JP2004274164A - Optical module, its manufacturing method 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】
特開平11−191865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、基板上に、光学チップ及び筐体が設けられる。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、筐体は、光学的部分に対応する位置にレンズを保持している。また、基板上には、光学チップからの電気信号を処理する集積回路チップやその他の必要な電子部品が並べられる。
【0005】
これによれば、基板平面上に複数の部品が搭載されているので、光モジュールの平面面積が拡大し、小型化・高集積化に対応することができなかった。一方、カメラ付き携帯電話をはじめとして、撮像系の光モジュールを含む電子機器の小型化・高集積化が望まれている。
【0006】
本発明の目的は、光モジュールの小型化・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、内部空間が形成された基材と、
光学的部分を有する光学チップと、
前記光学的部分から間隔をあけて、前記内部空間に設けられたレンズと、
前記光学チップに電気的に接続され、前記基材のうち前記内部空間を囲む壁部の外面に設けられた集積回路チップと、
を含む。本発明によれば、集積回路チップは、基材のうち、内部空間を囲む壁部の外面に設けられている。こうすることで、光学チップ及び集積回路チップを、基材に立体的に実装することが可能となり、光モジュールの平面面積の拡大を防止することができる。したがって、光モジュールの小型化・高集積化を図ることができる。
(2)この光モジュールにおいて、
前記基材には、配線パターンが形成されてもよい。
(3)この光モジュールにおいて、
前記配線パターンは、第1の端子と、前記壁部の前記外面に形成された第2の端子と、を含み、
前記光学チップは、前記第1の端子に電気的に接続され、
前記集積回路チップは、前記第2の端子に電気的に接続されてもよい。
(4)この光モジュールにおいて、
前記基材に取り付けられ、配線パターンを有する配線基板をさらに含み、
前記配線基板は、第1及び第2の領域を含み、
前記配線パターンは、前記第1の領域に形成された第1の端子と、前記第2の領域に形成された第2の端子と、を含み、
前記光学チップは、前記第1の領域における前記第1の端子に電気的に接続され、
前記集積回路チップは、前記第2の領域における前記第2の端子に電気的に接続され、
前記配線基板は、前記第2の領域の面と前記壁部の前記外面が相互に対面するように、前記第1及び第2の領域の間で屈曲してもよい。これによれば、配線基板を使用するので、例えば、基材への配線パターンの形成工程や、各チップの基材へのボンディング工程を省略できる。したがって、難しい工程を省略して、簡単に光モジュールの小型化・高集積化を図ることができる。
(5)この光モジュールにおいて、
前記配線基板は、複数の前記第2の領域を含み、
それぞれの前記第2の領域は、前記第1の領域から異なる方向に延出されてもよい。
(6)この光モジュールにおいて、
前記配線基板は、第3の領域をさらに含み、
前記配線パターンは、前記第3の領域に形成された第3の端子をさらに含んでもよい。
(7)この光モジュールにおいて、
前記第1の領域は、四辺形をなし、
前記第1の領域のうち3辺からそれぞれ前記第2の領域が延出され、残りの1辺から前記第3の領域が延出されてもよい。
(8)この光モジュールにおいて、
前記基材は、第1及び第2の部分を含み、
前記第1の部分は、第1の穴を有し、前記第1の穴内に前記レンズを保持してなり、
前記第2の部分は、第2の穴を有し、前記第2の穴内に前記第1の部分を保持してなり、
前記内部空間は、前記第1及び第2の穴が連通して構成されてもよい。
(9)この光モジュールにおいて、
前記第1の部分は、前記第2の部分における前記第2の穴の軸方向に沿って位置調整が可能であってもよい。これによって、レンズの焦点を調整することができる。
(10)この光モジュールにおいて、
前記第2の穴は、第1の開口部と、前記レンズ側に位置して、前記第1の開口部よりも開口径が小さい第2の開口部とによって段が形成されてなり、
前記光学チップは、前記光学的部分が前記第2の開口部を向くように、前記第1の開口部に設けられてもよい。
(11)この光モジュールにおいて、
前記第2の穴には、透光部材が設けられてもよい。
(12)本発明に係る光モジュールは、上記電子機器を含む。
(13)本発明に係る光モジュールの製造方法は、内部空間が形成された基材に、光学的部分を有する光学チップを位置合わせすること、
前記光学的部分から間隔をあけて、前記内部空間にレンズを設けること、
前記光学チップに電気的に接続するように、前記基材のうち前記内部空間を囲む壁部の外面に集積回路チップを設けること、
を含む。本発明によれば、集積回路チップを、基材のうち、内部空間を囲む壁部の外面に設ける。こうすることで、光学チップ及び集積回路チップを、基材に立体的に実装することが可能となり、光モジュールの平面面積の拡大を防止することができる。したがって、光モジュールの小型化・高集積化を図ることができる。
(14)この光モジュールの製造方法において、
配線パターンを有する配線基板のうち、第1の領域に光学チップを実装し、第2の領域に集積回路チップを実装し、前記配線基板を前記基材に取り付けることをさらに含み、
前記配線基板を、前記第2の領域の面と前記壁部の前記外面が相互に対面するように、前記第1及び第2の領域の間で屈曲させてもよい。これによれば、配線基板を使用するので、例えば、基材への配線パターンの形成工程や、各チップの基材へのボンディング工程を省略できる。したがって、難しい工程を省略して、簡単に光モジュールの小型化・高集積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。
【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及びそ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。本実施の形態に係る光モジュールは、光学チップ10と、基材30と、集積回路チップ70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】
基材30には、内部空間32が形成されている。内部空間32は、光路となる空間を含み、図1に示す例では、光学チップ10を配置する空間をさらに含む。内部空間32は、貫通穴であってもよい。基材30は、内部空間32を囲む壁部34を有する。図1に示す例では、貫通穴(内部空間32)の外周部が壁部34になっている。壁部34は、貫通穴(内部空間32)の軸方向に沿って立ち上がる。壁部34の内面(内部空間32側の面)は、曲面であってもよい。壁部34の外面は、複数の平面で構成されることが好ましい。こうすることで、集積回路チップ70をいずれかの平面上に搭載することができる。例えば、貫通穴(内部空間32)の平面視における外形が円形状をなし、壁部34の平面視における外形が角形状(例えば四辺形状)をなしてもよい。なお、内部空間32は、図1に示すような1方向に延びる貫通穴に限定されず、複数方向に延びる空間(例えばL字空間)などであってもよい。その場合、内部空間32には、光路変換のためのプリズムが設けられる。
【0014】
基材30は、光学チップ10の外装であり、筐体と呼ぶこともできる。基材30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。基材30は、レンズ44を保持している。基材30及びレンズ44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。基材30は、例えば、樹脂などの材料を射出成形することで形成してもよい。その場合、基材30は、射出成形体である。基材30は、後述のように相互に分離できる複数の部材で構成してもよいし、1つの部材で一体的に構成してもよい。
【0015】
基材30は、第1及び第2の部分40,50を含む。第1の部分40には、レンズ44が取り付けられている。すなわち、第1の部分40は、レンズフォルダである。詳しくは、第1の部分40は、第1の穴42を有し、第1の穴42内にレンズ44を保持している。レンズ44は、第1の部分40の内側に形成されたねじ(図示せず)を用いて第1の穴42の軸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の穴42内に固定されてもよい。レンズ44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。
【0016】
図1に示すように、第2の部分50は、第2の穴52を有し、第2の穴52内に第1の部分40を保持している。第1及び第2の穴42,52は、相互に連通して1つの貫通穴を構成しており、図1に示すように内部空間32を構成する。すなわち、内部空間32は、第1及び第2の穴42,52を含む。第1の部分40の外側と第2の部分50の第2の穴52の内側には、第1及び第2のネジ46,58が形成され、これらによって、第1及び第2の部分42,52が連結されている。そして、第1及び第2のネジ46,58によって、第1の部分40は、第2の部分50における第2の穴52の軸方向に沿って位置調整可能になっている。こうして、レンズ44の焦点を調整することができる。
【0017】
図1に示す例では、第2の穴52は、第1の開口部54と、レンズ44側に位置して第1の開口部54よりも開口径が小さい第2の開口部56と、を有する。第2の穴52には、第1及び第2の開口部54,56によって段が形成されている。光学チップ10は、開口径が大きい第1の開口部54に設けられている。その場合、光学的部分12は第2の開口部56を向いている。図1に示すように、第2の部分50が壁部34を構成してもよい。
【0018】
内部空間32には、透光部材80が設けられてもよい。透光部材80は、光学フィルタであってもよい。透光部材80は、光が透過するものであれば損失の大きさは問わないし、特定の波長の光のみを透過するものであってもよい。例えば、透光部材80は、可視光を通過させるが赤外線領域の光を通過させないものであってもよい。透光部材80は、可視光に対して損失が小さく、赤外線領域の光に対して損失が大きくてもよい。光学フィルタとしての透光部材80には、光学機能膜が形成される。光学機能膜としては、反射防止膜(ARコート)、赤外線遮蔽膜(IRコート)などが挙げられる。透光部材80に光学機能膜を形成することによって、別途に光学機能を有する装置を設けなくて済むので、製品の小型化を図ることができる。図1に示す例では、第2の穴52に、透光部材80が設けられている。詳しくは、光学チップ10とレンズ44との間に透光部材80が設けられている。
【0019】
本実施の形態では、基材30には、配線パターン60が形成されている。すなわち、基材30及び配線パターン60によって回路部品が構成されている。回路部品は、MID(Molded Interconnect Device)と呼ぶこともできる。配線パターン60は、複数の配線から構成され、各配線は電気的な接続部となる端子を有する。端子は、基材30のいずれかの平面に形成されることが好ましい。端子は、ランドであってもよい。配線パターン60の形成方法として、例えば、基材30の表面に導電膜(例えば銅)を形成し、レーザビームやエッチングなどで導電膜の一部を除去することで、導電膜をパターニングしてもよい。配線パターン60の端子には、メッキ処理(例えばニッケル及び金のメッキ処理)を施すことが好ましい。変形例として、液状の導電材料を、基材30にパターンに沿って吐出してもよい。例えば、インクジェット方式を適用して導電材料を吐出してもよい。これによれば、少ない工程で導電膜のパターニングを行うことができる。
【0020】
図1に示すように、配線パターン60は、第1及び第2の端子62,64を含む。第1の端子62は、基材30における光学チップ10の搭載領域に形成され、例えば、第1の開口部54の内面に形成されてもよい。第2の端子64は、集積回路チップ70の搭載領域に形成され、例えば、壁部34の外面に形成されてもよい。第1及び第2の端子62,64は、相互に電気的に接続されている。図1に示す例では、配線パターン60は、第3の端子66をさらに含む。第3の端子66は、他の電子部品と電気的に接続するための外部端子である。第3の端子66が形成される領域は限定されないが、例えば、壁部34の下端部(第1の開口部54の開口端部)に形成されてもよい。
【0021】
光学チップ10は、図1に示すように内部空間32の内側(例えば第1の開口部54の内側)に設けられてもよい。変形例として、光学チップ10は、内部空間32の外側に設けられてもよく、その場合には、光学的部分12は内部空間32を向くように設けられる。光学チップ10は、電極24を介して、配線パターン60(詳しくは第1の端子62)に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62の間に介在させてもよい。その場合、異方性導電材料によって、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。
【0022】
集積回路チップ(例えば半導体チップ)70は、壁部34の外面に設けられている。言い換えれば、集積回路チップ70は、基材30の側面に設けられている。図1に示すように、複数の集積回路チップ70が設けられてもよい。集積回路チップ70とは、基材(チップ)に集積回路が形成されたものである。集積回路チップ70は、マイクロプロセッサであってもよい。本実施の形態では、集積回路チップ70は、電極72を介して、基材30に形成された配線パターン60(詳しくは第2の端子64)に電気的に接続されている。集積回路チップ70は、壁部34にフェースダウン実装されてもよい。電極72及び第2の端子64の電気的な接続形態は、上述の光学チップ10の電極24及び第1の端子62の電気的な接続形態の内容を適用することができる。集積回路チップ70及び壁部34の間には、アンダーフィル材74が設けられてもよい。
【0023】
なお、基材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。
【0024】
本実施の形態によれば、集積回路チップ70は、基材30のうち、内部空間32を囲む壁部34の外面に設けられている。こうすることで、光学チップ10及び集積回路チップ70を、基材30に立体的に実装することが可能となり、光モジュールの平面面積の拡大を防止することができる。したがって、光モジュールの小型化・高集積化を図ることができる。
【0025】
本実施の形態に係る光モジュールの製造方法は、基材30に光学チップ10を位置合わせすること、内部空間32にレンズ44を設けること、光学チップ10に電気的に接続するように壁部34の外面に集積回路チップ70を設けること、を含む。それぞれの工程の順番は限定されない。本実施の形態では、光学チップ10は、基材30に搭載する。詳しくは、基材30に配線パターン60が形成されている場合、光学チップ10の電極24を配線パターン60に電気的に接続する。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。
【0026】
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。
【0027】
(第2の実施の形態)
図3〜図5は、本発明の第2の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る。図3は光モジュールの断面図であり、図4は光モジュールの平面図であり、図5は平面的に展開した状態の配線基板の平面図である。本実施の形態では、光モジュールは、光学チップ10と、基材30と、集積回路チップ70と、配線基板100を含む。光学チップ10及び基材30は、上述の形態で説明した内容を適用することができる。ただし、本実施の形態では、基材30には、配線パターンが形成されていなくてもよい。
【0028】
配線基板100は、ベース基板に配線パターン110が形成されたものである。本実施の形態では、ベース基板は、フレキシブル基板である。配線パターン110は、ベース基板の片面又は両面のいずれに形成されてもよい。配線基板100は、単層又は多層基板のいずれであってもよい。配線パターン110が両面に形成される場合、スルーホールを介して、各面の電気的な導通を図ってもよい。図5に示す例では、配線基板100は、第1〜第3の領域102,104,106を含む。各領域102,104,106には、配線パターン110の端子(第1〜第3の端子112,114,116)が形成されている。第1〜第3の端子112,114,116の少なくともいずれか2つは相互に電気的に接続されていてもよい。
【0029】
第1の領域102には光学チップ10が搭載され、光学チップ10は第1の端子112に電気的に接続されている。図3に示す例では、光学チップ10における光学的部分12及び電極24を有する面は、配線基板100とは反対側を向いており、電極24はワイヤ120によって第1の端子112に電気的に接続されている。第1の領域102上には、電気的な接続部(電極24、ワイヤ120及び第1の端子112)を封止する封止材122が設けられてもよい。封止材122は、ポッティングによって材料(例えば樹脂)を滴下してもよいし、型を使用してモールドしてもよい。封止材122は、光学的部分12を覆わないように設ける。第1の領域102には、基材30が取り付けられている。接着材料によって両者を固定してもよい。図3に示すように、光学チップ10は、第1の開口部54の内側に設けられてもよい。
【0030】
変形例として、光学チップ10は、第1の領域102における基材30とは反対の面に搭載されていてもよい。その場合、第1の領域102の一部に透光部が形成され、光学的部分12はその透光部を向くように配置される。透光部は、配線基板100の貫通穴であってもよい。あるいは、配線基板100が透光基板であってもよい。
【0031】
第2の領域104は、第1の領域102から延出した領域である。第2の領域104には集積回路チップ70が搭載され、集積回路チップ70は第2の端子114に電気的に接続されている。集積回路チップ70は、第2の領域104にフェースダウン実装されてもよい。集積回路チップ70の電極72及び第2の端子114の電気的な接続形態は、上述した通りである。
【0032】
配線基板100は、第2の領域104の面と、壁部34の外面との両者が相互に対面するように屈曲している。集積回路チップ70は、図3に示すように、第2の領域104の外側の面に設けられてもよく、あるいは、第2の領域104の内側の面に設けられてもよい。第2の領域104(又は集積回路チップ70)は、壁部34の外面に接着固定してもよい。
【0033】
配線基板100は、複数(例えば3つ)の第2の領域104を有してもよい。図4に示すように、例えば、壁部34の外面が4つの平面で構成される場合、そのうち3つの平面のそれぞれに、いずれかの第2の領域104が配置されてもよい。各第2の領域104には、少なくとも1つ(図5では1つ)の集積回路チップ70が搭載されている。図5に示す例では、それぞれの第2の領域104は、第1の領域102から複数の異なる方向に延出されている。例えば、第1の領域102は、四辺形をなし、第1の領域102のうち3辺からそれぞれ第2の領域104が延出されてもよい。なお、配線基板100の形態は、これに限定されない。
【0034】
第3の領域106には、外部端子となる第3の端子116が形成されている。第3の領域106は、図5に示すように、第1の領域102から延出してもよいし、あるいは、第2の領域104から延出してもよい。例えば、第3の領域106は、四辺形をなす第1の領域102の残りの1辺から延出してもよい。
【0035】
図4に示すように、リング状の保護部材130によって、基材30を囲んでもよい。こうすることで、集積回路チップ70などを保護することができる。第3の領域106は、保護部材130の外側に延出させてもよい。保護部材130が導電部材(例えば金属)であれば、シールド効果を奏することができるので好ましい。
【0036】
配線基板100の屈曲部(例えば第1及び第2の領域102,104の間)には、スリット(図示しない)が形成されていてもよい。こうすることで、配線基板100の屈曲形態の形成及び維持が容易になる。
【0037】
変形例として、第1〜第3の領域102,104,106は、相互に分離されていてもよい。その場合、配線パターン110は、各領域102,104,106の間に連続的に形成されてもよい。あるいは、各領域102,104,106の配線パターン110同士を、例えばワイヤを介して、電気的に接続してもよい。
【0038】
本実施の形態によれば、配線基板100を使用して、光学チップ10及び集積回路チップ70を、基材30に立体的に実装する。したがって、例えば、基材30への配線パターンの形成工程や、各チップの基材30へのボンディング工程を省略できるので、難しい工程を省略して、簡単に光モジュールの小型化・高集積化を図ることができる。その他の事項及び効果は、上述の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
【0039】
本実施の形態に係る光モジュールの製造方法は、第1及び第2の領域102,104のそれぞれに、光学チップ10及び集積回路チップ70を実装した後、第1の領域102に基材30を取り付ける。その後、配線基板100を屈曲させて、基材30の壁部34の外面に、集積回路チップ70を設ける。その他の事項は、第1の実施の形態で説明した内容から導くことができ、効果もすでに記載した通りである。
【0040】
本発明の実施の形態に係る電子機器として、図6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7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8(A)及び図8(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2の実施の形態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5】図5は、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの配線基板を示す図である。
【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8】図8(A)及び図8(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…基材、
32…内部空間、 34…壁部、 40…第1の部分、
42…第1の穴、 44…レンズ、 50…第2の部分、 52…第2の穴、
54…第1の開口部、 60…配線パターン、 62…第1の端子、
64…第2の端子、 66…第3の端子、 70…集積回路チップ、
80…透光部材、 100…配線基板、 102…第1の領域、
104…第2の領域、 106…第3の領域、 110…配線パターン、
112…第1の端子、 114…第2の端子、 116…第3の端子[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]
JP-A-11-191865
BACKGROUND OF THE INVENTION
In an optical module of an imaging system such as a CCD or a CMOS sensor, an optical chip and a housing are provided on a substrate. On the surface of the optical chip, there is formed an optical part which enables mutual conversion of light and electric signals, and the housing holds the lens at a position corresponding to the optical part. An integrated circuit chip for processing an electric signal from the optical chip and other necessary electronic components are arranged on the substrate.
[0005]
According to this, since a plurality of components are mounted on the substrate plane, the planar area of the optical module is enlarged, and it has not been possible to cope with miniaturization and high integration. On the other hand, miniaturization and high integration of electronic devices including an optical module of an imaging system such as a mobile phone with a camera are desired.
[0006]
An object of the present invention is to achieve miniaturization and high integration of an optical module.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) An optical module according to the present invention includes: a base material having an internal space formed therein;
An optical chip having an optical portion;
At a distance from the optical portion, a lens provided in the internal space,
An integrated circuit chip electrically connected to the optical chip and provided on an outer surface of a wall of the base material surrounding the internal space;
including. According to the present invention, the integrated circuit chip is provided on the outer surface of the wall of the base material surrounding the internal space. This makes it possible to mount the optical chip and the integrated circuit chip three-dimensionally on the base material, thereby preventing the planar area of the optical module from increasing. Therefore, miniaturization and high integration of the optical module can be achieved.
(2) In this optical module,
A wiring pattern may be formed on the base material.
(3) In this optical module,
The wiring pattern includes a first terminal, and a second terminal formed on the outer surface of the wall.
The optical chip is electrically connected to the first terminal,
The integrated circuit chip may be electrically connected to the second terminal.
(4) In this optical module,
A wiring board attached to the base material, further including a wiring pattern,
The wiring board includes first and second regions,
The wiring pattern includes a first terminal formed in the first region, and a second terminal formed in the second region,
The optical chip is electrically connected to the first terminal in the first region,
The integrated circuit chip is electrically connected to the second terminal in the second region;
The wiring board may be bent between the first and second regions such that a surface of the second region and the outer surface of the wall face each other. According to this, since the wiring board is used, for example, a step of forming a wiring pattern on the base material and a step of bonding each chip to the base material can be omitted. Therefore, it is possible to easily reduce the size and increase the integration of the optical module by omitting difficult steps.
(5) In this optical module,
The wiring board includes a plurality of the second regions,
Each of the second regions may extend in a different direction from the first region.
(6) In this optical module,
The wiring board further includes a third region,
The wiring pattern may further include a third terminal formed in the third region.
(7) In this optical module,
The first region has a quadrilateral shape,
The second region may extend from three sides of the first region, and the third region may extend from the remaining one side.
(8) In this optical module,
The substrate includes first and second portions,
The first portion has a first hole, and holds the lens in the first hole;
The second portion has a second hole, and holds the first portion in the second hole;
The internal space may be configured such that the first and second holes communicate with each other.
(9) In this optical module,
The first portion may be position-adjustable along an axial direction of the second hole in the second portion. Thereby, the focus of the lens can be adjusted.
(10) In this optical module,
The second hole has a step formed by a first opening and a second opening located on the lens side and having a smaller opening diameter than the first opening;
The optical chip may be provided in the first opening such that the optical portion faces the second opening.
(11) In this optical module,
A light transmitting member may be provided in the second hole.
(12) An optical module according to the present invention includes the above electronic device.
(13) In the method for manufacturing an optical module according to the present invention, an optical chip having an optical portion is aligned with a base material having an internal space formed therein.
Providing a lens in the interior space, spaced from the optical portion;
Providing an integrated circuit chip on the outer surface of a wall of the substrate surrounding the internal space, so as to be electrically connected to the optical chip;
including. According to the present invention, the integrated circuit chip is provided on the outer surface of the wall of the base material surrounding the internal space. This makes it possible to mount the optical chip and the integrated circuit chip three-dimensionally on the base material, thereby preventing the planar area of the optical module from increasing. Therefore, miniaturization and high integration of the optical module can be achieved.
(14) In this method of manufacturing an optical module,
Of the wiring board having a wiring pattern, further comprising mounting an optical chip in a first region, mounting an integrated circuit chip in a second region, and attaching the wiring substrate to the base material,
The wiring board may be bent between the first and second regions such that the surface of the second region and the outer surface of the wall face each other. According to this, since the wiring board is used, for example, a step of forming a wiring pattern on the base material and a step of bonding each chip to the base material can be omitted. Therefore, it is possible to easily reduce the size and increase the integration of the optical module by omitting difficult steps.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
(First Embodiment)
1 and 2 are diagrams illustrating an optical module and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention. 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
[0010]
The shape of the
[0011]
The
[0012]
A plurality of
[0013]
An
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
In the example illustrated in FIG. 1, the
[0018]
The
[0019]
In the present embodiment, the
[0020]
As shown in FIG. 1, the
[0021]
The
[0022]
The integrated circuit chip (for example, a semiconductor chip) 70 is provided on the outer surface of the
[0023]
Note that another electronic component (not shown) may be mounted on the
[0024]
According to the present embodiment, the
[0025]
The method of manufacturing the optical module according to the present embodiment includes positioning the
[0026]
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.
[0027]
(Second embodiment)
3 to 5 are diagrams illustrating an optical module and a method of manufacturing the optical module according to the second embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of the optical module, FIG. 4 is a plan view of the optical module, and FIG. 5 is a plan view of the wiring board in a state where the wiring board is developed in a plane. In the present embodiment, the optical module includes the
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
As a modification, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
In the
[0035]
As shown in FIG. 4, the
[0036]
A slit (not shown) may be formed in a bent portion of the wiring board 100 (for example, between the first and
[0037]
As a modification, the first to
[0038]
According to the present embodiment, the
[0039]
In the method for manufacturing an optical module according to the present embodiment, after mounting the
[0040]
As an electronic device according to an embodiment of the present invention, a notebook
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical chip of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an optical module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a wiring board of an optical module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are views showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 optical chip, 12 optical part, 24 electrode, 30 base material
32 ... internal space, 34 ... wall, 40 ... first part,
42, a first hole, 44, a lens, 50, a second part, 52, a second hole,
54: first opening, 60: wiring pattern, 62: first terminal,
64: second terminal, 66: third terminal, 70: integrated circuit chip,
80: translucent member, 100: wiring board, 102: first region,
104: second area, 106: third area, 110: wiring pattern,
112: first terminal 114: second terminal 116: third terminal
Claims (14)
光学的部分を有する光学チップと、
前記光学的部分から間隔をあけて、前記内部空間に設けられたレンズと、
前記光学チップに電気的に接続され、前記基材のうち前記内部空間を囲む壁部の外面に設けられた集積回路チップと、
を含む光モジュール。A base material having an internal space formed therein,
An optical chip having an optical portion;
At a distance from the optical portion, a lens provided in the internal space,
An integrated circuit chip electrically connected to the optical chip and provided on an outer surface of a wall of the base material surrounding the internal space;
Optical module including.
前記基材には、配線パターンが形成されてなる光モジュール。The optical module according to claim 1,
An optical module having a wiring pattern formed on the substrate.
前記配線パターンは、第1の端子と、前記壁部の前記外面に形成された第2の端子と、を含み、
前記光学チップは、前記第1の端子に電気的に接続され、
前記集積回路チップは、前記第2の端子に電気的に接続されてなる光モジュール。The optical module according to claim 2,
The wiring pattern includes a first terminal, and a second terminal formed on the outer surface of the wall.
The optical chip is electrically connected to the first terminal,
An optical module, wherein the integrated circuit chip is electrically connected to the second terminal.
前記基材に取り付けられ、配線パターンを有する配線基板をさらに含み、
前記配線基板は、第1及び第2の領域を含み、
前記配線パターンは、前記第1の領域に形成された第1の端子と、前記第2の領域に形成された第2の端子と、を含み、
前記光学チップは、前記第1の領域における前記第1の端子に電気的に接続され、
前記集積回路チップは、前記第2の領域における前記第2の端子に電気的に接続され、
前記配線基板は、前記第2の領域の面と前記壁部の前記外面が相互に対面するように、前記第1及び第2の領域の間で屈曲してなる光モジュール。The optical module according to claim 1,
A wiring board attached to the base material, further including a wiring pattern,
The wiring board includes first and second regions,
The wiring pattern includes a first terminal formed in the first region, and a second terminal formed in the second region,
The optical chip is electrically connected to the first terminal in the first region,
The integrated circuit chip is electrically connected to the second terminal in the second region;
The optical module, wherein the wiring substrate is bent between the first and second regions such that a surface of the second region and the outer surface of the wall face each other.
前記配線基板は、複数の前記第2の領域を含み、
それぞれの前記第2の領域は、前記第1の領域から異なる方向に延出されてなる光モジュール。The optical module according to claim 4,
The wiring board includes a plurality of the second regions,
An optical module in which each of the second regions extends in a different direction from the first region.
前記配線基板は、第3の領域をさらに含み、
前記配線パターンは、前記第3の領域に形成された第3の端子をさらに含む光モジュール。The optical module according to claim 4 or claim 5,
The wiring board further includes a third region,
The optical module, wherein the wiring pattern further includes a third terminal formed in the third region.
前記第1の領域は、四辺形をなし、
前記第1の領域のうち3辺からそれぞれ前記第2の領域が延出され、残りの1辺から前記第3の領域が延出されてなる光モジュール。The optical module according to claim 6, wherein claim 5 is cited.
The first region has a quadrilateral shape,
An optical module in which the second region extends from three sides of the first region, and the third region extends from the remaining one side.
前記基材は、第1及び第2の部分を含み、
前記第1の部分は、第1の穴を有し、前記第1の穴内に前記レンズを保持してなり、
前記第2の部分は、第2の穴を有し、前記第2の穴内に前記第1の部分を保持してなり、
前記内部空間は、前記第1及び第2の穴が連通して構成されてなる光モジュール。The optical module according to any one of claims 1 to 7,
The substrate includes first and second portions,
The first portion has a first hole, and holds the lens in the first hole;
The second portion has a second hole, and holds the first portion in the second hole;
An optical module, wherein the internal space is configured such that the first and second holes communicate with each other.
前記第1の部分は、前記第2の部分における前記第2の穴の軸方向に沿って位置調整が可能である光モジュール。The optical module according to claim 8,
An optical module in which the position of the first portion is adjustable along the axial direction of the second hole in the second portion.
前記第2の穴は、第1の開口部と、前記レンズ側に位置して、前記第1の開口部よりも開口径が小さい第2の開口部とによって段が形成されてなり、
前記光学チップは、前記光学的部分が前記第2の開口部を向くように、前記第1の開口部に設けられてなる光モジュール。The optical module according to claim 8 or 9,
The second hole has a step formed by a first opening and a second opening located on the lens side and having a smaller opening diameter than the first opening;
An optical module, wherein the optical chip is provided in the first opening so that the optical portion faces the second opening.
前記第2の穴には、透光部材が設けられてなる光モジュール。The optical module according to any one of claims 8 to 10, wherein
An optical module comprising a light transmitting member provided in the second hole.
前記光学的部分から間隔をあけて、前記内部空間にレンズを設けること、
前記光学チップに電気的に接続するように、前記基材のうち前記内部空間を囲む壁部の外面に集積回路チップを設けること、
を含む光モジュールの製造方法。Aligning the optical chip having the optical portion with the substrate on which the internal space is formed,
Providing a lens in the interior space, spaced from the optical portion;
Providing an integrated circuit chip on the outer surface of a wall of the substrate surrounding the internal space, so as to be electrically connected to the optical chip;
An optical module manufacturing method including:
配線パターンを有する配線基板のうち、第1の領域に光学チップを実装し、第2の領域に集積回路チップを実装し、前記配線基板を前記基材に取り付けることをさらに含み、
前記配線基板を、前記第2の領域の面と前記壁部の前記外面が相互に対面するように、前記第1及び第2の領域の間で屈曲させる光モジュールの製造方法。The method for manufacturing an optical module according to claim 13,
Of the wiring board having a wiring pattern, further comprising mounting an optical chip in a first region, mounting an integrated circuit chip in a second region, and attaching the wiring substrate to the base material,
A method of manufacturing an optical module, wherein the wiring substrate is bent between the first and second regions so that the surface of the second region and the outer surface of the wall face each other.
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-
2003
- 2003-03-05 JP JP2003058918A patent/JP2004274164A/en not_active Withdrawn
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