CN100512379C - 摄像装置和半导体装置 - Google Patents

Abstract

摄像装置包括安装有摄像元件的壳体和与设在壳体上的外部连接端子接合的柔性基板，柔性基板沿着壳体(41)的各个面弯曲以便包围壳体(41)。由于弯曲柔性基板，施加在柔性基板上的负载由柔性基板的弯曲部分承受，从而负载难以传递到柔性基板与外部连接端子的接合部。并且，通过使用粘接剂等来固定壳体和柔性基板的一部分，应力不会向柔性基板与外部连接端子剥离的方向传递。另外，壳体由具备电磁波屏蔽材料的柔性基板覆盖。

Description

摄像装置和半导体装置

技术领域

本发明涉及将摄像元件和摄像透镜模块化的摄像装置，特别是涉及包括壳体和与其连接的基板的摄像装置的结构，所述壳体具有摄像元件和摄像透镜。

背景技术

近年来，装有小型照相机的便携式电话和便携式个人计算机逐渐普及。小型照相机通常包括类似半导体元件C—MOS传感器的摄像元件和透镜。便携式电话和便携式个人计算机的小型化正在进一步推进，因此其中使用的小型照相机也被要求进一步小型化。为了满足这样的要求，已经开发出将透镜和C—MOS传感器模块化来形成的摄像装置模块。

以下所示的专利文献1(日本专利申请公开特开2003—189195号)公开了将透镜和摄像元件模块化的摄像装置。

图1是示出将透镜和摄像元件模块化的摄像装置的结构例的截面图。摄像装置40包括安装有摄像透镜44和摄像元件10A的壳体41，和与壳体41连接的基板42。摄像元件10A例如是C—MOS这样的半导体元件。

壳体41分为透镜架41A和树脂成型体41B来形成。透镜44配置在透镜架41A的大致中央，在透镜44的上部形成有用于透镜取像的开口41Aa。在透镜44的下部形成有光圈41Ab，在光圈41Ab之下形成有IR滤光器45。

透镜架41A安装于在中央具有开口41Ba的树脂成型体41B上。在树脂成型体41B的内部装有摄像元件10A的驱动元件等电子部件，并且在突出形成于树脂成型体41B的底面41Bb的凸起部41Bc上形成有外部连接端子41Bd。

摄像元件10A以倒装芯片(フリ_ツプチ_ツプ)的方式被安装在树脂成型体41B的底面41Bb上。摄像元件10A的受光面10Aa隔着树脂成型体41B的开口41Ba与透镜44相对。由此，可通过透镜44在受光面10Aa上成像。

壳体41通过形成于壳体41的树脂成型体41B的底面41Bb上的外部连接端子41Bd而与基板42连接。基板42是具有可挠性的柔性基板，由作为基底的聚酰亚胺薄膜42A及其上形成的布线42B构成，布线42B由铜板或铜箔形成。布线42B也可以配置在聚酰亚胺薄膜42A的双面上。

图2是示出图1所示摄像装置的一部分的截面图。在图2中，树脂成型体41B的底面41Bb的外部连接端子41Bd通过焊料82等而与基板42接合。并且，底填料(アンダ—フイル材)80被注入填充在基板42与树脂成型体41B之间。底填料80优选粘附力强的环氧系树脂。

通过在树脂成型体41B与基板42之间填充底填料80，可加强树脂成型体41B与基板42的接合。在使用柔性基板来作为基板42的情况下，可防止例如在柔性基板反复弯曲时焊料接合部剥离或劣化从而导致接合不良的问题。

图3(a)～(c)是示出图2所示结构的构成顺序的图。首先，在图3A中，通过焊料将安装有摄像元件10A的树脂成型体41B的外部连接端子41Bd接合到由柔性基板构成的基板42的布线图案上。并且，如图3(b)所示，将环氧类底填料注入树脂成型体41与基板42之间的接合部并使其固化。然后，如图3(c)所示，将具有IR滤光器45和透镜44的透镜架41A安装在树脂成型体41B上。

但是，上述如图3(a)～(c)所示的构成顺序存在下述的问题。即，当将底填料填充到树脂成型体41B与基板42之间时，需要使用恒温槽以100℃～200℃左右固化底填料，因此制造工序复杂。

另外，在注入底填料并使其固化的填充工序中，制造过程中的半导体装置整体暴露在较高温度的气氛中。从而，需要避免透镜因高温而变形或产生云斑(くもり)等的不良影响，因此在底填料的填充工序结束之前，不能将具有IR滤光器45和透镜44的透镜架41A安装在树脂成型体41B上。因此，从将固体摄像元件10A安装到树脂成型体41B上到底填料的填充工序结束为止，摄像元件10A的受光面10Aa处于暴露在外部的状态，从而存在灰尘、垃圾等异物附着到受光面10Aa上的危险。如果这样的异物附着到受光面10Aa上，则会对图像造成不良影响。

以下所述的专利文献2(日本专利申请公开特开昭57-162398号)公开了构成下述电子设备的技术，所述电子设备通过将电子部件配置在弯曲带铜箔面的加强板而形成的空间内，可在不使用用于屏蔽电磁波的专门的金属壳的情况下实现电磁波屏蔽的效果。

专利文献1：日本专利申请公开特开2003—189195号；

专利文献2：日本专利申请公开特开昭57—162398号。

发明内容

本发明的目的在于提供即使不填充底填料也能够保护壳体与基板间的接合部的摄像装置。

用于达到上述目的的本发明摄像装置的第一结构的特征是，包括：透镜架，具有摄像透镜；摄像元件，接受来自所述摄像透镜的入射光；成型体，具有包括安装所述透镜架的面、安装所述摄像元件的面、以及设有外部连接端子的面在内的多个面；以及柔性基板，与所述成型体的所述外部连接端子连接；

所述柔性基板以覆盖所述成型体的所述多个面中的至少一个面的方式沿该面弯曲。

根据第一结构，沿着成型体的面弯曲柔性基板，由此，当有负载施加在柔性基板上时，由于在柔性基板的弯曲部分承受该负载，因而负载难以施加到外部连接端子上，从而不需要通过填充底填料来进行加强。

本发明摄像装置的第二结构在上述第一结构的基础上具有以下特征：所述柔性基板与所述成型体的所述多个面中的至少一个面粘接。

根据第二结构，由于柔性基板与成型体粘接，所以可将柔性基板固定成弯曲状态，并能够构成负载不被传递到外部连接端子上的结构。

本发明摄像装置的第三结构在上述第一或第二结构的基础上具有以下特征：所述柔性基板通过覆盖所述成型体的所述多个面而以覆盖所述成型体的周围的方式弯曲。

根据第三结构，由于柔性基板包围成型体的周围，所以可增加弯曲次数，从而可构成负载更难以施加到外部连接端子上的结构。

本发明摄像装置的第四结构在上述第一或第二结构的基础上具有以下特征：所述柔性基板以覆盖所述成型体的安装所述摄像元件的面的方式弯曲。

根据第四结构，通过覆盖摄像元件，可防止光从与摄像元件的受光面相反一侧的背面进入。

本发明摄像装置的第五结构在上述第一或第二结构的基础上具有以下特征：所述柔性基板以覆盖所述成型体的安装所述透镜架的面的方式弯曲，并在安装所述透镜架的部分设有开口。

根据第五结构，由于所述柔性基板在安装所述透镜架的部分设有开口，所以不会妨碍光向摄像透镜的入射。

本发明摄像装置的第六结构在上述第一或第二结构的基础上具有以下特征：在所述柔性基板的一个面或双面上具备电磁波屏蔽材料。

根据第六结构，通过柔性基板的电磁波屏蔽效果，可降低来自外部的电磁波对内置于成型体中的电子部件的影响。

本发明摄像装置的第七结构在上述第六结构的基础上具有以下特征：所述一个面是所述柔性基板的与所述成型体的多个面接触的那一侧的面。

根据第七结构，可以获得还能够屏蔽从柔性基板产生的电磁波对成型体内部的影响的效果。

本发明第八结构在上述第六或第七结构的基础上具有以下特征：所述柔性基板通过覆盖所述成型体的包括安装所述透镜架的面和安装所述摄像元件的面在内的所述多个面而以包围所述成型体的周围的方式弯曲，并在安装所述透镜架的面的安装所述透镜架的部分设有开口。

根据第八结构，由于以摄像元件也被覆盖的形状，成型体的大部分被柔性基板覆盖，所以可达到良好的电磁波屏蔽效果。

本发明第九结构在上述第八结构的基础上具有以下特征：所述柔性基板包括：第一覆盖部，用于覆盖通过包围所述成型体的周围是不被覆盖而暴露于外部的所述成型体的面；以及第二覆盖部，用于覆盖光入射到所述摄像透镜中的部分以外的、暴露于外部的所述透镜架的面。

根据第九结构，由于成型体的所有部分和透镜架的可覆盖部分被柔性基板覆盖，所以可达到几乎完全的电磁波屏蔽效果。

另外，本发明提供一种半导体装置，其包括：半导体元件，执行规定的功能；壳体，安装有所述半导体元件，并具有外部连接端子；以及柔性基板，与所述壳体的所述外部连接端子连接；所述柔性基板以覆盖所述壳体的多个面的方式沿各个面弯曲。

根据上述结构的半导体装置，柔性基板沿着壳体的面弯曲，因此，当有负载施加在柔性基板上时，在柔性基板的弯曲部分承受该负载，从而构成负载难以施加到与柔性基板接合的外部连接端子上的结构，因此不需要通过填充底填料等来加强接合部分。

另外，在上述结构的半导体装置中，优选所述柔性基板与所述壳体的所述多个面中的至少一个面粘接。通过粘接柔性基板与壳体，可将柔性基板固定成弯曲状态，并能够构成负载难以传递到外部连接端子上的结构。

另外，在上述结构的半导体装置中，也可以在所述柔性基板的一个面或双面上具备电磁波屏蔽材料。通过柔性基板的电磁波屏蔽效果，可降低电磁波对半导体元件和内置于壳体中的电子部件的影响。

附图说明

图1是示出将透镜和摄像元件模块化的摄像装置的结构例的截面图；

图2是示出图1所示摄像装置的一部分的截面图；

图3(a)～(c)是示出图2所示结构的构成顺序的图；

图4是示出本发明实施方式中的摄像装置的第一结构例的图；

图5(a)、(b)是用于说明根据施加到柔性基板上的负载的方向而产生的应力集中点的图；

图6(a)、(b)是用于说明柔性基板42的弯曲工序的图；

图7(a)、(b)是用于说明柔性基板42的弯曲工序的图；

图8是示出本发明实施方式中的摄像装置的第二结构例的图；

图9是具备电磁波屏蔽材料的柔性基板42的一部分的截面图；

图10是用于覆盖整个壳体41的柔性基板42的展开图；

图11是用图9所示的柔性基板42覆盖壳体41时的摄像装置的外观示意图；

图12(a)、(b)是用具有侧面覆盖部410的柔性基板42覆盖壳体41时的摄像装置的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。所述实施方式的例子对本发明的技术范围不具有限定性。

图4是示出本发明实施方式中的摄像装置的第一结构例的图。在图4中，对于与图1所示的构成部件等同的部件标注相同的标号并省略其说明。另外，图4示出了外观图，而不是图1那样的内部结构的截面图。如图4所示，在第一结构例中，柔性基板以包围树脂成型体41B的方式沿着树脂成型体41B的各个面而弯曲。通过弯曲柔性基板42，施加在柔性基板42上的负载由该弯曲部分承受，从而构成负载难以传递到其与外部连接端子41Bd的接合部的结构。并且，使用粘接剂等来固定树脂成型体41B和柔性基板42的一部分，从而构成应力不会向柔性基板42与外部连接端子41Bd剥离的方向传递的结构。树脂成型体41B与柔性基板42至少在一处(一个面)粘接，也可以在多处粘接。

图5(a)、(b)是用于说明根据施加在柔性基板上的负载的方向而产生的应力集中点的图。如图5(a)所示，当负载沿着A方向施加在柔性基板42上时，应力集中点处于外部连接端子41Bd与柔性基板42的接合部。另一方面，如图5(b)所示，当负载沿着与A方向相反的B方向施加在柔性基板上时，应力集中点处于沿着树脂成型体41B的外表面弯曲柔性基板42时柔性基板42的与树脂成型体41B接触的部分。因此，负载不会直接施加到外部连接端子41Bd与柔性基板42的接合部上，从而对于向B方向施加的负载的强度比对于向A方向施加的负载的强度大约强10倍以上。

在本发明的实施方式中，通过沿着负载不直接施加到外部连接端子41Bd与柔性基板42的接合部的方向、即沿着树脂成型体41B的多个面弯曲柔性基板42并将柔性基板42加工成包围树脂成型体41的形状，构成了不会有大的负载施加到外部连接端子41Bd与柔性基板42的接合部上的结构。由此，无需加强外部连接端子41Bd与柔性基板42的接合部的强度，也不需要底填料的填充工序。另外，由于不需要底填料的填充工序，所以可将透镜架41A和摄像元件10A几乎同时安装到树脂成型体41B上，因此摄像元件10A的受光面10Aa不会暴露在外部，灰尘或垃圾等异物不会附着到受光面10Aa上。

图6(a)、(b)和图7(a)、(b)是说明柔性基板42的弯曲工序的图。在将摄像元件10A和透镜架41A安装到树脂成型体41B上之后进行柔性基板的弯曲工序。在图6(a)中，在以不对外部连接端子41Bd和柔性基板42的接合部施加负载的方式用保护板100按压树脂成型体41B的底面4IBb的同时，沿树脂成型体41B的侧面41Be弯曲柔性基板42，并如图6(b)所示，弯曲成近似直角。然后，如图7(a)所示，还从树脂成型体41的第一侧面41Be一侧用保护板100按压弯成直角的柔性基板42，并弯曲柔性基板42以使其覆盖树脂成型体41B的上表面41Bf。在柔性基板42上设有可使柔性基板42套在透镜架41A的外周上的开口42A(参照后述的图10、图12(a)及(b))，以使柔性基板42不封闭透镜架41A的开口41Aa。然后，如图7(b)所示，再沿着树脂成型体41B的第二侧面41Bg弯曲柔性基板42，最后根据需要向与柔性基板42的前端连接的外部装置的方向弯曲该柔性基板42。在图4所示的第一结构例和图7B中，柔性基板42被弯曲成其前端向树脂成型体41B的第二侧面41Bg的外侧延伸。

图8是示出本发明实施方式中的摄像装置的第二结构例的图。在第二结构例中，柔性基板42被弯曲成还覆盖摄像元件10A的背面，从而柔性基板42覆盖树脂成型体41B的周围。通过以覆盖树脂成型体41B的周围的方式进行弯曲，弯曲次数增加，承受负载的位置增多，因而施加到柔性基板上的负载难以通过外部连接端子传递。柔性基板42的前端向树脂成型体41B的第一侧面41Be一侧延伸。通过用柔性基板42覆盖摄像元件10A的背面，可防止摄像元件10A的背面受到损伤。并且，还可以防止光从摄像元件10A的背面进入。以往需要准备用于防止光从摄像元件10A的背面进入的专用部件，但在第二结构例中，由于由柔性基板42兼作该专用部件，所以可减少部件数量。另外，即使在用柔性基板42覆盖摄像元件10A的背面的情况下，也可以将诸如用于保护摄像元件10A的缓冲材料等的缓冲部件安装到覆盖摄像元件10A的柔性基板42的外侧。

另外，也可以在柔性基板42的单面或双面上具备屏蔽电磁波的电磁波屏蔽材料。

图9是具备电磁波屏蔽材料的柔性基板42的一部分的截面图。图9示出了在柔性基板42的双面上具备电磁波屏蔽材料的例子。在聚酰亚胺薄膜421的双面上设有由铜线形成的布线图案422，并在其上覆盖盖膜(cover film)423。然后在盖膜423上涂敷粘接剂424，在其上粘贴电磁波屏蔽材料425。电磁波屏蔽材料425例如可使用金、银、铜、铂或它们的合金箔。电磁波屏蔽材料425的厚度为从数μm到数十μm。通过使用至少在单面上具备电磁波屏蔽材料的柔性基板42覆盖包括树脂成型体41B和透镜架41A的壳体41，可排除电磁波对树脂成型体41B内的半导体元件和摄像元件10A造成的影响。

另外，通过在将柔性基板42缠在树脂成型体41B上时与树脂成型体41B接触的面上具备电磁波屏蔽材料，还可以屏蔽从柔性基板42产生的电磁波。通过在柔性基板42的双面上具备电磁波屏蔽材料，可进一步提高屏蔽效果。当然，也可以在将柔性基板42缠在树脂成型体41B上时不与树脂成型体41B接触的面上具备电磁波屏蔽材料。

当通过柔性基板42来达到电磁波屏蔽功能时，优选通过上述图8的第二结构来实现用柔性基板42覆盖摄像元件10A的背面的结构。另外，还优选用柔性基板42也覆盖树脂成型体41B的整个侧面和透镜架41A的圆柱形外周面。即，优选用柔性基板42覆盖除透镜架41A的开口41Aa以外的整个壳体41。在下面的图10中示出了用于这种结构的柔性基板42的结构例。

图10是用于覆盖整个壳体41的柔性基板42的展开图。图10所示的柔性基板42具有与上述图8的第二结构例相应的结构。柔性基板42包括：侧面覆盖部410，用于覆盖在将柔性基板42如上述图8那样沿树脂成型体41B的各个面缠绕时未被柔性基板42覆盖的树脂成型体41B的两个侧面部分；以及外周面覆盖部411，用于覆盖透镜架41A的外周面；通过使侧面覆盖部410和外周面覆盖部411分别沿各个面弯曲，可用柔性基板42覆盖整个壳体41。

图11是用图10例示的柔性基板42覆盖壳体41时的摄像装置的外观示意图。未缠绕柔性基板42的树脂成型体41B的侧面也被侧面覆盖部410覆盖，透镜架41A的外周面也被外周面覆盖部411覆盖。

图12是用具有侧面覆盖部410的柔性基板42覆盖壳体41时的摄像装置的立体图。在该例子中，没有设置用于覆盖透镜架41A的外周面的外周面覆盖部411。

本实施方式中特有的结构不仅可以应用于摄像装置，而且还可以应用于包括安装有半导体元件的壳体以及与设置在该壳体上的外部连接端子接合的柔性基板的所有的半导体装置。

工业实用性

在半导体装置、尤其是具有由半导体元件构成的摄像元件的摄像装置中，不用在壳体与基板的接合部填充底填料来进行加强就能够保护壳体与基板的接合部，使它们不剥离。

通过用具备电磁波屏蔽材料的基板覆盖壳体，不用包裹金属壳就可以降低电磁波对壳体内电子部件的影响。

Claims (9)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括：

透镜架，具有摄像透镜；

摄像元件，接受来自所述摄像透镜的入射光；

成型体，具有多个面，所述多个面包括安装所述透镜架的主面、安装所述摄像元件并具有外部连接端子的背面、侧面以及相反侧的侧面；以及

柔性基板，在该柔性基板的表面上形成有布线，在所述布线上形成有与所述成型体的所述外部连接端子连接的连接部；

所述柔性基板将形成有所述布线的面作为内侧并以覆盖所述成型体的侧面、所述主面、所述相反侧的侧面及所述背面的方式向一个方向绕成型体一周地弯曲，从而还覆盖所述成型体背面上安装的所述摄像元件和外部连接端子。

2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述柔性基板与所述成型体的所述多个面中的至少一个面粘接。

3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，所述柔性基板在安装所述透镜架的部分设有开口。

4.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，在所述柔性基板的一个面或双面上具备电磁波屏蔽材料。

5.如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，所述一个面是所述柔性基板的与所述成型体的所述多个面接触的那一侧的面。

6.如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，

所述柔性基板包括：

第一覆盖部，用于覆盖所述柔性基板绕所述成型体一周地弯曲而包围所述成型体的周围后所述成型体的不被覆盖而暴露于外部的面；以及

第二覆盖部，用于覆盖光入射到所述摄像透镜中的部分以外的、暴露于外部的所述透镜架的面。

7.一种半导体装置，其特征在于，包括：

半导体元件，执行规定的功能；

透镜架，具有摄像透镜；

壳体，具有多个面，所述多个面包括安装所述透镜架的主面、安装所述半导体元件并具有外部连接端子的背面、侧面以及相反侧的侧面；以及

柔性基板，在该柔性基板的表面上形成有布线，在所述布线上形成有与所述壳体的所述外部连接端子连接的连接部；

所述柔性基板将形成有所述布线的面作为内侧并以覆盖所述壳体的侧面、所述主面、所述相反侧的侧面以及所述背面的方式向一个方向绕壳体一周地弯曲，从而还覆盖所述壳体背面上安装的所述半导体元件和外部连接端子。

8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述柔性基板与所述壳体的所述多个面中的至少一个面粘接。

9.如权利要求7或8所述的半导体装置，其特征在于，在所述柔性基板的一个面或双面上具备电磁波屏蔽材料。

Images