JP2001008068A - 投影面積を小さくし立体化したセンサモジュール - Google Patents
投影面積を小さくし立体化したセンサモジュールInfo
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器の超小型化へのニーズが高まり、そ
れらの機器へ搭載するセンサ等も、用途や性能上、ノイ
ズが少なく、超小型化されたものが要望されているの
で、そのような要望に応えることを課題とする。 【解決手段】 回路基板を、センサ素子１３の背面に配
置するのに適した大きさに分割して複数枚構成（回路基
板１、回路基板２）とし、回路基板上に実装する回路素
子４〜１２は可能な限りベア（樹脂パッケージされてい
ない）チップを用い、且つ相互にぶつかり合わないよう
な配置関係とし、前記センサ素子１３が配置された回路
基板１及び他の回路基板２を上下方向に重積して多層的
に配置して実装した後に、隙間１８、１９を樹脂パッケ
ージすることにより、センサモジュールを立方体化して
投影面積を縮小し、超小型化を実現する。
れらの機器へ搭載するセンサ等も、用途や性能上、ノイ
ズが少なく、超小型化されたものが要望されているの
で、そのような要望に応えることを課題とする。 【解決手段】 回路基板を、センサ素子１３の背面に配
置するのに適した大きさに分割して複数枚構成（回路基
板１、回路基板２）とし、回路基板上に実装する回路素
子４〜１２は可能な限りベア（樹脂パッケージされてい
ない）チップを用い、且つ相互にぶつかり合わないよう
な配置関係とし、前記センサ素子１３が配置された回路
基板１及び他の回路基板２を上下方向に重積して多層的
に配置して実装した後に、隙間１８、１９を樹脂パッケ
ージすることにより、センサモジュールを立方体化して
投影面積を縮小し、超小型化を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種センサからの
電気信号を処理し出力するセンサモジュールに関するも
のであり、特に小型化するために、前記センサからの電
気信号をデジタル信号処理するための電気回路基板を前
記センサ素子の背面に配置するのに適した大きさに分割
して複数枚構成とし、上下方向に重積して多層的に配置
することにより立方体化したセンサモジュールに関す
る。
電気信号を処理し出力するセンサモジュールに関するも
のであり、特に小型化するために、前記センサからの電
気信号をデジタル信号処理するための電気回路基板を前
記センサ素子の背面に配置するのに適した大きさに分割
して複数枚構成とし、上下方向に重積して多層的に配置
することにより立方体化したセンサモジュールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のセンサ応用回路では、センサか
らの信号をＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）等を含む
電子回路部までケーブルなどを用いて配線していた例
（図５ａ参照）、又は、センサの直近にＤＳＰ電子回
路部を平面的に並列配置していた例、（図５ｂ参照）が
ある。
らの信号をＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）等を含む
電子回路部までケーブルなどを用いて配線していた例
（図５ａ参照）、又は、センサの直近にＤＳＰ電子回
路部を平面的に並列配置していた例、（図５ｂ参照）が
ある。
【０００３】以下に図を用いて、より具体的に説明す
る。図５ａはセンサとして周辺回路規模が比較的に大き
いＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサ（固体撮像素
子）５１を用いた例の平面図であり、イメージセンサ５
１と電子回路基板５２とが別体になっており、両者がケ
ーブル５７で接続されている。
る。図５ａはセンサとして周辺回路規模が比較的に大き
いＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサ（固体撮像素
子）５１を用いた例の平面図であり、イメージセンサ５
１と電子回路基板５２とが別体になっており、両者がケ
ーブル５７で接続されている。
【０００４】図５ｂは他の実装形態の縦断面を示した図
である。図５ｂにおいて、５１はイメージセンサ、５２
はプリント基板、５３は光学系（例えばレンズを含
む）、５４は半導体などの能動部品、５５は抵抗・コン
デンサなどの受動部品、５６はモジュールの入出力ポー
トとしての接続ピンである。イメージセンサ５１が電子
回路基５２上に実装されているが、イメージセンサ５１
の上方に光学系５３が配置されている。この配置では、
両者の間隔を焦点距離分だけ離隔しなければならないレ
ンズを含むので、電子回路基板５２の背丈が高くなる。
また、平面的に部品が並べられているため、その投影面
積も大きなものとなっていた。
である。図５ｂにおいて、５１はイメージセンサ、５２
はプリント基板、５３は光学系（例えばレンズを含
む）、５４は半導体などの能動部品、５５は抵抗・コン
デンサなどの受動部品、５６はモジュールの入出力ポー
トとしての接続ピンである。イメージセンサ５１が電子
回路基５２上に実装されているが、イメージセンサ５１
の上方に光学系５３が配置されている。この配置では、
両者の間隔を焦点距離分だけ離隔しなければならないレ
ンズを含むので、電子回路基板５２の背丈が高くなる。
また、平面的に部品が並べられているため、その投影面
積も大きなものとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年あらゆる電子機器
の小型化が進んでおり、超小型化へのニーズが高まって
来ている。従って、それらの機器へ搭載するセンサ等
も、それぞれの用途や性能上、ノイズが少なく、超小型
化されたものが要望されている。本発明はそのような要
望に応えることを課題とする。
の小型化が進んでおり、超小型化へのニーズが高まって
来ている。従って、それらの機器へ搭載するセンサ等
も、それぞれの用途や性能上、ノイズが少なく、超小型
化されたものが要望されている。本発明はそのような要
望に応えることを課題とする。
【０００６】前記従来技術の方法（図５ａ参照）で
は、センサ部分に限れば超小型化が可能であるが、セン
サ５１から電子回路部５２までを結ぶ配線５７が必要で
あり、その配線経路がノイズの影響を受けやすいという
弱点、即ち欠点がある。また前記従来技術の方法（図
５ｂ参照）では、センサ５１の部分と電子回路基板５２
の部分が近いため配線経路がノイズの影響を受ける問題
は回避できるものの、センサ５１の部分を含んだ電子回
路基板５２の高さ及びその全体的な高さを含むサイズ
が、大きなものとなってしまうという問題がある。
は、センサ部分に限れば超小型化が可能であるが、セン
サ５１から電子回路部５２までを結ぶ配線５７が必要で
あり、その配線経路がノイズの影響を受けやすいという
弱点、即ち欠点がある。また前記従来技術の方法（図
５ｂ参照）では、センサ５１の部分と電子回路基板５２
の部分が近いため配線経路がノイズの影響を受ける問題
は回避できるものの、センサ５１の部分を含んだ電子回
路基板５２の高さ及びその全体的な高さを含むサイズ
が、大きなものとなってしまうという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明ではセンサ部と回路部において次のような
特徴を備えた一体化構造とすることにした。 電子回路基板上に実装すべき素子としては可能な限
り、樹脂等でパッケージされる前で裸の状態にあるベア
チップを用いるか、又はフリップチップ又はチップサイ
ズパッケージを用いる。 センサ自体についても、可能ならばベアチップを用い
る。センサ部分が分解不可能な場合は、そのまま使用す
る。
ため、本発明ではセンサ部と回路部において次のような
特徴を備えた一体化構造とすることにした。 電子回路基板上に実装すべき素子としては可能な限
り、樹脂等でパッケージされる前で裸の状態にあるベア
チップを用いるか、又はフリップチップ又はチップサイ
ズパッケージを用いる。 センサ自体についても、可能ならばベアチップを用い
る。センサ部分が分解不可能な場合は、そのまま使用す
る。
【０００８】電子回路基板を分割して、複数枚構成に
する。即ち、前記電子回路基板を前記センサ素子の背面
に配置するのに適した大きさに分割して複数枚構成と
し、前記センサ素子及び複数の電子回路基板の全てを上
下方向に重積して多層的に配置することにより、投影面
積を相対的に小さくすると共に、奥行きを相対的に大き
くして立体化（ビルドアップ）し、引いては、全体の体
積を超小型化を実現する。立体化した形状の具体的な例
としては、サイコロ形の直方体形状ばかりでなく、隣り
合った面が直角に交わらない裁頭角錐形状、円形のレン
ズ形状に起因する円筒形状、裁頭円錐形状等が挙げられ
る。
する。即ち、前記電子回路基板を前記センサ素子の背面
に配置するのに適した大きさに分割して複数枚構成と
し、前記センサ素子及び複数の電子回路基板の全てを上
下方向に重積して多層的に配置することにより、投影面
積を相対的に小さくすると共に、奥行きを相対的に大き
くして立体化（ビルドアップ）し、引いては、全体の体
積を超小型化を実現する。立体化した形状の具体的な例
としては、サイコロ形の直方体形状ばかりでなく、隣り
合った面が直角に交わらない裁頭角錐形状、円形のレン
ズ形状に起因する円筒形状、裁頭円錐形状等が挙げられ
る。
【０００９】回路基板を上下に複数枚重ねる多層構造
にする外に、個々の回路基板の表面及び裏面に対する実
装部品の分配的な配置を省スペース的に合理化し、更に
互いに向き合った回路基板上の実装部品の高低を考慮し
た部品配置（平均レベルに対して凹レベルの部品と、凸
レベルの部品の対向的な組み合わせ配置）設計を行うこ
とにより、複数の基板間の距離を最小化する。 複数の基板間の電気的接続は、ワイヤーボンディング
又はリボンボンディングによって行なう。
にする外に、個々の回路基板の表面及び裏面に対する実
装部品の分配的な配置を省スペース的に合理化し、更に
互いに向き合った回路基板上の実装部品の高低を考慮し
た部品配置（平均レベルに対して凹レベルの部品と、凸
レベルの部品の対向的な組み合わせ配置）設計を行うこ
とにより、複数の基板間の距離を最小化する。 複数の基板間の電気的接続は、ワイヤーボンディング
又はリボンボンディングによって行なう。
【００１０】従来の基板間接続にはコネクタ、フラット
ケーブル、ＦＰＣ、異方性導電ゴム、金属ピンなどが用
いられていたが、本発明のような微細な接続を必要とす
る場合には不適当であった。そこでワイヤーボンディン
グ又はリボンボンディングによる接続を用いる。しかし
ながら、ワイヤーボンディング又はリボンボンディング
などでは、機械的強度が弱いという問題がある。
ケーブル、ＦＰＣ、異方性導電ゴム、金属ピンなどが用
いられていたが、本発明のような微細な接続を必要とす
る場合には不適当であった。そこでワイヤーボンディン
グ又はリボンボンディングによる接続を用いる。しかし
ながら、ワイヤーボンディング又はリボンボンディング
などでは、機械的強度が弱いという問題がある。
【００１１】ワイヤーボンディング、リボンボンディン
グ等の一つの方法としては、予め平面的に並べられた回
路基板上でボンディングを行なった後、基板を固定し、
折り曲げ治具を用いて隣接する基板を対向させるよう
に、コの字形に折り曲げて、ボンディングを切断しない
ように樹脂で固定する方法がある。他の方法としては、
基板の側面に電極（ボンディングパッド）をメタライズ
加工（例えば、メッキ）し、複数枚の基板を樹脂で接着
した後、側面の電極同士をボンディングで結び、その後
ボンディング部も樹脂で封止する方法がある。ここで
は、後述ののように樹脂モールドすることにより問題
を解決したが、フレックスＴＡＢなどのような屈曲性の
優れたＦＰＣを用いてＴＡＢ接続によってもよい。
グ等の一つの方法としては、予め平面的に並べられた回
路基板上でボンディングを行なった後、基板を固定し、
折り曲げ治具を用いて隣接する基板を対向させるよう
に、コの字形に折り曲げて、ボンディングを切断しない
ように樹脂で固定する方法がある。他の方法としては、
基板の側面に電極（ボンディングパッド）をメタライズ
加工（例えば、メッキ）し、複数枚の基板を樹脂で接着
した後、側面の電極同士をボンディングで結び、その後
ボンディング部も樹脂で封止する方法がある。ここで
は、後述ののように樹脂モールドすることにより問題
を解決したが、フレックスＴＡＢなどのような屈曲性の
優れたＦＰＣを用いてＴＡＢ接続によってもよい。
【００１２】入出力のためのケーブルは、微細ピッチ
での接続が可能なように、ＦＰＣを用い、ハンダ又はＡ
ＣＦ又は熱圧着による金属共晶による（ＴＡＢのインナ
ーリードの接続法と同様）により行う。 センサの周辺構造体（例えば光学系など）を含めた一
体構造にする。 モジュール（ケース内又は枠内）は樹脂を流し込み固
化する。これにより、一体構造とすること、ならびに、
耐環境性を十分なものにすることさらにでのワイヤー
ボンディング又はリボンボンディングが固定し、十分な
機械強度を持つことを可能にする。これらの構成によ
り、センサモジュールのローノイズ、超小型化に寄与す
ることが可能となる。
での接続が可能なように、ＦＰＣを用い、ハンダ又はＡ
ＣＦ又は熱圧着による金属共晶による（ＴＡＢのインナ
ーリードの接続法と同様）により行う。 センサの周辺構造体（例えば光学系など）を含めた一
体構造にする。 モジュール（ケース内又は枠内）は樹脂を流し込み固
化する。これにより、一体構造とすること、ならびに、
耐環境性を十分なものにすることさらにでのワイヤー
ボンディング又はリボンボンディングが固定し、十分な
機械強度を持つことを可能にする。これらの構成によ
り、センサモジュールのローノイズ、超小型化に寄与す
ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明が適用可能なセンサとして
は、光又は画像、温度、湿度、電流、電圧、磁気、電気
伝導度、圧力、音又は水素イオン濃度などの何れかの物
理・化学量を電気信号に変換するためのセンサ等が挙げ
られる。その中の第一の実施形態として、センサ素子が
例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳ等のイメージセンサである
ビデオカメラ用のセンサモジュールの例を図１に示し
た。以下、この実施形態について、図１を参照しながら
説明することにする。
は、光又は画像、温度、湿度、電流、電圧、磁気、電気
伝導度、圧力、音又は水素イオン濃度などの何れかの物
理・化学量を電気信号に変換するためのセンサ等が挙げ
られる。その中の第一の実施形態として、センサ素子が
例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳ等のイメージセンサである
ビデオカメラ用のセンサモジュールの例を図１に示し
た。以下、この実施形態について、図１を参照しながら
説明することにする。
【００１４】図１において、回路基板１及び回路基板２
は、センサ素子１３がＣＣＤの場合、センサを駆動する
ための周辺回路及び信号処理のための回路基板であり、
また、センサが駆動のための周辺回路を含むようなＣＭ
ＯＳイメージセンサの場合は、信号処理のためのＤＳＰ
及びその周辺回路のための回路基板であり、ビルドアッ
プ基板などの多層で微細なパターニングが可能なものを
用いる。その材料の一例としては、シプレイ・ファーイ
ースト社のマルチポジットを用いたプロセスによるビル
ドアップ基板等が挙げられる。プリント基板１及び２の
上には、それぞれ回路部品である抵抗１０、１１、１
２、コンデンサ７、８、９、インダクタ６、ならびに表
面実装タイプの半導体５（例えば、タイミング回路デバ
イスやＡＤコンバータやメモリ）が実装されている。こ
れらの接続にはハンダ又は導電性の接着剤を用いる。こ
の例では、回路基板は２枚に分割されているが、さらに
多数の部分に分割し上下に重ねて多層化してもよい。
は、センサ素子１３がＣＣＤの場合、センサを駆動する
ための周辺回路及び信号処理のための回路基板であり、
また、センサが駆動のための周辺回路を含むようなＣＭ
ＯＳイメージセンサの場合は、信号処理のためのＤＳＰ
及びその周辺回路のための回路基板であり、ビルドアッ
プ基板などの多層で微細なパターニングが可能なものを
用いる。その材料の一例としては、シプレイ・ファーイ
ースト社のマルチポジットを用いたプロセスによるビル
ドアップ基板等が挙げられる。プリント基板１及び２の
上には、それぞれ回路部品である抵抗１０、１１、１
２、コンデンサ７、８、９、インダクタ６、ならびに表
面実装タイプの半導体５（例えば、タイミング回路デバ
イスやＡＤコンバータやメモリ）が実装されている。こ
れらの接続にはハンダ又は導電性の接着剤を用いる。こ
の例では、回路基板は２枚に分割されているが、さらに
多数の部分に分割し上下に重ねて多層化してもよい。
【００１５】半導体（信号処理ＩＣ）４はフリップチッ
プボンディング又はＣＳＰの場合はハンダボールなどに
より接続される。また半導体４においてもワイヤーボン
ディングによる接続でもよい。この実施例のセンサとし
て選択されたるイメージセンサ１３はベア（裸）チップ
実装で、ワイヤー１４によって接続される。ここの例で
はイメージセンサであるため上記のような実装方法であ
るが、センサの種類によって実装方法は目的に合うよう
に変更される。
プボンディング又はＣＳＰの場合はハンダボールなどに
より接続される。また半導体４においてもワイヤーボン
ディングによる接続でもよい。この実施例のセンサとし
て選択されたるイメージセンサ１３はベア（裸）チップ
実装で、ワイヤー１４によって接続される。ここの例で
はイメージセンサであるため上記のような実装方法であ
るが、センサの種類によって実装方法は目的に合うよう
に変更される。
【００１６】ここでイメージセンサ１３は基板１の上面
に実装され、基板１の下面及び基板２にはセンサの周辺
回路が実装されているが、基板１の上面にも回路部品が
載置されても差し支えない。そのような実施例は後述す
る。
に実装され、基板１の下面及び基板２にはセンサの周辺
回路が実装されているが、基板１の上面にも回路部品が
載置されても差し支えない。そのような実施例は後述す
る。
【００１７】回路基板１と回路基板２は、切り離し以前
の一枚構成の状態で全ての部品を実装し、回路基板１と
回路基板２の間をワイヤボンディング又はリボンボンデ
ィング１５によって電気的な接続を行い、最終的にボン
ディング接続以外の部分を切断して切り離し、２枚化す
る。また、回路基板１又は回路基板２あるいは複数の基
板からは、入出力のフレキシブル基板（ＦＰＣ）３がハ
ンダ又はＡＣＦ、金属バンプ接続などの低抵抗の接続方
法で接続される。
の一枚構成の状態で全ての部品を実装し、回路基板１と
回路基板２の間をワイヤボンディング又はリボンボンデ
ィング１５によって電気的な接続を行い、最終的にボン
ディング接続以外の部分を切断して切り離し、２枚化す
る。また、回路基板１又は回路基板２あるいは複数の基
板からは、入出力のフレキシブル基板（ＦＰＣ）３がハ
ンダ又はＡＣＦ、金属バンプ接続などの低抵抗の接続方
法で接続される。
【００１８】回路基板１の上面に実装されたイメージセ
ンサ１３の上方に光学的レンズ１７が配置されるが、光
学的レンズ１７の主点から焦点距離ｆだけの距離を離し
て配置されなければならない。光学的レンズ１７は、イ
メージセンサ１３を実装した回路基板１や回路基板２と
共に、ケース（枠）１６で一体化構造化される。回路基
板１、回路基板２、ケース１６、部品相互間等の隙間１
８、１９には、エポキシ系又はシリコーン系などの電子
機器用の樹脂が充填される。
ンサ１３の上方に光学的レンズ１７が配置されるが、光
学的レンズ１７の主点から焦点距離ｆだけの距離を離し
て配置されなければならない。光学的レンズ１７は、イ
メージセンサ１３を実装した回路基板１や回路基板２と
共に、ケース（枠）１６で一体化構造化される。回路基
板１、回路基板２、ケース１６、部品相互間等の隙間１
８、１９には、エポキシ系又はシリコーン系などの電子
機器用の樹脂が充填される。
【００１９】センサとしてイメージセンサ１３を適用し
た実施例においては、前の段落で説明したように、焦点
距離ｆだけ離して光学的レンズを対向して離隔配置する
必要があるため、空間的な無駄が生じる。この離隔配置
による無駄な空間を有効利用して、超小型化を更に推進
する、第二の実施例を図２に示す。光学的レンズ１７と
イメージセンサ１３とが焦点距離ｆだけ離隔配置される
ことにより必然的に比較的大き目の空間が生じてしまう
が、その大き目の空間は隅から隅すみまで完全に利用さ
れる訳ではない。空間内の光路を妨げない周辺部分は利
用可能であることに着目した。
た実施例においては、前の段落で説明したように、焦点
距離ｆだけ離して光学的レンズを対向して離隔配置する
必要があるため、空間的な無駄が生じる。この離隔配置
による無駄な空間を有効利用して、超小型化を更に推進
する、第二の実施例を図２に示す。光学的レンズ１７と
イメージセンサ１３とが焦点距離ｆだけ離隔配置される
ことにより必然的に比較的大き目の空間が生じてしまう
が、その大き目の空間は隅から隅すみまで完全に利用さ
れる訳ではない。空間内の光路を妨げない周辺部分は利
用可能であることに着目した。
【００２０】そして、本来は回路基板１及び回路基板２
の間に配置されるべき回路部品のうちの比較的に嵩高で
あって、回路基板１及び回路基板２を相互に近接させる
のを妨げている回路部品を、光路の周辺部に位置付けす
るように、回路基板１の上面に配置する。図２はこの状
態を図示しており、図１に示された回路基板１及び回路
基板２の間隔に比べて、図２における回路基板１及び回
路基板２の間隔が狭くなっていること、つまり超小型化
が一段と進むこと、を示している。
の間に配置されるべき回路部品のうちの比較的に嵩高で
あって、回路基板１及び回路基板２を相互に近接させる
のを妨げている回路部品を、光路の周辺部に位置付けす
るように、回路基板１の上面に配置する。図２はこの状
態を図示しており、図１に示された回路基板１及び回路
基板２の間隔に比べて、図２における回路基板１及び回
路基板２の間隔が狭くなっていること、つまり超小型化
が一段と進むこと、を示している。
【００２１】図１及び図２ではセンサとして、光学的レ
ンズ１７を伴うイメージセンサ１３の例を挙げて説明し
たが、例えば、圧力センサなどでも同様に適用可能であ
る。この実施態様を図３に示す。この場合のセンサは、
例えば半導体圧力センサ１３ａを採用し、電子回路基板
としては、温度補正、直線性補正等のためのマイクロコ
ントローラ、場合によってはドライブ回路等含むものを
採用する。
ンズ１７を伴うイメージセンサ１３の例を挙げて説明し
たが、例えば、圧力センサなどでも同様に適用可能であ
る。この実施態様を図３に示す。この場合のセンサは、
例えば半導体圧力センサ１３ａを採用し、電子回路基板
としては、温度補正、直線性補正等のためのマイクロコ
ントローラ、場合によってはドライブ回路等含むものを
採用する。
【００２２】
【発明の効果】図５に示す従来例のセンサモジュール５
２では、投影面積が約２０mm×３０mmのサイズで、体積
が約２０mm×３０mm×１５mmのサイズであったが、本発
明の図１に示す実施例であっても、約６０個の部品点数
がありながら、投影面積で約１／６の約１０mm×１０mm
のサイズで、体積で約１／９の約１０mm×１０mm×１０
mmのサイズにすることが出来た。
２では、投影面積が約２０mm×３０mmのサイズで、体積
が約２０mm×３０mm×１５mmのサイズであったが、本発
明の図１に示す実施例であっても、約６０個の部品点数
がありながら、投影面積で約１／６の約１０mm×１０mm
のサイズで、体積で約１／９の約１０mm×１０mm×１０
mmのサイズにすることが出来た。
【００２３】これによりカメラモジュールとしては、電
子スチルカメラをはじめ、携帯用のビデオカメラ、ノー
ト型パソコン、携帯電話、携帯端末、ゲーム機、セキュ
リティなど多くの製品に応用できる。
子スチルカメラをはじめ、携帯用のビデオカメラ、ノー
ト型パソコン、携帯電話、携帯端末、ゲーム機、セキュ
リティなど多くの製品に応用できる。
【００２４】また、この方法はイメージセンサだけでな
く、図３に示したように、各種の物理・化学量を電気信
号に変換するセンサに適用できるため、多くの産業や民
生品において、小型化と性能向上に寄与できる。光学的
なイメージセンサでない場合には、レンズ特有の焦点距
離だけ離隔は位置すべき制約がないので、一層の小型化
が実現できる。
く、図３に示したように、各種の物理・化学量を電気信
号に変換するセンサに適用できるため、多くの産業や民
生品において、小型化と性能向上に寄与できる。光学的
なイメージセンサでない場合には、レンズ特有の焦点距
離だけ離隔は位置すべき制約がないので、一層の小型化
が実現できる。
【図１】本発明の第一の実施態様である、センサ素子と
して光学的レンズ及びイメージセンサの組合わせを用い
たビデオカメラのセンサモジュールの縦断面図である。
して光学的レンズ及びイメージセンサの組合わせを用い
たビデオカメラのセンサモジュールの縦断面図である。
【図２】本発明の第二の実施態様として、電子回路基板
上に実装すべき回路部品のうちの比較的に嵩高な部品
を、光学的レンズとイメージセンサとが離隔配置される
ことにより生じた空間における、光像の伝達に支障を来
たさない周辺部に配置した例を示す縦断面図である。
上に実装すべき回路部品のうちの比較的に嵩高な部品
を、光学的レンズとイメージセンサとが離隔配置される
ことにより生じた空間における、光像の伝達に支障を来
たさない周辺部に配置した例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第三の実施態様として、センサを例え
ば圧力センサとした場合の例を示す縦断面図である。
ば圧力センサとした場合の例を示す縦断面図である。
【図４】切り離し以前の一枚構成の状態で全ての部品を
実装し、回路基板１と回路基板２の間を電気的な接続
し、最終的にボンディング接続以外の部分を切り離して
２枚化する状態を示す図である。
実装し、回路基板１と回路基板２の間を電気的な接続
し、最終的にボンディング接続以外の部分を切り離して
２枚化する状態を示す図である。
【図５】従来装置を示す図であって、（ａ）はセンサ素
子からの電気信号を、電子回路までケーブル等の配線で
送るものを示し、（ｂ）はセンサが回路基板上に載置さ
れ周辺回路規模が比較的大きい従来装置を示す。
子からの電気信号を、電子回路までケーブル等の配線で
送るものを示し、（ｂ）はセンサが回路基板上に載置さ
れ周辺回路規模が比較的大きい従来装置を示す。
１、２ 電子回路基板 ３ フレキシブル基板 ４ 半導体 ６ インダクタ ７、８、９ コンデンサ １３ センサ素子 １５ ワイヤボンデング １６ ケース １７ レンズ １８、１９ 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AA10 AB01 BA10 BA14 GD02 HA20 HA22 HA23 HA24 HA30 5C022 AB44 AC54 AC69
Claims (8)
- 【請求項１】 光又は画像、温度、湿度、電流、電圧、
磁気、電気伝導度、圧力、音又は水素イオン濃度などの
何れかの物理・化学量を電気信号に変換するためのセン
サ素子と、 前記センサ素子からの電気信号の処理を行うための複数
枚の電子回路基板と、前記センサ素子及び電子回路基板
に対する電源及び／又は信号の入出力ポート（接続点）
とを含み、 前記電子回路基板は前記センサ素子の背面に配置するの
に適した大きさに分割して複数枚構成とし、 前記センサ素子が配置された電子回路基板及び他の電子
回路基板の全てを上下方向に重積して多層的に配置して
パッケージすることにより超小型化したことを特徴とす
る投影面積を小さくし立体化したセンサモジュール。 - 【請求項２】 光又は画像を電気信号に変換するための
センサ素子と、前記センサ素子からの電気信号の処理を
行うための複数枚の電子回路基板と、前記センサ素子及
び電子回路基板に対する電源及び／又は信号の入出力ポ
ート（接続点）とを含み、 前記センサ素子が光学的レンズと、前記光学的レンズに
対してその焦点距離だけ離隔配置され光を受けて電気的
信号を発生するイメージセンサとの、組み合わせよりな
ることと、 前記電子回路基板は前記センサ素子の背面に配置するの
に適した大きさに分割して複数枚構成とし、 前記センサ素子が配置された電子回路基板及び他の電子
回路基板の全てを上下方向に重積して多層的に配置して
パッケージすることにより超小型化したことを特徴とす
る投影面積を小さくし立体化したセンサモジュール。 - 【請求項３】 前記電子回路基板上に配置すべきＩＣチ
ップなどの回路部品を樹脂パッケージ等の処理前の裸の
状態で回路基板上に実装し、必要な電気的接続を行った
後に全体を一体的に樹脂パッケージしたことを特徴とす
る請求項１又は２に記載の投影面積を小さくし立体化し
たセンサモジュール。 - 【請求項４】 前記複数の電子回路基板の少なくとも２
枚を上下に重ねて配置するに当り、前記各電子回路基板
上に実装すべき回路部品のうちの比較的に嵩高な部品が
互にぶつかり合わないような位置関係で、しかも前記重
ねの内側に集中的に配置することにより、前記上下に重
ねて配置した電子回路基板の相互間隔を狭めるようにし
て小型化したことを特徴とする請求項１〜３に記載の投
影面積を小さくし立体化したセンサモジュール。 - 【請求項５】 前記複数の電子回路基板の少なくとも２
枚を上下に重ねて配置するに当り、受動部品は前記重ね
られた電子回路基板の内側に優先的に配置し、ＩＣチッ
プなどの能動部品は前記電子回路基板の外側に優先的に
配置して、比較的に嵩高な部品が互にぶつかり合わない
ような配置を徹底することにより、前記上下に重ねて配
置した電子回路基板の相互間隔を狭めるようにして小型
化したことを特徴とする請求項３に記載の投影面積を小
さくし立体化したセンサモジュール。 - 【請求項６】 前記比較的に嵩高な部品のうちの少なく
とも一つを、前記光学的レンズとイメージセンサとが焦
点距離だけ離隔配置されることにより生じた空間内の光
路を妨げない周辺部分に配置することにより、前記上下
に重ねて配置した複数の電子回路基板の相互間隔を狭め
るようにして小型化したことを特徴とする請求項４又は
５の何れかに記載の投影面積を小さくし立体化したセン
サモジュール。 - 【請求項７】 前記上下に重ねて配置した複数の電子回
路基板間の電気的接続にワイヤーボンディング又はリボ
ンボンディング又はフレキシブル基板を用いたことを特
徴とする請求項１〜６の何れかに記載の投影面積を小さ
くし立体化したセンサモジュール。 - 【請求項８】 少なくとも前記センサ素子及び電子回路
基板を樹脂モールドにより一体形成したことを特徴とす
る請求項１〜７の何れかに記載の投影面積を小さくし立
体化したセンサモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179257A JP2001008068A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 投影面積を小さくし立体化したセンサモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179257A JP2001008068A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 投影面積を小さくし立体化したセンサモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001008068A true JP2001008068A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16062698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11179257A Pending JP2001008068A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 投影面積を小さくし立体化したセンサモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001008068A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-06-25 JP JP11179257A patent/JP2001008068A/ja active Pending
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