(57)【要約】【課題】半導体素子チップから発生した熱をユニット外部に容易に放熱でき、これによって、半導体素子チップの温度上昇を抑制して半導体素子チップの機能低下を防止することができること。【解決手段】本発明にかかる撮像ユニット６は、固体撮像素子チップ１１を実装する回路基板１２と、固体撮像素子チップ１１の裏面に面接触して固体撮像素子チップ１１から受けた熱を放熱する放熱部材１３と、固体撮像素子チップ１１の裏面に放熱部材１３を押し付けて保持する保持枠１４と、を備える。放熱部材１３は、柔軟な帯状部材であり、保持枠１４の内部から外部に延出する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子チップを実装する回路基板と、
前記半導体素子チップの実装面と反対側の面である前記半導体素子チップの裏面に面接触して、前記半導体素子チップから受けた熱を放熱する放熱部材と、
前記半導体素子チップの裏面に前記放熱部材を押し付けて保持する保持枠と、
を備え、
前記放熱部材は、前記保持枠の内部から外部に延出することを特徴とする半導体ユニット。
【請求項２】
前記放熱部材は、前記放熱部材の厚さ方向の熱伝導率に比して前記放熱部材の延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ユニット。
【請求項３】
前記放熱部材は、柔軟な帯状部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ユニット。
【請求項４】
前記放熱部材の延出端は、当該半導体ユニットを内蔵する電子撮像装置の装置筐体に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体ユニット。
【請求項５】
前記半導体素子チップは、固体撮像素子チップであり、
前記回路基板は、前記固体撮像素子チップの受光部に応じた開口部を有し、前記受光部と前記開口部とを対向させた態様で前記固体撮像素子チップを搭載することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体ユニット。
【請求項６】
半導体素子チップを実装する回路基板と、前記半導体素子チップの実装面と反対側の面である前記半導体素子チップの裏面に面接触して前記半導体素子チップから受けた熱を放熱する放熱部材と、前記半導体素子チップの裏面に前記放熱部材を押し付けて保持する保持枠と、を備える半導体ユニットと、
少なくとも前記半導体ユニットを内蔵する装置筐体と、
を備え、
前記放熱部材は、前記保持枠の内部から外部に延出することを特徴とする電子撮像装置。
【請求項７】
前記放熱部材は、前記放熱部材の厚さ方向の熱伝導率に比して前記放熱部材の延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有することを特徴とする請求項６に記載の電子撮像装置。
【請求項８】
前記放熱部材は、柔軟な帯状部材であることを特徴とする請求項６または７に記載の電子撮像装置。
【請求項９】
前記放熱部材の延出端は、前記装置筐体に接触することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の電子撮像装置。
【請求項１０】
前記半導体素子チップは、固体撮像素子チップであり、
前記回路基板は、前記固体撮像素子チップの受光部に応じた開口部を有し、前記受光部と前記開口部とを対向させた態様で前記固体撮像素子チップを搭載することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子チップ等の半導体素子チップを備えた半導体ユニットおよびこれを用いた電子撮像装置に関し、特に、内蔵する半導体素子チップの放熱性を高めた半導体ユニットおよび電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラを始め、被検体の臓器内部を観察するための内視鏡、撮像機能を備えた携帯電話機など、各種態様の電子撮像装置が登場している。電子撮像装置は、一般に、固体撮像素子チップ等の半導体素子チップを備えた半導体ユニットと、レンズ等の光学系とを内蔵する。電子撮像装置は、光学系によって固体撮像素子チップの受光部に被写体の光学像を結像し、この固体撮像素子チップの光電変換処理によって被写体の画像データを取得（撮像）する。
【０００３】
ところで、かかる電子撮像装置の固体撮像素子チップは、設計仕様に規定された温度条件下において最適に駆動して、高画質な画像を撮像することができる。しかし、固体撮像素子チップの駆動時に発生する熱は固体撮像素子チップの温度上昇を引き起こし、この固体撮像素子チップの温度上昇に伴って暗電流等のノイズが発生する。この熱によるノイズは、画質低下等の固体撮像素子チップの機能低下を招来し、固体撮像素子チップによる高画質撮像を困難にする。このような熱に起因する固体撮像素子チップの機能低下は、近年の固体撮像素子チップの高画素化、画像データの高速処理化に伴って顕著になる。
【０００４】
なお、近年においては、かかる固体撮像素子チップの放熱性を高めるための放熱技術が各種提案されている。例えば、固体撮像素子チップを挟み込んだフレキシブル配線基板のリード配線を放熱路にして固体撮像素子チップの熱を放熱する放熱技術がある（特許文献１参照）。また、電極リードを備えた撮像素子（すなわち、電極リードを備えた半導体パッケージ内に固体撮像素子チップを実装して実現される撮像素子）と回路基板との間に放熱板を挟み込み、この放熱板によって撮像素子の熱を放熱する放熱技術もある（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１９１２４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の放熱技術では、固体撮像素子チップ等の半導体素子チップから発生した熱を放熱する際、この半導体素子チップを内包する半導体パッケージの内部空間に半導体素子チップからの熱が籠る可能性がある。これに起因して、この半導体素子チップからの熱が半導体パッケージ内部に集中してしまい、この結果、半導体素子チップの機能低下を防止するに十分な放熱効果を得ることが困難になる。
【０００７】
なお、固体撮像素子チップの高画素化および画像データの高速処理化が進む近年の撮像分野においては、固体撮像素子チップからの熱を撮像ユニットの外部に容易に放熱でき、これによって、固体撮像素子チップの温度上昇を抑制して固体撮像素子チップの機能低下を防止可能な半導体ユニットおよび電子撮像装置が要望されている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、半導体素子チップから発生した熱を半導体ユニット外部に容易に放熱でき、これによって、半導体素子チップの温度上昇を抑制して半導体素子チップの機能低下を防止することができる半導体ユニットおよび電子撮像装置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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる半導体ユニットは、半導体素子チップを実装する回路基板と、前記半導体素子チップの実装面と反対側の面である前記半導体素子チップの裏面に面接触して、前記半導体素子チップから受けた熱を放熱する放熱部材と、前記半導体素子チップの裏面に前記放熱部材を押し付けて保持する保持枠と、を備え、前記放熱部材は、前記保持枠の内部から外部に延出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる半導体ユニットは、上記の発明において、前記放熱部材は、前記放熱部材の厚さ方向の熱伝導率に比して前記放熱部材の延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる半導体ユニットは、上記の発明において、前記放熱部材は、柔軟な帯状部材であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる半導体ユニットは、上記の発明において、前記放熱部材の延出端は、当該半導体ユニットを内蔵する電子撮像装置の装置筐体に接触することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる半導体ユニットは、上記の発明において、前記半導体素子チップは、固体撮像素子チップであり、前記回路基板は、前記固体撮像素子チップの受光部に応じた開口部を有し、前記受光部と前記開口部とを対向させた態様で前記固体撮像素子チップを搭載することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる電子撮像装置は、半導体素子チップを実装する回路基板と、前記半導体素子チップの実装面と反対側の面である前記半導体素子チップの裏面に面接触して前記半導体素子チップから受けた熱を放熱する放熱部材と、前記半導体素子チップの裏面に前記放熱部材を押し付けて保持する保持枠と、を備える半導体ユニットと、少なくとも前記半導体ユニットを内蔵する装置筐体と、を備え、前記放熱部材は、前記保持枠の内部から外部に延出することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる電子撮像装置は、上記の発明において、前記放熱部材は、前記放熱部材の厚さ方向の熱伝導率に比して前記放熱部材の延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる電子撮像装置は、上記の発明において、前記放熱部材は、柔軟な帯状部材であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる電子撮像装置は、上記の発明において、前記放熱部材の延出端は、前記装置筐体に接触することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる電子撮像装置は、上記の発明において、前記半導体素子チップは、固体撮像素子チップであり、前記回路基板は、前記固体撮像素子チップの受光部に応じた開口部を有し、前記受光部と前記開口部とを対向させた態様で前記固体撮像素子チップを搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる半導体ユニットでは、回路基板に半導体素子チップが実装され、保持枠が、前記半導体素子チップの裏面に放熱部材を押し付けて保持し、前記放熱部材が、前記半導体素子チップの実装面と反対側の面である前記半導体素子チップの裏面に面接触し且つ前記保持枠の内部から外部に延出し、前記半導体素子チップから受けた熱を放熱している。このため、半導体素子チップの駆動に伴って発生した熱を保持枠の内部に籠らせることなく、容易に半導体素子チップの熱を半導体ユニット外部に放熱でき、これによって、半導体素子チップの温度上昇を抑制して半導体素子チップの機能低下を防止可能な半導体ユニットを実現できるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明にかかる電子撮像装置では、半導体ユニットが、半導体素子チップを実装する回路基板と、前記半導体素子チップの実装面と反対側の面である前記半導体素子チップの裏面に面接触して前記半導体素子チップから受けた熱を放熱する放熱部材と、前記半導体素子チップの裏面に前記放熱部材を押し付けて保持する保持枠と、を備え、前記放熱部材が、前記保持枠の内部から外部に延出し、装置筐体が、少なくとも前記半導体ユニットを内蔵している。このため、半導体素子チップの駆動に伴って発生した熱を保持枠の内部に籠らせることなく、容易に半導体素子チップの熱を半導体ユニット外部に放熱でき、これによって、半導体素子チップの温度上昇を抑制して半導体素子チップの機能低下を防止可能な電子撮像装置を実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態である半導体ユニットおよび電子撮像装置について説明する。なお、以下では、本発明の実施の形態にかかる半導体ユニットの一例として、固体撮像素子チップを備える撮像ユニットを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる電子撮像装置の一構成例を示す模式図である。図１に示すように、この実施の形態にかかる電子撮像装置１は、装置筐体２と、被写体を照明する発光部３と、撮像操作を行うためのレリーズボタン４と、被写体からの光を集光するレンズ等の光学系５と、被写体の画像を撮像する撮像ユニット６と、電池等の電源部７とを備える。また、図１に特に図示しないが、電子撮像装置１は、撮像ユニット６によって撮像された被写体の画像を表示する液晶ディスプレイ等の表示部と、かかる被写体の画像データを記憶する記憶部と、電子撮像装置１の各構成部を制御する制御部とを備える。
【００２３】
装置筐体２は、電子撮像装置１の外装をなすものであり、電子撮像装置１の各構成部を内蔵する。具体的には、装置筐体２は、外部に向けて照明光を発光可能な態様で発光部３を内蔵し、外部から押し下げ操作可能な態様でレリーズボタン４を内蔵し、被写体からの光を入射可能な態様で光学系５を内蔵する。また、装置筐体２は、光学系５によって集光された被写体からの光を受光可能な態様で撮像ユニット６を内蔵し、電池等を交換可能な態様で電源部７を内蔵する。その他に、この装置筐体２の内部には、電子撮像装置１の表示部、記憶部および制御部等が内蔵される。この場合、表示部は、外部に表示画面を露出した態様で装置筐体２に内蔵される。
【００２４】
発光部３は、所望の被写体を照明するストロボ等の照明手段であり、撮像ユニット６によって撮像される被写体に対して照明光（例えば閃光）を発光して、この被写体を照明する。レリーズボタン４は、撮像操作手段として機能し、撮像ユニット６によって被写体の画像を撮像する際に押し下げられる。光学系５は、集光レンズおよびレンズ枠等を用いて実現される。
【００２５】
光学系５は、その光軸が撮像ユニット６の受光面の中心部を通過する態様に配置される。かかる光学系５は、撮像ユニット６の受光面に被写体からの光を集光して被写体の光学像を結像する。撮像ユニット６は、光学系５によって集光された被写体からの光を受光面を介して受光し、この受光した被写体からの光を光電変換処理して、この被写体の画像を取得（撮像）する。
【００２６】
電源部７は、装置筐体２の内部に交換可能に挿着される一次電池または二次電池等を用いて実現される。電源部７は、装置筐体２に設けられた電源スイッチ（図示せず）のオンオフの切替に対応してオン状態とオフ状態とを切り替える。かかる電源部７は、オン状態である場合、電子撮像装置１の各構成部に電力を供給し、オフ状態である場合、電子撮像装置１の各構成部への電力供給を停止する。
【００２７】
なお、図１には図示していないが、電子撮像装置１の表示部は、装置筐体２の背面（光学系５と反対側の筐体面）から外部にディスプレイを向けて、撮像ユニット６による被写体の画像を表示する。また、電子撮像装置１の記憶部は、撮像ユニット６によって撮像された被写体の画像データを蓄積する。なお、かかる記憶部は、不揮発性の半導体メモリまたはハードディスク等の記憶メディアであってもよいし、装置筐体２の内部に着脱可能に挿着される可搬型の記憶メディアであってもよい。
【００２８】
また、電子撮像装置１の制御部（図示せず）は、処理プログラムを実行するＣＰＵおよび処理プログラム等を記憶するメモリ等を用いて実現され、電子撮像装置１の各構成部を制御する。具体的には、この制御部は、撮像ユニット６が撮像した被写体の画像を上述した表示部に表示させる。また、この制御部は、レリーズボタン４の押し下げ操作によって入力された情報に基づいて光学系５および撮像ユニット６を制御し、これによって、撮像ユニット６に被写体の画像を撮像させる。この場合、かかる制御部は、必要に応じて発光部３に照明光を発光させて、この照明光によって照明された被写体の画像を撮像ユニット６に撮像させる。また、この制御部は、撮像ユニット６によって生成された画像信号を取得し、この取得した画像信号に対して所定の画像処理を行って、被写体の画像データを生成する。かかる制御部は、このように生成した被写体の画像データを上述した記憶部に記憶させるとともに、この被写体の画像データに基づく画像を上述した表示部に表示させる。
【００２９】
つぎに、本発明の実施の形態にかかる半導体ユニットの一例である撮像ユニット６について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる撮像ユニットの一構成例を示す模式図である。図３は、図２に示す撮像ユニットのＡ−Ａ線断面模式図である。図４は、図２に示す撮像ユニットのＢ−Ｂ線断面模式図である。図２〜４に示すように、この実施の形態にかかる撮像ユニット６は、半導体素子チップの一例である固体撮像素子チップ１１と、固体撮像素子チップ１１を実装する回路基板１２と、固体撮像素子チップ１１から発生した熱を放熱する放熱部材１３と、放熱部材１３を保持する保持枠１４と、固体撮像素子チップ１１を保護するカバーガラス１５とを備える。
【００３０】
固体撮像素子チップ１１は、ベアチップ状態の固体撮像素子であり、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等を用いて実現される。具体的には、固体撮像素子チップ１１は、シリコン基板等のサブストレートの表面に、被写体からの光を受光する受光部１１ａと、回路基板１２と電気的に接続するための端子部１１ｂとを備える。その他に、固体撮像素子チップ１１は、特に図２〜４に図示していないが、ドライバ回路等の撮像機能に必要な各種回路を備える。
【００３１】
受光部１１ａは、２次元的に配置される複数の画素およびカラーフィルタ等を用いて実現される。受光部１１ａは、上述した光学系５（図１参照）およびカバーガラス１５を介して被写体からの光を受光し、この受光した光を光電変換処理する。固体撮像素子チップ１１は、受光部１１ａによって光電変換処理した信号をもとに被写体の画像信号を生成し、この結果、この被写体の画像の撮像処理を達成する。端子部１１ｂは、かかる固体撮像素子チップ１１の回路と電気的に接続される複数の電極パッドと各電極パッド上の金属バンプとを含む。かかる端子部１１ｂの各電極パッド上の金属バンプは、固体撮像素子チップ１１と回路基板１２とのフリップチップ実装によって回路基板１２の各電極に接続される。この結果、端子部１１ｂは、かかる固体撮像素子チップ１１の回路と回路基板１２との電気的な接続を実現する。なお、かかる固体撮像素子チップ１１によって生成された画像信号は、端子部１１ｂを介して回路基板１２側に出力される。
【００３２】
回路基板１２は、固体撮像素子チップ１１の撮像機能を実現するための回路が形成されたプリント基板である。また、回路基板１２は、図４に示すように、固体撮像素子チップ１１の受光部１１ａに応じた開口部１２ａと、保持枠１４を挿通するための開口部１２ｂとを有する。かかる回路基板１２には、図３，４に示すように、開口部１２ａと固体撮像素子チップ１１の受光部１１ａとを対向させた態様で固体撮像素子チップ１１がフリップチップ実装される。この場合、回路基板１２は、固体撮像素子チップ１１によって開口部１２ａを閉塞するように固体撮像素子チップ１１を搭載する。なお、かかる回路基板１２の開口部１２ａは、固体撮像素子チップ１１の受光部１１ａに対応して設計された開口寸法を有し、この受光部１１ａに対する被写体からの光の入射を可能にする。その他、回路基板１２は、特に図２〜４に図示しないが、電子撮像装置１の制御部等の電子部品と電気的に接続するための外部端子部を備える。上述した固体撮像素子チップ１１による画像信号は、かかる回路基板１２を介して電子撮像装置１の制御部に出力される。なお、かかる回路基板１２は、外力の印加によって容易に変形可能である柔軟なフレキシブル回路基板であってもよいし、フレキシブル回路基板に比して変形し難いリジッド回路基板であってもよい。
【００３３】
放熱部材１３は、固体撮像素子チップ１１の熱を外部に放熱するためのものである。具体的には、放熱部材１３は、炭素結晶構造材等の熱伝導異方性部材を用いて実現される。放熱部材１３は、図２〜４に示すように、柔軟な帯状部材であり、保持枠１４の内部から外部に延出している。また、放熱部材１３は、固体撮像素子チップ１１に比して柔軟な誘電体によって被覆されている。かかる放熱部材１３の一端は、保持枠１４によって囲まれる内部空間において固体撮像素子チップ１１と保持枠１４との間に挟み込まれる。この場合、放熱部材１３は、図３，４に示すように、熱伝導性グリース１６を介して固体撮像素子チップ１１の裏面に面接触する。なお、この熱伝導性グリース１６は、固体撮像素子チップ１１の裏面に塗布されてもよいし、固体撮像素子チップ１１の裏面と対向する放熱部材１３の一端面に塗布されてもよい。一方、かかる放熱部材１３の他端、すなわち延出端は、特に図２〜４に図示していないが、上述した電子撮像装置１の装置筐体２等の大熱容量体と面接触する。
【００３４】
また、上述したように保持枠１４の内部から外部に延出した態様の放熱部材１３は、その厚さ方向の熱伝導率に比して保持枠１４からの延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有する。具体的には、放熱部材１３は、固体撮像素子チップ１１との絶縁状態を維持しつつ固体撮像素子チップ１１の裏面と熱的に面接触し、この固体撮像素子チップ１１から受けた熱を、自身の厚さ方向に殆ど伝達せずに、保持枠１４からの延出方向、すなわち放熱部材１３の延出端に向かう面方向に順次伝達する。放熱部材１３は、このように延出方向に順次伝達した固体撮像素子チップ１１の熱を撮像ユニット６の外部に順次放熱する。この場合、かかる放熱部材１３によって撮像ユニット６の外部に放熱された固体撮像素子チップ１１の熱は、放熱部材１３の延出端と面接触した状態の大熱容量体（例えば電子撮像装置１の装置筐体２）等を介して電子撮像装置１の外部に放熱される。
【００３５】
なお、本発明において、固体撮像素子チップ１１の表裏両面のうち、受光部１１ａと端子部１１ｂとが形成された側のベアチップ面、すなわち固体撮像素子チップ１１の機能面が固体撮像素子チップ１１の表面であり、この機能面と反対側の面が固体撮像素子チップ１１の裏面である。また、放熱部材１３は、熱伝導性グリース１６を介さずに固体撮像素子チップ１１の裏面と直に面接触してもよいが、上述したように熱伝導性グリース１６を介して固体撮像素子チップ１１の裏面と面接触することが望ましい。何故ならば、熱伝導性グリース１６は、放熱部材１３と固体撮像素子チップ１１の裏面との間に介在することによって、この放熱部材１３と固体撮像素子チップ１１の裏面との間における隙間を埋めて、この放熱部材１３と固体撮像素子チップ１１との間における熱伝導性を向上できるからである。
【００３６】
保持枠１４は、固体撮像素子チップ１１の裏面に放熱部材１３を押し付けて保持するためのものである。具体的には、保持枠１４は、平坦な底面およびこの底面に対向する上側開口端部を有する有底の枠体であり、図３に示すように、放熱部材１３の延出口となる開口部１４ａを有する。保持枠１４は、その平坦な底面を放熱部材１３の一端面に押し付けて、固体撮像素子チップ１１の裏面に放熱部材１３を押圧する。この場合、保持枠１４の上側開口端部は、図４に示すように、回路基板１２の開口部１２ｂに挿通され、接着剤等によってカバーガラス１５と接着される。かかる保持枠１４は、固体撮像素子チップ１１の裏面に放熱部材１３を平面的に押圧して、この固体撮像素子チップ１１の裏面と放熱部材１３とが面接触するように放熱部材１３を保持する。これと同時に、かかる保持枠１４は、この放熱部材１３を介して固体撮像素子チップ１１の裏面に自身の平坦な底面を押し付け、これによって、この固体撮像素子チップ１１を平坦に支持する。この結果、保持枠１４は、この固体撮像素子チップ１１の平坦性を維持する。
【００３７】
カバーガラス１５は、被写体からの光、すなわち固体撮像素子チップ１１の受光部１１ａが受光すべき光に対して透明な光学部材である。カバーガラス１５は、図３，４に示すように、固体撮像素子チップ１１の受光部１１ａと対向する回路基板１２の開口部１２ａを閉じるように回路基板１２に固定される。この場合、カバーガラス１５は、この回路基板１２の開口部１２ａの近傍および保持枠１４の開口端部に接着剤等によって接合される。かかるカバーガラス１５は、固体撮像素子チップ１１の受光部１１ａ側に被写体からの光を透過するとともに、受光部１１ａへの異物混入を防止し、且つ外力による破損等から受光部１１ａを保護する。
【００３８】
つぎに、上述した放熱部材１３と面接触する大熱容量体が電子撮像装置１の装置筐体２である場合を例示して、本発明の実施の形態にかかる撮像ユニット６の放熱作用について説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかる撮像ユニットの放熱作用を説明するための模式図である。なお、図５において、波線矢印は、固体撮像素子チップ１１が発した熱の流れを示している。
【００３９】
上述したように回路基板１２にフリップチップ実装した固体撮像素子チップ１１は、被写体からの光を受光して被写体の画像を撮像した場合、その都度、駆動に伴う熱を発生させる。かかる固体撮像素子チップ１１が発した熱は、図５に示すように、固体撮像素子チップ１１の裏面から熱伝導性グリース１６を介して放熱部材１３に順次伝達される。
【００４０】
かかる固体撮像素子チップ１１の裏面に面接触した状態の放熱部材１３は、この熱伝導性グリース１６を介して固体撮像素子チップ１１から熱を受熱し、この受熱した固体撮像素子チップ１１の熱を保持枠１４の外部に放熱する。ここで、放熱部材１３は、上述したように、保持枠１４の開口部１４ａを通って保持枠１４の内部から外部に延出する柔軟な帯状部材であり、その厚さ方向の熱伝導率に比して保持枠１４からの延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有する。なお、かかる放熱部材１３の延出方向の熱伝導率は、例えば６００Ｗ／ｍＫ程度である。かかる熱伝導異方性を有する放熱部材１３は、保持枠１４の内部空間において、固体撮像素子チップ１１から受けた熱を、自身の厚さ方向に殆ど伝達せずに、保持枠１４からの延出方向、すなわち放熱部材１３の延出端に向かう面方向に順次伝達する。その後、放熱部材１３は、図５の波線矢印によって示されるように、かかる延出方向に順次分散した固体撮像素子チップ１１の熱を撮像ユニット６の外部に順次放熱する。
【００４１】
また、かかる放熱部材１３の延出端は、図５に示すように、大熱容量体の一例である装置筐体２と面接触する。放熱部材１３は、このように延出端と面接触した状態の装置筐体２に固体撮像素子チップ１１の熱を順次伝達する。かかる装置筐体２に伝達された固体撮像素子チップ１１の熱は、電子撮像装置１の外部に順次放熱される。
【００４２】
上述したような放熱部材１３の放熱作用によって、固体撮像素子チップ１１の熱は、発生後、保持枠１４の内部に籠ることなく、速やかに放熱部材１３を伝わって撮像ユニット６の外部に放出される。その後、かかる固体撮像素子チップ１１の熱は、装置筐体２に伝達され、この装置筐体２から電子撮像装置１の外部に速やかに放出される。上述した放熱作用を実現可能な放熱部材１３を備えた撮像ユニット６は、放熱部材１３によって固体撮像素子チップ１１の熱を撮像ユニット６の外部に容易に放出でき、この結果、固体撮像素子チップ１１の温度上昇を抑制して、この固体撮像素子チップ１１の温度上昇による機能低下を防止することができる。
【００４３】
以上、説明したように、本発明の実施の形態にかかる撮像ユニットおよび電子撮像装置は、回路基板に実装した固体撮像素子チップの裏面に放熱部材を保持枠によって押し付けて保持し、これによって、この固体撮像素子チップの裏面と放熱部材とを面接触させ、且つ、この放熱部材が、この保持枠の内部から外部に延出するように構成した。このため、固体撮像素子チップの駆動に伴って発生した熱を保持枠の内部に籠らせる（すなわち集中させる）ことなく、この固体撮像素子チップから熱を奪うとともに、この固体撮像素子チップからの熱を発熱後速やかに撮像ユニット外部に放熱でき、これによって、固体撮像素子チップの温度上昇を抑制して固体撮像素子チップの機能低下を防止可能な撮像ユニットおよび電子撮像装置を実現することができる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態では、上述した放熱部材が、その厚さ方向の熱伝導率に比して保持枠からの延出方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有する。このため、固体撮像素子チップの熱を、放熱部材の厚さ方向に殆ど伝達せずに、放熱部材の延出端に向かう面方向に順次伝達でき、この結果、一層速やかに固体撮像素子チップの熱を撮像ユニット外部に放熱することができる。
【００４５】
さらに、本発明の実施の形態では、保持枠の平坦な底面を放熱部材に押し付けて、この放熱部材を固体撮像素子チップの裏面に押圧している。このため、放熱部材を介して固体撮像素子チップの裏面に保持枠の平坦な底面を押し付けて、この固体撮像素子チップを平坦に支持することができ、これによって、この固体撮像素子チップの平坦性を維持することができる。この結果、たとえ固体撮像素子チップの裏面に押し付ける放熱部材が柔軟な部材であっても、被写体の画像を高画質に撮像するために必要な固体撮像素子チップの平坦性を確保することができる。
【００４６】
また、本発明の実施の形態では、上述した放熱部材が柔軟な帯状部材であるため、保持枠によって固体撮像素子チップの裏面に保持された状態の放熱部材の延出部分を自在に湾曲させて、装置筐体の内部に撮像ユニットを配置することができる。これによって、装置筐体の内部における撮像ユニットの占有体積（すなわち配置に必要な空間）を縮小でき、この結果、撮像ユニットおよび電子撮像装置の小型化、薄型化、且つ軽量化を容易に実現することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では、帯形状の放熱部材を用いていたが、本発明における放熱部材は、保持枠の内部から外部に延出するものであればよく、かかる放熱部材の形状は、上述した帯形状に限らず、矩形状、多角形状、円形状、楕円形状等、所望の形状であってもよい。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、柔軟な放熱部材を用いていたが、これに限らず、本発明における放熱部材は、板状部材等の硬質なものであってもよいし、折り曲げ可能な屈曲部が形成されたものであってもよい。
【００４９】
さらに、上述した実施の形態における保持枠１４は、被写体の画像を撮像する際に生じる手振れに対応して固体撮像素子チップ１１を移動（振動）させて機械的に撮像時の手振れを補正する手振れ補正機構の振動枠を兼ねてもよい。この場合、上述した放熱部材１３が柔軟な帯状部材であるため、保持枠１４は、固体撮像素子チップ１１の裏面に放熱部材１３を保持した状態を維持しつつ、自在に振動することができる。この結果、保持枠１４は、かかる手振れ補正機構の振動枠としての機能を容易に兼ね備えることができる。
【００５０】
また、上述した実施の形態では、回路基板１２に固体撮像素子チップ１１をフリップチップ実装していたが、これに限らず、固体撮像素子チップ１１の裏面側の周縁部と回路基板１２とをダイボンディング技術等によって接合して、回路基板１２に固体撮像素子チップ１１を実装してもよい。この場合、金属ワイヤボンディング等によって回路基板１２と固体撮像素子チップ１１とを電気的に接続してもよい。
【００５１】
さらに、上述した実施の形態では、本発明にかかる電子撮像装置の一例として図１に示したようにデジタルカメラ態様のものを例示したが、これに限らず、本発明にかかる電子撮像装置は、装置筐体内部に撮像ユニットを内蔵した装置であればよく、例えば、デジタルビデオカメラであってもよいし、撮像機能を有する携帯電話機またはＰＤＡであってもよいし、被検体の臓器内部を観察するための内視鏡であってもよいし、撮像機能を備えた携帯電話機であってもよい。すなわち、本発明にかかる撮像ユニット６は、デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラを始め、被検体の臓器内部を観察するための内視鏡、撮像機能を備えた携帯電話機等、各種態様の電子撮像装置に内蔵してもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、本発明にかかる半導体ユニットの一例として撮像ユニット６を例示したが、これに限らず、本発明にかかる半導体ユニットは、ベアチップ状態の半導体素子である半導体素子チップと、この半導体素子チップの裏面に保持枠によって保持され且つこの保持枠から延出する放熱部材とを備えたものであればよい。例えば、本発明にかかる半導体ユニットは、上述した固体撮像素子チップに代えて発光素子チップを備えた発光ユニットであってもよいし、上述した固体撮像素子チップに代えてＣＰＵ等の制御素子チップを備えた制御ユニットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電子撮像装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる撮像ユニットの一構成例を示す模式図である。
【図３】図２に示す撮像ユニットのＡ−Ａ線断面模式図である。
【図４】図２に示す撮像ユニットのＢ−Ｂ線断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる撮像ユニットの放熱作用を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  電子撮像装置
２  装置筐体
３  発光部
４  レリーズボタン
５  光学系
６  撮像ユニット
７  電源部
１１  固体撮像素子チップ
１１ａ  受光部
１１ｂ  端子部
１２  回路基板
１２ａ，１２ｂ  開口部
１３  放熱部材
１４  保持枠
１４ａ  開口部
１５  カバーガラス
１６  熱伝導性グリース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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