JP4012924B2 - カメラモジュール - Google Patents

Description

本発明はカメラモジュールに係わり、より詳細には、受光素子と撮像用レンズとをパッケージして一体化したカメラモジュールに関する。

近年、撮像素子と撮像用レンズとが一体化して組み込まれたカメラモジュールは、信号処理系統を含むカメラシステムとして、パーソナルコンピュータや携帯型テレビ電話機などの小型情報端末に搭載する用途に用いられている。
例えば、小型カメラを備えた携帯電話機は、通話者の映像を小型カメラにより撮像して画像データとして取り込み、通話相手にその画像データを送信する。このような小型カメラは、一般的に撮像素子としてＣＭＯＳ（もしくはＣＣＤ）センサと撮像用レンズとにより構成される。
携帯電話機やパーソナルコンピュータはより一層の小型化が進められており、これら機器に組み込まれる小型カメラにもより一層の小型化が要求されている。このようなカメラの小型化の要求を満足するために、撮像用レンズとＣＭＯＳ（ＣＣＤ）センサとを一つのパッケージに組み込んで形成したカメラモジュールが開発されている。
カメラモジュールでは、画質（フレア、ゴースト、モアレ縞など）の改善を目的として、レンズと撮像素子との間に光学フィルタが配置される。そのような光学フィルタとして、例えば水晶板に反射防止膜や赤外線カットフィルタ膜を成膜した光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）や、赤外線カット膜を施したガラス板（クラウンガラス）が広く使用されている。
カメラモジュールは、一般的に撮像用レンズを保持するレンズホルダと、撮像素子を保持するパッケージとを有する。上述の光学フィルタは、撮像用レンズと撮像素子との間に配置されるため、レンズホルダ側に取り付けられる場合とパッケージ側に取り付けられる場合とがある。
光学フィルタは、大きな基板に成膜を施して所望の光学フィルタとして機能するように形成した後、所定の大きさの個々のフィルタに切り出される。この際、切り出された個々のフィルタの切断面には数ミクロン〜数１０ミクロンオーダの微小な凹凸が存在する。また、光学フィルタには、切断バリが形成されていたり、被覆膜の微小片等が付着している。切断後の光学フィルタは、水や液体などで洗浄すると光学フィルタ機能が損なわれるおそれがあるため、エアブロー等により清浄化される。
しかし、エアブローでは完全に付着物を取り除くことはできない。このため、カメラモジュールに光学フィルタを組み込む工程において、光学フィルタに振動や衝撃が加わった際に、上述のバリや付着物（以下、微小片と称する）が光学フィルタから離脱してカメラモジュール内に残留するおそれがある。また、カメラモジュールを使用した機器の使用中もしくは搬送中にカメラモジュールに振動や衝撃が加わった際にも、上述の微小片が光学フィルタから分離することがある。
光学フィルタは撮像素子の上に配置されるため、光学フィルタから分離した微小片は、撮像素子の撮像面に落下するおそれがある。そのような場合、撮像素子による受光に影響がでて、カメラモジュールにより得られる画像の品質が劣化してしまうという問題がある。
また、カメラモジュールの構造として、たとえば、樹脂成型体の一方の面に撮像素子が取り付けられ、撮像用レンズを有するレンズホルダが樹脂成型体の反対側の面に取り付けられた構造が提案されている。樹脂成型体には、レンズからの光を撮像素子に向けて通過させるための貫通穴が設けられる。撮像素子は樹脂成型体の一方の面に形成された配線パターンにフリップチップ実装される。撮像素子は、受光部やマイクロレンズが存在する素子表面に入射する光を検知して光電変換する。これによって得られた電気的な画像信号は信号処理回路等に供給され、処理された画像信号に基づいてディスプレイ等の画面上に画像が表示される。
上述の構造のカメラモジュールにおいて、樹脂成型体の厚さ（すなわち、撮像用レンズと撮像素子との間の距離）は、撮像用レンズの焦点距離を確保するために所定の寸法とする必要があり、樹脂成型体中に無駄なスペースが存在する。したがって、樹脂成型体中の無駄なスペースに部品を埋め込んで有効利用するという要求がある。
そこで、上述の信号処理回路等が形成された信号用プロセッサを樹脂成型体の中に埋め込む構造が提案されている。ところが、カメラモジュールが動作する際に、カメラモジュールのパッケージに組み込まれているプロセッサ用素子から電磁場が発生する。このような電磁場の影響によって撮像素子から出力される画像信号にノイズが発生し、画像が劣化してしまうといった問題が発生するおそれがある。
なお、本願発明に関連する文献として以下の特許文献がある。
１．特開２００３−１８９１９５号公報
２．特公平６−７５８７号公報

本発明の総括的な目的は、上述の問題を解決した改良された有用なカメラモジュールを提供することである。
本発明のより具体的な目的は、カメラモジュールに組み込まれた光学フィルタの切断面から発生する異物に起因する画像への影響を排除し、カメラモジュールから出力される画像の品質劣化を防止することである。
本発明の他の目的は、カメラモジュールの樹脂成型体の内部スペースを有効に利用して小型のカメラモジュールを達成することである。
本発明の更に他の目的は、カメラモジュールの樹脂成型体中にプロセッサ用素子が組み込まれた場合に、プロセッサ用素子から発生する電磁場の影響を低減することである。
上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、撮像用レンズが取り付けられたレンズユニットと、撮像用レンズに対向するように撮像素子が取り付けられたパッケージとよりなるモジュール構造体と、撮像素子と前記撮像用レンズとの間に配置された光学フィルタと、モジュール構造体に設けられ、光学フィルタの平面の一部が接着剤を介して固定されるフィルタ固定面とを有するカメラモジュールであって、光学フィルタは、光学フィルタの側面と平面とにより形成される端部がフィルタ固定面又は接着剤に対して非接触な状態で、フィルタ固定面に接着されていることを特徴とするカメラモジュールが提供される。
上述の発明によれば、光学フィルタの端部が非接触な状態でフィルタ固定面に接着される。すなわち、光学フィルタの端部はフィルタ固定面から外側にずれた位置となるため、光学フィルタの端部から微小片が離脱して落下しても、フィルタ固定面の外側に落下することとなる。したがって、撮像素子の上に微小片が落下することを防止することができる。
上述の本発明によるカメラモジュールにおいて、フィルタ固定面の外周に沿って凹部が形成されており、光学フィルタの外周部は凹部の上方に突出していることが好ましい。
また、本発明の他の面によれば、撮像用レンズが取り付けられたレンズユニットと、撮像用レンズに対向するように撮像素子が取り付けられたパッケージとよりなるモジュール構造体と、撮像素子と撮像用レンズとの間に配置された光学フィルタと、モジュール構造体に設けられ、光学フィルタの平面の一部が接着剤を介して固定されるフィルタ固定部とを有するカメラモジュールであって、フィルタ固定部は周囲から突出して形成された環状の突出部であり、光学フィルタは、光学フィルタの側面が環状の突出部の外周より外側に突出した状態で、フィルタ固定部に接着されていることを特徴とするカメラモジュールが提供される。
上述の発明によれば、光学フィルタの側面がフィルタ固定面を形成する突出部の外周より外側に突出しているため、光学フィルタの端部から微小片が離脱して落下しても、突出部の外側に落下することとなる。したがって、撮像素子の上に微小片が落下することを防止することができる。
上述の発明によるカメラモジュールにおいて、環状の突出部の外周は、四隅部分が丸みを帯びた略四辺形であり、突出部の頂面全体に前記接着剤が塗布されて光学フィルタが接着されていることが好ましい。
また、本発明の他の面によれば、撮像用レンズが取り付けられたレンズユニットと、撮像用レンズに対向するように撮像素子が取り付けられたパッケージとよりなるモジュール構造体と、撮像素子と撮像用レンズとの間に配置された光学フィルタとを有するカメラモジュールであって、光学フィルタの側面を含む周囲部分の少なくとも一部が金属膜により被覆されていることを特徴とするカメラモジュールが提供される。
上述の発明によれば、光学フィルタの外周端部に微小片が付着していても、微小片は金属膜により光学フィルタに固定される。したがって、光学フィルタに振動や衝撃が印加されても、微小片は光学フィルタから離脱することはなく、したがって、撮像素子上に微小片が落下することを防止することができる。
上述の発明によるカメラモジュールにおいて、金属膜は、蒸着により形成された薄膜であることが好ましい。
また、本発明の他の面によれば、撮像用レンズと、撮像用レンズに対向するように配置された撮像素子との間に配置される光学フィルタであって、光学フィルタの側面を含む周囲部分の少なくとも一部は樹脂により被覆されていることを特徴とする光学フィルタが提供される。
上述の発明によれば、光学フィルタの外周端部に微小片が付着していても、微小片は樹脂により光学フィルタに固定される。したがって、光学フィルタに振動や衝撃が印加されても、微小片は光学フィルタから離脱することはなく、したがって、撮像素子上に微小片が落下することを防止することができる。
上述の発明による光学フィルタにおいて、光学フィルタは略四辺形であり、樹脂は光学フィルタの四隅を被覆していることが好ましい。また、樹脂は黒色又は灰色の非光沢樹脂であることが好ましい。さらに、樹脂は湿気硬化型の弾性接着剤であることが好ましい。
本発明のさらに他の面によれば、貫通開口を有する樹脂パッケージと、樹脂パッケージの片側に取り付けられた撮像用レンズと、貫通開口を介して撮像用レンズと対向する位置で、樹脂パッケージに取り付けられた撮像素子とを有するカメラモジュールであって、撮像素子の動作を制御する第１の半導体装置と、第１の半導体装置上に形成された回路基板と、回路基板上に実装された第２の半導体装置及び電子部品とが、樹脂パッケージ内に組み込まれたことを特徴とするカメラモジュールが提供される。
上述の発明によれば、第２の半導体装置及び電子部品が第１の半導体装置上に配置して、樹脂パッケージの内部空間を有効に利用するため、カメラモジュールを小型化しながら、より多くの部品をカメラモジュール内に収容することができる。
上述の発明によるカメラモジュールにおいて、第２の半導体装置は第１の半導体装置が動作する際に使用する半導体記憶装置であり、電子部品は第１及び第２の半導体装置の動作に関連した部品であることが好ましい。カメラモジュールは、多量の画像データを扱うため、メモリのような半導体記憶装置を画像データ制御用プロセッサである第１の半導体装置の近傍に設けることにより、効率的且つ迅速に画像データ処理を行なうことができる。
また、上述の発明によるカメラモジュールにおいて、回路基板は実質的に全面が金属層である金属ベタ層を含むことが好ましい。金属ベタ層を接地電位とすることにより、第１の半導体装置から発生する電磁場をシールドすることができ、電磁場に起因して画像信号にノイズが入ることを防止することができる。
また、回路基板は、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、ガラス基板よりなる群から選定されたリジッド基板であることが好ましい。さらに、第２の半導体装置及び電子部品は、回路基板を介して第１の半導体装置に電気的に接続されることとしてもよい。また、回路基板は、第１の半導体装置又は樹脂パッケージに形成されたパターン配線に、ボンディングワイヤにより電気的に接続されることとしてもよい。
また、本発明の他の面によれば、貫通開口を有する樹脂パッケージと、樹脂パッケージの片側に取り付けられた撮像用レンズと、貫通開口を介して撮像用レンズと対向する位置で、樹脂パッケージに取り付けられた撮像素子とを有するカメラモジュールであって、樹脂パッケージ内に組み込まれ、撮像素子の動作を制御する第１の半導体装置をさらに有し、第１の半導体上に、実質的に全面が金属層である金属ベタ層を含む回路基板が形成されていることを特徴とするカメラモジュールが提供される。
上述の発明によるカメラモジュールにおいて、回路基板上に第２の半導体装置及び電子部品の少なくとも一方が搭載されることとしてもよい。また、回路基板は、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、ガラス基板よりなる群から選定されたリジッド基板であることが好ましい。さらに、回路基板は、第１の半導体装置又は樹脂パッケージに形成されたパターン配線に、ボンディングワイヤにより電気的に接続されることとしてもよい。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、一層明瞭となるであろう。

図１は本発明の第１実施例によるカメラモジュールの断面図である。
図２は図１に示すパッケージをレンズユニット側から見た平面図である。
図３はフィルタがフィルタ固定部に接着剤で固定された部分の拡大断面図である。
図４はファイルタの固定構造の変形例が適用されたカメラモジュールのパッケージを示す平面図である。
図５は図４のＶ−Ｖ線に沿ってパッケージを切断したカメラモジュールの断面図である。
図６は本発明の第２実施例によるカメラモジュールの断面図である。
図７は本発明の第２実施例の変形例によるカメラモジュールの断面図である。
図８は周囲部分が樹脂により被覆されたフィルタが組み込まれたレンズユニットの一例の側面図である。
図９は周囲部分が樹脂により被覆されたフィルタが組み込まれたレンズユニットの他の例の側面図である。
図１０は本発明の第３実施例が適用されるカメラモジュールの断面図である。
図１１は本発明の第３実施例によるカメラモジュールの断面図である。
図１２は本発明の第３実施例の変形例によるカメラモジュールの断面図である。
図１３は図１１に示す構成において、回路基板上にチップ部品のみを搭載したカメラモジュールの断面図である。
図１４は図１１に示す構成において、回路基板上にチップ部品のみを搭載したカメラモジュールの断面図である。
図１５は図１１に示す構成において、プロセッサ用素子上に回路基板のみを設けたカメラモジュールの断面図である。
本発明を実施するための最良の形態
まず、本発明の第１実施例について図１を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１実施例によるカメラモジュールの断面図である。図１に示すカメラモジュール１０は、撮像素子１２を有するパッケージ１４と、撮像用レンズ１６（以下、単にレンズと称する）を有するレンズユニット１８とにより構成される。パッケージ１４及びレンズユニット１８は樹脂により形成され、レンズユニット１８は接着剤２０を介してパッケージ１４に固定される。なお、図１において、レンズユニット１８は断面として示されていない。
レンズユニット１８は、レンズ１６が収容される鏡筒部１８ａと、パッケージ１４に対して固定される部分である基部１８ｂとよりなる。鏡筒部１８ａには貫通開口（図示せず）が設けられ、レンズ１６を通過した光はこの貫通開口を通過してパッケージ１４の方向へと進む。レンズ１６としては、一般的に樹脂製のレンズが用いられる。
パッケージ１４には、レンズユニット１８の鏡筒部１８ａの貫通開口に対向する部分に同様に貫通開口１４ａが設けられる。撮像素子１２は、貫通開口１４ａを覆うような状態で、パッケージ１４のレンズユニット１８とは反対側のパッケージ１４の底面１４ｂに実装される。具体的には、撮像素子１２の突起電極１２ａが、パッケージ１４の底面１４ｂに形成されたパターン配線（端子）に対してフリップチップ接続される。
なお、パッケージ１４にレンズユニット１８を組み付けることで、カメラモジュール１０の本体となるモジュール構造体が構成される。
上述のような構成により、レンズ１６に入射した光はレンズユニット１８の開口及びパッケージ１４の貫通開口１４ａを通過して撮像素子１２の撮像面１２ｂに入射し、結像する。撮像素子１２からは、撮像面１２ｂに形成された像に対応した画像信号（電気信号）が出力される。
撮像素子１２から出力された画像信号は、樹脂製のパッケージ１４内に組み込まれた駆動用素子２２により処理される。駆動用素子２２は、撮像素子１２の動作を制御する制御用プロセッサとして機能する。駆動用素子２２の下側にはダイ付け剤２４が設けられ、駆動用素子２２の電極は、パッケージ１４の内部において、パッケージ１４の底面１４ｂに形成されためっき配線（パターン配線）２６に対してボンディングワイヤにより電気的に接続される。駆動用素子２２からの出力信号は、カメラモジュール１０が接続されたフレキシブル基板２８を介して外部装置等に供給される。
フレキシブル基板２８には、撮像素子１２に対向する位置に開口２８ａが設けられ、撮像素子１２が開口２８ａ内に入り込んだ状態で、カメラモジュール１０はフレキシブル基板２８に接続される。具体的には、パッケージ１４の底面１４ｂに突起電極１４ｃが形成され、突起電極１４ｃがフレキシブル基板２８の回路パターン（端子）に接続される。突起電極１４ｃは、樹脂の突起の表面に金属膜が形成された、いわゆる樹脂バンプである。
以上のような構成のカメラモジュール１０において、レンズ１６と撮像素子１２との間に光学フィルタ３０（以下、単にフィルタと称する）が配置される。フィルタ３０は、撮像素子１２に入射する光を調整するために設けられるものであり、例えば、撮像素子１２は不要な赤外線成分を除去するフィルタとして機能する。
フィルタ３０は、パッケージ１４の貫通開口１４ａ内に設けられたフィルタ固定部３２に載置された状態で接着剤３４により接着される。図１に示す例では、フィルタ３０はパッケージ１４のフィルタ固定部３２に取り付けられているが、フィルタ３０はレンズユニット１８の基部１８ｂに取り付けられていてもよい。すなわち、フィルタ３０はレンズ１６と撮像素子１２との間に配置されるように、パッケージ１４とレンズユニット１８とよりなるカメラモジュール構造体に対して取り付けられる。
図２は図１に示すパッケージ１４をレンズユニット側から見た平面図である。図２に示されるように、フィルタ３０はパッケージ１４の貫通開口１４ａを遮るように配置される。
貫通開口１４ａは略四辺形の開口であり、フィルタ３０も略四辺形に形成される。フィルタ３０の周囲部分は、略四辺形の環状に形成されたフィルタ固定部３２に対して接着剤３４により接着される。図２において、フィルタ固定部３２の外形は点線で示されている。接着剤３４は、図２において斜線で示されるように、略四辺形のフィルタ３０の四隅付近のみに設けられる。ただし、接着剤３４をフィルタ固定部３２の頂面３２ａ（フィルタ固定面）全体に設けてもよい。
図３はフィルタ３０がフィルタ固定部３２に接着剤で固定された部分の拡大断面図である。フィルタ固定部３２は周囲から僅かに突出した環状の凸部であり、その頂面３２ａがフィルタ固定面となっている。
図３に示すように、フィルタ３０の角部に付着しているバリや切り屑等は、衝撃や振動が加わった際にフィルタ３０から離脱して微小片となり、フィルタ固定部３２の周囲に落下する。このような微小片が撮像素子１２の撮像面１２ｂの上に落下して付着すると、撮像素子１２の撮像機能に影響が出て、画像品質が劣化してしまう。
そこで、本実施例では、フィルタ３０の外形寸法をフィルタ固定部３２の外形寸法より僅かに大きくすることにより、フィルタ３０の側面（周囲端部）をフィルタ固定部３２より僅かに外側に突出させている。これにより、フィルタ３０の角部から微小片が離脱して落下しても、微小片はフィルタ固定部３２の外側に落下する。すなわち、微小片がフィルタ固定部３２の内側にある撮像素子１２上に落下することを防止している。
なお、フィルタ３０の側面をフィルタ固定部３２より突出させることは、フィルタ３０の側面と底面（接着される面）とにより形成される角部（端部）が、フィルタ固定面３２ａ又は接着剤３４に対して非接触な状態で、フィルタ３０を配置して接着することを意味する。
フィルタ３０を固定する接着剤３４の厚みは、例えば３０μｍ程度である。また、フィルタ３０から離脱する微小片のうち、５μｍを越える大きさの微小片が撮像素子１２に悪影響を及ぼすことが多いことが分かっている。
図２に示すように、接着剤３４をフィルタの四隅部分に設けた場合、接着剤３４が設けられていない部分において、フィルタ３０とフィルタ固定部３２との間に、接着剤３４の厚みに相当する隙間が形成される。したがって、フィルタ３０からフィルタ固定部３２の外側に落下した微小片がこの隙間を通過してフィルタ固定部３２の内側に入り込むおそれがある。
そこで、図３に示すように、フィルタ固定部３２の外側には、貫通開口１４ａの側壁により囲まれた凹部である異物だまり３６が形成される。フィルタ３０から離脱して落下した微小片は、この異物だまり３６に入り込む。異物だまり３６に入った微小片は、異物だまり３６から出にくくなり、カメラモジュール１０が組み込まれた機器が使用中あるいは運搬注に動いた際に、周囲に飛散しにくくなる。これにより、一旦、フィルタ固定部３２の外側に落下した微小片が移動してフィルタ固定部３２の内側に入り込むことが防止される。
なお、本実施例では、フィルタ固定部３２を環状の突出部として形成し、その頂面をフィルタ固定面３２ａとしたが、フィルタ固定面３２ａを必ずしも突出部の頂面とする必要はない。フィルタ固定面３２ａは、フィルタ３０の周囲部分に対向して接着剤３４を介してフィルタ３０が固定される平面であればよい。
図４は、ファイルタの固定構造の変形例が適用されたカメラモジュールのパッケージを示す平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ったカメラモジュールの断面図である。図４及び図５において、図１乃至図３に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
図４及び図５に示すフィルタ固定部３２は、外形が略四辺形の環状の突出部として形成されるが、その四隅部分に丸みが付けられている。図４において、斜線を施した部分は接着剤３４が設けられた部分を示すが、フィルタ固定部３２のフィルタ固定面３２ａの全面に接着剤が設けられているので、斜線を施した部分はフィルタ固定部３２の平面形状を示している。
ここで、フィルタ３０の四隅部分は、フィルタ３０の中で微小片が形成されて離脱しやすい部分である。そこで、図４に示すように、フィルタ固定部３２の外形の四隅部分に丸みを付けることにより、丸みが付けられていないフィルタ３０の四隅部分が、フィルタ固定部３２の外側に大きく突出するように構成する。これにより、フィルタ３０の四隅部分から離脱した微小片は、確実にフィルタ固定部３２の外側に落下することとなる。
また、図４及び図５に示すように、接着剤３４がフィルタ固定面３２ａの全周にわたって設けられるので、フィルタ固定面３２ａとフィルタ３０との間に間隙が形成されることはなく、一旦フィルタ固定部３２の外側に落下した微小片が、間隙を通過してフィルタ固定部３２の内側に入り込むことが防止される。
次に、本発明の第２実施例について、図６及び図７を参照しながら説明する。
図６及び図７は本発明の第２実施例によるカメラモジュールの断面図である。なお、レンズユニット１８は断面図として示されていない。図６及び図７において、図１に示される構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
本発明の第２実施例では、フィルタ３０の側面を含む周囲部分を薄膜や樹脂等で覆うことにより、フィルタ３０からの微小片の離脱を防止する。図６及び図７に示すフィルタ３０には、カメラモジュールに組み込まれる前に、側面を含む周囲部分に予め薄膜が形成されている。
すなわち、フィルタ３０は、大きな基板から切り出されて個片化された後に、薄膜形成工程が施される。薄膜により被覆される部分は、フィルタ３０の側面と上面及び下面の側面近傍の部分である。フィルタ３０に付着している微小片は、薄膜により固定されるため、フィルタ３０に振動や衝撃が加わっても、フィルタ３０から離脱することが防止される。
薄膜の材料としては、金属が好ましく、光学的な影響を考慮すると、パラジウム、ニッケル、カーボン、アルミニウム、白金が特に好ましい。このような薄膜を形成するには、蒸着やスパッタリングを用いることが好ましい。フィルタ３３０の表面のうち、薄膜で被覆しない部分をマスキングしておき、上述の材料を蒸着やスパッタリングにより薄膜として形成する。
図６に示す例は、フィルタ３０をパッケージ１４に固定する構成のカメラモジュールにおいて、フィルタ３０の周囲部分に予め金属薄膜４０を形成したフィルタ３０を組み込んだ例である。フィルタ３０の周囲部分に付着している微小片は、金属薄膜４０により固定されているため、フィルタ３０をパッケージ１４に組み込む際の衝撃により微小片がフィルタ３０から離脱して落下することが防止される。また、カメラモジュールが組み込まれた機器の運搬中あるいは使用中に振動や衝撃が加わった際にも、微小片がフィルタ３０から離脱して落下することが防止される。
図７に示す例は、フィルタ３０をレンズユニット１８に固定する構成のカメラモジュールにおいて、フィルタ３０の周囲部分に予め金属薄膜４０を形成したフィルタ３０を組み込んだ例である。図７に示す構成においても、図６に示す構成と同様な効果が得られる。また、フィルタ３０をレンズユニット１８に固定する構成では、レンズユニット１８のフィルタ３０を接着する部分の周囲に凹部（溝）１８ｃを形成しておき、接着剤３４が周囲にはみ出さないようにすることが好ましい。また、凹部１８ｃを形成することにより、フィルタの周囲に形成された金属薄膜４０がレンズユニット１８の底面に当たらないようにすることができる。
上述の例では、金属薄膜４０をフィルタ３０の周囲部分に形成しているが、金属薄膜４０の代わりに樹脂をコーティングすることとしてもよい。
図８及び図９は、周囲部分が樹脂により被覆されたフィルタが組み込まれたレンズユニットの側面図である。
図８に示す例では、予めフィルタ３０の周囲部分全体を樹脂４２により被覆し、このフィルタ３０をレンズユニットに接着剤３４で固定している。樹脂４２は、フィルタ３０の全周（４辺）の側面と、側面と上面及び下面とにより形成される角部とを覆うように塗布される。
図９に示す例では、略四辺形のフィルタ３０の四隅部分のみ樹脂４２により被覆している。略四辺形のフィルタ３０の四隅部分から微小片が離脱することが多いため、四隅部分を被覆するだけでも効果がある。
樹脂４２は、光学的な影響を考慮すると、非光沢で、黒色または灰色であることが好ましい。そのような樹脂を選択することにより、撮像素子１２により反射された光が樹脂４２により反射散乱されることなく、樹脂４２に吸収させることができる。これにより、撮像素子１２により反射された光に起因したゴーストやフレアの発生といった画質の劣化を防止することができる。
また、樹脂４２を湿気硬化型弾性樹脂あるいは接着剤とすることが好ましい。樹脂４２を湿気硬化型とすることで、硬化時に加熱する必要がなく、フィルタ３０に対する熱の影響を無くすことができる。また、弾性を有する樹脂とし、且つ、レンズユニット１８をパッケージ１４に組み付ける際に樹脂４２がパッケージ１４の貫通開口１４ａの内面と適度に接触するように樹脂４２の量を調節することにより、撮像素子１２への異物の進入経路を遮断することができる。
なお、樹脂４２は、フィルタ３０をレンズユニット１８に取り付ける際の衝撃でフィルタ３０から微小片が離脱して周囲に飛散しないように、フィルタ３０がレンズユニット１８に組み込まれる前、すなわちフィルタ３０単体において塗布されることが好ましい。しかし、フィルタ３０をレンズユニットに取り付けた後に樹脂４２を塗布することとしてもよい。
また、図８及び図９に示す例では、レンズユニット１８にフィルタ３０を固定しているが、樹脂４２により被覆されたフィルタ３０をパッケージ１４に固定することとしてもよい。
次に、本発明の第３実施例について説明する。
まず、本発明の第３実施例が適用されるカメラモジュールの基本的な構造について図１０を参照しながら説明する。図１０は本発明の第３実施例が適用されるカメラモジュールの断面図である。
図１０に示すカメラモジュール５０は、撮像素子５２を有するパッケージ５４と、撮像用レンズ５６（以下、単にレンズと称する）を有するレンズユニット５８とにより構成される。パッケージ５４及びレンズユニット５８は樹脂により形成され、レンズユニット５８は接着剤６０を介してパッケージ５４に固定される。なお、図１において、パッケージ５４は切断されてその断面が示されている。
レンズユニット５８は、レンズ５６が収容される鏡筒部５８ａと、パッケージ５４に対して固定される部分である基部５８ｂとよりなる。鏡筒部５８ａには貫通開口（図示せず）が設けられ、レンズ５６を通過した光はこの貫通開口を通過してパッケージ５４の方向へと進む。レンズ５６としては、一般的に樹脂製のレンズが用いられる。
パッケージ５４には、レンズユニット５８の鏡筒部５８ａの貫通開口に対向する部分に同様に貫通開口５４ａが設けられる。撮像素子５２は、貫通開口５４ａを覆うような状態で、レンズユニット５８とは反対側のパッケージ５４の底面５４ｂに実装される。具体的には、撮像素子５２の突起電極５２ａが、パッケージ５４の底面５４ｂに形成されたパターン配線（端子）に対してフリップチップ接続される。
上述のような構成により、レンズ５６に入射した光はレンズユニット５８の開口及びパッケージ５４の貫通開口５４ａを通過して撮像素子５２の撮像面５２ｂに入射し、結像する。撮像素子５２からは、撮像面５２ｂに形成された像に対応した画像信号（電気信号）が出力される。
撮像素子５２から出力された画像信号は、樹脂製のパッケージ５４内に組み込まれたプロセッサ用素子６２により処理される。プロセッサ用素子６２は、撮像素子１２の動作を制御する制御用プロセッサとして機能する。プロセッサ用素子６２の下側にはダイ付け材６４が設けられる。ダイ付け材６４は、プロセッサ用素子６２をパッケージ５４内にモールドする工程において、プロセッサ用素子６２を一時的に固定しておくために用いられる。
プロセッサ用素子６２の電極は、パッケージ５４の内部において、パッケージ５４の底面５４ｂに形成されためっき配線（パターン配線）６６に対してボンディングワイヤにより電気的に接続される。プロセッサ用素子６２からの出力信号は、カメラモジュール５０が接続されたフレキシブル基板６８を介して外部装置等に供給される。なお、フレキシブル基板６８は、ポリイミドフィルム等からなる基板６８Ａと、基板６８Ａ上に形成されたパターン配線６８Ｂとよりなる。
なお、パッケージ５４内には、プロセッサ用素子６２の他に、抵抗素子、キャパシタ、インダクタ等のチップ部品（電子部品）７０がモールドされる。チップ部品７０は、パッケージ５４の底面５４ｂに形成された金属膜よりなるパターン配線５４ｄに電気的に接続される。したがって、チップ部品７０は、パターン配線５４ｄにより撮像素子５２及びプロセッサ用素子６２に電気的に接続される。
フレキシブル基板６８には、撮像素子５２に対向する位置に開口６８ａが設けられ、撮像素子１２が開口６８ａ内に入り込んだ状態で、カメラモジュール５０はフレキシブル基板６８に接続される。具体的には、パッケージ５４の底面５４ｂに突起電極５４ｃが形成され、突起電極５４ｃがフレキシブル基板６８の回路パターン（端子）に接続される。突起電極５４ｃは、樹脂の突起の表面に金属膜が形成された、いわゆる樹脂バンプである。
以上のような構成のカメラモジュール５０において、レンズ５６と撮像素子５２との間に光学フィルタ７２（以下、単にフィルタと称する）が配置される。フィルタ７２は、撮像素子５２に入射する光を調整するために設けられるものであり、例えば、撮像素子５２は不要な赤外線成分を除去するフィルタとして機能する。
フィルタ７２は、レンズユニット５８の基部５８ｂに取り付けられ、パッケージ５４の貫通開口５４ａ内に配置される。図１０に示す例では、フィルタ７０はレンズユニット５８に取り付けられているが、フィルタ７２はパッケージ５４の貫通開口５４ａ内に取り付けられていてもよい。すなわち、フィルタ７２はレンズ５６と撮像素子５２との間に配置されるように、パッケージ５４とレンズユニット５８とよりなるモジュール構造体に対して取り付けられる。
以上のような構成のカメラモジュール５０において、レンズ５６と撮像素子５２との間の距離は、レンズ５６の焦点距離によって決定される所定の距離より短くすることはできない。したがって、レンズホルダ５８又はパッケージ５４は、上記所定の距離を確保するのに十分な厚みを有する必要がある。
ところが、カメラモジュールには、より一層の小型化、薄型化が要求されており、カメラモジュールの厚みを小さくするという観点からすると、レンズホルダ５８又はパッケージ５４の厚みを確保するためのスペースは、無駄なスペースとなる。カメラモジュール５０では、パッケージ５４内にプロセッサ素子６２やチップ部品７０がモールドされているが、パッケージ５４内のプロセッサ素子６２やチップ部品７０の上側には依然として無駄なスペースが存在する。
そこで、本発明の第３実施例によるカメラモジュールでは、上述の無駄なスペースを有効に利用すべく、プロセッサ用素子６２（第１の半導体装置）の上側にさらに第２の半導体装置及び電子部品を配置する。
図１１は本発明の第３実施例によるカメラモジュールの断面図である。なお、レンズユニット５８は断面図ではなく側面図として示されている。図１１において、図１０に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
図１１に示すカメラモジュール８０は、図１０に示すカメラモジュール５０と同じ基本的な構造を有しているが、プロセッサ用素子６２（第１の半導体装置）の上に回路基板８２及び半導体記憶装置８４（第２の半導体装置）が搭載されていることが異なる。また、図１１に示す例では、チップ部品７０は回路基板８２の上に搭載されている。
回路基板８２は、接着剤８６によりプロセッサ用素子６２の回路形成面上に固定される。したがって、接着剤８６は絶縁性接着剤であることが好ましい。ただし、プロセッサ用素子６２の回路形成面上にポリイミド膜等の絶縁皮膜が設けられている場合は、導電性接着剤を用いてもよい。
回路基板８２は、一般的なプリント回路基板であってもよいが、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、ガラス基板のようなリジッド基板であることが好ましい。例えば、回路基板８２に搭載した半導体記憶装置８４を回路基板に対してワイヤボンディングする際に、回路基板８２には超音波ワイヤボンダから放出される超音波エネルギが印加される。回路基板８２として、例えばポリイミド基板のような弾性を有するフレキシブル基板を用いると、超音波エネルギが回路基板８２の母材に吸収されてしまうことがある。このような場合、ボンディングがうまく行なわれず、ボンディング不良が発生するおそれがある。しかし、回路基板８２としてリジッド基板を用いることにより、回路基板８２による超音波の吸収が低減され、ワイヤボンディング不良の発生を防止することができる。
また、フレキシブル基板は本来変形しやすい材料であるため、回路基板８２としてフレキシブル基板を用いると、半導体装置や電子部品を回路基板８２に搭載する際に、変形（反り）を抑えながら搭載工程を実施する必要がある。しかし、回路基板８２としてリジッド基板を採用した場合、回路基板８２の変形は少ないため、歩留まりが向上し、工程コストの点で有利である。
また、回路基板８２は、実質的に全面が金属導電層である金属ベタ層を有することが好ましい。例えば、回路基板８２の母材の片面に銅箔やアルミ箔を貼り付けて金属ベタ層を形成し、反対側の面にパターン配線を形成する。この場合、金属ベタ層側が、接着剤８６を介してプロセッサ用素子６２に接着されることとなる。あるいは、回路基板８２を多層基板として形成し、いずれかの層を金属ベタ層とすることでもよい。
上述の金属ベタ層を接地電位とすることで、プロセッサ用素子６２から発生する電磁場をシールドする効果を得ることができる。プロセッサ用素子６２は撮像素子５２の近傍に配置されており、また、近傍に電子部品も配置される。このため、プロセッサ用素子６２から電磁場が発生すると、撮像素子５２の出力信号にノイズが入る等の悪影響がある。特に、プロセッサ用素子６２の回路形成面からは電磁場が発生しやすいため、回路形成面上に金属ベタ層を有する回路基板８２を設けることで、大きなシールド効果を得ることができる。これにより、撮像素子５２からの出力信号にノイズが入ることが防止され、画像の劣化を防止することができる。
本実施例では、上述のような回路基板８２上に、メモリ素子のような半導体記憶装置８４と電子部品としてチップ部品７０が搭載される。カメラモジュールでは、撮像素子５２からの画像信号をプロセッサ用素子６２の画像処理回路で処理するが、その際に画像信号をメモリに格納する場合が多い。画像処理では比較的大きなメモリ容量を必要とするため、専用のメモリが必要となる。したがって、プロセッサ用素子６２の上に半導体記憶装置８４を専用メモリとして配置することで、プロセッサ用素子６２からの画像データを半導体記憶装置８４に格納することができ、効率的に画像処理を行なうことができる。また、半導体記憶装置８４とプロセッサ用素子６２との間の距離が短いため、処理速度が向上し、且つ信号用配線等からノイズが入る可能性が低減される。
また、上述のように、回路基板８２上にチップ部品７０が搭載される。図１０に示す例ではチップ部品７０は、パッケージ５４内の底面付近に埋め込まれているが、本実施例ではチップ部品７０は回路基板８２上に搭載される。したがって、パッケージ５４の底面の面積のうち、チップ部品７０が占めていた面積を削除することができ、パッケージ５４を小型化することができる。特に、カメラモジュールでは多数のチップ部品を必要とする場合が多いため、面積低減効果は大きい。
以上のようなチップ部品７０は、はんだや導電性ペースト（Ａｇペースト）０等により回路基板８２のパターン配線に接続される。また、半導体記憶装置８４は、ボンディングワイヤ８８を介して回路基板８２のパターン配線に接続される。ただし、必要であれば、半導体記憶装置８４を基板回路に対してフリップチップ実装することもできる。また、回路基板８２のパターン配線は、パッケージ５４に形成されたパターン配線５４ｄに対してボンディングワイヤ９０により電気的に接続される。
ここで、半導体記憶装置８４は、図１２に示すように、ボンディングワイヤ９２によって、パッケーン５４のパターン配線に直接接続することとしてもよい。これにより、半導体記憶装置６２とパッケージ５４のパターン配線５４ｄとの間の経路長を短くすることができる。また、回路基板８２上でボンディングする箇所の数が低減されるため、例えば、回路基板８２により多くの電子部品を搭載することができるという効果も得られる。
なお、本実施例では、プロセッサ用素子６２の上にメモリ等の半導体記憶装置８４を搭載しているが、半導体記憶装置に限らず、例えば制御用半導体装置等の半導体装置を搭載することとしてもよい。
また、図１３に示すように、回路基板８２上にチップ部品７０のみを搭載することとしてもよい。この場合、より多くのチップ部品７０を回路基板８２に搭載することができる。図１３に示す例では、回路基板８２はボンディングワイヤ９０によりパッケージ５４のパターン配線５４ｄに接続されているが、図１４に示すように、ボンディングワイヤ９４により直接プロセッサ用素子６２に接続してもよい。
また、回路基板８２を単に金属ベタ層を有する基板として形成し、金属ベタ層を接地電位とすることで、プロセッサ用素子８２に対する電磁場シルード効果のみを得ることとしてもよい。
本発明は上述の具体的に開示された実施例に限られず、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形例、改良例がなされるであろう。

Claims (2)

1. 撮像用レンズが取り付けられたレンズユニットと、該撮像用レンズに対向するように撮像素子が取り付けられたパッケージとよりなるモジュール構造体と、
   前記撮像素子と前記撮像用レンズとの間に配置された光学フィルタと、
   前記モジュール構造体に設けられ、前記光学フィルタの平面の一部が接着剤を介して固定されるフィルタ固定面と
   を有するカメラモジュールであって、
   前記光学フィルタは、前記光学フィルタの側面と前記平面とにより形成される端部が前記フィルタ固定面又は前記接着剤に対して非接触な状態で、前記フィルタ固定面に接着されていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 撮像用レンズが取り付けられたレンズユニットと、該撮像用レンズに対向するように撮像素子が取り付けられたパッケージとよりなるモジュール構造体と、
   前記撮像素子と前記撮像用レンズとの間に配置された光学フィルタと、
   前記モジュール構造体に設けられ、前記光学フィルタの平面の一部が接着剤を介して固定されるフィルタ固定部と
   を有するカメラモジュールであって、
   前記フィルタ固定部は周囲から突出して形成された環状の突出部であり、
   前記光学フィルタは、前記光学フィルタの側面が前記環状の突出部の外周より外側に突出した状態で、前記フィルタ固定部に接着されていることを特徴とするカメラモジュール。

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