KR100758584B1 - 광학 장치용 모듈 - Google Patents

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Abstract

나사부가 촬상부에 제공되고, 나사부와 맞물리는 나사 구멍부가 광로 디리미터에 제공되고, 나사부 및 나사 구멍부는 함께 맞물려, 광로 디리미터의 렌즈 배럴이 고체 촬상 소자의 표면에 접착된 투광성 덮개부에 접촉하여 촬상부 및 광로 디리미터를 고정한다. 고체 촬상 소자, 투광성 덮개부, DSP 및 배선 기판 등이 수지로 이루어진 밀봉부에 의해 밀봉된다. 고체 촬상 소자가 배치되는 기판상에 뒤집힘, 휨 등에 의한 왜곡이 발생할 경우에도, 고체 촬상 소자의 촬상면에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 결코 감소되지 않고, 고체 촬상 소자 또는 신호 처리 장치가 외부의 충격에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있고, 광학 장치용 모듈이 간단히 제조된다.
광학 장치용 모듈, 고체 촬상 소자, 투광성 덮개부, 광로 디리미터

Description

광학 장치용 모듈{OPTICAL DEVICE MODULE}
도 1은 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 외관을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 고체 촬상 소자를 나타내는 평면도이다.
도 5a 내지 5f는 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 제조 공정을 나타내는 개략도이다.
본 발명은 디지털 카메라, 및 카메라 부착 휴대 전화 등에 조립되고, 피사체의 촬영을 위한 고체 촬상 소자를 구비한 광학 장치용 모듈, 및 광학 장치용 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라, 및 카메라 부착 휴대 전화 등에 구비되는 고체 촬상 소자는 촬영되는 피사체의 인식을 위한 것이다. 고체 촬상 소자는 렌즈, 적외선 차광 부 재, 및 촬상 소자에 의해 인식된 화상 정보를 처리하는 신호 처리 장치와 함께 모듈화되고, 광학 장치용 모듈로서 제공된다. 최근, 광학 장치용 모듈을 조립한 디지털 카메라, 및 카메라 부착 휴대 전화 등은 소형화되고 있고, 광학 장치용 모듈도 소형화되고 있다.
광학 장치용 모듈에서는 고체 촬상 소자의 촬상면의 광학적 중심이 렌즈의 광학적 중심과 일치할 필요가 있고, 또한, 촬상면에 의해 형성된 평면이 렌즈의 광축과 직교할 필요가 있다. 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정의 정밀도가 낮을 경우, 포커스가 이루어질 수 없거나 고체 촬상 소자에 의해 인식되는 화상이 어두운 문제가 생긴다. 상기 이유로, 포커스를 조정하기 위한 조정 기구가 제공되고, 광학 장치용 모듈이 조립된 후에 포커스 조정이 수행된다. 그러나, 조정 기구의 구비는 광학 장치용 모듈의 소형화를 방해한다.
일본 특허 공개 제 2003-110946 호 공보에는 고체 촬상 소자가 회로 기판상에 접착되고, IR 필터를 유지하는 하우징이 고체 촬상 소자를 커버하도록 회로 기판상에 접착되고, 렌즈를 유지하는 홀더가 하우징에 고정되는 촬상 소자 모듈 패키지가 제안되어 있다. 조립 공정은 홀더 및 하우징을 프레스에 의해 고정함으로써 간략화된다.
일본 특허 공개 제 2004-297282 호 공보에는 촬상 소자가 고정된 패키지상에 렌즈 및 광학 필터를 유지하는 홀더가 접착제에 의해 고정되는 카메라 모듈이 제안되어 있다. 홀더는 2종류의 접착제, 즉 용제의 휘발에 의해 경화되는 휘발 경화형 접착제 및 자외선의 조사에 의해 경화되는 자외선 경화형 접착제의 이용에 의해 접 착되고, 렌즈 위치는 가접착 후에 조정되고, 이 위치가 결정된 후에 접착제가 경화되어 홀더를 고정한다. 접착 후에 위치 조정이 수행될 수 있기 때문에, 렌즈의 위치 결정 정밀도가 향상될 수 있다.
일본 특허 공개 제 2004-301938 호 공보에는 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호를 처리하는 신호 처리 장치가 배선 기판에 접착되고, 고체 촬상 소자가 신호 처리 장치상에 접착되고, 투광성 덮개부가 고체 촬상 소자의 표면에 접착되고, 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더가 투광성 덮개부에 접착되는 광학 장치용 모듈이 제안되어 있다. 렌즈 홀더가 고체 촬상 소자의 표면에 접착된 투광성 덮개부에 접착되기 때문에, 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 향상될 수 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제 2003-110946 호 공보에 기재된 촬상 소자 모듈 패키지에 의하면, 렌즈를 유지하는 홀더가 회로 기판상에 접착된 하우징에 고정되기 때문에, 회로 기판의 제조상의 불균일성 및 하우징의 제조상의 불균일성에 의해 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 악화된다.
일본 특허 공개 제 2004-297282 호 공보에 기재된 카메라 모듈에 의하면, 렌즈를 유지하는 홀더가 패키지에 접착되기 때문에, 패키지의 제조상의 불균일성에 의해 접착의 기준면 역할을 하는 패키지의 평면에 뒤집힘 또는 휨 등으로 왜곡이 발생된 경우, 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 악화된다.
일본 특허 공개 제 2004-301938 호 공보에 기재된 광학 장치용 모듈에 의하면, 렌즈 홀더가 고체 촬상 소자상에 접착된 투광성 덮개부에 접착되고, 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부가 시트상의 접착제에 의해 함께 접착되므로, 투광성 덮개부 는 고체 촬상 소자에 고정밀도로 접착될 수 있고, 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 높다. 그러나, 신호 처리 장치, 고체 촬상 소자, 및 투광성 덮개부가 기판상에 겹쳐져 배치되고, 또한 렌즈 홀더가 투광성 덮개부에 접착되기 때문에, 렌즈 홀더에 가해진 충격에 의해 고체 촬상 소자, 및 신호 처리 장치 등이 손상될 우려가 있다.
또한, 종래 구조에 의하면, 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더는 접착제에 의해 투광성 덮개부 또는 기판 등에 접착된다. 접착제가 도포될 경우, 접착제의 두께를 균일하게 하는 것이 어렵고, 접착제의 두께의 오차에 의해 과잉의 접착제가 밀려나와 광로를 가로막을 가능성이 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 나사부가 촬상부에 제공되고, 나사부와 맞물리는 나사 구멍부가 광로 디리미터(delimiter)에 제공되고, 나사부 및 나사 구멍부를 함께 맞물리게 함으로써 광로 디리미터의 홀더가 고체 촬상 소자의 표면에 접착된 투광성 덮개부와 접촉하도록 촬상부와 광로 디리미터를 고정함으로써 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 증가될 수 있고, 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부를 수지로 밀봉함으로써 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부가 외부의 충격으로부터 보호될 수 있는 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 배선 기판 및 신호 처리 장치를 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부와 함께 수지로 밀봉하여 고정함으로써 신호 처리 장치가 외부의 충 격으로부터 더 보호될 수 있고, 충격 내성이 강한 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 촬상부 및 광로 디리미터를 고정하기 위한 나사부를 수지로 일체로 형성함으로써 나사부가 용이하게 형성될 수 있는 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 홀더 및 투광성 덮개부의 위치를 일의적(一意的)으로 결정하는 위치 결정부를 홀더에 제공함으로써 제조 공정에서 광로 디리미터의 홀더 및 투광성 덮개부의 위치 결정이 간단히 수행될 수 있는 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투광성 덮개부의 다른 쪽 면에 광로 디리미터의 홀더가 접촉된 경우, 투광성 덮개부의 하나의 측면 중 2이상의 부분과 맞물리는 클로(claw)를 위치 결정부에 제공함으로써 수지로부터 노출된 홀더 및 판상의 투광성 덮개부의 상대 위치가 일의적으로 결정되기 때문에, 제조 공정에서 홀더 및 투광성 덮개부의 위치 결정이 간단히 수행될 수 있는 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광로 디리미터가 홀더에 고정된 탄성체 및 탄성체를 지지하는 지지부를 구비하여, 광로 디리미터가 촬상부에 고정된 경우에, 탄성체가 홀더를 투광성 덮개부에 누르도록 하기 때문에, 홀더가 투광성 덮개부에 단단히 고정될 수 있고, 탄성체가 외부에서의 충격을 흡수하기 때문에, 충격에 대한 내성이 강한 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탄성체가 지지부에 대하여 상대 이동가능하도록 지지부가 탄성체를 지지하기 때문에, 광로 디리미터가 제조 공정에서 촬상부에 고정될 경우에, 홀더 및 투광성 덮개부의 위치 결정이 간단히 수행되는 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광로 디리미터가 촬상부에 고정된 경우에, 홀더가 수지로 이루어진 밀봉부와 접촉하지 않고, 투광성 덮개부에만 접촉하기 때문에, 홀더는 투광성 덮개부에 대하여 확실히 위치 결정될 수 있는 광학 장치용 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈은 촬상면을 갖는 고체 촬상 소자, 촬상면에 대향하여 배치되는 투광성 덮개부, 및 고체 촬상 소자에 투광성 덮개부를 접착하는 접착부를 갖는 촬상부; 및 광학 부재와 광학 부재를 유지하는 홀더를 갖고, 촬상면으로의 광로를 획정하는 광로 디리미터를 포함하며, 상기 촬상부는 투광성 덮개부의 일부 또는 전부가 노출되는 방식으로 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부를 수지로 밀봉하는 밀봉부를 갖고, 투광성 덮개부의 밀봉부로부터의 노출 부분에 홀더를 접촉시킴으로써, 광로 디리미터를 촬상부에 고정하는 고정 수단이 구비되고, 상기 고정 수단은 촬상부에 제공된 나사부; 및 광로 디리미터에 제공되고 나사부와 맞물리는 나사 구멍부를 포함하고, 상기 나사부 및 상기 나사 구멍부는 함께 맞물려 촬상부에 광로 디리미터를 고정한다.
본 발명에 의하면, 나사부가 촬상부에 제공되고, 나사부와 맞물리는 나사 구 멍부가 광로 디리미터에 제공되고, 나사부 및 나사 구멍부가 함께 맞물려 촬상부 및 광로 디리미터를 고정하여 광로 디리미터의 홀더가 고체 촬상 소자의 표면에 접착된 투광성 덮개부에 접촉된다. 투광성 덮개부가 고체 촬상 소자에 고정밀도로 접착될 수 있기 때문에, 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 높다. 특히, 나사부 및 나사 구멍부를 함께 맞물리게 함으로써, 촬상부 및 광로 디리미터는 매우 간단히 고정될 수 있다. 예컨대, 촬상부에 제공되는 나사부는 수나사이고, 광로 디리미터에 제공되는 나사 구멍부는 암나사이고, 수나사와 암나사를 함께 맞물리게 함으로써 촬상부와 광로 디리미터가 간단히 고정될 수 있다. 또한, 광로 디리미터에 의한 촬상면으로의 광로의 길이는 수나사와 암나사 사이의 맞물림 정도에 의해 간단히 조정될 수 있다. 또한, 고체 촬상 소자에 접착된 투광성 덮개부의 일부가 노출되는 방식으로 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부가 수지로 밀봉되기 때문에, 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부가 수지에 의해 보호되어, 외부 충격에 대한 내성이 크다. 본 발명에 의하면, 촬상부에 제공되는 나사부와 광로 디리미터에 제공되는 나사 구멍부가 함께 맞물림으로써 촬상부와 광로 디리미터는 매우 간단히 고정될 수 있다. 또한, 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부를 수지로 밀봉함으로써 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부가 외부 충격으로부터 보호될 수 있기 때문에, 고체 촬상 소자가 충격에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 광로 디리미터의 홀더가 투광성 덮개부에 접촉되도록 촬상부와 광로 디리미터를 배치함으로써 고체 촬상 소자가 배치되는 기판상의 뒤집힘, 휨 등에 의해 왜곡이 발생할 경우에도, 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 감소되지 않고, 투광성 덮개부 에 광로 디리미터를 고정시킴으로써 접착제 두께의 오차에 의한 렌즈 위치의 오차가 발생하지 않는다. 따라서, 제조 후에 포커스 조정을 수행하는 기구가 불필요하여, 광학 장치용 모듈이 소형화될 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 촬상부는 도체 배선이 형성된 배선 기판, 및 배선 기판에 고정되고 도체 배선에 전기적으로 접속되는 신호 처리 장치를 갖고, 상기 밀봉부는 배선 기판 및 신호 처리 장치를 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부와 함께 수지로 밀봉한다.
본 발명에 의하면, 배선 기판 및 신호 처리 장치를 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부와 함께 수지로 고정함으로써 배선 기판, 신호 처리 장치, 고체 촬상 소자, 및 투광성 덮개부가 단단히 고정되기 때문에, 고체 촬상 소자 및 신호 처리 장치 등이 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광학 장치용 모듈이 간단히 제조될 수 있기 때문에, 제조 비용이 삭감될 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 나사부는 수지로 이루어지고, 밀봉부와 일체로 형성되어 있다.
본 발명에 의하면, 촬상부 및 광로 디리미터를 고정하기 위한 나사부를 수지로 일체로 형성함으로써 나사부가 간단히 형성될 수 있으므로, 제조 공정이 복잡하지 않고, 나사부의 형성에 의한 제조 비용의 증가가 억제될 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 홀더는 홀더 및 투광성 덮개부의 상대 위치를 결정하는 위치 결정부를 가진다.
본 발명에 의하면, 홀더가 광로 디리미터의 홀더 및 투광성 덮개부의 위치를 결정하는 위치 결정부를 갖고, 광학 장치용 모듈이 조립될 경우에, 홀더가 투광성 덮개부에 접촉되어 위치가 일의적으로 결정될 수 있다. 따라서, 제조 공정에서 홀더 및 투광성 덮개부의 위치 결정이 간단히 수행될 수 있고, 제조 공정이 간략화될 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 투광성 덮개부는 판상을 갖고, 밀봉부로부터 하나의 면과 측면의 일부 또는 전부가 노출되고, 위치 결정부는 홀더가 투광성 덮개부의 하나의 면과 접촉된 경우에, 투광성 덮개부의 측면 중 2이상의 부분과 맞물리는 클로를 가진다.
본 발명에 의하면, 판상의 투광성 덮개부의 일부가 밀봉부로부터 노출되고, 광로 디리미터의 홀더가 투광성 덮개부의 하나의 면과 접촉된 경우에, 홀더의 위치 결정부의 클로가 투광성 덮개부의 측면 중 2이상의 부분과 맞물려, 홀더 및 투광성 덮개부의 상대 위치를 고정한다. 이것에 의해, 홀더를 투광성 덮개부에 접촉시키는 것만으로, 홀더 및 투광성 덮개부의 위치가 일의적으로 결정되고, 홀더 및 투광성 덮개부의 위치 결정이 간단히 실행될 수 있으므로, 제조 공정이 간략화될 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 광로 디리미터는 홀더에 고정된 탄성 부재; 및 탄성 부재를 지지하는 지지부를 갖고, 광로 디리미터가 촬상부에 고정된 경우에, 탄성 부재가 홀더를 투광성 덮개부에 누르도록 한다.
본 발명에 의하면, 탄성 부재는 홀더에 고정되고, 광로 디리미터는 탄성 부재를 지지하는 지지부를 가진다. 광로 디리미터가 촬상부에 고정된 경우에, 탄성 부재는 홀더를 투광성 덮개부에 대해 프레스하여, 홀더를 투광성 덮개부에 단단히 고정시킨다. 또한, 탄성 부재가 외부의 충격을 흡수하기 때문에, 고체 촬상 소자 및 투광성 덮개부 등이 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 지지부는 탄성 부재가 지지부에 대하여 상대 이동되도록 탄성 부재를 지지한다.
본 발명에 의하면, 지지부는 탄성 부재가 지지부에 대하여 상대 이동되도록 탄성 부재를 지지한다. 이것에 의해, 광로 디리미터가 제조 공정에서 촬상부에 고정될 경우에, 홀더 및 투광성 덮개부의 위치 결정이 간단히 수행될 수 있어, 제조 공정이 간략화될 수 있다.
본 발명에 의한 광학 장치용 모듈에서, 광로 디리미터가 촬상부에 고정된 경우에, 홀더는 밀봉부와 접촉하지 않는다.
본 발명에 의하면, 광로 디리미터가 촬상부에 고정된 경우, 홀더는 수지로 이루어진 밀봉부와 접촉하지 않고, 투광성 덮개부에만 접촉한다. 홀더가 밀봉부와 접촉됨으로써 홀더 및 투광성 덮개부의 위치가 시프트될 우려가 없고, 홀더는 투광성 덮개부에 대하여 확실하게 위치 결정될 수 있으므로, 고체 촬상 소자에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 악화되지 않는다.
본 발명의 상기 및 다른 목적 및 특징은 도면을 수반하여 하기의 상세한 기술로부터 보다 완전히 명백해질 것이다.
이하, 본 발명을 그 실시형태를 나타내는 도면을 참조하여 구체적으로 기재될 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 2a 및 2b는 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 3은 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 외관을 나타내는 평면도이다. 도 4는 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 고체 촬상 소자의 평면도이다. 도 2a는 광학 장치용 모듈의 촬상부에 광로 디리미터가 고정되지 않는 상태를 나타낸다. 도 2b는 광로 디리미터가 고정된 상태를 나타낸다.
상기 도면들에서 첨부 번호 1은 외부의 광을 수광하는 고체 촬상 소자(2)를 갖는 촬상부를 나타내고, 첨부 번호 20은 렌즈(21)를 갖는 광로 디리미터를 나타낸다. 촬상부(1) 및 광로 디리미터(20)는 개별적으로 제조된 후 광로 디리미터(20)가 촬상부(1)에 고정되어, 광학 장치용 모듈로서 조립된다. 촬상부(1)는 고체 촬상 소자(2), 고체 촬상 소자(2)를 보호하는 투광성 덮개부(6), 및 신호 처리 장치로서의 DSP(8) 등을 포함한다. 이들은 배선 기판(7)상에 겹쳐져 배치되어 있다.
고체 촬상 소자(2)는 실리콘 등의 반도체 기판에 반도체 프로세스 기술을 적용함으로써 형성된다. 고체 촬상 소자(2)에는 광전 변환을 실행하기 위한 촬상면(3); 외부 회로로의 접속, 전기 신호의 입출력 및 전력 공급을 행하기 위한 접속 단자로서의 복수의 접착 패드(4)가 형성되어 있다. 촬상면(3)이 형성된 고체 촬상 소자(2)의 면에는 투광성 덮개부(6)가 촬상면(3)과 대향하도록 접착부(5)에 의해 접착된다. 접착부(5)는 촬상면(3)의 외주부를 둘러싸는 거의 장방형 형상을 갖고, 거의 장방형의 투광성 덮개부(6)를 고체 촬상 소자(2)에 접착하여, 촬상면(3) 및 투광성 덮개부(6) 사이의 공간이 밀폐된다. 촬상면(3) 및 투광성 덮개부(6) 사이의 공간을 밀폐함으로써 촬상면(3)으로의 습기의 진입 및 먼지의 진입과 부착이 방지 될 수 있어, 촬상면(3)에서의 불량의 발생이 방지될 수 있다.
투광성 덮개부(6)는 장방형 판상을 갖고, 유리 등의 투광성 재료로 이루어진다. 고체 촬상 소자(2)는 투광성 덮개부(6)를 통과하는 외부의 입사 광을 캡쳐(capture)하고, 촬상면(3)에 배열된 복수의 수광 소자에 의해 수광한다. 적외선 차단막이 투광성 덮개부(6)의 표면에 형성되기 때문에, 투광성 덮개부(6)는 외부의 적외선 차단 기능을 가진다.
접착부(5)는 시트상의 접착제를 접착하고, 포토리소그래피 기술에 의해 노광 및 현상 등의 처리를 수행함으로써 패터닝에 의해 형성된다. 포토리소그래피 기술이 이용되기 때문에, 접착부(5)의 패터닝은 고정밀도로 수행될 수 있다. 시트상의 접착제가 이용되기 때문에, 접착부(5)의 두께가 균일해질 수 있다. 이것에 의해, 투광성 덮개부(6)는 촬상면(3)에 고정밀도로 접착될 수 있다.
투광성 덮개부(6)가 접착된 고체 촬상 소자(2)는 DSP(8)와 함께 도체 배선(11)이 패터닝에 의해 형성된 배선 기판(7)상에 배치된다. DSP(8)가 배선 기판(7)상에 접착되고, 장방형 판상의 실리콘 조각이 이용되는 스페이서(9)가 DSP(8)상에 접착되고, 고체 촬상 소자(2)가 스페이서(9)상에 접착되는 적층 구조이다. DSP(8)는 고체 촬상 소자(2)의 동작을 제어하고, 고체 촬상 소자(2)로부터 출력되는 신호를 처리하는 반도체 칩이다. DSP(8)를 고체 촬상 소자(2)와 같은 모듈 내에 배치함으로써 광학 장치용 모듈이 제공되는 디지털 카메라, 카메라 부착 휴대 전화 등이 소형화될 수 있다.
전기 신호의 입출력 등을 실행하기 위한 복수의 접착 패드(미도시)가 DSP(8) 의 표면에 형성되어 있다. 배선 기판(7)상에 DSP(8)가 접착된 후, DSP(8)의 접착 패드 및 배선 기판(7)의 도체 배선(11)이 접착 와이어(13)에 의해 함께 전기적으로 접속된다.
스페이서(9)상에 접착된 고체 촬상 소자(2)의 접착 패드(4) 및 배선 기판(7)상의 도체 배선(11)은 접착 와이어(12)에 의해 전기적으로 접속된다. DSP(8) 및 고체 촬상 소자(2)는 배선 기판(7)상의 도체 배선(11)을 통하여 함께 전기적으로 접속되기 때문에, 전기 신호의 송수신이 서로 수행될 수 있다. 접착 와이어(12)가 DSP(8) 또는 접착 와이어(13)와 접촉되지 않도록, 고체 촬상 소자(2) 및 DSP(8)의 사이의 거리가 스페이서(9)에 의해 조정된다.
배선 기판(7)상에 겹쳐져 배치된 DSP(8), 고체 촬상 소자(2) 등은 수지로 밀봉됨으로써 고정된다. 수지로 이루어진 밀봉부(14)는 배선 기판(7)상에 거의 직방체상으로 형성되고, 상면 및 투광성 덮개부(6)의 반 정도가 밀봉부(14)의 상면으로부터 돌출되어 있다. 밀봉부(14)의 측면에는 촬상부(1)가 수나사로서 기능하도록 나사부(15)가 제공된다.
광학 장치용 모듈과 광학 장치용 모듈을 탑재한 디지털 카메라, 카메라 부착 휴대 전화 등과의 사이에서 신호의 입출력을 수행하기 위한 복수의 반구형상의 접속 단자(10)는 배선 기판(7)의 하면에 돌출된 상태로 제공된다. 접속 단자(10)는 배선 기판(7)의 상면상에 형성된 도체 배선(11)과 전기적으로 접속되어 있다.
외부의 광을 고체 촬상 소자(2)의 촬상면(3)으로 유도하기 위한 광로 디리미터(20)는 렌즈(21), 렌즈(21)를 유지하는 홀더로서의 렌즈 배럴(22), 렌즈 배 럴(22)을 탄성 부재(24)를 통하여 지지하는 지지부(25)를 포함한다. 도면에서 렌즈 배럴(22)은 원통형상을 갖고 있지만 직방체상을 가질 수 있다. 렌즈 배럴(22)의 축심과 렌즈(21)의 광축이 서로 일치하도록, 렌즈(21)가 렌즈 배럴(22)의 내면에 고정된다.
렌즈 배럴(22)의 일단상의 주측면을 따라 4개의 위치 결정 클로(23)가 일정 간격으로 배열된다. 위치 결정 클로(23)는 t투광성 덮개부(6)의 평면방향에 대해서 렌즈 배럴(22)과 투광성 덮개부(6)의 상대 위치를 결정한다. 위치 결정 클로(23)는 렌즈 배럴(22)의 일단의 측부로부터 축방향으로 렌즈 배럴(22)의 단면의 외측으로 돌출한다. 광로 디리미터(20)가 촬상부(1)에 고정된 경우, 렌즈 배럴(22)의 단면은 투광성 덮개부(6)의 표면과 접하고, 4개의 위치 결정 클로(23)는 투광성 덮개부(6)의 주위와 접하고, 투광성 덮개부(6)는 위치 결정 클로(23)에 의해 협지(挾持)되어, 투광성 덮개부(6)와 렌즈 배럴(22)의 상대 위치를 고정한다. 각 2개의 대향하는 위치 결정 클로(23) 사이의 거리가 투광성 덮개부(6)의 대응측의 길이와 거의 동일하기 때문에, 투광성 덮개부(6)과 렌즈 배럴(22)의 상대 위치가 결코 시프트되지 않는다.
렌즈 배럴(22)의 주위의 거의 중앙에는, 원반상의 탄성 부재(24)가 고정된다. 광로 디리미터(20)는 렌즈 배럴(22)을 탄성 부재(24)를 통하여 지지하는 지지부(25)를 구비한다. 지지부(25)는 수직으로 지지부(25)를 관통하는 거의 원형의 관통 구멍(26)을 구비한다. 관통 구멍(26)은 내경이 다른 2개의 상호 연결된 구멍(26a,26b)을 포함한다. 관통 구멍(26)의 상부 구멍(26a)의 지름은 렌즈 배럴(22) 의 것보다 크다. 구멍(26)의 내경보다 큰 구멍(27)이 구멍(26a)의 내주면에 형성된다. 렌즈 배럴(22)에 고정된 탄성 부재(24)가 홈(27)에 삽입되고, 렌즈 배럴(22)은 지지부(25)의 구멍(26a)에서 탄성 부재(24)를 통하여 지지된다. 홈(27)은 탄성 부재(24)보다 약간 크기 때문에, 렌즈 배럴(22) 및 탄성 부재(24)는 구멍(26a) 내에서 관통 구멍(26)의 축심 방향 및 축심과 직교하는 평면 방향으로 약간 이동될 수 있다.
관통 구멍(26)의 하부 구멍(26b)의 내면에는 광로 디리미터(20)가 암나사로서 기능하여 나사부(15)와 맞물리는 나사 구멍부(28)가 제공된다. 촬상부(1)[밀봉부(14)]에 제공되는 나사부(15)와 광로 디리미터(20)[지지체(25)]에 제공되는 나사 구멍부(28)가 함께 맞물려져 촬상부(1)와 광로 디리미터(20)를 고정한다.
촬상부(1)의 나사부(15)와 광로 디리미터(20)의 나사 구멍부(28)가 함께 맞물려, 촬상부(1)와 광로 디리미터(20)를 고정할 경우, 촬상부(1) 및 광로 디리미터(20)가 고정되어 촬상부(1) 밀봉부(14)의 상면 및 광로 디리미터(20)의 지지부(25)의 하면이 서로 접촉한다. 렌즈 배럴(22)의 하단면이 투광성 덮개부(6)의 상면에 접촉하고, 위치 결정 클로(23)가 4방향으로부터 투광성 덮개부(6)의 주위와 접하고, 이로서 렌즈 배럴(22) 및 투광성 덮개부(6)의 상대 위치를 고정한다. 이 때, 렌즈 배럴(22)의 상단은 구멍(26a)으로부터 돌출하고, 렌즈 배럴(22)의 외주부의 탄성 부재(24)가 고정된 부분이 지지부(25) 홈(27)의 위에 위치되도록 상대 위치가 고정되기 때문에, 렌즈 배럴(22)은 탄성 부재(24)에 의해 아래쪽으로 푸쉬되어, 렌즈 배럴(22)은 투광성 덮개부(6)에 단단히 고정된다. 렌즈 배럴(22) 및 탄성 부재(24)는 구멍(26a) 내를 이동할 수 있기 때문에, 밀봉부(14) 및 지지부(25)의 형상에 오차가 있어도, 투광성 덮개부(6) 및 렌즈 배럴(22)의 위치에 영향을 주는 오차는 결코 없다. 렌즈 배럴(22)의 위치 결정 클로(23)는 렌즈 배럴(22)이 투광성 덮개부(6)에 고정된 경우에, 밀봉부(14)의 상면에 접촉하지 않고, 구멍(26a) 하단의 개구부의 지름은 구멍(26a)의 내경보다 크고, 지지부(25)의 하면이 투광성 덮개부(6) 및 위치 결정 클로(23)에 접촉하지 않는다.
도 5a 내지 5f는 본 발명에 의한 광학 장치용 모듈의 제조 공정을 나타내는 개략도이다. 도 5a, 5b 및 5c는 촬상부(1)를 수지로 밀봉하는 공정을 나타낸다. 도 5d, 5e 및 5f는 광로 디리미터(20)를 촬상부(1)에 고정하는 공정을 나타낸다.
배선 기판(7)상에 겹쳐져 배치된 DSP(8), 고체 촬상 소자(2) 등은 수지로 채워지는 용기(50a) 내에 배치된다(도 5a). 용기(50a) 내의 저면은 배선 기판(7)과 거의 같은 크기이다, 용기(50a)의 내의 저면 및 배선 기판(7)의 하면이 서로 밀착되도록, 배치된 접속 단자(10)를 수용하기 위한 복수의 반구형상의 오목부(53)가 배선 기판(7)의 하면에 형성된다. 용기(50a) 내의 저면 및 배선 기판(7)의 하면이 서로 밀착되도록 함으로써, 배선 기판(7)의 하면으로 수지가 흐르는 것이 방지된다.
그 후, 덮개부(50b)가 용기(50a)의 내면에 따라 삽입되어 몰드를 구성하고, 몰드 내의 공간이 밀봉된다. 정확하게, 덮개부(50b)는 수지를 주입하기 위해 주입구(51)가 형성되고, 몰드의 내부가 단지 주입구(51)를 통해서 외부와 연통한다(도 5b). 덮개부(50b)의 다리부 부분에는 암나사 홈(54)이 형성된다. 원통형상의 주입 관(60)이 주입구(51)에 삽입되고, 수지가 주입관(60)을 통해서 수지 주입기(61)에 의해 몰드의 내부에 주입된다(도 5c). 그 후, 수지가 경화하고, 그 측면에 나사부(15)를 갖는 밀봉부(14)가 촬상부(1)에 형성된다. 몰드에 요구되는 밀봉성은 그다지 높지 않고, 수지만이 경화된 경우에 나사부(15)가 형성되기에 밀봉성이 충분히 높은 것이 필요하다. 도면에 나타난 바와 같이, 투광성 덮개부(6)의 상부 부분을 수용하는 오목부(52)가 덮개부(50b) 내의 상면에 형성될 수 있다. 상기 경우에는, 몰드의 공간 용적보다 큰 수지가 주입된 경우에도, 오목부(52)에 수용되는 투광성 덮개부(6)의 상부 부분이 밀봉부(14)의 상면으로부터 반드시 노출되도록 밀봉부(14)가 형성될 수 있다. 수지의 주입량을 제어함으로써 밀봉부(14)의 높이(Z)가 조정될 수 있는 것에 주목해야 한다.
그 후, 상술한 바와 같이 촬상부(1)가 수지로 밀봉된 후, 개별적으로 제조된 광로 디리미터(20)가 촬상부(1)에 고정된다. 우선, 촬상부(1)의 나사부(15)와 광로 디리미터(20)의 나사 구멍부(28)의 맞물림이 시작된다(도 5d). 맞물림의 시작에서는 촬상부(1)의 투광성 덮개부(6)와 광로 디리미터(20)의 위치 결정 클로(23)가 서로 맞물리지 않는다. 상기 상태 하에서는 렌즈(21)의 광축과 고체 촬상 소자(2)의 촬상면의 광학적 중심이 서로 불일치(A≠0)할 수도 있고, 제조의 불균일성에 의해 그들이 서로 일치하는 것은 드물다.
그 후, 나사부(15)와 나사 구멍부(28)가 서서히 함께 맞물리면, 촬상부(1)의 투광성 덮개부(6) 및 광로 디리미터(20)의 위치 결정 클로(23)가 서로 접촉된다(도 5e). 도 5e는 좌측의 위치 결정 클로(23)가 투광성 덮개부(6)와 접촉하고 있는 상태를 나타낸다. 그 후, 더욱 나사부(15)과 나사 구멍부(28)를 함께 맞물리게 함으로써, 렌즈(21)의 광축과 고체 촬상 소자(2)의 촬상면의 광학적인 중심이 서로 일치하는 방향으로 투광성 덮개부(6)에 대한 렌즈 배럴(22)의 상대 위치가 자동적으로 이동하고, 렌즈 배럴(22)이 탄성 부재(24)에 의해 투광성 덮개부(6)를 누름으로써 고정되고, 지지부(25)가 나사부(15)와 나사 구멍부(28)에 의해 이동불가능하게 촬상부(1)에 고정된다(도 5f). 상술한 바와 같이, 투광성 덮개부(6)가 압착에 의해 위치 결정 클로(23)의 능선을 따라 이동하기 때문에, 렌즈(21)의 광축과 고체 촬상 소자(2)의 촬상면(3)의 광학적 중심이 서로 일치될 수 있다. 위치 결정 클로(23)의 능선의 구성은 제조의 불균일성을 고려하여 적절히 결정된다.
상술한 구성을 갖는 광학 장치용 모듈에서는 렌즈 배럴(22)의 하단이 투광성 덮개부(6)의 상면에 접촉되도록 광로 디리미터(20)가 배치되기 때문에, 고체 촬상 소자(2)의 촬상면(3)과 렌즈(21)간의 거리가 접착부(5) 및 투광성 덮개부(6) 접착 두께와 렌즈 배럴(22)의 하단으로부터 렌즈(21)가 고정되어 있는 부분까지의 거리의 전체 합계에 의해 일의적으로 결정된다. 렌즈 배럴(22)의 위치 결정 클로(23)가 4방향으로부터 투광성 덮개부(6)의 주위와 접하여 상대 위치를 고정시키기 때문에, 투광성 덮개부(6)의 평면 방향으로 렌즈(21)의 위치가 일의적으로 결정된다. 투광성 덮개부(6)는 고체 촬상 소자(2)의 촬상면(3)에 대하여 고정밀도로 위치 결정되면서 접착되기 때문에, 렌즈 배럴(22)은 투광성 덮개부(6)에 관해 촬상면(3)에 대하여 높은 정밀도로 위치 결정되면서 고정될 수 있다.
촬상부(1)의 고체 촬상 소자(2), DSP(8) 등이 수지로 밀봉되기 때문에, 이것 은 외부의 충격으로부터 보호될 수 있고, 제조 공정이 간단하다. 광로 디리미터(20)의 렌즈 배럴(22)이 지지부(25)에 의해 탄성 부재(24)를 통하여 지지되고, 탄성 부재(24)가 지지부(25)의 홈(27) 내에서 이동 가능하기 때문에, 렌즈 배럴(22) 및 지지부(25)는 다른 공정에 의해 촬상부(1)에 고정될 수 있고, 밀봉부(14) 및 지지부(25)의 구성 오차에 영향을 주는 것 없이 고체 촬상 소자(2)에 대하여 렌즈(21)의 위치가 고정될 수 있다.
본 실시형태에서는 광로 디리미터(20)의 렌즈 배럴(22)이 위치 결정 클로(23)를 갖지만, 위치 결정 클로(23)가 제공되지 않을 수도 있다. 상기 경우에는, 렌즈 배럴(22)의 하면을 투광성 덮개부(6)의 상면에 접촉시키는 공정에서 평면 방향으로의 위치 결정이 수행되고, 그 후, 지지부(25)가 촬상부(1)에 고정된다. 고체 촬상 소자(2) 및 신호 처리 장치로서의 DSP(8)는 개별 반도체 칩으로서 겹쳐져 배치되지만, 1개의 반도체 칩으로 형성될 수도 좋다. DSP(8) 이외의 반도체 칩은 고체 촬상 소자(2)와 함께 배치될 수도 있다. 또한, 다수의 반도체 칩은 겹쳐져 배치될 수도 있다. 합성 수지에 의한 밀봉을 행하기 위한 몰드의 형상은 하나의 예이며, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 고체 촬상 소자가 배치되는 기판상에 뒤집힘, 휨 등에 의한 왜곡이 발생할 경우에도, 고체 촬상 소자의 촬상면에 대한 렌즈의 위치 결정 정밀도가 결코 감소되지 않고, 고체 촬상 소자 또는 신호 처리 장치가 외부의 충격에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있고, 광학 장치용 모듈이 간단히 제조 될 수 있다.

Claims (8)

  1. 촬상면을 갖는 고체 촬상 소자, 상기 촬상면에 대향하여 배치되는 투광성 덮개부, 및 상기 고체 촬상 소자에 상기 투광성 덮개부를 접착시키는 접착부를 갖는 촬상부와;
    광학 부재 및 그 광학 부재를 유지하는 홀더를 갖고, 상기 촬상면에 광로를 획정하는 광로 디리미터를 포함하는 광학 장치용 모듈에 있어서:
    상기 촬상부는 상기 투광성 덮개부의 일부 또는 전부가 노출되는 방식으로 상기 고체 촬상 소자 및 상기 투광성 덮개부를 수지로 밀봉하는 밀봉부를 갖고,
    상기 투광성 덮개부의 상기 밀봉부로부터의 노출 부분에 상기 홀더를 접촉시킴으로써 상기 광로 디리미터를 상기 촬상부에 고정하는 고정 수단이 구비되고,
    상기 고정 수단은 상기 촬상부에 제공된 나사부; 상기 광로 디리미터에 제공되고 상기 나사부와 맞물리는 나사 구멍부를 포함하고, 상기 나사부 및 상기 나사 구멍부가 함께 맞물려 상기 촬상부에 상기 광로 디리미터를 고정하는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상부는 도체 배선이 형성된 배선 기판; 및 상기 배선 기판에 고정되고 상기 도체 배선에 전기적으로 접속되는 신호 처리 장치를 갖고,
    상기 밀봉부는 상기 배선 기판 및 상기 신호 처리 장치를 상기 고체 촬상 소 자 및 상기 투광성 덮개부와 함께 수지로 밀봉하는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 나사부는 수지로 이루어지고, 상기 밀봉부와 일체 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 홀더 및 상기 투광성 덮개부의 상대 위치를 결정하는 위치 결정부를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 투광성 덮개부는 판상을 갖고, 상기 밀봉부로부터 그 하나의 면과 그 측면의 일부 또는 전부가 노출되고,
    상기 위치 결정부는 상기 홀더가 상기 투광성 덮개부의 하나의 면에 접촉된 경우에, 상기 투광성 덮개부의 측면 중 2이상의 부분과 맞물리는 클로를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광로 디리미터는 상기 홀더에 고정된 탄성 부재; 및 상기 탄성 부재를 지지하는 지지부를 갖고,
    상기 광로 디리미터가 상기 촬상부에 고정된 경우에, 상기 탄성 부재가 상기 홀더를 상기 투광성 덮개부에 누르도록 하는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 탄성 부재가 상기 지지부에 대하여 상대 이동되도록 상기 탄성체를 지지하는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광로 디리미터가 상기 촬상부에 고정된 경우, 상기 홀더는 상기 밀봉부와 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 광학 장치용 모듈.
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