JP4169938B2 - Solid-state image sensor holding block and solid-state image sensor mounting structure - Google Patents

Solid-state image sensor holding block and solid-state image sensor mounting structure Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられるＣＣＤ等の固体撮像素子の取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩フィルムに変わり、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮影した画像を電気信号に変換し、メモリやフロッピーディスク等に記録する撮像装置が普及している。
【０００３】
従前の撮像装置における撮影光学系では、固体撮像素子を、ガラスエポキシ基板に半田付けした後、該ガラスエポキシ基板を介在させて、撮影レンズを介して入射した光束の結像面と固体撮像素子の撮像面とが一致するように光学ユニットに取り付ける構造が多かった。なお本明細書において、光学ユニットとは、上記撮影レンズや赤外カットフィルタ等を含み、固体撮像素子が取り付けられることでデジタルカメラの撮影光学系を形成するものをいう。
【０００４】
ところで最近、画素数が２００万画素を越える固体撮像素子が実用化されている。このような固体撮像素子は、１ピクセルあたりの大きさが非常に小さくなるため、面倒れや位置ずれが起きることがないように、光学ユニットに取り付ける際、位置決めに関するきわめて高い精度が要求される。しかし上記従前の取り付け構造では、ガラスエポキシ基板に固体撮像素子を固定するための半田自体が有する厚みにより、ガラスエポキシ基板に固体撮像素子を固定する工程で既に平面性を失ってしまう。また、仮に半田層を全て均一の厚みにすることができたとしても、ガラスエポキシ基板の有する反りによって、固体撮像素子を、光学ユニットに高度な平面性を保ちつつ固定することができない。さらに上記従前の取り付け構造において、ガラスエポキシ基板に位置決め穴を設け、固体撮像素子の撮像面が所定の位置に配置されるように位置決めおよび半田付けを行ったとしても、該位置決め穴の穴径公差分は必ず位置ずれを起こすことになる。すなわち高画素数の固体撮像素子を光学ユニットに取り付ける構造としては相応しくなかった。
【０００５】
上述の取り付け構造の他にも、高画素数の固体撮像素子を光束がほぼ垂直に入射する位置に取り付けるための固体撮像素子取り付け構造がいくつか提案されている。しかし、どれも十分に高い精度を有しているとは言い難く、また光学ユニットへの取り付けの作業効率が悪いという問題点を残していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、面倒れや位置ずれをおこすことなく高い精度で固体撮像素子を保持することができる固体撮像素子保持ブロック、および光学ユニット内に設けられた撮影レンズ群の結像面に対して傾きや浮き等を発生させることなく、かつ安定した状態で光学ユニットに取り付けることができ、しかも効率よく、位置決め作業や光学ユニットへの取り付け作業を行うことが可能な固体撮像素子取り付け構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１にかかる固体撮像素子保持ブロックは、少なくとも一対の平面を有し、一方の平面に所定高さ分***した突出面を備える突出部と、突出面から他方の平面まで貫通する貫通孔とが形成され、該一方の平面と突出面とが平行である金属板と、底面を突出面に当接された状態で載置され、底面で貫通孔の突出面側を閉塞する固体撮像素子と、他方の平面から固体撮像素子の底面にわたって塗布され、固体撮像素子を突出面に固定する接着剤とを有する。
【０００８】
この発明によれば、面倒れや位置ずれ等を起こすことなく固体撮像素子を保持することができる。
【０００９】
請求項２に記載の固体撮像素子保持ブロックは、少なくとも突出面に適合する大きさを有する開口部を有し、開口部に突出部が挿通された状態で、固体撮像素子と金属板との間に配置され、固体撮像素子と電気的に接続される回路基板をさらに有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、回路基板の性質や電気的に接続する材料の性質によって、平面性を損なうことなく固体撮像素子を保持することができる。
【００１１】
また請求項４にかかる固体撮像素子取り付け構造は、一方の面に所定高さ分***した突出面が形成された金属板を有し、突出面は突出していない面と平行であり、突出面に貫通孔が形成されており、突出面に固体撮像素子の底面を密着させ、貫通孔の突出面側が閉塞された状態で、貫通孔の内壁から固体撮像素子の底面の貫通孔に露出されている部分にわたって接着剤を塗布することにより固体撮像素子を金属板に固定し、固体撮像素子が金属板に固定された状態で、該金属板を光学ユニットに固定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の固体撮像素子取り付け構造を使用することで、以下のような効果を得ることができる。
第１に請求項４に記載の固体撮像素子取り付け構造は、突出面と非突出面とを高い精度によって平行状態に加工できる金属板を用いてその突出面で固体撮像素子を固定するため、金属板に対し撮像素子が精度良く取り付けられるとともに、該金属板を光学ユニットに精度良く取り付けられるという特徴を有する。上記特徴により、光学ユニット内に設けられた撮影レンズ群の結像面に対して傾きや浮き等を発生させることなく、かつ安定した状態で固体撮像素子を光学ユニットに取り付けることができる。さらに、上記のような特徴を有する金属板を用いることにより、取り付け時には各部材間の精密な位置決め作業をする必要がなく、取り付けに要する作業効率を高めることができる。
【００１３】
第２に、請求項４に記載の固体撮像素子取り付け構造は、固体撮像素子の金属板への接着に際し、金属板が有する開口部から接着剤を流し込む方法を採用することにより、従来構造よりも遙かに作業効率を高めることができるだけでなく、接着面積を広く取れることにより接着強度を高くすることができる。
【００１４】
第３に請求項４に記載の固体撮像素子取り付け構造は、表面実装型の固体撮像素子を金属板の突出面上に設置した状態で接着する、いわゆる面支持を採用することにより、発熱性がある固体撮像素子を使用した場合であっても、金属板によって十分な放熱効果を得ることができる。
【００１５】
請求項５に記載の固体撮像素子取り付け構造は、少なくとも上記突出面に適合する大きさを有する開口部を有し、開口部から突出面を突出させ、少なくとも一部が固体撮像素子の底面と金属板の突出していない面との間に位置するよう配置された、固体撮像素子と電気的に接続される回路基板をさらに有することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、平面の精度が低いガラスエポキシ基板であっても、固体撮像素子の光学ユニットに対する安定した取り付けを保証しつつ、固体撮像素子と電気的に接続することが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の固体撮像素子取り付け構造によれば、上記貫通孔は、四角形状である。
請求項６に記載の発明によれば、貫通孔は長い周縁部を有することになり、広い接着領域を得ることができる。すなわち、接着強度を高めることができる。
【００１８】
請求項７に記載の固体撮像素子取り付け構造によれば、上記回路基板は、フレキシブルプリント基板であることが望ましい。
また請求項８に記載の固体撮像素子取り付け構造によれば、上記接着剤は、粘性が１〜３０Ｐａ・ｓの接着剤であることであることが望ましい。また請求項９に記載の固体撮像素子取り付け構造によれば、上記接着剤は、粘性が１７〜２７Ｐａ・ｓの接着剤であることであることが望ましい。
【００１９】
請求項１０に記載の固体撮像素子保持方法は、撮像装置における固体撮像素子保持方法であって、Ａ）金属板の一方の面を突出させ、一方の面における突出していない面と平行状態にある突出面を形成し、さらに突出面に貫通孔を形成し、Ｂ）固体撮像素子の底面を、突出面に当接した状態で載置し、底面で貫通孔の突出面側を閉塞し、Ｃ）貫通孔の内壁から固体撮像素子の底面の貫通孔に露出されている部分にわたって接着剤を塗布して、固体撮像素子を突出面に保持する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、デジタルカメラの光学ユニット１００における撮影レンズ（不図示）側から見た固体撮像素子保持ブロック１０の斜視図である。図２は、カメラ背面部側から見た固体撮像素子保持ブロック１０の斜視図である。また図３は、固体撮像素子保持ブロック１０を図１に示す切断線Ｌ・Ｌで切断した一部を、撮影レンズ側から見た斜視図である。
【００２１】
固体撮像素子保持ブロック１０は、固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）１、金属板２、フレキシブルプリント基板３、とを有する。ＣＣＤ１は２００万画素以上を有する表面実装型ＣＣＤである。金属板２はＣＣＤ１を光学ユニット１００（図５参照）に固定するために用いる取り付け部材である。
【００２２】
図４は、金属板２の拡大図である。図４に示すように、金属板２は、位置決め穴２３αと、位置決め穴２３βと、３つのネジ穴２４と、略中央部に略四角形の貫通孔２１とを有している。さらに金属板２の光学ユニット１００と対向する面（面Ａ）は、貫通孔２１と貫通孔２１を囲むように所定高さ分***した突出面２２とから構成される突出部２０がある。突出部２０の高さは、少なくともフレキシブルプリント基板３が有する厚みよりも高いことが要求される。また金属板２は、突出面２２と平板面２５とが平行になるように加工されている。
【００２３】
なお、金属板２をＣＣＤ１の取り付け部材として用いた理由として、以下の点が挙げられる。すなわち、剛性が高いこと、温度変化や湿度変化による膨張や変形等が無視できるほど微少であること、高い精度をもって加工できること、さらには熱伝導率が極めて高く、ＣＣＤ１で発生する熱の吸収、放熱に優れ、暗電流による撮像画質の劣化を低減させることができる点等が金属板２を用いた理由として挙げられる。本実施形態では金属板２に、高い精度で突出面２２と平板面２５とを平行に加工したアルミ製の平板を使用している。
【００２４】
フレキシブルプリント基板３は、ＣＣＤ１からの電気信号がＣＰＵ等の画像処理回路等（不図示）に送信されるように、ＣＣＤ１を画像処理回路等と電気的に接続する。フレキシブルプリント基板３は、開口部３１、位置決め穴３３α、位置決め穴３３βを有している。開口部３１は、金属板２の突出部２０の面積よりも大きく、ＣＣＤ１の底面積よりは小さい面積を有する略四角形状をしている（図５参照）。また位置決め穴３３αと位置決め穴３３βとは、それぞれ位置決め穴２３αおよび位置決め穴２３βと略同一形状を有する。
【００２５】
ＣＣＤ１は、突出面２２に当接された状態で金属板２に接着される。ここで、貫通孔２１を周縁部が長くとれる略四角形状にしたため、ＣＣＤ１との接着に際し、より広い接着面積を得ることができる。ＣＣＤ１と金属板２との間に配置されたフレキシブルプリント基板３は、半田付けすることにより、金属板２と一体化した状態にあるＣＣＤ１と電気的に接続される。
【００２６】
次に図５を参照しつつ、ＣＣＤ１を光学ユニット１００に取り付ける工程を説明する。図５は、固体撮像素子保持ブロック１０を用いてＣＣＤ１を光学ユニット１００に取り付ける構造を表した図である。光学ユニット１００は、ＣＣＤ挿入口１０１、位置決め穴１０３α、１０３β、ネジ穴１０４を有している。まず次のようにして、固体撮像素子保持ブロック１０を組み立てる。
【００２７】
第１の治具（不図示）によって予め所定位置に保持された状態にある金属板２に、フレキシブルプリント基板３の開口部３１から突出部２０が突出するように、フレキシブルプリント基板３を重ねる。第１の治具とは別の第２の治具（不図示）によりＣＣＤ１を保持し、該第２の治具でＣＣＤ１を移動させて、フレキシブル基板３をＣＣＤ１の底面および平板面２５間で挟むような状態で、ＣＣＤ１の底面を突出面２２に当接させる。なおＣＣＤ１の、突出面２２に対する当接位置の調整は、ＣＣＤ１の撮像面が所定の位置に配置されるように、光学装置（不図示）で該撮像面を観察しつつ行う。
【００２８】
撮像面が所定の位置に配置されるように、ＣＣＤ１を移動させて位置決めした後、ＣＣＤ１の底面と突出面２２とを密着させたまま、図２に示すように金属板２のカメラ背面（面Ｂ）側から、貫通孔２１の周縁部からＣＣＤ１の底面に渡って紫外線硬化型接着剤を流し込む。そして紫外線を照射して接着剤を硬化させ、ＣＣＤ１を金属板２に固定する（図２、図３参照）。ここで接着剤は粘性が１７〜２８Ｐａ・ｓ（パスカル毎秒）程度のものを用いて、突出面２２とＣＣＤ１の底面との間に接着剤が侵入しないようにしている。これは、ＣＣＤ１の底面と突出面２２との間に接着剤が入り込むと、該接着剤の厚みでＣＣＤ１が傾くおそれがあるからである。
【００２９】
なおＣＣＤ１が金属板２に固定された状態において、フレキシブルプリント基板３は、ＣＣＤ１の底面と金属板２の平板面２５との間の空間Ｓ（図３参照）に収まるように配置されている。従ってフレキシブルプリント基板３は、ＣＣＤ１をくぐって金属板２から脱落することがない。
【００３０】
ＣＣＤ１を金属板２に固定すると、フレキシブルプリント基板３のＣＣＤ１に対する位置決めを行い、両者を半田付けする工程に移る。フレキシブルプリント基板３のＣＣＤ１に対する位置は、フレキシブルプリント基板３を動かして、位置決めピン４を位置決め穴２３αから位置決め穴３３αへ、および位置決め穴２３βから位置決め穴３３βへそれぞれ差し込むことで決定される。ここで、フレキシブルプリント基板３は、開口部３１に突出部２０が通された状態にある。そのためフレキシブルプリント基板３は、突出部２０によって空間Ｓ内における移動範囲が規制されて、位置決めする際に好ましい範囲で移動することができる。すなわちフレキシブルプリント基板３は、既にＣＣＤ１に対する大概の位置がとれた状態にあり、位置決めのための微調整にかかる手間や時間を軽減することができる。
【００３１】
フレキシブルプリント基板３のＣＣＤ１に対する位置決めが完了した状態で、ＣＣＤ１の底面から四方の側面に延びる複数のリード部を、フレキシブルプリント基板３の所定のパッド部に半田付けする。該半田付け工程により、ＣＣＤ１と金属板２とフレキシブルプリント基板３とは一体化し、固体撮像素子保持ブロック１０をなす。
【００３２】
そして、固体撮像素子保持ブロック１０におけるＣＣＤ１が設けられた側が光学ユニット１００に当接するように、第１の治具で金属板２（すなわち固体撮像素子保持ブロック１０）を動かす。その際、位置決め穴２３αから位置決め穴３３αへ、および位置決め穴２３βから位置決め穴３３βに差し込まれている位置決めピン４を、さらに、それぞれ位置決め穴１０３αと位置決め穴１０３βとに差し込み、固体撮像素子保持ブロック１０の光学ユニット１００に対する位置を決定する。ここで、位置決め穴２３βおよび位置決め穴３３βは長穴形状を有しているため、確実にその位置決めピン４を位置決め穴１０３βに差し込むことができる。
【００３３】
固体撮像素子保持ブロック１０の光学ユニット１００に対する位置が決定されると、ネジ５を金属板２の各ネジ穴２４と光学ユニット１００の各ネジ穴１０４との間に螺合させて、固体撮像素子保持ブロック１０を光学ユニット１００に固定する。
【００３４】
以上の工程により組み立てられる固体撮像素子取り付け構造は、ＣＣＤ１を傾かせたり浮かせたりすることなく、安定した状態で光学ユニット１００内にある図示しない撮影レンズ群から射出された光束の結像面の位置に固定することができる。なおＣＣＤ１は、ＣＣＤ挿入口１０１から光学ユニット１００内部に突出した状態で固定される。
【００３５】
以上が本発明の実施形態である。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。以下、いくつかの変形例を挙げる。
【００３６】
本実施形態では、フレキシブルプリント基板３の位置決めはＣＣＤ１を金属板２に固定させた後、実際にフレキシブルプリント基板３自体を移動させて行っている。しかし、開口部３１の形状を金属板２の突出部２０の大きさに対応するように加工すれば、ＣＣＤ１と金属板２とで挟む工程において、ほぼ正確にフレキシブル基板２の位置決めを行うことができる。
【００３７】
また本実施形態では、接着剤を流し込むために金属板２に設けた貫通孔２１を、加工し易く、かつ接着領域（周縁部）を長くとることができる略四角形状にしているが、これに限定されるものではない。例えば、接着面積を稼いで、より接着強度を高めたいならば、大きな開口部は設けず突出面２２に接着剤が注入可能な程度の大きさの穴を複数設けることもできる。
【００３８】
本実施形態では、フレキシブルプリント基板を使用しているが、ガラスエポキシ基板等の厚みを有する基板であっても使用することもできる。ただし、突出部２０の高さを使用する基板の厚みよりも高くなるように金属板２を加工することが条件となる。
【００３９】
さらに上記実施形態では、ＣＣＤ１の四方の側面全てにリード部が設けられていることを想定しているため、ＣＣＤ１の底面によってフレキシブルプリント基板３の開口部３１は完全に閉塞される構成にした。従って、使用するＣＣＤ１のリード部の位置によっては、開口部３１を図６（ａ）（ｂ）に示すように変形し、ＣＣＤ１の底面によって完全に閉塞されないような構成にすることも可能である。なお本発明で使用できる固体撮像素子は、本実施形態で使用したような高画素数を有するＣＣＤ１に限らない。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの光学ユニット側から見た固体撮像素子保持ブロックを表した図である。
【図２】カメラ背面部側から見た固体撮像素子保持ブロックを表した図である。
【図３】固体撮像素子保持ブロックを切断線Ｌ・Ｌで切断した状態を表した図である。
【図４】本発明の固体撮像素子保持ブロックの金属板の拡大図である。
【図５】本発明の固体撮像素子保持ブロックを使用してＣＣＤを光学ユニットに取り付ける構造を表した図である。
【図６】本発明の固体撮像素子保持ブロックの変形例を表した図である。
【符号の説明】
１ ＣＣＤ
２ 金属板
２０ 突出部
２１ 貫通孔
２２ 突出面
２３α、２３β 位置決め穴
２５ 平板面
３ フレキシブルプリント基板
３１ 開口部
１０ 固体撮像素子保持ブロック
１００ 光学ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure for a solid-state imaging device such as a CCD used in an imaging apparatus such as a digital camera.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an image pickup apparatus that converts an image taken with a solid-state image pickup device such as a CCD into an electric signal and records it in a memory, a floppy disk, or the like instead of a silver salt film has become widespread.
[0003]
In a conventional imaging optical system in an imaging apparatus, a solid-state imaging device is soldered to a glass epoxy substrate, and then the glass epoxy substrate is interposed, so that an imaging surface of a light beam incident through the imaging lens and the solid-state imaging device Many structures were attached to the optical unit so that the imaging surface coincided with the imaging surface. In this specification, the optical unit refers to an optical unit that includes the above-described photographing lens, an infrared cut filter, and the like and forms a photographing optical system of a digital camera by being attached with a solid-state image sensor.
[0004]
Recently, solid-state imaging devices having more than 2 million pixels have been put into practical use. Since such a solid-state imaging device has a very small size per pixel, extremely high positioning accuracy is required when it is attached to the optical unit so as not to be tilted or displaced. However, in the above conventional mounting structure, due to the thickness of the solder itself for fixing the solid-state imaging device to the glass epoxy substrate, the flatness is already lost in the step of fixing the solid-state imaging device to the glass epoxy substrate. Moreover, even if the solder layers can all be made uniform in thickness, the warp of the glass epoxy substrate cannot fix the solid-state imaging device to the optical unit while maintaining a high level of flatness. Further, in the above-described conventional mounting structure, even if positioning holes are provided in the glass epoxy substrate and positioning and soldering are performed so that the imaging surface of the solid-state imaging device is arranged at a predetermined position, The difference always causes a position shift. That is, it is not suitable as a structure for mounting a solid-state imaging device having a large number of pixels on an optical unit.
[0005]
In addition to the above-described mounting structure, several solid-state imaging element mounting structures for mounting a solid-state imaging element having a large number of pixels at a position where a light beam enters substantially perpendicularly have been proposed. However, it is difficult to say that all of them have sufficiently high accuracy, and there remains a problem that the work efficiency of attachment to the optical unit is poor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a solid-state image sensor holding block that can hold a solid-state image sensor with high accuracy without causing tilting or misalignment, and a photographic lens group provided in the optical unit. A solid-state imaging device that can be mounted on an optical unit in a stable state without causing tilting or floating with respect to the image plane, and that can perform positioning and mounting on the optical unit efficiently. An object is to provide a mounting structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the solid-state image sensor holding block according to claim 1 has at least a pair of flat surfaces, and has a protruding portion including a protruding surface raised by a predetermined height on one plane and penetrates from the protruding surface to the other plane. A solid plate that is formed with a through-hole, and is placed in a state in which the one flat surface and the projecting surface are parallel to each other and a bottom surface in contact with the projecting surface, and closes the projecting surface side of the through-hole at the bottom surface An image sensor and an adhesive applied from the other plane to the bottom surface of the solid-state image sensor and fixing the solid-state image sensor to the projecting surface.
[0008]
According to the present invention, it is possible to hold the solid-state imaging device without causing surface tilt or positional displacement.
[0009]
The solid-state image sensor holding block according to claim 2 has an opening having a size that fits at least the protruding surface, and the protrusion is inserted between the solid-state image sensor and the metal plate. And a circuit board that is electrically connected to the solid-state imaging device.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, the solid-state imaging device can be held without impairing the flatness depending on the property of the circuit board and the property of the electrically connecting material.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device mounting structure including a metal plate having a protruding surface that is raised by a predetermined height on one surface, and the protruding surface is parallel to a non-projecting surface. A through-hole is formed, and the bottom surface of the solid-state imaging device is in close contact with the projecting surface, and the projecting surface side of the through-hole is closed to be exposed from the inner wall of the through-hole to the through-hole on the bottom surface of the solid-state imaging device. The solid-state imaging device is fixed to a metal plate by applying an adhesive over the portion, and the metal plate is fixed to the optical unit in a state where the solid-state imaging device is fixed to the metal plate.
[0012]
The following effects can be obtained by using the solid-state imaging device mounting structure according to claim 4.
First, the solid-state imaging device mounting structure according to claim 4 uses a metal plate capable of processing the projecting surface and the non-projecting surface in a parallel state with high accuracy, and fixes the solid-state imaging device on the projecting surface. The image sensor is attached to the plate with high accuracy, and the metal plate can be attached to the optical unit with high accuracy. With the above features, the solid-state imaging device can be attached to the optical unit in a stable state without causing inclination or floating with respect to the imaging plane of the taking lens group provided in the optical unit. Furthermore, by using the metal plate having the above-described features, it is not necessary to perform a precise positioning operation between the members at the time of attachment, and the work efficiency required for the attachment can be increased.
[0013]
Secondly, the solid-state image sensor mounting structure according to claim 4 adopts a method of pouring an adhesive from an opening of the metal plate when the solid-state image sensor is bonded to the metal plate, so that the structure is larger than the conventional structure. Not only can the working efficiency be greatly improved, but also the adhesive strength can be increased by taking a wide bonding area.
[0014]
Thirdly, the solid-state image sensor mounting structure according to claim 4 has a heat generating property by adopting a so-called surface support in which a surface-mount type solid-state image sensor is adhered in a state where the solid-state image sensor is installed on a protruding surface of a metal plate. Even when a certain solid-state imaging device is used, a sufficient heat dissipation effect can be obtained by the metal plate.
[0015]
The solid-state imaging device mounting structure according to claim 5 has an opening having a size that fits at least the protruding surface, the protruding surface protrudes from the opening, and at least a part of the bottom surface of the solid-state imaging device and the metal The circuit board further includes a circuit board electrically connected to the solid-state imaging device, which is disposed between the non-projecting surface of the plate.
[0016]
According to the fifth aspect of the present invention, even when the glass epoxy substrate has a low plane accuracy, it can be electrically connected to the solid-state image sensor while ensuring stable attachment of the solid-state image sensor to the optical unit. It becomes possible.
[0017]
According to the solid-state image sensor mounting structure of the sixth aspect, the through hole has a quadrangular shape.
According to invention of Claim 6, a through-hole will have a long peripheral part, and can obtain a wide adhesion | attachment area | region. That is, the adhesive strength can be increased.
[0018]
According to the solid-state image sensor mounting structure of the seventh aspect, it is desirable that the circuit board is a flexible printed board.
Moreover, according to the solid-state image sensor mounting structure according to claim 8, it is desirable that the adhesive is an adhesive having a viscosity of 1 to 30 Pa · s. According to the solid-state image sensor mounting structure of the ninth aspect, it is preferable that the adhesive is an adhesive having a viscosity of 17 to 27 Pa · s.
[0019]
The solid-state imaging element holding method according to claim 10 is a solid-state imaging element holding method in an imaging apparatus, and A) one surface of a metal plate is protruded and is parallel to a non-projecting surface on one surface. A projecting surface is formed, and a through hole is formed in the projecting surface. B) The bottom surface of the solid-state imaging device is placed in contact with the projecting surface, and the projecting surface side of the through hole is blocked by the bottom surface. ) Adhesive is applied from the inner wall of the through hole to the exposed portion of the through hole on the bottom surface of the solid-state imaging device, and the solid-state imaging device is held on the protruding surface.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a solid-state image sensor holding block 10 as seen from the photographing lens (not shown) side in the optical unit 100 of the digital camera. FIG. 2 is a perspective view of the solid-state image sensor holding block 10 as seen from the camera back side. FIG. 3 is a perspective view of a part of the solid-state image sensor holding block 10 cut along the cutting lines L and L shown in FIG.
[0021]
The solid-state image sensor holding block 10 includes a CCD (Charge Coupled Device) 1, a metal plate 2, and a flexible printed circuit board 3 that are solid-state image sensors. The CCD 1 is a surface mount type CCD having 2 million pixels or more. The metal plate 2 is an attachment member used for fixing the CCD 1 to the optical unit 100 (see FIG. 5).
[0022]
FIG. 4 is an enlarged view of the metal plate 2. As shown in FIG. 4, the metal plate 2 has a positioning hole 23α, a positioning hole 23β, three screw holes 24, and a substantially rectangular through hole 21 in a substantially central portion. Furthermore, the surface (surface A) facing the optical unit 100 of the metal plate 2 has a projecting portion 20 composed of a through hole 21 and a projecting surface 22 raised by a predetermined height so as to surround the through hole 21. The height of the protrusion 20 is required to be higher than at least the thickness of the flexible printed circuit board 3. The metal plate 2 is processed so that the protruding surface 22 and the flat plate surface 25 are parallel to each other.
[0023]
The reason why the metal plate 2 is used as a mounting member for the CCD 1 is as follows. That is, the rigidity is high, the expansion and deformation due to temperature change and humidity change are negligibly small, the processing can be performed with high accuracy, and the heat conductivity is extremely high, so that the heat generated by the CCD 1 is absorbed and radiated. The reason why the metal plate 2 is used is that it is excellent in that it can reduce deterioration in image quality due to dark current. In this embodiment, a flat plate made of aluminum in which the protruding surface 22 and the flat plate surface 25 are processed in parallel with high accuracy is used for the metal plate 2.
[0024]
The flexible printed circuit board 3 electrically connects the CCD 1 to the image processing circuit or the like so that an electrical signal from the CCD 1 is transmitted to an image processing circuit or the like (not shown) such as a CPU. The flexible printed circuit board 3 has an opening 31, a positioning hole 33α, and a positioning hole 33β. The opening 31 has a substantially rectangular shape having an area larger than the area of the protrusion 20 of the metal plate 2 and smaller than the bottom area of the CCD 1 (see FIG. 5). The positioning hole 33α and the positioning hole 33β have substantially the same shape as the positioning hole 23α and the positioning hole 23β, respectively.
[0025]
The CCD 1 is bonded to the metal plate 2 while being in contact with the protruding surface 22. Here, since the through-hole 21 has a substantially rectangular shape with a long peripheral edge, a wider bonding area can be obtained when bonding to the CCD 1. The flexible printed circuit board 3 disposed between the CCD 1 and the metal plate 2 is electrically connected to the CCD 1 in an integrated state with the metal plate 2 by soldering.
[0026]
Next, the process of attaching the CCD 1 to the optical unit 100 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a structure in which the CCD 1 is attached to the optical unit 100 using the solid-state image sensor holding block 10. The optical unit 100 has a CCD insertion port 101, positioning holes 103α and 103β, and a screw hole 104. First, the solid-state image sensor holding block 10 is assembled as follows.
[0027]
The flexible printed circuit board 3 is overlaid on the metal plate 2 that has been previously held at a predetermined position by a first jig (not shown) so that the protruding portion 20 protrudes from the opening 31 of the flexible printed circuit board 3. The CCD 1 is held by a second jig (not shown) different from the first jig, the CCD 1 is moved by the second jig, and the flexible substrate 3 is moved between the bottom surface and the flat plate surface 25 of the CCD 1. The bottom surface of the CCD 1 is brought into contact with the projecting surface 22 in a state of being sandwiched. The contact position of the CCD 1 with respect to the protruding surface 22 is adjusted while observing the imaging surface with an optical device (not shown) so that the imaging surface of the CCD 1 is arranged at a predetermined position.
[0028]
After the CCD 1 is moved and positioned so that the imaging surface is arranged at a predetermined position, the back surface (surface) of the metal plate 2 is secured as shown in FIG. From the B) side, an ultraviolet curable adhesive is poured from the peripheral edge of the through hole 21 to the bottom surface of the CCD 1. Then, the adhesive is cured by irradiating ultraviolet rays, and the CCD 1 is fixed to the metal plate 2 (see FIGS. 2 and 3). Here, an adhesive having a viscosity of about 17 to 28 Pa · s (pascal per second) is used so that the adhesive does not enter between the protruding surface 22 and the bottom surface of the CCD 1. This is because if the adhesive enters between the bottom surface of the CCD 1 and the protruding surface 22, the CCD 1 may be inclined due to the thickness of the adhesive.
[0029]
In the state in which the CCD 1 is fixed to the metal plate 2, the flexible printed circuit board 3 is disposed so as to fit in the space S (see FIG. 3) between the bottom surface of the CCD 1 and the flat plate surface 25 of the metal plate 2. Therefore, the flexible printed circuit board 3 does not fall from the metal plate 2 through the CCD 1.
[0030]
When the CCD 1 is fixed to the metal plate 2, the flexible printed circuit board 3 is positioned with respect to the CCD 1, and the process proceeds to a soldering process. The position of the flexible printed circuit board 3 with respect to the CCD 1 is determined by moving the flexible printed circuit board 3 and inserting the positioning pins 4 from the positioning holes 23α into the positioning holes 33α and from the positioning holes 23β into the positioning holes 33β. Here, the flexible printed circuit board 3 is in a state in which the protruding portion 20 is passed through the opening 31. For this reason, the flexible printed circuit board 3 can be moved within a preferable range when positioning, with the movement range in the space S being restricted by the protrusion 20. That is, the flexible printed circuit board 3 is already in a state in which most positions with respect to the CCD 1 are taken, and it is possible to reduce labor and time for fine adjustment for positioning.
[0031]
In a state where the positioning of the flexible printed circuit board 3 with respect to the CCD 1 is completed, a plurality of lead portions extending from the bottom surface of the CCD 1 to the four side surfaces are soldered to predetermined pad portions of the flexible printed circuit board 3. Through the soldering process, the CCD 1, the metal plate 2, and the flexible printed board 3 are integrated to form a solid-state image sensor holding block 10.
[0032]
Then, the metal plate 2 (that is, the solid-state image sensor holding block 10) is moved by the first jig so that the side on which the CCD 1 is provided in the solid-state image sensor holding block 10 contacts the optical unit 100. At that time, the positioning pins 4 inserted from the positioning hole 23α into the positioning hole 33α and from the positioning hole 23β into the positioning hole 33β are further inserted into the positioning hole 103α and the positioning hole 103β, respectively. The position with respect to the optical unit 100 is determined. Here, since the positioning hole 23β and the positioning hole 33β have an elongated hole shape, the positioning pin 4 can be reliably inserted into the positioning hole 103β.
[0033]
When the position of the solid-state image sensor holding block 10 with respect to the optical unit 100 is determined, the screw 5 is screwed between each screw hole 24 of the metal plate 2 and each screw hole 104 of the optical unit 100 to thereby obtain a solid-state image sensor. The holding block 10 is fixed to the optical unit 100.
[0034]
The solid-state imaging device mounting structure assembled by the above process is in a stable state without tilting or floating the CCD 1 and the position of the imaging plane of the light beam emitted from the photographing lens group (not shown) in the optical unit 100 in a stable state. Can be fixed to. The CCD 1 is fixed in a state of protruding from the CCD insertion port 101 into the optical unit 100.
[0035]
The above is the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, some modifications will be described.
[0036]
In the present embodiment, the positioning of the flexible printed circuit board 3 is performed by actually moving the flexible printed circuit board 3 itself after fixing the CCD 1 to the metal plate 2. However, if the shape of the opening 31 is processed so as to correspond to the size of the protruding portion 20 of the metal plate 2, the flexible substrate 2 can be positioned almost accurately in the step of sandwiching between the CCD 1 and the metal plate 2. it can.
[0037]
Further, in this embodiment, the through hole 21 provided in the metal plate 2 for pouring the adhesive is made into a substantially square shape that can be easily processed and can take a long adhesion region (peripheral portion). It is not limited. For example, if it is desired to increase the bonding area by increasing the bonding area, it is possible to provide a plurality of holes having a size that allows the adhesive to be injected into the protruding surface 22 without providing a large opening.
[0038]
In this embodiment, a flexible printed circuit board is used, but even a substrate having a thickness such as a glass epoxy substrate can be used. However, it is a condition that the metal plate 2 is processed so that the height of the protruding portion 20 is higher than the thickness of the substrate to be used.
[0039]
Further, in the above embodiment, since it is assumed that the lead portions are provided on all four side surfaces of the CCD 1, the opening 31 of the flexible printed circuit board 3 is completely closed by the bottom surface of the CCD 1. Therefore, depending on the position of the lead portion of the CCD 1 to be used, the opening 31 can be modified as shown in FIGS. 6A and 6B so that it is not completely blocked by the bottom surface of the CCD 1. . The solid-state imaging device that can be used in the present invention is not limited to the CCD 1 having a high pixel count as used in the present embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a solid-state image sensor holding block viewed from an optical unit side of a digital camera.
FIG. 2 is a diagram illustrating a solid-state image sensor holding block as viewed from the back side of the camera.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a solid-state image sensor holding block is cut along cutting lines L and L.
FIG. 4 is an enlarged view of a metal plate of a solid-state image sensor holding block according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a structure for attaching a CCD to an optical unit using the solid-state image sensor holding block of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the solid-state image sensor holding block of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 CCD
2 Metal plate 20 Protruding portion 21 Through hole 22 Protruding surface 23α, 23β Positioning hole 25 Flat plate surface 3 Flexible printed circuit board 31 Opening portion 10 Solid-state image sensor holding block 100 Optical unit

Claims (12)

板状であって、一対の平面を有し、一方の平面に所定高さ分***した突出面を備える突出部と前記突出面から他方の平面まで貫通する貫通孔とが形成され、前記一方の平面と前記突出面とが平行である金属板と、
底面が前記突出面に当接した状態で載置され、前記底面で前記貫通孔の前記突出面側を閉塞する固体撮像素子と、
前記貫通孔の内壁から前記固体撮像素子の底面の前記貫通孔に露出されている部分にわたって接着剤を塗布することにより前記固体撮像素子が前記突出面に固定されていること特徴とする固体撮像素子保持ブロック。A projecting portion having a plate shape and having a pair of planes and having a projecting surface raised by a predetermined height on one plane and a through-hole penetrating from the projecting surface to the other plane are formed. A metal plate whose plane and the protruding surface are parallel;
A solid-state imaging device that is placed in a state where the bottom surface is in contact with the protruding surface, and closes the protruding surface side of the through-hole at the bottom surface;
The solid-state imaging device is fixed to the projecting surface by applying an adhesive from the inner wall of the through-hole to a portion of the bottom surface of the solid-state imaging device exposed to the through-hole. Holding block. 少なくとも前記突出面に適合する大きさを有する開口部を有し、前記開口部に前記突出部が挿通された状態で、前記固体撮像素子と前記金属板との間に配置され、前記固体撮像素子と電気的に接続される回路基板をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子保持ブロック。The solid-state imaging device has an opening having a size that fits at least the protruding surface, and is disposed between the solid-state imaging device and the metal plate in a state where the protruding portion is inserted into the opening. The solid-state image sensor holding block according to claim 1, further comprising a circuit board electrically connected to the circuit board. 前記所定高さは、前記回路基板の厚みよりも高いことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子保持ブロック。The solid-state image sensor holding block according to claim 2, wherein the predetermined height is higher than a thickness of the circuit board. 撮像装置における、撮影光学系の一部を構成する光学ユニットに固体撮像素子を取り付ける固体撮像素子取り付け構造において、
一方の面に所定高さ分***した突出面が形成された金属板を有し、前記突出面は突出していない面と平行であり、前記突出面に貫通孔が形成されており、
前記突出面に前記固体撮像素子の底面を密着させ、前記貫通孔の前記突出面側が閉塞された状態で、前記貫通孔の内壁から前記固体撮像素子の底面の前記貫通孔に露出されている部分にわたって接着剤を塗布することにより前記固体撮像素子を前記金属板に固定し、
前記固体撮像素子が前記金属板に固定された状態で、前記金属板を前記光学ユニットに固定することを特徴とする固体撮像素子取り付け構造。In the imaging device, in the solid-state image sensor mounting structure in which the solid-state image sensor is attached to the optical unit constituting a part of the imaging optical system
It has a metal plate formed with a protruding surface raised by a predetermined height on one surface, the protruding surface is parallel to the surface that does not protrude, and a through hole is formed in the protruding surface,
A portion exposed from the inner wall of the through-hole to the through-hole on the bottom surface of the solid-state image sensor in a state where the bottom surface of the solid-state image sensor is brought into close contact with the projecting surface and the projecting surface side of the through-hole is closed. Fixing the solid-state imaging device to the metal plate by applying an adhesive over the
A solid-state image sensor mounting structure, wherein the metal plate is fixed to the optical unit in a state where the solid-state image sensor is fixed to the metal plate. 少なくとも前記突出面に適合する大きさを有する開口部を有し、前記開口部から前記突出面を突出させ、少なくとも一部が前記固体撮像素子の底面と前記金属板の突出していない面との間に位置するよう配置された、前記固体撮像素子と電気的に接続される回路基板をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子取り付け構造。An opening having a size that fits at least the protruding surface; the protruding surface protrudes from the opening; and at least a portion between the bottom surface of the solid-state imaging device and the non-projecting surface of the metal plate The solid-state image sensor mounting structure according to claim 4, further comprising a circuit board that is disposed so as to be electrically connected to the solid-state image sensor. 前記貫通孔は、四角形状であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の固体撮像素子取り付け構造。The solid-state imaging device mounting structure according to claim 4, wherein the through hole has a quadrangular shape. 前記回路基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の固体撮像素子取り付け構造。The solid-state imaging device mounting structure according to claim 4, wherein the circuit board is a flexible printed circuit board. 前記接着剤は、粘性が１〜３０Ｐａ・ｓの接着剤であることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の固体撮像素子取り付け構造。The solid-state imaging device mounting structure according to claim 4, wherein the adhesive is an adhesive having a viscosity of 1 to 30 Pa · s. 前記接着剤は、粘性が１７〜２７Ｐａ・ｓの接着剤であることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像素子取り付け構造。The solid-state imaging device mounting structure according to claim 8, wherein the adhesive is an adhesive having a viscosity of 17 to 27 Pa · s. 撮像装置における固体撮像素子保持方法であって、
Ａ）金属板の一方の面を突出させ、前記一方の面における突出していない面と平行状態にある突出面を形成し、さらに前記突出面に貫通孔を形成し、
Ｂ）前記固体撮像素子の底面を、前記突出面に当接した状態で載置し、前記底面で前記貫通孔の前記突出面側を閉塞し、
Ｃ）前記貫通孔の内壁から前記固体撮像素子の底面の前記貫通孔に露出されている部分にわたって接着剤を塗布して、前記固体撮像素子を前記突出面に保持する固体撮像素子保持方法。A solid-state image sensor holding method in an imaging device,
A) Projecting one surface of the metal plate, forming a projecting surface in parallel with the non-projecting surface of the one surface, further forming a through hole in the projecting surface,
B) Place the bottom surface of the solid-state imaging device in contact with the projecting surface, and block the projecting surface side of the through hole with the bottom surface,
C) A solid-state image sensor holding method in which an adhesive is applied from an inner wall of the through-hole to a portion of the bottom surface of the solid-state image sensor exposed to the through-hole to hold the solid-state image sensor on the protruding surface. 撮像装置において、光学ユニットと共に撮影光学系を構成する固体撮像素子取り付け方法であって、
Ａ）金属板の一方の面を突出させ、前記一方の面における突出していない面と平行状態にある突出面を形成し、さらに前記突出面に貫通孔を形成し、
Ｂ）前記固体撮像素子の底面を、前記突出面に密着させ、
Ｃ）前記貫通孔の内壁から前記固体撮像素子の底面の前記貫通孔に露出されている部分にわたって接着剤を塗布して、前記固体撮像素子を前記金属板に接着し、
Ｄ）前記固体撮像素子が接着された前記金属板を前記光学ユニットに固定する、固体撮像素子取り付け方法。In the imaging device, a solid-state imaging device mounting method that constitutes the imaging optical system together with the optical unit,
A) Projecting one surface of the metal plate, forming a projecting surface in parallel with the non-projecting surface of the one surface, further forming a through hole in the projecting surface,
B) The bottom surface of the solid-state image sensor is brought into close contact with the protruding surface,
C) Applying an adhesive over a portion exposed from the inner wall of the through-hole to the through-hole on the bottom surface of the solid-state image sensor, and bonding the solid-state image sensor to the metal plate;
D) The solid-state image sensor attachment method which fixes the said metal plate to which the said solid-state image sensor was adhere | attached to the said optical unit. 前記工程Ａおよび前記工程Ｂ間において、
Ｅ）前記突出面を被う大きさを有する開口部を有する回路基板を、前記開口部から前記突出面が突出するように重ね合わせ、
前記工程Ｃおよび前記工程Ｄ間において、
Ｆ）前記固体撮像素子を、前記回路基板と電気的に接続する、請求項１１に記載の固体撮像素子取り付け方法。Between step A and step B,
E) A circuit board having an opening having a size covering the protruding surface is overlaid so that the protruding surface protrudes from the opening,
Between Step C and Step D,
F) The solid-state image sensor attachment method according to claim 11, wherein the solid-state image sensor is electrically connected to the circuit board.
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