(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に設けられた第１配線パターンの各配線に接続され且つ回路基板の一端に配設された第１電極が、該第１電極に対向するように、フレキシブル弾性基板に設けられた第２配線パターンの各配線に接続され且つフレキシブル弾性基板の一端に配設された第２電極に対して、電気的接着部材を介して接続されるフレキシブル弾性基板の接続構造であって、
第２配線パターンが第１配線パターンに沿って重なる向きに位置するように、フレキシブル弾性基板が回路基板に対して配置されており、
前記回路基板上に実装されているＩＣチップが、前記フレキシブル弾性基板から露出するように構成されていて、
前記回路基板の一端に対向する他端に接着ランドが設けられていて、該接着ランドに対向するように前記フレキシブル弾性基板の他端側に設けられた接着ランドに対して、接着部材を介して接着されており、
回路基板とフレキシブル弾性基板との間で、一端側に電気的接続構造を有するとともに、他端側に接着固定構造を有することを特徴とするフレキシブル弾性基板の接続構造。
【請求項２】
前記ＩＣチップが前記フレキシブル弾性基板から露出するための構成は、切欠構造であることを特徴とする、請求項１記載の接続構造。
【請求項３】
前記ＩＣチップが前記フレキシブル弾性基板から露出するための構成は、開口構造であることを特徴とする、請求項２記載の接続構造。
【請求項４】
第１配線パターンと、該第１配線パターンの各配線に接続され且つ透明回路基板の一端に配設された第１電極とを有する透明回路基板と、
センサ部が前記透明回路基板に面するように透明回路基板上に実装された光電変換素子と、
第２配線パターンと、該第２配線パターンの各配線に接続され且つ第１電極に対向するようにフレキシブル弾性基板の一端に配設された第２電極とを有するフレキシブル弾性基板と、
第１電極と第２電極との間を接続する電気的接着部材とを備える光学モジュールであって、
第２配線パターンが第１配線パターンに沿って重なる向きに位置するように、フレキシブル弾性基板が透明回路基板に対して配置されており、
前記回路基板上に実装されている光電変換素子が、前記フレキシブル弾性基板から露出するように構成されていて、
前記透明回路基板の一端に対向する他端に接着ランドが設けられていて、該接着ランドに対向するように前記フレキシブル弾性基板の他端側に設けられた接着ランドに対して、接着部材を介して接着されており、
回路基板とフレキシブル弾性基板との間で、一端側に電気的接続構造を有するとともに、他端側に接着固定構造を有することを特徴とする光学モジュール。
【請求項５】
前記光電変換素子のセンサ部及び第１配線パターンを避けるように、遮光部が前記透明回路基板上に形成されていることを特徴とする、請求項４記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル弾性基板が回路基板に対して電気的に接続され且つ接着される接続構造に関する。さらに、本発明は、該接続構造を有する光学モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブル弾性基板が、回路基板に対して電気的に接続され且つ接着されるときには、例えば、図１に示すような接続構造が用いられている。
【０００３】
図１に示す接続構造において、第１配線パターン１１４が回路基板本体１１２の上に形成され、ＩＣチップ１３０が第１配線パターン１１４に対して電気的に接続されている。第１配線パターン１１４の右端には、複数の第１電極１１６が設けられている。一方、可撓性及び弾性を有する樹脂フィルムからなるフレキシブル弾性基板１２０においては、第２配線パターンが形成されており、第２配線パターンの左端には、第１電極１１６に対応する第２電極１２６が露出している。第１電極１１６と第２電極１２６との間は、半田や異方性導電膜等の電気的接着部材１４６を介して互いに固着されているとともに電気的に接続されている。
【０００４】
図１に示した接続構造は、回路基板１１０の右端部とフレキシブル弾性基板１２０の左端部とが局部的にわずかに重なっているものの、それ以外の大部分では重なっていない、いわば局部的重なり構造ということができる。
【０００５】
上記接続構造を有する回路基板１１０及びフレキシブル弾性基板１２０においては、省スペース化のために、一般に、フレキシブル弾性基板１２０が湾曲状態で使用される。樹脂フィルムからなるフレキシブル弾性基板１２０が弾性を有している。そのために、フレキシブル弾性基板１２０を湾曲させると、湾曲形状からもとの平板形状に戻ろうとする湾曲復元力がフレキシブル弾性基板１２０に生じる。そして、その湾曲復元力が、回路基板１１０の右端部に位置する電気的接着部材１４６に対して作用する。フレキシブル弾性基板１２０の湾曲部分の曲率半径が小さいほど、湾曲復元力は大きくなる。すなわち、湾曲復元力は、フレキシブル弾性基板１２０の湾曲部分の曲率半径に依存しており、湾曲部分の曲率半径におおよそ反比例する。
【０００６】
図１に示す局部的重なり構造では、フレキシブル弾性基板１２０を湾曲させたときの湾曲部分の曲率半径が小さいために、電気的接着部材１４６には大きな湾曲復元力が作用する。この湾曲復元力によって、回路基板１１０に接着されたフレキシブル弾性基板１２０が回路基板１１０から引き離されるようになるために、第１電極１１６及び第２電極１２６と電気的接着部材１４６との間で電気的接続不良が起こる可能性が高くなる。したがって、局部的重なり構造を有する従来の接続構造は、電気的接続に関する信頼性が低いという問題を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、回路基板に対して湾曲状態で接続されるフレキシブル弾性基板においても、電気的接続に関する信頼性が高い接続構造を提供することである。
【０００８】
さらに、本発明の解決すべき技術的課題は、上記接続構造を有する光学モジュールを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記技術的課題を解決するために、本発明は、以下の接続構造を提供するものである。
【００１０】
回路基板に設けられた第１配線パターンの各配線に接続され且つ回路基板の一端に配設された第１電極が、該第１電極に対応するように、フレキシブル弾性基板に設けられた第２配線パターンの各配線に接続され且つフレキシブル弾性基板の一端に配設された第２電極に対して、電気的接着部材を介して接続されるフレキシブル弾性基板の接続構造であって、第２配線パターンが第１配線パターンに重なる向きに位置するように、フレキシブル弾性基板が回路基板に対して配置されている。
【００１１】
上記構成によれば、回路基板の一端で電気的に接続され且つ接着されたフレキシブル弾性基板を上向きすなわち反回路基板側に湾曲させると、フレキシブル弾性基板は、接着部分を基点として、回路基板の表面に接するように大きく湾曲する。すなわち、フレキシブル弾性基板の湾曲部分の曲率半径が大きくなる。その結果、湾曲形状からもとの平板形状に戻ろうとする、電気的接着部材に作用する湾曲復元力が小さくなる。また、回路基板の一端で電気的に接続され且つ接着されたフレキシブル弾性基板を下向きすなわち回路基板側に湾曲させると、フレキシブル弾性基板は、接着部分を基点として、回路基板の他端の縁に当接するように大きく湾曲する。すなわち、フレキシブル弾性基板の湾曲部分の曲率半径が大きくなる。その結果、電気的接着部材に作用する湾曲復元力が小さくなる。
【００１２】
いずれの場合においても湾曲復元力が小さくなるために、回路基板に接着されたフレキシブル弾性基板が回路基板から引き離されにくくなる。したがって、第１電極及び第２電極と電気的接着部材との間での電気的接続に関する信頼性が高くなる。
【００１３】
回路基板上に実装されたＩＣチップがフレキシブル弾性基板と重なるようにすることもできるが、ＩＣチップがフレキシブル弾性基板に重なることで生成される盛り上がりによって、フレキシブル弾性基板を引き離そうとする力が電気的接続部分に作用する。このことを防止するために、ＩＣチップがフレキシブル弾性基板と重ならない形状に、フレキシブル弾性基板が加工されていることが好ましい。
【００１４】
ＩＣチップが光電変換素子である場合、光電変換素子の周囲をフレキシブル弾性基板で被覆することによって、光電変換素子の背後からの迷光を遮光することができるので、光電変換素子が前記フレキシブル弾性基板から露出するような開口部が、フレキシブル弾性基板に形成されていることが好ましい。
【００１５】
好ましくは、回路基板の一端に対向する他端に設けられた接着ランドが、該接着ランドに対応するように前記フレキシブル弾性基板の他端側に設けられた接着ランドに対して、接着部材を介して接着されている。
【００１６】
上記構成によれば、フレキシブル弾性基板が回路基板の両端で接着固定されているので、フレキシブル弾性基板を湾曲させたときに生じる湾曲復元力が、接着部材で接着された接着ランド同士で受け止められる。その結果、湾曲復元力が電気的接着部材に直接作用することがなくなるので、電気的接続に関する信頼性がさらに高くなる。
【００１７】
本発明は、第１配線パターンと、該第１配線パターンの各配線に接続され且つ透明回路基板の一端に配設された第１電極とを有する透明回路基板と、センサ部が前記透明回路基板に面するように透明回路基板上に実装された光電変換素子と、第２配線パターンと、該第２配線パターンの各配線に接続され且つ第１電極に対応するようにフレキシブル弾性基板の一端に配設された第２電極とを有するフレキシブル弾性基板と、前記第１電極と前記第２電極との間を電気的に接続し且つ接着する電気的接着部材とを備える光学モジュールであって、第２配線パターンが第１配線パターンに重なる向きに位置するように、フレキシブル弾性基板が透明回路基板に対して配置されており、フレキシブル弾性基板は、光電変換素子と重ならない形状に加工されている光学モジュールを提供するものである。
【００１８】
上記構成によれば、透明回路基板の一端で電気的に接続され且つ接着されたフレキシブル弾性基板を上向きすなわち反回路基板側に湾曲させると、フレキシブル弾性基板は、電気的接着部分を基点として、透明回路基板の表面に接するように大きく湾曲する。すなわち、フレキシブル弾性基板の湾曲部分の曲率半径が大きくなる。その結果、電気的接着部材に作用する湾曲復元力が小さくなる。
【００１９】
また、透明回路基板の一端で電気的に接続され且つ接着されたフレキシブル弾性基板を下向きすなわち回路基板側に湾曲させると、フレキシブル弾性基板は、電気的接着部分を基点として、透明回路基板の他端の縁に当接するように大きく湾曲する。すなわち、フレキシブル弾性基板の湾曲部分の曲率半径が大きくなる。その結果、電気的接着部材に作用する湾曲復元力が小さくなる。
【００２０】
いずれの場合においても湾曲復元力が小さくなるために、透明回路基板に接着されたフレキシブル弾性基板が透明回路基板から引き離されにくくなる。したがって、第１電極及び第２電極と電気的接着部材との間での電気的接続に関する信頼性が高くなる。
【００２１】
そして、フレキシブル弾性基板が、光電変換素子と重ならない形状に加工されているので、フレキシブル弾性基板の盛り上がりに起因したフレキシブル弾性基板の引き離し力の発生が防止される。その結果、第１電極及び第２電極と電気的接着部材との間での電気的接続に関する信頼性が高くなる。
【００２２】
光電変換素子の周囲をフレキシブル弾性基板で被覆することによって、後方すなわちフレキシブル弾性基板側からの迷光を遮光することができるので、フレキシブル弾性基板には、光電変換素子がフレキシブル弾性基板から露出するような開口部が、フレキシブル弾性基板に形成されていることが好ましい。
【００２３】
光電変換素子のセンサー部の周囲を遮光することによって前方すなわち透明回路基板側からの迷光を遮光することができるので、透明回路基板上に実装された前記光電変換素子のセンサー部以外の部分を遮光するように、遮光マスクが透明回路基板上に設けられていることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係る、回路基板１０に対してフレキシブル弾性基板２０が電気的に接続され且つ接着される接続構造について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２５】
図２は、本発明に係る第１実施形態を示している。図２は、回路基板１０とフレキシブル弾性基板２０との接続構造を説明する図である。
【００２６】
図２に示した回路基板１０は、エポキシ等の樹脂あるいはアルミナやガラス等のセラミックスからなる電気絶縁性の方形状の基板本体１２の表面上に、複数の細い金属配線から構成される第１配線パターン１４が形成されている。第１配線パターン１４の各配線の右側端部には、金属薄膜からなる幅太の第１電極１６が形成されている。第１配線パターン１４及び第１電極１６は、例えばフォトリソグラフ法で形成される。各第１電極１６は基板本体１２の右端部に整列配置されている。基板本体１２の表面上には薄型のＩＣチップ３０が実装されている。ＩＣチップ３０は、半田や金のバンプによって、第１配線パターン１４の各配線の左端部と電気的に接続されている。
【００２７】
一方、フレキシブル弾性基板２０は、エポキシ系やポリイミド系電気絶縁性のシート状の基板本体２２の内部に、複数の細い金属配線から構成される第２配線パターン２４が形成されている。フレキシブル弾性基板２０は、可撓性及び弾性の両方を備えている。第２配線パターン２４の各配線の右側端部には、金属薄膜からなる幅太の第２電極２６が露出するように形成されている。第２配線パターン２４及び第２電極２６は、例えばフォトリソグラフ法で形成される。第２電極２６のそれぞれは、第１電極１６に対応するように、基板本体２２の裏面側の右端部に整列配置されている。
【００２８】
それぞれの第１電極１６と第２電極２６との間は、電気的接着部材４６を介して、電気的に接続され且つ接着されている。第１電極１６、第２電極２６及び電気的接着部材４６は、電気的接着部を形成する。電気的接着部材４６としては、導電性接着剤や半田が使用される。
【００２９】
第２配線パターン２４が第１配線パターン１４に重なる向きに位置するように、フレキシブル弾性基板２０が回路基板１０に対して配置されている。この場合、フレキシブル弾性基板２０の一部分がＩＣチップ３０に重なることによって、わずかな盛り上がりが形成されている。しかしながら、ＩＣチップ３０が薄型であるために、重なった部分での盛り上がりの高さが低いので、余り大きな湾曲復元力が電気的接着部１６，２６，４６に対して作用しない。したがって、湾曲復元力が小さいために、回路基板１０に接着されたフレキシブル弾性基板２０が回路基板１０から引き離されにくくい。したがって、第１電極１６及び第２電極２６と電気的接着部材４６との間での電気的接続に関する信頼性が高い。
【００３０】
本発明に係る第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、回路基板１０とフレキシブル弾性基板２０との接続構造を説明する図である。
【００３１】
図３において、回路基板１０や電気的接着部材４６は上述した第１実施形態のそれらと大略同じであるが、フレキシブル弾性基板２０の形状が第１実施形態のそれと異なっている。
【００３２】
フレキシブル弾性基板２０は、ＩＣチップ３０に重ならないように方形状に切り欠かれた大略Ｌ字形状をしている。シート状の基板本体２２の内部に、複数の細い金属配線から構成される第２配線パターン２４が形成されている。Ｌ字状シートにおける幅狭部分の配線ピッチは、幅広部分の配線ピッチより狭くなっている。第２配線パターン２４の各配線の右側端部には、金属薄膜からなる幅太の第２電極２６が露出するように形成されている。第２配線パターン２４及び第２電極２６は、例えばフォトリソグラフ法で形成される。第２電極２６のそれぞれは、第１電極１６に対応するように、基板本体２２の裏面側の右端部に整列配置されている。また、回路基板１０の左上端に設けられた補強用接着ランド１８に対応する位置に、補強用接着ランド１８が対向配置されている。
【００３３】
第２配線パターン２４がＩＣチップ３０に重ならないように、フレキシブル弾性基板２０が回路基板１０に対して位置決めした状態で、第１電極１６及び第２電極２６の間が電気的接着部材４６で接着されることによって、電気的接続部が形成される。それとともに、対向する補強用接着ランド１８同士が接着部材４７によって接着されているので、フレキシブル弾性基板２０と回路基板１０との間の接着強度が補強される。接着部材４７としては、一般的な電気絶縁性の接着剤が使用されるが、電気的接着部材４６と同じ導電性接着剤や半田を使用することもできる。
【００３４】
したがって、第１電極１６及び第２電極２６と電気的接着部材４６との間での電気的接続に関する信頼性が高い。
【００３５】
次に、本発明に係る第３実施形態について、図４〜７を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３実施形態に係る、光学モジュール１の接続構造を説明する図である。図５は、図４に示した接続構造をフレキシブル弾性基板２０の側から見た平面図である。図６は、図４に示した接続構造を透明ガラス回路基板１０の側から見た底面図である。図７は、図４に示した接続構造を有する光学モジュール１が組込まれたＡＦモジュールユニット５０の断面図である。
【００３６】
光学モジュール１は、ＩＣチップとしての光電変換素子３０が実装された透明回路基板１０と、フレキシブル弾性基板２０とからなる。
【００３７】
図４に示した透明回路基板１０には、透明の方形状のガラス基板本体１２の表面上に、複数の細い金属配線から構成される第１配線パターン１４が形成されている。第１配線パターン１４の各配線の右側端部には、金属薄膜からなる幅太の第１電極１６が形成されている。各第１電極１６は基板本体１２の右端部に整列配置されている。透明ガラス基板本体１２の表面上には光電変換素子３０が実装されている。光電変換素子３０は、半田や金のバンプによって、第１配線パターン１４の各配線の左端部と電気的に接続されている。
【００３８】
光電変換素子３０が実装される部分及びその周囲部分においては、測定光が入射するセンサー部３２と第１配線パターン１４との双方を避けるように、遮光部１９が形成されている。この遮光部１９は、金属薄膜からなる第１配線パターン１４及び各第１電極１６がフォトリソグラフ法で形成されるときに同時に形成される、いわゆる金属薄膜のベタパターンである。また、透明ガラス回路基板１０の四隅の各端部には、補強用接着ランド１８が設けられている。
【００３９】
フレキシブル弾性基板２０は、光電変換素子３０に重ならないように中央部が方形状に切り欠かれた開口部２８を有している。シート状の基板本体２２の内部に、複数の細い金属配線から構成される第２配線パターン２４が形成されている。開口部２８の上下に延在する幅狭部分の配線ピッチは、幅広部分の配線ピッチより狭い。第２配線パターン２４の各配線の右側端部には、金属薄膜からなる幅太の第２電極２６が露出するように形成されている。第２配線パターン２４及び第２電極２６は、例えばフォトリソグラフ法で形成される。第２電極２６のそれぞれは、第１電極１６に対応するように、基板本体２２の裏面側の右端部に整列配置されている。また、透明ガラス回路基板１０の四隅の各端部に設けられた補強用接着ランド１８に対応する位置に、補強用接着ランド１８が対向配置されている。
【００４０】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子３０は、透明ガラス回路基板１０の側の面すなわち底面に、測定光が入射するセンサー部３２を有する。図６に示すように、８個のセンサー部３２が、上下あるいは左右対称に対になるように配置されている。
【００４１】
ガラス基板本体１２上の光電変換素子３０が第２配線パターン２４の開口部２８に受け入れられるように、フレキシブル弾性基板２０が透明ガラス回路基板１０に対して位置決めされる。その状態で、各電気的接続部１６，２６が電気的接着部材４６によって接着されている。それとともに、対向する補強用接着ランド１８同士が接着部材４７によって接着されているので、フレキシブル弾性基板２０と回路基板１０との間の接着強度が補強されている。接着部材４７としては、一般的な電気絶縁性の接着剤が使用されるが、電気的接着部材４６と同じ導電性接着剤や半田を使用することもできる。
【００４２】
このような接続構造を有する光学モジュール１は、例えば、図７に示すように、焦点検出装置としてカメラ等で使用されるＡＦモジュールユニット５０に組込まれて使用される。
【００４３】
ＡＦモジュールユニット５０において、光軸２上には、図７の右手（被写体側）より順に、撮影レンズ（不図示）、フィルター６２、視野マスク５８、コンデンサーレンズ５６、ミラー５４、セパレーターレンズ４、透明ガラス基板本体１２及び光電変換素子３０が配置されている。光学モジュール１の背後には、遮光テープ６６が密接配置されており、光電変換素子３０の背後からの迷光が遮光される。図７において、フレキシブル弾性基板２０は、紙面直交方向に延在するとともに、Ｌ字状に曲げられて紙面後方に湾曲するように配置されている。
【００４４】
なお、光電変換素子３０を用いた第３実施形態において、レンズホルダー５２の内壁面を黒塗りしたり、フレキシブル弾性基板２０を不透明又は黒色にしたりして、光電変換素子３０の背後からの迷光を遮光することもできる。また、透明回路基板としては、透明のガラス基板以外に、透明の樹脂基板（例えば、エポキシ系やポリカーボネート系）も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来例に係る、回路基板とフレキシブル弾性基板との接続構造を示している。（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図２】  本発明の第１実施形態に係る、回路基板とフレキシブル弾性基板との接続構造を説明する図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係る、回路基板とフレキシブル弾性基板との接続構造を説明する図である。
【図４】  本発明の第３実施形態に係る、光学モジュールの接続構造を説明する図である。
【図５】  図４に示した接続構造をフレキシブル弾性基板の側から見た平面図である。
【図６】  図４に示した接続構造を回路基板の側から見た底面図である。
【図７】  図４に示した接続構造を有する光学モジュールが組込まれたＡＦモジュールユニットの断面図である。
【符号の説明】
１  光学モジュール
２  光軸
１０  回路基板（透明ガラス回路基板）
１２  基板本体
１４  第１配線パターン
１６  第１電極
１８  補強用接着ランド
１９  遮光部
２０  フレキシブル弾性基板
２２  基板本体
２４  第２配線パターン
２６  第２電極
２８  開口部
３０  ＩＣチップ（光電変換素子）
３２  センサー部
４６  電気的接着部材
４７  接着部材
５０  ＡＦモジュールユニット
５２  レンズホルダー
５４  ミラー
５６  コンデンサーレンズ
５８  視野マスク
６２  フィルター
６４  セパレーターレンズ
６６  遮光テープ
【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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