JP2004221634A - Optical module, manufacturing method thereof, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュール及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特許第3207319号公報
【0004】
【発明の背景】
CCDやCMOSセンサなどの撮像装置では、光学チップ及び筐体が基板に設けられている。光学チップは、光及び電気信号の相互変換を可能にする光学的部分を有する。筐体には、光学的部分に対応するレンズが設けられている。
【0005】
従来、撮像装置を回路基板(例えばマザーボード)に実装する場合には、フレキシブル基板を介して、両者を電気的に接続していた。フレキシブル基板は、撮像装置の端部から引き出されるので、平面形状が拡大し、小型化が難しかった。また、フレキシブル基板を使用した場合、フレキシブル基板を接続するコネクタや、撮像装置を支持する支持部材などを設ける必要が生じるので、部品点数及び工程数が増加するという課題があった。
【0006】
本発明の目的は、光モジュールの小型化及び簡略化を図ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る光モジュールは、第1の配線パターンが形成された第1の基板と、第2の配線パターンが形成され、前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、前記第1及び第2の基板の間に設けられ、光学的部分を含む光学チップであって、前記第1の配線パターンに電気的に接続する電極を含む光学チップと、前記光学チップの厚みよりも高い突起部を有し、前記第1及び第2の基板の間で前記第1及び第2の配線パターンを電気的に接続する電気的接続部と、
前記光学的部分に集光するためのレンズを保持する筐体と、を含む。
本発明によれば、第1及び第2の基板の間で突起している電気的接続部によって、第1及び第2の配線パターンの電気的な接続が図られている。光学チップが搭載された第1の基板は、第2の基板と対向しているので、平面形状の拡大を防止して、光モジュールの小型化を図ることができる。また、電気的接続部によって、第1及び第2の基板の相互位置を固定できるので、部品点数を省略でき、構成の簡略化を図ることができる。
(2)この光モジュールにおいて、前記第1の基板における前記第1の配線パターンの形成された面と、前記第2の基板における前記第2の配線パターンの形成された面とは対向してもよい。
これによれば、第1及び第2の基板は、配線パターンの形成された面同士が対向しているので、両者の電気的な接続が図りやすい。
(3)この光モジュールにおいて、前記電気的接続部は、前記第1又は第2の基板の前記光学チップ搭載領域の外側に設けられてもよい。
(4)この光モジュールにおいて、前記第1及び第2の基板の間に設けられ、前記光学チップに積層されてなる回路チップをさらに含み、前記電気的接続部は、前記光学チップ及び前記回路チップを含む積層体の厚みよりも高い突起部を有してもよい。これによれば、高密度化及び小型化を図ることができる。
(5)この光モジュールにおいて、前記電気的接続部は、前記第1の基板の端部を挟む挟持部であって前記第1の配線パターンに電気的に接続される第1の端子と、前記第2の配線パターンに電気的に接続される第2の端子と、を含んでもよい。
(6)この光モジュールにおいて、前記第2の基板は、スルーホールを有しており、前記第2の配線パターンの一部は、前記スルーホール内に設けられており、前記第2の端子は、前記スルーホールに挿入実装されてもよい。
これによれば、既存の技術を適用することで小型化及び簡略化が図れるので、信頼性が高い。
(7)この光モジュールにおいて、前記第2の端子の表面は、前記第2の配線パターンの表面に対向してなり、前記第2の端子は、前記第2の配線パターンに接合されてもよい。これによれば、既存の技術を適用することで小型化及び簡略化が図れるので、信頼性が高い。
(8)この光モジュールにおいて、前記電気的接続部は、バンプであってもよい。
これによれば、既存の技術を適用することで小型化及び簡略化が図れるので、信頼性が高い。
(9)この光モジュールにおいて、前記電気的接続部は、複数のバンプが積層されたものであってもよい。これによれば、バンプの高さの調整がしやすくなる。
(10)この光モジュールにおいて、前記第1の基板は、光透過性を有してもよい。
(11)この光モジュールにおいて、前記筐体は、開口部を有し、前記第2の基板の外形は、前記第1の基板の外形よりも大きく、前記筐体は、前記開口部内に前記光学チップ及び前記第1の基板を収容した状態で、前記第2の基板に取り付けられてもよい。これによって、例えば、光学チップ及び第1の基板への不要な光の入射を防止して、光学チップの誤作動を防止することができる。
(12)本発明に係る電子機器は、上記光モジュールを含む。
(13)本発明に係る光モジュールの製造方法は、(a)光学的部分及び前記光学的部分に電気的に接続する電極を有する光学チップを、第1の配線パターンが形成された第1の基板に搭載し、前記電極と前記第1の配線パターンとを電気的に接続すること、(b)前記第1の基板における前記光学チップが搭載された面に、第2の配線パターンを有する第2の基板を対向して配置させて、前記第1及び第2の配線パターンを電気的に接続すること、(c)前記光学的部分に集光するためのレンズを保持する筐体を設けること、を含み、前記(b)工程で、前記第1及び第2の基板の間で前記光学チップの厚みよりも高い突起部を含む電気的接続部によって、前記第1及び第2の配線パターンを電気的に接続する。
本発明によれば、第1及び第2の基板の間で突起している電気的接続部によって、第1及び第2の配線パターンの電気的な接続を図る。光学チップが搭載された第1の基板は、第2の基板と対向しているので、平面形状の拡大を防止して、光モジュールの小型化を図ることができる。また、電気的接続部によって、第1及び第2の基板の相互位置を固定できるので、部品点数を省略でき、製造工程の簡略化を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1及び図2は、本実施の形態に係る光モジュール及びその製造方法を説明する図であり、図3及び図4は、その変形例を説明する図である。図1は光モジュールの断面図であり、図2は光学チップの断面図である。本実施の形態に係る光モジュールは、光学チップ10と、第1及び第2の基板30,40と、を含む。
【0009】
光学チップ10の外形は、矩形であることが多いが、これに限定されるものではない。図2に示すように、光学チップ10は、光学的部分12を有する。光学的部分12は、光が入射又は出射する部分である。また、光学的部分12は、光エネルギーと他のエネルギー(例えば電気)を変換する。すなわち、光学的部分12は、複数のエネルギー変換素子(受光素子・発光素子)14を有する。本実施の形態では、光学的部分12は受光部である。この場合、光学チップ10は、受光チップ(例えば撮像チップ)である。複数のエネルギー変換素子(受光素子又はイメージセンサ素子)14は、二次元的に並べられて、画像センシングを行えるようになっている。すなわち、本実施の形態では、光モジュールは、イメージセンサ(例えばCCD、CMOSセンサ)である。エネルギー変換素子14は、パッシベーション膜16で覆われている。パッシベーション膜16は、光透過性を有する。光学チップ10を、半導体基板(例えば半導体ウエハ)から製造する場合、SiO2、SiNでパッシベーション膜16が形成されてもよい。
【0010】
光学的部分12は、カラーフィルタ18を有していてもよい。カラーフィルタ18は、パッシベーション膜16上に形成されている。また、カラーフィルタ18上に平坦化層20が設けられ、その上にマイクロレンズアレイ22が設けられていてもよい。
【0011】
光学チップ10には、複数の電極24が形成されている。電極24は、パッド上に形成されたバンプを有するが、パッドのみであってもよい。電極24は、光学的部分12に電気的に接続されている。電極24は、光学的部分12の外側に形成されている。光学チップ10の複数辺(例えば対向する2辺又は4辺)又は1辺に沿って電極24を配置してもよい。図2に示す例では、電極24は、光学的部分12よりも高くなるように形成されている。
【0012】
第1の基板30は、少なくとも一部(光学的部分12に対応する部分)が光透過性を有する光透過性基板であってもよい。第1の基板30は、光学ガラス基板などの透明基板であってもよい。第1の基板30は、リジッド基板であってもよい。第1の基板30は、光学チップ10よりも大きい外形を有する。第1の基板30の外形は、矩形であってもよく、例えば、光学チップ10の相似形状であってもよい。第1の基板30は、第2の基板40よりも硬い材料で形成されてもよい。
【0013】
変形例として、第1の基板30は、光学的部分12に対応する位置に貫通穴を有してもよい。その場合、第1の基板30は、光透過性基板である必要はなく、例えば、樹脂などからなる基板であってもよい。
【0014】
第1の基板30には、第1の配線パターン32が形成されている。図1に示すように、第1の配線パターン32は、第1の基板30の一方の面に形成されてもよい。あるいは、第1の基板30の両方の面に第1の配線パターン32が形成されてもよい。第1の配線パターン32は、複数の配線から構成されている。第1の配線パターン32は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などのように光透過性を有してよい。こうすることで、光学的部分12の上方にも第1の配線パターン32を形成することができる。あるいは、光学的部分12の上方を避けていれば、第1の配線パターン32は、光透過性を有していなくてもよく、例えば金属で形成してもよい。第1の配線パターン32は、電気的な接続部となる複数の端子(第1〜第3の端子33,34,35)を有する。第1〜第3の端子33,34,35は、配線の端部であってもよく、ランドであってもよい。第1〜第3の端子33,34,35のうち、少なくとも2つが互いに電気的に接続されていてもよい。第1の基板30には、中央部に第1及び第2の端子33,34が形成され、端部に第3の端子35が形成されている。
【0015】
図1に示すように、第1の基板30には、光学機能膜36が形成されてもよい。光学機能膜36は、光学的部分12に対応する位置に形成される。光学機能膜36は、第1の基板30の表面(例えば第1の配線パターン32とは反対の面)に形成されてもよい。光学機能膜36は、反射防止膜(ARコート)、赤外線遮蔽膜(IRコート)などであってもよい。光学機能膜36を第1の基板30に形成することで、このような光学機能を有する装置を設けなくてもよいので、製品の小型化を図ることができる。
【0016】
第2の基板40は、有機系、無機系又はそれらの複合構造のいずれから形成されてもよく、単層又は多層のいずれであってもよい。第2の基板40は、光学チップ10よりも大きい外形を有し、第1の基板30よりもさらに大きい外形を有する。第2の基板40には、光学チップ10などの変換部品のほかに、能動部品・受動部品・機能部品・接続部品などの各種の電子部品が搭載されてもよい。各種の電子部品は、筐体70の外側に設けられる。
【0017】
第2の基板40には、第2の配線パターン42が形成されている。第2の配線パターン42は、第2の基板40の一方の面に形成されてもよい。第2の配線パターン42は、複数の配線から構成され、電気的な接続部となる複数の端子を有する。端子は、ランドであってもよい。
【0018】
第2の基板40には、挿入実装用のスルーホール44が形成され、スルーホール44の内面に第2の配線パターン42の材料が形成されている。スルーホール44内には、第2の配線パターン42の一部が形成されている。第2の基板40の表面であってスルーホール44の周囲には、第2の配線パターン42に接続したランドが設けられている。スルーホール44内の第2の配線パターン42は、第2の配線パターン42の端子である。
【0019】
第1及び第2の基板30,40は、それぞれが互いに対向するように配置されている。第1及び第2の基板30,40は、間隔をあけて配置されている。第1の基板30における配線パターン32の形成された面と、第2の基板40における第2の配線パターン42の形成された面とが対向する。これによって、両者の電気的な接続が図りやすくなる。
【0020】
光学チップ10は、第1の基板30に搭載されている。光学チップ10は、第1の基板30における第1の配線パターン32が形成された面に設けられている。第1の配線パターン32が第1の基板30の両面に形成される場合には、光学チップ10はいずれかの面に搭載される。光学チップ10は、第1の基板30の中央部に搭載することが好ましい。第1の基板30の端部は、光学チップ10の外側にはみ出している。
【0021】
光学チップ10は、第1及び第2の基板30,40の間に設けられている。言い換えれば、光学チップ10は、第1の基板30における第2の基板40を向く面に搭載されている。光学チップ10における光学的部分12及び電極24の形成された面は、第1の基板30を向いている。図1に示す例では、第1の基板30によって、光学的部分12が覆われている。これによって、光学的部分12にゴミが付着するのを防止でき、光モジュールの信頼性を高めることができる。光学的部分12は、第1の基板30によって封止してもよい。
【0022】
電極24と、第1の配線パターン32(詳しくは第1の端子33)とは、オーバーラップするように配置され、両者が電気的に接続されている。両者間の電気的接続は、異方性導電膜(ACF)や異方性導電ペースト(ACP)等の異方性導電材料26を使用して、導電粒子を電極24と第1の端子33の間に介在させてもよい。その場合、異方性導電材料26によって、光学的部分12を覆わないようにする。あるいは、両者間の電気的接続を、Au−Au、Au−Sn、ハンダなどによる金属接合によって達成してもよい。電気的な接続部は、アンダーフィル材によって封止することが好ましい。この場合もアンダーフィル材によって、光学的部分12を覆わないようにする。
【0023】
図1に示すように、光モジュールは、回路チップ(半導体チップ)50を含む。回路チップ50は、光学チップ10に電気的に接続されている。回路チップ50は、光学チップ10に対する変換前後の電気信号を処理するもの(DSP:Digital Signal Processing)であってもよい。図1に示すように、回路チップ50は、光学チップ10に積層されている。すなわち、光学チップ10及び回路チップ50によって、スタック構造が形成されている。これによれば、光学チップ10及び回路チップ50の一体化が図れるので、製品の高密度化及び小型化が図れる。回路チップ50は、例えば、電極52の形成面とは反対の面を光学チップ10側に向けるように、光学チップ10に搭載してもよい。回路チップ50は、第1の基板30とは反対側から光学チップ10に積層されている。すなわち、第1及び第2の基板30,40の間に回路チップ50が設けられている。回路チップ50の電極52は、ワイヤ54を介して、第1の配線パターン32(詳しくは第2の端子34)に電気的に接続されている。電極52及びワイヤ54は、樹脂などの封止材56で封止することが好ましい。封止材56は、回路チップ50を封止してもよく、例えば、ポッティング法又はトランファーモールド法を適用して設けてもよい。封止材56は、光学的部分12を避けて設ける。
【0024】
第1の基板30には、光学チップ10及び回路チップ50を含む積層体58が形成されている。積層体58は、2つのチップに限らず、3つ以上のチップ(少なくとも光学チップ10を含む)を含んでもよい。図1に示す例では、積層体58は、表面の封止材56を含み、積層体58の高さは封止材56の高さに一致している。
【0025】
光モジュールは、第1及び第2の配線パターン32,42(詳しくは第3の端子35及びスルーホール44)を電気的に接続する電気的接続部60を含む。電気的接続部60は、第1及び第2の基板30,40の間に設けられ、両者間で突起している。詳しくは、電気的接続部60は、第1及び第2の基板30,40の間に設けられる光学チップ10よりも高くなるように突起している。図1に示すように、回路チップ50が設けられる場合には、電気的接続部60は、光学チップ10及び回路チップ50を含む積層体58よりも高くなるように(封止材58の表面を超えるように)突起する。
【0026】
電気的接続部60は、第1の基板30又は第2の基板40の光学チップ10の搭載領域の外側に設けられてもよい。電気的接続部60は、光学チップ10の4辺に沿って設けてもよいし、対向する2辺に沿って設けてもよい。複数の電気的接続部60が、第1及び第2の配線パターン32,42における一対の端子ごとに別々に設けられてもよい。あるいは、隣同士の電気的接続部60の間に図示しない支持部材(絶縁体)が設けられることで、複数の電気的接続部60が一体的に支持されてもよい。
【0027】
図1に示すように、電気的接続部60は、第1の配線パターン32に電気的に接続される第1の端子62と、第2の配線パターン42に電気的に接続される第2の端子64と、を含む。図1に示す例では、電気的接続部60は、リードである。リードは、幅のある線状の導電部材である。リードは、銅系などの金属で形成されてもよい。金属板に、打ち抜き、切断及び曲げ加工などを施すことで、リードを形成することができる。
【0028】
電気的接続部60の第1の端子62は、第1の基板30の端部を挟むことによって、第1の基板30に接続されている。すなわち、第1の端子62は、コネクタになっていてもよい。第1の端子62は、第1の基板30に対する挟持部となっている。第1の端子62は、第1の基板30から着脱可能になっていてもよい。あるいは、図1に示すように、第1の端子62を第1の基板30に接着固定してもよい。
【0029】
図1に示す例では、電気的接続部60の第2の端子64は、スルーホール44に挿入実装されている。ハンダ46によって、両者間の接合を図ってもよい。あるいは、図3の変形例に示すように、電気的接続部160の第2の端子164を表面実装してもよい。詳しくは、第2の端子164の表面(第2の基板を向く面)は、第2の配線パターン42の表面(スルーホールではなく例えばランドの表面)に対向して配置され、両者が面接触してもよい。この場合、良好な電気的接続を図るために、両者間にハンダが介在することが好ましい。
【0030】
図4の変形例に示すように、電気的接続部260は、少なくとも1つのバンプ(例えば金バンプ)であってもよい。バンプは、導電性の突起物であり、第1及び第2の基板30,40のいずれに設けてもよく、例えば、第1の基板30に設けてもよい。複数のバンプを積層することで、電気的接続部260を形成してもよい。これによれば、電気的接続部260の高さの調整がしやすくなる。複数のバンプは、第1及び第2の基板30,40の間で突起するように積層され、第1の配線パターン32に接続するバンプが第1の端子262となり、第2の配線パターン42に接続するバンプが第2の端子264となる。バンプの形成方法は、ワイヤボンディング技術を適用したボールバンプ法を適用してもよい。あるいは、バンプは、メッキ技術(電解又は無電解を問わない)を適用して形成してもよい。これらの形態(図1、図3及び図4に示す形態)によれば、既存の技術を適用することで電気的接続部を形成することができ、光モジュールの信頼性を高めることができる。
【0031】
図1に示すように、光モジュールは、筐体70を含む。筐体70は、光学チップ10のケースであってもよい。筐体70は、筒状の鏡筒であってもよい。筐体70は、光を透過しない材料で形成されることが好ましい。筐体70は、レンズ72を保持している。筐体70及びレンズ72が撮像のために使用される場合、それらを撮像光学系と呼ぶことができる。レンズ72は、光学チップ10の光学的部分12に対応する位置に配置される。レンズ72は、光学的部分12に集光するためのものである。
【0032】
筐体70は、レンズホルダとなる第1の部分74と、第2の基板40との取付部となる第2の部分76と、を有する。第1の部分74には、レンズ72が取り付けられている。第1の部分74には、第1の開口部78が形成され、第1の開口部78内にレンズ72が取り付けられている。レンズ72は、第1の部分74の内側に形成されたねじ(図示せず)を用いて第1の開口部78の軸に沿った方向に移動させることができる押さえ具を含む押え構造(図示せず)により、第1の開口部78内に固定されていてもよい。レンズ72は、光学チップ10の光学的部分12から間隔をあけて保持されている。
【0033】
第2の部分76には第2の開口部80が形成されている。第1及び第2の開口部78,80は、連通している。第2の開口部80は、第1の開口部78よりも径(幅)が大きくなっている。第1の部分74の外側と第2の部分76の第2の開口部80の内側には、第1及び第2のねじ82,84が形成されており、これらによって第1及び第2の部分74,76は結合されている。したがって、第1及び第2のねじ82,84によって、第1及び第2の部分74,76は、第1及び第2の開口部78,80の軸に沿った方向に移動する。これにより、レンズ72の焦点を調整することができる。
【0034】
図1に示す例では、第2の開口部80内に、光学チップ10、第1の基板30及び回路チップ50が収容されている。これによれば、光学チップ10及び第1の基板30への不要な光の入射を防止して、光学チップ10の誤作動を防止することができる。筐体70は、第1の基板30に接触してもよいし、非接触になっていてもよい。
【0035】
筐体70は、第2の基板40に取り付けられている。詳しくは、筐体70の第2の開口部80の端部が第2の基板40に固定されている。図1に示すように、筐体70は、第2の基板40に接着固定してもよい。変形例として、筐体70における第2の基板40への固定は、第2の基板40から着脱可能な手段で行われてもよい。これによって、筐体70の取りはずしが容易になり、光モジュールのリワークがしやすくなる。すなわち、光学チップ10及び筐体70の光軸を一致させるように、筐体70のセットをやり直すことが可能である。着脱可能な固定手段は、引っかけや、かしめ等の機械的なものであってもよい。例えば、第2の開口部80の端部に、つめ部(図示しない)が設けられ、つめ部を第2の基板40の穴(図示しない)に装着してもよい。つめ部は、第2の開口部80の外周に沿って複数位置に設けられる。
【0036】
上述とは別に、第1の基板30における第2の基板40を向く側とは反対側に、電子部品(変換部品・能動部品・受動部品・機能部品・接続部品など)が設けられてもよい。電子部品は、半導体チップであってもよい。電子部品は、光学チップ10の光学的部分12を避けて設けられる。
【0037】
本実施の形態に係る光モジュールによれば、第1及び第2の基板30,40の間で突起している電気的接続部60によって、第1及び第2の配線パターン32,42の電気的な接続が図られている。光学チップ10が搭載された第1の基板30は、第2の基板40と対向しているので、平面形状の拡大を防止して、光モジュールの小型化を図ることができる。また、電気的接続部60によって、第1及び第2の基板30,40の相互位置を固定できるので、部品点数を省略でき、構成の簡略化を図ることができる。
【0038】
次に、本実施の形態に係る光モジュールの製造方法について説明する。光モジュールの製造方法は、光学チップ10を第1の基板30に搭載すること、及び、電気的接続部60によって第1及び第2の配線パターン32,42を電気的に接続すること、を含む。電気的接続部60は、第1の基板30から第2の基板40に、少なくとも光学チップ10(詳しくは積層体58)よりも高くなるように突起している。
【0039】
まず、第1の基板30に、光学チップ10及び回路チップ50を実装する。本実施の形態では、光学チップ10の光学的部分12を第1の基板30によって覆う。これによれば、第1及び第2の基板30,40並びに筐体70の組立工程の前に、光学的部分12を第1の基板30で覆うので、製造工程の早い段階で光学的部分12を保護し、光学的部分12にゴミが入るの防止することができる。
【0040】
電気的接続部60は、第1の基板30に固定してもよい。そして、第1及び第2の基板30,40を位置合わせして、電気的接続部60を介して、第1及び第2の配線パターン32,42を電気的に接続する。その後、筐体70を第2の基板40に取り付ける。レンズ72は、筐体70を装着した後に取り付けてもよい。なお、その他の事項及び効果は、光モジュールにおいて説明した通りである。
【0041】
本発明の実施の形態に係る電子機器として、図5に示すノート型パーソナルコンピュータ1000は、光モジュールが組み込まれたカメラ1100を有する。また、図6に示すデジタルカメラ2000は光モジュールを有する。さらに、図7(A)及び図7(B)に示す携帯電話3000は、光モジュールが組み込まれたカメラ3100を有する。
【0042】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図2】図2は、本発明の実施の形態に係る光モジュールの光学チップを示す図である。
【図3】図3は、本発明の実施の形態の変形例に係る光モジュールを示す図である。
【図4】図4は、本発明の実施の形態に係る他の変形例に係る光モジュールを示す図である。
【図5】図5は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図6】図6は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図7】図7(A)及び図7(B)は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
10 光学チップ、12 光学的部分、24 電極、30 第1の基板、
32 第1の配線パターン、40 第2の基板、42 第2の配線パターン、
44 スルーホール、50 回路チップ、58 積層体、
60 電気的接続部、62 第1の端子、64 第2の端子、70 筐体、
72 レンズ、80 第2の開口部、160 電気的接続部、
260 電気的接続部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical module, a method for manufacturing the same, and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3,207,319
BACKGROUND OF THE INVENTION
In an imaging device such as a CCD or a CMOS sensor, an optical chip and a housing are provided on a substrate. The optical chip has an optical part that allows mutual conversion of light and electrical signals. The housing is provided with a lens corresponding to the optical part.
[0005]
Conventionally, when an imaging device is mounted on a circuit board (for example, a motherboard), both are electrically connected via a flexible substrate. Since the flexible substrate is pulled out from the end of the imaging device, the planar shape is enlarged, and it is difficult to reduce the size. In addition, when a flexible substrate is used, it is necessary to provide a connector for connecting the flexible substrate, a support member for supporting the imaging device, and the like, so that the number of components and the number of processes are increased.
[0006]
An object of the present invention is to reduce the size and simplification of an optical module.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) An optical module according to the present invention includes a first substrate on which a first wiring pattern is formed, and a second substrate on which a second wiring pattern is formed and arranged to face the first substrate. An optical chip provided between the first and second substrates and including an optical part, the optical chip including an electrode electrically connected to the first wiring pattern; and the optical chip An electrical connection portion having a protrusion higher than the thickness of the first and second substrates, and electrically connecting the first and second wiring patterns between the first and second substrates;
A housing for holding a lens for condensing light on the optical portion.
According to the present invention, the electrical connection between the first and second wiring patterns is achieved by the electrical connection portion projecting between the first and second substrates. Since the first substrate on which the optical chip is mounted is opposed to the second substrate, the planar shape can be prevented from being enlarged, and the optical module can be reduced in size. In addition, since the mutual positions of the first and second substrates can be fixed by the electrical connection portion, the number of components can be omitted, and the configuration can be simplified.
(2) In this optical module, the surface of the first substrate on which the first wiring pattern is formed and the surface of the second substrate on which the second wiring pattern is formed are opposed to each other. Good.
According to this, since the surfaces of the first and second substrates on which the wiring patterns are formed face each other, it is easy to make an electrical connection between them.
(3) In this optical module, the electrical connection portion may be provided outside the optical chip mounting region of the first or second substrate.
(4) In this optical module, the optical module further includes a circuit chip provided between the first and second substrates and stacked on the optical chip, wherein the electrical connection portion includes the optical chip and the circuit chip. May have a protruding portion higher than the thickness of the laminate including According to this, high density and miniaturization can be achieved.
(5) In this optical module, the electrical connection portion is a holding portion that sandwiches an end of the first substrate, the first terminal being electrically connected to the first wiring pattern; And a second terminal electrically connected to the second wiring pattern.
(6) In this optical module, the second substrate has a through hole, a part of the second wiring pattern is provided in the through hole, and the second terminal is , May be inserted and mounted in the through hole.
According to this, downsizing and simplification can be achieved by applying the existing technology, so that the reliability is high.
(7) In this optical module, the surface of the second terminal may be opposed to the surface of the second wiring pattern, and the second terminal may be joined to the second wiring pattern. . According to this, downsizing and simplification can be achieved by applying the existing technology, so that the reliability is high.
(8) In this optical module, the electrical connection part may be a bump.
According to this, downsizing and simplification can be achieved by applying the existing technology, so that the reliability is high.
(9) In this optical module, the electrical connection section may be a stack of a plurality of bumps. According to this, the height of the bump can be easily adjusted.
(10) In this optical module, the first substrate may have light transmittance.
(11) In this optical module, the housing has an opening, an outer shape of the second substrate is larger than an outer shape of the first substrate, and the housing has the optical device in the opening. The chip and the first substrate may be attached to the second substrate while being accommodated. This can prevent, for example, unnecessary light from being incident on the optical chip and the first substrate, thereby preventing malfunction of the optical chip.
(12) An electronic device according to the present invention includes the optical module.
(13) In the method for manufacturing an optical module according to the present invention, (a) an optical chip having an optical portion and an electrode electrically connected to the optical portion may be formed by a first chip having a first wiring pattern formed thereon. Mounting on the substrate, and electrically connecting the electrode and the first wiring pattern; (b) a second wiring pattern having a second wiring pattern on a surface of the first substrate on which the optical chip is mounted; Two substrates are opposed to each other to electrically connect the first and second wiring patterns, and (c) providing a housing for holding a lens for condensing light on the optical part. In the step (b), the first and second wiring patterns are formed between the first and second substrates by an electrical connection portion including a protrusion that is thicker than the optical chip. Make an electrical connection.
According to the present invention, the electrical connection between the first and second wiring patterns is achieved by the electrical connection portion projecting between the first and second substrates. Since the first substrate on which the optical chip is mounted is opposed to the second substrate, the planar shape can be prevented from being enlarged, and the optical module can be reduced in size. Further, since the mutual positions of the first and second substrates can be fixed by the electrical connection portion, the number of components can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams illustrating an optical module according to the present embodiment and a method for manufacturing the same, and FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating a modification thereof. FIG. 1 is a sectional view of the optical module, and FIG. 2 is a sectional view of the optical chip. The optical module according to the present embodiment includes an
[0009]
The outer shape of the
[0010]
The
[0011]
A plurality of
[0012]
The
[0013]
As a modification, the
[0014]
The
[0015]
As shown in FIG. 1, an
[0016]
The
[0017]
On the
[0018]
A through
[0019]
The first and
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
As shown in FIG. 1, the optical module includes a circuit chip (semiconductor chip) 50. The
[0024]
On the
[0025]
The optical module includes an
[0026]
The
[0027]
As shown in FIG. 1, the
[0028]
The
[0029]
In the example shown in FIG. 1, the
[0030]
As shown in the modification of FIG. 4, the
[0031]
As shown in FIG. 1, the optical module includes a
[0032]
The
[0033]
A
[0034]
In the example illustrated in FIG. 1, the
[0035]
The
[0036]
Apart from the above, electronic components (conversion components, active components, passive components, functional components, connection components, etc.) may be provided on the
[0037]
According to the optical module according to the present embodiment, the
[0038]
Next, a method for manufacturing the optical module according to the present embodiment will be described. The method for manufacturing the optical module includes mounting the
[0039]
First, the
[0040]
The
[0041]
As an electronic device according to an embodiment of the present invention, a notebook
[0042]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. For example, the invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same object and result). Further, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. Further, the invention includes a configuration having the same operation and effect as the configuration described in the embodiment, or a configuration capable of achieving the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical chip of the optical module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical module according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an optical module according to another modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are views showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 optical chips, 12 optical parts, 24 electrodes, 30 first substrate,
32 first wiring pattern, 40 second substrate, 42 second wiring pattern,
44 through hole, 50 circuit chip, 58 laminate,
60 electrical connection, 62 first terminal, 64 second terminal, 70 housing,
72 lens, 80 second opening, 160 electrical connection,
260 Electrical connection
Claims (13)
第2の配線パターンが形成され、前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、
前記第1及び第2の基板の間に設けられ、光学的部分を含む光学チップであって、前記第1の配線パターンに電気的に接続する電極を含む光学チップと、
前記光学チップの厚みよりも高い突起部を有し、前記第1及び第2の基板の間で前記第1及び第2の配線パターンを電気的に接続する電気的接続部と、
前記光学的部分に集光するためのレンズを保持する筐体と、
を含む光モジュール。A first substrate on which a first wiring pattern is formed;
A second substrate on which a second wiring pattern is formed and which is disposed to face the first substrate;
An optical chip provided between the first and second substrates and including an optical portion, the optical chip including an electrode electrically connected to the first wiring pattern;
An electrical connection unit having a protrusion higher than the thickness of the optical chip, and electrically connecting the first and second wiring patterns between the first and second substrates;
A housing for holding a lens for condensing light on the optical portion,
Optical module including.
前記第1の基板における前記第1の配線パターンの形成された面と、前記第2の基板における前記第2の配線パターンの形成された面とは対向してなる光モジュール。The optical module according to claim 1,
An optical module in which a surface of the first substrate on which the first wiring pattern is formed is opposed to a surface of the second substrate on which the second wiring pattern is formed.
前記電気的接続部は、前記第1又は第2の基板の前記光学チップ搭載領域の外側に設けられてなる光モジュール。The optical module according to claim 1 or 2,
The optical module, wherein the electrical connection unit is provided outside the optical chip mounting area of the first or second substrate.
前記第1及び第2の基板の間に設けられ、前記光学チップに積層されてなる回路チップをさらに含み、
前記電気的接続部は、前記光学チップ及び前記回路チップを含む積層体の厚みよりも高い突起部を有してなる光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 3,
A circuit chip provided between the first and second substrates, the circuit chip being stacked on the optical chip;
The optical module, wherein the electrical connection portion has a protrusion that is thicker than a thickness of a laminate including the optical chip and the circuit chip.
前記電気的接続部は、前記第1の基板の端部を挟む挟持部であって前記第1の配線パターンに電気的に接続される第1の端子と、前記第2の配線パターンに電気的に接続される第2の端子と、を含む光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 4,
The electrical connection portion is a holding portion that sandwiches an end of the first substrate and is electrically connected to a first terminal electrically connected to the first wiring pattern and an electrical connection to the second wiring pattern. And a second terminal connected to the optical module.
前記第2の基板は、スルーホールを有しており、
前記第2の配線パターンの一部は、前記スルーホール内に設けられており、
前記第2の端子は、前記スルーホールに挿入実装されてなる光モジュール。The optical module according to claim 5,
The second substrate has a through hole,
A part of the second wiring pattern is provided in the through hole,
The optical module, wherein the second terminal is inserted and mounted in the through hole.
前記第2の端子の表面は、前記第2の配線パターンの表面に対向してなり、
前記第2の端子は、前記第2の配線パターンに接合されてなる光モジュール。The optical module according to claim 5,
A surface of the second terminal is opposed to a surface of the second wiring pattern;
An optical module, wherein the second terminal is joined to the second wiring pattern.
前記電気的接続部は、バンプである光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 4,
The optical module, wherein the electrical connection part is a bump.
前記電気的接続部は、複数のバンプが積層されたものである光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 4,
The optical module, wherein the electrical connection unit is formed by stacking a plurality of bumps.
前記第1の基板は、光透過性を有してなる光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 9,
An optical module, wherein the first substrate has optical transparency.
前記筐体は、開口部を有し、
前記第2の基板の外形は、前記第1の基板の外形よりも大きく、
前記筐体は、前記開口部内に前記光学チップ及び前記第1の基板を収容した状態で、前記第2の基板に取り付けられてなる光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 10,
The housing has an opening,
The outer shape of the second substrate is larger than the outer shape of the first substrate,
The optical module, wherein the housing is attached to the second substrate while the optical chip and the first substrate are accommodated in the opening.
(b)前記第1の基板における前記光学チップが搭載された面に、第2の配線パターンを有する第2の基板を対向して配置させて、前記第1及び第2の配線パターンを電気的に接続すること、
(c)前記光学的部分に集光するためのレンズを保持する筐体を設けること、
を含み、
前記(b)工程で、前記第1及び第2の基板の間で前記光学チップの厚みよりも高い突起部を含む電気的接続部によって、前記第1及び第2の配線パターンを電気的に接続する光モジュールの製造方法。(A) An optical chip having an optical part and an electrode electrically connected to the optical part is mounted on a first substrate on which a first wiring pattern is formed, and the electrode and the first wiring pattern are mounted. Electrically connecting the
(B) A second substrate having a second wiring pattern is arranged on a surface of the first substrate on which the optical chip is mounted, and the first and second wiring patterns are electrically connected. Connecting to
(C) providing a housing for holding a lens for condensing light on the optical portion;
Including
In the step (b), the first and second wiring patterns are electrically connected between the first and second substrates by an electrical connection portion including a protrusion that is thicker than the optical chip. Of manufacturing optical module.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |