(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ構造のカメラモジュールの固体撮像装置に対する電磁波障害（ＥＭＩ）の解消とカメラモジュールの光学性能の向上を図る。【解決手段】カメラモジュールは、受光素子を配列してなる撮像エリア８を有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像装置１０と、固体撮像装置１０の撮像エリア８に結像するレンズエレメント３を有するレンズ支持体２と、から構成される。カメラモジュールの側面部には、カメラモジュールの側面全体を覆う金属蒸着膜１を具備する。【選択図】図１
2010011230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子を配列してなる撮像エリア（８）を有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像装置（１０）と、前記固体撮像装置の前記撮像エリアに結像するレンズエレメント（３）を有するレンズ支持体（２）と、から構成されるカメラモジュールであって、
前記カメラモジュールの側面部に、該側面部を覆う金属蒸着膜を具備するカメラモジュール。
【請求項２】
前記撮像エリア（８）における前記受光素子の表面に空隙からなる透明層（９）を有する請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記透明層（９）と前記レンズエレメント（３）の間に透明な板状部材（４）を有する請求項２記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記撮像エリア（８）における前記受光素子の表面に樹脂その他の透明材料からなる透明層（９）を有する請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記透明な板状部材（４）と前記透明層（９）とが同一材料で構成された請求項４記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記透明な板状部材（４）の側面は、前記固体撮像装置（１０）の側面と面一に構成されてなる請求項３または５記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記透明な板状部材（４）の側面は、前記レンズ支持体（２）および／または前記固体撮像装置（１０）の側面よりも突出して構成されてなる請求項３または５記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記レンズ支持体（２）および前記レンズエレメント（３）は、スペーサ（１２）によって中央にレンズエレメントを具備するウェハーレベル・レンズ基板ガラス（１３）が支持された構成を具備する請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ構造の固体撮像装置と、その受光面の中心に結像させるための光学レンズとから構成される超小型のカメラモジュールに関するものであり、特に、固体撮像装置に対する電磁波障害（ＥＭＩ）を解消するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型軽量化されたカメラモジュールは、カメラ一体型ビデオ録画装置、デジタルカメラ、カメラ付き携帯端末、カメラ付き携帯電話機などに使用されている。
【０００３】
例えば、カメラ付き携帯電話機では、非常に小さい実装面積と実装容積のケース中に、カメラモジュールを含む様々な処理を行う回路が実装され、これらの回路を同時に動作させる必要がある。このとき、カメラ付き携帯電話機から発射される電波は、当該電話機内の各回路に電磁誘導を引き起こし、この電磁誘導が原因で誤動作を起こすことがある。また、固体撮像装置の高解像度化に伴い高速で画像信号を処理するため、カメラモジュールから基準レベルを越える電磁波が発生し、前述同様に誤動作を起こすことがある。
【０００４】
この誤動作の症状として、撮像画面にノイズが入ったり、撮像画像の処理が正常に行われなかったりなどが生じる。さらに、電磁波の不要輻射が発生し、携帯電話機内の他回路を誘導してノイズを発生させ、誤動作を引き起こす場合がある。
【０００５】
よって、ＥＭＣ（電磁環境適合性）の対策が必要であり、具体的な対策としてノイズの発生源またはノイズの影響を受け易い部分をシールドする方法等が知られている。ここで、特にカメラモジュールにおいては、固体撮像装置の受光面の側面や裏面或いは受光面を除く前面に電磁波シールドを設けることに関する技術が知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、固体撮像装置の一つであるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）が取付けられるレンズホルダに「シールドプレート」と呼ばれる金属部材を装着し、このシールプレートによってＣＣＤの受光面を除く前面から放出される電磁波を遮蔽している。また、ＣＣＤの前方を囲うように設置されるフォーカスレンズガイド筒の外表面を「シールド部材」で被覆し、ＣＣＤの受光面から放出される電磁波の外周方向への放射を遮蔽している。このことにより、ＣＣＤの前面から放出される電磁波によるＥＭＩの問題を解決している。
【特許文献１】特開２００８−１０４０３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の発明のように固体撮像装置（ＣＣＤ）が取り付けられるレンズホルダ及びフォーカスレンズガイド筒に電磁波の遮蔽シールドを、ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ構造のカメラモジュールに適用すると、より高い精度での実装が必要となり、また製造工程数も複雑になる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ構造のカメラモジュールのＥＭＣ（電磁環境適合性）の対策、特に、固体撮像装置に対する電磁波障害（ＥＭＩ）の解消とカメラモジュールの光学性能の向上を図ることを主たる技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるカメラモジュールは、受光素子を配列してなる撮像エリア８を有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像装置１０と、前記固体撮像装置の前記撮像エリアに結像するレンズエレメント３を有するレンズ支持体２と、から構成されるカメラモジュールであって、前記カメラモジュールの側面部に、該側面部を覆う金属蒸着膜を具備する。
【００１０】
上記構成によると、金属蒸着膜によって側面部の全体が覆われるため、前記金属蒸着膜が電磁波および不要な散乱光を効果的に遮蔽する。したがって、固体撮像装置１０の内部から放出される電磁波や固体撮像装置１０の内部に侵入する電磁波を効果的に遮断するとともに、レンズエレメント３から撮像エリアまでが遮光されるため、固体撮像装置１０の電磁波障害（ＥＭＩ）が抑えられ、かつ、光学性能も大幅に向上する。
【００１１】
上記カメラモジュールは、前記撮像エリア８における前記受光素子の表面に空隙からなる透明層９を有することが好ましい。また、前記透明層９と前記レンズエレメント３の間に透明な板状部材４を有することがさらに好ましい。
【００１２】
上記カメラモジュールの他の構成としては、前記撮像エリア８における前記受光素子の表面に樹脂その他の透明材料からなる透明層９を有することが好ましい。この場合は、前記透明な板状部材４と前記透明層９とが同一材料で構成されていることがさらに好ましい。このような構成によると、板状部材４が必要である場合でも、板状部材４を別途形成する必要が無く、透明層９の製造工程から連続して製造することが可能となる。
【００１３】
本発明に係るカメラモジュールにおいて、透明な板状部材４を具備する場合には、前記透明な板状部材４の側面は、前記固体撮像装置１０の側面と面一に構成されてなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係るカメラモジュールにおいて、透明な板状部材４を具備する場合の他の構成としては、前記透明な板状部材４の側面は、前記レンズ支持体２および／または前記固体撮像装置１０の側面よりも突出して構成されてなることが好ましい。
【００１５】
上記カメラモジュールの他の構成としては、前記レンズ支持体２および前記レンズエレメント３は、スペーサ１２によって中央にレンズエレメントを具備するウェハーレベル・レンズ基板ガラス１３が支持された構成を具備するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カメラモジュールの側面部に、該側面部全体を覆う金属蒸着膜を具備するため、固体撮像装置の内部から外部へ及び固体撮像装置の外部から内部へ侵入する電磁波を効果的に遮断することができると共に、撮像エリアに入射する光を遮光することができる。特に、撮像エリアとほぼ同サイズであるチップサイズパッケージの固体撮像装置においては、レンズユニットを含むカメラモジュール側端面全体を覆うことは遮光性能の向上に対して著しく大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるカメラモジュールの構造断面図を模式的に示した図である。
【００１８】
図１に示すように、第1の実施形態に係るカメラモジュールは、主に、固体撮像装置１０と、光学レンズを含むレンズユニット２０とから構成される。固体撮像装置１０は、ウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造のイメージセンサであり、内部に貫通電極５及びハンダボール６を具備し、半導体基板の表面に撮像エリア８が形成されたチップ上に透明な板状部材４が設けられてなる。また、撮像エリア８には、図示しない多数のマイクロレンズが形成され、その一つ一つに受光素子が形成されている。レンズエレメント３は固体撮像装置の撮像エリアに結像する役割を果たし、レンズ支持体２がこれを支持している。固体撮像装置１０とレンズユニット２０とはそれぞれ別工程で製造され、その後、両者を貼り合わせることでカメラモジュールが完成する。
【００１９】
透明な板状部材４が撮像エリア８を囲うリブ１１によって撮像エリア８の上方で橋絡的に支持されており、透明な板状部材４と撮像エリア８との間には空隙が形成されている。この空隙の内部は空気で満たされ、透明層９をなしている。リブ１１は撮像素子チップ形成後に個片化するためのスクライブラインが設けられる部位である。透明な板状部材４は、ガラス板などで構成され、主に撮像エリア８を保護すると共に固体撮像装置１０の上部に設けられるレンズユニット２０を載置して固定する役割を果たす。なお、固定手段は特に限定されないが、接着剤で固定することが一般的である。
【００２０】
透明な板状部材４がガラス板で構成される場合の製造方法は、個片化される前のウェハー状態で、リブ１１上に接着剤を塗布してウェハーと同サイズのガラス板を貼り合わせ、一括してダイシングすることで、固体撮像装置１０を個片化する。なお、ダイシング工程を出来るだけ短時間に行うことにより切断面を平坦にするため、固体撮像装置の半導体ウェハーの裏面側を予め研磨して薄膜化しておくことが好ましい。一例を挙げると、現時点で実現可能なものとしては、透明な板状部材の厚みは３００〜５００μｍ、固体撮像装置の厚みは約１００μｍ程度である。
【００２１】
レンズエレメント３は１つであっても複数のレンズで構成されていてもよい。また、レンズ支持体２には、必要により、赤外線をカットするための赤外線カットフィルタ７が設けられる。なお、赤外線カットフィルタ７は、レンズ支持体２に設けず透明な板状部材４の表面に積層膜を形成することにより構成しても良い。
【００２２】
なお、図４に示すように、透明層９は、空気を充填することに代えて、空隙の内部に樹脂等の透明材料を充填することにより構成してもよい。この場合、さらに、空隙を透明樹脂等で充填した後、連続して一定の厚みまで透明樹脂等の形成を行うと、この透明な樹脂等で「透明な板状部材」が形成される。このようにすると、透明な板状部材４をガラスではなく透明層と同じ材料の樹脂で形成することができるため、製造工程が簡素化され、ダイシング工程の負担も軽減できる等の利点がある。
【００２３】
あるいは、撮像エリア８が透明材料で保護されるため、図５に示すように、空気層９の上方に設けられていた透明板４を省略することもでき、このようにするとカメラモジュール全体をより低背化することができる。
【００２４】
なお、図１、図４及び図５の例では、固体撮像装置１０とレンズユニット２０はそれぞれの製造工程でほぼ同一寸法に形成することによって四囲の側面部が実質的に面一となるように構成が示されているが、必ずしも固体撮像装置１０と同一寸法に合わせる必要は無い。
【００２５】
そして、少なくともカメラモジュールの側面部を覆うように金属蒸着膜１が形成される。この金属蒸着膜１は、固体撮像装置１０の動作に悪影響を及ぼす外部からの電磁波を遮蔽すると共に固体撮像装置１０から外部放出される電磁波を封じ込める、いわゆるＥＭＩ（電磁波障害）シールドの役割を果たすものである。また、金属蒸着膜１は遮光膜としても機能するため、レンズ支持体２の周囲を覆うことで撮像エリア８への入射光を抑え、カメラモジュール全体の光学性能をも向上させることができる。
【００２６】
そのため、金属蒸着膜１は側面部だけでなくレンズエレメント３の前面除く受光面の上部や底面部に及んでいることが好ましい。また、ＥＭＩシールドとしての効果を奏するためには金属蒸着膜１は電気的に接地されていることが必要である。接地の方法は特に限定されず、例えばハンダボール６の一つが接地端子である場合には、その接地端子と金属蒸着膜１を電気的に接触させるように構成してもよい。また、カメラモジュールを取付ける筐体が金属製である場合には、そこから接地してもよい。
【００２７】
金属蒸着膜１は例えばスパッタリング法により、カメラモジュールの側面部全体に成膜するが、成膜方法は限定されない。他の方法、例えば、電子ビーム蒸着法や化学気相成長法等を用いることも可能である。また、金属蒸着膜の材質も、特に限定されるものではないが、ニッケル、ステンレス等、導電率が高くかつ安価な材料が好ましい。
【００２８】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態であるカメラモジュールの構造断面図を模式的に示した図である。なお、図１と実質的に同様の機能を有する部位については同一の符号を付し、共通する事項については第１の実施形態における説明を援用する。以下、相違点を中心に説明する。
【００２９】
図２に示すように、第２の実施形態に係るカメラモジュールも第１の実施形態同様に、主に、固体撮像装置１０（１０ｂ）と、光学レンズを含むレンズユニット２０とから構成されるが、透明な板状部材４（４ｂ）が固体撮像装置１０とレンズ支持体２よりも突出して構成される点が異なっている。
【００３０】
この違いはカメラモジュールの製造工程の違いに起因する。すなわち、第１の実施形態では、ウェハー状態の固体撮像装置とウェハー状態のガラスウェハーとを貼り合わせた後、スクライブラインに沿って一括してダイシングを行うのに対して、第２の実施形態では、固体撮像装置１０の上部から透明な板状部材４のダイシングを１回、固体撮像装置１０の底部からスクライブラインに沿ってダイシングを１回、合わせて２回ダイシングを行ってカメラモジュールが完成する。このようにダイシングを２回行うのは、固体撮像装置１０の切断面の精度が向上し、不良率を抑えることができるためである。
【００３１】
このようにして製造されたカメラモジュールの場合、カメラモジュールの側端面に凹凸が形成されることになるが、金属蒸着膜であれば、側面部全てを連続的に覆うように成膜することが可能である。
【００３２】
このように、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、固体撮像装置１０の透明な板状部材４とレンズユニットのレンズ支持体２を接着剤等で固定することにより、カメラモジュールを構成し、このカメラモジュールの四囲の側面部全体に対して金属蒸着膜１を設けることによって、第１の実施形態同様に、ＥＭＩシールド性能と光学性能を共に向上させることができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態であるカメラモジュールの構造断面図を模式的に示した図である。なお、図１と同様の機能を有する部位については同一の符号を付し、共通する事項については第１の実施形態における説明を援用する。以下、相違点を中心に説明する。
【００３４】
図３に示すように、第３の実施形態に係るカメラモジュールも第１の実施形態同様に、主に、固体撮像装置１０と、光学レンズを含むレンズユニット２０（２０ｃ）とから構成されるが、レンズユニット２０の構成が異なっている。
【００３５】
第３の実施形態におけるレンズユニット２０（２０ｃ）は、スペーサ１２及び中央にレンズエレメントを具備するウェハーレベル・レンズ基板ガラス１３とから構成される。ウェハーレベル・レンズ基板ガラス１３は個々の固体撮像装置に個片化される前のウェハー状態の半導体基板と同一寸法の透明なガラス上のウェハーであり、撮像エリア８の四方を囲うスペーサ１２を介して重ね合わされる。すなわち、レンズエレメント３（３ｃ）が、スペーサ１２とウエハーレベル・レンズ基板ガラス１３のレンズエレメントに相当する部分以外の部分とで支持される構成となっており、これらが実質的に第１及び第２の実施形態におけるレンズ支持体２と同一の機能を実現することになる。従って、このような意味において、本実施形態においても、「レンズ支持体」に相当する構成が開示されている。
【００３６】
なお、図３に示すように、ウェハーレベル・レンズ基板ガラス１３及びスペーサー１２をそれぞれ複数段設けることにより、複数のレンズエレメントを含む構成としてもよい。この状態で、一括してダイシングを行うことで、カメラモジュールの側端面が面一に形成される。
【００３７】
ウェハーレベル・レンズ基板ガラス１３は各固体撮像装置の撮像エリア８と同一の平面位置にレンズエレメントとして機能する凸レンズが設けられているため、光軸を精度良く撮像エリアに合わせることができる利点がある。スペーサ１２の材質は樹脂等で構成されるが、特に限定されるものではない。また、リブ１１と共に遮光性部材で構成されていることが好ましい。
【００３８】
そして、少なくともカメラモジュールの側面部に金属蒸着膜１が形成される。この金属蒸着膜１は、固体撮像装置１０の動作に悪影響を及ぼす外部からの電磁波を遮蔽すると共に固体撮像装置１０から外部放出される電磁波を封じ込める、いわゆるＥＭＩ（電磁波障害）シールドの役割を果たすものである。また、金属蒸着膜１は遮光膜としても機能するため、レンズ支持体２の周囲を覆うことでカメラモジュール全体の光学性能をも向上させることができる。
【００３９】
第３の実施形態でも、第１の実施形態同様にダイシング工程で個片化したカメラモジュールの四囲の側面部全体に対して主に電磁波を遮蔽する金属蒸着膜１を設けている。この金属蒸着膜１は、半田ボール６等を介して接地されている。
【００４０】
なお、図６に示すように、第１の実施形態の変形例同様、透明層９は、空気を充填することに代えて、空隙の内部に樹脂等の透明材料を充填することにより構成してもよい。図６の例では、撮像エリア８が透明材料で保護されるため、空気層９の上方に設けられるべき透明板４を省略することもでき、このようにするとカメラモジュール全体をより低背化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態であるカメラモジュールの構造断面図
【図２】本発明の第２の実施形態であるカメラモジュールの構造断面図
【図３】本発明の第３の実施形態であるカメラモジュールの構造断面図
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例であるカメラモジュールの構造断面図
【図５】本発明の第１の実施形態の他の変形例であるカメラモジュールの構造断面図
【図６】本発明の第３の実施形態で変形例あるカメラモジュールの構造断面図
【符号の説明】
【００４２】
１  金属蒸着膜
２  レンズ支持体
３  レンズエレメント
４  透明な板状部材
５  貫通電極
６  半田ボール
７  赤外カットフイルター
８  撮像エリア
９  透明層
１０、１０ｂ  固体撮像装置
１１  リブ
１２  スペーサー
１３  ウェハーレベル・レンズ基板ガラス
２０、２０ｃ  レンズユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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