(57)【要約】【課題】  モジュールの放熱性を向上するうえで有利な技術を提供する。【解決手段】  電気素子が配された中央部および中央部の周辺に位置する周辺部を有する素子板と、素子板の周辺部の上に配された第１部材と、素子板の中央部の上に配された第２部材と、第１部材を介して素子板へ結合した第３部材と、を備え、第１部材の熱伝導率をλａ、第２部材の熱伝導率をλｂ、第３部材の熱伝導率をλｃとして、｜λｃ−λａ｜＜λａ−λｂを満たす。【選択図】  図１
2020123671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子が配された中央部および前記中央部の周辺に位置する周辺部を有する素子板と、
前記素子板の前記周辺部の上に配された第１部材と、
前記素子板の前記中央部の上に配された第２部材と、
前記第１部材を介して前記素子板へ結合した第３部材と、を備え、
前記第１部材の熱伝導率をλａ、前記第２部材の熱伝導率をλｂ、前記第３部材の熱伝導率をλｃとして、｜λｃ−λａ｜＜λａ−λｂを満たすことを特徴とするモジュール。
【請求項２】
λａ＜λｃを満たす、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記素子板の前記中央部に対向する中央部および前記素子板の前記周辺部に対向する周辺部を有する対向板をさらに備え、
前記第１部材は前記素子板の前記周辺部と前記対向板の前記周辺部との間を充填し、
前記第２部材は前記素子板の前記中央部と前記対向板の前記中央部との間を充填し、
前記対向板の前記周辺部は前記第１部材と前記第３部材との間に位置する、請求項１または２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記対向板の熱伝導率をλｇとして、｜λｇ−λａ｜＜λａ−λｂを満たす、請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
電気素子を備える中央部および前記中央部の周辺に位置する周辺部を有する素子板と、
前記素子板の前記中央部に対向する中央部および前記素子板の前記周辺部に対向する周辺部を有する対向板と、
前記素子板の前記周辺部と前記対向板の前記周辺部との間を充填する第１部材と、
前記素子板の前記中央部と前記対向板の前記中央部との間を充填する第２部材と、
前記第１部材および前記対向板の前記周辺部を介して前記素子板へ結合した第３部材と、を備え、
前記第１部材の熱伝導率をλａ、前記第２部材の熱伝導率をλｂ、前記第３部材の熱伝導率をλｃ、前記対向板の熱伝導率をλｇとして、｜λｇ−λａ｜＜λａ−λｂを満たすことを特徴とするモジュール。
【請求項６】
前記素子板の熱伝導率をλｓとして、｜λｃ−λｇ｜＜λｓ−λｇを満たす、請求項４または５に記載のモジュール。
【請求項７】
前記第３部材は、前記第３部材と前記対向板の前記周辺部との間に配された第４部材を介して前記対向板の前記周辺部に結合しており、
前記第４部材の熱伝導率をλｄとして、｜λｃ−λｄ｜＜λｄ−λｂを満たす、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項８】
λｄ＜λｃを満たす、請求項７に記載のモジュール。
【請求項９】
前記素子板に接続されたフレキシブル配線部材を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記素子板はシリコン基板を含み、
前記電気素子は電気光学素子である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記第１部材の熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以上、３Ｗ／ｍＫ以下である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記第２部材の熱伝導率は０．１Ｗ／ｍＫ以上、０．５Ｗ／ｍＫ以下である、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１３】
前記第３部材の熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以上、５Ｗ／ｍＫ以下である、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１４】
前記第１部材は、樹脂および樹脂中のフィラーを含み、前記フィラーは、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化シリコン、酸化マグネシウム、アルミニウム、金、銀および銅の中から選ばれた少なくとも１つの材料を含む、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１５】
前記第３部材は液晶ポリマーおよび前記液晶ポリマー中のフィラーを含む、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１６】
前記第３部材は、前記第２部材に対して前記素子板の側とは反対側の空間を囲む、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１７】
前記第３部材は、第１層と、前記第１層と前記空間との間に位置する第２層と、で少なくともとも構成されており、前記第２層は、熱伝導率および熱放射率の少なくとも一方が前記第１層より高い、請求項１６に記載のモジュール。
【請求項１８】
前記第３部材の前記空間の側とは反対側の表面は凹凸を有し、前記表面の表面積が、前記第３部材の前記空間の側の表面積よりも大きい、請求項１６または１７に記載のモジュール。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のモジュールと、
前記モジュールに接続された装置と、を備える機器。
【請求項２０】
前記機器はカメラであって、
前記モジュールは電子ビューファインダーを構成する、請求項１９に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュールを構成する部材の熱伝導率に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学素子や半導体素子などの電気素子を有する素子板は、素子板を保護するために素子板に対向する対向板とともにモジュールを構成する。対向板と素子板との間には対向板と素子板の間を充填する部材が配される。
【０００３】
特許文献１には、実装基板と対向基板の間にシール部および内部充填部が位置する光学装置が開示されている。特許文献１では、シール部がエポキシ系の樹脂にフィラーが添加された樹脂を硬化させることにより形成され、内部充填部がシリコーン樹脂を硬化させることにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／０６９３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては実装基板の発熱による光学装置の温度上昇について検討がなされていない。本発明は、モジュールの放熱性を向上するうえで有利な技術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】
上記課題を解決するための手段は、
前記第１部材の熱伝導率をλａ、前記第２部材の熱伝導率をλｂ、前記第３部材の熱伝導率をλｃとして、｜λｃ−λａ｜＜λａ−λｂを満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、モジュールの放熱性を向上するうえで有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】モジュールの一例を説明する模式図。
【図２】熱伝導率について説明する模式図。
【図３】モジュールの一例を説明する模式図。
【図４】機器の一例を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。
【００１０】
図１を用いて本発明の実施形態としてのモジュール１０の構造を説明する。図１（ａ）はモジュール１０を分解した際の斜視図である。モジュール１０は、素子板１と、対向板２と、周辺部材３と、中央部材４と、伝熱部材７と、を備えうる。モジュール１０は、結合部材６と、光学部材８と、配線部材９と、をさらに備えることができる。図１（ａ）から理解されるように、素子板１および対向板２は板状の部材である。光学部材８も板状の部材でありうる。伝熱部材７は枠状あるいは筒状の部材でありうる。配線部材９は板状の部材でありうる。
【００１１】
図１（ｂ）は図１（ａ）のモジュール１０の各部材を結合した際の断面図である。図１（ｃ）はモジュール１０の一部の部材を含む平面図である。図１（ｂ）は、図１（ｃ）におけるＸ−Ｙ線での断面図である。素子板１は中央部１１および周辺部１２を有する。素子板１のうちの少なくとも中央部１１には電気素子が配されている。周辺部２２にも電気素子が配されていてもよい。対向板２は中央部２１および周辺部２２を有する。対向板２の中央部２１は素子板１の中央部１１に対向し、対向板２の周辺部２２は素子板１の周辺部１２に対向する。一方の部材が他方の部材に対向するとは、一方の部材の正射影が他方の部材に重なる（投影される）ことを意味する。周辺部材３は素子板１の周辺部１２と対向板２の周辺部２２との間を充填する。中央部材４は素子板１の中央部１１と対向板２の中央部２１との間を充填する。伝熱部材７は周辺部材３を介して素子板１へ結合している。周辺部材３は伝熱部材７と素子板１の周辺部１２との間に位置している。周辺部材３と伝熱部材７と素子板１の周辺部１２とは、素子板１と対向板２とが重なる方向（対向方向）において並ぶことが好ましいが、対向方向に対して斜めの方向において並んでいてもよい。本例では、伝熱部材７は対向板２および周辺部材３を介して素子板１へ結合している。対向板２の周辺部２２が伝熱部材７と周辺部材３との間に位置している。対向板２の周辺部２２と伝熱部材７と周辺部材３とは、素子板１と対向板２とが重なる方向において並ぶことが好ましいが、対向方向に対して斜めの方向において並んでいてもよい。伝熱部材７は、伝熱部材７と対向板２の周辺部２２との間に配された結合部材６を介して対向板２の周辺部２２に結合している。結合部材６は、素子板１と対向板２とが重なる方向において伝熱部材７と対向板２の周辺部２２の間に位置することが好ましいが、対向方向に対して斜めの方向において伝熱部材７と対向板２の周辺部２２の間に位置してもよい。
【００１２】
上記のような機械的な結合によって、素子板１と対向板２と周辺部材３と中央部材４と伝熱部材７とが互いに熱的に結合している。そのため、対向板２と周辺部材３と中央部材４と伝熱部材７とが、素子板１へ熱的に結合していることになる。これらの部材が、素子板１へ熱的に結合しているということは、素子板１の温度が変化すると、モジュール１０の周囲の雰囲気の温度（環境温度）の変化よりも大きな温度変化が、対向板２と周辺部材３と中央部材４と伝熱部材７とに生じることを意味する。本実施形態は各部材の熱伝導率の関係に特徴がある。周辺部材３の熱伝導率をλａ、中央部材４の熱伝導率をλｂ、伝熱部材７の熱伝導率をλｃ、結合部材６の熱伝導率をλｄ、素子板１の熱伝導率をλｓ、対向板２の熱伝導率をλｇとする。
【００１３】
第１の観点において、｜λｃ−λａ｜＜λａ−λｂ・・・関係（１）を満たしうる。ここで、｜λｃ−λａ｜≧０であるから、λａ−λｂ＞０であり、関係（１）はλａ＞λｂを前提としていることになる。λａ≧λｃを満たしてもよいが、λａ＜λｃを満たすことが好ましい。関係（１）においてλａ＜λｃを満たす場合、λｃ−λａ＜λａ−λｂであり、（λｃ＋λｂ）／２＜λａとなる。これは、λａがλｃとλｂの中間値（平均値）よりも大きいことを意味する。
【００１４】
第２の観点において、｜λｇ−λａ｜＜λａ−λｂ・・・関係（２）を満たしうる。ここで、｜λｇ−λａ｜≧０であるから、λａ−λｂ＞０であり、関係（２）もλａ＞λｂを前提としていることになる。λｇ≧λａを満たしてもよいが、λｇ＜λａを満たすことが好ましい。関係（２）においてλｇ＜λａを満たす場合、−（λｇ−λａ）＜λａ−λｂであり、λｂ＜λｇとなる。
【００１５】
第３の観点において｜λｃ−λｄ｜＜λｄ−λｂ・・・関係（３）を満たしうる。ここで、｜λｃ−λｄ｜≧０であるから、λｄ−λｂ＞０であり、関係（３）はλｄ＞λｂを前提としていることになる。λｄ≧λｃを満たしてもよいが、λｄ＜λｃを満たすことが好ましい。関係（３）においてλｄ＜λｃを満たす場合、−（λｃ−λｄ）＜λｄ−λｂであり、λｂ＜λｃとなる。  第４の観点において｜λｃ−λｇ｜＜λｓ−λｇ・・・関係（４）を満たしうる。ここで、｜λｃ−λｇ｜≧０であるから、λｓ−λｇ＞０であり、関係（４）はλｓ＞λｇを前提としていることになる。λｃ≦λｇを満たしてもよいが、λｃ＞λｇを満たすことが好ましい。関係（４）においてλｃ＞λｇを満たす場合、λｃ−λｇ＜λｓ−λｇであり、λｃ＜λｓとなる。
【００１６】
モジュール１０内における伝熱部材７は、伝熱部材７の相対的に高い熱伝導率を利用して熱伝導部材や熱拡散部材（ヒートスプレッダ）、放熱部材（ヒートシンク）として機能する。伝熱部材７にこのように熱的な機能を付与するためには、素子板１から伝熱部材７への熱経路を適切に設計する必要がある。関係（１）は周辺部材３の熱伝導率が中央部材４の熱伝導率よりも伝熱部材７の熱伝導率に近いことを意味しており、関係（２）は周辺部材３の熱伝導率が中央部材４の熱伝導率よりも対向板２の熱伝導率に近いことを意味している。このように、周辺部材３の熱伝導率を高めることで、素子板１の熱を周辺部材３を介して伝熱部材７あるいは対向板２へ効率的に逃がすことができる。中央部材４の熱伝導率を相対的に低くしておくことは、熱経路としての機能を周辺部材３に集中させ、伝熱効率を高める効果がある。中央部材４の熱伝導率を周辺部材３の熱伝導率よりも高くすると、中央部材４から周辺部材３へ、あるいは、対向板２の中央部２１から周辺部２２へ、モジュール１０の平面方向の寸法分の距離の熱伝導が必要になり効率的ではない。周辺部材３の熱伝導率を中央部材４の熱伝導率よりも高くすると、対向板２の厚さ分の距離の熱伝導を有効活用できるので、効率的である。関係（３）は結合部材６の熱伝導率が中央部材４の熱伝導率よりも伝熱部材７の熱伝導率に近いことを意味している。このように、結合部材６の熱伝導率を高めることで、周辺部材３の熱を結合部材６を介して伝熱部材７に効率的に逃がすことができる。関係（４）は対向板２の熱伝導率が素子板１の熱伝導率よりも伝熱部材７の熱伝導率に近いことを意味している。このように熱伝導率が素子板１に比べて相対的に低い伝熱部材７や対向板２を用いる場合においては、伝熱部材７や対向板２での熱抵抗が無視できなくなるので、関係（１）や関係（２）や関係（３）を満たすことが有用である。
【００１７】
周辺部材３の熱伝導率λａは、例えば、１Ｗ／ｍＫ以上であり、２Ｗ／ｍＫ以上であり、５Ｗ／ｍＫ以下であり、３Ｗ／ｍＫ以下である。中央部材４の熱伝導率λｂは、例えば、０．１Ｗ／ｍＫ以上であり、０．３Ｗ／ｍＫ以上であり、１Ｗ／ｍＫ以下であり、０．５Ｗ／ｍＫ以下である。伝熱部材７の熱伝導率は、例えば、１Ｗ／ｍＫ以上であり、２Ｗ／ｍＫ以上であり、１０Ｗ／ｍＫ以下であり、５Ｗ／ｍＫ以下であり、３Ｗ／ｍＫ以下である。結合部材６の熱伝導率λｄは、１Ｗ／ｍＫ以上であり、２Ｗ／ｍＫ以上であり、５Ｗ／ｍＫ以下であり、３Ｗ／ｍＫ以下である。素子板１の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍＫ以上であり、１００Ｗ／ｍＫ以上であり、３００Ｗ／ｍＫ以下であり、２００Ｗ／ｍＫ以下である。対向板２の熱伝導率は、例えば、０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、１Ｗ／ｍＫ以上であり、３Ｗ／ｍＫ以下であり、２／ｍＫ以下である。
【００１８】
素子板１は、電気素子を形成するための素子基板を含む。素子板１は、素子基板として、シリコン基板などの半導体基板を含みうる。素子板１の半導体基板の中にはトランジスタやダイオードなどの半導体素子が配されうる。素子板１の半導体基板の中に配された半導体素子はフォトダイオードや発光ダイオードのような電気光学素子であってもよい。また、素子板１は、半導体基板の上に配された配線構造を含みうる。また、素子板１は、半導体基板の上に配された、有機発光材料や光電変換材料を含む層で構成された電気光学素子を含みうる。また、素子板１は、半導体基板の上に配されたカラーフィルタ層やマイクロレンズ層など、光学要素を構成する層を含みうる。素子板１は、半導体基板の代わりの素子基板として、絶縁体基板を含むことができ、素子板１は、絶縁体基板の上に配された薄膜トランジスタなどの半導体素子や配線構造、電気光学素子、光学要素を含みうる。素子板１は基板上に配された平坦化膜や保護膜などの機能膜を含みうる。
【００１９】
対向板２は、ガラス基板、水晶基板、金属基板、樹脂基板、セラミック基板のいずれかを含みうる。対向板２が電気光学素子を含む場合、対向板２は光透過性を有する透光板でありうる。光透過性を有する透光板としては、ガラス基板や水晶基板が好適である。対向板２は基板上に配された反射防止膜や保護膜などの機能膜を含みうる。
【００２０】
周辺部材３は、例えば、樹脂および樹脂中のフィラーを含みうる。周辺部材３に樹脂を用いることで、周辺部材３自体に素子板１および対向板２に対する接着力を持たせることができ、周辺部材３自体に素子板１および対向板２との密着性を高めることができる。周辺部材３のフィラーの材料は周辺部材３の樹脂よりも高い熱伝導率を有することが好ましい。このようなフィラーを用いることで、周辺部材３の樹脂として熱伝導率が低い（例えば０．３Ｗ／ｍＫ以下）材料を用いても、周辺部材３の熱伝導率λａを高くすることができる。周辺部材３に用いられるフィラーは、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化シリコン、酸化マグネシウム、アルミニウム、金、銀および銅の中から選ばれた少なくとも１つの材料を含む。このように、周辺部材３に用いられるフィラーとして、金属または金属化合物からなる無機材料を用いることで、周辺部材３の熱伝導率λａを高めることができる。周辺部材３として、金属（合金も含む）や金属化合物からなる部材を用いることもできる。その場合、周辺部材３と素子板１との間および周辺部材３と対向板２との間には周辺部材３を素子板１および対向板２に接合するための接着材を配置すればよい。周辺部材３は素子板１および対向板２の周縁に沿って略四辺形状に延在している。周辺部材３は中央部材４を囲むことで、周辺部材３の外側に対して中央部材３および中央部１１をシールする機能を有する。なお、周辺部材３は図１に示すように閉曲線形状を有していてもよいが、中央部材４となる液体の樹脂材料を素子板１と対向板２との間に注入するために、周辺部材３はスリットを有していてもよい。
【００２１】
中央部材４は素子板１の中央部１１を保護する機能や、素子板１と対向板２との間隔を規定したりする機能を有する。典型的な中央部材４は固体であるが、周辺部材３で中央部材４を保持できる場合には中央部材４は液体であってもよい。中央部１１の電気素子が電気光学素子である場合には、中央部材４は光学的な機能を有する必要がある。光学的なっ機能を有する中央部材４は透光部材（例えば光透過率が９０％以上）であったり、低屈折率部材（例えば屈折率が１．４未満）であったりしうる。
【００２２】
伝熱部材７は、上述のように枠状あるいは筒状の部材でありうる。なお、枠状および筒状とはいずれも内側の空間を囲む形状を指すが、枠状とは軸方向の長さが内径未満のものを指し、筒状とは軸報告の長さが内径以上であるものを指すものとする。そして、対向板２に対して素子板１の側とは反対側の空間５を囲む。空間５は、素子板１と対向板２とが重なる方向において素子板１の中央部１１に重なる。伝熱部材７の空間５の側の表面が内面７１であり、伝熱部材７の空間５の側とは反対側の表面が外面７２である。伝熱部材７は、内面７１に空間５へ向かって突出した突出部を有しており、この突出部が素子板１と対向板２との対向方向において、周辺部材３に重なっている。突出部以外の部分は対向方向において対向板２に重ならなくてもよい。突出部は平面視で額縁状であり、素子板１の周辺部１２を遮光する機能を有しうる。伝熱部材７の材料としては、その成形容易性から樹脂が好適であるが、セラミックや金属を用いることもできる。伝熱部材７に用いられる樹脂としては、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリアミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などである。伝熱部材７に用いられる樹脂にはガラス繊維やシリカ粒子、ミネラル粒子などのフィラーが添加されていてもよい。伝熱部材７は、例えば、液晶ポリマーおよび液晶ポリマー中のフィラーを含みうる。液晶ポリマー自体の熱伝導率は１．５〜２．５程度であり、液晶ポリマーの中に熱伝導率が１程度のガラス繊維を添加しても、液晶ポリマーとガラス繊維の複合材料としての熱伝導率は１．５〜２．５程度である。
【００２３】
光学部材８は、空間５を封止するカバーであってもよいし、フィルターであってもよいし、レンズを成すように、その主面が凹面あるいは凸面であってもよい。伝熱部材７は光学部材８を保持する保持部材としての機能を有しうる。
【００２４】
配線部材９は半田やＡＣＦ（異方性導電フィルム）によって素子板１に接続されており、例えばＦＣＰなどのフレキシブル配線部材であるが、配線部材９はリジッド配線部材であってもよいし、リジッドフレキシブル配線部材であってもよい。
【００２５】
素子板１は、シリコン基板などの半導体基板から半導体製造技術を用いて作製される。素子板１は例えばフォトダイオードなどの受光素子を有するイメージセンサデバイス、または有機ＥＬ素子などの発光素子を有するディスプレイデバイスである。これらは素子板１の中央部１１に画像を撮影または表示が可能である画素部１００を含み、中央部１１は画素部１００を含みうる、中央部１１の同一面の周辺に周辺部材３を滴下または印刷等により形成する。さらに周辺部材３の内側に中央部材４を滴下または印刷等により形成する。中央部材４は、光透過性の高い材料であり、例えばアクリル樹脂やシリコーン樹脂である。中央部材４の熱伝導率は０．２Ｗ／ｍＫ程度を有しうる。ここで［Ｗ／ｍＫ］という単位は、熱の移動のしやすさを規定する物理量であり、ＳＩ単位系で示してある。素子板１の中央部１１を保護するために周辺部材３および中央部材４を覆うように対向板２を用いて貼付け、封止する。対向板２は、ガラスまたは樹脂からなる基板であり、光透過性が高く、透湿性の低い材料であれば何を用いても構わない。また対向板２を貼り付ける際に用いている中央部材４の形成方法は、滴下または印刷および注入などを用いてよい。中央部１１を遮らないように、対向板２に結合部材６を滴下または印刷等により形成し、伝熱部材７を接合する。伝熱部材７は、耐熱性や成形性の高い液晶ポリマー等を用いて、かつ熱伝導性の高いフィラーを添加することにより、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上の材料とする。次に伝熱部材７に、防塵などの目的で光学部材８を貼り合せる。光学部材８は、光透過性が高いガラスまたは樹脂からなる基板である。結合部材６は対向板２の面内位置において周辺部材３と概ね同等の位置に形成する。駆動用の配線部材９が接続され、モジュール１０が作製される。
【００２６】
熱伝導率が関係（１）〜（４）の少なくともいずれかとなるように、周辺部材３および結合部材６は、気密性や密着性の高い樹脂に熱伝導率の高いフィラーを添加する。周辺部材３および結合部材６は、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有しうる。図２は、横軸には樹脂の体積当たりのフィラーの添加量を示し、縦軸にフィラー添加後の樹脂の熱伝導率を示した例である。具体的には、エポキシ樹脂（熱伝導率が約０．２５Ｗ／ｍＫ）に、３種類の熱伝導率を有するフィラー（Ｌ＝１Ｗ／ｍＫ、Ｍ＝３０Ｗ／ｍＫ、Ｈ＝６０Ｗ／ｍＫ）を添加した場合のグラフを示した。添加量が増加するにつれて熱伝導率が高くなるが、もともと低い熱伝導率を有する樹脂に、樹脂との熱伝導率の差が小さい１Ｗ／ｍＫのフィラーを添加しても熱伝導率はほとんど高くならない。基材となる樹脂の熱伝導率がより高い熱伝導率を有する樹脂を用いた場合、図２の曲線は全体的にグラフの左上に向かってシフトする。また、周辺部材３を封止材として使用する際に密着性や気密性、透湿性を損なわず熱伝導率を高くするには、フィラーの添加量を５０％ｖｏｌ以下、望ましくは４０ｖｏｌ％以下にすることが好ましい。したがって、熱伝導率が約０．２５Ｗ／ｍＫを有する樹脂を周辺部材３に用いた場合、フィラーを添加することで、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する周辺部材３を得るには、熱伝導率３０Ｗ／ｍＫ以上のフィラーが必要である。そのようなフィラーは、例えば窒化ホウ素や窒化アルミ、酸化マグネシウム、アルミニウム、金、銅などの熱伝導率３０Ｗ／ｍＫ以上の無機材料である。
【００２７】
周辺部材３および結合部材６、伝熱部材７の熱伝導率を１Ｗ／ｍＫ以上および中央部材４の熱伝導率を０．２Ｗ／ｍＫとする。モジュール１０の素子板１の中央部１１で発生した熱は、素子板１内を拡散し、周辺部１２にも拡散する。周辺部１２に伝わった熱は、中央部材４より熱伝導率の高い周辺部材３により、対向板２の周辺部２２、結合部材６を介して伝熱部材７へ伝達される。拡散した熱は熱伝導率が同等もしくは高い材料へと伝達する結合部材６と伝熱部材７に伝達された熱は、熱容量および表面積が大きな伝熱部材７の表面から放熱される。
【００２８】
例えばイメージセンサーは、画素数の増加に伴いトランジスの高密度化による発熱量が上昇している。また有機ＥＬディスプレイデバイスおいても同様に発熱量が増加している。特に有機成分からなる有機ＥＬディスプレイデバイスの発光層は、熱に弱いといった特性を持つ。これらのデバイスを備えるモジュール１０は、各ユニットに組み込まれて使用される。そのため高密度化や高性能化が進むにつれ発熱量が増加し、それが原因で動作不良を引き起こす可能性がある。これらの素子板１の放熱は、一般的に熱伝導の高い部材を利用して熱を伝達および拡散させることによって素子板１の冷却が行われる。また装置の筐体のような閉じられた空間に組み込まれた素子板１は、ヒートシンクや放熱シートを素子板の裏面に接触させて熱を逃がしている。ただし、素子板１の面積は有限であり、高密度化に伴った熱量の増加分に見合った新たな放熱経路を確保する必要がある。そこで、モジュール１０を構成する部材の熱伝導率を関係（１）〜（４）の少なくともいずれかを満たすように設定することで、周辺部材３を熱拡散経路として利用することができる。そして、素子板１の熱を放熱性の高い部材へ熱を逃がすことによって素子板１の冷却を促進し、素子板１の安定動作が可能となる。
【００２９】
図３（ａ）はモジュール１０の第１変形例を示している。伝熱部材７は、外層７３と、外層７３と空間５との間に位置する内層７４と、で少なくともとも構成されている。伝熱部材７は外層７３と内層７４との間に設けられた別の層をさらに含むこともできる。内層７４は、熱伝導率および熱放射率の少なくとも一方が外層７３より高いことが好ましい。内層７４が内面７１を形成し、外層７３が外面７２を構成してもよいが、外層７３や内層７４とは別の層（基体）が内面７１や外面７２を構成してもよい。伝熱部材７は、外層７３から外側への放熱性を高めるために、外層７３の熱伝導率および熱放射率の少なくとも一方が内層７４に比べて高くなるような、２重の構造を有する材料を用いて構成される。伝熱部材７に添加するフィラーの種類（熱伝導率が異なる材料）や添加量を変えることにより複層構造が可能となる。また空間に熱を放射し易くするために外層７３の熱放射率が内層７４の熱放射率に比べて高くなるように、外層７３に添加されるフィラーの種類（熱放射率が異なる材料）や添加量を調整することで伝熱部材７の表面からの放熱性を向上させることができる。したがって素子板１から発せられる熱は伝熱部材７の内側から外側へより多くの熱が伝達され放熱される。熱放射率が高い添加フィラーの例として、特に高い熱伝導率を有する特性をともに持ち合わせる材料が望ましく、ジルコニアや炭化ケイ素または窒化アルミニウムなどである。伝熱部材７の外層に熱放射率が高いフィラーを添加することにより、熱の熱伝導率のみならず放熱性を高め冷却効果を高めることができる。外層７３は内層７１あるいは内層７１とは別の層（基体）に塗布して形成された塗膜であってもよい。内層７１もまた、外層７３あるいは外層７３とは別の層（基体）に塗布して形成された塗膜であってもよい。
【００３０】
図３（ｂ）はモジュール１０の第２変形例を示している。伝熱部材７の空間５の側とは反対側の表面である外面７２は凹凸７５を有する。そして、外面７２の表面積が、伝熱部材７の空間の側の表面である内面７１の表面積よりも大きい。図４に示す伝熱部材７ｃのように伝熱部材の外側の表面積を大きくする形状にしても同様の放熱効率を向上させることができる。以上のことから、熱伝導率の低い材料を高い材料に置き換えることで新たな熱拡散経路を確保し、かつ伝熱部材７の放熱性を向上させる構造を有することにより、素子板１の冷却を促進し、素子板１の安定動作が可能となる。
【００３１】
図３（ｃ）はモジュール１０の第３変形例を示している。モジュール１０を作製するための素子板１は前述と同様に、シリコン基板などの半導体基板から作製される。高い熱伝導率λａを有した周辺部材３を、素子板１の周辺部１２上に周辺部材３用の材料を滴下または印刷することにより形成する。さらに素子板１の中央部１１上であって周辺部材３の内側には中央部材４を形成する。中央部材４は、光透過性が高く、気密性が高く中央部１１を保護する樹脂で形成されうる。中央部材４には、例えは対擦傷性の高いアクリル樹脂などを用いる。その後、伝熱部材７を周辺部材３に接合する。素子板１には配線部材９が接続され、モジュール１０が作製される。周辺部材３の熱伝導率λａと中央部材４の熱伝導率λｂと伝熱部材７の熱伝導率λｃが関係（１）を満足するように図１に示した構造と同様の材料を用いて構成される。モジュール１０を構成する周辺部材３および伝熱部材７は、熱伝導率の高いフィラーを添加することにより１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有している。第３変形例では、対向板２が無いため、伝熱部材７と周辺部材３との距離が小さくなり、素子板１の熱が周辺部材３を介して伝熱部材７へ伝達し易くなる。そのため、素子板１から発せられる熱を、伝熱部材７へ早く逃がすことによって素子板１の冷却を促進し、素子板１の安定動作が可能となる。
【００３２】
図４（ａ）は、モジュール９３０を備える機器９１９１の模式図である。モジュール９３０には上述のモジュール１０の実施形態が適用可能である。機器９１９１は、モジュール９３０に加えて、光学系９４０、制御装置９５０、処理装置９６０、記憶装置９７０、表示装置９８０、および、機械装置９９０の少なくともいずれかを更に備える。光学系９４０はモジュール９３０に対応付けられて、モジュール９３０に結像する。制御装置９５０はモジュール９３０を制御する。処理装置９６０はモジュール９３０から出力された信号を処理する。記憶装置９７０はモジュール９３０で得られた情報を記憶する。表示装置９８０はモジュール９３０で得られた情報を表示する。機械装置９９０はモジュール９３０で得られた情報に基づいて動作する。機械装置９９０はモジュール９３０を機器９１９１の中で、あるいは機器９１９１ごと移動させる移動装置であってもよい。機器９１９１の中でモジュール９３０を移動させることで防振（イメージスタビライザー）機能を実現できる。
【００３３】
モジュール９３０は、半導体デバイス９１０（素子板１に相当）と実装部材９２０とを含みうる。半導体デバイス９１０は半導体層（素子板１の半導体基板に相当）を有する。半導体デバイス９１０は、機能素子が配列された有効画素領域９０１（画素部１００に相当）と、周辺回路（不図示）が配列された周辺回路領域９０２を含む。有効画素領域９０１および周辺回路領域９０２はモジュール１０における中央部１１に含まれうるが、周辺回路領域９０２は周辺部１２に含まれてもよい。機器９１９１におけるモジュール９３０に、上述した実施形態におけるモジュール１０の構成を適用することができる。周辺回路には、駆動回路やＡＤ（またはＤＡ）変換回路、デジタル信号処理回路や制御回路などが含まれる。有効画素領域９０１と周辺回路領域９０２は、同一の半導体層に配されてもよいが、本例では、互いに積層された別々の半導体層（半導体基板）に配されてもよい。
【００３４】
実装部材９２０は、セラミックパッケージやプラスチックパッケージ、プリント配線板、フレキシブルケーブル、半田、ワイヤボンディングなどを含む。モジュール１０においては、対向板２や伝熱部材７、配線部材９などが実装部材９２０に該当する。
【００３５】
光学系９４０は、例えばレンズやシャッター、フィルター、ミラーである。光学系９４０は光学部材８を含みうる。制御装置９５０、例えばＡＳＩＣなどの半導体デバイスである。処理装置９６０は、例えばＡＦＥ（アナログフロントエンド）あるいはＤＦＥ（デジタルフロントエンド）を構成する、例えばＣＰＵ（中央処理装置）やＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの半導体デバイスである。表示装置９８０は、例えばＥＬ表示装置や液晶表示装置である。記憶装置９７０は、ＳＲＡＭやＤＲＡＭなどの揮発性メモリ、あるいは、フラッシュメモリやハードディスクドライブなどの不揮発性メモリであり、例えば磁気デバイスや半導体デバイスである。機械装置ＭＣＨＮはモーターやエンジン等の可動部あるいは推進部を有する。
【００３６】
図４（ａ）に示した機器９１９１は、撮影機能を有する情報端末（例えばスマートフォンやウエアラブル端末）やカメラ（例えばレンズ交換式カメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ）などの電子機器でありうる。カメラにおける機械装置９９０はズーミングや合焦、シャッター動作のために光学系９４０の部品を駆動することができる。また、機器９１９１は、車両や船舶、飛行体、人工衛星などの輸送機器（移動体）でありうる。輸送機器における機械装置９９０は移動装置として用いられうる。輸送機器としての機器９１９１は、モジュール９３０を輸送するものや、撮影機能により運転（操縦）の補助および／または自動化を行うものに好適である。運転（操縦）の補助および／または自動化のための処理装置９６０は、モジュール９３０で得られた情報に基づいて移動装置としての機械装置９９０を操作するための処理を行うことができる。また、機器９１９１は、分析機器や、医療機器、事務機器でありうる。
【００３７】
本実施形態によるモジュール９３０は、その設計者、製造者、販売者、購入者および／または使用者に、高い価値を提供することができる。そのため、モジュール９３０を機器９１９１に搭載すれば、機器９１９１のも高めることができる。よって、機器９１９１の製造、販売を行う上で、本実施形態のモジュール９３０の機器９１９１への搭載を決定することは、モジュール９３０の価値を高める上で有利である。
【００３８】
図４（ｂ）に示したカメラＣＭＲは、イメージセンサーＣＩＳと、電子ビューファインダーＥＶＦを備える。電子ビューファインダーＥＶＦが、図１に示したモジュール１０で構成されており、電子ビューファインダーＥＶＦのディスプレイデバイスが上述した実施形態で説明した素子板１である。イメージセンサーＣＩＳに結像するためのレンズＬＮＳは交換可能であってもよい。カメラＣＭＲはノンレフレックスカメラでありうる。
【００３９】
以上、説明した実施形態は、本発明の思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  素子板
２  対向板
３  周辺部材
４  中央部材
５  空間
６  接合部材
７  伝熱部材
８  光学部材
９  配線部材
１０  モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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