JP2004221875A - 光モジュール及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光モジュールは、基板32と基板32に形成された配線パターン34とを含み、第1及び第2の部分40,42を有する配線基板30と、電極24及び光学的部分12を有し、電極24を介して、配線パターン30に電気的に接続された光学チップ10と、を含む。第1の部分40は、透光部50を含む。光学チップ10は、光学的部分12が透光部50を向くように、第1の部分40に搭載されている。配線基板30は、第2の部分42が光学チップ10に平面的に重なるように屈曲している。
【選択図】 図1
Description
【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】
特開平7−99214号公報
【0004】
【発明の背景】
CCDやCMOSセンサなどの撮像系の光モジュールでは、光学チップ及び筐体が基板に設けられている。光学チップの表面には、光及び電気信号の相互変換を可能にする光学的部分が形成されている。筐体は、光学的部分に対応する位置にレンズを保持する。また、筐体は、光学チップを囲むように設けられ、これによって、光学的部分に入射する不要な光をカットすることができる。
【0005】
しかしながら、筐体は光学チップの表面側のみに設けられるので、光学チップの裏面から不要な光が入射する場合があった。詳しくは、撮像系の光モジュールの場合、画像が認識できなくなり、その信頼性が低下することがあった。一方、カメラ付き携帯電話をはじめとして、近年の撮像系の光モジュールを含む電子機器では、小型化・高集積化が望まれている。
【0006】
本発明の目的は、光モジュールの高信頼性化、小型化及び高集積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、基板と前記基板に形成された配線パターンとを含み、第1及び第2の部分を有する配線基板と、電極及び光学的部分を有し、前記電極を介して、前記配線パターンに電気的に接続された光学チップと、
を含み、前記光学チップは、前記光学的部分が前記第1の部分とは反対側を向くように、前記第1の部分に搭載され、前記配線基板は、前記第2の部分が前記第1の部分に平面的に重なるように屈曲してなる。本発明によれば、光学チップにおける光学的部分が形成された面とは反対の面側に、配線基板の第1及び第2の部分が重ねられている。これによって、光学チップの裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性を高めることができる。また、配線基板は、屈曲構造を有するので、電子部品を立体的に積層することが可能になり、光モジュールの小型化及び高集積化を図ることができる。
(2)本発明に係る光モジュールは、基板と前記基板に形成された配線パターンとを含み、第1及び第2の部分を有する配線基板と、電極及び光学的部分を有し、前記電極を介して、前記配線パターンに電気的に接続された光学チップと、を含み、前記第1の部分は、透光部を含み、前記光学チップは、前記光学的部分が前記透光部を向くように、前記第1の部分に搭載され、前記配線基板は、前記第2の部分が前記光学チップに平面的に重なるように屈曲してなる。本発明によれば、光学チップにおける光学的部分が形成された面とは反対の面側に、配線基板の第2の部分が配置されている。これによって、光学チップの裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性を高めることができる。また、配線基板は、屈曲構造を有するので、電子部品を立体的に積層することが可能になり、光モジュールの小型化及び高集積化を図ることができる。
(3)この光モジュールにおいて、前記第1及び第2の部分で挟まれた空間であって、前記光学チップの外側に設けられたスペーサをさらに含んでもよい。これによって、平面的に重ねられた第1及び第2の部分の間に所定の空間を設けることができる。
(4)この光モジュールにおいて、前記スペーサは、前記光学チップを囲む形状に形成されてもよい。
(5)この光モジュールにおいて、前記透光部は、前記基板に形成された開口部を含んでもよい。
(6)この光モジュールにおいて、前記透光部は、前記開口部を覆うように取り付けられた透光基板をさらに含んでもよい。
(7)この光モジュールにおいて、前記透光基板には、配線パターンが形成され、前記光学チップの前記電極は、前記開口部内に配置されて、前記透光基板の前記配線パターンの一部に接合され、前記透光基板の前記配線パターンの他の一部は、前記第1の部分の前記配線パターンの一部に接合されてもよい。
(8)この光モジュールにおいて、前記透光基板には、光学機能膜が形成されてもよい。
(9)この光モジュールにおいて、前記光学的部分に対応する位置にレンズを保持し、少なくとも前記光学的部分を囲む形状をなす筐体をさらに含んでもよい。(10)この光モジュールにおいて、前記筐体は、前記透光基板に取り付けられてもよい。これによって、透光基板を基準にレンズを位置合わせすることができる。
(11)この光モジュールにおいて、前記筐体は、前記第1の部分に取り付けられてもよい。
(12)この光モジュールにおいて、前記筐体は、前記開口部内で前記光学チップに取り付けられてもよい。これによって、光学チップを基準にレンズを位置合わせすることができる。
(13)この光モジュールにおいて、前記配線パターンに電気的に接続されるとともに、前記第2の部分に搭載された集積回路チップをさらに含んでもよい。
(14)この光モジュールにおいて、前記集積回路チップは、前記光学チップの少なくとも一部に平面的に重なるように設けられてもよい。これによって、光学チップにおける光学的部分が形成された面とは反対の面側に、集積回路チップを配置することができるので、光学チップの裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性をさらに高めることができる。
(15)この光モジュールにおいて、前記第2の部分に設けられた遮光層をさらに含み、前記遮光層は、前記光学チップの少なくとも一部に平面的に重なるように設けられてもよい。これによって、光学チップにおける光学的部分が形成された面とは反対の面側に、遮光層を配置することができるので、光学チップの裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性をさらに高めることができる。
(16)この光モジュールにおいて、前記遮光層は、前記光学チップを内側に含む大きさの外形を有してもよい。これによって、光学チップの裏面への不要な光の入射を確実にカットすることができる。
(17)この光モジュールにおいて、前記光学的部分は、封止部材によって封止されてもよい。これによって、光学的部分にゴミが入り込むのを防止することができる。
(18)本発明に係る電子機器は、上記光モジュールを有する。
(19)本発明に係る光モジュールの製造方法は、基板と前記基板に形成された配線パターンとを含む配線基板に、電極及び光学的部分を有する光学チップを、前記電極を介して前記配線パターンに電気的に接続するように実装する光モジュールの製造方法であって、前記配線基板は、第1及び第2の部分を有し、
(a)前記光学チップを、前記光学的部分が前記第1の部分とは反対側を向くように、前記第1の部分に搭載すること、(b)前記配線基板を、前記第2の部分が前記第1の部分に平面的に重なるように屈曲させることを含む。本発明によれば、光学チップにおける光学的部分が形成された面とは反対の面側に、配線基板の第1及び第2の部分を重ねる。これによって、光学チップの裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性を高めることができる。また、配線基板は、屈曲構造を有するので、電子部品を立体的に積層することが可能になり、光モジュールの小型化及び高集積化を図ることができる。
(20)本発明に係る光モジュールの製造方法は、基板と前記基板に形成された配線パターンとを含む配線基板に、電極及び光学的部分を有する光学チップを、前記電極を介して前記配線パターンに電気的に接続するように実装する光モジュールの製造方法であって、前記配線基板は、第1及び第2の部分を有し、
前記第1の部分は、透光部を含み、(a)前記光学チップを、前記光学的部分が前記透光部を向くように、前記第1の部分に搭載すること、(b)前記配線基板を、前記第2の部分が前記光学チップに平面的に重なるように屈曲させることを含む。本発明によれば、光学チップにおける光学的部分が形成された面とは反対の面側に、配線基板の第2の部分を配置する。これによって、光学チップの裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性を高めることができる。また、配線基板は、屈曲構造を有するので、電子部品を立体的に積層することが可能になり、光モジュールの小型化及び高集積化を図ることができる。
(21)この光モジュールの製造方法において、前記(b)工程前に、平面的に重ねられる前記第1及び第2の部分の間に、スペーサを設けることをさらに含み、前記スペーサを前記光学チップの外側に配置してもよい。これによって、平面的に重ねられた第1及び第2の部分の間に所定の空間を設けることができる。
(22)この光モジュールの製造方法において、前記(b)工程前に、前記第2の部分に集積回路チップを搭載することをさらに含んでもよい。
(23)この光モジュールの製造方法において、レンズを保持し、少なくとも前記光学的部分を囲む形状をなす筐体を、前記レンズを前記光学的部分に対応する位置に配置するように取り付けることをさらに含んでもよい。
【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。
【0009】
(第1の実施の形態)
図1及び図2は、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールを説明する図であり、図3〜図5は、光モジュールの製造方法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。図3は、光モジュールの屈曲前の平面図である。本実施の形態に係る光モジュールは、光学チップ10と、配線基板30と、を含む。
【0010】
光学チップ10の形状は、直方体であることが多い。光学チップ10は、半導体チップであってもよい。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、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などでパッシベーション膜16が形成されてもよい。
【0011】
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。
【0012】
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、光学的部分12に電気的に接続されている。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。
【0013】
配線基板30は、基板(ベース基板又は基材)32と、基板32上に形成された配線パターン34と、を含む。基板32は、屈曲可能な材料で形成されている。すなわち、基板32は、フレキシブル基板(例えばポリイミド基板)である。
配線パターン34は、基板32の一方の面に形成されてもよいし、両方の面に形成されてもよい。配線パターン34は、メッキ技術、露光技術などの周知技術を適用して形成することができる。配線パターン34は、複数の配線から構成されている。配線パターン34は、電気的な接続部となる複数の端子(第1〜第3の端子36,37,38(図1及び図3参照))を含む。第1〜第3の端子36,37,38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36,37,38のうち、少なくとも2つが互いに電気的に接続されてもよい。図1に示す例では、第1の端子36が後述の第1の部分40に形成され、第2の端子37が後述の第2の部分42に形成されている。図3に示すように、第3の端子38は、例えば、第2の部分42の端部に形成されてもよく、光モジュールの外部端子であってもよい。
【0014】
図3に示すように、配線基板30は、第1及び第2の部分40,42を有する。例えば、配線基板30は、平面的に展開した状態で長方形の平面形状をなし、第1及び第2の部分40,42は配線基板30の長さ方向に配列されてもよい。
第1の部分40は、光学チップ10の搭載領域を有する。第2の部分42は、第1の部分40に平面的に重ねられる部分であり、図1に示す例では集積回路チップ60の搭載領域を有する。図1に示すように、第1及び第2の部分40,42は、少なくとも一部同士が重ねられる。図1に示す例では、配線パターン34が形成された面が谷として、配線基板30が屈曲している。配線基板30の屈曲部は、第1及び第2の部分40,42の境界を含む部分である。配線基板30の屈曲部には、基板32の図示しない穴(例えばスリット)が形成されてもよい。こうすることで、配線基板30を曲げやすくすることができる。第1及び第2の部分40,42の境界は明確に存在する必要はなく、図1に示す例の場合、光学チップ10の搭載領域と、集積回路チップ60の搭載領域との間で、配線基板30を屈曲させればよい。平面的に重ねられた第1及び第2の部分40,42の間には、所定の空間が設けられてもよい。すなわち、配線基板30を平面的に展開したときに、第1及び第2の部分40,42の間には、一定の幅を有する第3の部分44が設けられてもよい。第3の部分44は、配線基板30の屈曲部となる。
【0015】
なお、配線基板30の屈曲構造は、上述に限定されず、第1の部分40に複数の第2の部分42が平面的に重ねられてもよい。例えば、配線基板30を平面的に展開したときに、第1の部分40に対して、異なる方向にそれぞれ第2の部分42が配置されてもよい。
【0016】
配線基板30の第1の部分40は、透光部50を含む。図1に示す例では、透光部50は、第1の部分40に形成された開口部52と、開口部52を覆うように第1の部分40に取り付けられた透光基板54と、を含む。透光基板54は、第1の部分40に接着固定してもよい。
【0017】
開口部52は、基板32の貫通穴である。開口部52の外形は、光学的部分12の外形よりも大きい。こうすることで、光学的部分12に対する光路を確保することができる。
【0018】
透光基板54は、光透過性を有し、例えば、ガラス基板などの透明基板であってもよい。透光基板54は、リジッド基板であってもよく、配線基板30の基板32よりも硬い材料で形成される。透光基板54は、光学的部分12の上方に配置され、開口部52の周囲にオーバーラップする形状を有する。透光基板54は、配線基板30の開口部52を内側に含む大きさの外形を有してもよい。透光基板54には、光学機能膜が形成されてもよい。光学機能膜は、光学的部分12の上方に形成され、例えば、透光基板54のいずれかの表面に形成される。光学機能膜は、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。光学機能膜を透光基板54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済むので、光モジュールの小型化を図ることができる。
【0019】
変形例として、透光部50は、第1の部分40の開口部52のみであってもよい。あるいは、配線基板30の一部が透光部50であってもよい。詳しくは、基板32の少なくとも光学的部分12に対応する部分が、光透過性を有していてもよい。基板32の全体が透光基板(例えばポリエステル系基板)であってもよい。
【0020】
図1に示すように、光学チップ10は、光学的部分12が透光部50を向くように、第1の部分40に搭載されている。光学チップ10は、電極24を介して、配線パターン34(詳しくは第1の端子36)に電気的に接続されている。図1に示す例では、透光基板54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。電極24と第1の端子36との電気的な接続として、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36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。
【0021】
図1に示すように、第2の部分42は、光学チップ10に平面的に重なるように屈曲している。すなわち、配線基板30は、第1及び第2の部分40,42の間に、光学チップ10を介在するように屈曲している。図1に示す例では、第1及び第2の部分40,42の間には、光学チップ10及び集積回路チップ60が介在している。この場合、光モジュールは、集積回路チップ60を含む。
【0022】
集積回路チップ(例えば半導体チップ)60は、光学チップ10に電気的に接続されている。集積回路チップ60は、マイクロプロセッサであってもよい。集積回路チップ60は、第2の部分42に搭載され、電極62を介して、配線パターン34(詳しくは第2の端子37)に電気的に接続されている。集積回路チップ60は、フェースダウン実装されてもよい。電極62と第2の端子37との電気的な接続は、異方性導電材料64など、上述の光学チップ10と配線パターン34との電気的な接続形態を適用することができる。図1に示すように、光学チップ10及び集積回路チップ60は、互いに非接触となっていることが好ましい。これによって、光学チップ10及び集積回路チップ60の一方が他方に接触することで両者の電位が変化するのを回避することができる。あるいは、光学チップ10及び集積回路チップ60の間に絶縁性の接着材料が介在してもよい。変形例として、集積回路チップ60は、フェースアップ実装しても構わない。
【0023】
集積回路チップ60は、光学チップ10の少なくとも一部に平面的に重なっていてもよい。例えば、集積回路チップ60は、光学チップ10の外形を含むように平面的に重なっていてもよい。これによれば、集積回路チップ60によって、光学チップ10における光学的部分12とは反対の面を覆うことができる。すなわち、光学チップ10の裏面への光の入射をカットすることができる。特に、配線基板30の第2の部分42が、光の入射を十分にカットできない程度に薄い場合に効果的である。この場合、集積回路チップ60は、遮光層と呼ぶこともできる。また、光学チップ10及び集積回路チップ60の一体化が図れるので、平面形状の拡大を防止することができ、光モジュールの高集積化及び小型化が図れる。
【0024】
図1に示すように、光モジュールは、スペーサ(又は補強部材)56を含む。スペーサ56は、平面的に重ねられた第1及び第2の部分40,42の間に介在する。スペーサ56は、光学チップ10の外側に配置されている。集積回路チップ60が設けられる場合、スペーサ56は、光学チップ10及び集積回路チップ60の外側に配置される。スペーサ56を設けることで、第1及び第2の部分40,42の間に所定の空間を確保することができる。スペーサ56の高さは、少なくとも光学チップ10(図1では光学チップ10及び集積回路チップ60の合計)の高さよりも高い。スペーサ56は、あらかじめ形状が決定された基材(例えばガラスエポキシ基材又はPET基材など)で形成することが好ましい。あるいは、スペーサ56の材料は限定されず、例えばゴムなどの弾性体であってもよい。これによれば、外部からの衝撃を吸収できる。図3に示すように、スペーサ56は、光学チップ10を囲む形状に形成してもよい。詳しくは、スペーサ56は、配線基板30(例えば第1の部分40)の平面視において、光学チップ10を囲む枠状に形成されてもよい。スペーサ56は、第1及び第2の部分40,42に接着されている。変形例として、第1及び第2の部分40,42の間にスペーサ56が介在しなくてもよい。
【0025】
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く、筒状の鏡筒であってもよい。図1に示す例では、筐体70は、配線基板30の第1の部分40側に設けられている。筐体70は、光を透過しない又は透過しにく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。
【0026】
筐体70は、レンズホルダ74と、配線基板30との取付部76と、を有する。レンズホルダ74には、レンズ72が取り付けられている。レンズホルダ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、レンズホルダ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。
【0027】
取付部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。レンズホルダ74の外側と取付部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、レンズホルダ74及び取付部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、レンズホルダ74は、第2の開口部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。
【0028】
筐体70は、光学チップ10の光学的部分12を囲む形状をなす。図1に示す例では、筐体70は、配線基板30(詳しくは第1の部分40)の平面視において、光学チップ10を囲む平面形状をなしている。配線基板30の開口部52上に透光基板54が設けられる場合、筐体70は、透光基板54も囲むことが好ましい。これによれば、光学チップ10及び透光基板54に対して、横又は斜め方向からの不要な光の入射を防止することができる。したがって、光学チップ10の誤作動を防止して、光モジュールの信頼性を高めることができる。
【0029】
図1に示す例では、筐体70は、配線基板30の第1の部分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の開口端部が、第1の部分40に固定されている。図1に示すように、第2の開口部80の開口端部は、配線基板30を介して、スペーサ56の上方に配置されてもよい。これによれば、スペーサ56を基準にして筐体70を位置合わせできるので、スペーサ56の上面が平らである場合に筐体70を水平に配置することができる。
【0030】
なお、配線基板30には、他の電子部品(図示しない)が搭載されてもよい。電子部品として、能動部品(集積回路を内蔵した半導体チップ等)、受動部品(抵抗器、コンデンサ等)、機能部品(フィルタ等の入力信号特性を変化させる部品)、接続部品(フレキシブル基板、コネクタ、スイッチ等)、変換部品(センサ等の入力信号を異なるエネルギー系に変換する部品)等がある。
【0031】
本実施の形態に係る光モジュールによれば、光学チップ10における光学的部分12が形成された面とは反対の面側に、配線基板30の第2の部分42が配置されている。これによって、光学チップ10の裏面への不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性を高めることができる。また、配線基板30は、屈曲構造を有するので、電子部品(例えば光学チップ10及び集積回路チップ60など)を立体的に積層することが可能になり、光モジュールの小型化及び高集積化を図ることができる。
【0032】
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。図4は、図3のIV−IV線断面図である。光モジュールの製造方法は、光学チップ10を配線基板30に実装することを含む。
【0033】
図3に示すように、配線基板30を平面的に展開した状態で、光学チップ10を第1の部分40に搭載する。透光基板54は、あらかじめ第1の部分40に取り付けておいてもよいし、光学チップ10の実装後に取り付けてもよい。スペーサ56は、図3に示すように第1の部分40に固定してもよいし、あるいは第2の部分42に固定してもよい。集積回路チップ60は、第2の部分42に搭載する。また、必要に応じて、その他の電子部品を配線基板30(第1〜第3の部分40,42,44のいずれでもよい)に搭載してもよい。これによれば、配線基板30を平面的に展開した状態で、光学チップ10及び集積回路チップ60などの各部品を実装できるので、光モジュールの取り扱いに優れる。
【0034】
その後、図4に示すように、配線基板30を、第1及び第2の部分40,42が平面的に重なるように屈曲させる。詳しくは、配線基板30を、第2の部分42が第1の部分40上の光学チップ10に平面的に重なるように屈曲させる。その場合、あらかじめ屈曲ラインをマークしていると、屈曲工程を簡単かつ正確に行うことができる。その後、図5に示すように、筐体70を、屈曲構造を有する配線基板30に取り付ける。筐体70は、配線基板30の第1の部分40に接着固定してもよい。なお、その他の事項及び効果は、上述の光モジュールにおいて説明した内容から導くことができるので省略する。
【0035】
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。
【0036】
以下の実施の形態の説明では、上述と共通する事項(構成、作用、機能及び効果)及び上述から想定され得る事項は省略する。本発明は、複数の実施の形態を組み合わせることで達成される事項も含む。
【0037】
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの断面図である。本実施の形態では、光学的部分12が封止部材90によって封止されている。こうすることで、光学的部分12を湿気から保護し、光学的部分12にゴミが入るのを防止することができる。したがって、封止部材90を設けた後は、比較的清浄度の低い室内での製造工程が可能になるので、光学チップ10の取り扱いに優れる。
【0038】
封止部材90は、光透過性を有し、電極32を避けて設けられる。例えば、封止部材90は、光学的部分12の上方に配置されるプレート部92と、光学的部分12の周囲に連続的に形成されるスペーサ部94と、を有する。プレート部92及びスペーサ部94は、例えば透光性を有する基材を加工して一体的に形成してもよい。あるいは、プレート部92を透光基板で形成し、プレート部92に他の部材(例えば樹脂など)を取り付けてもよい。プレート部92には、光学機能膜が形成されてもよい。光学的部分12は、配線基板30の開口部52を向いている。その場合、上述の透光基板は省略してもよい。封止部材90は、光学チップ10の実装工程前に光学的部分12を封止することが好ましい。こうすることで、光学的部分12を製造工程の早い段階で保護することができる。その他の事項は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
【0039】
(第3の実施の形態)
図7は、本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールの断面図である。本実施の形態では、筐体100は、光学チップ10に取り付けられている。こうすることで、筐体100のレンズ102を、光学チップ10を基準に位置合わせすることができる。したがって、光学的部分12及びレンズ102の両者の光軸を極めて正確に一致させることができる。
【0040】
図7に示すように、筐体100は、開口部52内に配置されている。すなわち、光学チップ10の平面視において、筐体100は、光学チップ10の外形よりも小さく、かつ、光学的部分12の外形よりも大きい形状を有する。筐体100は、光学的部分12と電極24との間で、光学チップ10と接触している。筐体100の内部には、透光基板104が設けられ、透光基板104には、光学機能膜が形成されてもよい。筐体100は、配線基板30の屈曲工程前に設けてもよいし、屈曲工程後に設けてもよい。屈曲工程前であれば、光学的部分12を製造工程の早い段階で保護することができる。その他の事項は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
【0041】
(第4の実施の形態)
図8は、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールの断面図である。本実施の形態では、光学チップ10は、配線パターン112が形成された透光基板110に実装されている。配線パターン112は、透光基板110の一方の面(開口部52側の面)に形成されている。配線パターン112は、複数の配線から構成され、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の上方にも配線パターン112を形成することができる。あるいは、図8に示すように、光学的部分12の上方を避けていれば、配線パターン112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。
【0042】
配線パターン112は、電気的な接続部となる複数の端子(第1及び第2の端子114,116)を有する。図8に示す例では、第1の端子114には、光学チップ10の電極24が接合され、第2の端子116には、配線基板30の配線パターン34が接合されている。光学チップ10の電極24は、開口部52内に配置されている。
【0043】
これによれば、光学チップ10は開口部52内に設けられるので、光モジュールの厚さから光学チップ10の厚さの一部を省略することができるので、光モジュールの薄型化を図ることができる。
【0044】
筐体70は、透光基板110に取り付けられてもよい。筐体70は、図8に示すように、配線基板30(詳しくは第1の部分)及び透光基板110の両方に取り付けられてもよいし、透光基板110のみに取り付けられてもよい。これによれば、筐体70のレンズ72を、透光基板110を基準に位置合わせすることができる。光学チップ10は透光基板110を基準に位置合わせされているので、透光基板110を介して、光学的部分12及びレンズ72の両者の光軸を正確に一致させることができる。その他の事項は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
【0045】
(第5の実施の形態)
図9は、本発明の第5の実施の形態に係る光モジュールの断面図である。本実施の形態では、遮光層120が第2の部分42に形成されている。遮光層120は、光学チップ10の少なくとも一部に平面的に重なるように設けられている。
これによって、光学チップ10に対する不要な光の入射をカットし、光モジュールの信頼性をさらに高めることができる。図9に示すように、遮光層120は、光学チップ10を内側に含む大きさの外形を有してもよい。これによって、光学チップ10の裏面への不要な光の入射を確実にカットすることができる。なお、図9に示す例では、集積回路チップ90は、光学チップ10とは平面的に重ならない位置(第2の部分42)に搭載されている。
【0046】
遮光層120は、金属層であってもよい。金属層は、基板32に接着材料などで貼り付けてもよいし、スパッタリングなどによって基板32に膜を被着させることで形成してもよい。あるいは、メッキ技術(例えば無電解メッキ)を適用して、基板32に金属層を形成してもよい。金属層は、配線基板30の配線パターン34と同一材料又は同一工程で形成してもよい。これによれば、光モジュールの部品点数を少なくすることができるとともに、製造工程を簡略化することができる。金属層は、薄い金属箔であってもよいし、厚いプレート状に形成してもよい。金属層の厚さ(例えば25〜50μm程度)は限定されない。
【0047】
あるいは、遮光層120は、樹脂層であってもよい。樹脂層は、接着材料の主成分となるバインダであってもよい。あるいは、遮光層120は、電子部品(例えば集積回路チップ)であってもよい。なお、遮光層120は、光学チップ10に対する遮光性を備えていれば、その材料又は部材は限定されるものではない。
その他の事項は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
【0048】
(第6の実施の形態)
図10は、本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールの断面図である。本実施の形態では、光学チップ10は、光学的部分12が第1の部分40とは反対側を向くように、第1の部分に搭載されている。そして、配線基板30は、第2の部分42が第1の部分40に平面的に重なるように屈曲している。すなわち、光学チップ10の搭載された面が山として、配線基板30が屈曲している。光学チップ10の電極24と、配線パターン34とは、ワイヤ130を介して電気的に接続してもよい。ワイヤ130を含む電気的な接続部は、樹脂などの封止材132で封止することが好ましい。
【0049】
平面的に重ねられた第1及び第2の部分40,42の間には、樹脂部140が介在している。樹脂部140は、光学チップ10の少なくとも一部(図10では光学チップ10の全部)に平面的に重なっている。樹脂部140は、接着材料であってもよい。樹脂部140は、遮光層と呼ぶこともできる。すなわち、樹脂部140が第1及び第2の部分40,42の間に介在することで、光学チップ10の裏面への不要な光の入射をカットしてもよい。樹脂部140の材料は限定されず、遮光性の高いものを使用するのが好ましい。
【0050】
本実施の形態に係る光モジュールの製造方法において、配線基板30の屈曲工程前に、光学チップ10及び集積回路チップ60を実装してもよい。あるいは、配線基板30の屈曲工程後に、光学チップ10及び集積回路チップ60を実装してもよい。その他の事項は、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。
【0051】
本発明の実施の形態に係る電子機器として、図11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12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13(A)及び図13(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。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1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、本発明の第1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、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの製造方法を示す図である。
【図4】図4は、図3のI V−IV線断面図である。
【図5】図5は、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの製造方法を示す図である。
【図6】図6は、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図7】図7は、本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図8】図8は、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図9】図9は、本発明の第5の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図10】図10は、本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図11】図11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12】図12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13】図13(A)及び図13(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 配線基板、
32 基板、34 配線パターン、40 第1の部分、42 第2の部分、
50 透光部、52 開口部、54 透光基板、56 スペーサ、
60 集積回路チップ、70 筐体、72 レンズ、90 封止部材、
100 筐体、102 レンズ、110 透光基板、112 配線パターン、
120 遮光層
Claims (23)
- 基板と前記基板に形成された配線パターンとを含み、第1及び第2の部分を有する配線基板と、
電極及び光学的部分を有し、前記電極を介して、前記配線パターンに電気的に接続された光学チップと、を含み、
前記光学チップは、前記光学的部分が前記第1の部分とは反対側を向くように、前記第1の部分に搭載され、
前記配線基板は、前記第2の部分が前記第1の部分に平面的に重なるように屈曲してなる光モジュール。 - 基板と前記基板に形成された配線パターンとを含み、第1及び第2の部分を有する配線基板と、
電極及び光学的部分を有し、前記電極を介して、前記配線パターンに電気的に接続された光学チップと、を含み、
前記第1の部分は、透光部を含み、
前記光学チップは、前記光学的部分が前記透光部を向くように、前記第1の部分に搭載され、
前記配線基板は、前記第2の部分が前記光学チップに平面的に重なるように屈曲してなる光モジュール。 - 請求項2記載の光モジュールにおいて、
前記第1及び第2の部分で挟まれた空間であって、前記光学チップの外側に設けられたスペーサをさらに含む光モジュール。 - 請求項3記載の光モジュールにおいて、
前記スペーサは、前記光学チップを囲む形状に形成されてなる光モジュール。 - 請求項2から請求項4のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記透光部は、前記基板に形成された開口部を含む光モジュール。 - 請求項5記載の光モジュールにおいて、
前記透光部は、前記開口部を覆うように取り付けられた透光基板をさらに含む光モジュール。 - 請求項6記載の光モジュールにおいて、
前記透光基板には、配線パターンが形成され、
前記光学チップの前記電極は、前記開口部内に配置されて、前記透光基板の前記配線パターンの一部に接合され、
前記透光基板の前記配線パターンの他の一部は、前記第1の部分の前記配線パターンの一部に接合されてなる光モジュール。 - 請求項6又は請求項7に記載の光モジュールにおいて、
前記透光基板には、光学機能膜が形成されてなる光モジュール。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記光学的部分に対応する位置にレンズを保持し、少なくとも前記光学的部分を囲む形状をなす筐体をさらに含む光モジュール。 - 請求項6,7,8のいずれかを引用する請求項9記載の光モジュールにおいて、
前記筐体は、前記透光基板に取り付けられてなる光モジュール。 - 請求項9又は請求項10に記載の光モジュールにおいて、
前記筐体は、前記第1の部分に取り付けられてなる光モジュール。 - 請求項9記載の光モジュールにおいて、
前記筐体は、前記開口部内で前記光学チップに取り付けられてなる光モジュール。 - 請求項1から請求項12のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記配線パターンに電気的に接続されるとともに、前記第2の部分に搭載された集積回路チップをさらに含む光モジュール。 - 請求項13記載の光モジュールにおいて、
前記集積回路チップは、前記光学チップの少なくとも一部に平面的に重なるように設けられてなる光モジュール。 - 請求項1から請求項14のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記第2の部分に設けられた遮光層をさらに含み、
前記遮光層は、前記光学チップの少なくとも一部に平面的に重なるように設けられてなる光モジュール。 - 請求項15記載の光モジュールにおいて、
前記遮光層は、前記光学チップを内側に含む大きさの外形を有する光モジュール。 - 請求項1から請求項16のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記光学的部分は、封止部材によって封止されてなる光モジュール。 - 請求項1から請求項17のいずれかに記載の光モジュールを有する電子機器。
- 基板と前記基板に形成された配線パターンとを含む配線基板に、電極及び光学的部分を有する光学チップを、前記電極を介して前記配線パターンに電気的に接続するように実装する光モジュールの製造方法であって、
前記配線基板は、第1及び第2の部分を有し、
(a)前記光学チップを、前記光学的部分が前記第1の部分とは反対側を向くように、前記第1の部分に搭載すること、
(b)前記配線基板を、前記第2の部分が前記第1の部分に平面的に重なるように屈曲させることを含む光モジュールの製造方法。 - 基板と前記基板に形成された配線パターンとを含む配線基板に、電極及び光学的部分を有する光学チップを、前記電極を介して前記配線パターンに電気的に接続するように実装する光モジュールの製造方法であって、
前記配線基板は、第1及び第2の部分を有し、
前記第1の部分は、透光部を含み、
(a)前記光学チップを、前記光学的部分が前記透光部を向くように、前記第1の部分に搭載すること、
(b)前記配線基板を、前記第2の部分が前記光学チップに平面的に重なるように屈曲させることを含む光モジュールの製造方法。 - 請求項20記載の光モジュールの製造方法において、
前記(b)工程前に、平面的に重ねられる前記第1及び第2の部分の間に、スペーサを設けることをさらに含み、
前記スペーサを前記光学チップの外側に配置する光モジュールの製造方法。 - 請求項19から請求項21のいずれかに記載の光モジュールの製造方法において、
前記(b)工程前に、前記第2の部分に集積回路チップを搭載することをさらに含む光モジュールの製造方法。 - 請求項19から請求項22のいずれかに記載の光モジュールの製造方法において、
レンズを保持し、少なくとも前記光学的部分を囲む形状をなす筐体を、前記レンズを前記光学的部分に対応する位置に配置するように取り付けることをさらに含む光モジュールの製造方法。
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