JP4837608B2 - カメラモジュール及びその製造方法並びにカメラモジュール用プリント回路基板 - Google Patents

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Description

本発明は、カメラモジュール及びその製造方法並びにカメラモジュール用プリント回路基板に関する。
近来、携帯用電気機器は、小型化及び多機能化されつつある。これにより、携帯用電子機器には、通信機能、撮影機能、音響再生機能などが機能別にモジュール化され、小型に開発されている。特に、携帯電話機、ＰＤＡなどのような携帯用電気機器に小型カメラモジュール（ＣＣＭ：ＣＯＭＰＡＣＴ ＣＡＭＥＲＡ ＭＯＵＤＵＬＥ）による撮影機能が付加されている。
カメラモジュールは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサを主要部品として製作されている。カメラモジュールのプリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）には、イメージセンサが搭載されて、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
図１は、従来のカメラモジュール用プリント回路基板の正面図である。
図１に示すように、プリント回路基板１０上にはイメージセンサ２０が接着され、イメージセンサ２０の電極パッド２２は、プリント回路基板１０の電極端子１２とワイヤー２５により接続されている。これにより、イメージセンサ２０は、プリント回路基板１０と電気的に接続され、受光領域２１を介して光をセンシングする。
ここで、プリント回路基板１０のトップ層には、電極端子１２と電気的に接続したメッキライン１４が形成され、メッキライン１４は、プリント回路基板の外郭ラインの外側に引き出されている。ここで、メッキ方式は、メッキライン１４に電極を接続して、メッキされるパターンにメッキ層が形成されることによって、電極端子１２のようなパターンにメッキ層が形成される。
しかしながら、プリント回路基板１０の外郭ラインをカットすると、メッキライン１４の端部１４’もともにカットされる。カットされたメッキライン１４からバー（Ｂｕｒｒ）１７が発生する。バー１７は、プリント回路基板１０から突出しているため、カメラモジュールの外観品質を落とす。
またメッキライン１４に接続したバー１７は、他のメッキラインやパターンとショート（ｓｈｏｒｔ）され得るため、カメラモジュールの信頼性を落とす。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、カメラモジュールのプリント回路基板の内層にメッキラインを備えたカメラモジュール及びその製造方法並びにカメラモジュール用プリント回路基板を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、プリント回路基板の内層のメッキラインと外層のメッキパターンとを層間接続部に接続できるようにすることにより、プリント回路基板のメッキラインにバーが発生しないようにしたカメラモジュール及びその製造方法並びにカメラモジュール用プリント回路基板を提供する。
上記の目的を達成すべく、本発明に係るカメラモージュルは、上面に電極端子が形成されたプリント回路基板と、前記プリント回路基板上に搭載されたイメージセンサと、前記プリント回路基板上に結合されたハウジングと、前記ハウジングに結合されたレンズ部と、を含み、前記プリント回路基板は、下部基板と、前記下部基板上に配置された上部基板と、前記上部基板と前記下部基板の間に付着されたボンディングシートと、前記上部基板と前記下部基板の間に配置されたメッキラインと、前記下部基板、前記ボンディングシート及び上部基板を貫通し、前記メッキラインと前記電極端子を相互連結させる層間接続部と、を含み、前記メッキラインは、前記ボンディングシートに付着され、一側面が前記プリント回路基板の側面に突出しないように露出される。
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係るカメラモジュール用プリント回路基板において、前記プリント回路基板は、下部基板と、上面に電極端子を有し、前記下部基板上に配置された上部基板と、前記上部基板と前記下部基板の間に付着されたボンディングシートと、前記上部基板と前記下部基板の間に配置されたメッキラインと、前記下部基板、前記ボンディングシート及び上部基板を貫通し、前記メッキラインと前記電極端子を相互連結させる層間接続部と、を含み、前記メッキラインは、前記ボンディングシートに付着され、一側面が前記プリント回路基板の側面に突出しないように露出される。
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係るカメラモジュールの製造方法は、下部基板と上部基板の間にボンディングシートを配置し、前記ボンディングシートと前記下部基板の間にメッキラインを形成し、少なくともトップ層に配線パターンが形成されたプリント回路基板を形成するステップと、前記内層のメッキラインとトップ層のパターンとを層間接続部に接続するステップと、前記トップ層の配線パターンのうち、メッキパターンを除いた領域にパターン保護層を形成するステップと、前記メッキラインに電極を接続して、前記メッキパターンの表面にメッキ層を形成するステップと、前記プリント回路基板にイメージセンサを搭載するステップと、前記プリント回路基板の上にレンズを備えたハウジングを結合するステップと、前記プリント回路基板を、予め決められた大きさにカットするステップと、を含み、前記ボンディングシートと前記下部基板の間に配置された前記メッキラインは、カットされた側面が前記プリント回路基板の側面に突出しないように露出される。
本発明に係るカメラモジュールによれば、内層にメッキラインが形成されたプリント回路基板を提供することによって、プリント回路基板の外郭にバーが発生することを防止して、パターン間のショート問題を解決することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの側断面図である。
図２に示すように、カメラモジュール１００は、プリント回路基板１１０、イメージセンサ１２５、ハウジング１３０、レンズバレル１５０を含む。
プリント回路基板１１０は、複数の銅箔層が積層される多層プリント回路基板であって、リジッド（ｒｉｇｉｄ）ＰＣＢ又はフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）で具現されることができる。
プリント回路基板１１０には、電極端子１１２、メッキライン１１６、ビア孔１１８が形成されている。電極端子１１２は、プリント回路基板１１０のトップ層（ｔｏｐ ｌａｙｅｒ）に形成され、メッキライン１１６は、プリント回路基板１１０の内層（ｉｎｎｅｒ ｌａｙｅｒ）又は内部に形成され、ビア孔１１８は、プリント回路基板１１０を垂直に貫通し、内層のメッキライン１１６とトップ層の電極端子１１２とを電気的に接続する。
プリント回路基板１１０の電極端子１１２は、後述する配線パターン１１１Ｂの中でメッキされるパターン（以下、メッキパターンとする）に金又は／及びニッケルでメッキされたパッドである。ビア孔１１８は、層間接続部として機能し、層間接続部は、ビアで具現することもできる。このようなプリント回路基板１１０には、受動素子などが表面実装技術（ＳＭＴ）により実装され得る。
イメージセンサ１２５は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳで具現されることができ、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ（Ｓｉｚｅ） Ｐａｃｋａｇｅ）、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプの半導体チップ構造を含む。本実施の形態では、ワイヤボンディングが必要なＣＯＢタイプのイメージセンサについて説明する。
イメージセンサ１２５のセンシング領域１２７には、光に感応する複数のセンサ素子が集積されており、エッジには、複数の電極パッド１２８が形成されている。
イメージセンサ１２５は、プリント回路基板１１０上に非導電性接着剤で接着されている。ここで、非導電性接着剤は、エポキシ、シリコンなどを含む。
イメージセンサ１２５の電極パッド１２８とプリント回路基板１１０の電極端子１１２は、ワイヤー１２９により接続されている。
ハウジング１３０は、イメージセンサ１２５の周りを密封し、イメージセンサ１２５に光経路を提供する。このようなハウジング１３０は、上側の光ガイド部１３６及び下側の支持部１３８からなる。
ハウジング１３０の支持部１３８は、プリント回路基板１１０上に塗布されたエポキシに接着され、エポキシは、所定温度の硬化工程により硬化されることにより、プリント回路基板１１０にハウジング１３０を固定させることができる。
レンズバレル１５０は、ハウジング１３０の光ガイド部１３６の内側１３２に形成されて結合される。レンズバレル１５０の結合方式は、例えば、ハウジング１３０の光ガイド部１３６の内側には雌ねじ線１３４を形成し、レンズバレル１５０の外側には、雄ねじ線１５６を形成して、レンズバレル１５０がねじ線方式で光ガイド部１３６の内側に結合される。
このようなレンズバレル１５０は、鏡筒方式で具現されることができ、内部にフィルタ１５２及びレンズ１５４を含む。フィルタ１５２は、ガラスフィルタ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）又は赤外線（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）遮断フィルタ（ＩＲ−ｃｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）で具現されることができ、イメージセンサ１２５とレンズ１５４との間に位置できる。レンズ１５４は、１つ以上のレンズで構成され、入射する光をセンシング領域１２７に集光させる。
実施の形態に係るカメラモジュール１００は、プリント回路基板１１０上にイメージセンサ１２５、ハウジング１３０、そしてレンズバレル１５０の結合構造又は固定する方式を多様に変更することもできる。本実施の形態では、これに限定しない。
図３は、実施の形態に係るカメラモジュールの部分分解斜視図である。
図３に示すように、プリント回路基板１１０の電極端子１１２は、イメージセンサ１２５の電極パッド１２８に対応する位置に形成される。
そして、電極端子１１２は、ビア孔１１８に直接接続されるか、又は配線パターン１１１Ｂを介してビア孔１１８と接続されることができる。ビア孔１１８は、プリント回路基板１１０の内層に形成されたメッキライン１１６に接続される。これにより、プリント回路基板１１０の電極端子１１２は、ビア孔１１８を介して内層のメッキライン１１６に接続される。
図４及び図５は、実施の形態に係るプリント回路基板の側断面図であって、プリント回路基板は、２個の基板が積層されたプリント回路基板を例に挙げて説明する。
図４及び図５に示すように、プリント回路基板１１０は上部基板１１１及び下部基板１１５が上／下に積層され、上部基板１１１及び下部基板１１５間には、ボンディングシート１２０が接着される。
上部基板１１１又は下部基板１１５は、絶縁層（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１１１Ａ、１１５Ａの単面又は両面に銅箔層が積層されるＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）で具現されることができる。ここで、絶縁層１１１Ａ、１１５Ａは、エポキシ、樹脂、ポリイミドなどからなり得る。ボンディングシート１２０は、プリプレグ又は接着フィルムからなり得る。
このような上部基板１１１及び下部基板１１５には、配線パターン１１１Ｂ、１１５Ｂが形成されるが、配線パターンの形成過程は、例えば、プリント回路基板の銅箔層にドライフィルムを圧着した後、所定の配線パターンが形成されたアークワークフィルムを密着させた後、紫外線を照射して、ドライフィルムに対する露光を行う。そして、所定の現像液を使用してドライフィルムを現像した後、ドライフィルムが被覆されない銅箔層を除去し、残っているドライフィルムを除去することによって、所定の配線パターンが形成される。
上部基板１１１の上層の配線パターン１１１Ｂには、メッキされるメッキパターン１１３を含み、下部基板１１５の上層の配線パターン１１５Ｂには、１つ以上のメッキライン１１６を含む。
メッキライン１１６は、他の例として、上部基板１１１の下層配線パターン又は／及び下部基板１１５の上層配線パターンに形成され得る。このようなメッキライン１１６は、多層プリント回路基板の内層のうち、少なくとも一層に１つ以上が形成され得る。
そして、プリント回路基板１１０は、ボンディングシート１２０の両面に上部基板１１１の下層及び下部基板１１５の上層を付着させた後に加圧することによって、多層構造のプリント回路基板が完成される。ここで、メッキライン１１６は、プリント回路基板１１０の外側まで引き出されているから、外部で電極コネクターを接続し得る構造である。
プリント回路基板１１０のトップ層は、上部基板１１１の上層になり、ボトム層は、下部基板１１５の下層になり、内層は、上部基板１１１の下層及び下部基板１１５の上層になる。
プリント回路基板１１０には、１つ以上のビア孔１１８が形成される。前記ビア孔１１８は、ドリル加工により形成されるか、又はレーザーにより形成され、形成されたビア孔１１８の内壁には、メッキ（例：銅メッキ）が形成される。ビア孔１１８により、上部基板１１１のメッキパターン１１３と下部基板１１５のメッキライン１１６とが電気的に接続され得る。
ここで、プリント回路基板１１０の内層に形成されたメッキライン１１６は、１つ以上のビア孔１１８と１つ以上の配線パターンとを介して、メッキされるパターンに接続され得る。
そして、プリント回路基板１１０のトップ層及びボトム層には、パターン保護層１２３、１２４が形成されている。パターン保護層１２３、１２４は、ＰＳＲ（Ｐｈｏｔｏ ｓｏｌｄｅｒ ｒｅｓｉｓｔ）層であって、メッキパターン１１３を除いたプリント回路基板１１０の全領域に形成されて、配線パターン１１１Ｂ、１１５Ｂを保護する。ここで、プリント回路基板１１０の外層には、メッキパターン１１３が露出する。
以後、上部基板１１１に露出したメッキパターン１１３にメッキ層１１４を形成する。メッキ層１１４は、電解メッキ（又は電気メッキ）工程により形成できる。
電解メッキ工程は、プリント回路基板１１０をメッキ槽に挿入し、前記下部基板１１５に形成されたメッキライン１１６を介して陰極の電流を流す。これにより、陰極の電流は、メッキライン１１６及びビア孔１１８を介して上部基板１１１のメッキパターン１１３に流れるようになることによって、陰極電流が流れるメッキパターン１１３の表面に所定厚のメッキ層１１４が形成され得る。メッキパターン１１３にメッキ層１１４が形成されて、電極端子１１２として機能する。
メッキパターン１１３の表面に形成されるメッキ層１１４は、電気伝導度が優れており、耐酸化性が優れた金属である。例えば、メッキ層１１４は、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、ＳｎＰｂ合金、Ｎｉ、ＡｕＮｉ合金からなる金属物質が使用され得る。メッキ層１１４の厚さは、ワイヤーのボンディング時に衝撃により電極端子１１２の損傷を防止し、電気的な信頼性を保障できる最小限の厚さ（例：５０００Å）以上に形成されている。
そして、プリント回路基板１１０上にイメージセンサ１２５が搭載される。ここで、イメージセンサの搭載方式は、例えば、プリント回路基板１１０の上に非導電性接着剤を利用して接着した後、イメージセンサ１２５の電極パッド１２８とプリント回路基板１１０の電極端子１１２をワイヤーにより接続する。イメージセンサ１２５が搭載されたプリント回路基板１１０上にハウジング及びレンズバレルが結合されることにより、カメラモジュールが完成される。
また、プリント回路基板１１０は、ルーティング工程によりカメラモジュールの大きさにプリント回路基板の外郭ラインがカットされる。このとき、プリント回路基板１１０のメッキライン１１６は内層に位置し、ボンディングシート１２０に付着されているから、プリント回路基板１１０がカットされても、メッキライン１１６にバー（Ｂｕｒｒ）が発生しなくなる。また、プリント回路基板の内層のメッキライン１１６は、表面が酸化されるのを防止でき、外部でショートされる現象を防止できる。
そして、プリント回路基板のトップ層のメッキラインを除去することによって、配線パターン形成領域が増加するか、プリント回路基板の大きさを減らすことができる。
図６は、本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの製造方法を示したフローチャートである。
図６に示すように、上部基板及び下部基板に配線パターンを形成する。このとき、上部基板の上層にメッキされるパターンを形成し、下部基板の上層にメッキラインを形成する（Ｓ１０１）。
上部基板と下部基板は、ボンディングシートの上／下部に積層される（Ｓ１０３）。これにより、多層構造のプリント回路基板が完成される。このようなプリント回路基板は、内層にメッキラインが位置し、トップ層にメッキされるパターンが位置する。
プリント回路基板には、ビア孔が形成され、ビア孔は、メッキライン及びメッキパターンを電気的に接続させる（Ｓ１０５）。ここで、ビア孔は、メッキライン又はメッキパターンに直接接続されるか、又は他のラインパターンを介して接続されることができる。
そして、メッキパターンを除いた配線パターンを外部環境から保護するために、パターン保護層として、ソルダーレジスト（ＰＳＲ：Ｐｈｏｔｏ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ）インキを塗布する（Ｓ１０７）。
そして、電解メッキ工程が行われる（Ｓ１０９）。電解メッキ工程は、メッキラインに陰極の電流を印加することにより、メッキラインに接続したビア孔及びメッキパターンに陰極の電流が流れる。このとき、プリント回路基板のメッキパターンに金属材質の薄いメッキ層が形成される。
そして、プリント回路基板の上にイメージセンサを搭載する（Ｓ１１１）。イメージセンサは、プリント回路基板に接着され、プリント回路基板とワイヤーにより接続される。
プリント回路基板の上及びイメージセンサチップの周りにはハウジングが結合され、前記ハウジングの上部には、１つ以上のレンズ及びフィルタを備えたレンズバレルが結合される（Ｓ１１３）。
プリント回路基板上にイメージセンサチップ、ハウジング及びレンズバレルが結合されると、カメラモジュールの大きさにプリント回路基板の外郭ラインをカットする。このとき、メッキラインは、プリント回路基板の内層に形成され、ボンディングシートに付着されているから、メッキラインにバー（Ｂｕｒｒ）が発生しなくなる。
また、前記メッキラインが多層プリント回路基板のボンディングシートに付着されることにより、プリント回路基板をカットしても、メッキラインによるバー（Ｂｕｒｒ）が発生せず、製品の電気的な信頼性を向上させることができる。また、プリント回路基板のトップ層からメッキラインを除去することによって、配線パターン形成領域が増加でき、又はカメラモジュールの大きさを減らすことができる。
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
従来のプリント回路基板の正面図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの側断面図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るプリント回路基板の部分断面図である。 本発明の実施の形態に係るプリント回路基板の側断面図である。 本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの製造方法を示したフローチャートである。
符号の説明
１０ プリント回路基板、 １２ 電極端子、 １４ メッキライン、 １７ バー、 ２０ イメージセンサ、 ２１ 受光領域、 ２２ 電極パッド、 ２５ ワイヤー、 １００ カメラモジュール、 １１０ プリント回路基板、 １１１ 上部基板、 １１２ 電極端子、 １１３ メッキパターン、 １１４ メッキ層、 １１５ 下部基板、 １１６ メッキライン、 １１８ ビア孔、 １２０ ボンディングシート、 １２８ 電極パッド、 １２９ ワイヤー、 １３０ ハウジング、 １３６ 光ガイド部、 １３８ 支持部。

Claims (16)

  1. 上面に電極端子が形成されたプリント回路基板と、
    前記プリント回路基板上に搭載されたイメージセンサと、
    前記プリント回路基板上に結合されたハウジングと、
    前記ハウジングに結合されたレンズ部と、を含み、
    前記プリント回路基板は、
    下部基板と、
    前記下部基板上に配置された上部基板と、
    前記上部基板と前記下部基板の間に付着されたボンディングシートと、
    前記上部基板と前記下部基板の間に配置されたメッキラインと、
    前記下部基板、前記ボンディングシート及び上部基板を貫通し、前記メッキラインと前記電極端子を相互連結させる層間接続部と、を含み、
    前記メッキラインは、前記ボンディングシートに付着され、一側面が前記プリント回路基板の側面に突出しないように露出されるカメラモジュール。
  2. 前記ボンディングシートは、プリプレグ又は接着フィルムを含む請求項１に記載のカメラモジュール。
  3. 前記電極端子は、前記上部基板上に形成されたメッキパターンと、前記メッキパターンの一部の上に形成されたメッキ層を含み、
    前記メッキパターンは、前記層間接続部の一端部が貫通されて電気的に連結される請求項１に記載のカメラモジュール。
  4. 前記層間接続部は、ビア又はビア孔からなる請求項１に記載のカメラモジュール。
  5. 前記メッキ層の厚さは、少なくとも５０００Åである請求項３に記載のカメラモジュール。
  6. 前記メッキ層は、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、ＳｎＰｂ合金、Ｎｉ、ＡｕＮｉ合金の少なくとも一つを含む請求項５に記載のカメラモジュール。
  7. 前記レンズ部は、１つ以上のレンズ及びフィルタを備えたレンズバレルを含む請求項１に記載のカメラモジュール。
  8. 前記上部基板又は前記下部基板の下面に配線パターンを含む請求項１に記載のカメラモジュール。
  9. カメラモジュール用プリント回路基板において、
    前記プリント回路基板は、
    下部基板と、
    上面に電極端子を有し、前記下部基板上に配置された上部基板と、
    前記上部基板と前記下部基板の間に付着されたボンディングシートと、
    前記上部基板と前記下部基板の間に配置されたメッキラインと、
    前記下部基板、前記ボンディングシート及び上部基板を貫通し、前記メッキラインと前記電極端子を相互連結させる層間接続部と、を含み、
    前記メッキラインは、前記ボンディングシートに付着され、一側面が前記プリント回路基板の側面に突出しないように露出されるカメラモジュール用プリント回路基板。
  10. 前記メッキラインは、前記ボンディングシートと前記下部基板の間に複数個配置され、
    前記メッキラインの一側面は、前記プリント回路基板の側面にそれぞれ露出される請求項９に記載のカメラモジュール用プリント回路基板。
  11. 下部基板と上部基板の間にボンディングシートを配置し、前記ボンディングシートと前記下部基板の間にメッキラインを形成し、少なくともトップ層に配線パターンが形成されたプリント回路基板を形成するステップと、
    前記メッキラインとトップ層パターンとを層間接続部で接続するステップと、
    前記トップ層の配線パターンのうち、メッキパターンを除いた領域にパターン保護層を形成するステップと、
    前記メッキラインに電極を接続して、前記メッキパターンの表面にメッキ層を形成するステップと、
    前記プリント回路基板にイメージセンサを搭載するステップと、
    前記プリント回路基板の上にレンズを備えたハウジングを結合するステップと、
    前記プリント回路基板を、予め決められた大きさにカットするステップと、を含み、
    前記ボンディングシートと前記下部基板の間に配置された前記メッキラインは、カットされた側面が前記プリント回路基板の側面に突出しないように露出されるカメラモジュールの製造方法。
  12. 前記層間接続部は、１つ以上のビア孔又は／及びビアを含む請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。
  13. 前記メッキラインは、１つ以上形成されている請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。
  14. 前記メッキ層は、電解又は電気メッキ工程により形成されている請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。
  15. 前記イメージセンサの搭載ステップは、イメージセンサをプリント回路基板のトップ層に接着するステップと、前記イメージセンサの電極パッドとメッキ層が形成されたメッキパターンにワイヤーにより接続するステップと、を含む請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。
  16. 前記メッキ層は、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、ＳｎＰｂ合金、Ｎｉ、ＡｕＮｉ合金のうちの何れか１つの材質で形成されている請求項１１に記載のカメラモジュールの製造方法。
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