JP6131308B2 - カメラモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はカメラモジュールに関し、特に携帯式デバイスに取り付けられる小型カメラモジュールに関する。

消費市場の需要に牽引され、携帯式電子デバイスにより多くの機能を搭載し、同時に製造時間を短縮し、コストを引き下げることが求められている。
そのため、電子デバイス中に応用される各種パーツはどれも、小型化及びモジュール化の方向へと発展している。

図１Ａは、第一種従来のカメラモジュール１０１の模式図である。
説明の便のため、本説明書及び図中の上方は、被写体に向かう方向に統一し、下方は、結像面及び感光パーツに向かう方向に統一する。
以下では文中に特に説明がない限り、すべてこれを原則とする。

図１Ａに示す従来のカメラモジュール１０１は、回路板２０１、回路板２０１上表面に設置されるレンズアセンブリ３０及びレンズアセンブリ３０と回路板２０１との間に取り付けられる感光チップ５０１を有する。
感光チップ５０１は、ＣＳＰ技術（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）を採用し、先ずセラミック或いはプラスチック材料により感光チップ５０１の外部にパッケージ層５１を形成後、さらに表面実装技術（ＳＭＴ）により、パッケージが完了した感光チップ５０１を、回路板２０１上に溶接する。
且つレンズアセンブリ３０中には、レンズアセンブリ３１１、レンズ３３１上方に取り付けられる少なくとも一枚のレンズ３３１及びフィルター３５を有する。
フィルター３５は、レンズ３３１と感光チップ５０１との間に取り付けられる。

設計の上では、カメラモジュール１０１の総高度ｈの最小化を目指すが、レンズアセンブリ３０には光学設計上に制限がある。
そのため、レンズ３３１の頂端から感光チップ５０１まで距離ｈ１は、特定の距離に保つ必要がある
すなわち、カメラモジュール１０１総高度ｈを決定するのは、カメラモジュール１０１底部から感光チップ５０１までの距離ｈ２を、いかにして最小化するかである。
図から分かるように、従来のカメラモジュール１０１の感光チップ５０１は、パッケージを経た後、高度が明らかに拡大し、カメラモジュール１０１の総高度ｈを減少させることは難しい。

次に、第二種従来のカメラモジュール１０１の模式図である図１Ｂに示す通り、カメラモジュール１０１底部から感光チップ５０１までの距離ｈ２をさらに縮小するため、図１Ｂ中に示す従来の技術中では、イメージ感知チップの厚さを増やさずに、感光チップ５０１と回路板２０１とを固定し、感光チップ５０１を内部へと陥没した搭載台５３中に嵌めて設置し、パッケージ層５１に置換する。
感光チップ５０１は、搭載台５３の下表面より、下から上へと内部へと陥没した搭載台５３中に入るため、図１Ａ中の第一種従来の技術と比較し、カメラモジュール１０１底部から感光チップ５０１までの距離ｈ２を効果的に減らすことができる。

第三種従来のカメラモジュール１０１の模式図である図１Ｃに示す通り、カメラモジュール１０１底部から感光チップ５０１までの距離ｈ２をさらに縮小するため、図１Ｃに示す例では、回路板２０１上貫通位置２３を設置し、且つ感光チップ５０１を、貫通位置２３中に嵌め入れ、カメラモジュール１０１の総高度ｈをさらに減少させる。

しかし、感光チップ５０１を回路板２０１の貫通位置２３中に嵌め入れれば、カメラモジュール１０１の総高度ｈを減少させられるが、この時、感光チップ５０１は、四周の粘着接合にのみ頼って固定されるため、外力作用を受けて回路板２０１と容易に分離してしまう。

本発明の目的はカメラモジュールの全体高度を減らし、生産効率を高めることができるカメラモジュール及びその製造方法を提供することにある。

本発明によるカメラモジュールは、回路基板、レンズホルダー、レンズセット、アダプターボード、イメージ感知チップを有する。
該回路基板には、透明エリアを設置する。
該レンズホルダーは、該回路基板の上表面に固定し、該透明エリアを覆う。
該レンズセットは、少なくとも一枚の結像レンズを有し、且つ該レンズホルダー中に取り付けられる。
これにより、該レンズセットが形成する光軸は、透明エリアを通過する。
該アダプターボードは、該回路基板の下表面に設置され、該回路基板と電気的に連接される。
該イメージ感知チップは、該アダプターボードに固定され、該アダプターボードと電気的に連接され、且つこれにより該イメージ感知チップは、光軸上に位置する。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールにおいて、該透明エリアは、貫通孔に形成する。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールにおいて、該透明エリア中には、フィルターを設置する。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールにおいて、該アダプターボードの上表面には、複数の電極接点を設置する。
該回路基板の下表面には、該電極接点に対応する複数の導電パッドを設置し、該電極接点と該導電パッドとは、導電材料を通して、電気的連接を形成する。
こうして、該アダプターボードと該回路基板とは、電気的に連接する。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールにおいて、該アダプターボードには、貫通孔を設置し、該貫通孔の外周縁には、複数の配線接点を設置する。
該イメージ感知チップには、複数のチップ接点を設置し、該イメージ感知チップを、貫通孔に嵌め入れ、該アダプターボード中に固定される。
且つ該配線接点と該チップ接点とは、導電材料を通して、電気的連接を形成する。
こうして、該アダプターボードと該イメージ感知チップとは、電気的に連接する。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールにおいて、該導電材料は、金属線である。

本発明のカメラモジュールの製造方法は、以下のステップを含む。
回路基板を準備する。
回路基板上には、透明エリアを設置し、予め設置する電子パーツを収容して接続する。
イメージ感知チップ及びアダプターボードを準備する。
該イメージ感知チップを、該アダプターボード上に取り付け、該アダプターボードと電気的に連接され、これにより該イメージ感知チップと該アダプターボードの上表面とはフラットとなる。
該アダプターボードは、該回路基板の下表面に密着設置され、該回路基板と電気的に連接される。
且つこれにより該イメージ感知チップは、該透明エリアに対して対応する。
レンズホルダー及びレンズセットを準備する。
該レンズセットを、該レンズホルダー中に取り付け、該レンズホルダーを、該回路基板の上表面に取り付ける。
これにより、該レンズセットの光軸は、該透明エリアを通過する。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールの製造方法において、イメージ感知チップを、アダプターボード上に取り付けるステップ中には、以下のステップをさらに含む。
該アダプターボードには、貫通孔を形成し、該貫通孔の外周縁には、複数の配線接点を形成する。
該イメージ感知チップに対して、チップスケールパッケージ処理（ＣＳＰ）を行い、複数のチップ接点を形成する。
パッケージ後のイメージ感知チップを、該貫通孔に嵌め入れ、該配線接点と該チップ接点との間に、メタルボンディング処理を行う。
これにより、該イメージ感知チップと該アダプターボードとを、電気的に連接させる。

本発明のカメラモジュールは、回路基板をイメージ感知チップとレンズセットとの間に取り付けることで、カメラモジュール全体の高度を減少させる目的を達成することができる。
且つアダプターボードの作用により、イメージ感知チップの取付をより堅固にできる。

第一種従来の技術の断面図である。 第二種従来の技術の断面図である。 第三種従来の技術の断面図である。 本発明カメラモジュール第一実施形態の断面立体図である。 本発明従来の技術の断面図である。 本発明第一実施形態の断面図である。 本発明第二実施形態の断面図である。 本発明第三実施形態の断面図である。 本発明のカメラモジュールの回路基板とアダプターボードの分解図である。 本発明のイメージ感知チップ及びレンズセットを回路基板に取り付ける断面模式図である。 本発明のイメージ感知チップ及びレンズセットを回路基板に取り付ける断面模式図である。 本発明のイメージ感知チップ及びレンズセットを回路基板に取り付ける断面模式図である。 本発明のイメージ感知チップを回路基板に取り付ける断面模式図である。 本発明のイメージ感知チップを回路基板に取り付ける断面模式図である。 本発明のイメージ感知チップを回路基板に取り付ける断面模式図である。

図２に示す通り、本発明のカメラモジュール１０は、回路基板２０、レンズホルダー３１、レンズセット３２、アダプターボード６０、イメージ感知チップ５０を有する。
回路基板２０には、透明エリア２２を設置する。
レンズホルダー３１は、回路基板２０の上表面に固定し、透明エリア２２を覆う。
レンズセット３２は、少なくとも一枚の結像レンズ３３を有し、且つレンズホルダー３１中に取り付けられる。
これにより、レンズセット３２が形成する光軸３４は、透明エリア２２を通過する。
アダプターボード６０は、回路基板２０の下表面に密着設置され、回路基板２０と電気的に連接される。
イメージ感知チップ５０は、アダプターボード６０に固定され、アダプターボード６０と電気的に連接する。
且つこれによりイメージ感知チップ５０は、光軸３４上に位置する。

レンズセット３２からイメージ感知チップまでの距離ｈ１は、光学設計の制限があり、予定の高度を維持する必要がある。
よって、従来の技術の断面図である図３Ａと第一実施形態の断面図である図３Ｂを比較すると、第一実施形態の断面図である図３Ｂは回路基板２０を、レンズセット３２とイメージ感知チップ５０との間に設置し、カメラモジュール１０の全体高度を効果的に低下させることができる。

さらに図２に示す通り、一実施形態中の透明エリア２２は貫通孔で、且つレンズホルダー３１中には、フィルター３５をさらに設置する。
フィルター３５は、レンズセット３２が構成する光軸３４上に設置される。
よって、レンズセット３２を通過した光線は、フィルター３５をさらに通過し、それからイメージ感知チップ５０に到達するため、結像品質を高めることができる。
しかも、これはフィルター３５をレンズホルダー３１中に設置するよう制限することはない。

図４Ａに示す第二実施形態中では、フィルター３５は、回路基板２０の上表面に密着設置される。
よって、レンズセット３２を通過した光線は、フィルター３５を通過することができる。
図４Ｂに示す第三実施形態中では、フィルター３５は、回路基板２０の透明エリア２２中に取り付けられる。
よって、レンズセット３２を通過した光線は、フィルター３５を通過することができる。
且つ図４Ａに示す実施形態であろうと、図４Ｂに示す実施形態であろうと、フィルター３５の取り付け位置は、レンズホルダー３１と回路基板２０とが形成する収容設置空間中に設置される。
よって、カメラモジュール１０の全体高度を拡大させることはない。

図５に示す通り、アダプターボード６０と回路基板２０とを電気的に連接させるため、アダプターボード６０の上表面には、複数の電極接点５２を設置する。
回路基板２０の下表面には、電極接点５２に対応する複数の導電パッド２１を設置する。
電極接点５２と導電パッド２１とは、導電材料４０を通して、電気的連接を形成し、こうしてアダプターボード６０と回路基板２０とを電気的に連接させる。

イメージ感知チップ５０とアダプターボード６０とを電気的に連接させるため、アダプターボード６０には、貫通孔６１を設置し、貫通孔６１の外周縁には、複数の配線接点６２を設置する。
イメージ感知チップ５０には、複数のチップ接点６３を設置し、イメージ感知チップ５０を、貫通孔６１に嵌め入れ、アダプターボード６０中に固定する。
且つ配線接点６２とチップ接点６３とは、導電材料４０を通して、電気的連接を形成し、こうしてアダプターボード６０とイメージ感知チップ５０とは、電気的に連接する。

且つ本実施形態において、イメージ感知チップ５０は、パッケージにより、表面にパッケージ層５１を形成する。
イメージ感知チップ５０を、貫通孔６１に嵌め入れると、パッケージ層５１の上表面とアダプターボード６０の上表面とは、フラットとなる。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す通り、イメージ感知チップ及びレンズセットを回路基板に取り付けるのは、以下の通りである。
回路基板２０を準備する。
回路基板２０上には、透明エリア２２を設置し、予め設置する電子パーツを収容して接続する。
イメージ感知チップ５０及びアダプターボード６０を準備する。
イメージ感知チップ５０を、アダプターボード６０上に取り付け、アダプターボード６０と電気的に連接する。
アダプターボード６０を、回路基板２０の下表面に密着設置し、回路基板２０と電気的に連接する。
且つこれによりイメージ感知チップ５０は、透明エリア２２に対して対応する。
レンズホルダー３１及びレンズセット３２を準備する。
レンズセット３２を、レンズホルダー３１中に取り付け、レンズホルダー３１を、回路基板２０の上表面に取り付ける。
これにより、レンズセット３２の光軸３４は、透明エリア２２を通過する。

さらに図５と図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示す通り、メージ感知チップ５０を回路基板２０下表面に取り付けるステップ中には、以下のステップをさらに含む。
アダプターボード６０には、貫通孔６１を形成し、貫通孔６１の外周縁には、複数の配線接点６２を形成する。
イメージ感知チップ５０に対して、チップスケールパッケージ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ、ＣＳＰ）を行い、複数のチップ接点６３を形成する。
パッケージ後のイメージ感知チップ５０を、貫通孔６１に嵌め入れ、配線接点６２とチップ接点６３との間に、メタルボンディング処理を行う。
これにより、イメージ感知チップ５０とアダプターボード６０とを、電気的に連接させる。

上記を総合すると、本発明は、回路基板２０をイメージ感知チップ５０とレンズセット３２との間に取り付けることで、カメラモジュール１０全体の高度を減少させる目的を達成することができる。
且つアダプターボード６０の作用により、イメージ感知チップ５０の取付をより堅固とすることができる。

前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。

１０ カメラモジュール
２０ 回路基板
２１ 導電パッド
２２ 透明エリア
３１ レンズホルダー
３２ レンズセット
３３ 結像レンズ
３４ 光軸
３５ フィルター
４０ 導電材料
５０ イメージ感知チップ
５１ パッケージ層
５２ 電極接点
６０ アダプターボード
６１ 貫通孔
６２ 配線接点
６３ チップ接点

Claims (7)

1. カメラモジュールであって、回路基板、レンズホルダー、レンズセット、アダプターボード、イメージ感知チップを有し、
   前記回路基板には、透明エリアを設置し、
   前記レンズホルダーは、前記回路基板の上表面に固定し、前記透明エリアを覆い、
   前記レンズセットは、少なくとも一枚の結像レンズを有し、且つ前記レンズホルダー中に取り付けられ、これにより前記レンズセットが形成する光軸は、前記透明エリアを通過し、
   前記アダプターボードは、前記回路基板の下表面に設置され、前記回路基板と電気的に連接され、
   前記イメージ感知チップは、前記アダプターボードに固定され、前記アダプターボードと電気的に連接され、
   且つこれにより前記イメージ感知チップは、光軸上に位置し、
   前記アダプターボードには、貫通孔を設置し、
   前記貫通孔の外周縁には、複数の配線接点を設置し、
   前記イメージ感知チップには、複数のチップ接点を設置し、前記イメージ感知チップを、前記貫通孔に嵌め入れ、前記アダプターボード中に固定し、且つ前記配線接点と前記チップ接点とは、導電材料を通して、電気的連接を形成することを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記透明エリアは、貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記透明エリア中には、フィルターを設置することを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
4. 前記アダプターボードの上表面には、複数の電極接点を設置し、
   前記回路基板の下表面には、前記電極接点に対応する複数の導電パッドを設置し、
   前記電極接点と前記導電パッドとは、導電材料を通して、電気的連接を形成することを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
5. 前記導電材料は、金属線であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
6. 前記電極接点は、前記イメージ感知チップの外周縁を取り囲んで設置され、
   前記導電パッドは、前記透明エリアの外周縁を取り囲んで設置されることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
7. カメラモジュールの製造方法は、以下を含み、
   回路基板を準備し、
   前記回路基板上には、透明エリアを設置し、予め設置する電子パーツを収容して接続し、
   イメージ感知チップ及びアダプターボードを準備し、前記イメージ感知チップを、前記アダプターボード上に取り付け、前記アダプターボードと電気的に連接し、
   前記アダプターボードは、前記回路基板の下表面に密着設置され、前記回路基板と電気的に連接され、且つこれにより、前記イメージ感知チップは、前記透明エリアに対応し、 レンズホルダー及びレンズセットを準備し、
   前記レンズセットは、前記レンズホルダーの中に取り付けられ、前記レンズホルダーを、前記回路基板の上表面に取り付け、
   これにより、前記レンズセットの光軸は、前記透明エリアを通過し、
   前記イメージ感知チップを、前記アダプターボード上に取り付けるステップ中には、以下のステップをさらに含み、
   前記アダプターボードには、貫通孔を形成し、前記貫通孔の外周縁には、複数の配線接点を形成し、
   前記イメージ感知チップに対して、チップスケールパッケージ処理を行い、複数のチップ接点を形成し、
   パッケージ後のイメージ感知チップを、前記貫通孔に嵌め入れ、前記配線接点と前記チップ接点との間で、ボンディング処理を行い、
   これにより、前記イメージ感知チップと前記アダプターボードとを、電気的に連接させることを特徴とする請求項８に記載のカメラモジュールの製造方法。

Images