JP2006186483A - 撮像ユニットおよび撮像素子の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量で効果的な撮像素子の放熱構造を有する撮像ユニットを提供する。
【解決手段】 撮像ユニットは、表面に撮像素子１を搭載し、裏面に撮像素子１の接地ラインのランド２ｂが形成された第１基板２と、表面に電子部品を搭載し、裏面に電子部品の接地ラインのランド３ｂが形成された第２基板３と、第１基板２の裏面および第２基板３の裏面の間に挟み込まれ、ランド２ｂ、３ｂと接触する金属箔４とを有するものとし、金属箔４の第１基板２と第２基板３の間からはみ出した部分で、第１基板２、第２基板３および他の構成要素の少なくとも一部分を覆う。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像ユニットおよび撮像素子の放熱構造に関する。

従来、従来の撮像ユニットの撮像素子１１は、図４に示すように、回路基板１２との間に板状の放熱部材１３を挟み込むように搭載され、撮像素子１１は脚状の端子１４によって回路基板１２に接続される。また、回路基板１２は、効用を図るために撮像素子１１を搭載する面の裏面にも電子部品を搭載する電子部品搭載部１５を設けることが多い。このような構造において、放熱部材１３には熱伝導率の高い金属板が用いられるが、撮像素子１１を搭載する回路基板１２を揺動して手振れ補正を行う場合には、放熱部材１３による撮像ユニットの質量の増加が追従性の低下や消費電力の増大を招く。

また、撮像ユニットの電気回路は、電磁気的なノイズの悪影響を避けるためにシールド（電磁気的遮蔽）される場合が多い。撮像ユニットのシールドは、図４に示すように、回路基板１２に設けた接地ランドに接続した金属箔１６または金属ペーストで電子部品や回路を覆うことによって行われる。

近年、撮像素子の中には、脚状の端子を有しておらず、回路基板に直接に密接するように搭載するタイプ（ＱＦＮタイプ）のものがある。このようなＱＦＮタイプの撮像素子は、放熱部材を挟み込むことができないので十分な放熱ができない場合がある。この場合、撮像素子だけに留まらず、回路基板の裏面に搭載した電子部品にも撮像素子の熱による問題が発生する場合がある。

この問題を解決すべく、ＱＦＮタイプの撮像素子を搭載する回路基板の裏面に撮像素子の熱を放散するための金属板や金属箔を設けた撮像ユニットを有するデジタルカメラ（ソニー社製CybershotT1など）も市販されている。しかしながら、熱伝導率の低い回路基板を介して金属板に熱を伝達するために十分な放熱が達成できない場合がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、軽量で効果的な撮像素子の放熱構造を有する撮像ユニットを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による撮像ユニットは、表面に撮像素子を搭載し、裏面に前記撮像素子の接地ラインのランドが形成された第１基板と、表面に電子部品を搭載し、裏面に前記電子部品の接地ラインのランドが形成された第２基板と、前記第１基板の裏面および前記第２基板の裏面の間に挟み込まれ、前記ランドと接触する金属箔とを有し、前記金属箔の前記第１基板と前記第２基板の間からはみ出した部分が、前記第１基板、前記第２基板および他の構成要素の少なくとも一部分を覆うものとする。

この構成によれば、撮像素子の熱は、接地ラインを通じて金属箔に伝わり、金属箔から空気中に放散されるので、撮像素子の過熱を効果的に防止できる。また、前記金属箔は、撮像ユニットの電子部品または回路を電磁的に遮蔽するシールドとしても作用するので、放熱とシールドの両方を簡単な構成で達成できる。

また、本発明の撮像ユニットにおいて、前記第２基板に搭載される電子部品は、前記撮像素子の信号を処理するＩＣを含んでもよい。

この構成によれば、第１基板の面積を小さくすることができ、撮像ユニットを小型化できる。

また、本発明の撮像ユニットにおいて、前記金属箔は、前記撮像素子に結像させる光学系の電子部品および回路の少なくとも一部分を覆ってもよい。

この構成によれば、撮像素子だけでなく、撮像ユニット全体のシールドができる。

また、本発明の撮像ユニットにおいて、前記第１基板および前記第２基板は、ともに裏面に部品を搭載しないようにしてもよい。

この構成によれば、基板の全面で金属箔をしっかりと挟み込むことができる。

また、本発明の撮像ユニットにおいて、前記ランドは、ハンダなどを盛り付けることで、レジスト面よりも突出してもよい。

この構成によれば、ランドと金属箔との電気的および物理的な接触が確実になり、金属箔の接地と金属箔への熱伝達とが確実に行える。

また、本発明による撮像素子の放熱構造は、第１基板の表面に撮像素子を搭載し、裏面に前記撮像素子の接地ラインのランドを形成し、第２基板の表面に電子部品を搭載し、裏面に前記電子部品の接地ラインのランドを形成し、前記第１基板、前記第２基板および他の構成要素上の電子部品または回路の少なくとも一部分を金属箔で覆い、前記第１基板および前記第２基板の両者の裏面で前記金属箔の１部分を挟み込んだ構造とする。

この構成によれば、簡単な構成で、撮像素子や周囲の構成要素をシールドしながら、撮像素子の放熱ができる。

以上のように、本発明によれば、基板の裏面に設けたランドを介して熱的及び電気的に接続した金属箔により、撮像素子の放熱とシールドとが共に達成できる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態である撮像素子の放熱構造を示す。撮像素子１は第１基板２に搭載されており、第１基板２には、第２基板３が背中合わせに重ねられている。第１基板２と第２基板３との間には金属箔４が挟み込まれている。第２基板３の表面の２点鎖線で示した電子部品搭載範囲５には、撮像素子１の信号を処理する特定用途用ＩＣ（ＡＳＩＣ）などの電子部品が搭載される。金属箔４は、第１基板２と第３基板３との間からはみ出した部分が電子部品搭載範囲５を覆い、さらに、レンズなどの光学部材からなる光学系の回路基板（不図示）を覆うように延伸している。

図２に、第１基板２の表裏を示す。図２（Ａ）に示すように、第１基板２の表面にはＱＦＮタイプの撮像素子１を搭載する撮像素子搭載部２ａが設けられ、撮像素素子１の端子位置に合わせたランド（不図示）が設けられている。さらに、図２（Ｂ）示すように、第１基板２の裏面には、撮像素子１の接地ラインの接地ランド２ｂが複数設けられている。接地ランド２ｂは、第１基板２の裏面のレジスト膜を開口することで形成されるが、開口から露出した接地ランド２ｂにはハンダが盛りつけられ、接地ランド２ｂがレジスト膜から突出するようになっている。

同様に、図３に、第２基板の表裏を示す。図３（Ａ）に示すように、第２基板３の表面には電子部品搭載範囲５に搭載した電子部品によって画像処理回路を構成するように印刷回路３が形成された電子部品搭載部３ａを有している。さらに、図３（Ｂ）示すように、第１基板２の裏面には、電子部品搭載範囲５に搭載する電子部品及びそれらで構成した画像処理回路の接地ラインの接地ランド３ｂが設けられている。接地ランド３ｂにも、ハンダが盛りつけられ、第２基板３の裏面のレジスト膜から突出するようになっている。

第１基板２および第２基板３は、互いの裏面を対向させて金属箔４を挟み込んでいる。これにより、金属箔４は、第１基板２および第２基板３の接地ランド２ｂ，３ｂに接触して電気的に接続され、接地されている。

第１基板２上のプリント回路と第２基板３上のプリント回路とは、ケーブル部材やフレキシブル基板などで接続してもよく、第１基板２および第２基板３をケーブルと一体的に形成した多層フレキシブル基板としたり、フレキシブル基板と硬質基板とのハイブリッド基板として構成してもよい。

以上の構造によれば、撮像素子１で生成された熱は、先ず、撮像素子１の端子と接触する第１基板２の表面に設けたランドに伝わる。このうち接地ラインのランドに伝わった熱は、熱伝導率の高い金属性の接地ラインを伝わって第１基板２の裏面の接地ランド２ｂに伝えられ、接地ランド２ｂを介して金属箔４に伝達される。さらに、金属箔４に伝達された熱は金属箔４全体に拡散して周囲の空気に迅速に放散される。このように、撮像素子１に発生した熱は、金属箔４から素早く放散されるので、撮像素子１が加熱して不具合が発生することがない。また、第２基板３の電子部品搭載範囲５に搭載された電子部品に発生する熱も、同様に金属箔４から放散される。

また、金属箔４は、第２基板３上の画像処理回路および光学系の回路基板を覆うとともに、第１基板２および第２基板３の接地ランド２ｂ、３ｂを介して接地されている。このため、撮像ユニットの外部から伝播してくる電磁波を捕捉して接地ランド２ｂ、３ｂを介してアースすることができ、画像処理回路にノイズが侵入して撮像に乱れをもたらすことを防止できる。また、金属箔４は、第２基板３上の画像処理回路および光学系の回路基板から放射される電磁波を撮像ユニットの外部に漏洩させない。

金属箔４により、放熱とシールドとの両方を行う本発明の構造は、従来のように厚みの大きい金属板を使用しないので軽量である。よって、第１基板２および第２基板３を揺動させることで撮像素子１を移動させる手振れ補正は、追従性が高く省電力なものとなる。

本実施形態においては、第１基板２と第２基板３との大きさが等しいため、両基板２，３の裏面には電子部品を搭載しないようになっているが、いずれか一方を大きくしたり、或いは、互いにずらして重ね合わせたりすれば、基板２，３の裏面にも電子部品を搭載しることが可能である。

本発明による撮像素子の放熱構造を示す側面図。 図１の撮像素子を搭載する第１基板の正面図及び背面図。 図１の撮像素子の信号を処理するＩＣを搭載する第２基板の正面図及び背面図。 従来の撮像素子の放熱構造を示す側面図。

符号の説明

１ 撮像素子
２ 第１基板
２ｂ 接地ランド
３ 第２基板
３ｂ 接地ランド
４ 金属箔
５ 電子部品搭載範囲

Claims (6)

1. 表面に撮像素子を搭載し、裏面に前記撮像素子の接地ラインのランドが形成された第１基板と、
   表面に電子部品を搭載し、裏面に前記電子部品の接地ラインのランドが形成された第２基板と、
   前記第１基板の裏面および前記第２基板の裏面の間に挟み込まれ、前記ランドと接触する金属箔とを有し、
   前記金属箔の前記第１基板と前記第２基板の間からはみ出した部分が、前記第１基板、前記第２基板および他の構成要素の少なくとも一部分を覆うことを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記第２基板に搭載される電子部品は、前記撮像素子の信号を処理するＩＣを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記金属箔は、前記撮像素子に結像させる光学系の電子部品および回路の少なくとも一部分を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像ユニット。
4. 前記第１基板および前記第２基板は、ともに裏面に部品を搭載しないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像ユニット。
5. 前記ランドは、レジスト面よりも突出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像ユニット。
6. 第１基板の表面に撮像素子を搭載し、裏面に前記撮像素子の接地ラインのランドを形成し、
   第２基板の表面に電子部品を搭載し、裏面に前記電子部品の接地ラインのランドを形成し、
   前記第１基板、前記第２基板および他の構成要素上の電子部品または回路の少なくとも一部分を金属箔で覆い、
   前記第１基板および前記第２基板の両者の裏面で前記金属箔の１部分を挟み込んだことを特徴とする撮像素子の放熱構造。

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