撮像モジュール
【課題】撮像モジュールを小さくする必要がある。
【解決手段】撮像モジュール１００は、プリント基板１０と、レンズ駆動機構２０と、撮像装置３４と、ボンディングワイヤ４０と、樹脂５０と、透明板６０と、コネクタ７０と、レンズ８０と、を備える。撮像装置３４は、撮像部３０と、出力処理部３２と、を有する。撮像モジュール１００ではレンズ８０を通過した光が撮像部３０上に導かれる。その導かれた光が撮像部３０によって信号に変換される。その信号は出力処理部３２によって処理された後に図示しないメモリ等に蓄えられる。プリント基板１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２と、電源ＩＣ１４とが埋め込まれる。
【解決手段】撮像モジュール１００は、プリント基板１０と、レンズ駆動機構２０と、撮像装置３４と、ボンディングワイヤ４０と、樹脂５０と、透明板６０と、コネクタ７０と、レンズ８０と、を備える。撮像装置３４は、撮像部３０と、出力処理部３２と、を有する。撮像モジュール１００ではレンズ８０を通過した光が撮像部３０上に導かれる。その導かれた光が撮像部３０によって信号に変換される。その信号は出力処理部３２によって処理された後に図示しないメモリ等に蓄えられる。プリント基板１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２と、電源ＩＣ１４とが埋め込まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像モジュールに関し、特に撮像モジュールの基板の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などのポータブル機器にカメラが搭載されるようになって久しい。このカメラでは、レンズと、それを駆動する駆動機構と、撮像装置と、制御用や電源用のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｃｕｉｔ）を、基板と一体化した撮像モジュールを使用するのが一般的である。
【０００３】
このような撮像モジュールではＩＣは基板の表面に実装されていた。
【特許文献１】特開平１１−１０３０３８号公報
【特許文献２】特開２００３−２５００７２号公報
【特許文献３】特開２００５−２１０４０９号公報
【特許文献４】特開２００６−１２９２５５号公報
【特許文献５】特開２００６−２２９０４３号公報
【特許文献６】特開２００７−４９３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では携帯電話などのポータブル機器の薄型化、小型化が進んでいる。したがってそれに搭載される撮像モジュールも小さくしなければならない。しかしながら、従来のように基板の表面にＩＣを実装していたのでは、その部分の厚さや面積が足かせとなり要求される小型化を達成し難い。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その包括的な目的は、より小さな撮像モジュールの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、撮像モジュールに関する。この撮像モジュールはレンズと、レンズを駆動するレンズ駆動機構と、レンズからの光を受光する撮像部と、を備える。この撮像モジュールは、撮像部を一方の面側に搭載し、レンズ駆動機構を制御するレンズ駆動回路および電力を供給する電源回路のうちの少なくともひとつを含む半導体装置が埋め込まれる基板をさらに備える。
【０００７】
この態様によると、半導体装置が基板に埋め込まれるので、基板の面積を削減できる。または、基板をより薄くすることができる。
【０００８】
半導体装置は、撮像部とオーバーラップしない位置に埋め込まれてもよい。この場合、半導体装置で発生する熱またはノイズによる撮像部への影響を軽減できる。
【０００９】
撮像モジュールは、撮像部と隣接して設けられ、撮像部の出力を処理する出力処理部をさらに備えてもよい。半導体装置は、出力処理部とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、基板の面積を削減できる。
【００１０】
基板は、熱を拡散せしめる熱拡散層を半導体装置と撮像部との間に有してもよい。この場合、半導体装置で発生する熱が拡散し、基板の局所的な温度上昇を低減できる。
【００１１】
熱拡散層は、基板の外部にその一部が露出するよう形成されてもよい。この場合、半導体装置で発生する熱を外部へ逃すことができる。
【００１２】
熱拡散層の基板の外部への露出部分は放熱構造を有してもよい。
【００１３】
基板は、電磁波のノイズを遮断するシールド層を半導体装置と撮像部との間に有してもよい。
【００１４】
基板は、金属層を半導体装置と撮像部との間に有してもよい。
【００１５】
金属層はその電位が固定されてもよい。
【００１６】
基板は、一端が半導体装置の端子に接続され、他端が基板の表面から露出する金属の検査用端子を有してもよい。検査用端子の他端は、半導体装置のテストを行うためのプローブが接触できるよう基板の表面から露出してもよい。この場合、半導体装置が基板に埋め込まれた状態でその半導体装置をテストすることができる。
【００１７】
検査用端子では、半導体装置の端子から基板の表面に至るまでの部分は柱状に形成されてもよい。
【００１８】
基板には、半導体装置が埋め込まれている層に、半導体装置と隣り合うように少なくともひとつの別の半導体装置が埋め込まれてもよい。基板は、半導体装置と別の半導体装置との間を仕切る金属の隔壁を有してもよい。この場合、半導体装置と別の半導体装置との間の電磁波のノイズや電磁気的な干渉を低減できる。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のある態様によれば、撮像モジュールを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において本発明に係る各実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る撮像モジュールは特に薄型のポータブル機器に搭載されるカメラに好適に用いられる。例えば携帯電話のカメラに好適に用いられる。
第１の実施の形態に係る撮像モジュールでは、撮像モジュールへ電源を供給するＩＣやレンズを駆動するＩＣを、撮像部が取り付けられているプリント基板に埋め込む。これにより、撮像モジュールの薄型化が図られる。また、それらの埋め込み位置を撮像部の直下から外れるようにしたので、それらのＩＣから発生する熱やノイズによる撮像部への影響が軽減される。
【００２３】
図１は、第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００の断面図である。撮像モジュール１００は、プリント基板１０と、レンズ駆動機構２０と、撮像装置３４と、ボンディングワイヤ４０と、樹脂５０と、透明板６０と、コネクタ７０と、レンズ８０と、を備える。撮像モジュール１００ではレンズ８０を通過した光が後述する撮像部３０上に導かれる。その導かれた光が撮像部３０によって信号に変換される。その信号は後述する出力処理部３２によって処理された後に図示しないメモリ等に蓄えられる。
【００２４】
プリント基板１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２と、電源ＩＣ１４とが埋め込まれる。プリント基板１０には、他の用途のＩＣが埋め込まれてもよい。レンズ駆動用ＩＣ１２はレンズ駆動機構２０のコイル２６に駆動電流を供給する。電源ＩＣ１４は、撮像モジュール１００全体、特にレンズ駆動用ＩＣ１２および他のＩＣに電源を供給する。プリント基板１０に埋め込まれたレンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４等のＩＣは、図示しない配線層を通じて適切に配線される。
ここでレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が埋め込まれる基板としてプリント基板を用いているが、これはプリント基板は廉価であり形成しやすいことによる。
【００２５】
撮像モジュール１００においては、プリント基板１０のうち撮像部３０とオーバーラップする領域１６には、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４のいずれも埋め込まれない。さらに電源ＩＣ１４は、出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれる。
【００２６】
レンズ駆動機構２０は、フレーム２２と、マグネット２４と、コイル２６と、ホルダ２８と、を含む。レンズ駆動機構２０は、コイル２６に流れる電流の大きさの変化に伴ってレンズ８０をその光軸方向に動かす。また電流の大きさが固定されるとレンズ８０を所定の位置に保持する。フレーム２２は、プリント基板１０の上面１０ａに固定される。ここでプリント基板１０の面のうち、レンズ８０側の面を上面と呼ぶ。マグネット２４は、円筒状であり、径方向に磁化される。マグネット２４の外周面はフレーム２２に接着固定される。
なお、レンズ８０の駆動機構は、ギア等を用いるアクチュエータであってもよい。
【００２７】
ホルダ２８は、円筒形状の合成樹脂等による成形品であり、中央位置でレンズ８０を支持する。ホルダ２８の外周面には、あらかじめ成形されたコイル２６が埋め込まれて固定される。レンズ駆動機構２０は、図示しない既知の調整手段により、ホルダ２８が径方向に位置決めされ、光軸方向にスムーズに移動できるよう構成される。
【００２８】
プリント基板１０の上面１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４はその中央に撮像部３０を有する。撮像部３０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いるイメージセンサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いるイメージセンサである。
撮像装置３４は、撮像部３０に隣接する出力処理部３２を有する。撮像部３０は、それに入射した光に基づいて信号を出力する。出力処理部３２は、撮像部３０が出力する信号を処理する。このような撮像部３０、出力処理部３２および撮像装置３４は、公知の半導体製造技術を利用して製造される。
【００２９】
撮像装置３４上の配線はボンディングワイヤ４０を通じてプリント基板１０に接続される。ガラスや樹脂などの材料からなる高精度に加工された透明板６０は、樹脂５０によって撮像部３０の表面に対して所定の間隔を保持した状態で固定される。樹脂５０は透明板６０を保持すると共にボンディングワイヤ４０を保護する。
【００３０】
コネクタ７０は、外部の対応するコネクタと接続され、外部と撮像モジュール１００との間の信号の入出力等を仲介し、外部からの電源を撮像モジュール１００へ導く。つまりコネクタ７０は外部とのインタフェースの役割を果たす。コネクタ７０のそれぞれのピンは、プリント基板１０中の所定の配線と接続される。
【００３１】
以上のように構成された撮像モジュール１００の動作について説明する。
撮像モジュール１００が撮像を行う際は、レンズ駆動用ＩＣ１２がコイル２６に適切な駆動電流を供給し、レンズ８０の光軸方向の位置が調整される。レンズ８０を通じて撮像部３０上に光が導かれる。その導かれた光は撮像部３０によって電気信号に変換される。この電気信号が出力処理部３２によって処理される。
【００３２】
第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００によれば、レンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４等のＩＣがプリント基板１０に埋め込まれる。これにより、プリント基板の表面にそれらのＩＣを搭載する従来の構成と比べてプリント基板の面積を削減することができ、また、プリント基板部分をより薄くすることができる。この結果、撮像モジュール１００全体をより小さくすることができる。
【００３３】
一般にレンズ駆動用ＩＣや電源ＩＣは他の、例えば画像処理用のＩＣやメモリのＩＣ等と比べて消費電力が大きく、したがって発熱量も大きい。この大きな熱が撮像部の特性に部分的に影響を与え、出力処理部が出力する画像データにむらが生じる可能性がある。ここで第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は、撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる。したがってそれらのＩＣと撮像部３０との間の距離は、撮像部３０の直下にそれらのＩＣを埋め込む場合よりも大きくなるので、それらのＩＣから発生する熱は撮像部３０へより伝わりにくい。この結果、撮像部３０の特性はより安定し、むらのない安定した画像データを取得することができる。
【００３４】
また一般に、レンズ駆動用ＩＣや電源ＩＣから発生する上述の大きな熱は、プリント基板を熱してその温度を上昇させる。すると基板を構成する複数の材料の熱膨張率の差により、基板が歪む場合がある。この場合、基板の歪んだ部分と撮像部とが近いと撮像部に応力が加わってその特性が変化し、やはり出力処理部が出力する画像データにむらが生じる可能性がある。ここで第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は、撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる。したがってそれらのＩＣからの発熱によってその周りのプリント基板が歪んだとしても、歪んだ部分と撮像部３０との間の距離はより遠くなる。その結果、プリント基板の歪みが撮像部３０の特性に与える影響は小さく、むらのない安定した画像データを取得することができる。
【００３５】
また一般に、レンズ駆動用ＩＣや電源ＩＣは大きな熱を発生するだけでなく、内部のスイッチング素子などによって比較的大きな電磁波のノイズを発生する。ここで第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は、撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる。したがってそれらのＩＣと撮像部３０との間の距離は、撮像部３０の直下にそれらのＩＣを埋め込む場合よりも大きくなるので、それらのＩＣからの電磁波のノイズによる撮像部３０や出力処理部３２への影響を軽減できる。
【００３６】
また、電源ＩＣ１４から発せられる電磁波のノイズおよび熱がそれほど大きくない場合には、電源ＩＣ１４を出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込むことによってプリント基板の面積を削減できる。これは撮像モジュール１００の小型化に寄与する。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。第２の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板２１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板２１０の上面２１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は、撮像部３０および出力処理部３２を有する。
プリント基板２１０にはレンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６が埋め込まれる。メモリＩＣ２１６は、撮像に使用する定数などを記憶する。
【００３８】
レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６と上面２１０ａとの間には金属層２０２が設けられる。金属層２０２は、プリント基板２１０内で層状に広がる層状部２０４と、層状部２０４と連結され、プリント基板２１０の表面に露出するブロック部２０６とを有する。層状部２０４は、レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６と上面２１０ａとの間を切れ目無く仕切るよう形成される。ブロック部２０６の構造は、放熱に適した放熱構造の１形態であり、ブロック部２０６の表面の半分以上がプリント基板２１０の表面に露出するよう形成される。金属層２０２は、その電位が固定される。これは金属層２０２を接地することにより実現されてもよいし、電源電圧に接続することによって実現されてもよい。
なお、放熱に適した放熱構造としては、ブロック部２０６の構造の代わりにフィン状の構造などを用いてもよい。
【００３９】
第２の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、プリント基板２１０は、レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６と上面２１０ａとの間に金属層２０２を有する。したがって、レンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４から発生する熱は、熱伝導率がよい金属層２０２を通じてプリント基板２１０全体に拡散される。これにより、プリント基板２１０の局所的な温度の上昇を抑えることができるので、熱による撮像部３０の特性への部分的な影響を抑えることができる。この結果、むらのない安定した画像データを取得することができる。
【００４０】
また、金属層２０２の層状部２０４は、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４によって撮像装置３４側へ発せられる電磁波のノイズを遮断する。したがって、撮像部３０および出力処理部３２の動作は安定し、撮像モジュールの動作の信頼性が向上する。さらに金属層２０２の電位は固定されるので、より効果的にノイズを遮断できる。
【００４１】
また、金属層２０２のブロック部２０６はプリント基板２１０の表面に露出する。したがってレンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４で発生した熱をプリント基板２１０の外部へ放出でき、それらのＩＣの発熱による撮像部３０への影響を軽減できる。さらにブロック部２０６はその表面の半分以上がプリント基板２１０の表面に露出する。したがってより効率的に放熱できる。
【００４２】
また、金属層２０２がレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４によって発せられる熱やノイズの影響を軽減するので、第１の実施の形態とは違い、第２の実施の形態ではレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の配置場所に制約を設ける必要がない。これにより設計の自由度が増す。ただし、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４を撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込んでもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００４３】
図３（ａ）〜（ｄ）は、図２の金属層の端部の形状の変形例を示す断面図である。図３（ａ）では金属層２４２はプリント基板２４０の外部に露出しない。この場合金属層２４２を外部から絶縁したい場合に有利である。図３（ｂ）では金属層２５２はプリント基板２５０の下面２５０ａから露出する。外部からプリント基板２５０の下面２５０ａへのアクセスは容易であることから、この場合は外部から金属層２５２へのアクセスが容易となる。図３（ｃ）では、金属層２６２はプリント基板２６０の上面２６０ａから露出する。この場合、撮像装置と金属層２６２とを接続する必要があるときにはその接続が容易となる。図３（ｄ）では金属層２７２はプリント基板２７０の側面２７０ａから露出する。この場合、構造が簡単であるのでプリント基板の製造工程を短縮できる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図４（ａ）〜（ｂ）は、第３の実施の形態に係る撮像モジュールを示す断面図である。図４（ａ）は、第３の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。第３の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板３１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板３１０の上面３１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は撮像部３０および出力処理部３２を有する。
【００４５】
プリント基板３１０のＩＣ埋設層３２０には、レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６が埋め込まれる。レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６の端子形状はボールグリッドアレイである。レンズ駆動用ＩＣ１２は複数の端子１２ａを有する。電源ＩＣ１４は複数の端子１４ａを有する。メモリＩＣ２１６は複数の端子２１６ａを有する。図４（ａ）に示される断面において、レンズ駆動用ＩＣ１２の端子１２ａのひとつとメモリＩＣ２１６の端子２１６ａのひとつとが配線３４０によって接続されている。これ以外にも各ＩＣの端子は適切に配線される。
【００４６】
プリント基板３１０には、ＩＣ埋設層３２０と上面３１０ａとの間に金属層２０２が設けられる。プリント基板３１０には、ＩＣ埋設層３２０を挟んで金属層２０２と反対側に別の金属層３０４が設けられる。プリント基板３１０は、ＩＣ埋設層３２０の中の隣接する２つのＩＣ、例えば電源ＩＣ１４とメモリＩＣ２１６、の間を仕切る金属隔壁３０６を有する。金属隔壁３０６は第１金属層２０２または別の金属層３０４もしくはその両方と接続される。
【００４７】
第３の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、ＩＣ埋設層３２０の中の隣接する２つのＩＣの間は金属隔壁３０６によって仕切られている。したがって、仕切られた一方のＩＣと他方のＩＣとの間の電磁波のノイズや電磁気的な干渉を低減することができ、撮像モジュールの動作の信頼性が向上する。また、ＩＣから発せられる熱は金属隔壁３０６を伝わってプリント基板３１０全体に拡散する。したがってプリント基板３１０の局所的な温度上昇を軽減することができる。
【００４８】
また、第３の実施の形態に係る撮像モジュールでは、ＩＣ埋設層３２０と上面３１０ａとの間に第１金属層２０２が設けられる。したがって、第２の実施の形態で説明したように、各ＩＣが発する熱やノイズによる撮像部への影響を軽減できる。
【００４９】
また、第３の実施の形態に係る撮像モジュールでは、ＩＣ埋設層３２０中のＩＣは金属層２０２、別の金属層３０４および金属隔壁３０６によってほぼ全方位が囲まれる構成となっている。したがって、熱の拡散効果およびノイズの遮断効果はより大となる。
【００５０】
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４を撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込んでもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。第４の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板４１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板４１０の上面４１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は撮像部３０および出力処理部３２を有する。
【００５２】
プリント基板４１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が埋め込まれる。レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の端子形状はボールグリッドアレイである。各ＩＣの端子のうちの幾つかは、図示しない配線層を通じてコネクタ７０のピンに接続される。
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は他の用途のＩＣで置き換えられてもよい。
【００５３】
通常の配線に加え、各ＩＣの端子のうち動作のテストに使用する端子に対して、その端子が面している方のプリント基板４１０の表面から金属のビア４２２、４２４が設けられる。ビア４２２、４２４は、各ＩＣの端子からプリント基板４１０の表面に至るまでの部分が柱状に形成される。ビア４２２、４２４の径は、対応する各ＩＣの端子の径程度とされる。レンズ駆動用ＩＣ１２の端子１２ａに対してはビア４２２が設けられる。電源ＩＣ１４の端子１４ａに対してはビア４２４が設けられる。
ビア４２２、４２４は、それらが接続されるＩＣの端子をプリント基板４１０の表面へ引き出す役割を果たす。そしてレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４がプリント基板４１０に埋め込まれた状態でそれらのＩＣの動作のテストを行う際は、ビア４２２、４２４のプリント基板４１０の表面に露出している部分に検査用のプローブを接触させる。
なお、動作のテストに使用する端子以外の端子に対して上述のようなビアを設けてもよい。
【００５４】
第４の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、各ＩＣの端子のうち動作のテストに使用する端子は、ビア４２２、４２４によってプリント基板４１０の表面に引き出される。そして各ＩＣがプリント基板４１０に埋め込まれた状態でそれらのＩＣの動作のテストを行う際は、ビア４２２、４２４のプリント基板４１０の表面に露出している部分に検査用のプローブを接触させる。したがって、ＩＣがプリント基板４１０に埋め込まれた状態で各ＩＣの動作を個別に検査できるので、プリント基板４１０に埋め込まれた状態での各ＩＣの動作を保証することができ、歩留まりが向上する。
また、ＩＣが発熱する場合でも、そのＩＣの端子に接続されたビアが放熱経路となり熱がプリント基板４１０の表面に伝わって逃げてゆくので、ＩＣの放熱性も向上する。
【００５５】
また、ビア４２２、４２４は、各ＩＣの端子からプリント基板４１０の表面に至るまでの部分が柱状に形成される。したがってＩＣの端子からプリント基板４１０の表面までをより短い距離でつなぐので放熱効果はより大きくなる。
【００５６】
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００５７】
（第５の実施の形態）
図６は、第５の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。第５の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板５１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板５１０の上面５１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は撮像部３０および出力処理部３２を有する。
【００５８】
プリント基板５１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が埋め込まれる。レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の端子形状はボールグリッドアレイである。各ＩＣの端子に対しては、第４の実施の形態と同様にビア４２２、４２４が設けられる。
【００５９】
レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４と上面５１０ａとの間には金属層２０２が設けられる。隣接するレンズ駆動用ＩＣ１２と電源ＩＣ１４との間は金属隔壁３０６によって仕切られている。金属隔壁３０６は金属層２０２と接続される。
【００６０】
第５の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、第４の実施の形態で説明したように、プリント基板５１０に埋め込まれた状態での各ＩＣの動作を保証することができる。また、第２の実施の形態で説明したように、各ＩＣが発する熱やノイズによる撮像部への影響を軽減できる。また、第３の実施の形態で説明したように、ＩＣ間のノイズや干渉を軽減できる。
【００６１】
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００６２】
以上、実施の形態に係る撮像モジュールの構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。また、実施の形態同士の任意の組み合わせもまた本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６３】
第３、第４および第５の実施の形態では、各ＩＣの端子形状がボールグリッドアレイである場合について説明したが、それ以外の形状、たとえばＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）やＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であってもよい。
【００６４】
第１の実施の形態では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる場合について説明したが、これに限られない。たとえばプリント基板に多種類のＩＣが埋め込まれる場合は、それらのＩＣが発する熱やノイズに基づいて撮像部３０の下から除くべき優先度をそれぞれのＩＣに設定してもよい。そしてその優先度が高いＩＣから撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込んでもよい。ここで優先度が低いＩＣについては撮像部３０とオーバーラップする位置に埋め込んでもよい。この場合でも、レンズ駆動用ＩＣおよび電源ＩＣが撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる場合と同様にむらのない安定した画像データを取得することができる。
【００６５】
第２の実施の形態では、プリント基板２１０に金属層２０２が設けられる場合について説明したが、この層の材質は金属に限られない。例えば、シリコンなどの熱を拡散せしめる材料からなる熱拡散層を金属層２０２の代わりとしてもよい。この場合、プリント基板２１０の局所的な温度の上昇を抑えることができるので、熱による撮像部の特性への影響を抑えることができる。また、導電性プラスチックなどの電磁波のノイズを遮断するシールド層を金属層２０２の代わりとしてもよい。この場合、撮像モジュールの動作の信頼性が向上する
【００６６】
第１、第２および第４の実施の形態ではレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の両方がプリント基板に埋め込まれる場合について説明したが、これに限られない。たとえばレンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４のいずれか一方がプリント基板に埋め込まれ、他方がプリント基板の表面に実装されてもよい。
【００６７】
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施の形態に係る撮像モジュールの断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、図２の金属層の端部の形状の変形例を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｂ）は、第３の実施の形態に係る撮像モジュールを示す断面図である。
【図５】第４の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。
【図６】第５の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ プリント基板、 １２ レンズ駆動用ＩＣ、 １４ 電源ＩＣ、 ２０ レンズ駆動機構、 ３０ 撮像部、 ３２ 出力処理部、 ３４ 撮像装置、 ４０ ボンディングワイヤ、 ５０ 樹脂、 ６０ 透明板、 ７０ コネクタ、 ８０ レンズ、 １００ 撮像モジュール、 ２０２ 金属層、 ３０６ 金属隔壁、 ４２２ ビア。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像モジュールに関し、特に撮像モジュールの基板の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などのポータブル機器にカメラが搭載されるようになって久しい。このカメラでは、レンズと、それを駆動する駆動機構と、撮像装置と、制御用や電源用のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｃｕｉｔ）を、基板と一体化した撮像モジュールを使用するのが一般的である。
【０００３】
このような撮像モジュールではＩＣは基板の表面に実装されていた。
【特許文献１】特開平１１−１０３０３８号公報
【特許文献２】特開２００３−２５００７２号公報
【特許文献３】特開２００５−２１０４０９号公報
【特許文献４】特開２００６−１２９２５５号公報
【特許文献５】特開２００６−２２９０４３号公報
【特許文献６】特開２００７−４９３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では携帯電話などのポータブル機器の薄型化、小型化が進んでいる。したがってそれに搭載される撮像モジュールも小さくしなければならない。しかしながら、従来のように基板の表面にＩＣを実装していたのでは、その部分の厚さや面積が足かせとなり要求される小型化を達成し難い。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その包括的な目的は、より小さな撮像モジュールの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、撮像モジュールに関する。この撮像モジュールはレンズと、レンズを駆動するレンズ駆動機構と、レンズからの光を受光する撮像部と、を備える。この撮像モジュールは、撮像部を一方の面側に搭載し、レンズ駆動機構を制御するレンズ駆動回路および電力を供給する電源回路のうちの少なくともひとつを含む半導体装置が埋め込まれる基板をさらに備える。
【０００７】
この態様によると、半導体装置が基板に埋め込まれるので、基板の面積を削減できる。または、基板をより薄くすることができる。
【０００８】
半導体装置は、撮像部とオーバーラップしない位置に埋め込まれてもよい。この場合、半導体装置で発生する熱またはノイズによる撮像部への影響を軽減できる。
【０００９】
撮像モジュールは、撮像部と隣接して設けられ、撮像部の出力を処理する出力処理部をさらに備えてもよい。半導体装置は、出力処理部とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、基板の面積を削減できる。
【００１０】
基板は、熱を拡散せしめる熱拡散層を半導体装置と撮像部との間に有してもよい。この場合、半導体装置で発生する熱が拡散し、基板の局所的な温度上昇を低減できる。
【００１１】
熱拡散層は、基板の外部にその一部が露出するよう形成されてもよい。この場合、半導体装置で発生する熱を外部へ逃すことができる。
【００１２】
熱拡散層の基板の外部への露出部分は放熱構造を有してもよい。
【００１３】
基板は、電磁波のノイズを遮断するシールド層を半導体装置と撮像部との間に有してもよい。
【００１４】
基板は、金属層を半導体装置と撮像部との間に有してもよい。
【００１５】
金属層はその電位が固定されてもよい。
【００１６】
基板は、一端が半導体装置の端子に接続され、他端が基板の表面から露出する金属の検査用端子を有してもよい。検査用端子の他端は、半導体装置のテストを行うためのプローブが接触できるよう基板の表面から露出してもよい。この場合、半導体装置が基板に埋め込まれた状態でその半導体装置をテストすることができる。
【００１７】
検査用端子では、半導体装置の端子から基板の表面に至るまでの部分は柱状に形成されてもよい。
【００１８】
基板には、半導体装置が埋め込まれている層に、半導体装置と隣り合うように少なくともひとつの別の半導体装置が埋め込まれてもよい。基板は、半導体装置と別の半導体装置との間を仕切る金属の隔壁を有してもよい。この場合、半導体装置と別の半導体装置との間の電磁波のノイズや電磁気的な干渉を低減できる。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のある態様によれば、撮像モジュールを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において本発明に係る各実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る撮像モジュールは特に薄型のポータブル機器に搭載されるカメラに好適に用いられる。例えば携帯電話のカメラに好適に用いられる。
第１の実施の形態に係る撮像モジュールでは、撮像モジュールへ電源を供給するＩＣやレンズを駆動するＩＣを、撮像部が取り付けられているプリント基板に埋め込む。これにより、撮像モジュールの薄型化が図られる。また、それらの埋め込み位置を撮像部の直下から外れるようにしたので、それらのＩＣから発生する熱やノイズによる撮像部への影響が軽減される。
【００２３】
図１は、第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００の断面図である。撮像モジュール１００は、プリント基板１０と、レンズ駆動機構２０と、撮像装置３４と、ボンディングワイヤ４０と、樹脂５０と、透明板６０と、コネクタ７０と、レンズ８０と、を備える。撮像モジュール１００ではレンズ８０を通過した光が後述する撮像部３０上に導かれる。その導かれた光が撮像部３０によって信号に変換される。その信号は後述する出力処理部３２によって処理された後に図示しないメモリ等に蓄えられる。
【００２４】
プリント基板１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２と、電源ＩＣ１４とが埋め込まれる。プリント基板１０には、他の用途のＩＣが埋め込まれてもよい。レンズ駆動用ＩＣ１２はレンズ駆動機構２０のコイル２６に駆動電流を供給する。電源ＩＣ１４は、撮像モジュール１００全体、特にレンズ駆動用ＩＣ１２および他のＩＣに電源を供給する。プリント基板１０に埋め込まれたレンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４等のＩＣは、図示しない配線層を通じて適切に配線される。
ここでレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が埋め込まれる基板としてプリント基板を用いているが、これはプリント基板は廉価であり形成しやすいことによる。
【００２５】
撮像モジュール１００においては、プリント基板１０のうち撮像部３０とオーバーラップする領域１６には、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４のいずれも埋め込まれない。さらに電源ＩＣ１４は、出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれる。
【００２６】
レンズ駆動機構２０は、フレーム２２と、マグネット２４と、コイル２６と、ホルダ２８と、を含む。レンズ駆動機構２０は、コイル２６に流れる電流の大きさの変化に伴ってレンズ８０をその光軸方向に動かす。また電流の大きさが固定されるとレンズ８０を所定の位置に保持する。フレーム２２は、プリント基板１０の上面１０ａに固定される。ここでプリント基板１０の面のうち、レンズ８０側の面を上面と呼ぶ。マグネット２４は、円筒状であり、径方向に磁化される。マグネット２４の外周面はフレーム２２に接着固定される。
なお、レンズ８０の駆動機構は、ギア等を用いるアクチュエータであってもよい。
【００２７】
ホルダ２８は、円筒形状の合成樹脂等による成形品であり、中央位置でレンズ８０を支持する。ホルダ２８の外周面には、あらかじめ成形されたコイル２６が埋め込まれて固定される。レンズ駆動機構２０は、図示しない既知の調整手段により、ホルダ２８が径方向に位置決めされ、光軸方向にスムーズに移動できるよう構成される。
【００２８】
プリント基板１０の上面１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４はその中央に撮像部３０を有する。撮像部３０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いるイメージセンサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いるイメージセンサである。
撮像装置３４は、撮像部３０に隣接する出力処理部３２を有する。撮像部３０は、それに入射した光に基づいて信号を出力する。出力処理部３２は、撮像部３０が出力する信号を処理する。このような撮像部３０、出力処理部３２および撮像装置３４は、公知の半導体製造技術を利用して製造される。
【００２９】
撮像装置３４上の配線はボンディングワイヤ４０を通じてプリント基板１０に接続される。ガラスや樹脂などの材料からなる高精度に加工された透明板６０は、樹脂５０によって撮像部３０の表面に対して所定の間隔を保持した状態で固定される。樹脂５０は透明板６０を保持すると共にボンディングワイヤ４０を保護する。
【００３０】
コネクタ７０は、外部の対応するコネクタと接続され、外部と撮像モジュール１００との間の信号の入出力等を仲介し、外部からの電源を撮像モジュール１００へ導く。つまりコネクタ７０は外部とのインタフェースの役割を果たす。コネクタ７０のそれぞれのピンは、プリント基板１０中の所定の配線と接続される。
【００３１】
以上のように構成された撮像モジュール１００の動作について説明する。
撮像モジュール１００が撮像を行う際は、レンズ駆動用ＩＣ１２がコイル２６に適切な駆動電流を供給し、レンズ８０の光軸方向の位置が調整される。レンズ８０を通じて撮像部３０上に光が導かれる。その導かれた光は撮像部３０によって電気信号に変換される。この電気信号が出力処理部３２によって処理される。
【００３２】
第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００によれば、レンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４等のＩＣがプリント基板１０に埋め込まれる。これにより、プリント基板の表面にそれらのＩＣを搭載する従来の構成と比べてプリント基板の面積を削減することができ、また、プリント基板部分をより薄くすることができる。この結果、撮像モジュール１００全体をより小さくすることができる。
【００３３】
一般にレンズ駆動用ＩＣや電源ＩＣは他の、例えば画像処理用のＩＣやメモリのＩＣ等と比べて消費電力が大きく、したがって発熱量も大きい。この大きな熱が撮像部の特性に部分的に影響を与え、出力処理部が出力する画像データにむらが生じる可能性がある。ここで第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は、撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる。したがってそれらのＩＣと撮像部３０との間の距離は、撮像部３０の直下にそれらのＩＣを埋め込む場合よりも大きくなるので、それらのＩＣから発生する熱は撮像部３０へより伝わりにくい。この結果、撮像部３０の特性はより安定し、むらのない安定した画像データを取得することができる。
【００３４】
また一般に、レンズ駆動用ＩＣや電源ＩＣから発生する上述の大きな熱は、プリント基板を熱してその温度を上昇させる。すると基板を構成する複数の材料の熱膨張率の差により、基板が歪む場合がある。この場合、基板の歪んだ部分と撮像部とが近いと撮像部に応力が加わってその特性が変化し、やはり出力処理部が出力する画像データにむらが生じる可能性がある。ここで第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は、撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる。したがってそれらのＩＣからの発熱によってその周りのプリント基板が歪んだとしても、歪んだ部分と撮像部３０との間の距離はより遠くなる。その結果、プリント基板の歪みが撮像部３０の特性に与える影響は小さく、むらのない安定した画像データを取得することができる。
【００３５】
また一般に、レンズ駆動用ＩＣや電源ＩＣは大きな熱を発生するだけでなく、内部のスイッチング素子などによって比較的大きな電磁波のノイズを発生する。ここで第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は、撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる。したがってそれらのＩＣと撮像部３０との間の距離は、撮像部３０の直下にそれらのＩＣを埋め込む場合よりも大きくなるので、それらのＩＣからの電磁波のノイズによる撮像部３０や出力処理部３２への影響を軽減できる。
【００３６】
また、電源ＩＣ１４から発せられる電磁波のノイズおよび熱がそれほど大きくない場合には、電源ＩＣ１４を出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込むことによってプリント基板の面積を削減できる。これは撮像モジュール１００の小型化に寄与する。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。第２の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板２１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板２１０の上面２１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は、撮像部３０および出力処理部３２を有する。
プリント基板２１０にはレンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６が埋め込まれる。メモリＩＣ２１６は、撮像に使用する定数などを記憶する。
【００３８】
レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６と上面２１０ａとの間には金属層２０２が設けられる。金属層２０２は、プリント基板２１０内で層状に広がる層状部２０４と、層状部２０４と連結され、プリント基板２１０の表面に露出するブロック部２０６とを有する。層状部２０４は、レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６と上面２１０ａとの間を切れ目無く仕切るよう形成される。ブロック部２０６の構造は、放熱に適した放熱構造の１形態であり、ブロック部２０６の表面の半分以上がプリント基板２１０の表面に露出するよう形成される。金属層２０２は、その電位が固定される。これは金属層２０２を接地することにより実現されてもよいし、電源電圧に接続することによって実現されてもよい。
なお、放熱に適した放熱構造としては、ブロック部２０６の構造の代わりにフィン状の構造などを用いてもよい。
【００３９】
第２の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、プリント基板２１０は、レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６と上面２１０ａとの間に金属層２０２を有する。したがって、レンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４から発生する熱は、熱伝導率がよい金属層２０２を通じてプリント基板２１０全体に拡散される。これにより、プリント基板２１０の局所的な温度の上昇を抑えることができるので、熱による撮像部３０の特性への部分的な影響を抑えることができる。この結果、むらのない安定した画像データを取得することができる。
【００４０】
また、金属層２０２の層状部２０４は、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４によって撮像装置３４側へ発せられる電磁波のノイズを遮断する。したがって、撮像部３０および出力処理部３２の動作は安定し、撮像モジュールの動作の信頼性が向上する。さらに金属層２０２の電位は固定されるので、より効果的にノイズを遮断できる。
【００４１】
また、金属層２０２のブロック部２０６はプリント基板２１０の表面に露出する。したがってレンズ駆動用ＩＣ１２や電源ＩＣ１４で発生した熱をプリント基板２１０の外部へ放出でき、それらのＩＣの発熱による撮像部３０への影響を軽減できる。さらにブロック部２０６はその表面の半分以上がプリント基板２１０の表面に露出する。したがってより効率的に放熱できる。
【００４２】
また、金属層２０２がレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４によって発せられる熱やノイズの影響を軽減するので、第１の実施の形態とは違い、第２の実施の形態ではレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の配置場所に制約を設ける必要がない。これにより設計の自由度が増す。ただし、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４を撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込んでもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００４３】
図３（ａ）〜（ｄ）は、図２の金属層の端部の形状の変形例を示す断面図である。図３（ａ）では金属層２４２はプリント基板２４０の外部に露出しない。この場合金属層２４２を外部から絶縁したい場合に有利である。図３（ｂ）では金属層２５２はプリント基板２５０の下面２５０ａから露出する。外部からプリント基板２５０の下面２５０ａへのアクセスは容易であることから、この場合は外部から金属層２５２へのアクセスが容易となる。図３（ｃ）では、金属層２６２はプリント基板２６０の上面２６０ａから露出する。この場合、撮像装置と金属層２６２とを接続する必要があるときにはその接続が容易となる。図３（ｄ）では金属層２７２はプリント基板２７０の側面２７０ａから露出する。この場合、構造が簡単であるのでプリント基板の製造工程を短縮できる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図４（ａ）〜（ｂ）は、第３の実施の形態に係る撮像モジュールを示す断面図である。図４（ａ）は、第３の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。第３の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板３１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板３１０の上面３１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は撮像部３０および出力処理部３２を有する。
【００４５】
プリント基板３１０のＩＣ埋設層３２０には、レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６が埋め込まれる。レンズ駆動用ＩＣ１２、電源ＩＣ１４およびメモリＩＣ２１６の端子形状はボールグリッドアレイである。レンズ駆動用ＩＣ１２は複数の端子１２ａを有する。電源ＩＣ１４は複数の端子１４ａを有する。メモリＩＣ２１６は複数の端子２１６ａを有する。図４（ａ）に示される断面において、レンズ駆動用ＩＣ１２の端子１２ａのひとつとメモリＩＣ２１６の端子２１６ａのひとつとが配線３４０によって接続されている。これ以外にも各ＩＣの端子は適切に配線される。
【００４６】
プリント基板３１０には、ＩＣ埋設層３２０と上面３１０ａとの間に金属層２０２が設けられる。プリント基板３１０には、ＩＣ埋設層３２０を挟んで金属層２０２と反対側に別の金属層３０４が設けられる。プリント基板３１０は、ＩＣ埋設層３２０の中の隣接する２つのＩＣ、例えば電源ＩＣ１４とメモリＩＣ２１６、の間を仕切る金属隔壁３０６を有する。金属隔壁３０６は第１金属層２０２または別の金属層３０４もしくはその両方と接続される。
【００４７】
第３の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、ＩＣ埋設層３２０の中の隣接する２つのＩＣの間は金属隔壁３０６によって仕切られている。したがって、仕切られた一方のＩＣと他方のＩＣとの間の電磁波のノイズや電磁気的な干渉を低減することができ、撮像モジュールの動作の信頼性が向上する。また、ＩＣから発せられる熱は金属隔壁３０６を伝わってプリント基板３１０全体に拡散する。したがってプリント基板３１０の局所的な温度上昇を軽減することができる。
【００４８】
また、第３の実施の形態に係る撮像モジュールでは、ＩＣ埋設層３２０と上面３１０ａとの間に第１金属層２０２が設けられる。したがって、第２の実施の形態で説明したように、各ＩＣが発する熱やノイズによる撮像部への影響を軽減できる。
【００４９】
また、第３の実施の形態に係る撮像モジュールでは、ＩＣ埋設層３２０中のＩＣは金属層２０２、別の金属層３０４および金属隔壁３０６によってほぼ全方位が囲まれる構成となっている。したがって、熱の拡散効果およびノイズの遮断効果はより大となる。
【００５０】
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４を撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込んでもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。第４の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板４１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板４１０の上面４１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は撮像部３０および出力処理部３２を有する。
【００５２】
プリント基板４１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が埋め込まれる。レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の端子形状はボールグリッドアレイである。各ＩＣの端子のうちの幾つかは、図示しない配線層を通じてコネクタ７０のピンに接続される。
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は他の用途のＩＣで置き換えられてもよい。
【００５３】
通常の配線に加え、各ＩＣの端子のうち動作のテストに使用する端子に対して、その端子が面している方のプリント基板４１０の表面から金属のビア４２２、４２４が設けられる。ビア４２２、４２４は、各ＩＣの端子からプリント基板４１０の表面に至るまでの部分が柱状に形成される。ビア４２２、４２４の径は、対応する各ＩＣの端子の径程度とされる。レンズ駆動用ＩＣ１２の端子１２ａに対してはビア４２２が設けられる。電源ＩＣ１４の端子１４ａに対してはビア４２４が設けられる。
ビア４２２、４２４は、それらが接続されるＩＣの端子をプリント基板４１０の表面へ引き出す役割を果たす。そしてレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４がプリント基板４１０に埋め込まれた状態でそれらのＩＣの動作のテストを行う際は、ビア４２２、４２４のプリント基板４１０の表面に露出している部分に検査用のプローブを接触させる。
なお、動作のテストに使用する端子以外の端子に対して上述のようなビアを設けてもよい。
【００５４】
第４の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、各ＩＣの端子のうち動作のテストに使用する端子は、ビア４２２、４２４によってプリント基板４１０の表面に引き出される。そして各ＩＣがプリント基板４１０に埋め込まれた状態でそれらのＩＣの動作のテストを行う際は、ビア４２２、４２４のプリント基板４１０の表面に露出している部分に検査用のプローブを接触させる。したがって、ＩＣがプリント基板４１０に埋め込まれた状態で各ＩＣの動作を個別に検査できるので、プリント基板４１０に埋め込まれた状態での各ＩＣの動作を保証することができ、歩留まりが向上する。
また、ＩＣが発熱する場合でも、そのＩＣの端子に接続されたビアが放熱経路となり熱がプリント基板４１０の表面に伝わって逃げてゆくので、ＩＣの放熱性も向上する。
【００５５】
また、ビア４２２、４２４は、各ＩＣの端子からプリント基板４１０の表面に至るまでの部分が柱状に形成される。したがってＩＣの端子からプリント基板４１０の表面までをより短い距離でつなぐので放熱効果はより大きくなる。
【００５６】
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００５７】
（第５の実施の形態）
図６は、第５の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。第５の実施の形態に係る撮像モジュールは、プリント基板５１０の構成以外は第１の実施の形態に係る撮像モジュール１００と同じである。プリント基板５１０の上面５１０ａには撮像装置３４が搭載される。撮像装置３４は撮像部３０および出力処理部３２を有する。
【００５８】
プリント基板５１０には、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が埋め込まれる。レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の端子形状はボールグリッドアレイである。各ＩＣの端子に対しては、第４の実施の形態と同様にビア４２２、４２４が設けられる。
【００５９】
レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４と上面５１０ａとの間には金属層２０２が設けられる。隣接するレンズ駆動用ＩＣ１２と電源ＩＣ１４との間は金属隔壁３０６によって仕切られている。金属隔壁３０６は金属層２０２と接続される。
【００６０】
第５の実施の形態に係る撮像モジュールによれば、第４の実施の形態で説明したように、プリント基板５１０に埋め込まれた状態での各ＩＣの動作を保証することができる。また、第２の実施の形態で説明したように、各ＩＣが発する熱やノイズによる撮像部への影響を軽減できる。また、第３の実施の形態で説明したように、ＩＣ間のノイズや干渉を軽減できる。
【００６１】
なお、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４は撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、それらのＩＣが発する熱やノイズによる撮像部３０への影響を軽減でき、むらのない安定した画像データを取得することができる。また、レンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４は出力処理部３２とオーバーラップする位置に埋め込まれてもよい。この場合、第１の実施の形態で説明したように、プリント基板の面積を削減できる。
【００６２】
以上、実施の形態に係る撮像モジュールの構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。また、実施の形態同士の任意の組み合わせもまた本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６３】
第３、第４および第５の実施の形態では、各ＩＣの端子形状がボールグリッドアレイである場合について説明したが、それ以外の形状、たとえばＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）やＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であってもよい。
【００６４】
第１の実施の形態では、レンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４が撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる場合について説明したが、これに限られない。たとえばプリント基板に多種類のＩＣが埋め込まれる場合は、それらのＩＣが発する熱やノイズに基づいて撮像部３０の下から除くべき優先度をそれぞれのＩＣに設定してもよい。そしてその優先度が高いＩＣから撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込んでもよい。ここで優先度が低いＩＣについては撮像部３０とオーバーラップする位置に埋め込んでもよい。この場合でも、レンズ駆動用ＩＣおよび電源ＩＣが撮像部３０とオーバーラップしない位置に埋め込まれる場合と同様にむらのない安定した画像データを取得することができる。
【００６５】
第２の実施の形態では、プリント基板２１０に金属層２０２が設けられる場合について説明したが、この層の材質は金属に限られない。例えば、シリコンなどの熱を拡散せしめる材料からなる熱拡散層を金属層２０２の代わりとしてもよい。この場合、プリント基板２１０の局所的な温度の上昇を抑えることができるので、熱による撮像部の特性への影響を抑えることができる。また、導電性プラスチックなどの電磁波のノイズを遮断するシールド層を金属層２０２の代わりとしてもよい。この場合、撮像モジュールの動作の信頼性が向上する
【００６６】
第１、第２および第４の実施の形態ではレンズ駆動用ＩＣ１２および電源ＩＣ１４の両方がプリント基板に埋め込まれる場合について説明したが、これに限られない。たとえばレンズ駆動用ＩＣ１２または電源ＩＣ１４のいずれか一方がプリント基板に埋め込まれ、他方がプリント基板の表面に実装されてもよい。
【００６７】
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施の形態に係る撮像モジュールの断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、図２の金属層の端部の形状の変形例を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｂ）は、第３の実施の形態に係る撮像モジュールを示す断面図である。
【図５】第４の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。
【図６】第５の実施の形態に係る撮像モジュールの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ プリント基板、 １２ レンズ駆動用ＩＣ、 １４ 電源ＩＣ、 ２０ レンズ駆動機構、 ３０ 撮像部、 ３２ 出力処理部、 ３４ 撮像装置、 ４０ ボンディングワイヤ、 ５０ 樹脂、 ６０ 透明板、 ７０ コネクタ、 ８０ レンズ、 １００ 撮像モジュール、 ２０２ 金属層、 ３０６ 金属隔壁、 ４２２ ビア。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを駆動するレンズ駆動機構と、
前記レンズからの光を受光する撮像部と、
前記撮像部を一方の面側に搭載し、前記レンズ駆動機構を制御するレンズ駆動回路および電力を供給する電源回路のうちの少なくともひとつを含む半導体装置が埋め込まれる基板と、を備えることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記半導体装置は、前記撮像部とオーバーラップしない位置に埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記撮像部と隣接して設けられ、前記撮像部の出力を処理する出力処理部をさらに備え、
前記半導体装置は、前記出力処理部とオーバーラップする位置に埋め込まれることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記基板は、熱を拡散せしめる熱拡散層を前記半導体装置と前記撮像部との間に有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記熱拡散層は、前記基板の外部にその一部が露出するよう形成されることを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記熱拡散層の前記基板の外部への露出部分は放熱構造を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記基板は、電磁波のノイズを遮断するシールド層を前記半導体装置と前記撮像部との間に有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項８】
前記基板は、金属層を前記半導体装置と前記撮像部との間に有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項９】
前記金属層はその電位が固定されることを特徴とする請求項８に記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
前記基板は、一端が前記半導体装置の端子に接続され、他端が前記基板の表面から露出する金属の検査用端子を有し、
前記検査用端子の他端は、前記半導体装置のテストを行うためのプローブが接触できるよう前記基板の表面から露出することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
前記検査用端子では、前記半導体装置の端子から前記基板の表面に至るまでの部分は柱状に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１２】
前記基板には、前記半導体装置が埋め込まれている層に、前記半導体装置と隣り合うように少なくともひとつの別の半導体装置が埋め込まれており、
前記基板は、前記半導体装置と前記別の半導体装置との間を仕切る金属の隔壁を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを駆動するレンズ駆動機構と、
前記レンズからの光を受光する撮像部と、
前記撮像部を一方の面側に搭載し、前記レンズ駆動機構を制御するレンズ駆動回路および電力を供給する電源回路のうちの少なくともひとつを含む半導体装置が埋め込まれる基板と、を備えることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記半導体装置は、前記撮像部とオーバーラップしない位置に埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記撮像部と隣接して設けられ、前記撮像部の出力を処理する出力処理部をさらに備え、
前記半導体装置は、前記出力処理部とオーバーラップする位置に埋め込まれることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記基板は、熱を拡散せしめる熱拡散層を前記半導体装置と前記撮像部との間に有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記熱拡散層は、前記基板の外部にその一部が露出するよう形成されることを特徴とする請求項４に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記熱拡散層の前記基板の外部への露出部分は放熱構造を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記基板は、電磁波のノイズを遮断するシールド層を前記半導体装置と前記撮像部との間に有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項８】
前記基板は、金属層を前記半導体装置と前記撮像部との間に有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項９】
前記金属層はその電位が固定されることを特徴とする請求項８に記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
前記基板は、一端が前記半導体装置の端子に接続され、他端が前記基板の表面から露出する金属の検査用端子を有し、
前記検査用端子の他端は、前記半導体装置のテストを行うためのプローブが接触できるよう前記基板の表面から露出することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
前記検査用端子では、前記半導体装置の端子から前記基板の表面に至るまでの部分は柱状に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１２】
前記基板には、前記半導体装置が埋め込まれている層に、前記半導体装置と隣り合うように少なくともひとつの別の半導体装置が埋め込まれており、
前記基板は、前記半導体装置と前記別の半導体装置との間を仕切る金属の隔壁を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の撮像モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０３６２８（Ｐ２０１０−１０３６２８Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１０７５（Ｐ２００８−２７１０７５）
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]