JPWO2016084394A1 - 撮像装置 - Google Patents

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徹也 井田
稲垣　辰彦
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Abstract

鏡筒（１４）の脚部（１４１）を、塗布量を多くして厚みを持たせた接着剤（１８）を介して回路基板（１０）に接続する。また、固体撮像素子（１１）の受光面側にガラス板（１２）を配置するとともに、回路基板（１０）と固体撮像素子（１１）の間のワイヤボンディングの領域を樹脂（１７）にて封止し、さらに鏡筒（１４）を含むその周辺領域と回路基板（１０）を含むその周辺領域を樹脂で封止した。

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に関する。
近年、上述した固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化に伴い、オートフォーカス機構を備えた撮像装置を搭載した電子機器が普及しつつある。
特許文献１には、レンズの脚部を固体撮像素子の受光面以外の領域に突き当てることで、光軸方向の位置を調整可能とした撮像装置が開示されている。
ところで、上記特許文献１で開示された撮像装置では、固体撮像素子の受光面にごみなどが付着しないように、クリーンルームでレンズを組み付ける必要があり、製造コストが高くなる課題を有している。
この課題に対し、回路基板に固体撮像素子を実装し、さらに、基準面を有するカバーガラスで固体撮像素子を覆いつつ、該カバーガラスの周囲に、溶融した樹脂を流した後に固化させてセンサユニット（固体撮像素子を用いたセンサをセンサユニットと呼ぶ）を製造する試みがある。この試みによれば、一般的な半導体の製造はクリーンルーム内で行われることから、それにより製造される固体撮像素子の受光面にごみなどが付着することが抑制される。また、カバーガラスが装着された状態でセンサユニットが得られることで、搬送時や組み付け時でもごみが付着することが回避される。
日本国特開２００３−０４６８２５号公報
しかしながら、この試みも、部品点数が増え、製造工程も多くなってしまう。また、固化した樹脂は一般的には精度が悪いため（表面に凹凸があって平坦でないことが多いため）、レンズの組み付けの際の位置決めが困難である。さらに、耐熱性を考慮してガラスモールド等によりレンズを作製した場合、成形精度の制約から該レンズの焦点位置に対してフランジ面を精度良く形成することが困難である。このように、固体撮像素子の受光面にごみなどが付着しないようにする対策にコストがかかっており、また固体撮像素子とレンズとの間の光軸を精度良く調整することが困難であった。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子の受光面へのごみなどの付着を低コストで防止できるとともに、固体撮像素子とレンズとの間の光軸を高精度で調整することができる撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の撮像装置は、回路基板と、前記回路基板の上面に配置された固体撮像素子と、前記固体撮像素子の上方に離間配置されたレンズと、前記回路基板の上面に配置され、前記レンズを保持する鏡筒と、を備え、前記鏡筒は、少なくとも前記レンズを保持する部分以外の部分が脚部であって、該脚部が塗布量を多くして厚みを持たせた接着剤を介して前記回路基板に接続された。
上記構成によれば、鏡筒の脚部を、接着剤を介して回路基板に接続するようにしたので、鏡筒の脚部を接続する回路基板上の部分が平坦でなくても、接着剤の塗布量を多くしたことで接着剤が付いた状態で鏡筒を動かすことができ、これにより、固体撮像素子とレンズとの間の光軸を高精度で調整することができる。
上記構成において、前記固体撮像素子は、前記回路基板にワイヤボンディングにより接続された。
上記構成によれば、回路基板と固体撮像素子を小面積で接続することができる。
上記構成において、前記ワイヤボンディングを含む前記固体撮像素子の周囲が樹脂封止された。
上記構成によれば、固体撮像素子の受光面へのごみなどの付着を防止できる。また、ワイヤボンディングで使用するワイヤを保護できるとともに、機械的強度を高めることができる。
上記構成において、前記鏡筒の脚部を接続する前記回路基板の面の状態に応じて部分的に接着剤の塗布量を変えた。
上記構成によれば、鏡筒の脚部を接続する回路基板の面の不均一性を吸収することができ、固体撮像素子とレンズとの間の光軸を高精度で調整することができる。
上記構成において、前記鏡筒の脚部は、その先端部分に段差を有する。
上記構成によれば、鏡筒の脚部の先端部分に段差がある分だけ表面積が増加するので、接着剤が絡む量が増えて接着力の増加が図れる。
上記構成において、前記段差は、凹部である。
上記構成によれば、鏡筒の脚部に凹部がある分だけ表面積が増加するので、接着剤が絡む量が増えて接着力の増加が図れる。
上記構成において、前記段差は、凸部である。
上記構成によれば、鏡筒の脚部に凸部がある分だけ表面積が増加するので、接着剤が絡む量が増えて接着力の増加が図れる。
上記構成において、前記回路基板は、前記鏡筒の脚部を接着する位置を示す目印を有する。
上記構成によれば、回路基板への接着剤の塗布を容易に行うことができ、鏡筒の回路基板への取り付けにかかる時間の短縮化が図れる。
上記構成において、前記固体撮像素子の受光面に配置されたガラス板を備える。
上記構成によれば、固体撮像素子の受光面へのごみの付着の問題を回避することができる。
上記構成において、前記ガラス板は、赤外線を遮断するガラス板である。
上記構成によれば、固体撮像素子に、赤外線を遮断した光を導入することができる。
上記構成において、前記鏡筒を含むその周辺領域と前記回路基板を含むその周辺領域を樹脂にて封止する保持部材を有する。
上記構成によれば、固体撮像素子の受光面へのごみなどの付着を防止できるとともに、製造工程の短縮化、部品点数の削減や撮像装置自体のコンパクト化が図れる。
本発明によれば、固体撮像素子の受光面へのごみなどの付着を低コストで防止できるとともに、固体撮像素子とレンズとの間の光軸を高精度で調整することができる。
本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示す縦断面図 （ａ），（ｂ）図１の撮像装置の鏡筒の脚部の先端部分の表面積を広くとるようにした例を示す縦断面図 （ａ），（ｂ）図１の撮像装置の回路基板に付けた目印の例を示す図
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示す縦断面図である。同図において、本実施の形態に係る撮像装置１は、回路基板１０と、回路基板１０の上面中央部に配置された固体撮像素子１１と、固体撮像素子１１の上面に配置されたガラス板１２と、回路基板１０の上面に配置され、３個のレンズ１３１〜１３３を保持する円筒状の鏡筒１４と、鏡筒１４を含むその周辺領域と回路基板１０を含むその周辺領域を樹脂にて封止する保持部材１５と、を備える。
回路基板１０と固体撮像素子１１は、金や銅などの金属製のワイヤ１６を用いたワイヤボンディングにて電気的に接続されている。回路基板１０と固体撮像素子１１の接続にワイヤボンディングを使用することで、回路基板１０と固体撮像素子１１を小面積で接続することができる。回路基板１０と固体撮像素子１１の間のワイヤボンディングの領域が樹脂１７にて封止されている。ワイヤボンディングの領域を樹脂１７にて封止することで、固体撮像素子１１へのごみなどの付着を防止できる。また、ワイヤボンディングで使用するワイヤ１６を保護できるとともに、その機械的強度を高めることができる。ガラス板１２は、赤外線を遮断する性質を有するものであり、固体撮像素子１１の受光面を覆う大きさに形成されている。ガラス板１２を固体撮像素子１１の受光面側に実装することで、固体撮像素子１１の受光面へのごみの付着を防止でき、また赤外線を遮断した外光を固体撮像素子１１に導入することができる。
鏡筒１４は、レンズ１３１〜１３３を保持する部分以外の部分が脚部１４１となっており、該脚部１４１は接着剤１８を介して回路基板１０に接続される。接着剤１８は、塗布量を多くして厚みを持たせてある。接着剤１８の塗布量を多くして厚みを持たせることで、鏡筒１４を回路基板１０に接続する際に、回路基板１０の上面に凹凸があっても、その凹凸を吸収することができる。すなわち、回路基板１０の上面で、鏡筒１４の開口端が当たる場所における高さ寸法に誤差があっても、その誤差を接着剤１８で吸収することができる。そして、接着剤１８が付いた状態で鏡筒１４を動かすことができるので、固体撮像素子１１とレンズ１３１〜１３３との間の光軸を高精度で調整することが可能となる。
なお、接着剤１８の厚みを均一にするのではなく、部分的に厚みを変えるようにしてもよい。すなわち、回路基板１０の上面で高さ寸法が大きい場所では薄くし、回路基板１０の上面で高さ寸法が小さい場所では厚くする。このように、回路基板１０の上面で高さ寸法に応じて接着剤１８の厚みを変えることで、光軸調整をより高精度で行うことができるようになる。
また、鏡筒１４の脚部１４１における接着力が高まるように、脚部１４１の先端部分の表面積を広くとるようにするとよい。図２（ａ），（ｂ）は、鏡筒１４の脚部１４１の先端部分の表面積を広くとるようにした例を示す縦断面図である。同図の（ａ）は、脚部１４１の先端部分に凹部１４２を形成した例であり、同図の（ｂ）は、脚部１４１の先端部分に凸部１４３を形成した例である。いずれの場合も脚部１４１の先端部分の表面積が増加するので、接着剤１８の絡む量が増えて接着力の増加が図れる。
また、鏡筒１４の脚部１４１の接続を容易に行えるように回路基板１０に目印を付けるようにしてもよい。図３（ａ），（ｂ）は、回路基板１０に付けた目印の例を示す図である。同図の（ａ）は、鏡筒１４の開口端が当たる場所の中心軸上に９０度の間隔で４個の目印２０を付けた例であり、同図の（ｂ）は、鏡筒１４の開口端が当たる場所の外側の円周上に９０度の間隔で４個の目印２０を付けた例である。回路基板１０上に接着剤１８を塗布するための目印２０を付けることで、回路基板１０への接着剤１８の塗布を容易に行うことができ、光軸調整にかかる時間の短縮化が図れる。
図１に戻り、保持部材１５は、溶融したモールド樹脂を固化させたものであり、上述したように、鏡筒１４を含むその周辺領域と回路基板１０を含むその周辺領域を保持部材１５で樹脂封止する。保持部材１５で、鏡筒１４を含むその周辺領域と回路基板１０を含むその周辺領域を樹脂封止することで、ガラス板１２を含む固体撮像素子１１へのごみなどの付着を防止できるとともに、製造工程の短縮化、部品点数の削減や撮像装置１自体のコンパクト化が図れる。
このように本実施の形態に係る撮像装置１によれば、鏡筒１４の回路基板１０への接続を、塗布量を多くして厚みを持たせた接着剤１８を介して行うようにしたので、回路基板１０の上面が平坦でなくても、固体撮像素子１１とレンズ１３１〜１３３との間の光軸を高精度で調整することができる。また、固体撮像素子１１の受光面側にガラス板１２を配置するとともに、回路基板１０と固体撮像素子１１の間のワイヤボンディングの領域を樹脂１７にして封止し、さらに、鏡筒１４を含むその周辺領域と回路基板１０を含むその周辺領域を樹脂封止するようにしたので、固体撮像素子１１へのごみなどの付着を防止できるとともに、製造工程の短縮化、部品点数の削減や撮像装置１自体のコンパクト化が図れる。
また、回路基板１０に鏡筒１４を容易に接続できるように、回路基板１０の接続箇所に接着剤１８を付けるための目印２０を付けたので、接着剤１８の塗布を容易に行うことができ、光軸調整にかかる時間の短縮化が図れる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１４年１１月２７日出願の日本特許出願（特願２０１４−２４０４８０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、固体撮像素子の受光面へのごみなどの付着を低コストで防止できるとともに、固体撮像素子とレンズとの間の光軸を高精度で調整することができるといった効果を有し、例えばＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置などへの適用が可能である。
１ 撮像装置
１０ 回路基板
１１ 固体撮像素子
１２ ガラス板
１３１〜１３３ レンズ
１４ 鏡筒
１４１ 脚部
１５ 保持部材
１６ ワイヤ
１７ 樹脂
１８ 接着剤
２０ 目印

Claims (11)

  1. 回路基板と、
    前記回路基板の上面に配置された固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の上方に離間配置されたレンズと、
    前記回路基板の上面に配置され、前記レンズを保持する鏡筒と、
    を備え、
    前記鏡筒は、少なくとも前記レンズを保持する部分以外の部分が脚部であって、該脚部が塗布量を多くして厚みを持たせた接着剤を介して前記回路基板に接続された撮像装置。
  2. 前記固体撮像素子は、前記回路基板にワイヤボンディングにより接続された請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記ワイヤボンディングを含む前記固体撮像素子の周囲が樹脂封止された請求項２に記載の撮像装置。
  4. 前記鏡筒の脚部を接続する前記回路基板の面の状態に応じて部分的に接着剤の塗布量を変えた請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
  5. 前記鏡筒の脚部は、その先端部分に段差を有する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
  6. 前記段差は、凹部である請求項５に記載の撮像装置。
  7. 前記段差は、凸部である請求項５に記載の撮像装置。
  8. 前記回路基板は、前記鏡筒の脚部を接着する位置を示す目印を有する請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載に撮像装置。
  9. 前記固体撮像素子の受光面に配置されたガラス板を備える請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載に撮像装置。
  10. 前記ガラス板は、赤外線を遮断するガラス板である請求項９に記載に撮像装置。
  11. 前記鏡筒を含むその周辺領域と前記回路基板を含むその周辺領域を樹脂にて封止する保持部材を有する請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載に撮像装置。
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