(57)【要約】【課題】従来のＭＩＤ構成による小型撮像モジュールは、微細なパターン形成が出来ないため、画素数の多い高解像度な撮像センサの搭載が出来なかった。また、樹脂成形されたケースに直接、立体回路パターンを形成するため製造価格が高くなるという問題がある。【解決手段】小型撮像モジュールを樹脂成形されたケース部と、撮像センサを実装する回路基板と、導通電極を有する枠体とによって構成した。【選択図】  図１
2005064591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと撮像センサと光学系部材とを有する撮像モジュールにおいて、前記ケースには前記光学系部材を収納する鏡胴部と、該鏡胴部の下面側に設けられたセンサ窓を有する底面部とを設け、前記底面部に配線パターンを有する回路基板を接着して前記撮像センサを実装するとともに、前記回路基板の周囲に導通電極を有する枠部材を装着し、前記枠部材の導通電極により前記回路基板に実装された撮像センサの信号を外部に導出することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】
前記回路基板はフレキシブルプリントサーキットである請求項１記載の小型撮像モジュール。
【請求項３】
前記枠部材の導通電極は該枠部材の外周部に形成されたスルーホール電極または側面電極である請求項１または２記載の小型撮像モジュール。
【請求項４】
前記枠部材の内周部には前記撮像センサをシールドするためのシールド膜が形成されている請求項３記載の小型撮像モジュール。
【請求項５】
前記シールド膜は金属膜であり、かつ前記金属膜は前記撮像センサの電源端子に接続されている請求項４記載の小型撮像モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明はＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像センサを備えた小型撮像モジュールの改良に関し、さらに詳しくは樹脂成形のケースと既存の回路基板技術とを組み合わせることにより、低価格で高密度実装を可能とした小型撮像モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、携帯電話やＰＨＳ等で撮像した画像をそのままメールに添付して送ることが出来るような、デジタルカメラ機能内蔵の電話機が販売されている。これら携帯電話のカメラ機能の多くはデジタルカメラと同じく、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の固体撮像センサと、レンズや絞り部材等の光学系部材を１つのケースに組み込んで一体化した小型撮像モジュールが用いられている。
上記ＣＭＯＳセンサを用いた小型撮像モジュールの従来例として、特許文献１に示すものがあり、以下図面により、その基本構成を説明する。
【０００３】
図６は従来のＣＭＯＳセンサを用いた小型撮像モジュールの構成を示す外観斜視図、図７は断面図である。図６、図７において５１は樹脂成形されたケースであり、該ケース５１には光学系部材を収納する鏡胴部５１ａと、その下面側に設けられたセンサ収納部５１ｂが設けられ、さらに前記鏡胴部５１ａとセンサ収納部５１ｂとの間にはセンサ窓５１ｃが設けられている。
【０００４】
５２は回路基板であり、該回路基板５２には撮像センサであるＣＭＯＳセンサ１がワイヤーボンディングにより実装されており、ＣＭＯＳセンサ１の受光部１ｂが前記ケース５１のセンサ窓５１ｃに対向している。２と３はレンズ、４は絞り部材、５はＩＲカットフィルタであり、これらの光学系部材である、レンズ２，３、絞り部材４、ＩＲカットフィルタ５が前記鏡胴部５１ａに設けられた位置決め部に収納され、また前記センサ収納部５１ｂにＣＭＯＳセンサ１を実装した回路基板５２が収納されることにより小型撮像モジュール５０が構成されている。
【０００５】
前記小型撮像モジュール５０の構成は、構造が単純で、製造し易い等の理由により広く普及している。しかし小型撮像モジュールを利用する携帯電話等の機器に対する軽薄短小の要望が強く、結果として小型撮像モジュールに対するさらなる小型化の期待が強まっている。
上記期待に答えるものとして、特許文献２に示す構成の小型撮像モジュールが開発されており、以下その基本構成を説明する。
【０００６】
図８は第２の従来例である小型撮像モジュールの断面図、図９は組立て状態を示す展開斜視図であり、図７と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。
図９はケース６１を下面側より見た展開図であり、ケース６１のセンサ収納部６１ｂの内面には配線パターン６２が形成されている。そして前記配線パターン６２には、前記ＣＭＯＳセンサ１を実装するための実装用端子部６２ａと前記センサ収納部６１ｂの下面に引き出した外部接続端子部６２ｂとが一体的に形成されている。
【０００７】
そして、前記ＣＭＯＳセンサ１に設けられたバンプ１ａを前記実装用端子部６２ａにフェースダウン・ボンディングすることにより前記ケース６１に前記ＣＭＯＳセンサ１を実装する。（図９においては、前記ＣＭＯＳセンサ１を反転させてボンディングする）
図８は前記ケース６１に前記ＣＭＯＳセンサ１を実装した状態を示す断面図であり、ケース６１の鏡胴部６１ａには図７と同様にレンズ２，３、絞り部材４、ＩＲカットフィルタ５が収納されている。
【０００８】
そして前記センサ収納部６１ｂには、その内面に形成された配線パターン６２の実装用端子部６２ａにＣＭＯＳセンサ１がフェースダウン・ボンディングされることにより小型撮像モジュール６０が構成される。この状態において、前記ＣＭＯＳセンサ１の受光部１ｂは前記ケース６１のセンサ窓６１ｃに対向しており、前記レンズ等の光学系部材を通過した信号光を受光するよう構成されている。そして前記ＣＭＯＳセンサ１によって処理された信号光は前記配線パターン６２を介して外部接続端子部６２ｂより外部へ出力される。
【０００９】
上記図８，図９に示す構成はＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）と云われる構造であり、図７に示す前記回路基板５２を使用せずに、前記ケース６１を構成する樹脂成形体上に立体的な導電性回路を形成し、この立体的な導電性回路によって前記ＣＭＯＳセンサ１の実装と外部接続端子の形成を同時に行なうものである。
前記樹脂成形体に対する立体的な導電性回路の形成方法としては、樹脂成形体の表面に転写により導電パターンを形成する１回成形法や、パターン形成部分をメッキグレード樹脂で一次成形し、パターン非形成部分を非メッキグレード樹脂で二次成形し、このメッキグレードの差を利用して部分的にメッキパターンを形成する２回成形法等がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２４５２１７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３３３３３２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＭＩＤ構成による小型撮像モジュールは図７に示す回路基板を用いた小型撮像モジュールに比べて、さらに小型化が可能であるというメリットを有する反面、下記のような問題点がある。
すなわち、樹脂成形体上に立体的な導電性回路を形成する方法であるため、従来の回路基板のパターン形成において用いられている、パターンエッチング技術のような微細なパターン形成が困難である。従って撮像センサとして画素数の多い高解像度のＣＭＯＳセンサを用いた場合には、その端子数が多くなるため、狭いパッド間ピッチが要求されることになり、前記ＭＩＤ技術では対応出来ないという問題がある。
【００１２】
さらに前記ＭＩＤ構成による小型撮像モジュールは、製造工数が多くなるため製品価格が高くなるという問題もある。
本発明の目的は、上記問題に鑑みなされたもので、ＭＩＤ方式と同様な小型化を達成するとともに、画素数の多いＣＭＯＳセンサの搭載を可能とし、さらに完成品としてのコストダウンを可能とした小型撮像モジュールを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明においてはケースと撮像センサと光学系部材とを有する撮像モジュールにおいて、前記ケースには前記光学系部材を収納する鏡胴部と、該鏡胴部の下面側に設けられたセンサ窓を有する底面部とを設け、前記低面部に配線パターンを有する回路基板を接着して前記撮像センサを実装するとともに、前記回路基板の周囲に導通電極を有する枠部材を装着し、前記枠部材の導通電極により前記回路基板に実装された撮像センサの信号を外部に導出することを特徴とする。
【００１４】
前記回路基板はフレキシブルプリントサーキットであることを特徴とする。
【００１５】
前記枠部材の導通電極は該枠部材の外周部に形成されたスルーホル電極または側面電極であることを特徴とする。
【００１６】
前記枠部材の内周部には前記撮像センサをシールドするためのシールド膜が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
前記シールド膜は金属膜であり、かつ前記金属膜は前記撮像センサの電源端子に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明における第１の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図、図２はその組立て状態を示す展開斜視図であり、以下その構成を説明する。なお、図１，図２において図７と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。
【００１９】
図１，図２において１０は小型撮像モジュール、１１はケースであり、図２は前記ケース１１を下面側より見た展開図である。図２において前記ケース１１は前記光学系部材を収納する鏡胴部１１ａと、該鏡胴部１１ａの下面側に設けられたセンサ窓１１ｃを有する底面部１１ｂとが樹脂により一体成形されている。１２は接着シート、１３は回路基板であるフレキシブルプリントサーキット（以下ＦＰＣと略記する）であり、従来のパターンエッチング技術により微細なパターン１４が形成されている。
【００２０】
１５は枠部材であり、前記ＦＰＣ１３と同じ外形を有する樹脂枠１６の上面１６ａと下面１６ｂとに接続用のランド電極１７ａ、１７ｂを形成され、前記上下面のランド電極１７ａ，１７ｂ間に形成された貫通孔１６ｃ内に導通電極１７ｃを有する。
【００２１】
なお前記枠部材１５は従来の両面回路基板におけるスルーホール電極または側面電極の形成方法によって容易に作ることが出来る。
すなわち、両面銅貼されたガラスエポキシ等の両面回路基板に、パターンエッチングによってランド電極１７ａ，１７ｂを形成した後、前記ランド電極１７ａ，１７ｂ間に貫通孔１６ｃを形成し、該貫通孔１６ｃ内にメッキにより導通電極１７ｃを形成する。その後前記ガラスエポキシ等の回路基板に内周孔１６ｄを加工し、さらに前記貫通孔１６ｃの中心（スルーサイドの場合）または外側（スルーホールの場合）を加工して前記樹脂枠１６の外周を形成することによって前記枠部材１６が完成する。
【００２２】
次に前記小型撮像モジュール１０の組立て方法を説明する。図２においてまず前記ケース１１の底面部１１ｂに前記接着シート１２によりＦＰＣ１３を接着する。つぎに前記ケース１１に接着された    ＦＰＣ１３にＣＭＯＳセンサ１を実装する。この実装手順としては図２の状態にあるＣＭＯＳサンサ１を反転させて、前記ＦＰＣ１３の内側に設けられた実装用電極１４ａにＣＭＯＳサンサ１のバンプ１ａをフェースダウンボンディングして実装する。
【００２３】
最後に前記枠部材１５を前記ＦＰＣ１３に装着することにより前記小型撮像モジュール１０のセンサ実装部が完成する。この枠部材１５の取り付け方法は、前記ＦＰＣ１３の周囲部に形成された接続電極１４ｂと前記枠部材１５のランド電極１７ａとを導電接着材または半田リフローによって直接導電接続する方法や、前記ＦＰＣ１３の接続電極１４ｂと前記枠部材１５のランド電極１７ａとを密着させた状態で、その周囲をＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）と呼ばれる接着材で固定し、このＮＣＰの硬化収縮によって導電接続する方法等により両者を電気的かつ機械的に固着する。
【００２４】
次に図１に示すごとく、ケース１１の鏡胴部１１ａに前記レンズ２，３、絞り部材４、ＩＲカットフイルタ５等の光学系部材を収納することにより前記小型撮像モジュール１０が完成する。
【００２５】
次にこの小型撮像モジュール１０の動作を説明する。外部より入射し、前記光学系部材を通過してきた信号光がケース１１のセンサ窓１１Ｃより前記ＣＭＯＳサンサ１の受光部１ｂに入射し、ＣＭＯＳサンサ１によって電気信号に変換される。この電気信号はＦＰＣ１３の実装用電極１４ａ，接続電極１４ｂを通って前記枠部材１５へ伝達され、前記枠部材１５のランド電極１７ａ，導通電極１７ｃを通ってランド電極１７ｂより外部へ取り出される。すなわち前記ランド電極１７ｂが外部接続電極となっている。
【００２６】
上記構成を有する小型撮像モジュール１０は、前記ＭＩＤ構成の小型撮像モジュールと同じ形状に小型化が出来るとともに、その配線パターンは従来の回路基板技術による配線密度が達成出来るという効果を有する。さらに、ＦＰＣ１３、枠部材１５を従来の回路基板技術によって製造する事が出来るため、製品としてのコストダウンを可能に出来るという効果を有する。
【００２７】
図３は本発明における第２の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図、図４は図３に示す小型撮像モジュールの枠部材の斜視図であり、図１と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。図４に示す枠部材２５で図２に示す枠部材１５と異なるところは、前記樹脂枠２６の内周孔２６ｄの全面にシールド膜としての金属膜２７ｄが形成されていろことであり、この金属膜２７ｄが前記ＣＭＯＳセンサ１の電源端子に接続されたランド電極２７ａ’に接続されていることである。
【００２８】
上記構成による小型撮像モジュール２０は、次のような効果を有する。
すなわち、図３に示すように前記ＣＭＯＳセンサ１を取り囲む枠部材２５の内周孔２６ｄに形成された金属膜２７ｄのシールド効果によって、前記ＣＭＯＳセンサ１を外部のノイズ電界から保護することが出来るとともに、前記ガラスエポキシ等の樹脂枠２６を透過するノイズ光からも保護することが出来る。
【００２９】
図５は前記小型撮像モジュール２０をマザーボード２９に実装して状態を示す断面図である。前記マザーボード２９には前記小型撮像モジュール２０の外部接続端子２７ｂ（ランド電極）に対応する位置に接続電極２９ａを設けるとともに、前記枠部材２５の内周孔２６ｄを覆う範囲にシールド電極としての金属膜２９ｂが形成されており、該金属膜２９ｂは前記ＣＭＯＳセンサ１の電源端子に接続されたランド電極２７ｂ’に接続されている。
従って前記小型撮像モジュール２０を、図５に示す実装構造を採用することにより、前記ＣＭＯＳセンサ１は側面及び下面側がすべてノイズ光及びノイズ電界から保護されることになり、極めて安定した動作を行なうことが出来る。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、ケース１１、ＦＰＣ１３、枠部材１５等のエレメントを各々単体で構成する方式を示したが、これに限定されるものではなく、各エレメントまたはエレメントの一部を複数の集合体で構成し、アセンブリした後に切断して製品化することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上記のごとく本発明においては、前記ＭＩＤ構成の小型撮像モジュールと同じ形状に小型化が出来るとともに、その配線パターンは従来の回路基板技術による配線密度が達成出来るため、撮像センサとして画素数の多い高解像度のＣＭＯＳセンサを用いた場合にも十分小型化された小型撮像モジュールを提供できる。
【００３２】
さらに、枠部材の内周孔にシールド膜を形成して、前記ＣＭＯＳセンサの電源端子（グランド端子）に接続することによって、前記ＣＭＯＳセンサをノイズ光及びノイズ電界から保護することが出来、さらに、この小型撮像モジュールをシールド電極を有するマザーボードに実装することによって、一層保護効果を高める事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図。
【図２】図１に示す小型撮像モジュールの組立て状態を示す展開斜視図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図。
【図４】図３に示す小型撮像モジュールにおける枠部材の斜視図。
【図５】図３に示す小型撮像モジュールをマザーボードに実装した状態を示す断面図。
【図６】従来の小型撮像モジュールの構成を示す外観斜視図。
【図７】図６に示す小型撮像モジュールの断面図。
【図８】第２の従来例における小型撮像モジュールの断面図。
【図９】図８に示す小型撮像モジュールの組立て状態を示す展開斜視図。
【符号の説明】
１              ＣＭＯＳセンサ
２，３        レンズ
４            絞り部材
１０，２０，５０，６０      小型撮像モジュール
１１，２１，５１，６１，    ケース
１３          ＦＰＣ
１５，２５    枠部材
２９          マザーボード
【図１】
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【図２】
2005064591.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】
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【図８】
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【図９】
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