JP2004186729A - 撮像装置、該撮像装置の製造方法、及び該撮像装置を内蔵した携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、撮像装置における基板と撮像素子との接合部等に不具合が生じにくい構造の撮像装置を提供する。
【解決手段】開口部（１０）が形成された基板（ＰＣ）と、基板の裏面側に、開口部の少なくとも一部を塞ぐように取り付けられた撮像素子（２）と、撮像素子に入射光を集光する光学部材（１）とを有する撮像装置（１００）において、基板の裏面と撮像素子の表面とを離間した状態で電気的に接続する接続部材（接合部Ｊ）と、基板の裏面の接続部材の外側に撮像素子の表面側に突出して設けられる堰部材（１３）と、を備え、接続部材と堰部材との間に接着剤（Ｂ）が充填されている構造とした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの携帯端末に搭載可能な撮像装置、撮像装置の製造方法、及び該撮像装置を内蔵した携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の小型、薄型の電子機器に搭載可能な小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、基板に設けられた撮像素子と、この撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化されて備えられているものがある。
【０００３】
近年、これら電子機器の更なる薄型化に伴い、撮像装置自体を薄型化するため、例えば、図１０に示す撮像装置２００のように、基板２０１に開口部２０１ａを形成し、基板２０１の裏面側にその開口部２０１ａを塞ぐように撮像素子２０２を備え、更に、光学部材Ｒを有する外枠体Ｃを基板ＰＣの表面側からその開口部２０１ａを通じて当接するように備えることにより、基板２０１の厚み分、光学素子ＯＰＴ（光学部材Ｒ、外枠体Ｃ）の突出を抑える構成ものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記特許文献１において、図１０に示すように、基板２０１と撮像素子２０２とは、バンプ２０３により電気的に接続されている。バンプ接続において、基板２０１側の開口部２０１ａの周囲に撮像素子２０２と接続されるボンディングパッドとしての回路パターン（図示省略）と、撮像素子２０２に設けられた入出力端子（図示省略）とを、バンプ２０３を介して、接合する。
このバンプ接続の接合方法としては、例えば、超音波溶着によって金属製端子同士を接合する方法の他、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）やＡＣＰ（異方性導電性ペースト）等を用いて、接触式の電気的接合を行う方法もある。
【０００５】
ここで、バンプ接続されている部分以外の部分は基板２０１と撮像素子２０２とが密着されておらず、空隙部（図示省略）が形成される。この空隙部から、埃や水分等が入り込むことを防止するために、接着剤等の樹脂２０４等を、撮像素子２０２の端部の全周にわたって配置し、これにより、基板２０１と撮像素子２０２との間を封止している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２９２３５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像素子２０２の端部の全周に沿って、基板２０１の裏面側と撮像素子２０２の表面側とに当接するように配置される樹脂２０４は、基板２０１と撮像素子２０２との光軸方向における固着には寄与しているが、該光軸方向と垂直な方向における固着にはあまり寄与していなかった。
従って、該光軸方向と垂直な方向に対して、荷重や衝撃が加わった場合、樹脂２０４は固化しているものの、その荷重などを支える箇所がないため、バンプ２０３を介した接合部に力が集中して接合部が破壊されたり、ずれてしまうという虞があった。
【０００８】
本発明の課題は、撮像装置における基板と撮像素子との接合部等に不具合が生じにくい構造の撮像装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、開口部が形成された基板と、
前記基板の裏面側に、前記開口部の少なくとも一部を塞ぐように取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子に入射光を集光する光学部材とを有する撮像装置であって、
前記基板の裏面と前記撮像素子の表面とを離間した状態で電気的に接続する接続部材と、
前記基板の裏面の前記接続部材よりも外側に、前記撮像素子の表面側に突出して設けられる堰部材と、を備え、
前記接続部材と前記堰部材との間に接着剤が充填されていることを特徴とする。
【００１０】
ここで、接続部材は、元々基板又は撮像素子上に設けられていた一の部材であってもよいし、基板と撮像素子の双方に設けられている複数の部材を接合したものであってもよい。
また、接着剤とは、例えば、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱・紫外線併用型接着剤等の樹脂等であるが、これらに限定されるものではない。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、堰部材が基板の裏面の接続部材の外側に撮像素子の表面側に突出して設けられ、接続部材と堰部材との間に接着剤が充填されているので、基板と撮像素子との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向（以下、垂直方向とする。）との双方において、基板と撮像素子との固着強度が増す。即ち、接着剤が接続部材のみならず堰部材とも接着されるので接着面積が増えることとなって、垂直方向の接着強度が増加する。これにより、例えば、該垂直方向に荷重や衝撃が加わった場合でも、接続部材、即ち基板と撮像素子との電気的接合点に荷重が集中してしまうことを防ぐことができ、基板と撮像素子との電気的接合点に荷重が集中することにより、接続部材が壊れたり、電気的接続に不具合が生じることを防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記堰部材は、前記撮像素子の側端面部よりも外側に設けられ、
前記接着剤は、前記撮像素子の側端面部と前記堰部材との間に充填されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、撮像素子の側端面部と堰部材の間に接着剤が充填されているので、接着面積がより増えることとなって、光軸方向及び該光軸方向と垂直な方向の固着が強化される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置において、
前記堰部材は、枠状部材であり、その枠内に前記撮像素子が位置するように前記基板上に配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、堰部材は、枠状部材であり、その枠内に撮像素子が位置するように基板上に配置されるので、撮像素子の外周の全域に亘って接着剤を充填することができることにより、固着を強化できるとともに、複数の堰部材を設けるのに比して製造が容易となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、前記堰部材の突出方向の長さは、前記基板の裏面と前記撮像素子の裏面との間の距離よりも短いことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、堰部材の突出方向の長さは、基板の裏面と撮像素子の裏面との間の距離よりも短いので、接着剤を斜め方向から充填することができることとなって、充填しやすい。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、前記光学部材は、前記基板の表面側から、前記開口部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように取り付けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学部材は、基板の表面側から、開口部を通じて撮像素子の表面に当接するように取り付けられているので、光学部材の寸法精度を安定させ、光学部材の合焦位置を好適な位置とし、所定の光学的機能を達成することができ、組み付け時および組み付け後に、光学部材の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。
また、基板の開口部に対応して基板の裏面側に取り付けられた撮像素子に対し、基板の表面側からその開口部を通じて当該撮像素子の表面に当接するように、撮像素子に入射光を集光する光学部材が取り付けられているので、その撮像装置は基板の厚み分、薄く形成されることとなって、薄型化を実現できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、或いは紫外線と熱の併用硬化型接着剤の何れかであることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、接着剤は、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、或いは紫外線と熱の併用硬化型接着剤の何れかであるので、接着剤とを用いた基板と撮像素子との固着が好適に実行できる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記基板の所定位置に前記堰部材を配置する第１のステップと、
前記撮像素子の撮像領域が前記開口部より前記基板の表面側から露出するように、前記接続部材を介して前記基板の裏側に前記撮像素子を取り付ける第２のステップと、
前記堰部材と前記接続部材との間に、熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により硬化する接着剤を充填する第３のステップと、
熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により、前記堰部材と前記接続部材との間に充填された接着剤を硬化させる第４のステップと、
を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、堰部材と撮像素子とが基板に取り付けられてから、接着剤が充填されるので、堰部材により接着剤が必要ない部分にまで充填されないように堰き止められるので好適であるとともに、接着剤が接続部材のみならず堰部材とも接着されるので接着面積が増えることとなって、基板と撮像素子との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向との双方において、基板と撮像素子との固着強度が増す。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の撮像装置の製造方法において、
前記第４のステップは、
前記開口部の外側から開口部を通って、前記基板と前記撮像素子との間に充填された接着剤に対して、直接、熱又は紫外線を照射することが可能なように配置された照射手段から、熱又は紫外線を照射することを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、第４のステップは、開口部の外側から開口部を通って、基板と撮像素子との間に充填された接着剤に対して、直接、熱又は紫外線を照射することが可能なように配置された照射手段から、熱又は紫外線を照射するので、撮像素子の撮像領域に熱や紫外線を照射することで撮像領域を傷めることなく接着剤を硬化することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の撮像装置の製造方法において、
前記第３のステップにおける接着剤の充填と、前記第４のステップにおける照射手段からの熱又は紫外線の照射とを同時に実行することを特徴とする。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、第３のステップにおける接着剤の充填と、第４のステップにおける照射手段からの熱又は紫外線の照射とを同時に実行するので、製造時間の短縮が図れる上、接着剤が、必要ない部分にまで流出したり、必要以上に接着剤を充填してしまうことを防ぐことができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子の撮像領域が前記開口部より前記基板の表面側から露出するように、前記接続部材を介して前記基板の裏面側に前記撮像素子を取り付ける第１のステップと、
前記基板の裏面側と前記撮像素子の表面側との間の所定位置に、熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により硬化する接着剤を充填する第２のステップと、
熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により、前記基板と前記撮像素子との間に充填された接着剤を硬化させて仮止めする第３のステップと、
前記仮止めされた接着剤の上であって、かつ前記基板の所定位置に前記堰部材を配置する第４のステップと、
前記仮止めされた接着剤を硬化させて本止めする第５のステップと、
を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、基板と撮像素子との間に接着剤を充填し、仮止めした後に堰部材を配置することができるので、接着剤の充填が容易となる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末である。
【００３１】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、小型化することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における撮像装置１００の斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における同撮像装置１００の一部省略断面図であり、図３は、撮像装置１００の基板ＰＣの一部省略上面図である。図４は、基板ＰＣと撮像素子２との接合部分を説明するための一部省略拡大断面図である。図５は、撮像装置１００に備えられた光学部材１の斜視図であり、図６は、同光学部材１の下面図である。図７は、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。尚、図４は、図１〜図３と、上下逆向き方向となっている。
【００３３】
図１〜図４に示されるように、撮像装置１００は、開口部１０が形成された基板ＰＣと、その基板ＰＣの裏面側から開口部１０を塞ぐように備えられた撮像素子２と、基板ＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の表面である受光面に当接し、撮像素子２に集光させるための光学部材１と、この光学部材１に入射する光量を調節する絞り板３と、撮像素子２と開口部１０とを覆い隠す外枠部材としての鏡枠４と、鏡枠４に備えられた遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、遮光板５と光学部材１の間に備えられ、光学部材１を基板ＰＣ側へ押圧する押圧部材７と、光学部材１の位置決めを行うために基板ＰＣ上の所定位置に配置された位置決め電気部品８ａ…、及びその他基板ＰＣに配置された電気部品８…等により構成されている。
【００３４】
撮像素子２は、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、矩形薄板状の撮像素子２の端部における上面が、基板ＰＣの裏面側に取り付けられている。撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列され、撮像領域としての矩形状の光電変換部２ａが形成されており、撮像素子２が基板ＰＣの裏面に取り付けられた際、基板ＰＣに形成された開口部１０を通して、基板ＰＣの表面側から光電変換部２ａが露出するようになっている。
【００３５】
また、撮像素子２の端部における上面と、基板ＰＣの裏面側とは、電極としてのバンプ１２を介して取り付けられており、撮像素子２と基板ＰＣとはバンプ１２により電気的に接続されている。
【００３６】
より詳細には、図２、図４に示すように、基板ＰＣの開口部１０の内縁線部１０ａに沿うようにして、撮像素子２との接続部材としてのボンディングパッドＢＰ…が配置されている。このボンディングパッドＢＰ…は、銅、ニッケル、金、パラジウムやこれらの合金、或いはこれらの金属を積層することによって構成される。
また、撮像素子２において、光電変換部２ａの外周の上記ボンディングパッドＢＰ…と対応した位置に設けられた入出力端子（図示省略）上にバンプ１２（接続部材）が設けられている。そして、このバンプ１２を介して、撮像素子２の入出力端子と、基板ＰＣのボンディングパッドＢＰ…とが接合されることにより、撮像素子２と基板ＰＣとが電気的に接続されている。その接合方法として、例えば、超音波溶着の他、ＡＣＦ（異方性導電性フィルム）、ＡＣＰ（異方性導電性ペースト）等がある。
【００３７】
また、図１〜図３に示すように、基板ＰＣの裏面側には、撮像素子２の外側を囲むように、例えば、ポリイミド製の枠状の堰部材１３が設けられている。
【００３８】
そして、図４に示すように、前記堰部材１３と、ボンディングパッドＢＰとバンプ１２とが接合されてなる接合部Ｊ（接続部材）との間に、撮像素子２の側端面部２ｂから堰部材１３のほぼ高さ位置まで接着剤Ｂが充填されている。
この接着剤Ｂは、接着部位に充填後、接着部位の加熱や、接着部位への紫外線照射、その他の手段、又はこれらを複合的に行うことにより硬化させることが可能な樹脂等であって、一般的な熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱・紫外線併用硬化型接着剤、複合硬化型接着剤等である。
より詳細には、例えば、熱及び紫外線の照射のいずれであっても硬化可能な熱・紫外線併用硬化型接着剤（樹脂）として、例えば、スリーボンド３０１２（登録商標）、ワールドロックＮｏ．８６３（登録商標）、等が挙げられる。その他の手段としての硬化剤、硬化促進剤で硬化が促進されるとともに、紫外線照射でも硬化可能な複合硬化型接着剤としては、硬化促進剤としてスリーボンド３０９５（登録商標）を使用するスリーボンド３００６（登録商標）等が挙げられる。
【００３９】
また、図４において、堰部材１３の撮像素子２側への突出する長さ（堰部材１３の高さ）をａとし、堰部材１３の幅をｂとし、堰部材１３と、撮像素子２の外端部との距離の長さをｃとし、基板ＰＣと撮像素子２との間隔、即ち、接合部Ｊの長さをｄとし、基板ＰＣの裏面から、撮像素子２の裏面までの距離の長さをｅとする。そして、図４において、堰部材の高さａは、堰部材１３と撮像素子２との距離ｃ以上であり、このｃは、０．１ｍｍよりも大きい。これは、堰部材１３そのものの製造誤差や基板ＰＣ上の貼着における誤差を考慮して十分な間隔を備える為である。
また、堰部材１３の高さａは、基板ＰＣと撮像素子２との間隔である接合部Ｊの長さｄよりも大きい。これにより、接合部Ｊを光軸と垂直な方向からの衝撃より防御することができる。また、堰部材１３の幅ｂは、堰部材の高さａよりも長い。これにより、堰部材１３の基板ＰＣ上の固着が安定する。また、堰部材１３の高さａは、基板ＰＣの裏面から撮像素子２の裏面までの距離の長さｅよりも短いので、接着剤Ｂを斜め方向から充填することができることとなって、充填しやすい。
【００４０】
そして、この接着剤Ｂが、堰部材１３と、接合部Ｊとの間に充填されていることにより、外部からの埃や水分の進入を防ぐことができる防塵、防湿の機能を果たす。これに加えて、更に、基板ＰＣと撮像素子２との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向（以下、垂直方向という。）との双方において、基板ＰＣと撮像素子２との固着強度が増す。
即ち、接着剤が接合部のみならず堰部材１３とも接着されるので接着面積が増えることとなって、垂直方向の接着強度が増加する。これにより、例えば、該垂直方向に荷重や衝撃が加わった場合でも、ボンディングパッドＢＰとバンプ１２との接合部Ｊ、即ち基板ＰＣと撮像素子２との電気的接合点に荷重が集中してしまい、接合点Ｊがずれたり、電気的接続に不具合が生じることを防止できる。
【００４１】
また、撮像素子２の側端面部２ｂから堰部材１３のほぼ高さ位置まで接着剤Ｂが充填されていることにより、堰部材の側面のほぼ全域が接着されることとなるので、接着面積がより増えることとなって、光軸方向及び垂直方向の固着が強化される。
【００４２】
尚、ボンディングパッドＢＰとバンプ１２との接合部Ｊの光電変換部２ａ側においても、基板ＰＣと撮像素子２との間に、接着剤Ｂが充填されている。従って、開口部１０から水分や埃が光電変換部２ａや、光学部材１と撮像素子２との当接部等に進入することを防御することができるようになっている。
【００４３】
上記接着剤Ｂの充填方法、硬化方法については後述する。
【００４４】
光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図２、図５〜図７に示されるように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、下端に形成された４つの当接部１ｄと、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、当接部１ｄと上脚部１ｅとの間に形成された下脚部１ｆとを備えている。また、脚部１ｃの上端を塞ぐ板状の上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。そして、当接部１ｄは、基板ＰＣの開口部１０を通じて撮像素子２上の所定位置に当接する。
下脚部１ｆは、水平断面視において円の外周の２点を結ぶ線（弦）によって切り欠かれた略Ｄ字形状となっており、被嵌合部を形成している。
【００４５】
また、上面部１ｂの上面であって、レンズ部１ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する絞り板３が接着剤により固定されている。
【００４６】
光学部材１の外側には、遮光性のある素材からなり外枠部材を構成する鏡枠４が配置されている。鏡枠４には、図１に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。鏡枠４の上部４ｂの上端には、遮光板５が接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。遮光板５の中央の開口５ａの下方に、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ６が接着剤Ｂにより接合されている。そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材１１を構成する。
【００４７】
また、下部４ａの下端部４ａａは、基板ＰＣ上に鏡枠４が取り付けられる際の接着部位となる箇所であって、鏡枠４の下部４ａが基板ＰＣ上に当接され取り付けられる際には、下部４ａの下端部４ａａと、基板ＰＣとの間に接着剤Ｂが充填され、固着される。
このように、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材１１とが密着し接合しているので、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材１１等に覆われる光学部材１や撮像素子２の表面は、環境外乱である埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護される。
つまり、鏡枠４とカバー部材１２とで構成される外枠部材が、光学部材１や基板ＰＣの開口部１０、撮像素子２の表面を覆うことにより、撮像装置１００は、防塵、防湿の構造、光学部材１等の保護構造を有する。
【００４８】
また、鏡枠４の下部４ａと上部４ｂとの間の隔壁４ｃの内周面には、光学部材１の被嵌合部である下脚部１ｆに対応した嵌合部としてのＤ溝４４が形成されており、図７に示されるように、このＤ溝４４に下脚部１ｆが密着的に嵌合している。このような、下脚部１ｆとＤ溝４４との嵌合により、光学部材１は、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸を中心とした回転が防止されるように、鏡枠４に位置規制されている。
【００４９】
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているので、基板ＰＣの所定位置に、例えば、後述する位置決め電気部品８に基づき、鏡枠４を位置決めして配置することにより、基板ＰＣの所定位置に光学部材１を配置することができ、例えば、基板ＰＣに備えられた撮像素子２の光電変換部２ａの中心と、鏡枠４に嵌合された光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心を一致させるように備えることができる。
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているため、基板ＰＣの所定位置に鏡枠４が配置され、固定された状態においては、光学部材１は所定の位置からずれにくく、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心と、撮像素子２の光電変換部２ａの中心とが一致した状態を維持しやすい。
【００５０】
図２において、光学部材１と、遮光板５との間には、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成された押圧部材７が配置されている。遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５が押圧部材７を押圧して、押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図２中において、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。ここで、遮光板５から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。
【００５１】
電気部品８…は、撮像装置１００を動作させ、画像処理を行うために必要な電気部品である。このように電気部品８…が基板ＰＣ上に設けられているので、撮像装置１００を一つのユニットとして様々な電子機器に搭載しやすくなる。
位置決め電気部品８ａ・・・は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２において、基板ＰＣ上の鏡枠４と、開口部１０との間であって、鏡枠４に近接し、鏡枠４の４隅に対応して配置されている。この位置決め電気部品８ａ・・・は、鏡枠４を基板ＰＣ上に固着する際の固定位置の近傍にあり、鏡枠４の位置決め指標となる。なお、位置決め電気部品８ａは、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１００に必要な電気部品であればよい。
【００５２】
次に、上記撮像装置１００の製造方法のうち、特に基板ＰＣと撮像素子２との固着方法について説明を行う。
【００５３】
まず、基板ＰＣの裏面側の適所に、上述の接着剤Ｂ等を塗布し、堰部材１３を貼着する。
【００５４】
次いで、撮像素子２の側端面部２ｂと、堰部材１３との間の開口した部分から接着剤Ｂを充填していくのと同時に、図８に示すような、例えば、電熱ヒータ等の加熱装置１４（照射手段）により、該加熱装置１４の二股状に形成された排出口１４ａ、１４ａから加熱することにより、充填された接着剤Ｂを硬化させる。これにより、基板ＰＣと撮像素子２との固着処理が完了する。尚、図８は、図４と同様に、図１〜図３と上下逆向き方向となっている。
【００５５】
ここで、加熱装置１４の二股状の排出口は１４ａ、１４ａは、撮像素子２の表面と略平行方向から加熱できる（熱を照射できる）形状になっている。即ち、加熱装置１４の二股状の排出口１４ａ、１４ａは、開口部１０の外側から、開口部１０を通って、直接、接着剤Ｂが加熱することができるように配置されている。従って、光電変換部２ａに対して熱を与えて傷めてしまうことがなく、好適である。また、硬化させながら接着剤Ｂを充填することにより接着剤Ｂが、光電変換部２ａ等の必要ない部分にまで流出したりすることを防ぐことができる。
【００５６】
尚、上記加熱装置１４の排出口１４ａ…は二股状にかぎられるものではなく、複数の排出口１４…を備えており、同時に複数箇所の硬化処理を実行してもよい。この場合、硬化処理の時間が短縮される上、温度、時間等が同条件で硬化できることとなって、均一的な固着が実現することとなって好適である。
【００５７】
また、上記接着剤Ｂの硬化処理は、接着剤Ｂが熱硬化型接着剤以外でも、例えば、紫外線硬化型、又は熱・紫外線併用硬化型でもよい。この場合、加熱装置１４に代わって、または加熱装置１４と併用して紫外線照射装置（図示なし）を接着剤Ｂの充填位置に照射することにより、接着剤Ｂを硬化させる構成であってもよい。また、紫外線照射装置（図示なし）においても、加熱装置１４と同様に、紫外線が光電変換部２ａに当たらないような構造、例えば、紫外線の照射口が複股状で光電変換部２ａと平行方向に照射可能等の構造等であってもよい。
【００５８】
次に、上記撮像装置１００を一例として本発明の撮像装置を搭載した携帯端末について説明する。
図９に示すように、携帯端末は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面Ｄを有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００（光学部材１）が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。このように、携帯電話機Ｔに薄型化された撮像装置１００を内蔵することにより、携帯電話機Ｔをより薄型化することができ、撮像対象との距離や、撮像環境に合わせて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。
尚、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知であるため、説明を省略する。
【００５９】
このように、撮像装置１００において、撮像素子２が基板ＰＣの裏面側から基板ＰＣの開口部１０を塞ぐように備えられるとともに、基板ＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の光電変換部２ａに当接するように光学部材１が備えられているので、基板ＰＣとの厚さの分、基板ＰＣ表面から垂直方向への光学部材１の突出を抑えることができる。よって、その光学部材１の突出を抑えた分、撮像装置１００の厚みを薄くすることができる。
【００６０】
また、堰部材１３が設けられていることにより、基板ＰＣと撮像素子２との接合部Ｊとの周囲に接着剤Ｂが充填されていることにより、外部からの埃や水分の進入を防ぐことができる防塵、防湿の機能を果たす。これに加えて、更に、基板ＰＣと撮像素子２との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向（以下、垂直方向という。）との双方において、基板ＰＣと撮像素子２との固着強度が増す。即ち、接着剤が接合部のみならず堰部材とも接着されるので接着面積が増えることとなって、垂直方向の接着強度が増加する。これにより、例えば、該垂直方向に荷重や衝撃が加わった場合でも、ボンディングパッドＢＰとバンプ１２との接合部Ｊ、即ち基板ＰＣと撮像素子２との電気的接合点に荷重が集中してしまい、接合点Ｊがずれたり、電気的接続に不具合が生じることを防止できる。
【００６１】
また、撮像素子２の側端面部２ｂから堰部材１３のほぼ高さ位置まで接着剤Ｂが充填されていることにより、堰部材の側面のほぼ全域が接着されることとなるので、接着面積がより増えることとなって、光軸方向及び垂直方向の固着が強化される。
【００６２】
また、堰部材１３の撮像素子２側への突出する長さは、基板ＰＣと撮像素子２との間隔よりも短いので、接着剤Ｂを斜め方向から充填することができることとなって、充填しやすい。
【００６３】
また、光学部材１や、光学部材１が備えられた撮像素子２の表面は、鏡枠４とカバー部材１２等の外枠部材により覆われていることにより、光学部材１や撮像素子２は、撮像装置１００の外部からの埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護されるので、光学部材１や撮像素子２の状態に起因する撮像情報への影響を排除することができる。
また、光学部材１は、鏡枠４に嵌合され、位置規制されているので、鏡枠４を基板ＰＣの所定の位置に固着することに基づき、光学部材１を基板ＰＣや基板ＰＣに備えられた撮像素子２に対し、所定の位置合わせを行うように備えることができるとともに、光学部材１が基板ＰＣや基板ＰＣに備えられた撮像素子２の所定位置からずれることを防ぐことができる。
【００６４】
尚、以上の実施の形態においては、堰部材１３は、ポリイミド製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、接着剤Ｂと同素材等であってもよい。また、基板ＰＣは、リジット基板であってもフレキシブル基板であってもよい。尚、基板ＰＣと堰部材１３とが、例えば、ポリイミド製等の同素材からなっていてもよい。
【００６５】
また、堰部材１３の撮像素子２側への突出する長さは上記に限定されるものではなく、例えば、基板ＰＣの裏面側から撮像素子２の裏面側までの長さと同等であってもよい。この場合、垂直方向の固着をより強化することができる。
【００６６】
また、上記基板ＰＣと撮像素子２との固着方法における順序は上記に限定されるものではない。例えば、基板ＰＣに撮像素子２を取り付けた後に堰部材１３を取り付けてもよい。
また、例えば、基板ＰＣの裏面側に撮像素子２を取り付け、基板ＰＣの裏面側と撮像素子２の表面側との間の所定位置、例えば、接合部Ｊの周囲に、接着剤Ｂを充填し、熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により、充填された接着剤を硬化させて仮止めする。
そして、仮止めされた接着剤Ｂの上で、かつ基板ＰＣの所定位置に堰部材１３を配置し、仮止めされた接着剤Ｂを硬化させて本止めする構成であってもよい。
この場合、基板ＰＣと撮像素子２との間に接着剤Ｂを充填し、仮止めした後に堰部材１３を配置することができるので、接着剤１３の充填が容易となる。
【００６７】
また、光学部材１に形成された被嵌合部である下脚部１ｆは、断面略Ｄ字形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなくその他の嵌合形状であってもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、堰部材が基板の裏面の接続部材の外側に撮像素子の表面側に突出して設けられ、接続部材と堰部材との間に接着剤が充填されているので、基板と撮像素子との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向（以下、垂直方向とする。）との双方において、基板と撮像素子との固着強度が増す。即ち、接着剤が接続部材のみならず堰部材とも接着されるので接着面積が増えることとなって、垂直方向の接着強度が増加する。これにより、例えば、該垂直方向に荷重や衝撃が加わった場合でも、接続部材、即ち基板と撮像素子との電気的接合点に荷重が集中してしまうことを防ぐことができ、基板と撮像素子との電気的接合点に荷重が集中することにより、接続部材が壊れたり、電気的接続に不具合が生じることを防止できる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、撮像素子の側端面部と堰部材の間に接着剤が充填されているので、接着面積がより増えることとなって、光軸方向及び該光軸方向と垂直な方向の固着が強化される。
【００７０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、堰部材は、枠状部材であり、その枠内に撮像素子が位置するように基板上に配置されるので、撮像素子の外周の全域に亘って接着剤を充填することができることにより、固着を強化できるとともに、複数の堰部材を設けるのに比して製造が容易となる。
【００７１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、堰部材の突出方向の長さは、基板の裏面と撮像素子の裏面との間の距離よりも短いので、接着剤を斜め方向から充填することができることとなって、充填しやすい。
【００７２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、光学部材は、基板の表面側から、開口部を通じて撮像素子の表面に当接するように取り付けられているので、光学部材の寸法精度を安定させ、光学部材の合焦位置を好適な位置とし、所定の光学的機能を達成することができ、組み付け時および組み付け後に、光学部材の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。
また、基板の開口部に対応して基板の裏面側に取り付けられた撮像素子に対し、基板の表面側からその開口部を通じて当該撮像素子の表面に当接するように、撮像素子に入射光を集光する光学部材が取り付けられているので、その撮像装置は基板の厚み分、薄く形成されることとなって、薄型化を実現できる。
【００７３】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、接着剤は、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、或いは紫外線と熱の併用硬化型接着剤の何れかであるので、接着剤とを用いた基板と撮像素子との固着が好適に実行できる。
【００７４】
請求項７に記載の発明によれば、堰部材と撮像素子とが基板に取り付けられてから、接着剤が充填されるので、堰部材により接着剤が必要ない部分にまで充填されないように堰き止められるので好適であるとともに、接着剤が接続部材のみならず堰部材とも接着されるので接着面積が増えることとなって、基板と撮像素子との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向との双方において、基板と撮像素子との固着強度が増す。
【００７５】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、第４のステップは、開口部の外側から開口部を通って、基板と撮像素子との間に充填された接着剤に対して、直接、熱又は紫外線を照射することが可能なように配置された照射手段から、熱又は紫外線を照射するので、撮像素子の撮像領域に熱や紫外線を照射することで撮像領域を傷めることなく接着剤を硬化することができる。
【００７６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の撮像装置の製造方法において、
前記第３のステップにおける接着剤の充填と、前記第４のステップにおける照射手段からの熱又は紫外線の照射とを同時に実行することを特徴とする。
【００７７】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、第３のステップにおける接着剤の充填と、第４のステップにおける照射手段からの熱又は紫外線の照射とを同時に実行するので、製造時間の短縮が図れる上、接着剤が、必要ない部分にまで流出したり、必要以上に接着剤を充填してしまうことを防ぐことができる。
【００７８】
請求項１０に記載の発明によれば、基板と撮像素子との間に接着剤を充填し、仮止めした後に堰部材を配置することができるので、接着剤の充填が容易となる。
【００７９】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されている携帯端末は、その撮像装置に基づき、小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる撮像装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における撮像装置の一部省略断面図である。
【図３】図１の撮像装置における基板の一部省略上面図である。
【図４】基板と撮像素子との接合部分を説明するための一部省略拡大断面図である。
【図５】本発明にかかる撮像装置に備えられた光学部材の斜視図である。
【図６】図５の光学部材の下面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】本発明にかかる撮像装置において、接着剤を硬化させる方法を説明するための説明図である。
【図９】本発明の撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。
【図１０】従来の撮像装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 光学部材
２ 撮像素子
２ａ 光電変換部（撮像領域）
２ｂ 側端面部
１０ 開口部
１２ バンプ（接続部材）
１３ 堰部材
１４ 加熱装置（照射手段）
１００ 撮像装置
ＰＣ 基板
ＢＰ ボンディングパッド（接続部材）
Ｊ 接合部（接続部材）
Ｂ 接着剤
Ｔ 折り畳み式携帯電話機（携帯端末）
ａ 堰部材の突出方向の長さ
ｅ 基板の裏面と撮像素子の裏面との間の距離の長さ

Claims (11)

1. 開口部が形成された基板と、
   前記基板の裏面側に、前記開口部の少なくとも一部を塞ぐように取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子に入射光を集光する光学部材とを有する撮像装置であって、
   前記基板の裏面と前記撮像素子の表面とを離間した状態で電気的に接続する接続部材と、
   前記基板の裏面の前記接続部材よりも外側に、前記撮像素子の表面側に突出して設けられる堰部材と、を備え、
   前記接続部材と前記堰部材との間に接着剤が充填されていることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記堰部材は、前記撮像素子の側端面部よりも外側に設けられ、
   前記接着剤は、前記撮像素子の側端面部と前記堰部材との間に充填されていることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１又は２に記載の撮像装置において、
   前記堰部材は、枠状部材であり、その枠内に前記撮像素子が位置するように前記基板上に配置されることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１〜３に何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記堰部材の突出方向の長さは、前記基板の裏面と前記撮像素子の表面との間の距離よりも短いことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記光学部材は、前記基板の表面側から、前記開口部を通じて前記撮像素子の表面に当接するように取り付けられていることを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、或いは紫外線と熱の併用硬化型接着剤の何れかであることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の撮像装置の製造方法であって、
   前記基板の所定位置に前記堰部材を配置する第１のステップと、
   前記撮像素子の撮像領域が前記開口部より前記基板の表面側から露出するように、前記接続部材を介して前記基板の裏側に前記撮像素子を取り付ける第２のステップと、
   前記堰部材と前記接続部材との間に、熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により硬化する接着剤を充填する第３のステップと、
   熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により、前記堰部材と前記接続部材との間に充填された接着剤を硬化させる第４のステップと、
   を備えたことを特徴とする撮像装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の撮像装置の製造方法において、
   前記第４のステップは、
   前記開口部の外側から開口部を通って、前記基板と前記撮像素子との間に充填された接着剤に対して、直接、熱又は紫外線を照射することが可能なように配置された照射手段から、熱又は紫外線を照射することを特徴とする撮像装置の製造方法。
9. 請求項８に記載の撮像装置の製造方法において、
   前記第３のステップにおける接着剤の充填と、前記第４のステップにおける照射手段からの熱又は紫外線の照射とを同時に実行することを特徴とする撮像装置の製造方法。
10. 請求項１〜６の何れかに記載の撮像装置の製造方法であって、
    前記撮像素子の撮像領域が前記開口部より前記基板の表面側から露出するように、前記接続部材を介して前記基板の裏面側に前記撮像素子を取り付ける第１のステップと、
    前記基板の裏面側と前記撮像素子の表面側との間の所定位置に、熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により硬化する接着剤を充填する第２のステップと、
    熱及び紫外線のうち少なくとも何れか一方により、前記基板と前記撮像素子との間に充填された接着剤を硬化させて仮止めする第３のステップと、
    前記仮止めされた接着剤の上であって、かつ前記基板の所定位置に前記堰部材を配置する第４のステップと、
    前記仮止めされた接着剤を硬化させて本止めする第５のステップと、
    を備えたことを特徴とする撮像装置の製造方法。
11. 請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置がケース内に搭載されていることを特徴とする携帯端末。

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