(57)【要約】【課題】  ベアチップの撮像素子をプリント基板上にＣＯＢ実装する場合に、低コストで基板部に形成する突起部のそれぞれの高さを正確に合致させることができ、これにより撮像素子面を基板部に対して安定して所望の方向となるように製作することが可能な、薄型の固体撮像装置を得ること。【解決手段】  予め複数の導電性材料によるパターンが形成されたプリント基板と、プリント基板に接着固定された撮像素子と、を有し、プリント基板の撮像素子で覆われる領域内の中央部領域は導電性材料によるパターンが形成されず、プリント基板の撮像素子で覆われる領域内の外形周辺部領域には予め導電性材料によるパターンが形成されている固体撮像装置とする。【選択図】        図４
2007059581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め複数の導電性材料によるパターンが形成されたプリント基板と、該プリント基板に接着固定された撮像素子と、を有する固体撮像装置において、
前記プリント基板の前記撮像素子で覆われる領域内の前記撮像素子の中央部領域は導電性材料によるパターンが形成されず、
前記プリント基板の前記撮像素子で覆われる領域内の前記撮像素子の外形周辺部領域には予め導電性材料によるパターンが形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
予め複数の導電性材料によるパターンが形成された後レジストが塗布されたプリント基板と、該プリント基板に接着固定された撮像素子と、を有する固体撮像装置において、
前記プリント基板の前記撮像素子で覆われる領域内に、導電性材料によるパターンが形成され、
前記撮像素子で覆われる領域内の導電性材料によるパターン幅が、前記撮像素子の外形周辺部領域となるに従い幅広に形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記プリント基板と前記撮像素子は、熱硬化性の接着剤で接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を導く撮像光学系と、を有することを特徴とするカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板上に撮像素子チップが固定された固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像光学系によって結像された被写体像を光電変換する固体撮像装置は、ビデオカメラやスチルカメラ等に広く用いられるようになった。また、小型のカメラモジュールとして、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末にも搭載されるようになっている。
【０００３】
これらの固体撮像装置には撮像素子として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられている。これら固体撮像装置は、基板部に撮像素子がベアチップの状態で接着固定され、撮像素子と基板部はボンディングワイヤで電気的な接続がされる。
【０００４】
このような、撮像素子が基板に接着固定される固体撮像装置において、基板部に複数個の突起部を形成し、撮像素子を突起部に支えられた状態で接着し、平坦性が良好でない基板との接着による撮像素子の歪みを軽減させようとした固体撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２９７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の固体撮像装置を使用したカメラやカメラモジュールは、より高画質な画像を得ることを目的として、固体撮像装置に使用される撮像素子の画素ピッチをより小さく高密度に配列した高画素数の撮像素子が用いられるようになっている。
【０００６】
このような撮像素子の高画素化に伴い、撮像光学系の結像面に配置される撮像素子の受光面は平坦であると共に、撮像光学系の光軸に対し傾くことなく正確に直交して配置される必要がある。例えば、撮像素子の画素ピッチδ＝２．２μｍ、撮像光学系のＦナンバーがＦ＝２．８の場合、例えば焦点深度を２Ｆδと仮定すると１２．３２μｍとなり、撮像素子面と光軸が交差する点で光軸に直交する面に対し、撮像素子面の対角最周辺部のズレ量が１２．３２μｍ以内となるように配置されなくてはならない。即ち、像面側での焦点深度は非常に浅く、撮像光学系の光軸に対して撮像素子面の設定には厳しい精度が要求される。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された固体撮像装置は、撮像素子面の歪みは軽減されるが、撮像素子を接着する基板部が金型により成形されるものであり、基板部に形成する突起部のそれぞれの高さを正確に合致させることは困難であり、撮像素子面は基板部の面に対して安定して所望の方向となるように製作することは困難である。更に、金型加工及び厳密な成形条件の管理も必要であり、特に金型加工コストが増加する問題がある。
【０００８】
また、固体撮像装置を更に薄型化するために、ベアチップの状態の撮像素子をプリント基板上にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）実装する場合には、上記特許文献１のような構成は適用できない。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、ベアチップの撮像素子をプリント基板上にＣＯＢ実装する場合に、低コストで基板部に形成する突起部のそれぞれの高さを正確に合致させることができ、これにより撮像素子面を基板部に対して安定して所望の方向となるように製作することが可能な、薄型の固体撮像装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１１】
１）  予め複数の導電性材料によるパターンが形成されたプリント基板と、該プリント基板に接着固定された撮像素子と、を有する固体撮像装置において、前記プリント基板の前記撮像素子で覆われる領域内の前記撮像素子の中央部領域は導電性材料によるパターンが形成されず、前記プリント基板の前記撮像素子で覆われる領域内の前記撮像素子の外形周辺部領域には予め導電性材料によるパターンが形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【００１２】
２）  予め複数の導電性材料によるパターンが形成された後レジストが塗布されたプリント基板と、該プリント基板に接着固定された撮像素子と、を有する固体撮像装置において、前記プリント基板の前記撮像素子で覆われる領域内に、導電性材料によるパターンが形成され、前記撮像素子で覆われる領域内の導電性材料によるパターン幅が、前記撮像素子の外形周辺部領域となるに従い幅広に形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【００１３】
３）  前記プリント基板と前記撮像素子は、熱硬化性の接着剤で接着されている１）又は２）の固体撮像装置。
【００１４】
４）  １）〜３）のいずれかの固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を導く撮像光学系と、を有することを特徴とするカメラモジュール。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベアチップの撮像素子をプリント基板上にＣＯＢ実装する場合に、低コストで基板部に形成する突起部のそれぞれの高さを正確に合致させることができ、これにより基板部に対し撮像素子面を安定して平行に保つことができる薄型の固体撮像装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るカメラモジュール１００を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。
【００１８】
同図に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。カメラモジュール１００は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、カメラモジュール１００が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
【００１９】
なお、このカメラモジュール１００の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
【００２０】
図２は、本実施の形態に係るカメラモジュール１００の斜視図である。
【００２１】
同図に示すカメラモジュール１００は、撮像素子の実装されたプリント基板１１と、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクタ１７、撮像光学系を有した鏡枠１４、鏡枠１４を保持する保持部材１２で構成されている。またプリント基板１１上には、図示しないが各種の抵抗、コンデンサ等の電気部品が実装されている。
【００２２】
なお、カメラモジュール１００は、撮像素子の実装されたプリント基板１１にフレキシブルプリント基板１５が接続され、端部にコネクト部を有し携帯端末の他の制御基板へ接続される構成等であってもよい。
【００２３】
図３は、図２に示すカメラモジュール１００の断面図である。同図は、図２に示すカメラモジュール１００をＦ−Ｆ線で切断した断面図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同部材には同符号を付与して説明する。
【００２４】
同図に示すようにカメラモジュール１００には、第１レンズ２１、第２レンズ２２、及び固定絞り２３で構成された撮像光学系が、鏡枠１４に組み込まれている。この撮像光学系は、鏡枠１４内で第１レンズ２１に形成された脚部２１ｋと、第２レンズ２２に形成されたフランジ部２２ｆとを固定絞り２３を介して突き当てることで、第１レンズ２１と第２レンズ２２の間隔が決められ、外周を鏡枠と嵌合させることで軸合わせがなされており、接着剤Ｂにより固着されている。２４は赤外光カットフィルタである。この赤外光カットフィルタ２４は、第１レンズ２１又は第２レンズ２２に赤外光カットコートを施す場合には省略しても良い。
【００２５】
撮像光学系の像面側に配置されたベアチップの撮像素子２５は、プリント基板１１に接着剤で固着されると共に、複数のボンディングワイヤＷＢにより電気的に接続されている。
【００２６】
鏡枠１４を保持する保持部材１２には雌ネジ部１２ｎが形成され、これに螺合する雄ネジ部１４ｎが鏡枠１４に形成されており、鏡枠１４を回転させることで光軸Ｏ方向に移動でき、所定の被写体距離に対するピント調整が可能となっている。また、保持部材１２はプリント基板１１に接着剤Ｂにより固着されている。
【００２７】
図４は、本実施の形態に係るプリント基板１１の撮像素子２５で覆われる領域内に形成された導電性材料によるパターンの一例を示す模式図である。同図（ａ）はプリント基板１１を上面から見た図であり、同図（ｂ）はプリント基板１１に撮像素子２５が実装された状態の断面を示している。
【００２８】
同図に示すプリント基板１１は、基体がガラスエポキシ系材料、紙フェノール、セラミック等の材料で形成されたＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）であり、撮像素子２５は、ベアチップ状態でＣＯＢ実装されるものである。
【００２９】
同図（ａ）に示すプリント基板１１には、予め導電性材料によるパターン３２及び、破線で示した撮像素子で覆われる領域の、撮像素子の外周近傍に相当する領域には導電性材料によるパターン３１が同一プロセスにより形成されている。一方、撮像素子の中央部に相当する領域は意図的にパターンが形成されない領域となっている。なお、パターン３２及びパターン３１それぞれに連なって形成される配線パターン等のプリント基板１１に形成されたその他のパターンについては省略してある。
【００３０】
更に、同図（ｂ）に示すように、プリント基板１１のパターン３１上に撮像素子２５が載置されて接着剤３３により接着固定されたのち、撮像素子２５に形成された不図示のパッド電極とパターン３２がボンディングワイヤＷＢにより電気的に接続されて、ＣＯＢ実装された固体撮像装置となる。
【００３１】
このように、ベアチップの撮像素子２５をプリント基板１１に実装する場合に、プリント基板１１への導電性材料による配線パターン形成時の形成プロセスを用いて同時にパターン３１を形成することで、撮像素子２５が載置されるパターン３１の厚みを正確に均一化でき、プリント基板１１に対し、撮像素子２５の撮像面を量産的に安定して平行に保つことができると共に、実質的にパターン３１を形成するためのコストを不要とした薄型の固体撮像装置を得ることが可能となる。
【００３２】
更に、撮像素子で覆われる領域内の撮像素子の外形周辺部に相当する領域にパターンを形成し、撮像素子の中央部に相当する領域にはパターンを形成しないことで、撮像素子の中央部に相当する領域の接着剤層が厚くなる。このことは、撮像素子を基板部に固定する際に熱硬化性の接着剤を使用する場合、以下の効果をも奏するものとなる。
【００３３】
プリント基板の撮像素子で覆われる部分に、従来のような撮像素子と略同一形状のダイパッドを形成して、熱硬化性の接着剤により撮像素子とプリント基板を接着した場合、撮像素子とプリント基板では熱膨張率が異なるため、常温下に戻された際に、それぞれの収縮量の差分により発生する応力により、撮像素子の中央部が膨らんだ状態で湾曲して固定される問題がある。
【００３４】
しかし、本実施の形態のプリント基板においては、撮像素子の中央部に相当する領域では接着剤層が厚く、外形周辺部に相当する領域ではパターンの存在により接着剤層が薄く塗布されることになる。このため、常温下に戻された際に、それぞれの収縮量の差分により発生する応力は接着剤の硬化時の収縮量差によって打ち消され、撮像素子の湾曲を解消することができる。
【００３５】
図５は、プリント基板１１の撮像素子２５で覆われる領域内に形成された導電性材料によるパターンのその他の変形例を示す図である。同図は、プリント基板の正面図であり、破線は撮像素子２５が載置されて覆われる領域を示し、この領域内に形成される導電性材料によるパターンを抜き出して示したものである。
【００３６】
同図（ａ）は導電性材料によるパターン３１をリング状に形成したものである。同図（ｂ）は矩形と円で囲まれる領域にパターン３１を形成したものである。同図（ｃ）は同図（ｂ）の変形例である。
【００３７】
なお、この撮像素子で覆われる領域内に形成されたパターン３１は、このような形状に限るものでなく、撮像素子で覆われる領域内の撮像素子の外形周辺部の領域には予め導電性材料によるパターンが形成され、撮像素子の中央部に相当する領域はパターンが形成されていないものであればよい。更に、パターン３１上にレジストが塗布されたものであってもよい。
【００３８】
図６は、本実施の形態に係るプリント基板１１の撮像素子２５で覆われる領域内に形成された導電性材料によるパターンのその他の例を示す模式図である。同図は、プリント基板１１を上面から見た平面図である。
【００３９】
同図に示すプリント基板１１には、予め導電性材料によるパターン３２及び、破線で示した撮像素子で覆われる領域の、撮像素子の外周近傍に相当する領域にはパターン３１が同一プロセスにより形成されている。更に、パターン３１の形状は、破線で示す撮像素子で覆われる領域内のパターン３１の幅が、撮像素子の外形周辺部領域となるに従い幅広に形成されている。即ち、同図においてはパターン３１ａが最も幅広であり、パターン３１ｃが最も幅が狭い形状に形成されている。なお、パターン３２及びパターン３１それぞれに連なって形成される配線パターン等のプリント基板１１に形成されたその他のパターンについては省略してある。
【００４０】
図７は、図６に示すプリント基板１１に撮像素子２５が実装された状態の断面を示す模式図である。
【００４１】
同図に示すように、プリント基板１１にはレジスト３４が塗布されており、このレジスト３４の層上に撮像素子２５が載置され、接着剤３３により接着固定されたのち、撮像素子２５に形成された不図示のパッド電極とパターン３２がボンディングワイヤＷＢにより電気的に接続されて、ＣＯＢ実装された固体撮像装置となる。
【００４２】
塗布されたレジスト３４の層の厚さは、パターンが幅広なほどパターン上に厚く留まり、図示の如く、撮像素子２５の最周辺部の領域に相当するパターン３１ａのレジスト層が最も厚みを有する断面形状となる。このため、撮像素子２５とレジスト３４の間の接着剤３３は、撮像素子２５の中央部に相当する領域では接着剤層が厚く、外形周辺部に相当する領域では接着剤層が薄く塗布されることになる。
【００４３】
このように、パターン３１及びレジスト３４の層を形成することでも、撮像素子２５が載置されるパターン３１及びレジスト３４の厚みを正確に均一化でき、プリント基板１１に対し、撮像素子２５の撮像面を量産的に安定して平行に保つことができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
更に、撮像素子で覆われる領域内の導電性材料によるパターン幅が、撮像素子の外形周辺部領域となるに従い幅広となるよう形成し、レジスト層を塗布することで、図示の如くパターン幅の広い部位でレジスト層が厚く、パターン幅の狭い部位でレジスト層が薄く塗布される。これにより、接着剤層の厚みを周辺部で薄く、中央部で厚くでき、接着剤に硬化収縮するものを用いた場合でも、上記と同様に、それぞれの収縮量の差分により発生する応力が接着剤の硬化時の収縮量差によって打ち消され、撮像素子の湾曲を解消するという効果も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施の形態に係るカメラモジュールを備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。
【図２】本実施の形態に係るカメラモジュールの斜視図である。
【図３】図２に示すカメラモジュールの断面図である。
【図４】本実施の形態に係るプリント基板の撮像素子で覆われる領域内に形成された導電性材料によるパターンの一例を示す模式図である。
【図５】プリント基板の撮像素子で覆われる領域内に形成された導電性材料によるパターンのその他の変形例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るプリント基板の撮像素子で覆われる領域内に形成された導電性材料によるパターンのその他の例を示す模式図である。
【図７】図６に示すプリント基板に撮像素子が実装された状態の断面を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  プリント基板
１２  保持部材
１４  鏡枠
２１  第１レンズ
２２  第２レンズ
２４  赤外光カットフィルタ
２５  撮像素子
３１  パターン
３２  パターン
３３  接着剤
３４  レジスト
１００  カメラモジュール
【図１】
2007059581.tif 000003
【図２】
2007059581.tif 000004
【図３】
2007059581.tif 000005
【図４】
2007059581.tif 000006
【図５】
2007059581.tif 000007
【図６】
2007059581.tif 000008
【図７】
2007059581.tif 000009