(57)【要約】【課題】小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供する。【解決方法】厚さ方向において貫通するようにして所定の開口部が形成された絶縁基材と、前記絶縁基材の前記開口部内の幅方向に亘って固定されたレンズと、前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして設けられた固体撮像素子と、前記絶縁基材の、少なくとも前記裏面上において設けられ、前記固体撮像素子と電気的機械的に接続された配線パターンとからカメラモジュールを構成する。【選択図】図１
2007318250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向において貫通するようにして所定の開口部が形成された絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記開口部内の幅方向に亘って固定されたレンズと、
前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして設けられた固体撮像素子と、
前記絶縁基材の、少なくとも前記裏面上において設けられ、前記固体撮像素子と電気的機械的に接続された配線パターンと、
を具えることを特徴とする、カメラモジュール。
【請求項２】
前記カメラモジュールは、前記絶縁基材の裏面側において、前記固体撮像素子に関し、前記レンズと反対側において半導体素子を具え、前記固体撮像素子と電気的に接続されて前記固体撮像素子を駆動することを特徴とする、請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記固体撮像素子を覆うようにして形成した樹脂モールドを具えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記半導体素子を覆うようにして形成した追加の樹脂モールドを具えることを特徴とする、請求項２又は３に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記配線パターンは複数の配線パターンからなり、前記複数の配線パターンの内、少なくとも一つの配線パターンが前記絶縁基材の前記裏面上に設けられ、残りの配線パターンが前記絶縁基材中に埋設されるとともに、前記絶縁基材の主面上に形成され、前記複数の配線パターンの少なくとも一部同士が電気的機械的に接続されてなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が一定である第1の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続されてなることを特徴とする、請求項５に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が前記絶縁基材の厚さ方向で変化するような第２の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続されてなることを特徴とする、請求項５又は６に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に形成されたスルーホール内に形成された内壁導電体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続されてなることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記固体撮像素子は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールに関し、特に小型化、薄型化及び軽量化したカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラモジュールは、携帯電話、携帯用のコンピュータなどに積極的に採用されるようになり、それに伴って、カメラモジュールの小型化、薄型化及び軽量化が求められるようになってきた。例えば、特開２００４−１２０６１５号公報には、カメラモジュールの小型化の手段として固体撮像素子とＤＳＰ（Digital Signal processing）等の他の半導体部品が実装される構造として、ＤＳＰ上に固体撮像素子をチップスタックし、前記固体撮像素子や前記ＤＳＰ以外の、抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電子部品であるチップ部品などを、前記固体撮像素子などと同じ平面上に実装したカメラモジュールの構造が開示されている。
【０００３】
しかしながら、上述したようチップ部品を前記固体撮像素子などと同じ平面上に２次元的に並べて配列した場合においては、カメラモジュールの大きさが前記チップ部品の配列面積に依存してしまい、前記配列面積の制限によって前記カメラモジュールの大きさを十分に低減することができないでいた。
【０００４】
特に近年においては、撮像素子の高画素化、及びカメラモジュールの小型化が同時に要求されており、上述した従来の方法では、かかる要求を満足することができないでいた。
【特許文献１】特開２００４−１２０６１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明は、
厚さ方向において貫通するようにして所定の開口部が形成された絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記開口部内の幅方向に亘って固定されたレンズと、
前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして設けられた固体撮像素子と、
前記絶縁基材の、少なくとも前記裏面上において設けられ、前記固体撮像素子と電気的機械的に接続された配線パターンと、
を具えることを特徴とする、カメラモジュールに関する。
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を実施した。その結果、所定の絶縁基材を準備し、この絶縁基材に対して厚さ方向に貫通するような開口部を形成し、この開口部内の幅方向に亘ってレンズを固定する。そして、前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして固体撮像素子を配置している。したがって、前記レンズを固定するための筐体などを別途設ける必要がなく、特開２００４−１２０６１５号などに開示されているオーバーコート樹脂層に相当する前記絶縁基材の厚さ及び前記固体撮像素子の厚さ（高さ）を考慮するのみで、カメラモジュール全体の厚さを決定することができる。したがって、従来のような筐体を使用しないことなどに起因して、前記固体撮像素子を含むカメラモジュール全体を薄型化することができる。
【０００８】
また、その他に必要な抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電気／電子部品であるチップ部品などは、適宜前記絶縁基材内に埋設するようにすることができる。したがって、カメラモジュールの大きさは主として上記固体撮像素子の大きさで決定されることになり、前記電気／電子部品の設置に伴うモジュール面積の増大を抑制することができる。したがって、得られるカメラモジュールを十分に小型化することができる。
【０００９】
さらに、上述したように、特にカメラモジュール全体を保持するような筐体を準備する必要がないので、上記本発明のカメラモジュールは十分に軽量化することができる。
【００１０】
また、本発明の一態様においては、前記絶縁基材の裏面側において、前記固体撮像素子に関し、前記レンズと反対側において半導体素子を配置する。この場合、前記固体撮像素子を駆動するための外部回路などを必要とすることなく、さらにはその外部回路と接続するための追加の配線パターンなどを設ける必要がない。したがって、カメラモジュールを実用に供する場合において、前記カメラモジュールの構成を複雑化する必要がない。また、前記カメラモジュールの面積が、前記固体撮像素子と前記半導体素子との合計面積を考慮したものとはならず、上述したように、前記固体撮像素子の大きさのみで決定されるようになるので、前記カメラモジュールの大きさを小型化しておくことができる。
【００１１】
さらに、本発明の一態様においては、前記固体撮像素子及び／又は前記半導体素子を覆うようにして樹脂モールドを形成する。これによって、前記固体撮像素子及び／又は前記半導体素子を効果的に保護することができ、接触などに起因した破損を防止することができる。
【００１２】
なお、上記態様においては、複数の配線パターンを設け、前記複数の配線パターンの内、少なくとも一つの配線パターンが前記絶縁基材の前記裏面上に設けられ、残りの配線パターンが前記絶縁基材中に埋設されるとともに、前記絶縁基材の表面に形成され、これらの配線パターンの少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。これによって、上記固体撮像素子及び／又は上記半導体素子を、特に絶縁基材の主面上に形成した配線パターンを介して外部回路などに電気的に簡易に接続することができる。また、面方向に配線パターンを形成する必要がないことから、カメラモジュールの大きさ（面積）増大を抑制することができる。したがって、上記カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００１３】
なお、上記態様において、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が一定である第1の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するように構成することができる。
【００１４】
また、上記態様において、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が前記絶縁基材の厚さ方向で変化するような第２の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。
【００１５】
さらに、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に形成されたスルーホール内に形成された内壁導電体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。
【００１６】
上述したような第1の層間接続体、第２の層間接続体及び内壁導電体によれば、上述した複数の配線パターンの電気的機械的接続を簡易に行うことができる。
【００１７】
また、前記第1の層間接続体、前記第２の層間接続体及び前記内壁導電体は、それぞれ単独で用いることもできるし、２以上を組み合わせて用いることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、本発明によれば、小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。
【００２０】
図1は、本発明のカメラモジュールの一例を示す断面構成図である。図1に示すカメラモジュール１０は、略中心部において開口部１１Ａが形成された絶縁基材１１と、この絶縁基材１１の開口部１１Ａ内の幅方向に亘って固定部材１５で固定されたレンズ１３と、絶縁基材１１の裏面上に設けられ、開口部１１Ａを密閉するとともにレンズ１３と対向するようにして設けられた固体撮像素子１２とを含む。
【００２１】
また、固体撮像素子１２の、レンズ１３に関する裏面側には固体撮像素子１２を駆動するための半導体素子としての駆動用ＩＣ１４が設けられている（フリップチップ実装されている）。したがって、固体撮像素子１２は駆動用ＩＣ１４からの制御信号に基づいて駆動されるようになる。さらに、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４は樹脂モールド１７によって覆われている。
【００２２】
なお、図１において、レンズ１３は、固定部材１５の開口部１１Ａ内での高さ方向での取り付け位置を調節することによって、開口部１１Ａ内の任意の高さ位置において固定することができる。
【００２３】
また、絶縁基材１１の主面上には第1の配線パターン２１が形成されるとともに、絶縁基材１１の裏面上には第２の配線パターン２２が形成され、絶縁基材１１内には、第１の配線パターン２１及び第２の配線パターン２２と略平行となるようにして第３の配線パターン２３及び第４の配線パターン２４が形成されている。
【００２４】
第１の配線パターン２１から第４の配線パターン２４は、絶縁基材１１の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が絶縁基材１１の厚さ方向で変化する層間接続体２６によって電気的機械的に接続されている。また、駆動用ＩＣ１４は第２の配線パターン２２とワイヤ１６で電気的に接続されており、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４は各配線パターンとワイヤを介して電気的に接続されている。
【００２５】
なお、図１において、絶縁基材１１の、第３の配線パターン２３及び第４の配線パターン２４は、破線で描画されたライン上に配置されているが、この破線で示されたラインは、絶縁基材１１を形成する際の工程において絶縁層を複数積層するとともに、その積層過程において上記配線パターンを形成したことに依存するものである。したがって、各絶縁層は一体化して識別することができない場合もあれば、ある程度識別できる場合もある。
【００２６】
また、固体撮像素子１２は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳから構成することができる。
【００２７】
図１に示すカメラモジュール１０においては、絶縁基材１１を準備し、この絶縁基材１１に対して厚さ方向に貫通するような開口部１１Ａを形成し、この開口部１１Ａ内の幅方向に亘ってレンズ１３を固定する。そして、絶縁基材１１の裏面上において、開口部１１Ａを密閉するととともにレンズ１３と対向するようにして固体撮像素子１２を配置している。したがって、レンズ１３を固定するための筐体などを別途設ける必要がなく、特開２００４−１２０６１５号などに開示されているオーバーコート樹脂層に相当する絶縁基材１１の厚さ及び固体撮像素子１２の厚さ（高さ）を考慮するのみで、カメラモジュール全体の厚さを決定することができる。したがって、従来のような筐体を使用しないことなどに起因して、固体撮像素子１２を含むカメラモジュール全体を薄型化することができる。
【００２８】
また、特に図示してはいないが、その他に必要な抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電気／電子部品であるチップ部品などは、適宜絶縁基材１１内に埋設するようにすることができる。したがって、カメラモジュールの大きさ（面積）は主として固体撮像素子１２の大きさ（面積）で決定されることになり、前記電気／電子部品の設置に伴うモジュール面積の増大を抑制することができる。したがって、カメラモジュール１０を十分に小型化することができる。
【００２９】
さらに、上述したように、特にカメラモジュール全体を保持するような筐体を準備する必要がないので、上記本発明のカメラモジュールは十分に軽量化することができる。
【００３０】
また、絶縁基材１１の裏面側において、固体撮像素子１２に関し、レンズ１３と反対側において駆動用ＩＣ１４を設けている。したがって、固体撮像素子１２を駆動するための外部回路などを必要とすることなく、さらにはその外部回路と接続するための追加の配線パターンなどを設ける必要がない。したがって、カメラモジュール１０を実用に供する場合において、カメラモジュール１０の構成を複雑化する必要がない。また、カメラモジュール１０の面積が、固体撮像素子１２と駆動用ＩＣ１４との合計面積を考慮したものとはならず、上述したように、固体撮像素子１２の大きさのみで決定されるようになるので、カメラモジュール１０を十分に小型化しておくことができる。
【００３１】
さらに、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４は樹脂モールド１７で覆われているので、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４を効果的に保護することができ、接触などに起因した破損を防止することができる。
【００３２】
また、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４はワイヤ１６を介して各配線パターンと電気的機械的に接続され、特に絶縁基材１１の主面上に形成された第１の配線パターン２１と電気的に接続されるように構成されている。したがって、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４は特に第１の配線パターン２１を介して外部回路などに電気的に簡易に接続することができる。また、面方向に配線パターンを形成する必要がないことから、カメラモジュールの大きさ（面積）増大を抑制することができる。したがって、上記カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００３３】
図２は、図１に示すカメラモジュールの変形例である。なお、図１に示す構成要素と同様の構成要素については、同じ参照符号を用いて表している。
【００３４】
図２に示すカメラモジュール１０においては、絶縁基材１１内における右方端部において、第３の配線パターン２３及び第４の配線パターン２４を形成することなく、スルーホール３１を形成するともに、その内部に内壁導電体３２を形成し、第１の配線パターン２１及び第２の配線パターン２２を直接電気的機械的に接続するようにしている。このように層間接続体２６に代えて内壁導電体３２を用いることによっても、各配線パターンを電気的機械的に接続することができる。
【００３５】
なお、特に図示はしないが、上述した層間接続体２６及び内壁導電体３２に代えて、あるいはこれらに加えて、絶縁基材１１の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が一定である層間接続体を用いることによっても、各配線パターンを電気的機械的に接続することができる。
【００３６】
層間接続体１５及び内壁導電体１７は、良好な導体である金、銀、銅などの単体、あるいは所定の樹脂中に前記金属微紛を分散させたものから構成することができる。また、前記金属などの他に炭素材を用いることができ、前記同様に、所定の樹脂中に炭素微紛を分散させたものから構成することができる。
【００３７】
また、図１及び図２に示す例では、絶縁基材１１内に第３の配線パターン２３及び第４の配線パターン２４を設けているが、このような絶縁基材１１内に埋設したような配線パターンを設けることなく、例えば図２における絶縁基材の右方に示すように、第１の配線パターン２１及び第２の配線パターン２２を直接電気的機械的に接続するようにすることができる。
【００３８】
さらに、絶縁基材１１内に配線パターンを埋設する場合、その数は第３の配線パターン２３や第４の配線パターン２４に代表されるような２つの配線パターンに限らず、必要に応じて任意の数とすることができる。
【００３９】
次に、本発明のカメラモジュールの製造方法について説明する。代表的な製造方法として、図１に示すカメラモジュールの製造方法について説明する。図３〜図６は、図１に示すカメラモジュールの製造方法を示す工程図である。
【００４０】
最初に、金属（例えば銅）箔２３１上にバンプ形成するとともに、このバンプが貫通するとともに、それによって埋設するようにして絶縁層１１３を配置し、さらに金属（例えば銅）箔２１１を配置して、両面金属（銅）張り板を形成する。次いで、金属箔２３１をエッチングして第３の配線パターン２３を形成する。同様にして絶縁層１１１に関する両面金属（銅）張り板を形成し、第３の配線パターン２３上にバンプ形成するとともに、このバンプに対して絶縁層１１２を配置貫通する。その後、絶縁層１１１に関する両面板及び絶縁層１１３に関する両面板を位置合わせ配置し、加熱加圧プレスを実施することにより、４層配線板を作製する。その後、外側の金属箔２２１及び２１１をエッチングし、図３に示すような絶縁基材１１を作製する。
【００４１】
次いで、図４に示すように、絶縁基材１１の略中央部に例えばエッチング、プレス加工あるいはドリル／ルータなどによる機械加工を施すことによって、絶縁基材１１を貫通するような開口部１１Ａを形成する。
【００４２】
次いで、図５に示すように、絶縁基材１１の裏面において固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４を順次に設け（フリップチップ実装）し、駆動用ＩＣ１４と第２の配線パターン２２とをワイヤ１６を介してボンディングし、電気的に接続する。
【００４３】
次いで、図６に示すように、開口部１１Ａ内に固定部材１５を設けるとともに、開口部１１Ａ内の幅方向に亘って、レンズ１３を固体撮像素子１２と対向するようにして固定部材１５によって固定する。その後、固体撮像素子１２及び駆動用ＩＣ１４を覆うようにして樹脂モールド１７を形成し、図１に示すようなカメラモジュール１０を完成させる。
【００４４】
なお、上述した製造方法はあくまで図１に示すカメラモジュールの一例を示したものであり、その他の方法を用いても同様に製造することができる。
【００４５】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【００４６】
例えば、上述した絶縁基材１１を製造する際の絶縁層中に適宜ガラスクロスやアラミドクロス、ガラス不織布、アラミド不織布などの補強材を含有させるようにすることもできる。また、絶縁基材１１の両端部内には必要に応じて、チップコンデンサ、チップ抵抗及びインダクタなどの電気／電子部品を内蔵させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のカメラモジュールは、小型化、薄型化及び軽量化を実現したものであるので、携帯電話や携帯用のコンピュータなどの種々の分野で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のカメラモジュールの一例を示す断面構成図である。
【図２】図１に示すカメラモジュールの変形例を示す断面構成図である。
【図３】図１に示すカメラモジュールの製造方法における一工程を示す図である。
【図４】同じく、図１に示すカメラモジュールの製造方法における一工程を示す図である。
【図５】同じく、図１に示すカメラモジュールの製造方法における一工程を示す図である。
【図６】同じく、図１に示すカメラモジュールの製造方法における一工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  カメラモジュール
１１  絶縁基材
１１Ａ  開口部
１２  固体撮像素子
１３  レンズ
１４  駆動用ＩＣ
１５  固定部材
１６  ワイヤ
２１  第１の配線パターン
２２  第２の配線パターン
２３  第３の配線パターン
２４  第４の配線パターン
２６  層間接続体
１１１，１１２，１１３  絶縁層
２１１，２２１，２３１，２４１  金属箔
【図１】
2007318250.tif 000003
【図２】
2007318250.tif 000004
【図３】
2007318250.tif 000005
【図４】
2007318250.tif 000006
【図５】
2007318250.tif 000007
【図６】
2007318250.tif 000008