JP2008148012A - カメラモジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型・薄型化が容易で、生産性や接続信頼性に優れたカメラモジュールおよびその製造方法を提供する。
【課題手段】光学結像をするレンズ１０１を有するレンズ鏡筒ユニット１０と、主面に光学結像を受ける受光部１５１と一方の面に形成された表面電極に接続され側面の溝部に形成された凹部電極１５２とを有する固体撮像素子１５と、溝部と対向する位置の凸部に形成された凸部電極１６２を設けた貫通孔と、を有する筐体１３と、を備え、固体撮像素子１５が筐体１３の貫通孔に埋め込まれ、凹部電極１５２と凸部電極１６２とを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型で生産性に優れたカメラモジュールとその製造方法に関する。

近年、携帯電話などの電子機器がますます普及し、特にカメラ内蔵の携帯電話の高機能、軽薄短小化に伴って、撮像部分であるカメラモジュールのさらなる薄型化コンパクト化が求められている。

従来のカメラモジュールは図１２に示すように、受光部６３６を有する固体撮像素子６０３を内側凹部に取付けスタッドバンプ実装した立体回路基板のＭＩＤユニット６０４と、電子部品６１７を面実装した回路基板６１３と、鏡筒６２５とレンズ６２６を有するレンズ鏡筒ユニット６１９とを、一体化した構造のカメラモジュールが開示されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。

以下に、特許文献１に開示されているＭＩＤユニット６０４の組み立て工程を図１３を用いて説明する。

まず、樹脂成型品からなる筐体６１１に設けられた回路パターン６１１ａと、ＣＣＤなどの固体撮像素子６０３に設けられたバンプ６０２とを、例えばＡｇペーストなどの導電性の接着剤６０７で接着する。つぎに、接着剤６０７の硬化後、紫外線熱硬化性樹脂などの封止剤６１６を、ディスペンサノズル６１５を用いて筐体６１１の凸部と固体撮像素子６０３の間に、その全周に注入する。このとき、固体撮像素子６０３の受光部６３６近傍に流出する封止剤６１６ａを、光源６３２から矢印で示すように紫外線を照射して硬化させ、封止剤６１６ａが受光部６３６に流入するのを防いでいる。つぎに、ＭＩＤユニット６０４を加熱炉で約１１０℃に加熱し、封止剤６１６ａ全体を硬化させる。つぎに、封止剤を硬化後、ＭＩＤユニット６０４の下面の固体撮像素子６０３の受光部６３６の近くに赤外線フィルタ（ＩＲフィルタ）６０８を取付ける。

上記工程により、カメラモジュールのＭＩＤユニットが作製されている。
特開２００２−２０４４００号公報 特開２００２−１８４９６３号公報

しかしながら、特許文献１のカメラモジュールによれば、ＭＩＤユニットの筐体に、固体撮像素子を封止剤で固着する必要がある。そのため、筐体の凸部と固体撮像素子の間に、例えば約１．５ｍｍ程度の隙間を設ける必要があり、ＭＩＤユニットの外形を小型化できないという課題がある。さらに、ＭＩＤユニットの組み立て工程においては、バンプの接着硬化、固体撮像素子を固定するための紫外線硬化樹脂封止剤の注入と紫外線硬化、封止剤の熱硬化による接着工程など工程が多く、作業が煩雑なため製造コストが高くなるという問題もある。また、複雑な熱硬化工程の繰り返しにより、バンプの接合部のＡｇペーストにクラックが発生しやすく接続信頼性の低下を招いていた。また、上記カメラモジュールは、ＭＩＤユニットに信号処理回路や電子部品を面実装した基板を設けている。そのため、カメラモジュールの形状が大きくなり、薄型化が困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、小型・薄型化が容易で、生産性や接続信頼性に優れたカメラモジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のカメラモジュールは、レンズを有するレンズ鏡筒ユニットと、主面に受光部と少なくとも一方の面に形成された表面電極に接続され側面の溝部に形成された凹部電極とを有する固体撮像素子と、溝部と対向する位置に凸部電極を設けた貫通孔を有する筐体と、を備え、固体撮像素子を筐体の貫通孔に嵌め込んで凹部電極と凸部電極とを接続した構成を有する。さらに、固体撮像素子の側面に凸部電極を設け、貫通孔に凹部電極を設けて、固体撮像素子を筐体の貫通孔に嵌め込んで凸部電極と凹部電極とを接続してもよい。これらにより、固体撮像素子を固定する樹脂を塗布するための隙間やバンプを設ける必要がないので、カメラモジュールの小型・薄型化が容易である。

さらに、筐体は、貫通孔の少なくとも一部に固体撮像素子を位置決めする位置決め部を設けている。これにより、固体撮像素子の光学結像の調整が容易にできる。

さらに、筐体の厚み方向に、さらに信号処理回路素子を嵌め込んで接続してもよい。これにより、面実装基板を必要としないため、さらに薄型化できる。また、固体撮像素子と信号処理回路素子とを短い配線で接続できるため、浮遊容量の低減により、信号伝達速度の高速化が容易である。

さらに、信号処理回路素子は側面に凹部電極を有し、貫通孔の凸部電極と接続されている。さらに、信号処理回路素子は側面に凸部電極を有し、貫通孔の凹部電極と接続してもよい。また、貫通孔が、その断面において階段状に設けられている。これらにより、信号処理回路素子をバンプや異方導電性樹脂で接続する必要がないため、さらに小型・薄型化したカメラモジュールが得られる。

さらに、信号処理回路素子は一方の面に電極端子を有し、貫通孔の階段状の段差部には接続端子が形成され、信号処理回路素子の電極端子と貫通孔の接続端子とが接続されている。これにより、面実装基板を必要とせず、薄型化が容易である。

さらに、筐体は、さらに電子部品と接続する接続電極が形成された凸部を内側に備えた凹部を有し、凹部に電子部品を嵌め込んで接続電極と接続する。これにより、電子部品を筐体に内蔵できるため、さらに小型・薄型化したカメラモジュールを実現できる。

また、本発明のカメラモジュールの製造方法は、側面の溝部に凹部電極が形成された固体撮像素子の溝部と対向する位置に凸部電極を有する貫通孔を有する筐体を形成する筐体形成工程と、固体撮像素子を貫通孔に嵌め込んで凹部電極と凸部電極とを接続する接続工程と、筐体にレンズ鏡筒ユニットを取付けるレンズ鏡筒ユニット取付け工程と、を含む。さらに、固体撮像素子の側面に凸部電極を形成し、貫通孔に凹部電極を形成して、固体撮像素子を筐体の貫通孔に嵌め込んで凸部電極と凹部電極とを接続してもよい。これらにより、接続が容易で、リペア性に優れたカメラモジュールを生産性よく作製できる。

さらに、接続工程が、筐体を予め加熱して貫通孔の大きさを拡大した状態で、固体撮像素子を嵌め込む工程を含む。また、筐体形成工程が、予め固体撮像素子の大きさよりも大きな貫通孔を形成する工程を含み、接続工程が、貫通孔を熱収縮させて凹部電極と凸部電極とを接続する工程を含む。これらにより、接続工程で接着硬化工程を用いることなく簡易な方法で嵌め込んで接続できるので、生産性がさらに向上する。

本発明のカメラモジュールとその製造方法によれば、生産性や接続信頼性に優れた小型で薄型のカメラモジュールを実現できる。

以下、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。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面概略図である。

図２（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す斜視概略図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面概略図である。図２の筐体は、図１の筐体の上下を反対にして示している。なお、以下の実施の形態において、同じ構成要素には同じ符号を付し説明する。

図１に示すように、カメラモジュール１は、少なくとも光学結像するレンズ１０１を有するレンズ鏡筒ユニット１０と樹脂製の筐体１３とで構成されている。また、筐体１３は、固体撮像素子１５の側面の溝部と対向する位置に形成された凸部電極１６２を設けた貫通孔１６を有する。さらに、筐体１３は、貫通孔１６内に、主面に光学結像を受ける受光部１５１と、少なくとも一方の面に形成された表面電極に接続され側面の溝部に形成された凹部電極１５２とを有し、例えばＣＣＤなどの固体撮像素子１５が嵌め込まれている。なお、本実施の形態において、筐体１３のレンズ鏡筒ユニット１０とは反対側には、回路パターン１３３を介して信号処理回路素子１８０やチップコンデンサなどの電子部品１８５が実装された、例えば樹脂製の回路基板１８を有している。

上記構成のカメラモジュール１は、例えばセラミック製の板間接続端子１９１を介してフレキシブル基板やリジッドな基板１９などに取付けられる。

以下、図２を用いてカメラモジュール１の筐体１３の構成を詳細に説明する。図２に示すように、筐体１３には、主面に光学結像を受ける受光部１５１と側面の溝部１５２ａに形成された凹部電極１５２を有する固体撮像素子１５が貫通孔１６に嵌め込まれている。そして、固体撮像素子１５は、溝部１５２ａに設けられた凹部電極１５２と接続される受光部１５１面側に形成された表面電極１５３を有している。なお、固体撮像素子１５の表面電極１５３は、例えばＡｌ電極などで形成され、凹部電極１５２は、例えばＣｕ電極などで形成されている。さらに、各電極の接触抵抗や耐環境性などの信頼性を高めるために、その表面に金めっきが施されている。

また、筐体１３の貫通孔１６には、その内側に固体撮像素子１５の溝部１５２ａと対向する位置に設けた凸部１６２ａに、例えば金めっきされたＣｕ電極などからなる凸部電極１６２が形成されている。さらに、凸部電極１６２は、筐体１３の枠表面に設けた、例えば金めっきされたＣｕ電極などからなる回路パターン１３３と接続されている。

そして、固体撮像素子１５が筐体１３の貫通孔１６に嵌め込まれて、凹部電極１５２と凸部電極１６２とを互いに嵌合して接続するとともに、例えば外部回路と回路パターン１３３を介して接続される。

さらに、本実施の形態では、画像品質向上および素子保護のために、固体撮像素子１５の受光部１５１の上方に、筐体１３に嵌め込まれた、例えばガラス製のＩＲフィルタ１７が設けられている。

なお、本実施の形態においては、筐体１３の貫通孔１６の少なくとも一部の所定の位置に固体撮像素子１５を位置決めするための、例えば段差形状や突起形状などの位置決め部１６１ａを設け、光学結像の調整を容易にしている。

また、固体撮像素子１５が嵌め込まれる筐体の深さ方向の位置は、特に制限されないが、筐体の厚みのほぼ中央近傍に嵌め込むことが好ましい。これにより、固体撮像素子や筐体の膨張収縮によるそりや変形を防止できる。

ここで、固体撮像素子１５としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーなどを用いることができる。

なお、固体撮像素子１５の溝部１５２ａや貫通孔１６の凸部１６２ａの断面形状は、例えば半円形、楔形など互いに嵌合する形状であれば特に制限されない。例えば、固体撮像素子１５の溝部１５２ａの曲率をそれと対向する位置に貫通孔１６に設ける凸部１６２ａの曲率より少し大きい半円形状で設けてもよい。これにより、溝部１５２ａと凸部１６２ａが相対して嵌合され、固体撮像素子１５が筐体１３の貫通孔１６に機械的に保持され、安定した接続が可能となる。

また、本実施の形態では、筐体１３の貫通孔１６と固体撮像素子１５との接続嵌合部分などを覆う、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などで保護樹脂１４を設けた例で示したが、特になくてもよい。

また、本実施の形態では、固体撮像素子の側面の溝部に凹部電極を設け、筐体の凸部電極と接続する例で説明したが、これに限られない。例えば、固体撮像素子の側面に凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凹部電極を設けて、凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。さらに、固体撮像素子の側面に凹部電極と凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凸部電極と凹部電極を設けて、対応する凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。

本発明の実施の形態によれば、固体撮像素子１５が筐体１３の貫通孔１６に嵌め込まれ、機械的に内蔵されるとともに、固体撮像素子１５の凹部電極１５２と貫通孔１６の凸部電極１６２とが電気的に一体的に接続される。その結果、固体撮像素子１５と筐体１３とを接着固定するための隙間を不要とし、小型・薄型化したカメラモジュール１を実現できる。

また、貫通孔に嵌め込んだ固体撮像素子が不良品と判断された場合、不良の固体撮像素子を貫通孔から取り外して良品と交換できるため、リペア性に優れた生産コストの低いカメラモジュールが得られる。

以下に、本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法を図３と図４を用いて詳細に説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法の工程を説明する断面概略図で、図４は、図３の各工程に対応する斜視概略図である。

まず、図３（ａ）と図４（ａ）に示すように、例えばＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、エポキシなどの樹脂材料からなる筐体１３に、固体撮像素子に設けられた溝部と対向する位置に、例えば断面が半円形状の凸部１６２ａを有する貫通孔１６を形成する。このとき、筐体１３の貫通孔１６に、固体撮像素子１５を位置決めするための段差形状の位置決め部１６１ａを形成する。ここで、凸部１６２ａを備えた貫通孔１６を有する筐体１３は、例えば押出成形、射出成形によって一括に成型される。

つぎに、筐体１３の貫通孔１６の凸部１６２ａ表面に、例えば銅（Ｃｕ）めっきなどにより凸部電極１６２を形成し、必要に応じて、その表面を金めっきする。同様に、凸部電極１６２と接続する、筐体１３の少なくとも一方の面に、図１の回路基板１８と接続する回路パターン１３３を、例えば銅（Ｃｕ）めっきなどにより形成し、必要に応じて、その表面を金めっきする。

つぎに、図３（ｂ）と図４（ｂ）に示すように、固体撮像素子１５を準備する。このとき、固体撮像素子１５は、受光部１５１と、その周辺に形成された表面電極１５３と接続する、側面の溝部１５２ａに形成された凹部電極１５２とを有している。そして、表面電極１５３と凹部電極１５２とは接続され、その接続部は、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）でめっきされ、さらに必要に応じて、その表面が金めっきされる。

ここで、上記筐体の凸部電極、回路パターンや固体撮像素子の凹部電極、表面電極などは、フォトリソ法やエッチング法などを用いて形成される。

つぎに、図３（ｃ）と図４（ｃ）に示すように、筐体１３を予め加熱して、筐体１３の貫通孔１６の大きさを固体撮像素子１５より大きくする。そして、その状態で固体撮像素子１５を筐体１３の貫通孔１６の位置決め部１６１ａまで組み込んで嵌め込む。

つぎに、図３（ｄ）と図４（ｄ）に示すように、固体撮像素子１５が嵌め込まれた筐体１３を冷却して、貫通孔１６内に固体撮像素子１５を機械的に保持する。それと同時に、固体撮像素子１５の凹部電極１５２と貫通孔１６の凸部電極１６２とを接触させて電気的・機械的に一体的に接続する。このとき、各電極の表面には柔らかく、かつ腐食しない金めっきが形成されているので、接触抵抗が低くかつ接続の信頼性が高められる。

つぎに、図３（ｅ）と図４（ｅ）に示すように、少なくとも筐体１３の貫通孔１６と固体撮像素子１５との嵌合部分を覆うように、例えば熱硬化性樹脂などの保護樹脂１４を塗布し硬化する。なお、図４（ｅ）の斜視図において、保護樹脂は図示していない。そして、固体撮像素子１５の受光部１５１の上方に、ガラス製のＩＲフィルタ１７を筐体１３に嵌め込みその周囲を接着剤（図示省略）で固定する。上記工程により、カメラモジュール１の筐体１３が形成される。

つぎに、筐体１３に、図１に示すレンズ鏡筒ユニット１０を取付け、その反対側に、筐体に形成した回路パターン１３３を介して信号処理回路素子１８０やチップコンデンサなどの電子部品１８５を実装した回路基板１８を取付けて、例えばハンダ実装する。これにより、図１に示すようなカメラモジュール１を作製できる。

ここで、筐体１３として、その熱膨張係数が半導体素子および電子部品の熱膨張係数よりも大きく、加工しやすい電気絶縁性材料が用いられる。例えばＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの熱可塑性樹脂の他に、ポリアセタール、ポリアミド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリブチレンテレフタラート（ポリ（オキシテトラメチレンオキシテレフタロイル））などのエンジニアリングプラスチックや、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。

本発明の実施の形態によれば、固体撮像素子の保持と電気的な接続を一括して行うという簡易な方法により、従来のような複数の接着硬化工程を大幅に削減できる。その結果、作業性や歩留まりが向上するとともに、高い生産性でカメラモジュールを作製できる。また、上記接続工程の簡易な方法により、自動化への対応が容易で、さらに生産性を向上できる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面概略図である。図６（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す斜視概略図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面概略図である。図６の筐体は、図５の筐体の上下を反対にして示している。

第２の実施の形態は、筐体の厚み方向に、さらに信号処理回路素子が組み込まれ接続されている点で、第１の実施の形態と異なる。そして、本実施の形態においては、信号処理回路素子は側面に凹部電極を有し、貫通孔の凸部電極と接続されている。

すなわち、図５と図６に示すように、本発明の第２の実施の形態のカメラモジュール２は、例えばＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などからなる筐体２３の貫通孔２６内に、固体撮像素子１５とともに、さらに機能回路素子である、例えばＤＳＰなどの信号処理回路素子２８０が嵌め込まれて接続された構成を有する。そして、その筐体２３に、光学結像するレンズ１０１を有するレンズ鏡筒ユニット２０が取付けられている。

なお、本実施の形態においては、筐体２３に凸部状の接続電極２７２を内部に形成した凹部２７を設け、例えばチップコンデンサなどの電子部品２８５をその凹部２７に内蔵した例で説明するが、これに限られない。これにより、さらに薄型化を実現できるが、第１の実施の形態と同様に、別の基板に実装されていてもよいことはいうまでもない。

さらに、上記構成のカメラモジュール２は、レンズ鏡筒ユニット２０と固体撮像素子１５、信号処理回路素子２８０および電子部品２８５を有する筐体２３とを備え、筐体２３に形成した回路パターン２３３を介して、基板２９に取付けられる。

以下、図６を用いてカメラモジュール２の筐体２３の構成を詳細に説明する。

図６に示すように、筐体２３の貫通孔２６は、凸部電極２６２を備え、それを介して、少なくとも固体撮像素子１５と信号処理回路素子２８０が嵌め込まれている。そして、固体撮像素子１５は、その側面の溝部に形成された凹部電極１５２で、筐体２３の貫通孔２６の凸部電極２６２とが嵌合され接続されている。さらに、信号処理回路素子２８０は、溝部２８２ａに設けられた凹部電極２８２と接続される表面電極２８１を有し、固体撮像素子１５と同様に、凹部電極２８２と筐体２３の貫通孔２６の凸部電極２６２とが嵌合され内蔵されている。なお、信号処理回路素子２８０の表面電極２８１は、例えばＡｌ電極などで形成され、凹部電極２８２は、例えばＣｕ電極などで形成されている。さらに、各電極の接触抵抗や耐環境性などの信頼性を高めるために、その表面に金めっきが施されている。

また、筐体２３には、さらに、凸部２７２ａに形成された接続電極２７２を内側に備えた凹部２７を設け、凹部２７内に、例えばチップコンデンサやチップ抵抗などの電子部品２８５が嵌め込めまれ接続されている。これにより、電子部品の高さ分だけ、さらに薄型のカメラモジュールを実現できる。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な効果が得られるとともに、面実装基板などを必要とせず、信号処理回路素子などの機能回路素子を筐体内に内蔵して、さらに薄型化したカメラモジュールを実現できる。

また、貫通孔に嵌め込んだ固体撮像素子や信号処理回路素子が不良品と判断された場合、不良の素子を貫通孔から取り外して良品と交換できるため、リペア性に優れた生産コストの低いカメラモジュールが得られる。

また、信号処理回路素子などを筐体内に内蔵することにより、固体撮像素子と信号処理回路素子との配線距離を短くできる。その結果、配線に起因する浮遊容量を低減して、信号伝達処理速度の高速化を実現し高性能なカメラモジュールを実現できる。

また、本実施の形態では、固体撮像素子や信号処理回路素子の側面の溝部に凹部電極を設け、筐体の凸部電極と接続する例で説明したが、これに限られない。例えば、固体撮像素子や信号処理回路素子の側面に凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凹部電極を設けて、凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。さらに、固体撮像素子や信号処理回路素子の側面に凹部電極と凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凸部電極と凹部電極を設けて、対応する凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。

以下に、本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法を図７を用いて詳細に説明する。なお、第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体は、第１の実施の形態の製造方法によっても同様に作製できるものであるが、以下では別の製造方法を例に説明する。以下で述べる製造方法も、同様に第１の実施の形態に適用できることはいうまでもない。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法の工程を説明する断面概略図である。

図７に示す製造方法は、予め固体撮像素子、信号処理回路素子や電子部品の大きさより大きな貫通孔や凹部を有する筐体を形成し、その後、貫通孔や凹部を熱収縮させて、接続する点で図３の製造方法とは異なるものである。

まず、図７（ａ）に示すように、側面の溝部に凹部電極が形成された固体撮像素子および信号処理回路素子の各溝部と対向する位置に半円形状の凸部２６２ａを設けた貫通孔２６を、固体撮像素子および信号処理回路の寸法Ｌ２より大きい寸法Ｌ１で形成し、筐体２３を形成する。同様に筐体２３に、例えばチップコンデンサなどの電子部品２８５を内蔵する、電子部品の端子電極２８６と対向する位置に凸部２７２ａを有する凹部２７を電子部品２８５の寸法より大きい寸法で形成する。このとき、筐体２３の貫通孔２６に、固体撮像素子１５を位置決めするための段差形状の位置決め部２６１ａを形成する。

具体的には、筐体２３の材料として、図８の筐体成形温度と貫通孔径の関係に示されるような、例えばエポキシ樹脂、ポリオレフェン系樹脂などの２段硬化型の樹脂を用いる。そして、樹脂を、第１の温度（例えば、約１１５℃）で型成型し、冷却後、大きい寸法Ｌ１の貫通孔２６および寸法の大きい凹部２７を有する筐体２３を形成する。なお、成形する方法としては、例えば押出成形、射出成形などによって一括加工成形してもよい。

その後、成型された筐体２３の凸部２６２ａ、２７２ａ表面に凸部電極２６２および接続電極２７２を、例えば銅（Ｃｕ）電極によりそれぞれ形成し、その表面を金めっき処理する。

つぎに、図７（ｂ）に示すように、固体撮像素子１５、信号処理回路素子２８０および電子部品２８５を準備する。このとき、信号処理回路素子２８０は、側面の溝部２８２ａ面上に、例えば銅（Ｃｕ）電極が形成され、必要に応じて、金めっきされた凹部電極２８２を有している。また、電子部品２８５は、その両端に、例えば銀（Ａｇ）電極が形成され端子電極２８６を有している。

つぎに、図７（ｃ）に示すように、固体撮像素子１５を筐体２３の寸法Ｌ１と大きく形成した貫通孔２６に埋め込み、位置決め部２６１ａで位置決めして組み込む。さらに、信号処理回路素子２８０を貫通孔２６に埋め込み組み込む。そして、凹部２７に電子部品２８５を埋め込む。

つぎに、図７（ｄ）に示すように、筐体２３を熱収縮させ、貫通孔２６の寸法をＬ２に収縮し、凹部２７の大きさを小さくして、貫通孔２６内に固体撮像素子１５および信号処理回路素子２８０を、凹部２７に電子部品２８５を嵌め込み機械的に保持する。このとき、固体撮像素子１５および信号処理回路素子２８０の溝部１５２ａ、２８２ａの凹部電極１５２、２８２と貫通孔２６の凸部２６２ａの凸部電極２６２とを接触により電気的・機械的に接続する。また、電子部品２８５の端子電極２８６と凹部２７の接続電極２７２とを、同様に接続する。

具体的には、筐体２３を、第１の温度より高い第２の温度（例えば、約１５０℃）で加熱することにより、貫通孔の寸法をＬ１からＬ２に熱収縮させるとともに、凹部２７の寸法を熱収縮させた後、冷却する。これにより、筐体２３に固体撮像素子１５、信号処理回路素子２８０や電子部品２８５が嵌め込まれるとともに、互いの電極同士が接続される。

つぎに、図７（ｅ）に示すように、少なくとも筐体２３の貫通孔２６や凹部２７と固体撮像素子１５、信号処理回路素子２８０や電子部品２８５との嵌合部分を覆うように保護樹脂（図示せず）を塗布し硬化する。そして、固体撮像素子１５の受光部１５１の上方に、ＩＲフィルタ１７を筐体２３に嵌め込みその周囲を接着剤（図示せず）で固定する。上記工程により、カメラモジュール２の筐体２３が形成される。

つぎに、筐体２３に、レンズ鏡筒ユニット２０を取付けることにより、図５に示すようなカメラモジュール２を作製できる。

ここで、本実施の形態で用いる筐体の材料として、例えばＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリオレフィン系樹脂の他にフッ素系樹脂などを用いることができる。

本発明の実施の形態によれば、固体撮像素子や信号処理回路素子および電子部品の保持と電気的な接続を一括して行うという簡易な方法により、従来のような複数の接着硬化工程を大幅に削減できる。その結果、作業性や歩留まりが向上するとともに、高い生産性でカメラモジュールを作製できる。また、上記接続工程の簡易な方法により、自動化への対応が容易で、さらに生産性を向上できる。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面概略図である。図１０（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す斜視概略図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面概略図である。図１０の筐体は、図９の筐体の上下を反対にして示している。

第３の実施の形態は、筐体の貫通孔が、その断面において少なくとも２段の階段状である点で、第２の実施の形態とは異なるものである。

すなわち、図９に示すように、本実施の形態に係るカメラモジュール３は、筐体３３に階段状の貫通孔が形成され、固体撮像素子１５および信号処理回路素子３８０がそれぞれの階段部分に嵌め込まれて接続された構成を有する。そして、その筐体３３に、光学結像するレンズ１０１を有するレンズ鏡筒ユニット２０が取付けられている。

なお、本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に電子部品２８５が筐体３３の凹部に内蔵されている。

さらに、上記カメラモジュール３は、レンズ鏡筒ユニット２０と固体撮像素子１５、信号処理回路素子３８０および電子部品２８５を有する筐体３３とを備え、筐体３３に形成した回路パターン３３３を介して、基板３９に取付けられる。

以下、図１０を用いてカメラモジュール３の筐体３３の構成を詳細に説明する。図１０に示すように、筐体３３の貫通孔３６は、凸部電極３６２を有する、少なくとも断面において２段の階段状の段差部が設けられているとともに、その段差部に、固体撮像素子１５およびそれと大きさが異なる信号処理回路素子３８０が嵌め込まれている。そして、固体撮像素子１５は、その側面の溝部に形成された凹部電極１５２で、筐体３３の貫通孔３６の凸部電極３６２とが嵌合され接続されている。さらに、外形の異なる信号処理回路素子３８０は、溝部３８２ａに設けられた凹部電極３８２と接続される表面電極３８１を有し、固体撮像素子１５と同様に、凹部電極３８２と筐体３３の貫通孔３６の凸部電極３６２とが嵌合され内蔵されている。このとき、固体撮像素子１５およびそれと大きさの異なる信号処理回路素子３８０の側面に設けた溝部３８２ａは、ともに貫通孔３６に設けた凸部３６２ａに共通して嵌合するように形成されている。

本発明の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、固体撮像素子と信号処理回路素子の大きさが異なる場合でも、小型で薄型のカメラモジュールを実現できる。

なお、上記では、電子部品を筐体に埋め込む例で説明したが、これに限られない。例えば、電子部品を筐体から出して外部基板などに実装してもよい。これにより、少なくとも筐体の幅を小さくでき小型化できる。

なお、本実施の形態では、固体撮像素子や信号処理回路素子の側面の溝部に凹部電極を設け、筐体の凸部電極と接続する例で説明したが、これに限られない。例えば、固体撮像素子や信号処理回路素子の側面に凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凹部電極を設けて、凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。さらに、固体撮像素子や信号処理回路素子の側面に凹部電極と凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凸部電極と凹部電極を設けて、対応する凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。これにより、同様な効果が得られる。

（第４の実施の形態）
図１１は、第４の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す断面概略図である。

第４の実施の形態は、筐体の貫通孔が、その断面において少なくとも２段の階段状であり、信号処理回路素子の表面に形成された電極端子と貫通孔の段差部に形成された接続端子と接続されている点で、第３の実施の形態と異なるものである。

すなわち、図１１に示すように、貫通孔４６が、その断面において少なくとも２段の階段状で形成され、貫通孔４６の段差部分４３ａの接続端子４６３と信号処理回路素子４８０の電極端子４８２が、例えばスタッドバンプ実装などにより接続された構成を有する。そして、貫通孔４６の下段に固体撮像素子１５の側面に設けた凹部電極１５２と貫通孔４６の凸部電極４６２とを一括して接続する。さらに、素子表面に設けた、例えばバンプなどの電極端子４８２を有する信号処理回路素子４８０を貫通孔４６の上段の段差部分４３ａに配置し、接続端子４６３と電極端子４８２とをスタッドバンプ実装する。このとき、図示しないが、少なくとも接続端子と電極端子の接続部分や固体撮像素子の接続部分に、保護のために保護樹脂（図示せず）を塗布し接着固定する。

さらに、図２と同様にＩＲフィルタ１７を取付けた筐体４３にレンズ鏡筒ユニットおよび電子部品を面実装した回路基板を取付け、カメラモジュールを構成する。

本発明の第４の実施の形態によれば、信号処理回路素子は貫通孔の段差部分にスタッドバンプ実装などの方法で接続し取付けることにより、面実装基板を用いることがないので、小型化薄型化できるとともに、安価にできる。

なお、本実施の形態では、信号処理回路素子に電極端子を設けスタッドバンプ実装して接続する例で説明したが、これに限られない。例えば、信号処理回路素子の電極端子と接続端子とを、異方導電性膜によるＡＣＦ・ＡＣＰ法で接続してもよく、樹脂を先に塗布した後に電極端子と接続するとともに樹脂を硬化させるＮＣＦ・ＮＣＰ法や金属接合などの方法で接続してもよい。これらにより、固体撮像素子を貫通孔に埋め込み、さらに信号処理回路素子は２段の階段状に設けた貫通孔に組み込むことで、薄型化したカメラモジュールを実現できる。

また、筐体に、さらに電子部品を埋設してもよい。これにより、電子部品を有するカメラモジュールはさらに薄型化できる。

なお、本実施の形態では、固体撮像素子の側面の溝部に凹部電極を設け、筐体の凸部電極と接続する例で説明したが、これに限られない。例えば、固体撮像素子の側面に凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凹部電極を設けて、凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。さらに、固体撮像素子の側面に凹部電極と凸部電極を設け、筐体の貫通孔に凸部電極と凹部電極を設けて、対応する凸部電極と凹部電極を接続する構成としてもよい。

本発明に係るカメラモジュールは、小型化薄型化が容易で生産性や接続信頼性に優れるという大きな効果を有し、携帯電話などの携帯型デジタル機器や超小型カメラなどの利用分野において有用である。

本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面概略図 （ａ）本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す斜視概略図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ線断面概略図 本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法の工程を説明する断面概略図 本発明の第１の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法の工程を説明する斜視概略図 本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面概略図 （ａ）本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す斜視概略図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ線断面概略図 本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法の工程を説明する断面概略図 本発明の第２の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の製造方法の筐体成形温度と貫通孔径の関係を示すグラフ 本発明の第３の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面概略図 （ａ）本発明の第３の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す斜視概略図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ線断面概略図 本発明の第４の実施の形態に係るカメラモジュールの筐体の構成を示す断面概略図 従来のカメラモジュールの構成を示す断面図 従来のカメラモジュールのＭＩＤユニットの組み立て工程を説明する図

符号の説明

１，２，３ カメラモジュール
１０，２０ レンズ鏡筒ユニット
１３，２３，３３，４３ 筐体
１４ 保護樹脂
１５ 固体撮像素子
１６，２６，３６，４６ 貫通孔
１７ ＩＲフィルタ
１８ 回路基板
１９，２９，３９ 基板
２７ 凹部
４３ａ 段差部分
１０１ レンズ
１３３，２３３，３３３ 回路パターン
１５１ 受光部
１５２，２８２，３８２ 凹部電極
１５２ａ，２８２ａ，３８２ａ 溝部
１５３，２８１，３８１ 表面電極
１６１ａ，２６１ａ 位置決め部
１６２，２６２，３６２，４６２ 凸部電極
１６２ａ，２６２ａ，２７２ａ，３６２ａ 凸部
１８０，２８０，３８０，４８０ 信号処理回路素子
１８５，２８５ 電子部品
１９１ 板間接続端子
２７２ 接続電極
２８６ 端子電極
４６３ 接続端子
４８２ 電極端子

Claims (13)

1. レンズを有するレンズ鏡筒ユニットと、
   主面に受光部と少なくとも一方の面に形成された表面電極に接続され側面の溝部に形成された凹部電極とを有する固体撮像素子と、
   前記溝部と対向する位置に凸部電極を設けた貫通孔を有する筐体と、を備え、
   前記固体撮像素子を前記筐体の前記貫通孔に嵌め込んで前記凹部電極と前記凸部電極とを接続したことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記固体撮像素子の側面に凸部電極を設け、前記貫通孔に凹部電極を設けて、前記固体撮像素子を前記筐体の前記貫通孔に嵌め込んで前記凸部電極と前記凹部電極とを接続したことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記筐体は、前記貫通孔の少なくとも一部に前記固体撮像素子を位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラモジュール。
4. 前記筐体の厚み方向に、さらに信号処理回路素子を嵌め込んで接続したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
5. 前記信号処理回路素子は側面に凹部電極を有し、前記貫通孔の前記凸部電極と接続されていることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
6. 前記信号処理回路素子は側面に凸部電極を有し、前記貫通孔の前記凹部電極と接続されていることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
7. 前記貫通孔が、その断面において階段状に設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のカメラモジュール。
8. 前記信号処理回路素子は一方の面に電極端子を有し、前記貫通孔の前記階段状の段差部には接続端子が形成され、前記信号処理回路素子の前記電極端子と前記貫通孔の前記接続端子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。
9. 前記筐体は、さらに電子部品と接続する接続電極が形成された凸部を内側に備えた凹部を有し、前記凹部に前記電子部品を嵌め込んで前記接続電極と接続することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
10. 側面の溝部に凹部電極が形成された固体撮像素子の前記溝部と対向する位置に凸部電極を有する貫通孔を有する筐体を形成する筐体形成工程と、
    前記固体撮像素子を前記貫通孔に嵌め込んで前記凹部電極と前記凸部電極とを接続する接続工程と、
    前記筐体にレンズ鏡筒ユニットを取付けるレンズ鏡筒ユニット取付け工程と、
    を含むことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
11. 前記固体撮像素子の側面に凸部電極を形成し、前記貫通孔に凹部電極を形成して、前記固体撮像素子を前記筐体の前記貫通孔に嵌め込んで前記凸部電極と前記凹部電極とを接続したことを特徴とする請求項１０に記載のカメラモジュールの製造方法。
12. 前記接続工程が、前記筐体を予め加熱して前記貫通孔の大きさを拡大した状態で、前記固体撮像素子を嵌め込む工程を含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。
13. 前記筐体形成工程が、予め前記固体撮像素子の大きさよりも大きな前記貫通孔を形成する工程を含み、
    前記接続工程が、前記貫通孔を熱収縮させて前記凹部電極と前記凸部電極とを接続する工程を含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。

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