(57)【要約】【課題】高密度実装においても、接着・接合部 に剥離が発生することなく、信頼性の高い固体撮像装置を提供する。【解決手段】  レンズが固定されるレンズホルダを構成する第１の基板１００と、第１の基板１００と機械的に接続される接続部Ｒ２と固体撮像素子５０２ が装着された立体回路形成基板を装着する基板装着部Ｒ１とを有する第２の基板２００とを具備し、第２の基板２００は、接続部Ｒ２と基板装着部Ｒ１とがフレキシブル配線部を介して接続せしめられてなる。この構成により、フレキシブル配線部Ｒ３が緩衝材として作用し、機械的接続に際して発生する外力が基板装着部Ｒ１に伝わるのを防止することができ、基板装着部Ｒ１を確実に支持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズが固定されるレンズホルダを構成する第１の基板と、
固体撮像素子が装着された立体回路形成基板を装着する基板装着部と、前記第１の基板と機械的に接続される接続部とを有する第２の基板とを具備し、
前記第２の基板は、前記接続部と前記基板装着部とがフレキシブル配線部を介して接続された固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置であって、
前記接続部は、前記第２の基板の第１の面から第２の面に貫通する第１の貫通穴と、
前記貫通穴に挿入されるビスとで構成される固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体撮像装置であって、
前記フレキシブル配線部は枠状である固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の固体撮像装置であって、
前記フレキシブル配線部は前記接続部の第１の貫通穴の周辺に設けられた固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記第２の基板の前記基板装着部には、固体撮像素子および透光性部材を装着した第３の基板が搭載される固体撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像装置であって、
前記第１の基板は、第１の筒状体で構成され、
第１の端部に前記第１の貫通穴に符合する第２の貫通穴を有し、
第２の端部近傍に内方に伸張する保持部を有し、
前記保持部は、外側の面にレンズを装着する第１の平坦部を具備するとともに、内側の面に前記第３の基板を支持する第２の平坦部を具備した固体撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固体撮像装置であって、
前記第３の基板は、前記第１の筒状体内に収納される第２の筒状体 で構成され、
第１の端部が前記第２の基板上に装着され、
第２の端部近傍に内方に伸張し、外側の面に透光性部材を装着する第１の平坦面部を具備するとともに、
内側の面に前記固体撮像素子を支持する第２の平坦面部を具備した突出部を具備した固体撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の固体撮像装置であって、
前記第３の基板は、前記保持部から前記第３の基板側に突出する円筒状の支持部を介して位置決めされる固体撮像装置。
【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いる。この要求に応えるために、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】
例えば、特許文献１では、フレキシブル配線基板に撮像素子を搭載したものが提案されている。特許文献１の構造では、撮像素子を搭載したフレキシブル配線基板は、光学素子保持部と主保持部材とで挟んだものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７２７３６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に示される固体撮像装置においては、レンズユニットを搭載する必要があるが、上記構成においては、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。
特に、機能増加に伴う部品点数の増加や、小型化に伴う高密度実装には、フレキシブル配線基板のみで対応しようとすると基板層数に限界がある。
また、フレキシブル基板をカメラ本体に装着する際、ビス留めが容易であるが、カメラ本体にビス留めしようとすると、接着・接合部に外力が加わり剥離が発生し易いという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、高密度実装においても、接着・接合部に剥離が発生することなく、信頼性の高い固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の固体撮像装置は、レンズが固定されるレンズホルダを構成する第１の基板と、第１の基板と機械的に接続される接続部と固体撮像素子が装着された立体回路形成基板を装着する基板装着部とを有する第２の基板とを具備し、第２の基板は、接続部と基板装着部とがフレキシブル配線部を介して接続せしめられてなることを特徴とする。
この構成により、フレキシブル配線部が緩衝材として作用し、機械的接続に際して発生する外力が接続部に伝わるのを防止することができ、基板装着部を確実に支持することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、接続部が第２の基板の第１の面から第２の面に貫通する第１の貫通穴と、貫通穴に挿入されるビスとで構成されることを特徴とする。
この構成により、ビス止めによって効率よく機械的接続がなされるが、機械的接続に際して発生する外力が接着・接合部に伝わるのを防止することができ、基板装着部を確実に支持することができる。
【００１０】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、フレキシブル配線部は枠状であることを特徴とする。
この構成により、接続部が完全に基板装着部と分離しているため、枠状のフレキシブル配線部で確実に外力から基板装着部を保護することができる。
【００１１】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、フレキシブル配線部は接続部の第１の貫通穴の周辺に設けられたことを特徴とする。
この構成により、機械的衝撃を受ける第１の貫通穴の周辺で緩衝効果を有するため、機械的強度を高めつつ、外力から基板装着部を保護することができる。
【００１２】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、第２の基板の基板装着部には、固体撮像素子および透光性部材を装着した第３の基板が搭載されることを特徴とする。
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。ここでレンズは、レンズホルダを構成する第１の基板に装着される
【００１３】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、第１の基板は、第１の筒状体で構成され、第１の端部に第１の貫通穴に符合する第２の貫通穴を有し、第２の端部近傍に内方に伸張する保持部を有し、保持部は、外側の面にレンズを装着する第１の平坦部を具備するとともに、内側の面に第３の基板を支持する第２の平坦部を具備したことを特徴とする。
この構成により、機械的強度を維持しつつ、位置決めが容易で信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、第３の基板は、第１の筒状体内に収納される第２の筒状体で構成され、第１の端部が第２の基板上に装着され、第２の端部近傍に内方に伸張し、外側の面に透光性部材を装着する第１の平坦面部を具備するとともに、内側の面に固体撮像素子を支持する第２の平坦面部を具備し突出部を具備したことを特徴とする。
この構成により、機械的強度を維持しつつ、位置決めが容易で信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明は、上記固体撮像装置において、第３の基板は、保持部から第３の基板側に突出する円筒状体で支持されることを特徴とする。
この構成により、より小型で機械的強度が高く、信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【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、高密度実装に対応可能である。またビス留め時に発生する外力が、接着・接続部に伝わらないため、高い信頼性を実現することができる。
さらにまた、レンズが固定されているカバー部材に直接ビス留めするため、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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１の固体撮像装置の断面図
【図２】実施の形態１の固体撮像装置の要部拡大断面図
【図３】実施の形態１の固体撮像装置の上面説明図
【図４】実施の形態２の固体撮像装置の上面説明図
【図５】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）
本発明の実施の形態１の固体撮像装置を図１から図３に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態１の固体撮像装置の断面図である。図２は第２の基板の要部拡大断面図、図３は同第２の基板の上面図である。
この固体撮像装置は、レンズが固定されるレンズホルダを構成する第１の基板１００と、固体撮像素子５０２を搭載する第２の基板２００とが、機械的に接続されてなるものであって、この第２の基板２００がフレキシブル配線部Ｒ３からなる応力吸収部を有したことを特徴とするものである。すなわち、多層配線構造を有する第２の基板２００は、図３に平面図を示すように基板装着部Ｒ１が枠状のフレキシブル配線部Ｒ３を介して接続部Ｒ２に接続せしめられてなることを特徴とする。またこの接続部Ｒ２は第１の基板１００とビス３００によって機械的に接続される。また基板装着部Ｒ１は、固体撮像素子５０２が装着された立体回路形成基板である第３の基板５００を装着する領域である。第１の基板１００及び第３の基板５００は、樹脂製の立体配線基板で構成され、第２の基板２００は多層配線基板で構成される。
【００１９】
ここで第２の基板２００において、基板装着部Ｒ１および接続部Ｒ２は剛性基板で構成される。この剛性基板は６層の配線導体層２２０を有し、配線導体層２２０間は、ポリイミドフィルム２３０と、プリプレグ２４０とで構成され、剛性を有している。またフレキシブル配線部Ｒ３は２層の配線導体層２２０とこれらの間および表面を覆うポリイミドフィルム２３０で構成され、可撓性を維持している。
この構成により、フレキシブル配線部Ｒ３が緩衝材として作用し、機械的接続に際して発生する外力が接続部Ｒ２に伝わるのを防止することができ、基板装着部Ｒ１を確実に支持することができる。
【００２０】
また、接続部Ｒ２は第２の基板２００の第１の面２００Ａから第２の面２００Ｂに貫通する第１の貫通穴２０１と、この第１の貫通穴２０１に挿入されるビス３００とで構成される。
この構成により、ビス止めによって効率よく機械的接続がなされるが、機械的接続に際して発生する外力が接続部に伝わるのを防止することができ、基板装着部を確実に支持することができる。
【００２１】
また、第２の基板２００の基板装着部Ｒ１には、固体撮像素子５０２および透光性部材５０３を装着した立体回路基板からなる第３の基板５００が搭載される。
さらに、第１の基板１００は、第１の筒状体１３０で構成され、第１の端部１００Ａに第１の貫通穴２０１に符合する第２の貫通穴１０１を有し、第２の端部１００Ｂ近傍に内方に伸張する保持部１１０を有し、保持部１１０は、外側の面１００ｏにレンズを装着する第１の平坦部１２０Ａを具備するとともに、内側の面１００ｉに第３の基板５００を支持する第２の平坦部１２０Ｂを具備したことを特徴とする。ここで第１の筒状体１３０は円筒状体で構成されるが、四角筒など、角型の筒状体を用いてもよい。
【００２２】
また第３の基板５００は、第１の筒状体１３０内に収納される第２の筒状体５３０で構成され、第１の端部５００Ａが第２の基板２００上に装着され、第２の端部５００Ｂ近傍に内方に伸張する突出部５１１を具備している。そしてこの突出部５１１は、外側の面に透光性部材５０３を装着する第１の平坦面部５１１Ｂを具備するとともに、内側の面に固体撮像素子５０２を支持する第２の平坦面部５１１Ａを具備している。なおこの第２の筒状体５３０は円筒状体で構成されるが、四角筒など、角型の筒状体を用いてもよい。
【００２３】
さらに第３の基板５００は、保持部１１０から第３の基板５００側に突出する円筒状の支持部１４０で支持されている。また支持部１４０は円筒状体で構成されるが、四角筒など、角型の筒状体を用いてもよい。そしてこの支持部１４０が円筒状体で構成される場合は、この円筒状体を回転させることで光軸調整を行うことも可能である。
【００２４】
図１に示すように第３の基板５００を構成する立体配線基板は第３の基板本体５０１上に固体撮像素子５０２が実装され、絶縁性封止樹脂（図示せず）が注入されている。絶縁性封止樹脂は、撮像領域へ漏れ出すことなく、固体撮像素子５０２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。
【００２５】
固体撮像素子５０２が実装されはんだボールなどが取り付けられた第３の基板５００は、第２の基板の配線パターン上にはんだ実装され、アンダーフィル（図示せず）により強度補強されている。なおこの第３の基板５００の周囲には、チップ部品（図示せず）がはんだ実装され、電気回路的に接続されている。
【００２６】
この状態で上部からレンズユニット４００が設置されているレンズ筐体としての第１の基板１００を第２の基板上にセットする。そしてビス３００により、第２の基板２００の第１の貫通穴から第１の基板の第２の貫通穴にかけて接続する。第１の基板１００には、基準穴に嵌合するための基準突起を形成し、その表面に自動焦点調節機構用の電極端子が引き回されるようにしてもよい。この基準突起はレンズユニット４００の光軸を基準として形成されている。
【００２７】
このようにしてレンズ筐体としての第１の基板１００を、固体撮像素子５０２が実装されている第３の基板と一体化して固体撮像装置が完成する。上述したように基準穴に基準突起が挿入嵌合されることにより、固体撮像素子とレンズの光軸調整を簡便化することができる。また、基準穴の内壁と基準突起表面の電極端子との電気接続も同時に行うようにしてもよい。
【００２８】
このような構造をとることにより、レンズホルダを構成する第１の基板１００が第２の基板２００に固定されるのに対し、第２の基板が応力吸収部としてのフレキシブル配線部を有しているため、ビス止めに際しても、ひずみによる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はんだ付けを行なうことなく、レンズ筐体の挿入嵌合により容易に行うことができる。
【００２９】
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、透光性部材５０３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。
【００３０】
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。
【００３１】
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第３の基板としては、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。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態２の固体撮像装置の上面図である。
実施の形態１では、第２の基板の基板装着部Ｒ１を囲むように形成されたフレキシブル配線部で構成したが、本実施の形態では、フレキシブル配線部Ｒ３は接続部Ｒ２の第１の貫通穴の周辺に設けられたことを特徴とする。
このような構造を持っているために、より強度を高くすることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図５は、本実施の形態３の固体撮像装置の断面図である。
実施の形態１では、第３の基板を立体回路基板で構成したが、第３の基板は別の形状であってもよいし、なくてもよい。すなわち本実施の形態では、第１の基板１００の筒状部の内側に突出する保持部１１０の裏面側に透光性部材５０３を装着し、この透光性部材５０３に対向して第２の基板２００上に直接固体撮像素子５０２を装着してもよい。これにより、第３の基板５００が不要となる。
なお第１の基板をはじめ、第３の基板ともに、不要であれば省略することも可能である。また、第２の基板についても、基板接続部および接続部をプリプレグによって剛性を持たせたが、積層セラミック基板で構成し、これらの間の応力緩衝部をフレキシブル配線部で構成してもよい。また、基板接続部および接続部については剛性を持たせるために、板厚の大きい銅製の箔とし、フレキシブル配線部はフレキシブルとなるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
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】
【００３５】
１００  第１の基板
１１０  保持部
１２０Ａ  第１の平坦部
１２０Ｂ  第２の平坦部
１３０  筒状体
１４０  支持部
２００  第２の基板
３００  ビス
４００  レンズユニット
５００  第３の基板
５００Ａ  第１の端部
５００Ｂ  第２の端部
５０１  第３の基板本体
５０２  固体撮像素子
５０３  透光性部材
５１１Ａ  第２の平坦面部
５１１Ｂ  第１の平坦面部
５３０  第２の筒状体
Ｒ１  基板装着部
Ｒ２  接続部
Ｒ３  フレキシブル配線部
【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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