(57)【要約】【課題】半導体パッケージと半導体素子との間の熱伝導率を向上させる。【解決手段】半導体素子は、半導体チップ、パッケージ基板および封止部を具備する。パッケージ基板は、表面に半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、半導体チップが搭載される領域に表面および裏面を貫通する貫通孔を有する。封止部は、パッケージ基板とともに半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する。基板実装の際に半導体パッケージの封入気体が貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が貫通孔を介して吸い上げられて所定の間隙に配置される。【選択図】図２
2019125643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部と
を具備し、
前記基板実装の際に前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が前記貫通孔を介して吸い上げられて前記所定の間隙に配置される
半導体素子。
【請求項２】
前記放熱部材は、前記基板実装の際の加熱温度より融点が低い部材により構成される請求項１記載の半導体素子。
【請求項３】
前記放熱部材は、半田により構成される請求項２記載の半導体素子。
【請求項４】
前記パッケージ基板は、前記貫通孔を介して吸い上げられる溶融状態の放熱部材を保持する放熱部材保持部をさらに備える請求項１記載の半導体素子。
【請求項５】
前記パッケージ基板は、パッドにより構成される前記放熱部材保持部を備える請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記パッケージ基板は、前記溶融状態の放熱部材と付着する付着領域および前記溶融状態の放熱部材と付着しない非付着領域により構成される前記放熱部材保持部を備える請求項４記載の半導体素子。
【請求項７】
前記パッケージ基板は、前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出される際の気体排出路をさらに備える請求項１記載の半導体素子。
【請求項８】
半導体チップと、表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを備え、前記基板実装の際に前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が前記貫通孔を介して吸い上げられて前記所定の間隙に配置される半導体素子が前記基板実装されるとともに、前記貫通孔を介して吸い上げられる前記溶融状態の放熱部材を供給する実装基板。
【請求項９】
前記供給するための前記溶融状態の放熱部材を保持する放熱部材保持部を具備する請求項８記載の実装基板。
【請求項１０】
前記放熱部材保持部は、パッドにより構成される請求項９記載の実装基板。
【請求項１１】
前記放熱部材保持部は、前記溶融状態の放熱部材と付着する付着領域および前記溶融状態の放熱部材と付着しない非付着領域により構成される請求項９記載の実装基板。
【請求項１２】
前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出される際の気体排出路を具備する請求項８記載の実装基板。
【請求項１３】
半導体チップと、
表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部と、
前記基板実装の際に前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出された後に溶融状態において前記貫通孔を介して吸い上げられて前記所定の間隙に配置される放熱部材と、
前記パッケージ基板と前記基板実装されるとともに前記貫通孔を介して吸い上げられる前記溶融状態の放熱部材を供給する実装基板と
を具備する半導体装置。
【請求項１４】
半導体チップと、表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを備える半導体素子を前記実装基板に配置して加熱することにより、前記貫通孔を介して前記半導体パッケージの封入気体を排出する封入気体排出工程と、
前記封入気体が排出された後に前記半導体素子を冷却することにより、前記貫通孔を介して溶融状態の放熱部材を吸い上げさせて前記所定の間隙に配置させる放熱部材吸上げ工程と
を具備する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、半導体素子、実装基板、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。詳しくは、半導体パッケージに構成された半導体素子、半導体素子が実装される実装基板、半導体素子が実装された実装基板を有する半導体装置および当該半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップが中空パッケージに気密封止されて構成された半導体素子が使用されている。例えば、被写体からの光が照射される撮像素子においては、ガラス等により構成された覆部を有する中空の半導体パッケージに撮像素子チップが封止される。このような、中空パッケージにより構成された半導体素子に対してリフロー半田付けを行うと、加熱によりパッケージ内部の気体が膨張して内部の圧力が高くなり、半導体パッケージが破損する場合がある。そこで、半導体パッケージを構成する基板に通気孔を配置し、膨張した気体を排出することにより、半導体パッケージ内部の圧力を降下して半導体パッケージの破損を防止する半導体素子が使用されている。
【０００３】
このような半導体素子として、例えば、凹部を有し、当該凹部に固体撮像素子を配置する凹状パッケージと凹状パッケージを封止する覆部とを備える半導体装置が提案されている。この半導体装置において、上述の凹状パッケージの底部には通気孔が配置されており、リフロー半田付け実装の際にこの通気孔を介して膨張した内空部の気体が排出される。その後、半導体装置の外部に配置された半田により通気孔を塞ぐことにより、半導体装置が気密封止される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１１２７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術では、固体撮像素子が発熱した際の放熱が十分に行われないという問題がある。近年、撮像素子の等の半導体素子は、動作速度や集積度の上昇に伴い発熱量が増加している。このため、半導体パッケージを介して半導体素子を十分に冷却する必要がある。しかし、上述の従来技術では、中空パッケージに気密封止されるため、半導体素子表面と半導体パッケージとの間の熱伝導率が低く、半導体素子の温度が上昇するという問題がある。
【０００６】
本技術は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、中空パッケージに気密封止された半導体素子における半導体パッケージと半導体素子との間の熱伝導率を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、半導体チップと、表面に上記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに上記表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、上記半導体チップが搭載される領域に上記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、上記パッケージ基板とともに上記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを具備し、上記基板実装の際に上記半導体パッケージの封入気体が上記貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が上記貫通孔を介して吸い上げられて上記所定の間隙に配置される半導体素子である。これにより、半導体チップとパッケージ基板との間隙に放熱部材が配置されるという作用をもたらす。半導体チップと実装基板との間の熱伝導率の向上が想定される。
【０００８】
また、この第１の態様において、上記放熱部材は、上記基板実装の際の加熱温度より融点が低い部材により構成されてもよい。これにより、基板実装における加熱の後においても溶融状態の放熱部材が貫通孔を介して吸い上げられるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の態様において、上記放熱部材は、半田により構成されてもよい。これにより、半田が半導体チップとパッケージ基板との間隙に配置されるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の態様において、上記パッケージ基板は、上記貫通孔を介して吸い上げられる溶融状態の放熱部材を保持する放熱部材保持部をさらに備えてもよい。これにより、放熱部材保持部に保持された溶融状態の放熱部材が貫通孔を介して吸い上げられるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の態様において、上記パッケージ基板は、パッドにより構成される上記放熱部材保持部を備えてもよい。これにより、溶融状態の放熱部材がパッドにより保持されるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の態様において、上記パッケージ基板は、上記溶融状態の放熱部材と付着する付着領域および上記溶融状態の放熱部材と付着しない非付着領域により構成される上記放熱部材保持部を備えてもよい。これにより、放熱部材が溶融状態の放熱部材と付着する領域および溶融状態の放熱部材と付着しない領域により保持されるという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の態様において、上記パッケージ基板は、上記半導体パッケージの封入気体が上記貫通孔を介して排出される際の気体排出路をさらに備えてもよい。これにより、半導体パッケージの封入気体が貫通孔および気体排出路を介して排出されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、本技術の第２の態様は、半導体チップと、表面に上記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに上記表面とは異なる面である裏面において基板実装され、上記半導体チップが搭載される領域に上記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、上記パッケージ基板とともに上記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを備え、上記基板実装の際に上記半導体パッケージの封入気体が上記貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が上記貫通孔を介して吸い上げられて上記所定の間隙に配置される半導体素子が上記基板実装されるとともに、上記貫通孔を介して吸い上げられる上記溶融状態の放熱部材を供給する実装基板である。これにより、半導体チップとパッケージ基板との間隙およびパッケージ基板の貫通孔に放熱部材が配置されるという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第２の態様において、上記供給するための上記溶融状態の放熱部材を保持する放熱部材保持部を具備してもよい。これにより、放熱部材保持部に保持された溶融状態の放熱部材が貫通孔を介して吸い上げられるという作用をもたらす。
【００１６】
また、この第２の態様において、上記放熱部材保持部は、パッドにより構成されてもよい。これにより、溶融状態の放熱部材がパッドにより保持されるという作用をもたらす。
【００１７】
また、この第２の態様において、上記放熱部材保持部は、上記溶融状態の放熱部材と付着する付着領域および上記溶融状態の放熱部材と付着しない非付着領域により構成されてもよい。これにより、放熱部材が溶融状態の放熱部材と付着する領域および溶融状態の放熱部材と付着しない領域により保持されるという作用をもたらす。
【００１８】
また、この第２の態様において、上記実装基板は、上記半導体パッケージの封入気体が上記貫通孔を介して排出される際の気体排出路を具備してもよい。これにより、半導体パッケージの封入気体が貫通孔および気体排出路を介して排出されるという作用をもたらす。
【００１９】
また、本技術の第３の態様は、半導体チップと、表面に上記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに上記表面とは異なる面である裏面において基板実装され、上記半導体チップが搭載される領域に上記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、上記パッケージ基板とともに上記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部と、上記基板実装の際に上記半導体パッケージの封入気体が上記貫通孔を介して排出された後に溶融状態において上記貫通孔を介して吸い上げられて上記所定の間隙に配置される放熱部材と、上記パッケージ基板と上記基板実装されるとともに上記貫通孔を介して吸い上げられる上記溶融状態の放熱部材を供給する実装基板とを具備する半導体装置である。これにより、半導体チップとパッケージ基板との間隙に放熱部材が配置されるという作用をもたらす。半導体チップと実装基板との間の熱伝導率の向上が想定される。
【００２０】
また、本技術の第４の態様は、半導体チップと、表面に上記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに上記表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、上記半導体チップが搭載される領域に上記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、上記パッケージ基板とともに上記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを備える半導体素子を上記実装基板に配置して加熱することにより、上記貫通孔を介して上記半導体パッケージの封入気体を排出する封入気体排出工程と、上記封入気体が排出された後に上記半導体素子を冷却することにより、上記貫通孔を介して溶融状態の放熱部材を吸い上げさせて上記所定の間隙に配置させる放熱部材吸上げ工程とを具備する半導体装置の製造方法である。これにより、半導体チップとパッケージ基板との間隙に放熱部材が配置されるという作用をもたらす。半導体チップと実装基板との間の熱伝導率の向上が想定される。
【発明の効果】
【００２１】
本技術によれば、中空パッケージに気密封止された半導体素子における半導体パッケージと半導体素子との間の熱伝導率を向上させるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本技術の実施の形態に係る半導体装置の構成例を示す図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態に係るパッケージ基板の構成例を示す図である。
【図４】本技術の第１の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。
【図５】本技術の実施の形態に係る半田付けの際の温度プロファイルの一例を示す図である。
【図６】本技術の第１の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。
【図７】本技術の第１の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。
【図８】本技術の第１の実施の形態の変形例に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図９】本技術の第２の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図１０】本技術の第３の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。
【図１１】本技術の第４の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。
【図１２】本技術の第４の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。
【図１３】本技術の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。
【図１４】本技術の第６の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。
【図１５】本技術の第７の実施の形態に係るパッケージ基板の構成例を示す図である。
【図１６】本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図１７】本技術が適用され得るカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図１８】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図１９】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、図面を参照して、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．第６の実施の形態
７．第７の実施の形態
８．固体撮像装置への応用例
９．カメラへの応用例
１０．内視鏡手術システムへの応用例
１１．移動体への応用例
【００２４】
＜１．第１の実施の形態＞
［半導体装置の構成］
図１は、本技術の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。同図の撮像装置１は、特許請求の範囲に記載の半導体装置の一例である。以下、撮像装置１を例に挙げて半導体装置を説明する。同図の撮像装置１は、撮像素子１０と、実装基板５０とを備える。
【００２５】
撮像素子１０は、半導体チップである撮像素子チップと当該撮像素子チップを封止する半導体パッケージとにより構成されたものである。後述するように、この撮像素子１０は、中空パッケージに構成された半導体パッケージを備える。後述するように、撮像素子１０は、シールガラス１１と、撮像素子チップ１２と、パッケージ基板２０とにより構成される。なお、撮像素子１０は、特許請求の範囲に記載の半導体素子の一例である。
【００２６】
実装基板５０は、撮像素子１０が実装される基板である。撮像素子１０の実装は、例えば、半田接続により行うことができる。また、実装基板５０には、撮像素子１０以外の電子部品をさらに実装することもできる。
【００２７】
［撮像素子の構成］
図２は、本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。なお、同図は、実装基板５０を含む撮像装置１の構成例を表す断面図である。同図を用いて撮像素子１０の構成を説明する。
【００２８】
撮像素子１０は、シールガラス１１と、撮像素子チップ１２と、パッケージ基板２０とを備える。後述するように、同図の撮像素子１０においては、撮像素子チップ１２とパッケージ基板２０との間に半田４０が配置される。
【００２９】
シールガラス１１は、透光性を有する蓋材である。このシールガラス１１は、後述するパッケージ基板２０とともに中空状の半導体パッケージ１００を構成する。なお、シールガラス１１は、特許請求の範囲に記載の封止部の一例である。
【００３０】
撮像素子チップ１２は、被写体の撮像を行う半導体チップである。この撮像素子チップ１２は、入射光に基づく画像信号を生成する画素が２次元格子状に配置され、シールガラス１１を介して入射した被写体からの光に応じた画像信号を生成し、出力する。
【００３１】
パッケージ基板２０は、撮像素子チップ１２が搭載される基板である。同図のパッケージ基板２０は壁部を備える。この壁部の頂部において接着剤（不図示）を介してシールガラス１１と接合されて半導体パッケージ１００が形成される。この半導体パッケージにより撮像素子チップ１２が気密封止され、外部からの湿気や異物の侵入を防ぐことができる。
【００３２】
撮像素子チップ１２は、接着剤１４を使用してダイボンディングされることにより、パッケージ基板２０の底部表面に搭載される。この際、撮像素子チップ１２およびパッケージ基板２０の間には、後述する半田４０を配置するための間隙が設けられる。この間隙は、例えば、２０μｍの大きさにすることができる。所望の大きさの間隙を設けるため、例えば、樹脂のビーズを撮像素子チップ１２およびパッケージ基板２０の間に配置することができる。また、このようなビーズをフィラーとして接着剤１４に含有させることもできる。パッケージ基板２０の底部表面にはパッド２２が配置され、撮像素子チップ１２とボンディングワイヤ１３により電気的に接続される（ワイヤボンディング）。
【００３３】
また、パッケージ基板２０の裏面にはパッド２４が配置される。このパッド２４は、撮像素子１０および実装基板５０の実装の際、同図の半田５９により実装基板５０のパッド５１と半田付けされる。この半田付けは、例えば、リフロー半田付けにより行うことができる。なお、パッケージ基板２０は、例えば、複数の配線層および絶縁層が積層されて構成されており、パッド２２および２４の間において、電気信号を伝達する。配線層には、銅等の金属を使用することができる。また、絶縁層には、樹脂やセラミックを使用することができる。
【００３４】
撮像素子チップ１２の直下のパッケージ基板２０には、貫通孔３１が配置される。この貫通孔３１は、パッケージ基板２０の表面から裏面に貫通する孔であり、中空状の半導体パッケージ１００の内部と外部とを連通する孔である。上述の半田付けの際、撮像素子１０は半田５９の融点を超える温度に加熱される。半導体パッケージ１００の内部の封入気体１９が加熱により膨張し、半導体パッケージ１００の内部および外部に圧力差を生じる。同図の半導体パッケージ１００には上述の貫通孔３１が配置されているため、この貫通孔３１を介して封入気体１９が半導体パッケージ１００の外部に排出される。これにより、半導体パッケージ１００の内圧の増加による半導体パッケージ１００の破損を防ぐことができる。
【００３５】
この半田５９による半田付けが終了し、撮像装置１が室温まで冷却される際には、半導体パッケージ１００の内圧が低下し、上述の加熱時とは逆方向の差圧を生じる。この際、パッケージ基板２０の裏面における貫通孔３１の近傍に溶融した半田４０を配置することにより、半田４０が貫通孔３１を介して半導体パッケージ１００の内部に吸い上げられ、パッケージ基板２０および撮像素子チップ１２の間隙に侵入する。撮像装置１の温度がさらに下がると、吸い上げられた半田４０は凝固し、貫通孔３１の内部ならびにパッケージ基板２０および撮像素子チップ１２の間隙に配置される。これにより、貫通孔３１が閉塞され、半導体パッケージ１００の内部を気密状態にすることができる。また、パッケージ基板２０および撮像素子チップ１２の間隙に半田４０が配置されるため、パッケージ基板２０と撮像素子チップ１２との間の熱伝導率が向上する。金属である半田４０は、封入気体１９より熱伝導率が高いためである。また、半田４０が内部に配置された貫通孔３１は、パッケージ基板２０の放熱経路となり、いわゆるサーマルビアを構成する。このためパッケージ基板２０の熱伝導率を向上させることができる。
【００３６】
なお、半田４０および５９には、融点が異なる半田を使用することができる。例えば、半田４０には、半田５９より融点が低い半田を使用することができる。半田４０の吸い上げの開始から終了までの期間を長くすることができ、十分な量の半田４０の吸上げを行うことができるためである。また、半田５９による半田付け温度を高くすることにより、半導体パッケージ１００の内部および外部の差圧が大きくなり、半田４０の吸上げ量を増加させることができる。半田４０および５９の融点の温度差は、３５℃以上にすると好適である。半田５９には、例えば、錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）共晶半田を使用することができる。半田４０には、例えば、鉛（Ｐｂ）−錫（Ｓｎ）共晶半田を使用することができる。半田４０および５９は、ペースト状に加工してパッド５２および５１の表面に印刷することにより配置することができる。
【００３７】
同図のパッケージ基板２０は、貫通孔３１が形成された領域の表面および裏面にパッド３２および３４がそれぞれ配置される。また、同図のパッケージ基板２０における貫通孔３１の壁面には、金属膜３３が配置される。これらパッド３２および３４ならびに金属膜３３には、半田４０と濡れ性が高い金属、例えば、銅を使用することができる。これにより、凝固後の半田４０と貫通孔３１におけるパッケージ基板２０とを密着させることができ、気密度が高い半導体パッケージ１００を構成することができる。また、半田４０の吸上げの際の抵抗を低減することもできる。これらパッド３２および３４ならびに金属膜３３には、めっきにより形成することができる。
【００３８】
なお、パッケージ基板２０の表面には、保護膜２３が配置される。この保護膜２３は、パッケージ基板２０の表面を保護するとともに、上述の吸い上げられた半田４０の侵入範囲を限定する。この保護膜２３を配置することにより、半田４０を所定の位置に配置することが可能となる。保護膜２３には、アルミナ等の膜やソルダーレジスト等の樹脂の膜を使用することができる。
【００３９】
なお、パッケージ基板２０および撮像素子チップ１２の間隙に所望の量の半田４０を配置するため、半田付けの温度を調整する必要がある。半導体パッケージ１００から排出される封入気体１９の量とパッケージ基板２０および撮像素子チップ１２の間隙に配置される半田４０の量を等しくするためである。
【００４０】
同図の実装基板５０は、パッド５１および５２を備える。パッド５１は、パッケージ基板２０のパッド２４に対向して配置されて半田５９により接続される。パッド５２は、パッケージ基板２０のパッド３４に対向して配置される。このパッド５２は、パッド３４とともに溶融状態の半田４０を保持する。これらパッド５２およびパッド３４は、放熱部材保持部６０を構成する。放熱部材保持部６０の構成の詳細については後述する。
【００４１】
なお、半田４０は、特許請求の範囲に記載の放熱部材の一例である。また、例えば、銀（Ａｇ）の粒子が分散された樹脂を半田４０の代わりに使用することもできる。
【００４２】
［パッケージ基板の構成］
図３は、本技術の第１の実施の形態に係るパッケージ基板の構成例を示す図である。同図におけるａおよびｂは、それぞれパッケージ基板２０の表面および裏面の構成を表した図である。前述のように、貫通孔３１は、パッケージ基板２０の表面および裏面に配置される。
【００４３】
同図におけるａにおいて、パッケージ基板２０の表面には、保護膜２３、パッド２２および３２ならびに接着剤１４が配置される。なお、同図におけるａの点線は、撮像素子チップ１２が搭載される領域を表す。保護膜２３は、中央部に開口部２５が形成される。半田４０が配置される範囲は、この開口部２５により制限される。接着剤１４は、保護膜２３の開口部２５と撮像素子チップ１２が配置される領域の端部との間に配置される。なお、接着剤１４は、間隙２６を空けて配置される。この間隙２６は、前述した封入気体１９の排出の際の通路となる。
【００４４】
同図におけるｂにおいて、パッケージ基板２０の裏面には、パッド３４および２４が配置される。パッド２４は、上述のパッド２２より大きなピッチに配置することができる。この場合、パッケージ基板２０は、インターポーザ基板を構成する。
【００４５】
［実装基板の構成］
図４は、本技術の第１の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。同図の実装基板５０は、パッド５１および５２を備える。パッド５１および５２は、パッド２４等と同様に、銅等の金属により構成することができる。また、パッド５２は、パッケージ基板２０のパッド３４と対向する位置に配置される。前述のようにパッド５２およびパッド３４は、放熱部材保持部６０を構成し、溶融状態の半田４０を挟持して保持する。この保持された溶融状態の半田４０は、加熱された撮像装置１が室温まで冷却される際に貫通孔３１の近傍に供給され、半導体パッケージ１００内に吸い上げられる。
【００４６】
なお、パッド５２は、扇状の切欠き部５３を備える。この切欠き部５３は、パッド５２を構成する金属が配置されず、実装基板５０を構成する絶縁材料の面が露出している領域である。この切欠き部５３には、パッド５２の金属が配置されていないため、より多くの溶融状態の半田４０を保持することができる。また、同図の切欠き部５３は、半田付けの際の封入気体１９が半導体パッケージ１００から排出された後の気体排出路としても機能する。
【００４７】
同図の点線の円はパッケージ基板２０の貫通孔３１の位置を表し、一点鎖線の円は、リフロー半田付けの前における半田４０を配置する範囲を表す。半田４０は、実装基板５０に、例えば、スクリーン印刷により配置することができる。この際、半田４０は、ペースト状に構成され、所定の厚さに印刷される。この半田４０の厚さは、半導体パッケージ１００の内部に配置させる半田４０の量に応じて調整する必要がある。
【００４８】
また、半田５９においてもパッド５１の表面に配置され、所望の厚さに構成される。後述するように、撮像装置１のリフロー半田付けにおいて、半田５９が溶融して撮像素子１０が実装基板５０の側に沈降する。これにより、撮像素子１０のパッケージ基板２０と実装基板５０との間の距離が縮まり、パッケージ基板２０と実装基板５０との間において溶融状態の半田４０が過剰に配置された状態になる。この過剰な半田４０が、貫通孔３１を介して半導体パッケージ１００に供給されることとなる。すなわち、パッド５１の表面に配置される半田５９の厚さは、半導体パッケージ１００の内部に配置される半田４０の量に応じて調整する必要がある。半田５９の厚さは、例えば、０．２ｍｍにすることができる。
【００４９】
上述の過剰な半田４０は、パッド５２とパッド３４とに付着するとともにパッド５２の切欠き部５３の領域に貯留される。これにより、溶融状態の半田４０は、パッド５２およびパッド３４の間に保持され、貫通孔３１の近傍に配置される。また、切欠き部５３の領域はパッド５２および３４に挟まれた比較的狭い領域であるため、溶融状態の半田４０の放熱部材保持部６０の外部への流出を防ぐことができる。このように、溶融状態の半田４０に付着する領域であるパッド５２と溶融状態の半田４０に付着しない領域である切欠き部５３とを配置することにより、溶融状態の半田４０の保持量を向上させることができる。
【００５０】
一方、半田４０が半導体パッケージ１００に吸い上げられる際には、切欠き部５３における実装基板５０を構成する絶縁材料の面には半田４０が付着しないため、切欠き部５３の領域に残留する半田４０を削減することができる。これにより、半田４０が半導体パッケージ１００に吸い上げられる際に、より多くの半田４０を供給することができる。ここで、溶融状態の半田４０に付着する領域および付着しない領域をそれぞれ付着領域および非付着領域と称する。
【００５１】
なお、パッケージ基板２０および実装基板５０の構成は、図３および図４の例に限定されない。例えば、パッド３４およびパッド５２の何れかを省略した構成にすることもできる。
【００５２】
なお、切欠き部５３は、特許請求の範囲に記載の気体排出路の一例である。
【００５３】
［リフロー半田付け］
図５は、本技術の実施の形態に係る半田付けの際の温度プロファイルの一例を示す図である。同図は、撮像素子１０を実装基板５０に半田付けする際の時間と温度との関係を表した図である。同図において縦軸は温度を表し、横軸は経過時間を表す。半田付けは、撮像装置１をリフロー炉に投入して行うことができる。同図において、Ｔ１は予備加熱開始温度である。Ｔ２は、半田４０の融点である。Ｔ３は、半田５９の融点である。Ｔ４は、リフロー半田付けにおける最大温度である。このＴ４およびＴ３の温度の差は、３０℃程度が望ましい。Ｔ１乃至Ｔ５には、それぞれ１５０、１８３、２２１、２５０℃を採用することができる。なお、Ｔ０は、室温を表す。同図に表したように、リフロー半田付けは、（１）乃至（５）の５つの工程により行うことができる。
【００５４】
［撮像装置の製造方法］
図６および７は、本技術の第１の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。図６におけるａは、リフロー半田付け前の撮像装置１の様子を模式的に表した図であり、左側の図が撮像装置１の断面を表し、右側の図が実装基板５０のパッド５２上に配置された半田４０の様子を表す。図６におけるｂおよびｃならびに図７におけるｄ乃至ｆは、リフロー半田付け中における撮像装置１の様子を表した図であり、図５において説明した５つの工程にそれぞれ対応する。なお、図６および７の右側の図の破線は、パッド５２の位置を表す。
【００５５】
工程（１）において、温度を室温Ｔ０から予備加熱温度開始温度Ｔ１まで上昇させた後、半田４０の融点Ｔ２に達するまで徐々に加熱する。当該工程は、予備加熱工程に該当し、撮像装置１の温度の均一化やフラックスの活性化等のために実行される工程である（図６におけるｂ）。この際、撮像素子１０の温度の上昇に伴い半導体パッケージ１００内部の封入気体１９が膨張し、貫通孔３１を介して半導体パッケージ１００の外部に排出される。図６におけるｂの点線の矢印は、この封入気体１９の排出を表したものである。
【００５６】
工程（２）において、温度をＴ２から半田４０の融点Ｔ３まで加熱する。この工程により、半田４０が溶融状態になる。温度の上昇により封入気体１９の排出が引き続き行われる（図６におけるｃ）。
【００５７】
工程（３）において、温度をＴ３から最大温度Ｔ４まで加熱する。この工程により、半田４０に加えて半田５９が溶融状態になる。このため、自重により撮像素子１０が実装基板５０の側に沈降し、溶融状態の半田４０および５９がそれぞれのパッド部からはみ出した状態になる。この場合においても、温度の上昇にともなって封入気体１９の排出が継続される（図７におけるｄ）。
【００５８】
工程（４）において、温度をＴ４からＴ２に低下させる。温度の低下により、膨張していた封入気体１９が収縮を開始し、封入気体１９の貫通孔３１からの排出が終了する。これにより、気体排出路である切欠き部５３における封入気体１９の通気がなくなるため、溶融状態にある半田４０が移動して貫通孔３１を塞ぐ。さらに、半導体パッケージ１００と外気との差圧により、半田４０が貫通孔３１を介して半導体パッケージ１００の内部に吸い上げられる（図７におけるｅ）。図７におけるｅの実線の矢印は、吸い上げられる半田４０を表す。吸い上げられた半田４０は、撮像素子チップ１２とパッケージ基板２０との間隙に広がる。なお、温度がＴ３以下となった際に、半田５９が凝固し、撮像素子１０が実装基板５０に固定される。
【００５９】
工程（５）において、温度をＴ２からＴ０に低下させる。半田４０が凝固して、貫通孔３１を塞ぐとともに、撮像素子チップ１２とパッケージ基板２０との間隙に配置される。工程（１）乃至（３）は、撮像装置１が昇温される工程であり、封入気体１９が半導体パッケージ１００から排出される工程である。また、工程（４）は、半田４０が溶融状態を保ちつつ冷却される工程であり、半田４０が半導体パッケージ１００内に吸い上げられる工程である。なお、工程（１）乃至（３）は、特許請求の範囲に記載の封入気体排出工程の一例である。工程（４）は、特許請求の範囲に記載の放熱部材吸い上げ工程の一例である。
【００６０】
以上説明した工程により、撮像素子１０の実装基板５０への半田付け実装を行うことができ、撮像装置１を製造することができる。なお、工程（４）において半田４０の表面の酸化膜を除去する必要がある。半田４０の吸い上げを円滑に行うためである。これは、例えば、リフロー炉内に還元雰囲気を導入することにより行うことができる。例えば、水素を含有した窒素をリフロー炉に流入させることにより行うことができる。
【００６１】
［変形例］
上述の撮像素子１０は壁部を備えるパッケージ基板２０を使用していたが、平板状のパッケージ基板２０を使用してもよい。
【００６２】
図８は、本技術の第１の実施の形態の変形例に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１０は、平板状のパッケージ基板２０を使用するとともにフレーム２７をさらに備える点で、図２において説明した撮像素子１０と異なる。フレーム２７は、半導体パッケージ１００の壁部を構成するものである。このフレーム２７には、金属や樹脂により構成されたフレームを使用することができる。平板状のパッケージ基板２０およびフレーム２７を使用することにより、撮像素子チップ１２を搭載する領域の形成を容易に行うことが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、パッケージ基板２０に貫通孔３１を配置するとともに、貫通孔３１を介して半導体パッケージ内の封入気体１９の排出と半田４０の吸い上げとを行うことにより、半田４０を撮像素子チップ１２とパッケージ基板２０との間隙に配置することができる。また、貫通孔３１および半田４０によりサーマルビアを形成することができる。これにより、撮像装置１における撮像素子チップ１２と実装基板５０との間の熱伝導率を向上させることができる。
【００６４】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像装置１は、１つの貫通孔３１を有するパッケージ基板２０を使用していた。これに対し、本技術の第２の実施の形態の撮像装置１は、２以上の貫通孔３１を有するパッケージ基板２０を使用する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００６５】
［撮像素子の構成］
図９は、本技術の第２の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像装置１は、半田４０により構成された複数のサーマルビアを備える点で、図２において説明した撮像素子１０と異なる。
【００６６】
同図のパッケージ基板２０は、パッド３２等がそれぞれ配置された２つの貫通孔３１を備える。この貫通孔３１のそれぞれを経由して半田４０が半導体パッケージ１００の内部に吸い上げられて、撮像素子チップ１２およびパッケージ基板２０の間に配置される。半田４０を撮像素子チップ１２およびパッケージ基板２０の間の比較的広い範囲に配置することができ、撮像素子チップ１２およびパッケージ基板２０の間の熱伝導率を向上させることができる。また、２つの貫通孔３１のそれぞれに半田４０が配置されてサーマルビアを形成するため、パッケージ基板２０の熱伝導率を向上させることができる。なお、撮像素子１０の構成は、この例に限定されない。例えば、３つ以上の貫通孔３１を有するパッケージ基板２０を使用する構成にすることもできる。
【００６７】
これ以外の撮像装置１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６８】
以上説明したように、本技術の第２の実施の形態における撮像装置１は、２以上の貫通孔３１およびこれらの貫通孔３１に配置される半田４０を備えることにより、撮像素子チップ１２およびパッケージ基板２０の間ならびにパッケージ基板２０の熱伝導率をさらに向上させることができる。
【００６９】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１０は、１つの切欠き部５３を有するパッド５２を備える実装基板５０を使用していた。これに対し、本技術の第３の実施の形態の撮像素子１０は、２以上の切欠き部を有する実装基板５０を使用する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００７０】
［実装基板の構成］
図１０は、本技術の第３の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。同図は、実装基板５０の撮像素子１０が半田付けされる面におけるパッド５２が配置された領域を表した図である。同図の実装基板５０は、複数の切欠き部５３を有する点で図４において説明した実装基板５０と異なる。これらの切欠き部５３は、気体排出路を構成するとともに非付着領域を構成する。同図におけるａは２つの切欠き部５３を有する例を表した図であり、同図におけるｂは４つの切欠き部５３を有する例を表した図である。なお、同図における一点鎖線は、図４と同様に、リフロー半田付けの前における半田４０を配置する範囲を表す。
【００７１】
同図に表した様に、半田４０は、パッド５２に重なる領域に加えて切欠き部５３のうちのパッド５２に隣接する領域に配置される。切欠き部５３の中央部は、半田４０が配置されない領域であり、封入気体１９の排出路となる領域である。このように、同図の実装基板５０は、リフロー半田付けの際の封入気体１９の流路を確保しながら放熱部材保持部６０に比較的多くの半田４０を保持させることができる。
【００７２】
これ以外の撮像装置１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７３】
以上説明したように、本技術の第３の実施の形態の撮像素子１０は、２つ以上の切欠き部５３を備えるため、リフロー半田付けの際の封入気体１９の流路を確保しながら比較的多くの半田４０を配置することができる。
【００７４】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第３の実施の形態の撮像素子１０は、切欠き部５３を非付着領域とする放熱部材保持部６０を使用していた。これに対し、本技術の第４の実施の形態の撮像素子１０は網目状に付着領域または非付着領域が配置された放熱部材保持部６０を使用する点で、上述の第３の実施の形態と異なる。
【００７５】
［実装基板の構成］
図１１は、本技術の第４の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。同図のパッド５２は、一部に保持領域５４を備える点で図１０において説明した実装基板５０と異なる。同図に表した保持領域５４は、パッド５２を構成する金属により構成された付着領域５５と実装基板５０を構成する絶縁材料により構成された非付着領域５６とが交互に配置されて構成された領域である。同図におけるａは付着領域５５が網目状に構成された保持領域５４の例を表し、同図におけるｂは非付着領域５６が網目状に構成された保持領域５４の例を表す。
【００７６】
このように、付着領域５５および非付着領域５６が交互に配置された保持領域５４においては、比較的狭い領域に構成される付着領域５５が溶融状態の半田４０の保持に寄与する。このため、保持領域５４の領域を比較的広くすることが可能となり、溶融状態の半田４０の保持量を向上させることができる。一方、非付着領域５６が付着領域５５を細かく分断するため、半田４０が半導体パッケージ１００に吸い上げられる際に保持領域５４に残留する半田４０を削減することができる。このため、より多くの溶融状態の半田４０を半導体パッケージ１００の内部に供給することができる。なお、パッド５２、保持領域５４およびパッケージ基板２０のパッド３４は、放熱部材保持部６０を構成する。
【００７７】
なお、同図におけるａのパッド５２は、切欠き部５３を備える。この切欠き部５３には、リフロー半田付け前における半田４０の配置は行われず、気体排出路として機能する。一方、同図におけるｂのパッド５２では、保持領域５４の非付着領域５６が気体排出路を構成する。また、同図におけるｂにおいては、リフロー半田付けの前における半田４０は、パッド５２および保持領域５４の両方の領域に配置することができる。
【００７８】
なお、実装基板５０の構成は、この限定されない。例えば、パッド５２の全面を保持領域５４と同じ構成にすることもできる。
【００７９】
［撮像装置の製造方法］
図１２は、本技術の第４の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。同図におけるａは、撮像装置１における貫通孔３１の近傍の構成を表した図であり、図１１におけるａのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【００８０】
同図におけるｂは、リフロー半田付けにおいて、溶融状態の半田４０が放熱部材保持部６０に保持された状態を表した図である。その後、撮像装置１の冷却が開始され、溶融状態の半田４０が貫通孔３１を介して半導体パッケージ１００の内部に吸い上げられる。同図におけるｃは、溶融状態の半田４０が吸い上げられた後の様子を表した図である。同図におけるｃの矢印は、吸い上げられる溶融状態の半田４０の経路を表したものである。同図におけるｃに表したように、パッド５２およびパッド３４が対向して配置される領域においては、比較的多くの半田４０が残留する。これに対し、保持領域５４においては、付着領域５５の表面に残留する半田４０を除いて、多くの半田４０が半導体パッケージ１００の内部に吸い上げられる。このように、同図の放熱部材保持部６０では、保持した溶融状態の半田４０の半導体パッケージ１００の内部への供給量を向上させることができる。
【００８１】
これ以外の撮像装置１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８２】
以上説明したように、本技術の第４の実施の形態の撮像素子１０は、付着領域５５および非付着領域５６が交互に配置された保持領域５４を備えることにより、半導体パッケージ１００の内部への半田４０の供給量を向上させることができる。
【００８３】
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第４の実施の形態の撮像素子１０は、保持領域５４を有する放熱部材保持部６０を使用していた。これに対し、本技術の第４の実施の形態の撮像装置１は、実装基板５０における保持領域５４に溝を形成する点で、上述の第４の実施の形態と異なる。
【００８４】
［実装基板の構成］
図１３は、本技術の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。同図におけるａは、撮像装置１における貫通孔３１の近傍の構成を表した図である。同図の保持領域５４は、網目状の溝５７が形成され、この溝５７の底部にパッド５２を構成する金属が配置される点で、図１２において説明した保持領域５４と異なる。すなわち、同図の保持領域５４の付着領域５５は、溝５７の底部に配置される。同図における点線は、網目状に形成された溝５７の底部の位置を表す。
【００８５】
同図におけるｂは、リフロー半田付けにおいて、溶融状態の半田４０が放熱部材保持部６０に保持された状態を表した図である。同図におけるｂの点線の矢印は、膨張した封入気体１９の排出の経路を表したものである。保持領域５４において溶融状態の半田４０は、付着領域５５の溝５７に分散して保持されるため、実装基板５０の側に隣接して保持される。このため、保持領域５４に対向する位置のパッケージ基板２０に隣接して気体排出路が形成される。このため、図１１におけるａにおいて説明した切欠き部５３を省略することができる。同図におけるｃは、溶融状態の半田４０が吸い上げられた後の様子を表した図である。図１２におけるｃと同様に、付着領域５５の表面に残留する半田４０を除いて、多くの半田４０が半導体パッケージ１００の内部に吸い上げられる。このように、同図の保持領域５４では、実装基板５０に溝５７を形成することにより、溶融状態の半田４０の保持量を向上させることができる。
【００８６】
これ以外の撮像装置１の構成は本技術の第４の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
以上説明したように、本技術の第５の実施の形態の撮像素子１０は、実装基板５０に形成された溝５７に付着領域５５を配置することにより半導体パッケージ１００の内部への半田４０の供給量をより向上させることができる。
【００８８】
＜６．第６の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１０は、気体排出路として切欠き部５３を使用していた。これに対し、本技術の第６の実施の形態の撮像素子１０は、実装基板５０に形成された孔を気体排出路として使用する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００８９】
［実装基板の構成］
図１４は、本技術の第６の実施の形態に係る実装基板の構成例を示す図である。同図におけるａは、実装基板５０の構成例を表す平面図である。同図の実装基板５０は、パッド５２の中央部に孔５８を備え、パッド５２における切欠き部５３を省略する点で図４において説明した実装基板５０と異なる。同図におけるｂは、撮像装置１における貫通孔３１の近傍の構成例を表す断面図であり、リフロー半田付けの前の半田４０の配置を表した図である。同図におけるｂに表したように、リフロー半田付けの前の半田４０は、パッド５２およびパッド３４に挟まれた領域に配置することができる。このように、同図の撮像素子１０は、リフロー半田付けの際の気体排出路を確保しながら放熱部材保持部６０の半田４０の保持量を向上させることができる。
【００９０】
これ以外の撮像装置１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００９１】
以上説明したように、本技術の第６の実施の形態の撮像素子１０は、実装基板５０に形成された孔５８を気体排出路として使用することにより、半導体パッケージ１００の内部への半田４０の供給量を向上させることができる。
【００９２】
＜７．第７の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１０は、切欠き部５３等が実装基板５０のパッド５２に形成されていた。これに対し、本技術の第７の実施の形態の撮像素子１０は、パッケージ基板２０のパッド３４に切欠き部５３等が形成される点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００９３】
［パッケージ基板の構成］
図１５は、本技術の第７の実施の形態に係るパッケージ基板の構成例を示す図である。同図におけるａは、２つの切欠き部３５を有するパッド３４の例を表す図である。この切欠き部３５の領域において、溶融状態の半田４０が保持される。同図におけるｂは、１つの切欠き部３５と保持領域３６とを備えるパッド３４の例を表す図である。保持領域３６は、パッド３４を構成する金属により構成される付着領域３７とパッケージ基板２０を構成する絶縁材料により構成された非付着領域３８とが交互に配置されて構成された領域である。同図におけるｂのパッド３４においては、切欠き部３５が気体排出路として機能し、保持領域３６が溶融状態の半田４０の保持を行う。
【００９４】
これ以外の撮像装置１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】
なお、パッド３４の構成はこの例に限定されない。例えば、１つの切欠き部３５を配置する構成にしてもよく、３つ以上の切欠き部３５を配置する構成にしてもよい。また、例えば、図１１におけるｂの保持領域５４と同様の形状の保持領域３６を有する構成にすることもできる。また、例えば、パッド３４の全面を保持領域３６と同じ構成にすることもできる。
【００９６】
以上説明したように、本技術の第７の実施の形態の撮像素子１０は、パッケージ基板２０のパッド３４に形成された切欠き部３５等により溶融状態の半田４０を保持することができる。
【００９７】
＜８．固体撮像装置への応用例＞
図１６は、固体撮像装置の構成例を示す断面図である。同図は、図２において説明した撮像素子チップ１２に適用され得る固体撮像装置の構成を表す図である。
【００９８】
固体撮像装置では、ＰＤ（フォトダイオード）２００１９が、半導体基板２００１８の裏面（図では上面）側から入射する入射光２０００１を受光する。ＰＤ２００１９の上方には、平坦化膜２００１３、ＣＦ（カラーフィルタ）２００１２、マイクロレンズ２００１１が設けられており、各部を順次介して入射した入射光２０００１を、受光面２００１７で受光して光電変換が行われる。
【００９９】
例えば、ＰＤ２００１９は、ｎ型半導体領域２００２０が、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域として形成されている。ＰＤ２００１９においては、ｎ型半導体領域２００２０は、半導体基板２００１８のｐ型半導体領域２００１６、２００４１の内部に設けられている。ｎ型半導体領域２００２０の、半導体基板２００１８の表面（下面）側には、裏面（上面）側よりも不純物濃度が高いｐ型半導体領域２００４１が設けられている。つまり、ＰＤ２００１９は、ＨＡＤ(Hole-Accumulation Diode)構造になっており、ｎ型半導体領域２００２０の上面側と下面側との各界面において、暗電流が発生することを抑制するように、ｐ型半導体領域２００１６、２００４１が形成されている。
【０１００】
半導体基板２００１８の内部には、複数の画素２００１０の間を電気的に分離する画素分離部２００３０が設けられており、この画素分離部２００３０で区画された領域に、ＰＤ２００１９が設けられている。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部２００３０は、例えば、複数の画素２００１０の間に介在するように格子状に形成されており、ＰＤ２００１９は、この画素分離部２００３０で区画された領域内に形成されている。
【０１０１】
各ＰＤ２００１９では、アノードが接地されており、固体撮像装置において、ＰＤ２００１９が蓄積した信号電荷（例えば、電子）は、図示せぬ転送トランジスタ(ＭＯＳ ＦＥＴ)等を介して読み出され、電気信号として、図示せぬＶＳＬ（垂直信号線）へ出力される。
【０１０２】
配線層２００５０は、半導体基板２００１８のうち、遮光膜２００１４、ＣＦ２００１２、マイクロレンズ２００１１等の各部が設けられた裏面（上面）とは反対側の表面（下面）に設けられている。
【０１０３】
配線層２００５０は、配線２００５１と絶縁層２００５２とを含み、絶縁層２００５２内において、配線２００５１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層２００５０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層２００５２を構成する層間絶縁膜と配線２００５１とが交互に複数回積層されて形成されている。ここでは、配線２００５１としては、転送トランジスタ等のＰＤ２００１９から電荷を読み出すためのトランジスタへの配線や、ＶＳＬ等の各配線が、絶縁層２００５２を介して積層されている。
【０１０４】
配線層２００５０の、ＰＤ２００１９が設けられている側に対して反対側の面には、支持基板２００６１が設けられている。例えば、厚みが数百μｍのシリコン半導体からなる基板が、支持基板２００６１として設けられている。
【０１０５】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の裏面（図では上面）の側に設けられている。
【０１０６】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の上方から半導体基板２００１８の裏面へ向かう入射光２０００１の一部を、遮光するように構成されている。
【０１０７】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の内部に設けられた画素分離部２００３０の上方に設けられている。ここでは、遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の裏面（上面）上において、シリコン酸化膜等の絶縁膜２００１５を介して、凸形状に突き出るように設けられている。これに対して、半導体基板２００１８の内部に設けられたＰＤ２００１９の上方においては、ＰＤ２００１９に入射光２０００１が入射するように、遮光膜２００１４は、設けられておらず、開口している。
【０１０８】
つまり、図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、遮光膜２００１４の平面形状は、格子状になっており、入射光２０００１が受光面２００１７へ通過する開口が形成されている。
【０１０９】
遮光膜２００１４は、光を遮光する遮光材料で形成されている。例えば、チタン(Ｔｉ)膜とタングステン(Ｗ)膜とを、順次、積層することで、遮光膜２００１４が形成されている。この他に、遮光膜２００１４は、例えば、窒化チタン(ＴｉＮ)膜とタングステン(Ｗ)膜とを、順次、積層することで形成することができる。
【０１１０】
遮光膜２００１４は、平坦化膜２００１３によって被覆されている。平坦化膜２００１３は、光を透過する絶縁材料を用いて形成されている。
【０１１１】
画素分離部２００３０は、溝部２００３１、固定電荷膜２００３２、及び、絶縁膜２００３３を有する。
【０１１２】
固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８の裏面（上面）の側において、複数の画素２００１０の間を区画している溝部２００３１を覆うように形成されている。
【０１１３】
具体的には、固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８において裏面（上面）側に形成された溝部２００３１の内側の面を一定の厚みで被覆するように設けられている。そして、その固定電荷膜２００３２で被覆された溝部２００３１の内部を埋め込むように、絶縁膜２００３３が設けられている（充填されている）。
【０１１４】
ここでは、固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８との界面部分において正電荷（ホール）蓄積領域が形成されて暗電流の発生が抑制されるように、負の固定電荷を有する高誘電体を用いて形成されている。固定電荷膜２００３２が負の固定電荷を有するように形成されていることで、その負の固定電荷によって、半導体基板２００１８との界面に電界が加わり、正電荷（ホール）蓄積領域が形成される。
【０１１５】
固定電荷膜２００３２は、例えば、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２膜）で形成することができる。また、固定電荷膜２００３２は、その他、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素等の酸化物の少なくとも１つを含むように形成することができる。
【０１１６】
＜９．カメラへの応用例＞
本技術は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等に使用される撮像装置として実現されてもよい。
【０１１７】
図１７は、本技術が適用され得るカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９とを備える。
【０１１８】
レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
【０１１９】
撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
【０１２０】
撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
【０１２１】
レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
【０１２２】
画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
【０１２３】
操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
【０１２４】
フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
【０１２５】
表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
【０１２６】
記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
【０１２７】
以上、本発明が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像装置１は、撮像素子１００２に適用することができる。撮像素子１００２に撮像装置１を適用することによりカメラ１０００における撮像素子１００２の撮像素子チップの温度の上昇を低減することができ、カメラ１０００の信頼性を向上させることができる。
【０１２８】
なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本発明に係る技術は、その他、例えば監視装置等に適用されてもよい。
【０１２９】
＜１０．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１３０】
図１８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１３１】
１０では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１３２】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１３３】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１３４】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０１３５】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１３６】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１３７】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１３８】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１３９】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１４０】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１４１】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１４２】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１４３】
図１９は、図１８に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１４４】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１４５】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１４６】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１４７】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１４８】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１４９】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１５０】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１５１】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１５２】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１５３】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１５４】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１５５】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１５６】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１５７】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１５８】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１５９】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１６０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図１の撮像素子１０は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１０４０２に本開示に係る技術を適用することにより、半導体パッケージの熱伝導率を向上させることができるため、内視鏡手術システムの信頼性の向上が可能となる。
【０１６１】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１６２】
＜１１．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１６３】
図２０は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１６４】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２０に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０１６５】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１６６】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１６７】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１６８】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１６９】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１７０】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７２】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７３】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２０の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１７４】
図２１は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１７５】
図２１では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１７６】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１７７】
なお、図２１には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２、１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２、１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１７８】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１７９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１８０】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１８１】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１８２】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、図１の撮像素子１０は、撮像部１２０３１および１２１０１乃至１２１０５に適用することができる。撮像部１２０３１等に本開示に係る技術を適用することにより、半導体パッケージの熱伝導率を向上させることができるため、車両制御システムの信頼性の向上が可能となる。
【０１８３】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本技術の一例であり、本技術は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本技術に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１８４】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）半導体チップと、
表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部と
を具備し、
前記基板実装の際に前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が前記貫通孔を介して吸い上げられて前記所定の間隙に配置される
半導体素子。
（２）前記放熱部材は、前記基板実装の際の加熱温度より融点が低い部材により構成される前記（１）に記載の半導体素子。
（３）前記放熱部材は、半田により構成される前記（２）に記載の半導体素子。
（４）前記パッケージ基板は、前記貫通孔を介して吸い上げられる溶融状態の放熱部材を保持する放熱部材保持部をさらに備える前記（１）から（３）のいずれかに記載の半導体素子。
（５）前記パッケージ基板は、パッドにより構成される前記放熱部材保持部を備える前記（４）に記載の半導体装置。
（６）前記パッケージ基板は、前記溶融状態の放熱部材と付着する付着領域および前記溶融状態の放熱部材と付着しない非付着領域により構成される前記放熱部材保持部を備える前記（４）に記載の半導体素子。
（７）前記パッケージ基板は、前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出される際の気体排出路をさらに備える前記（１）から（６）のいずれかに記載の半導体素子。
（８）半導体チップと、表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを備え、前記基板実装の際に前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出された後に溶融状態の放熱部材が前記貫通孔を介して吸い上げられて前記所定の間隙に配置される半導体素子が前記基板実装されるとともに、前記貫通孔を介して吸い上げられる前記溶融状態の放熱部材を供給する実装基板。
（９）前記供給するための前記溶融状態の放熱部材を保持する放熱部材保持部を具備する前記（８）に記載の実装基板。
（１０）前記放熱部材保持部は、パッドにより構成される前記（９）に記載の実装基板。
（１１）前記放熱部材保持部は、前記溶融状態の放熱部材と付着する付着領域および前記溶融状態の放熱部材と付着しない非付着領域により構成される前記（９）に記載の実装基板。
（１２）前記実装基板は、前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出される際の気体排出路を具備する前記（８）から（１１）のいずれかに記載の実装基板。
（１３）半導体チップと、
表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部と、
前記基板実装の際に前記半導体パッケージの封入気体が前記貫通孔を介して排出された後に溶融状態において前記貫通孔を介して吸い上げられて前記所定の間隙に配置される放熱部材と、
前記パッケージ基板と前記基板実装されるとともに前記貫通孔を介して吸い上げられる前記溶融状態の放熱部材を供給する実装基板と
を具備する半導体装置。
（１４）半導体チップと、表面に前記半導体チップが所定の間隙を隔てて搭載されるとともに前記表面とは異なる面である裏面において実装基板に基板実装され、前記半導体チップが搭載される領域に前記表面および裏面を貫通する貫通孔を有するパッケージ基板と、前記パッケージ基板とともに前記半導体チップを気密封止して半導体パッケージを構成する封止部とを備える半導体素子を前記実装基板に配置して加熱することにより、前記貫通孔を介して前記半導体パッケージの封入気体を排出する封入気体排出工程と、
前記封入気体が排出された後に前記半導体素子を冷却することにより、前記貫通孔を介して溶融状態の放熱部材を吸い上げさせて前記所定の間隙に配置させる放熱部材吸上げ工程と
を具備する半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１８５】
１  撮像装置
１０、１００２  撮像素子
１１  シールガラス
１２  撮像素子チップ
１９  封入気体
２０  パッケージ基板
２２、２４、３２、３４、５１、５２  パッド
２３  保護膜
２５  開口部
２６  間隙
２７  フレーム
３１  貫通孔
３３  金属膜
３５、５３  切欠き部
３６、５４  保持領域
３７、５５  付着領域
３８、５６  非付着領域
４０、５９  半田
５０  実装基板
５７  溝
５８  孔
６０  放熱部材保持部
１００  半導体パッケージ
１０４０２、１２０３１、１２１０１〜１２１０５  撮像部
【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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