JP4932745B2 - 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置およびそれを備えた電子機器に関するものであり、より詳細には、例えば、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティカメラなどの各種電子機器に好適に利用できる固体撮像装置に関するものである。

固体撮像装置を備えた電子機器への部品の実装（半田付け）には、実装密度や工程数の削減の観点から、リフロー炉による面実装半田付けが一般的である。この方法では、部品を基板ごと、リフロー炉に投入加熱するため、複数個の部品を高密度に一括してプリント基板に半田付けが可能である。

しかし、固体撮像素子を撮像装置（ディジタルスチルカメラ、ビデオムービー、監視カメラ等）のプリント基板（配線基板）に装着する際に、固体撮像素子自体を一旦、樹脂パッケージで封止したものを撮像装置内部に実装していた。

撮像装置内部への固体撮像素子の実装方法は、半田実装する方法、ソケットを用いる方法、フレキシブル基板を中継して実装する方法などに大別される。半田実装する方法では固体撮像素子の耐熱の問題、ソケットを用いる方法では樹脂整形のばらつきや温度膨張に由来する位置あわせ誤差の問題、フレキシブル基板を用いる方法では反面ではフレキシブル基板の装着作業時の強い折り曲げが掛かるとプリント配線が断線するやフレキシブル基板上の半田付けされた部分に圧力がかかる事で半田部にクラックが入る可能性がある。
一方、ソケットを用いた実装方法にはソケットはリフロー炉による実装が可能であることから実装コスト(工数)の軽減を重視する場合に採用される。

例えば、特許文献１〜３には、撮像装置に実装される固体撮像装置が記載されている。

図１９は、特許文献１の固体撮像装置の断面図である。特許文献１の固体撮像装置２００では、配線基板２０１と固体撮像素子２０２とが、金属片２０３によりワイヤボンディングされることによって、互いに電気的に接続される。

図２０は、特許文献２の固体撮像装置の断面図である。特許文献２の固体撮像装置３００は、固体撮像素子３０２の背面（固体撮像素子３０２の受光面とは反対の面）に形成された半田電極（図示せず）により、配線基板３０１と固体撮像素子３０２とが互いに電気的に接続される。

図２１は、特許文献３の固体撮像装置における固体撮像素子の平面図および断面図である。特許文献３の固体撮像装置４００は、固体撮像素子４０２の有効画素領域４０３が透光性部材４０４で覆われている。この有効画素領域４０３が形成された受光面には、ボンディングパッド４０５が形成されている。そして、このボンディングパッド４０５と、配線基板（図示せず）上の端子とがワイヤボンディングされることにより、固体撮像素子４０２と配線基板とが互いに電気的に接続される。特許文献３では、このような固体撮像素子４０２が、ガラスを貼り付けた半導体ウエハを個片化することにより形成される。
特開２００１− ２１９７６号公報（２００１年０１月２６日公開） 特開２００３−３１９２１７号公報（２００３年１１月０７日公開） 特開２００４−２９６４５３号公報（２００４年１０月２１日公開）

しかしながら、従来の固体撮像装置は、固体撮像素子を配線基板に接着または圧着させる必要があるため、配線基板から固体撮像素子を取り外すことが困難である上、配線基板上への固体撮像素子の位置合わせも困難である。また、製造工程も複雑になる。

具体的には、特許文献１では、固体撮像素子２０２が、配線基板２０１と固体撮像素子２０２との間に設けられた素子取り付け板２０４に接着されている。さらに、配線基板２０１と固体撮像素子２０２とが、金属片２０３によりワイヤボンディングされる。このため、配線基板２０１から固体撮像素子２０２を取り外すことが非常に困難となる。

しかも、固体撮像装置２００では、固体撮像素子２０２が接着された素子取り付け板２０４が、ネジ（図示せず）により、レンズケース２０５に固定されている。そして、固定されたときに、弾性体（フィルタ押さえ部材２０６）が、固体撮像素子２０２とローパスフィルタ２０７とを押さえ込んでいる。このため、ネジの締め加減により、配線基板２０１上への固体撮像素子２０２の位置ずれが生じる。また、フィルタ押さえ部材２０６で固体撮像素子２０２を押圧するため、ローパスフィルタ２０７に加え、固体撮像素子２０２を保護する保護ガラス２０８が必要となる。

一方、特許文献２には、固体撮像素子３０２の裏面に半田電極を形成する方法は何ら記載されていない。このような半田電極を形成するには、固体撮像素子３０２を貫通させた電極（貫通電極）を形成するか、あるいは、固体撮像素子３０２の側面に配線を形成することが必要となる。しかし、固体撮像素子３０２の裏面に半田電極を形成するには、非常に複雑な多くの工程が余計に必要になる。このため、生産効率も生産コストも大きくかさむ。

また、特許文献３では、固体撮像素子４０２の受光面上に形成されたボンディングパッド４０５と、配線基板上の端子とがワイヤボンディングされる。さらに、特許文献３では、固体撮像素子４０２を配線基板上に位置合わせしたり、撮像装置に実装したりするためには、ワイヤボンディングを含めて、配線基板上に固体撮像素子４０２をパッケージしなければならない。このため、配線基板から固体撮像素子４０２を取り外すことが非常に困難となる。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることのできる固体撮像装置およびその固体撮像装置を備えた電子機器を提供することにある。

本発明の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、
固体撮像素子と、
固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、
配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、
上記ホルダは、
配線基板に係止されているとともに、
固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、
固体撮像素子と配線基板とが固着されていないことを特徴としている。

本発明の別の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、
固体撮像素子と、
固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、
配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、
上記ホルダは、
配線基板に係止されているとともに、
固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
ホルダが配線基板に係止された状態で、上記接続部がホルダおよび固体撮像素子に接触することにより、上記ホルダを介して、固体撮像素子と配線基板とを電気的に接続するようになっていることを特徴としている。

本発明のさらに別の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、
固体撮像素子と、
固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、
配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、
上記ホルダは、
配線基板に係止されているとともに、
固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、
上記配線基板およびホルダにそれぞれ端子が形成されており、
上記ホルダが配線基板に係止されたときに、配線基板およびホルダの各端子が互いに接触することにより、上記ホルダを介して、固体撮像素子と配線基板とが電気的に接続されるようになっていることを特徴としている。

上記の各発明によれば、ホルダが配線基板に係止されることにより、ホルダは配線基板に固定される。しかも、このような係止状態で、ホルダは、固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を押圧する。これにより、ホルダおよび配線基板の係止と、ホルダの押圧力とによって、固体撮像素子が配線基板上に固定される。従って、配線基板上に固体撮像素子を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダと配線基板との係止は、着脱可能である。このため、配線基板または固体撮像素子に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。

さらに、配線基板にホルダが係止されると、ホルダの配線基板への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダの内部に収容される固体撮像素子の配線基板への位置合わせも可能となる。

このように、上記の発明によれば、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることも可能となる。

なお、ホルダの内部には、受光部を除いて固体撮像素子が収容されているため、受光部への光路は確保される。

また、本発明の固体撮像装置では、配線基板およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていてもよい。

上記の発明によれば、係止フックが係止溝に係合することによって、ホルダと配線基板とを係止するとともに、配線基板とホルダおよび固体撮像素子との位置合わせが可能となる。

また、本発明の固体撮像装置では、固体撮像素子の周囲に配線基板上に半田付けされた台座を備えており、台座およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていてもよい。

上記の発明によれば、係止フックが係止溝に係合することによって、ホルダと配線基板とを係止するとともに、配線基板とホルダおよび固体撮像素子との位置合わせが可能となる。

また、本発明の固体撮像装置では、上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、上記接続部は、ホルダが配線基板に係止された状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触するようになっていることが好ましい。

上記の構成によれば、ホルダが配線基板に係止された状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触する接続部を備えている。これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、接続部を介して、配線基板に送ることができる。

また、本発明の固体撮像装置では、上記接続部は、プローブ端子であってもよい。これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、プローブ端子を介して、配線基板に送ることができる。

また、本発明の固体撮像装置では、上記接続部は、導電性ゴムであってもよい。これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、導電性ゴムを介して、配線基板に送ることができる。

また、本発明の固体撮像装置では、上記配線基板およびホルダにそれぞれ端子が形成されており、上記ホルダが配線基板に係止されたときに、配線基板およびホルダの各端子が互いに接触するようになっていてもよい。

上記の発明によれば、ホルダが配線基板に係止されたときにのみ、配線基板とホルダとが互いに電気的に接続される。つまり、誤った配置状態でホルダが配線基板に実装された場合には、配線基板とホルダとが互いに電気的に接続されなくなる。従って、配線基板とホルダとの位置合わせを確実に行うことができる。

本発明の電子機器は、前記いずれかの固体撮像装置を備えている。それゆえ、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることのできる電子機器を提供することができる。

本発明の固体撮像装置は、配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、上記ホルダは、配線基板に係止されているとともに、固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、固体撮像素子と配線基板とが固着されていない構成である。それゆえ、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることも可能となるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の固体撮像装置の斜視図である。

図１のように、固体撮像装置１００は、配線基板１、固体撮像素子２、ホルダ４、固体撮像素子２と対向配置された透光性蓋部３、を備えている。固体撮像装置１００は、図２のように、固体撮像素子２がホルダ４の内部に収容された構成となっている。また、透光性蓋部３の一部は、ホルダ４の開口４１から露出している。なお、説明の便宜上、配線基板１側（配線基板１に近づく方）を下方、透光性蓋部３側（配線基板１から離れる方）を上方とする。

具体的には、配線基板１は、固体撮像素子２の電気信号を取り出すものであり、図示しないパターニングされた配線を有する基板である。つまり、配線基板１と固体撮像素子２とは、この配線によって電気的に接続される。後述のように、固体撮像素子２の電気信号は、ホルダ４を介して、配線基板１に流れるようになっている。配線基板１は、例えば、プリント基板，またはセラミック基板などである。なお、配線基板１の裏面には、外部接続用の電極（図示せず）が形成されている。

固体撮像素子２は、配線基板１の中央部に配置されており、半導体回路が形成された半導体基板（例えばシリコン単結晶基板）が平面視矩形形状に形成されたものである。固体撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサ、ＶＭＩＳイメージセンサ（Threshold Voltage Modulation Image Sensor）である。固体撮像素子２には、複数の受光素子（画素）がマトリクス状に配置された受光部２１が形成されている。受光部２１は、固体撮像素子２における有効画素領域（撮像面）である。受光部２１は、固体撮像素子２の主面（表面）の中央部に、平面視矩形形状に形成されている。また、受光素子は、受光部２１に結像された被写体像（透光性蓋部３を透過した光）を電気信号に変換する。なお、後述のように、固体撮像素子２の配線基板１への実装には、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着はなされていない。

透光性蓋部３は、固体撮像素子２の受光部２１が形成された面に、受光部２１と対向して配置されている。つまり、透光性蓋部３は、受光部２１を覆うように設けられる。図３は、固体撮像装置１００における、固体撮像素子２および透光性蓋部３を示す側面図であり、図４は同じく断面図である。図３および図４のように、透光性蓋部３は、受光部２１の周囲に形成された接着部５により、固体撮像素子２上に接着される。透光性蓋部３は、受光部２１との間に、間隔（隙間・空隙）Ｓが形成されるように設けられている。接着部５は、受光部２１の周囲全域に形成されているため、この間隔Ｓは密閉空間となる。これにより、受光部２１への湿気の浸入および塵埃の浸入や付着等を防止することができ、受光部２１での不良の発生を防ぐことができる。透光性蓋部３は、透光性を有するガラスや樹脂などの透光性部材から構成されている。なお、透光性蓋部３には、固体撮像素子２に入射する赤外線をカットする赤外線カットフィルタ等の光学フィルタが形成されていてもよい。これにより、透光性蓋部３が、外部からの赤外線を遮断する機能を備えるようになる。

なお、接着部５は、例えば、シート状の接着剤を貼着し、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理をすることにより、パターンニングされて形成される。このようにフォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部５のパターンニングを高精度に行うことができる。また、シート状の接着剤を用いれば、接着部５の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部３を受光部２１に対して高精度に接着することができる。

ホルダ４は、配線基板１上に係止されており、内部に固体撮像素子２を収容するものである。また、ホルダ４は、図示しない導電性の配線を有しており、配線基板１と固体撮像素子２との電気導通を行う役割を担っている。ホルダ４の上面の中央部には、開口４１が形成されている。この開口４１のサイズは、固体撮像素子２の受光部２１の面積よりも大きく、かつ、透光性蓋部３の上面（表面）の面積よりも小さくなっている。これにより、ホルダ４が、透光性蓋部３の外縁部を下方へ押さえ込む。つまり、ホルダ４は、受光部２１に対して垂直（図１の一点鎖線で示す光軸に対して平行）に、透光性蓋部３の上面を押さえ込んでいる。このように、ホルダ４は、透光性蓋部３の上面を、鉛直下向きに付勢する。

さらに、ホルダ４は、配線基板１に係止された状態で、透光性蓋部３の外縁部（表面の周囲および側面）に当接する。また、このとき、開口４１内に、固体撮像素子２の受光部２１が配置される。これにより、ホルダ４の透光性蓋部３に対する位置合わせが可能となる。しかも、このようにホルダ４が配線基板１に係止された状態で透光性蓋部３へ位置合わせされれば、固体撮像素子２の配線基板１上への位置合わせも可能となる。なお、開口４１内に、固体撮像素子２の受光部２１が配置されているため、透光性蓋部３から受光部２１までの光路は確保されている。つまり、ホルダ４は、固体撮像素子２の受光部２１までの光路を避けて、配線基板１上に設けられている。ホルダ４と配線基板１との係止構造については後述する。

なお、配線基板１上には、固体撮像装置１００を駆動するための各種電子部品（図示せず）が搭載されていてもよい。このような電子部品は、例えば、固体撮像素子２の信号処理を行う信号処理回路である。具体的には、この信号処理回路は、固体撮像素子２の動作を制御し、固体撮像素子２から出力された信号を適宜処理して必要な信号を生成する制御部（画像処理装置）として機能する。例えば、信号処理回路は、受光部２１の受光素子により変換された電気信号を増幅処理し、その電気信号をアナログ信号として出力する増幅回路部（アナログ信号回路部）、そのアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換処理回路部、固体撮像素子２の動作を制御するＤＳＰ（digital signal processor）、プログラムに従って各種演算処理を行うＣＰＵ，そのプログラムを格納するＲＯＭ，各処理過程のデータ等を格納するＲＡＭなどの電子部品を備えている。この電子部品には、抵抗やコンデンサも含まれる。

このような固体撮像装置１００は、図示しないレンズを介して取り込まれた外部からの光を、透光性蓋部３を通して固体撮像素子２の内部に取り込み、固体撮像素子２の受光部２１に配置された受光素子によりイメージ画像を受光する。固体撮像装置１００は、受光部２１および透光性蓋部３の間が中空となっているため、透光性蓋部３を透過した外部からの光は、そのまま受光部２１へ入射されることになり、光路途中での光損失を生じることがない。

このように、固体撮像装置１００では、ホルダ４が配線基板１に係止されることにより、ホルダ４は配線基板１に固定される。しかも、このような係止状態で、ホルダ４は、固体撮像素子２の受光面（受光部２１）に対して垂直に、透光性蓋部３を押圧する。これにより、ホルダ４および配線基板１の係止と、ホルダ４の押圧力とによって、固体撮像素子２が配線基板１上に固定される。従って、配線基板１上に固体撮像素子２を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。

しかも、ホルダ４と配線基板１との係止は、着脱可能である。このため、配線基板１または固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。

さらに、配線基板１にホルダ４が係止されると、ホルダ４の配線基板１への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダ４の内部に収容される固体撮像素子２の配線基板１への位置合わせも可能となる。

このように、本実施形態の固体撮像装置１００では、接着や圧着をせずに、固体撮像素子２を配線基板１上に固定できるとともに、配線基板１に対する固体撮像素子２の位置合わせも可能となる。

ここで、配線基板１とホルダ４との係止構造について説明する。図５〜図７は、配線基板１とホルダ４との係止構造を示す断面図である。これらの図のように、配線基板１とホルダ４との係止は、例えば、配線基板１およびホルダ４の一方に形成された係止爪と、他方に形成された係止爪が係合される係止溝とによって実現することができる。また、このような係止構造により、配線基板１とホルダ４との位置合わせが可能となる。

具体的には、図５の構成では、ホルダ４の底面に係止用の係止爪４２が形成されており、配線基板１に係止爪（フック）４２を係合する係止溝１１が形成されている。これにより、係止爪４２が係止溝１１に引っ掛り、係止爪４２と係止溝１１とが互いに係合する。そして、この係合によって、配線基板１上の特定の位置にホルダ４が固定される。つまり、配線基板１上に位置合わせされた状態で、ホルダ４が配線基板１上に固定される。このような係止状態で、ホルダ４は、透光性蓋部３の上面を下方（固体撮像素子２側）へ、付勢する。これにより、固体撮像素子２も配線基板１に位置合わせされた状態で、固定（固着）されることになる。従って、固体撮像装置１００では、配線基板１に固体撮像素子２を実装するために、接着剤および圧着などが不要となる。しかも、配線基板１とホルダ４とが係止構造であるため、容易に着脱することができる。このため、配線基板１または固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。なお、係止爪４２は、例えば、金型を用いた樹脂成型により、ホルダ４と同時に形成することができる。図５の構成は最もシンプルであり、製造が容易である。

図６の構成は、図５の係止溝１１と係止爪４２との関係が逆になっている。すなわち、図６の構成では、配線基板１に係止用の係止爪１２が形成されており、ホルダ４の底面に係止爪１２を係合する係止溝４３が形成されている。このような構成でも、図５の構成と同様の効果を得ることができる。なお、係止爪１２は、樹脂成型等により形成し、配線基板１上に嵌め込むことにより実現できる。図６の構成は、配線基板１に係止溝１１を形成できない場合（例えば、スペースがない、強度が保てないなど）に有効である。

一方、図７は、図６のように配線基板１上に係止爪１２が形成されるのではなく、係止爪７が形成された台座８を備えた構成である。この係止爪７は、ホルダ４に形成された係止溝４３に係合する。この台座８は、配線基板１上の固体撮像素子２の周囲を囲む枠体であり、台座８の内側に固体撮像素子２が配置される。また、台座８の裏面（配線基板１との接触面）には、図示しない金属端子が形成されている。そして、台座８の裏面と配線基板１とが半田付けにより面実装されている。このような構成でも、図５の構成と同様の効果を得ることができる。図７の構成は、配線基板１に半田付けにより台座８が面実装されている。このため、配線基板１上に他の面実装部品がある場合に有効である。また、配線基板１の配線パターンの設計自由度も高くなり、配線基板１の単価を安くすることができる。なお。台座８の構成については後述する。

次に、固体撮像装置１００における、配線基板１と固体撮像素子２との電気的な接続について説明する。固体撮像装置１００では、固体撮像素子２の電気信号を配線基板１に取り出す方法は、特に限定されるものではない。例えば、固体撮像素子２の電気信号を、直接、配線基板１に取り出してもよいし、ホルダ４を経由して配線基板１に取り出しても良い。図８〜図９は、固体撮像素子２とホルダ４との電気的な接続例を示す断面図である。これらの構成では、ホルダ４および固体撮像素子２の一方に、ホルダ４と固体撮像素子２とを互いに電気的に接続する接続部を備えている。そして、この接続部は、ホルダ４が配線基板１に係止された状態で、ホルダ４および固体撮像素子２に接触するようになっている。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、接続部を介して、配線基板１に送ることができる。

具体的には、図８の構成は、上記接続部として、プローブ端子４４を用いた例を示している。すなわち、図８では、ホルダ４の内側面に、プローブ端子４４が形成されている。このプローブ端子４４は、ホルダ４が配線基板１に係止された状態で、固体撮像素子２に形成された電極端子（図示せず）と接触する。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、プローブ端子４４を介して、配線基板１に送ることができる。

プローブ端子４４を用いた場合、プローブ（針）の先端に圧力が集中する。このため、この圧力が、プローブ端子４４と、固体撮像素子２上に形成された電極端子（パッド端子）との接触のために、適度に作用する。しかも、この接触の際、プローブ端子４４の先が、固体撮像素子２の電極端子に引っ掻き傷をつける。これにより、固体撮像素子２の電極端子の表面の酸化された部分およびその他汚れがついた部分が、削り取られる。このため、プローブ端子４４と固体撮像素子２の電極端子との接触状態が、常に良好となる。従って、プローブ端子４４を介して、固体撮像素子２と配線基板１とを確実に接続することができる。

一方、図９の構成は、上記接続部として、導電性ゴム２２を用いた例を示している。すなわち、図９では、固体撮像素子２上の接着部６の外側（周囲）に、導電性ゴム２２が形成されている。ここで、導電性ゴム２２は、図９に要部が示されているように、ゴム（エラストマ）からなる樹脂部２２ａと、複数本の銅線からなる導電部２２ｂとからなっている。この導電部２２ｂは、一方向（上下方向）にのみ導通するようになっている。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、導電性ゴム２２を介して、配線基板１に送ることができる。しかも、導電部２２ｂには複数本の銅線が形成されているため、固体撮像素子２およびホルダ４の各々に電気接続のために形成された端子（図示せず）に厳密に一致させて導電性ゴム２２を配置しなくても、固体撮像素子２とホルダ４との導通が可能となる。さらに、導電性ゴム２２は弾性力を有するため、仮に、ホルダ４が透光性蓋部３を押さえ込みすぎたとしても、導電性ゴム２２がクッションとして機能する。従って、透光性蓋部３が割れるのを確実に防ぐことができる。

なお、図８および図９では、配線基板１とホルダ４との係止状態が図５の構成となっているが、図６または図７の構成であってもよい。

次に、固体撮像装置１００における、配線基板１とホルダ４との電気的な接続について説明する。図１０〜図１２は、配線基板１とホルダ４との電気的な接続例を示す断面図である。これらの構成では、配線基板１およびホルダ４にそれぞれ端子が形成されており、ホルダ４が配線基板１に係止されたときに、配線基板１およびホルダ４の各端子が互いに接触するようになっている。これにより、ホルダ４が配線基板１に係止されたときにのみ、配線基板１とホルダ４とが互いに電気的に接続される。つまり、誤った配置状態でホルダ４が配線基板１に実装された場合には、配線基板１とホルダ４とが互いに電気的に接続されなくなる。従って、配線基板１とホルダ４との位置合わせを確実に行うことができる。

具体的には、図１０の構成では、ホルダ４にピン端子４５が底面から突出して形成されている。一方、配線基板１にはこのピン端子４５が挿入される貫通孔１３が形成されている。また、貫通孔１３が形成された配線基板１の内側面には、プローブ１４が形成されている。そして、ホルダ４が配線基板１に係止されると、ピン端子４５が貫通孔１３に挿入され、ピン端子４５とプローブ１４とが互いに接触する。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。

一方、図１１の構成では、ホルダ４に、バネ端子４６が底面から突出して形成されている。このバネ端子４６は、負荷がかかると、内部に引っ込む。一方、配線基板１上に、平坦な端子１５が形成されている。そして、ホルダ４が配線基板１に係止されると、バネ端子４６が配線基板１上の端子１５に接触する。このとき、バネ端子４６には、配線基板１から離れる方向の力が作用するため、バネ端子４６はホルダ４の内部に引っ込む。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。

また、図１２の構成では、図１１の構成におけるバネ端子４６が、プローブ端子４７となっている。このプローブ端子４７も、プローブ端子４４と同様に、プローブ（針）の先端に圧力が集中する。このため、この圧力が、プローブ端子４７と、配線基板１上に形成された端子１５との接触のために、適度に作用する。しかも、この接触の際、プローブ端子４７の先が、配線基板１の端子１５に引っ掻き傷をつける。これにより、配線基板１の端子１５の表面の酸化された部分およびその他汚れがついた部分が、削り取られる。このため、プローブ端子４７と配線基板１端子１５との接触状態が、常に良好となる。従って、プローブ端子４７を介して、配線基板１とホルダ４とを確実に接続することができる。

なお、図１１および１２のように、配線基板１に平坦な端子１５を形成すれば、図１０の構成のように、配線基板１に貫通孔１３を形成する必要がない。このため、配線基板１の構成を簡素化することができる。また、図１０〜図１２における、配線基板１とホルダ４との係止状態は、図５〜図７のいずれの構成であってもよい。

本実施形態の固体撮像装置１００は、このような図５〜図１２の構成を適宜組み合わせて、固体撮像素子２の電気信号を、ホルダ４を介して、配線基板１へ送ることができる。図１３および図１６は、このような組合せの一例を示す断面図である。

図１３は、図５，図９，および図１０の構成を組み合わせた固体撮像装置１０１である。図１３の固体撮像装置１０１では、配線基板１およびホルダ４は、例えば、図１４および１５のような構成となっている。図１４は、図１３の固体撮像装置１０１における配線基板１の上面図（ホルダ４との対向面の図）である。図１５は、図１３の固体撮像装置１０１におけるホルダ４の裏面図（配線基板１との対向面の図）である。図１４のように、配線基板１の周縁部には、係止溝１１、貫通孔１３およびプローブ１４が形成されている。一方、ホルダ４には、配線基板１の係止溝１１に対応する位置に係止爪４２が形成されており、貫通孔１３およびプローブ１４に対応する位置にピン端子４５が形成されている。これにより、配線基板１にホルダ４を設置すると、係止爪４２と係止溝１１とが互いに係合する。さらに、このとき、ピン端子４５が貫通孔１３に挿入され、ピン端子４５とプローブ１４とが互いに接触する。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。

なお、図１４のように、各ピン端子４５の形成領域の内側には、端子４９が形成されている。この端子４９には、配線基板１にホルダ４を設置したときに、上述の導電性ゴム２２が接触するようになっている。また、各ピン端子４５および端子４９は、配線５０によって、接続されている。

このような構成により、固体撮像素子２の電気信号は、導電性ゴム２２、端子４９、ピン端子４５の順に、配線基板１まで送ることができる。

一方、図１６は、図７の台座８に、図８，および図１１の構成を組み合わせた固体撮像装置１０２である。図１７は、図１６の固体撮像装置１０２における配線基板１および台座８の上面図である。なお、固体撮像装置１０２では、図１５のホルダ４の係止爪４２が係止溝４３となり、ピン端子４５がバネ端子４６となる以外は、ホルダ４の構成は同様であるため図を省略する。

図１７のように、台座８には、係止爪７および端子１５が形成されている。一方、ホルダ４には、台座８の係止爪７に対応する位置に係止溝４３（図７参照）が形成されており、台座８の端子１５に対応する位置にバネ端子４６（図１１参照）が形成されている。これにより、台座８にホルダ４を設置すると、係止爪７と係止溝４３とが互いに係合する。さらに、このとき、バネ端子４６が端子１５に接触する。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。

このようにして、固体撮像装置１０１・１０２では、固体撮像素子２の電気信号を、ホルダ４を介して、配線基板１に送ることができる。なお、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。

また、上述の例では、透光性蓋部３の側面は、平坦であった。しかし、図１８のように、透光性蓋部３の側面に溝３１が形成されており、ホルダ４が配線基板１に係止されたときにこの溝３１に係止される突起４８が形成された構成とすることもできる。これにより、配線基板１に対するホルダ４および固体撮像素子２の位置合わせを高精度に行うことができる。

本発明の固体撮像装置は、カメラ付き携帯電話，ディジタルスチルカメラ，ビデオカメラ，セキュリティカメラなどの撮影可能な電子機器に好適である。上述のような構成によって、電子機器の撮像部に、確実に固体撮像装置を装着および固定することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティ用カメラなど、固体撮像装置を備えた各種電子機器に適用することができる。

本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の固体撮像装置の斜視図である。 図１の固体撮像装置における、固体撮像素子および透光性蓋部を示す側面図である。 図１の固体撮像装置における、固体撮像素子および透光性蓋部を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの係止構造を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの係止構造を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの係止構造を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、固体撮像素子とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、固体撮像素子とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図１の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 本発明における別の固体撮像装置の構成を示す側面図および断面図である。 図１３の固体撮像装置における配線基板の上面図である。 図１３の固体撮像装置におけるホルダの裏面図である。 本発明における別の固体撮像装置の構成を示す側面図および断面図である。 図１６の固体撮像装置における配線基板および台座の上面図である。 本発明の固体撮像装置において透光性蓋部の側面に形成された溝とホルダに形成された突起とが係止される構成を示す断面図である。 特許文献１の固体撮像装置の断面図である。 特許文献２の固体撮像装置の断面図である。 特許文献３の固体撮像装置の平面図および断面図である。

１ 配線基板
２ 固体撮像素子
３ 透光性蓋部
４ ホルダ
７ 係止爪
８ 台座
１１ 係止溝
１２ 係止爪
１３ 貫通孔
１４ プローブ
１５ 端子
２１ 受光部
２２ 導電性ゴム
２２ａ 樹脂部
２２ｂ 導電部
４１ 開口
４２ 係止爪
４３ 係止溝
４４ プローブ端子
４５ ピン端子
４６ バネ端子
４７ プローブ端子
４８ 突起
１００，１０１，１０２ 固体撮像装置
Ｓ 間隔

Claims (10)

1. 固体撮像素子と、
   固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
   固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、
   配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、
   上記ホルダは、
   配線基板に係止されているとともに、
   固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、
   固体撮像素子と配線基板とが固着されていないことを特徴とする固体撮像装置。
2. 固体撮像素子と、
   固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
   固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、
   配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、
   上記ホルダは、
   配線基板に係止されているとともに、
   固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、
   上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
   ホルダが配線基板に係止された状態で、上記接続部がホルダおよび固体撮像素子に接触することにより、上記ホルダを介して、固体撮像素子と配線基板とを電気的に接続するようになっていることを特徴とする固体撮像装置。
3. 固体撮像素子と、
   固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
   固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、
   配線基板上に、受光部を除いて固体撮像素子を内部に収容するホルダを備え、
   上記ホルダは、
   配線基板に係止されているとともに、
   固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込むことにより、固体撮像素子を配線基板上に固定しており、
   上記配線基板およびホルダにそれぞれ端子が形成されており、
   上記ホルダが配線基板に係止されたときに、配線基板およびホルダの各端子が互いに接触することにより、上記ホルダを介して、固体撮像素子と配線基板とが電気的に接続されるようになっていることを特徴とする固体撮像装置。
4. 上記配線基板およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
5. 上記固体撮像素子の周囲に、配線基板上に半田付けされた台座を備えており、
   上記台座およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
6. 上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
   ホルダが配線基板に係止された状態で、上記接続部がホルダおよび固体撮像素子に接触することにより、上記ホルダを介して、固体撮像素子と配線基板とを電気的に接続するようになっていることを特徴とする請求項１または３に記載の固体撮像装置。
7. 上記接続部は、プローブ端子であることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 上記接続部は、導電性ゴムであることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
9. 上記配線基板およびホルダにそれぞれ端子が形成されており、
   上記ホルダが配線基板に係止されたときに、配線基板およびホルダの各端子が互いに接触することにより、上記ホルダを介して、固体撮像素子と配線基板とが電気的に接続されるようになっ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。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。

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