(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と、その表面にチップ大のレンズ１０を貼り合わせる。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を設ける。イメージセンサ・チップ２０の裏面にはバンプ電極２５Ａ，２５Ｂが形成されており、これらのバンプ電極２５Ａ，２５Ｂがプリント基板に接続される。【選択図】  図１
2004200965.tif 000002
【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、該表面の他の領域に設けられた電極パッドに接続された外部接続用端子が裏面に配置されて成るイメージセンサ・チップと、該イメージセンサ・チップの表面に貼り合され、該イメージセンサ・チップ大のレンズを具備し、前記イメージセンサ・チップと前記レンズが一体化されていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
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が前記レンズ上に貼り合わ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３】
前記イメージセンサ・チップへ入射する光を制限するための絞り部材が、前記フィルターに設けられていること特徴とする請求項２記載のカメラモジュール。
【請求項４】
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が前記レンズと前記イメージセンサ・チップの間に貼り合わ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５】
前記イメージセンサ・チップへ入射する光を制限するための絞り部材が、前記レンズに設けられていること特徴とする請求項４記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記レンズに重畳して他のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記他のレンズを前記レンズ上に所定の距離を隔てて位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項６記載のカメラモジュール。
【請求項８】
表面に光電気変換素子が配置され、該表面の他の領域に設けられた電極パッドに接続された外部接続用端子が裏面に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９】
表面に光電気変換素子が配置され、該表面の他の領域に設けられた電極パッドに接続された外部接続用端子が裏面に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、前記イメージセンサ・チップへ入射する光を制限するための絞り部材と、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、前記フィルター部材、前記絞り部材を貼り合わせ、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１０】
表面に光電気変換素子が配置され、該表面の他の領域に設けられた電極パッドに接続された外部接続用端子が裏面に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、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る工程と、
前記レンズアレイの各レンズ上に所定の距離を隔てて他のレンズを載置する工程と、
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ことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【請求項１１】
表面に光電気変換素子が配置され、該表面の他の領域に設けられた電極パッドに接続された外部接続用端子が裏面に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、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、
その後、前記レンズ上に所定の距離を隔てて他のレンズを載置する工程と、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１２】
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９，１０，１１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１３】
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９，１０，１１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１４】
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９，１０，１１のいずれかに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、表面に光電気変換素子が配置され、該表面の他の領域に設けられた電極パッドに接続された外部接続用端子が裏面に配置されて成るイメージセンサ・チップと、該イメージセンサ・チップの表面に貼り合され、該イメージセンサ・チップ大の第１のレンズを具備し、前記イメージセンサ・チップと前記第１のレンズが一体化されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のカメラモジュールの製造方法は、上記のようなイメージセンサ・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・チップ大のレンズが複数配置されてウエハ形態を成したレンズ・ウエハと、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・ウエハを貼り合わせ、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。
【００１６】
【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、第１の実施形態に係る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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、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。この点は次に説明する第２の実施形態についても同様である。
【００２６】
次に、第２の実施形態に係るカメラモジュールの構造について説明する。図４このカメラモジュールの断面図である。図に置いて、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。
【００２７】
第１の実施形態では、１つレンズ１０を用いているが、本実施形態では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。
【００２８】
そこで、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に達するようになる。
【００２９】
また、図５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の厚みの分だけガラス枠体４２の足の長さＬを短くでき、その射出成形が容易になる。
【００３０】
次に、上記構成のカメラモジュール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、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。
【００３１】
また、ウエハ形状を呈したＩＲフィルター・ガラス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。そして、これらのイメージセンサ・ウエハ１００、レンズアレイ１０１、ＩＲフィルター・ガラス１０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。
【００３２】
ここで、図７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１０１は、図７（ｂ）に示すように、イメージセンサ・ウエハ１００に貼り付けられる。
【００３３】
また、図８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に貼り付けられる。
【００３４】
また、図９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。
【００３６】
そして、以上の貼り合わせ工程の後に、図１０に示すように、イメージセンサ・チップの境界に沿って、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。
【００３７】
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。
【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、上記の製造方法では、図２の構造の製造方法に対応しているが、図３の構造の製造方法についても、フィルターガラス１０２をイメージセンサ・ウエハ１００とレンズアレイ１０１の間に貼り合わせることで、同様に製造することができる。
【００４０】
また第２の実施形態の図４の構造の場合には、イメージセンサ・ウエハ１００とレンズアレイ１０１とを貼り合わせ、ガラスレンズ４５を個々のレンズ１０上に載置した後に、フィルターガラス１０２を貼り合わせるようにすれば、その後は同様の工程である。
【００４１】
また、また第２の実施形態の図５の構造の場合には、イメージセンサ・ウエハ１００、フィルターガラス１０２、レンズアレイ１０１とをこの順に貼り合わせ、ガラスレンズ４５を個々のレンズ１０上に載置・接着した後に、絞りフィルム１０３を貼り合わせるようにすれば、その後は同様の工程である。
【００４２】
この場合、イメージセンサ・ウエハ１００、フィルターガラス１０２、レンズアレイ１０１とをこの順に貼り合わせた後に、個々のカメラモジュール２００に分割し、その後ガラスレンズ４５を個々のレンズ１０上に載置・接着するようにしてもよい。
【００４３】
このように、上記カメラモジュールの製造方法によれば、個別部品をアセンブリーするという方法とは異なり、イメージセンサ・ウエハ１００とレンズアレイ１０１等を貼り合わせて一体化し、最終的に個々のモジュールに分割するという方法を採っているので、製造コストを大幅に低減できる。
【００４４】
【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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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】本発明の第１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】本発明の第２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】本発明の第２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】レンズアレイの平面図である。
【図９】他のレンズアレイの平面図である。
【図１０】更に他のレンズアレイの平面図である。
【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  レンズアレイ
１０２  フィルターガラス            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】
2004200965.tif 000009
【図８】
2004200965.tif 000010
【図９】
2004200965.tif 000011
【図１０】
2004200965.tif 000012
【図１１】
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