JP4191954B2

JP4191954B2 - 撮像素子実装構造および撮像装置

Info

Publication number: JP4191954B2
Application number: JP2002142524A
Authority: JP
Inventors: 基在大田; 恵造内桶; 直基久保
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP2003332549A

Description

【０００１】
【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】
１０ＣＣＤイメージセンサー（撮像素子）
１１ＣＣＤ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

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。