(57)【要約】【課題】小型化及び低背化が可能な小型カメラモジュールを提供する。【解決手段】小型カメラモジュールは、第１主面に撮像素子部１２が形成され、第１主面から第１主面に対向する第２主面まで貫くように形成されたスルーホール１３を有する半導体基板１１と、半導体基板１１の第２主面上に形成され、スルーホール１３に電気的に接続された導体パターン１４と、導体パターン１４上に形成されたボールバンプ１５とを備える。さらに、半導体基板１１の第１主面の撮像素子部１２上に形成されたフレネルレンズ１６を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面に撮像素子部が形成され、前記第１主面から前記第１主面に対向する第２主面まで貫くように形成されたスルーホールを有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第２主面上に形成され、前記スルーホールに電気的に接続された導体パターンと、
前記導体パターン上に形成されたバンプと、
前記半導体基板の前記第１主面の前記撮像素子部上に形成されたレンズと、
を具備することを特徴とする小型カメラモジュール
【請求項２】
第１主面と前記第１主面に対向する第２主面とを持ち、前記第１主面に撮像素子部が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の前記第１主面上に形成された第１ガラス材と、
前記撮像素子部と少なくとも重なり合うように、前記第１ガラス材上に形成されたレンズと、
前記半導体基板の前記第２主面上に形成された第２ガラス材と、
前記第２ガラス材の上面上及び側面上、前記半導体基板の側面上に形成され、前記撮像素子部に電気的に接続された導体パターンと、
前記導体パターン上に形成されたバンプと、
を具備することを特徴とする小型カメラモジュール
【請求項３】
前記レンズは、前記半導体基板の前記第１主面上に、透明の樹脂層を介して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の小型カメラモジュール。
【請求項４】
前記レンズは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の小型カメラモジュール。
【請求項５】
前記レンズは、複数の回折格子型レンズで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の小型カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を内蔵したレンズ付き小型カメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサを内蔵したレンズ付きの小型カメラモジュールが開発されている（例えば、特許文献１参照）。小型カメラモジュールは、携帯電話機や携帯情報端末などに組み込まれて製品化されている。
【０００３】
通常、小型カメラモジュールは、撮像素子、ＩＲカットフィルタ、基板、受動部品、光学レンズ及び絞りを備える。近年、カメラモジュールの小型化要求がますます強まっている。小型化のポイントは、（１）撮像素子が搭載された半導体チップ（センサチップ）や使用する受動部品の小型化、及び実装の高密度化、（２）撮像素子におけるセンサ画素の縮小化と合わせた光学系の低背化である。
【０００４】
前記（１）は横方向の小型化であり、部品及び実装技術の進歩と共に小型化が可能である。特に、センサチップと同一サイズの基板を使用した実装技術（ＣＳＰ：Chip Scale Package）が注目を浴びている。一方、前記（２）は縦方向の小型化であり、撮像素子上に、ＩＲカットフィルタ、絞り、及び光学レンズ等の光学部品を積層する必要があるため、容易に低背化が進まなかった。
【特許文献１】特開２００４−８８１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、小型化及び低背化が可能な小型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】
この発明の一実施態様の小型カメラモジュールは、第１主面に撮像素子部が形成され、前記第１主面から前記第１主面に対向する第２主面まで貫くように形成されたスルーホールを有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第２主面上に形成され、前記スルーホールに電気的に接続された導体パターンと、前記導体パターン上に形成されたバンプと、前記半導体基板の前記第１主面の前記撮像素子部上に形成されたレンズとを具備することを特徴とする。
【０００７】
この発明の他の実施態様の小型カメラモジュールは、第１主面と前記第１主面に対向する第２主面とを持ち、前記第１主面に撮像素子部が形成された半導体基板と、前記半導体基板の前記第１主面上に形成された第１ガラス材と、前記撮像素子部と少なくとも重なり合うように、前記第１ガラス材上に形成されたレンズと、前記半導体基板の前記第２主面上に形成された第２ガラス材と、前記第２ガラス材の上面上及び側面上、前記半導体基板の側面上に形成され、前記撮像素子部に電気的に接続された導体パターンと、前記導体パターン上に形成されたバンプとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、小型化及び低背化が可能な小型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】
【０００９】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１０】
［第１実施形態］
まず、この発明の第１実施形態の小型カメラモジュールについて説明する。
【００１１】
図１（ａ）は第１実施形態の小型カメラモジュールの構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は第１実施形態の小型カメラモジュールの平面図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、半導体チップ（半導体基板）１１の第１主面には撮像素子部１２が形成され、半導体チップ１１の第１主面からこの第１主面に対向する第２主面まで貫通するように、スルーホール１３が形成されている。第２主面上には、スルーホール１３に電気的に接続された導体パターン１４が形成され、この導体パターン１４上にはボールバンプ１５が形成されている。なお、スルーホール１３は、第１主面上において撮像素子１２の周辺部に配置された受動部品（図示しない）あるいは撮像素子１２に電気的に接続されている。
【００１３】
また、第１主面の撮像素子部１２上には、撮像素子部１２を覆うように、表面屈折型のフレネルレンズ１６が形成されている。このフレネルレンズ１６は、図１（ｂ）に示すように、撮像素子部１２より大きく、半導体チップ１１より小さい外形を持つ。すなわち、半導体チップ１１の第１主面上には、半導体チップ１１の外形とほぼ同一サイズのフレネルレンズ１６が形成されている。フレネルレンズ１６の表面には、予め蒸着によりＩＲカットフィルタを形成しておいてもよい。
【００１４】
このような構造を有する小型カメラモジュールでは、撮像素子部１２が形成された半導体チップ１１上に、フレネルレンズ１６が透明なエポキシ樹脂等を介して直接貼付けられているため、小型カメラモジュールの高さが半導体チップの厚さとフレネルレンズの厚さだけでほぼ決定され、小型カメラモジュールの低背化を実現することができる。さらに、フレネルレンズ１６のレンズ厚を薄くできるため、低背化をさらに進めることができる。
【００１５】
また、撮像素子部１２が形成された半導体チップ１１上に、半導体チップ１１の外形とほぼ同一サイズのフレネルレンズ１６を一体に形成した実装（ＣＳＰ）となっているため、小型カメラモジュールの小型化を実現することができる。さらに、小型カメラモジュールの外部基板などへの接続は、ボールバンプ１５によりリフロー工程によって行うことができるため、製造工程を簡素化することが可能である。
【００１６】
次に、第１実施形態の小型カメラモジュールの製造方法について説明する。
【００１７】
図２（ａ）〜図２（ｅ）は、図１に示した第１実施形態の小型カメラモジュールの製造方法を示す断面図である。
【００１８】
まず、図２（ａ）に示すような厚さが７２５μｍ程度の半導体基板を研磨して、図２（ｂ）に示すように、厚さが１５０μｍ〜２００μｍ程度の半導体基板１１を形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、半導体基板１１の一方の主面（第１主面）に撮像素子部１２を形成する。続いて、図２（ｃ）に示すように、半導体基板１１の端部周辺に第１主面から第２主面（第１主面に対向する主面）まで突き抜けたスルーホール１３を形成する。
【００１９】
さらに、図２（ｄ）に示すように、第２主面上にスルーホール１３に電気的に接続された導体パターン１４を形成する。さらに、図２（ｅ）に示すように、導体パターン１４上にボールバンプ１５をリフローにより形成する。
【００２０】
その後、図１（ａ）に示したように、第１主面に形成された撮像素子部１２を覆うように、透明なエポキシ樹脂などを用いて第１主面上にフレネルレンズ１６を貼付する。以上の工程により、第１実施形態の小型カメラモジュールが製造できる。
【００２１】
また、図３は、変形例の小型カメラモジュールの構成を示す断面図である。前述した第１実施形態では、第１主面上にフレネルレンズ１６が形成されていたが、この変形例ではフレネルレンズに換えて、回折格子型レンズを形成する。
【００２２】
図３に示すように、半導体チップ１１の第１主面上には樹脂層１７が形成され、この樹脂層１７上には回折格子１８が形成されている。単層の回折格子では波長分布による高調波成分を除去できないため、２層以上の複数層に回折格子を形成する。
【００２３】
図３に示した構造の小型カメラモジュールでは、撮像素子部１２が形成された半導体チップ１１上に、樹脂層１７及び回折格子１８が直接形成されているため、小型カメラモジュールの高さが半導体チップ１１、透明な樹脂層１７、及び回折格子１８の厚さだけでほぼ決定され、小型カメラモジュールの低背化を実現することができる。その他の構成及び効果は、第１実施形態と同様である。
【００２４】
なお、回折格子１８は、通常の半導体製造工程で使用されるフォトリソグラフィ工程にて形成する。また、予め回折格子が形成されたシートを、第１主面に形成された撮像素子部１２上に貼付してもよい。
【００２５】
以上説明したようにこの第１の実施形態によれば、半導体製造技術及びパッケージング技術を用いることにより、小型化，低背化，及び低価格化が可能な小型カメラモジュールを実現できる。
【００２６】
［第２実施形態］
次に、この発明の第２実施形態の小型カメラモジュールについて説明する。第１実施形態における構成と同様の部分には同じ符号を付す。
【００２７】
図４は、第２実施形態の小型カメラモジュールの構成を示す断面図である。
【００２８】
半導体チップ１１の第１主面には撮像素子部１２が形成され、第１主面上には第１ガラス材２１が形成されている。さらに、第１ガラス材２１上には、撮像素子部１２を覆うように、フレネルレンズ１６が形成されている。このフレネルレンズ１６は、撮像素子部１２より大きく、半導体チップ１１より小さい外形を持つ。すなわち、半導体チップ１１の第１主面上には、半導体チップ１１の外形とほぼ同一サイズのフレネルレンズ１６が形成されている。フレネルレンズ１６の表面には、予め蒸着によりＩＲカットフィルタを形成しておいてもよい。
【００２９】
また、半導体チップ１１の第２主面上には、第２ガラス材２２が形成されている。第２ガラス材２２上には導体パターン２３が形成され、この導体パターン２３上にはボールバンプ１５が形成されている。導体パターン２３は、さらに第２ガラス材２２の側面上、半導体チップ１１の側面上及び第１主面上にも形成され、第１主面上にて撮像素子１２の周辺部に配置された受動部品（図示しない）あるいは撮像素子１２に電気的に接続されている。
【００３０】
このような構造を有する小型カメラモジュールでは、撮像素子部１２が形成された半導体チップ１１上に、フレネルレンズ１６及びガラス材２１が透明なエポキシ樹脂等を介して直接貼付けられているため、小型カメラモジュールの高さが半導体チップ１１，ガラス材２１，及びフレネルレンズの厚さだけでほぼ決定され、小型カメラモジュールの低背化を実現することができる。さらに、フレネルレンズ１６のレンズ厚を薄くできるため、低背化をさらに進めることができる。
【００３１】
また、半導体チップ１１上に、半導体チップ１１の外形とほぼ同一サイズのフレネルレンズ１６を一体に形成した実装（ＣＳＰ）となっているため、小型カメラモジュールの小型化を実現することができる。さらに、小型カメラモジュールの外部基板などへの接続は、ボールバンプ１５によりリフロー工程によって行うことができるため、製造工程を簡素化することが可能である。
【００３２】
また、前述した各実施形態はそれぞれ、単独で実施できるばかりでなく、適宜組み合わせて実施することも可能である。さらに、前述した各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、各実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１実施形態の小型カメラモジュールの構成を示す図である。
【図２】図１に示した第１実施形態の小型カメラモジュールの製造方法を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の変形例の小型カメラモジュールの構成を示す断面図である。
【図４】この発明の第２実施形態の小型カメラモジュールの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１…半導体チップ（半導体基板）、１２…撮像素子部、１３…スルーホール、１４…導体パターン、１５…ボールバンプ、１６…フレネルレンズ、１７…樹脂層、１８…回折格子、２１…第１ガラス材、２２…第２ガラス材、２３…導体パターン。
【図１】
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【図２】
2007312012.tif 000004
【図３】
2007312012.tif 000005
【図４】
2007312012.tif 000006