JP2013121142A - 撮像装置および撮像装置の製造方法 - Google Patents

撮像装置および撮像装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013121142A
JP2013121142A JP2011269386A JP2011269386A JP2013121142A JP 2013121142 A JP2013121142 A JP 2013121142A JP 2011269386 A JP2011269386 A JP 2011269386A JP 2011269386 A JP2011269386 A JP 2011269386A JP 2013121142 A JP2013121142 A JP 2013121142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
substrate
solder
area
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011269386A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Nakano
孝一 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2011269386A priority Critical patent/JP2013121142A/ja
Publication of JP2013121142A publication Critical patent/JP2013121142A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】適切な位置関係でカメラモジュールと実装基板とが接合された実装構造体を実現する。
【解決手段】本発明に係る実装構造体20は、カメラモジュール1と、実装基板2とを備える。カメラモジュール1は、撮像素子4と、モジュール基板3と、当接部10aおよび接着部10bを有する光学系支持体5とを備える。モジュール基板3の、当接部10aに対応する部位が、当接部側に変位した状態で、モジュール基板3と実装基板2とが半田接合されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、カメラモジュールを備える撮像装置に関する。
近年の携帯電話は、携帯電話内にカメラモジュールを組み込んだ機種が大半を占めるようになってきている。携帯電話等に使用されるカメラモジュールは、固体撮像素子(CCDまたはCMOS)、固体撮像素子が搭載される配線基板、およびレンズ等が一体となったモジュールである。近年の携帯電話等の携帯機器の世界的な普及に伴い、カメラモジュールの需要も拡大を続けている。多くの国で使用されるために、市場価格の低下も激しい。
従来は、中継基板としてのFPC(フレキシブル・プリント基板)を介して、携帯機器の実装基板とカメラモジュールとが電気的に接続されていた。このため、カメラモジュールとFPCとの半田接合は、パルスヒートまたはレーザ溶着によって半田への局部的な加熱を行うことにより、接合されていた。
パルスヒートによる半田接合では以下のように半田接合が行われる。治具にカメラモジュールを配置し、あらかじめ半田印刷によってFPC上に形成されたランドと、カメラモジュールの底面の端子との位置合わせを行う。そして、カメラモジュールが搭載されるFPCの面とは反対側(FPCの裏面側)から、FPC越しに半田を瞬間的に加熱(パルスヒート)する。
レーザ溶着による半田接合では、同様に、あらかじめ半田印刷が行われたFPCとカメラモジュールとの位置合わせを行う。そして、FPC上の半田を、半田が溶融する程度の出力のレーザで狙い撃ちして、半田を溶融させて半田接合を行う。
その後、FPCに半田接合されたカメラモジュールは、携帯機器の実装基板に手作業でコネクタを介して接続されていた。これらの半田接合では、局所的に加熱を行い半田を溶融させるため、カメラモジュールへの熱的なストレス、変形、および位置ずれの問題は生じにくかった。
しかしながら、これらの半田接合を用いた実装方法は、工程が多く、人による作業も多く必要になるので、コストの面では不利である。現在ではコストダウンに対応するため、携帯機器の実装基板とカメラモジュールとを電気的に接続するためにFPCを使用せず、携帯機器の実装基板に直接カメラモジュールを実装することが行われている。また、コストを抑えて携帯機器の実装基板に直接カメラモジュールを実装する方法として、リフローアブル・カメラモジュール技術がある。この技術では、カメラモジュールおよびその他の部品(IC、チップコンデンサ、および抵抗等)を、共にリフロー炉でリフローを行って携帯機器の実装基板に実装する。
リフローによってカメラモジュールの実装を行う方法ならば、複数台の半田付けが一括して実行でき大量生産も容易に行うことができる。このため中継基板やFPCへの実装に対しても、複数台同時に半田付けでき、生産性を向上できるメリットがある。また、この方法を用いると、セルフアライメントによる位置合わせが期待できる。セルフアライメントとは、搭載部品(カメラモジュール)の位置合わせが正確になされなかった場合でも、所望の位置に搭載部品が配置される現象である。これは、リフロー炉での加熱の際に、実装基板上の溶融した半田の表面張力(または弾性の復元力)により搭載部品の端子と実装基板の半田ランドとの間に引力が働くことによる。
特許文献1には、カメラモジュールと回路基板とをリフローによって半田接合する技術が記載されている。この技術では、低い融点を有する半田と導電性接着剤とを混合して使用することで、リフローの時間を短縮するまたはリフローの温度を低くする。具体的には、高温の第1の加熱工程は150〜200℃で5秒とし、低温の第2の加熱工程は60〜90℃で30分としている。これにより、カメラモジュールへの熱的ダメージ(変形)を抑えている。
特許文献2には、カメラモジュールの各構成部材として、耐熱性のある樹脂、あるいは熱膨張率が特定の範囲内にある材料を用いる技術が記載されている。これにより、カメラモジュールの熱による変形を抑制する。
特許文献3には、光素子と配線基板との半田接合において、各電極の半田の高さが所定の条件を満たすように、各電極に半田を供給することにより、セルフアライメントを行う技術が記載されている。
特開2007−300489号公報(2007年11月15日公開) 特開2011−101385号公報(2011年5月19日公開) 特開2003−243757号公報(2003年8月29日公開)
しかしながら、上記従来の構成では、以下の問題を生じる。
特許文献1の技術では、低温で半田接合を行うため、半田接合にかかる時間が長くなってしまう。
特許文献2の技術では、部材の形状が熱膨張率に影響するため、また、特定の条件の材料しか使用できないため、各部材の熱膨張率を特定の範囲内に収めるために設計の自由度が失われてしまう。特定の膨張率の部材を製作するために、材料の開発、および材料の品質のばらつきの管理が必要になる。特定の材料しか使用できないということは、材料調達の自由度も失われる。これは、災害等で特定のメーカからの部材または材料の供給が停止した場合に、代替の調達が困難になることを意味する。また、特定の材料しか使用できないということは、コストダウンに関しても不利になる。
また、リフロー炉内の温度は、リフロー炉の周囲の状況および建物への人の出入り等によりある程度揺らぐ。そのため、リフロー炉内の温度の変動による影響を吸収するように、各部材を設計する必要があるため、実用的ではない。
特許文献3の技術では、各電極の半田の高さをきめ細かく管理する必要がある。半田印刷は電極上に半田をスクリーン印刷する技術であるが、電極毎に印刷される半田の高さを異ならせ、電極毎に半田の高さを管理するのは困難である。そのため、特許文献3の技術は、量産性の観点から現実的ではない。
リフローによってカメラモジュールを実装基板に実装する際の最も大きな問題は、リフローによる熱変形によりレンズと撮像素子との距離が変化し、リフロー後にレンズと撮像素子との距離が焦点距離からずれてしまうことである。原因の1つとして、リフロー時の各部材の応力による光学系のずれがある。もう1つの原因として、カメラモジュールにおいて撮像素子を搭載している配線基板を実装基板に半田接合する際に、カメラモジュールの配線基板が半田からの応力を受けて不規則に歪む(不規則に反る)ことがある。カメラモジュールでは、通常、レンズおよび撮像素子は配線基板に接合されており、配線基板が歪むとレンズと撮像素子との光学的な位置関係にずれが生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、リフローによって製造可能な、適切な光学系の位置関係を有するカメラモジュールと実装基板とが接合された実装構造体を実現する、または、その製造方法を実現することにある。
本発明に係る撮像装置は、カメラモジュールと、上記カメラモジュールが実装される第1基板とを備える撮像装置であって、上記カメラモジュールは、撮像素子と、第1の面に上記撮像素子が実装される第2基板と、上記撮像素子に当接する当接部と、上記第2基板の上記第1の面に接着される接着部とを有し、レンズを支持する光学系支持体と、を備え、上記当接部に対応する上記第2基板の部位が、上記接着部に対応する上記第2基板の部位に比べて、上記当接部側に変位した状態で、上記第2基板の第2の面と上記第1基板の第1の面とが半田接合されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、当接部に対応する第2基板の部位が、接着部に対応する第2基板の部位に比べて、当接部側に変位している。そのため、光学系支持体は、接着部が第2基板側に引き寄せられる一方、撮像素子は当接部側に押し上げられる。それゆえ、撮像素子が当接部に押し当てられる。よって、光学系支持体の撮像素子に対する位置決めを正確に行うことができる。そのため、カメラモジュールの構成の簡素化、および、撮像装置の製造工程の簡素化が可能である。
また、上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子と半田接合される第3端子、および、上記第2端子と半田接合される第4端子が形成されており、上記第2端子の面積と上記第4端子の面積とが異なる構成とすることもできる。
また、上記第1端子の面積と上記第3端子の面積とは同じである構成とすることもできる。
また、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は外側にあり、上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より大きい構成とすることもできる。
また、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は内側にあり、上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より小さい構成とすることもできる。
また、上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子と半田接合される第3端子、および、上記第2端子と半田接合される第4端子が形成されており、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は外側にあり、上記第1端子と上記第3端子とを接合する半田は、側面が凸形状であり、上記第2端子と上記第4端子とを接合する半田は、側面が凹形状である構成とすることもできる。
また、上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より大きい構成とすることもできる。
また、上記第3端子の面積は、上記第1端子の面積より小さい構成とすることもできる。
また、上記第4端子は、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する位置より外側に形成されている構成とすることもできる。
また、上記第3端子は、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記接着部に対応する位置より内側に形成されている構成とすることもできる。
また、上記第4端子は、上記接着部に対応する位置に形成されている構成とすることもできる。
また、上記第4端子は、上記第2基板の角の位置に形成されている構成とすることもできる。
また、上記接着部と上記第2基板とは、弾性を有する接着剤によって接着されている構成とすることもできる。
本発明に係る撮像装置の製造方法は、第1の面に撮像素子が実装された第2基板と、当接部、および、上記第2基板の上記第1の面に接着された接着部を有しレンズを支持する光学系支持体と、を備えるカメラモジュールを第1基板に実装する際に、上記当接部に対応する上記第2基板の部位が、上記接着部に対応する上記第2基板の部位に比べて、上記当接部側に変位した状態で、上記第2基板の第2の面と上記第1基板の第1の面とを半田接合することにより、上記撮像素子を上記当接部に押し当てる半田接合ステップを含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、半田接合された後において、当接部に対応する第2基板の部位が、接着部に対応する第2基板の部位に比べて、当接部側に変位している。そのため、光学系支持体は、接着部が第2基板側に引き寄せられる一方、撮像素子は当接部側に押し上げられる。それゆえ、撮像素子が当接部に押し当てられる。よって、上記半田接合ステップによって、光学系支持体の撮像素子に対する位置決めを正確に行うことができる。そのため、カメラモジュールの構成の簡素化、および、撮像装置の製造工程の簡素化が可能である。
また、上記製造方法は、上記半田接合ステップの前に、上記当接部と上記撮像素子とが離れた状態で上記接着部と上記第2基板とを接着する接着ステップを含む構成であってもよい。
また、上記製造方法は、上記半田接合ステップの前に、上記第1基板の上記第1の面に形成されている端子上に、半田印刷によって半田ランドを形成する半田印刷ステップを含み、上記半田接合ステップにおいては、上記第1基板の上に上記カメラモジュールを設置し、リフローによって半田接合を行う構成であってもよい。
また、上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子に対応する第3端子、および、上記第2端子に対応する第4端子が形成されており、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は外側にあり、上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より大きく、上記半田印刷ステップにおいては、上記第1端子および上記第2端子の上に、各端子の面積に応じた半田ランドを形成する構成であってもよい。
また、上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子に対応する第3端子、および、上記第2端子に対応する第4端子が形成されており、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は内側にあり、上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より小さく、上記半田印刷ステップにおいては、上記第1端子および上記第2端子の上に、各端子の面積に応じた半田ランドを形成する構成であってもよい。
以上のように、本発明に係る撮像装置は、カメラモジュールと、上記カメラモジュールが実装される第1基板とを備える撮像装置であって、上記カメラモジュールは、撮像素子と、第1の面に上記撮像素子が実装される第2基板と、上記撮像素子に当接する当接部と、上記第2基板の上記第1の面に接着される接着部とを有し、レンズを支持する光学系支持体と、を備え、上記当接部に対応する上記第2基板の部位が、上記接着部に対応する上記第2基板の部位に比べて、上記当接部側に変位した状態で、上記第2基板の第2の面と上記第1基板の第1の面とが半田接合されていることを特徴としている。
また、本発明に係る撮像装置の製造方法は、第1の面に撮像素子が実装された第2基板と、当接部、および、上記第2基板の上記第1の面に接着された接着部を有しレンズを支持する光学系支持体と、を備えるカメラモジュールを第1基板に実装する際に、上記当接部に対応する上記第2基板の部位が、上記接着部に対応する上記第2基板の部位に比べて、上記当接部側に変位した状態で、上記第2基板の第2の面と上記第1基板の第1の面とを半田接合することにより、上記撮像素子を上記当接部に押し当てる半田接合ステップを含むことを特徴としている。
それゆえ、撮像素子が当接部に押し当てられる。よって、光学系支持体の撮像素子に対する位置決めを正確に行うことができる。そのため、カメラモジュールの構成の簡素化、および、撮像装置の製造工程の簡素化が可能である。
本発明に係る一実施形態の、実装基板上にカメラモジュールを実装した実装構造体の概略構成を示す断面図である。 上記カメラモジュールおよび上記実装基板の概略構成を示す断面図である。 溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凸形状になる場合の断面図である。 溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凹形状になる場合の断面図である。 溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凸形状になる場合の断面図である。 溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凹形状になる場合の断面図である。 実装構造体の製造工程の一例を示すフロー図である。 モジュール基板の下面および実装基板の上面の対応関係を示す概略平面図である。 本発明の他の実施形態のカメラモジュールおよび実装基板の概略構成を示す断面図である。 上記実装基板上に上記カメラモジュールを実装した実装構造体の概略構成を示す断面図である。 モジュール基板の下面および実装基板の上面の対応関係を示す概略平面図である。 モジュール基板の上面および撮像素子の位置関係を示す概略平面図である。 モジュール基板の上面および撮像素子の位置関係を示す概略平面図である。
[実施形態1]
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、カメラモジュールを搭載した携帯機器(撮像装置)を例に挙げて説明する。
図2は、本実施形態のカメラモジュール1および実装基板2の概略構成を示す断面図である。なお、ここでの断面図は、正確に同一断面の部材を示すものではなく、一部の奥にある部材(端子等)も示す。ここでは、撮像される光がカメラモジュールに入射する側を上側とする。図2には、撮像レンズ6の光軸を一点鎖線で示す。
(カメラモジュールの構成)
カメラモジュール1は、モジュール基板(第2基板)3、撮像素子4、および光学系支持体5を備える。
撮像素子4は、撮像レンズ6等を通過して撮像面(上面)に到達した光を受光して光電変換を行い、撮像素子4上に結像された被写体像を得る。撮像素子4は、モジュール基板3の上面に搭載される。図示は省略するが、撮像素子4の端子は、モジュール基板3の上面に形成された端子に接続されている。
モジュール基板3は、上面に撮像素子4の端子と接続するための複数の端子(図示せず)を備える。また、モジュール基板3は、下面に実装基板2の端子と接続するための複数の端子、すなわち第3端子3aおよび第4端子3bを備える。第4端子3bは、撮像レンズ6の光軸を基準(中心)として第3端子3aより外側に配置されている。また、第4端子3bは、撮像レンズ6の光軸を基準として、ベース支持体10の当接部10aに対応するモジュール基板3の部位より外側に位置する。また、第3端子3aは、撮像レンズ6の光軸を基準として、ベース支持体10の接着部10bおよび接着剤13に対応するモジュール基板3の部位より内側に位置する。なお、第4端子3bは、ベース支持体10の接着部10bに対応する位置に配置されている。ここでは、第4端子3bは、モジュール基板3の端部(角部)に設けられている。モジュール基板3は、カメラモジュール1の配線基板であり、上面の端子と下面の端子とは、配線基板に設けられたスルーホール等を介して電気的に接続されている。
光学系支持体5は、撮像レンズ6等の光学系を支持する。光学系支持体5は、複数の撮像レンズ6、レンズホルダ7、AF用バネ8a・8b、モジュールケース9、ベース支持体10、AF用コイル11、およびAF用マグネット12を備える。
レンズホルダ7は、上下が開口した内側の穴に撮像レンズ6を保持する。レンズホルダ7は、AF用バネによって、撮像素子4に対して光軸方向に変位可能に支持されている。
AF用バネ8a・8bは、既存のAFカメラモジュールで広く用いられている、渦巻き状の板バネのアーム部によって内側と外側とが接続された金属製のバネである。AF用バネ8aおよびAF用バネ8bは、レンズホルダ7を取り囲むように、それぞれレンズホルダ7の上部と下部とに所定の間隔を空けて対で配置されている。対のAF用バネ8a・8bのうち、上方に配置されたAF用バネ8aの内側端部は、レンズホルダ7の上部に固定され、上方に配置されたAF用バネ8aの外側端部は、モジュールケース9に固定されている。下方に配置されたAF用バネ8bの内側端部は、レンズホルダ7の下部に固定され、下方に配置されたAF用バネ8bの外側端部は、ベース支持体10に固定されている。AF用バネは、レンズホルダ7に下向きの力を与え、AF用コイル11に電流を流さない状態においてレンズホルダ7の一部(下端)をベース支持体10の一部の面に当接させる。
モジュールケース9は、レンズホルダ7の四方を囲む矩形の箱の形状をしている。モジュールケース9の、撮像レンズ6の上方に対応する位置には、開口部が設けられている。なお、AF用バネ8aの外側端部は、モジュールケース9の内側に固定されている。モジュールケース9の下部は、ベース支持体10の上部に固定されている。
ベース支持体10は、モジュールケース9の下方に配置される矩形の部材である。ベース支持体10の中央には、上下方向に貫通した開口が形成されている。ベース支持体10は、下方に突出する当接部10aを備える。また、ベース支持体10は、撮像レンズ6の光軸を基準(中心)として当接部10aより外側に、下方に突出する接着部10bを備える。ベース支持体10の当接部10aを撮像素子4の上面に当接させた状態にすることにより、光軸方向における撮像素子4に対する光学系支持体5の位置決め(すなわち撮像レンズ6の位置決め)を高精度で行うことが可能になる。すなわち、高精度で撮像レンズ6の焦点を撮像素子4上に合わせることができる。なお、レンズホルダ7の下端がベース支持体10の一部の面に当接している状態において、無限遠(または所定の距離)にある被写体に対して合焦する。すなわち、AF用バネ8a・8bで支持されるレンズホルダ7が最も下側に位置する状態において、無限遠にある被写体の像が撮像素子4上に結像される。また、撮像素子4上の複数箇所に対して当接部10aを当接させることにより、組み立てられたカメラモジュール1において、光学系支持体5の撮像素子4に対するチルトも低減することができる。
AF用コイル11は、レンズホルダ7の外側側面に配置されている。AF用コイル11は、レンズホルダ7を囲むように巻き回されており、AF用コイル11の軸は、光軸に一致している。また、AF用コイル11に対向するように、モジュールケース9の内側側面にAF用マグネット12が配置され、固定されている。AF用コイル11に電流を流すことにより、AF用マグネット12との間で生じる電磁力がレンズホルダ7に作用し、レンズホルダ7を光軸方向に駆動する(変位させる)ことができる。
ベース支持体10の接着部10bと、モジュール基板3の上面とは、接着剤13によって接着されている。ここで、ベース支持体10の当接部10aを撮像素子4の上面に当接させるために、ベース支持体10の接着部10bとモジュール基板3の上面との間には、僅かな隙間が設けられている。接着剤13をこの隙間に充填することにより、ベース支持体10とモジュール基板3との接着、すなわち光学系支持体5とモジュール基板3との接着が行われている。接着剤13は、弾性力を有する弾性接着剤である。すなわち、接着剤13は、外力に応じて弾性変形をし、伸びに応じた力でベース支持体10とモジュール基板3とを引き合わせる。
(実装基板の構成)
実装基板(第1基板)2は、携帯機器のIC等を実装するための配線基板である。カメラモジュール1も実装基板2上に実装されることにより、携帯機器に組み込まれる。
実装基板2は、上面にモジュール基板3の端子と接続するための複数の端子、すなわち第1端子2aおよび第2端子2bを備える。実装基板2の第1端子2aは、モジュール基板3の第3端子3aに対応する位置に形成されており、実装基板2の第2端子2bは、モジュール基板3の第4端子3bに対応する位置に形成されている。
実装基板2の第1端子2aおよび第2端子2bの上には、半田印刷によって半田ランド14が形成されている。各半田ランド14は、対応する端子(第1端子2aまたは第2端子2b)の面積に応じた大きさ(面積)である。半田ランド14は半田印刷によって一括で形成されるため、各半田ランド14の高さは、同じである。また、半田ランド14は、スクリーン印刷されているだけで、第1端子2aおよび第2端子2bの上に載っているだけなので(強く付着していないので)、上向きになる実装基板2の端子2a・2b上に形成される。
ここで、実装基板2の第1端子2aと、モジュール基板3の第3端子3aとは、面積がほぼ同じである。これに対し、モジュール基板3の第4端子3bは、実装基板2の第2端子2bより、幅が広く面積も大きい。
実装基板2上にカメラモジュール1を設置し、リフローを行うことによりカメラモジュール1を実装基板2上に実装する。リフローによって半田ランド14を溶融・固化させることにより、実装基板2の各端子とモジュール基板3の対応する各端子とが半田接合される。
図8は、モジュール基板3の下面および実装基板2の上面の対応関係を示す概略平面図である。図8には、実装基板2におけるモジュール基板3の搭載位置(領域)を、破線で示す。また、図8には、モジュール基板3の上面における、接着部に対応する領域、および、撮像素子の搭載領域を、点線で示す。
モジュール基板3において、各辺に沿って複数の第3端子3aが形成されており、各角部(四隅)に第4端子3bが形成されている。第4端子3bは、第3端子3aよりも光軸から遠くに位置する。同様に、実装基板2のモジュール基板搭載領域において、搭載領域の辺に沿って第1端子2aが形成されており、搭載領域の角部(四隅)に第2端子2bが形成されている。モジュール基板3の第3端子3aは、対応する実装基板2の第1端子2aと、同じ形状、かつ、同じ面積である。モジュール基板3の第4端子3bは、対応する実装基板2の第2端子2bより面積が大きい。
モジュール基板3の上面の中央は、撮像素子4が搭載される領域である。当接部10aは、撮像素子4上の一部に当接する。当接部10aが当接する領域は、撮像素子4の任意の場所でよく、例えば、当接部10aは、撮像素子4の対向する2辺上に当接する。
接着部10bに対応する領域(接着剤13が付着する領域)は、モジュール基板3の外周に沿っている。接着部10bに対応する領域は、下面に第3端子3aが形成される領域および第4端子3bが形成される領域と重なっている。光軸を基準(中心)として、接着部10bに対応する領域は、当接部10aに対応する位置より、外側に位置する。
(半田の形状と働く力)
図3は、溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凸形状になる場合の断面図である。図3においては、下側の端子16、上側の端子17、および、それらの間の半田18とを示す。
図3に示すように、半田(半田ランド)18が溶融する前に対して、半田18が溶融した時の上下の端子16・17の間隔が狭くなると、半田18の側面は凸形状に膨らむ。すなわち、溶融時において、端子16・17の面積と、端子16・17の間隔(半田の高さ)との積に対して、半田18の体積が大きい場合、半田18の側面は凸形状になる。
半田18が溶融している時に、半田18の側面が凸形状になっている場合、半田18の表面張力により、半田18は上下の端子16・17を引き離すように反発する。それゆえ、半田18は、上側の端子17を押し上げるように、上側の端子17に力(ぬれ応力)を加える。すなわち、半田の端子との接触面(または端子の表面)と、半田の側面とがなす角(接触角)をθとすると、θが鈍角の場合は溶融した半田18の力は、上下の端子16・17を引き離す方向に働く。半田18が冷えると、上側の端子17を押し上げた状態で半田18が固まる。
図4は、溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凹形状になる場合の断面図である。図4においては、下側の端子16、上側の端子17、および、それらの間の半田18とを示す。
図4に示す(a)のように、半田(半田ランド)18が溶融する前に対して、半田18が溶融した時の上下の端子16・17の間隔が広くなると、半田18の側面は凹形状に縮む。また、図4に示す(b)のように、半田(半田ランド)18が溶融する前に対して、半田18の幅(端子との接触面)が大きくなると、上下の端子16・17の間隔が狭くなったとしても、半田18の側面は凹形状に縮む。すなわち、溶融時において、端子16・17の面積と、端子16・17の間隔(半田の高さ)との積に対して、半田18の体積が小さい場合、半田18の側面は凹形状になる。
半田18が溶融している時に、半田18の側面が凹形状になっている場合、半田18の表面張力により、半田18は上下の端子16・17を引き寄せるように収縮する。それゆえ、半田18は、上側の端子17を引き下げるように、上側の端子17に力を加える。すなわち、半田の端子との接触面(または端子の表面)と、半田の側面とがなす角(接触角)をθとすると、θが鋭角の場合は溶融した半田18の力は、上下の端子16・17を引き寄せる方向に働く。半田18が冷えると、上側の端子17を引き下げた状態で半田18が固まる。
溶融時の半田の表面張力による力の向きは、半田の側面形状が凸形状であるか凹形状であるかによって決まる。すなわち、溶融した半田の表面張力は、表面積を小さくするように働く。簡略的に、半田の側面の面積が小さくなるのは、半田が上下の端子表面を上面および下面とする錐体になる時である。例えば、上下の端子が同じ大きさの四角形であれば、簡略的には、半田は上下の端子を結ぶ直方体になろうとする。そのため、溶融した半田18の側面形状が凸形状であれば、側面の面積が小さくなるように半田18が横方向に縮もうとして、溶融した半田18は、上下の端子16・17を引き離すようにそれらに力を及ぼす。これに対し、溶融した半田18の側面形状が凹形状であれば、側面の面積が小さくなるように半田18が横方向に膨らもうとして、溶融した半田18は、上下の端子16・17を引き寄せるようにそれらに力を及ぼす。
図5は、溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凸形状になる場合の断面図である。図5においては、下側の端子16、上側の端子17、および、それらの間の半田18とを示す。図5に示す例では、上側の端子17は、下側の端子16に比べて面積が小さい。半田溶融前において、半田(半田ランド)18は、下側の端子16上に下側の端子16の面積に応じた大きさで形成されている。
図5に示す例では、溶融した半田18は、上側の端子17の表面と下側の端子16の表面とを結ぶ立体になろうとする。しかしながら半田18の体積が、上側の端子17の表面と下側の端子16の表面とで規定される錐台(錐体を底面と平行な平面で切り分けた、底面を含む部分)の体積より大きいので、溶融した半田18の側面は、凸形状になる。なお、錐台の体積は、(h/3)×(Sa+Sb+√(Sa×Sb))で表される。ここで、hは上面と下面との間隔(錐台の高さ)、Saは下面の面積、Sbは上面の面積である。
それゆえ、半田18の表面張力により、半田18は上下の端子16・17を引き離すように反発する。このとき、少なくとも上側の端子17における接触角θは、鈍角である。半田18が冷えると、上側の端子17を押し上げた状態で半田18が固まる。
図6は、溶融前と溶融時の半田の形状と働く力との関係を示す断面図であり、半田の側面が凹形状になる場合の断面図である。図6においては、下側の端子16、上側の端子17、および、それらの間の半田18とを示す。図6に示す例では、上側の端子17は、下側の端子16に比べて面積が大きい。半田溶融前において、半田(半田ランド)18は、下側の端子16上に下側の端子16の面積に応じた大きさで形成されている。
図6に示す例では、溶融した半田18は、上側の端子17の表面と下側の端子16の表面とを結ぶ立体になろうとする。しかしながら半田18の体積が、上側の端子17の表面と下側の端子16の表面とで規定される錐台の体積より小さいので、溶融した半田18の側面は、凹形状になる。
それゆえ、半田18の表面張力により、半田18は上下の端子16・17を引き寄せるようにそれらに力を及ぼす。このとき、少なくとも上側の端子17における接触角θは、鋭角である。半田18が冷えると、上側の端子17を引き下げた状態で半田18が固まる。
(実装構造体の構成)
図1は、実装基板2上にカメラモジュール1を実装した実装構造体20の概略構成を示す断面図である。携帯機器(撮像装置)は、実装構造体20を含む。
リフローを行う際、カメラモジュール1は実装基板2上に設置される。第3端子3aは、第1端子2aに対向している。第4端子3bは、第2端子2bに対向している。カメラモジュール1の重量は、実装基板2上の半田ランド14によって支えられる。リフローの熱によって半田ランド14が溶融すると、カメラモジュール1の重量が溶融した半田15aに加わる。実装基板2の第1端子2a上の溶融した半田15aは押しつぶされてその側面が凸形状になるが、溶融した半田15aは表面張力によって反発し、カメラモジュール1を支える。すなわち、溶融した半田15aの表面張力は、実装基板2とモジュール基板3とが離れる方向に働く。すなわち、実装基板2の第1端子2a上の溶融した半田15aは、モジュール基板3を押し上げる。
一方、実装基板2の第2端子2b上の溶融した半田15bは、モジュール基板3の面積が大きい第4端子3bの表面にぬれ広がる。溶融した半田15bの体積および下側の面積は変わらず、上側の面積が大きくなるので、溶融した半田15bはその側面が凹形状になる。さらに、溶融した半田15bの表面張力は、モジュール基板3と実装基板2とを引きつけるように働く。すなわち、実装基板2の第2端子2b上の溶融した半田15bは、モジュール基板3を実装基板2側に引きつける。この結果、実装基板2より軟らかいモジュール基板3の端部が実装基板2側に変位し、実装基板2の第2端子2b上の溶融した半田15bの高さは、実装基板2の第1端子2a上の溶融した半田15aの高さより低くなる。
このとき、モジュール基板3の第4端子3bが形成された部位が下側に変位することにより、弾性を有する接着剤13が伸ばされる。伸びた接着剤13は、ベース支持体10の接着部10bを下側に引っ張る。そのため、ベース支持体10の当接部10aは、撮像素子4の上面に当接するように引っ張り当てられる。言い換えると、モジュール基板3の第3端子3aが形成された部位が、モジュール基板3の第4端子3bが形成された部位に対して上側に変位する。すなわち、当接部10aに対応するモジュール基板3の部位を含むモジュール基板3の中央部が、ベース支持体10の当接部10a側に変位する。溶融した半田15a・15bは、モジュール基板3の中央がベース支持体10側に凸になるよう、モジュール基板3を変形させる。これにより、より確実にベース支持体10の当接部10aを撮像素子4の上面に当接させることができる。
なお、図8に示す平面で見ると、モジュール基板3の第4端子3bに対応する四隅が、実装基板2側に引っ張られる。モジュール基板3に付着している接着剤13の一部が引っ張られれば、接着剤13を介して接着されている光学系支持体5も実装基板2側に引っ張られる。
この状態のまま、半田15a・15bが冷えて、固化する。第1端子2aおよび第3端子3aの間の半田15aは、側面が凸形状のまま固まり、第2端子2bおよび第4端子3bの間の半田15bは、側面が凹形状のまま固まる。そのため、モジュール基板23の端部(接着部10bに対応する部位)が実装基板2側に引き寄せられたまま、すなわちベース支持体10の接着部10bが実装基板2側に引き寄せられたまま、半田15a・15bが固まる。この結果、ベース支持体10の当接部10aを撮像素子4の上面に当接させた状態で、カメラモジュール1が実装基板2に半田接合される。
カメラモジュールは、当接部と撮像素子とを当接させた状態で所定の距離の被写体に対して合焦するように設計されている。従来のリフローにおけるカメラモジュールの実装では、モジュール基板が不規則に歪むため、リフロー後に、当接部と撮像素子の上面との間に隙間が生じることがあり得る。そのため、リフロー後に焦点位置がずれることがあるので、リフローによる実装後にレンズ位置をシフトして調整するための構造および調整工程が必要であった。
本実施形態の実装構造体20では、モジュール基板3のより内側に位置する第3端子3aの半田15aは、リフロー時にカメラモジュール1を支えるため、側面が凸形状になっている。これに対し、モジュール基板3のより外側に位置する第4端子3bの半田15bは、リフロー時に面積の広い第4端子3bの表面に広がるため、側面が凹形状になる。それゆえ、モジュール基板3の中央は上に凸に押し上げられ、モジュール基板3の端部(角部)は、実装基板2側に引き下げられる。第4端子3bの面積を第2端子2bより大きくすることで、実装基板2とモジュール基板3とが引き寄せられる効果を強調することができる。これにより、モジュール基板3の端部に対応する位置の接着剤13および接着部10bを介して、光学系支持体5が実装基板2側に引き寄せられる。一方で、モジュール基板3の中央に搭載されている撮像素子4は、光学系支持体5の当接部10aに押し当てられる。これにより、光学系と撮像素子4との光軸方向における位置合わせを正確に行うことができる。また、光学系のチルト(傾き)を抑制することができる。
本実施形態によれば、たとえ、カメラモジュール1の組立時に撮像素子4と当接部10aとの間に隙間があったとしても、カメラモジュール1を実装基板2に半田接合する際に、モジュール基板3の中央(当接部10aに対応する位置)が押し上げられ、撮像素子4を当接部10aに押し当てられる。よって、カメラモジュール1の組立段階において当接部10aを確実に撮像素子4に当接させて光学系支持体5とモジュール基板3とを接着する必要がない。また、カメラモジュール1を実装基板2に半田接合した後に、レンズの位置を調整する必要がない。よって、カメラモジュールの構成の簡素化、および、携帯機器の製造工程の簡素化が可能である。なお、実装基板2へカメラモジュール1を実装する前に、既に当接部10aが撮像素子4に当接していた場合は、半田接合後も、引き続きその状態が維持される。
なお、モジュール基板3の変形を許すため、接着剤13は弾性を有する弾性接着剤とすることができる。これにより、弾性を有する接着剤13を用いることにより、モジュール基板3はある程度変形することができ、半田15bによる半田接合の不良の発生を防止することができる。例えば、弾性を有さない固いリジッドな接着剤を用いた場合、ベース支持体10に固定されたモジュール基板3が変形することができず、第2端子2bおよび第4端子3bの距離が離れてしまい、凹形状の半田15bの接合が不十分になる、または、半田接合の応力によってモジュール基板3が変形し、モジュール基板3とベース支持体10との接着が剥がれることが考えられる。
なお、撮像素子4は平坦である必要があるため、モジュール基板3の撮像素子4が搭載される領域は、補強材によって補強されていてもよい。例えば、モジュール基板3の撮像素子4が搭載される領域に、グランド配線が形成されていてもよい。
なお、光学系支持体5は、内部に光学的手振れ補正機構(OIS:Optical Image Stabilizer)を備える構成とすることもできる。OIS機構は、レンズを光軸に垂直な方向に変位可能に支持し、その位置を制御する機構である。
なお、例えば、モジュール基板の第4端子と対応する実装基板の第2端子とが同じ面積である場合、外側の第2端子上に形成される半田ランドの面積を、内側の第1端子上に形成される半田ランドの面積より小さくしておく(すなわち体積を小さくしておく)こともできる。第2端子上で溶融した半田は、第2端子および第4端子の表面にぬれ広がり、これにより、内側の第1端子上の半田は側面が凸形状に、外側の第2端子上の半田は側面が凹形状になる。それゆえ、モジュール基板の中央部を押し上げ、かつ、モジュール基板の端部を引き下げることにより、撮像素子を当接部に当接させることができる。
(製造工程の例)
図7は、実装構造体20の製造工程の一例を示すフロー図である。
モジュール基板3の下側の、実装基板2の第1端子2aに対応する位置に、第3端子3aを形成する。モジュール基板3の下側の、実装基板2の第2端子2bに対応する位置に、第2端子2bより面積の大きい第4端子3bを形成する(S1)。
撮像素子4をモジュール基板3上に実装する(S2)。
当接部10aと撮像素子4との間に隙間がある状態で、光学系支持体5とモジュール基板3とを接着剤13で接着する(S3)。なお、当接部10aと撮像素子4との間の隙間は無くてもよい。
半田印刷によって、実装基板2の第1端子2aおよび第2端子2bの上に、各端子の大きさに応じた大きさ(底面積)の半田ランド14を形成する(S4)。
モジュール基板3の第3端子3aおよび第4端子3bを、それぞれ実装基板2の第1端子2aおよび第2端子2bに対向させるように、カメラモジュール1を実装基板2の半田ランド14の上に設置する(S5)。なお、実装基板2の上に、実装する他のIC等も設置する。
リフローによってカメラモジュール1および実装基板2を加熱し、半田を溶融させる(S6)。第1端子2aおよび第3端子3aの間の半田15aは、側面が凸形状になる。第2端子2bおよび第4端子3bの間の半田15bは、側面が凹形状になる。これにより、接着部10bに対応するモジュール基板3の部位が、実装基板2側に変位させられ、撮像素子4が当接部10aに押し当てられる。
カメラモジュール1および実装基板2を冷却し、半田を固化させる(S7)。これにより、当接部10aに対応するモジュール基板3の部位が、接着部10bに対応するモジュール基板3の部位に対して、当接部10a側に変位した状態で、すなわち、撮像素子4が当接部10aに押し当てられた状態で、半田接合がされる。
以上のような製造工程によって、確実に当接部10aを撮像素子4に当接させた状態(焦点合わせがされた状態)の実装構造体20を製造することができる。
[実施形態2]
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材・構成については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
図9は、本実施形態のカメラモジュール21および実装基板22の概略構成を示す断面図である。なお、ここでの断面図は、正確に同一断面の部材を示すものではなく、一部の奥にある部材も示す。ここでは、撮像される光がカメラモジュールに入射する側を上側とする。図9には、撮像レンズ6の光軸を一点鎖線で示す。
(カメラモジュールの構成)
カメラモジュール21は、光学系支持体5およびモジュール基板23を備える。光学系支持体5は、モジュール基板23上に接着剤13を介して接着されている。本実施形態では、モジュール基板23の構成が、実施形態1とは異なる。
モジュール基板23は、上面に撮像素子4の端子と接続するための複数の端子(図示せず)を備える。また、モジュール基板23は、下面に実装基板22の端子と接続するための複数の端子、すなわち第3端子23aおよび第4端子23bを備える。第4端子23bは、撮像レンズ6の光軸を基準(中心)として第3端子23aより内側に配置されている。また、第4端子23bは、撮像レンズ6の光軸を基準として、ベース支持体10の接着部10bおよび接着剤13に対応するモジュール基板23の部位より内側に位置する。また、第3端子23aは、撮像レンズ6の光軸を基準として、ベース支持体10の当接部10aに対応するモジュール基板3の部位より外側に位置する。ここでは、第3端子23aは、ベース支持体10の接着部10bに対応する位置に配置されている。具体的には、第3端子23aは、モジュール基板23の端部(辺の周辺)に設けられている。モジュール基板23は、カメラモジュール21の配線基板であり、上面の端子と下面の端子とは、配線基板に設けられたスルーホール等を介して電気的に接続されている。
(実装基板の構成)
実装基板22は、上面にモジュール基板23の端子と接続するための複数の端子、すなわち第1端子22aおよび第2端子22bを備える。実装基板22の第1端子22aは、モジュール基板23の第3端子23aに対応する位置に形成されており、実装基板22の第2端子22bは、モジュール基板23の第4端子23bに対応する位置に形成されている。
実装基板22の第1端子22aおよび第2端子22bの上には、半田印刷によって半田ランド24が形成されている。各半田ランド24は、対応する端子(第1端子22aまたは第2端子22b)の面積に応じた大きさ(面積)である。半田ランド24は半田印刷によって一括で形成されるため、各半田ランド24の高さは、同じである。また、半田ランド24は、上向きになる実装基板22の端子22a・22b上に形成される。なお、各端子の上に形成される半田ランド14の体積は、半田印刷によって半田ランド14を形成する面積(領域)を調整することで、端子毎に異ならせることができる。
ここで、実装基板22の第1端子22aと、モジュール基板23の第3端子23aとは、面積がほぼ同じである。これに対し、モジュール基板23の第4端子23bは、実装基板22の第2端子22bより、幅が狭く面積も小さい。また、モジュール基板23の第4端子23bは、半田ランド24より、幅が狭く面積も小さい。
実装基板22上にカメラモジュール21を設置し、リフローを行うことによりカメラモジュール21を実装基板22上に実装する。リフローによって半田ランド24を溶融・固化させることにより、実装基板22の各端子とモジュール基板23の対応する各端子とが半田接合される。
図11は、モジュール基板23の下面および実装基板22の上面の対応関係を示す概略平面図である。図11には、実装基板22におけるモジュール基板23の搭載位置(領域)を、破線で示す。また、図11には、モジュール基板23の上面における、接着部に対応する領域、および、撮像素子の搭載領域を、点線で示す。
モジュール基板23において、各辺に沿って複数の第3端子23aが形成されており、中央部に複数の第4端子23bが形成されている。第4端子23bは、第3端子23aよりも光軸から遠くに位置する。同様に、実装基板22のモジュール基板搭載領域において、搭載領域の各辺に沿って第1端子22aが形成されており、搭載領域の中央部に第2端子22bが形成されている。モジュール基板23の第3端子23aは、対応する実装基板22の第1端子22aと、同じ形状、かつ、同じ面積である。モジュール基板23の第4端子23bは、対応する実装基板2の第2端子22bより面積が小さい。
モジュール基板23の上面の中央は、撮像素子4が搭載される領域である。当接部10aは、撮像素子4上の一部に当接する。
接着部10bに対応する領域(接着剤13が付着する領域)は、モジュール基板23の外周に沿っている。接着部10bに対応する領域は、下面に第3端子23aが形成される領域と重なっている。光軸を基準(中心)として、接着部10bに対応する領域は、当接部10aに対応する位置より、外側に位置する。
(実装構造体の構成)
図10は、実装基板22上にカメラモジュール21を実装した実装構造体26の概略構成を示す断面図である。本実施形態の携帯機器(撮像装置)は、実装構造体26を含む。実装構造体26は、カメラモジュール21を、実装基板22に半田接合により実装したものである。
リフローを行う際、カメラモジュール21は実装基板22上に設置される。第3端子23aは、第1端子22aに対向している。第4端子23bは、第2端子22bに対向している。カメラモジュール21の重量は、実装基板22上の半田ランド24によって支えられる。リフローの熱によって半田ランド24が溶融すると、溶融した半田25bは、第2端子22bおよび第4端子23bの表面にぬれ広がる。ただし、溶融前の半田ランド24の面積(第4端子23bに対向する面の面積)より第4端子23bの面積は小さいので、第4端子23bおよび第2端子22bの間に収まりきらない溶融した半田25bの側面は凸形状になる。そして、表面張力によって溶融した半田25bは盛り上がる。そのため、実装基板22の第2端子22b上の溶融した半田25bは、モジュール基板23を押し上げる。
一方、実装基板22の第1端子22a上の溶融した半田25aは、モジュール基板23の第3端子23aの表面にぬれ広がる。ここで、第2端子22b上の溶融した半田25bがモジュール基板23を押し上げているので、溶融前に比べて溶融後は、実装基板22の第1端子22aとモジュール基板23の第3端子23aとの間の距離も大きくなる。溶融した半田25aの体積は変わらないので、溶融した半田25aはその側面が凹形状になる。そして、溶融した半田25aの表面張力は、モジュール基板23と実装基板22とを引きつけるように働く。すなわち、実装基板22の第1端子22a上の溶融した半田25aは、モジュール基板23を実装基板22側に引きつける。
この結果、実装基板22より軟らかいモジュール基板23の中央部は光学系支持体5側に押し上げられ、モジュール基板23の端部が実装基板22側に変位(変形)する。実装基板22の第2端子22b上の溶融した半田25bの高さは、実装基板22の第1端子22a上の溶融した半田25aの高さより高くなる。
このとき、モジュール基板23の第4端子23bが形成された部位が上側に変位することにより、撮像素子4を押し上げる。ベース支持体10を含む光学系支持体5は、弾性を有する接着剤13を介してモジュール基板23の周辺部(第3端子23aに対応する部位)に接着されている。そのため、光学系支持体5は、下側に引っ張られている。それゆえ、撮像素子4がベース支持体10の当接部10aに押し当てられる。これにより、より確実にベース支持体10の当接部10aを撮像素子4の上面に当接させることができる。
なお、図11に示す平面で見ると、モジュール基板23の第4端子23bに対応する中央部が、実装基板22とは反対側に押し上げられる。これに対し、モジュール基板23の第3端子23aに対応する周辺部が、実装基板22側に引っ張られる。モジュール基板23に付着している接着剤13が引っ張られれば、接着剤13を介して接着されている光学系支持体5も実装基板22側に引っ張られる。
この状態のまま、半田25a・25bが冷えて、固化する。第1端子22aおよび第3端子23aの間の半田25aは、側面が凹形状のまま固まり、第2端子22bおよび第4端子23bの間の半田25bは、側面が凸形状のまま固まる。そのため、モジュール基板23の端部(接着部10bに対応する部位)が実装基板22側に引き寄せられたまま、すなわちベース支持体10の接着部10bが実装基板22側に引き寄せられたまま、半田25a・25bが固まる。この結果、ベース支持体10の当接部10aを撮像素子4の上面に当接させた状態で、カメラモジュール21が実装基板22に半田接合される。
本実施形態の実装構造体26では、モジュール基板23のより内側に位置する第4端子23bの半田25bは、リフロー時に面積の狭い第4端子23bの表面に密着するが、第4端子23bからはみ出た分により、その側面が凸形状になる。これにより、モジュール基板23が押し上げられる。そのため、第1端子22aと第3端子23aとの距離が離れる。一方で、第1端子22aと第3端子23aとの間の半田25aの体積は変わらないので、半田25aの側面は凹形状になる。結果的に、モジュール基板23の中央は上に凸に押し上げられ、モジュール基板23の端部(周辺部)は、実装基板22側に引き下げられる。第4端子23bの面積を第2端子22bより小さくすることで、実装基板22とモジュール基板23とが押し離される効果を強調することができる。これにより、モジュール基板23の中央に搭載されている撮像素子4は、光学系支持体5の当接部10aに押し当てられる。これにより、光学系と撮像素子4との光軸方向における位置合わせを正確に行うことができる。
[変形例]
上述の実施形態では、撮像素子の対向する2辺に当接部が位置する場合について説明したが、当接部の位置はこれに限らない。
(当接部の配置例1)
図12は、モジュール基板3の上面および撮像素子4の位置関係を示す概略平面図である。図12では、モジュール基板3の下面の第3端子3aおよび第4端子3bを、破線で示す。
図12のモジュール基板3は、実施形態1のモジュール基板3(例えば図8)と同じであり、対応する実装基板の端子より面積が大きい第4端子3bが、モジュール基板3の下面の四隅に配置されている。モジュール基板3の上面の四隅を含む周辺部に、ベース支持体の接着部に対向する領域(接着部の領域)が位置する。すなわち、半田接合後にモジュール基板3の四隅が、実装基板側に引っ張られる構成である。モジュール基板3の上面の中央部に、撮像素子4が搭載されている。
撮像素子4は、周辺部にモジュール基板3の上面の端子(図示せず)と接続するための複数の端子4aを備える。撮像素子4の端子4aと、モジュール基板3の上面の端子とは、例えばワイヤボンディングによって電気的に接続される。撮像素子4の中央部には、光を受光する受光部4bが形成されている。
当接部は、これら撮像素子4の端子4aおよび受光部4bが形成されていない位置に当接するように配置される。また、当接部は、撮像素子4に形成されているアナログ回路(処理回路)等を避け、撮像した画像に影響しない位置に当接するよう配置される。当接部は、例えば、撮像素子4の配線領域や、当接専用の領域に当接するよう配置される。
図12に示す例では、当接部が撮像素子4に当接する箇所である当接領域31は、撮像素子4の端子4aと受光部4bとの間の、受光部4bの四隅の外側に位置する。第4端子3bに対応するモジュール基板3の四隅が実装基板側に引っ張られる、または、第3端子3aに対応するモジュール基板3の中央部が光学系支持体側に押し上げられると、撮像素子4の当接領域31が、当接部に押し当てられる。組立を容易にするために、当接領域31に目印を形成していてもよい。
(当接部の配置例2)
図13は、モジュール基板3の上面および撮像素子4の位置関係を示す概略平面図である。図13では、モジュール基板3の下面の第3端子3aおよび第4端子3bを、破線で示す。
図13に示す撮像素子4では、モジュール基板3の上面の端子(図示せず)と接続するための複数の端子4aは、撮像素子の対向する2辺に沿った領域に形成されている。そして、線状に伸びた2つの当接領域31は、互いに中央の受光部4bを挟む位置にある。当接領域31は、受光部4bおよび端子4aが形成されていない箇所に位置するように、当接部が配置される。なお、当接領域31を、より外側、撮像素子4の周辺部に設けてもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、カメラモジュールを備える撮像装置に利用することができる。
1、21 カメラモジュール
2、22 実装基板(第1基板)
2a、21a 第1端子
2b、22b 第2端子
3、23 モジュール基板(第2基板)
3a、23a 第3端子
3b、23b 第4端子
4 撮像素子
4a 端子
4b 受光部
5 光学系支持体
6 撮像レンズ(レンズ)
7 レンズホルダ
8a、8b AF用バネ
9 モジュールケース
10 ベース支持体
10a 当接部
10b 接着部
11 AF用コイル
12 AF用マグネット
13 接着剤
14、24 半田ランド
15a、15b、18、25a、25b 半田
16、17 端子
20、26 実装構造体
31 当接領域

Claims (18)

  1. カメラモジュールと、上記カメラモジュールが実装される第1基板とを備える撮像装置であって、
    上記カメラモジュールは、
    撮像素子と、
    第1の面に上記撮像素子が実装される第2基板と、
    上記撮像素子に当接する当接部と、上記第2基板の上記第1の面に接着される接着部とを有し、レンズを支持する光学系支持体と、
    を備え、
    上記当接部に対応する上記第2基板の部位が、上記接着部に対応する上記第2基板の部位に比べて、上記当接部側に変位した状態で、上記第2基板の第2の面と上記第1基板の第1の面とが半田接合されていることを特徴とする撮像装置。
  2. 上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、
    上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子と半田接合される第3端子、および、上記第2端子と半田接合される第4端子が形成されており、
    上記第2端子の面積と上記第4端子の面積とが異なることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 上記第1端子の面積と上記第3端子の面積とは同じであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は外側にあり、
    上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より大きいことを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。
  5. 上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は内側にあり、
    上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より小さいことを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。
  6. 上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、
    上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子と半田接合される第3端子、および、上記第2端子と半田接合される第4端子が形成されており、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は外側にあり、
    上記第1端子と上記第3端子とを接合する半田は、側面が凸形状であり、
    上記第2端子と上記第4端子とを接合する半田は、側面が凹形状であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  7. 上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より大きいことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
  8. 上記第3端子の面積は、上記第1端子の面積より小さいことを特徴とする請求項6または7に記載の撮像装置。
  9. 上記第4端子は、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する位置より外側に形成されていることを特徴とする請求項4、6、または7に記載の撮像装置。
  10. 上記第3端子は、上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記接着部に対応する位置より内側に形成されていることを特徴とする請求項5、6、または8に記載の撮像装置。
  11. 上記第4端子は、上記接着部に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項4、6、7、または8に記載の撮像装置。
  12. 上記第4端子は、上記第2基板の角の位置に形成されていることを特徴とする請求項4、6、7、8、9、または11に記載の撮像装置。
  13. 上記接着部と上記第2基板とは、弾性を有する接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の撮像装置。
  14. 撮像装置の製造方法であって、
    第1の面に撮像素子が実装された第2基板と、当接部、および、上記第2基板の上記第1の面に接着された接着部を有しレンズを支持する光学系支持体と、を備えるカメラモジュールを第1基板に実装する際に、
    上記当接部に対応する上記第2基板の部位が、上記接着部に対応する上記第2基板の部位に比べて、上記当接部側に変位した状態で、上記第2基板の第2の面と上記第1基板の第1の面とを半田接合することにより、上記撮像素子を上記当接部に押し当てる半田接合ステップを含むことを特徴とする製造方法。
  15. 上記半田接合ステップの前に、上記当接部と上記撮像素子とが離れた状態で上記接着部と上記第2基板とを接着する接着ステップを含むことを特徴とする請求項14に記載の製造方法。
  16. 上記半田接合ステップの前に、上記第1基板の上記第1の面に形成されている端子上に、半田印刷によって半田ランドを形成する半田印刷ステップを含み、
    上記半田接合ステップにおいては、上記第1基板の上に上記カメラモジュールを設置し、リフローによって半田接合を行うことを特徴とする請求項14または15に記載の製造方法。
  17. 上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、
    上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子に対応する第3端子、および、上記第2端子に対応する第4端子が形成されており、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は外側にあり、
    上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より大きく、
    上記半田印刷ステップにおいては、上記第1端子および上記第2端子の上に、各端子の面積に応じた半田ランドを形成することを特徴とする請求項16に記載の製造方法。
  18. 上記第1基板の上記第1の面には、第1端子および第2端子が形成されており、
    上記第2基板の上記第2の面には、上記第1端子に対応する第3端子、および、上記第2端子に対応する第4端子が形成されており、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記当接部に対応する上記第2基板の部位より、上記接着部に対応する上記第2基板の部位は外側にあり、
    上記レンズの光軸に対応する位置を中心として、上記第3端子より、上記第4端子は内側にあり、
    上記第4端子の面積は、上記第2端子の面積より小さく、
    上記半田印刷ステップにおいては、上記第1端子および上記第2端子の上に、各端子の面積に応じた半田ランドを形成することを特徴とする請求項16に記載の製造方法。
JP2011269386A 2011-12-08 2011-12-08 撮像装置および撮像装置の製造方法 Pending JP2013121142A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011269386A JP2013121142A (ja) 2011-12-08 2011-12-08 撮像装置および撮像装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011269386A JP2013121142A (ja) 2011-12-08 2011-12-08 撮像装置および撮像装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013121142A true JP2013121142A (ja) 2013-06-17

Family

ID=48773575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011269386A Pending JP2013121142A (ja) 2011-12-08 2011-12-08 撮像装置および撮像装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013121142A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017086222A1 (ja) * 2015-11-19 2018-07-05 京セラ株式会社 電子素子実装用基板および電子装置
US11381717B2 (en) 2016-01-21 2022-07-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Camera module with imaging sensor and light emitter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017086222A1 (ja) * 2015-11-19 2018-07-05 京セラ株式会社 電子素子実装用基板および電子装置
US11381717B2 (en) 2016-01-21 2022-07-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Camera module with imaging sensor and light emitter
JP7194886B2 (ja) 2016-01-21 2022-12-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 カメラモジュール
US11665413B2 (en) 2016-01-21 2023-05-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Camera module with imaging sensor and light emitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8970781B2 (en) Camera module having MEMS actuator, connecting method for shutter coil of camera module and camera module manufactured by the same method
KR101294419B1 (ko) 카메라 모듈 및 그 제조 방법
KR20170056439A (ko) 전기적 지지체를 구비한 시스템 레벨 카메라 모듈 및 그 제조 방법
KR101387295B1 (ko) 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법
KR101984632B1 (ko) 광학 모듈과 지지판이 장착된 장치
US7968801B2 (en) Solder mounting structure, method for manufacturing such solder mounting structure and use of such solder mounting structure
KR100982183B1 (ko) 납땜 실장 구조의 제조 방법
JP2013121142A (ja) 撮像装置および撮像装置の製造方法
JP5712090B2 (ja) 電子機器の製造方法
KR20130040425A (ko) 표면 실장형 카메라 모듈 패키지
JP2019068140A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
KR102402900B1 (ko) 카메라 모듈 제작 방법 및 카메라 모듈 제작용 키트
TWI835586B (zh) 自動對焦相機模組及其製作方法、電子裝置
JP2012079984A (ja) 半導体デバイスの実装方法、半導体モジュール、および電子情報機器
KR102477249B1 (ko) 카메라 모듈
CN110475049B (zh) 相机模块及其制造方法
KR101618271B1 (ko) 스마트폰용 카메라 모듈 납땜방법 및 납땜장치
KR101175879B1 (ko) 카메라 모듈 및 그 제조 방법
JP2005045092A (ja) 半導体装置及び撮像装置並びに半導体装置製造方法
JP2013201246A (ja) 端子接続構造およびカメラモジュール
JP2017207619A (ja) 実装ピン付光導波路基板及びその実装方法
JP2014220461A (ja) 撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器
JP2006222353A (ja) 電子部品の実装方法、電子機器、及び電子部品の位置決め突起形成装置