(57)【要約】【課題】パッケージ構造とした場合でも、透光板と光学機能素子との熱膨張率の差異に基づく配電手段と光学機能素子との接合部の接点破壊、光学機能素子のそりを極力避けることができかつ放熱性が良好でしかも小型化を図ることができる半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置１００は、光学機能面５ａに接合部５ｅ、５ｆを有する光学機能素子５と配電手段３とが電気的に接続された接合体６の光学機能面５ａに透過面２ａが臨むようにして透光板２がその厚さ方向から重ねて設けられ、配電手段３と光学機能素子５とを挟んで透光板２と反対側に放熱板１がその厚さ方向から重ねて設けられ、配電手段３の透光板２に相対向する対向面３ｃは透過面２ａと面接触しているが、非固定状態である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機能面に接合部を有する光学機能素子と配電手段とが電気的に接続された接合体の前記光学機能面に透過面が臨むようにして透光板がその厚さ方向から重ねて設けられ、前記配電手段と前記光学機能素子とを挟んで前記透光板と反対側に放熱板がその厚さ方向から重ねて設けられ、前記配電手段の前記透光板に相対向する対向面は前記透過面と面接触しているが、非固定状態であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
光学機能面に接合部を有する光学機能素子と配電手段とが電気的に接続された接合体の前記光学機能面に透過面が臨むようにして透光板がその厚さ方向から重ねらて設けられ、前記配電手段と前記光学機能素子とを挟んで前記透光板と反対側に放熱板がその厚さ方向から重ねて設けられ、前記光学機能素子が前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に硬化性の第１固定材料を用いて固定され、前記透光板と前記光学機能素子と前記放熱板との三者が前記第１固定材料とは異なる硬化性の第２固定材料で固定され、前記配電手段の前記透光板に相対向する対向面は前記透過面と面接触しているが非固定状態であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
直線状に長く延びる光学機能面に接続部を有する直方体形状の光学機能素子と配電用のリード端子を有するフィルム基板とが電気的に接続された接合体と、前記光学機能面に透過面が臨むようにして設けられかつ前記光学機能素子の長手方向に長く延びる透光板と、前記光学機能素子の長手方向に延びかつ前記フィルム基板と前記光学機能素子とを挟んで前記透光板と反対側に設けられた放熱板とを有し、前記光学機能素子が前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に硬化性の第１固定材料を用いて固定され、前記透光板と前記光学機能素子と前記放熱板との三者が前記第１固定材料とは異なる硬化性の第２固定材料で固定され、前記フィルム基板の前記透光板に相対向する対向面は前記透過面と面接触しているが非固定状態であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記第２固定材料は前記透光板と前記放熱板との間でかつ前記光学機能素子の光学機能面を包囲する包囲空間が形成されるようにして設けられ、前記包囲空間に通じかつ前記第２固定材料の硬化に伴って発生するガスを抜くためのガス抜き穴が前記光学機能素子の延びる方向途中に形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２固定材料は前記透光板と前記放熱板との間でかつ前記光学機能素子の光学機能面を包囲する包囲空間が形成されるようにして設けられ、前記放熱板と前記透光板との少なくとも一方に厚さ方向に貫通して前記第２固定材料の硬化に伴って発生するガスを抜くためのガス抜き穴が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２固定材料の硬化後に前記ガス抜き穴を塞いで前記光学機能素子が封止されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記透光体と前記放熱板とのいずれか一方への前記第１固定材料による前記光学機能素子の固定箇所に、前記第１固定材料の硬化後の盛り上がり部の進入を許容する逃げ穴が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記放熱板がその延びる方向に波状を呈していることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記光学機能素子の駆動用回路部又は読み出し用回路部に対応する箇所に接する放熱板の波状ピッチが残余の箇所の波状ピッチに対して小さい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】
前記光学機能素子はその長手方向両端部に間隔を開けて回路部を有し、該光学機能素子の各回路部に対応する箇所に放熱板が分割して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記放熱板と前記透光板との間でかつ長手方向端面部に、該放熱板と該透光板とを引き離してリサイクルを行う際に工具先端が挿入される挿入空間が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記透光板と前記放熱板との一方に、その幅方向に対する前記光学機能素子を固定する際に、位置決めを行う位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記位置決め手段から所定位置に他のユニットに対する取り付け箇所が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記光学機能素子と前記配電手段とがフリップチップ接合又はリードボンディング接合であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記配電手段の前記光学機能素子への接合部が、前記光学機能素子の側面と前記配電手段とにより形成される隅部に存在する硬化性の第３固定材料により補強されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記第３固定材料が前記側面からはみだしていないことを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記第３固定材料が前記光学機能素子の長手方向に間隔を開けて少なくとも２カ所存在することを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記光学機能素子への接合部からフィルムによる被覆箇所に延びるに伴って前記リード端子の幅が広くなっていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記フィルム基板が屈曲して前記接合部と前記第３固定材料との間で屈曲していることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記フィルム基板に前記光学機能素子の長手端部が進入する進入溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記放熱板が金属製又はセラミック製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記放熱板の外部に露出する面に絶縁処理が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２３】
前記第２固定材料が絶縁性を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２４】
前記第２固定材料がシリコン系樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２５】
前記第１固定材料と前記第２固定材料とが、前記光学機能素子の波長域で、光学的にブラックであることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２６】
前記透光板の側面が遮光されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記放熱板と前記第１固定材料と前記第２固定材料との三者が黒色であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２８】
前記第２固定材料が二種類の材料からなり、少なくとも一種類が封止用に用いられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項２９】
前記第１固定材料の硬度が前記第２固定材料の硬度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項３０】
前記光学機能素子が前記第１固定材料により前記透光板と前記放熱板とのうちのいずれか一方の長手方向中央部又は長手方向端部で固定されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。
【請求項３１】
前記フィルム基板がリード線路とアース線とからなるコプレナー線路であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項３２】
前記フィルム基板がリード線路とアース線とからなるマイクロストリップ線路であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項３３】
直線状に長く延びる直方体形状の光学機能素子の機能面に設けられた接続部と配電用のフィルム基板のリード線路とが接合された接合体を前記光学機能素子の長手方向に長く延びる透光板の透過面に、前記フィルム基板を面接触させた状態で硬化性の第１固定材料を用いて固定した後、前記第１固定材料とは異なる硬化性の第２固定材料を用いて、前記透光板と前記放熱板と前記光学機能素子との三者を固定して前記接合体を前記透光板と前記放熱板とにより挟んだ半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３４】
直線状に長く延びる直方体形状の光学機能素子の機能面に設けられた接続部と配電用のフィルム基板のリード線路とが接合された接合体の機能面と反対側の背面に硬化性の第２固定材料を塗布して、該接合体を前記光学機能素子の長手方向に長く延びる放熱板に前記第２固定材料とは異なる硬化性の第１固定材料を用いて固定させた後、前記フィルム基板を前記透光板の透過面に面接触させた状態で前記第２固定材料を前記放熱板に塗布して硬化させることにより、前記透光板と前記放熱板と前記光学機能素子との三者を固定して前記接合体を前記透光板と前記放熱板とにより挟んだ半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３５】
前記光学機能素子の長手方向途中に前記第２固定材料の硬化に伴うガスを抜くための空間が形成されるようにして前記第２固定材料を前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に塗布することを特徴とする請求項３３又は請求項３４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３６】
前記空間を後から塞ぐことを特徴とする請求項３５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３７】
前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に厚さ方向に貫通するガス抜き用の貫通穴を形成して、前記第２固定材料の硬化に伴い発生するガスを抜くことを特徴とする請求項３３又は請求項３４に記載の半導体製造装置の製造方法。
【請求項３８】
前記光学機能素子が固体撮像素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載の半導体装置が組み込まれている画像読み取りユニット。
【請求項４０】
請求項３９に記載の画像読み取りユニットを有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光板と光学機能素子との熱膨張率の差異に基づく配電手段と光学機能素子との接合部の破壊を極力避けることができかつ放熱性が良好でしかも小型化を図ることができる半導体装置、その半導体装置の製造方法、それを有する画像読み取りユニット及びそれを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体装置には、リード端子を有する非導電性セラミック基板に光学機能素子としてのラインセンサを固定して透光板としてのガラス基板で封止する構成のものが知られている。
【０００３】
このものでは、光学機能素子の光学機能面に形成されている接合部をリード端子に接続するためにワイヤボンディング接合を行っている（例えば、特許文献１参照。）。この半導体装置では、ワイヤボンディング接合のため、概して大型である。
【０００４】
また、半導体装置には、小型化を目的として、薄い配電手段を用いて項が光学機能素子と接合して接合体を構成し、この接合体を基板に固定し、接合体を挟んで基板と反対側に放熱板を設けたサンドイッチ構成のものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２３６０３号公報
【特許文献２】
特開２００３−６９００２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に開示のものは、小型化は図ることができるものの光学機能素子が外部に露呈しており、基板と放熱板とが固定されていないため、より一層の薄型化、小型化を図る際に強度上の問題が生じ、また、耐湿性、耐候性等の面で問題がある。
【０００７】
そこで、半導体装置をパッケージ構造とすることが考えられるが、透光板と放熱板とを固定して光学機能素子を包囲する構成とすると、透光板と光学機能素子との熱膨張率の差異に基づく配電手段と光学機能素子との接合部における接点破壊、放熱性の低下が考えられる。
【０００８】
また、光学機能素子を透光板と放熱板とのいずれか一方に固定する構成となるので、光学機能素子と放熱板との熱膨張率の相違、光学機能素子と透光板との熱膨張率の相違によって、光学機能素子にそりが生じる問題もある。
【０００９】
特に、光学機能素子が直線状に長く延びる直方体形状のものの場合には、例えば、画素数が７３００程度の一次元ＣＣＤ等のものでは、光学機能素子と透光板（放熱板）との熱膨張率の相違に基づく接点破壊、光学機能素子のそりが無視できないものとなる。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、パッケージ構造とした場合でも、透光板と光学機能素子との熱膨張率の差異に基づく配電手段と光学機能素子との接合部の接点破壊、光学機能素子のそりを極力避けることができかつ放熱性が良好でしかも小型化を図ることができる半導体装置、その半導体装置の製造方法、それを有する画像読み取りユニット及びそれを有する画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体装置は、光学機能面に接合部を有する光学機能素子と配電手段とが電気的に接続された接合体の前記光学機能面に透過面が臨むようにして透光板がその厚さ方向から重ねて設けられ、前記配電手段と前記光学機能素子とを挟んで前記透光板と反対側に放熱板がその厚さ方向から重ねて設けられ、前記配電手段の前記透光板に相対向する対向面は前記透過面と面接触しているが、非固定状態であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の半導体装置は、光学機能面に接合部を有する光学機能素子と配電手段とが電気的に接続された接合体の前記光学機能面に透過面が臨むようにして透光板がその厚さ方向から重ねらて設けられ、前記配電手段と前記光学機能素子とを挟んで前記透光板と反対側に放熱板がその厚さ方向から重ねて設けられ、前記光学機能素子が前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に硬化性の第１固定材料を用いて固定され、前記透光板と前記光学機能素子と前記放熱板との三者が前記第１固定材料とは異なる硬化性の第２固定材料で固定され、前記配電手段の前記透光板に相対向する対向面は前記透過面と面接触しているが非固定状態であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の半導体装置は、直線状に長く延びる光学機能面に接続部を有する直方体形状の光学機能素子と配電用のリード端子を有するフィルム基板とが電気的に接続された接合体と、前記光学機能面に透過面が臨むようにして設けられかつ前記光学機能素子の長手方向に長く延びる透光板と、前記光学機能素子の長手方向に延びかつ前記フィルム基板と前記光学機能素子とを挟んで前記透光板と反対側に設けられた放熱板とを有し、前記光学機能素子が前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に硬化性の第１固定材料を用いて固定され、前記透光板と前記光学機能素子と前記放熱板との三者が前記第１固定材料とは異なる硬化性の第２固定材料で固定され、前記フィルム基板の前記透光板に相対向する対向面は前記透過面と面接触しているが非固定状態であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の半導体装置は、前記第２固定材料は前記透光板と前記放熱板との間でかつ前記光学機能素子の光学機能面を包囲する包囲空間が形成されるようにして設けられ、前記包囲空間に通じかつ前記第２固定材料の硬化に伴って発生するガスを抜くためのガス抜き穴が前記光学機能素子の延びる方向途中に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の半導体装置は、前記第２固定材料は前記透光板と前記放熱板との間でかつ前記光学機能素子の光学機能面を包囲する包囲空間が形成されるようにして設けられ、前記放熱板と前記透光板との少なくとも一方に厚さ方向に貫通して前記第２固定材料の硬化に伴って発生するガスを抜くためのガス抜き穴が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の半導体装置は、前記第２固定材料の硬化後に前記ガス抜き穴を塞いで前記光学機能素子が封止されることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の半導体装置は、前記透光体と前記放熱板とのいずれか一方への前記第１固定材料による前記光学機能素子の固定箇所に、前記第１固定材料の硬化後の盛り上がり部の進入を許容する逃げ穴が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の半導体装置は、前記放熱板がその延びる方向に波状を呈していることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の半導体装置は、前記光学機能素子の駆動用回路部又は読み出し用回路部に対応する箇所に接する放熱板の波状ピッチが残余の箇所の波状ピッチに対して小さいことを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の半導体装置は、前記光学機能素子はその長手方向両端部に間隔を開けて回路部を有し、該光学機能素子の各回路部に対応する箇所に放熱板が分割して設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の半導体装置は、前記放熱板と前記透光板との間でかつ長手方向端面部に、該放熱板と該透光板とを引き離してリサイクルを行う際に工具先端が挿入される挿入空間が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に記載の半導体装置は、前記透光板と前記放熱板との一方に、その幅方向に対する前記光学機能素子を固定する際に、位置決めを行う位置決め手段が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に記載の半導体装置は、前記位置決め手段から所定位置に他のユニットに対する取り付け箇所が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４に記載の半導体装置は、前記光学機能素子と前記配電手段とがフリップチップ接合又はリードボンディング接合であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５に記載の半導体装置は、前記配電手段の前記光学機能素子への接合部が、前記光学機能素子の側面と前記配電手段とにより形成される隅部に存在する硬化性の第３固定材料により補強されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６に記載の半導体装置は、前記第３固定材料が前記側面からはみだしていないことを特徴とする。
【００２７】
請求項１７に記載の半導体装置は、前記第３固定材料が前記光学機能素子の長手方向に間隔を開けて少なくとも２カ所存在することを特徴とする。
【００２８】
請求項１８に記載の半導体装置は、前記光学機能素子への接合部からフィルムによる被覆箇所に延びるに伴って前記リード端子の幅が広くなっていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１９に記載の半導体装置は、前記フィルム基板が前記接合部と前記第３固定材料との間で屈曲していることを特徴とする。
【００３０】
請求項２０に記載の半導体装置は、前記フィルム基板に前記光学機能素子の長手端部が進入する進入溝が形成されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項２１に記載の半導体装置は、前記放熱板が金属製又はセラミック製であることを特徴とする。
【００３２】
請求項２２に記載の半導体装置は、前記放熱板の外部に露出する面に絶縁処理が施されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項２３に記載の半導体装置は、前記第２固定材料が絶縁性を有することを特徴とする。
【００３４】
請求項２４に記載の半導体装置は、前記第２固定材料がシリコン系樹脂であることを特徴とする。
【００３５】
請求項２５に記載の半導体装置は、前記第１固定材料と前記第２固定材料とが、前記光学機能素子の波長域で、光学的にブラックであることを特徴とする。
【００３６】
請求項２６に記載の半導体装置は、前記透光板の側面が遮光されていることを特徴とする。
【００３７】
請求項２７に記載の半導体装置は、前記放熱板と前記第１固定材料と前記第２固定材料との三者が黒色であることを特徴とする。
【００３８】
請求項２８に記載の半導体装置は、前記第２固定材料が二種類の材料からなり、少なくとも一種類が封止用に用いられていることを特徴とする。
【００３９】
請求項２９に記載の半導体装置は、前記第１固定材料の硬度が前記第２固定材料の硬度よりも高いことを特徴とする。
【００４０】
請求項３０に記載の半導体装置は、前記光学機能素子が前記第１固定材料により前記透光板と前記放熱板とのうちのいずれか一方の長手方向中央部又は長手方向端部で固定されていることを特徴とする。
【００４１】
請求項３１に記載の半導体装置は、前記フィルム基板がリード線とアース線とからなるコプレナー線路であることを特徴とする。
【００４２】
請求項３２に記載の半導体装置は、前記フィルム基板がリード線とアース線とからなるマイクロストリップ線路であることを特徴とする。
【００４３】
請求項３３に記載の半導体装置の製造方法は、直線状に長く延びる直方体形状の光学機能素子の機能面に設けられた接続部と配電用のフィルム基板のリード線路とが接合された接合体を前記光学機能素子の長手方向に長く延びる透光板の透過面に、前記フィルム基板を面接触させた状態で硬化性の第１固定材料を用いて固定した後、前記第１固定材料とは異なる硬化性の第２固定材料を用いて、前記透光板と前記放熱板と前記光学機能素子との三者を固定して前記接合体を前記透光板と前記放熱板とにより挟んだ半導体装置を製造することを特徴とする。
【００４４】
請求項３４に記載の半導体装置の製造方法は、直線状に長く延びる直方体形状の光学機能素子の機能面に設けられた接続部と配電用のフィルム基板のリード線路とが接合された接合体の機能面とは反対側の背面に硬化性の第２固定材料を塗布して、該接合体を前記光学機能素子の長手方向に長く延びる放熱板に前記第２固定材料とは異なる硬化性の第１固定材料を用いて固定させた後、前記フィルム基板を前記透光板の透過面に面接触させた状態で前記第２固定材料を前記放熱板に塗布して硬化させることにより、前記透光板と前記放熱板と前記光学機能素子との三者を固定して前記接合体を前記透光板と前記放熱板とにより挟んだ半導体装置を製造することを特徴とする。
【００４５】
請求項３５に記載の半導体装置の製造方法は、前記光学機能素子の長手方向途中に前記第２固定材料の硬化に伴うガスを抜くための空間が形成されるようにして前記第２固定材料を前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に塗布することを特徴とする。
【００４６】
請求項３６に記載の半導体装置の製造方法は、前記空間を後から塞ぐことを特徴とする。
【００４７】
請求項３７に記載の半導体装置の製造方法は、前記透光板と前記放熱板とのいずれか一方に厚さ方向に貫通するガス抜き用の貫通穴を形成して、前記第２固定材料の硬化に伴い発生するガスを抜くことを特徴とする。
【００４８】
請求項３８に記載の半導体装置は、前記光学機能素子が固体撮像素子であることを特徴とする。
【００４９】
請求項３９に記載の画像読み取りユニットは、請求項３８に記載の半導体装置が組み込まれていることを特徴とする。
【００５０】
請求項４０に記載の画像形成装置は、請求項３９に記載の画像読み取りユニットを有することを特徴とする。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる半導体装置１００の全体構成を示す斜視図である。この半導体装置１００は、例えばその全長が約１１ｃｍ、幅が約４ｍｍ、厚さが約４ｍｍの直方体形状を呈するものである。
【００５２】
その図１において、１は放熱板、２は光透過性の透光板、３は配電手段、４は硬化性の第２固定材料としての接着剤である。
【００５３】
その放熱板１と透光板２との間には、直線状に長く延びる直方体形状の光学機能素子５がサンドイッチ状に挟持されている。その光学機能素子５には例えばカラー用のラインＣＣＤ（固体撮像素子）チップが用いられ、このカラー用のラインＣＣＤチップの画素数は例えばＡ３用６００ｄｐｉで、各色７３００である。
【００５４】
その光学機能素子５は、図２に拡大して示すように、光学機能面５ａを有し、その光学機能面５ａの中央部が画素配列領域５ｂとなっており、その光学機能素子５の長手方向両側に回路部５ｃ、５ｄが形成されている。回路部５ｃは例えば駆動用に用いられ、回路部５ｄは例えば信号読み出し用に用いられる。なお、その図２において、Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤、緑、青の各ライン回路を示す。
【００５５】
その光学機能面５ａには、その回路部５ｃ、５ｄに隣接して、接合パッド部５ｅ、５ｆが形成されている。配電手段３は、ここでは、フィルム基板から構成され、図２に示すリード端子３ａを有するリード線路３ｂを有し、そのリード線路３ｂはフィルム３ｃによって被覆され、そのリード端子３ａはフィルム３ｃから露呈されて、各接合パッド部５ｅ、５ｆにそれぞれ接続されている。なお、フィルム基板の代わりにプリント基板を用いることもできる。
【００５６】
配電手段３は後述するフリップチップ接合又はリードボンディング接合により光学機能素子５の接合パッド部５ｅ、５ｆに接合されているが、この接合方法に限られるものではない。ここでは、リードボンディング接合方式によるものとして、以下にこの半導体装置１００の製造方法を説明する。
【００５７】
図３にはそのフライイングリードボンディング接合方式の一例が模式的に示されている。
【００５８】
その図３に示すように、光学機能素子５の接合パッド部５ｅ、５ｆには金材料からなるバンプ５ｇが形成されている。配電手段３のリード端子３ａの先端はそのバンプ５ｇに対向され、リード端子３ａと接合パッド部５ｅ、５ｆのバンプ５ｇとは超音波による金属の塑性変形により電気的に接合される。これにより、図４に示すように、光学機能素子５の長手方向両端部に一対の配電手段３を有する接合体６が形成される。なお、バンプ５ｇがあると、リード端子３ａとの接合を容易に行うことができるが、バンプ５ｇは必ずしも必要なものではなく、リード端子３ａを接合パット部５ｅ、５ｆに直接接合するバンプレス接合でも良い。
【００５９】
また、リードボンディング接合方式ではなく、フリップチップ接合方式によって接合体６を形成しても良い。
【００６０】
図５（ａ）は接合体６をフリップチップ方式によって形成したもので、配電手段３のリード端子３ａの先端をその各バンプ５ｇに対向させ、リード端子３ａとバンプ５ｇとの間に低温ハンダ材料５ｈを介在させ、かつ、配電手段３と光学機能素子５との間にアンダーフィル剤５ｉを介在させ、各リード端子３ａをバンプ５ｇに加熱圧着させて、配電手段３と接合パッド部５ｅ、５ｆとを電気的に接合して図４に示す接合体６を形成した例を示している。
【００６１】
その図５（ａ）に示す例では、低温ハンダ材料５ｈを用いて電気的に接合する方式について説明したが、図５（ｂ）に示すように導電性接着材料５ｊを用いて各リード端子３ａを加圧することによりバンプ５ｇに電気的に接合する方式を採用することもできるし、図５（ｃ）に示すように配電手段３と光学機能素子５との間に金、銅等の電動体粒子５ｋを有する異方導電性接着剤５ｍを用いて各リード端子３ａを加圧することによりバンプ５ｇに電気的に接合する方式を採用することもできるし、また、図５（ｄ）に示すように配電手段３と光学機能素子５との間に非導電性樹脂材料５ｎを介在させる一方、リード端子３ａとバンプ５ｇとを直接接触させ、各リード端子３ａを加圧することによりバンプ５ｇに電気的に接合する方式を採用することもできる。なお、バンプ５ｇは機械的に製作されたスタッドバンプ、メッキにより製作されたバンプのいずれであっても良い。
【００６２】
配電手段３と接合パッド部５ｅ、５ｆとの電気的接合には、このいずれのフリップチップ方式を採用することができるが、光学機能素子５のショート発生の防止の観点からは、非導電性樹脂材料（例えば、新日鉄化学社製のＮＥＸ−１５１）５ｎを用いるのが望ましい。
【００６３】
次に、このようにして製作された接合体６を、図６に示すように、配電手段３の透過面２ａに相対向する対向面３ｃが透光板２の透過面２ａに接するようにして、この接合体６を透光板２の透過面２ａに載置する。透過面２ａには光学機能素子５の隅部の位置を決めるための位置決め手段としての位置決めマーク２ｘ、光学機能素子５を突き当てるための位置決め突起２ｙが形成されている。この図６では、位置決めマーク２ｘと位置決め突起２ｙとを併用しているが、位置決めマーク２ｘのみを透過面２ａに形成する構成としても良いし、位置決め突起２ｙのみを光学機能素子５の長手方向に間隔を開けて形成しても良い。また、透光板２の幅方向Ｗに対する位置決めが後述する光学系との位置合わせを行う際に重要であるので、隅部の位置決めマーク２ｘはなくとも良い。なお、ここでは、透光板２にはガラス材料を用いるが、これに限るものではなく、透過性があり、熱が高くならないものであれば、透過性樹脂を用いても良い。
【００６４】
ついで、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）に示すように、光学機能素子５の長手方向で側面５ｘ、５ｙの中央部２カ所を固定箇所として、第２固定材料４とは異なる硬化性の第１固定材料７、例えば、接着剤によりスポット的に固定する。
【００６５】
この第１固定材料７には、ここでは、ＵＶ硬化型のもの（例えば、電気化学工業社製ＵＶ接着剤ＯＰ−２０７０）であり、光学機能面５ａに流れ出しの生じにくいものを用いる。図８（ａ）は図７（ａ）に示す状態を側面から見たものであり、光学機能素子５の光学機能面５ａは透光板２の透過面２ａから浮いた状態になっている。なお、図９（ａ）は図７（ａ）に示す状態を上から見た平面図である。
【００６６】
その第１固定材料７の硬度は第２固定材料４の硬度よりも高いことが望ましい。透光板２への光学機能素子５の固定の確実化をその長手方向１カ所のみで図るためである。
【００６７】
また、この第１固定材料７が透過面２ａと光学機能面５ａとの隙間ｈから光学機能面５ａに極力侵入しないようにして接着するのが望ましい。というのは、光学機能面５ａの画素配列領域５ｂに第１固定材料７が付着すると、その光学機能素子５の機能が阻害されるからである。なお、光学機能素子５の機能が阻害されない範囲内であれば、光学機能面５ａに第１固定材料７が付着していても良い。
【００６８】
また、極力、光学機能素子５の背面５ｚにはみ出さないようにして塗布するのが望ましい。というのは、この第１固定材料７が背面５ｚにはみ出して、第２固定材料７の硬化後に盛り上がり部が形成されると、放熱板１を組み付けたときに放熱板１がその固定箇所で浮き上がりを生じ、放熱板１と光学機能素子５との接触面積が少なくなり、放熱効率が低下するからである。
【００６９】
第１固定材料７による光学機能素子５の透光板２への固定はその長手方向については１カ所のみとするのが望ましい。というのは、光学機能素子５の長手方向に間隔を開けて第１固定材料７により２カ所以上で透光板２に固定すると、透光板２と光学機能素子５との熱膨張率の相違により、光学機能素子５にソリ、曲がり等の変形が生じ、光学機能素子５を用いて画像読み取りを行ったときに、ピントボケ等の画像劣化が発生する要因となるからである。
【００７０】
なお、図７（ａ）に示す例では、第１固定材料７による固定を光学機能素子５の長手方向中央部とした理由は、後述する画像読み取りユニットのレンズ光軸の光学系基準に合わせたものであり、光学系基準が端部基準であるものについては、図１０に示すように、第１固定材料７を光学機能素子５の端部に塗布して透光板２に固定する構成とするのが望ましい。
【００７１】
ついで、第２固定材料４を図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すように光学機能素子５の側面５ｘ、５ｙ、背面５ｚ、透光板２の透過面２ａに長手方向に渡って塗布する。その第２固定材料４には、絶縁性を有するものであって、かつ、シリコン系樹脂のものが望ましい。このシリコン系樹脂としては、例えば、東レダウコニーニング社製のＪＣＲ６２２４を用いる。この接着剤は硬化前粘度が２５０Ｐａ・ｓと非常に高く、ほとんど流動性がないので、光学機能面５ａへの流れ出しを防止できる。
【００７２】
第２固定材料４に絶縁性材料を用いる理由は、光学機能素子５の光学機能面５ａへの接着剤の付着によるショートの危険を極力避けるためである。シリコン系樹脂を用いるのは、光学機能素子５と放熱板１と透光板２との三者の熱膨張率の差による歪みを吸収するためである。
【００７３】
また、第１固定材料７、第２固定材料４は、その光学機能素子５の波長域で光学的にブラックであることが望ましい。
【００７４】
透過面２ａに対向する対向面３ｃは、シリコン系の接着剤（例えば、東レダウコニーニング社製のＳＥ９１８７Ｌ）を用いて封止される。この接着剤は、硬化後の硬度がＡ１７であり、第１固定材料７、第２固定材料４の硬化後の硬度に比べて非常に低く、弾性的であるので、透過面２ａと対向面３ｃとの接合状態は、実質的に非固定状態を呈する。
【００７５】
ついで、放熱板１をその厚さ方向から図１１に示すように透光板２に向けて近づけ、図１２、図８（ｃ）に示すように圧接した後、第２固定材料４を硬化させる。
【００７６】
これにより、図１に示す半導体装置１００が製造される。
【００７７】
この半導体装置１００の製造方法によれば、配電手段３の透光板２の透過面２ａに相対向する対向面３ｃは透光板２の透過面２ａに面接触するが、第１固定材料７、第２固定材料４により実質的に接合されていない非固定状態となる。
【００７８】
従って、透光板２と放熱板１との間でかつ光学機能素子５の光学機能面５ａを包囲する包囲空間Ｓ１が形成されるようにして半導体装置１００のパッケージ化を図った場合に、透光板２と光学機能素子５とが異なる膨張をしたとしても、配電手段３と透光板２との間で滑りが生じるため、配電手段３と光学機能素子５との接合パッド部５ｅ、５ｆが破壊されることが防止される。
【００７９】
また、光学機能素子５に膨張による歪みが極力生じないようにすることができるので、熱膨張に起因するピントボケ、画像ゆらぎ等の画像劣化が発生するのを防止できる。
【００８０】
ところで、その半導体装置１００の小型化を図ってパッケージ化を図った場合、第２固定材料４の硬化の際に発生するガスの逃げ場がないために、光学機能面５ａ、透過面２ａにガスによる曇りが生じることがある。
【００８１】
そこで、第２固定材料４の透光板２への塗布の際に、光学機能素子５の長手方向途中箇所に、光学機能面５ａの隙間ｈに通じるガス抜き穴としての空間Ｓ２（図１３、図１４参照）が形成されるように第２固定材料７を透光板２と光学機能素子５とに塗布するのが望ましい。
【００８２】
このような製造方法を採用すると、第２固定材料４の硬化の際に発生した包囲空間Ｓ１内のガスが空間Ｓ２を通って外部に逃げ出ることになるので、透過面２ａ、光学機能面５ａの曇りを防止できて、半導体装置１００の品質の向上を図ることができる。
【００８３】
その空間Ｓ２は後から、第２固定材料４を用いて塞げば良い。この場合には、第２固定材料４の使用量が少ないので、空間Ｓ２を塞いだとしても、光学機能面５ａ、透過面２ａの曇りはほとんど無視できる。
【００８４】
なお、この第２固定材料４の塗布には、工業用ＸＹロボットに塗布装置（ディスペンサー）を取り付けて行う。なお、第２固定材料４の塗布量が少ない場合には、スクリーン印刷方式を採用しても良い。
【００８５】
また、図１５に示すように、放熱板１にその厚さ方向貫通する貫通穴１１を形成し、図１６に示すように、その貫通穴１１に対応する箇所に包囲空間Ｓ１に通じる空間Ｓ２が形成されるようにして第２固定材料４を光学機能素子５に塗布し、第２固定材料４の硬化の際に包囲空間Ｓ１内に発生するガスを外部に逃がす構成を採用することもできる。その貫通穴１１を気密保持のために後から塞ぐようにしても良い。
【００８６】
このような製造法によれば、光学機能素子５の光学機能面５ａ、透光板２の透過面２ａを汚すことなくガス抜きを図ることができる。
【００８７】
なお、透光板２の側面２ｂは遮光されているのが迷光が生じるのを防止するうえで望ましく、放熱板１、第１固定材料７、第２固定材料４は黒色であるのが、放熱効率を高めるうえで望ましい。
【００８８】
また、放熱板１は金属製が放熱効果を高めるうえで望ましいが、セラミックス製であっても良い。
【００８９】
また、放熱板１は図示を略す部材にアースされているが、放熱板１の外部に露呈する面に絶縁処理を施すのが、他の部品とのショートを回避するうえで望ましい。このような構成とすることにより、シールド効果を生じさせ、半導体装置１００の耐ノイズ性の向上を図ることができる。
【００９０】
なお、光学機能素子５の透光板２への固定作業の効率の観点からは、図１７に示すように盛り上がり部１２を許容するのが望ましい。というのは、光学機能素子５の側面５ｘ、５ｙからはみ出さないようにして迅速に側面５ｘ、５ｙに第１固定材料７を塗布するのが困難であるからである。
【００９１】
そこで、この場合には、図１８に示すように、盛り上がり部１２の逃げ穴１３を予め放熱板１に形成しておくのが望ましい。このように盛り上がり部１２の逃げ穴１３を予め放熱板１に形成することにすれば、第１固定材料７の塗布の迅速性を確保しつつ光学機能素子５の背面５ｚと放熱板１との接触面積の確保とを両立化させることができる。
（変形例の実施態様）
［変形例１］
放熱板１は、図１９に示す櫛歯形状の放熱フィン１４を有する形状であっても良い。放熱板１を櫛歯形状の放熱フィン１４を有する構成とした場合には、図２０に示すように、放熱板１を長手方向に二分割して長手方向両端部で回路部５ｃ、５ｄに対応する箇所に取り付ける構成とすることもできる。
【００９２】
このような構成にすると、光学機能素子５の主として発熱箇所となる回路部５ｃ、５ｄが発生する熱の放熱効率を損なうことなく、半導体装置１００の軽量化を図ることができる。また、放熱板１の材料コストの低減も図ることができる。アルミ押し出し成形によるものを用いれば、製造コストも安価となる。
［変形例２］
また、放熱板１を図２１に示すように波状部１５からなる放熱フィンを有する構成とすることもできる。また、波状部１５を有する構成とした場合には、図２２に示すように放熱板１の長手方向両端部で回路部５ｃ、５ｄに対応する箇所の波状部１５のピッチをその中央部の波状部１５のピッチに対して小さく形成すると良い。この波状部１５は、アルミ板を折り曲げることによって製作できる。
【００９３】
このような構成にすると、光学機能素子５の主として発熱箇所となる回路部５ｃ、５ｄが発生する熱の放熱効率の向上を期待でき、半導体装置１００をパッケージ化したにもかかわらず、光学機能素子５と放熱板１と透光板２との三者の熱膨張率の差による歪みの発生を抑制できる。
【００９４】
なお、図１９ないし図２２では、放熱板１の形状を説明するため、接合体１００を除いて他の構成要素は捨象した。
［変形例３］
図２３〜図２５は、第２固定材料４を放熱用固定材料４Ａと封止用固定用材料４Ｂとに分けて、放熱板１と透光板２と光学機能素子５との三者を封止固定する構造としたものである。
【００９５】
まず、図２３に示すように、接合体６を透光板２に第１固定材料７により固定した後、光学機能素子５の背面５ｚにその長手方向に沿って放熱用固定材料４Ａを塗布する。
【００９６】
ついで、図２４に示すように、透光板２の透過面２ａであって、光学機能素子５の周囲に沿って、封止用固定材料４Ｂを塗布する。
【００９７】
ついで、図２５に示すように、放熱板１を光学機能素子５に圧接させて放熱用固定材料４Ａ、封止用固定材料４Ｂを硬化させる。
【００９８】
その放熱用固定材料４Ａには、放熱板１と光学機能素子５との熱膨張率の差に基づく光学機能素子５の歪みを吸収するため、シリコン系の接着剤を用いるのが望ましい。また、放熱用固定材料４Ａ、封止用固定材料４Ｂは、光学機能面５ａと透過面２ａとの隙間ｈへの進入を防止する観点から、非流動性のものを用いるのが望ましい。また、封止用固定材料４Ｂは、光学機能素子５の光学機能面５ａのショートを避けるために絶縁性であるのが望ましい。封止用固定材料４ｂの表面は湿気に対する封止性をより一層向上させるために封止用コーティング処理を行うのが望ましい。
【００９９】
このように構成すると、放熱板１への熱伝導性の向上を図ることができ、放熱効率に寄与する。
［変形例４］
半導体装置１００は、図２６（ａ）に示すように、その長手方向一端部で、放熱板１と透光板２との間に、放熱板１と透光板２とを引き離してリサイクルを行う際に、マイナスドライバー等の工具（図示を略す）の刃先部が挿入される挿入空間Ｓ３が形成されるように、封止用固定材料４Ｂが充填されていない非充填部分が設けられていても良い。
【０１００】
また、図２６（ｂ）に示すように、放熱板１の長手方向端面部にマイナスドライバー等の工具の刃先部が挿入される切り欠き１６を形成することにより挿入空間Ｓ３を形成しても良い。
【０１０１】
このような構成とすると、半導体装置１００の分解を容易に行うことができる。
［変形例５］
図２７、図２８は、第２固定材料４を光学機能素子５の背面５ｚに塗布して放熱板１に接合体６を第１固定材料７を用いて固定し、ついで、光学機能素子５の周囲を包囲するようにして、放熱板１に第２固定材料４を塗布し、その後に、透光板２を上から圧接して、第２固定材料４を硬化させて、放熱板１、透光板２、光学機能素子５の三者のパッケージ化を図ったものである。
【０１０２】
このような製造方法によっても、配電手段３の透光板２の透過面２ａに相対向する対向面３ｃが透過面２ａと面接触しているが、非固定状態である半導体装置１００を製造することができる。
【０１０３】
放熱板１に接合体６を第１固定材料７に塗布する際、第２固定材料４を塗布して放熱板１に固定する構成としたので、光学機能素子５の駆動により発生した熱が放熱板１に効率よく伝達され、半導体装置１００の放熱効率の低下を防止できる。
【０１０４】
放熱板１には、光学機能素子５の幅方向の位置決めを行うための位置決め手段としての位置決めマークを形成し、この位置決めマークに合わせて光学機能素子５を位置決めし、放熱板１に第１固定材料７により光学機能素子５を固定するようにしても良い。
［変形例６］
リード端子３ａをリードボンディング接合した場合、図２９、図３０に示すように、リード端子３ａが配電手段３のフィルム部３ｃよりも露呈しており、その接合パッド部５ｅに対する接合が外力に対して弱いので、光学機能素子５の側面５ｘ、５ｙとフィルム部３ｃとによって形成される隅部に硬化性の第３固定材料１７を塗布して接合パッド部５ｅ、５ｆの補強を図るのが望ましい。その第３固定材料１７はその側面５ｘ、５ｙからはみ出さないようにするのが望ましく、更には、光学機能素子５の長手方向に間隔を開けて２カ所以上に設けるのが望ましい。
【０１０５】
また、図３１に示すように、第３固定材料１７の硬化前にフィルム３ｃを撓ませてその一部分を接合パッド部５ｅ、５ｆと第３固定材料１７の間で撓ませ、このフィルム３ｃが撓んだ状態で、第３固定材料１７を硬化させる構成とすることができる。
【０１０６】
このフィルム３ｃに撓みを持たせる構成とすると、配電手段３に加わる機械的な張力等の外力の吸収を図ることができ、リード端子３ａと接合パッド部５ｅ、５ｆとの接点破壊が防止される。
【０１０７】
なお、図２に示すように、接合パッド部５ｅ、５ｆからフィルム部３ｃに向かうに伴って、リード端子３ａが暫時幅広となる形状にリード端子３ａを形成すると、リード端子３ａ自体の強度の向上を図ることができ、かつ、熱歪みによる切断防止を図ることもできることに加えて、接合パッド部５ｅに対する位置決め精度の向上を図ることができる。
［変形例７］
配電手段３が、フィルム基板の場合には、図３２に示すように、光学機能素子５の長手方向端部が進入する進入溝１８を形成して、左右一体型とするのが望ましい。このように構成すると、接合の際の位置決めを容易に図ることができると共に、その接合作業の迅速化を図ることができる。
【０１０８】
この図３２では、光学機能素子５の長手方向両端部で異なる形状のフィルム基板が示されているが、フィルム基板の形状はリード線路から信号線の引き出し方向を両側とするか片側とするかを説明するために、説明の便宜上、左右両側で異なる形状のフィルム基板を同一図面上に示したものであり、実際の製品では、光学機能素子５の長手方向両側に電気的に接続するフィルム基板には同一形状のものを用いる。
［変形例８］
配電手段３がフィルム基板の場合には、図３３に示すように、フィルム３ｃの下部にアース板３ｄを配設し、リード線路３ｂをマイクロストリップ線路３ｅとすることにより、リード線路３ｂ、３ｂ間のクロストークノイズの低減を図ることができる。リード線路３ｂ、３ｂとアース板３ｄとの距離により、特性インピーダンス、信号伝播時間が変化するので、リード線路３ｂ、３ｂとアース板３ｄとの距離は一定であるのが望ましい。
【０１０９】
また、図３４に示すように、アース線路３ｆとリード線路３ｂとの交互配列によるコプレナー線路３ｇであっても良い。このように構成しても、ノイズの発生低減を図ることができる。アース線路３ｆとリード線路３ｂとの間の距離は、上記と同様の理由で一定に保つのが望ましい。
【０１１０】
なお、以上の実施例の説明における図面では、説明の便宜上、半導体装置１００の厚さ方向を強調して描いてあるが、配電手段３と光学機能素子５との間隔は約５０ミクロンメートル、配電手段３の対向面３ｃと透光板２の透過面との間隔は０（接触状態）、光学機能素子５の背面５ｚと放熱板１との間の間隔は約５０ミクロンメートル、光学機能素子５の光学機能面５ａから透過面２ａまでの隙間ｈはほとんど０に近いが、光学機能面５ａが透過面２ａに接触していない状態にある。
［変形例９］
この半導体装置１００は、例えば、図３５に示す画像読み取りユニット２０に取り付けられる。ここでは、光学機能素子５は第１固定材料７によって放熱板１に固定されているものとして説明する。
【０１１１】
その半導体装置１００には、図３６に示すように、その放熱板１の長手方向両端部に画像系読み取りユニット２０に対して三角体形状の取り付け部材２１’を固定するための固定用平面部２２’が設けられている。
【０１１２】
画像読み取りユニット２０は、筐体２１、遮光用カバー２２、レンズ２３、２４から大略構成され、レンズ２３は保持筒２５に装着される。筐体２１には取り付け面２２ａが形成され、半導体装置１００はその取り付け面２２ａに位置決め調整後接着により固定される。その位置決めは、図示を略すロボットハンドにより、半導体装置１００を上下方向から掴んで、Ｘ、Ｚ、Ｙ、α、β、γの各方向に渡って行う。
【０１１３】
取り付け部材２１’はその画像読み取りユニット２０と半導体装置１００との高精度位置調整後、画像読み取りユニット２０と半導体装置１００とに接着剤を硬化させて固定され、これにより半導体装置１００は画像読み取りユニット２０に取り付け部材２１’を介して位置決め固定される。
【０１１４】
ここで、取り付け部材２１’を放熱板１に固定することにしたのは、取り付け部材２１’を透光板２の側に固定して、この取り付け部材２１’を介して、画像読み取りユニット２０に半導体装置１００を固定する構成とすると、膨張・収縮によって放熱板１と透光板２との間に変形が生じた場合、光学機能素子５がレンズ系の光軸に対して位置ズレを生じるからである。なお、光学機能素子５が第１固定材料７によって透光板２に固定されている場合には、取り付け部材２１’に透光板２を固定すると共に、この取り付け部材２１’に画像読み取りユニット２０を固定する。
【０１１５】
取り付け部材２１’を設ける箇所は、これに限るものではなく、例えば、図３７に示すように、放熱板１の側面でかつその長手方向中央部に固定用平面部２２を設け、この固定用平面部２２に取り付け部材２１’を接着剤により固定する構成とすることもできる。
【０１１６】
なお、この画像読み取りユニット２０の詳細な構成、この画像読み取りユニット２０が組み込まれて使用される画像形成装置については、公知であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１１７】
以上、発明の実施の形態では、第１固定材料７を用いて光学機能素子５を透光板２又は放熱板１に固定した後、第２固定材料４を用いて、放熱板１、透光板２、光学機能素子５のパッケージ化を図ることにしたが、第２固定材料４のみを用いてパッケージ化を図ることもできる。
【０１１８】
また、以上発明の実施の形態では、光学機能素子５が撮像素子であるとして説明したが、これに限るものではなく、光学機能素子５は例えばＬＥＤアレイからなる発光素子であっても良い。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、パッケージ構造とした場合でも、透光板と光学機能素子との熱膨張率の差異に基づく配電手段と光学機能素子との接合部の接点破壊、光学機能素子のそりを極力避けることができかつ放熱性が良好でしかも小型化を図ることができる半導体装置を提供できる。
【０１２０】
また、この半導体装置を光学素子として用いて光学系のユニットに固定する場合、位置決め精度や振動に対する強度が向上し、光学系として高品質のものを製作できる。
【０１２１】
例えば、光学機能素子が撮像素子である場合、位置決め精度のばらつきによるピントボケを避けることができ、振動による画像のゆらぎを防止できる。
【０１２２】
また、請求項２、請求項３に記載の発明によれば、光学機能素子の位置を予め放熱板又は透光板のいずれか一方に固定してからパッケージ化を図る構成であるのでその位置決めが容易である。
【０１２３】
更に、このものでは、光学機能素子をその長手方向中央部一カ所のみ又はその長手方向片側端部のみで第１固定材料により固定する構成とすれば、光学機能素子が膨張した場合でも、その光学機能素子の熱膨張による歪みが生じるのを防止できる。
【０１２４】
更に、例えば、光学機能素子が固体撮像素子である場合、その駆動時の発熱による膨張、外気温の変化により光学機能素子が伸び縮みしたとしても、各画素の位置ズレは第１固定材料による固定箇所を基準に生じるので、光学系の基準と第１固定箇所による固定位置とを一致させることにすれば、光学系基準に対して主要な各画素の位置ズレ量を小さくでき、画像読み取りの位置ズレを抑制できる。
【０１２５】
請求項４〜請求項６に記載の発明によれば、第２固定材料の硬化過程で発生するガスにより、光学機能素子の光学機能面、透光板の透過面に曇りが生じるのを防止できる。
【０１２６】
請求項７に記載の発明によれば、第１固定材料の塗布の迅速性を図ることができる。
【０１２７】
請求項８〜１０に記載の発明によれば、放熱板の放熱効率の向上を期待できる。
【０１２８】
請求項８に記載の発明によれば、放熱板が波形形状であるので、放熱板に柔軟性をもたせ、軽量化にもつながる。また、放熱効率が向上するので、熱による暗示出力特性の安定化を図ることができる。
【０１２９】
請求項１１に記載の発明によれば、リサイクルを行う際に、放熱板と透光板とを容易に分離できる。
【０１３０】
請求項１２に記載の発明によれば、他のユニットに対する取り付け箇所から所定位置に透光板又は放熱板に光学機能素子の位置決めを行うための位置決め手段を設けたので、取り付け箇所に対する光学機能素子の位置を精度良く合わせることができる。
【０１３１】
従って、例えば、光学機能素子としてＣＣＤを用いた場合、半導体装置とレンズとをブロック化してレンズブロックを組み立てる際のＣＣＤに対するレンズの位置調整を行うとき、ＣＣＤとレンズの光軸との初期位置関係はその外形寸法によって予め求まるので、半導体装置の取り付け箇所に対するＣＣＤの位置決めを行えば、レンズの光軸に対する相対位置が定まることになり、この初期位置から半導体装置とレンズの光軸との微細な調整を行うことにより、レンズに対するＣＣＤの光軸合わせを正確に行うことができることになり、調整時間の短縮化を図ることができる。
【０１３２】
請求項１３に記載の発明によれば、他の部材への半導体装置の取り付けの容易化を図ることができる。また、他の部材に安定して取り付けることができ、振動等に対する外力に対しても安定した姿勢を保つことができる。
【０１３３】
請求項１４に記載の発明によれば、ワイヤーボンディング接合の場合にはリード線を引き出すための空間が必要となって大型化していたが、この請求項１４に記載の発明によれば、光学機能素子と配電手段とがフリップチップ接合、リードボンディング接合により接合されているので、光学機能素子と透光板との間に電気的接合のための空間が不要となり、小型化できる。
【０１３４】
請求項１５〜請求項１７に記載の発明によれば、リードボンディング接合の際に、配電手段の補強を図ることができる。また、半導体装置の小型化を図ることができる。
【０１３５】
更に、請求項１６に記載の発明によれば、第３固定材料が側面からはみ出していないので、光学機能素子への第３固定材料の流出を防止でき、第３固定材料の光学機能面の保護を図ることができる。
【０１３６】
請求項１８、請求項１９に記載の発明によれば、配電手段に機械的に張力が加わった場合でも、配電手段と光学機能素子の接合パッド部との破壊を防止できる。
【０１３７】
請求項２０に記載の発明によれば、配電手段の位置決めの効率化を図ることができ、作業効率が向上する。
【０１３８】
請求項２１に記載の発明によれば、放熱効率の向上を期待できる。
【０１３９】
例えば、光学機能素子の回路部に近い側と回路部から遠い側とでは、固体撮像素子の場合、温度差に起因する画素の出力レベルに差が生じ、回路部に近い側の画素で読み取った画像と回路部から遠い側で読み取った画像とでは、温度差に起因して黒の深みが異なるという現象が生じるが、このものによれば、すみやかに光学機能素子により発生する熱を外部に放出できるので、この現象を避けることができる。
【０１４０】
請求項２２、２３に記載の発明によれば、光学機能素子のショートの危険性を回避できる。
【０１４１】
請求項２４に記載の発明によれば、第２固定材料としてシリコン系樹脂を用いたので、線膨張係数の異なる放熱板と光学機能素子との間の熱膨張によって生じる応力歪み、透光板と光学機能素子との間の熱膨張によって生じる応力歪み、透光板と放熱板との間の熱膨張によって生じる応力歪みの緩和を図ることができる。すなわち、透光板と放熱板との間の反り、剥離等の防止を図ることができる。
【０１４２】
これによって、例えば、光学機能素子がＣＣＤである場合には、反りに起因する位置ズレによって生じるピントボケを防ぐことができ、高品質な光学系を提供でき、例えば、読み取り光学ユニットにこの半導体装置を取り付けた場合には、高品質な読み取り画像を得ることができる。
【０１４３】
請求項２５、２６に記載の発明によれば、迷光による光学ノイズ（フレアー）の除去を図ることができる。
【０１４４】
請求項２７に記載の発明によれば、放熱効率の向上を期待できる。
【０１４５】
請求項２８に記載の発明によれば、封止効果の向上を期待できる。
【０１４６】
請求項２９に記載の発明によれば、光学機能素子の透光板、放熱板への固定の確実化を図ることができる。
【０１４７】
また、光学機能素子がその長手方向中央部又は長手方向端部で第１固定材料によりただ１カ所で放熱板又は透光板に固定されているので、光学機能素子が熱膨張した場合でも、光学機能素子はその固定箇所に確実にとどまり、光学機能素子に熱膨張による歪みが発生するのを防止できる。また、光学系の光学基準に容易に合わせることができる。更に、例えば、光学機能素子が固体撮像素子である場合、その駆動時の発熱による膨張、外気温の変化により光学機能素子が伸び縮みしたとしても、各画素の位置ズレは第１固定材料による固定箇所を基準に生じるので、光学系の基準と第１固定箇所による固定位置とを一致させることにすれば、光学系基準に対して主要な各画素の位置ズレ量を小さくでき、画像読み取りの位置ズレを抑制できる。
【０１４８】
請求項３０に記載の発明によれば、光学機能素子がその長手方向中央部又は長手方向端部で第１固定材料によりただ１カ所で放熱板又は透光板に固定されているので、光学機能素子が熱膨張した場合でも、光学機能素子に熱膨張による歪みが発生するのを防止できる。また、光学系の光学基準に容易に合わせることができる。更に、例えば、光学機能素子が固体撮像素子である場合、その駆動時の発熱による膨張、外気温の変化により光学機能素子が伸び縮みしたとしても、各画素の位置ズレは第１固定材料による固定箇所を基準に生じるので、光学系の基準と第１固定箇所による固定位置とを一致させることにすれば、光学系基準に対して主要な各画素の位置ズレ量を小さくでき、画像読み取りの位置ズレを抑制できる。
【０１４９】
請求項３１、請求項３２に記載の発明によれば、クロストークノイズの発生を防止できる。
【０１５０】
請求項３３〜請求項３７に記載の発明によれば、本発明に係わる半導体装置を容易に製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる半導体装置の完成状態を示す斜視図で、透光板を透かして描いた図である。
【図２】図１に示す光学機能素子に配電手段を接続した状態を示す拡大平面図である。
【図３】配電手段と光学機能素子とのリードボンディング方式の説明図である。
【図４】光学機能素子に配電手段が接続された接合体を示す斜視図である。
【図５】配電手段と光学機能素子とのフリップチップ接合方式の説明図であって、（ａ）は低温ハンダによる接合を示し、（ｂ）は導電性接着材料による接合を示し、（ｃ）は異方性導電性接着材料による接合を示し、（ｄ）は非導電性接着材料による接合を示す。
【図６】接合体を透光板に位置決め載置した状態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係わる半導体装置の製造過程の説明図であって、（ａ）は透光板に光学機能素子を第１固定材料により固定した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す光学機能素子に第２固定材料を塗布した状態を示す斜視図である。
【図８】本発明に係わる半導体装置の製造過程の説明図であって、（ａ）は図７（ａ）に示す透光板に光学機能素子を固定した状態を側面から見た図を示し、（ｂ）は（ａ）に示す透光板に第２固定材料を塗布した状態を示す図を示し、（ｃ）は（ｂ）に示す光学機能素子に放熱板を圧接固着させた状態を示す図である。
【図９】本発明に係わる半導体装置の製造過程の説明図であって、（ａ）は図７（ａ）に示す透光板に光学機能素子を固定した状態を上面から見た図を示し、（ｂ）は（ａ）に示す透光板に第２固定材料を塗布した状態を示す図を示す。
【図１０】図７（ａ）に示す第１固定材料の塗布位置を光学機能素子の長手方向端部とした例を示す図である。
【図１１】第２固定材料が塗布された透光板に向けて放熱板を接近させる状態を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す透光板に放熱板を圧接して第２固定材料を硬化させて半導体装置を完成させた状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係わる半導体装置の製造過程の説明図であって、第２固定材料の透光板への塗布の際に、第２固定材料の硬化に伴って発生するガスを抜くためのガス抜き穴が光学機能素子の側面側に形成されるように一部に第２固定材料の非塗布箇所を設けた状態を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すガス抜き穴が形成された透光板を上面から見た平面図である。
【図１５】ガス抜き穴の他の例を示す説明図であって、ガス抜き穴が光学機能素子の背面側に形成されるように、光学機能素子の長手方向の途中部分に第２固定材料の非塗布箇所を設けると共に、放熱板のその非塗布箇所に対応する箇所に貫通穴を形成した状態を示す斜視図である。
【図１６】図１５に示すガス抜き穴が形成された透光板を上面から見た図である。
【図１７】本発明に係わる半導体装置の他の例を示す説明図であって、図７（ａ）に示す光学機能素子の背面側に第１固定材料を盛り上がらせて塗布した状態を示す斜視図である。
【図１８】光学機能素子の背面側に第１固定材料を盛り上がらせて塗布した後、放熱板を光学機能素子に圧接密着させた状態を示す側面図であって、第１固定材料の盛り上がり部に対応する放熱板の箇所に逃げ穴が形成されている状態を示す図である。
【図１９】本発明に係わる半導体装置の変形例１を説明するための斜視図であって、放熱板に櫛歯状の放熱フィンを形成した状態を示す模式図である。
【図２０】図１９に示す放熱板を分割した状態を説明するための斜視図である。
【図２１】本発明に係わる半導体装置の変形例２を説明するための斜視図であって、放熱板に波状部からなる放熱フィンを形成した状態を示す模式図である。
【図２２】図２１に示す放熱板の波状部のピッチを光学機能素子の長手方向中央部とその両端部とで異ならせた状態を説明するための模式図である。
【図２３】本発明に係わる半導体装置の変形例３を説明するための斜視図であって、第２固定材料として放熱用固定材料と封止用固定材料との二種類を用い、光学機能素子の背面側に放熱用固定材料を塗布した状態を示す斜視図である。
【図２４】図２３に示す放熱用固定材料が塗布された光学機能素子が固定されている透光板に封止用固定材料を塗布した状態を示す斜視図である。
【図２５】図２３に示す光学機能素子に放熱板を密着させた状態を示す側面図である。
【図２６】本発明に係わる半導体装置の変形例４を説明するための側面図であって、（ａ）はリサイクル時の半導体装置の分解を考慮して半導体装置の長手方向端部に分解工具挿入用空間を形成した状態を示す図であり、（ｂ）は同様に放熱板に切り欠きを形成した状態を示す図である。
【図２７】本発明に係わる半導体装置の変形例５を説明するための図であって、放熱板に接合体を配置して第１固定材料を用いて固定した状態を示す斜視図である。
【図２８】図２７に示す接合体が固定された放熱板に第２固定材料を塗布した状態を示す斜視図である。
【図２９】本発明に係わる半導体装置の変形例６を説明するための図であって、配電手段の背面側と光学機能素子の側面側との隅部を補強用の第３固定材料で固定した状態を示す部分斜視図である。
【図３０】図２９に示す状態を半導体装置の長手方向端部側から見た断面図である。
【図３１】第３固定材料の硬化前に配電手段を撓ませて硬化した状態を示す断面図である。
【図３２】本発明に係わる半導体装置の変形例７を説明するための図であって、光学機能素子の延びる方向左右両側の配電手段を一体化した構造を示す平面図である。
【図３３】本発明に係わる半導体装置の変形例８を説明するための図であって、マイクロストリップ線路から構成されている配電手段の部分斜視図である。
【図３４】本発明に係わる半導体装置の変形例８を説明するための図であって、コプレナー線路から構成されている配電手段の部分斜視図である。
【図３５】本発明に係わる半導体装置の変形例８を説明するための図であって、画像読み取りユニットに組み付けられている半導体装置を示す斜視図である。
【図３６】図３５に示す半導体装置の拡大斜視図であって、放熱板の長手方向両端部に取り付け部材が固定されている状態を示す図である。
【図３７】図３６に示す半導体装置の他の例を示し、放熱板の長手方向中央部に取り付け部材が固定されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１…放熱板１
２…透光板
３…配電手段
５…光学機能素子
６…接合体
１００…半導体装置
２ａ…透過面
３ｃ…対向面
５ａ…光学機能面
５ｅ、５ｆ…接合部
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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