JP2005094398A - 小型撮像モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のＭＩＤ構成による小型撮像モジュールは、微細なパターン形成が出来ないため、画素数の多い高解像度な撮像センサの搭載が出来なかった。また、樹脂成形されたケースに直接、立体回路パターンを形成するため製造価格が高くなるという問題がある。
【解決手段】 小型撮像モジュールを、樹脂成形されたケース部と、該ケース部のセンサ収納部に接着された回路基板とにより構成し、前記回路基板に撮像センサを実装するとともに、この回路基板を前記ケース部のセンサ収納部より外部まで延在させて外部接続端子とした。
【選択図】 図１

Description

本発明はＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像センサを備えた小型撮像モジュールの改良に関し、さらに詳しくは樹脂成形のケースと既存の回路基板技術とを組み合わせることにより、低価格で高密度実装を可能とした小型撮像モジュールに関する。

最近、携帯電話やＰＨＳ等で撮像した画像をそのままメールに添付して送ることが出来るような、デジタルカメラ機能内蔵の電話機が販売されている。これら携帯電話のカメラ機能の多くはデジタルカメラと同じく、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の固体撮像センサと、レンズや絞り部材等の光学系部材を１つのケースに組み込んで一体化した小型撮像モジュールが用いられている。
上記ＣＭＯＳセンサを用いた小型撮像モジュールの従来例として、特許文献１に示すものがあり、以下図面により、その基本構成を説明する。

図４は従来のＣＭＯＳセンサを用いた小型撮像モジュールの構成を示す外観斜視図、図５は断面図である。図４、図５において５１は樹脂成形されたケースであり、該ケース５１には光学系部材を収納する鏡胴部５１ａと、その下面側に設けられたセンサ収納部５１ｂが設けられ、さらに前記鏡胴部５１ａとセンサ収納部５１ｂとの間にはセンサ窓５１ｃが設けられている。

５２は回路基板であり、該回路基板５２には撮像センサであるＣＭＯＳセンサ１がワイヤーボンディングにより実装されており、ＣＭＯＳセンサ１の受光部１ｂが前記ケース５１のセンサ窓５１ｃに対向している。２と３はレンズ、４は絞り部材、５はＩＲカットフィルタであり、これらの光学系部材である、レンズ２，３、絞り部材４、ＩＲカットフィルタ５が前記鏡胴部５１ａに設けられた位置決め部に収納され、また前記センサ収納部５１ｂにＣＭＯＳセンサ１を実装した回路基板５２が収納されることにより小型撮像モジュール５０が構成されている。

前記小型撮像モジュール５０の構成は、構造が単純で、製造し易い等の理由により広く普及している。しかし小型撮像モジュールを利用する携帯電話等の機器に対する軽薄短小の要望が強く、結果として小型撮像モジュールに対するさらなる小型化の期待が強まっている。
上記期待に答えるものとして、特許文献２に示す構成の小型撮像モジュールが開発されており、以下その基本構成を説明する。

図６は第２の従来例である小型撮像モジュールの断面図、図７は組立て状態を示す展開斜視図であり、図５と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。図７はケース６１を下面側より見た展開図であり、ケース６１のセンサ収納部６１ｂの内面には配線パターン６２が形成されている。そして前記配線パターン６２には、前記ＣＭＯＳセンサ１を実装するための実装用端子部６２ａと前記センサ収納部６１ｂの下面に引き出した外部接続端子部６２ｂとが一体的に形成されている。

そして、前記ＣＭＯＳセンサ１に設けられたバンプ１ａを前記実装用端子部６２ａにフェースダウン・ボンディングすることにより前記ケース６１に前記ＣＭＯＳセンサ１を実装する。（図７においては、前記ＣＭＯＳセンサ１を反転させてボンディングする）
図６は前記ケース６１に前記ＣＭＯＳセンサ１を実装した状態を示す断面図であり、ケース６１の鏡胴部６１ａには図５と同様にレンズ２，３、絞り部材４、ＩＲカットフィルタ５が収納されている。

そして前記センサ収納部６１ｂには、その内面に形成された配線パターン６２の実装用端子部６２ａにＣＭＯＳセンサ１がフェースダウン・ボンディングされることにより小型撮像モジュール６０が構成される。この状態において、前記ＣＭＯＳセンサ１の受光部１ｂは前記ケース６１のセンサ窓６１ｃに対向しており、前記レンズ等の光学系部材を通過した信号光を受光するよう構成されている。そして前記ＣＭＯＳセンサ１によって処理された信号光は前記配線パターン６２を介して外部接続端子部６２ｂより外部へ出力される。

上記図５，図６に示す構成はＭＩＤ（Molded Interconnect Device）と云われる構造であり、図４に示す前記回路基板５２を使用せずに、前記ケース６１を構成する樹脂成形体上に立体的な導電性回路を形成し、この立体的な導電性回路によって前記ＣＭＯＳセンサ１の実装と外部接続端子の形成を同時に行なうものである。
前記樹脂成形体に対する立体的な導電性回路の形成方法としては、樹脂成形体の表面に転写により導電パターンを形成する１回成形法や、パターン形成部分をメッキグレード樹脂で一次成形し、パターン非形成部分を非メッキグレード樹脂で二次成形し、このメッキグレードの差を利用して部分的にメッキパターンを形成する２回成形法等がある。

特開２００１−２４５２１７号公報 特開２００１−３３３３３２号公報

上記ＭＩＤ構成による小型撮像モジュールは図４に示す回路基を
用いた小型撮像モジュールに比べて、さらに小型化が可能であるとい
うメリットを有する反面、下記のような問題点がある。
すなわち、樹脂成形体上に立体的な導電性回路を形成する方法であるため、従来の回路基板のパターン形成において用いられている、パターンエッチング技術のような微細なパターン形成が困難である。従って撮像センサとして画素数の多い高解像度のＣＭＯＳセンサを用いた場合には、その端子数が多くなるため、狭いパッド間ピッチが要求されることになり、前記ＭＩＤ技術では対応出来ないという問題がある。

さらに前記ＭＩＤ構成による小型撮像モジュールは、製造工数が多くなるため製品価格が高くなるという問題もある。
本発明の目的は、上記問題に鑑みなされたもので、ＭＩＤ方式と同様な小型化を達成するとともに、画素数の多いＣＭＯＳセンサの搭載を可能とし、さらに完成品としてのコストダウンを可能とした小型撮像モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明においてはケースと撮像センサと光学系部材とを有する撮像モジュールにおいて、前記ケースには前記光学系部材を収納する鏡胴部と、該鏡胴部の下面側に設けられたセンサ窓を有するセンサ収納部とを一体的に設け、前記センサ収納部に配線パターンを有する回路基板を接着して前記撮像センサを実装するとともに、前記回路基板を前記センサ収納部の外部まで延在させて、外部接続端子としたことを特徴とする。

前記回路基板はフレキシブルプリントサーキットであることを特徴とする。

前記回路基板としては、ポリイミド等の高耐熱性のフレキシブルプリントサーキットを用い、また高耐熱性のフレキシブルプリントサーキットを前記ケースのセンサ収納部に接着する接着シートも高耐熱性の接着剤を用いる。

上記のごとく本発明においては、前記ＭＩＤ構成の小型撮像モジュールと同じ形状に小型化が出来るとともに、その配線パターンは従来の回路基板技術による配線密度が達成出来るため、撮像センサとして画素数の多い高解像度のＣＭＯＳセンサを用いた場合にも十分小型化された小型撮像モジュールを提供できる。

図１は本発明における実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図、図２はその組立て状態を示す展開斜視図であり、以下その構成を説明する。なお、図１，図２において図４と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。

図１，図２において１０は小型撮像モジュール、１１はケースであり、図２は前記ケース１１を下面側より見た展開図である。図２において前記ケース１１は前記光学系部材を収納する鏡胴部１１ａと、該鏡胴部１１ａの下面側に設けられたセンサ窓１１ｃを有するセンサ収納部１１ｂとが樹脂により一体成形されている。１２は接着シート、１３は回路基板であるフレキシブルプリントサーキット（以下ＦＰＣと略記する）であり、従来のパターンエッチング技術により微細なパターン１４が形成されている。

次に前記小型撮像モジュール１０の組立て方法を説明する。図2においてまず前記ケース１１のセンサ収納部１１ｂに前記接着シート１２によりＦＰＣ１３を接着する。このとき前記接着シート１２とＦＰＣ１３とが図２に点線で示すごとくセンサ収納部１１ｂの内部と、そこから外部に延在する底面部１１ｄまで覆う形状に成形加工されているため、図１に示すごとくセンサ収納部１１ｂの内部から外部に延在する底面部１１ｄまで覆う形状に接着される。

つぎに前記ケース１１に接着されたＦＰＣ１３にＣＭＯＳセンサ１を実装する。この実装手順としては図２の状態にあるＣＭＯＳサンサ１を反転させて、前記ＦＰＣ１３の内側に設けられた実装用電極１４ａにＣＭＯＳサンサ１のバンプ１ａをフェースダウンボンディングして実装する。また前記ＦＰＣ１３におけるセンサ収納部１１ｂの内部から外部に延在して底面部１１ｄに接着された部分は、前記ＣＭＯＳサンサ１の受光信号を外部回路に伝達する外部接続端子１４ｂとして機能する。
なお、前記ＦＰＣ１３は前記ＣＭＯＳセンサ１を実装する際の高熱に耐える必要があるため、ポリイミド等の高耐熱性フレキシブルプリントサーキットを使用しており、またこの高耐熱性フレキシブルプリントサーキットと前記ケースのセンサ収納部との接着には高耐熱性の接着材または接着シートを用いている。

図３は前記小型撮像モジュール１０をマザーボード２０に取り付けた状態を示す断面図であり、マザーボード２０の電極２０ａと前記小型撮像モジュール１０の外部接続電極１４ｂとが電気的に接続されることにより、前記ＣＭＯＳセンサ１の受光信号が外部に取り出される。

次にこの小型撮像モジュール１０の動作を説明する。外部より入射し、前記光学系部材を通過してきた信号光がケース１１のセンサ窓１１Ｃより前記ＣＭＯＳサンサ１の受光部１ｂに入射し、ＣＭＯＳサンサ１によって電気信号に変換される。この電気信号はＦＰＣ１３の実装用電極１４ａを通って外部接続端子１４ｂより外部のマザーボード２０へ取り出される。

上記構成を有する小型撮像モジュール１０は、前記ＭＩＤ構成の小型撮像モジュールと同じ形状に小型化が出来るとともに、その配線パターンは従来の回路基板技術による配線密度が達成出来るという効果を有する。さらに、ＦＰＣ１３を従来の回路基板技術によって製造する事が出来るため、製品としてのコストダウンを可能に出来るという効果を有する。

なお、本実施の形態においては、ケース１１、ＦＰＣ１３、等のエレメントを各々単体で構成する方式を示したが、これに限定されるものではなく、各エレメントまたはエレメントの一部を複数の集合体で構成し、アセンブリした後に切断して製品化することも可能である。

本発明の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図。 図１に示す小型撮像モジュールの組立て状態を示す展開斜視図。 図１に示す小型撮像モジュールをマザーボードに取り付けた状態を示す断面図。 従来の小型撮像モジュールの構成を示す外観斜視図。 図４に示す小型撮像モジュールの断面図。 第２の従来例における小型撮像モジュールの断面図。 図６に示す小型撮像モジュールの組立て状態を示す展開斜視図。

符号の説明

１ ＣＭＯＳセンサ
２，３ レンズ
４ 絞り部材
１０，５０，６０ 小型撮像モジュール
１１，５１，６１， ケース
１３ 回路基板

Claims (4)

1. ケースと撮像センサと光学系部材とを有する撮像モジュールにおいて、前記ケースには前記光学系部材を収納する鏡胴部と、該鏡胴部の下面側に設けられたセンサ窓を有するセンサ収納部とを一体的に設け、前記センサ収納部に配線パターンを有する回路基板を接着して前記撮像センサを実装するとともに、前記回路基板を前記センサ収納部の外部まで延在させて、外部接続端子としたことを特徴とする小型撮像モジュール。
2. 前記回路基板はフレキシブルプリントサーキットである請求項１記載の小型撮像モジュール。
3. 前記回路基板はポリイミド等の高耐熱性フレキシブルプリントサーキットである請求項２記載の小型撮像モジュール。
4. 前記高耐熱性フレキシブルプリントサーキットを高耐熱性の接着材または接着シートにより前記ケースのセンサ収納部に接着した請求項３記載の小型撮像モジュール。
   

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