JP2006135577A - 固体撮像装置及びこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で撮像素子を保護する固体撮像装置を提供する。
【解決手段】 レンズ２を支持するホルダ３，４と、撮像素子６と、該撮像素子を前記レンズとは反対側の面に搭載している基板７とを含む固体撮像装置１であって、前記ホルダが前記基板及び前記撮像素子を内部に収納すると共に、該ホルダの端部３ＢＴを前記撮像素子６よりも突出するように形成した。本固体撮像装置１はホルダの端部が撮像素子よりも突出するように形成されているので撮像素子の外周及び底部に他の部品が接触することを回避できるので破損から保護できる。簡単な構造であるので撮像素子を保護するためにコストを上昇させることがない。
【選択図】 図２

Description

本発明は固体撮像装置に関する。より詳細には基板に搭載した撮像素子を保護する構造を備えた固体撮像装置に関する。

固体撮像装置は、カメラ、携帯電話等の電子機器に組込まれて使用される。固体撮像装置は内部に、レンズを含む光学系、レンズを光軸方向へ移動させる駆動機構及びレンズによって結像される撮影画像を出力する撮像素子等を含んで構成されている。近年、電子機器は著しい早さで小型化されており、これに伴って電子機器内に組込む固体撮像装置についてもより一層の小型化を図ることが求められている。

特許文献１は、小型化及び焦点精度を高めた固体撮像装置を開示している。具体的には、同文献の図１０において、ガラス基板と、ガラス基板に受光部が対向するように配置した撮像素子と、この撮像素子とは反対側のガラス基板上に配置したレンズホルダ（鏡筒）とを備える固体撮像装置を開示している。この固体撮像装置は透明なガラス基板を間に挟んで、その前後にレンズを保持するレンズホルダと撮像素子とを配置した構造とすることで装置の小型化が図られている。

特開２００３−５１９７３号公報

特許文献１の固体撮像装置はガラス基板の背面（被写体側と反対側の面）上に撮像素子が突出した状態となる。このように撮像素子が露出した状態では他の部品等と接触したときに破損する虞がある。そこで、同文献の図９で示すように撮像素子の周部を樹脂封止して保護するようにしている。しかしながら、撮像素子を保護するために樹脂封止を行うと製造工程が煩雑となり、製造コストが増加してしまう。さらに、特許文献１の固体撮像装置では平坦なガラス基板上に突出した状態で配置されている撮像素子を確実に樹脂で封止することが必要となるので、例えば樹脂の拡散防止用の治具のように封止処理に工夫を要するので製造工程がさらに煩雑なものとなる。

そこで、本発明の目的は、簡単な構造で撮像素子を保護する固体撮像装置を提供することである。

上記目的は、レンズを支持するホルダと、撮像素子と、該撮像素子を前記レンズとは反対側の面に搭載している基板とを含む固体撮像装置であって、前記ホルダが前記基板及び前記撮像素子を内部に収納する固体撮像装置によって達成される。

本発明によると、ホルダが撮像素子を収納するように形成されているので撮像素子の外周及び底部に他の部品が接触することを回避できるので、簡単な構成で撮像素子を破損から保護できる。

また、前記ホルダは、レンズを保持する第１のホルダと、該第１のホルダを保持する第２のホルダとを含み、前記第２のホルダの前記撮像素子側の端部が前記撮像素子よりも突出している構造とすることができる。

そして、前記端部の開口側を保護部材で封鎖する構造を採用してもよい。また、前記保護部材が遮光性を備えていることが好ましい。上記固体撮像装置は撮像素子が保護されているので、これを備えた電子機器は耐久性に優れた装置となる。

本発明によると簡単な構造で撮像素子を保護する固体撮像装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明に係る複数の実施例を説明する。

図１は、実施例１に係る固体撮像装置１Ａの外観を示している平面図である。図２は図１におけるＸ−Ｘ線での断面図、図３は同Ｙ−Ｙ線での断面図である。これらの図を参照して固体撮像装置１Ａを説明する。

固体撮像装置１Ａは、レンズ２と、第１のホルダ４及び第２のホルダ３、並びに撮像素子６等を備えて構成されている。第１のホルダ４内の所定位置にレンズ２が保持されている。第１のホルダ４は円筒に形成されている。また、第２のホルダ３は下方側が角筒状であり、上方側は第１のホルダ４と嵌合するように円筒状に形成されている。図２で示すように第２のホルダ３と第１のホルダ４とは互いに嵌合する部分ＣＮで螺合している。第２のホルダ３の内部にはフィルタ５が配設されている。フィルタ５としては、例えば赤外線をカットするＩＲカットフィルタが採用されている。

第２のホルダ３の下側（角筒部分）では内壁が外側に広げられており、段部３ＳＴが形成されている。この段部３ＳＴのレンズ２の光軸方向ＬＡと直交する面にガラス基板７の前面７Ｔ（レンズ２側の面）が当接し、第２のホルダ３の内壁にガラス基板７の外周側面が当接して位置決めされている。このようにガラス基板７を第２のホルダ３内に位置決めするとレンズ２の光軸方向ＬＡと垂直な方向での位置ずれを防止できる。特にガラス基板７の背面７Ｂ側に撮像素子６が搭載されているので撮像素子６を光軸方向ＬＡ上に正確に配置できる。また、固体撮像装置１Ａは、ガラス基板７の背面側に撮像素子６を搭載するので、前述した従来装置と同様に小型化を図ることができる。

上記撮像素子６としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の画像出力センサが採用されている。ガラス基板７の背面（素子搭載面）７Ｂには図示しない透明な配線パターンが形成されている。撮像素子６は、例えばフリップチップ実装(ｆlip chip bonding)によって配線パターンに接続されている。撮像素子６は突起電極８を介して基板上のパターンと接続されている。撮像素子６の受光部（撮像エリア）６ＰＡは、素子搭載面７Ｂに近接して対向するように配置される。

さらに、固体撮像装置１Ａは上記撮像素子６が他の部品と接触して破損することを防ぐ構造を備えている。この点について説明する。前述したように第２のホルダ３の下側には段部３ＳＴが形成されるが、これより下側へ伸びる端部３ＢＴが図２及び図３で示すように撮像素子６よりも下側へ長さＤだけ突出するように形成されている。すなわち、レンズ２の光軸方向ＬＡにおいて、第２のホルダ３の下端面３ＢＦの位置が、撮像素子６の下面６ＢＦよりも下側に位置するように第２のホルダ３が形成されている。端部３ＢＴは撮像素子６の外周を囲むように配設されるので内部には所定空間ＳＰが形成される。この空間ＳＰの内部にはガラス基板７及びこのガラス基板７に搭載された撮像素子６が収納される。

以上説明した構造では、第２のホルダ３の端部３ＢＴによって形成される空間ＳＰ内に撮像素子６が収納されているので撮像素子６を保護する構造を実現できる。しかも、光軸方向ＬＡにおいて第２のホルダ３の端部３ＢＴを撮像素子６よりも下側へ突出するように設けるという簡単な変更で上記構造が実現される。よって、固体撮像装置１Ａは従来の製造工程と同様に製造できるので、撮像素子６を保護するためコスト上昇を伴うことなく製造できる。

なお、実施例１は撮像素子６をより確実に保護するという観点から、端部３ＢＴの開口側を保護用の樹脂材９で封鎖した構造例を示している。また、ここでは空間ＳＰ内に樹脂材９を充満して撮像素子６を封止状態としている。しかし、樹脂材９は開口部分だけを封鎖するように設けてもよい。なお、空間ＳＰ内を樹脂材９で封止する構造を採用した場合には、ガラス基板７が第２のホルダ３と樹脂材９とで挟持される構造となるので、ガラス基板７を強固に保持したより好ましい固体撮像装置１Ａとなる。

また、上記で開口を封鎖する処理は外壁となる端部３ＢＴ内に樹脂材９を充填するだけの簡単な処理である。従来における封止処理のように平坦面上に突起状態となっている撮像素子を封止する処理と比較して専用の治具を必要とせずに簡単な工程となる。よって端部３ＢＴの開口側を保護用の樹脂材９で封鎖する処理を製造工程に組込んでも負担となることはない。

また、上記樹脂材９として遮光性を備えたものを採用することが望ましい。遮光性を備えた樹脂材９を採用すると下部から不要な光が進入することを防止できるのでより好ましい固体撮像装置１Ａとなる。

さらに、図１及び図３で図示するように固体撮像装置１Ａには、図示しない外部装置（回路）と電気的に接続するためのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２０がガラス基板７に接続されている。ＦＰＣ２０が外部に延伸する部分では第２のホルダ３に切欠が設けられている。

以上説明した固体撮像装置１Ａは、第２のホルダ３の下端部３ＢＴを撮像素子６よりも突出させるという簡単な構造で撮像素子６を保護できる。さらに、下端部３ＢＴ内に保護部材となる樹脂材９を充填すれば撮像素子６をより確実に保護できる固体撮像装置１Ａとなる。

上記固体撮像装置１Ａは次の手順で製造することができる。先ず、配線パターンが形成されているガラス基板７に撮像素子６等の電子部品を実装し、さらにＦＰＣ２０をガラス基板７に接続する。第２のホルダ３内にフィルタ５及びガラス基板７を接着する。第２のホルダ３の下端部３ＢＴ内の空間ＳＰに樹脂材９を充填する。予めレンズ２等を組付けられている第１のホルダ４を第２のホルダ３に螺合する。

以上説明した固体撮像装置１Ａは撮像素子６を保護する構造を備え、従来よりも簡単な工程で製造できる。このような固体撮像装置１Ａを採用する電子機器は低コストで耐久性に優れた装置となる。なお、上記実施例１では透明なガラス基板７を用いる例を示したが基板は透明であるものに限らない。不透明で硬質である一般的なＰＣＢ（プリント配線基板）を用いてもよい。ＰＣＢを採用する場合には、撮像素子６の受光部（撮像エリア）６ＰＡに対応する部分に開口を設ければよい。

また、実施例１では第２のホルダ３と第１のホルダ４との２つの部材でホルダを構成しているが、第２のホルダ３と第１のホルダ４とを一体に形成してもよい。

次に、図４を参照して実施例２に係る固体撮像装置１Ｂについて説明する。この固体撮像装置１Ｂの基本構成は実施例１の固体撮像装置１Ａと同様である。よって、固体撮像装置１Ａと同一の部分には同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。図４は固体撮像装置１Ｂの断面図を示している。この図４は実施例１の図２と対応している。

固体撮像装置１Ｂは第２のホルダ３の端部３ＢＴによって形成される空間ＳＰの開口側を保護部材となる遮光性を備えたカバー部材１８で封鎖している。カバー部材１８は第２のホルダ３の段部３ＳＴの内壁に当接する共に、ガラス基板７の背面７Ｂに当接する突起部１９を備えている。また、カバー部材１８の上面１８ＴＦは第２のホルダ３の下端面３ＢＦに当接する。カバー部材１８は金型成型される樹脂材等で形成され、所定の強度を備えている。よって、実施例２の固体撮像装置１Ｂによっても実施例１の固体撮像装置１Ａと同様に撮像素子６を保護できる。

固体撮像装置１Ｂは第２のホルダ３の底部に、カバー部材１８を嵌合し、必要により接着剤を用いて第２のホルダ３にカバー部材１８を固定すればよいので簡単に製造できる。なお、図４では図示されないが、ガラス基板７に接続するＦＰＣ２０は第２のホルダ３とカバー部材１８との間から外部に延伸される。このＦＰＣ２０を延伸する部分は必要により第２のホルダ３或いはカバー部材１８の一部を切り欠けばよい。なお、固体撮像装置１Ｂについても基板は透明のガラス基板７に限らずＰＣＢとしてもよい。また、撮像素子６の保護だけを目的とする場合には、カバー部材１８は遮光性を備えない部材で作製してもよい。

さらに、図５を参照して実施例３に係る固体撮像装置１Ｃについて説明する。図５は、実施例３に係る固体撮像装置１Ｃの断面図である。本実施例３についても同一部分には同一符号を用いて説明する。この固体撮像装置１Ｃは、レンズ２を保持するレンズホルダ３１（第１のホルダ）及びガラス基板７を同時に支持する台板４０（第２ホルダ）を備えている。そして、下端面４０ＢＦの位置が撮像素子６の下面６ＢＦよりも下側に位置するように台板４０が形成されている。なお、実施例３ではレンズホルダ３１及び台板４０がレンズ２を支持するホルダを形成する。

実施例３の固体撮像装置１Ｃでは、台板４０が撮像素子６よりも下側に突出した構造となるので、前述した実施例１と同様に撮像素子６を保護できる。また、固体撮像装置１Ｃではガラス基板７及び台板４０によって囲まれる空間ＳＰが形成される。この空間ＳＰの一部或いは全部を封鎖するように実施例１と同様に遮光性樹脂を充填してもよいし、実施例２と同様にカバー部材を設けてもよい。このように保護部材を更に配置すれば撮像素子６をより確実に保護できる固体撮像装置１Ｃとなる。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例１に係る固体撮像装置の外観を示している平面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線での断面図である。 図１におけるＹ−Ｙ線での断面図である。 実施例２に係る固体撮像装置の断面図である。 実施例３に係る固体撮像装置の断面図である。

符号の説明

１ 固体撮像装置
２ レンズ
３ 第２のホルダ（ホルダ）
３ＢＴ ホルダの端部
３ＢＦ ホルダの下端面
３１ レンズホルダ（第１のホルダ）
４ 第１のホルダ（ホルダ）
６ 撮像素子
７ ガラス基板（基板）
７Ｂ ガラス基板の背面
４０ 台板（第２のホルダ）
ＳＰ 空間

Claims (5)

1. レンズを支持するホルダと、撮像素子と、該撮像素子を前記レンズとは反対側の面に搭載している基板とを含む固体撮像装置であって、
   前記ホルダが前記基板及び前記撮像素子を内部に収納していることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記ホルダは、前記レンズを保持する第１のホルダと、該第１のホルダを保持する第２のホルダとを含み、
   前記第２のホルダの前記撮像素子側の端部が前記撮像素子よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記端部の開口側を保護部材で封鎖していること特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 前記保護部材が遮光性を備えていること特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置を備えたことを特徴とする電子機器。
   

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