ及び湾曲部１４ｄを覆うとともに、半導体素子４０の下面を覆う。接着部材３０の周縁には、第１キャップ１４から半導体素子４０に向かって裾広がりのフィレット３１が形成される。

【0027】

本実施形態では、半導体素子４０は、平面視で、第１キャップ１４よりも大きい面積を有する。半導体素子４０は、少なくとも上板１４ａよりも大きい面積を有する。つまり、半導体素子４０は、第１キャップ１４の外周（フランジ部１４ｃの端部）よりも外側に張り出した部分を有する。半導体素子４０の下面は、上板１４ａ及び湾曲部１４ｄと重なる部分と、上板１４ａ及び湾曲部１４ｄよりも外側で、かつ、上板１４ａ及び湾曲部１４ｄと重ならない部分とを含む。なお、本明細書において、平面視とは、第１基板１３と垂直な方向から見たときの配置関係を表す。

【0028】

接着部材３０の厚さは、上板１４ａと重なる領域ではほぼ一定に形成される。接着部材３０の厚さは、湾曲部１４ｄと重なる領域では、壁部１４ｂの外周に近づくにしたがって厚くなる。湾曲部１４ｄよりも外側、つまり壁部１４ｂよりも外側では、フィレット３１が形成される。フィレット３１は、半導体素子４０の下面のうち周縁側、すなわち、半導体素子４０の下面のうち上板１４ａ及び湾曲部１４ｄと重ならない部分まで拡がって形成される。接着部材３０と、上板１４ａ及び湾曲部１４ｄとの接触面積よりも、接着部材３０と、半導体素子４０との接触面積が大きくなるように、フィレット３１が形成される。

【0029】

図３は、水晶振動子、第１収容部材、接着部材及び半導体素子の関係を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’断面図を示している。ただし、図３では、半導体素子４０を二点鎖線で示し、接着部材３０のうち、フィレット３１の部分に斜線を付して示している。

【0030】

図３に示すように、水晶振動子２０は、平面視で矩形状である。水晶振動子２０に対応して、第１収容部材１２（第１基板１３及び第１キャップ１４）も、平面視で矩形状である。つまり、第１収容部材１２は、第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄを有する。第１長辺１２ａは第２長辺１２ｂと対向する。第１長辺１２ａ及び第２長辺１２ｂは、水晶振動子２０の長手方向に沿って設けられる。第１短辺１２ｃは第２短辺１２ｄと対向する。第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄは、第１長辺１２ａと第２長辺１２ｂとの間に位置する。ここで、第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄは、平面視で、第１基板１３の外形形状と一致する。

【0031】

第１キャップ１４も第１長辺ｓ１、第２長辺ｓ２、第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４を有する。第１長辺ｓ１、第２長辺ｓ２、第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４は、平面視で、壁部１４ｂの外形形状である。

【0032】

半導体素子４０は、第１収容部材１２よりも大きい面積を有し、第１収容部材１２の第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄと重なる。第１収容部材１２の４辺、水晶振動子２０及び接着部材３０はいずれも、平面視で、半導体素子４０の外周の内側に位置する。

【0033】

接着部材３０は、半導体素子４０の外周の内側であって、第１収容部材１２と重なる領域に設けられる。接着部材３０は、第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄと重なり、かつ、第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄよりも外側の領域まで設けられる。つまり、接着部材３０は、第１キャップ１４の上板１４ａ及び湾曲部１４ｄの全ての領域を覆っている。

【0034】

フィレット３１は、壁部１４ｂよりも外側に形成される。つまり、フィレット３１は、第１長辺ｓ１、第２長辺ｓ２、第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４に沿って、枠状に形成される。フィレット３１は、第１収容部材１２の第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄと重なって、かつ、第１長辺１２ａ、第２長辺１２ｂ、第１短辺１２ｃ及び第２短辺１２ｄよりも外側にも位置する。

【0035】

接着部材３０の形成方法の一例として、液体状の樹脂を用いて、ディスペンサにより第１キャップ１４の上板１４ａの上面に、所定のパターンで塗布形成される。その後、第１キャップ１４の上板１４ａに半導体素子４０を配置することで、液体状の樹脂が上板１４ａの全面に押し拡げられるとともに、液体状の樹脂の外周にフィレット３１が形成される。その後、液体状の樹脂が硬化されて、フィレット３１を有する接着部材３０が形成される。

【0036】

（実施例）
図４は、実施例に係る半導体モジュールにおいて、リフロー工程前後の半導体素子の反り量の変化を示すグラフである。図５は、比較例に係る半導体モジュールにおいて、リフロー工程前後の半導体素子の反り量の変化を示すグラフである。図４に示す実施例に係る半導体モジュール１０は、上述したように、第１キャップ１４と半導体素子４０との間に、フィレット３１を有する接着部材３０が設けられた構成である。図５に示す比較例に係る半導体モジュールは、接着部材にフィレットが形成されていない構成、すなわち、第１キャップと重なる領域にのみ接着部材が設けられた構成である。実施例と比較例とで、接着部材３０のフィレット３１の有無のみ異なり、その他の構成（例えば、接着部材３０の材料、半導体素子４０の大きさ等）や、リフロー条件は同一としている。

【0037】

図４に示すグラフ１及び図５に示すグラフ２において、それぞれリフロー工程前後の半導体素子４０の反り量を示している。グラフ１及びグラフ２において、それぞれ、横軸は時間を示し、「初期」はリフロー工程を行う前の時点を示し、「４８ｈ後」は、リフロー工程後、４８時間経過した時点を示す。縦軸は、半導体素子４０の反り量を示す。反り量は、「初期」での半導体素子４０の反り量を基準として、リフロー工程後、４８ｈ放置した場合の半導体素子４０の反り量の変化を示す。実施例は３つのサンプルＡ、Ｂ、Ｃについて、比較例は３つのサンプルＤ、Ｅ、Ｆについて、半導体素子４０反り量の変化を調査した。

【0038】

図４に示すように、実施例の半導体モジュール１０は、リフロー工程後において、サンプルＡ、Ｂ、Ｃの反り量は、それぞれ、０．０１μｍ、０．０４μｍ、０．０１μｍである。平均の反り量は、０．０２μｍである。一方、図５に示すように、比較例の半導体モジュールでは、リフロー工程後において、サンプルＤ、Ｅ、Ｆの反り量は、それぞれ、０．１７μｍ、０．０３μｍ、０．２２μｍである。平均の反り量は、０．１４μｍである。

【0039】

図４及び図５に示すように、実施例の半導体モジュール１０は、フィレット３１を有する接着部材３０を設けることで、リフロー工程後の半導体素子４０の反り量を抑制できることが示された。

【0040】

以上説明したように、本実施形態の半導体モジュール１０は、第１基板１３と、水晶振動子２０（電子部品）と、第１キャップ１４と、半導体素子４０と、接着部材３０と、を有する。水晶振動子２０は、第１基板１３に搭載される。第１キャップ１４は、第１基板１３に設けられ、水晶振動子２０を覆う上板１４ａと、上板１４ａの周囲を囲む壁部１４ｂとを含む。半導体素子４０は、上板１４ａと対向して設けられ、第１基板１３と垂直な方向からの平面視で第１キャップ１４よりも大きい面積を有する。接着部材３０は、第１キャップ１４と半導体素子４０との間に設けられ、第１キャップ１４から半導体素子４０に向かって裾広がりのフィレット３１が形成された接着部材３０とを有する。

【0041】

これによれば、半導体モジュール１０にリフロー処理などの熱処理が施された場合であっても、第１キャップ１４と半導体素子４０との熱膨張係数の差に応じて発生する残留応力が、接着部材３０により抑制される。また、接着部材３０には、フィレット３１が形成されているので、フィレット３１が形成されない場合に比べて接着部材３０と半導体素子４０との接触面積が大きくなる。これにより、熱が加えられた場合に、半導体素子４０に加えられる応力が接着部材３０により分散され、第１キャップ１４と半導体素子４０との間に発生する応力が低減される。これにより、熱処理後における半導体素子４０の残留応力を効果的に抑制することができる。この結果、半導体モジュール１０は、熱が加えられた場合の、半導体素子４０の変形（反り）の発生を抑制することができる。

【0042】

例えば、ＴＣＸＯにおいて、半導体素子４０を第２基板５１上に設ける構成に比べて、本実施形態では、半導体素子４０を、第１収容部材１２及び水晶振動子２０の上に重ねて配置することで、半導体素子４０と水晶振動子２０との距離を小さくすることができる。この結果、半導体モジュール１０は、温度特性を向上させることができる。一方で、半導体素子４０に反りが生じた場合、ピエゾ抵抗効果により半導体素子４０の温度特性が低下する可能性がある。本実施形態では、上述したように、半導体素子４０の変形が抑制されるので、半導体素子４０の温度特性の低下を抑制できる。

【0043】

また、半導体モジュール１０において、接着部材３０は、第１キャップ１４の周囲を囲む４辺（第１長辺ｓ１、第２長辺ｓ２、第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４）と重なって設けられる。

【0044】

これによれば、半導体モジュール１０は、効果的に、第１キャップ１４と半導体素子４０との間に発生する残留応力を抑制することができる。

【0045】

また、半導体モジュール１０において、第１キャップ１４は、上板１４ａと壁部１４ｂとを接続する湾曲部１４ｄを有し、接着部材３０は、上板１４ａ及び湾曲部１４ｄを覆って設けられる。

【0046】

これにより、第１キャップ１４が湾曲部１４ｄを有するので、上板１４ａと壁部１４ｂとが屈曲して接続された構造に比べて、第１キャップ１４における応力の集中を抑制することができる。また、湾曲部１４ｄと重なる部分では、湾曲部１４ｄよりも内側の上板１４ａと重なる部分よりも接着部材３０が厚く形成される。これにより、接着部材３０は、効果的に第１キャップ１４と半導体素子４０との間に発生する応力を分散し、半導体素子４０の変形を抑制することができる。また、フィレット３１が良好に形成され、半導体素子４０と接するフィレット３１の面積も大きくすることができる。

【0047】

また、半導体モジュール１０は、更に、第１基板１３が搭載される第２基板５１と、第２基板５１に設けられ、第１基板１３、第１キャップ１４及び半導体素子４０を覆う第２キャップ５２と、を含む。

【0048】

これによれば、水晶振動子２０及び半導体素子４０は、第２基板５１と第２キャップ５２とで囲まれた内部空間ＳＰ２に設けられるので、外部へのノイズの漏洩及び外部からのノイズの侵入を抑制することができる。また、半導体素子４０の上面は、空間を有して第２キャップ５２と対向する。つまり、半導体素子４０の下面に接着部材３０が設けられ、半導体素子４０の上面には接着部材３０等の樹脂材料は設けられない。このため、半導体素子４０が樹脂封止される構成に比べて、半導体モジュール１０に熱が加えられた場合の、半導体素子４０に発生する応力を抑制することができる。

【0049】

また、半導体モジュール１０において、電子部品は水晶振動子２０である。

【0050】

これによれば、半導体モジュール１０は、温度補償型水晶発振器を構成できる。

【0051】

なお、半導体モジュール１０の各構成要素の形状、厚さ等は、あくまで一例であり適宜変更することができる。例えば、第１基板１３及び第２基板５１は、それぞれ、多層基板であってもよいし、水晶振動子２０に加え、他の部品が搭載されていてもよい。また、第１キャップ１４及び第２キャップ５２は、単一の金属で形成される場合に限定されず、必要に応じてめっき膜等の皮膜が設けられていてもよい。

【0052】

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る半導体モジュールの、水晶振動子及び第１収容部材と、半導体素子との積層構造を示す断面図である。第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、第１キャップ１４の上板１４ａが湾曲形状を有している構成について説明する。なお、図６等に示す上板１４ａの湾曲形状は、理解のために実際の湾曲形状よりも強調して、距離ｄ１、ｄ２の差を大きく記載している。実際の距離ｄ１、ｄ２の差は、図６よりも小さい。

【0053】

図６に示すように、半導体モジュール１０Ａにおいて、上板１４ａの中央部が第１基板１３側に向かって凹む。なお、この場合でも、上板１４ａは、水晶振動子２０と非接触状態となるように離隔して設けられる。

【0054】

上板１４ａの中央部での、上板１４ａと半導体素子４０との距離ｄ１は、上板１４ａの周縁での、上板１４ａと半導体素子４０との距離ｄ２よりも大きい。距離ｄ１は、上板１４ａの高さが最も低い（すなわち、第１基板１３に最も近い）位置での距離を示す。また、距離ｄ２は、上板１４ａの高さが最も高い（すなわち、第１基板１３に最も離れた）位置での距離を示す。

【0055】

第２実施形態では、第１実施形態に較べて、上板１４ａの中央部での接着部材３０の厚さを厚くすることができる。これにより、熱が加えられた場合に、効果的に第１キャップ１４と半導体素子４０との間に発生する応力を分散することができ、熱処理後に半導体素子４０に発生する残留応力を効果的に抑制することができる。

【0056】

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る半導体モジュールを模式的に示す平面図である。第３実施形態では、上記第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、接着部材３０が、第１キャップ１４の４辺のうち、第１長辺ｓ１及び第２長辺ｓ２と重なって設けられる構成について説明する。

【0057】

図７に示すように、半導体モジュール１０Ｂにおいて、接着部材３０は、第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４と重ならない位置に設けられる。言い換えると、接着部材３０は、平面視で、第１短辺ｓ３と第２短辺ｓ４との間に配置される。第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４の壁部１４ｂは、接着部材３０を介さずに半導体素子４０と対向する。

【0058】

第１キャップ１４の４辺のうち、第１長辺ｓ１及び第２長辺ｓ２は、第１短辺ｓ３及び第２短辺ｓ４に比べて長い、すなわち、第１キャップ１４は、第１長辺ｓ１及び第２長辺ｓ２に沿った方向で、熱が加えられた場合の変形量が大きい。第３実施形態においても、接着部材３０は、少なくとも第１長辺ｓ１及び第２長辺ｓ２と重なって配置されるため、効果的に、熱が加えられた場合に半導体素子４０に発生する応力を抑制して、半導体素子４０の変形を抑制することができる。

【0059】

なお、第３実施形態の半導体モジュール１０Ｂは、上述した第２実施形態の構成と組み合わせることができる。

【0060】

なお、上記した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 半導体モジュール
１２ 第１収容部材
１２ａ、ｓ１ 第１長辺
１２ｂ、ｓ２ 第２長辺
１２ｃ、ｓ３ 第１短辺
１２ｄ、ｓ４ 第２短辺
１３ 第１基板
１４ 第１キャップ
１４ａ、５２ａ 上板
１４ｂ、５２ｂ 壁部
１４ｃ、５２ｃ フランジ部
１４ｄ 湾曲部
１６、４１、５４、５５ 接続端子
２０ 水晶振動子
２１ 導電性接着材
３０ 接着部材
３１ フィレット
４０ 半導体素子
４５ ボンディングワイヤ
５０ 第２収容部材
５１ 第２基板
５２ 第２キャップ
ＳＰ１、ＳＰ２ 内部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】