JP2006171248A - 光学モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 品質の良好なカメラモジュールを安価に提供する。
【解決手段】 （ａ）配線基板の第１の面に第１電子部品を搭載し、（ｂ）第１電子部品を封止体により封止し、（ｃ）配線基板の第２の面にイメージセンサを含む第２電子部品を搭載し、（ｄ）配線基板の第２の面に上端側にレンズホルダを取り付け、中段にフィルタを載置固定する鏡筒を第２電子部品を覆うように接合し、（ｅ）配線基板に外部電極端子を有するフレキシブル配線基板を接続する各工程を有し、前記工程（ｅ）では、配線基板上に鏡筒を第２の接着剤を介して重ねるとともに、鏡筒の所定箇所にフィルタを第１の接着剤を介して重ね、前記第１及び第２の接着剤を同時に硬化処理して鏡筒及びフィルタの固定を行ってカメラモジュールを製造する。フィルタは、透明なガラス基板と、このガラス基板の一面に形成したコーティング膜とからなり、コーティング膜が上面になる状態で鏡筒にフィルタを接合する。
【選択図】 図２

Description

本発明は光学モジュールの製造方法に関し、例えば、携帯電話機及びビデオカメラ等に搭載する光学モジュール（カメラモジュール）の製造方法に適用して有効な技術に関する。

携帯電話機やビデオカメラ等にはカメラモジュール（固体撮像装置）が搭載されている。カメラモジュールは基板に搭載した画像取込素子（固体撮像素子），ＣＭＯＳセンサ，ＣＣＤセンサ等のイメージセンサに、撮像用のレンズ（光学用凸レンズ）で集光した光（光信号）を取込み、この光信号を画素の配列により電気信号に変換して所定の映像を得る装置である。

固体撮像装置は、回路基板の表面に固体撮像素子が搭載され、裏面に固体撮像素子を駆動するプロセッサー等を含む部品が搭載される構造になっている。固体撮像装置の小型化を図る製造方法として、回路基板の裏面に固体撮像素子を駆動するプロセッサー等を含む部品を搭載した後、回路基板の裏面側に前記部品等を覆うように平板状の成形封止部を形成し、ついで回路基板の表面に固体撮像素子を実装しかつワイヤボンディングを行う方法が知られている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１による固体撮像装置の製造方法では、前記回路基板の表面にマウント台座を取り付け、マウント台座にレンズマウントを取り付ける。また、レンズマウント内の中段にガラスフィルターを取り付け、ついでレンズマウントの上端側にレンズを重ね、このレンズをレンズマウントに固定するレンズキャップで固定して固体撮像装置を製造している。

特開２００３−３２５５７号公報

携帯電話機やビデオカメラ等の電子装置に組み込むカメラモジュールは、さらなる製造コストの低減が要請されている。

カメラモジュールの製造方法はその工程数が多く、カメラモジュールの製造コスト増加の原因となっている。例えば、特許文献１にも記載されているように、カメラモジュールの製造においては、回路基板（配線基板）にレンズマウントと呼称される鏡筒を取り付ける工程と、フィルタ（ガラスフィルター）を前記鏡筒に取り付ける工程は別工程となっている。

また、これは本出願人における実験等によって明らかにされたものであるが、鏡筒を配線基板に接着剤で接続固定する場合、つぎのような問題が発生することが判明した。フィルタを取り付けた鏡筒を例えば熱硬化型の接着剤で配線基板に接着固定する場合おいて、フィルタ取付箇所よりも下方の鏡筒部分は配線基板及び接着剤によって密閉された空間を形成することになる。このため、接着剤を加熱して硬化させる際、密閉された空間の空気が膨張し高圧状態になる。そして、この高圧力が原因となり、配線基板と鏡筒下面との間に存在する硬化前の接着剤を外部に吹き出してしまう現象が発生することがわかった。この噴出した飛散物は、製品に付着して製品を汚すばかりでなく、組立装置等周囲をも汚し、作業の中断をももたらすことになる。また接着剤が抜けて出来た穴から異物が侵入して、イメージセンサ上に付着する。この為モニター上に黒い点またはシミが発現して、製品自体は不良品になる。穴が空かなくても、他から接着剤は飛び散って付着した製品は外観不良となる。

本発明の目的は、品質の優れた光学モジュールの製造が可能な光学モジュールの製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、製造工程の低減が可能な光学モジュールの製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、製造歩留りの向上が達成できる光学モジュールの製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）本発明の光学モジュール（カメラモジュール）の製造方法は、
（ａ）第１の面とその反対側の第２の面とを有する配線基板を準備する工程、
（ｂ）前記配線基板の第１の面に第１電子部品を搭載する工程、
（ｃ）前記第１電子部品を封止体により封止する工程、
（ｄ）前記配線基板の第２の面に、イメージセンサを含む第２電子部品を搭載する工程、
（ｅ）前記配線基板の第２の面に、上端側にレンズホルダを取り付け、中段にフィルタを載置固定する鏡筒を、前記第２電子部品を覆うように接合する工程、
（ｆ）前記配線基板に外部電極端子を有するフレキシブル配線基板を接続する工程を有し、
前記工程（ｅ）では、
（ｇ）前記鏡筒と前記フィルタの取り付け部分の少なくともどちらか一方に第１の接着剤を塗布し、かつ前記鏡筒と前記配線基板の接続部分の少なくともどちらか一方に第２の接着剤を塗布する工程、
（ｈ）前記鏡筒内に上方から前記フィルタを位置決め載置し、かつ前記配線基板上に前記鏡筒を位置決め載置する工程、
（ｉ）前記第１の接着剤及び前記第２の接着剤を硬化処理する工程、
（ｊ）前記鏡筒に前記レンズホルダを取り付ける工程を有する。

また、前記工程（ｇ）では、前記第１の接着剤及び前記第２の接着剤は熱硬化性樹脂を用いる。また、前記工程（ｇ）乃至（ｉ）では、前記フィルタとして、透明なガラス基板と、このガラス基板の一面に形成したコーティング膜とからなるものを使用し、前記コーティング膜が前記イメージセンサから遠い位置になるように上面となる状態で前記鏡筒に接合する。また、前記工程（ｅ）では、前記フィルタの取り付け箇所から前記配線基板の接続箇所に至る鏡筒部分に、鏡筒の内外を連通する空気抜け孔を形成しておく。また、前記工程（ｅ）では、前記鏡筒に第１の係止部を形成し、前記配線基板に前記第１の係止部に係止される第２の係止部を設けておき、前記鏡筒を前記第１及び第２の係止部の係止によって位置決めを行って前記配線基板上に接合する。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

（１）このような光学モジュールの製造技術によれば、（ａ）鏡筒内にフィルタを固定する作業と、配線基板上に鏡筒を固定する作業を同時に行うことから工程数の低減が図れ、製造コストの低減が可能になる。

（ｂ）フィルタはコーティング膜が上面となるように鏡筒に取り付けることが可能になることから、コーティング膜が下面となる状態で鏡筒に取り付けられる場合に比較して、イメージセンサからコーティング膜が遠い位置になる。この結果、コーティング膜の表面に異物が付着しても、コーティング膜からイメージセンサまでの距離が長くなることから、異物に起因する像がイメージセンサ面に明瞭に結ばれ難くなり、画像にしみと呼称される汚れが発生し難くなる。これにより、品質の高い光学モジュールを製造することができる。

（ｃ）フィルタの取り付け箇所と配線基板との接続箇所との間の鏡筒部分に、鏡筒の内外を連通する空気抜け孔が形成されていることから、接着剤で鏡筒を配線基板に接着する際、フィルタの取り付け箇所から配線基板の接続箇所との間の鏡筒部分は密閉された空間となることがなく、密閉された空間の高圧状態が発生しない。この結果、接着剤硬化処理時の加熱下において、高圧空気の鏡筒外への噴出も発生せず、噴出に伴う接着剤の飛散が防止でき、製造の歩留りが向上するとともに、組立作業の稼働率も向上する。これらにより、光学モジュールの製造コストの低減が達成できる。

（ｄ）鏡筒と配線基板の位置決めは第１の係止部と第２の係止部の係止によって行われる結果、配線基板と鏡筒との間の位置決めは容易になり、組立の作業性が向上する。

（ｅ）フィルタを鏡筒に取り付けた後、反転させることなく鏡筒を配線基板に取り付けることが可能なため、（フィルタを鏡筒に取り付けた後、一度反転させてから鏡筒を配線基板に取り付けることが不要となることから、）製造工程を低減することができる。この結果、製造コストを下げることができる。

（ｆ）上記（ａ）乃至（ｅ）により、品質の優れた光学モジュール、即ちカメラモジュールを安価に提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１乃至図１８は本実施例の光学モジュールの製造方法に係わる図、具体的にはカメラモジュールの製造に係わる図である。図１及び図２はカメラモジュールの構造を示す図であり、図３乃至図１８はカメラモジュールの製造方法に係わる図である。

本実施例１のカメラモジュール、例えば携帯電話、ＴＶ電話、ＰＣカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants ：携帯情報端末）、光学マウス、ドアホン、監視カメラ、指紋認識装置または玩具等の画像入力部に使用できるカメラモジュールである。
カメラモジュール１（固体撮像装置）は図１及び図２に示す構造になっている。図１は本実施例１のＣＭＯＳセンサ型のカメラモジュール１の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

カメラモジュール１は、図１及び図２に示すように、外観的には配線基板２と、この配線基板２の図２では下面となる第１の面２ａ全域に形成された封止体３と、配線基板２の図２では上面となる第２の面２ｂに固定された筒状の鏡筒３０と、鏡筒３０の上部に取り付けられたレンズホルダ２０と、鏡筒３０から外れた配線基板２の第２の面２ｂに接合部材７によって内端が接続されたフレキシブル配線基板８とからなっている。前記レンズホルダ２０の上面中央には円形の窓（受光窓）５が設けられている。レンズホルダ２０にはレンズ６が取り付けられていて、受光窓５からレンズ６を覗くことができる。

配線基板２は、例えばガラスエポキシ系樹脂を絶縁材料とする多層プリント配線基板からなる。配線基板２は、第１の面２ａと、この第１の面２ａの反対面である第２の面２ｂとを有し、第１の面２ａにはシステム系部品を搭載するシステム系部品搭載面を各所に有し、第２の面２ｂには光学系部品を搭載する光学系部品搭載面を有している。

配線基板２のシステム系部品搭載面には、第１電子部品が搭載されている。第１電子部品は、例えば、ロジック用の半導体チップ（以下、単にロジックチップという）１０、メモリ用の半導体チップ（以下、単にメモリチップという）１１及びチップ部品１２等である。これらロジックチップ１０、メモリチップ１１及びチップ部品１２は、配線基板２の第２の面２ｂに搭載される後述する光学系部品であるセンサチップで得られた電気信号の処理やセンサチップのＣＭＯＳイメージセンサ回路の動作を制御するシステム構築用の電子部品である。

ロジックチップ１０には、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のようなデジタル信号処理用の演算回路が形成されている。ロジックチップ１０の図示しない電極は、ワイヤ１５を介して配線基板２の配線（ランド）に電気的に接続されている。また、メモリチップ１１には、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等のような不揮発性メモリ回路が形成されている。メモリチップ１１の図示しない電極は、ワイヤ１６を介して配線基板２の配線（ランド）に電気的に接続されている。ワイヤ１５，１６は、例えば金（Ａｕ）等からなる。チップ部品１２には、例えばコンデンサや抵抗等のような受動素子が形成されている。チップ部品１２の両端の電極は、例えば半田により配線基板２のランド（配線）と接合され電気的に接続されている。

このようなシステム系部品搭載面のロジックチップ１０、メモリチップ１１、チップ部品１２及びワイヤ１５，１６等は、封止体３により封止されている。封止体３は、例えばシリカフィラー入りエポキシ系樹脂等のような絶縁性の熱硬化性樹脂からなる。

一方、配線基板２の第２の面２ｂの光学系部品搭載面には、第２電子部品が搭載されている。第２電子部品は、具体的には光センサ用の半導体チップ（撮像素子、固体撮像素子、以下、単にセンサチップという）１７である。このセンサチップ１７は、受光素子の受光面が露出し、図２においては上面となっている。このセンサチップ１７の主面には、ＣＭＯＳイメージセンサ回路が形成されている。このＣＭＯＳイメージセンサ回路は、半導体装置の製造工程で標準的に使用されるＣＭＯＳプロセスにより形成されており、センサアレイと、そのセンサアレイで得られた電気信号を処理するアナログ回路とを有している。前記センサアレイには、複数の受光素子がセンサチップ１７の主面に沿って縦横方向に規則的に並んで配置されている。個々の受光素子は、ＣＭＯＳイメージセンサ回路の画素を形成する部分であり、入射された光信号を電気信号に変換する光電変換機能を有している。この受光素子としては、例えばフォトダイオードまたはフォトトランジスタが使用されている。

また、センサチップ１７の主面外周縁には、その外周に沿って電極（ボンディングパッド）が複数の配置されている。このボンディングパッドは、前記ＣＭＯＳイメージセンサ回路の引出電極であり、ワイヤ１８を通じて前記配線基板２のランド（配線）に電気的に接続されている。ワイヤ１８は、例えば金（Ａｕ）等からなる。また、配線基板２の光学系部品搭載面には、鏡筒３０が、前記センサチップ１７を覆うように固定されている。

鏡筒３０は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のような絶縁材料で形成されている。鏡筒３０は、脚部３１と、この脚部３１上の本体３２とからなっている。本体３２と脚部３１との間には仕切板３３が設けられている。この仕切板３３の中央、即ち、前記センサチップ１７のセンサアレイに対向する位置には、仕切板３３の上下面を貫通する平面矩形状の開口部３４が形成されている。この開口部３４は、前記仕切板３３の上面に第１の接着剤３８を介して接着されたフィルタ（ＩＲフィルタ）３６によって塞がれている。

フィルタ３６は、透明なガラス基板３６ａと、このガラス基板３６ａの一面に形成したコーティング膜３６ｂとからなっている。コーティング膜３６ｂはＩＲフィルタを構成する膜であり、可視光は通すが、所定の周波数以上の不要な赤外線を遮断する機能を有している。フィルタ３６は、ガラス基板３６ａが下となり、コーティング膜３６ｂが上面となる状態でフィルタ３６に取り付けられている。即ち、フィルタ３６のガラス基板３６ａと仕切板３３が第１の接着剤３８で接着されている。第１の接着剤３８は、例えば熱硬化性の接着剤（エポキシ樹脂系）が使用され、本実施例では熱処理温度（ベーク）が８０℃以上で熱処理時間が１０分以上の条件下で硬化させている。

フィルタを鏡筒に取り付けるのには、本実施例で適用する熱硬化性樹脂に限定されず、ＵＶ硬化性樹脂の接着剤が使用される場合もある。しかしながら、ＵＶ硬化性樹脂を使用した場合、次のような問題があることを本発明者は見出した。１つ目は、フィルタ３６を仕切り版３３の下側に搭載する場合、コーティング膜３６ｂと仕切り版３３が接着剤３８を介して接合させる。接着剤３８にＵＶ硬化性樹脂を用いると、硬化させるための紫外線を照射する。しかしながら、紫外線の照射によるコーティング膜３６ｂ自体の分光性は硬化である。すなわり、コーティング膜３６ｂは硬化されるため、フィルタ３６と仕切り版３３との接着力が低下する。２つ目は、更には鏡筒３０の本体３２の部分が壁となり、照射する紫外線が十分にＵＶ硬化性樹脂に当たらないため、接着力が低下する。

フィルタ３６は仕切り版３３に対して上側に取り付けるとことで、製造工程数の削減が可能である。このことについては、後ほど説明する。またフィルタ３６が仕切り版３３に対して下側に取り付ける場合に比べ、イメージセンサ（センサチップ１７）からコーティング膜３６ｂが遠い位置になる。この結果、コーティング膜３６ｂの表面に異物が付着しても、コーティング膜３６ｂからイメージセンサまでの距離が長くなるため、異物に起因する像がイメージセンサ面に明瞭に結ばれ難くなり、画像にしみと呼称される汚れが発生し難くなる。このしみによる不良の発生率は、異物の大きさ、レンズの焦点距離等によって決まるが、異物からイメージセンサまでの距離を大きくすることによって、異物の大きさに対するシミ不良の発現率を下げることができる。例えば、フィルタ上に３０μｍ以下の異物をシミとして認識させないようにするのに必要な、異物からイメージセンサまでの距離を検討する。１/３インチのイメージセンサ、Ｆ値（レンズの絞りの数値）約５のレンズを使い、焦点距離ｆを約５ｍｍとした場合、異物からイメージセンサまでの距離は少なくとも１.１ｍｍ以上必要になる。許容できる範囲内で、この距離を１.１ｍｍより少しでも大きくすることにより、不良の発現率を下げることができる。

また上記フィルタ３６の取り付けにおいて、コーティング面３６ｂはガラス基板３６ａよりも更に上側に位置するように実装することで、センサチップ１７からの距離を仕切り版３３にコーティング面３６ｂを搭載する場合に比べ長く（大きく）することが可能である。本発明者の検討によれば、仕切り版３３とコーティング面３６ｂが接着するようにガラス基板３６ａよりも下側にコーティング面３６ｂが位置するように搭載すると、コーティング膜３６ｂとＰＢＴ材料からなる鏡筒３０との接着力は充分でなく、結果的にフィルタ３６と鏡筒３０間での充分な接着力が得られなくなることがわかった。この結果、コーティング面３６ｂをガラス基板３６ａよりも上側に搭載することで、フィルタ３６と鏡筒３０との接着力は向上し、更にシミ不良対策はより向上できる。

鏡筒３０の脚部３１の下部は筒状となり、その下面が第２の接着剤３９を介して配線基板２の光学系部品搭載面に接合されている。第２の接着剤３９は、第１の接着剤３８と同様な熱硬化性の接着剤が使用されている。これは、鏡筒３０を配線基板２に接合する際、予めフィルタ３６を仕切板３３（鏡筒３０）に接着剤３８を介して搭載しておき、接着剤３８，３９の熱硬化処理工程を同時に行えるため、製造工程数の削減が可能となる。

鏡筒３０の上部（頭部）には、レンズホルダ（レンズ保持部）２０が鏡筒３０の頭部の開口を塞ぐように取り付けられている。このレンズホルダ２０と鏡筒３０とは、鏡筒３０の頭部側の筒内周面に形成された雌ねじと、レンズホルダ２０の下部外周面に形成された雄ねじとが螺合されることで連結され、さらにその連結部の外周に塗布された図示しない接着剤によりしっかりと固定されている。

レンズホルダ２０は、例えば前記鏡筒３０と同一の材料で形成されている。レンズホルダ２０の内部には、レンズ（光学レンズ）６が、メタル等からなる裏絞り板２１によってしっかりと支持された状態で収容されている。レンズ６は、受光用の凸レンズからなり、例えばプラスチック等のような安価で軽量な材料からなり、前記センサチップ１７の主面のセンサアレイに対向するように設置されている。レンズホルダ２０の上面には、例えば平面円形状の受光窓５が、前記レンズ６との相対的な平面位置が合わされた状態で開口されている。カメラモジュール１の外界の光は、受光窓５、レンズ６、フィルタ３６の順に透過してセンサチップ１７のセンサアレイに照射されるようになっている。

さらに、前記配線基板２の鏡筒３０の固定領域から外れた第２の面２ｂには、複数の接続端子３７が配線基板２の一辺に沿うように並んで配置されている。この接続端子３７は、カメラモジュール１内の回路と外部装置とを電気的に接続するための端子である。即ち、この接続端子３７は、配線基板２の配線を通じてカメラモジュール１内の回路と電気的に接続されている。また、接続端子３７は、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）等のような接合部材７を通じてフレキシブル配線基板８の配線と電気的に接続され、さらにこのフレキシブル配線基板８を通じて外部装置と電気的に接続されるようになっている。フレキシブル配線基板８は、図１において、その下面側の外端縁（右端）に所定ピッチで外部電極端子が形成されていて、例えば、携帯電話機の実装基板の上面のランド（配線）に重ねて接続されるようになっている。

つぎに、本実施例１のカメラモジュール１の製造方法の一例を図３乃至図１８を参照しながら説明する。カメラモジュール１は、図３のフローチャートで示すように、配線母基板（配線基板）準備（Ｓ０１）、部品搭載（Ｓ０２）、ワイヤボンディング（Ｓ０３）、樹脂層形成（Ｓ０４）、基板ハーフダイシング（Ｓ０５）、部品搭載（Ｓ０６）、ワイヤボンディング（Ｓ０７）、鏡筒及びフィルタ接合（Ｓ０８）、レンズホルダ固定（Ｓ０９）、配線母基板切断（Ｓ１０）、フレキシブル配線基板接続（Ｓ１１）の各工程を経て製造される。

カメラモジュール１の製造においては、図４乃至図６に示すような配線母基板（配線基板）２ｆを準備する（Ｓ０１）。

配線母基板２ｆは、多数のカメラモジュール１を製造するべく複数の製品形成部を有する配線基板である。図４及び図５には、製品形成部４０を四角の点線で示してある。互いに隣接する製品形成部４０の間の細い領域が最終的に切断によって除去される領域である。配線母基板２ｆには、製品形成部４０が３列５行、合計で１５個配置した構造になっている。この数値は、説明の便宜上であり、実際の製造ではさらに多くの数となっている。各製品形成部４０の構造は、既に説明した配線基板２の構造である。図４は配線母基板２ｆの第１の面２ａを示し、図５は配線母基板２ｆの第２の面２ｂを示してある。また、配線母基板２ｆの隅部には円形孔からなるガイド孔４１及び長孔からなるガイド孔４２が設けられている。これらのガイド孔４１，４２は配線母基板２ｆの位置決め等において利用される。

配線母基板１の厚さは極めて薄く、例えば０．３ｍｍ程度である。配線母基板２ｆは、例えばガラスエポキシ系樹脂を絶縁材料とする多層配線構造を有しており、例えばサブトラクティブ法により形成されている。

製品形成部４０の第１の面２ａには、システム系部品を搭載するための配線パターンが設けられているが、図面を見やすくするため図４では省略してある。また、製品形成部４０の第２の面２ｂは光学系部品を搭載するための配線パターンが設けられているが、図面を見やすくするため図５では、製品形成部４０の１辺側に配列される複数の接続端子３７以外は省略してある。製品形成部４０は配線母基板２ｆを切断することによって配線基板２となることから、表裏面は勿論のこととして内部にも配線が形成されているが、ここでは接続端子３７を表記する以外は省略してある。なお、接続端子３７は図６乃至図１８においても省略してある。

配線母基板２ｆの配線材料は、例えば銅（Ｃｕ）からなる。また、半導体チップの搭載部分，チップ部品の電極付け部分、ワイヤ接続部分（ランド，ワイヤボンディングパッド等）等を形成する配線部分の表面には、必要に応じてめっき膜が形成されている。めっき膜は、例えばニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のメッキ処理が施されている。

つぎに、図６に示すように、配線母基板２ｆの各製品形成部４０の第１の面２ａにシステム系部品を構成する第１電子部品を搭載する（Ｓ０２）。即ち、第１電子部品としてロジックチップ１０，メモリチップ１１，チップ部品１２を搭載する。図６では隣接する３個の製品形成部４０を示す。矢印で示す範囲が製品形成部４０部分である。配線母基板２ｆを分割するまでは、以降の図では主として隣接する３個の製品形成部４０にて説明する。

つぎに、図７に示すように、ワイヤボンディングが必要な箇所にワイヤボンディングを行う（Ｓ０３）。即ち、ロジックチップ１０及びメモリチップ１１の電極と配線母基板２ｆの配線とを導電性のワイヤ１５，１６で接続する。

つぎに、図８に示すように、各製品形成部４０の第１の面２ａ側に絶縁性樹脂からなる樹脂層（封止体）３ｆを所定の厚さ形成して、ロジックチップ１０，メモリチップ１１，チップ部品１２等を覆う（Ｓ０４）。この樹脂層３ｆは第１電子部品を保護することになる。樹脂としては、例えばシリカフィラー入りエポキシ系樹脂等のような熱硬化性樹脂が使用される。本実施例では、樹脂層３ｆは、配線母基板２ｆの略全面を一括して封止する一括封止方法が採用されている。一括封止方法として、例えばトランスファモールディング法が使用される。

つぎに、図９に示すように、樹脂層３ｆの表面から配線母基板２ｆの表層に至る切断溝４５を形成する（Ｓ０５）。この切断溝４５は、図１０に示すように、各製品形成部４０の境界に沿って縦横に形成される。これにより樹脂層３ｆは分断されて封止体３となる。図９以降において、切断溝４５は太い実線で示す。配線母基板２ｆは、切断溝４５の深さが配線母基板２ｆの厚さ方向の例えば、２／３程度の深さで止まっており完全には切断されていない。このように一括封止体（樹脂層）３ｆを切断溝４５によって分離することにより、一括封止体（樹脂層）３ｆの収縮に起因する配線母基板２ｆの反りや捻れ等を低減できることから、後述する光学系部品搭載のワイヤボンディングのワイヤのボンダビリティを向上させることができ、カメラモジュール１の製造歩留まりを向上させることができる。なお、切断溝４５は、一括封止体（樹脂層）３ｆを完全に分離するが配線母基板２ｆの第１の面２ａに達していなくても良い。この場合でも前記一括封止体（樹脂層）３ｆの収縮に起因する配線母基板２ｆへの応力を緩和できる。また、切断溝４５は、一括封止体（樹脂層）３ｆを完全に分離せず、一括封止体（樹脂層）３ｆの厚さ方向の途中の位置までに達するものでも良い。この場合でも前記応力をある程度緩和できる。

つぎに、図１１に示すように、配線母基板２ｆの第２の面２ｂを上面とした状態で各製品形成部４０の第２の面２ｂの光学系部品搭載面に第２電子部品を搭載する（Ｓ０６）。第２電子部品として、センサチップ１７を受光面を上に向けた状態で搭載する。その後、図１２に示すように、製品形成部４０において、センサチップ１７の電極と配線母基板２ｆの配線とを導電性のワイヤ１８で接続する（Ｓ０７）。このワイヤボンディングにおいて、前述の切断溝４５の存在によって配線母基板２ｆに反りや捩れが発生していないことから、良好なワイヤボンディングが可能になり、ボンダビリティが向上し、製造歩留りの向上を図ることができる。

つぎに、図１３に示すように、各製品形成部４０において、センサチップ１７を覆うように第２の接着剤３９によって鏡筒３０を配線母基板２ｆに接合するとともに、鏡筒３０に第１の接着剤３８によってフィルタ３６を接合する（Ｓ０８）。第１の接着剤３８及び第２の接着剤３９の硬化処理（ベーク処理）は一回の硬化処理で行う。図１４はフィルタ３６及び鏡筒３０を接合（固定）する方法を説明する模式図である。鏡筒３０の仕切板３３上面に、例えばディスペンサを用いてリング状に第１の接着剤３８を塗布するとともに、鏡筒３０を固定する配線母基板２ｆの上面部分に鏡筒３０の脚部３１に対向する位置に、リング状に第２の接着剤３９を塗布する。接着剤３８，３９はリング状に塗布することで、鏡筒３０と配線母基板２ｆとの隙間を完全に埋めることができるので、カメラモジュール１の外部からの異物の進入を抑制できる。フィルタ３６を仕切り版３３の下側に固定する場合、鏡筒３０の上下を反転させた状態で固定し、フィルタ３６が鏡筒３０から脱落しないよう、先に硬化処理をする必要がある。前記硬化処理の後、鏡筒３０を反転した後、接着剤３９を介して配線母基板２ｆに鏡筒３０を固定する工程となるため、製造工程数が多くなることから、製造コストの低減が困難であった。これに対し、本実施例では、フィルタ３６を仕切り版３３の上側に、鏡筒３０を配線母基板２ｆに固定するための接着剤３９と同じ材料からなる接着剤３８を介して固定することで、硬化処理も同一工程においてできるため、製造工程数の低減を実現できる。

鏡筒３０の固定において、画像認識が可能な装置を使って、先ず前記配線基板上のイメージセンサの受光面を認識し、次に前記鏡筒の外形または開口部（窓枠）を認識して、イメージセンサの光軸と鏡筒に搭載されたレンズの光軸が少なくとも約±１００μｍの精度で位置合わせする。これにより、レンズ６の光軸合わせ及び焦点合わせが可能となり、品質の優れたカメラモジュール１が製造できる。

つぎに、鏡筒３０の本体３２内にフィルタ３６を入れ、仕切板３３上にフィルタ３６を載置する。この際、フィルタ３６のガラス基板３６ａが下面となり、コーティング膜３６ｂが上面となるようにしてフィルタ３６を仕切板３３上の第１の接着剤３８上に位置決め載置する。また、フィルタ３６を挿入載置した鏡筒３０を配線母基板２ｆの第２の面２ｂ上にセンサチップ１７を覆うように位置決め載置する。鏡筒３０の脚部３１の下面は第２の接着剤３９上に載るようになる。第１の接着剤３８及び第２の接着剤３９は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる接着剤が使用される。

つぎに、図示はしないが、ベーク炉に配線母基板２ｆを入れ、所定の温度（例えば、８０℃以上）で、所定の時間（例えば、９０分以上）ベーク処理を行い、第１の接着剤３８及び第２の接着剤３９を硬化させる。この硬化処理によって、図１３に示すように、フィルタ３６は鏡筒３０に固定され、鏡筒３０は配線母基板２ｆに固定される。

つぎに、図１５に示すように、鏡筒３０の頭部（上部）にレンズホルダ２０を固定する（Ｓ０９）。図１６はレンズホルダ２０を鏡筒３０に接合（固定）する方法を示すための模式図である。レンズホルダ２０にはレンズ６が挿入され、かつ裏絞り板２１によって固定されている。このレンズホルダ２０の下部外周面には雄ねじが形成されていることから、この下部を鏡筒３０の上部（頭部）の開口部に挿入し、かつ前記開口部に形成された雌ねじにはめ込み、ねじ締めしてレンズホルダ２０を鏡筒３０に連結固定する。また、図示はしないが、連結部の外周に接着剤を塗布して封止する。これにより、図１５に示すように、鏡筒３０にレンズホルダ２０が固定される。

つぎに、配線母基板２ｆを前記切断溝４５の底でそれぞれ切断し、図１７に示すような個片５０を複数形成する（Ｓ１０）。

つぎに、各個片５０の図１７では省略してある接続端子３７に接合部材７を介してフレキシブル配線基板８を取り付け、図１８に示すようなカメラモジュール１を複数製造する。

本実施形態１によれば以下の効果を有する。
（１）鏡筒３０内にフィルタ３６を固定する作業と、配線基板２（配線母基板２ｆ）上に鏡筒３０を固定する作業を同時に行うことから工程数の低減が図れ、カメラモジュール１の製造コストの低減が可能になる。

（２）フィルタ３６はコーティング膜３６ｂが上面となるように鏡筒３０に取り付けられることから、コーティング膜が下面となる状態で鏡筒に取り付けられる場合に比較して、イメージセンサ（センサチップ１７）からコーティング膜３６ｂが遠い位置になる。この結果、コーティング膜３６ｂの表面に異物が付着しても、コーティング膜からイメージセンサまでの距離が長くなることから、異物に起因する像がイメージセンサ面に明瞭に結ばれ難くなり、画像にしみと呼称される汚れが発生し難くなる。この結果、品質（特性）の優れたカメラモジュール１を製造することができる。

（３）上記（１）及び（２）により、品質の優れたカメラモジュール１を安価に製造することができる。

図１９乃至図２１は本発明の実施例２であるカメラモジュールに係わる図である。図１９はカメラモジュールの平面図、図２０は図１９のカメラモジュールの断面図、図２１はカメラモジュールの製造において、配線母基板に鏡筒を取り付ける際、同時に鏡筒にフィルタを取り付ける状態を示す模式的断面図である。

本実施例２のカメラモジュール１は、実施例１のカメラモジュール１の製造において、図２０に示すように、フィルタ３６の取り付け箇所から配線基板２（配線母基板）の接続箇所に至る鏡筒３０部分に、鏡筒３０の内外を連通する空気抜け孔５５を形成してある。空気抜け孔５５は、図２０に示すように、脚部３１の上面に設けられている。この空気抜け孔５５は、図１９に示すように、鏡筒３０の脚部３１の上面に一箇所設けられている。この空気抜け孔５５によって鏡筒３０を配線基板２に固定した場合、フィルタ３６の下方の鏡筒３０によって形成される空間は密閉されず、鏡筒３０の内外を連通させることになる。前記空気抜け孔５５は、接着剤３８，３９の熱硬化処理が完了後、例えば常温硬化型の接着材（接着剤）若しくは紫外線硬化型の接着材（接着剤）を用いることがより好ましい。これにより、加熱処理を行うことなく空気抜け孔５５を埋めることができるので、空気抜け孔５５を埋めて鏡筒３０が密封された状態で加熱されて鏡筒３０内で膨張した空気が鏡筒３０外に噴出するのを防止できる。

従って、第１の接着剤３８及び第２の接着剤３９を硬化処理する際の熱によって前記空間内が高圧状態になることもない。この結果、鏡筒外に接着剤が噴出する現象の発生もなく、接着剤の噴出に伴う製造歩留りの低下や組立装置の稼働率の低下が起きなくなり、カメラモジュール１の製造コストの低減が達成できる。
また、前記空気抜け孔５５は、最終的にその開口部を埋めるため、新たにカメラモジュール１の外部からの異物の進入を抑制することができる。

本実施例２のカメラモジュール１は、実施例１のカメラモジュール１の製造において、配線基板２（配線母基板）に鏡筒３０を固定する際、位置決めが正確に行えるようになっている。図１９及び図２１に示すように、鏡筒３０の脚部３１の下面の２箇所（鏡筒３０の外形寸法よりも外側の位置）に係止部としてのピン５６が取り付けられているとともに、これら係止部に対応する配線基板２（配線母基板）の第２の面２ｂに前記ピン５６が挿入できる係止部としての挿入孔５７が設けられている。更に説明すると、前記封止体３が形成される箇所とは平面的に重ならない位置に配置されている。これにより、封止体３を形成する際、配線基板２の第１の面２ａから第２の面２ｂに封止用の樹脂が漏れることがない。

そして、図２１に示すように、鏡筒３０を配線母基板２ｆに載置する際、鏡筒３０に設けた第１の係止部であるピン５６を、配線母基板２ｆに設けた第２の係止部である挿入孔５７に挿入して位置決めを行い、第２の接着剤３９で鏡筒３０を配線母基板２ｆに固定する。鏡筒３０を固定し、配線母基板２ｆを個片化する際、前記ピン５６も切断するため、最終的にカメラモジュール１にはピン５６が残らない。

この結果、配線母基板２ｆ（配線基板２）と鏡筒３０との間の位置決めは容易になり、組立の作業性が向上し、製造コストの低減を図ることができる。なお、図２１において、挿入孔５７を明瞭とするため、右側の挿入孔５７部分に塗布される第２の接着剤３９は省略する。また、係止部及びその配置位置は前記実施例の構造に限定されるものではない。例えば、鏡筒３０の周面を部分的に張り出させ、この張り出し部分の下面に係止部を形成するようにしてもよい。また、空気抜け孔５５の数及び配置箇所も実施例に限定されるものではなく、他の場所に設けてもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＣＭＯＳイメージセンサを用いたカメラモジュールに適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いたカメラモジュール等のような他のカメラモジュールにも適用できる。本発明は少なくとも他の光学モジュールの製造に適用することができる。

本発明の実施例１であるカメラモジュールの平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 前記カメラモジュールの製造方法を示すフローチャートである。 前記カメラモジュールの製造で使用する複数の製品形成部を有する配線母基板の第１の面を示す平面図である。 前記配線母基板の第２の面を示す平面図である。 前記各製品形成部の第１の面に第１電子部品としてのチップ部品及び半導体チップを搭載した配線母基板を示す断面図である。 前記半導体チップと前記配線母基板をワイヤで接続した配線母基板を示す断面図である。 前記配線母基板の第１の面に樹脂層を一括して設けて前記第１電子部品を覆った状態を示す配線母基板を示す断面図である。 前記樹脂層の表面から配線母基板の表面に亘って切断溝を形成した配線母基板を示す断面図である。 前記切断溝が設けられた配線母基板の平面図である。 前記各製品形成部の第２の面にイメージセンサを形成する第２電子部品を搭載した配線母基板を示す断面図である。 前記第２電子部品と前記配線母基板をワイヤで接続した配線母基板を示す断面図である。 前記各製品形成部の第２の面にイメージセンサを覆うように鏡筒を取り付けた配線母基板を示す断面図である。 前記配線母基板に鏡筒を取り付ける際、同時に鏡筒にフィルタを取り付ける状態を示す模式的断面図である。 前記各鏡筒にレンズホルダを取り付けた状態を示す配線母基板の断面図である。 前記各鏡筒にレンズホルダを取り付ける状態を示す模式的断面図である。 前記配線母基板を各製品形成部ごとに分割して配線基板を含む個片を形成した状態を示す断面図である。 前記配線基板にフレキシブル配線基板を接続した状態を示す正面図である。 本発明の実施例２であるカメラモジュールの平面図である。 図１９のカメラモジュールの断面図である。 本実施例２のカメラモジュールの製造において、配線母基板に鏡筒を取り付ける際、同時に鏡筒にフィルタを取り付ける状態を示す模式的断面図である。

符号の説明

１…カメラモジュール、２…配線基板、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、２ｆ…配線母基板、３…封止体、３ｆ…樹脂層、５…窓（受光窓）、６…レンズ、７…接合部材、８…フレキシブル配線基板、１０…ロジック用の半導体チップ（ロジックチップ）、１１…メモリ用の半導体チップ（メモリチップ）、１２…チップ部品、１５，１６…ワイヤ、１７…光センサ用の半導体チップ（センサチップ）、１８…ワイヤ、２０…レンズホルダ（レンズ保持部）、２１…裏絞り板、３０…鏡筒、３１…脚部、３２…本体、３３…仕切板、３４…開口部、３６…フィルタ（ＩＲフィルタ）、３６ａ…ガラス基板、３６ｂ…コーティング膜、３７…接続端子、３８…第１の接着剤、３９…第２の接着剤、４０…製品形成部、４１，４２…ガイド孔、４５…切断溝、５０…個片、５５…空気抜け孔、５６…ピン、５７…挿入孔

Claims (6)

1. （ａ）第１の面とその反対側の第２の面とを有する配線基板を準備する工程、
   （ｂ）前記配線基板の第１の面に第１電子部品を搭載する工程、
   （ｃ）前記第１電子部品を封止体により封止する工程、
   （ｄ）前記配線基板の第２の面に、イメージセンサを含む第２電子部品を搭載する工程、
   （ｅ）前記配線基板の第２の面に、上端側にレンズホルダを取り付け、中段にフィルタを載置固定する鏡筒を、前記第２電子部品を覆うように接合する工程、
   （ｆ）前記配線基板に外部電極端子を有するフレキシブル配線基板を接続する工程を有し、
   前記工程（ｅ）では、
   （ｇ）前記鏡筒と前記フィルタの取り付け部分の少なくともどちらか一方に第１の接着剤を塗布し、かつ
   前記鏡筒と前記配線基板の接続部分の少なくともどちらか一方に第２の接着剤を塗布する工程、
   （ｈ）前記鏡筒内に上方から前記フィルタを位置決め載置し、かつ前記配線基板上に前記鏡筒を位置決め載置する工程、
   （ｉ）前記第１の接着剤及び前記第２の接着剤を硬化処理する工程、
   （ｊ）前記鏡筒に前記レンズホルダを取り付ける工程を有することを特徴とする光学モジュールの製造方法。
2. 請求項１記載の光学モジュールの製造方法において、前記工程（ｇ）では、前記第１の接着剤及び前記第２の接着剤は熱硬化性樹脂を用いることを特徴とする光学モジュールの製造方法。
3. 請求項１記載の光学モジュールの製造方法において、前記工程（ｇ）乃至（ｉ）では、前記フィルタとして透明なガラス基板と、このガラス基板の一面に形成したコーティング膜とからなるものを使用し、前記コーティング膜が前記イメージセンサから遠い位置になるように上面となる状態で前記鏡筒に接合することを特徴とする光学モジュールの製造方法。
4. 請求項１記載の光学モジュールの製造方法において、前記工程（ｅ）では、前記フィルタの取り付け箇所から前記配線基板の接続箇所に至る鏡筒部分に、鏡筒の内外を連通する空気抜け孔を形成しておくことを特徴とする光学モジュールの製造方法。
5. 請求項１記載の光学モジュールの製造方法において、前記工程（ｅ）では、前記鏡筒に第１の係止部を形成し、前記配線基板に前記第１の係止部に係止される第２の係止部を設けておき、前記鏡筒を前記第１及び第２の係止部の係止によって位置決めを行って前記配線基板上に接合することを特徴とする光学モジュールの製造方法。
6. 請求項１記載の光学モジュールの製造方法において、前記工程（ｅ）では、画像認識が可能な装置を使って、先ず前記配線基板上のイメージセンサの受光面を認識し、次に前記鏡筒の外形または窓枠を認識して、イメージセンサの光軸と鏡筒に搭載されたレンズの光軸が少なくとも±１００μｍの精度で位置合わせすることを特徴とする光学モジュールの製造方法。

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