(57)【要約】      （修正有）【課題】誤った方向でコネクタと嵌合することを確実に防止できる半導体装置を提供する。【解決手段】回路基板１と、回路基板１上に設けられる光半導体素子と、回路基板１上に形成され、光半導体素子を被覆する直方体または立方体状の被覆樹脂７と、を備え、被覆樹脂７の外面に、少なくとも１つの切り欠き部１０が形成されており、切り欠き部１０が１つ形成される場合、切り欠き部１０は被覆樹脂７の上面の中心を除く位置に形成され、切り欠き部１０が複数形成される場合、切り欠き部１０は被覆樹脂７の上面の中心に対して、非点対称である位置に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
該回路基板上に設けられる半導体素子と、
該回路基板上に形成され、上記半導体素子を被覆する直方体状または立方体状の被覆樹脂と、
を備える半導体装置であって、
上記被覆樹脂の外面に、少なくとも１つの変形部位が形成されており、
上記変形部位が１つ形成される場合、上記変形部位は上記被覆樹脂の当該変形部位が形成された面の中心を除く位置に形成され、
上記変形部位が複数形成される場合、上記変形部位は当該変形部位が形成された面の中心に対して、非点対称である位置に形成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記変形部位は、上記被覆樹脂の上面の少なくとも一角を、該上面と垂直な方向に切り欠くことによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記変形部位は、上記被覆樹脂の少なくとも１辺を切り欠くことによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記変形部位は、上記被覆樹脂の外面の法線方向に陥没した凹部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記凹部は、テーパー形状を有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記変形部は、上記被覆樹脂の外面の法線方向に突起した凸部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記凸部は、テーパー形状を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記半導体素子として、少なくとも光半導体素子を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記光半導体素子は、透光性被覆樹脂で被覆され、
上記透光性被覆樹脂は、上記外面に露出していることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
露出した上記透光性被覆樹脂は、上記変形部位の一部を構成することを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
上記光半導体素子は、上記回路基板上にエリアアレイ状に複数配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
上記光半導体素子は、上記回路基板上に直線状に複数配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体装置。
【請求項１３】
上記光半導体素子は、上記半導体素子の上方に配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体装置。
【請求項１４】
上記半導体素子と上記光半導体素子との間にインターポーザーチップが配置されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
上記回路基板は、上記光半導体素子が設けられる第１の回路基板と、上記光半導体素子以外の半導体素子が設けられる第２の回路基板とで構成され、
上記被覆樹脂は、上記第１の回路基板上に形成される第１の被覆樹脂と、上記第２の回路基板上に形成される第２の被覆樹脂とで構成され、
上記第１の回路基板は、上記第２の回路基板上に形成されて上記第２の回路基板と電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１６】
光伝送部材の端部に形成され、該光伝送部材を請求項８〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置に接続するためのコネクタであって、
内面の形状が、上記被覆樹脂の外形に沿った形状であり、
上記被覆樹脂と嵌合しているとき、上記光伝送部材の端部が上記光半導体素子と対向することを特徴とするコネクタ。
【請求項１７】
上記回路基板に掛止する爪状突起物を側面に有することを特徴とする請求項１６に記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、光ファイバに接続される半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置において、各種半導体素子の性能向上および高速データ転送技術の発達により、大規模集積回路（ＬＳＩ）は飛躍的な動作速度の向上が図られている。しかしながら、ＬＳＩの内部動作が高速化されたとしても、それを実装するプリント基板側に動作周波数の上昇に伴う電気配線における伝送損失、雑音、および電磁障害の増大等という問題を有していた。このため、複雑な配線が必要となるプリント基板上で、１ＧＨｚを超える動作周波数を問題なく伝送することは非常に困難であった。それゆえ、信号品質を確保するためには、動作周波数に対する配線設計の制限や、動作周波数を低く抑える等の措置を講じる必要があり、ＬＳＩの性能を充分に引き出すことが出来なかった。
【０００３】
このような半導体装置が有する問題に対して、近年では、ＬＳＩを光ファイバで接続する光配線技術の適用が検討され実用化されている。一般に、光配線技術では、電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバで送信し、受信した光信号を電気信号に変換する。電気信号と光信号との変換は光半導体素子によって行われる。従って、半導体装置において、光半導体素子と光ファイバとは確実に位置合わせされた状態で接続される必要がある。例えば、特許文献１〜３には、光半導体素子と光ファイバとの確実な位置合わせを実現するための各種光半導体モジュールおよび半導体装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１および特許文献２には、光ファイバと光半導体素子とが一体形成された光モジュールが記載されている。図２２は、特許文献１に記載の光モジュールを接続した半導体装置１２０の構成を示す断面図である。特許文献１に記載の半導体装置１２０は、図２２に示すように、半導体素子１０２と光モジュール１１０とがワイヤ１０５によって接続され、これらが封止部１０７に覆われた構成である。光モジュール１１０では、光ファイバ１３０の周面に形成された支持部１０４に導電層１０６を介して光半導体素子１０３が固定されている。これにより、光半導体素子１０３と光ファイバ１３０とを確実に位置合わせすると共に、製造が簡単な半導体装置を実現している。特許文献２にも、特許文献１に記載の光モジュール１１０と同様の光モジュールが開示されている。
【０００５】
また、引用文献３には、光ファイバと光半導体素子とが分離可能な光半導体モジュールが記載されている。図２３（ａ）は、特許文献３に記載の光半導体モジュール２１０の構成を示す断面図であり、図２３（ｂ）は、光半導体モジュール２１０を備えた半導体装置２６０の構成を示す断面図である。特許文献３に記載の光半導体モジュール２１０は、図２３（ａ）に示すように、ガイド２１２を備え、ガイド２１２は、光伝送路の位置決め用貫通孔２１１と、この位置決め用貫通孔２１１に配置される光伝送路の一端面が露出する光半導体搭載面と、光半導体搭載面に形成された配線層２０８とを有する。また、光半導体素子２０３は、その発光面または受光面が光伝送路の一端面と対向するようにガイド２１２の光半導体搭載面に搭載されて、配線層２０８と電気的に接続される。さらに、光半導体素子２０３を駆動する駆動用半導体素子２１３は、光半導体素子２０３に隣接配置されて光半導体モジュール２１０に内蔵される。光半導体モジュール２１０は、位置決め用貫通孔２１１に光ファイバを挿入することによって、光半導体素子２０３と光ファイバ２５０とを確実に位置合わせすると共に、小型化とコスト低減とを実現している。
【０００６】
また、半導体装置２６０は、図２３（ｂ）に示すように、信号処理用ＬＳＩ２０２を有し、信号処理用ＬＳＩ２０２は高速信号配線を有する基板２０１上にバンプを介してフリップチップ接続される。さらに、信号処理用ＬＳＩ２０２が搭載された基板２０１には、２つの光半導体モジュール２１０が搭載される。半導体装置２６０では、光半導体素子２０３と光ファイバ２５０とを確実に位置合わせすると共に、ＬＳＩ配線に光配線を適用した配線構造を安価に実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４７０７２号公報（２０００年１２月１５日公開）
【特許文献２】特開２００６−０５４２５９号公報（２００６年２月２３日公開）
【特許文献３】特開２００６−０５３２６６号公報（２００６年２月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の光半導体装置では、光ファイバと光半導体素子とが一体形成されているため、光半導体装置を樹脂封止する場合、光ファイバが接続した状態で封止作業を行う必要がある。それゆえ、定形封止の場合は光ファイバ部分の定形処理が困難となり、非定形封止の場合は光半導体装置の形状がハンドリング困難な外形となるという問題を有している。また、光ファイバ一体型の光半導体素子では、物理面積が小さいため、配設可能な外部電極端子数に制限がある。それゆえ、高速シリアル信号を取り扱う場合には、別途シリアライザ部品、デシリアライザ部品が必要となり、システム的に小さくすることができない。さらに、光ファイバが常に接続された光半導体装置の構成では、出荷・梱包、ユーザでの実装、ハンドリングといった取り扱いにおいて非常に不便であり、配線不具合が生じた場合、光ファイバのみを交換することができないという問題を有している。
【０００９】
また、引用文献３に記載の半導体装置では、位置決め用貫通孔に光ファイバを挿入して光半導体素子と光ファイバとを接続する構成であるため、接続信頼性が低下するという問題を有している。また、光半導体素子の外部電極端子の形成は光伝送路面ではなく半導体封止側に制限されるため、構成上外部電極端子数を多く配設できない構造となっている。それゆえ、同様に高速シリアル信号を取り扱う場合には別途シリアライザ部品、デシリアライザ部品が必要であり、システム的に小さくすることができない。さらに、光半導体装置を樹脂封止する場合は、光半導体素子と光ファイバとを接続させた後に光半導体装置を樹脂封止する必要があり、光ファイバは被覆樹脂によって固定されるため、特許文献１および特許文献２に記載の光半導体装置と同様の問題を招来する。
【００１０】
そこで、上記従来の半導体装置と光ファイバとの接続の問題点を解決するために、図２４に示すような構成が考えられる。図２４において、半導体装置３２０の回路基板３０１上に図示しない光半導体素子が設けられており、光半導体素子は、正方形状に形成された被覆樹脂３０７によって封止されている。被覆樹脂３０７のうち、光半導体素子が設けられている領域は透光性樹脂で形成されており、被覆樹脂３０７の上面における透光性樹脂の露出部分が、光インターフェイス３０６ａとなっている。また、光ファイバ３５０の端部には、コネクタ３４０が設けられており、コネクタ３４０の内面は、被覆樹脂３０７の外面に沿った形状となっている。半導体装置３２０と光ファイバ３５０とを接続する場合、光ファイバ３５０の端部と光インターフェイス３０６ａとが互いに対向するように、コネクタ３４０を被覆樹脂３０７に嵌合させる。これにより、製造、取り扱い、メンテナンスおよび小型化が容易であり、さらに樹脂封止後であっても光配線が着脱可能な半導体装置と光ファイバとの接続を実現することができる。
【００１１】
しかしながら、図２４に示す構成では、下記の問題が新たに生じる。図２５は、図２４に示す半導体装置３２０の被覆樹脂３０７とコネクタ３４０との嵌合方向を示す平面図である。ＢＧＡまたはＣＳＰといった片面封止された半導体装置の上面に垂直な方向から見た外形は、正方形または長方形といった矩形であることが一般的である。それゆえ、例えば、正方形のパッケージ外形を有する半導体装置３２０は、図２５（ａ）〜（ｄ）に示すように、０度、９０度、１８０度、２７０度の回転対称性を有する。従って、半導体装置２０のおよび半導体装置３２０の被覆樹脂３０７に嵌合するコネクタ３４０の上面がいずれも正方形である場合、コネクタ３４０は、０度、９０度、１８０度、２７０度の４つの回転角度において半導体装置３２０の被覆樹脂３０７に嵌合することが可能である。一方、光インターフェイス３０６ａが、図２５（ａ）〜（ｄ）に示すように、半導体装置３２０のパッケージ外形の回転中心以外に配置された場合、光インターフェイス３０６ａは回転対称性を有しない。それゆえ、図２５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、光インターフェイス３０６ａと光ファイバ３５０の端部とが対向しない状態で、半導体装置３２０の被覆樹脂３０７にコネクタ３４０が嵌合するおそれがある。
【００１２】
光インターフェイス３０６ａと光ファイバ３５０とが対向しない状態では、光半導体素子と光ファイバ３５０との間で光信号の伝送ができないため、図２５（ａ）に示すように、光インターフェイス３０６ａと光ファイバ３５０とを対向させた状態で半導体装置３２０の被覆樹脂３０７にコネクタ３４０を嵌合させる必要がある。このためには、半導体装置３２０およびコネクタ３４０に正しい嵌合方向を示すような目印またはマーキング等を付して、それらを目で確認した後に嵌合させるといった認知行為が必要となる。しかしながら、このような目印またはマーキングを目で確認する認知行為では、作業者が見落とし間違って嵌合させる蓋然性が高く、そのヒューマンエラーは最終工程まで検出できない虞がある。
【００１３】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤った方向でコネクタと嵌合することを確実に防止できる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の半導体装置は、回路基板と、該回路基板上に設けられる半導体素子と、該回路基板上に形成され、上記半導体素子を被覆する直方体状または立方体状の被覆樹脂と、を備える半導体装置であって、上記被覆樹脂の外面に、少なくとも１つの変形部位が形成されており、上記変形部位が１つ形成される場合、上記変形部位は上記被覆樹脂の当該変形部位が形成された面の中心を除く位置に形成され、上記変形部位が複数形成される場合、上記変形部位は当該変形部位が形成された面の中心に対して、非点対称である位置に形成されることを特徴としている。
【００１５】
上記発明によれば、上記変形部位が１つ形成される場合、直方体状又は立方体状の被覆樹脂の当該変形部位が形成された面の中心を除く位置に、変形部位が形成される構成である。また、上記変形部位が複数形成される場合、上記変形部位は、被覆樹脂の当該変形部位が形成された面の中心に対して、非点対称である位置に構成される構成である。それゆえ、変形部位が形成された上記被覆樹脂の外形は回転対称性のない形状となる。
【００１６】
従って、上記被覆樹脂の外面に嵌合するコネクタの内面の形状が、変形部位が形成された上記被覆樹脂の外面に沿った形状とすることにより、上記コネクタは上記被覆樹脂に特定の方向でのみ嵌合する。これにより、誤った方向でコネクタと嵌合することを確実に防止することができる。
【００１７】
また、本発明の半導体装置では、上記変形部位は、上記被覆樹脂の上面の少なくとも一角を、該上面と垂直な方向に切り欠くことによって形成されている構成としてもよい。
【００１８】
上記発明によれば、上記被覆樹脂の上面の少なくとも一角を、該上面と垂直な方向に切り欠くことにより上記変形部位を形成することによって、上記被覆樹脂の上面は回転対称性を失う。
【００１９】
また、本発明の半導体装置では、上記変形部位は、上記被覆樹脂の少なくとも１辺を切り欠くことによって形成されている構成としてもよい。
【００２０】
上記発明によれば、上記被覆樹脂の少なくとも１辺を切り欠くことにより上記変形部位を形成することによって、上記被覆樹脂の外面は回転対称性を失う。
【００２１】
また、本発明の半導体装置では、上記変形部位は、上記被覆樹脂の外面の法線方向に陥没した凹部である構成としてもよい。
【００２２】
上記発明によれば、上記被覆樹脂の外面の法線方向に陥没した凹部により上記変形部位を形成することによって、上記被覆樹脂の外面は回転対称性を失う。さらに、コネクタと被覆樹脂とのスムースな嵌合のためにクリアランスが設けられている場合であっても、クリアランスによって光伝送が妨げられることを防止することができる。
【００２３】
上記凹部は、テーパー形状を有する構成としてもよい。
【００２４】
上記発明によれば、上記凹部は、テーパー形状を有するため、半導体装置の被覆樹脂にコネクタ等を容易に嵌合させることができる。
【００２５】
また、本発明の半導体装置では、上記変形部は、上記被覆樹脂の外面の法線方向に突起した凸部である構成としてもよい。
【００２６】
上記発明によれば、上記被覆樹脂の外面の法線方向に突起した凸部により上記変形部位を形成することによって、上記被覆樹脂の外面は回転対称性を失う。さらに、コネクタと被覆樹脂とのスムースな嵌合のためにクリアランスが設けられている場合であっても、クリアランスによって光伝送が妨げられることを防止することができる。
【００２７】
また、本発明の半導体装置では、上記凸部は、テーパー形状を有する構成としてもよい。
【００２８】
上記発明によれば、上記凸部は、テーパー形状を有するため、半導体装置の被覆樹脂にコネクタ等を容易に嵌合させることができる。
【００２９】
また、本発明の半導体装置では、上記半導体素子として、少なくとも光半導体素子を備える構成としてもよい。
【００３０】
上記発明によれば、光半導体素子を備えるため、光半導体装置として利用することができる。
【００３１】
また、本発明の半導体装置では、上記光半導体素子は、透光性被覆樹脂で被覆され、上記透光性被覆樹脂は、上記外面に露出している構成としてもよい。
【００３２】
上記発明によれば、被覆樹脂で被覆された半導体装置の外面に、透光性被覆樹脂が露出する構成である。この露出した透光性被覆樹脂は、光信号を効率よく伝播するため、光半導体素子と外部に接続される光配線とを接続する光インターフェイスとして好適である。これにより、光配線を容易に着脱可能な半導体装置を実現することができる。
【００３３】
また、本発明の半導体装置では、露出した上記透光性被覆樹脂は、上記変形部位の一部を構成する構成としてもよい。
【００３４】
上記発明によれば、光インターフェイスとして作用する露出した上記透光性被覆樹脂が、上記変形部位としての作用を兼ねる構成とすることができる。
【００３５】
また、本発明の半導体装置では、上記光半導体素子は、上記回路基板上にエリアアレイ状に複数配置されている構成としてもよい。
【００３６】
また、本発明の半導体装置では、上記光半導体素子は、上記回路基板上に直線状に複数配置されている構成としてもよい。
【００３７】
上記発明によれば、複数の光半導体素子を効率的に配設することができる。
【００３８】
また、本発明の半導体装置では、上記光半導体素子は、上記半導体素子の上方に配置されている構成としてもよい。
【００３９】
上記発明によれば、光半導体素子を半導体素子上に配設することにより、光半導体素子と半導体素子とを三次元的に配置する構成である。回路基板上に半導体素子と光半導体素子とを並列に配置する構成では、回路基板の面積が限られているため、多数の光半導体素子を回路基板上に配設することは困難である。一方、上記発明によれば、半導体素子によって、光半導体素子を配設する面積が減少しない。これにより、多数の光半導体素子が配設された半導体装置を実現することができる。
【００４０】
また、本発明の半導体装置では、上記半導体素子と上記光半導体素子との間にインターポーザーチップが配置される構成としてもよい。
【００４１】
上記発明によれば、半導体素子のサイズや数、光半導体素子のコンタクト方式等によらず、半導体素子にインターポーザーチップを介して光半導体素子を積層させることができる。これにより、多数の光半導体素子が配設された半導体装置を実現することができる。
【００４２】
また、本発明の半導体装置では、上記回路基板は、上記光半導体素子が設けられる第１の回路基板と、上記光半導体素子以外の半導体素子が設けられる第２の回路基板とで構成され、上記被覆樹脂は、上記第１の回路基板上に形成される第１の被覆樹脂と、上記第２の回路基板上に形成される第２の被覆樹脂とで構成され、上記第１の回路基板は、上記第２の回路基板上に形成されて上記第２の回路基板と電気的に接続される構成としてもよい。
【００４３】
上記発明によれば、上記光半導体素子が設けられる第１の回路基板が、上記光半導体素子以外の半導体素子が設けられる第２の回路基板上に形成されて上記第２の回路基板と電気的に接続される。
【００４４】
これにより、使用する半導体素子のサイズ、外部電極、半導体装置のパッケージサイズ等から、最適な光半導体素子を選択した半導体装置を実現することができる。
【００４５】
上記の課題を解決するために、本発明のコネクタは、光伝送部材の端部に形成され、該光伝送部材を上記半導体装置に接続するためのコネクタであって、内面の形状が、上記被覆樹脂の外形に沿った形状であり、上記被覆樹脂と嵌合しているとき、上記光伝送部材の端部が上記光半導体素子と対向することを特徴としている。
【００４６】
上記は発明によれば、上記被覆板の内面の形状が、変形部位が形成された上記被覆樹脂の外形に沿った形状であるため、コネクタは半導体装置の上記被覆板と特定の方向においてのみ嵌合する。また、嵌合時、上記光伝送部材の端部と上記光半導体とは対向するようにそれぞれ位置決めされている。
【００４７】
これにより、上記光伝送部材の端部と上記光半導体素子とが対向しない状態で、上記被覆樹脂にコネクタが嵌合する可能性を排除して、確実で簡便な半導体装置と光伝送部材との接続を実現することができる。
【００４８】
また、本発明のコネクタでは、上記回路基板に掛止する爪状突起物を側面に有する構成としてもよい。
【００４９】
上記発明によれば、コネクタは、側面に爪状突起物を有しており、半導体装置に嵌合したとき爪部を回路基板の下面に潜り込ませて掛止する構成である。これにより、半導体装置と光伝送部材とを、より安定した状態で接続させることができる。
【発明の効果】
【００５０】
以上のように、本発明の半導体装置は、上記被覆樹脂の外面に、少なくとも１つの変形部位が形成されており、上記変形部位が１つ形成される場合、上記変形部位は上記外面の中心を除く位置に形成され、上記変形部位が複数形成される場合、上記変形部位は上記外面の中心に対して、非点対称である位置に形成されることを特徴とする半導体装置。記被覆樹脂の外面に、少なくとも１つの変形部位が形成されており、上記変形部位が１つ形成される場合、上記変形部位は上記外面の中心を除く位置に形成され、上記変形部位が複数形成される場合、上記変形部位は上記外面の中心に対して、非点対称である位置に形成されるものである。
【００５１】
それゆえ、本発明は、誤った方向でのコネクタと嵌合を防止することができる半導体装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態１に係る半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す半導体装置を示す斜視図であり、当該半導体装置に形成された被覆樹脂の内部の構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す半導体装置の被覆樹脂とコネクタとの嵌合方向を示す平面図である。
【図４】図１に示す半導体装置と光ファイバとの接続の変形例を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、実施形態１の変形例である２つの光インターフェイスを有する半導体装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図６】（ａ）は、光インターフェイスがエリアアレイ状に配置された構成を示す平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は光インターフェイスが線状に配列された構成を示す平面図である。（ｄ）〜（ｆ）は、それぞれ（ａ）〜（ｃ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図７】（ａ）は、実施形態１の別の変形例に係る半導体装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図８】（ａ）は実施形態１のさらに別の変形例に係る半導体装置を示す平面図であり、る、（ｂ）は当該半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図９】（ａ）は、実施形態１の別の変形例に係る半導体装置を示す平面図であり、（ｂ）は半導体装置のＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は半導体装置と光ファイバとの接続説明するための斜視図である。
【図１０】（ａ）は、図９（ａ）に示す半導体装置の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図１１】（ａ）は、実施形態１のさらに別の変形例に係る半導体装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）示す半導体装置のＢ−Ｂ’断面図であり、（ｃ）は、半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図１２】（ａ）は、図１１（ａ）に示す半導体装置の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図１３】（ａ）は、実施形態１のさらに別の変形例に係る半導体装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置のＣ−Ｃ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す半導体装置の斜視図である。
【図１４】（ａ）は、実施形態１のさらに別の変形例に係る半導体装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置のＤ−Ｄ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す半導体装置の斜視図である。
【図１５】（ａ）は、実施形態１のさらに別の変形例に係る半導体装置を示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図１６】（ａ）は、実施形態１のさらに別の変形例に係る半導体装置を示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図１７】（ａ）は、実施形態２に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態３に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態３に係る半導体装置の変形例を示す斜視図である。
【図２０】実施形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】（ａ）は、図２０に示す液晶表示装置を光ファイバを用いて実現した構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、図２０に示す液晶表示装置を光導波路形成配線を用いて実現した構成を示す斜視図である。
【図２２】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２３】（ａ）は、従来の別の光半導体モジュールの構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す光半導体モジュールを備えた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２４】半導体装置と光ファイバとの接続を説明するための斜視図である。
【図２５】（ａ）〜（ｄ）は、図２４に示す半導体装置とコネクタとの嵌合方向を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
〔実施形態１〕
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図１４に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、回路基板上に光半導体素子を有する半導体装置に、光ファイバを接続する形態について説明する。
【００５４】
図１は、本実施形態に係る半導体装置２０と光ファイバ５０との接続を説明するための斜視図である。また、図２（ａ）は、本実施形態に係る半導体装置２０を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、半導体装置２０に形成された被覆樹脂の内部の構成を示す斜視図である。まず、図２（ａ）および図２（ｂ）に基づき実施形態に係る半導体装置２０の構成について説明する。
【００５５】
図２（ａ）に示すように、半導体装置２０は、回路基板１の表面に被覆樹脂７が直方体状に形成されており、基板１の裏面には、外部電極端子８が設けられている構成である。また、図２（ｂ）に示すように、半導体素子２と、光半導体素子３とが回路基板１上に配設されている。回路基板１には、例えば、ガラスエポキシ材、ＢＴレジン、ポリイミド等の有機絶縁基材等を用いることができる。また、回路基板１には、片面または両面に配線層（図示せず）が形成されている。両面に形成された配線層は、貫通孔（図示せず）等を用いて各面の配線層間が結線されている。回路基板配線層は、例えば、銅配線のパターンニング、または金属製のリードフレーム等を用いて回路基板１の表面に形成することができる。なお、回路基板１に形成された配線層上に被覆される絶縁層（図示せず）は、ソルダーレジストを用いて被覆される場合が一般的であるが、上記絶縁層の材料種は特に限定されない。半導体素子２の種類は特に限定されず、本実施形態ではどのような種類の半導体素子でも使用可能である。
【００５６】
光半導体素子３は、発光半導体素子または受光半導体素子のどちらであってもよい。発光半導体素子には、例えば、ＬＥＤ等を用いることができる。また、受光半導体素子には、例えば、ＶＣＳＥＬチップ、フォトダイオード等を用いることができる。
【００５７】
半導体素子２と光半導体素子３とは、それぞれ接着層４によって回路基板１に固定されている。接着層４の種類または供給形態は、特に限定されず、固体や液体等いずれの形態の接着材であっても用いることができる。接着層４には、例えば、ペースト状接着剤、シート状接着剤等、異方導電性フィルム等を用いることができる。
【００５８】
また、図２（ｂ）に示すように、半導体素子２および光半導体素子３と回路基板１の配線層とは、ボンディングワイヤ５によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤ５には、金属等の導電材料を用いることができる。なお、本実施形態に係る半導体装置２０では、ワイヤボンディング方法を用いているが、半導体素子２および光半導体素子３と、回路基板との電気的接続方法について特に限定されない。例えば、半導体素子２をフェイスダウン実装して、金属バンプ等を介して回路基板１に直接接続するフリップチップボンディング方法等を用いることができる。
【００５９】
さらに、半導体装置２０では、回路基板１の半導体素子２等が配設された面と反対側の面には、外部電極端子８が形成されている。外部電極端子８は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、回路基板１の裏面に形成されることが一般的であるが、本発明はこれに限定されず、回路基板１の上面に外部電極端子８を形成する構成としてもよい。外部電極端子８には、例えば、半田または金等を用いることができる。また、外部電極端子８の形状は、特に限定されず、例えば、球形、またはランド形状等であってもよい。
【００６０】
さらに、半導体装置２０では、回路基板１は、図２（ｂ）に示すように、光半導体素子３を封止する透光性被覆樹脂（透光性被覆樹脂）６と、光半導体素子３を除く部分を封止する被覆樹脂（被覆樹脂）７との２種類の樹脂によって封止されている。
【００６１】
透光性被覆樹脂６は、光半導体素子３を封止するように形成されている。透光性被覆樹脂６は透光性であるため、その内部を光が伝播することができる。従って、透光性被覆樹脂６は、光信号の伝送路として作用する。また、透光性被覆樹脂６の形状は、本実施形態では円柱状であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、円錐台形状等であってもよい。
【００６２】
被覆樹脂７は、直方体状の外形を有しており、透光性被覆樹脂６の側面を囲むように形成されている。被覆樹脂７は、回路基板１上の光半導体素子３を除く部分を封止している。
【００６３】
透光性被覆樹脂６と被覆樹脂７とを形成する方法は、特に限定されず、例えば、プレスおよび金型を用いて圧力を印加することによって樹脂成型するトランスファーモールド方法、コンプレッションモールド方法、または液状樹脂を滴下することで被覆するポッティング方法等を用いることができる。
【００６４】
回路基板１上には、上述のように、円柱状の透光性被覆樹脂６の側面を囲むように被覆樹脂７が形成されているので、図２（ａ）に示すように、半導体装置２０の上面に透光性被覆樹脂６が円形状に露出している。半導体装置２０の上面における透光性被覆樹脂６の露出部分は、光半導体素子３に光ファイバ５０を接続する光インターフェイス６ａとして機能する。このように、半導体装置２０は、半導体パッケージ上面に光インターフェイス６ａを有する構成である。
【００６５】
なお、１種類の樹脂で封止する場合は、回路基板１上の全体を透光性被覆樹脂６で封止する必要がある。一方、回路基板１上に複数の光半導体素子３が設けられる場合は、光半導体素子３の間で光が相互干渉するおそれがある。そのため、それぞれの光半導体素子３を単独で透光性樹脂６で封止し、それ以外を被覆樹脂７で封止することで、光の相互干渉の問題が解決できる。半導体素子２および光半導体素子３と、その電気接続部とを封止する樹脂の形成方法については特に限定されない。
【００６６】
このように、半導体装置２０は、回路基板１に実装可能なＢＧＡ・ＣＳＰといった片面封止パッケージの封止外面に光インターフェイス６ａを有し、コネクタ４０が直接嵌合可能な構造を特徴とするものである。また、ＢＧＡ・ＣＳＰといった片面封止パッケージでは、外部電極端子８をエリアアレイで配置可能なため、シリアライザ部品又はデシリアライザ部品等の内蔵可能であり、１ＰＫＧでの光インターフェイス内蔵ＳＩＰ（System  In  Package）を実現することができる。このため、より小さなスペースでコネクタと嵌合することができる。
【００６７】
次に、図１に基づき、半導体装置２０と光ファイバ（光伝送部材）５０との接続について説明する。光ファイバ５０の端部には、底面の無い直方体の箱形状のコネクタ４０が形成されている。光インターフェイス６ａと光ファイバ５０の端部とが対向するように、半導体装置２０の被覆樹脂７とコネクタ４０の内面とが嵌合することによって、光ファイバ５０が半導体装置２０に接続される。
【００６８】
また、光インターフェイス６ａに接続される光ファイバ５０には、例えば、プラスチックファイバー、ガラスファイバー、光導波路形成配線等を用いることができる。
【００６９】
このように回路基板１上に実装された光半導体素子３等の各種部品が透光性被覆樹脂６と被覆樹脂７とによって封止された後、光ファイバ５０の端部に形成されたコネクタ４０を嵌合させる。これにより、光ファイバ５０が半導体装置２０に容易に着脱可能であるため、従来の光半導体装置よりも高い取り扱い性およびメンテナンス性を実現することができる。また、高速信号を光で伝送することで、従来実装基板に多数設けていた外部端子、配線領域およびその設計に充てていた開発リソースが不要となることから、大幅なシステムコストの低減も副次効果として期待できる。
【００７０】
ここで、光インターフェイス６ａと光ファイバ５０の端部とが対向しない状態では、光半導体素子３と光ファイバ５０との間で光信号の伝送ができないため、光インターフェイス６ａと光ファイバ５０の端部とを対向させた状態で被覆樹脂７にコネクタ４０を嵌合させる必要がある。そこで、本実施形態では、被覆樹脂７のパッケージ外形の１角を半導体装置２０の上面と垂直な方向に切り欠くことによって形成された切り欠き部（変形部位）１０が形成されている。また、コネクタ４０の内面も、被覆樹脂７の外形に沿った形状となっている。
【００７１】
図３（ａ）〜（ｄ）は、半導体装置２０とコネクタ４０との嵌合方向を示す平面図である。切り欠き部１０は、被覆樹脂７の上面の中心以外の部分に形成されているので、半導体装置２０のパッケージ外形は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、回転対称性を有さない形状となる。さらに、コネクタ４０の内部には、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、半導体装置２０のパッケージ外形に対応する形状の凹部が形成されている。
【００７２】
このため、半導体装置２０とコネクタ４０とは、図３（ａ）に示す場合のみ嵌合可能であり、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、コネクタ４０を半導体装置２０に対して９０度、１８０度、２７０度回転させた場合は、被覆樹脂７の外面とコネクタ４０とが物理的に干渉するため嵌合することができない。また、図３（ａ）に示すように、光インターフェイス６ａと光ファイバ５０の端部とは、半導体装置２０とコネクタ４０とが嵌合可能なときのみ、対向するように互いに配置される。このように、本実施形態では、半導体装置２０のパッケージ外形が回転対称性を有さないように、被覆樹脂７に切り欠き部１０が形成され、さらに、コネクタ４０の内部には、半導体装置２０のパッケージ外形に対応する形状の凹部が形成されている。これにより、半導体装置２０にコネクタ４０を嵌合させる際のヒューマンエラーを防止して、簡便で確実な光ファイバ５０の接続を実現することができる。
【００７３】
切り欠き部１０の形成方法については、１）被覆樹脂の封止時に金型形状で切り欠きを形成し、その後パッケージ分割する方法、２）被覆樹脂の封止時に一括に封止し、パッケージ分割工程にて切り欠きを切断する方法、等が考えられる。切り欠き部１０を形成する際に用いるプロセスとして金型、ブレード、またはウォータージェット等のプロセスが使用可能であるが、半導体装置２０のパッケージ外形の切り欠きの形成方法およびプロセスについて特に限定されない。
【００７４】
なお、本実施形態では、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、コネクタ４０の内面の形状に合わせて、コネクタ４０の外面の形状も変形させているが、本発明はこれに限定されない。コネクタ４０の内面の形状のみを半導体装置２０のパッケージ外形に対応させることも可能である。
【００７５】
また、回路基板１にも切り欠きを形成して、コネクタ４０を被覆樹脂７だけでなく回路基板１に嵌合させてもよい。また、被覆樹脂７を形成しない半導体装置の場合、回路基板１に切り欠き部を設け、コネクタ４０を回路基板１に嵌合させてもよい。この場合、接続を安定させるため、強度の高い回路基板１を用いることが望ましい。
【００７６】
図４は、本実施形態に係る半導体装置２０と光ファイバ５０との接続の変形例を示す斜視図である。図４に示すように、半導体装置２０とコネクタ４０との物理的嵌合をさらに確実にするために、可撓性を有する爪状突起物４１がコネクタ４０の対抗する側面にそれぞれ設けられている。回路基板１の下面に配置された外部電極端子８のクリアランス部分を利用して、嵌合時に爪状突起物４１の爪部を回路基板１の下面に掛止することにより、半導体装置２０に光ファイバ５０を安定した状態で固定することができる。
【００７７】
図５（ａ）は、本実施形態の変形例である２つの光インターフェイスを有する半導体装置２０ａを示す平面図である。また、図５（ｂ）は、半導体装置２０ａとコネクタ４０ａとの嵌合を説明するための斜視図である。実際に光で信号伝送を行う場合、光による入出力は常に１種類とは限らない。光による入出力が複数の場合、光信号の種類に応じた複数の光インターフェイス６ａを持つ必要がある。
【００７８】
そこで、図５（ａ）に示すように、半導体装置２０ａは、２つの光インターフェイス６ａを有している。このように、複数の光インターフェイス６ａを有する半導体装置２０ａであっても、図５（ａ）に示すように、切り欠き部１０を形成することにより、コネクタ４０ａとの正確な嵌合を確実に行うことができる。
【００７９】
なお、光インターフェイス６ａの個数は特に限定されず、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、光インターフェイス６ａを３つ以上設ける構成としてもよい。図６（ａ）は、４つの光インターフェイス６ａがエリアアレイ状に配置された構成を示しており、図６（ｂ）は、８つの光インターフェイス６ａが線状に配列された構成を示しており、図６（ｃ）は、４つの光インターフェイス６ａが線状に配列された構成を示している。
【００８０】
これらの半導体装置を光ファイバに接続する場合、図６（ｄ）〜（ｆ）に示すように、光ファイバ５０の端部が光インターフェイス６ａと対向するように、コネクタが半導体装置に嵌合する。このように、光インターフェイス６ａの数および位置は、光信号の種類、半導体装置の寸法等に応じて適宜変更してもよい。また、コネクタの内部形状並びに接続される光ファイバの数および位置は、嵌合する半導体装置に応じて適宜変更すればよい。
【００８１】
図７（ａ）は、本実施形態の別の変形例に係る半導体装置２０ｂを示す平面図である。また、図７（ｂ）は、半導体装置２０ｂとコネクタ４０ｂとの嵌合を説明するための斜視図である。図７（ａ）に示すように、半導体装置２０ｂでは、半導体装置２０ｂのパッケージ外形の一辺の１箇所に切り欠き部１０ｂが形成されている。切り欠き部１０ｂを形成する位置は、半導体装置２０ｂのパッケージ外形の一角に限られず、半導体装置２０ｂが回転対称性を有さない形状となる部分であれば特に限定されない。
【００８２】
また、図７（ｂ）に示すように、コネクタ４０ｂの内面には、半導体装置２０ｂのパッケージ外形に対応する形状の凸部が形成される。これにより、半導体装置２０ｂとコネクタ４０ｂとは、特定の方向のみ嵌合可能となる。
【００８３】
図８（ａ）は、本実施形態のさらに別の変形例に係る半導体装置２０ｃを示す平面図である。また、図８（ｂ）は、半導体装置２０ｃと光ファイバ５０との接続との接続を説明するための斜視図である。図８（ａ）に示すように、半導体装置２０ｃは、１８０度の回転対称性を持つ位置に２つの光インターフェイス６ａを有し、半導体装置２０ｂのパッケージ外形の一辺の２箇所に切り欠き部１０ｂが形成される。また、図８（ｂ）に示すように、コネクタ４０ｃの内部には、半導体装置２０ｃのパッケージ外形に対応する形状の凸部が形成される。このように、切り欠き部１０ｂの数は、１つに限られず、半導体装置２０ｂが回転対称性を失う部分に形成されれば特に限定されない。具体的には、切り欠き部１０ｂが複数形成される場合、切り欠き部１０ｂは、被覆樹脂７の上面の中心に対して、非点対称である位置に形成される。
【００８４】
図９（ａ）は、本実施形態の別の変形例に係る半導体装置２０ｄを示す平面図である。また、図９（ｂ）は、半導体装置２０ｄのＡ−Ａ’断面図である。さらに、図９（ｃ）は、半導体装置２０ｄとコネクタ４０ｄとの嵌合を示す斜視図である。図９（ａ）に示すように、半導体装置２０ｄは、図５（ａ）に示す半導体装置２０ａにおいて、被覆樹脂７の上面の法線方向に陥没した凹部１０ｄが追加された構成である。半導体装置２０ｄの被覆樹脂７に嵌合するコネクタ４０ｄは、互いのスムースな嵌合のためにクリアランスをある程度有している必要がある。しかしながら、このクリアランスのために、光ファイバ５０の端部の位置が光インターフェイス６ａの位置とずれてしまい、適用する光半導体素子３の光学特性によっては、光インターフェイス６ａの光伝送が妨げられる可能性がある。
【００８５】
それを防止するために、図９（ｂ）に示すように、光インターフェイス６ａの配置された半導体装置２０の上面に凹部形状の凹部１０ｄを形成し、対向するコネクタ４０ｄ側に凸部形状を設けることにより、半導体装置２０ｄの被覆樹脂７とコネクタ４０ｄとの確実な嵌合を実現することができる。従って、半導体装置２０ｄとコネクタ４０ｄとは、図９（ｃ）に示すように、半導体装置２０ｄの上面と対向するコネクタ４０の内部の面は、半導体装置２０の上面と接する構成である。
【００８６】
なお、図９（ｄ）は、図９（ｂ）に示す凹部１０ｄの変形例に係る凹部１０ｄ’を示す断面図である。凹部１０ｄ’は、図９（ｄ）に示すように、テーパー形状を有している。これにより、半導体装置２０ｄの被覆樹脂７とコネクタ４０ｄとの嵌合を、さらに容易に行うことができる。また、半導体装置２０ｄでは、凹部１０ｄと併せて切り欠き部１０が形成されているが、本発明はこれに限定されない。
【００８７】
図１０（ａ）は、図９（ａ）に示す半導体装置２０ｄの変形例に係る半導体装置２０ｄ’を示す平面図である。また、図１０（ｂ）は、半導体装置２０ｄ’と光ファイバ５０との接続を説明するための斜視図である。半導体装置２０ｄ’は、切り欠き部１０が形成されず、凹部１０ｄのみが形成される構成である。光ファイバ５０の端部には、コネクタ４０ｄ’が形成されており、コネクタ４０ｄ’の内面は、半導体装置２０ｄ’の外面に沿った形状となっている。なお、凹部１０ｄが１つだけ形成される場合、凹部１０ｄは、被覆樹脂７の上面の中心以外の部分に形成される必要がある。
【００８８】
図１１（ａ）は、本実施形態のさらに別の変形例に係る半導体装置２０ｅを示す平面図である。また、図１１（ｂ）は、半導体装置２０ｅのＢ−Ｂ’断面図である。さらに、図１１（ｃ）は、半導体装置２０ｅと光ファイバ５０との接続を説明するための斜視図である。
【００８９】
半導体装置２０ｅは、図１１（ｂ）に示すように、被覆樹脂７の外面の法線方向に突起した凸部１０ｅが形成されている構成である。これにより、コネクタ４０ｅにクリアランスを設けていても、図９（ａ）〜（ｃ）に示す構成と同様に、半導体装置２０ｅの被覆樹脂７とコネクタ４０ｅとの嵌合を確実に行うことができる。また、半導体装置２０ｅでは、凸部１０ｅと併せて切欠形状の変形部位１０とが形成されているが、本発明はこれに限定されない。
【００９０】
図１２（ａ）は、図１１（ａ）に示す半導体装置２０ｅの変形例に係る半導体装置２０ｅ’を示す平面図である。また、図１２（ｂ）は、半導体装置２０ｅ’と光ファイバ５０との接続を説明するための斜視図である。半導体装置２０ｅ’は、切り欠き部１０が形成されず、凸部１０ｅのみが形成される構成である。光ファイバ５０の端部には、コネクタ４０ｅ’が形成されており、コネクタ４０ｅ’の内面は、半導体装置２０ｅ’の外面に沿った形状となっている。なお、凸部１０ｅが１つだけ形成される場合、凸部１０ｅは、被覆樹脂７の上面の中心以外の部分に形成される必要がある。
【００９１】
凹部１０ｄおよび凸部１０ｅの形成方法については、被覆樹脂の封止時に金型にて凹部１０ｄまたは凸部１０ｅを形成することが一般的であるが、凹部１０ｄおよび凸部１０ｅの形成方法およびプロセスは特に限定されない。
【００９２】
図９および図１１に基づいて説明したように、凹部１０ｄまたは凸部１０ｅを、半導体装置２０が回転対称性を失う位置に形成することによって、光インターフェイス６ａと光ファイバ５０の端部とを対向させて、光ファイバ５０を半導体装置２０に接続をすることができる。
【００９３】
また、凹部１０ｄまたは凸部１０ｅは、光インターフェイス６ａを兼ねる構成としてもよい。すなわち、凹部１０ｄまたは凸部１０ｅを光インターフェイス６ａまたはと同じ位置に設けてもよい。図１３（ａ）は、本実施形態のさらに別の変形例に係る半導体装置２０ｆを示す平面図である。また、図１３（ｂ）は、半導体装置２０ｆのＣ−Ｃ’断面図である。さらに、図１３（ｃ）は、半導体装置２０ｆの斜視図である。
【００９４】
半導体装置２０ｆでは、図１３（ａ）に示すように、光インターフェイス６ａを囲むように凹部１０ｆの側壁が形成されている。すなわち、光インターフェイス６ａは、図１３（ｂ）に示すように、凹部１０ｆの底面を形成する構成である。このように、凹部１０ｆが光インターフェイス６ａを兼ねる構成としてもよい。
【００９５】
図１４（ａ）は、本実施形態のさらに別の変形例に係る半導体装置２０ｇを示す平面図である。また、図１４（ｂ）は、半導体装置２０ｇのＤ−Ｄ’断面図である。さらに、図１４（ｃ）は、半導体装置２０ｇの斜視図である。
【００９６】
図１４（ａ）に示すように、半導体装置２０ｇでは、光インターフェイス６ａを囲むように凸部１０ｇの側壁が形成されている。すなわち、図１４（ｂ）に示すように、光インターフェイス６ａは、凸部１０ｇの上面を形成する構成である。このように、凸部１０ｇが光インターフェイス６ａを兼ねる構成としてもよい。
【００９７】
本実施形態では、光インターフェイスが半導体装置の上面に形成される構成について説明したが、これに限定されない。続いて、光インターフェイスが半導体装置の側面に形成される構成について説明する。
【００９８】
図１５（ａ）は、本実施形態のさらに別の変形例に係る半導体装置２０ｈを示す側面図である。また、図１５（ｂ）は、半導体装置２０ｈと光ファイバ５０との接続を説明するための斜視図である。半導体装置２０ｈは、被覆樹脂７の側面に光インターフェイス６ａを設け、被覆樹脂７の一辺を水平方向に切り欠いて形成した切り欠き部１０ｈを設けた構成である。
【００９９】
図１５（ｂ）に示すように、半導体装置２０ｈに光ファイバ５０を接続する場合、光ファイバ５０の端部に形成されたコネクタ４０ｆを、光インターフェイス６ａが設けられている側面から半導体装置２０ｈに嵌合させる。半導体装置２０ｈに切り欠き部１０ｈが設けられていることにより、半導体装置２０ｈの側面は、回転対称性を失う外形となっている。また、コネクタ４０ｆの内面の形状が、半導体装置２０ｈの被覆樹脂７の外面に沿った形状となっている。これにより、誤った方向でコネクタ４０ｆが半導体装置２０ｈに嵌合することを確実に防止できる。
また、半導体装置の外形を回転対称性を失う形状とするために、切り欠き部１０ｈの代わりに、図１６（ａ）に示す半導体装置２０ｉのように、被覆樹脂７の上面に溝１０ｉを形成してもよい。半導体装置２０ｉを光ファイバ５０と接続する場合、図１６（ｂ）に示すコネクタ４０ｇの内面の形状を、半導体装置２０ｉの被覆樹脂の外面に沿った形状とすることにより、誤った方向でコネクタ４０ｇが半導体装置２０ｉに嵌合することを確実に防止できる。
〔実施形態２〕
以下、本発明の第２の実施形態について、図１７に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、回路基板上に光半導体素子と半導体素子とが３次元的に配置された上面半導体装置の構成について説明する。
【０１００】
図１７（ａ）は、本実施形態に係る半導体装置２０ｊを示す斜視図である。図１７（ｂ）は、半導体装置２０ｊのＥ−Ｅ’断面図である。第１の実施形態のように、半導体素子と光半導体素子とを並列に配置する構成では、回路基板の面積が限られているため、多数の光半導体素子を回路基板上に配設することは困難である。これに対し、本実施形態では図１７（ｂ）に示すように、半導体素子２と光半導体素子３とが三次元的に配置されている。
【０１０１】
光半導体素子３は、半導体装置２０ｊの上面と対向する必要があるため、図１７（ｂ）に示すように、光半導体素子３は半導体素子２の上方に積層される。しかし、光半導体素子３の下方に配置される半導体素子２のサイズや数、光半導体素子２のコンタクト方式等によっては、光半導体素子３を直接半導体素子２の上に搭載することが出来ない場合がある。
【０１０２】
そこで、図１７（ｃ）に示すように、半導体素子２と光半導体素子３との間にインターポーザーチップ（インターポーザー基板）１２を設けることにより、光半導体素子３を半導体素子２に積層させることができる。このように、回路基板１上に、複数の光半導体素子３を効率的に配設することによって、図１７（ａ）に示す上面に多数の光インターフェイス６ａを有する半導体装置２０ｊを実現することができる。
【０１０３】
〔実施形態３〕
以下、本発明の第３の実施形態について、図１８および図１９に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、半導体素子と光半導体素子とがそれぞれ別の半導体装置に設けられ、それらの半導体装置を組み合わせて構成される半導体装置について説明する。
【０１０４】
図１８（ａ）は、本実施形態に係る半導体装置２１を示す斜視図である。半導体装置２１は、図１８（ｂ）に示す半導体装置２１ａと、図１８（ｃ）に示す半導体装置２１ｂとを組み合わせて構成されている。
【０１０５】
図１８（ｂ）に示すように、半導体装置２１ａは、回路基板１ａ上に図示しない半導体素子が設けられ、当該半導体素子を封止する被覆樹脂７ａが形成されている構成である。また、回路基板１上の半導体装置２１ｂを実装する面には、半導体装置２１ｂと電気的に接続するための外部電極１１が配設されている。
【０１０６】
図１８（ｃ）に示すように、半導体装置２１ｂは、回路基板１ｂ上に図示しない光半導体素子が設けられ、当該光半導体素子を封止する被覆樹脂７ｂが形成されている構成であり、被覆樹脂７ｂの上面には、光インターフェイス６ａが形成されている。また、被覆樹脂７ｂの一角には、切り欠き部１０が設けられている。半導体装置２１ｂでは、光インターフェイス６ａが被覆樹脂７ｂの上面に設けられているが、光インターフェイス６ａの位置はこれに限定されない。
【０１０７】
図１９（ａ）は、本実施形態の変形例に係る半導体装置２２を示す斜視図である。半導体装置２２は、図１９（ｂ）に示す半導体装置２１ａと、図１９（ｃ）に示す半導体装置２２ａとを組み合わせて構成されている。図１９（ｂ）に示す半導体装置２１ａは、図１ｂ（ｂ）に示す半導体装置２１ａと同一である。
【０１０８】
図１９（ｃ）に示すように、半導体装置２２ａは、回路基板１ｂ上に図示しない光半導体素子が設けられ、当該光半導体素子を封止する被覆樹脂７ｃが形成されている構成であり、被覆樹脂７ｃの側面には、光インターフェイス６ａが形成されている。また、被覆樹脂７ｂの一角には、切り欠き部１０が設けられている。
【０１０９】
このように、半導体素子と光半導体素子とをそれぞれ別の半導体装置で構成することによって、使用する半導体素子のサイズ、外部電極、半導体装置のパッケージサイズ等から、最適な光半導体素子を内蔵した半導体装置を選択することができる。
【０１１０】
〔実施形態４〕
以下、本発明の第４の実施形態について、図２０に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、第１〜第３の実施形態に係る半導体装置およびコネクタを薄型ＴＶ等の液晶表示装置に適用する場合について説明する。
【０１１１】
図２０（ａ）は、本実施形態に係る液晶表示装置６０の構成を示すブロック図である。液晶表示装置６０は、画像処理部７０ａ、倍速処理部７０ｂ、液晶コントロール部７０ｃ、バックライトコントロール部７０ｄ、液晶パネル８０およびバックライト９０とを備えている。画像処理部７０ａは、外部からのデジタル信号に基づいて、液晶パネル８０を駆動するための画像データを生成する。倍速処理部７０ｂは、液晶パネル８０を倍速駆動するための補間画像データを作成して、倍速画像データを液晶コントロール部７０ｃに出力するとともに、バックライト９０を点灯制御するための点灯制御信号をバックライトコントロール部７０ｄに出力する。液晶コントロール部７０ｃは、倍速処理部７０ｂからの倍速画像データに基づいて、液晶パネル８０を駆動する。バックライトコントロール部７０ｄは、倍速処理部７０ｂからの点灯制御信号に基づいて、バックライト９０の点灯を制御する。画像処理部７０ａ、倍速処理部７０ｂ、液晶コントロール部７０ｃおよびバックライトコントロール部７０ｄは、ＬＳＩによって実現され、各ブロック間では、電気信号による伝送だけでなく、光信号による伝送が行われる。
【０１１２】
図２１（ａ）は、図２０に示す液晶表示装置６０の画像処理部７０ａ、倍速処理部７０ｂ、液晶コントロール部７０ｃおよびバックライトコントロール部７０ｄを、それぞれ半導体装置２０Ａ〜２０Ｄによって実現した構成を示す斜視図である。半導体装置２０Ａおよび２０Ｂ、半導体装置２０Ｂおよび２０Ｃ、並びに半導体装置２０Ｂおよび２０Ｄは、光ファイバ１３０によって互いに接続されている。半導体装置２０Ａ〜２０Ｄとして、第１〜第３の実施形態に係る半導体装置を用いることができる。また、光ファイバ１３０として、第１〜第３の実施形態に係るコネクタを端部に備える光ファイバを用いることができる。これにより、図２０に示す液晶表示装置６０における光伝送を、光ファイバ１３０によって行うことができる。
【０１１３】
また、図２１（ｂ）は、図２０に示す液晶表示装置６０の画像処理部７０ａ、倍速処理部７０ｂ、液晶コントロール部７０ｃおよびバックライトコントロール部７０ｄを、それぞれ半導体装置２０Ａ〜２０Ｄによって実現した構成を示す斜視図である。図２１（ｂ）では、液晶表示装置６０における光伝送を、光ファイバ１３０の代わりに光導波路形成配線１６０によって行っている。
【０１１４】
図２１（ａ）および（ｂ）に示す半導体装置２０Ｂのように、複数の光インターフェイス６ａが配置される場合は、および光インターフェイス６ａは、パッケージ中心に対して点対称に配置することが最も効率的である。ここで、半導体装置に変形部位を設けることにより回転対称性を失う構造を持たせることは、確実な光伝送のためには必須の構造である。
【０１１５】
〔実施形態の総括〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、光半導体素子を備える半導体装置だけでなく、コネクタを特定の方向に嵌合させることが必要なあらゆる半導体装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１    回路基板
２    半導体素子
３    光半導体素子
６    透光性被覆樹脂（透光性被覆樹脂）
６ａ    光インターフェイス
７    被覆樹脂
８    外部電極端子
１０    切り欠き部（変形部位）
２０    半導体装置
２０ａ〜２０ｊ    半導体装置
４０        コネクタ
４０ａ〜４０ｇ  コネクタ
４１        爪状突起物
５０        光ファイバ（光伝送部材）
１００        半導体デバイス
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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