JP4477844B2

JP4477844B2 - 撮像モジュールおよびその作成方法

Info

Publication number: JP4477844B2
Application number: JP2003316406A
Authority: JP
Inventors: 亮宏内田; 博之岩崎
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: JP2005085976A

Description

この発明は，撮像モジュールおよびその作成方法に関する。

ディジタル・スチル・カメラ，ディジタル・ムービ・ビデオ・カメラなどのディジタル・カメラには，複数の基板上にＣＣＤ，ＣＣＤを制御するチップ，ＣＣＤから出力された映像信号を処理するチップなどが実装された撮像モジュールが含まれている。ディジタル・カメラにおいては小型化が要求されているために，撮像モジュールの小型化にも工夫がされている。たとえば，基板の一方の面に固体撮像素子および信号処理回路を設け，他方の面にタイミング・ジェネレータを設けているものがある（特許文献１参照）。しかしながら，基板の両面に素子，回路等が設けられていると，撮像モジュールを薄くすることはできない。
特開2003−219227号公報

この発明は，撮像モジュールを小型化することを目的とする。

この発明による撮像モジュールの作成方法は，折り曲げ自在なフレキシブル基板の一方の面に，固体電子撮像素子を制御するチップおよび固体電子撮像素子から出力される映像信号を処理する信号処理チップの少なくとも一方のチップを実装し，上記フレキシブル基板の他方の面に，面方向に所定の間隔を空けて，上記固体電子撮像素子を実装し，上記フレキシブル基板を，上記チップの上面（フレシキブル基板に実装されている面と逆の面）と上記固体電子撮像素子の上面（フレシキブル基板に実装されている面と逆の面）とが同一方向となるように上記間隔の間で折り曲げて撮像モジュールを作成するものである。

この発明は，上記作成方法により作成される撮像モジュールも提供している。すなわち，この撮像モジュールは，折り曲げ自在なフレキシブル基板の一方の面に，固体電子撮像素子を制御するチップおよび固体電子撮像素子から出力される映像信号を処理する信号処理チップの少なくとも一方のチップが実装され，上記フレキシブル基板の他方の面に，面方向に所定の間隔を空けて，上記固体電子撮像素子が実装され，上記チップの上面と上記固体電子撮像素子の上面とが同一方向となるように，上記間隔の間で上記フレキシブル基板が折り曲げられることにより作成されているものである。

この発明によると，固体電子撮像素子を制御するチップおよび固体電子撮像素子から出力される映像信号を処理するチップの少なくとも一方のチップがフレキシブル基板（リジッド基板とフレシキブル基板とからなるリジッド・フレシキブル基板を含む）の一方の面に実装される。また，フレキシブル基板の他方の面には，面方向（面の法線方向と垂直方向）に所定の間隔が空けられて（たとえば，上記チップの厚さおよび上記固体電子撮像素子の厚さよりも，上記チップとの間隔が空けられて）上記固体電子撮像素子が実装される。上記チップの上面と上記固体電子撮像素子の上面とが同一方向となるように上記間隔の間でフレキシブル基板が折り曲げられる。

上記チップと上記固体電子撮像素子とはあたかも同一の面に実装されるようになるので，撮像モジュールの厚さを薄くできる。とくに，上記チップの実装後に上記固体電子撮像素子を上記チップが実装された面と同じ面に実装することが困難な場合など，フレキシブル基板の同一の面に上記チップと上記固体電子撮像素子とを最初から実装できない場合には有効である。

上記チップと上記固体電子撮像素子とは，重なるようにフレキシブル基板を折り曲げてもよいし，重ならないようにフレキシブル基板を折り曲げてもよい。重なるように折り曲げた場合には，撮像モジュールの面方向の大きさが小さくなるし，重ならないように折り曲げた場合には，撮像モジュールの厚さが薄くなる。いずれにしても撮像モジュールを小型化できる。

たとえば，上記フレシキブル基板に接する上記チップの一辺の長さおよび上記フレシキブル基板に接する上記固体電子撮像素子の一辺の長さのうち短い方の長さよりも上記間隔が空けられている。上記チップと上記固体電子撮像素子とが重ならないように折り曲げることができる。

上記フレキシブル基板を，上記チップと上記固体電子撮像素子との方向が折り曲げ前のものに対して折り曲げ後のものが直角の方向になるように，上記間隔の間で折り曲げて撮像モジュールを作成するようにしてもよい。この場合も上記チップと上記固体電子撮像素子とを重ならないように折り曲げることができる。

上記チップと上記固体電子撮像素子との間のフレキシブル基板のうち，折り曲げ部分の幅が他の部分の幅よりも広いことが好ましい。フレキシブル基板における折り曲げ部分の接触面積が増えるので，折り曲げ部分を接着した場合に接着強度を強くできる。

上記フレキシブル基板は，上記チップが実装される第１のリジッド基板と，上記固体電子撮像素子が実装される第２のリジッド基板と，上記第１のリジッド基板と上記第２のリジッド基板とをつなげるフレキシブル基板と，を含むものでもよい。この場合，上記第１のリジッド基板の厚さおよび上記第２のリジッド基板の厚さのうち厚い方よりも上記第１のリジッド基板と上記第２のリジッド基板との間隔が空けられていることが好ましい。

フレキシブル基板を折り曲げた場合に，第１のリジッド基板と第２のリジッド基板との間の間隔が上記第１のリジッド基板の厚さおよび上記第２のリジッド基板の厚さのうち厚い方よりも空けられているので，第１のリジッド基板または第２のリジッド基板が邪魔になることなく，折り曲げることができる。

上記第１のリジッド基板の幅および上記第２のリジッド基板の幅のうち小さい方の幅よりも，上記第１のリジッド基板と上記第２のリジッド基板との間隔が空けられていることが好ましい。折り曲げた場合に，第１のリジッド基板と第２のリジッド基板とが重ならないようにできる。撮像モジュールを薄くできる。

図１（Ａ）から（Ｇ）は，この発明の実施例を示すもので，撮像モジュールの作成工程を示す側面図である。

（Ａ）を参照して，リジッド・フレキシブル基板６には，第１のリジッド基板１と第２のリジッド基板２とが折り曲げ自在なフレキシブル基板４によってつながれている。（Ａ）において，第１のリジッド基板１の上面を表面１Ａ，第１のリジッド基板１の下面を裏面１Ｂ，第２のリジッド基板２の上面を表面２Ａおよび第２のリジッド基板２の下面を裏面２Ｂとする。

また，フレキシブル基板４の長さＬは，第１のリジッド基板１の側面の長さＬ１または第２のリジッド基板２の側面の長さＬ２のどちらか一方の長さよりも長く設定されている。これにより，後述するように，フレキシブル基板４が折り曲げられた場合であっても，第１のリジッド基板１と第２のリジッド基板２とが重ならず，撮像モジュールが薄くなる。もっとも，フレキシブル基板４の長さＬが，第１のリジッド基板１の側面の長さＬ１および第２のリジッド基板２の側面の長さＬ２のどちらよりも短くてもよい。この場合，フレキシブル基板４が折り曲げられた場合には，第１のリジッド基板１と第２のリジッド基板２とが重なることとなるが，横方向の長さは短くなる。結果的に撮像モジュールは小さくなる。

後述するように，第１のリジッド基板１の表面１Ａにフリップ・チップ実装用の部品（後述するＣＣＤ５を制御するチップ部品，ＣＣＤ５から出力する映像信号を信号処理するチップ部品など）３が実装され，第２のリジッド基板２の裏面２ＢにＣＣＤ５が実装される。

（Ｂ）を参照して，第１のリジッド基板１の表面１Ｂにフリップ・チップ実相用の部品３がフリップ・チップ実装される。フリップ・チップ実装において，マウント，リフロー，洗浄，乾燥ならびにアンダーフィルの注入および硬化が行われる。洗浄によるＣＣＤ５への水の流入，乾燥によるＣＣＤ５の表面ガラスの汚れなどを防止するために，第２のリジッド基板２にＣＣＤ５が実装されていない状態でフリップ・チップ実装用の部品３のフリップ・チップ実装が行われる。

（Ｃ）を参照して，第１のリジッド基板１の表面１Ａにフリップ・チップ実装用の部品３がフリップ・チップ実装されると，リジッド・フレキシブル基板６の表裏が反転させられる。

（Ｄ）および（Ｅ）を参照して，第２のリジッド基板２の裏面２ＢにＣＣＤ５が実装させられる。

（Ｆ）を参照して，第２のリジッド基板２の裏面２ＢにＣＣＤ５が実装させられると，フリップ・チップ実装された部品３の上面とＣＣＤ５の上面とが同一方向となるように，フレキシブル基板４が180度の角度折り曲げられる。

（Ｇ）を参照して，第２のリジッド基板２の裏面２Ａとフレキシブル基板４とが接する（フレキシブル基板４の接触部分を４Ａとする）。フレキシブル基板４が折り曲げられている状態の上面図が図２に示されている。このようにして，撮像モジュールが作成される。

たとえば，第１のリジッド基板１および第２のリジッド基板２の厚さをそれぞれ0.6mm，フレキシブル基板の厚さを0.2mm，フリップ・チップ実装された部品３の厚さ（高さ）を0.6mmおよびＣＣＤ５の厚さを１mmとすると，この実施例による撮像モジュールの厚さは，0.6mm＋0.2mm＋１mm＝1.8mmとなる。これに対して，フレキシブル基板４を折り曲げないで，第１のリジッド基板１の表面１Ａにフリップ・チップ実装された部品を実装し，第２のリジッド基板２の裏面２ＢにＣＣＤ５を実装した場合には，撮像モジュールの厚さは，0.6mm＋0.6mm＋１mm＝2.2mmとなる。この実施例により作成された撮像モジュールが薄くなっていることが分かる。

図３（Ａ）および（Ｂ）は，撮像モジュールの他の作成工程の一部を示すものである。

図３（Ａ）は図１（Ｆ）に相当し，図３（Ｂ）は図１（Ｇ）に相当するものである。

（Ａ）を参照して，フレキシブル基板10の表面10Ａにフリップ・チップ実装用の部品３が実装され，裏面10ＢにＣＣＤ５が実装される。フリップ・チップ実装された部品３の横方向の長さＬ３およびＣＣＤ５の横方向の長さＬ５のいずれよりも，フリップ・チップ実装された部品３とＣＣＤ５との間隔Ｌ６は空けられている。このために，（Ｂ）に示すように，フリップ・チップ実装された部品３とＣＣＤ５の間のフレキシブル基板10のところで折り曲げられても，フリップ・チップ実装された部品３とＣＣＤ５とが重ならない。撮像モジュールを薄くできる。もっとも，フリップ・チップ実装された部品３の厚さＴ３またはＣＣＤ５のに厚さＴ５よりも間隔Ｌ６が離れていれば，フリップ・チップ実装された部品３とＣＣＤ５の間のフレキシブル基板10のところで折り曲げることができるので，間隔Ｌ６を厚さＴ３またはＴ５以上としてもよい。

図４（Ａ）および（Ｂ）は，撮像モジュールの他の作成工程の一部を示すものである。

（Ａ）を参照して，フレキシブル基板10の表面10Ａにフリップ・チップ実装用の部品３がフリップ・チップ実装され，裏面10ＢにＣＣＤ５が実装される。フリップ・チップ実装された部品３の高さＴ３およびＣＣＤ５の高さＴ５のいずれの高さによって規定される長さよりも，フリップ・チップ実装された部品３とＣＣＤ５との間の間隔Ｌ７が空けられている。このような状態で，フリップ・チップ実装された部品３が矢印Ａｒ１で示すように相対的に下方向に，ＣＣＤ５が矢印Ａｒ２で示すように相対的に上方向に，それぞれ移動するように動かされる。すると，フリップ・チップ実装された部品３の上面とＣＣＤ５のフレキシブル基板10に実装されている面とがほぼ一致する。また，フリップ・チップ実装された部品３のフレキシブル基板10に実装されている面とＣＣＤ５の上面とがほぼ一致する。撮像モジュールの厚さを薄くできる。

図５（Ａ）および（Ｂ）は，撮像モジュールの他の作成工程の一部を示す上面図，図６は，図５（Ａ）および（Ｂ）にもとづく作成工程を用いて生成された撮像モジュールの側面図である。

（Ａ）は，図１（Ｆ）に相当する上面図である。

上述した実施例においては，図２に示すように，折り曲げ後のフリップ・チップ実装された部品３とフレキシブル基板４とＣＣＤ５とが一直線上に並ぶようにフレキシブル基板４が180度折り曲げられている。これに対して，図５（Ａ）および（Ｂ）においては，フレキシブル基板４が直角となるようにフレキシブル基板４が折り曲げられる。

フレキシブル基板４が直角となるようにフレキシブル基板４が折り曲げられることにより，フレキシブル基板４とＣＣＤ５との重なりにより生じる厚み（図１（Ｇ）の符号４Ａの部分）を防ぐことができる。撮像モジュールの厚さを，フレキシブル基板４の分（たとえば，0.2mm分）だけより薄くできる。

図７（Ａ）および（Ｂ）は，図５（Ａ）および（Ｂ）ならびに図６の変形例である。

図７（Ａ）および（Ｂ）においては，フレキシブル基板４Ｅの中央部分に，他の部分よりも幅が広くなるように側面に突出している突出部４Ｃが形成されている。この突出部４Ｃにより（Ｂ）に示すようにフレキシブル基板４Ｅが直角となるように反転して折り曲げた場合に，フレキシブル基板４Ｅの表面同士で接する部分の面積が大きくなる。フレキシブル基板４Ｅの反発の防止，フレキシブル基板４Ｅの固定のために，フレキシブル基板４Ｅの接触面を両面テープ，瞬間接着剤などを用いて接着した場合に接着強度を強くできる。

（Ａ）から（Ｇ）は，撮像モジュールの生成工程を示している。撮像モジュールの上面図である。（Ａ）および（Ｂ）は，他の実施例を示すもので，撮像モジュールの生成工程の一部を示している。（Ａ）および（Ｂ）は，他の実施例を示すもので，撮像モジュールの生成工程の一部を示している。（Ａ）および（Ｂ）は，撮像モジュールを生成する変形例を示している。撮像モジュールの側面図である。（Ａ）および（Ｂ）は，撮像モジュールの生成工程の一部を示している。

符号の説明

１第１のリジッド基板
２第２のリジッド基板
３フリップ・チップ実装された部品
４，10 フレキシブル基板
５ＣＣＤ
６リジッド・フレキシブル基板

Claims

折り曲げ自在なフレキシブル基板の一方の面に,固体電子撮像素子を制御するチップおよび固体電子撮像素子から出力される映像信号を処理する信号処理チップの少なくとも一方のチップを実装し,
上記フレキシブル基板の他方の面に,面方向に所定の間隔を空けて，上記固体電子撮像素子を実装し，
上記フレキシブル基板を,上記チップの上面の法線ベクトルと上記固体電子撮像素子の上面の法線ベクトルとが同じ向きとなるように上記間隔の間で折り曲げて撮像モジュールを作成する方法であって,
折り曲げた際に上記チップと上記固体電子撮像素子とが重ならないように,上記フレキシブル基板に接する上記チップの一辺の長さおよび上記フレキシブル基板に接する上記固体電子撮像素子の一辺の長さのうち短い方の長さよりも上記間隔が空けられている，
撮像モジュールを作成する方法。
上記フレキシブル基板を,折り曲げ前の上記チップと上記固体電子撮像素子との方向に対して折り曲げ後のものが直角の方向になるように,上記間隔の間で折り曲げて撮像モジュールを作成する請求項１に記載の方法。
上記チップと上記固体電子撮像素子との間のフレキシブル基板のうち,折り曲げ部分の幅が他の部分の幅よりも広いものである,請求項１に記載の撮像モジュールを作成する方法。
折り曲げ自在なフレキシブル基板の一方の面に,固体電子撮像素子を制御するチップおよび固体電子撮像素子から出力される映像信号を処理する信号処理チップの少なくとも一方のチップが実装され,
上記フレキシブル基板の他方の面に,面方向に所定の間隔を空けて，上記固体電子撮像素子が実装され,
上記チップの上面の法線ベクトルと上記固体電子撮像素子の上面の法線ベクトルとが同じ向きとなるように,上記間隔の間で上記フレキシブル基板が折り曲げられることにより作成されている撮像モジュールであって,
上記チップと上記固体電子撮像素子とが重ならないように上記フレキシブル基板が折り曲げられている,
撮像モジュール。