特許 6235713 撮像素子実装用基板および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235713

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】撮像素子実装用基板および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20171113BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20171113BHJP

   H04N 5/369 20110101ALI20171113BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20171113BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H01L27/146 D

   H01L23/02 G

   H01L23/02 F

   H04N5/369

   H04N5/225 300

   H05K1/18 Q

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-529631(P2016-529631)

(86)(22)【出願日】2015年6月24日

(86)【国際出願番号】JP2015068213

(87)【国際公開番号】WO2015199134

(87)【国際公開日】20151230

【審査請求日】2016年12月15日

(31)【優先権主張番号】特願2014-130413(P2014-130413)

(32)【優先日】2014年6月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】岡村 拓治

(72)【発明者】

【氏名】舟橋 明彦

【審査官】 安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０３２３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０３３４５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０２−０６２７４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−３０２７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０４３４７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２４４３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２９９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２７／１４−１４８

Ｈ０４Ｎ ５／３３５−３７８

Ｈ０１Ｌ ２３／０２−１５

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｈ０５Ｋ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層から成り、内側部分に貫通孔を有する枠体と、
前記枠体の下面側に実装された電子部品と、
前記枠体の下面に前記貫通孔の開口を塞ぐとともに前記電子部品とは一部が非接触で設けられた、上面のうち前記枠体で囲まれた領域に撮像素子実装部を有する金属材料から成る平板とを備え、
前記電子部品の下面が、前記平板の下面よりも上方に位置していることを特徴とする撮像素子実装用基板。

【請求項2】

絶縁層から成り、内側部分に貫通孔を有する枠体と、
前記枠体の下面側に実装された電子部品と、
前記枠体の下面に前記貫通孔の開口を塞ぐとともに前記電子部品とは一部が非接触で設けられた、上面のうち前記枠体で囲まれた領域に撮像素子実装部を有する平板とを備え、
前記電子部品の下面が、前記平板の下面よりも上方に位置しており、前記平板は、上面のうち前記電子部品と重なる部位に平板凹部が設けられていることを特徴とする撮像素子実装用基板。

【請求項3】

前記枠体は、下面のうち前記電子部品が実装された部位に枠体凹部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の撮像素子実装用基板。

【請求項4】

前記平板は、上面のうち前記枠体凹部と重なる部位に平板凹部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の撮像素子実装用基板。

【請求項5】

前記平板は、前記電子部品と重なる部位に平板貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の撮像素子実装用基板。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の撮像素子実装用基板と、
前記平板の前記撮像素子実装部に実装された撮像素子と、
前記枠体の上面に前記枠体の内側を塞ぐように設けられた蓋体と
を有することを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子が搭載される撮像素子実装用基板および撮像装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から撮像素子を撮像素子実装用基板に実装した撮像装置が知られている。このような撮像装置に用いられる撮像素子実装用基板として、絶縁層から成る枠体と、枠体の下面に接合された平板とを有するものがある。このような撮像素子実装用基板は、外部回路に接続するための外部回路接続電極が枠体の上面または側面に設けられていた。

【0003】

近年の撮像装置に対するさらなる小型化の要求により、枠体の上面に外部回路接続電極と電子部品を実装するための領域とを設けることが困難になっている。そのため、特開２００６−１２９２５５号公報に開示されたように、枠体の下面に電子部品を実装し、枠体の上面または側面において外部回路を接続することが考えられている。

【0004】

しかしながら、電子部品自身の寸法精度のばらつき、電子部品を接続するパッドの製造による位置精度および寸法精度のばらつき、および電子部品を実装する工程における実装位置精度のばらつきにより、実装後に複数の電子部品の下面の高さを同一とすることが困難であった。そのため、撮像素子実装用基板内の各箇所における高さに差が生じる可能性があった。このことが、撮像装置を外部回路あるいは外部筐体に搭載する際の撮像装置の傾きの一因となり、光軸のずれや画像ノイズの発生が懸念されていた。

【0005】

本発明の目的は、電子部品による撮像装置の傾きを低減させることが可能となる撮像素子実装用基板と、この撮像素子実装用基板を用いた撮像装置とを提供することにある。

【発明の概要】

【0006】

本発明の１つの態様に係る撮像素子実装用基板は、絶縁層から成り、内側部分に貫通孔を有する枠体と、前記枠体の下面側に実装された電子部品と、前記枠体の下面に前記貫通孔の開口を塞ぐとともに前記電子部品とは一部が非接触で設けられた、上面のうち前記枠体で囲まれた領域に撮像素子実装部を有する金属材料から成る平板とを備え、前記電子部品の下面が、前記平板の下面よりも上方に位置している。
また、本発明の１つの態様に係る撮像素子実装用基板は、絶縁層から成り、内側部分に貫通孔を有する枠体と、前記枠体の下面側に実装された電子部品と、前記枠体の下面に前記貫通孔の開口を塞ぐとともに前記電子部品とは一部が非接触で設けられた、上面のうち前記枠体で囲まれた領域に撮像素子実装部を有する平板とを備え、前記電子部品の下面が、前記平板の下面よりも上方に位置しており、前記平板は、上面のうち前記電子部品と重なる部位に平板凹部が設けられている。

【0007】

本発明の１つの態様に係る撮像装置は、上記撮像素子実装用基板と、前記平板の前記撮像素子実装部に実装された撮像素子と、前記枠体の上面に前記枠体の内側を塞ぐように設けられた蓋体とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態の他の態様に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す縦断面図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置を示す断面図である。

【図4】本発明の第２の実施形態の他の態様に係る撮像素子実装用基板および撮像装置を示す断面図である。

【図5】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図である。

【図6】本発明の第４の実施形態の態様に係る撮像素子実装用基板および撮像装置を示す断面図である。

【図7】本発明の第５の実施形態の態様に係る撮像素子実装用基板および撮像装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、撮像素子実装用基板に撮像素子が実装され、撮像素子実装用基板の上面に蓋体が接合された構成を撮像装置とする。撮像素子実装用基板および撮像装置は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方として、上面または下面の語を用いるものとする。

【0010】

（第１の実施形態）
図１、図２を参照して本発明の第１の実施形態における撮像装置２１および撮像素子実装用基板１について説明する。本実施形態における撮像装置２１は、撮像素子実装用基板１と撮像素子１０とを備えている。

【0011】

図１、図２に示す例において、撮像素子実装用基板１は、絶縁層から成り、内側部分に貫通孔２ａを有する枠体２と、枠体２の下面側に実装された電子部品２２と、枠体２の下面に貫通孔２ａの開口を塞ぐとともに電子部品２２とは非接触で設けられた、上面のうち枠体２で囲まれた領域に撮像素子実装部１１を有する平板４とを備え、電子部品２２の下面が、平板４の下面よりも上方に位置している。

【0012】

図１および図２に示す例では、枠体２は、絶縁層から成り、内側部分に貫通孔２ａを有する。図１および図２に示す例では、絶縁層からなる枠体２は、第１貫通孔２ｂを有する第１枠体２ｄと第１貫通孔２ｂよりも小さい第２貫通孔２ｃを有する第２枠体２ｅとを有している。第２枠体２ｅの上面に重ねて第１枠体２ｄが設けられており、第１貫通孔２ｂと第２貫通孔２ｃとは連結して枠体２の貫通孔２ａを形成している。また、第１枠体２ｄの内側側面と第２枠体２ｅの上面とによって段差部が形成されており、この段差部に撮像素子接続用パッド３が設けられている。また、図１および図２に示すように、枠体２の下面のうち平板貫通孔５に露出した部位には、電子部品２２が電気的に接続される電子部品接続用パッド３３が複数設けられている。

【0013】

枠体２を構成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅの材料は例えば、電気絶縁性セラミックスまたは樹脂（プラスチック）等が使用される。

【0014】

枠体２を形成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅの材料として使用される電気絶縁性セラミックスとしては例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミック焼結体等が挙げられる。

【0015】

枠体２を形成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅの材料として使用される樹脂としては例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が挙げられる。フッ素系樹脂としては例えば、ポリエステル樹脂または四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。

【0016】

図１および図２に示す例において、枠体２を形成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅは、前述した材料から成る絶縁層を複数上下に積層して形成されている。

【0017】

枠体２を形成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅは、図１および図２に示すように、２層の絶縁層から形成されていてもよいし、単層または３層以上の絶縁層から形成されていてもよい。図１に示す例では、枠体２を形成する第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅはそれぞれ２層の絶縁層で形成されており、前述した段差部には、複数の撮像素子接続用パッド３が設けられている。

【0018】

また、枠体２の上面、側面または下面に、外部回路接続用電極が設けられている。外部回路接続用電極は例えば、撮像装置２１と外部回路基板または外部装置等とを電気的に接続するために設けられる。

【0019】

枠体２の内部には、例えば、絶縁層間に形成される内部配線、およびこの内部配線同士を上下に接続する貫通導体が設けられる。これら内部配線または貫通導体は、枠体２の表面に露出していてもよい。この内部配線または貫通導体によって、外部回路接続用電極、撮像素子接続用パッド３および電子部品接続用パッド３３が電気的に接続されていてもよい。

【0020】

また、第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅは、例えば、それぞれの貫通導体同士が上述した表面に露出した部分で互いに接続されていてもよい。

【0021】

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線、貫通導体および電子部品接続用パッド３３は、枠体２が電気絶縁性セラミックスから成る場合には、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）もしくは銅（Ｃｕ）またはこれらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。また、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線、貫通導体および電子部品接続用パッド３３は、枠体２が樹脂から成る場合には、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）またはこれらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。

【0022】

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線、貫通導体および電子部品接続用パッド３３の露出表面に、めっき層が設けられてもよい。この構成によれば、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線、貫通導体および電子部品接続用パッド３３の露出表面を保護して酸化を抑制できる。また、この構成によれば、撮像素子接続用パッド３と撮像素子１０とのワイヤボンディング等の接続部材１３を介した電気的接続、外部回路接続用電極と外部回路基板との電気的接続および電子部品２２と電子部品接続用パッド３３との電気的接続を良好にできる。めっき層は、例えば、厚さ０．５〜１０μｍのニッケル（Ｎｉ）めっき層を被着させるか、またはこのＮｉめっき層および厚さ０．５〜３μｍの金（Ａｕ）めっき層を順次被着させてもよい。

【0023】

図１および図２に示す例のように、平板４は、枠体２の下面に貫通孔２ａの下側の開口を塞ぐように設けられ、上面の中央部に撮像素子実装部１１を有している。

【0024】

図１および図２に示す例では、撮像素子１０が撮像素子実装部１１に実装されており、この撮像素子１０は、枠体２の貫通孔２ａの内壁面と平板４の上面とで形成される凹部に収納されている。

【0025】

図１および図２に示す例のように、平板４の外周縁は、枠体２の外周縁と平面視において重なる位置に位置していてもよいし、平面視において枠体２の外周縁よりも内側の位置、あるいは枠体２の外周縁よりも外側の位置に位置していてもよい。また、平板４の外周縁が枠体２の外周縁よりも外側に位置する場合、平板４は、枠体２の外側に位置する外側領域に貫通孔または切欠きを有していてもよい。なお、貫通孔または切欠きは、例えば、撮像装置２１と外部装置とを固定する際の孔として用いられる。

【0026】

平板４を形成する材料は例えば、電気絶縁性セラミックス、金属材料または樹脂（プラスチック）等が使用される。

【0027】

平板４の材料として使用される電気絶縁性セラミックスとしては例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、またはガラスセラミック焼結体等が挙げられる。このとき、平板４は表面または内部に回路を形成していてもよく、その場合は枠体２の下面に設けられた接続電極または下面に露出した貫通電極に電気的に接続されていてもよい。

【0028】

また、平板４が電気絶縁性セラミックスから成る場合は、枠体２と平板４とは、ろう材、熱硬化性樹脂または低融点ガラス等からなる接合材によって接合されていてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂等が用いられる。

【0029】

平板４の材料として使用される金属材料としては例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、銅（Ｃｕ）または銅合金等が挙げられる。また、例えば、枠体２が約５×１０^−６／℃〜１０×１０^−６／℃の熱膨張率を有する酸化アルミニウム質焼結体である場合には、平板４は約１０×１０^−６／℃の熱膨張率を有するステンレス（ＳＵＳ４１０）であってもよい。この場合には、枠体２と平板４との熱収縮差・熱膨張差が小さくなるので、枠体２と平板４とを接合する工程または電子部品２２を実装する工程において、熱応力を緩和することができ、撮像素子実装部１１の変形を低減することができる。その結果、撮像素子１０とレンズとの光軸がずれることによる、画像劣化を低減することができる。

【0030】

また、平板４が金属材料から成る場合は、枠体２と平板４とは、ろう材、熱硬化性樹脂または低融点ガラス等からなる接合材によって接合されていてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂等を用いてもよい。

【0031】

平板４の材料として使用される樹脂としては例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が挙げられる。フッ素系樹脂としては例えば、ポリエステル樹脂または四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。このとき、平板４は、上面または下面に回路を形成していてもよい。その場合は枠体２の下面に設けられた外部回路接続用電極に電気的に接続されていてもよい。

【0032】

また、平板４が樹脂材料から成る場合には、枠体２と平板４とは、熱硬化性樹脂等からなる接合材によって接合されていてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂等が用いられる。

【0033】

また、平板４が電気絶縁性セラミックスまたは樹脂材料から成り、表面または内部に回路を形成している場合は、枠体２と平板４との接合材としては、異方性導電性樹脂（ＡＣＦ）または半田等の導電性の接合材が用いられる。導電性の接合材を用いれば、枠体２と平板４との接合とそれぞれの電極間の電気的接合とを行なうことができる。

【0034】

枠体２と平板４とを接合する接合材は、撮像素子１０の実装工程または電子部品２２の実装工程において加えられる熱によって接合材が変性しないものとするのが好ましい。このような接合材としては、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂等がある。この場合には、撮像素子１０の実装工程または電子部品２２の実装工程において、枠体２から平板４が剥離することを良好に抑制することができる。

【0035】

図１および図２に示す例のように、撮像素子実装用基板１は、上下面に開口部５ａを有する平板貫通孔５が平板４に設けられており、開口部５ａの内部に収納された電子部品２２をさらに有しており、電子部品２２の下面は、平板４の下面よりも上方に位置している。なお、平板貫通孔５は、平板４のうち電子部品２２と重なる部位に、平板４が電子部品２２とは一部が非接触となるように設けられている。なお、平板４が電子部品２２とは一部が非接触とは、電子部品２２の下面が平板４の下面よりも上方に位置しているのであれば、電子部品２２の表面の一部が平板４と接触していてもよいということである。具体例としては、電子部品２２が例えば矩形状である場合に、４つの側面のうち３つの側面が平板貫通孔５において平板４と接触していてもよい。さらに、電子部品２２の４つの側面が平板４と接触している場合であっても、側面の全面が平板４と接触していなければよい。

【0036】

一般的に、枠体２に電子部品２２が接続される電子部品接続用パッド３３を作製する工程において、複数の電子部品接続用パッド３３の厚みには差が生じる。また、電子部品２２を枠体２に接続する際に、電子部品接続用パッド３３と電子部品２２とを接合する接続材３４の厚みに差が生じる。これらの差によって、電子部品２２の下面は平板４の下面よりも下方に位置する可能性がある。よって、撮像素子実装用基板１内の各箇所における高さに差が生じる可能性があり、撮像装置２１を外部回路あるいは外部筐体に搭載する際の撮像装置２１の傾きの一因となり、光軸のずれや画像ノイズの発生が懸念されていた。

【0037】

これに対して、図１および図２に示す例のように、本構成では平板４を貫通する平板貫通孔５が設けられており、平板貫通孔５の内壁と枠体２の下面とで囲まれた領域に電子部品２２が収納されている。また、電子部品２２の下面は、平板４の下面よりも上方に位置している。このように電子部品２２の下面が平板４の下面よりも上方に位置していることで、外部回路あるいは外部筐体に直接接するのは平板４となる。そのため、撮像素子実装用基板１の各箇所における高さに差が生じにくい。これらのことから、外部回路あるいは外部筐体等に撮像素子実装用基板１を設置したとしても、撮像素子実装用基板１に傾きが生じることを抑制することが可能となる。

【0038】

図１および図２に示す例において、枠体２の下面には電子部品接続用パッド３３が設けられ、枠体２の下面と平板４の平板貫通孔５の内壁とで囲まれた領域に電子部品２２が収納されている。

【0039】

電子部品２２としては例えば、チップコンデンサ、インダクタ、抵抗器またはトランジスタ等が用いられる。図１および図２に示す例においては、電子部品２２の各電極は、接続材３４によって電子部品接続用パッド３３に電気的に接続されている。接続材３４は例えば、半田等の導電性の金属部材または異方性導電性樹脂等が用いられる。また、後述するが、平板貫通孔５の内壁と枠体２との下面とで囲まれた領域は電子部品２２を実装後に絶縁性の樹脂等で封止してもよい。

【0040】

図１および図２に示す例のように、平板４の平板貫通孔５は断面視において平板４の上面と下面とを貫通していてもよいし、後述するが断面視において平板４の上面から平板４の厚みの途中までの高さでもよい。図１（ｂ）に示す例のように、平板貫通孔５が断面視において平板４の上面と下面とを貫通していることで、電子部品２２の実装の検査を目視ですることが可能となる。

【0041】

また、一般的に蓋体１２を実装する工程、レンズ筐体を実装する工程または撮像素子１０を実装する工程等では、撮像素子実装用基板１の上面から下面に向けて圧力が加えられる。そのため、平板４が平面視において電子部品２２よりも内側（撮像素子実装部１１近傍）のみに設けられていると、圧力をかけるポイントによっては、撮像素子実装用基板１が傾き、実装時に不具合が生じる可能性がある。そのため、図１に示す例のように、撮像素子実装用基板１の平板４が電子部品２２の周囲を囲む形状であることで（平板４に設けられた平板貫通孔５に電子部品２２を収納することで）、蓋体１２を実装する工程、レンズ筐体を実装する工程、または撮像素子１０を実装する工程等において、枠体２の上面から圧力を加えられたとしても、撮像素子実装用基板１が傾くことを低減させることが可能となる。

【0042】

また、平板４を貫通している平板貫通孔５に対して、電子部品２２は、平板貫通孔５の内壁に近接させて枠体２の下面（平板貫通孔５の底面）に設けられてもよい。この構成によれば、電子部品２２を実装する工程においていわゆるマンハッタン現象が発生したとしても、電子部品２２が平板貫通孔５の内壁に引っかかりやすくなる。そのため、電子部品２２が平板４の下面から飛び出すことを抑制できる。

【0043】

また、電子部品２２は、少なくとも平板貫通孔５の内壁のうち平板４の下面側の部位に近接するように設けられてもよい。この構成によれば、電子部品２２は平板貫通孔５の内壁にさらに引っかかりやすくなる。なお、本構成になっていれば、平板貫通孔５の内壁は、傾斜の有無を問わず本効果を奏する。

【0044】

また、図２に示す例のように、平板貫通孔５において、平板４の下面側の開口５ａが平板４の上面側の開口５ａよりも小さくなっていてもよい。この構成によれば、電子部品２２は、平板貫通孔５の内壁における平板４の下面側の部位に近接するように設けられることとなるので、電子部品２２は平板貫通孔５の内壁にさらに引っかかりやすくなると同時に、接続材３４を、平板４の上面と枠体２の下面とによって鋭角に形成された角部にフィレット状に設けることができるので、電子部品２２の枠体２への接合力を向上させることができ、さらに電子部品２２の平板４の下面からの飛び出しを抑制できる。

【0045】

次に、図１および図２を用いて、撮像装置２１について説明する。図１および図２に示す例において、撮像装置２１は、撮像素子実装用基板１と、撮像素子実装部１１に実装された撮像素子１０と、撮像素子実装用基板１の上面に接合された蓋体１２とを有している。

【0046】

撮像素子１０は例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子が用いられる。図１および図２に示す例においては、撮像素子１０の各電極は、接続部材（ボンディングワイヤ）１３によって撮像素子接続用パッド３に電気的に接続されている。

【0047】

また、図１および図２に示す例においては、撮像素子１０は、接着剤を介して平板４の上面に配置されている。この接着剤は、例えば、銀エポキシや熱硬化性樹脂等が使用される。

【0048】

蓋体１２は、例えば平板状である。また、蓋体１２は、ガラス材料または光学フィルタ等の透明度の高い部材が用いられる。蓋体１２は、例えば熱硬化性樹脂または低融点ガラス等の接合部材１４により、枠体２の上面に接合される。

【0049】

本発明の撮像装置２１は、上記構成の撮像素子実装用基板１と、撮像素子実装部１１に実装された撮像素子１０とを有していることにより、撮像装置２１の傾きを低減させることができ、光軸のずれや画像ノイズの発生を低減させることが可能となる。よって、良好な画像を得ることが可能な撮像装置２１を提供することができる。

【0050】

次に、本実施形態の撮像素子実装用基板１の製造方法の一例について説明する。なお、下記で示す製造方法の一例は、多数個取り配線基板を用いた製造方法である。

【0051】

（１）まず、枠体２を構成するセラミックグリーンシートを形成する。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体から成る枠体２を得る場合には、Ａｌ_２Ｏ_３の粉末に焼結助材としてシリカ（ＳｉＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）またはカルシア（ＣａＯ）等の粉末を添加し、さらに適当なバインダー、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状とする。その後、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等の成形方法によって多数個取り用のセラミックグリーンシートを得る。

【0052】

なお、枠体２が例えば樹脂から成る場合は、所定の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法またはインジェクションモールド法等で成形することによって枠体２を形成することができる。

【0053】

また、枠体２は、例えばガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る基材に樹脂を含浸させたものであってもよい。この場合には、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって枠体２を形成できる。

【0054】

（２）次に、スクリーン印刷法等によって、（１）の工程で得られたセラミックグリーンシートに撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、貫通導体または内部配線を含んだ内部配線、貫通導体、および電子部品接続用パッド３３となる部分に金属ペーストを塗布または充填する。

【0055】

この金属ペーストは、前述した金属材料から成る金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、金属ペーストは、枠体２との接合強度を高めるために、ガラス、セラミックスを含んでいても構わない。

【0056】

（３）次に、前述のグリーンシートを金型等によって加工する。枠体２となるグリーンシートの中央部に、貫通孔２ａを形成する。

【0057】

（４）次に、各絶縁層となるセラミックグリーンシートを積層して加圧することにより、枠体２となるセラミックグリーンシート積層体を作製する。また、本工程では、例えば、第１枠体２ｄおよび第２枠体２ｅとなるグリーンシート積層体を別個に作製した後に、両者を積層して加圧することにより、枠体２となるグリーンシート積層体を作製してもよい。

【0058】

（５）次に、このセラミックグリーンシート積層体を約１５００〜１８００℃の温度で焼成して、枠体２が複数配列された多数個取り配線基板を得る。なお、この工程によって、前述した金属ペーストは、枠体２となるセラミックグリーンシートと同時に焼成され、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線、貫通導体および電子部品接続用パッド３３となる。

【0059】

（６）次に、焼成して得られた多数個取り配線基板を複数の枠体２に分断する。この分断においては、枠体２の外縁となる箇所に沿って多数個取り配線基板に分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って破断させて分割する方法を用いることができる。または、スライシング法等によって枠体２の外縁となる箇所に沿って切断する方法を用いることができる。なお、分割溝は、焼成後にスライシング装置によって多数個取り配線基板の厚みよりも小さく切り込むことによって形成することができる。また、多数個取り配線基板用のセラミックグリーンシート積層体にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によってセラミックグリーンシート積層体の厚みよりも小さく切り込んだりすることによって形成してもよい。

【0060】

（７）次に、枠体２の下面に接合される平板４を用意する。平板４は、金属材料からなる板材に、従来周知のスタンピング金型を用いた打抜き加工やエッチング加工等によって作製される。しかる後、平板４がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、Ｃｕまたは銅合金等の金属から成る場合には、その表面にニッケルめっき層および金めっき層を被着してもよい。これにより、平板４の表面の酸化腐食を有効に抑制することができる。

【0061】

また、平板４が樹脂材料から成る場合は、トランスファーモールド法またはインジェクションモールド法などによって形成することによって形成することができる。また、例えばガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る機材に樹脂を含浸させたものであってもよい。この場合は、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって形成することができる。このとき、エポキシ樹脂前駆体の上面または下面に銅等の金属材料をスクリーン印刷法等によって印刷し、回路を被着形成してもよい。

【0062】

（８）次に、接合材を介して平板４を枠体２に接合する。この工程では、ペースト状の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷法またはディスペンス法等で枠体２または平板４のいずれか一方の接合面に塗布する。その後、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等で乾燥させた後、枠体２と平板４とを重ねた状態でトンネル式の雰囲気炉またはオーブン等に入れて、約１５０℃で約９０分間加熱することで接合材を熱硬化させ、枠体２と平板４とを強固に接着させる。

【0063】

接合材は、例えばビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型液状樹脂等からなる主剤を用いる。この主剤に、球状の酸化珪素等から成る充填材、テトラヒドロメチル無水フタル酸等の酸無水物などを主とする硬化剤および着色剤としてカーボン紛末等を添加し、遠心攪拌機等を用いて混合、混練してペースト状とすることによって得られる。

【0064】

また、接合材としては、この他にも例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、特殊ノボラック型エポキシ樹脂、フェノール誘導体エポキシ樹脂、ビスフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系、アミン系、リン系、ヒドラジン系、イミダゾールアダクト系、アミンアダクト系、カチオン重合系、ジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したもの等を使用することができる。

【0065】

また、平板４が樹脂材料から成り、上面または下面に回路を形成している場合には、接合材として異方性導電性樹脂を用いて枠体２と平板４とを電気的に接合してもよい。

【0066】

（９）次に、作製した撮像素子実装用基板１に電子部品２２を接合する。電子部品２２は枠体２の下面に設けられた電子部品接続用パッド３３の位置に例えば半田等の導電性の接続材３４によって実装する。電子部品２２の枠体２への実装は、枠体２と平板４とを接合した後に行なってもよいし、接合する前または撮像素子１０を実装後に実装してもよい。また、電子部品２２を実装後に、平板貫通孔５を絶縁性の樹脂等で封止してもよい。

【0067】

上記（１）〜（９）の工程によって、撮像素子実装用基板１が得られる。なお、上記（１）〜（９）の工程順番は必ずしもこの順に指定されるものではない。

【0068】

このようにして形成された撮像素子実装用基板１の撮像素子実装部１１に撮像素子１０を実装し、撮像装置２１を作製することができる。

【0069】

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図３および図４を参照しつつ説明する。

【0070】

図３および図４は、本実施形態の断面図を示しており、図３（ａ）は平板４の上面のうち電子部品２２と重なる部位に、平板４の厚みよりも小さい深さの平板凹部６が設けられた構造の例を示している。また、図３（ｂ）は枠体２の下面のうち電子部品２２が実装された部位に枠体凹部５１が設けられている構造の例を示している。また、図４は平板４に平板凹部６および枠体２に枠体凹部５１が互いに重なるように設けられている構造の例を示している。

【0071】

本実施形態における撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、平板４の平板凹部６が、平板貫通孔５と違って、平板４の上面と下面とを貫通していない点である。なお、枠体凹部５１は、枠体２の下面のうち電子部品２２が実装された部位に、上方に凹んで設けられている。

【0072】

図３（ａ）に示す例では、枠体２の下面に電子部品２２が設けられており、平板４の上面に開口部６ａを有する平板凹部６が設けられている。また、図３（ｂ）に示す例では、枠体２の下面に開口部５１ａを有する枠体凹部５１が設けられており、枠体凹部５１の底面に電子部品２２が設けられている。また、図４に示す例では、枠体２の下面に枠体凹部５１が設けられ、平板４の上面に平板凹部６が設けられている。図３および図４に示す例では、平板４の下面に開口部を有さない構造である。このように平板４の下面に開口部を有さないことによって、電子部品２２の下面が平板４の下面よりも下方に位置する可能性を確実に低減させることができる。

【0073】

また、一般的に、平板４に平板４の上面と下面とを貫通する平板貫通孔５を設ける場合は、金型での打抜き等を行う。その際、平板４の下面に設けられる開口部には下面側に向かうバリまたは撓みが生じる可能性がある。この下面側に向かうバリまたは撓みの部分が外部筐体等と接することで、撮像素子実装用基板１に傾きが生じる可能性がある。よって、本構成のように、平板４の下面に開口部を有さないことによって、撮像素子実装用基板１が傾いて実装されることを効果的に低減させることができる。

【0074】

また、一般的に、近年、撮像素子実装用基板１は小型化している、また、チップコンデンサ等の電子部品２２も小型化してきている。これらのことにより、複数の電子部品接続用パッド３３同士の距離、電子部品接続用パッド３３と平板４との距離および電子部品２２と平板４との距離は小さくなってきている。そのため、電子部品２２を収納する枠体２の下面と平板凹部６の内壁とに囲まれた領域に埃または水分等のダストが浸入すると、複数の電子部品接続用パッド３３同士、電子部品接続用パッド３３と平板４と、あるいは電子部品２２と平板４とが短絡してしまう可能性があった。これに対して、本構成によると、平板４に設けられた平板凹部６が平板４の上面から下面まで貫通しておらず、平板４の下面に開口部を有さないため、上述したダストが浸入することを低減することができる。よって、複数の電子部品接続用パッド３３同士、電子部品接続用パッド３３と平板４と、あるいは電子部品２２と平板４とが短絡することを低減することが可能となる。

【0075】

また、図３（ｂ）に示す例では、枠体２に枠体凹部５１を設け、平板４は平板凹部６を有さない。そのため、平板４に平板貫通孔５または平板凹部６を設ける工程を削減することができ、平板貫通孔５または平板凹部５を設ける工程において平板４にかかるストレスを低減させることができる。よって、平板４の下面の平坦度を保つことができ、撮像素子実装用基板１の傾きを低減させることができる。また、平板４にかかるストレスを低減させることが可能となるため、平板４を薄型化することが可能となる。このことで、平板４が例えば金属材料から成る場合に、撮像素子１０が作動したときの発熱を、外部筐体あるいは外部のヒートシンク等によってより多く放熱することが可能となる。

【0076】

また、図３（ｂ）に示す例のように、撮像装置２１は枠体２の下面に設けられた撮像素子接続用パッド３に撮像素子１０の上面の電極が金バンプ等から成る接続部材１３によってフリップチップ実装されていてもよい。

【0077】

図４に示す例では、枠体２の下面に枠体凹部５１を設け、平板４の上面に平板凹部６を設けている。なお、平板凹部６は、平板４の上面のうち枠体凹部５１と重なる部位に設けられている。このように枠体２と平板４との両方に凹部を設け、その２つの凹部で挟まれた空間内に電子部品２２を実装することで、例えば電子部品２２の厚みが平板４または枠体２の１つの絶縁層よりも大きい場合でも収納することが可能となる。また、平板４および枠体２の厚みを小さくすることができるため、撮像素子実装用基板１の薄型化が可能となる。また、枠体２の各絶縁層を薄くすることができるため、各絶縁層に設けられた配線の電気特性の向上を図ることが可能となる。

【0078】

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図５を参照しつつ説明する。なお、図５の撮像装置２１は蓋体１２の図示を省略している。

【0079】

本実施形態における撮像装置２１において、第２の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、断面視において枠体２の上面と下面とを貫通している枠体貫通孔５１を有している点である。

【0080】

図５に示す例では、枠体２の下面に開口部５２ａを有する枠体貫通孔５２が枠体２に設けられており、枠体貫通孔５２は、枠体２の上面まで貫通している。本構成のように、枠体２の上面と下面とを貫通する枠体貫通孔５２を設け、電子部品２２はその枠体貫通孔５２に収納され、下面側の開口部５２ａを有する枠体貫通孔５２を塞ぐように平板４が設けられていると、電子部品２２が平板４の下面から突出することを確実に低減することができ、撮像素子実装用基板１の傾きを低減させることができる。また平板４が枠体２の下面側を塞ぐように設けられていることで、電子部品２２が枠体２の下面側に行き過ぎることを低減することができる。

【0081】

また、本構成のように、電子部品２２と枠体２との電気的導通は電子部品２２の側面と枠体２に設けられた枠体貫通孔５２の側面とでとられていると、枠体２の厚みを電子部品２２と同程度とすることが可能となり、撮像素子実装用基板１の更なる薄型化と電気特性の向上とが可能となる。

【0082】

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図６を参照しつつ説明する。なお、図６の撮像装置２１は蓋体１２を省略している。

【0083】

本実施形態における撮像装置２１において、第３の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、枠体２の枠体貫通孔５２と平板４の平板貫通孔５とを連続した孔として有している点である。なお、平板貫通孔５は、平板４の電子部品２２と重なる部位に上下方向に貫通して設けられている。

【0084】

図６に示す例では、平板４の上面に開口部５ａを有する平板貫通孔５が平板４に設けられており、平板貫通孔５は平板４の下面まで貫通しており、電子部品２２は枠体２の平板貫通孔５２に収納されている。枠体２の枠体貫通孔５２と平板４の平板貫通孔５とを連続した孔として設け、電子部品２２をその孔に収納することにより、枠体２または枠体２と平板４との合計の厚みを電子部品２２の厚みよりも小さくすることが可能となる。よって、撮像素子実装用基板１をより薄型化することが可能となる。この場合には、電子部品２２の下面は平板４の下面よりも上方に位置させて、電子部品２２を枠体２の上側に突出させるように実装する。

【0085】

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図７を参照しつつ説明する。

【0086】

本実施形態における撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像装置２１と異なる点は、枠体２の下面にも枠体凹部５１が設けられており、この枠体凹部５１が封止材３５によって封止されている点である。

【0087】

図７に示す例では、枠体２の下面側に設けられた枠体凹部５１と、平板４の上面と下面とを貫通する平板貫通孔５とを有しており、枠体２の下面に設けられた枠体凹部５１の底面に電子部品２２が実装され、枠体２の枠体凹部５１および平板４の平板貫通孔５が封止材３５によって封止されている。これにより、埃や水分等のダストが浸入することを低減することができる。よって、複数の電子部品接続用パッド３３同士、電子部品接続用パッド３３と平板４と、あるいは電子部品２２と平板４とが短絡することを低減することが可能となる。また、封止材３５の下面は、平板４の下面よりも上方に位置しているのがよい。なお、封止材３５は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。

【0088】

また、図７に示すように、枠体２に設けられた枠体凹部５１の開口部５１ａと平板４に設けられた平板貫通孔５の開口部５ａとでは、平板４に設けられた平板貫通孔５の開口部５ａの方を大きくするとよい。これにより、枠体２と平板４とを接合する際に、枠体２と平板４とがずれても、電子部品２２が実装できない、あるいは実装の際に電子部品２２が斜めになって平板４の下面から飛び出てしまう可能性を低減することが可能となる。また、枠体２と平板４とで段差部を形成することができるので、封止材３５で封止を行なう際に、余分な封止材３５が段差部へ広がることで封止材３５の下面が平板４の下面よりも下方に位置することを低減することができ、撮像素子実装用基板１の傾きを低減させることができる。

【0089】

なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などを変更してもよく、構成についても本質的でない部分についての種々の変形は可能である。また、例えば、図１〜図７に示す例では、枠体２の貫通孔２ａ（枠体２の内側）の形状は矩形状であるが、円形状やその他の多角形状であっても構わない。また、本実施形態における撮像素子接続用パッド３または電子部品接続用パッド３３の配置、数、形状などは特に限定されない。また、本実施形態における各種凹部または貫通孔の配置、数、形状なども特に限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】