(57)【要約】【課題】ガラス基板に実装した固体撮像素子の強度確保、光軸調整の容易化、自動焦点調節機構の端子接続容易化のなされた固体撮像装置を提供する。【解決手段】プリント配線基板にキャビティ部と基準穴および基準穴の内壁に電機接続を形成し、ガラス基板に実装した固体撮像素子をキャビティ部の底部に実装すると共に、基準突起を持つレンズ筐体を基準穴に挿入嵌合することにより、光軸調整、自動焦点調節機構の電気端子の接続を同時に行なう。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を持つ配線基板と、表面に配線パターンを持つ透光性部材に実装された固体撮像素子部と、光学レンズとレンズ筐体からなる固体撮像装置であり、
前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記凹部に形成された電気端子部に実装され、光学レンズおよびレンズ筐体が前記固体撮像素子に対向するように前記多層配線基板に設置された固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置であって、
前記配線基板は多層配線基板で構成され、
前記多層配線基板の前記凹部はキャビティ部を構成しており、
前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記キャビティ部の底部の電気端子部上に実装された固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の固体撮像装置であって、
前記配線基板は多層配線基板で構成され、
前記多層配線基板の前記凹部は、段差部をもつキャビティ部を構成しており、
前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記キャビティ部の段差部の電気端子部上に実装された固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の固体撮像装置であって、
前記配線基板は多層配線基板で構成され、
前記多層配線基板の前記凹部は、段差部をもつ貫通開口部を構成しており、
前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記貫通開口部の段差部の電気端子部上に設置された固体撮像装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記多層配線基板の凹部に形成された電気端子部を基準として、位置決め用穴が形成されている固体撮像装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記位置決め用穴の内部壁に電気伝導性の膜が形成され、前記多層配線基板の配線パターンと電気的に接続している固体撮像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記レンズ筐体は突起部を具備し、
前記突起部を前記位置決め用穴に挿入して位置決めを行い、
前記突起部表面にはレンズの自動焦点調節用電気端子と電気的接続のなされた配線パターンが形成された固体撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記透光性部材は、光学フィルタである固体撮像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記配線基板の凹部にチップ部品が搭載された固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に係り、特に、監視カメラ、医療用カメラ、車載用カメラ、情報通信端末用カメラなどの固体撮像素子を用いて形成される小型の固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、車載部品等で小型カメラの需要が急速に進展している。この種の小型カメラは固体撮像素子によりレンズなどの光学系を介して入力される画像を電気信号として出力する固体撮像装置が使用されている。そしてこの撮像装置の小型化、高性能化に伴い、カメラがより小型化し各方面での使用が増え、映像入力装置としての市場を広げている。従来の半導体撮像素子を用いた撮像装置は、レンズ、半導体撮像素子、その駆動回路および信号処理回路などを搭載したＬＳＩ等の部品を夫々筐体あるいは構造体に形成してこれらを組み合わせている。
【０００３】
このような組み合わせによる実装構造は、平板上のプリント基板上に各素子を搭載することによって形成されていた。しかし、携帯電話等のさらなる薄型化への要求から個別のデバイスに対する薄型化への要求が年々高くなってきており、その要求に答えるために、フレキシブル配線板を用いたり、透光性部材に直接ＩＣをフリップチップ実装したりして、より薄い撮像装置とする試みが行われている。
【０００４】
特許文献１の構造は、透光性基板に固体撮像素子を実装し、その透光性基板に直接レンズユニットを搭載したものである。また、特許文献２の構造は、固体撮像素子を実装した透光性基板をプリント回路基板に実装し、その上にやはりレンズユニットを直接搭載したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０３９１３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に示される固体撮像装置においては、いずれも透光性基板に直接、レンズユニットを搭載している。このような構成においては、光軸調整が困難であると共に、装置自体の強度が確保できないという課題が発生していた。また、レンズに自動焦点調節機構がある場合に、その電気配線は、別途取り出して半田配線を行なわなければならないといった製造上の困難性を伴うといった課題があった。
【０００７】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子を実装した透光性基板を多層配線基板に実装すると共に、実装用の配線パターンを基準とした貫通孔を開け、レンズ筐体をその貫通孔を基準穴として挿入するものである。さらに、その貫通孔挿入時に自動焦点調節機構用の電気端子の接続も同時に行なうというものである。
そのため、光軸調整が容易になると共に、装置の強度が確保でき、さらに、自動焦点調節機構用電気端子の接続も行うことができる。その結果、小型で薄型な固体撮像装置を容易に製造することが出来る優れた固体撮像装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の固体撮像装置は、凹部を持つ配線基板と、表面に配線パターンを持つ透光性部材に実装された固体撮像素子部と、光学レンズとレンズ筐体からなる固体撮像装置であり、前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記凹部に形成された電気端子部に設置され、光学レンズおよびレンズ筐体が前記固体撮像素子に対向するように配線基板に設置されていることを特徴としている。この構成により、低背でも強度を確保した固体撮像装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の固体撮像装置は、キャビティ部を持つ多層配線基板を用い、前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記キャビティ部の底部の電気端子部上に実装されていることを特徴としている。この構成により、より低背で強度を確保することが出来る。すなわち、多層配線基板の凹部はキャビティ部を構成している。
【００１０】
また、本発明の固体撮像装置は、段差部があるキャビティ部を持つ多層配線基板を用い、前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記キャビティ部の段差部の電気端子部上に実装されていることを特徴としている。この構成により、多層配線基板表面高さよりも透光性部材を低く出来るので、多層配線基板表面を基準としてレンズ筐体を設置することが出来る。
【００１１】
また、本発明の固体撮像装置は、段差部がある貫通開口部を持つ多層配線基板を用い、前記固体撮像素子が実装された透光性部材が前記貫通開口部の段差部の電気端子部上に設置されていることを特徴としている。この構成により、より一層の低背化を図ることが出来る。
【００１２】
また、本発明の固体撮像装置は、多層配線基板の凹部に形成された電気端子部を基準として、位置決め用穴が形成されていることを特徴としている。この構成により、固体撮像素子とレンズの光軸を容易に合わせることが出来る。
【００１３】
また、本発明の固体撮像装置は、前記位置決め用穴の内部壁に電気伝導性の膜が形成され、多層配線基板の配線パターンと電気的に接続していることを特徴としている。この構成により、レンズ筐体からの自動焦点調節機構用の電気端子をその膜と接続することにより、簡便に、自動焦点調節機構用の電気端子接続を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の固体撮像装置は、前記レンズ筐体に突起部があり、前記位置決め用穴に挿入して位置決めを行い、前記突起部表面にはレンズの自動焦点調節用電気端子と電気的導通がある配線パターンが形成されていることを特徴としている。この構成により、前記突起部を基準貫通穴に挿入するだけで、レンズ筐体からの自動焦点調節機構用の電気端子を電気接続できるので、別途、端子を取り出して半田付け等の手間をかけることなく、簡便に自動焦点調節機構用の電気端子接続を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の固体撮像装置に用いる透光性部材は光学フィルタを用いて、光学特性を向上することが出来る。さらに、配線基板の凹部にチップ部品を搭載して、固体撮像素子の近傍にチップ部品を置くことにより電気特性を向上することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明の固体撮像装置を用いることにより、光軸調整が容易になると共に、装置の強度が確保でき、さらに、自動焦点調節機構用電気端子の接続も行うことができる。その結果、小型で薄型な固体撮像装置を容易に製造することが出来る優れた固体撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態１の固体撮像装置の部分分解斜視図
【図２】本実施の形態１の固体撮像装置の部分組立図
【図３】本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図
【図４】本実施の形態１の固体撮像装置の組立て完成図
【図５】本実施の形態１の固体撮像装置の組立て完成図の断面図
【図６】本実施の形態２の固体撮像装置の断面図
【図７】本実施の形態３の固体撮像装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１を図１から図５に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態１の固体撮像装置の部分分解斜視図である。
透明ガラス基板１に電極パッド２、４が形成されており、電極パッド２と電極パッド４は、それぞれがガラス基板１表面上で配線パターン３により配線され、電気接続されている。電極パッド２は固体撮像素子５との接続用であり、電極パッド４は固体撮像素子５の信号を外部に取り出すプリント配線基板との電気接続用である。固体撮像素子５は、撮像領域６が透明ガラス電極に対向した状態となっている。そして、裏面の電気配線パッド上に金属バンプが形成され（図示せず）、電極パッド２に実装される。このときに、固体撮像素子５の密着強度と電気接続信頼性を確保するために絶縁性封止樹脂を注入する（図示せず）。
【００１９】
図２は、本実施の形態１の固体撮像装置の部分組立図である。
図１で説明したように透明ガラス基板１上に固体撮像素子５が実装され、絶縁性封止樹脂７が注入されている。絶縁性封止樹脂７は、撮像領域へ漏れ出すことなく、固体撮像素子５の金属バンプ（図示せず）の周囲を取り囲んで、密着強度を確保している。また、電極パッド４上には、半田ボール８が取り付けられている。
【００２０】
図３は、本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図である。
プリント配線基板９には、キャビティ部１０が形成されており、キャビティ部１０の底部には実装用の電極パッド（図示せず）が形成されている。さらに基準穴１１が開けられており、この基準穴１１はキャビティ部１０の底部の電極パッドを基準として形成されており、その周囲には配線パターン１２があり、基準穴１１の内壁１３には電気伝導性の膜が形成され周囲の配線パターン１２と電気的に接続されている。この配線パターン１２は、プリント配線基板９の多層配線とつながっている。
【００２１】
固体撮像素子５が実装され半田ボール８が取り付けられた透明ガラス基板１は、反転してプリント配線基板９に半田実装され、アンダーフィル（図示せず） により強度補強されている。透明ガラス基板１の横には、同時にチップ部品１４が半田実装され、電気回路的につながっている。
【００２２】
この状態で上部からレンズ１５が設置されているレンズ筐体１６を準備する。レンズ筐体１６には、基準穴１１に嵌合するための基準突起１７が形成され、その表面には自動焦点調節機構用の電極端子１８が引き回されてきている。この基準突起１７はレンズ１５の光軸を基準として形成されている。
【００２３】
図４は、本実施の形態１の固体撮像装置の組立完成図である。
レンズ筐体１６を、透明ガラス基板1の固体撮像素子５が実装されているプリント配線基板９と一体化して固体撮像装置が完成する。基準穴１１に基準突起１７が挿入嵌合されることにより、固体撮像素子５とレンズ１５の光軸調整が簡便化される。また、基準穴１１の内壁１３と基準突起１７表面の電極端子１８との電気接続も同時に行うことができる。
【００２４】
図５は、本実施の形態１の固体撮像装置の組立て完成図の断面図である。
プリント配線基板９のキャビティ部１０の底部に、半田ボール８を介して透明ガラス基板１が実装されており、半田ボール８の周囲は絶縁性封止樹脂１９により強度補強がなされている。透明ガラス基板１には、撮像領域６を持つ固体撮像素子５が金属バンプで形成された接続部２０を介して実装され、その周囲には絶縁性封止樹脂７が注入硬化されている。また、絶縁性封止樹脂７は、固体撮像素子５の撮像領域６へ漏れ出していない。これは、製造時に絶縁性封止樹脂７にＵＶ硬化性の材料を用い、撮像領域６にＵＶ光を照射しながら封止注入することにより達成している。さらに、チップ部品１４が実装され、上部からはレンズ筐体１６が基準穴１１に基準突起１７を挿入嵌合することにより組み立てられ、同時に自動焦点調節機構用の電極端子１８も電気接続される。
【００２５】
このような構造をとることにより、レンズ筐体１６が透明ガラス基板１に直接ではなく、プリント配線基板９に固定されるので、破損のおそれもなく強固に固定することが出来る。また、光軸調整も容易に行うことができる。さらに、自動焦点調節機構の電極端子も別途取り出して半田付けを行なうことなく、レンズ筐体１６の挿入嵌合により容易に行うことができる。
すなわち、本発明を実施することにより、撮像特性が良好で、高強度性を持ち、電気接続信頼性が高い固体撮像装置を得ることが出来る。
なお、透明ガラス基板１には、光学フィルタ膜、あるいは反射防止膜を形成したものを用いても構わない。その場合には、より光学特性を向上させることが出来る。
【００２６】
また前記実施の形態では多層配線基板を用いた例について説明したが、多層配線基板に限定されることなく、単層配線基板でもよい。
【００２７】
また、固体撮像素子チップの薄型化は進む一方であり、裏面からの光りの回りこみを防止するために、キャビティ部を有する基板としては、遮光性基板を用いるのが望ましく、樹脂基板であればエポキシ樹脂などの遮光性樹脂を用いるのが望ましい。また、セラミック基板、遮光膜を形成したガラス基板なども適用可能である。
また基板構造としては、配線パターンを形成した下層基板上に、貫通穴を有する上層基板を積層してもよく、またキャビティ部を切削加工あるいはエッチング加工などで形成したものも有効である。
【００２８】
（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２の固体撮像装置の断面図である。
実施の形態１とは違って、プリント配線基板９に段差部２１を持つキャビティ部２２が形成されたものを用いている。そして、透明ガラス基板１の実装はキャビティ部２２の底部ではなく、段差部２１への実装としている。この場合、実施の形態１のように半田ボール８を用いるのではなく、金属バンプで形成された接続部２３を介して実装し、周囲には絶縁性封止樹脂２４が注入硬化されている。また、段差部２１上には、チップ部品２５が実装されている。実装以外のレンズ筐体の嵌合部分は実施の形態１と同様の構造である。
このような構造を持っているために、実施例１での効果に加えて、固体撮像装置全体をより薄くすることが出来る効果が得られる。
【００２９】
（実施の形態３）
図７は、本実施の形態３の固体撮像装置の断面図である。
構造は、実施の形態２とほぼ同じであるが、プリント配線基板９に開口部２６が形成され、絶縁性封止樹脂２７が固体撮像素子５の裏面から注入され、実装部まで充填されている。
このような構造を持つことにより、実施の形態１および２の効果に加えて、さらに固体撮像装置の薄型化を図ることが出来、また固体撮像素子５の固定強度を増加させることが出来るという効果を有している。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の固体撮像装置は、製造方法が簡易で高精度性に富み、装置の強度が確保できるという効果を有している。その結果、小型で薄型な優れた固体撮像装置を提供することが出来、産業上の利用可能性が高く、有用な発明である。
【符号の説明】
【００３１】
１            透明ガラス基板
２、４        電極パッド
３、１２      配線パターン
５            固体撮像素子
６            撮像領域
７、１９、２４、２７      絶縁性封止樹脂    
８            半田ボール
９            プリント配線基板
１０、２２    キャビティ部
１１          基準穴
１３          内壁
１４          チップ部品
１５          レンズ
１６          レンズ筐体
１７          基準突起
１８          電極端子
２０、２３    接続部
２６          開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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