JP2003051973A - カメラモジュール - Google Patents
カメラモジュールInfo
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- JP2003051973A JP2003051973A JP2001238569A JP2001238569A JP2003051973A JP 2003051973 A JP2003051973 A JP 2003051973A JP 2001238569 A JP2001238569 A JP 2001238569A JP 2001238569 A JP2001238569 A JP 2001238569A JP 2003051973 A JP2003051973 A JP 2003051973A
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Abstract
カメラモジュールを提供すること。 【解決手段】本発明にかかるカメラモジュールは、レン
ズ11と、このレンズ11を支持する鏡筒12と、レン
ズ11を介して入射された光に基づきセンサ部21によ
り撮像し、撮像信号を出力するイメージセンサチップ2
と、窓部を有する配線基板5を備えている。ここで、鏡
筒12は、配線基板5の面上に固定されている。そし
て、イメージセンサチップ2は、センサ部21が配線基
板5の窓部に位置するように、配線基板5の鏡筒12が
固定された面と反対側の面において固定される。
Description
に関するものであり、より詳しくは、レンズ、レンズを
支持する鏡筒及びイメージセンサチップを備えたカメラ
モジュールに関する。
カメラの用途に、カメラモジュールが広く使用されてい
る。ここで従来のカメラモジュールの構造例を図15に
示す。図15に示されるように、カメラモジュールは、
基板104上にイメージセンサチップ106が収容され
たパッケージ108が載置され、半田103により固定
されている。このパッケージ108の上部には、カバー
ガラス105が設けられており、上部から光が入射され
るよう構成されている。
102によってレンズ101が支持されている。この鏡
筒102は、筒状の構成を有し、2つの部材により構成
されている。そして、鏡筒102を構成する2つの部材
は、相対的に移動可能であり、焦点調整のために、レン
ズ101とイメージセンサチップ106間の距離を変更
できる。
ジュールは、携帯電話等が小型化されるに伴って、さら
なる小型化が要請されている。しかしながら、従来のカ
メラモジュールは、図15に示されるような構成を有し
ているため、小型化することは困難であった。
101とイメージセンサチップ106間の経路長を決定
するための構成が、レンズ101、鏡筒102を構成す
る2つの部材、基板104、パッケージ108及びイメ
ージセンサチップ106と多数存在するため、各構成の
寸法誤差及びそれら相互の接続による誤差が積み重ねら
れる。従って、レンズ101とイメージセンサチップ1
06間の経路長のバラツキが大きく、焦点精度が低い。
メラモジュールでは、小型化の要請に応えることが困難
であり、また、焦点精度が低いという問題点があった。
めになされたもので、小型化を図ることができ、かつ焦
点精度が高いカメラモジュールを提供することを目的と
する。
ジュールは、レンズと、このレンズを支持する鏡筒と、
前記レンズを介して入射された光に基づきセンサ部によ
り撮像し、撮像信号を出力するイメージセンサチップ
と、窓部を有する配線基板を備え、前記鏡筒は、前記配
線基板の第1の面上に固定され、前記イメージセンサチ
ップは、センサ部が前記配線基板の窓部に位置するよう
に、前記配線基板の第1の面と反対側の第2の面におい
て固定されているものである。このような構成により、
小型化が可能で、かつ焦点精度を高くすることができ
る。
レンズと、このレンズを支持する鏡筒と、前記レンズを
介して入射された光に基づきセンサ部により撮像し撮像
信号を出力するイメージセンサチップと、透明性を有す
る第1の基板を備え、前記鏡筒は、前記第1の基板に固
定され、前記イメージセンサチップは、前記第1の基板
の鏡筒が固定された面と反対側の面に固定されているも
のである。このような構成により、小型化が可能で、か
つ焦点精度を高くすることができる。
有する配線基板を備え、前記イメージセンサチップは、
前記第1の基板の鏡筒が固定された面と反対側の面にお
いて、センサ部が前記窓部より露出する状態で、前記配
線基板を介して固定するようにしてもよい。
配線基板又は前記第1の基板とは、スペーサを介して電
気的に接続するようにしてもよい。このような構成にす
ることにより、イメージセンサチップと配線基板等の距
離を一定にすることができ、レンズとイメージセンサチ
ップ間の距離を一定にすることができる。
ジセンサ部を避ける形でCSP再配線層を備えるように
してもよい。また、前記イメージセンサチップと前記配
線基板とは、半田バンプによって電気的に接続するよう
にしてもよい。さらには、前記イメージセンサチップと
前記配線基板とは、異方性導電材によって電気的に接続
するようにしてもよい。
明の実施の形態1にかかるカメラモジュールの主要部を
示す構造図である。このカメラモジュールは、レンズ部
1とイメージセンサチップ2を備えている。ここで、レ
ンズ部1は、レンズ11と鏡筒12により構成されてい
る。レンズ11は、この例では、非球面凸レンズであ
り、入射された光をイメージセンサチップ2の表面上で
結像させる機能を有する。鏡筒12は、円筒状の形状を
有し、その内周部の所定の位置においてレンズ11を支
持している。
1、論理回路部22及びボンディングパッド23を有し
ている。センサ部21は、当該イメージセンサチップ2
の表面上に形成され、光学的な情報を電気信号に変換
し、撮像信号として出力する素子である。この素子は、
多数の読取画素を有する。センサ部21は、例えば、C
CD素子やCMOS素子である。論理回路部22は、セ
ンサ部21から出力された電気信号に対して、増幅処
理、ノイズ除去処理等の種々の信号処理を行なう。ボン
ディングパッド23は、論理回路部22と電気的に接続
された入出力端子である。このボンディングパッド23
は、ワイヤボンディングにより外部の電極と電気的に接
続される。
理回路部22上に固定されている。鏡筒12とイメージ
センサチップ2は、例えば、紫外線硬化樹脂によって接
着される。この場合、イメージセンサチップ2に対し
て、予め定められた位置に鏡筒12を載置し、その後、
イメージセンサチップ2と鏡筒12が接着されるように
紫外線硬化樹脂を塗布する。または、イメージセンサチ
ップ2又は鏡筒12のいずれか一方又は双方に紫外線硬
化樹脂を塗布した後に、両者の位置決めをするようにし
てもよい。そして、紫外線をこの紫外線硬化樹脂に照射
することによってイメージセンサチップ2と鏡筒12と
を接着固定する。
を載置することによって、通常は利用されていない論理
回路部22の上方の領域を有効活用することができる。
特に、今後、さらにセンサ部21と論理回路部22の1
チップ化が進むことが推測されるため、論理回路部22
の上方の領域を活用するこの技術の価値は高い。
ルにおいては、レンズを支持する鏡筒をイメージセンサ
チップ上に直接固定するようにしたため、小型化を図る
ことができる。そして、レンズとイメージセンサチップ
の間の部材が鏡筒のみであることから、積み上げ誤差が
少なく、両者の相対的な位置を精確に固定することがで
きる。
て発明の実施の形態2にかかる他のカメラモジュールの
構成について説明する。図2に示す構成では、CSP
(Chip Size Package)再配線層3を有している。この
CSP再配線層3は、光学窓を備えており、その光学窓
の部分において鏡筒12がイメージセンサチップ2上に
接着固定されている。CSP再配線層3は、その上部に
半田バンプ31が複数設けられている。この半田バンプ
31は、イメージセンサチップ2に設けられた論理回路
部22と銅配線等によって電気的に接続されている。
に示す構成と同様に鏡筒をイメージセンサチップ上に直
接固定するようにしたため、小型化を図ることができ
る。そして、レンズとイメージセンサチップの間の部材
が鏡筒のみであることから、積み上げ誤差が少なく、両
者の相対的な位置を精確に固定することができる。
ジュールについて、図3を用いてさらに説明する。この
カメラモジュールは、ウエファ3aレベルにおいて構成
される。即ち、チップサイズに切断される前段階におい
て、レンズ11を支持する鏡筒12がウエファ3aに固
定される。このとき、鏡筒12をウエファ3a上の精確
な位置に固定する必要があり、また、両者が接触するに
際して衝撃を緩和するため、ロボットを用いて固定す
る。その後、ウエファ3aはチップサイズに切断され
る。
形態3にかかるカメラモジュールの構成を示す。発明の
実施の形態3にかかるカメラモジュールは、レンズ部2
及びイメージセンサチップ2と、さらには、多層配線基
板5を備えている。この配線基板5は、例えばポリエス
テルやポリイミドにより構成され、銅等によって配線さ
れている。そして、この実施の形態にかかる配線基板5
は、特に、窓部を有している。
カメラモジュールは、配線基板5の窓部に鏡筒が差し込
まれた状態において、アンダフィル7によって配線基板
5と固定されている。このアンダフィル7は、樹脂封止
剤である。
P再配線層3の半田バンプ31に対応する位置に外部電
極が設けられている。従って、発明の実施の形態2にか
かるカメラモジュールが、配線基板5の窓部に差し込ま
れ、加熱処理等によって当該半田バンプ31と、配線基
板5の外部電極とが電気的に接触する。
P(Digital Signal Processor)チップ6等の他のチッ
プも搭載される。このDSPチップ6もアンダフィル7
によって配線基板5に対して接着固定される。
カメラモジュールは、配線基板の窓部に対して鏡筒が差
し込まれる構成としたため、より小型化を図ることがで
きる。また、鏡筒の外周面と配線基板の窓部の内周面と
が接するような構成にすれば、両者の相対的な位置を相
互に規制することになるため、位置決めが容易になる。
の形態4にかかるカメラモジュールの構成を示す図であ
る。このカメラモジュールは、発明の実施の形態3にか
かるカメラモジュールと同様に、窓の空いた配線基板5
を備えている。そして、レンズ部1の鏡筒12がイメー
ジセンサチップ2の上面の論理回路部22上に固定され
ている。この例では、鏡筒12と配線基板5とがアンダ
フィル7によって固定されている。このアンダフィル7
は、鏡筒12の全周に亘って設けられていてもよく、ま
た一部であってもよい。このカメラモジュールは、CS
P再配線層3を有している。
は、例えば、イメージセンサチップ2を配線基板5と固
定した後に、鏡筒12をイメージセンサチップ2上に載
置し、そしてアンダフィル7によって、鏡筒12と配線
基板5とを固定するようにしてもよい。また、鏡筒12
をイメージセンサチップ2上に固定した後に、配線基板
5の窓部に下方より差し込み、そしてアンダフィル7に
よって、鏡筒12と配線基板5とを固定するようにして
もよい。
ルの構成について詳細に説明する。このカメラモジュー
ルのイメージセンサチップ2は、DSPチップ6と共
に、配線基板5の下面に設けられ、封止樹脂8によって
覆われている。
気的な接続については、図6に示されるように複数の方
法がある。例えば、イメージセンサチップ2の上面にパ
ッドに半田金バンプ91を印刷する方法、異方性導電材
92を用いる方法や再配線層3に半田バンプを用いる方
法がある。
ンサチップ2と配線基板5の間にスペーサを設けてもよ
い。このような構成にすることにより、イメージセンサ
チップ2と配線基板5間の距離を一定にすることがで
き、レンズ11とイメージセンサチップ2間の距離を一
定にすることができる。
カメラモジュールは、配線基板の窓部に対して鏡筒が差
し込まれる構成としたため、より小型化を図ることがで
きる。また、鏡筒の外周面と配線基板の窓部の内周面と
が接するような構成にすれば、両者の相対的な位置を相
互に規制することになるため、位置決めが容易になる。
の形態5にかかるカメラモジュールの構成を示す図であ
る。この例にかかるカメラモジュールは、図に示される
ように、配線基板5に設けられた窓部が鏡筒12よりも
小さい。そのため、鏡筒12は、イメージセンサチップ
2ではなく、配線基板5の上面に対して固定されてい
る。但し、鏡筒12が配線基板5の上面に対して固定す
ることができれば、当該窓部は鏡筒12よりも小さくな
くてもよい。鏡筒12とイメージセンサチップ2の固定
は、アンダフィル7によって行なわれている。イメージ
センサチップ2は、鏡筒12が固定された面とは、反対
側の面において、配線基板5と接着固定される。イメー
ジセンサチップ2は、センサ部21が配線基板5の窓部
より露出するような位置において配線基板5と固定され
る。
気的な接続については、図6に示されるように、イメー
ジセンサチップ2の上面にパッドに半田金バンプ91を
印刷する方法、異方性導電材92を用いる方法や再配線
層3に半田バンプを用いる方法のいずれであってもよ
い。また、図7に示されるように、イメージセンサチッ
プ2と配線基板5の間にスペーサ94を設けてもよい。
半田バンプが91が加熱により溶融したとしてもスペー
サ94によってイメージセンサチップ2と配線基板5間
の距離を一定にすることができる。そのため、レンズ1
1とイメージセンサチップ2間の距離を一定にすること
ができる。
カメラモジュールは、配線基板を介して鏡筒とイメージ
センサチップとを固定する構成としたため、小型化を図
ることができる。
発明の実施の形態6にかかるカメラモジュールの構成を
示す図である。図10に示す構成図は、図9に示す構成
図の一部を拡大し、詳細にその構成を示したものであ
る。このカメラモジュールは、鏡筒12とイメージセン
サチップ2の間にガラス基板10を備えていることを特
徴としている。このガラス基板10には、配線層52が
設けられている。ここで、ガラス基板10は、透明又は
半透明の透明性を有する素材からなる基板であれば、ガ
ラスを素材とするものでなくともよい。以下、他の実施
の形態におけるガラス基板も同様である。
定されている。ガラス基板10の下面にイメージセンサ
チップ2が接着固定されている。ガラス基板10の配線
層52は、イメージセンサチップ2のセンサ部21への
入射光を遮ることがないように配線されている。
た外光は、レンズ11によって屈折後、ガラス基板10
を通過し、イメージセンサチップ2上のセンサ部21に
入射する。
ルは、以上のような構成を有するため、小型化が可能で
ある。さらに、イメージセンサチップ2のセンサ部21
がガラス基板によりカバーされているため、埃や塵等の
異物がセンサ部21上に混入することを防止することが
でき、画質の低下を防止することができる。
の形成方法について、図11及び図12を用いて詳細に
説明する。
面にニッケルめっき1201が施されたガラス板10を
用意する。このニッケルめっき1201は、イメージセ
ンサーチップ2のセンサ部21が位置する部分には、設
けられていない。
ッケルめっき1201上に、第1開口部1203aを有
する第1絶縁層1203を形成する。この第1絶縁層1
203の形成は、ニッケルめっき1201の表面に感光
性樹脂を均一に塗布した後、この感光性樹脂の第1開口
部1203aに対応する部分を露光し、露光部を現像処
理で除去することにより行うことができる。
ッケルめっき1201の表面に、第1配線層1204を
形成する。この第1配線層1204の形成は、第1絶縁
層1203上及び第1開口部1203a内にクロムと銅
の合金からなる給電膜をスパッタリングした後、この給
電膜上にフォトレジスト膜を均一に塗布し、フォトレジ
スタ膜を第1配線層1204のパターンに露光して露光
部を現像処理にて除去し、次いで給電膜に通電して銅又
は銅合金を電鋳した後、不要なフォトレジスト膜及び給
電膜を除去することにより行うことができる。
1絶縁層1203の表面及び第1配線層1204の表面
に、所要のパターンで第2開口部1205aが開設され
た第2絶縁層1205を形成する。この第2絶縁層12
05の形成は、第1絶縁層1203の表面及び第1配線
層1204の表面に感光性樹脂を均一に塗布した後、第
2開口部1205aに対応する部分を露光し、この露光
部を現像処理にて除去することにより行うことができ
る。なお、この段階でイメージセンサチップ2、その他
の電子部品1211を第1配線層1204と接続し、こ
れらのイメージセンサチップ2、電子部品1211と第
1の配線層1204との接続部を樹脂モールドすること
により、モジュール12を製造することもできる。
2絶縁層1205上に第2配線層1206を形成すると
共に、第2開口部1205a内に接続部1206aを形
成する。この第2配線層1206及び接続部1206a
の形成は、第2絶縁層1205上及び第2開口部120
5a内にクロムと銅の合金からなる給電膜をスパッタリ
ングした後、この給電膜上にフォトレジスト膜を均一に
塗布し、当該フォトレジスト膜を第2配線層1206の
パターンに露光して露光部を現像処理にて除去し、次い
で給電膜に通電して銅及びニッケルの合金を電鋳した
後、不要なフォトレジスト膜及び給電膜を除去すること
により行うことができる。
2配線層1206及び接続部1206a並びに第2絶縁
層1205の表面に、所要のパターンで第3開口部12
07aが開設された第3絶縁層1207を形成する。こ
の第3絶縁層1207の形成は、第2配線層1206及
び接続部1206a並びに第2絶縁層1205の表面に
感光性樹脂を均一に塗布した後、第3開口部1207a
に対応する部分を露光し、この露光部を現像処理にて除
去することにより行うことができる。
2配線層1206とイメージセンサチップ2との接続及
び第2配線層1206と電子部品1211との接続を行
う。第2配線層1206とイメージセンサチップ2との
接続は、イメージセンサチップ2のパッド部に形成され
た金バンプ1209を第3絶縁層1207に開設された
第3開口部1207aに挿入した後、第2配線層120
6とイメージセンサチップ2との間に所要の熱と加圧力
とを作用させることによって行うことができる。また、
第2配線層1206と電子部品1211との接続は、第
3開口部1207aに挿入された半田1208を介して
第2配線層1206と電子部品1211の端子部を対向
させ、これら第2配線層1206と電子部品1211と
の間に所要の熱を作用させることによって行なうことが
できる。
メージセンサチップ2、電子部品1211と、これらと
第2配線層1206との接続部をモールド樹脂にてモー
ルドする。尚、イメージセンサチップ2とガラス基板1
0との間には、光が通過する経路を確保する必要がある
ことから、絶縁層や配線層は、存在しない方が好まし
い。そのためには、一旦上述のように、イメージセンサ
チップ2とガラス基板10の間に形成された絶縁層や配
線層のうち、光路となる窓部のみ除去することによって
光路を確保可能である。また、この光路となる窓部は、
絶縁層及び配線層が生成されないようにマスキングして
層を形成するようにしてもよい。尚、この窓部には、何
も充填しない空間としてもよいが、透明性を有する樹脂
等を充填するようにしてもよい。
施の形態7にかかるカメラモジュールの構成を示す図で
ある。このカメラモジュールは、配線基板5と鏡筒12
との間にガラス基板10を備えていることを特徴として
いる。このガラス基板10は、透明又は半透明の透明性
を有する素材からなる基板であれば、ガラスを素材とす
るものでなくともよい。以下、他の実施の形態における
ガラス基板も同様である。
定されている。そして、ガラス基板10の下面に配線基
板5が固定されている。さらに、配線基板5とイメージ
センサチップ2が固定されている。配線基板5は、窓部
を有し、イメージセンサチップ2のセンサ部21がその
窓部から露出するような位置においてイメージセンサチ
ップ2と固定されている。
た外光は、レンズ11を通過後、ガラス基板10を通過
し、イメージセンサチップ2上のセンサ部21に入射す
る。
ルは、以上のような構成を有するため、小型化が可能で
ある。さらに、イメージセンサチップ2のセンサ部21
がガラス基板によりカバーされているため、埃や塵等の
異物がセンサ部21上に混入することを防止することが
でき、画質の低下を防止することができる。
施の形態8にかかるカメラモジュールの構成を示す図で
ある。このカメラモジュールは、発明の実施の形態7に
かかるカメラモジュールと同様に配線基板5と鏡筒12
との間にガラス基板10を備えている。さらに、このカ
メラモジュールは、配線基板5とイメージセンサチップ
2との間に、スペーサ94を有し、これら配線基板5と
イメージセンサチップ2とを異方性導電材92によって
電気的な接触を図っている。
定されている。そして、ガラス基板10の下面に配線基
板4が固定されている。さらに、配線基板5とイメージ
センサチップ2が固定されている。配線基板5は、窓部
を有し、イメージセンサチップ2のセンサ部21がその
窓部から露出するような位置においてイメージセンサチ
ップ2と固定されている。
た外光は、レンズ11を通過後、ガラス基板10を通過
し、イメージセンサチップ2上のセンサ部21に入射す
る。
ルは、以上のような構成を有するため、小型化が可能で
ある。さらに、イメージセンサチップ2のセンサ部21
がガラス基板によりカバーされているため、埃や塵等の
異物がセンサ部21上に混入することを防止することが
でき、画質の低下を防止することができる。
にスペーサを設けているため、イメージセンサチップ2
と配線基板5間の距離を一定にすることができ、レンズ
11とイメージセンサチップ2間の距離を一定にするこ
とができる。
き、かつ焦点精度が高いカメラモジュールを提供するこ
とができる。
の構造図である。
の構造図である。
の斜視図である。
の構造図である。
の構造図である。
の構造図である。
の一部を示す断面図である。
の構造図である。
の構造図である。
ルの構造図である。
ルの製造方法を示すフロー図である。
ルの製造方法を示すフロー図である。
ルの構造図である。
ルの構造図である。
ズ 12 鏡筒 21 センサ部 5 配線基板
Claims (7)
- 【請求項1】レンズと、このレンズを支持する鏡筒と、
前記レンズを介して入射された光に基づきセンサ部によ
り撮像し、撮像信号を出力するイメージセンサチップ
と、窓部を有する配線基板を備え、 前記鏡筒は、前記配線基板の第1の面上に固定され、 前記イメージセンサチップは、センサ部が前記配線基板
の窓部に位置するように、前記配線基板の第1の面と反
対側の第2の面において固定されているカメラモジュー
ル。 - 【請求項2】レンズと、このレンズを支持する鏡筒と、
前記レンズを介して入射された光に基づきセンサ部によ
り撮像し撮像信号を出力するイメージセンサチップと、
透明性を有する第1の基板を備え、 前記鏡筒は、前記第1の基板に固定され、 前記イメージセンサチップは、前記第1の基板の鏡筒が
固定された面と反対側の面に固定されているカメラモジ
ュール。 - 【請求項3】前記カメラモジュールは、さらに、窓部を
有する配線基板を備え、 前記イメージセンサチップは、前記第1の基板の鏡筒が
固定された面と反対側の面において、センサ部が前記窓
部より露出する状態で、前記配線基板を介して固定され
ていることを特徴とする請求項2記載のカメラモジュー
ル。 - 【請求項4】前記イメージセンサチップと、前記配線基
板又は前記第1の基板とは、スペーサを介して電気的に
接続されていることを特徴とする請求項1、2又は3記
載のカメラモジュール。 - 【請求項5】前記イメージセンサチップは、CSP再配
線層を備えていることを特徴とする請求項1、2、3又
は4記載のカメラモジュール。 - 【請求項6】前記イメージセンサチップと前記配線基板
とは、半田バンプによって電気的に接続されていること
を特徴とする請求項1、2、3又は4記載のカメラモジ
ュール。 - 【請求項7】前記イメージセンサチップと前記配線基板
とは、異方性導電材によって電気的に接続されているこ
とを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のカメラモ
ジュール。
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