(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。【解決手段】イメージセンサ・チップ２０が複数配置されて成るイメージセンサ・ウエハ１００と、イメージセンサ・チップ２０大のレンズ１０が複数配置されてウエハ形態を成したレンズアレイ１０２を準備する。そして、レンズアレイ１０２に切削溝１３を形成する。その後、イメージセンサ・ウエハ１００の表面にレンズアレイ１０２を貼り合わせる。その後、イメージセンサ・チップ２０とレンズアレイ１０２とを切削溝１３に沿って切断することにより、個々のカメラモジュール２００に分割する。【選択図】  図９
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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た複数のイメージセンサ・チップがマトリクスに配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、複数のレンズが前記イメージセンサ・チップに対応してマトリクスに配置されて成るレンズアレイと、を準備し、
前記レンズアレイに切削溝を形成する工程と、
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を前記切削溝に沿って切断することにより、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た複数のイメージセンサ・チップがマトリクスに配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、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、複数のレンズが前記イメージセンサ・チップに対応してマトリクスに配置されて成るレンズアレイとを準備し、
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側から前記レンズの厚さの途中に達する切削溝を形成する工程と、
前記イメージセンサ・ウエハの表面に、前記フィルター部材が貼り付けられた前記レンズアレイを貼り付ける工程と、
前記イメージセンサ・チップ、前記レンズを前記切削溝に沿って切断することにより、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た複数のイメージセンサ・チップがマトリクスに配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、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、複数のレンズが前記イメージセンサ・チップに対応してマトリクスに配置されて成るレンズアレイとを準備し、
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に切削溝を形成する工程と、
前記イメージセンサ・ウエハの表面に、前記フィルター部材が貼り付けられた前記レンズアレイを貼り付ける工程と、
前記イメージセンサ・チップ、前記レンズアレイを前記切削溝に沿って切断することにより、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】
前記切削溝をダイシング装置を用いて形成することを特徴とする請求項１，２，３のいずれかに記載の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１，２，３，４のいずれかに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１，２，３，４のいずれかに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１，２，３，４のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
【請求項８】
前記イメージセンサ・チップの表面に該イメージセンサ・チップを支持するための支持基板が設けられ、該支持基板がフィルター機能を有することを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記レンズアレイにフィルター部材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た複数のイメージセンサ・チップがマトリクスに配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、複数のレンズが前記イメージセンサ・チップに対応してマトリクスに配置されて成るレンズアレイと、を準備する。そして、前記レンズアレイに切削溝を形成する。その後、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。その後、前記イメージセンサ・チップと前記レンズとを前記切削溝に沿って切断することにより、個々のカメラモジュールに分割する。
【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、基本的にはイメージセンサ・チップ２０に、ＩＲフィルター３０及びレンズ１０を貼り付け、更にレンズ１０上に絞り部材３１を貼り付けたものである。
【００１７】
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、レンズ本体を支持するレンズ支持枠１２から構成されている。
【００１８】
レンズ支持枠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の表面周辺部に対応する位置に、ＩＲフィルター３０を介して貼り付けられている。その貼り付け方法は接着剤が用いられる。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。
【００１９】
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、これをレンズ支持枠１２の上面に貼り付けている。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１１の表面に遮光材を印刷して構成してもよい。
【００２０】
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、更にその上にシリコンチップ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。
【００２１】
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上にバンプ電極２５Ａ，２５Ｂが形成されている。
【００２２】
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。また、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。
【００２３】
次に、上記構成の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、複数のイメージセンサ・チップ２０がマトリクスに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。
【００２４】
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、上記のイメージセンサ・チップ２０に対応してマトリクスに配置され、かつ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。
【００２５】
そして、これらのイメージセンサ・ウエハ１００、ＩＲフィルター・ガラス１０１、レンズアレイ１０２、及び絞りフィルム１０３を貼り合わせて一体化した構造体を得る。
【００２６】
ここで、図４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４（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４（ｂ）に示すように、ＩＲフィルター・ガラス１０１を介してイメージセンサ・ウエハ１００に接着剤で貼り付けられる。
【００２７】
また、図５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１０２は、図５（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５（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。
【００２８】
また、図６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６（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。
【００２９】
そして、図６（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。
【００３０】
そして、以上の貼り合わせ工程の後に、隣接する２つのイメージセンサ・チップ２０の境界線に沿って、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。
【００３１】
ここで、レンズアレイ１０２の各レンズ支持枠１２がその切断部となる。レンズ支持部１２の厚さは３ｍｍ程度である。また、イメージセンサ・ウエハ１００の厚さは０．２ｍｍ程度、ＩＲフィルター・ガラス１０１の厚さは０．５ｍｍ程度である。また、絞りフィルム１０３の厚さは０．１ｍｍ程度である。すると、上記構造体の合計の厚さは、３．８ｍｍ程度にもなり、ダイシングブレードやレーザーによって切断することが容易ではなく、また切断精度も悪くなるおそれがある。
【００３２】
そこで、予めレンズアレイ１０２をハーフカットしてから貼り合わせ工程を行い、上記の切断工程を行うようにした。図７は、イメージセンサ・ウエハ１００、ＩＲフィルター・ガラス１０１、レンズアレイ１０２、絞りフィルム１０３の断面図である。図７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を接着剤を用いて貼り合わせる。その下方に配置されるイメージセンサ・ウエハ１００中に配列され、隣接する２つのイメージセンサ・チップ２０の境界線ＬＺに沿って、ＩＲフィルター・ガラス１０１及びレンズアレイ１０２に切削溝１３を形成する。
【００３３】
さらに詳しくは、この切削溝１３の位置は、レンズアレイ１０２中の各レンズ支持枠１２の幅の中央であり、かつその深さは厚さの途中までである。この後、レンズアレイ１０２上に絞り部材３１を接着剤で貼り付ける。絞り部材３１の貼り付けは、ＩＲフィルター・ガラス１０１の貼り合わせの前であってもよい。
【００３４】
その後、図８に示すように、ＩＲフィルター・ガラス１０１が貼り合わされたレンズアレイ１０２をイメージセンサ・ウエハ１００に貼り合わせる。このとき隣接する２つのイメージセンサ・チップ２０の境界線ＬＺと上記切削溝１３の中心線が、ほぼ一致するように位置合わせする。
【００３５】
そして、図９に示すように、上記境界線ＬＺに沿って、ダイシング装置のダイシングブレードや、あるいはレーザーカッターを用いて、イメージセンサ・ウエハ１００、レンズアレイ１０２及び絞り部材３１を切断する。これにより、上記切削溝１３中に沿って切断が行われるので、切削溝１３の深さの分だけ、切断すべき厚さが薄くなるので、イメージセンサ・ウエハ１００、レンズアレイ１０２等の切断が容易に、しかも高精度に行うことができる。
【００３６】
また、切削溝１３の深さは、上記構造体の全体の厚さに応じて適宜変更可能であるが、図１０に示すように、上記構造体の全体の厚さが比較的薄い場合には、切削溝１３の深さはＩＲフィルター・ガラス１０１の厚さの途中、もしくはその厚さの全部で、レンズアレイ１０２に達しない深さであっても良い。そして、その後は、同様にして図１１に示すように、ＩＲフィルター・ガラス１０１をイメージセンサ・ウエハ１００に貼り付け、図１２に示すように、ダイシング装置のダイシングブレードや、あるいはレーザーカッターを用いて、イメージセンサ・ウエハ１００、レンズアレイ１０２及び絞り部材３１を切断する。
【００３７】
そして、上記工程を経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。
【００３８】
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。
【００３９】
なお、上記実施形態では、単一のレンズ１０を有しているが、複数のレンズを貼り合わせた複合レンズを有するカメラモジュールの製造方法にも適用できるものである。
【００４０】
また、上記実施形態では、ＩＲフィルター３０はレンズ１０とイメージセンサ・チップ２０の間に貼り合わされているが、ＩＲフィルター３０はレンズ１０上に貼り付けても良い。この場合の製造方法は、レンズアレイ１０２に予め切削溝１３を予め形成し、そのレンズアレイ１０２をイメージセンサ・ウエハ１００に直接貼り付ける。
【００４１】
さらにまた、上記実施形態では、ＩＲフィルター３０を用いているが、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、前述したように、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、レンズアレイ１０２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。これにより、ＩＲフィルター３０を削除することができる。この場合の製造方法も同様に、レンズアレイ１０２に切削溝１３を予め形成し、そのレンズアレイ１０２をイメージセンサ・ウエハ１００に直接貼り付ければよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、携帯機器用の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、ウエハ状態から個々のカメラモジュールに切断する際に、予めレンズアレイにハーフカットを施しているので、係る切断工程を容易にかつ高精度に行うことができる。
【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製造方法を説明する断面図である。
【図４】レンズアレイの平面図である。
【図５】他のレンズアレイの平面図である。
【図６】更に他のレンズアレイの平面図である。
【図７】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８】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】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
１３  切削溝      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
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】
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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】
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【図１２】
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【図１３】
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