撮像モジュールおよびその製造方法、並びに電子情報機器
【課題】被写体を撮像する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子１４０に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００をフレキシブルプリント配線１５０上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュール１において、部品点数の増大を招くことなく、放熱効果を高める。
【解決手段】上記撮像モジュール１において、固体撮像装置１００を、固体撮像素子１４０および光学系２を支持する支持基板１３０を有するものとし、固体撮像素子１４０を、その受光面と反対側の裏面がフレキシブルプリント基板１５０に対向するよう支持基板１３０により支持し、固体撮像素子１４０とフレキシブルプリント基板１５０との隙間には、固体撮像素子１４０からフレキシブルプリント基板１５０に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂１６１を充填した。
【解決手段】上記撮像モジュール１において、固体撮像装置１００を、固体撮像素子１４０および光学系２を支持する支持基板１３０を有するものとし、固体撮像素子１４０を、その受光面と反対側の裏面がフレキシブルプリント基板１５０に対向するよう支持基板１３０により支持し、固体撮像素子１４０とフレキシブルプリント基板１５０との隙間には、固体撮像素子１４０からフレキシブルプリント基板１５０に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂１６１を充填した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像モジュールおよびその製造方法、並びに電子情報機器に関し、特に、固体撮像装置を実装基板上に実装してなる撮像モジュールにおいて、該固体撮像装置に搭載した固体撮像素子から該固体撮像装置で発生した熱を効率よく放熱させる放熱構造、およびこのような撮像モジュールの製造方法、並びにこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、実装基板上に電子部品を実装してなる半導体装置（半導体モジュール）では、電子部品で発生した熱を半導体装置の外部へ放出するための放熱構造が用いられている。
【０００３】
図５は、従来の半導体装置を説明する図であり、該半導体装置における放熱構造を示している。
【０００４】
この半導体装置Ｂは、プリント配線基板Ａに電子部品Ｄを実装してなるものである。プリント基板Ａは、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面側および裏面側に形成された導電性金属層１２ａ、１２ｂとを有している。
【０００５】
この導電性金属層１２は、多数の配線パターンを形成するようパターニングされている。この配線パターンにおけるプリント配線基板Ａの外側に位置する端部が、入力側アウターリードおよび出力側アウターリードとしてのアウターリード部となっており、絶縁基板１０の実装面側に形成された配線パターンのプリント配線基板の内側に位置する端部が、電子部品を実装するための入力側インナーリードおよび出力側インナーリードとしてのインナーリード部となっている。
【０００６】
また、プリント配線基板Ａは、絶縁基板１０の裏面側の導電性金属１２ｂの下面に形成された放熱部材１４と、該絶縁基板１０およびその上下の導電性金属層１２ａおよび１２ｂを貫通するよう形成された金属貫通柱Ｅとを有している。この金属貫通柱Ｅの上端は導通バンプＦに接続され、金属貫通柱Ｅの下端は上記放熱部材１４に接触している。
【０００７】
また、プリント配線基板Ａには、電子部品Ｄを実装する実装予定領域Ｃが設定されており、この実装予定領域Ｃ上には電子部品Ｄが、この電子部品Ｄの下面が導通バンプＦの先端に当接するよう実装されており、電子部品Ｄから導電バンプＦおよび金属貫通柱Ｅを介して放熱部材１４に至る放熱経路が形成されている。
【０００８】
次に、プリント配線基板の作成方法、および半導体装置の組立て方法について簡単に説明する。
【０００９】
図６は半導体装置の組立て方法を説明する図であり、図６（ａ）は電子部品が実装される前のプリント配線基板を示し、図６（ｂ）は電子部品を実装したプリント配線基板を示している。
【００１０】
図６（ａ）に示すように、絶縁基板１０の表面および裏面に導電性金属層１２ａおよび１２ｂを形成し、その後、該導電性金属層１２ａ、１２ｂおよび絶縁基板１０を貫通する金属貫通柱Ｅを形成する。
【００１１】
次に、絶縁基板１０の表面に形成された導電性金属層１２ａおよび１２ｂを所望の形状にエッチングすることで配線パターンを形成し、さらに導電バンプＦを、金属貫通柱Ｅ上の領域を含む所定の領域に形成する。
【００１２】
その後、図６（ｂ）に示すように、上記プリント配線基板Ａ上に電子部品Ｄを、これが該プリント配線基板Ａ上の導電バンプＦに電気的に接続されるよう、上記実装予定領域Ｃ上に実装する。
【００１３】
このような構成の半導体装置Ｂでは、プリント配線基板Ａはその裏面側に設けられた放熱部材１４を有し、電子部品Ｄとこの放熱部材１４とが金属貫通柱Ｅおよび導電バンプＦにより接続されているので、電子部品Ｄで発生した熱を金属貫通柱Ｅおよび導電バンプＦを介して放熱部材１４に伝えて、この放熱部材１４により効率よく放熱することができる。
【００１４】
また、上記電子部品Ｄとしては種々のものがあり、半導体装置（半導体モジュール）の１つとしては、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなど固体撮像素子および光学系を搭載した固体撮像装置を電子部品として実装基板上に実装してなる構造を有する撮像モジュールなどがあるが、このような半導体モジュールにおいても、上記のような放熱構造を用いることができる。なお、撮像モジュールを搭載したカメラなどでは固体撮像素子の温度上昇がユーザに不快感を与えたり、また画質劣化の原因にもなり、撮像モジュールでは放熱効率が画質保持の観点からも重要な要素となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２１４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来の半導体装置（半導体モジュール）の放熱構造では、放熱効果は非常に高いものの、放熱用部材を別途プリント配線基板などの実装基板に取り付ける必要があり、部品点数が増えることで、製造工程が長くなったり、小型化が難しくなったりするといった問題がある。
【００１７】
特に、イメージセンサとしての半導体チップだけでなく光学系を組み込んだ撮像モジュールでは、半導体チップで発生した熱だけでなく光学系の駆動部で発生した発熱を放熱させる必要もあり、より一層放熱効果の高い放熱構造が求められ、また、このような撮像モジュールはより小型化される傾向にあるが、上記のような放熱部材を別途設けるという放熱構成は、撮像モジュールの小型化の妨げになるという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、イメージセンサ等の固体撮像素子として搭載された半導体チップで発生した熱だけでなく、光学系として搭載された光学部品の駆動部で発生した熱の放熱効率を、小型化の妨げとならないように高めることができる撮像モジュールおよびその製造方法、並びにこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る撮像モジュールは、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュールであって、該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、該支持基板は、該実装基板に取り付けられ、該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、該固体撮像素子は、その受光面と反対側の裏面が該実装基板に対向するよう該支持基板により支持されており、該固体撮像素子と該実装基板との隙間には、該固体撮像素子から該実装基板に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂が充填されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記光学系は、前記被写体からの光を該固体撮像素子の受光部に集光する集光レンズと、該支持基板の、該固体撮像素子が配置されている面とは反対側の面上に取り付けられ、該集光レンズを保持するレンズホルダと、前記制御信号に基づいて該集光レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動部とを有することが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記支持基板は、その実装基板側の表面に形成した凹状部を有し、該固体撮像素子を該凹状部内に収容して保持するものであり、該支持基板の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該実装基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッドが配置され、該撮像信号あるいは該制御信号により生じた熱が該電極パッドを介して該実装基板に放熱されることが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記支持基板は、前記凹状部の、前記固体撮像素子に対向する部分には、該固体撮像素子に前記被写体からの光を導入するための開口が形成され、該光学系は、該開口を覆うよう該支持基板に取り付けられた光学フィルタを含むことが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記実装基板は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記フレキシブルプリント基板は、可撓性を有する帯状のコア部材と、該帯状のコア部材の表面に形成された配線パターンと、該配線パターンを覆うよう形成された絶縁性保護層とを有することが好ましい。
【００２５】
本発明に係る撮像モジュールの製造方法は、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装する実装工程を含み、該実装基板上に固体撮像装置を実装してなる実装構造を有する撮像モジュールを製造する方法であって、該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、該支持基板は該実装基板に取り付けられ、該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、該実装工程は、該固体撮像装置と該実装基板とを電気的および機械的に接続する際、該支持基板に支持された固体撮像素子と該実装基板とを接着樹脂で同時に接続するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明は、上記撮像モジュールの製造方法において、前記実装工程は、前記実装基板の、前記固体撮像素子が配置されるべき素子配置領域に前記接着樹脂を塗布する工程と、前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の受光面と反対側の裏面が該実装基板に塗布された接着樹脂に接触するよう配置する工程と、該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含むことが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記撮像モジュールの製造方法において、前記実装工程は、前記固体撮像装置における固体撮像素子の受光面と反対側の裏面に接着樹脂を塗布する工程と、前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の裏面に塗布した接着樹脂が該実装基板に接触するよう配置する工程と、該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含むことが好ましい。
【００２８】
本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、上述した本発明に係る撮像モジュールを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
次に、本発明の作用について説明する。
【００３０】
本発明においては、被写体を撮像する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュールにおいて、固体撮像装置を、固体撮像素子および光学系を支持する支持基板を有するものとし、固体撮像素子を、その受光面と反対側の裏面が実装基板に対向するよう支持基板により支持し、固体撮像素子と実装基板との隙間には、固体撮像素子から実装基板に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂を充填したので、部品点数の増大を招くことなく、放熱効果を高めることができる。
【００３１】
また、本発明においては、支持基板を、その実装基板側の表面に形成した凹状部を有し、該固体撮像素子を該凹状部内に収容して保持するものとし、該支持基板の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該実装基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッドを配置し、電気信号により生じた熱を該電極パッドを介して該実装基板に放熱するので、撮像モジュール内で発生した熱をより効果的に放熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、固体撮像素子および光学系を搭載した固体撮像装置を、該固体撮像素子で発生した電気信号を取り出し、かつ光学系の駆動部に制御信号を供給するための実装基板に実装し、該固体撮像装置に搭載した固体撮像素子と実装基板との隙間を接着樹脂で埋めることで、固体撮像素子から実装基板への放熱経路が形成されることとなり、部品点数の増大を招くことなく、撮像モジュールの放熱効果を高めることができ、その結果、高品質で安価で小型な熱に強い撮像モジュール、およびこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による撮像モジュールを説明する図であり、図１（ａ）は、断面構造を模式的に示し、図１（ｂ）は支持基板の、固体撮像素子を実装する側の面の構造を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法を説明する図であり、図２（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント配線基板（実装基板）を示し、図２（ｂ）はフレキシブルプリント配線基板の部品配置領域に接着樹脂を塗布した状態を示し、図２（ｃ）は、該フレキシブルプリント配線基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法の変形例を説明する図であり、図３（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント配線基板（実装基板）を示し、図３（ｂ）は、固体撮像装置に搭載された固体撮像素子の裏面に接着樹脂を貼り付けた状態を示し、図３（ｃ）は、該フレキシブルプリント配線基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態２として、実施形態１の撮像モジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、従来の半導体装置を説明する図であり、該半導体装置における放熱構造を示している。
【図６】図６は、従来の半導体装置の組立て方法を説明する図であり、図６（ａ）は電子部品が実装される前の配線基板を示し、図６（ｂ）は電子部品を実装した配線基板を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による撮像モジュールを説明する図であり、図１（ａ）は、断面構造を模式的に示し、図１（ｂ）は、撮像モジュールにおける支持基板の、固体撮像素子を実装する側の面の構造を示している。
【００３６】
この実施形態１による撮像モジュール１は、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子１４０に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００を実装基板１５０上に実装してなる実装構造を有している。
【００３７】
この固体撮像装置１００は、該固体撮像素子１４０および該光学系２を支持し、該固体撮像素子１４０から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系２の駆動部１２０に制御信号を供給するための支持基板１３０を有している。
【００３８】
該支持基板１３０は、該実装基板１５０に取り付けられ、該実装基板１５０は、該固体撮像素子１４０で生成された撮像信号を該支持基板１３０から受けるとともに、該光学系２の駆動部１２０への制御信号を該支持基板１３０に供給するよう構成されている。
【００３９】
該固体撮像素子１４０は、その受光面と反対側の裏面が該実装基板１５０に対向するよう該支持基板１３０により支持されている。
【００４０】
該固体撮像素子１４０と該実装基板１５０との隙間には、該固体撮像素子１４０から該実装基板１５０に至る放熱経路が形成されるよう、銀ペーストなどの接着樹脂１６１が充填されている。なお、該接着樹脂１６１として銀ペーストを用いるが、接着樹脂はこれに限定されるものではなく、例えば、シリコンペーストであってもよい。
【００４１】
ここで、上記光学系２は、上記被写体からの光を該固体撮像素子１４０の受光部（図示せず）に集光する集光レンズＬと、該支持基板１３０の、該固体撮像素子１４０が配置されている面とは反対側の面上に取り付けられ、該集光レンズＬを保持するレンズホルダ１１０と、上記制御信号に基づいて該集光レンズＬを光軸方向に移動させるレンズ駆動部１２０とを有している。上記レンズホルダ１１０は、集光レンズＬを保持する上部ホルダ１１１と、該上部ホルダ１１１を収容する下部ホルダ１１２とを有している。
【００４２】
また、レンズ駆動部１２０は、下部ホルダ１１２の取り付けられた永久磁石１２１と、該永久磁石１２１に対向するよう配置された電磁石１２２とを有している。これらのレンズ駆動部１２０およびレンズホルダ１１０は、上記支持基板１３０上にスペーサ部材１２３ａを介して固定された部品取付板１２３上に取り付けられている。
【００４３】
上記支持基板１３０は、その実装基板１５０側の表面に形成した凹状部１３０ｂを有し、該固体撮像素子１４０を該凹状部１３０ｂ内に収容して保持するものであり、固体撮像素子１４０の外周面と該凹状部１３０ｂの内周面との間には補強樹脂Ｒが充填されている。
【００４４】
また、該支持基板１３０の該凹状部１３０ｂの周囲には、該固体撮像素子１４０と該実装基板１５０との隙間に充填した接着樹脂１６１を囲むよう電極パッド１３０ａが配置され、上記撮像信号や制御信号などの電気信号により生じた熱が該電極パッド１３０ａを介して該実装基板１５０に放熱されるようになっている。
【００４５】
また、上記支持基板１３０は、該凹状部１３０ｂの、上記固体撮像素子１４０に対向する部分には、該固体撮像素子１４０に被写体からの光を導入するための開口１３０ｃが形成され、上記光学系を構成する部品として、該開口を覆うよう該支持基板１３０に赤外線をカットする光学フィルタ（ＩＲカットフィルタ）１１３が取り付けられている。
【００４６】
ここで、上記実装基板１５０には、フレキシブルプリント基板を用いており、このフレキシブルプリント基板１５０は、可撓性を有する帯状の絶縁性コア部材１５１と、該帯状の絶縁性コア部材１５１の表面および裏面に形成された配線パターン１５２と、該配線パターン１５２を覆うよう形成された絶縁性保護層（例えば、レジスト層）１５３とを有している。ただし、該絶縁性保護層１５３は、支持基板のバンプ電極と接続される接続端子（図示せず）が配置されている部分では除去されている。
【００４７】
また、この配線パターン１５２は、該絶縁性コア部材１５１の表面および裏面に形成した導電層をパターニングして得られたものである。また、この絶縁性コア部材１５１の表面および裏面に形成した配線パターン１５２は、スルーホール１５１ａにより所要箇所で電気的に接続されている。
【００４８】
次に製造方法について説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法を説明する図であり、図２（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント基板（実装基板）を示し、図２（ｂ）はフレキシブルプリント基板の部品配置領域に接着樹脂を塗布した状態を示し、図２（ｃ）は、該フレキシブルプリント基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【００５０】
この実施形態１による撮像モジュールの製造方法は、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００を実装基板１５０上に実装する実装工程を含んでいる。
【００５１】
この実装工程では、まず、図２（ａ）に示すように、支持基盤１３０にフェイスダウン実装された固体撮像素子１４０を有する固体撮像装置１００と、該固体撮像装置１００から電気信号を取り出し、かつ該固体撮像装置１００に制御信号を供給するフレキシブルプリント基板（実装基板）を用意する。
【００５２】
次に、図２（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板１５０の、固体撮像装置を配置すべき領域に接着樹脂１６１を塗布する。なお、図中、１６０は接着樹脂の塗布装置であり、１６１ａは該塗布装置１６０のノズル１６０ａから出射された接着樹脂である。
【００５３】
その後、該固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板１５０上に、該固体撮像素子１４０の受光面と反対側の裏面が、該フレキシブルプリント基板１５０に塗布された接着樹脂１６１に接触するよう載置する。このとき、支持基板１３０の下面に形成された半田バンプなどのバンプ電極１３０ａをフレキシブルプリント基板１５０の接続端子（図示せず）に接触させる。
【００５４】
さらに、該固体撮像装置１００の支持基板１３０と該フレキシブルプリント基板１３０とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子１４０と該フレキシブルプリント基板１５０とがこれらの間に介在する接着樹脂１６１の硬化により接続されるよう熱処理を行う。
【００５５】
これにより固体撮像装置をフレキシブルプリント基板上に実装してなる撮像モジュール１が得られる。
【００５６】
このように本実施形態の撮像モジュール１では、被写体を撮像する固体撮像素子１４０と、被写体からの光を固体撮像素子１４０に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板（実装基板）１５０上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュール１において、固体撮像装置１００を、固体撮像素子１４０および光学系２を支持する支持基板１３０を有するものとし、固体撮像素子１４０を、その受光面と反対側の裏面がフレキシブルプリント基板１５０に対向するよう支持基板１３０により支持し、固体撮像素子１４０とフレキシブルプリント基板１５０との隙間には、固体撮像素子１４０からフレキシブルプリント基板１５０に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂１６１を充填したので、固体撮像素子１４０とその電気信号を取り出すフレキシブルプリント基板１５０とが、これらの固体撮像素子とフレキシブルプリント基板との間の空間を接着樹脂で埋めることで直接接合されることとなり、撮像モジュール内で発生した熱の放熱効果を、部品点数の増大を招くことなく高めることができ、その結果、高品質で安価で小型の、熱に強い撮像モジュールの提供が可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、支持基板１３０を、そのフレキシブルプリント基板１５０側の表面に形成した凹状部１３０ｂを有し、該固体撮像素子１４０を該凹状部１３０ｂ内に収容して保持するものとし、該支持基板１３０の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該フレキシブルプリント基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッド１３０ａを配置し、該電気信号により生じた熱を該電極パッド１３０ａを介して該フレキシブルプリント基板１５０に放熱するので、撮像モジュール１内で発生した熱をより効果的に放熱することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態１の撮像モジュールの製造方法では、１つの熱処理工程で、固体撮像素装置とフレキシブルプリント基板を電気的接続すると同時に固体撮像素子の背面とフレキシブルプリント基板を接続樹脂で接着するので、実装工程の簡略化を図ることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態１では、実装基板として可撓性を有するフレキシブルプリント基板を用いているが、実装基板は、可撓性のない通常のプリント基板でもよい。
【００６０】
また、上記実施形態１による撮像モジュールの製造方法では、接着樹脂を予めフレキシブルプリント基板の、固体撮像装置の配置予定領域に塗布しているが、接着樹脂として予め、樹脂フィルムなどの形態のものを固体撮像装置に搭載されている固体撮像素子の裏面側に貼り付けておいてもよい。
【００６１】
以下、このような撮像モジュールの製造方法を、上記実施形態１による撮像モジュールの製造方法の変形例として、図３を用いて説明する。
【００６２】
図３は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法の変形例を説明する図であり、図３（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント基板（実装基板）を示し、図３（ｂ）は、固体撮像装置に搭載された固体撮像素子の裏面に接着樹脂（樹脂フィルム）を貼り付けた状態を示し、図３（ｃ）は、該フレキシブルプリント基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【００６３】
この実施形態１の変形例による撮像モジュールの製造方法は、実施形態１による固体撮像装置の製造方法と同様、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板（実装基板）１５０上に実装する実装工程を含んでおり、この変形例では、固体撮像装置に搭載されている固体撮像素子１４０の裏面に樹脂フィルム１６２を貼り付ける点で、上記実施形態１でフレキシブルプリント基板１５０の、固体撮像装置の配置領域に接着樹脂１６１を塗布しているのとは異なる。
【００６４】
具体的には、まず、図３（ａ）に示すように、支持基板１３０にフェイスダウン実装された固体撮像素子１４０を有する固体撮像装置１００と、該固体撮像装置１００から撮像信号を取り出し、かつ該固体撮像装置１００に制御信号を供給するフレキシブルプリント基板（実装基板）１５０とを用意する。
【００６５】
次に、図３（ｂ）に示すように、固体撮像装置１００に搭載された固体撮像素子１４０の裏面に樹脂フィルム１６２を貼り付ける。
【００６６】
その後、該固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板１５０上に、該固体撮像素子１４０の裏面に貼り付けた樹脂フィルム１６２が、該フレキシブルプリント基板１５０に接触するよう載置する。このとき、支持基板１３０の下面に形成された半田バンプなどのバンプ電極１３０ａがフレキシブルプリント基板１５０の接続端子（図示せず）に接触する。
【００６７】
さらに、該固体撮像装置１００の支持基板１３０と該フレキシブルプリント基板１５０とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子１４０と該フレキシブルプリント基板１５０とがこれらの間に介在する樹脂フィルム１６２の硬化により接続されるよう熱処理を行う。
【００６８】
さらに、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の撮像モジュールを撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１による撮像モジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００６９】
図４に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１の撮像モジュール１を、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００７０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、撮像モジュールおよびその製造方法、並びに電子情報機器の分野において、益々小型薄型化する通信機器をはじめとする携帯端末用に用いられる撮像モジュールとして、高品質で安価な熱に強い小型な撮像モジュールを提供することができ、さらにはこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器を提供することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 撮像モジュール
２ 光学系
９０ 電子情報機器
９１ 撮像部
９２ メモリ部
９３ 表示手段
９４ 通信手段
９５ 画像出力手段
１００ 固体撮像装置
１１０ レンズホルダ
１１１ 上部ホルダ
１１２ 下部ホルダ
１１３ 光学フィルタ（ＩＲカットフィルタ）
１２０ 駆動部
１２１ 永久磁石
１２２ 電磁石
１２３ 部品取付板
１２３ａ スペーサ部材
１３０ 支持基板
１３０ａ 電極パッド
１３０ｃ 開口
１４０ 固体撮像素子
１５０ フレキシブルプリント基板
１５１ 絶縁性コア部材
１５１ａ スルーホール
１５２ 配線パターン
１５３ 絶縁性保護層（レジスト層）
１６０ 塗布装置
１６０ａ 塗布ノズル
１６１、１６１ａ 接着樹脂
１６２ 樹脂フィルム
Ｌ 集光レンズ
Ｒ 補強樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像モジュールおよびその製造方法、並びに電子情報機器に関し、特に、固体撮像装置を実装基板上に実装してなる撮像モジュールにおいて、該固体撮像装置に搭載した固体撮像素子から該固体撮像装置で発生した熱を効率よく放熱させる放熱構造、およびこのような撮像モジュールの製造方法、並びにこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、実装基板上に電子部品を実装してなる半導体装置（半導体モジュール）では、電子部品で発生した熱を半導体装置の外部へ放出するための放熱構造が用いられている。
【０００３】
図５は、従来の半導体装置を説明する図であり、該半導体装置における放熱構造を示している。
【０００４】
この半導体装置Ｂは、プリント配線基板Ａに電子部品Ｄを実装してなるものである。プリント基板Ａは、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面側および裏面側に形成された導電性金属層１２ａ、１２ｂとを有している。
【０００５】
この導電性金属層１２は、多数の配線パターンを形成するようパターニングされている。この配線パターンにおけるプリント配線基板Ａの外側に位置する端部が、入力側アウターリードおよび出力側アウターリードとしてのアウターリード部となっており、絶縁基板１０の実装面側に形成された配線パターンのプリント配線基板の内側に位置する端部が、電子部品を実装するための入力側インナーリードおよび出力側インナーリードとしてのインナーリード部となっている。
【０００６】
また、プリント配線基板Ａは、絶縁基板１０の裏面側の導電性金属１２ｂの下面に形成された放熱部材１４と、該絶縁基板１０およびその上下の導電性金属層１２ａおよび１２ｂを貫通するよう形成された金属貫通柱Ｅとを有している。この金属貫通柱Ｅの上端は導通バンプＦに接続され、金属貫通柱Ｅの下端は上記放熱部材１４に接触している。
【０００７】
また、プリント配線基板Ａには、電子部品Ｄを実装する実装予定領域Ｃが設定されており、この実装予定領域Ｃ上には電子部品Ｄが、この電子部品Ｄの下面が導通バンプＦの先端に当接するよう実装されており、電子部品Ｄから導電バンプＦおよび金属貫通柱Ｅを介して放熱部材１４に至る放熱経路が形成されている。
【０００８】
次に、プリント配線基板の作成方法、および半導体装置の組立て方法について簡単に説明する。
【０００９】
図６は半導体装置の組立て方法を説明する図であり、図６（ａ）は電子部品が実装される前のプリント配線基板を示し、図６（ｂ）は電子部品を実装したプリント配線基板を示している。
【００１０】
図６（ａ）に示すように、絶縁基板１０の表面および裏面に導電性金属層１２ａおよび１２ｂを形成し、その後、該導電性金属層１２ａ、１２ｂおよび絶縁基板１０を貫通する金属貫通柱Ｅを形成する。
【００１１】
次に、絶縁基板１０の表面に形成された導電性金属層１２ａおよび１２ｂを所望の形状にエッチングすることで配線パターンを形成し、さらに導電バンプＦを、金属貫通柱Ｅ上の領域を含む所定の領域に形成する。
【００１２】
その後、図６（ｂ）に示すように、上記プリント配線基板Ａ上に電子部品Ｄを、これが該プリント配線基板Ａ上の導電バンプＦに電気的に接続されるよう、上記実装予定領域Ｃ上に実装する。
【００１３】
このような構成の半導体装置Ｂでは、プリント配線基板Ａはその裏面側に設けられた放熱部材１４を有し、電子部品Ｄとこの放熱部材１４とが金属貫通柱Ｅおよび導電バンプＦにより接続されているので、電子部品Ｄで発生した熱を金属貫通柱Ｅおよび導電バンプＦを介して放熱部材１４に伝えて、この放熱部材１４により効率よく放熱することができる。
【００１４】
また、上記電子部品Ｄとしては種々のものがあり、半導体装置（半導体モジュール）の１つとしては、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなど固体撮像素子および光学系を搭載した固体撮像装置を電子部品として実装基板上に実装してなる構造を有する撮像モジュールなどがあるが、このような半導体モジュールにおいても、上記のような放熱構造を用いることができる。なお、撮像モジュールを搭載したカメラなどでは固体撮像素子の温度上昇がユーザに不快感を与えたり、また画質劣化の原因にもなり、撮像モジュールでは放熱効率が画質保持の観点からも重要な要素となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２１４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来の半導体装置（半導体モジュール）の放熱構造では、放熱効果は非常に高いものの、放熱用部材を別途プリント配線基板などの実装基板に取り付ける必要があり、部品点数が増えることで、製造工程が長くなったり、小型化が難しくなったりするといった問題がある。
【００１７】
特に、イメージセンサとしての半導体チップだけでなく光学系を組み込んだ撮像モジュールでは、半導体チップで発生した熱だけでなく光学系の駆動部で発生した発熱を放熱させる必要もあり、より一層放熱効果の高い放熱構造が求められ、また、このような撮像モジュールはより小型化される傾向にあるが、上記のような放熱部材を別途設けるという放熱構成は、撮像モジュールの小型化の妨げになるという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、イメージセンサ等の固体撮像素子として搭載された半導体チップで発生した熱だけでなく、光学系として搭載された光学部品の駆動部で発生した熱の放熱効率を、小型化の妨げとならないように高めることができる撮像モジュールおよびその製造方法、並びにこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る撮像モジュールは、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュールであって、該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、該支持基板は、該実装基板に取り付けられ、該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、該固体撮像素子は、その受光面と反対側の裏面が該実装基板に対向するよう該支持基板により支持されており、該固体撮像素子と該実装基板との隙間には、該固体撮像素子から該実装基板に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂が充填されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記光学系は、前記被写体からの光を該固体撮像素子の受光部に集光する集光レンズと、該支持基板の、該固体撮像素子が配置されている面とは反対側の面上に取り付けられ、該集光レンズを保持するレンズホルダと、前記制御信号に基づいて該集光レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動部とを有することが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記支持基板は、その実装基板側の表面に形成した凹状部を有し、該固体撮像素子を該凹状部内に収容して保持するものであり、該支持基板の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該実装基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッドが配置され、該撮像信号あるいは該制御信号により生じた熱が該電極パッドを介して該実装基板に放熱されることが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記支持基板は、前記凹状部の、前記固体撮像素子に対向する部分には、該固体撮像素子に前記被写体からの光を導入するための開口が形成され、該光学系は、該開口を覆うよう該支持基板に取り付けられた光学フィルタを含むことが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記実装基板は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記撮像モジュールにおいて、前記フレキシブルプリント基板は、可撓性を有する帯状のコア部材と、該帯状のコア部材の表面に形成された配線パターンと、該配線パターンを覆うよう形成された絶縁性保護層とを有することが好ましい。
【００２５】
本発明に係る撮像モジュールの製造方法は、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装する実装工程を含み、該実装基板上に固体撮像装置を実装してなる実装構造を有する撮像モジュールを製造する方法であって、該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、該支持基板は該実装基板に取り付けられ、該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、該実装工程は、該固体撮像装置と該実装基板とを電気的および機械的に接続する際、該支持基板に支持された固体撮像素子と該実装基板とを接着樹脂で同時に接続するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明は、上記撮像モジュールの製造方法において、前記実装工程は、前記実装基板の、前記固体撮像素子が配置されるべき素子配置領域に前記接着樹脂を塗布する工程と、前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の受光面と反対側の裏面が該実装基板に塗布された接着樹脂に接触するよう配置する工程と、該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含むことが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記撮像モジュールの製造方法において、前記実装工程は、前記固体撮像装置における固体撮像素子の受光面と反対側の裏面に接着樹脂を塗布する工程と、前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の裏面に塗布した接着樹脂が該実装基板に接触するよう配置する工程と、該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含むことが好ましい。
【００２８】
本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、上述した本発明に係る撮像モジュールを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
次に、本発明の作用について説明する。
【００３０】
本発明においては、被写体を撮像する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュールにおいて、固体撮像装置を、固体撮像素子および光学系を支持する支持基板を有するものとし、固体撮像素子を、その受光面と反対側の裏面が実装基板に対向するよう支持基板により支持し、固体撮像素子と実装基板との隙間には、固体撮像素子から実装基板に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂を充填したので、部品点数の増大を招くことなく、放熱効果を高めることができる。
【００３１】
また、本発明においては、支持基板を、その実装基板側の表面に形成した凹状部を有し、該固体撮像素子を該凹状部内に収容して保持するものとし、該支持基板の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該実装基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッドを配置し、電気信号により生じた熱を該電極パッドを介して該実装基板に放熱するので、撮像モジュール内で発生した熱をより効果的に放熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、固体撮像素子および光学系を搭載した固体撮像装置を、該固体撮像素子で発生した電気信号を取り出し、かつ光学系の駆動部に制御信号を供給するための実装基板に実装し、該固体撮像装置に搭載した固体撮像素子と実装基板との隙間を接着樹脂で埋めることで、固体撮像素子から実装基板への放熱経路が形成されることとなり、部品点数の増大を招くことなく、撮像モジュールの放熱効果を高めることができ、その結果、高品質で安価で小型な熱に強い撮像モジュール、およびこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による撮像モジュールを説明する図であり、図１（ａ）は、断面構造を模式的に示し、図１（ｂ）は支持基板の、固体撮像素子を実装する側の面の構造を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法を説明する図であり、図２（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント配線基板（実装基板）を示し、図２（ｂ）はフレキシブルプリント配線基板の部品配置領域に接着樹脂を塗布した状態を示し、図２（ｃ）は、該フレキシブルプリント配線基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法の変形例を説明する図であり、図３（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント配線基板（実装基板）を示し、図３（ｂ）は、固体撮像装置に搭載された固体撮像素子の裏面に接着樹脂を貼り付けた状態を示し、図３（ｃ）は、該フレキシブルプリント配線基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態２として、実施形態１の撮像モジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、従来の半導体装置を説明する図であり、該半導体装置における放熱構造を示している。
【図６】図６は、従来の半導体装置の組立て方法を説明する図であり、図６（ａ）は電子部品が実装される前の配線基板を示し、図６（ｂ）は電子部品を実装した配線基板を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による撮像モジュールを説明する図であり、図１（ａ）は、断面構造を模式的に示し、図１（ｂ）は、撮像モジュールにおける支持基板の、固体撮像素子を実装する側の面の構造を示している。
【００３６】
この実施形態１による撮像モジュール１は、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子１４０に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００を実装基板１５０上に実装してなる実装構造を有している。
【００３７】
この固体撮像装置１００は、該固体撮像素子１４０および該光学系２を支持し、該固体撮像素子１４０から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系２の駆動部１２０に制御信号を供給するための支持基板１３０を有している。
【００３８】
該支持基板１３０は、該実装基板１５０に取り付けられ、該実装基板１５０は、該固体撮像素子１４０で生成された撮像信号を該支持基板１３０から受けるとともに、該光学系２の駆動部１２０への制御信号を該支持基板１３０に供給するよう構成されている。
【００３９】
該固体撮像素子１４０は、その受光面と反対側の裏面が該実装基板１５０に対向するよう該支持基板１３０により支持されている。
【００４０】
該固体撮像素子１４０と該実装基板１５０との隙間には、該固体撮像素子１４０から該実装基板１５０に至る放熱経路が形成されるよう、銀ペーストなどの接着樹脂１６１が充填されている。なお、該接着樹脂１６１として銀ペーストを用いるが、接着樹脂はこれに限定されるものではなく、例えば、シリコンペーストであってもよい。
【００４１】
ここで、上記光学系２は、上記被写体からの光を該固体撮像素子１４０の受光部（図示せず）に集光する集光レンズＬと、該支持基板１３０の、該固体撮像素子１４０が配置されている面とは反対側の面上に取り付けられ、該集光レンズＬを保持するレンズホルダ１１０と、上記制御信号に基づいて該集光レンズＬを光軸方向に移動させるレンズ駆動部１２０とを有している。上記レンズホルダ１１０は、集光レンズＬを保持する上部ホルダ１１１と、該上部ホルダ１１１を収容する下部ホルダ１１２とを有している。
【００４２】
また、レンズ駆動部１２０は、下部ホルダ１１２の取り付けられた永久磁石１２１と、該永久磁石１２１に対向するよう配置された電磁石１２２とを有している。これらのレンズ駆動部１２０およびレンズホルダ１１０は、上記支持基板１３０上にスペーサ部材１２３ａを介して固定された部品取付板１２３上に取り付けられている。
【００４３】
上記支持基板１３０は、その実装基板１５０側の表面に形成した凹状部１３０ｂを有し、該固体撮像素子１４０を該凹状部１３０ｂ内に収容して保持するものであり、固体撮像素子１４０の外周面と該凹状部１３０ｂの内周面との間には補強樹脂Ｒが充填されている。
【００４４】
また、該支持基板１３０の該凹状部１３０ｂの周囲には、該固体撮像素子１４０と該実装基板１５０との隙間に充填した接着樹脂１６１を囲むよう電極パッド１３０ａが配置され、上記撮像信号や制御信号などの電気信号により生じた熱が該電極パッド１３０ａを介して該実装基板１５０に放熱されるようになっている。
【００４５】
また、上記支持基板１３０は、該凹状部１３０ｂの、上記固体撮像素子１４０に対向する部分には、該固体撮像素子１４０に被写体からの光を導入するための開口１３０ｃが形成され、上記光学系を構成する部品として、該開口を覆うよう該支持基板１３０に赤外線をカットする光学フィルタ（ＩＲカットフィルタ）１１３が取り付けられている。
【００４６】
ここで、上記実装基板１５０には、フレキシブルプリント基板を用いており、このフレキシブルプリント基板１５０は、可撓性を有する帯状の絶縁性コア部材１５１と、該帯状の絶縁性コア部材１５１の表面および裏面に形成された配線パターン１５２と、該配線パターン１５２を覆うよう形成された絶縁性保護層（例えば、レジスト層）１５３とを有している。ただし、該絶縁性保護層１５３は、支持基板のバンプ電極と接続される接続端子（図示せず）が配置されている部分では除去されている。
【００４７】
また、この配線パターン１５２は、該絶縁性コア部材１５１の表面および裏面に形成した導電層をパターニングして得られたものである。また、この絶縁性コア部材１５１の表面および裏面に形成した配線パターン１５２は、スルーホール１５１ａにより所要箇所で電気的に接続されている。
【００４８】
次に製造方法について説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法を説明する図であり、図２（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント基板（実装基板）を示し、図２（ｂ）はフレキシブルプリント基板の部品配置領域に接着樹脂を塗布した状態を示し、図２（ｃ）は、該フレキシブルプリント基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【００５０】
この実施形態１による撮像モジュールの製造方法は、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００を実装基板１５０上に実装する実装工程を含んでいる。
【００５１】
この実装工程では、まず、図２（ａ）に示すように、支持基盤１３０にフェイスダウン実装された固体撮像素子１４０を有する固体撮像装置１００と、該固体撮像装置１００から電気信号を取り出し、かつ該固体撮像装置１００に制御信号を供給するフレキシブルプリント基板（実装基板）を用意する。
【００５２】
次に、図２（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板１５０の、固体撮像装置を配置すべき領域に接着樹脂１６１を塗布する。なお、図中、１６０は接着樹脂の塗布装置であり、１６１ａは該塗布装置１６０のノズル１６０ａから出射された接着樹脂である。
【００５３】
その後、該固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板１５０上に、該固体撮像素子１４０の受光面と反対側の裏面が、該フレキシブルプリント基板１５０に塗布された接着樹脂１６１に接触するよう載置する。このとき、支持基板１３０の下面に形成された半田バンプなどのバンプ電極１３０ａをフレキシブルプリント基板１５０の接続端子（図示せず）に接触させる。
【００５４】
さらに、該固体撮像装置１００の支持基板１３０と該フレキシブルプリント基板１３０とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子１４０と該フレキシブルプリント基板１５０とがこれらの間に介在する接着樹脂１６１の硬化により接続されるよう熱処理を行う。
【００５５】
これにより固体撮像装置をフレキシブルプリント基板上に実装してなる撮像モジュール１が得られる。
【００５６】
このように本実施形態の撮像モジュール１では、被写体を撮像する固体撮像素子１４０と、被写体からの光を固体撮像素子１４０に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板（実装基板）１５０上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュール１において、固体撮像装置１００を、固体撮像素子１４０および光学系２を支持する支持基板１３０を有するものとし、固体撮像素子１４０を、その受光面と反対側の裏面がフレキシブルプリント基板１５０に対向するよう支持基板１３０により支持し、固体撮像素子１４０とフレキシブルプリント基板１５０との隙間には、固体撮像素子１４０からフレキシブルプリント基板１５０に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂１６１を充填したので、固体撮像素子１４０とその電気信号を取り出すフレキシブルプリント基板１５０とが、これらの固体撮像素子とフレキシブルプリント基板との間の空間を接着樹脂で埋めることで直接接合されることとなり、撮像モジュール内で発生した熱の放熱効果を、部品点数の増大を招くことなく高めることができ、その結果、高品質で安価で小型の、熱に強い撮像モジュールの提供が可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、支持基板１３０を、そのフレキシブルプリント基板１５０側の表面に形成した凹状部１３０ｂを有し、該固体撮像素子１４０を該凹状部１３０ｂ内に収容して保持するものとし、該支持基板１３０の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該フレキシブルプリント基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッド１３０ａを配置し、該電気信号により生じた熱を該電極パッド１３０ａを介して該フレキシブルプリント基板１５０に放熱するので、撮像モジュール１内で発生した熱をより効果的に放熱することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態１の撮像モジュールの製造方法では、１つの熱処理工程で、固体撮像素装置とフレキシブルプリント基板を電気的接続すると同時に固体撮像素子の背面とフレキシブルプリント基板を接続樹脂で接着するので、実装工程の簡略化を図ることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態１では、実装基板として可撓性を有するフレキシブルプリント基板を用いているが、実装基板は、可撓性のない通常のプリント基板でもよい。
【００６０】
また、上記実施形態１による撮像モジュールの製造方法では、接着樹脂を予めフレキシブルプリント基板の、固体撮像装置の配置予定領域に塗布しているが、接着樹脂として予め、樹脂フィルムなどの形態のものを固体撮像装置に搭載されている固体撮像素子の裏面側に貼り付けておいてもよい。
【００６１】
以下、このような撮像モジュールの製造方法を、上記実施形態１による撮像モジュールの製造方法の変形例として、図３を用いて説明する。
【００６２】
図３は、本発明の実施形態１による撮像モジュールの製造方法の変形例を説明する図であり、図３（ａ）は電子部品としての固体撮像装置１００、およびこれが実装される前のフレキシブルプリント基板（実装基板）を示し、図３（ｂ）は、固体撮像装置に搭載された固体撮像素子の裏面に接着樹脂（樹脂フィルム）を貼り付けた状態を示し、図３（ｃ）は、該フレキシブルプリント基板に固体撮像装置を実装した状態を示している。
【００６３】
この実施形態１の変形例による撮像モジュールの製造方法は、実施形態１による固体撮像装置の製造方法と同様、被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子１４０と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系２とを備えた固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板（実装基板）１５０上に実装する実装工程を含んでおり、この変形例では、固体撮像装置に搭載されている固体撮像素子１４０の裏面に樹脂フィルム１６２を貼り付ける点で、上記実施形態１でフレキシブルプリント基板１５０の、固体撮像装置の配置領域に接着樹脂１６１を塗布しているのとは異なる。
【００６４】
具体的には、まず、図３（ａ）に示すように、支持基板１３０にフェイスダウン実装された固体撮像素子１４０を有する固体撮像装置１００と、該固体撮像装置１００から撮像信号を取り出し、かつ該固体撮像装置１００に制御信号を供給するフレキシブルプリント基板（実装基板）１５０とを用意する。
【００６５】
次に、図３（ｂ）に示すように、固体撮像装置１００に搭載された固体撮像素子１４０の裏面に樹脂フィルム１６２を貼り付ける。
【００６６】
その後、該固体撮像装置１００をフレキシブルプリント基板１５０上に、該固体撮像素子１４０の裏面に貼り付けた樹脂フィルム１６２が、該フレキシブルプリント基板１５０に接触するよう載置する。このとき、支持基板１３０の下面に形成された半田バンプなどのバンプ電極１３０ａがフレキシブルプリント基板１５０の接続端子（図示せず）に接触する。
【００６７】
さらに、該固体撮像装置１００の支持基板１３０と該フレキシブルプリント基板１５０とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子１４０と該フレキシブルプリント基板１５０とがこれらの間に介在する樹脂フィルム１６２の硬化により接続されるよう熱処理を行う。
【００６８】
さらに、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の撮像モジュールを撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１による撮像モジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００６９】
図４に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１の撮像モジュール１を、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００７０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、撮像モジュールおよびその製造方法、並びに電子情報機器の分野において、益々小型薄型化する通信機器をはじめとする携帯端末用に用いられる撮像モジュールとして、高品質で安価な熱に強い小型な撮像モジュールを提供することができ、さらにはこのような撮像モジュールを搭載した電子情報機器を提供することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 撮像モジュール
２ 光学系
９０ 電子情報機器
９１ 撮像部
９２ メモリ部
９３ 表示手段
９４ 通信手段
９５ 画像出力手段
１００ 固体撮像装置
１１０ レンズホルダ
１１１ 上部ホルダ
１１２ 下部ホルダ
１１３ 光学フィルタ（ＩＲカットフィルタ）
１２０ 駆動部
１２１ 永久磁石
１２２ 電磁石
１２３ 部品取付板
１２３ａ スペーサ部材
１３０ 支持基板
１３０ａ 電極パッド
１３０ｃ 開口
１４０ 固体撮像素子
１５０ フレキシブルプリント基板
１５１ 絶縁性コア部材
１５１ａ スルーホール
１５２ 配線パターン
１５３ 絶縁性保護層（レジスト層）
１６０ 塗布装置
１６０ａ 塗布ノズル
１６１、１６１ａ 接着樹脂
１６２ 樹脂フィルム
Ｌ 集光レンズ
Ｒ 補強樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュールであって、
該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、
該支持基板は、該実装基板に取り付けられ、
該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、
該固体撮像素子は、その受光面と反対側の裏面が該実装基板に対向するよう該支持基板により支持されており、
該固体撮像素子と該実装基板との隙間には、該固体撮像素子から該実装基板に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂が充填されている、撮像モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記光学系は、
前記被写体からの光を該固体撮像素子の受光部に集光する集光レンズと、
該支持基板の、該固体撮像素子が配置されている面とは反対側の面上に取り付けられ、該集光レンズを保持するレンズホルダと、
前記制御信号に基づいて該集光レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動部とを有する、撮像モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記支持基板は、その実装基板側の表面に形成した凹状部を有し、該固体撮像素子を該凹状部内に収容して保持するものであり、
該支持基板の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該実装基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッドが配置され、該撮像信号あるいは該制御信号により生じた熱が該電極パッドを介して該実装基板に放熱される、撮像モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像モジュールにおいて、
前記支持基板は、前記凹状部の、前記固体撮像素子に対向する部分には、該固体撮像素子に前記被写体からの光を導入するための開口が形成され、
該光学系は、該開口を覆うよう該支持基板に取り付けられた光学フィルタを含む、撮像モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記実装基板は、フレキシブルプリント基板である、撮像モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像モジュールにおいて、
前記フレキシブルプリント基板は、可撓性を有する帯状のコア部材と、該帯状のコア部材の表面に形成された配線パターンと、該配線パターンを覆うよう形成された絶縁性保護層とを有する、撮像モジュール。
【請求項７】
被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装する実装工程を含み、該実装基板上に固体撮像装置を実装してなる実装構造を有する撮像モジュールを製造する方法であって、
該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、
該支持基板は該実装基板に取り付けられ、
該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、
該実装工程は、
該固体撮像装置と該実装基板とを電気的および機械的に接続する際、該支持基板に支持された固体撮像素子と該実装基板とを接着樹脂で同時に接続する、撮像モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像モジュールの製造方法において、
前記実装工程は、
前記実装基板の、前記固体撮像素子が配置されるべき素子配置領域に前記接着樹脂を塗布する工程と、
前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の受光面と反対側の裏面が該実装基板に塗布された接着樹脂に接触するよう配置する工程と、
該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含む、撮像モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の撮像モジュールの製造方法において、
前記実装工程は、
前記固体撮像装置における固体撮像素子の受光面と反対側の裏面に接着樹脂を塗布する工程と、
前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の裏面に塗布した接着樹脂が該実装基板に接触するよう配置する工程と、
該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含む、撮像モジュールの製造方法。
【請求項１０】
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の撮像モジュールを含む電子情報機器。
【請求項１】
被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装してなる実装構造を有する撮像モジュールであって、
該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、
該支持基板は、該実装基板に取り付けられ、
該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、
該固体撮像素子は、その受光面と反対側の裏面が該実装基板に対向するよう該支持基板により支持されており、
該固体撮像素子と該実装基板との隙間には、該固体撮像素子から該実装基板に至る放熱経路が形成されるよう接着樹脂が充填されている、撮像モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記光学系は、
前記被写体からの光を該固体撮像素子の受光部に集光する集光レンズと、
該支持基板の、該固体撮像素子が配置されている面とは反対側の面上に取り付けられ、該集光レンズを保持するレンズホルダと、
前記制御信号に基づいて該集光レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動部とを有する、撮像モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記支持基板は、その実装基板側の表面に形成した凹状部を有し、該固体撮像素子を該凹状部内に収容して保持するものであり、
該支持基板の該凹状部の周囲には、該固体撮像素子と該実装基板との隙間に充填した接着樹脂を囲むよう電極パッドが配置され、該撮像信号あるいは該制御信号により生じた熱が該電極パッドを介して該実装基板に放熱される、撮像モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像モジュールにおいて、
前記支持基板は、前記凹状部の、前記固体撮像素子に対向する部分には、該固体撮像素子に前記被写体からの光を導入するための開口が形成され、
該光学系は、該開口を覆うよう該支持基板に取り付けられた光学フィルタを含む、撮像モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記実装基板は、フレキシブルプリント基板である、撮像モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像モジュールにおいて、
前記フレキシブルプリント基板は、可撓性を有する帯状のコア部材と、該帯状のコア部材の表面に形成された配線パターンと、該配線パターンを覆うよう形成された絶縁性保護層とを有する、撮像モジュール。
【請求項７】
被写体を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子と、該被写体からの光を該固体撮像素子に導く光学系とを備えた固体撮像装置を実装基板上に実装する実装工程を含み、該実装基板上に固体撮像装置を実装してなる実装構造を有する撮像モジュールを製造する方法であって、
該固体撮像装置は、該固体撮像素子および該光学系を支持し、該固体撮像素子から該撮像信号を取り出すとともに、該光学系の駆動部に制御信号を供給するための支持基板を有し、
該支持基板は該実装基板に取り付けられ、
該実装基板は、該固体撮像素子で生成された撮像信号を該支持基板から受けるとともに、該光学系の駆動部への制御信号を該支持基板に供給するよう構成されており、
該実装工程は、
該固体撮像装置と該実装基板とを電気的および機械的に接続する際、該支持基板に支持された固体撮像素子と該実装基板とを接着樹脂で同時に接続する、撮像モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像モジュールの製造方法において、
前記実装工程は、
前記実装基板の、前記固体撮像素子が配置されるべき素子配置領域に前記接着樹脂を塗布する工程と、
前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の受光面と反対側の裏面が該実装基板に塗布された接着樹脂に接触するよう配置する工程と、
該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含む、撮像モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の撮像モジュールの製造方法において、
前記実装工程は、
前記固体撮像装置における固体撮像素子の受光面と反対側の裏面に接着樹脂を塗布する工程と、
前記固体撮像装置を該実装基板上に、該固体撮像素子の裏面に塗布した接着樹脂が該実装基板に接触するよう配置する工程と、
該固体撮像装置の支持基板と該実装基板とが半田接合により接続されると同時に、該固体撮像素子と該実装基板とがこれらの間に介在する接着樹脂の硬化により接続されるよう熱処理を行う工程とを含む、撮像モジュールの製造方法。
【請求項１０】
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の撮像モジュールを含む電子情報機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１１９７９５（Ｐ２０１２−１１９７９５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５８３３（Ｐ２０１０−２６５８３３）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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