JP2008227653A - Semiconductor device having imaging element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having an image sensor.
最近のデジタルカメラやビデオカメラでは、撮像素子とその周辺回路の実装技術が改良され、小型化が進んできている。撮像素子と周辺回路の実装密度を上げると、これらの回路が発生する熱を効率良く放熱する必要がある。 In recent digital cameras and video cameras, the mounting technology of the image sensor and its peripheral circuits has been improved, and miniaturization has progressed. When the mounting density of the image sensor and the peripheral circuit is increased, it is necessary to efficiently dissipate the heat generated by these circuits.
そこで、放熱効率の向上を図ったマルチチップ半導体装置は種々提案されており、例えば、チップを積層させ、チップ間に熱伝導率の高い金属プレートを配置したマルチチップ半導体装置が知られている（特許文献１参照）。
上述の特許文献では、金属プレートによって空気中に放熱しており、熱拡散の効率が、必ずしも十分ではない。そこで、カメラ本体の構造体等に接続し、この構造体等に放熱すると共に、この構造体等を介して空気中に放熱することが考えられるが、この場合、構造体等に確実に接続、固定されないと放熱効率が低下してしまう。 In the above-mentioned patent document, heat is radiated into the air by the metal plate, and the efficiency of thermal diffusion is not always sufficient. Therefore, it is conceivable to connect to the structure of the camera body, etc., and to dissipate heat to this structure, etc., and to dissipate heat into the air via this structure, etc. If it is not fixed, the heat dissipation efficiency will decrease.
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、半導体チップから発生する熱の拡散効率を向上させると共に、確実に放熱経路と接続をとれるようにした半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can improve the efficiency of diffusion of heat generated from a semiconductor chip and can be reliably connected to a heat dissipation path. And
上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、撮像素子を有する半導体装置において、複数の半導体が積層され載置されるための基材と、上記撮像素子である撮像用半導体チップと、この撮像用半導体チップと上記基材の間に配置され、上記撮像用半導体チップからの信号を処理する信号処理用半導体チップと、上記撮像用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記撮像用半導体チップの撮像面の裏面に固着され、上記裏面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する放熱板を有する。 In order to achieve the above object, a semiconductor device having an image sensor according to the first aspect of the present invention is a semiconductor device having an image sensor, and a base material on which a plurality of semiconductors are stacked and placed, and an image sensor that is the image sensor. Semiconductor chip, a signal processing semiconductor chip that is disposed between the imaging semiconductor chip and the substrate, and processes signals from the imaging semiconductor chip, and heat generated from the imaging semiconductor chip In order to conduct, it is fixed to the back surface of the imaging surface of the semiconductor chip for imaging, and has a heat dissipation terminal that is continuously exposed to the outside from the back surface and connected to a heat dissipation terminal of an external electric board, and is fixed Between the portion and the heat radiating terminal, the portion exposed to the outside has a heat radiating plate having an elastically deformable spring portion for absorbing expansion and contraction due to heat.
第２の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、上記第１の発明において、さらに、上記信号処理用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記信号処理用半導体チップの一面に固着され、該一面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する信号処理用放熱板を有する。
また、第３の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、上記第１の発明において、上記放熱板の上記放熱用端子は、外部の放熱用部材に取り付け以前は、上記半導体装置の撮像面から、その裏面である接続電極面に向かった方向に、これら複数の電極面が形成する仮想の平面を超えて延びている。
さらに、第４の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、上記撮像用半導体チップを収納するためのパッケージを有し、このパッケージには、通気孔および通気性フィルタを設けている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having an image sensor according to the first aspect, wherein the semiconductor device further adheres to one surface of the signal processing semiconductor chip in order to conduct heat generated from the signal processing semiconductor chip to the outside. A heat dissipating terminal that is continuously exposed from the one surface and connected to the heat dissipating terminal of the external electric board, and is exposed between the fixed portion and the heat dissipating terminal and exposed to the outside. The part has a signal processing heat sink having an elastically deformable spring part for absorbing expansion and contraction due to heat.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having an image pickup element according to the first aspect, wherein the heat dissipation terminal of the heat sink is attached to an external heat dissipation member before the image pickup surface of the semiconductor device. , Extending in a direction toward the connection electrode surface which is the back surface, beyond a virtual plane formed by the plurality of electrode surfaces.
Furthermore, a semiconductor device having an image pickup device according to the fourth invention has a package for housing the image pickup semiconductor chip, and the package is provided with a vent hole and a breathable filter.
上記目的を達成するため第５の発明に係わる半導体装置は、複数の半導体チップを積層した半導体装置において、上記複数の半導体チップを収納する収納体と、上記複数の半導体チップの間に配置され、上記収納体の外部に延出し、熱を外部に伝導させるための放熱部材を具備し、上記放熱部材は、上記収納体の外部に設けられた端子に固着されると共に、上記放熱部材であって外部に露出している部分には弾性変形可能な弾性部を有している。 In order to achieve the above object, a semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked, and is disposed between a housing for housing the plurality of semiconductor chips and the plurality of semiconductor chips, A heat dissipating member for extending heat to the outside of the housing and conducting heat to the outside; and the heat dissipating member is fixed to a terminal provided outside the housing and is the heat dissipating member. The part exposed to the outside has an elastic part that can be elastically deformed.
第６の発明に係わる半導体装置は、上記第５の発明において、上記放熱部材は、少なくとも２つ設けられており、上記収納体から延出する方向が異なる。
また、第７の発明に係わる半導体装置は、上記第５の発明において、上記複数の半導体チップの一つは撮像用半導体チップであり、他の一つは信号処理用半導体チップであり、上記放熱部材は、上記撮像用半導体チップの裏面に設けると共に、上記信号処理用半導体チップと上記放熱部材の間には、熱隔離用スペーサーを配置する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device according to the fifth aspect, wherein at least two heat dissipating members are provided, and the directions extending from the housing are different.
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fifth aspect, one of the plurality of semiconductor chips is an imaging semiconductor chip, and the other is a signal processing semiconductor chip. The member is provided on the back surface of the imaging semiconductor chip, and a thermal isolation spacer is disposed between the signal processing semiconductor chip and the heat dissipation member.
本発明によれば、外部に露出した部分には弾性変形可能なバネ部分を有する放熱板を設けたので、半導体チップから発生する熱の拡散効率を向上させると共に、放熱経路と確実に接続がとれるようにした半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, the heat radiation plate having the elastically deformable spring portion is provided in the portion exposed to the outside, so that the diffusion efficiency of heat generated from the semiconductor chip is improved and the heat radiation path can be reliably connected. A semiconductor device configured as described above can be provided.
以下、図面に従って本発明を適用した撮像素子ユニットを用いて好ましい実施形態について説明する。この撮像素子ユニットは、撮像素子と、撮像素子駆動回路やＡＤ変換回路等の周辺回路を有しており、この撮像素子ユニットは、デジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置に組み込まれる。 Hereinafter, a preferred embodiment will be described using an image sensor unit to which the present invention is applied according to the drawings. This image sensor unit has an image sensor and peripheral circuits such as an image sensor drive circuit and an AD converter circuit, and this image sensor unit is incorporated in an electronic imaging device such as a digital camera or a video camera.
まず、第１実施形態に係わる半導体装置としての撮像素子ユニット１１０の構成について、図１を用いて説明する。図１（Ｃ）は、撮像素子ユニット１１０の基材としてのインターポーザ１６６と放熱板１８０の位置関係を底面側から見た底面図であり、図１（Ａ）はＡＡ断面図であり、図１（Ｂ）はＢＢ断面図である。撮像素子ユニット１１０は、公知のシステム・イン・パッケージ（Ｓｉｐ）技術を利用して、基板・チップを積層している。 First, the configuration of the image sensor unit 110 as a semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1C is a bottom view of the positional relationship between the interposer 166 as a base material of the image sensor unit 110 and the heat radiating plate 180 as viewed from the bottom surface side, and FIG. 1A is a cross-sectional view along AA. (B) is BB sectional drawing. The image sensor unit 110 uses a known system-in-package (Sip) technology to stack substrates and chips.
光学系によって結像された被写体像を光電変換する撮像素子１１１の裏面側には、シリコンシート１７６、放熱板１８０、第１スペーサー１６４ａが積層されている。撮像素子１１１は、撮像素子を含む撮像用半導体チップである。シリコンシート１７６は熱伝導率が高いが絶縁性があり、撮像素子１１１の裏面側がプラス電位となっていることがあり、放熱板１８０に対して絶縁している。 A silicon sheet 176, a heat radiating plate 180, and a first spacer 164a are stacked on the back side of the image sensor 111 that photoelectrically converts the subject image formed by the optical system. The imaging element 111 is an imaging semiconductor chip including the imaging element. The silicon sheet 176 has high thermal conductivity but is insulative, and the back surface side of the image sensor 111 may have a positive potential and is insulated from the heat sink 180.
また、放熱板１８０は銀、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料で構成されている。この放熱板１８０は、図３に示すように、パッケージ１６９の切欠き１６９ｃからパッケージ１６９の外部に延出している。撮像素子１１１とシリコンシート１７６、およびシリコンシート１７６と放熱板１８０は、それぞれ放熱性接着剤によって固着されている。 Moreover, the heat sink 180 is comprised with material with high heat conductivity, such as silver, copper, and aluminum. As shown in FIG. 3, the heat sink 180 extends from the notch 169 c of the package 169 to the outside of the package 169. The imaging element 111 and the silicon sheet 176, and the silicon sheet 176 and the heat radiating plate 180 are fixed to each other by a heat radiating adhesive.
放熱板１８０でパッケージ１６９の外部に延出している両脚部には、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）に示すように、蛇腹状の弾性部１８０ｂを形成しており、この弾性部１８０ｂはバネ性を有し、熱による伸縮や、また放熱板１８０の押圧力を吸収するために弾性変形可能である。放熱板１８０の両脚部の端部側は放熱用端子１８０ａとなっており、外部に放熱する経路となる。この放熱用端子１８０ａは、後述する電気基板に装着する前は、図１（Ｂ）に示すように、電極１６７より更に長さΔだけ下の位置にある。なお、図３（Ａ）においては、作図上、弾性部１８０ｂは平面で描かれているが、図３（Ｂ）に示すように、蛇腹状で構成されている。 As shown in FIG. 1B, FIG. 2B, and FIG. 3B, bellows-like elastic portions 180b are formed on both leg portions that extend to the outside of the package 169 by the heat sink 180. The elastic portion 180b has a spring property and can be elastically deformed to absorb expansion and contraction due to heat and the pressing force of the heat radiating plate 180. The ends of both the leg portions of the heat radiating plate 180 are heat radiating terminals 180a, which provide a path for radiating heat to the outside. The heat dissipating terminal 180a is at a position lower than the electrode 167 by a length Δ as shown in FIG. In FIG. 3 (A), the elastic portion 180b is drawn as a plane for drawing, but is configured in a bellows shape as shown in FIG. 3 (B).
放熱板１８０の裏面側に配置される第１スペーサー１６４ａの熱伝導率は、後述するように低い値の材料が用いられており、熱隔離部材として働く。これらの放熱板１８０や第１スペーサー１６４ａを挟んで、撮像素子１１１の反対側には種々の回路を含む第１回路基板（半導体チップ）１６２が配置されている。 As will be described later, a low value material is used for the thermal conductivity of the first spacer 164a disposed on the rear surface side of the heat radiating plate 180, and the first spacer 164a functions as a heat isolation member. A first circuit board (semiconductor chip) 162 including various circuits is disposed on the opposite side of the image sensor 111 with the heat sink 180 and the first spacer 164a interposed therebetween.
第１回路基板１６２は、撮像素子１１１を駆動するための撮像素子駆動回路が設けられており、この撮像素子駆動回路としては、タイミングジェネレータ（ＴＧ）や、撮像素子１１１の読み出し用の駆動ドライバ等の回路が含まれる。また、第１回路基板１６２には、撮像素子１１１から出力される撮像信号の処理を行なうためのアナログ信号処理回路、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）回路、Ａ／Ｄ変換回路、また種々の調整値や補正値を記憶するためのＥ２ＰＲＯＭ等の電気的書き換え可能な不揮発性メモリ等が設けられている。 The first circuit board 162 is provided with an image sensor driving circuit for driving the image sensor 111. Examples of the image sensor drive circuit include a timing generator (TG), a drive driver for reading the image sensor 111, and the like. Circuit. Further, the first circuit board 162 has an analog signal processing circuit, an analog front end (AFE) circuit, an A / D conversion circuit, and various adjustments for processing the imaging signal output from the imaging device 111. An electrically rewritable nonvolatile memory such as an E 2 PROM for storing values and correction values is provided.
第１回路基板１６２の裏面側には第２スペーサー１６４ｂが配置されており、この第２スペーサー１６４ｂの熱伝導率は、上述の第１スペーサー１６４ａよりは高い材料が用いられている。この第２スペーサー１６４ｂの裏側には、第２回路基板(半導体チップ)１６３が配置されている。第２回路基板１６３は、インターフェース回路を有しており、撮像素子ユニット１１０と接続されるデジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置とのインターフェース機能を果たす。また、第２回路基板１６３はインターポーザ１６６に直接、載置され、固着されている。 A second spacer 164b is disposed on the back side of the first circuit board 162, and a material having a higher thermal conductivity than that of the first spacer 164a is used for the second spacer 164b. A second circuit board (semiconductor chip) 163 is disposed on the back side of the second spacer 164b. The second circuit board 163 has an interface circuit and fulfills an interface function with an electronic imaging device such as a digital camera or a video camera connected to the imaging element unit 110. Further, the second circuit board 163 is directly placed and fixed on the interposer 166.
第１回路基板１６２と第２スペーサー１６４ｂ、第２スペーサー１６４ｂと第２回路基板１６３、第２回路基板１６３とインターポーザ１６６は、それぞれ、放熱性接着剤によって固定されている。インターポーザ１６６に貫通電極（不図示）を設け、第２回路基板１６３と外部の接続をとり、この貫通電極と放熱用電極１６７をそれぞれ接続する。なお、インターポーザ１６６は熱伝導率の高い材料で構成されているが、この場合には、電極を通じて放熱できるので、インターポーザ１６６の熱伝導率は低いものでも構わない。 The first circuit board 162 and the second spacer 164b, the second spacer 164b and the second circuit board 163, and the second circuit board 163 and the interposer 166 are fixed by a heat dissipating adhesive, respectively. A through electrode (not shown) is provided in the interposer 166 to connect the second circuit board 163 to the outside, and the through electrode and the heat radiation electrode 167 are connected to each other. Although the interposer 166 is made of a material having high thermal conductivity, in this case, since heat can be radiated through the electrodes, the interposer 166 may have low thermal conductivity.
これらの撮像素子１１１、シリコンシート１７６、放熱板１８０、第１スペーサー１６４ａ、第１回路基板１６２、第２スペーサー１６４ｂおよび第２回路基板１６３の順に積層され、第２回路基板１６３は、薄い基板で構成されたインターポーザ１６６上に配置されている。インターポーザ１６６の裏面側には、電極１６７、放熱用電極１６７ａが設けられている。 The imaging element 111, the silicon sheet 176, the heat sink 180, the first spacer 164a, the first circuit board 162, the second spacer 164b, and the second circuit board 163 are stacked in this order, and the second circuit board 163 is a thin substrate. It is arranged on the configured interposer 166. On the back side of the interposer 166, an electrode 167 and a heat dissipation electrode 167a are provided.
なお、低熱伝導率（λ）の第１スペーサー１６４ａの材料としては、λ＜１．０ｗ／ｍＫ程度であることが望ましく、例えば、ガラス（０．５５〜１．０ｗ／ｍＫ）ヒュームドシリカや高純度ジルコニア（１ｗ／ｍＫ）、発泡セラミック（０．１８〜０．２６Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）を使用することができる。また、高熱伝導率（λ）の第２スペーサー１６４ｂの材料としては、例えば、銀（４２８ｗ／ｍＫ）、銅（４０３ｗ／ｍＫ）、アルミニウム（２３６ｗ／ｍＫ）、セラミック等を使用することができる。但し、銀、銅、アルミニウム等の導電性のスペーサーを用いることで、電気的ショートが発生する場合には、高熱伝導率で絶縁性のシリコンシートを、間に挟むようにしても良い。 The material of the first spacer 164a having a low thermal conductivity (λ) is preferably about λ <1.0 w / mK. For example, glass (0.55 to 1.0 w / mK) fumed silica or High-purity zirconia (1 w / mK) and foamed ceramic (0.18 to 0.26 Kcal / mh ° C.) can be used. Moreover, as a material of the 2nd spacer 164b of high heat conductivity ((lambda)), silver (428w / mK), copper (403w / mK), aluminum (236w / mK), a ceramic, etc. can be used, for example. However, by using a conductive spacer such as silver, copper, or aluminum, when an electrical short circuit occurs, an insulating silicon sheet with high thermal conductivity may be sandwiched between them.
撮像素子１１１および第１回路基板１６２内の各回路素子は、それぞれボンディングワイヤ１６５および電極１６７を介して外部の回路と接続している。図１及び図２においては、ボンディングワイヤ１６５は、各基板の両端から１箇所ずつ配線しているが、実際には各基板の電極毎にボンディングワイヤが配線されており、図面上ではこれらを省略している。また、第２回路基板１６３の全ての電極を貫通電極で構成すれば、第２回路基板１６３については、ワイヤボンディングを不要とすることができる。また、第１回路基板１６２と第２回路基板１６３とをボンディングワイヤで回路を組んでもよい。 The circuit elements in the image sensor 111 and the first circuit board 162 are connected to external circuits via bonding wires 165 and electrodes 167, respectively. In FIG. 1 and FIG. 2, the bonding wire 165 is wired at one point from both ends of each substrate, but in reality, the bonding wire is wired for each electrode of each substrate, and these are omitted in the drawings. is doing. Further, if all the electrodes of the second circuit board 163 are configured by through electrodes, the second circuit board 163 can be dispensed with wire bonding. Further, the first circuit board 162 and the second circuit board 163 may be assembled with bonding wires.
また、各部材の周囲は、図３（Ａ）に示すように、第１パッケージ部１６９ａと第２パッケージ部１６９ｂの２部材から構成されるパッケージ１６９で囲まれ、収納されている。そして、撮像素子１１１の受光面側(撮像面側)には封止用のカバーガラス１６８が設けられており、また放熱板１８０の延出用の切欠き１６９ｃは接着剤や封止剤等により充填されているので、ゴミやホコリ等の侵入を防止することができる。 Further, as shown in FIG. 3A, the periphery of each member is surrounded and housed by a package 169 including two members, a first package portion 169a and a second package portion 169b. A cover glass 168 for sealing is provided on the light receiving surface side (imaging surface side) of the image sensor 111, and the notch 169c for extending the heat sink 180 is formed by an adhesive, a sealant, or the like. Since it is filled, it is possible to prevent intrusion of dust, dust and the like.
また、パッケージ１６９の一部には、通気孔１６９ｆが設けてあり、この通気孔１６９ｆの外側には、ゴアテックス等の空気の流入、排出は可能であるが水分は通さない材料で構成された通気性フィルタ１８４が配置されている。この通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４によって、パッケージ１６９等内の空気が換気され、半導体チップ等による発熱を放熱することができる。 A part of the package 169 is provided with a vent hole 169f, and the outside of the vent hole 169f is made of a material that allows inflow and discharge of air such as Gore-Tex but does not allow moisture to pass. A breathable filter 184 is disposed. The air in the package 169 and the like is ventilated by the air holes 169f and the air-permeable filter 184, and heat generated by the semiconductor chip or the like can be radiated.
なお、撮像素子１１１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の二次元撮像素子を用いる。撮像素子１１１は、第１回路基板１６２内の撮像素子駆動回路等に接続されており、撮像素子１１１は、撮像素子駆動回路等の駆動制御の下で、被写体像を光電変換して撮像画像信号をＡ／Ｄ変換回路によってデジタルデータに変換して、デジタル画像データとして出力する。 As the image sensor 111, a two-dimensional image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) is used. The image sensor 111 is connected to an image sensor drive circuit or the like in the first circuit board 162, and the image sensor 111 photoelectrically converts a subject image under a drive control of the image sensor drive circuit or the like to obtain a captured image signal. Is converted into digital data by an A / D conversion circuit and output as digital image data.
撮像素子ユニット１１０の組み立てにあたっては、まず、インターポーザ１６６の上に第２回路基板１６３、第２スペーサー１６４ｂ、第１回路基板１６２を順に積層し、固定する。この後、インターポーザ１６６の電極と第１回路基板１６２、第２回路基板１６３の電極の間にワイヤボンディング１６５を配線し、さらに、その後、第１スペーサー１６４ａ、放熱板１８０、シリコンシート１７６および撮像素子１１１を順に積層し固定し、撮像素子１１１の電極と、インターポーザ１６６の電極間にワイヤボンディング１６５を配線する。そして放熱板１８０を第１パッケージ部１６９ａの切欠き１６９ｃに嵌め込み、第１パッケージ部１６９ａを上から載せ、接着剤等で一体化する。 In assembling the image sensor unit 110, first, the second circuit board 163, the second spacer 164b, and the first circuit board 162 are sequentially stacked and fixed on the interposer 166. Thereafter, wire bonding 165 is wired between the electrodes of the interposer 166 and the electrodes of the first circuit board 162 and the second circuit board 163, and then, the first spacer 164a, the heat sink 180, the silicon sheet 176, and the imaging element 111 are sequentially stacked and fixed, and wire bonding 165 is wired between the electrode of the image sensor 111 and the electrode of the interposer 166. Then, the heat sink 180 is fitted into the notch 169c of the first package part 169a, and the first package part 169a is placed from above and integrated with an adhesive or the like.
次に、撮像ユニット１１０を両面フレキシブル基板１７０に取り付けた状態について、図２（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。この図２は、図１の撮像素子ユニット１１０を両面フレキシブル基板１７０に取り付けた状態の図であり、図２（Ａ）は、図１（Ｃ）のＡＡ断面図に対応し、図２（Ｂ）は、ＢＢ断面図に相当する図である。 Next, a state in which the imaging unit 110 is attached to the double-sided flexible substrate 170 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a state in which the image sensor unit 110 of FIG. 1 is attached to the double-sided flexible substrate 170. FIG. 2A corresponds to the AA cross-sectional view of FIG. ) Is a view corresponding to the BB cross-sectional view.
撮像素子ユニット１１０の放熱板１８０の放熱用端子１８０ａ、電極１６７および放熱用電極１６７ａは、両面フレキシブル基板１７０の対応する銅箔パターン１７２に半田付けにより接続されている。前述したように、放熱用端子１８０ａは、電極１６７、放熱電極１６７ａよりΔだけ下がっている。即ち、これを言い換えると、放熱板１８０の放熱用端子１８０ａは、外部の放熱用部材に取り付け以前は、半導体装置の撮像面から、その裏面である接続電極面に向かった方向に、これら複数の電極面が形成する仮想の平面を超えて延びている。それにより、撮像素子ユニット１１０の電極と両面フレキシブル基板１７０の電極が半田付けされると、電極１６７および放熱電極１６７ａと同一面となっている。弾性部１８０ｂが設けられていることにより、放熱板１８０による撮像素子ユニット１１１の電極と両面フレキシブル基板１７０の電極との半田付け界面に対する応力を和らげ、接続・固定を確実にすることができる。 The heat dissipation terminal 180a, the electrode 167, and the heat dissipation electrode 167a of the heat dissipation plate 180 of the imaging element unit 110 are connected to the corresponding copper foil patterns 172 of the double-sided flexible substrate 170 by soldering. As described above, the heat radiation terminal 180a is lower than the electrode 167 and the heat radiation electrode 167a by Δ. That is, in other words, the heat radiating terminal 180a of the heat radiating plate 180 is attached to the external heat radiating member before the plurality of the plurality of these heat sinks in the direction from the imaging surface of the semiconductor device to the connection electrode surface which is the back surface thereof. It extends beyond a virtual plane formed by the electrode surface. Thereby, when the electrode of the image pick-up element unit 110 and the electrode of the double-sided flexible substrate 170 are soldered, it will become the same surface as the electrode 167 and the thermal radiation electrode 167a. By providing the elastic portion 180b, the stress on the soldering interface between the electrode of the imaging element unit 111 and the electrode of the double-sided flexible substrate 170 by the heat radiating plate 180 can be relieved, and connection / fixation can be ensured.
両面フレキシブル基板１７０は、ポリイミド等からなるベース材１７３の表面および裏面に、回路配線のための銅箔パターン１７２が設けられ、電極１６７および放熱用電極１６７ａと接続部分を除いて、絶縁のためにカバーレイ１７１を被覆している。両面フレキシブル基板１７０は、撮像素子ユニット１１０を保持する枠体等、熱容量の大きい放熱用金属板１７５に保持されている。 The double-sided flexible substrate 170 is provided with a copper foil pattern 172 for circuit wiring on the front and back surfaces of a base material 173 made of polyimide or the like, and for insulation except for the electrode 167 and the heat radiation electrode 167a and the connection portion. Coverlay 171 is covered. The double-sided flexible substrate 170 is held by a heat radiating metal plate 175 having a large heat capacity such as a frame for holding the image sensor unit 110.
また、放熱板１８０、電極１６７および放熱用電極１６７ａと接続されている銅箔パターン１７２の反対側の銅箔パターン１７２は、放熱用金属板１７５の接触面１７５ａにて、直接、接している。さらに両面フレキブル基板１７０の両面の銅箔パターン１７２の一部同士は、例えばグランラインのように、お互いに不図示のスルーホールメッキや他の機械的構造により電気的にも連絡されている。 Further, the copper foil pattern 172 opposite to the copper foil pattern 172 connected to the heat dissipation plate 180, the electrode 167, and the heat dissipation electrode 167a is in direct contact with the contact surface 175a of the heat dissipation metal plate 175. Furthermore, some of the copper foil patterns 172 on both sides of the double-sided flexible substrate 170 are also electrically connected to each other by through-hole plating (not shown) or other mechanical structures, such as a gran line.
このように構成されているので、撮像素子ユニット１１０の放熱板１８０および放熱用電極１６７ａから伝わってくる熱は、ベース材１７３から間接的に伝わってくる熱のほか、銅箔パターン１７２を介してカメラの構造体等の放熱用金属板１７５に伝わり、この放熱用金属板１７５から空気中に放熱される。すなわち、撮像素子１１１で発生した熱は、シリコンシート１７６、放熱板１８０、変位可能な変位部である放熱用端子１８０ａ、接続用の半田付け、銅箔パターン１７２、接触面１７５ａの経路を通じて放熱用金属板１７５に伝わり、放熱する。 With this configuration, the heat transmitted from the heat sink 180 and the heat dissipation electrode 167a of the image sensor unit 110 is indirectly transmitted from the base material 173 and via the copper foil pattern 172. The heat is transmitted to a heat radiating metal plate 175 such as a camera structure and is radiated from the heat radiating metal plate 175 into the air. That is, the heat generated in the image sensor 111 is for heat dissipation through the path of the silicon sheet 176, the heat radiating plate 180, the heat radiating terminal 180a which is a displaceable displacement portion, the soldering for connection, the copper foil pattern 172, and the contact surface 175a. It is transmitted to the metal plate 175 and dissipates heat.
また、第１回路基板１６２で発生した熱は、第２スペーサー１６４ｂ、第２回路基板１６３、インターポーザ１６６、放熱電極１６７ａ、接続用の半田付け、銅箔パターン１７２、接触面１７５ａの経路を通じて放熱用金属板１７５に伝わり、放熱する。同様に、第２回路基板１６３で発生した熱は、インターポーザ１６６、放熱電極１６７ａ、接続用の半田付け、銅箔パターン１７２、接触面１７５ａの経路を通じて放熱用金属板１７５に伝わり、放熱する。 Further, the heat generated in the first circuit board 162 is used for heat dissipation through the second spacer 164b, the second circuit board 163, the interposer 166, the heat radiation electrode 167a, the soldering for connection, the copper foil pattern 172, and the contact surface 175a. It is transmitted to the metal plate 175 and dissipates heat. Similarly, the heat generated in the second circuit board 163 is transmitted to the heat radiating metal plate 175 through the path of the interposer 166, the heat radiating electrode 167a, the soldering for connection, the copper foil pattern 172, and the contact surface 175a and radiated.
このように、本発明の第１実施形態においては、撮像素子１１１の裏面側に放熱板１８０を配置し、この放熱板１８０には、蛇腹状の弾性部１８０を設けている。このため、撮像素子１１１で発生した熱を、放熱板１８０を介して外部に放熱することができると共に、放熱用端子１８０ａと銅箔パターン１７２の間で確実に接続・固定することができる。したがって、撮像素子での発熱を効率よく放熱させることができ、撮像素子１１１の環境温度が上昇し、暗電流が増加したり、ノイズが増加するおそれが低い。さらに、蛇腹状の弾性部１８０ｂによって、熱による伸縮を吸収し、また、放熱用端子１８０ａの押圧力（両面フレキシブル基板１７０の電極パターンと撮像素子ユニット１１０の電極との間の半田付剥離力）を吸収することができるので、放熱用端子１８０ａと銅箔パターン１７２の接続・固定を確実にすることができる。また、蛇腹形状とすることにより、放熱板１８０の外部での放熱面積が広くなり、放熱効率が向上する。 As described above, in the first embodiment of the present invention, the heat radiating plate 180 is disposed on the back surface side of the image sensor 111, and the heat radiating plate 180 is provided with the bellows-like elastic portion 180. For this reason, the heat generated in the image sensor 111 can be radiated to the outside via the heat radiating plate 180, and can be reliably connected and fixed between the heat radiating terminal 180a and the copper foil pattern 172. Therefore, the heat generated by the image sensor can be efficiently dissipated, and the environmental temperature of the image sensor 111 rises, and there is little possibility that dark current increases or noise increases. Further, expansion and contraction due to heat is absorbed by the bellows-like elastic portion 180b, and the pressing force of the heat radiating terminal 180a (soldering peeling force between the electrode pattern of the double-sided flexible substrate 170 and the electrode of the imaging element unit 110). Therefore, the connection / fixation between the heat radiation terminal 180a and the copper foil pattern 172 can be ensured. Further, by adopting the bellows shape, the heat radiation area outside the heat radiating plate 180 is widened, and the heat radiation efficiency is improved.
また、本実施形態においては、パッケージ１６９に通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４をもうけてあるので、外部からゴミやホコリ等の侵入を防ぐと共に、内部で発生した熱を通気孔１６９ｆから排出することができる。 In the present embodiment, the package 169 is provided with the air hole 169f and the air permeable filter 184, so that intrusion of dust, dust and the like from the outside is prevented and heat generated inside is exhausted from the air hole 169f. Can do.
さらに、本実施形態においては、放熱板１８０と第１回路基板１６２との間には、熱伝導率の低い第１スペーサー１６４ａを配置したので、第１回路基板１６２で発生した熱が、撮像素子１１１に伝わるおそれは殆どない。第１回路基板１６２で発生した熱は、熱伝導率の高い第２スペーサー１６４ｂを介して外部に放熱している。このため、第１回路基板１６２の撮像素子駆動回路等によって発生した熱は、主として、第１スペーサー１６４ａ、インターポーザ１６６、放熱電極１６７ａの順に伝わって、放熱する。第１回路基板１６２は、発熱量が比較的大きい回路基板であり、この熱が撮像素子１１１に伝わると、画像信号に暗電流やノイズ等の影響により、画像信号が劣化する。本実施形態においては、第１スペーサー１６４ａの熱伝導率を第２スペーサー１６４ｂの熱伝導率より低くすることにより、第１回路基板１６２の発熱を熱隔離している。第１スペーサー１６４ａから熱が伝わったとしても、放熱板１８０が設けてあるので、撮像素子１１１側には第１回路基板１６２の発熱が伝わることはない。 Further, in the present embodiment, since the first spacer 164a having a low thermal conductivity is disposed between the heat sink 180 and the first circuit board 162, the heat generated in the first circuit board 162 is transferred to the image sensor. There is almost no risk of being transmitted to 111. The heat generated in the first circuit board 162 is radiated to the outside through the second spacer 164b having a high thermal conductivity. For this reason, the heat generated by the image sensor driving circuit or the like of the first circuit board 162 is mainly transmitted in the order of the first spacer 164a, the interposer 166, and the heat dissipation electrode 167a to dissipate heat. The first circuit board 162 is a circuit board that generates a relatively large amount of heat. When this heat is transmitted to the image sensor 111, the image signal is deteriorated due to the influence of dark current, noise, or the like. In the present embodiment, the heat generation of the first circuit board 162 is thermally isolated by making the thermal conductivity of the first spacer 164a lower than the thermal conductivity of the second spacer 164b. Even if heat is transmitted from the first spacer 164a, the heat radiation plate 180 is provided, so that the heat generated by the first circuit board 162 is not transmitted to the imaging element 111 side.
また、第１回路基板１６２における発熱は、一様ではなく、場所によって局所的に発熱が大きい。一様ではない温度分布で熱が撮像素子１１１に伝わると、撮像素子１１１の場所によって、暗電流が増加し、またノイズが増加してしまうが、本実施形態では、放熱板１８０を設けてあり、またスペーサーの熱伝導率を異ならせているので、このようなおそれが殆どない。 Further, the heat generation in the first circuit board 162 is not uniform, and the heat generation is locally large depending on the location. When heat is transmitted to the image sensor 111 with a non-uniform temperature distribution, dark current increases and noise increases depending on the location of the image sensor 111. In this embodiment, the heat sink 180 is provided. Also, since the spacers have different thermal conductivities, there is almost no such fear.
さらに、本実施形態においては、撮像素子１１１と放熱板１８０の間に、シリコンシート１７６等の絶縁性高熱伝導材料を介挿させているので、放熱板１８０に効率よく熱伝導ささせると共に、撮像素子１１１に設けられた電極間において、ショートするおそれもない。 Further, in the present embodiment, since an insulating high heat conductive material such as a silicon sheet 176 is interposed between the image sensor 111 and the heat sink 180, the heat sink 180 can efficiently conduct heat and image pickup can be performed. There is no possibility of short circuit between the electrodes provided in the element 111.
次に、本発明の第２実施形態について、図４乃至図６を用いて説明する。本発明の第１実施形態において、放熱板１８０は、撮像素子１１１の放熱のために設けられていたが、第２実施形態においては、撮像素子１１１の放熱用の第１放熱板１８１に加えて、第１回路基板１６２の放熱用の第２放熱板１８２を配置している。第１実施形態との相違点を中心に説明し、同一部材については同一符号を付して説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment of the present invention, the heat radiating plate 180 is provided for radiating heat from the image sensor 111. However, in the second embodiment, in addition to the first heat radiating plate 181 for radiating heat from the image sensor 111. The second heat dissipation plate 182 for heat dissipation of the first circuit board 162 is disposed. Differences from the first embodiment will be mainly described, and the same members will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
シリコンシート１７６と第１スペーサー１６４ａの間に配置された第１放熱板１８１は、第１実施形態における放熱板１８０とは異なり、脚部は１箇所のみとし、この脚部側はパッケージ１６９の隙間を通して外部に延出している。この脚部には、図６に示すように、蛇腹状のバネ部分である弾性部１８１ｂが設けられている。この弾性部１８１ｂは、第１実施形態における弾性部１８０ｂに比較して鋭角に折れ曲がっているが、第１実施形態と同様、緩い湾曲部からなる蛇腹形状としても勿論構わない。また、放熱板１８１の脚部の端部側は放熱用端子１８１ａとなっており、外部に放熱する経路となる。 Unlike the heat radiating plate 180 in the first embodiment, the first heat radiating plate 181 disposed between the silicon sheet 176 and the first spacer 164a has only one leg portion, and this leg portion side is a gap of the package 169. It extends to the outside through. As shown in FIG. 6, the leg portion is provided with an elastic portion 181b which is a bellows-like spring portion. The elastic portion 181b is bent at an acute angle as compared with the elastic portion 180b in the first embodiment, but it may of course have a bellows shape including a loosely curved portion as in the first embodiment. Moreover, the edge part side of the leg part of the heat sink 181 becomes the terminal 181a for heat dissipation, and becomes a path | route which radiates heat | fever outside.
第１回路基板１６２と第２スペーサー１６４ｂの間に、第２シリコンシート１７７と第２放熱板１８２を配置している。第２シリコンシート１７７の材質は、第１シリコンシート１７６と同様に、絶縁性のある高熱伝導率のシリコンシートである。また、第１放熱板１８１の脚部と反対側に、第２放熱板１８２の脚部が設けられ、この脚部側は、パッケージ１６９の隙間を通して外部に延出している。この脚部には、蛇腹状の弾性部１８２ｂが設けられている。この弾性部１８２ｂは、弾性部１８１ｂと同様、鋭角に折れ曲がっているが、第１実施形態と同様、緩い湾曲部からなる蛇腹形状としても勿論構わない。また、放熱板１８２の脚部の端部側は放熱用端子１８２ａとなっており、外部に放熱する経路となる。なお、放熱用端子１８１ａおよび放熱用端子１８２ａは、第１実施形態と同様に、電極１６７より長さΔだけ下の位置でも勿論構わない。 A second silicon sheet 177 and a second heat radiating plate 182 are disposed between the first circuit board 162 and the second spacer 164b. The material of the second silicon sheet 177 is an insulating, high thermal conductivity silicon sheet, like the first silicon sheet 176. In addition, the leg portion of the second heat radiating plate 182 is provided on the side opposite to the leg portion of the first heat radiating plate 181, and the leg portion side extends to the outside through the gap of the package 169. The leg portion is provided with a bellows-like elastic portion 182b. The elastic portion 182b is bent at an acute angle like the elastic portion 181b, but it may of course have a bellows shape including a loosely curved portion as in the first embodiment. Moreover, the end part side of the leg part of the heat sink 182 is a terminal 182a for heat dissipation, which is a path for radiating heat to the outside. Of course, the heat dissipating terminal 181a and the heat dissipating terminal 182a may be at a position lower than the electrode 167 by the length Δ, as in the first embodiment.
第１実施形態においては、第２スペーサー１６４ｂは熱伝導率の高い材質で構成したが、第２実施形態においては、第２スペーサー１６４ｂは熱伝導率の低い材質で構成する。これは、第１回路基板１６２において発生した熱を第２回路基板１６３に伝導させないためである。また、第１実施形態においては、インターポーザ１６６の裏面側に、放熱電極１６７ａを設けていたが、第２放熱板１８２を設け、これによって第１回路基板１６２で発生する熱を十分放熱させることができるので、放熱電極１６７ａを省略している。なお、第１実施形態においては、通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４を設けていたが、第２実施形態においても、同様に、両者を設ければ、さらに一層、熱の拡散効率が向上する。 In the first embodiment, the second spacer 164b is made of a material having high thermal conductivity. However, in the second embodiment, the second spacer 164b is made of a material having low thermal conductivity. This is because the heat generated in the first circuit board 162 is not conducted to the second circuit board 163. In the first embodiment, the heat radiation electrode 167a is provided on the back surface side of the interposer 166. However, the second heat radiation plate 182 is provided to sufficiently dissipate heat generated in the first circuit board 162. Therefore, the heat radiation electrode 167a is omitted. In the first embodiment, the air hole 169f and the air permeable filter 184 are provided. However, in the second embodiment, if both are provided, the heat diffusion efficiency is further improved.
図４に示す撮像素子ユニット１１０を両面フレキシブル基板１７０に装着した状態を図５（Ａ）（Ｂ）に示す。第１放熱板１８１の放熱用端子１８１ａ、第２放熱板１８２の放熱用端子１８２ａおよび電極１６７は、銅箔パターン１７２に半田付けで接続され、銅箔パターン１７２は接触面１７５ａで放熱用金属板１７５に接している。このため、第１実施形態と同様に、各素子・基板で発生した熱は、弾性部１８１ｂ、１８２ｂ、放熱用端子１８１ａ、１８２ｂ等を通り、銅箔パターン１７２を介して放熱用金属板１７５に伝導され、放熱される。 FIGS. 5A and 5B show a state in which the image sensor unit 110 shown in FIG. 4 is mounted on the double-sided flexible substrate 170. The heat radiating terminal 181a of the first heat radiating plate 181, the heat radiating terminal 182a of the second heat radiating plate 182 and the electrode 167 are connected to the copper foil pattern 172 by soldering, and the copper foil pattern 172 is a metal plate for heat radiating at the contact surface 175a. 175. For this reason, as in the first embodiment, the heat generated in each element / substrate passes through the elastic portions 181b and 182b, the heat radiating terminals 181a and 182b, and the like to the heat radiating metal plate 175 via the copper foil pattern 172. Conducted and dissipated.
このように第２実施形態においても、蛇腹形状で構成した弾性部１８１ｂ、１８２ｂを設けているので、第１放熱板１８１および第２放熱板１８２の押圧力や、熱による伸縮によって、放熱用端子１８１ａ、１８２ａと銅箔パターン１７２との接続が外れてしまうことがなく、確実な接続・固定を得ることができる。 Thus, in the second embodiment as well, since the elastic portions 181b and 182b configured in the shape of the bellows are provided, the heat radiation terminal is generated by the pressing force of the first heat radiating plate 181 and the second heat radiating plate 182 or expansion and contraction due to heat. Connection between 181a and 182a and the copper foil pattern 172 is not disconnected, and reliable connection / fixation can be obtained.
また、本実施形態においては、撮像素子１１１で発生した熱は、シリコンシート１７６および第１放熱電極１８１を通じて放熱される。また、第１回路基板１６２で発生した熱は、第２シリコンシート１７７および第２放熱板１８２を通じて放熱される。第２スペーサー１６４ｂは低熱伝導率の材料で構成されているので、第１回路基板１６２で発生した熱が、第２回路基板１６３に伝導されることはない。第２回路基板１６３で発生した熱は、インターポーザ１６６および電極１６７を通じて、外部に放熱される。 In the present embodiment, the heat generated in the image sensor 111 is radiated through the silicon sheet 176 and the first heat radiation electrode 181. Further, the heat generated in the first circuit board 162 is radiated through the second silicon sheet 177 and the second heat radiating plate 182. Since the second spacer 164b is made of a material having a low thermal conductivity, heat generated in the first circuit board 162 is not conducted to the second circuit board 163. The heat generated in the second circuit board 163 is radiated to the outside through the interposer 166 and the electrode 167.
第２実施形態における撮像素子ユニット１１０は、第１回路基板１６２についても放熱板を配置し、第２回路基板１６３を経由せずに直接、放熱用金属板１７５に放熱することができる。このため、より効率良く放熱することができると共に、第２回路基板１６３が熱の影響を受けることを防止することができる。なお、第２実施形態においては、前述したように、放熱電極１６７ａを省略したが、これに限らず、第１実施形態と同様に放熱電極を設けても良く、この場合には、さらに放熱効率が向上する。 The imaging element unit 110 according to the second embodiment can dissipate heat directly to the heat radiating metal plate 175 without passing through the second circuit substrate 163 by disposing a heat radiating plate also on the first circuit board 162. For this reason, heat can be radiated more efficiently and the second circuit board 163 can be prevented from being affected by heat. In the second embodiment, as described above, the heat radiation electrode 167a is omitted. However, the present invention is not limited to this, and a heat radiation electrode may be provided in the same manner as in the first embodiment. Will improve.
以上、説明したように、本発明の第１及び第２実施形態においては、放熱板１８０、第１放熱板１８１、第２放熱板１８２の脚部に弾性部１８０ｂ、１８１ｂ、１８２ｂを設けたので、放熱用端子１８０ａ、１８１ａ、１８２ａと銅箔パターン１７２の接続部に押圧力
や、熱による伸縮を和らげることができ、接続・固定を確実にし、経年変化が少なく、高信頼性のものにすることができる。このため、撮像素子１１１等の半導体チップにおいて発生した熱を確実に放熱することができる。また、蛇腹状にすることにより、放熱面積が広がり、放熱板そのものの放熱効率が向上する。
As described above, in the first and second embodiments of the present invention, the elastic portions 180b, 181b, and 182b are provided on the legs of the heat radiating plate 180, the first heat radiating plate 181, and the second heat radiating plate 182. , It is possible to relieve expansion and contraction due to pressing force and heat at the connection part of the heat radiation terminals 180a, 181a, 182a and the copper foil pattern 172, to ensure the connection / fixing, to reduce the secular change and to be highly reliable. be able to. For this reason, the heat generated in the semiconductor chip such as the image sensor 111 can be reliably radiated. Moreover, by making it a bellows shape, the thermal radiation area spreads and the thermal radiation efficiency of the thermal radiation board itself improves.
また、本発明の実施形態においては、通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４の働きにより、パッケージ内の半導体チップによって発生した熱を、放熱板１８０、第１放熱板１８１、第２放熱板１８２に限らず、換気により放熱することができる。このため、さらに一層、熱の拡散効率の向上を図ることができる。 In the embodiment of the present invention, the heat generated by the semiconductor chip in the package is limited to the heat radiating plate 180, the first heat radiating plate 181, and the second heat radiating plate 182 by the function of the air holes 169 f and the air permeable filter 184. In addition, heat can be dissipated by ventilation. For this reason, it is possible to further improve the heat diffusion efficiency.
さらに、各実施形態においては、第１スペーサー１６４ａや第２スペーサー１６４ｂの熱伝導率を異ならせているので、所望の熱経路で各基板・素子で発生した熱を外部に逃がすことができる。なお、スペーサーの熱伝導率を同じ、または無くして、放熱板を設けるだけでも勿論構わない。 Furthermore, in each embodiment, since the thermal conductivity of the first spacer 164a and the second spacer 164b is made different, the heat generated in each substrate / element through a desired heat path can be released to the outside. Of course, the heat conductivity of the spacers may be the same or eliminated, and a heat radiating plate may be provided.
なお、本発明の実施形態においては、撮像素子ユニット１１０内の回路基板は、第１回路基板１６２および第２回路基板１６３を設けていたが、必ずしも２つは必要でなく、例えば、第１回路基板１６２のみ、または３以上の回路基板を備えるようにしても勿論構わない。その場合には、放熱板は、回路基板の発熱量や影響の度合いを考慮して、適宜配置すれば良い。また、放熱用金属板１７５を用いていたが、金属に限らず、放熱効果のある材料であれば、金属に限らない。 In the embodiment of the present invention, the circuit board in the image sensor unit 110 is provided with the first circuit board 162 and the second circuit board 163, but two are not necessarily required. For example, the first circuit board Of course, only the substrate 162 or three or more circuit substrates may be provided. In that case, the heat radiating plate may be appropriately arranged in consideration of the heat generation amount of the circuit board and the degree of influence. Moreover, although the metal plate 175 for heat dissipation was used, it will not be restricted to a metal, if it is a material with not only a metal but a heat dissipation effect.
また、本発明の実施形態においては、パッケージ１６９の内部の空間に、撮像素子１１１、第１回路基板１６２、放熱板１８０等を収納し、パッケージ１６９の内部はこれらの素子・基板以外は空気で満たされているが、パッケージ１６９を用いずに、樹脂等で充填するようにしても勿論構わない。 In the embodiment of the present invention, the image sensor 111, the first circuit board 162, the heat sink 180, and the like are housed in the space inside the package 169, and the inside of the package 169 is air except for these elements / substrates. Although it is satisfied, it is of course possible to fill with resin or the like without using the package 169.
本発明の実施形態の説明にあたっては、カメラ等に使用する撮像素子ユニットを例に挙げたが、カメラとしては、一眼レフタイプやコンパクトタイプのデジタルカメラ等の静止画撮影用のカメラでよく、またビデオカメラ等のように動画撮影用のカメラでも良い。また、これらのカメラ以外の専用機に組み込まれるような撮像装置にも本発明を適用できることは勿論である。 In the description of the embodiments of the present invention, an image sensor unit used for a camera or the like has been described as an example. However, the camera may be a camera for still image shooting such as a single-lens reflex type or a compact type digital camera, or a video. It may be a video camera such as a camera. Of course, the present invention can also be applied to an imaging apparatus incorporated in a dedicated machine other than these cameras.
１１０・・・撮像素子ユニット、１１１・・・撮像素子、１６２・・・第１回路基板(半導体チップ)、１６３・・・第２回路基板(半導体チップ)、１６４ａ・・・第１スペーサー、１６４ｂ・・・第２スペーサー、１６５・・・ボンディングワイヤ、１６６・・・インターポーザ、１６７・・・電極、１６７ａ・・・放熱用電極、１６８・・・カバーガラス、１６９・・・パッケージ、１６９ａ・・・第１パッケージ部、１６９ｂ・・・第２パッケージ部、１６９ｃ・・・切欠き、１６９ｆ・・・通気抗、１７０・・・両面フレキシブル基板、１７１・・・カバーレイ、１７２・・・銅箔パターン、１７３・・・ベース材、１７５・・・放熱用金属板、１７５ａ・・・接触面、１７６・・・シリコンシート、１７７・・・第２シリコンシート、１８０・・・放熱板、１８０ａ・・・放熱用端子(変位部)、１８０ｂ・・・弾性部、１８１・・・第１放熱板、１８１ａ・・・放熱用端子、１８１ｂ・・・弾性部、１８２・・・第２放熱板、１８２ａ・・・放熱用端子、１８２ｂ・・・弾性部、１８４・・・通気性フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Image sensor unit, 111 ... Image sensor, 162 ... 1st circuit board (semiconductor chip), 163 ... 2nd circuit board (semiconductor chip), 164a ... 1st spacer, 164b ... second spacer, 165 ... bonding wire, 166 ... interposer, 167 ... electrode, 167a ... radiation electrode, 168 ... cover glass, 169 ... package, 169a ... -1st package part, 169b ... 2nd package part, 169c ... Notch, 169f ... Ventilation resistance, 170 ... Double-sided flexible substrate, 171 ... Coverlay, 172 ... Copper foil Pattern, 173 ... Base material, 175 ... Metal plate for heat dissipation, 175a ... Contact surface, 176 ... Silicon sheet, 177 ... Second silicon sheet, 180 ... heat dissipation plate, 180a ... heat dissipation terminal (displacement part), 180b ... elastic part, 181 ... first heat dissipation plate, 181a ... heat dissipation terminal, 181b ... elastic part, 182 ... second heat dissipation plate, 182a ... heat dissipation terminal, 182b ... elastic portion, 184 ... breathable filter
Claims (7)
複数の半導体が積層され載置されるための基材と、
上記撮像素子である撮像用半導体チップと、
この撮像用半導体チップと上記基材の間に配置され、上記撮像用半導体チップからの信号を処理する信号処理用半導体チップと、
上記撮像用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記撮像用半導体チップの撮像面の裏面に固着され、上記裏面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する放熱板と、
を有することを特徴とする撮像素子を有する半導体装置。 In a semiconductor device having an image sensor,
A base material on which a plurality of semiconductors are stacked and placed;
An imaging semiconductor chip as the imaging element;
A signal processing semiconductor chip disposed between the imaging semiconductor chip and the base material, and processing a signal from the imaging semiconductor chip;
In order to conduct heat generated from the imaging semiconductor chip to the outside, the imaging semiconductor chip is fixed to the back surface of the imaging surface of the imaging semiconductor chip, is continuously exposed to the outside from the back surface, and is connected to the heat dissipation terminal of the external electric substrate. A heat dissipating plate having a spring part that is elastically deformable to absorb expansion and contraction due to heat between the fixed part and the heat dissipating terminal and exposed to the outside. ,
A semiconductor device having an imaging element.
上記複数の半導体チップを収納する収納体と、
上記複数の半導体チップの間に配置され、上記収納体の外部に延出し、熱を外部に伝導させるための放熱部材と、
を具備し、
上記放熱部材は、上記収納体の外部に設けられた端子に固着されると共に、上記放熱部材であって外部に露出している部分には弾性変形可能な弾性部を有していることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked,
A housing for housing the plurality of semiconductor chips;
A heat dissipating member disposed between the plurality of semiconductor chips, extending to the outside of the housing, and conducting heat to the outside;
Comprising
The heat dissipating member is fixed to a terminal provided outside the storage body, and the heat dissipating member having an elastic portion that is elastically deformable at a portion exposed to the outside. A semiconductor device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2007059554A JP2008227653A (en) | 2007-03-09 | 2007-03-09 | Semiconductor device having imaging element |
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2007
- 2007-03-09 JP JP2007059554A patent/JP2008227653A/en active Pending
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