JP4818750B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
この発明は、撮像装置、詳しくは電気基板に対してベアチップからなる撮像素子を接着固定したユニットと固定部材とが接着剤にて接着されて形成される撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus formed by bonding a fixing member and a unit in which an image pickup element made of a bare chip is bonded and fixed to an electric substrate with an adhesive.
従来より、撮影光学系に入射する被写体からの光束に基づいて形成される被写体像を、所定の位置に配置したベアチップからなる撮像素子(例えば電荷結合素子(CCD;Charge Coupled Device)等)の受光面上に結像させ、この被写体像を所定の形態の画像データ等として記録し得るように構成したデジタルカメラ等の電子機器が一般的に実用化され広く普及している。 Conventionally, a subject image formed on the basis of a light beam from a subject incident on a photographing optical system is received by an image pickup device (for example, a charge coupled device (CCD) or the like) including a bare chip arranged at a predetermined position. 2. Description of the Related Art Electronic devices such as digital cameras configured to form an image on a surface and record the subject image as image data of a predetermined form are generally put into practical use and widely used.
デジタルカメラ等に組み込まれる撮像装置として、例えば特開2002−218293号公報等によって開示されているようなベアチップ実装構造がある(同公報図2参照)。 As an imaging device incorporated in a digital camera or the like, there is a bare chip mounting structure as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-218293 (see FIG. 2).
即ち、保護ガラスに対してフレキシブルプリント基板(FPC)が接着剤を用いて接着されている。このフレキシブルプリント基板において保護ガラスが接着されている接着面とは反対側の面に対してベアチップからなる撮像素子が電極パッド,バンプを介して接続されている。この場合において、撮像素子の受光面は、保護ガラスに対向するように配置されている。 That is, a flexible printed circuit board (FPC) is bonded to the protective glass using an adhesive. In this flexible printed circuit board, an image pickup element made of a bare chip is connected to the surface opposite to the bonding surface to which the protective glass is bonded via electrode pads and bumps. In this case, the light receiving surface of the image sensor is disposed so as to face the protective glass.
そして、この電極パッド,バンプには、これを覆うように接着剤が塗布される。これにより、フレキシブルプリント基板と撮像素子とが接着結合されると共に、撮像素子の受光面(画素領域)の封止構造が形成されている。 An adhesive is applied to the electrode pads and bumps so as to cover them. As a result, the flexible printed circuit board and the image sensor are adhesively bonded, and a sealing structure for the light receiving surface (pixel region) of the image sensor is formed.
このように、従来より、柔軟な板状部材であるフレキシブルプリント基板に対して硬質な板状部材からなるベアチップ(撮像素子),保護ガラス等の構成部材を接着剤により接着固定して形成されるベアチップ実装構造のものがある。 As described above, conventionally, a structural member such as a bare chip (imaging element) made of a hard plate member or a protective glass is bonded and fixed to the flexible printed circuit board which is a flexible plate member by an adhesive. There is a bare chip mounting structure.
そして、このようにユニット化された撮像装置(撮像ユニット)は、例えばデジタルカメラ等、各種の電子機器に組み込まれることにより、その機器の撮像機能を担うようになっている。
ところが、上述のような構造の撮像装置(撮像ユニット)は、基本的には柔軟性のあるフレキシブルプリント基板に対して撮像素子や保護ガラス等の各種の構成部材を組み付けた形態からなるものでもある。したがって、当該撮像装置をデジタルカメラ等の電子機器に対して組み込むのに際しては、機器本体に対する撮像装置の位置決めを確実に行なうのが困難であるという問題点が生じる。 However, the imaging device (imaging unit) having the above-described structure basically has a configuration in which various components such as an imaging element and a protective glass are assembled to a flexible printed board having flexibility. . Therefore, when the imaging device is incorporated in an electronic device such as a digital camera, it is difficult to reliably position the imaging device with respect to the device body.
また、撮像装置の組み付け手段によっては、撮像装置を構成する撮像素子に無理な応力が加わる等によって、当該撮像素子の受光面(撮像面ともいう)の平面度が崩れてしまう等の問題が生じる可能性もある。 Further, depending on the assembling means of the image pickup device, there arises a problem that the flatness of the light receiving surface (also referred to as image pickup surface) of the image pickup device is broken due to excessive stress applied to the image pickup device constituting the image pickup device. There is a possibility.
例えば、図22は、上述のような従来構造の撮像装置を機器本体に固設する際の一形態を示す要部拡大断面図である。 For example, FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an embodiment when an imaging apparatus having a conventional structure as described above is fixed to a device body.
図22に示すようにこの一形態の撮像装置は、撮像素子121と、開口117aを有する電気基板であるフレキシブルプリント基板117と、保護ガラス124とによって主に構成されている。
As shown in FIG. 22, the imaging apparatus according to this embodiment mainly includes an
この場合において、撮像素子121の外周縁部に対してフレキシブルプリント基板117の一方の面において開口117aの内縁近傍が電極,バンプを介して接続されている。また、フレキシブルプリント基板117の他方の面(撮像素子121の実装される面とは反対側の面)に対して保護ガラス124の一方の面の外周縁部が接着剤132によって接着固定されている。そして、この保護ガラス124の他方の面の外周縁部が、電子機器側の固定部材140の所定の基準面に対して圧着固定されている。
In this case, the vicinity of the inner edge of the opening 117a is connected to the outer peripheral edge of the
このような形態による固設手段を適用した場合、例えば固定部材140に対して所定の外力が加わったとすると、その外力は、固定部材140と保護ガラス124との当接面を介して当該保護ガラス124とフレキシブルプリント基板117との接着部位において、図22に示す矢印F1に沿う方向の反力が働く。これにより、例えば撮像素子121に対しては、同図22に示す矢印F2に沿う方向の反力が働くことになる。したがって、これにより撮像素子121が歪んでしまったり反ってしまう等の問題が生じる可能性がある。
When the fixing means according to such a form is applied, for example, if a predetermined external force is applied to the
また、図23は、上述のような従来構造の撮像装置を機器本体に固設する際の別の一形態を示す要部拡大断面図である。 FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another embodiment when the imaging device having the conventional structure as described above is fixed to the apparatus main body.
図23に示すように、当該別の一形態の撮像装置は、撮像素子121と、開口117aを有する電気基板であるフレキシブルプリント基板117と、保護ガラス124とによって主に構成されている点は、上述の一形態の撮像装置(図22参照)と同様である。
As shown in FIG. 23, the imaging apparatus according to another embodiment is mainly configured by an
本形態の撮像装置では、フレキシブルプリント基板117の他方の面(保護ガラス124が配設される面と同一面)に対して複数の硬質な固定部材141が接着剤132によって接着固定されている。そして、この固定部材141が所定の手段で電子機器の構造物に固設されるようになっている。
In the imaging device of this embodiment, a plurality of
このような形態による固設手段を適用した場合、例えば固定部材141に対して図23の矢印F3方向に沿う外力が加わったとすると、その外力F3は、フレキシブルプリント基板117における固定部材141と保護ガラス124との間の部分に対して同図23の矢印F4方向に沿う反力として作用する。このとき、固定部材141は機器に固設されていることから、矢印F4方向の反力がさらに撮像素子121に対して同図22に示す矢印F2に沿う方向の反力として作用することになる。したがって、これにより撮像素子121が歪みや反りが生じる等の問題が発生する可能性がある。
When the fixing means in such a form is applied, for example, if an external force along the direction of arrow F3 in FIG. 23 is applied to the
一方、フレキシブルプリント基板,撮像素子,保護ガラス等をユニット化した撮像ユニットを板状の固定部材に対して接着剤を用いて面接着により固着させる手段も考えられる。 On the other hand, a means for fixing an image pickup unit in which a flexible printed circuit board, an image pickup device, a protective glass and the like are unitized to a plate-like fixing member using an adhesive by surface bonding is also conceivable.
しかしながら、この手段では、撮像素子と固定部材との接着部位において、接着剤の膜厚が厚くなってしまい、例えば膜厚が0.1mm以上になることもある。さらに、この接着剤の膜厚を一定に保持することは困難である。 However, with this means, the film thickness of the adhesive is increased at the bonding site between the image sensor and the fixing member, and the film thickness may be, for example, 0.1 mm or more. Furthermore, it is difficult to keep the film thickness of the adhesive constant.
接着剤の膜圧が不安定になると、固定部材の基準面から撮像素子の受光面との間の距離にばらつきが生じてしまう可能性がある。すると、当該撮像装置を用いて取得される画像について、例えば片ボケ等、画質を劣化させてしまう等、撮像結果に対する悪影響が発生する可能性があるという問題点がある。 If the film pressure of the adhesive becomes unstable, there is a possibility that the distance between the reference surface of the fixing member and the light receiving surface of the image sensor varies. Then, there is a problem in that an image acquired using the imaging apparatus may have an adverse effect on the imaging result, such as deteriorating the image quality, such as one-sided blur.
具体的には、例えば、図24は、上述のような構造からなる撮像装置を接着剤を用いて板状の固定部材に対して面接着により固着した場合の一形態を示す要部拡大断面図である。 Specifically, for example, FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an embodiment in which the imaging device having the above-described structure is fixed to a plate-like fixing member by surface bonding using an adhesive. It is.
図24に示すようにこの一形態の撮像装置は、撮像素子121と、開口117aを有する電気基板であるフレキシブルプリント基板117と、保護ガラス124とによって主に構成されている点で、上述の図22,図23に示す形態の撮像装置と同様である。
As shown in FIG. 24, the imaging apparatus according to this embodiment is mainly configured by an
本形態の撮像装置では、撮像素子121の裏面側(フレキシブルプリント基板117に対する接続面とは反対側の面)に接着剤132を介して板状の硬質部材(例えばアルミ材等)からなる固定部材115を面接着による加圧接着により接着固定している。この接着剤132は、例えばエポキシ系の熱硬化型又は光線硬化型の接着剤等が用いられる。
In the imaging apparatus of the present embodiment, a fixing member made of a plate-like hard member (for example, an aluminum material) with an
この場合において、接着部位では次に示すような変化が見られる。図25は、接着剤の塗布直後の撮像素子と固定部材との接着部位の様子を示す要部拡大断面図である。図26は、接着剤が硬化した後の撮像素子と固定部材との接着部位の様子を示す要部拡大断面図である。 In this case, the following changes are observed at the adhesion site. FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state of an adhesion portion between the imaging element and the fixing member immediately after application of the adhesive. FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state of an adhesion portion between the imaging element and the fixing member after the adhesive is cured.
まず、撮像素子121の裏面側に接着剤132を塗布した後、その塗布部位に対して固定部材115を貼着させて、当該接着部位に所定の時間圧力を加える(加圧接着。図25に示す状態)。この状態で、接着剤132に対して熱を加える。これにより、接着剤132は収縮しながら硬化する。
First, after the
この場合において、撮像素子121と固定部材115とは、互いの物性(例えば応力歪や線膨張係数等)が大きく異なることから、接着剤132の収縮作用は、当該接着部位において、撮像素子121と固定部材115の各平面に対して略直交する方向への応力を生じさせる。この応力は、図26に示すように互いに引き合う力となる。
In this case, since the
これにより、撮像素子121と固定部材115とのいずれか若しくは両者には、図26に示すように、平面状態に対して歪みや反りが生じる可能性がある。この場合、例えば接着剤132を介した撮像素子121と固定部材115との間隔が距離D(図26参照)であるとすると、部分的に距離Dよりも小となる部位が生じることになる。
Thereby, as shown in FIG. 26, either or both of the
一方、図24に示す一形態の撮像装置と同様の構成からなり、これに加えて、撮像素子121の裏面側に対して当該撮像素子121に蓄積された熱を導いて放出させる平板部材からなる放熱部材120を具備した形態のものもある。図27に示す例は、図24とは異なる他の一形態を示す要部拡大断面図である。
On the other hand, it has the same configuration as that of the imaging device of one embodiment shown in FIG. 24, and in addition to this, a flat plate member that guides and releases the heat accumulated in the
この場合には、フレキシブルプリント基板117,保護ガラス124,撮像素子121が組み立てられた後、撮像素子121の裏面側に放熱部材120を接着剤132により自由接着で固着し、この放熱部材120に対して固定部材115を接着剤132により加圧接着で固着して構成している。
In this case, after the flexible printed
つまり、図27で示す形態では、放熱部材120の裏面に接着剤132を塗布し、これに対して固定部材115を加圧接着により貼着するようにしている。
That is, in the form shown in FIG. 27, the adhesive 132 is applied to the back surface of the
この場合にも、上記図24に示す一形態の撮像装置と同様に、接着剤132の硬化時の収縮作用によって放熱部材120を介して撮像素子121が歪んだり反ったりする可能性がある。
Also in this case, the
例えば、熱硬化型エポキシ接着剤を使用して面接着を行なった場合において、接着剤の膜厚が0.1mmとし、硬化収縮率が4%であるとき、
0.1mm×4%=0.004mm
収縮することになる。実際には、接着剤の硬化分布は均一ではないので、その収縮量は、例えば接着剤の塗布形状、即ち膜厚や接着面積等の形状によって異なる。
For example, when surface bonding is performed using a thermosetting epoxy adhesive, when the film thickness of the adhesive is 0.1 mm and the curing shrinkage is 4%,
0.1mm x 4% = 0.004mm
Will contract. Actually, since the curing distribution of the adhesive is not uniform, the amount of shrinkage varies depending on, for example, the application shape of the adhesive, that is, the shape such as the film thickness and the adhesion area.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電気基板に対してベアチップ(撮像素子)を実装するベアチップ実装構造を有する撮像装置において、接着剤により固定部材を固着するのに際してベアチップ(撮像素子)の平面度を崩すことなく、電気基板に外力がかかったとしても、その応力の影響でベアチップ(撮像素子)が変形することもなく、充分な接着強度で固定部材を固着させ得る構成の撮像装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to fix with an adhesive in an imaging apparatus having a bare chip mounting structure for mounting a bare chip (imaging element) on an electric substrate. Even if external force is applied to the electric substrate without breaking the flatness of the bare chip (imaging device) when fixing the member, the bare chip (imaging device) is not deformed due to the stress, and sufficient adhesive strength It is to provide an imaging apparatus having a configuration capable of fixing a fixing member.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の撮像装置は、撮像装置において、開口を有する電気基板と、上記開口を覆うように上記電気基板に実装されるベアチップからなる撮像素子と、上記撮像素子の上記実装面の裏面に対向する開口を有し、該開口中にのみ接着剤が添着されて上記撮像素子に固着される固定部材とを有する。 In order to achieve the above object, an imaging device according to one embodiment of the present invention includes an electrical substrate having an opening, an imaging element including a bare chip mounted on the electrical substrate so as to cover the opening, has an opening which faces the back side of the mounting surface of the imaging device, and a fixing member which is fixed to the image pickup device is contact adhesive only on the open mouth is affixed.
本発明によれば、電気基板に対してベアチップ(撮像素子)を実装するベアチップ実装構造を有する撮像装置において、接着剤により固定部材を固着するのに際してベアチップ(撮像素子)の平面度を崩すことなく、電気基板に外力がかかったとしても、その応力の影響でベアチップ(撮像素子)が変形することもなく、充分な接着強度で固定部材を固着させ得る構成の撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, in an imaging apparatus having a bare chip mounting structure for mounting a bare chip (imaging element) on an electric substrate, the flatness of the bare chip (imaging element) is not lost when the fixing member is fixed by an adhesive. Even if an external force is applied to the electric substrate, an image pickup apparatus having a configuration capable of fixing the fixing member with sufficient adhesive strength without causing deformation of the bare chip (image pickup element) due to the influence of the stress can be provided.
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。 The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
図1,図2は、本発明の第1の実施形態の撮像装置が適用されるデジタル一眼レフレックスカメラ(以下、単にデジタルカメラという)のミラーボックス部分を取り出して示す図である。このうち、図1はボディマウント及びその他説明に不要な機構部を除いた当該ミラーボックス部分の斜視図である。図2は、図1の[II]−[II]線に沿う断面図である。また、図3は、本実施形態の撮像装置の構成を示す正面図である。図4,図6は、本実施形態の撮像装置の構成を示す分解斜視図である。このうち、図4は、前側からみた図である。図6は、背面側から見た図である。図5,図7は、本実施形態の撮像装置を組み立てた状態の斜視図である。このうち、図5は、前側からみた図である。図7は、背面側から見た図である。図8は、本実施形態の撮像装置において、フレキシブルプリント基板に対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された撮像ユニットと固定部材との接着部位を拡大して示す要部拡大断面図である。図9,図10は、図8の一部をさらに拡大して示す要部拡大断面図である。このうち、図9は、撮像素子の裏面側に接着剤塗布方法(ポッティング)による接着剤を塗布した直後の状態を示している。図10は、図9の状態から所定の時間が経過して接着剤が硬化した後の状態を示している。なお、図9,図10は、図7の[8]−[8]線に沿う部位に相当する断面を示している。 1 and 2 are views showing a mirror box portion of a digital single-lens reflex camera (hereinafter simply referred to as a digital camera) to which the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied. Among these, FIG. 1 is a perspective view of the mirror box portion excluding the body mount and other unnecessary mechanism portions. 2 is a cross-sectional view taken along line [II]-[II] in FIG. FIG. 3 is a front view showing the configuration of the imaging apparatus of the present embodiment. 4 and 6 are exploded perspective views showing the configuration of the imaging apparatus of the present embodiment. Among these, FIG. 4 is a view seen from the front side. FIG. 6 is a view as seen from the back side. 5 and 7 are perspective views in a state in which the imaging device according to the present embodiment is assembled. Among these, FIG. 5 is a view seen from the front side. FIG. 7 is a view from the back side. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part illustrating an enlarged bonding portion between an imaging unit in which an imaging element and a protective glass are bonded and fixed to a flexible printed board and a fixing member in the imaging device of the present embodiment. 9 and 10 are enlarged cross-sectional views of the main part showing a part of FIG. 8 further enlarged. Among these, FIG. 9 shows a state immediately after applying an adhesive by an adhesive application method (potting) to the back surface side of the image sensor. FIG. 10 shows a state after a predetermined time has elapsed from the state of FIG. 9 and the adhesive has hardened. 9 and 10 show a cross section corresponding to a portion along line [8]-[8] in FIG.
図1に示すように、ミラーボックス10の本体部11の前面には、ボディマウント13(図1では図示せず。図2参照)が載置されるマウント載置面13aがある。このボディマウント13は、撮影光学系を有する撮影レンズ鏡筒(図示せず)を本体部11に対して着脱自在とするために設けられているものである。したがって、当該ボディマウント13にレンズ鏡筒(図示せず)を装着したとき、レンズ鏡筒の撮影光学系の光軸O(図2参照)は、ボディマウント13の略中心部を通過するように、かつボディマウント13のマウント面は、撮影光学系の光軸Oに対して略直交する面となるように設定されている。
As shown in FIG. 1, a
本体部11の後方には、後述する撮像素子21等を含み固定部材15,保護部材16,フレキシブルプリント基板17(FPC)等によって構成される本実施形態の撮像装置が、当該本体部11に対して固設されている。
Behind the
本実施形態の撮像装置は、図2〜図5に示すように固定部材15,保護部材16,フレキシブルプリント基板17,放熱部材20,撮像素子21,保護ガラス24等によって主に構成されている。
The imaging apparatus of the present embodiment is mainly configured by a fixing
その構成をさらに詳しく説明すると、当該撮像装置は、保護部材16,フレキシブルプリント基板17,放熱部材20,撮像素子21,保護ガラス24が、それぞれ所定の手順に従って組み上げられた状態でユニット化された撮像ユニットに対して固定部材15が接着剤32(後述する。図8等参照)を用いて固着された形態となっている。
The configuration will be described in more detail. In the imaging apparatus, the
固定部材15は、ミラーボックス10に対する当該撮像装置の位置決めの基準となる部材である。つまり、固定部材15は、上記撮像ユニットを固着した状態でミラーボックス10に対して固設される固定部材としての役目をしている。
The fixing
なお、固定部材15は、板状の硬質部材、例えば金属部材であるアルミ材,ステンレス材等や、セラミック,モールド部品等によって形成される。
Note that the fixing
固定部材15には、その略中央部分に例えば略円形状からなる開口となる孔15aが穿設されている。この孔15aの近傍には、当該孔15aよりも若干小径の孔15bが穿設されている。この孔15bは、孔15aを挟んで対向する部位にそれぞれ一つずつ配置されている。
The fixing
保護部材16は、フレキシブルプリント基板17に固着されている。そして、保護部材16は、撮像素子21や保護ガラス24とフレキシブルプリント基板17との接着部に対してフレキシブルプリント基板17が屈曲することにより生じる応力から保護する機能や、当該撮像装置を組み立てる際に固定部材15に対するフレキシブルプリント基板17の位置決めをするために用いられるものである。
The
撮像素子21は、撮影光学系(図示せず)を透過して結像される光学的な被写体像に応じた画像信号を生成する光電変換処理を行なう光電変換素子である。この撮像素子21は、例えば電荷結合素子(CCD;Charge Coupled Device)等のベアチップにより形成されている。撮像素子21の一方の面(受光面)には、画素領域21a(図8参照)が形成されている。この画素領域21aの形成されている面と同一面にあって、画素領域21aに隣接する部位、即ち撮像素子21の周囲である外周縁部近傍には、複数個の電極が設けられている。この電極は、フレキシブルプリント基板17の接続パターン(図示せず)にバンプ30で接続されることで、フレキシブルプリント基板17と撮像素子21との間の信号の授受が行なわれるようになっている。
The
フレキシブルプリント基板17は、撮像素子21により光電変換処理がなされて生成された画像信号を画像処理回路等の電気回路(図示せず)に対して供給するために設けられる電気基板である。フレキシブルプリント基板17の略中央部分には、略矩形状の開口17a(図4参照)が形成されている。この開口17aは、撮像する光束を通過させるために設けられるものである。したがって、当該開口17aは、撮像素子21の画素領域21aよりも大きく、そして撮像素子21の外形より小さく、かつ電極のある位置よりも内側に設定されている。この開口17aの縁部近傍には、撮像素子21の電極と接続する接続パターン(図示せず)が形成されている。
The flexible printed
放熱部材20は、撮像素子21に蓄積された熱を放出するために設けられているものであって、上記撮像素子21とは略密着して一体的に配置されている。この放熱部材20は、例えばセラミック等の平板状の平板部材によって形成されている。
The
保護ガラス24は、撮像素子21より外形が大きく、撮像素子21の受光面(撮像領域)に対向する部位に設けられることによって、撮像素子21の撮像領域を保護するために設けられる保護カバーである。この保護ガラス24は、例えば平板形状のガラス等の透明部材等によって形成されている。
The
保護ガラス24は、フレキシブルプリント基板17の撮像素子21が固着されている面とは反対側の面に、開口17aを覆うように第二の接着剤25によって固着されている。
The
なお、図2に示すように、保護ガラス24の前面側には、撮影光学系(図示せず)を透過して入射してくる被写体からの光束(以下、輔車体光束という)から高周波成分を取り除く光学ローパスフイルター(Low Pass Filter;以下、光学LPFと略記する)26と、撮像素子21の受光面に向けて入射される被写体光束の照射時間等を制御するシャッター27とが順次配設されている。
As shown in FIG. 2, a high frequency component is generated on the front side of the
本実施形態の撮像装置における各構成部材の部材配置は、次に示す通りである。 The member arrangement of each constituent member in the imaging apparatus of the present embodiment is as follows.
フレキシブルプリント基板17の一方の面、即ち裏面側には、開口17aを覆うように撮像素子21が配置される。この場合において、フレキシブルプリント基板17と撮像素子21とは、第一の接着剤(不図示)によって少なくとも機械的に固着される。
On one surface of the flexible printed
つまり、フレキシブルプリント基板17の裏面側であって開口17aの周縁部と、撮像素子21の一方の面、即ち受光面(画素領域21a)と同一面側の外周縁部とは、電極(図8参照)のバンプ部分を除いて第一の接着剤(不図示)により接着される。
In other words, the peripheral edge of the opening 17a on the back surface side of the flexible printed
より詳しく言えば、第一の接着剤(不図示)は、撮像素子21の外縁から少なくともフレキシブルプリント基板17の接続パターンと撮像素子21の電極との電気的接続部分まで撮像素子21とフレキシブルプリント基板17の間と、かつ撮像素子21の周縁に沿って第一の帯幅で環状に塗布される。つまり、第一の接着剤(不図示)は、フレキシブルプリント基板17の開口17aの周囲に塗布される。
More specifically, the first adhesive (not shown) includes the
そして、第一の接着剤は、電極の周囲を覆うように塗布される。これにより、撮像素子21は、フレキシブルプリント基板17の裏面側の所定の部位に対して固着した状態で、撮像素子21の画素領域21aが開口17aから露呈するように配置される。
And a 1st adhesive agent is apply | coated so that the circumference | surroundings of an electrode may be covered. Thereby, the
フレキシブルプリント基板17の他方の面、即ち表面側であって開口17aの周縁部と、保護ガラス24の裏面側の外周縁部とは、第二の接着剤25によって接着されている。
The other surface of the flexible printed
より詳しく言うと、第二の接着剤25は、フレキシブルプリント基板17の開口17aの周囲に第二の帯幅で環状に塗布される。なお、この部分に用いられる接着剤25は、例えば紫外線硬化型のもの等が適用される。
More specifically, the
この保護ガラス24とフレキシブルプリント基板17とを接着することによって、撮像素子21の受光面近傍をの空間を外部に対して封止して、当該受光面を外部から保護する封止構造が形成されている。
By bonding the
一方、撮像素子21の裏面側、即ち撮像素子21の受光面とは反対側の面には、放熱部材20が接着剤(図2参照)により接着されている。
On the other hand, the
さらに、この放熱部材20の背面側には、固定部材15が、固定部材15に穿設されている孔15aを介して接着剤32により接着固定されている。また、孔15bは、放熱部材20を固定部材15に対して接着する際に用いられる。
Further, the fixing
そして、この固定部材15は、本体部11の所定の部位に対してビス止め等の手段により固定されている。したがって、これにより撮像素子21はミラーボックス10の本体部11の所定の部位に対して固設される。
The fixing
次に、フレキシブルプリント基板17と保護ガラス24及び撮像素子21の接着部位について、以下に詳述する。
Next, the adhesion site | part of the flexible printed
図8に示すように、撮像素子21の受光面側の外周縁部とフレキシブルプリント基板17の裏面側であって開口17aの周縁部とは、接着剤(特に図示せず)により接着固定されている。この接着剤は、特に絶縁性のものが用いられる。したがって、電極の周囲を覆うように絶縁性の接着剤が分布することで、電極近傍の絶縁性が確保されている。
As shown in FIG. 8, the outer peripheral edge portion on the light receiving surface side of the
フレキシブルプリント基板17の表面、即ち撮像素子21が実装されている面とは反対側の面には、その開口17aを覆うように保護ガラス24が接着剤(特に図示せず)によって接着固定されている。この場合において、接着剤は、保護ガラス24の外周側近傍とフレキシブルプリント基板17の開口17aの周縁部との間に介在している。
A
撮像素子21の裏面側には、放熱部材20が接着剤32を用いて自由接着による面接着により固着されている。そして、この放熱部材20の裏面側には、固定部材15が孔15aにおいて接着剤塗布方法(ポッティング)による接着剤32の塗布により接着されている。なお、接着剤32としては、光線硬化型又は熱硬化型のエポキシ接着剤,一液性熱硬化型エポキシ接着剤等が用いられる。
On the back surface side of the
ここで、固定部材15に対する放熱部材20の接着手順について、さらに詳しく説明する。
Here, the procedure for bonding the
上述した手順、即ちフレキシブルプリント基板17に対して保護ガラス24及び撮像素子21を所定の部位に接着し、撮像素子21に対して放熱部材20を接着した形態の撮像ユニットを、固定部材15の所定の部位に対して接着剤32を用いて固着する。
The above-described procedure, that is, an imaging unit in which the
この場合において、まず、上記撮像ユニットと固定部材15と位置合わせをした状態で両者を加圧状態とする。そして、固定部材15の裏面、即ち図7に示す側の面が上になるように設定する。このとき、孔15a,15bからは、放熱部材20の裏面側の一部が露呈している状態である。
In this case, first, in a state where the imaging unit and the fixing
この状態において、二つの孔15bから放熱部材20に対して、例えば瞬間接着剤を塗布する。すると、放熱部材20と固定部材15とが固着された状態になる。これにより、撮像ユニットと固定部材15とは、互いに規定の位置で仮固定されたことになる。ここで、加圧状態を解除する。
In this state, for example, an instantaneous adhesive is applied to the
続いて、孔15aに対して接着剤塗布方法(ポッティング)による接着剤32を塗布する。このときの状態が図9に示す状態である。この図9に示す状態において、加熱若しくは所定の光照射等を行なって接着剤32を硬化させる処理を行なう。これにより、接着剤32は、収縮しながら硬化して、図10の矢印Aに示すような状態になる。このとき、接着剤32による収縮作用によって生じる応力は、接着剤32自身の表面において緩和される。したがって、接着剤32の硬化時に生じる応力が他の構成部材に影響を及ぼすことはない。
Subsequently, an adhesive 32 is applied to the
即ち、接着剤塗布方法(ポッティング)による接着剤の収縮は、接着剤の収縮する部分を露出させることによって、その露出させた広い面積の部分で硬化収縮を吸収させることができる。このポッティングによる接着は、接着剤が被着体に触れている面積が小さいので、被着体に接着剤の硬化時における収縮応力が伝わり難い手段である。 That is, the shrinkage of the adhesive by the adhesive application method (potting) can absorb the curing shrinkage in the exposed large area portion by exposing the shrinking portion of the adhesive. Bonding by this potting is a means by which the shrinkage stress at the time of curing of the adhesive is not easily transmitted to the adherend because the area where the adhesive touches the adherend is small.
また、従来の面接着による接着手段は、接着剤の塗布量や被着体の加圧の圧力等によって接着剤の広がり(塗布面積)が安定しないという問題がある。 Further, the conventional means for bonding by surface bonding has a problem that the spread of the adhesive (application area) is not stable due to the application amount of the adhesive, the pressure applied to the adherend, and the like.
これに対して、ポッティングによる接着手段では、規定された大きさの枠内、即ち孔15aへの塗布を行なうので、常に接着剤の塗布形状が安定し、塗布面積も安定することになる。したがって、これにより接着剤の硬化時の収縮応力も安定していることになる。
On the other hand, in the bonding means by potting, since the coating is performed in a frame having a prescribed size, that is, in the
ところで、撮像素子21は、例えば0.65mm程度の板厚を有するシリコンウエハーからなる板部材により形成される。そのため、反り方向、即ち板平面に対して略直交する方向に対して極めて変形しやすい性質を有している。このことから、固定部材である固定部材15に対して撮像素子21を面接着で固着すると、接着剤32の硬化時に生じる収縮応力の影響を受けて変形しやすい傾向がある。
By the way, the
そこで、本実施形態では、上述したように撮像素子21(本実施形態では撮像素子21に面接着される放熱部材20)と固定部材15とを接着剤32のポッティングによって接着することにより、接着剤32の収縮応力を減少させる工夫をしている。さらに、この場合において、ポッティング部位を孔15aにより限定することで接着硬化時の収縮応力が減少するように規制している。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the image pickup device 21 (the
上述のように接着面積を小さくすることは、これにより接着力量が低下してしまうということも考えられる。このことを考慮して、本実施形態においては、例えば一液性熱硬化型エポキシ接着剤(以下、エポキシ接着剤という)等を用いることによって、充分な接着力を確保している。 As described above, reducing the adhesion area can also reduce the amount of adhesion force. In consideration of this, in this embodiment, sufficient adhesive force is secured by using, for example, a one-component thermosetting epoxy adhesive (hereinafter referred to as an epoxy adhesive).
エポキシ接着剤の接着力量は、金属部材に対して接着を行なう場合、接着剤が凝集破壊することがある。この凝集破壊は、金属部材の界面密着力よりも接着剤自身の凝集力が小さいことに起因して生じる現象である。このときの凝集破壊力量が製品としての必要強度を満たしていれば強度的には問題はないと言える。例えば、製品重量の10倍以上の接着力量が確保されていれば、製品としての強度に問題はない。 The adhesive strength of the epoxy adhesive may cause cohesive failure of the adhesive when bonding to a metal member. This cohesive failure is a phenomenon caused by the fact that the cohesive force of the adhesive itself is smaller than the interfacial adhesion force of the metal member. If the cohesive fracture strength at this time satisfies the required strength as a product, it can be said that there is no problem in strength. For example, there is no problem in strength as a product as long as an adhesive strength of 10 times or more of the product weight is secured.
また、エポキシ接着剤は、金属部材(ただしステンレス,真鍮等を除く)への接着力や接着信頼性が高く、外部応力に対しても変形がし難いという性質を有している。例えば、接着剤に応力をかけたときに破断するまでの伸び量を表わす破断点伸度は、エポキシ接着剤では数%以下である。一般的にシリコン接着剤の破断点伸度が100%超であるのに比べて変形し難いものであることがわかる。 Moreover, the epoxy adhesive has a property that it has a high adhesive force and adhesion reliability to metal members (except for stainless steel, brass, etc.) and is difficult to be deformed against external stress. For example, the elongation at break, which represents the amount of elongation until the adhesive breaks when stress is applied to the adhesive, is several percent or less for an epoxy adhesive. In general, it can be seen that the silicon adhesive is more difficult to deform than the elongation at break of more than 100%.
したがって、必要となる接着力量が確保され、かつ破断点伸度が数%であれば、外力を受けたとしても、これを用いて接着する撮像素子21が反ってしまう等の影響を最小限で抑えることが可能となる。撮像素子21に対して加わる外部応力は、これをデジタルカメラに使用する場合には、数百グラム(g)程度のものであることがわかっている。したがって、エポキシ接着剤を用いて撮像素子21(放熱部材20)と固定部材15とを接着する場合においては、必要となる接着強度を充分に満たしていると考えられる。
Therefore, if the required amount of adhesive force is ensured and the elongation at break is several percent, even if an external force is applied, the influence of the
ところで、上述の実施形態においては、撮像素子21と固定部材15との間に放熱部材20を介在させて構成している。この場合において、放熱部材20と固定部材15との間を接着剤32のポッティングによる接着で固定している。一方、撮像素子21と放熱部材20との間を接着剤32による面接着で固着している。したがって、この面接着している部位において、撮像素子21と放熱部材20とのいずれか又は両者が接着剤32の硬化時の収縮応力によって変形することも考えられる。
By the way, in the above-described embodiment, the
しかしながら、撮像素子21と放熱部材20との両者は、組成が全く同一ではないものの略同一の物性(例えば応力歪や線膨張係数等)を有する部材によって形成されている。このことから、撮像素子21と放熱部材20との間で歪みや反り等の変形は大きく生じないものと考えられる。
However, both the
一方、撮像素子21と放熱部材20とからなる部組を固定部材15に対して接着する際には、固定部材15の物性と、これに直接接着される放熱部材20の物性とは、大きく異なるので、この場合に面接着で固着すると接着剤32の硬化時の収縮応力による変形という問題が生じる。そこで、本実施形態では、上述したように固定部材15に孔15aを設けて、ここに接着剤32のポッティングを行なうという応力緩和策を講じているわけである。
On the other hand, when the part composed of the
以上説明したように上記第1の実施形態によれば、フレキシブルプリント基板17に対して保護ガラス24及び撮像素子21を所定の部位に接着し、撮像素子21に対して放熱部材20を接着した形態の撮像ユニットを、デジタルカメラ等の電子機器に対して確実に所定の位置に配置するために、撮像ユニットに対して硬質部材からなる固定部材15を接着固定した形態の撮像装置としている。
As described above, according to the first embodiment, the
この撮像装置をデジタルカメラ等の電子機器に組み込む際には、固定部材を機器本体に対する位置決め基準とすることができるので、当該固定部材に固着されている撮像素子の機器本体に対する位置決めを確実に行なうことができる。 When the imaging apparatus is incorporated in an electronic device such as a digital camera, the fixing member can be used as a positioning reference with respect to the device main body, so that the image sensor fixed to the fixing member is reliably positioned with respect to the device main body. be able to.
上記撮像ユニットを固定部材15に固着するのに際しては、固定部材15に形成した孔15aにエポキシ系の接着剤32をポッティングするようにしている。これにより、接着部位を小さい面積としながら充分な接着強度を確保しつつ、接着剤32の硬化時に生じる収縮応力が被着体となる放熱部材20(間接的には撮像素子21も)に影響を及ぼすこともない。よって、接着剤32の収縮応力により被着体の変形を抑止することができる。
When the imaging unit is fixed to the fixing
なお、上述の第1の実施形態においては、接着剤32は、直接的には放熱部材20と固定部材15との間に介在しているが、上述したように放熱部材20は、撮像素子21と一体的に配置されているものであり、その物性も略同一のもので形成されている。したがって、放熱部材20は、撮像素子21の背面側に設けられるものではあるが、当該撮像素子21の一部に含めて考えることができる。
In the first embodiment described above, the adhesive 32 is directly interposed between the
次に、本発明の第2の実施形態の撮像装置について、以下に説明する。 Next, an imaging device according to a second embodiment of the present invention will be described below.
図11は、本発明の第2の実施形態の撮像装置における要部拡大断面図である。詳しくは、本実施形態の撮像装置において、フレキシブルプリント基板に対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された撮像ユニットと固定部材との接着部位を拡大して示す図である。 FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. Specifically, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the adhesion portion between the imaging unit and the fixing member in which the imaging element and the protective glass are bonded and fixed to the flexible printed board is enlarged and shown.
本実施形態の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と略同様である。本実施形態においては、上述の第1の実施形態における撮像ユニットの構成部材から放熱部材を省略して構成している点が異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を附してその詳細説明は省略し、異なる部位についてのみ以下に説明する。 The basic configuration of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above. The present embodiment is different only in that the heat dissipating member is omitted from the constituent members of the imaging unit in the first embodiment described above. Therefore, the same configurations as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different portions will be described below.
図11に示すように、本実施形態の撮像装置は、フレキシブルプリント基板17に対して、その開口17aを覆うように一方の面に保護ガラス24が接着固定されている。また、フレキシブルプリント基板17の他方の面には、開口17aを覆うようにベアチップからなる撮像素子21が接着固定されている。そして、この撮像素子21の裏面側には固定部材15が孔15aにおいて接着剤32のポッティングによって接着固定されている。
As shown in FIG. 11, in the imaging apparatus of the present embodiment, a
この場合において、撮像素子21と固定部材15との接着手順については、上述の第1の実施形態における放熱部材20と固定部材15との接着手順と同様である。その他の構成は、上述の第1の実施形態と全く同様である。
In this case, the bonding procedure between the
以上説明したように、上記第2の実施形態においては、放熱部材20を省略した形態の撮像ユニットと固定部材15との接着を行なうのに際しても、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、放熱部材20を具備した第1の実施形態の方が、より好ましい形態である。それは、撮像素子21に対する熱分布の均一化を図ることができるからである。
As described above, in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained when the imaging unit having the
上述の第1及び第2の実施形態においては、固定部材15に接着剤32のポッティングを施すための孔15aを備えて形成している。この孔15aは略円形状とし、固定部材15の略中央部分に形成した例を挙げている。しかしながら、孔15aの形状や、固定部材15における位置は、上述の例に限ることはない。
In the first and second embodiments described above, the fixing
例えば、図12は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第1の変形例を示している。図13,図14は、図12の[13]−[13]線に沿う断面を示している。このうち、図13は接着剤塗布直後の様子を、図14は接着剤硬化後の様子をそれぞれ示している。 For example, FIG. 12 shows a first modification of the shape and position of the potting hole of the fixing member. 13 and 14 show cross sections along line [13]-[13] in FIG. Among these, FIG. 13 shows a state immediately after application of the adhesive, and FIG. 14 shows a state after the adhesive is cured.
図12に示すように、本変形例の固定部材15Aでは、被着体である撮像ユニットの撮像素子21(放熱部材でも可)に対応する領域内であって、その領域外周近傍の部位に、矩形状の長孔からなる孔15Aaが二つ形成している。
As shown in FIG. 12, in the fixing
この場合には、孔15Aa自体の面積を大きくとることができると共に、二箇所で固着させるようにしているので、より大きな接着力量を得ることができる。 In this case, the area of the hole 15Aa itself can be increased, and it is fixed at two locations, so that a larger amount of adhesive force can be obtained.
また、図15は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第2の変形例を示している。図16,図17は、図15の[16]−[16]線に沿う断面図である。このうち、図16は接着剤塗布直後の様子を、図17は接着剤硬化後の様子をそれぞれ示している。 FIG. 15 shows a second modification of the shape and position of the potting hole of the fixing member. 16 and 17 are cross-sectional views taken along the line [16]-[16] in FIG. Among these, FIG. 16 shows a state immediately after application of the adhesive, and FIG. 17 shows a state after the adhesive is cured.
図15に示すように、本変形例の固定部材15Bでは、被着体である撮像ユニットの撮像素子21(放熱部材でも可)に対応する領域内であって、その領域の略中央部分の部位に、矩形状の孔15Baを一つ形成している。
As shown in FIG. 15, in the fixing
さらに、図18は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第3の変形例を示している。図19は、図18の[19]−[19]線に沿う断面図である。 Furthermore, FIG. 18 shows a third modification of the shape and position of the hole for potting the fixing member. 19 is a cross-sectional view taken along the line [19]-[19] in FIG.
図18に示すように、本変形例の固定部材15Cでは、上述の第2の変形例(図15)と同様の形状及び位置に形成した孔15Caに対して、接着剤32の塗布の仕方を異ならせている。即ち、図19に示すように、固定部材15Cの孔15Ca内に露出する撮像素子21の裏面側から固定部材15Cの孔15Caの内壁面を経て同固定部材15Cの裏面側の表面の一部まで亘って接着剤32を塗布するようにしている。そして、その塗布箇所を孔15Caの内縁において対向する二箇所に塗布している。
As shown in FIG. 18, in the fixing
そして、図20は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第4の変形例を示している。図21は、図20の[21]−[21]線に沿う断面図である。 FIG. 20 shows a fourth modification of the shape and position of the potting hole of the fixing member. 21 is a cross-sectional view taken along line [21]-[21] in FIG.
図21に示すように、本変形例の固定部材15Dでは、被着体である撮像ユニットの撮像素子21(放熱部材でも可)に対応する領域内であって、その領域の略中央部分と四隅部分のそれぞれの部位に略円形状の孔15Daをそれぞれ形成している。この場合において、各孔15Daの直径、即ち面積は、上述の各実施形態及び各変形例の場合と比較して若干小さく設定されている。
As shown in FIG. 21, in the fixing
この場合には、被着体の接着領域において複数の孔15Daを略均等に配置することにより、各孔15Daのそれぞれの面積を小さくしながら、必要となる接着面積を確保することができる。 In this case, by arranging the plurality of holes 15Da substantially evenly in the adhesion region of the adherend, the necessary adhesion area can be secured while reducing the area of each hole 15Da.
なお、上述の各実施形態においては、保護ガラス24の適用例として、平板形状のガラス等の透明部材等としているが、これに限ることはない。保護ガラス24の例としては、ほかに例えばローパスフイルターでもよいし、赤外線カットフイルター等としても、同様に適用することができる。
In each of the above-described embodiments, as an application example of the
また、上述の各実施形態では、電気基板の例としてフレキシブルプリント基板17を用いて説明しているが、これに限ることはない。電気基板の適用例としては、例えば硬質の薄型基板等を適用しても同様である。
In each of the above-described embodiments, the flexible printed
また、上述の位置実施形態においては、絶縁性を有する接着剤を用いて撮像素子21と電気基板であるフレキシブルプリント基板17とを接着するようにしているが、これに限ることはない。例えば、撮像素子21とフレキシブルプリント基板17とは、押圧により導電性を有する導電粒子を含む接着剤を用いてもよいことはもちろんである。
Further, in the above-described position embodiment, the
10……ミラーボックス
11……本体部
13……ボディマウント
13a……マウント載置面
15,15A,15B,15C,15D,115,140,141……固定部材
15a,15Aa,15Ba,15Ca,15Da,15b……孔
16……保護部材
17,117……フレキシブルプリント基板
17a,117a……開口
20,120……放熱部材
21,121……撮像素子
21a……画素領域
24,124……保護ガラス
25,32,132……接着剤
27……シャッター
30……バンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ...
Claims (6)
開口を有する電気基板と、
上記開口を覆うように上記電気基板に実装されるベアチップからなる撮像素子と、
上記撮像素子の上記実装面の裏面に対向する開口を有し、該開口中にのみ接着剤が添着されて上記撮像素子に固着される固定部材と、
を有することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device,
An electrical substrate having an opening;
An image sensor comprising a bare chip mounted on the electric substrate so as to cover the opening;
Has an opening which faces the back surface of the mounting surface of the imaging device, a fixed member contact adhesive only on the open mouth is affixed is fixed to the image pickup device,
An imaging device comprising:
上記固定部材の上記開口は、複数箇所に設けられていることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 1,
The imaging apparatus, wherein the opening of the fixing member is provided at a plurality of locations.
上記電気基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 1,
The image pickup apparatus, wherein the electric board is a flexible printed board.
さらに、上記電気基板には、上記撮像素子が実装される面とは反対側の面に、上記電気基板の上記開口を覆うように光透過部材が固着されていることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 1,
Furthermore, a light transmission member is fixed to the electric substrate on a surface opposite to the surface on which the imaging element is mounted so as to cover the opening of the electric substrate.
撮像光束を通過させる撮像開口を有する電気基板と、
上記撮像開口を覆うように上記電気基板に実装される撮像素子と、
上記撮像素子の上記実装面の裏面に接合される平板部材と、
開口を有し、上記平板部材の上記撮像素子との接合面とは反対側の面に該開口を対向させ、該開口中にのみ接着剤が添着され上記平板部材に固着される固定部材と、
を有することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device,
An electrical board having an imaging aperture through which the imaging luminous flux passes;
An imaging device mounted on the electric substrate so as to cover the imaging aperture;
A flat plate member bonded to the back surface of the mounting surface of the imaging element;
Has an opening, the junction surface between the image pickup device of the flat plate member are opposed to opening on the opposite side, a fixed member only adhesives to the open mouth is secured to the flat plate member is affixed ,
An imaging device comprising:
上記平板部材は、上記撮像素子に蓄積された熱を導いて放出させる放熱部材であることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 5,
The image pickup apparatus, wherein the flat plate member is a heat radiating member that guides and releases heat accumulated in the image pickup device.
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