JP3609980B2 - 撮像装置および携帯電話機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視覚情報を電気信号に変換し、さらに画像として再生するための撮像装置およびその撮像装置を搭載した携帯電話機に関し、より特定的には、小型化をはかった撮像装置および携帯電話機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８に従来の撮像装置の概略構成を示す。同図において、撮像素子１０２は、回路基板１０１の表面にダイボンドされ、その撮像素子の入出力端子１１７と回路基板の配線パターンの端子であるランド部１１９とは、ワイヤ１１８によりワイヤボンディングされている。この撮像装置では、図示していない結像レンズからの光学情報は、透光性板１０３を通して撮像素子１０２に設けられた受光面１０２ａで受けられ、電気信号に変換される。この電気信号は入出力端子１１７からワイヤ１１８およびランド部１１９を経て、インターフェース部（図示せず）に送られる。上記の透光性板１０３は、受光面１０２ａが大気中の塵芥が付着しないように封止するために配置されている。この従来の撮像装置では、携帯端末装置等に搭載するには、平面的な大きさおよび厚さが大きすぎる。
【０００３】
一方、上記平面的な大きさおよび厚さを減少し、受光効率を向上させた撮像装置として、開口部を設けた実装用基板に撮像素子を実装し、受光エリアのみを気密封止した撮像装置がある（特開平０９−１９９７０１号公報）。この撮像装置においては、図１９（ａ）および（ｂ）に示すように、実装用基板１０１には、受光面１０２ａへの光路の妨げとならないように、開口部１０１ａが形成されていて、撮像素子１０２はフェースダウンで実装される。実装用基板１０１の配線パターン１０１ｃの端部１１９と撮像素子のボンディングパッドに形成したバンプ１１７とは位置合わせされてボンディングされる。この撮像装置では、透光性板１０３および封止樹脂１２１に封止された受光面１０２ａを有している。また、上記の実装用基板における開口部１０１ａは、撮像素子の受光面に対して、加工精度も考慮して充分大きく開口され、受光の障害にならないようにされている。本撮像装置では、上記の構成により厚みや平面サイズを減少しコンパクトな構造を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のワイヤボンディングによる接続では、回路基板の面積を放射状に広げてしまう。また、特開平０９−１９９７０１号公報に開示されている撮像装置における配線パターンは、開口部の縁に垂直に延びる方向に配置されるので、幅方向の大きさを小型化することができない。すなわち、図１９（ａ）に示すように、回路基板の配線１０１ｃは、開口部１０１ａの縁に垂直に端部１１７から撮像素子の外形側に向かって配線される。このため、回路基板の外形が撮像素子よりも大きな平面サイズとなり、撮像装置の小型化ができなかった。
【０００５】
このような、平面サイズの小型化のために、回路基板の開口部の縁に沿って配線を引き回した撮像装置が開示されている（特開平５−２６０３９３号公報）。しかしながら、配線パターンが開口部の全周部にわたって引き回されているので、平面サイズの小型化は不充分であった。昨今の携帯端末における、強固な小型化の要求に応えるためには、より一層の平面サイズの小型化が必要である。
【０００６】
なお、上記のように、回路基板に素子をフェースダウンで実装する構成は、回路基板の種類によらず、半導体素子の実装の場合には周知である。例えば、半導体素子を実装する回路基板として、ガラスエポキシ系のＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）や、フィルム状ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いることが知られている。しかし、撮像素子をフェースダウンで実装する回路基板として、光を通す開口部を有するフィルム状回路基板を用いる撮像装置は知られていない。
【０００７】
そこで、本発明は、平面サイズの小型化と薄型化とをはかった撮像装置および携帯電話機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面の撮像装置は、開口部が開けられ、配線パターンが配置された基板であって、インターフェース領域を有する回路基板と、開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、回路基板に配置された撮像素子とを備え、配線の端子であるランド部は、開口部の側方の外枠部の長手方向に沿って配置され、配線パターンは、ランド部が配列されている外枠部と同じ外枠部の長手方向に沿って配置され、インターフェース領域へと延びていて、ランド部は、外枠部に配置された配線よりも開口部より遠い位置に、外枠部の長手方向に沿って配置されている（請求項１）。
【０００９】
上記構成により、配線パターンを開口部の縁に垂直に延ばすことなく、開口部を取り囲む外枠部において、開口部の縁に沿って配置することができる。このため、開口部の外枠部の幅を小さくすることが可能となる。また、比較的大きな面積をとるランド部（配線パターンの端子部）と同じ外枠部に、配線パターンを集中して配置することにより、配線パターンを開口部の回りに引き回さずにコンパクトに配置することができる。側方とは、回路基板を前面側から見て、開口部の上方側または下方側にインターフェース領域を配置した縦長の配置の正面図において、開口部の横の部分をさす。片方の横の部分でも、両方の横の部分でもよい。上記の構成により、開口部の上方および下方のいずれか一方の外枠部には、配線パターンを配置しないで済ますことができる。例えば、開口部の上方に外枠部が設けられる配置では、開口部の下方にインターフェース部の領域が設けられる。また、開口部の下方に外枠部が設けられる配置では、上方にインターフェース部の領域が設けられる。このため、その上方および下方のいずれか一方の外枠部の枠幅を最小にすることができ、かつ配線パターンをコンパクトに配置することが可能となる。この結果、撮像素子が実装される回路基板の領域の面積を、小さくすることができ、撮像装置の小型化を実現することが可能となる。そして、上記構成により、平面的に見て、ランド部が配置される部分の幅を、ランド部１つ分の幅とすることができる。このため、側方の外枠部を狭幅化でき、さらに回路基板の撮像素子の実装領域全体の狭幅化を達成することができる。また、ランド部を開口部から遠い位置に配置することにより、バンプとの接続の際に発生する可能性がある飛散物等が受光部に届きにくくなる。なお、本説明において、回路基板を基準にして、撮像装置が実装される側の方向を後側として、結像レンズが配置される側の方向を前方とする。素子における前面とは、当該素子の前方側の面をさし、後面とは当該素子の後方側の面をさす。
本発明の第２の局面の撮像装置は、開口部が開けられ、配線パターンが配置された基板であって、インターフェース領域を有する回路基板と、開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、回路基板に配置された撮像素子とを備え、配線の端子であるランド部は、開口部の側方の外枠部の長手方向に沿って配置され、配線パターンは、ランド部が配列されている外枠部と同じ外枠部の長手方向に沿って配置され、インターフェース領域へと延びていて、配線パターンの配線のうち少なくとも１本の配線における側方の縁辺に沿う方向の部分が、平面的に見て、撮像素子の領域に含まれる（請求項２）。
上記構成では、回路基板における撮像素子の実装領域は、実質的に撮像素子の領域にほとんど近くなる。撮像素子には、固体撮像素子ＣＣＤ（ Charge Coupled Device: 電荷結合素子）やＣＭＯＳ (Complementary Metal Oxide Semiconductor) トランジスタが用いられる。したがって、撮像装置における撮像素子実装領域を、撮像素子の小型化の限度に近いレベルまで小型化することが可能となる。
【００１０】
上記第１の局面の撮像装置では、配線は、開口部の側方の縁辺に交差する方向の部分と、その側方の縁辺に沿う方向の部分とを備えている（請求項３）。
【００１１】
上記構成により、比較的大きな面積を有するランド部を外枠部の長さ方向に一列に配列し、そのランド部から連続する配線を、順次、開口部の縁からの距離を変えて縁に沿わせて配置することができる。このため、ランド部を含む配線パターンを外枠部に非常にコンパクトに配置することができ、外枠部の狭幅化を達成することが可能となる。
【００１６】
上記第１の局面の撮像装置では、回路基板と撮像素子との間に両者を接着する接着剤を備え、当該接着剤は、回路基板上のランド部と前記撮像素子の入出力端子上のバンプとの間の導通を確保し、それ以外の部分間を絶縁する（請求項４）。
【００１７】
回路基板への撮像素子実装においては、回路基板の配線パターンの端子であるランド部と、撮像素子の入出力端子に設けられたバンプとが電気的に接続される。従来は、接続されるべきでないバンプと配線が導通したり、配線間に短絡が生じたりしないように、回路基板の実装側には、ランド部とバンプに対応する位置に開口を設けた絶縁層が積層されるのが普通である。この絶縁層に設ける開口および外形は、打ち抜きによって加工される。この加工精度および絶縁層の配置精度の制約により、この精度範囲内のばらつきが生じても、所定のバンプとランド部との接続がなされるように、ランド部を含む配線パターンの配置を小型化に最良の配置とすることができなかった。すなわち、配線パターンにおけるランド部と、配線の開口部の縁に沿う方向の部分との距離の最小値を所定値以上に大きくとる必要があった。しかし、本発明では、撮像素子実装領域における絶縁層を除き、上記の接着剤を用いたので、上記ランド部と、配線の開口部縁に沿う方向の部分との距離の最小値を上記の制約なしに小さくすることができる。この結果、開口部を囲む外枠部の幅をさらに狭くすることができ、撮像装置の小型化をよりいっそう推進することが可能となる。
【００１８】
上記第１の局面の撮像装置では、接着剤は、絶縁性のバインダーである樹脂中に導電フィラーが分散した異方性導電膜（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film）であり、ランド部とバンプとの近接によって樹脂が押し退けられた異方性導電膜の部分において、当該導電フィラーが、ランド部とバンプとの間に介在して両者の間に導通が成立し、他の部分は当該導電フィラーが前記樹脂中に分散して絶縁が保たれている（請求項５）。
【００１９】
上記ＡＣＦの使用により、開口を配置した絶縁層を撮像素子実装領域に設ける必要がなくなる。上記のＡＣＦは、高い信頼性でランド部とバンプとを接続させ、かつ他の箇所での接続を排除することができる。
【００２０】
上記第１の局面の撮像装置では、回路基板における、隣り合う配線間の距離、隣り合うランド部の間の距離、および隣り合う配線とランド部との間の距離の最小値が、いずれも０．０２０ｍｍ以上であり、粒子状の導電フィラーの径の大きさが０．０１０ｍｍ未満である（請求項６）。
【００２１】
上記の構成により、粒子状の導電フィラーが個別に分散しているかぎり接続されるべきでない箇所が接続され短絡する事態を避けることが可能となる。このような、導電フィラーを用いることにより、上記した絶縁層を実装領域に配置しなくても、バンプとランド部とを確実に接続し、他の箇所での接続を排除することが可能となる。この結果、絶縁層の配置に伴うランド部と配線との間の最小距離を小さくすることができ、配線パターンが配置される外枠部の狭幅化を達成することができ、さらに平面的な小型化を実現することができる。
【００２２】
上記第１の局面の撮像装置では、回路基板が可撓性のフィルム状回路基板である（請求項７）。
【００２３】
これまでに説明した回路基板をフィルム状回路基板とすることにより、平面的な小型化を実現するとともに、さらに薄型化も実行することが可能となる。また、フィルム状回路基板は、撮像素子等を実装した状態で、撓ませたり、ゆるく折り曲げて製品に搭載される。このため、例えば携帯電話機のコネクタ部の配置の自由度を高めたり、撮像装置が搭載される製品部分の広さを大幅に減少させることができる。また、回路基板の軽量化も実現することができる。
【００２４】
本発明の第３の局面の撮像装置では、開口部が開けられ、配線パターンが後面側に配置された可撓性のフィルム状回路基板と、開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、フィルム状回路基板の後面側にフェースダウンで実装された撮像素子とを備え、フィルム状回路基板の開口部が透光性板によって封止され、透光性板は、フィルム状回路基板および撮像素子のうちのいずれか一方と接着手段によって接着され、その接着手段は、透光性板と撮像素子との間の距離を所定値以上とする手段を有す（請求項８）。
【００２５】
上記構成により、撮像装置の薄型化を推進することができる。また、フィルム状回路基板は、撮像素子等を実装した状態で、撓ませたり、ゆるく折り曲げて製品に搭載される。このため、例えば携帯電話機のコネクタ部の配置の自由度を高めたり、撮像装置が搭載される製品部分の広さを大幅に減少させることができる。また、回路基板の軽量化も実現することができる。上記透光性板が接着されることにより、フィルム状回路基板は剛性を付与され、取扱いの際に湾曲したりせずに、直板の形状を維持する。このため、製造時の取扱いが容易になる。さらに、上記の構成により、フィルム状回路基板という薄い回路基板を用いた場合でも、透光性板から開口部を通って受光部にいたる距離を、簡便な手段により所定値以上として、良好な結像を得ることができる。
【００２６】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、フィルム状回路基板の厚みが、０．０２０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲にある（請求項９）。
【００２７】
フィルム状回路基板の厚みを上記範囲にすることにより、撮像装置の薄型化を定量的に推進することができる。
【００３０】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、撮像素子の後面から透光性板の前面にいたるまでの厚みＴ(Total)が、１．２０ｍｍ以下である（請求項１０）。
【００３１】
上記のように全厚みＴ（Ｔｏｔａｌ）により、薄型化を管理、推進することが可能となる。
【００３３】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、透光性板とフィルム状回路基板とを接着する接着剤のなかにスペーサ材が含まれている（請求項１１）。
【００３４】
上記のスペーサを均一に配置させることにより、上記撮像素子の前面から透光性板の後面にいたるまでの厚みＴ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を、所定値以上、高精度に確保することができる。また、撮像素子の前面と透光性板の後面との平行からのずれを、例えば０．２度以下と小さくするうえでも効果がある。
【００３５】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、フィルム状回路基板には、さらに第２開口部が設けられ、当該第２開口を貫通して透光性板と撮像素子とを接着するチクソ性接着剤が配置されている（請求項１２）。
【００３６】
チクソ性接着剤は硬化するまでの間に変形して崩れることが少ない、高粘性の接着剤である。上記のチクソ性樹脂の配置により、撮像素子の前面から透光性板の後面にいたるまでの厚みＴ(Clearance)を、所定値以上、確保することを容易に行うことができる。
また、フィルム状回路基板の回路パターン配線が、両面配線または３層以上の多層配線である（請求項１３）。上記の構成により、片面配線では回路パターンをすべて収納することが不可能な場合に対応することができる。
【００３７】
本発明の携帯電話機では、上記第１〜第３の局面の撮像装置のいずれかの撮像装置が搭載された電話機であって、筐体外部の光が結像レンズを通り受光部に受光されるように配置されている（請求項１４）。
【００３８】
上記の撮像装置の搭載により、良好な表示品位の画像を送信することができる携帯電話機を小型化、かつ軽量化することができる。
【００３９】
本発明の携帯電話機では、上記第１〜第３の局面の撮像装置のいずれかの撮像装置（請求項７〜１３のいずれか）が搭載された電話機であって、筐体外部の光が結像レンズを通り受光部に受光されるように配置され、フィルム状回路基板のインターフェース領域が撓（たわ）んだ状態で携帯電話機内のコネクタ部に接続されている（請求項１５）。
【００４０】
上記の撮像装置の搭載により、撮像装置だけでなく、さらに、携帯電話機内のコネクタの配置の自由度を広げ、より小型化および軽量化を推進することが可能となる。
【００４１】
本発明の携帯電話機では、上記第１〜第３の局面の撮像装置のいずれかの撮像装置（請求項７〜１３のいずれか）がさらにゴムコネクタおよび周辺回路素子のうちの少なくとも１つを実装され、筐体外部の光が結像レンズを通り受光部に受光されるように配置され、フィルム状回路基板が曲げられて、少なくとも１つの部材の表面が撮像素子の後面と接しているか、または撮像素子の後面との間にフィルム状回路基板を挟んで配置されている（請求項１６）。
【００４２】
上記ゴムコネクタの使用により、成形コネクタ等が不要になり、製造費の低減が可能となる。また、２重に曲げて製品へ搭載するので、本撮像装置の占有面積を大幅に減少させることができる。さらに、ゴムコネクタの弾性により衝撃荷重に対する緩衝効果を得ることができる。また、フィルム状回路基板の設計自由度を大きくすることができる。さらに、周辺回路素子を必要とする撮像装置において、撮像装置と周辺回路素子とを階層状に配置することができ、本撮像装置を製品に搭載する場合の搭載面積を減少させ、省スペース化が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における、携帯電話機用の小型撮像装置を示す図である。図１（ａ）は透光性板を前方に、撮像素子を後方に配置した状態の撮像装置を前から見た模式図であり、図１（ｂ）は縦断面図である。図１（ａ）および（ｂ）において、フィルム状回路基板１には、開口部１ａが開けられ、撮像素子２は、フィルム状回路基板１の開口部の後面側にフェースダウンで実装されている。また、フィルム状回路基板の開口部の前面側には透光性板３が配置される。結像レンズ（図示せず）から出射された光は、透光性板３と開口部１ａを通り、撮像素子２に設けられた受光面２ａに到達する。開口部１ａの形状は、この受光面２ａの形状に対応するように開口されている。
【００４５】
撮像素子２は、その受光面２ａを、フィルム状回路基板１の開口部１ａと高精度で対向させながら、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式によりフェースダウンで実装されている。また、透光性板３は、接着剤等によりフィルム状回路基板に固定され一体化されている。なお、上記図１では、撮像素子２を実装するバンプおよびＡＣＦ（異方性導電膜）、ならびに透光性板３の接着剤についての図示は省略されている。
【００４６】
図２は、図１に示したフィルム状回路基板１の詳細を説明するための図面である。図２（ａ）は、フィルム状回路基板において、撮像素子がフェースダウンで実装される後面側から見た正面図であり、また、図２（ｂ）は、縦断面図である。図２（ａ）および（ｂ）において、撮像素子２が実装される領域１ｄには、絶縁層６が積層されていない。従来、撮像素子の入出力端子とフィルム状回路基板の端子（ランド部）との接続においては、ランド部に対応する部分のみが開口された絶縁層６を積層して、ランド部以外の部分での短絡を防止していた。しかし、この絶縁層６を配置すると、絶縁層における上記開口の加工精度等の点から、回路パターンの形状に制約を受け、フィルム状回路基板の外枠部１８の幅を狭くできず、したがって全体の幅を狭くすることができなくなる。このため、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、撮像素子が実装される側の実装領域１ｄにおいて、絶縁層６は除去されている。すなわち、この実装領域１ｄでは、フィルム状回路基板１は、ベースフィルム４と、撮像素子の側にむき出しになった導体層５とから構成されている。撮像素子が実装されないフィルム状回路基板の領域１ｆは、インターフェース部を構成し、このインターフェース部１ｆは絶縁層６によって被覆されている領域１ｅに対応している。この絶縁層６を除去することによって、実装領域１ｄの断面厚さが、とくに薄くなることはなく、むしろ平面的な幅を狭くすることができる。
【００４７】
図３は、本実施の形態における撮像素子２の詳細を示す図面である。図３（ａ）は、フェースダウン実装される面を正面に向けた撮像素子の正面図であり、また、図３（ｂ）はその縦断面図である。図３（ｂ）において、フェースダウンされる面側において、撮像素子の入出力端子の上に構成されるバンプ７を示す。このバンプ７とフィルム状回路基板に形成される回路パターンのランド部とが接続される。
【００４８】
図４（ａ）は、撮像素子がフィルム状回路基板にフェースダウンでＦＣＢ実装された状態の断面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＥ１部の拡大図を示す。撮像素子２の入出力端子部２ｂの上には接続用のバンプ７が形成されている。そのバンプ７は、フィルム状回路基板１の配線パターンにおける配線端部であるランド部１ｂと、異方性導電膜８の導電性フィラー８ｂを介して接続されている。上記ランド部１ｂは、当該ランド部から連続して延びる配線および他の配線とともにベースフィルム４の上に積層されている。これらランド部の周囲には短絡を防止するための絶縁層は配置されていない。フィルム状回路基板のランド部１ｂとバンプ７との間には、粒子状の導電性フィラー８ｂが圧接され、電気的導通が得られる。しかし、その他のＡＣＦ８の部分では、バインダー８ａの間に導電性フィラーが個別に分離した状態で分散しているので、電気的に絶縁されている。導電性フィラー８ｂの粒径を、例えば１０μｍ以下とすると、ランド部１ｂの間隔は２０μｍ以上とすれば、短絡を防止することができる。
【００４９】
図５（ａ）は、フィルム状回路基板を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＥ２部の拡大図を示す。Ｅ２部は、フィルム状回路基板において、開口部１ａを取り囲む外枠部１８のうちで、側方の外枠部に設けられた回路パターンを示す。配線１ｃは、端部であるランド部１ｂから連続して、開口部１ａの側方の縁に沿って延びている。図５（ｂ）において、各寸法の定義はつぎのとおりである。
Ａ＝フィルム状回路基板のランド部１ｂから、配線１ｃの折れ曲り部までの最小距離（ここで、最小距離とは、配線が複数本あるとき最も近い配線との間の隙間をさす）
Ｂ＝フィルム状回路基板のランド部１ｂから、外形までの距離＝フィルム状回路基板の配線１ｃから、開口部１ａの辺までの最小距離（ここで、最小距離とは、配線が複数本あるとき最も近い配線との間の隙間をさす）
Ｌ＝配線１ｃの線幅
Ｓ＝配線間の隙間
次に、上記のＡ、Ｂ、ＬおよびＳの具体的な数値について説明する。まず、寸法Ｂは、０．３ｍｍ程度とすることが望ましい。回路基板への撮像素子のフェースダウン実装を採用した撮像装置では、結像レンズからの受光のために、回路基板に開口部を設ける必要がある。通常、プリント基板などでは、打ち抜き加工でこの開口部や外形を成形するが、この打ち抜き加工には、必ず一定範囲のばらつきが発生する。打ち抜き加工でばらつきが発生しても、撮像素子のバンプとの接続に不都合を生じないように、従来は、外形端面から配線パターン部までの最小寸法を０．３ｍｍ以上確保する必要があった。また、開口端から配線パターン部までの最小寸法を０．３ｍｍ以上確保する必要があった。
【００５０】
Ａは、絶縁層を除去することによって、０．１ｍｍ程度に小さくすることができる。通常、プリント基板などでは、ランド部以外の配線パターンが短絡するのを防止するために、ランド部に対応する位置に開口を設けたポリイミド等からなる絶縁層を形成する。その絶縁層における開口の加工精度のばらつきがあっても、撮像素子の端子部との接続を保証するために、配線パターンとランド部との間に最低限０．３ｍｍ以上の設計公差を設ける必要があった。すなわち、Ａを０．３ｍｍ以上とする必要があった。しかし、上記したように、絶縁層を用いることなく、ランド部と撮像素子のバンプとの接続をとり、ランド部以外の部分での短絡を防止することができることを確認したので、Ａを０．１ｍｍ程度にすることが可能となった。この結果、６本の配線が配置された配線部の幅を、０．２ｍｍくらい狭幅化することが可能となった。このように、絶縁層６を撮像素子の実装領域から除いたことの効果は、薄型化ではなく、むしろ回路基板における配線部の幅を狭くし、したがって外枠部１８の幅を狭くし、この結果、回路基板の幅を狭くする効果をもたらす。
【００５１】
今日の配線パターンの生産技術によれば、配線１ｃの線幅Ｌ、および配線間の隙間Ｓは、それぞれ、０．０３ｍｍ程度で形成することができる。したがって、各配線の最小ピッチは、０．０６ｍｍとすることが可能である。なお、ここで、線幅Ｌおよび配線間の隙間Ｓの寸法は、図示したように、フィルム状回路基板の開口部１ａに最も近接した部分での寸法を示している。他の部分では、もう少し配置に余裕があるので、上記の寸法にまで小さくする必要はない。
【００５２】
図６は、図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図を示す。図６（ａ）は、ＡＣＦの図示を省略した断面図であり、図６（ｂ）は、ＡＣＦ８が用いられている状態を示す断面図である。図６（ｂ）に示すように、ランド部以外の配線の部分では、バンプのような突起物が撮像素子に設けられていないので、直径１０μｍ以下の導電性フィラー８ｂはバインダー８ａ内に分散して互いに分離している。本実施の形態では、配線間の隙間Ｓは、上記したように、最小の場合でも０．０３ｍｍ（３０μｍ）程度なので、導電性フィラーによって短絡されることはない。したがって、異なる配線どうしが導電性フィラーによって短絡されることはありえない。図６（ａ）の断面図により、配線１ｃの線幅Ｌおよび配線間の隙間Ｓが示されている。
【００５３】
次に、本実施の形態について別の観点からまとめてみる。図７（ａ）は、撮像素子２の正面図であり、図７（ｂ）は、受光面の側方部（枠）に配置された入出力端子の拡大図である。回路基板の配線パターンを、撮像素子の受光面２ａの周縁部に対応させてレイアウトするには、受光面の周縁部のスペースも狭いために、上記開口部の周縁部のスペースも同様に狭くする必要がある。回路基板の実装領域が、平面的に見てただ単に撮像素子の領域内に入ればよしとするのであれば、図７（ｂ）におけるＺ（撮像素子の受光部の端から入出力端子までの距離）やＹ（撮像素子の入出力端子から外形までの距離）を大きくすれば打ち抜き加工にばらつきが生じても、上記の条件下で問題なく接続することができる。しかし、本発明では、小型化を至上課題とし、またコストダウンのためにデッドスペースが発生しないように設計されるので、ＺおよびＹはできる限り小さくしたうえで、さらに回路基板の実装領域が、平面的に見て撮像素子の領域内に入るようにする。
【００５４】
上記、実施の形態１における撮像装置では、フィルム状回路基板の開口部の側方枠の部分に、ランド部も含めて６本の配線を配置した。これら６本の配線は、開口部の縁に沿って配置されている。上記の寸法、Ａ、Ｂおよび配線ピッチを加算すると、上記フィルム状回路基板の開口部の側方枠の幅を１ｍｍ以下にすることができる。このような、狭い幅の側方枠を用いることにより、フィルム状回路基板に開口された開口部が、撮像素子の受光面に入射される光学情報に干渉することなく、撮像素子をフィルム状回路基板にフェースダウンで実装することができる。
【００５５】
上記のように、本発明の実施の形態１の撮像装置では、電気信号の入出力に必要なフィルム状回路基板上の配線パターンを、ランド部が配列されている開口部縁に沿って配置する。この結果、上記基板の実装部を小型化することができる。すなわち、平面的に見て、上記基板の実装部を撮像素子に含まれるように小型化することができる。この小型化には、上記基板の配線間の短絡を防止するために、従来設けられていた絶縁層を上記実装部において除去したことも寄与している。すなわち、接続部に対応する位置に開けた絶縁層の開口部の配置ばらつきを許容するために、従来大きくとっていたランド部と配線との間の隙間の最小距離Ａを、絶縁層の除去に伴い約０．２ｍｍ程度短縮できたことが、大きく寄与している。
【００５６】
また、本実施の形態では、可撓性のフィルム状回路基板を用いている。したがって、携帯電話機に搭載する場合に、受光部を結像レンズからの光を受光する位置に配置して、インターフェース領域の端子を携帯電話機内のコネクタと接続する場合、撓ませて接続することができる。このため、携帯電話機内のコネクタの配置の自由度を増し、より一層の小型化および軽量化を推進することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、フィルム状回路基板の回路パターン配線を、片面配線についてのみ例示した。しかし、片面配線では、回路パターンをすべて収納することが不可能な場合があり、そのような場合には、両面配線、または３層以上の多層配線としてもよい。部材コストとしては、片面基板よりも高価になるが、撮像装置の小型化を優先する場合には、両面配線以上の多層配線とし、なお、本実施の形態を適用することができる。すなわち、フィルム状回路基板の配線パターンを開口の縁に沿って配置し、かつ実装部における絶縁層を除去して、ランド部と配線との間の最小距離を短縮することができる。このように、単層配線、両面配線、および多層配線の場合にも、本実施の形態を適用して、撮像装置の小型を推進することが可能である。
【００５８】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２における撮像装置の断面構成を示す図である。フィルム状回路基板１には、開口部が開けられ、結像レンズ（図示せず）側の面に透光性板３が接着剤９によって固定されている。また、透光性板と逆の面には、ＡＣＦ８を介してバンプ７をランド部（図示せず）に接続させた撮像素子２がフェースダウンで実装されている。同図において、フィルム状回路基板１の厚みＴ（ＦＰＣ）は０．０２８ｍｍ〜０．０４０ｍｍである。ＦＣＢ方式において、フィルム状回路基板１と撮像素子２とを接続するＡＣＦ８の厚みＴ（ＡＣＦ）を０．０４０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲に、また、撮像素子２の厚みＴ（ＬＳＩ）を０．４００ｍｍ〜０．４５０ｍｍの範囲に管理する。これにより、撮像素子２の後面（最右面）からフィルム状回路基板の前面までの厚みを０．５４０ｍｍ以下にすることができる。
【００５９】
さらに、同図において、透光性板３の厚みＴ（Ｐｌａｔｅ）を最大で０．５５０ｍｍとし、透光性板とフィルム状回路基板１とを接着する接着剤の厚みＴ（Ａｄｈｅｓｉｖｅ）を０．０１５ｍｍ〜０．０２０ｍｍとすると、撮像素子２の後面から透光性板３の上面までの厚みＴ（Ｔｏｔａｌ）を、１．１１０ｍｍとすることができる。
【００６０】
上記のように、本実施の形態２の撮像装置においては、接着剤の厚みのばらつきを考慮しても、Ｔ（Ｔｏｔａｌ）を１．２０ｍｍ以下にすることができ、薄型の撮像装置を得ることができる。
【００６１】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３における撮像装置の断面構成を示す図である。上記撮像装置における各部材は、実施の形態２におけるものと同じである。実施の形態３における撮像装置では、撮像素子２の入出力端子の上に形成されたバンプ７の高さを管理することにより、ＡＣＦ８の厚みを管理している。本実施の形態では、バンプ７の高さのばらつきは、すなわち接着後のＡＣＦ８のばらつきである。このバンプ７の高さＴ（ｂｕｍｐ）（Ｔ（ＡＣＦ）にほぼ等しい）は、本実施の形態では、０．０４０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲内に収めることができる。また、フィルム状回路基板も、図示しているように、絶縁層を除去しているため、ベースフィルム４と導体層５とのばらつきの範囲内に収まり、０．０２８ｍｍ〜０．０４０ｍｍの範囲にすることができる。また、透光性板３をフィルム状回路基板に接着する接着剤９の厚みは、０．０１５ｍｍ〜０．０２０ｍｍの範囲に管理することができる。上記の３種の層の範囲を単純に加算すると、０．０８３ｍｍ〜０．１１０ｍｍの範囲になる。中心値を基準にばらつき範囲は、±０．０１３５ｍｍとなる。
【００６２】
上記実施の形態３の撮像装置では、バンプ高さＴ（ｂｕｍｐ）、フィルム状回路基板の厚みＴ（ＦＰＣ）および接着剤厚みＴ（ａｄｈｅｓｉｖｅ）を管理することにより、上記撮像装置における、撮像素子上面と透光性板下面との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）のばらつきを中心値に対して、±０．０１５ｍｍ以下にすることができる。
【００６３】
さらに、上記の実施の形態３の撮像装置においては、再生の際の表示品位に影響する撮像素子面と透光性板との平行からのずれ（平行度）を０．２°以下とすることができる。
【００６４】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４の撮像装置の概略構成を示す断面図である。同図において、フィルム状回路基板１と透光性板３とは、プラスチックビーズなどの粒径の安定したスペーサ材１０を含む接着剤９によって接着されている。他の部材の名称は、実施の形態１〜３において対応する番号が付された部材と同じである。撮像素子をフィルム状回路基板にフェースダウンで実装し、透光性板を逆の面に配置した撮像装置では、干渉縞等の光学的な不具合が発生する。このため、透光性板と撮像素子の受光面２ａとの間の隙間を０．１００ｍｍ以上設ける必要がある。本実施の形態によれば、透光性板３の接着剤９にスペーサ材１０を含有させているため、受光面２ａを有する撮像素子２の上面から透光性板の下面との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を０．１００ｍｍ以上とすることができる。さらに、その隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）のばらつきを抑制でき、撮像素子の上面と透光性板の下面との平行からのずれ（平行度）を抑制することができる。
【００６５】
さらに、接着剤９を加熱により硬化するタイプとして、加熱硬化後に体積収縮する性質の接着剤とすることにより、透光性板３とフィルム状回路基板１および撮像素子との密着力を向上させ、撮像素子２と透光性板３との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）の寸法を安定化することができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態４におけるＴ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を０．１００ｍｍ以上とするために、高粘性のチクソ性液状接着剤を用いる点に特徴がある。図１１は、本実施の形態において、フィルム状回路基板１の後面に撮像素子をフェースダウンで実装した状態を正面から見た模式図である。このフィルム状回路基板の開口部は、撮像素子の受光面に対応する開口部１ａだけでなく、その下方に連続して第２開口部１ｋが設けられている。図１２に、上記チクソ性液状樹脂１９を配置する場所を示す。図１２（ａ）は、チクソ性樹脂１９を配置した状態の正面図であり、また、図１２（ｂ）は、同状態における断面図である。さらに、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）の状態において、チクソ性樹脂に透光性板３を貼り付けた段階の断面図である。このチクソ性樹脂は、配置から硬化するまで０．１ｍｍ以上の厚みを維持できる樹脂とする。実施の形態４のように、接着剤９にスペーサ材を含有させることにより、撮像素子２の上面から透光性板の下面との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を０．１００ｍｍ以上としてもよいし、本実施の形態のようにチクソ性樹脂を用いてもよい。
【００６７】
（実施の形態６）
図１３は、実施の形態６における撮像装置の概略構成を示す図である。同図において、フィルム状回路基板１の前面のインターフェース部には、ゴムコネクタ１１が実装されている。フィルム状回路基板１はゆるく折り曲げられ、ゴムコネクタ１１は、撮像素子２の後面に接着され一体化している。撮像装置を製品の基板に取り付ける際には、ホルダー等により撮像装置を基板に密着させる圧力を加える。この圧力により、撮像素子２は、ゴムコネクタ１１および電気的にフィルム状回路基板と接続されるように構成されている。フィルム状回路基板における撮像素子実装領域とゴムコネクタ実装領域とには、それぞれ、所定の長さの回路パターン部が設けられている。図１３に示すように、フィルム状回路基板を折り曲げ、フィルム状回路基板のゴムコネクタ実装領域の裏面と、撮像素子の後面とを接着し一体化しても、ゆるやかな曲面となり、応力が発生しないようにされている。
【００６８】
ゴムコネクタ自体は、図１４に示すようにフィルム状回路基板に実装される。図１５は、ゴムコネクタ１１の構成を有しており、搭載される製品との間で加圧状態が生じると電気的接続がなされる。図１５（ａ）は正面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＸＶ−ＸＶ断面図である。同図において、導電材部１１ｂがインターフェース部の端子に対応するように配列され、シリコーンゴム等の弾性体１１ａがその間を充填している。このゴムコネクタは、富士高分子工業（株）などにより製品化されている。
【００６９】
上記本実施の形態によれば、撮像装置を製品の基板に搭載する際に、フィルム状回路基板に設けたランド部とゴムコネクタとが圧接により電気的に接続されるため、成形コネクタ等の部品が不要となる。このため、コストダウンできるとともに実装面積も小さくすることができるので、フィルム状回路基板の設計自由度も大きくすることができる。また、ゴムコネクタの弾性により、撮像素子への応力が加わったときの緩衝作用を併せ持つことができるので、撮像装置の破損を防ぐことができる。
【００７０】
（実施の形態７）
図１６は、実施の形態７における撮像装置の概略構成を示す図である。同図において、フィルム状回路基板１には、周辺回路素子であるＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２が実装されている。その他の部材は、実施の形態１〜５における撮像装置の対応する番号が付された部材と同じである。本実施の形態の撮像装置では、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、撮像素子が実装されている面と同じ側にＡＳＩＣ等の周辺回路素子１２がフェースダウンで実装されている。フィルム状回路基板は、ゆるく折り曲げられ、撮像素子の後面と周辺回路素子の後面とは、接着され一体化している。フィルム状回路基板１において、撮像素子の実装領域とＡＳＩＣ等周辺回路素子の実装領域とには、所定の長さの回路パターン部が設けられており、図１６に示すように、フィルム状回路基板をゆるく折り曲げ、撮像素子２の後面とＡＳＩＣ等周辺回路素子の後面とを接着し一体化しても、ゆるやかな曲面となり、応力が発生しないようにされている。
【００７１】
本実施の形態によれば、周辺回路素子を必要とする撮像装置において、撮像素子と周辺回路素子とを階層状に構成したい場合、特別な実装部材を必要とせず、容易に階層状に配置でき、撮像装置を搭載する製品の基板上での占有面積を小さくすることができる。なお、本実施の形態の撮像装置のインターフェース部においても、上記実施の形態６に示したゴムコネクタを用いてもよい。
【００７２】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像素子がダウンフェースで実装される回路基板において、配線パターンをランド部が配列されている開口部の周縁部に沿って延在させることにより、この開口部の枠部を狭くすることができる。また、撮像素子が実装される回路基板の領域に絶縁層を積層しないことにより、配線パターンにおけるランド部と配線との距離を従来よりも小さくすることができ、回路基板をさらに平面的に小さくすることができる。この結果、回路基板の小型化が達成され、平面的に見て、撮像素子の領域内に回路基板を含めることができる。
【００７４】
さらに、回路基板として、開口部を有するフィルム状回路基板を用いることにより、薄型化および厚みの高精度管理を推進することができ、再生画面における表示品位を向上させることが可能となる。さらに、ゴムコネクタや周辺回路素子を、フィルム状回路基板に実装し、ゆるく折り曲げて使用することにより、本撮像装置の携帯電話機への取付け面積を小さくし、コネクタの配置の自由度を増し、コンパクトな構造にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における撮像装置を示す図である。（ａ）は、フィルム状回路基板の前面に透光性板が固定され、後面に撮像素子が実装された段階の模式的な正面図である。（ｂ）は、その縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１におけるフィルム状回路基板を後面から見た正面図である。（ｂ）は、その縦断面図である。
【図３】（ａ）は図１における撮像素子の正面図である。（ｂ）は、その縦断面図である。
【図４】（ａ）実施の形態１における撮像装置の断面図である。（ｂ）Ｅ１部の拡大図である。
【図５】（ａ）実施の形態１におけるフィルム状回路基板の正面図である。（ｂ）Ｅ２部の拡大図である。
【図６】図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。（ａ）はＡＣＦを除いた断面図であり、（ｂ）はＡＣＦを含めて表示した断面図である。
【図７】（ａ）実施の形態１における撮像素子の正面図である。（ｂ）Ｅ３部拡大図である。
【図８】実施の形態２における撮像装置の縦断面図である。
【図９】実施の形態３における撮像装置の縦断面図である。
【図１０】実施の形態４における撮像装置の縦断面図である。
【図１１】実施の形態５における撮像素子が実装されたフィルム状回路基板の模式的な正面図である。
【図１２】（ａ）図１１の状態において、チクソ性樹脂を配置した状態を示す正面図である。（ｂ）その縦断面図である。（ｃ）チクソ性樹脂に透光性樹脂を貼り付けた段階の縦断面図である。
【図１３】フィルム状回路基板の前面側にゴムコネクタを実装し、折り曲げて、ゴムコネクタ実装領域の後面と撮像素子後面とを密着させた段階の断面図である。
【図１４】ゴムコネクタを実装して折り曲げる前の状態の模式的な正面図である。
【図１５】（ａ）はゴムコネクタの正面図である。（ｂ）は（ａ）のＸＶ−ＸＶ断面図である。
【図１６】フィルム状回路基板の後面側に周辺回路素子を実装して折り曲げて、周辺回路素子の後面と撮像素子の後面とを密着させた状態を示す断面図である。
【図１７】（ａ）周辺回路素子を実装した撮像装置の模式的な正面図である。（ｂ）その縦断面図である。
【図１８】従来の撮像装置の断面図である。
【図１９】従来の他の撮像装置を示す図である。（ａ）同撮像装置の正面図である。（ｂ）その断面図である。
【符号の説明】
１ フィルム状回路基板、１ａ 開口部、１ｂ ランド部、１ｃ 配線、１ｄ撮像素子実装領域（絶縁層のない領域）、１ｅ 絶縁層ある領域、１ｆ インターフェース領域、１ｋ 第２開口部、２ 撮像素子、２ａ 受光部、２ｂ バンプ、３ 透光性板、４ ベースフィルム、５ 導電層、６ 絶縁層、７ バンプ、８ 異方性導電膜（ＡＣＦ）、８ａ 絶縁性樹脂（バインダ）、８ｂ 導電性フィラー、９ 接着剤、１０ スペーサ材、１１ ゴムコネクタ、１１ａ ゴム（弾性体）、１１ｂ 導電材、１２ ＡＳＩＣ（周辺回路素子）、１８ 外枠部、１９ チクソ性接着剤、Ａ ランド部と配線との最小距離、Ｂ 外形とランド部との距離、および開口部端と配線との最小距離、Ｌ 線幅、Ｓ 配線間隙間、Ｚ 撮像素子の受光部の端から入出力端子までの距離、Ｙ 撮像素子の入出力端子から外形までの距離。
【発明の属する技術分野】
本発明は、視覚情報を電気信号に変換し、さらに画像として再生するための撮像装置およびその撮像装置を搭載した携帯電話機に関し、より特定的には、小型化をはかった撮像装置および携帯電話機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８に従来の撮像装置の概略構成を示す。同図において、撮像素子１０２は、回路基板１０１の表面にダイボンドされ、その撮像素子の入出力端子１１７と回路基板の配線パターンの端子であるランド部１１９とは、ワイヤ１１８によりワイヤボンディングされている。この撮像装置では、図示していない結像レンズからの光学情報は、透光性板１０３を通して撮像素子１０２に設けられた受光面１０２ａで受けられ、電気信号に変換される。この電気信号は入出力端子１１７からワイヤ１１８およびランド部１１９を経て、インターフェース部（図示せず）に送られる。上記の透光性板１０３は、受光面１０２ａが大気中の塵芥が付着しないように封止するために配置されている。この従来の撮像装置では、携帯端末装置等に搭載するには、平面的な大きさおよび厚さが大きすぎる。
【０００３】
一方、上記平面的な大きさおよび厚さを減少し、受光効率を向上させた撮像装置として、開口部を設けた実装用基板に撮像素子を実装し、受光エリアのみを気密封止した撮像装置がある（特開平０９−１９９７０１号公報）。この撮像装置においては、図１９（ａ）および（ｂ）に示すように、実装用基板１０１には、受光面１０２ａへの光路の妨げとならないように、開口部１０１ａが形成されていて、撮像素子１０２はフェースダウンで実装される。実装用基板１０１の配線パターン１０１ｃの端部１１９と撮像素子のボンディングパッドに形成したバンプ１１７とは位置合わせされてボンディングされる。この撮像装置では、透光性板１０３および封止樹脂１２１に封止された受光面１０２ａを有している。また、上記の実装用基板における開口部１０１ａは、撮像素子の受光面に対して、加工精度も考慮して充分大きく開口され、受光の障害にならないようにされている。本撮像装置では、上記の構成により厚みや平面サイズを減少しコンパクトな構造を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のワイヤボンディングによる接続では、回路基板の面積を放射状に広げてしまう。また、特開平０９−１９９７０１号公報に開示されている撮像装置における配線パターンは、開口部の縁に垂直に延びる方向に配置されるので、幅方向の大きさを小型化することができない。すなわち、図１９（ａ）に示すように、回路基板の配線１０１ｃは、開口部１０１ａの縁に垂直に端部１１７から撮像素子の外形側に向かって配線される。このため、回路基板の外形が撮像素子よりも大きな平面サイズとなり、撮像装置の小型化ができなかった。
【０００５】
このような、平面サイズの小型化のために、回路基板の開口部の縁に沿って配線を引き回した撮像装置が開示されている（特開平５−２６０３９３号公報）。しかしながら、配線パターンが開口部の全周部にわたって引き回されているので、平面サイズの小型化は不充分であった。昨今の携帯端末における、強固な小型化の要求に応えるためには、より一層の平面サイズの小型化が必要である。
【０００６】
なお、上記のように、回路基板に素子をフェースダウンで実装する構成は、回路基板の種類によらず、半導体素子の実装の場合には周知である。例えば、半導体素子を実装する回路基板として、ガラスエポキシ系のＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）や、フィルム状ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いることが知られている。しかし、撮像素子をフェースダウンで実装する回路基板として、光を通す開口部を有するフィルム状回路基板を用いる撮像装置は知られていない。
【０００７】
そこで、本発明は、平面サイズの小型化と薄型化とをはかった撮像装置および携帯電話機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面の撮像装置は、開口部が開けられ、配線パターンが配置された基板であって、インターフェース領域を有する回路基板と、開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、回路基板に配置された撮像素子とを備え、配線の端子であるランド部は、開口部の側方の外枠部の長手方向に沿って配置され、配線パターンは、ランド部が配列されている外枠部と同じ外枠部の長手方向に沿って配置され、インターフェース領域へと延びていて、ランド部は、外枠部に配置された配線よりも開口部より遠い位置に、外枠部の長手方向に沿って配置されている（請求項１）。
【０００９】
上記構成により、配線パターンを開口部の縁に垂直に延ばすことなく、開口部を取り囲む外枠部において、開口部の縁に沿って配置することができる。このため、開口部の外枠部の幅を小さくすることが可能となる。また、比較的大きな面積をとるランド部（配線パターンの端子部）と同じ外枠部に、配線パターンを集中して配置することにより、配線パターンを開口部の回りに引き回さずにコンパクトに配置することができる。側方とは、回路基板を前面側から見て、開口部の上方側または下方側にインターフェース領域を配置した縦長の配置の正面図において、開口部の横の部分をさす。片方の横の部分でも、両方の横の部分でもよい。上記の構成により、開口部の上方および下方のいずれか一方の外枠部には、配線パターンを配置しないで済ますことができる。例えば、開口部の上方に外枠部が設けられる配置では、開口部の下方にインターフェース部の領域が設けられる。また、開口部の下方に外枠部が設けられる配置では、上方にインターフェース部の領域が設けられる。このため、その上方および下方のいずれか一方の外枠部の枠幅を最小にすることができ、かつ配線パターンをコンパクトに配置することが可能となる。この結果、撮像素子が実装される回路基板の領域の面積を、小さくすることができ、撮像装置の小型化を実現することが可能となる。そして、上記構成により、平面的に見て、ランド部が配置される部分の幅を、ランド部１つ分の幅とすることができる。このため、側方の外枠部を狭幅化でき、さらに回路基板の撮像素子の実装領域全体の狭幅化を達成することができる。また、ランド部を開口部から遠い位置に配置することにより、バンプとの接続の際に発生する可能性がある飛散物等が受光部に届きにくくなる。なお、本説明において、回路基板を基準にして、撮像装置が実装される側の方向を後側として、結像レンズが配置される側の方向を前方とする。素子における前面とは、当該素子の前方側の面をさし、後面とは当該素子の後方側の面をさす。
本発明の第２の局面の撮像装置は、開口部が開けられ、配線パターンが配置された基板であって、インターフェース領域を有する回路基板と、開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、回路基板に配置された撮像素子とを備え、配線の端子であるランド部は、開口部の側方の外枠部の長手方向に沿って配置され、配線パターンは、ランド部が配列されている外枠部と同じ外枠部の長手方向に沿って配置され、インターフェース領域へと延びていて、配線パターンの配線のうち少なくとも１本の配線における側方の縁辺に沿う方向の部分が、平面的に見て、撮像素子の領域に含まれる（請求項２）。
上記構成では、回路基板における撮像素子の実装領域は、実質的に撮像素子の領域にほとんど近くなる。撮像素子には、固体撮像素子ＣＣＤ（ Charge Coupled Device: 電荷結合素子）やＣＭＯＳ (Complementary Metal Oxide Semiconductor) トランジスタが用いられる。したがって、撮像装置における撮像素子実装領域を、撮像素子の小型化の限度に近いレベルまで小型化することが可能となる。
【００１０】
上記第１の局面の撮像装置では、配線は、開口部の側方の縁辺に交差する方向の部分と、その側方の縁辺に沿う方向の部分とを備えている（請求項３）。
【００１１】
上記構成により、比較的大きな面積を有するランド部を外枠部の長さ方向に一列に配列し、そのランド部から連続する配線を、順次、開口部の縁からの距離を変えて縁に沿わせて配置することができる。このため、ランド部を含む配線パターンを外枠部に非常にコンパクトに配置することができ、外枠部の狭幅化を達成することが可能となる。
【００１６】
上記第１の局面の撮像装置では、回路基板と撮像素子との間に両者を接着する接着剤を備え、当該接着剤は、回路基板上のランド部と前記撮像素子の入出力端子上のバンプとの間の導通を確保し、それ以外の部分間を絶縁する（請求項４）。
【００１７】
回路基板への撮像素子実装においては、回路基板の配線パターンの端子であるランド部と、撮像素子の入出力端子に設けられたバンプとが電気的に接続される。従来は、接続されるべきでないバンプと配線が導通したり、配線間に短絡が生じたりしないように、回路基板の実装側には、ランド部とバンプに対応する位置に開口を設けた絶縁層が積層されるのが普通である。この絶縁層に設ける開口および外形は、打ち抜きによって加工される。この加工精度および絶縁層の配置精度の制約により、この精度範囲内のばらつきが生じても、所定のバンプとランド部との接続がなされるように、ランド部を含む配線パターンの配置を小型化に最良の配置とすることができなかった。すなわち、配線パターンにおけるランド部と、配線の開口部の縁に沿う方向の部分との距離の最小値を所定値以上に大きくとる必要があった。しかし、本発明では、撮像素子実装領域における絶縁層を除き、上記の接着剤を用いたので、上記ランド部と、配線の開口部縁に沿う方向の部分との距離の最小値を上記の制約なしに小さくすることができる。この結果、開口部を囲む外枠部の幅をさらに狭くすることができ、撮像装置の小型化をよりいっそう推進することが可能となる。
【００１８】
上記第１の局面の撮像装置では、接着剤は、絶縁性のバインダーである樹脂中に導電フィラーが分散した異方性導電膜（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film）であり、ランド部とバンプとの近接によって樹脂が押し退けられた異方性導電膜の部分において、当該導電フィラーが、ランド部とバンプとの間に介在して両者の間に導通が成立し、他の部分は当該導電フィラーが前記樹脂中に分散して絶縁が保たれている（請求項５）。
【００１９】
上記ＡＣＦの使用により、開口を配置した絶縁層を撮像素子実装領域に設ける必要がなくなる。上記のＡＣＦは、高い信頼性でランド部とバンプとを接続させ、かつ他の箇所での接続を排除することができる。
【００２０】
上記第１の局面の撮像装置では、回路基板における、隣り合う配線間の距離、隣り合うランド部の間の距離、および隣り合う配線とランド部との間の距離の最小値が、いずれも０．０２０ｍｍ以上であり、粒子状の導電フィラーの径の大きさが０．０１０ｍｍ未満である（請求項６）。
【００２１】
上記の構成により、粒子状の導電フィラーが個別に分散しているかぎり接続されるべきでない箇所が接続され短絡する事態を避けることが可能となる。このような、導電フィラーを用いることにより、上記した絶縁層を実装領域に配置しなくても、バンプとランド部とを確実に接続し、他の箇所での接続を排除することが可能となる。この結果、絶縁層の配置に伴うランド部と配線との間の最小距離を小さくすることができ、配線パターンが配置される外枠部の狭幅化を達成することができ、さらに平面的な小型化を実現することができる。
【００２２】
上記第１の局面の撮像装置では、回路基板が可撓性のフィルム状回路基板である（請求項７）。
【００２３】
これまでに説明した回路基板をフィルム状回路基板とすることにより、平面的な小型化を実現するとともに、さらに薄型化も実行することが可能となる。また、フィルム状回路基板は、撮像素子等を実装した状態で、撓ませたり、ゆるく折り曲げて製品に搭載される。このため、例えば携帯電話機のコネクタ部の配置の自由度を高めたり、撮像装置が搭載される製品部分の広さを大幅に減少させることができる。また、回路基板の軽量化も実現することができる。
【００２４】
本発明の第３の局面の撮像装置では、開口部が開けられ、配線パターンが後面側に配置された可撓性のフィルム状回路基板と、開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、フィルム状回路基板の後面側にフェースダウンで実装された撮像素子とを備え、フィルム状回路基板の開口部が透光性板によって封止され、透光性板は、フィルム状回路基板および撮像素子のうちのいずれか一方と接着手段によって接着され、その接着手段は、透光性板と撮像素子との間の距離を所定値以上とする手段を有す（請求項８）。
【００２５】
上記構成により、撮像装置の薄型化を推進することができる。また、フィルム状回路基板は、撮像素子等を実装した状態で、撓ませたり、ゆるく折り曲げて製品に搭載される。このため、例えば携帯電話機のコネクタ部の配置の自由度を高めたり、撮像装置が搭載される製品部分の広さを大幅に減少させることができる。また、回路基板の軽量化も実現することができる。上記透光性板が接着されることにより、フィルム状回路基板は剛性を付与され、取扱いの際に湾曲したりせずに、直板の形状を維持する。このため、製造時の取扱いが容易になる。さらに、上記の構成により、フィルム状回路基板という薄い回路基板を用いた場合でも、透光性板から開口部を通って受光部にいたる距離を、簡便な手段により所定値以上として、良好な結像を得ることができる。
【００２６】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、フィルム状回路基板の厚みが、０．０２０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲にある（請求項９）。
【００２７】
フィルム状回路基板の厚みを上記範囲にすることにより、撮像装置の薄型化を定量的に推進することができる。
【００３０】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、撮像素子の後面から透光性板の前面にいたるまでの厚みＴ(Total)が、１．２０ｍｍ以下である（請求項１０）。
【００３１】
上記のように全厚みＴ（Ｔｏｔａｌ）により、薄型化を管理、推進することが可能となる。
【００３３】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、透光性板とフィルム状回路基板とを接着する接着剤のなかにスペーサ材が含まれている（請求項１１）。
【００３４】
上記のスペーサを均一に配置させることにより、上記撮像素子の前面から透光性板の後面にいたるまでの厚みＴ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を、所定値以上、高精度に確保することができる。また、撮像素子の前面と透光性板の後面との平行からのずれを、例えば０．２度以下と小さくするうえでも効果がある。
【００３５】
上記第１および第２の局面の撮像装置では、フィルム状回路基板には、さらに第２開口部が設けられ、当該第２開口を貫通して透光性板と撮像素子とを接着するチクソ性接着剤が配置されている（請求項１２）。
【００３６】
チクソ性接着剤は硬化するまでの間に変形して崩れることが少ない、高粘性の接着剤である。上記のチクソ性樹脂の配置により、撮像素子の前面から透光性板の後面にいたるまでの厚みＴ(Clearance)を、所定値以上、確保することを容易に行うことができる。
また、フィルム状回路基板の回路パターン配線が、両面配線または３層以上の多層配線である（請求項１３）。上記の構成により、片面配線では回路パターンをすべて収納することが不可能な場合に対応することができる。
【００３７】
本発明の携帯電話機では、上記第１〜第３の局面の撮像装置のいずれかの撮像装置が搭載された電話機であって、筐体外部の光が結像レンズを通り受光部に受光されるように配置されている（請求項１４）。
【００３８】
上記の撮像装置の搭載により、良好な表示品位の画像を送信することができる携帯電話機を小型化、かつ軽量化することができる。
【００３９】
本発明の携帯電話機では、上記第１〜第３の局面の撮像装置のいずれかの撮像装置（請求項７〜１３のいずれか）が搭載された電話機であって、筐体外部の光が結像レンズを通り受光部に受光されるように配置され、フィルム状回路基板のインターフェース領域が撓（たわ）んだ状態で携帯電話機内のコネクタ部に接続されている（請求項１５）。
【００４０】
上記の撮像装置の搭載により、撮像装置だけでなく、さらに、携帯電話機内のコネクタの配置の自由度を広げ、より小型化および軽量化を推進することが可能となる。
【００４１】
本発明の携帯電話機では、上記第１〜第３の局面の撮像装置のいずれかの撮像装置（請求項７〜１３のいずれか）がさらにゴムコネクタおよび周辺回路素子のうちの少なくとも１つを実装され、筐体外部の光が結像レンズを通り受光部に受光されるように配置され、フィルム状回路基板が曲げられて、少なくとも１つの部材の表面が撮像素子の後面と接しているか、または撮像素子の後面との間にフィルム状回路基板を挟んで配置されている（請求項１６）。
【００４２】
上記ゴムコネクタの使用により、成形コネクタ等が不要になり、製造費の低減が可能となる。また、２重に曲げて製品へ搭載するので、本撮像装置の占有面積を大幅に減少させることができる。さらに、ゴムコネクタの弾性により衝撃荷重に対する緩衝効果を得ることができる。また、フィルム状回路基板の設計自由度を大きくすることができる。さらに、周辺回路素子を必要とする撮像装置において、撮像装置と周辺回路素子とを階層状に配置することができ、本撮像装置を製品に搭載する場合の搭載面積を減少させ、省スペース化が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における、携帯電話機用の小型撮像装置を示す図である。図１（ａ）は透光性板を前方に、撮像素子を後方に配置した状態の撮像装置を前から見た模式図であり、図１（ｂ）は縦断面図である。図１（ａ）および（ｂ）において、フィルム状回路基板１には、開口部１ａが開けられ、撮像素子２は、フィルム状回路基板１の開口部の後面側にフェースダウンで実装されている。また、フィルム状回路基板の開口部の前面側には透光性板３が配置される。結像レンズ（図示せず）から出射された光は、透光性板３と開口部１ａを通り、撮像素子２に設けられた受光面２ａに到達する。開口部１ａの形状は、この受光面２ａの形状に対応するように開口されている。
【００４５】
撮像素子２は、その受光面２ａを、フィルム状回路基板１の開口部１ａと高精度で対向させながら、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式によりフェースダウンで実装されている。また、透光性板３は、接着剤等によりフィルム状回路基板に固定され一体化されている。なお、上記図１では、撮像素子２を実装するバンプおよびＡＣＦ（異方性導電膜）、ならびに透光性板３の接着剤についての図示は省略されている。
【００４６】
図２は、図１に示したフィルム状回路基板１の詳細を説明するための図面である。図２（ａ）は、フィルム状回路基板において、撮像素子がフェースダウンで実装される後面側から見た正面図であり、また、図２（ｂ）は、縦断面図である。図２（ａ）および（ｂ）において、撮像素子２が実装される領域１ｄには、絶縁層６が積層されていない。従来、撮像素子の入出力端子とフィルム状回路基板の端子（ランド部）との接続においては、ランド部に対応する部分のみが開口された絶縁層６を積層して、ランド部以外の部分での短絡を防止していた。しかし、この絶縁層６を配置すると、絶縁層における上記開口の加工精度等の点から、回路パターンの形状に制約を受け、フィルム状回路基板の外枠部１８の幅を狭くできず、したがって全体の幅を狭くすることができなくなる。このため、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、撮像素子が実装される側の実装領域１ｄにおいて、絶縁層６は除去されている。すなわち、この実装領域１ｄでは、フィルム状回路基板１は、ベースフィルム４と、撮像素子の側にむき出しになった導体層５とから構成されている。撮像素子が実装されないフィルム状回路基板の領域１ｆは、インターフェース部を構成し、このインターフェース部１ｆは絶縁層６によって被覆されている領域１ｅに対応している。この絶縁層６を除去することによって、実装領域１ｄの断面厚さが、とくに薄くなることはなく、むしろ平面的な幅を狭くすることができる。
【００４７】
図３は、本実施の形態における撮像素子２の詳細を示す図面である。図３（ａ）は、フェースダウン実装される面を正面に向けた撮像素子の正面図であり、また、図３（ｂ）はその縦断面図である。図３（ｂ）において、フェースダウンされる面側において、撮像素子の入出力端子の上に構成されるバンプ７を示す。このバンプ７とフィルム状回路基板に形成される回路パターンのランド部とが接続される。
【００４８】
図４（ａ）は、撮像素子がフィルム状回路基板にフェースダウンでＦＣＢ実装された状態の断面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＥ１部の拡大図を示す。撮像素子２の入出力端子部２ｂの上には接続用のバンプ７が形成されている。そのバンプ７は、フィルム状回路基板１の配線パターンにおける配線端部であるランド部１ｂと、異方性導電膜８の導電性フィラー８ｂを介して接続されている。上記ランド部１ｂは、当該ランド部から連続して延びる配線および他の配線とともにベースフィルム４の上に積層されている。これらランド部の周囲には短絡を防止するための絶縁層は配置されていない。フィルム状回路基板のランド部１ｂとバンプ７との間には、粒子状の導電性フィラー８ｂが圧接され、電気的導通が得られる。しかし、その他のＡＣＦ８の部分では、バインダー８ａの間に導電性フィラーが個別に分離した状態で分散しているので、電気的に絶縁されている。導電性フィラー８ｂの粒径を、例えば１０μｍ以下とすると、ランド部１ｂの間隔は２０μｍ以上とすれば、短絡を防止することができる。
【００４９】
図５（ａ）は、フィルム状回路基板を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＥ２部の拡大図を示す。Ｅ２部は、フィルム状回路基板において、開口部１ａを取り囲む外枠部１８のうちで、側方の外枠部に設けられた回路パターンを示す。配線１ｃは、端部であるランド部１ｂから連続して、開口部１ａの側方の縁に沿って延びている。図５（ｂ）において、各寸法の定義はつぎのとおりである。
Ａ＝フィルム状回路基板のランド部１ｂから、配線１ｃの折れ曲り部までの最小距離（ここで、最小距離とは、配線が複数本あるとき最も近い配線との間の隙間をさす）
Ｂ＝フィルム状回路基板のランド部１ｂから、外形までの距離＝フィルム状回路基板の配線１ｃから、開口部１ａの辺までの最小距離（ここで、最小距離とは、配線が複数本あるとき最も近い配線との間の隙間をさす）
Ｌ＝配線１ｃの線幅
Ｓ＝配線間の隙間
次に、上記のＡ、Ｂ、ＬおよびＳの具体的な数値について説明する。まず、寸法Ｂは、０．３ｍｍ程度とすることが望ましい。回路基板への撮像素子のフェースダウン実装を採用した撮像装置では、結像レンズからの受光のために、回路基板に開口部を設ける必要がある。通常、プリント基板などでは、打ち抜き加工でこの開口部や外形を成形するが、この打ち抜き加工には、必ず一定範囲のばらつきが発生する。打ち抜き加工でばらつきが発生しても、撮像素子のバンプとの接続に不都合を生じないように、従来は、外形端面から配線パターン部までの最小寸法を０．３ｍｍ以上確保する必要があった。また、開口端から配線パターン部までの最小寸法を０．３ｍｍ以上確保する必要があった。
【００５０】
Ａは、絶縁層を除去することによって、０．１ｍｍ程度に小さくすることができる。通常、プリント基板などでは、ランド部以外の配線パターンが短絡するのを防止するために、ランド部に対応する位置に開口を設けたポリイミド等からなる絶縁層を形成する。その絶縁層における開口の加工精度のばらつきがあっても、撮像素子の端子部との接続を保証するために、配線パターンとランド部との間に最低限０．３ｍｍ以上の設計公差を設ける必要があった。すなわち、Ａを０．３ｍｍ以上とする必要があった。しかし、上記したように、絶縁層を用いることなく、ランド部と撮像素子のバンプとの接続をとり、ランド部以外の部分での短絡を防止することができることを確認したので、Ａを０．１ｍｍ程度にすることが可能となった。この結果、６本の配線が配置された配線部の幅を、０．２ｍｍくらい狭幅化することが可能となった。このように、絶縁層６を撮像素子の実装領域から除いたことの効果は、薄型化ではなく、むしろ回路基板における配線部の幅を狭くし、したがって外枠部１８の幅を狭くし、この結果、回路基板の幅を狭くする効果をもたらす。
【００５１】
今日の配線パターンの生産技術によれば、配線１ｃの線幅Ｌ、および配線間の隙間Ｓは、それぞれ、０．０３ｍｍ程度で形成することができる。したがって、各配線の最小ピッチは、０．０６ｍｍとすることが可能である。なお、ここで、線幅Ｌおよび配線間の隙間Ｓの寸法は、図示したように、フィルム状回路基板の開口部１ａに最も近接した部分での寸法を示している。他の部分では、もう少し配置に余裕があるので、上記の寸法にまで小さくする必要はない。
【００５２】
図６は、図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図を示す。図６（ａ）は、ＡＣＦの図示を省略した断面図であり、図６（ｂ）は、ＡＣＦ８が用いられている状態を示す断面図である。図６（ｂ）に示すように、ランド部以外の配線の部分では、バンプのような突起物が撮像素子に設けられていないので、直径１０μｍ以下の導電性フィラー８ｂはバインダー８ａ内に分散して互いに分離している。本実施の形態では、配線間の隙間Ｓは、上記したように、最小の場合でも０．０３ｍｍ（３０μｍ）程度なので、導電性フィラーによって短絡されることはない。したがって、異なる配線どうしが導電性フィラーによって短絡されることはありえない。図６（ａ）の断面図により、配線１ｃの線幅Ｌおよび配線間の隙間Ｓが示されている。
【００５３】
次に、本実施の形態について別の観点からまとめてみる。図７（ａ）は、撮像素子２の正面図であり、図７（ｂ）は、受光面の側方部（枠）に配置された入出力端子の拡大図である。回路基板の配線パターンを、撮像素子の受光面２ａの周縁部に対応させてレイアウトするには、受光面の周縁部のスペースも狭いために、上記開口部の周縁部のスペースも同様に狭くする必要がある。回路基板の実装領域が、平面的に見てただ単に撮像素子の領域内に入ればよしとするのであれば、図７（ｂ）におけるＺ（撮像素子の受光部の端から入出力端子までの距離）やＹ（撮像素子の入出力端子から外形までの距離）を大きくすれば打ち抜き加工にばらつきが生じても、上記の条件下で問題なく接続することができる。しかし、本発明では、小型化を至上課題とし、またコストダウンのためにデッドスペースが発生しないように設計されるので、ＺおよびＹはできる限り小さくしたうえで、さらに回路基板の実装領域が、平面的に見て撮像素子の領域内に入るようにする。
【００５４】
上記、実施の形態１における撮像装置では、フィルム状回路基板の開口部の側方枠の部分に、ランド部も含めて６本の配線を配置した。これら６本の配線は、開口部の縁に沿って配置されている。上記の寸法、Ａ、Ｂおよび配線ピッチを加算すると、上記フィルム状回路基板の開口部の側方枠の幅を１ｍｍ以下にすることができる。このような、狭い幅の側方枠を用いることにより、フィルム状回路基板に開口された開口部が、撮像素子の受光面に入射される光学情報に干渉することなく、撮像素子をフィルム状回路基板にフェースダウンで実装することができる。
【００５５】
上記のように、本発明の実施の形態１の撮像装置では、電気信号の入出力に必要なフィルム状回路基板上の配線パターンを、ランド部が配列されている開口部縁に沿って配置する。この結果、上記基板の実装部を小型化することができる。すなわち、平面的に見て、上記基板の実装部を撮像素子に含まれるように小型化することができる。この小型化には、上記基板の配線間の短絡を防止するために、従来設けられていた絶縁層を上記実装部において除去したことも寄与している。すなわち、接続部に対応する位置に開けた絶縁層の開口部の配置ばらつきを許容するために、従来大きくとっていたランド部と配線との間の隙間の最小距離Ａを、絶縁層の除去に伴い約０．２ｍｍ程度短縮できたことが、大きく寄与している。
【００５６】
また、本実施の形態では、可撓性のフィルム状回路基板を用いている。したがって、携帯電話機に搭載する場合に、受光部を結像レンズからの光を受光する位置に配置して、インターフェース領域の端子を携帯電話機内のコネクタと接続する場合、撓ませて接続することができる。このため、携帯電話機内のコネクタの配置の自由度を増し、より一層の小型化および軽量化を推進することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、フィルム状回路基板の回路パターン配線を、片面配線についてのみ例示した。しかし、片面配線では、回路パターンをすべて収納することが不可能な場合があり、そのような場合には、両面配線、または３層以上の多層配線としてもよい。部材コストとしては、片面基板よりも高価になるが、撮像装置の小型化を優先する場合には、両面配線以上の多層配線とし、なお、本実施の形態を適用することができる。すなわち、フィルム状回路基板の配線パターンを開口の縁に沿って配置し、かつ実装部における絶縁層を除去して、ランド部と配線との間の最小距離を短縮することができる。このように、単層配線、両面配線、および多層配線の場合にも、本実施の形態を適用して、撮像装置の小型を推進することが可能である。
【００５８】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２における撮像装置の断面構成を示す図である。フィルム状回路基板１には、開口部が開けられ、結像レンズ（図示せず）側の面に透光性板３が接着剤９によって固定されている。また、透光性板と逆の面には、ＡＣＦ８を介してバンプ７をランド部（図示せず）に接続させた撮像素子２がフェースダウンで実装されている。同図において、フィルム状回路基板１の厚みＴ（ＦＰＣ）は０．０２８ｍｍ〜０．０４０ｍｍである。ＦＣＢ方式において、フィルム状回路基板１と撮像素子２とを接続するＡＣＦ８の厚みＴ（ＡＣＦ）を０．０４０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲に、また、撮像素子２の厚みＴ（ＬＳＩ）を０．４００ｍｍ〜０．４５０ｍｍの範囲に管理する。これにより、撮像素子２の後面（最右面）からフィルム状回路基板の前面までの厚みを０．５４０ｍｍ以下にすることができる。
【００５９】
さらに、同図において、透光性板３の厚みＴ（Ｐｌａｔｅ）を最大で０．５５０ｍｍとし、透光性板とフィルム状回路基板１とを接着する接着剤の厚みＴ（Ａｄｈｅｓｉｖｅ）を０．０１５ｍｍ〜０．０２０ｍｍとすると、撮像素子２の後面から透光性板３の上面までの厚みＴ（Ｔｏｔａｌ）を、１．１１０ｍｍとすることができる。
【００６０】
上記のように、本実施の形態２の撮像装置においては、接着剤の厚みのばらつきを考慮しても、Ｔ（Ｔｏｔａｌ）を１．２０ｍｍ以下にすることができ、薄型の撮像装置を得ることができる。
【００６１】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３における撮像装置の断面構成を示す図である。上記撮像装置における各部材は、実施の形態２におけるものと同じである。実施の形態３における撮像装置では、撮像素子２の入出力端子の上に形成されたバンプ７の高さを管理することにより、ＡＣＦ８の厚みを管理している。本実施の形態では、バンプ７の高さのばらつきは、すなわち接着後のＡＣＦ８のばらつきである。このバンプ７の高さＴ（ｂｕｍｐ）（Ｔ（ＡＣＦ）にほぼ等しい）は、本実施の形態では、０．０４０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲内に収めることができる。また、フィルム状回路基板も、図示しているように、絶縁層を除去しているため、ベースフィルム４と導体層５とのばらつきの範囲内に収まり、０．０２８ｍｍ〜０．０４０ｍｍの範囲にすることができる。また、透光性板３をフィルム状回路基板に接着する接着剤９の厚みは、０．０１５ｍｍ〜０．０２０ｍｍの範囲に管理することができる。上記の３種の層の範囲を単純に加算すると、０．０８３ｍｍ〜０．１１０ｍｍの範囲になる。中心値を基準にばらつき範囲は、±０．０１３５ｍｍとなる。
【００６２】
上記実施の形態３の撮像装置では、バンプ高さＴ（ｂｕｍｐ）、フィルム状回路基板の厚みＴ（ＦＰＣ）および接着剤厚みＴ（ａｄｈｅｓｉｖｅ）を管理することにより、上記撮像装置における、撮像素子上面と透光性板下面との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）のばらつきを中心値に対して、±０．０１５ｍｍ以下にすることができる。
【００６３】
さらに、上記の実施の形態３の撮像装置においては、再生の際の表示品位に影響する撮像素子面と透光性板との平行からのずれ（平行度）を０．２°以下とすることができる。
【００６４】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４の撮像装置の概略構成を示す断面図である。同図において、フィルム状回路基板１と透光性板３とは、プラスチックビーズなどの粒径の安定したスペーサ材１０を含む接着剤９によって接着されている。他の部材の名称は、実施の形態１〜３において対応する番号が付された部材と同じである。撮像素子をフィルム状回路基板にフェースダウンで実装し、透光性板を逆の面に配置した撮像装置では、干渉縞等の光学的な不具合が発生する。このため、透光性板と撮像素子の受光面２ａとの間の隙間を０．１００ｍｍ以上設ける必要がある。本実施の形態によれば、透光性板３の接着剤９にスペーサ材１０を含有させているため、受光面２ａを有する撮像素子２の上面から透光性板の下面との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を０．１００ｍｍ以上とすることができる。さらに、その隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）のばらつきを抑制でき、撮像素子の上面と透光性板の下面との平行からのずれ（平行度）を抑制することができる。
【００６５】
さらに、接着剤９を加熱により硬化するタイプとして、加熱硬化後に体積収縮する性質の接着剤とすることにより、透光性板３とフィルム状回路基板１および撮像素子との密着力を向上させ、撮像素子２と透光性板３との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）の寸法を安定化することができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態４におけるＴ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を０．１００ｍｍ以上とするために、高粘性のチクソ性液状接着剤を用いる点に特徴がある。図１１は、本実施の形態において、フィルム状回路基板１の後面に撮像素子をフェースダウンで実装した状態を正面から見た模式図である。このフィルム状回路基板の開口部は、撮像素子の受光面に対応する開口部１ａだけでなく、その下方に連続して第２開口部１ｋが設けられている。図１２に、上記チクソ性液状樹脂１９を配置する場所を示す。図１２（ａ）は、チクソ性樹脂１９を配置した状態の正面図であり、また、図１２（ｂ）は、同状態における断面図である。さらに、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）の状態において、チクソ性樹脂に透光性板３を貼り付けた段階の断面図である。このチクソ性樹脂は、配置から硬化するまで０．１ｍｍ以上の厚みを維持できる樹脂とする。実施の形態４のように、接着剤９にスペーサ材を含有させることにより、撮像素子２の上面から透光性板の下面との間の隙間Ｔ（Ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を０．１００ｍｍ以上としてもよいし、本実施の形態のようにチクソ性樹脂を用いてもよい。
【００６７】
（実施の形態６）
図１３は、実施の形態６における撮像装置の概略構成を示す図である。同図において、フィルム状回路基板１の前面のインターフェース部には、ゴムコネクタ１１が実装されている。フィルム状回路基板１はゆるく折り曲げられ、ゴムコネクタ１１は、撮像素子２の後面に接着され一体化している。撮像装置を製品の基板に取り付ける際には、ホルダー等により撮像装置を基板に密着させる圧力を加える。この圧力により、撮像素子２は、ゴムコネクタ１１および電気的にフィルム状回路基板と接続されるように構成されている。フィルム状回路基板における撮像素子実装領域とゴムコネクタ実装領域とには、それぞれ、所定の長さの回路パターン部が設けられている。図１３に示すように、フィルム状回路基板を折り曲げ、フィルム状回路基板のゴムコネクタ実装領域の裏面と、撮像素子の後面とを接着し一体化しても、ゆるやかな曲面となり、応力が発生しないようにされている。
【００６８】
ゴムコネクタ自体は、図１４に示すようにフィルム状回路基板に実装される。図１５は、ゴムコネクタ１１の構成を有しており、搭載される製品との間で加圧状態が生じると電気的接続がなされる。図１５（ａ）は正面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＸＶ−ＸＶ断面図である。同図において、導電材部１１ｂがインターフェース部の端子に対応するように配列され、シリコーンゴム等の弾性体１１ａがその間を充填している。このゴムコネクタは、富士高分子工業（株）などにより製品化されている。
【００６９】
上記本実施の形態によれば、撮像装置を製品の基板に搭載する際に、フィルム状回路基板に設けたランド部とゴムコネクタとが圧接により電気的に接続されるため、成形コネクタ等の部品が不要となる。このため、コストダウンできるとともに実装面積も小さくすることができるので、フィルム状回路基板の設計自由度も大きくすることができる。また、ゴムコネクタの弾性により、撮像素子への応力が加わったときの緩衝作用を併せ持つことができるので、撮像装置の破損を防ぐことができる。
【００７０】
（実施の形態７）
図１６は、実施の形態７における撮像装置の概略構成を示す図である。同図において、フィルム状回路基板１には、周辺回路素子であるＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２が実装されている。その他の部材は、実施の形態１〜５における撮像装置の対応する番号が付された部材と同じである。本実施の形態の撮像装置では、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、撮像素子が実装されている面と同じ側にＡＳＩＣ等の周辺回路素子１２がフェースダウンで実装されている。フィルム状回路基板は、ゆるく折り曲げられ、撮像素子の後面と周辺回路素子の後面とは、接着され一体化している。フィルム状回路基板１において、撮像素子の実装領域とＡＳＩＣ等周辺回路素子の実装領域とには、所定の長さの回路パターン部が設けられており、図１６に示すように、フィルム状回路基板をゆるく折り曲げ、撮像素子２の後面とＡＳＩＣ等周辺回路素子の後面とを接着し一体化しても、ゆるやかな曲面となり、応力が発生しないようにされている。
【００７１】
本実施の形態によれば、周辺回路素子を必要とする撮像装置において、撮像素子と周辺回路素子とを階層状に構成したい場合、特別な実装部材を必要とせず、容易に階層状に配置でき、撮像装置を搭載する製品の基板上での占有面積を小さくすることができる。なお、本実施の形態の撮像装置のインターフェース部においても、上記実施の形態６に示したゴムコネクタを用いてもよい。
【００７２】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像素子がダウンフェースで実装される回路基板において、配線パターンをランド部が配列されている開口部の周縁部に沿って延在させることにより、この開口部の枠部を狭くすることができる。また、撮像素子が実装される回路基板の領域に絶縁層を積層しないことにより、配線パターンにおけるランド部と配線との距離を従来よりも小さくすることができ、回路基板をさらに平面的に小さくすることができる。この結果、回路基板の小型化が達成され、平面的に見て、撮像素子の領域内に回路基板を含めることができる。
【００７４】
さらに、回路基板として、開口部を有するフィルム状回路基板を用いることにより、薄型化および厚みの高精度管理を推進することができ、再生画面における表示品位を向上させることが可能となる。さらに、ゴムコネクタや周辺回路素子を、フィルム状回路基板に実装し、ゆるく折り曲げて使用することにより、本撮像装置の携帯電話機への取付け面積を小さくし、コネクタの配置の自由度を増し、コンパクトな構造にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における撮像装置を示す図である。（ａ）は、フィルム状回路基板の前面に透光性板が固定され、後面に撮像素子が実装された段階の模式的な正面図である。（ｂ）は、その縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１におけるフィルム状回路基板を後面から見た正面図である。（ｂ）は、その縦断面図である。
【図３】（ａ）は図１における撮像素子の正面図である。（ｂ）は、その縦断面図である。
【図４】（ａ）実施の形態１における撮像装置の断面図である。（ｂ）Ｅ１部の拡大図である。
【図５】（ａ）実施の形態１におけるフィルム状回路基板の正面図である。（ｂ）Ｅ２部の拡大図である。
【図６】図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。（ａ）はＡＣＦを除いた断面図であり、（ｂ）はＡＣＦを含めて表示した断面図である。
【図７】（ａ）実施の形態１における撮像素子の正面図である。（ｂ）Ｅ３部拡大図である。
【図８】実施の形態２における撮像装置の縦断面図である。
【図９】実施の形態３における撮像装置の縦断面図である。
【図１０】実施の形態４における撮像装置の縦断面図である。
【図１１】実施の形態５における撮像素子が実装されたフィルム状回路基板の模式的な正面図である。
【図１２】（ａ）図１１の状態において、チクソ性樹脂を配置した状態を示す正面図である。（ｂ）その縦断面図である。（ｃ）チクソ性樹脂に透光性樹脂を貼り付けた段階の縦断面図である。
【図１３】フィルム状回路基板の前面側にゴムコネクタを実装し、折り曲げて、ゴムコネクタ実装領域の後面と撮像素子後面とを密着させた段階の断面図である。
【図１４】ゴムコネクタを実装して折り曲げる前の状態の模式的な正面図である。
【図１５】（ａ）はゴムコネクタの正面図である。（ｂ）は（ａ）のＸＶ−ＸＶ断面図である。
【図１６】フィルム状回路基板の後面側に周辺回路素子を実装して折り曲げて、周辺回路素子の後面と撮像素子の後面とを密着させた状態を示す断面図である。
【図１７】（ａ）周辺回路素子を実装した撮像装置の模式的な正面図である。（ｂ）その縦断面図である。
【図１８】従来の撮像装置の断面図である。
【図１９】従来の他の撮像装置を示す図である。（ａ）同撮像装置の正面図である。（ｂ）その断面図である。
【符号の説明】
１ フィルム状回路基板、１ａ 開口部、１ｂ ランド部、１ｃ 配線、１ｄ撮像素子実装領域（絶縁層のない領域）、１ｅ 絶縁層ある領域、１ｆ インターフェース領域、１ｋ 第２開口部、２ 撮像素子、２ａ 受光部、２ｂ バンプ、３ 透光性板、４ ベースフィルム、５ 導電層、６ 絶縁層、７ バンプ、８ 異方性導電膜（ＡＣＦ）、８ａ 絶縁性樹脂（バインダ）、８ｂ 導電性フィラー、９ 接着剤、１０ スペーサ材、１１ ゴムコネクタ、１１ａ ゴム（弾性体）、１１ｂ 導電材、１２ ＡＳＩＣ（周辺回路素子）、１８ 外枠部、１９ チクソ性接着剤、Ａ ランド部と配線との最小距離、Ｂ 外形とランド部との距離、および開口部端と配線との最小距離、Ｌ 線幅、Ｓ 配線間隙間、Ｚ 撮像素子の受光部の端から入出力端子までの距離、Ｙ 撮像素子の入出力端子から外形までの距離。
Claims (16)
- 開口部が開けられ、配線パターンが配置された基板であって、インターフェース領域を有する回路基板と、
前記開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、前記回路基板に配置された撮像素子とを備え、
前記配線の端子であるランド部は、前記開口部の側方の外枠部の長手方向に沿って配置され、
前記配線パターンは、前記ランド部が配列されている前記外枠部と同じ外枠部の長手方向に沿って配置され、前記インターフェース領域へと延びていて、
前記ランド部は、前記外枠部に配置された配線よりも前記開口部より遠い位置に、前記外枠部の長手方向に沿って配置されている、撮像装置。 - 開口部が開けられ、配線パターンが配置された基板であって、インターフェース領域を有する回路基板と、
前記開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、前記回路基板に配置された撮像素子とを備え、
前記配線の端子であるランド部は、前記開口部の側方の外枠部の長手方向に沿って配置され、
前記配線パターンは、前記ランド部が配列されている前記外枠部と同じ外枠部の長手方向に沿って配置され、前記インターフェース領域へと延びていて、
前記配線パターンの配線のうち少なくとも１本の配線における前記側方の縁辺に沿う方向の部分が、平面的に見て、前記撮像素子の領域に含まれる、撮像装置。 - 前記配線は、前記開口部の側方の縁辺に交差する方向の部分と、その側方の縁辺に沿う方向の部分とを備える、請求項１または２に記載の撮像装置。
- 前記回路基板と前記撮像素子との間に両者を接着する接着剤を備え、当該接着剤は、前記回路基板上のランド部と前記撮像素子の入出力端子上のバンプとの間の導通を確保し、それ以外の部分間を絶縁する、請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記接着剤は、絶縁性のバインダーである樹脂中に導電フィラーが分散した異方性導電膜であり、前記ランド部とバンプとの近接によって前記樹脂が押し退けられた異方性導電膜の部分において、当該導電フィラーが、前記ランド部とバンプとの間に介在して両者の間に導通が成立し、他の部分は当該導電フィラーが前記樹脂中に分散して絶縁が保たれる、請求項４に記載の撮像装置。
- 前記回路基板における、隣り合う配線間の距離、隣り合う前記ランド部の間の距離、および隣り合う配線とランド部との間の距離の最小値が、いずれも０．０２０ｍｍ以上であり、粒子状の前記導電フィラーの径の大きさが０．０１０ｍｍ未満である、請求項５に記載の撮像装置。
- 前記回路基板が可撓性のフィルム状回路基板である、請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
- 開口部が開けられ、配線パターンが後面側に配置された可撓性のフィルム状回路基板と、
前記開口部を通して結像レンズからの光を受光する受光部を含み、前記フィルム状回路基板の後面側にフェースダウンで実装された撮像素子とを備え、
前記フィルム状回路基板の開口部が透光性板によって封止され、
前記透光性板は、前記フィルム状回路基板および前記撮像素子のうちのいずれか一方と接着手段によって接着され、その接着手段は、前記透光性板と前記撮像素子との間の距離を所定値以上とする手段を有する、撮像装置。 - 前記フィルム状回路基板の厚みが、０．０２０ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲にある、請求項７または８に記載の撮像装置。
- 前記撮像素子の後面から前記透光性板の前面にいたるまでの厚みＴ(Total)が、１．２０ｍｍ以下である、請求項８または９に記載の撮像装置。
- 前記透光性板と前記フィルム状回路基板とを接着する接着剤のなかにスペーサ材が含まれている、請求項８〜１０のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記フィルム状回路基板には、さらに第２開口部が設けられ、当該第２開口部を貫通して前記透光性板と前記撮像素子とを接着するチクソ性接着剤が配置されている、請求項８〜１０のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記フィルム状回路基板の回路パターン配線が、両面配線または３層以上の多層配線である、請求項７〜１２のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記請求項１〜１３のいずれかの撮像装置が搭載された電話機であって、筐体外部の光が結像レンズを通り前記受光部に受光されるように配置された、携帯電話機。
- 前記請求項７〜１３のいずれかの撮像装置が搭載された電話機であって、筐体外部の光が結像レンズを通り前記受光部に受光されるように配置され、前記フィルム状回路基板のインターフェース領域が撓（たわ）んだ状態で携帯電話機内のコネクタ部に接続されている、携帯電話機。
- 前記請求項７〜１３のいずれかの撮像装置がさらにゴムコネクタおよび周辺回路素子のうちの少なくとも１つを実装され、筐体外部の光が結像レンズを通り前記受光部に受光されるように配置され、前記フィルム状回路基板が曲げられて、前記少なくとも１つの部材の表面が前記撮像素子の後面と接しているか、または前記撮像素子の後面との間に前記フィルム状回路基板を挟んで配置されている、携帯電話機。
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