JP5460356B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、CCD(Charge Coupled Device)型またはCMOS(Complementary Metal
Oxide Semiconductor)型等の撮像素子を用いた撮像装置に関するものである。
The present invention relates to a CCD (Charge Coupled Device) type or a CMOS (Complementary Metal).
The present invention relates to an imaging device using an imaging device such as an Oxide Semiconductor) type.
従来から、CCD型またはCMOS型等の撮像素子を配線基板に搭載した、デジタルカメラや光学センサ等に用いられる撮像装置が知られている。このような撮像装置は、例えば、配線基板上に撮像素子を実装するとともに、レンズ固定部材によって撮像素子の上にレンズが配置されて、レンズおよびレンズ固定部材によって撮像素子が封止されているものである。そして、このような撮像装置は、配線基板に搭載された撮像素子の受光部に入力された光(画像)を撮像素子によって電気信号に変換し、ボンディングワイヤ等の電気的接続部材および配線基板の配線導体および外部端子を介してデジタルカメラ内の外部回路等に出力するものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging apparatus used for a digital camera, an optical sensor, or the like, in which an imaging element such as a CCD type or a CMOS type is mounted on a wiring board is known. In such an imaging apparatus, for example, an imaging element is mounted on a wiring board, a lens is disposed on the imaging element by a lens fixing member, and the imaging element is sealed by the lens and the lens fixing member. It is. And such an imaging device converts the light (image) input into the light-receiving part of the image pick-up element mounted in the wiring board into an electrical signal by the image pick-up element, and connects the electrical connection members such as bonding wires and the wiring board. The signal is output to an external circuit or the like in the digital camera via a wiring conductor and an external terminal.
このような撮像装置に用いる配線基板は、セラミックスや樹脂等の絶縁体からなる絶縁基板に金属等の導体からなる配線を形成したものを用いて作製されており、例えば、絶縁基板がセラミックスからなる場合であれば、所定形状に形成された複数枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成し、表面や内部にタングステンやモリブデン等の金属粉末を用いたメタライズ導体から成る配線導体を配設して、これを焼成することによって作製される。 A wiring board used in such an imaging device is manufactured using an insulating board made of an insulator such as ceramics or resin and formed with a wiring made of a conductor such as a metal. For example, the insulating board is made of ceramic. In some cases, a plurality of ceramic green sheets formed in a predetermined shape are laminated to form a laminate, and a wiring conductor made of a metallized conductor using metal powder such as tungsten or molybdenum is disposed on the surface or inside. And it is produced by baking this.
そして、このような配線基板に撮像素子を搭載するとともに、撮像素子の各電極を半田やボンディングワイヤ等の電気的接続部材を介して対応する各配線導体に電気的に接続し、レンズを備えた金属やセラミックス,ガラスまたは樹脂等からなる蓋体を、撮像素子の上方にレンズが位置するように配置するとともに撮像素子の受光部を覆うように配線基板の上面に接合して撮像素子を封止することによって撮像装置が作製される。蓋体は、例えば、樹脂等の接合材によって配線基板の上面に接合される(例えば、特許文献1を参照。)。 And while mounting an image pick-up element on such a wiring board, each electrode of an image pick-up element was electrically connected to each corresponding wiring conductor via electrical connection members, such as solder and a bonding wire, and provided with a lens. A lid made of metal, ceramics, glass, resin, or the like is placed so that the lens is positioned above the image sensor and is bonded to the upper surface of the wiring board so as to cover the light receiving portion of the image sensor to seal the image sensor By doing so, an imaging device is manufactured. The lid body is bonded to the upper surface of the wiring board by a bonding material such as resin (see, for example, Patent Document 1).
また、撮像装置において、多機能化のためにオートフォーカス機能を持たせたものがあり、レンズと撮像素子との距離を調整するためのアクチュエータとしてステッピングモーターやリニアモーター、また逆圧電効果を利用したピエゾドライブなどが知られている。このようなオートフォーカス機能付きのカメラにおいては、小型化のためにアクチュエータと蓋体とを一体化して、アクチュエータ用の配線導体を蓋体内部に配置して、ソケット等を用いずに、蓋体および配線基板のそれぞれの内部に形成された配線導体をそれぞれの表面に露出させ、配線導体同士を導電性樹脂からなる接合材によって接合することによって、アクチュエータと外部回路基板とを電気的に接続するものが知られている(例えば、特許文献2を参照。)。 In addition, some imaging devices have an autofocus function for multi-functionality, and stepping motors, linear motors, and reverse piezoelectric effects are used as actuators to adjust the distance between the lens and the imaging device. Piezo drives are known. In such a camera with an autofocus function, the actuator and the lid are integrated for miniaturization, and the wiring conductor for the actuator is arranged inside the lid, so that the lid can be used without using a socket or the like. The wiring conductors formed inside each of the wiring boards are exposed on the respective surfaces, and the wiring conductors are joined to each other with a joining material made of a conductive resin, thereby electrically connecting the actuator and the external circuit board. There are known ones (see, for example, Patent Document 2).
また、近年、小型化のために蓋体にも小型電子部品を搭載することが求められており、上記のオートフォーカス機能付きのカメラにおけるアクチュエータと同様に、小型電子部品と電気的に接続するために、蓋体および配線基板のそれぞれの内部に形成された配線導体を表面に露出させて、それらを導電性樹脂からなる接合材によって接合することで外部と電気的に接続することが考えられる。 In recent years, there has been a demand for mounting a small electronic component on the lid for miniaturization, and in order to electrically connect the small electronic component in the same manner as the actuator in the camera with the autofocus function described above. In addition, it is conceivable that the wiring conductors formed inside the lid and the wiring board are exposed on the surface and are electrically connected to the outside by bonding them with a bonding material made of a conductive resin.
しかしながら、近年、撮像装置には小型化および高機能化が求められてきている。これに対応して、撮像装置の小型化が進んでいるが、例えば、高機能化に伴って大きくなった撮像素子を搭載する場合には、撮像素子を搭載する領域として一定の大きさが必要とされている。 However, in recent years, there has been a demand for downsizing and high functionality of imaging devices. Corresponding to this, downsizing of imaging devices is progressing. However, for example, when mounting an imaging device that has become larger with higher functionality, a certain size is required as a region for mounting the imaging device. It is said that.
このように、撮像素子を搭載する領域が一定の大きさを有した上で撮像装置を小型化するために、配線基板と蓋体とを接合する蓋体接合領域の面積を小さくすることが求められていた。このために、蓋体接合領域の幅を狭くして面積を小さくすると、配線基板と蓋体とを接合材により接合する面積が小さくなるので、配線基板と接合材との接合も弱くなり、配線基板から接合材が剥離して、蓋体が配線基板から剥離してしまいやすいという問題があった。 As described above, in order to reduce the size of the image pickup apparatus while the area where the image pickup element is mounted has a certain size, it is required to reduce the area of the lid bonding area where the wiring board and the lid are bonded. It was done. For this reason, if the width of the lid bonding area is reduced to reduce the area, the area where the wiring board and the lid are bonded with the bonding material is reduced, so that the bonding between the wiring board and the bonding material is weakened, and the wiring There was a problem that the bonding material was peeled off from the substrate and the lid body was easily peeled off from the wiring board.
また、配線導体を腐食等から保護する目的で配線基板の表面に露出した配線導体にAuめっき等の金属の薄膜を形成して接続電極とすることが従来から行なわれているが、配線基板の表面に比べてAuめっき等が施された接続電極の表面の表面粗さが小さいため、配線基板と蓋体とを絶縁性樹脂からなる接合材によって接合している部分に比べて、接合強度が弱く、接続電極と導電性樹脂との接合面の剥離を起点として配線基板から接合材が剥離してしまいやすいという問題があった。 Further, in order to protect the wiring conductor from corrosion or the like, a metal thin film such as Au plating is formed on the wiring conductor exposed on the surface of the wiring board to form a connection electrode. Since the surface roughness of the surface of the connection electrode subjected to Au plating or the like is smaller than that of the surface, the bonding strength is higher than that of the portion where the wiring board and the lid are bonded by a bonding material made of an insulating resin. There was a problem that the bonding material was easily peeled off from the wiring board starting from peeling of the bonding surface between the connection electrode and the conductive resin.
そして、接合材が配線基板から剥離することで蓋体が剥離してしまうと、空隙から侵入したダストにより撮像素子の撮像面に影を生じることとなり、良好に撮像することができなくなり、撮像素子を封止して外部環境から保護するという目的も果たすことができなくなる。 Then, if the lid is peeled off due to the bonding material being peeled off from the wiring board, the dust that has entered from the air gap will cause a shadow on the image pickup surface of the image pickup device, making it impossible to take a good image. The purpose of sealing and protecting from the external environment cannot be achieved.
また、導電性樹脂からなる接合材は蓋体に設けられた配線導体と配線基板に設けられた接続電極とを電気的に接続しているので、接合材の全てが完全に剥離しなかったとしても、導電性樹脂からなる接合材の部分が剥離してしまうと、配線導体と接続電極とが電気的に接続できなくなるので撮像装置として機能しなくなる。 In addition, since the bonding material made of conductive resin electrically connects the wiring conductor provided on the lid and the connection electrode provided on the wiring board, all of the bonding material was not completely peeled off. However, if the portion of the bonding material made of the conductive resin is peeled off, the wiring conductor and the connection electrode cannot be electrically connected, so that the imaging device does not function.
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、蓋体を強固に接合された撮像装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an imaging apparatus in which a lid is firmly joined.
本発明の撮像装置は、下面または側面の少なくとも一方に外部端子が形成され、内部に一端が前記外部端子に電気的に接続されて他端が上面に露出された第1配線導体が形成された配線基板と、該配線基板の上面に実装された撮像素子と、前記配線基板の上面の前記撮像素子の周囲を取り囲む蓋体接合領域に形成され、前記第1配線導体に電気的に接続された接続電極と、レンズならびに、該レンズをその光軸に沿った方向に動かすための駆動装置および電子部品の少なくとも一方を備え、内部に前記撮像素子を収納するように前記蓋体接合領域に枠状の下面が接合された箱状の蓋体と、前記駆動装置または前記電子部品に接続されて前記蓋体の下面に引き出された第2配線導体と、前記配線基板の前記蓋体接合領域と前記蓋体の前記下面との間に配置され、前記接続電極と前記第2配線導体とを電気的に接続する導電性樹脂からなる第1接合材と、前記蓋体と前記配線基板とを接合する絶縁性樹脂からなる第2接合材とを備えた撮像装置であって、前記接続電極および前記配線基板に、前記接続電極を貫通して前記配線基板の厚み方向の途中まで達する穴が形成さ
れており、該穴は前記第1接合材で充填されていることを特徴とするものである。
In the imaging device of the present invention, an external terminal is formed on at least one of the lower surface or the side surface, and a first wiring conductor having one end electrically connected to the external terminal and the other end exposed on the upper surface is formed inside. A wiring board, an image sensor mounted on the upper surface of the wiring board, and a lid joint region surrounding the periphery of the image sensor on the upper surface of the wiring board and electrically connected to the first wiring conductor A connection electrode, a lens, and a drive device for moving the lens in a direction along its optical axis and an electronic component, and a frame-like shape in the lid joint region so as to accommodate the imaging device therein A box-shaped lid joined to the lower surface of the lid, a second wiring conductor connected to the driving device or the electronic component and drawn to the lower surface of the lid, the lid joined region of the wiring board, and the The lower surface of the lid and A first bonding material that is disposed between and electrically connects the connection electrode and the second wiring conductor; and a second bonding material that is formed of an insulating resin that bonds the lid and the wiring board. In the imaging device including a bonding material, a hole is formed in the connection electrode and the wiring board so as to pass through the connection electrode and reach a middle in a thickness direction of the wiring board. It is characterized by being filled with one bonding material.
本発明の撮像装置は、上記構成において、前記穴は開口よりも底面の方が大きいことを特徴とするものである。 The imaging device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the hole has a larger bottom surface than an opening.
本発明の撮像装置は、上記構成において、前記穴は前記開口から前記底面に向かって徐々に大きくなっていることを特徴とするものである。 The image pickup apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the hole gradually increases from the opening toward the bottom surface.
本発明の撮像装置によれば、下面または側面の少なくとも一方に外部端子が形成され、内部に一端が外部端子に電気的に接続されて他端が上面に露出された第1配線導体が形成された配線基板と、配線基板の上面に実装された撮像素子と、配線基板の上面の撮像素子の周囲を取り囲む蓋体接合領域に形成され、第1配線導体に電気的に接続された接続電極と、レンズならびに、レンズをその光軸に沿った方向に動かすための駆動装置および電子部品の少なくとも一方を備え、内部に撮像素子を収納するように蓋体接合領域に枠状の下面が接合された箱状の蓋体と、駆動装置または電子部品に接続されて蓋体の下面に引き出された第2配線導体と、配線基板の蓋体接合領域と蓋体の下面との間に配置され、接続電極と第2配線導体とを電気的に接続する導電性樹脂からなる第1接合材と、蓋体と配線基板とを接合する絶縁性樹脂からなる第2接合材とを備えた撮像装置であって、接続電極および配線基板に、接続電極を貫通して配線基板の厚み方向の途中まで達する穴が形成されており、穴は第1接合材で充填されていることから、接続電極と第1接合材との接合強度が大きくなるので、接続電極と第1接合材とが剥離することを低減することができ、第1接合材および第2接合材が配線基板から剥離して、蓋体が配線基板から剥離することを低減することができる。そして、蓋体と配線基板との間に空隙が生じることを低減できるので、ダストが侵入することや、第1配線導体と接続電極とが断線することを防ぐことができる。従って、撮像素子を封止して外部環境から保護することによって良好に撮像することができる撮像装置とすることができる。 According to the imaging apparatus of the present invention, the external terminal is formed on at least one of the lower surface or the side surface, and the first wiring conductor is formed in which one end is electrically connected to the external terminal and the other end is exposed on the upper surface. A wiring board, an imaging element mounted on the upper surface of the wiring board, a connection electrode formed in a lid bonding region surrounding the periphery of the imaging element on the upper surface of the wiring board, and electrically connected to the first wiring conductor; And a lens, and at least one of a driving device for moving the lens in the direction along the optical axis and an electronic component, and a frame-shaped lower surface is bonded to the lid bonding region so as to house the image sensor inside The box-shaped lid, the second wiring conductor connected to the driving device or the electronic component and drawn to the lower surface of the lid, and disposed between the lid bonding area of the wiring board and the lower surface of the lid Electrically connect the electrode and the second wiring conductor An imaging apparatus including a first bonding material made of conductive resin and a second bonding material made of insulating resin for bonding the lid and the wiring board, wherein the connection electrode and the wiring board are connected to the connection electrode. Since the hole reaching the middle of the thickness direction of the wiring board is formed through the hole, and the hole is filled with the first bonding material, the bonding strength between the connection electrode and the first bonding material is increased. Peeling of the connection electrode and the first bonding material can be reduced, and the first bonding material and the second bonding material can be peeled off from the wiring board, and the lid can be peeled off from the wiring board. it can. And since it can reduce that a space | gap arises between a cover body and a wiring board, it can prevent that dust penetrate | invades and a 1st wiring conductor and a connection electrode disconnect. Therefore, it is possible to obtain an image pickup apparatus that can take a good image by sealing the image pickup element and protecting it from the external environment.
また、本発明の撮像装置は、上記構成において、穴は開口よりも底面の方が大きい場合には、配線基板と蓋体とを接合材を介して接合した際に、穴を第1接合材で充填して第1接合材を硬化すると、硬化した第1接合材が穴に引っかかり、抜けにくくなるので、蓋体を引き剥がそうとする力が加わっても、接合材が接続電極から剥離して蓋体が剥がれる可能性をより効果的に低減することができる。 In addition, in the above-described configuration, when the hole has a larger bottom surface than the opening, the imaging device according to the present invention is configured such that when the wiring substrate and the lid are joined via the joining material, the hole is the first joining material. When the first bonding material is cured by filling with, the hardened first bonding material is caught in the hole and is difficult to come off, so that the bonding material is peeled off from the connection electrode even if a force to peel off the lid is applied. Thus, the possibility that the lid body is peeled off can be more effectively reduced.
また、本発明の撮像装置は、上記構成において、穴は開口から底面に向かって徐々に大きくなっている場合には、配線基板と蓋体とを接合材を介して接合した際に、穴の内壁面に角がないことから、第1接合材が穴内に隙間なく充填されやすいので、第1接合材を良好に充填して接続電極との接合面積を広くして硬化後の第1接合材が穴に引っかかる部分を十分確保することができ、第1接合材が接続電極から剥離して蓋体が剥がれる可能性をより効果的に低減することができる。 In the imaging device of the present invention, in the above configuration, when the hole is gradually enlarged from the opening toward the bottom surface, the hole of the hole is formed when the wiring board and the lid are bonded via the bonding material. Since there is no corner on the inner wall surface, the first bonding material can be easily filled in the hole without any gaps. Therefore, the first bonding material after curing is obtained by filling the first bonding material well and widening the bonding area with the connection electrode. Can sufficiently secure the portion caught in the hole, and the possibility that the first bonding material is peeled off from the connection electrode and the lid is peeled off can be more effectively reduced.
本発明の撮像装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。図1〜図6において、1は配線基板、2は外部端子、3は第1配線導体、4は穴、5は接続電極、6は接続端子、7は撮像素子、7aは受光部、8は蓋体接合領域、9は蓋体、10はレンズ、11は駆動装置、12は電子部品、13は第2配線導体、14は第1接合材、15は第2接合材、16は接続部材、17は凹部である。
The imaging apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 6, 1 is a wiring board, 2 is an external terminal, 3 is a first wiring conductor, 4 is a hole, 5 is a connection electrode, 6 is a connection terminal, 7 is an image sensor, 7a is a light receiving portion, and 8 is Lid bonding area, 9 is a lid, 10 is a lens, 11 is a driving device, 12 is an electronic component, 13 is a second wiring conductor, 14 is a first bonding material, 15 is a second bonding material, 16 is a connection member,
本発明の撮像装置は、図1〜図6に示す例のように、下面または側面の少なくとも一方に外部端子2が形成され、内部に一端が外部端子2に電気的に接続されて他端が上面に露出された第1配線導体3が形成された配線基板1と、配線基板1の上面に実装された撮像素子7と、配線基板1の上面の撮像素子7の周囲を取り囲む蓋体接合領域8に形成され、第1配線導体3に電気的に接続された接続電極5と、レンズ10ならびに、レンズ10をその光軸に沿った方向に動かすための駆動装置11を備え、内部に撮像素子7を収納するように蓋体接合領域8に枠状の下面が接合された箱状の蓋体9と、駆動装置11に接続されて蓋体9の下面に引き出された第2配線導体13と、配線基板1の蓋体接合領域8と蓋体9の下面との間に配置され、接続電極5と第2配線導体13とを電気的に接続する導電性樹脂からなる第1接合材14と、蓋体9と配線基板1とを接合する絶縁性樹脂からなる第2接合材15とを備えた撮像装置であって、接続電極5および配線基板1に、接続電極5を貫通して配線基板1の厚み方向の途中まで達する穴4が形成されており、穴4は第1接合材14で充填されている。
As shown in the examples shown in FIGS. 1 to 6, the imaging device of the present invention has an
このような本発明の撮像装置によれば、接続電極5と第1接合材14との接合強度が大きくなるので、接続電極5と第1接合材14とが剥離することを低減することができ、第1接合材14および第2接合材15が配線基板1から剥離して、蓋体9が配線基板1から剥離することを低減することができる。そして、蓋体9と配線基板1との間に空隙が生じることを低減できるので、ダストが侵入することを防ぐことができる。また、第1配線導体3と接続電極5とが断線することを防ぐことができる。従って、撮像素子7を封止して外部環境から保護することによって良好に撮像することができる撮像装置を得ることができる。
According to such an imaging apparatus of the present invention, since the bonding strength between the
また、本発明の撮像装置は、上記構成において、穴4は、開口よりも底面の方が大きいことが好ましい。このときには、配線基板1に蓋体9を導電性樹脂からなる第1接合材14を介して接合する際に、穴4を第1接合材14で充填して第1接合材14を硬化すると、硬化した第1接合材14が穴4に引っかかり、穴4から抜けにくくなるので、蓋体9を引き剥がそうとする力が加わっても、接合材が剥離することにより蓋体9が剥がれる可能性をより効果的に低減することができる。
In the imaging apparatus of the present invention, in the above configuration, the
また、本発明の撮像装置は、上記構成において、穴4は、開口から底面に向かって徐々に大きくなっていることが好ましい。このときには、配線基板1に蓋体9を導電性樹脂からなる第1接合材14を介して接合する際に、穴4の内壁と底面とが接する部分のみに角部が形成されるものとなることから、第1接合材14が穴4内に隙間なく充填されやすいので、穴4内に第1接合材14で充填されていない部分ができることを効果的に低減することができる。
In the imaging apparatus of the present invention, in the above configuration, the
配線基板1は、例えば、セラミックスもしくは樹脂等の絶縁材料からなる絶縁基板の表面や内部に外部端子2,第1配線導体3および接続端子6が形成されたものである。また、配線基板1は、図1〜5に示す例のように、平板状に形成されていてもよいし、図6に示す例のように、中央部に撮像素子7を実装するための凹部17を備えていてもよい。また、絶縁基体は、セラミックスからなる場合であれば、絶縁基体は、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス),窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体もしくはガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成るものである。
The
絶縁基板が、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用してシート状に成形してセラミックグリーンシートを得た後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層して積層体とし、これを高温(約1500〜1800℃)で焼成することによって製作される。 When the insulating substrate is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, an organic solvent suitable for a raw material powder such as alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), etc. And a solvent, etc. are added and mixed to make a mud, and this is formed into a sheet by using a well-known doctor blade method, calendar roll method, etc. to obtain a ceramic green sheet, and then suitable for this ceramic green sheet It is manufactured by performing a punching process and laminating a plurality of sheets as necessary to form a laminated body and firing it at a high temperature (about 1500 to 1800 ° C.).
絶縁基板が、例えば、樹脂から成る場合は、所定の絶縁基板の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法やインジェクションモールド法等により成形することによって形成することができる。また、例えば、ガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る基材に樹脂を含浸させたものであってもよく、この場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって形成することができる。 When the insulating substrate is made of, for example, a resin, it can be formed by molding by a transfer molding method, an injection molding method, or the like using a mold that can be molded into the shape of a predetermined insulating substrate. Further, for example, a glass fiber base material impregnated with a resin, such as glass epoxy resin, in this case, a glass fiber base material is impregnated with an epoxy resin precursor, The epoxy resin precursor can be formed by thermosetting at a predetermined temperature.
外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6は、絶縁基板がセラミックスから成る場合は、タングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn),銀(Ag),銅(Cu)等の金属粉末メタライズから成り、絶縁基板用のセラミックグリーンシートに外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6用の導体ペーストをスクリーン印刷法等により所定形状に印刷して、絶縁基板用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基板の所定位置に形成される。第1配線導体3のうち、セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通する貫通導体は、導体ペーストを印刷することによってセラミックグリーンシートに形成した貫通孔を充填しておけばよい。
When the insulating substrate is made of ceramic, the
このような導体ペーストは、上記金属粉末に適当な有機溶剤および有機バインダーを加え、必要に応じて分散剤等を加えてボールミル,三本ロールミル,プラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することで適度な粘度に調整して作製する。また、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼成後の絶縁基板との接合強度を高めたりするためにガラスやセラミックスの粉末を添加してもよい。貫通導体用の導体ペーストは、有機バインダーや有機溶剤の種類や添加量によって、配線導体層用の導体ペーストよりも充填に適した高い粘度に調整される。 Such a conductor paste is mixed and kneaded by a kneading means such as a ball mill, a three-roll mill, a planetary mixer, etc., with an appropriate organic solvent and organic binder added to the above metal powder, and a dispersant added as necessary. And adjusted to an appropriate viscosity. In addition, glass or ceramic powder may be added to match the sintering behavior of the ceramic green sheet or to increase the bonding strength with the insulating substrate after firing. The conductor paste for the through conductor is adjusted to have a higher viscosity suitable for filling than the conductor paste for the wiring conductor layer, depending on the type and addition amount of the organic binder and organic solvent.
絶縁基板が樹脂から成る場合には、外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6は、銅,金,アルミニウム,ニッケル,クロム,モリブデン,チタンおよびそれらの合金等の金属材料から成る。例えば、ガラスエポキシ樹脂から成る樹脂シート上に外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6の形状に加工した銅箔を転写し、銅箔が転写された樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。内部導体のうち、樹脂シートを厚み方向に貫通する貫通導体は、導体ペーストの印刷やめっき法によって樹脂シートに形成した貫通孔の内面に被着形成するか、貫通孔を充填して形成すればよい。また、金属箔や金属柱を樹脂成形によって一体化させたり、絶縁基板にスパッタリング法,蒸着法等,めっき法等を用いて被着させたりして形成される。
When the insulating substrate is made of resin, the
外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6の露出する表面には、電解めっき法や無電解めっき法等のめっき法によって、めっき層が被着される。めっき層は、ニッケル,金等の、耐蝕性や接続部剤16等との接続性に優れる金属からなるものであり、例えば、厚さ1〜10μm程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜3μm程度の金めっき層と
が順次被着される。これにより、外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6が腐食することを効果的に抑制することができるとともに、接続端子6との接続部剤16との接合および外部端子2と外部電気回路基板の配線との接続を強固にすることができ
る。
On the exposed surfaces of the
穴4は、図1〜図3に示す例のように、接続電極5および配線基板1にそれぞれ複数個が、接続電極5を貫通して配線基板1の厚み方向の途中まで達するように形成されている。このような穴4は、例えば、絶縁基体がセラミックスからなる場合であれば、以下のようにして形成される。まず、複数のセラミックグリーンシートのうちの少なくとも最も上の層となるものに、レーザー加工や打ち抜き金型等を用いた打ち抜き加工等の孔加工方法によって穴4用の貫通孔を形成する。そして、このセラミックグリーンシートと穴4用の貫通孔を形成しないセラミックグリーンシートとを積層して積層体とする。その後、最も上の層のセラミックグリーンシートの貫通孔の開口の周囲に接続電極5となる導体ペーストを印刷し、これらのセラミックグリーンシートを同時に焼成することによって穴4が形成される。なお、穴4用の貫通孔を形成する際に、同じセラミックグリーンシートに上述の貫通導体用の貫通孔を同時に形成すると、貫通導体用の貫通孔と穴4とを効率よく形成することができる。
As shown in the example shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of
また、穴4用の貫通孔は、複数のセラミックグリーンシートのうちの最も上の層となるものの蓋体接合領域8に、接続電極5となる導体ペーストを印刷した後、導体ペーストおよびセラミックグリーンシートに、レーザー加工や打ち抜き金型等を用いた打ち抜き加工等の孔加工方法によって形成してもよい。
Further, the through hole for the
穴4は、図4および図5に示す例のように、開口よりも底面の方が大きくなっていることが好ましい。図4に示す例のように、穴4が開口よりも底面の方が大きくなるような段差4aを備える場合は、穴4は、穴4用の貫通孔を形成するためのセラミックグリーンシートを少なくとも2枚準備し、それぞれのセラミックグリーンシートに大きさの異なる穴4用の貫通孔を形成した後、大きい貫通孔が形成されたセラミックグリーンシート上に小さい貫通孔が形成されたセラミックグリーンシートを貫通孔同士が重なるように積層することによって形成される。
It is preferable that the bottom surface of the
また、図5に示す例のように、開口から底面に向かって徐々に大きくなっており、内壁面が傾斜面となっている穴4の場合は、レーザー加工や打ち抜き金型等を用いた打ち抜き加工等の孔加工方法によって、穴4用の貫通孔を形成するためのセラミックグリーンシートに、底面側の径が開口側の径よりも大きくなるように内壁面が傾斜した穴4用の貫通孔を形成し、このセラミックグリーンシートを積層して形成される。例えば、打ち抜き加工によって穴4用の貫通孔を形成する場合であれば、打ち抜き用のピンよりも大きな径の孔が開いた台にセラミックグリーンシートを配置し、セラミックグリーンシートを上面から下面の孔に向かってピンで打ち抜くことで、セラミックグリーンシートの上面から下面に向かって内壁面が傾斜するような貫通孔を形成することができる。
Further, as in the example shown in FIG. 5, in the case of the
また、穴4の開口側で開口から底面側に向かって徐々に大きくなって穴4の開口側の内壁面が途中まで傾斜面となっており、そこから穴4の底面側の内壁面が略垂直な面となっている場合は、図5に示す例のように穴4の内壁面が傾斜面のみで形成されている場合と比較して、穴4の内壁面と底面との間の角度が大きくなる(約90°となる)ので、接合材を穴4内の底面側の隅にまで良好に充填しやすくなる。
Moreover, the inner wall surface on the opening side of the
穴4の形状は、平面視で円形状,楕円形状または長円形状であることが好ましい。これらの形状の穴4である場合は、穴4が四角形状等の多角形状である場合と比較して、穴4内に接合材を良好に充填しやすい。また、配線基板1に外部から衝撃が加わった際に、穴4に応力の集中する角部がないので、穴4と絶縁基体の外壁面との間または隣接する穴4同士の間にクラックが発生することを抑制することができる。
The shape of the
また、穴4の開口の大きさは0.3mm以上とし、穴4と絶縁基体の外壁面との間隔およ
び隣接する穴4同士の間隔は0.2mm以上としておくことが好ましい。穴4の開口の大き
さが0.3mm以上であると、蓋体接合領域8の上面に樹脂からなる接合材を塗布した際に
、接合材が穴4内に充填されやすい。また、穴4と絶縁基体の外壁面との間隔および隣接する穴4同士の間隔を0.2mm以上としておくと、穴4と絶縁基体の外壁面との間および
隣接する穴4同士の間に外部からの衝撃によってクラックが発生することを効果的に抑制することができる。
The size of the opening of the
撮像素子7の配線基板1への搭載は、例えば撮像素子7がフリップチップ型の素子である場合には、図1〜図5に示す例のように、はんだバンプ,金バンプまたは導電性樹脂(異方性導電樹脂等)等の接続部材16を介して、撮像素子7の電極と配線基板1に配置された接続端子6とを電気的および機械的に接続することによって行なわれる。またこの場合は、接続部材16であるバンプを介して接続した後に、撮像素子7と配線基板1との間にアンダーフィルを注入してもよい。あるいは、例えば撮像素子7がワイヤボンディング型の素子である場合には、図6に示す例のように、撮像素子7をガラス,樹脂あるいはろう材等の接合材によって配線基板1に固定した後、接続部材16であるボンディングワイヤを介して撮像素子7の電極と接続端子6とを電気的に接続することによって行なわれる。また、いずれの場合も、必要に応じて撮像素子7の周囲に抵抗素子や容量素子等の小型の電子部品12を搭載してもよい。
For example, when the
蓋体9は、レンズ10ならびに、レンズ10をその光軸に沿った方向に動かすための駆動装置11および電子部品12の少なくとも一方を備え、樹脂,セラミックスまたはガラス等からなり、レンズ10が配置される開口部を設けた箱状に形成されている。蓋体9としては絶縁基体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有するもの、耐熱性を有するもの、加工がしやすいものが好ましく、例えば絶縁基体が酸化アルミニウム質焼結体から成り、蓋体9に樹脂から成るものを用いる場合であれば、フェノール樹脂,メラミン樹脂,ポリプロピレン,ポリスチレン,ABS樹脂等から成るものを用いるとよい。
The
このような蓋体9は、樹脂から成る場合は、所定の蓋体9の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法やインジェクションモールド法等により形成した後、レンズ10,第2配線導体13および、駆動装置11または電子部品12を所定の位置に配置して作製する。また、蓋体9は、所望の形状に応じて複数の部材に分割して形成した後、それぞれを組み立てても構わない。そのような場合には、要求される性質に応じて複数の樹脂を組み合わせることが可能であるとともに、レンズ10,第2配線導体13および、駆動装置11または電子部品12の配置が容易になる。
When such a
なお、第2配線導体13は、図1〜図6に示す例のように、蓋体9の内部に設けられているが、表面に第2配線導体13を設けても構わない。このような場合には、蓋体9の構造を簡素化することができる。また、このような場合には、第2配線導体13は、ダスト等による配線の短絡を防ぐために、撮像素子7を収納する蓋体9の内壁面に設けられていることが好ましい。なお、第2配線導体13の材料としては、上記した外部端子2,第1配線導体3,接続電極5および接続端子6と同様の材料を用いることができる。
The
レンズ10は、ガラスあるいはエポキシ樹脂等の樹脂等から成り、蓋体9に取り付けられて、蓋体9の開口部を介してレンズ10を透過した光を撮像素子7の受光部7aに入射することができる。
The
駆動装置11としては、ステッピングモーターやリニアモーターといったモーターを用いたもの、逆圧電効果を利用したピエゾドライブなどが用いられる。一般にステッピングモーターやリニアモーターは変位量を大きくできるが精度に劣り、ピエゾドライブはステッ
ピングモーターやリニアモーターに比べて変位量が小さいものの高い精度で操作できるという特徴があるため、両者を組み合わせて駆動装置11としてもよい。また、複数のレンズ10を備える場合には、それぞれに駆動装置11を設けてもよい。
As the
また、蓋体9が電子部品12を備える場合は、電子部品12は、図3に示す例のように、蓋体9の上に配置されて、第2配線導体13と接続されている。蓋体9の上面を利用しているので、電子部品12が、蓋体9で封止された空間内に配置される場合に比べて、撮像装置を小型化することができる。
When the
このようにして作製された蓋体9と配線基板1とを、撮像素子7が実装された第2配線導体13と接続電極5とが電気的に接続されるように蓋体接合領域8で接合することによって、撮像装置となる。
The
第1接合材14は、熱硬化性や光硬化性等のアクリル系樹脂,エポキシ系樹脂,フェノール系樹脂,クレゾール系樹脂,シリコーン系樹脂またはポリエーテルアミド系樹脂等の樹脂材料に、導電性の微粒子である金粉,銀粉,銅粉,ニッケル粉,アルミニウム粉,カーボン粉等を混ぜたものが使われる。特に、エポキシ系樹脂に銀粉を混ぜた銀エポキシ樹脂を用いると、他の材料に比べてヤング率が低いために、各種応力を緩和するのに有効である。
The
第2接合材15は、熱硬化性や光硬化性等のアクリル系樹脂,エポキシ系樹脂,フェノール系樹脂,クレゾール系樹脂,シリコーン系樹脂またはポリエーテルアミド系樹脂等の樹脂材料を用いることができる。また、第2接合材15には、必要に応じて黒色,茶褐色,暗褐色,暗緑色または濃青色等の暗色系の顔料や染料を混入しても構わない。撮像装置に、不所望の光が第2接合材15を透過して侵入するのを遮断することができる。
For the
配線基板1と蓋体9との接合は、例えば、次のようにして行なわれる。まず、接続電極5上に、導電性樹脂からなる硬化前の第1接合材14をディスペンサー等を用いて塗布する。次に、配線基板1の蓋体接合領域8の第1接合材14が塗布された領域以外の領域に絶縁性樹脂からなる硬化前の第2接合材15をディスペンサー等を用いて塗布する。その後、硬化前の第1接合材14および第2接合材15上に蓋体9を配置し、硬化前の第1接合材14および第2接合材15を加熱あるいは紫外線照射して硬化することにより、配線基板1と蓋体9とを第1接合材14および第2接合材15を介して接合する。このとき、硬化前の第1接合材14をディスペンサー等を用いて接続電極5の上面に塗布する際に、ディスペンサーの吐出ノズルの吐出口が穴4の開口部上を通るように吐出ノズルを動かして第1接合材14が穴4の開口を確実に通過するように塗布することによって、複数の穴4内に接合材7が確実に充填される。
The joining of the
また、第1接合材14と第2接合材15として異方性導電性樹脂を用いれば、接続電極5と第2配線導体13との間では導電性樹脂となるとともに、配線導体1と蓋体9との間では絶縁性樹脂となるので、接続電極5上と蓋体接合領域8の接続電極5が配置された領域以外の領域とで樹脂を分けて塗布する必要がなく、一度に樹脂を塗布することができる。このようなことから、異方性導電性樹脂を用いれば、第1接合材14用の導電性樹脂と第2接合材15用の絶縁性樹脂とをそれぞれ塗布する必要がないので、製造工程を短縮する上で有利である。
If an anisotropic conductive resin is used as the
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、図1〜図6に示す撮像装置の例では、第1配線導体3を配線基板1の上面から配線基板1の下面に導出しているが、第1配線導体3は配線基板1の側面に導出してもよい。また、配線基板1の側面に切欠きを形成する
とともに、この切欠きの内面に外部端子2を形成して、外部端子2をいわゆるキャスタレーション導体としてもよい。また、レンズ10の上部またはレンズ10と受光部7aとの間に透光性の板材からなるフィルタを設けてもよい。このようなフィルタとしては、結晶方位角が異なる2〜3枚の水晶板を重ねて、水晶板の複屈折の特性を利用して撮像素子7がとらえた映像に発生するモアレ現象を防止するローパスフィルタがある。また、一般的に赤色から赤外領域での感度が人間の視覚に比べて高い感度傾向を持つ撮像素子7を人間の目の色合い感度と合わせるために、赤色から赤外領域の波長の光をカットするためのIRカットフィルタもある。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the example of the imaging apparatus shown in FIGS. 1 to 6, the
1・・・・・・配線基板
2・・・・・・外部端子
3・・・・・・第1配線導体
4・・・・・・穴
5・・・・・・接続電極
6・・・・・・接続端子
7・・・・・・撮像素子
7a・・・・・受光部
8・・・・・・蓋体接合領域
9・・・・・・蓋体
10・・・・・・レンズ
11・・・・・・駆動装置
12・・・・・・電子部品
13・・・・・・第2配線導体
14・・・・・・第1接合材
15・・・・・・第2接合材
16・・・・・・接続部材
17・・・・・・凹部
DESCRIPTION OF
10 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Lens
11 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Driver
12 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electronic parts
13 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Second wiring conductor
14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ First bonding material
15 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Second bonding material
16 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Connecting member
17 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Recess
Claims (3)
前記接続電極および前記配線基板に、前記接続電極を貫通して前記配線基板の厚み方向の途中まで達する穴が形成されており、該穴は前記第1接合材で充填されていることを特徴とする撮像装置。 A wiring board formed with a first wiring conductor having an external terminal formed on at least one of a lower surface and a side surface, one end electrically connected to the external terminal and the other end exposed on the upper surface; An imaging element mounted on the upper surface of the wiring board; a connection electrode formed in a lid bonding region surrounding the imaging element on the upper surface of the wiring board; and electrically connected to the first wiring conductor; a lens; A box having at least one of a driving device and an electronic component for moving the lens in a direction along its optical axis, and having a frame-shaped lower surface joined to the lid joining region so as to accommodate the imaging device therein And a second wiring conductor connected to the driving device or the electronic component and drawn to the lower surface of the lid, the lid bonding region of the wiring board, and the lower surface of the lid Placed between and said A first bonding material made of a conductive resin for electrically connecting the connection electrode and the second wiring conductor; and a second bonding material made of an insulating resin for bonding the lid and the wiring board. An imaging device,
The connection electrode and the wiring board are formed with a hole that penetrates the connection electrode and reaches partway in the thickness direction of the wiring board, and the hole is filled with the first bonding material. An imaging device.
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