JP6297923B2 - 撮像素子実装用基板及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）型またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等の撮像素子が搭載される撮像素子実装用基板お
よび撮像装置に関するものである。

従来から撮像素子を撮像素子実装用基板に実装した撮像装置が知られている。このような撮像装置に用いられる撮像素子実装用基板として、絶縁層から成る枠体と、枠体の下面に接合された金属板と、枠体と金属板との間に設けられた両部材を接合する接合材とを有するものがある。撮像装置は、撮像素子実装用基板に撮像素子が実装され、撮像素子実装用基板の上面に蓋体等が設けられて成る。このような撮像装置は、金属板の上面と枠体の内側面とで形成された凹部に撮像素子が実装され、枠体の上面等の表面に設けられた外部回路接続用電極に外部回路等が電気的に接続される（特許文献１参照）。

特開２００６−３０３４００号公報

一般的に、絶縁層から成る枠体と金属板とでは熱膨張率に差があり、金属板が枠体と比較して熱膨張率が大きい。また、枠体と金属板とを接合材で接合する工程では、部材を加熱する。よって、接合工程では、枠体および金属板はその熱で膨張する。従って、枠体と金属板とは、熱膨張した状態で接合される。その後、部材の温度が下がると、両部材の熱膨張率の差に起因する熱収縮量の差によって、金属板に応力がかかる。結果、金属板に反り等の変形が発生するおそれがあった。よって、金属板の上面に配置された撮像素子が傾き、光軸がずれる可能性があった。

本発明の目的は、枠体と金属板とを接合する工程において発生する金属板の変形を低減させることが可能となる撮像素子実装用基板と、撮像素子実装用基板を用いた撮像装置とを提供することにある。

本発明の1つの態様に係る撮像素子実装用基板は、絶縁層から成り、貫通孔を有する枠
体と、該枠体の下面に前記貫通孔の開口を覆うように設けられ、上面の中央部に撮像素子実装部を有する金属板と、を有しており、前記金属板と前記枠体とは、互いに離間している複数箇所で接合材を介して直接接合されている。

本発明の1つの態様に係る撮像装置は、上記の撮像素子実装用基板と、前記金属板の前
記撮像素子搭載部に搭載された撮像素子と、を有する。

本発明の撮像素子実装用基板によれば、金属板と枠体とは互いに離間している複数箇所で接合材によって接合されているので、枠体と金属板との接合領域を小さくすることができる。そのため、枠体と金属板とを接合する工程で部材が加熱されたとしても、接合領域が小さいため金属板にかかる応力を低減することができ、金属板の変形を抑制することが可能となる。よって、金属板の上面に配置された撮像素子の傾きを抑制し、光軸がずれる
ことを抑制することができる。

本発明の１つの態様に係る撮像装置は、上述の撮像素子実装用基板を有するので、金属板に変形が生じることを低減することができ、撮像素子を傾きなく実装することが可能となる。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る撮像素子実装用基板、および撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の側面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る撮像素子実装用基板、および撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る撮像素子実装用基板、および撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。 （ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る撮像素子実装用基板、および撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図である。 （ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る撮像素子実装用基板、および撮像装置の外観を示す上面図であり、説明の便宜上、枠体および撮像素子を省略している。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に対応する縦断面図である。 （ａ）は、本発明の第５の実施形態の他の態様に係る撮像素子実装用基板、および撮像装置の外観を示す上面図であり、説明の便宜上、枠体および撮像素子を省略している（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に対応する縦断面図である。

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、撮像素子実装用基板に撮像素子が実装され、撮像素子実装用基板の上面に蓋体が接合された構成を撮像装置とする。撮像素子実装用基板および撮像装置は、いずれの方向が上方若しくは下方とされてもよいものであるが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方として、上面若しくは下面の語を用いるものとする。

（第１の実施形態）
図１を参照して本発明の第１の実施形態における撮像装置２１、及び撮像素子実装用基板１について説明する。本実施形態における撮像装置２１は、撮像素子実装用基板１と撮像素子１０とを備えている。

図１に示す例において、撮像素子実装用基板１は、絶縁層から成り、貫通孔２ａを有する枠体２と、枠体２の下面に貫通孔２ａの開口を覆うように設けられ、上面の中央部に撮像素子実装部１１を有する金属板４と、を有しており、金属板４と枠体２とは、互いに離間している複数箇所で接合材１５によって接合されている。

図１に示す例では、枠体２は、絶縁層から成り、貫通孔２ａを有する。

図１に示す例では、絶縁層からなる枠体２は第１貫通孔２ｂを有する第１枠体２ｄと、第１貫通孔２ｂよりも小さい第２貫通孔２ｃを有する第２枠体２ｅとを有している。第２枠体２ｅの上面に第１枠体２ｄが設けられており、第１貫通孔２ｂと第２貫通孔２ｃとは連結し、枠体２の貫通孔２ａを形成している。また、第１枠体２ｄの内側側面と第２枠体
２ｅの上面とによって段差部が形成されており、この段差部に撮像素子接続用パッド３が設けられている。

枠体２を形成する第１枠体２ｄ及び第２枠体２ｅの材料は例えば、電気絶縁性セラミックス、又は樹脂（プラスティックス）等が使用される。

枠体２を形成する第１枠体２ｄ及び第２枠体２ｅの材料として使用される電気絶縁性セラミックスとしては例えば、酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体，又はガラスセラミックス焼結体等が挙げられる。

枠体２を形成する第１枠体２ｄ及び第２枠体２ｅの材料として使用される樹脂としては例えば、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，又はフッ素系樹脂等が挙げられる。フッ素系樹脂としては例えば、ポリエステル樹脂、又は四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。

図１に示す例において、枠体２を形成する第１枠体２ｄ及び第２枠体２ｅは、前述した材料から成る絶縁層を複数上下に積層して形成されている。

枠体２を形成する第１枠体２ｄ及び第２枠体２ｅは、図１に示すように２層の絶縁層から形成されていても良いし、単層または３層以上の絶縁層から形成されていても良い。図１に示す例では、枠体２を形成する第１枠体２ｄ及び第２枠体２ｅはそれぞれ２層の絶縁層から形成されており、前述した段差部には、複数の撮像素子接続用パッド３が設けられている。

枠体２の内部には、内部配線と上下の層を接続する貫通導体とを含んだ配線導体が設けられていても良いし、枠体２は、表面に露出した配線導体を有していても良い。また、その配線導体によって、外部回路接続用電極と撮像素子接続用パッド３とが電気的に接続されていても良い。また、枠体２を形成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅの内部に設けられたそれぞれの配線導体が、第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅの表面に露出した配線導体等によってそれぞれ電気的に接続されていても良い。

また、枠体２は上面もしくは側面に外部回路接続用電極が設けられていても良い。外部回路接続用電極は例えば、撮像装置２１と外部回路基板又は外部装置等と電気的に接続する為に設けられる。

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極及び配線導体は、枠体２が電気絶縁性セラミックスから成る場合には、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ）若しくは銅（Ｃｕ）またはこれらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。また、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極及び配線導体は、枠体２が樹脂から成る場合には、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），アルミニウム（Ａｌ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）若しくはチタン（Ｔｉ）またはこれらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極及び配線導体の露出表面に、めっき層が設けられることが好ましい。この構成によれば、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、および配線導体の露出表面を保護して酸化を防止できる。また、この構成によれば、撮像素子接続用パッド３と撮像素子１０とのワイヤボンディング等を介した電気的接続、又は外部回路接続用電極と外部回路基板との電気的接続を良好にできる。めっき層は
、例えば、厚さ０．５〜１０μｍのＮｉめっき層を被着させるか、またはこのＮｉめっき層および厚さ０．５〜３μｍの金（Ａｕ）めっき層を順次被着させてもよい。

図１に示す例のように、金属板４は、枠体２の下面に貫通孔２ａの開口を覆うように設けられ、この金属板４は、その上面の中央部に撮像素子実装部１１を有している。

図１に示す例では、撮像素子１０が撮像素子実装部１１に実装されており、この撮像素子１０は、枠体２の貫通孔２ａの内壁面と金属板４の上面とで形成される凹部に収納されている。

図１に示す例のように、金属板４の外周縁は、枠体２の外周縁と平面視において重なる位置に位置していても良いし、平面視において枠体２の外周縁よりも内側の位置又は、枠体２の外周縁よりも外側の位置していても良い。また、金属板４の外周縁が枠体２の外周縁よりも外側に位置する場合、金属板４は、枠体２の外側に位置する外側領域に貫通孔または切り欠きを有していても良い。なお、貫通孔または切り欠きは、例えば、撮像装置２１と外部装置とを固定する際の孔として用いられる。

金属板４は、例えば、枠体２が電気絶縁性セラミックスから成る場合、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ，銅（Ｃｕ），又は銅合金等から成る。

図１に示す例では、金属板４と枠体２とは、互いに離間している複数箇所で接合材１５によって接合されている。

一般的に、枠体２と金属板４とは、熱膨張率が異なる。例えば、枠体２が酸化アルミニウム焼結体から成る場合には、枠体２の熱膨張率は７．１×１０^−６／℃であり、金属板４が、ＳＵＳ３０４から成る場合には、金属板４の熱膨張率は、１７．３×１０^−６／℃である。また、枠体２と金属板４とを接合し撮像素子実装用基板１を作製する工程等において加熱される。よって、接合工程では、枠体２および金属板４はその熱で膨張する。その後、熱が冷めていく過程において、接合材１５が硬化する温度で枠体２と金属板４とは固定される。つまり、枠体２と金属板４とは熱膨張した状態で接合される。その後、常温に向かって枠体２と金属案４の温度がさらに下がると、両部材の熱膨張率の差に起因する熱収縮量の差によって、枠体２及び金属板４に応力がかかる。結果、枠体２にクラックの発生、又は金属板４に反り等の変形が発生する恐れがあった。特に、金属板４において貫通孔２ａ内部に露出する領域は、より大きな変形が生じる可能性があった。この金属板４の変形により、後の工程で金属板４の撮像素子実装部１１に配置される撮像素子１０に傾きが生じ、レンズとの光軸がズレ、良好な画像を得られない可能性があった。

図１に示す例のように、金属板４と枠体２とは互いに離間している複数箇所で接合材１５によって接合されている。よって、枠体２と金属板４との接合領域を小さくすることができる。そのため、枠体２と金属板４とを接合する工程で部材が加熱されたとしても、接合領域が小さいため、金属板４と枠体２とを固定し留める力が小さくなり、枠体２と金属板４との接合工程での冷却の際に、金属板４にかかる応力を低減することができる。このことで、金属板４の変形を抑制することが可能となる。よって、金属板４の上面に配置された撮像素子１０の傾きを抑制し、レンズとの光軸がずれることを抑制することができる。

接合材１５の材料は例えば、ろう材、熱硬化性樹脂又は低融点ガラス等が使用される。

接合材１５の材料として使用されるろう材としては例えば、銀ろうや銅ろう等が挙げられる。

接合材１５の材料として使用される熱硬化性樹脂としては例えば、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂，ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂，フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。

接合材１５は、硬化温度が常温（５℃〜３５℃）に近いものが好ましい。接合材１５の硬化温度が常温に近いことで、枠体２と金属板４とを膨張し過ぎない状態で固定することができる。よって、熱応力を可能な限り小さくすることができ、硬化温度以下の温度において、金属板４の変形を低減させることが可能となる。

また、接合材１５の合計の面積は上面視において、枠体２と金属板４とが重なる領域の面積の５０％以下であることが好ましい。このことで、より金属板４と枠体２とを固定し留める力を小さくすることができる。よって、接合材１５の硬化温度以下の温度において、金属板４が変形することを低減することが可能となる。

また、図１に示す例で、金属板４は上面視で矩形状であり、接合材１５は、金属板４の角部に設けられている。接合材１５を金属板４の角部に設けることによって、金属板４が熱収縮を行う場合、最も変形の大きくなる対角線上を接合材１５で固定することができる。よって、より金属板４の変形を低減させることができる。

また、隣り合う複数の接合材１５は同程度の距離で接合することが好ましい。これにより、金属板４が熱収縮する時、バランスよく熱収縮が行われる。よって、金属板４の表面の平行度を良好に保ち、応力のバランスをとることが可能となることが可能となる。

また、金属板４の角部以外にも複数の接合材１５が設けられているとき、金属板４に設けられた接合材１５はそれらと比較して接合面積を大きく設けることが好ましい。熱収縮時の応力は対角線上が大きいため、角部に接合材１５を接合面積を大きく設けることで接合材１５に剥がれが発生することを低減することができる。 次に、図１を用いて、撮像装置２１について説明する。図１に示す例において、撮像装置２１は、撮像素子実装用基板１と、撮像素子実装部１１に実装された撮像素子１０と、を有している。また、図１に示す例において、撮像装置２１は撮像素子実装用基板１の上面に接合された蓋体１２を有している。

撮像素子１０は例えば、ＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型等の撮像素子が用いられる。図１に示す例においては、撮像素子１０の各電極は、接続部材１３（ボンディングワイヤ）によって撮像素子接続用パッド３に電気的に接続されている。

また、図１に示す例においては、撮像素子１０は、接着材１９を介して、金属板４の上面に配置されている。この接着材１９は、例えば、銀エポキシや熱硬化性樹脂等が使用される。

蓋体１２は、例えば、平板形状である。また、蓋体１２は、ガラス材料又は光学フィルタ等の透明度の高い部材が用いられる。蓋体１２は、例えば、熱硬化性樹脂又は低融点ガラス等の接合部材１４により、枠体２の上面に接合される。

本発明の撮像装置２１は、上記構成の撮像素子実装用基板１と、撮像素子実装部１１に実装された撮像素子１０とを有していることにより、金属板４の変形を抑制し、撮像素子実装部１１に実装される撮像素子１０の傾きを低減させることができる。よって、良好な画像を得ることが可能な撮像装置２１を提供することができる。

次に、本実施形態の撮像素子実装用基板１の製造方法の一例について説明する。

なお、下記で示す製造方法の一例は、多数個取り配線基板を用いた製造方法である。

（１）まず、枠体２を構成するセラミックグリーンシートを形成する。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体である枠体２を得る場合には、Ａｌ_２Ｏ_３の粉末に焼結助材としてシリカ（ＳｉＯ_２），マグネシア（ＭｇＯ）またはカルシア（ＣａＯ）等の粉末を添加し、さらに適当なバインダー、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状となす。その後、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等の成形方法によって多数個取り用のセラミックグリーンシートを得る。

なお、枠体２が、例えば樹脂から成る場合は、所定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またはインジェクションモールド法等で成形することによって枠体２を形成することができる。

また、枠体２は、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い。この場合には、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枠体２を形成できる。

（２）次に、スクリーン印刷法等によって、上記（１）の工程で得られたセラミックグリーンシートに撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極及び貫通導体や内部配線を含んだ配線導体となる部分に金属ペーストを塗布又は充填する。

この金属ペーストは、前述した金属材料から成る金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、金属ペーストは、枠体２との接合強度を高めるために、ガラス、セラミックスを含んでいても構わない。

（３）次に、前述のグリーンシートを金型等によって加工する。枠体２となるグリーンシートの中央部に、貫通孔２ａを形成する。

（４）次に、各絶縁層となるセラミックグリーンシートを積層して加圧することにより枠体２となるセラミックグリーンシート積層体を作製する。また、本工程では、例えば、第１枠体２ｄと第２枠体２ｅとなるグリーンシート積層体を別個に作製した後に、両者を積層して加圧することにより、枠体２となるグリーンシート積層体を作製しても良い。

（５）次に、このセラミックグリーンシート積層体を約１５００〜１８００℃の温度で焼成して、枠体２が複数配列された多数個取り配線基板を得る。なお、この工程によって、前述した金属ペーストは、枠体２となるセラミックグリーンシートと同時に焼成され、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、または配線導体となる。

（６）次に、焼成して得られた多数個取り配線基板を複数の枠体２に分断する。この分断においては、枠体２の外縁となる箇所に沿って多数個取り配線基板に分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って破断させて分割する方法、またはスライシング法等により枠体２の外縁となる箇所に沿って切断する方法等を用いることができる。なお、分割溝は、焼成後にスライシング装置により多数個取り配線基板の厚みより小さく切り込むことによって形成することができるが、多数個取り配線基板用のセラミックグリーンシート積層体にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によりセラミックグリーンシート積層体の厚みより小さく切り込んだりすることによって形成してもよい。

（７）次に、枠体２の下面に接合される金属板４を用意する。金属板４は、金属からなる板材に、従来周知のスタンピング金型を用いた打ち抜き加工やエッチング加工等によって作製される。しかる後、金属板４がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金や４２アロイ，Ｃｕ，銅合金等の金属から成る場合には、その表面にニッケルめっき層および金めっき層を被着してもよい。これにより、金属板４の表面の酸化腐食を有効に防止することができる。

（８）次に、接合材１５を介して、金属板４を枠体２に接合する。この工程では、ペースト状の熱硬化性樹脂（接合材１５）をスクリーン印刷法やディスペンス法等で枠体２または金属板４のいずれか一方の接合面に塗布する。その際、ペースト樹脂は、互いに離間する複数個所に配置する。その後、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等で乾燥させた後、枠体２と金属板４とを重ねた状態でトンネル式の雰囲気炉またはオーブン等に通炉させ約１５０℃で約９０分間、加熱することで接合材１５を完全に熱硬化させ、枠体２と金属板４とを強固に接着させる。

接合材１５は、例えばビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂，ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂，フェノールノボラック型液状樹脂等からなる主剤に、球状の酸化珪素等から成る充填材，テトラヒドロメチル無水フタル酸等の酸無水物などを主とする硬化剤および着色剤としてカーボン紛末等を添加し遠心攪拌機等を用いて混合，混練してペースト状とすることによって得られる。

また、接合材１５としては、この他にも例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂，ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂，フェノールノボラック型エポキシ樹脂，クレゾールノボラック型エポキシ樹脂，特殊ノボラック型エポキシ樹脂，フェノール誘導体エポキシ樹脂，ビスフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系やアミン系，リン系，ヒドラジン系，イミダゾールアダクト系，アミンアダクト系，カチオン重合系，ジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したもの等を使用することができる。

上記（１）〜（８）の工程によって、撮像素子実装用基板１が得られる。なお、上記（１）〜（８）の工程順番は指定されない。

このようにして形成された撮像素子実装用基板１の撮像素子実装部１１に撮像素子１０を実装し、撮像装置２１を作製することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図２を参照しつつ説明する。

本実施形態における撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、例えば、接合材１５の位置である。

図２に示す例のように、金属板４は上面視で矩形状であり、複数の接合材１５は、金属板４の辺の中央部に設けられている。図２に示す例のように、金属板４の四辺の中央部のみに接合材１５を配置した場合、図１のように、金属板４の４つの角部のみに接合材１５を配置した場合と比較して、複数の接合材１５同士の距離を短くすることが可能となる。よって、より効果的に、枠体２と金属板４との熱収縮差による応力を低減することができる。

また、上述した構成によれば、接合材１５の中心から接合材１５が配置された金属板４
の辺の両端までの距離を同程度の大きさにすることができる。よって、金属板４が熱膨張／熱収縮を行う際、金属板４と接合材１５との接合領域にかかる応力を均等にすることが可能となる。このことで、金属板４が繰り返し熱膨張／熱収縮を行った際に、接合材１５が剥離する可能性を低減させることができる。なお、ここで中心とは、例えば接合材１５の上面視での形状が略円形状である場合は円の中心を指し、略楕円の場合は長軸と短軸の交点を指し、又は略多角形状の場合は対角線の交点を指している。また、接合材１５の上面視での形状が前述したもの以外の場合は、略円状又は略多角形状の形状に近似して中心を求める。

また、第１の実施形態および第２の実施形態のように、接合材１５が金属板４の外周部付近で接合していると、接合材１５の状態を、外周を目視することで確認することが容易となる。そのため、接合材１５と金属板４又は枠体２とが剥離していないかなどの検査が容易となる。

また、図２に示す例においては、金属板４において、接合材１５の周囲に外部の応力により変形できる、接合材１５で固定されていないエリアがある。例えば、図２では金属板４の角部周辺である。このエリアが変形をすることで、外部からの応力の吸収を行うことができる。よって、それらの応力が撮像素子実装部１１に伝わることを低減することができる。

また、図２に示す例では、金属板４の外縁部が上面視で枠体２の外縁部よりも内側に位置し、接合材１５が金属板４の側面を覆っている。この構成によって接合材１５の接合領域が小さくなったとしても、金属板４の側面を接合材１５が覆うことにより、上面視において、金属板４と枠体2とが接合している接合領域を小さくすることが可能となり、また
金属板４の側面から枠体２の下面にかけてフィレットを形成することが可能となる。そのため、金属板４の変形を抑えることができるとともに、フィレットによって接合材１５が剥離することを低減させることができる。

また、図２に示す例とは異なり、金属板４の外縁部が上面視で枠体２の外縁部よりも外側に位置し、接合材１５が枠体２の外側面を覆っていてもよい。この構成によって接合材１５の接合領域が小さくなったとしても、枠体２の外側面を接合材１５が覆うことにより、上面視において、金属板４と枠体2とが接合している接合領域を小さくすることが可能
となり、また枠体２の外側面から金属板４の上面にかけてフィレットを形成することが可能となる。そのため、金属板４の変形を抑えることができるとともに、フィレットによって接合材１５が剥離することを低減させることができる。

また、接合材１５が金属板４の辺の中央部に位置していることで、金属板４の外周縁の変形を低減させることが可能となる。一般的に、レンズ筐体などを実装する場合、金属板４や枠体２の外周縁を基点に設ける。そのため、金属板４の外周縁の変形を低減させることでレンズと撮像素子１０との光軸のズレを低減させることができる。

また、図示はしていないが、撮像素子実装用基板１は第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた構造、つまり金属板４の角部と辺の中央部のそれぞれに設けられていても良い。またさらに好ましくは、角部に設けられた接合材１５の接合領域が辺の中央部に設けられた接合材１５の接合領域よりも大きいことが好ましい。熱収縮時の応力は対角線上が大きいため、角部に設けられた接合材１５の接合領域を大きくすることで接合材１５に剥がれが発生することを低減することができる為である。また、接合箇所が増えるため、第１の実施形態、第２の実施形態と比較して、それぞれの接合面積を小さくしても応力による接合材１５の剥がれの発生を抑制することが可能である。また、接合箇所が増えるため、接合箇所の間の距離が短くなることにより、金属板４又は枠体２の変形が小さくなる
。

また、前述した第１の実施形態および第２の実施形態では、接合材１５は金属板４の外周縁近傍に設けられている。このとき、金属板４の外周縁近傍とは、金属板４の外周縁から枠体２の貫通孔までの距離の半分の領域を指している。また、金属板４の外周縁近傍に設けられた接合材１５は、上記領域に接合材１５の面積が６０％以上含まれていることを指す。このような構成であると、枠体２の貫通孔２ａの内壁と撮像素子１０との距離が小さいとき（例えば、０．０５０ｍｍ未満）、接合材１５が撮像素子実装部１１に流出し、撮像素子１０が実装できなくなることを低減することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図３を参照しつつ説明する。なお、図３の撮像装置２１は蓋体１２を省略している。

本実施形態における撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、接合材１５が貫通孔２ａの角部付近に位置している点である。

図３に示す例のように、枠体２の開口縁は上面視で矩形状であり、複数の接合材１５は開口縁の角部に設けられている。この構成のように、枠体２の開口縁付近のみに接合材１５を設けることにより、金属板４の外周部のみに接合材１５を設けている第１の実施例又は第２の実施例と比較して、さらに複数の接合材１５同士の距離を小さくすることが可能となる。そのため、金属板４が常温に向けて熱が低下する際熱収縮によって発生する応力がかかる領域をより小さくすることが可能となる。よって、金属板４の変形をより低減することができる、撮像素子実装部１１に実装される撮像素子１０の傾きを低減させることが可能となる。

また、接合材１５で枠体２と金属板４とを接合していることにより、一般的に枠体２も熱膨張／熱収縮の際に変形が発生し、特に貫通孔２ａの角部にはこの時の応力が集中しやすい。また、接合材１５と接合している箇所は接合材１５で形状が固定されているので変形しにくい。そのため、枠体２の貫通孔２ａの角部に接合材１５を設けることで、貫通孔２ａの角部を固定することができる。このことから、熱膨張／熱収縮の際に、貫通孔２ａの角部に応力が集中することを低減することができ、枠体２にクラックや割れが発生することを低減することができる。

また、第３の実施形態および後述する第４の実施形態のように、接合材１５を枠体２の貫通孔２ａの周囲のみに設けることで、第１の実施形態及び第２の実施形態と比較して、接合材１５の距離を小さくすることができる。金属板４が熱収縮する際にかかる応力は、接合材１５間で発生するため、第３の実施形態および後述する第４の実施形態のような構造であると、第１の実施形態及び第２の実施形態と比較して、応力の大きさが小さいものとなる。よって、枠体２と金属板４との剥離などを抑制できる。このとき、貫通孔２ａの周囲とは、貫通孔２ａから枠体２の外縁部までの距離の半分の領域を指している。また、貫通孔２ａの周囲に設けられた接合材１５は、上記領域に接合材１５の面積が６０％以上含まれていることを指す。

また、枠体２の上面に電子部品等を実装する場合、枠体２の外周縁から貫通孔２ａまでの距離は大きくなってしまいやすい。この時、接合材１５を金属板４の外周縁近傍に設けると、接合材１５で囲まれた領域、つまり熱収縮によって変形する面積が大きくなり、変形が大きくなる。その結果、撮像素子１０の傾きが大きくなることが問題だった。ここで、図３のように、枠体２の外周縁から貫通孔２ａまでの距離が大きくなるとき、接合材１５を貫通孔２ａの周囲のみに設けられることで、金属板４が熱収縮によって変形する大き
さを小さくすることができ、撮像素子実装部１１に実装される撮像素子１０の傾きを低減させることが可能となる。また、一般的に撮像素子１０を実装する工程において、撮像素子１０の上面から圧力を加える。接合材１５を貫通孔２ａの周囲に設けることで、金属板４の撓みを抑えることができ、良好に撮像素子１０を実装することができる。この時、なお、枠体２の外周縁から貫通孔２ａまでの距離は大きくなるときは例えば、枠体２の外周縁から貫通孔２ａまでの距離が２ｍｍ以上の時である。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４の撮像装置２１は蓋体１２を省略している。

本実施形態における撮像装置２１において、第３の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、例えば、接合材１５の位置である。

図４に示す例のように、撮像素子実装用基板１の枠体２の開口縁は上面視で矩形状であり、複数の接合材１５は開口縁の辺の中央部に設けられている。この構造によると、複数の接合材１５は開口縁の辺の中央部のみに設けられているので、第３の実施形態の撮像装置２１と比較して、複数の接合材１５同士の距離をより短くすることが可能となる。そのため、枠体２と金属板４とを接合する工程で部材が加熱され接合材１５で固定されたとしても、金属板４の変形をより低減することができる。

また、接合材１５が貫通孔２ａの辺の中央部に位置していることで、枠体２の貫通孔２ａの各辺の変形を低減させることが可能となる。一般的に、撮像素子１０と枠体２とを電気的に接続する撮像素子接続用パッド３は貫通孔２ａに沿って設けられていることが多い。そのため、貫通孔２ａの辺の変形を低減させることで、撮像素子接続用パッド３同士の高さ方向のばらつきを低減させることができる。

また、図４に示す例では、接合材１５が枠体２の内側面を覆っている。この構成によって接合材１５の接合領域が小さくなったとしても、枠体２の内側面を接合材１５が覆うことにより、フィレットを形成することが可能となるため、接合材１５が剥離することを低減させることができる。また、枠体２の側面を接合材１５が覆うことにより、貫通孔２ａを作成する際に、貫通孔２ａの内側面から脱粒する可能性のあるダストの発生を防ぐことが可能となり、より良好な画像を得ることができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図５、図６を参照しつつ説明する。なお、図５、図６の撮像装置２１は蓋体１２を省略している。

図５（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る撮像装置の外観を示す上面図であり、説明の為、上面図には貫通孔２ａと撮像素子１０の位置のみ２点鎖線で示している。図５は、接合材１５が枠体２の辺の中央部に４つ設けられており、複数の接合材１５の間に接着材１９が入り込んでいる。

図６（ａ）は、本発明の第５の実施形態の他の態様に係る撮像装置の外観を示す上面図であり、説明の為、上面図には貫通孔２ａと撮像素子１０の位置のみ２点鎖線で示している。図６は、接合材１５が枠体２の辺の角部に４つ設けられており、複数の接合材１５の間に接着材１９が入り込んでいる。

本実施形態における撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像装置２１と異なる点
は、例えば、接着材１９の構成である。

図５及び図６に示す例のように、撮像素子１０と金属板４とは、接着材１９を介して接合されており、接着材１９は撮像素子実装部１１中央部付近から枠体２の内壁面にかけて設けられている。枠体２と金属板４とを接合させ終えた後、金属板４の撮像素子実装領域１１は熱収縮により変形している。その後、撮像素子１０を接合する工程において、再度温度を上昇させる。このとき、撮像素子実装領域１１の変形は徐々に緩和されていく。この緩和された状態で、枠体２の内壁面から金属板４の上面にかけて設けられた接着材１９が硬化する。よって、温度が下降しても金属板４は変形しにくく、実装する撮像素子１０の傾きを低減させることができる。

また、枠体２と金属板４との間の隙間を低減させることができる。そのため、撮像装置２１の外部からダスト等が流入することを低減することができ、より良好な画像を得ることができる。なお、この時図５に示す例のように、接着材１９の外縁は上面視において貫通孔２ａよりも外側に位置している箇所が多い方が好ましい。これにより、ダストが流入する間隙を可能な限り小さくすることができる為である。

また、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す例のように、接着材１９が枠体２の側面を覆っている。この構成によって接合材１５の接合領域が小さくなったとしても、枠体２の側面を接着材１９が覆うことにより、フィレットを形成することが可能となるため、接合材１５が剥離することを低減させることができる。また、枠体２の内側面を接着材１９が覆うことにより、貫通孔２ａを作成する際に貫通講２ａの内側面から脱粒する可能性のあるダストの発生を防ぐことが可能となり、より良好な画像を得ることができる。

また、接着材１９は暗色系の色調であることが好ましい。このことによって、金属板４と枠体２との間の隙間から光が侵入した際に光を吸収しやすくなり、撮像素子１０まで到達することを低減することができる為である。また、上述したように、上面視で貫通孔２ａの内部空間に接着材１９が露出している場合、不要な光を接着材１９で吸収し、金属板４で反射することを低減させることができる。

なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。

また、例えば、図１〜図６に示す例では、貫通孔２ａは矩形状であるが、円形状やその他の多角形状であってもかまわない。

また、本実施形態における撮像素子接続用パッド３の配置、数、形状などは指定されない。

１・・・・撮像素子実装用基板
２・・・・枠体
２ａ・・・貫通孔
２ｂ・・・第１貫通孔
２ｃ・・・第２貫通孔
２ｄ・・・第１枠体
２ｅ・・・第２枠体
３・・・・撮像素子接続用パッド
４・・・・金属板
１０・・・撮像素子
１１・・・撮像素子実装部
１２・・・蓋体
１３・・・接続部材
１４・・・接合部材
１５・・・接合材
１９・・・接着材
２１・・・撮像装置

Claims (7)

1. 絶縁層から成り、貫通孔を有する枠体と、
   該枠体の下面に前記貫通孔の開口を覆うように設けられ、上面の中央部に撮像素子実装部を有する金属板と、を有しており、
   前記金属板と前記枠体とは、互いに離間している複数箇所で接合材を介して直接接合されている
   ことを特徴とする撮像素子実装用基板。
2. 前記金属板は上面視で矩形状であり、
   前記接合材は、前記金属板の角部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子実装用基板。
3. 前記金属板は上面視で矩形状であり、
   前記接合材は、前記金属板の辺の中央部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像素子実装用基板。
4. 前記枠体の開口縁は上面視で矩形状であり、
   前記接合材は前記開口縁の角部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像素子実装用基板。
5. 前記枠体の開口縁は上面視で矩形状であり、
   前記接合材は前記開口縁の辺の中央部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮像素子実装用基板。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の撮像素子実装用基板と、
   前記撮像素子実装部に実装された撮像素子と
   を有することを特徴とする撮像装置。
7. 前記撮像素子と前記金属板とは、接着材を介して接合されており、
   前記接着材は前記枠体と前記金属板との間の間隙を覆っている
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。

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