JP4191954B2 - 撮像素子実装構造および撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子を接続する信号処理チップを、基板に実装する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラ,デジタルビデオカメラなどの撮像装置には、CCDイメージセンサーやCMOSイメージセンサーなどの撮像素子,この撮像素子からの撮像信号を処理する信号処理ICチップ,および撮影レンズなどの部品が、配線基板上に実装されている。一方、複数の部材を重層する実装構造としては、図6に示すように、一対のメモリLSIパッケージ80,81を、放熱プレート82を真中に挟んだ状態で実装しているものがある(特開平8−316606号公報参照)。
【0003】
図6に示す実装構造では、配線基板上にメモリLSIパッケージ80および81を複数段に重ねて実装したので、実装面積が節約でき、省スペース化となる。また、上記実装構造では、一対のメモリLSIパッケージ80,81間に、放熱プレート82を接触する状態で取付けたので、メモリLSIパッケージ80および81で発生する熱が、外部に放出(放熱)される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平8−316606号公報に記載される実装構造では、メモリLSIパッケージ80および81を、放熱プレート82に対してそれぞれ位置合わせを行った状態で、熱伝導性接着剤により固定していたので、放熱プレート82に対するメモリLSIパッケージ80および81の位置決めに手間を要していた。
【0005】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、撮像素子を放熱手段に迅速かつ的確に位置決めし得る撮像素子実装構造および撮像装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の撮像素子実装構造では、下面から下方に向かって延出する接続端子と、ねじが挿通される挿通孔と、を有し、被写体を撮像する撮像素子と、前記ねじが挿通され前記撮像素子を位置決めする位置決め孔と、前記接続端子が挿入される接続孔と、が形成され、前記撮像素子が取付けられる放熱板と、前記放熱板が取付けられると共に前記接続孔を挿通した前記接続端子が接続される接続口を有し、基板上に実装され、前記撮像素子からの撮像信号を処理する信号処理チップと、を備える。
【0007】
請求項1記載の撮像素子実装構造においては、例えば放熱板の表裏に対し、撮像素子と信号処理チップとがそれぞれ接触するように取付ける。この場合、撮像素子は、放熱板の位置決め孔を介して位置決めされる。また、信号処理チップを、基板に実装する。そして、放熱板は、動作中に発生する撮像素子および信号処理チップの熱を、外部に放出する。
【0008】
請求項1記載の撮像素子実装構造によれば、放熱板に撮像素子を位置決めする位置決め孔が配置されているので、撮像素子の取付部材を兼用する放熱板に対し、撮像素子が迅速かつ的確に位置決めされる。ここで、請求項1記載の撮像素子実装構造においては、上記放熱板に、撮影レンズを支持する支持手段またはボディと放熱板とを接続させる接続手段を設けるようにしても良い。この場合には、上記放熱板が上記接続手段または上記支持手段の連結部材(手段)を兼用することになるので、他の部材を新たに設ける必要がなくなり、簡易な構成となる。
【0009】
また、請求項1記載の撮像素子実装構造によれば、放熱板を介し、撮像素子および信号処理チップを重ねて基板上に実装するので、実装面積が節約でき、省スペース化となる。さらに、請求項1記載の撮像素子実装構造によれば、撮像素子と信号処理チップとの間に、放熱板を接触する状態で取付けるので、撮像素子および信号処理チップで発生する熱が、外部に放出される。
【0010】
さらに、請求項1記載に係る放熱板には、前記撮像素子の接続端子を前記信号処理チップの接続口に接続させるための接続孔が形成される。即ち、撮像素子と信号処理チップとのように相互に関連する部品同士を、放熱板を介して取付けるので、放熱板に形成された接続孔に撮像素子の接続端子を挿通することにより、信号処理チップの接続口に対する上記接続端子の接続(配線)が簡易となる。
【0011】
請求項2記載の撮像装置では、請求項1記載の撮像素子実装構造を備える。請求項2記載の撮像装置によれば、請求項1記載の撮像素子実装構造を設けるので、撮像素子の取付部材を兼用する放熱板に対し撮像素子が迅速かつ的確に位置決めされ、または信号処理チップの接続口に対する上記接続端子の接続が簡易となる。なお、請求項2記載に係る撮像装置は、デジタルスチルカメラ,デジタルビデオカメラ,撮像機能を備えた携帯電話,パーソナル・コンピュータ,PDA(Personal Digital Assistance)などを含む概念である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3に基づいて、本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの実装構造について説明する。なお、図1は本実施形態の実装構造の概略的な構成を示す分解斜視図、図2は図1に示す放熱板に撮影レンズを支持する支持部材が取付けられた状態を示す側面図、図3は図1に示す放熱板にカメラボディを接続する接続手段が取付けられた状態を示す側面図である。
【0013】
図1に示すように、本実施形態に係る実装構造は、平面形状が長方形でかつ薄板状の撮像素子であるCCDイメージセンサー10と,放熱手段である薄板状の放熱板12と,CCDイメージセンサー10からの撮像信号を処理するICである信号処理チップ16とを備える。そして、上記実装構造は、CCDイメージセンサー10と信号処理チップ16との間に、熱伝導性の高いアルミニウムなどの材料で成形された放熱板12を介在させている。
【0014】
CCDイメージセンサー10の短手方向の両端には、複数本の板状の接続端子(リード)11が、端縁に沿うよう所定間隔をもって導出されている。そして、接続端子11は、CCDイメージセンサー10の下面から下方へ向かって直線状に延出している。なお、CCDイメージセンサー10には、その中央に複数の画素を有する撮像部10Aが配置されていると共に、撮像部10Aを挟むように長手方向の両端部に挿通孔1BAが一対形成されている。
【0015】
放熱板12は、CCDイメージセンサー10を嵌め込み搭載するための搭載部13と,搭載部13の両端から水平方向に向かうよう外方へ延出された放熱部14とを備える。即ち、放熱板12は、搭載部13の部位が、断面コ字状に屈曲している。搭載部13には、CCDイメージセンサー10の接続端子11に対応する部位に、丸状の接続孔13Aがそれぞれ形成されている。
【0016】
なお、接続孔13Aは、CCDイメージセンサー10が搭載部13に搭載された状態において、接続端子11と接触しないような大きさとなっている。また、本実施形態では、接続孔13Aの孔壁にガラス,ゴムなどの絶縁部材を配置させても良い。この場合には、絶縁部材によって接続端子11と接続孔13Aの孔壁との接触が防止されるので、接続端子11からの電気信号が、放熱板12へ伝わることがない。
【0017】
また、搭載部13には、CCDイメージセンサー10の挿通孔10Bに対応する部位に、CCDイメージセンサー10を放熱板12に位置決めする位置決め手段である丸状のネジ孔13Bが一対形成されている。即ち、ネジ孔13Bの孔壁には、雌ネジが形成されている。一方、一対の放熱部14には、それぞれの略中央に丸孔状の取付孔14Aが形成されている。
【0018】
信号処理チップ16の上部には、CCDイメージセンサー10の接続端子11すなわち放熱板12の接続孔13Aに対応する部位に、丸孔状の端子接続口16Aがそれぞれ形成されている。そして、上記実装構造は、CCDイメージセンサー10の接続端子11が、信号処理チップ16の端子接続口16Aにそれぞれ挿入され、信号処理チップ16内の図示しない信号ラインにそれぞれ接続される。
【0019】
次に、図1に基づき、CCDイメージセンサー10,放熱板12,および信号処理チップ16の組立手順について概説する。まず、CCDイメージセンサー10の接続端子11を放熱板12の接続孔13Aに挿入させながら、CCDイメージセンサー10を放熱板12の搭載部13に嵌め込み搭載させる。この後、ねじ18をCCDイメージセンサー10の挿通孔10Bに挿入して放熱板12のネジ孔13Aに締付けることにより、CCDイメージセンサー10を放熱板12に固定する。
【0020】
即ち、本実施形態によれば、放熱板12にCCDイメージセンサー10を位置決めするネジ孔13Aが配置されているので、CCDイメージセンサー10の取付部材を兼用する放熱板12に対し、CCDイメージセンサー10が迅速かつ的確に位置決めされる。また、本実施形態においては、放熱板12にCCDイメージセンサー10を嵌め込む搭載部13が形成されたので、放熱板12に対するCCDイメージセンサー10の位置決めがさらに迅速かつ的確となる。
【0021】
CCDイメージセンサー10を放熱板12の搭載部13の表面に接触するように取付けた後は、信号処理チップ16を放熱板12の裏面に接触するように取付ける。即ち、放熱板12に位置決めたCCDイメージセンサー10の接続端子11を、信号処理チップ16の端子接続口16Aに挿入して接続させる(図2または図3参照)。この際、接続端子11は、ハンダなどにより、信号処理チップ16内の図示しない信号ラインにそれぞれ接続される。
【0022】
そして、信号処理チップ16を放熱板12に固定する手段としては、熱伝導性接着剤などを用いる。また、本実施形態の信号処理チップ16には、ねじ18を取付けるためのねじ孔を形成するようにしても良い。この場合には、CCDイメージセンサー10,放熱板12,および信号処理チップ16が、ねじ18によって一体的に位置決めされかつ固定される。
【0023】
引続き、図2に示すように、上記実装構造では、撮影レンズ24を支持する支持部材26を、放熱板12の取付孔14Aに取付ける。そして、略コ字状に折曲形成された支持部材26は、放熱板12に取付けられた場合において、撮影レンズ24がCCDイメージセンサー10の撮像部10Aに対向するように構成されている。なお、支持部材26は、その両端部を潰す(かしめ)ことにより、放熱板12に取付けられる。
【0024】
この後、放熱板12などが取付けられた信号処理チップ16を、非金属製のセラミックなどで成形された平板状の配線基板20上にフリップチップ方式でマウントさせる。即ち、 信号処理チップ16の裏面に形成された図示しない導電部を、配線基板20の導電パターン(図示省略)上に予め形成されたハンダバンプ22に接続させる。
【0025】
即ち、本実施形態によれば、放熱板12を介し、CCDイメージセンサー10および信号処理チップ16を垂直方向に重ねた状態で配線基板20上に実装するので、実装面積が節約でき、省スペース化となる。また、本実施形態によれば、放熱板12にCCDイメージセンサー10および信号処理チップ16を接触させた状態で取付けるので、CCDイメージセンサー10と信号処理チップ16で発生する熱が、外部に放出される。
【0026】
なお、本実施形態によれば、信号処理チップ16などの熱が、放熱板12を介して支持部材26に伝導されるので、放熱効果が向上する。また、本実施形態によれば、放熱板12が支持部材26の連結手段(部材)を兼用することになるので、他の部材を新たに設ける必要がなくなり、簡易な構成となる。
【0027】
さらに、本実施形態によれば、CCDイメージセンサー10と信号処理チップ16とのように相互に関連する部品同士を、放熱板12を介して取付けるので、放熱板12に形成された接続孔13AにCCDイメージセンサー10の接続端子11を挿通することにより、信号処理チップ16の端子接続口16Aに対する接続端子11の接続(配線)が簡易となる。
【0028】
放熱板12の取付孔14Aに対する他の連結例としては、図3に示すように、放熱板12をカメラボディ28に接続させるための接続杆30を連結させるようにしても良い。即ち、図3に示す例では、直線状の接続杆30を放熱板12の取付孔14Aとカメラボディ28の取付孔28Aとに連結し、接続杆30の両端部をそれぞれ潰す。なお、カメラボディ28には、撮影レンズ24が、CCDイメージセンサー10の撮像部10Aに対向する部位に配置されている。
【0029】
図3の例においては、動作中に発生するCCDイメージセンサー10および信号処理チップ16の熱が、放熱板12および接続杆30を介して、カメラボディ28に伝導されるので、図2の例よりも、放熱効果が向上する。また、図3の例においては、放熱板12が接続杆30を介してカメラボディ28に連結したので、放熱板12の支持が確実となる。その他の構成および作用効果は、図2の例と同様であるで、説明は省略する。
【0030】
なお、本実施形態に係る放熱板12の形状などは任意に変更でき、例えば図4に示すような平板状の放熱板40としても良く、または図5に示すようなCCDイメージセンサーなどの撮像素子を没入させるための凹部42Aが形成された放熱板42に変更できる。
【0031】
図4および図5に示す放熱板40,42では、図1に示す放熱板12よりも、その表面積が広くなっているので、放熱効果が向上する。また、図5に示す放熱板42では、撮像素子を没入させるための凹部42Aを設けたので、図4に示す放熱板40よりも、撮像素子の位置決めが容易となる。なお、図4および図5において、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【0032】
また、上記実施形態に係る撮像素子はCCDイメージセンサーの例であるが、本発明に係る撮像素子は例えばCMOSイメージセンサーなどであっても、同様に適用できる。さらに、上記実施形態に係る撮像装置はデジタルスチルカメラの例であるが、本発明に係る撮像装置は例えばデジタルビデオカメラ,撮像機能を備えた携帯電話,パーソナル・コンピュータ,PDA(Personal Digital Assistance)などであっても、同様に適用できる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放熱板に撮像素子を位置決めする位置決め孔が配置されているので、撮像素子の取付部材を兼用する放熱板に対し、撮像素子が迅速かつ的確に位置決めされる。また、本発明によれば、放熱板を介し、撮像素子および信号処理チップを重ねて基板上に実装するので、実装面積が節約でき、省スペース化となる。さらに、本発明によれば、撮像素子と信号処理チップとの間に、放熱板を接触する状態で取付けるので、撮像素子および信号処理チップで発生する熱が、外部に放出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の実装構造の概略的な構成を示す分解斜視図である。
【図2】 図1に示す放熱板に撮影レンズを支持する支持部材が取付けられた状態を示す側面図である。
【図3】 図1に示す放熱板にカメラボディを接続する接続手段が取付けられた状態を示す側面図である。
【図4】 図1に示された放熱板の変形例の斜視図である。
【図5】 図1の放熱板に係る他の変形例の斜視図である。
【図6】 従来例に係る実装構造の概略的な構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 CCDイメージセンサー(撮像素子)
11 CCDイメージセンサーの接続端子
12,40,42 放熱板(放熱手段)
13 放熱板の搭載部
13A 放熱板の接続孔
13B 放熱板のネジ孔(位置決め手段)
16A 信号処理チップの端子接続口
18 ねじ
42A 放熱板の凹部
Claims (2)
- 下面から下方に向かって延出する接続端子と、ねじが挿通される挿通孔と、を有し、被写体を撮像する撮像素子と、
前記ねじが挿通され前記撮像素子を位置決めする位置決め孔と、前記接続端子が挿入される接続孔と、が形成され、前記撮像素子が取付けられる放熱板と、
前記放熱板が取付けられると共に前記接続孔を挿通した前記接続端子が接続される接続口を有し、基板上に実装され、前記撮像素子からの撮像信号を処理する信号処理チップと、
を備える撮像素子実装構造。 - 請求項1に記載の撮像素子実装構造を備える撮像装置。
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