JP5115510B2 - Imaging device, optical unit, and manufacturing method of imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、小型の撮像装置、光学ユニットおよび撮像装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a small imaging device, an optical unit, and a manufacturing method of the imaging device.
近年、マイクロカメラユニット(Micro Camera Unit:MCU)を搭載することで撮影機能が付加された小型の電子機器(例えば携帯電話機)が急速に普及している。これに伴い、MCUに採用されるカメラモジュールに対しては、更なる小型化が望まれている。 In recent years, small electronic devices (for example, mobile phones) to which a photographing function is added by mounting a micro camera unit (MCU) are rapidly spreading. Accordingly, further miniaturization is desired for the camera module used in the MCU.
従来のカメラモジュールにおいては、レンズを支持するレンズバレルおよびレンズホルダ、赤外線(IR)カットフィルタを支持するホルダ、基板、撮像素子、並びに光学素子からなる積層体を保持する筐体、このような積層体を封止する樹脂等が必要とされている。このため、上記多数の部品の小型化を図り、各部品を精度良く組み合わせてカメラモジュールを作製することが困難であった。 In a conventional camera module, a lens barrel and a lens holder that support a lens, a holder that supports an infrared (IR) cut filter, a substrate, an image sensor, and a casing that holds a laminate including optical elements, such a stack A resin or the like for sealing the body is required. For this reason, it has been difficult to reduce the size of the above-mentioned many parts and to produce a camera module by accurately combining the parts.
このような問題に対して、基板と、多数の撮像素子が形成された半導体シートと、多数の撮像レンズが形成されたレンズアレイシートとを樹脂層を介して貼り付けて積層部材を形成し、該積層部材をダイシングして、個々のカメラモジュールを完成させる技術が提案されている(例えば、特許文献1等)。 For such problems, a laminated member is formed by attaching a substrate, a semiconductor sheet on which a large number of imaging elements are formed, and a lens array sheet on which a large number of imaging lenses are formed through a resin layer, A technique for dicing the laminated member to complete each camera module has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1の技術では、撮像素子を含む層、およびレンズを含む層等をウエハ状態で(ウエハレベルで)積層させてカメラモジュールが形成される。このため、カメラモジュールにおいてオートフォーカスまたはズーム等の機能を実現するためのレンズを移動させる駆動機構を形成することが困難である。
However, in the technique of
また、仮にレンズを移動させる駆動機構を形成する場合には、カメラモジュールおよびカメラモジュールを構成する光学ユニットの大型化を抑制しつつ、駆動機構に電力を供給することが必要となるが、材質なども異なる各層を経て駆動機構に電力を供給するためには、層間の導通確保および製造効率の向上などの製造課題が多い。 Further, if a driving mechanism for moving the lens is formed, it is necessary to supply power to the driving mechanism while suppressing an increase in size of the camera module and the optical unit constituting the camera module. However, in order to supply electric power to the drive mechanism through different layers, there are many manufacturing problems such as ensuring conduction between layers and improving manufacturing efficiency.
本発明は、レンズ駆動による小型の撮像装置および光学ユニットの高機能化と、導通確保および製造効率の向上などの製造課題の克服とを両立させることが可能な技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technology capable of achieving both enhancement of functions of a small-sized imaging device and an optical unit driven by a lens and overcoming of manufacturing problems such as ensuring conduction and improving manufacturing efficiency. .
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、撮像素子部を有する撮像素子層と、前記撮像素子層からの距離が変更可能なレンズ層と、前記レンズ層を移動させる可動部を有するアクチュエータ層と、を含む複数の層が積層されて形成された積層構造体と、前記可動部を駆動する駆動信号を前記撮像素子層側から前記アクチュエータ層へと伝達する信号伝達部と、を備える撮像装置であって、前記積層構造体の側部は、複数の切断面によって構成され、前記アクチュエータ層は、前記駆動信号を前記アクチュエータ層の外側から前記可動部側へと伝達する、前記切断面に露出した駆動電極をさらに有するとともに、前記撮像素子層は、前記駆動信号を前記撮像素子層側から前記駆動電極側へと伝達する、前記切断面に露出した供給電極をさらに有し、前記信号伝達部は、前記駆動電極および前記供給電極のそれぞれと電気的に導通するように、前記切断面に配設されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線が設けられており、前記駆動電極は、前記層内配線の端部が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線と、前記層内配線と電気的に導通しつつ、前記層内配線から前記アクチュエータ層の外部へ前記アクチュエータ層を貫通する貫通電極とが設けられており、前記駆動電極は、前記貫通電極の一部が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the imaging apparatus according to
また、請求項4の発明は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記信号伝達部は、前記複数の切断面のうち、一面のみに設けられたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the imaging apparatus according to the first aspect, wherein the signal transmission unit is provided on only one of the plurality of cut surfaces.
また、請求項5の発明は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記複数の層は、前記レンズ層を可動に支持するように前記レンズ層と前記アクチュエータ層との間に介挿された弾性部材層をさらに含み、前記弾性部材層は、前記弾性部材層と前記信号伝達部とを電気的に絶縁する絶縁部が設けられた切り欠き部を、前記弾性部材層の外縁に有することを特徴とする。
Further, the invention of claim 5 is the imaging apparatus according to
また、請求項6の発明は、移動可能に支持されたレンズ層と、前記レンズ層を移動させる可動部を有するアクチュエータ層と、を含む複数の層が積層されて形成される積層構造体と、前記可動部を駆動する駆動信号を前記積層構造体の外部から前記アクチュエータ層へと伝達する信号伝達部と、を備える光学ユニットであって、前記積層構造体の側部は、複数の切断面によって構成され、前記アクチュエータ層は、前記駆動信号を前記アクチュエータ層の外側から前記可動部側へと伝達する、前記切断面に露出した駆動電極をさらに有するとともに、前記信号伝達部は、前記駆動電極と電気的に導通するように、前記切断面に配設された電極であることを特徴とする。 Further, the invention of claim 6 is a laminated structure formed by laminating a plurality of layers including a lens layer that is movably supported and an actuator layer having a movable part that moves the lens layer, A signal transmission unit configured to transmit a driving signal for driving the movable unit from the outside of the multilayer structure to the actuator layer, wherein a side portion of the multilayer structure is formed by a plurality of cut surfaces. The actuator layer further includes a drive electrode exposed to the cut surface that transmits the drive signal from the outside of the actuator layer to the movable part side, and the signal transmission unit includes the drive electrode and the drive electrode. The electrode is disposed on the cut surface so as to be electrically conductive.
また、請求項7の発明は、請求項6に記載の光学ユニットであって、前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線が設けられており、前記駆動電極は、前記層内配線が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項8の発明は、請求項6に記載の光学ユニットであって、前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線と、前記層内配線と電気的に導通しつつ、前記層内配線から前記アクチュエータ層の外部へ前記アクチュエータ層を貫通する貫通電極とが設けられており、前記駆動電極は、前記貫通電極の一部が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the optical unit according to claim 6, wherein the actuator layer includes an intra-layer wiring that supplies the driving signal to the movable part, and an electrical connection between the intra-layer wiring and the intra-layer wiring. A through electrode that penetrates the actuator layer from the intra-layer wiring to the outside of the actuator layer while being conductive is provided, and the drive electrode has a part of the through electrode exposed to the cut surface, A part of the cut surface is formed.
また、請求項9の発明は、請求項6に記載の光学ユニットであって、前記信号伝達部は、前記複数の切断面のうち、一面のみに設けられたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the optical unit according to the sixth aspect, the signal transmission unit is provided on only one of the plurality of cut surfaces.
また、請求項10の発明は、請求項6に記載の光学ユニットであって、前記複数の層は、前記レンズ層を可動に支持するように前記レンズ層と前記アクチュエータ層との間に介挿された弾性部材層をさらに含み、前記弾性部材層は、前記弾性部材層と前記信号伝達部とを電気的に絶縁する絶縁部が設けられた切り欠き部を、前記弾性部材層の外縁に有することを特徴とする。
The invention of
また、請求項11の発明は、撮像素子部を有する撮像素子層と、前記撮像素子層からの距離が変更可能なレンズ層と、前記レンズ層を移動させる可動部を有するアクチュエータ層と、を含む複数の層が積層されて形成された積層構造体と、前記アクチュエータ層と前記撮像素子層との間に配設され、前記可動部を駆動する駆動信号を前記撮像素子層側から前記アクチュエータ層へと伝達する信号伝達部と、を備える撮像装置の製造方法であって、複数連なった前記撮像素子層を有する撮像素子基板シートと、複数連なった前記アクチュエータ層を有するアクチュエータ層シートと、を含む複数のシートと、配列された複数の前記レンズ層と、を積層して積層部材を作成する工程と、切断によって前記積層部材を個片化することで複数の前記撮像装置を作成するダイシング工程と、を備え、前記ダイシング工程において、複数の前記撮像装置が一列に並んだ、前記積層部材の切断面に沿って、前記信号伝達部を配設することを特徴とする。
The invention of
請求項1から請求項5、および請求項11の発明によれば、撮像素子、レンズ、アクチュエータなどの機能素子のアレイをそれぞれ含む複数の機能素子アレイ層が積層された積層構造体を、ダイシングにより個片化することによってウエハレベルで作成される撮像装置において、ダイシング過程で形成される切断面に信号伝達部を設けることができるので、該積層構造体を貫通させて信号伝達部を設ける必要が無く、信号伝達部の作成が容易となる。
According to the inventions of
請求項2の発明によれば、アクチュエータアレイを含む機能層に配設された、駆動信号をアクチュエータ層の可動部に伝達する層内配線が、ダイシングによって切断されることによって、撮像装置の切断面に露出した部分を、信号伝達部と層内配線とを電気的に接続するための駆動電極とすることができるので、駆動電極の製造が容易となる。 According to the second aspect of the present invention, the in-layer wiring disposed in the functional layer including the actuator array and transmitting the drive signal to the movable part of the actuator layer is cut by dicing, so that the cut surface of the imaging device Since the exposed part can be used as a drive electrode for electrically connecting the signal transmission part and the in-layer wiring, the drive electrode can be easily manufactured.
請求項3の発明によれば、アクチュエータアレイを含む機能層であるアクチュエータアレイ層に配設された、駆動信号をアクチュエータ層の可動部に伝達する層内配線から、アクチュエータアレイ層の外部まで、アクチュエータアレイ層を貫通する貫通電極を作成し、該貫通電極がダイシングによって切断することによって、撮像装置の切断面に露出した部分を、信号伝達部と層内配線とを電気的に接続するための駆動電極とすることができるので、駆動電極の面積を広げることができ、信号伝達部と層内配線とをより確実に、電気的に導通させることができる。 According to the third aspect of the present invention, the actuator is provided in the actuator array layer, which is a functional layer including the actuator array, from the internal wiring that transmits the drive signal to the movable part of the actuator layer, to the outside of the actuator array layer. A drive for electrically connecting the signal transmission unit and the in-layer wiring at a portion exposed to the cut surface of the imaging device by creating a through electrode penetrating the array layer and cutting the through electrode by dicing Since the electrode can be used, the area of the drive electrode can be increased, and the signal transmission portion and the in-layer wiring can be more reliably electrically connected.
請求項4の発明によれば、複数の撮像装置が一次元アレイ状に露出した短冊状の切断面が、複数の機能素子アレイ層が積層された積層構造体のダイシング過程において形成されたときに、各撮像装置に必要とされる全ての信号伝達部を、積層構造体の切断面に露出した全ての撮像装置について一度に設けることができるので、撮像装置の製造効率を向上させることができる。
According to invention of
請求項5の発明によれば、アクチュエータアレイ層と平行ばねアレイ層とを積層し、接合する工程において、各撮像装置が個片化された後に各撮像装置の平行ばね層の外縁部に設けられた切り欠き部となるべき複数の穴部が設けられた平行ばねアレイ層の該穴部に、平行ばね層と信号伝達部とを電気的に絶縁する絶縁部を設けることができるので、一連の積層工程において該絶縁部を設けるための新たな工程を要することなく該絶縁部を設けることができ、撮像装置の製造効率を向上させることができる。 According to the invention of claim 5, in the step of laminating and joining the actuator array layer and the parallel spring array layer, each imaging device is provided at the outer edge of the parallel spring layer of each imaging device after being separated into pieces. An insulating portion that electrically insulates the parallel spring layer and the signal transmission portion can be provided in the hole portion of the parallel spring array layer provided with a plurality of holes to be cutout portions. The insulating part can be provided without requiring a new process for providing the insulating part in the stacking step, and the manufacturing efficiency of the imaging device can be improved.
請求項6から請求項10の発明によれば、レンズ、アクチュエータなどの機能素子のアレイをそれぞれ含む複数の機能素子アレイ層が積層された積層構造体を、ダイシングにより個片化することによってウエハレベルで作成される光学ユニットにおいて、ダイシング過程で形成される切断面に信号伝達部を設けることができるので、該積層構造体を貫通させて信号伝達部を設ける必要が無く、信号伝達部の作成が容易となる。 According to the inventions of claims 6 to 10, the laminated structure in which a plurality of functional element array layers each including an array of functional elements such as lenses and actuators are laminated is separated into individual pieces by dicing, thereby obtaining a wafer level. In the optical unit created in step (1), since the signal transmission part can be provided on the cut surface formed in the dicing process, there is no need to provide the signal transmission part through the laminated structure, and the signal transmission part can be created. It becomes easy.
請求項7の発明によれば、アクチュエータアレイを含む機能層に配設された、駆動信号をアクチュエータ層の可動部に伝達する層内配線が、ダイシングによって切断されることによって、光学ユニットの切断面に露出した部分を、信号伝達部と層内配線とを電気的に接続するための駆動電極とすることができるので、駆動電極の製造が容易となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the in-layer wiring disposed in the functional layer including the actuator array and transmitting the drive signal to the movable portion of the actuator layer is cut by dicing, so that the cut surface of the optical unit is cut. Since the exposed part can be used as a drive electrode for electrically connecting the signal transmission part and the in-layer wiring, the drive electrode can be easily manufactured.
請求項8の発明によれば、アクチュエータアレイを含む機能層であるアクチュエータアレイ層に配設された、駆動信号をアクチュエータ層の可動部に伝達する層内配線から、アクチュエータアレイ層の外部まで、アクチュエータアレイ層を貫通する貫通電極を作成し、該貫通電極がダイシングによって切断することによって、光学ユニットの切断面に露出した部分を、信号伝達部と層内配線とを電気的に接続するための駆動電極とすることができるので、駆動電極の面積を広げることができ、信号伝達部と層内配線とをより確実に、電気的に導通させることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the actuator is arranged in the actuator array layer, which is a functional layer including the actuator array, and transmits the drive signal to the movable part of the actuator layer to the outside of the actuator array layer. A drive for electrically connecting the signal transmission portion and the in-layer wiring at a portion exposed to the cut surface of the optical unit by creating a through electrode penetrating the array layer and cutting the through electrode by dicing. Since the electrode can be used, the area of the drive electrode can be increased, and the signal transmission portion and the in-layer wiring can be more reliably electrically connected.
請求項9の発明によれば、複数の光学ユニットが一次元アレイ状に露出した短冊状の切断面が、複数の機能素子アレイ層が積層された積層構造体のダイシング過程において形成されたときに、各光学ユニットに必要とされる全ての信号伝達部を、積層構造体の切断面に露出した全ての光学ユニットについて一度に設けることができるので、光学ユニットの製造効率を向上させることができる。 According to the invention of claim 9, when the strip-shaped cut surface in which the plurality of optical units are exposed in a one-dimensional array is formed in the dicing process of the stacked structure in which the plurality of functional element array layers are stacked. Since all the signal transmission parts required for each optical unit can be provided at once for all the optical units exposed on the cut surface of the laminated structure, the manufacturing efficiency of the optical unit can be improved.
請求項10の発明によれば、アクチュエータアレイ層と平行ばねアレイ層とを積層し、接合する工程において、各光学ユニットが個片化された後に各光学ユニットの平行ばね層の外縁部に設けられた切り欠き部となるべき複数の穴部が設けられた平行ばねアレイ層の該穴部に、平行ばね層と信号伝達部とを電気的に絶縁する絶縁部を設けることができるので、一連の積層工程において該絶縁部を設けるための新たな工程を要することなく該絶縁部を設けることができ、光学ユニットの製造効率を向上させることができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<携帯電話機の概略構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るカメラモジュール500を搭載した携帯電話機100の概略構成を示す模式図である。なお、図1および図1以降の図では方位関係を明確化するために、XYZの相互に直交する3軸が適宜付されている。
<Schematic configuration of mobile phone>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a
図1で示されるように、携帯電話機100は、折り畳み式の携帯電話機として構成され、第1の筐体200と、第2の筐体300と、ヒンジ部400とを有している。
As shown in FIG. 1, the
第1の筐体200および第2の筐体300は、それぞれ板状の直方体であり、各種電子部材を格納する筐体としての役割を有している。具体的には、第1の筐体200は、カメラモジュール500および表示ディスプレイ(不図示)を有し、第2の筐体300は、携帯電話機100を電気的に制御する制御部とボタン等の操作部材(不図示)とを有している。
Each of the
ヒンジ部400は、第1の筐体200と第2の筐体300とを回動可能に接続している。このため、携帯電話機100は、折り畳み可能となっている。
The
図2は、携帯電話機100のうち第1の筐体200に着目した断面模式図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図1および図2で示されるように、カメラモジュール500は、XY断面のサイズが約5mm四方であり、厚さ(Z方向の奥行き)が約3mm程度である小型の撮像装置、所謂マイクロカメラユニット(MCU)となっている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
以下、カメラモジュール500の構成、およびその製造工程等について順次説明する。
Hereinafter, the configuration of the
<カメラモジュールの構成>
図3は、カメラモジュール500の断面模式図であり、図3の矢印AR1の示す方向が+Z方向に対応する。なお、図3以降の図面においても、方位関係の明確化のために、+Z方向に対応する方向を示す矢印AR1が付されている。図4(a),図4(b)は、カメラモジュール500をそれぞれY軸方向,X軸方向から見た側面外観図である。
<Configuration of camera module>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
図3および図4で示されるように、カメラモジュール500は、撮影光学系としてのレンズ群20が移動可能に設けられている光学ユニットKBと、被写体像に関する撮影画像を取得する撮像部PBとを有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
撮像部PBは、例えば、COMSセンサまたはCCDセンサ等の撮像素子181を有する撮像素子層18と、カバーガラス層17とが+Z方向にこの順序で積層された構成を有する。なお、カバーガラス層17が、赤外線(IR)をカットするフィルタ層を含むようにしても良い。
The imaging unit PB has a configuration in which, for example, an
光学ユニットKBは、蓋層10、第1枠層11、第1平行ばね(上層平行ばね)12、第2枠層13、第2平行ばね(下層平行ばね)14、アクチュエータ層15、レンズ位置調整層16、およびレンズ群20を備えて構成される。蓋層10、第1枠層11、第1平行ばね12、第2枠層13、第2平行ばね14、アクチュエータ層15、レンズ位置調整層16、およびレンズ群20は、いずれもウエハ状態(ウエハレベルで)製作される。これらの製作工程については後述する。
The optical unit KB includes a
光学ユニットKBでは、レンズ位置調整層16、アクチュエータ層15、第2平行ばね14、第2枠層13、第1平行ばね12、第1枠層11、および蓋層10が+Z方向にこの順序で積層され、第2平行ばね14と第1平行ばね12との間にレンズ群20が保持された構成を有している。そして、第1平行ばね12と第2平行ばね14とアクチュエータ層15とが互いに協働することで、レンズ群20をZ軸に沿った方向に移動させる。
In the optical unit KB, the lens
カメラモジュール500では、蓋層10、第1および第2枠層11,13、レンズ位置調整層16、カバーガラス層17、および撮像素子層18が、レンズ群20に対する固定部となる。カメラモジュール500および光学ユニットKBは、ウエハ状態(ウエハレベルで)製作されることにより、その側部(図4のZ軸に平行な側面)は、側部を形成する各層の積層構造が露出した4面の切断面によって構成されている。なお、この切断面が、本発明の「切断面」に相当する。
In the
ここで、レンズ群20は、固定部に結合された第1および第2平行ばね12,14によって支持される。
Here, the
より詳細には、レンズ群20の−Z側におけるアクチュエータ層15と該レンズ群20との間には、第2平行ばね14が介挿される。また、レンズ群20の+Z側における第1枠層11と該レンズ群20との間には、第1平行ばね12が介挿される。つまり、レンズ群20は、第1平行ばね12と第2平行ばね14とによって挟まれている。
More specifically, the second
ここでは、第1および第2平行ばね12,14によってレンズ群20が挟持されるため、レンズ群20の移動に拘わらず、レンズ群20の姿勢が保持され、レンズ群20の光軸が略一定に保持される。
Here, since the
また、第1および第2平行ばね12,14は、移動対象物であるレンズ群20が+Z方向に移動する際に、レンズ群20の移動方向(すなわち+Z方向)とは反対方向の力を、該レンズ群20に対して付与する。なお、レンズ群20が−Z方向に移動する際には、第1および第2平行ばね12,14がレンズ群20に対して付与する力の方向は、レンズ群20の移動方向(すなわち−Z方向)と一致する。
Further, the first and second parallel springs 12 and 14 apply a force in a direction opposite to the moving direction of the lens group 20 (that is, the + Z direction) when the
更に、レンズ群20が+Z方向に移動していない非駆動状態(例えば駆動前の静止状態)では、第1および第2平行ばね12,14の弾性力によってレンズ群20がレンズ位置調整層16の突起部162の上端面に対して押し付けられ、レンズ群20がレンズ位置調整層16によっても支持される。そして、この非駆動状態では、レンズ群20がZ軸に沿って変位可能な範囲(変位可能範囲)の最も−Z側の所定位置に配置されて静止する。
Further, in a non-driving state in which the
この所定位置は、例えば、撮像素子181において多数の画素回路が配列されている+Z側の面(以下「撮像面」とも称する)上に光学ユニットKBの焦点が配置されるような位置に設定される。ここで言う光学ユニットKBの焦点とは、+Z側から平行光線を光学ユニットKBに入射したときに、該光学ユニットKBから射出される光線が一点に集まる点のことを言う。なお、カメラモジュール500および後述するカメラモジュール500Aは、本発明の「撮像装置」に相当する。
For example, the predetermined position is set to a position where the focal point of the optical unit KB is arranged on a surface on the + Z side (hereinafter also referred to as “imaging surface”) on which a large number of pixel circuits are arranged in the
このように、非駆動状態では、レンズ群20は、第1および第2平行ばね12,14の弾性力によってレンズ位置調整層16に対して押し付けられるため、カメラモジュール500に対して強い衝撃が付与される場合でも、レンズ群20の姿勢が保持される。
Thus, in the non-driven state, the
アクチュエータ層15は、+Z方向への駆動変位を発生させる変位発生部を有し、レンズ群20の−Z側に配置されている。変位発生部は、レンズ群20の−Z側に突出した第1突起部201と接触し、変位発生部で生じる駆動変位は、第1突起部201を介してレンズ群20に伝達される。つまり、アクチュエータ層15は、移動対象物であるレンズ群20を所定方向(ここでは、+Z方向)に移動させる。なお、変位発生部における+Z方向への駆動変位が小さくなっていく場面では、第1および第2平行ばね12,14の弾性力によって、レンズ群20が所定方向とは反対方向(−Z方向)に移動する。
The
側面配線22は、カメラモジュール500の側面すなわち4面の切断面のうちの1面に配設され、撮像素子層18、もしくは撮像素子層18を通して携帯電話機100から供給される電気信号等の駆動信号をアクチュエータ層15の変位発生部に供給する薄型の導電部材である。なお、側面配線22および後述する側面電極23は、本発明の「信号伝達部」に相当する。
The
側面配線22を採用することによって、ダイシング過程で形成される切断面に信号伝達部を設けることができるので、撮像素子層18とアクチュエータ層15との間にある機能層を貫通させて信号伝達部を設ける必要が無く、信号伝達部の作成が容易となる。また、平行ばね絶縁部21は、第2平行ばね14に設けられ、第2平行ばね14と、アクチュエータ層15とを電気的に絶縁する。
By adopting the
以上のように、カメラモジュール500では、移動対象物であるレンズ群20が、該レンズ群20を介して互いに対向する位置に配置された第1および第2平行ばね12,14と結合され、該第1および第2平行ばね12,14がレンズ群20に垂直な方向(+Z方向)に弾性変形しつつ、レンズ群20の姿勢を保持する。そして、レンズ群20は、アクチュエータ層15の変位発生部から駆動力を受けて、その位置をZ軸に沿って変位させる。
As described above, in the
このように、カメラモジュール500に設けられた光学ユニットKBは、レンズ群20を該レンズ群20の光軸方向(+Z方向)に変位させることができ、カメラモジュール500をレンズ群20を変位させる駆動装置として機能させる。
As described above, the optical unit KB provided in the
<レンズ群について>
レンズ群20は、ガラス基板を基材としてウエハレベルで作製され、例えば、2枚以上のレンズを重ね合わせて成形される。本実施形態では、2枚の光学レンズを重ね合わせてレンズ群20が構成される場合について例示する。なお、本実施形態では、レンズ群20は、被写体からの光を撮像素子181に導く撮像レンズとして機能する。また、本実形態では、レンズ群20が、本発明の「レンズ層」に相当する。
<About the lens group>
The
図5および図6は、レンズ群20の断面模式図であり、矢印AR2の示す方向が+Z方向に対応する。図7は、レンズ群20の下面外観図であり、図8は、レンズ群20の上面外観図である。
5 and 6 are schematic cross-sectional views of the
図5および図6で示されるように、レンズ群20は、第1レンズG1を有する第1レンズ構成層LY1と、第2レンズG2を有する第2レンズ構成層LY2と、スペーサ層RBとを備える。そして、第1レンズ構成層LY1と第2レンズ構成層LY2とが、スペーサ層RBを介して結合されている。ここでは、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2の非レンズ部の外縁が略正方形の形状を有する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
また、図5〜図7で示されるように、第1レンズG1を有する第1レンズ構成層LY1の一方主面(ここでは、−Z側)には、レンズとして機能しない非レンズ部に第1突起部201が設けられている。更に、図5、図6および図8で示されるように、第2レンズG2を有する第2レンズ構成層LY2の一方主面(ここでは、+Z側)には、レンズとして機能しない非レンズ部に第2突起部202が設けられている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the first main surface (here, −Z side) of the first lens constituent layer LY <b> 1 having the first lens G <b> 1 has a first non-lens portion that does not function as a lens. A
また、図9は、スペーサ層RBの形状に着目して、スペーサ層RBを+Z側から見た図である。図9で示されるように、スペーサ層RBは、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2の非レンズ部の外縁に沿って設けられ、XY断面の外縁および内縁の形状が矩形である環状の構成を有する。 FIG. 9 is a view of the spacer layer RB as viewed from the + Z side, focusing on the shape of the spacer layer RB. As shown in FIG. 9, the spacer layer RB is provided along the outer edge of the non-lens portion of the first and second lens constituting layers LY1 and LY2, and the outer edge and the inner edge of the XY cross section are rectangular in shape. It has a configuration.
そして、レンズ群20の光軸が、Z軸に沿った方向に設定されている。
The optical axis of the
<各機能層について>
以下では、カメラモジュール500を構成する各機能層の詳細について説明する。なお、各機能層については、−Z側の面を一主面と称し、+Z側の面を他主面と称する。
<About each functional layer>
Below, the detail of each functional layer which comprises the
○撮像素子層18:
図3で示されるように、撮像素子層18は、光学ユニットKBを通過した被写体からの光を受光して、被写体の像に関する画像信号を生成する撮像素子181、その周辺回路、および撮像素子181を囲む外周部を備える部材である。また、撮像素子181は、多数の画素回路が配列されて構成される。
○ Image sensor layer 18:
As shown in FIG. 3, the
図10は、撮像素子181が取り付けられた撮像素子層18の上面外観図を示す図であり、また、図11は、図10の切断面線18A−18Aから見た撮像素子層18の断面模式図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a top external view of the
図3,図10に示されるように、撮像素子層18は、撮影光学系を通過した被写体光を受光して被写体像に関する画像信号を生成する撮像素子181と、その周辺回路18c、並びに、撮像素子181および周辺回路18cを保持する撮像素子ホルダ18fを備える部材である。撮像素子ホルダ18fは、例えば、樹脂などの素材によって形成される箱状の部材であり、撮像素子181および周辺回路18cは、撮像素子ホルダ18fの他主面側の面(図11の図示例で上面側)には、に設けられている。周辺回路18cは、撮像素子181に対する信号の付与、および撮像素子181からの信号の読み出しなど行う。なお、撮像素子ホルダ18fの一主面側の面(図11の図示例で下面側)には、リフロー方式によるはんだ付けを行うためのはんだボールHBが設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 10, the
図10,図11に示されるように、撮像素子層18の他主面側の面には、供給電極18Ta,18Tbが形成されている。供給電極18Ta,18Tbは、それぞれ撮像素子層18の辺縁において、図3,図4に示される側面配線22と電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, supply electrodes 18Ta and 18Tb are formed on the surface of the
供給電極18Taの一主面側には、撮像素子層18を貫通する貫通電極18La,18Lbが形成されている。貫通電極18Laの一端は供給電極18Taと電気的に接続され、他端は撮像素子層18の一主面側の面に設けられたはんだボールHBの1つと電気的に接続されている。また、貫通電極18Lbの一端は供給電極18Tbと電気的に接続され、他端は、はんだボールHBうち貫通電極18Laが電気的に接続されていない1つのはんだボールと電気的に接続されている。
On one main surface side of the supply electrode 18Ta, through electrodes 18La and 18Lb penetrating the
ここで、図1,図2に示されるようにカメラモジュール500が携帯電話機100に搭載された際には、はんだボールHBは、携帯電話機100内の電機回路と電気的に接続される。カメラモジュール500のアクチュエータ層15を駆動するための電圧(駆動信号)は、携帯電話機100内で生成された後、撮像素子層18の貫通電極18La,18Lbや側面配線22などの配線や電極を介してアクチュエータ層15に供給される。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, when the
○カバーガラス層17:
図3で示されるように、カバーガラス層17は、略平板状であり且つXY断面が略正方形の形状を有し、透明なガラス等によって構成される。このカバーガラス層17は、撮像素子層18の他主面(+Z側の面)に対して接合され、撮像素子181を保護する機能を有する。
○ Cover glass layer 17:
As shown in FIG. 3, the
なお、カバーガラス層17が撮像素子層18上に接合された状態で撮像素子基板178を構成する。
The
○レンズ位置調整層16:
レンズ位置調整層16は、樹脂材料を用いて構成されるとともに、撮像素子181とレンズ群20との間に配設され、且つ撮像素子181とレンズ群20との距離を調整する部材である。具体的には、レンズ位置調整層16は、非駆動状態におけるレンズ群20の位置(初期位置)を規定する。なお、レンズ位置調整層16は、例えば、樹脂をエッチングする手法等を用いて生成される。
○ Lens position adjustment layer 16:
The lens
図12は、レンズ位置調整層16の上面図である。図13は、レンズ位置調整層16の側面図である。
FIG. 12 is a top view of the lens
図12および図13に示されるように、レンズ位置調整層16は、枠体161と突起部162とを備えている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the lens
枠体161は、レンズ位置調整層16の外周部分を構成する略矩形の環状の部分であり、XY平面に略平行な板状の形状を有する。そして、枠体161は、Z軸に沿った方向に貫通する孔(貫通孔)16Hを形成し、枠体161を構成する+Y側の板状の部材および−Y側の板状の部材は、貫通孔16H側に出っ張った部分(凸部)161Tをそれぞれ有する。
The
また、枠体161の一主面は、隣接するカバーガラス層17に対して接合され、枠体161の他主面は、隣接するアクチュエータ層15(詳細には、アクチュエータ層15の枠体15f(後述))と接合される。
Further, one main surface of the
突起部162(「当接部」とも称する)は、枠体161を構成する凸部161Tの内縁近傍において+Z方向に立設されて構成されている。この突起部162は、XZ平面に略平行で且つ略長方形の盤面を有する板状の部分であり、突起部162の長手方向がX軸に略平行な方向とされ、突起部162の短手方向がZ軸に略平行な方向とされている。そして、突起部162の+Z側の端面は、レンズ群20が当接することで、該レンズ群20を初期位置に配置する機能を有する。
The projecting portion 162 (also referred to as “contact portion”) is configured to stand in the + Z direction in the vicinity of the inner edge of the
また、図12では、撮像素子181を構成する複数の画素回路が配列される領域(以下「画素配列領域」とも称する)、すなわち撮像素子181の前面(撮像面)の外縁が破線で示されている。図12で示されるように、撮像面は、(短辺の長さ):(長辺の長さ):(対角線の長さ)=3:4:5の関係が成立するように構成されている。
In FIG. 12, a region where a plurality of pixel circuits constituting the
そして、突起部162は、被写体からレンズ群20を介して撮像素子181の画素配列領域に至る光路を、該画素配列領域の幅が最も狭い方向において挟む位置に配設されている。つまり、撮影への悪影響、および装置の大型化を招かないように、突起部162が設置される。
The
○アクチュエータ層15:
アクチュエータ層15は、金属またはシリコン(Si)等の基板上に、駆動力を発生させる変位素子(「アクチュエータ素子」とも称する)を設けた薄板状の部材である。図14は、アクチュエータ層15の上面図である。図15は、アクチュエータ層15の側面図である。
○ Actuator layer 15:
The
具体的には、図14で示されるように、アクチュエータ層15は、外周部を構成する枠体15fと、枠体15fの内側の中空部分に対して枠体15fから突設される2枚の板状の可動部15maおよび15mbを備えている。そして、可動部15maおよび15mbの他主面側には、それぞれ薄膜状の変位素子155aおよび155bが設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 14, the
変位素子155aおよび155bとしては、例えば、形状記憶合金(「SMA」とも称する)が用いられる。この場合、Si基板などのベース層151(図16(a))上にSiO2などの第1絶縁層152(図16(b)),金属のヒータ層153(図16(c)),第2絶縁層154(図16(d))および変位素子層155(図16(e))をスパッタリング法などを用いて形成した後に、記憶させたい形状の型に可動部15maおよび15mbをセットし、所定温度(例えば、600℃)程度で加熱する処理(形状記憶処理)が施される。
As the
SMAは、加熱されて所定の相変態温度を超えて所定の温度に達すると、予め記憶されている所定の形状(「記憶形状」とも称する)に復元するという特性を有している。ここでは、例えば、可動部15maおよび15mbの自由端FTが+Z方向に変位する反り形状が記憶されている。このため、ヒータ層の通電によってSMAが加熱されると、SMAは、記憶形状に変形し、可動部15maおよび15mbの自由端FTが+Z方向に移動する(図15参照)。すなわち、自由端FT側が、変位伝達部として機能する。 The SMA has a characteristic that when it is heated and exceeds a predetermined phase transformation temperature and reaches a predetermined temperature, it is restored to a predetermined shape (also referred to as “memory shape”) stored in advance. Here, for example, a warped shape in which the free ends FT of the movable portions 15ma and 15mb are displaced in the + Z direction is stored. Therefore, when the SMA is heated by energization of the heater layer, the SMA is deformed into a memory shape, and the free ends FT of the movable portions 15ma and 15mb move in the + Z direction (see FIG. 15). That is, the free end FT side functions as a displacement transmission unit.
なお、撮像素子層18からヒータ層への通電は、貫通電極18La(18Lb)−供給電極18Ta(18Tb)−側面電極22−ヒータ層の順で行われる。
The energization from the
このように、本実施形態では、枠体15fが可動部15maおよび15mbの変位の基準となる部分(可動基準部)として機能し、アクチュエータ層15が駆動層として機能する。
Thus, in this embodiment, the
ここで、アクチュエータ層15の詳細な構成ならびに動作について説明する。図16は、アクチュエータ層15の詳細な構成を説明するための図である。
Here, a detailed configuration and operation of the
アクチュエータ層15は、図16(a)で示すベース層151上に、図16(b)で示す第1絶縁層152,図16(c)で示すヒータ層153,図16(d)で示す第2絶縁層154および図16(e)で示す変位素子層155がこの順番で積層されて構成される。なお、図16(c)で示すヒータ層153については、配線等の位置関係をわかりやすく示すために、第1絶縁層152上に配設された状態で記載している。
The
図16(a)で示すように、ベース層151は、例えば、Si(シリコン)などの適度な剛性を有する素材で構成され、枠部151fと、梁部151a,151bとを有する板状のベース部材によって構成される。
As shown in FIG. 16A, the
枠部151fは、レンズ位置調整層16に対して接合されて固定される部分である。梁部151aおよび151bは、それぞれ枠部151fの一方所定部および他方所定部から突設される板状で且つ腕状の部分である。梁部151aおよび151bは、枠部151fに固設された一端近傍を支点として、他端側が変位するように、変形可能に形成されている。なお、ここでは、枠部151fと梁部151aおよび151bとが一体的に形成されたが、これに限られず、例えば、枠部151fに対して梁部151aおよび151bが取り付けられることで固設されても良い。
The
つまり、このベース層151では、梁部151a,151bの各一端が枠部151fに固設されて固定端となるとともに、梁部151a,151bの各他端が自由端となっており、枠部151fが梁部151a,151bを囲むように形成されている。
That is, in the
図16(b)で示すように、第1絶縁層152は、例えば、ベース層151の上面(+Z側の面)の全域に渡って熱酸化などにより形成される所定厚のSiO2薄膜などの導電性を有しない材料で構成され、ベース層151と同一の形状を有する。したがって、第1絶縁層152は、枠部151fの上面に形成される膜状の枠部152fと、梁部151aおよび151bの上面にそれぞれ形成される梁部152aおよび152bとを有する。ここでは、アクチュエータ層15の枠部15fは、主に上下に積層する枠部151f,152fおよび154f(図16(d))によって構成される。
As shown in FIG. 16B, the first insulating
図16(c)で示すように、ヒータ層153は、2つの薄膜抵抗体153aおよび153bと、枠部152f上に設けられた配線部153cを有する。なお、薄膜抵抗体153a,153b,および配線部153cが、本発明の「層内配線」に相当する。
As shown in FIG. 16C, the
薄膜抵抗体153aおよび153bは、それぞれ梁部152aおよび152b上に設けられ、電圧の印加に応じて発熱する薄膜状の抵抗体によって構成される。ここで、梁部151aおよび152a、並びに、梁部151bおよび152bは、それぞれ、薄膜抵抗体153aおよび153bを支持する支持部として機能する。
The
薄膜抵抗体153a,153bおよび配線部153cの素材としては、比較的抵抗率が大きく、成膜しやすい白金などを用いる。この場合、配線部153cは抵抗値を小さくするために線幅を太く配線する。また、薄膜抵抗体153aおよび153bの他の素材としては例えば、白金よりもさらに抵抗率が大きい窒化タンタル(Ta2N)やニクロム(NiCr)などを用いても良い。
As a material for the
なお、薄膜抵抗体153a,153bは、例えば、スパッタリングで成膜したのち、フォトリソグラフィを用いてフォトレジストを形成し、このフォトレジストをエッチングマスクとして成膜された薄膜を反応性イオンエッチングによりエッチングによって所定のパターン(ここではU字状)に形成される。または箔状に薄く延伸された薄膜抵抗体を接着剤などで接合、または圧着することでも形成される。なお、成膜方法としては、蒸着なども考えられる。
The
2つの駆動電極153tは、ウエハレベルで製造される複数のカメラモジュール500がダイシングによって個片化された際に、配線部153cの端部がアクチュエータ層15の外縁に露出したものであり、駆動電極153tは、図4に示される側面電極22と電気的に接続されている。2つの駆動電極153tの間に、配線部153cを介して薄膜抵抗体153aおよび153bが直列に接続されている。駆動電極153tの一方は、外側面電極22を介して供給される電圧を薄膜抵抗体153aおよび153bに対して印加する部分であり、駆動電極153tの他方は、外側面電極22を介して薄膜抵抗体153aおよび153bを例えば接地する部分である。
The two
ここで、ウエハレベルで製造される複数のカメラモジュール500がダイシングによって個片化された際にアクチュエータ層15の外縁に露出した、配線部153cの端部を、駆動電極153tとして採用する配線パターンを採用する場合には、例えば、図16(c)に示されるように、配線部153cの2以上の端部が、ヒータ層153の外縁に露出することとなるが、これらの端部の中で、端部間に薄膜抵抗体153aおよび153bが電気的に直列に接続される構成となる2つの端部が、駆動電極153tとして採用される。
Here, when a plurality of
2つの駆動電極153t間に電圧を印可することによって薄膜抵抗体153aと153bに電流が流れ、薄膜抵抗体153aと153bはジュール熱によって発熱する。
By applying a voltage between the two
なお、図16(c)に示される配線パターン例では、2つの駆動電極153t間に、薄膜抵抗体153a,153cが電気的に直列に接続されているが、2つの駆動電極153t間に、薄膜抵抗体153a,153cが電気的に並列に接続される配線パターンおよび駆動電極153tを採用しも良い。
In the wiring pattern example shown in FIG. 16C, the
図16(d)で示すように、第2絶縁層154は、導電性を有しない材料で構成され、第1絶縁層152と同一の形状を有する。この第2絶縁層154は、例えば、第1絶縁層152の上面(+Z側の面)とヒータ層153の全域に渡って形成される。したがって、第2絶縁層154は、第1絶縁層152と協働してヒータ層153を絶縁するとともに、ヒータ層153の発生する熱を変位素子層155(図16(e))に伝達する。第2絶縁層154は、枠部152fの上面に形成される膜状の枠部154fと、梁部152aおよび152bの上面にそれぞれ形成される梁部154aおよび154bとを有する。
As shown in FIG. 16D, the second insulating
第2絶縁層154は、絶縁性と良好な熱伝導性とを備えた材質であることが望ましく、例えば、窒化アルミニウム(AlN)やアルミナ(Al2O3)のスパッタリングなどによる成膜によって形成される。あるいは、第1絶縁層と同様にSiO2膜でもよい。
The second
図16(e)で示すように、変位素子層155は、2つの変位素子155aおよび155bを有する。
As shown in FIG. 16E, the
変位素子155aおよび155bは、温度上昇に応じて変形する薄膜状の素子(ここでは、SMA)によって構成される。なお、変位素子155aおよび155bは、例えば、スパッタリングで成膜するか、または箔状に薄く延伸された素子を接着剤などで接合、または圧着することで形成される。なお、成膜方法としては、メッキや蒸着なども考えられる。
なお、変位素子155aおよび155bには、ともに加熱時に+Z方向に対して凹状に反るように形状を記憶する熱処理(記憶熱処理)が適宜施されている。
Note that both the
ここで、可動部15maおよび15mbの動作について、可動部15maの動作を例に挙げて説明する。 Here, the operation of the movable portions 15ma and 15mb will be described by taking the operation of the movable portion 15ma as an example.
図17は、可動部15maの動作を説明するための図である。図17(a),図17(b)は、可動部15maに着目して、図14に示される切断面線15A−15Aから見た断面模式図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the movable portion 15ma. 17 (a) and 17 (b) are schematic cross-sectional views taken along
図17(a)では、可動部15maが変形していない状態(初期状態)が示されている。初期状態では、2つの駆動電極153t間に電圧が印加されておらず、ヒータ層153の薄膜抵抗体153a,153bが常温状態にある。このため、ベース層151の梁部151aなどの弾性力によって、可動部15maがほぼ平坦な形状を呈する。
FIG. 17A shows a state where the movable portion 15ma is not deformed (initial state). In the initial state, no voltage is applied between the two
図17(a)で示した初期状態から、2つの駆動電極153t間に電圧が印加されると、薄膜抵抗体153a,153bに電流が流れ、薄膜抵抗体153aは、ジュール熱により加熱される。発生した熱は、第2絶縁層154aを介して、変位素子155aに伝達され,変位素子155aが、所定の変態開始温度を超えると変位素子155aが+Z方向に対して凹状に反るように変形する。
When a voltage is applied between the two
また、2つの駆動電極153t間への電圧の印加が終了されると、自然冷却によって変位素子155aの+Z方向への凹状反り変形が停止され、ベース層151の梁部151aなどの弾性力によって、変位素子155aは変形していない初期状態に戻る。このように、可動部15maは、電界の付与により、枠部15fと接する場所を支点として、自由端が変位するように変形することで、駆動力を発生させる駆動部として機能する。そして、可動部15maが、移動対象物に対して直接または間接的に当接することで、移動対象物に対して外力を及ぼして該移動対象物を移動させる。
Further, when the application of the voltage between the two
なお、ここでは、2つの薄膜抵抗体153aと153bとは、同時に通電加熱されるため、2つの可動部15maおよび15mbが略同一のタイミングおよびメカニズムで略同一に変形する。
Here, since the two
アクチュエータ層15の枠体15fは、第2平行ばね14の固定枠体141(図18参照)と接合される。該接合された状態では、可動部15maおよび15mbそれぞれの自由端FT側が、対応する第1突起部201とそれぞれ当接する。このため、可動部15maおよび15mbそれぞれの自由端FTにおいて発生する変位が、各第1突起部201を介してレンズ群20に伝えられる。すなわち、可動部15maおよび15mbは、レンズ群20に対して+Z方向に力を付与することで、レンズ群20を+Z方向に変位させる。このように、可動部15maおよび15mbは、レンズ群20に変位を伝達する作用部として機能する。
The
なお、可動部15maおよび15mbの自由端FT側で発生する変位量は、SMAの加熱温度に応じて異なり、ヒータ層153への通電量を制御することによって変位量を調整することができる。
Note that the amount of displacement generated on the free end FT side of the movable portions 15ma and 15mb varies depending on the heating temperature of the SMA, and the amount of displacement can be adjusted by controlling the amount of current supplied to the
すなわち、この変位素子155aおよび155bは、駆動信号に応じて可逆的に変形可能な膜素子として機能し、この膜素子の変形によって、レンズ群20を移動させることが可能となっている。
That is, the
また、SMAの変形にともなってヒータ層153も変形することになるが、この変形に応じてヒータ層153の電気抵抗も変化する。このため、ヒータ層153の電流抵抗値をモニタリングして変位量を制御してもよい。
In addition, the
○第2平行ばね14:
図18は、第2平行ばね14の下面外観図である。図19は、レンズ群20に接合された第2平行ばね14を示す図である。
○ Second parallel spring 14:
FIG. 18 is an external view of the lower surface of the second
図18で示されるように、第2平行ばね14は、固定枠体141と、弾性部142とを有する弾性部材であり、ばね機構を形成する層(弾性層)となっている。なお、本実施形態では、第2平行ばね14が、本発明の「弾性部材層」に相当する。第2平行ばね14の素材としては、例えば、SUS系の金属材料またはりん青銅等が採用される。
As shown in FIG. 18, the second
固定枠体141は、第2平行ばね14の外周部を構成し、隣接するアクチュエータ層15の枠体15fと接合される。ここで、アクチュエータ層15のヒータ層153と、第2平行ばね層14との間隔は、通常は、10um程度しかないため、ヒータ層153に駆動信号を供給する側面電極22を、例えば、印刷などによって撮像素子層18からアクチュエータ層15に渡って設ける場合には、通常、側面電極22は、固定枠体141にまで架かってしまう。
The fixed
従って、アクチュエータ層15と平行ばね層14とが接合されたときに、駆動電極153tを含む、アクチュエータ層15の外縁に露出した配線部153cの全ての端部と対向することとなる固定枠体141の外縁部に、絶縁部を設ける手法などによって、側面電極22と第2平行ばね14とを電気的に絶縁する必要がある。
Therefore, when the
そこで、該固定枠体141の外縁部に、側面電極22と固定枠体141とを空間的に隔てることによって、両者の電気的な絶縁を達成するための局部的な切り欠き部143が、設けられる。図16に示されるアクチュエータ層15では、切り欠き部143は、図18に示されるように4箇所に設けられることとなる。
Therefore, a
しかし、切り欠き部143のみを設けるだけでは、側面電極22が配設される際に、側面電極22が、切り欠き部143に入り込んで、側面電極22と固定枠体141とを電気的に短絡させるおそれがある。
However, when only the
このため、切り欠き部143には、平行ばね絶縁部21が設けられて、側面電極22と固定枠体141との、より確実な絶縁が図られる。
For this reason, the parallel
そこで、アクチュエータ層15と第2平行ばね層14との接合には、例えば、エポキシ系接着剤などの絶縁性のある接着剤が使用され、該接着剤が、切り欠部143に入り込んで、アクチュエータ層15と第2平行ばね層14とを絶縁する平行ばね絶縁部21(図3,図4)が形成される構成が採用される。平行ばね絶縁部21が、本発明の「絶縁部」に相当する。
Therefore, for example, an insulating adhesive such as an epoxy-based adhesive is used for joining the
この構成によって、アクチュエータ層15と第2平行ばね層14との接合工程において、切り欠き部143に、第2平行ばね層14と側面配線22とを電気的に絶縁する平行ばね絶縁部21を設けることができるので、該絶縁部を設けるための新たな工程の追加を要することなく、該絶縁部を設けることができ、カメラモジュール500の製造効率を向上させることができる。
With this configuration, in the joining process of the
なお、ダイシング工程における側面配線22(図3,図4)の配設時には、充填された絶縁性接着剤によって形成された平行ばね絶縁部21の上から、側面配線22が配設される。
When the side wiring 22 (FIGS. 3 and 4) is disposed in the dicing process, the
また、弾性部142は、固定枠体141との接続部PG1と、レンズ群20との接合部PG2とを有し、接続部PG1と接合部PG2とが板状部材EBで繋がれている。
The
すなわち、第2平行ばね14は、固定枠体141において隣接するアクチュエータ層15と接合される。また、図19で示されるように、第2平行ばね14は、弾性部142に設けられた接合部PG2においてレンズ群20と接合される。
That is, the second
なお、第1突起部201は、第2平行ばね14の固定枠体141と板状部材EBとの隙間を通って、アクチュエータ層15の自由端FT近傍と当接する。つまり、第2平行ばね14は、レンズ群20の第1突起部201と接触しないような形状を有する。
The first projecting
このため、レンズ群20が固定枠体141に対して+Z方向に移動されるにつれて、接続部PG1と接合部PG2とのZ方向の位置がずれ、板状部材EBは曲げ変形(たわみ変形)を生じて湾曲する。つまり、第2平行ばね14は、板状部材EBの弾性変形によって、レンズ群20の光軸方向(±Z方向)に弾性変形可能であり、ばね機構として機能する。
For this reason, as the
第2平行ばね14は、前述のようにSUS系の金属材料またはりん青銅等を用いて作製されるが、例えば、SUS系の金属材料で第2平行ばね14を作製する場合は、フォトリソグラフィで平行ばねの形状を金属材料上にパターンニングし、塩化鉄系のエッチング液に浸してウエットエッチングを行うことによって、平行ばねのパターンが形成される。
As described above, the second
○第2枠層13:
図3で示されるように、第2枠層13は、XY断面の外縁および内縁がそれぞれ略矩形状であるリング状の部材であり、Z軸に沿って貫通する中空部分を形成する。第2枠層13は、中空部分にレンズ群20が配置されることで、該レンズ群20を側方から囲む。なお、第2枠層13を構成する素材としては、樹脂やガラス等が挙げられ、第2枠層13は、金属金型を用いたいわゆるプレス法や射出成型法等によって製作される。
○ Second frame layer 13:
As shown in FIG. 3, the
そして、第2枠層13の−Z側に位置する下端面(一主面)は、隣接する第2平行ばね14の固定枠体141と接合される。また、第2枠層の+Z側に位置する上端面(他主面)は、隣接する第1平行ばね12(詳細には、第1平行ばね12の固定枠体121(後述))と接合される。
The lower end surface (one main surface) located on the −Z side of the
○第1平行ばね12:
図20は、第1平行ばね12の下面外観図である。図20で示されるように、第1平行ばね12は、切り欠き部143および平行ばね絶縁部21が設けられていないことを除いて、第2平行ばね14と同様の構成および機能を有する弾性部材であり、固定枠体121と弾性部122とを備えている。
○ First parallel spring 12:
FIG. 20 is an external view of the lower surface of the first
固定枠体121の一主面は、隣接する第2枠層13の他主面と接合され、固定枠体121の他主面は、隣接する第1枠層11(詳細には、第1枠層11の−Z側の下端面(後述))と接合される。
One main surface of the fixed
図21は、レンズ群20に接合された第1平行ばね12を示す図である。図21で示されるように、弾性部122に設けられた接合部PG2は、レンズ群20の突起部202の+Z側の上端面と接合される。
FIG. 21 is a view showing the first
このため、固定枠体121に対してレンズ群20が+Z方向に相対的に移動されると、板状部材EBにおいて弾性変形が発生し、第1平行ばね12は、ばね機構として機能する。
For this reason, when the
○第1枠層11:
図3で示されるように、第1枠層11は、第2枠層13と同様に、XY断面の外縁および内縁がそれぞれ略矩形状であるリング状の部材であり、Z軸に沿って貫通する中空部分を形成する。第1枠層11の中空部分は、レンズ群20が+Z方向に移動される際に、弾性変形する板状部材EBおよび突起部202が移動可能な空間として働く。なお、第1枠層11は、第2枠層13と同様な素材および製作方法によって形成される。
○ First frame layer 11:
As shown in FIG. 3, the
そして、第1枠層11の−Z側に位置する下端面(一主面)は、隣接する第1平行ばね12の固定枠体121と接合される。また、第1枠層の+Z側に位置する上端面(他端面)は、隣接する蓋層10(詳細には、蓋層の外周部近傍)と接合される。
The lower end surface (one main surface) located on the −Z side of the
○蓋層10:
図3で示されるように、蓋層10は、XY断面の外縁が略正方形であるとともに、略中央にZ軸に平行な方向に貫通する孔(貫通孔)10Hを有し、XY平面に略平行な盤面を有する板状の部材である。貫通孔10Hは、被写体からの光をレンズ群20を介して撮像素子181に導くための孔であり、この蓋層10は、平板状の樹脂材料をプレス加工する手法、あるいは樹脂材料をパターニングした後にエッチングする手法によって、貫通孔10Hが形成されて製作される。
○ Cover layer 10:
As shown in FIG. 3, the outer edge of the XY cross section has a substantially square shape, and the
なお、図3では、図示が省略されているが、蓋層10の貫通孔10Hからカメラモジュール500の内部にゴミ等が侵入しないように、蓋層10の上面(他主面)側には、適宜ガラス等で構成される透明な保護層が設けられる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 3, on the upper surface (other main surface) side of the lid |
<カメラモジュールの製造工程>
ここで、カメラモジュール500の製造工程について詳述する。
<Camera module manufacturing process>
Here, the manufacturing process of the
図22は、カメラモジュール500の製造工程を示すフローチャートである。図22で示されるように、(工程A)レンズ群20の生成(ステップSP1)、(工程B)シートの準備(ステップSP2)、(工程C)組み立て治具の準備(ステップSP3)、(工程D)シートの第1の接合(ステップSP4)、(工程E)レンズ群20の取り付け(ステップSP5)、(工程F)シートの第2の接合(ステップSP6)、(工程G)撮像素子基板178の取り付け(ステップSP7)、および(工程H)ダイシング(ステップSP8)が順次に行われて、カメラモジュール500が製造される。以下、各工程について説明する。
FIG. 22 is a flowchart showing the manufacturing process of the
○レンズ群20の生成(工程A):
ステップSP1では、レンズ群20が生成される。
○ Generation of lens group 20 (step A):
In step SP1, the
まず、多数のレンズ群20がマトリックス状に配列されたウエハ(以下「レンズ群ウエハ」とも称する)が製作され、ダイシングによって、多数のレンズ群20が個片化されて、多数のレンズ群20が製作される。
First, a wafer in which a large number of
レンズ群ウエハは、多数の第1レンズ構成層LY1が配列されたウエハ(第1レンズ構成層ウエハ)と、多数のスペーサ層RBが配列されたウエハ(スペーサ層ウエハ)と、多数の第2レンズ構成層LY2が配列されたウエハ(第2レンズ構成層ウエハ)とが積層されて、相互に接合されることで、製作される。 The lens group wafer includes a wafer in which a large number of first lens constituent layers LY1 are arranged (first lens constituent layer wafer), a wafer in which a large number of spacer layers RB are arranged (spacer layer wafer), and a large number of second lenses. A wafer (second lens constituent layer wafer) on which the constituent layers LY2 are arranged is stacked and bonded to each other.
図23は、第1および第2レンズ構成層ウエハU20a,U20cを模式的に示した平面図である。図24は、スペーサ層ウエハU20bを模式的に示した平面図である。 FIG. 23 is a plan view schematically showing the first and second lens constituent layer wafers U20a and U20c. FIG. 24 is a plan view schematically showing the spacer layer wafer U20b.
図23で示されるように、第1レンズ構成層ウエハU20aは、多数の第1レンズ構成層LY1が第1の所定間隔でマトリックス状に配置されて一体的に構成される。また、第2レンズ構成層ウエハU20cは、多数の第2レンズ構成層LY2が第1の所定間隔でマトリックス状に配置されて一体的に構成される。 As shown in FIG. 23, the first lens component layer wafer U20a is configured integrally with a large number of first lens component layers LY1 arranged in a matrix at first predetermined intervals. In addition, the second lens component layer wafer U20c is configured integrally by arranging a large number of second lens component layers LY2 in a matrix at first predetermined intervals.
また、図24で示されるように、スペーサ層ウエハU20bは、多数のスペーサ層RBが第1の所定間隔でマトリックス状に配置されて一体的に構成される。つまり、スペーサ層ウエハU20bは、外縁が略正方形の多数の貫通孔が第1の所定間隔でマトリックス状に配置されて、格子状の構成を有している。 Further, as shown in FIG. 24, the spacer layer wafer U20b is configured integrally with a large number of spacer layers RB arranged in a matrix at first predetermined intervals. In other words, the spacer layer wafer U20b has a lattice structure in which a large number of through-holes having a substantially square outer edge are arranged in a matrix at first predetermined intervals.
なお、第1レンズ構成層ウエハU20aと、スペーサ層ウエハU20bと、第2レンズ構成層ウエハU20cとが、この順番で積層されて、相互に接合された後に、図23および図24で示される破線に沿ってダイシングが行われることで、各レンズ群20が個片化される。また、以下では、前記破線のように、その線に沿ってダイシングが行われる線を「ダイシング線」と称する。
The first lens component layer wafer U20a, the spacer layer wafer U20b, and the second lens component layer wafer U20c are stacked in this order and bonded to each other, and then the broken lines shown in FIGS. Each
ここで、第1および第2レンズ構成層ウエハU20a,U20cの作製方法について説明する。なお、第1レンズ構成層ウエハU20aにおける各第1レンズ構成層LY1の作製方法は同様であり、また、第2レンズ構成層ウエハU20cにおける各第2レンズ構成層LY2の作製方法も同様である。このため、ここでは、各第1および第2レンズ構成層LY1,LY2の製作に着目して説明する。 Here, a manufacturing method of the first and second lens component layer wafers U20a and U20c will be described. The manufacturing method of each first lens constituent layer LY1 in the first lens constituent layer wafer U20a is the same, and the manufacturing method of each second lens constituent layer LY2 in the second lens constituent layer wafer U20c is also the same. For this reason, here, description will be given focusing on the production of the first and second lens constituent layers LY1, LY2.
第1および第2レンズ構成層LY1,LY2は、ガラス基板を基材としていずれも同様な手法にて作製される。図25は、第1レンズG1を有する第1レンズ構成層LY1の作製の様子を示す図であり、図26は、第2レンズG2を有する第2レンズ構成層LY2の作製の様子を示す図である。 The first and second lens constituent layers LY1, LY2 are both produced by the same method using a glass substrate as a base material. FIG. 25 is a diagram showing a state of manufacturing the first lens constituent layer LY1 having the first lens G1, and FIG. 26 is a diagram showing a state of manufacturing the second lens constituent layer LY2 having the second lens G2. is there.
図25で示されるように、ウエハ状の基板20BSを準備する。この基板20BSの素材としては、いわゆるテンパックス(登録商標)等のガラスや、いわゆるPPMA等の樹脂等が挙げられる。 As shown in FIG. 25, a wafer-like substrate 20BS is prepared. Examples of the material of the substrate 20BS include glass such as so-called Tempax (registered trademark), resin such as so-called PPMA, and the like.
次に、基板20BSの両面それぞれに透明度の高いアクリル系またはエポキシ系の紫外線(UV)硬化樹脂が塗布される。そして、基板20BSの上面から第1レンズG1の一方の曲面の形状を有する透明のレンズ成型用型20CAが所定の圧力で押し当てられるとともに、基板20BSの下面から第1レンズG1の他方の曲面の形状および第1突起部201の形状を有する透明のレンズ成型用型20CBが所定の圧力で押し当てられる。このとき、紫外線UV1が照射されて、基板16BSの各面にポリマーレンズGP1,GP2および第1突起部201がそれぞれ形成される。このような方法により、第1レンズ構成層ウエハU20aが製作される。なお、第1突起部201の先端部は、アクチュエータ層15に当接する面となる。
Next, a highly transparent acrylic or epoxy ultraviolet (UV) curable resin is applied to both surfaces of the substrate 20BS. Then, a transparent lens molding die 20CA having one curved surface shape of the first lens G1 is pressed from the upper surface of the substrate 20BS with a predetermined pressure, and the other curved surface of the first lens G1 is pressed from the lower surface of the substrate 20BS. The transparent lens molding die 20CB having the shape and the shape of the
また、図26で示されるように、基板20BSの両面それぞれに透明度の高いアクリル系またはエポキシ系の紫外線(UV)硬化樹脂が塗布される。そして、基板20BSの上面から第2レンズG2の一方の曲面の形状および第2突起部202の形状を有する透明のレンズ成型用型20CCが所定の圧力で押し当てられるとともに、基板20BSの下面から第2レンズG2の他方の曲面の形状を有する透明のレンズ成型用型20CDが所定の圧力で押し当てられる。このとき、紫外線UV1が照射されて、基板16BSの各面にポリマーレンズGP3,GP4および第2突起部202がそれぞれ形成される。このような方法により、第2レンズ構成層ウエハU20cが製作される。なお、第2突起部202の先端部は、第1平行ばね12に接合される面となる。
Further, as shown in FIG. 26, a highly transparent acrylic or epoxy ultraviolet (UV) curable resin is applied to each of both surfaces of the substrate 20BS. Then, a transparent lens molding die 20CC having the shape of one curved surface of the second lens G2 and the shape of the
また、スペーサ層ウエハU20bは、例えば、ウエハ状のガラス基板がエッチング等によって加工されて製作される。 Further, the spacer layer wafer U20b is manufactured, for example, by processing a wafer-like glass substrate by etching or the like.
このようにして製作された第1および第2レンズ構成層ウエハU20a,U20cならびにスペーサ層ウエハU20bには、2カ所以上の所定の箇所に位置合わせのためのアライメントマークが形成されている。 The first and second lens component layer wafers U20a and U20c and the spacer layer wafer U20b manufactured in this way are formed with alignment marks for alignment at two or more predetermined locations.
そして、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2の間に、スペーサ層RBが挟まれるように、一体のレンズ群20へと組み上げられる。
Then, it is assembled into an
具体的には、第1レンズ構成層ウエハU20aと、スペーサ層ウエハU20bと、第2レンズ構成層ウエハU20cとが、マスクアライナー等を用いてそれぞれのアライメントマークが確認されながら、アライメントされて接合される。このとき、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2ならびにスペーサ層RBが、レンズ群20の構成を成す。
Specifically, the first lens component layer wafer U20a, the spacer layer wafer U20b, and the second lens component layer wafer U20c are aligned and bonded while confirming the respective alignment marks using a mask aligner or the like. The At this time, the first and second lens constituent layers LY1, LY2 and the spacer layer RB constitute the
なお、3つのウエハU20a〜U20cの接合方法としては、例えば、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2と接合させるスペーサ層RBの上下面にUV硬化層を設け、紫外線を照射することで接合する手法、或いは、スペーサ層RBの上下面に不活性ガスのプラズマを照射し、スペーサ層RBの表面を活性化したまま張り合わせて接合する手法(表面活性化接合法)等が採用される。 As a method of bonding the three wafers U20a to U20c, for example, UV curing layers are provided on the upper and lower surfaces of the spacer layer RB to be bonded to the first and second lens constituent layers LY1 and LY2, and bonded by irradiating ultraviolet rays. Or a method of irradiating the upper and lower surfaces of the spacer layer RB with plasma of an inert gas and bonding the surfaces of the spacer layer RB while being activated (surface activated bonding method).
また、カメラモジュール500に絞りを形成する場合は、例えば、別途黒色に色づけされた樹脂材料等で絞りレイヤーを構成する手法等が用いられる。
Further, when forming a diaphragm in the
このようにして、多数のレンズ群20がマトリックス状に配列されたウエハ(レンズ群ウエハ)が製作され、更に、ダイシングによって、個片化された多数のレンズ群20が製作される。
In this manner, a wafer (lens group wafer) in which a large number of
○シートの準備(工程B):
ステップSP2では、カメラモジュール500を構成する各機能層に係るシートが、層ごとに形成される。図27は、準備するシートの構成例を示す平面図である。なお、ここでは、ウエハレベルの円盤状のシートが準備されるものとする。
○ Sheet preparation (process B):
In step SP2, a sheet relating to each functional layer constituting the
機能層ごとのシートには、該機能層に係る部材に相当するチップがマトリクス状に所定配列で多数形成されている。 In the sheet for each functional layer, a large number of chips corresponding to members related to the functional layer are formed in a matrix in a predetermined arrangement.
例えば、図27で示されるように、第1枠層11のシート(第1枠層シート)U11には、第1枠層11に相当するチップが所定配列で多数形成される。なお、ここでは、「所定配列」という表現を、多数のチップを所定の方向に所定の間隔で配列した状態を含む意味で用いている。
For example, as shown in FIG. 27, on the sheet (first frame layer sheet) U11 of the
第1枠層シートU11は、第1枠層11に相当するチップの側面どうしが相互に繋がった格子状の形状を有する。この第1枠層シートU11は、樹脂材料やガラス等で構成される。
The first frame layer sheet U11 has a lattice shape in which side surfaces of chips corresponding to the
例えば、第1枠層シートU11が、樹脂材料で構成される場合には、該第1枠層シートU11は、金属金型を用いたプレス成型や射出成型等の方法によって製作される。また、第1枠層シートU11が、ガラス等で構成される場合には、該第1枠層シートU11は、例えば、金属製またはセラミック製のシャドウマスクを用いた所謂ブラスト加工によって製作される。 For example, when the first frame layer sheet U11 is made of a resin material, the first frame layer sheet U11 is manufactured by a method such as press molding or injection molding using a metal mold. When the first frame layer sheet U11 is made of glass or the like, the first frame layer sheet U11 is manufactured, for example, by so-called blasting using a metal or ceramic shadow mask.
図28は、第2平行ばねシートU14の構成例を示す平面図である。なお、図28では、第2平行ばねシートU14のうち、4個の第2平行ばね14を含む部分のみを表示している。第2平行ばねシートU14は、SUS系の金属材料またはりん青銅等を用いたシートから作製され、例えば、SUS系の金属材料で第2平行ばねシートU14を作製する場合は、フォトリソグラフィで複数の平行ばねの形状および穴部143Hを金属材料上にパターンニングし、塩化鉄系のエッチング液に浸してウエットエッチングを行うことによって、複数の平行ばねの形状および穴部143Hのパターンが形成される。
FIG. 28 is a plan view showing a configuration example of the second parallel spring seat U14. In FIG. 28, only the part including the four second parallel springs 14 is shown in the second parallel spring sheet U14. The second parallel spring sheet U14 is manufactured from a sheet using a SUS metal material, phosphor bronze, or the like. For example, when the second parallel spring sheet U14 is manufactured using a SUS metal material, a plurality of photolithography metal sheets are used by photolithography. The shape of the parallel springs and the
ここで、ダイシング線L1とL2との各交点が、各穴部143Hの中に入るように、ダイシング線L1およびL2が設けられているので、各機能層に係るシートが積層された後、ダイシングされる際には、各ダイシング線L1およびL2において切断されることとなり、1つの穴部143Hは、4個の第2平行ばね14の外縁部における切り欠き部143になる。
Here, since the dicing lines L1 and L2 are provided so that the intersections of the dicing lines L1 and L2 enter the
なお、穴部143Hは、ダイシング線L1とL2との各交点を穴部143H内に含むように設けられる他に、側面電極22が設けられる位置に応じて、ダイシング線L1のみ、または、L2のみが穴部143Hを通るように設けてもよい。
The
図29は、アクチュエータ層シートU15の作成の様子を示す図である。アクチュエータ層シートU15は、Si基板などのベース層シートU151上にSiO2などの第1絶縁層シートU152,金属のヒータ層シートU153,第2絶縁層シートU154および変位素子層シートU155がこの順番で積層されて構成されるが、図29では、ヒータ層シートU153までが積層された状態のうち、4個のアクチュエータ層15を含む部分のみを表示している。ヒータ層シートU153は、各アクチュエータ層15の層内配線が結合した配線パターンである。
FIG. 29 is a diagram showing how the actuator layer sheet U15 is created. The actuator layer sheet U15 includes a first insulating layer sheet U152 such as SiO 2 , a metal heater layer sheet U153, a second insulating layer sheet U154, and a displacement element layer sheet U155 in this order on a base layer sheet U151 such as a Si substrate. In FIG. 29, only the portion including the four
アクチュエータ層シートU15も、第2平行ばねシートU14と同様に、ダイシング工程において、各ダイシング線L1およびL2において切断されて、各アクチュエータ層15となる。 Similarly to the second parallel spring sheet U14, the actuator layer sheet U15 is cut at the dicing lines L1 and L2 in the dicing step to become the actuator layers 15.
ここで、該配線パターンは、隣り合うカメラモジュール500の境界であるダイシング線L1を次々と横切りつつ、アクチュエータ層シートU15上に連続して配設されている。従って、ヒータ層シートU153を構成する配線パターンが、ダイシング線L1において切断されたときに、切断面には、例えば、図16(c)に示されるように、配線部153cの2以上の端部が、ヒータ層153の外縁に露出することとなるが、既述したように、これらの端部の中で、端部間に薄膜抵抗体153aおよび153bが電気的に直列に接続される構成となる2つの端部が、駆動電極153tとして採用される。
Here, the wiring pattern is continuously arranged on the actuator layer sheet U15 while successively traversing the dicing line L1 which is a boundary between
すなわち、各アクチュエータ層15の層内配線が結合した、ヒータ層シートU153を構成する配線パターンが、ダイシングによって切断された結果、カメラモジュール500の切断面に露出した部分を、側面配線22とヒータ層153内の層内配線とを電気的に接続するための駆動電極153tとすることができるので、駆動電極153tの製造が容易となる。
That is, as a result of the wiring pattern constituting the heater layer sheet U153 combined with the internal wiring of each
また、レンズ位置調整層16のシート(レンズ位置調整層シート)U16は、レンズ位置調整層16に相当するチップが所定配列で多数形成される。該レンズ位置調整層シートU16は、レンズ位置調整層16に相当するチップの側面どうしが相互に繋がった形状を有する。このレンズ位置調整層シートU16は、樹脂材料等で構成される。
In addition, in the lens
例えば、レンズ位置調整層シートU16の形状を有する金型を製作し、その金型に樹脂を流し込んで、樹脂を鋳型ごと加熱した後に、冷却することで、該レンズ位置調整層シートU16が製作される。なお、射出成型等を用いて、レンズ位置調整層シートU16が製作されても良い。 For example, the lens position adjusting layer sheet U16 is manufactured by manufacturing a mold having the shape of the lens position adjusting layer sheet U16, pouring resin into the mold, heating the resin together with the mold, and then cooling. The The lens position adjustment layer sheet U16 may be manufactured using injection molding or the like.
このように、ステップSP2では、第1枠層シートU11およびレンズ位置調整層16と同様に、蓋層10、第1平行ばね12、第2枠層13、第2平行ばね14、およびアクチュエータ層15の各機能層に係るチップがそれぞれ所定配列で多数形成された各シートU10,U12〜U15、ならびにカバーガラス層17と撮像素子層18とが接合されて形成される撮像素子基板178に係るチップを含むシート(撮像素子基板シート)U178がそれぞれ準備される。つまり、8枚のシートU10〜16,U178が準備される。
Thus, in step SP2, as with the first frame layer sheet U11 and the lens
なお、撮像素子基板シート178においても、ダイシング後に、各撮像素子層18の供給電極18Ta(18Tb)となる配線パターンが、ダイシング線L1を横切るように撮像素子層18のアレイのダイシング線L1上に配線されている。
In the image pickup
○組み立て治具の準備(工程C):
ステップSP3では、組み立て治具300が準備される。
○ Preparation of assembly jig (process C):
In step SP3, the
図30は、組み立て治具300のうち、各カメラモジュール500の製作に使用される部分に着目した図である。組み立て治具300は、平板状の基台上に略同一の形状を有する多数の突起部301が所定配列で設けられて構成されている。
FIG. 30 is a diagram focusing on the part of the
なお、組み立て治具300には、2カ所以上の所定の箇所に位置合わせのためのアライメントマークが形成されている。また、突起部301の上面は、平板状の基台の主面に対して略平行となるように構成されている。
In the
○シートの第1の接合(工程D):
ステップSP4では、準備された8枚のシートU10〜16,U178のうちの3枚のシートU11〜U13が接合される。
○ First joining of sheets (process D):
In step SP4, three sheets U11 to U13 among the eight prepared sheets U10 to 16 and U178 are joined.
図31は、ステップS4において3枚のシートU11〜U13が積層されて接合される様子、ステップS5においてレンズ群20が取り付けられる様子、ステップS6において4枚のシートU10,U14〜U16が積層されて接合される様子、およびステップSP7において撮像素子基板シートU178が接合される様子を合わせて模式的に示す図である。
FIG. 31 shows a state in which three sheets U11 to U13 are laminated and joined in step S4, a state in which the
ステップSP4では、図31で示されるように、第1枠層シートU11、第1平行ばねシートU12、および第2枠層シートU13について、各シートU11〜U13に含まれる各チップが互いに積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、各シートU11〜U13が接着剤等を用いて接合される。 In step SP4, as shown in FIG. 31, with respect to the first frame layer sheet U11, the first parallel spring sheet U12, and the second frame layer sheet U13, the chips included in the sheets U11 to U13 are stacked on each other. Thus, alignment (alignment) is performed with the sheet shape. And each sheet | seat U11-U13 is joined using an adhesive agent etc.
図32〜図34は、各シートU11〜U13が積層されて接合される様子を、1つのカメラモジュール500を構成する各チップに着目して示した図である。なお、図32〜図34では、工程の便宜上、図3で示されたカメラモジュール500とは上下が反転された状態で示されている。
FIGS. 32 to 34 are views showing how the sheets U11 to U13 are stacked and joined, focusing on each chip constituting one
図32で示されるように、組み立て治具300の基台上の所定位置に対して各第1枠層11が載置されるように、組み立て治具300上に第1枠層シートU11が載置される。図32では、組み立て治具300上に第1枠層シートU11が運ばれてくる際における第1枠層シートU11の移動方向が矢印YJ1で示されている。
As shown in FIG. 32, the first frame layer sheet U11 is placed on the
次に、図33で示されるように、第1枠層11の一主面上に、第1平行ばね12の外周部を構成する固定枠体121が接合されることで、第1枠層シートU11に対して第1平行ばねシートU12が接合される。
Next, as shown in FIG. 33, the first frame layer sheet is formed by joining the fixed
具体的には、第1枠層11の一主面に対して、固定枠体121が矢印YJ2で示される方向に押し付けられて、固定枠体121の他主面と第1枠層11の一主面とが接合される。なお、このとき、第1平行ばね12の接合部PG2が、組み立て治具300の突起部301の上面に当接することで、第1平行ばね12の略平板状の形態が保持される。
Specifically, the fixed
更に、図34で示されるように、第1平行ばね12の外周部を構成する固定枠体121の一主面上に、第2枠層13の他主面が接合されることで、第1平行ばねシートU12に対して、第2枠層シートU13が接合される。
Furthermore, as shown in FIG. 34, the first main surface of the
具体的には、第1平行ばね12の固定枠体121の一主面に対して、第2枠層13が矢印YJ3で示される方向に押し付けられて、固定枠体121の一主面と第2枠層13の他主面とが接合される。
Specifically, the
○レンズ群の取り付け(工程E):
図35は、レンズ群20が取り付けられる様子を示す図である。
○ Attaching the lens group (Process E):
FIG. 35 shows how the
ステップSP5では、図35で示されるように、ステップSP4で製作されたユニットの各第2枠層13の中空部分に、ステップSP1で生成されたレンズ群20が、所定のマウンターによって取り付けられる。つまり、格子状の形状を有する第2枠層シートU13の各空隙に、レンズ群20がそれぞれ挿入される。
In step SP5, as shown in FIG. 35, the
具体的には、レンズ群20の2本の第2突起部202の端面が、第1平行ばね12の接合部PG2に対してそれぞれ接合される。このとき、レンズ群20が矢印YJ4で示される方向に接合部PG2に対して押し付けられつつ、第2突起部202の端面が、接合部PG2の一主面側に対して接合される。
Specifically, the end surfaces of the two
なお、この接合手法としては、レンズ群20の第2突起部202の端面に紫外線の照射によって硬化する接着剤(紫外線硬化接着剤)を予め塗布しておき、レンズ群20の第2突起部202の端面が第1平行ばね12の接合部PG2に対して当接させた状態で、紫外線の照射によって接合する手法等が挙げられる。
As a joining method, an adhesive (ultraviolet curable adhesive) that is cured by irradiation of ultraviolet rays is applied in advance to the end surface of the
○シートの第2の接合(工程F):
ステップSP6では、図31で示されるように、ステップSP2で準備された8枚のシートU10〜16,U178のうちの4枚のシートU10,U14〜U16が接合される。
○ Sheet second joining (process F):
In step SP6, as shown in FIG. 31, four sheets U10 and U14 to U16 of the eight sheets U10 to 16 and U178 prepared in step SP2 are joined.
具体的には、ステップSP6では、ステップSP5までに生成されたユニットの一主面側に対して、第2平行ばねシートU14、およびアクチュエータ層シートU15に含まれる各チップが、第2枠層シートU13に含まれる各チップに対してそれぞれ積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、各シートU14,U15が順次に接着剤等を用いて接合される。 Specifically, in step SP6, each chip included in the second parallel spring sheet U14 and the actuator layer sheet U15 is attached to the second frame layer sheet with respect to one main surface side of the units generated up to step SP5. Positioning (alignment) is performed while maintaining the sheet shape so as to be stacked on each chip included in U13. And each sheet | seat U14, U15 is joined using an adhesive agent etc. in order.
また、第1枠層シートU11の他主面側に対して、蓋層シートU10に含まれる各チップが、第1枠層シートU11に含まれる各チップに対してそれぞれ積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、この状態で、第1枠層シートU11の他主面側に対して、蓋層シートU10が接着剤等を用いて接合される。 Further, the sheet is so formed that each chip included in the lid layer sheet U10 is stacked with respect to each chip included in the first frame layer sheet U11 with respect to the other main surface side of the first frame layer sheet U11. Alignment (alignment) is performed in the shape. In this state, the lid layer sheet U10 is bonded to the other main surface side of the first frame layer sheet U11 using an adhesive or the like.
更に、アクチュエータ層シートU15の一主面側に対して、レンズ位置調整層シートU16に含まれる各チップが、アクチュエータ層シートU15に含まれる各チップに対してそれぞれ積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、この状態で、アクチュエータ層シートU15の他主面側に対して、レンズ位置調整層シートU16が接着剤等を用いて接合される。 Further, the sheet-like shape is formed so that each chip included in the lens position adjustment layer sheet U16 is stacked on each chip included in the actuator layer sheet U15 with respect to one main surface side of the actuator layer sheet U15. The alignment (alignment) is performed as it is. In this state, the lens position adjustment layer sheet U16 is bonded to the other main surface side of the actuator layer sheet U15 using an adhesive or the like.
図36〜図39は、各シートU10,U14〜U16が積層されて接合される様子を、1つのカメラモジュール500を構成する各チップに着目して示した図である。なお、図36および図37では、図32〜図34と同様に、工程の便宜上、図3で示されたカメラモジュール500とは上下が反転された状態で示されている。これに対して、図38および図39では、図3で示されたカメラモジュール500と上下が同一の状態で示されている。
FIG. 36 to FIG. 39 are diagrams showing how the sheets U10 and U14 to U16 are stacked and joined, focusing on each chip constituting one
図36で示されるように、第2枠層13およびレンズ群20の一主面側に第2平行ばね14が接合されるように、第2枠層シートU13の一主面上に第2平行ばねシートU14が接合される。
As shown in FIG. 36, the second
具体的には、第2枠層13の一主面に対して、第2平行ばね14の固定枠体141が矢印YJ5で示される方向に押し付けられつつ、該固定枠体141の他主面が接着剤等によって第2枠層13の一主面に対して接合される。このとき、レンズ群20の第1レンズ構成層LY1の非レンズ部に対して、第2平行ばね14の接合部PG2が接着剤等によって接合される。
Specifically, while the fixed
次に、図37で示されるように、第2平行ばね14の一主面にアクチュエータ層15が接合されるように、第2平行ばねシートU14の一主面上にアクチュエータ層シートU15が接合される。
Next, as shown in FIG. 37, the actuator layer sheet U15 is bonded onto one main surface of the second parallel spring sheet U14 so that the
具体的には、第2平行ばね14の固定枠体141の一主面に対して、アクチュエータ層15の枠体15fが矢印YJ6で示される方向に押し付けられつつ、該枠体15fの他主面と固定枠体141の一主面とが例えば、エポキシ系接着剤などの絶縁性のある接着剤等によって接合される。
Specifically, while the
このとき、図28に示される第2平行ばねシートU14の穴部143Hに、該接着剤が、入り込んで、アクチュエータ層15と第2平行ばね層14とを絶縁する平行ばね絶縁部21を形成する。
At this time, the adhesive enters the
平行ばね絶縁部21が形成された穴部143Hが、各機能層に係るシートが積層された後にダイシングされる際に、各ダイシング線L1およびL2において切断されることとなり、平行ばね絶縁部21が形成された穴部143Hは、各第2平行ばね14の外縁部における平行ばね絶縁部21および切り欠き部143になる。
When the
すなわち、アクチュエータアレイ層U15と平行ばねアレイ層U14とを積層し、接合する工程において、各カメラモジュール500が個片化された後に各カメラモジュール500の平行ばね層の外縁部に設けられた切り欠き部143となるべき複数の穴部143Hが設けられた平行ばねアレイ層U14の該穴部に、平行ばね層14と側面配線22とを電気的に絶縁する平行ばね絶縁部21を設けることができるので、一連の積層工程において平行ばね絶縁部21を設けるための新たな工程を要することなく平行ばね絶縁部21を設けることができ、カメラモジュール500の製造効率を向上させることができる。
That is, in the process of laminating and joining the actuator array layer U15 and the parallel spring array layer U14, the notches provided at the outer edge portions of the parallel spring layers of the
更に、このとき、アクチュエータ層15の各可動部15mの自由端FT側が対応する第1突起部201とそれぞれ当接し、各可動部15mの自由端FTが、−Z側に対応する方向に押し上げられた状態となる。
Further, at this time, the free end FT side of each movable portion 15m of the
次に、図38で示されるように、第2平行ばねシートU14上にアクチュエータ層シートU15が接合されて形成されたユニットが、組み立て治具300から取り外されて、該ユニットに対して蓋層シートU10が接合される。なお、該ユニットが組み立て治具300から取り外される際には、レンズ群20が、第1および第2平行ばね12,14によって保持されているため、該レンズ群20が宙に浮いた様な状態となる。
Next, as shown in FIG. 38, the unit formed by joining the actuator layer sheet U15 on the second parallel spring sheet U14 is removed from the
また、このとき、アクチュエータ層シートU15まで接合されたユニットの上下が反転
されて、第1枠層11の他主面に対して、蓋層10の外周部が矢印YJ7で示される方向に押し付けられつつ、第1枠層11の他主面と蓋層10の外周部の一主面とが接着剤等によって接合される。
At this time, the unit joined up to the actuator layer sheet U15 is turned upside down, and the outer peripheral portion of the
更に、図39で示されるように、アクチュエータ層15の枠体15fの一主面にレンズ位置調整層16の枠体161が接合されるように、アクチュエータ層シートU15の一主面に対してレンズ位置調整層シートU16が接合される。
Further, as shown in FIG. 39, the lens with respect to one main surface of the actuator layer sheet U15 is so that the
具体的には、蓋層シートU10まで接合されて形成されたユニットが、レンズ位置調整層シートU16の他主面上に載置され、該ユニットが、矢印YJ8で示される方向に押し下げられつつ、レンズ位置調整層シートU16の他主面と、アクチュエータ層シートU15の一主面とが接着剤等によって接合される。 Specifically, the unit formed by joining up to the lid layer sheet U10 is placed on the other main surface of the lens position adjustment layer sheet U16, and the unit is pushed down in the direction indicated by the arrow YJ8. The other main surface of the lens position adjustment layer sheet U16 and one main surface of the actuator layer sheet U15 are bonded together with an adhesive or the like.
このとき、レンズ位置調整層16の突起部162の上端面が、レンズ群20の第1レンズ構成層LY1の非レンズ部の一部分に接触し、該レンズ群20が蓋層10側へと押し上げられる。また、アクチュエータ層15の可動部15maおよび15mbが第1突起部201によって押し下げられる力が低減されて、第1突起部201によって押し下げられていたアクチュエータ層15の可動部15maおよび15mbの自由端FTが+Z方向に上昇する。そして、可動部15maおよび15mbが弾性力をほとんど生じさせない、すなわち可動部15maおよび15mbの形状が略平板状となる。
At this time, the upper end surface of the
但し、第1突起部201と自由端FTとが当接した状態が保持されるように、第1突起部201および突起部162のZ軸に沿った延設距離が設定される。このような設定により、可動部15maおよび15mbを変形させて自由端FTを+Z方向に変位させる際に、自由端FTが第1突起部201に対して当接せず、空振りしてしまう非効率な動作が防止される。
However, the extending distance along the Z axis of the
更に、このとき、第1および第2平行ばね12,14ともに、接続部PG1に対する接合部PG2の+Z方向の位置のずれ、すなわち板状部材EBの曲げ変形(たわみ変形)が大きくなる。つまり、各接合部PG2が蓋層10側へと変位するように、各板状部材EBが弾性的に変形し、応力(弾性力)がチャージされた状態となる。
Further, at this time, both the first and second parallel springs 12 and 14 have a large displacement in the + Z direction position of the joint portion PG2 with respect to the connection portion PG1, that is, bending deformation (flexure deformation) of the plate member EB. That is, each plate member EB is elastically deformed and stress (elastic force) is charged so that each joint portion PG2 is displaced toward the
したがって、この各板状部材EBにおいて発生した弾性力によって、レンズ位置調整層16の突起部162の上端面に対して、レンズ群20が押し付けられる。このレンズ群20の突起部162に対する押し付け力は、ユーザーによるカメラモジュール500の保持姿勢に拘わらず、レンズ群20のチルト量等の姿勢および位置のずれの発生を抑制する。
Therefore, the
○撮像素子基板の取り付け(工程G):
ステップSP7において、レンズ位置調整層16が接合されて形成されたユニットのレンズ位置調整層16の枠体161に対して、撮像素子基板178の外周部が接合されるように、レンズ位置調整層シートU16の一主面に対して、撮像素子基板シートU178の他主面が接合される。
○ Mounting of image sensor substrate (process G):
In step SP7, the lens position adjusting layer sheet is bonded so that the outer peripheral portion of the
○ダイシング(工程H):
ステップSP8では、多数のレンズ群20がそれぞれ挿入され、8つのシートU10〜U16,U178を積層して形成された積層部材U500が、ダイシングテープ等で保護された後、ダイシング装置によってチップ毎に切り離される。このとき、多数のカメラモジュール500が完成される。
○ Dicing (Process H):
In step SP8, a large number of
図40、図41は、ダイシング工程における側面配線22の敷設の様子を示す図であり、図40は、積層部材U500が、図28,図29に示される2種類のダイシング線L1,L2のうち、ダイシング線L1における切断によって切り出された結果、一列に(つまり、一次元アレイ状に)並んだ複数のカメラモジュール500が生成された状態のうちの、4個のカメラモジュールを表示している。また、図41は、図40に示されるように一次元アレイ状に並んだ複数のカメラモジュール500の断面が露出した短冊状の切断面PL1上に、複数の側面配線22が設けられた状態を示している。
40 and 41 are views showing a state of laying the
側面配線22は、スクリーン印刷などにより銀などの導電性材料をパターニングすることにより配設される。
The
ここで、両端の側面配線22を除く各側面配線22は、2つのカメラモジュールの境界を成すダイシング線L2上に配設されており、ダイシング線L2におけるダイシングがされたときに、隣り合うカメラモジュール500の側面配線22として分割される。 Here, the side wirings 22 except for the side wirings 22 at both ends are arranged on the dicing line L2 that forms the boundary between the two camera modules, and when the dicing is performed on the dicing line L2, the adjacent camera modules are arranged. 500 side wirings 22 are divided.
従って、各カメラモジュール500について、カメラモジュール500の側面を構成する複数の切断面のうち、1面のみに側面配線22を設ける構成を採用することによって、切断面PL1が、複数の機能素子アレイ層が積層された積層構造体(すなわち積層部材U500)のダイシング過程において形成されたときに、各カメラモジュール500に必要とされる全ての信号伝達部(すなわち側面配線部22)を、該積層構造体の切断面PL1に露出した全てのカメラモジュール500について一度に設けることができるので、カメラモジュール500の製造効率を向上させることができる。
Therefore, for each
<変形例>
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
◎例えば、上記実施形態では、側面配線22が採用され、アクチュエータ層15の可動部を駆動するための駆動信号は、撮像素子層18側から側面配線22を介してアクチュエータ層15に供給されていたが、これには限られない。例えば、側面配線22を採用するかわりに、光学ユニットKBの側面を構成する切断面上に側面電極を設けてもよい。以下、具体例を挙げて説明する。なお、レンズ位置調整層16を設けることなく、レンズ群20を初期位置に配置するための構造をレンズ群20自身に設けても良い。
For example, in the above embodiment, the
図42は、本発明の変形例に係るカメラモジュール500Aの断面模式図であり、図43は、本発明の変形例に係るカメラモジュール500Aの側面外観図である。
42 is a schematic cross-sectional view of a
図42で示されるように、変形例に係るカメラモジュール500Aでは、側面配線22に替えて側面電極23が設けられているとともに、撮像部PBAの撮像素子層18Aには、カメラモジュール500の撮像素子層18との相違点として、供給電極18Taおよび18Tbならびに貫通電極18Laおよび18Lbを有していない。側面電極23と撮像素子層18Aを除いて、カメラモジュール500Aは、カメラモジュール500と同一の構成を有している。また、変形例に係る携帯電話機100Aは、カメラモジュール500Aを備えた第1の筐体200Aを有する。その他の部分については、上記実施形態に係る携帯電話機100と本変形例に係る携帯電話機100Aとは同様な構成を有するため、同じ符号付して説明を省略し、以下、カメラモジュール500Aの構成のうち、カメラモジュール500と異なる構成に付いて説明する。
As shown in FIG. 42, in the
図42,図43に示されるように、側面電極23は、カメラモジュール500の側面配線22と同様に、カメラモジュール500Aの側面すなわち4面の切断面のうちの1面に配設されているが、側面配線22と異なり、撮像部PBAまでは配設されておらず、光学ユニットKBを構成する切断面のみに配設されている。
As shown in FIGS. 42 and 43, the
すなわち、カメラモジュール500Aの光学ユニットKBは、光学ユニットKBを構成する各機能層が積層した切断面によって構成された外縁を有しているとともに、光学ユニットKBのアクチュエータ層15は、アクチュエータ層15の可動部15maおよび15mbを変位させるための駆動信号をアクチュエータ層15に伝達するための側面電極23を有しており、側面電極23は、アクチュエータ層15のヒータ層153の外縁に設けられた駆動電極153tと電気的に導通している。
In other words, the optical unit KB of the
ここで、撮像素子層18Aには、上述のように、可動部15ma,15mbを駆動するための駆動信号を供給するための供給電極および貫通電極等を有しておらず、駆動電極23には、例えば、撮像素子層18Aを経由せずに携帯電話機100Aの本体から直接、可動部15ma,15mbを駆動するための駆動信号を供給する配線がなされる。
Here, as described above, the
このように、光学ユニットKBのみに配設された側面電極23を採用する場合は、光学ユニットKBのみを客先に出荷し、客先にて撮像素子基板シートU178の取り付け以降の工程を行うこともできる。
As described above, when the
また、カメラモジュール500Aの光学ユニットKBの構成によれば、光学ユニットKBを構成する各機能層に係るシートが積層された積層構造体をダイシングする過程で形成される、個々の光学ユニットKBを構成する切断面に側面電極23を設けることができるので、該積層構造体を貫通させて信号伝達部を設ける必要が無く、信号伝達部の作成が容易となる。
Further, according to the configuration of the optical unit KB of the
また、カメラモジュール500Aの光学ユニットKBについて、アクチュエータ層に設けられる駆動電極153tの構成・配設方法、ならびに第2平行ばね層14の外縁に設けられる切り欠き部143、および切り欠き部143に形成される平行ばね絶縁部21の構成・作成方法は、カメラモジュール500の光学ユニットKBと同様の構成と配設・作成方法が採用され、従って同様の効果を有している。
In addition, regarding the optical unit KB of the
また、側面電極23の構成を採用することに起因する、ダイシング工程における側面電極23の配設方法、および配設によって生ずる効果についても、側面配線22を配設する場合と同様の配設方法が採用され、同様の効果を生ずる。
In addition, the arrangement method of the
次に、アクチュエータ層の駆動電極の変形例を説明する。図44は、本発明のアクチュエータ層15の構成に係る変形例を示す図であり、図45は、変形例に係るアクチュエータ層シートの作製の様子を示す図である。なお、図44および図45においては、ベース層およびベース層シートから、ヒータ層およびヒータ層シートまでが順に積層された状態を表示している。
Next, a modified example of the drive electrode of the actuator layer will be described. FIG. 44 is a diagram showing a modified example related to the configuration of the
図44に示されるように、アクチュエータ層15には、可動部15ma,15mbの駆動信号を該可動部に供給する層内配線(すなわち、薄膜抵抗体153a,153b,および配線部153c)と、電気的に導通する貫通電極15pが、層内配線からアクチュエータ層15の外部(一主面側)へアクチュエータ層15を貫通して設けられている。貫通電極15pは、図16(c)に示される駆動電極153tと同じく、可動部15ma,15mbの駆動信号を該可動部に供給する駆動電極として作用する。
As shown in FIG. 44, the
また、図45に示されるように、貫通電極15pは、例えば、ベース層シートU151,第1絶縁層シートU152およびヒータ層シートU153が積層された積層構造体において、ダイシングされた際に各カメラモジュール4個の境界に相当するダイシング線L1,L2の交点位置に、エッチング等により貫通穴を開け、銅などのメッキを施しヒータパターンとの導通を確保することによって形成される。図45ではダイシング線L1,L2の交点位置に、貫通電極15pを設けたが、ヒータ層の層内配線の位置に応じて、カメラモジュール2個の境界に相当する一方のダイシング線のみが、貫通電極15pを通過する位置に設けても良い。
In addition, as shown in FIG. 45, the through
貫通電極15pを採用すれば、ダイシング線L1,L2の交点位置等に設けられた貫通電極15pをダイシングすることによって、貫通電極15pの切断面が、カメラモジュールの切断面に露出した部分を、駆動電極とすることができるので、ヒータ層153の層内配線の端部を駆動電極として採用する場合に対して、駆動電極の面積を広げることができ、信号伝達部(側面配線22および側面電極23)とヒータ層153の層内配線とをより確実に、電気的に導通させることができる。
If the through
また、貫通電極は、アクチュエータ層15のみを貫通する構成を採用しているので、他の機能層を含む複数の機能層を貫通する貫通電極を設ける場合に比べて、作成が容易であり、電気的な導通の確保の観点においても、より確実な導通が確保される。
Further, since the through electrode adopts a configuration that penetrates only the
◎また、上記実施形態では、変位素子155aおよび155bとして、SMAが用いられたが、これに限られず、例えば、いわゆるバイメタル(Bi-metallic strip)が用いられてもよい。変位素子にバイメタルを採用した場合には、SMAの代わりに、基板とは熱膨張率が異なる素材の膜を形成すればよい。つまり、可動部が、基板と、該基板上に形成され且つ該基板とは熱膨張率が異なる薄膜とを有して構成されてもよい。
In the above embodiment, SMA is used as the
具体例としては、Si製の可動部の基板の一主面側に、アルミニウムやニッケル等の金属素材の層(金属層)が形成されるような構成が挙げられる。このような構成では、ヒータ層への通電により、基板と金属層とが加熱されると、熱膨張率の差によって、可動部が変形し、該可動部の自由端が+Z方向に変位する。 As a specific example, there is a configuration in which a layer (metal layer) of a metal material such as aluminum or nickel is formed on one main surface side of the substrate of the movable part made of Si. In such a configuration, when the substrate and the metal layer are heated by energization of the heater layer, the movable portion is deformed due to the difference in thermal expansion coefficient, and the free end of the movable portion is displaced in the + Z direction.
そして、変位素子にバイメタルを用いた場合にも、上記実施形態と同様な効果が得られる。なお、意図せずして、環境温度の変化に比例して可動部の自由端が変位しようとする。しかしながら、例えば、非駆動状態において第1および第2平行ばねによってレンズ群20がレンズ位置調整層16に対して−Z方向に押し付けられる力を、想定される使用環境温度の上限で可動部15maおよび15mbがレンズ群20に及ぼす力よりも大きくしておけば、レンズ群20の姿勢が崩れない。
Even when a bimetal is used as the displacement element, the same effect as in the above embodiment can be obtained. Note that the free end of the movable part tends to be displaced unintentionally in proportion to changes in the environmental temperature. However, for example, when the
また、変位素子として、例えば、無機圧電体(PZT)または有機圧電体(PVDF)等の圧電体素子の薄膜(圧電体薄膜)を用いてもよい。つまり、可動部が、基板と、該基板上に形成される圧電体素子の薄膜とを有して構成されても良い。なお、変位素子として圧電体薄膜を用いる場合は、Si基板上に電極、圧電体薄膜、および電極がこの順序でスパッタリング法等を用いて形成され、高電界をかけたポーリングが行われる。 Moreover, as a displacement element, you may use the thin film (piezoelectric thin film) of piezoelectric elements, such as an inorganic piezoelectric material (PZT) or an organic piezoelectric material (PVDF), for example. That is, the movable part may be configured to include a substrate and a thin film of a piezoelectric element formed on the substrate. When a piezoelectric thin film is used as the displacement element, an electrode, a piezoelectric thin film, and an electrode are formed on the Si substrate in this order using a sputtering method or the like, and poling with a high electric field is performed.
◎なお、上記実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する一部分は、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。 Note that it is needless to say that a part of each of the above embodiments and various modifications can be appropriately combined within a consistent range.
10 蓋層
11 第1枠層
12 第1平行ばね
13 第2枠層
14 第2平行ばね
15 アクチュエータ層
16 レンズ位置調整層
17 カバーガラス層
18,18A 撮像素子層
20 レンズ群
162 突起部
178 撮像素子基板
181 撮像素子
201 第1突起部
202 第2突起部
203 第3突起部
500,500A カメラモジュール
KB 光学ユニット
PB,PBA 撮像部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記撮像素子層からの距離が変更可能なレンズ層と、
前記レンズ層を移動させる可動部を有するアクチュエータ層と、
を含む複数の層が積層されて形成された積層構造体と、
前記可動部を駆動する駆動信号を前記撮像素子層側から前記アクチュエータ層へと伝達する信号伝達部と、
を備える撮像装置であって、
前記積層構造体の側部は、複数の切断面によって構成され、
前記アクチュエータ層は、前記駆動信号を前記アクチュエータ層の外側から前記可動部側へと伝達する、前記切断面に露出した駆動電極をさらに有するとともに、
前記撮像素子層は、前記駆動信号を前記撮像素子層側から前記駆動電極側へと伝達する、前記切断面に露出した供給電極をさらに有し、
前記信号伝達部は、前記駆動電極および前記供給電極のそれぞれと電気的に導通するように、前記切断面に配設されていることを特徴とする撮像装置。 An image sensor layer having an image sensor section;
A lens layer capable of changing a distance from the imaging element layer;
An actuator layer having a movable part for moving the lens layer;
A laminated structure formed by laminating a plurality of layers including:
A signal transmission unit for transmitting a drive signal for driving the movable unit from the imaging element layer side to the actuator layer;
An imaging device comprising:
The side part of the laminated structure is constituted by a plurality of cut surfaces,
The actuator layer further includes a drive electrode exposed to the cut surface that transmits the drive signal from the outside of the actuator layer to the movable part side, and
The imaging element layer further includes a supply electrode exposed on the cut surface that transmits the drive signal from the imaging element layer side to the drive electrode side,
The imaging apparatus, wherein the signal transmission unit is disposed on the cut surface so as to be electrically connected to each of the drive electrode and the supply electrode.
前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線が設けられており、
前記駆動電極は、前記層内配線の端部が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The actuator layer is provided with an intra-layer wiring that supplies the drive signal to the movable part,
The image pickup apparatus, wherein the drive electrode is formed by exposing an end portion of the in-layer wiring to the cut surface and forming a part of the cut surface.
前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線と、前記層内配線と電気的に導通しつつ、前記層内配線から前記アクチュエータ層の外部へ前記アクチュエータ層を貫通する貫通電極とが設けられており、
前記駆動電極は、前記貫通電極の一部が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The actuator layer penetrates the actuator layer from the intra-layer wiring to the outside of the actuator layer while being electrically connected to the intra-layer wiring that supplies the drive signal to the movable portion. A through electrode is provided,
The drive device is an image pickup apparatus in which a part of the through electrode is exposed to the cut surface to form a part of the cut surface.
前記信号伝達部は、前記複数の切断面のうち、一面のみに設けられたことを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The image pickup apparatus, wherein the signal transmission unit is provided on only one of the plurality of cut surfaces.
前記複数の層は、前記レンズ層を可動に支持するように前記レンズ層と前記アクチュエータ層との間に介挿された弾性部材層をさらに含み、
前記弾性部材層は、前記弾性部材層と前記信号伝達部とを電気的に絶縁する絶縁部が設けられた切り欠き部を、前記弾性部材層の外縁に有することを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The plurality of layers further includes an elastic member layer interposed between the lens layer and the actuator layer to movably support the lens layer,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the elastic member layer has a cutout portion provided with an insulating portion for electrically insulating the elastic member layer and the signal transmission portion at an outer edge of the elastic member layer.
前記レンズ層を移動させる可動部を有するアクチュエータ層と、
を含む複数の層が積層されて形成される積層構造体と、
前記可動部を駆動する駆動信号を前記積層構造体の外部から前記アクチュエータ層へと伝達する信号伝達部と、
を備える光学ユニットであって、
前記積層構造体の側部は、複数の切断面によって構成され、
前記アクチュエータ層は、前記駆動信号を前記アクチュエータ層の外側から前記可動部側へと伝達する、前記切断面に露出した駆動電極をさらに有するとともに、
前記信号伝達部は、前記駆動電極と電気的に導通するように、前記切断面に配設された電極であることを特徴とする光学ユニット。 A lens layer movably supported;
An actuator layer having a movable part for moving the lens layer;
A laminated structure formed by laminating a plurality of layers including:
A signal transmission unit configured to transmit a driving signal for driving the movable unit from the outside of the multilayer structure to the actuator layer;
An optical unit comprising:
The side part of the laminated structure is constituted by a plurality of cut surfaces,
The actuator layer further includes a drive electrode exposed to the cut surface that transmits the drive signal from the outside of the actuator layer to the movable part side, and
The optical unit, wherein the signal transmission unit is an electrode disposed on the cut surface so as to be electrically connected to the drive electrode.
前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線が設けられており、
前記駆動電極は、前記層内配線が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to claim 6,
The actuator layer is provided with an intra-layer wiring that supplies the drive signal to the movable part,
The optical unit, wherein the drive electrode is formed by exposing the intra-layer wiring to the cut surface and forming a part of the cut surface.
前記アクチュエータ層には、前記駆動信号を前記可動部に供給する層内配線と、前記層内配線と電気的に導通しつつ、前記層内配線から前記アクチュエータ層の外部へ前記アクチュエータ層を貫通する貫通電極とが設けられており、
前記駆動電極は、前記貫通電極の一部が前記切断面に露出して、前記切断面の一部を形成したものであることを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to claim 6,
The actuator layer penetrates the actuator layer from the intra-layer wiring to the outside of the actuator layer while being electrically connected to the intra-layer wiring that supplies the drive signal to the movable portion. A through electrode is provided,
The drive unit is an optical unit in which a part of the through electrode is exposed to the cut surface to form a part of the cut surface.
前記信号伝達部は、前記複数の切断面のうち、一面のみに設けられたことを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to claim 6,
The optical unit, wherein the signal transmission unit is provided on only one of the plurality of cut surfaces.
前記複数の層は、前記レンズ層を可動に支持するように前記レンズ層と前記アクチュエータ層との間に介挿された弾性部材層をさらに含み、
前記弾性部材層は、前記弾性部材層と前記信号伝達部とを電気的に絶縁する絶縁部が設けられた切り欠き部を、前記弾性部材層の外縁に有することを特徴とする光学ユニット。 The optical unit according to claim 6,
The plurality of layers further includes an elastic member layer interposed between the lens layer and the actuator layer to movably support the lens layer,
2. The optical unit according to claim 1, wherein the elastic member layer has a notch portion provided with an insulating portion for electrically insulating the elastic member layer and the signal transmission portion at an outer edge of the elastic member layer.
前記撮像素子層からの距離が変更可能なレンズ層と、
前記レンズ層を移動させる可動部を有するアクチュエータ層と、
を含む複数の層が積層されて形成された積層構造体と、
前記アクチュエータ層と前記撮像素子層との間に配設され、前記可動部を駆動する駆動信号を前記撮像素子層側から前記アクチュエータ層へと伝達する信号伝達部と、
を備える撮像装置の製造方法であって、
(a)複数連なった前記撮像素子層を有する撮像素子基板シートと、
複数連なった前記アクチュエータ層を有するアクチュエータ層シートと、
を含む複数のシートと、
配列された複数の前記レンズ層と、
を積層して積層部材を作成する工程と、
(b)切断によって前記積層部材を個片化することで複数の前記撮像装置を作成するダイシング工程と、
を備え、
前記ダイシング工程において、複数の前記撮像装置が一列に並んだ、前記積層部材の切断面に沿って、前記信号伝達部を配設することを特徴とする撮像装置の製造方法。 An image sensor layer having an image sensor section;
A lens layer capable of changing a distance from the imaging element layer;
An actuator layer having a movable part for moving the lens layer;
A laminated structure formed by laminating a plurality of layers including:
A signal transmission unit disposed between the actuator layer and the imaging element layer and transmitting a drive signal for driving the movable part from the imaging element layer side to the actuator layer;
A method of manufacturing an imaging device comprising:
(A) an image pickup device substrate sheet having a plurality of the image pickup device layers;
An actuator layer sheet having a plurality of the actuator layers,
A plurality of sheets including
A plurality of the lens layers arranged;
Laminating layers to create a laminated member;
(B) a dicing step of creating a plurality of the imaging devices by dividing the laminated member into pieces by cutting;
With
In the dicing step, the signal transmission unit is disposed along a cut surface of the laminated member in which a plurality of the imaging devices are arranged in a line.
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