JP2007165460A - 部品内蔵型モジュール及びカメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】能動部品もしくは撮像部品と電子部品との間のリードインダクタンスを低減し、高速動作及び高周波対応が可能な、かつ小型化することに適した部品内蔵型モジュール及びカメラモジュールの提供。
【解決手段】多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に能動部品が搭載された部品内蔵型モジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して能動部品と前記部品とが対面する構造で接続されている部品内蔵型モジュール;多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に撮像部品が搭載されたカメラモジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して撮像部品と前記部品とが対面する構造で接続されているカメラモジュール。
【選択図】図1
【解決手段】多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に能動部品が搭載された部品内蔵型モジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して能動部品と前記部品とが対面する構造で接続されている部品内蔵型モジュール;多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に撮像部品が搭載されたカメラモジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して撮像部品と前記部品とが対面する構造で接続されているカメラモジュール。
【選択図】図1
Description
本発明は、部品内蔵型モジュール及びカメラモジュールに関するものである。
図7は、従来の部品内蔵型モジュールの構造を示す概略断面説明図である。
このような構造の部品内蔵型モジュールは、始めに、絶縁層と導体層とを積層プレスなどにより熱圧着し、前記絶縁層の層間部に層間接続部を設け、導体層を回路形成して導体パッド72や回路配線を形成することにより、2層以上の層構成からなる多層基板M1を作成する。
次いで、多層基板M1をベース基板として、導電性接着剤やはんだ材料を使用して抵抗体73やコンデンサ74を始めとする電子部品を多層基板M1の上に搭載し、次いで前記抵抗体などの電子部品の上面から絶縁層75と導体とを積層プレスなどにより熱圧着させ、前記電子部品をプリント配線板の内部に埋設する部品内蔵型プリント配線板を形成する。
さらに、前記部品内蔵型プリント配線板を使用して、LSIなどの能動部品76をはんだ接続77により搭載し、かつ、部品内蔵型プリント配線板の端面部に端面スルーホール78を設けて配線経路を増加させ、それをはんだ接続77を介してマザーボード79上に搭載することでモジュールを構成する。
すなわち、マザーボード79上で能動部品76の機能が実現できるように、能動部品76及び抵抗体73やコンデンサ74を始めとする電子部品並びにそれらを電気的に接続する回路配線部とが、1つのユニット構造内にまとめられた部品内蔵型モジュールを構成するものである(例えば、特許文献1参照)。
このような部品内蔵型モジュールは、機能ごとにモジュール化がなされているため、電子部品ユニットが機能ごとに共通化することができ、機器の小型化や資材調達の安定化及びローコスト化に寄与するものであった。
しかしながら、図7に示されるような部品内蔵型プリント配線板及びそれを機能ごとにまとめた部品内蔵型モジュールの構造は、抵抗体73やコンデンサ74などの電子部品を埋設するために絶縁層75が厚くなる傾向があった。
より具体的には前記電子部品を埋設するために厚さ300μm程度の絶縁層75が必要となり、当該絶縁層部位に層間接続用のビアを設ける際には深さ300μmのビアが必要となるため、実質的に当該ビアの形成が困難であった。
また、当該絶縁層部位に貫通構造の小径スルーホールを設ける際には、小径スルーホールの不要なランドが貫通構造の上下面に形成されるため、プリント配線板の高密度化を阻害することとなり、実質的に当該スルーホールの形成が困難であった。
また、当該絶縁層部位に貫通構造の小径スルーホールを設ける際には、小径スルーホールの不要なランドが貫通構造の上下面に形成されるため、プリント配線板の高密度化を阻害することとなり、実質的に当該スルーホールの形成が困難であった。
これにより、能動部品76と抵抗体73やコンデンサ74などの電子部品との電気的接続は、図7内の端面スルーホール78を介して、回路配線を回り込むように接続されなくてはならなくなり、直接的に、短経路で形成することが困難である問題が生じていた。
また、上記の問題は能動部品76と前記電子部品との信号の伝播において、リードインダクタンスを低減することが困難となり、高速動作対応及び高周波対応の部品内蔵型モジュールを形成することの障害となっていた。
さらに、上記の問題はプリント配線板の設計上で配線の引き回しが制限されることや、外形構造が大きくなることや、プリント配線板自身の高密度化を阻害することとなっていた。
一方、部品内蔵型モジュールの使用の一例として、図8に示されるようなカメラモジュールが挙げられる。
このカメラモジュールは、フレキシブルシート90と一体化されたカメラモジュールであり、次のような構成により成り立っている。
すなわち、フレキシブルシート90の表面にCCD85(Charge Coupled Device)および周辺部品86を実装し、裏面に回路装置80を実装する。回路装置80には、DSP(Digital Signal Processor)およびドライバーICなどの回路部品81が内蔵されており、金属曲線82を介して、導電パターン83に接続され、加えて電極84を介してフレキシブルシート90に構成されたCCD85と電気的に接続されている。また、CCD85および周辺部品86は、レンズマウント97で覆われる構造となっている(例えば、特許文献2参照)。
このようなカメラモジュールは、カメラモジュールに必要とされる機能の大部分を回路装置80にシステム化させることが可能となり、フレキシブルシート90の配線構造を簡素化することができる効果などを有するものである。
しかしながら、前記のようなカメラモジュールにおいては、レンズ88自身が大きな面積を占有することに加えて、CCD85の面積及びその周辺に配置されている周辺部品86が大きな面積を占有するために、カメラモジュール自身を小型化することは難しいものであった。
特開2003−142832号公報
特開2004−104078号公報
以上のような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、能動部品もしくは撮像部品と電子部品との間のリードインダクタンスを低減し、高速動作及び高周波対応が可能であり、かつ小型化することに適した部品内蔵型モジュール及びカメラモジュールを提供することにある。
発明者は上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、能動部品もしくは撮像部品と電子部品とを層間接続部を介して対面するような構造で接続せしめれば、極めて良い結果が得られることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に能動部品が搭載された部品内蔵型モジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して能動部品と前記部品とが対面する構造で接続されていることを特徴とする部品内蔵型モジュールにより上記課題を解決したものである。
また、本発明は、前記部品内蔵型モジュールにおいて、層間接続部が、垂直形状で、直線状に積み重ねられ、それにより能動部品と前記部品とが接続されていることを特徴としている。
また、本発明は、前記部品内蔵型モジュールにおいて、部品が、受動部品又は能動部品であることを特徴としている。
また、本発明は、前記部品内蔵型モジュールにおいて、受動部品が、抵抗又はコンデンサであることを特徴としている。
また、本発明は、前記部品内蔵型モジュールにおいて、部品内蔵型モジュールの端面部分に導体配線が配置されていることを特徴としている。
また、本発明は、前記部品内蔵型モジュールにおいて、導体配線が、スルーホールからなることを特徴としている。
また、本発明は、多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に撮像部品が搭載されたカメラモジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して撮像部品と前記部品とが対面する構造で接続されていることを特徴とするカメラモジュールにより上記課題を解決したものである。
また、本発明は、前記カメラモジュールにおいて、層間接続部が、垂直形状で、直線状に積み重ねられ、それにより撮像部品と前記部品とが接続されていることを特徴としている。
また、本発明は、前記カメラモジュールにおいて、部品が、受動部品又は能動部品であることを特徴としている。
また、本発明は、前記カメラモジュールにおいて、受動部品が、抵抗又はコンデンサであることを特徴としている。
また、本発明は、前記カメラモジュールにおいて、カメラモジュールの端面部分に導体配線が配置されていることを特徴としている。
また、本発明は、前記カメラモジュールにおいて、導体配線が、スルーホールからなることを特徴としている。
また、本発明は、前記カメラモジュールにおいて、撮像部品が、CCD又はCMOSであることを特徴としている。
本発明の部品内蔵型モジュール及びカメラモジュールは、能動部品もしくは撮像部品と受動部品とを直接的に、短経路で接続しているので、回路配線を短縮することができる結果、リードインダクタンスの低減による高速動作、高周波対応が可能で、かつモジュール構造を小型化できる。
以下本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図1(a)は本発明の部品内蔵型モジュールの概略断面説明図、図1(b)は本発明のカメラモジュールの概略断面説明図である。
図2は、本発明における部品内蔵型モジュール及びカメラモジュールに使用する多層基板P1の製造方法について示したものである。多層基板P1は、配線の効率を向上させるために2層以上の層構成のものが好適に使用される。また、図2に示される工法は、多層基板P1の製造方法の一例であり、図2に示される製造方法に限定されるものではない。
始めに、図2(a)に示したように絶縁材2を中心に配置し、その上下両方の面に銅箔1a及び1bを配置した後に積層プレスにより一体化し、両面構造の積層板を作成する。
次いで、前記図2(a)に示される両面構造の積層板に層間接続部3を形成する。層間接続部3の形成方法は、従来技術の方法により形成することができ、例えば銅箔1a面側よりレーザ加工を行ない、有底ビアを形成する。次いで、めっきによる前記有底ビアの充填を行ない、図2(b)に示されるようなフィルドビア形状の層間接続ビアを形成する。また、このめっきにより導体部分の厚さが増すことがあるが、その場合はめっき終了後に物理研磨などの処理を行なうことで導体の厚さを薄型化することもできる。めっき終了後には銅箔1a及び銅箔1bにめっきが付着するため、それらを銅材4a及び銅材4bとする。
次いで、図2(b)に示される構造体の銅材4a面側のみを回路形成する。ここでの回路形成方法としては、主にサブトラクティブ方法により回路を形成することができ、積層板の両面にドライフィルムを張り付けた後に、銅材4a面の側のみに所望の回路形成用のマスクを設置し、露光、現像、エッチング、ドライフィルム剥離の工程順により回路形成を行ない、図2(c)に示されるような導体パッド5及び所望の回路配線を形成する。
次いで、図2(c)に示される導体パッド5の面方向より絶縁材2と銅箔とを順に積み重ね、積層により熱圧着し、加えて前記層間接続ビアの形成方法と同様の手法により層間接続部3を形成し、図2(d)に示される構造体を得る。
本発明において使用する多層基板P1は、配線密度の向上と回路配線の引き回しの観点から2層以上の層構成であるものが好ましく、図2(d)に示される構造体を多層基板P1として使用することができる。しかし、ここではさらにもう1層の絶縁材と銅箔とを順に積み重ね、前記同様に層間接続ビアを形成した場合の構造体を図2(e)に示す。
次いで、前記同様の回路形成方法により、多層基板の片面のみを回路形成し、図2(e)に示されるような片側の面に銅材4dを有し、他方片面に導体パッド5を有し、層間絶縁部分に層間接続部3を配置した多層基板P1を得る。
図3は、前記多層基板P1を使用し、それに抵抗やコンデンサなどの電子部品を配置した後に、これらの部品を内蔵して得られる部品内蔵型多層基板P2の製造方法について示したものである。
図3(a)に示されるように、先に得られた多層基板P1を使用して、当該多層基板P1を反転させ導体パッド5を上面にした後に、所望の箇所に保護材6を配置し、次いで導体パッド5部にはんだペースト7などの電気接続材料を塗布する。ここで、導体パッド5は保護材6やはんだペースト7が密着しやすいように銅部材をエッチングする液を使用して粗化処理をしても良い。
ここで、電気接続材料としては、はんだペースト7を好適に使用するが、その他にも例えば、導電性フィルム接着剤や異方性導電接着剤を使用したプレイスメント方式の実装形態を使用しても良い。
図3(a)に示される保護材6の役割は、電気接続部材にはんだペースト7を使用した際には、当該はんだペーストを塗布しない導体パッドや回路配線を保護する上で有効なため使用するものであり、ソルダーレジストなどが使用される。また、電気接続部材に導電性接着剤を使用した際には、同目的でエポキシ樹脂系の絶縁性材料などが使用される。
次いで、図3(b)に示されるように、はんだペースト7が付着された導体パッド5上に、チップ形状の抵抗8やコンデンサ9を始めとして製品の機能を実現する上で必要となる受動部品を配置し、その後、第1昇温温度約160℃、第2昇温温度約260℃ピークの温度プロファイルを用いてリフロー加熱を行ない、はんだペースト7を溶融させ、前記受動部品を多層基板P1上に搭載する。
また、ここで搭載される部品としては、主にチップ形状の抵抗やコンデンサなどの受動部品が使用されるが、受動部品の他にも、LSIなどの能動部品が目的とする製品に必要であれば搭載されても良い。
次いで、図3(c)に示されるように、抵抗8やコンデンサ9が搭載されている面側より、絶縁材10と銅箔11とを順に積み重ね、加熱による積層プレスにより圧着し、図3(c)に示される部品内蔵型多層基板P2を得る。
絶縁材10においては、チップ部品の厚み方向に高さを考慮し、あらかじめチップ部品の搭載位置に貫通穴を形成することが良い。これは、絶縁材10を積層した際にチップ部品の高さが表層位置まで追従し、多層基板P2の表層部に凹凸不具合の発生を抑制するためであり、貫通穴を設けることで当該貫通穴がチップ部品の収納部となり、積層終了後には表層の銅箔11部に凹凸不具合を発生させることなく、平坦性が良好な多層基板P2が得られるためである。
図4は、部品内蔵型多層基板P2を使用した、端面部分にスルーホールを有する部品内蔵型多層基板P3の製造方法について示したものである。
始めに、抵抗8やコンデンサ9をプリント配線板の内部に導入してなる部品内蔵型多層基板P2を使用して、ドリルやルーターなどの穴あけ加工機を使用し、貫通孔を作成する。次いで、当該貫通孔の内部をデスミアなどの工程により洗浄した後に、無電解タイプの化学銅及び電解銅めっきを順に行ない、当該貫通孔に銅めっき13を付着させ、図4(a)に示されるようなスルーホール12を形成する。
ここで、前記貫通孔の形状は、従来の技術で良く使用される真円形状の貫通孔の他に、楕円形状や長穴形状のものであっても良い。これは穴あけ加工機にルーターを使用することにより容易に形成できることに加えて、後述するスルーホールの断裁にとって加工が容易になる利点があるためである。
次いで、図4(a)に示されるような構造体の前記銅めっき13が付着した表面部の回路形成を行なう。ここでの回路形成方法としては、主にサブトラクティブ方法により回路を形成することができ、ドライフィルムを張り付けた後に、所望の回路形成用のマスクを設置し、露光、現像、エッチング、ドライフィルム剥離の工程順により回路形成を行ない、図4(b)に示されるような導体パッド14及び導体パッド15、そして回路配線を形成する。
次いで、前記スルーホール12をおおよそ半分の形状になるように、図4(b)に示されるような断裁線18を基準にスルーホール12を分割する。このスルーホール12の分割においては、金型を使用した分割方法やルーターを使用した分割方法が挙げられるが、スルーホール12の小径化や位置精度を考慮した場合には、後者のルーターを使用した分割方法が好適である。
スルーホール12をルーターなどにより分割すると、スルーホール12のおおよそ半分の形状が部品内蔵型多層基板の主骨格構造部に残る。また、この主骨格構造部に残存したおおよそ半分の形状のスルーホールは、部品内蔵型多層基板の端面部分に位置するため、半分の形状のスルーホールを端面スルーホール22として、先のスルーホール12と区別する。
このように、部品内蔵型多層基板P2を使用して、スルーホール12の形成、回路形成、スルーホール12の分割による端面スルーホール22の形成を順に行なうことにより、図4(c)に示される端面部分にスルーホールを有する構造の部品内蔵型多層基板P3を得る。
図5は、本発明の部品内蔵型モジュールの実施の態様について示したものである。
図5(a)に示される構造体は、前記端面スルーホール22を有する構造の部品内蔵型多層基板P3を使用し、当該多層基板P3の導体パッド14にはんだボールなどの材料を使用し、LSIなどの能動部品25をはんだ接続24することにより得られるものである。
この図5(a)に示される構造体は、能動部品25の機能が実現できるように、能動部品25と抵抗8やコンデンサ9を始めとする受動部品並びにそれらを電気的に接続する回路配線部とが、1つのユニット構造内にまとめられた部品内蔵型モジュールである。
また、図5(a)に示される部品内蔵型モジュールは、能動部品25が層間接続部3を介して直接的に、短経路で抵抗8やコンデンサ9などの電子部品と接続される特徴を有するこれにより、能動部品と受動部品との回路配線を短縮することができるため、リードインダクタンスの低減による高速動作、高周波対応が可能な効果を有する。
また、前記層間接続部3は製品の設計において要求される配列を形成することができるが、図5(a)に示されるように、垂直形状で、直線上に積み重ねられることにより、さらにリードインダクタンスの低減による高速動作、高周波対応が可能となる。
次いで、図5(a)に示される部品内蔵型モジュールの導体パッド15の面にはんだボールなどのはんだ接続24を使用し、マザーボード30上に搭載することにより、図5(b)に示される構造体が得られる。
図5(b)に示されるマザーボード30上に部品内蔵型モジュールが搭載された場合、抵抗8やコンデンサ9などの受動部品が層間接続部3を介して能動部品25の機能が発現できるように動作し、また、それにより能動部品25で処理された情報を信号として、端面スルーホール22部を介してマザーボード上に伝播することができ、リードインダクタンスの低減、高速動作、高周波対応が可能と共に部品内蔵型モジュールの小型化に寄与することができる。
図6は、本発明におけるカメラモジュールの実施の態様について示したものである。
図6(a)に示される構造体は、前記端面部分にスルーホールを有する部品内蔵型多層基板P3を使用し、導体パッド14にはんだボールなどの材料を使用し、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像部品31をはんだ接続し、レンズ33を有するレンズ枠32を取り付けることにより得られるものである。
この図6(a)に示される構造体は、撮像部品31の機能が実現できるように、撮像部品31と抵抗8やコンデンサ9を始めとする受動部品並びにそれらを電気的に接続する回路配線部とが、1つのユニット構造内にまとめられたカメラモジュールである。
また、図6(a)に示されるカメラモジュールは、撮像部品31が層間接続部3を介して直接的に、短経路で抵抗8やコンデンサ9などの電子部品と接続される特徴を有するこれにより、撮像部品31と受動部品との回路配線を短縮することができるため、リードインダクタンスの低減による高速動作、高周波対応が可能な効果を有する。
また、前記層間接続部3は製品の設計において要求される配列を形成することができるが、図6(a)に示されるように、垂直形状で、直線上に積み重ねられることにより、さらにリードインダクタンスの低減による高速動作、高周波対応が可能となる。
次いで、図6(a)に示されるカメラモジュールの導体パッド15の面にはんだボールなどのはんだ接続24を使用し、フレキシブルシート35上に搭載することにより、図6(b)に示される構造体が得られる。
図6(b)に示されるフレキシブルシート35上にカメラモジュールが搭載された場合、抵抗8やコンデンサ9などの受動部品が層間接続部3を介して撮像部品31の機能が発現できるように動作し、また、それにより撮像素子31で処理された情報を信号として、端面スルーホール22部を介してフレキシブルシート35上に伝播することができ、リードインダクタンスの低減、高速動作、高周波対応が可能と共にカメラモジュールの小型化に寄与することができる。
以上のような実施の態様にて作成された本発明の部品内蔵型モジュール及びカメラモジュールを前記の如く、それぞれ図1(a)及び図1(b)に示した。
1a、1b:銅箔
2:絶縁材
3:層間接続部
4、4a〜4d:銅材
5:導体パッド
6:保護材
7:はんだペースト
8:抵抗
9:コンデンサ
10:絶縁材
11:銅箔
12:スルーホール
13:銅めっき
14、15:導体パッド
18:断裁線
22:端面スルーホール
24:はんだ接続
25:能動部品
30:マザーボード
31:撮像部品
32:レンズ枠
33:レンズ
35:フレキシブルシート
P1:多層基板
P2:部品内蔵型多層基板
P3:端面スルーホールを有する部品内蔵型多層基板
72:導体パッド
73:抵抗体
74:コンデンサ
75:絶縁層
76:能動部品
77:はんだ接続
78:端面スルーホール
79:マザーボード
M1:多層基板
80:回路装置
81:回路部品
82:金属曲線
83:導体パターン
84:電極
85:CCD
86:周辺部品
87:レンズマウント
88:レンズ
90:フレキシブルシート
2:絶縁材
3:層間接続部
4、4a〜4d:銅材
5:導体パッド
6:保護材
7:はんだペースト
8:抵抗
9:コンデンサ
10:絶縁材
11:銅箔
12:スルーホール
13:銅めっき
14、15:導体パッド
18:断裁線
22:端面スルーホール
24:はんだ接続
25:能動部品
30:マザーボード
31:撮像部品
32:レンズ枠
33:レンズ
35:フレキシブルシート
P1:多層基板
P2:部品内蔵型多層基板
P3:端面スルーホールを有する部品内蔵型多層基板
72:導体パッド
73:抵抗体
74:コンデンサ
75:絶縁層
76:能動部品
77:はんだ接続
78:端面スルーホール
79:マザーボード
M1:多層基板
80:回路装置
81:回路部品
82:金属曲線
83:導体パターン
84:電極
85:CCD
86:周辺部品
87:レンズマウント
88:レンズ
90:フレキシブルシート
Claims (13)
- 多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に能動部品が搭載された部品内蔵型モジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して能動部品と前記部品とが対面する構造で接続されていることを特徴とする部品内蔵型モジュール。
- 前記層間接続部が、垂直形状で、直線状に積み重ねられ、それにより能動部品と前記部品とが接続されていることを特徴とする請求項1に記載の部品内蔵型モジュール。
- 前記部品が、受動部品又は能動部品であることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品内蔵型モジュール。
- 前記受動部品が、抵抗又はコンデンサであることを特徴とする請求項3に記載の部品内蔵型モジュール。
- 前記部品内蔵型モジュールの端面部分に導体配線が配置されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の部品内蔵型モジュール。
- 前記導体配線が、スルーホールからなることを特徴とする請求項5に記載の部品内蔵型モジュール。
- 多層基板の内部に部品が内蔵され、当該多層基板に撮像部品が搭載されたカメラモジュールにおいて、多層基板内の層間接続部を介して撮像部品と前記部品とが対面する構造で接続されていることを特徴とするカメラモジュール。
- 前記層間接続部が垂直形状で、直線状に積み重ねられ、それにより撮像部品と前記部品とが接続されていることを特徴とする請求項7に記載のカメラモジュール。
- 前記部品が、受動部品又は能動部品であることを特徴とする請求項7又は8に記載のカメラモジュール。
- 前記受動部品が、抵抗又はコンデンサであることを特徴とする請求項9に記載のカメラモジュール。
- 前記カメラモジュールの端面部分に導体配線が配置されていることを特徴とする請求項7〜10の何れか1項に記載のカメラモジュール。
- 前記導体配線が、スルーホールからなることを特徴とする請求項11に記載のカメラモジュール。
- 前記撮像部品が、CCD又はCMOSであることを特徴とする請求項7〜12の何れか1項に記載のカメラモジュール。
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- 2005-12-12 JP JP2005357769A patent/JP2007165460A/ja active Pending
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