JP4360997B2 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等の電子機器に搭載される固体撮像装置に関する。

一般的な固体撮像装置は、レンズを組み込んだレンズモジュール、レンズを介して受光する固体撮像素子（ＣＣＤ）、ＣＣＤを駆動するＤＳＰなどを基板上に備えている。また、このような基板と接続されたフレキシブルプリント基板（以下、本明細書において、「ＦＰＣ」という）を有するものもある。このような固体撮像装置は、例えば、特許文献１や特許文献２等に開示されている。
図１は、特許文献１に記載された固体撮像装置の一形態を示す断面図である。図１に示すように、カメラ用回路基板５１は、基板の表面及び裏面に回路パターンを形成し、スルーホールを介して表裏両面の回路パターンを導通させてある。カメラ用回路基板５１の表面側には、固体撮像素子５２が接続してあり、背面側には、固体撮像素子５２を駆動するためのＩＣ（ＤＳＰ）５３が不図示のバンプを介してフリップチップ形式により接続してある。
カメラ用回路基板５１の表面側には、固体撮像素子５２の撮像面５２ａ上に撮像可能な位置にカメラユニット５４が固定してある。カメラユニット５４は、第１レンズ鏡筒５６と第２レンズ鏡筒５７とを螺合させ、第１レンズ鏡筒５６内にレンズ５５等の光学部材を挿入し、レンズ押え５８でレンズ５５を脱出不能に保持して形成されている。
また、カメラ用回路基板５１の裏面の端部に、ＦＰＣ５９との接続に用いる接続パターンが形成され、ＦＰＣ５９が接続されている。

図２は、特許文献２に記載された撮像装置の構成を示す断面図である。図２に示すように、特許文献２に記載された撮像装置は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの撮像素子６１と、撮像素子６１の上面の一部が接着層６６を介して接着された基板６３Ａと、基板６３Ａ上に接着剤等により接着された赤外線カットフィルタ６５と、基板６３Ａ上に接着剤６４により保持された撮像光学系６２とを備えている。なお、図２中、参照番号６１ａは、撮像素子６１の有効画素領域を示し、参照番号６２ａは、レンズ部を示している。

このように、固体撮像装置、撮像装置には、基板にＣＣＤやＤＳＰ、その他の回路素子が実装されている。

特開２００３−２３００５６号公報 特開２００２−５１２６８号公報

しかしながら、従来のいずれの固体撮像装置、撮像装置においても、基板に実装された回路素子は、いわば剥き出しの状態で基板に取り付けられている。これは、特許文献１に記載された固体撮像装置、特許文献２に記載された撮像装置でも同様である。
このように、基板に実装された回路素子が剥き出しのままであると、何らかの原因でこれらの回路素子に外力が加わったときに、回路素子が破損したり、基板から脱落したり、剥離したりするおそれがあり問題であった。また、ＦＰＣを単に基板に接合しただけでは、ＦＰＣが基板から剥離し易いという問題があった。

そこで本発明は、基板に実装された回路素子が受ける外力を軽減することができ、さらに簡単な構成でＦＰＣが基板から剥離することを防止できる固体撮像装置及び電子機器を提供することを課題とする。

かかる目的を達成するための本発明の固体撮像装置は、レンズモジュール及び回路素子を実装した基板と、前記回路素子を覆う保護部材と、前記基板に接合されたフレキシブルプリント基板とを備え、前記フレキシブルプリント基板の前記基板との接合部分は、前記保護部材と前記基板とによって挟持されたことを特徴とする（請求項１）。ＦＰＣは、可撓性を有するので、基板から剥がれるおそれがある。そこで、本発明では、回路素子を保護する保護部材と基板とでＦＰＣを挟むようにし、簡単な構成でＦＰＣが基板から剥がれることを防止している。ここで、本発明において保護部材によって覆われる基板に実装された回路素子は、レンズモジュールの実装面と同じ側の面上に実装した回路素子、レンズモジュールの実装面と異なる側の面上に実装した回路素子の双方を含む。

このような固体撮像装置において、前記保護部材は、前記フレキシブルプリント基板に接合されている構成とすることができる（請求項２）。また、このような固体撮像装置において、前記保護部材の前記フレキシブルプリント基板側の端面は、前記基板の前記フレキシブルプリント基板側の端面よりも突出する構成とすることができる（請求項３）。このようにすれば、ＦＰＣの剥離をより確実に防止できる。

また、このような固体撮像装置において、前記保護部材の前記回路素子を覆う部分と前記フレキシブルプリント基板を前記基板との間に挟持する部分とを、段部を介して連設した構成とすることができる（請求項４）。このような構成とすることにより、基板に実装した回路素子の高さ、厚みに対応させた構成とすることができる。

さらに、前記保護部材に前記基板側に向かって突出した突起を設けた構成とすることができる（請求項５）。保護部材に外力が加わったときに、保護部材に設けたこのような突起が基板に当接していれば基板に実装された回路素子が受ける外力を分散、軽減する効果を高めることができる。

本発明では、前記保護部材は、前記基板の前記レンズモジュールの実装面と反対側の面に実装した前記回路素子を覆うように前記レンズモジュールの実装面の裏面に装着した構成とすることができる（請求項６）。ここで、レンズモジュールの実装面の反対側の面に回路素子を実装するのは、主として固体撮像装置の小型化に配慮したものであるが、本発明は、このような構成の固体撮像装置にも適用することができる。

上記のような固体撮像装置では、基板に種々の回路素子が実装されているが、前記保護部材は、少なくとも撮像素子及び当該撮像素子の信号を処理する周辺回路素子のいずれかを覆うようにする（請求項７）。撮像素子や周辺回路素子は、基板に搭載される回路素子の中では比較的大きなものであり、また、固体撮像装置の機能からこれらの素子は重要な役割を果たすものである。そこで、これらの回路素子を保護部材で覆うように配慮する。このとき、保護部材と、基板に実装した撮像素子や周辺回路素子とを接着することができる。

以上のような固体撮像装置を装着すれば、本発明の電子機器とすることができる（請求項８）。具体的な電子機器としては、例えば、デジタルカメラや携帯電話等である。

本発明によれば、固体撮像装置を構成する基板に実装したＣＣＤやＤＳＰといった回路素子を保護部材で覆うようにしたので、これらの回路素子にかかる外力を軽減し、これらの回路素子が破損したり、基板から剥離したりすることを防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図３は、本発明の固体撮像装置１の概略構成を示すものであり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は底面図である。固体撮像装置１は、基板２の一面側２ａにレンズモジュール３が搭載されている。また、基板２の他面側２ｂ、すなわち、レンズモジュール３の実装面の裏面（反対側の面）には周辺回路素子としてのＤＳＰ４が実装されている。さらに基板２の一面側２ａ、他面側２ｂには抵抗やコンデンサといった他の周辺回路素子５が実装されている。このように種々の回路素子が実装された基板２には側方（図３左方向）へＦＰＣ６が連設されている。固体撮像装置１は、さらに、ＤＳＰ４やその他の回路素子５を覆う樹脂製の保護部材７を備えている。
以上が固体撮像装置１の概略構成である。次に各構成要素について詳細に説明する。

レンズモジュール３は、レンズホルダ３ａにレンズ３ｂを保持させ、レンズホルダ３ａの内部に、基板２に装着した図示しないＣＣＤを収納して構成している。このように構成したレンズモジュール３により、レンズ３ｂからの入射光をＣＣＤに結像させて被写体像を撮像するようになっている。
ＤＳＰ４は、基板２の他面側２ｂに例えばフリップチップによって基板２上に形成されたパターン（不図示）に接続されている。
ＦＰＣ６は、端部６ａを基板２の端部２ｃと重ね合わせ、基板２の端部２ｃに形成されたパターン（不図示）に半田付け等により接続されている。これにより、ＦＰＣ６が基板２と一体化され、基板２の側方へ連設された構成となっている。ここで、ＦＰＣ６は、基板２の他面側２ｂ、すなわち、基板２のＤＳＰ４が実装された側に位置するように基板２に重ねられ一体化されている。また、基板２の端面２ｃ１部分には、基板２とＦＰＣ６とが剥離しないように接着剤８が塗布されている。なお、ＦＰＣ６の基板２から遠い側の端部には外部回路に接続するためのコネクタ１１が設けられている。

保護部材７は、前記のようにレンズモジュール３の実装面の裏面（他面側２ｂ）に実装したＤＳＰ４やその他の回路素子５を覆うように、他面側２ｂに装着される。このような保護部材７の形状を、図４に基づいて説明する。図４（ａ）は保護部材７を基板２と対向する面側から見た平面図であり、図４（ｂ）は側面図であり、図４（ｃ）は底面図である。
保護部材７は、図４に示すように回路素子を覆う部分となる庇部７ａと、ＦＰＣ６を基板２との間に挟持する部分となるＦＰＣ６への取付部７ｃとが段部７ｂを介して連設されて構成されている。ここで、取付部７ｃは、図３に示すように基板２とＦＰＣ６とを重ね合わせた接合部分９に接着される部分である。すなわち、ＦＰＣ６の基板２との接合部分は、基板２と保護部材７によって接着剤を介して挟持されている。また、庇部７ａは実際にＤＳＰ４やその他の回路素子５を覆う部分で、段部７ｂはＤＳＰ４やその他の回路素子５の光軸方向高さに応じて、これらの回路素子の収納スペースを創出するための部分である。
このような保護部材７の平面視における形状は、図４（ａ）に示すように基板２と略同一形状をなしている。但し、図４（ｂ）において円Ａで囲んだ部分を拡大して示した図５から明らかなように、取付部７ｃのＦＰＣ６が延びる側に位置する端面７ｃ１が、基板２のＦＰＣ６を連設した側の端面２ｃ１よりもコネクタ１１側に突出するように延設されている。
また、保護部材７は、庇部７ａに基板２側に向かって突出した二つの突起１２が設けられている。この突起１２は、保護部材７を基板２に装着したときに基板２に当接しない程度の高さとなっており、またその位置は、保護部材７を基板２に装着したときに基板２に実装したＤＳＰ４やその他の回路素子５に接触しない位置となっている。
以上のように構成される保護部材７は、図５中、参照番号１０ａ、１０ｂを付し、ハッチングを施して示したように、取付部７ｃを基板２とＦＰＣ６とを重ね合わせた接合部分９に接着する他、庇部７ａとＤＳＰ４とを接着して基板２に装着する。このとき、突起１２は、基板２には当接していない。

以上のように構成される固体撮像装置１の組み立ては、まず、基板２にＤＳＰ４やその他の回路素子５を搭載する。ここで、ＤＳＰ４は、基板２の他面側２ｂに搭載する。ついで、予めレンズホルダ３ａにレンズ３ｂ等を組み込んだレンズモジュール３を基板２の一面側２ａに搭載する。また、基板２の他面側２ｂにＦＰＣ６を半田付けにより接続し、基板２の端面２ｃ１部分にＦＰＣ６が基板２から剥離しないように接着剤８を塗布する。その後、保護部材７の取付部７ｃを基板２とＦＰＣ６との接合部分９に合わせて両者を接着するとともに、庇部７ａがＤＳＰ４上にくるように合わせて両者を接着して保護部材７を装着する。

このような固体撮像装置１は、保護部材７によってＤＳＰ４やその他の回路素子５を保護するので、これらの回路素子にかかる外力を軽減することができる。また、保護部材７が基板２とＦＰＣ６との接合部分９に接着されている、すなわちＦＰＣ６の基板２との接合部分が基板２と保護部材７によって接着剤を介して挟持されているので、基板２とＦＰＣ６との接合強度を増強することができ、ＦＰＣ６が基板２から剥離することを防止することができる。さらに、取付部７ｃのＦＰＣ６が延びる側に位置する端面７ｃ１が、基板２のＦＰＣ６を連設した側の端面２ｃ１よりも突出するように延設したので、ＦＰＣ６が基板２から剥離することをより確実に防止することができる。また、保護部材７には突起１２が設けられているので保護部材７に外力が加わった場合に、突起１２が基板２に当接して負荷が分散され、これによりＤＳＰ４に加わる負荷をより軽減でき、ＤＳＰ４等の破損を回避することができる。

次に、本発明の実施例２について、実施例２の固体撮像装置２１の概略構成を示した図６を参照しつつ説明する。この固体撮像装置２１は、開口２２ｄを有する基板２２の一面側２２ａに、レンズ２３ａ、光学フィルタ２３ｂが組み込まれたレンズモジュール２３が搭載されている。また、基板２２の他面側２２ｂ、すなわち、レンズモジュール２３の実装面の裏面（反対側の面）には、開口２２ｄに対応する位置にＣＣＤ２４がフリップチップ実装されている。さらに基板２２の一面側２２ａ、他面側２２ｂには抵抗やコンデンサといった他の回路素子２５、図示しないＤＳＰが実装されている。このように種々の回路素子が実装された基板２２には側方へＦＰＣ６が連設されている。固体撮像装置２２は、さらに、ＣＣＤ２４やその他の周辺回路素子２５を覆う樹脂製の保護部材２７を備えている。
すなわち、実施例２の固体撮像装置２１と実施例１の固体撮像装置１とは、基板２２に開口２２ｄが設けられ、固体撮像装置１ではレンズモジュール３の内部に収容していたＣＣＤ２４を基板２２の他面側２２ｂに実装し、これに伴って、ＤＳＰが移設されている点で異なる。

その他の基本的な構成は、実施例１の固体撮像装置１と異なるところはない。保護部材２７についても、形状等は基板２の形状等と基板２２の形状等との相違に応じて変更しているが、庇部２７ａと取付部２７ｃとが段部２７ｂを介して連設され、突起２８が設けられている点は同一である。また、参照番号２２ｃ１を付した基板２２の端面よりも、参照番号２７ｃ１を付した保護部材２７の端面の方が、ＦＰＣ２６の延びる側に突出している点も同一である。さらに、取付部２７ｃを基板２２とＦＰＣ２６とを重ね合わせた接合部分２９に接着する他、庇部２７ａとＣＣＤ２４とを接着して基板２２に取り付け、このとき、突起２８が、基板２２に当接しないようにしている点も同一である。

このように、基板２２に実装する回路素子が異なっても、保護部材２７を用いて、実施例１の固体撮像装置１と同様の構成とし、回路素子を保護することができる。なお、図６中、参照番号８、１０ａ、１０ｂは接着剤を示しており、この点も実施例１の場合と同様である。

なお、上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

たとえば、実施例１ではＤＳＰ４に保護部材７を接着し、実施例２ではＣＣＤ２４に保護部材２７を接着する構成としているが、他の回路素子へ保護部材を接着するようにしてもよい。また、保護部材は、基板の両面に装着してそれぞれの面に実装した回路素子を保護するような構成とすることもできる。
また、実施例１、実施例２ではいずれも突起１２、２８と基板２、２２とが当接しない状態で保護部材７、２７を装着しているが、突起が基板に常に当接する状態で保護部材を装着するようにすることもできる。
さらに、実施例１、実施例２では、保護部材７、２７を樹脂製とし、これをＤＳＰ４やＣＣＤ２４に接着した構成としているが、保護部材７、２７を金属製としてＤＳＰ４やＣＣＤ２４に接着した構成とすることもできる。このような構成とすれば、放熱面積を大きくとることができ、ＤＳＰ４やＣＣＤ２４が蓄えた熱を効率よく排出することができる。

従来の固体撮像装置の一形態を示す断面図である。 従来の撮像装置の構成を示す断面図である。 実施例１の固体撮像装置の概略構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｄ）は底面図である。 図４に示した固体撮像装置に装着された保護部材の形状を示すものであり、（ａ）は保護部材を基板と対向する面側から見た平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 図４（ｂ）において円Ａで囲んだ部分を拡大して示した説明図である。 実施例２の固体撮像装置の概略構成を示した断面説明図である。

符号の説明

１、２１ 固体撮像装置
２、２２ 基板
３、２３ レンズモジュール
４ ＤＳＰ
５、２５ 回路素子
６、２６ ＦＰＣ
７、２７ 保護部材
８ 接着剤
９、２９ 接合部分
１２、２８ 突起
２４ ＣＣＤ

Claims (8)

1. レンズモジュール及び回路素子を実装した基板と、
   前記回路素子を覆う保護部材と、
   前記基板に接合されたフレキシブルプリント基板とを備え、
   前記フレキシブルプリント基板の前記基板との接合部分は、前記保護部材と前記基板とによって挟持されていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記保護部材は、前記フレキシブルプリント基板に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記保護部材の前記フレキシブルプリント基板側の端面は、前記基板の前記フレキシブルプリント基板側の端面よりも突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 前記保護部材の前記回路素子を覆う部分と前記フレキシブルプリント基板を前記基板との間に挟持する部分とを、段部を介して連設したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
5. 前記保護部材に前記基板に向かって突出する突起を設け、当該突起は、保護部材を前記基板に装着したときに前記基板に当接しない高さを有すると共に、前記回路素子に接触しない位置に設けられ、前記保護部材に外力が加わった場合に、前記基板に当接し、前記回路素子への負荷を分散することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
6. 前記保護部材は、前記基板の前記レンズモジュールの実装面と反対側の面に実装した前記回路素子を覆うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
7. 前記回路素子は、少なくとも撮像素子及び当該撮像素子の信号を処理する周辺回路素子のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の固体撮像装置を搭載したことを特徴とする電子機器。

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