(57)【要約】【課題】  遮光性に優れる固体撮像装置を安価に提供する。【解決手段】  固体撮像装置の薄型化を図るため、回路基板１に凹部１ａを設け、この凹部内に撮像素子２を収納するようにすると、この凹部の部分の板厚が薄くなるため、遮光性低下の原因となっている。そこで本発明では凹部１ａの内周面に遮光性を有するアンダーフィルを充填し、遮光性の向上とともに基板の補強を図ってある。【選択図】      図２
2005045635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を接続してあるカメラ用基板の上面に撮像用光学機器ユニットが固着してあり、上記光学機器ユニットのレンズを透過した光が上記撮像素子の受光部に結像可能な固体撮像装置であって、
上記撮像素子は、上記基板の上面に設けられた撮像素子収納用凹部に載置してあり、
上記凹部の内面と上記撮像素子の外周部との間に所定高さ位置まで充填してある遮光性を有するアンダーフィルによって上記撮像素子が上記凹部に固定されている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話機等の携帯電子機器に搭載される固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機器に代表される携帯電子機器の薄型化が進むに従って、これに搭載される固体撮像装置も薄型化が要求されている。固体撮像装置の構成要素のうち、レンズやレンズホルダを含む光学ユニットを固定するカメラ用プリント基板としては、厚さが０．６ｍｍ程度の絶縁板を採用し、この上面に撮像素子を固着してレンズを透過した光を受光素子に受光可能としてある。
【０００３】
しかし、さらなる固体撮像装置の薄型化を進めるために、プリント基板の上面に撮像素子の外形よりもやや大きい形状の凹部を設け、この中に撮像素子を載置・収納することが行われている。この場合、凹部の深さが０．３〜０．４ｍｍであるとすると、凹部底面の厚さが０．２〜０．３ｍｍと薄くなってしまい、この薄い部分から光が透過して遮光性が低下する問題が生じている。この対策として本出願人は先に、プリント基板の底面側に回路パターンを形成の際に、同時に凹部の背面側にも遮光パターンを形成して遮光性を確保することを提案した。また、この遮光パターンとともに、又は単独に凹部の内面に遮光性を有するレジストを設けることも提案している。遮光性を有するレジストとしては、黒色レジストを採用している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−６０９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の遮光手段はいずれも発明の目的に沿うものであるが、プリント基板が薄型化しているだけに変形による応力が発生すると回路パターンや電極に破断が生じることがある。特に携帯機器用回路基板がフレキシブルプリント基板であるような場合はその傾向が著しい。そこで、本発明は遮光性をより向上させるとともに、補強的効果を付与することにより固体撮像装置の品質向上を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、撮像素子を接続してあるカメラ用基板の上面に撮像用光学機器ユニットが固着してあり、上記光学機器ユニットのレンズを透過した光が撮像素子の受光部に結像可能な固体撮像装置について、以下の手段を採用してある。すなわち、撮像素子を上記の基板の上面に設けられた撮像素子収納用凹部に載置して位置決めをした後、上記の凹部の内面と、この撮像素子の外周部との間に所定高さ位置まで遮光性を有するアンダーフィルを充填することによって撮像素子を基板の凹部に固定してあるところに特徴がある。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段の採用により、回路基板の薄くなっている部分を、遮光性を有するアンダーフィルで覆ってあるため十分な遮光が可能である。また、遮光に十分な量のアンダーフィルを用いるため、より撮像素子と回路基板との接合力が強化される。また、アンダーフィルの充填作業が容易であることから製造コストを引き下げることが可能となる。さらにアンダーフィルは硬化することにより回路基板の曲げ強さが補強されるので、外力に対して耐久性の高い固体撮像装置を安価に提供可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の実施の形態として、携帯電話機等の携帯電子機器に適用した固体撮像装置について図面を参照して説明する。図１は、カメラ用基板１の底面側を示すものであるが、図１に示すように、ほぼ正方形からなるカメラ用基板１の各端面に多数の接続端子部１１が整列・形成してある。この接続端子部１１は、前面及び背面に配線パターンを形成し、この配線パターンの端部に半円状の凹部からなる端面スルーホール１１ａを形成し、端面スルーホール１１ａの中に、導電部材である例えば銅ペースト１１ｂを埋め込み、前面及び背面の配線パターンと銅ペースト１１ｂの面に金または金とニッケルの合金等のめっき層（図示せず）を形成して接続端子部１１としたものである（図２参照）。このために接続端子部は、カメラ用基板１の端面で凹部とならず平坦面に整列して形成される。
【０００８】
また、図１に示すように、カメラ用基板１の対角線上の隅部には、光学機器ユニット３を固定するための穴部１ｂ、１ｃが設けてある。穴部１ｃは対角線に沿う方向に僅かに長い長穴に形成してあり、若干の寸法誤差を吸収できるようにしてある。
【０００９】
図２は、本発明に係る固体撮像装置の構成を示す断面図である。図２に示すように、カメラ用基板１の上面（前面）には、撮像素子２を収納するための凹部１ａが形成してある。凹部１ａ内に収納されている撮像素子２の上面中央には、受光部２ａが位置し、撮像素子２の端子部（図示略）と接続端子部１１とは、図示されていない回路パターンにより接続されている。カメラ用基板１は携帯機器の本体回路基板５のソケット部５ａに嵌合している。この結果、カメラ用基板１の接続端子部１１と、ソケット部５ａの内面に形成されている接続端子部とが対接することによってカメラ用基板１と本体回路基板５とが接続されている。
【００１０】
図２に示すように、光学機器ユニット３は、レンズ３２等の光学部材を保持するもので、レンズホルダ３１にレンズ３２を保持させ、レンズホルダ３１の上面から上方に突出させた連結片３１ａにレンズ押え３３の凹部３３ａを嵌合させて相互に係止させることによりレンズ３２を脱出不能に押えている。レンズ押え３３の上面中央部には絞り部３３ｂが設けてある。レンズホルダ３１の外周部には円筒部３１ｂが下方に突出して設けてあり、円筒部３１ｂの内周面に雌ねじ部３１ｃが形成してある。レンズホルダ３１の外周形状は、レンズ押え３３の外周形状に対して若干大きく形成してある。
【００１１】
ホルダ３４はレンズホルダ３１を保持するためのものであるが、上方に円筒部３４ａを突出するように設け、円筒部３４ａの外周面に雌ねじ部３１ｃにねじ合わされる雌ねじ部３４ｂが形成してある。レンズホルダ３１の雌ねじ部３１ｃとホルダ３４の雌ねじ部３４ｂとのねじ合わせ量を加減することで、レンズ３２と受光部２ａとの間の距離を調整することができ、いわゆるピントの合わせ込みが可能である。ホルダ３４の内部に、レンズ３２と対向して赤外線カットフィルタ３５が保持されている。
【００１２】
ホルダ３４から下方に突出する筒状部３４ｃの下端面をカメラ用基板１の上面に接着剤３６を用いて接着することにより光学機器ユニット３がカメラ用基板１に結合して固定撮像装置が構成される。ホルダ３４とカメラ用基板１との間の位置決め手段として、筒状部３４ｃの対角線位置には、カメラ用基板１の対角線位置に設けた穴部１ｂ，１ｃ（図１参照）に嵌合可能な位置に、位置決め突起（図示略）を下方に向けて突出させている。これらの位置決め突起を穴部１ｂ，１ｃに嵌合させることによりホルダ３４を位置決めした上で、接着剤３６により固定されるものである。
【００１３】
ここで回路基板１の構造を説明する。回路基板１の前面に、撮像素子２を収納するための凹部１ａを形成してあるが、凹部１ａは、図３に斜視図にて示しているように、撮像素子２の平面形状より僅かに大きい平面形状の凹部を形成してある。そして、凹部１ａの４隅部１ａ１は弧状に穿設して撮像素子の角から逃がして形成している。また、深さは撮像素子２の厚さにほぼ等しい深さであるが、周辺部１ａ２はこれよりも深く穿設してある。このような凹部１ａの構成により、凹部１ａに撮像素子２を組み込みやすくしている。
【００１４】
光学機器ユニット３を構成するレンズホルダ３１、レンズ押え３３及びホルダ３４はいずれも遮光性を有するいわゆる濃い色である暗色のプラスチックで形成されているので、絞り部３３ｂから入射する光のみが撮像素子２へ到達する。カメラ用基板１及び携帯機器用回路基板５に用いられる材料が、例えば金属系基板やセラミック系基板等のように無機系基材が使用されていれば、これらは光透過性が低いので、下方や側方から問題となる程の光透過は起きず、前記のように絞り部３３ｂから入射する上方からの光のみが撮像素子２へ到達し、良質の撮像が得られる。しかし、無機系基材は高価であるので、コストの関係で値段の安い有機系基材の基板が使用されることがあるが、かかる場合に有機系基材の基板が光透過性を有するために、下方や側方からの光が回り込んで撮像素子２へ到達する不都合を生じることがある。
【００１５】
本実施例ではカメラ用基板１を、有機系基材の基板とし、通常ガラス・エポキシ基板と呼ばれているものが使用されている。これはエポキシ樹脂とガラス繊維またはガラスフィラーとの混合材料で作られており、値段が安い点で有利であるが、厚みが薄くなるにつれて光透過性が高くなるために後述のごとき遮光対策が必要である。
【００１６】
図２に示すように、携帯機器用のケースの内部に固定してある携帯機器用回路基板５には、カメラ用基板１が嵌合可能なソケット部５ａが設けてある。ソケット部５ａの内面には、接続端子部１１に対接して導通する不図示の端子部が設けてある。ソケット部５ａにカメラ用基板１が嵌合して接続端子部１１とソケット部５ａの端子部が導通した状態では、この導通の方向はカメラ用基板１及び携帯機器用回路基板５の面方向である。なお、本発明は本体回路基板５にソケット部５ａを設け、ここにカメラ用基板１を嵌合させて接続するものに限られるものでなく、接続端子部１１の端面にはんだ等を用いて本体回路基板の所定の端子に接続するものであってもよい。
【００１７】
この形態例では、上述の遮光対策として、回路基板１の凹部１ａ内の凹部と撮像素子２との隙間に遮光性を有するアンダーフィル３７を充填することにより、凹部１ａの薄くなっている底面の遮光性を高くしてある。アンダーフィル３７は撮像素子２の底面に、はんだボールを付着させてから凹部１ａにこれを周囲に均等な隙間ができるようにマウントした後に、この隙間から凹部の底面が全て覆われるまで液状のアンダーフィル樹脂３７を注入した後、加熱して硬化させることにより撮像素子２を凹部１ａ内に固定する。アンダーフィル樹脂３７は熱硬化により曲げ弾性率や曲げ強度が著しく高いものとなるため、基板の補強的機能を備えたものとなっている。
【実施例１】
【００１８】
本実施例では、予めはんだボールを撮像素子２の底部に付着させ、これを回路基板１の凹部１ａに固定した後、アンダーフィル樹脂３７を凹部１ａの底部、及び深さの半分以上の高さ位置まで充填する。なお、アンダーフィル樹脂３７の充填量は少なくとも凹部１ａの底面全てが覆われる量で、多くとも撮像素子２の上面（前面）を超えない量である。撮像素子２を凹部１ａに固定するときには、撮像素子２の上面と回路基板１の上面とが平行になるように調整しておく。次に加熱してアンダーフィル樹脂３７を硬化させることにより撮像素子２の装着が完了する。アンダーフィル樹脂３７は、はんだのフラックス剤としても良好な機能を有するので、はんだボールはアンダーフィル樹脂３７の加熱の際に撮像素子２の回路パターンと回路基板１の凹部１ａ内の回路パターンとを確実に接続する。アンダーフィル樹脂３７としては黒色ペースト状のエポキシ樹脂を用い、これを回路基板１の凹部１ａに注入後２５０°Ｃで約３．５分間加熱することにより曲げ弾性率２３００Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度１３０Ｎ／ｍｍ2（ＪＩＳＫ−６９１１）の硬化体が得られる。図１，２に示すように回路基板１の凹部１ａの底面が黒色のアンダーフィル３７で覆われるため、回路基板１の遮光性が向上する。
【実施例２】
【００１９】
この実施例では、まず所定量のアンダーフィル樹脂３７を回路基板１の凹部１ａに塗布し、その上に、予め底部にはんだボールを付着させた撮像素子２を載置し、加圧しながら加熱することによりアンダーフィル樹脂３７を固化させる。アンダーフィル樹脂３７は実施例１と同様のものを用い、同じく２５０°Ｃで３分半加熱により同様の曲げ強度が得られる。実施例１よりも工程が少なくなるので製造コストを引き下げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、携帯電話機等の携帯電子機器に搭載するカメラとしての用途の他、インターホン装置や各種の監視装置用カメラ等としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】回路基板の平面図である。
【図２】全体構成を示す断面図である。
【図３】回路基板の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      カメラ用基板
１ａ    凹部
２      撮像素子
２ａ    受光部
３      光学機器ユニット
３２    レンズ
３７    アンダーフィル
【図１】
2005045635.tif 000003
【図２】
2005045635.tif 000004
【図３】
2005045635.tif 000005