(57)【要約】【課題】レンズの光学的性能に変化を与えることなく、レンズ上面からイメージセンサ面の距離を一定に維持させつつ、システムが要求するカメラモジュール全体の高さ（ｈ１）を最大限に抑制する。【解決手段】中央に孔が形成された基板、基板の背面に接着されるＩＳＰパッケージ、及び基板の中央の孔に装着されるイメージセンサから構成されたイメージセンサモジュールを特徴とし、イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、ハウジングの内域に装着されるレンズと、ハウジングの内部に設置されるフィルタと、イメージセンサモジュールの基板の背面に連結するＦＰＣＢとを含んで構成されるカメラモジュール及び上記イメージセンサモジュールを製造するための工程をともに提供する。【選択図】　図２
2004007386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に孔が形成された基板と、
前記基板の背面に接着されるＩＳＰパッケージと、
前記基板の中央の孔に安着されるイメージセンサと
から構成されるイメージセンサモジュール。
【請求項２】
中央に孔が形成された基板、前記基板の背面に接着されるＩＳＰパッケージ、及び前記基板の中央の孔に装着されるイメージセンサから構成されたイメージセンサモジュールと、
前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、
前記ハウジングの内域に装着されるレンズと、
前記ハウジングの内部に設置されるフィルタと、
前記イメージセンサモジュールの基板の背面に連結するＦＰＣＢと、
を含んで構成されるカメラモジュール。
【請求項３】
基板の中央部に孔を形成する段階と、
ＩＳＰパッケージを前記基板の背面に接着する段階と、
前記基板の中央部に形成された孔にイメージセンサを、接着剤を使用して固定させた後、ワイヤーボンディングを遂行する段階と、
から構成されたイメージセンサモジュールの製造方法。
【請求項４】
中央に孔が形成された基板と、
前記基板の中央の孔に装着されるＩＳＰベアチップと、
前記ＩＳＰベアチップの上面に設置されるイメージセンサ及び前記基板の背面から密封を遂行するＥＭＣ層と、
により構成されたイメージセンサモジュール。
【請求項５】
中央に孔が形成された基板、前記基板の中央の孔に装着されるＩＳＰベアチップ、前記ＩＳＰベアチップの上面に設置されるイメージセンサ、及び前記基板の背面から密封を遂行するＥＭＣ層から構成されたイメージセンサモジュールと、
前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、
前記ハウジングの内域に装着されるレンズと、
前記ハウジングの内部に設置されるフィルタと、
前記イメージセンサモジュールの基板の背面に連結するＦＰＣＢと、
を含んで構成されるカメラモジュール。
【請求項６】
基板の中央部に孔を形成する段階と、
ＩＳＰベアチップを前記基板の中央部の孔に挿入した後、上面をテープで仮接着する段階と、
前記基板の背面でワイヤーボンディングを遂行してＥＭＣ密封化を遂行する段階と、
前記基板の上面に仮接着されたテープを除去する段階と、
前記ＩＳＰベアチップの上面にイメージセンサを接着した後、ワイヤーボンディングを遂行する段階と、
からなるイメージセンサモジュールの製造方法。
【請求項７】
中央に孔が形成された基板と、
前記基板の背面に接着されるＦＰＣＢと、
前記ＦＰＣＢの背面に接着されるＩＳＰパッケージと、
前記基板の中央の孔に装着されるイメージセンサと、
から構成されるイメージセンサモジュール。
【請求項８】
中央に孔が形成された基板、前記基板の背面に接着されるＦＰＣＢ、前記ＦＰＣＢの背面に接着されるＩＳＰパッケージ、及び前記基板の中央の孔に装着されるイメージセンサにより構成されたイメージセンサモジュールと、
前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、
前記ハウジングの内域に装着されるレンズと、
前記ハウジングの内部に設置されるフィルタと、
を含んで構成されるカメラモジュール。
【請求項９】
基板の中央部に孔を形成する段階と、
ＦＰＣＢを前記基板の背面に接着する段階と、
前記ＦＰＣＢの背面にＩＳＰパッケージを接着する段階と、
前記基板の中央部に形成された孔にイメージセンサを、接着剤を使用して固定させた後、ワイヤーボンディングを遂行する段階と、
で構成されたイメージセンサモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに適用されるカメラモジュールに関し、特に、イメージセンサモジュールの構造及び該イメージセンサモジュールを提供するための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、デジタルカメラはインターネット映像通信などと共に使われることが増えている。最近では、ＰＤＡとＩＭＴ−２０００端末機などのように次世代移動通信端末機が数多く普及されているが、これら小型情報通信端末機を画像通信等に利用するためのカメラモジュールの小型化の必要性が高まっている。すなわち、デジタルカメラ製品の高機能化及び多機能化と直間接的に連結する超スリム型カメラモジュールに対する需要が大きく伸びているのである。
【０００３】
特に、今後はＰＤＡなどが単純スケジュール管理のための用途だけから脱皮して、カメラモジュール、移動通信モジュールなど多様な周辺装置を活用したマルチメディア機器として変革されることで、情報通信サービスの目標が場所と時間に拘束されず、音声及びデータはもちろん、停止画像及び動映像まで保存、電送、及び提供することができるマルチメディアサービスにあると考えるのはもちろんである。したがって、今後ますます小型化及び超薄型化されたカメラモジュールの必要性が増大するだろうと予想されるのである。
【０００４】
これにカメラモジュールの基本的な構成要素になるＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサを利用したイメージセンサモジュールの場合、ＣＬＣＣ（ｃｅｒａｍｉｃ　ｌｅａｄｌｅｓｓ　ｃｈｉｐ　ｃａｒｒｉｅｒ）又はＣＯＢ（ｃｈｉｐ　ｏｎ　ｂｏａｒｄ）方式のパッケージに孔（ｈａｌｌ）を利用してモジュールの高さを縮小しようという努力が要求されている。従来の方式は、図１に示したとおり、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に使われるセラミック回路基板（ｃｅｒａｍｉｃ−ＰＣＢ）やエポキシ回路基板（Ｅｐｏｘｙ−ＰＣＢ）のパターン上にＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサを付着し、その上にフィルタを接着したハウジングで覆い、パッケージングした後、レンズをはめ込む形式を用いた。
【０００５】
しかしながら、前記イメージセンサとレンズの他にも前記イメージセンサの動作を感知して信号処理をしてこそ実質的なイメージを見ることができるため、イメージ信号処理用パッケージ（ＩＳＰ　ｃｈｉｐ　：　Ｉｍａｇｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｐａｃｋａｇｅ）を回路基板の下やイメージセンサの側面に一体化させる構成を用いた。
【０００６】
図１は従来の一般的なカメラモジュールの断面を示す図面であり、図示したとおり、基板１０１の上面にワイヤーボンディングによってイメージセンサが結合され、前記基板１０１の背面にはＩＳＰパッケージが接着されてイメージ信号処理を遂行している。上記のように構成されたイメージセンサモジュールは、これを囲むハウジング１０５及び前記ハウジング内部に設置されるＩＲフィルタ１０４と一緒にカメラモジュールを構成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式に伴う場合、カメラモジュール全体の高さを低くするには多くの困難が伴う。
【０００８】
換言すれば、カメラモジュールはシステムが要求する最小限の高さの制約を受けるようになるが、ＩＳＰの高さによってカメラモジュール自体の高さ（ｈ１）が高くなってしまう。このような制約は、高さの制約が厳しくなるほど、カメラモジュールの高さを抑えるのには困難を伴うのである。
【０００９】
したがって、このような問題点を解決する従来技術では、レンズの設計を変更してレンズ上面からイメージセンサ面まで高さを低くすることでモジュールの全体的な高さを調節することができる。しかし、この場合、広義の入射屈折角が広く展開してカメラモジュールレンズの周辺光量比が中心光量比に比べて落ち込みレンズの光学的性能が損なわれる問題点が発生するのである。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、レンズの光学的性能に変化を与えることなく、レンズ上面からイメージセンサ面の距離を一定に維持させつつ、システムが要求するカメラモジュール全体の高さ（ｈ１）を最大限に抑制することができる新しい概念のモジュールを開発、提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、中央に孔が形成された基板と、前記基板の背面に接着されるＩＳＰパッケージと、前記基板の中央の孔に装着されるイメージセンサとから構成されるイメージセンサモジュールをその特徴とし、請求項２に係る発明は、前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、前記ハウジングの内域に装着されるレンズと、前記ハウジングの内部に設置されるフィルタと、前記イメージセンサモジュールの基板の背面に連結するＦＰＣＢとを含んで構成されるカメラモジュールをその特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、基板の中央部に孔を形成する段階と、ＩＳＰパッケージを前記基板の背面に接着する段階と、前記基板の中央部に形成された孔にイメージセンサを、接着剤を使用して固定させた後、ワイヤーボンディングを遂行する段階とから構成されたイメージセンサモジュールの製造方法をその特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、中央に孔が形成された基板と、前記基板の中央の孔に装着されるＩＳＰベアチップと、前記ＩＳＰベアチップの上面に設置されるイメージセンサ及び前記基板の背面の密封を遂行するＥＭＣ層とにより構成されたイメージセンサモジュールをその特徴とし、請求項５に係る発明は、前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、前記ハウジングの内域に装着されるレンズと、前記ハウジングの内部に設置されるフィルタと、前記イメージセンサモジュールの基板の背面に連結するＦＰＣＢとを含んで構成されるカメラモジュールをその特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、基板の中央部に孔を形成する段階と、ＩＳＰベアチップを前記基板の中央部の孔に挿入した後、上面をテープで仮接着する段階と、前記基板の背面でワイヤーボンディングを遂行してＥＭＣ密封化を遂行する段階と、前記基板の上面に仮接着されたテープを除去する段階と、前記ＩＳＰベアチップの上面にイメージセンサを接着した後、ワイヤーボンディングを遂行する段階とからなるイメージセンサモジュールの製造方法をその特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、中央に孔が形成された基板と、前記基板の背面に接着されるＦＰＣＢと、前記ＦＰＣＢの背面に接着されるＩＳＰパッケージと、前記基板の中央の孔に装着されるイメージセンサとから構成されるイメージセンサモジュールをその特徴とし、請求項８に係る発明は、前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジングと、前記ハウジングの内域に装着されるレンズと、前記ハウジングの内部に設置されるフィルタとを含んで構成されるカメラモジュールをその特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明は、基板の中央部に孔を形成する段階と、ＦＰＣＢを前記基板の背面に接着する段階と、前記ＦＰＣＢの背面にＩＳＰパッケージを接着する段階と、前記基板の中央部に形成された孔にイメージセンサを、接着剤を使用して固定させた後、ワイヤーボンディングを遂行する段階とで構成されたイメージセンサモジュールの製造方法をその特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の特徴を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図２は本発明の第１実施形態を表す断面図であり、図示されたとおり、イメージセンサモジュールは基板１、イメージセンサ２及びＩＳＰパッケージ３で構成されている。前記基板１の中央にはイメージセンサ２が安定して備えられるように孔が形成されていて、前記基板１に安定的に備えられたイメージセンサ２はワイヤーボンディングによって結合されている。また、図２はこのようなイメージセンサモジュールの他に前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジング５と、前記ハウジングの内側にねじで結合される筒体８と、前記筒体内に装着されるレンズ７と、前記筒体の端部を囲むノブ９と、前記ハウジングの内部に設置されるフィルタ４と、前記基板１の背面に連結されるＦＰＣＢ６とを含んだ構成を示す。
【００１９】
本発明によるカメラモジュールを製造するために、イメージセンサモジュールを製造する工程は次のとおりである。まず、基板１の中央部に孔を形成する。次に、ＩＳＰパッケージ３を前記基板１の背面に接着するのであるが、このとき前記中央部に形成された孔を充分にカバーできるようにする。この後、前記基板１の中央部に形成された孔にイメージセンサ２を、接着剤を使用して固定させた後、ワイヤーボンディングを遂行する。
【００２０】
図２に示すとおり、レンズを含んだ他の構成要素等の規格が同一ならば、これらカメラモジュールが占める全体の空間上の高さｈ２は、図１に示した従来技術でのカメラモジュールが占める全体の空間上の高さｈ１より低くなる。その差は基板１の厚さだけに相当し、結局、ハウジングの高さを縮小するようになる。すなわち、本発明の第１実施形態によるカメラモジュールの厚さが薄くなるのである。
【００２１】
合わせて、従来技術でのイメージセンサモジュールではイメージセンサと基板との間の高さの差によって、ワイヤーボンディングをするとき、イメージセンサと基板のそれぞれのパッドにワイヤーボンディング力の差が発生して接着力が弱かったが、本発明によるイメージセンサモジュールは、高さの差がないために接着力向上とワイヤーボンディング時の工程の簡便化を図ることができる、という長所がある。
【００２２】
付け加えれば、基板１の中央に孔を形成することによって、前記基板１の厚さに相当するハウジングの長さ、すなわち、基板１と結合部分を小さくできてイメージセンサ２とレンズの距離を一定に維持しながらモジュール全体の高さを小さくすることができるのである。
【００２３】
本発明の第２実施形態は、図３のように構成されている。
【００２４】
図３に示されたとおり、イメージセンサモジュールは、基板１１の中央に孔が形成されていて、前記基板の中央の孔にはＩＳＰベアチップ（ＩＳＰ　ｂａｒｅ　ｃｈｉｐ）１３が安定的に備えられているのであるが、前記ベアチップは従来技術や前記第１実施形態でのＩＳＰパッケージ１０３，３と比較してＩＳＰパッケージ自体の基板が必要でないため、その厚さが薄いのが特徴である。前記ＩＳＰベアチップ１３の上面にはイメージセンサ１２が設置される。また、前記基板１１の背面の密封を遂行するために、ＥＭＣ層２０が形成される。このとき、前記ＩＳＰベアチップとＥＭＣ層２０全体の厚さは、従来技術でのＩＳＰパッケージ１０３や本発明の第１実施形態でのＩＳＰパッケージ３の厚さに比べて薄いことが特徴になっている。この特徴によって、カメラモジュール全体の高さを縮小することができる。
【００２５】
合わせて、前記イメージセンサモジュールを含むカメラモジュールは、ハウジング１５、筒体１８、レンズ１７、ノブ１９、フィルタ１４、及びＦＰＣＢ１６を追加的に含む構成となっている。
【００２６】
前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジング１５の内側には、ねじで結合される筒体１８が設置され、前記筒体内にはレンズ１７が装着される。また、前記筒体の端部を囲むノブ１９、前記ハウジングの内部に設置されるフィルタ１４及び前記基板１１の背面に連結するＦＰＣＢ１６は本発明の第１実施形態での構成と同一である。但し、前記カメラモジュールのハウジング１５の高さｈ３は本発明の第１実施形態のハウジングの高さｈ２に比べて高く構成されている。しかし、カメラモジュール全体でみるときには、前記基板１１の背面に密封のために形成されるＥＭＣ層２０とＩＳＰベアチップ全体の厚さが第１実施形態のＩＳＰパッケージ３の厚さよりも薄く形成することが可能であるため、全体の高さを縮小することができる。これは、ＩＳＰパッケージの厚さよりは、ＩＳＰベアチップとＥＭＣ層の全体の厚さが薄いため、それだけ全体的に高さを縮小することが可能であり、従来技術の図１に図示された構成の高さｈ１よりは低くなっている。
【００２７】
また、前記イメージセンサモジュールの製造のためには、基板１１の中央部に孔を形成する。前記基板１１の孔にパッケージ形態よりも厚さが薄いチップ形態のＩＳＰベアチップ１３を挿入した後、上面をテープで仮接着する。以後、前記基板１１の背面でワイヤーボンディングを遂行してＥＭＣ密封化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）を遂行する段階を経るようになるのであるが、図３に示したとおり、前記ＥＭＣ層の内部に下側にワイヤーボンディングされた形状が現れている。また、前記基板１１の上面に仮接着されたテープを除去して前記ＩＳＰベアチップ１３の上面にイメージセンサ１２を接着した後、上側にワイヤーボンディングを遂行する段階を介してイメージセンサモジュールを製造する。
【００２８】
付け加えれば、図３に従う実施形態は、ＩＳＰパッケージ中、ＩＳＰ用基板なしでＩＳＰベアチップを基板１に接合させ、その下部はＥＭＣ（エポキシモールディングコンパウンド、液体）層に塗布した後（ＩＳＰパッケージは厚さを薄くするほど費用がかかる）に固体化させることによって、ＩＳＰ用基板の厚さと基板の厚さ１に相当する厚さを薄くすることができ、イメージセンサ２とレンズの距離を一定に維持しながらモジュール全体の高さを縮小することができるのである。追加的に、ＥＭＣ層を液体に塗布することによって、既存のＩＳＰパッケージのＥＭＣ層よりも薄くすることができる。
【００２９】
本発明のもう一つの実施形態として、本発明の第３実施形態は、図４に示したとおり、中央に孔が形成された基板２１と、前記基板の背面に接着されるＦＰＣＢ２６と、前記ＦＰＣＢの背面に接着されるＩＳＰパッケージ２３と、前記基板の中央の孔に安定的に備えられるイメージセンサ２２とで構成されたイメージセンサモジュールを特徴とする。
【００３０】
また、このようなイメージセンサモジュールの他に、前記イメージセンサモジュールを上面から覆うハウジング２５と、前記ハウジングの内側にねじで結合される筒体２８と、前記筒体に装着されるレンズ２７と、前記筒体の端部を囲むノブ２９と、前記ハウジングの内部に設置されるフィルタ２４とを含んだ構成を示す。
【００３１】
また、前記イメージセンサモジュールの製造のためには、基板２１の中央部に孔を形成する段階と、ＦＰＣＢ２６を前記基板の背面に接着する段階と、前記ＦＰＣＢの背面にＩＳＰパッケージ２３を接着する段階と、前記基板の中央部に形成された孔にイメージセンサ２２を接着剤を使用して固定させた後、ワイヤーボンディングを遂行する段階とからなるイメージセンサモジュールの製造工程を特徴とする。
【００３２】
上記のような本発明の第３実施形態の全体の高さｈ４は本発明の第１実施形態での高さｈ２よりＦＰＣＢ２６の厚さの分だけ高くなるが、従来技術での高さｈ１よりは低くなって全体的に小型化が可能になる。
【００３３】
以上の説明によって本発明は特定の実施形態と関連して図示及び説明したが、特許請求の範囲によって示された発明の思想及び領域から抜け出さない限度内で多様な改造及び変化が可能であることを当業者ならば誰でも容易に解することができるのである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に伴うイメージセンサモジュール及びカメラモジュールによれば、レンズとイメージセンサ間の距離を適切に維持させて、焦点距離を確保しながらも適切な明るさを得ることができるカメラモジュール及びイメージセンサモジュールを提供することによって、全体的に製品の小型化を達成することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一般的なカメラモジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるカメラモジュールを示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるカメラモジュールを示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態におけるカメラモジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１　基板
２，１２，２２　イメージセンサ
３，２３　ＩＳＰパッケージ
４，１４，２４　フィルタ
５，１５，２５　ハウジング
６，１６，２６　ＦＰＣＢ
７，１７，２７　レンズ
８，１８，２８　筒体
９，１９，２９　ノブ
１３　ＩＳＰベアチップ
２０　ＥＭＣ層。
【図１】
2004007386.tif 000003
【図２】
2004007386.tif 000004
【図３】
2004007386.tif 000005
【図４】
2004007386.tif 000006