JP4762264B2 - カメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はカメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法に係り、特に、実装基板に対して所定の位置に精度よく固定できるカメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法に関する。

携帯電話等の小型カメラに搭載される従来のカメラモジュールは、絶縁基板上に形成された撮像素子と、内部にレンズを有し、上部に開口部を有する筒形のレンズホルダを具備している。このレンズホルダは、撮像素子を覆い囲むように絶縁基板上に配置されており、レンズホルダ下部と絶縁基板とは、接着剤により固定されている。また、レンズホルダ及び絶縁基板は、開口部を有する天板と、この天板の外周部の下に形成され、レンズホルダの形状に対応した筒型の形状の側部とを備えたシールドに覆われており、シールドの天板とレンズホルダとの間に塗布された接着剤によって固定されている。この内部にレンズホルダを有するシールドは、シールド下端部と実装基板との間に塗布された接着剤によって実装基板上に固定されており、また、絶縁基板の下部と実装基板との間に形成された半田ボールによって、導通されている（特許文献１）。

しかし、上述したカメラモジュールは、シールド側部の高さ、レンズホルダの高さ、絶縁基板の厚さ、レンズホルダ下部と絶縁基板との間の接着剤の厚さ、レンズホルダとシールドの天板との間の接着剤の厚さ、といった各部位に製造誤差が発生する。従って、シールド下端部と半田ボール下部とで決定される面を平坦にすることが困難であるという問題がある。このように平坦度が悪い場合、シールドを実装基板に実装する際に、絶縁基板の下に形成された半田ボール、もしくはシールド下端部のどちらか一方だけが実装基板に固定され、他方が実装基板に接しないといった問題がある。
特開２００５−２２９４３１号公報

本発明の課題は、内部にレンズホルダを有するシールドを精度よく固定することができるカメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法を提供することにある。

本発明によるカメラモジュールは、撮像素子を有する絶縁基板と、この絶縁基板または前記撮像素子の下面に形成された複数の半田ボールと、前記絶縁基板上に固着され、上部径大部及び下部径小部からなる筒状のレンズホルダと、このレンズホルダの前記径小部に嵌合し、前記レンズホルダの径大部に接着された筒状の側部および、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面と接し、導電用開口部を有する板状の底部からなる有底筒状のシールドと、前記複数の半田ボールを介して前記絶縁基板または前記撮像素子に接続され、前記シールドの前記底部に接する実装基板と、を具備するものである。

また、本発明によるカメラモジュールは、撮像素子を有する絶縁基板と、この絶縁基板または前記撮像素子の下面に形成された複数の半田ボールと、前記絶縁基板上に固着され、上部径大部及び下部径小部からなり、内側部にネジ構造を有する筒状のバレルと、このバレルの内側部のネジ構造に対応したネジ構造を外側部に有し、これによって前記バレルに保持されるレンズホルダと、前記バレルの前記径小部に嵌合し、前記バレルの径大部に接着された筒状の側部および、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面と接し、導電用開口部を有する板状の底部からなる有底筒状のシールドと、前記複数の半田ボールを介して前記絶縁基板または前記撮像素子に接続され、前記シールドの前記底部に接続する実装基板と、を具備するものである。

また、本発明によるカメラモジュールの製造方法は、撮像素子を有する絶縁基板と、内部にレンズを有し、上部径大部と下部径小部からなるレンズホルダの下端との間に第１の接着剤を塗布することにより、前記絶縁基板上に前記レンズホルダを固定する工程と、この工程により前記絶縁基板上に固定された前記レンズホルダを上下反転させた後に、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面に複数の半田ボールを形成する工程と、前記レンズホルダの前記径小部に嵌合する筒状の側部および、導電用開口部を有する板状の底部からなるシールドの前記底部が、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面に接するように前記シールドを配置し、この配置された前記シールドの側部上端と前記レンズホルダ径大部の下面との間に、第２の接着剤を塗布する工程と、前記シールドの前記底部を実装基板と前記絶縁基板または前記撮像素子との間にはさみこむように、前記実装基板の表面に前記絶縁基板を押し当てる工程と、前記実装基板と前記絶縁基板または前記撮像素子との間に前記シールドの前記底部がはさみこまれた状態で、前記第２の接着剤を硬化させる工程と、を具備する方法である。

本発明によれば、内部にレンズホルダを有するシールドを精度よく固定することができるカメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法を提供することができる。

以下に、本実施形態によるカメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るカメラモジュールの構造断面図を示す。

図１に示すように、第１の実施形態に係るカメラモジュールは、受動素子１０及び撮像素子１１が配置された絶縁基板１２と、径大部１６−１と、この下部に形成された径小部１６−２からなる筒型の形状であり、レンズ１３の上部に光入射用開口部１５が形成されたレンズホルダ１６とを有している。このレンズホルダ１６には、内部にレンズ１３及び赤外線カットフィルタ１４が配置され、更にレンズホルダ１６は、径小部１６−２の下部と絶縁基板１２との間に塗布される接着剤１７−１によって固定されている。ここで筒型とは、断面が略円で管状の形状だけでなく、略円以外の形状、例えば多角形の形状の断面を有する管状の形状をも全て含む形状を指すが、本実施形態においては断面が略円で管状の形状である。以下、筒型は全て同様の意味を有する。

このように絶縁基板１２上に固定されたレンズホルダ１６の径小部１６−２は、導電用開口部１８を有する板状の底部１９−１と、底部１９−１の外周部上に形成され、レンズホルダ１６の径小部１６−２に嵌合した筒型の形状の側部１９−２と、を備えた有底筒状のシールド１９に覆われている。そして、シールド１９は、シールド１９の上端部とレンズホルダの径大部１６−１の下部との間に塗布された接着剤１７−２によって固定されている。このシールド１９は、例えば金属または、樹脂表面を導通性の膜で覆った導通性の樹脂によって形成されている。

このようなレンズホルダ１６を内部に有するシールド１９は、実装基板２０上に形成された半田ペースト２１−１によって実装基板２０に固定されている。さらに、シールド１９の内部の絶縁基板１２の下には複数の半田ボール２１−２が形成されている。一方で、実装基板２０上には、これら複数の半田ボール２１−２の位置に対応して半田ペースト２１−１が形成されており、これら半田ボール２１−２及び半田ペースト２１−１を介して、絶縁基板１２と実装基板２０とは導通されている。

このようなカメラモジュールにおいて、シールド１９は、シールドの底部１９−１が絶縁基板１２の下面に接するように固定されている。このようにシールド１９を固定することにより、シールドの底部１９−１の下面と半田ボール２１−２の下部で決定される面の平坦度は、レンズホルダ１６の高さ、絶縁基板１２の厚さ、レンズホルダ１６の径小部１６−２の下部と絶縁基板１２との間の接着剤１７−１の厚さ、レンズホルダの径大部１６−１の下部とシールド１９の上端部との間の接着剤１７−２の厚さに係らず、シールドの底部１９−１の厚さのみで決定される。すなわち、レンズホルダ１６の高さ及び絶縁基板１２の厚さの製造誤差は、レンズホルダの径大部１６−１の下部とシールド１９の上端部との間の接着剤１７−２の厚さで補償することができる。従って、従来のカメラモジュールと比較すると、シールドの底部１９−１の下面と半田ボール２１−２の下部で決定される面の平坦度を容易に制御することが可能となる。よって、シールド１９を実装基板２０に実装する際に、絶縁基板１２の下に形成された半田ボール２１−２及びシールド１９は共に、容易に実装基板２０に接することができる。

また、上述したカメラモジュールは、撮像素子１１が配置された絶縁基板１２と実装基板２０との間にシールドの底部１９−１が形成されているため、絶縁基板１２または実装基板２０から出射される電磁波を、互いに遮断する効果もある。

次に、本実施形態に係るカメラモジュールの製造方法について図２〜図４を参照して説明する。

はじめに、受動素子１０及び撮像素子１１が配置された絶縁基板１２上の所定の位置に接着剤１７−１を塗布し、塗布された接着剤１７−１上にレンズホルダ１６を配置する。このとき使用される接着剤１７−１は、例えばＵＶ硬化型接着剤または、これに熱硬化型接着剤を併用した接着剤である。

次に、レンズホルダ１６の径小部１６−２の下部と絶縁基板１２との間に塗布された接着剤１７−１に紫外線を照射することでこの接着剤１７−１を硬化させ、レンズホルダ１６を絶縁基板１２に固着させる。

次に、図２に示すように、レンズホルダ１６が固着された絶縁基板１２を上下方向に反転させ、絶縁基板１２の下面の所定の位置に、複数の半田ボール２１−２を形成する。このとき半田ボール２１−２の高さは、後に配置されるシールドの底部１９−１の高さよりも高くなるように形成する。一方で、実装基板２０上の所定の位置には半田ペースト２１−１を形成し、上下方向に反転させる。

次に、図３に示すように、シールドの底部１９−１が絶縁基板１２の下面に接するようにシールド１９を配置し、シールド１９の上部（上下反転した状態では下部）とレンズホルダの径大部１６−１の下部（上下反転した状態では上部）との間に接着剤１７−２を塗布する。このとき使用される接着剤１７−２も、例えばＵＶ硬化型接着剤または、これに熱硬化型接着剤を併用した接着剤である。

最後に、図４に示すように、シールドの底部１９−１及び半田ボール２１−２が実装基板２０に形成された半田ペースト２１−１に接するように、絶縁基板１２が固着されたレンズホルダ１６を下から押し当てる。さらに、下から押し当てたままシールド１９の上部とレンズホルダの径大部１６−１の下部との間に接着剤１７−２に紫外線を照射し、硬化させることでレンズホルダ１６をシールド１９に固着させる。

以上の工程によって、本実施形態に係るカメラモジュールを製造することができる。

このように、シールドの底部１９−１及び半田ボール２１−２が実装基板２０に形成された半田ペースト２１−１に接した状態で、シールド１９の上部とレンズホルダの径大部１６−１の下部との間の接着剤１７−２を硬化させるため、シールドの底部１９−１の下面（上下反転した状態では上面）及び半田ボール２１−２の下部（上下反転した状態では上部）とで決定される面を平坦にすることができる。さらに、シールドの底部１９−１の下面と半田ボール２１−２の下部で決定される面が完全に平坦ではなかった場合であっても、実装基板２０上に形成された半田ペースト２１−１に半田ボール２１−２が埋もれるようにシールド１９が固着されるため、平坦度を補償することが可能である。

（第２の実施形態）
図５は、他の実施形態に係るカメラモジュールの構造断面図を示す。

図５に示すように、第２の実施形態に係るカメラモジュールは、接着剤１７によって撮像素子１１が裏面に固定されたガラス基板１２´と、径大部１６−１と、この下部に形成された径小部１６−２からなる筒型の形状であり、レンズ１３の上部に光入射用開口部１５が形成されたレンズホルダ１６とを有している。このレンズホルダ１６には、内部にレンズ１３及び赤外線カットフィルタ１４が配置され、更にレンズホルダ１６は、径小部１６−２の下部とガラス基板１２´との間に塗布される接着剤１７−１によって固定されている。このようにガラス基板１２´上に固定されたレンズホルダ１６の径小部１６−２は、導電用開口部１８を有する板状の底部１９−１と、底部１９−１の外周部上に形成され、レンズホルダ１６の径小部１６−２に嵌合した筒型の形状の側部１９−２と、を備えた有底筒状のシールド１９に覆われている。そして、シールド１９は、シールド１９の上端部とレンズホルダの径大部１６−１の下部との間に塗布された接着剤１７−２によって固定されている。このシールド１９は、例えば金属または、樹脂表面を導通性の膜で覆った導通性の樹脂によって形成されている。

このようなレンズホルダ１６を内部に有するシールド１９は、実装基板２０上に形成された半田ペースト２１−１によって実装基板２０に固定される。さらに、シールド１９の内部の撮像素子１１の下には複数の半田ボール２１−２が形成されている。一方で、実装基板２０上には、これら複数の半田ボール２１−２の位置に対応して半田ペースト２１−１が形成されており、これら半田ボール２１−２及び半田ペースト２０−１を介して、撮像素子１１と実装基板２０とは導通されている。

このような構造であっても、シールドの底部１９−１は撮像素子１１の下面に固定されるため、シールドの底部１９−１と半田ボール２１−２の下部で決定される面の平坦度は、レンズホルダ１６の高さ、絶縁基板１２の厚さ、レンズホルダ１６の径小部１６−２の下部とガラス基板１２´との間に塗布される接着剤１７−１の厚さ、シールド１９の上端部とレンズホルダの径大部１６−１の下部との間に塗布された接着剤１７−２の厚さに係らず、シールドの底部１９−１の厚さのみで決定される。従って、従来のカメラモジュールと比較して容易に平坦度を制御することが可能となる。よって、シールド１９を実装基板２０に実装する際に、撮像素子１１の下に形成された半田ボール２１−２及びシールド１９は共に、容易に実装基板２０に接することができる。

また、上述したカメラモジュールは、撮像素子１１と実装基板２０との間にシールドの底部１９−１が形成されているため、撮像素子１１または実装基板２０から出射される電磁波を、互いに遮断する効果もある。

なお、第２の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法に関しては、第１の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法とほぼ変わらないため、ここでは説明を省略するが、第１の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法と同様の効果を得ることが可能である。

以上は、レンズホルダ１６が絶縁基板１２または撮像素子１１に直接固定されるようなカメラモジュールにおける一実施形態であった。しかし本発明は、レンズホルダ１６がバレル２２に保持され、このバレル２２が絶縁基板１２または撮像素子１１に固定されるようなカメラモジュールにおいても適用可能である。以下に、レンズホルダ１６がバレル２２に保持され、このバレル２２が絶縁基板１２または撮像素子１１に固定されるようなカメラモジュールの一実施形態について説明する。

（第３の実施形態）
図６は、他の実施形態に係るカメラモジュールの構造断面図を示す。

図６に示すように、第３の実施形態に係るカメラモジュールは、受動素子１０及び撮像素子１１が配置された絶縁基板１２と、筒型の形状であり、レンズ１３の上部に光入射用開口部１５が形成されたレンズホルダ１６と、径大部２２−１及びこの径大部２２−１の下部に形成された径小部２２−２からなる筒型の形状のバレル２２とを有している。レンズホルダ１６には、内部にレンズ１３が配置され、バレル２２には、内部に赤外線カットフィルタ１４が配置されている。このバレル２２は内側部にネジ構造２３が形成される一方で、レンズホルダ１６の外側部にもネジ構造２３が形成されており、これらのネジ構造２３により、レンズホルダ１６はバレル２２に固定されている。さらに、バレル２２は、バレル２２の径小部２２−２の下部と絶縁基板１２との間に塗布された接着剤１７−１によって絶縁基板１２上に固定されている。このように絶縁基板１２上に固定されたバレル２２の径小部２２−２は、導電用開口部１８を有する板状の底部１９−１と、底部１９−１の外周部上に形成され、バレル２２の径小部２２−２に嵌合した筒型の形状の側部１９−２と、を備えた有底筒状のシールド１９に覆われている。そして、シールド１９は、シールド１９の上端部とバレルの径大部２２−１の下部との間に塗布された接着剤１７−２によって固定されている。このシールド１９は、例えば金属または、樹脂表面を導通性の膜で覆った導通性の樹脂によって形成されている。

このようなバレル２２を内部に有するシールド１９は、実装基板２０上に形成された半田ペースト２１−１によって実装基板２０に固定されている。さらに、シールド１９の内部の絶縁基板１２の下には複数の半田ボール２１−２が形成されている。一方で、実装基板２０上には、これら複数の半田ボール２１−２の位置に対応して半田ペースト２１−１が形成されており、これら半田ボール２１−２及び半田ペースト２１−１を介して、絶縁基板１２と実装基板２０とは導通されている。

このようなカメラモジュールであっても、第１の実施形態に係るカメラモジュールと同様の効果を得ることができる。

また、上述したカメラモジュールは、絶縁基板１２と実装基板２０との間にシールドの底部１９−１が形成されているため、絶縁基板１２または実装基板２０から出射される電磁波を、互いに遮断する効果もある。

さらに、第３の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法に関しては、第１の実施形態に係るカメラモジュールの組み立て工程とほぼ変わらないため、ここでは説明を省略する。

以上に本発明の実施形態を示したが、実施形態はこれらに限るものではない。

例えば、少なくともレンズ１３を有するレンズホルダ１６が、シールド１９を介して実装基板２０に固定されるカメラモジュールについては、全てにおいて適用可能である。

また、上記の実施形態において、接着剤１７、１７−１、１７−２は、硬化時間が早く、硬化後の変動が少ない点で製造に有利なＵＶ硬化型接着剤または、これに熱硬化型接着剤を併用した接着剤が好ましい。しかし、接着剤１７、１７−１、１７−２は他のどんな接着剤を用いても本発明の効果が失われるものではない。

第１の実施形態に係るカメラモジュールの構造断面図を示す 第１の実施形態に係るカメラモジュールの製造工程を示す。 第１の実施形態に係るカメラモジュールの構造工程を示す。 第１の実施形態に係るカメラモジュールの構造工程を示す。 第２の実施形態に係るカメラモジュールの構造断面図を示す。 第３の実施形態に係るカメラモジュールの構造断面図を示す。

符号の説明

１０・・・受動素子
１１・・・撮像素子
１２・・・絶縁基板
１２’・・・ガラス基板
１３・・・レンズ
１４・・・赤外線カットフィルタ
１５・・・光入射用開口部
１６・・・レンズホルダ
１６−１・・・レンズホルダの径大部
１６−２・・・レンズホルダの径小部
１７・・・接着剤
１７−１・・・レンズホルダ（バレル）の径小部の下部と絶縁基板との間の接着剤
１７−２・・・レンズホルダ（バレル）の径大部の下部とシールドの上端部との間の接着剤
１８・・・導電用開口部
１９・・・シールド
１９−１・・・シールドの底部
１９−２・・・シールドの側部
２０・・・実装基板
２１−１・・・半田ペースト
２１−２・・・半田ボール
２２・・・バレル
２２−１・・・バレルの径大部
２２−２・・・バレルの径小部
２３・・・ネジ構造

Claims (11)

1. 撮像素子を有する絶縁基板と、
   この絶縁基板または前記撮像素子の下面に形成された複数の半田ボールと、
   前記絶縁基板上に固着され、上部径大部及び下部径小部からなる筒状のレンズホルダと、
   このレンズホルダの前記径小部に嵌合し、前記レンズホルダの径大部に接着された筒状の側部および、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面と接し、導電用開口部を有する板状の底部からなる有底筒状のシールドと、
   前記複数の半田ボールを介して前記絶縁基板または前記撮像素子に接続され、前記シールドの前記底部に接する実装基板と、
   を具備することを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記レンズホルダは、前記レンズホルダの前記径小部の下端と前記絶縁基板との間に塗布された接着剤により、前記絶縁基板上に固着されるとともに、
   前記シールドは、前記レンズホルダの前記径大部の下面と前記シールドの上端部との間に塗布された接着剤により、前記レンズホルダに固着される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. 撮像素子を有する絶縁基板と、
   この絶縁基板または前記撮像素子の下面に形成された複数の半田ボールと、
   前記絶縁基板上に固着され、上部径大部及び下部径小部からなり、内側部にネジ構造を有する筒状のバレルと、
   このバレルの内側部のネジ構造に対応したネジ構造を外側部に有し、これによって前記バレルに保持されるレンズホルダと、
   前記バレルの前記径小部に嵌合し、前記バレルの径大部に接着された筒状の側部および、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面と接し、導電用開口部を有する板状の底部からなる有底筒状のシールドと、
   前記複数の半田ボールを介して前記絶縁基板または前記撮像素子に接続され、前記シールドの前記底部に接続する実装基板と、
   を具備することを特徴とするカメラモジュール。
4. 前記バレルは、前記バレルの前記径小部の下端と前記絶縁基板との間に塗布された接着剤により、前記絶縁基板上に固着されるとともに、
   前記シールドは、前記バレルの前記径大部の下面と前記シールドの上端部との間に塗布された接着剤により、前記バレルに固着されることを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
5. 前記複数の半田ボール、および前記シールドの底部は、前記実装基板上に形成された半田ペーストを介して、前記実装基板に接続することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカメラモジュール。
6. 前記複数の半田ボールの下部を結んで形成される面は、前記シールドの底部の下面より下方に位置することを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュール。
7. 前記シールドは、金属または導通性の樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカメラモジュール。
8. 前記絶縁基板はガラス基板であり、
   前記撮像素子は、前記ガラス基板の裏面に固定されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカメラモジュール。
9. 撮像素子を有する絶縁基板と、内部にレンズを有し、上部径大部と下部径小部からなるレンズホルダの下端との間に第１の接着剤を塗布することにより、前記絶縁基板上に前記レンズホルダを固定する工程と、
   この工程により前記絶縁基板上に固定された前記レンズホルダを上下反転させた後に、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面に複数の半田ボールを形成する工程と、
   前記レンズホルダの前記径小部に嵌合する筒状の側部および、導電用開口部を有する板状の底部からなるシールドの前記底部が、前記絶縁基板または前記撮像素子の下面に接するように前記シールドを配置し、この配置された前記シールドの側部上端と前記レンズホルダ径大部の下面との間に、第２の接着剤を塗布する工程と、
   前記シールドの前記底部を実装基板と前記絶縁基板または前記撮像素子との間にはさみこむように、前記実装基板の表面に前記絶縁基板を押し当てる工程と、
   前記実装基板と前記絶縁基板または前記撮像素子との間に前記シールドの前記底部がはさみこまれた状態で、前記第２の接着剤を硬化させる工程と、
   を具備することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
10. 前記複数の半田ボールおよび前記シールドの前記底部は、前記実装基板上に形成された複数の半田ペーストを介して、前記実装基板に接することを特徴とする請求項９に記載のカメラモジュールの製造方法。
11. 前記絶縁基板または前記撮像素子の下面に前記複数の半田ボールを形成する工程は、前記複数の半田ボールの高さが、前記シールドの前記底部の厚さよりも高くなるように形成する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。

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