JP4745016B2 - The camera module - Google Patents
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本発明は、カメラモジュール、より詳細には、CCDやCMOS等の撮像素子と、その撮像素子からの電気信号を処理する信号処理素子を備えたカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a camera module, and more particularly to a camera module including an image sensor such as a CCD or a CMOS and a signal processing element that processes an electric signal from the image sensor.
車載カメラや携帯電話機用カメラなどにおいては、カメラモジュールの小型化が望まれている。また、撮像素子と、撮像素子からの信号を処理する信号処理素子とは、撮像素子からの信号へ雑音が混じることを防止する観点から、互いの距離が短いことが望ましい。特許文献1では、撮像素子と、撮像素子からの信号を処理する周辺ICチップとを積層した状態で、撮像素子及び周辺ICチップを配線基板のザグリ部内に樹脂封止することにより、カメラモジュールの小型化を図る技術が開示されている。
しかし、特許文献1のように、信号処理素子と撮像素子とを当接させて配置すると、信号処理素子により生じた熱が撮像素子に伝達され、その熱の影響により、撮像素子から出力される電気信号に雑音が混じることがある。
However, as in
本発明の目的は、信号処理素子が撮像素子へ及ぼす熱影響を低減しつつ、小型化できるカメラモジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a camera module that can be reduced in size while reducing the thermal influence of a signal processing element on an imaging element.
本発明の第1の観点のカメラモジュールは、受光面に入射した光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前記受光面の裏面側に当該裏面から離間して配置され、前記撮像素子により変換された電気信号を処理する信号処理素子と、前記撮像素子を保持する第1保持部と、前記信号処理素子を前記撮像素子とは反対側から保持する第2保持部と、を備え、前記信号処理素子から前記撮像素子までの伝熱経路には前記第2保持部及び前記第1保持部が順に介在しており、前記第2保持部は、前記第1保持部よりも伝熱率が高く、前記第1保持部とは離間して延在している。 A camera module according to a first aspect of the present invention includes an imaging device that converts light incident on a light receiving surface into an electrical signal, and a back surface side of the light receiving surface of the imaging device that is spaced apart from the back surface. A signal processing element that processes an electrical signal converted by the element, a first holding unit that holds the imaging element, and a second holding unit that holds the signal processing element from the side opposite to the imaging element. The second holding portion and the first holding portion are sequentially interposed in the heat transfer path from the signal processing element to the imaging device, and the second holding portion is more heat transfer than the first holding portion. The rate is high and extends away from the first holding part.
好適には、前記第2保持部は、前記撮像素子及び前記信号処理素子を囲み、導電性を有し、グランドに接続されている。 Preferably, the second holding unit surrounds the imaging element and the signal processing element, has conductivity, and is connected to the ground.
好適には、前記第1保持部は、セラミックスを含んで構成され、前記第2保持部は、Cu、Al、Cu−W合金、Fe−Ni−Co合金のうち少なくとも一種を主成分とする金属により形成されている。 Preferably, the first holding part is configured to include ceramics, and the second holding part is a metal mainly composed of at least one of Cu, Al, Cu—W alloy, and Fe—Ni—Co alloy. It is formed by.
好適には、前記撮像素子及び前記信号処理素子の少なくとも一方と接続された導電路を含む回路基板を備え、前記第1保持部が前記回路基板の少なくとも一部を含んで構成されている。 Preferably, a circuit board including a conductive path connected to at least one of the imaging element and the signal processing element is provided, and the first holding unit includes at least a part of the circuit board.
好適には、前記回路基板には貫通孔が設けられ、前記撮像素子及び前記信号処理素子は、前記貫通孔の貫通方向において互いに離間して前記貫通孔に収納され、前記第1保持部は、前記回路基板と、前記回路基板の一主面において前記貫通孔に掛け渡され、前記撮像素子を保持する部材とを含み、前記第2保持部は、前記回路基板の他主面において前記貫通孔に掛け渡され、前記信号処理素子を保持する部材を含む。 Preferably, the circuit board is provided with a through hole, and the imaging element and the signal processing element are separated from each other in the through direction of the through hole and housed in the through hole, and the first holding unit is The circuit board; and a member that holds the image pickup device over the through hole on one main surface of the circuit board, and the second holding portion has the through hole on the other main surface of the circuit board. And a member for holding the signal processing element .
好適には、前記回路基板には、前記撮像素子及び前記信号処理素子のうち少なくとも一方の動作を制御する電子回路素子が設けられている。 Preferably, the circuit board is provided with an electronic circuit element that controls an operation of at least one of the imaging element and the signal processing element.
好適には、前記回路基板は、前記撮像素子と前記信号処理素子との配列方向を積層方向とするセラミック多層基板である。 Preferably, the circuit board is a ceramic multilayer board in which an arrangement direction of the imaging element and the signal processing element is a lamination direction.
好適には、前記撮像素子及び前記信号処理素子は、前記セラミック多層基板に設けられた空所に配置され、前記セラミック多層基板を構成する複数の基板のうち、前記撮像素子から前記信号処理素子への方向において所定の第1基板よりも前記信号処理素子側に位置する第2基板が、前記第1基板よりも前記空所側へ突出し、当該第2基板の前記第1基板側の面に、前記信号処理素子と前記セラミック多層基板とを接続するワイヤが固定されるボンディング領域が形成されている。 Preferably, the imaging element and the signal processing element are arranged in a space provided in the ceramic multilayer substrate, and the imaging element to the signal processing element among a plurality of substrates constituting the ceramic multilayer substrate. A second substrate located closer to the signal processing element than the predetermined first substrate in the direction of the first substrate protrudes toward the void side from the first substrate, and on the surface of the second substrate on the first substrate side, A bonding region to which a wire connecting the signal processing element and the ceramic multilayer substrate is fixed is formed.
好適には、前記撮像素子及び前記信号処理素子が収納される凹部を有し、前記凹部の開口方向を積層方向として複数の基板が積層されて構成された多層基板と、前記凹部を気密封止するとともに前記撮像素子へ光を透過させる透明部材と、を備え、前記第1保持部は、前記多層基板の、前記凹部を構成する開口が形成された基板と、前記透明部材とを含み、前記第2保持部は、前記多層基板の、前記凹部の底部を構成する基板と、前記凹部の底部を前記多層基板の積層方向に貫通する放熱体とを含み、前記第2保持部は、前記放熱体が前記多層基板よりも伝熱率が高いことにより、前記第1保持部よりも伝熱率が高く形成されており、前記透明部材に前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定され、前記凹部の底部に前記信号処理素子が支持されることにより、前記信号処理素子は前記撮像素子の前記裏面から離間して配置されている。 Preferably, have a recess in which the imaging device and the signal processing device is housed, a multilayer substrate in which a plurality of substrates are formed by laminating an opening direction of the recess as a stacking direction, hermetically sealing the recess And a transparent member that transmits light to the imaging device, and the first holding unit includes a substrate of the multilayer substrate in which an opening that constitutes the recess is formed, and the transparent member, The second holding unit includes a substrate constituting the bottom of the recess of the multilayer substrate, and a heat radiating body that penetrates the bottom of the recess in the stacking direction of the multilayer substrate, and the second holding unit includes the heat dissipation The body has a higher heat transfer rate than the multilayer substrate, so that the heat transfer rate is higher than that of the first holding part, and the imaging element is fixed to the transparent member with the light receiving surface facing, It said signal processing device is supported on the bottom of the recess By being, said signal processing device is spaced apart from the rear surface of the imaging element.
好適には、前記第1保持部は、入射光の一部を遮断して前記撮像素子へ透過させるフィルタであって縁部側が支持されて前記信号処理素子から離間した位置に配置されたフィルタを含み、前記フィルタの中央側に、前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定されることにより、前記信号処理素子は前記撮像素子の前記裏面から離間して配置されている。 Preferably, the first holding unit is a filter that blocks a part of incident light and transmits the incident light to the imaging element, and the filter is arranged at a position spaced from the signal processing element with the edge side supported. In addition, the signal processing element is disposed away from the back surface of the imaging element by fixing the imaging element with the light receiving surface facing the center side of the filter .
好適には、前記第1保持部は、入射光を前記撮像素子へ透過させる透明部材であって縁部側が支持されて前記信号処理素子から離間した位置に配置された透明部材を含み、前記透明部材の中央側に、前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定されることにより、前記信号処理素子は前記撮像素子の前記裏面から離間して配置され、前記透明部材の前記撮像素子と対向する面には、前記撮像素子と接続される導電体が配置されている。 Preferably, the first holding portion includes a incident light transparent member is transparent member edge side for transmitting is arranged at a position spaced supported from said signal processing element to the imaging element, said transparent The image sensor is fixed to the center side of the member with the light receiving surface opposed to the signal processing element so that the signal processing element is spaced apart from the back surface of the image sensor and faces the image sensor of the transparent member. A conductor to be connected to the imaging element is disposed on the surface to be performed.
好適には、前記撮像素子及び前記信号処理素子が収納される空所を有する回路基板と、前記空所を覆うように前記回路基板に固定される透明部材とを備え、前記第1保持部は、前記透明部材と、前記回路基板の、少なくとも前記透明部材が配置される面側の部分とを含み、前記透明部材の前記回路基板と対向する面には、前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定されるとともに前記撮像素子と接続された第1導電体が設けられ、前記回路基板の前記透明部材と対向する面には、前記信号処理素子及び前記第1導電体と接続された前記第2導電体が設けられ、前記透明部材と前記回路基板との固定及び前記第1導電体と前記第2導電体との接続は半田によりなされている。 Preferably, a circuit board having a space in which the imaging element and the signal processing element are accommodated, and a transparent member fixed to the circuit board so as to cover the space, the first holding unit is The transparent member and at least a portion of the circuit board on the surface side where the transparent member is disposed , and the imaging element faces the light receiving surface on a surface of the transparent member facing the circuit substrate. A first conductor that is fixed and connected to the imaging element is provided, and a surface of the circuit board facing the transparent member is connected to the signal processing element and the first conductor. A second conductor is provided, and the transparent member and the circuit board are fixed and the first conductor and the second conductor are connected by solder.
好適には、前記第1保持部は、前記撮像素子及び前記信号処理素子の少なくともいずれか一方と接続される導電路が設けられた回路基板であって、前記撮像素子及び前記信号処理素子が貫通方向において互いに離間して収納される貫通孔を有する回路基板と、前記貫通孔の一方を密封し、前記貫通孔側の面に前記撮像素子の受光面が固定される透明部材と、を備え、前記第2保持部は、前記貫通孔の他方を密封し、前記貫通孔側の面に前記信号処理素子が固定され、前記透明部材及び前記回路基板よりも伝熱率の高い放熱体を備える。
Preferably, the first holding unit is a circuit board provided with a conductive path connected to at least one of the imaging element and the signal processing element, and the imaging element and the signal processing element pass through. A circuit board having through holes that are housed apart from each other in the direction, and a transparent member that seals one of the through holes and fixes the light receiving surface of the imaging element to the surface on the through hole side , The second holding unit includes a heat radiating body that seals the other of the through holes, the signal processing element is fixed to a surface on the through hole side, and has a higher heat transfer rate than the transparent member and the circuit board.
本発明によれば、信号処理素子が撮像素子へ及ぼす熱影響を低減しつつ、カメラモジュールを小型化できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a camera module can be reduced in size, reducing the thermal influence which a signal processing element has on an image pick-up element.
図1は、本発明の実施形態のカメラモジュール1の断面図であり、図2は、一部に透視図を含むカメラモジュール1の背面図であり、図3は、カメラモジュール1の一部を示す分解斜視図である。
1 is a cross-sectional view of a
カメラモジュール1は、例えば、道路上の白線の撮像、あるいは車両の死角を撮像するための車載用のカメラとして構成されており、自動車の走行の制御を行う不図示のECU(エレクトリック・コントロール・ユニット)により動作が制御される。カメラモジュール1から出力された電気信号は、ECUによって処理される。例えば、ECUは、カメラモジュールからの電気信号に基づいて、道路上の白線の位置などを検出してハンドル操作を補助し、周囲の車両や障害物との位置を検出して車両の制御を行い、不図示のディスプレイ装置に画像を表示させる。
The
図1に示すように、カメラモジュール1は、レンズ群2と、レンズ群2からの光が結像する撮像素子3と、撮像素子3を保持する透明基体4と、撮像素子3からの信号を処理する信号処理素子5と、信号処理素子5が搭載される電磁シールド放熱体6と、電子回路素子7が搭載され、電磁シールド放熱体6が実装されているメイン基体(積層体)8と、外部との電気信号の送受を行う外部コネクタ9とを備えている。
As illustrated in FIG. 1, the
なお、透明基体4、又は、透明基体4及びメイン基体8は、第1保持部の一例であり、電磁シールド放熱体6は、第2保持部の一例である。メイン基体8は回路基板の一例である。
The
レンズ群2は、例えば、被写体側から第1レンズ11、第2レンズ12、第3レンズ13が整列配置されており、各レンズは、ガラスやプラスチックにより構成されている。尚、必要とされる画角・解像度特性等に応じて、レンズ群2の枚数や、材料を最適化してよい。
In the
レンズ群2は、概略円筒状のレンズ鏡枠14により保持固定されている。レンズ鏡枠14は、例えばアルミや鉄合金などの金属材料やエンジニアリングプラスチック等の樹脂材料により形成されている。
The
レンズ鏡枠14は、概略円筒状のレンズホルダ15に収容されている。レンズホルダ15は、例えばアルミや鉄合金などの金属材料やエンジニアリングプラスチック等の樹脂材料により形成されている。
The
レンズ鏡枠14と、レンズホルダ15とは、接着剤や半田により互いに固定されている。レンズホルダ15は、メイン基体8の被写体側の第1主面8bに支持されている。レンズホルダ15とメイン基体8とは、例えば接着剤や半田により互いに固定されている。
The
撮像素子3は、例えばCCDやCMOS等の光半導体素子で構成されており、受光面3aに入射した光を電気信号に変換して出力する。撮像素子3は、透明基体4に受光面3aを対向させて実装されている。
The
透明基体4は、例えばガラスやサファイヤ等の透光性を有する材料により形成されている。なお、透明基体4を入射光の一部を遮断して撮像素子3へ透過させるフィルタにより構成してもよい。フィルタは、例えば不要な赤外線を遮断するIRフィルタである。
The
図1及び図3に示すように、メイン基体8の中央には、撮像素子3及び信号処理素子5を収納可能な貫通孔8aが形成されており、透明基体4は、メイン基体8の第1主面8bにおいて貫通孔8aに掛け渡されて貫通孔8aを塞いでいる。換言すれば、透明基体4は縁部側をメイン基体8の第1主面8bにより支持されている。撮像素子3は、透明基体4の貫通孔8a側の面の中央側に受光面3aを対向させて固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a through-
信号処理素子(DSP:デジタルシグナルプロセッサ)5は、例えばCPU、RAM、ROM等を含んだICにより構成され、撮像素子3から出力された電気信号を処理する。例えば、信号処理素子5は、撮像素子3から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像データを生成する。信号処理素子5により生成された画像データはECUに出力される。
A signal processing element (DSP: digital signal processor) 5 is configured by an IC including, for example, a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and processes an electrical signal output from the
電磁シールド放熱体6は、例えばCu−W合金や、Fe−Ni−Co合金、Al、Cu等を主成分とした金属材料により形成されている。電磁シールド放熱体6は、信号処理素子5を保持する保持部16と、保持部16を支持するとともに、メイン基体8を収容するシールド部17と、シールド部17の背面部17aに被せられる蓋部18とを備えている。
The electromagnetic shield
保持部16は、シールド部17の背面部17aからレンズ群2側へ突出するように形成されている。なお、保持部16は、中実でも中空でもよいし、背面部17aと別個に形成されて互いに固定されていても、一体的に形成されていてもよい。保持部16の上面は、信号処理素子5と同等以上の面積を有しており、信号処理素子5は、保持部16の上面に背面を当接させて支持されている。なお、信号処理素子5と保持部16とは例えば接着剤や半田により固定されている。
The holding
保持部16は、メイン基体8の貫通孔8aに挿入されている。保持部16を支持する背面部17aは、メイン基体8のレンズ群2とは反対側の第2主面8cに当接して固定されている。保持部16の高さはメイン基体8の厚さよりも低く設定されており、その差は、撮像素子3及び信号処理素子5の厚さよりも大きい。従って、信号処理素子5は、撮像素子3の受光面3aの裏面3bから離間した位置に配置されている。なお、例えば、メイン基体8が撮像素子3及び信号処理素子5の厚さよりも厚くなくても、他の部材により撮像素子3の保持位置を嵩上げすれば、撮像素子3と信号処理素子5とを離間させることができる。
The holding
なお、撮像素子3と、信号処理素子5とを近接させる方向の力は、透明基体4及び電磁シールド放熱体6(保持部16及び背面部17a)を介してメイン基体8を圧縮させる力として働く。すなわち、メイン基体8は、撮像素子3と信号処理素子5とを離間した状態に保持するスペーサとして機能している。
The force in the direction in which the
また、背面部17aはメイン基体8に設けられた穴部の底部と捉えることができるから、信号処理素子5は、メイン基体8の穴部の底部に保持部16を介して支持されていると捉えることができる。
Further, since the
撮像素子3、信号処理素子5、貫通孔8a、保持部16は、平面視(光軸方向に見て)適宜な形状としてよいが、例えば矩形に形成されている。保持部16は、貫通孔8aの壁部との間に隙間を生じる大きさに設定されており、信号処理素子5の発熱により生じた熱が保持部16からメイン基体8に直接的に伝達されないようになっている。
The
シールド部17は、全体として略直方体状に形成されており、メイン基体8の第2主面8cに固定される背面部17aと、メイン基体8の側方を囲む側面部17bと、メイン基体8の第1主面8b側を覆い、レンズホルダ15が突出する開口部を有する前面部17cとを備えている。なお、図1及び図3では、背面部17a、側面部17b、前面部17cがそれぞれ別個に形成され、互いに接合されている場合を例示しているが、背面部17a及び側面部17bを折り曲げ加工により一体的に形成するなど、適宜な部材同士を一体的に形成してよい。
The
シールド部17は、メイン基体8のグランドに接続されることにより、シールド機能を有している。シールド部17は、例えば、背面部17aがメイン基体8の第2主面8cに設けられた不図示のグランド電極に当接されることにより、メイン基体8のグランドに接続されている。なお、シールド部17は、撮像素子3、透明基体4、信号処理素子5、メイン基体8等を収納する筐体も兼ねている。
The
背面部17aには貫通孔17dが設けられ、メイン基体8の第2主面8cが露出している。貫通孔17d内には、メイン基体8の第2主面8cに配置された電子回路素子7が収納されている。貫通孔17dは、蓋部18により塞がれている。蓋部18は、背面部17aを介してメイン基体8のグランドに接続され、電子回路素子7をシールドしている。図1〜図3では、貫通孔17dが4つ設けられ、背面部17aと同等の広さを有する一枚の蓋部18により、4つの貫通孔17dが塞がれる場合を例示している。なお、背面部17aと蓋部18とを一の部材として捉えれば、電子回路素子7を収納する凹部をメイン基体8の第2主面8cに当接する部材に設けたと捉えることもできる。
A through
電子回路素子7は、メイン基体8の基体内配線で撮像素子3や、信号処理素子5と電気的に接続されている。電子回路素子7は、例えば、撮像素子3や信号処理素子5の信号同期を発生させるための水晶などの発振素子、カメラモジュール1の温度を監視するサーミスタ、セラミック積層コンデンサ、抵抗、コイルである。なお、図2では、複数の貫通孔17dそれぞれにおいて、複数の電子回路素子7が配置されている場合を例示している。
The
メイン基体8は、例えばセラミック多層基板により構成されている。図3では、7枚の基板19A〜19G(以下、「基板19」といい、各基板を区別しない場合がある。)8dが積層されてメイン基体8が構成されている場合を例示している。メイン基体8の第1主面8b、第2主面8c、各基板19の表面、及び各基板19に設けられた貫通孔(ビアホール)には、撮像素子3、信号処理素子5、電子回路素子7等に接続される導電路が設けられている。メイン基体8はレンズ群2の光軸方向を積層方向としており、撮像素子3及び信号処理素子5はメイン基体8の積層方向において配列されている。
The
コネクタ9は、例えば、メイン基体8の第1主面8bに配置され、メイン基体8と電気的に接続されている。コネクタ9は例えば側面部17bに設けられた開口部から外部へ突出している。コネクタ9からは、不図示の信号線が延出してECUに接続されている。信号線は、例えば、周囲が電磁シールドされた電磁シールド信号線である。なお、ECUがカメラモジュール1に近接設置される場合には、信号線としてフラットケーブルを用いてもよく、この場合、フラットケーブルをコネクタ9に接続してもよいし、フラットケーブルを直接メイン基体8に半田等で接続してもよい。
For example, the connector 9 is disposed on the first
図4は、撮像素子3及び信号処理素子5周辺を拡大して示す断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
透明基体4は、例えば半田31によりメイン基体8の第1主面8bに固定されている。半田31は、図3のハッチング領域R1により示すように、貫通孔8aの周囲に亘って配置され、貫通孔8aの第1主面8b側は透明基体4により密封される。またシールド部17の背面部17aとメイン基体8との固定は、例えば、半田やロウ付けにより行われる。当該固定は、少なくとも、貫通孔8aの周囲に亘って行われ、貫通孔8aの第2主面8c側は背面部17aにより密封される。従って、貫通孔8aは、透明基体4及びシールド部17により気密封止される。なお、透明基体4、メイン基体8の半田付けされる領域には、Au、Alなどの金属皮膜によりメタライズ層が形成されていることが好ましい。
The
図4に示すように、撮像素子3は、例えば半田(半田ボール)33により透明基体4のメイン基体8側の面に固定されている。半田33の位置は適宜に設定してよいが、例えば、半田33は撮像素子3の外周に沿って配置されている。
As shown in FIG. 4, the
透明基体4のメイン基体8側の面には、撮像素子3と接続される導電路34(第1導電体)が設けられている。導電路34は、例えばAu、Al等の金属により形成された導電膜が所定のパターンで透明基体4表面に形成されることにより構成されている。導電路34は、例えば半田33により撮像素子3の受光面3a側に設けられた不図示の端子と接続される。この場合、半田33の少なくとも一部は、撮像素子3の透明基体4への固定と、撮像素子3と導電路34との接続とに兼用される。
A conductive path 34 (first conductor) connected to the
導電路34は、メイン基体8に設けられた導電路35と電気的に接続されている。導電路35は、メイン基体8の第1主面8bに露出しており、導電路34と導電路35とは半田36により互いに接続されている。半田36は、例えば半田31と同種の材料である。
The
貫通孔8aには、信号処理素子5付近から第2主面8c側が縮径して段差が形成されている。当該段差は、第1主面8b側の基板19A、19Bの貫通孔よりも、基板19C〜19Gの貫通孔が小さく形成されることにより設けられている。
A step is formed in the through
導電路35は、第1主面8bから基板19A及び19Bを貫通したのち、基板8Cの表面に沿って貫通孔8a内へ延び、基板19Cの基板19B側の面に形成されたボンディング領域BRまで延びる。ボンディング領域BRの導電路35と、信号処理素子5の撮像素子3に対向する面に設けられた不図示の端子とは、ワイヤーボンディングにより接続されている。なお、図4では、基板19C以降の全ての基板を貫通孔8a内へ突出させているが、基板19Cのみ、あるいは、適宜な枚数だけ突出させてボンディング領域BRを貫通孔8a内に形成することも可能である。
The
以上の構成を有するカメラモジュール1の組立工程の概要は以下のとおりである。
The outline of the assembly process of the
まず、電子回路素子7が実装されたメイン基体8と、信号処理素子5が実装された背面部17aとが互いに固定される。ただし、メイン基体8と背面部17aとの固定の後に電子回路素子7及び信号処理素子5を実装してもよい。そして、ワイヤーボンディングにより信号処理素子5と導電路35とを接続する。
First, the
次に、撮像素子3が実装された透明基体4をメイン基体8に固定する。具体的には、半田31及び半田36を透明基体4とメイン基体8との間に配置して加熱し、半田31及び半田36を溶融させ、その後、加熱を終了して半田31及び半田36を固化させることにより固定する。なお、この際、撮像素子3が透明基体4から落ちないように、半田33は、半田31及び半田36よりも融点が高い材料とし、当該融点よりも低い温度で加熱することが好ましい。
Next, the
そして、レンズホルダ15をメイン基体8に固定し、さらに、レンズ群2を保持したレンズ鏡枠14をレンズホルダ15に固定する。レンズ鏡枠14とレンズホルダ15とを固定する際は、例えば、被写体としてレンズ前面の最適位置に撮影チャートを配置し、レンズ群を通した撮影チャート像を被写体として、撮像素子3で撮像し、その画像を見ながら、光軸方向の最適位置にレンズ群を固定させることで、カメラモジュール1の使用目的に照らして適切な位置にピントが合うような撮像特性を調整できる。
Then, the
以上の実施形態によれば、信号処理素子5を、撮像素子3の裏面3b側に当該裏面3bから離間して配置したことから、信号処理素子5により生じた熱が直接的に撮像素子3に伝達されることがなく、また、撮像素子3の裏面側のデッドスペースの少なくとも一部が信号処理素子5の配置スペースの少なくとも一部として利用されるから、信号処理素子5が撮像素子3へ及ぼす熱影響を低減しつつ、カメラモジュール1を小型化できる。撮像素子3の裏面に信号処理素子5が配置され、撮像素子3と信号処理素子5との距離が短いことから、撮像素子3からの信号に雑音が混ざることも防止される。
According to the above embodiment, since the
信号処理素子5を透明基体4やメイン基体8よりも伝熱率が高い電磁シールド放熱体6の保持部16により保持したことから、信号処理素子5により生じた熱が電磁シールド放熱体6を介して効率的にカメラモジュール1の外部へ放出され、信号処理素子5が撮像素子3に及ぼす影響が一層低減される。
Since the
電磁シールド放熱体6は、信号処理素子5に当接する放熱体として、且つ、撮像素子3や信号処理素子5等のシールド体として兼用されるから、放熱性を向上させつつ、小型化を図ることができる。
Since the electromagnetic shield
電磁シールド放熱体6、より詳細には保持部16は、Cu、Al、Cu−W合金、Fe−Ni−Co合金のうち少なくとも一種を主成分とする金属により形成されている。これらの金属は、放熱性がよいことに加え、セラミックに膨張係数が比較的近い。従って、電磁シールド放熱体6から効率的に放熱が可能であるとともに、熱膨張による電磁シールド放熱体6とメイン基体8との位置ずれが抑制される。
The electromagnetic shield
撮像素子3と信号処理素子5とを離間させるスペーサが、回路基板としてのメイン基体8を含んで構成されているから、スペーサとして新たに部材を配置する必要がなく、カメラモジュールの小型化が図られる。そして、メイン基体8をセラミック多層基板により構成していることから、メイン基体8の厚さの設定が容易であり、ひいては、基板の積層方向に配列される撮像素子3や信号処理素子5の配置位置の設定が容易である。
Since the spacer that separates the
さらに、撮像素子3や信号処理素子5と、メイン基体8の導電路との接続も立体的に且つ容易に行うことができる。例えば、基板19Cを、当該基板19Cよりも撮像素子3側の基板19A及び19Bよりも貫通孔8a側へ突出させることにより、信号処理素子5とセラミック多層基板の導電路35とを接続するボンディング領域BRを容易に形成できる。
Furthermore, the connection between the
貫通孔8aを気密封止する透明基体4及び電磁シールド放熱体6に撮像素子3及び信号処理素子5を固定することにより、信号処理素子5を撮像素子3の裏面3bから離間させていることから、撮像素子3及び信号処理素子5を離間させるための新たな部材を設ける必要がなく、カメラモジュールの小型化が図られる。
The
撮像素子3のフィルタに撮像素子3を固定することにより、信号処理素子5を撮像素子3の裏面3bから離間させていることから、撮像素子3及び信号処理素子5を離間させるための新たな部材を設ける必要がなく、カメラモジュールの小型化が図られる。
By fixing the
撮像素子3を信号処理素子5から離間させて保持する透明基体4に導電路34を配置していることから、小型化が図られ、また、撮像素子3を透明基体4に固定する際に、導電路34に撮像素子3を接続させることができ、組み立ての容易化が図られる。
Since the
透明基体4とメイン基体8との固定と、導電路34と導電路35との接続とは、半田(31、36)によりなされていることから、透明基体4のメイン基体8への固定と導電路34と導電路35との接続を、加熱工程により同時に行うことができ、組立工程が短縮される。
Since the
また、上記の特徴を組み合わせることにより、より効果的に撮像素子3への熱影響を低減しつつ、小型化を図ることができる。
Further, by combining the above features, it is possible to reduce the size while reducing the thermal influence on the
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.
撮像素子及び信号処理素子の保持は、信号処理素子が撮像素子の裏面側に当該裏面から離間されるようになされればよく、透明基体、回路基板(メイン基体)、電磁シールド放熱体により保持するものに限定されない。 The image pickup element and the signal processing element may be held by the transparent substrate, the circuit board (main substrate), and the electromagnetic shield heat radiator as long as the signal processing element is separated from the back side of the image pickup element. It is not limited to things.
例えば、透明基体4を設けずに、メイン基体8の第1主面8bにより直接撮像素子3を支持してもよいし、透明基体4に代えて、貫通孔8aに掛け渡されるフレームにより撮像素子3を支持してもよい。メイン基体8により透明基体4を支持する代わりに、電磁シールド放熱体6の背面部17aからレンズ群2側へ突出するボスを設け、当該ボスにより透明基体4を支持してもよい。電磁シールド放熱体6による信号処理素子5の保持に代えて、メイン基体8により信号処理素子5を支持してもよい。
For example, the
図5は、本発明の実施形態の変形例を示す、撮像素子3及び信号処理素子5周辺の拡大断面図である。図5では、実施形態の貫通孔8aに代えて、凹部108aがメイン基体108に形成されている。そして、信号処理素子5は、凹部108aの底部に固定されている。凹部108aの底部からメイン基体108の第2主面108cへかけては、金属142が充填されたサーマルビアホール141が複数形成されている。すなわち、透明基体4やメイン基体8よりも伝熱性の高い放熱体が基板を貫通するように配置され、信号処理素子5に当接している。信号処理素子5により生じた熱は、サーマルビアホール141の金属142を介して効率的に第2主面108c側へ放出される。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view around the
なお、図5の変形例においても、撮像素子3と信号処理素子5とを近接させる力は、メイン基体108のうち信号処理素子5の載置面から撮像素子3側の部分Spを圧縮する方向に働くから、撮像素子3と信号処理素子5とを離間させるスペーサが回路基板の一部(Sp)を含んで構成されているといえる。
In the modification of FIG. 5 as well, the force for bringing the
撮像素子と信号処理素子とを離間させるスペーサが回路基板の一部を含んで構成される場合、撮像素子及び信号処理素子が配置される空所は、貫通孔に限定されない。例えば、図5に示したような凹部であってもよい。また、図6(a)に示すように、光軸方向に見て、切り欠き部208aによりメイン基体208に空所が設けられ、当該切り欠き部208に透明基体4が掛け渡されてもよいし、図6(b)に示すように、メイン基体308間の隙間308aにより空所が形成され、当該隙間308aに透明基体4が掛け渡されてもよい。ただし、空所が実施形態の貫通孔のように、光軸方向に見て閉じられた穴部であれば、撮像素子等を透明基体4により封止することが容易となる。
When the spacer that separates the imaging element and the signal processing element includes a part of the circuit board, the space where the imaging element and the signal processing element are arranged is not limited to the through hole. For example, a recess as shown in FIG. 5 may be used. Further, as shown in FIG. 6A, when viewed in the optical axis direction, a space is provided in the
なお、本願においては、空所の語には、実施形態のように、光軸方向に見て閉じられた穴部と、図6(a)及び図6(b)に示すような光軸方向に見て閉じられていない切り欠き部や隙間を含むものとし、穴部の語には、実施形態のような貫通孔と、図5に示したような凹部とが含まれるものとする。 In the present application, the term “vacant space” includes a hole that is closed when viewed in the optical axis direction as in the embodiment, and the optical axis direction as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). The term “hole” includes a through hole as in the embodiment and a concave portion as shown in FIG. 5.
1…カメラモジュール、3…撮像素子、3a…受光面、3b…裏面、5…信号処理素子。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記撮像素子の前記受光面の裏面側に当該裏面から離間して配置され、前記撮像素子により変換された電気信号を処理する信号処理素子と、
前記撮像素子を保持する第1保持部と、
前記信号処理素子を前記撮像素子とは反対側から保持する第2保持部と、
を備え、
前記信号処理素子から前記撮像素子までの伝熱経路には前記第2保持部及び前記第1保持部が順に介在しており、
前記第2保持部は、前記第1保持部よりも伝熱率が高く、前記第1保持部とは離間して延在している
カメラモジュール。 An image sensor that converts light incident on the light receiving surface into an electrical signal;
A signal processing element that is disposed on the back side of the light receiving surface of the image sensor and is separated from the back surface, and that processes an electrical signal converted by the image sensor;
A first holding unit for holding the image sensor;
A second holding unit that holds the signal processing element from the side opposite to the imaging element;
With
In the heat transfer path from the signal processing element to the imaging element, the second holding unit and the first holding unit are sequentially interposed,
The second holding unit has a higher heat transfer rate than the first holding unit, and extends away from the first holding unit .
請求項1に記載のカメラモジュール。 The camera module according to claim 1 , wherein the second holding unit surrounds the imaging element and the signal processing element, has conductivity, and is connected to a ground.
前記第2保持部は、Cu、Al、Cu−W合金、Fe−Ni−Co合金のうち少なくとも一種を主成分とする金属により形成されている
請求項1又は2に記載のカメラモジュール。 The first holding part is configured to include ceramics,
Said second holding unit, a camera module according Cu, Al, a Cu-W alloy, Fe-Ni-Co claim 1 or 2 is formed by metal mainly composed of at least one of the alloy.
前記第1保持部が前記回路基板の少なくとも一部を含んで構成されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載のカメラモジュール。 A circuit board including a conductive path connected to at least one of the imaging element and the signal processing element;
The camera module according to claim 1, wherein the first holding unit includes at least a part of the circuit board.
前記撮像素子及び前記信号処理素子は、前記貫通孔の貫通方向において互いに離間して前記貫通孔に収納され、
前記第1保持部は、前記回路基板と、前記回路基板の一主面において前記貫通孔に掛け渡され、前記撮像素子を保持する部材とを含み、
前記第2保持部は、前記回路基板の他主面において前記貫通孔に掛け渡され、前記信号処理素子を保持する部材を含む
請求項4に記載のカメラモジュール。 The circuit board is provided with a through hole,
The image sensor and the signal processing element are housed in the through hole apart from each other in the through direction of the through hole,
The first holding unit includes the circuit board and a member that is stretched over the through-hole in one main surface of the circuit board and holds the imaging element .
The camera module according to claim 4 , wherein the second holding unit includes a member that is spanned by the through hole on the other main surface of the circuit board and holds the signal processing element .
請求項4又は5に記載のカメラモジュール。 The camera module according to claim 4 , wherein the circuit board is provided with an electronic circuit element that controls an operation of at least one of the imaging element and the signal processing element.
請求項4〜6のいずれか1項に記載のカメラモジュール。 The camera module according to any one of claims 4 to 6 , wherein the circuit board is a ceramic multilayer board in which an arrangement direction of the imaging element and the signal processing element is a lamination direction.
前記セラミック多層基板を構成する複数の基板のうち、前記撮像素子から前記信号処理素子への方向において所定の第1基板よりも前記信号処理素子側に位置する第2基板が、前記第1基板よりも前記空所側へ突出し、当該第2基板の前記第1基板側の面に、前記信号処理素子と前記セラミック多層基板とを接続するワイヤが固定されるボンディング領域が形成されている
請求項7に記載のカメラモジュール。 The image sensor and the signal processing element are disposed in a space provided in the ceramic multilayer substrate,
Of the plurality of substrates constituting the ceramic multilayer substrate, a second substrate positioned closer to the signal processing element than the predetermined first substrate in the direction from the imaging element to the signal processing element is from the first substrate. projecting also to the cavity side, the the surface of the first substrate side of the second substrate, wherein the signal processing element and the ceramic multilayer substrate and connected to claim bonding region is formed where the wire is secured 7 The camera module as described in.
前記凹部を気密封止するとともに前記撮像素子へ光を透過させる透明部材と、
を備え、
前記第1保持部は、前記多層基板の、前記凹部を構成する開口が形成された基板と、前記透明部材とを含み、
前記第2保持部は、前記多層基板の、前記凹部の底部を構成する基板と、前記凹部の底部を前記多層基板の積層方向に貫通する放熱体とを含み、
前記第2保持部は、前記放熱体が前記多層基板よりも伝熱率が高いことにより、前記第1保持部よりも伝熱率が高く形成されており、
前記透明部材に前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定され、前記凹部の底部に前記信号処理素子が支持されることにより、前記信号処理素子は前記撮像素子の前記裏面から離間して配置されている
請求項1に記載のカメラモジュール。 Have a recess in which the imaging device and the signal processing device is housed, a multilayer substrate in which a plurality of substrates are formed by laminating an opening direction of the recess as a stacking direction,
A transparent member that hermetically seals the recess and transmits light to the imaging element;
With
The first holding unit includes a substrate in which an opening constituting the concave portion of the multilayer substrate is formed, and the transparent member.
The second holding unit includes a substrate constituting the bottom of the concave portion of the multilayer substrate, and a radiator that penetrates the bottom of the concave portion in the stacking direction of the multilayer substrate,
The second holding part is formed to have a higher heat transfer rate than the first holding part because the heat radiator has a higher heat transfer rate than the multilayer substrate.
The image pickup device is fixed to the transparent member with the light receiving surface facing each other, and the signal processing device is supported on the bottom of the recess , so that the signal processing device is arranged away from the back surface of the image pickup device. The camera module according to claim 1.
前記フィルタの中央側に、前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定されることにより、前記信号処理素子は前記撮像素子の前記裏面から離間して配置されている
請求項1に記載のカメラモジュール。 The first holding unit includes a filter that blocks a part of incident light and transmits the incident light to the imaging element, and is arranged at a position spaced from the signal processing element with the edge side supported .
2. The camera according to claim 1, wherein the signal processing element is spaced apart from the back surface of the imaging element by fixing the imaging element with the light receiving surface facing the center side of the filter. module.
前記透明部材の中央側に、前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定されることにより、前記信号処理素子は前記撮像素子の前記裏面から離間して配置され、前記透明部材の前記撮像素子と対向する面には、前記撮像素子と接続される導電体が配置されている
請求項1に記載のカメラモジュール。 The first holding unit includes a transparent member that transmits incident light to the imaging element and is disposed at a position spaced from the signal processing element by supporting an edge side .
The image sensor is fixed to the center side of the transparent member with the light receiving surface opposed to the signal processing element so that the signal processing element is spaced apart from the back surface of the image sensor, and the image sensor of the transparent member The camera module of Claim 1. The conductor connected with the said image pick-up element is arrange | positioned at the surface which opposes.
前記空所を覆うように前記回路基板に固定される透明部材と、
を備え、
前記第1保持部は、前記透明部材と、前記回路基板の、少なくとも前記透明部材が配置される面側の部分とを含み、
前記透明部材の前記回路基板と対向する面には、前記撮像素子が前記受光面を対向させて固定されるとともに前記撮像素子と接続された第1導電体が設けられ、
前記回路基板の前記透明部材と対向する面には、前記信号処理素子及び前記第1導電体と接続された前記第2導電体が設けられ、
前記透明部材と前記回路基板との固定及び前記第1導電体と前記第2導電体との接続は半田によりなされている
請求項1に記載のカメラモジュール。 A circuit board having a space in which the imaging element and the signal processing element are stored;
A transparent member fixed to the circuit board so as to cover the void;
With
The first holding part includes the transparent member and a portion of the circuit board on the surface side where at least the transparent member is disposed,
A surface of the transparent member that faces the circuit board is provided with a first conductor that is fixed with the imaging element facing the light receiving surface and connected to the imaging element,
The surface of the circuit board facing the transparent member is provided with the second conductor connected to the signal processing element and the first conductor,
The camera module according to claim 1, wherein the transparent member and the circuit board are fixed and the first conductor and the second conductor are connected by solder.
前記撮像素子及び前記信号処理素子の少なくともいずれか一方と接続される導電路が設けられた回路基板であって、前記撮像素子及び前記信号処理素子が貫通方向において互いに離間して収納される貫通孔を有する回路基板と、
前記貫通孔の一方を密封し、前記貫通孔側の面に前記撮像素子の受光面が固定される透明部材と、を備え、
前記第2保持部は、前記貫通孔の他方を密封し、前記貫通孔側の面に前記信号処理素子が固定され、前記透明部材及び前記回路基板よりも伝熱率の高い放熱体を備える
請求項1に記載のカメラモジュール。 The first holding part is
A circuit board provided with a conductive path connected to at least one of the image sensor and the signal processing element, wherein the image sensor and the signal processing element are housed separately from each other in a penetration direction A circuit board having
A transparent member that seals one of the through-holes and fixes the light-receiving surface of the imaging element to the surface on the through-hole side ;
The second holding portion includes a heat radiating body that seals the other of the through holes, the signal processing element is fixed to a surface on the through hole side, and has a higher heat transfer rate than the transparent member and the circuit board.
The camera module according to claim 1 .
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