(57)【要約】【課題】  本発明はカメラモジュールを構成するレンズ、光学フィルタ、撮像素子、基板を組み立てる際の作業効率を高めると共に、撮像素子の防塵性を高めることを課題とする。【解決手段】  カメラモジュール３０は、基板３２の下面側に制御用ＩＣ４０、ボンディングワイヤ４１、フレキシブルケーブル４４を覆うように樹脂材を成型した下側樹脂モールド４６が形成されている。また、基板３２の上面側には、撮像素子３４の縁部、ボンディングワイヤ３６、配線パターン３８を覆うように樹脂材を成型した上側樹脂モールド４８が形成されている。そして、下側樹脂モールド４６と上側樹脂モールド４８との間は、基板３２の側面を覆うように成型された側面樹脂モールド４９を介して一体的に結合される。上側樹脂モールド４８の上端４８ａには、レンズ５０,５１を保持するレンズ保持部材５２が固着される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた撮像素子と、該撮像素子から所定の焦点距離の位置に設けられたレンズと、該レンズからの光を透過する光学フィルタとを有するカメラモジュールにおいて、
前記基板の下面、前記基板の上面と前記撮像素子の縁部との間、及び前記レンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により一体成型したことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記支持部は、前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間を連通する撮像空間を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記撮像空間は、内部に前記光学フィルタを保持する光学フィルタ保持部を有することを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記支持部は、前記撮像空間の内壁が前記レンズの外周を囲むように形成され、上端が前記レンズを保持するレンズ保持部材により封止されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記基板は、下面に前記撮像素子を制御するための制御回路が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
基板上に設けられた撮像素子と、該撮像素子から所定の焦点距離の位置に設けられたレンズと、該レンズからの光を透過する光学フィルタとを有するカメラモジュールの製造方法において、
前記基板の下面を樹脂材により成型する工程と、
前記基板の上面と前記撮像素子の縁部との間及び前記レンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により成型する工程と、
前記支持部の内部に光学フィルタを取り付ける工程と、
前記支持部の内部に前記レンズを挿入すると共に、前記レンズの保持部を前記支持部の上端に接着して前記支持部の内部を封止する工程と
を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【請求項７】
基板上に複数の撮像素子を設ける工程と、
前記撮像素子の各端子と前記基板上の配線パターンとをワイヤボンディングにより接続する工程と、
前記基板の下面を樹脂材により成型する工程と、
前記基板の上面と前記撮像素子の縁部との間及び前記レンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により一体成型する工程と、
前記複数の撮像素子の境界線に沿って前記樹脂成型部分を切断して前記撮像素子を分離させる工程と、
前記支持部の内部に光学フィルタを取り付ける工程と、
前記支持部の内部に前記レンズを挿入すると共に、前記レンズの保持部を前記支持部の上端に接着して前記支持部の内部を封止する工程と
を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラモジュール及びその製造方法に係り、特にレンズ、光学フィルタ、撮像素子、基板を組み立てる際の作業効率を高めると共に、撮像素子の防塵性を高めるように構成されたカメラモジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話機等に搭載されるカメラモジュールは、小型化及び薄型化を要求されると共に、生産効率の向上や撮像素子の防塵性の向上も要求されている。
【０００３】
従来のカメラモジュールとしては、例えば、図１に示されるような構成とされたものがある。図１に示すカメラモジュールは、基板１０上に制御用ＩＣ１２と、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ等からなる撮像素子１４とを搭載し、基板１０上に接着された鏡筒１６と、鏡筒１６の内部に保持されたレンズ１８、光学フィルタ２０とから構成されている。
【０００４】
制御用ＩＣ１２及び撮像素子１４の端子は、ボンディングワイヤ２２を介して基板１０の配線パターンと接続されており、制御用ＩＣ１２及び撮像素子１４の周囲を覆うように鏡筒１６が基板１０上に接着される。
【０００５】
また、上記以外にも、基板の下面に制御回路を設け、基板の下面を樹脂モールドする構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２６４２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記図１に示す従来のカメラモジュールは、鏡筒１６の組立及び位置合わせに手間がかかると共に、鏡筒１６の下端部と基板１０上との間を接着剤により密封することが難しく、鏡筒１６の内部に湿気が入り込むおそれがあり、湿気により各端子やボンディングワイヤ２２やはんだが劣化するという問題があった。
【０００７】
さらに、従来のものは、制御用ＩＣ１２及び撮像素子１４の端子が鏡筒１６の内部で露出されているので、金属片が剥離した場合には撮像素子の撮像面に付着することがあり、不良発生の原因にもなっている。
【０００８】
また、上記従来のものは、鏡筒１６の接着強度が弱いので、衝撃による加速度が印加されると、鏡筒１６がぐらついてしまい、レンズ１８を安定的に保持することができないおそれもある。
【０００９】
また、上記引用文献１に開示されたカメラモジュールでは、基板の下面側が樹脂モールドされているが、基板上に設けられた撮像素子及びレンズが鏡筒の内部に収納されており、鏡筒の組立に手間がかかると共に、撮像素子の各端子が鏡筒内部に露出しているので、上記従来のものと同様な問題を有している。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決したカメラモジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
【００１２】
請求項１記載の発明は、基板上に設けられた撮像素子と、該撮像素子から所定の焦点距離の位置に設けられたレンズと、該レンズからの光を透過する光学フィルタとを有するカメラモジュールにおいて、
前記基板の下面、前記基板の上面と前記撮像素子の縁部との間、及び前記レンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により一体成型したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記支持部が、前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間を連通する撮像空間を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記撮像空間が、内部に前記光学フィルタを保持する光学フィルタ保持部を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記支持部が、前記撮像空間の内壁が前記レンズの外周を囲むように形成され、上端が前記レンズを保持するレンズ保持部材により封止されることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記基板の下面に前記撮像素子を制御するための制御回路が設けられたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、基板上に設けられた撮像素子と、該撮像素子から所定の焦点距離の位置に設けられたレンズと、該レンズからの光を透過する光学フィルタとを有するカメラモジュールの製造方法において、
前記基板の下面を樹脂材により成型する工程と、
前記基板の上面と前記撮像素子の縁部との間及び前記レンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により成型する工程と、
前記支持部の内部に光学フィルタを取り付ける工程と、
前記支持部の内部に前記レンズを挿入すると共に、前記レンズの保持部を前記支持部の上端に接着して前記支持部の内部を封止する工程と
を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法である。
【００１８】
請求項７記載の発明は、基板上に複数の撮像素子を設ける工程と、
前記撮像素子の各端子と前記基板上の配線パターンとをワイヤボンディングにより接続する工程と、
前記基板の下面を樹脂材により成型する工程と、
前記基板の上面と前記撮像素子の縁部との間及び前記レンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により一体成型する工程と、
前記複数の撮像素子の境界線に沿って前記樹脂成型部分を切断して前記撮像素子を分離させる工程と、
前記支持部の内部に光学フィルタを取り付ける工程と、
前記支持部の内部に前記レンズを挿入すると共に、前記レンズの保持部を前記支持部の上端に接着して前記支持部の内部を封止する工程と
を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板の下面、基板の上面と撮像素子の縁部との間、及びレンズを所定位置に支持する支持部を樹脂材により一体成型したため、組立作業効率を高められると共に、撮像素子周囲の気密性が高まり、湿気の浸入を防止して撮像素子の端子と基板との接続部分の劣化を防止でき、且つはんだ接続部分からの金属片の剥離による不良発生も防止できる。また、撮像素子周囲を樹脂モールドで囲むことにより、衝撃によるぐらつきもなく、耐衝撃性が向上している。また、はんだ接続部分を樹脂材でモールドすることによりはんだの融点よりも高い温度環境でも使用可能となり、耐熱性をより高めることが可能になる。
【００２０】
また、本発明によれば、支持部にレンズと撮像素子の撮像面との間を連通する撮像空間を有するため、支持部が鏡筒として機能することになり、従来のように鏡筒を取り付けるための接着作業や位置調整作業が不要になり、組立作業の効率を高めることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、撮像空間の内部に光学フィルタを保持する光学フィルタ保持部を有するため、光学フィルタを容易に取り付けることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、支持部の撮像空間の内壁がレンズの外周を囲むように形成され、上端がレンズを保持するレンズ保持部材により封止されるため、撮像空間内部を容易に密閉することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、基板の下面に撮像素子を制御するための制御回路が設けられたため、その分基板上に配置される部品数を削減して、支持部の高さを低くすることが可能になり、薄型化にも対応しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図２は本発明になるカメラモジュールの実施例１を示す縦断面図である。図２に示されるように、カメラモジュール３０は、基板３２に撮像素子３４（例えば、CCDやCMOS等）が固着され、撮像素子３４の縁部に設けられた各端子がボンディングワイヤ３６を介して基板３２上の配線パターン３８に接続される。また、基板３２の下面には、撮像素子３４を制御する制御用ＩＣ４０が固着されており、制御用ＩＣ４０の各端子がボンディングワイヤ４１を介して基板３２下面の配線パターン４２に接続される。
【００２６】
さらに、基板３２の下面には、フレキシブルケーブル４４が基板３２下面の外部端子４５にはんだ付けされる。尚、本実施例の基板３２は、３枚の基板が積重された構成になっているが、これに限らず、基板枚数を３枚未満としても良い。
【００２７】
基板３２の下面側は、制御用ＩＣ４０、ボンディングワイヤ４１、フレキシブルケーブル４４を覆うように樹脂材を成型した下側樹脂モールド４６が形成されている。また、基板３２の上面側には、撮像素子３４の縁部、ボンディングワイヤ３６、配線パターン３８を覆うように樹脂材を成型した上側樹脂モールド４８が形成されている。そして、下側樹脂モールド４６と上側樹脂モールド４８との間は、基板３２の側面を覆うように成型された側面樹脂モールド４９を介して一体的に結合される。
【００２８】
上側樹脂モールド４８の上端４８ａには、レンズ５０,５１を保持するレンズ保持部材５２が固着される。すなわち、上側樹脂モールド４８は、基板３２の上面及び撮像素子３４の縁部を覆うと共に、レンズ５０,５１の高さ位置を位置決めするレンズ支持部としても機能するように基板３２の上面より所定高さに形成される。
【００２９】
レンズ保持部材５２は、レンズ５０,５１を保持する筒部５２ａと、筒部５２ａより半径方向に延在形成された鍔部５２ｂとを有する。そして、レンズ保持部材５２は、鍔部５２ｂが接着剤５４により上側樹脂モールド４８の上端４８ａに接着される。そのため、レンズ５０は、上側樹脂モールド４８の高さ位置により、撮像素子３４の撮像面３４ａに対する焦点距離を有する所定取付位置に位置決めされる。
【００３０】
また、上側樹脂モールド４８の内部には、上側樹脂モールド４８とレンズ５０との間を連通する撮像空間５６が形成されており、撮像空間５６の内部には、光学フィルタ５８を固定するための光学フィルタ取付面４８ｂが設けられている。この光学フィルタ５８は、例えば、可視光を吸収し赤外線を透過させるＩＲフィルタである。
【００３１】
上側樹脂モールド４８の内部に形成された撮像空間５６は、レンズ５０が挿入されるレンズ収納空間であり、撮像空間５６を囲む上側樹脂モールド４８の内壁４８ｃは、鏡筒として機能する。また、撮像空間５６は、レンズ保持部材５２によって封止され、外部からの塵埃及び湿気が侵入しないように密閉状態に保たれる。
【００３２】
尚、レンズ保持部材５２は、鍔部５２ｂの接着面積を大きくとれるので、上側樹脂モールド４８に対してぐらつくことがなく、レンズ５０,５１を安定的に保持することができる。
【００３３】
このように、カメラモジュール３０は、基板３２の下面側が下側樹脂モールド４６で覆われ、基板３２の上面側が上側樹脂モールド４８によって覆われ、且つレンズ保持部材５２の鍔部５２ｂが上側樹脂モールド４８の上端４８ａに接着されるため、従来よりも組立て作業を要する部品が少なくなり、その分組立作業効率を高められる。さらに、撮像素子３４の周囲の気密性及び防塵性が高まり、湿気や塵埃の侵入を防止して撮像素子３４の端子と基板３２との接続部分の劣化を防止でき、且つはんだ接続部分からの金属片の剥離による不良発生も防止できる。また、撮像素子３４の周囲を樹脂材で囲むことにより、衝撃によるぐらつきもなく、耐衝撃性を向上させることが可能になる。
【００３４】
下側樹脂モールド４６及び上側樹脂モールド４８は、はんだの融点（鉛なしの場合、約２６０°Ｃ）に対して約３００°Ｃまで耐えるので、上記撮像素子３４、制御用ＩＣ４０の各端子のはんだ付け部分の耐熱性をより高めることが可能になる。そのため、カメラモジュール３０は、高温環境下でも安定的に撮像することが可能になり、例えば、直射日光が照射されるような場所で使用する際の信頼性を高めることが可能になる。
【００３５】
ここで、上記カメラモジュール３０の製造方法について図３乃至図１５を参照して説明する。
【００３６】
図３に示されるように、工程１では、大きな基板６０に細長いスリット６４を設けて上記基板３２が形成される複数個（図３では８個）の基板領域６２を画成する。尚、細長いスリット６４は、各基板領域６２の境界に位置するように設けられている。また、このスリット６４の溝には、樹脂材が注入されて側面樹脂モールド４９が形成される。そして、各基板領域６２の上面には、撮像素子３４の取り付け位置の周囲を囲むように配線パターン３８が設けられている。
【００３７】
図４に示されるように、工程２では、各基板領域６２の下面には、制御用ＩＣ４０の取り付け位置の周囲を囲むように配線パターン４２が設けられている。
【００３８】
図５に示されるように、工程３では、配線パターン４２にコンデンサなどの電子部品６６をはんだ付けする。
【００３９】
図６に示されるように、工程４では、各基板領域６２の下面に制御用ＩＣ４０を固着し、制御用ＩＣ４０の各端子と配線パターン４２との間をボンディングワイヤ４１により接続する。さらに、フレキシブルケーブル４４を基板３２下面の外部端子４５にはんだ付けする。
【００４０】
図７に示されるように、工程５では、各基板領域６２の下面側全体を樹脂材により一体成型し、下側樹脂モールド４６を制御用ＩＣ４０、ボンディングワイヤ４１、配線パターン４２、フレキシブルケーブル４４の端部を覆うように成型する。この下側樹脂モールド４６は、上記スリット６４にも充填されるように成型される。
【００４１】
図８に示されるように、工程６では、各基板領域６２の上面に撮像素子３４を固着し、撮像素子３４の各端子と配線パターン３８との間をボンディングワイヤ３６により接続する。
【００４２】
図９及び図１０に示されるように、工程７では、各基板領域６２の上面側を樹脂材により一体成型し、上側樹脂モールド４８を撮像素子３４、ボンディングワイヤ３６、配線パターン３８を覆うように成型する。これにより、上側樹脂モールド４８と下側樹脂モールド４６とは、側面樹脂モールド４９を介して一体化される。
【００４３】
図１１に示されるように、工程８では、上記スリット６４に沿うように下側樹脂モールド４６及び上側樹脂モールド４８を切断する。これにより、２個のカメラモジュール３０が１個のユニットとして得られる。
【００４４】
図１２に示されるように、工程９では、図１１に示すユニットの中間部分を切断して1個のカメラモジュール３０を得る。
【００４５】
図１３に示されるように、工程１０では、上側樹脂モールド４８の撮像空間５６の内部に光学フィルタ５８を挿入し、前述した光学フィルタ取付面４８ｂに固着させる。
【００４６】
図１４に示されるように、工程１１では、上側樹脂モールド４８の上端４８ａにレンズ保持部材５２の鍔部５２ｂを接着する。これで、図２に示すカメラモジュール３０が完成する。
【００４７】
このように、基板６０から複数（本実施例では８個）のカメラモジュール３０を樹脂成型することが可能であるので、効率良く生産することができ、量産する場合に有利である。
【実施例２】
【００４８】
図１５（Ａ）はカメラモジュールの実施例２を示す縦断面図、図１５（Ｂ）はカメラモジュールの外部端子を下方からみた図である。尚、図１５（Ａ）（Ｂ）において、上記実施例１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
図１５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、カメラモジュール７０は、基板３２の下面に形成された外部端子４５を露出させるように下側樹脂モールド４６が成型されている。そのため、外部端子４５には、フレキシブルケーブル４４が接続されておらず、カメラモジュール７０が組み込まれる携帯電話機（図示せず）の機種に応じた形状や収納スペースなどに応じた形状に加工されたフレキシブルケーブルを後ではんだ付けすることが可能になる。
【実施例３】
【００５０】
図１６（Ａ）はカメラモジュールの実施例３を示す縦断面図、図１６（Ｂ）（Ｃ）はカメラモジュールの外部端子を下方からみた図である。尚、図１６（Ａ）〜（Ｃ）において、上記実施例１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図１６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、カメラモジュール８０は、外部端子６２の表面にはんだめっき８２を積層されている。カメラモジュール８０では、外部端子４５にはんだめっき８２を形成してあるので、フレキシブルケーブルをはんだ付けする際のはんだ性が向上している。
【００５２】
図１６（Ｃ）に示されるように、外部端子６２の表面にはんだボール８４を設けるようにしてもはんだ性を向上させることができる。
【実施例４】
【００５３】
図１７（Ａ）はカメラモジュールの実施例４を示す縦断面図、図１７（Ｂ）はカメラモジュールの外部端子を下方からみた図である。尚、図１７（Ａ）（Ｂ）において、上記実施例１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図１７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、カメラモジュール９０は、基板３２の下面に形成された外部端子４５にコネクタ９２が接続されている。そのため、カメラモジュール９０が組み込まれる携帯電話機（図示せず）の機種に応じた形状や収納スペースなどに応じた任意の形状に加工されたフレキシブルケーブルを携帯電話機の組立工程で簡単に結合させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
上記実施例では、携帯電話機に組み込まれるカメラモジュールを例に挙げて説明したが、これに限らず、携帯電話機以外の機器（例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、あるいはPDA(Personal Digital Assistant)などの端末装置やセキュリティ機器など）に搭載されるカメラユニットにも適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来のカメラモジュールの一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明になるカメラモジュールの実施例１を示す縦断面図である。
【図３】カメラモジュール３０の製造方法の工程１を示す斜視図である。
【図４】カメラモジュール３０の製造方法の工程２を示す斜視図である。
【図５】カメラモジュール３０の製造方法の工程３を示す斜視図である。
【図６】カメラモジュール３０の製造方法の工程４を示す斜視図である。
【図７】カメラモジュール３０の製造方法の工程５を示す斜視図である。
【図８】カメラモジュール３０の製造方法の工程６を示す斜視図である。
【図９】カメラモジュール３０の製造方法の工程７を上方からみた斜視図である。
【図１０】カメラモジュール３０の製造方法の工程７を下方からみた斜視図である。
【図１１】カメラモジュール３０の製造方法の工程８を示す斜視図である。
【図１２】カメラモジュール３０の製造方法の工程９を示す斜視図である。
【図１３】カメラモジュール３０の製造方法の工程１０を示す斜視図である。
【図１４】カメラモジュール３０の製造方法の工程１１を示す斜視図である。
【図１５】カメラモジュールの実施例２を示す図である。
【図１６】カメラモジュールの実施例３を示す図である。
【図１７】カメラモジュールの実施例４を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
３０,７０,８０,９０  カメラモジュール
３２  基板
３４  撮像素子
４０  制御用ＩＣ
４４  フレキシブルケーブル
４６  下側樹脂モールド
４８  上側樹脂モールド
４９  側面樹脂モールド
５０,５１  レンズ
５２  レンズ保持部材
５６  撮像空間
５８  光学フィルタ
６０  基板
６２  基板領域
６４  スリット
８２  はんだめっき
８４  はんだボール
９２  コネクタ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006148473.tif 000013
【図１２】
2006148473.tif 000014
【図１３】
2006148473.tif 000015
【図１４】
2006148473.tif 000016
【図１５】
2006148473.tif 000017
【図１６】
2006148473.tif 000018
【図１７】
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