JP2009201000A - カメラモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラモジュールにおいて、貫通孔の切り屑等が撮像素子の受光部に付着するのを防止する。
【解決手段】貫通孔１１が形成された基板１０、貫通孔に受光部２１が臨むように基板の一方側の面１０ａに実装された撮像素子２０、貫通孔を通して撮像素子の受光部と対向するように基板の他方側の面１０ｂに実装されたレンズユニット３０を備え、基板１０には、貫通孔１１の少なくとも内周面１１ａを覆うと共にグランドに接続される導電性の被覆箔１５が設けられている。これによれば、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、貫通孔を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子の受光部に落下して付着するのを防止することができ、又、静電気等により貫通孔の領域に塵等が付着しその付着した塵等が受光部に落下するのを防止すると共に基板上におけるシールド効果を得ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板に対して、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子と、撮像素子の受光部に被写体を結像させるレンズを含むレンズユニットを実装したカメラモジュール及びその製造方法に関し、特に、基板に設けた貫通孔を挟んで撮像素子とレンズユニットを実装したカメラモジュール及びその製造方法に関する。

従来のカメラモジュールとしては、図９（ａ）に示すように、貫通孔１ａを有する基板１、基板１の一方の面に接合されかつ貫通孔１ａと同一径の貫通孔２ａを有するメタルプレート２、受光部３ａを貫通孔１ａ，２ａに臨ませるようにして基板１の一方の面にフリップチップ実装された撮像素子３、貫通孔１ａ，２ａを挟んで撮像素子３の受光部３ａにレンズＧを対向させるように基板１の他方の面側（メタルプレート２上）に実装されたレンズユニット４を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このカメラモジュールにおいて、基板１及びメタルプレート２には、貫通孔１ａ，２ａを設けるため、その貫通孔１ａ，２ａを形成する際に、貫通孔１ａ，２ａを画定する内周面の領域において切り屑あるいは塵等が発生する。そこで、加工後の基板１及びメタルプレート２を洗浄したとしても、これらの切り屑や塵等は完全に除去することができず、レンズユニット４及び撮像素子３を実装した後に、付着した切り屑や塵が撮像素子３の受光部３ａに付着する虞がある。

また、従来の他のカメラモジュールとしては、図９（ｂ）に示すように、貫通孔１ａを有する基板１、基板１の一方の面に接合されかつ貫通孔１ａと同一径の貫通孔１ａ´を有する他の基板１´、受光部３ａを貫通孔１ａ，１ａ´に臨ませるようにして基板１の一方の面にフリップチップ実装された撮像素子３、貫通孔１ａ，１ａ´の内周面を覆うと共に基板１´の上面まで配設されて外部から光が入り込むのを防止する不透明な樹脂部５、貫通孔１ａ，１ａ´を挟んで撮像素子３の受光部３ａにレンズＧを対向させるように基板１，１´の他方の面側で樹脂部５の上面に実装されたレンズユニット４を備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

このカメラモジュールにおいて、貫通孔１ａ，１ａ´の内周面の領域が樹脂部５により覆われているが、その製造手順としては、先ず、基板１に撮像素子３を実装した後に、液状の樹脂を貫通孔１ａ，１ａ´の内周面を覆うように塗布し、塗布した樹脂を硬化させることによって樹脂部５を形成するため、樹脂部５を形成する前に、貫通孔１ａ，１ａ´の内周面の領域に生じた切り屑あるいは塵等が、撮像素子３の受光部３ａに落下する虞がある。また、樹脂部５は、液状の樹脂を塗布して硬化させることによって形成されるため、その形状を高精度に管理するのが困難で、形状のバラツキを招く虞があり、また、基板１，１´と直接関係ない別部材が必要になり、コストの増加を招くことになる。さらに、樹脂部５は帯電によって塵等を吸い寄せて、撮像素子への塵等の付着を一層助長する虞がある。

特開２００１−７８０６４号公報 特開２００３−１０１００２号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、低コスト化等を図りつつ、貫通孔を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子に付着するのを防止でき、静電気等により貫通孔の領域に塵等が付着するのを防止でき、又、基板におけるシールド効果が得られ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。

本発明のカメラモジュールは、貫通孔が形成された基板と、貫通孔に受光部が臨むように基板の一方側の面に対して実装された撮像素子と、貫通孔を通して撮像素子の受光部と対向するように基板の他方側の面に実装されたレンズユニットとを備えたカメラモジュールであって、上記基板には、貫通孔の少なくとも内周面を覆うと共にグランドに接続されるように導電性の被覆箔が設けられている、ことを特徴としている。
この構成によれば、撮像素子の受光部が臨む基板の貫通孔に対して、少なくともその内周面を覆うように導電性の被覆箔が配設されてグランドに接続（接地）されるため、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、貫通孔を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子の受光部に落下して付着するのを防止することができ、又、静電気等により貫通孔の領域に塵等が付着しその付着した塵等が受光部に落下するのを防止することができる。

上記構成をなすカメラモジュールにおいて、被覆箔は、基板の両方の面に配設される導体を電気的に接続するスルーホールである、構成を採用することができる。
この構成によれば、被覆箔として、基板の配線接続に用いられるスルーホールを適用することで、基板の両側の面に配設される導体（ここでは、被覆箔同士）を接続すると共に、前述の防塵効果を得ることができる。

上記構成をなすカメラモジュールにおいて、被覆箔の表面には、黒色の被膜が施されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、被写体光がレンズユニットから貫通孔を通して撮像素子に向う際に、貫通孔の少なくとも内周面に設けられた被覆箔の光沢による乱反射を防止することができる。

上記構成をなすカメラモジュールにおいて、被覆箔は、貫通孔の内周面及び周辺領域から延長して、基板の少なくとも一方側の面上に形成されるプリント配線に沿うように配設されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、被覆箔が、貫通孔の内周面だけでなく、貫通孔の周辺領域（開口端縁部）から延長してプリント配線に沿うように配設されるため、プリント配線等を保護するシールド効果を得ることができる。

また、本発明に係るカメラモジュールの製造方法は、基板に貫通孔を形成し、貫通孔に受光部が臨むように基板の一方側の面に撮像素子を実装し、貫通孔を通して撮像素子の受光部と対向するように基板の他方側の面にレンズユニットを実装するカメラモジュールの製造方法であって、上記撮像素子の実装に先立って、基板には、貫通孔の少なくとも内周面を覆うと共にグランドに接続されるように導電性の被覆箔が配設される、ことを特徴としている。
この構成によれば、基板に対して貫通孔が開けられた後、撮像素子を貫通孔に臨む領域において基板の一方側の面に実装（フリップチップ実装等）する前に、導電性の被覆箔が、貫通孔の少なくとも内周面を覆うと共にグランドに接続されるように配設されるため、貫通孔を開ける際に発生した切り屑や塵等を予め封じ込めることができ、それ故に、撮像素子の受光部に落下して付着するのを防止することができ、又、静電気等により貫通孔の領域に塵等が付着しその付着した塵等が受光部に落下するのを防止することができる。

上記構成をなすカメラモジュール及びその製造方法によれば、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、貫通孔を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子に付着するのを防止でき、静電気等により貫通孔の領域に塵等が付着するのを防止でき、又、基板におけるシールド効果等を得ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図６は、本発明に係るカメラモジュールの一実施形態を示すものであり、図１はカメラモジュールが搭載された携帯電話機を示す斜視図、図２はカメラモジュールの正面図、図３はカメラモジュールの背面図、図４はカメラモジュールの断面図、図５及び図６は基板に配設された被覆箔及びプリント配線を示す正面図及び背面図である。

このカメラモジュールＭは、図１に示すように、携帯電話機Ｔ等に搭載されてモバイルカメラとして適用されるものである。
カメラモジュールＭは、図２ないし図４に示すように、略矩形の基板１０、基板１０の一方側の面１０ａに実装された撮像素子２０、基板１０の他方側の面１０ｂに実装されたレンズユニット３０等を備えている。

基板１０は、図２ないし図４に示すように、矩形の貫通孔１１、一方側の面１０ａにおいて撮像素子２０及びその他の電子部品（不図示）を電気的に接続するべく配設されたプリント配線１２、他方側の面１０ｂにおいて電子部品（不図示）を電気的に接続するべく配設されたプリント配線１３、一方側の面１０ａにおいてマザーボードＭＢに接続するために設けられたコネクタ１４、貫通孔１１の内周面１１ａ及びその縁部領域から一方側の面１０ａ及び他方側の面１０ｂ上に延長して配設された被覆箔１５、プリント配線１２とプリント配線１３を電気的に接続するスルーホール１６、被覆箔１５のうち一方側の面１０ａに配設された被覆箔１５ａと他方側の面１０ｂに配設された被覆箔１５ｂを電気的に接続するスルーホール１７等を備えている。

基板１０としては、柔軟性のない絶縁体基材を用いたリジッド基板、あるいは、絶縁体基材に薄く柔軟性のある材料を積層したフレキシブル基板、さらには、硬質な材料とフレキシブルな材料とを複合して形成したリジッドフレキシブル基板等が採用される。
貫通孔１１は、図２及び図３に示すように、撮像素子２０の受光部２１と略同一の形状となるように矩形状に開けられている。
プリント配線１２，１３は、基板１０の両面１０ａ，１０ｂに銅材料等を用いた銅箔を形成し、その上にフォトレジスト等を塗布した後、パターン露光及び現像等を施して、必要な部分のみを残すエッチング法等により形成されている。

被覆箔１５は、図４ないし図６に示すように、基板１０の一方側の面１０ａに配設された被覆箔１５ａ、基板１０の他方側の面１０ｂに配設された被覆箔１５ｂ、基板１０の貫通孔１１の内周面１１ａを覆うように配設された被覆箔１５ｃ、貫通孔１１の開口端周辺領域に配設された被覆箔１５ｄ等により形成されている。そして、被覆箔１５ａは、図６に示すように、コネクタ１４の領域まで伸長して配設され、グランドに接続（接地）されるようになっている。
ここでは、被覆箔１５のうち主となる面積をなす被覆箔１５ｂが、基板１０の他方側の面１０ｂ上に配設されている。
また、貫通孔１１の内周面１１ａを覆うように配設された被覆箔１５ｃは、基板１０の一方側の面１０ａ上に配設された導体としての被覆箔１５ａと他方側の面１０ｂ上に配設された導体としての被覆箔１５ｂを電気的に接続するスルーホールとして機能するものである。

このように、撮像素子２０の受光部２１が臨む基板１０の貫通孔１１に対して、少なくともその内周面１１ａを覆うようにスルーホールとして機能する導電性の被覆箔１５（１５ｃ）が配設されて、被覆箔１５全体がグランドに接続（接地）されるため、貫通孔１１を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子２０の受光部２１に落下して付着するのを防止することができ、又、静電気等により貫通孔１１の領域に塵等が付着しその付着した塵等が受光部２１に落下するのを防止することができる防塵効果が得られる。
さらに、被覆箔１５は、図２に示すように、貫通孔１１の内周面１１ａ及び周辺領域から延長して、基板１０の面１０ｂ上に形成されるプリント配線１３に沿うように配設されている。すなわち、被覆箔１５が、貫通孔１１の内周面１１ａだけでなく、貫通孔１１の周辺領域（開口端縁部）から延長してプリント配線１３に沿うように配設されるため、プリント配線１３、その他の電子部品等を保護するシールド効果を得ることができる。
また、被覆箔１５のうち少なくとも内周面１１ａを覆うように形成された被覆箔１５ｃの表面には、黒色の被膜が施されてもよい。これによれば、被写体光が貫通孔１１（被覆箔１５ｃの領域）を通過する際に、乱反射するのを防止することができる。

撮像素子２０は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の撮像素子であり、図３及び図４に示すように、レンズユニット３０を通過した被写体光を受光する受光部２１を有し、この受光部２１が貫通孔１１に臨むように基板１０の一方側の面１０ａに対して、バンプ２２を介してフリップチップ実装されている。そして、撮像素子２０の周りが、封止樹脂剤４０により封止されて接着されている。
そして、撮像素子２０は、図２ないし図４に示すように、基板１０の一方側の面１０ａ上に配設されたプリント配線１２と電気的に接続されている。

レンズユニット３０は、図２及び図４に示すように、円形の開口部３１ａを画定する筒状のレンズ枠３１、レンズ枠３１に保持されたレンズカバー３２、レンズカバー３２の内側に配置されたレンズ３３等を有し、レンズ３３が貫通孔１１を通して撮像素子２０の受光部２１と対向するように、基板１０の他方側の面１０ｂに実装されている。そして、レンズユニット３０のレンズ枠３１の周りが、封止樹脂剤４０により封止されて接着されている。
尚、ここでは、レンズユニット３０として、一つのレンズ３３を備えるものを示したが、これに限定されるものではなく、複数のレンズを備えたもの、あるいはズーミング動作を行うべくレンズ枠３１が繰り出し機構を備えたものを採用してもよい。

次に、このカメラモジュールＭの製造方法について説明する。
先ず、基板１０に対して、切削加工等の所定の手法により矩形状をなす貫通孔１１が開けられる。
続いて、貫通孔１１の内周面１１ａを覆うと共にグランドに接続されるようなレイアウトで、所定の薄膜形成手法により、導電性の被覆箔１５が配設される。

この被覆箔１５は、貫通孔１１の内周面１１ａを覆う被覆箔１５ｃ、貫通孔１１の周辺領域を覆う被覆箔１５ｄ、被覆箔１５ｄから延長して基板１０の一方側の面１０ａ上においてコネクタ１４まで伸長する被覆箔１５ａ、基板１０の他方側の面１０ｂ上に形成されるプリント配線１３に沿う被覆箔１５ｂが、それぞれ一体的に接続されて配設される。
このように、被覆箔１５が、貫通孔１１の内周面１１ａだけでなく、貫通孔１１の周辺領域（開口端縁部）から延長してプリント配線１３に沿うように配設されるため、プリント配線１３及びその他の電子部品等が、静電気等から保護される。
また、貫通孔１１の内周面１１ａが被覆箔１５（１５ｃ）により覆われるため、前の穴開け工程において発生した切り屑や塵等を閉じ込めて、周りに散乱するのを防止することができる。
さらに、被覆箔１５（１５ｃ）の光沢による反射で、被写体光が乱反射する場合には、被覆箔の表面に黒色の被膜を施して、乱反射を防止することができる。

プリント配線１２，１３を形成する際には、被覆箔１５も含めて、撮像素子２０やコネクタ１４やその他の電子部品を実装する部分を除き、レジスト材料等により覆われる。
また、基板１０に対して、一方側の面１０ａ上に配設されたプリント配線１２及び被覆箔１５ａと他方側の面１０ｂ上に配設されたプリント配線１３及び被覆箔１５ｂとを電気的に接続するべく、複数のスルーホール１６，１７が取り付けられる。
基板１０の一方側の面１０ａに対しては、受光部２１が貫通孔１１に臨むように、バンプ２２を介して、撮像素子２０が実装される。その後、撮像素子２０の周りに、封止樹脂４０が充填される。

続いて、基板１０の他方側の面１０ｂに対して、レンズ３３が貫通孔１１に臨むように、レンズユニット３０が配置され、レンズユニット３０（レンズ枠３１）の周りに、封止樹脂４０が充填されて接着される。
このように、基板１０に貫通孔１１を形成し、貫通孔１１に受光部２１が臨むように基板１０の一方側の面１０ａに撮像素子２０を実装し、貫通孔１１を通して撮像素子２０の受光部２１と対向するように基板１０の他方側の面１０ｂにレンズユニット３０を実装する際に、撮像素子２０の実装に先立って、基板１０には貫通孔１１の内周面１１ａを覆うと共にグランドに接続されるように導電性の被覆箔１５が配設される。

すなわち、基板１０に対して貫通孔１１が開けられた後、撮像素子２０を貫通孔１１に臨む領域において基板１０の一方側の面１０ａに実装（フリップチップ実装等）する前に、導電性の被覆箔１５が、貫通孔１１の少なくとも内周面１１ａを覆うと共にグランドに接続されるように配設されるため、貫通孔１１を開ける際に発生した切り屑や塵等を予め封じ込めることができ、それ故に、撮像素子２０の受光部２１に落下して付着するのを防止することができ、又、貫通孔１１に樹脂部品がないので、静電気等により貫通孔１１の領域に塵等が付着しその付着した塵等が撮像素子２０の受光部２１に落下するのを防止することができる。

上記実施形態においては、基板１０の一方側の面１０ａに対してコネクタ１４まで伸長する被覆箔１５ａを配設し、基板１０の他方側の面１０ｂに対してプリント配線１３に沿うように被覆箔１５ｂを配設した場合を示したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、基板１０の一方側の面１０ａに対してプリント配線１２に沿うようにかつコネクタ１４まで伸長する被覆箔１５ａを配設し、基板１０の他方側の面１０ｂに対して被覆箔１５ｂ（断面の関係上省略）を配設してもよい。
上記実施形態においては、一つの基板１０に対して撮像素子２０とレンズユニット３０を実装する場合を示したが、これに限定されるものではなく、図８に示すように、基板１０，１０´を積層した多層構造の基板に対して、撮像素子２０及びレンズユニット３０を実装し、基板１０の貫通孔１１の内周面１１ａと基板１０´の貫通孔１１´の内周面１１ａ´を少なくとも覆うように被覆箔１５を配設してもよい。
この場合も、前述同様に、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、貫通孔１１，１１´を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子２０に付着するのを防止でき、静電気等により貫通孔１１，１１´の領域に塵等が付着するのを防止でき、又、基板１０，１０´におけるシールド効果等を得ることができる。

以上述べたように、本発明のカメラモジュール及びその製造方法は、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、貫通孔を開ける際に発生した切り屑や塵等が撮像素子に付着するのを防止でき、静電気等により貫通孔の領域に塵等が付着するのを防止でき、又、基板におけるシールド効果等を得ることができるため、携帯電話機等に搭載される小型のカメラモジュールとして適用できるのは勿論のこと、その他の携帯情報端末のカメラモジュールとして、あるいは、固定用の監視カメラ等に内蔵されるカメラモジュールとして、さらには、その他の撮像装置に搭載されるカメラモジュールとしても有用である。

本発明に係るカメラモジュールを搭載した携帯電話機を示す斜視図である。 本発明に係るカメラモジュールの一実施形態を示す正面図である。 本発明に係るカメラモジュールの一実施形態を示す背面図である。 図２中のＥ−Ｅにおける断面図である。 レンズユニットを実装する前の基板の正面図である。 撮像素子を実装する前の基板の背面図である。 本発明に係るカメラモジュールの他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係るカメラモジュールのさらに他の実施形態を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、従来のカメラモジュールを示す断面図である。

符号の説明

Ｇ レンズ
Ｔ 携帯電話機
Ｍ カメラモジュール
２ メタルプレート
５ 樹脂部
１，１´，１０，１０´ 基板
１０ａ 基板の一方側の面
１０ｂ 基板の他方側の面
１ａ，１ａ´，２ａ，１１，１１´ 貫通孔
１１ａ，１１ａ´ 内周面
１２，１３ プリント配線
１４ コネクタ
１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ） 被覆箔
１５ｃ スルーホール
１６，１７ スルーホール
３，２０ 撮像素子
３ａ，２１ 受光部
２２ バンプ
４，３０ レンズユニット
３１ レンズ枠
３１ａ 開口部
３２ レンズカバー
３３ レンズ
４０ 封止樹脂

Claims (5)

1. 貫通孔が形成された基板と、前記貫通孔に受光部が臨むように前記基板の一方側の面に対して実装された撮像素子と、前記貫通孔を通して前記撮像素子の受光部と対向するように前記基板の他方側の面に実装されたレンズユニットと、を備えたカメラモジュールであって、
   前記基板には、前記貫通孔の少なくとも内周面を覆うと共にグランドに接続されるように導電性の被覆箔が設けられている、
   ことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記被覆箔は、前記基板の両方の面に配設される導体を電気的に接続するスルーホールである、
   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. 前記被覆箔の表面には、黒色の被膜が施されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラモジュール。
4. 前記被覆箔は、前記貫通孔の内周面及び周辺領域から延長して、前記基板の少なくとも一方側の面上に形成されるプリント配線に沿うように、配設されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載のカメラモジュール。
5. 基板に貫通孔を形成し、前記貫通孔に受光部が臨むように前記基板の一方側の面に撮像素子を実装し、前記貫通孔を通して前記撮像素子の受光部と対向するように前記基板の他方側の面にレンズユニットを実装するカメラモジュールの製造方法であって、
   前記撮像素子の実装に先立って、前記基板には、前記貫通孔の少なくとも内周面を覆うと共にグランドに接続されるように導電性の被覆箔が配設される、
   ことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
   

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