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WO2006011200A1 - 撮像装置 - Google Patents

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Publication number
WO2006011200A1
WO2006011200A1 PCT/JP2004/010695 JP2004010695W WO2006011200A1 WO 2006011200 A1 WO2006011200 A1 WO 2006011200A1 JP 2004010695 W JP2004010695 W JP 2004010695W WO 2006011200 A1 WO2006011200 A1 WO 2006011200A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flexible substrate
molded body
attached
imaging
lens holder
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/010695
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Sawahata
Susumu Moriya
Hiroshi Aoki
Izumi Kobayashi
Toshiyuki Honda
Shigeo Iriguchi
Masashi Takenaka
Original Assignee
Fujitsu Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Limited filed Critical Fujitsu Limited
Priority to CNB200480043659XA priority Critical patent/CN100512379C/zh
Priority to TW093122542A priority patent/TWI264224B/zh
Priority to PCT/JP2004/010695 priority patent/WO2006011200A1/ja
Priority to JP2006527733A priority patent/JP4276678B2/ja
Publication of WO2006011200A1 publication Critical patent/WO2006011200A1/ja
Priority to US11/657,590 priority patent/US7564111B2/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/804—Containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus in which an imaging element and an imaging lens are modularized, and more particularly, to a structure of an imaging apparatus including a casing having an imaging element and an imaging lens and a substrate connected to the casing.
  • a small camera is generally composed of an imaging element and a lens, which are semiconductor elements such as a C-MOS sensor.
  • a C-MOS sensor is semiconductor elements such as a C-MOS sensor.
  • Mobile phones and portable personal computers are being further miniaturized, and further miniaturization is required for the small cameras used in these.
  • an imaging device module formed by modularizing a lens and a C-MOS sensor has been developed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-189195 shown below discloses an image pickup apparatus in which a lens and an image pickup element are modularized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a configuration example of an imaging apparatus in which a lens and an imaging element are modularized.
  • the imaging device 40 includes a casing 41 to which an imaging lens 44 and an imaging element 10A are attached, and a substrate 42 connected to the casing 41.
  • the image sensor 1 OA is a semiconductor element such as a C-MOS sensor.
  • the casing 41 is formed separately into a lens holder 41A and a resin molded body 41B.
  • the lens 44 is disposed substantially at the center of the lens holder 41A, and an opening 41Aa for capturing an image into the lens is formed above the lens 44.
  • a diaphragm 41Ab is formed below the lens 44, and an IR filter 45 is disposed below the diaphragm 41Ab.
  • the lens holder 41A is attached to a resin molded body 41B having an opening 41Ba in the center.
  • electronic components such as a drive element of the image sensor 10A are incorporated, and an external connection terminal 41Bd is formed on a protrusion 41Bc formed to protrude from the bottom surface 41Bb.
  • Image pickup element 10A is flip-chip mounted on bottom surface 41Bb of resin molded body 41B.
  • the light receiving surface lOAa of the imaging element 10A faces the lens 44 through the opening 41Ba of the resin molded body 41B. Thereby, the lens 44 can form an image on the light receiving surface lOAa.
  • the casing 41 is connected to the substrate 42 using the external connection terminals 41 Bd formed on the bottom surface 41 Bb of the resin molded body 41 B of the casing 41.
  • the substrate 42 is composed of a polyimide film 42A as a base and wirings 42B made of a copper plate or copper foil formed thereon, and is a flexible substrate having flexibility. Wiring 42B is placed on both sides of polyimide film 42A.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the imaging apparatus of FIG.
  • the external connection terminal 41Bd of the bottom surface 41Bb of the resin molded body 41B is joined to the substrate 42 using a solder 82 or the like.
  • An underfill material 80 is injected and filled between the substrate 42 and the resin molded body 41B.
  • the underfill material 80 is preferably an epoxy resin with strong adhesive strength.
  • the bonding between the resin molded body 41B and the substrate 42 can be reinforced.
  • a flexible substrate is used as the substrate 42, when the flexible substrate is repeatedly bent, it is possible to prevent the solder joint from being peeled off or deteriorated, resulting in poor bonding.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration procedure of the configuration shown in FIG.
  • the external connection terminal 41Bd of the resin molded body 41B to which the image sensor 10A is attached is joined to the wiring pattern of the substrate 42 made of a flexible substrate by soldering.
  • an epoxy-based underfill material is injected into the joint between the resin molded body 41 and the substrate 42 and cured.
  • a lens holder 41A having an IR finer 45 and a lens 44 is attached to the resin molded body 41B.
  • the configuration procedure shown in FIG. 3 has the following problems. That is, when filling and filling the underfill material between the resin molded body 41B and the substrate 42, it is necessary to cure the underfill material at about 100 ° C and 200 ° C using a thermostatic oven. The process becomes complicated.
  • the entire apparatus is exposed to a relatively high temperature atmosphere. Therefore, the lens holder 41A having the IR finer 45 and the lens 44 cannot be attached to the resin molded body 41B until the underfill material filling process is completed because it is necessary to avoid adverse effects such as lens deformation and clouding due to high temperatures. . Therefore, the light-receiving surface lOAa of the image sensor 10A is exposed to the outside from the time when the solid-state image sensor 10A is mounted on the resin molded body 41B until the underfill material filling process is completed. There is a risk of foreign matter such as dust adhering. If such foreign matter adheres to the light receiving surface lOAa, the image is adversely affected.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 57-162398 shown below discloses a special electromagnetic shielding shield by placing electronic components in a space formed by bending a reinforcing plate with a copper foil surface.
  • the technology for constructing an electronic device that can achieve an electromagnetic wave shielding effect without using a metal case is disclosed.
  • Patent Document 1 JP 2003-189195 A
  • Patent Document 2 JP-A-57-162398
  • An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of protecting a joint portion between a housing and a substrate without being filled with an underfill material.
  • a first configuration of the imaging apparatus of the present invention for achieving the above object is that a lens holder having an imaging lens, an imaging element that receives incident light from the imaging lens, and the lens holder A molded body having a plurality of surfaces including a surface to be attached, a surface to which the imaging element is attached, and a surface having an external connection terminal; and a flexible substrate connected to the external connection terminal of the molded body,
  • the flexible substrate is bent along the surface so as to cover at least one surface of the plurality of surfaces of the molded body.
  • a second configuration of the imaging apparatus of the present invention is the same as the first configuration described above except that the flexible The substrate is bonded to at least one of the plurality of surfaces of the molded body.
  • the flexible substrate and the molded body are bonded, the flexible substrate can be fixed in a bent state, and a load is not transmitted to the external connection terminals. Can do.
  • a third configuration of the imaging device according to the present invention is that, in the first or second configuration, the flexible substrate covers the plurality of surfaces of the molded body, thereby surrounding the molded body. It is bent so as to enclose it.
  • the flexible substrate surrounds the periphery of the molded body, the number of bending can be increased, and a structure in which a load is less likely to be applied to the external connection terminal can be achieved.
  • the flexible substrate in the first or second configuration, is bent so as to cover a surface to which the imaging element of the molded body is attached. It is characterized by that.
  • a fifth configuration of the imaging apparatus of the present invention is the above-described first or second configuration, wherein the flexible substrate force is bent so as to cover a surface of the molded body to which the lens holder is attached, and the lens It is characterized by having an opening in a portion to which the holder is attached.
  • the flexible substrate has an opening at a portion where the lens holder is attached, and therefore does not hinder the incidence of light to the imaging lens.
  • a sixth configuration of the imaging apparatus of the present invention is characterized in that, in the first or second configuration, the flexible substrate power is equipped with an electromagnetic wave shielding material on one side or both sides.
  • the one surface is a surface in contact with a plurality of surfaces of the molded body in the flexible substrate. And features.
  • the flexible substrate in the sixth or seventh configuration, includes the plurality of molded bodies including a surface to which the lens holder is attached and a surface to which the imaging element is attached.
  • the surface of the molded body is bent so as to surround the periphery of the molded body, and an opening is provided in a portion of the surface to which the lens holder is attached.
  • the surface of the molded body is exposed to the outside without being covered by surrounding the periphery of the molded body.
  • the present invention provides a semiconductor element that performs a predetermined function, a casing to which the semiconductor element is attached and having an external connection terminal, and a flexible connection that connects to the external connection terminal of the casing.
  • a semiconductor device is provided, wherein the flexible substrate is bent along each surface so as to cover a plurality of surfaces of the housing.
  • the flexible substrate is bonded to at least one of the plurality of surfaces of the housing.
  • Flexible The flexible substrate can be fixed in a bent state by adhering the cable substrate and the housing, and a structure in which a load is not transmitted to the external connection terminal can be obtained.
  • the flexible substrate may be equipped with an electromagnetic wave shielding material on one or both surfaces. Due to the electromagnetic shielding effect of the flexible substrate, the influence of electromagnetic waves on the semiconductor elements and the electronic components incorporated in the housing can be reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a configuration example of an imaging apparatus in which a lens and an imaging element are modularized.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the imaging device in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration procedure of the configuration shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a first configuration example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining stress concentration points depending on the direction of a load applied to a flexible substrate.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a bending process of the flexible substrate 42.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a bending process of the flexible substrate 42.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a second configuration example of the imaging device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a part of a flexible substrate 42 equipped with an electromagnetic shielding material.
  • FIG. 10 is a development view of the flexible substrate 42 for covering the entire housing 41.
  • FIG. 11 is a schematic external view of the imaging apparatus when the casing 41 is covered with the flexible substrate 42 illustrated in FIG.
  • FIG. 12 is a perspective view of the imaging apparatus when the casing 41 is covered with the flexible substrate 42 having the side surface covering portion 410.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a first configuration example of the imaging device according to the embodiment of the present invention.
  • the flexible substrate 42 is bent along each surface of the resin molded body 41B so as to surround the resin molded body 41B, as shown in FIG.
  • the load applied to the flexible substrate 42 is received at the bent portion, and the load is hardly transmitted to the joint portion with the external connection terminal 41Bd.
  • a part of the resin molded body 41B and the flexible substrate 42 is fixed using an adhesive or the like, so that stress is not transmitted in a direction in which the flexible substrate 42 and the external connection terminal 41Bd are peeled off.
  • the location where the resin molded body 41B and the flexible substrate 42 are bonded is at least one location (one side), and a plurality of locations may be bonded.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining stress concentration points depending on the direction of the load applied to the flexible substrate.
  • the stress concentration point is a joint between the external connection terminal 41Bd and the flexible board 42.
  • the stress concentration point is the flexibility when the flexible substrate 42 is bent along the outer surface of the resin molded body 41. This is a portion in contact with the resin molded body 41B on the substrate. Accordingly, no direct load is applied to the joint between the external connection terminal 41Bd and the flexible substrate 42, and the strength against the load applied in the direction B is about 10 times or more stronger than the strength applied to the load applied in the direction A.
  • the flexible substrate 42 is bent along a direction in which no load is directly applied to the joint between the external connection terminal 41Bd and the flexible substrate 42, that is, along a plurality of surfaces of the resin molded body 41B. Further, by processing the shape of the flexible substrate 42 so as to surround the resin molded body 41, a configuration in which a large load force S is not applied to the joint portion between the external connection terminal 41Bd and the flexible substrate 42 is obtained. This eliminates the need to reinforce the strength of the joint between the external connection terminal 41Bd and the flexible substrate 42, and eliminates the need for filling the underfill material.
  • FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams for explaining the bending process of the flexible substrate 42. The bending process of the flexible substrate 42 is performed after the imaging element 1 OA and the lens holder 41 A are attached to the resin molding 41 B. In FIG.
  • the flexible substrate 42 is pressed while holding the bottom surface 41Bb of the resin molded body 41B with the protective plate 100 so that no load is applied to the joint between the external connection terminal 41Bd and the flexible substrate 42. Bend along the side surface 41 Be of the resin molded body 41B, and bend it to a substantially right angle as shown in Fig. 6 (b). Subsequently, as shown in FIG. 7 (a), the flexible substrate 42 bent at a right angle is pressed by the protective plate 100 from the first side surface 41Be side of the resin molded body 41, and further the upper surface of the resin molded body 41B. Bend it to cover 41Bf.
  • the flexible substrate 42 is provided with an opening 42A (see FIGS.
  • the flexible substrate 42 is further bent along the second side surface 41Bg of the resin molded body 41B, and finally, the tip of the flexible substrate 42 is connected to the external device. Bend in direction as needed.
  • the tip of the flexible substrate 42 is bent so as to extend toward the outside of the second side face 41Bg of the resin molded body 41B.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a second configuration example of the imaging device according to the embodiment of the present invention.
  • the flexible substrate 42 is bent so as to cover the back surface of the image sensor 10A, and the flexible substrate 42 covers the periphery of the resin molded body 41B.
  • the resin molded body 41B By bending the resin molded body 41B so as to cover the periphery, the number of times of bending is increased and the number of places where the load is received increases, so that the load applied to the flexible board is not easily transmitted by the external connection terminal.
  • the tip of the flexible substrate 42 extends to the first side face 41Be side of the resin molded body 41B.
  • the flexible substrate 42 also serves as the component number. Reduction. Even when the back surface of the image sensor 10A is covered with the flexible substrate 42, the image sensor 10A is further protected. It may be attached to the outside of the flexible substrate 42 that covers the imaging element 10A.
  • an electromagnetic shielding material that shields electromagnetic waves may be provided on one or both surfaces of the flexible substrate 42.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a part of the flexible substrate 42 equipped with an electromagnetic wave shielding material.
  • FIG. 9 shows an example in which an electromagnetic wave sealing material is provided on both surfaces of the flexible substrate 42.
  • a wiring pattern 422 made of copper wire is provided on both surfaces of the polyimide final 421, and the top is covered with a cover film 423.
  • an adhesive 424 is applied to the cover film 423, and an electromagnetic wave shielding material 425 is attached thereon.
  • the electromagnetic shielding material 425 for example, gold, silver, copper, platinum, or an alloy foil thereof is used.
  • the thickness of the electromagnetic shielding material 425 is several / im to several tens / im.
  • the electromagnetic wave of the semiconductor element and the imaging device 1 OA in the resin molded body 41B By covering the housing 41 consisting of the resin molded body 41B and the lens holder 41A with a flexible substrate 42 equipped with an electromagnetic shielding material on at least one side, the electromagnetic wave of the semiconductor element and the imaging device 1 OA in the resin molded body 41B The influence by can be eliminated.
  • an electromagnetic wave shielding material is provided on the surface that comes into contact with the resin molded body 41B when the flexible board 42 is wound around the resin molded body 41B, thereby shielding electromagnetic waves generated from the flexible substrate 42. be able to.
  • electromagnetic shielding material By providing electromagnetic shielding material on both sides of the flexible substrate 42, the shielding effect can be further enhanced.
  • the flexible substrate 42 is wound around the resin molded body 41B, it does not come into contact with the resin molded body 41B, and the surface may be equipped with an electromagnetic shielding material.
  • the flexible substrate 42 covers the back surface of the imaging element 10A by the second configuration in FIG. 8 . Furthermore, it is preferable that the resin molding 41B and the cylindrical outer peripheral surface of the lens holder 41A are also covered with the flexible substrate 42. That is, it is preferable that the entire housing 41 is covered with the flexible substrate 42 except for the opening 41Aa of the lens holder 41A.
  • a configuration example of the flexible board 42 for such a configuration is shown in FIG.
  • FIG. 10 is a development view of the flexible substrate 42 for covering the entire housing 41.
  • the illustrated flexible substrate 42 has a configuration corresponding to the second configuration example of FIG.
  • the flexible substrate 42 covers the two side portions of the resin molded body 41B that is not covered with the flexible substrate 42 when it is attached along each surface of the resin molded body 41B as shown in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic external view of the imaging apparatus when the casing 41 is covered with the flexible substrate 42 illustrated in FIG.
  • the side surface of the resin molded body 41B is also covered with the side surface covering portion 410
  • the outer peripheral surface of the lens holder 41A is also covered with the outer peripheral surface covering portion 411.
  • FIG. 12 is a perspective view of the imaging apparatus when the casing 41 is covered with the flexible substrate 42 having the side surface covering portion 410.
  • the outer peripheral surface covering portion 411 for covering the outer peripheral surface of the lens holder 31A is not provided.
  • the above-described characteristic configuration of the present embodiment is not only applied to the imaging apparatus, but is a case in which a semiconductor element is attached and a flexible joint that is connected to an external connection terminal provided in the case.
  • the present invention can be applied to all semiconductor devices including a substrate.
  • a semiconductor device in particular, an imaging device having an imaging element made of a semiconductor element, is bonded to the housing and the substrate without filling the joint between the housing and the substrate with an underfill material for reinforcement.
  • the part can be protected without peeling off.

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Abstract

撮像素子が取り付けられる筐体と、筐体に設けられる外部接続端子と接合するフレキシブル基板から構成される撮像装置において、フレキシブル基板が、筐体４１囲うように筐体４１の各面に沿って折り曲げられる。フレキシブル基板を折り曲げることにより、フレキシブル基板にかけられる荷重がフレキシブル基板の折れ曲がり部分で受け止められ、外部接続端子との接合部に荷重が伝わりにくい構造となる。さらに、筐体とフレキシブル基板の一部分を接着剤などを使用して固定することで、フレキシブル基板と外部接続端子とが剥がれる方向に応力が伝わらない構造とする。また、電磁波シールド材を装備するフレキシブル基板により筐体が覆われる。

Description

明 細 書
撮像装置
技術分野
[0001] 本発明は、撮像素子と撮像用レンズとをモジュール化した撮像装置に関し、特に、 撮像素子と撮像用レンズを有する筐体とそれに接続する基板からなる撮像装置の構 造に関する。
背景技術
[0002] 近年、小型カメラが組み込まれた携帯電話や携帯用パーソナルコンピュータが普 及しつつある。小型カメラは、一般的に C一 MOSセンサのような半導体素子である撮 像素子とレンズにより構成されている。携帯電話や携帯用パーソナルコンピュータは 、より一層の小型化が進められており、これらに使用される小型カメラにもさらなる小 型化が要求されている。このような要求を満足するために、レンズと C—MOSセンサと をモジュール化して形成された撮像装置モジュールが開発されている。
[0003] 以下に示す特許文献 1 (特開 2003—189195号公報）は、レンズと撮像素子とをモ ジュール化した撮像装置にっレ、て開示してレ、る。
[0004] 図 1は、レンズと撮像素子とをモジュール化した撮像装置の構成例の断面図である 。撮像装置 40は、撮像用レンズ 44と撮像素子 10Aとが取り付けられた筐体 41と、筐 体 41と接続する基板 42とから構成される。撮像素子 1 OAは、例えば C-MOSセンサ のような半導体素子である。
[0005] 筐体 41は、レンズホルダ 41Aと樹脂成型体 41Bとに分離して形成される。レンズ 4 4は、レンズホルダ 41Aのほぼ中央に配置され、レンズ 44の上部にはレンズに像を 取り込むための開口 41Aaが形成される。レンズ 44の下部には絞り 41Abが形成され 、絞り 41Abの下には IRフィルタ 45が配置されている。
[0006] レンズホルダ 41Aは、中央に開口 41Baを有する樹脂成型体 41Bに取り付けられる 。樹脂成型体 41Bは、その内部に撮像素子 10Aの駆動素子などの電子部品が組み 込まれ、且つ底面 41Bbに突出して形成された突起部 41Bc上に外部接続端子 41B dが形成されている。 [0007] 樹脂成型体 41Bの底面 41Bbには、撮像素子 10Aがフリップチップ実装される。撮 像素子 10Aの受光面 lOAaは、樹脂成型体 41Bの開口 41Baを介してレンズ 44に対 向している。これにより、レンズ 44により受光面 lOAa上に結像することができる。
[0008] 筐体 41の樹脂成型体 41 Bの底面 41 Bbに形成された外部接続端子 41 Bdを用レ、 て、筐体 41は基板 42と接続している。基板 42は、ベースとなるポリイミドフィルム 42A と、その上に形成された銅板又は銅箔よりなる配線 42Bとから構成され、可撓性を有 するフレキシブル基板である。ポリイミドフィルム 42Aの両面に配線 42Bが配置されて ちょい。
[0009] 図 2は、図 1の撮像装置の一部を示す断面図である。図 2において、樹脂成型体 41 Bの底面 41Bbの外部接続端子 41Bdは、ハンダ 82などを用いて基板 42と接合して いる。そして、基板 42と樹脂成型体 41Bとの間には、アンダーフィル材 80が注入され 充填されている。アンダーフィル材 80としては、接着力の強いエポキシ系樹脂が好ま しい。
[0010] 樹脂成型体 41Bと基板 42との間にアンダーフィル材 80を充填することにより、樹脂 成型体 41Bと基板 42との接合を補強することができる。基板 42としてフレキシブル基 板を用いた場合、フレキシブル基板が繰り返し曲げられたりしたときに、ハンダ接合部 が剥がれたり、劣化して接合不良となることを防止することができる。
[0011] 図 3は、図 2に示した構成の構成手順を模式的に示した図である。まず、図 3 (a)に おいて、撮像素子 10Aが取り付けられた樹脂成型体 41Bの外部接続端子 41Bdをフ レキシブル基板からなる基板 42の配線パターンにハンダで接合する。そして、図 3 (b )に示すように、エポキシ系のアンダーフィル材を樹脂成型体 41と基板 42との間の接 合部に注入し、硬化させる。さらにその後、図 3 (c)に示すように、 IRフィノレタ 45、レン ズ 44を有するレンズホルダ 41Aが樹脂成型体 41Bに取り付けられる。
[0012] し力 ながら、上記図 3に示した構成手順は、次のような問題を有する。すなわち、 アンダーフィル材を樹脂成型体 41Bと基板 42との間に注入して充填する際、恒温漕 を使用して、 100°C 200°C程度でアンダーフィル材を硬化させる必要があり、製造 工程が複雑となる。
[0013] また、アンダーフィル材を注入し硬化させる充填工程において、製造途中の半導体 装置全体は比較的高温の雰囲気にさらされる。従って、高温によるレンズの変形やく もりなどの悪影響を避ける必要から、アンダーフィル材の充填工程が終了するまで、 I Rフイノレタ 45、レンズ 44を有するレンズホルダ 41Aを樹脂成型体 41Bに取り付けるこ とができない。従って、撮像素子 10Aの受光面 lOAaは、固体撮像素子 10Aが樹脂 成型体 41Bに実装されてからアンダーフィル材の充填工程が終了するまで、外部に さらされた状態となり、受光面 lOAaに埃、ゴミなどの異物が付着するおそれがある。 このような異物が受光面 lOAaに付着すると、画像に悪影響を及ぼすこととなる。
[0014] なお、以下に示す特許文献 2 (特開昭 57 - 162398号公報）は、銅箔面付き補強板 を折り曲げてできた空間内に電子部品を配置することで、電磁波シールド用の特別 な金属ケースを用いることなく電磁波シールド効果を実現できる電子機器を構成する 技術にっレ、て開示してレ、る。
特許文献 1 :特開 2003-189195号公報
特許文献 2 :特開昭 57-162398号公報
発明の開示
[0015] 本発明の目的は、アンダーフィル材の充填によらずとも、筐体と基板との接合部を 保護することができる撮像装置を提供することにある。
[0016] 上記目的を達成するための本発明の撮像装置の第一の構成は、撮像用レンズを 有するレンズホルダと、前記撮像用レンズからの入射光を受光する撮像素子と、前記 レンズホルダが取り付けられる面、前記撮像素子が取り付けられる面及び外部接続 端子を有する面を含む複数の面を有する成型体と、前記成型体の前記外部接続端 子と接続するフレキシブル基板とを備え、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記複数の面のうちの少なくとも一つの面 を覆うように当該面に沿って折り曲げられていることを特徴とする。
[0017] 第一の構成によれば、フレキシブル基板を成型体の面に沿って折り曲げることで、 フレキシブル基板に荷重が力かった場合に、フレキシブル基板の折り曲がり部分で その荷重が受け止められるので、外部接続端子に荷重がかかりにくい構造となるの で、アンダーフィル材の充填による補強が不要となる。
[0018] 本発明の撮像装置の第二の構成は、上記第一の構成において、前記フレキシブル 基板が、前記成型体の前記複数の面のうちの少なくとも一つの面と接着されているこ とを特徴とする。
[0019] 第二の構成によれば、フレキシブル基板と成型体が接着されるので、フレキシブル 基板を折り曲がった状態に固定することができ、また、外部接続端子に荷重が伝わら ない構造とすることができる。
[0020] 本発明の撮像装置の第三の構成は、上記第一又は第二の構成において、前記フ レキシブル基板が、前記成型体の前記複数の面を覆うことで、前記成型体の周囲を 囲うように折り曲げられてレ、ることを特徴とする。
[0021] 第三の構成によれば、フレキシブル基板が成型体の周囲を囲うので、折り曲げ数を 増やすことができ、外部接続端子に荷重がよりかかりにくい構造とすることができる。
[0022] 本発明の撮像装置の第四の構成は、上記第一又は第二の構成において、前記フ レキシブル基板が、前記成型体の前記撮像素子が取り付けられる面を覆うように折り 曲げられてレ、ることを特徴とする。
[0023] 第四の構成によれば、撮像素子を覆うことで、撮像素子の受光面と反対側の裏面 力 の光の進入を防ぐことができる。
[0024] 本発明の撮像装置の第五の構成は、上記第一又は第二の構成において、前記フ レキシブル基板力 前記成型体の前記レンズホルダが取り付けられる面を覆うように 折り曲げられ、前記レンズホルダが取り付けられる部分に開口を有することを特徴と する。
[0025] 第五の構成によれば、前記フレキシブル基板は、前記レンズホルダが取り付けられ る部分に開口を有するので、撮像用レンズへの光の入射を妨げることはない。
[0026] 本発明の撮像装置の第六の構成は、上記第一又は第二の構成において、前記フ レキシブル基板力 一方の面又は両面に電磁波シールド材を装備してレ、ることを特 徴とする。
[0027] 第六の構成によれば、フレキシブル基板による電磁波シールド効果により、成型体 に内蔵される電子部品への外部からの電磁波の影響を低減することができる。
[0028] 本発明の撮像装置の第七の構成は、上記第六の構成において、前記一方の面が 、前記フレキシブル基板における前記成型体の複数の面と接触する側の面であるこ とを特徴とする。
[0029] 第七の構成によれば、フレキシブル基板から発生する電磁波に対しても、成型体内 部へのシールド効果を得ることができる。
[0030] 本発明の第八の構成は、上記第六又は第七の構成において、前記フレキシブル 基板は、前記レンズホルダが取り付けられる面と前記撮像素子が取り付けられる面を 含む前記成型体の前記複数の面を覆うことで、前記成型体の周囲を囲うように折り曲 げられ、前記レンズホルダが取り付けられる面の前記レンズホルダが取り付けられる 部分に開口を有することを特徴とする。
[0031] 第八の構成によれば、撮像素子も覆われる形状で成型体の大部分がフレキシブル 基板により覆われるので、高い電磁波シールド効果が達成される。
[0032] 本発明の第九の構成は、上記第八の構成において、前記フレキシブル基板が、前 記成型体の周囲を囲うことで覆われずに外部に露出している前記成型体の面を覆う ための第一の被覆部と、前記撮像用レンズに光が入射する部分以外の外部に露出 している前記レンズホルダの面を覆うための第二の被覆部とを有することを特徴とす る。
[0033] 第九の構成によれば、成型体のすべての部分とレンズホルダの被覆可能部分がフ レキシブル基板により覆われるので、ほぼ完全な電磁波シールド効果が達成される。
[0034] また、本発明は、所定の機能を実行する半導体素子と、前記半導体素子が取り付 けられ、且つ外部接続端子を有する筐体と、前記筐体の前記外部接続端子と接続 するフレキシブル基板とを備え、前記フレキシブル基板は、前記筐体の複数の面を 覆うように各面に沿って折り曲げられていることを特徴とする半導体装置を提供する。
[0035] 上記構成の半導体装置によれば、フレキシブル基板を筐体の面に沿って折り曲げ ることで、フレキシブル基板に荷重力 Sかかった場合に、フレキシブル基板の折り曲が り部分でその荷重が受け止められるので、フレキシブル基板と接合する外部接続端 子に荷重がかかりにくい構造となるので、アンダーフィル材の充填などによる接合部 分の補強が不要となる。
[0036] また、上記構成の半導体装置において、前記フレキシブル基板力 前記筐体の前 記複数の面のうちの少なくとも一つの面と接着されていることが好ましい。フレキシブ ル基板と筐体を接着することで、フレキシブル基板を折り曲がった状態に固定するこ とができ、また、外部接続端子に荷重が伝わらない構造とすることができる。
[0037] また、上記構成の半導体装置において、前記フレキシブル基板が、一方の面又は 両面に電磁波シールド材を装備していてもよレ、。フレキシブル基板による電磁波シー ルド効果により、半導体素子及び筐体に内蔵される電子部品に対する電磁波の影響 を低減することができる。
図面の簡単な説明
[0038] [図 1]レンズと撮像素子とをモジュール化した撮像装置の構成例の断面図である。
[図 2]図 1の撮像装置の一部を示す断面図である。
[図 3]図 2に示した構成の構成手順を模式的に示した図である。
[図 4]本発明の実施の形態における撮像装置の第一の構成例を示す図である。
[図 5]フレキシブル基板に与えられる荷重の方向による応力集中点を説明する図であ る。
[図 6]フレキシブル基板 42の折り曲げ工程を説明する図である。
[図 7]フレキシブル基板 42の折り曲げ工程を説明する図である。
[図 8]本発明の実施の形態における撮像装置の第二の構成例を示す図である。
[図 9]電磁波シールド材が装備されたフレキシブル基板 42の一部分の断面図である
[図 10]筐体 41全体を覆うためのフレキシブル基板 42の展開図である。
[図 11]図 9に例示したフレキシブル基板 42で筐体 41を覆った場合の撮像装置の外 観模式図である。
[図 12]側面被覆部 410を有するフレキシブル基板 42で筐体 41を覆った場合の撮像 装置の斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
[0039] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かか る実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
[0040] 図 4は、本発明の実施の形態における撮像装置の第一の構成例を示す図である。
図 4において、図 1に示す構成部品と同等の部品には同じ符号を付し、その説明は 省略する。また、図 1のように内部構造の断面ではなぐ外観図として示される。第一 の構成例では、フレキシブル基板 42は、図 4に示すように、樹脂成型体 41Bを囲うよ うに樹脂成型体 41Bの各面に沿って折り曲げられる。フレキシブル基板 42を折り曲 げることにより、フレキシブル基板 42にかけられる荷重がその折れ曲がり部分で受け 止められ、外部接続端子 41Bdとの接合部に荷重が伝わりにくい構造となる。さらに、 樹脂成型体 41Bとフレキシブル基板 42の一部分を接着剤などを使用して固定し、フ レキシブル基板 42と外部接続端子 41Bdとが剥がれる方向に応力が伝わらない構造 となる。樹脂成型体 41Bとフレキシブル基板 42が接着される箇所は、少なくとも一力 所 (一面)であり、複数箇所接着されてもよい。
[0041] 図 5は、フレキシブル基板に与えられる荷重の方向による応力集中点を説明する図 である。図 5 (a)に示すように、フレキシブル基板 42に荷重が方向 Aにかかる場合、 応力集中点は、外部接続端子 41Bdとフレキシブル基板 42の接合部となる。一方、 図 5 (b)に示すように、フレキシブル基板に方向 Aと反対方向 Bに荷重力 Sかかる場合 、応力集中点は、フレキシブル基板 42を樹脂成型体 41の外面に沿って折り曲げる 際のフレキシブル基板 42における樹脂成型体 41Bと接触する部分となる。従って、 外部接続端子 41Bdとフレキシブル基板 42との接合部には直接荷重がかからず、方 向 Bにかかる荷重に対する強度は、方向 Aにかかる荷重に対する強度より約 10倍以 上強い。
[0042] 本発明の実施の形態例では、外部接続端子 41Bdとフレキシブル基板 42との接合 部に直接荷重がかからない方向、すなわち、樹脂成型体 41Bの複数の面に沿ってフ レキシブル基板 42を折り曲げ、さらに、フレキシブル基板 42の形状を樹脂成型体 41 を囲うように加工することで、外部接続端子 41Bdとフレキシブル基板 42との接合部 に大きな荷重力 Sかからない構成とする。これにより、外部接続端子 41Bdとフレキシブ ル基板 42との接合部の強度を補強する必要がなくなり、アンダーフィル材の充填ェ 程も不要となる。また、アンダーフィル材の充填工程が不要なので、レンズホルダ 41 Aと撮像素子 10Aをほぼ同時に樹脂成型体 41Bに取り付けることができるので、撮 像素子 10Aの受光面 lOAaが外部にさらされることがなぐ受光面 lOAaに埃ゃゴミ などの異物が付着することはなレ、。 [0043] 図 6及び図 7は、フレキシブル基板 42の折り曲げ工程を説明する図である。フレキ シブル基板 42の折り曲げ工程は、樹脂成型体 41 Bに撮像素子 1 OAとレンズホルダ 4 1Aが取り付けられた後行われる。図 6 (a)において、外部接続端子 41Bdとフレキシ ブル基板 42との接合部に荷重が力、からないように、樹脂成型体 41Bの底面 41Bbを 保護用板 100で押さえつつ、フレキシブル基板 42を樹脂成型体 41Bの側面 41 Beに 沿って折り曲げ、図 6 (b)に示すように、ほぼ直角まで折り曲げる。続いて、図 7 (a)に 示すように、直角に折れ曲がったフレキシブル基板 42を樹脂成型体 41の第一の側 面 41Be側からも保護用板 100で押さえ、さらに、樹脂成型体 41Bの上面 41Bfを覆う ように折り曲げる。フレキシブル基板 42には、レンズホルダ 41 Aの外周にフレキシブ ル基板 42がはまるような開口 42A (後述の図 10、図 12参照）が設けられ、フレキシブ ル基板 42がレンズホルダ 41Aの開口 41Aaを塞がないようにされている。そして、図 7 (b)に示すように、フレキシブル基板 42は、さらに、樹脂成型体 41Bの第二の側面 41Bgに沿ってさらに折り曲げられ、最後は、フレキシブル基板 42の先端が接続する 外部装置の方向に必要に応じて曲げられる。図 4に示す第一の構成例及び図 7 (b) では、フレキシブル基板 42の先端が樹脂成型体 41Bの第二の側面 41Bgの外側に 向けて延びるように折り曲げられる。
[0044] 図 8は、本発明の実施の形態における撮像装置の第二の構成例を示す図である。
第二の構成例では、フレキシブル基板 42が撮像素子 10Aの裏面をも覆うように折り 曲げられ、フレキシブル基板 42は、樹脂成型体 41Bの周囲を覆う。樹脂成型体 41B の周囲を覆うように折り曲げることで、折り曲げ回数が増え、荷重を受け止める箇所が 増加するため、フレキシブル基板にかけられた荷重が外部接続端子により伝わりにく くなる。フレキシブル基板 42の先端は、樹脂成型体 41Bの第一の側面 41Be側に延 びる。フレキシブル基板 42により撮像素子 10Aの裏面を覆うことで、撮像素子 10A の裏面の損傷を防ぐことができる。また、撮像素子 10Aの裏面からの光の進入を防 止することも可能となる。従来においては、撮像素子 10Aの裏面からの光の進入を防 止するための専用部品を用意する必要があつたが、第二の構成例では、フレキシブ ル基板 42がそれを兼ねるので、部品点数の削減が図られる。なお、撮像素子 10Aの 裏面をフレキシブル基板 42で覆う場合であっても、さらに、撮像素子 10Aを保護する ための緩衝材のような保護部材カ 撮像素子 10Aを覆っているフレキシブル基板 42 の外側に取り付けられてもよい。
[0045] また、フレキシブル基板 42の片面又は両面に、電磁波を遮蔽する電磁波シールド 材料が装備されていてもよい。
[0046] 図 9は、電磁波シールド材が装備されたフレキシブル基板 42の一部分の断面図で ある。図 9では、フレキシブル基板 42の両面に電磁波シール材が装備されている例 を示す。ポリイミドフイノレム 421の両面には、銅線による配線パターン 422が設けられ 、その上は、カバーフィルム 423で覆われている。そして、カバーフィルム 423に接着 剤 424が塗布され、その上電磁波シールド材 425が貼り付けられる。電磁波シールド 材 425として、例えば、金、銀、銅、白金やこれらの合金箔が使用される。電磁波シー ノレド材 425の厚みは、数/ i mから数十/ i mである。少なくとも片面に電磁波シールド 材を装備したフレキシブル基板 42により、樹脂成型体 41B及びレンズホルダ 41Aか らなる筐体 41を覆うことで、樹脂成型体 41 B内の半導体素子や撮像素子 1 OAの電 磁波による影響を排除することができる。
[0047] また、フレキシブル基板 42を樹脂成型体 41Bに巻き付けた際の樹脂成型体 41Bと 接触する面に電磁波シールド材を装備することで、フレキシブル基板 42から発生す る電磁波に対してもシールドすることができる。フレキシブル基板 42の両面に電磁波 シールド材を装備することで、シールド効果をより高くすることができる。もちろん、フ レキシブル基板 42を樹脂成型体 41Bに巻き付けた際の樹脂成型体 41Bと接触しな レ、面に電磁波シールド材が装備されてもょレ、。
[0048] フレキシブル基板 42により電磁波シールド機能を達成する場合は、上記図 8の第 二の構成により、フレキシブル基板 42を撮像素子 10Aの裏面を覆う構成が好ましい 。さらに、樹脂成型体 41Bの全側面及びレンズホルダ 41Aの円筒形の外周面もフレ キシブル基板 42で覆われるようにすることが好ましレ、。すなわち、レンズホルダ 41 A の開口 41Aaを除き、筐体 41全体がフレキシブル基板 42で覆われる構成にすること が好ましレ、。このような構成ためのフレキシブル基板 42の構成例を次ぎの図 10に示 す。
[0049] 図 10は、筐体 41全体を覆うためのフレキシブル基板 42の展開図である。図 10に 示されるフレキシブル基板 42は、上記図 8の第二の構成例に対応する構成である。 フレキシブル基板 42は、それを上記図 8のように樹脂成型体 41Bの各面に沿って卷 き付けた場合にフレキシブル基板 42で覆われない樹脂成型体 41Bの二つの側面部 分を被覆するための側面被覆部 410と、レンズホルダ 41 Aの外周面を被覆するため の外周面被覆部 411とを有し、それぞれを各面に合わせて折り曲げることで、筐体 4 1全体をフレキシブル基板 42で覆うことができる。
[0050] 図 11は、図 10に例示したフレキシブル基板 42で筐体 41を覆った場合の撮像装置 の外観模式図である。フレキシブル基板 42が巻き付けられなレ、樹脂成型体 41Bの 側面も側面被覆部 410で覆われ、レンズホルダ 41Aの外周面も外周面被覆部 411 により覆われている。
[0051] 図 12は、側面被覆部 410を有するフレキシブル基板 42で筐体 41を覆った場合の 撮像装置の斜視図である。本例では、レンズホルダ 31Aの外周面を覆うための外周 面被覆部 411は設けられなレ、。
[0052] 上述した本実施の形態例に特徴的な構成は、撮像装置にのみ適用されるものでな ぐ半導体素子が取り付けられる筐体と、その筐体に設けられる外部接続端子と接合 するフレキシブル基板とからなる半導体装置すべてに適用可能である。
産業上の利用可能性
[0053] 半導体装置、特に、半導体素子からなる撮像素子を有する撮像装置にぉレ、て、筐 体と基板の接合部にアンダーフィル材を充填して補強することなぐ筐体と基板の接 合部を剥がれることなく保護することができる。
[0054] 電磁波シールド材を装備する基板で筐体を囲うことで、金属ケースをかぶせること なぐ筐体内の電子部品に対する電磁波の影響を低減することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 撮像用レンズを有するレンズホルダと、
前記撮像用レンズからの入射光を受光する撮像素子と、
前記レンズホルダが取り付けられる面、前記撮像素子が取り付けられる面及び外部 接続端子を有する面を含む複数の面を有する成型体と、
前記成型体の前記外部接続端子と接続するフレキシブル基板とを備え、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記複数の面のうちの少なくとも一つの面 を覆うように当該面に沿って折り曲げられていることを特徴とする撮像装置。
[2] 請求項 1において、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記複数の面のうちの少なくとも一つの面 と接着されてレヽることを特徴とする撮像装置。
[3] 請求項 1又は 2において、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記複数の面を覆うことで、前記成型体の 周囲を囲うように折り曲げられてレ、ることを特徴とする撮像装置。
[4] 請求項 1又は 2において、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記撮像素子が取り付けられる面を覆うよう に折り曲げられてレ、ることを特徴とする撮像装置。
[5] 請求項 1又は 2において、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記レンズホルダが取り付けられる面を覆う ように折り曲げられ、前記レンズホルダが取り付けられる部分に開口を有することを特 徴とする撮像装置。
[6] 請求項 1又は 2において、
前記フレキシブル基板は、一方の面又は両面に電磁波シールド材を装備しているこ とを特徴とする撮像装置。
[7] 請求項 6において、
前記一方の面は、前記フレキシブル基板における前記成型体の前記複数の面と接 触する側の面であることを特徴とする撮像装置。
[8] 請求項 6又は 7において、 前記フレキシブル基板は、前記レンズホルダが取り付けられる面と前記撮像素子が 取り付けられる面を含む前記成型体の前記複数の面を覆うことで、前記成型体の周 囲を囲うように折り曲げられ、
前記レンズホルダが取り付けられる面の前記レンズホルダが取り付けられる部分に開 口を有することを特徴とする撮像装置。
[9] 請求項 8において、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の周囲を囲うことで覆われずに外部に露出し ている前記成型体の面を覆うための第一の被覆部と、
前記撮像用レンズに光が入射する部分以外の外部に露出している前記レンズホル ダの面を覆うための第二の被覆部とを有することを特徴とする撮像装置。
[10] 所定の機能を実行する半導体素子と、
前記半導体素子が取り付けられ、且つ外部接続端子を有する筐体と、
前記筐体の前記外部接続端子と接続するフレキシブル基板とを備え、
前記フレキシブル基板は、前記筐体の複数の面を覆うように各面に沿って折り曲げら れてレ、ることを特徴とする半導体装置。
[11] 請求項 10において、
前記フレキシブル基板は、前記成型体の前記複数の面のうちの少なくとも一つの面 と接着されてレ、ることを特徴とする半導体装置。
[12] 請求項 10又は 11において、
前記フレキシブル基板は、一方の面又は両面に電磁波シールド材を装備しているこ とを特徴とする半導体装置。
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