JP2003143451A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JP2003143451A
JP2003143451A JP2001338535A JP2001338535A JP2003143451A JP 2003143451 A JP2003143451 A JP 2003143451A JP 2001338535 A JP2001338535 A JP 2001338535A JP 2001338535 A JP2001338535 A JP 2001338535A JP 2003143451 A JP2003143451 A JP 2003143451A
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graphite
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state imaging
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Tetsushi Ogami
哲史 大上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子の取付精度を悪化させることな
く、効率よく冷却・防磁できるようにする。 【解決手段】 熱伝導・導電部材であるグラファイトシ
ート8は、シート状のグラファイトの片面に絶縁性及び
粘着性を有する粘着材を貼付け、他の面に絶縁性の補強
部材を貼付けることにより可撓性を持たせると共に、こ
のグラファイトシート8のヒレ部8bは、粘着材を剥し
てグラファイトが露出した構造とする。そして、粘着材
が貼付けられた面が電気部品群6に密着するようにグラ
ファイトシート8を撮像基板5に被せると共に、露出し
たグラファイトの部分を金属製の筐体1にビス止めして
接地させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCD等の固体撮
像素子を有する固体撮像装置の冷却・防磁技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、CCD等の固体撮像素子を有する
固体撮像装置は、固体撮像素子を駆動するための駆動回
路を実装した回路基板(以後、撮像基板という)を有
し、固体撮像素子と撮像基板を電気的に可及的に短距離
で接続すべく、固体撮像素子を撮像基板上に配置する
か、或いは固体撮像素子と撮像基板とを近傍に配置して
いる。
【0003】しかし、固体撮像素子用の駆動回路は、電
気的負荷が大きく、大量の熱、及び電磁波を発生するた
め、固体撮像素子は、電磁波の影響を受け、また温度の
上昇に伴って暗電流が増加し、画質の劣化を招いてい
た。
【0004】また、鮮明な画像を得るために、固体撮像
素子の取付精度を数μm程度に保つ必要があり、取付時
の機械的ストレス及び熱による寸法変化の影響も考慮す
る必要があった。
【0005】固体撮像素子の冷却方法としては、従来、
固体撮像素子の裏面、或いは撮像基板上の電子部品に、
熱伝導性の良好な放熱部材を設け、駆動回路で発生した
熱を放熱部材を介してカメラ筐体等に放熱する方法が知
られている。この放熱部材としては、銅板、アルミ板等
の剛性の高い材料、細銅線を編んだ編組線、シリコンゴ
ム等の放熱樹脂部材が使用されている。
【0006】また、放熱フィンを介して周囲の大気中に
熱を放出する方法や、ヒートパイプを用いて液体の気化
時の吸熱作用により固体撮像素子を冷却する方法も知ら
れている。
【0007】また、固体撮像素子の駆動回路や撮像基板
から発生する電磁波を防磁する方法としては、撮像基板
上に別途、シールド部材を設け、このシールド部材をカ
メラ筐体等のアース部へ電気的に接続する方法などが知
られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術には、下記の欠点がある。すなわち、放熱部材として
銅板などの剛性の高い材料を用いた場合には、組立時の
ストレスや熱による膨張などにより、固体撮像素子の取
付精度が悪化するなど、画質に悪影響を及ぼすことがあ
った。
【0009】また、編組線を用いた場合には、編組線の
切断部の線くずが落下しやすく、回路部のショートなど
の原因となることも考えられ、切断部の線くずを防止す
るために、切断部に接着剤を塗布したり、半田付けをし
たりすると、毛細管現象などにより編組線の内部に接着
剤等が浸透して固化するため、上記と同様に、組付け時
のストレスや熱膨張などの影響を受けることがあった。
【0010】さらに、シリコンゴム等の放熱樹脂部材を
用いた場合は、シリコンゴム等の放熱樹脂部材には通
常、放熱効果を高めるためにフィラーが混在されてお
り、そのフィラーによるコンデンサ効果によって放熱樹
脂部材が新たなノイズ発生源となり、画質に悪影響を及
ぼすことがあった。
【0011】また、放熱フィンによる冷却方法では、固
体撮像装置が大型化していた。さらに、ヒートパイプに
よる冷却方法では、液体の熱膨張による対流を利用した
放熱のため、熱源である固体撮像素子や駆動回路素子と
熱伝達バック(吸熱部)の取付位置によって、冷却効率
に差がでることになる。特に、固体撮像素子や駆動回路
素子の下側に熱伝達バッグを配置した場合には、上側に
配置した場合よりも冷却効果は悪くなることは明らかで
ある。
【0012】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たもので、その課題は、固体撮像素子の取付精度を悪化
させることなく、効率よく冷却・防磁できるようにする
ことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る固体撮像装置は、可撓性及び絶縁性を
持たせた熱伝導・導電部材を、固体撮像素子を駆動する
回路基板上の電気部品群に密着させると共に他の導電性
部材を介して接地している。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
として電子カメラに関して説明するが、本発明は、固体
撮像素子を用いた各種の撮像装置に適用することができ
る。また、本発明は、固体撮像装置を構成要素の一部と
して含む画像処理装置や情報処理装置等の各種の装置に
適用することができる。
【0015】[第1の実施形態]図1は、本発明を適用
した電子カメラの撮像系の略構成を示す分解斜視図であ
る。図2は、図1に対応する電子カメラの撮像系の断面
図、図3は、図2におけるA部の拡大図、図4は、図2
のB方向から見た矢視図である。
【0016】なお、図1〜4は、後述する第3の実施形
態に対応した図であり、第1の実施形態では、図1〜4
に示した構成要素のうち、導電性弾性部材11と導電性
金属箔14とは除外されている。
【0017】図1〜4において、1は金属部材からなる
電子カメラの筐体である。2は図示しない撮像レンズか
ら入射した光を、電気信号に変換する固体撮像素子であ
る。3は固体撮像素子2を保持する固体撮像素子保持金
具であり、4は固体撮像素子2と固体撮像素子保持金具
3を筐体1に固定する固体撮像素子取付金具である。5
は撮像基板であり、撮像素子2の駆動と撮像素子2の信
号を処理する駆動回路素子群6が実装された回路基板で
ある。
【0018】固体撮像素子2の背面には、固体撮像素子
2によって変換された電気信号を取出すためのリード端
子群2aが形成され、このリード端子群2は、絶縁部材
7を介して撮像基板5に半田付け固定されている。
【0019】8は可撓性熱伝導・導電部材として機能す
るグラファイトシートである。組立て時には、グラファ
イトシート8の上方の部分は、駆動回路素子群6の全体
を覆うように、駆動回路素子群6の上面に直接密着さ
れ、下方の部分は、筐体1に密着される。ここで、グラ
ファイトシート8は、シート状に加工されたグラファイ
ト8aを主要な構成要素とするものであるが、そのグラ
ファイト8a自体は非常に脆く、単品では剥離や折れ、
傷がつきやすく熱伝達率が低下してしまうため、駆動回
路素子群6に密着させる面には放熱性を損なわない程度
の薄膜の絶縁性と粘着性を有する粘着剤9を貼付け、反
対面にはPET等の絶縁性の補強部材10を貼付けた構
造としている。
【0020】グラファイトシート8を筐体1に機械的、
電気的に接続させる方法としては、粘着剤9の一部を除
去し、グラファイト8aが露出している箇所をビス等に
よって固定する方法がある。この場合、粘着剤9と補強
部材10の双方とも除去し、グラファイト8aが両面と
も露出するようにすると、脆いグラファイト8aは容易
に破損されてしまうため、粘着剤9だけを除去し、補強
部材10は除去しないようにしている。換言すれば、グ
ラファイト8aの両面には、粘着剤9又は補強部材10
の少なくとも一方が必ず貼り付けられた状態とする。
【0021】また、筐体1のグラファイトシート8との
接続部分は、駆動回路素子群6の上面と略同一面となっ
ており、グラファイトシート8を撮像基板5に被せた状
態で接地しても、グラファイトシート8が全体的に可及
的に平板状となってグラファイト8aの剥離などが発生
しないようにし、グラファイトシート8の全体としての
熱伝導性及び導電性が損なわれないようにしている。
【0022】このように、熱伝導性及び導電性を有する
グラファイト8aに絶縁性の粘着材9及び補強部材10
を貼り付けて可撓性及び絶縁性を持たせたグラファイト
シート8を駆動回路素子群6に密着させることによっ
て、固体撮像素子2に外力を加えることなく、駆動回路
素子群6によって発生した熱は、グラファイトシート8
を介して熱容量の大きい金属製の筐体1へ伝達され、撮
像素子2及び駆動回路素子群6は、冷却されることとな
る。
【0023】また、上記のグラファイトシート8の粘着
剤9を除去した部分(ヒレ部8b)、すなわち露出した
グラファイト8aの部分を金属製の筐体1に密着させて
アースすることにより、駆動回路素子群6や撮像基板5
によって発生する電磁波を防磁することが可能となる。
【0024】さらに、筐体1上のグラファイトシート8
との接続部は、駆動回路素子群6の上面と略同一面とし
ておくことで、グラファイトシート8への変形負荷をさ
らに減少させ、固体撮像素子2への外力を極限まで減少
させることが可能である。
【0025】なお、上記の説明から推測できるように、
本実施形態では、グラファイトシート8を撮像基板5に
被せる際には、粘着材9が貼付けられた面が駆動回路素
子群6に密着するようにしている(第2,3の実施形態
も同様)。
【0026】[第2の実施形態]第2の実施形態は、第
1の実施形態のように、グラファイトシート8の粘着材
9の一部を除去できない場合を考慮したものである。な
お、第2の実施形態では、図1に示した構成要素のう
ち、導電性金属箔14は除外されている。
【0027】すなわち、第2の実施形態では、グラファ
イトシート8の補強部材10の一部(図1に示したヒレ
部8b)を除去し、グラファイト8aがヒレ部8bで露
出するような構造とする。そして、ガスケット等の導電
性弾性部材11を介して、グラファイト8aが筐体1と
機械的、電気的に接続するようにする。
【0028】すなわち、導電性弾性部材11の形状は、
棒状となっている。そして、組立て時には、図2に示し
たように、その導電性弾性部材11を横長の状態で、グ
ラファイト8aが露出したグラファイトシート8のヒレ
部8bにあてがって背蓋12を組込むことにより、導電
性弾性部材11を弾性変形させて導電性弾性部材11を
筐体1に密着させ、グラファイト8aが導電性弾性部材
11を介して筐体1と機械的、電気的に接続するように
する。
【0029】第2の実施形態では、このような構成によ
り、たとえグラファイトシート8の粘着材9の一部を除
去できない場合であっても、グラファイトシート8によ
り、放熱及び防磁ができるようにしている。
【0030】[第3の実施形態]第3の実施形態は、撮
像基板5及び駆動回路素子群6からの電磁波をグラファ
イトシート8だけでは完全に防磁できない場合を考慮し
たものである。
【0031】すなわち、第3の実施形態では、図1,2
に示したように、撮像基板5とほぼ同一面積のシールド
部材13を設け、図2に示したように、そのシールド部
材13の上辺部を撮像基板5上に半田付けによって電気
的に接続し、シールド部材13の下辺部を可撓性金属箔
14と半田付け等によって電気的に接続している。
【0032】また、第3の実施形態では、第2の実施形
態と同様に、グラファイトシート8は、ヒレ部8bにお
いて補強部材10が除去されている。そして、図3に示
したように、シールド部材13の下部に接続された可撓
性金属箔14は、補強部材10が除去されたヒレ部8b
でグラファイト8aと直接接触するようになっている。
【0033】そして、第2の実施形態と同様に導電性弾
性部材11を用いることにより、グラファイト8aが筐
体1と機械的、電気的に接続するようにする。
【0034】すなわち、組立て時には、可撓性金属箔1
4の上記ヒレ部8bに対応する部分に導電性弾性部材1
1を横長にした状態であてがって背蓋12を組込むこと
により、導電性弾性部材11を弾性変形させて導電性弾
性部材11を筐体1に密着させ、グラファイト8aが導
電性弾性部材11及び可撓性金属箔14を介して筐体1
と機械的、電気的に接続するようにする。
【0035】第3の実施形態では、このような構成によ
り、たとえ撮像基板5及び駆動回路素子群6からの電磁
波をグラファイトシート8だけでは完全に防磁できない
場合であっても、完全に防磁することができ、また放熱
することも可能となる。
【0036】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ることなく、例えば、グラファイトシート8に設けたヒ
レ部8bを除去することも可能である。この場合は、第
1の実施形態のようにビス止めにより接地するときは、
グラファイトシート8の下辺部の粘着材9について、ビ
スの大きさに対応する領域だけ剥しておけばよい。ま
た、第2,3の実施形態のように、導電性弾性部材11
を介して接地するときは、例えばグラファイトシート8
の下辺部において全体的に粘着材9を剥し、その下辺部
より長い導電性弾性部材11を用いて接地すればよい。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る固体
撮像装置は、可撓性を持たせた熱伝導・導電部材を、固
体撮像素子を駆動する回路基板上の電気部品群に密着さ
せると共に他の導電性部材を介して接地しているので、
固体撮像素子の取付精度を悪化させることなく、効率よ
く冷却・防磁することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した電子カメラの撮像系の略構成
を示す分解斜視図である。
【図2】上記電子カメラの撮像系の断面図である。
【図3】図2におけるA部の詳細図である。
【図4】図2のB方向から見た矢視図である。
【符号の説明】
1:筐体 2:固体撮像素子 2a:リード端子群 3:固体撮像素子保持金具 4:固体撮像素子取付金具 5:撮像基板 6:駆動回路 7:絶縁部材 8:可撓性熱伝導・導電部材(グラファイト) 8a:グラファイト 8b:ヒレ部 9:粘着剤 10:補強材 11:導電性弾性部材 12:背蓋 13:シールド部材 14:可撓性金属箔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 7/20 H01L 27/14 D 5E322 Fターム(参考) 2H100 BB06 BB11 CC07 EE00 EE03 2H104 CC00 4M118 AA05 AA08 AB01 BA10 HA20 HA22 HA24 HA36 5C022 AA13 AC42 AC64 AC77 5C024 BX01 EX26 5E322 AB06 AB08 EA11 FA04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可撓性及び絶縁性を持たせた熱伝導・導
    電部材を、固体撮像素子を駆動する回路基板上の電気部
    品群に密着させると共に他の導電性部材を介して接地し
    たことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記熱伝導・導電部材は、シート状のグ
    ラファイトの片面に絶縁性の粘着材、他面に絶縁性の補
    強部材を貼付けることにより可撓性及び絶縁性を持たせ
    ていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装
    置。
  3. 【請求項3】 前記他の導電性部材は、熱容量の大きな
    筐体により構成されていることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の固体撮像装置。
  4. 【請求項4】 前記熱伝導・導電部材は、前記絶縁性の
    粘着材が貼付けられた面が前記電気部品群に密着され、
    該粘着材の一部が剥されて前記グラファイトが露出する
    露出領域を有し、該露出領域のグラファイトが前記他の
    導電性部材に直接接続されることにより接地されている
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の固体撮
    像装置。
  5. 【請求項5】 前記熱伝導・導電部材は、前記絶縁性の
    粘着材が貼付けられた面が前記電気部品群に密着され、
    前記絶縁性の補強部材の一部が剥されて前記グラファイ
    トが露出する露出領域を有し、該露出領域のグラファイ
    トが導電性弾性部材を介して前記他の導電性部材に接続
    されることにより接地されていることを特徴とする請求
    項1〜3の何れかに記載の固体撮像装置。
  6. 【請求項6】 前記固体撮像装置は、前記回路基板に一
    辺が接続された防磁用のシールド部材と、該シールド部
    材の他辺に接続された金属箔とを有し、前記熱伝導・導
    電部材は、前記絶縁性の粘着材が貼付けられた面が前記
    電気部品群に密着され、前記絶縁性の補強部材の一部が
    剥されて前記グラファイトが露出する露出領域を有し、
    該露出領域のグラファイトが導電性弾性部材及び前記金
    属箔を介して前記他の導電性部材に接続されることによ
    り接地されていることを特徴とする請求項1〜3の何れ
    かに記載の固体撮像装置。
  7. 【請求項7】 前記他の導電性部材の接地領域は、前記
    回路基板上の電気部品群の上面と略同一面に位置してい
    ることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の固体
    撮像装置。
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