JP4441211B2 - 小型撮像モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する分野】
本発明はCMOSセンサやCCDセンサ等の撮像センサを備えた小型撮像モジュールの改良に関し、さらに詳しくは樹脂成形のケースと既存の回路基板技術とを組み合わせることにより、低価格で高密度実装を可能とした小型撮像モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、携帯電話やPHS等で撮像した画像をそのままメールに添付して送ることが出来るような、デジタルカメラ機能内蔵の電話機が販売されている。これら携帯電話のカメラ機能の多くはデジタルカメラと同じく、CMOSセンサやCCDセンサ等の固体撮像センサと、レンズや絞り部材等の光学系部材を1つのケースに組み込んで一体化した小型撮像モジュールが用いられている。
上記CMOSセンサを用いた小型撮像モジュールの従来例として、特許文献1に示すものがあり、以下図面により、その基本構成を説明する。
【0003】
図6は従来のCMOSセンサを用いた小型撮像モジュールの構成を示す外観斜視図、図7は断面図である。図6、図7において51は樹脂成形されたケースであり、該ケース51には光学系部材を収納する鏡胴部51aと、その下面側に設けられたセンサ収納部51bが設けられ、さらに前記鏡胴部51aとセンサ収納部51bとの間にはセンサ窓51cが設けられている。
【0004】
52は回路基板であり、該回路基板52には撮像センサであるCMOSセンサ1がワイヤーボンディングにより実装されており、CMOSセンサ1の受光部1bが前記ケース51のセンサ窓51cに対向している。2と3はレンズ、4は絞り部材、5はIRカットフィルタであり、これらの光学系部材である、レンズ2,3、絞り部材4、IRカットフィルタ5が前記鏡胴部51aに設けられた位置決め部に収納され、また前記センサ収納部51bにCMOSセンサ1を実装した回路基板52が収納されることにより小型撮像モジュール50が構成されている。
【0005】
前記小型撮像モジュール50の構成は、構造が単純で、製造し易い等の理由により広く普及している。しかし小型撮像モジュールを利用する携帯電話等の機器に対する軽薄短小の要望が強く、結果として小型撮像モジュールに対するさらなる小型化の期待が強まっている。
上記期待に答えるものとして、特許文献2に示す構成の小型撮像モジュールが開発されており、以下その基本構成を説明する。
【0006】
図8は第2の従来例である小型撮像モジュールの断面図、図9は組立て状態を示す展開斜視図であり、図7と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。図9はケース61を下面側より見た展開図であり、ケース61のセンサ収納部61bの内面には配線パターン62が形成されている。そして前記配線パターン62には、前記CMOSセンサ1を実装するための実装用端子部62aと前記センサ収納部61bの下面に引き出した外部接続端子部62bとが一体的に形成されている。
【0007】
そして、前記CMOSセンサ1に設けられたバンプ1aを前記実装用端子部62aにフェースダウン・ボンディングすることにより前記ケース61に前記CMOSセンサ1を実装する。(図9においては、前記CMOSセンサ1を反転させてボンディングする)
図8は前記ケース61に前記CMOSセンサ1を実装した状態を示す断面図であり、ケース61の鏡胴部61aには図7と同様にレンズ2,3、絞り部材4、IRカットフィルタ5が収納されている。
【0008】
そして前記センサ収納部61bには、その内面に形成された配線パターン62の実装用端子部62aにCMOSセンサ1がフェースダウン・ボンディングされることにより小型撮像モジュール60が構成される。この状態において、前記CMOSセンサ1の受光部1bは前記ケース61のセンサ窓61cに対向しており、前記レンズ等の光学系部材を通過した信号光を受光するよう構成されている。そして前記CMOSセンサ1によって処理された信号光は前記配線パターン62を介して外部接続端子部62bより外部へ出力される。
【0009】
上記図8,図9に示す構成はMID(Molded Interconnect Device)と云われる構造であり、図7に示す前記回路基板52を使用せずに、前記ケース61を構成する樹脂成形体上に立体的な導電性回路を形成し、この立体的な導電性回路によって前記CMOSセンサ1の実装と外部接続端子の形成を同時に行なうものである。
前記樹脂成形体に対する立体的な導電性回路の形成方法としては、樹脂成形体の表面に転写により導電パターンを形成する1回成形法や、パターン形成部分をメッキグレード樹脂で一次成形し、パターン非形成部分を非メッキグレード樹脂で二次成形し、このメッキグレードの差を利用して部分的にメッキパターンを形成する2回成形法等がある。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−245217号公報
【特許文献2】
特開2001−333332号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記MID構成による小型撮像モジュールは図7に示す回路基板を用いた小型撮像モジュールに比べて、さらに小型化が可能であるというメリットを有する反面、下記のような問題点がある。
すなわち、樹脂成形体上に立体的な導電性回路を形成する方法であるため、従来の回路基板のパターン形成において用いられている、パターンエッチング技術のような微細なパターン形成が困難である。従って撮像センサとして画素数の多い高解像度のCMOSセンサを用いた場合には、その端子数が多くなるため、狭いパッド間ピッチが要求されることになり、前記MID技術では対応出来ないという問題がある。
【0012】
さらに前記MID構成による小型撮像モジュールは、製造工数が多くなるため製品価格が高くなるという問題もある。
本発明の目的は、上記問題に鑑みなされたもので、MID方式と同様な小型化を達成するとともに、画素数の多いCMOSセンサの搭載を可能とし、さらに完成品としてのコストダウンを可能とした小型撮像モジュールを提供することにある。
【0013】
上記課題を解決するため、本発明においてはケースと撮像センサと光学系部材とを有する撮像モジュールにおいて、前記ケースは前記光学部材を収納する鏡胴部と、前記鏡胴部の下面側に設けられたセンサ窓を有する底面部とを樹脂により一体成形し、前記底面部にパターンエッチング技術により形成された配線パターンを有する回路基板を接着して前記撮像センサを実装するとともに、前記回路基板の周囲に、両面銅貼りされた両面回路基板にパターンエッチング技術により形成されたランド電極と、該ランド電極間を貫通孔を介して接続する導通電極とを有する枠部材を装着し、前記枠部材の導通電極により前記回路基板に実装された撮像センサの信号を外部に導出することを特徴とする。
【0014】
前記回路基板はフレキシブルプリントサーキットであることを特徴とする。
【0016】
前記枠部材の内周部には前記撮像センサをシールドするためのシールド膜が形成され、該シールド膜は前記撮像センサの電源端子に接続されていることを特徴とする。
【0017】
前記シールド膜は金属膜であり、かつ前記金属膜は前記撮像センサの電源端子に接続されていることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は本発明における第1の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図、図2はその組立て状態を示す展開斜視図であり、以下その構成を説明する。なお、図1,図2において図7と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。
【0019】
図1,図2において10は小型撮像モジュール、11はケースであり、図2は前記ケース11を下面側より見た展開図である。図2において前記ケース11は前記光学系部材を収納する鏡胴部11aと、該鏡胴部11aの下面側に設けられたセンサ窓11cを有する底面部11bとが樹脂により一体成形されている。12は接着シート、13は回路基板であるフレキシブルプリントサーキット(以下FPCと略記する)であり、従来のパターンエッチング技術により微細なパターン14が形成されている。
【0020】
15は枠部材であり、前記FPC13と同じ外形を有する樹脂枠16の上面16aと下面16bとに接続用のランド電極17a、17bを形成され、前記上下面のランド電極17a,17b間に形成された貫通孔16c内に導通電極17cを有する。
【0021】
なお前記枠部材16は従来の両面回路基板におけるスルーホール電極または側面電極の形成方法によって容易に作ることが出来る。
すなわち、両面銅貼されたガラスエポキシ等の両面回路基板に、パターンエッチングによってランド電極17a,17bを形成した後、前記ランド電極17a,17b間に貫通孔16cを形成し、該貫通孔16c内にメッキにより導通電極17cを形成する。その後前記ガラスエポキシ等の回路基板に内周孔16dを加工し、さらに前記貫通孔16cの中心(スルーサイドの場合)または外側(スルーホールの場合)を加工して前記樹脂枠16の外周を形成することによって前記枠部材16が完成する。
【0022】
次に前記小型撮像モジュール10の組立て方法を説明する。図2においてまず前記ケース11の底面部11bに前記接着シート12によりFPC13を接着する。つぎに前記ケース11に接着された FPC13にCMOSセンサ1を実装する。この実装手順としては図2の状態にあるCMOSサンサ1を反転させて、前記FPC13の内側に設けられた実装用電極14aにCMOSサンサ1のバンプ1aをフェースダウンボンディングして実装する。
【0023】
最後に前記枠部材15を前記FPC13に装着することにより前記小型撮像モジュール10のセンサ実装部が完成する。この枠部材15の取り付け方法は、前記FPC13の周囲部に形成された接続電極14bと前記枠部材15のランド電極17aとを導電接着材または半田リフローによって直接導電接続する方法や、前記FPC13の接続電極14bと前記枠部材15のランド電極17aとを密着させた状態で、その周囲をNCP(Non Conductive Paste)と呼ばれる接着材で固定し、このNCPの硬化収縮によって導電接続する方法等により両者を電気的かつ機械的に固着する。
【0024】
次に図1に示すごとく、ケース11の鏡胴部11aに前記レンズ2,3、絞り部材4、IRカットフイルタ5等の光学系部材を収納することにより前記小型撮像モジュール10が完成する。
【0025】
次にこの小型撮像モジュール10の動作を説明する。外部より入射し、前記光学系部材を通過してきた信号光がケース11のセンサ窓11Cより前記CMOSサンサ1の受光部1bに入射し、CMOSサンサ1によって電気信号に変換される。この電気信号はFPC13の実装用電極14a,接続電極14bを通って前記枠部材15へ伝達され、前記枠部材15のランド電極17a,導通電極17cを通ってランド電極17bより外部へ取り出される。すなわち前記ランド電極17bが外部接続電極となっている。
【0026】
上記構成を有する小型撮像モジュール10は、前記MID構成の小型撮像モジュールと同じ形状に小型化が出来るとともに、その配線パターンは従来の回路基板技術による配線密度が達成出来るという効果を有する。さらに、FPC13、枠部材15を従来の回路基板技術によって製造する事が出来るため、製品としてのコストダウンを可能に出来るという効果を有する。
【0027】
図3は本発明における第2の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図、図4は図3に示す小型撮像モジュールの枠部材の斜視図であり、図1と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。図4に示す枠部材25で図2に示す枠部材15と異なるところは、前記樹脂枠26の内周孔26dの全面にシールド膜としての金属膜27dが形成されていることであり、この金属膜27dが前記CMOSセンサ1の電源端子に接続されたランド電極27a’に接続されていることである。
【0028】
上記構成による小型撮像モジュール20は、次のような効果を有する。
すなわち、図3に示すように前記CMOSセンサ1を取り囲む枠部材25の内周孔26dに形成された金属膜27dのシールド効果によって、前記CMOSセンサ1を外部のノイズ電界から保護することが出来るとともに、前記ガラスエポキシ等の樹脂枠26を透過するノイズ光からも保護することが出来る。
【0029】
図5は前記小型撮像モジュール20をマザーボード29に実装して状態を示す断面図である。前記マザーボード29には前記小型撮像モジュール20の外部接続端子27b(ランド電極)に対応する位置に接続電極29aを設けるとともに、前記枠部材25の内周孔26dを覆う範囲にシールド電極としての金属膜29bが形成されており、該金属膜29bは前記CMOSセンサ1の電源端子に接続されたランド電極27b’に接続されている。
従って前記小型撮像モジュール20を、図5に示す実装構造を採用することにより、前記CMOSセンサ1は側面及び下面側がすべてノイズ光及びノイズ電界から保護されることになり、極めて安定した動作を行なうことが出来る。
【0030】
なお、本実施の形態においては、ケース11、FPC13、枠部材15等のエレメントを各々単体で構成する方式を示したが、これに限定されるものではなく、各エレメントまたはエレメントの一部を複数の集合体で構成し、アセンブリした後に切断して製品化することも可能である。
【0031】
【発明の効果】
上記のごとく本発明においては、前記MID構成の小型撮像モジュールと同じ形状に小型化が出来るとともに、その配線パターンは従来の回路基板技術による配線密度が達成出来るため、撮像センサとして画素数の多い高解像度のCMOSセンサを用いた場合にも十分小型化された小型撮像モジュールを提供できる。
【0032】
さらに、枠部材の内周孔にシールド膜を形成して、前記CMOSセンサの電源端子(グランド端子)に接続することによって、前記CMOSセンサをノイズ光及びノイズ電界から保護することが出来、さらに、この小型撮像モジュールをシールド電極を有するマザーボードに実装することによって、一層保護効果を高める事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図。
【図2】図1に示す小型撮像モジュールの組立て状態を示す展開斜視図。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す小型撮像モジュールの断面図。
【図4】図3に示す小型撮像モジュールにおける枠部材の斜視図。
【図5】図3に示す小型撮像モジュールをマザーボードに実装した状態を示す断面図。
【図6】従来の小型撮像モジュールの構成を示す外観斜視図。
【図7】図6に示す小型撮像モジュールの断面図。
【図8】第2の従来例における小型撮像モジュールの断面図。
【図9】図8に示す小型撮像モジュールの組立て状態を示す展開斜視図。
【符号の説明】
1 CMOSセンサ
2,3 レンズ
4 絞り部材
10,20,50,60 小型撮像モジュール
11,21,51,61, ケース
13 FPC
15,25 枠部材
29 マザーボード
Claims (3)
- ケースと撮像センサと光学系部材とを有する撮像モジュールにおいて、前記ケースは前記光学部材を収納する鏡胴部と、前記鏡胴部の下面側に設けられたセンサ窓を有する底面部とを樹脂により一体成形し、前記底面部にパターンエッチング技術により形成された配線パターンを有する回路基板を接着して前記撮像センサを実装するとともに、前記回路基板の周囲に、両面銅貼りされた両面回路基板にパターンエッチング技術により形成されたランド電極と、該ランド電極間を貫通孔を介して接続する導通電極とを有する枠部材を装着し、前記枠部材の導通電極により前記回路基板に実装された撮像センサの信号を外部に導出することを特徴とする小型撮像モジュール。
- 前記枠部材の内周部には前記撮像センサをシールドするためのシールド膜が形成され、該シールド膜は前記撮像センサの電源端子に接続されている請求項1記載の小型撮像モジュール。
- 前記回路基板はフレキシブルプリントサーキットである請求項1または2に記載の小型撮像モジュール。
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