JP6277252B2 - 撮像モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、撮像モジュールに関する。
従来、固体撮像素子を利用した小型の撮像モジュールが知られている。このような撮像モジュールは、例えば、内視鏡に用いられている。
撮像モジュールの構造として、貫通配線が形成された固体撮像素子を搭載する可撓性基板を用いた構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されている撮像モジュールでは、固体撮像素子の撮像面から見た可撓性基板の形状(投影形状)が固体撮像素子の外形範囲を超えないように、固体撮像素子が搭載された可撓性基板の部位の両側から、撮像面の反対側に向けて(固体撮像素子の後方に向けて)可撓性基板が折り曲げられている。
更に、撮像モジュールの他の構造として、T字型の多層セラミック基板上に、固体撮像素子、電子部品、信号ケーブルに接続された端子、固体撮像素子に接続された配線が形成されたフィルムが形成された構造が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2011−217887号公報 特開2000−199863号公報
特許文献1に開示されているような可撓性基板を用いた撮像モジュールを製造する工程においては、可撓性基板に形成された配線が破断し易く、配線の形状や寸法が安定し難く、信頼性が低いといった問題があった。
特許文献2に開示されているような多層セラミック基板を用いた撮像モジュールは、信頼性は高いが、T字型の多層構造体を得るためには、極めて多くの層が必要である。このため、多層セラミック基板は、撮像モジュールの小型化には適しておらず、製造コストを大幅に増加させてしまうといった問題があった。
なお、複数層を貼り合わせることによってT字型の多層構造体を製造することも可能であるが、この場合では、層数は低減するが、貼り合わせの位置精度を維持するのが極めて困難である。更に、このような貼り合わせ工程を採用する場合、接着剤を用いて、互いに隣接する層を接着しているが、貼り合わされた層の間から接着剤が染み出てしまい、接着剤の染み出し量を安定させることも難しい。結果的に、貼り合わせによってT字型の多層構造体を製造することは容易ではない。
本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、高い信頼性を維持しつつ、容易に製造することができる極細の撮像モジュールを提供することを目的の一つとする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る撮像モジュールは、撮像素子端子を有する固体撮像素子と、第1端面と、前記第1端面とは反対側に位置する第2端面と、前記第1端面に直交する側面と、絶縁部材である本体と、前記本体の内部に埋め込まれた埋め込み導体と、前記撮像素子端子及び前記埋め込み導体に電気的に接続されており前記第1端面上に設けられている第1実装端子と、前記側面に設けられているとともに前記埋め込み導体の一部を構成する第2実装端子と、前記第2端面に設けられているとともに前記埋め込み導体の一部を構成する第3実装端子とを含む接続体と、前記第2実装端子に電気的に接続された信号ケーブルと、前記第3実装端子と前記信号ケーブルとを電気的に接続する半田とを備え、前記第3実装端子は、前記第2実装端子と前記信号ケーブルとの接続面から離間する位置にある端子先端部を有し、前記信号ケーブルは、導体部と、被覆部と、前記導体部及び前記被覆部の間の境界に位置するケーブル境界部とを有し、前記ケーブル境界部は、前記第2端面の外側に位置し、前記半田は、前記端子先端部から前記ケーブル境界部に向けて延びる曲面を形成するように、前記第3実装端子及び前記導体部を覆っている。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記接続体の形状は、前記第1端面、前記第2端面、及び前記側面を少なくとも有する直方体であってもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記接続体は、前記第1端面に直交する第1側面及び第2側面と、前記第1側面と前記第2側面との間に設けられた溝部とを有し、前記第2実装端子は、前記溝部に設けられており、前記信号ケーブルは、前記溝部に位置し、前記第2実装端子に電気的に接続されてもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記第2側面は、前記第1端面及び前記第1側面に直交しており、前記第1側面が延在する第1仮想延長面と前記第2側面が延在する第2仮想延長面とは、交点において交差しており、前記溝部は、前記第1側面及び前記第2側面に接続された壁面、前記第1仮想延長面、及び前記第2仮想延長面で囲まれた領域であり、前記溝部の内部において、前記第2実装端子と前記信号ケーブルとが電気的に接続されてもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールは、前記接続体の角部領域に設けられた複数の溝部と、前記複数の溝部に対応して設けられた複数の第2実装端子と、を備え、前記複数の第2実装端子は、前記溝部内に設けられ、かつ、互いに対向する位置に配置されてもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記固体撮像素子から前記第2端面に向けた方向から見て、前記固体撮像素子の外形輪郭で囲まれた領域以内に、前記接続体及び前記信号ケーブルが配置されてもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記第1実装端子は、前記埋め込み導体の一部を構成してもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記埋め込み導体は、前記第1端面から前記第2端面に向けて延在するとともに前記本体の前記内部に埋め込まれてもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールにおいては、前記埋め込み導体は、前記本体の前記内部において前記第1端面から前記第2端面に向けた方向に延在する内部導体と、前記本体の前記内部において前記内部導体と前記第2実装端子とを接続する接続導体とを有してもよい。
本発明の一態様に係る撮像モジュールは、前記第2端面に設けられた第4実装端子を備え、前記第4実装端子上には、電子部品が接続されてもよい。
以上のように、本発明の上述した態様によれば、高い信頼性を維持しつつ、容易に製造することができる極細の撮像モジュールを提供することができる。
本発明の第一実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体が形成される前の状態を示しており、除去領域が除去される前の成形部材を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す側面図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す上面図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す下面図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体において、半田によって側面露出部と信号ケーブルの導体部とが接合されている状態を示す部分断面図である。 本発明の実施形態の変形例1に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す上面図である。 本発明の実施形態の変形例2に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す上面図である。 本発明の実施形態の変形例3に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す上面図である。 本発明の実施形態の変形例4に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す上面図である。 本発明の実施形態の変形例5に係る撮像モジュールを示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例6に係る撮像モジュールを構成する接続体の要部を示す拡大平面図である。 本発明の実施形態の変形例7に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す下面図である。 本発明の実施形態の変形例7に係る撮像モジュールを構成する接続体の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す側面図である。 本発明の第三実施形態に係る撮像モジュールの構造を示す拡大図であって、撮像モジュールを構成する接続体を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す上面図である。 本発明の第三実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す拡大図であって、図21における線B−Bに沿う断面図である。 本発明の第三実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す拡大図であって、図21における矢視Cから見た側面図である。 本発明の第三実施形態に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す拡大図であって、図22における矢視Dから見た下面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の実施形態を説明する図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態に係る撮像モジュール1の構造を示す斜視図である。
図2は、本発明の第一実施形態に係る撮像モジュール1の構造を示す断面図である。
撮像モジュール1は、固体撮像素子20と、接続体3と、2本の信号ケーブル40(第1信号ケーブル、第2信号ケーブル)とを備える。撮像モジュール1においては、接続体3を介して、固体撮像素子20が2本の信号ケーブル40に電気的に接続されている。また、図2に示すように、撮像モジュール1は、コンデンサ50(電子部品)を備える。
固体撮像素子20は、固体撮像素子20の上面に位置する受光面21と、固体撮像素子20の下面に設けられた撮像素子端子22とを備える。受光面21には、対物レンズ等のレンズユニットが搭載されてもよい。撮像素子端子22は、接続体3の上面3t上に設けられた実装パッド(後述)に接続される端子である。
固体撮像素子20としては、例えば、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)を好適に用いられる。
図3は、接続体3を示す斜視図である。図3において、接続体3の一辺の長さ(X方向及びY方向)は、1mm以下である。
接続体3は、絶縁体として機能する本体3A(絶縁部材)と、2つの埋め込み端子4(第2実装端子、第1埋め込み端子、第2埋め込み端子)と、2つの実装パッド5(第1実装端子、第1実装パッド、第2実装パッド)と、2つの埋め込み導体6(第1埋め込み導体、第2埋め込み導体)と、実装パッド3p(第4実装端子)とを備える。
本体3Aは、上面3t(第1端面)と、上面3tとは反対側に位置する下面3b(第2端面)と、上面3tに直交する側面3sとを有する。
実装パッド5は、上面3t上に形成されており、撮像素子端子22及び埋め込み導体6に電気的に接続されている。
接続体3の内部において、埋め込み導体6は、上面3tから下面3bに向けてZ方向に延在するように設けられている。埋め込み導体6は、埋め込み端子4及び実装パッド5を一体的に形成している。換言すると、埋め込み端子4は、埋め込み導体6の一部を構成しており、実装パッド5は、埋め込み導体6の一部を構成している。
より具体的に、埋め込み導体6は、接続体3内に形成されている一体成形部材である。この一体成形部材は、図2において、実装パッド5の表面5fと、実装パッド5の表面5fに連続的に接続されている埋め込み端子4の表面4fと、埋め込み端子4の表面4fに連続的に接続されているとともに下面3bに露出する埋め込み導体6の端面6fと、端面6f及び表面5fに連続的に接続されているとともに埋め込み導体6と絶縁部材(本体3A)との間に位置する接触面3fと、で囲まれた導体である。
具体的に、側面3sにおいて埋め込み導体6が露出する部分が埋め込み端子4である。上面3tにおいて埋め込み導体6が露出する部分が実装パッド5である。
埋め込み端子4は、埋め込み導体6と同様に、上面3tから下面3bに向けてZ方向に延在している。埋め込み端子4は、側面3sに接続体3の外部に露出している。埋め込み端子4には、後述する信号ケーブル40が電気的に接続されている。
図2に示す例では、埋め込み導体6は、Y方向に直線状に延びる実装パッド5と、Z方向に直線状に延びる埋め込み端子4とを有しており、逆L字形状に形成されている。
接続体3の形状は、上面3t、下面3b、及び側面3sを少なくとも有する直方体である。具体的に、この直方体は、上面3tと、下面3bと、上面3tと下面3bとの間に位置する4つの側面とからなる6つの面を有する。4つの側面のうち一つが、側面3sである。
図2に示すように、接続体3の上面3t上に設けられた実装パッド5は、平面視において(Z方向から見た平面図において)、撮像素子端子22と実装パッド5とが重なるように、固体撮像素子20の設計(撮像素子端子22の配置)に応じた配線パターンを有する。これにより、上面3t上に固体撮像素子20が実装された際には、撮像素子端子22と実装パッド5とが電気的に接続される。
なお、図1〜図3に示す構造では、実装パッド5は、本体3Aに埋め込まれているが、本発明は、この構造に限定されない。
例えば、本体3Aの上面3t上に、印刷法等の手法を用いて、実装パッド5が形成されてもよい。つまり、実装パッド5は、上面3t上に成膜された薄膜パッドであってもよい。
特に、Z方向に延在する埋め込み導体の一部が実装パッド(上面3t上に露出している埋め込み導体)である場合と比較して、印刷法等のパターニングによって実装パッドを上面3t上に形成することで、実装パッドの径や幅を撮像素子端子22の径と容易に一致させることができる。
また、図3に示す例では、実装パッド5は、延在パッド5aと、延在パッドの先端に位置する先端パッド5bとを有している。具体的に、延在パッド5aは、埋め込み端子4から先端パッド5bに向けてY方向に延在しており、X方向における延在パッド5aの幅は一定である。先端パッド5bは、延在パッド5aの一部を形成しており、半円形に形成されている。後述する第二実施形態の上部配線33と同様に、延在パッド5aの幅は、埋め込み端子4の幅とは異ならせてもよい。印刷法等のパターニングによって実装パッド5を形成する場合には、延在パッド5aは、上面3t上にパターニングされた薄膜配線(再配置配線、配線パターンを有する薄膜)であってもよい。この場合、撮像素子端子22の位置に応じた先端パッド5bの形成箇所と埋め込み端子4とを接続する再配置配線が上面3t上に形成される。
また、図1及び図2に示すように、固体撮像素子20から下面3bに向けた方向(矢視A)から見て、固体撮像素子20の外形輪郭23で囲まれた領域24以内に、接続体3及び信号ケーブル40が配置されている。換言すると、矢視Aから見た固体撮像素子20の平面図において、接続体3の一部及び信号ケーブル40の一部が固体撮像素子20の外側に突出していない。また、矢視Aに直交する断面に関し、固体撮像素子20の断面は、接続体3及び信号ケーブル40の断面と重なっている。本実施形態では、図2に示すように、Z方向に延びる固体撮像素子20の外形輪郭23の延長線23aは、信号ケーブル40の被覆部42の外端42a(図2中、左端)と一致しているが、本発明はこの構造に限定されない。外形輪郭23で囲まれた領域24以内に、信号ケーブル40が配置されていればよい。更に、本実施形態では、図2中における接続体3の右端3aのY方向における位置は、外形輪郭23と一致しているが、本発明はこの構造に限定されない。外形輪郭23で囲まれた領域24以内に、接続体3が配置されていればよい。
本体3Aを構成する材質としては、公知の材料が用いられる。例えば、アルミナ、LTCC等の焼結部材を用いてもよい。また、本体3Aを構成する材質として、例えば、ガラスエポキシ基板(FR−4)、フェルール基板、シリコン基板、又は、ガラス基板を採用してもよい。
埋め込み端子4を構成する材質としては、公知の材料が用いられる。例えば、埋め込み端子4を構成する材質として、銅、銀、ニッケル、金、タングステン等を採用してもよい。
2本の信号ケーブル40は、図1及び図2に示すように、導体部41と、被覆部42(絶縁体)とを有する。信号ケーブル40としては、一般的に知られている単心の信号ケーブルが用いられる。導体部41は、埋め込み端子4に平行に延びており、埋め込み端子4に接続されている。更に、導体部41と埋め込み端子4とを覆うように半田35が設けられている。即ち、導体部41及び埋め込み端子4が半田付けされ、互いに電気的に接続されている。導体部41、埋め込み端子4、及び半田35は、電気的接続部を構成している。
また、図2に示すように、接続体3の下面3bには、実装パッド3p(第4実装端子)が設けられている。接続体3の下面3b上にコンデンサ50が載置された状態で、コンデンサ50の端子(電極)が半田を介して実装パッド3pに接続され、コンデンサ50と接続体3とが電気的に接続されている。
なお、埋め込み端子4に電気的に接続されている配線等(電極や端子を含む)を下面3b上に形成してもよく、この場合には、この配線を実装パッド3pに接続することが可能である。これにより、固体撮像素子20、コンデンサ50、及び信号ケーブル40を、接続体3に設けられた実装パッド5、埋め込み端子4、及び実装パッド3pを介して電気的に接続することができる。
なお、実装パッド3pに実装される電子部品は、コンデンサ50に限定されず、抵抗やコイルが実装パッド3pに実装されてもよい。
次に、図4を参照して、接続体3の形成方法の例を説明する。
図4は、除去領域7が除去される前の、成形部材(後の工程によって接続体3となる部材)の外形を示している。
図4に示すように、除去領域7が除去される前では、本体3Aを構成する絶縁材料に貫通孔が設けられており、この貫通孔に導電材料が充填され、埋め込み導体6となる導体構造体が貫通孔内に埋め込められている。その後、除去領域7を研削することによって、即ち、点線8で示された部位9を除去(研削)することによって、接続体3が形成され、側面3sに埋め込み端子4が露出する。言い換えると、埋め込み端子4は、上記の埋め込み導体6の一部分が露出した露出端子と称することもできる。また、側面3sは、除去面と称することもできる。このような除去面は、研削によって形成された研削面であって、研削工具と本体3Aとの接触によって生じた研削痕を有する面であると言える。
また、埋め込み端子4は、公知の成膜方法を用いて基板表面に成膜されたコーティング膜とは全く異なる構造を有する。即ち、埋め込み端子4は、本体3Aの内部に埋め込まれた埋め込み導体6の一部である。
接続体3を構成する部材の一例として焼結部材を上記の方法に適用した場合、次のような材料や方法によって接続体3を形成することが考えられる。
まず、セラミック等の絶縁材料を用いて、貫通孔を有する本体3A(絶縁部材)を成形する。次に、本体3Aの貫通孔に導電材料を充填し、充填ビアを成形する。その後、焼結工程において、絶縁部材及び充填ビアを焼結させ、焼結部材を形成する。続いて、公知の研削工具を用いて除去領域7を除去する。これにより、側面3sに埋め込み端子4が露出した接続体3を形成することができる。
接続体3を構成する部材の一例としてガラスエポキシ基板又はフェルール基板を上記の方法に適用した場合、次のような材料や方法によって接続体3を形成することが考えられる。
まず、本体3A(絶縁部材)となるガラスエポキシ基板又はフェルール基板に貫通孔を形成する。次に、本体3Aの貫通孔にめっき等の手法により充填ビアを形成する。続いて、公知の研削工具を用いて除去領域7を除去する。これにより、側面3sに埋め込み端子4が露出した接続体3を形成することができる。
接続体3を構成する部材の一例としてシリコン基板又はガラス基板を上記の方法に適用した場合、次のような材料や方法によって接続体3を形成することが考えられる。
まず、本体3A(絶縁部材)となる基板に貫通孔を形成する。次に、本体3Aの貫通孔に貫通配線(スルーシリコンビア、TSV)を形成する。続いて、公知の研削工具を用いて除去領域7を除去する。これにより、側面3sに埋め込み端子4が露出した接続体3を形成することができる。
上述した実施形態に係る撮像モジュール1によれば、配線の破断が生じやすいフレキシブル基板とは異なり、接続体3を採用するので、信号ケーブル40と固体撮像素子20との接続安定性が確保され、高い信頼性を維持することができる。さらに、上述したように、接続体3の側面に露出する埋め込み端子4に信号ケーブル40が接続されている構造が採用されているので、接続体3を構成する層数を低減することができる。また、接続体3を容易に製造することができる。特に、撮像モジュールの外径が2mmであるといった極細モジュールにおいて、本実施形態に係る撮像モジュール1を適用することで、限られたスペース内に撮像モジュール1を配置することができ、モジュールの小型化に大きく寄与する。
また、接続体3の形状が直方体であるため、シンプルな構造を実現でき、接続体3を容易に製造することができる。
また、固体撮像素子20の外形輪郭23で囲まれた領域24以内に、接続体3及び信号ケーブル40が配置されているので、モジュールの小型化に大きく寄与する。
(第二実施形態)
図5は、本発明の第二実施形態に係る撮像モジュール10の構造を示す側面図である。
図6は、本発明の第二実施形態に係る撮像モジュール10の構造を示す斜視図である。第二実施形態において、第一実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
この撮像モジュール10は、固体撮像素子20と、接続体30と、2本の信号ケーブル40(第1信号ケーブル、第2信号ケーブル)とを備える。撮像モジュール10においては、接続体30を介して、固体撮像素子20が2本の信号ケーブル40に電気的に接続されている。図5及び図9(後述)に示すように、撮像モジュール10は、コンデンサ50(電子部品)を備える。
固体撮像素子20の構成に関し、撮像素子端子22が接続体30の上面30t上に設けられた実装パッド34に接続される点を除き、固体撮像素子20の構成は上述した第一実施形態と同じである。
図7は、接続体30を示す斜視図である。図8は、接続体30を示す上面図である。図9は、接続体30を示す下面図である。図8において、接続体30の一辺の長さ(X方向及びY方向)は、1mm以下である。
接続体30は、絶縁体として機能する本体31(絶縁部材)と、2つの埋め込み端子32E(第2実装端子、第1埋め込み端子、第2埋め込み端子)と、2つの上面露出部32T(第1上面露出部、第2上面露出部)と、2つの上部配線33(第1上部配線、第2上部配線)と、2つの実装パッド34(第1実装端子、第1実装パッド、第2実装パッド)と、2つの埋め込み導体32(第1埋め込み導体、第2埋め込み導体)と、実装パッド30p(第4実装端子)とを備える。
本体31は、上面30t(第1端面)と、上面30tとは反対側に位置する下面30b(第2端面)と、上面30tに直交する第1側面31F及び第2側面31Sとを有する。本体31の内部には、下面30bから上面30t(第1端面)に向けてZ方向に本体31を貫通する貫通孔30Hが設けられている。貫通孔30Hには、埋め込み導体32が埋め込まれており、埋め込み導体32は、下面30bから上面30tに向けてZ方向に延在している。即ち、埋め込み導体32は、本体31の内部に設けられている。
本体31を構成する材質としては、上述した第一実施形態に係る本体3Aと同じ材質が採用される。本実施形態では、説明を省略する。
埋め込み導体32は、埋め込み端子32E、上面露出部32T、上部配線33、及び実装パッド34を一体的に形成している。換言すると、埋め込み端子32Eは埋め込み導体32の一部を構成しており、上面露出部32Tは埋め込み導体32の一部を構成しており、上部配線33は埋め込み導体32の一部を構成しており、実装パッド34は埋め込み導体32の一部を構成している。
Z方向に平行な断面において、埋め込み導体32を構成する埋め込み端子32E、上面露出部32T、上部配線33、及び実装パッド34の断面形状は、図2と同様である。具体的に、本実施形態を図2に適用した場合、図2に示す符号6が、本実施形態に係る埋め込み導体に相当し、図2に示す本実施形態に係る上面露出部、上部配線、及び実装パッドに相当する。即ち、埋め込み導体32は、Z方向に直線状に延びる埋め込み端子32Eと、埋め込み端子32Eとは直交する方向に延びる上面露出部32T、上部配線33、及び実装パッド34とを有しており、逆L字形状に形成されている。
埋め込み導体32を構成する材質としては、上述した第一実施形態に係る埋め込み導体6と同じ材質が採用される。本実施形態では、説明を省略する。
また、図8に示すように、上面露出部32T、上部配線33、及び実装パッド34は、上面30t上に設けられ、上面30tから露出している。上部配線33は、上面露出部32Tと実装パッド34との間に設けられている。図8に示す例では、上部配線33の幅は、実装パッド34の径よりも小さいが、本発明はこれに限定しない。例えば、上部配線33の幅が実装パッド34の径よりも大きくてもよい。また、上面露出部32Tから実装パッド34に向けて、上面露出部32Tの幅が徐々に小さくなってもよい。即ち、本発明は、上面露出部32T、上部配線33、及び実装パッド34で形成される導電パターンを限定しない。また、導電パターンは、上面露出部32T、上部配線33、及び実装パッド34が形成される部位が分割されておらず、これら部位が一体となった導電パターンであってもよい。例えば、導電パターンは、実装パッド34から上面露出部32Tに向けて幅が徐々に広がるような扇形形状であってもよい。
上面30t上に形成される上記導電パターンは、平面視において(Z方向から見た平面図)、撮像素子端子22と実装パッド34とが重なるように、固体撮像素子20の設計(撮像素子端子22の配置)に応じたパターンを有する。これにより、上面30t上に固体撮像素子20が実装された際には、撮像素子端子22と実装パッド34とが電気的に接続される。即ち、実装パッド34は、撮像素子端子22及び埋め込み導体32に電気的に接続される。
なお、図6〜図8に示す構造では、上部配線33及び実装パッド34は、本体31に埋め込まれているが、本発明は、この構造に限定されない。
例えば、本体31の上面30t上に、印刷法等の手法を用いて、上面露出部32Tと実装パッド34とを電気的に接続するように、上部配線33が形成されてもよい。つまり、上部配線33は、上面30t上にパターニングされた薄膜配線(再配置配線、配線パターンを有する薄膜)であってもよい。この場合、撮像素子端子22の位置に応じた実装パッド34の形成箇所と上面露出部32Tとを接続する再配置配線が上面30t上に形成される。
同様に、本体31の上面30t上に、印刷法等の手法を用いて、実装パッド34が形成されてもよい。つまり、実装パッド34は、上面30t上にパターニングされた薄膜パッドであってもよい。
特に、Z方向に延在する埋め込み導体の一部が実装パッドである場合(つまり、埋め込み導体の一部が上面30t上に露出している場合)と比較して、印刷法等のパターニングによって実装パッドを上面30t上に形成する場合では、実装パッドの径や幅を撮像素子端子22の径と容易に一致させることができる。
埋め込み端子32Eは、埋め込み導体32と同様に、上面30tから下面30bに向けてZ方向に延在している。埋め込み端子32Eは、接続体30に設けられた溝部30M(後述)の内部空間に露出している。埋め込み端子32Eには、信号ケーブル40が電気的に接続されている。
上述したように、埋め込み端子32Eを構成する埋め込み導体32は、接続体30の内部に予め設けられており、接続体30の角部領域30Kを除去(研削)することによって、接続体30に溝部30Mが形成され、溝部30Mの内部に埋め込み端子32Eが露出されている。
図8を参照して、埋め込み端子32Eを具体的に説明する。
図8において、点線32aは、角部領域30Kが除去される前の、角部領域30Kにおける埋め込み導体32の外形を示している。また、点線31aは、角部領域30Kにおいて角部領域30Kが除去される前の、角部領域30Kにおける接続体30の外形を示している。即ち、角部領域30Kが除去される前の状態では、角部領域30Kにおいて、接続体30の内部に、埋め込み導体32が設けられている。
ここで、角部領域30Kを研削することによって、即ち、点線31a、32aで示された部位を除去することによって、角部領域30Kに相当する位置に溝部30Mが形成され、同時に、埋め込み導体32の一部が除去される。この結果、溝部30Mの内部に埋め込み端子32Eが露出されている。言い換えると、埋め込み端子32Eに信号ケーブル40が接続される前の状態では、埋め込み端子32Eは、埋め込み導体32の一部分が露出した露出端子と称することもできる。また、角部領域30Kの研削によって、溝部30Mには壁面30Wが形成されている。壁面30Wは、研削によって形成された研削面であって、研削工具と本体31との接触によって生じた研削痕を有する面であると言える。
また、上述した埋め込み端子32Eは、本体31の内部に埋め込まれた埋め込み導体32の一部を構成しているので、公知の成膜方法を用いて基板表面に成膜されたコーティング膜とは全く異なる構造を有する。
次に、溝部30Mを具体的に説明する。
本実施形態において、複数の溝部30Mが接続体30に設けられている。特に、本実施形態では、溝部30Mの数が2つである。
本体31は、第1側面31F(X方向に鉛直な面)と、第2側面31S(Y方向に鉛直な面)とを有する。第1側面31F及び第2側面31Sは、接続体30の上面30t(Z方向に鉛直な面)に直交する面である。溝部30Mは、第1側面31Fと第2側面31Sとの間に設けられている。
図8の点線に示すように、第1側面31Fが延在する第1仮想延長面31fと第2側面31Sが延在する第2仮想延長面31sとは、交点Pにおいて、互いに交差している。
即ち、溝部30Mの壁面30W、第1仮想延長面31f、及び第2仮想延長面31sで囲まれた空間(領域)が溝部30Mに相当する。そして、後述するように、溝部30Mの内部において、信号ケーブル40が位置し、埋め込み端子32Eと信号ケーブル40とが電気的に接続されている。
壁面30W、即ち、埋め込み端子32Eの表面は、溝部30Mの内部に露出しており、研削工具の形状に応じた曲面を有する。図7に示すように、埋め込み端子32Eは、角部領域30Kの除去によって形成された曲面の全てに形成されている。本発明は、図7に示す埋め込み端子32Eを限定しない。埋め込み端子32Eは、角部領域30Kの除去によって形成された曲面の一部に形成されてもよい。
図5及び図6に示すように、信号ケーブル40は、溝部30Mの位置に配置されている。導体部41は、溝部30Mの内部において、埋め込み端子32Eに平行に延びており、埋め込み端子32Eに接続されている。更に、導体部41と埋め込み端子32Eとを覆うように半田35が設けられている。即ち、導体部41及び埋め込み端子32Eが半田付けされ、互いに電気的に接続されている。導体部41、埋め込み端子32E、及び半田35は、電気的接続部を構成している。
また、図9に示すように、接続体30の下面30bには、実装パッド30p(第4実装端子)が設けられている。接続体30の下面30b上にコンデンサ50が載置された状態で、コンデンサ50の端子(電極)が半田を介して実装パッド30pに接続され、コンデンサ50と接続体30とが電気的に接続されている。また、図9においては、埋め込み端子32Eが下面30bに露出している。下面30bに形成されている埋め込み端子32Eは、Z方向に延在する埋め込み端子32E(図7参照)の端部に相当する。本実施形態では、埋め込み端子32Eと実装パッド30pとが離間しているが、埋め込み端子32Eと実装パッド30pと電気的に接続する配線等(電極や端子を含む)が下面30b上に形成されてもよい。この場合、固体撮像素子20、コンデンサ50、及び信号ケーブル40を、接続体30に設けられた実装パッド34、埋め込み端子32E、及び実装パッド30pを介して電気的に接続することができる。
次に、図10を参照し、信号ケーブル40と埋め込み端子32Eとの接続構造について説明する。図10は、半田35によって埋め込み端子32Eと信号ケーブル40の導体部41とが接合されている状態を示す部分断面図である。
図10に示すように、埋め込み端子32Eが実装面として用いられ、この実装面に信号ケーブル40が実装されている。さらに、半田35は、導体部41と埋め込み端子32Eとを接続させた状態で、導体部41及び埋め込み端子32Eを覆うように形成されている。特に、埋め込み端子32Eは、曲面を有していることから、埋め込み端子32Eに信号ケーブル40を配置した際に、信号ケーブル40が埋め込み端子32Eの曲面によって支持され、信号ケーブル40の位置決めを容易に行うことが可能となっている。更に、導体部41及び埋め込み端子32Eを半田付けする際にも、半田35が埋め込み端子32Eの曲面内に留まるので、半田35が本体31の外部に流動することを防止することが可能となる。すなわち、曲面を有する埋め込み端子32Eは、半田受容部として機能する。
上述した埋め込み端子32Eを備える接続体30の形成方法は、上述した第一実施形態に係る接続体3と同様であるため、説明を省略する。
更に、上述した第一実施形態と同様に、第二実施形態に係る撮像モジュール10においては、受光面21の鉛直方向、即ち、固体撮像素子20から下面30bに向けた方向から見て、固体撮像素子20の外形輪郭23で囲まれた領域24以内に、接続体30及び信号ケーブル40が配置されている(図6参照)。
上述した実施形態に係る撮像モジュール10によれば、上述した撮像モジュール1と同様の効果が得られる。更に、接続体30が溝部30Mを有するので、接続体30に対する信号ケーブル40の位置決めを容易に行うことができる。
(撮像モジュールの変形例1)
図11は、本発明の実施形態の変形例1に係る撮像モジュールを構成する接続体の構造を示す上面図である。図11において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
本変形例1において、複数の溝部30Mが接続体30Aに設けられている。特に、本変形例1では、溝部30Mの数が4つである。4つの溝部30Mは、4つの角部領域30Kに対応して位置している。溝部30Mの内部には、埋め込み端子32Eが露出している。
4つの埋め込み端子32Eは、溝部30M内に設けられ、かつ、互いに対向する位置に配置されている。
具体的に、接続体30Aは、4つの角部領域30Kを研削することによって形成された、埋め込み端子32Eを有する4つの埋め込み端子32Eを備える。即ち、本変形例1に係る埋め込み端子32Eは、接続体30Aの角部領域30Kに、かつ、互いに対向する位置(対角線上)に配置されている。
埋め込み端子32Eの各々の構成は、上述した実施形態と同じである。また、4つの埋め込み端子32Eの各々には、信号ケーブル40の導体部41が電気的に接続されている。このため、本変形例1に係る撮像モジュールによれば、上述した効果に加えて、上述した撮像モジュール10よりも多い数の信号ケーブル40を固体撮像素子20に電気的に接続することが可能となる。さらに、信号ケーブル40の本数が増えたとしても、撮像モジュールの小型化に寄与する。
(撮像モジュールの変形例2)
図12は、本発明の実施形態の変形例2に係る撮像モジュールを構成する接続体の構造を示す上面図である。図12において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した実施形態においては、研削によって形成された埋め込み端子32E(壁面30W)は、溝部30M内において、曲面を有していた。本変形例2においては、溝部30M内に形成された埋め込み端子32Eは、第1側面31Fから第2側面31Sに向けて形成された斜面(平面)を有する。斜面の角度は、45度である。このような形状においても、埋め込み端子32Eを本体31の溝部30M内に確実に露出することができ、埋め込み端子32Eを実装端子として機能させることができる。
(撮像モジュールの変形例3)
図13は、本発明の実施形態の変形例3に係る撮像モジュールを構成する接続体の構造を示す上面図である。図13において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
本変形例3においては、壁面30W内に、第1側面31Fに垂直な第1垂直壁面30W1と、第2側面31Sに垂直な第2垂直壁面30W2とが形成されている。第1垂直壁面30W1及び第2垂直壁面30W2を含む溝部30Mの内部に、埋め込み端子32Eは、露出している。埋め込み端子32Eを溝部30M内に確実に露出することができ、埋め込み端子32Eを実装端子として機能させることができる。また、第1垂直壁面30W1及び第2垂直壁面30W2に形成された埋め込み端子32Eは、互いに直交しているので、流動する半田を留める半田受容部として機能する。従って、本変形例3によれば、上述した実施形態の効果に加えて、半田が本体31の外部に流動することを防止することが可能となる。
(撮像モジュールの変形例4)
図14は、本発明の実施形態の変形例4に係る撮像モジュールを構成する接続体の構造を示す上面図である。図14において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した実施形態及び変形例1〜3においては、第2側面31Sが第1側面31Fに対して直交している場合を説明した。本発明は、これに限定されず、図14に示すように、第1側面31Fと第2側面31Sが同一面上にあってもよい。この場合であっても、第1側面31Fと第2側面31Sとの間に溝部30Mが設けられている。
なお、第1側面31Fと第2側面31Sとが、同一面上に位置していなくてもよい。第1側面31F及び第2側面31Sが直交する方向において第1側面31F及び第2側面31Sの位置が離間するように、2つの側面が平行に位置してもよい。また、第1側面31Fと第2側面31Sとが形成する角度が鋭角であってもよい。
(撮像モジュールの変形例5)
図15は、本発明の実施形態の変形例5に係る撮像モジュールを示す断面図である。図15において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
本変形例5は、接続体3の下面3bにフィレット形成端子15(第3実装端子)が設けられている点で、第一実施形態に係る撮像モジュール1とは異なっている。
具体的に、図15に示すように、本変形例5に係る撮像モジュール1Aの接続体3において、下面3bに設けられたフィレット形成端子15は、下面3bにて埋め込み端子4の端部と接続されており、埋め込み導体6の一部を構成している。即ち、埋め込み導体6は、埋め込み端子4、実装パッド5、及びフィレット形成端子15を一体的に形成している。
フィレット形成端子15は、端子先端部16を有している。端子先端部16は、埋め込み端子4と信号ケーブル40の導体部41との接続面から離間する位置にある。図15に示す例では、端子先端部16は、接続体3の側面3ss(埋め込み端子4が設けられている側面3sとは反対側の側面)とフィレット形成端子15との境界部に位置するフィレット形成端子15の端部である。下面3bには、フィレット形成端子15及び埋め込み端子4を覆うように半田35が形成されている。
信号ケーブル40は、導体部41及び被覆部42の間の境界に位置するケーブル境界部43を有する。ケーブル境界部43は、下面3bの外側に位置し、即ち、下面3bから離れた位置にある。
半田35は、フィレット形成端子15と導体部41とを電気的に接続している。特に、半田35は、端子先端部16からケーブル境界部43に向けて延びる曲面を形成するように、フィレット形成端子15及び導体部41を覆っている。
上述した変形例5によれば、第一実施形態に係る撮像モジュール1と同様の効果が得られる。更に、埋め込み端子4と導体部41との電気的接続だけでなく、半田35によりフィレット形成端子15と導体部41とを電気的に接続することができるので、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
更に、図15に示すようにフィレット形成端子15及び導体部41の表面形状に沿うように半田35が形成され、半田35の断面形状がL字形状となる。具体的には、導体部41からフィレット形成端子15の表面全体に向けて広がるような3次元接続構造を形成するように、半田35は、フィレット形成端子15と導体部41とを接続する。半田35は、フィレット形成端子15と導体部41との間に密着するため、フィレット形成端子15と導体部41との間の機械的強度を向上させることができる。
なお、図15に示す例では、実装パッド3pが図示されていないが、本発明は、図15に示す例を限定しない。実装パッド3p及びフィレット形成端子15の両方が下面3b上に設けられてもよい。この場合、実装パッド3p及びフィレット形成端子15に共通する共通端子(端子、パッド、電極)が下面3b上に設けられている。この共通端子は、埋め込み端子4に接続されている。具体的に、コンデンサ50の端子の数は2つであることから、2つの別個の共通端子が下面3b上に形成され、2つの共通端子が2つの埋め込み端子4に各々接続される。共通端子は、本体3Aに埋め込まれた埋め込み端子であってもよい。
このような共通端子が下面3b上に設けられている場合、実装パッド3pとフィレット形成端子15との間に位置するように、かつ、2つの共通端子を横断するように、絶縁コート層を共通端子上に設けてもよい。この場合、例えば、共通端子が延在する方向に対して直交する方向に絶縁コート層は延在する。
(撮像モジュールの変形例6)
図16は、本発明の実施形態の変形例6に係る撮像モジュールを構成する接続体の要部を示す拡大平面図である。図16において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した第一実施形態では、図1に示すように、埋め込み端子4よりも径が小さい導体部41が側面3s上の埋め込み端子4に接続されている構造を説明した。本発明は、埋め込み端子4の幅に対する導体部41の直径(断面における直径)の比率を限定しない。図16に示すように、導体部41の径41wは、埋め込み端子4の幅4wよりも大きくてもよい。
(撮像モジュールの変形例7)
図17は、本発明の実施形態の変形例7に係る撮像モジュールを構成する接続体を示す下面図である。図18は、本発明の実施形態の変形例7に係る撮像モジュールを構成する接続体の要部を示す拡大断面図である。図17及び図18において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した第二実施形態では、図10に示すように、埋め込み端子32Eの大きさよりも径が小さい導体部41が溝部30Mの内部に配置されている構造、即ち、溝部30Mの内部に導体部41が収容されている構造を説明した。本発明は、埋め込み端子32Eの大きさに対する導体部41の直径(断面における直径)の比率を限定しない。図17に示すように、埋め込み端子32Eに接続される導体部41は、溝部30Mの外側に突出するような大きな直径を有してもよい。
上記のように導体部41の直径が大きい場合に、本変形例7に係る接続体30Bを撮像モジュールに適用すること可能である。
本変形例7は、接続体30Bの下面30bにフィレット形成端子36(第3実装端子)が設けられている点で、第二実施形態に係る撮像モジュール10とは異なっている。
具体的に、図17に示すように、本変形例7に係る接続体30Bにおいて、下面30bに設けられたフィレット形成端子36は、下面30bにて埋め込み端子32Eの端部と接続されており、埋め込み導体32の一部を構成している。即ち、埋め込み導体32は、埋め込み端子32E、上面露出部32T、上部配線33、実装パッド34、及びフィレット形成端子36を一体的に形成している。
フィレット形成端子36は、端子先端部37を有している。端子先端部37は、埋め込み端子32Eと信号ケーブル40の導体部41との接続面から離間する位置にある。図17に示す例では、端子先端部37は、接続体30Bの略中央の位置にある。即ち、端子先端部37は、下面30bの全面に形成されていない。具体的には、下面30bは、コンデンサ50が実装される実装パッド30pが形成された第1実装領域と、フィレット形成端子36が形成された第2実装領域とを有する。図17に示す例では、端子先端部37よりも上側に位置する領域(第1実装領域)に実装パッド30pが形成され、端子先端部37よりも下側に位置する領域(第2実装領域)にフィレット形成端子36が形成されている。図18に示すように、下面30bには、フィレット形成端子36及び埋め込み端子32Eを覆うように半田35が形成されている。
上述した変形例5と同様に、信号ケーブル40は、ケーブル境界部43を有する。
半田35は、フィレット形成端子36と導体部41とを電気的に接続している。特に、半田35は、端子先端部37からケーブル境界部43に向けて延びる曲面を形成するように、フィレット形成端子36及び導体部41を覆っている。
上述した変形例7によれば、第二実施形態に係る撮像モジュール10と同様の効果が得られる。更に、埋め込み端子32Eと導体部41との電気的接続だけでなく、半田35によりフィレット形成端子36と導体部41とを電気的に接続することができるので、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
更に、埋め込み端子32Eに接続される導体部41が溝部30Mの外側に突出するような大きな直径を有する場合には、導体部41と接続体30Bとの接続状態を確認する必要がある。この場合、下面30bを観察し、フィレット形成端子36において半田35がフィレット形状(バックフィレット)を有するか否かを判断することができ、導体部41と接続体30Bとの接続状態を容易に確認することができる。
(第三実施形態)
図19は、第三実施形態に係る撮像モジュール100の構造を示す側面図である。
第三実施形態において、第一実施形態、第二実施形態、及び変形例1〜7と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
撮像モジュール100は、固体撮像素子20と、接続体103と、4本の配線40B(第1配線、第2配線、第3配線、第4配線)を集合する信号ケーブル40Aとを備える。各配線40Bは、導体部41と、導体部41を覆う第1被覆部42Aと、第1被覆部42Aを覆う第2被覆部42Bとを有している。4本の配線40Bの外周を覆うように信号ケーブル40Aは構成されている。
接続体103を構成する本体3B(絶縁部材)は、埋め込み導体6が貫通している導体貫通部3Cと、埋め込み導体6の一部(埋め込み端子32E)が露出する溝部30Mが形成された導体露出部3Dとを有する。なお、「導体貫通部3C」及び「導体露出部3D」は、接続体103の構造を説明するために例として称されている領域であり、接続体103が2つの部材で分離形成されていることを意味していない。後述するように、接続体103において導体貫通部3C及び導体露出部3Dは、一体的に形成されている。また、接続体103は、3次元構造を有する埋め込み導体が、絶縁部材である本体3Bの内部に形成された構造を有する。
より具体的に、埋め込み導体6は、接続体103内に形成されている一体成形部材である。この一体成形部材は、図22に示すように以下の面(1)〜(7)で囲まれた導体である。
(1)実装パッド105の表面105f
(2)表面105fに連続的に接続されているとともに内部導体6Aと絶縁部材(本体3B)との間に位置する接触面103f
(3)接触面103fに連続的に接続されているとともに接続導体6Bと絶縁部材との間に位置する接触面104f
(4)接触面104fに連続的に接続されている側面露出導体6Cの表面6Cf
(5)側面露出導体6Cと絶縁部材との間に位置する接触面6Cb
(6)表面6Cfに連続的に接続されている下面露出導体6Dの表面6Df
(7)下面露出導体6Dと絶縁部材との間に位置する接触面6Db
また、図19の側面図においては、2本の配線40Bが示されているが、この2本の配線40Bに重なる位置に、不図示の2本の配線40Bが配置されている。信号ケーブル40Aは、後述する図21に示す4つの実装パッド105に各々対応する4本の配線40Bを備えている。
撮像モジュール100においては、接続体103を介して、固体撮像素子20が4本の配線40Bに電気的に接続されている。
図20は、第三実施形態に係る撮像モジュール100の構造を示す拡大図であって、撮像モジュール100を構成する接続体103を示す断面図である。図21は、接続体103を示す上面図である。図22は、接続体103を示す拡大図であって、図21における線B−Bに沿う断面図である。図23は、接続体103を示す拡大図であって、図21における矢視Cから見た側面図である。図24は、接続体103を示す拡大図であって、図22における矢視Dから見た下面図である。
上述した実施形態及び変形例と同様に、接続体103は、接続体103の内部に設けられた埋め込み導体6を備えている。本実施形態においては、4つの埋め込み導体6(第1埋め込み導体、第2埋め込み導体、第3埋め込み導体、第4埋め込み導体)が接続体103内に形成されている。
各埋め込み導体6は、実装パッド105(第1実装端子)と、内部導体6Aと、接続導体6Bと、側面露出導体6C(第2実装端子)と、下面露出導体6D(第3実装端子)と、フィレット形成端子15とを有する。以下の説明では、内部導体6A、接続導体6B、側面露出導体6C、及び下面露出導体6Dの各々について説明する場合があるが、これら導体6A、6B、6C、6Dは互いに分離されておらず、一体的に成形されており、3次元構造を有する埋め込み導体6を構成している。
図21に示すように、実装パッド105は、接続体103の導体貫通部3Cの上面3t上に設けられており、撮像素子端子22に接続される端子である。図21に示す例では、実装パッド105の各々が円形で形成されているが、実装パッド105の形状は、円形に限定されず、四角形、楕円形等、他の形状が採用されてもよい。4つの実装パッド105の配置や面積は、撮像素子端子22の配置や、撮像素子端子22と実装パッド105とを電気的に接続する半田(半田ペースト)の供給量等に応じて、適宜調整される。導体貫通部3Cの上面3tにおいて、実装パッド105が形成されていない部分は、接続体103の構成材料が露出する絶縁領域(絶縁部)110である。即ち、4つの実装パッド105は、絶縁領域110で囲まれているので、流動性を有する半田ペーストが実装パッド105に塗布された場合に、実装パッド105の外側(絶縁領域)に向けて半田ペーストが流動することが防止される。
内部導体6Aは、埋め込み導体6の一部を構成しており、導体貫通部3Cを貫通するように接続体103の内部に設けられ、上面3tから下面3bに向けて延在している。内部導体6Aの一端(上端)は、実装パッド105である。
接続導体6Bは、埋め込み導体6の一部を構成している。内部導体6Aの延在方向に対して直交する方向において、接続導体6Bは、内部導体6Aの他端(下端)から接続体103の外側に向けて延びている。換言すると、内部導体6A及び接続導体6Bは、点P1(内端)において接続されており、屈曲部を形成していると言える。また、接続導体6Bは、接続体103の内部において、内部導体6Aと側面露出導体6Cとを電気的に接続している。
なお、図20に示す例では、接続導体6Bは、導体貫通部3Cと導体露出部3Dとの間において、導体露出部3Dの内部に位置しているが、本発明はこの構成を限定しない。接続導体6Bが、導体貫通部3C内に位置してもよい。
側面露出導体6Cは、埋め込み導体6の一部を構成しており、接続体103の側面に設けられており、導体露出部3Dの溝部30M内に露出している。内部導体6Aの延在方向に対して平行な方向において、側面露出導体6Cは、接続導体6Bの外端から接続体103の下面3bに向けて延びている。換言すると、接続導体6B及び側面露出導体6Cは、点P2(外端)において接続されており、屈曲部を形成していると言える。
側面露出導体6Cは、上述した実施形態及び変形例において説明した埋め込み端子32Eとして機能する。
下面露出導体6Dは、埋め込み導体6の一部を構成しており、接続体103の下面3bに露出している。側面露出導体6Cの延在方向に対して直交する方向において、下面露出導体6Dは、側面露出導体6Cの下端から接続体103の内側に向けて延びている。換言すると、側面露出導体6C及び下面露出導体6Dは、点P3(下端)において接続されており、屈曲部を形成していると言える。
下面3bに露出する下面露出導体6Dの表面は、上述した実施形態及び変形例において説明したフィレット形成端子15として機能する。
図24に示すように、下面3bには、4つの下面露出導体6Dが設けられている。図18〜図20に示すように、4つの下面露出導体6Dの各々は、端子先端部37を有している。端子先端部37は、側面露出導体6C(埋め込み端子32E)と導体部41との接続面から離間する位置にある。図24に示す例では、端子先端部37は、接続体103の略中央に位置しており、4つの下面露出導体6Dの端子先端部37によって囲まれた十字状パターンが形成されている。下面3bにおいて、下面露出導体6Dが形成されていない部分は、接続体103の構成材料が露出する絶縁領域(絶縁部)120である。即ち、4つの下面露出導体6Dは、絶縁領域120で囲まれているので、下面露出導体6Dに塗布された半田(半田ペースト)が、下面露出導体6Dの外側(絶縁領域)に向けて流動することが防止される。また、図19及び図20に示すように、下面露出導体6D上に塗布された半田35は、下面露出導体6D上に留まり、下面露出導体6Dと導体部41とを電気的に接続する。特に、半田35は、端子先端部37からケーブル境界部43に向けて延びる曲面を形成するように、下面露出導体6D及び導体部41を覆っている。
次に、接続体103の形成方法について説明する。
接続体103を構成する部材の一例として焼結部材を用いる場合、次のような材料や方法によって接続体103を形成することが考えられる。
まず、セラミック等の材料を用いて、貫通孔を有する絶縁部材を成形する。具体的に、上述した導体貫通部3C及び導体露出部3Dに対応する2つの絶縁部材を成形する。この2つの部材は、図22に示す埋め込み導体6の位置に対応する位置に形成された貫通孔を有する。次に、2つの絶縁部材の各々の貫通孔に導電材料を充填し、充填ビアを成形する。このような充填ビアの成形は、2つの絶縁部材に対して一括に行うのでなく、2つの絶縁部材の各々に対して個別に行われる。その後、導体貫通部3C及び導体露出部3Dに対応するように、貫通孔に充填ビアが成形された2つの部材(絶縁部材)を積層する(積層工程)。
その後、焼結工程において、充填ビアが形成された積層絶縁部材(2つの部材の積層体)を焼結させ、焼結部材を形成する。続いて、充填ビアのビア径よりも大きい直径を有する研削ツールを用いて、焼結部材の角部領域を研削し除去する(研削工程)。これにより、焼結部材の絶縁部材及び充填ビアの一部が欠損し、下面露出導体6D(埋め込み端子32E)が形成された接続体103が得られる。
なお、上述した接続体103の形成方法においては、積層工程、焼結工程、及び研削工程を順に行っているが、この工程の順番を変えてもよい。例えば、焼結工程の前に研削工程を行ってもよい。また、積層工程の前に研削工程を行ってもよい。焼結工程の前に研削工程を行う場合、絶縁部材が比較的柔らかいため、研削を容易に行えるというメリットがある。また、積層工程の前に研削工程を行う場合、研削ツールのZ方向の位置精度が要求されないため、製造が容易になるというメリットがある。
次に、上述した埋め込み端子32Eを備える接続体103の他の形成方法について説明する。
接続体103を構成する部材の一例としてガラスエポキシ基板又はフェルール基板を用いる場合、次のような材料や方法によって接続体103を形成することが考えられる。
まず、上述した導体貫通部3C及び導体露出部3Dに対応する2つの絶縁部材を準備する。この2つの絶縁部材は、ガラスエポキシ基板又はフェルール基板である。次に、2つの絶縁部材の各々に対し、図22に示す埋め込み導体6の位置に貫通孔を形成する。更に、2つの絶縁部材の各々の貫通孔にめっき等の手法により充填ビアを形成する。その後、導体貫通部3C及び導体露出部3Dに対応するように、貫通孔に充填ビアが成形された2つの部材(絶縁部材)を積層する(積層工程)。
続いて、充填ビアの径よりも大きい直径を有するツールを用いて、積層部材の角部領域を研削し除去する(研削工程)。これにより、本体3Bの一部と充填ビアの一部とが欠損し、埋め込み端子32Eが形成された接続体103が得られる。
なお、上述した接続体103の形成方法においては、積層工程の前に研削工程を行ってもよい。この場合、研削ツールのZ方向の位置精度が要求されないため、製造が容易になるというメリットがある。
次に、上述した埋め込み端子32Eを備える接続体103の他の形成方法について説明する。
接続体103を構成する部材の一例としてシリコン基板又はガラス基板を用いる場合、次のような材料や方法によって接続体103を形成することが考えられる。
まず、上述した導体貫通部3C及び導体露出部3Dに対応する2つの絶縁部材を準備する。この2つの絶縁部材は、シリコン基板又はガラス基板である。次に、2つの絶縁部材の各々に対し、図22に示す埋め込み導体6の位置に貫通孔を形成する。更に、2つの絶縁部材の各々の貫通孔に貫通配線(スルーシリコンビア、TSV)を形成する。その後、導体貫通部3C及び導体露出部3Dに対応するように、貫通孔に貫通配線が成形された2つの部材(絶縁部材)を積層する(積層工程)。
続いて、貫通配線の径よりも大きい直径を有するツールを用いて、積層部材の角部領域を研削し除去する(研削工程)。これにより、本体3Bの一部と貫通配線の一部とが欠損し、埋め込み端子32Eが形成された接続体103が得られる。
なお、上述した接続体103の形成方法においては、積層工程の前に研削工程を行ってもよい。この場合、研削ツールのZ方向の位置精度が要求されないため、製造が容易になるというメリットがある。
第三実施形態によれば、上述した実施形態及び変形例において得られた効果に加えて、3次元構造を有する埋め込み導体を接続体103の内部に形成することができる。また、固体撮像素子20を接続体103に実装する工程においては、流動性を有する半田ペーストを介して撮像素子端子22と実装パッド105とを接続しているが、実装パッド105が絶縁領域110で囲まれているので、実装パッド105の外側(絶縁領域)に向けて半田ペーストが流動することを防止することができる。この結果、撮像素子端子22と実装パッド105との間の電気的接続を確実に得ることができ、かつ、実装パッド105以外の箇所に半田ペーストが流動することに起因する短絡を防止することができる。
本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
例えば、上述した実施形態及び変形例に係る撮像モジュールの側面を覆うように、即ち、接続体3、30、30A、30B、信号ケーブル40の外側を覆うように、絶縁チューブを設けてもよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、接続体30(30A、30B)の角部領域30Kを研削することによって、埋め込み端子32Eを露出させているが、角部領域30Kを研磨することで角部領域30Kを除去し、埋め込み端子32Eを露出させてもよい。この場合、溝部30Mの壁面30Wは、研磨によって形成された研磨面であって、研磨工具と本体31との接触によって生じた研磨痕を有する面であると言える。
また、上述した実施形態では、図8に示すように、上面30tにおいて、実装パッド34と上面露出部32Tとの間に上部配線33が設けられた構造を説明した。本発明においては、上部配線33を必ずしも設ける必要はなく、上面30tにおいて上面露出部32Tの上に実装パッド34を設け、埋め込み端子32Eと固体撮像素子20とを電気的に接続してもよい。
また、上述した実施形態では、本発明の「第1端面」の一例が上面30tであり、本発明の「第2端面」の一例が下面30bである場合について説明した。本発明は、「第1端面」及び「第2端面」の位置を限定しない。第1端面の一例が下面30bであってもよく、第2端面の一例が上面30tであってもよい。また、第1端面から第2面に向かう方向が重力方向に対して交差するように撮像モジュールが配置される場合、第1端面が左端面であってもよく、第2端面が右端面であってもよい。反対に、第1端面が右端面であってもよく、第2端面が左端面であってもよい。
1、1A、10、100…撮像モジュール、3、103…接続体、3A、3B、31…本体、3C…導体貫通部、3D…導体露出部、3a…右端、3b、30b…下面(第2端面)、3p、30p…実装パッド(第4実装端子)、3s、3ss…側面、3t、30t…上面(第1端面)、4、32E…埋め込み端子(第2実装端子)、5、34、105…実装パッド(第1実装端子)、6、32…埋め込み導体、6A…内部導体、6B…接続導体、6C…側面露出導体(第2実装端子)、6D…下面露出導体(第3実装端子)、7…除去領域、9…部位、15、36…フィレット形成端子(第3実装端子)、16、37…端子先端部、20…固体撮像素子、21…受光面、22…撮像素子端子、23…外形輪郭、23a…延長線、24…領域、30、30A、30B…接続体、30H…貫通孔、30K…角部領域、30M…溝部、30W…壁面、30W1…第1垂直壁面、30W2…第2垂直壁面、31F…第1側面、31f…第1仮想延長面、31S…第2側面、31s…第2仮想延長面、32T…上面露出部、33…上部配線、35…半田、40…信号ケーブル、40A…信号ケーブル、40B…配線、41…導体部、42…被覆部、42A…第1被覆部、42B…第2被覆部、110、120…絶縁領域、42a…外端、43…ケーブル境界部、50…コンデンサ(電子部品)、P1、P2、P3…点

Claims (10)

  1. 撮像モジュールであって、
    撮像素子端子を有する固体撮像素子と、
    第1端面と、前記第1端面とは反対側に位置する第2端面と、前記第1端面に直交する側面と、絶縁部材である本体と、前記本体の内部に埋め込まれた埋め込み導体と、前記撮像素子端子及び前記埋め込み導体に電気的に接続されており前記第1端面上に設けられている第1実装端子と、前記側面に設けられているとともに前記埋め込み導体の一部を構成する第2実装端子と、前記第2端面に設けられているとともに前記埋め込み導体の一部を構成する第3実装端子とを含む接続体と、
    前記第2実装端子に電気的に接続された信号ケーブルと、
    前記第3実装端子と前記信号ケーブルとを電気的に接続する半田と、
    を備え
    前記第3実装端子は、前記第2実装端子と前記信号ケーブルとの接続面から離間する位置にある端子先端部を有し、
    前記信号ケーブルは、導体部と、被覆部と、前記導体部及び前記被覆部の間の境界に位置するケーブル境界部とを有し、
    前記ケーブル境界部は、前記第2端面の外側に位置し、
    前記半田は、前記端子先端部から前記ケーブル境界部に向けて延びる曲面を形成するように、前記第3実装端子及び前記導体部を覆っている撮像モジュール。
  2. 請求項1に記載の撮像モジュールであって、
    前記接続体の形状は、前記第1端面、前記第2端面、及び前記側面を少なくとも有する直方体である撮像モジュール。
  3. 請求項1に記載の撮像モジュールであって、
    前記接続体は、前記第1端面に直交する第1側面及び第2側面と、前記第1側面と前記第2側面との間に設けられた溝部とを有し、
    前記第2実装端子は、前記溝部に設けられており、
    前記信号ケーブルは、前記溝部に位置し、前記第2実装端子に電気的に接続されている撮像モジュール。
  4. 請求項3に記載の撮像モジュールであって、
    前記第2側面は、前記第1端面及び前記第1側面に直交しており、
    前記第1側面が延在する第1仮想延長面と前記第2側面が延在する第2仮想延長面とは、交点において交差しており、
    前記溝部は、前記第1側面及び前記第2側面に接続された壁面、前記第1仮想延長面、及び前記第2仮想延長面で囲まれた領域であり、
    前記溝部の内部において、前記第2実装端子と前記信号ケーブルとが電気的に接続されている撮像モジュール。
  5. 請求項4に記載の撮像モジュールであって、
    前記接続体の角部領域に設けられた複数の溝部と、前記複数の溝部に対応して設けられた複数の第2実装端子と、を備え、
    前記複数の第2実装端子は、前記溝部内に設けられ、かつ、互いに対向する位置に配置されている撮像モジュール。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の撮像モジュールであって、
    前記固体撮像素子から前記第2端面に向けた方向から見て、
    前記固体撮像素子の外形輪郭で囲まれた領域以内に、前記接続体及び前記信号ケーブルが配置されている撮像モジュール。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の撮像モジュールであって、
    前記第1実装端子は、前記埋め込み導体の一部を構成する撮像モジュール。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の撮像モジュールであって、
    前記埋め込み導体は、前記第1端面から前記第2端面に向けて延在するとともに前記本体の前記内部に埋め込まれている撮像モジュール。
  9. 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の撮像モジュールであって、
    前記埋め込み導体は、
    前記本体の前記内部において前記第1端面から前記第2端面に向けた方向に延在する内部導体と、
    前記本体の前記内部において前記内部導体と前記第2実装端子とを接続する接続導体と
    を有する撮像モジュール。
  10. 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の撮像モジュールであって、
    前記第2端面に設けられた第4実装端子を備え、
    前記第4実装端子上には、電子部品が接続されている撮像モジュール。
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