JP4818750B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

この発明は、撮像装置、詳しくは電気基板に対してベアチップからなる撮像素子を接着固定したユニットと固定部材とが接着剤にて接着されて形成される撮像装置に関するものである。

従来より、撮影光学系に入射する被写体からの光束に基づいて形成される被写体像を、所定の位置に配置したベアチップからなる撮像素子（例えば電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等）の受光面上に結像させ、この被写体像を所定の形態の画像データ等として記録し得るように構成したデジタルカメラ等の電子機器が一般的に実用化され広く普及している。

デジタルカメラ等に組み込まれる撮像装置として、例えば特開２００２−２１８２９３号公報等によって開示されているようなベアチップ実装構造がある（同公報図２参照）。

即ち、保護ガラスに対してフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）が接着剤を用いて接着されている。このフレキシブルプリント基板において保護ガラスが接着されている接着面とは反対側の面に対してベアチップからなる撮像素子が電極パッド，バンプを介して接続されている。この場合において、撮像素子の受光面は、保護ガラスに対向するように配置されている。

そして、この電極パッド，バンプには、これを覆うように接着剤が塗布される。これにより、フレキシブルプリント基板と撮像素子とが接着結合されると共に、撮像素子の受光面（画素領域）の封止構造が形成されている。

このように、従来より、柔軟な板状部材であるフレキシブルプリント基板に対して硬質な板状部材からなるベアチップ（撮像素子），保護ガラス等の構成部材を接着剤により接着固定して形成されるベアチップ実装構造のものがある。

そして、このようにユニット化された撮像装置（撮像ユニット）は、例えばデジタルカメラ等、各種の電子機器に組み込まれることにより、その機器の撮像機能を担うようになっている。
特開２００２−２１８２９３号公報

ところが、上述のような構造の撮像装置（撮像ユニット）は、基本的には柔軟性のあるフレキシブルプリント基板に対して撮像素子や保護ガラス等の各種の構成部材を組み付けた形態からなるものでもある。したがって、当該撮像装置をデジタルカメラ等の電子機器に対して組み込むのに際しては、機器本体に対する撮像装置の位置決めを確実に行なうのが困難であるという問題点が生じる。

また、撮像装置の組み付け手段によっては、撮像装置を構成する撮像素子に無理な応力が加わる等によって、当該撮像素子の受光面（撮像面ともいう）の平面度が崩れてしまう等の問題が生じる可能性もある。

例えば、図２２は、上述のような従来構造の撮像装置を機器本体に固設する際の一形態を示す要部拡大断面図である。

図２２に示すようにこの一形態の撮像装置は、撮像素子１２１と、開口１１７ａを有する電気基板であるフレキシブルプリント基板１１７と、保護ガラス１２４とによって主に構成されている。

この場合において、撮像素子１２１の外周縁部に対してフレキシブルプリント基板１１７の一方の面において開口１１７ａの内縁近傍が電極，バンプを介して接続されている。また、フレキシブルプリント基板１１７の他方の面（撮像素子１２１の実装される面とは反対側の面）に対して保護ガラス１２４の一方の面の外周縁部が接着剤１３２によって接着固定されている。そして、この保護ガラス１２４の他方の面の外周縁部が、電子機器側の固定部材１４０の所定の基準面に対して圧着固定されている。

このような形態による固設手段を適用した場合、例えば固定部材１４０に対して所定の外力が加わったとすると、その外力は、固定部材１４０と保護ガラス１２４との当接面を介して当該保護ガラス１２４とフレキシブルプリント基板１１７との接着部位において、図２２に示す矢印Ｆ１に沿う方向の反力が働く。これにより、例えば撮像素子１２１に対しては、同図２２に示す矢印Ｆ２に沿う方向の反力が働くことになる。したがって、これにより撮像素子１２１が歪んでしまったり反ってしまう等の問題が生じる可能性がある。

また、図２３は、上述のような従来構造の撮像装置を機器本体に固設する際の別の一形態を示す要部拡大断面図である。

図２３に示すように、当該別の一形態の撮像装置は、撮像素子１２１と、開口１１７ａを有する電気基板であるフレキシブルプリント基板１１７と、保護ガラス１２４とによって主に構成されている点は、上述の一形態の撮像装置（図２２参照）と同様である。

本形態の撮像装置では、フレキシブルプリント基板１１７の他方の面（保護ガラス１２４が配設される面と同一面）に対して複数の硬質な固定部材１４１が接着剤１３２によって接着固定されている。そして、この固定部材１４１が所定の手段で電子機器の構造物に固設されるようになっている。

このような形態による固設手段を適用した場合、例えば固定部材１４１に対して図２３の矢印Ｆ３方向に沿う外力が加わったとすると、その外力Ｆ３は、フレキシブルプリント基板１１７における固定部材１４１と保護ガラス１２４との間の部分に対して同図２３の矢印Ｆ４方向に沿う反力として作用する。このとき、固定部材１４１は機器に固設されていることから、矢印Ｆ４方向の反力がさらに撮像素子１２１に対して同図２２に示す矢印Ｆ２に沿う方向の反力として作用することになる。したがって、これにより撮像素子１２１が歪みや反りが生じる等の問題が発生する可能性がある。

一方、フレキシブルプリント基板，撮像素子，保護ガラス等をユニット化した撮像ユニットを板状の固定部材に対して接着剤を用いて面接着により固着させる手段も考えられる。

しかしながら、この手段では、撮像素子と固定部材との接着部位において、接着剤の膜厚が厚くなってしまい、例えば膜厚が０．１ｍｍ以上になることもある。さらに、この接着剤の膜厚を一定に保持することは困難である。

接着剤の膜圧が不安定になると、固定部材の基準面から撮像素子の受光面との間の距離にばらつきが生じてしまう可能性がある。すると、当該撮像装置を用いて取得される画像について、例えば片ボケ等、画質を劣化させてしまう等、撮像結果に対する悪影響が発生する可能性があるという問題点がある。

具体的には、例えば、図２４は、上述のような構造からなる撮像装置を接着剤を用いて板状の固定部材に対して面接着により固着した場合の一形態を示す要部拡大断面図である。

図２４に示すようにこの一形態の撮像装置は、撮像素子１２１と、開口１１７ａを有する電気基板であるフレキシブルプリント基板１１７と、保護ガラス１２４とによって主に構成されている点で、上述の図２２，図２３に示す形態の撮像装置と同様である。

本形態の撮像装置では、撮像素子１２１の裏面側（フレキシブルプリント基板１１７に対する接続面とは反対側の面）に接着剤１３２を介して板状の硬質部材（例えばアルミ材等）からなる固定部材１１５を面接着による加圧接着により接着固定している。この接着剤１３２は、例えばエポキシ系の熱硬化型又は光線硬化型の接着剤等が用いられる。

この場合において、接着部位では次に示すような変化が見られる。図２５は、接着剤の塗布直後の撮像素子と固定部材との接着部位の様子を示す要部拡大断面図である。図２６は、接着剤が硬化した後の撮像素子と固定部材との接着部位の様子を示す要部拡大断面図である。

まず、撮像素子１２１の裏面側に接着剤１３２を塗布した後、その塗布部位に対して固定部材１１５を貼着させて、当該接着部位に所定の時間圧力を加える（加圧接着。図２５に示す状態）。この状態で、接着剤１３２に対して熱を加える。これにより、接着剤１３２は収縮しながら硬化する。

この場合において、撮像素子１２１と固定部材１１５とは、互いの物性（例えば応力歪や線膨張係数等）が大きく異なることから、接着剤１３２の収縮作用は、当該接着部位において、撮像素子１２１と固定部材１１５の各平面に対して略直交する方向への応力を生じさせる。この応力は、図２６に示すように互いに引き合う力となる。

これにより、撮像素子１２１と固定部材１１５とのいずれか若しくは両者には、図２６に示すように、平面状態に対して歪みや反りが生じる可能性がある。この場合、例えば接着剤１３２を介した撮像素子１２１と固定部材１１５との間隔が距離Ｄ（図２６参照）であるとすると、部分的に距離Ｄよりも小となる部位が生じることになる。

一方、図２４に示す一形態の撮像装置と同様の構成からなり、これに加えて、撮像素子１２１の裏面側に対して当該撮像素子１２１に蓄積された熱を導いて放出させる平板部材からなる放熱部材１２０を具備した形態のものもある。図２７に示す例は、図２４とは異なる他の一形態を示す要部拡大断面図である。

この場合には、フレキシブルプリント基板１１７，保護ガラス１２４，撮像素子１２１が組み立てられた後、撮像素子１２１の裏面側に放熱部材１２０を接着剤１３２により自由接着で固着し、この放熱部材１２０に対して固定部材１１５を接着剤１３２により加圧接着で固着して構成している。

つまり、図２７で示す形態では、放熱部材１２０の裏面に接着剤１３２を塗布し、これに対して固定部材１１５を加圧接着により貼着するようにしている。

この場合にも、上記図２４に示す一形態の撮像装置と同様に、接着剤１３２の硬化時の収縮作用によって放熱部材１２０を介して撮像素子１２１が歪んだり反ったりする可能性がある。

例えば、熱硬化型エポキシ接着剤を使用して面接着を行なった場合において、接着剤の膜厚が０．１ｍｍとし、硬化収縮率が４％であるとき、
０．１ｍｍ×４％＝０．００４ｍｍ
収縮することになる。実際には、接着剤の硬化分布は均一ではないので、その収縮量は、例えば接着剤の塗布形状、即ち膜厚や接着面積等の形状によって異なる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電気基板に対してベアチップ（撮像素子）を実装するベアチップ実装構造を有する撮像装置において、接着剤により固定部材を固着するのに際してベアチップ（撮像素子）の平面度を崩すことなく、電気基板に外力がかかったとしても、その応力の影響でベアチップ（撮像素子）が変形することもなく、充分な接着強度で固定部材を固着させ得る構成の撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様の撮像装置は、撮像装置において、開口を有する電気基板と、上記開口を覆うように上記電気基板に実装されるベアチップからなる撮像素子と、上記撮像素子の上記実装面の裏面に対向する開口を有し、該開口中にのみ接着剤が添着されて上記撮像素子に固着される固定部材とを有する。

本発明によれば、電気基板に対してベアチップ（撮像素子）を実装するベアチップ実装構造を有する撮像装置において、接着剤により固定部材を固着するのに際してベアチップ（撮像素子）の平面度を崩すことなく、電気基板に外力がかかったとしても、その応力の影響でベアチップ（撮像素子）が変形することもなく、充分な接着強度で固定部材を固着させ得る構成の撮像装置を提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

図１，図２は、本発明の第１の実施形態の撮像装置が適用されるデジタル一眼レフレックスカメラ（以下、単にデジタルカメラという）のミラーボックス部分を取り出して示す図である。このうち、図１はボディマウント及びその他説明に不要な機構部を除いた当該ミラーボックス部分の斜視図である。図２は、図１の［II］−［II］線に沿う断面図である。また、図３は、本実施形態の撮像装置の構成を示す正面図である。図４，図６は、本実施形態の撮像装置の構成を示す分解斜視図である。このうち、図４は、前側からみた図である。図６は、背面側から見た図である。図５，図７は、本実施形態の撮像装置を組み立てた状態の斜視図である。このうち、図５は、前側からみた図である。図７は、背面側から見た図である。図８は、本実施形態の撮像装置において、フレキシブルプリント基板に対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された撮像ユニットと固定部材との接着部位を拡大して示す要部拡大断面図である。図９，図１０は、図８の一部をさらに拡大して示す要部拡大断面図である。このうち、図９は、撮像素子の裏面側に接着剤塗布方法（ポッティング）による接着剤を塗布した直後の状態を示している。図１０は、図９の状態から所定の時間が経過して接着剤が硬化した後の状態を示している。なお、図９，図１０は、図７の［８］−［８］線に沿う部位に相当する断面を示している。

図１に示すように、ミラーボックス１０の本体部１１の前面には、ボディマウント１３（図１では図示せず。図２参照）が載置されるマウント載置面１３ａがある。このボディマウント１３は、撮影光学系を有する撮影レンズ鏡筒（図示せず）を本体部１１に対して着脱自在とするために設けられているものである。したがって、当該ボディマウント１３にレンズ鏡筒（図示せず）を装着したとき、レンズ鏡筒の撮影光学系の光軸Ｏ（図２参照）は、ボディマウント１３の略中心部を通過するように、かつボディマウント１３のマウント面は、撮影光学系の光軸Ｏに対して略直交する面となるように設定されている。

本体部１１の後方には、後述する撮像素子２１等を含み固定部材１５，保護部材１６，フレキシブルプリント基板１７（ＦＰＣ）等によって構成される本実施形態の撮像装置が、当該本体部１１に対して固設されている。

本実施形態の撮像装置は、図２〜図５に示すように固定部材１５，保護部材１６，フレキシブルプリント基板１７，放熱部材２０，撮像素子２１，保護ガラス２４等によって主に構成されている。

その構成をさらに詳しく説明すると、当該撮像装置は、保護部材１６，フレキシブルプリント基板１７，放熱部材２０，撮像素子２１，保護ガラス２４が、それぞれ所定の手順に従って組み上げられた状態でユニット化された撮像ユニットに対して固定部材１５が接着剤３２（後述する。図８等参照）を用いて固着された形態となっている。

固定部材１５は、ミラーボックス１０に対する当該撮像装置の位置決めの基準となる部材である。つまり、固定部材１５は、上記撮像ユニットを固着した状態でミラーボックス１０に対して固設される固定部材としての役目をしている。

なお、固定部材１５は、板状の硬質部材、例えば金属部材であるアルミ材，ステンレス材等や、セラミック，モールド部品等によって形成される。

固定部材１５には、その略中央部分に例えば略円形状からなる開口となる孔１５ａが穿設されている。この孔１５ａの近傍には、当該孔１５ａよりも若干小径の孔１５ｂが穿設されている。この孔１５ｂは、孔１５ａを挟んで対向する部位にそれぞれ一つずつ配置されている。

保護部材１６は、フレキシブルプリント基板１７に固着されている。そして、保護部材１６は、撮像素子２１や保護ガラス２４とフレキシブルプリント基板１７との接着部に対してフレキシブルプリント基板１７が屈曲することにより生じる応力から保護する機能や、当該撮像装置を組み立てる際に固定部材１５に対するフレキシブルプリント基板１７の位置決めをするために用いられるものである。

撮像素子２１は、撮影光学系（図示せず）を透過して結像される光学的な被写体像に応じた画像信号を生成する光電変換処理を行なう光電変換素子である。この撮像素子２１は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等のベアチップにより形成されている。撮像素子２１の一方の面（受光面）には、画素領域２１ａ（図８参照）が形成されている。この画素領域２１ａの形成されている面と同一面にあって、画素領域２１ａに隣接する部位、即ち撮像素子２１の周囲である外周縁部近傍には、複数個の電極が設けられている。この電極は、フレキシブルプリント基板１７の接続パターン（図示せず）にバンプ３０で接続されることで、フレキシブルプリント基板１７と撮像素子２１との間の信号の授受が行なわれるようになっている。

フレキシブルプリント基板１７は、撮像素子２１により光電変換処理がなされて生成された画像信号を画像処理回路等の電気回路（図示せず）に対して供給するために設けられる電気基板である。フレキシブルプリント基板１７の略中央部分には、略矩形状の開口１７ａ（図４参照）が形成されている。この開口１７ａは、撮像する光束を通過させるために設けられるものである。したがって、当該開口１７ａは、撮像素子２１の画素領域２１ａよりも大きく、そして撮像素子２１の外形より小さく、かつ電極のある位置よりも内側に設定されている。この開口１７ａの縁部近傍には、撮像素子２１の電極と接続する接続パターン（図示せず）が形成されている。

放熱部材２０は、撮像素子２１に蓄積された熱を放出するために設けられているものであって、上記撮像素子２１とは略密着して一体的に配置されている。この放熱部材２０は、例えばセラミック等の平板状の平板部材によって形成されている。

保護ガラス２４は、撮像素子２１より外形が大きく、撮像素子２１の受光面（撮像領域）に対向する部位に設けられることによって、撮像素子２１の撮像領域を保護するために設けられる保護カバーである。この保護ガラス２４は、例えば平板形状のガラス等の透明部材等によって形成されている。

保護ガラス２４は、フレキシブルプリント基板１７の撮像素子２１が固着されている面とは反対側の面に、開口１７ａを覆うように第二の接着剤２５によって固着されている。

なお、図２に示すように、保護ガラス２４の前面側には、撮影光学系（図示せず）を透過して入射してくる被写体からの光束（以下、輔車体光束という）から高周波成分を取り除く光学ローパスフイルター（Ｌow Ｐass Ｆilter；以下、光学ＬＰＦと略記する）２６と、撮像素子２１の受光面に向けて入射される被写体光束の照射時間等を制御するシャッター２７とが順次配設されている。

本実施形態の撮像装置における各構成部材の部材配置は、次に示す通りである。

フレキシブルプリント基板１７の一方の面、即ち裏面側には、開口１７ａを覆うように撮像素子２１が配置される。この場合において、フレキシブルプリント基板１７と撮像素子２１とは、第一の接着剤（不図示）によって少なくとも機械的に固着される。

つまり、フレキシブルプリント基板１７の裏面側であって開口１７ａの周縁部と、撮像素子２１の一方の面、即ち受光面（画素領域２１ａ）と同一面側の外周縁部とは、電極（図８参照）のバンプ部分を除いて第一の接着剤（不図示）により接着される。

より詳しく言えば、第一の接着剤（不図示）は、撮像素子２１の外縁から少なくともフレキシブルプリント基板１７の接続パターンと撮像素子２１の電極との電気的接続部分まで撮像素子２１とフレキシブルプリント基板１７の間と、かつ撮像素子２１の周縁に沿って第一の帯幅で環状に塗布される。つまり、第一の接着剤（不図示）は、フレキシブルプリント基板１７の開口１７ａの周囲に塗布される。

そして、第一の接着剤は、電極の周囲を覆うように塗布される。これにより、撮像素子２１は、フレキシブルプリント基板１７の裏面側の所定の部位に対して固着した状態で、撮像素子２１の画素領域２１ａが開口１７ａから露呈するように配置される。

フレキシブルプリント基板１７の他方の面、即ち表面側であって開口１７ａの周縁部と、保護ガラス２４の裏面側の外周縁部とは、第二の接着剤２５によって接着されている。

より詳しく言うと、第二の接着剤２５は、フレキシブルプリント基板１７の開口１７ａの周囲に第二の帯幅で環状に塗布される。なお、この部分に用いられる接着剤２５は、例えば紫外線硬化型のもの等が適用される。

この保護ガラス２４とフレキシブルプリント基板１７とを接着することによって、撮像素子２１の受光面近傍をの空間を外部に対して封止して、当該受光面を外部から保護する封止構造が形成されている。

一方、撮像素子２１の裏面側、即ち撮像素子２１の受光面とは反対側の面には、放熱部材２０が接着剤（図２参照）により接着されている。

さらに、この放熱部材２０の背面側には、固定部材１５が、固定部材１５に穿設されている孔１５ａを介して接着剤３２により接着固定されている。また、孔１５ｂは、放熱部材２０を固定部材１５に対して接着する際に用いられる。

そして、この固定部材１５は、本体部１１の所定の部位に対してビス止め等の手段により固定されている。したがって、これにより撮像素子２１はミラーボックス１０の本体部１１の所定の部位に対して固設される。

次に、フレキシブルプリント基板１７と保護ガラス２４及び撮像素子２１の接着部位について、以下に詳述する。

図８に示すように、撮像素子２１の受光面側の外周縁部とフレキシブルプリント基板１７の裏面側であって開口１７ａの周縁部とは、接着剤（特に図示せず）により接着固定されている。この接着剤は、特に絶縁性のものが用いられる。したがって、電極の周囲を覆うように絶縁性の接着剤が分布することで、電極近傍の絶縁性が確保されている。

フレキシブルプリント基板１７の表面、即ち撮像素子２１が実装されている面とは反対側の面には、その開口１７ａを覆うように保護ガラス２４が接着剤（特に図示せず）によって接着固定されている。この場合において、接着剤は、保護ガラス２４の外周側近傍とフレキシブルプリント基板１７の開口１７ａの周縁部との間に介在している。

撮像素子２１の裏面側には、放熱部材２０が接着剤３２を用いて自由接着による面接着により固着されている。そして、この放熱部材２０の裏面側には、固定部材１５が孔１５ａにおいて接着剤塗布方法（ポッティング）による接着剤３２の塗布により接着されている。なお、接着剤３２としては、光線硬化型又は熱硬化型のエポキシ接着剤，一液性熱硬化型エポキシ接着剤等が用いられる。

ここで、固定部材１５に対する放熱部材２０の接着手順について、さらに詳しく説明する。

上述した手順、即ちフレキシブルプリント基板１７に対して保護ガラス２４及び撮像素子２１を所定の部位に接着し、撮像素子２１に対して放熱部材２０を接着した形態の撮像ユニットを、固定部材１５の所定の部位に対して接着剤３２を用いて固着する。

この場合において、まず、上記撮像ユニットと固定部材１５と位置合わせをした状態で両者を加圧状態とする。そして、固定部材１５の裏面、即ち図７に示す側の面が上になるように設定する。このとき、孔１５ａ，１５ｂからは、放熱部材２０の裏面側の一部が露呈している状態である。

この状態において、二つの孔１５ｂから放熱部材２０に対して、例えば瞬間接着剤を塗布する。すると、放熱部材２０と固定部材１５とが固着された状態になる。これにより、撮像ユニットと固定部材１５とは、互いに規定の位置で仮固定されたことになる。ここで、加圧状態を解除する。

続いて、孔１５ａに対して接着剤塗布方法（ポッティング）による接着剤３２を塗布する。このときの状態が図９に示す状態である。この図９に示す状態において、加熱若しくは所定の光照射等を行なって接着剤３２を硬化させる処理を行なう。これにより、接着剤３２は、収縮しながら硬化して、図１０の矢印Ａに示すような状態になる。このとき、接着剤３２による収縮作用によって生じる応力は、接着剤３２自身の表面において緩和される。したがって、接着剤３２の硬化時に生じる応力が他の構成部材に影響を及ぼすことはない。

即ち、接着剤塗布方法（ポッティング）による接着剤の収縮は、接着剤の収縮する部分を露出させることによって、その露出させた広い面積の部分で硬化収縮を吸収させることができる。このポッティングによる接着は、接着剤が被着体に触れている面積が小さいので、被着体に接着剤の硬化時における収縮応力が伝わり難い手段である。

また、従来の面接着による接着手段は、接着剤の塗布量や被着体の加圧の圧力等によって接着剤の広がり（塗布面積）が安定しないという問題がある。

これに対して、ポッティングによる接着手段では、規定された大きさの枠内、即ち孔１５ａへの塗布を行なうので、常に接着剤の塗布形状が安定し、塗布面積も安定することになる。したがって、これにより接着剤の硬化時の収縮応力も安定していることになる。

ところで、撮像素子２１は、例えば０．６５ｍｍ程度の板厚を有するシリコンウエハーからなる板部材により形成される。そのため、反り方向、即ち板平面に対して略直交する方向に対して極めて変形しやすい性質を有している。このことから、固定部材である固定部材１５に対して撮像素子２１を面接着で固着すると、接着剤３２の硬化時に生じる収縮応力の影響を受けて変形しやすい傾向がある。

そこで、本実施形態では、上述したように撮像素子２１（本実施形態では撮像素子２１に面接着される放熱部材２０）と固定部材１５とを接着剤３２のポッティングによって接着することにより、接着剤３２の収縮応力を減少させる工夫をしている。さらに、この場合において、ポッティング部位を孔１５ａにより限定することで接着硬化時の収縮応力が減少するように規制している。

上述のように接着面積を小さくすることは、これにより接着力量が低下してしまうということも考えられる。このことを考慮して、本実施形態においては、例えば一液性熱硬化型エポキシ接着剤（以下、エポキシ接着剤という）等を用いることによって、充分な接着力を確保している。

エポキシ接着剤の接着力量は、金属部材に対して接着を行なう場合、接着剤が凝集破壊することがある。この凝集破壊は、金属部材の界面密着力よりも接着剤自身の凝集力が小さいことに起因して生じる現象である。このときの凝集破壊力量が製品としての必要強度を満たしていれば強度的には問題はないと言える。例えば、製品重量の１０倍以上の接着力量が確保されていれば、製品としての強度に問題はない。

また、エポキシ接着剤は、金属部材（ただしステンレス，真鍮等を除く）への接着力や接着信頼性が高く、外部応力に対しても変形がし難いという性質を有している。例えば、接着剤に応力をかけたときに破断するまでの伸び量を表わす破断点伸度は、エポキシ接着剤では数％以下である。一般的にシリコン接着剤の破断点伸度が１００％超であるのに比べて変形し難いものであることがわかる。

したがって、必要となる接着力量が確保され、かつ破断点伸度が数％であれば、外力を受けたとしても、これを用いて接着する撮像素子２１が反ってしまう等の影響を最小限で抑えることが可能となる。撮像素子２１に対して加わる外部応力は、これをデジタルカメラに使用する場合には、数百グラム（ｇ）程度のものであることがわかっている。したがって、エポキシ接着剤を用いて撮像素子２１（放熱部材２０）と固定部材１５とを接着する場合においては、必要となる接着強度を充分に満たしていると考えられる。

ところで、上述の実施形態においては、撮像素子２１と固定部材１５との間に放熱部材２０を介在させて構成している。この場合において、放熱部材２０と固定部材１５との間を接着剤３２のポッティングによる接着で固定している。一方、撮像素子２１と放熱部材２０との間を接着剤３２による面接着で固着している。したがって、この面接着している部位において、撮像素子２１と放熱部材２０とのいずれか又は両者が接着剤３２の硬化時の収縮応力によって変形することも考えられる。

しかしながら、撮像素子２１と放熱部材２０との両者は、組成が全く同一ではないものの略同一の物性（例えば応力歪や線膨張係数等）を有する部材によって形成されている。このことから、撮像素子２１と放熱部材２０との間で歪みや反り等の変形は大きく生じないものと考えられる。

一方、撮像素子２１と放熱部材２０とからなる部組を固定部材１５に対して接着する際には、固定部材１５の物性と、これに直接接着される放熱部材２０の物性とは、大きく異なるので、この場合に面接着で固着すると接着剤３２の硬化時の収縮応力による変形という問題が生じる。そこで、本実施形態では、上述したように固定部材１５に孔１５ａを設けて、ここに接着剤３２のポッティングを行なうという応力緩和策を講じているわけである。

以上説明したように上記第１の実施形態によれば、フレキシブルプリント基板１７に対して保護ガラス２４及び撮像素子２１を所定の部位に接着し、撮像素子２１に対して放熱部材２０を接着した形態の撮像ユニットを、デジタルカメラ等の電子機器に対して確実に所定の位置に配置するために、撮像ユニットに対して硬質部材からなる固定部材１５を接着固定した形態の撮像装置としている。

この撮像装置をデジタルカメラ等の電子機器に組み込む際には、固定部材を機器本体に対する位置決め基準とすることができるので、当該固定部材に固着されている撮像素子の機器本体に対する位置決めを確実に行なうことができる。

上記撮像ユニットを固定部材１５に固着するのに際しては、固定部材１５に形成した孔１５ａにエポキシ系の接着剤３２をポッティングするようにしている。これにより、接着部位を小さい面積としながら充分な接着強度を確保しつつ、接着剤３２の硬化時に生じる収縮応力が被着体となる放熱部材２０（間接的には撮像素子２１も）に影響を及ぼすこともない。よって、接着剤３２の収縮応力により被着体の変形を抑止することができる。

なお、上述の第１の実施形態においては、接着剤３２は、直接的には放熱部材２０と固定部材１５との間に介在しているが、上述したように放熱部材２０は、撮像素子２１と一体的に配置されているものであり、その物性も略同一のもので形成されている。したがって、放熱部材２０は、撮像素子２１の背面側に設けられるものではあるが、当該撮像素子２１の一部に含めて考えることができる。

次に、本発明の第２の実施形態の撮像装置について、以下に説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態の撮像装置における要部拡大断面図である。詳しくは、本実施形態の撮像装置において、フレキシブルプリント基板に対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された撮像ユニットと固定部材との接着部位を拡大して示す図である。

本実施形態の基本的な構成は、上述の第１の実施形態と略同様である。本実施形態においては、上述の第１の実施形態における撮像ユニットの構成部材から放熱部材を省略して構成している点が異なるのみである。したがって、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を附してその詳細説明は省略し、異なる部位についてのみ以下に説明する。

図１１に示すように、本実施形態の撮像装置は、フレキシブルプリント基板１７に対して、その開口１７ａを覆うように一方の面に保護ガラス２４が接着固定されている。また、フレキシブルプリント基板１７の他方の面には、開口１７ａを覆うようにベアチップからなる撮像素子２１が接着固定されている。そして、この撮像素子２１の裏面側には固定部材１５が孔１５ａにおいて接着剤３２のポッティングによって接着固定されている。

この場合において、撮像素子２１と固定部材１５との接着手順については、上述の第１の実施形態における放熱部材２０と固定部材１５との接着手順と同様である。その他の構成は、上述の第１の実施形態と全く同様である。

以上説明したように、上記第２の実施形態においては、放熱部材２０を省略した形態の撮像ユニットと固定部材１５との接着を行なうのに際しても、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、放熱部材２０を具備した第１の実施形態の方が、より好ましい形態である。それは、撮像素子２１に対する熱分布の均一化を図ることができるからである。

上述の第１及び第２の実施形態においては、固定部材１５に接着剤３２のポッティングを施すための孔１５ａを備えて形成している。この孔１５ａは略円形状とし、固定部材１５の略中央部分に形成した例を挙げている。しかしながら、孔１５ａの形状や、固定部材１５における位置は、上述の例に限ることはない。

例えば、図１２は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第１の変形例を示している。図１３，図１４は、図１２の［１３］−［１３］線に沿う断面を示している。このうち、図１３は接着剤塗布直後の様子を、図１４は接着剤硬化後の様子をそれぞれ示している。

図１２に示すように、本変形例の固定部材１５Ａでは、被着体である撮像ユニットの撮像素子２１（放熱部材でも可）に対応する領域内であって、その領域外周近傍の部位に、矩形状の長孔からなる孔１５Ａａが二つ形成している。

この場合には、孔１５Ａａ自体の面積を大きくとることができると共に、二箇所で固着させるようにしているので、より大きな接着力量を得ることができる。

また、図１５は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第２の変形例を示している。図１６，図１７は、図１５の［１６］−［１６］線に沿う断面図である。このうち、図１６は接着剤塗布直後の様子を、図１７は接着剤硬化後の様子をそれぞれ示している。

図１５に示すように、本変形例の固定部材１５Ｂでは、被着体である撮像ユニットの撮像素子２１（放熱部材でも可）に対応する領域内であって、その領域の略中央部分の部位に、矩形状の孔１５Ｂａを一つ形成している。

さらに、図１８は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第３の変形例を示している。図１９は、図１８の［１９］−［１９］線に沿う断面図である。

図１８に示すように、本変形例の固定部材１５Ｃでは、上述の第２の変形例（図１５）と同様の形状及び位置に形成した孔１５Ｃａに対して、接着剤３２の塗布の仕方を異ならせている。即ち、図１９に示すように、固定部材１５Ｃの孔１５Ｃａ内に露出する撮像素子２１の裏面側から固定部材１５Ｃの孔１５Ｃａの内壁面を経て同固定部材１５Ｃの裏面側の表面の一部まで亘って接着剤３２を塗布するようにしている。そして、その塗布箇所を孔１５Ｃａの内縁において対向する二箇所に塗布している。

そして、図２０は固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第４の変形例を示している。図２１は、図２０の［２１］−［２１］線に沿う断面図である。

図２１に示すように、本変形例の固定部材１５Ｄでは、被着体である撮像ユニットの撮像素子２１（放熱部材でも可）に対応する領域内であって、その領域の略中央部分と四隅部分のそれぞれの部位に略円形状の孔１５Ｄａをそれぞれ形成している。この場合において、各孔１５Ｄａの直径、即ち面積は、上述の各実施形態及び各変形例の場合と比較して若干小さく設定されている。

この場合には、被着体の接着領域において複数の孔１５Ｄａを略均等に配置することにより、各孔１５Ｄａのそれぞれの面積を小さくしながら、必要となる接着面積を確保することができる。

なお、上述の各実施形態においては、保護ガラス２４の適用例として、平板形状のガラス等の透明部材等としているが、これに限ることはない。保護ガラス２４の例としては、ほかに例えばローパスフイルターでもよいし、赤外線カットフイルター等としても、同様に適用することができる。

また、上述の各実施形態では、電気基板の例としてフレキシブルプリント基板１７を用いて説明しているが、これに限ることはない。電気基板の適用例としては、例えば硬質の薄型基板等を適用しても同様である。

また、上述の位置実施形態においては、絶縁性を有する接着剤を用いて撮像素子２１と電気基板であるフレキシブルプリント基板１７とを接着するようにしているが、これに限ることはない。例えば、撮像素子２１とフレキシブルプリント基板１７とは、押圧により導電性を有する導電粒子を含む接着剤を用いてもよいことはもちろんである。

本発明の一実施形態の撮像装置が適用されるデジタル一眼レフレックスカメラのミラーボックス部分を取り出して示す斜視図。 図１の［II］−［II］線に沿う断面図。 本実施形態の撮像装置の構成を示す正面図。 本実施形態の撮像装置の構成を前側から示す分解斜視図。 本実施形態の撮像装置を組み立てた状態を前側から見た斜視図。 本実施形態の撮像装置の構成を背面側から示す分解斜視図。 本実施形態の撮像装置を組み立てた状態を背面側から示す分解斜視図。 本実施形態の撮像装置において、フレキシブルプリント基板に対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された撮像ユニットと固定部材との接着部位を拡大して示す要部拡大断面図。 図８の一部をさらに拡大して示し接着剤を塗布した直後の状態の要部拡大断面図。 図８の一部をさらに拡大して示し接着剤が硬化した後の状態の要部拡大断面図。 図１１は、本発明の第２の実施形態の撮像装置における要部拡大断面図。 本発明の撮像装置において、固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第１の変形例を示す図。 図１２の［１３］−［１３］線に沿う断面であって接着剤塗布直後の様子示す図。 図１２の［１３］−［１３］線に沿う断面であって接着剤硬化後の様子を示す図。 本発明の撮像装置において、固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第２の変形例を示す図。 図１５の［１６］−［１６］線に沿う断面であって接着剤塗布直後の様子示す図。 図１５の［１６］−［１６］線に沿う断面であって接着剤硬化後の様子を示す図。 本発明の撮像装置において、固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第３の変形例を示す図。 図１８の［１９］−［１９］線に沿う断面図。 本発明の撮像装置において、固定部材のポッティング用の孔の形状及び位置についての第４の変形例を示す図。 図２０の［２１］−［２１］線に沿う断面図。 従来構造の撮像装置を機器本体に固設する際の一形態を示す要部拡大断面図。 従来構造の撮像装置を機器本体に固設する際の別の一形態を示す要部拡大断面図。 ベアチップ実装構造の撮像装置を接着剤を用いて板状の固定部材に対して面接着により固着した場合の一形態を示す要部拡大断面図。 図２４の一部を拡大して示し接着剤の塗布直後の撮像素子と固定部材との接着部位の様子を示す要部拡大断面図。 図２４の一部を拡大して示し接着剤が硬化した後の撮像素子と固定部材との接着部位の様子を示す要部拡大断面図。 図２４とは異なる形態の撮像装置を接着剤を用いて板状の固定部材に対して面接着により固着した場合の他の一形態を示す要部拡大断面図。

符号の説明

１０……ミラーボックス
１１……本体部
１３……ボディマウント
１３ａ……マウント載置面
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１１５，１４０，１４１……固定部材
１５ａ，１５Ａａ，１５Ｂａ，１５Ｃａ，１５Ｄａ，１５ｂ……孔
１６……保護部材
１７，１１７……フレキシブルプリント基板
１７ａ，1１７ａ……開口
２０，１２０……放熱部材
２１，１２１……撮像素子
２１ａ……画素領域
２４，１２４……保護ガラス
２５，３２，１３２……接着剤
２７……シャッター
３０……バンプ

Claims (6)

1. 撮像装置において、
   開口を有する電気基板と、
   上記開口を覆うように上記電気基板に実装されるベアチップからなる撮像素子と、
   上記撮像素子の上記実装面の裏面に対向する開口を有し、該開口中にのみ接着剤が添着されて上記撮像素子に固着される固定部材と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 上記請求項１ に記載の撮像装置において、
   上記固定部材の上記開口は、複数箇所に設けられていることを特徴とする撮像装置。
3. 上記請求項１ に記載の撮像装置において、
   上記電気基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする撮像装置。
4. 上記請求項１ に記載の撮像装置において、
   さらに、上記電気基板には、上記撮像素子が実装される面とは反対側の面に、上記電気基板の上記開口を覆うように光透過部材が固着されていることを特徴とする撮像装置。
5. 撮像装置において、
   撮像光束を通過させる撮像開口を有する電気基板と、
   上記撮像開口を覆うように上記電気基板に実装される撮像素子と、
   上記撮像素子の上記実装面の裏面に接合される平板部材と、
   開口を有し、上記平板部材の上記撮像素子との接合面とは反対側の面に該開口を対向させ、該開口中にのみ接着剤が添着され上記平板部材に固着される固定部材と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
6. 上記請求項５ に記載の撮像装置において、
   上記平板部材は、上記撮像素子に蓄積された熱を導いて放出させる放熱部材であることを特徴とする撮像装置。

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