JP2011109225A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、より詳しくは、放熱構造を有する可撓性基板を備えた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device provided with a flexible substrate having a heat dissipation structure.
従来、Si(シリコン)等からなる半導体基板上に、露出部として半導体素子外部からの光を入射する受光領域を形成した半導体素子や、露出部として半導体素子外部に光を出射する発光領域を形成した半導体素子が実用化されている。
このうち、受光領域を形成した半導体素子の例として、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサに代表される固体撮像素子はビデオカメラ、デジタルカメラや携帯電話機等に広く用いられている。
Conventionally, on a semiconductor substrate made of Si (silicon) or the like, a semiconductor element in which a light receiving region for incident light from the outside of the semiconductor element is formed as an exposed portion, or a light emitting region for emitting light to the outside of the semiconductor element as an exposed portion is formed. Such semiconductor devices have been put into practical use.
Among these, as an example of a semiconductor element in which a light receiving region is formed, a solid-state imaging device typified by a CCD image sensor and a CMOS image sensor is widely used in a video camera, a digital camera, a mobile phone, and the like.
上述の固体撮像素子を用いたカメラモジュールの例として、特許文献1にはカメラモジュール(半導体装置)及びその製造方法が記載されている。特許文献1に記載のカメラモジュールは、開口が形成された基板と、撮像面を開口側に露呈させ、基板にフリップチップ実装されるベアチップ状態の固体撮像素子と、固体撮像素子に取り付けられ、固体撮像素子の撮像面を保護する透光性の保護プレートとを備え、さらに、撮像面と相対する固体撮像素子の底面には、固体撮像素子で発生した熱を放熱する放熱部材が取り付けられている。
特許文献1のカメラモジュールでは、厚みが薄く、かつ、熱伝導率が高い金属、例えば銅で形成された放熱プレートを、放熱部材として固体撮像素子の底面に取り付けて固体撮像素子で発生した熱を放熱させるため、放熱性が向上し、撮影に際しての動作速度や処理速度を速くすることができる。
As an example of a camera module using the above-described solid-state imaging device,
In the camera module of
近年、固体撮像素子の高精細化(高画素化)、高機能化が求められている。高精細化、高機能化にともない、固体撮像素子上に形成された回路の動作速度が高速になると、固体撮像素子が発生する熱量が増加し、固体撮像素子の温度が上昇して受光領域の熱雑音や暗電流を増加させることで固体撮像素子の性能が劣化することが知られている。 In recent years, there has been a demand for higher definition (higher pixels) and higher functionality of solid-state imaging devices. As the operation speed of the circuit formed on the solid-state image sensor increases with the increase in definition and functionality, the amount of heat generated by the solid-state image sensor increases, the temperature of the solid-state image sensor increases, and the light receiving area increases. It is known that the performance of a solid-state imaging device deteriorates by increasing thermal noise and dark current.
このため、固体撮像素子が発生した熱を効率よく半導体装置の外部に放熱し、固体撮像素子の温度上昇を防止することが固体撮像素子を備えた半導体装置の品質向上に重要である。一方、このような半導体装置は、搭載するビデオカメラ等の機器の小型化の観点から、更なる小型化、低コスト化が求められており、固体撮像素子が発生した熱を半導体装置外部に放熱するための構成をより単純化することも重要となっている。 For this reason, it is important for improving the quality of a semiconductor device provided with a solid-state imaging element to efficiently dissipate heat generated by the solid-state imaging element to the outside of the semiconductor device and prevent a temperature rise of the solid-state imaging element. On the other hand, such semiconductor devices are required to be further reduced in size and cost from the viewpoint of miniaturization of devices such as mounted video cameras, and the heat generated by the solid-state imaging device is radiated to the outside of the semiconductor device. It is also important to simplify the configuration for this purpose.
しかしながら、特許文献1に記載のカメラモジュール及びその製造方法では、固体撮像素子の入出力パッドとフレキシブル基板の開口部を取り囲むように設けられた入出力パッドとを、バンプを介して半田付けにより電気的および物理的に接続してフリップチップ実装している。そして、撮像面と反対側の固体撮像素子の底面に取り付けた放熱部材で固体撮像素子が発生した熱を放熱している。すなわち、特許文献1に記載のカメラモジュールは、放熱のために固体撮像素子と電気的に接続したフレキシブル基板とは別部材である放熱部材を必要とする構成であり、放熱部材の分のコストが掛かり、コスト増加の原因となっていたという問題があった。
However, in the camera module and the manufacturing method thereof described in
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、簡素な構成で半導体素子の発生する熱を効率よく放熱することができる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can efficiently dissipate heat generated by a semiconductor element with a simple configuration.
上記問題点を解決するために、本発明は、第1の面と第2の面とを有し、前記第1の面に露出部と電極部を有する半導体素子と、第3の面と第4の面とを有する可撓性基板とを備えた半導体装置において、前記可撓性基板は、少なくとも一部が前記第3の面に露出する放熱部を有するとともに、前記第4の面に配線パターンを有し、前記半導体素子の前記電極部は、前記可撓性基板の前記配線パターンと電気的に接続され、前記半導体素子の前記第2の面は、熱伝導性部材を介して前記可撓性基板の前記放熱部と熱的に接続され、前記可撓性基板は、前記放熱部の前記第3の面に露出した部位を含むように一部の領域を囲繞する切り込みを有し、前記半導体素子は前記可撓性基板に対して、(1)前記第1の面の電極部は前記第4の面と対向し、(2)前記第1の面の露出部は前記切り込みに囲繞されており、(3)前記第2の面の少なくとも一部は前記切り込みに囲繞された前記第3の面と対向するように、配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor element having a first surface and a second surface, an exposed portion and an electrode portion on the first surface, a third surface and a second surface. And a flexible substrate having a fourth surface, wherein the flexible substrate has a heat radiating portion at least partially exposed to the third surface, and a wiring is provided on the fourth surface. And the electrode portion of the semiconductor element is electrically connected to the wiring pattern of the flexible substrate, and the second surface of the semiconductor element is connected to the flexible substrate via a heat conductive member. Thermally connected to the heat radiating portion of the flexible substrate, the flexible substrate has a notch surrounding a part of the region so as to include a portion exposed to the third surface of the heat radiating portion; The semiconductor element is opposed to the flexible substrate. (1) The electrode portion of the first surface is opposed to the fourth surface. (2) The exposed portion of the first surface is surrounded by the cut, and (3) at least a part of the second surface is opposed to the third surface surrounded by the cut. Are arranged.
前記放熱部は、前記第3の面及び前記第4の面に形成された放熱パターンと、前記第3の面の放熱パターンと前記前記第4の面の放熱パターンとを熱的に接続するビアとを有してもよい。 The heat dissipating part is a via that thermally connects the heat dissipating pattern formed on the third surface and the fourth surface, and the heat dissipating pattern of the third surface and the heat dissipating pattern of the fourth surface. You may have.
前記ビアは、前記半導体素子の前記第2の面と対向する前記切り込みに囲繞された範囲内に形成されてもよい。 The via may be formed in a range surrounded by the notch facing the second surface of the semiconductor element.
前記放熱部及び前記熱伝導性部材が導電性を有し、前記半導体素子の前記第2の面と電気的に接続されてもよい。 The heat radiating part and the heat conductive member may be conductive and electrically connected to the second surface of the semiconductor element.
本発明の半導体装置によれば、簡素な構成で半導体素子の発生する熱を効率よく放熱することができる。 According to the semiconductor device of the present invention, the heat generated by the semiconductor element can be efficiently radiated with a simple configuration.
以下、本発明の第1実施形態の半導体装置について図1から図4を参照して説明する。なお、本発明の各実施形態では、半導体素子の一例として、入射した光を蓄積する受光領域を露出部として半導体基板上に形成した固体撮像素子を用いた場合について詳細に説明するが、露出部として光を出射する発光領域を形成した半導体素子を用いることも可能である。 The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In each embodiment of the present invention, as an example of a semiconductor element, a case where a solid-state imaging element formed on a semiconductor substrate with a light receiving region that accumulates incident light as an exposed part will be described in detail. It is also possible to use a semiconductor element in which a light emitting region for emitting light is formed.
図1は、本実施形態の半導体装置100を分解して示す斜視図である。図1に示すように、半導体装置100は、受光領域2と電極部3とを有する固体撮像素子1と、固体撮像素子1の受光領域2を含む範囲を囲繞する切り込み31を形成した可撓性基板30と、固体撮像素子1の第1の面(受光領域2が形成された面。以下、「表面」と称する。)側において接着剤20、可撓性基板30、及び接着剤40を挟んで受光領域2に対向する位置に配置された透光性部材50と、固体撮像素子1の第2の面(以下、「裏面」と称する。)側に配置された熱伝導性接着剤(熱伝導性部材)60とを備えている。切り込み31に囲繞された可撓性基板30の一部は、熱伝導性接着剤60によって固体撮像素子1の裏面に熱的に接続されて固定されている。熱伝導性接着剤60は、固体撮像素子1裏面と可撓性基板30表面の熱的な接続面積を広くするため、切り込み31に囲繞された可撓性基板30表面全面を覆うように配置するのが好ましい。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the
図2は、可撓性基板30を示す図である。図2(a)は、図1において接着剤40に対向する可撓性基板の表面(第3の面)30Aを示す平面図であり、図2(b)は、図1において接着剤20に対向する可撓性基板の裏面(第4の面)30Bを示す平面図である。
可撓性基板30には、一般的な銅箔等からなる放熱パターン33が表面30A上全体に形成されている。裏面30Bにおいては、切り込み31に囲繞された領域に放熱パターン35が形成され、切り込み31に囲繞されていない放熱パターン35の周囲の領域に銅箔等の配線パターン34A、34B、34Cが、それぞれ放熱パターン35と電気的に分離されて形成されている。このような可撓性基板30は、公知の2層フレキシブル基板を用いることにより、容易に製造することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the
On the
可撓性基板30の切り込み31に囲繞された範囲(以下、「囲繞領域」と称することがある。)内には、可撓性基板を厚さ方向に貫通するビア32が形成されており、可撓性基板30の表面30Aの放熱パターン33と裏面30Bの放熱パターン35とを熱的に接続している。
ビア32としては、一般的な基板配線層接続に用いられるスルーホール、スタックビア等を好適に採用することができるが、これには限定されない。ビア32をスルーホールで構成する場合、その内部空間を金属ソルダなどで充填すると熱伝導効率を高くすることができ、好ましい。また、ビア32の形成位置や個数は適宜設定することができるが、形成数が多いことが好ましい。これは、可撓性基板30の表面30Aから裏面30Bへの熱伝導経路を多く確保し、放熱効率を向上できるためである。
以上説明したように、可撓性基板30には、放熱パターン33、35、及びビア32からなる放熱部39が形成されており、その少なくとも一部は表面30Aに露出して固体撮像装置1の裏面に熱的に接続されている。
A
As the
As described above, the
固体撮像素子1の表面の受光領域2周縁部の対向する2辺に形成した6箇所の電極部3と、可撓性基板30の裏面30Bに形成された配線パターン34A、34B、34Cとは、バンプ位置36において対向しており、図1に示すように突起電極の一例である金属バンプ10によって電気的に接続されている。そして、電極部3を含む固体撮像素子1表面の周縁領域に配置した接着剤20によって固体撮像素子1が可撓性基板30に固定されている。本実施形態の金属バンプ10は金からなるが、その他の金属、合金あるいは半田等を使用することもできる。
The six
切り込み31に囲繞された可撓性基板30の囲繞領域が固体撮像素子1の裏面に配置されることにより、可撓性基板に貫通孔38が形成されており、固体撮像素子1の受光領域2は、平面視において切り込み31に囲繞されて貫通孔38と重なるように配置されている。
透光性部材50は透明なガラス、樹脂等からなり、接着剤40によって固体撮像素子1の表面および可撓性基板30の表面30Aに固定されている。接着剤40は、一部は貫通孔38内の接着剤20上に配置され、残りは可撓性基板30の表面30A上に配置される。
上記のように構成されることにより、半導体装置100の外部から入射した光が透光性部材50を透過し、貫通孔38を通って固体撮像素子1の受光領域2に入射されることが可能となっている。
By arranging the surrounding area of the
The
By being configured as described above, light incident from the outside of the
図3(a)は、図1及び図2に示すA−A線に対応する位置における半導体装置100の完成時断面図であり、図3(b)は、図1及び図2に示すB−B線に対応する位置における半導体装置100の完成時断面図である。図3(a)に示すように、固体撮像素子1の表面に配置した接着剤20、接着剤40で透光性部材50が固定され、固体撮像素子1表面上の空間51は、接着剤20、可撓性基板30、接着剤40、および透光性部材50により埃等が入らないように気密封止されている。
3A is a cross-sectional view when the
図3(a)及び図3(b)に示すように、可撓性基板30において、放熱パターン33と放熱パターン35、及び放熱パターン33と配線パターン34A、34B、34Cとの間は、絶縁層37により電気的に分離されている。固体撮像素子1表面の電極部3上に配置した金属バンプ10は、接着剤20で可撓性基板30の裏面30Bに形成された配線パターン34A、34B、34Cと電気的に接続された状態で固定されている。
また、固体撮像素子1の裏面、接着剤40、並びに放熱部39を構成する放熱パターン33、35、及びビア32は、互いに熱的に接続されて一体に固定されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the
Further, the back surface of the solid-
上記のように構成された本実施形態の半導体装置100の使用時における放熱の動作について説明する。
半導体装置100の外部から透光性部材50を透過して光が入射し、固体撮像素子1の受光領域2に到達する。受光領域2に到達した光は、図示しない信号読出し回路によって所定の処理が行われた後に電気信号として電極部3から配線パターン34A、34B、34Cの少なくとも1つの配線パターンを通って外部に出力される。この信号読出し回路の高速動作に伴い固体撮像素子1が発熱し、熱は固体撮像素子1全体に拡散する。
The operation of heat dissipation when using the
Light enters through the
固体撮像素子1全体に拡散した熱は、固体撮像素子1の裏面から熱伝導性接着剤60に熱伝導し熱伝導接着剤60全体に拡散する。熱伝導性接着剤60に拡散した熱は、図3(a)に矢印で示すように、一部は半導体装置100の外部に放熱され、残りは熱的に接続している可撓性基板30の表面30Aの放熱パターン33に熱伝導する。放熱パターン33全体に拡散した熱は、一部半導体装置100外部に放熱され、残りはビア32に分散されて可撓性基板30の裏面30Bの放熱パターン35に熱伝導する。その後、熱は放熱パターン35全体に拡散されて、最終的に半導体装置100の外部に放熱される。こうして、固体撮像装置1で発生した熱は、固体撮像素子1の裏面に取り付けられた放熱部39によって、効率よく放出される。
The heat diffused throughout the solid-
以上説明したように、本実施形態の半導体装置100においては、固体撮像素子1と電気的に接続する配線パターンを備えた可撓性基板30において、切り込み31に囲繞された囲繞領域内の表面30Aに露出する放熱パターン33を形成し、熱伝導性接着剤60を介して固体撮像素子1の裏面と熱的に接続している。したがって、可撓性基板と別に放熱板等の部材を必要としないため、半導体装置100の製造コストを低減しつつ、固体撮像素子1が発生した熱を放熱パターン33から効率よく放熱することができる。
As described above, in the
また、固体撮像素子1裏面と熱伝導接着剤60を挟んで対向する可撓性基板30の囲繞領域内にビア32を形成しているので、最短の熱伝導経路で固体撮像素子1が発生した熱を可撓性基板30の裏面30Bの放熱パターン35に伝導して放熱効率を向上することができる。
In addition, since the via 32 is formed in the surrounding region of the
さらに、放熱部39を構成する放熱パターン33、放熱パターン35およびビア32は、一般的な製造工程で可撓性基板30に形成できるため、放熱部を形成するために特別な製造工程を設ける必要がなく、半導体装置100の製造にかかる時間、コストをさらに抑えることができる。
Furthermore, since the
加えて、放熱パターン33及び35は一般的な銅箔等で形成できるため、固体撮像素子1と電気的に接続する機能を併せもつ構成とすることも容易である。すなわち、放熱部に電気的な機能をもたせることも可能である。例えば、固体撮像素子1裏面へのグランドを含む電位の供給配線パターンとして放熱部39を使用することで、固体撮像素子1と可撓性基板30との電位の共通化を行い、半導体装置100の動作を安定させることができる。この場合には、ビア32や熱伝導性接着剤60が導電性を有するように適宜材料等を選択すればよい。
In addition, since the
本実施形態の可撓性基板30は、2層フレキシブル基板のほか、1層あるいは多層フレキシブル基板を用いて製造することも可能である。
また、本実施形態では、金属バンプ10及び接着材20を用いて固体撮像素子1と可撓性基板30とが電気的に接続される例を説明したが、固体撮像素子1と可撓性基板30との電気的接続方法はこれに限らず、例えば異方性導電膜等を用いて接続されてもよい。
The
In this embodiment, the example in which the solid-
なお、本発明の半導体装置においては、固体撮像素子等の半導体素子の電極部と接続される部分を可撓性基板の裏面に残す必要があること、可撓性基板の囲繞領域は、下方に屈曲されてから固体撮像素子の裏面に接続されることの2点より、固体撮像素子の裏面全体を覆うことはできない。しかしながら、覆われない領域はいずれも半導体素子裏面の周縁付近であり、通常、表面の対応する位置には電極部が形成されていることが多いため、当該領域で発生する熱は少ない。したがって、放熱部の放熱性能を大きく損なうことはない。 In the semiconductor device of the present invention, it is necessary to leave a portion connected to the electrode portion of a semiconductor element such as a solid-state imaging element on the back surface of the flexible substrate, and the surrounding area of the flexible substrate is downward. The entire back surface of the solid-state image sensor cannot be covered by two points of being bent and connected to the back surface of the solid-state image sensor. However, all the uncovered regions are near the periphery of the back surface of the semiconductor element, and usually, electrode portions are often formed at corresponding positions on the front surface, so that heat generated in the regions is small. Therefore, the heat dissipation performance of the heat dissipation part is not greatly impaired.
次に、本発明の第2実施形態について、図4から図6を参照して説明する。本実施形態の半導体装置200と、第1実施形態の半導体装置100との異なるところは、固体撮像素子における電極部の配置と、可撓性基板における切り込みの形状である。なお、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference between the
図4は、半導体装置200を分解して示す斜視図である。半導体装置200は、固体撮像素子1に代えて固体撮像素子101を備え、可撓性基板30に代えて可撓性基板130を備えている。
固体撮像素子1においては、周縁の対向する2辺にそって電極部3が形成されていたのに対し、固体撮像素子101では、周縁の4辺に沿って8つの電極部103が形成されている。上述のように、各電極部に接続する領域を可撓性基板の裏面に確保するために、当該領域は切り込みに囲繞されないように切り込みの周囲に位置させる必要がある。
そこで、半導体装置200においては、この要件を満たしつつ、固体撮像素子101の裏面に接続される可撓性基板130の一部の面積を最大化できるように切り込みの形状が設定されている。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the
In the solid-
Therefore, in the
図5(a)は、可撓性基板130の表面130Aを示す平面図であり、図5(b)は、可撓性基板130の裏面130Bを示す平面図である。可撓性基板130の表面130Aには、第1実施形態同様、全面に放熱パターン33が形成されている。裏面130Bには、配線パターン34A、34B、34Cに加えて、配線パターン134A、134Bが形成されており、計8本の配線パターンが固体撮像素子101の各電極部103に対応させて形成されている。
FIG. 5A is a plan view showing the
固体撮像素子101の裏面に取り付けられる囲繞領域を規定する切り込み131は、各配線パターン34A、34B、34C、134A、及び134Bを囲繞しないように、これら配線パターンを避けて設定されている。また、切り込み131は、囲繞領域の面積を大きくするために、上述の配線パターン間の領域を囲繞するようにその一部が隣接する配線パターン間に延びている。
切り込み131が上記のように設定されることにより、切り込み131に囲繞された囲繞領域は、周縁に突出する複数の凸部131Aを有する形状に設定されている。
The
By setting the
可撓性基板130の囲繞領域には、第1実施形態同様、ビア132が形成されている。また、これに加えて、切り込み131に囲繞されていない領域においても、可撓性基板130を厚さ方向に貫通するビア139が形成されている。なお、ビア132及び139は、設置位置や個数等が異なるだけで、基本構造は第1実施形態のビア32と同様である。
図4に示すように、可撓性基板130には、切り込み131に対応した形状の貫通孔138が形成され、固体撮像素子101は、貫通孔138を通して受光領域2で受光可能となるように、接着剤20で可撓性基板130に固定される。同時に、固体撮像素子101は、電極部103に対応させた8つのバンプ10によって、バンプ位置36(図5(b)参照)において各配線パターン34A、34B、34C、134A、及び134Bと電気的に接続される。
As shown in FIG. 4, a through
図6(a)は、図4及び図5に示すC−C線に対応する位置における半導体装置200の完成時断面図であり、図6(b)は、図4及び図5に示すD−D線に対応する位置における半導体装置200の完成時断面図である。図6(a)及び図6(b)に示すように、可撓性基板130の囲繞領域は、熱伝導性接着剤60によって固体撮像素子101の裏面に接続される。熱伝導性接着剤60の塗布領域は、図4に示すように囲繞領域の形状に合わせて設定されるのが好ましい。
囲繞領域は、周縁に複数の凸部131Aを有するので、図6(b)に示すように、固体撮像素子101の裏面における周縁部の一部にも熱的に接続される。したがって、半導体装置200では、固体撮像素子1よりも電極がより多い固体撮像素子101を備えるにもかかわらず、可撓性基板130の一部がより大きい面積で固体撮像素子101の裏面に熱的に接続されている。
6A is a cross-sectional view when the
Since the surrounding area has a plurality of
本実施形態の半導体装置200においても、第1実施形態の半導体装置100と同様に、製造コストを低減しつつ、固体撮像素子101が発生した熱を放熱パターン33及び35から効率よく放熱することができる。
また、可撓性基板130において、固体撮像素子101の裏面に接続される切り込み131に囲繞された囲繞領域が複数の凸部131Aを有するように切り込み131の形状が設定されているので、可撓性基板130と固体撮像素子101の裏面との接続面積を増加させて、より効率よく放熱を行うことができる。
In the
In addition, in the
さらに、可撓性基板130においては、切り込み131に囲繞されていない領域にビア139が形成されているので、可撓性基板130の表面130Aから裏面130Bへの熱伝導経路をより多く確保してさらに放熱効率を向上させることができる。
Further, in the
以上、本発明の半導体装置について、各実施形態を示して説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の各実施形態においては、放熱部の少なくとも一部が可撓性基板の表面に露出するように形成された例を説明したが、これに代えて、放熱部の少なくとも一部が可撓性基板の裏面に露出するように形成されてもよい。この場合は、図7に示す変形例のように、可撓性基板30の囲繞領域70の一部を折り返し、裏面30Bを固体撮像素子1の裏面に熱的に接続すればよい。また、折り返す方向にも特に制限はなく、図8に示すように、囲繞領域70の延在方向と平行に折り返して可撓性基板30の裏面30Bを固体撮像素子1に接続してもよい。
The semiconductor device of the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is possible to make changes.
For example, in each of the above-described embodiments, an example in which at least a part of the heat radiating part is formed to be exposed on the surface of the flexible substrate has been described, but instead, at least a part of the heat radiating part is allowed. It may be formed so as to be exposed on the back surface of the flexible substrate. In this case, as in the modification shown in FIG. 7, a part of the
また、上述の各実施形態においては、可撓性基板において、切り込みに囲繞された囲繞領域が1箇所形成される例を説明したが、囲繞領域が2箇所以上形成されるように切り込みの形状が設定されてもよい。例えば、図9(a)に示す変形例のように、可撓性基板30にH字状の切り込み31Aを形成することにより、各々が切り込み31Aに囲繞され、かつ端部が対向する一対の囲繞領域70A及び70Bが形成されてもよい。また、図9(b)に示す変形例のような切り込み31Bを可撓性基板30に形成することにより、各々が切り込み31Bに囲繞され、互い違いに延びる2つの囲繞領域71A及び71Bが形成されてもよい。
なお、本発明において「切り込みが可撓性基板の一部を囲繞する」とは、切り込みに囲まれた可撓性基板の一部領域が、囲まれていない領域との間に半導体素子を挟める程度に離間できるように当該一部領域を囲むことを意味し、当該一部領域の周囲を隙間なく囲むことを意味しない。したがって、当該一部領域が、囲まれていない領域との間に半導体素子を挟める程度に離間できれば、当該領域の形状や切り込みの形状に特に制限はない。ただし、上述したように、囲繞領域と半導体素子裏面との接続面積が大きいほど効率よく放熱が行えるため、当該接続面積ができるだけ大きくなるように囲繞領域の形状や切り込みの形状が設定されるのが好ましい。
Further, in each of the above-described embodiments, an example in which one surrounding area surrounded by the cut is formed in the flexible substrate has been described. However, the shape of the cut is such that two or more surrounding areas are formed. It may be set. For example, as in the modification shown in FIG. 9A, by forming H-shaped
In the present invention, “the cut surrounds a part of the flexible substrate” means that a semiconductor element is sandwiched between a part of the flexible substrate surrounded by the cut and a region not surrounded by the cut. It means that the partial area is surrounded so that it can be separated to a certain extent, and does not mean that the partial area is surrounded without a gap. Accordingly, there is no particular limitation on the shape of the region or the shape of the cut as long as the partial region can be separated from the region not surrounded by the semiconductor element. However, as described above, the larger the connection area between the surrounding area and the back surface of the semiconductor element, the more efficiently heat can be dissipated. Therefore, the shape of the surrounding area and the shape of the cut are set so that the connection area becomes as large as possible. preferable.
さらに、本実施形態では、放熱部が、可撓性基板の両面に形成された放熱パターンと、これら放熱パターンを熱的に接続するビアとを有して構成される例を説明したが、放熱部の構成は要求される放熱性能に応じて適宜設定されてよい。例えば、表面及び裏面のいずれか一方に形成された放熱パターンのみで放熱部を構成してもよいし、囲繞領域を厚さ方向に貫通するビアのみで放熱部が形成されてもよい。また、表面と裏面との熱伝導が若干低下するが、両面の放熱パターンのみで放熱部を構成しても構わない。 Further, in the present embodiment, the heat radiating portion has been described as having the heat radiating pattern formed on both surfaces of the flexible substrate and vias that thermally connect these heat radiating patterns. The configuration of the unit may be appropriately set according to the required heat dissipation performance. For example, the heat dissipating part may be formed only by the heat dissipating pattern formed on either the front surface or the back surface, or the heat dissipating part may be formed only by the via that penetrates the surrounding region in the thickness direction. Further, although the heat conduction between the front surface and the back surface is slightly lowered, the heat radiating portion may be constituted by only the heat radiation patterns on both surfaces.
また、本発明の半導体装置には、半導体素子以外に他の電気部品が搭載されてもよい。
また、半導体素子と可撓性基板とを熱的に接続する熱伝導性接着剤は、両者の接続面積を広くするため、半導体素子と接続される可撓性基板の囲繞領域全面を覆う形状とすることが放熱効率向上のため望ましいが、熱伝導性接着剤の配置形状はこれに限定されない。すなわち、半導体素子と囲繞領域内に形成された放熱部とが熱的に接続されていれば、熱伝導性接着剤の配置形状に特に制限はない。
In addition to the semiconductor elements, other electrical components may be mounted on the semiconductor device of the present invention.
Further, the thermally conductive adhesive that thermally connects the semiconductor element and the flexible substrate has a shape that covers the entire surrounding area of the flexible substrate connected to the semiconductor element in order to increase the connection area between the two. Although it is desirable to improve the heat dissipation efficiency, the arrangement shape of the heat conductive adhesive is not limited to this. That is, the arrangement shape of the heat conductive adhesive is not particularly limited as long as the semiconductor element and the heat radiating portion formed in the surrounding region are thermally connected.
1、101 固体撮像素子(半導体素子)
2 受光領域(露出部)
3、103 電極部
30、130 可撓性基板
30A、130A 表面(第3の面)
30B、130B 裏面(第4の面)
31、31A、31B、131 切り込み
32、132、139 ビア
33、35 放熱パターン
34A、34B、34C、134A、134B 配線パターン
39 放熱部
60 熱伝導性接着剤(熱伝導性部材)
100、200 半導体装置
1,101 Solid-state imaging device (semiconductor device)
2 Light receiving area (exposed part)
3, 103
30B, 130B Back side (fourth side)
31, 31A, 31B, 131
100, 200 Semiconductor device
Claims (4)
前記可撓性基板は、少なくとも一部が前記第3の面に露出する放熱部を有するとともに、前記第4の面に配線パターンを有し、
前記半導体素子の前記電極部は、前記可撓性基板の前記配線パターンと電気的に接続され、
前記半導体素子の前記第2の面は、熱伝導性部材を介して前記可撓性基板の前記放熱部と熱的に接続され、
前記可撓性基板は、前記放熱部の前記第3の面に露出した部位を含むように一部の領域を囲繞する切り込みを有し、
前記半導体素子は前記可撓性基板に対して、
(1)前記第1の面の電極部は前記第4の面と対向し、
(2)前記第1の面の露出部は前記切り込みに囲繞されており、
(3)前記第2の面の少なくとも一部は前記切り込みに囲繞された前記第3の面と対向するように、
配置されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor element having a first surface and a second surface, the first surface having an exposed portion and an electrode portion, and a flexible substrate having a third surface and a fourth surface. In semiconductor devices
The flexible substrate has a heat radiation part at least partially exposed on the third surface, and has a wiring pattern on the fourth surface,
The electrode portion of the semiconductor element is electrically connected to the wiring pattern of the flexible substrate,
The second surface of the semiconductor element is thermally connected to the heat dissipating part of the flexible substrate via a heat conductive member,
The flexible substrate has a notch surrounding a part of the region so as to include a portion exposed on the third surface of the heat radiating portion;
The semiconductor element is relative to the flexible substrate.
(1) The electrode portion of the first surface is opposed to the fourth surface,
(2) The exposed portion of the first surface is surrounded by the cut.
(3) At least a part of the second surface is opposed to the third surface surrounded by the notch,
A semiconductor device which is arranged.
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