JP2007281151A - Imaging apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路基板に固体撮像素子と光学系部品を取り付けた撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus in which a solid-state imaging device and optical system parts are attached to a circuit board.
従来、CCDやCMOSといった固体撮像素子を備えた小型の撮像装置が提案されている。例えば、特許文献1の図1は、回路基板に固体撮像素子と光学系部品を取り付けた撮像装置を開示している。回路基板の一方の面にレンズ等の光学系部品が取り付けられ、反対の面に固体撮像素子が実装される。被写体からの光は、光学系部品を通り、回路基板の貫通穴を通って、固体撮像素子の撮像面に像を形成する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a small-sized imaging device including a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS. For example, FIG. 1 of Patent Document 1 discloses an imaging apparatus in which a solid-state imaging device and optical system parts are attached to a circuit board. An optical system component such as a lens is attached to one surface of the circuit board, and a solid-state imaging device is mounted on the opposite surface. The light from the subject passes through the optical system parts, passes through the through hole of the circuit board, and forms an image on the imaging surface of the solid-state imaging device.
また、同特許文献1の図7は、樹脂配線パッケージを備えた撮像装置を開示している。樹脂配線パッケージに固体撮像素子と光学系部品が備えられて、撮像モジュールが構成される。この撮像モジュールが回路基板に接続される。
しかしながら、従来の撮像装置においては、回路基板の両側に固体撮像素子と光学系部品が取り付けられるので、その分だけ厚さが大きく、撮像装置のサイズが大きくなるという問題がある。また、樹脂パッケージを備えた撮像装置においても、樹脂パッケージのスペースが必要なためにサイズが大きく、また、樹脂パッケージを備えるために部品数が多くなってコストも増大するという問題がある。 However, in the conventional imaging device, since the solid-state imaging device and the optical system parts are attached to both sides of the circuit board, there is a problem that the thickness is increased correspondingly and the size of the imaging device is increased. In addition, an imaging device including a resin package has a problem that the size is large because a space for the resin package is required, and the number of components increases because the resin package is provided, resulting in an increase in cost.
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、小型で低コストな撮像装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object thereof is to provide a small-sized and low-cost imaging apparatus.
本発明の撮像装置は、素子保持穴部が設けられた回路基板と、前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて前記回路基板に実装された固体撮像素子と、前記固体撮像素子に被写体像を形成する位置にて前記回路基板に取り付けられた光学系部品と、を備えている。 An imaging apparatus according to the present invention includes a circuit board provided with an element holding hole, a solid-state imaging element mounted on the circuit board at a mounting position provided in the element holding hole, and a subject on the solid-state imaging element. And an optical system component attached to the circuit board at a position where an image is formed.
この構成により、回路基板の素子保持穴部に固体撮像素子が実装されるので、回路基板の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。こうして、小型で低コストな撮像装置を提供できる。 With this configuration, since the solid-state imaging device is mounted in the element holding hole portion of the circuit board, the thickness of the circuit board is reduced. Further, since it is not necessary to provide a resin package, the number of parts can be reduced. Thus, a small and low-cost imaging device can be provided.
また、本発明の撮像装置において、前記素子保持穴部は、前記固体撮像素子より大きいサイズの素子収容部と前記固体撮像素子より小さいサイズの撮像開口とがつながった段差付き貫通開口であり、前記固体撮像素子は、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で、前記素子収容部内に配置され、前記固体撮像素子の縁部が前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装されており、前記光学系部品は、前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付けられている。 Further, in the imaging device of the present invention, the element holding hole is a through opening with a step in which an element accommodating portion having a size larger than the solid-state imaging device and an imaging opening having a size smaller than the solid-state imaging device are connected, The solid-state imaging device is disposed in the element housing portion with the imaging surface facing the imaging opening, and the edge of the solid-state imaging device is flip-chip mounted on the step portion of the element housing portion and the imaging opening. The optical system component is attached to the circuit board outside the imaging aperture.
この構成により、固体撮像素子を回路基板へフリップチップ実装でき、素子保持穴部の壁面と固体撮像素子の隙間を小さくできる。したがって、素子保持穴部のサイズを小さくでき、撮像装置を小型化できる。 With this configuration, the solid-state imaging element can be flip-chip mounted on the circuit board, and the gap between the wall surface of the element holding hole and the solid-state imaging element can be reduced. Therefore, the size of the element holding hole can be reduced, and the imaging device can be downsized.
また、本発明の撮像装置において、前記回路基板は複数層基板であり、前記複数層基板は、前記素子収容部を形成する穴を有する1以上の層と、前記撮像開口を形成する穴を有する1以上の層とが積層された構造を有している。 In the imaging device according to the aspect of the invention, the circuit board may be a multi-layer board, and the multi-layer board may include one or more layers having holes that form the element housing portions and holes that form the imaging openings. It has a structure in which one or more layers are stacked.
この構成により、1以上の層に素子収容部の大きさの穴を設け、他の1以上の層に撮像開口の大きさの穴を設けることにより、段差付き貫通開口を撮像装置に設けることができる。したがって、層によって異なる大きさの穴を開けるという簡単な構成でもって容易に段差付き貫通開口を設けた撮像装置を提供できる。 With this configuration, a through opening with a step can be provided in the imaging device by providing a hole having the size of the element accommodating portion in one or more layers and providing a hole having the size of the imaging opening in the other one or more layers. it can. Therefore, it is possible to provide an imaging apparatus that is easily provided with a stepped through opening with a simple configuration in which holes of different sizes are formed depending on the layer.
また、本発明の撮像装置において、前記素子保持穴部は、前記回路基板に設けられた凹部であり、前記固体撮像素子は、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に実装されており、前記光学系部品は前記素子保持穴部の前記入口に取り付けられて前記入口を塞いでいる。この構成により、素子保持穴部が凹部でよくなり、構造を簡素にできる。 In the imaging device of the present invention, the element holding hole is a recess provided in the circuit board, and the solid-state imaging device is in a state where the imaging surface faces the entrance of the recess of the element holding hole. The optical system component is attached to the entrance of the element holding hole to close the entrance. With this configuration, the element holding hole portion may be a concave portion, and the structure can be simplified.
また、本発明の別の態様は撮像装置製造方法であり、この方法は、1以上の中間層の穴からなる内部空間が設けられた複数層基板で構成された回路基板に対してザグリ加工を施して、前記内部空間を基板外部と連通させて素子保持穴部を形成する基板加工ステップと、前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて固体撮像素子を前記回路基板に実装する撮像素子実装ステップと、前記固体撮像素子の実装位置に対応し前記固体撮像素子に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品を前記回路基板に取り付ける光学系取付ステップと、を有する。 Another aspect of the present invention is a method for manufacturing an imaging device, which performs counterboring on a circuit board formed of a multi-layer board provided with an internal space composed of holes in one or more intermediate layers. A substrate processing step for forming an element holding hole portion by communicating the internal space with the outside of the substrate, and an image pickup device for mounting a solid-state image pickup device on the circuit board at a mounting position provided in the element holding hole portion A mounting step, and an optical system mounting step of mounting an optical system component on the circuit board at a mounting position corresponding to a mounting position of the solid-state imaging device and forming a subject image on the solid-state imaging device.
この方法により、上述の他の態様と同様に、回路基板の素子保持穴部に固体撮像素子が実装されるので、回路基板の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。また、複数層基板の中間層の穴からなる内部空間を回路基板に設け、この内部空間に対応する位置でザグリ加工を施すことにより、容易に素子保持穴部を備えた回路基板を製造でき、撮像装置の製造が容易になる。 By this method, the solid-state imaging device is mounted in the element holding hole portion of the circuit board, similarly to the other aspects described above, so that the thickness of the circuit board is reduced. Further, since it is not necessary to provide a resin package, the number of parts can be reduced. In addition, by providing an internal space consisting of holes in the intermediate layer of the multi-layer substrate in the circuit board and carrying out counterboring at a position corresponding to the internal space, a circuit board having an element holding hole portion can be easily manufactured, Manufacturing of the imaging device is facilitated.
また、本発明の撮像装置製造方法において、前記基板加工ステップは、前記回路基板の一方の側から前記内部空間へ向けて前記固体撮像素子より大きいサイズの穴を開けて素子収容部を形成し、前記回路基板の他方の側から前記内部空間へ向けて前記固体撮像素子より小さいサイズの穴を開けて撮像開口を形成し、前記素子収容部と前記撮像開口とがつながった段差付き貫通開口を形成し、前記撮像素子実装ステップは、前記固体撮像素子を、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で前記素子収容部内に配置し、前記固体撮像素子の縁部を前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装し、前記光学系取付ステップは、前記光学系部品を前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付ける。この方法により、段差付き貫通開口を容易に製造でき、撮像装置の製造が容易になる。 In the imaging device manufacturing method of the present invention, the substrate processing step forms an element housing portion by opening a hole larger in size than the solid-state imaging element from one side of the circuit board toward the internal space, A hole having a size smaller than that of the solid-state image sensor is formed from the other side of the circuit board toward the internal space to form an image pickup opening, and a stepped through opening in which the element housing portion and the image pickup opening are connected is formed. In the imaging element mounting step, the solid-state imaging element is arranged in the element accommodating portion with an imaging surface facing the imaging aperture, and an edge portion of the solid-state imaging element is disposed in the element accommodating portion and the imaging aperture. In the step of attaching the optical system, the optical system component is attached to the circuit board outside the imaging opening. By this method, the stepped through opening can be easily manufactured, and the imaging device can be easily manufactured.
また、本発明の撮像装置製造方法において、前記基板加工ステップは、前記回路基板の一方の側から前記内部空間へ向けて穴を開けて、前記素子保持穴部としての凹部を形成し、前記撮像素子実装ステップは、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に前記固体撮像素子を実装し、前記光学系取付ステップは、前記素子保持穴部の前記入口を塞ぐように前記光学系部品を前記入口に取り付ける。この方法により、一方の側からの加工で素子保持穴部を形成でき、撮像装置の製造が容易になる。 In the imaging apparatus manufacturing method of the present invention, in the substrate processing step, a hole is formed from one side of the circuit board toward the internal space to form a recess as the element holding hole, and the imaging The element mounting step mounts the solid-state imaging element on the bottom of the recess with the imaging surface facing the entrance of the recess of the element holding hole, and the optical system mounting step includes the step of mounting the optical system on the element holding hole. The optical system component is attached to the entrance so as to close the entrance. By this method, the element holding hole can be formed by processing from one side, and the imaging device can be easily manufactured.
本発明は、回路基板の素子保持穴部の内部に固体撮像素子を実装する構成を設けことにより、低コストで小型化可能という効果を有する撮像装置を提供することができる。 The present invention can provide an imaging apparatus having an effect of being able to be reduced in size at low cost by providing a configuration for mounting a solid-state imaging element inside an element holding hole portion of a circuit board.
以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, imaging devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置を図1に示す。 FIG. 1 shows an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、撮像装置1は、回路基板3、固体撮像素子5および光学系部品7を備えている。概略的には、回路基板3が素子保持穴部9を有しており、固体撮像素子5が素子保持穴部9内の実装位置にて回路基板3に実装されている。光学系部品7は、固体撮像素子5に対応し固体撮像素子5に被写体像を形成する取付位置にて回路基板3に取り付けられている。以下、撮像装置1の構成を詳細に説明していく。
In FIG. 1, the imaging apparatus 1 includes a
回路基板3(プリント配線板)は複数層基板である。図1の例では、回路基板3は、第1層11、第2層13、第3層15の3層で構成される。第1層11、第3層15が基板の両面を構成し、第2層13が第1層11および第3層15に挟まれている。第1層11および第3層15には、銅箔のパターン17が形成されている。
The circuit board 3 (printed wiring board) is a multi-layer board. In the example of FIG. 1, the
回路基板3の素子保持穴部9は、図示のように段差付き貫通開口である。より詳細には、素子保持穴部9は、第1層11および第2層13に設けられた第1の穴と、第3層に設けられた第2の穴とがつながった貫通穴であり、第1の穴が第2の穴より大きい。この第1の穴を素子収容部21と呼び、第2の穴を撮像開口23と呼ぶ。
The
素子収容部21は、固体撮像素子5よりも少し大きいサイズを有しており、素子収容部21に固体撮像素子5が収容される。撮像開口23のサイズは、固体撮像素子3より小さく、固体撮像素子3の受光部25より大きく、撮像開口23を通して撮像が行われる。図示されないが、光軸方向(回路基板3の面に垂直な方向)から見たとき、素子収容部21の形状は例えば四角形であり、撮像開口23の形状も例えば四角形である。素子収容部21と撮像開口23の中心は共に光軸とほぼ一致している。
The element
固体撮像素子5は例えばCCDまたはCMOSのチップ部品である。例えば、回路基板3の厚さが1.6mmであるのに対して、固体撮像素子5の厚さが0.6〜0.7mmである。固体撮像素子5の実装位置は、図示のように、素子収容部21の中である。固体撮像素子5は、撮像面(受光部25)が撮像開口23を向いた状態で、素子収容部21内に配置されている。そして、固体撮像素子5の縁部27が、素子収容部21と撮像開口23の段差部29へフリップチップ実装されている。段差部29は、第3層15の背面であり、同時に、凹形状の素子収容部21の底部でもある。また、段差部29は、素子収容部21の壁面から内側に突き出した部分であり、同時に、撮像開口23を囲む縁部でもある。
The solid-
図2は、固体撮像素子5の実装部位の拡大図である。図示のように、固体撮像素子5のパッド31にはバンプ33が形成されている。また、回路基板3の第3層15にはパッド35が形成されている。好適にはバンプ33が金バンプであり、パッド35には金めっきが施される。バンプ33とパッド35がフリップチップ実装によって接合されている。さらに、接合部には封止樹脂37が充填されている。
FIG. 2 is an enlarged view of a mounting part of the solid-
図1に戻ると、光学系部品7は、撮像開口23の外側に位置しており、撮像開口23を塞いでいる。光学系部品7は、固体撮像素子5に対応し、固体撮像素子5に被写体像を形成する取付位置にて回路基板3に取り付けられている。光学系部品7は、光軸方向から見たときに回路基板3の受光部25と位置合わせされている。
Returning to FIG. 1, the
光学系部品7は、レンズ41と透光部材43とを含む。透光部材43は光学フィルタ等であり、この透光部材43が回路基板3に接している。透光部材43に鏡筒45が取り付けられており、鏡筒45の先端にレンズ41が設けられている。その他、回路基板3には、チップ部品47等の必要な部品が実装されている。
The
以上に、本実施の形態に係る撮像装置1の構成を説明した。なお、上記構成では、回路基板3の第1層11、第2層13は、素子収容部(凹部)を形成する層なので、両層を収容層(または凹部層)と呼ぶことができ、さらに、第1層11を入口層、第2層13を中間層と分けて呼ぶことができる。また、第3層15は、収容部の底を形成していることから、底部層と呼ぶことができる。これら入口層、中間層および底部層の各々は複数の層であってもよい。
The configuration of the imaging device 1 according to the present embodiment has been described above. In the above configuration, the
次に、撮像装置1の動作としては、被写体からの光が、レンズ41、透光部材43といった光学系部品7を通過し、撮像開口23を通過し、固体撮像素子5の受光部25に達し、これにより被写体の像が形成される。この被写体像が固体撮像素子5にて電気的な画像信号に変換される。この画像信号が回路基板3の回路で処理される。
Next, as an operation of the imaging device 1, light from the subject passes through the
次に、本実施の形態に係る撮像装置1の製造方法を説明する。まず、図3(a)は、加工前の回路基板3を示している。回路基板3においては、第2層13(中間層)が貫通穴51を有している。第1層11、第3層15には貫通穴はまだ設けられていない。したがって、この状態では、第2層13の貫通穴51によって、回路基板3の内部空間53が形成されている。第3層15には既にフリップチップ実装のためのパッド35が形成されている。パッド35は、回路基板3の内部空間53(第2層13の貫通穴51)内に位置している。
Next, a method for manufacturing the imaging device 1 according to the present embodiment will be described. First, FIG. 3A shows the
図3(b)、図3(c)に示されるように、回路基板3に対してドリルによってザグリ加工が施される。ザグリ加工は、回路基板3の内部空間53に対応する位置にて、内部空間53に向けて施されて、内部空間53を基板外部と連通する。
As shown in FIGS. 3B and 3C, the
ここで、第2層13の貫通穴51は、固体撮像素子5より少し大きく、図1の素子収容部21の大きさに予め形成されている。図3(b)では、第1層11に、第2層13の貫通穴51と同じ大きさの貫通穴55が開けられて、回路基板3の内部空間53(第2層13の貫通穴51)が基板外部と連通し、これにより素子収容部21が形成される。図3(c)では、第3層13に、撮像開口23の大きさの貫通穴57が開けられて、これにより撮像開口23が形成される。そして、図3(d)に示されるように、回路基板3の全体としては、段差付き貫通開口が形成され、この段差付き貫通開口が素子保持穴部9となる。
Here, the through
次に図4(a)に示されるように、固体撮像素子5が素子保持穴部9内に設定された実装位置に配置され、回路基板3にフリップチップ実装される。ここでは、撮像面が撮像開口23を向くように固体撮像素子5が配置される。固体撮像素子5の縁部27が、素子保持穴部9の段差部29と対面する。フリップチップ実装が行われ、固体撮像素子5のバンプ33が回路基板3のパッド35と接合される。例えば、回路基板3がヒートステージ上に配置されて加熱される。そして、固体撮像素子5がマウントツールを用いて実装位置に配置され、超音波と圧力が加えられて、バンプ33とパッド35が接合される。接合後、封止樹脂37が接合部に充填される。
Next, as shown in FIG. 4A, the solid-
さらに、図4(b)に示されるように、光学系部品7が、固体撮像素子5と対応する位置で回路基板3に取り付けられる。光学系部品7は接着剤で接着されてよい。光学系部品7は撮像開口23の外側に、撮像開口23を塞ぐように取り付けられる。これにより、撮像開口が密封される。このとき、撮像開口23内には防塵処理がなされた空気、窒素等の気体が入れられる。回路基板3には、チップ部品47等の他の部品も実装される。こうして撮像装置1が完成する。
Further, as shown in FIG. 4B, the
以上に本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置1について説明した。本実施の形態によれば、回路基板3の素子保持穴部9に固体撮像素子5が実装されるので、回路基板3の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。こうして、小型で低コストな撮像装置1を提供できる。
The imaging apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention has been described above. According to the present embodiment, since the solid-
また、本実施の形態によれば、素子保持穴部9は、固体撮像素子5より大きいサイズの素子収容部21と固体撮像素子5より小さいサイズの撮像開口23とがつながった段差付き貫通開口であり、固体撮像素子5は、撮像面が撮像開口23を向いた状態で、素子収容部内11に配置され、固体撮像素子5の縁部27が素子収容部21と撮像開口23の段差部29へフリップチップ実装されており、光学系部品7は、撮像開口23の外側にて回路基板3に取り付けられている。このような構成により、固体撮像素子5を回路基板3へフリップチップ実装でき、素子保持穴部21の壁面と固体撮像素子5の隙間を小さくできる。したがって、素子保持穴部21のサイズを小さくでき、基板面に沿った方向(厚さ方向と直角な方向)において撮像装置を小型化できる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、回路基板3は複数層基板であり、複数層基板は、素子収容部21を形成する穴を有する1以上の層(上記例では第1層11、第2層13)と、撮像開口23を形成する穴を有する1以上の層(上記例では第3層15)とが積層された構造を有している。このような構成においては、1以上の層に素子収容部21の大きさの穴を設け、他の1以上の層に撮像開口23の大きさの穴を設けることにより、段差付き貫通開口を撮像装置1に設けることができる。したがって、層によって異なる大きさの穴を開けるという簡単な構成でもって容易に段差付き貫通開口を設けた撮像装置1を提供できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態の撮像装置製造方法は、図3(b)、図3(c)に示されたように、1以上の中間層(上記例では第2層13)の穴51からなる内部空間53が設けられた複数層基板で構成された回路基板3に対してザグリ加工を施して、内部空間53を基板外部と連通させて素子保持穴部9を形成する基板加工ステップを含む。さらに、この方法は、図4(a)、図4(b)に示されたように、素子保持穴部9内に設けられた実装位置にて固体撮像素子5を回路基板3に実装する撮像素子実装ステップと、固体撮像素子5の実装位置に対応し固体撮像素子5に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品7を回路基板3に取り付ける光学系取付ステップとを有する。このような方法により、小型で低コストな本実施の形態の撮像装置1を提供できる。複数層基板の中間層の穴51からなる内部空間53を回路基板3に設け、この内部空間53に対応する位置でザグリ加工を施すことにより、容易に素子保持穴部9を備えた回路基板3を製造でき、撮像装置1の製造が容易になる。
In addition, as shown in FIGS. 3B and 3C, the imaging device manufacturing method according to the present embodiment includes
また、本実施の形態によれば、基板加工ステップは、回路基板3の一方の側(上記例では第1層11の側)から内部空間53へ向けて固体撮像素子5より大きいサイズの穴55を開けて素子収容部21を形成し、回路基板3の他方の側(上記例の第3層15の側)から内部空間53へ向けて固体撮像素子5より小さいサイズの穴57を開けて撮像開口23を形成し、素子収容部21と撮像開口23とがつながった段差付き貫通開口を形成する。撮像素子実装ステップは、固体撮像素子5を、撮像面が撮像開口23を向いた状態で素子収容部21内に配置し、固体撮像素子5の縁部27を素子収容部21と撮像開口23の段差部29へフリップチップ実装する。光学系取付ステップは、光学系部品7を撮像開口23の外側にて回路基板5に取り付ける。このような方法により、段差付き貫通開口を容易に製造でき、撮像装置1の製造が容易になる。
In addition, according to the present embodiment, the substrate processing step includes the
なお、上記の実施の形態では、回路基板3の層の数が3であった。しかし、本発明はこれに限定されない。回路基板3の層数は2でもよく、4以上でもよい。素子収容部21は、1以上の層の貫通穴で構成されてよい。撮像開口23も1以上の層の貫通穴で構成されてよい。
In the above embodiment, the number of layers of the
次に、本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置を図5に示す。概略的には、第1の実施の形態と異なり、第2の実施の形態では、素子保持穴部が回路基板の凹部であり、凹部の底は塞がっており、素子保持穴部は回路基板を貫通していない。固体撮像素子は、素子保持穴部の入口を撮像面が向くように、凹部の底部に配置され、実装される。光学系部品は素子保持穴部の入口に取り付けられ、凹部の入口を塞いでいる。したがって、固体撮像素子および光学系部品の配置は、第1の実施の形態と第2の実施の形態では上下逆さまになる。以下、第1の実施の形態と共通する事項の説明は適宜省略する。 Next, an imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. Schematically, unlike the first embodiment, in the second embodiment, the element holding hole is a concave portion of the circuit board, the bottom of the concave portion is closed, and the element holding hole portion covers the circuit board. Not penetrated. The solid-state imaging device is disposed and mounted at the bottom of the recess so that the imaging surface faces the entrance of the element holding hole. The optical system component is attached to the entrance of the element holding hole and closes the entrance of the recess. Therefore, the arrangement of the solid-state imaging device and the optical system components is turned upside down in the first embodiment and the second embodiment. Hereinafter, description of matters common to the first embodiment will be omitted as appropriate.
図5に示すように、撮像装置101は、回路基板103、固体撮像素子105および光学系部品107を備えている。回路基板103が素子保持穴部109を有しており、固体撮像素子105が素子保持穴部109内に設けられた実装位置にて回路基板103に実装されている。光学系部品107は、固体撮像素子105に対応し固体撮像素子105に被写体像を形成する取付位置にて回路基板103に取り付けられている。
As shown in FIG. 5, the
本実施の形態においても、回路基板103(プリント配線板)は複数層基板であり、第1層111、第2層113、第3層115の3層で構成される。第1層111、第3層115が基板の両面を構成し、第2層113が第1層111および第3層115に挟まれている。第1層111および第3層115には、銅箔のパターン117が形成されている。
Also in the present embodiment, the circuit board 103 (printed wiring board) is a multi-layer board, and includes three layers of a
回路基板103の素子保持穴部109(素子収容部)は、本実施の形態では、回路基板3の凹部であり、回路基板3を貫通していない。より詳細には、素子保持穴部109は、第1層111および第2層113の貫通穴である。第3層115には開口が無い。第3層115は、素子保持穴部109の底部121を形成する。図示されないが、光軸方向から見たとき、素子保持穴部109の形状は例えば四角形である。
In the present embodiment, the element holding hole 109 (element accommodating portion) of the
固体撮像素子105は例えばCCDまたはCMOSのチップ部品である。例えば、回路基板103の厚さが1.6mmであるのに対して、固体撮像素子105の厚さが0.6〜0.7mmである。固体撮像素子105の実装位置は、図示のように、素子保持穴部109の中である。固体撮像素子105は、撮像面(受光部123)が、素子保持穴部109の凹部の入口125を向いた状態で、素子保持穴部109内に配置され、素子保持穴部109の底部121に実装される。本実施の形態では、固体撮像素子105がワイヤ131を用いて実装される。ワイヤ131は、固体撮像素子105の端子133を回路基板3のパターン135と接続する。ワイヤ131は好適には金ワイヤである。
The solid-
光学系部品107は、素子保持穴部109の入口125の外側に位置しており、入口125を塞いでいる。光学系部品107は、固体撮像素子105に対応し、固体撮像素子105に被写体像を形成する取付位置にて回路基板103に取り付けられている。光学系部品107は、光軸方向から見たときに回路基板103の受光部123と位置合わせされている。
The
光学系部品107の構成は第1の実施の形態と同様であり、レンズ141と透光部材143とを含む。透光部材143は光学フィルタ等であり、この透光部材143が回路基板103に接している。透光部材143に鏡筒145が取り付けられており、鏡筒145の先端にレンズ141が設けられている。その他、回路基板3には、チップ部品47等の必要な部品が実装されている。
The configuration of the
以上に、本実施の形態に係る撮像装置101の構成を説明した。なお、上記構成では、回路基板3の第1層111、第2層113は、素子収容部(凹部)を形成する層なので、両層を収容層(または凹部層)と呼ぶことができ、さらに、第1層111を入口層、第2層113を中間層と分けて呼ぶことができる。また、第3層115は、収容部の底を形成していることから、底部層と呼ぶことができる。これら入口層、中間層および底部層の各々は複数の層であってもよい。
The configuration of the
次に、撮像装置101の動作としては、被写体からの光が、レンズ141、透光部材143といった光学系部品107を通過し、素子保持穴部109の入口125を通り、固体撮像素子105の受光部123に達し、これにより被写体の像が形成される。この被写体像が固体撮像素子105にて電気的な画像信号に変換される。この画像信号が回路基板103の回路で処理される。
Next, as an operation of the
次に、本実施の形態に係る撮像装置101の製造方法を説明する。まず、図6(a)は、加工前の回路基板103を示している。回路基板103においては、第2層113(中間層)が貫通穴151を有している。第1層111、第3層115には貫通穴は設けられていない。したがって、この状態では、第2層113の貫通穴151によって、回路基板103の内部空間153が形成されている。第3層115には既にワイヤ131を接続するためのパターン135が形成されており、このパターン135は、回路基板103の内部空間153(第2層113の貫通穴151)内に位置している。
Next, a method for manufacturing the
図6(b)に示されるように、回路基板103に対して、ドリルによってザグリ加工が施される。ザグリ加工は、回路基板103の内部空間153に対応する位置にて、内部空間153に向けて施されて、内部空間153を基板外部と連通する。
As shown in FIG. 6B, the
ここで、第2層113の貫通穴151は、固体撮像素子105より大きく、図1の素子保持穴部109の大きさに予め形成されている。図6(b)では、第1層111に、第2層113の貫通穴151と同じ大きさの貫通穴155が開けられて、回路基板103の内部空間153(第2層113の貫通穴151)が基板外部と連通し、これにより素子保持穴部109(素子収容部)が形成される。そして、図6(c)に示されるように、素子保持穴部109を備えた回路基板103が形成される。
Here, the through
次に図7(a)に示されるように、固体撮像素子105が素子保持穴部109内に設定された実装位置に配置され、回路基板103に実装される。ここでは、撮像面が素子保持穴部109の入口125を向くように固体撮像素子105が配置される。固体撮像素子105は素子保持穴部109の底部121の中央に実装される。このとき、固体撮像素子105の端子133と、凹部の底のパターン135がワイヤ131で接続される。
Next, as shown in FIG. 7A, the solid-
さらに、図7(b)に示されるように、光学系部品107が、固体撮像素子105と対応する位置で回路基板103に取り付けられる。光学系部品107は接着剤で接着されてよい。光学系部品107は、素子保持穴部109の入口125の外側に、入口125を塞ぐように取り付けられる。これにより、素子保持穴部109が密封される。このとき、素子保持穴部109内には防塵処理がなされた空気、窒素等の気体が入れられる。回路基板3には、チップ部品147等の他の部品も実装される。こうして撮像装置101が完成する。
Further, as shown in FIG. 7B, the
以上に、本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置101について説明した。本実施の形態によっても、回路基板103の素子保持穴部109に固体撮像素子105が実装されるので、回路基板103の厚さが小さくなる。また、樹脂パッケージを備えなくてよいので、部品点数が少なくてすむ。こうして、小型で低コストな撮像装置101を提供できる。
The
また、本実施の形態によれば、素子保持穴部109は、回路基板103に設けられた凹部であり、固体撮像素子105は、素子保持穴部109の凹部の入口125を撮像面が向いた状態で凹部の底部121に実装されており、光学系部品107は素子保持穴部109の入口125に取り付けられて入口125を塞いでいる。このような構成により、素子保持穴部109が凹部でよくなり、構造を簡素にできる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態も、撮像素子製造方法としては、図6(b)に示されたように、1以上の中間層(上記例では第2層113)の穴151からなる内部空間153が設けられた複数層基板で構成された回路基板103に対してザグリ加工を施して、内部空間53を基板外部と連通させて素子保持穴部109を形成する。さらに、この方法は、図7(a)、図7(b)に示されたように、素子保持穴部109内に設けられた実装位置にて固体撮像素子105を回路基板103に実装し、固体撮像素子105の実装位置に対応し固体撮像素子105に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品107を回路基板103に取り付ける。このような方法により、小型で低コストな本実施の形態の撮像装置101を提供できる。複数層基板の中間層の穴151からなる内部空間153を回路基板103に設け、この内部空間153に対応する位置でザグリ加工を施すことにより、容易に素子保持穴部109を備えた回路基板103を製造でき、撮像装置191の製造が容易になる。
Also in this embodiment, as an imaging device manufacturing method, as shown in FIG. 6B, an
また、本実施の形態によれば、基板加工ステップは、回路基板103の一方の側から内部空間153へ向けて穴を開けて、素子保持穴部109としての凹部を形成し、撮像素子実装ステップは、素子保持穴部109の凹部の入口125を撮像面が向いた状態で凹部の底部121に固体撮像素子105を実装し、光学系取付ステップは、素子保持穴部109の入口125を塞ぐように光学系部品107を入口125に取り付ける。このような方法により、一方の側からの加工で素子保持穴部109を形成でき、撮像装置101の製造が容易になる。
Further, according to the present embodiment, in the board processing step, a hole is formed from one side of the
なお、上記の実施の形態では、回路基板103の層の数が3であった。しかし、本発明はこれに限定されない。回路基板103の層数は2でもよく、4以上でもよい。素子保持穴部109の凹部が1以上の層の貫通穴で構成されてよい。
In the above embodiment, the number of layers of the
上記の第1の実施の形態と第2の実施の形態を比較すると、第1の実施の形態では、固体撮像素子の受光部が撮像開口を向けられており、受光部の周囲を素子保持穴部の段差部分に実装できる。このことを利用して、固体撮像素子が回路基板にフリップチップ実装される。フリップチップ実装を行うので、素子保持穴部と固体撮像素子の隙間が小さくてよく、素子保持穴部を小さくできる。したがって、基板面方向(厚さ方向と直角な方向)において撮像装置を小型化でき、この点で第1の実施の形態は第2の実施の形態よりもさらに有利である。 When the first embodiment and the second embodiment are compared, in the first embodiment, the light receiving portion of the solid-state image sensor is directed to the imaging opening, and the periphery of the light receiving portion is surrounded by an element holding hole. It can be mounted on the step part of the part. By utilizing this fact, the solid-state imaging device is flip-chip mounted on the circuit board. Since flip chip mounting is performed, the gap between the element holding hole and the solid-state imaging element may be small, and the element holding hole can be made small. Therefore, the imaging device can be reduced in size in the substrate surface direction (direction perpendicular to the thickness direction), and in this respect, the first embodiment is more advantageous than the second embodiment.
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that those skilled in the art can modify the above-described embodiments within the scope of the present invention.
以上のように、本発明にかかる撮像装置は、回路基板の素子保持穴部の内部に固体撮像素子を実装する構成を設けことにより、小型化と低コスト化が可能という効果を有し、携帯機器用撮像装置等として有用である。 As described above, the image pickup apparatus according to the present invention has an effect that it is possible to reduce the size and cost by providing a configuration in which the solid-state image pickup element is mounted inside the element holding hole portion of the circuit board. It is useful as an imaging device for equipment.
1 撮像装置
3 回路基板
5 固体撮像素子
7 光学系部品
9 素子保持穴部
11 第1層
13 第2層
15 第3層
21 素子収容部
23 撮像開口
25 受光部
27 縁部
29 段差部
31 パッド
33 バンプ
35 パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて前記回路基板に実装された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に被写体像を形成する位置にて前記回路基板に取り付けられた光学系部品と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 A circuit board provided with an element holding hole, and
A solid-state imaging device mounted on the circuit board at a mounting position provided in the element holding hole; and
Optical system components attached to the circuit board at a position where a subject image is formed on the solid-state imaging device;
An imaging apparatus comprising:
前記固体撮像素子は、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で、前記素子収容部内に配置され、前記固体撮像素子の縁部が前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装されており、
前記光学系部品は、前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The element holding hole is a stepped through opening in which an element accommodating portion having a size larger than the solid-state imaging device and an imaging opening having a size smaller than the solid-state imaging device are connected.
The solid-state imaging device is disposed in the element housing portion with an imaging surface facing the imaging opening, and an edge portion of the solid-state imaging device is flip-chip mounted on the step portion of the element housing portion and the imaging opening. And
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the optical system component is attached to the circuit board outside the imaging aperture.
前記固体撮像素子は、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に実装されており、
前記光学系部品は前記素子保持穴部の前記入口に取り付けられて前記入口を塞いでいることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The element holding hole is a recess provided in the circuit board,
The solid-state imaging device is mounted on the bottom of the recess with the imaging surface facing the entrance of the recess of the element holding hole,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the optical system component is attached to the entrance of the element holding hole to close the entrance.
前記素子保持穴部内に設けられた実装位置にて固体撮像素子を前記回路基板に実装する撮像素子実装ステップと、
前記固体撮像素子の実装位置に対応し前記固体撮像素子に被写体像を形成する取付位置にて光学系部品を前記回路基板に取り付ける光学系取付ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置製造方法。 A circuit board made of a multi-layer substrate provided with an internal space composed of one or more intermediate layer holes is subjected to counterboring, and the internal space is communicated with the outside of the substrate to form an element holding hole portion. A substrate processing step;
An image sensor mounting step of mounting a solid-state image sensor on the circuit board at a mounting position provided in the element holding hole;
An optical system mounting step of mounting an optical system component on the circuit board at a mounting position corresponding to a mounting position of the solid-state image sensor and forming a subject image on the solid-state image sensor;
An image pickup apparatus manufacturing method comprising:
前記撮像素子実装ステップは、前記固体撮像素子を、撮像面が前記撮像開口を向いた状態で前記素子収容部内に配置し、前記固体撮像素子の縁部を前記素子収容部と前記撮像開口の段差部へフリップチップ実装し、
前記光学系取付ステップは、前記光学系部品を前記撮像開口の外側にて前記回路基板に取り付けることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置製造方法。 In the substrate processing step, a hole having a size larger than that of the solid-state imaging device is formed from one side of the circuit board toward the internal space to form an element housing portion, and the internal space is formed from the other side of the circuit board. Forming a hole with a size smaller than the solid-state image sensor toward the image forming opening, forming a stepped through-opening in which the element housing portion and the image capturing opening are connected,
In the imaging element mounting step, the solid-state imaging element is arranged in the element accommodating portion with an imaging surface facing the imaging aperture, and an edge of the solid-state imaging element is a step between the element accommodating portion and the imaging aperture. Flip chip mounting to the part,
The imaging apparatus manufacturing method according to claim 5, wherein the optical system attaching step attaches the optical system component to the circuit board outside the imaging opening.
前記撮像素子実装ステップは、前記素子保持穴部の前記凹部の入口を撮像面が向いた状態で前記凹部の底部に前記固体撮像素子を実装し、
前記光学系取付ステップは、前記素子保持穴部の前記入口を塞ぐように前記光学系部品を前記入口に取り付けることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置製造方法。 In the substrate processing step, a hole is formed from one side of the circuit board toward the internal space to form a recess as the element holding hole,
In the imaging element mounting step, the solid-state imaging element is mounted on the bottom of the recess with the imaging surface facing the entrance of the recess of the element holding hole.
The imaging apparatus manufacturing method according to claim 5, wherein in the optical system attaching step, the optical system component is attached to the entrance so as to close the entrance of the element holding hole.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010193059A (en) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Camera module |
JP2012119796A (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Sharp Corp | Solid-state imaging apparatus and electronic information equipment |
JP2013516656A (en) * | 2010-01-11 | 2013-05-13 | フレクストロニクス エイピー エルエルシー | Camera module with molded tape flip chip imaging device mounting and manufacturing method |
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2006
- 2006-04-06 JP JP2006104779A patent/JP2007281151A/en active Pending
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JP2013516656A (en) * | 2010-01-11 | 2013-05-13 | フレクストロニクス エイピー エルエルシー | Camera module with molded tape flip chip imaging device mounting and manufacturing method |
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