JP2010219696A - 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】エポキシ系接着剤を用いずにレンズホルダが撮像部上に接合され、生産性の高い固体撮像装置を提供する。
【解決手段】カメラモジュール１は、レンズホルダ３の底部に形成された突起部３０が、撮像ユニット４の封止部に形成された凹部４０に収まっており、レンズホルダ３と撮像ユニット４とが溶着によって、互いに接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズホルダを封止樹脂上に溶着する溶着部を備えた固体撮像装置およびその固体撮像装置を備えた電子機器に関する。

従来の固体撮像装置（カメラモジュール）は、レンズホルダを接着するために、エポキシ系接着剤が用いられてきた。

例えば、図１５は、特許文献１のカメラモジュール（固体撮像装置）の製造工程を示す断面図である。図１５のように、カメラモジュール１００は、セラミック基板（プリント基板）１３３上に、ＣＭＯＳまたはＣＣＤセンサーチップ（固体撮像素子チップ）１３８を搭載し、それを覆うように、樹脂製のレンズホルダ（モジュール筐体）１３５を接着して製造される。エポキシ系接着剤は、接着力が強力であり、金属，樹脂，コンクリート，およびガラスにも良好に接着できる上、耐水性が高いというメリットがある。このため、セラミック基板１３３とレンズホルダ１３５とを強力に接着するために、エポキシ系接着剤が使用されていた。

一方、図１６は、特許文献２のカメラモジュールの断面図である。カメラモジュール２００は、カメラモジュール２００の撮像部２０１（撮像素子２０２やリッドガラス２０３）を熱可塑性樹脂２０４で封止して、１つのパッケージとし、その上に、カメラモジュール２００の筺体（レンズホルダ）２０５を接着する構造となってきている。この場合でも、撮像部２０１と筺体２０５とは、エポキシ系接着剤を用いて接着される。

特開２００８−２７７４５４号公報（２００８年１１月１７日公開） 特開２００７−１４２０４２号公報（２００８年１２月１１日公開）

しかし、エポキシ系接着剤を用いた場合、固体撮像装置の生産性が低いという問題がある。

具体的には、まず、エポキシ系接着剤は、溶剤の揮発や湿度でなく化学変化で硬化する。このため、主剤と硬化剤とを混合して使うものであり、使用量だけを事前に混合する必要がある。すなわち、エポキシ系接着剤を使用する場合、使用量を推測した上で、主剤と硬化剤とを混合しなければならない。このとき、使用量が推測した量を下回ると、エポキシ系接着剤の無駄が生じ、使用量が推測した量を上回ると、エポキシ系接着剤を再度作成しなければならない。

なお、エポキシ系接着剤には、主剤と硬化剤との混合を必要としない、１液性エポキシ系接着剤も存在する。ただし、１液性エポキシ系接着剤を硬化させるには、硬化温度まで過熱する必要がある。

さらに、エポキシ系接着剤は、硬化に要する時間が非常に長い。具体的には、エポキシ系接着剤には、「５分硬化型」，「３０分硬化型」，「６０分硬化型」等の種類がある。しかし、「○分硬化」というのは、化学反応により硬化開始時間を示しているのであって
、硬化終了時間を示すのではない。実際には、実用強度になるまでに少なくとも３０〜４０分、完全に硬化するまでに１２時間もの時間が必要になる。

このため、実際の固体撮像装置の製造工程では、カメラモジュール筺体の組み立て後にレンズホルダを接着するために、１液性の熱硬化タイプのエポキシ系接着剤が使用される。そして、エポキシ性接着剤を硬化させるために、８０℃〜９０℃で、２時間半程度の加熱が必要になっている。さらに、エポキシ系接着剤を硬化させるためには、多数の固体撮像装置を一括して硬化温度で保温できる大掛かりな装置およびスペースも必要となるため、生産性が悪い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エポキシ系接着剤を用いずにレンズホルダが撮像部上に接合され、生産性の高い固体撮像装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。

本発明の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、被写体像を形成するレンズユニットと、
レンズユニットによって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像部と、
上記撮像部上にレンズユニットを固定するためのレンズホルダとを備えた固体撮像装置において、
上記撮像部は、撮像部の表面を封止樹脂によりパッケージする封止部を備えており、
上記レンズホルダと封止部とを互いに溶着する溶着部を備えることを特徴としている。

上記の発明によれば、撮像部を封止する封止部と、レンズホルダとが、溶着部によって、互いに溶着されている。これにより、レンズホルダを撮像部に強固に接合することができる。さらに、レンズホルダを撮像部に接合するために、従来用いられてきたエポキシ系接着剤を必要としない。従って、生産効率が顕著に高い固体撮像装置を提供することができる。このように、上記の発明によれば、エポキシ系接着剤を用いずにレンズホルダが撮像部上に接合され、生産性の高い固体撮像装置を提供することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記溶着部は、上記レンズホルダと封止部との互いの接触面に形成されており、上記レンズホルダおよび封止部の一方に形成された突起部と、他方に形成された上記突起部に対応する凹部とからなることが好ましい。

上記の発明によれば、溶着部が、レンズホルダおよび封止部に形成された、突起部と凹部とから構成されている。つまり、溶着部を、レンズホルダおよび封止部に、直接形成することができる。従って、溶着部の構成を簡素化することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記突起部は、先端ほど、光軸に対して垂直な断面が小さくなっていることが好ましい。

上記の発明によれば、突起部が、先端に向かうにしたがって、光軸に対して垂直方向の断面積が小さくなった形状である。また、突起部に対応する凹部も、突起部と同様の形状となっている。つまり、突起部は、凹部の内部に向かって細くなっている。これにより、突起部と凹部との接触面積を広くすることができる。従って、より確実にレンズホルダを撮像部に接合することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記溶着部は、上記レンズホルダおよび封止部の外縁部に形成されていることが好ましい。

上記の発明によれば、溶着部が、レンズホルダおよび封止部の外縁部に形成されている。つまり、溶着部は、レンズホルダおよび撮像部の表面に近い位置に形成されていることになる。従って、溶着に必要となる加熱時間または振動時間を、短縮することができる。さらに、溶着時の加熱または振動等が原因となる不具合を防止することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記突起部および凹部によって、撮像部に対しレンズユニットが位置合わせされるようになっていることが好ましい。

上記の発明によれば、突起部および凹部が、溶着のためにだけでなく、撮像部に対するレンズユニットの位置合わせのためにも利用される。従って、固体撮像装置の生産効率をさらに高めることができる。

本発明の固体撮像装置では、上記突起部は、熱可塑性樹脂からなることが好ましい。

上記の発明によれば、突起部が熱可塑性樹脂から構成されている。これにより、軽量、低腐食性、および非磁性材料から、突起部を構成することができる。また、レンズホルダに突起部が形成されている場合、熱可塑性樹脂からなる突起部と、封止部を構成する封止樹脂との溶着になる。つまり、樹脂同士が溶着されることになる。従って、溶着強度を向上させることができる。

本発明の固体撮像装置では、上記突起部は、レンズホルダに形成され、上記凹部は、封止部に形成されており、上記突起部は、封止部を構成する封止樹脂と同一樹脂からなることが好ましい。

上記の発明によれば、突起部が、凹部が形成される封止部の封止樹脂と同一材料（同一樹脂）から形成されている。これにより、同一樹脂同士が溶着されることになる。従って、溶着強度を向上させることができる。

本発明の電子機器は、前記いずれかの固体撮像装置を備えることを特徴としている。従って、エポキシ系接着剤を用いずにレンズホルダが撮像部上に接合され、生産性の高い固体撮像装置を備えた電子機器を提供することができる。

本発明の固体撮像装置は、以上のように、レンズホルダと封止部とを互いに溶着する溶着部を備える構成である。従って、エポキシ系接着剤を用いずにレンズホルダが撮像部上に接合され、生産性の高い固体撮像装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明のカメラモジュールの側面図である。 図１のカメラモジュールの分解図である。 図１のカメラモジュールの上面図である。 図１のカメラモジュールにおける撮像ユニットの上面図である。 図４の撮像ユニットにおけるＡ−Ａ矢視断面図である。 図４の撮像ユニットにおけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 カメラモジュールの組み立て状態を示す側面図である。 レンズホルダの突起部と撮像ユニットの凹部とを拡大した断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１のカメラモジュールを熱溶着する方法を示す図である。 図１のカメラモジュールをレーザ溶着する方法を示す図である。 本発明の別のカメラモジュールの側面図である。 図１１のカメラモジュールの分解図である。 図１１のカメラモジュールにおける撮像ユニットの上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１１のカメラモジュールを熱溶着する方法を示す図である。 特許文献１のカメラモジュールの製造工程を示す断面図である。 特許文献２のカメラモジュールの断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜１４に基づいて説明する。

以下、本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明する。

本発明の固体撮像装置は、カメラ付き携帯電話，ディジタルスチルカメラ，セキュリティカメラなどの撮影可能な電子機器に好適である。本実施形態では、カメラ付き携帯電話機に適用されるカメラモジュール（固体撮像装置）について説明する。

図１は、本実施形態のカメラモジュール１の断面図である。図２は、カメラモジュール１の分解図である。図１および図２のように、カメラモジュール１は、レンズユニット２と、レンズホルダ３と、撮像ユニット（撮像部）４とを組み合わせて製造されたものであり、撮像ユニット４上に、レンズユニット２およびレンズホルダ３が搭載された構成となっている。以下の説明では、便宜上、レンズユニット２側を上方、撮像ユニット４側を下方とする。図２のように、レンズホルダ３の底部には、突起部３０が形成されている。一方、撮像ユニット４の上面には、突起部３０に対応する凹部４０が形成される。カメラモジュール１は、突起部３０が凹部４０に収まり溶着された構成となっている。

＜レンズユニット２＞
まず、レンズユニット２について説明する。図３は、カメラモジュール１の上面図である。レンズユニット２は、被写体像を形成する撮影光学系である。つまり、レンズユニット２は、外部からの光を撮像ユニット４の受光部（撮像面）へ導くための光路画定器である。

レンズユニット２は、図３に示すように、撮像用のレンズ２１およびレンズバレル２２から構成される。レンズバレル２２は、内部にレンズ２１を保持（支持）するための枠体であり、レンズ２１はレンズバレル２２の中央上方に配置される。

また、レンズバレル２２は、レンズユニット２を撮像ユニット４上の適切な位置に配置するための役割も果たす。レンズバレル２２は、中空（筒状）の部材であり、その内部にレンズ２１が保持される。このため、レンズ２１から固体撮像素子（後述）の受光部までの光路は確保される。

レンズバレル２２は、上部中央にレンズ２１が配置される鏡筒部２２ａと、レンズユニット２を撮像ユニット４上の適切な位置に配置されるフランジ部（鍔部）２２ｂとから構成される。なお、フランジ部２２ｂは、レンズバレル２２の底部に設けられた、鏡筒部２２ａよりも外径が大きくなった部分である。

＜レンズホルダ３＞
レンズホルダ３は、撮像ユニット４上に、レンズユニット２を固定する筺体である。図１および図２のように、レンズホルダ３の底部には、突起部３０が形成されている。具体的には、突起部３０は、レンズホルダ３を撮像ユニット４に溶着するためのものである。

また、図３のように、カメラモジュール１では、レンズホルダ３は、レンズユニット２のフランジ部２２ｂに当接している。突起部３０の詳細は、後述する。

＜撮像ユニット４＞
次に、撮像ユニット４について説明する。図４は、図１のカメラモジュール１における撮像ユニット４の上面図である。図５は、図４の撮像ユニット４のＡ−Ａ矢視断面図である。図６は、図４の撮像ユニット４のＢ−Ｂ矢視断面図である。

撮像ユニット４は、レンズユニット２によって形成される被写体像を、電気信号に変換する。つまり、撮像ユニット４は、レンズユニット２から入射された入射光を光電変換するセンサデバイスである。

図４のように、撮像ユニット４の上面には、レンズホルダ３の突起部３０に対応する凹部４０が形成されている。つまり、凹部４０は、突起部３０に対応するように、撮像ユニット４の外縁（周縁）部に形成されている。カメラモジュール１では、各突起部３０が各凹部４０に収まった状態で溶着されることにより、レンズホルダ３が撮像ユニット４に強固に接合されている。凹部４０の詳細は、後述する。

以下、撮像ユニット４の各構成について詳細に説明する。
撮像ユニット４は、図５および図６に示すように、配線基板４１上に、ＤＳＰ（digital signal processor）４２，スペーサ４３，固体撮像素子４４，接着部４５，および透光性蓋部４６を備え、これらが配線基板４１上に積層された構造である。また、配線基板４１の表面（ＤＳＰ４２等が実装される面）には、端子４１ａが形成されている。端子４１ａは、ＤＳＰ４２および固体撮像素子４４のそれぞれに、ワイヤ４７を介して電気的に接続されている。そして、図５および図６のように、撮像ユニット４は、これら配線基板４１上に形成された各部材が、モールド樹脂（封止樹脂）からなる封止部４８によって封止された構成（樹脂封止）となっている。ただし、封止部４８は、透光性蓋部４６の表面が露出するように、これらの部材を封止する。

以下、撮像ユニット４を構成する各部材について、詳細に説明する。
配線基板４１は、図示しないパターニングされた配線を有する基板である。配線基板４１は、例えば、プリント基板，またはセラミック基板などである。配線基板４１の表面にはワイヤボンド用の端子４１ａが、裏面には、外部接続用の電極４１ｂが、それぞれ形成されている。端子４１ａと電極４１ｂとは、互いに電気的に接続される。

端子４１ａは、配線基板４１の中央部に積層されるＤＳＰ４２および固体撮像素子４４と、各々ワイヤ４７によって電気的に接続されており、互いに電気信号の送受が可能となっている。また、電極４１ｂによって、カメラモジュール１と、これを搭載したディジタルカメラ又はカメラ付き携帯電話等の電子機器との間で、信号の入出力が可能となっている。

ＤＳＰ４２は、固体撮像素子４４の動作を制御し、固体撮像素子４４から出力される信号を処理する半導体チップである。なお、配線基板４１上には、ＤＳＰ４２の他に、図示しないが、プログラムに従って各種演算処理を行うＣＰＵ，そのプログラムを格納するＲＯＭ，各処理過程のデータ等を格納するＲＡＭなどの電子部品も備えている。そして、これらの電子部品によって、カメラモジュール１全体が制御される。なお、ＤＳＰ４２の表面には、電気信号の入出力などを行うための複数のボンディングパッド（図示せず）が形成されている。

スペーサ４３は、ＤＳＰ４２と固体撮像素子４４との間に配置されるとともに、これら
の間の距離を調整するものである。すなわち、ＤＳＰ４２に接続されるワイヤ４７と固体撮像素子４４に接続されるワイヤ４７との接触、および、ＤＳＰ４２に接続されるワイヤ４７と固体撮像素子４４との接触を避けるように、スペーサ４３の高さが調整される。スペーサ４３としては、例えば、シリコン片などを適用することができる。

固体撮像素子４４は、レンズユニット２で形成された被写体像を、電気信号に変換するものである。つまり、レンズユニット２から入射された入射光を光電変換するセンサデバイスである。固体撮像素子４４は、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーＩＣである。固体撮像素子４４の表面（上面）には、複数の画素がマトリクス状に配置された受光部（図示せず）が形成されている。この受光部は、レンズユニット２から入射される光を透過する領域（光透過領域）であり、画素エリアとも言い換えられる。撮像ユニット４における撮像面は、この受光部（画素エリア）である。

固体撮像素子４４は、この受光部（画素エリア）に結像された被写体像を電気信号に変換して、アナログの画像信号として出力する。つまり、この受光部で、光電変換が行われる。固体撮像素子４４の動作は、ＤＳＰ４２で制御され、固体撮像素子４４で生成された画像信号は、ＤＳＰ４２で処理される。

固体撮像素子４４の受光部の周囲には、接着部４５が形成されており、その接着部４５によって、固体撮像素子４４上に、透光性蓋部４６が接着される。これにより、固体撮像素子４４の受光部は、透光性蓋部４６によって覆われる。

接着部４５は、固体撮像素子４４の受光部の外周部を包囲するように形成されている。これにより、固体撮像素子４４の受光部と対向して、透光性蓋部４６が接着部４５によって接着される。また、このとき、固体撮像素子４４の受光部と透光性蓋部４６との間には、空間（間隙）が形成されるように、接着される。このように空間Ｓを密閉すれば、受光部への湿気の進入、および、受光部への塵埃の進入および付着などを防止することができる。従って、受光部での不良の発生を防ぐことができる。

透光性蓋部４６は、ガラスなどの透光性部材から構成されている。カメラモジュール１では、透光性蓋部４６とレンズバレル２２とを嵌合わさせるようになっており、透光性蓋部４６のサイズは、固体撮像素子４４のサイズよりも小さい。このため、透光性蓋部４６のサイズを小さくすることによって、レンズユニット２のサイズも小さくすることができる。つまり、チップサイズ程に小型化されたカメラモジュール１を実現すすることができる。

なお、本実施形態では、透光性蓋部４６の表面（封止部４８から露出した面）に、赤外線遮断膜が形成されている。このため、透光性蓋部４６は、赤外線を遮断する機能も備えている。

また、接着部４５は、例えば、固体撮像素子４４上にシート状の接着剤を貼着した後、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理を施すパターンニングによって形成される。フォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部４５のパターンニングは高精度に行うことができ、また、シート状の接着剤を用いるため、接着部４５の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部４６を固体撮像素子４４の受光部に対して高精度に接着することができる。

封止部４８は、配線基板４１上に積層された各部材を、モールド樹脂（封止樹脂）によって封止し、それら各部材を固定するものである。すなわち、封止部４８は、撮像ユニット４の表面をモールド樹脂によりパッケージする。

また、封止部４８の外縁（周縁）部には、互いに独立した複数の凹部４０が形成されている。つまり、凹部４０は、封止部４８のモールド樹脂（封止樹脂）が除去された除去部（切欠部）である。このため、図５のように、凹部４０が形成されていない部分の断面では、封止部４８の角部が除去されていない。一方、図６のように、凹部４０が形成された部分の断面では、封止部４８の角部が除去され凹部４０が形成される。

なお、凹部４０は、金型による成型でも切削でも作成できる。また、封止部４８は、カメラモジュール１の光透過領域を避けるように、配線基板４１上に積層された各部材を封止する。このため、本実施形態では、図５および図６に示すように、撮像ユニット４における透光性蓋部４６の表面（上面）は、封止部４８に封止されず、露出している。これにより、透光性蓋部４６を経て、固体撮像素子４４の受光部まで光は透過する。なお、封止部４８の表面の高さは、透光性蓋部４６の表面の高さよりも低くなっているため、透光性蓋部４６の側面の一部も、封止部４８から露出している。

また、本実施形態では、レンズホルダ３の突起部３０と、封止部４８の凹部４０との嵌合によって、レンズホルダ３および撮像ユニット４の側面が、平坦（面一）となる。従って、不要な外部からの光が入り込むのを確実に防ぐことができる。

なお、本実施形態では、ＤＳＰ４２と固体撮像素子４４とが、同じモジュール内に収容されており、封止部４８が、配線基板４１上の各部材を封止している。つまり、カメラモジュール１は、いわゆるＣＳＰ（Chip Scale Package）構造である。このため、カメラモジュール１を搭載したディジタルカメラ又はカメラ付き携帯電話等の電子機器を小型化することができる。しかも、カメラモジュール１では、封止部４８は、ＤＳＰ４２および固体撮像素子４４と、端子４１ａとを接続するワイヤ４７も含めて封止する。このため、カメラモジュール１は、超小型化、超薄型化に適した構成となっている。

このようなカメラモジュール１の撮像時には、まず、レンズユニット２により、外部からの光が、撮像ユニット４の受光部（撮像面）に導かれ、その受光部に被写体像が結像される。そして、その被写体像が、撮像ユニット４によって電気信号に変換され、その電気信号に対し、各種処理（画像処理等）が施される。

ここで、カメラモジュール１の最大の特徴は、レンズホルダ３が撮像ユニット４（封止部４８）上に、溶着されていることである。

上述のように、特許文献１および特許文献２に記載されているように、従来のカメラモジュールは、エポキシ系接着剤を用いてレンズホルダが撮像ユニットに接着されている。しかし、エポキシ系接着剤を用いると、カメラモジュールの生産性が極めて低くなる。

そこで、本実施形態のカメラモジュール１では、突起部３０および凹部４０からなる溶着部によって、レンズホルダ３と撮像ユニット４（封止部４８）とが、互いに溶着されている。つまり、突起部３０と凹部４０との接合面で生じる分子結合によって、レンズホルダ３と撮像ユニット４とが互いに分子レベルで強固に接合されている。このため、レンズホルダ３と撮像ユニット４との接合（接着）に、エポキシ系接着剤は必要としない。従って、生産効率が顕著に高いカメラモジュール１を提供することができる。それゆえ、エポキシ系接着剤を用いずにレンズホルダ３が撮像ユニット４上に接合され、生産性の高いカメラモジュール１を提供することができる。また、エポキシ系接着剤が不要であるため環境に優しい上、気密・液密が必要なカメラモジュール１であっても比較的低コストで生産することができる。

さらに、カメラモジュール１では、レンズホルダ３に突起部３０が、撮像ユニット４に凹部４０が、それぞれ形成されている。つまり、レンズホルダ３および撮像ユニット４に、直接溶着部が形成されている。従って、溶着部の構成を簡素化することができる。なお、溶着部は、レンズホルダ３および撮像ユニット４に形成されることに限定されるものではなく、レンズホルダ３および撮像ユニット４を溶着できれば、レンズホルダ３および撮像ユニット４とは独立した構成であってもよい。

また、突起部３０（凸部）と凹部４０とから溶着部を構成すると、撮像ユニットに対する、レンズユニット２およびレンズホルダ３の位置合わせが容易になる。つまり、突起部３０および凹部４０が、溶着のためにだけでなく、撮像ユニット４に対するレンズユニット２およびレンズホルダ３の位置合わせのためにも利用される。従って、カメラモジュールの生産効率をさらに高めることができる。

また、カメラモジュール１では、突起部３０が特徴的な形状を有している。具体的には、図８は、レンズホルダ３の突起部３０と撮像ユニット４の凹部４０とを拡大した断面図である。図８のように、突起部３０は、先端に向かうにしたがって、光軸に対して垂直方向の断面積が小さくなった形状である。また、突起部３０に対応する凹部４０も、突起部３０と同様の形状となっている。つまり、突起部３０は、凹部４０の内部に向かって細くなっている。これにより、突起部３０と凹部４０との接触面積を広くすることができる。従って、より確実にレンズホルダ３を撮像ユニット４に接合することができる。

さらに、図８のように、突起部３０は、溶着しやすいように、レンズホルダ３の他の部分よりも、薄く形成されている。これによっても、突起部３０と凹部４０との接触面積を広くすることができるようになっている。なお、図８に示すように、突起部３０の最大厚さＸは、特に限定されるものではないが、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下である。これにより、溶着時間を短縮しつつ、突起部３０と凹部４０との接触面積を広くし、溶着強度も確保することができる。

また、カメラモジュール１では、突起部３０がレンズホルダ３の底面（下面）の外縁部に形成されており、凹部４０が撮像ユニット４（封止部４８）の上面の外縁部に形成されている。つまり、突起部３０および凹部４０が、撮像ユニット４の表面に近い位置に配置されることになる。すなわち、溶着部が、固体撮像素子４４から極力離れた位置に配置される。従って、後述する溶着に必要となる加熱時間または振動時間を、短縮することができる。さらに、溶着時の加熱または振動等が原因となる不具合を防止することができる。

レンズホルダ３のうち、少なくとも突起部３０は、溶着できる材料、例えば、外部からの熱、振動、レーザ光線による発熱で容易に溶融する材料（例えば、金属、樹脂等）から構成されていればよい。また、レンズホルダ３の全体が、そのような溶着できる材料から構成されていてもよい。カメラモジュール１では、封止部４８を構成する封止樹脂との溶着を利用するため、レンズホルダ３も樹脂から構成することが好ましく、溶着に好適な熱可塑性樹脂から構成することがより好ましい。これにより、軽量、低腐食性、および非磁性材料から、突起部３０を構成することができる。また、カメラモジュール１の場合、熱可塑性樹脂からなる突起部３０と、封止部４８を構成する封止樹脂との溶着になる。つまり、樹脂同士が溶着されることになる。従って、溶着強度を向上させることができる。さらに、突起部３０は、封止部４８を構成する封止樹脂と同一樹脂から構成されていることがより好ましい。すなわち、突起部３０が、凹部４０が形成される封止部４８の封止樹脂と同一材料（同一樹脂）から形成されていることが好ましい。これにより、同一樹脂同士が溶着されることになる。従って、溶着強度を向上させることができる。

また、カメラモジュール１では、レンズユニット２と、突起部３０が形成されたレンズ
ホルダ３とが、互いに独立した別構成（別体）となっている。これにより、突起部３０を溶融させて溶着する際に、レンズユニット２が外部からの熱または振動等を受けにくくすることが可能となる。

ここで、図７〜図１０に基づき、カメラモジュール１の製造例を説明する。図７は、カメラモジュール１の組み立て状態を示す側面図である。図８は、レンズホルダ３の突起部３０と撮像ユニット４の凹部４０とを拡大した断面図である。図９の（ａ）および（ｂ）は、カメラモジュール１を熱溶着する方法を示す図である。図１０は、カメラモジュール１をレーザ溶着する方法を示す図である。

図７および図８のように、カメラモジュール１の製造は、撮像ユニット４上に、レンズユニット２およびレンズホルダ３を搭載する。このとき、レンズホルダ３の突起部３０を、撮像ユニット４の凹部４０に挿入することにより、撮像ユニット４に対するレンズユニット２およびレンズホルダ３の位置合わせもできるようになっている。

次に、レンズホルダ３を撮像ユニット４に溶着する。溶着の基本原理は、接合する突起部３０と凹部４０との接触面（接合面）を、融点以上まで加熱し圧力を加えると、その接合面で分子結合が起きることを利用する。

溶着方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下の溶着方法を利用することができる。また、溶着時間は、溶着方法によって異なるため特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。

（１）熱溶着
熱溶着は、被加熱物の外部にある熱源から、熱伝導（熱の移動）によって加熱する方である。熱溶着の場合の溶着時間は、例えば、０．１〜１０秒程度である。熱溶着には、熱板式、インパルス式、コテ式、熱風式等の加熱方法がある。

（１−１）熱板式溶着
熱板式溶着は、熱源内蔵の金型を使用し、常時発熱しており、専用設備となる金型（または熱板）を被加熱物に直接当てて加熱し、被加熱物に圧力を加える方法である。具体的には、被加熱物の上下または左右に設置した加熱板で被加熱物をはさみこみ、接着する箇所を加熱させることで溶着する方法である。

（１−２）インパルス式溶着
インパルス式溶着は、被加熱物にヒーター線を加圧し、瞬間的に大電流を流して発熱させ、被加熱物を加熱させることで溶着する方法である。インパルス式溶着では、通電完了後も加圧状態のまま冷却させる必要がある。インパルス式溶着は、溶着工程時にのみ通電するため、待機時の電気消費はほとんどなく、また、機構や制御が簡単なため他の溶着機に比べローコストである。インパルス式溶着には、電子制御させる高品位タイプもあり、仕上がりの安定性から、より高い仕上がり精度が求められる場合に好適である。

なお、インパルス式溶着は、瞬間的に加熱するため、「瞬間的＝インパルス（IMPULSE）」と称される。

（２）超音波溶着
超音波溶着は、周波数２０ｋＨｚ以上の超音波エネルギーを、ホーンと呼ばれる共鳴体から超音波振動を被加熱物に伝え、強力な摩擦熱を発生させ溶着する方法である。具体的には、超音波溶着は、樹脂に縦方向の超音波振動（〜１００ＫＨｚ程度）を与えると、摩擦熱により局所的瞬間的に昇温するという性質を利用する。

超音波溶着には、直接溶着と伝達溶着との２つの方式がある。

直接溶着は、樹脂に振動と圧力を与えるホーンに接触している部分が昇温する(摩擦熱を発生）溶着法である。一方、伝達溶着は、ホーンに接触している部分は昇温せず、振動がその部材を伝達して部材と部材の接触面で昇温（摩擦熱が発生）する溶着法である。

超音波溶着の最大の利点は、溶着に要する時間（溶着時間）が非常に短い（溶着時間は０．４秒〜１秒以下）ことである。また、同材質同士の溶着であれば、母材強度に近い強度で溶着できるという利点もある。

熱溶着および超音波溶着は、例えば、図９の（ａ）および（ｂ）のような構成によって行うことができる。具体的には、いずれの溶着の場合も、まず、図９の（ａ）のように、カメラモジュール１を金型（ホーン）９０に収める。そして、熱溶着の場合、図９の（ｂ）のように、金型９０の外部から、カメラモジュール１に対し圧力をかけながら加熱する。好ましくはカメラモジュール１の溶着個所のある面（本実施形態では、カメラモジュール１の側面）から加熱することが好ましい。一方、超音波溶着の場合、図９の（ｂ）のように、金型９０の外部から、カメラモジュール１に対し圧力をかけながら、金型９０に振動（例えば、２０ｋＨｚ以上）を与える。これにより、突起部３０が凹部４０内で振動して、溶着部分に摩擦熱が生じて溶着される。

（３）レーザ溶着
レーザ溶着は、被加熱物にレーザを照射し、接合面で発生する熱を利用する方法である。レーザ溶着は、超音波溶着のような振動を使用しないため、振動による部材や内蔵機器に与える影響が皆無になるというメリットがある。ただし、レーザ溶着は、レーザ光の焦点の範囲が狭い。このため、突起部３０および凹部４０のように、三次元形状の部材を溶着する場合、溶着後の精度（位置合わせ精度）または溶着圧が均一になるように配慮することが好ましい。これにより、複雑な三次元形状の部材であっても、確実に溶着することができる。

レーザ溶着は、例えば、図１０のような構成によって行うことができる。具体的には、レーザ溶着の場合、通常、レーザ照射部９１として、出力３５Ｗ以上のレーザ光線、Ｎｄ・ＴＡＧ（ネオジウム・ヤグ；１６４ｎｍ）、レーザダイオード（８０８ｎｍ，８４０ｎｍ，９４０ｎｍ）等を用いる。そして、このようなレーザ光線によって、溶着部を走査することによって、突起部３０を溶融して溶着する。

なお、図１のカメラモジュール１、図１１〜図１３のような構成とすることもできる。図１１は、別のカメラモジュール１０の構成を示す側面図である。図１２は、カメラモジュール１０の分解図である。図１３は、カメラモジュール１０の撮像ユニット４の上面図である。

図１のカメラモジュール１では、突起部３０がレンズホルダ３に形成され、その突起部３０が収まる凹部４０が撮像ユニット４（封止部４８）に形成されていた。しかも、突起部３０はレンズホルダ３の底面の外縁部に形成され、凹部４０は撮像ユニット４表面の外縁部に形成されていた。このため、溶着部が、カメラモジュール１の側面に露出した構成となっていた。

一方、図１１のように、カメラモジュール１０では、溶着部がカメラモジュール１０の側面から露出していない。具体的には、図１２のように、カメラモジュール１０では、撮像ユニット４の封止部４８に突起部４９が形成され、レンズホルダ３の底部に突起部４９
に対応する凹部３１が形成されている。より詳細には、図１３のように、突起部４９は、撮像ユニット４の表面の外縁部に、カメラモジュール１０の側面から露出しないように形成されている。

従って、カメラモジュール１０も、カメラモジュール１と同様に、突起部４９と凹部３１との接合面で生じる分子結合によって、レンズホルダ３と撮像ユニット４とが互いに分子レベルで強固に接合されている。このため、カメラモジュール１と同様の効果を奏する。

また、カメラモジュール１０も、カメラモジュール１と同様にして製造することができる。例えば、図１４の（ａ）および（ｂ）は、カメラモジュール１０を熱溶着する方法を示す図である。まず図１４の（ａ）のように、カメラモジュール１０を金型（ホーン）９０に収める。そして、熱溶着の場合、図９の（ｂ）のように、金型９０の外部から、カメラモジュール１に対し圧力をかけながら加熱し溶着する。一方、超音波溶着の場合、金型９０に振動を溶着する。なお、カメラモジュール１０は、カメラモジュール１０の側面から突起部４９および凹部３１が露出していないため、レーザ溶着を利用することはできない。

本発明の固体撮像装置は、以下のように表現することもできる。

〔１〕レンズホルダ（筺体）と、レンズユニットと、撮像部とを備えた固体撮像装置において、更に、レンズホルダには、外部からの熱、振動、レーザ光線による発熱により溶融された部分（溶着部）を有することを特徴とする固体撮像装置。溶着部は、レンズホルダと撮像部とを、強固に溶着することができる。さらに、溶着の場合、接着剤の使用は不要であるため、組み立て（製造）が容易である。

〔２〕上記〔１〕の固体撮像装置において、溶着部は、撮像部の外周部（外縁または外縁近辺）に設けられており、溶着部の形状は、先端にいくほど薄くなっていることが好ましい。

〔３〕上記〔１〕の固体撮像装置において、溶着部は、固体撮像装置の組み立て時に、位置合わせ機能を発揮するようになっていることが好ましい。

〔４〕上記レンズホルダおよび撮像部は、熱可塑性樹脂から形成されていることが好ましい。なお、溶着部は、溶着可能な材料から形成されていればよい。また、レンズホルダと撮像部とが、互いに異なる材料から形成されていてもよいし、同一の材料から形成されていてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、特に、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、セキュリティカメラ，防犯カメラ，または、携帯電話用・車両搭載用・インタホン用のカメラ等、種々の電子機器に好適に利用できる。

１ カメラモジュール（固体撮像装置）
２ レンズユニット
３ レンズホルダ
４ 撮像ユニット
１０ カメラモジュール（固体撮像装置）
３０ 突起部
３１ 凹部
４０ 凹部
４８ 封止部
４９ 突起部

Claims (8)

1. 被写体像を形成するレンズユニットと、
   レンズユニットによって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像部と、
   上記撮像部上にレンズユニットを固定するためのレンズホルダとを備えた固体撮像装置において、
   上記撮像部は、撮像部の表面を封止樹脂によりパッケージする封止部を備えており、
   上記レンズホルダと封止部とを互いに溶着する溶着部を備えることを特徴とする固体撮像装置。
2. 上記溶着部は、
   上記レンズホルダと封止部との互いの接触面に形成されており、
   上記レンズホルダおよび封止部の一方に形成された突起部と、他方に形成された上記突起部に対応する凹部とからなることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 上記突起部は、先端ほど、光軸に対して垂直な断面が小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 上記溶着部は、上記レンズホルダおよび封止部の外縁部に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の固体撮像装置。
5. 上記突起部および凹部によって、撮像部に対しレンズユニットが位置合わせされるようになっていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
6. 上記突起部は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 上記突起部は、レンズホルダに形成され、
   上記凹部は、封止部に形成されており、
   上記突起部は、封止部を構成する封止樹脂と同一樹脂からなることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。

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