JP6560076B2

JP6560076B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP6560076B2
Application number: JP2015184151A
Authority: JP
Inventors: 拓治岡村; 智仁吉田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: JP2017060037A

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た撮像装置に関するものである。

従来より、撮像素子実装用基板と、撮像素子実装用基板上に実装された撮像素子と、撮像素子実装用基板上に撮像素子を取り囲むように設けられた配線基板と、配線基板上に固定されたレンズ筐体とを有する撮像装置が知られている。

特開２０１０―２２０２４５号公報

近年、撮像装置は薄型化が要求されており、配線基板の厚みも薄くなってきている。しかしながら、配線基板が薄型化することで、撮像装置の外部から応力がかかった時、レンズ筐体と配線基板とが接合している箇所に応力がかかり、配線基板にクラックまたは割れが発生する可能性が高まっている。仮に、配線基板にクラックまたは割れが発生した場合は、撮像装置において画像を撮像できないまたは撮像した画像にノイズが入るなどの不具合が発生することが懸念される。

本発明の目的は、配線基板とレンズ筐体との接合箇所にクラックまたは割れが発生するのを抑制することができる撮像装置を提供することである。

本発明の１つの態様に係る撮像装置は、上面に中央領域を有する平板と、前記平板上に設けられた、前記中央領域に実装された撮像素子と、前記平板上に前記撮像素子を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状であって、外側面のうち前記撮像素子を挟む２箇所には上端から下端にまで溝が形成され、前記撮像素子に電気的に接続された配線基板と、前記配線基板を取り囲むとともに、下部が前記配線基板の外縁に沿って配置され、前記下部から下方に向かって突出した凸部を有し、前記凸部が前記溝に嵌るとともに前記平板に固定されたレンズ筐体と、を備えている。前記平板の上面と前記配線基板の下面とは第１接合材を介して接合されており、該接合材の一部は平面視で前記溝の内面にまで食み出ており、前記凸部は前記接合材の一部を介して前記平板と固定されている。

本発明の1つの態様に係る撮像装置は、上面に中央領域を有する平板と、前記平板上に
設けられた、前記中央領域に実装された撮像素子と、前記平板上に前記撮像素子を取り囲むとともに、一部が外方に向かって延在したフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上に前記撮像素子を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状であって、外側面のうち前記撮像素子を挟む２箇所には上端から下端にまで溝が形成され、前記撮像素子に電気的に接続された配線基板と、前記配線基板を取り囲むとともに、下部が前記配線基板の外縁に沿って配置され、前記下部から下方に向かって突出した凸部を有し、前記凸部が前記溝に嵌るとともに前記フレキシブル基板に固定されたレンズ筐体と、を備えている。前記平板の上面と前記フレキシブル基板の下面とは第１接合材を介して接合されており、該接合材の一部は平面視で前記溝の内面にまで食み出ており、前記凸部は前記接合材の一部を介して前記平板と固定されている。

本発明によれば、配線基板とレンズ筐体との接合箇所にクラックまたは割れが発生するのを抑制することができる撮像装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る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）は本発明の図１に示す第１の実施形態に係る撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）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１の実施形態のその他の態様に係る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）および（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の外観を示す上面図である。本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を示す縦断面図である。本発明の第３の実施形態に係る撮像装置を示す縦断面図である。（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る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。本発明の第６の実施形態に係る撮像装置の外観を示す縦断面図である。

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、撮像素子が実装され、レンズ筐体が接合された構成を撮像装置とする。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する。

（第１の実施形態）
図１〜図４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１０と蓋体１２とレンズ筐体１９を備えている。

撮像装置２１は、上面に中央領域１１を有する平板４と、平板４上に設けられた、中央領域１１に実装された撮像素子１０と、平板４上に撮像素子１０を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状であって、外側面のうち撮像素子１０を挟む２箇所には上端から下端にまで溝２ａが形成され、撮像素子１０に電気的に接続された配線基板２と、配線基板２を取り囲むとともに、下部が配線基板２の外縁に沿って配置され、下部から下方に向かって突出した凸部１９ａを有し、凸部１９ａが溝２ａに嵌るとともに平板４に固定されたレンズ筐体１９を備えている。

平板４は、矩形状の板体である。平板４を構成する材料は例えば、高い熱伝導率を有する材料が使用される。平板４を形成する材料として例えば、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはシリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。なお、平板４を形成する材料として、例えば窒化アルミニウム質結晶体または窒化ケイ素室結晶体等である場合、平板４は複数の絶縁層から成る積層体であっても良い。なお、平板４の上面に位置する中央領域１１に、撮像素子１０が実装される。

また、平板４の材料としては金属材料も使用され、金属材料として例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、銅（Ｃｕ）、コバールまたは銅合金等が挙げられる。例えば、配線基板２が約５×１０^−６／℃〜１０×１０^−６／℃の熱膨張率を有する酸化アルミニウム質焼結体である場合、平板４は約１０×１０^−６／℃の熱膨張率を有するステンレス（ＳＵＳ４１０）を用いることができる。この場合には、配線基板２と平板４との熱収縮差・熱膨張差が小さくなるので、撮像素子実装部１１の変形を低
減することができる。その結果、撮像素子１０とレンズとの光軸ズレを抑制することができ、画像の鮮明度を良好に維持することができる。また、平板４が金属材料から成るとき、その材料が非磁性体であることで、レンズ駆動等の外部機器の働きを平板４が妨げることを低減させることが可能となる。

撮像素子１０は、平板４の中央領域１１に実装されている。撮像素子１０は、例えば、ＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型等の撮像素子が用いられる。なお、撮像素子１０は、接着材を介して、平板４の上面に配置されていてもよい。この接着材は、例えば、銀エポキシまたは熱硬化性樹脂等が使用される。

撮像装置２１は平板４上に撮像素子１０を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状の配線基板２を有している。配線基板２は撮像素子１０に電気的に接続されている。撮像素子１０の各電極は、接続部材１３（ボンディングワイヤ）によって配線基板２に電気的に接続されている。

配線基板２は、絶縁層から成り、配線基板２は上面に撮像素子接続用パッド３が設けられている。また、図示していないが、配線基板２の下面には外部回路または平板４と接続される外部回路接続用電極を複数設けても良い。配線基板２を構成する絶縁層の材料は例えば、電気絶縁性セラミックスまたは樹脂（プラスティックス）等が使用される。

配線基板２を形成する絶縁層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、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミック焼結体等が挙げられる。

配線基板２を形成する絶縁層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、フェノール樹脂また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、ポリエステル樹脂または四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。

配線基板２を形成する絶縁層は、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。配線基板２を形成する絶縁層は、図１に示すように３層の絶縁層から形成されていても良いし、単層、２層または４層以上の絶縁層から形成されていても良い。また、図１に〜図４に示す例のように、配線基板２を形成する絶縁層の開口部の大きさを異ならせ上面に段差部を形成し、段差部に複数の撮像素子接続用パッド３が設けられていてもよい。

また、配線基板２の上面、側面または下面に、外部回路接続用電極が設けられていてもよい。外部回路接続用電極は、配線基板２と外部回路基板、あるいは撮像装置２１と外部回路基板とを電気的に接続するものである。

配線基板２の内部には、絶縁層間に形成される内部配線、内部配線同士を上下に接続する貫通導体が設けられる。これら内部配線または貫通導体は、配線基板２の表面に露出していても良い。この内部配線または貫通導体によって、外部回路接続用電極および撮像素子接続用パッド３が電気的に接続されていても良い。

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体は、配線基板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、内部配線および貫通導体は、配線基板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）、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、内部配線および貫通導体の露出表面に、めっき層が設けられてもよい。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、内部配線および貫通導体の露出表面を保護して酸化を抑制できる。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とをワイヤボンディング等の接続部材１３を介して良好に電気的接続することができる。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。

また、配線基板２は封止の為に蓋体１２を有していても良い。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、熱硬化性樹脂または低融点ガラス等の接合部材１４により、配線基板２の上面に接合される。

配線基板２は、外側面のうち撮像素子１０を挟む２箇所には上端から下端にまで溝２ａが形成されている。図１および図２に示す例では配線基板２は上面視で楕円形状の溝２ａを有しているが、溝２ａは撮像素子１０を挟む少なくとも２箇所、かつ上端から下端にまでかけて設けられていればよい。例えば、図３に示す例のように、溝２ａは上面視で円弧の一部のみであっても良い。また例えば、溝２ａは上面視で半円状、矩形状またはそれ以上の多角形状であっても良い。また例えば、溝２ａが上面視で矩形状またはそれ以上の多角形状であるとき溝２ａの角部は円弧を描いていることで、溝２ａを設ける際に配線基板２にかかる応力を低減させクラック等の発生を低減させることが可能となる。

また溝２ａは、例えば図１に示す例では縦断面視において直線状に設けられているが、上面または下面に向かって暫時斜めとなっていても良い。また、配線基板２が複数の絶縁層から成る場合、溝２ａは縦断面視において層間で段差があってもよい。なお、溝２ａは、図１に示す例では、例えば上下方向の長さが０．３０ｍｍ〜３．００ｍｍであって、配線基板２の外側面に沿った方向の幅が０．０５ｍｍ〜２．００ｍｍであって、溝２ａの底部から配線基板２の外側面までの奥行きが０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍに設定されている。

レンズ筐体１９は、配線基板２を取り囲むとともに、下部が配線基板２の外縁に沿って配置されている。レンズ筐体１９は、樹脂等から成る筐体と、樹脂、液体、ガラスまたは水晶等からなるレンズが１個以上筐体に接合されたものである。また、レンズ筐体１９は、上下左右の駆動を行う駆動装置等が付いていて、配線基板２と電気的に接続されていても良い。

レンズ筐体１９は下部から下方に向かって突出した凸部１９ａを有し、凸部１９ａが溝２ａに嵌るとともに平板４に固定されている。なお、凸部１９ａは、図１に示す例では、上下方向の長さが０．３０ｍｍ〜３．００ｍｍであって、上面視したときの１辺の長さが０．０５ｍｍ〜２．００ｍｍに設定されている。

近年、撮像装置２１は薄型化が要求されており、配線基板２の厚みも薄くなってきている。配線基板２が薄型化することで、配線基板２にクラックまたは割れが発生する可能性が高まっている。これに対し、レンズ筐体１９が下方に向かって突出した凸部１９ａを有し、凸部１９ａが溝２ａにはまるとともに、平板４に固定されていることで、凸部１９ａによりレンズ筐体１９からかかる応力を平板４へ分散することが可能となる。よって、撮
像装置２１の配線基板２にクラックまたは割れ等を抑制することが可能となる。

なお、図１〜図３に示す例では図示していないが、レンズ筐体１９は上面視において４方向の少なくとも一つの辺において開口部が設けられている。そして、レンズ筐体１９の開口部から外部回路が挿入され配線基板２と電気的に接続していても良い。またレンズ筐体１９の開口部は、外部回路が配線基板２と電気的に接続された後、樹脂等の封止材等で開口部の隙間を閉じて撮像装置２１の内部が気密されていても良い。

また、図１〜図２に示す例のように、平板４の外縁は上面視で配線基板２の外縁よりも内側に位置していても良い。これにより、工程誤差等により平板４の外縁が上面視で配線基板２よりも外側に位置することを低減することができ、撮像装置２１および撮像装置２１の実装エリアをより小型化することが可能となる。

また、図３に示す例のように、平板４の外縁が上面視で配線基板２の外縁よりも外側に位置していてもよい。平板４の外縁が上面視で配線基板２の外縁よりも外側に位置していることで、落下などの衝撃を平板４で受け止め、配線基板２に衝撃がかかることを低減させることが可能となり、ひいては配線基板２の割れ等を低減させることが可能となる。

また、図１〜図２に示す例では、凸部１９ａの側部は溝２ａの内面と一部間を空けて設けられているが、図３に示す例のように凸部１９ａの側部が溝２ａの内面と全てが接するように設けられていても良い。凸部１９ａの側部が溝２ａの内面と接するように設けられていることで、レンズ筐体１９の内部と蓋体１２との間の領域の気密性を良好とすることが可能となり、蓋体１２の撮像エリアに塵などがつくことを低減させることが可能となる。

図１〜図３に示す例では、溝２ａは矩形状の配線基板２の各辺の中央部に設けられているが、図４（ａ）に示す例のように配線基板２の角部に溝２ａを設けていても良い。一般的に矩形状の配線基板２を有する撮像装置２１が落下等した場合、配線基板２の角部に応力がかかると辺の中央部近傍と比較してより応力が集中し、配線基板２に欠け等が発生する可能性が高くなる。図４（ａ）に示すように、角部に溝２ａを設けることで、撮像装置２１の落下等による応力が集中することを低減することが可能となり、配線基板２の欠け等を低減させることが可能となる。

また、図４（ｂ）に示す例のように溝２ａは、配線基板２の角や各辺の複数箇所に設け、溝２ａと対応する箇所に凸部１９ａが設けられていても良い。また、図４（ｂ）に示す例のように上面視で溝２ａおよび凸部１９ａと重なる位置の平板４が外側へ突出していても良い。このことで、平板４を小さくしつつ、凸部１９ａを設けるエリアをさらに確保することが可能となる。

溝２ａは撮像素子１０を挟むように設けている。このとき、図１〜図４に示す例では、撮像素子１０を挟むとは、２つの溝２ａ同士を結ぶ仮想線が撮像素子１０を通るように設けている。また、例えば撮像素子１０を挟む１組の対向する辺のそれぞれに設けられている場合も撮像素子１０を挟むように設けているととらえることが可能である。

次に、本実施形態の撮像装置２１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、配線基板２を多数個取り配線基板を用いた製造方法である。

（１）まず、配線基板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）質焼結体である配線基板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（Ｃａ
Ｏ）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、配線基板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配線基板２を形成することができる。

また、配線基板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配線基板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、内部配線および貫通導体となる部分に、金属ペーストを塗布または充填する。

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、配線基板２との接合強度を高めるために、ガラスまたは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。配線基板２となるグリーンシートの中央部に、開口部を形成する。なお、このとき配線基板２となるグリーンシートの所定の箇所に溝２ａを金型等で形成しても良い。

（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配線基板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、それぞれの層となるグリーンシートに貫通孔を設け、両者を積層して加圧することにより、配線基板２となるグリーンシート積層体を作製しても良い。また、本工程では、例えば、それぞれの層となるグリーンシートに溝２ａを設け、両者を積層して加圧することにより、配線基板２となるグリーンシート積層体を作製しても良いし、配線基板２となるグリーンシートを複数積層した後溝２ａを形成してもよい。

（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、配線基板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、配線基板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、内部配線および貫通導体となる。

（６）次に、焼成して得られた多数個取り配線基板を複数の配線基板２に分断する。この分断においては、配線基板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配線基板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、配線基板２の下面に接合される平板４を用意する。平板４は、金属材料からなる場合は、金属材料から成る板材に、従来周知のスタンピング金型を用いた打ち抜き加工またはエッチング加工等によって作製される。また、他の材料から成る場合も同様にそれぞれの材質にあった打ち抜き加工等によって作製することが可能となる。また、平板４が金属材料であるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、Ｃｕまたは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、平板４の表面の酸化腐食を有効に抑制することができる。

また、平板４が電気絶縁性セラミック等からなり、表面に導体パターンをプリントしている場合も同様に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、平板４の表面の酸化腐食を有効に抑制することができる。

（８）次に、接合材を介して、配線基板２と平板４とを接合する。接合材は、ペースト状の熱硬化性樹脂（接着部材）をスクリーン印刷法またはディスペンス法等で、配線基板２または平板４のいずれか一方の接合面に塗布する。そして、熱硬化性樹脂を乾燥させた後、配線基板２と平板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、加圧し加熱することで接合材を熱硬化させ、配線基板２と平板４とを強固に接着させる。

接合材は、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または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、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、カチオン重合系または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。

（９）次に、平板４の中央領域に撮像素子１０を実装する。撮像素子１０はワイヤーボンディング等で配線基板２と電気的に接合させる。またこのとき、撮像素子１０または平板４に接着材等を設け、平板４に固定しても構わない。また、撮像素子１０を平板４の中央領域に実装した後、蓋体１２を接合材で接合しても良い。

（１０）次に、レンズ筐体１９を平板４および配線基板２の上面に固定する。このとき、レンズ筐体１９は凸部１９ａを有しており、凸部１９ａを溝２ａにはめて平板４と固定することでレンズ筐体１９を固定する。また、配線基板２とレンズ筐体１９との間を樹脂等の封止材で密閉しても良い。

以上のようにして配線基板２とレンズ筐体とを組み立てることで、撮像装置２１を作製することができる。上記（１）〜（１０）の工程によって、撮像装置２１が得られる。なお、上記（１）〜（１０）の工程順番は指定されない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による撮像装置２１について、図５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、配線基板２と平板４およびレンズ筐体１９と平板４が第１接合材１５および第２接合材１６で接合されている点である。

図５に示す例では、撮像装置２１は配線基板２と平板４との間は第１接合材１５で接続されており、レンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４との間は第２接合材１６で接合されている。このようにレンズ筐体１９の凸部１９ａを第２接合材１６で固定することで、レンズ筐体１９を平板４により強固に固定することが可能となる。また、第２接合材１６がクッション材のような役割を持たせることが可能となり、レンズ筐体１９の外部からかかる応力を凹部１９ａでより分散することが可能となる。よって、配線基板２の割れまたはクラック等をより低減させることが可能となる。

また、レンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４を接合する第２接合材１６で接合することで、より強固にレンズ筐体１９の凸部１９ａを平板４に固定することが可能となる。よって、撮像装置２１の外部から力がかかったとしても、レンズ筐体１９がずれることを低減させることが可能となる。よって、レンズ筐体１９の光軸と撮像素子１０との位置関係をより良好に保つことが可能となる。また、レンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４との間からダスト等が侵入することを低減させることが可能となる。

また、平板４が金属材料から成る場合または表面および内部に電極を有する絶縁層から成る場合レンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４とを接合する第２接合材１６は導電性を有していても良い。このことで、レンズ筐体１９と平板４とを電気的に接合することが可能となり、外部ノイズ等の対策の１つとして用いることも可能となる。

また、配線基板２と平板４を接合する第１接合材１５と、レンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４を接合する第２接合材１６とを異なる材料とすることで、撮像装置２１を組み立てる工程においてより良好な条件で組み立てることが可能となる。

例えば、第１接合材１５の融点が第２接合材１６の融点よりも高いとする。このとき、第１接合材１５によって配線基板２と平板４とを接合する工程のあと、レンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４とを第２接合材１６によって接合する場合、第２接合材１６を平板４または凸部１９ａに塗布した後の加熱の工程において加熱の熱により第１接合材１５が液状に戻ることを低減させることが可能となる。よって、配線基板２がレンズ筐体１９と平板４とを接合する工程中に剥がれるまたはずれる等の不良の発生を低減させることが可能となる。

また、例えば第１接合材１５と第２接合材１５の導電性をそれぞれ異ならせることも考えられる。このことで配線基板２と平板４とを電気的に接合するか、またはレンズ筐体１９と平板４とを電気的に接合するかを適宜検討することが可能となる。なお、第１接合材１５が溝２ａにはみ出ており、食み出た第１接合材１５と第２接合材１６とは上面視で重なっていても良い。なお、絶縁性を有する第１接合材１５および第２接合材１６としては、上述した接合材と同様の材料からなる。また、導電性を有する第１接合材１５および第２接合材１６として例えば、銀エポキシ、はんだ、異方性導電樹脂（ＡＣＦ）または異方性導電フィルム（ＡＣＰ）等である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による撮像装置２１について、図６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２の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、配線基板２と平板４およびレンズ筐体１９と平板４との両方を第１接合材１５で接合している点である。

図６に示す例では、平板４の上面と配線基板２の下面とは第１接合材１５を介して接合されており、第１接合材１５の一部は平面視で溝２ａの内面にまで食み出ており、凸部１９ａは第１接合材１５の一部を介して平板４と固定されている。

また、平板４と配線基板２およびレンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４とを同一の第１接合材１５で接合することにより、配線基板２と平板４およびレンズ筐体１９の凸部１９ａと平板４とを１回の加熱の工程で接合することが可能となる。このことで、撮像装置２１にかかる熱履歴による負荷を低減させることが可能となり、平板４と配線基板２の剥がれまたは平板４の熱変形による撮像素子１０の光軸の傾きなどを低減させることが可能となる。

また、図６に示すように第１接合材１５は上面視でレンズ筐体１９の凸部１９ａを覆うように設けられている。このことで、レンズ筐体１９を平板４により強固に固定することが可能となる。また、第１接合材１５がクッション材のような役割を持たせることが可能となり、レンズ筐体１９の外部からかかる応力を凹部１９ａでより分散することが可能となる。よって、配線基板２の割れまたはクラック等をより低減させることが可能となる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による撮像装置２１について、図７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、配線基板２はフレキシブル基板５とその上にセラミック基板２ｂとから成る積層構造体である点である。

図７に示す例では、配線基板２は、フレキシブル基板５と、フレキシブル基板５上に設けられたセラミック基板２ｂからなる積層構造体である。また、図７に示す例では、配線基板２を構成するフレキシブル基板５とセラミック基板２ｂとが重なる位置に溝２ａを設けており、レンズ筐体１９の凸部１９ａは溝２ａに嵌まり、平板４に固定されている。このことで、レンズ筐体１９の外部から応力がかかった時に平板４に固定されていることで、凸部１９ａによりレンズ筐体１９からかかる応力を平板４へ分散することが可能となる。よって、撮像装置２１の配線基板２にクラックまたは割れ等を抑制することが可能となり、より良好な撮像が可能な撮像装置２１を提供することが可能となる。

ここでフレキシブル基板５とは例えば外部のモジュールと接続するための外部回路基板である。一般的に、撮像装置２１は外部のモジュールと接続するための外部回路基板と電気的に接合することが求められる。このとき例えば外部回路基板は配線基板２の上面または側面と接続されていても良いが、図７に示す例のように、外部回路基板となるフレキシブル基板５がセラミック基板２ｂと平板４との間に挟み込むように接続しても良い。このことによって、セラミック基板２ｂと外部回路基板であるフレキシブル基板５との接合面積を大きくすることが可能となる。よって、接合強度および撮像装置２１の電気特性を向上させることが可能となる。

また、図７に示す例のようにレンズ筐体１９の凸部１９ａが平板４に固定されていることで、工程誤差による厚み方向のバラつきを最小限にすることが可能となる。このことで、レンズ筐体１９のレンズと撮像素子１０との光学距離をより良い距離で保った形で撮像装置２１を組み立てることが可能となる。

フレキシブル基板５は例えばベースフィルムを有している。ベースフィルムを形成する材料として例えばポリイミドフィルム等の樹脂から成る絶縁体が用いられる。また、フレキシブル基板５は、ベースフィルムの上面に導電層を有している。導電層は、銅、アルミニウム、金、ニッケルまたはこれらから選ばれる少なくとも１種類以上の金属材料を含有する合金からなる。

また、導電層の露出表面に、めっき層が設けられてもよい。この構成によれば、導電層の露出表面を保護して酸化を抑制できる。また、この構成によれば、セラミック基板２ｂと導電層との電気的接続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。さらにはめっき層上にＳｎメッキが施されていてもよい。

フレキシブル基板５は、導電層の上面に設けられたカバーフィルムを有している。カバーフィルムは導電層の表面保護用のフィルムであり、ポリイミドフィルム等の樹脂材料からなるフィルムの片面に接着材を塗布し、セラミック基板２ｂと電気的に接合される個所以外の導電層の表面に設けられている。なお、フレキシブル基板５とセラミック基板２ｂとは導電性の接合材で接続されている。

また、フレキシブル基板５と平板４とを接合する接合材は、撮像素子１０の実装工程において加えられる熱によって変性しにくい材料からなる。このような接合材としては、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂等である。この場合には、撮像素子１０の実装工程においてフレキシブル基板５と平板４とが剥離することを良好に抑制することができる。

また、図７に示す例ではフレキシブル基板５は上面視において平板４よりも内側に位置している。このことで、撮像装置２１の外形のすべての基準を平板４の外縁で統一することが可能となる。よって、撮像装置２１をより小型化することが可能となると同時に撮像装置２１の外寸を統一することが容易となる。

図７に示す例のような撮像装置２１を作製する方法として例えば、セラミック基板２ｂと平板４とフレキブル基板５とを準備したあと、セラミック基板２ｂとフレキブル基板５とを溝２ａと貫通孔５ａとが上面視で重なるように接合し、フレキシブル基板５と平板４とをそれぞれ接合することで作製することが可能となる。なお、第４の実施形態では、セラミック基板２ｂを用いて説明したが、セラミック基板２ｂの代わりに有機基板を用いても良い。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による撮像装置２１について、図８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、配線基板２と平板４との間にフレキシブル基板５を有し、レンズ筐体１９の凸部１９ａがフレキシブル基板５の上面で固定されている点である。

図８に示す例では、撮像装置２１は上面に中央領域１１を有する平板４と、平板上４に設けられた、中央領域１１に実装された撮像素子１０と、平板４上に撮像素子１０を取り囲むとともに、一部が外方に向かって延在したフレキシブル基板５と、フレキシブル基板５上に撮像素子１０を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状であって、外側面のうち撮像素子１０を挟む２箇所には上端から下端にまで溝２ａが形成され、撮像素子１０に電
気的に接続された配線基板２と、配線基板２を取り囲むとともに、下部が配線基板２の外縁に沿って配置され、下部から下方に向かって突出した凸部１９ａを有し、凸部１９ａが溝２ａに嵌るとともにフレキシブル基板５に固定されたレンズ筐体１９とを備えている。

図８に示す例のように、レンズ筐体１９が下方に向かって突出した凸部１９ａを有し、凸部１９ａが溝２ａにはまるとともに、フレキシブル基板５に固定されていることで、凸部１９ａによりレンズ筐体１９からかかる応力をフレキシブル基板５へ分散することが可能となる。よって、撮像装置２１の配線基板２にクラックまたは割れ等を抑制することが可能となる。また、フレキシブル基板５は平板４よりも剛性が低い。このことで、レンズ筐体１９からかかる応力をフレキシブル基板５が緩衝材の役割をし、より応力を吸収する事が可能となる。よって、撮像装置２１の配線基板２にクラックまたは割れ等をより抑制することが可能となり、またレンズ筐体１９の凸部１９ａにかかるストレスも低減させることが可能となる。

また、図８に示す例ではフレキシブル基板５は上面視において平板４よりも外側に位置している。このことで、撮像装置２１に落下等によって応力がかかった時、その応力をフレキシブル基板５で軽減させることが可能となる。よって、配線基板２にクラックまたは割れ等が発生することをより低減させることが可能となる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態による撮像装置２１について、図９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５の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、フレキシブル基板５は表面に接続電極５ｂを有しており、レンズ筐体１９の凸部１９ａが接続電極５ｂと導電性接合材１７を介して接合されている点である。

図９に示す例では、フレキシブル基板５の上面には、平面視で凸部１９ａと重なる位置に接続電極５ｂを有しており、凸部１９ａと接続電極５ｂは導電性接合材１７を介して接合されている。このことで、フレキシブル基板５を介してレンズ筐体１９にレンズ筐体を駆動させるため等の信号を入れることが可能となる。よって、レンズ筐体１９からの圧力による配線基板２の割れまたはクラックを防止するとともに、レンズ筐体１９とフレキシブル基板５とを電気的に接合することが可能となる。なお、導電性接合材１７とは、例えば例えば、銀エポキシ、はんだ、異方性導電樹脂（ＡＣＦ）または異方性導電フィルム（ＡＣＰ）等である。

フレキシブル基板５の表面に設けられた接続電極５ｂは銅、アルミニウム、金、ニッケルまたはこれらから選ばれる少なくとも１種類以上の金属材料を含有する合金からなる。また、接続電極５ｂの露出表面に、めっき層が設けられてもよい。この構成によれば、接続電極５ｂの露出表面を保護して酸化を抑制できる。また、この構成によれば、レンズ筐体１９の凸部１９ａと接続電極５ｂとの電気的接続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。さらにはめっき層上にＳｎメッキが施されていてもよい。

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が可能である。例えば、図１〜図９に示す本実施形態の例では、撮像素子接続用パッド３、蓋体１２、の形状は矩形状であるが、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。また、本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものではない。

２・・・・配線基板
２ａ・・・溝
２ｂ・・・セラミック基板
３・・・・撮像素子接続用パッド
４・・・・平板
５・・・・フレキシブル基板
５ａ・・・貫通孔
５ｂ・・・接続電極
１０・・・撮像素子
１１・・・中央領域
１２・・・蓋体
１３・・・接続部材
１４・・・接合部材
１５・・・第１接合材
１６・・・第２接合材
１７・・・導電性接合材
１９・・・レンズ筐体
１９ａ・・凸部
２１・・・撮像装置

Claims

上面に中央領域を有する平板と、
前記平板上に設けられた、前記中央領域に実装された撮像素子と、
前記平板上に前記撮像素子を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状であって、外側面のうち前記撮像素子を挟む２箇所には上端から下端にまで溝が形成され、前記撮像素子に電気的に接続された配線基板と、
前記配線基板を取り囲むとともに、下部が前記配線基板の外縁に沿って配置され、前記下部から下方に向かって突出した凸部を有し、前記凸部が前記溝に嵌るとともに前記平板に固定されたレンズ筐体と、を備えており、
前記平板の上面と前記配線基板の下面とは第１接合材を介して接合されており、該接合材の一部は平面視で前記溝の内面にまで食み出ており、前記凸部は前記接合材の一部を介して前記平板と固定されている
ことを特徴とする撮像装置。
前記配線基板は、フレキシブル基板と、フレキシブル基板上に設けられたセラミック基板からなる積層構造体である
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
上面に中央領域を有する平板と、
前記平板上に設けられた、前記中央領域に実装された撮像素子と、
前記平板上に前記撮像素子を取り囲むとともに、一部が外方に向かって延在したフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板上に前記撮像素子を取り囲んで設けられた、外縁が矩形の枠状であって、外側面のうち前記撮像素子を挟む２箇所には上端から下端にまで溝が形成され、前記撮像素子に電気的に接続された配線基板と、
前記配線基板を取り囲むとともに、下部が前記配線基板の外縁に沿って配置され、前記下部から下方に向かって突出した凸部を有し、前記凸部が前記溝に嵌るとともに前記フレキシブル基板に固定されたレンズ筐体と、を備えており、
前記平板の上面と前記フレキシブル基板の下面とは第１接合材を介して接合されており、該接合材の一部は平面視で前記溝の内面にまで食み出ており、前記凸部は前記接合材の一部を介して前記平板と固定されている
ことを特徴とする撮像装置。
前記フレキシブル基板の上面には、平面視で前記凸部と重なる位置に接続電極を有して
おり、前記凸部と前記接続電極は導電性接合材を介して接合されている
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。