(57)【要約】【課題】絶縁体と半導体素子との組立容易性を確保しつつ、小型化を達成するのに好適な半導体装置を提供する。【解決手段】本発明に係る半導体装置Ｘ１は、半導体素子１０を一対の支持体２０により挟み込んでなる。半導体素子１０は、機能素子としての光素子１１および電極パッド１２を有しており、その形状は例えば直方体状や平板状である。一対の絶縁体２０は、互いに対向する側面２０ａの間に半導体素子１０を適切に挟み込むことができるように、その形状や寸法などが設定されており、その形状は例えば直方体状である。【選択図】図１
2007201945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を一対の支持体により挟み込んでなることを特徴とする、半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子と前記一対の支持体とは、少なくとも一部が直接当接している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体素子の下面と前記一対の支持体の下面とは略同一平面を構成する、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記一対の支持体は、前記半導体素子に対向する面の一部が、該支持体の下方に位置する部位ほど、前記半導体素子の側面からの離間距離が大きくなるように傾斜している、請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記支持体は絶縁体を含んでなる、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記絶縁体はセラミックスを含んでなる、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記支持体は配線導体を有し、前記半導体素子は前記配線導体に対して電気的に接続し且つ少なくとも一部が遮光性部材により覆われる電極パッドを有する、請求項５または６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体素子と前記一対の支持体とを接合するための接合材を備える、請求項１から７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記半導体素子の主部を封止するための封止手段を備える、請求項１から８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記封止手段は、前記半導体素子の下方に位置し、且つ、前記一対の支持体間に位置する封止材を有する、請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記封止手段は、前記半導体素子の前記主部の上方に位置する透光性部材を有する、請求項９または１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体素子の前記主部には発光または受光するための光素子が位置している、請求項９から１１のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記支持体は、前記半導体素子と対向する面に、凸形状および凹形状の少なくとも１つの形状を備える、請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記形状が、前記支持体の厚み方向に伸びる溝状の切り欠きを有する形状である、請求項１３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、光素子などの機能素子を含んでなる半導体素子を備える半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来型の半導体装置としては、光素子（受光素子および発光素子など）と、該光素子を収容するための凹部を有する絶縁基体とを備える光半導体装置がある。このような構成の光半導体装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
図１１は、従来型の光半導体装置の一例を表す。図１１の（ａ）は、光半導体装置９０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の線VIIIａ−VIIIａに沿った断面図である。光半導体装置９０は、フォトダイオード９１、絶縁基体９２、配線導体９３、ガラス板９４およびワイヤ９５を備える。フォトダイオード９１は光を感知する機能を担う。絶縁基体９２は、フォトダイオード９１を収容するための凹部９２ａを有する。凹部９２ａの底面９２ｂには、フォトダイオードが載置されている。配線導体９３は、その一端部が絶縁基体９２の上面９２ｃに配設され、その他端部が絶縁基体９２の下面９２ｄに配設されている。ガラス板９４は、接着剤９６により、絶縁基体９２の上面９２ｃに接合されている。ワイヤ９５は、その一端部がフォトダイオード９１の所定位置（電気的導通を図ることが可能な位置）に対して電気的に接続され、その他端部が配線導体９３の一端部に対して電気的に接続されている。なお、図８（ａ）においてガラス板９４および接着剤９６は、図面の見易さの観点から省略されている。
【０００４】
このような構成の光半導体装置９０では、配線導体９３の他端部を外部電気回路に電気的に接続することにより、配線導体９３およびワイヤ９５を介してフォトダイオード９１と外部電気回路との間の電気的導通が図られる。すなわち、光半導体装置９０は、ガラス板９４を介してフォトダイオード９１に到達した光を、該フォトダイオード９１で感知して電気信号に変換するとともに、この電気信号をワイヤ９５および配線導体９３を介して外部電気回路に伝達するように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−２９６４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来型の光半導体装置９０では、絶縁基体９２の凹部９２ａへのフォトダイオード９１の収容を容易に行なうために、凹部９２ａの大きさ（例えば平面視面積）を充分に確保する必要があった。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、絶縁体と半導体素子との組立容易性を確保しつつ、小型化を達成するのに好適な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】
【０００７】
本発明に係る半導体装置は、半導体素子を一対の支持体により挟み込んでなることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子と一対の支持体とは、少なくとも一部が直接当接しているのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子の下面と一対の支持体の下面とは略同一平面を構成するのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る半導体装置において、一対の支持体は、半導体素子に対向する面の一部が、該支持体の下方に位置する部位ほど、半導体素子の側面からの離間距離が大きくなるように傾斜しているのが好ましい。
【００１１】
本発明に係る半導体装置において、支持体は絶縁体を含んでなるのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る半導体装置において、絶縁体はセラミックスを含んでなるのが好ましい。
【００１３】
本発明に係る半導体装置において、支持体は配線導体を有し、半導体素子は配線導体に対して電気的に接続し且つ少なくとも一部が遮光性部材により覆われる電極パッドを有するのが好ましい。
【００１４】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子と一対の支持体とを接合するための接合材を備えるのが好ましい。
【００１５】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子の主部を封止するための封止手段を備えるのが好ましい。
【００１６】
本発明に係る半導体装置において、封止手段は、半導体素子の下方に位置し、且つ、一対の支持体間に位置する封止材を有するのが好ましい。
【００１７】
本発明に係る半導体装置において、封止手段は、半導体素子の主部の上方に位置する透光性部材を有するのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子の主部には発光または受光するための光素子が位置しているのが好ましい。
【００１９】
本発明に係る半導体装置において、支持体は、半導体素子と対向する面に、凸形状および凹形状の少なくとも１つの形状を備えるのが好ましい。
【００２０】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子と対向する支持体の面の形状は、支持体の厚み方向に伸びる溝状の切り欠きを有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体装置は、半導体素子を一対の支持体で挟み込むことにより構成されている。したがって、本半導体装置では、一対の支持体と半導体素子との間にスペース（例えば所定の凹部に半導体素子を収容する際における該凹部の側壁と該半導体素子の側壁との間のスペース）を確保しなくても、支持体と半導体素子とを容易に組み立てることができるのに加え、上述のスペース分の小型化も達成することができる。
【００２２】
また、本半導体装置では、支持体の側面と半導体素子の側面との基準方向に対する同一性（支持体と半導体素子との基準方向に対する位置精度）を容易に高めることができる。すなわち、本半導体装置では、支持体と半導体素子との組立容易性を確保しつつ、例えば外部電気回路基板への搭載や接合の位置精度を高めることができるのである。
【００２３】
なお、本半導体装置では、一の支持体と他の支持体との間に半導体素子が介在しない隙間（平面視において視認可能な隙間）を形成することにより、該隙間を位置合わせ用マーク（例えば半導体装置を外部の電気回路基板に実装する際の位置合わせの基準）として適用することが可能である。また、本半導体装置における位置合わせ用マークの幅は、半導体素子の幅と略同一である。したがって、本半導体装置は、高い位置決め精度を得るうえで好適である。
【００２４】
本半導体装置において半導体素子と一対の支持体とは、少なくとも一部が直接当接している。したがって、本半導体装置では、例えば支持体と半導体素子とを接合するための接合材が介在しない分の小型化を達成することができる。加えて、本半導体装置では、一対の支持体と半導体素子とを直接当接する部位において、より高い位置決め精度を得ることができる。
【００２５】
本半導体装置において、半導体素子の下面と一対の支持体の下面とは略同一平面を構成する。すなわち、本半導体装置では、支持体の厚さを半導体素子の厚さ程度まで小さくすることができる。したがって、本半導体装置は、該装置自体の小型化（低背化）を達成するうえで好適である。
【００２６】
また、本半導体装置では、例えば外部電気回路基板への搭載状態において、該外部電気回路基板に半導体素子を直接的に接触させることができるため、支持体などを介することなく半導体素子の駆動時に発生する熱を外部電気回路基板に伝達させて放熱することができる。したがって、本半導体装置は、半導体素子の駆動時に発生する熱を効率的に放熱するうえで好適である。
【００２７】
本半導体装置において、一対の支持体は、半導体素子に対向する面の一部が、該支持体の下方に位置する部位ほど、半導体素子の側面からの離間距離が大きくなるように傾斜している。そのため、本構成の半導体装置では、例えば支持体の半導体素子に対向する面の上方に位置する部位において例えば接着剤を介さずに半導体素子の側面と直接当接するような構造の場合でも、支持体の半導体素子に対向する面と半導体素子の側面との間の領域（空間）に充填される接着剤量を増加させることができる。したがって、本構成の半導体装置は、支持体と半導体素子との間において充分な接着力を確保するうえで好適である。
【００２８】
本半導体装置において、支持体は絶縁体を含んでなる。このような構成によると、例えば絶縁体の内部などにより複雑な配線構造（回路）を形成することが可能となるため、より複雑な電気信号の授受を行うことが可能となる。つまり、本構成の半導体装置は、より多機能な半導体素子を採用する際に好適である。
【００２９】
本発明に係る半導体装置において、絶縁体はセラミックスを含んでなるのが好ましい。このような構成によると、例えば樹脂からなる絶縁体（支持体）に比べて、外部からの熱負荷に起因する変形（熱変形）を小さくすることができる。したがって、本構成の半導体装置では、上記熱変形による影響が相対的に大きい長尺状の絶縁体（支持体）を採用する場合においても、上記熱変形の影響を小さくすることができるため、より機能精度を向上させることができる。
【００３０】
本半導体装置において、支持体は配線導体を有し、半導体素子は配線導体に対して電気的に接続し且つ少なくとも一部が遮光性部材により覆われる電極パッドを有する。そのため、本半導体装置は、機能素子として例えば光素子を採用する場合、光素子（受光素子）に向けて外部から入射する入射光や、光素子（発光素子）から外部へ出射する出射光が電極パッドにて反射されることに起因する光の乱反射を抑制することができる。したがって、本半導体装置は、受光特性や発光特性を高めるうえで好適である。
【００３１】
本半導体装置において、半導体素子と一対の支持体とを接合するための接合材を備える。このような構成によると、半導体素子を一対の支持体に対して、より確実に接合（固定）することができるため、半導体素子と一対の支持体との一体性を向上させることができる。また、本構成の半導体装置は、一対の支持体により挟み込まれる半導体素子の位置精度を高めるうえで好適である。
【００３２】
本半導体装置において、半導体素子の主部を封止するための封止手段を備える。このような構成によると、例えば主部に気密性が要求される機能素子（光素子やセンサ素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）など）を有する場合に、その気密性を充分に確保することが可能となる。すなわち、本構成の半導体装置は、気密性が要求される機能素子の駆動をより安定化させるうえで好適である。
【００３３】
本発明に係る半導体装置において、封止手段は、半導体素子の下方に位置し、且つ、一対の支持体間に位置する封止材を有するのが好ましい。このような構成によると、例えば半導体素子の主部（上面側）に上記機能素子を有する場合に、半導体素子の下方から半導体素子と一対の支持体との間を介しての不要物の侵入をより確実に防ぐことが可能となる。すなわち、本構成の半導体装置は、上記機能素子の駆動をより安定化させるうえで好適である。
【００３４】
本発明に係る半導体装置において、封止手段は、半導体素子の主部の上方に位置する透光性部材を有するのが好ましい。このような構成によると、例えば半導体素子の主部（上面側）に発光または受光する機能を担う機能素子（例えば光素子）を有する場合に、機能素子の気密性を充分に確保しつつ、機能素子から外部に向けて出射される光あるいは外部から機能素子に向けて入射する光の移動を、透光性部材を介してより適切に（光の透過ロスを抑制して）行うことができる。
【００３５】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子の主部には発光または受光するための光素子が位置しているのが好ましい。このような構成によると、気密性の要求される光素子が封止手段により封止される半導体素子の主部に配置されるため、光素子の気密性を充分に確保することができる。
【００３６】
本発明に係る半導体装置において、支持体は、半導体素子と対向する面に、凸形状および凹形状の少なくとも１つの形状を備えるのが好ましい。このような構成によると、支持体側面と半導体素子側面との接合における接合材を支持体側面の凸形状または凹形状で形成される凹部の底部まで接合材が進入するため、支持体側面と半導体素子側面との接合強度を向上させることができる。
【００３７】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子と対向する支持体の面の形状は、支持体の厚み方向に伸びる溝状の切り欠きを有するのが好ましい。このような構成によると、連続した凹部を形成することができ、支持体側面と半導体素子側面とを接合する接合材の凹部内部への進入をより容易に行うことができるため、接合強度の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１〜図３は、本発明に係る半導体装置Ｘ１を表す。図１は半導体装置Ｘ１の断面図であり、図２は半導体装置Ｘ１の平面図であり、図３は半導体装置Ｘ１の分解斜視図である。半導体装置Ｘ１は、半導体素子１０、一対の絶縁体２０、配線導体３０、透光性部材４０およびワイヤ５０を備えるものであり、例えば発光型光半導体装置や受光型光半導体装置がある。発光型光半導体装置は、外部からの電気信号を光に変換するとともに、その光を外部に出射する機能を有し、受光型光半導体装置は、外部からの光を受光し、それを電気信号に変換するとともに、その電気信号を外部に導出する機能を有する。半導体装置Ｘ１は、バーコードリーダ、画像認識装置、センサ、スキャナ、デジタルカメラ、携帯電話、ＬＥＤ光源装置、ファクシミリ、コピー機、車載用認識装置などの各種光学機器や各種電子機器（コンピューター、測定機器など）を構成する外部電気回路基板に実装されるものである。なお、本実施形態における半導体素子１０は、機能素子として光素子を有するものを採用して説明するが、半導体素子１０はこれには限られず、例えば半導体集積回路素子としてのＣＰＵやメモリなどを採用してもよい。
【００３９】
半導体素子１０は、機能素子としての光素子１１および電極パッド１２を有する。半導体素子１０の形状としては、例えば直方体状や平板状が挙げられる。半導体素子１０を構成する材料としては、単結晶シリコン、ガリウム−リン（Ｇａ−Ｐ）系化合物、インジウム−リン（Ｉｎ−Ｐ）系化合物などが挙げられる。なお、シリコン半導体は、一般的にＣＰＵ、メモリ、ラインセンサ、Ｃ−ＭＯＳエリアセンサ、ＣＣＤなどに使用され、化合物半導体は、一般的に半導体レーザー、マイクロ波ＩＣ、ミリ波帯ＭＭＩＣなどに使用されている。
【００４０】
光素子１１は、発光または受光するための部材（以下、発光するための光素子を「発光素子」、受光するための光素子を「受光素子」とする場合がある）であり、半導体素子１０の上面１０ａにおいて、その長手方向（矢印ＡＢ方向）に延びるように設けられている。発光素子１１としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などが挙げられ、発光素子１１を有する半導体素子１０としては、ＬＥＤチップおよびＬＤチップなどが挙げられる。受光素子１１としては、フォトダイオード（ＰＤ）やフォトトランジスタなどが挙げられ、受光素子１１を有する半導体素子１０としては、ラインセンサ、イメージセンサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable Read Only Memory）などが挙げられる。
【００４１】
電極パッド１２は、半導体素子１０に対して電気や電気信号などを入出力するための部位であり、図２によく表れているように、半導体素子１０の上面１０ａにおいて、その長手方向（矢印ＡＢ方向）の両端部に配設されている。電極パッド１２を構成する材料としては、アルミニウム、金および銅などが挙げられる。なお、シリコン半導体の場合、一般的にアルミニウムが使用され、化合物半導体の場合、金や銅が使用される場合がある。
【００４２】
一対の絶縁体２０は、互いに対向する側面２０ａの間に半導体素子１０を適切に挟み込むことができるように、その形状や寸法などが設定されている。本実施形態における絶縁体２０の形状は直方体状であるが、取扱い性の向上を図るべく直方体の一部（例えば半導体素子１０に対向する面とは反対の面）に凹凸を設けた形状、取り扱い性の向上を図るとともに半導体装置のより一層の小型化を図るべく該直方体の一部を円弧状に成形した形状、欠けなどの発生を抑制すべく絶縁体２０の角部に相当する部位にＲ面取り加工やＣ面取り加工を施した形状などでもよい。また、本実施形態における絶縁体２０の寸法は、その機械的強度や実装領域の面積、半導体素子１０の寸法などに応じて適宜設定され、例えば絶縁体２０の長さＬ１は半導体素子１０の長さＬ２の１００〜１２０％、絶縁体２０の幅Ｗ１は半導体素子１０の幅Ｗ２の２０〜１００％、絶縁体２０の高さＨ１は半導体素子１０の高さＨ２の１００〜１２０％に設定される。絶縁体２０の長さＬ１が半導体素子１０の長さＬ２に対して１００％未満の場合、半導体装置Ｘ１の短辺側における気密封止性を充分に確保できないことがあり、絶縁体２０の長さＬ１が半導体素子１０の長さＬ２に対して１２０％を超える場合、小型化の観点から不利となることがある。また、絶縁体２０の幅Ｗ１が半導体素子１０の幅Ｗ２に対して２０％未満の場合、絶縁体２０の機械的強度を充分に確保できないことがあり、絶縁体２０の幅Ｗ１が半導体素子１０の幅Ｗ２に対して１００％を超える場合は、半導体装置Ｘ１の小型化の観点から不利となることがある。
【００４３】
絶縁体２０を構成する材料としては、セラミックスや樹脂などが挙げられる。ここで、セラミックスとは、アルミナ質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウムセラミックス、炭化珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、ガラスセラミックスなどであり、樹脂とは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂である。なお、樹脂としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂のバリエーションが豊富である（材料選択性が高い）という観点からエポキシ樹脂が有利である。
【００４４】
ここで、絶縁体２０を構成する材料としてアルミナセラミックスを採用した場合における絶縁体２０の作製方法の一例について説明する。まず、酸化アルミニウム（アルミナ）やガラスなどの原料粉末を有機溶剤やバインダなどとともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製する。次に、作製されたセラミックグリーンシートを所定寸法（長さＬ１および幅Ｗ１）の長方形の板状に打ち抜く。次に、打ち抜かれたセラミックグリーンシートを所定寸法（最終的に高さＨ１となるような高さ）まで積層し、所定の焼成温度（例えば１３００〜１６００℃）で焼成する。以上のようにして、絶縁体２０は作製される。
【００４５】
一対の絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの取付けは、接合材６０を介して接合することにより行なわれる。接合材６０としては、樹脂やロウ材などが挙げられる。ここで、樹脂とは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルアミド樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂であり、ロウ材とは、低融点ガラスやＡｕ−Ｓｉ合金などである。なお、樹脂としては、半導体素子１０への熱的な負荷を低減するという観点から、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂が有利である。
【００４６】
ここで、接合材６０として樹脂を採用した場合における、一対の絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの取付け方法の一例について説明する。まず、一対の絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの間に未硬化の樹脂を挟んだ状態で位置決めを行なう。次に、未硬化の樹脂を熱や光（紫外光など）などにより硬化させる。以上のようにして、一対の絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの取付けは行なわれる。なお、樹脂として光硬化型樹脂を採用すると、熱硬化型樹脂に比べて半導体素子１０に加わる熱が少なくてすむので、半導体素子１０の光素子１１に歪みなどの不具合が発生するのを防止することができ、光素子１１による受光や発光の精度を良好に保つことができる。
【００４７】
配線導体３０は、半導体素子３０と外部電気回路との電気的導通を図るための導電路としての機能を担う。本実施形態における配線導体３０は、その一端部が絶縁体２０の上面２０ｂに配設され、その他端部が絶縁体２０の下面２０ｃに配設されている。このように配線導体３０の一端部（ワイヤ５０との接続部）を絶縁体２０の上面２０ｂに配設すると、電極パッド１２と配線導体３０との離間距離を短くすることができる。すなわち、本構成は、半導体装置Ｘ１の小型化を図るうえで好適である。
【００４８】
配線導体３０を構成する材料としては、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金、パラジウム、白金などが挙げられる。
【００４９】
ここで、配線導体３０をメタライズ導体として形成する場合における配線導体３０の形成方法の一例について説明する。まず、絶縁体２０を構成するセラミックグリーンシートの所定箇所にスルーホールを形成する。次に、スルーホール形成済みのセラミックグリーンシートの表面およびスルーホールの内面に金属ペースト（タングステンなど）を印刷塗布する。以上のようにして、配線導体３０の形成が行なわれる。
【００５０】
透光性部材４０は、光を透過する機能を有し、半導体素子１０の光素子１１の上方に配される。透光性部材４０を構成する材料としては、ガラス、石英、サファイア、透明樹脂などが挙げられる。
【００５１】
また、本実施形態における透光性部材４０は、半導体素子１０および接着剤６５と協働して光素子１１を気密封止するための空間を構成する役割も果たす。具体的には、半導体装置Ｘ１では、接着剤６５により、透光性部材４０が半導体素子１０および絶縁体２０の上面２０ｂに取り付けられ、且つ、透光性部材４０と半導体素子１０および絶縁体２０との間の隙間が埋められている。このような空間が構成されると、外部から半導体素子１０に光が到達するまで、あるいは、半導体素子１０からの光が外部に出るまでの間における屈折に起因する光の特性劣化が抑制されるため、光の送受信の特性を高めることができる。接着剤６５としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂である。なお、樹脂としては、半導体素子１０への熱的な負荷を低減するという観点から、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂が有利である。接着剤６５の塗布方法としては、ディスペンス法やスクリーン印刷法などを適用することができる。このような構成とすることにより、透光性部材４０を介して外部と光素子１１との間の光の授受を達成することができるのに加え、光素子１１を気密封止することができる。したがって、半導体装置Ｘ１は、外部の塵埃や水分が光素子１１に影響することに起因する、受光や発光の妨げや特性劣化を抑制することができる。なお、透光性部材４０は、上述のように光素子１１を気密封止するような構成には限られず、例えば透光性を有する樹脂材料により光素子１１を直接覆うような構成でもよいし、レンズ状の構成（例えば、鏡筒やレンズホルダ）でもよい。
【００５２】
ワイヤ５０は、半導体素子１０と配線導体３０とを電気的に接続するための部材であり、その一端部が半導体素子１０の電極パッド１２に対して電気的に接続され、その他端部が配線導体３０の一端部に対して電気的に接続されている。なお、本実施形態におけるワイヤ５０に代えて、いわゆるリボンなどの帯状接続線などを採用してもよい。
【００５３】
本実施形態に係る半導体装置Ｘ１は、半導体素子１０を一対の絶縁体２０で挟み込むことにより構成されている。したがって、半導体装置Ｘ１では、半導体素子１０の側面１０ｂと一対の絶縁体２０の側面２０ａとの間にスペースを確保しなくても、半導体素子１０と絶縁体２０とを容易に組み立てることができるのに加え、上述のスペース分の小型化も達成することができるのである。
【００５４】
また、半導体装置Ｘ１では、半導体素子１０の側面１０ｂと絶縁体２０の側面２０ａとの基準方向（矢印ＡＢ方向）に対する同一性（半導体素子１０と絶縁体２０との基準方向に対する位置精度）を容易に高めることができる。すなわち、半導体装置Ｘ１では、半導体素子１０と絶縁体２０との組立容易性を確保しつつ、図示しない外部電気回路基板への搭載や接合の位置精度を高めることができるのである。
【００５５】
なお、半導体装置Ｘ１では、一方の絶縁体２０と他方の絶縁体２０との間に半導体素子１０が介在しない隙間Ｓを形成することにより、該隙間Ｓを位置合わせ用マーク（半導体装置Ｘ１を外部の電気回路基板に実装する際の位置合わせの基準）として適用することができる。また、半導体装置Ｘ１における位置合わせ用マークの幅は、半導体素子の幅と略同一である。したがって、半導体装置Ｘ１は、高い位置決め精度を得ることができるのである。
【００５６】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置Ｘ２の断面を表す。半導体装置Ｘ２は、側面２０ａの一部に切欠き部２０ｄを有する点において、半導体装置Ｘ１と異なる。半導体装置Ｘ２の他の構成については、半導体装置Ｘ１に関して上述したのと同様である。
【００５７】
切欠き部２０ｄは、絶縁体２０の側面２０ａを半導体素子１０の側面１０ｂに直接当接させた状態で、絶縁体２０と半導体素子１０との間に接着剤６０を介在させるための空間を確保するための部位である。
【００５８】
切欠き部２０ｄの切欠き高さＨ３は、絶縁体２０の高さＨ１の３０〜７０％に設定するのが好適である。切欠き高さＨ３が絶縁体２０の高さＨ１の３０％未満の場合、接着剤６０を介在させるための上記空間を充分に確保できず、充分な接合強度を確保できない場合がある。また、切欠き高さＨ３が絶縁体２０の高さＨ１の７０％を超える場合、絶縁体２０の側面２０ａを半導体素子１０の側面１０ｂに直接当接させることによる位置精度向上の効果を充分に得ることができない場合があるのに加え、絶縁体２における半導体素子１０との当接部分の機械的強度を充分に確保することができない場合がある。
【００５９】
切欠き部２０ｄの切欠き幅Ｗ３は、３０μｍ以上に設定するのが好適である。切欠き幅Ｗ３が３０μｍ未満の場合、接着剤６０を介在させるための上記空間を充分に確保できず、充分な接合強度を確保できない場合がある。
【００６０】
本実施形態に係る切欠き部２０ｄは、その長手方向（矢印ＡＢ方向）に垂直な断面において、上面２０ｂから下方に延びるように構成されているが、このような構成には限られず、接着剤６０を介在させるための上記空間を充分に確保でき、且つ、絶縁体２０の側面２０ａを半導体素子１０の側面１０ｂに直接当接させることによる位置精度向上の効果を充分に得ることができる範囲で適宜構成変更すればよい。具体的には、切欠き部２０ｄは、その長手方向（矢印ＡＢ方向）に垂直な断面において、下面２０ｃから上方に延びるように構成してもよいし、その長手方向（矢印ＡＢ方向）に垂直な断面において、上面２０ｂから下方に延びるものと下面２０ｃから上方に延びるものとの両方を有するように構成してもよい。なお、切欠き部２０ｄは、その長手方向（矢印ＡＢ方向）の全体にわたって延びるような構成としなくてもよい。
【００６１】
本実施形態に係る半導体装置Ｘ２は、半導体装置Ｘ１と同様の効果を奏する。
【００６２】
半導体装置Ｘ２は切欠き部２０ｃを有する。したがって、半導体装置Ｘ２は、半導体素子１０の側面１０ｂと一対の絶縁体２０の側面２０ａとの間に接着剤６０を介在させるためのスペースを確保しなくて済むため、該スペース分の小型化も達成することができるのである。
【００６３】
半導体装置Ｘ２では、絶縁体２０の側面２０ａを半導体素子１０の側面１０ｂに直接当接させる。そのため、半導体装置Ｘ２では、絶縁体２０と半導体素子１０とを精度良く位置合わせすることができ、ひいては受光や発光の精度を高めることができるのである。
【００６４】
半導体装置Ｘ２では、半導体素子１０の側面１０ｂと絶縁体２０の側面２０ａとの基準方向（矢印ＡＢ方向）に対する同一性（半導体素子１０と絶縁体２０との基準方向に対する位置精度）をより高めることができる。すなわち、半導体装置Ｘ２では、図示しない外部電気回路基板への搭載や接合の位置精度をより高めることができるのである。
【００６５】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置Ｘ３の断面を表す。半導体装置Ｘ３は、絶縁体２０が対向面２０ｅを有する点、該対向面２０ｅに配線導体３０の一端部を配設する点、並びに、ワイヤ５０（図１参照）を介さずに導電性接続材７０により該一端部と電極パッド１２とを電気的に直接接続する点において、半導体装置Ｘ１と異なる。対向面２０ｅは、絶縁体２０において、半導体素子１０を一対の絶縁体２０により挟み込んだ状態で電極パッド１２に対向するように位置する部位である。導電性接続材７０としては、樹脂（エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルアミド樹脂など）に導電性材料（金、銀、銅、アルミニウムなど）の粉末を分散させた樹脂材などが挙げられる。半導体装置Ｘ３の他の構成については、半導体装置Ｘ１に関して上述したのと同様である。
【００６６】
本実施形態に係る半導体装置Ｘ３は、半導体装置Ｘ１と同様の効果を奏する。
【００６７】
半導体装置Ｘ３は、半導体素子１０の電極パッド１２と配線導体３０の一端部とを電気的に直接接続している、つまり、半導体装置Ｘ３では、半導体素子１０の電極パッド１２と配線導体３０の一端部とを電気的に接続するためのワイヤ５０を省略することができる。したがって、半導体装置Ｘ３は、より小型化が達成されるとともに、ワイヤ５０などを介在することに起因する高周波信号の伝送損失などを低減する（作動性を向上する）ことができる。
【００６８】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置Ｘ４の断面を表す。半導体装置Ｘ４は、側面２０ａにおける下方の一部が傾斜面２０ｆである点において、半導体装置Ｘ１と異なる。半導体装置Ｘ４の他の構成については、半導体装置Ｘ１に関して上述したのと同様である。なお、本実施形態において絶縁体２０の側面２０ａは、半導体素子１０に対向する面の上方に位置する部位において半導体素子１０の側面１０ｂと直接当接している。
【００６９】
絶縁体２０の側面２０ａにおける傾斜面２０ｆは、絶縁体２０と半導体素子１０との間に接着剤６０を介在させるための空間を充分に確保するための部位であり、絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの当接部位より下方に位置する部位ほど、半導体素子１０の側面１０ｂからの離間距離が大きくなるように傾斜している。
【００７０】
絶縁体２０の側面２０ａにおける半導体素子１０の側面１０ｂとの当接部位の高さＨ４は、半導体素子１０の高さＨ２の１０〜４０％に設定するのが好適である。上記当接部位の高さＨ４が半導体素子１０の高さＨ２の１０％未満である場合、上記当接部位の領域が小さいため、例えば半導体素子１０に対して絶縁基体２０が傾く（あるいは、絶縁体２０に対して半導体素子２０が傾く）ことにより、半導体装置Ｘ４を構成する部位の平行度を充分に確保できない場合がある。また、上記当接部位の高さＨ４が半導体素子１０の高さＨ２の４０％を超える場合、絶縁体２０と半導体素子１０との間に接着剤６０を介在させるための空間を充分に確保することができず、充分な接着強度が得られない場合がある。
【００７１】
半導体素子１０の側面１０ｂに対する絶縁体２０の傾斜面２０ｆの傾斜角θは、５〜４５°に設定するのが好適である。傾斜角θが５°未満の場合、絶縁体２０と半導体素子１０との間に接着剤６０を介在させるための空間を充分に確保することができず、充分な接着強度が得られない場合がある。また、傾斜角θが４５°を超える場合、配線導体３０の下面３０ａの領域を確保すべく、絶縁体２０の幅Ｗ１を大きくする必要がある場合が生じるため、半導体装置Ｘ４の小型化の観点で不利になってしまう場合がある。
【００７２】
なお、本実施形態に係る傾斜面２０ｆは、その長手方向（矢印ＡＢ方向）に垂直な断面において、半導体素子１０に対向する面の一部が、絶縁体２０の下方に位置する部位ほど、半導体素子１０の側面１０ｂからの離間距離が大きくなるように直線的に傾斜するように構成されているが、このような構成には限られず、接着剤６０を介在させるための上記空間を充分に確保でき、且つ、絶縁体２０の側面２０ａを半導体素子１０の側面１０ｂに直接当接させることによる位置精度向上の効果を充分に得ることができる範囲で適宜構成変更してもよい。具体的には、傾斜面２０ｆは、その長手方向（矢印ＡＢ方向）に垂直な断面において、半導体素子１０の側面１０ｂと直接当接する絶縁体２０の上面に位置する側面２０ａより下方に円弧状に傾斜させてもよいし、階段状に傾斜させてもよい。
【００７３】
本実施形態に係る半導体装置Ｘ４は、半導体装置Ｘ１〜Ｘ３と同様の効果を奏する。
【００７４】
半導体装置Ｘ４において絶縁体２０は、半導体素子１０に対向する面２０ａの一部が、絶縁体２０の下方に位置する部位ほど、半導体素子１０の側面１０ｂからの離間距離が大きくなるように傾斜している。そのため、半導体装置Ｘ４では絶縁体の半導体素子に対向する面と半導体素子の側面との間の領域（空間）に充填される接着剤量を増加させることができるとともに、半導体素子１０に対向する面の上方に位置する部位において半導体素子１０の側面１０ｂと直接当接させることができる。したがって、半導体装置Ｘ４では、絶縁体２０と半導体素子１０との間において充分な接着力を確保することができるとともに、上記当接部位において接着剤６０を介在させなくて済む分の小型かも図ることが可能となる。
【００７５】
半導体装置Ｘ４では、絶縁体２０の側面２０ａが半導体素子１０の側面１０ｂに直接当接しているため、絶縁体２０と半導体素子１０とを精度良く位置合わせすることができ、ひいては発光精度や受光精度を高めることができるのである。
【００７６】
半導体装置Ｘ４では、半導体素子１０と絶縁体２０とが直接当接しているため、半導体素子１０の側面１０ｂと絶縁体２０の側面２０ａとの基準方向（矢印ＡＢ方向）に対する同一性（半導体素子１０と絶縁体２０との基準方向に対する位置精度）をより高めることができる。具体的には、例えば従来型の凹状絶縁体の場合、凹状絶縁体に対する半導体素子の位置バラツキ（搭載バラツキ）が生じるため、このような構成の半導体装置を外部電気回路基板に接合すると、凹状絶縁体に対する半導体素子の位置バラツキと外部電気回路基板に対する凹状絶縁体の位置バラツキとの和が外部電気回路基板に対する半導体素子の位置バラツキとなるが、半導体装置Ｘ４の場合は、絶縁体２０に対する半導体素子１０の位置バラツキが実質的に発生しないので、その分、上記同一性（位置精度）が向上することになる。したがって、半導体装置Ｘ４では、図示しない外部電気回路基板への搭載や接合の位置精度をより高めることができるのである。
【００７７】
図７は、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置Ｘ５の断面を表す。半導体装置Ｘ５は、半導体素子１０の下方に位置し且つ一対の絶縁体２０の間に位置する封止材８０を有する点において、半導体装置Ｘ１と異なる。半導体装置Ｘ５の他の構成については、半導体装置Ｘ１に関して上述したのと同様である。
【００７８】
絶縁体２０の下面２０ｃと半導体素子１０の下面１０ｃとの間には、封止材８０により適切な封止層を形成するためのスペースを確保すべく、高低差Ｈ５が設けられている。ここで、適切な封止層とは、封止材８０が絶縁体２０の下面２０ｃよりも下方に突出しないように形成された封止層を意味する。このように、封止材８０が絶縁体２０の下面２０ｃよりも下方に突出しない場合は、封止材８０が絶縁体２０の下面２０ｃよりも下方に突出することに起因して、半導体装置Ｘ５の外部電気回路基板への搭載・実装の際に、絶縁体２０の配線導体３０と外部電気回路基板の電極部とを導電性接合材などにより電気的に接続するのが困難となる事態が発生するのを防ぐことができる。
【００７９】
高低差Ｈ５は、上記スペースを充分に確保する観点から３０〜２００μｍに設定するのが好ましい。高低差Ｈ５が３０μｍ未満の場合は、上記適切な封止層を形成するのが困難となる場合があり、高低差Ｈ５が２００μｍを超える場合は、半導体素子Ｘ５全体の高さが必要以上に高くなり、低背化を図る観点から不利となる傾向が強まる。
【００８０】
本実施形態に係る光半導体装置Ｘ５は、光半導体装置Ｘ１〜Ｘ４と同様の効果を奏するのに加え、更なる機械的強度の向上および気密性の向上を図ることができる。
【００８１】
本実施形態において、接合材６０による絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの接合面積は、所望の接合強度を確保できる範囲において適宜設定すればよく、必ずしも絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの間の全体にわたって接合材６０により接合を行わなくてもよい。なお、絶縁体２０の側面２０ａと半導体素子１０の側面１０ｂとの間の全体にわたって接合材６０により接合を行わない場合においても、封止材８０により充分な気密性を確保するとともに、機械的強度の向上を図ることができる。
【００８２】
図８は、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置Ｘ６の断面、図９は、その平面図、図１０は、その分解斜視図を表す。半導体装置Ｘ６は、その一対の支持体２０が、半導体素子１０と対向する面に、凸形状および凹形状の少なくとも１つの形状を備えているか、または、半導体素子１０と対向する支持体２０の面の形状が、支持体２０の厚み方向に伸びる溝状の切り欠きを有する点において、半導体装置Ｘ１と異なる。半導体装置Ｘ６の他の構成については、半導体装置Ｘ１に関して上述したのと同様である。
【００８３】
本実施形態においては、半導体素子１０の電極１２と支持体２０の配線導体３０とを電気的に接続するためのワイヤ５０をボンディングすることができ、さらには、光素子１１へ接合材６０が付着せず、目的とする受光や発光の特性を得られる限り、凸形状および凹形状の少なくとも１つの形状の大きさに特に制限はないが、上記ワイヤ５０のボンディングする点で、さらには光素子１１への接合材６０の付着を防止する点で、前記の形状部２０ｇ（凸形状や凹形状、または溝状の切り欠き）は、一対の支持体２０の高さＨ１のうちＨ６の高さの領域において形成するのが好ましい。
【００８４】
また、前記の形成部２０ｇの形状については、穴形状（円柱型、円錐型、半球型等）やそれを支持体の断面方向に貫通させた形状、また、支持体２０に対し水平方向の溝状の切り欠き、支持体２０の厚み方向と水平方向を組み合わせた格子状形状の切り欠き、上記穴形状や溝形状等を凸型とした形状や、さらにはそれらの凹凸形状を組み合わせた形状等、支持体の材料や形状による加工のし易さや必要な接合強度の信頼性レベルに応じて適宜選択することができる。そしてこれらの凸形状および凹形状を、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上を有する。
【００８５】
また、前記の形成部２０ｇが穴形状の場合、その開口部の大きさは、接合材６０の形成穴底部への進入を充分に行うことができ、所定の接合強度を得ることができれば、その開口部のＲについて特に制限はないが、所定の接合強度を得る点で、Ｒ＝０．５〜１ｍｍとするのが好ましい。
【００８６】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００８７】
半導体装置Ｘ１〜Ｘ６では、支持体としての一対の絶縁体２０に代えて、一対の導電体を採用してもよい。一対の導電体は、互いに対向する側面の間に半導体素子を適切に挟み込むことができるように、その形状や寸法などが設定されているのに加え、例えば一対の導電体自体が電極として機能するように構成されている。一対の導電体の形状や寸法などは一対の絶縁体２０と同様に構成される。導電体を構成する材料としては、銅やアルミニウムなどが挙げられる。
【００８８】
半導体装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ５、Ｘ６では、接着剤６５により配線導体３０の一端部とワイヤ５０の他端部との接続部分を被覆してもよい。このような構成によると、配線導体３０とワイヤ５０との間の機械的な接続強度を高めることができる。したがって、本構成の半導体装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ５、Ｘ６は、配線導体３０とワイヤ５０との間の電気的な接続信頼性に優れているのである。また、本構成の半導体装置Ｘ１，Ｘ２では、接着剤６５として遮光性の高いもの（透光性が基準値以下のもの）を採用すると、配線導体３０の一端部における光の乱反射を抑制することができる。したがって、本構成の半導体装置Ｘ１，Ｘ２では、外部からの入射光や、光素子１１からの出射光などが光素子１１と透光性部材４０との間で乱反射するのを抑制することができるため、受光特性や発光特性を高めることができるのである。
【００８９】
半導体装置Ｘ１〜Ｘ５では、接着剤６５が吸湿材を含有していてもよい。吸湿材としてはシリカなどが挙げられる。このような構成によると、光素子１１を気密封止する空間内への水分の浸入を防ぐとともに、該空間内の水分を吸収することができる。したがって、本構成の半導体装置Ｘ１〜Ｘ５は信頼性に優れているのである。なお、吸湿材は、接着剤６５における上記空間側表面に被着させてもよい。
【００９０】
半導体装置Ｘ１〜Ｘ４では、半導体素子１０の下面１０ｃと、一対の絶縁体２０の下面２０ｄ（配線導体３０が絶縁体２０の下面２０ｄよりも下方に突出している場合は、配線導体３０の下面３０ａ）とが略同一平面を構成するようにしてもよい。このような構成によると、絶縁体２０の高さＨ１と半導体素子１０の高さＨ２との高さの差をより小さくすることができるため、半導体装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を小型化（低背化）することができる。また、半導体素子１０から発生する熱を図示しない外部電気回路基板に直接伝達させて放熱することができる。さらに、半導体素子１０の下面１０ｂが図示しない外部電気回路基板に直接当接するため、半導体素子１０の該外部電気回路基板への搭載時における傾きの発生を抑制することができる。つまり、本構成の半導体装置Ｘ１，Ｘ２は、例えば読取り精度に優れた電子機器（バーコードリーダやスキャナなど）を低コストで生産するうえで好適である。
【００９１】
半導体装置Ｘ１，Ｘ２では、電極パッド１２を遮光性の高い（透光性が基準値以下の）遮光性部材（図示せず）により被覆してもよい。遮光性部材としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルアミド樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂、あるいは、これらの樹脂に有機顔料や非導電性の無機顔料を添加したものなどが挙げられる。このような構成によると、電極パッド１２における光の乱反射を抑制することができる。したがって、本構成の半導体装置Ｘ１，Ｘ２では、外部からの入射光や、光素子１１からの出射光などが光素子１１と透光性部材４０との間で乱反射するのを抑制することができるため、受光特性や発光特性を高めることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を表す断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の平面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を表す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を表す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を表す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置を表す断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る半導体装置を表す断面図である。
【図９】図８に示す半導体装置の平面図である。
【図１０】図８に示す半導体装置の分解斜視図である。
【図１１】従来型の半導体装置の一例を表し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）の線ＶIIIａ−ＶIIIａに沿った断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
Ｘ１〜Ｘ６    半導体装置
１０    半導体素子
１１    光素子
２０    （一対の）絶縁体
３０    配線導体
４０    透光性部材
【図１】
2007201945.tif 000003
【図２】
2007201945.tif 000004
【図３】
2007201945.tif 000005
【図４】
2007201945.tif 000006
【図５】
2007201945.tif 000007
【図６】
2007201945.tif 000008
【図７】
2007201945.tif 000009
【図８】
2007201945.tif 000010
【図９】
2007201945.tif 000011
【図１０】
2007201945.tif 000012
【図１１】
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