JP5197421B2 - カメラモジュール - Google Patents
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Description
本発明は撮像装置としてのカメラモジュールに関する。
携帯用端末機には撮像装置を搭載した多種類の製品がある。この携帯用端末機の撮像装置には、小型のカメラモジュールが使用される。カメラモジュールは、レンズユニットと、撮像素子と、制御用回路を構成するチップコンデンサ等の回路部品をパッケージ内に搭載して形成される。
携帯用端末機は小型化が求められるため、これに搭載するカメラモジュールにも、小型化、薄型化が求められている。このため、撮像素子とともに搭載する回路部品を基板上に平置きする配置にかえて、撮像素子の上に回路部品を積層して配置する方法、撮像素子を搭載する基板内に回路部品を埋設して搭載する方法、基板にキャビティを形成しキャビティ内に撮像素子を搭載するといった方法が考えられている。
携帯用端末機は小型化が求められるため、これに搭載するカメラモジュールにも、小型化、薄型化が求められている。このため、撮像素子とともに搭載する回路部品を基板上に平置きする配置にかえて、撮像素子の上に回路部品を積層して配置する方法、撮像素子を搭載する基板内に回路部品を埋設して搭載する方法、基板にキャビティを形成しキャビティ内に撮像素子を搭載するといった方法が考えられている。
カメラモジュールの小型化にともない、カメラモジュールの高さを低くすると、必然的にレンズと撮像素子との間隔が狭くなる。しかしながら、画像を高画質（高画素化）にするためには、レンズと撮像素子のセンサ面との距離が広い方が、レンズ設計上有利であり、高性能とすることができる。
しかしながら、従来のカメラモジュールの構造において、たとえば撮像素子を搭載する基板に回路部品を埋設するといった方法では、カメラモジュールの平面領域は縮小できても、基板の厚さが厚くなるために、撮像素子とレンズとの離間距離を確保すると、カメラモジュール全体としての低背化が制限されるという問題があった。
しかしながら、従来のカメラモジュールの構造において、たとえば撮像素子を搭載する基板に回路部品を埋設するといった方法では、カメラモジュールの平面領域は縮小できても、基板の厚さが厚くなるために、撮像素子とレンズとの離間距離を確保すると、カメラモジュール全体としての低背化が制限されるという問題があった。
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、カメラモジュールの性能を損なうことなく、小型化、薄型化を可能にするカメラモジュールを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係るカメラモジュールは、レンズユニットが支持されたケーシング部と、フィルター及び回路部品が搭載された第１の基板と、撮像素子が搭載された第２の基板とを備え、これらが一方向に積層して、前記レンズユニットと、該レンズユニットに対向する前記撮像素子との間に前記フィルターが配置されたカメラモジュールであって、前記第１の基板は、一方の面から内部を通って他方の面に形成された第１の配線を備え、前記フィルターの周囲領域に配置された前記回路部品が該第１の基板の一方の面で前記第１の配線と電気的に接続され、前記第２の基板は、一方の面から内部を通って他方の面に形成された第２の配線を備え、前記撮像素子が該第２の基板の一方の面で前記第２の配線と電気的に接続され、前記フィルター及び前記回路部品を前記ケーシング部内に配置して、前記ケーシング部と、前記第１の基板の一方の面とが接合され、前記第１の配線と前記第２の配線とを電気的に接続して、前記第１の基板の他方の面と、前記第２の基板の一方の面とが接合され、前記第２の基板の一方の面の前記撮像素子が搭載されている搭載領域の周囲には、前記第２の配線を構成するボンディングパッドが形成され、前記撮像素子と前記ボンディングパッドとがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、前記第１の基板には、前記一方向に前記撮像素子および前記ボンディングワイヤが収容される深さの凹部が形成され、前記第１の基板の凹部の底部は、前記フィルターを支持する支持縁部と、前記フィルターで封着される開口孔とでなり、前記回路部品は、前記一方向において前記撮像素子の搭載領域又は前記ボンディングワイヤのボンディング領域に重複して配置されていることを特徴とする。
すなわち、本発明に係るカメラモジュールは、レンズユニットが支持されたケーシング部と、フィルター及び回路部品が搭載された第１の基板と、撮像素子が搭載された第２の基板とを備え、これらが一方向に積層して、前記レンズユニットと、該レンズユニットに対向する前記撮像素子との間に前記フィルターが配置されたカメラモジュールであって、前記第１の基板は、一方の面から内部を通って他方の面に形成された第１の配線を備え、前記フィルターの周囲領域に配置された前記回路部品が該第１の基板の一方の面で前記第１の配線と電気的に接続され、前記第２の基板は、一方の面から内部を通って他方の面に形成された第２の配線を備え、前記撮像素子が該第２の基板の一方の面で前記第２の配線と電気的に接続され、前記フィルター及び前記回路部品を前記ケーシング部内に配置して、前記ケーシング部と、前記第１の基板の一方の面とが接合され、前記第１の配線と前記第２の配線とを電気的に接続して、前記第１の基板の他方の面と、前記第２の基板の一方の面とが接合され、前記第２の基板の一方の面の前記撮像素子が搭載されている搭載領域の周囲には、前記第２の配線を構成するボンディングパッドが形成され、前記撮像素子と前記ボンディングパッドとがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、前記第１の基板には、前記一方向に前記撮像素子および前記ボンディングワイヤが収容される深さの凹部が形成され、前記第１の基板の凹部の底部は、前記フィルターを支持する支持縁部と、前記フィルターで封着される開口孔とでなり、前記回路部品は、前記一方向において前記撮像素子の搭載領域又は前記ボンディングワイヤのボンディング領域に重複して配置されていることを特徴とする。
また、前記カメラモジュールは、前記第１の配線は前記第２の基板に接合する接合面上に、前記第２の配線は前記第１の基板に接合する接合面上に、それぞれパッドが形成され、前記第１の基板と前記第２の基板とが、前記接合面間に介在する異方性導電材により接合され、前記第１の配線と前記第２の配線とが電気的に接続されている構成とすることができ、他の構成として、前記第１の配線は前記第２の基板に接合する接合面上に、前記第２の配線は前記第１の基板に接合する接合面上に、それぞれパッドが形成され、前記第１の配線に設けられたパッドと、前記第２の配線に設けられたパッドとが導電材を介して接続され、前記第１の基板と前記第２の基板とが、電気的絶縁性の絶縁材により接合されている構成とすることができる。
本発明に係るカメラモジュールによれば、画質等の高性能を維持し、かつ効果的に装置の小型化、低背化を図ることができる。
（カメラモジュール）
以下、本発明に係るカメラモジュールの実施の形態について、図面とともに詳細に説明する。
図１は、カメラモジュールの断面図を示す。図示例のカメラモジュール１０は、レンズユニット２０を支持するケーシング部１２と、レンズユニット２０に対向して配置される撮像素子２５と、撮像素子２５とレンズユニット２０との中間に配置される赤外線カット用のフィルター３０とを備える。
以下、本発明に係るカメラモジュールの実施の形態について、図面とともに詳細に説明する。
図１は、カメラモジュールの断面図を示す。図示例のカメラモジュール１０は、レンズユニット２０を支持するケーシング部１２と、レンズユニット２０に対向して配置される撮像素子２５と、撮像素子２５とレンズユニット２０との中間に配置される赤外線カット用のフィルター３０とを備える。
本実施形態のレンズユニット２０は、自動焦点用のユニットであり、レンズ２１とレンズ２１を支持する支持筒２２と、支持筒２２をケーシング部１２の軸線方向に微動させてレンズ２１をフォーカス位置に位置合わせする駆動部（不図示）とを備える。駆動部には、圧電素子、電動モータ等が駆動源として用いられる。カメラモジュールの自動焦点機構には種々の機構が用いられる。なお、本発明は、自動焦点機構を備えるカメラモジュールに適用される他、固定焦点式のカメラモジュールについても適用される。
ケーシング部１２は、光の入射側である一端側に開口１２ａが形成され、他端側が開放された矩形の箱状に形成されている。開口１２ａは、レンズ２１の光軸と中心が一致する平面配置に形成される。支持筒２２の頂部（上端部）にはレンズ２１を保護するつば部２２ａが、内周縁位置を開口１２ａの内周縁位置に一致して設けられている。
ケーシング部１２の他端側（開口１２ａが形成された側とは反対側）の端面には、フィルター３０と回路部品４３、４４を支持する第１の基板４０が接合される。この第１の基板４０は、ケーシング部１２の平面形状に一致する矩形の平面形状に形成され、ケーシング部１２の端面に位置合わせして、ケーシング部１２の他端側の開口を完全に閉止する。第１の基板４０のケーシング部１２が接合されている面と反対側の面に、撮像素子２５を搭載する第２の基板５０が接合される。第２の基板５０もケーシング部１２の平面形状と同一の矩形の平面形状に形成されている。
図２に、ケーシング部１２と第１の基板４０と第２の基板５０とを接合してカメラモジュール１０を組み立てた状態の外観図を示す。図２（ａ）は、カメラモジュール１０を開口１２ａが設けられた側（光が入射する側）から見た状態、図２（ｂ）は、カメラモジュール１０を第２の基板５０の裏面側（カメラモジュール１０を実装する面側）から見た状態を示す。
カメラモジュール１０は全体形状が矩形の箱状に形成され、カメラモジュール１０の内部は外部から密閉されている。
カメラモジュール１０は全体形状が矩形の箱状に形成され、カメラモジュール１０の内部は外部から密閉されている。
レンズユニット２０のレンズ２１は、カメラモジュール１０のケーシング部１２の開口１２ａに面している。
第２の基板５０の裏面、すなわちカメラモジュール１０を実装基板に実装する実装面には、実装基板に接続される電極５１が形成されている。電極５１の表面には保護めっきとして金めっきが施される。カメラモジュール１０を実装基板に実装する際には、実装基板に設けられた接続用のパッドと電極５１とを位置合わせし、はんだ接合等によって実装する。
第２の基板５０の裏面、すなわちカメラモジュール１０を実装基板に実装する実装面には、実装基板に接続される電極５１が形成されている。電極５１の表面には保護めっきとして金めっきが施される。カメラモジュール１０を実装基板に実装する際には、実装基板に設けられた接続用のパッドと電極５１とを位置合わせし、はんだ接合等によって実装する。
図１において、第１の基板４０にはレンズ２１の光軸と中心が一致する平面形状が円形の開口孔４０ａが形成されている。開口孔４０ａの周縁部には、フィルター３０を位置決めして取り付けるための段差４０ｂが形成される。フィルター３０はこの段差４０ｂに外周縁を位置決めして、第１の基板４０に気密に密着して取り付けられている。
チップコンデンサ、ＩＣチップ等の回路部品４３、４４は、第１の基板４０のレンズユニット２０に対向する面上で、フィルター３０が配置された領域の外側域に搭載される。回路部品４３、４４は、第１の基板４０の表面に形成された接続パッドに、はんだあるいは導電性接着剤等の導電材により接合して搭載される。回路部品４３、４４の種類、配置位置、配置数は、製品に応じて適宜設定される。
撮像素子２５は、第２の基板５０上のフィルター３０に対向する位置に、平坦状に接合されて支持される。第２の基板５０の表面の撮像素子２５が搭載されている領域の周囲には、ワイヤボンディング用のパッド５３が形成され、撮像素子２５とパッド５３とがボンディングワイヤ５４を介して接続される。
第１の基板４０は、撮像素子２５及びボンディングワイヤ５４が第１の基板４０及びフィルター３０と干渉しないように離間して支持するスペーサとしての作用を有する。本実施形態においては、第１の基板４０の第２の基板５０に対向する面側に、撮像素子２５の平面配置位置に合わせて、撮像素子２５が収容される深さの凹部４０ｃを形成し、第１の基板４０に第２の基板５０を接合した際に、撮像素子２５とボンディングワイヤ５４が、フィルター３０と第１の基板４０に干渉しないようにしている。第１の基板４０のフィルター３０を支持する支持縁部４０ｄは、撮像素子２５の周縁部に向けて庇状に延出する形態となる。
図３に、第１の基板４０と第２の基板５０との接続部の構造を拡大して示す。図３においては、回路部品４３が搭載されている部位を拡大して示している。回路部品４４が搭載されている部位についても、第１の基板４０と第２の基板５０との接続構造は同様である。
第２の基板５０の撮像素子２５が搭載された面にはパッド５３が形成され、パッド５３と第２の基板５０の実装面に形成された電極５１とが、第２の基板５０を厚さ方向に貫通して設けられたビア５６を介して電気的に接続する。これらのパッド５３、ビア５６、電極５１が第２の基板５０の第２の配線５５を構成する。
第２の基板５０の基材としてセラミックを使用する場合は、セラミックグリーンシートの表面に所定の電極５１及びパッド５３の配置にしたがってメタライズパターンを形成し、ビア５６については、セラミックグリーンシートにビア５６の平面配置にしたがって貫通孔を形成し、貫通孔にメタライズ金属を充填した後、全体を焼成することによって第２の基板５０が得られる。
第２の基板５０にガラス・エポキシ基板等の樹脂基板を使用する場合は、たとえば両面銅張り基板にビア５６の配置位置にしたがって貫通孔を形成し、電解めっきにより貫通孔を導体によって充填してビア５６を形成し、基板の両面の銅箔を所定のパターンにエッチングして電極５１及びパッド５３を形成することにより第２の基板５０を形成することができる。
第２の基板５０にガラス・エポキシ基板等の樹脂基板を使用する場合は、たとえば両面銅張り基板にビア５６の配置位置にしたがって貫通孔を形成し、電解めっきにより貫通孔を導体によって充填してビア５６を形成し、基板の両面の銅箔を所定のパターンにエッチングして電極５１及びパッド５３を形成することにより第２の基板５０を形成することができる。
第１の基板４０に形成される第１の配線４５は、内部配線として形成されるビア４５ａ及び配線４５ｂと、回路部品４３が搭載される面に形成される接続パッド４５ｃと、第２の基板５０との接合面に形成されるパッド４５ｄとを備える。
接続パッド４５ｃは第１の基板４０上に搭載するチップコンデンサ、ICチップ等の回路部品の電極位置に合わせて形成する。第２の基板５０との接合面に形成するパッド４５ｄは、第２の基板５０上に形成するパッド５３と対向する位置に形成する。
接続パッド４５ｃは第１の基板４０上に搭載するチップコンデンサ、ICチップ等の回路部品の電極位置に合わせて形成する。第２の基板５０との接合面に形成するパッド４５ｄは、第２の基板５０上に形成するパッド５３と対向する位置に形成する。
第１の基板４０の基材としてセラミックを使用する場合は、セラミックグリーンシートの表面に接続パッド４５ｃとパッド４５ｄとなるメタライズパターンを形成し、セラミックグリーンシートを厚さ方向に貫通する貫通孔を設け、貫通孔にメタライズ金属を充填し、セラミックグリーンシートに配線４５ｂのパターンにしたがってメタライズパターンを形成する。
第１の基板４０には、撮像素子２５と干渉しないように凹部４０ｃを形成し、透光用として開口孔４０ａを形成する。したがって、第１の基板４０を形成する際には、開口孔４０ａに一致する開口部を設けたグリーンシートと、凹部４０ｃの開口に一致する開口部を設けたグリーンシートを積層して凹部４０ｃと開口孔４０ａを形成する。内層に形成する配線４５ｂについては、表面に配線４５ｂを形成するグリーンシートを用意し、前述したグリーンシートとともに相互に位置合わせして積層し、一体に焼成すればよい。
第１の基板４０の基材としてガラス・エポキシ基板等の樹脂基板を使用する場合は、樹脂基板にルータ加工を施して開口孔４０ａと凹部４０ｃとを形成した後、基板を厚さ方向に貫通する貫通孔を設け、電解めっきにより貫通孔に導体を充填してビア４５ａを形成する。配線４５ｂ、接続パッド４５ｃ、配線４５ｂと接続パッド４５ｃとを接続するビア４５ａについては、樹脂基板上に多層に配線パターンを形成する配線基板の製造方法を利用して形成することができる。
なお、樹脂基板に開口孔４０ａと凹部４０ｃとを形成する工程を、ビア４５ａ、配線４５ｂ、接続パッド４５ｃ、パッド４５ｄを形成した後に行ってもよい。
なお、樹脂基板に開口孔４０ａと凹部４０ｃとを形成する工程を、ビア４５ａ、配線４５ｂ、接続パッド４５ｃ、パッド４５ｄを形成した後に行ってもよい。
第１の基板４０と第２の基板５０とをセラミックによって形成した場合は、セラミックからは塵埃が発生し難いことから、カメラモジュールを組み立てた後における第１の基板４０と第２の基板５０からの塵埃の発生が抑制され、カメラモジュールの信頼性が確保できるという利点がある。第１の基板４０と第２の基板５０を樹脂基板によって形成した場合は、たとえば樹脂基板にルーター加工を施すといった加工があり、基板の加工面から塵埃が生じる可能性があり、また素材的に塵埃が発生しやすいことから、切削面等の端面あるいは基板の表面を塵埃の発生を抑制する保護膜（樹脂膜）によって被覆するといった、塵埃の発生を防止する手段を講じるとよい。
図３（ａ）は、第１の基板４０と第２の基板５０に形成されている配線を電気的に接続する方法として、異方性導電材６０により第１の基板４０と第２の基板５０とを接合・密着してカメラモジュールを組み立てた例である。第１の基板４０と第２の基板５０との接合面に異方性導電材６０を介在させることにより、第１の基板４０に設けられたパッド４５ｄと、第２の基板５０に設けられたパッド５３とが電気的に接続する。
こうして、第１の基板４０に設けられた第１の配線４５と、第２の基板５０に設けられた第２の配線５５とが電気的に接続される。異方性導電材６０には、異方性導電フィルムあるいは異方性導電ペーストが使用される。
こうして、第１の基板４０に設けられた第１の配線４５と、第２の基板５０に設けられた第２の配線５５とが電気的に接続される。異方性導電材６０には、異方性導電フィルムあるいは異方性導電ペーストが使用される。
図３（ｂ）は、第１の基板４０と第２の基板５０とを絶縁材６２によって接合・密着させる例である。この実施形態においては、はんだ等の導電材６４を介して、第１の基板４０のパッド４５ｄと第２の基板５０のパッド５３とを接合し、第１の配線４５と第２の配線５５とを電気的に接続する。次いで、第１の基板４０と第２の基板５０との接合面間に絶縁材６２を充填し、絶縁材６２により第２の基板５０と第１の基板４０とを封着する。絶縁材６２としては、絶縁フィルム、絶縁ペースト等が用いられる。
こうして、図１に示すように、第１の基板４０と、第２の基板５０との間に、外部から密封された状態で撮像素子２５が収容され、撮像素子２５と電極５１とが電気的に接続され、第１の基板４０と第２の基板５０に設けられた第１の配線４５と第２の配線５５とが電気的に接続されたカメラモジュール１０が得られる。
図１に示すカメラモジュール１０においては、レンズユニット２０により集光された光が、フィルター３０により赤外線成分がカットされ、撮像素子２５によって画像が認識される。
図１に示すカメラモジュール１０においては、レンズユニット２０により集光された光が、フィルター３０により赤外線成分がカットされ、撮像素子２５によって画像が認識される。
（カメラモジュールの組立方法）
図４〜７に、カメラモジュール１０の組立方法を示す。
図４は、第１の基板４０にフィルター３０と回路部品４３、４４を搭載する工程を示す。図４（ａ）は、第１の基板４０の断面図を示す。第１の基板４０には開口孔４０ａと、開口孔４０ａの周縁部に形成された段差４０ｂが形成され、撮像素子２５が搭載される側に凹部４０ｃが形成されている。第１の基板４０には、内部配線を含む第１の配線４５が形成されている。
図４（ｂ）は、段差４０ｂに位置合わせして、フィルター３０を支持縁部４０ｄに密着させて接着した状態を示す。図４（ｃ）は、第１の基板４０のフィルター３０が接着された面側に回路部品４３、４４を搭載した状態を示す。回路部品４３、４４は第１の基板４０の表面に形成された接続パッド４５ｃにはんだ等の導電材により接合して搭載する。
図４〜７に、カメラモジュール１０の組立方法を示す。
図４は、第１の基板４０にフィルター３０と回路部品４３、４４を搭載する工程を示す。図４（ａ）は、第１の基板４０の断面図を示す。第１の基板４０には開口孔４０ａと、開口孔４０ａの周縁部に形成された段差４０ｂが形成され、撮像素子２５が搭載される側に凹部４０ｃが形成されている。第１の基板４０には、内部配線を含む第１の配線４５が形成されている。
図４（ｂ）は、段差４０ｂに位置合わせして、フィルター３０を支持縁部４０ｄに密着させて接着した状態を示す。図４（ｃ）は、第１の基板４０のフィルター３０が接着された面側に回路部品４３、４４を搭載した状態を示す。回路部品４３、４４は第１の基板４０の表面に形成された接続パッド４５ｃにはんだ等の導電材により接合して搭載する。
図５は、第１の基板４０にフィルター３０と回路部品４３、４４を搭載する他の工程を示す。すなわち、図４に示す工程においては、第１の基板４０にフィルター３０を装着した後に回路部品４３、４４を搭載するが、図５に示す製造工程においては、第１の基板４０に、まず回路部品４３、４４を搭載し、次いでフィルター３０を装着する。
図５（ａ）が回路部品４３、４４を搭載する前の第１の基板４０、図５（ｂ）が第１の基板４０に回路部品４３、４４を搭載した状態を、図５（ｃ）が第１の基板４０にフィルター３０を装着した状態である。
図５（ａ）が回路部品４３、４４を搭載する前の第１の基板４０、図５（ｂ）が第１の基板４０に回路部品４３、４４を搭載した状態を、図５（ｃ）が第１の基板４０にフィルター３０を装着した状態である。
図５に示す製造工程によれば、第１の基板４０にフィルター３０を装着する工程を、回路部品４３、４４を搭載する工程よりも後工程とすることにより、フィルター３０の表面に汚れが付着することが防止することができる。第１の基板４０に回路部品４３、４４を搭載する工程においては、部品実装、リフロー、フラックス洗浄といった工程を経過させる必要があり、第１の基板４０にフィルター３０を装着した後にこれらの工程を経過させると、フィルター３０に汚れが付着しやすくなる。図５に示す製造工程においては、フィルター３０を装着する工程を後工程とすることによって、フィルター３０に汚れを付着させないようにすることができる。
なお、カメラモジュールの構造として、基板の一方の面側にフィルターを装着し他方の面側に撮像素子を搭載する構造とする製品がある。この場合は、フィルターと撮像素子の一方の部品を基板に装着した後に、他方の部品を基板に装着するから、後工程において部品を搭載する際に、あらかじめ基板に搭載した部品に汚れが付着する可能性がある。本実施形態のカメラモジュールのように、フィルター３０を搭載する基板（第１の基板４０）と撮像素子２５を搭載する基板（第２の基板５０）とを、別個の基板として組み立てる構造とした場合は、いずれも汚れに敏感なフィルター３０や撮像素子２５に汚れを付着させずに組み立てることができる点で有効である。
図６は、第２の基板５０に撮像素子２５を搭載する工程を示す。図６（ａ）は第２の基板５０の断面図である。第２の基板５０の一方の面が撮像素子２５の搭載面として形成され、第２の基板５０の一方の面にパッド５３が形成され、第２の基板５０の他方の面（実装面）に電極５１が形成されている。パッド５３と電極５１とはビア５６を介して電気的に接続される。図６（ｂ）は、第２の基板５０の一方の面に撮像素子２５を接合した状態を示す。撮像素子２５は接着剤により第２の基板５０の所定位置に接合する。図６（ｃ）は、撮像素子２５とパッド５３とをワイヤボンディングした状態である。
図７（ａ）、（ｂ）は、フィルター３０と回路部品４３、４４が搭載された第１の基板４０と、撮像素子２５が搭載された第２の基板５０とを接合する工程である。異方性導電材６０により第１の基板４０と第２の基板５０とを接合する場合は、第１の基板４０と第２の基板５０との対向する接合面間に異方性導電材６０を介在させ、厚さ方向に加熱及び加圧して接合すればよい。
異方性導電材６０の作用により、第１の基板４０に形成されたパッド４５ｄと第２の基板５０に形成されたパッド５３とが対向する部位でのみ電気的な接続が確保される。
異方性導電材６０の作用により、第１の基板４０に形成されたパッド４５ｄと第２の基板５０に形成されたパッド５３とが対向する部位でのみ電気的な接続が確保される。
図７（ｂ）は、異方性導電材６０を使用して第１の基板４０と第２の基板５０とを接合した例である。
第１の基板４０と第２の基板５０とを絶縁材６２によって接合する場合は、第１の基板４０のパッド４５ｄと第２の基板５０のパッド５３とをはんだ等の導電材により接合した後、絶縁材６２を第１の基板４０と第２の基板５０との対向する接合面間に充填し、絶縁材６２を熱硬化させて一体的に接合する。
第１の基板４０と第２の基板５０とを絶縁材６２によって接合する場合は、第１の基板４０のパッド４５ｄと第２の基板５０のパッド５３とをはんだ等の導電材により接合した後、絶縁材６２を第１の基板４０と第２の基板５０との対向する接合面間に充填し、絶縁材６２を熱硬化させて一体的に接合する。
第１の基板４０と第２の基板５０とを接合することにより、撮像素子２５は第１の基板４０と第２の基板５０との間に形成された空間内に密封される。第１の基板４０と第２の基板５０とを接合する操作はクリーンルームにおいて行い、第１の基板４０と第２の基板５０とによって封止された撮像素子２５の搭載空間内に塵埃が内封されないようにする。撮像素子２５の受光面に塵埃が付着する問題は製品不良に直結する。撮像素子２５に塵埃が付着しない作業環境下において撮像素子２５を封止すること、第１の基板４０及び第２の基板５０として塵埃が発生し難い基材を使用するのは、組み立て後に撮像素子２５に塵埃が付着する問題をできるだけ回避するためである。
次いで、レンズユニット２０を備えるケーシング部１２を、第１の基板４０と第２の基板５０との接合体に接合する（図７（ｃ））。ケーシング部１２の端面を第１の基板４０と第２の基板５０との接合体に位置合わせして接合することにより、ケーシング部１２の底部（他端側）の開口が完全に閉止される。第１の基板４０と第２の基板５０はケーシング部１２の端面形状（平面形状）と同一形状に形成されているから、ケーシング部１２に第１の基板４０と第２の基板５０とを接合することによって、カメラモジュール１０は、図２に示すように全体が矩形の箱体状となる。
なお、ケーシング部１２及びレンズユニット２０についても、塵埃が発生し難い材料を使用する。第２の基板５０と第１の基板４０については塵埃による影響が撮像素子２５に直接的に作用するのに対して、ケーシング部１２及びレンズユニット２０については、塵埃による作用は間接的になるから、第１の基板４０及び第２の基板５０と比較すると、ケーシング部１２とレンズユニット２０からの塵埃の発生を抑制する条件は緩和される。
本実施形態のカメラモジュール１０は、図２（ｂ）に示すように、カメラモジュール１０の実装面の平面領域内に電極５１を配置する構造を基本構造とする。したがって、実装基板には、カメラモジュール１０の実装領域として、カメラモジュール１０の平面領域を確保するのみでよい。
このように、カメラモジュール１０の実装面（底面）の領域内に接続用の電極５１を配置する構成とした場合は、第２の基板５０上に、すなわちカメラモジュール１０の内部に撮像素子２５を搭載する構造となる。このような構造においては、カメラモジュール１０の全高を一定とすると、第２の基板５０の厚さによってレンズ２１と撮像素子２５との離間間隔が規定されるから、第２の基板５０の厚さをできるだけ薄くすることによって、レンズ２１と撮像素子２５との離間間隔を広げることができる。
このように、カメラモジュール１０の実装面（底面）の領域内に接続用の電極５１を配置する構成とした場合は、第２の基板５０上に、すなわちカメラモジュール１０の内部に撮像素子２５を搭載する構造となる。このような構造においては、カメラモジュール１０の全高を一定とすると、第２の基板５０の厚さによってレンズ２１と撮像素子２５との離間間隔が規定されるから、第２の基板５０の厚さをできるだけ薄くすることによって、レンズ２１と撮像素子２５との離間間隔を広げることができる。
本実施形態のカメラモジュール１０によれば、チップコンデンサ等の回路部品４３、４４はフィルター３０を支持する第１の基板４０上に支持され、第２の基板５０は撮像素子２５のみを搭載する構造となっている。したがって、第２の基板５０の構造としては撮像素子２５を搭載する第２の配線５５のみを形成すればよく、配線構造が単純化されることにより第２の基板５０の厚さを薄くすることは容易に可能である。これによって、カメラモジュール１０の全高を規定した場合に、レンズ２１と撮像素子２５との間隔を効果的に広くすることができ、カメラモジュール１０の高品質化を図ることが可能となる。
また、回路部品４３、４４は第１の基板４０のフィルター３０が配置されている周辺領域に搭載するから、フィルター３０の搭載領域とも撮像素子２５の搭載領域ともなんら干渉することなく回路部品４３、４４を搭載することができ、回路部品４３、４４を配置する自由度を確保することができる。また、回路部品４３、４４は、第２の基板５０に搭載されている撮像素子２５の搭載領域、ボンディング領域と平面配置が重複して配置することも可能であり、これによってカメラモジュール１０の小型化を図ることができる。
なお、上記実施形態においては、撮像素子２５を搭載する第２の基板５０を平板体とし、第１の基板４０に開口孔４０ａと凹部４０ｃを形成したが、第１の基板４０と第２の基板５０を他の構造とすることもできる。たとえば、第１の基板４０を平板体によって形成し、第２の基板５０に撮像素子２５を収容する凹部を設け、第１の基板４０と第２の基板５０とを接合して、第２の基板５０と第１の基板４０との接合体の内部に撮像素子２５を配置する構造とすることもできる。この場合は、第２の基板５０の撮像素子２５を搭載する領域については極力薄型化し、レンズ２１と撮像素子２５との離間間隔を広くとるようにするのがよい。第１の基板４０に回路部品を搭載することは、上記実施形態と同様である。
また、上記実施形態においては、ケーシング部１２を矩形の箱体状に形成したが、ケーシング部１２の形状も矩形に限定されるものではない。たとえば、平面形状が円形の筒状、あるいは平面形状が六角形等の多角形の筒状に形成することもできる。
また、上記実施形態においては、第１の基板４０及び第２の基板５０の外形形状をケーシング部１２の平面形状に一致させたが、第１の基板４０及び第２の基板５０をケーシング部１２の平面形状よりも一回り大きくするといったように設計することももちろん可能である。
また、カメラモジュール１０の高さ、幅等の寸法も製品に応じて適宜設定することができる。
また、上記実施形態においては、第１の基板４０及び第２の基板５０の外形形状をケーシング部１２の平面形状に一致させたが、第１の基板４０及び第２の基板５０をケーシング部１２の平面形状よりも一回り大きくするといったように設計することももちろん可能である。
また、カメラモジュール１０の高さ、幅等の寸法も製品に応じて適宜設定することができる。
本発明に係るカメラモジュールは携帯端末に搭載される撮像装置等に用いられる。
１０ カメラモジュール
１２ ケーシング部
２０ レンズユニット
２１ レンズ
２５ 撮像素子
３０ フィルター
４０ 第１の基板
４０ａ 開口孔
４０ｂ 段差
４０ｃ 凹部
４０ｄ 支持縁部
４３、４４ 回路部品
４５ 第１の配線
４５ａ ビア
４５ｂ 配線
４５ｃ 接続パッド
４５ｄ パッド
５０ 第２の基板
５１ 電極
５３ パッド
５５ 第２の配線
５６ ビア
６０ 異方性導電材
６２ 絶縁材
６４ 導電材
１２ ケーシング部
２０ レンズユニット
２１ レンズ
２５ 撮像素子
３０ フィルター
４０ 第１の基板
４０ａ 開口孔
４０ｂ 段差
４０ｃ 凹部
４０ｄ 支持縁部
４３、４４ 回路部品
４５ 第１の配線
４５ａ ビア
４５ｂ 配線
４５ｃ 接続パッド
４５ｄ パッド
５０ 第２の基板
５１ 電極
５３ パッド
５５ 第２の配線
５６ ビア
６０ 異方性導電材
６２ 絶縁材
６４ 導電材
Claims (6)
- レンズユニットが支持されたケーシング部と、
フィルター及び回路部品が搭載された第１の基板と、
撮像素子が搭載された第２の基板と
を備え、これらが一方向に積層して、前記レンズユニットと、該レンズユニットに対向する前記撮像素子との間に前記フィルターが配置されたカメラモジュールであって、
前記第１の基板は、一方の面から内部を通って他方の面に形成された第１の配線を備え、前記フィルターの周囲領域に配置された前記回路部品が該第１の基板の一方の面で前記第１の配線と電気的に接続され、
前記第２の基板は、一方の面から内部を通って他方の面に形成された第２の配線を備え、前記撮像素子が該第２の基板の一方の面で前記第２の配線と電気的に接続され、
前記フィルター及び前記回路部品を前記ケーシング部内に配置して、前記ケーシング部と、前記第１の基板の一方の面とが接合され、
前記第１の配線と前記第２の配線とを電気的に接続して、前記第１の基板の他方の面と、前記第２の基板の一方の面とが接合され、
前記第２の基板の一方の面の前記撮像素子が搭載されている搭載領域の周囲には、前記第２の配線を構成するボンディングパッドが形成され、前記撮像素子と前記ボンディングパッドとがボンディングワイヤを介して電気的に接続され、
前記第１の基板には、前記一方向に前記撮像素子および前記ボンディングワイヤが収容される深さの凹部が形成され、
前記第１の基板の凹部の底部は、前記フィルターを支持する支持縁部と、前記フィルターで封着される開口孔とでなり、
前記回路部品は、前記一方向において前記撮像素子の搭載領域又は前記ボンディングワイヤのボンディング領域に重複して配置されていることを特徴とするカメラモジュール。 - 前記第１の配線は前記第２の基板に接合する接合面上に、前記第２の配線は前記第１の基板に接合する接合面上に、それぞれパッドが形成され、
前記第１の基板と前記第２の基板とが、前記接合面間に介在する異方性導電材により接合され、前記第１の配線と前記第２の配線とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。 - 前記第１の配線は前記第２の基板に接合する接合面上に、前記第２の配線は前記第１の基板に接合する接合面上に、それぞれパッドが形成され、
前記第１の配線に設けられたパッドと、前記第２の配線に設けられたパッドとが導電材を介して接続され、
前記第１の基板と前記第２の基板とが、電気的絶縁性の絶縁材により接合されていることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。 - 前記第２の基板は、平板体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のカメラモジュール。
- 前記第１の基板及び第２の基板は、前記ケーシング部の平面形状と同一の平面形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のカメラモジュール。
- 前記第１の基板及び前記第２の基板は、セラミックからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のカメラモジュール。
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