JP2004233483A

JP2004233483A - カメラモジュール

Info

Publication number: JP2004233483A
Application number: JP2003019788A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ikeda; 修池田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】携帯機器用カメラモジュールをチップサイズに小型化すると共に、製造コストを低減する。また、カメラモジュールの実装強度を向上させる。
【解決手段】ＣＣＤが形成されたイメージセンサ・チップ２０の表面にチップ大のレンズ１０を貼り合わせる。イメージセンサ・チップ２０の裏面に外部接続用端子であるバンプ電極２５Ａ，２５Ｂ、実装強度補強用のダミーバンプ電極２６を配置する。例えば、４個のバンプ電極２５Ａをイメージセンサ・チップ２０の裏面の左辺に配置し、４個のバンプ電極２５Ｂをイメージセンサ・チップ２０の裏面の右辺に配置する。そして、３個のダミーバンプ電極２６をイメージセンサ・チップ２０の上辺及び下辺に配置する。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラモジュール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１２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１２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は、表面に光電変換素子が配置されたイメージセンサ・チップと、該イメージセンサ・チップの表面に貼り合されたレンズと、前記イメージセンサ・チップの表面周辺に配置された複数の電極パッドと、前記イメージセンサ・チップの裏面に配置され、前記複数の電極パッドに接続された複数の外部接続用端子と、前記イメージセンサ・チップの裏面に配置された複数の実装強度補強用端子と、を具備することを特徴とする。
【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、基本的にはレンズ１０とイメージセンサ・チップ２０とを貼り合わせて一体化したもので、更にレンズ１０上にＩＲフィルター３０を貼り合わせ、このＩＲフィルター３０上に絞り部材３１を設けたものである。被写体からの光はＩＲフィルター３０及びレンズ１０を通過して、イメージセンサ・チップ２０の表面に集束され、結像される。
【００１７】
更に詳しくは、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と一体成形されたレンズ枠体１２から構成されている。レンズ枠体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、接着剤等を用いて貼り合わされている。また、レンズ枠体１２の上面がＩＲフィルター３０に、接着剤等を用いて貼り合わされている。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。
【００１８】
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ＩＲフィルター３０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の表面に遮光材を印刷して構成してもよい。
【００１９】
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が形成されている。ＣＣＤはＩＲフィルター３０及びレンズ１０を通過してイメージセンサ・チップ２０の表面に結像された光を電気的信号に変換する。ＣＣＤ上にはシリコンチップ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。
【００２０】
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、外部接続用端子であるバンプ電極２５Ａ，２５Ｂが形成されている。
【００２１】
図２の構成では、ＩＲフィルター３０はレンズ１０上に貼り合わされているが、図３に示すように、ＩＲフィルター３０をイメージセンサ・チップ２０とレンズ１０の間に貼り合わせても良い。こうすることで、ＩＲフィルター３０の厚みの分だけレンズ枠体１２の足の長さＬを短くでき、その射出成形が容易になる。
【００２２】
上記構成のカメラモジュールによれば、レンズ１０、イメージセンサ・チップ、ＩＲフィルター、絞り部材３１が一体化されているので、従来例のものに比して小型化が可能であり、製造コストの低減も図れる。
【００２３】
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ので、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。この点は次に説明するカメラモジュールについても同様である。
【００２４】
次に、他のカメラモジュールの構造について説明する。図４はこのカメラモジュールの断面図である。図において、図２と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。このカメラモジュールは２つのレンズを用いることで３０万画素以上の高画質に対応するものである。
【００２５】
図４に示すように、レンズ４０のレンズ枠体４２を切り欠いて、レンズ載置部４３を形成し、このレンズ載置部４３上にガラスレンズ４５を載置し、更に接着剤で固定している。これにより、レンズ載置部４３がガラスレンズ４５の位置決め部となり、レンズ本体４１上にもう１つのガラスレンズ４５が所定の距離を隔てて重畳され、被写体からの光は２つのレンズを通過してイメージセンサ・チップ２０の表面に集束される。すなわち、イメージセンサ・チップ２０の表面に２つのレンズの焦点が合うように位置決めされている。
【００２６】
また、図５に示すように、ＩＲフィルター３０をイメージセンサ・チップ２０とレンズ４０の間に貼り合わせても良い。こうすることで、ＩＲフィルター３０の厚みの分だけレンズ枠体４２の足の長さを短くでき、その射出成形が容易になる。
【００２７】
上述したカメラモジュール（図１〜図５）の実装時には、イメージセンサ・チップ２０の裏面に形成された外部接続用端子であるバンプ電極２５Ａ，２５Ｂがプリント基板等に圧着又は熔着される。このときカメラモジュールの荷重により、バンプ電極２５Ａ，２５Ｂが破損したり、リフトオフし、プリント基板への電気的接続が損なわれるおそれがある。特に、図４及び図５のカメラモジュールでは、２つのレンズを用いているので、その分カメラモジュールの荷重が大きくなり、バンプ電極２５Ａ，２５Ｂが破損等がより生じやすい。
【００２８】
そこで、実装強度補強用端子であるダミーバンプ電極２６を設けるようにした。図６は、イメージセンサ・チップ２０の裏面図である。この例ではバンプ電極２５Ａ，２５Ｂは合計８個である。図６（ａ）に示すように、イメージセンサ・チップ２０の裏面の左辺に、４個のバンプ電極２５Ａを配列し、その対辺である右辺に４個のバンプ電極２５Ｂを配列する。そして、バンプ電極２５Ａ，２５Ｂが配列されていない上辺及び下辺にそれぞれ３個のダミーバンプ電極２６を配列している。ダミーバンプ電極２６はいずれもダミーの電極端子であって、イメージセンサ・チップ２０の表面の電極パッド２３Ａ，２３Ｂとは接続されていない。
【００２９】
これにより、カメラモジュールの荷重がバンプ電極２５Ａ，２５Ｂとダミーバンプ電極２６に均一に分散されるので、実装時にバンプ電極２５Ａ，２５Ｂの破損等を防止することができる。
【００３０】
また図６（ｂ）に示すように、４個のバンプ電極２５Ａを左辺に配列し、４個のバンプ電極２５Ｂを下辺に配列した場合には、３個のダミーバンプ電極２６をそれぞれ右辺及び上辺に配列するとよい。
【００３１】
更に図６（ｃ）に示すように、ダミーバンプ電極２６を形成しない場合には、バンプ電極２５Ａ，２５Ｂをイメージセンサ・チップ２０の４辺に同数配置し、個々のバンプ電極２５Ａ，２５Ｂに、カメラモジュールの加重が均一にかかるようにする。好ましくは、各辺に配置され、互いに隣接する各バンプ電極２５Ａ，２５Ｂの間隔が等しくなるように、各バンプ電極２５Ａ，２５Ｂが配置される。図６（ｃ）の例では、イメージセンサ・チップ２０の４辺に３個ずつバンプ電極２５Ａ，２５Ｂが配列されている。本発明者の検討によれば、イメージセンサ・チップ２０の４辺に少なくとも３個以上のバンプ電極が形成されていれば、実装強度の問題は起こらない。
【００３２】
次に、上記構成のカメラモジュールの製造方法について図７を参照しながら説明する。図７に示すように、ウエハープロセスにより、イメージセンサ・チップ２０が行列に複数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、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が一体化されて成るレンズアレイ１０１を用意する。
【００３３】
また、ウエハ形状を呈したＩＲフィルター・ガラス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。そして、これらのイメージセンサ・ウエハ１００、レンズアレイ１０１、ＩＲフィルター・ガラス１０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。
【００３４】
ここで、図８はレンズアレイ１０１の一例を示す平面図である。このレンズアレイ１０１は、図８（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１０１は、図８（ｂ）に示すように、イメージセンサ・ウエハ１００に貼り付けられる。
【００３５】
また、図９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１０１は、図９（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９（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。
【００３６】
また、図１０はレンズアレイ１０１の更に他の例を示す平面図である。このレンズアレイ１０１は、図１０（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。
【００３７】
そして、図１０（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１０１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。
【００３８】
そして、以上の貼り合わせ工程の後に、図１１に示すように、イメージセンサ・チップの境界に沿って、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。
【００３９】
そして、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。
【００４０】
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。
【００４１】
なお、上記の製造方法では、図２の構造の製造方法に対応しているが、図３の構造の製造方法についても、フィルターガラス１０２をイメージセンサ・ウエハ１００とレンズアレイ１０１の間に貼り合わせることで、同様に製造することができる。
【００４２】
また図４の構造の場合には、イメージセンサ・ウエハ１００とレンズアレイ１０１とを貼り合わせ、ガラスレンズ４５を個々のレンズ１０上に載置した後に、フィルターガラス１０２を貼り合わせるようにすれば、その後は同様の工程である。
【００４３】
また、図５の構造の場合には、イメージセンサ・ウエハ１００、フィルターガラス１０２、レンズアレイ１０１とをこの順に貼り合わせ、ガラスレンズ４５を個々のレンズ１０上に載置・接着した後に、絞りフィルム１０３を貼り合わせるようにすれば、その後は同様の工程である。
【００４４】
この場合、イメージセンサ・ウエハ１００、フィルターガラス１０２、レンズアレイ１０１とをこの順に貼り合わせた後に、個々のカメラモジュール２００に分割し、その後ガラスレンズ４５を個々のレンズ１０上に載置・接着するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、イメージセンサ・チップとレンズとを一体化したので、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、イメージセンサ・チップの裏面に、外部接続用端子と共に、実装強度補強用端子を設けたので、カメラモジュールの実装強度を向上することができる。
【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断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るカメラモジュールの裏面図である。
【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】レンズアレイの平面図である。
【図１０】他のレンズアレイの平面図である。
【図１１】更に他のレンズアレイの平面図である。
【図１２】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
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
２６ダミーバンプ電極３０ＩＲフィルター３１絞り部材
４０レンズ４１レンズ本体４２レンズ枠体
１００イメージセンサ・ウエハ１０１レンズアレイ
１０２フィルターガラス１０３絞りフィルム

Claims

表面に光電変換素子が配置されたイメージセンサ・チップと、該イメージセンサ・チップの表面に貼り合されたレンズと、前記イメージセンサ・チップの表面周辺部に配置された複数の電極パッドと、前記イメージセンサ・チップの裏面に配置され、前記複数の電極パッドに接続された複数の外部接続用端子と、前記イメージセンサ・チップの裏面に配置された複数の実装強度補強用端子と、を具備することを特徴とするカメラモジュール。
前記複数の外部接続用端子は、イメージセンサ・チップの対向する２辺に配列され、前記複数の実装強度補強用端子は、前記イメージセンサ・チップの対向する他の２辺に配列されたことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
前記複数の外部接続用端子は、前記イメージセンサ・チップの少なくとも１辺に配列され、前記複数の実装強度補強用端子は前記複数の外部接続用端子が配列されていない他の辺に配列されたことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
表面に光電変換素子が配置されたイメージセンサ・チップと、該イメージセンサ・チップの表面に貼り合されたレンズと、前記イメージセンサ・チップの表面周辺に配置された複数の電極パッドと、前記イメージセンサ・チップの裏面に配置され、前記複数の電極パッドに接続された複数の外部接続用端子と、を具備し、前記複数の外部接続用端子がイメージセンサ・チップの各辺に少なくとも３個以上配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
前記レンズに重畳して他のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれかに記載のカメラモジュール。