JP2013172168A - Heat dissipation device, and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱装置、及び撮像装置に関する。 The present invention relates to a heat dissipation device and an imaging device.
撮像素子は、駆動時に発生する熱により温度上昇を引き起こし、温度上昇に伴って暗電流等のノイズが発生する。この熱によるノイズは、画質低下等の撮像素子の機能低下を招き、撮像素子による高画質撮像を困難にする。 The image sensor causes a temperature rise due to heat generated during driving, and noise such as dark current is generated with the temperature rise. This noise due to heat causes a decrease in the function of the image sensor, such as a decrease in image quality, making it difficult to capture high quality images with the image sensor.
そこで、撮像装置の放熱構造としては、撮像素子の背面と機器筺体との間に放熱部材を熱的に結合し、撮像素子で生じる熱を放熱部材により機器筺体に逃がす構造が知られている。 Therefore, as a heat dissipation structure of the imaging device, a structure is known in which a heat dissipation member is thermally coupled between the back surface of the image sensor and the device housing, and heat generated in the image sensor is released to the device housing by the heat dissipation member.
しかしながら、撮像素子の背面に放熱部材を設けると、放熱部材の配置スペースにより、例えばボディの厚みが厚くなり、カメラが大型となるという問題を有する。 However, when the heat radiating member is provided on the back surface of the imaging device, there is a problem that, for example, the body becomes thick due to the arrangement space of the heat radiating member, and the camera becomes large.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、小型化を図った放熱装置、及び撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a heat dissipation device and an imaging device that are reduced in size.
本発明を例示する放熱装置では、受光部を表面に有する光電変換素子と、一端が前記光電変換素子に電気的に接続され他端が前記表面と略平行な面内の少なくとも一方向に向けて延長されているフレキシブル配線板と、前記受光部に光を通過させるための開口が設けられており前記光電変換素子を固定する固定板と、前記光電変換素子の背面に接触する素子接触部と前記素子接触部から前記一方向に延ばして設けられ前記フレキシブル配線板の背後を覆うFPCシールド部と前記FCPシールド部の幅方向の両方に突出して前記固定板に各々接触する一対の固定板接触部とを有する放熱シートと、を備えたものである。 In the heat dissipation device exemplifying the present invention, a photoelectric conversion element having a light receiving portion on the surface, one end of the photoelectric conversion element is electrically connected to the photoelectric conversion element, and the other end is directed to at least one direction in a plane substantially parallel to the surface. An extended flexible wiring board, an opening for allowing light to pass through the light receiving portion, a fixing plate for fixing the photoelectric conversion element, an element contact portion that contacts the back surface of the photoelectric conversion element, and the A pair of fixed plate contact portions that extend in one direction from the element contact portion and cover the back of the flexible wiring board and project in both the width direction of the FCP shield portion and respectively contact the fixed plate; And a heat dissipating sheet.
本発明は、フレキシブル配線板を背後から覆ってシールド効果を付与しながら光電変換素子で生じる熱を固定板に逃がす放熱シートを設けたため、厚み方向の小型化を図ることができる。 According to the present invention, since the heat radiation sheet is provided to cover the flexible wiring board from behind and release the heat generated in the photoelectric conversion element to the fixed plate while providing a shielding effect, it is possible to reduce the size in the thickness direction.
本発明を適用した電子カメラ11は、図1に示すように、カメラボディ12と、撮影レンズ13を有する交換レンズ14とで構成されている。交換レンズ14には、レンズマウント15が設けられ、カメラボディ12に設けたボディマウント16に対して着脱自在に取り付けられる。カメラボディ12には、ボディマウント16の後に暗箱17が内蔵されており、暗箱17の後には、熱源となる固体撮像素子(以下「撮像素子」と称す)18を有する撮像部19が固定されている。暗箱17は、撮影レンズ13を透過した被写体光束を受光部18aに入射させるための開口20と、撮影レンズ13と撮像素子18の受光部18aとの間を遮光状態に保つ箱部21とを備える。なお、符号13は、撮影光軸である。
An electronic camera 11 to which the present invention is applied includes a camera body 12 and an interchangeable lens 14 having a photographing
撮像部19は、図2に示すように、固定板22、ガラス等の透過性基板23を有する撮像ユニット24、放熱シート25、及び押圧板26で構成されている。
固定板22は、熱伝導性の高い性質(高熱伝導性)を有する材料で横長矩形状に作られており、略中央に配されており撮像用の開口27と、複数の取付穴28とが形成されている。開口27の背面側の周縁には、一段凹んだ段差面29が形成されており、段差面29には、透過性基板23が背面から嵌め込まれる。段差面29は、透過性基板23の前方への抜け止めと、上下左右での位置決めとの作用をなす。複数の取付穴28は、暗箱17に取り付けるための穴である。
As shown in FIG. 2, the
The
撮像ユニット24は、撮像素子18、透過性基板23、及び一対のフレキシブルプリント配線板(FPC(Flexible Printed Circuits))31,32で構成されている。
透過性基板23には、詳しくは図3に示すように、裏面に左右(水平方向)に分けて、複数の導体パターン34がそれぞれ形成されている。左右にある導体パターン34の列は、受光部18aに入射する被写体光束を遮らない領域に形成されている。
The
As shown in detail in FIG. 3, the
撮像素子18は、CCD、又はCMOS型等で構成されている。具体的には、撮像素子18は、シリコン基板等のサブストレートの表面に、被写体光を受光する受光部18aと、撮像機能に必要な各種回路を含む機能部(図示なし)と、機能部と電気的に接続された複数の電極36とを備えるベアチップ状態の半導体素子である。
The
受光部18aは、2次元的に配置される複数の画素、マイクロレンズ、及びカラーフィルタ等を用いて実現される。受光部18aは、撮影レンズ13と透過性基板23とを含む撮影光学系を介して結像される被写体光を受光し、この受光した光を光電変換処理する。
機能部は、受光部18aの外側に形成され、ドライバ回路等の撮像機能の実現に必要な各種回路を含む。かかる機能部は、受光部18aによって光電変換処理された信号をもとに被写体の画像信号を生成する。複数の電極36は、受光部18a、及び機能部の外側周辺、すなわち、被写体光束を遮らない左右の領域に形成されている。
The
The functional unit is formed outside the
撮像素子18は、各電極36に設けたバンプを介して透過性基板23の導体パターン34のうち、一端に設けた複数の電極37にフリップチップ実装される。また、複数の導体パターン34のうち、他端の電極38には、異方性導電膜を介してFPC31,32の一端に設けた複数の電極39がそれぞれ接続される。
The
一対のFPC31,32は、透過性基板23に対して一端31a,32aが電気的な接続がなされた状態で、他端31b,32bが左右両側に突出して配されている。この結果、一対のFPC31,32は、機能部によって生成された画像信号を、種々の画像処理を施す画像処理回路に送出するとともに、ドライバ回路等を制御するための制御信号等を機能部に伝送する。なお、FPC31,32としては、画像処理部やドライバ回路等を実装するリジッド部を他端に有するものを用いてもよい。
The pair of FPCs 31 and 32 are arranged such that the
放熱シート25は、高熱伝導性と導電性の高い性質(高導電性)とを有する材料でシート状に形成されている。具体的には、放熱シート25は、詳しくは図4に示すように、シートの略中心に配される素子接触部41、素子接触部41の左右両側に延ばして配される左・右FPCシールド部42,43、及び、左・右FPCシールド部42,43に対して上・下に延ばして配される固定板接触部44〜47で構成されている。素子接触部41は、撮像素子18の背面に接着剤により接着される。
The
左・右FPCシールド部42,43は、左・右FPC31,32を背面から覆ってFPC31,32に電磁シールド性能を付与する。なお、左・右FPCシールド部42,43をFPC31,32の背面に接着剤で接着してもよい。4つの固定板接触部44〜47は、同図に示す点線の位置で固定板22の表面に向けて折り返されて、図5に示すように、固定板22の前面に接着剤により接着される。なお、接着剤としては、高熱伝導性と高導電性とを有するものを使用する。
The left and right
放熱シート25は、放熱性と電磁シールド性とが高い性質を持つ材料、例えばカーボングラファイト等の複合材料、銅箔やアルミ箔等の材料のものを用いるのが好適である。
押圧板26は、図6に示すように、両端が固定板22に固定され、これらの間に設けた押圧部48で素子接触部41を介して撮像素子18を固定板22に向けて押圧する。これにより、撮像ユニット24は、固定板22の開口27から抜け出ることが防止される。押圧板26も高放熱性と高導電性との性質を持つ材料で形成するのが望ましい。なお、押圧板26で放熱シート25を撮像素子18に押し付けているので、素子接触部41と撮像素子18の背面とを接着剤で接着しなくてもよい。逆に、素子接触部41と撮像素子18の背面とを接着剤で接着する場合には、押圧板26を省略してもよい。
As the
As shown in FIG. 6, both ends of the
ここで、本実施形態による撮像部19の製造方法について簡単に説明する。まず、導体パターン34を透過性基板23の裏面左右に印刷工法等により形成する。その後、撮像素子18の表面左右にある複数の電極36のそれぞれにバンプを設ける。そして、撮像素子18の各バンプを、透過性基板23の導体パターン34の一端に設けた各電極37にフリップチップ接続して、撮像素子18を透過性基板23に固定する。その後、FPC31,32の一端31a,32aに設けた複数の電極39を、導体パターン34の他端にある複数の電極38に異方性導電膜、例えば異方性導電接着フィルムにより接続する。これにより、撮影光軸13aに直交する姿勢で配置される透過性基板23の背面から左右に一対のFPC31,32の他端31b,32bが各々延びた形態で撮像ユニット24が完成する。
Here, a method for manufacturing the
完成した撮像ユニット24は、固定板22に設けた開口27に透過性基板23を嵌め込み、開口27の段差面29に透過性基板23の前面周縁を当接させる。その後、放熱シート25を撮像ユニット24の背後から被せる。このとき、要部である素子接触部41を撮像素子18の裏面に合わせ、そして、左・右FPCシールド部42,43で左・右のFPC31,32の背面を覆うように被せる。そして、4つの固定板接触部44〜47を固定板22の前面に向けて折り返す。素子接触部41、及び4つの固定板接触部44〜47には、事前に接着剤が塗布されており、よって、素子接触部41が撮像素子18の裏面に、また4つの固定板接触部44〜47が固定板22の前面にそれぞれ接着される。最後に押圧板26を螺子等の固着手段により固着することで撮像部19が完成する。なお、固定板接触部44〜47を固定板22の前面に折り返さずに、固定板22の上・下端で接触、又は接着してもよい。
In the completed
完成した撮像部19は、図1で説明した暗箱17に固定され、その後、一対のFPC31,32の他端31b,32bを、予め決められたコネクト部(図示なし)に接続する。これにより、FCP31,32に対してシールド効果を付与しながら、撮像素子18で生じる熱を、放熱シート25、及び固定板22を介して暗箱17に伝熱して暗箱17からカメラボディ12を介して外部に放熱することができる。
The completed
上記実施形態の撮像ユニット24は、撮像素子18を挟んだ左右にFPC31,32を設けているが、本発明ではこれに限らず、上下に設けた形態でもよく、また、撮像素子18を背面から視て上下左右のうちのいずれか一方のみに、一つのFPCを設けた形態としてもよい。どちらの場合も、放熱シート25としては、FPCシールド部の幅方向の両端に固定板接触部を設ければよい。
In the
また、図7に示すように、撮像素子18を背面から視て上下左右の四方にFPC50〜53を設けてもよい。このような撮像ユニット55の場合には、図8に示すような形態の放熱シート56を用いる。
Further, as shown in FIG. 7,
具体的には、放熱シート56は、素子接触部57の四方にFPCシールド部58〜61をそれぞれ設け、そのうち左・右のFPCシールド部58,59の上・下に、固定板接触部62〜65をそれぞれ設け、また、上・下のFPCシールド部60,61の幅方向の両端にFPC折り返し部66〜69をそれぞれ設けた形状に作ればよい。そして、FPC折り返し部66〜69は、図9に示すように、上・下に伸びるFPC52,53の前方に向けて折り返してFPC52,53を包み込む。なお、折り返し部66〜69をFPC52,53の前面に接着剤で接着しもてよい。
Specifically, the
また、四方に延ばして設けたFPC50〜53のうちのいずれかを省略し、FPCを三方に延ばした形態としてもよい。この場合には、素子接触部に対して固定板接触部を前記三方に伸ばした展開形状で放熱シートを作ればよい。 Moreover, it is good also as a form which abbreviate | omitted any of FPC50-53 provided and extended to four directions, and extended FPC to three sides. In this case, what is necessary is just to make a heat radiating sheet by the expansion | deployment shape which extended the fixing plate contact part to the said three directions with respect to the element contact part.
上記実施形態では、熱源を固体撮像素子18として説明しているが、本発明ではこれに限らず、フォトダイオード等の光電変換素子としてもよい。
また、上記各実施形態では、カーボングラファイトや銅箔等の放熱シートとして説明しているが、本発明ではこれに限らず、表面に高導電性を有するフィルム等で作った偏平袋体の中に冷却機能を有するゲル状の熱媒体を内包した放熱シートとしてもよい。これを用いる場合、ゲル状の熱媒体が小さな加圧で塑性変形するため、発熱面が凹凸状でも広面積で密着させることができ、吸熱性、及び放熱性の効率を向上させることができる。
In the above embodiment, the heat source is described as the solid-
Further, in each of the above embodiments, the heat radiating sheet such as carbon graphite or copper foil is described. However, the present invention is not limited to this, and in a flat bag body made of a film having high conductivity on the surface. It is good also as a thermal radiation sheet which included the gel-like heat carrier which has a cooling function. When this is used, since the gel-like heat medium is plastically deformed with a small pressure, even if the heat generating surface is uneven, it can be brought into close contact with a large area, and the efficiency of heat absorption and heat dissipation can be improved.
さらに、本発明の撮像装置は、電子カメラに限らず、メモリーカードやハードディスクに映像音声を録画する機能が付いたビデオカメラや、カメラ付き携帯電話機等でもよい。また、電子顕微鏡装置に用いられる撮像装置としてもよい。 Furthermore, the imaging apparatus of the present invention is not limited to an electronic camera, but may be a video camera with a function of recording video and audio on a memory card or hard disk, a mobile phone with a camera, or the like. Moreover, it is good also as an imaging device used for an electron microscope apparatus.
11 電子カメラ
19 撮像部
13a 撮影光軸
22 固定板
24,55 撮像ユニット
25,56 放熱シート
26 押圧板
31,32 FPC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (5)
一端が前記光電変換素子に電気的に接続され、他端が前記表面と略平行な面内の少なくとも一方向に向けて延長されているフレキシブル配線板と、
前記受光部に光を通過させるための開口が設けられており、前記光電変換素子を固定する固定板と、
前記光電変換素子の背面に接触する素子接触部と、前記素子接触部から前記一方向に延ばして設けられ前記フレキシブル配線板の背後を覆うFPCシールド部と、前記FCPシールド部の幅方向の両方に突出して前記固定板に各々接触する一対の固定板接触部と、を有する放熱シートと、
を備えたことを特徴とする放熱装置。 A photoelectric conversion element having a light receiving portion on the surface;
A flexible wiring board having one end electrically connected to the photoelectric conversion element and the other end extended in at least one direction in a plane substantially parallel to the surface;
An opening for allowing light to pass through the light receiving portion is provided, and a fixing plate for fixing the photoelectric conversion element;
In both the element contact part that contacts the back surface of the photoelectric conversion element, the FPC shield part that extends from the element contact part in the one direction and covers the back of the flexible wiring board, and the width direction of the FCP shield part A heat dissipating sheet having a pair of fixing plate contact portions protruding and contacting each of the fixing plates;
A heat dissipation device comprising:
前記フレキシブル配線板は、前記一方向と、その逆方向とに延びた一対で設けられており、
前記FPCシールド部は、前記素子接触部から前記一方向、及び他方向にそれぞれ延ばして前記各フレキシブル配線板の背後を個別に覆うにように一対設けられているとともに、
前記固定板接触部は、各FPCシールド部の両側にそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする放熱装置。 The heat dissipation device according to claim 1,
The flexible wiring board is provided in a pair extending in the one direction and the opposite direction,
The FPC shield part is provided in a pair so as to extend from the element contact part in the one direction and the other direction so as to individually cover the back of each flexible wiring board,
The fixed plate contact portions are respectively provided on both sides of each FPC shield portion.
A heat dissipation device characterized by that.
前記フレキシブル基板は、前記一方向を含む四方にそれぞれ延ばして設けられており、
前記FPCシールド部は、前記四方のそれぞれを背後から覆うように4個設けられているとともに、
前記固定板接触部は、各FPCシールド部の両側にそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする放熱装置。 The heat dissipation device according to claim 1,
The flexible substrate is provided to extend in four directions including the one direction,
Four FPC shield parts are provided so as to cover each of the four sides from behind,
The fixed plate contact portions are respectively provided on both sides of each FPC shield portion.
A heat dissipation device characterized by that.
前記固定板接触部は、前方に折り曲げられて前記固定板の前面にそれぞれ接触することを特徴とする放熱装置。 In the heat radiating device according to any one of claims 1 to 3,
The heat dissipating device, wherein the fixing plate contact portion is bent forward and contacts the front surface of the fixing plate.
一端が前記固体撮像素子に電気的に接続され、他端が前記表面と略平行な面の少なくとも一方向に向けて延長されているフレキシブル配線板と、
前記撮影光軸上に設けられた撮像用の開口を有し、前記光電変換素子を固定する固定板と、
前記固体撮像素子の背面に接触する素子接触部と、前記素子接触部から前記一方向に延ばして設けられ前記フレキシブル配線板の背後を覆うFPCシールド部と、前記FCPシールド部の幅方向の両方に突出して前記固定板に各々接触する一対の固定板接触部と、を有する放熱シートと、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 A solid-state imaging device having a light receiving portion on the surface for receiving subject light imaged by a photographing lens;
A flexible wiring board having one end electrically connected to the solid-state imaging device and the other end extending in at least one direction of a plane substantially parallel to the surface;
A fixing plate having an imaging opening provided on the imaging optical axis and fixing the photoelectric conversion element;
An element contact portion that contacts the back surface of the solid-state imaging device, an FPC shield portion that extends in the one direction from the element contact portion and covers the back of the flexible wiring board, and a width direction of the FCP shield portion A heat dissipating sheet having a pair of fixing plate contact portions protruding and contacting each of the fixing plates;
An imaging apparatus comprising:
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JP2012032798A JP2013172168A (en) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Heat dissipation device, and imaging apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112346318A (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 株式会社理光 | Image forming apparatus and thermocompression bonding apparatus |
US11706509B2 (en) | 2021-05-07 | 2023-07-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device including camera module |
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CN112346318B (en) * | 2019-08-08 | 2023-06-02 | 株式会社理光 | Image forming apparatus and thermocompression bonding apparatus |
US11726430B2 (en) | 2019-08-08 | 2023-08-15 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
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