(57)【要約】【課題】半導体素子を基板に高密度に実装したとき、半導体素子の特性の変化を抑制することができる半導体素子用パッケージ及びマルチチップモジュールを提供することである。【解決手段】イメージセンサ６や駆動用素子８等の半導体素子を実装するための複数の領域間の熱伝導を妨げる断熱部９を備えた。【選択図】図１
2008016599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を実装するための複数の領域を有する基板を備えた半導体素子用パッケージにおいて、
前記複数の領域間の熱伝導を妨げる断熱部を備えていることを特徴とする半導体素子用パッケージ。
【請求項２】
前記断熱部は、前記基板の内部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項３】
前記断熱部は、前記基板の厚さ方向で前記領域に対向することを特徴とする請求項２記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項４】
前記断熱部は、一つの前記領域と他の前記領域との間に位置することを特徴とする請求項２記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項５】
前記断熱部は、前記半導体素子を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項２記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項６】
前記断熱部は、空洞部であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項７】
前記断熱部は、前記基板と前記半導体素子との間に介在することを特徴とする請求項１記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項８】
前記断熱部は、空間であることを特徴とする請求項７記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項９】
前記空間は、前記領域から前記半導体素子を浮き上がらせる突起によって形成されていることを特徴とする請求項７記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項１０】
前記突起は、前記基板に設けられた脚部であることを特徴とする請求項９記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項１１】
前記突起は、前記領域に盛られた接着剤であることを特徴とする請求項９記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項１２】
前記領域は前記基板の表裏面に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項１３】
前記領域は前記基板の表裏面のうちの一方の面に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージを備えている
ことを特徴とするマルチチップモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体素子用パッケージ及びマルチチップモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２枚の印刷配線基板の表面にそれぞれ複数のデバイスを実装し、これらの印刷配線基板の裏面同士を貼り合わせて構成されたマルチチップモジュールが知られている。
【０００３】
このマルチチップモジュールによれば、デバイスの高密度実装を実現することができる。
【特許文献１】特開平５−２９１４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
印刷配線基板に実装される個々の半導体素子から放出される熱は僅かであるが、半導体素子が高密度実装化されると、印刷配線基板は高温になる。
【０００５】
その結果、半導体素子によっては（例えばイメージセンサ）、その特性が変化してしまう。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、半導体素子を基板に高密度に実装したとき、半導体素子の特性の変化を抑制することができる半導体素子用パッケージ及びマルチチップモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するため請求項１の発明の半導体素子用パッケージは、半導体素子を実装するための複数の領域を有する基板を備えた半導体素子用パッケージにおいて、前記複数の領域間の熱伝導を妨げる断熱部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、前記基板の内部に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、前記基板の厚さ方向で前記領域に対向することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、一つの前記領域と他の前記領域との間に位置することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、前記半導体素子を取り囲むように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、空洞部であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、前記基板と前記半導体素子との間に介在することを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記断熱部は、空間であることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項７記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記空間は、前記領域から前記半導体素子を浮き上がらせる突起によって形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項９記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記突起は、前記基板に設けられた脚部であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項９記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記突起は、前記領域に盛られた接着剤であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記領域は前記基板の表裏面に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージにおいて、前記領域は前記基板の表裏面のうちの一方の面に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４の発明のマルチチップモジュールは、請求項１〜１３のいずれか１項記載の半導体素子用パッケージを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、半導体素子を基板に高密度に実装したとき、半導体素子の特性の変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１はこの発明の第１の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【００２４】
なお、半導体素子用パッケージ３は、半導体素子６，８及び放熱板１２を除いた部分であり、これらを搭載したものが半導体装置（例えばマルチチップモジュール）１０である。
【００２５】
半導体素子用パッケージ３は固定基板（基板）１と側壁部２とを有している。固定基板１は第１面４とそれと反対側の第２面５とを有し、それらの面４，５に半導体素子としてのイメージセンサ６、駆動用素子８が実装されている。固定基板１はセラミックスでできている。しかし、固定基板１の材料はそれに限られるものではない。
【００２６】
イメージセンサ６と駆動用素子８との間では、図示しない配線、ワイヤボンディング等を介して信号のやり取りが行われる。すなわち、第１の実施形態の半導体素子用パッケージ３は、複数の半導体素子が固定される領域を有するシステム・イン・パッケージである。この実施形態では、第１面４には、熱によって温度が上昇すると特性が変化するイメージセンサ６が固定されている。なお、図示しないが、実際にはイメージセンサ６の上方にガラス板が配置され、イメージセンサ６は密閉空間に収容されている。ガラス板は側壁部２の上面に固定される。
【００２７】
第１面４の側壁部２の内側全体をイメージセンサ６を実装する領域とすることができるが、側壁部２の内側の第１面４の一部分をイメージセンサ６を実装する領域としてもよい。その領域に接着剤７によってイメージセンサ６が固定されている。
【００２８】
また、第２面５には、イメージセンサ６を駆動するための駆動用素子（例えばアナログフロントエンドや、タイミングジェネレータ等）８が固定されている。図１には駆動用素子８として１つの素子だけ示したが、実際には複数の素子が固定される。イメージセンサ６や駆動用素子８は熱を発生するため、それら素子の数が増えれば、それだけ全体として発熱量が増大する。
【００２９】
駆動用素子８は配線次第で第２面５の領域内の任意の位置に実装可能であるが、第２面５の一部を駆動用素子８を実装する領域にしてもよい。その領域に接着剤（図示せず）によって駆動用素子８が固定されている。
【００３０】
固定基板１の内部には断熱部９が設けられている。駆動用素子８で熱が発生するが、矢印１３のように断熱部９によって駆動用素子８からイメージセンサ６への熱伝導が妨げられている。その結果、イメージセンサ６の温度上昇を抑制することができる。断熱部９の面積（断熱部９の上面又は下面の面積）はイメージセンサ６や駆動用素子８の面積（それぞれの上面又は下面の面積）より大きい。こうすれば、熱の遮断効果が高いので好ましい。しかし、断熱部９の面積がイメージセンサ６や駆動用素子８の面積よりも小さくてもよく、或は断熱部９が複数に分割されていてもよい。
【００３１】
第１の実施形態では、断熱部９は空洞部である。断熱部９内には空気が入っている。しかし、断熱部９内には窒素ガス、その他の不活性ガスを充満させてもよい。更に、断熱部９内を真空とすればより好ましい。また、断熱部９内に充填する物質としては固定基板１の熱伝導率より低い物質なら、上述の物質に限られない。
【００３２】
第２面５に実装される駆動用素子８は樹脂１１で覆われている。そして、駆動用素子８の固定基板１側の面と反対側の面には放熱板１２が取り付けられている。放熱板１２は、熱伝導率の良い物質（例えばアルミニウム）で形成されている。放熱板１２の表面に放熱効果を高めるために凹凸が設けられている。但し、放熱板１２は無くともよい。
【００３３】
駆動用素子８で発生した熱の一部は矢印１４で示すように放熱板１２から逃げるため、イメージセンサ６に伝わる熱は減少し、イメージセンサ６の温度上昇は更に抑制される。
【００３４】
図２はこの発明の第２の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【００３５】
第１の実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違点についてだけ説明する。
【００３６】
この実施形態は、イメージセンサ６、駆動用素子８を実装する領域に脚部２６，２８を設け、脚部２６，２８によって固定基板２１の第１，２面４，５からイメージセンサ６及び駆動用素子８が浮くように固定されている点で、図１の第１実施形態と相違する。
【００３７】
半導体素子用パッケージ２３は固定基板２１と側壁部２２とを有している。固定基板２１は第１面４とそれと反対側の第２面５とを有し、それらの面４，５にイメージセンサ６及び駆動用素子８が実装される。
【００３８】
第１面４の側壁部２２の内側全体をイメージセンサ６を実装可能な領域とすることができるが、側壁部２の内側の第１面４の一部分をイメージセンサ６を実装する領域としてもよい。その領域にはイメージセンサ６を第１面４から浮かして固定するための脚部２６が設けられている。脚部２６の上面には接着剤２７が塗布され、接着剤２７によってイメージセンサ６は脚部２６に固定される。脚部２６をイメージセンサ６の四隅に対向させてもよいし、脚部２６をイメージセンサ６の周縁部の全周に対向させるようにしてもよい。
【００３９】
第２の実施形態では脚部２６は固定基板２１と一体的に形成されているが、平面状の第１面４に固定基板２１とは異なる材料で作成した脚部を接着剤等で固定してもよい。更に、第１面４に高粘性接着剤を凸状に塗布してこれを脚部としてもよい。
【００４０】
また、第２面５にはイメージセンサ６を駆動するための駆動用素子８が載置されている。
【００４１】
駆動用素子８は配線次第で第２面５の領域内の任意の位置に実装可能であるが、第２面５の一部を駆動用素子８を実装する領域にしてもよい。
【００４２】
このようにすれば、イメージセンサ６の裏面と第１面４との間には隙間（空間）が生じ、この隙間が断熱部２４となる。このため、イメージセンサ６に固定基板２１を通じて伝わる熱は低減する。
【００４３】
駆動用素子８が実装される領域に駆動用素子８を第２面より下方に離して固定するための脚部２８が設けられている。脚部２８の底面には接着剤２９が塗布されており、接着剤２９によって駆動用素子８は脚部２８に固定される。脚部２８を駆動用素子８の四隅に対向させてもよいし、脚部２８を駆動用素子８の周縁部の全周に対向させるようにしてもよい。
【００４４】
第２の実施形態では脚部２８は固定基板２１と一体的に形成されているが、平面状の第２面５に固定基板２１とは異なる材料で作成した脚部を接着剤等で固定してもよい。更に、第２面５に高粘性接着剤を凸状に塗布してこれを脚部としてもよい。
【００４５】
このようにすれば、駆動用素子８の裏面と第２面５との間には隙間（空間）が生じ、この隙間が断熱部２５となる。このため、駆動用素子８から固定基板２１に伝導される熱は減少する。これにより、イメージセンサ６に固定基板２１を通じて伝わる熱も同様に減少する。矢印１５は熱の伝わり方を示している。
【００４６】
なお、この実施形態では、イメージセンサ６、駆動用素子８とも固定基板２１から浮かしているが、一方の半導体素子だけを固定基板２１から浮かしてもよい。
【００４７】
また、駆動用素子８に第１の実施形態と同様に放熱板を設けてもよい。
【００４８】
図３はこの発明の第３の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【００４９】
第１の実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違点についてだけ説明する。
【００５０】
この実施形態は、イメージセンサ６、駆動用素子８が固定基板の厚さ方向に配置されているのではなく、第１面４と平行な方向に沿って配置されている点で第１実施形態と相違する。
【００５１】
そして、第１面４のイメージセンサ６を固定する領域の下方に位置する固定基板３１の内部には、空洞状の断熱部３４が形成されている。これにより、イメージセンサ６に固定基板３１を通じて伝わる熱が減少する。また、同様に第１面４の駆動用素子８を固定する領域の下方に位置する固定基板３１の内部には、空洞状の断熱部３５が形成されている。
【００５２】
なお、第２の実施形態のように、固定基板の第１面４のイメージセンサ６を載置する領域に脚部を配置し、この脚部によってイメージセンサ６を第１面４から浮かしてもよい。
【００５３】
図４は第３の実施形態の変形例に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【００５４】
第１の実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違点についてだけ説明する。
【００５５】
図４に示すように、イメージセンサ６にだけ対応させて断熱部４４を設けてもよい。
【００５６】
また、第３の実施形態では、放熱板３６が駆動用素子８に設けられているが、図４に示すように、駆動用素子８が固定されている面とは逆の面に放熱板３６を設けてもよい。
【００５７】
図５はこの発明の第４の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置を示す図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ´線に沿う断面を示す概念図である。
【００５８】
第３の実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違点についてだけ説明する。
【００５９】
この実施形態は、断熱部５４が配置される位置がイメージセンサ６及び駆動用素子８を固定する領域に対向する固定基板５１の内部ではなく、イメージセンサ６と駆動用素子８との間における固定基板５１の内部である点で、第３の実施形態と相違する。
【００６０】
このようにすれば、駆動用素子８で発生した熱がイメージセンサ６に到達するのを妨げることができる。
【００６１】
なお、放熱板４６は第３の実施形態の変形例（図４参照）のように固定基板５１の下面に配置してあるが、第３の実施形態（図３参照）のように駆動用素子８の上面に配置してもよいし、或は放熱板を設けなくともよい。
【００６２】
図６はこの発明の第５の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置を示す図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ´線に沿う断面を示す概念図である。
【００６３】
第４の実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違点についてだけ説明する。
【００６４】
この実施形態は、第４の実施形態では断熱部５４がイメージセンサ６と駆動用素子８との間だけに配置されているのに対して、第５の実施形態では少なくともイメージセンサ６の周囲を囲むように断熱部６４が配置されている点で、第４の実施形態と相違する。
【００６５】
このようにすれば、駆動用素子８にて発生で熱がイメージセンサ６に到達するのを更に妨げることができる。
【００６６】
この実施形態では、熱の影響を受ける半導体素子であるイメージセンサ６の周囲に断熱部６４を設けた。しかし、熱を発生する半導体素子である駆動用素子８の周囲に断熱部６４を設けてもよいし、或は両方の素子６，８に設けてもよい。両方の素子６，８に断熱部６４を設ければ、断熱の効果は更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１はこの発明の第１の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【図２】図２はこの発明の第２の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【図３】図３はこの発明の第３の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【図４】図４は第３の実施形態の変形例に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置の断面を示す概念図である。
【図５】図５はこの発明の第４の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置を示す図である。
【図６】図６はこの発明の第５の実施形態に係る半導体素子用パッケージを用いた半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，２１，３１，４１，５１，６１：固定基板（基板）、２，２３，３３，４３，５３，６３：半導体素子用パッケージ、６：イメージセンサ（半導体素子）、８：駆動用素子（半導体素子）、９，２４，２５，３４，４４，５４，６４：断熱部。
【図１】
2008016599.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008016599.tif 000005
【図４】
2008016599.tif 000006
【図５】
2008016599.tif 000007
【図６】
2008016599.tif 000008