JP2007288755A

JP2007288755A - カメラモジュール

Info

Publication number: JP2007288755A
Application number: JP2006189230A
Authority: JP
Inventors: Young-Seok Kim; 栄錫金; Hyeok-Hwan Kwon; 赫煥権; Hyun-Kyu Choi; 顕奎崔; Hwan-Chul Lee; 煥哲李
Original assignee: Optopac Co Ltd
Current assignee: Optopac Co Ltd
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US7720374B2; US20070241273A1

Abstract

【課題】カメラモジュールを提供すること。
【解決手段】パッケージ化されたイメージセンサーと、ＩＲフィルターと、レンズ及びこれらを保持するためのホルダーにより構成されたカメラモジュールであり、本発明によるカメラモジュールは、上部に透光性の基板が形成されたイメージセンサーパッケージと、パッケージの透光性の基板に下端部が貼着されたホルダーとを備える。前記ホルダーは、貫通孔がある水平部と、水平部の周縁よりも下方にある連結部を備え、連結部の下端部の端部面は内側に段差が形成されてガラス基板の周縁の上部面及び側面に貼着されるか、あるいは、ホルダーは貫通孔が形成された水平部と、水平部の周縁よりも下方にある連結部を備え、連結部の下端部の端部面は平らなガラス基板の周縁の上部面に貼着される。また、前記ホルダーは貫通孔のある水平部を備え、前記水平部の底面が前記ガラス基板の少なくとも周縁の上部面に貼着される。
【選択図】図６

Description

本発明はカメラモジュールに係り、さらに詳しくは、パッケージ化されたイメージセンサーと、ＩＲフィルターと、レンズ及びこれらを保持するためのホルダーにより構成されたカメラモジュールであって、そのコンパクト化及び低背化が実現されたカメラモジュールに関する。

イメージセンサーは、人間や物のイメージを撮影する機能を有する半導体素子であって、通常のデジタルカメラやビデオ付きカメラだけではなく、携帯電話にも搭載され始めるに伴い、この頃のその市場の急速な成長ぶりには目を見張るものがある。

この種のイメージセンサーは、カメラモジュールの形で上記の機器に取り付けられる。前記カメラモジュールは、レンズ、ホルダー、ＩＲフィルター、イメージセンサー及びプリント回路基板により構成される。カメラモジュールのレンズはイメージを結像させ、レンズに結像されたイメージはＩＲフィルターを介してイメージセンサーに集光される。また、イメージセンサーにおいては、イメージの光信号を電気信号に変換してイメージを撮影することになる。

これらの構成要素のうち、光信号を電気信号に変換するイメージセンサーは、ベアチップの状態でカメラモジュールに直接的に実装されたり、イメージセンサーチップのパッケージ化後にカメラモジュールに取り付けられる。

イメージセンサーのベアチップをカメラモジュールに直接的に実装する方法の中で、現在９０％以上を占めているチップオンボード（ＣＯＢ：Chip On Board）方式は、１単位レベルのパッケージング方式による低い生産性、２製造工程中におけるダスト粒子の流入による高い不良率、３）高い清浄度のクリーンルーム設備投資費及びメンテナンス費への負担、４小型化といった限界を有する。すなわち、カラーフィルターとマイクロレンズは、両方ともにフォトレジストの塗布後にリソグラフィ工程を経て製作されるため、ダスト粒子の流入と水分の浸透に極めて衰弱である。このため、ＣＯＢ方式では、イメージセンサーチップの実装と、配線作業と、ＩＲフィルター、レンズ及びホルダーの取付工程などがいずれも高い清浄度に保たれているクリーンルームにおいて製造される必要がある。

これとは異なり、イメージセンサーをあらかじめパッケージ化して用いると、ベアチップを用いる度に起きる上述した如き不都合は解消可能である。

図１は、イメージセンサーパッケージとして最も多用されているセラミックリードレスチップキャリア（ＣＬＣＣ：ceramic leadless chip carrier）の概略断面図である。図中、従来のイメージセンサーパッケージ２０は、表面が上側を向くように光検出用のイメージセンサーチップ２２をエポキシなどを用いてセラミック基板２４の上に実装し、ガラス蓋体またはガラス基板２１で覆う。イメージセンサーチップ２２をセラミック基板２４に連結するために、イメージセンサーチップ２２に連結されたワイヤー２６がセラミック基板２４の底面に形成された接続端子２７と連結され、前記接続端子２７を介して前記イメージセンサーパッケージ２０を回路基板に連結する。

もう１つのパッケージング方法は、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ：Chip Scale Package）方式をイメージセンサーチップに適用することである。これは、ベアチップの状態のイメージセンサーチップをカメラモジュールに実装するＣＯＢ方式の場合とは異なり、イメージセンサーチップをウェーハレベルにおいてパッケージングすることにより、イメージセンシング領域にダストが流り込んだり水分が浸透したりすることを防止可能である。

図２に示すイメージセンサーパッケージ３０は、シェルケース社により提案されたものであって、下部面が１００μｍ程度の厚さに研磨されたイメージセンサーチップ３２を設け、前記イメージセンサーチップ３２の回路が形成されている上部面にエポキシなどの接着層３４を塗布した後にガラス基板３１を取り付け、研磨された下部面にエポキシなどの接着層３３を塗布した後にガラスウェーハ３５を取り付ける。次いで、ある程度緩やかなチップ角度を有するダイシングブレードを用いてイメージセンサーチップ３２と接着層３４との間の領域を除去して、イメージセンサーチップ３２の上部面に形成されている回路の入出力パッドを露出させる。また、前記イメージセンサーチップ３２、接着層３３及びガラスウェーハ３５の側面を半導体ウェーハ切断機などの装備により所定の角度だけ斜設する。次いで、露出されたイメージセンサーチップ３２の入出力パッドから前記斜めの側面を経てガラスウェーハ３５の下部面に至る金属配線３６を形成する。このとき、金属配線３６は、露出されたセンサーチップ３２の入出力パッドから前記斜めの側面を経てガラスウェーハ３５の下部面に至る金属膜を形成し、前記金属膜をエッチングして所望のパターンを形成することにより得られる。最後に、ガラスウェーハ３５の下部面に形成された金属配線３６の端部に半田付けボールなどの接続端子３７を形成する。この後、前記接続端子３７は、外部端子またはＰＣＢ基板に連結される。このシェルケース社のイメージセンサーパッケージは、実際に、イメージセンサーチップの大きさにしてパッケージを完成することができる。

ＣＳＰの他の例として、本願出願人により提案されたイメージセンサーパッケージが図３Ａ及び図３Ｂに示してある。

図３Ａに示すイメージセンサーパッケージ４０は、ガラス基板４１と、前記ガラス基板４１の上に形成された金属配線４４と、前記金属配線４４を保護するための絶縁膜４５と、前記ガラス基板４１とフリップチップソルダージョイント４３により電気的に接続されたイメージセンサーチップ４２と、イメージセンサーチップ４２の外側に形成されてプリント回路基板と連結可能な半田付けボールなどの接続端子４７と、を備える。なお、前記ガラス基板４１とイメージセンサーチップ４２との間にはダストシール層４６が形成されて、ガラス基板４１とイメージセンサーチップ４２との空間内に異物が流入することを防ぐ。

図３Ｂに示すカメラモジュール用のイメージセンサーパッケージ５０は、ガラス基板５１と、前記ガラス基板５１の上に形成された金属配線５４と、前記金属配線５４を保護するための絶縁膜５５と、前記ガラス基板５１とフリップチップソルダージョイント５３により電気的に接続されたイメージセンサーチップ５２と、イメージセンサーチップ５２の外側における前記金属配線５４の上に実装された受動素子５８と接続端子５７を備える。図３Ｂにおけるイメージセンサーパッケージ５０は、図３Ａにおけるイメージセンサーパッケージ４０とほとんど同じ構造を有しているが、デカップリングキャパシタなどのようにカメラモジュールを構成する上で必要となる受動素子５８をガラス基板の上に一緒に実装することができ、片面に可撓性のプリント回路基板と連結するための接続端子５７を有するような構造となっている。このため、このようなイメージセンサーパッケージの場合、カメラモジュールの製作に当たって、プリント回路基板を根本的に不要にできる。

これらのイメージセンサーのパッケージング方法に加えて、さらに他のパッケージング方法としては、ＣＯＦ（Chip On Flexible ＰＣＢ）方式をイメージセンサーチップに適用するものが挙げられる。

前記ＣＯＦ方式により製造されたイメージセンサーパッケージの例が、図４に示してある。図４を参照すると、イメージセンサーパッケージ６０は、イメージセンサーチップ６２と、一方の面にプリント回路パターン６４ｐが形成され、前記イメージセンサーチップ６２のイメージ認識部が見えるよういに通孔６４ｈが形成されると共に、前記イメージセンサーチップ６２と連結される可撓性のプリント回路基板６４と、前記可撓性のプリント回路基板６４の通孔６４ｈを覆うように他方の面に取り付けられたガラス基板６１と、を備える。

このとき、前記可撓性のプリント回路基板６４の通孔６４ｈの周縁部のプリント回路パターン６４ｐがイメージセンサーチップ６２の周縁に形成されたパッド部と電気的に接続される。すなわち、電気接続部６５は、前記可撓性のプリント回路基板６４のプリント回路パターン６４ｐとイメージセンサーチップ６２のパッド部を異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）あるいは異方性の導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）を用いて電気的に接続する。

通常、ＣＯＦ方式のイメージセンサーパッケージ６０は、イメージセンサーチップ６２の入出力パッドの上に金（Ａｕ）バンプを形成し、異方性導電フィルムあるいはペーストを圧着して、前記異方性の導電性フィルムあるいはペースト内に納まっている、表面が導電性のポリマーボールが圧着されるに伴い、電気的な接続が行われる。これはこの分野における通常の者にとって明らかであるため、ここではその詳細な説明を省く。

このとき、前記イメージセンサーチップ６２の周縁と可撓性のプリント回路基板６４はエポキシ６６などにより貼り合わせられる。

一方、前記ガラス基板６１は、イメージセンサーチップ６２を保護するためのものであって、ＩＲフィルターなどが使用可能である。このとき、前記ガラス基板６１と可撓性のプリント回路基板６４との貼合個所は、接着剤や両面テープなどを用いて気密処理する。

以下、図面に基づき、従来の技術によるカメラモジュールの構成についてさらに詳しく説明する。先ず、図５に基づき、上述したイメージセンサーパッケージのうち、図３Ａに示すイメージセンサーパッケージ４０が取り付けられる従来の技術によるカメラモジュールを説明する。

図示の如く、従来の技術によるカメラモジュールは、上記のイメージセンサーパッケージ４０と、前記イメージセンサーパッケージ４０が実装されるプリント回路基板１０と、前記プリント回路基板１０の上に下端部が固定されるホルダー１２と、前記ホルダー１２の中心部に設けられたＩＲフィルター１４と、前記ホルダー１２の上端の中心部に形成されたレンズ取付部１２ｃに取り付けられるレンズユニット１８とを備える。

前記イメージセンサーパッケージ４０をプリント回路基板１０に実装するために、前記イメージセンサーパッケージ４０は、その接続端子４７をプリント回路基板１０の上のプリント回路パターン（図示せず）に半田付けする。また、プリント回路基板１０とホルダー１２及びホルダー１２とＩＲフィルター１４を貼り合わせるには、先ず、エポキシ１５を用いてＩＲフィルター１４をホルダー１２に貼着する。この後、プリント回路基板１０の周縁にペースト状のエポキシ１１を塗布した後、ＩＲフィルター１４の貼着されたホルダー１２を前記プリント回路基板１０に塗布されたペースト状のエポキシ１１に貼着し、所定の温度下で硬化してプリント回路基板１０とホルダー１２を硬く貼り合わせる。このように前記プリント回路基板１０へのホルダー１２の貼着が完了すると、前記ホルダー１２の上端の中心部に形成されたレンズ取付部１２ｃにレンズユニット１８が結合される。

前記レンズユニット１８は、中空管状のケースの内部に１以上のレンズ１８ａが固設されており、前記ケースの外面に形成された雄ネジが前記ホルダー１２のレンズ取付部１２ｃの内側面に形成された雌ネジと螺合される。前記レンズユニット１８を前記レンズ取付部１２ｃに取り付けるとき、前記レンズユニット１８と前記イメージセンサーパッケージ４０との距離、すなわち、焦点距離を調節する。

この種のカメラモジュールにおいて、ホルダー１２の側壁の厚さは概ね３５０〜４５０ｕｍであり、ホルダー１２の側壁の内側とイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の周縁との間には、組み立てのために、概ね１５０ｕｍ以上の公差が要される。

このような方式により組み立てられるカメラモジュールにおいて、前記ホルダー１２の大きさは、カメラモジュールを電子機器に適用するために５ｍｍ×５ｍｍまたは６ｍｍ×６ｍｍなどと標準化されているため、用いられるイメージセンサーパッケージ４０の大きさよりも常に大きな標準ホルダーが用いられてカメラモジュールが全体的に大きくなる。

一方、プリント回路基板１０の上部面にはプリント回路パターン（図示せず）が形成されているため、その表面は、通常、平坦ではない。この理由から、プリント回路基板１０にホルダー１２を貼着するに当たっては、両面テープなどの接着剤を用いることができず、ペースト状のエポキシを塗布した後、これを硬化して用いている。このようなエポキシペーストは、硬化中に蒸気や粒子が発生する。このとき、前記ホルダー１２はその内部が密閉されているため、これらの蒸気や粒子はカメラモジュールの外部に抜け出れず、イメージセンサーパッケージ４０やＩＲフィルター１４に付着してしまう。このようにイメージセンサーパッケージ４０やＩＲフィルター１４に付着された蒸気や粒子は、これらを汚染させる原因となり、撮像されたイメージを歪める可能性がある。

上述したように、平坦ではないプリント回路基板１０の上にペースト状のエポキシを塗布及び硬化してホルダー１２を貼着するとき、前記プリント回路基板１０とホルダー１２との間に介在されるエポキシ１１の厚さは、製造されるカメラモジュールごとに異なる。すなわち、前記ペースト状のエポキシは、塗布及び硬化後に、最初に意図した通りの厚さを有する硬化されたエポキシ１１を得難い。

この理由から、前記レンズユニット１８は別体として製作して前記プリント回路基板１０とホルダー１２との組み立てを完了した後、前記ホルダー１２に形成されたレンズ取付部１２ｃに螺合しながら、前記レンズユニット１８とイメージセンサーパッケージ４０との焦点距離を調節する。すなわち、用いられる前記レンズユニット１８とイメージセンサーパッケージ４０が同じであるとしても、前記レンズユニット１８が取り付けられるホルダー１２と前記イメージセンサーパッケージ４０が実装されたプリント回路基板１０との距離が硬化されたエポキシ１１の厚さによって異なり、前記エポキシ１１の厚さによって前記レンズユニット１８とイメージセンサーパッケージ４０との焦点距離を調節しなければならない。

このように前記レンズユニット１８とイメージセンサーパッケージ４０との焦点距離を調節する工程は、製造されるカメラモジュールごとに別々に行われなければならないため、カメラモジュールの全体の製造工程のうち最も長時間がかかり、自動化が極めて困難になる工程である。このように焦点距離を調節する工程には多大な手間がかかり、これにより、カメラモジュールの製造コストも上がってしまう。

特に、硬化されたエポキシ１１の厚さは、単一のカメラモジュールにおいても不揃いになる場合があり、前記ホルダー１２がプリント回路基板１０の上に斜めに貼着されることがある。これは、レンズとイメージセンサーとの誤整列を引き起こして製品の不良につながり、特に、メガピクセル級の高画素のカメラモジュールにおいては、前記誤整列のために最終的なイメージ歪み現象が起こり易い。

一方、図１及び図２に示すイメージセンサーパッケージ２０、３０もまた、図３Ａに示すイメージセンサーパッケージ４０と同様に、下部面に接続端子２７、３７が形成されているために同じ方式によりカメラモジュールが組み立てられ、その結果、同じ問題点を有する。また、図３Ｂに示すイメージセンサーパッケージ５０の場合、プリント回路基板無しに用いられるため、イメージセンサーパッケージ５０の下部にプリント回路基板に代えて補強板を設け、この補強板の上にホルダーを貼着して上述した如き方式によりカメラモジュールが組み立てられ、その結果、この場合もまた同じ問題点を有する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクト化及び低背化が実現されたカメラモジュールを提供するところにある。
本発明の他の目的は、ホルダーの組み立て工程が単純でかつ容易に行えるカメラモジュールを提供するところにある。
本発明のさらに他の目的は、カメラレンズとイメージセンサーとの焦点距離を調節する工程を排除可能なカメラモジュールを提供するところにある。
本発明のさらに他の目的は、製造工程における不良率を減少可能なカメラモジュールを提供するところにある。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様によるカメラモジュールは、上部に透光性の基板が形成されたイメージセンサーパッケージと、前記イメージセンサーパッケージの透光性の基板に下端部が貼着されたホルダーと、を備える。

前記ホルダーは、貫通孔が形成された水平部と、前記水平部の周縁よりも下方に延設された連結部を備え、前記連結部の下端部の端部面は内側に段差が形成されて前記透光性の基板の周縁の上部面及び側面に貼着されることが好ましい。

前記ホルダーは、貫通孔が形成された水平部と、前記水平部の周縁よりも下方に延設された連結部を備え、前記連結部の下端部の端部面は平らに形成されて前記透光性の基板の周縁の上部面に貼着されることが好ましい。

前記ホルダーは貫通孔が形成された水平部を備え、前記水平部の底面が前記透光性の基板の少なくとも周縁の上部面に貼着されることが好ましい。

前記透光性の基板とホルダーは、両面テープにより貼り合わせることが好ましい。

前記透光性の基板の外部に露出された個所には、遮光部が設けられていても良い。

前記遮光部は、不透光性のエポキシまたは塗料を含むことが好ましい。

前記透光性の基板とホルダーは、これらが隣り合う境界面にこれらの両部分を跨って接着剤により貼り合わせても良い。このとき、前記接着剤は、不透光性のエポキシまたは塗料を含むことが好ましい。

前記透光性の基板の上部面には、ＩＲフィルターフィルムが貼着またはコーティングされていることが好ましい。

前記ホルダーの外側面には、下方に延設されて透光性の基板の側面と接触するガイドピンが一体に形成されていても良い。このとき、前記ガイドピンは、前記ホルダーと透光性の基板との貼り合わせた後に除去されることが好ましい。

前記ホルダーには、レンズが一体に設けられていても良い。このとき、前記透光性の基板とホルダーは、両面テープにより貼り合わせることが好ましい。または、前記透光性の基板とホルダーは、これらが隣り合う境界面にこれらの両部分を跨って接着剤により貼り合わせることが好ましい。

前記イメージセンサーパッケージは、イメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップが実装されたセラミック基板と、前記イメージセンサーチップ及びセラミック基板を覆う透光性の基板と、を備えることが好ましい。

前記イメージセンサーパッケージは、イメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップの回路が一方の面に形成され、前記回路の入出力パッドが露出されるように前記一方の面が前記イメージセンサーチップに貼着された透光性の基板と、前記透光性の基板の他方の面に取り付けられたガラスウェーハと、一端が前記回路の露出された入出力パッドと連結され、他端がガラスウェーハの下部面まで延設された金属配線と、を備えることが好ましい。

前記イメージセンサーパッケージは、透光性の基板と、前記透光性の基板の上に形成された金属配線と、前記透光性の基板とフリップチップソルダージョイントにより連結されたイメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップの外側において前記金属配線の上に形成された接続端子と、前記透光性の基板とイメージセンサーチップとの間に形成されたダストシール層と、を備えることが好ましい。

前記イメージセンサーパッケージは、透光性の基板と、前記透光性の基板の上に形成された金属配線と、前記透光性の基板とフリップチップソルダージョイントにより連結されたイメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップの外側において前記金属配線の上に実装された受動素子及び接続端子と、前記透光性の基板とイメージセンサーチップとの間に形成されたダストシール層と、を備えることが好ましい。

前記イメージセンサーパッケージは、イメージセンサーチップと、一方の面にプリント回路パターンが形成され、前記イメージセンサーチップのイメージ認識部が見えるように通孔が形成されると共に、前記イメージセンサーチップと連結される可撓性のプリント回路基板と、前記可撓性のプリント回路基板の前記通孔を覆う透光性の基板と、を備え、前記可撓性のプリント回路基板の通孔の周縁部のプリント回路パターンがイメージセンサーチップの周縁に形成されたパッド部と連結されることが好ましい。このとき、前記透光性の基板は、ＩＲフィルターを備えることがさらに好ましい。

本発明によるカメラモジュールは、その幅と高さを低減でき、カメラモジュールが適用される機器の小型化を達成することができる。

また、ペースト状のエポキシなどの接着剤を塗布し、これをさらに硬化させる工程を排除でき、カメラモジュールの組み立て工程が単純で且つ容易になり、製造コストを削減可能である。特に、上述したように、ペースト状のエポキシを硬化する必要がないので、これによる蒸気などの異物の発生を低減できるだけではなく、ホルダーがイメージセンサーパッケージの上に斜めに貼着されないことから、組み立てられたカメラモジュールの不良率を低減することができる。

さらに、ホルダーにレンズが一体に取り付けられても、レンズとイメージセンサーとの焦点距離を合わせることが容易になり、別途の焦点距離の調節工程が排除できることから、全体としての製造工程が低減可能になる。

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

本発明のカメラモジュールには、上部面にガラス基板が形成されたイメージセンサーパッケージ、例えば、上述した（技術分野）及び（背景技術）の欄において述べたイメージセンサーパッケージ２０、３０、４０、５０、６０が好適に適用される。先ず、以下、本発明のカメラモジュールに図３Ａに示すイメージセンサーパッケージ４０を適用して説明する。

図６は、本発明に係るカメラモジュールの一実施の形態を示す断面図である。同図を参照すると、本発明に係るカメラモジュールは、イメージセンサーパッケージ４０と、前記イメージセンサーパッケージ４０が実装されるプリント回路基板１１０と、イメージセンサーパッケージ４０の上部に設けられたガラス基板４１の周縁に下端部が固定されるホルダー１３０と、前記ホルダー１３０の中心部に設けられたＩＲフィルター１５０と、前記ホルダー１３０に取り付けられるレンズユニット１８０を備える。このとき、プリント回路基板１１０はホルダー１３０の幅よりも狭く形成されてもよい。

前記イメージセンサーパッケージ４０は、既に（技術分野）及び（背景技術）の欄において述べているため、ここではその詳細な説明を省く。

前記ホルダー１３０は、中心に貫通孔１３８が形成され、イメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１を覆うように形成された水平部１３２と、前記水平部１３２の周縁よりも下方に延設された連結部１３４と、前記貫通孔１３８を取り囲むように中空管状に上方に延設されたレンズ取付部１３６とにより構成される。

前記貫通孔１３８には、上部と下部の直径が異なるように段差が形成される。前記貫通孔１３８における直径が小さな小径部（図６における上部）は、イメージセンサーパッケージ４０の中心部に位置してイメージをセンシングするイメージセンシング領域（通常、ピクセル領域と称する。）に対応する大きさを有する。また、前記貫通孔１３８における直径が大きな大径部（図６における下部）には、ＩＲフィルター１５０が取り付けられる。前記連結部１３４の下端部には、イメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の周縁上部面及び側面に対応するように内側に段差が形成されている。

さらに、レンズ取付部１３６に取り付けられる前記レンズユニット１８０は、中空管状のケースの内部に１以上のレンズ１８０ａが固設された形であって、前記ケースの外面に形成された雄ネジが前記ホルダー１３０のレンズ取付部１３６の内側面に形成された雌ネジと螺合される。前記レンズユニット１８０は、イメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１にホルダー１３０が貼着後に取り付けられ、このとき、前記レンズユニット１８０と前記イメージセンサーパッケージ４０との距離、すなわち、焦点距離を調節することになる。

これとは異なり、前記レンズユニット１８０内に設けられたレンズ１８０ａは、レンズユニット１８０に設けられず、前記レンズ取付部１３６に一体に設けられても良い。これに関する説明は後述する。

前記ＩＲフィルター１５０は、ホルダー１３０をイメージセンサーパッケージ４０に貼着する前に前記ホルダー１３０に予め取り付けられる。前記ホルダー１３０にＩＲフィルター１５０を取り付けるために、前記貫通孔１３８の大径部の内側面にペースト状のエポキシ１４０を塗布した後、ＩＲフィルター１５０を前記大径部に嵌め込む。この後、前記ホルダー１３０を所定の温度まで加熱すると、エポキシ１４０は硬化されて前記ＩＲフィルター１５０がホルダー１３０に硬く貼着される。

このようにＩＲフィルター１５０の貼着されたホルダー１３０の下端部、詳しくは、連結部１３４の下端部は、両面テープ１２０によりイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１に貼着される。前記ホルダー１３０の下端部が貼着されるガラス基板４１の周縁の上部面と側面は、プリント回路パターンが形成されたプリント回路基板１１０の上部面とは異なり、平滑に形成されて、前記ホルダー１３０は両面テープ１２０によってもガラス基板４１に硬く貼着される。このように両面テープ１２０を用いると、ペースト状のエポキシを塗布及び硬化する工程が不要になり、このエポキシの硬化中に生じる汚染源を無くすことができる。特に、両面テープ１２０はその厚さを揃うことができるため、前記ホルダー１３０をイメージセンサーパッケージ４０の上に傾斜しないように貼着可能である。図中、前記両面テープ１２０がガラス基板４１の周縁の上部面とホルダー１３０の下端部との間に介在されているが、これに加えて、またはその代わりに、ガラス基板４１の周縁の側面とホルダー１３０の下端部との間に介在されても良い。このとき、前記ホルダー１３０は両面テープではなく、エポキシにより（ＩＲフィルター１５０をホルダー１３０に貼着する方式と同じ方式により）ガラス基板４１に貼着可能であることはもちろんである。

前記ホルダー１３０がイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１に貼着された後、ガラス基板４１の外部に露出された部分、図６中ではガラス基板４１の側面の一部及び場合によってはガラス基板４１の周縁の下部面は、外部からの光が流入できないように不透光性のエポキシまたは塗料などによりコーティングされた遮光部１２２が設けられていることが好ましい。

このとき、前記遮光部１２２として接着性のある不透光性のエポキシまたは塗料などを用いる場合、ホルダー１３０の下端部の先端面とガラス基板４１の側面との間に段差をもって形成された凹部に不透光性のエポキシまたは塗料を塗布または充填し、これを硬化してホルダー１３０とガラス基板４１を貼り合わせることができる。この場合、前記不透光性のエポキシまたは塗料はホルダー１３０とガラス基板４１との間に介在された両面テープ１２０またはエポキシなどの接着剤を省いても、併用しても良い。特に、ペースト状の不透光性のエポキシまたは塗料がカメラモジュールの外部に塗布されてから硬化されるため、エポキシの硬化時に生じる蒸気などの汚染物によりＩＲレンズやイメージセンサーパッケージが汚染される可能性がほとんどない。特に、前記ホルダー１３０とイメージセンサーパッケージ４０との間にいかなる接着剤も介在されず、これらを傾斜しないように貼り合わせることが可能である。

これとは異なり、前記ホルダー１３０の下端部の先端面とガラス基板４１の側面との間に段差をもって形成された凹部に接着剤としてエポキシを塗布または充填してこれを硬化した後、前記硬化されたエポキシに遮光部を形成することができる。

このとき、前記連結部１３４の下端部の内側に形成された段差により増加された内側幅は、前記ガラス基板４１の幅よりもやや広く、すなわち、所定の許容公差をもって形成可能である。前記連結部１３４の下端部がガラス基板４１の周縁の上部面に貼着されるため、このような前記連結部１３４の下端部の内側面とガラス基板４１の外側面との間の公差はある程度許容される。

一方、図７Ａに示すように、ガラス基板４１に貼着されるホルダーの連結部の下端面には段差が形成されないこともある。すなわち、図７Ａに示すホルダー１３０ａはその周縁よりも下方に延設された連結部１３４ａの下端部の底面が平らに形成されて、前記連結部１３４ａの下端部の底面の全体が両面テープ１２０またはエポキシなどによりガラス基板４１の周縁の上部面に貼着可能である。この場合、遮光部１２２はガラス基板４１の側面の全体に形成されることが好ましい。

このとき、図７Ａには、前記ホルダー１３０ａの外側幅とガラス基板４１の幅が同じであるとして示してあるが、図７Ｂに示すように、前記ホルダー１３０ａは、その外側幅がガラス基板４１の幅よりも狭く形成されても良い。この場合、遮光部１２２はガラス基板４１の側面だけではなく、外部に露出された周縁の上部面にも形成されることが好ましい。

このとき、前記ホルダー１３０ａとガラス基板４１との間に両面テープを用いず、前記遮光部１２２として接着性のある不透光性のエポキシまたは塗料などを用い、前記不透光性のエポキシまたは塗料などを前記ホルダー１３０ａの連結部１３４ａの下端部の側面と前記ガラス基板４１の外部に露出された周縁上部面との間に形成された凹部に塗布または充填した後、これを硬化することにより、前記遮光部１２２は光を遮断する役割だけではなく、前記ホルダー１３０ａとガラス基板４１を貼り合わせる接着剤の役割も果たす。このとき、前記遮光部１２２は、ホルダーとガラス基板を貼り合わせるのに十分な厚さを持つことが好ましい。

一方、図７Ａのように構成されたホルダー１３０ａをガラス基板４１に揃えて貼着するためには、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ホルダー１３０ａの外側面には下方に延設されてガラス基板４１の側面と接触するガイドピン１３０ａ１を形成することができる。前記ガイドピン１３０ａ１は、前記ホルダー１３０ａの各周縁に除去し易く下方に延設されるように、ホルダー１３０に一体に射出成形される。図８Ａに示すように、前記ガイドピン１３０ａ１により、ホルダー１３０ａはガラス基板４１の上に正確に整列可能である。このようなガイドピン１３０ａ１は、ホルダー１３０ａがガラス基板４１に貼着後にそのまま保持されても良く、これとは異なり、除去されて図７Ａのようになっても良い。このとき、図８Ａは、遮光部１２２が形成されていない状態であって、この遮光部１２２はガイドピン１３０ａ１を除去しない場合、ガイドピン１３０ａ１を除く部分にのみ形成してもよく、ガイドピン１３０ａ１を除去する場合、これを除去してから形成しても良い。

したがって、図６に示す実施の形態は、ホルダー１３０ａの外側幅と内側幅との間にガラス基板４１の幅がある場合に適用されてもよく、図７Ａ及び図７Ｂに示す実施の形態は、ホルダー１３０ａの外側幅がガラス基板４１の幅以下である場合に適用されても良い。このとき、ホルダーは、通常、５ｍｍ×５ｍｍまたは６ｍｍ×６ｍｍなどと標準化されているため、本発明に係るカメラモジュールにおいては、ガラス基板４１の幅よりも内側幅が小さなホルダーを用いることができ、カメラモジュールを全体的にコンパクト化できる。

一方、ガラス基板４１の上部面と前記ホルダー１３０の水平部１３２の底面との距離は、レンズの焦点距離及びレンズ取付部１３６の長さによって可変でき、場合によって、これらの間に隙間が存在しないこともある。

すなわち、図９に示すように、本発明に係るカメラモジュールにおいて、ガラス基板４１の上部面に取り付けられる他の形態のホルダー１３０ｂは中心に貫通孔１３８が形成され、ガラス基板４１を覆うように形成された水平部１３２と、前記貫通孔１３８を取り囲むように中空管状に上方に延設されたレンズ取付部１３６とにより構成されても良い。この場合、前記水平部１３２の底面とガラス基板４１の上部面との間に両面テープ１２０が介在されてこれらを貼り合わせる。このとき、前記両面テープ１２０に代えてエポキシなどの他の接着剤が使用可能であることは言うまでもない。この場合、前記ＩＲフィルター１５０はガラス基板４１と密着される。

他の一方で、以上の実施の形態においては、ＩＲフィルター１５０がホルダー１３０の中心に形成された貫通孔１３８の大径部に取り付けられているが、これとは異なり、イメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の上にＩＲフィルターフィルム１５０ａ状に設けられても良い。すなわち、ＩＲフィルターフィルム１５０ａをテープ状にして完成されたイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の上に貼着するか、あるいは、ＩＲフィルターフィルム１５０ａをガラス基板４１の上に予めコーティングして一体に形成した後、イメージセンサーパッケージ４０を製造する。図１０は、ガラス基板４１の上部面にＩＲフィルターフィルム１５０ａを貼着またはコーティングし、その上に図９に示すホルダー１３０ｂを貼着した実施の形態を示す。この形態のカメラモジュールは、従来の技術に比べて、全体的な幅の低下のみならず、低背化も達成でき、これらに加えて、イメージセンサーパッケージ４０へのホルダー及びＩＲフィルターの取付けも簡単に行えることから、製造工程を単純化できる。ＩＲフィルターフィルム１５０ａをイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の上に貼着またはコーティングする場合は、図９に示すホルダー１３０ｂの他に、上述した他の実施の形態にも同様に適用可能であることは言うまでもない。

以上の実施の形態においては、図３Ａに示すイメージセンサーパッケージ４０が適用されているが、上述したように、本発明のカメラモジュールには上部面にガラス基板が形成されたイメージセンサーパッケージ、すなわち、（技術分野）及び（背景技術）の欄において述べたイメージセンサーパッケージ２０、３０、５０、６０も好適に適用される。図１１から図１４は、夫々イメージセンサーパッケージ２０、３０、５０、６０が本発明に適用される例を示している。

図１１から図１４に示すように、本発明によるカメラモジュールは、夫々イメージセンサーパッケージ２０、３０、５０、６０の上部面に図６に示すホルダー１３０が貼着されている。本発明によるカメラモジュールは、プリント回路基板ではなく、イメージセンサーパッケージ４０の上部をなすガラス基板４１の上にホルダーを貼着するが、図６及び図１１から図１４に示すように、本発明によるカメラモジュールは、イメージセンサーパッケージの種類が異なるだけで、上部面にいずれもガラス基板２１、３１、４１、５１、６１が形成されているため、同じ方式により適用される。さらに、図６に示すホルダー１３０が適用された図１１から図１４に示す実施の形態に加えて、イメージセンサーパッケージ２０、３０、５０、６０は、図７Ａ、図７Ｂ、図９及び図１０に示すように、実施の形態によるホルダー１３０ａ、１３０ｂにもいずれも同じ方式により適用可能である。

したがって、図１１から図１４に示す実施の形態を含めて、イメージセンサーパッケージ２０、３０、５０、６０が適用される他の実施の形態についての説明は、上述した通りであるため、それについての説明を省く。

但し、図１３に示す実施の形態に適用されたイメージセンサーパッケージ５０にはプリント回路基板がなく、この場合には、図１３に示す形で用いられるか、あるいは、イメージセンサーパッケージ５０の下部面にホルダー１３０の幅以下の幅を有する別体の補強板（図示せず）を貼着して用いる。また、図１４に示すイメージセンサーパッケージ６０の場合、前記ガラス基板６１としてＩＲフィルターが使用可能である。この場合、図１４に示すカメラモジュールにおいて、ＩＲフィルター１５０は省かれても良い。

一方、本発明によるカメラモジュールは、上述した実施の形態とは異なり、図１５に示すように、前記レンズユニット１８０内に設けられたレンズ１８０ａを前記ホルダー１３０のレンズ取付部１３６に一体に予め設けることもできる。すなわち、前記ホルダー１３０をイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の上に貼着する前に、レンズ取付部１３６にレンズ１８０ａを一体に設けてホルダー１３０を予め製作する。このとき、前記両面テープ１２０の厚さを考慮して、前記レンズ１８０ａの取付個所と、前記ホルダー１３０の水平部１３２の厚さ及び連結部１３４の長さ、すなわち前記イメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１に貼着される前記ホルダー１３０の下端部と前記レンズ１８０ａとの距離を前記レンズ１８０ａとイメージセンサーパッケージ４０との焦点距離に対応するように予め設定する。

前記予め製作されたレンズ一体型ホルダー１３０は、先ず、イメージセンサーパッケージ４０をＰＣＢ基板１１０とＳＭＴ（Surface Mounting Technology）工程により接合後、イメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の上に設けることが好ましい。これは、プラスチック製のレンズまたはＩＲフィルターの場合、８５°以上の温度において耐久性が急激に下がるために、ＳＭＴ工程の高温に耐え難いためである。ところが、耐熱性レンズ及びホルダーを用いる場合、先ず、レンズ一体型ホルダー１３０をイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１の上に設けた後、ＰＣＢ基板に取り付けることもできる。

本発明において、前記ホルダー１３０の下端部とイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１との間に両面テープ１２０を介在してこれらを貼り合わせると、前記両面テープ１２０の厚さが前記貼合わせ後にも変わらないため、前記ホルダー１３０にレンズ１８０ａを一体に予め設けた後、これをイメージセンサーパッケージ４０に貼着しても前記レンズ１８０ａとイメージセンサーパッケージ４０との距離が最初の意図通りになる。すなわち、前記レンズ１８０ａとイメージセンサーパッケージ４０との間の別途の焦点距離の調節工程が不要になる。

一方、前記レンズ１８０ａを前記ホルダー１３０のレンズ取付部１３６に一体に予め設ける場合、前記両面テープ１２０を用いることなく、接着性のある不透光性のエポキシまたは塗料などの前記遮光部１２２により前記ホルダー１３０とイメージセンサーパッケージ４０のガラス基板４１を貼り合わせることが好ましい。すなわち、前記ホルダー１３０の下端部の先端面とガラス基板４１の側面との間に段差をもって形成された凹部に接着性のある不透光性のエポキシまたは塗料などを塗布及び硬化することにより、ホルダー１３０とガラス基板４１を貼り合わせることができる。この場合、前記ホルダー１３０とガラス基板４１との間に両面テープ１２０が介在されないため、前記ホルダー１３０に一体に設けられるレンズ１８０ａとイメージセンサーパッケージ４０との焦点距離は、前記両面テープ１２０の厚さによらず、前記レンズ１８０ａの取付個所と前記ホルダー１３０の水平部１３２の厚さ及び連結部１３４の長さだけを考慮して予め設定することができる。

このように、前記レンズ１８０ａを前記ホルダー１３０のレンズ取付部１３６に一体に予め設けている図１５に示す実施の形態は、図６に示す実施の形態の変形であるが、これに限定されることなく、図７Ａ、図７Ｂ及び図９から図１４に示す実施の形態にも適用可能であることは言うまでもない。

以上、図面及び実施の形態を基に本発明を説明したが、当該技術分野における通常の当業者にとっては、特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない限り、本発明を様々に修正及び変更可能であることが理解できるであろう。

例えば、以上の実施の形態において、イメージセンサーパッケージの上部に設けられたガラス基板はその材質がガラス製に限定されず、例えば、透明なプラスチック製、水晶製の透光性の基板であってもよいことは自明である。

さらに、以上の実施の形態において、遮光部１２２として接着性のある不透光性のエポキシまたは塗料などを用いる場合、図６に示すように、ホルダー１３０の下端部の先端面とガラス基板４１の側面との間に段差をもって形成された凹部に不透光性のエポキシまたは塗料を塗布及び硬化してホルダー１３０とガラス基板４１を貼り合わせているが、このような構成は前記実施の形態に限定されない。すなわち、ホルダーとガラス基板が隣り合う境界面にこれらの両部分を跨って、遮光部としての接着性のある不透光性のエポキシまたは塗料などを塗布してホルダーとガラス基板を貼り合わせることができる。

また、図８Ａ及び図８Ｂに示すガイドピンは、図７Ａに示す実施の形態だけではなく、図６、図９及び図１０に示す実施の形態にも同様に適用可能である。

イメージセンサーチップをパッケージ化した通常のイメージセンサーパッケージの概略断面図。イメージセンサーチップをパッケージ化した通常のイメージセンサーパッケージの概略断面図。イメージセンサーチップをパッケージ化した通常のイメージセンサーパッケージの概略断面図。イメージセンサーチップをパッケージ化した通常のイメージセンサーパッケージの概略断面図。イメージセンサーチップをパッケージ化した通常のイメージセンサーパッケージの概略断面図。従来の技術によるカメラモジュールの概略的な構成を示す断面図。本発明の一実施の形態によるカメラモジュールの概略的な構成を示す断面図。本発明の他の実施の形態によるカメラモジュールの概略的な構成を示す断面図。本発明の他の実施の形態によるカメラモジュールの概略的な構成を示す断面図。図７Ａに示すカメラモジュールのイメージセンサーパッケージに容易に整列して取り付けるためのホルダーの変形例を概略的に示す断面図。図７Ａに示すカメラモジュールのイメージセンサーパッケージに容易に整列して取り付けるためのホルダーの変形例を概略的に示す断面図。本発明のさらに他の実施の形態によるカメラモジュールの概略構成を示す断面図。図９に示す実施の形態にテープ状のＩＲフィルターフィルムが適用された例を示す断面図。図１に示すイメージセンサーパッケージが図６に示す実施の形態に適用された例を示す断面図。図２に示すイメージセンサーパッケージが図６に示す実施の形態に適用された例を示す断面図。図３Ｂに示すイメージセンサーパッケージが図６に示す実施の形態に適用された例を示す断面図。図４に示すイメージセンサーパッケージが図６に示す実施の形態に適用された例を示す断面図。図６に示すカメラモジュールにレンズが一体に設けられた実施の形態を示す断面図。

Claims

上部に透光性の基板が形成されたイメージセンサーパッケージと、
前記イメージセンサーパッケージの透光性の基板に下端部が貼着されたホルダーと、を備えることを特徴とするカメラモジュール。
前記ホルダーは、貫通孔が形成された水平部と、前記水平部の周縁よりも下方に延設された連結部を備え、前記連結部の下端部の端部面は内側に段差が形成されて前記透光性の基板の周縁の上部面及び側面に貼着され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。
前記ホルダーは、貫通孔が形成された水平部と、前記水平部の周縁よりも下方に延設された連結部を備え、前記連結部の下端部の端部面は平らに形成されて前記透光性の基板の周縁の上部面に貼着され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。
前記ホルダーは貫通孔が形成された水平部を備え、前記水平部の底面が前記透光性の基板の少なくとも周縁の上部面に貼着され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。
前記透光性の基板とホルダーは、両面テープにより貼り合わせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記透光性の基板の外部に露出された個所には、遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記遮光部は、不透光性のエポキシまたは塗料を含むことを特徴とする請求項６に記載のカメラモジュール。
前記透光性の基板とホルダーは、これらが隣り合う境界面にこれらの両部分を跨って接着剤により貼り合わせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記接着剤は、不透光性のエポキシまたは塗料を含むことを特徴とする請求項８に記載のカメラモジュール。
前記透光性の基板の上部面には、ＩＲフィルターフィルムが貼着またはコーティングされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記ホルダーの外側面には、下方に延設されて透光性の基板の側面と接触するガイドピンが一体に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記ガイドピンは、前記ホルダーと透光性の基板との貼り合わせた後に除去されることを特徴とする請求項１１に記載のカメラモジュール。
前記ホルダーには、レンズが一体に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記透光性の基板とホルダーは、両面テープにより貼り合わせることを特徴とする請求項１３に記載のカメラモジュール。
前記透光性の基板とホルダーは、これらが隣り合う境界面にこれらの両部分を跨って接着剤により貼り合わせることを特徴とする請求項１３に記載のカメラモジュール。
前記イメージセンサーパッケージは、イメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップが実装されたセラミック基板と、前記イメージセンサーチップ及びセラミック基板を覆う透光性の基板と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記イメージセンサーパッケージは、イメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップの回路が一方の面に形成され、前記回路の入出力パッドが露出されるように前記一方の面が前記イメージセンサーチップに貼着された透光性の基板と、前記透光性の基板の他方の面に取り付けられたガラスウェーハと、一端が前記回路の露出された入出力パッドと連結され、他端がガラスウェーハの下部面まで延設された金属配線と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記イメージセンサーパッケージは、透光性の基板と、前記透光性の基板の上に形成された金属配線と、前記透光性の基板とフリップチップソルダージョイントにより連結されたイメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップの外側において前記金属配線の上に形成された接続端子と、前記透光性の基板とイメージセンサーチップとの間に形成されたダストシール層と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記イメージセンサーパッケージは、透光性の基板と、前記透光性の基板の上に形成された金属配線と、前記透光性の基板とフリップチップソルダージョイントにより連結されたイメージセンサーチップと、前記イメージセンサーチップの外側において前記金属配線の上に実装された受動素子及び接続端子と、前記透光性の基板とイメージセンサーチップとの間に形成されたダストシール層と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記イメージセンサーパッケージは、イメージセンサーチップと、一方の面にプリント回路パターンが形成され、前記イメージセンサーチップのイメージ認識部が見えるように通孔が形成されると共に、前記イメージセンサーチップと連結される可撓性のプリント回路基板と、前記可撓性のプリント回路基板の前記通孔を覆う透光性の基板と、を備え、前記可撓性のプリント回路基板の通孔の周縁部のプリント回路パターンがイメージセンサーチップの周縁に形成されたパッド部と連結されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記透光性の基板は、ＩＲフィルターを備えることを特徴とする請求項２０に記載のカメラモジュール。