(57)【要約】【課題】携帯機器用カメラモジュールをチップサイズに小型化すると共に、製造コストを低減する。また、カメラモジュールの焦点精度を向上させる。【解決手段】レンズ４０にＩＲフィルター３０を貼り付ける。そして、このときにＩＲフィルター３０の裏面からレンズ本体４１の中心位置までの距離ｈ１を計測し、これが所定の許容範囲を超える場合にはＩＲフィルター３０のバックグラインドを行い、距離ｈ１が前記許容範囲に入るようにして、レンズの焦点調整を行う。その後、ＩＲフィルター３０が貼り付けられたレンズ４０をイメージセンサ・チップ２０に貼り合わせる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光電気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・チップに、フィルター部材及びレンズを貼り付けて成るカメラモジュールの製造方法であって、前記フィルター部材を前記イメージセンサ・チップに貼り付ける前に、前記フィルター部材又は前記レンズに対して、前記レンズの焦点調整用のグラインドを施すことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【請求項２】
表面に光電気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・チップに、レンズを貼り付けて成るカメラモジュールの製造方法であって、前記レンズを前記イメージセンサ・チップに貼り付ける前に、前記レンズに対して、前記レンズの焦点調整用のグラインドを施すことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【請求項３】
表面に光電気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・チップが複数配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、前記イメージセンサ・チップのサイズに相当するサイズのレンズを複数個一体化して成るレンズアレイと、所定の波長領域の入射光をカットするためのフィルター部材と、を準備し、
前記レンズアレイに前記フィルター部材を貼り付ける工程と、
前記フィルター部材を所定の厚さとなるようにグラインドを施して前記レンズの焦点調整をする工程と、
前記フィルター部材が貼り付けられたレンズアレイを該フィルター部材を介して前記イメージセンサ・ウエハに貼り付ける工程と、
前記イメージセンサ・チップ、前記フィルター部材及び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４】
表面に光電気変換素子が配置されると共に、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・チップが複数配置されたイメージセンサ・ウエハと、前記イメージセンサ・チップのサイズに相当するサイズのレンズを複数個一体化して成るレンズアレイを準備し、
前記レンズアレイを所定の厚さとなるようにグラインドして焦点調整をする工程と、
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る工程と、
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５】
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３又は請求項４記載のカメラモジュールの製造方法。
【請求項６】
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３又は請求項４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３又は請求項４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１３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１３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の製造方法は、表面に光電気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・チップに、フィルター部材及びレンズを貼り付ける。そして、前記フィルター部材を前記イメージセンサ・チップに貼り付ける前に、前記フィルター部材又は前記レンズに対して、前記レンズの焦点調整用のグラインドを施す。
【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はこの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、基本的にはレンズ１０とイメージセンサ・チップ２０とを貼り合わせて一体化したもので、更にレンズ１０上にＩＲフィルター３０を貼り合わせ、このＩＲフィルター３０上に絞り部材３１を設けたものである。被写体からの光はＩＲフィルター３０及びレンズ１０を通過して、イメージセンサ・チップ２０の表面に集束され、結像される。
【００１７】
更に詳しくは、レンズ１０は、平面的には円形のレンズ本体１１と、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枠体１２から構成されている。レンズ枠体１２はレンズ面より外に張り出しており、その底面がイメージセンサ・チップ２０の表面周辺部に、接着剤等を用いて貼り合わされている。また、レンズ枠体１２の上面がＩＲフィルター３０に、接着剤等を用いて貼り合わされている。このレンズ１０は例えば射出成形等により製作可能なのものであり、その場合はプラスチック製である。
【００１８】
また、絞り部材３１はアクリル・フィルムやポリオレフィン・フィルム等のフィルムで構成し、これをＩＲフィルター３０に貼り付けている。絞り部材３１は、そのようなフィルムの代わりに、ＩＲフィルター３０若しくはレンズ本体の表面に遮光材を印刷して構成してもよい。
【００１９】
また、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が形成されている。ＣＣＤはＩＲフィルター３０及びレンズ１０を通過してイメージセンサ・チップ２０の表面に結像された光を電気的信号に変換する。ＣＣＤ上にはシリコンチップ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】
図２の構成では、ＩＲフィルター３０はレンズ１０上に貼り合わされているが、図３に示すように、ＩＲフィルター３０をイメージセンサ・チップ２０とレンズ１０の間に貼り合わせても良い。こうすることで、ＩＲフィルター３０の厚みの分だけレンズ枠体１２の足の長さＬを短くでき、その射出成形が容易になる。
【００２２】
上記構成のカメラモジュールによれば、レンズ１０、イメージセンサ・チップ、ＩＲフィルター、絞り部材３１が一体化されているので、従来例のものに比して小型化が可能であり、製造コストの低減も図れる。
【００２３】
なお、上記構成で、シリコンチップ２１を支持するための支持ガラス基板２２にフィルター機能を持たせればＩＲフィルター３０を削除することができるので、部品点数の削減によるコスト削減が図れる。この場合、支持ガラス基板２２に金属の真空蒸着を行うか、銅の粒子を混入することで、フィルター機能を得ることができる。また、レンズ１０の表面に多層薄膜から成るフィルター部材を被着することでもフィルター機能を得ることができる。この多層薄膜は所定の透過特性を有した金属等の材料を真空蒸着して形成する。この点は次に説明するカメラモジュールについても同様である。
【００２４】
次に、他のカメラモジュールの構造について説明する。図４はこのカメラモジュールの断面図である。図において、図２と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。このカメラモジュールは２つのレンズを用いることで３０万画素以上の高画質に対応するものである。
【００２５】
図４に示すように、レンズ４０のレンズ枠体４２を切り欠いて、レンズ載置部４３を形成し、このレンズ載置部４３上にガラスレンズ４５を載置し、更に接着剤で固定している。これにより、レンズ載置部４３がガラスレンズ４５の位置決め部となり、レンズ本体４１上にもう１つのガラスレンズ４５が所定の距離を隔てて重畳され、被写体からの光は２つのレンズを通過してイメージセンサ・チップ２０の表面に集束される。すなわち、イメージセンサ・チップ２０の表面に２つのレンズの焦点が合うように位置決めされている。
【００２６】
また、図５（ａ）に示すように、ＩＲフィルター３０をイメージセンサ・チップ２０とレンズ４０の間に貼り合わせても良い。こうすることで、ＩＲフィルター３０の厚みの分だけレンズ枠体４２の足の長さを短くでき、その射出成形が容易になる。
【００２７】
上述したカメラモジュールにおいて、レンズの焦点がイメージセンサ・チップ２０の表面に位置するようにレンズの寸法が設計される。具体的には、図１〜図３に示した１枚レンズのカメラモジュールでは、レンズ１０のレンズ枠体１２の寸法（レンズ枠体１２の足の長さ、レンズ枠体１２の足の端からレンズ１０の中心位置までの距離等）が設計される。また、図４，図５（ａ）に示した２枚レンズのカメラモジュールでは、レンズ枠体４２の寸法が設計される。図５（ａ）の例では、ＩＲフィルター３０の厚さも考慮して、イメージセンサ・チップ２０の表面からレンズ本体４１の中心位置までの距離ｈ１が、２つのレンズの合成焦点距離となるように設計される。
【００２８】
しかし、レンズ１０，４０やＩＲフィルター３０の製造時にそれらの寸法、厚さにばらつきが生じるため、レンズ１０，４０の焦点がずれてしまうおそれがある。そこで、図５（ｂ）に示すように、レンズ４０にＩＲフィルター３０を接着剤を用いて貼り付ける。そして、このときにＩＲフィルター３０の裏面からレンズ本体４１の中心位置までの距離ｈ１を計測し、これが所定の許容範囲を超える場合にはＩＲフィルター３０のバックグラインド（裏面研磨）を行い、距離ｈ１が前記許容範囲に入るようにして、レンズの焦点調整を行う。
【００２９】
具体的には、レンズの焦点調整はイメージセンサ・チップ２０上のＣＣＤの目標のピクセルの結像が隣のピクセルに入らないように行われる。ＣＣＤのピクセルのピッチは画素数により異なるが、概ね数μｍである。例えば、レンズで被写体からの光を４５度程度に屈折させて、当該ＣＣＤのピクセルに結像させる場合、垂直方向の焦点調整も数μｍ以内を許容範囲として行われる。
【００３０】
また、図２及び図４のように、レンズとイメージセンサ・チップ２０の表面との間にＩＲフィルター３０が介在しない場合には、上記のような焦点調整のために、レンズ枠体１２，４２のバックグライドをした後に、レンズ１０，４０をイメージセンサ・チップ２０に貼り付けるようにすればよい。
【００３１】
次に、図３のカメラモジュールを例として、その製造方法について、図６を参照しながら説明する。図６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、ウエハ形状を呈したＩＲフィルター・ガラス１０１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１０２を用意する。また、同様にウエハ形状を呈した絞りフィルム１０３を用意する。
【００３２】
ここで、図７はレンズアレイ１０２の一例を示す平面図である。このレンズアレイ１０２は、図７（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１０２は、図７（ｂ）に示すように、イメージセンサ・ウエハ１００に接着剤等で貼り付けられる。
【００３３】
また、図８はレンズアレイ１０２の他の例を示す平面図である。このレンズアレイ１０２は、図８（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８（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に接着剤等で貼り付けられる。
【００３４】
また、図９はレンズアレイ１０２の更に他の例を示す平面図である。このレンズアレイ１０２は、図９（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。
【００３５】
そして、図９（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１０２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。
【００３６】
そして、図１０に示すように、レンズアレイ１０２の下面にＩＲフィルター・ガラス１０１を接着剤等で貼り付け、その上面に絞りフィルム１０３を接着剤等で貼り付ける。そして、このときにＩＲフィルター３０の裏面からレンズ本体１１の中心位置までの距離ｈ１を計測し、これが所定の許容範囲を超える場合にはＩＲフィルター・ガラス１０１のバックグラインドを行い、距離ｈ１が前記許容範囲に入るようにして、レンズの焦点調整を行う。
【００３７】
次に、図１１に示すように、ＩＲフィルター・ガラス１０１が貼り付けられたレンズアレイ１０２をイメージセンサ・ウエハ１００に接着剤等で貼り付ける。このとき、隣接するイメージセンサ・チップ２０の境界線ＬＺが、レンズ枠体１２の中心線にほぼ一致するように位置合わせする。
【００３８】
次に、図１２に示すように、この境界線ＬＺに沿ってダイシングブレードやレーザーを用いて、図１１の構造体を個々のカメラモジュール２００に分割する。
【００３９】
また、図２の構造のカメラモジュールの場合には、レンズ１０とイメージセンサ・チップ２０の間にＩＲフィルター３０が介在しないので、レンズ１０の焦点調整のためには、レンズアレイ１０２のレンズ枠体１２の部分が所定の厚さとなるようにグラインドする。なお、上記の例ではレンズアレイ１０２は一枚であるが、２枚以上のレンズアレイを貼り合わせて複合レンズを構成するようにしてもよい。
【００４０】
また、図４の構造のカメラモジュールの場合にも、レンズ４０とイメージセンサ・チップ２０の間にＩＲフィルター３０が介在しないので、焦点調整のためには、レンズアレイ１０２のレンズ枠体４２の部分が所定の厚さとなるようにグラインド（研磨）する。
【００４１】
また、図５の構造のカメラモジュールの場合には、図３のカメラモジュールと同様に、ＩＲフィルター・ガラス１０１のバックグラインドを行う。
【００４２】
そして、このようにして製造された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。このとき、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。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、イメージセンサ・チップにレンズ及びフィルター部材を貼り付け、これらを一体化したので、カメラモジュールをチップサイズに小型化できると共に、製造コストを大幅に低減できる。また、レンズを貼り付ける前に、フィルター部材もしくはレンズをグラインドする工程を有し、レンズの焦点調整を行っているので、カメラモジュールの焦点精度を向上することができる。
【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断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの断面図である。
【図６】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７】レンズアレイの平面図である。
【図８】他のレンズアレイの平面図である。
【図９】更に他のレンズアレイの平面図である。
【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】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１２】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１３】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  レンズ枠体
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  ＩＲフィルター            ３１  絞り部材          ４０  レンズ
４１  レンズ本体                ４２  レンズ枠体
１００  イメージセンサ・ウエハ        １０１  フィルターガラス
１０２  レンズアレイ                  １０３  絞りフィルム
【図１】
2004233482.tif 000003
【図２】
2004233482.tif 000004
【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】
2004233482.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004233482.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004233482.tif 000013
【図１２】
2004233482.tif 000014
【図１３】
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