JP2008219137A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 固体撮像素子を収納する凹部を形成した回路基板における、塵埃の発生や、光モレ、強度の低下等による品質低下を防止した固体撮像装置を提供する。
【解決手段】 光学部材を支持する光学部材支持部と光学部材が形成した被写体像を通過する開口部と固体撮像素子を封止する台座部とを備える筐体は、開口部と台座部の間に当接筒部を有し、当接筒部は、固体撮像素子の撮像領域が形成された一面に当接し、筐体の台座部と回路基板とは、間隙を持って配置され、間隙は封止樹脂によって封止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話等の小型情報端末に内蔵される、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関する発明である。

近年、携帯電話やＰＤＡ等の小型情報端末に、固体撮像装置が内蔵され、手軽に写真撮影が出来るようになり、固体撮像装置に用いられる固体撮像素子も数十万画素から数百万画素へと推移している。固体撮像素子が高画素化するに伴い、固体撮像素子と光学部材との組み立てに、より高い精度が求められる。

固体撮像素子とレンズの距離を一定の値に設定する手段として、様々な手法が提案されている。図６は、従来例の固体撮像装置の断面図であり、図７は、従来例のレンズホルダの底面を示す概念図である。図６、及び図７に示すように、固体撮像装置１０１は、回路基板１０３に固定された固体撮像素子１０２と、表面ピン状突起体１０６ａとレンズ台座１０６ｂとを有するレンズホルダ１０６とを接触させることにより、固体撮像素子１０２とレンズ１０５との距離を一定の値に設定する。

また、小型情報端末の小型化・薄型化が進むに伴い、固体撮像装置の小型化・薄型化の要求も高まっている。

固体撮像装置を、薄型化する手段として、図８に示すような固体撮像装置が提案されている。図８は、回路基板の凹部に固体撮像素子を収納した固体撮像装置の断面図である。固体撮像素子２を搭載する回路基板３に、固体撮像素子２を収納する凹部３ａを設けることで、平板状の回路基板を用いた固体撮像装置よりも、薄型化が可能となる。

特開２００４−１７３０３１号公報

固体撮像素子とレンズとの距離を一定の値に設定する方法は、低画素の固体撮像装置においては、有効であるが、数十〜数百万画素の固体撮像装置においては、複数枚のレンズを組み合わせた光学部材と固体撮像素子との距離を、個別に調整する必要がある。

また、固体撮像素子を実装する回路基板を薄くするために凹部を形成すると、多層配線基板である回路基板の凹部の内側面より塵が発生し易く、固体撮像素子の撮像領域や、光路上に塵埃が侵入し、撮像画像の品質を低下させる。

さらに、情報端末内には様々な発光装置（例えば、バックライトユニットや、照明装置など）が組み込まれており、薄い回路基板を透過する光や、回路基板の接着層を透過する光が、固体撮像素子に入光し、撮像画像の品質を低下させる。

回路基板に固体撮像素子を収納する凹部を形成することにより、凹部が形成されない回路基板と比較して強度が低下し、外力の影響を受け易く、固体撮像装置の取扱工程上や、情報端末に組み込んだ後で、焦点ズレや、光軸ズレが発生する。

本発明では、固体撮像素子を収納する凹部を形成した回路基板における、塵埃の発生や、光モレ、強度の低下等による品質低下を防止した固体撮像装置を提供することを課題とする。

少なくとも、一面に撮像領域と電極パッドとが形成された固体撮像素子と、固体撮像素子を収納する凹部を略中央に設けた回路基板と、固体撮像素子と回路基板との電気的な接続を行う金属導線と、固体撮像素子の撮像領域に被写体像を形成する光学部材と、光学部材を支持する光学部材支持部と光学部材が形成した被写体像を通過する開口部と固体撮像素子を封止する台座部とを備える筐体とを有する固体撮像装置において、筐体は、開口部と台座部の間に当接筒部を有し、当接筒部は、固体撮像素子の撮像領域が形成された一面に当接し、撮像領域を取り囲み、筐体の台座部と回路基板とは、間隙を持って配置され、間隙は封止樹脂によって封止されることを特徴とする固体撮像装置。

筐体の当接筒部は、略円筒形状である固体撮像装置。

筐体の当接筒部は、略矩形状である固体撮像装置。

筐体の当接筒部は、光学部材の光軸と直交する当接面を有し、固体撮像素子の一面に形成された撮像領域と電極パッドとの間の領域に当接する固体撮像装置。

筐体の当接筒部は、光学部材の光軸と直交する面を有する当接部を少なくとも３箇所有し、固体撮像素子の一面に形成された撮像領域と電極パッドとの間の領域に当接する固体撮像装置。

当接筒部が有する各当接部間には、弾性部材が配置され、固体撮像素子と当接部との当接時には、弾性部材が弾性変形して固体撮像素子の撮像領域を封止する固体撮像装置。

筐体の当接筒部が、固体撮像素子に当接することで、回路基板の凹部より発生した塵埃が、固体撮像素子の撮像領域や、光路上に浸入することを防止し、撮像画像の品質低下を防止できる。

また、薄い回路基板を透過した光や、回路基板の接着層を透過した光が、固体撮像素子に入光することを防止し、撮像画像の品質低下を防止できる。

当接筒部は、固体撮像素子の光軸と直交する当接面、または当接部を有し、前記当接面または当接部が前記固体撮像素子の一面に当接した状態になるので、回路基板裏面側からの応力に対し強度を補うことができる。よって、光学部材と筐体と固体撮像素子との位置ズレが防止でき、光軸を良好な状態で、維持することができる。

本発明の実施例１について、図面を参照して説明する。
図１は、固体撮像装置の斜視図である。図２は、本発明による実施例１の固体撮像装置の断面図である。図３は、固体撮像素子の実装状態を説明する図である。図４は、本発明による実施例１の筐体に設けた当接筒部を説明する図であり、（ａ）は略矩形状の当接筒部であり、（ｂ）は略円筒形状の当接筒部である。

図３に示すように、一面に撮像領域２ａと電極パッド２ｂを有する固体撮像素子２を、接着剤（不図示）を介して、回路基板３に搭載する。回路基板３には、固体撮像素子２を収納する凹部３ａが形成されている。例えば、多層配線基板である回路基板の最大厚みは、０．６ｍｍ程度で、固体撮像素子を搭載する領域の厚みは、０．２ｍｍ程度になる。多段の凹部、または、凹部の周辺には、固体撮像素子と電気的に接続する接続端子が配置されている。

回路基板３に搭載した固体撮像素子２の電極バッド２ｂと回路基板３の接続端子３ｂとを金線などの金属導線４で電気的に接続する。

図２に示すように、固体撮像素子２に筐体６の当接筒部６ａを当接させ、撮像領域２ａを取り囲み、光学部材５、及び筐体６の開口部６ｃの中心軸と固体撮像素子２の撮像領域２ａの中心とを一致させて配置する。図４に示すように、筐体６の当接筒部６は、略矩形状や略円筒形状で、当接筒部６ａには、固体撮像素子２の光軸に垂直な当接面８が形成されている。筐体６の開口部６ｃは、カバーガラスや、赤外線カットフィルター等の光学フィルター（不図示）で覆われ、筐体６の台座部６ｄと回路基板３との隙間は、封止樹脂７が充填され、回路基板３の凹部３ａに収納した固体撮像素子２を封止する。

回路基板３は、製造コストを考慮し、集合基板状態の回路基板３に、固体撮像素子２・筐体６を、順次搭載し、固体撮像素子２を封止した後、ウェットダイサーやドライダイサーなどの分割装置で、個片に分割する。

筐体６の光学部材支持部６ｂに光学部材５を組み込み、焦点調整や、特性検査等を行い、固体撮像装置１として完成する。

本発明の実施例２について、図面を参照して説明する。
実施例１と実施例２の相違点は、当接筒部６ａの固体撮像素子側端部の形状である。
図５は、本発明による実施例２の当接筒部を説明する図であり、（ａ）は、略矩形状の当接筒部に当接部を設けた図であり、（ｂ）は、略円筒形状の当接筒部に当接部を設けた図である。尚、図５においては、筐体の一部に設けられる当接筒部のみを図示し、同じく筐体の一部として設けられる光学部材支持部と台座部は省略してある。

図５に示すように、略矩形状、もしくは略円筒状の当接筒部６ａの固体撮像素子側端面には、固体撮像素子２の光軸に垂直な面を有する当接部９が４箇所形成され、各当接部９の間には、当接部９よりも固体撮像素子側に延出する弾性部材１０が配置される。本実施例では、前記当接部９を４箇所に設けた例を示したが、少なくとも３箇所の当接部９を設ければ、固体撮像素子２と筐体６との当接状態は安定する。

固体撮像素子２と筐体６の当接筒部６ａの当接部９が当接した状態では、弾性部材１０は変形し、各当接部９の間を埋め、塵埃や不要光が当接筒部６ａの内部に浸入することを防止する。

弾性部材１０は、例えば、黒色のシリコン樹脂で形成される。

尚、撮像領域が形成された面とは反対側の面に電極パッドが形成された固体撮像素子であっても、同様の効果を得ることが出来る。

固体撮像装置の斜視図 本発明による実施例１の固体撮像装置の断面図 固体撮像素子の実装状態を説明する図 本発明による実施例１の筐体に設けた当接筒部を説明する図であり、（ａ）は略矩形状の当接筒部、（ｂ）は略円筒形状の当接筒部 本発明による実施例２の当接筒部を説明する図であり、（ａ）は、略矩形状の当接筒部に当接部を設けた図、（ｂ）は、略円筒形状の当接筒部に当接部を設けた図 従来例の固体撮像装置の断面図 従来例のレンズホルダの底面を示す概念図 回路基板の凹部に固体撮像素子を収納した固体撮像装置の断面図

符号の説明

１ 固体撮像装置
２ 固体撮像素子
２ａ 撮像領域
２ｂ 電極パッド
３ 回路基板
３ａ 凹部
３ｂ 接続端子
４ 金属導線
５ 光学部材
６ 筐体
６ａ 当接筒部
６ｂ 光学部材支持部
６ｃ 開口部
６ｄ 台座部
７ 封止樹脂
８ 当接面
９ 当接部
１０ 弾性部材
１０１ 固体撮像装置
１０２ 固体撮像素子
１０３ 回路基板
１０５ レンズ
１０６ レンズホルダ
１０６ａ ピン状突起体
１０６ｂ レンズ台座

Claims (6)

1. 少なくとも
   一面に撮像領域と電極パッドとが形成された固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子を収納する凹部を略中央に設けた回路基板と、
   前記固体撮像素子と前記回路基板との電気的な接続を行う金属導線と、
   前記固体撮像素子の撮像領域に被写体像を形成する光学部材と、
   前記光学部材を支持する光学部材支持部と前記光学部材が形成した被写体像を通過する開口部と前記固体撮像素子を封止する台座部とを備える筐体と、
   を有する固体撮像装置において、
   前記筐体は、前記開口部と前記台座部の間に当接筒部を有し、
   前記当接筒部は、前記固体撮像素子の撮像領域が形成された一面に当接し、撮像領域を取り囲み、
   前記筐体の台座部と前記回路基板とは、間隙を持って配置され、
   該間隙は封止樹脂によって封止されることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記筐体の当接筒部は、
   略円筒形状であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記筐体の当接筒部は、
   略矩形状であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記筐体の当接筒部は、
   前記光学部材の光軸と直交する当接面を有し、
   前記固体撮像素子の一面に形成された撮像領域と電極パッドとの間の領域に当接することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の固体撮像装置。
5. 前記筐体の当接筒部は、
   前記光学部材の光軸と直交する面を有する当接部を少なくとも３箇所有し、
   前記固体撮像素子の一面に形成された撮像領域と電極パッドとの間の領域に当接することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の固体撮像装置。
6. 前記当接筒部が有する各当接部間には、弾性部材が配置され、
   前記固体撮像素子と前記当接部との当接時には、
   前記弾性部材が弾性変形して前記固体撮像素子の撮像領域を封止することを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。

Images