CN113543457A - 摄像单元和摄像设备 - Google Patents
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Abstract
摄像单元和摄像设备。摄像单元包括:印刷布线板,其设置有摄像元件并且在表面层上具有第一电极;柔性布线基板,其包括具有第一面和第二面的基部构件、设置于所述第一面的导电层以及设置于所述导电层的绝缘层,其中,所述导电层在一个纵向端部具有第二电极,在所述第二电极中未设置所述绝缘层;导电连接构件,其将所述第一电极连接至所述第二电极;以及增强构件,其在所述第二面侧设置于所述基部构件,其中,所述增强构件连续地覆盖所述绝缘层的靠近所述第二电极那侧的端部和所述导电连接构件的靠近连接至所述第二电极的部分的所述绝缘层那侧的端部。
Description
技术领域
本发明涉及摄像单元和摄像设备。
背景技术
日本特开2009-295821号公报提出了在基板之间具有连接结构的复合基板的结构。在日本特开2009-295821号公报中公开的复合基板具有在第一面上层叠有增强板的第一柔性布线板和与第一柔性布线板的第二面接合的第二柔性布线板。此外,增强板具有以与第一柔性布线板和第二柔性布线板之间的接合部重叠的方式突出到第一柔性布线板的端面之外的部分。日本特开2009-295821号公报公开了第一柔性布线板和第二柔性布线板的布线图案在接合部处彼此电连接,增强板和第二柔性布线板通过粘接剂彼此固定,这防止了露出的布线图案的一部分中的线由于弯曲应力而断路。
然而,当将柔性布线基板连接至诸如图像稳定单元等的细微移动的移动部件时,例如在日本特开2009-295821号公报中公开的技术中提高了整个系统的刚性,并因此损失了柔性布线基板的柔性。结果,在日本特开2009-295821号公报中公开的技术中,抑制了移动部件的驱动。
发明内容
根据本发明的一方面,提供了一种摄像单元,其包括:印刷布线板,其设置有摄像元件并且在表面层上具有第一电极;柔性布线基板,其包括具有第一面和第二面的基部构件、设置于所述第一面的导电层以及设置于所述导电层的绝缘层,其中,所述导电层还在一个纵向端部具有第二电极,在所述第二电极中未设置所述绝缘层;导电连接构件,其将所述第一电极连接至所述第二电极;以及增强构件,其在所述第二面侧设置于所述基部构件,其中,所述增强构件连续地覆盖所述绝缘层的靠近所述第二电极那侧的端部和所述导电连接构件的靠近连接至所述第二电极的部分的所述绝缘层那侧的端部。
根据本发明的另一方面,提供了一种摄像设备,其具有壳体和在所述壳体内的摄像单元,并且所述摄像单元是如上所述的摄像单元。
从以下参照附图对示例性实施方式的说明,本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的摄像单元的总体构造的俯视图。
图2是示出根据第一实施方式的摄像单元的总体构造的示意性截面图。
图3是示出根据第一实施方式的摄像单元的柔性布线基板和印刷布线板之间的连接部的放大示意性截面图。
图4是示出根据第二实施方式的摄像单元的总体构造的俯视图。
图5是示出根据第二实施方式的摄像单元的总体构造的示意性截面图。
图6是示出根据第二实施方式的摄像单元的柔性布线基板和印刷布线板之间的连接部的放大示意性截面图。
图7是示出根据第三实施方式的摄像单元的总体构造的俯视图。
图8是示出根据第三实施方式的摄像单元的总体构造的示意性截面图。
图9是示出根据第三实施方式的摄像单元的柔性布线基板和印刷布线板之间的连接部的示意性截面图。
图10是示出作为根据第四实施方式的电子设备的示例的摄像设备的总体构造的示意图。
图11是示出根据比较例1的三维结构分析模型的示意图。
图12是示出根据比较例2的三维结构分析模型的示意图。
图13是示出根据比较例3的三维结构分析模型的示意图。
图14是示出根据比较例4的三维结构分析模型的示意图。
图15是示出根据实施例3的三维结构分析模型的示意图。
图16是示出比较例1、比较例2、比较例3和比较例4与实施例3之间的比较的结构分析结果的图。
图17是示出实施例4、实施例5和实施例6的结构分析结果的图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施方式。注意,本发明不限于以下说明的实施方式,并且能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地改变。此外,在下面示出的附图中,用相同的附图标记来标示具有相同功能的部件,并且可以省略或简化其说明。
第一实施方式
将参照图1、图2和图3说明根据第一实施方式的摄像单元。图1是示出根据本实施方式的摄像单元400的总体构造的示意性俯视图。图2是示出根据本实施方式的摄像单元400的总体构造的示意性截面图,并且示出了沿着图1的线A-A’截取的截面。
图3是示出根据本实施方式的摄像单元400的柔性布线基板4和印刷布线板9之间的连接部19的放大示意性截面图,并且放大和示出了图2中的连接部19的截面。
如图1、图2和图3所示,摄像单元400包括具有印刷布线板9的摄像传感器模块14、图像稳定单元410和柔性布线基板4。如后所述,柔性布线基板4在连接部19中经由焊料11连接至印刷布线板9。
这里,将定义用于以下说明的作为正交坐标系的XYZ坐标系中的诸如X轴、Y轴和Z轴的各个坐标轴及其方向。首先,将垂直于印刷布线板9的主面的轴定义为Z轴。此外,将平行于印刷布线板9的主面并且沿着印刷布线板9的彼此平行的一对端边的轴定义为X轴。此外,将垂直于X轴和Z轴的轴定义为Y轴。在如上所述地定义了坐标轴的XYZ坐标系中,将沿着X轴的方向定义为X方向,并且在X方向中,从柔性布线基板4在连接部19侧的一端到另一端的方向定义为+X方向,并且将与+X方向相反的方向定义为-X方向。此外,将沿着Y轴的方向定义为Y方向,并且在Y方向中,将相对于+X方向从右侧到左侧的方向定义为+Y方向,并且将与+Y方向相反的方向定义为-Y方向。此外,将沿着Z轴的方向定义为Z方向,并且在Z方向中,将从摄像传感器模块14的摄像传感器元件15到连接部19侧的方向定义为+Z方向,并且将与+Z方向相反的方向定义为-Z方向。此外,将围绕Z轴的旋转方向定义为θ方向。
柔性布线基板4具有柔性基部构件1、柔性布线层2和覆盖层3。柔性布线基板4具有一个或多个导电层作为柔性布线层2,并且柔性布线基板4被构造成使得导电层隔着柔性基部构件1堆叠为绝缘层。注意,在本实施方式中,尽管说明了柔性布线基板4中的布线层为单层的情况,但布线层也可以为多层而不限于单层。
柔性基部构件1是例如由树脂等形成的片状或膜状的绝缘基部构件,并且具有可塑性和柔性。因此,柔性布线基板4是可变形的,例如可弯曲的。形成柔性基部构件1的绝缘体可以具有电绝缘。作为形成柔性基部构件1的绝缘体,例如可以使用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。柔性基部构件1具有作为第一面的正面和作为第二面的背面。如下所述,在柔性基部构件1的正面和背面上设置有层或构件。
柔性布线层2是由铜箔、其它金属箔等形成的导电层。柔性布线层2具有布线图案。柔性布线层2形成在柔性基部构件1的正面和背面的一侧或两侧。柔性布线层2可以直接形成在柔性基部构件1的正面或背面,或者可以经由诸如绝缘层的层结构形成在柔性基部构件1的正面或背面上。形成柔性布线层2的导体是比绝缘体具有更高导电率和更高导热率的材料,并且例如可以是诸如铜、银和金的金属。注意,柔性布线层2仅需要形成在柔性基部构件1的至少一侧。例如,柔性布线层2设置在柔性基部构件1的面对印刷布线板9侧的正面。
覆盖层3是保护柔性布线层2的布线图案的绝缘层。覆盖层3由覆盖膜、外涂层等形成。覆盖层3设置在柔性布线基板4的表面层,并形成为在柔性基部构件1的包括柔性布线层2的表面上覆盖柔性布线层2。例如,在设置于柔性基部构件1的正面的柔性布线层2上设置有覆盖层3。
在设置在柔性布线基板4的柔性基部构件1的正面上的覆盖层3的一侧,在柔性布线基板4的一个纵向端部处未形成覆盖层3,并且露出了柔性布线层2。柔性布线层2的露出部分形成了第一电极5。即,设置在柔性基部构件1的正面的柔性布线层2具有第一电极5,在该第一电极5中,一个纵向端部处未设置覆盖层3。此外,可以在第一电极5上镀金等。例如,由露出的柔性布线层2形成的多个第一电极5以预定的节距对准。以这种方式,第一电极5由在柔性布线基板4的纵向端部中露出的柔性布线层2形成。其上形成有柔性布线基板4的第一电极5的一个纵向端部形成了露出第一电极5的电极部。注意,尽管未示出,但柔性布线基板4的另一纵向端部由其中形成有电极的插入端子形成。
在摄像传感器模块14的印刷布线板9和柔性布线基板4之间的连接部19中,露出于柔性布线基板4的一个纵向端部的第一电极5经由焊料11被连接至印刷布线板9的第二电极10。注意,在连接部19处连接至印刷布线板9的柔性布线基板4的覆盖层3与焊料11之间形成有间隙,并且期望的是确保使柔性布线层2的露出部24露出。即,期望的是在焊料11的在覆盖层3侧的端部与覆盖层3的在焊料11侧的端部之间使柔性布线层2露出。露出部24是在覆盖层3的靠近第一电极5那侧的端部与焊料11之间使第一电极5露出的部分。当确保了露出部24时,覆盖层3的靠近第一电极5那侧的端部与焊料11彼此不接触。通过确保露出部24,可以通过使用增强构件21来增强柔性布线基板4和印刷布线板9之间的连接部19,同时减少由于后述的增强构件21较小而导致的柔性布线基板4的柔性降低。
尽管省略了图示,但在柔性布线基板4的另一纵向端部处的插入端子被插入到安装于图像处理单元的印刷布线板的连接器中。以这种方式,柔性布线基板4将摄像单元400和图像处理单元彼此电连接。
摄像传感器模块14具有印刷布线板9、摄像传感器元件15、框架17和玻璃盖片16。通过使用诸如紫外线固化树脂的粘接剂将印刷布线板9粘附并固定到金属框架22。如后所述,摄像传感器模块14由图像稳定单元410支撑成能够相对于图像稳定单元410移动。
如后所述,在印刷布线板9的连接柔性布线基板4那侧的一面,在其表面层上设置第二电极10。框架17安装并配置于印刷布线板9的另一面的周缘部分。玻璃盖片16以与印刷布线板9平行的方式安装于框架17。
摄像传感器元件15是例如由半导体元件形成的摄像元件。具体地,例如,摄像传感器元件15是固态摄像元件,诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或电荷耦合器件(CCD)图像传感器。摄像传感器元件15在由印刷布线板9、玻璃盖片16和框架17包围的中空部分中以不与玻璃盖片16接触的方式安装于印刷布线板9。经由金属线18将摄像传感器元件15电连接至印刷布线板9的布线焊盘23。布线焊盘23例如被镀金。
图像稳定单元410支撑金属框架22,使得固定于金属框架22的摄像传感器模块14能够在X方向和Y方向上移动并且能够在θ方向上旋转。图像稳定单元410能够通过响应于相机抖动而移动或旋转摄像传感器模块14来执行图像稳定。图像稳定单元410例如具有L字形,并且形成为从与金属框架22相邻的两个边缘的侧面支撑具有矩形外形的金属框架22。
注意,在本实施方式中,尽管说明了安装框架17的情况,但其配置位置不限于印刷布线板9的周缘部分。此外,摄像传感器元件15的配置位置例如可以在诸如腔基板(cavitysubstrate)的具有沉孔(counter-boring)的印刷布线板9的中空部分内。
设置有摄像传感器元件15的印刷布线板9具有印刷布线基部构件6、布线层7和阻焊层8。印刷布线板9形成为使得多个布线层7隔着印刷布线基部构件6堆叠。与柔性布线基板4不同,印刷布线板9是刚性布线基板。
例如,印刷布线板9可以由玻璃环氧树脂材料形成或可以由陶瓷基板形成。另外,能够使用如下的印刷电路板:在该印刷电路板中,摄像传感器元件15配置于陶瓷基板,并且该陶瓷基板和印刷布线板9经由焊料11通过一对电极彼此连接。例如,还能够使用栅格阵列(LGA(land grid array))型或陶瓷无引脚芯片载体(CLCC(ceramic leadless chipcarrier))型摄像传感器单元。
注意,在本实施方式中,尽管说明了印刷布线板9中的布线层7的数量为四的情况,但布线层的数量不限于四。印刷布线板9中的布线层7可以由单层或多层形成,多层即四层以下或四层以上。
此外,尽管未示出,但在印刷布线板9上安装了摄像单元400的操作所需的最少部件。
印刷布线基部构件6是例如由硬质复合材料等形成的具有基板形状的绝缘基部构件。与柔性基部构件1不同,印刷布线基部构件6是硬质材料。形成印刷布线基部构件6的绝缘体仅需要具有电绝缘。例如,印刷布线基部构件6可以是环氧树脂等被固化的树脂基板或使用陶瓷的陶瓷基板。
布线层7是由铜箔、其它金属箔等形成的导电层。布线层7具有布线图案。布线层7形成在印刷布线基部构件6的一侧或两侧。另外,布线层7的一层或多层形成在印刷布线基部构件6内。图2和图3示出了在印刷布线基部构件6的两侧和内部形成总共四层布线层7的情况。此外,在印刷布线基部构件6的内部,形成了将布线层7彼此电连接的导通孔13。形成布线层7、导通孔13等的导体是具有比绝缘体更高的导电率和更高的导热率的材料,例如,诸如铜或金等的金属。
阻焊层8是保护由布线层7形成的回路的绝缘保护膜。阻焊层8由固化的液态阻焊剂、膜状阻焊剂等形成。阻焊层8形成为在印刷布线板9的连接柔性布线基板4那侧的一面上覆盖布线层7。此外,阻焊层8形成为在印刷布线板9的安装有摄像传感器元件15那侧的另一面上覆盖布线层7。
在阻焊层8中形成了供布线层7露出的开口。布线层7的露出部分形成了第二电极10。例如,多个第二电极10以预定节距对齐。例如,第二电极10配置在印刷布线板9的中央部处。这样,由布线层7形成的第二电极10设置于印刷布线板9的表面层。设置于表面层的第二电极10经由作为导电连接构件的焊料11与柔性布线基板4的第一电极5电连接。
注意,当通过使用焊料11将第一电极5和第二电极10彼此连接时,能够将第一电极5和第二电极10粘附至焊料11并在含有焊料11的连接构件被加热到高于焊料11的熔点的温度的状态下彼此连接。此外,作为焊料11,例如可以供应Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料或Sn-58Bi焊料并利用助焊剂粘贴在一起。此外,代替焊料11,能够使用导电粘接剂等用于将第一电极5和第二电极10彼此连接的导电连接构件。
如上所述,在第一电极5和第二电极10彼此连接的柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接部19中,设置有使连接部19增强的增强构件21。增强构件21设置在柔性基部构件1的背面侧,该背面侧是与柔性布线基板4中的第一电极5的露出面相反的面。设置在柔性基部构件1的背面侧的增强构件21可以设置于柔性基部构件1的背面,或者可以经由布线层、绝缘层等设置在柔性基部构件1的背面上。
如图1所示,在柔性布线基板4的柔性基部构件1的连接部19侧的纵向端部处,在柔性布线基板4的沿着Y方向的宽度方向(短边方向)上的两端部都设置有增强构件21。注意,增强构件21可以设置于柔性基部构件1的在柔性布线基板4的宽度方向上的两端部,并且如同稍后说明的第三实施方式一样,可以设置成越过柔性布线基板4的宽度方向。
进一步地,如图3所示,增强构件21以如下方式形成于柔性基部构件1:隔着柔性基部构件1和柔性布线层2连续地覆盖焊料11在覆盖层3侧的端部和覆盖层3在焊料11侧的端部。即,增强构件21连续地覆盖覆盖层3的在靠近第一电极5那侧的端部和焊料11的连接至第一电极5并且在靠近覆盖层3那侧的部分的端部。
增强构件21不受特别限制,并且例如可以是诸如紫外线(UV)固化树脂、热固性树脂等的树脂的固化材料。此外,除了树脂的固化材料之外,增强构件21还可以是附接到柔性基部构件1的面上的相同位置的增强膜。
这里,连接至印刷布线板9的柔性布线基板4包括固定部4a和非固定部4b,固定部4a是经由焊料11将第一电极5连接并固定至第二电极10的部分,非固定部4b是除了固定部4a以外的部分。相对于固定部4a,非固定部4b可以向远离印刷布线板9的方向弯曲。如上所述设置的增强构件21桥接在固定部4a和非固定部4b之间。在存在这种增强构件21的情况下,非固定部4b相对于固定部4a弯曲的角度θb保持为钝角。注意,增强构件21能够由任何可变形的材料,以任何厚度、面积、形状等形成,只要能够将非固定部4b相对于固定部4a弯曲的角度θb保持为钝角即可。以这种方式,构造了根据本实施方式的摄像单元400。
近年来,在数字相机的内部安装有使摄像传感器自身移动以进行图像稳定的图像稳定单元。例如,在图像稳定单元中,不仅在平面XY方向和旋转θ方向上叠加并产生了传统的静态载荷,还叠加并产生了诸如振动等的在图像稳定期间的动态载荷。因此,要求将安装有摄像传感器的刚性布线板与安装有用于图像处理的LSI的刚性布线板连接的柔性布线基板具有不损害图像稳定单元的驱动的柔性以及抵抗重复载荷的结合强度。
相反,如上所述,在根据本实施方式的摄像单元400中,增强构件21被设置为在连接部19中连续地覆盖焊料11的在覆盖层3侧的端部和覆盖层3的在焊料11侧的端部两者。如上所述设置的增强构件21使柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接部19具有局部高的刚性。因此,在本实施方式中,可以将在图像稳定单元410的驱动期间所涉及的连接部19附近的变形行为降低到更小。同时,在本实施方式中,由于能够将驱动期间柔性布线基板4的弯曲角度θb保持为钝角,所以能够降低连接部19上的载荷。此外,在本实施方式中,由于仅使连接部19具有高刚性并被局部地增强,而不是整个柔性布线基板4都被增强,因此不会损失柔性布线基板4的柔性。因此,根据本实施方式,可以在不损害图像稳定单元410的操作的情况下降低连接部19上的载荷。
如上所述,根据本实施方式,可以减小在柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接部19中产生的载荷,而不会损失柔性布线基板4的柔性。
注意,在图1中,尽管示出了仅在柔性布线基板4的沿着Y方向的宽度方向上的两端设置增强构件21的情况,但实施方式不限于此。增强构件21可以设置在宽度方向上的整个面上,或者可以设置成从柔性布线基板4上的一部分在柔性布线基板4的宽度方向上向印刷布线板9上的一部分突出。
此外,在图2和图3中,尽管示出了增强构件21设置成覆盖焊料11的在覆盖层3侧的端部的情况,但实施方式不限于此。增强构件21可以设置成覆盖直到柔性布线基板4的一个纵向端部的这一部分,或者可以设置成从柔性布线基板4上的一部分向印刷布线板9的阻焊层8上的一部分突出。
第二实施方式
下面,将参照图4、图5和图6说明根据第二实施方式的摄像单元400。图4是示出根据本实施方式的摄像单元400的总体构造的示意性俯视图。图5是示出根据本实施方式的摄像单元400的总体构造的示意性截面图,并且示出了沿着图4中的线B-B’截取的截面。图6是示出根据本实施方式的摄像单元400的柔性布线基板4和印刷布线板9之间的放大的连接部19的示意性截面图,并且示出了放大的图5的连接部19。
在本实施方式中,将柔性布线基板4配置于印刷布线板9的方式与第一实施方式的方式不同。注意,由于其余构造与第一实施方式相同,因此将省略相同构造的说明。
在第一实施方式中,相对于连接部19,柔性布线基板4配置成没有在图像处理单元(未示出)所在侧沿+X方向弯曲地延伸,该图像处理单元是连接另一纵向端部的连接部件,该另一纵向端部与连接部19侧的一个纵向端部相反。
另一方面,在本实施方式中,相对于连接部19,柔性布线基板4配置成在图像处理单元(未示出)侧沿着与+X方向相反的-X方向延伸,该图像处理单元是与另一纵向端部连接的连接部件。此外,在印刷布线板9上方的图像处理单元所在侧,在-X方向上延伸的柔性布线基板4在+X方向上弯曲。
即,在本实施方式中,如图4、图5和图6所示,柔性布线基板4在第一电极5经由焊料11被连接至第二电极10的情况下连接至印刷布线板9,使得面向+X方向的一个纵向端部与第一实施方式中的情况相反。此外,柔性布线基板4处于从图像稳定单元410的相反侧向图像稳定单元410所在侧折叠一次的弯曲状态,使得另一纵向端部位于图像稳定单元410和作为图像稳定单元410的连接部件的图像处理单元所在侧。以这种方式,在本实施方式中,柔性布线基板4从图像稳定单元410和图像处理单元的相反侧向图像稳定单元410和图像处理单元所在侧折叠并弯曲。
同样在本实施方式中,以与第一实施方式相同的方式将增强构件21设置于如上所述折叠的柔性布线基板4。以这种方式,在本实施方式中,柔性布线基板4处于弯曲状态。在本实施方式中,在弯曲的柔性布线基板4中,以与第一实施方式中相同的方式设置增强构件21。因此,在本实施方式中,也可以在不损失柔性布线基板4的柔性的情况下,降低可以在柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接部19中产生的载荷。
注意,尽管图4示出了仅在柔性布线基板4的沿着Y方向的宽度方向上的两端设置增强构件21的情况,但实施方式不限于此。增强构件21可以设置在宽度方向上的整个面上,或者可以设置成从柔性布线基板4上的一部分在柔性布线基板4的宽度方向上向印刷布线板9上的一部分突出。
此外,尽管图5和图6示出了将增强构件21设置成覆盖焊料11在覆盖层3侧的端部的情况,但实施方式不限于此。增强构件21可以设置成覆盖直到柔性布线基板4的一个纵向端部的这一部分,或者可以设置成从柔性布线基板4上的一部分向印刷布线板9的阻焊层8上的一部分突出。
注意,在本实施方式中,柔性布线基板4的数量可以是两个或更多,而不限于一个。此外,柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接位置不限于印刷布线板9的中央,也可以是印刷布线板9的端部。此外,例如,当安装了多个柔性布线基板4时,柔性布线基板4的其中一个位置可以是印刷布线板9的中央,其中另一个位置可以是印刷布线板9的端部。
第三实施方式
下面,将参照图7、图8和图9说明根据第三实施方式的摄像单元400。图7是示出根据本实施方式的摄像单元400的总体构造的示意性俯视图。图8是示出根据本实施方式的摄像单元400的总体构造的示意性截面图,并且示出了沿着图7中的线C-C’截取的截面。图8是示出根据本实施方式的摄像单元400的柔性布线基板4和印刷布线板9之间的放大的连接部19的示意性截面图,并且示出了放大的图7的连接部19。
在本实施方式中,设置有增强构件21的区域与第二实施方式的不同。注意,由于其余构造与第二实施方式的相同,因此将省略相同构造的说明。
即,在本实施方式中,如图7所示,以越过柔性布线基板4的沿着Y方向的宽度方向(短边方向)的整个面的方式,将增强构件21设置在比柔性布线基板4的宽度宽的区域中。即,将增强构件21设置成从柔性布线基板4的柔性基部构件1上的一部分在柔性布线基板4的宽度方向上向印刷布线板9的阻焊层8上的一部分突出。
此外,在本实施方式中,如图7、图8和图9所示,增强构件21被设置成在柔性布线基板4的沿着X方向的纵向上超出柔性布线基板4的位于连接部19侧的一个纵向端部一直涂布到阻焊层8的上表面。即,在柔性布线基板4的纵向上,将增强构件21设置成从柔性布线基板4的柔性基部构件1的一部分向印刷布线板9的阻焊层8的一部分突出。
同样在本实施方式中,通过使用如上所述设置的增强构件21,可以降低在柔性布线基板4和印刷布线板9之间的连接部19中可能出现的载荷,而不会损失柔性布线基板4的柔性。通过改变设置有增强构件21的区域,可以调节连接部19的刚性的局部增加程度,以根据柔性布线基板4所需的柔性降低连接部19中产生的载荷。
注意,在第一实施方式中,增强构件21也能够设置在与本实施方式相同的区域中。
此外,在柔性布线基板4的宽度方向和纵向中的任一方向上,增强构件21可以设置成从柔性布线基板4的柔性基部构件1上的一部分向印刷布线板9的阻焊层8上的一部分突出。
第四实施方式
下面,将参照图10说明根据第四实施方式的电子设备。图10是示出作为根据本实施方式的电子设备的示例的摄像设备的总体构造的示意图。
作为根据本实施方式的电子设备的示例的摄像设备的数字相机(相机)100例如是数字单镜头反光相机。如图10所示,相机100具有相机主体200和可从相机主体200拆卸的可更换镜头300(镜筒)。在图10中,可更换镜头300被安装到相机主体200。下面将说明作为摄像设备的相机100构造有安装于相机主体200的可更换镜头300的情况。
相机主体200具有壳体201和镜222、快门223、作为印刷电路板的摄像单元400、以及配置在壳体201内的图像处理回路224。此外,相机主体200具有以从壳体201露出的方式固定至壳体201的液晶显示器225。
摄像单元400具有上述第一实施方式至第三实施方式所示的构造,并且包括图像稳定单元410、具有印刷布线板9的摄像传感器模块14以及柔性布线基板4。
可更换镜头300具有作为可更换镜头壳体的壳体301和摄像光学系统311。摄像光学系统311配置在壳体301内,并且当将壳体301(可更换镜头300)安装于壳体201时,摄像光学系统311将光学像捕获在摄像传感器模块14上。摄像光学系统311被构造成具有多个透镜。
可更换镜头300的壳体301具有形成有开口的镜头侧接口301a。另一方面,相机主体200的壳体201具有形成有开口的相机侧接口201a。当镜头侧接口301a和相机侧接口201a彼此装配时,可更换镜头300(壳体301)被安装到相机主体200(壳体201)。注意,图10中所示的箭头X方向是摄像光学系统311的光轴方向。
沿箭头X方向行进通过摄像光学系统311的光通过壳体301的镜头侧接口301a中的开口和壳体201的相机侧接口201a中的开口被引导到壳体201中。镜222、快门223等在壳体201内沿着箭头X方向设置在摄像单元400的箭头X方向上的前方。
摄像传感器模块14中的摄像传感器元件15是诸如CMOS图像传感器、CCD图像传感器等的固态摄像元件,其对通过摄像光学系统311捕获的光学像进行光电转换。
如上所述,构造了包括摄像单元400的作为摄像设备的相机100。
如上所述,根据本实施方式,例如即使当数字单镜头反光相机100掉落和碰撞等时,也可以减小柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接部19中产生的载荷,由此可以改善性能。
注意,尽管在本实施方式中已经说明了将可更换镜头300安装到相机主体200的情况,但实施方式不限于此。在仅有相机主体200而未安装可更换镜头300的情况下,相机主体200是摄像设备。
此外,尽管在本实施方式中已经说明了将相机100划分为相机主体200和可更换镜头300的情况,但相机100可以是具有内置在相机主体200中的镜头的一体式相机100。
此外,尽管在本实施方式中已经将相机100说明为作为电子设备的摄像设备,但实施方式不限于此。
实施例1
制造了根据图1、图2和图3所示的第一实施方式的摄像单元400,作为实施例1的摄像单元。在实施例1的摄像单元400中,使用厚度为2mm的树脂框架作为框架17。使用具有30mm×20mm的矩形平面形状的CMOS图像传感器作为摄像传感器元件15。使用28mm×38mm的矩形平面形状玻璃盖片作为玻璃盖片16。
柔性基部构件1和覆盖层3的材料是聚酰亚胺并且柔性布线层2和第一电极5的材料是铜的柔性布线基板被用作柔性布线基板4。柔性基部构件1的厚度为25μm,覆盖层3的厚度为12μm,并且柔性布线层2的厚度为18μm。
使用如下的具有30mm×40mm的矩形外形的印刷布线板作为印刷布线板9:印刷布线基部构件6的材料是环氧玻璃材料并且布线层和第二电极10的材料是铜。布线层7和第二电极10的厚度为大约30μm,阻焊层8的厚度为大约25μm。此外,使用UV固化树脂作为用于将印刷布线板9固定至金属框架22的粘接剂。将具有50mm×60mm的外形的金属框架用作金属框架22。
柔性布线基板4的第一电极5和印刷布线板9的第二电极10通过焊料11彼此连接。对于第二电极10,节距为0.2mm,电极的宽度为0.15mm,并且布线的数量为80。此外,阻焊层8的供第二电极10露出的开口的尺寸为1.1mm×20mm。另一方面,对于第一电极5,节距为0.2mm,电极的宽度为0.15mm,并且布线的数量为80。柔性布线基板4的宽度为22mm,其比阻焊层8的开口宽度20mm大。根据摄像传感器模块14的规格适当地设定电极的节距、电极的宽度、电极之间的宽度以及电极的数量。
在覆盖层3和焊料11之间的间隙中的露出部24的X方向上的长度为1mm。将材料为Sn-3.0-Ag-0.5Cu的焊料用作焊料11。通过从85mm×70mm的矩形切下70mm×55mm的矩形而获得的L字形图像稳定单元被用作图像稳定单元410。
将UV固化树脂用作增强构件21。增强构件21的厚度为0.5mm。另外,从顶面观察时,在相对于柔性布线基板4的宽度方向的两端设置有增强构件21。增强构件21被设置成覆盖覆盖层3和焊料11之间的间隙,并且从覆盖层3的端部向关于柔性布线基板4的连接部19的相反方向覆盖0.5mm长度的区域。另外,增强构件21设置成在连接部19的方向上从柔性布线层2与焊料11之间的接合部覆盖0.5mm的长度。
安装有实施例1的摄像单元400的完整的摄像设备是能够充分保证内置CMOS图像传感器的光学性能的摄像设备。
实施例2
制造了根据图7、图8和图9所示的第三实施方式的摄像单元400,作为实施例2的摄像单元。在实施例2的摄像单元400中,如图7所示,向图像稳定单元410的相反侧拉柔性布线基板4并折叠一次。另外,如图8所示,设置有增强构件21的增强区域是比柔性布线基板4的宽度宽的区域。此外,如图9所示,以超出柔性布线基板4的连接部19的纵向端部的方式将增强构件21一直涂布到阻焊层8上的部分。
将与实施例1相同的柔性布线基板4用作柔性布线基板4。此外,将与实施例1相同的印刷布线板9用作印刷布线板9。此外,将与实施例1相同的UV固化树脂用作增强构件21。
安装有实施例2的摄像单元400的完整的摄像设备是能够充分保证内置CMOS图像传感器的光学性能的摄像设备。另外,在实施例2中,即使当柔性布线基板4弯曲时,也可以在维持柔性布线基板4的柔性的同时,减小柔性布线基板4与印刷布线板9之间的连接部19中产生的载荷。另外,在实施例2中,由于增强构件21设置在比柔性布线基板4的宽度宽的区域中,因此不仅减小了在连接部19中产生的载荷,还减小了在柔性基部构件1中产生的载荷。
通过结构分析进行的评价
为了确认本发明的有利效果,示出了如下的实施例:包括柔性布线基板4和印刷布线板9的结构被简化以对其进行结构分析。
如图11至图15所示,对比较例1、比较例2、比较例3、比较例4和实施例3进行了结构分析,其中,比较例1中在柔性基部构件1上未配置增强构件21,比较例2、比较例3、比较例4和实施例3中在柔性基部构件1上的彼此不同的位置处配置了增强构件21。
即,图11是示出作为比较例1的结构的示意图,在该结构中,通过使用焊料11将柔性布线基板4连接到印刷布线板9上。图12是示出作为比较例2的结构的示意图,在该结构中,除了比较例1的结构以外,在包括焊料11的在覆盖层3侧的端部并且不包括覆盖层3的在焊料11侧的端部的位置处配置有增强构件21。图13是示出作为比较例3的结构的示意图,在该结构中,除了比较例1的结构之外,在不包含焊料11的在覆盖层3侧的端部并且包括覆盖层3的在焊料11侧的端部的位置处配置有增强构件21。图14是示出作为比较例4的结构的示意图,在该结构中,除了比较例1的结构之外,在包括焊料11的在覆盖层3侧的端部的位置处以及包括覆盖层3的在焊料11侧的端部的位置处分别配置增强构件21。
另一方面,图15是示出作为示例3的结构的示意图,在该结构中,与比较例1相比,将增强构件21连续地配置于包括焊料11的在覆盖层3侧的端部的位置和包括覆盖层3的在焊料11侧的端部的位置。
将说明在评价中使用的结构分析方案。ANSYS Mechanical企业版19.1被用作结构分析软件。进行三维分析作为结构分析。
将说明在结构分析中使用的尺寸等。印刷布线板9的长度为2.5mm,宽度为1mm并且厚度为0.8mm。焊料11在X方向上具有从远离印刷布线板9的端面0.75mm的位置起的1mm的长度,在Y方向上具有从远离印刷布线板9的端面0.45mm的位置起的0.1mm的长度,并且在Z方向上具有50μm的焊料高度。针对各个层对柔性布线基板4进行建模。柔性布线层2在X方向上具有距焊料11的端面为2mm的长度,在Y方向上具有与焊料11的长度相同的0.1mm的长度,并且在Z方向上具有20μm的厚度。柔性基部构件1被成形为在+Z方向上堆叠于柔性布线层2,并且在Z方向上具有20μm的厚度。覆盖层3成形为在-Z方向上堆叠于柔性布线层2,并且在X方向上具有从远离柔性布线层2的端面1.1mm的位置起的0.9mm的长度,在-Z方向上具有20μm的厚度。即,柔性布线层2的作为焊料11与覆盖层3之间的间隙的露出部24的X方向上的长度是0.1mm。
增强构件21是环氧树脂的固化材料,被成形为堆叠于柔性基部构件1,并且具有20μm的厚度。在比较例2中,增强构件21的X方向上的长度总计为20μm,即,相对于焊料11的在覆盖层3侧的作为中心的端部,在±X方向上均为10μm,并且在Y方向上的长度与焊料11的相同。在比较例3中,增强构件21在X方向上的长度总计为20μm,即,相对于覆盖层3在焊料11侧的作为中心的端部,在±X方向上均为10μm,并且在Y方向上的长度与焊料11的相同。在比较例4中,将增强构件21同时配置在与比较例2和比较例3相同的位置。在实施例3中,增强构件21的在X方向上的从沿-X方向远离焊料11的在覆盖层3侧的端部10μm的位置到沿+X方向远离覆盖层3的在焊料11侧的端部10μm的位置的长度为0.12mm,Y方向上的长度与焊料11的相同。
结构分析的条件如下。在印刷布线板9中,作为在未连接到柔性布线基板4的-Z方向上的面的背面上的节点位移在X方向、Y方向以及Z方向上全部定义为0。此外,将柔性布线基板4的与连接部19相反的端部定义为区域A,将区域A的平面定义为在+Z方向上位移为0.1mm。在上述条件下,对比较例1、比较例2、比较例3和比较例4以及实施例3进行都结构分析。
评价标准是在非覆盖区域中的相应应力的最大值,该非覆盖区域是在柔性布线层2中焊料11和覆盖层3彼此不连接的区域。在上述条件下进行了结构分析,比较了柔性布线层2中产生的应力值。图16示出了从结构分析得出的应力分析结果。在图16中,评价轴表示应力比,其中将比较例1的应力值定义为基准值的100%。
如图16所示,在实施例3中,与比较例1、2、3和4相比,应力降低了约20%。从图16所示的结果发现,如同比较例2那样,在将增强构件21配置在仅包括焊料11的在覆盖层3侧的端部的位置时,无法得到增强效果。此外,发现如同比较例3那样,在将增强构件21配置在仅包括覆盖层3的在焊料11侧的端部的位置时,也无法得到增强效果。此外,发现如同比较例4那样,即使当在增强构件21配置在包括这两个端部的位置的情况下分开地配置增强构件21时,也无法得到增强效果。
下面,为了确认由本发明的增强构件21的覆盖长度导致的效果,通过改变图15中的覆盖层3的纵向上的长度L1和增强构件21的覆盖长度L2来进行结构分析。注意,覆盖层3的纵向上的长度L1是沿着X方向在柔性布线基板4的纵向上从覆盖层3的在焊料11侧的一端到相反的另一端的长度。增强构件21的覆盖长度L2是包括在以相同的方式在纵向上连续地覆盖焊料11的在覆盖层3侧的端部和覆盖层3的在焊料11侧的端部的增强构件21中的如下部分的长度:该部分从覆盖层3的在焊料11侧的一端沿+X方向覆盖覆盖层3。
如下表1所示,通过结构分析检查了当长度L1和覆盖长度L2改变时的增强效果。表1中的长度L1和覆盖长度L2的单位均是毫米(mm)。另外,表1表示了作为覆盖长度L2与长度L1之比的覆盖率L2/L1。结构分析方案和评价标准与前述条件相同。此外,通过比较应力值,将在实施例4、实施例5和实施例6中未配置增强构件21时的应力值定义为基准值的100%。图17示出了结果。作为在这种条件下的结构分析的结果,不管覆盖率L2/L1的值如何,都获得了增强效果,并且当覆盖率L2/L1小于0.4时,获得了特别显著的增强效果。
表1
如上所述,已经确认,根据本发明,可以减小柔性布线基板4和印刷布线板9之间的连接部19中产生的载荷,同时不会损失柔性布线基板4的柔性。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释,以包含所有这样的变型、等同结构和功能。
Claims (13)
1.一种摄像单元,其包括:
印刷布线板,其设置有摄像元件并且在表面层上具有第一电极;
柔性布线基板,其包括具有第一面和第二面的基部构件、设置于所述第一面的导电层以及设置于所述导电层的绝缘层,其中,所述导电层还在一个纵向端部具有第二电极,在所述第二电极中未设置所述绝缘层;
导电连接构件,其将所述第一电极连接至所述第二电极;以及
增强构件,其在所述第二面侧设置于所述基部构件,
其特征在于,所述增强构件连续地覆盖所述绝缘层的靠近所述第二电极那侧的端部和所述导电连接构件的靠近连接至所述第二电极的部分的所述绝缘层那侧的端部。
2.根据权利要求1所述的摄像单元,其中,
所述柔性布线基板具有:
第一部分,在所述第一部分中所述第二电极连接并固定到所述第一电极;和
第二部分,其相对于所述第一部分弯曲,其中,
所述第二部分相对于所述第一部分的弯曲角度是钝角。
3.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述第二电极在所述绝缘层的靠近所述第二电极那侧的端部与所述导电连接构件之间露出。
4.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述增强构件设置在所述基部构件的在所述柔性布线基板的短边方向上的两端。
5.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述增强构件设置成在所述柔性布线基板的纵向上从所述基部构件上的一部分向所述印刷布线板上的一部分突出。
6.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述增强构件设置成在所述柔性布线基板的短边方向上从所述基部构件上的一部分向所述印刷布线板上的一部分突出。
7.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,包括在所述增强构件中并且覆盖所述绝缘层的部分的长度相对于所述绝缘层的纵向上的长度的比率小于0.4。
8.根据权利要求1或2所述的摄像单元,还包括:
摄像传感器模块,其具有所述印刷布线板;和
图像稳定单元,其以可移动的方式支撑所述摄像传感器模块。
9.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述柔性布线基板在第二方向上从连接部延伸并在第一方向上弯曲,所述第一电极和所述第二电极在所述连接部中通过所述导电连接构件连接,并且所述第二方向在连接另一纵向端部的连接部件所在侧与所述第一方向相反。
10.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述增强构件是紫外线固化树脂或热固性树脂的固化材料。
11.根据权利要求1或2所述的摄像单元,其中,所述增强构件是膜。
12.一种摄像设备,其包括壳体和在所述壳体内的摄像单元,其中,所述摄像单元是根据权利要求1至11中任一项所述的摄像单元。
13.根据权利要求12所述的摄像设备,其中,所述摄像设备是相机。
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