(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0009】
図1は、撮像装置の一例であるカメラ10の模式断面図である。カメラ10は、レンズユニット20及びカメラボディ30を備える。カメラボディ30には、レンズユニット20が装着される。レンズユニット20は、その鏡筒内に、光軸22に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ30の撮像ユニット40へ導く。
【0010】
撮像ユニット40が有する撮像チップ100へ被写体光束が入射する方向をz軸方向と定める。撮像チップ100の長手方向をx軸方向、短手方向をy軸方向と定める。被写体光束が撮像チップ100へ向かう方向をz軸プラス方向と定める。
図1においては、紙面手前へ向かう方向をx軸プラス方向、紙面奥へ向かう方向をx軸マイナス方向、紙面下方へ向かう方向をy軸プラス方向、紙面上方へ向かう方向をy軸マイナス方向、紙面右方へ向かう方向をz軸プラス方向、紙面左方へ向かう方向をz軸マイナス方向と定める。
【0011】
カメラボディ30は、レンズマウント24に結合されるボディマウント26の後方にメインミラー32及びサブミラー33を備える。特に断らない限り、後方とは、z軸プラス方向を表す。メインミラー32は、レンズユニット20が射出した被写体光束の光路中に進入した進入位置と、被写体光束の光路から退避した退避位置との間で回転可能に軸支される。サブミラー33は、メインミラー32に対して回転可能に軸支される。サブミラー33は、メインミラー32とともに進入位置に進入し、メインミラー32とともに退避位置に退避する。
【0012】
メインミラー32が進入位置にある場合、メインミラー32に入射した被写体光束の一部は、メインミラー32に反射されてピント板80に導かれる。ピント板80は、撮像ユニット40が有する撮像チップ100の撮像面と共役な位置に配されて、レンズユニット20の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板80に形成された被写体像は、ペンタプリズム82及びファインダ光学系84を通じてファインダ86から観察される。
【0013】
メインミラー32が進入位置にある場合、メインミラー32に入射した被写体光束のうちメインミラー32で反射した被写体光束以外の光束は、サブミラー33に入射する。具体的には、メインミラー32はハーフミラー領域を有し、メインミラー32のハーフミラー領域を透過した被写体光束がサブミラー33に入射する。サブミラー33は、ハーフミラー領域から入射した光束を結像光学系70に向かって反射する。結像光学系70は、入射光束を焦点検出センサ72に導く。焦点検出センサ72は、検出結果をCPU51へ出力する。
【0014】
ピント板80、ペンタプリズム82、メインミラー32及びサブミラー33は、支持部材としてのミラーボックス60に支持される。メインミラー32及びサブミラー33が退避位置に退避し、シャッタユニット38の先幕及び後幕が開状態となれば、レンズユニット20を透過する被写体光束は、シャッタユニット38の後方に配置された光学ユニット50を透過して、撮像チップ100の撮像面に到達する。
【0015】
撮像ユニット40の後方には、基板62及び背面表示部88が順次配置される。背面表示部88としては、液晶パネル等を適用できる。背面表示部88の表示面は、カメラボディ30の背面に現れる。背面表示部88は、撮像チップ100からの出力信号から生成される画像を表示する。
【0016】
基板62には、CPU51、ASIC52等の電子回路が実装される。CPU51は、カメラ10の全体の制御を担う。撮像チップ100からの出力信号は、フレキシブルプリント基板等を介してASIC52へ出力される。ASIC52は、撮像チップ100から出力された出力信号を処理する。
【0017】
ASIC52は、撮像チップ100からの出力信号に基づいて、表示用の画像データを生成する。背面表示部88は、ASIC52が生成した表示用の画像データに基づいて画像を表示する。ASIC52は、撮像チップ100からの出力信号に基づいて、記録用の画像データを生成する。ASIC52が生成した記録用の画像データは、カメラボディ30に装着された記録媒体に記録される。記録媒体は、カメラボディ30に着脱可能に構成されている。
【0018】
図2は、撮像ユニット40とともに光学ユニット50を模式的に示す断面図である。
図3は、撮像ユニット40とともに光学ユニット50を模式的に示す斜視図である。
図2は、
図3におけるA−A断面を示す。撮像ユニット40は、撮像チップ100と、実装基板120と、電子部品実装基板130と、フレーム140と、カバーガラス160とを有する。
【0019】
実装基板120には、撮像チップ100がCOB(Chip On Board)実装されている。具体的には、撮像チップ100は、LGA(Land Grid Array)、BGA(Ball Grid Array)、接着剤等で実装基板120に実装されている。撮像チップ100は、例えばワイヤーボンディングやバンプにより実装基板120と電気的に接続されている。これにより、撮像チップ100は生成した画素信号を実装基板120へ出力することができ、実装基板120は撮像チップ100を駆動するための駆動信号を撮像チップ100へ出力することができる。実装基板120は、撮像チップ100が実装された実装面である第1面121と、第1面121の反対側の面である第2面122と、第1面121の端と第2面122の端とに沿って形成される側面124aと、第1面121の端と第2面122の端とに沿って形成される側面124bと、第1面121の端と第2面122の端とに沿って形成される側面124cと、第1面121の端と第2面122の端とに沿って形成される側面124dとを有する。
【0020】
実装基板120は、複数の配線層と、配線層を絶縁する絶縁層とを含む多層基板である。なお、実装基板120は、1つの配線層と、配線層を絶縁する絶縁層とを含む単層基板でもよい。実装基板120は、電子部品実装基板130に実装される。実装基板120は、第2面122が電子部品実装基板130に実装される。実装基板120と電子部品実装基板130との間は、LGA(Land Grid Array)やBGA(Ball Grid Array)等で実装される。
【0021】
電子部品実装基板130において、実装基板120が実装される面131と反対側の面132には、電子部品が実装される。電子部品としては、コンデンサ、レジスタ、抵抗等を例示することができる。電子部品は、撮像チップ100に電力を供給する電源回路等を構成する。電子部品が実装された配線層の配線パターンと電子部品とは、はんだ等を介して電気的に接続される。
【0022】
電子部品実装基板130の面132には、コネクタが実装されてもよい。コネクタは、例えばフレキシブルプリント基板が接続される。この場合には、撮像チップ100から出力された画素信号は、実装基板120及び電子部品実装基板130に設けられたビア等を介して、コネクタへ出力される。コネクタに出力された画素信号は、フレキシブルプリント基板を介して、処理回路の一例としてのASIC52へ出力される。
【0023】
フレーム140は、撮像チップ100を環囲する。フレーム140は、例えば接着剤により実装基板120の第1面121に固定される。フレーム140は、実装基板120の第1面121の周辺部においてフレーム140に固定される。撮像チップ100は、実装基板120に固定されたフレーム140に環囲される。フレーム140の材料としてアルミニウム、真鍮、鉄、ニッケル合金等の金属を用いることができる。フレーム140の材料として樹脂を用いることもできる。フレーム140の材料として、金属と樹脂がインサート成形された材料を用いることもできる。
【0024】
フレーム140は、ブラケット150に固定される。ブラケット150は、撮像ユニット40を取り付けるための取付部材の一例である。フレーム140は、ネジ142によりブラケット150に締結される。フレーム140は、撮像面の中心からx軸マイナス方向に離れた端部近傍における2点が、ネジ142によってネジ止めされる。
【0025】
カバーガラス160は、撮像チップ100を封止する。カバーガラス160の材料としてホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、耐熱ガラス等を用いることができる。カバーガラス160は、例えば接着剤によりフレーム140に固定される。実装基板120と、フレーム140と、カバーガラス160とによって、密封空間が形成される。撮像チップ100は、密封空間内に配置される。撮像チップ100で生じた熱は、フレーム140を介して、撮像ユニット40外へ放熱することができる。フレーム140の材料として金属又は金属と樹脂がインサート成形された材料を用いることで、フレーム140の材料として樹脂を用いる場合と比較して、フレームを介してより効率的に放熱することができる。
【0026】
ブラケット150は、第1面151と、第2面152と、第3面153と、第4面154と、開口155とを有する。第1面151は、例えばz軸方向と直交する面であり、フレーム140に対向する面である。第2面152は、例えばz軸方向と直交する面であり、第1面151とは反対側の面である。第3面153は、例えばz軸方向と直交する面であり、z軸方向において第1面151と第2面152との間に位置する。第4面154は、第1面151と第3面153との間に形成される面である。具体的には、第4面154は、第1面151の端と第3面153の端とに沿って形成される。すなわち、第4面154は、第1面151の外縁と第3面153の外縁とに沿って形成される。ブラケット150は、カメラボディ30に固定される。
【0027】
実装基板120とフレーム140との間には、熱伝導性樹脂180を有する。例えば、実装基板120とフレーム140との間の隙間には、熱伝導性樹脂180が充填される。撮像チップ100で発生した熱は、実装基板120及び熱伝導性樹脂180を介してブラケット150へ伝達される。ブラケット150へ伝達した熱は、構造体を介して放熱され得る。
【0028】
熱伝導性樹脂180は、実装基板120とブラケット150とを熱的に接続する。熱伝導性樹脂180は、伝熱部として機能する。熱伝導性樹脂180は、例えば熱伝導性接着剤である。熱伝導性接着剤は、例えば熱硬化性の熱伝導性接着剤である。熱伝導性接着剤とは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂を例示できる。熱伝導性樹脂180は、熱伝導性のフィラーを含んでいる。
【0029】
フレーム140とブラケット150とを組み付けた状態において、熱伝導性樹脂180が設けられる空間と連通する開口141a、開口141b、開口141c、開口141dが形成される。熱伝導性樹脂180は、フレーム140とブラケット150とを組み付けた状態で、開口141a、開口141b、開口141c、開口141dから注入される。熱伝導性接着剤として熱硬化性接着剤を使用する場合、開口141a、開口141b、開口141c、開口141dから熱硬化性接着剤を注入した後、硬化温度まで加熱することで熱硬化性接着剤を硬化させる。
【0030】
熱伝導性樹脂180は、撮像ユニット40に使用される半田の融点未満の硬化温度を有する樹脂であることが好ましい。熱伝導性樹脂180は、撮像チップ100の耐熱温度未満の硬化温度を有する樹脂であることが好ましい。熱伝導性樹脂180は、電子部品実装基板130に設けられる電子部品の耐熱温度未満の硬化温度を有する樹脂であることが好ましい。熱伝導性樹脂180は、撮像ユニット40に使用される半田の融点と撮像チップ100の耐熱温度と電子部品実装基板130に設けられる電子部品の耐熱温度とのうち最も低い温度未満の硬化温度を有する樹脂であることが好ましい。熱伝導性樹脂180は、摂氏230度未満の硬化温度を有する樹脂であることが好ましい。熱伝導性樹脂180は、摂氏120度未満の硬化温度を有する樹脂であることがより好ましい。硬化した熱硬化性接着剤は、実装基板120とフレーム140とブラケット150とに接触している。熱伝導性接着剤として光硬化性接着剤を使用する場合、開口141a、開口141b、開口141c、開口141dから光硬化性接着剤を注入した後、例えば紫外線等の光を照射することで光硬化性接着剤を硬化させる。
【0031】
このように、熱伝導性樹脂180は、実装基板120とフレーム140とブラケット150とに接触して設けられる。なお、熱伝導性樹脂180は、実装基板120とブラケット150とに接触して設けられればよく、フレーム140には接触していなくてもよい。
【0032】
熱伝導性樹脂180が実装基板120とブラケット150とを熱的に接続することで、熱伝導性樹脂180が実装基板120とブラケット150とを熱的に接続しないときと比較して、実装基板120とブラケット150との間の熱抵抗を低減することができる。熱伝導性樹脂180が実装基板120とブラケット150とを熱的に接続することで、熱伝導性樹脂180が実装基板120とブラケット150とを熱的に接続しないときと比較して、実装基板120とブラケット150との間の単位時間あたりの伝熱量を大きくすることができる。熱伝導性樹脂180が実装基板120とブラケット150とを熱的に接続することで、熱伝導性樹脂180が実装基板120とブラケット150とを熱的に接続しないときと比較して、実装基板120とブラケット150との間の単位温度差あたりの伝熱量を大きくすることができる、すなわち、実装基板120とブラケット150との間の単位温度差あたりの熱流束を大きくすることができる。
【0033】
光学ユニット50は、マスクゴム272と、光学素子274と、押さえ部材280とを含む。光学素子274は、光学ローパスフィルタ276と、赤外カットフィルタ278とを含む。光学ローパスフィルタ276及び赤外カットフィルタ278は、z軸プラス方向に、光学ローパスフィルタ276、赤外カットフィルタ278の順で配置されている。なお、光学ローパスフィルタ276を構成する複数の光学層のうち一部の光学層の機能をカバーガラス160に含めてもよい。この場合、光学ローパスフィルタ276は、カバーガラス160に含めた一部の光学層の機能を除いて、すなわち複数の光学層のうち残りの光学層だけで構成することができる。
【0034】
押さえ部材280は、ネジ282によりブラケット150にネジ止めされる。押さえ部材280は、マスクゴム272を介して光学素子274を撮像ユニット40に押さえ付けた状態で固定する。光学素子274は、押さえ部材280をブラケット150にネジ止めする場合に押さえ部材280から加わるz軸プラス方向の力により、撮像ユニット40に押さえ付けられる。
【0035】
押さえ部材280は一対の平坦部288を有する。押さえ部材280は、平坦部288においてネジ282によりブラケット150にネジ止めされる。これにより、光学ユニット50が撮像ユニット40に組み付けられる。
【0036】
図4は、撮像ユニット40とともにブラケット150を模式的に示す上面図である。
図5は、撮像チップ100及び実装基板120とともにブラケット150を模式的に示す上面図である。
【0037】
撮像チップ100は、画素領域101と回路領域102とを含んで構成される。画素領域101は、例えば撮像チップ100の中央部分に形成される。画素領域101は、受光した被写体像を光電変換する光電変換素子を複数有し、撮像面を形成する。回路領域102は、光電変換によって得られた画素信号の信号処理を行う処理回路を有する。処理回路は、アナログ信号である画素信号をデジタル信号に変換するAD変換回路を含む。処理回路は、CDS回路等の、画素信号のノイズを除去する回路を含む。処理回路は、画素信号を増幅する増幅回路を含む。回路領域102は、撮像チップ100の画素領域101周辺に形成されている。回路領域102は、撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち1つの長辺110近傍に形成されている。
【0038】
ブラケット150は、電子部品実装基板130を収容するための開口155を有している。ブラケット150は、第1面151、第4面154及び第3面153で形成される段部158を有している。
【0039】
熱伝導性樹脂180は、段部158に接触して設けられている。熱伝導性樹脂180は、段部158を形成する第4面154及び第3面153に接触して設けられている。熱伝導性樹脂180は、熱伝導性樹脂180a、熱伝導性樹脂180b、熱伝導性樹脂180c及び熱伝導性樹脂180dからなる。熱伝導性樹脂180aは、実装基板120の側面124aと、側面124aに対向する段部158aとに接触して設けられている。熱伝導性樹脂180bは、実装基板120の側面124bと、側面124bに対向する段部158bとに接触して設けられている。熱伝導性樹脂180cは、実装基板120の側面124cと、側面124cに対向する段部158cに接触して設けられている。熱伝導性樹脂180dは、実装基板120の側面124dと、側面124dに対向する段部158dとに接触して設けられている。
【0040】
なお、熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dのうち回路領域102に近い側面に接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b及び側面124cには接触せず、側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b、側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124aに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124d及び側面124aに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124d及び側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124cには接触せず、実装基板120の側面124a、側面124b及び側面124dに接触して設ければよい。
【0041】
回路領域102は、撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち1つの長辺近傍に形成されている例を挙げて説明したが、撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち1つの短辺近傍に形成されてもよい。撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち1つの短辺近傍に回路領域102が形成されている場合、熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dのうち回路領域102に近い側面に接触して設ければよい。
【0042】
撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち2つの長辺近傍に回路領域102が形成されている場合、熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dのうち回路領域102に近い側面に接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b、側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124aに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124b及び側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124b及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124bには接触せず、実装基板120の側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a、側面124b及び側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124aには接触せず、実装基板120の側面124b、側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124bには接触せず、実装基板120の側面124a、側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。
【0043】
回路領域102は、撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち2つの長辺近傍に形成されている例を挙げて説明したが、撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち2つの短辺近傍に形成されてもよい。撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺のうち2つの短辺近傍に回路領域102が形成されている場合、熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dのうち回路領域102に近い側面に接触して設ければよい。
【0044】
撮像チップ100において画素領域101を形成する4辺それぞれの近傍に回路領域102が形成されている場合、熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dのうち回路領域102に近い側面に接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b、側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124aに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面b及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124c及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124bに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124b及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124a及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124dには接触せず、実装基板120の側面124b及び側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124cには接触せず、実装基板120の側面124b及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a及び側面124bには接触せず、実装基板120の側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124dには接触せず、実装基板120の側面124a、側面124b及び側面124cに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124aには接触せず、実装基板120の側面124b、側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124bには接触せず、実装基板120の側面124a、側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dに接触して設ければよい。
【0045】
なお、撮像ユニット40においては、熱伝導性樹脂180は電子部品実装基板130の面132には接触していないが、熱伝導性樹脂180は電子部品実装基板130の面132に接触させてもよい。熱伝導性樹脂180は、電子部品実装基板130の面132の一部を覆ってもよい。そのため、電子部品実装基板130が有する電子回路で発生した熱を、ブラケット150へより高い効率で伝達することができる。特に、熱伝導性樹脂180は、熱伝導性樹脂180が電子部品実装基板130の面132を覆う領域の少なくとも一部の領域は、xy平面において撮像チップ100の少なくとも一部の領域と重なるように設けられてよい。特に、熱伝導性樹脂180が電子部品実装基板130の面132を覆う領域の少なくとも一部の領域は、xy平面において撮像チップ100の周辺部の領域と重なってよい。この場合、撮像チップ100の周辺部で発生した熱をブラケット150へ効率よく伝達することができる場合がある。そのため、撮像チップ100の画素領域101へ向かう熱流束を低減することができる場合がある。
【0046】
図6は、撮像ユニット40の変形例としての撮像ユニット1000を模式的に示す断面図である。撮像ユニット1000において、撮像ユニット40の各部と同様の構成を有する部材には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
【0047】
撮像ユニット1000において、熱伝導性樹脂180は、実装基板120に接触し、電子部品実装基板130には接触していない。撮像ユニット1000におけるブラケット150の第3面153のz軸方向の位置は、撮像ユニット40におけるブラケット150の第3面153のz軸方向の位置よりz軸マイナス側にある。
【0048】
撮像ユニット1000において、電子部品実装基板130には、グラファイトシート、板金のシールド材等の伝熱性部材を介して撮像ユニット40の外部に接続される。例えば、電子部品実装基板130は、伝熱性部材を介して撮像ユニット40の構造材に接続される。電子部品実装基板130に実装された電子部品で生じた熱は、伝熱性部材を介して、撮像ユニット40の外部に放出される。
【0049】
図7は、撮像ユニット40の変形例としての撮像ユニット800を模式的に示す断面図である。撮像ユニット800において、撮像ユニット40の各部と同様の構成を有する部材には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
【0050】
ブラケット150には、第2面152から第3面153まで貫通した貫通部810が形成されている。貫通部810は、撮像ユニット800の外部と熱伝導性樹脂180が設けられる空間とを連通する。撮像ユニット800の外部から貫通部810を介して熱伝導性接着剤を注入して熱伝導性接着剤を硬化させる。
【0051】
貫通部810は、第2面152から第3面153まで達する穴であってよい。第2面152及び第3面153における貫通部810の断面形状は、円形状に限らず任意の形状とすることができる。貫通部810に代えて、第2面152から第3面153まで達し、実装基板120の側部に沿って溝をブラケット150に形成してもよい。この場合、撮像ユニット800の外部から溝を介して熱伝導性接着剤を注入して熱伝導性接着剤を硬化させる。
【0052】
図8は、撮像ユニット40の変形例としての撮像ユニット900を模式的に示す断面図である。撮像ユニット900において、撮像ユニット40の各部と同様の構成を有する部材には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
【0053】
撮像ユニット900において、フレーム140には、第1面941から第2面942まで貫通した貫通部910が形成されている。貫通部910は、撮像ユニット900の外部と熱伝導性樹脂180が設けられる空間とを連通する。撮像ユニット900の外部から貫通部910から熱伝導性接着剤を注入して熱伝導性接着剤を硬化させる。
【0054】
貫通部910は、第1面941から第2面942まで達する穴であってよい。第1面941及び第2面942における貫通部910の断面形状は、円形状に限らず任意の形状とすることができる。なお、撮像ユニット900において、フレーム140が貫通部910を有するとともに、撮像ユニット800の貫通部810と同様の貫通部をブラケット150が有してもよい。
【0055】
図9は、撮像ユニット40の変形例としての撮像ユニット1300を模式的に示す断面図である。撮像ユニット1300において、撮像ユニット40の各部と同様の構成を有する部材には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
【0056】
撮像ユニット1300において、撮像チップ100は、1つの実装基板1320に実装される。実装基板1320は、一例として、撮像チップ100が実装されるコア基板である。具体的には、実装基板1320は、複数の配線層と、配線層と配線層の間を絶縁する絶縁層と、芯層とを有する。
【0057】
実装基板1320の厚みは、例えば全体として0.8mmから3.0mmである。一例として、芯層は、配線層と配線層により挟まれる。なお、芯層は、絶縁層と絶縁層により挟まれてもよい。実装基板1320として、ニッケルと鉄の合金(例えば42alloy、56alloy)、銅、アルミニウム等の金属を芯層に用いたメタルコア基板や、エポキシ系樹脂等の樹脂を芯層に用いた樹脂コア基板を挙げることができる。なお、実装基板1320は、芯層を含まなくてもよい。実装基板1320として、例えばセラミック等で構成された基板を挙げることができる。
【0058】
実装基板1320は、第1面1321と、第1面1321とは反対側の面である第2面1322とを有する。電子部品実装基板130と同様、実装基板1320の第2面1322には、電子部品、コネクタ等が実装される。このように、実装基板1320は、撮像ユニット40、撮像ユニット1000、撮像ユニット800及び撮像ユニット900における実装基板120及び電子部品実装基板130の機能を有する。熱伝導性樹脂180は、実装基板1320の側部と、ブラケット150と、フレーム140とに接触する。これらの点は撮像ユニット40における実装基板120と同様であるので、説明を省略する。
【0059】
なお、実装基板1320は、上述したメタルコアや樹脂コアを有する多層基板以外の基板であってよい。実装基板1320は、1つの配線層と、配線層を絶縁する絶縁層とを含む単層基板であってよい。実装基板1320は、コアを有しない多層基板であってよい。
【0060】
撮像ユニット40、撮像ユニット1000、撮像ユニット800、撮像ユニット900の説明において、熱伝導性樹脂180は熱伝導性接着剤で形成される。熱伝導性樹脂180は、熱伝導性接着剤以外の材料で形成されてよい。熱伝導性樹脂180は、接着剤に代えて熱伝導性ゴムで形成されてよい。熱伝導性樹脂180を熱伝導性ゴムで形成することで、実装基板120とブラケット150との間に熱伝達部を形成するための工程を簡略化できる。例えば、熱硬化性の熱伝導性接着剤を使用する場合に必要な熱硬化工程を省略することができる。
【0061】
図10は、撮像ユニット40における撮像チップ100、実装基板120、フレーム140、ブラケット150及び熱伝導性樹脂180を模式的に示す断面図である。
図11は、撮像チップ100とともに実装基板120を模式的に示す上面図を示す。
【0062】
実装基板120は、ソルダレジスト層610と、配線層620a及び配線層620bを含む配線層620と、絶縁層630a及び絶縁層630bを含む絶縁層630とを有する。撮像ユニット40がカメラ10に組み付けられた場合、z軸プラス方向に、ソルダレジスト層610、配線層620a、絶縁層630a、配線層620b、絶縁層630bの順で配置される。撮像チップ100は、ソルダレジスト層610に実装される。配線層620は、例えば銅箔である。配線層620aは、配線層620のうち撮像チップ100に最も近い層である。絶縁層630は、配線層620を絶縁する層である。
【0063】
実装基板120は、第1面121の外周部に、配線層620aが露出した領域を有する。すなわち、実装基板120は、第1面121の外周部に、ソルダレジスト層610が形成されていない領域を有する。フレーム140は、配線層620aが露出した領域、すなわちソルダレジスト層610が形成されていない領域に設けられる。このため、フレーム140がソルダレジスト層610に設けられた場合と比較して、フレーム140を介してブラケット150へ放出される熱量を高めることができる。配線層620aの厚さは、配線層620bの厚さより厚く形成することが好ましい。配線層620aの厚さは、実装基板120が有する他のいずれの配線層620の厚さよりも厚く形成することが好ましい。これにより、撮像チップ100で発生した熱をフレーム140へ効率よく伝達することができる。したがって、撮像チップ100で発生した熱を外部へ効率よく放出することができる。
【0064】
配線層620a及び配線層620bは、実装基板120の側面124a及び側面124bまで延伸する。配線層620a及び配線層620bは、実装基板120の124a及び側面124bに露出している。熱伝導性樹脂180は、実装基板120の124a及び側面124bにおいて、配線層620a及び配線層620bに接触している。そのため、撮像チップ100で発生した熱を熱伝導性樹脂180へ効率よく伝達することができる。したがって、撮像チップ100で発生した熱を外部へ効率よく放出することができる。
【0065】
実装基板120は、複数のビア650を有する。ビア650はサーマルビアとして機能する。撮像チップ100は、ビア650を介して配線層620aと熱的に接続される。これにより、撮像チップ100で発生した熱をフレーム140へ効率よく伝達することができる。したがって、撮像チップ100で発生した熱を外部へ効率よく放出することができる。また、撮像チップ100は、ビア650を介して配線層620a及び配線層620bと熱的に接続される。これにより、撮像チップ100で発生した熱を熱伝導性樹脂180へ効率よく伝達することができる。したがって、撮像チップ100で発生した熱を外部へ効率よく放出することができる。
【0066】
ビア650は、実装基板120において撮像チップ100の回路領域102に対応する位置に設けられる。回路領域102に対応する位置に設けられているビア650の密度は、実装基板120において回路領域102に対応する位置以外に設けられているビア650の密度より高くすることが好ましい。したがって、回路領域102の処理回路で発生し画素領域101へ向かう熱を低減することができる。
【0067】
熱伝導性樹脂180に接触する実装基板120の側面124a、側面124b、側面124c及び側面124dは、曲面、凹凸面等、熱伝導性樹脂180との接触面積を増大するような形状にしてもよい。例えば、熱伝導性樹脂180に接触する配線層620の外縁が、絶縁層630の外縁より突出して設けられてよい。
【0068】
図10及び
図11に関連して、撮像ユニット40における撮像チップ100、実装基板120、フレーム140、ブラケット150及び熱伝導性樹脂180の構成を説明した。撮像ユニット1000、撮像ユニット800及び撮像ユニット900に対しても、同様の構成を適用できる。また、同様の構成を、撮像ユニット1300にも適用できる。例えば、実装基板120に関連して説明した多層構造を、撮像ユニット1300が有する単一の実装基板1320の多層構造に適用できる。
【0069】
図12は、他の形態における撮像ユニット2000を模式的に示す断面図である。撮像ユニット2000は、撮像チップ100と、実装基板2110と、フレーム140と、カバーガラス160とを有する。
図13は、撮像ユニット2000における撮像チップ100とともに実装基板2110を模式的に示す上面図である。撮像ユニット2000において、撮像ユニット40の各部と同様の構成を有する部材には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
【0070】
実装基板2110は、撮像チップ100を実装する。フレーム140は、撮像チップ100を環囲する。カバーガラス160は、撮像チップ100を封止する。カバーガラス160は、フレーム140に固着される。実装基板2110と、フレーム140と、カバーガラス160とによって、密封空間が形成される。撮像チップ100は、密封空間内に配置される。
【0071】
実装基板2110としては、実装基板120及び電子部品実装基板130と同様の構成や、実装基板1320と同様の構成を適用できる。
図10に関連して説明した実装基板120、
図9等に関連して説明した実装基板1320と同様、実装基板2110は、撮像チップ100を実装するソルダレジスト層2610と、ソルダレジスト層2610が形成された配線層2620とを少なくとも含む。
【0072】
撮像ユニット40がカメラ10に組み付けられた場合、z軸プラス方向に、ソルダレジスト層2610、配線層2620の順で配置される。実装基板2110は、撮像チップ100が実装される実装面の外周部に、配線層2620が露出した領域を有する。すなわち、実装基板2110は、実装面の外周部に、ソルダレジスト層2610が形成されていない領域を有する。フレーム140は、ソルダレジスト層2610が形成されていない領域に設けられる。
【0073】
これにより、フレーム140がソルダレジスト層2610に設けられた場合と比較して、撮像チップ100とフレーム140との間の熱抵抗を低減できる。そのため、撮像チップ100からフレーム140への熱流束を大きくすることができる。
【0074】
図14は、実装基板2110の変形例としての実装基板1800を模式的に示す断面図を示す。
図15は、実装基板1800における配線層を模式的に示す平断面図である。実装基板1800は、配線層2620が、内側配線層2621と外側配線層2622とに実質的に分離されている点で、実装基板2110と相違する。
【0075】
内側配線層2621は、画素領域101に対応して設けられる。具体的には、内側配線層2621は、xy面内において画素領域101に対応する位置に設けられる。外側配線層2622は、内側配線層2621より外側に位置する。外側配線層2622は、内側配線層2621の周囲に位置する。外側配線層2622は、画素領域101以外の領域に対応して設けられる。
【0076】
外側配線層2622と内側配線層2621とは、熱的に隔てられている。外側配線層2622は、間隙1820によって内側配線層2621と隔てられている。間隙1820は、環状の形状を有する。外側配線層2622と内側配線層2621とが熱的に隔てられているので、回路領域102で発生して外側配線層2622に伝達した熱は、内側配線層2621に伝達しにくい。外側配線層2622に伝達した熱は、フレーム140を介して外へ放出できる。
【0077】
実装基板1800は、実装基板120におけるビア650と同様のビアを有してよい。例えば、撮像チップ100の回路領域102に対応してサーマルビアとして機能するビアを設けて、回路領域102と外側配線層2622とを熱的に接続してよい。これにより、回路領域102で発生した熱を外側配線層2622へ伝達しやすくすることができ、画素領域101へ向かう熱流束を低減することができる。
【0078】
実装基板1800における変形例としては、外側配線層2622を設けて、内側配線層2621を設けない構成も採用できる。この構成によっても、画素領域101へ向かう熱流束を低減することができる。
【0079】
なお、実装基板1800は、実装基板2110の変形例として説明したが、実装基板1800と同様の構成は、実装基板120や実装基板1320にも適用できる。例えば、内側配線層2621及び外側配線層2622と同様の構成を、実装基板120における配線層620等に適用できる。内側配線層2621及び外側配線層2622と同様の構成を、実装基板1320に適用できる。
【0080】
上述した実施形態は、以下のように変形することができる。撮像チップ100は、実装基板120、実装基板1320及び実装基板2110等の実装基板と、フレーム140と、カバーガラス160とで形成された密封空間内に配置したが、これに限らず、フレームが一体成型された実装基板とカバーガラスとで形成された密封空間内に配置してもよい。
【0081】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0082】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。