JP2011133661A - Imaging apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハレベルチップサイズパッケージ技術を用いた撮像装置および撮像装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus using a wafer level chip size package technique and a method for manufacturing the image pickup apparatus.
CCD等の固体撮像素子を有する撮像装置を具備した電子内視鏡、カメラ付き携帯電話、およびデジタルカメラ等が普及している。撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子に被写体の光学像を導光するレンズを有する撮像光学系と、から主要部が構成されている。 Electronic endoscopes, camera-equipped mobile phones, digital cameras, and the like equipped with an imaging device having a solid-state imaging device such as a CCD are widely used. The imaging apparatus includes a main part including a solid-state imaging device and an imaging optical system having a lens that guides an optical image of a subject to the solid-state imaging device.
撮像装置を小型化し大量生産するために、ウエハレベルチップサイズパッケージ(WCSP)法を用いた撮像装置の製造方法が知られている。例えば、特開2003−204053号公報には、CCDを有する半導体ウエハとレンズ等を有する基板とを接合後に切断することで個片化し、撮像装置を得る方法が開示されている。 In order to downsize and mass-produce an imaging device, a manufacturing method of an imaging device using a wafer level chip size package (WCSP) method is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-204053 discloses a method for obtaining an imaging device by cutting a semiconductor wafer having a CCD and a substrate having a lens or the like into pieces after bonding.
しかし、WCSP法を用いて製造された撮像装置は撮像素子とレンズとの間の距離が固定されている固定焦点型であるためフォーカシングおよびズーミングを行うことができなかった。 However, since the imaging device manufactured using the WCSP method is a fixed focus type in which the distance between the imaging element and the lens is fixed, focusing and zooming cannot be performed.
本発明は、撮像素子とレンズとの間の距離が可変な小型の撮像装置および前記撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a small-sized imaging device in which a distance between an imaging element and a lens is variable, and a method for manufacturing the imaging device.
上記目的を達成すべく、本発明の実施の形態の撮像装置は、撮像素子を有する撮像素子基板部と、前記撮像素子基板部の前記撮像素子の外周の上部に配設され、複数のコイル部が絶縁体を介して積層され、光路領域が空洞の駆動基板部と、を有する固定部と、複数のレンズ基板部と、前記レンズ基板部の光軸方向の間隔を定めるための前記光路領域が空洞のスペーサ基板部と、前記光路領域が空洞の磁性体からなる磁性体基板部と、を有する可動部と、を具備し、複数の前記撮像素子基板部および前記駆動基板部が格子状に配置された固定部基板から個片化された前記固定部の前記駆動基板部の内周部に、所定の間隔をもって嵌合した、複数の前記レンズ基板部および前記スペーサ基板部が前記格子状に配置された可動部基板から個片化された前記可動部が、前記光軸方向に移動可能であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging device according to an embodiment of the present invention includes an imaging element substrate unit having an imaging element, and a plurality of coil units that are disposed on the outer periphery of the imaging element of the imaging element substrate unit. Are stacked via an insulator, and the optical path region for determining the interval in the optical axis direction of the lens substrate unit, a plurality of lens substrate units, and a fixing unit having a drive substrate unit having a hollow optical path region A movable portion having a hollow spacer substrate portion and a magnetic substrate portion made of a magnetic material having a hollow optical path region, and the plurality of imaging element substrate portions and the driving substrate portions are arranged in a lattice pattern A plurality of the lens substrate portions and the spacer substrate portions, which are fitted to the inner peripheral portion of the drive substrate portion of the fixed portion separated from the fixed portion substrate, with a predetermined interval, are arranged in the lattice shape. From the movable part substrate The movable part, characterized in that it is movable in the optical axis direction.
また、本発明の別の実施の形態の撮像装置の製造方法は、撮像素子を有する複数の撮像素子基板部が格子状に配置された撮像素子基板を作成する撮像素子基板作成工程と、複数のコイル部が絶縁体を介して積層され、光路領域が空洞の駆動基板部が前記格子状に配置された駆動基板を作成する駆動基板作成工程と、複数の前記レンズ基板部および前記スペーサ基板部が前記格子状に配置された可動部基板を作成する可動部基板作成工程と、前記撮像素子基板および前記駆動基板を切断し固定部に個片化する固定部個片化工程と、前記可動部基板を切断し可動部に個片化する可動部個片化工程と、前記固定部の前記駆動基板部の内周部に、前記光路領域が空洞の磁性体からなる磁性体基板部を有する前記可動部を、前記光軸方向に移動可能に所定の間隔をもって嵌合する組立工程と、を具備することを特徴とする。 An imaging device manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes: an imaging element substrate creating step of creating an imaging element substrate in which a plurality of imaging element substrate portions having imaging elements are arranged in a lattice pattern; A driving substrate creating step of creating a driving substrate in which a coil substrate is laminated via an insulator and a driving substrate portion having a hollow optical path region is arranged in the lattice shape; and a plurality of the lens substrate portion and the spacer substrate portion A movable part substrate creating step of creating the movable part substrate arranged in the lattice shape, a fixed part individualizing step of cutting the image pickup device substrate and the drive substrate into pieces into a fixed part, and the movable part substrate The movable part singulation step of cutting the substrate into pieces into movable parts, and the movable part having a magnetic substrate part made of a magnetic substance having a hollow optical path region on the inner peripheral part of the drive substrate part of the fixed part Can be moved in the direction of the optical axis. Characterized in that with a spacing to anda assembly process to be fitted.
本発明によれば、撮像素子とレンズとの間の距離が可変な小型の撮像装置および前記撮像装置の製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a small-sized imaging device in which the distance between the imaging element and the lens is variable, and a method for manufacturing the imaging device.
<第1の実施の形態>
以下、図面を用いて本発明の第1の実施の形態の撮像装置について説明する。最初に本実施の形態の撮像装置1の基本構造について説明する。図1に示すように撮像装置1は固定部3と固定部3の内周部の空洞部3Hに、所定の間隔をもって嵌合し、光軸O方向に移動可能な可動部2とを具備する。固定部3は、撮像素子基板部であるCCD基板部40と、CCD基板部40の上部に配設された光路領域が空洞部3Hの駆動基板部30と、駆動基板部30の上部を覆う、少なくとも光路領域が透明材料からなるカバー基板部39と、を有する。なお光路領域とは撮像素子への入射光が通過する領域をいう。カバー基板部39は空洞部3Hへの異物混入を防止する効果を有するとともに、可動部2を空洞部3Hに留置する効果を有する。
<First Embodiment>
Hereinafter, an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the basic structure of the
駆動基板部30の空洞部3Hの4方向の側面にはV溝51が形成されており、固定部3との間には、可動部2が光軸O方向に移動するときの摩擦低減のための球体であるボール50が配設されている。固定部3と可動部2との間に、摩擦低減のためのボール50が配設されている撮像装置1は可動部2の移動が滑らかであり、小さな力でも移動可能である。またボール50を各側面の上下方向に2個以上設けることにより、軸ブレ等を防止することができる。
V-
可動部2および固定部3は、後述するように、WCSP法により複数の基板が接合された接合基板を個片化して製造されるために外形が四角柱状である。なお、基板をブレードダイシングにより切断すると四角形状となるが、レーザーダイシングなどを用いると多角形の柱状や円柱状とすることも可能である。
As will be described later, the
次に、図2は、図1に示した撮像装置1の、II−II線に沿った断面構造を説明するための図であるが、説明のために一部の構造は図1とは異なっている。また図はいずれも説明のための模式図であり、厚さ方向の縮尺も構成要素により異なっている。例えば、厚く図示されている基板部が薄く図示されている基板部よりも厚いとは限らない。また、以下、基板の上面(おもて面)とは被写体側の面を、下面(裏面、背面)とは被写体と反対側の面を意味する。また、複数の同じ機能を有する構成要素の符号を、符号の末尾にアルファベット1文字を付して示すことがある。例えば、貫通配線32A〜32E(図6参照)を貫通配線32という。
Next, FIG. 2 is a diagram for explaining a cross-sectional structure along the line II-II of the
図2に示すように、可動部2は、レンズユニット部10に、光路領域が空洞部の磁性体からなる磁性体基板部20が接合されている。レンズユニット部10は、複数のレンズ基板部11、13、15と、レンズ基板部11、13、15の光軸方向の間隔を定めるための光路領域が空洞部のスペーサ基板部12、14と、を有する。スペーサ基板部12、14の側面にはボール50を保持するための凹部52が形成されている。
As shown in FIG. 2, in the
一方、固定部3は、撮像素子であるCCD41を有するCCD基板部40と、CCD基板部40のCCD41の外周の上部、すなわち光路領域の外周部に配設され、複数のコイル部31が絶縁体層(図9参照)を介して積層され、光路領域が空洞部3Hの駆動基板部30と、を有する。後述するようにコイル部31は光路領域を取り囲むように巻回された薄膜スパイラルコイルである。
On the other hand, the
CCD基板部40は、例えば単結晶シリコン基板からなり、上面の略中央に半導体回路作成技術を用いて撮像素子であるCCD41が配設されている。なお撮像素子としてはCMOS等を用いてもよいし、別途作成した撮像素子チップをCCD基板部40に配設してもよい。CCD基板部40には、図示しない絶縁膜を介してCCD41の電力供給用および信号送信用の貫通配線42と、貫通配線42と接続した電極43と、コイル部31の通電用の貫通配線32、33と貫通配線32、33と接続した電極44、45とが形成されている。
The
そして、後述するように、コイル部31に通電することにより発生する磁界により、磁性体基板部20、すなわち可動部2は光軸O方向に移動する。
Then, as will be described later, the
次に、図3〜図10を用いて本実施の形態の撮像装置の製造方法について説明する。撮像装置1の製造方法では可動部2と固定部3とが、それぞれWCSP法により製造された後に、組立工程において可動部2が固定部3の空洞部3H内に嵌合配置され、さらにカバー基板部39が接合される。
Next, a method for manufacturing the imaging device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the manufacturing method of the
最初に、可動部2の製造方法について説明する。図3に示すように、可動部2のレンズユニット部10は、複数のレンズ基板11A、13A、15Aと、複数のスペーサ基板12A、14Aと、を接合したレンズユニット基板10Aを切断線Lに沿って切断することにより、個片化される。レンズ基板11Aは、複数のレンズ基板部11が格子状に配置されている。同様に、レンズ基板13A、15Aは、複数のレンズ基板部13、15がレンズ基板部11と同じ格子状に配置されている。またスペーサ基板12A、14Aは、複数のスペーサ基板部12、14がレンズ基板部11と同じ格子状に配置されている。
Initially, the manufacturing method of the
なお、図3の、レンズ基板15Aに示すように、それぞれの基板の外周部は表示していない。また、図3においては、それぞれの基板に、構成要素が、10×10の格子状に配置された例を表示しているが、量産性のためには20×20以上の格子状に配置されていることが好ましい。
In addition, as shown to the lens board |
レンズ基板11A、13A、15Aは、例えば2つの金型の間に材料を流し込んだり、平板をプレス成型したりして作成される。レンズ基板11A、13A、15Aの材料としては、透明材料であれば、ガラス、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル等を用いることができる。また単一の材料に限らず、例えば樹脂とガラスとの複合部材であってもよい。さらに、すべてが透明材料から作成されている必要はなく、少なくとも撮像光学系の光路に相当する部分が透明材料で作成されていればよい。
The
スペーサ基板12A、14Aは、レンズ基板11A等と同様のガラス、または透明樹脂材料から作成してもよいが、透明である必要はなく、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、金属、シリコン、セラミック材料等から作成してもよい。
The
なお、レンズ基板11A、13A、15Aのレンズ枠部、およびスペーサ基板12A、14Aが遮光材料により作成されている撮像装置は外乱光の影響を受けにくい。
In addition, the imaging device in which the lens frame portions of the
接合工程においては、レンズ基板11A、13A、15Aがスペーサ基板12A、14Aを介して接合されてレンズユニット基板10A(可動部基板2A)が作成される。接合工程では接合面に接着剤が塗布される。接着剤としては公知の各種接着剤を用いることができる。なお接着剤は接合する接合面の全面に塗布する必要はなく、公知の方法、例えばインクジェット法により所定の領域のみに塗布してもよい。
In the bonding step, the
接着剤が塗布された基板は重ね合わせた状態で、加圧しながら接着剤を硬化処理することにより接合される。なお、すべての基板を一度に接合する必要はなく、また接合する順番も下方または上方の基板から接合する必要もない。また接着剤を用いないで、高温状態とした樹脂基板を接合してもよいし、陽極接合により接合してもよい。 The substrates to which the adhesive has been applied are joined together by curing the adhesive while being pressed in a state of being overlaid. Note that it is not necessary to bond all the substrates at the same time, and it is not necessary to bond them from the lower or upper substrate. Moreover, the resin substrate made into the high temperature state may be joined without using an adhesive, or may be joined by anodic bonding.
さらに必要に応じて、接着剤硬化後に接合基板の全体としての平面度調整等が行われる。なお以下で説明する他の接合工程も上記と同様である。 Further, if necessary, the flatness of the bonded substrate as a whole is adjusted after the adhesive is cured. The other bonding steps described below are the same as described above.
そして個片化工程において、レンズユニット基板10Aが切断線Lに沿って切断されることにより、それぞれのレンズユニット部10に個片化される。個片化工程において、レンズユニット基板10Aは固定用フィルム等(不図示)で固定した状態で、切断され個片化される。切断にはワイヤーソー、ブレードダイシング装置、またはレーザーダイシング装置等を用いることができる。そして、切断後に固定用フィルム等から個々のレンズユニット部10が分離される。なお以下で説明する他の個片化工程も上記と同様である。
Then, in the singulation step, the
なお、ボール50を保持するための凹部52は、レーザ加工または機械加工等により個片化後に形成される。
The
そして、図4に示すように、個片化されたレンズユニット部10の下部に、光路領域が空洞部20Hの磁性体からなる磁性体基板部20が接合されることで、可動部2が製造される。磁性体基板部20の磁性体は、磁界により力を受ける強磁性体であれば、鉄、ニッケル、コバルト、パーマロイ、インバー、フェライト、コバルト白金、SmCo、NdFeB等の公知の材料を用いることができる。特に磁化された硬磁性体である磁石を用いることにより、磁界による駆動力を向上することができる。また磁性体基板部20として、磁性体と樹脂とを混合したプラスチックマグネット、または、スパッタ法、もしくは、めっき法等により成膜された磁性体膜、例えばNdFeB膜、または、磁性体と非磁性体とを積層した構造体等を用いてもよい。
And as shown in FIG. 4, the
レンズユニット部10に磁性体基板部20を接合する可動部2では、磁性体基板部20がWCSP法の適用が容易ではない焼結磁石等の高性能磁性材料を用いることができる。このため可動部2は、小さな磁界、すなわち低電流で移動する。
In the
以上の説明のように、光路領域が空洞部の駆動基板30Aは、それぞれが薄膜コイルであるコイル部31を有する5層のコイル層35A〜35Eが、それぞれ絶縁体層34A〜34Eを介して積層された構造の上に、もう1層の絶縁体層に相当するスペーサ基板30ZAが積層されている。そして、CCD基板40Aの上に駆動基板30Aが一体形成されている。すなわち、CCD基板40Aの上に絶縁体層34およびコイル層35が積層されている。
As described above, the driving
次に、固定部3の製造方法について説明する。図5に示すように、固定部3は、撮像素子基板であるCCD基板40Aと、駆動基板30Aと、からなる固定部基板3Aを切断線Lに沿って切断することにより、個片化される。CCD基板40Aは、CCD41を有する複数のCCD基板部40が格子状に配置されている。駆動基板30Aは複数の駆動基板部30が格子状に配置されている。なお、図5においては、駆動基板30Aは最上層の絶縁層として光路領域が空洞部の中間基板部を有する中間基板30ZAを有する例を示している。
Next, the manufacturing method of the fixing |
次に、図6〜図10を用いて固定部基板3Aの製造方法について説明する。図6〜図8、図10等において(A)は、固定部基板の作成工程において1個の固定基板部を上面から見たときの図であり、(B)は、その断面構造を説明するための図である。
Next, a manufacturing method of the fixed
図6に示すように、CCD41を有するCCD基板40Aが作成される。シリコン基板を用いることにより、半導体作成技術を用いてCCD41を内部に作成することができる。なおCCD基板40Aは貫通配線32、33、42の作成を容易にするために、裏面側から研磨加工され、全厚が例えば100μm以下に加工される。
As shown in FIG. 6, a
公知のエッチング処理方法等により形成された貫通孔の内部に導体が形成されて貫通配線32、33、42が作成される。さらに貫通配線32、33、42と導通のある電極43、44、45が、裏面側に形成される。電極43、44、45は、撮像装置1を他の基板上に実装するときの接続用バンプであるが、駆動基板部30と一体化した固定部基板3Aとなってから作成してもよい。なお以下の図では電極43、44、45は表示しないことがある。
A conductor is formed inside a through hole formed by a known etching method or the like, and through
図6(A)に示すように、コイル部31に電流を印加するための貫通配線は、コイル部31A〜31Eのそれぞれに固有の貫通配線32A〜32Eと、1本の共通の貫通配線33と、から構成される。後述するように、共通の貫通配線33と選択した一のコイル部31の固有の貫通配線32との間に電流が印加されると、その選択したコイル部31だけが駆動する。
As shown in FIG. 6A, the through wiring for applying a current to the
図7に示すように、駆動基板30Aの作成ではCCD基板40Aの上に最初に、絶縁体層34Aが形成される。絶縁体層34Aは、例えば、感光性ポリイミド樹脂またはノボラック樹脂等のフォトレジスト等からなり、それぞれの略中央部の光路領域に空洞部34AHを有し、貫通配線32、33が形成されている。
As shown in FIG. 7, in the production of the
次に、図8に示すように、絶縁体層34Aの上に、コイル層35Aが形成される。図8(A)に示すようにコイル層35Aは、光路領域を中心とするスパイラル構造を有するコイル部31Aを有し、コイル部31Aの端部は共通の貫通配線33と固有の貫通配線32Aと接続されている。またコイル層35Aは略中央部の光路領域に空洞部35AHを有し、貫通配線32、33も形成されている。
Next, as shown in FIG. 8, the
ここで、図9を用いて薄膜コイルであるコイル部31Aの作成方法について簡単に説明する。最初に図9(A)に示すように絶縁体層34Aの上に導電層60がスパッタ法等により成膜される。次に、図9(B)に示すようにフォトレジスト等を用いてコイルとなる部分がパターニングされた、いわゆるフレーム61が形成される。そして、図9(C)に示すように導電層60を陰極として電気めっき法により導体62、例えば銅膜がフレーム内に形成される。図9(D)に示すようにフレーム61を除去した後に、アルゴンイオンミリング法等により導電層60が除去されると、図9(E)に示すようなコイル部31Aが作成される。なお、フレーム61を除去した部分には、上層の絶縁体層を形成するときに絶縁体が埋め込まれる。もちろん上層の絶縁体層形成の前にポリイミドまたは非導電性ダイヤモンド等の絶縁体を埋め込んでもよい。
Here, a method of creating the
コイル部31Aの作成方法は上記説明のフレームめっき法、または導電性ペースト等をスクリーン印刷する等のアディティブ法に限られるものではなく、例えばスパッタ法により成膜後エッチング処理するサブトラクト法を用いてもよい。
The method of creating the
駆動基板30Aのコイル部31は薄膜コイルであるためにウエハプロセスを用いて作成可能である。このため、駆動基板30AはWCSP法により作成できる。
Since the
そして、図10に示すように、絶縁体層34形成と、コイル層35形成とが繰り返し行われる。すなわち、絶縁体層34B、コイル層35B、絶縁体層34C、コイル層35C、絶縁体層34D、コイル層35D、絶縁体層34E、およびコイル層35E、が順にCCD基板40Aの上に積層される。駆動基板30Aは多数の層を積層するために、CMP法等による平坦化処理を行ってもよい。なお、コイル部31B、31C、31D、31Dの一方の端部は、それぞれ貫通配線32B、32C、32D、32Eと接続されている。
Then, as shown in FIG. 10, the formation of the
なお上記では、それぞれの絶縁体層34およびそれぞれのコイル層35の作成時に、光路領域の空洞部と貫通配線のための貫通孔を形成する場合について説明した。これに対して、空洞部および貫通孔の少なくとも一部は、積層後に、エッチング、メカニカルドリルを用いた機械加工またはレーザ加工等により形成してもよい。 In the above description, the case where the hollow portion of the optical path region and the through hole for the through wiring are formed at the time of forming the respective insulator layers 34 and the respective coil layers 35 has been described. On the other hand, at least a part of the cavity and the through hole may be formed by etching, machining using a mechanical drill, laser processing, or the like after lamination.
以上の説明のように、可動部2と固定部3とが、それぞれWCSP法により製造された後に、組立工程において可動部2が固定部3の空洞部3H内に嵌合配置され、さらにカバー基板部39が接合される。
As described above, after the
撮像装置1はWCSP法を多用して製造されているため、大量に一括生産可能であり、高歩留まり、低コストが実現できる。
Since the
次に、図11および図12を用いて、撮像装置1の動作について説明する。コイル部31に通電すると空間上に所定の分布を有する磁界が発生する。そしてコイル部31は薄膜コイルであるため、最も強い磁界となるのは中央の磁路領域Mである。このため、図11に示すように、コイル部31Bに通電した場合には、磁性体基板部20はコイル部31Bが形成されている位置まで移動する。すなわち、可動部2は上方に移動する。同様に図12に示すように、コイル部31Eに通電した場合には、磁性体基板部20はコイル部31Eが形成されている位置まで移動する。
Next, the operation of the
なお、コイル部31Bに通電するには共通の貫通配線33と固有の貫通配線32B、すなわち、電極45と電極44Bとを用い、コイル部31Eに通電するには電極45と電極44Eとを用いる。撮像装置1は、フォーカシングを行うための複数のコイル部31が共通の貫通配線33を有するため、構造が簡単であり生産性が高い。
The common through
なお、2つのコイル部31に同時に通電することにより、2つのコイル部31の中間に磁性体基板部20を移動することが可能である。さらに2つのコイル部31に異なる電流を通電することにより所望の位置に磁性体基板部20を移動することが可能である。また磁性体基板部20を、より高速に移動するために複数のコイル部31に同時に通電した後、所望の位置に停止するように制御してもよい。
In addition, it is possible to move the
撮像装置1では、磁性体基板部20は磁界に応じて移動するため、磁界分布および磁界強度を制御することにより可動部2の移動を制御することができる。このため、撮像装置1は、固定部3のCCD41と、レンズユニット部10のレンズとの間の距離が可変であるため、フォーカシングを行うことができる。
In the
以上の説明のように、撮像装置1は、WCSP法を用いて製造されている小型の撮像装置であるが、フォーカシングを行うことができる。すなわち、本実施の形態の撮像装置の製造方法は、フォーカシングを行うことができる小型の撮像装置を大量に一括生産可能であり、高歩留まり、低コストが実現できる。また撮像装置1は小型の撮像装置であるため内視鏡、特にカプセル型内視鏡、またはカメラ付携帯電話に好ましく用いることができる。
As described above, the
<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態の撮像装置1Bおよび撮像装置1Bの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置1Bおよび撮像装置1Bの製造方法は第1の実施の形態の撮像装置1および撮像装置1の製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
<Second Embodiment>
Next, the
図13に示すように、撮像装置1Bは、2つの可動部4、5を有する。それぞれの可動部4、5は、光軸O方向に移動可能な磁性体基板部であるスペーサ基板部14M1、14M2と、スペーサ基板部14M1、14M2と接合した、それぞれのレンズ基板部13B1、15B1、13B2、15B2と、を有するそして、固定部3Bは可動部4を移動するための磁界を発生するコイル部31と、可動部5を移動するためのコイル部36と、を有する。さらに、撮像装置1Bの固定部3Bは駆動基板部30Bが透明なベース基板部30Dを有し、駆動基板部30BとCCD基板部40とは別々に個片化された後に接合されている。
As illustrated in FIG. 13, the
最初に、磁性体基板部であるスペーサ基板部14M1、14M2について説明する。撮像装置1Bの第1の可動部4は、撮像装置1の可動部2と同様に複数のレンズ基板部11B1、13B1、15B1と、レンズ基板部11B1、13B1、15B1の光軸方向の間隔を定めるための光路領域が空洞部の複数のスペーサ基板部12B1、14M1と、を有するレンズユニット部10B1である。
First, the spacer substrate portions 14M1 and 14M2 which are magnetic substrate portions will be described. The first
可動部4であるレンズユニット部10B1には磁性体基板部20が接合されていない。しかし、複数のスペーサ基板部12B1、14M1のうちの一のスペーサ基板部であるスペーサ基板部14M1が磁性体基板部である。すなわち、スペーサ基板部14M1はレンズ基板部の光軸方向の間隔を定めるスペーサ基板部の機能に加えて、光路領域が空洞の磁性体からなる磁性体基板部の機能を有する。なお、複数のスペーサ基板部のうち2以上が磁性体基板部であってもよいし、スペーサ基板部14M1のすべてが磁性体である必要はなく、一部が磁性体で一部は樹脂等であってもよい。
The
レンズユニット部10B1の作成時には、複数のスペーサ基板部14M1がレンズ基板部11B1と同じ格子状に配置されているスペーサ基板14M1Aが作成され、他の基板と接合され、レンズユニット基板でもある可動部基板2ABが作成される。スペーサ基板14M1Aは、例えば2つの金型の間に材料を流し込んだり、平板をプレス成型したりして作成される。スペーサ基板部14M1の材料には磁性体と樹脂との混合プラスチック、特に希土類磁石粉末と樹脂とからなるプラスチックマグネットを好ましく用いることができる。 When the lens unit portion 10B1 is created, a spacer substrate 14M1A in which a plurality of spacer substrate portions 14M1 are arranged in the same lattice shape as the lens substrate portion 11B1 is created and joined to another substrate, and the movable portion substrate that is also a lens unit substrate 2AB is created. The spacer substrate 14M1A is created, for example, by pouring a material between two molds or press-molding a flat plate. As the material of the spacer substrate portion 14M1, a mixed plastic of magnetic material and resin, particularly a plastic magnet made of rare earth magnet powder and resin can be preferably used.
図13に示すように、第2の可動部5(レンズユニット部10B2)のスペーサ基板14M1Bの基本的な構成は、スペーサ基板14M1Aと略同じであるが、レンズ基板部11B2、13B2、15B2、スペーサ基板12B1は、光学設計に応じて異なっている。 As shown in FIG. 13, the basic configuration of the spacer substrate 14M1B of the second movable portion 5 (lens unit portion 10B2) is substantially the same as the spacer substrate 14M1A, but the lens substrate portions 11B2, 13B2, 15B2, spacers The substrate 12B1 differs depending on the optical design.
スペーサ基板部14M1、14M2が磁性体基板部である撮像装置1Bは、可動部4、5をWCSP法により作成できるため、撮像装置1よりも量産性に優れている。
The
また、撮像装置1Bの駆動基板部30Bは、ベース基板部30Dの上にコイル部31等を積層した駆動基板から個片化される。そして、固定部3Bは、個片化した駆動基板部30BをCCD基板40Aから個片化したCCD基板部40と接合することで作成される。撮像装置1Bの製造方法では、所定面積のCCD基板40Aの中に、より多くのCCD基板部40を作成できるために低コスト化が可能である。また接合前にCCD基板部40のCCD41の特性を評価し、所定の特性を満たさないCCD41を使用しないことで、撮像装置の製造歩留まりを向上することができる。
Further, the
さらに、撮像装置1Bの駆動基板部30Bは、比較的厚さが厚い絶縁層に相当する中間基板30Fを有する。すなわち、駆動基板部30Bは、ベース基板部30Dの上にコイル層31と絶縁層30Eとが積層され、その上に中間基板30Fが接合され、その上にコイル層36と絶縁層30Gとが積層され、その上に中間基板部30Zが接合されている。なお、中間基板30Fの替わりにベース基板部30Dと同様の透明材料からなる中間基板上にコイル層36と絶縁層30Gとを積層した積層基板を絶縁層30Eの上に接合してもよい。さらに、絶縁層30Eと絶縁層30Eとの間に配設する透明材料からなる中間基板が、レンズ機能を有していてもよい。
駆動基板部30Bを構成する絶縁層が中間基板30Fからなる撮像装置1Bは製造工程が簡単になる。またレンズ機能を有する中間基板を有する撮像装置は光学性能を改善することが容易である。
Furthermore, the
The manufacturing process of the
そして、2つの可動部4、5は、それぞれが独立して光軸O方向に移動可能である。可動部4はコイル部31の5個のコイルのいずれかに通電を行うことにより移動し、可動部5はコイル部36の5個のコイルのいずれかに通電を行うことにより移動する。なおコイル部31とコイル部36とは異なる数のコイル部を有していてもよいし、コイル層間の絶縁体層の厚さが異なっていてもよい。
The two
本実施の形態の撮像装置1Bは、第1の実施の形態の撮像装置1と同様の効果を有し、さらに、2つのレンズユニット部10B1、10B2の間の距離が可変であるため、ズーミングが可能である。
The
また、撮像装置1Bでは、カバー基板部39Bは平凹レンズ部を有する。すなわち、カバー基板部39Bは、空洞部3Hに異物が混入するのを防止する機能に加えてレンズ機能を有する。なお空洞部3H内部の空気が、可動部の移動を妨げるおそれがある場合には、空気を排気した状態でカバー基板部39Bを接合してもよい。または可動部の移動のときに空洞部3Hの空気の移動を容易にするための通気部を配設しておいてもよい。
In the
なお、以上の説明では、レンズユニット部として3枚のレンズ基板部と2枚のスペーサ基板部からなる場合を説明した。しかし、より高い光学特性が必要な撮像装置では、より多くの数のレンズ基板部が、それぞれスペーサ基板部を介して接合されているレンズユニット部を用いてもよい。 In the above description, the case where the lens unit portion includes three lens substrate portions and two spacer substrate portions has been described. However, in an imaging device that requires higher optical characteristics, a lens unit unit in which a larger number of lens substrate units are joined via a spacer substrate unit may be used.
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1、1B…撮像装置、2…可動部、2A…可動部基板、3、3B…固定部、3A…固定部基板、3H…空洞部、4、5…可動部、10…レンズユニット部、10A…レンズユニット基板、11…レンズ基板部、11A…レンズ基板、12…スペーサ基板部、12A…スペーサ基板、13…レンズ基板部、13A…レンズ基板、13B1…レンズ基板部、14M1…スペーサ基板部、15A…レンズ基板、20…磁性体基板部、20H…空洞部、30…駆動基板部、30A…駆動基板、30Z…中間基板部、31…コイル部、32…貫通配線、33…貫通配線、34…絶縁体層、34AH…空洞部、35…コイル層、36…コイル部、39、39B…カバー基板部、40…CCD基板部、40A…CCD基板、41…CCD、42…貫通配線、43、44、45…電極、50…ボール、51…V溝、52…凹部、60…導電層、61…フレーム、62…導体
DESCRIPTION OF
Claims (19)
複数のレンズ基板部と、前記レンズ基板部の光軸方向の間隔を定めるための前記光路領域が空洞のスペーサ基板部と、前記光路領域が空洞の磁性体からなる磁性体基板部と、を有する可動部と、を具備し、
複数の前記撮像素子基板部および複数の前記駆動基板部が格子状に配置された固定部基板から個片化された前記固定部の前記駆動基板部の内周部に、所定の間隔をもって嵌合した、複数の前記レンズ基板部および複数の前記スペーサ基板部が前記格子状に配置された可動部基板から個片化された前記可動部が、前記光軸方向に移動可能であることを特徴とする撮像装置。 An image pickup device substrate portion having an image pickup device, a drive substrate portion disposed on an outer periphery of the image pickup device of the image pickup device substrate portion, a plurality of coil portions being stacked via an insulator, and an optical path region being a cavity; A fixing part having,
A plurality of lens substrate portions; a spacer substrate portion in which the optical path region for defining an interval in the optical axis direction of the lens substrate portion is hollow; and a magnetic substrate portion made of a magnetic material in which the optical path region is hollow. A movable part,
A plurality of the image pickup device substrate portions and a plurality of the drive substrate portions are fitted to the inner peripheral portion of the drive substrate portion of the fixed portion separated from the fixed portion substrate arranged in a grid pattern at a predetermined interval. The movable parts separated from the movable part substrate in which the plurality of lens substrate parts and the plurality of spacer substrate parts are arranged in a lattice shape are movable in the optical axis direction. Imaging device.
複数のコイル部が絶縁体を介して積層され、光路領域が空洞の複数の駆動基板部が前記格子状に配置された駆動基板を作成する駆動基板作成工程と、
レンズ基板部がスペーサ基板部を介して接合された複数のレンズユニット部が前記格子状に配置された可動部基板を作成する可動部基板作成工程と、
前記撮像素子基板および前記駆動基板を切断し、複数の固定部に個片化する固定部個片化工程と、
前記可動部基板を切断し、複数の可動部に個片化する可動部個片化工程と、
前記固定部の前記駆動基板部の内周部に、前記光路領域が空洞の磁性体からなる磁性体基板部を有する前記可動部を、前記光軸方向に移動可能に所定の間隔をもって嵌合する組立工程と、を具備することを特徴とする撮像装置の製造方法。 An image sensor substrate creating step for creating an image sensor substrate in which a plurality of image sensor substrate portions having an image sensor are arranged in a grid pattern;
A drive substrate creating step of creating a drive substrate in which a plurality of coil portions are stacked via an insulator and a plurality of drive substrate portions having a hollow optical path region are arranged in the lattice shape;
A movable part substrate creating step of creating a movable part substrate in which a plurality of lens unit parts joined by a lens substrate part via a spacer substrate part are arranged in the lattice shape;
A fixed part singulation step of cutting the image pickup device substrate and the drive substrate into pieces into a plurality of fixed parts;
A movable part singulation step of cutting the movable part substrate into pieces into a plurality of movable parts;
The movable portion having a magnetic substrate portion made of a magnetic material having a hollow optical path region is fitted to the inner peripheral portion of the driving substrate portion of the fixed portion at a predetermined interval so as to be movable in the optical axis direction. And an assembly process.
それぞれの前記可動部が前記光軸方向に移動可能なそれぞれの前記磁性体基板部と、前記磁性体基板部と接合した、それぞれのレンズ基板部と、を有することを特徴とする請求項11から請求項16のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。 Comprising a plurality of the movable parts;
12. Each of the movable parts includes the magnetic substrate part movable in the optical axis direction, and the lens substrate part joined to the magnetic substrate part. The manufacturing method of the imaging device of any one of Claim 16.
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WO2017029608A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Sabic Global Technologies B.V. | Camera module having traces formed by laser direct structuring |
WO2019180799A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 正和 川田 | Space ring, lens system, method for manufacturing space ring, and method for assembling lens system |
WO2022054513A1 (en) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Lens-driving module, imaging module, electronic device and lens unit |
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