JP2021168378A - 撮像ユニット及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル配線基板の柔軟性を損なうことなく、フレキシブル配線基板とプリント配線板の接続部との負荷を低減することができる撮像ユニット及び撮像装置を提供する。【解決手段】撮像ユニットは、撮像素子が設けられ、表層に第１の電極を有するプリント配線板と、第１面と第２面を有する基材と、第１面の上に設けられた導体層と、導体層の上に設けられた絶縁層とを有し、導体層は一方の先端部に絶縁層が設けられていない第２の電極をさらに有するフレキシブル配線基板と、第１の電極と前記第２の電極とを接続する導電性接続材と、基材の第２面側に設けられた補強材と、を有する撮像ユニットであって、補強材は、前記絶縁層の第２電極に近い側の終端部および導電性接続材の第２電極と接続された部分の絶縁層に近い側の終端部を連続的に覆っている。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像ユニット及び撮像装置に関する。

特許文献１には、基板間の接続構造を有する複合基板の構造が提案されている。特許文献１記載の複合基板は、補強板が第１の面に積層された第１のフレキシブル配線板と、第１のフレキシブル配線板の第２の面に接合される第２のフレキシブル配線板とを有している。また、補強板は、第１及び第２のフレキシブル配線板の接合部とオーバラップするように第１のフレキシブル配線板の端面よりも突出した部分を有している。特許文献１には、接合部において、第１及び第２のフレキシブル配線板の配線パターン同士が電気的に接続され、補強板と第２のフレキシブル配線板とが接着材で固定されていることにより、曲げ応力による配線パターン露出部の断線を防ぐことが記載されている。

しかしながら、例えば手振れ補正ユニットのような、細かく移動する移動体に対してフレキシブル配線基板が接続される場合、特許文献１に記載の技術では、系全体が高剛性化されるため、フレキシブル配線基板の柔軟性が損なわれる。この結果、特許文献１に記載の技術では、移動体の駆動が阻害されてしまう。

特開２００９−２９５８２１号公報

本発明の一観点によれば、撮像素子が設けられ、表層に第１の電極を有するプリント配線板と、第１面と第２面を有する基材と、前記第１面の上に設けられた導体層と、前記導体層の上に設けられた絶縁層とを有し、前記導体層は一方の先端部に前記絶縁層が設けられていない第２の電極をさらに有するフレキシブル配線基板と、前記第１の電極と前記第２の電極とを接続する導電性接続材と、前記基材の前記第２面側に設けられた補強材と、を有する撮像ユニットであって、前記補強材は、前記絶縁層の前記第２電極に近い側の終端部および前記導電性接続材の前記第２電極と接続された部分の前記絶縁層に近い側の終端部を連続的に覆っていることを特徴とする撮像ユニットが提供される。

本発明の他の観点によれば、筐体と、前記筐体の内部に撮像ユニットを備えた撮像装置であって、前記撮像ユニットは、上記の撮像ユニットである撮像装置が提供される。

本発明によれば、フレキシブル配線基板の柔軟性を損なうことなく、フレキシブル配線基板とプリント配線板との接続部に生じる負荷を低減することができる。

第１実施形態に係る撮像ユニットの概略構成を示す上面図である。 第１実施形態に係る撮像ユニットの概略構成を示す断面模式図である。 第１実施形態に係る撮像ユニットのフレキシブル配線基板とプリント配線板との接続部を拡大して示す断面模式図である。 第２実施形態に係る撮像ユニットの概略構成を示す上面図である。 第２実施形態に係る撮像ユニットの概略構成を示す断面模式図である。 第２実施形態に係る撮像ユニットのフレキシブル配線基板とプリント配線板の接続部を拡大して示す断面模式図である。 第３実施形態に係る撮像ユニットの概略構成を示す上面図である。 第３実施形態に係る撮像ユニットの概略構成を示す断面模式図である。 第３実施形態に係る撮像ユニットのフレキシブル配線基板とプリント配線板の接続部における断面模式図である。 第４実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置の概略構成を示す説明図である。 比較例１に係る三次元の構造解析モデルを示す概略図である。 比較例２に係る三次元の構造解析モデルを示す概略図である。 比較例３に係る三次元の構造解析モデルを示す概略図である。 比較例４に係る三次元の構造解析モデルを示す概略図である。 実施例３に係る三次元の構造解析モデルを示す概略図である。 比較例１、２、３、４及び実施例３の構造解析の結果を比較して示す図である。 実施例４、５、６の構造解析の結果を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る撮像ユニットについて図１、図２及び図３を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る撮像ユニット４００の概略構成を示す上面模式図である。図２は、本実施形態に係る撮像ユニット４００の概略構成を示す断面模式図であり、図１におけるＡ−Ａ′線に沿った断面を示している。

図３は、本実施形態に係る撮像ユニット４００のフレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９を拡大して示す断面模式図であり、図２における接続部１９における断面を拡大して示している。

図１、図２及び図３に示すように、撮像ユニット４００は、プリント配線板９を有する撮像センサモジュール１４と、手振れ補正ユニット４１０と、フレキシブル配線基板４とを有している。フレキシブル配線基板４は、後述するように、接続部１９においてプリント配線板９にはんだ１１を介して接続されている。

ここで、以下の説明において用いる直交座標系であるＸＹＺ座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各座標軸及び方向を定義する。まず、プリント配線板９の主面に対して垂直な軸をＺ軸とする。また、プリント配線板９の主面に平行な軸であって、プリント配線板９の１組の互いに平行な端辺に沿った軸をＸ軸とする。また、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸とする。このように座標軸が定義されるＸＹＺ座標系において、Ｘ軸に沿った方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち、フレキシブル配線基板４の接続部１９の側の一端から他端に向かう方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向とは逆方向を−Ｘ方向とする。また、Ｙ軸に沿った方向をＹ方向とし、Ｙ方向のうち、＋Ｘ方向に対して右側から左側に向かう方向を＋Ｙ方向とし、＋Ｙ方向とは逆方向を−Ｙ方向とする。また、Ｚ軸に沿った方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち、撮像センサモジュール１４の撮像センサ素子１５の側から接続部１９の側に向かう方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｚ方向とは逆方向を−Ｚ方向とする。また、Ｚ軸周りの回転方向をθ方向とする。

フレキシブル配線基板４は、フレキシブル基材１と、フレキシブル配線層２と、カバーレイ３とを有している。フレキシブル配線基板４は、フレキシブル配線層２としての導体層が１層以上であり、導体層が絶縁層としてフレキシブル基材１を介して積層されて構成されている。なお、本実施形態では、フレキシブル配線基板４における配線層が単層である場合について説明するが、単層に限定されるものではなく、配線層が複数層であってもよい。

フレキシブル基材１は、樹脂等からなる例えば、シート状又はフィルム状の絶縁基材であり、可塑性、柔軟性を有している。このため、フレキシブル配線基板４は、屈曲等の変形が可能である。フレキシブル基材１を構成する絶縁体は、電気的絶縁性を有していればよい。例えば、フレキシブル基材１を構成する絶縁体として、ポリイミド、ポリエチレンテレフタラート等が用いられる。フレキシブル基材１は、第１面である表面及び第２面である裏面を有している。フレキシブル基材１の表面及び裏面には、以下のように層や部材が設けられている。

フレキシブル配線層２は、銅箔、その他金属箔等からなる導体層である。フレキシブル配線層２は、配線パターンを有している。フレキシブル配線層２は、フレキシブル基材１の表面及び裏面のうちの片面又は両面の上に形成されている。フレキシブル配線層２は、フレキシブル基材１の表面又は裏面の上に直接形成されていてもよいし、フレキシブル基材１の表面又は裏面の上に絶縁層等の層構造を介して形成されていてもよい。フレキシブル配線層２を構成する導体は、絶縁体よりも導電性及び熱伝導性が高い物質、例えば、銅、銀、金等の金属である。なお、フレキシブル配線層２は、フレキシブル基材１の少なくとも一方の面に形成されていればよい。例えば、フレキシブル配線層２は、プリント配線板９の側を向くフレキシブル基材１の表面の上に設けられている。

カバーレイ３は、フレキシブル配線層２の配線パターンを保護する絶縁層である。カバーレイ３は、カバーフィルム、オーバーコート等により形成されている。カバーレイ３は、フレキシブル配線基板４の表層に設けられ、フレキシブル基材１のフレキシブル配線層２を含む面の上にフレキシブル配線層２を覆うように形成されている。例えば、カバーレイ３は、フレキシブル基材１の表面の上に設けられたフレキシブル配線層２の上に設けられている。

フレキシブル配線基板４のフレキシブル基材１の表面に設けられたカバーレイ３の側において、フレキシブル配線基板４の一方の先端部には、カバーレイ３が形成されておらず、フレキシブル配線層２が露出している。フレキシブル配線層２の露出部分は、第１の電極５を構成している。すなわち、フレキシブル基材１の表面の上に設けられたフレキシブル配線層２は、一方の先端部にカバーレイ３が設けられていない第１の電極５を有している。また、第１の電極５上には、金などのメッキがされていてもよい。露出したフレキシブル配線層２からなる第１の電極５は、例えば、所定のピッチで複数並んで配置されている。こうして、フレキシブル配線基板４の先端部に露出するフレキシブル配線層２により第１の電極５が形成されている。フレキシブル配線基板４の第１の電極５が形成された一方の先端部は、第１の電極５が露出した電極部になっている。なお、図示しないがフレキシブル配線基板４の他方の先端部は、電極が形成された挿入端子になっている。

撮像センサモジュール１４のプリント配線板９とフレキシブル配線基板４との接続部１９において、フレキシブル配線基板４の一方の先端部に露出した第１の電極５は、プリント配線板９の第２の電極１０にはんだ１１を介して接続されている。なお、接続部１９でプリント配線板９に接続されたフレキシブル配線基板４のカバーレイ３とはんだ１１との間には、間隙が形成されており、フレキシブル配線層２が露出した露出部２４が確保されていることが望ましい。すなわち、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部とカバーレイ３のはんだ１１側の終端部との間には、フレキシブル配線層２が露出していることが望ましい。露出部２４は、カバーレイ３の第１の電極５に近い側の終端部とはんだ１１との間に第１の電極５が露出した部分である。露出部２４が確保された場合、カバーレイ３の第１の電極５に近い側の終端部とはんだ１１とは接していない。露出部２４が確保されていることにより、後述の補強材２１に起因するフレキシブル配線基板４の柔軟性の低下を小さく抑制しつつ、補強材２１によりフレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９を補強することができる。

図示は省略するが、フレキシブル配線基板４の他方の先端部の挿入端子は、画像処理ユニットのプリント配線板上に実装されているコネクタに挿入されている。このようにして、フレキシブル配線基板４は、撮像ユニット４００と画像処理ユニットとを互いに電気的に接続している。

撮像センサモジュール１４は、プリント配線板９と、撮像センサ素子１５と、枠１７と、カバーガラス１６とを有している。プリント配線板９は、例えば紫外線硬化性樹脂等の接着剤により金属枠２２に接着されて固定されている。撮像センサモジュール１４は、後述するように、手振れ補正ユニット４１０に対して移動可能に手振れ補正ユニット４１０に支持されている。

プリント配線板９のフレキシブル配線基板４が接続される側の一方の面には、後述するように表層に第２の電極１０が設けられている。プリント配線板９の他方の面の周端部上には、枠１７が取り付けられて配置されている。カバーガラス１６は、プリント配線板９と平行になるように枠１７に取り付けられている。

撮像センサ素子１５は、例えば半導体素子により構成された撮像素子である。具体的には、撮像センサ素子１５は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等の固体撮像素子である。撮像センサ素子１５は、プリント配線板９、カバーガラス１６及び枠１７により囲まれた中空部分において、カバーガラス１６と接触しないようにプリント配線板９に取り付けられている。撮像センサ素子１５は、金属ワイヤー１８を通して、プリント配線板９のワイヤー用パッド２３にて電気的に接続されている。ワイヤー用パッド２３は、例えば、Ａｕメッキされたものである。

手振れ補正ユニット４１０は、金属枠２２に固定された撮像センサモジュール１４をＸ方向及びＹ方向に移動可能、θ方向に回転可能に金属枠２２を支持している。手ぶれ補正ユニット４１０は、手ぶれに応じて撮像センサモジュール１４を移動又は回転することにより、手ぶれを補正することができる。手振れ補正ユニット４１０は、例えば、Ｌ字形状を有し、矩形状の外形形状を有する金属枠２２を、金属枠２２の隣接する２辺の側から支持するように構成されている。

なお、本実施形態では、枠１７を取り付けた場合について説明しているが、その配置箇所はプリント配線板９の周縁部上に限らない。また、撮像センサ素子１５の配置箇所は、例えばキャビティ基板のような、座繰りのあるプリント配線板９の中空部分内であってもよい。

撮像センサ素子１５が設けられたプリント配線板９は、プリント配線基材６と、配線層７と、ソルダーレジスト層８とを有している。プリント配線板９は、複数の配線層７が、プリント配線基材６を介して積層されて構成されている。プリント配線板９は、フレキシブル配線基板４とは異なり、リジットな配線基板である。

例えば、プリント配線板９は、ガラスエポキシ材により形成されていてもよいし、セラミックス基板で形成されていてもよい。また、撮像センサ素子１５がセラミックス基板に配置され、セラミックス基板とプリント配線板９がはんだ１１を介して一対の電極で接続されたプリント回路板を用いることもできる。例えば、ＬＧＡ（Land Grid Array）型やＣＬＣＣ（Ceramic Leadless Chip Carrier）型の撮像センサユニットを用いることもできる。

なお、本実施形態では、プリント配線板９における配線層７が４層である場合について説明するが、４層に限定されるものではない。プリント配線板９における配線層７は、単層又は複数層、すなわち４層以下でも４層以上であってもよい。

また、図示していないが、プリント配線板９には、撮像ユニット４００の動作に必要な最低限の部品が搭載されている。

プリント配線基材６は、硬質複合材等からなる例えば基板状の絶縁基材である。プリント配線基材６は、フレキシブル基材１とは異なり、硬質なものとなっている。プリント配線基材６を構成する絶縁体は、電気的絶縁性を有していればよい。例えば、プリント配線基材６として、エポキシ樹脂等の樹脂が硬化した樹脂基板や、セラミックを用いたセラミックス基板でもよい。

配線層７は、銅箔その他の金属箔等からなる導体層である。配線層７は、配線パターンを有している。配線層７は、プリント配線基材６の片面又は両面に形成されている。また、配線層７は、プリント配線基材６の内部にも１層又は複数層形成されている。図２及び図３は、プリント配線基材６の両面及び内部に合計４層の配線層７が形成されている場合を示している。また、プリント配線基材６の内部には、配線層７の間を電気的に接続するビア１３が形成されている。配線層７、ビア１３等の導体は、絶縁体よりも導電性及び熱伝導性が高い物質、例えば銅、金等の金属である。

ソルダーレジスト層８は、配線層７により構成される回路を保護する絶縁性の保護膜である。ソルダーレジスト層８は、硬化された液状ソルダーレジスト、フィルム状ソルダーレジスト等により形成されている。ソルダーレジスト層８は、プリント配線板９のフレキシブル配線基板４が接続される側の一方の面上に配線層７を覆うように形成されている。また、また、ソルダーレジスト層８は、プリント配線板９の撮像センサ素子１５が取り付けられる側の他方の面上にも配線層７を覆うように形成されている。

ソルダーレジスト層８には、配線層７が露出する開口部が形成されている。配線層７の露出部分は、第２の電極１０を形成している。第２の電極１０は、例えば、所定のピッチで複数並んで配置されている。第２の電極１０は、例えば、プリント配線板９の中央部に配置されている。こうして、プリント配線板９の表層に、配線層７からなる第２の電極１０が設けられている。表層に設けられた第２の電極１０上には、導電性接続材であるはんだ１１を介してフレキシブル配線基板４の第１の電極５と電気的に接続されている。

なお、はんだ１１を用いて第１の電極５と第２の電極１０とを接続する場合、はんだ１１の融点以上にはんだ１１を有する接続材を加熱した状態で、第１の電極５と第２の電極１０とを前記はんだ１１に接着させて接続することができる。また、はんだ１１は、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだや、Ｓｎ−５８Ｂｉはんだをフラックスと合わせて供給ペーストしたものでもよい。また、はんだ１１に代えて、導電性接着剤等を第１の電極５と第２の電極１０とを接続する導電性接続材として用いることもできる。

上述のように第１の電極５と第２の電極１０とが接続されたフレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９には、接続部１９を補強する補強材２１が設けられている。補強材２１は、フレキシブル配線基板４における第１の電極５が露出した面と反対側の面であるフレキシブル基材１の裏面の側に設けられている。フレキシブル基材１の裏面の側に設けられた補強材２１は、フレキシブル基材１の裏面の上に設けられたものであってもよいし、フレキシブル基材１の裏面の上に配線層、絶縁層等の層を介して設けられたものであってもよい。

補強材２１は、図１に示すように、フレキシブル配線基板４のフレキシブル基材１の接続部１９側の先端部において、Ｙ方向に沿ったフレキシブル配線基板４の幅方向（短手方向）における両端部の上に設けられている。なお、補強材２１は、フレキシブル配線基板４の幅方向においてフレキシブル基材１の両端部の上に設けられているほか、後述の第３実施形態のようにフレキシブル配線基板４の幅方向にわたって設けられていてもよい。

また、補強材２１は、図３に示すように、フレキシブル基材１及びフレキシブル配線層２を介して、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部及びカバーレイ３のはんだ１１側の終端部との両部分を連続的に覆うようにフレキシブル基材１の上に設けられている。すなわち、補強材２１は、カバーレイ３の第１の電極５に近い側の終端部及びはんだ１１の第１の電極５と接続された部分のカバーレイ３に近い側の終端部を連続的に覆っている。

補強材２１は、特に限定されるものではないが、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂の硬化物である。また、補強材２１は、樹脂の硬化物のほか、フレキシブル基材１の面上の同一の箇所に貼り付けられた補強用のフィルムであってもよい。

ここで、プリント配線板９に接続されたフレキシブル配線基板４は、第１の電極５がはんだ１１を介して第２の電極１０に接続されて固定された部分である固定部分４ａと、固定部分４ａ以外の部分である非固定部分４ｂとを含んでいる。非固定部分４ｂは、固定部分４ａに対して、プリント配線板９から離れる方向に屈曲しうる。上述のように設けられた補強材２１は、固定部分４ａと非固定部分４ｂとに跨がって設けられている。このような補強材２１の存在により、固定部分４ａに対して非固定部分４ｂが屈曲する角度θｂは鈍角に維持される。なお、補強材２１は、固定部分４ａに対して非固定部分４ｂが屈曲する角度θｂを鈍角に維持することができる範囲で変形可能な材料、厚さ、面積、形状等で形成することができる。
こうして、本実施形態による撮像ユニット４００が構成されている。

近年、デジタルカメラ内には、手振れ補正のため撮像センサ自体を動かす手振れ補正ユニットが搭載されている。手振れ補正ユニットには、従来の静的負荷のみならず、例えば、振動のような手振れ補正時における動的負荷が平面ＸＹ方向及び回転θ方向に重畳して生じる。そのため、撮像センサを搭載しているリジッド配線板と、画像処理用のＬＳＩを搭載しているリジット配線板とを接続しているフレキシブル配線基板は、手ぶれ補正ユニットの駆動を阻害しない柔軟性と、繰り返し負荷に対する接合強度が求められている。

これに対して、本実施形態による撮像ユニット４００では、上述のように、接続部１９において、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部と、カバーレイ３のはんだ１１側の終端部との両部分を連続的に覆うように設けられている。このように設けられた補強材２１により、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９を局所的に高剛性化することができる。そのため、本実施形態では、手振れ補正ユニット４１０の駆動時に伴う、接続部１９近傍の変形挙動を小さく抑制することができる。同時に、本実施形態では、駆動時におけるフレキシブル配線基板４の折れ曲がりの角度θｂを鈍角に維持することができるため、接続部１９への負荷を低減できる。さらに、本実施形態では、接続部１９を局所的に高剛性化して補強するにとどまり、フレキシブル配線基板４全体を補強していないため、フレキシブル配線基板４の柔軟性を損なうことがない。したがって、本実施形態によれば、手振れ補正ユニット４１０の動作を阻害することなく、接続部１９の負荷を低減することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、フレキシブル配線基板４の柔軟性を損なうことなく、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９に生じる負荷を低減することができる。

なお、図１には、補強材２１が、フレキシブル配線基板４のＹ方向に沿った幅方向における両端上のみに設けられている場合を示しているが、これに限定されるものではない。補強材２１は、幅方向の全面にわたって設けられていてもよいし、フレキシブル配線基板４の幅方向においてフレキシブル配線基板４上からプリント配線板９上にはみ出して設けられていてもよい。

また、図２及び図３には、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を覆うように設けられている場合を示しているが、これに限定されるものではない。補強材２１は、フレキシブル配線基板４の一方の先端部まで覆うように設けられていてもよいし、フレキシブル配線基板４上からプリント配線板９のソルダーレジスト層８上にまではみ出して設けられていてもよい。

［第２実施形態］
次に、第２の実施形態に係る撮像ユニット４００について図４、図５及び図６を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る撮像ユニット４００の概略構成を示す上面模式図である。図５は、本実施形態に係る撮像ユニット４００の概略構成を示す断面模式図であり、図４におけるＢ−Ｂ′線に沿った断面を示している。図６は、本実施形態に係る撮像ユニット４００のフレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９を拡大して示す断面模式図であり、図５における接続部１９を拡大して示している。

本実施形態では、プリント配線板９に対してフレキシブル配線基板４が配置された態様が第１実施形態と異なっている。なお、それ以外の構成は第１の実施形態と同様であるので、同様の構成については説明を省略する。

第１実施形態において、フレキシブル配線基板４は、接続部１９に対して、接続部１９側の一方の先端部とは反対の他方の先端部が接続される接続先である不図示の画像処理ユニットの側の＋Ｘ方向に屈曲することなく延び出るように配置されていた。

これに対して、本実施形態において、フレキシブル配線基板４は、接続部１９に対して、他方の先端部が接続される接続先である不図示の画像処理ユニットの側の＋Ｘ方向とは反対の−Ｘ方向に延び出るように配置されている。さらに、−Ｘ方向に延び出たフレキシブル配線基板４は、プリント配線板９の上において画像処理ユニットの側の＋Ｘ方向に屈曲されている。

すなわち、本実施形態において、フレキシブル配線基板４は、図４、図５及び図６に示すように、一方の先端部が第１実施形態とは反対の＋Ｘ方向を向くようにはんだ１１を介して第１の電極５が第２の電極１０に接続されてプリント配線板９に接続されている。さらに、フレキシブル配線基板４は、他方の先端部が手振れ補正ユニット４１０及びその接続先である画像処理ユニットの側に位置するように手振れ補正ユニット４１０とは反対側から手振れ補正ユニット４１０の側に一度折り返された屈曲状態になっている。こうして、本実施形態において、フレキシブル配線基板４は、手振れ補正ユニット４１０及び画像処理ユニットとは反対側から、手振れ補正ユニット４１０及び画像処理ユニットの側に折り返されて屈曲している。

本実施形態においても、上述のように折り返されたフレキシブル配線基板４に対して、第１実施形態と同様に補強材２１が設けられている。
このように、本実施形態では、フレキシブル配線基板４が屈曲した状態になっている。本実施形態では、屈曲した状態のフレキシブル配線基板４において、第１実施形態と同様に補強材２１が設けられている。このため、本実施形態によっても、フレキシブル配線基板４の柔軟性を損なうことなく、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９に生じる負荷を低減することができる。

なお、図４には、補強材２１が、フレキシブル配線基板４のＹ方向に沿った幅方向における両端上のみに設けられている場合を示しているが、これに限定されるものではない。補強材２１は、幅方向の全面にわたって設けられていてもよいし、フレキシブル配線基板４の幅方向においてフレキシブル配線基板４上からプリント配線板９上にはみ出して設けられていてもよい。

また、図５及び図６には、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を覆うように設けられている場合を示しているが、これに限定されるものではない。補強材２１は、フレキシブル配線基板４の一方の先端部まで覆うように設けられていてもよいし、フレキシブル配線基板４上からプリント配線板９のソルダーレジスト層８上にまではみ出して設けられていてもよい。

なお、本実施形態において、フレキシブル配線基板４は、１つのみならず、２つ以上あってもよい。さらに、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続位置は、プリント配線板９の中央に限定されるものではなく、プリント配線板９の端であってもよい。また、複数のフレキシブル配線基板４を搭載する場合、それらの位置は、例えば、１つはプリント配線板９の中央、１つはプリント配線板９の端とすることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る撮像ユニット４００について図７、図８及び図９を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る撮像ユニット４００の概略構成を示す上面模式図である。図８は、本実施形態に係る撮像ユニット４００の概略構成を示す断面模式図であり、図７におけるＣ−Ｃ′線に沿った断面を示している。図８は、本実施形態に係る撮像ユニット４００のフレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９を拡大して示す断面模式図であり、図７における接続部１９を拡大して示している。

本実施形態では、補強材２１が設けられた領域が第２実施形態とは異なっている。なお、それ以外の構成は第２実施形態と同様であるので、同様の構成については説明を省略する。

すなわち、本実施形態において、補強材２１は、図７に示すように、Ｙ方向に沿ったフレキシブル配線基板４の幅方向（短手方向）の全面にわたって、フレキシブル配線基板４の幅よりも広い領域に設けられている。すなわち、補強材２１は、フレキシブル配線基板４の幅方向において、フレキシブル配線基板４のフレキシブル基材１の上からプリント配線板９のソルダーレジスト層８の上にはみ出して設けられている。

また、本実施形態において、補強材２１は、図７、図８及び図９に示すように、Ｘ方向に沿ったフレキシブル配線基板４の長手方向において、フレキシブル配線基板４の接続部１９側の一方の先端部を超えてソルダーレジスト層８の上まで塗布されて設けられている。すなわち、補強材２１は、フレキシブル配線基板４の長手方向において、フレキシブル配線基板４のフレキシブル基材１の上からプリント配線板９のソルダーレジスト層８の上にまではみ出して設けられている。

本実施形態によっても、上記のように設けられた補強材２１により、フレキシブル配線基板４の柔軟性を損なうことなく、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９に生じる負荷を低減することができる。補強材２１が設けられた領域を変更することにより、接続部１９の局所的な高剛性化の程度を調整して、フレキシブル配線基板４に要求される柔軟性に応じて接続部１９に応じる負荷を低減することができる。

なお、第１実施形態においても、本実施形態と同様の領域に補強材２１を設けることができる。

また、補強材２１は、フレキシブル配線基板４の幅方向及び長手方向のうちのいずれか一方の方向においてフレキシブル配線基板４のフレキシブル基材１の上からプリント配線板９のソルダーレジスト層８の上にまではみ出して設けられていてもよい。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る電子機器について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態に係る電子機器の一例としての撮像装置の概略構成を示す模式図である。

本実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置としてのデジタルカメラ（カメラ）１００は、例えば、デジタル一眼レフカメラである。カメラ１００は、図１０に示すように、カメラ本体２００と、カメラ本体２００に着脱可能な交換レンズ３００（レンズ鏡筒）３００と、を備えている。図１０では、交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着されている。以下、交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着されて撮像装置であるカメラ１００が構成されている場合について説明する。

カメラ本体２００は、筐体２０１と、筐体２０１の内部に配置された、ミラー２２２、シャッター２２３、プリント回路板である撮像ユニット４００、及び画像処理回路２２４と、を備えている。また、カメラ本体２００は、筐体２０１から外部に露出するよう筐体２０１に固定された液晶ディスプレイ２２５を備えている。

撮像ユニット４００は、上述した第１実施形態から第３実施形態において説明した構成を有し、手振れ補正ユニット４１０と、プリント配線板９を備えた撮像センサモジュール１４とフレキシブル配線基板４と、を備えている。

交換レンズ３００は、交換レンズ筐体である筐体３０１と、撮像光学系３１１とを有する。撮像光学系３１１は、筐体３０１の内部に配置され、筐体３０１（交換レンズ３００）が筐体２０１に装着されたときに撮像センサモジュール１４に光像を結像させる。撮像光学系３１１は、複数のレンズを有して構成されている。

交換レンズ３００の筐体３０１は、開口が形成されたレンズ側マウント３０１ａを有している。一方、カメラ本体２００の筐体２０１は、開口が形成されたカメラ側マウント２０１ａを有している。レンズ側マウント３０１ａとカメラ側マウント２０１ａとを嵌合させることで、交換レンズ３００（筐体３０１）がカメラ本体２００（筐体２０１）に装着される。なお、図１０に示す矢印Ｘ方向は、撮像光学系３１１の光軸方向である。

撮像光学系３１１により矢印Ｘ方向に進行する光は、筐体３０１におけるレンズ側マウント３０１ａの開口及び筐体２０１におけるカメラ側マウント２０１ａの開口を通じて、筐体２０１内に導かれる。筐体２０１の内部には、矢印Ｘ方向に沿って、ミラー２２２、シャッター２２３等が撮像ユニット４００の矢印Ｘ方向の手前に設けられている。

撮像センサモジュール１４における撮像センサ素子１５は、撮像光学系３１１により結像された光像を光電変換するＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子である。

以上により、撮像ユニット４００を含む撮影装置であるカメラ１００が構成されている。

以上、本実施形態によれば、例えば、デジタル一眼レフカメラ１００の落下衝撃等においても、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９に生じる負荷を低減することができ、性能を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態では、交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着されている場合について説明したが、これに限定するものではない。交換レンズ３００が未装着のカメラ本体２００のみの場合には、カメラ本体２００が撮像装置である。

また、本実施形態では、カメラ１００がカメラ本体２００と交換レンズ３００とに分かれている場合について説明したが、カメラ本体２００にレンズが内蔵されている一体型のカメラ１００であってもよい。

さらに、本実施形態では、電子機器である撮像装置としてカメラ１００について説明したが、これに限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１の撮像ユニットとして、図１、図２及び図３に示す第１実施形態に係る撮像ユニット４００を製造した。実施例１の撮像ユニット４００では、枠１７としては、樹脂製であり、厚さ２ｍｍのものを用いた。撮像センサ素子１５としては、３０ｍｍ×２０ｍｍの矩形状の平面形状を有するＣＭＯＳイメージセンサを用いた。カバーガラス１６としては、２８ｍｍ×３８ｍｍの矩形状の平面形状を有するものを用いた。

フレキシブル配線基板４としては、フレキシブル基材１及びカバーレイ３の材質がポリイミド、フレキシブル配線層２及び第１の電極５の材質がＣｕであるものを用いた。フレキシブル基材１の厚さは２５μｍ、カバーレイ３の厚さは１２μｍ、フレキシブル配線層２の厚さは１８μｍとした。

プリント配線板９としては、３０ｍｍ×４０ｍｍの矩形状の外形を有し、プリント配線基材６の材質がガラスエポキシ材、配線層及び第２の電極１０の材質がＣｕであるものを用いた。配線層７及び第２の電極１０の厚さは約３０μｍ、ソルダーレジスト層８の厚さは約２５μｍとした。また、プリント配線板９を金属枠２２と固定する接着剤としては、ＵＶ硬化性樹脂を用いた。金属枠２２としては、５０ｍｍ×６０ｍｍの外形を有するものを用いた。

フレキシブル配線基板４の第１の電極５とプリント配線板９の第２の電極１０とは、はんだ１１により接続した。第２の電極１０は、ピッチ０．２ｍｍ、電極の幅０．１５ｍｍ、配線数８０とした。また、第２の電極１０が露出するソルダーレジスト層８の開口部は、１．１ｍｍ×２０ｍｍの大きさとした。一方、第１の電極５は、ピッチ０．２ｍｍ、電極の幅０．１５ｍｍ、配線数８０とした。フレキシブル配線基板４の幅は、ソルダーレジスト層８の開口幅２０ｍｍより大きく２２ｍｍとした。電極ピッチ、電極の幅、電極間の幅、電極数の本数は、適宜、撮像センサモジュール１４の仕様に合わせて設定した。

カバーレイ３とはんだ１１との間隙における露出部２４のＸ方向の長さは１ｍｍとした。はんだ１１としては、材質がＳｎ−３．０−Ａｇ−０．５Ｃｕのものを用いた。手振れ補正ユニット４１０としては、８５ｍｍ×７０ｍｍの矩形から７０ｍｍ×５５ｍｍの矩形が切り欠かれたＬ字形状を有するものを用いた。

補強材２１としては、ＵＶ硬化性樹脂を用いた。補強材２１の厚さは、０．５ｍｍとした。また、補強材２１は、上面視したときフレキシブル配線基板４の幅方向に対して、両端部に設けた。補強材２１は、カバーレイ３とはんだ１１との間隙を覆い、カバーレイ３の終端部からフレキシブル配線基板４の接続部１９とは反対方向に０．５ｍｍ覆うように設けた。さらに、補強材２１は、フレキシブル配線層２とはんだ１１との接合部から、接続部１９の方向に０．５ｍｍ覆うように設けた。

完成した実施例１の撮像ユニット４００を搭載した撮像装置は、内蔵するＣＭＯＳイメージセンサの光学性能を十分に保証できるものであった。

［実施例２］
実施例２の撮像ユニットとして、図７、図８及び図９に示す第３実施形態に係る撮像ユニット４００を製造した。実施例２の撮像ユニット４００では、フレキシブル配線基板４が、図７に示すように手振れ補正ユニット４１０と反対面に引き出され、一度折り返されたものとした。また、図８に示すように、補強材２１が設けられた補強領域は、フレキシブル配線基板４の幅よりも広い領域とした。さらに、図９に示すように、補強材２１は、フレキシブル配線基板４の接続部１９の先端を超えて、ソルダーレジスト層８上にまで塗布されたものとした。

フレキシブル配線基板４としては、実施例１と同様のものを用いた。また、プリント配線板９としても、実施例１と同様のものを用いた。また、補強材２１としても、実施例１と同様のＵＶ硬化性樹脂を用いた。

完成した実施例２の撮像ユニット４００を搭載した撮像装置は、内蔵するＣＭＯＳイメージセンサの光学性能を十分に保証できるものであった。また、実施例２では、屈曲状態においても、フレキシブル配線基板４の柔軟性を維持しつつ、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９に生じる負荷を低減することができた。さらに、実施例２では、フレキシブル配線基板４の幅よりも広い領域に補強材２１が設けられているため、接続部１９のみならず、フレキシブル基材１に生じる負荷をも低減することができた。

［構造解析による評価］
本発明の効果を確認するため、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９とを含む構造体を簡略化して構造解析を行った例を示す。

図１１から図１５に示すように、比較例１としてフレキシブル基材１上に補強材２１が配置されていないもの、比較例２、３、４及び実施例３としてフレキシブル基材１上に補強材２１が互いに異なる箇所に配置されたものについて構造解析を行った。

すなわち、図１１は、比較例１として、プリント配線板９上にはんだ１１を用いてフレキシブル配線基板４が接続された構造を示す概略図である。図１２は、比較例２として、比較例１に加えて、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を含み、カバーレイ３のはんだ１１側の終端部を含まない箇所に配置された構造を示す概略図である。図１３は、比較例３として、比較例１に加えて、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を含まず、カバーレイ３のはんだ１１側の終端部を含んだ箇所に配置された構造を示す概略図である。図１４は、比較例４として、比較例１に加えて、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を含む箇所及びカバーレイ３のはんだ１１側の終端部を含んだ箇所にそれぞれ断続的に配置された構造を示す概略図である。

一方、図１５は、実施例３として、比較例１に対して、補強材２１が、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を含んだ箇所及びカバーレイ３のはんだ１１側の終端部を含んだ箇所に連続的に配置された構造を示す概略図である。

評価に用いた構造解析手法について説明する。構造解析ソフトは、ANSYS Mechanical Enterprise Version 19.1を使用した。構造解析は、３次元解析を行った。

構造解析に用いた寸法等について説明する。プリント配線板９は、長さ２．５ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ０．８ｍｍとした。はんだ１１は、Ｘ方向においてプリント配線板９の端面より０．７５ｍｍの箇所から長さ１ｍｍとし、Ｙ方向においてプリント配線板９の端面より０．４５ｍｍの箇所から長さ０．１ｍｍとし、Ｚ方向のはんだ高さは５０μｍとした。フレキシブル配線基板４は、各層ごとにそれぞれモデル化した。フレキシブル配線層２は、Ｘ方向におけるはんだ１１の端面から長さ２ｍｍとし、Ｙ方向における長さは、はんだ１１と同様に０．１ｍｍとし、Ｚ方向の厚さは２０μｍとした。フレキシブル基材１は、フレキシブル配線層２に対して＋Ｚ方向に積層する形とし、Ｚ方向の厚さは２０μｍとした。カバーレイ３は、フレキシブル配線層２に対して−Ｚ方向に積層する形とし、Ｘ方向においてフレキシブル配線層２の端面から１．１ｍｍの箇所から長さ０．９ｍｍとし、−Ｚ方向の厚さは２０μｍとした。すなわち、はんだ１１とカバーレイ３との間隙であるフレキシブル配線層２の露出部２４のＸ方向の長さは０．１ｍｍとした。

補強材２１はエポキシ樹脂の硬化物とし、フレキシブル基材１上に積層する形とし、厚さは２０μｍとした。比較例２では、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部を中心として補強材２１のＸ方向の長さは±Ｘ方向にそれぞれ１０μｍの長さ、合計２０μｍとし、Ｙ方向の長さははんだ１１と同様にした。比較例３では、カバーレイ３のはんだ１１側の終端部を中心として補強材２１のＸ方向の長さは±Ｘ方向にそれぞれ１０μｍの長さ、合計２０μｍとし、Ｙ方向の長さははんだ１１と同様にした。比較例４では、補強材２１は、比較例２、３と同じ箇所に同時に配置した。実施例３では、補強材２１のＸ方向の長さは、はんだ１１のカバーレイ３側の終端部から−Ｘ方向に１０μｍの位置から、カバーレイ３のはんだ１１側の終端部から＋Ｘ方向に１０μｍの位置までの０．１２ｍｍとし、Ｙ方向の長さははんだ１１と同様とした。

構造解析の条件は次のとおりである。プリント配線板９において、フレキシブル配線基板４と接続されていない−Ｚ方向における面である裏面上の節点変位を、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のすべてにおいて０とした。さらに、フレキシブル配線基板４の接続部１９とは反対側の端部をＡ領域とし、Ａ領域の平面を＋Ｚ方向に対して０．１ｍｍの変位とした。比較例１、２、３、４及び実施例３のいずれについても上記条件にて構造解析を行った。

評価基準は、フレキシブル配線層２において、はんだ１１とカバーレイ３とが接続していない領域である非被覆領域における相当応力の最大値とした。上述の条件における構造解析を行い、フレキシブル配線層２に生じる応力値を比較した。図１６に構造解析による応力解析結果を示す。図１６において評価軸は、比較例１の応力値を基準値の１００％とする応力比である。

図１６に示すように、比較例１、２、３、４に対して、実施例３では、約２０％程度、応力を低減することができている。図１６に示す結果から、比較例２のようにはんだ１１のカバーレイ３側の終端部のみを含む箇所に補強材２１が配置されていたのでは、補強の効果が得られないことがわかる。また、比較例３のようにカバーレイ３のはんだ１１側の終端部のみを含む箇所に補強材２１が配置されていたのでも、補強の効果が得られないことがわかる。さらに、比較例４のように両終端部を含んだ箇所に補強材２１が配置されていても、補強材２１が断続的に配置されていては、補強の効果が得られないことがわかる。

次に、本発明の補強材２１の被覆長さの効果を確認するため、図１５におけるカバーレイ３の長手方向の長さＬ１及び補強材２１の被覆長さＬ２を変化させ、構造解析を行った。なお、カバーレイ３の長手方向の長さＬ１は、Ｘ方向に沿ったフレキシブル配線基板４の長手方向におけるカバーレイ３のはんだ１１側の一端から反対の他端までの長さである。補強材２１の被覆長さＬ２は、同じく長手方向においてはんだ１１のカバーレイ３側の終端部及びカバーレイ３のはんだ１１側の終端部を連続的に覆う補強材２１のうち、カバーレイ３のはんだ１１側の一端から＋Ｘ方向にカバーレイ３を覆う部分の長さである。

以下の表１に示すようにして、長さＬ１及び被覆長さＬ２を変更した際の補強の効果を構造解析により検証した。表１中の長さＬ１及び被覆長さＬ２の単位は、それぞれｍｍである。表１には、長さＬ１に対する被覆長さＬ２の比である被覆率Ｌ２／Ｌ１をあわせて示す。構造解析手法及び評価基準は、前述した条件と同様である。また、応力値の比較に際しては、実施例４、５、６において補強材２１を配置していないときの応力値を基準値の１００％とした。その結果を図１７に示す。本条件において構造解析を行った結果、実施例４、５、６では、被覆率Ｌ２／Ｌ１の値によらず補強の効果が得られたが、被覆率Ｌ２／Ｌ１が０．４より小さい場合に特に顕著な補強の効果が得られた。

以上より、本発明によれば、フレキシブル配線基板４の柔軟性を損なうことなく、フレキシブル配線基板４とプリント配線板９との接続部１９に生じる負荷を低減することができることが確認された。

１・・・フレキシブル基材
２・・・フレキシブル配線層
３・・・カバーレイ
４・・・フレキシブル配線基板
５・・・第１の電極
６・・・プリント配線基材
７・・・配線層
８・・・ソルダーレジスト層
９・・・プリント配線板
１０・・・第２の電極
１１・・・はんだ
１３・・・ビア
１４・・・撮像センサモジュール
１５・・・撮像センサ素子
１６・・・カバーガラス
１７・・・枠
１８・・・金属ワイヤー
１９・・・接続部
２１・・・補強材
２２・・・金属枠
２３・・・ワイヤー用パッド
２４・・・露出部
４００・・・撮像ユニット

Claims (13)

1. 撮像素子が設けられ、表層に第１の電極を有するプリント配線板と、
   第１面と第２面を有する基材と、前記第１面の上に設けられた導体層と、前記導体層の上に設けられた絶縁層とを有し、前記導体層は一方の先端部に前記絶縁層が設けられていない第２の電極をさらに有するフレキシブル配線基板と、
   前記第１の電極と前記第２の電極とを接続する導電性接続材と、
   前記基材の前記第２面側に設けられた補強材と、を有する撮像ユニットであって、
   前記補強材は、前記絶縁層の前記第２の電極に近い側の終端部および前記導電性接続材の前記第２の電極と接続された部分の前記絶縁層に近い側の終端部を連続的に覆っている
   ことを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記フレキシブル配線基板は、
   前記第２の電極が前記第１の電極に接続されて固定された第１の部分と、
   前記第１の部分に対して屈曲した第２の部分と
   を有し、
   前記第１の部分に対して前記第２の部分が屈曲する角度は鈍角である
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記絶縁層の前記第２の電極に近い側の終端部と前記導電性接続材との間には前記第２の電極が露出している
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像ユニット。
4. 前記補強材は、前記フレキシブル配線基板の短手方向において前記基材の両端部の上に設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
5. 前記補強材は、前記フレキシブル配線基板の長手方向において前記基材の上から前記プリント配線板の上にはみ出して設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
6. 前記補強材は、前記フレキシブル配線基板の短手方向において前記基材の上から前記プリント配線板の上にはみ出して設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
7. 前記絶縁層の長手方向の長さに対する、前記補強材のうちの前記絶縁層を覆う部分の長さの比が０．４より小さい
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
8. 前記プリント配線板を有する撮像センサモジュールと、
   前記撮像センサモジュールを移動可能に支持する手振れ補正ユニットと
   を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
9. 前記フレキシブル配線基板は、前記第１の電極と前記第２の電極とが前記導電性接続材により接続された接続部に対して、他方の先端部が接続される接続先の側の第１の方向とは反対の第２の方向に延び出てから前記第１の方向に屈曲している
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
10. 前記補強材は、紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂の硬化物である
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
11. 前記補強材は、フィルムである
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
12. 筐体と、前記筐体の内部に撮像ユニットを備えた撮像装置であって、
    前記撮像ユニットは、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像ユニットである撮像装置。
13. 前記撮像装置がカメラである請求項１２に記載の撮像装置。

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