(57)【要約】【課題】携帯機器用カメラモジュールを小型化すると共に、製造コストを低減する。【解決手段】イメージセンサ・チップ２０の表面にレンズ１０を貼り付け、更にレンズ１０の表面に多層薄膜から成るフィルター部材３０を被着した。フィルター部材３０はレンズ１０への入射光から所定の波長領域の光を遮断するためのものフィルターであり、例えば赤外線カット用のＩＲフィルターである。更に、フィルター部材３０が被着されたレンズ１０上にアクリル・フィルムやポリオレフィン・フィルム等のフィルムから成る絞り部材３１が貼り付けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光電変換素子が配置され、裏面に外部接続用端子が配置されたイメージセンサ・チップと、該イメージセンサ・チップの表面に貼り付けられた少なくとも１枚のレンズと、前記レンズの表面に被着された多層薄膜から成るフィルター部材とを具備することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記多層薄膜が、金属の多層薄膜であることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記レンズは、レンズ本体と該レンズ本体を支持するレンズ支持枠とから成り、少なくとも該レンズ本体の表面に前記フィルターが被着されていることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記レンズ支持枠の表面に絞り部材が貼り付けられていることを特徴とする請求項３記載のカメラモジュール。
【請求項５】
表面に光電気変換素子が配置され、裏面外部接続用端子が配置されて成るイメージセンサ・チップが複数配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、複数のレンズが一体化され、各レンズの表面に多層薄膜から成るフィルター部材が被着されたレンズアレイと、を準備し、
前記イメージセンサ・ウエハの表面に前記レンズアレイを貼り合わせ、その後、前記イメージセンサ・チップと前記レンズとが一体化されて成る個々のカメラモジュールに分割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６】
前記多層薄膜が真空蒸着法により前記各レンズの表面に被着されることを特徴とする請求項５記載のカメラモジュールの製造方法。
【請求項７】
前記レンズアレイがウエハ形態を成すことを特徴とする請求項５又は請求項６記載のカメラモジュールの製造方法。
【請求項８】
前記レンズアレイが分割アレイの集合体から成ることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のカメラモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記レンズアレイが４角形の分割アレイの集合体から成ることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のカメラ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、カメラモジュール及びその製造方法に関するものであり、特に携帯電話等の携帯機器への内蔵化に適した、小型のカメラモジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラ機能を持った携帯電話が普及している。この種の携帯電話では小型のカメラモジュールが内蔵化されている。図１１は、そのようなカメラモジュールの構造を示す断面図である。
【０００３】
図１１において、５０は鏡筒、５１は鏡筒５０に組み込まれたレンズ、５２は鏡筒５０の鏡筒口に設けられた赤外線カット用のＩＲフィルターである。また、６０は鏡筒５０内の空間に収納され、かつプリント基板７０と電気的に接続されたイメージセンサ・チップである。
【０００４】
イメージセンサ・チップ６０はＩＲフィルター５２及びレンズ５１を通して入射された被写体からの光を電気信号に変換する。このイメージセンサ・チップ６０において、シリコンチップ６１の表面にＣＣＤが形成されており、更にシリコンチップ６１を支持するための支持用のガラス基板６２がこの上に貼り合わされている。
【０００５】
また、イメージセンサ・チップ６０の表面周辺には電極パッド６３Ａ，６３Ｂが形成され、シリコンチップ６１の側面から裏面に至る再配線６４Ａ，６４Ｂが形成されている。
【０００６】
この再配線６４Ａ，６４Ｂはシリコンチップ６１の裏面に貼り合わされたガラス基板６５上に延在し、このガラス基板６５上に延在した再配線６４Ａ，６４Ｂの端部にバンプ電極６６Ａ，６６Ｂが形成されている。そして、このバンプ電極６６Ａ，６６Ｂがプリント基板７０に接続されている。
【０００７】
また、プリント基板７０の裏面には、イメージセンサ・チップ６０からの電気信号を受け、この信号に所定の画像信号処理を施すＤＳＰ８０が、バンプ電極８１Ａ，８１Ｂを介して接続されている。
【０００８】
なお、この種のカメラモジュールについては、特許文献１−３に記載されている。また、裏面にバンプ電極が設けられたチップ構造については、特許文献４に記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−６１２３９号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平１１−２６１０４４号公報
【００１１】
【特許文献３】
特願２００１−１２８０７２号公報
【００１２】
【特許文献４】
特許公表２００２−５１２４３６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のカメラモジュールでは、鏡筒５０、レンズ５１、ＩＲフィルター５２及びイメージセンサ・チップ６０はそれぞれが個別部品であり、係る個別備品をアセンブリーしてカメラモジュールを組み立てていた。そのため、カメラモジュールの小型に限界があると共に、製造コストが高いという問題があった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明のカメラモジュールは、表面に光電変換素子が配置され、裏面に外部接続用端子が配置されて成るイメージセンサ・チップを有しており、このイメージセンサ・チップの表面に第１のレンズが貼り付けられ、更にこの第１のレンズ上に第２のレンズが貼り付けられている。そして、前記イメージセンサ・チップと前記第１及び第２のレンズが一体化されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、カメラモジュールの構造について説明する。図１はカメラモジュールの平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００１６】
このカメラモジュールは、基本的には、イメージセンサ・チップ２０の表面にレンズ１０を貼り付け、更にレンズ１０の表面に多層薄膜から成るフィルター部材３０を被着したものである。フィルター部材３０はレンズ１０への入射光から所定の波長領域の光を遮断するためのものフィルターであり、例えば赤外線カット用のＩＲフィルターである。更に、フィルター部材３０が被着されたレンズ１０上にアクリル・フィルムやポリオレフィン・フィルム等のフィルムから成る絞り部材３１が貼り付けられている。
【００１７】
レンズ１０は、平面的には円形のレンズ本体１１と、このレンズ本体１１を支持するためにその周囲に設けられ、レンズ本体１１と一体成形されたレンズ支持枠１２から構成されている。ここで、レンズ本体１１は所望の光学的特性が得られるように所定の曲面を有するように成形されている。また、レンズ本体１１の焦点距離を考慮して、その中心位置がイメージセンサ・チップ２０の表面から所定の高さに位置するように、レンズ支持枠１２の高さが設定されている。
【００１８】
フィルター部材３０は、少なくともレンズ本体１１に被着されていればよいが、製造工程上の都合から、レンズ本体１１とレンズ支持枠１２の両方の表面に被着されている。これは後述するように、レンズアレイの全面に金属等を蒸着するという製造方法を採用しているためである。また、絞り部材３１は、レンズ支持枠１２に貼り付けられる。
【００１９】
イメージセンサ・チップ２０において、シリコンチップ２１の表面には、光電変換素子であるＣＣＤが形成され、更にその上に数百μｍ程度の薄いシリコンチップ２１を支持するための支持ガラス基板２２が接着剤等を用いて貼り合わされている。また、シリコンチップ２１の表面周辺部には電極パッド２３Ａ，２３Ｂが形成されている。これらの電極パッド２３Ａ，２３Ｂはイメージセンサ・チップ２０の入出力回路と接続されている。
【００２０】
そして、電極パッド２３Ａ，２３Ｂの下面には、シリコンチップ２１を貫通してイメージセンサ・チップ２０の裏面に達する再配線２４Ａ，２４Ｂが接続されており、その裏面に表出した再配線２４Ａ，２４Ｂ上に外部接続用端子であるバンプ電極２５Ａ，２５Ｂが形成されている。
【００２１】
次に、上述したカメラモジュールの製造方法について説明する。図３に示すように、ウエハープロセスにより、イメージセンサ・チップ２０が行列に複数配置されて成るイメージセンサ・ウエハ１００を用意する。  また、イメージセンサ・チップ２０に相当する形状・サイズの、複数のレンズ１０が一体化されて成るレンズアレイ１０１を用意する。
【００２２】
ここで、図４に図３のレンズアレイ１０１の部分拡大図を示す。レンズアレイ１０１は、レンズ本体１１とレンズ支持枠１２とが交互に繰り返し配列され、これらが一体化されている。そして、レンズアレイ１０１の表面全体に多層薄膜から成るフィルター部材３０が真空蒸着される。更に、ウエハ形状を呈した絞りフィルム１０３を用意する。
【００２３】
ここで、フィルター部材３０は図５（ａ）に示すように、ｎ層（ｎは２以上の自然数）の薄膜３０−１，３０−２，・・・３０−ｎからなるものである。被写体からの入射光は薄膜界面で所定の反射率で反射され、透過した光は下層の薄膜に入射され、また次の薄膜界面で反射されることを繰り返す。その各薄膜の組成物質や厚さは、所望のフィルター特性に応じて選択されるが、厚さはおよそ０．１μ前後である。
【００２４】
図５（ｂ）は各薄膜の透過特性を示す概念図であり、例えば薄膜３０−１の透過率は波長ｆ１で極小を示す。また、薄膜３０−２の透過率は波長ｆ２で極小を示す。また、薄膜３０−３の透過率は波長ｆ３で極小を示す。各薄膜の透過率はその組成物質の種類やその厚さに依存して変化する。また、フィルター部材の総合的な透過率は、各薄膜の透過率の積で表される。
【００２５】
すると、図５（ｃ）に示すように、所定の波長領域で透過率がほとんどゼロになるフィルター特性を得ることができる。ここで、主な薄膜の組成物質は、アルミニウム、白金、金、銅、クロム、ニッケルのような金属、シリコンやゲルマニウムのような半導体、５酸化タンタル、二酸化チタン、一酸化珪素、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、酸化インジウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムのような酸化物が含まれる。
【００２６】
そして、イメージセンサ・ウエハ１００上に、上記レンズアレイ１０１及び絞りフィルム１０２を貼り付けて一体化した構造体を得る。
【００２７】
図６はレンズアレイ１０１の一例を示す平面図である。このレンズアレイ１０１は、図６（ａ）に示すように、多数のレンズ１０が配列され、全体としてウエハ形態に一体化されている。そして、このレンズアレイ１０１は、図６（ｂ）に示すように、イメージセンサ・ウエハ１００上に貼り付けられる。
【００２８】
また、図７はレンズアレイ１０１の他の例を示す平面図である。このレンズアレイ１０１は、図７（ａ）のような、略三角形状を呈した２種類の分割アレイＡ，Ｂから構成される。そして、図７（ｂ）に示すように分割アレイＡ，Ｂがそれぞれ４個ずつイメージセンサ・ウエハ１００に貼り付けられる。
【００２９】
また、図８はレンズアレイ１０１の更に他の例を示す平面図である。このレンズアレイ１０１は、図８（ａ）のような、四角形の、１種類の分割アレイから構成される。そして、図８（ｂ）に示すように、この１６枚の分割アレイがイメージセンサ・ウエハ１００に貼り付けられる。このレンズアレイ１０１は、イメージセンサ・ウエハ１００からはみ出した部分が無駄になるが、１種類の分割アレイから構成されるので、その製作が簡単にできる利点がある。
【００３０】
図９は、イメージセンサ・ウエハ１００上に、レンズアレイ１０１、絞りフィルム１０２を貼り付けて一体化した構造体の断面図である。レンズアレイ１０１のレンズ支持枠１２は、イメージセンサ・チップ２０と隣接するイメージセンサ・チップ２０との境界に跨って配置され、レンズ支持枠１２の中心線は、前記境界にほぼ一致するように配置される。
【００３１】
そして、以上の貼り合わせ工程の後に、図１０に示すように、各イメージセンサ・チップ２０の境界に沿って、上記の構造体をダイシングブレードやレーザーによって切断し、個々のカメラモジュール２００に分割する。このとき、レンズ支持枠１２、絞り部材３１もそれぞれの約半分の幅に分割される。
【００３２】
そして、個々のカメラモジュール２００は、イメージセンサ・チップ２０の裏面のバンプ電極２５Ａ，２５Ｂを介してプリント基板上に実装される。
【００３３】
ここで、プリント基板への実装時には通常はバンプ電極２５Ａ，２５Ｂの加熱処理が行われるため、レンズ１０がプラスチック製の場合にはその耐熱性が問題になる。その場合には、耐熱性の高いプラスチック材料を用いるか、若しくは低温接続が可能な金バンプを用いるのがよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、イメージセンサ・チップとレンズとを一体化し、更にレンズ表面に多層薄膜から成るフィルター部材を設けてカメラモジュールを構成しているので、カメラモジュールを小型化できると共に、製造コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘに沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るフィルター部材の特性を示す図である。
【図６】レンズアレイの平面図である。
【図７】レンズアレイの平面図である。
【図８】レンズアレイの平面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図１１】従来例に係るカメラモジュールの断面図である。
【符号の説明】
１０  レンズ      １１  レンズ本体      １２  レンズ支持枠
２０  イメージセンサ・チップ            ２１  シリコンチップ
２２  支持ガラス基板                    ２３Ａ，２３Ｂ  電極パッド
２４Ａ，２４Ｂ  再配線                  ２５Ａ，２５Ｂ  バンプ電極
３０  フィルター部材                    ３１  絞り部材
１００  イメージセンサ・ウエハ          １０１  レンズアレイ
１０２  絞りフィルム
【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】
2004226873.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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