JP5011819B2 - The camera module - Google Patents
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Description
本発明は、カメラモジュールに関し、特に小型化、薄型化及び軽量化したカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a camera module, and more particularly to a camera module that is reduced in size, thickness, and weight.
近年、カメラモジュールは、携帯電話、携帯用のコンピュータなどに積極的に採用されるようになり、それに伴って、カメラモジュールの小型化、薄型化及び軽量化が求められるようになってきた。例えば、特開2004−120615号公報には、カメラモジュールの小型化の手段として固体撮像素子とDSP(Digital Signal processing)等の他の半導体部品が実装される構造として、DSP上に固体撮像素子をチップスタックし、前記固体撮像素子や前記DSP以外の、抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電子部品であるチップ部品などを、前記固体撮像素子などと同じ平面上に実装したカメラモジュールの構造が開示されている。 In recent years, camera modules have been actively adopted in mobile phones, portable computers, and the like, and accordingly, camera modules have been required to be smaller, thinner, and lighter. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120615, a solid-state imaging device is mounted on a DSP as a structure in which a solid-state imaging device and other semiconductor components such as a DSP (Digital Signal Processing) are mounted as means for downsizing a camera module. A structure of a camera module is disclosed in which chip components such as resistors, capacitors, and inductors other than the solid-state imaging device and the DSP are mounted on the same plane as the solid-state imaging device. Yes.
しかしながら、上述したようチップ部品を前記固体撮像素子などと同じ平面上に2次元的に並べて配列した場合においては、カメラモジュールの大きさが前記チップ部品の配列面積に依存してしまい、前記配列面積の制限によって前記カメラモジュールの大きさを十分に低減することができないでいた。 However, in the case where the chip parts are arranged two-dimensionally on the same plane as the solid-state imaging device as described above, the size of the camera module depends on the arrangement area of the chip parts, and the arrangement area Due to this limitation, the size of the camera module could not be reduced sufficiently.
特に近年においては、撮像素子の高画素化、及びカメラモジュールの小型化が同時に要求されており、上述した従来の方法では、かかる要求を満足することができないでいた。
本発明は、小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a novel camera module that can be reduced in size, thickness, and weight.
上記目的を達成すべく、本発明は、
厚さ方向において貫通するようにして所定の開口部が形成された絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記開口部内の幅方向に亘って固定されたレンズと、
前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして設けられた固体撮像素子と、
前記絶縁基材の、少なくとも主面上及び前記裏面上に設けられた配線パターンとを具え、
前記配線パターンは、前記絶縁基材の主面上において外部回路に接続可能であるように形成され、
前記裏面上に設けられた配線パターンが前記固体撮像素子と電気的機械的に接続され、前記配線パターンの少なくとも一部同士が電気的機械的に接続されてなることを特徴とする、カメラモジュールに関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An insulating base material having a predetermined opening formed so as to penetrate in the thickness direction;
A lens fixed across the width direction in the opening of the insulating substrate;
On the back side of the insulating base material, the solid-state imaging device provided to seal the opening and to face the lens;
A wiring pattern provided on at least the main surface and the back surface of the insulating substrate;
The wiring pattern is formed so as to be connectable to an external circuit on the main surface of the insulating base,
The camera module, wherein a wiring pattern provided on the back surface is electrically and mechanically connected to the solid-state imaging device, and at least a part of the wiring pattern is electrically and mechanically connected. .
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を実施した。その結果、所定の絶縁基材を準備し、この絶縁基材に対して厚さ方向に貫通するような開口部を形成し、この開口部内の幅方向に亘ってレンズを固定する。そして、前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして固体撮像素子を配置している。したがって、前記レンズを固定するための筐体などを別途設ける必要がなく、特開2004−120615号などに開示されているオーバーコート樹脂層に相当する前記絶縁基材の厚さ及び前記固体撮像素子の厚さ(高さ)を考慮するのみで、カメラモジュール全体の厚さを決定することができる。したがって、従来のような筐体を使用しないことなどに起因して、前記固体撮像素子を含むカメラモジュール全体を薄型化することができる。 The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, a predetermined insulating substrate is prepared, an opening that penetrates the insulating substrate in the thickness direction is formed, and the lens is fixed across the width in the opening. Then, on the back side of the insulating base material, the solid-state imaging device is disposed so as to seal the opening and to face the lens. Therefore, it is not necessary to separately provide a housing for fixing the lens, and the thickness of the insulating base material corresponding to the overcoat resin layer disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-120615 and the solid-state image sensor The thickness of the entire camera module can be determined only by considering the thickness (height) of the camera module. Therefore, the entire camera module including the solid-state imaging device can be thinned due to the fact that a conventional housing is not used.
また、その他に必要な抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電気/電子部品であるチップ部品などは、適宜前記絶縁基材内に埋設するようにすることができる。したがって、カメラモジュールの大きさは主として上記固体撮像素子の大きさで決定されることになり、前記電気/電子部品の設置に伴うモジュール面積の増大を抑制することができる。したがって、得られるカメラモジュールを十分に小型化することができる。 In addition, other necessary resistors, capacitors, chip parts which are electric / electronic parts such as inductors, and the like can be appropriately embedded in the insulating base material. Therefore, the size of the camera module is mainly determined by the size of the solid-state imaging device, and an increase in module area due to the installation of the electric / electronic components can be suppressed. Therefore, the obtained camera module can be sufficiently downsized.
さらに、上述したように、特にカメラモジュール全体を保持するような筐体を準備する必要がないので、上記本発明のカメラモジュールは十分に軽量化することができる。 Further, as described above, since it is not necessary to prepare a housing that holds the entire camera module, the camera module of the present invention can be sufficiently reduced in weight.
また、本発明の一態様においては、前記絶縁基材の裏面側において、前記固体撮像素子に関し、前記レンズと反対側において半導体素子を配置する。この場合、前記固体撮像素子を駆動するための外部回路などを必要とすることなく、さらにはその外部回路と接続するための追加の配線パターンなどを設ける必要がない。したがって、カメラモジュールを実用に供する場合において、前記カメラモジュールの構成を複雑化する必要がない。また、前記カメラモジュールの面積が、前記固体撮像素子と前記半導体素子との合計面積を考慮したものとはならず、上述したように、前記固体撮像素子の大きさのみで決定されるようになるので、前記カメラモジュールの大きさを小型化しておくことができる。 In one embodiment of the present invention, on the back surface side of the insulating base material, a semiconductor element is disposed on the side opposite to the lens with respect to the solid-state imaging element. In this case, it is not necessary to provide an external circuit for driving the solid-state imaging device, and it is not necessary to provide an additional wiring pattern for connecting to the external circuit. Therefore, when the camera module is put into practical use, there is no need to complicate the configuration of the camera module. In addition, the area of the camera module is not determined in consideration of the total area of the solid-state image sensor and the semiconductor element, and as described above, is determined only by the size of the solid-state image sensor. Therefore, the size of the camera module can be reduced.
さらに、本発明の一態様においては、前記固体撮像素子及び/又は前記半導体素子を覆うようにして樹脂モールドを形成する。これによって、前記固体撮像素子及び/又は前記半導体素子を効果的に保護することができ、接触などに起因した破損を防止することができる。 Furthermore, in one aspect of the present invention, a resin mold is formed so as to cover the solid-state imaging element and / or the semiconductor element. Thereby, the solid-state imaging element and / or the semiconductor element can be effectively protected, and damage due to contact or the like can be prevented.
なお、上記態様においては、複数の配線パターンを設け、前記複数の配線パターンの内、少なくとも一つの配線パターンが前記絶縁基材の前記裏面上に設けられ、残りの配線パターンが前記絶縁基材中に埋設されるとともに、前記絶縁基材の表面に形成され、これらの配線パターンの少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。これによって、上記固体撮像素子及び/又は上記半導体素子を、特に絶縁基材の主面上に形成した配線パターンを介して外部回路などに電気的に簡易に接続することができる。また、面方向に配線パターンを形成する必要がないことから、カメラモジュールの大きさ(面積)増大を抑制することができる。したがって、上記カメラモジュールの小型化を図ることができる。 In the above aspect, a plurality of wiring patterns are provided, and at least one of the plurality of wiring patterns is provided on the back surface of the insulating base, and the remaining wiring patterns are in the insulating base. The wiring pattern is formed on the surface of the insulating substrate, and at least a part of these wiring patterns can be electrically and mechanically connected to each other. Thereby, the solid-state imaging device and / or the semiconductor device can be easily and electrically connected to an external circuit or the like through a wiring pattern formed on the main surface of the insulating base. Moreover, since it is not necessary to form a wiring pattern in the surface direction, an increase in the size (area) of the camera module can be suppressed. Therefore, the camera module can be miniaturized.
なお、上記態様において、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が一定である第1の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するように構成することができる。 In the above aspect, the plurality of wiring patterns have an axis coinciding with the thickness direction of the insulating base material, and the at least part of the wiring patterns are formed by a first interlayer connection body having a constant diameter in the axial direction. Can be configured to connect electromechanically.
また、上記態様において、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が前記絶縁基材の厚さ方向で変化するような第2の層間接続体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。 Further, in the above aspect, the plurality of wiring patterns have an axis that coincides with a thickness direction of the insulating base material, and a second diameter in which the diameter in the axial direction changes in the thickness direction of the insulating base material. It is possible to connect the at least one part electromechanically by the interlayer connector.
さらに、前記複数の配線パターンは、前記絶縁基材の厚さ方向に形成されたスルーホール内に形成された内壁導電体によって前記少なくとも一部同士が電気的機械的に接続するようにすることができる。 Further, the plurality of wiring patterns may be electrically and mechanically connected to each other by an inner wall conductor formed in a through hole formed in a thickness direction of the insulating base. it can.
上述したような第1の層間接続体、第2の層間接続体及び内壁導電体によれば、上述した複数の配線パターンの電気的機械的接続を簡易に行うことができる。 According to the first interlayer connection body, the second interlayer connection body, and the inner wall conductor as described above, the electrical and mechanical connection of the plurality of wiring patterns described above can be easily performed.
また、前記第1の層間接続体、前記第2の層間接続体及び前記内壁導電体は、それぞれ単独で用いることもできるし、2以上を組み合わせて用いることもできる。 Further, the first interlayer connector, the second interlayer connector, and the inner wall conductor can be used alone or in combination of two or more.
以上、本発明によれば、小型化、薄型化及び軽量化を実現することのできる、新規なカメラモジュールを提供することができる。 As mentioned above, according to this invention, the novel camera module which can implement | achieve size reduction, thickness reduction, and weight reduction can be provided.
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, specific features of the present invention will be described based on the best mode for carrying out the invention.
図1は、本発明のカメラモジュールの一例を示す断面構成図である。図1に示すカメラモジュール10は、略中心部において開口部11Aが形成された絶縁基材11と、この絶縁基材11の開口部11A内の幅方向に亘って固定部材15で固定されたレンズ13と、絶縁基材11の裏面上に設けられ、開口部11Aを密閉するとともにレンズ13と対向するようにして設けられた固体撮像素子12とを含む。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an example of a camera module of the present invention. The
また、固体撮像素子12の、レンズ13に関する裏面側には固体撮像素子12を駆動するための半導体素子としての駆動用IC14が設けられている(フリップチップ実装されている)。したがって、固体撮像素子12は駆動用IC14からの制御信号に基づいて駆動されるようになる。さらに、固体撮像素子12及び駆動用IC14は樹脂モールド17によって覆われている。
Further, a driving
なお、図1において、レンズ13は、固定部材15の開口部11A内での高さ方向での取り付け位置を調節することによって、開口部11A内の任意の高さ位置において固定することができる。
In FIG. 1, the
また、絶縁基材11の主面上には第1の配線パターン21が形成されるとともに、絶縁基材11の裏面上には第2の配線パターン22が形成され、絶縁基材11内には、第1の配線パターン21及び第2の配線パターン22と略平行となるようにして第3の配線パターン23及び第4の配線パターン24が形成されている。
A
第1の配線パターン21から第4の配線パターン24は、絶縁基材11の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が絶縁基材11の厚さ方向で変化する層間接続体26によって電気的機械的に接続されている。また、駆動用IC14は第2の配線パターン22とワイヤ16で電気的に接続されており、固体撮像素子12及び駆動用IC14は各配線パターンとワイヤを介して電気的に接続されている。
The
なお、図1において、絶縁基材11の、第3の配線パターン23及び第4の配線パターン24は、破線で描画されたライン上に配置されているが、この破線で示されたラインは、絶縁基材11を形成する際の工程において絶縁層を複数積層するとともに、その積層過程において上記配線パターンを形成したことに依存するものである。したがって、各絶縁層は一体化して識別することができない場合もあれば、ある程度識別できる場合もある。
In FIG. 1, the
また、固体撮像素子12は、CCD又はCMOSから構成することができる。
The solid-
図1に示すカメラモジュール10においては、絶縁基材11を準備し、この絶縁基材11に対して厚さ方向に貫通するような開口部11Aを形成し、この開口部11A内の幅方向に亘ってレンズ13を固定する。そして、絶縁基材11の裏面上において、開口部11Aを密閉するととともにレンズ13と対向するようにして固体撮像素子12を配置している。したがって、レンズ13を固定するための筐体などを別途設ける必要がなく、特開2004−120615号などに開示されているオーバーコート樹脂層に相当する絶縁基材11の厚さ及び固体撮像素子12の厚さ(高さ)を考慮するのみで、カメラモジュール全体の厚さを決定することができる。したがって、従来のような筐体を使用しないことなどに起因して、固体撮像素子12を含むカメラモジュール全体を薄型化することができる。
In the
また、特に図示してはいないが、その他に必要な抵抗やコンデンサ、インダクタ等の電気/電子部品であるチップ部品などは、適宜絶縁基材11内に埋設するようにすることができる。したがって、カメラモジュールの大きさ(面積)は主として固体撮像素子12の大きさ(面積)で決定されることになり、前記電気/電子部品の設置に伴うモジュール面積の増大を抑制することができる。したがって、カメラモジュール10を十分に小型化することができる。
Further, although not particularly shown, other necessary resistors, capacitors, chip parts which are electric / electronic parts such as inductors, and the like can be appropriately embedded in the insulating
さらに、上述したように、特にカメラモジュール全体を保持するような筐体を準備する必要がないので、上記本発明のカメラモジュールは十分に軽量化することができる。 Further, as described above, since it is not necessary to prepare a housing that holds the entire camera module, the camera module of the present invention can be sufficiently reduced in weight.
また、絶縁基材11の裏面側において、固体撮像素子12に関し、レンズ13と反対側において駆動用IC14を設けている。したがって、固体撮像素子12を駆動するための外部回路などを必要とすることなく、さらにはその外部回路と接続するための追加の配線パターンなどを設ける必要がない。したがって、カメラモジュール10を実用に供する場合において、カメラモジュール10の構成を複雑化する必要がない。また、カメラモジュール10の面積が、固体撮像素子12と駆動用IC14との合計面積を考慮したものとはならず、上述したように、固体撮像素子12の大きさのみで決定されるようになるので、カメラモジュール10を十分に小型化しておくことができる。
In addition, on the back surface side of the insulating
さらに、固体撮像素子12及び駆動用IC14は樹脂モールド17で覆われているので、固体撮像素子12及び駆動用IC14を効果的に保護することができ、接触などに起因した破損を防止することができる。
Furthermore, since the solid-
また、固体撮像素子12及び駆動用IC14はワイヤ16を介して各配線パターンと電気的機械的に接続され、特に絶縁基材11の主面上に形成された第1の配線パターン21と電気的に接続されるように構成されている。したがって、固体撮像素子12及び駆動用IC14は特に第1の配線パターン21を介して外部回路などに電気的に簡易に接続することができる。また、面方向に配線パターンを形成する必要がないことから、カメラモジュールの大きさ(面積)増大を抑制することができる。したがって、上記カメラモジュールの小型化を図ることができる。
Further, the solid-
図2は、図1に示すカメラモジュールの変形例である。なお、図1に示す構成要素と同様の構成要素については、同じ参照符号を用いて表している。 FIG. 2 is a modification of the camera module shown in FIG. In addition, about the component similar to the component shown in FIG. 1, it represents using the same referential mark.
図2に示すカメラモジュール10においては、絶縁基材11内における右方端部において、第3の配線パターン23及び第4の配線パターン24を形成することなく、スルーホール31を形成するともに、その内部に内壁導電体32を形成し、第1の配線パターン21及び第2の配線パターン22を直接電気的機械的に接続するようにしている。このように層間接続体26に代えて内壁導電体32を用いることによっても、各配線パターンを電気的機械的に接続することができる。
In the
なお、特に図示はしないが、上述した層間接続体26及び内壁導電体32に代えて、あるいはこれらに加えて、絶縁基材11の厚さ方向に一致する軸を有し、前記軸方向の径が一定である層間接続体を用いることによっても、各配線パターンを電気的機械的に接続することができる。
In addition, although not specifically illustrated, instead of or in addition to the above-described
層間接続体15及び内壁導電体17は、良好な導体である金、銀、銅などの単体、あるいは所定の樹脂中に前記金属微紛を分散させたものから構成することができる。また、前記金属などの他に炭素材を用いることができ、前記同様に、所定の樹脂中に炭素微紛を分散させたものから構成することができる。
The
また、図1及び図2に示す例では、絶縁基材11内に第3の配線パターン23及び第4の配線パターン24を設けているが、このような絶縁基材11内に埋設したような配線パターンを設けることなく、例えば図2における絶縁基材の右方に示すように、第1の配線パターン21及び第2の配線パターン22を直接電気的機械的に接続するようにすることができる。
Moreover, in the example shown in FIG.1 and FIG.2, although the
さらに、絶縁基材11内に配線パターンを埋設する場合、その数は第3の配線パターン23や第4の配線パターン24に代表されるような2つの配線パターンに限らず、必要に応じて任意の数とすることができる。
Furthermore, when embedding wiring patterns in the insulating
次に、本発明のカメラモジュールの製造方法について説明する。代表的な製造方法として、図1に示すカメラモジュールの製造方法について説明する。図3〜図6は、図1に示すカメラモジュールの製造方法を示す工程図である。 Next, the manufacturing method of the camera module of this invention is demonstrated. As a typical manufacturing method, a manufacturing method of the camera module shown in FIG. 1 will be described. 3 to 6 are process diagrams showing a method for manufacturing the camera module shown in FIG.
最初に、金属(例えば銅)箔231上にバンプ形成するとともに、このバンプが貫通するとともに、それによって埋設するようにして絶縁層113を配置し、さらに金属(例えば銅)箔211を配置して、両面金属(銅)張り板を形成する。次いで、金属箔231をエッチングして第3の配線パターン23を形成する。同様にして絶縁層111に関する両面金属(銅)張り板を形成し、第3の配線パターン23上にバンプ形成するとともに、このバンプに対して絶縁層112を配置貫通する。その後、絶縁層111に関する両面板及び絶縁層113に関する両面板を位置合わせ配置し、加熱加圧プレスを実施することにより、4層配線板を作製する。その後、外側の金属箔221及び211をエッチングし、図3に示すような絶縁基材11を作製する。
First, bumps are formed on a metal (for example, copper)
次いで、図4に示すように、絶縁基材11の略中央部に例えばエッチング、プレス加工あるいはドリル/ルータなどによる機械加工を施すことによって、絶縁基材11を貫通するような開口部11Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 4, an
次いで、図5に示すように、絶縁基材11の裏面において固体撮像素子12及び駆動用IC14を順次に設け(フリップチップ実装)し、駆動用IC14と第2の配線パターン22とをワイヤ16を介してボンディングし、電気的に接続する。
Next, as shown in FIG. 5, the solid-
次いで、図6に示すように、開口部11A内に固定部材15を設けるとともに、開口部11A内の幅方向に亘って、レンズ13を固体撮像素子12と対向するようにして固定部材15によって固定する。その後、固体撮像素子12及び駆動用IC14を覆うようにして樹脂モールド17を形成し、図1に示すようなカメラモジュール10を完成させる。
Next, as shown in FIG. 6, the fixing
なお、上述した製造方法はあくまで図1に示すカメラモジュールの一例を示したものであり、その他の方法を用いても同様に製造することができる。 The manufacturing method described above is merely an example of the camera module shown in FIG. 1 and can be manufactured in the same manner by using other methods.
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。 The present invention has been described in detail based on the above specific examples. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した絶縁基材11を製造する際の絶縁層中に適宜ガラスクロスやアラミドクロス、ガラス不織布、アラミド不織布などの補強材を含有させるようにすることもできる。また、絶縁基材11の両端部内には必要に応じて、チップコンデンサ、チップ抵抗及びインダクタなどの電気/電子部品を内蔵させることができる。
For example, a reinforcing material such as a glass cloth, an aramid cloth, a glass nonwoven fabric, or an aramid nonwoven fabric may be appropriately contained in the insulating layer when the insulating
本発明のカメラモジュールは、小型化、薄型化及び軽量化を実現したものであるので、携帯電話や携帯用のコンピュータなどの種々の分野で使用することができる。 Since the camera module of the present invention has been reduced in size, thickness, and weight, it can be used in various fields such as a mobile phone and a portable computer.
10 カメラモジュール
11 絶縁基材
11A 開口部
12 固体撮像素子
13 レンズ
14 駆動用IC
15 固定部材
16 ワイヤ
21 第1の配線パターン
22 第2の配線パターン
23 第3の配線パターン
24 第4の配線パターン
26 層間接続体
111,112,113 絶縁層
211,221,231,241 金属箔
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記絶縁基材の前記開口部内の幅方向に亘って固定されたレンズと、
前記絶縁基材の裏面側において、前記開口部を密閉するととともに前記レンズと対向するようにして設けられた固体撮像素子と、
前記絶縁基材の、少なくとも主面上及び前記裏面上に設けられた配線パターンとを具え、
前記配線パターンは、前記絶縁基材の主面上において外部回路に接続可能であるように形成され、
前記裏面上に設けられた配線パターンが前記固体撮像素子と電気的機械的に接続され、前記配線パターンの少なくとも一部同士が電気的機械的に接続されてなることを特徴とする、カメラモジュール。 An insulating base material having a predetermined opening formed so as to penetrate in the thickness direction;
A lens fixed across the width direction in the opening of the insulating substrate;
On the back side of the insulating base material, the solid-state imaging device provided to seal the opening and to face the lens;
A wiring pattern provided on at least the main surface and the back surface of the insulating substrate;
The wiring pattern is formed so as to be connectable to an external circuit on the main surface of the insulating base,
A camera module, wherein a wiring pattern provided on the back surface is electrically and mechanically connected to the solid-state imaging device, and at least a part of the wiring pattern is electrically and mechanically connected.
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