(57)【要約】【課題】補強板を用いずにレンズ組立体及び固体撮像素子の搭載部位におけるＦＰＣの撓みを防止し、薄型の固体撮像装置を提供する。【解決手段】レンズ組立体をＦＰＣ１の一端部の上面に配置する。固体撮像素子２を、固体撮像素子２とレンズ組立体との間にＦＰＣ１の一端部に設けた開口１ａが位置するように、ＦＰＣ１の一端部の下面に配置する。ＦＰＣ１は、その一端部と対向するように屈曲して空隙部１５を形成し、空隙部１５内にレンズ組立体の配置部位に対応して接着剤７を注入固化する。空隙部１５内の固体撮像素子２に対向する位置に周辺回路素子６を設け、周辺回路素子６はＦＰＣ１の回路パターン１２にバンプ電極６ｂを介して接続し、回路パターン１２の露出部は、接着剤７よりも線膨張係数が小さい保護材１４で被覆する。【選択図】　　　図２
2004079779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子と、当該固体撮像素子に被写体像を結像させるためのレンズを保持するレンズ組立体とが備わっており、
前記レンズ組立体は、フレキシブルプリント基板の一端部の片面に配置されており、
前記固体撮像素子は、当該固体撮像素子と前記レンズ組立体との間に前記フレキシブルプリント基板の一端部に設けられた開口が位置するように、前記フレキシブルプリント基板の一端部の他面に配置されており、
前記フレキシブルプリント基板は、前記一端部の近傍で屈曲し、前記一端部に対向する部分と当該一端部との間に空隙部を形成しており、
前記空隙部には、前記レンズ組立体の配置部位に対応して接着剤が介在している
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、前記接着剤は、前記空隙部の全体に亘っていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記接着剤は、吸水率が０．１〜１％であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記フレキシブルプリント基板の前記一端部と対向する部分には、前記空隙部に位置する周辺回路素子が設けられており、
前記周辺回路素子と前記フレキシシブルプリント基板の回路パターンとの間には、両者を接続するバンプ電極が設けられており、
前記回路パターンの露出部は、前記接着剤よりも線膨張係数が小さい保護材で被覆されている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
請求項４において、前記周辺回路素子は、前記固体撮像素子に対向する位置に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
請求項４または５において、前記保護材は、合成樹脂であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかにおいて、前記保護材は、前記回路パターンの露出部から前記周辺回路素子に至るように設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれかにおいて、前記保護材は、線膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種装置では、硬質のカメラ用回路基板を用いて固体撮像素子を接続しているのが通常であり、この場合、硬質のカメラ用回路基板にフレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣという。）を接続し、このＦＰＣを介して本体側の回路に接続している。しかし、ＦＰＣは屈曲して用いられるものであり、カメラ用回路基板とＦＰＣとの接続部がＦＰＣの屈曲により剥離したり、ＦＰＣの回路パターンが断線したりし易い。そこで、硬質のカメラ用回路基板にＦＰＣを接続しなくてよいように、ＦＰＣ上に直接固体撮像素子等を搭載することがある。
【０００３】
その一例を図３及び図４に示しており、ＦＰＣ１０の一端部に開口１０ａを設け、ＦＰＣ１０の背面側に、撮像面２０ａとレンズ組立体３０との間に開口１０ａが配置されるように、固体撮像素子２０をバンプ電極２０ｂを介して搭載している。更に、ＦＰＣ１０を屈曲させて、固体撮像素子２０と背中合わせに、固体撮像素子２０の駆動回路６０または不図示の画像処理素子等をバンプ電極６０ｂを用いて搭載している。ＦＰＣ１０の表面側には、開口１０ａを中心にして、撮像面２０ａに被写体像が結像するようにレンズ４０を保持するレンズ組立体３０を配置している。ＦＰＣ１０の他端部は、図示しない主回路基板に接続されている。ＦＰＣ１０は軟質材であるので固体撮像素子２０を搭載した状態では撓んでしまう。このため、このままレンズ組立体３０をＦＰＣ１０に固定することができず、レンズ組立体３０を固定するＦＰＣ１０上の位置に、ＦＰＣ１０の剛性を向上するための硬質の補強板５０を介在させる必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、硬質の補強板５０をＦＰＣ１０上に設ける必要があるため、この補強板５０の厚み分、小型化に限界があった。また、補強板５０を用いるので部品点数が多くなり、製造工程数が多くなって製造作業が煩雑になるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、補強板を用いずにレンズ組立体の搭載部位におけるＦＰＣの撓みを防止して、薄型の固体撮像装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子と、当該固体撮像素子に被写体像を結像させるためのレンズを保持するレンズ組立体とが備わっている。前記レンズ組立体は、フレキシブルプリント基板の一端部の片面に配置されており、前記固体撮像素子は、当該固体撮像素子と前記レンズ組立体との間に前記フレキシブルプリント基板の一端部に設けられた開口が位置するように、前記フレキシブルプリント基板の一端部の他面に配置されており、前記フレキシブルプリント基板は、前記一端部の近傍で屈曲し、前記一端部に対向する部分と当該一端部との間に空隙部を形成しており、前記空隙部には、前記レンズ組立体の配置部位に対応して接着剤が介在していることを特徴としている。このように、フレキシブルプリント基板を屈曲して形成した空隙部内にレンズ組立体の配置部位に対応して接着剤を介在させているので、接着剤の固化により補強板を用いずにレンズ組立体の搭載部位におけるＦＰＣの撓みを防止でき、薄型の固体撮像装置を提供することができる。
【０００７】
前記接着剤は、前記空隙部の全体に亘っていることが好ましい。また、前記接着剤は、吸水率が０．１〜１％であることが、接着剤の吸湿膨張を防いでＦＰＣの回路パターンの抵抗値が上がるのを防止する点から好ましい。
【０００８】
前記フレキシブルプリント基板の前記一端部と対向する部分には、前記空隙部に位置する周辺回路素子が設けられており、前記周辺回路素子と前記フレキシシブルプリント基板の回路パターンとの間には、両者を接続するバンプ電極が設けられており、前記回路パターンの露出部は、前記接着剤よりも線膨張係数が小さい保護材で被覆されていることを特徴としている。保護材を接着剤よりも線膨張係数の小さいものとすることにより、外部からの熱による熱膨張を低減でき、フレキシブルプリント基板の回路パターンに及ぶ外力が小さくなり、回路パターンの損傷を防止できる。
【０００９】
前記周辺回路素子は、前記固体撮像素子に対向する位置に設けられていることが好ましい。また、前記保護材は、合成樹脂であり、前記回路パターンの露出部から前記周辺回路素子に至るように設けられていることが好ましい。また、前記保護材は、線膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、カメラ用回路基板としてフレキシブルプリント基板１を使用している。フレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣという。）１の一端部には開口１ａが形成してある。表面に撮像面２ａが形成してある固体撮像素子２は、撮像面２ａとレンズ組立体３との間に開口１ａが配置されるように、開口１ａの周囲の回路パターンを露出させ、バンプ電極２ｂを介してフリップチップ方式によりＦＰＣ１の裏面側に搭載している。更に、ＦＰＣ１をその一端部の近傍でＵ字状に屈曲させて、固体撮像素子２の背面と対向する位置に、固体撮像素子２の駆動回路等の周辺回路素子６を、先と同様にＦＰＣ１の回路パターンを露出させ、バンプ電極６ｂを介してフリップチップ方式によりＦＰＣ１の裏面側に搭載している。ＦＰＣ１の表面側には、開口１ａを中心にして、撮像面２ａに被写体像が結像するように、レンズ４を保持するレンズ組立体３を固定している。ＦＰＣ１の他端部は、図示しない主回路基板に接続されている。
【００１２】
レンズ組立体３は、第１レンズ鏡筒３１を第２レンズ鏡筒３２に嵌合して形成されるもので、第１レンズ鏡筒３１内にレンズ４等の光学部材が保持してあり、また、第２レンズ鏡筒３２内にフィルタ５が取り付けられ、第２レンズ鏡筒３２の下端面３ａで、開口１ａを中心にしてＦＰＣ１の表面に固定されるものである。第１レンズ鏡筒３１は第２レンズ鏡筒３２に対して固体撮像素子２に向かって進退可能に設けられており、レンズ４と撮像面２ａとの距離を調整してレンズ４及びフィルタ５を通過した入射光により固体撮像素子２の撮像面２ａ上に被写体像を結像するように、ピントの合わせ込みを可能にしている。
【００１３】
Ｕ字状に屈曲させたＦＰＣ１の間には空隙部１５が形成され、この空隙部１５内に固体撮像素子２と周辺回路素子６とが対向してＦＰＣ１に搭載される。この空隙部１５内に接着剤７を空隙部１５の全体に亘って注入し、これにより空隙部１５内を満たして固化してある。接着剤７はレンズ組立体３の配置部位に対応して設けられるものであるが、本実施例のように空隙部１５の全体に亘って設けられることも好ましい。
【００１４】
このように、接着剤７を空隙部１５内に注入固化させることにより、固体撮像素子２及び周辺回路素子６がバンプ電極２ｂ及び６ｂによりＦＰＣ１に接続されている個所の周辺や、レンズ組立体３の配置部位の周辺の全体における剛性が向上するので、軟質のＦＰＣ１を用いているのにかかわらず、この周辺は硬質化し、固体撮像素子２、周辺回路素子６及びレンズ組立体３の配置部位においてＦＰＣ１の撓みを生じない。
【００１５】
接着剤７としては、吸水率が０．１〜１％程度の接着剤を用いる。これは接着剤７の吸湿膨張を低減することにより、ＦＰＣ１の回路パターンの抵抗値の上昇や回路パターンの破断を防止するためである。
【００１６】
図２には本発明の他の実施の形態を示している。図１で説明したように、ＦＰＣ１を屈曲させて形成した空隙部１５の内部に、接着剤７を注入固化した構成とした場合に、例えば、本発明の固体撮像装置をカメラ等に搭載してカメラを使用した際に加熱昇温すると、接着剤７が熱膨張してバンプ電極部に応力が発生し、バンプ電極２ｂ，６ｂが接続しているＦＰＣ１の回路パターンが破断する危険がある。
【００１７】
このような問題が生じないようにするための構成の一例を図２に示したものである。即ち、ＦＰＣ１は、ベース１１上に回路パターン１２を形成し、その上をカバーレイ１３で被覆することで保護した構成のものである。開口１ａの周囲はカバーレイ１３を除去して回路パターン１２を露出させてあり、この露出させた回路パターン１２にバンプ電極２ｂを介して固体撮像素子２を接続する。次いで、液状封止材が混合されたエポキシ樹脂やシリコン樹脂を主成分とする封止剤であるアンダーフィル８を、固体撮像素子２の周囲に塗布する。このアンダーフィル８は、バンプ電極２ｂを安定に固定し、使用により加熱昇温した際にバンプ電極に応力が発生しても、その応力を抑制し、バンプ電極２ｂが回路パターン１２から剥離することを防いでいる。また、回路パターン１２の露出部を覆い、湿気や他の環境の影響からバンプ電極２ｂ及び回路パターン１２を保護している。
【００１８】
更に、固体撮像素子２の背面と対向する部分のＦＰＣ１は、周辺回路素子６を接続するためにカバーレイ１３が除去され、周辺回路素子６のバンプ電極６ｂが接続する回路パターン１２の接続部を露出させてある。この回路パターン１２の露出部とその内部に露出するベース１１上に、シート状の異方導電性フィルム（以下ＡＣＦという。）９を配置する。このＡＣＦ９上からバンプ電極６ｂを介して周辺回路素子６を加熱及び加圧により接続する。これにより接続部の界面封止とバンプ電極６ｂによる電気接続を同時に行うことができる。次いで、周辺回路素子６の周囲に保護材１４を塗布する。保護材１４としては、エポキシ樹脂等の合成樹脂を用いることができ、特に線膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃の保護材１４を用いることが好ましい。この保護材１４は回路パターン１２の露出部から周辺回路素子６に至るように設けられる。
【００１９】
本発明の固体撮像装置の組付に際して、ＦＰＣ１の所定の位置に固体撮像素子２と周辺回路素子６とを接続した後で、ＦＰＣ１を屈曲させ、前記と同様に屈曲させたＦＰＣ１の内部の空隙部１５に接着剤７を注入固化する。
【００２０】
このように、回路パターン１２の露出部を線膨張係数が小さい保護材１４で被覆しているので、固体撮像装置の周辺が加熱昇温しても、接着剤７を介して保護材１４に熱が伝達した際に、保護材１４の熱膨張を低減でき、バンプ電極部に大きな応力が発生することが無く、バンプ電極６ｂが接続しているＦＰＣ１の回路パターンが破断するようなことはない。
【００２１】
また、接着剤７、アンダーフィル８及び保護材１４によって、固体撮像素子２及び周辺回路素子６がバンプ電極２ｂ及び６ｂを介してＦＰＣ１に接続されている個所の周辺や、レンズ組立体３の配置部位の周辺の全体における剛性が向上するので、軟質のＦＰＣ１を用いていても、この周辺は硬質化し、固体撮像素子２、周辺回路素子６及びレンズ組立体３の配置部位においてＦＰＣ１の撓みを生じない。また、アンダーフィル８及び保護材１４が回路パターン１２の露出部を覆っているので、接着剤７が回路パターン１２に直接接触することがない。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明は、フレキシブルプリント基板を屈曲して形成された空隙部内に接着剤を介在させているので、接着剤の固化により補強板を用いずに固体撮像素子等の搭載部位においてＦＰＣの撓みを生じることがなく、薄型の固体撮像装置を提供することができる。また、回路パターンの露出部が接着剤よりも線膨張係数が小さい保護材で被覆されているので、外部からの熱による熱膨張が生じても、回路パターンに及ぶ外力が小さくなり、回路パターンの損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す要部の拡大断面図である。
【図３】従来の構成を示す断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【符号の説明】
１　　フレキシブルプリント基板
１ａ　開口
１２　回路パターン
２　　固体撮像素子
３　　レンズ組立体
６　　周辺回路素子
６ｂ　バンプ電極
７　　接着剤
１４　保護材
１５　空隙部
【図１】
2004079779.tif 000003
【図２】
2004079779.tif 000004
【図３】
2004079779.tif 000005
【図４】
2004079779.tif 000006