JP2006081007A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＣＤパッケージを鏡筒に調整位置決めし接着固定するときの作業性や接着強度、調整精度を向上できるようにした固体撮像装置を得る。
【解決手段】 ＣＣＤパッケージ１が電気的接続手段であるフレキシブル配線フィルム３に面実装され、ＣＣＤパッケージ１が鏡筒６に位置決め調整され接着固定するようにした固体撮像装置において、フレキシブル配線フィルム３にＣＣＤパッケージ１の四つの角部が露出するように開口窓４を形成し、開口窓４から鏡筒６のリブ状の側壁７とＣＣＤパッケージ１の角部側面との間隙に紫外線硬化型接着剤１２を充填して固定するようにした。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、例えば、デジタルスチルカメラあるいはビデオカメラ等に用いられる小型の固体撮像装置に関し、詳しくは、固体撮像素子を有するパッケージ（以下、ＣＣＤパッケージという）を鏡筒に調整位置決めし接着固定するときの作業性や接着強度、調整精度の向上を図るようにしたものである。

デジタルスチルカメラにおいて、ＣＣＤパッケージを光学レンズ系を有する鏡筒に取り付ける際、光学レンズ系の光軸とＣＣＤパッケージの中心位置やあおり量は鏡筒に対してできるだけ正確に位置合わせして取り付けなければならないが、ＣＣＤパッケージそのものは一般的な部品であるため、機種それぞれに合わせて予めＣＣＤパッケージに取付けのためのフランジやボス等を成形しておくことはほとんどできない。したがって、ＣＣＤパッケージを鏡筒に固定する一般的な方法として、図１１に示すように一旦、鏡筒２１の光学レンズ系との位置精度が十分に出せる金属材や樹脂材等の板金２２にＣＣＤパッケージ２３の外形寸法を基準にして正確に固定し、この板金２２を介して鏡筒２１に固定する方法がほとんどであった。

しかしながら、近年ではＣＣＤパッケージの高画素化がますます進み、これに伴い鏡筒の光学系も要求精度が高くなっているため、板金を使用した取り付け精度では精度不足となることから、個々の鏡筒の光軸それぞれに対してＣＣＤパッケージの位置合わせを直接行い、位置の合ったところで接着固定する方法がよくとられる。しかし、レンズ全体の小型化を進めるため、ＣＣＤパッケージそのものの小型化も進んでおり、このため、ＣＣＤパッケージの固定のため接着剤を塗布すべきパッケージ表面のスペースが根本的に限られてきている。加えて近年では光軸方向の長さが増したり、ＣＣＤパッケージの外形寸法が大きくなることを避けるため、図１２に示すように、フレキシブル配線板２４への取り付け用の足が出なくて済む面実装タイプのＣＣＤパッケージ２５を使用することが多い。このとき、ＣＣＤパッケージ表面の半田付け用のランド２５ａの配置とフレキシブル配線板２４上の配線の取り回しによっては、接着剤を塗布すべきＣＣＤパッケージの表面がフレキシブル配線板によりほとんど隠れてしまい、このため、ＣＣＤパッケージを鏡筒に取り付ける際には、パッケージ側面と上面以外には接着剤を塗布できる場所がないという状況が発生するという問題がある。

このような問題を解消する対策として、鏡筒とＣＣＤパッケージ上面の間に接着剤を塗布して鏡筒にＣＣＤパッケージを直接固定する技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１５２６０６号公報

しかし、上述の技術に類する塗布方法の場合、塗布箇所が目視しにくく作業性が悪くなり、塗布状態を均一にしにくくなる。また、紫外線硬化型の接着剤を使用した際、紫外線を当てられる方向が側面方向からに限られてしまい、作業方法が限定されてしまう。さらに、この際、鏡筒の塗布箇所の周囲に紫外線を遮るものがあると塗布箇所の硬化がしにくくなるため、塗布箇所の周辺に部品を配置できなくなり、形状も限定され設計上の制約も大きくなる。

また、ＣＣＤパッケージの側面に接着剤を塗布する場合でも、フレキシブル配線板と鏡筒にはさまれた狭いスペースしかなく、上述したように鏡筒後部の形状によってはパッケージ側面を十分に露出させることができず、接着剤の塗布や紫外線の照射がさらに困難になり接着強度が低下することもある。

また、ＣＣＤパッケージを調整接着する際には、調整対象となるＣＣＤパッケージを治具等に常に精度よく取り付けて調整原点を決めないと、必要以上に調整範囲の余裕を取っておく必要がでてくる他、作業時間が長くなることもある。また、ＣＣＤパッケージの平面方向と高さ方向の位置基準はそれぞれパッケージ側面と端子のある底面で決まっており、一般的なパッケージの寸法精度であれば治具への取り付け基準として使う程度の精度はあるため、その面を利用して取り付け基準を取るのが便利である。しかし、上述した実装状態になると側面は露出しているが底面の基準面が隠れてしまい調整接着する際のあおり方向と高さ方向の基準取りができなくなる。その対応としてパッケージを基準面として使用せず、高さとあおりのみ直接、撮像素子チップ面を治具上で測定して基準を取ったり、多少の精度を犠牲にして裏面に取り付いているフレキシブル配線板を直接、基準に使ったりしている。しかし、撮像素子チップ面を測定する方法は治具の規模が大きくなるほか、タクトの延長を招くなどの弊害がある。フレキシブル配線板を基準にする方法は、フレキシブル配線板の実装精度などまで調整範囲の考慮に入れる必要があり、結果的に調整範囲に影響を及ぼすため、鏡筒側の形状にも影響を与え設計の自由度を阻害することとなる。

本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、ＣＣＤパッケージを鏡筒に調整位置決めし接着固定するときの作業性や接着強度、調整精度を向上できるようにした固体撮像装置を得ることを目的とする。

上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明による請求項１に記載の固体撮像装置は、ＣＣＤパッケージが電気的接続手段であるフレキシブル配線フィルムに実装され、ＣＣＤパッケージが鏡筒に位置決め調整され接着固定するようにした固体撮像装置において、フレキシブル配線フィルムにＣＣＤパッケージの一部が露出するように複数の開口窓を形成し、開口窓からＣＣＤパッケージと鏡筒とを接着固定することを特徴とする。

また、請求項２に記載の固体撮像装置は、ＣＣＤパッケージと鏡筒との接着固定は、鏡筒側から立設したリブ状の側壁とＣＣＤパッケージの側面との隙間に開口窓から接着剤を充填して行うことを特徴とする。

また、請求項３に記載の固体撮像装置は、開口窓はＣＣＤパッケージの四つの角部が露出する位置に開口され、開口窓から鏡筒側のリブ状の側壁とＣＣＤパッケージの角部との隙間に接着剤を充填して行うことを特徴とする。

また、請求項４に記載の固体撮像装置は、ＣＣＤパッケージの中央部に対応するフレキシブル配線フィルム部分に窓孔が開口され、この窓孔からＣＣＤパッケージが治具の吸着ノズルにより吸着保持されると共に、開口窓からＣＣＤパッケージが治具の基準ピンにより高さ決めされて、ＣＣＤパッケージが鏡筒に位置決め調整されることを特徴とする。

また、請求項５に記載の固体撮像装置は、接着剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする。

また、請求項６記載の固体撮像装置は、デジタルスチルカメラあるいはビデオカメラに適応されることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の固体撮像装置によれば、フレキシブル配線フィルムに開けた開口窓からＣＣＤパッケージと鏡筒との接着箇所への接着剤の塗布作業がフレキシブル配線フィルムの真上から目視で行えるので、接着剤塗布作業の作業性が向上できる。また、調整接着する際の基準取りをＣＣＤパッケージの表面で行えるため、治具への取り付け精度が高精度でかつ簡単になり、製造タクトの短縮や調整精度の向上につながる。

また、請求項２に記載の固体撮像装置によれば、鏡筒側から立設したリブ状の側壁とＣＣＤパッケージの側面との隙間に開口窓から接着剤を充填して行うので、鏡筒のリブ状の側壁もＣＣＤパッケージの側面も露出部分が広く取れ、接着面積が広くなり接着強度が向上できる。

また、請求項３に記載の固体撮像装置によれば、鏡筒側から立設したリブ状の側壁とＣＣＤパッケージの角部との隙間に開口窓から接着剤を充填して行うので、接着剤の塗布がバランスよくでき、強度の高い接着が可能となる。また、ＣＣＤパッケージのマウント用ランドの配置に影響を及ぼすことがない。

また、請求項４に記載の固体撮像装置によれば、ＣＣＤパッケージの中央部に対応するフレキシブル配線フィルム部分に開口された窓孔からＣＣＤパッケージが治具の吸着ノズルにより吸着保持されてＣＣＤパッケージが鏡筒に位置決め調整されるようにしたので、治具への取り付け精度が高精度になり、製造タクトの短縮、調整精度が向上できる。

また、また、請求項５に記載の固体撮像装置によれば、接着剤が紫外線硬化型接着剤である場合には、フレキシブル配線フィルムの開口窓から紫外線が直接当てられるため、接着剤の硬化が作業性よくできる。

以下、本発明による固体撮像装置の最良の実施の形態を例えば、デジタルスチルカメラに適した固体撮像装置を例にとって図面を参照して説明する。

図１は固体撮像素子を有するＣＣＤパッケージとフレキシブル配線フィルムとを分離した状態をフレキシブル配線フィルム側から見た外観斜視図、図２はＣＣＤパッケージをフレキシブル配線フィルムに面実装（マウント）した状態の外観斜視図、図３は鏡筒を後部側から見た外観斜視図である。

全体を符号１で示したＣＣＤパッケージは、固体撮像素子チップがパッケージ１内でワイヤーボンディングにより、チップとリード間で電気的接続をとり、ガラス基板のキャップをパッケージ上に接着した構成にされている。このＣＣＤパッケージ１の各角部以外の四つの辺の底面から側面に亘って後述するフレキシブル配線フィルム（ＦＰＣ）に半田付けされて導電接続するためのランド部２が形成されている。

上述したＣＣＤパッケージ１はフレキシブル配線フィルム３に面実装される。フレキシブル配線フィルム３は、これの所定位置に位置決めされ実装されるＣＣＤパッケージ１の四つの各角部に対応する部分に予め開口窓４が開けられている配線フィルムであって、フレキシブル配線フィルム３にＣＣＤパッケージ１が搭載され、例えば、リフロー炉に投入することでＣＣＤパッケージ１のランド部２とフレキシブル配線フィルム３の図示しない回路パターンとの半田層が溶融し導電接続される。これによって、フレキシブル配線フィルム３側から見たとき、ＣＣＤパッケージ１の各角部がフレキシブル配線フィルム３の開口窓４から露見して見えるように一体化される。

また、フレキシブル配線フィルム３の四つの開口窓４の中心位置には例えば、鍵穴状の窓孔５が開口されている。この窓孔５はＣＣＤパッケージ１の平面の基準を取るためと、ＣＣＤパッケージ１を後述する鏡筒６に位置調整し接着するときの治具の吸着面として使用するためである。

一方、図示しない光学レンズユニットが組み付けられた鏡筒６は、その鏡筒後部にコーナーを囲むようにされたかぎ型の四つのリブ状の側壁７が立設されている。この各側壁７は上述したフレキシブル配線フィルム３の各開口窓４に対応する位置にある。

次に、ＣＣＤパッケージ１が鏡筒６に位置調整され接着固定される手順を図４〜図１０を参照して説明する。

図４はフレキシブル配線フィルム３と共にＣＣＤパッケージ１を治具で吸着保持した状態の図である。治具は治具本体８の中心から垂設した吸着ノズル９がフレキシブル配線フィルム３の窓孔５を通じてＣＣＤパッケージ１が吸着され、また、治具本体８から垂設した三つの基準ピン１０ａ,１０ｂ,１０ｃの三点によりＣＣＤパッケージ１の水平位置が決められている。基準ピン１０のうち二つの基準ピン１０ａ,１０ｂはフレキシブル配線フィルム３の二つの開口窓４,４を通じてＣＣＤパッケージ１の面に接触され、一つの基準ピン１０ｃはフレキシブル配線フィルム３の窓孔５の鍵穴部分５ａを通じてＣＣＤパッケージ１の面に接触されている。

図５は治具により保持されたＣＣＤパッケージ１が鏡筒６に近づけられた状態の図で、図６はＣＣＤパッケージ１が鏡筒６にセットされた状態の図である。すなわち、セット状態では、ＣＣＤパッケージ１の各角部が所定の隙間（クリアランス）を保って鏡筒６の各側壁７で囲まれる位置にされる。

かくして、ＣＣＤパッケージ１は治具本体８を操作して図６に示すようにＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、あおり方向及びＺ軸を中心とした回転方向に移動調整し、図示しない投影される画像を見ながらＣＣＤパッケージ１と共に固体撮像素子を鏡筒６に対して光軸合わせを含めた位置調整がされる。なお、ＣＣＤパッケージ１と鏡筒６の側壁７との間隙は、ＣＣＤパッケージ１が位置調整によって移動しても側壁７に突き当たらない程度の余裕のある隙間を有している。

そして、ＣＣＤパッケージ１の位置調整の後、図７に示すようにフレキシブル配線フィルム３の開口窓４からＣＣＤパッケージ１の側面と鏡筒６の側壁７との隙間に例えば、接着剤ディスペンサー１１から紫外線硬化型接着剤１２が充填される。紫外線硬化型接着剤１２は粘性を有する接着剤であり、紫外線硬化型接着剤１２が充填されることで、図８に示すようにＣＣＤパッケージ１の側面１ａと鏡筒６の側壁７との隙間に充填むらなく確実に充填され、また、鏡筒６の側壁７の底面が抜けている構造であっても接着剤１２が流れ出ることもない。

紫外線硬化型接着剤１２が充填された後、図９に示すようにフレキシブル配線フィルム３の開口窓４の外からＵＶ照射ファイバー１３により紫外線硬化型接着剤１２が硬化される。紫外線硬化型接着剤１２の硬化後、治具本体８が後退し図１０に示すように鏡筒６にＣＣＤパッケージ１が固定され一体化された固体撮像装置が構成される。

以上、本発明による固体撮像装置は、フレキシブル配線フィルム３に開口窓４を開け、この開口窓４からＣＣＤパッケージ１の角部を露出させ、開口窓４を通じてＣＣＤパッケージ１と鏡筒６とを接着剤による固定を行うようにしたので、鏡筒６の形状を側面からの接着剤の充填作業を考慮して設計する必要がなくなり、鏡筒の形状の自由度が増す。また、フレキシブル配線フィルム３の真上から目視できる状態で接着剤の充填作業ができるため、接着剤充填の作業性が向上できる。

また、紫外線硬化型接着剤を使用する際も、充填箇所に直接、紫外線を当てられるため、硬化時間が短縮できる。しかも、本発明のような構造を採用することによって、ＣＣＤパッケージ１の側面も鏡筒６の側壁７も露出部分が広くとれ、接着面積が広くなって接着強度が向上できる。

さらに、調整接着をする際の基準取りをＣＣＤパッケージ１の表面で行えるため、治具への取り付け精度が高精度かつ簡単になり、製造タクトの短縮や調整精度の向上につながる。

本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明の実施の形態のように、ＣＣＤパッケージ１の四隅の角部が露出する位置に、フレキシブル配線フィルム３に開口窓４を開けることは、ＣＣＤパッケージ１のマウント用のランド部の配置に最も影響を及ぼしにくいこと、また、接着剤の塗布がバランスよくできる箇所となるからである。本発明では上述した位置に限定するものでなく、ＣＣＤパッケージ１の所定の複数箇所がフレキシブル配線フィルム３の開口窓４から露出することであってもよい。また、フレキシブル配線フィルム３の開口窓４の広さ及び形状についても限定するものでもない。

また、鏡筒６側から立設したリブ状の側壁７の形状についても、実施の形態に示したかぎ型の形状以外、平らな側壁形状であってもよい。

また、フレキシブル配線フィルム３の開口窓４で囲まれた中央部の窓孔５は必ずしも必要としなくともよい。例えば、治具の吸着ノズルでフレキシブル配線フィルム３のフィルム面を吸着し、基準ピンを少なくとも３箇所の開口窓４を通じてＣＣＤパッケージ１の面に接触させることによっても可能である。

ＣＣＤパッケージとフレキシブル配線フィルムとを分離した状態をフレキシブル配線フィルム側から見た外観斜視図である。 ＣＣＤパッケージをフレキシブル配線フィルムに面実装（マウント）した状態の外観斜視図である。 鏡筒を後部側から見た外観斜視図である。 フレキシブル配線フィルムと共にＣＣＤパッケージを治具により吸着保持したときの外観斜視図である。 ＣＣＤパッケージが鏡筒にセットされる前の外観斜視図である。 ＣＣＤパッケージが鏡筒に位置決め調整される様子の外観斜視図である。 ＣＣＤパッケージと鏡筒との間に接着剤を充填している様子の外観斜視図である。 ＣＣＤパッケージと鏡筒との間に接着剤を充填した状態の断面図である。 接着剤を硬化している様子の外観斜視図である。 ＣＣＤパッケージが鏡筒に接着固定された状態の外観斜視図である。 従来の技術におけるＣＣＤパッケージと鏡筒との固定構造の外観斜視図である。 従来の技術におけるフレキシブル配線フィルムにＣＣＤパッケージを面実装した状態の外観斜視図である。

符号の説明

１…ＣＣＤパッケージ、１ａ…パッケージの側面、２…ランド部、３…フレキシブル配線フィルム、４…開口窓、５…窓孔、６…鏡筒、７…鏡筒の側壁、８…治具本体、９…吸着ノズル、１０ａ,１０ｂ,１０ｃ…基準ピン、１２…紫外線硬化型接着剤

Claims (6)

1. 固体撮像素子を有する固体撮像パッケージが電気的接続手段であるフレキシブル配線フィルムに実装され、上記固体撮像パッケージが鏡筒に位置決め調整され接着固定するようにした固体撮像装置において、
   上記フレキシブル配線フィルムに上記固体撮像パッケージの一部が露出するように複数の開口窓を形成し、上記開口窓から上記固体撮像パッケージと上記鏡筒とを接着固定することを特徴とする固体撮像装置。
2. 上記固体撮像パッケージと上記鏡筒との接着固定は、上記鏡筒側から立設したリブ状の側壁と上記固体撮像パッケージの側面との隙間に上記開口窓から接着剤を充填して接着固定することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 上記開口窓は上記固体撮像パッケージの四つの角部が露出する位置に開口され、上記鏡筒側から立設したリブ状の側壁と上記固体撮像パッケージの角部との隙間に上記開口窓から接着剤を充填して接着固定することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 上記固体撮像パッケージの中央部に対応する上記フレキシブル配線フィルム部分に窓孔が開口され、この窓孔から上記固体撮像パッケージが治具の吸着ノズルにより吸着保持されると共に、上記開口窓から上記固体撮像パッケージが治具の基準ピンにより高さ決めされて、上記固体撮像パッケージが上記鏡筒に位置決め調整されることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 上記接着剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
6. デジタルスチルカメラあるいはビデオカメラに適応されることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
   

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