(57)【要約】  【課題】小型化で低コストな撮像装置を提供する。  【解決手段】回路基板３は素子保持穴部９を有している。固体撮像素子５は、素子保持穴部９内に設けられた実装位置にて回路基板３に実装されている。光学系部品７は、固体撮像素子５に被写体像を形成する位置にて回路基板３に取り付けられている。素子保持穴部９は、固体撮像素子５より大きいサイズの素子収容部２１と固体撮像素子５より小さいサイズの撮像開口２３とがつながった段差付き貫通開口である。固体撮像素子５は、撮像面が撮像開口２３を向いた状態で、素子収容部２１内に配置され、固体撮像素子５の縁部２７が素子収容部２１と撮像開口２３の段差部２９へフリップチップ実装されている。光学系部品７は、撮像開口２３の外側にて回路基板３に取り付けられている。【選択図】  図１
2007281151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子保持穴部が設けられた回路基板と、
前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて前記回路基板に実装された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に被写体像を形成する位置にて前記回路基板に取り付けられた光学系部品と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記素子保持穴部は、前記固体撮像素子より大きいサイズの素子収容部と前記固体撮像素子より小さいサイズの撮像開口とがつながった段差付き貫通開口であり、
前記固体撮像素子は、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で、前記素子収容部内に配置され、前記固体撮像素子の縁部が前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装されており、
前記光学系部品は、前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記回路基板は複数層基板であり、前記複数層基板は、前記素子収容部を形成する穴を有する１以上の層と、前記撮像開口を形成する穴を有する１以上の層とが積層された構造を有したことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記素子保持穴部は、前記回路基板に設けられた凹部であり、
前記固体撮像素子は、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に実装されており、
前記光学系部品は前記素子保持穴部の前記入口に取り付けられて前記入口を塞いでいることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
１以上の中間層の穴からなる内部空間が設けられた複数層基板で構成された回路基板に対してザグリ加工を施して、前記内部空間を基板外部と連通させて素子保持穴部を形成する基板加工ステップと、
前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて固体撮像素子を前記回路基板に実装する撮像素子実装ステップと、
前記固体撮像素子の実装位置に対応し前記固体撮像素子に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品を前記回路基板に取り付ける光学系取付ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置製造方法。
【請求項６】
前記基板加工ステップは、前記回路基板の一方の側から前記内部空間へ向けて前記固体撮像素子より大きいサイズの穴を開けて素子収容部を形成し、前記回路基板の他方の側から前記内部空間へ向けて前記固体撮像素子より小さいサイズの穴を開けて撮像開口を形成し、前記素子収容部と前記撮像開口とがつながった段差付き貫通開口を形成し、
前記撮像素子実装ステップは、前記固体撮像素子を、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で前記素子収容部内に配置し、前記固体撮像素子の縁部を前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装し、
前記光学系取付ステップは、前記光学系部品を前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付けることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置製造方法。
【請求項７】
前記基板加工ステップは、前記回路基板の一方の側から前記内部空間へ向けて穴を開けて、前記素子保持穴部としての凹部を形成し、
前記撮像素子実装ステップは、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に前記固体撮像素子を実装し、
前記光学系取付ステップは、前記素子保持穴部の前記入口を塞ぐように前記光学系部品を前記入口に取り付けることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に固体撮像素子と光学系部品を取り付けた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳといった固体撮像素子を備えた小型の撮像装置が提案されている。例えば、特許文献１の図１は、回路基板に固体撮像素子と光学系部品を取り付けた撮像装置を開示している。回路基板の一方の面にレンズ等の光学系部品が取り付けられ、反対の面に固体撮像素子が実装される。被写体からの光は、光学系部品を通り、回路基板の貫通穴を通って、固体撮像素子の撮像面に像を形成する。
【０００３】
また、同特許文献１の図７は、樹脂配線パッケージを備えた撮像装置を開示している。樹脂配線パッケージに固体撮像素子と光学系部品が備えられて、撮像モジュールが構成される。この撮像モジュールが回路基板に接続される。
【特許文献１】特開平１１−３５４７６９号公報（図１、図７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の撮像装置においては、回路基板の両側に固体撮像素子と光学系部品が取り付けられるので、その分だけ厚さが大きく、撮像装置のサイズが大きくなるという問題がある。また、樹脂パッケージを備えた撮像装置においても、樹脂パッケージのスペースが必要なためにサイズが大きく、また、樹脂パッケージを備えるために部品数が多くなってコストも増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、小型で低コストな撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像装置は、素子保持穴部が設けられた回路基板と、前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて前記回路基板に実装された固体撮像素子と、前記固体撮像素子に被写体像を形成する位置にて前記回路基板に取り付けられた光学系部品と、を備えている。
【０００７】
この構成により、回路基板の素子保持穴部に固体撮像素子が実装されるので、回路基板の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。こうして、小型で低コストな撮像装置を提供できる。
【０００８】
また、本発明の撮像装置において、前記素子保持穴部は、前記固体撮像素子より大きいサイズの素子収容部と前記固体撮像素子より小さいサイズの撮像開口とがつながった段差付き貫通開口であり、前記固体撮像素子は、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で、前記素子収容部内に配置され、前記固体撮像素子の縁部が前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装されており、前記光学系部品は、前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付けられている。
【０００９】
この構成により、固体撮像素子を回路基板へフリップチップ実装でき、素子保持穴部の壁面と固体撮像素子の隙間を小さくできる。したがって、素子保持穴部のサイズを小さくでき、撮像装置を小型化できる。
【００１０】
また、本発明の撮像装置において、前記回路基板は複数層基板であり、前記複数層基板は、前記素子収容部を形成する穴を有する１以上の層と、前記撮像開口を形成する穴を有する１以上の層とが積層された構造を有している。
【００１１】
この構成により、１以上の層に素子収容部の大きさの穴を設け、他の１以上の層に撮像開口の大きさの穴を設けることにより、段差付き貫通開口を撮像装置に設けることができる。したがって、層によって異なる大きさの穴を開けるという簡単な構成でもって容易に段差付き貫通開口を設けた撮像装置を提供できる。
【００１２】
また、本発明の撮像装置において、前記素子保持穴部は、前記回路基板に設けられた凹部であり、前記固体撮像素子は、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に実装されており、前記光学系部品は前記素子保持穴部の前記入口に取り付けられて前記入口を塞いでいる。この構成により、素子保持穴部が凹部でよくなり、構造を簡素にできる。
【００１３】
また、本発明の別の態様は撮像装置製造方法であり、この方法は、１以上の中間層の穴からなる内部空間が設けられた複数層基板で構成された回路基板に対してザグリ加工を施して、前記内部空間を基板外部と連通させて素子保持穴部を形成する基板加工ステップと、前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて固体撮像素子を前記回路基板に実装する撮像素子実装ステップと、前記固体撮像素子の実装位置に対応し前記固体撮像素子に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品を前記回路基板に取り付ける光学系取付ステップと、を有する。
【００１４】
この方法により、上述の他の態様と同様に、回路基板の素子保持穴部に固体撮像素子が実装されるので、回路基板の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。また、複数層基板の中間層の穴からなる内部空間を回路基板に設け、この内部空間に対応する位置でザグリ加工を施すことにより、容易に素子保持穴部を備えた回路基板を製造でき、撮像装置の製造が容易になる。
【００１５】
また、本発明の撮像装置製造方法において、前記基板加工ステップは、前記回路基板の一方の側から前記内部空間へ向けて前記固体撮像素子より大きいサイズの穴を開けて素子収容部を形成し、前記回路基板の他方の側から前記内部空間へ向けて前記固体撮像素子より小さいサイズの穴を開けて撮像開口を形成し、前記素子収容部と前記撮像開口とがつながった段差付き貫通開口を形成し、前記撮像素子実装ステップは、前記固体撮像素子を、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で前記素子収容部内に配置し、前記固体撮像素子の縁部を前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装し、前記光学系取付ステップは、前記光学系部品を前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付ける。この方法により、段差付き貫通開口を容易に製造でき、撮像装置の製造が容易になる。
【００１６】
また、本発明の撮像装置製造方法において、前記基板加工ステップは、前記回路基板の一方の側から前記内部空間へ向けて穴を開けて、前記素子保持穴部としての凹部を形成し、前記撮像素子実装ステップは、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に前記固体撮像素子を実装し、前記光学系取付ステップは、前記素子保持穴部の前記入口を塞ぐように前記光学系部品を前記入口に取り付ける。この方法により、一方の側からの加工で素子保持穴部を形成でき、撮像装置の製造が容易になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、回路基板の素子保持穴部の内部に固体撮像素子を実装する構成を設けことにより、低コストで小型化可能という効果を有する撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置について、図面を用いて説明する。
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置を図１に示す。
【００２０】
図１において、撮像装置１は、回路基板３、固体撮像素子５および光学系部品７を備えている。概略的には、回路基板３が素子保持穴部９を有しており、固体撮像素子５が素子保持穴部９内の実装位置にて回路基板３に実装されている。光学系部品７は、固体撮像素子５に対応し固体撮像素子５に被写体像を形成する取付位置にて回路基板３に取り付けられている。以下、撮像装置１の構成を詳細に説明していく。
【００２１】
回路基板３（プリント配線板）は複数層基板である。図１の例では、回路基板３は、第１層１１、第２層１３、第３層１５の３層で構成される。第１層１１、第３層１５が基板の両面を構成し、第２層１３が第１層１１および第３層１５に挟まれている。第１層１１および第３層１５には、銅箔のパターン１７が形成されている。
【００２２】
回路基板３の素子保持穴部９は、図示のように段差付き貫通開口である。より詳細には、素子保持穴部９は、第１層１１および第２層１３に設けられた第１の穴と、第３層に設けられた第２の穴とがつながった貫通穴であり、第１の穴が第２の穴より大きい。この第１の穴を素子収容部２１と呼び、第２の穴を撮像開口２３と呼ぶ。
【００２３】
素子収容部２１は、固体撮像素子５よりも少し大きいサイズを有しており、素子収容部２１に固体撮像素子５が収容される。撮像開口２３のサイズは、固体撮像素子３より小さく、固体撮像素子３の受光部２５より大きく、撮像開口２３を通して撮像が行われる。図示されないが、光軸方向（回路基板３の面に垂直な方向）から見たとき、素子収容部２１の形状は例えば四角形であり、撮像開口２３の形状も例えば四角形である。素子収容部２１と撮像開口２３の中心は共に光軸とほぼ一致している。
【００２４】
固体撮像素子５は例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳのチップ部品である。例えば、回路基板３の厚さが１．６ｍｍであるのに対して、固体撮像素子５の厚さが０．６〜０．７ｍｍである。固体撮像素子５の実装位置は、図示のように、素子収容部２１の中である。固体撮像素子５は、撮像面（受光部２５）が撮像開口２３を向いた状態で、素子収容部２１内に配置されている。そして、固体撮像素子５の縁部２７が、素子収容部２１と撮像開口２３の段差部２９へフリップチップ実装されている。段差部２９は、第３層１５の背面であり、同時に、凹形状の素子収容部２１の底部でもある。また、段差部２９は、素子収容部２１の壁面から内側に突き出した部分であり、同時に、撮像開口２３を囲む縁部でもある。
【００２５】
図２は、固体撮像素子５の実装部位の拡大図である。図示のように、固体撮像素子５のパッド３１にはバンプ３３が形成されている。また、回路基板３の第３層１５にはパッド３５が形成されている。好適にはバンプ３３が金バンプであり、パッド３５には金めっきが施される。バンプ３３とパッド３５がフリップチップ実装によって接合されている。さらに、接合部には封止樹脂３７が充填されている。
【００２６】
図１に戻ると、光学系部品７は、撮像開口２３の外側に位置しており、撮像開口２３を塞いでいる。光学系部品７は、固体撮像素子５に対応し、固体撮像素子５に被写体像を形成する取付位置にて回路基板３に取り付けられている。光学系部品７は、光軸方向から見たときに回路基板３の受光部２５と位置合わせされている。
【００２７】
光学系部品７は、レンズ４１と透光部材４３とを含む。透光部材４３は光学フィルタ等であり、この透光部材４３が回路基板３に接している。透光部材４３に鏡筒４５が取り付けられており、鏡筒４５の先端にレンズ４１が設けられている。その他、回路基板３には、チップ部品４７等の必要な部品が実装されている。
【００２８】
以上に、本実施の形態に係る撮像装置１の構成を説明した。なお、上記構成では、回路基板３の第１層１１、第２層１３は、素子収容部（凹部）を形成する層なので、両層を収容層（または凹部層）と呼ぶことができ、さらに、第１層１１を入口層、第２層１３を中間層と分けて呼ぶことができる。また、第３層１５は、収容部の底を形成していることから、底部層と呼ぶことができる。これら入口層、中間層および底部層の各々は複数の層であってもよい。
【００２９】
次に、撮像装置１の動作としては、被写体からの光が、レンズ４１、透光部材４３といった光学系部品７を通過し、撮像開口２３を通過し、固体撮像素子５の受光部２５に達し、これにより被写体の像が形成される。この被写体像が固体撮像素子５にて電気的な画像信号に変換される。この画像信号が回路基板３の回路で処理される。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る撮像装置１の製造方法を説明する。まず、図３（ａ）は、加工前の回路基板３を示している。回路基板３においては、第２層１３（中間層）が貫通穴５１を有している。第１層１１、第３層１５には貫通穴はまだ設けられていない。したがって、この状態では、第２層１３の貫通穴５１によって、回路基板３の内部空間５３が形成されている。第３層１５には既にフリップチップ実装のためのパッド３５が形成されている。パッド３５は、回路基板３の内部空間５３（第２層１３の貫通穴５１）内に位置している。
【００３１】
図３（ｂ）、図３（ｃ）に示されるように、回路基板３に対してドリルによってザグリ加工が施される。ザグリ加工は、回路基板３の内部空間５３に対応する位置にて、内部空間５３に向けて施されて、内部空間５３を基板外部と連通する。
【００３２】
ここで、第２層１３の貫通穴５１は、固体撮像素子５より少し大きく、図１の素子収容部２１の大きさに予め形成されている。図３（ｂ）では、第１層１１に、第２層１３の貫通穴５１と同じ大きさの貫通穴５５が開けられて、回路基板３の内部空間５３（第２層１３の貫通穴５１）が基板外部と連通し、これにより素子収容部２１が形成される。図３（ｃ）では、第３層１３に、撮像開口２３の大きさの貫通穴５７が開けられて、これにより撮像開口２３が形成される。そして、図３（ｄ）に示されるように、回路基板３の全体としては、段差付き貫通開口が形成され、この段差付き貫通開口が素子保持穴部９となる。
【００３３】
次に図４（ａ）に示されるように、固体撮像素子５が素子保持穴部９内に設定された実装位置に配置され、回路基板３にフリップチップ実装される。ここでは、撮像面が撮像開口２３を向くように固体撮像素子５が配置される。固体撮像素子５の縁部２７が、素子保持穴部９の段差部２９と対面する。フリップチップ実装が行われ、固体撮像素子５のバンプ３３が回路基板３のパッド３５と接合される。例えば、回路基板３がヒートステージ上に配置されて加熱される。そして、固体撮像素子５がマウントツールを用いて実装位置に配置され、超音波と圧力が加えられて、バンプ３３とパッド３５が接合される。接合後、封止樹脂３７が接合部に充填される。
【００３４】
さらに、図４（ｂ）に示されるように、光学系部品７が、固体撮像素子５と対応する位置で回路基板３に取り付けられる。光学系部品７は接着剤で接着されてよい。光学系部品７は撮像開口２３の外側に、撮像開口２３を塞ぐように取り付けられる。これにより、撮像開口が密封される。このとき、撮像開口２３内には防塵処理がなされた空気、窒素等の気体が入れられる。回路基板３には、チップ部品４７等の他の部品も実装される。こうして撮像装置１が完成する。
【００３５】
以上に本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置１について説明した。本実施の形態によれば、回路基板３の素子保持穴部９に固体撮像素子５が実装されるので、回路基板３の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。こうして、小型で低コストな撮像装置１を提供できる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、素子保持穴部９は、固体撮像素子５より大きいサイズの素子収容部２１と固体撮像素子５より小さいサイズの撮像開口２３とがつながった段差付き貫通開口であり、固体撮像素子５は、撮像面が撮像開口２３を向いた状態で、素子収容部内１１に配置され、固体撮像素子５の縁部２７が素子収容部２１と撮像開口２３の段差部２９へフリップチップ実装されており、光学系部品７は、撮像開口２３の外側にて回路基板３に取り付けられている。このような構成により、固体撮像素子５を回路基板３へフリップチップ実装でき、素子保持穴部２１の壁面と固体撮像素子５の隙間を小さくできる。したがって、素子保持穴部２１のサイズを小さくでき、基板面に沿った方向（厚さ方向と直角な方向）において撮像装置を小型化できる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、回路基板３は複数層基板であり、複数層基板は、素子収容部２１を形成する穴を有する１以上の層（上記例では第１層１１、第２層１３）と、撮像開口２３を形成する穴を有する１以上の層（上記例では第３層１５）とが積層された構造を有している。このような構成においては、１以上の層に素子収容部２１の大きさの穴を設け、他の１以上の層に撮像開口２３の大きさの穴を設けることにより、段差付き貫通開口を撮像装置１に設けることができる。したがって、層によって異なる大きさの穴を開けるという簡単な構成でもって容易に段差付き貫通開口を設けた撮像装置１を提供できる。
【００３８】
また、本実施の形態の撮像装置製造方法は、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示されたように、１以上の中間層（上記例では第２層１３）の穴５１からなる内部空間５３が設けられた複数層基板で構成された回路基板３に対してザグリ加工を施して、内部空間５３を基板外部と連通させて素子保持穴部９を形成する基板加工ステップを含む。さらに、この方法は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示されたように、素子保持穴部９内に設けられた実装位置にて固体撮像素子５を回路基板３に実装する撮像素子実装ステップと、固体撮像素子５の実装位置に対応し固体撮像素子５に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品７を回路基板３に取り付ける光学系取付ステップとを有する。このような方法により、小型で低コストな本実施の形態の撮像装置１を提供できる。複数層基板の中間層の穴５１からなる内部空間５３を回路基板３に設け、この内部空間５３に対応する位置でザグリ加工を施すことにより、容易に素子保持穴部９を備えた回路基板３を製造でき、撮像装置１の製造が容易になる。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、基板加工ステップは、回路基板３の一方の側（上記例では第１層１１の側）から内部空間５３へ向けて固体撮像素子５より大きいサイズの穴５５を開けて素子収容部２１を形成し、回路基板３の他方の側（上記例の第３層１５の側）から内部空間５３へ向けて固体撮像素子５より小さいサイズの穴５７を開けて撮像開口２３を形成し、素子収容部２１と撮像開口２３とがつながった段差付き貫通開口を形成する。撮像素子実装ステップは、固体撮像素子５を、撮像面が撮像開口２３を向いた状態で素子収容部２１内に配置し、固体撮像素子５の縁部２７を素子収容部２１と撮像開口２３の段差部２９へフリップチップ実装する。光学系取付ステップは、光学系部品７を撮像開口２３の外側にて回路基板５に取り付ける。このような方法により、段差付き貫通開口を容易に製造でき、撮像装置１の製造が容易になる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態では、回路基板３の層の数が３であった。しかし、本発明はこれに限定されない。回路基板３の層数は２でもよく、４以上でもよい。素子収容部２１は、１以上の層の貫通穴で構成されてよい。撮像開口２３も１以上の層の貫通穴で構成されてよい。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置を図５に示す。概略的には、第１の実施の形態と異なり、第２の実施の形態では、素子保持穴部が回路基板の凹部であり、凹部の底は塞がっており、素子保持穴部は回路基板を貫通していない。固体撮像素子は、素子保持穴部の入口を撮像面が向くように、凹部の底部に配置され、実装される。光学系部品は素子保持穴部の入口に取り付けられ、凹部の入口を塞いでいる。したがって、固体撮像素子および光学系部品の配置は、第１の実施の形態と第２の実施の形態では上下逆さまになる。以下、第１の実施の形態と共通する事項の説明は適宜省略する。
【００４２】
図５に示すように、撮像装置１０１は、回路基板１０３、固体撮像素子１０５および光学系部品１０７を備えている。回路基板１０３が素子保持穴部１０９を有しており、固体撮像素子１０５が素子保持穴部１０９内に設けられた実装位置にて回路基板１０３に実装されている。光学系部品１０７は、固体撮像素子１０５に対応し固体撮像素子１０５に被写体像を形成する取付位置にて回路基板１０３に取り付けられている。
【００４３】
本実施の形態においても、回路基板１０３（プリント配線板）は複数層基板であり、第１層１１１、第２層１１３、第３層１１５の３層で構成される。第１層１１１、第３層１１５が基板の両面を構成し、第２層１１３が第１層１１１および第３層１１５に挟まれている。第１層１１１および第３層１１５には、銅箔のパターン１１７が形成されている。
【００４４】
回路基板１０３の素子保持穴部１０９（素子収容部）は、本実施の形態では、回路基板３の凹部であり、回路基板３を貫通していない。より詳細には、素子保持穴部１０９は、第１層１１１および第２層１１３の貫通穴である。第３層１１５には開口が無い。第３層１１５は、素子保持穴部１０９の底部１２１を形成する。図示されないが、光軸方向から見たとき、素子保持穴部１０９の形状は例えば四角形である。
【００４５】
固体撮像素子１０５は例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳのチップ部品である。例えば、回路基板１０３の厚さが１．６ｍｍであるのに対して、固体撮像素子１０５の厚さが０．６〜０．７ｍｍである。固体撮像素子１０５の実装位置は、図示のように、素子保持穴部１０９の中である。固体撮像素子１０５は、撮像面（受光部１２３）が、素子保持穴部１０９の凹部の入口１２５を向いた状態で、素子保持穴部１０９内に配置され、素子保持穴部１０９の底部１２１に実装される。本実施の形態では、固体撮像素子１０５がワイヤ１３１を用いて実装される。ワイヤ１３１は、固体撮像素子１０５の端子１３３を回路基板３のパターン１３５と接続する。ワイヤ１３１は好適には金ワイヤである。
【００４６】
光学系部品１０７は、素子保持穴部１０９の入口１２５の外側に位置しており、入口１２５を塞いでいる。光学系部品１０７は、固体撮像素子１０５に対応し、固体撮像素子１０５に被写体像を形成する取付位置にて回路基板１０３に取り付けられている。光学系部品１０７は、光軸方向から見たときに回路基板１０３の受光部１２３と位置合わせされている。
【００４７】
光学系部品１０７の構成は第１の実施の形態と同様であり、レンズ１４１と透光部材１４３とを含む。透光部材１４３は光学フィルタ等であり、この透光部材１４３が回路基板１０３に接している。透光部材１４３に鏡筒１４５が取り付けられており、鏡筒１４５の先端にレンズ１４１が設けられている。その他、回路基板３には、チップ部品４７等の必要な部品が実装されている。
【００４８】
以上に、本実施の形態に係る撮像装置１０１の構成を説明した。なお、上記構成では、回路基板３の第１層１１１、第２層１１３は、素子収容部（凹部）を形成する層なので、両層を収容層（または凹部層）と呼ぶことができ、さらに、第１層１１１を入口層、第２層１１３を中間層と分けて呼ぶことができる。また、第３層１１５は、収容部の底を形成していることから、底部層と呼ぶことができる。これら入口層、中間層および底部層の各々は複数の層であってもよい。
【００４９】
次に、撮像装置１０１の動作としては、被写体からの光が、レンズ１４１、透光部材１４３といった光学系部品１０７を通過し、素子保持穴部１０９の入口１２５を通り、固体撮像素子１０５の受光部１２３に達し、これにより被写体の像が形成される。この被写体像が固体撮像素子１０５にて電気的な画像信号に変換される。この画像信号が回路基板１０３の回路で処理される。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る撮像装置１０１の製造方法を説明する。まず、図６（ａ）は、加工前の回路基板１０３を示している。回路基板１０３においては、第２層１１３（中間層）が貫通穴１５１を有している。第１層１１１、第３層１１５には貫通穴は設けられていない。したがって、この状態では、第２層１１３の貫通穴１５１によって、回路基板１０３の内部空間１５３が形成されている。第３層１１５には既にワイヤ１３１を接続するためのパターン１３５が形成されており、このパターン１３５は、回路基板１０３の内部空間１５３（第２層１１３の貫通穴１５１）内に位置している。
【００５１】
図６（ｂ）に示されるように、回路基板１０３に対して、ドリルによってザグリ加工が施される。ザグリ加工は、回路基板１０３の内部空間１５３に対応する位置にて、内部空間１５３に向けて施されて、内部空間１５３を基板外部と連通する。
【００５２】
ここで、第２層１１３の貫通穴１５１は、固体撮像素子１０５より大きく、図１の素子保持穴部１０９の大きさに予め形成されている。図６（ｂ）では、第１層１１１に、第２層１１３の貫通穴１５１と同じ大きさの貫通穴１５５が開けられて、回路基板１０３の内部空間１５３（第２層１１３の貫通穴１５１）が基板外部と連通し、これにより素子保持穴部１０９（素子収容部）が形成される。そして、図６（ｃ）に示されるように、素子保持穴部１０９を備えた回路基板１０３が形成される。
【００５３】
次に図７（ａ）に示されるように、固体撮像素子１０５が素子保持穴部１０９内に設定された実装位置に配置され、回路基板１０３に実装される。ここでは、撮像面が素子保持穴部１０９の入口１２５を向くように固体撮像素子１０５が配置される。固体撮像素子１０５は素子保持穴部１０９の底部１２１の中央に実装される。このとき、固体撮像素子１０５の端子１３３と、凹部の底のパターン１３５がワイヤ１３１で接続される。
【００５４】
さらに、図７（ｂ）に示されるように、光学系部品１０７が、固体撮像素子１０５と対応する位置で回路基板１０３に取り付けられる。光学系部品１０７は接着剤で接着されてよい。光学系部品１０７は、素子保持穴部１０９の入口１２５の外側に、入口１２５を塞ぐように取り付けられる。これにより、素子保持穴部１０９が密封される。このとき、素子保持穴部１０９内には防塵処理がなされた空気、窒素等の気体が入れられる。回路基板３には、チップ部品１４７等の他の部品も実装される。こうして撮像装置１０１が完成する。
【００５５】
以上に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置１０１について説明した。本実施の形態によっても、回路基板１０３の素子保持穴部１０９に固体撮像素子１０５が実装されるので、回路基板１０３の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。こうして、小型で低コストな撮像装置１０１を提供できる。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、素子保持穴部１０９は、回路基板１０３に設けられた凹部であり、固体撮像素子１０５は、素子保持穴部１０９の凹部の入口１２５を撮像面が向いた状態で凹部の底部１２１に実装されており、光学系部品１０７は素子保持穴部１０９の入口１２５に取り付けられて入口１２５を塞いでいる。このような構成により、素子保持穴部１０９が凹部でよくなり、構造を簡素にできる。
【００５７】
また、本実施の形態も、撮像素子製造方法としては、図６（ｂ）に示されたように、１以上の中間層（上記例では第２層１１３）の穴１５１からなる内部空間１５３が設けられた複数層基板で構成された回路基板１０３に対してザグリ加工を施して、内部空間５３を基板外部と連通させて素子保持穴部１０９を形成する。さらに、この方法は、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されたように、素子保持穴部１０９内に設けられた実装位置にて固体撮像素子１０５を回路基板１０３に実装し、固体撮像素子１０５の実装位置に対応し固体撮像素子１０５に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品１０７を回路基板１０３に取り付ける。このような方法により、小型で低コストな本実施の形態の撮像装置１０１を提供できる。複数層基板の中間層の穴１５１からなる内部空間１５３を回路基板１０３に設け、この内部空間１５３に対応する位置でザグリ加工を施すことにより、容易に素子保持穴部１０９を備えた回路基板１０３を製造でき、撮像装置１９１の製造が容易になる。
【００５８】
また、本実施の形態によれば、基板加工ステップは、回路基板１０３の一方の側から内部空間１５３へ向けて穴を開けて、素子保持穴部１０９としての凹部を形成し、撮像素子実装ステップは、素子保持穴部１０９の凹部の入口１２５を撮像面が向いた状態で凹部の底部１２１に固体撮像素子１０５を実装し、光学系取付ステップは、素子保持穴部１０９の入口１２５を塞ぐように光学系部品１０７を入口１２５に取り付ける。このような方法により、一方の側からの加工で素子保持穴部１０９を形成でき、撮像装置１０１の製造が容易になる。
【００５９】
なお、上記の実施の形態では、回路基板１０３の層の数が３であった。しかし、本発明はこれに限定されない。回路基板１０３の層数は２でもよく、４以上でもよい。素子保持穴部１０９の凹部が１以上の層の貫通穴で構成されてよい。
【００６０】
上記の第１の実施の形態と第２の実施の形態を比較すると、第１の実施の形態では、固体撮像素子の受光部が撮像開口を向けられており、受光部の周囲を素子保持穴部の段差部分に実装できる。このことを利用して、固体撮像素子が回路基板にフリップチップ実装される。フリップチップ実装を行うので、素子保持穴部と固体撮像素子の隙間が小さくてよく、素子保持穴部を小さくできる。したがって、基板面方向（厚さ方向と直角な方向）において撮像装置を小型化でき、この点で第１の実施の形態は第２の実施の形態よりもさらに有利である。
【００６１】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる撮像装置は、回路基板の素子保持穴部の内部に固体撮像素子を実装する構成を設けことにより、小型化と低コスト化が可能という効果を有し、携帯機器用撮像装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の断面図
【図２】実装部位を示す拡大図
【図３】（ａ）加工前の回路基板を示す断面図  （ｂ）一方の貫通穴の加工工程を示す断面図  （ｃ）他方の貫通穴の加工工程を示す断面図  （ｄ）加工後の回路基板を示す断面図
【図４】（ａ）固体撮像素子の実装工程を示す断面図  （ｂ）光学系部品の実装工程を示す断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態における撮像装置の断面図
【図６】（ａ）加工前の回路基板を示す断面図  （ｂ）貫通穴の加工工程を示す断面図  （ｃ）加工後の回路基板を示す断面図
【図７】（ａ）固体撮像素子の実装工程を示す断面図  （ｂ）光学系部品の実装工程を示す断面図
【符号の説明】
【００６４】
１  撮像装置
３  回路基板
５  固体撮像素子
７  光学系部品
９  素子保持穴部
１１  第１層
１３  第２層
１５  第３層
２１  素子収容部
２３  撮像開口
２５  受光部
２７  縁部
２９  段差部
３１  パッド
３３  バンプ
３５  パッド
【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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