JP3929320B2 - 小形モジュールカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小形薄形化を要求される携帯電話などに搭載する小形モジュールカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話に内蔵されるカメラモジュールは、小形化が要求されている。
現在までは、ＸＹ方向（平面方向）の大きさを中心に小さくすることが検討されてきた。しかしながら、今後は携帯電話の多機能化に伴いカメラブロックの小形が要求され、表示部が液晶からＥＬ素子を用いたものに変更され薄形化が必要となる。
【０００３】
図４は、従来のモジュールカメラの構造を説明するための断面図である。
ワンチップ撮像センサ２３は、受光部２２やＤＳＰが一体に形成されたベアチップ３１をシリコン基板２５に搭載し金メッキランドにワイヤボンディング２６を施し，ベアチップ３１の上面にガラス２７を取り付けてパッケージングすることにより製造される。
このワンチップ撮像センサ２３がボ−ルグリッドアレイ（ＢＧＡ）２４によるハンダ接合で樹脂基板（セラミック基板など）２９などに取り付けられる。この上にレンズホルダ２８で支持されたレンズが組み込まれてカメラモジュールが完成する。
【０００４】
カメラモジュールに必要な部品（抵抗・コンデンサなど）は樹脂基板２９の裏面に取り付けられている。
従来のモジュールカメラはこのようにＸＹ方向において、チップの小形化（ＣＳＰおよびＢＧＡ化）が進んでいる。しかしながら、レンズ，レンズホルダ，パッケージされたワンチップ撮像センサ，基板を単純に積み重ねた構造となっているためＺ方向（厚さ方向）の高さを低くできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これを解決するものとして特開２００１−２０３９１３が提案されている。
図５は提案されたモジュールカメラの構造を示す図である。
鏡筒４２にレンズが取り付けられ、鏡筒４２を支持するホルダ４３が透光性基板４０の上に搭載されている。受光部３５を有する撮像素子４１がバンプ３６によって透光性基板４０の配線パターン３３に接続され、撮像素子４１は樹脂３７によって固められている。
この構造は、厚さ方向について従来構造より薄形化を実現している。このカメラモジュールに用いられる透光性基板４０は提案の明細書の詳細な説明の欄で述べているように厚さ１ｍｍ程度の赤外カット機能を有するガラス材であり、ガラス自体の剛性によって組体を保持している。
【０００６】
カメラモジュールを携帯電話に組み込む場合、同時に他の部品を搭載するためにフレキシブル基板（厚さは０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度）を用いることが必須である。
上記提案で０．３ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さの、しかも透明板を用いることを想定した場合、提案による構造では０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ厚のガラスを強度的に成り立たせることは不可能である。また、実際問題として強度を持たせるために一定の厚さの固い基板を用いると、自由に折り曲げることができず、狭いスペースに収納して用いることができないという問題がある。
さらに、レンズ３９の光軸位置と撮像素子４１の受光部３５はそれぞれ透光性基板の上下面に搭載する構造で一義的に位置を決める構造とはなっていないため、位置合わせをするための方策が必要となり、製造工程が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記諸問題を解決するもので、その目的は、携帯電話内蔵カメラモジュールにおいて、高さ方向を薄くして小形化を図り、しかも０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の厚さのフレキシブル基板を用いることができ、組立時のレンズ光軸および受光部の位置合わせも一義的に簡単にできる構造の小形モジャールカメラを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による小形モジュールカメラは、レンズと、孔を有するプリント基板と、前記レンズを支持し、上部に開口部を、下面に前記プリント基板の厚みより高い突出部をそれぞれ有し、該突出部内に貫通孔を有するレンズホルダと、撮像素子ベアチップとからなり、前記プリント基板の孔に前記レンズホルダの突出部を嵌合させて前記プリント基板の上面を前記レンズホルダの下面で支持し、該突出部の端部に対面させ、かつ端部に接触させて前記撮像素子ベアチップを配置し、前記撮像素子ベアチップと前記プリント基板下面の配線パターンをフリップチップ実装することにより精度良く前記撮像素子ベアチップの受光部と前記レンズの光軸とを一致させ、かつ、プリント基板の薄さにかかわらず一体組立可能に構成してある。
本発明は上記構成において、前記プリント基板の上面と前記レンズホルダの下面との間は、接着剤で固定するように構成されている。
本発明は上記構成において、前記撮像素子ベアチップと前記プリント基板の間にはアンダフィル剤を充填して構成されている。
本発明における前記プリント基板はフレキシブル基板を用いるものである。
【０００９】
【作用】
上記構成によれば、モジュールの薄形化を図ることができ、プリント基板に一体に形成する工程のみで精度よく位置合わせして組み込むことができるとともにフレキシブル基板であっても一体に形成することが可能となる。
したがって、携帯電話に該モジュールカメラを組み込む場合、フレキシブル基板をＵ字などに折り曲げて収納し他のチップをさらに搭載しつつ、電話本体の薄さの要求にも対応することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による小形モジュールカメラを用いた携帯電話の外観を示す斜視図である。本発明による小形モジュールカメラ１６はフリップ式携帯電話１７のＥＬ素子表示図面１５の上側に配置されている。薄型の蓋に好適に収容することが可能である。
【００１１】
図２は、本発明による小形モジュールカメラの実施の形態を示す断面図である。レンズホルダ６の上壁６ａの中央に開口部６ｄが設けられている。下壁６ｂの中央には図２から分かるようにフレキシブル基板７の厚みより高い突出部６ｃが形成され、突出部６ｃには貫通孔６ｅが設けられている。上壁６ａと下壁６ｂの間に挟持されるようにレンズ１が取り付けられている。
【００１２】
フレキシブル基板７は中央に孔７ａを有し、孔７ａにレンズホルダ６の突出部６ｃを嵌合させる。フレキシブル基板７の、レンズホルダ６の下壁６ｂの下面に接する部分に接着剤を塗布し、孔への嵌合によりフレキシブル基板７の上面とレンズホルダ６の下壁６ｂの下面とが接着固定される。
フレキシブル基板７は、レンズホルダ６の下壁によってモジュールの強度が保持される。
【００１３】
突出部６ｃの先端には、受光部２を搭載した撮像素子ベアチップ５を接触させて配置しレンズ１に対面させる。撮像素子ベアチップ５は周辺部に金メッキ部（バンプを含む）４を有し、この部分とフレキシブル基板７の下面に形成されているパターン７ａを接続する金メッキ部１０によりフリップチップ実装する。さらにこの部分にアンダフィル剤９を充填して固定する。抵抗，コンデンサ８などの部品はフレキシブル基板７の裏面に取り付けられる。
【００１４】
撮像素子ベアチップ５の受光素子２とレンズとの距離は突出部６ｃの高さ（貫通孔６ｅの長さ）よって一義的に決定し取り付けるだけで合焦位置に設定することができる。また、受光部２と光軸の位置調整は、ガラスを通すことなくレンズホルダに対して行えばよいので、位置合わせが容易である。すなわち、基板に対するレンズ取り付け位置が一義的に決まっているため、撮像素子ベアチップ５の周辺部の金メッキ部４とフレキシブル基板７の裏面のパターンの金メッキ部１０とは大きくずれることはないので調整量は少なくて済み簡単に位置合わせをすることができる。
【００１５】
図３は、図２の小形モジュールカメラの実装例を示す図である。
本発明によるモジュールカメラ１３を搭載したフレキシブル基板１２は２つに折り曲げられ、折り曲げ部分の対面する位置にＩＣベアチップ１１や抵抗，コンデンサなどが搭載される。このように２つ折りにすることにより、薄くて小さい携帯電話に内蔵させることができる。
【００１６】
以上、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ厚のフレキシブル基板の実施の形態について説明したが、これよりもさらに薄いものであっても良い。また反対にこれよりも厚くなると変形しにくくなるが、剛性（樹脂やセラミックなど）の基板についても使用することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、プリント基板の孔にレンズホルダの突出部を嵌合させてプリント基板の上面をレンズホルダの下面で支持し、該突出部の端部に対面させて撮像素子ベアチップを配置し、撮像素子ベアチップとプリント基板下面の配線パターンをフリップチップ実装することにより精度良く撮像素子ベアチップの受光部とレンズの光軸とを一致させ、かつ、プリント基板の薄さにかかわらず一体組立可能に構成したものである。
したがって、小形薄形化を図れるとともにフレキシブル基板のようにＵ字形に曲がるような薄さの基板であっても、カメラモジュールを形成することができる。よって、携帯電話などにフレキシブル基板を用いたモジュールを組立てることができ、携帯電話のさらなる小形薄形化を推進させることができる。
また、組立時の位置合わせの調整が容易となり、製造工程が簡単化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による小形モジュールカメラを用いた携帯電話の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明による小形モジュールカメラの実施の形態を示す断面図である。
【図３】図２の小形モジュールカメラの実装例を示す図である。
【図４】従来のモジュールカメラの構造を説明するための断面図である。
【図５】従来のモジュールカメラの他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ レンズ
２，３５ 受光部
４，３６ 金メッキ部（バンプを含む）
５ 撮像素子ベアチップ
６，２８ レンズホルダ
７ フレキシブル基板
８，３０ 抵抗，コンデンサ
９ アンダフィル剤
１０ 金メッキ部
１１ ＩＣベアチップ
１５ ＥＬ素子表示画面
１６ 小形モジュールカメラ
１７ 携帯電話
２３ ワンチップ撮像センサ
２４ ＢＧＡ（ハンダ）
２５ シリコン基板
２６ ワイヤボンディング
２７ ガラス
２９ 樹脂基板
３１ ベアチップ
３２ 金メッキ
３３ 配線パターン
３７ 樹脂
３８ レンズユニット
４０ 透光性基板
４１ 撮像素子
４２ 鏡筒
４３ ホルダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、小形薄形化を要求される携帯電話などに搭載する小形モジュールカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話に内蔵されるカメラモジュールは、小形化が要求されている。
現在までは、ＸＹ方向（平面方向）の大きさを中心に小さくすることが検討されてきた。しかしながら、今後は携帯電話の多機能化に伴いカメラブロックの小形が要求され、表示部が液晶からＥＬ素子を用いたものに変更され薄形化が必要となる。
【０００３】
図４は、従来のモジュールカメラの構造を説明するための断面図である。
ワンチップ撮像センサ２３は、受光部２２やＤＳＰが一体に形成されたベアチップ３１をシリコン基板２５に搭載し金メッキランドにワイヤボンディング２６を施し，ベアチップ３１の上面にガラス２７を取り付けてパッケージングすることにより製造される。
このワンチップ撮像センサ２３がボ−ルグリッドアレイ（ＢＧＡ）２４によるハンダ接合で樹脂基板（セラミック基板など）２９などに取り付けられる。この上にレンズホルダ２８で支持されたレンズが組み込まれてカメラモジュールが完成する。
【０００４】
カメラモジュールに必要な部品（抵抗・コンデンサなど）は樹脂基板２９の裏面に取り付けられている。
従来のモジュールカメラはこのようにＸＹ方向において、チップの小形化（ＣＳＰおよびＢＧＡ化）が進んでいる。しかしながら、レンズ，レンズホルダ，パッケージされたワンチップ撮像センサ，基板を単純に積み重ねた構造となっているためＺ方向（厚さ方向）の高さを低くできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これを解決するものとして特開２００１−２０３９１３が提案されている。
図５は提案されたモジュールカメラの構造を示す図である。
鏡筒４２にレンズが取り付けられ、鏡筒４２を支持するホルダ４３が透光性基板４０の上に搭載されている。受光部３５を有する撮像素子４１がバンプ３６によって透光性基板４０の配線パターン３３に接続され、撮像素子４１は樹脂３７によって固められている。
この構造は、厚さ方向について従来構造より薄形化を実現している。このカメラモジュールに用いられる透光性基板４０は提案の明細書の詳細な説明の欄で述べているように厚さ１ｍｍ程度の赤外カット機能を有するガラス材であり、ガラス自体の剛性によって組体を保持している。
【０００６】
カメラモジュールを携帯電話に組み込む場合、同時に他の部品を搭載するためにフレキシブル基板（厚さは０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度）を用いることが必須である。
上記提案で０．３ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さの、しかも透明板を用いることを想定した場合、提案による構造では０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ厚のガラスを強度的に成り立たせることは不可能である。また、実際問題として強度を持たせるために一定の厚さの固い基板を用いると、自由に折り曲げることができず、狭いスペースに収納して用いることができないという問題がある。
さらに、レンズ３９の光軸位置と撮像素子４１の受光部３５はそれぞれ透光性基板の上下面に搭載する構造で一義的に位置を決める構造とはなっていないため、位置合わせをするための方策が必要となり、製造工程が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記諸問題を解決するもので、その目的は、携帯電話内蔵カメラモジュールにおいて、高さ方向を薄くして小形化を図り、しかも０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の厚さのフレキシブル基板を用いることができ、組立時のレンズ光軸および受光部の位置合わせも一義的に簡単にできる構造の小形モジャールカメラを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による小形モジュールカメラは、レンズと、孔を有するプリント基板と、前記レンズを支持し、上部に開口部を、下面に前記プリント基板の厚みより高い突出部をそれぞれ有し、該突出部内に貫通孔を有するレンズホルダと、撮像素子ベアチップとからなり、前記プリント基板の孔に前記レンズホルダの突出部を嵌合させて前記プリント基板の上面を前記レンズホルダの下面で支持し、該突出部の端部に対面させ、かつ端部に接触させて前記撮像素子ベアチップを配置し、前記撮像素子ベアチップと前記プリント基板下面の配線パターンをフリップチップ実装することにより精度良く前記撮像素子ベアチップの受光部と前記レンズの光軸とを一致させ、かつ、プリント基板の薄さにかかわらず一体組立可能に構成してある。
本発明は上記構成において、前記プリント基板の上面と前記レンズホルダの下面との間は、接着剤で固定するように構成されている。
本発明は上記構成において、前記撮像素子ベアチップと前記プリント基板の間にはアンダフィル剤を充填して構成されている。
本発明における前記プリント基板はフレキシブル基板を用いるものである。
【０００９】
【作用】
上記構成によれば、モジュールの薄形化を図ることができ、プリント基板に一体に形成する工程のみで精度よく位置合わせして組み込むことができるとともにフレキシブル基板であっても一体に形成することが可能となる。
したがって、携帯電話に該モジュールカメラを組み込む場合、フレキシブル基板をＵ字などに折り曲げて収納し他のチップをさらに搭載しつつ、電話本体の薄さの要求にも対応することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による小形モジュールカメラを用いた携帯電話の外観を示す斜視図である。本発明による小形モジュールカメラ１６はフリップ式携帯電話１７のＥＬ素子表示図面１５の上側に配置されている。薄型の蓋に好適に収容することが可能である。
【００１１】
図２は、本発明による小形モジュールカメラの実施の形態を示す断面図である。レンズホルダ６の上壁６ａの中央に開口部６ｄが設けられている。下壁６ｂの中央には図２から分かるようにフレキシブル基板７の厚みより高い突出部６ｃが形成され、突出部６ｃには貫通孔６ｅが設けられている。上壁６ａと下壁６ｂの間に挟持されるようにレンズ１が取り付けられている。
【００１２】
フレキシブル基板７は中央に孔７ａを有し、孔７ａにレンズホルダ６の突出部６ｃを嵌合させる。フレキシブル基板７の、レンズホルダ６の下壁６ｂの下面に接する部分に接着剤を塗布し、孔への嵌合によりフレキシブル基板７の上面とレンズホルダ６の下壁６ｂの下面とが接着固定される。
フレキシブル基板７は、レンズホルダ６の下壁によってモジュールの強度が保持される。
【００１３】
突出部６ｃの先端には、受光部２を搭載した撮像素子ベアチップ５を接触させて配置しレンズ１に対面させる。撮像素子ベアチップ５は周辺部に金メッキ部（バンプを含む）４を有し、この部分とフレキシブル基板７の下面に形成されているパターン７ａを接続する金メッキ部１０によりフリップチップ実装する。さらにこの部分にアンダフィル剤９を充填して固定する。抵抗，コンデンサ８などの部品はフレキシブル基板７の裏面に取り付けられる。
【００１４】
撮像素子ベアチップ５の受光素子２とレンズとの距離は突出部６ｃの高さ（貫通孔６ｅの長さ）よって一義的に決定し取り付けるだけで合焦位置に設定することができる。また、受光部２と光軸の位置調整は、ガラスを通すことなくレンズホルダに対して行えばよいので、位置合わせが容易である。すなわち、基板に対するレンズ取り付け位置が一義的に決まっているため、撮像素子ベアチップ５の周辺部の金メッキ部４とフレキシブル基板７の裏面のパターンの金メッキ部１０とは大きくずれることはないので調整量は少なくて済み簡単に位置合わせをすることができる。
【００１５】
図３は、図２の小形モジュールカメラの実装例を示す図である。
本発明によるモジュールカメラ１３を搭載したフレキシブル基板１２は２つに折り曲げられ、折り曲げ部分の対面する位置にＩＣベアチップ１１や抵抗，コンデンサなどが搭載される。このように２つ折りにすることにより、薄くて小さい携帯電話に内蔵させることができる。
【００１６】
以上、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ厚のフレキシブル基板の実施の形態について説明したが、これよりもさらに薄いものであっても良い。また反対にこれよりも厚くなると変形しにくくなるが、剛性（樹脂やセラミックなど）の基板についても使用することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、プリント基板の孔にレンズホルダの突出部を嵌合させてプリント基板の上面をレンズホルダの下面で支持し、該突出部の端部に対面させて撮像素子ベアチップを配置し、撮像素子ベアチップとプリント基板下面の配線パターンをフリップチップ実装することにより精度良く撮像素子ベアチップの受光部とレンズの光軸とを一致させ、かつ、プリント基板の薄さにかかわらず一体組立可能に構成したものである。
したがって、小形薄形化を図れるとともにフレキシブル基板のようにＵ字形に曲がるような薄さの基板であっても、カメラモジュールを形成することができる。よって、携帯電話などにフレキシブル基板を用いたモジュールを組立てることができ、携帯電話のさらなる小形薄形化を推進させることができる。
また、組立時の位置合わせの調整が容易となり、製造工程が簡単化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による小形モジュールカメラを用いた携帯電話の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明による小形モジュールカメラの実施の形態を示す断面図である。
【図３】図２の小形モジュールカメラの実装例を示す図である。
【図４】従来のモジュールカメラの構造を説明するための断面図である。
【図５】従来のモジュールカメラの他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ レンズ
２，３５ 受光部
４，３６ 金メッキ部（バンプを含む）
５ 撮像素子ベアチップ
６，２８ レンズホルダ
７ フレキシブル基板
８，３０ 抵抗，コンデンサ
９ アンダフィル剤
１０ 金メッキ部
１１ ＩＣベアチップ
１５ ＥＬ素子表示画面
１６ 小形モジュールカメラ
１７ 携帯電話
２３ ワンチップ撮像センサ
２４ ＢＧＡ（ハンダ）
２５ シリコン基板
２６ ワイヤボンディング
２７ ガラス
２９ 樹脂基板
３１ ベアチップ
３２ 金メッキ
３３ 配線パターン
３７ 樹脂
３８ レンズユニット
４０ 透光性基板
４１ 撮像素子
４２ 鏡筒
４３ ホルダ
Claims (4)
- レンズと、
孔を有するプリント基板と、
前記レンズを支持し、上部に開口部を、下面に前記プリント基板の厚みより高い突出部をそれぞれ有し、該突出部内に貫通孔を有するレンズホルダと、
撮像素子ベアチップとからなり、
前記プリント基板の孔に前記レンズホルダの突出部を嵌合させて前記プリント基板の上面を前記レンズホルダの下面で支持し、該突出部の端部に対面させ、かつ端部に接触させて前記撮像素子ベアチップを配置し、前記撮像素子ベアチップと前記プリント基板下面の配線パターンをフリップチップ実装することにより精度良く前記撮像素子ベアチップの受光部と前記レンズの光軸とを一致させ、かつ、プリント基板の薄さにかかわらず一体組立可能に構成したことを特徴とする小形モジュールカメラ。 - 前記プリント基板の上面と前記レンズホルダの下面との間は、接着剤で固定することを特徴とする請求項１記載の小形モジュールカメラ。
- 前記撮像素子ベアチップと前記プリント基板の間にはアンダフィル剤を充填することを特徴とする請求項１または２記載の小形モジュールカメラ。
- 前記プリント基板はフレキシブル基板を用いることを特徴とする請求項１，２または３記載の小形モジュールカメラ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029211A JP3929320B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 小形モジュールカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029211A JP3929320B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 小形モジュールカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003230028A JP2003230028A (ja) | 2003-08-15 |
| JP3929320B2 true JP3929320B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=27750067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002029211A Expired - Lifetime JP3929320B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 小形モジュールカメラ |
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| Country | Link |
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| KR101071821B1 (ko) * | 2004-06-11 | 2011-10-11 | 엘지전자 주식회사 | 카메라 내장형 이동통신 단말기 구조 |
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| KR100797723B1 (ko) * | 2006-10-11 | 2008-01-23 | 삼성전기주식회사 | 액체 렌즈 모듈 |
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| CN217063832U (zh) * | 2021-12-29 | 2022-07-26 | 诚瑞光学(南宁)有限公司 | 手机摄像头模组 |
-
2002
- 2002-02-06 JP JP2002029211A patent/JP3929320B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003230028A (ja) | 2003-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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