JP2004229167A - Manufacturing method of camera module - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラモジュールの製造方法に関するものであり、特に携帯電話等の携帯機器への内蔵化に適した、小型のカメラモジュールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、カメラ機能を持った携帯電話が普及している。この種の携帯電話では小型のカメラモジュールが内蔵化されている。図13は、そのようなカメラモジュールの構造を示す断面図である。
【0003】
図13において、50は鏡筒、51は鏡筒50に組み込まれたレンズ、52は鏡筒50の鏡筒口に設けられた赤外線カット用のIRフィルターである。また、60は鏡筒50内の空間に収納され、かつプリント基板70と電気的に接続されたイメージセンサ・チップである。
【0004】
イメージセンサ・チップ60はIRフィルター52及びレンズ51を通して入射された被写体からの光を電気信号に変換する。このイメージセンサ・チップ60において、シリコンチップ61の表面にCCDが形成されており、更にシリコンチップ61を支持するための支持用のガラス基板62がこの上に貼り合わされている。
【0005】
また、イメージセンサ・チップ60の表面周辺には電極パッド63A,63Bが形成され、シリコンチップ61の側面から裏面に至る再配線64A,64Bが形成されている。
【0006】
この再配線64A,64Bはシリコンチップ61の裏面に貼り合わされたガラス基板65上に延在し、このガラス基板65上に延在した再配線64A,64Bの端部にバンプ電極66A,66Bが形成されている。そして、このバンプ電極66A,66Bがプリント基板70に接続されている。
【0007】
また、プリント基板70の裏面には、イメージセンサ・チップ60からの電気信号を受け、この信号に所定の画像信号処理を施すDSP80が、バンプ電極81A,81Bを介して接続されている。
【0008】
なお、この種のカメラモジュールについては特許文献1−3に記載されている。また、裏面にバンプ電極が設けられたチップ構造については特許文献4に記載されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平9−61239号公報
【0010】
【特許文献2】
特開平11−261044号公報
【0011】
【特許文献3】
特願2001−128072号公報
【0012】
【特許文献4】
特許公表2002−512436号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のカメラモジュールでは、鏡筒50、レンズ51、IRフィルター52及びイメージセンサ・チップ60はそれぞれが個別部品であり、係る個別備品をアセンブリーしてカメラモジュールを組み立てていた。そのため、カメラモジュールの小型に限界があると共に、製造コストが高いという問題があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明のカメラモジュールの製造方法は、表面に光電気変換素子が配置され、裏面に外部接続用端子が配置された複数のイメージセンサ・チップがマトリクスに配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、複数のレンズが前記イメージセンサ・チップに対応してマトリクスに配置されて成るレンズアレイと、を準備する。そして、前記レンズアレイに切削溝を形成する。その後、前記イメージセンサ・ウエハの表面に前記レンズアレイを貼り合わせる。その後、前記イメージセンサ・チップと前記レンズとを前記切削溝に沿って切断することにより、個々のカメラモジュールに分割する。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、カメラモジュールの構造について説明する。図1はこのカメラモジュールの平面図、図2は図1のX−X線に沿った断面図である。
【0016】
このカメラモジュールは、基本的にはイメージセンサ・チップ20に、IRフィルター30及びレンズ10を貼り付け、更にレンズ10上に絞り部材31を貼り付けたものである。
【0017】
レンズ10は、平面的には円形のレンズ本体11と、その周囲に設けられ、レンズ本体11と一体成形され、レンズ本体を支持するレンズ支持枠12から構成されている。
【0018】
レンズ支持枠12はレンズ面より外に張り出しており、その底面がイメージセンサ・チップ20の表面周辺部に対応する位置に、IRフィルター30を介して貼り付けられている。その貼り付け方法は接着剤が用いられる。このレンズ10は例えば射出成形等により製作可能なのものであり、その場合はプラスチック製である。
【0019】
また、絞り部材31はアクリル・フィルムやポリオレフィン・フィルム等のフィルムで構成し、これをレンズ支持枠12の上面に貼り付けている。絞り部材31は、そのようなフィルムの代わりに、IRフィルター30若しくはレンズ本体11の表面に遮光材を印刷して構成してもよい。
【0020】
また、イメージセンサ・チップ20において、シリコンチップ21の表面には光電変換素子であるCCDが形成され、更にその上にシリコンチップ21を支持するための支持ガラス基板22が接着剤等を用いて貼り合わされている。また、シリコンチップ21の表面周辺部には電極パッド23A,23Bが形成されている。これらの電極パッド23A,23Bはイメージセンサ・チップ20の入出力回路と接続されている。
【0021】
そして、電極パッド23A,23Bの下面には、シリコンチップ21を貫通してイメージセンサ・チップ20の裏面に達する再配線24A,24Bが接続されており、その裏面に表出した再配線24A,24B上にバンプ電極25A,25Bが形成されている。
【0022】
なお、上記構成で、シリコンチップ21を支持するための支持ガラス基板22にフィルター機能を持たせればIRフィルター30を削除することができる。また、部品点数の削減によるコスト削減が図れる。この場合、支持ガラス基板22に金属の真空蒸着を行うか、銅の粒子を混入することで、フィルター機能を得ることができる。また、レンズ10の表面に多層薄膜から成るフィルター部材を被着することでもフィルター機能を得ることができる。この多層薄膜は所定の透過特性を有した金属等の材料を真空蒸着して形成する。
【0023】
次に、上記構成のカメラモジュールの製造方法について説明する。図3に示すように、ウエハープロセスにより、複数のイメージセンサ・チップ20がマトリクスに配置されて成るイメージセンサ・ウエハ100を用意する。また、ウエハ形状を呈したIRフィルター・ガラス101を用意する。
【0024】
また、イメージセンサ・チップ20に相当する形状・サイズの、複数のレンズ10が、上記のイメージセンサ・チップ20に対応してマトリクスに配置され、かつ一体化されて成るレンズアレイ102を用意する。また、同様にウエハ形状を呈した絞りフィルム103を用意する。
【0025】
そして、これらのイメージセンサ・ウエハ100、IRフィルター・ガラス101、レンズアレイ102、及び絞りフィルム103を貼り合わせて一体化した構造体を得る。
【0026】
ここで、図4はレンズアレイ102の一例を示す平面図である。このレンズアレイ102は、図4(a)に示すように、多数のレンズ10が配列され、全体としてウエハ形態に一体化されている。そして、このレンズアレイ102は、図4(b)に示すように、IRフィルター・ガラス101を介してイメージセンサ・ウエハ100に接着剤で貼り付けられる。
【0027】
また、図5はレンズアレイ101の他の例を示す平面図である。このレンズアレイ102は、図5(a)のような、略三角形状を呈した2種類の分割アレイA,Bから構成される。そして、図5(b)に示すように分割アレイA,Bがそれぞれ4個ずつイメージセンサ・ウエハ100に貼り付けられる。
【0028】
また、図6はレンズアレイ102の更に他の例を示す平面図である。このレンズアレイ102は、図6(a)のような、四角形の、1種類の分割アレイから構成される。
【0029】
そして、図6(b)に示すように、この16枚の分割アレイがイメージセンサ・ウエハ100に貼り付けられる。このレンズアレイ102は、イメージセンサ・ウエハ100からはみ出した部分が無駄になるが、1種類の分割アレイから構成されるので、その製作が簡単にできる利点がある。
【0030】
そして、以上の貼り合わせ工程の後に、隣接する2つのイメージセンサ・チップ20の境界線に沿って、上記の構造体をダイシングブレードやレーザーによって切断し、個々のカメラモジュール200に分割する。
【0031】
ここで、レンズアレイ102の各レンズ支持枠12がその切断部となる。レンズ支持部12の厚さは3mm程度である。また、イメージセンサ・ウエハ100の厚さは0.2mm程度、IRフィルター・ガラス101の厚さは0.5mm程度である。また、絞りフィルム103の厚さは0.1mm程度である。すると、上記構造体の合計の厚さは、3.8mm程度にもなり、ダイシングブレードやレーザーによって切断することが容易ではなく、また切断精度も悪くなるおそれがある。
【0032】
そこで、予めレンズアレイ102をハーフカットしてから貼り合わせ工程を行い、上記の切断工程を行うようにした。図7は、イメージセンサ・ウエハ100、IRフィルター・ガラス101、レンズアレイ102、絞りフィルム103の断面図である。図7に示すように、レンズアレイ102の下面にIRフィルター・ガラス101を接着剤を用いて貼り合わせる。その下方に配置されるイメージセンサ・ウエハ100中に配列され、隣接する2つのイメージセンサ・チップ20の境界線LZに沿って、IRフィルター・ガラス101及びレンズアレイ102に切削溝13を形成する。
【0033】
さらに詳しくは、この切削溝13の位置は、レンズアレイ102中の各レンズ支持枠12の幅の中央であり、かつその深さは厚さの途中までである。この後、レンズアレイ102上に絞り部材31を接着剤で貼り付ける。絞り部材31の貼り付けは、IRフィルター・ガラス101の貼り合わせの前であってもよい。
【0034】
その後、図8に示すように、IRフィルター・ガラス101が貼り合わされたレンズアレイ102をイメージセンサ・ウエハ100に貼り合わせる。このとき隣接する2つのイメージセンサ・チップ20の境界線LZと上記切削溝13の中心線が、ほぼ一致するように位置合わせする。
【0035】
そして、図9に示すように、上記境界線LZに沿って、ダイシング装置のダイシングブレードや、あるいはレーザーカッターを用いて、イメージセンサ・ウエハ100、レンズアレイ102及び絞り部材31を切断する。これにより、上記切削溝13中に沿って切断が行われるので、切削溝13の深さの分だけ、切断すべき厚さが薄くなるので、イメージセンサ・ウエハ100、レンズアレイ102等の切断が容易に、しかも高精度に行うことができる。
【0036】
また、切削溝13の深さは、上記構造体の全体の厚さに応じて適宜変更可能であるが、図10に示すように、上記構造体の全体の厚さが比較的薄い場合には、切削溝13の深さはIRフィルター・ガラス101の厚さの途中、もしくはその厚さの全部で、レンズアレイ102に達しない深さであっても良い。そして、その後は、同様にして図11に示すように、IRフィルター・ガラス101をイメージセンサ・ウエハ100に貼り付け、図12に示すように、ダイシング装置のダイシングブレードや、あるいはレーザーカッターを用いて、イメージセンサ・ウエハ100、レンズアレイ102及び絞り部材31を切断する。
【0037】
そして、上記工程を経た個々のカメラモジュール200は、イメージセンサ・チップ20の裏面のバンプ電極25A,25Bを介してプリント基板上に実装される。
【0038】
ここで、プリント基板への実装時には通常はバンプ電極25A,25Bの加熱処理が行われるため、レンズ10がプラスチック製の場合にはその耐熱性が問題になる。その場合には、耐熱性の高いプラスチック材料を用いるか、若しくは低温接続が可能な金バンプを用いるのがよい。
【0039】
なお、上記実施形態では、単一のレンズ10を有しているが、複数のレンズを貼り合わせた複合レンズを有するカメラモジュールの製造方法にも適用できるものである。
【0040】
また、上記実施形態では、IRフィルター30はレンズ10とイメージセンサ・チップ20の間に貼り合わされているが、IRフィルター30はレンズ10上に貼り付けても良い。この場合の製造方法は、レンズアレイ102に予め切削溝13を予め形成し、そのレンズアレイ102をイメージセンサ・ウエハ100に直接貼り付ける。
【0041】
さらにまた、上記実施形態では、IRフィルター30を用いているが、シリコンチップ21を支持するための支持ガラス基板22に、前述したように、支持ガラス基板22に金属の真空蒸着を行うか、銅の粒子を混入することで、フィルター機能を得ることができる。また、レンズアレイ102の表面に多層薄膜から成るフィルター部材を被着することでもフィルター機能を得ることができる。この多層薄膜は所定の透過特性を有した金属等の材料を真空蒸着して形成する。これにより、IRフィルター30を削除することができる。この場合の製造方法も同様に、レンズアレイ102に切削溝13を予め形成し、そのレンズアレイ102をイメージセンサ・ウエハ100に直接貼り付ければよい。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、携帯機器用のカメラモジュールをチップサイズに小型化できると共に、製造コストを大幅に低減できる。また、ウエハ状態から個々のカメラモジュールに切断する際に、予めレンズアレイにハーフカットを施しているので、係る切断工程を容易にかつ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの平面図である。
【図2】図1のX−Xに沿った断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図4】レンズアレイの平面図である。
【図5】他のレンズアレイの平面図である。
【図6】更に他のレンズアレイの平面図である。
【図7】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図8】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図9】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図10】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図11】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図12】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図13】従来例に係るカメラモジュールの断面図である。
【符号の説明】
10 レンズ 11 レンズ本体 12 レンズ枠体
13 切削溝 20 イメージセンサ・チップ 21 シリコンチップ
22 支持ガラス基板 23A,23B 電極パッド
24A,24B 再配線 25A,25B バンプ電極
30 IRフィルター 31 絞り部材
100 イメージセンサ・ウエハ 101 フィルターガラス
102 レンズアレイ 103 絞りフィルム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a camera module, and more particularly to a method for manufacturing a small-sized camera module suitable for being incorporated in a portable device such as a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
In recent years, mobile phones having a camera function have become widespread. This type of mobile phone has a built-in small camera module. FIG. 13 is a sectional view showing the structure of such a camera module.
[0003]
In FIG. 13,
[0004]
The
[0005]
Further,
[0006]
The
[0007]
A DSP 80 that receives an electric signal from the
[0008]
Note that this type of camera module is described in Patent Documents 1-3. Patent Document 4 describes a chip structure in which bump electrodes are provided on the back surface.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-9-61239
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-260144
[Patent Document 3]
Japanese Patent Application No. 2001-128072
[Patent Document 4]
Patent Publication No. 2002-512436
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described camera module, each of the
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, a method of manufacturing a camera module according to the present invention includes an image sensor wafer in which a plurality of image sensor chips in which photoelectric conversion elements are arranged on the front surface and external connection terminals are arranged on the back surface are arranged in a matrix, A lens array in which a plurality of lenses are arranged in a matrix corresponding to the image sensor chip. Then, a cutting groove is formed in the lens array. Thereafter, the lens array is attached to the surface of the image sensor wafer. After that, the image sensor chip and the lens are cut along the cutting groove, thereby dividing the camera module into individual camera modules.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the structure of the camera module will be described. FIG. 1 is a plan view of the camera module, and FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
[0016]
In this camera module, basically, an
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
In the
[0021]
On the lower surfaces of the
[0022]
In the above configuration, if the supporting
[0023]
Next, a method for manufacturing the camera module having the above configuration will be described. As shown in FIG. 3, an
[0024]
Further, a
[0025]
Then, the
[0026]
Here, FIG. 4 is a plan view showing an example of the
[0027]
FIG. 5 is a plan view showing another example of the
[0028]
FIG. 6 is a plan view showing still another example of the
[0029]
Then, as shown in FIG. 6B, the 16 divided arrays are attached to the
[0030]
Then, after the above-described bonding step, the above-mentioned structure is cut along a boundary between two adjacent
[0031]
Here, each
[0032]
Therefore, the bonding step is performed after the
[0033]
More specifically, the position of the cutting
[0034]
Thereafter, as shown in FIG. 8, the
[0035]
Then, as shown in FIG. 9, the
[0036]
In addition, the depth of the cutting
[0037]
Then, the
[0038]
Here, when mounting on a printed circuit board, the
[0039]
In the above embodiment, the
[0040]
In the above embodiment, the
[0041]
Furthermore, in the above-described embodiment, the
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, a camera module for a portable device can be downsized to a chip size, and the manufacturing cost can be significantly reduced. In addition, when the wafer array is cut into individual camera modules, the lens array is previously half-cut, so that such a cutting process can be performed easily and with high precision.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a camera module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a camera module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a lens array.
FIG. 5 is a plan view of another lens array.
FIG. 6 is a plan view of still another lens array.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the camera module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the camera module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a camera module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the camera module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the camera module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the camera module according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a sectional view of a camera module according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記レンズアレイに切削溝を形成する工程と、
前記イメージセンサ・ウエハの表面に前記レンズアレイを貼り合わせる工程と、前記イメージセンサ・チップと前記レンズとを前記切削溝に沿って切断することにより、個々のカメラモジュールに分割する工程とを有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。An image sensor wafer in which a plurality of image sensor chips in which photoelectric conversion elements are arranged on the front surface and external connection terminals are arranged on the back surface are arranged in a matrix, and a plurality of lenses correspond to the image sensor chips. And a lens array arranged in a matrix.
Forming a cutting groove in the lens array;
Laminating the lens array on the surface of the image sensor wafer, and dividing the image sensor chip and the lens into individual camera modules by cutting the lens along the cutting groove. A method for manufacturing a camera module, comprising:
前記レンズアレイに前記フィルター部材を貼り付ける工程と、
前記フィルター部材側から前記レンズの厚さの途中に達する切削溝を形成する工程と、
前記イメージセンサ・ウエハの表面に、前記フィルター部材が貼り付けられた前記レンズアレイを貼り付ける工程と、
前記イメージセンサ・チップ、前記レンズを前記切削溝に沿って切断することにより、個々のカメラモジュールに分割する工程と、を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。An image sensor wafer in which a plurality of image sensor chips in which a photoelectric conversion element is arranged on the front surface and external connection terminals are arranged on the back surface are arranged in a matrix, and for cutting incident light in a predetermined wavelength region. Prepare a filter member and a lens array in which a plurality of lenses are arranged in a matrix corresponding to the image sensor chip,
Attaching the filter member to the lens array,
Forming a cutting groove reaching the middle of the thickness of the lens from the filter member side,
Affixing the lens array on which the filter member is affixed to the surface of the image sensor wafer;
Cutting the image sensor chip and the lens along the cut groove to divide the image sensor chip and the lens into individual camera modules.
前記レンズアレイに前記フィルター部材を貼り付ける工程と、
前記フィルター部材に切削溝を形成する工程と、
前記イメージセンサ・ウエハの表面に、前記フィルター部材が貼り付けられた前記レンズアレイを貼り付ける工程と、
前記イメージセンサ・チップ、前記レンズアレイを前記切削溝に沿って切断することにより、個々のカメラモジュールに分割する工程と、を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。An image sensor wafer in which a plurality of image sensor chips in which a photoelectric conversion element is arranged on the front surface and external connection terminals are arranged on the back surface are arranged in a matrix, and for cutting incident light in a predetermined wavelength region. Prepare a filter member and a lens array in which a plurality of lenses are arranged in a matrix corresponding to the image sensor chip,
Attaching the filter member to the lens array,
Forming a cutting groove in the filter member,
Affixing the lens array on which the filter member is affixed to the surface of the image sensor wafer;
Cutting the image sensor chip and the lens array along the cutting groove to divide the image sensor chip and the lens array into individual camera modules.
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