JP2007306307A - Camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラモジュールに関し、特に小型化、薄型化及び軽量化したカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a camera module, and more particularly to a camera module that is reduced in size, thickness, and weight.
近年、カメラモジュールは、携帯電話、携帯用のコンピュータなどに積極的に採用されるようになり、それに伴って、カメラモジュールの小型化、薄型化及び軽量化が求められるようになってきた。例えば、特開2004−120615号公報には、カメラモジュールの小型化の手段として固体撮像素子とDSP(Digital Signal processing)等の他の半導体部品が実装される構造として、DSP上に固体撮像素子をチップスタックし、前記固体撮像素子や前記DSP以外の、抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電子部品であるチップ部品などを、前記固体撮像素子などと同じ平面上に実装したカメラモジュールの構造が開示されている。 In recent years, camera modules have been actively adopted in mobile phones, portable computers, and the like, and accordingly, camera modules have been required to be smaller, thinner, and lighter. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120615, a solid-state imaging device is mounted on a DSP as a structure in which a solid-state imaging device and other semiconductor components such as a DSP (Digital Signal Processing) are mounted as means for downsizing a camera module. A structure of a camera module is disclosed in which chip components such as resistors, capacitors, and inductors other than the solid-state imaging device and the DSP are mounted on the same plane as the solid-state imaging device. Yes.
しかしながら、上述したようチップ部品を前記固体撮像素子などと同じ平面上に2次元的に並べて配列した場合においては、カメラモジュールの大きさが前記チップ部品の配列面積に依存してしまい、前記配列面積の制限によって前記カメラモジュールの大きさを十分に低減することができないでいた。 However, in the case where the chip parts are arranged two-dimensionally on the same plane as the solid-state imaging device as described above, the size of the camera module depends on the arrangement area of the chip parts, and the arrangement area Due to this limitation, the size of the camera module could not be reduced sufficiently.
特に近年においては、撮像素子の高画素化、及びカメラモジュールの小型化が同時に要求されており、上述した従来の方法では、かかる要求を満足することができないでいた。
本発明は、小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a novel camera module that can be reduced in size, thickness, and weight.
上記目的を達成すべく、本発明は、
絶縁基材中に埋設された電気/電子部品と、
前記絶縁基材の、少なくとも主面上において設けられ、前記電気/電子部品と電気的機械的に接続された配線パターンと、
前記絶縁基材の一方の主面上に設けられた固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に関し、前記絶縁基材と反対側において前記固体撮像素子と対向するようにして配置されたレンズと、
を具えることを特徴とする、カメラモジュールに関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Electrical / electronic components embedded in an insulating substrate;
A wiring pattern provided on at least the main surface of the insulating base material and electrically and mechanically connected to the electrical / electronic component;
A solid-state imaging device provided on one main surface of the insulating substrate;
Regarding the solid-state image sensor, a lens disposed so as to face the solid-state image sensor on the side opposite to the insulating substrate;
It is related with the camera module characterized by comprising.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を実施した。その結果、例えば、特開2004−120615号などに開示されているような、抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電気/電子部品であるチップ部品などを、前記固体撮像素子などと同じ平面上に実装する代わりに、所定の絶縁基材を準備し、この絶縁基材の主面上に前記固体撮像素子を配置するとともに、前記絶縁基材中に前記チップ部品などの電気/電子部品を埋設するようにすることによって、前記電気/電子部品などが前記固体撮像素子などと同じ平面上に位置することがなくなる。 The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, for example, chip parts that are electrical / electronic parts such as resistors, capacitors, and inductors as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120615 are mounted on the same plane as the solid-state imaging device. Instead, a predetermined insulating base is prepared, the solid-state imaging device is arranged on the main surface of the insulating base, and electrical / electronic components such as the chip parts are embedded in the insulating base. By doing so, the electric / electronic component or the like is not located on the same plane as the solid-state imaging device or the like.
したがって、このようにして得たカメラモジュールの大きさは、特にその面積において前記固体撮像素子の大きさによって主として決定されるようになる。したがって、前記カメラモジュールを十分に小型化することができる。 Therefore, the size of the camera module obtained in this way is mainly determined by the size of the solid-state imaging device, particularly in the area. Therefore, the camera module can be sufficiently downsized.
また、前記電気/電子部品は前記絶縁基材中に埋設されるようになるので、上述のようにして得たカメラモジュールを十分に薄型化することができる。 In addition, since the electric / electronic component is embedded in the insulating base material, the camera module obtained as described above can be made sufficiently thin.
さらに、特開2004−120615号などに開示されているように、特にカメラモジュール全体を保持するような筐体を準備する必要がなく、絶縁基材(絶縁層)に加えてオーバーコート層やアンダーコート層などを必要とすることがない。したがって、上記本発明のカメラモジュールは十分に軽量化することができる。 Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120615, it is not necessary to prepare a housing that particularly holds the entire camera module, and in addition to an insulating base material (insulating layer), an overcoat layer or undercoat There is no need for a coat layer or the like. Therefore, the camera module of the present invention can be sufficiently reduced in weight.
なお、上述した電気/電子部品は、少なくとも主面上において設けられた配線パターンと電気的機械的に接続されて所定の外部回路と連結され、前記カメラモジュールが前記固体撮像素子を中心とした実際のカメラとして機能するように構成されている。 The above-described electrical / electronic component is connected to a predetermined external circuit by being electrically and mechanically connected to a wiring pattern provided on at least the main surface, and the camera module is actually centered on the solid-state imaging device. It is configured to function as a camera.
また、本発明の一態様においては、前記配線パターンは複数の配線パターンからなり、前記複数の配線パターンの内、一対の配線パターンが前記絶縁基材の前記主面上に設けられ、残りの配線パターンが前記絶縁基材中に埋設され、前記複数の配線パターンの少なくとも一部同士及び前記複数配線パターンの少なくとも一部と前記電気/電子部品とが電気的機械的に接続されてなるように構成することができる。本態様によれば、前記電気/電子部品の、前記絶縁基材中への埋設状態を自在に制御することができるとともに、前記電気/電子部品の大きさや種類及び数などに適宜対処することができるようになる。 In one embodiment of the present invention, the wiring pattern includes a plurality of wiring patterns, and a pair of wiring patterns among the plurality of wiring patterns are provided on the main surface of the insulating base material, and the remaining wirings A pattern is embedded in the insulating substrate, and at least a part of the plurality of wiring patterns and at least a part of the plurality of wiring patterns are electrically and mechanically connected to each other. can do. According to this aspect, it is possible to freely control the embedded state of the electrical / electronic component in the insulating base material, and to appropriately deal with the size, type, number, and the like of the electrical / electronic component. become able to.
上記態様において、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が一定である第1の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するように構成することができる。 In the above aspect, the plurality of wiring patterns have an axis coinciding with the thickness direction of the insulating base material, and the at least part of the wiring pattern is electrically connected by a first interlayer connection body having a constant diameter in the axial direction. It can be configured to connect mechanically.
また、上記態様において、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が前記絶縁基材の厚さ方向で変化するような第2の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。 Further, in the above aspect, the plurality of wiring patterns have an axis that coincides with a thickness direction of the insulating base material, and a second diameter in which the diameter in the axial direction changes in the thickness direction of the insulating base material. It is possible to connect the at least one part electromechanically by the interlayer connector.
さらに、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に形成されたスルーホール内に形成された内壁導電体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。 Further, the plurality of wiring patterns may be electrically and mechanically connected to each other by an inner wall conductor formed in a through hole formed in a thickness direction of the insulating base. it can.
上述したような第1の層間接続体、第2の層間接続体及び内壁導電体によれば、上述した複数の配線パターンの電気的機械的接続を簡易に行うことができる。 According to the first interlayer connection body, the second interlayer connection body, and the inner wall conductor as described above, the electrical and mechanical connection of the plurality of wiring patterns described above can be easily performed.
また、前記第1の層間接続体、前記第2の層間接続体及び前記内壁導電体は、それぞれ単独で用いることもできるし、2以上を組み合わせて用いることもできる。 Further, the first interlayer connector, the second interlayer connector, and the inner wall conductor can be used alone or in combination of two or more.
以上、本発明によれば、小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供することができる。 As mentioned above, according to this invention, the novel camera module which can implement | achieve size reduction, thickness reduction, and weight reduction can be provided.
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, specific features of the present invention will be described based on the best mode for carrying out the invention.
図1は、本発明のカメラモジュールの一例を示す断面構成図である。図1に示すカメラモジュール10は、絶縁基材11と、この絶縁基材11の主面上に形成された固体撮像素子13と、この固体撮像素子13と対向するようにして固定部材18で固定されたレンズ14とを含む。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an example of a camera module of the present invention. The camera module 10 shown in FIG. 1 is fixed by an
また、絶縁基材11は、第1の絶縁層111、第2の絶縁層112及び第3の絶縁層113から構成され、電気/電子部品12は中央に位置する第2の絶縁層112中に埋設されている。
The
さらに、第1の絶縁層111の表面には第1の配線パターン21が、少なくとも一部が露出するようにして形成され、第3の絶縁層113の主面上には第2の配線パターン22が、少なくとも一部が露出するようにして形成されている。また、第2の絶縁層113の表面には第3の配線パターン23及び第4の配線パターン24がそれぞれ形成され、その内部においては、第5の配線パターン25及び第6の配線パターン26が上述した各配線パターンと略平行となるようにして形成されている。
Further, the
なお、固体撮像素子13と第1の配線パターン21とはワイヤ19でボンディングされ、電気的機械的に接続されている。
Note that the solid-
第1の配線パターン21、第3の配線パターン23及び第5の配線パターン25は、それぞれが絶縁基材11の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が絶縁基材11の厚さ方向で変化する層間接続体15によって、その一部同士が互いに電気的機械的に接続されている。また、第2の配線パターン22、第4の配線パターン24及び第6の配線パターン26も、同じく層間接続体15によって、その一部同士が互いに電気的機械的に接続されている。
The
また、絶縁基材11における第2の絶縁層112内に形成された第5の配線パターン25及び第6の配線パターン26は、その一部同士がスルーホール16内に形成された内壁導電体17によって電気的機械的に接続されている。
In addition, the
なお、図1において、第5の配線パターン25及び第6の配線パターン26は、第2の絶縁層112内に破線で描画された矩形状の構成要素の上下面において配置されているが、この破線で示された矩形状部は、以下に詳述する製造方法に起因して記載したものであって、第2の絶縁層112のその他の部分と一体化し、識別することはできない場合もあれば、以下に示す製造方法におけるように、第2の絶縁層112に対してプリプレグを付加して行う場合は、硬化過程の相違からある程度識別できる場合もある。
In FIG. 1, the
また、電気/電子部品12は、第4の配線パターン24の一部と半田30によって電気的機械的に接続固定されている。
In addition, the electrical /
電気/電子部品12は、チップコンデンサ、チップ抵抗及びインダクタの少なくとも一種を含むことができる。また、固体撮像素子13は、CCD又はCMOSから構成することができる。
The electrical /
図1に示す構成のカメラモジュールによれば、抵抗やコンデンサ、インダクタ等のチップ部品である電気/電子部品12を、固体撮像素子13などと同じ平面上に実装する代わりに、絶縁基材11を準備し、この絶縁基材11の主面上に固体撮像素子13を配置するとともに、絶縁基材11中に電気/電子部品12を埋設するようにしている。したがって、電気/電子部品12が固体撮像素子13と同じ平面上に位置しなくなるので、カメラモジュール10の2次元的な大きさ(面積)は、固体撮像素子13の大きさによって主として決定されるようになる。したがって、カメラモジュール10は十分に小型化することができる。
According to the camera module having the configuration shown in FIG. 1, instead of mounting the electrical /
また、電気/電子部品12は絶縁基材11中に埋設されるようになるので、上述のようにして得たカメラモジュール10は十分に薄型化することができる。
In addition, since the electric /
さらに、特開2004−120615号などに開示されているように、特にカメラモジュール全体を保持するような筐体を準備する必要がなく、絶縁基材(絶縁層)に加えてオーバーコート層やアンダーコート層などを必要とすることがない。したがって、上記本発明のカメラモジュール10を十分に軽量化することができる。 Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120615, it is not necessary to prepare a housing that particularly holds the entire camera module, and in addition to an insulating base material (insulating layer), an overcoat layer or undercoat There is no need for a coat layer or the like. Therefore, the camera module 10 of the present invention can be sufficiently reduced in weight.
図1に示すカメラモジュール10においては、各配線パターンを上述した層間接続体15及び内壁導電体17で電気的機械的に接続するようにしている。したがって、各配線パターン間の電気的機械的接続を簡易に行うことができる。
In the camera module 10 shown in FIG. 1, each wiring pattern is electrically and mechanically connected by the
層間接続体15及び内壁導電体17は、良好な導体である金、銀、銅などの単体、あるいは所定の樹脂中に前記金属微紛を分散させたものから構成することができる。また、前記金属などの他に炭素材を用いることができ、前記同様に、所定の樹脂中に炭素微紛を分散させたものから構成することができる。
The
なお、図1に示す例では、絶縁基材11を第1の絶縁層111〜第3の絶縁層113からなる3層構造としているが、図2に示すように、第1の絶縁層111及び第3の絶縁層113を有せず、第2の絶縁層112のみから構成するようにすることもできる。
In the example shown in FIG. 1, the insulating
さらに、図3に示すように、絶縁基材11の第2の絶縁層112内に、第5の配線パターン25及び第6の配線パターン26に加えて、第7の配線パターン27及び第8の配線パターン28を上記各配線パターンと略平行となるようにして形成することもできる。この例では、第6の配線パターン26、第7の配線パターン27及び第8の配線パターン28をスルーホール内に形成された内壁導電体で電気的機械的に接続する代わりに、層間接続体15で接続している。
Further, as shown in FIG. 3, in addition to the
なお、図2及び図3に示す例においては、図1に示す構成要素と類似の構成要素については、同じ参照符号を用いて表している。 In the example shown in FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are used to denote the same components as those shown in FIG.
このように、本発明では、電気/電子部品12の、絶縁基材11中への埋設状態を自在に制御することができるとともに、電気/電子部品12の大きさや種類及び数などに適宜対処して、絶縁基材11中に形成する配線パターンの数及びこれらの電気的機械的接続を自在に制御することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to freely control the embedded state of the electrical /
また、上記具体例においては、絶縁基材11の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が絶縁基材11の厚さ方向で変化する層間接続体15を用いたが、このような層間接続体の代わりに、絶縁基材11の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が絶縁基材11の厚さ方向で一定の層間接続体を用いることができる。
In the above specific example, the
なお、図1に示すように、これらの層間接続体及び内壁導電体は適宜組み合わせて用いることができる。 In addition, as shown in FIG. 1, these interlayer connection bodies and inner wall conductors can be used in appropriate combinations.
本発明のカメラモジュールの製造方法について説明する。代表的な製造方法として、図1に示すカメラモジュールの製造方法について説明する。図4〜図12は、図1に示すカメラモジュールの製造方法を示す工程図である。 A method for manufacturing the camera module of the present invention will be described. As a typical manufacturing method, a manufacturing method of the camera module shown in FIG. 1 will be described. 4 to 12 are process diagrams showing a method of manufacturing the camera module shown in FIG.
最初に、図4に示すように、金属(例えば銅)箔51上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体15を構成する上述した導電性材料からなる円錐状のバンプ52を形成する。次いで、図5に示すように、バンプ52が貫通するようにして絶縁層53を形成する。次いで、図6に示すように、絶縁層53上に金属(例えば銅)箔56を配置し、その後、加熱加圧プレスを実施して絶縁層53を硬化し、両面金属(銅)箔張り板を形成する。
First, as shown in FIG. 4,
次いで、金属箔51に対してフォトリソグラフィによるパターニングを施し、図7に示すように第3の配線パターン23を形成する。次いで、図8に示すように、第3の配線パターン23上に円錐状のバンプ55を形成するとともに、バンプ55が貫通するとともにそれを埋設するようにして絶縁層54を形成する。
Next, the
なお、図8に示すアセンブリは、以下に示すような工程を経て、絶縁基材11の一部(第1の配線パターン21及び第3の配線パターン23が形成された近傍部分)を構成するようになる。
Note that the assembly shown in FIG. 8 constitutes a part of the insulating base material 11 (a vicinity where the
また、上記工程におけるプリプレグ53及び54は後の加圧下による加熱操作において硬化して絶縁層となり、バンプ52及び55は層間接続体15となる。
In addition, the
さらに、図4〜図7と同様な工程を経ることにより、図9に示すような、プリプレグ61の主面上に第2の配線パターン22となる金属箔62及び第4の配線パターン24が形成されるとともに、プリプレグ61を貫通するように設けられたバンプ63が形成された、絶縁基材11の一部(第2の配線パターン22及び第4の配線パターン24が形成された近傍部分)を構成するアセンブリを得る。
Further, through the same steps as in FIGS. 4 to 7, the
次いで、図9で得たアセンブリに対して、図10に示すように、第4の配線パターン24上にスクリーン印刷によりクリーム状の半田30を印刷付着し、図11に示すように、例えばマウンタを用いて電気/電子部品12(例えば厚さ0.1mmの0603サイズまたは0402サイズのチップ抵抗)をその両端子が半田30に接するように載置し、その後半田30をリフローさせて電気/電子部品12を配線パターン24上に電気的機械的に接続する。
Next, as shown in FIG. 10, the cream-
次いで、図12に示すように、図8の工程で得たアセンブリ及び図11の工程で得たアセンブリを、第5の配線パターン25及び第6の配線パターン26が形成されるとともに、スルーホール16内に内壁導電体17が形成された絶縁層71及びこれと密着するようにして設けられるとともに、バンプ72が貫通するようにして設けられたプリプレグ73を介して、上下方向に加圧下加熱する。
Next, as shown in FIG. 12, a
この際、上述したプリプレグ53、54及び61は硬化して絶縁層となるとともに、バンプ52、55及び72は層間接続体15として形成される。また、プリプレグ73は流動化し、電気/電子部品12の周囲の空間を埋設して密着する状態で硬化し、絶縁層となる。
At this time, the
次いで、金属箔56及び57をフォトリソグラフィでパターニングし、第1の配線パターン21及び第2の配線パターン22を形成する。結果として、上述した工程を経ることにより、図1に示すカメラモジュール10の絶縁基材11が形成されることになる。
Next, the metal foils 56 and 57 are patterned by photolithography to form the
次いで、上述のようにして形成した絶縁基材11の略中心部に固体撮像素子13を配置するとともに、絶縁基材11の端部に固定部材18を配置し、固体撮像素子13と対向するようにしてレンズ14を配置する。さらに、固体撮像素子13と第1の配線パターン21とをワイヤ19でボンディングすることによって、図1に示すようなカメラモジュールを完成させる。
Next, the solid-
なお、上述した製造方法はあくまで図1に示すカメラモジュールの一例を示したものであり、その他の方法を用いても同様に製造することができる。 The manufacturing method described above is merely an example of the camera module shown in FIG. 1 and can be manufactured in the same manner by using other methods.
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。 The present invention has been described in detail based on the above specific examples. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した絶縁基材11を製造する際のプリプレグ中に適宜ガラスクロスやアラミドクロス、ガラス不織布、アラミド不織布などの補強材を含有させるようにすることもできる。
For example, a reinforcing material such as a glass cloth, an aramid cloth, a glass nonwoven fabric, or an aramid nonwoven fabric may be appropriately contained in the prepreg when the insulating
また、図1〜図3に示すようなカメラモジュールを所定のレンズホルダーに取り付けるようにすることもできる。 Also, a camera module as shown in FIGS. 1 to 3 can be attached to a predetermined lens holder.
本発明のカメラモジュールは、小型化、薄型化及び軽量化を実現したものであるので、携帯電話や携帯用のコンピュータなどの種々の分野で使用することができる。 Since the camera module of the present invention has been reduced in size, thickness, and weight, it can be used in various fields such as a mobile phone and a portable computer.
10 カメラモジュール
11 絶縁基材
111 第1の絶縁層
112 第2の絶縁層
113 第3の絶縁層
12 電気/電子部品
13 固体撮像素子
14 レンズ
15 層間接続体
16 スルーホール
17 内壁導電体
18 固定部材
19 ワイヤ
21 第1の配線パターン
22 第2の配線パターン
23 第3の配線パターン
24 第4の配線パターン
25 第5の配線パターン
26 第6の配線パターン
27 第7の配線パターン
28 第8の配線パターン
30 半田
51,56 金属箔
52,55,63,72 バンプ
53,54,61,73 プリプレグ
71 絶縁層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (7)
前記絶縁基材の、少なくとも主面上において設けられ、前記電気/電子部品と電気的機械的に接続された配線パターンと、
前記絶縁基材の一方の主面上に設けられた固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に関し、前記絶縁基材と反対側において前記固体撮像素子と対向するようにして配置されたレンズと、
を具えることを特徴とする、カメラモジュール。 Electrical / electronic components embedded in an insulating substrate;
A wiring pattern provided on at least the main surface of the insulating base material and electrically and mechanically connected to the electrical / electronic component;
A solid-state imaging device provided on one main surface of the insulating substrate;
Regarding the solid-state image sensor, a lens disposed so as to face the solid-state image sensor on the side opposite to the insulating substrate;
A camera module characterized by comprising:
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