JP2019169669A - 電子モジュールおよび撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 異物侵入を抑制しつつ、内圧上昇を抑制した電子部品を提供する。【解決手段】 本実施形態における電子モジュールは、電子デバイス２、基板３、枠体４と、蓋体５とを備え、基板３には、第１の主面３１における第１の開口部３０ａと第２の主面３２における第２の開口部３０ｂとを有し、内部空間と外部空間とを連通する孔部が設けられており、部品が第２の開口部３０ｂに対向する孔部３０を備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、電子モジュールおよび撮像システムに関する。

近年、撮像デバイスなどの電子デバイスを搭載し、中空の密閉空間を有する電子部品においては、電子部品製造時や多種多様な使用環境における温度変化や気圧変化によって、電子部品に大きな内圧が印加されることがある。内圧が上昇すると、蓋体の剥がれ、割れ、ズレなどが生じる可能性がある。また、蓋体が剥がれるまで至らない場合にも、蓋体の膨らみによって、蓋体の前にある部品との干渉の可能性がある。さらに、基板の膨らみによって、電子デバイスのズレが生じ、電子デバイスが撮像デバイスなどの場合、画質が悪化する可能性がある。特に基板がセラミックなどに比べて強度の低いＰＣＢ基板などの場合、基板は膨らみやすく、画質への影響が大きくなる可能性が高い。したがって、中空の密閉空間を有する電子部品は、大きな内圧に耐えること、あるいは、内圧上昇を抑制することが求められる。

特許文献１には、電子部品を構成するパッケージの底部に中空部と外部とを連通する貫通部を有し、基板と半田実装する際に貫通部を半田で塞ぐ技術が提案されている。また、特許文献２には、貫通部に通気性樹脂を充填する技術が提案されており、特許文献３には、貫通部に通気性フィルタを形成する技術が提案されている。

特開２０１６−１１１２７０号公報 特開２０１２−６９８５１号公報 特開２００８−２５１７１２号公報

しかしながら、特許文献１では、基板と半田実装する際のリフローなどによる温度変化における内圧上昇を防ぐことは可能であるが、電子部品完成後の内圧上昇を防ぐことはできない。また、特許文献２、３では、電子部品完成後の内圧上昇、異物侵入を防ぐことは可能であるが、通気性樹脂あるいは通気性フィルタの通気度が低いため、急激な変化による内圧上昇を防ぐことができないという課題がある。

本発明は、異物侵入を抑制しつつ、内圧上昇を抑制した電子モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、第１の主面および第２の主面を有する基板と、前記第１の主面に取り付けられた電子デバイスと、前記第２の主面に導電性材料を介して接続された部品と、前記電子デバイスを囲むように前記第１の主面に取り付けられた枠体と、前記電子デバイスに対向するように、前記枠体に取り付けられた蓋体と、を備える電子モジュールであって、前記基板には、前記第１の主面における第１の開口部と前記第２の主面における第２の開口部とを有し、前記基板、前記枠体および前記蓋体によって形成される内部空間と外部空間とを連通する孔部が設けられており、前記部品が前記第２の開口部に対向することを特徴とする電子モジュールが提供される。

本発明によれば、異物侵入を抑制しつつ、内圧上昇を抑制した電子モジュールを提供することができる。

第１実施形態における電子モジュールの平面図 第１実施形態における電子モジュールの断面図 第２実施形態における電子モジュールの断面図 第３実施形態における電子モジュールの断面図 第４実施形態における電子モジュールの平面図 第４実施形態における電子モジュールの断面図 第５実施形態における電子モジュールの平面図 第５実施形態における電子モジュールの断面図 第５実施形態における電子モジュールの一部の断面図 第５実施形態による電子モジュールの平面透視図 第６実施形態による電子モジュールの断面図 第７実施形態による撮像システムのブロック図 第７実施形態による撮像装置を説明するための図 第８実施形態における車載カメラに関する撮像システムのブロック図 第８実施形態における車載カメラに関する撮像システムのブロック図

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そして、共通する構成について、複数の図面を相互に参照して説明する場合がある。また、共通の符号を付した構成については説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態における電子モジュールを説明する。図１（Ａ）は電子モジュール１の上面図であり、図１（Ｂ）は電子モジュール１の下面図である。図２（Ａ）は図１のIIＡ−IIＡ’線における電子モジュール１の断面図であり、図２（Ｂ）はIIＢ−IIＢ’線における電子モジュール１の断面図である。以下、同じ部材には共通の符号を付し、各図面を相互に参照しながら説明を行う。

図１および図２において、電子モジュール１は所定の高さ（厚さ）を有する平板形状をなしている。ここで、電子モジュール１の高さ方向をＺ方向とする。また、電子モジュール１の長手方向および短手方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向とする。典型的な電子モジュール１はＸ方向およびＹ方向に延在する矩形をなしている。また、電子モジュール１のＺ方向における長さはＸ方向およびＹ方向における長さよりも短い。以下、便宜的にＺ方向における長さを厚みもしくは高さと称することがある。

電子モジュール１は電子デバイス２、基板３、枠体４、蓋体５、複数の部品６を備える。電子モジュール１は略直方体をなし、枠体４の下方の開口部には基板３が設けられ、上方の開口部には蓋体５が設けられている。基板３、蓋体５は互いに対向するように枠体４に設けられ、基板３、枠体４、蓋体５で囲まれた電子モジュール１の内部には内部空間８が形成されている。基板３および枠体４は、電子モジュール１を機械的に固定するとともに、電子モジュール１を電気的に接続可能な実装部材として機能させ得る。蓋体５は矩形の板状をなし、光学部材として機能し得る。電子デバイス２は、基板３に固定される。部品６は基板３の電子デバイス２が実装される面と反対の面に実装される。以下、各部材を詳述する。

基板３は、Ｘ方向およびＹ方向に延在する矩形の板状をなし、基板上面（第１の主面）３１、基板下面（第２の主面）３２を備える。基板上面３１には電子デバイス２が実装され、基板下面３２には複数の部品６が実装される。基板３には基板上面３１と基板下面３２とを貫通する少なくとも１つの孔部３０が形成されている。孔部３０は電子モジュール１の内部空間８と外部空間とを連通している。基板３は、基板上面３１に内部端子３０１と、基板下面３２に外部端子３０２とを有する。内部端子３０１と外部端子３０２は基板３の内部に内部配線として埋設された埋設部３０３を介して電気的に連続している。埋設部３０３はいわゆるビアホール、スルーホールのように、導電材料が充填された貫通孔などによって構成され得る。

基板３は、金型成型、切削加工、板材の積層等により形成され得る。基板３は、内部端子３０１および外部端子３０２を相互に絶縁する絶縁体を備え得る。基板３は、ポリイミド基板などのフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板、コンポジット基板、ガラスコンポジット基板、ベークライト基板、セラミック基板などのリジット基板であり得る。好適にはガラスエポキシ基板が用いられる。基板３をガラスエポキシ基板で構成することで、孔部３０を容易に形成することができる。また、フレキシブル基板に比べ、ガラスエポキシ基板は適度な強度を有する。このため、枠体４および蓋体５を含む電子モジュール１の強度を高めることができ、さらには、電子モジュール１の製造が容易になるという効果を奏することができる。

電子デバイス２の種類は特に限定されないが、典型的には光デバイスであり得る。本実施形態において、電子デバイス２は主領域２ａと副領域２ｂとを有している。典型的には主領域２ａは電子デバイス２の中央に位置し、副領域２ｂは主領域２ａの周辺に位置する。電子デバイス２がＣＣＤイメージセンサー、ＣＭＯＳイメージセンサーなどの撮像デバイスである場合、主領域２ａは撮像領域であって、副領域２ｂは読出回路、駆動回路などの領域であり得る。電子デバイス２が液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどの表示デバイスである場合、主領域２ａは表示領域であり得る。

電子デバイス２が撮像デバイスである場合、電子デバイス２の蓋体５との対向面である電子デバイス上面２１が光入射面となる。光入射面は、受光面を有する半導体基板の上に設けられた多層膜の最表層によって構成され得る。多層膜は、カラーフィルタ層、マイクロレンズ層、反射防止層、遮光層などの光学的な機能を有する層、平坦化層等の機械的な機能を有する層、パッシベーション層などの化学的な機能を有する層などを含む。副領域２ｂには主領域２ａを駆動するための駆動回路、主領域２ａからの信号、あるいは主領域２ａへの信号を処理する信号処理回路が設けられる。電子デバイス２は、上述の回路をモノリシックに形成することが容易である。また、副領域２ｂには電子デバイス２と外部回路との信号の入出力を行う電極２０１（電極パッド）が設けられる。

電子デバイス２は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す様に、基板上面３１と電子デバイス２の下面２２との間に配された接着剤８１を介して接続される。電子デバイス２の電極２０１と基板３の内部端子３０１は接続導体８０を介して電気的に接続されている。本実施形態においては、接続導体８０はワイヤーボンディングなどの金属ワイヤであり得るが、電極２０１と内部端子３０１の接続をフリップチップ接続としてもよい。この場合、電極２０１は電子デバイスの下面２２に設けられ、内部端子３０１および接続導体８０は電子デバイス下面２２の正射影領域上に位置する。

部品６は、導電性材料８２を介して基板下面３２に位置する外部端子３０２に接続される。部品６のうちにおいて、基板下面３２に対向する面には、外部端子３０２に固定されていない領域が存在する。すなわち、部品６と基板下面３２との間には、外部端子３０２の厚さと導電性材料８２の厚さの和に相当する空隙が形成される。導電性材料８２は例えば半田などであり得る。

部品６は、基板３が電子デバイス２、枠体４、蓋体５に固定されるよりも前、途中、あるいは後のいずれかの時点で固定され得る。製造工程での異物の侵入を防ぐためには、基板３を準備する段階、すなわち、基板３が電子デバイス２、枠体４、蓋体５のいずれかに固定されるよりも前に固定されることが好ましい。

部品６の種類は特に限定されないが、ダイオード、トランジスタなどの能動素子、抵抗器、チップコンデンサなどの受動素子、集積回路（ＩＣ）、コネクタなどを適宜含み得る。部品６は典型的には表面実装部品であるが、基板下面３２との間において空隙を形成できれば、その種類を問わない。これらの部品６によって、電子モジュール１の機能および性能を向上させることができる。また、部品６としてコネクタが用いられることにより、電子モジュール１を電子機器の筐体等に容易に組み込むことができる。本実施形態では、複数種の部品６が基板下面３２に実装される。このようにして構成された電子モジュール１は、筐体に組み込まれることで、電子機器を構成する。

枠体４は２つの開口を備え、電子デバイス２を囲むように収容可能である。枠体４の一方の開口の内周には凹部４４が形成されている。すなわち、枠体４の上下の２面のうちの一面において、枠体下面４２と枠体最下面４３との間には凹部４４が形成され、凹部４４には基板３の側端部３３が嵌入される。凹部４４の高さは基板３の厚さに相当することが好ましい。これにより、基板下面３２と枠体最下面４３とは同一平面上に位置し、枠体４と基板３との接合部分を平坦に形成することができる。枠体４は不図示の接着剤により基板３に接着され得る。

枠体４はさらに取付部４ａ、４ｂ、４ｃを備えている。取付部４ａ、４ｂ、４ｃは枠体４の短辺の側から突出し、取付部４ｂ、４ｃは平面視において点対象となる位置にそれぞれ形成されている。取付部４ａ、４ｂ、４ｃにはＺ軸方向に沿って貫通孔４０１が設けられている。貫通孔４０１は、電子モジュール１を電子機器の筐体または基板に取り付けるためのねじ止め用の孔として使用され得る。また、貫通孔４０１は電子モジュール１の位置決め用の孔としても使用され得る。

枠体４はセラミック、金属、樹脂などの各種材料を用いて構成され得る。金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄合金などを用いることができる。ステンレスを始めとして、クロム、ニッケル、コバルトを含む鉄合金がより好適である。例えば、フェライト系ステンレスであるＳＵＳ４３０、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３０４、４２アロイ、コバールなどを用いることができる。樹脂材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニル系樹脂などを用いることができる。有機材料としては、溶媒の蒸発による乾燥固化型、光または熱による分子の重合などによって硬化する化学反応型、融解した材料の凝固によって固化する熱溶融（ホットメルト）型などを用いることができる。典型的には、紫外線または可視光で硬化する光硬化型樹脂、熱で硬化する熱硬化型樹脂を用いることができる。なお、枠体４が樹脂材料から構成されている場合、トランスファーモールド法などの樹脂モールド法によって基板３と枠体４とが密着して形成され得る。特に枠体４が基板上面３１と側端部３３に固定される場合には、接着剤で固定する方法に比べ、樹脂モールド法による固定の方が容易となる。このため、樹脂モールド法を用いて枠体４を形成することが好ましい。

蓋体５は矩形の板状をなし、蓋体５は、電子デバイス２を保護する機能を有している。電子デバイス２が撮像素子である場合、蓋体５は光、典型的には可視光に対して透過性を有することが求められる。透過性を有する好ましい材料としては、プラスチック、ガラス、水晶などを用いることができる。蓋体５の表面５１には反射防止コーティング、赤外カットコーティングが施され得る。蓋体５は、電子デバイス２に対向するように、枠体４の他方の開口端である枠体上面４１に取り付けられる。蓋体下面５２は枠体上面４１に不図示の接着剤を介して接着され、基板３と枠体４と蓋体５とによって囲まれた内部空間８が形成される。

本実施形態において、基板３には孔部３０が設けられているため、孔部３０は内部空間８の内圧上昇を抑制することができる。内部空間８の内圧上昇を効果的に抑制するためには、基板上面３１における孔部３０の開口部（第１の開口部）３０ａは、電子デバイス２と枠体４の間に形成され得る（図１（Ａ）参照）。孔部３０が電子デバイス２と枠体４の間に形成されることで、内部空間８の空気は外部空間に排出され易くなり、内圧上昇を効果的に抑制することが可能となる。基板下面３２における孔部３０の開口部（第２の開口部）３０ｂは、部品６の正射影領域上に形成される。すなわち、基板下面３２における孔部３０の開口部３０ｂは部品６に対向する位置に形成され得る（図１（Ｂ）参照）。さらに、孔部３０の開口部３０ｂが部品６の電極６ａによって閉止されないように、開口部３０ｂは部品６の電極６ａから外れた位置に形成されることが好ましい。また、開口部３０ｂの内径は部品６の外形より小さいことが好ましい。部品６と基板下面３２との間には空隙が形成されており、この空隙の位置に開口部３０ｂは形成され得る。このため、部品６と基板下面３２との空隙により通気を維持し、内圧上昇を抑制することができる。さらに、開口部３０ｂを部品６に対向する位置に形成することにより、外部空間からの異物は部品６によって遮断される。これにより、外部空間から内部空間８への異物侵入を抑制することが可能となる。

従って、本実施形態によれば、内部空間への異物侵入を防ぎながら、内部空間の内圧上昇を抑制することが可能となる。また、フィルタを用いる必要がないため、通気度の悪化、フィルタの詰まりまたは劣化など起因する内部空間の内圧上昇を回避することができる。さらに、フィルタを設けることによるコスト上昇、歩留まりの悪化などを回避することも可能となる。

［第２実施形態］
続いて、本実施形態における電子モジュールについて第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。図３は本実施形態における電子モジュール１の断面図を表している。図３に示された電子モジュール１は第１実施形態の変形例であって、図２（Ａ）に対応する部分の断面図を表している。本実施形態において、枠体下面４２は平坦に形成され、第１実施形態における枠体最下面４３は枠体下面４２に一致している。基板上面３１は枠体下面４２に接着される。本実施形態によれば、枠体下面４２と枠体最下面４３との段差を形成する必要がなく、枠体４の成型が容易になる。本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することが可能とである。

［第３実施形態］
図４は本実施形態における電子モジュールの断面図であって、第１実施形態のさらなる変形例を表している。本実施形態においては、枠体４の開口端の内周には凹部４４が形成され、凹部４４には基板３の側端部３３が嵌入している。基板上面３１は枠体下面４２に当接し、枠体最下面４３は基板下面３２よりも下方に位置している。本実施形態においては、枠体４はトランスファーモールド法などの樹脂モールド法によって基板３と密着するように形成されることが好ましい。

なお、基板３が固定される枠体４の面は、第１乃至第３実施形態に限定されない。また、枠体４に基板３を固定する方法は、接着剤による方法に限定されない。枠体４が樹脂材料から構成される場合、トランスファーモールド法などの樹脂モールド法によって基板３と枠体４とを固定してもよい。

本実施形態によれば、枠体４を樹脂モールドにより形成しながら、基板３を枠体４に固定することができ、基板３と枠体４とを密着させることができる。また、本実施形態においても、基板３には孔部３０が形成されている。このため、外部空間から内部空間８への異物侵入を防ぎながら、内部空間８の内圧上昇を抑制することが可能となる。

［第４実施形態］
本実施形態における電子モジュールは第１実施形態のさらなる変形例である。図５（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態における電子モジュール１の平面図であって、図６はVIＢ−VIＢ’線における電子モジュール１の断面図である。本実施形態における枠体４は、第１実施形態における取付部４ａ、４ｂ、４ｃ、貫通孔４０１を備えていない。枠体４には取付部４ａ、４ｂ、４ｃが形成されていないため、電子モジュール１をＸ方向、Ｙ方向において小型化することができる。この場合、電子モジュール１は半田などにより直接に電子機器の基板上に固定され得る。また、本実施形態においても、外部空間から内部空間への異物侵入を防ぎながら、内部空間の内圧上昇を抑制することが可能である。

[第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態における電子モジュールを説明する。本実施形態にいける電子モジュール１は孔部３０の位置において第１実施形態と異なる。以下、本実施形態について、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。

図７（Ａ）は電子モジュール１の上面図であり、図７（Ｂ）は電子モジュール１の下面図である。図８（Ａ）は図７のVIIIＡ−VIIIＡ’線における電子モジュール１の断面図であり、図２ＢはVIIIＢ−VIIIＢ’線における電子モジュール１の断面図である。

本実施形態においても、部品６と基板下面３２との間には空隙が形成されており、孔部３０の開口部３０ｂは部品６に対向する位置に形成されていることから、外部空間からの異物は部品６によって遮断される。よって、第１実施形態と同様に、内圧上昇を抑制しながら、外部空間から内部空間８への異物侵入を抑制することが可能となる。

本実施形態においては、孔部３０の基板上面３１における位置が第１実施形態と異なっている。孔部３０は、基板上面３１において電子デバイス下面２２の正射影領域上に形成されている。すなわち、基板上面３１における開口部３０ａは電子デバイス下面２２に対向する位置に形成される。電子デバイス下面２２は接着剤８１を介して基板上面３１に固定されているが、開口部３０ａは、接着剤８１が配されていない位置に形成されている。これにより、孔部３０は、接着剤８１の厚み分の空隙を介して内部空間８と連通する。電子デバイス２が撮像デバイスなどである場合、電子デバイス上面２１、蓋体下面５２に所定の大きさ以上の異物が付着すると、撮像画質あるいは表示画質が劣化する。本実施形態においては、孔部３０が電子デバイス下面２２の正射影領域上に形成され、内部空間８と連通している。このため、仮に外部空間から内部空間８に異物が侵入したとしても、異物が電子デバイス上面２１または蓋体下面５２に付着することを抑制することができる。

図９は、図８（Ａ）の電子モジュール１の一部の断面図であって、孔部３０を詳述するための図である。図９において、孔部３０の孔径を「Ｄ１」、基板下面３２と部品６との間に形成される第１の空隙の距離を「Ｔ１」、基板上面３１と電子デバイス２との間に形成される第２の空隙の距離を「Ｔ２」とする。また、孔部３０の正射影領域上にある部品６において、外部端子３０２と固定されていない領域の長さを「ａ」とする。すなわち、長さａは、部品６の外縁のうち、第１の空隙を形成する縁部の長さに相当する。以下の説明において、「空隙距離」とは２つの部材の間の最短距離のことを意味する。２つの部材の一方の部材の面から、他方の部材の面までの最短距離を「空隙距離」と定義する。

空隙距離Ｔ１は外部端子３０２の厚さと導電性材料８２の厚さの和に相当し、空隙距離Ｔ２は接着剤８１の厚さに相当する。本実施形態において、孔径Ｄ１、空隙距離Ｔ１は、Ｄ１＞Ｔ１の式を充足することが好ましい。すなわち、基板３と部品６と間の空隙距離Ｔ１を小さくして、部品６を基板３に近接させることにより、空隙距離Ｔ１より大きな異物侵入を防ぐことができる。一方、孔径Ｄ１を空隙距離Ｔ１より大きくすることにより、孔部３０における空気抵抗を低減し、内部空間８と外部空間との通気を良好なものとすることができる。Ｄ１≦Ｔ１の式が充足する場合に比べて、内圧上昇の抑制効果を高めることができる。本実施形態によれば、外部空間からの異物侵入の抑制の効果に加えて、内圧上昇の抑制の効果をさらに高めることが可能となる。

また、空隙距離Ｔ１、空隙距離Ｔ２は、Ｔ１≧Ｔ２の式を充足することが好ましい。基板３と電子デバイス２との間に形成される空隙距離Ｔ２を小さくし、電子デバイス２を基板３にできるだけ近づけることにより、空隙距離Ｔ２より大きな異物が孔部３０から内部空間８に侵入するのを防ぐことができる。これにより、電子デバイス上面２１、蓋体下面５２に異物が付着することを防ぐことができ、異物による画質の劣化を回避することができる。

さらに、空隙距離Ｔ２は、１０μｍ≦Ｔ２≦２０μｍの式を充足することがより好ましい。空隙距離Ｔ２が２０μｍ以下であることにより、仮に異物が電子デバイス上面２１または蓋体下面５２に付着したとしても、画質への影響を最小限に抑えることができる。一方、空隙距離Ｔ２が１０μｍ以上であることにより、内部空間８と外部との通気に十分な隙間を確保することができ、内圧上昇を効果的に抑制することができる。

図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本実施形態における電子モジュールの一部の平面透視図であって、電子デバイス２および接着剤８１を上から透視した平面図である。

接着剤８１は平面視において、電子デバイス２の長手方向の接着部分８１ａと、２つの接着部分８１ａの中央部分を連接する接着部分８１ｂとのそれぞれに塗布される。ここで、接着部分８１ａ、８１ｂで囲まれた領域の長さを「ｂ」とする。すなわち、長さｂは、電子デバイス２において接着剤８１が塗布されていない領域、すなわち、接着剤８１と電子デバイス２の外形の辺とで規定される矩形の未塗布領域の長さを示している。長さｂで規定される未塗布領域は孔部３０と連通し、通気を担う領域を形成する。孔径Ｄ１の断面積を「ｅ」、長さａとで画成される領域の面積を「ｆ」、長さｂと空隙距離Ｔ２とで画成される面の面積を「ｇ」とする。この場合、ｅ≧ｆ、ｅ≧ｇ、ｆ≧ｇの３式を同時に充足することが好ましい。孔部３０の面積ｅは、部品６の空気の出口である部分の面積ｆ以上であることにより、温度上昇、外部空間減圧によって内部空間８で膨張した空気を効果的に外部へと通気することができる。すなわち、基板下面３２と部品６との間に形成される空隙における空気抵抗を抑制することができる。

同様に断面積ｅを内部空間８から孔部３０への通路である部分の面積ｇより大きくすることにより、内部空間８で膨張した空気を効果的に外部へ通気することができる。すなわち、孔部３０から排出された空気を、面積ｆの領域を通過して外部へ効率良く通気することができる。さらに、面積ｅ、ｆ、ｇは、ｅ＝ｆ＝ｇの関係を満足することがより好ましい。これにより、内部空間８から外部への空気の経路が同じ面積で形成され、経路における空気抵抗を抑制し、内圧上昇抑制効果をさらに高めることができる。

図９、図１０（Ａ）において、基板３には１つの孔部３０が形成され、孔部３０の正射影領域上に位置する部品６は例えば２ｍｍ×１．２５ｍｍのチップコンデンサであり得る。さらに、長さａ＝１ｍｍ、電子デバイス２の外形が２８ｍｍ×１９ｍｍ、長さｂ＝１０ｍｍ、空隙距離Ｔ２＝０．０１ｍｍであるとする。ここで、面積ｅ＝π×（Ｄ１／２）^２、面積ｆ＝２×ａ×Ｔ１、面積ｇ＝ｂ×Ｔ２で表されることから、ｅ＝ｆ＝ｇの関係を満足する空隙距離Ｔ１は０．０５ｍｍ、孔径Ｄ１は０．３５６ｍｍ、面積ｅ、ｆ、ｇはそれぞれ０．１ｍｍ^２となる。このような空隙距離Ｔ１、Ｔ２を形成するため、接着剤８１、導電性材料８２を適正かつ均一な厚さで形成することが好ましい。例えば、接着剤８１、導電性材料８２には適当なサイズのスペーサを配合することが好ましい。さらに、長さａ、ｂを適正な値とするために、接着剤８１、導電性材料８２の塗布量などのプロセス条件を管理することが好ましい。基板上面３１、基板下面３２において、長さａ、ｂを決めるための位置決めの部材を設けてもよい。なお、孔部３０の数、位置、接着剤８１の形状、各種長さおよび形状は上述の例に限定されず、以下に説明するように、適宜、変更実施可能である。

図１０（Ｂ）に示すように、基板３に複数の孔部３０を形成してもよい。この場合、複数の孔部３０は基板３の外形中心に対して対称に配置されていることが好ましい。複数の孔部３０を形成することにより、通気性能を向上させ、内圧上昇抑制効果を高めることができる。また、複数の孔部３０が形成される場合、孔径を小さくしたとしても、１つの孔部３０が形成された場合と同様の内圧上昇抑制効果を得ることができる。孔径の小さな孔部３０を複数形成することにより、内圧上昇抑制効果を低下させることなく、さらに小さな異物の侵入を防止することができる。また、孔部３０を基板３の外形中心に対して対称に配置することにより、内部空間８で膨張した空気を偏りなく効率的に通気し、内圧上昇抑制効果を高めることができる。

図１０（Ｃ）に示す様に、複数の孔部３０は電子デバイス２の発熱部２０５の正射影領域上に形成されても良い。ここで、発熱部２０５は電子デバイス２において動作時における温度が他の部分よりも高くなり得る部分である。孔部３０を電子デバイス２の発熱部２０５の正射影領域上、すなわち、発熱部２０５の直下に形成することにより、電子デバイス２の駆動などにより発熱し、膨張した空気を効率的に通気し、内圧上昇抑制効果を高めることができる。

上述したように、本実施形態によれば、異物の侵入の防止、内部空間の内圧上昇の抑制の効果をさらに高めることが可能となる。

［第６実施形態］
続いて、本実施形態における電子モジュール１を説明する。本実施形態における電子モジュール１は主に孔部３０の孔径が第５実施形態と異なっている。以下、本実施形態における電子モジュール１について、第５実施形態と異なる構成を中心に説明する。

図１１は、本実施形態における電子モジュール１の一部を拡大した断面図であって、孔部３０を詳述するための図である。本実施形態において、孔部３０は基板３においてテーパ状に形成されている。孔部３０は、基板上面３１の開口部３０ａと基板下面３２の開口部３０ｂとにおいてそれぞれ異なる孔径を有している。基板下面３２側の孔径を「Ｄ２」、基板上面３１側の孔径を「Ｄ３」とすると、孔部３０はＤ２＜Ｄ３の式を充足するように形成される。すなわち、基板下面３２の開口部３０ｂから基板上面３１の開口部３０ａに向かって孔径が大きくなるように、孔部３０が形成されている。孔部３０がＤ２＜Ｄ３の式を充足することにより、内部空間８からの空気が排気され易くなり、外部からの空気は吸気され難くなる。このため、第５実施形態と比較して、異物侵入の抑制効果をさらに高めることができる。

また、孔径Ｄ２の断面積を「ｅ’」、孔径Ｄ３の断面積を「ｅ''」とすると、図９、図１０において定義された面積ｆおよび面積ｇとの関係において、ｅ’≧ｆ、ｅ''≧ｇの２式を同時に充足されることが好ましい。断面積ｅ’を電子モジュール１の空気の出口である部分の面積ｆ以上とすることにより、温度上昇や外部空間減圧により内部空間８で膨張した空気を効果的に通気することができる。すなわち、空気の出口での抵抗を抑制することが可能となる。同様に断面積ｅ''を内部空間８から孔部３０への通路である部分の面積ｇより大きくすることにより、内部空間８で膨張した空気を効果的に通気することができる。すなわち、孔部３０への通路を通過した空気を効率的に、孔部３０から面積ｆの領域を通過して外部へ通気することが可能となる。さらに、ｅ’＝ｆ、ｅ''＝ｇの２式が同時に充足されることがより好ましい。これにより、内部空間８から外部への経路での空気抵抗を抑制し、内圧上昇抑制効果をさらに高めることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明には、上述した複数の実施形態を組み合わせた電子モジュール、電子機器などが含まれ得る。

［第７実施形態］
上述の実施形態における電子モジュールは種々の撮像システムに適用可能である。撮像システムとして、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、カメラヘッド、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星、監視カメラなどがあげられる。図１２に、撮像システムの例としてデジタルスチルカメラのブロック図を示す。

図１２に示す撮像システムは、バリア１００１、レンズ１００２、絞り１００３、撮像装置１００４、信号処理装置１００７、タイミング発生部１００８、全体制御・演算部１００９、メモリ部１０１０、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０１１、記録媒体１０１２、外部Ｉ／Ｆ部１０１３、角速度センサ（検出部）１０１５、アクチュエータ１０１６を含む。バリア１００１はレンズ１００２を保護し、レンズ１００２は被写体の光学像を撮像装置１００４に結像させる。絞り１００３はレンズ１００２を通った光量を可変する。撮像装置１００４は、上述の電子モジュール１により構成され、レンズ１００２により結像された光学像を画像データに変換する。信号処理装置１００７は撮像装置１００４より出力された画像データに各種の補正、データ圧縮を行う。タイミング発生部１００８は撮像装置１００４および信号処理装置１００７に、各種タイミング信号を出力する。全体制御・演算部１００９はデジタルスチルカメラ全体を制御し、メモリ部１０１０は画像データを一時的に記憶する。記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０１１は記録媒体１０１２に画像データの記録または読み出しを行うためのインターフェースであり、記録媒体１０１２は撮像データの記録または読み出しを行うための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。外部Ｉ／Ｆ部１０１３は外部コンピュータ等と通信するためのインターフェースである。タイミング信号などは撮像システムの外部から入力されてもよく、撮像システムは少なくとも撮像装置１００４と、撮像装置１００４から出力された画像信号を処理する信号処理装置１００７とを有すればよい。

撮像装置１００４とＡＤ変換部とが同一の半導体基板に設けられていてもよく、撮像装置１００４とＡＤ変換部とが別の半導体基板に形成されていてもよい。また、撮像装置１００４と信号処理装置１００７とが同一の半導体基板に形成されていてもよい。それぞれの画素が第１の光電変換部と、第２の光電変換部を含んでもよい。信号処理装置１００７は、第１の光電変換部で生成された画素信号と、第２の光電変換部で生成された画素信号とを処理し、撮像装置１００４から被写体までの距離情報を取得するように構成されてもよい。

角速度センサ１０１５は撮像システムの筐体などに固定され、撮像システムの手振れを検出する。手振れは、撮像デバイスの受光面におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれの変位量として検出される。アクチュエータ１０１６は電磁駆動機構またはピエゾ駆動機構などから構成され、撮像装置１００４の位置を変位させる。アクチュエータ１０１６は全体制御・演算部１００９によって制御され、角速度センサ１０１５によって検出された変位量を打ち消す方向に、撮像装置１００４を駆動する。

図１３は本実施形態における撮像装置１００４を説明するための図である。図１３（Ａ）は撮像装置１００４の平面図であって、図１３（Ｂ）は撮像装置１００４の側面図である。撮像装置１００４は基板１０１７の上面に取り付けられ、基板１０１７の下面にはアクチュエータ１０１６が設けられている。アクチュエータ１０１６は、撮像装置１００４をＸ方向、Ｙ方向に移動させることができる。

本実施形態における撮像装置１００４は、第１〜第６実施形態における電子モジュール１によって構成されている。電子モジュール１において、撮像素子などの電子デバイス２は、セラミックパッケージを用いることなく、基板３に直接に取り付けられている。このため、撮像装置１００４を軽量化することができ、撮像装置１００４の変位を制御するセンサシフト方式の手振れ補正機構を採用することができる。

［第８実施形態］
図１４Ａ、図１４Ｂは、本実施形態における車載カメラに関する撮像システムのブロック図である。撮像システム２０００は、上述した実施形態の撮像装置１００４を有する。撮像システム２０００は、撮像装置１００４により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部２０３０と、撮像システム２０００より取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う視差算出部２０４０を有する。また、撮像システム２０００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部２０５０と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部２０６０とを有する。ここで、視差算出部２０４０、距離計測部２０５０は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部２０６０はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。

撮像システム２０００は車両情報取得装置２３１０と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム２０００には、衝突判定部２０６０での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ２４１０が接続されている。また、撮像システム２０００は、衝突判定部２０６０での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置２４２０とも接続されている。例えば、衝突判定部２０６０の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ２４１０はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置２４２０は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。撮像システム２０００は上述のように車両を制御する動作の制御を行う制御手段として機能する。

本実施形態では車両の周囲、例えば前方または後方を撮像システム２０００で撮像する。図１４Ｂは、車両前方（撮像範囲２５１０）を撮像する場合の撮像システムを示している。撮像制御手段としての車両情報取得装置２３１０が、上述の第１乃至第５実施形態に記載した動作を行うように撮像システム２０００ないしは撮像装置１００４に指示を送る。このような構成により、測距の精度をより向上させることができる。

上述では、他の車両と衝突しないように制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。さらに、撮像システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。

［他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。

なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 電子モジュール
２ 電子デバイス
３ 基板
４ 枠体
５ 蓋体
６ 部品
８ 内部空間
３０ 孔部
３０ａ 第１の開口部
３０ｂ 第２の開口部
３１ 基板上面
３２ 基板下面
４１ 枠体上面
４２ 枠体下面
４３ 枠体最下面
２０２ 接着剤

Claims (18)

1. 第１の主面および第２の主面を有する基板と、
   前記第１の主面に取り付けられた電子デバイスと、
   前記第２の主面に導電性材料を介して接続された部品と、
   前記電子デバイスを囲むように前記第１の主面に取り付けられた枠体と、
   前記電子デバイスに対向するように、前記枠体に取り付けられた蓋体と、を備える電子モジュールであって、
   前記基板には、前記第１の主面における第１の開口部と前記第２の主面における第２の開口部とを有し、前記基板、前記枠体および前記蓋体によって形成される内部空間と外部空間とを連通する孔部が設けられており、
   前記部品が前記第２の開口部に対向することを特徴とする電子モジュール。
2. 前記第１の開口部は前記電子デバイスに対向する位置に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電子モジュール。
3. 前記孔部の孔径は、前記部品の外形よりも小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子モジュール。
4. 前記孔部の孔径は、前記第２の主面と前記部品との間に形成された第１の空隙の距離より大きいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子モジュール。
5. 前記第１の主面と前記電子デバイスとの間に形成された第２の空隙の距離は、前記第１の空隙の距離以下であることを特徴とする、請求項４に記載の電子モジュール。
6. 前記第２の空隙の距離は、１０μｍ以上かつ２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項５に記載の電子モジュール。
7. 前記孔部の前記第２の開口部の面積をｅとし、前記部品の外縁のうち前記第１の空隙を形成する縁部の長さと前記第１の空隙の距離とによって画成される面の面積をｆとし、前記電子デバイスの外縁のうち前記第２の空隙を形成する縁部の長さと前記第２の空隙の距離とによって画成される面の面積をｇとした場合、ｅ≧ｆ、ｅ≧ｇ、ｆ≧ｇを充足することを特徴とする、請求項５または６に記載の電子モジュール。
8. 前記第１の開口部の径は前記第２の開口部の径よりも大きいことを特徴とする、請求項５または６に記載の電子モジュール。
9. 前記第２の開口部の面積をｅ’とし、前記部品の外縁のうち前記第１の空隙を形成する縁部の長さと前記第１の空隙の距離とによって画成される面の面積をｆとし、前記第１の開口部の面積をｅ''とし、前記電子デバイスの外縁のうち前記第２の空隙を形成する縁部の長さと前記第２の空隙の距離とによって画成される面の面積をｇとした場合、ｅ’≧ｆ、ｅ''≧ｇの２式を充足することを特徴とする、請求項８に記載の電子モジュール。
10. 前記基板は複数の前記孔部を備え、複数の前記孔部は平面視において前記基板の中心に対して対称に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至９いずれか１項に記載の電子モジュール。
11. 前記第１の開口部は、前記電子デバイスの発熱部に対向する位置に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電子モジュール。
12. 前記枠体の内周には凹部が形成され、前記基板の側端部は前記凹部に嵌入していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電子モジュール。
13. 前記基板の前記第２の主面と前記枠体の一面とは同一平面上に位置することを特徴とする請求項１２に記載の電子モジュール。
14. 前記枠体は樹脂材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の電子モジュール。
15. 前記電子デバイスは撮像デバイスまたは表示デバイスであることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の電子モジュール。
16. 前記撮像デバイスを有する請求項１５に記載の電子モジュールと、
    前記撮像デバイスから出力された画素信号を処理する信号処理装置とを備える撮像システム。
17. 前記撮像システムの動きを検出する検出部と、
    前記検出部からの信号に基づき、前記電子モジュールを変位させるアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項１６に記載の撮像システム。
18. 前記撮像デバイスは複数の画素を備え、
    前記画素は複数の光電変換部を備え、
    前記信号処理装置は、複数の前記光電変換部にて生成された前記画素信号をそれぞれ処理し、前記撮像デバイスから被写体までの距離情報を取得することを特徴とする請求項１６または１７に記載の撮像システム。

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