JPH11145440A - 撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

撮像装置およびその製造方法

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JPH11145440A
JPH11145440A JP9308357A JP30835797A JPH11145440A JP H11145440 A JPH11145440 A JP H11145440A JP 9308357 A JP9308357 A JP 9308357A JP 30835797 A JP30835797 A JP 30835797A JP H11145440 A JPH11145440 A JP H11145440A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子および周辺回路素子とレンズ、
絞り等の光学系とを一体化した撮像装置において、固体
撮像素子等を搭載する半導体基板を光学系を備えるレン
ズホルダの底面に取り付ける際、接着剤の厚さが不均一
となり、固体撮像素子の受光面とレンズとの光軸が一致
しないという課題を解決し、光学的に優れた位置決め精
度を有する撮像装置を提供する。 【解決手段】 レンズホルダ25の枠体下部周辺枠部2
6に段差部27を設け、半導体基板30をレンズホルダ
25の底部から装着する際に、その段差部27の表面に
露出している電極端子36と、半導体基板30の周辺上
面に設けられた電極パッド34とを異方性導電ペースト
31により電気的に接続するとともにレンズホルダ25
と半導体基板30とを気密封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デスクトップ型ま
たはノート型パソコンや携帯電話などに搭載可能な軽
量、かつ小型、薄型化された撮像装置、特に固体撮像素
子および駆動回路、信号処理回路、制御回路などからな
る周辺回路とレンズ、絞り等の光学系とを一体化した撮
像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、民生用のビデオカメラにおいて、
忠実な色彩の再現性や微細なディテールの表現など高画
質に関する要求とともに持ち運びに便利な小型化、薄型
化、軽量化等に関する要求が高まってきている。このよ
うな要求に応えるために固体撮像素子およびその周辺回
路を含んで撮像装置を小型化、薄型化する技術開発が盛
んに行われている。
【0003】図4は小型、薄型化された従来の撮像装置
の要部断面図であり、図において、1はセラミックパッ
ケージの内部に固体撮像素子(以下、CCDチップとい
う)が搭載されている固体撮像装置(以下CCDとい
う)で第1のプリント基板2上に実装されている。また
第1のプリント基板2上には抵抗やコンデンサなどの回
路部品3も実装されており、CCD1と電気的に接続さ
れている。4は第1のプリント基板2とフレキシブルケ
ーブル5によって電気的に接続されている第2のプリン
ト基板であって、その上面にはCCD1の駆動回路部や
信号処理回路部を構成する各周辺回路素子6および抵抗
やコンデンサなどの回路部品7が実装されている。第2
のプリント基板4はフレキシブルケーブル5によって自
在に折り曲げることが可能であり、撮像装置の占める面
積の削減に効果がある。
【0004】図に示すように従来の撮像装置は2枚のプ
リント基板2、4を用い、第1のプリント基板2にはセ
ラミックパッケージなどに搭載された固体撮像装置1と
回路部品3を実装し、第2のプリント基板4に周辺回路
素子6や同じく回路部品7を実装している。これらのプ
リント基板の寸法は約4cm角で、2枚のプリント基板
を重ね合わせた高さは1cm程度である。
【0005】また8はCCD1にかぶせるように設けら
れたレンズホルダーであって、CCD1の中心に位置す
る箇所にレンズ9が固定されている。10は小さな直径
を有する絞りおよび光学フィルタがその中心部に設けら
れている撮像装置のケースである。
【0006】このような撮像装置はビデオカメラや電子
スチルカメラの撮像部またはノート型パソコンや携帯電
話等の情報端末機用としてますますその用途を拡大しつ
つあるが、これら携帯用の電子機器の小型軽量化が限り
なく進展している反面、備えるべき機能としては多機能
化が要求され、したがってこれら電子機器の構成部品の
さらなる小型化、軽量化、薄型化はもはや必須の条件と
なってきている。
【0007】これらの要求に応えるため、発明者らは図
5に示すような小型化、薄型化された新しいワンパッケ
ージモジュールタイプの撮像装置を提案した。
【0008】この撮像装置は図5に示すように、樹脂パ
ッケージよりなる収納容器11の内部にはCCDチップ
12とそのCCDチップ12に近接して半導体チップよ
りなる周辺回路素子13が搭載された半導体基板14が
収納されており、いずれも金線等のワイヤリード15に
よって半導体基板14の表面に形成されている配線群
(図示せず)にボンディングされている。その配線群の
端子は同じくワイヤリード15によって収納容器11の
外部に導出されているピンリード16に接続されてい
る。このように構成された収納容器11はその上面に樹
脂パッケージよりなるレンズホルダ17を接着すること
により、その内部は窒素ガスまたは不活性ガスが充填さ
れた状態で気密封止される。
【0009】またレンズホルダ17にはCCDチップ1
2の丁度上面に位置する部分にピンホールレンズを構成
する光学絞り18とレンズ19が設けられている。また
樹脂パッケージの収納容器11を載置した基板20の反
対面にその他の周辺部品等21が実装されて撮像装置が
完成する。
【0010】図6は図5に示すワンパッケージモジュー
ルタイプの撮像装置の一部を強調して示したものであ
り、CCDチップ12や周辺回路素子13を搭載した半
導体基板14は接着剤22によって収納容器11の底面
に接着固定されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図6に見
られるように、半導体基板14を接着剤22を介して収
納容器11の底面に接着固定する場合、その接着剤22
の厚さを半導体基板14の広い面積において一定の均一
な厚さに保持することは極めて困難であり、図示するよ
うに半導体基板14の一方の端部には厚い接着剤層22
aが、また他方の端部には薄い接着剤層22bが形成さ
れる場合が発生する。このような状態でレンズホルダ1
7を図5に示すように収納容器11に取り付けた場合、
CCDチップ12の光軸Lcとレンズ19の光軸Llと
は一致せず、両光軸の間に角度θのずれが生じ、撮像装
置の解像度や色再現性等の光学特性の低下を招くことと
なる。
【0012】また図5に示すようなワンパッケージモジ
ュールタイプの撮像装置において、機器組立時の光学的
基準面は収納容器11の外部底面を用いることが一般的
であり、収納容器11への半導体基板14の搭載時の接
着剤22の厚みむらは撮像装置の光学特性を劣化させる
大きな原因となる。
【0013】本発明は上記課題を解決するものであり、
ワンパッケージモジュールタイプの撮像装置を組み立て
る際に気密封止と光学的な位置合わせを同時に、かつ確
実に行うことができる撮像装置およびその製造方法を提
供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、レンズを備えたレンズホルダと固体撮像素
子および周辺回路素子を搭載した半導体基板とを備える
撮像装置において、レンズホルダがその枠体下部周辺枠
部に設けられた段差部と、段差部の表面に露出している
電極端子とを備え、半導体基板の周辺上面に設けられた
電極パッドが異方性導電ペーストにより電極端子に電気
的に接続されるとともにレンズホルダと半導体基板とが
気密封止されるように半導体基板が段差部に装着されて
なるものであり、極めて精密に光学的位置合わせを達成
することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、レンズを備えたレンズホルダと固体撮像素子および
周辺回路素子を搭載した半導体基板とを備える撮像装置
であって、レンズホルダはレンズホルダの枠体下部周辺
枠部に設けられた段差部と、段差部の表面に露出してい
る電極端子とを備え、半導体基板の周辺上面に設けられ
た電極パッドが異方性導電ペーストにより電極端子に電
気的に接続されるとともにレンズホルダと半導体基板と
が気密封止されるように半導体基板が前記段差部に装着
された構成を有し、高精度の光学特性を有する撮像装置
を安価に提供することができる。
【0016】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の撮像装置に関し、異方性導電ペーストが導電体
として表面に金属メッキが施されかつ直径が2〜20ミ
クロンの範囲内にある樹脂ビーズを含有することを特徴
とするものであり、レンズホルダに対して半導体基板を
光学的に正確な位置および正確な距離に容易に取り付け
た撮像装置を提供することができる。
【0017】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1記載の撮像装置に関し、異方性導電ペーストが導電体
として粒径が2〜20ミクロンの範囲内にある銅粉また
はニッケル粉のいずれかを含有することを特徴とするも
のであり、電極パッドと電極端子の接続部の電気抵抗を
より低いものとすることができ、かつレンズホルダに対
して半導体基板を光学的に正確な位置および正確な距離
に容易に取り付けた撮像装置を提供することができる。
【0018】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1記載の撮像装置に関し、レンズホルダの光学系の光軸
と半導体基板上の固体撮像素子の受光面との位置関係を
異方性導電ペースト中の導電体によって規制するもので
あり、極めて正確にレンズとCCDチップの受光面との
距離を保持した撮像装置を提供することができる。
【0019】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
1記載の撮像装置に関し、半導体基板の底面をレンズホ
ルダの枠体下部周辺枠部の底面よりも外部へ突出させる
ものであり、本発明に関わる撮像装置を電子機器への実
装時に半導体基板の底面を光学的基準面として用いるこ
とができる。
【0020】本発明の請求項6に記載の発明は、レンズ
を備えたレンズホルダはレンズホルダの下部周辺枠部に
設けられた段差部と段差部の表面に露出している電極端
子とを備え、固体撮像素子および周辺回路素子を搭載し
た半導体基板は周辺上面に電極パッドを備え、半導体基
板がレンズホルダの段差部に装着されることにより形成
される撮像装置の製造方法であって、異方性導電ペース
トにより電極パッドが電極端子に電気的に接続されると
ともにレンズホルダと半導体基板とが気密封止されるよ
うに半導体基板が段差部に装着される工程を有するもの
であり、簡単な工程で高精度の光学特性を有する撮像装
置を製造することができる。
【0021】つぎに本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態にお
ける撮像装置の構造を、また図2は同じく撮像装置の一
部を拡大して示すものであり、図に示すように光学絞り
23とレンズ24を有するレンズホルダ25の枠体の下
部周辺枠部26には段差部27が設けられている。CC
Dチップ28と周辺回路素子29が搭載された半導体基
板30はレンズホルダ25の段差部27に嵌合して接着
性を有する異方性導電ペースト31によって物理的に接
合されるとともに、電気的にも接続されている。
【0022】図2にその接合状態を拡大して示す。異方
性導電ペースト31は熱硬化性樹脂接着剤32中に金あ
るいは銀を表面にコーティングした合成樹脂粒子よりな
る導電体(樹脂ビーズ)33、または銅あるいはニッケ
ル等の金属粒子などよりなる導電体33を一定量均一に
分散させてなるものである。図に示すように、周辺に電
極パッド34が形成された半導体基板30をレンズホル
ダ25の枠体下部周辺枠部26に設けられた段差部27
に嵌合させて取り付ける際に、異方性導電ペースト31
を介在させることにより、半導体基板30をレンズホル
ダ25に気密封止すると同時に、半導体基板30の周辺
に形成されている電極パッド34と段差部27の下面に
露出しているレンズホルダ25のリード35の電極端子
36とを導電体33により電気的に接続させることがで
きる。
【0023】本発明の場合、異方性導電ペースト31を
用いて電気接続および撮像装置の気密封止を行っている
ために、半導体基板30の電極パッド34とレンズホル
ダ25の電極端子36間は電気的に接続されているが、
図3に示すように、電極パッド34または電極端子36
同士はそれぞれ電気的に絶縁された状態となっている。
【0024】また、半導体基板30とレンズホルダ25
との間隔は異方性導電ペースト31中に分散させた導電
体33の粒径を選択することにより、またレンズホルダ
25と半導体基板30との嵌合接合時の圧力を制御する
ことにより精度よく、また再現性よく決めることができ
る。また半導体基板30の保持冶具を調整することによ
って光学的な位置合わせを連続的に行いながらレンズ2
4の光軸とCCDチップ28の受光面との位置合わせを
極めて容易に行うことができる。
【0025】(実施の形態2)つぎに、本発明の第2の
実施の形態について図2を用いて説明する。図2に示す
ように、本発明に関わる撮像装置は、半導体基板30を
レンズホルダ25に取り付けた場合、半導体基板30の
底面がレンズホルダ25の枠体下部周辺枠部26の底面
よりも外部に突き出る構成となっている。したがって本
実施の形態によって得られた撮像装置は半導体基板30
の底面が正確にレンズ24の光軸と合致しているため
に、撮像装置を各種の電子機器等に搭載する際、半導体
基板30の底面を光学的位置合わせのための基準面とし
て利用することができる。
【0026】(実施の形態3)次に、本発明の第3の実
施の形態である撮像装置の製造方法について、図1およ
び図2を参照しながら説明する。主面に電極配線(図示
せず)が形成され、かつ周縁部に電極パッド34が形成
された半導体基板30の所定の位置にCCDチップ2
8、周辺回路素子29を搭載する。次にCCDチップ2
8、周辺回路素子29と半導体基板上の電極配線とワイ
ヤボンディングする。一方、レンズ24を取り付けたレ
ンズホルダ25を準備する。次にレンズホルダ25の段
差部27に異方性導電ペースト31を塗布し、半導体基
板30を段差部27に挿入する。つぎに半導体基板30
に圧力を加えて導電性ペースト32中の導電体33が電
極パッド34と電極端子36とに接するようにし、接着
固定する。
【0027】本実施の形態における撮像装置の製造方法
においては、半導体基板30をレンズホルダ25に接着
する際、CCDチップ28とレンズ24の光学的位置合
わせが容易にできるので、簡単な工程で光学的に精度の
高い撮像装置を製造することができる。
【0028】
【発明の効果】上記実施の形態より明らかなように本発
明によれば、レンズホルダの枠体下部周辺枠部に設けら
れた段差部に半導体基板をレンズホルダの底部から装着
する際に、その段差部の表面に露出して設けられている
電極端子と、半導体基板の周辺上面に設けられた電極パ
ッドとを異方性導電ペーストにって電気的に接続すると
ともにレンズホルダと半導体基板とを気密に封止してい
るために、極めて精密にかつ容易に光学的位置合わせを
達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における撮像装置の断面図
【図2】同撮像装置の一部拡大断面図
【図3】同撮像装置の一部拡大平面透視図
【図4】従来の撮像装置の断面図
【図5】ワンパッケージモジュールタイプの撮像装置の
断面図
【図6】同撮像装置の一部拡大断面図
【符号の説明】
23 光学絞り 24 レンズ 25 レンズホルダ 26 枠体下部周辺枠部 27 段差部 28 CCDチップ(固体撮像素子) 29 周辺回路素子 30 半導体基板 31 異方性導電ペースト 34 電極パッド 36 電極端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズを備えたレンズホルダと固体撮像
    素子および周辺回路素子を搭載した半導体基板とを備え
    る撮像装置であって、前記レンズホルダは前記レンズホ
    ルダの枠体下部周辺枠部に設けられた段差部と、前記段
    差部の表面に露出している電極端子とを備え、前記半導
    体基板の周辺上面に設けられた電極パッドが異方性導電
    ペーストにより前記電極端子に電気的に接続されるとと
    もに前記レンズホルダと前記半導体基板とが気密封止さ
    れるように前記半導体基板が前記段差部に装着されたこ
    とを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 異方性導電ペーストが、導電体として表
    面に金属メッキが施されかつ直径が2〜20ミクロンの
    範囲内にある樹脂ビーズを含有することを特徴とする請
    求項1記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 異方性導電ペーストが、導電体として粒
    径が2〜20ミクロンの範囲内にある銅粉またはニッケ
    ル粉のいずれかを含有することを特徴とする請求項1記
    載の撮像装置。
  4. 【請求項4】 レンズホルダの光学系の光軸と半導体基
    板上の固体撮像素子の受光面との位置関係が、異方性導
    電ペースト中の導電体によって規制されている請求項1
    記載の撮像装置。
  5. 【請求項5】 半導体基板の底面がレンズホルダの枠体
    下部周辺枠部の底面よりも外部へ突出している請求項1
    記載の撮像装置。
  6. 【請求項6】 レンズを備えたレンズホルダは前記レン
    ズホルダの下部周辺枠部に設けられた段差部と、前記段
    差部の表面に露出している電極端子とを備え、固体撮像
    素子および周辺回路素子を搭載した半導体基板は前記半
    導体基板の周辺上面に電極パッドを備え、前記半導体基
    板が前記段差部に装着されることにより形成される撮像
    装置の製造方法であって、異方性導電ペーストにより前
    記電極パッドが前記電極端子に電気的に接続されるとと
    もに前記レンズホルダと前記半導体基板とが気密封止さ
    れるように前記半導体基板が前記段差部に装着される工
    程を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
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