JP2005130497A - カメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 イメージセンサーモジュールの組立につき、回路基板の表面外部露出時間を短縮させて異物質侵入の未然防止を図る。
【解決手段】 カメラ装置のイメージセンサーモジュール１００は、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を同時に接着するための、透明材料からなる接着部２０１が上面に形成された回路基板２００と、回路基板２００の下部にフリップチップボンディングにより接着されたイメージセンサーチップ５００と、回路基板２００の上部にエポキシを用いて接着されたレンズホルダー６００と、レンズホルダー６００の上部にエポキシを用いて接着されたレンズアセンブリ７００と、を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法に関し、より詳しくは、カメラ装置のイメージセンサーモジュールの組立工程で、回路基板の表面に回路パターン及び赤外線フィルターを同時に付着することができるように構成したカメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法に関する。
一般に、撮像素子は、ビデオカメラ、電子スティルカメラ、ＰＣカメラ端末機、ＰＤＡなどの様々な電子機器中に、イメージの認識のために設けられるデバイスである。この撮像素子は、カメラレンズを含む場合には、「カメラレンズモジュール」とも呼ばれる。
そして、従来の携帯端末機は、カメラレンズを備えた撮影手段としてのカメラレンズモジュールを備えたものもあり、この場合には、ユーザが相対方と画像通話でき、或いは所望の被写体を撮影することができる。
このように、携帯用通信装置は、音声や文字を伝送する従来の機能に加えて、現在では、画像を撮影し、格納し、送信するカメラを搭載した、高性能の複合的な機器に変化している。
現在、カメラモジュールは、その画像の質がメガピクセル(mega-pixel image)のレベルにまで進歩しているが、一方では、モジュールの製造上での幾つかの大きな問題点がある。
かかる問題点として、第一に、イメージセンサー及び赤外線（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）フィルターレンズに付着する微細異物質（ＰＡＲＴＩＣＬＥ）管理の困難性が挙げられる。特に、従来の方法によってカメラレンズモジュールを製造する場合には、赤外線フィルターの上面に微細異物質が必然的に付着してしまうような構造と工程になっている。
上記のイメージセンサーにはＣＭＯＳイメージセンサーが含まれる。このＣＭＯＳイメージセンサーは、制御回路（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ）及び信号処理回路（ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）を周辺回路として使用するＣＭＯＳ技術を用いて、画素数に対応する数のＭＯＳトランジスタを作り、これを用いて順次出力を検出することができる、スイッチ方式の素子である。ＣＭＯＳイメージセンサーは、低電力消費という大きい長所を有しているので、携帯電話機などの個人携帯用装置に非常に有用である。
以下、従来のディジタル光学機器に使用されるイメージセンサーの組立工程について説明する。図１に示すように、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｅｄ）工法では、イメージセンサーチップ１２は、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）１１を備えたプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）１０上に、ダイボンディング（ＤＩＥ ＢＯＮＤＩＮＧ）を用いて接着される。
その後、プリント回路基板（ＰＣＢ）１０の回路パターンパッド（ＰＡＴＴＥＲＮ ＰＡＤ）とイメージセンサーパッド（ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ ＰＡＤ）とを、ワイヤー１３を用いた電気的な接続を図るために、ワイヤーボンディング処理を遂行する。
この状態で、赤外線フィルター１４（ＩＲ ＦＩＬＴＥＲ）を内蔵したレンズホルダー１５が、プリント回路基板１０の上面に接着され、また、レンズホルダー１５にレンズアセンブリ１６（ＬＥＮＳ ＡＳＳＹ）が接着される。
次に、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）工程では、図２に示すように、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）２０は、この基板２０と電気的に接続される異方性導電性フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）２１を用いて製作される。
フレキシブルプリント回路基板２０の上面には、ボンディングパッドとボールパッドが形成された回路パターンが、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）２１によって予め圧着（pre-bonded）して固定される。
イメージセンサー２２は、フリップチップボンディング（ＦＬＩＰ ＣＨＩＰ ＢＯＮＤＩＮＧ）処理により、フレキシブルプリント回路基板２０上に供給され、また、異方性導電性フィルムボールによって導電接続される。
フレキシブルプリント回路基板２０の上面には、赤外線フィルター２３を内蔵したレンズホルダー２４が、エポキシのボンディング処理を用いて接着される。
また、レンズホルダー２４の上部にはレンズアセンブリ２５が接着される。
図３に示すように、ＣＳＰ工法では、フレキシブルプリント回路基板３１を備えたプリント回路基板３０の上面に、イメージセンサーチップ３２をダイボンディングを用いて接着させる。
イメージセンサーチップ３２の上面には、透明材質が塗布された後に、グラス３３で覆われる。
この状態で、上部パッドとグラス３３とを導電接続させ、その後に切断処理を行ってイメージセンサーチップ３２を生成する。
そして、イメージセンサーチップ３２が生成された後に、このイメージセンサーチップ３２を、アタッチング装備を用いてプリント回路基板（ＰＣＢ）３０の上面に接着させる。
このイメージセンサーチップ３２は、オーブンに通過させる熱処理工程に供されることで、ソルダボール（ＳＯＬＤＥＲ ＢＡＬＬ）の溶解により、プリント回路基板３０と導電接続される。
その後、プリント回路基板３０上に赤外線フィルター３４を内蔵したレンズホルダー３５を接着し、また、レンズホルダー３５にレンズアセンブリ３６を接着させる。
しかしながら、ＣＯＢ及びＣＯＦ工法では、プリント回路基板及びフレキシブルプリント回路基板の表面が、長い時間の間大気中に露出されることになるため、この期間に微細異物質がレンズ面に付着して不良率が高く発生する、という問題点があった。
また、ＣＯＢ，ＣＯＦ及びＣＳＰ工法は、上述したプロセスにおいて個々の部品を固定するのに困難を伴い、このため、薄膜化と小型化を図る上で限界があり、加えて、組立工程が多数の段階を経なければならないので作業が難しく、さらには、様々な部品が必要とされるため、製造コスト面でも不利である、という短所があった。
本発明の目的は、カメラ装置のイメージセンサーモジュールの組立工程で回路基板の表面に回路パターン及び赤外線フィルターを同時に付着することにより、回路基板の表面外部露出時間を短縮させて微細異物質の発生を未然に遮断して、カメラ装置の不良率を低下させ、レンズの画像品質を向上させ得るようにしたカメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法を提供するところにある。
本発明の他の目的は、カメラ装置のイメージセンサーモジュールの組立工程で回路基板に回路パターン及び赤外線フィルターの接着部分を透明材質で構成することにより、イメージセンサーモジュールの組立工程を向上させ、組立工程による設備数量を減らしてコストを低減させることができたカメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法を提供するところにある。
上述の目的を達成するために、本発明は、回路パターン及び赤外線フィルターを同時に接着するための、透明材料からなる接着部が上面に形成された回路基板と、前記回路基板の下面にフリップチップボンディングにより接着されたイメージセンサーチップと、前記回路基板の上面にエポキシを用いて接着されたレンズホルダーと、前記レンズホルダーの上面にエポキシを用いて接着されたレンズアセンブリと、を含むことを特徴とする。
また、上述の目的を達成するために、本発明の組立方法は、回路基板の上面に回路パターン及び赤外線フィルターを同時に接着する第１段階と、前記回路基板の下面にイメージセンサーチップをフリップチップボンディングにより接着する第２段階と、前記回路基板の上面にレンズホルダーをエポキシを用いて接着する第３段階と、前記レンズホルダーの上面にレンズアセンブリをエポキシを用いて接着する第４段階と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、回路基板の表面に回路パターン及び赤外線フィルターを同時に付着することにより異物質侵入を未然に防止することができ、回路パターン及び赤外線フィルターの接着を容易にできる効果がある。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な一実施形態を詳細に説明する。
図４及び図５に示すように、カメラ装置のイメージセンサーモジュール１００は、回路基板２００と、イメージセンサーチップ５００と、レンズホルダー６００と、レンズアセンブリ７００と、を含む。
回路基板２００の上面には、接着部２０１が設けられている。そして、この接着部２０１の上部に、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を同時に接着することができるようになっている。
イメージセンサーチップ５００は、フリップチップボンディングによって、回路基板２００の下部に接着（圧着接合）されている。
レンズホルダー６００は、レンズアセンブリ７００を搭載することができるように、回路基板２００の上面にエポキシを用いて接着される。
レンズアセンブル７００は、カメラレンズを備えており、エポキシを用いてレンズホルダー６００に接着されている。
また、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を接着するために回路基板２００に形成された接着部２０１は、透明材質からなる。
この透明材質としては、ＣＵ ＰＥＴ又はＣＵＰＩ材質が含まれる。本実施形態では、接着部２０１は、常温では固体の状態をなし、加熱により半液体の状態に溶解されて部材（回路パターン３００及び赤外線フィルター４００）を接着する材質のものが用いられる。
また、回路基板２００は、プリント回路基板又はフレキシブルプリント回路基板のいずれであっても良い。
前述したような構成を有する本発明の望ましい一実施形態によるカメラ装置のイメージセンサーモジュールの組立の過程を、添付した図４及び図５を参照してさらに詳細に説明すると、次の通りである。
接着部２０１が回路基板２００の上面上に覆われた後に、図４に示すように、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００が、この接着部２０１の上面に、同時に接着される。
この際に、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を接着するための、回路基板２００の接着部２０１が透明材質であるため、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００の接着を容易に行うことができる。
このように回路基板２００の上部が開放されている場合には、異物質が発生されるとイメージセンサー自体が不良処理されるため、回路基板２００の上面を、できるだけ早く覆ってやる必要がある。
このため、本実施形態では、回路基板２００の上面に、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を同時に接着し、これによって、回路基板２００内への異物質侵入を未然に防止する。
この状態で、図５に示すように、回路基板２００の下面にイメージセンサーチップ５００を、フリップチップボンディングによって接着（圧着接合）する。
その後、回路基板２００の上面にレンズホルダー６００を、エポキシのボンディング処理によって接着する。
この状態で、レンズホルダー６００の上面にレンズアセンブリ７００を、再びエポキシのボンディング処理を行うことにより接着する。
ここで、回路基板２００は、ＣＵ ＰＥＴ又はＣＵＰＩ材質のものが用いられる。
また、回路基板２００は、プリント回路基板又はフレキシブルプリント回路基板が用いられる。
次に、前述したような構成を有する本発明の望ましい実施形態によるカメラ装置のイメージセンサーモジュール１００の組立方法を、添付の図６を参照してさらに詳細に説明する。
図６のように、カメラ装置のイメージセンサーモジュール１００の組立てにあたっては、まず、回路基板２００の上面に、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を同時に接着する（ステップＳ１）。
この際、回路基板２００の回路パターン３００及び赤外線フィルター４００の接着部分（接着部２０１）が透明材質により形成されているため、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００の接着が容易に遂行される。
次に、回路基板２００の下面にイメージセンサーチップ５００を、フリップチップボンディングにより接着（圧着接合）する（ステップＳ２）。
さらに、回路基板２００の上面にレンズホルダー６００を、エポキシのボンディング処理を用いて接着する（ステップＳ３）。
その後、レンズホルダー６００の上面にレンズアセンブリ７００を、再びエポキシのボンディング処理を行うことによって接着する（ステップＳ４）。
このように、本実施の形態によれば、回路基板２００の表面に回路パターン３００及び赤外線フィルター４００を同時に付着することにより異物質侵入を未然に防止することができ、回路パターン３００及び赤外線フィルター４００の接着を容易に行うことが可能となる。
なお、本発明のカメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法は、ビデオカメラ、電子スティルカメラ、ＰＣ用カメラ、ＰＤＡ用カメラに適用可能であり、さらには、カメラ装置を備える全ての電子機器に適用可能である。
また、本発明のカメラ装置のイメージセンサーモジュール及びその組立方法は、前述した実施形態及び図面により限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の置換、変形及び変更が可能なことは、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者には明白である。
従来のイメージセンサーモジュールのＣＯＢ組立工法を示した側断面図である。 従来のイメージセンサーモジュールのＣＯＦ組立工法を示した側断面図である。 従来のイメージセンサーモジュールのＣＳＰ組立工法を示した側断面図である。 本発明の一実施形態によるカメラ装置のイメージセンサーモジュールの構成中の回路パターン及び赤外線フィルターを示した側断面図である。 本発明の一実施形態によるカメラ装置のイメージセンサーモジュールの構成を示した側断面図である。 本発明の実施形態によるカメラ装置のイメージセンサーモジュールの組立方法を示した流れ図である。
符号の説明
１００ イメージセンサーモジュール
２００ 回路基板
２０１ 接着部
３００ 回路パターン
４００ 赤外線フィルター
５００ イメージセンサーチップ
６００ レンズホルダー
７００ レンズアセンブリ

Claims (7)

  1. カメラ装置に用いられるイメージセンサーモジュールであって、
    回路パターン及び赤外線フィルターを同時に接着するための、透明材料からなる接着部が上面に形成された回路基板と、
    前記回路基板の下面にフリップチップボンディングにより接着されたイメージセンサーチップと、
    前記回路基板の上面にエポキシを用いて接着されたレンズホルダーと、
    前記レンズホルダーの上面にエポキシを用いて接着されたレンズアセンブリと、
    を含むことを特徴とするイメージセンサーモジュール。
  2. 前記回路基板は、プリント回路基板又はフレキシブルプリント回路基板を含むこと
    を特徴とする請求項１に記載のカメラ装置のイメージセンサーモジュール。
  3. 前記透明材質は、ＣＵ ＰＥＴ又はＣＵＰＩ材質からなること
    を特徴とする請求項１に記載のイメージセンサーモジュール。
  4. 電子機器に用いられる、イメージセンサーモジュールを備えたカメラレンズモジュールであって、
    前記イメージセンサーモジュールは、
    回路パターン及び赤外線フィルターを同時に接着するための、透明材料からなる接着部が上面に形成された回路基板と、
    前記回路基板の下面にフリップチップボンディングにより接着されたイメージセンサーチップと、
    前記回路基板の上面にエポキシを用いて接着されたレンズホルダーと、
    前記レンズホルダーの上面にエポキシを用いて接着されたレンズアセンブリと、
    を含むことを特徴とするカメラレンズモジュール。
  5. 前記電子機器は、ビデオカメラ、電子スティルカメラ、ＰＣ用カメラ、又はＰＤＡ用カメラのいずれかであること
    を特徴とする請求項４に記載のカメラレンズモジュール。
  6. 回路基板の上面に回路パターン及び赤外線フィルターを同時に接着する第１段階と、
    前記回路基板の下面にイメージセンサーチップをフリップチップボンディングにより接着する第２段階と、
    前記回路基板の上面にレンズホルダーをエポキシを用いて接着する第３段階と、
    前記レンズホルダーの上面にレンズアセンブリをエポキシを用いて接着する第４段階と、
    を含むことを特徴とするカメラ装置のイメージセンサーモジュール組立方法。
  7. 前記第１段階で用いられる前記回路基板は、回路パターン及び赤外線フィルターを接着するための、透明材料からなる接着部が形成されたこと
    を特徴とする請求項６に記載のカメラ装置のイメージセンサーモジュール組立方法。
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