JP2006074243A - カメラモジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、センサチップやレンズホルダを複数のモールド成型体に対して一括に搭載することのできるカメラモジュールの製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 カメラモジュール２は、モールド成型体６に取り付けられたレンズ４−１，４−２とセンサチップ８と、モールド成型体６にモールドされたプロセッサチップ１２とを有する。モールド成型体６が複数個繋がった状態で成型された樹脂成型体２０を準備し、樹脂成型体２０のモールド成型体６に相当する部分の各々に対してセンサチップ８とレンズホルダ４−４をそれぞれ一括して取り付ける。その後、樹脂成型体２０を切断してモールド成型体６を個片化する。
【選択図】 図２

Description

本発明はカメラモジュールに係り、特にセンサチップと撮像用レンズを一体化してパケージしたカメラモジュールの製造方法に関する

近年、小型カメラが組み込まれた携帯電話機やハンディパソコン(携帯型パーソナルコンピュータ)の開発が進められている。例えば、小型カメラを備えた携帯電話機は、通話者の映像を内蔵の小型カメラにより撮像して画像データとして取り込み、通話相手にその画像データを送信することができる。このような小型カメラは、一般的にＣＭＯＳセンサとレンズとにより構成される。すなわち、レンズによりＣＭＯＳセンサ上に光学的に像を形成に、ＣＭＯＳセンサにより像に対応した電気信号を生成する。

携帯電話機やハンディパソコンはより一層の小型化が進められており、これらに使用される小型カメラにも小型化が要求されている。このようなカメラへの小型化の要求を満足するために、レンズとＣＭＯＳセンサとを一体化して形成したカメラモジュールが開発されている。

従来のカメラモジュールの製造方法によれば、モールド工程→ＬＦエッチング工程→ＰＫＧダイシング工程→ＰＫＧ搭載工程→センサチップ搭載工程→洗浄工程→レンズ搭載工程→試験工程という一連の工程を行なうことにより小型カメラとしてのカメラモジュールを製造する。

モールド工程では半導体チップを搭載した基板（リードフレーム（ＬＦ）と称する）上で半導体チップをモールドすることによりカメラモジュールの本体となるモールド成型体を形成する。この際、製造効率を高めるために、複数のモールド成型体を一体的に形成することが一般的である。ＬＦエッチング工程では外部端子として機能する部分のみを残してリードフレームをエッチンにより除去する。これにより、モールド成型体の底面に突起状の端子が形成される。その後、パッケージ（ＰＫＧ）ダイシング工程において、繋がって形成されている複数のモールド成型体をダイシングして個片化する。次に、ＰＫＧ搭載工程において、個片化されたモールド成型体はフレキシブル基板に搭載され、センサチップ搭載工程において各モールド成型体にセンサチップが搭載される。その後、センサチップが搭載されたモールド成型体を洗浄し、レンズ搭載工程において、モールド成型体にレンズ部が搭載される。最後にカメラモジュールの試験が行われ、カメラモジュールの製造が完了する。
特開２００３−１３１１１２号公報 特開２００２−１８５８２６号公報 特開２００２−１８５８２７号公報

上述のように、従来のカメラモジュールの製造方法によれば、ＬＦエッチング後直ちにＰＫＧダイシングが行なわれ、モールド成型体は個片化される。このため、センサチップ搭載工程からレンズ搭載工程までの工程では、個片化されたモールド成型体（ＰＫＧ単位）がフレキシブル基板に搭載された状態で行なわれる。すなわち、個片化されたモールド成型体の各々はフレキシブル基板に搭載されて固定された状態で、フレキシブル基板と一体となった状態でセンサチップやレンズホルダを搭載する工程が進められる。したがって、センサチップやレンズホルダを搭載する工程は個片化されたモールド成型体の各々に対して別個に行なわれることとなる。このため、複数のモールド成型体を一括してセンサチップやレンズホルダを搭載することはできず、製造工程が非効率的であるといった問題があった。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、センサチップやレンズホルダを複数のモールド成型体に対して一括に搭載することのできるカメラモジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、モールド成型体に取り付けられたレンズと撮像素子と、該モールド成型体にモールドされた半導体素子とを有するカメラモジュールの製造方法であって、前記モールド成型体が複数個繋がった状態で成型された樹脂成型体を準備し、該樹脂成型体の前記モールド成型体に相当する部分の各々に対して前記カメラモジュールの構成部品を一括して取り付け、該構成部品が取り付けられた状態で、前記樹脂成型体を切断して前記モールド成型体を個片化することを特徴とするカメラモジュールの製造方法が提供される。

上述のカメラモジュールの製造方法において、前記構成部品は、前記レンズを保持するためのレンズホルダ及び前記撮像素子の少なくとも一方であることが好ましい。また、前記構成部品を前記樹脂成型体に取り付ける際に、前記樹脂成型体における前記モールド成型体の配列と同じ配列で前記構成部品を真空吸着装置で保持しながら、前記構成部品を一括に前記樹脂成型体上に配置することが好ましい。さらに、前記構成部品を一括に前記樹脂成型体状に配置する際に、前記構成部品の各々を個別に微小移動して前記モールド成型体の配列に一致するように位置補正することが好ましい。また、前記モールド成型体を個片化した後に、前記モールド部品を基板に搭載することとしてもよい。

上述の本発明によれば、レンズホルダや撮像素子などの構成部品をモールド成型体に取り付けるまでは、複数のモールド成型体は繋がって形成されたままであり、複数のモールド成型体に対して構成部品を一括して搭載することができる。モールド成型体が繋がったまま構成部品の搭載工程が実施されるので、モールド成型体の取り扱いが容易であり、製造工程が効率的となって生産性が向上する。

次に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明によるカメラモジュールの製造方法が適用可能なカメラモジュールの一例について、図１を参照しながら説明する。

図１に示すカメラモジュール２は、大別して、レンズ部４と、モールド成型体６と、センサチップ８と、フレキシブル基板１０とより構成される。レンズ部４は、２枚のレンズ４−１，４−２と、これを保持するレンズバレル４−３と、レンズバレル４−３を保持するレンズホルダ４−４とよりなる。レンズホルダ４−４はモールド成型体６に取り付けられる。モールド成型体６の内部には半導体素子としてプロセッサチップ１２がモールドされている。モールド成型体の内部には、プロセッサチップ１２の動作に関連した能動素子として図１に示す例ではチップコンデンサ１４もモールドされている。

モールド成型体には貫通開口が形成されており、レンズ部４は開口を覆うようにモールド成型体６に取り付けられる。具体的にはレンズ部４のレンズホルダ４−４が接着剤によりモールド成型体６に固定される。一方、撮像素子としてのセンサチップ８の電極は、モールド成型体の貫通開口を介してレンズ部４のレンズ４−１，４−２に対向する位置に、受光面をレンズ４−２に向けた状態でモールド成型体６の底面に形成された端子に接続されている。したがって、レンズを通過した光は貫通開口を通過してセンサチップ８の受光面に入射し、受光面上に像が形成される。この像はセンサチップ８により電気信号に変換され、プロセッサチップ１２により処理されて画像信号となり、フレキシブル基板１０を介して外部の回路に出力される。

なお、レンズ４−２の下側には、ローパスフィルタ１６が配置される。また、フレキシブル基板１０は画像信号を外部に出力するための基板であるが、画像処理用の半導体チップや他の電子回路部品１８を搭載することもできる。

モールド成型体６は、いわゆるバンプチップキャリア（ＢＣＣ）構造の半導体装置として機能する。すなわち、モールド成型体６の底面には樹脂突起が形成され、樹脂突起の表面に端子が形成されている。また、モールド成型体６の底面には配線パターンも形成されセンサチップ８、プロセッサチップ１２、フレキシブル基板１０は電気的に接続されている。

以上のような構成のカメラモジュール２は、例えば携帯電話やポータブルコンピュータに内蔵され、周囲の映像を撮像して画像信号を得るためのカメラとして機能する。

次に、本発明によるカメラモジュールの製造方法について説明する。本発明によるカメラモジュールの製造方法によれば、モールド成型体を複数個繋がった状態で形成し、その各々に対してセンサチップとレンズを搭載した後で、モールド成型体を個片化する。従来のカメラモジュールの製造方法のようにモールド成型体を形成した後直ちに個片化しないため、センサチップとレンズを複数のモールド成型体に対して一括して搭載することができる。

本発明によるカメラモジュールの製造工程では、まず、従来と同様に基板（リードフレーム）上に半導体チップであるプロセッサチップ１２を搭載し、リードフレーム上でプロセッサチップ１２をモールドしてモールド成型体６を形成する。リードフレームは複数のモールド成型体６が形成できるような大きさであり、モールド成型体６は樹脂で繋がった状態で複数個リードフレーム上に形成される。複数のモールド成型体６が形成された後リードフレームをエッチングして除去し、各モールド成型体６の貫通開口を有する底面を露出させる。なお、リードフレームを除去することにより各モールド成型体６の底面にはパターン配線及び端子が露出する。

続いて、モールド成型体６が繋がって形成された樹脂成型体２０上にセンサチップ８を搭載する。樹脂成型体２０上に複数のセンサチップ８を一括して搭載する工程を図２に示す。図２において、樹脂成型体２０は９×３＝２７個のモールド成型体６を一体的に形成したものであり、２７個の貫通開口２０ａが形成されている。

上述のような樹脂成型体２０に対して、２７個のセンサチップ８を一括して搭載するために、搭載位置に合わせてセンサチップ８を整列して保持する。センサチップ８の保持は真空吸着装置２２により行なう。真空吸着装置２２で吸着・保持された２７個のセンサチップ８は、モールド成型体６と同じ配列で配置されており、真空吸着ヘッド２２全体を図２に示すように樹脂成型体２０の上方に配置して、２７個のセンサチップ８を一括して対応するモールド成型体６に搭載する。

ここで、２７個のセンサチップ８の位置は、対応するモールド成型体の所定の位置に合うように調整する必要がある。そこで、図３に示すように、真空吸着装置２２の各センサチップを個別に吸着する吸着ヘッド２２ａに、ＸＹ方向に微小移動可能な駆動機構２２ｂを設けている。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３に示すように、真空吸着装置２２には、センサチップ８の各々を個別に吸着する吸着ヘッド２２ａが設けられ、各吸着ヘッド２２ａは駆動機構２２ｂにより個別にＸＹ方向に微小移動可能となっている。

センサチップ８を一括して樹脂成型体２０に実装する際、樹脂成型体２０における各モールド成型体６のセンサチップを実装する位置（あるいは位置を示すようなマーク）を画像認識し、画像認識による位置検出結果に基づいて駆動機構２２ｂを駆動し、各吸着ヘッド２２ｂのＸＹ方向位置を個別に調整して位置補正を行う。樹脂成型体２０は樹脂モールド品のためセンサチップ８を搭載する位置が僅かではあるがばらつくおそれがあり、またセンサチップ８を吸着ヘッド２２ａで吸着する際にも各センサチップ８の位置がばらつくおそれがある。このような要因によるセンサチップ８の取り付け位置のばらつきを補正するために吸着ヘッド２２ａに対して個別に駆動機構２２ｂを設けている。

センサチップ８の取り付けが終了すると、次に、カメラモジュール２のレンズ部４となるレンズホルダ４−４を、樹脂成型体２０に取り付ける。この際、２７個のレンズホルダ４−４は、上述の真空吸着装置２２又は同様な真空吸着装置を用いて一括に樹脂成型体２０に取り付けられる。

以上の製造工程によれば、カメラモジュール２となるモールド成型体６が複数個繋がって形成された樹脂成型体２０に対して、一括してセンサチップ８及びレンズホルダ４−４が取り付けられるので、複数個（この例では２７個）のカメラモジュール２をまとめて処理することができ、製造工程を簡素化して効率的にカメラモジュールを製造することができる。

以上のように複数個一括して処理されて、センサチップ８及びレンズホルダ４−４が取り付けられた樹脂成型体２０は、図４及び図５に示すように真空吸着テーブル２４に吸着・固定され、ダイシングソーによりダイシングされて個片化される。真空吸着テーブル２４は、図４に示すようにレンズホルダ４−４を収容する凹部又は孔２４ａと真空吸着用孔２４ｂとを有する。図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。センサチップ８及びレンズホルダ４−４が取り付けられた樹脂成型体２０のモールド成型体６に対応する部分の各々からはレンズホルダ４−４が突出しているので、レンズホルダ４−４が孔２４ａに収容された状態で真空吸着テーブル上に載置され、真空吸着用孔２４ｂを介して吸着することにより、樹脂成型体２０はセンサチップ８が上を向いた状態で真空吸着用孔２４ｂ上に固定される。

なお、レンズホルダ４−４の内部には、後からレンズ４−１，４−２及びローパスフィルタ１６などの光学部品が組み込まれるため、レンズ４−４の内部を清浄に保つ必要がある。そこで、図６に示すように、真空吸着テーブル２４の上面にシリコンゴムなどの防水シート２６が設けられており、樹脂成型体２０が真空吸着テーブル２４に吸着された状態で樹脂成型体２０と真空吸着テーブル２４との間に挟まれてシールするようになっている。これにより、ダイシング時の冷却水やダイシングの切り屑が孔２４ａに進入しないようにシールされ、レンズホルダ４−４の内部に水や塵埃が入らないようになっている。

なお、本実施例では真空吸着テーブルを用いたが、これに限られず、樹脂成型体２０を固定できるものであれば、例えば粘着テープによる貼り付けであってもかまわない。

樹脂成型体２２を真空吸着用孔２４ｂ上に吸着・固定した後、ダイシングソーにより各モールド成型体６の繋がった部分を切り離すことにより、モールド成型体６に個片化される。次に、個片化された各モールド成型体６には、レンズ４−１，４−２及びローパスフィルタ１６などの光学部品が組み込まれ、フレキシブル基板に搭載された後、試験が行われ、カメラモジュールとして完成する。

以上のように、従来のカメラモジュールの製造方法では、１）リードフレームエッチング→２）ＰＫＧダイシング→３）ＰＫＧをフレキシブル基板に搭載→４）センサチップ搭載→５）洗浄→６）レンズホルダ搭載→７）試験、といった工程をとっていたが、本発明によるカメラモジュールの製造方法によれば、１）リードフレームエッチング→２）センサチップ搭載→３）洗浄→４）レンズ搭載→５）ＰＫＧダイシング→６）ＰＫＧをフレキシブル基板に搭載→７）試験といった順序となる。すなわち、従来の製造方法では、リードフレームを除去した直後にダイシングによりモールド成型体を個片化してしまい、その後は各モールド成型体について個別にセンサチップやレンズホルダを取り付けていたが、本発明によるカメラモジュールの製造方法によれば、リードフレームをエッチングにより除去した後、モールド成型体が繋がったままの状態でセンサチップ及びレンズホルダを取り付けるため、複数個のモールド成型体を一括して処理することができ、モールド成型体のハンドリングが簡単であり、効率的な製造工程となって生産性を向上することができる。

本発明によるカメラモジュールの製造方法が適用されるカメラモジュールの断面図である。 センサチップ搭載工程における真空吸着装置と樹脂成型体の斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 ダイシング工程における真空吸着テーブルと樹脂成型体の斜視図である。 ダイシング工程において真空吸着テーブル上に吸着された状態の樹脂成型体の斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。

符号の説明

２ カメラモジュール
４ レンズ部
４−１，４−２ レンズ
４−３ レンズバレル
４−４ レンズホルダ
６ モールド成型体
８ センサチップ
１０ フレキシブル基板
１２ プロセッサチップ
１４ チップコンデンサ
１６ ローパスフィルタ
１８ 電子回路部品
２０ 樹脂成型体
２２ 真空吸着装置
２２ａ 吸着ヘッド
２２ｂ 駆動機構
２４ 真空吸着テーブル
２４ａ 穴
２４ｂ 真空吸着用孔
２６ 防水シート

Claims (5)

1. モールド成型体に取り付けられたレンズと撮像素子と、該モールド成型体にモールドされた半導体素子とを有するカメラモジュールの製造方法であって、
   前記モールド成型体が複数個繋がった状態で成型された樹脂成型体を準備し、
   該樹脂成型体の前記モールド成型体に相当する部分の各々に対して前記カメラモジュールの構成部品を一括して取り付け、
   該構成部品が取り付けられた状態で、前記樹脂成型体を切断して前記モールド成型体を個片化する
   ことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
2. 請求項１記載のカメラモジュールの製造方法であって、
   前記構成部品は、前記レンズを保持するためのレンズホルダ及び前記撮像素子の少なくとも一方であることを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
3. 請求項１又は２記載のカメラモジュールの製造方法であって、
   前記構成部品を前記樹脂成型体に取り付ける際に、前記樹脂成型体における前記モールド成型体の配列と同じ配列で前記構成部品を真空吸着装置で保持しながら、前記構成部品を一括に前記樹脂成型体上に配置することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
4. 請求項３記載のカメラモジュールの製造方法であって、
   前記構成部品を一括に前記樹脂成型体状に配置する際に、前記構成部品の各々を個別に微小移動して前記モールド成型体の配列に一致するように位置補正することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のカメラモジュールの製造方法であって、
   前記モールド成型体を個片化した後に、前記モールド部品を基板に搭載することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
   

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