JP2002198502A - 光学装置及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents
光学装置及びその製造方法並びに電子機器Info
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Abstract
機器を提供することにある。 【解決手段】 光学装置は、貫通穴24が形成された基
板20と、光学的部分12を貫通穴24に向けて基板2
0に実装された光素子10と、貫通穴24に配置された
光透過性部材30と、を有する。基板20と光素子10
との間及び光透過性部材30と光素子10との間に光透
過性のアンダーフィル材34が設けられている。
Description
製造方法並びに電子機器に関する。
た光学装置が知られている。光素子は回路基板に実装さ
れ、回路基板に形成された貫通穴に光素子の受光部又は
発光部が向けられている。また、貫通穴を覆うように回
路基板にカバーガラスが貼り付けられている。このよう
に、従来の光学装置によれば、回路基板にカバーガラス
を貼り付けるので、厚みが大きくなるという問題があっ
た。あるいは、カバーガラスに加えてレンズを取り付け
ると、さらに光学装置の厚みが大きくなるという問題が
あった。
ので、その目的は、薄型の光学装置及びその製造方法並
びに電子機器を提供することにある。
装置は、貫通穴が形成された基板と、光学的部分を前記
貫通穴に向けて前記基板に実装された光素子と、前記貫
通穴に配置された光透過性部材と、を有する。
配置するので、光学装置の薄型化・小型化・軽量化が可
能である。
前記光素子との間及び前記光透過性部材と前記光素子と
の間に光透過性のアンダーフィル材が設けられていても
よい。
て、光学的部分への水分の侵入を防止することができ
る。
と前記光透過性部材との間にはスペーサが介在していて
もよい。
触することを防止することができ、光透過性部材の位置
決めが可能である。
性部材は、レンズ形状をなしていてもよい。
となるので、厚みを増すことなく、レンズの機能を付加
することができる。
形成された基板と、光学的部分を前記貫通穴に向けて前
記基板に実装された光素子と、前記貫通穴を覆うように
前記基板に設けられたレンズと、を有する。
覆われているので、カバーガラスが不要となり、光学装
置の薄型化・小型化・軽量化が可能である。
前記光素子との間及び前記レンズと前記光素子との間に
光透過性のアンダーフィル材が設けられていてもよい。
て、光学的部分への水分の侵入を防止することができ
る。
前記レンズとの間にスペーサが介在していてもよい。
て、レンズの位置を調整することができる。
に、前記光素子の他に電子部品が実装されていてもよ
い。
装置を有する。
は、貫通穴が形成された基板に、光学的部分を前記貫通
穴に向けて光素子を実装し、前記基板と前記光素子との
間に光透過性のアンダーフィル材を設け、前記貫通穴に
光透過性部材を配置することを含む。
配置するので、光学装置の薄型化・小型化・軽量化が可
能である。
て、前記光素子と前記光透過性部材との間隔を、スペー
サによって規制してもよい。
触することを防止することができ、光透過性部材の位置
決めが可能である。
て、前記アンダーフィル材を設けた後に、前記光透過性
部材を前記貫通穴に配置してもよい。
ンダーフィル材を設けるので、空気抜きも可能であり気
泡の発生を避けられる。
て、前記光透過性部材を前記貫通穴に配置した後に、前
記アンダーフィル材を設けてもよい。
ル材の流出を防止することができる。
て、前記光素子を前記基板に実装した後に、前記光透過
性部材を前記貫通穴に配置してもよい。
響を、光透過性部材に与えなくて済む。
て、前記光透過性部材を前記貫通穴に配置した後に、前
記光素子を前記基板に実装してもよい。
置するときの影響を、光素子に与えなくて済む。
は、貫通穴が形成された基板に、光学的部分を前記貫通
穴に向けて光素子を実装し、前記基板と前記光素子との
間に光透過性のアンダーフィル材を設け、前記貫通穴を
覆うように前記基板にレンズを設けることを含む。
覆うので、カバーガラスが不要となり、光学装置の薄型
化・小型化・軽量化が可能である。
て、前記基板と前記レンズとの間に、スペーサを設けて
もよい。
て、レンズの位置を調整することができる。
て、前記アンダーフィル材を設けた後に、前記レンズを
設けてもよい。
ンダーフィル材を設けるので、空気抜きも可能であり気
泡の発生を避けられる。
て、前記レンズを設けた後に、前記アンダーフィル材を
設けてもよい。
ル材の流出を防止することができる。
て、前記光素子を前記基板に実装した後に、前記基板に
前記レンズを設けてもよい。
響を、レンズに与えなくて済む。
て、前記基板に前記レンズを設けた後に、前記光素子を
前記基板に実装してもよい。
の影響を、光素子に与えなくて済む。
について図面を参照して説明する。
用した第1の実施の形態に係る光学装置を示す図であ
る。光学装置は、少なくとも1つの(1つ又は複数の)
光素子10を有する。光学装置は、光素子10をパッケ
ージ化したものである。光素子10は、光学的部分12
を有する。光素子10は、受光素子であっても発光素子
であってもよい。光素子10が発光素子であるときは、
光学的部分12は発光部であり、光素子10が受光素子
であるときは、光学的部分12は受光部である。
子(イメージセンサ)である。2次元イメージセンサで
あれば、複数の画素を構成する複数の受光部(例えばフ
ォトダイオード)が、光学的部分12である。CCD
(Charge Coupled Device)型の撮像素子であれば、図
示しない転送部を有し、各画素の受光部からの電荷を高
速で転送するようになっている。本実施の形態とは異な
り、光素子10の変形例として、面発光素子、特に面発
光レーザがある。面発光レーザなどの面発光素子は、素
子を構成する基板に対して垂直方向に光を発する。
るために、少なくとも1つの(本実施の形態では複数
の)バンプ14を有してもよい。例えば、光学的部分1
2が形成された面に、光素子10と外部の電気的な接続
を図るバンプ14が設けられていてもよい。バンプ14
は、他の部材との電気的な接続が可能な位置に設けられ
ている。例えば、基板20の穴24を避ける位置に、バ
ンプ14は設けられている。バンプ14は、光学的部分
12よりも突出していることが好ましい。
は、光透過性の低い(あるいは遮光性を有する)もので
あってもよい。基板20として、シリコン基板やガラス
エポキシ基板を使用してもよいし、ポリイミド樹脂など
で形成されたフレキシブル基板やフィルムを使用しても
よいし、多層基板やビルドアップ基板を使用してもよ
い。基板20には、貫通穴24が形成されている。貫通
穴24は、光学的部分12の数と同じ数で形成されてい
る。貫通穴24は、光学的部分12を囲む大きさで形成
されている。
れている。配線パターン22は、光素子10等にボンデ
ィングされる領域としてランドが形成されていてもよ
い。配線パターン22は、基板20の貫通穴24を避け
て形成することが好ましい。また、配線パターン22
は、電気的な接続を妨げない限り、他の部材(例えば図
示しないレジスト等)で覆われることが好ましい。図1
に示す配線パターン22は、基板20の一方の面にのみ
形成されているが、基板20の両面に形成し、スルーホ
ール(図示せず)などによって電気的に接続してもよ
い。
スダウン構造を形成するように基板20に実装されてい
る。光素子10のバンプ14と配線パターン22とが接
合される。必要であれば、図示しないワイヤによって、
光素子10と配線パターン22とを電気的に接続しても
よい。光素子10は、その光学的部分12と貫通穴24
とが一致するように取り付ける。すなわち、光学的部分
12を貫通穴24に向けて、光素子10は基板20に実
装されている。
光透過性部材30は、基板20よりも光透過性の高いも
のであってもよく、透明であってもよい。光透過性部材
30は、例えば、ガラスや樹脂(プラスチック)によっ
て形成されてなる。光透過性部材30は、基板であって
もよいし、ブロック形状をなしていてもよい。光透過性
部材30は、基板20の貫通穴24に配置されている。
詳しくは、光透過性部材30は、貫通穴24に圧入され
ていてもよいし、多少のクリアランスが形成されるよう
に配置されてもよい。光透過性部材30が貫通穴24に
配置されることで、光学装置の薄型化・小型化・軽量化
が可能である。
も厚ければ、貫通穴24に配置しやすい。また、基板2
0における光素子10が実装された面とは反対側の面か
ら突出しないように、光透過性部材30を設けてもよ
い。図1に示す例では、基板20の面と光透過性部材3
0の面とが面一になっている。こうすることで、光透過
性部材30による厚みの増加を避けられる。
スペーサ32を設けてもよい。スペーサ32を設けるこ
とで、光透過性部材30と光素子10との間隔を規制す
ることができ、光透過性部材30が光学的部分12に接
触することを防止できる。スペーサ32は、遮光性を有
していてもよい。また、光学的部分12を囲むようにス
ペーサ32を設けてもよい。スペーサ32及び基板20
が遮光性を有し、スペーサ32が光学的部分12を囲ん
でいれば、光素子10と基板20との間から、光学的部
分12に向けて光が入射することを防止できる。すなわ
ち、光透過性部材30のみから光学的部分12に光が入
射するようになる。
アンダーフィル材34が設けられている。アンダーフィ
ル材34は、例えば樹脂であり、接着剤であってもよ
い。アンダーフィル材34は、光透過性を有し、透明で
あることが好ましい。特に、アンダーフィル材34が光
学的部分12を覆っていることが好ましい。こうするこ
とで、光学的部分12(又は光素子10における光学的
部分12が形成された面)への水分の浸入を防止でき
る。アンダーフィル材34は、基板20と光素子10と
の間にも設けられている。そして、アンダーフィル材3
4によってフィレットが形成されている。アンダーフィ
ル材34によって、光素子10と基板20との熱膨張係
数差による応力が緩和される。
もよい。外部端子36は、例えばハンダボールなどであ
り、配線パターン22上に設ける。あるいは、配線パタ
ーン22の一部をコネクタとしたり、配線パターン22
にコネクタを実装してもよい。
ように構成されており、以下その製造方法について説明
する。光学装置の製造方法では、貫通穴24が形成され
た基板20に、光学的部分12を貫通穴24に向けて光
素子10を実装する。また、基板20と光素子10との
間に光透過性のアンダーフィル材34を設ける。また、
貫通穴24に光透過性部材30を配置する。例えば、次
の形態がある。
アンダーフィル材34を設け、その後に、光透過性部材
30を貫通穴24に配置する。この場合、光透過性部材
30は、クリアランスを以って貫通穴24に配置できる
ように、貫通穴24よりも小さいことが好ましい。そし
て、光透過性部材30を、貫通穴24内において、アン
ダーフィル材34に接着させる。これによれば、貫通穴
24が開口した状態でアンダーフィル材34を設けるの
で、その空気抜きが可能であり気泡の発生を避けられ
る。また、光素子10を基板20に実装した後に、光透
過性部材30を設けるので、光素子10を実装するとき
の影響を、光透過性部材30に与えなくて済む。
透過性部材30を貫通穴24に配置した後に、アンダー
フィル材34を設ける。この場合、光透過性部材30を
支持するために、光素子10にスペーサ32を設けてお
くことが好ましい。これによれば、貫通穴24を光透過
性部材30によって塞いでからアンダーフィル材34を
設けるので、貫通穴24からのアンダーフィル材34の
流出を防止することができる。また、光素子10を基板
20に実装した後に、光透過性部材30を設けるので、
光素子10を実装するときの影響を、光透過性部材30
に与えなくて済む。
置した後に、光素子10を基板20に実装し、その後、
アンダーフィル材34を設ける。この場合、光透過性部
材30を貫通穴24内に固定することが好ましい。これ
によれば、貫通穴24を光透過性部材30によって塞い
でからアンダーフィル材34を設けるので、貫通穴24
からのアンダーフィル材34の流出を防止することがで
きる。また、光透過性部材30を貫通穴24に配置した
後に、光素子10を基板20に実装するので、光透過性
部材30を貫通穴24に配置するときの影響を、光素子
10に与えなくて済む。
置し、アンダーフィル材34を設けた後に、光素子10
を基板20に実装する。この場合、アンダーフィル材3
4は、貫通穴24に配置された光透過性部材30及び光
素子10の少なくとも一方の上に設ける。また、光透過
性部材30を貫通穴24内に固定することが好ましい。
これによれば、貫通穴24を光透過性部材30によって
塞いでからアンダーフィル材34を設けるので、貫通穴
24からのアンダーフィル材34の流出を防止すること
ができる。また、光透過性部材30を貫通穴24に配置
した後に、光素子10を基板20に実装するので、光透
過性部材30を貫通穴24に配置するときの影響を、光
素子10に与えなくて済む。
軽量の光学装置を製造することができる。本発明は、上
記実施の形態に限定されるものではない。以下、その他
の実施の形態を説明する。
用した第2の実施の形態に係る光学装置を示す図であ
る。本実施の形態では、光透過性部材40がレンズ形状
をなしている。図2に示す例では外部端子が設けられて
いないが、これを設けてもよい。これ以外の構成及び製
造方法には、第1の実施の形態で説明した内容が該当す
る。本実施の形態によれば、光透過性部材40に入射し
た光を集光させることができる。光透過性部材40の位
置を正確に合わせるために、スペーサ32を設けること
が好ましい。そして、スペーサ32よりも内側に光を集
光させることが好ましい。本実施の形態でも、第1の実
施の形態で説明した効果を達成することができる。
用した第3の実施の形態に係る光学装置を示す図であ
る。本実施の形態に係る光学装置は、光透過性部材とし
てのレンズ50を有するので、光の集光が可能である。
また、レンズ50は、基板20の貫通穴24よりも大き
い。レンズ50は、貫通穴24を覆うように基板20に
設けられている。アンダーフィル材34は、基板20と
光素子10との間及びレンズ50と光素子10との間に
設けられている。なお、レンズ50と基板20との接着
には、図3に示すようにアンダーフィル材34を使用し
てもよいし、これとは別の接着剤を使用してもよい。本
実施の形態では、外部端子が設けられておらず、スペー
サも設けられていないが、これらを設けてもよい。これ
以外の構成には、第1の実施の形態で説明した内容を適
用することができる。本実施の形態によれば、レンズ5
0によって貫通穴24を塞いでいるので、カバーガラス
が不要であり、光学装置の薄型化・小型化・軽量化が可
能である。
は、第1の実施の形態と比べて、貫通穴24に光透過性
部材30を配置する代わりに、基板20にレンズ50を
設ける。その詳細については、第1の実施の形態で説明
した内容を適用することができる。
ように、レンズ50と基板20との間にスペーサ52を
設けてもよい。スペーサ52によって、焦点距離に応じ
た位置にレンズ50を設けることができる。
用した第4の実施の形態に係る光学装置を示す図であ
る。本実施の形態に係る光学装置では、基板60に、光
素子10に加えて少なくとも1つの(1つ又は複数の)
電子部品70が実装されている。電子部品70は、受動
素子(抵抗器、コンデンサ、インダクタ等)、能動素子
(半導体素子、集積回路等)、接続部品(スイッチ、配
線板等)、機能部品(フィルタ、発信子、遅延線等)、
変換部品(センサ等)のいずれであってもよい。電子部
品70は、光素子10を駆動するドライバーICであっ
てもよい。図5に示す電子部品70は、表面実装部品で
あるが、リード部品であってもよい。電子部品70の実
装形態は、特に限定されず、フェースダウン構造又はフ
ェースアップ構造のいずれを構成してもよい。配線パタ
ーン62は、光素子10と電子部品70とを電気的に接
続している。
てもよい。その場合には、基板60としてフレキシブル
基板を使用してもよい。また、光素子10と電子部品7
0とが接着されていてもよい。例えば、光素子10にお
ける基板60に実装される面とは反対側の面と、電子部
品70における基板60に実装される面とは反対側の面
を接着する。あるいは、基板60を屈曲させて、対面す
る部分を接着し、基板60の屈曲状態を維持してもよ
い。接着には、接着剤を使用してもよい。
の形態で説明した内容を適用することができる。本実施
の形態に係る光学装置も、薄型化・小型化・軽量化が可
能である。
する電子機器の一例として、デジタルカメラ100が示
されている。
係る光学装置を示す図である。
係る光学装置を示す図である。
係る光学装置を示す図である。
変形例を示す図である。
係る光学装置を示す図である。
子機器を示す図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 貫通穴が形成された基板と、 光学的部分を前記貫通穴に向けて前記基板に実装された
光素子と、 前記貫通穴に配置された光透過性部材と、 を有する光学装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の光学装置において、 前記基板と前記光素子との間及び前記光透過性部材と前
記光素子との間に光透過性のアンダーフィル材が設けら
れてなる光学装置。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の光学装置に
おいて、 前記光素子と前記光透過性部材との間にはスペーサが介
在している光学装置。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の光学装置において、 前記光透過性部材は、レンズ形状をなしている光学装
置。 - 【請求項5】 貫通穴が形成された基板と、 光学的部分を前記貫通穴に向けて前記基板に実装された
光素子と、 前記貫通穴を覆うように前記基板に設けられたレンズ
と、 を有する光学装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の光学装置において、 前記基板と前記光素子との間及び前記レンズと前記光素
子との間に光透過性のアンダーフィル材が設けられてな
る光学装置。 - 【請求項7】 請求項5又は請求項6記載の光学装置に
おいて、 前記基板と前記レンズとの間にスペーサが介在している
光学装置。 - 【請求項8】 請求項1から請求項7のいずれかに記載
の光学装置において、 前記基板に、前記光素子の他に電子部品が実装されてな
る光学装置。 - 【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれかに記載
の光学装置を有する電子機器。 - 【請求項10】 貫通穴が形成された基板に、光学的部
分を前記貫通穴に向けて光素子を実装し、 前記基板と前記光素子との間に光透過性のアンダーフィ
ル材を設け、 前記貫通穴に光透過性部材を配置することを含む光学装
置の製造方法。 - 【請求項11】 請求項10記載の光学装置の製造方法
において、 前記光素子と前記光透過性部材との間隔を、スペーサに
よって規制する光学装置の製造方法。 - 【請求項12】 請求項10又は請求項11記載の光学
装置の製造方法において、 前記アンダーフィル材を設けた後に、前記光透過性部材
を前記貫通穴に配置する光学装置の製造方法。 - 【請求項13】 請求項10又は請求項11記載の光学
装置の製造方法において、 前記光透過性部材を前記貫通穴に配置した後に、前記ア
ンダーフィル材を設ける光学装置の製造方法。 - 【請求項14】 請求項10から請求項13のいずれか
に記載の光学装置の製造方法において、 前記光素子を前記基板に実装した後に、前記光透過性部
材を前記貫通穴に配置する光学装置の製造方法。 - 【請求項15】 請求項10から請求項13のいずれか
に記載の光学装置の製造方法において、 前記光透過性部材を前記貫通穴に配置した後に、前記光
素子を前記基板に実装する光学装置の製造方法。 - 【請求項16】 貫通穴が形成された基板に、光学的部
分を前記貫通穴に向けて光素子を実装し、 前記基板と前記光素子との間に光透過性のアンダーフィ
ル材を設け、 前記貫通穴を覆うように前記基板にレンズを設けること
を含む光学装置の製造方法。 - 【請求項17】 請求項16記載の光学装置の製造方法
において、 前記基板と前記レンズとの間に、スペーサを設ける光学
装置の製造方法。 - 【請求項18】 請求項16又は請求項17記載の光学
装置の製造方法において、 前記アンダーフィル材を設けた後に、前記レンズを設け
る光学装置の製造方法。 - 【請求項19】 請求項16又は請求項17記載の光学
装置の製造方法において、 前記レンズを設けた後に、前記アンダーフィル材を設け
る光学装置の製造方法。 - 【請求項20】 請求項16から請求項19のいずれか
に記載の光学装置の製造方法において、 前記光素子を前記基板に実装した後に、前記基板に前記
レンズを設ける光学装置の製造方法。 - 【請求項21】 請求項16から請求項19のいずれか
に記載の光学装置の製造方法において、 前記基板に前記レンズを設けた後に、前記光素子を前記
基板に実装する光学装置の製造方法。
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