JP2018121367A - 撮像ユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像チップを実装する実装基板が元々持つ復元力によって、実装基板の反りが経時変化する場合がある。【解決手段】撮像ユニットは、撮像チップと、撮像チップが実装される実装基板と、実装基板に接着剤で接着され、撮像チップを環囲する環囲部材とを備え、接着剤が硬化した状態における接着剤の熱膨張率は、環囲部材の熱膨張率以下である。撮像装置は、撮像チップと、撮像チップが実装される実装基板と、実装基板に接着剤で接着され、撮像チップを環囲する環囲部材とを有し、接着剤が硬化した状態における接着剤の熱膨張率は、環囲部材の熱膨張率以下である撮像ユニットを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、撮像ユニットおよび撮像装置に関する。

セラミックパッケージ内に撮像チップが実装されたパッケージ構造の撮像ユニットが知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００７−０１９４２３号公報

例えば撮像ユニットの製造過程において、撮像チップを実装する実装基板に反りが生じてしまう場合がある。実装基板に生じた反りは、実装基板が元来持つ復元力によって、経時変化する場合がある。

本発明の第１の態様においては、撮像ユニットは、撮像チップと、撮像チップが実装される実装基板と、実装基板に接着剤で接着され、撮像チップを環囲する環囲部材とを備え、接着剤が硬化した状態における接着剤の熱膨張率は、環囲部材の熱膨張率以下である。

本発明の第２の態様においては、撮像装置は、上述した撮像ユニットを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

撮像装置の一例であるカメラ１０の模式断面図である。 撮像ユニット４０を模式的に示す上面図である。 図２のＡ−Ａ断面を模式的に示す断面図である。 実装基板１２０の反りを模式的に示す断面図である。 他の態様における撮像ユニット５００を模式的に示す断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、撮像装置の一例であるカメラ１０の模式断面図である。カメラ１０は、レンズユニット２０及びカメラボディ３０を備える。カメラボディ３０には、レンズユニット２０が装着される。レンズユニット２０は、その鏡筒内に、光軸２２に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ３０の撮像ユニット４０へ導く。

撮像ユニット４０が有する撮像チップ１００へ被写体光束が入射する方向をｚ軸方向と定める。撮像チップ１００の長手方向をｘ軸方向、短手方向をｙ軸方向と定める。被写体光束が撮像チップ１００へ向かう方向をｚ軸プラス方向と定める。図１においては、紙面手前へ向かう方向をｘ軸プラス方向、紙面奥へ向かう方向をｘ軸マイナス方向、紙面下方へ向かう方向をｙ軸プラス方向、紙面上方へ向かう方向をｙ軸マイナス方向、紙面右方へ向かう方向をｚ軸プラス方向、紙面左方へ向かう方向をｚ軸マイナス方向と定める。

カメラボディ３０は、レンズマウント２４に結合されるボディマウント２６の後方にメインミラー３２及びサブミラー３３を備える。特に断らない限り、後方とは、ｚ軸プラス方向を表す。メインミラー３２は、レンズユニット２０が射出した被写体光束の光路中に進入した進入位置と、被写体光束の光路から退避した退避位置との間で回転可能に軸支される。サブミラー３３は、メインミラー３２に対して回転可能に軸支される。サブミラー３３は、メインミラー３２とともに進入位置に進入し、メインミラー３２とともに退避位置に退避する。

メインミラー３２が進入位置にある場合、メインミラー３２に入射した被写体光束の一部は、メインミラー３２に反射されてピント板８０に導かれる。ピント板８０は、撮像ユニット４０が有する撮像チップ１００の撮像面と共役な位置に配されて、レンズユニット２０の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板８０に形成された被写体像は、ペンタプリズム８２及びファインダ光学系８４を通じてファインダ８６から観察される。

メインミラー３２が進入位置にある場合、メインミラー３２に入射した被写体光束のうちメインミラー３２で反射した被写体光束以外の光束は、サブミラー３３に入射する。具体的には、メインミラー３２はハーフミラー領域を有し、メインミラー３２のハーフミラー領域を透過した被写体光束がサブミラー３３に入射する。サブミラー３３は、ハーフミラー領域から入射した光束を結像光学系７０に向かって反射する。結像光学系７０は、入射光束を焦点検出センサ７２に導く。焦点検出センサ７２は、検出結果をＭＰＵ５１へ出力する。

ピント板８０、ペンタプリズム８２、メインミラー３２及びサブミラー３３は、支持部材としてのミラーボックス６０に支持される。メインミラー３２及びサブミラー３３が退避位置に退避し、シャッタユニット３８の先幕及び後幕が開状態となれば、レンズユニット２０を透過する被写体光束は、シャッタユニット３８の後方に配置された光学ユニット５０を透過して、撮像チップ１００の撮像面に到達する。

撮像ユニット４０の後方には、基板６２及び背面表示部８８が順次配置される。背面表示部８８としては、液晶パネル等を適用できる。背面表示部８８の表示面は、カメラボディ３０の背面に現れる。背面表示部８８は、撮像チップ１００からの出力信号から生成される画像を表示する。

基板６２には、ＭＰＵ５１、ＡＳＩＣ５２等の電子回路が実装される。ＭＰＵ５１は、カメラ１０の全体の制御を担う。撮像チップ１００からの出力信号は、フレキシブルプリント基板等を介してＡＳＩＣ５２へ出力される。ＡＳＩＣ５２は、撮像チップ１００から出力された出力信号を処理する。

ＡＳＩＣ５２は、撮像チップ１００からの出力信号に基づいて、表示用の画像データを生成する。背面表示部８８は、ＡＳＩＣ５２が生成した表示用の画像データに基づいて画像を表示する。ＡＳＩＣ５２は、撮像チップ１００からの出力信号に基づいて、記録用の画像データを生成する。ＡＳＩＣ５２が生成した記録用の画像データは、カメラボディ３０に装着された記録媒体に記録される。記録媒体は、カメラボディ３０に着脱可能に構成されている。

図２は、撮像ユニット４０を模式的に示す上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面を模式的に示す断面図である。撮像ユニット４０は、撮像チップ１００と、実装基板１２０と、フレーム１４０と、カバーガラス１６０とを含んで構成される。

撮像チップ１００は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサである。撮像チップ１００は、撮像領域１０１と周辺領域１０２とを含んで構成される。撮像領域１０１は、撮像チップ１００の中央部分に形成される。撮像チップ１００の撮像領域１０１には、被写体光を光電変換する複数の光電変換素子で受光面が形成されている。撮像チップ１００の周辺領域１０２は、撮像領域１０１の周辺に位置する。撮像チップ１００の周辺領域１０２には、光電変換素子における光電変換によって得られた画素信号を読み出して出力するバスドライバと、バスドライバから出力された画素信号に対して信号処理を行う処理回路とを有する。処理回路は、出力された画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を含む。撮像チップ１００は、実装基板１２０に実装される。撮像チップ１００は、実装基板１２０に例えばフリップチップ実装で実装される。撮像チップ１００は、例えばワイヤボンディングで実装基板１２０と電気的に接続される。撮像チップ１００のＡＤ変換回路でデジタル信号に変換された画素信号は、例えばワイヤを介して実装基板１２０に出力される。撮像チップ１００は、実装基板１２０に例えば接着剤で接着される。撮像チップ１００は、フレーム１４０の開口部１４１に収容されている。

実装基板１２０は、撮像チップ１００を実装する。実装基板１２０は、第１層１２１と、芯層２０７と、第２層１２２とを含む。第１層１２１は、ソルダレジスト層２０１、配線層２０２、絶縁層２０３、配線層２０４、絶縁層２０５および配線層２０６を含む。第２層１２２は、配線層２１６、絶縁層２１５、配線層２１４、絶縁層２１３、配線層２１２およびソルダレジスト層２１１を含む。このように、実装基板１２０は、芯層２０７をコア層として有する多層コア基板である。

実装基板１２０において、光軸２２に沿って、撮像チップ１００、ソルダレジスト層２０１、配線層２０２、絶縁層２０３、配線層２０４、絶縁層２０５、配線層２０６、芯層２０７、配線層２１６、絶縁層２１５、配線層２１４、絶縁層２１３、配線層２１２、ソルダレジスト層２１１の順で配される。

絶縁層２０３、絶縁層２０５、絶縁層２１５および絶縁層２１３は、例えば樹脂層である。絶縁層２０３、絶縁層２０５、絶縁層２１５および絶縁層２１３それぞれの厚みは、３０μｍ〜４０μｍである。なお、厚みとは、ｚ軸方向の長さである。

配線層２０２、配線層２０４、配線層２０６、配線層２１６、配線層２１４および配線層２１２は、配線パターンを含む。配線層２０２、配線層２０４、配線層２０６、配線層２１６、配線層２１４および配線層２１２の材料として、ニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウム等を用いることができる。配線層２０２、配線層２０４、配線層２０６、配線層２１６、配線層２１４および配線層２１２が有する配線パターンそれぞれの厚みは、３０μｍ〜４０μｍ程度である。このように、第１層１２１は、３層の配線パターンを含む。第２層１２２は、３層の配線パターンを含む。

配線層２０２の少なくとも一部は、撮像チップ１００からワイヤを介して出力された画素信号を受け取る配線パターンに使用される。配線層２０４の配線パターンおよび配線層２１４の配線パターンは、例えばグランドラインとして使用される。配線層２０６の配線パターンおよび配線層２１６の配線パターンは、例えば電源ラインとして使用される。なお、配線層２０４の配線パターンおよび配線層２１４の配線パターンを電源ラインとして用いてもよいし、配線層２０６の配線パターンおよび配線層２１６の配線パターンをグランドラインとして用いてもよい。

芯層２０７は、樹脂で形成される。例えば、芯層２０７の材料はＦＲ４であってよい。芯層２０７の厚みは、配線層２０２、配線層２０４、配線層２０６、配線層２１６、配線層２１４および配線層２１２のいずれの配線層の厚みより厚い。芯層２０７の厚みは、絶縁層２０３、絶縁層２０５、絶縁層２１５および絶縁層２１３のいずれの絶縁層の厚みより厚い。具体的には、芯層２０７の厚みは、０．１ｍｍから０．４ｍｍ程度である。芯層２０７の剛性は、配線層２０２、配線層２０４、配線層２０６、配線層２１６、配線層２１４および配線層２１２のいずれの配線層の剛性よりも高い。芯層２０７の剛性は、第１層１２１および第２層１２２の剛性より高くてもよい。

このように、実装基板１２０は、樹脂コアを有する多層コア基板である。実装基板１２０の厚みは、全体として０．３ｍｍから１．０ｍｍ程度である。

撮像チップ１００は、ソルダレジスト層２０１上に実装される。撮像チップ１００は、ボンディングワイヤ１１０によって配線層２０２に電気的に接続される。配線層２０２と配線層２１４は、第１層１２１および芯層２０７を貫通するビア１３１によって電気的に接続されている。ビア１３１は、絶縁体１３２により覆われている。撮像チップ１００から出力された画素信号は、配線層２０２およびビア１３１を介して、配線層２１２に伝送される。配線層２１２にはコネクタが接続される。コネクタは、例えばフレキシブル基板に接続される。配線層２１２に伝送された画素信号は、コネクタおよびフレキシブル基板を介して、ＡＳＩＣ５２等の外部の電子回路へ伝送される。

電子部品１８０は、ソルダレジスト層２１１上に設けられる。電子部品１８０は、例えばコンデンサ、レジスタ、抵抗等である。電子部品１８０は、撮像チップ１００内の回路に電力を供給する電源回路等を構成する。電子部品１８０のリード部材は、配線層２１２にはんだ等で固定されている。電子部品１８０と配線層２１２とは、リード部材によって電気的に接続される。このように、撮像チップ１００は、１つの実装基板１２０において電子部品１８０が設けられた面と反対側の面に実装される。このように、撮像チップ１００は、実装基板１２０にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）実装されている。

フレーム１４０は、撮像チップ１００を環囲する環囲部材の一例である。フレーム１４０は、実装基板１２０と接着部２４０により接着される。具体的には、フレーム１４０は、実装基板１２０のソルダレジスト層２０１と接着部２４０により接着される。接着部２４０は、接着剤により形成される。具体的には、接着部２４０は、熱硬化性接着剤を熱硬化させることで形成される。

フレーム１４０は、第１内壁面１４２と、第１面１５５と、第２面１５６と、第３面１５７と、第４面１５８と、第５面１５９とを有する。第１内壁面１４２は、開口部１４１を形成する。開口部１４１は、例えば中央部分に形成される。

第１面１５５は、カバーガラス１６０と接着部２６０により接着される面である。第１面１５５は、第１内壁面１４２の端部に接する面である。第１面１５５は、第１内壁面１４２の外縁に沿って形成される面である。第１面１５５は、ｘｙ平面と平行な面である。

第２面１５６は、第１面１５５の端部に接する面である。第２面１５６は、第１面１５５の外縁に沿って形成される面である。第２面１５６は、ｙｚ平面に平行な面と、ｘｚ平面に平行な面とを有する。

第３面１５７は、第２面１５６の端部に接する面である。第３面１５７は、ｘｙ平面と平行な面であり、第１面１５５と平行な面である。

第４面１５８は、第３面１５７の端部に接する面である。第４面１５８は、第３面１５７の外縁に沿って形成される面である。第４面１５８は、ｙｚ平面に平行な面と、ｘｚ平面に平行な面とを有する。

第５面１５９は、第４面１５８の端部に接する面である。第５面１５９は、第４面１５８の外縁に沿って形成される面である。第５面１５９は、ｘｙ平面と平行な面である。第５面１５９は、第１面１５５及び第３面１５７と平行な面である。第５面１５９は、実装基板１２０のソルダレジスト層２０１と接着部２４０により接着される面である。第５面１５９は、第１内壁面１４２の端部に接する面である。第５面１５９は、第１内壁面１４２の外縁に沿って形成される面である。

フレーム１４０は、第１面１５５と第２面１５６と第３面１５７とにより形成された段部を有する。フレーム１４０は、取付部として取付穴１４６を有する。フレーム１４０は、例えば３つの取付穴１４６を有する。３つの取付穴１４６はいずれも第３面１５７から第５面１５９までを貫通する穴である。３つの取付穴１４６はいずれも、他の構造体を取り付けるために利用される。フレーム１４０は、３つの取付穴１４６を介して例えばビス止めされることで他の構造体に固定される。よって、撮像ユニット４０は、他の構造体に固定される。なお、他の構造体は、フレーム１４０の第１面１５５と第３面１５７とに接するように固定されてもよい。他の構造体は、フレーム１４０の第１面１５５と第２面１５６とに接するように固定されてもよい。他の構造体は、フレーム１４０の第１面１５５と第２面１５６とに第３面１５７とに接するように固定されてもよい。他の構造体としては、例えばミラーボックスが挙げられる。

フレーム１４０は、位置決め穴１４７を有する。フレーム１４０は、例えば２つの位置決め穴１４７を有する。２つの位置決め穴１４７はいずれも第３面１５７から第５面１５９までを貫通する穴である。位置決め穴１４７はいずれも、他の構造体を位置決めするために利用される。２つの位置決め穴１４７のうち、一方の位置決め穴は嵌合穴で形成され、他方の位置決め穴１４７は長穴で形成されている。

フレーム１４０は、２つの位置決め穴１４７を用いて他の構造体に位置決めされる。例えば他の構造体に設けられた２つの位置決めピンが２つの位置決め穴１４７に挿入されることで、フレーム１４０と他の構造体とが位置決めされる。フレーム１４０は、他の構造体に対して位置決めされた状態で固定される。よって、撮像ユニット４０は、他の構造体に固定される。他の構造体としては、例えばミラーボックスが挙げられる。

また、シャッタユニットは、撮像ユニット４０又はミラーボックスに固定される。シャッタユニットは、例えば撮像ユニット４０及びミラーボックスとともに共締めしてもよい。この場合、シャッタユニットは、フレーム１４０の位置決め穴１４７に挿入されるミラーボックスの位置決めピンを用いてミラーボックスに対して位置決めしてもよい。

フレーム１４０は、樹脂１４９に金属体１４８がインサートされて構成されている。金属体１４８は、例えば開口部１４１を囲むように環状に形成される。金属体１４８の材料として、ニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウムを用いることができる。アルミニウム等の軽量な材料を金属体１４８の材料として用いれば、フレーム１４０を軽量化することができる。銅等の熱伝導率が比較的に高い材料を金属体１４８の材料として用いれば、フレーム１４０からの放熱特性を高めることができる。

カバーガラス１６０は、撮像チップ１００を封止するために用いられる。カバーガラス１６０は、フレーム１４０と接着部２６０により接着される。カバーガラス１６０は、フレーム１４０の開口部１４１を覆うようにフレーム１４０に固定される。カバーガラス１６０は、フレーム１４０及び実装基板１２０とともに開口部１４１を密封空間とする。接着部２６０は、接着剤により形成される。具体的には、接着部２６０は、光硬化型接着剤を硬化させることで形成される。例えば、接着部２６０は、紫外線硬化型接着剤を硬化させることで形成される。カバーガラス１６０の材料としてホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、耐熱ガラス等を用いることができる。カバーガラス１６０の厚みは、０．５ｍｍから０．８ｍｍである。カバーガラス１６０は透光性を有するので、カバーガラス１６０とフレーム１４０との間を光硬化型接着剤を用いて接着することができる。カバーガラス１６０は、透光性部材の一例である。透光性部材としては、ガラスの他に水晶等を適用できる。

このように、実装基板１２０と、フレーム１４０と、カバーガラス１６０とによって、密封空間が形成される。撮像チップ１００は、実装基板１２０と、フレーム１４０と、カバーガラス１６０とによって形成される密封空間内に配置されている。これにより、撮像チップ１００が外部環境の影響を受けにくくなる。例えば、撮像チップ１００が密封空間外に存在する水分の影響を受けにくくなる。そのため、撮像チップ１００の劣化を防止できる。

フレーム１４０の金属体１４８の材料としてもカバーガラス１６０の線膨張係数の値に最も近い線膨張係数の値を持つ材料（例えば、５６ａｌｌｏｙ）を用いれば、カバーガラス１６０とフレーム１４０の線膨張係数の違いに起因するフレーム１４０の反りを低減できる。実装基板１２０の配線層２０２、配線層２０４、配線層２０６、配線層２１６、配線層２１４および配線層２１２の材料として、撮像チップ１００の線膨張係数の値に近い線膨張係数の値を持つ材料を用いる場合、フレーム１４０の金属体１４８の材料としても同じ材料を用いるとよい。これにより、撮像ユニット４０の反りを低減できる。撮像チップ１００の線膨張係数の値に近い線膨張係数の値を持つ材料としては、一例として４２ａｌｌｏｙである。

フレーム１４０の厚みについて説明する。フレーム１４０の厚みは、撮像チップ１００の受光面とカバーガラス１６０との間の距離確保の観点、フレーム１４０の剛性の観点等の種々の観点から適宜調整される。ここで、カバーガラス１６０に異物等が付着したり傷がついたりすることに起因する画像への映り込みは、カバーガラス１６０が撮像チップ１００の受光面から離れるほど低減できる。よって、映りこみによる影響を低減するという観点では、撮像チップ１００の受光面とカバーガラス１６０との間の距離は長いほうが好ましい。したがって、フレーム１４０の厚みは、厚いほうが好ましい。映りこみは、撮像チップ１００のサイズにも影響される。例えば、撮像チップ１００のサイズが小さいほど被写界深度が深いので、撮像チップ１００の受光面とカバーガラス１６０との間の距離が短い場合に影響が現れ易い。したがって、フレーム１４０の厚みは、厚いほうが好ましい。加えて、フレーム１４０の剛性の観点でも、フレーム１４０の厚みは、厚いほうが好ましい。

一方で、撮像チップ１００の受光面とカバーガラス１６０との間の距離は、撮像ユニット４０が実装される撮像装置の機種毎に制限される。本実施形態によれば、フレーム１４０の厚みによって、機種毎に制限される距離に調整することができる。また、厚みを持たせることにより、フレーム１４０そのものが、他の構造物が直接的に結合される構造体としての機能を担うことができる。フレーム１４０の厚みは、０．５ｍｍから２．０ｍｍであってよい。

金属体１４８は、下端部１５１と、上端部１５２と、下端部１５１と上端部１５２を繋ぐ連結部１５３とを含む。下端部１５１は、例えばｘｙ平面と平行な面を有する。上端部１５２は、例えばｘｙ平面と平行な面を有する。下端部１５１とは、上端部１５２に対してｚ軸方向プラス側に位置している。上端部１５２は、フレーム１４０の外表面に露出するように形成してもよい。この場合、上端部１５２は、他の構造体と接した状態で他の構造体に取り付けることができる。したがって、例えば撮像チップ１００で生じた熱の放熱特性を高めることができる。

金属体１４８は、下端部１５１の端面、すなわち、フレーム１４０における撮像チップ１００側の端面に露出しないように形成してもよい。金属体１４８が樹脂１４９に覆われているので、フレーム１４０の第１内壁面１４２での反射を抑制することができる。下端部１５１は、配線層２０２と直接接するように形成してもよい。

上端部１５２と樹脂１４９が積層されている部分にビス１５０が貫通できるように上端部１５２および樹脂１４９を貫通する取付穴１４６が形成されている。したがって、上端部１５２は、取付穴１４６の内壁面１５４の一部を形成する。取付穴１４６を用いてフレーム１４０と他の構造体とを例えば金属のビスでビス止めした場合、上端部１５２とビス１５０が接触することになる。これにより、撮像チップ１００で生じた熱をビス１５０を介して構造体側に熱を逃がすための伝熱経路を形成することができる。なお、取付穴１４６の内壁面１５４の全体が金属体１４８により形成される構成とすれば、撮像チップ１００で生じた熱の放熱特性をより高めることができる。

図４は、実装基板１２０の反りを模式的に示す。フレーム１４０を実装基板１２０に接着する接着工程において、フレーム１４０は、熱硬化型接着剤を介して実装基板１２０に取り付けられた状態で、常温より高い高温環境下に置くことで熱硬化型接着剤を硬化させる。高温環境下において熱硬化型接着剤の硬化時間以上の時間が経過した後、実装基板１２０およびフレーム１４０は常温へ戻される。

したがって、実装基板１２０およびフレーム１４０は、フレーム１４０の接着工程において大きな温度変化を受ける。フレーム１４０の熱膨張率と実装基板１２０の熱膨張率とに差があることで、フレーム１４０は実装基板１２０とは異なる量だけ変形する。その結果、実装基板１２０に反りが生じる場合がある。例えば、実装基板１２０の周縁部が、実装基板１２０の中心部よりｚ軸方向に大きく変位する場合がある。

接着工程が終了した後、実装基板１２０には実装基板１２０を元の状態に戻ろうとする復元力が働く。そのため、実装基板１２０の反り量が時間的に変化する。例えば、接着工程における温度変化によって実装基板１２０の反り量が拡大した場合は、実装基板１２０の復元力によって、反り量が時間的に減少していく。接着工程において実装基板１２０が大きく反った場合には、実装基板１２０の復元力による反り量の経時変化が長時間にわたって生じることがある。また、フレーム１４０を実装基板１２０に接着する接着部の弾性率が小さい場合にも、実装基板１２０の復元力による反り量の経時変化は長時間にわたって生じることがある。

フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の熱膨張率は、例えばフレーム１４０の熱膨張率以下である。これにより、熱硬化型接着剤の熱膨張率がフレーム１４０の熱膨張率より大きい場合と比較して、接着工程において生じる反り量を低減することができる。したがって、実装基板１２０の復元力による反り量の経時変化を抑制することができる。

フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の体積収縮率は、例えば２０％以下であることが望ましい。熱硬化型接着剤の線膨張係数は、ガラス転移点以下の温度において例えば１０ｐｐｍ／℃から８０ｐｐｍ／℃の範囲であることが好ましい。熱硬化型接着剤の線膨張係数は、ガラス転移点を超える温度において例えば１００ｐｐｍ／℃から２００ｐｐｍ／℃の範囲であることが望ましい。

フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えば１ＧＰａ以上であることが望ましい。フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えば５ＧＰａ以上であることが望ましい。フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えば１０ＧＰａ以上であることが望ましい。

フレーム１４０の弾性率は、例えば２０ＧＰａ以上であることが望ましい。フレーム１４０の弾性率は、例えば２５ＧＰａ以上であることが望ましい。フレーム１４０の弾性率は、例えば３０ＧＰａ以上であることが望ましい。

フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えばフレームの弾性率の１／３０以上である。フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えばフレームの弾性率の１／５以上である。フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えばフレームの弾性率の１／２以上である。フレーム１４０を実装基板１２０に接着するために使用される熱硬化型接着剤の弾性率は、例えばフレーム１４０の弾性率以上である。これにより、接着部２４０の弾性率がフレーム１４０の弾性率より小さい場合と比較して、実装基板１２０が復元力によって反り量が減少していくことを、接着部２４０が抑制することができる。したがって、実装基板１２０の復元力による反り量の経時変化を抑制することができる。

なお、熱硬化型接着剤の熱膨張率がフレーム１４０の熱膨張率以下であれば、熱硬化型接着剤の弾性率がフレーム１４０の弾性率より小さくてもよい。熱硬化型接着剤の弾性率がフレーム１４０の弾性率以上であれば、熱硬化型接着剤の熱膨張率がフレーム１４０の熱膨張率より大きくてもよい。しかし、熱硬化型接着剤の熱膨張率がフレーム１４０の熱膨張率以下であり、かつ、熱硬化型接着剤の弾性率がフレーム１４０の弾性率以上であることがより好ましい。

なお、熱硬化型接着剤のガラス転移点は、より高いことがより望ましい。ガラス転移点が高い熱硬化型接着剤を使用することで、接着部２４０がゲル化することを抑制できる。また、接着部２４０の耐クリープ性を高めることができる。

熱硬化型接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤を使用してもよい。使用する熱硬化型接着剤は、二液混合型接着剤であってもよいし、一液型接着剤であってもよい。

上述したように、カバーガラス１６０は、光硬化型接着剤によってフレーム１４０に接着される。この場合、カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着する工程では高温環境は必要ない。したがって、実装基板１２０の反り状態が変化することを抑制できる。

以上の説明において、芯層２０７に樹脂コアを用いた例を説明したが、芯層２０７はメタルコアを用いてもよい。芯層２０７がメタルコアである場合、実装基板１２０の第１層１２１には、配線層２０６と芯層２０７との間に絶縁層が設けられ、実装基板１２０の第２層１２２には、配線層２１６と芯層２０７との間に絶縁層が設けられる。芯層２０７がメタルコアである場合、芯層２０７の材料として、ニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウム等を用いることができる。芯層２０７は、例えばグランドとしても利用できる。

実装基板１２０は、芯層及び６層の配線層を有する多層基板を用いて説明したが、配線層の数は６層に限られない。実装基板１２０は、芯層及び２層以上の配線層を有する多層基板を用いてもよい。実装基板１２０は、芯層及び１層の配線層を有する単層基板を用いてもよい。

また、実装基板１２０は、芯層２０７を有していなくてもよい。例えば、実装基板１２０は、芯層２０７を有していない多層基板であってもよい。実装基板１２０は、芯層を有していない単層基板であってもよい。

なお、フレーム１４０は、金属体１４８がインサートされずに形成されたフレームであってもよい。フレーム１４０は、例えば樹脂で形成された樹脂フレームであってもよい。フレーム１４０が樹脂フレームである場合、フレーム１４０を形成する材料は例えばエポキシ系樹脂等であってもよい。フレーム１４０は、金属で形成された金属フレームであってもよい。例えば、フレーム１４０は、ニッケルを含む金属で形成された金属フレームであってもよい。フレーム１４０が金属フレームである場合、フレーム１４０を形成する材料はニッケルと鉄の合金（例えば４２ａｌｌｏｙ、５６ａｌｌｏｙ）、銅、アルミニウム等であってもよい。

なお、カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤も、フレーム１４０を実装基板１２０に接着する接着剤と同様の物性を有してよい。例えば、カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤の熱膨張率は、カバーガラス１６０の熱膨張率以下であってもよい。また、カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤の弾性率は、カバーガラス１６０の弾性率以上であってよい。例えば、カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤は、熱膨張率がカバーガラス１６０の熱膨張率以下であり、かつ、弾性率がカバーガラス１６０の弾性率以上であってもよい。カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤は、熱膨張率がカバーガラス１６０の熱膨張率以下であり、弾性率がカバーガラス１６０の弾性率より低くてもよい。カバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤は、熱膨張率がカバーガラス１６０の熱膨張率より低く、弾性率がカバーガラス１６０の弾性率以上であってもよい。これにより、カバーガラス１６０の熱膨張率とフレーム１４０の熱膨張率との間の違いによって生じるフレーム１４０の反りが、実装基板１２０の反りに与える影響を軽減することができる。上述したようにカバーガラス１６０をフレーム１４０に接着するために使用する接着剤は、光硬化型接着剤であってもよいし、熱硬化型接着剤であってもよい。

図５は、他の態様における撮像ユニット５００を模式的に示す断面図である。撮像ユニット５００は、実装基板５１０と、電子部品基板５２０と、撮像チップ１００と、カバーガラス１６０と、フレーム１４０とを有する。撮像ユニット５００において、撮像ユニット４０の各部と同様の構成を有する部材には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。

実装基板５１０は、撮像チップ１００を実装する。実装基板５１０は例えばセラミックを基体とするセラミック基板である。実装基板５１０は芯層を有しない。実装基板５１０は、単層基板であってもよいし、多層基板であってもよい。

電子部品基板５２０は、電子部品１８０を実装する基板である。電子部品基板５２０において電子部品１８０が実装された面とは反対側の面には、実装基板５１０が実装される。実装基板５１０は、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等で電子部品基板５２０に実装される。電子部品基板５２０は、実装基板１２０と同様の層構成を有する。具体的には、電子部品基板５２０における配線層２０２は、実装基板５１０を実装するためのＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等を有する。

フレーム１４０は、熱硬化型接着剤により実装基板５１０に接着される。フレーム１４０と実装基板５１０との間の接着に用いられる熱硬化型接着剤としては、撮像ユニット４０においてフレーム１４０を実装基板１２０に接着するのに用いた熱硬化型接着剤の物性と同様の物性の熱硬化型接着剤を適用することできる。

実装基板１２０に関連して説明したように、電子部品基板５２０が有する配線層の数は６層に限られない。電子部品基板５２０は、芯層及び２層以上の配線層を有する多層基板であってもよい。電子部品基板５２０は、芯層及び１層の配線層を有する単層基板であってもよい。電子部品基板５２０は、芯層を有しない多層基板であってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ カメラ
２０ レンズユニット
２２ 光軸
２４ レンズマウント
２６ ボディマウント
３０ カメラボディ
３２ メインミラー
３３ サブミラー
３８ シャッタユニット
４０、５００ 撮像ユニット
５０ 光学ユニット
５１ ＭＰＵ
５２ ＡＳＩＣ
６０ ミラーボックス
６２ 基板
７０ 結像光学系
７２ 焦点検出センサ
８０ ピント板
８２ ペンタプリズム
８４ ファインダ光学系
８６ ファインダ
８８ 背面表示部
１００ 撮像チップ
１０１ 撮像領域
１０２ 周辺領域
１１０ ボンディングワイヤ
１２０ 実装基板
１２１ 第１層
１２２ 第２層
１３１ ビア
１３２ 絶縁体
１６０ カバーガラス
１８０ 電子部品
１４０ フレーム
１４１ 開口部
１４２ 第１内壁面
１４６ 取付穴
１４７ 位置決め穴
１４８ 金属体
１４９ 樹脂
１５０ ビス
１５１ 下端部
１５２ 上端部
１５３ 連結部
１５４ 内壁面
１５５ 第１面
１５６ 第２面
１５７ 第３面
１５８ 第４面
１５９ 第５面
２０１、２１１ ソルダレジスト層
２０２、２０４、２０６、２１２、２１４、２１６ 配線層
２０３、２０５、２１３、２１５ 絶縁層
２０７ 芯層
２４０、２６０ 接着部
５１０ 実装基板
５２０ 電子部品基板

Claims (11)

1. 被写体を撮像する撮像チップと、
   前記撮像チップが実装される第１面と、前記第１面とは反対側の面であって前記撮像チップに電力を供給する電源回路が実装される第２面と、前記第１面と前記第２面との間に形成され、前記電源回路から前記撮像チップに電力を供給するための第１配線と、前記第１面と前記第２面との間において樹脂で形成され、コア層として機能する芯層と、を有する実装基板と、
   前記実装基板の前記第１面において前記撮像チップが実装される領域よりも外側の領域で接着剤により接着される金属体を有し、前記撮像チップを環囲する環囲部材と、を備え、
   前記接着剤が硬化した状態における前記接着剤の熱膨張率は、前記環囲部材の熱膨張率以下であり、
   前記金属体は、前記接着剤に接触される第１領域と前記接着剤に接触されない第２領域とを有し、
   前記第２領域は、他の構造体に取り付けるための取付部が形成される撮像ユニット。
2. 前記接着剤が硬化した状態における前記接着剤の弾性率は、前記環囲部材の弾性率以上である請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 被写体を撮像する撮像チップと、
   前記撮像チップが実装される第１面と、前記第１面とは反対側の面であって前記撮像チップに電力を供給する電源回路が実装される第２面と、前記第１面と前記第２面との間に形成され、前記電源回路から前記撮像チップに電力を供給するための第１配線と、前記第１面と前記第２面との間において樹脂で形成され、コア層として機能する芯層と、を有する実装基板と、
   前記実装基板の前記第１面において前記撮像チップが実装される領域よりも外側の領域に接着剤で接着される金属体を有し、前記撮像チップを環囲する環囲部材と、を備え、
   前記接着剤が硬化した状態における前記接着剤の弾性率は、前記環囲部材の弾性率以上であり、
   前記金属体は、前記接着剤に接触される第１領域と前記接着剤に接触されない第２領域とを有し、
   前記第２領域は、他の構造体に取り付けるための取付部が形成される撮像ユニット。
4. 前記環囲部材は、前記金属体と樹脂とで形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
5. 前記環囲部材は、前記樹脂に前記金属体がインサートされて形成されている請求項４に記載の撮像ユニット。
6. 前記環囲部材の前記樹脂に接着剤で固定され、前記実装基板および前記環囲部材とともに前記撮像チップを密封する透光性部材をさらに備える請求項４又は請求項５に記載の撮像ユニット。
7. 前記透光性部材は、前記環囲部材の前記樹脂に光硬化型接着剤で接着される請求項６に記載の撮像ユニット。
8. 前記実装基板の熱膨張率は、前記環囲部材の熱膨張率とは異なる請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
9. 前記実装基板と前記環囲部材との間において前記接着剤で形成される接着部の厚さは３μｍ以上である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
10. 前記実装基板は、前記第１面と前記第２面との間に形成され、前記撮像チップで撮像された被写体の信号を出力する第２配線と、前記第１配線と前記第２配線とを絶縁するための樹脂層と、を含む請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の撮像ユニットを備える撮像装置。

Images