(57)【要約】【課題】複数の半導体チップから発生する熱の拡散効率を向上させると共に、確実に放熱経路と接続がとれるようにした半導体装置を提供する。【解決手段】複数の半導体チップを積層し、載置するためのインターポーザ１６６と、半導体素子１１１と、この撮像素子１１１とインターポーザ１６６の間に配置され、撮像用半導体チップからの信号を処理する第１回路基板１６２と、撮像素子１１１において発生する熱を外部に伝導するため、撮像素子１１１の撮像面の裏面に固着され、この裏面より外部に露出し、外部基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子１８４ａを有し、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能な弾性部１８４ｂを有する放熱板１８０を有する。【選択図】  図１
2008227653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有する半導体装置において、
複数の半導体が積層され載置されるための基材と、
上記撮像素子である撮像用半導体チップと、
この撮像用半導体チップと上記基材の間に配置され、上記撮像用半導体チップからの信号を処理する信号処理用半導体チップと、
上記撮像用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記撮像用半導体チップの撮像面の裏面に固着され、上記裏面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する放熱板と、
を有することを特徴とする撮像素子を有する半導体装置。
【請求項２】
さらに、上記信号処理用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記信号処理用半導体チップの一面に固着され、該一面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する信号処理用放熱板を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像素子を有する半導体装置。
【請求項３】
上記放熱板の上記放熱用端子は、外部の放熱用部材に取り付け以前は、上記半導体装置の撮像面から、その裏面である接続電極面に向かった方向に、これら複数の電極面が形成する仮想の平面を超えて延びていることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子を有する半導体装置。
【請求項４】
上記撮像用半導体チップを収納するためのパッケージを有し、このパッケージには、通気孔および通気性フィルタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子を有する半導体装置。
【請求項５】
複数の半導体チップを積層した半導体装置において、
上記複数の半導体チップを収納する収納体と、
上記複数の半導体チップの間に配置され、上記収納体の外部に延出し、熱を外部に伝導させるための放熱部材と、
を具備し、
上記放熱部材は、上記収納体の外部に設けられた端子に固着されると共に、上記放熱部材であって外部に露出している部分には弾性変形可能な弾性部を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
上記放熱部材は、少なくとも２つ設けられており、上記収納体から延出する方向が異なることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記複数の半導体チップの一つは撮像用半導体チップであり、他の一つは信号処理用半導体チップであり、上記放熱部材は、上記撮像用半導体チップの裏面に設けると共に、上記信号処理用半導体チップと上記放熱部材の間には、熱隔離用スペーサーを配置することを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のデジタルカメラやビデオカメラでは、撮像素子とその周辺回路の実装技術が改良され、小型化が進んできている。撮像素子と周辺回路の実装密度を上げると、これらの回路が発生する熱を効率良く放熱する必要がある。
【０００３】
そこで、放熱効率の向上を図ったマルチチップ半導体装置は種々提案されており、例えば、チップを積層させ、チップ間に熱伝導率の高い金属プレートを配置したマルチチップ半導体装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１６８１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献では、金属プレートによって空気中に放熱しており、熱拡散の効率が、必ずしも十分ではない。そこで、カメラ本体の構造体等に接続し、この構造体等に放熱すると共に、この構造体等を介して空気中に放熱することが考えられるが、この場合、構造体等に確実に接続、固定されないと放熱効率が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、半導体チップから発生する熱の拡散効率を向上させると共に、確実に放熱経路と接続をとれるようにした半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、撮像素子を有する半導体装置において、複数の半導体が積層され載置されるための基材と、上記撮像素子である撮像用半導体チップと、この撮像用半導体チップと上記基材の間に配置され、上記撮像用半導体チップからの信号を処理する信号処理用半導体チップと、上記撮像用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記撮像用半導体チップの撮像面の裏面に固着され、上記裏面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する放熱板を有する。
【０００７】
第２の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、上記第１の発明において、さらに、上記信号処理用半導体チップから発生する熱を外部に伝導するため、上記信号処理用半導体チップの一面に固着され、該一面より連続的に外部に露出され外部電気基板の放熱用端子に接続するための放熱用端子を有し、上記固着した部分と上記放熱端子との間であって、外部に露出した部分には熱による伸縮を吸収するための弾性変形可能なバネ部分を有する信号処理用放熱板を有する。
また、第３の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、上記第１の発明において、上記放熱板の上記放熱用端子は、外部の放熱用部材に取り付け以前は、上記半導体装置の撮像面から、その裏面である接続電極面に向かった方向に、これら複数の電極面が形成する仮想の平面を超えて延びている。
さらに、第４の発明に係わる撮像素子を有する半導体装置は、上記撮像用半導体チップを収納するためのパッケージを有し、このパッケージには、通気孔および通気性フィルタを設けている。
【０００８】
上記目的を達成するため第５の発明に係わる半導体装置は、複数の半導体チップを積層した半導体装置において、上記複数の半導体チップを収納する収納体と、上記複数の半導体チップの間に配置され、上記収納体の外部に延出し、熱を外部に伝導させるための放熱部材を具備し、上記放熱部材は、上記収納体の外部に設けられた端子に固着されると共に、上記放熱部材であって外部に露出している部分には弾性変形可能な弾性部を有している。
【０００９】
第６の発明に係わる半導体装置は、上記第５の発明において、上記放熱部材は、少なくとも２つ設けられており、上記収納体から延出する方向が異なる。
また、第７の発明に係わる半導体装置は、上記第５の発明において、上記複数の半導体チップの一つは撮像用半導体チップであり、他の一つは信号処理用半導体チップであり、上記放熱部材は、上記撮像用半導体チップの裏面に設けると共に、上記信号処理用半導体チップと上記放熱部材の間には、熱隔離用スペーサーを配置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部に露出した部分には弾性変形可能なバネ部分を有する放熱板を設けたので、半導体チップから発生する熱の拡散効率を向上させると共に、放熱経路と確実に接続がとれるようにした半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に従って本発明を適用した撮像素子ユニットを用いて好ましい実施形態について説明する。この撮像素子ユニットは、撮像素子と、撮像素子駆動回路やＡＤ変換回路等の周辺回路を有しており、この撮像素子ユニットは、デジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置に組み込まれる。
【００１２】
まず、第１実施形態に係わる半導体装置としての撮像素子ユニット１１０の構成について、図１を用いて説明する。図１（Ｃ）は、撮像素子ユニット１１０の基材としてのインターポーザ１６６と放熱板１８０の位置関係を底面側から見た底面図であり、図１（Ａ）はＡＡ断面図であり、図１（Ｂ）はＢＢ断面図である。撮像素子ユニット１１０は、公知のシステム・イン・パッケージ（Ｓｉｐ）技術を利用して、基板・チップを積層している。
【００１３】
光学系によって結像された被写体像を光電変換する撮像素子１１１の裏面側には、シリコンシート１７６、放熱板１８０、第１スペーサー１６４ａが積層されている。撮像素子１１１は、撮像素子を含む撮像用半導体チップである。シリコンシート１７６は熱伝導率が高いが絶縁性があり、撮像素子１１１の裏面側がプラス電位となっていることがあり、放熱板１８０に対して絶縁している。
【００１４】
また、放熱板１８０は銀、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料で構成されている。この放熱板１８０は、図３に示すように、パッケージ１６９の切欠き１６９ｃからパッケージ１６９の外部に延出している。撮像素子１１１とシリコンシート１７６、およびシリコンシート１７６と放熱板１８０は、それぞれ放熱性接着剤によって固着されている。
【００１５】
放熱板１８０でパッケージ１６９の外部に延出している両脚部には、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）に示すように、蛇腹状の弾性部１８０ｂを形成しており、この弾性部１８０ｂはバネ性を有し、熱による伸縮や、また放熱板１８０の押圧力を吸収するために弾性変形可能である。放熱板１８０の両脚部の端部側は放熱用端子１８０ａとなっており、外部に放熱する経路となる。この放熱用端子１８０ａは、後述する電気基板に装着する前は、図１（Ｂ）に示すように、電極１６７より更に長さΔだけ下の位置にある。なお、図３（Ａ）においては、作図上、弾性部１８０ｂは平面で描かれているが、図３（Ｂ）に示すように、蛇腹状で構成されている。
【００１６】
放熱板１８０の裏面側に配置される第１スペーサー１６４ａの熱伝導率は、後述するように低い値の材料が用いられており、熱隔離部材として働く。これらの放熱板１８０や第１スペーサー１６４ａを挟んで、撮像素子１１１の反対側には種々の回路を含む第１回路基板（半導体チップ）１６２が配置されている。
【００１７】
第１回路基板１６２は、撮像素子１１１を駆動するための撮像素子駆動回路が設けられており、この撮像素子駆動回路としては、タイミングジェネレータ（ＴＧ）や、撮像素子１１１の読み出し用の駆動ドライバ等の回路が含まれる。また、第１回路基板１６２には、撮像素子１１１から出力される撮像信号の処理を行なうためのアナログ信号処理回路、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）回路、Ａ／Ｄ変換回路、また種々の調整値や補正値を記憶するためのＥ２ＰＲＯＭ等の電気的書き換え可能な不揮発性メモリ等が設けられている。
【００１８】
第１回路基板１６２の裏面側には第２スペーサー１６４ｂが配置されており、この第２スペーサー１６４ｂの熱伝導率は、上述の第１スペーサー１６４ａよりは高い材料が用いられている。この第２スペーサー１６４ｂの裏側には、第２回路基板(半導体チップ)１６３が配置されている。第２回路基板１６３は、インターフェース回路を有しており、撮像素子ユニット１１０と接続されるデジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置とのインターフェース機能を果たす。また、第２回路基板１６３はインターポーザ１６６に直接、載置され、固着されている。
【００１９】
第１回路基板１６２と第２スペーサー１６４ｂ、第２スペーサー１６４ｂと第２回路基板１６３、第２回路基板１６３とインターポーザ１６６は、それぞれ、放熱性接着剤によって固定されている。インターポーザ１６６に貫通電極（不図示）を設け、第２回路基板１６３と外部の接続をとり、この貫通電極と放熱用電極１６７をそれぞれ接続する。なお、インターポーザ１６６は熱伝導率の高い材料で構成されているが、この場合には、電極を通じて放熱できるので、インターポーザ１６６の熱伝導率は低いものでも構わない。
【００２０】
これらの撮像素子１１１、シリコンシート１７６、放熱板１８０、第１スペーサー１６４ａ、第１回路基板１６２、第２スペーサー１６４ｂおよび第２回路基板１６３の順に積層され、第２回路基板１６３は、薄い基板で構成されたインターポーザ１６６上に配置されている。インターポーザ１６６の裏面側には、電極１６７、放熱用電極１６７ａが設けられている。
【００２１】
なお、低熱伝導率（λ）の第１スペーサー１６４ａの材料としては、λ＜１．０ｗ／ｍＫ程度であることが望ましく、例えば、ガラス（０．５５〜１．０ｗ／ｍＫ）ヒュームドシリカや高純度ジルコニア（１ｗ／ｍＫ）、発泡セラミック（０．１８〜０．２６Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）を使用することができる。また、高熱伝導率（λ）の第２スペーサー１６４ｂの材料としては、例えば、銀（４２８ｗ／ｍＫ）、銅（４０３ｗ／ｍＫ）、アルミニウム（２３６ｗ／ｍＫ）、セラミック等を使用することができる。但し、銀、銅、アルミニウム等の導電性のスペーサーを用いることで、電気的ショートが発生する場合には、高熱伝導率で絶縁性のシリコンシートを、間に挟むようにしても良い。
【００２２】
撮像素子１１１および第１回路基板１６２内の各回路素子は、それぞれボンディングワイヤ１６５および電極１６７を介して外部の回路と接続している。図１及び図２においては、ボンディングワイヤ１６５は、各基板の両端から１箇所ずつ配線しているが、実際には各基板の電極毎にボンディングワイヤが配線されており、図面上ではこれらを省略している。また、第２回路基板１６３の全ての電極を貫通電極で構成すれば、第２回路基板１６３については、ワイヤボンディングを不要とすることができる。また、第１回路基板１６２と第２回路基板１６３とをボンディングワイヤで回路を組んでもよい。
【００２３】
また、各部材の周囲は、図３（Ａ）に示すように、第１パッケージ部１６９ａと第２パッケージ部１６９ｂの２部材から構成されるパッケージ１６９で囲まれ、収納されている。そして、撮像素子１１１の受光面側(撮像面側)には封止用のカバーガラス１６８が設けられており、また放熱板１８０の延出用の切欠き１６９ｃは接着剤や封止剤等により充填されているので、ゴミやホコリ等の侵入を防止することができる。
【００２４】
また、パッケージ１６９の一部には、通気孔１６９ｆが設けてあり、この通気孔１６９ｆの外側には、ゴアテックス等の空気の流入、排出は可能であるが水分は通さない材料で構成された通気性フィルタ１８４が配置されている。この通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４によって、パッケージ１６９等内の空気が換気され、半導体チップ等による発熱を放熱することができる。
【００２５】
なお、撮像素子１１１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の二次元撮像素子を用いる。撮像素子１１１は、第１回路基板１６２内の撮像素子駆動回路等に接続されており、撮像素子１１１は、撮像素子駆動回路等の駆動制御の下で、被写体像を光電変換して撮像画像信号をＡ／Ｄ変換回路によってデジタルデータに変換して、デジタル画像データとして出力する。
【００２６】
撮像素子ユニット１１０の組み立てにあたっては、まず、インターポーザ１６６の上に第２回路基板１６３、第２スペーサー１６４ｂ、第１回路基板１６２を順に積層し、固定する。この後、インターポーザ１６６の電極と第１回路基板１６２、第２回路基板１６３の電極の間にワイヤボンディング１６５を配線し、さらに、その後、第１スペーサー１６４ａ、放熱板１８０、シリコンシート１７６および撮像素子１１１を順に積層し固定し、撮像素子１１１の電極と、インターポーザ１６６の電極間にワイヤボンディング１６５を配線する。そして放熱板１８０を第１パッケージ部１６９ａの切欠き１６９ｃに嵌め込み、第１パッケージ部１６９ａを上から載せ、接着剤等で一体化する。
【００２７】
次に、撮像ユニット１１０を両面フレキシブル基板１７０に取り付けた状態について、図２（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。この図２は、図１の撮像素子ユニット１１０を両面フレキシブル基板１７０に取り付けた状態の図であり、図２（Ａ）は、図１（Ｃ）のＡＡ断面図に対応し、図２（Ｂ）は、ＢＢ断面図に相当する図である。
【００２８】
撮像素子ユニット１１０の放熱板１８０の放熱用端子１８０ａ、電極１６７および放熱用電極１６７ａは、両面フレキシブル基板１７０の対応する銅箔パターン１７２に半田付けにより接続されている。前述したように、放熱用端子１８０ａは、電極１６７、放熱電極１６７ａよりΔだけ下がっている。即ち、これを言い換えると、放熱板１８０の放熱用端子１８０ａは、外部の放熱用部材に取り付け以前は、半導体装置の撮像面から、その裏面である接続電極面に向かった方向に、これら複数の電極面が形成する仮想の平面を超えて延びている。それにより、撮像素子ユニット１１０の電極と両面フレキシブル基板１７０の電極が半田付けされると、電極１６７および放熱電極１６７ａと同一面となっている。弾性部１８０ｂが設けられていることにより、放熱板１８０による撮像素子ユニット１１１の電極と両面フレキシブル基板１７０の電極との半田付け界面に対する応力を和らげ、接続・固定を確実にすることができる。
【００２９】
両面フレキシブル基板１７０は、ポリイミド等からなるベース材１７３の表面および裏面に、回路配線のための銅箔パターン１７２が設けられ、電極１６７および放熱用電極１６７ａと接続部分を除いて、絶縁のためにカバーレイ１７１を被覆している。両面フレキシブル基板１７０は、撮像素子ユニット１１０を保持する枠体等、熱容量の大きい放熱用金属板１７５に保持されている。
【００３０】
また、放熱板１８０、電極１６７および放熱用電極１６７ａと接続されている銅箔パターン１７２の反対側の銅箔パターン１７２は、放熱用金属板１７５の接触面１７５ａにて、直接、接している。さらに両面フレキブル基板１７０の両面の銅箔パターン１７２の一部同士は、例えばグランラインのように、お互いに不図示のスルーホールメッキや他の機械的構造により電気的にも連絡されている。
【００３１】
このように構成されているので、撮像素子ユニット１１０の放熱板１８０および放熱用電極１６７ａから伝わってくる熱は、ベース材１７３から間接的に伝わってくる熱のほか、銅箔パターン１７２を介してカメラの構造体等の放熱用金属板１７５に伝わり、この放熱用金属板１７５から空気中に放熱される。すなわち、撮像素子１１１で発生した熱は、シリコンシート１７６、放熱板１８０、変位可能な変位部である放熱用端子１８０ａ、接続用の半田付け、銅箔パターン１７２、接触面１７５ａの経路を通じて放熱用金属板１７５に伝わり、放熱する。
【００３２】
また、第１回路基板１６２で発生した熱は、第２スペーサー１６４ｂ、第２回路基板１６３、インターポーザ１６６、放熱電極１６７ａ、接続用の半田付け、銅箔パターン１７２、接触面１７５ａの経路を通じて放熱用金属板１７５に伝わり、放熱する。同様に、第２回路基板１６３で発生した熱は、インターポーザ１６６、放熱電極１６７ａ、接続用の半田付け、銅箔パターン１７２、接触面１７５ａの経路を通じて放熱用金属板１７５に伝わり、放熱する。
【００３３】
このように、本発明の第１実施形態においては、撮像素子１１１の裏面側に放熱板１８０を配置し、この放熱板１８０には、蛇腹状の弾性部１８０を設けている。このため、撮像素子１１１で発生した熱を、放熱板１８０を介して外部に放熱することができると共に、放熱用端子１８０ａと銅箔パターン１７２の間で確実に接続・固定することができる。したがって、撮像素子での発熱を効率よく放熱させることができ、撮像素子１１１の環境温度が上昇し、暗電流が増加したり、ノイズが増加するおそれが低い。さらに、蛇腹状の弾性部１８０ｂによって、熱による伸縮を吸収し、また、放熱用端子１８０ａの押圧力（両面フレキシブル基板１７０の電極パターンと撮像素子ユニット１１０の電極との間の半田付剥離力）を吸収することができるので、放熱用端子１８０ａと銅箔パターン１７２の接続・固定を確実にすることができる。また、蛇腹形状とすることにより、放熱板１８０の外部での放熱面積が広くなり、放熱効率が向上する。
【００３４】
また、本実施形態においては、パッケージ１６９に通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４をもうけてあるので、外部からゴミやホコリ等の侵入を防ぐと共に、内部で発生した熱を通気孔１６９ｆから排出することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態においては、放熱板１８０と第１回路基板１６２との間には、熱伝導率の低い第１スペーサー１６４ａを配置したので、第１回路基板１６２で発生した熱が、撮像素子１１１に伝わるおそれは殆どない。第１回路基板１６２で発生した熱は、熱伝導率の高い第２スペーサー１６４ｂを介して外部に放熱している。このため、第１回路基板１６２の撮像素子駆動回路等によって発生した熱は、主として、第１スペーサー１６４ａ、インターポーザ１６６、放熱電極１６７ａの順に伝わって、放熱する。第１回路基板１６２は、発熱量が比較的大きい回路基板であり、この熱が撮像素子１１１に伝わると、画像信号に暗電流やノイズ等の影響により、画像信号が劣化する。本実施形態においては、第１スペーサー１６４ａの熱伝導率を第２スペーサー１６４ｂの熱伝導率より低くすることにより、第１回路基板１６２の発熱を熱隔離している。第１スペーサー１６４ａから熱が伝わったとしても、放熱板１８０が設けてあるので、撮像素子１１１側には第１回路基板１６２の発熱が伝わることはない。
【００３６】
また、第１回路基板１６２における発熱は、一様ではなく、場所によって局所的に発熱が大きい。一様ではない温度分布で熱が撮像素子１１１に伝わると、撮像素子１１１の場所によって、暗電流が増加し、またノイズが増加してしまうが、本実施形態では、放熱板１８０を設けてあり、またスペーサーの熱伝導率を異ならせているので、このようなおそれが殆どない。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、撮像素子１１１と放熱板１８０の間に、シリコンシート１７６等の絶縁性高熱伝導材料を介挿させているので、放熱板１８０に効率よく熱伝導ささせると共に、撮像素子１１１に設けられた電極間において、ショートするおそれもない。
【００３８】
次に、本発明の第２実施形態について、図４乃至図６を用いて説明する。本発明の第１実施形態において、放熱板１８０は、撮像素子１１１の放熱のために設けられていたが、第２実施形態においては、撮像素子１１１の放熱用の第１放熱板１８１に加えて、第１回路基板１６２の放熱用の第２放熱板１８２を配置している。第１実施形態との相違点を中心に説明し、同一部材については同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
シリコンシート１７６と第１スペーサー１６４ａの間に配置された第１放熱板１８１は、第１実施形態における放熱板１８０とは異なり、脚部は１箇所のみとし、この脚部側はパッケージ１６９の隙間を通して外部に延出している。この脚部には、図６に示すように、蛇腹状のバネ部分である弾性部１８１ｂが設けられている。この弾性部１８１ｂは、第１実施形態における弾性部１８０ｂに比較して鋭角に折れ曲がっているが、第１実施形態と同様、緩い湾曲部からなる蛇腹形状としても勿論構わない。また、放熱板１８１の脚部の端部側は放熱用端子１８１ａとなっており、外部に放熱する経路となる。
【００４０】
第１回路基板１６２と第２スペーサー１６４ｂの間に、第２シリコンシート１７７と第２放熱板１８２を配置している。第２シリコンシート１７７の材質は、第１シリコンシート１７６と同様に、絶縁性のある高熱伝導率のシリコンシートである。また、第１放熱板１８１の脚部と反対側に、第２放熱板１８２の脚部が設けられ、この脚部側は、パッケージ１６９の隙間を通して外部に延出している。この脚部には、蛇腹状の弾性部１８２ｂが設けられている。この弾性部１８２ｂは、弾性部１８１ｂと同様、鋭角に折れ曲がっているが、第１実施形態と同様、緩い湾曲部からなる蛇腹形状としても勿論構わない。また、放熱板１８２の脚部の端部側は放熱用端子１８２ａとなっており、外部に放熱する経路となる。なお、放熱用端子１８１ａおよび放熱用端子１８２ａは、第１実施形態と同様に、電極１６７より長さΔだけ下の位置でも勿論構わない。
【００４１】
第１実施形態においては、第２スペーサー１６４ｂは熱伝導率の高い材質で構成したが、第２実施形態においては、第２スペーサー１６４ｂは熱伝導率の低い材質で構成する。これは、第１回路基板１６２において発生した熱を第２回路基板１６３に伝導させないためである。また、第１実施形態においては、インターポーザ１６６の裏面側に、放熱電極１６７ａを設けていたが、第２放熱板１８２を設け、これによって第１回路基板１６２で発生する熱を十分放熱させることができるので、放熱電極１６７ａを省略している。なお、第１実施形態においては、通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４を設けていたが、第２実施形態においても、同様に、両者を設ければ、さらに一層、熱の拡散効率が向上する。
【００４２】
図４に示す撮像素子ユニット１１０を両面フレキシブル基板１７０に装着した状態を図５（Ａ）（Ｂ）に示す。第１放熱板１８１の放熱用端子１８１ａ、第２放熱板１８２の放熱用端子１８２ａおよび電極１６７は、銅箔パターン１７２に半田付けで接続され、銅箔パターン１７２は接触面１７５ａで放熱用金属板１７５に接している。このため、第１実施形態と同様に、各素子・基板で発生した熱は、弾性部１８１ｂ、１８２ｂ、放熱用端子１８１ａ、１８２ｂ等を通り、銅箔パターン１７２を介して放熱用金属板１７５に伝導され、放熱される。
【００４３】
このように第２実施形態においても、蛇腹形状で構成した弾性部１８１ｂ、１８２ｂを設けているので、第１放熱板１８１および第２放熱板１８２の押圧力や、熱による伸縮によって、放熱用端子１８１ａ、１８２ａと銅箔パターン１７２との接続が外れてしまうことがなく、確実な接続・固定を得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、撮像素子１１１で発生した熱は、シリコンシート１７６および第１放熱電極１８１を通じて放熱される。また、第１回路基板１６２で発生した熱は、第２シリコンシート１７７および第２放熱板１８２を通じて放熱される。第２スペーサー１６４ｂは低熱伝導率の材料で構成されているので、第１回路基板１６２で発生した熱が、第２回路基板１６３に伝導されることはない。第２回路基板１６３で発生した熱は、インターポーザ１６６および電極１６７を通じて、外部に放熱される。
【００４５】
第２実施形態における撮像素子ユニット１１０は、第１回路基板１６２についても放熱板を配置し、第２回路基板１６３を経由せずに直接、放熱用金属板１７５に放熱することができる。このため、より効率良く放熱することができると共に、第２回路基板１６３が熱の影響を受けることを防止することができる。なお、第２実施形態においては、前述したように、放熱電極１６７ａを省略したが、これに限らず、第１実施形態と同様に放熱電極を設けても良く、この場合には、さらに放熱効率が向上する。
【００４６】
以上、説明したように、本発明の第１及び第２実施形態においては、放熱板１８０、第１放熱板１８１、第２放熱板１８２の脚部に弾性部１８０ｂ、１８１ｂ、１８２ｂを設けたので、放熱用端子１８０ａ、１８１ａ、１８２ａと銅箔パターン１７２の接続部に押圧力
や、熱による伸縮を和らげることができ、接続・固定を確実にし、経年変化が少なく、高信頼性のものにすることができる。このため、撮像素子１１１等の半導体チップにおいて発生した熱を確実に放熱することができる。また、蛇腹状にすることにより、放熱面積が広がり、放熱板そのものの放熱効率が向上する。
【００４７】
また、本発明の実施形態においては、通気孔１６９ｆと通気性フィルタ１８４の働きにより、パッケージ内の半導体チップによって発生した熱を、放熱板１８０、第１放熱板１８１、第２放熱板１８２に限らず、換気により放熱することができる。このため、さらに一層、熱の拡散効率の向上を図ることができる。
【００４８】
さらに、各実施形態においては、第１スペーサー１６４ａや第２スペーサー１６４ｂの熱伝導率を異ならせているので、所望の熱経路で各基板・素子で発生した熱を外部に逃がすことができる。なお、スペーサーの熱伝導率を同じ、または無くして、放熱板を設けるだけでも勿論構わない。
【００４９】
なお、本発明の実施形態においては、撮像素子ユニット１１０内の回路基板は、第１回路基板１６２および第２回路基板１６３を設けていたが、必ずしも２つは必要でなく、例えば、第１回路基板１６２のみ、または３以上の回路基板を備えるようにしても勿論構わない。その場合には、放熱板は、回路基板の発熱量や影響の度合いを考慮して、適宜配置すれば良い。また、放熱用金属板１７５を用いていたが、金属に限らず、放熱効果のある材料であれば、金属に限らない。
【００５０】
また、本発明の実施形態においては、パッケージ１６９の内部の空間に、撮像素子１１１、第１回路基板１６２、放熱板１８０等を収納し、パッケージ１６９の内部はこれらの素子・基板以外は空気で満たされているが、パッケージ１６９を用いずに、樹脂等で充填するようにしても勿論構わない。
【００５１】
本発明の実施形態の説明にあたっては、カメラ等に使用する撮像素子ユニットを例に挙げたが、カメラとしては、一眼レフタイプやコンパクトタイプのデジタルカメラ等の静止画撮影用のカメラでよく、またビデオカメラ等のように動画撮影用のカメラでも良い。また、これらのカメラ以外の専用機に組み込まれるような撮像装置にも本発明を適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態における撮像素子ユニットを示す図であり、（Ａ）はＡＡ断面図であり、（Ｂ）はＢＢ断面図であり、（Ｃ）は撮像素子ユニットのインターポーザと放熱板の位置関係を示す底面からみた図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係わる撮像素子ユニットをフレキシブルプリント基板に装着した際の断面図であり、（Ａ）はＡＡ断面図であり、（Ｂ）はＢＢ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における撮像ユニットの外観斜視図であり、（Ａ）は撮像ユニット全体の外観斜視図であり、（Ｂ）は(Ａ）の破線でした部分の拡大であり、放熱板の弾性部周辺の外観斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における撮像素子ユニットを示す図であり、（Ａ）はＡＡ断面図であり、（Ｂ）はＢＢ断面図であり、（Ｃ）は撮像素子ユニットのインターポーザと放熱板の位置関係を示す底面からみた図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係わる撮像素子ユニットをフレキシブルプリント基板に装着した際の断面図であり、（Ａ）はＡＡ断面図であり、（Ｂ）はＢＢ断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における放熱板の弾性部周辺の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１０・・・撮像素子ユニット、１１１・・・撮像素子、１６２・・・第１回路基板(半導体チップ)、１６３・・・第２回路基板(半導体チップ)、１６４ａ・・・第１スペーサー、１６４ｂ・・・第２スペーサー、１６５・・・ボンディングワイヤ、１６６・・・インターポーザ、１６７・・・電極、１６７ａ・・・放熱用電極、１６８・・・カバーガラス、１６９・・・パッケージ、１６９ａ・・・第１パッケージ部、１６９ｂ・・・第２パッケージ部、１６９ｃ・・・切欠き、１６９ｆ・・・通気抗、１７０・・・両面フレキシブル基板、１７１・・・カバーレイ、１７２・・・銅箔パターン、１７３・・・ベース材、１７５・・・放熱用金属板、１７５ａ・・・接触面、１７６・・・シリコンシート、１７７・・・第２シリコンシート、１８０・・・放熱板、１８０ａ・・・放熱用端子(変位部)、１８０ｂ・・・弾性部、１８１・・・第１放熱板、１８１ａ・・・放熱用端子、１８１ｂ・・・弾性部、１８２・・・第２放熱板、１８２ａ・・・放熱用端子、１８２ｂ・・・弾性部、１８４・・・通気性フィルタ
【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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