JPH07154657A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像素子を効率良く冷却するとともに、
取付精度に影響を及ぼしにくい冷却構造の固体撮像装置
を提供することを目的とする。 【構成】 複数枚重ね合わせた金属の薄板で成る可とう
性熱伝導部材を用い、固体撮像素子で発生する熱をカメ
ラ筺体へ伝達放熱する構成とした固体撮像装置であり、
金属でありながら可とう性に勝れた薄板、特に厚さ０.1
mm以下の銅箔等の金属箔を数枚重ね合わせ、板材と同等
の熱伝達効果を得るようにしながらも、曲げ強さを低下
させて、温度変化による寸法変化や、取付時のストレス
から固体撮像素子の取付精度を守るようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素
子を用いた固体撮像装置の冷却構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ等の固体撮像素子は、温度
の上昇に伴い、固体撮像素子内の暗電流が増加し、画質
の劣化を招いていた。又、鮮明な画像を得るために、各
固体撮像素子の取付精度を、１μm程度に保つ必要があ
り、取付時の機械的ストレス及び熱による寸法変化の影
響も考慮する必要がある。従来は、固体撮像素子の裏面
に、熱伝導性の良好な放熱部材を設け、その放熱部材に
伝えられた熱を更にカメラ筺体へ放熱し、固体撮像素子
の冷却を行なっていた。しかし、その放熱部材に銅板、
アルミ板などの剛性の高い材料を使ったり、細銅線を編
んだ編組線や、熱伝達の良い液体を使い、その液体の対
流を利用した熱伝達バッグを用いて冷却する方法などが
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
下記の欠点がある。銅板などの剛性の高い材料を使った
場合、組立時のストレスや熱による膨張などにより、固
体撮像素子の取付精度を悪くするなどの影響があり、画
質に悪影響を及ぼすことがあった。又、編組線を熱伝導
材に使用した場合は、例えば三板式固体撮像素子カメラ
の場合、各撮像素子を一個の編組線で放熱することは形
状からして困難であり、各撮像素子毎に編組線を組み合
せて使う必要があった。更に、編組線は、切断部の線く
ずが落下し易く、回路部のショートなどの原因となるこ
とも考えられる。

【０００４】又、切断部の線くずを防止するために、切
断部に接着剤を塗布したり、ハンダ付をしたりすると、
毛細管現象などにより編組線の内部に接着剤等が浸透
し、固化するため、前記と同様組付時のストレスや熱膨
張などの影響を受けることがあった。熱伝達バッグの場
合、液体の熱膨張による対流を利用した放熱の為、熱源
である撮像素子と熱伝達バッグの取付位置によって、冷
却効率に差がでることになる。特に撮像素子の下側に熱
伝達バッグを配置した場合は、上側に配置した場合より
も冷却効果は悪くなることは明らかである。又、プラス
チックフィルムに封入した液体のため、組立時のはんだ
熱や突起物などによって破損する場合があり、使用に際
しては注意を必要としていた。

【０００５】本発明はこれらの欠点を除去し、固体撮像
素子を効率良く冷却するとともに、取付精度に影響を及
ぼしにくい冷却構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、金属でありながら可とう性に勝れた薄
板、特に厚さ０.1mm以下の銅箔等の金属箔を数枚重ね合
わせ、板材と同等の熱伝達効果を得るようにしながら
も、曲げ強さを低下させて、温度変化による寸法変化
や、取付時のストレスから固体撮像素子の取付精度を守
るようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明の固体撮像装置では、固体撮像素子の熱
が熱伝導性の良好な金属材料、例えば可とう性のある数
枚の銅箔を重ね合わせた熱伝導部材を経由して、カメラ
筺体へ放熱される。前記熱伝導部材は、例えば厚さ０.1
mmの銅箔を１０枚重ね合わせており、これは板厚１mmの
銅板１枚との曲げ強さを比較すると、約1/100(一般に曲
げ強さは板厚の３乗に比例する）となる。重ね合せ後の
板厚は銅板と比べて、ほぼ同等であり、熱伝達効率を損
なうことが少なく、且つほとんど固体撮像素子の取付位
置精度（レジストレーション）に対しても影響を及ぼす
ことが少ない。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図４によ
り説明する。１はカメラ筺体であり、この場合その一部
を表す。２は三色分解光学系（以下、プリズムと称す）
で、これは図示しない撮像レンズから入射した光を光の
三原色に分解し、その各々の光成分を撮像素子３によっ
て電気信号に変換後、処理回路によって合成し、撮像画
像を得るものである。撮像素子３の背面には、該撮像素
子３内の熱を吸収するよう銅板でできた熱伝導チップ４
と熱伝導板５が密着固定されている。又、その後には、
絶縁板６を介して撮像素子３の信号を処理する回路を有
するセンサ基板７が固定されている。センサ基板７は、
撮像素子３の信号取出端子３ａにはんだ付固定されてい
る。又、プリズム２と撮像素子３は、それぞれに取付け
られた第１の金具８と第２の金具９間をはんだ１０によ
って固定されている。

【０００９】以上のような構造によって、撮像素子３に
よって発生した熱は、熱伝導チップ４を介して、熱伝導
板５まで伝達され、その伝達された熱は、さらに数枚の
銅箔を重ね合わせた銅箔放熱板１１によって、カメラ筺
体１まで伝達されることになる。熱伝導板５と銅箔放熱
板１１及びカメラ筺体１との固定は、取付ねじ１２又は
取付ねじ１３によって密着固定され、熱伝達が効率良く
行なわれるようになっている。銅箔放熱板１１は、厚さ
０.1mm以下の銅箔を数枚重ね合わせ、プレス加工により
切断後、曲げ加工を処され、図４に示すごとき形状とす
る。又、可とう性を更に良くするため、各々の曲げ部に
スリット１１′が数本ずつ設けられており、効果を得て
いる。このようにして、撮像素子３内の熱をそれぞれの
熱伝導経路を介して、カメラ筺体１に放熱することによ
って、撮像素子３の暗電流を低下させることができ、画
質の改善に効果を得ることができる。

【００１０】図４は、銅箔放熱板１１の重ね合せ状態を
表す図である。銅箔放熱板１１は、銅箔１１aから銅箔
１１fまで、それぞれが薄い粘着剤によって接合され、
一体化されている。この銅箔放熱板１１は粘着剤結合の
為、それぞれが完全に固着している訳ではなく、可とう
性に勝れている結合であり、撮像素子３をプリズム２に
貼り合せる場合に、撮像素子３の位置がずれた状態でも
撮像素子３に負荷となりにくく、レジストレーションの
ずれが起きにくい構造となっている。又、温度変化によ
る寸法の変化にも影響されることが少なく、前記と同
様、レジストレーションのずれが起きにくい。

【００１１】なお、ここでは、銅箔１１aから銅箔１１f
間の接合に、加工性を考慮して粘着剤を使用したが、完
全固化後においてもたわみ性の良い接着剤を用いても良
く、又、各々の銅箔を接合せず、ただ重ね合せて使用す
るだけでも効果を得ることができる。さらには、銅箔に
限らずアルミ箔などの金属素材でも近似の効果を得るこ
とができることはいうまでもなく明確である。又、金属
箔に限らず、箔に近い金属薄板を重ね合わせても相応の
効果を得ることができる。更に、熱伝導チップ４と熱伝
導板５を一体化しても、又、熱伝導板５と、銅箔放熱板
１１を一体化しても同等の放熱効果を得ることができ
る。なお、熱伝導チップ４をペルチェ素子に置き替えた
場合は、更に冷却効果を得ることも明らかである。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、可とう性にすぐれた金
属性の放熱板を構成できるため、 １．レジストレーション精度に悪影響することが少な
い。 ２．熱伝導率の高い金属を使用でき、放熱効果が高い。 ３．構造が簡単で、且つ、組立性、加工性が良く、コス
ト低減ができる。 ４．固体金属による筺体への伝導放熱のため、取付方向
に影響されることが少ない。 等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の全体構成を示す図。

【図２】本発明の固体撮像装置の分解斜視図。

【図３】本発明の固体撮像装置の断面図。

【図４】本発明の銅箔放熱板の重ね合せ状態を示す図。

【符号の説明】

１ カメラ筺体 ２ プリズム ３ 固体撮像素子 ４ 熱伝導チップ ５ 熱伝導板 １１ 銅箔放熱板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚重ね合わせた金属の薄板で成る可
   とう性熱伝導部材を用い、固体撮像素子で発生する熱を
   カメラ筺体へ伝達放熱する構成としたことを特徴とする
   固体撮像装置。