JP2011134777A - 回路基板、回路モジュール、回路基板の製造方法および回路モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で信頼性の高い回路基板および回路モジュールを提供する。
【解決手段】この回路基板は、素子搭載領域を有するセラミック基板１３と、前記セラミック基板１３との接合部を具備した樹脂基板１２，１９とで構成され、前記接合部は、互いに係合可能な位置合わせ係合部を有し、前記セラミック基板上の回路パターンと前記樹脂基板上の回路パターンとが、前記接合部で内部接続されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板、回路モジュール、回路基板の製造方法および回路モジュールの製造方法に関する。

携帯情報端末などの電子機器は、日ごとにモジュール化が進み、高機能化が急速に進展している。また、省資源や、携帯性の観点から、これらの小型化・軽量化が望まれている。中でも携帯電話用の小型のカメラモジュールは、高画素化が進んでいる。これに伴い、撮像素子のサイズは大型化の傾向にあるが、携帯電話本体の小型化・薄型化への要求は依然として強く、大型化する撮像素子を従来と同様、もしくはさらなる小スペースにて携帯電話内に配置する必要がある。
これらの要求の中、撮像素子の実装基板を、ＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ：射出成型回路部品）に置き換え、機構部品としての機械的機能と、配線回路基板としての電気的機能との融合により、小型化に加え、機器の組み立て合理化と部品の高精度化をはかるべく、研究が進められている。

また、本出願人は、ベアチップ実装を念頭におき、成形技術、メタライジング技術、レーザ加工技術、切断技術などの要素技術を融合した複合加工技術としてＭＩＰＴＥＣ（Ｍｉｃｅｏｓｃｏｐｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を提案している（たとえば特許文献１乃至３）。

従来、ＭＩＤを用いたカメラモジュールは、図１０に概要説明図を示すように、射出成型基板で構成された立体回路基板である回路基板１０１０が、中央に開口部Ｏを有する中間支持部１０１３を有する筒状体で構成されている。そして、開口部Ｏを塞ぐように中間支持部１０１３の第１の面１０１３Ａに配置された撮像素子１０２０と、前記開口部Ｏを塞ぐように前記中間支持部の第２の面１０１３Ｂに配置された透光性部材としてのＩＲフィルタ１０３０とが相対向するように配置される（非特許文献１）。

そしてこの回路基板１０１０の上部は縮径されており、縮径によって形成された部分にレンズブロック１０４０が支持され、図示しない、電磁素子，ピエゾ抵抗素子，高分子素子（人工筋肉）等からなるアクチュエータが搭載され、レンズの位置を調整している。１０５０は絞りである。

特許第３１５６８２号公報 特許第４１３１０９４号公報 特許第４２０７３９９号公報

松下電工技報 Ｖｏｌ．５４ Ｎ０．３ 図６、７（１９９９）

このように、カメラモジュールの構造体にＭＩＤを用いると、撮像素子とレンズ、赤外（ＩＲ）フィルタの光軸精度が共通部品であるＭＩＤ１つで決まるため、高精度のカメラモジュールを提供することができる。
しかし、一般的に撮像素子はシリコン（Ｓｉ）等の半導体、ＩＲフィルタはガラスで構成されるため、１０ｐｐｍ以下の線膨張係数をもつのに対し、ＭＩＤは一般的な熱可塑性の樹脂で構成されており、１０〜４０ｐｐｍ程度の線膨張係数をもつものである。そのため、温度サイクルなどの環境（温度）変化により、それぞれの接合部に応力が加わり、撮像素子（チップ）と回路基板との間の接続信頼性が損なわれる恐れがある。

また、撮像素子チップがフリップチップ実装される超小型カメラモジュールの場合、回路の密着力を維持しつつ、金型構造上付き合わせ部となる開口部Ｏに成型ばりを発生させず、かつ撮像素子チップ実装面の平面度および平行度を極限水準まで向上させる必要がある。

また、単純に樹脂ＭＩＤをセラミックＭＩＤにした場合は、セラミックMIDと撮像素子の線膨張係数が近いことから，温度サイクルなどの環境（温度）変化に対しても、接合部に応力が加わりにくく、撮像素子（チップ）と回路基板との間の接続信頼性が確保できる。しかしながら、セラミックは焼結時の収縮が大きいことから、十分な寸法精度を得ることが困難である。一般的にセラミックは寸法に対し０．５％〜数％の誤差を免れえないと考えられている。特に立体回路基板を形成しようとすると、形状の制約も大きい。このため、光学部品の位置精度を確保することが難しく、画質の低下を招く。

特に、今後は温度変化が激しい自動車用のカメラ用途、車載ＬＡＮ用光送受信モジュールにおいても、高画素化が進み、高精度と高信頼性の両立が求められる。特に、撮像素子チップと、光学フィルタ、レンズブロックとの関係は、わずかな位置ずれや、方向ずれによって、大幅な精度低下につながるため、位置精度は極めて重要である。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、高精度で信頼性の高い回路基板を提供することを目的とする。
また、本発明は、高精度で信頼性の高いカメラモジュールを提供することを目的とする。

本発明は、セラミック基板と樹脂基板の利点を適所に活かし、セラミック基板と樹脂基板とを組み合わせ、ハイブリッド基板を構成することで、半導体チップなどの素子チップとの密着性の向上、平面度・平行度の向上、要部の成型ばりの削減という３つの要求項目を満たすようにしたものである。
そこで本発明の回路基板は、素子搭載領域を有するセラミック基板と、前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板とで構成され、前記接合部は、互いに係合可能な位置合わせ係合部を有することを特徴とする。
この構成により、セラミック基板は、撮像素子を構成するシリコンチップなどの半導体チップと、熱膨張係数が近いため、製造工程、および使用時における、温度サイクルなどの環境変化においても、セラミック基板と半導体チップとの接合部への応力発生を抑制し、チップクラックの発生を抑制するとともに、半導体チップとの接続信頼性を維持することができる。一方、複雑な立体形状など、寸法精度を有する部分は加工性に優れた樹脂基板で構成する。また、この樹脂基板上の回路パターンをセラミック基板上の回路パターンと内部接続することで、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上しつつ、寸法精度の高い回路基板を提供することが可能となる。

また、本発明は、上記回路基板であって、前記樹脂基板が、前記素子搭載領域を臨む開口部を有し、前記セラミック基板は、前記開口部に対応する領域に撮像素子の撮像領域を具備したものを含む。
この構成により、撮像素子を搭載してカメラモジュールを形成するための回路基板として、撮像素子チップの搭載はシリコンに熱膨張係数の近いセラミック基板とし、開口部を有する筒状部、レンズブロック搭載部などは、樹脂基板で構成することで、信頼性が高く、寸法精度の高い回路基板を提供することが可能となる。

また、本発明は、上記回路基板であって、前記セラミック基板は基準貫通孔を有し、前記樹脂基板が前記基準貫通孔に対して係合可能な凸部を有するものを含む。
この構成により、セラミック基板と樹脂基板との位置合わせが容易となり、位置精度の向上を図ることができる。

また、本発明は、上記回路基板であって、前記セラミック基板は平板であるものを含む。
この構成により、製造が容易であり、材料コスト、製造コストともに低減を図ることができる。また、平板は加工が容易であり、平坦性を得やすいため、平坦性を要する部分は平板で構成し、これに加工性の容易な樹脂基板で立体部分を形成することで、信頼性の高い回路基板を得ることが可能となる。さらにまた単層セラミックの場合、基板との接続に、銅、銀、半田を用いた金属ボールやろう付け、圧入などを行った金属端子を用いることができる。

また、本発明は、上記回路基板であって、前記セラミック基板が、中央に開口部を有する中間支持部を有する筒状体であり、（前記開口部を塞ぐように前記中間支持部の第１の面に撮像素子を搭載すべく）前記第１の面に形成された撮像素子搭載領域と、（前記開口部を塞ぐように前記中間支持部の第２の面に透光性部材を搭載すべく）前記第２の面に形成された透光性部材搭載領域とを具備し、前記樹脂基板は前記開口部に対応する位置にレンズユニットを支持する支持部を具備したものを含む。
この構成により、位置精度が高く、変形しにくいセラミック基板に撮像素子チップおよび、ＩＲフィルタなどのガラス材料からなる透光性部材を接合することで、両者の平行性を維持するように実装可能である。またレンズユニットを樹脂基板に搭載することで、位置精度の向上を図ることができる。また、樹脂基板内に、レンズユニットを駆動するためのアクチュエータなどを内蔵することができ、配線が容易で信頼性の高いカメラモジュールを製造するための回路基板を提供することができる。

また、本発明は、上記回路基板であって、前記接合部は接着剤を介して固着されたものを含む。
この構成により、セラミック基板と樹脂基板とを独立して形成し、接合すればよいため、製造のタイミングに自由度をもたせることができる。なおセラミック基板および樹脂基板の接合部を鏡面研磨しておき、接着剤なしに、圧入により結合することも可能である。

また、本発明は、上記回路基板であって、前記接合部は、前記セラミック基板の一部が前記樹脂基板内にインサート成形されたものを含む。
この構成により、基板として、一体形成可能であるため、製造が容易である。

また本発明は、素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板を形成する工程と、接着性樹脂を介して、前記セラミック基板と前記樹脂基板とを接合する工程とを具備する。

また本発明は、素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、インサート成形により前記セラミック基板の第１の面を基準面とし、前記セラミック基板上に樹脂基板を成形する工程とを具備する。
この構成によれば、セラミック基板の第１の面を基準面としてインサート成形を行うため、基準面を平坦性の高い面で構成することができ、この基準面に対して樹脂形成を行うため、位置精度の優れた立体配線基板を形成することが可能となる。この場合は、インサート成形後に回路パターンを形成してもよい。

また、本発明の回路基モジュールは、素子搭載領域を有するセラミック基板と、前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板とで構成され、前記接合部は、互いに係合可能な位置合わせ係合部を有し、前記素子搭載領域に半導体チップが搭載される。
この構成により、セラミック基板は、撮像素子を構成するシリコンチップなどの半導体チップと、熱膨張係数が近いため、製造工程、および使用時における、温度サイクルなどの環境変化においても、セラミック基板と半導体チップとの接合部への応力発生を抑制し、チップクラックの発生を抑制するとともに、半導体チップとの接続信頼性を維持することができる。一方、複雑な立体形状など、配線精度を有する部分は樹脂基板で構成する。また、この樹脂基板上の回路パターンをセラミック基板上の回路パターンと内部接続することで、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上しつつ、寸法精度の高い回路モジュールを提供することが可能となる。

また、本発明は、上記回路モジュールであって、前記素子搭載領域に撮像素子チップが搭載され、前記樹脂基板は、前記素子搭載領域を臨む開口部を有するものを含む。
この構成により、撮像素子を搭載してカメラモジュールを形成するための回路基板として、撮像素子チップの搭載はシリコンに熱膨張係数の近いセラミック基板とし、開口部を有する筒状部、レンズブロック搭載部などは、樹脂基板で構成することで、信頼性が高く、寸法精度の高い回路モジュールを提供することが可能となる。

また、本発明は、上記回路モジュールであって、前記セラミック基板は基準貫通孔を有し、前記樹脂基板は前記基準貫通孔に対して係合可能な凸部を有するものを含む。
この構成により、セラミック基板と樹脂基板との位置合わせが容易となり、位置精度の向上を図ることができる。

また、本発明は、上記回路モジュールであって、前記セラミック基板は平板であるものを含む。
この構成により、製造が容易であり、材料コスト、製造コストともに低減を図ることができる。また単層セラミックの場合、基板との接続に、銅、銀、半田を用いた金属ボールやろう付け、圧入などを行った金属端子を用いることができる。

また、本発明は、上記回路モジュールであって、前記セラミック基板は、中央に開口部を有する中間支持部を有する筒状体であり、前記開口部を塞ぐように前記中間支持部の第１の面に搭載された撮像素子チップと、前記開口部を塞ぐように前記中間支持部の第２の面に搭載された透光性部材とを具備し、前記樹脂基板は前記開口部に対応する位置にレンズユニットを支持する支持部を具備したものを含む。
この構成により、セラミック基板に撮像素子チップおよび、ＩＲフィルタなどのガラス材料からなる透光性材料を接合し、両者の平行性を維持し、高画質のカメラモジュールを製造可能能である。またレンズユニットを樹脂基板に搭載することで、高密度パターンを形成可能であり、配線密度の向上を図ることができる。また、レンズユニットを駆動するためのアクチュエータなどを内蔵することができ、配線が容易で信頼性の高いカメラモジュールを製造することができる。また、回路基板を介してアクチュエータへの給電ができ、配線長を短くすることができ、電気的損失が少なく、小型でかつ外観性に優れたカメラモジュールを提供することが可能となる。

また、本発明は、上記回路モジュールであって、前記接合部は接着剤を介して固着されたものを含む。

また、本発明は、上記回路モジュールであって、前記接合部は、前記セラミック基板の一部が前記樹脂基板内にインサート成形されたものを含む。

また、本発明の回路モジュールの製造方法は、素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板を形成する工程と、前記セラミック基板と前記樹脂基板とを接着性樹脂を介して接合する工程と、前記素子搭載領域に半導体チップを搭載する工程とを含む。
望ましくは、前記セラミック基板上の回路パターンと前記樹脂基板上の回路パターンとが、前記接合部で内部接続することで、より配線長が短く、外観もよく小型化をはかることができる。

また本発明は、上記回路モジュールの製造方法であって、前記接合する工程後に、前記セラミック基板および前記樹脂基板の表面に回路パターンを形成する工程を含む。
このように、セラミック基板と樹脂基板を一体化した後に回路（パターン）形成を行うと、冶具や画像認識等を用いて樹脂基板を基準にセラミックへの回路形成が可能である。これにより、レンズなどの光学部品の位置決めを行う樹脂基板とセラミック基板上の回路パターンの位置精度が飛躍的に向上することで、画質の向上、組み立て時の光軸無調整化、などの利点を得ることができる。

また、本発明の回路モジュールの製造方法は、素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、インサート成形により前記セラミック基板の第１の面を基準面とし、前記セラミック基板上に樹脂基板を成形する工程と、前記素子搭載領域に半導体チップを搭載する工程とを含む。

また本発明は、上記回路モジュールの製造方法であって、前記樹脂基板を成形する工程後に、前記セラミック基板および前記樹脂基板の表面に回路パターンを形成する工程を含む。

また、内部配線を有する多層配線基板をセラミック基板として用いることで、極めてコンパクトな実装が実現される。

また、外部電源からの給電用の外部接続端子を樹脂基板上に形成することで、アクチュエータとの距離がきわめて近い位置に外部接続端子を配置することができ、配線の引き回しの低減を図ることができ、配線抵抗の低減が実現されるだけでなく、外観性が良好となる。

本発明によれば、セラミック基板と樹脂基板の利点を適所に活かし、セラミック基板と樹脂基板とを組み合わせ、ハイブリッド基板を構成することで、半導体チップなどの素子チップとの密着性の向上、平面度・平行度の向上、要部の成型ばりの削減という３つの要求項目を満たす回路基板を提供することができる。
従って、素子チップとの接合性が良好で、温度サイクルに対しても信頼性が高くかつ、寸法精度の高い回路基板を提供することができる。また小型かつ薄型で外観性に優れたカメラモジュールなどの回路モジュールを提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１のカメラモジュールを示す断面図 本発明の実施の形態１のカメラモジュール用の回路基板を示す断面図 本発明の実施の形態１のカメラモジュールの実装工程を示す断面図 本発明の実施の形態１のカメラモジュールの実装工程の要部拡大断面図であり、（ａ）はセラミック基板に第１の樹脂基板を装着した状態を示す図、（ｂ）はセラミック基板に第１の樹脂基板を係止するためのキャップを形成した状態を示す図 本発明の実施の形態２のカメラモジュールを示す断面図 本発明の実施の形態３のカメラモジュールを示す断面図 本発明の実施の形態４のカメラモジュールを示す断面図 本発明の実施の形態５のカメラモジュールを示す断面図 本発明の実施の形態６のカメラモジュールを示す断面図 従来例のカメラモジュールを示す断面図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態となるカメラモジュールについて説明する。

（実施の形態１）
このカメラモジュール１は、図１乃至３に概要を説明するための断面図を示すように、セラミック基板１３とこのセラミック基板に接合される第１及び第２の樹脂基板１２、１９とで構成された立体回路基板としての回路基板１０に、撮像素子チップ２０と、ＩＲフィルタ３０と、レンズユニット４０、絞り５０とが搭載されたものである。この回路基板１０は、セラミック基板１３と、第１及び第２の樹脂基板１２，１９との接合体で構成されており、セラミック基板１３が、絶縁層１３１と配線層１３２とを有する積層セラミックで構成され、中心の開口部Ｏに向けて突出する中間支持部１３３を有している。そして第１の樹脂基板１２との接合部にはセラミック基板１３の中間支持部１３３の一部を貫通する貫通孔１３４を具備し、この貫通孔１３４に、第１の樹脂基板１２の凸部１２１が挿通せしめられ、固定されることで、第１の樹脂基板１２とセラミック基板１３との位置合わせおよび固定が可能になっている。図１はこのカメラモジュールを実装用の配線基板１００上に搭載した状態を示す図であり、図２は回路基板１０の分解図、図３はレンズユニット装着前のカメラモジュールを示す図である。

このカメラモジュールは、図１に示すように、セラミック積層基板と樹脂基板との合成体で構成されたハイブリッド立体回路基板である回路基板１０に実装されている。そして、中央に開口部Ｏを有する中間支持部１３３を有する筒状体を構成している。そして、開口部Ｏを塞ぐように中間支持部１３３の第１の面１３３Ａに配置された撮像素子チップ２０と、開口部Ｏを塞ぐように中間支持部１３３の第２の面１３３Ｂに配置されたＩＲフィルタ３０とが相対向するように配置される。また、処理回路などのチップ部品は積層基板で構成される立体配線基板内に埋め込まれている。

またこのセラミック基板１３は、中央に開口部Ｏを有する中間支持部１３３を有する筒状体であり、開口部Ｏを塞ぐようにこの中間支持部１３３の第１の面１３３Ａに撮像素子チップ２０を搭載すべく、撮像素子搭載領域を有している。また、この開口部Ｏを塞ぐように中間支持部１３３の第２の面１３３Ｂに透光性部材としてのＩＲフィルタ３０を搭載すべく、ＩＲフィルタ用の搭載領域とを具備している。またこの第１の樹脂基板１２に係合される第２の樹脂基板１９はこの開口部Ｏに対応する位置にレンズユニット４０を支持する支持部を有する。

さらにまた、この貫通孔１３４の中心部底面には、中間支持部１３３の第１の面１３３Ａに形成された配線パターン１３５と同層で形成された位置合わせマーク１３５Ｍが形成されている。

そして第１の樹脂基板１２は第２の樹脂基板１９との接合部には、位置合わせ用の凹部１２２を有しこの位置合わせ用の凹部１２２の中央には光軸基準となる基準孔１２３を具備している。そしてこの基準孔１２３を介して上記位置合わせマーク１３５Ｍが基準孔１２３を介して視認可能となっている。

またこの第２の樹脂基板１９は筒状体からなる樹脂成型体で構成され、下方に第１の樹脂基板１２の位置合わせ用の凹部１２２に符合する位置合わせ用の凸部１９１を有するとともに、内側にレンズユニット４０を上下動可能に支持し、第１の樹脂基板１２と結合される。

撮像素子チップ２０は、シリコン基板表面に形成されたイメージセンサなどの光電変換部とこれに接続された電荷転送部とで構成される。中間支持部１３３で囲まれた開口部Ｏ内に、この撮像素子チップ２０の光電変換部である撮像領域２１が位置するように、中間支持部１３３の第１の面１３３Ａにバンプ２２を介してフリップチップ接続されている。この開口部Ｏの周辺はセラミックで構成されているため、バリもなく、平滑な面となっている。

また、ＩＲフィルタ３０はガラス基板で構成され、中間支持部１３３の第２の面１３３Ｂに接着性樹脂を介して接合されている。

また第２の樹脂基板１９に搭載されるレンズユニット４０は、第１の樹脂基板に内蔵された電磁素子，ピエゾ抵抗素子，高分子素子（人工筋肉）等（図示せず）を用いたアクチュエータによりガイド軸をレンズユニットの支持部が摺動することで、レンズユニットのレンズが光軸に沿って移動し、撮像素子チップ２０との距離を調整できるようになっている。

また、この回路基板１０を搭載する実装用の配線基板１００の裏面にもチップ部品１１０が搭載されているが、表面側において、ＣＣＤイメージセンサとその出力信号を電気的に補正して、カメラの解像度や色調、シェーディングなどを補正するＤＳＰチップ６０（デジタル・シグナル・プロセッサ）が搭載されている。

組み立てに際しては、まず、セラミックグリーンシート上に所望の回路パターンを形成し、積層することで、セラミック基板１３を成形する。また射出成形により第１及び第２の樹脂基板１２，１９を成形し、表面に回路パターンを形成する（回路パターンの形成については後述する）。図２に示すようにセラミック基板１３の中間支持部１３３の一部を貫通する貫通孔１３４に、第１の樹脂基板１２の凸部１２１を挿通し、固定する。固定に際してはこの貫通孔１３４にエポキシ樹脂からなる接着性樹脂を充填し、第１の樹脂基板１２の凸部１２１を位置合わせし、挿入して硬化させる。このとき、図示しないが、回路パターン同士が当接部で内部接続することで、セラミック基板上の回路と第１の樹脂基板１２上の回路とが電気的に接続されるようになっている。

そして、撮像素子チップ２０、透光性部材としてのＩＲフィルタ３０を中間支持部１３３の第１及び第２の面１３３Ａ，１３３Ｂに順次装着する。
そして最後に、第１の樹脂基板１２の位置合わせ用の凹部１２２の中央に設けられた光軸基準となる基準孔１２３を介して位置合わせマーク１３５Ｍに位置合わせし、第２の樹脂基板１９の凸部１９１を装着する。このときも、図示しないが、回路パターン同士が当接部で内部接続することで、第１の樹脂基板１２の回路と第２の樹脂基板１９上の回路とが電気的に接続されるようになっている。

この構成によれば、撮像素子チップ２０を搭載する中間支持部１３３の第１の面１３３Ａを基準面とし、この基準面に対して平行となるように第１の樹脂基板１２が装着されるが、この第１の面１３３Ａはセラミック基板表面であるため、高度の平滑性と高精度の平坦性（平面性）を維持するように形成することができる。また第２の樹脂基板１９の組み立てに際しては、位置合わせ用の凹部１２２の中央に形成された光軸基準となる基準孔１２３を介してセラミック基板１３の第１の面１３３Ａに形成された位置合わせマーク１３５Ｍが基準孔１２３を介して視認可能となっているため、基準面である第１の面１３３Ａに対して第２の樹脂基板１９の位置合わせを行うことができる。そしてこの第１の面１３３Ａを基準面として順次、第１の樹脂基板、第２の樹脂基板を組み立てることで、高精度の回路モジュールを形成することができる。平坦性を維持するために、１点をこの基準孔で位置合わせし、他の点では、接着性樹脂を仮硬化した状態で位置合わせし、相互の基板間の平行度を維持するのが望ましい。
このようにして、容易に高精度の組み立てが可能となる。

ここで撮像素子チップ２０はＣＣＤイメージセンサチップであるが、撮像素子チップ２０のセンサ部の周辺部に、ＤＳＰ機能の回路を配置したいわゆるシステム・オン・チップ（ＳＯＣ）型の固体撮像素子を用いるようにしてもよい。
これにより更なる小型化を図ることが可能となる。

以上のように、撮像素子チップ２０が搭載されるセラミック基板１３は、撮像素子を構成するシリコンチップと熱膨張係数が近いため、製造工程、および使用時における、温度サイクルなどの環境変化においても、接合部への応力発生を抑制することができ、チップクラックの発生を抑制することができる。また寸法精度を要する部分は樹脂基板で構成し、この樹脂基板上の回路パターンをセラミック基板上の回路パターンと内部接続しているため、半導体チップと回路基板との間の接続信頼性を向上しつつ、寸法精度の高い回路基板を提供することが可能となる。

また、回路基板１０を介してアクチュエータへの給電を行うことができるため、配線長を短くすることができ、電気的損失が少なく、小型でかつ外観性に優れたカメラモジュールを提供することが可能となる。
本発明を実施することにより、固体撮像装置の小型化に有効である。

なお、透光性部材としては、ＩＲフィルタ３０に限定されることなく、透光性基板にフィルタ膜あるいは反射防止膜を形成したものを用いてもよい。このように透光性基板にフィルタ機能や反射防止機能を持たせた場合には、より光学特性を向上させることが出来る。

本実施の形態において回路基板１０を構成するセラミック基板は積層セラミックからなる立体配線基板で構成されており、セラミックグリーンシートを積層する際に、処理回路などのチップ部品を搭載しながら、積層し、焼成することによって、チップ部品を立体配線基板内に埋め込むことができる。また、回路部が多層構造であるため、回路設計の自由度が向上し、ノイズに強い回路配置や設計変更時の回路引き回しが容易となる。

また、セラミック基板１３と第１の樹脂基板１２との接合に際しては、接着性樹脂で接合してもよいが、インサート成型を行ってもよい。インサート成型を行う場合には、セラミック基板１３の第１の面１３３Ａを基準面として金型の基準面と合わせることで、平行度を維持した第１の樹脂基板１２を得ることができる。

さらにまた、セラミック基板１３と第１の樹脂基板１２との接合に際しては、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、セラミック基板１３の第２の面１３３Ｂから貫通孔１３４に第１の樹脂基板１２の位置合わせ用凸部１２１を貫通させ、第１の面１３３Ａ側で熱着冶具２００で圧着してキャップ部１２１Ｃを形成して、止めるようにしてもよい。

また、これらの基板への回路パターンの形成に際しては、セラミック基板、樹脂基板ともに同様に形成可能である。例えば以下のような方法をとることができる。
１）樹脂基板表面をプラズマ処理して微細な凹凸を付与する粗面化処理を施す。
２）樹脂基板表面全体に下地層として薄い金属膜を設ける。下地層の形成は、回路基板を構成するための絶縁性基材の表面にスパッタリングを行うことで、実現する。また、スパッタリングのほか、触媒を付与した後に無電解めっきをおこなったり、ＣＶＤやＰＶＤなど、任意の方法で形成することができる。また下地層の材料としては、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｒ，Ａｇ等があり、スパッタリングをおこなって形成する場合には、薄い下地層を形成する。また、下地層はめっき用触媒やめっき用触媒の化合物を樹脂基板の表面に付着させることによっても形成することができる。
３）レーザ照射
樹脂基板の表面にレーザ等の電磁波を照射して電磁波を照射した部分の薄い下地層を除去する。例えば非回路部の回路部との境界領域の下地層を除去する。
４）めっき
境界領域にレーザを照射したのち、電気めっきにより、回路部の下地層に銅などのめっき層を析出させる。
５）下地層の除去
表面に露呈する下地層をソフトエッチングにより除去し、回路パターンを形成する。
このようにして、高精度で信頼性の高い回路パターンを容易に形成することができる。

この回路パターンの形成は、セラミック基板、第１及び第２の樹脂基板それぞれに対し組み立て前に行ってもよいし、組み立て後におこなってもよい。また、セラミック基板として積層セラミック基板を用いる場合には、グリーンシートを用いて焼成と同時に行うこともできるが、セラミック基板側面への回路パターンの形成はセラミック基板１３と第１の樹脂基板１２とを接合し一体化した後に行うようにしてもよい。

セラミック基板と樹脂基板を一体化した後に回路形成を行うと、冶具や画像認識等を用いて樹脂基板を基準にセラミックへの回路形成が可能である。これにより、レンズなどの光学部品の位置決めを行う樹脂基板とセラミック基板上の回路パターンの位置精度が飛躍的に向上することで、画質の向上、組み立て時の光軸無調整化、などの利点が得られる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。前記実施の形態１では、樹脂基板を２分割し、第１の樹脂基板と第２の樹脂基板で構成したが、本実施の形態では図５に示すようにレンズブロックを搭載した、樹脂基板１９Ｓを、前記実施の形態１の第１の樹脂基板１２と同様、直接セラミック基板１３に装着したものである。

すなわち、この回路基板は、セラミック基板１３とこれに接合される樹脂基板１９Ｓとで構成され、セラミック基板１３に形成された貫通孔１３４に符合するように、樹脂基板１９Ｓが位置合わせ用の凸部１９１を有している。

本実施の形態では、この樹脂基板１９Ｓ内に、前記実施の形態１における第１及び第２の樹脂基板１２，１９で具備したものと同様の回路部を搭載することで、一体化している。

この場合は、樹脂基板１９Ｓをセラミック基板１３に位置合わせし、接合した後、撮像素子チップ２０、ＩＲフィルタ３０、レンズユニット４０などを搭載する。
本実施の形態の回路モジュールによれば、回路基板がセラミック基板１３と樹脂基板１９Ｓとの２つで構成されるため、構成の簡略化をはかることができ、組み立て作業性も良好である。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。前記実施の形態２では、セラミック基板として積層セラミック基板を用いたが、本実施の形態では、図６に示すように、単層セラミック基板１３Ｓを用いたものである、他部については、前記実施の形態２と同様である。

すなわち、この回路基板は、単層セラミックで構成され、表面に配線パターンの形成された単層セラミック基板１３Ｓとこれに接合される樹脂基板１９Ｓとで構成され、単層セラミック基板１３Ｓに形成された貫通孔１３４に符合するように、樹脂基板１９Ｓが位置合わせ用の凸部１９１Ｓを有している。

本実施の形態では、セラミック基板が単層セラミックである分、積層セラミック基板内に内蔵していた、回路素子は、実装用の配線基板１００上にチップ部品として搭載する。あるいはセラミック基板１３Ｓを金型内に装着し、インサート成型により樹脂基板を形成する場合には、セラミック基板１３Ｓ表面にチップ部品を搭載しておき、このチップ部品を樹脂で埋め込むようにしてもよい。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。前記実施の形態１乃至３では、セラミック基板として立体基板を用いたが、本実施の形態では、図７に示すように、開口部を持たないセラミック基板１３Ｐを用いたものである。

本実施の形態のカメラモジュールは、開口部を持たないセラミック基板１３Ｐの第２の面１３３Ｂに撮像素子チップ２０を、バンプ２２を介してフリップチップ実装し、このセラミック基板１３Ｐに接合された第１の樹脂基板１２にフィルタ係止部１２４を設け、このフィルタ係止部１２４にＩＲフィルタ３０を装着したものである。

前記実施の形態１乃至３ではセラミック基板１３，１３Ｓに開口部Ｏを有する中間支持部１３３を設け、この中間支持部１３３の両面に撮像素子チップ２０とＩＲフィルタ３０とを実装したが、本実施の形態では、撮像素子チップ２０のみセラミック基板１３Ｐの第２の面１３３Ｂに搭載し、ＩＲフィルタ３０は第１の樹脂基板１２に装着する。また、セラミック基板１３Ｐと第１の樹脂基板１２との接合部も、貫通穴ではなくセラミック基板１３Ｐに形成された位置合わせ用の凹部１３４Ｐとし、これに、接着性樹脂を介して、第１の樹脂基板１２の位置合わせ用の凸部１２１を挿入することで接合している。

また、フィルタ係止部１２４をダムとし、撮像領域２１を有する撮像素子チップ２０のまわりにアンダーフィル２３を充填している。
さらにまた、セラミック基板１３Ｐの第１の面１３３ＡにはＤＳＰチップ６０を搭載し、ここにもアンダーフィル２３を充填している。
また、ここでは、チップ部品１１０も、モジュール搭載面側に搭載するようにしてもよい。
他は前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施の形態では、セラミック基板の両面に電子部品を実装することで、上下方向に部品を積層し易くなり、より専有面積の小さいカメラモジュールを形成することが可能となる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。前記実施の形態４では、セラミック基板として立体基板を用いたが、本実施の形態では、図８に示すように、平板状のセラミック基板１３Ｆを用いたものである。
本実施の形態のカメラモジュールは、平板状のセラミック基板１３Ｆの第２の面１３３Ｂに撮像素子チップ２０を、バンプ２２を介してフリップチップ実装し、このセラミック基板１３Ｆに接合された第１の樹脂基板１２にフィルタ係止部１２４を設け、このフィルタ係止部１２４にＩＲフィルタ３０を装着したものである。

前記実施の形態１乃至３ではセラミック基板１３，１３Ｆに開口部Ｏを有する中間支持部１３３を設け、この中間支持部１３３の両面に撮像素子チップ２０とＩＲフィルタ３０とを実装したが、本実施の形態では、セラミック基板を平板で構成したため、ＩＲフィルタは第１の樹脂基板１２に装着する。また、セラミック基板１３Ｆと第１の樹脂基板１２との接合部も、貫通穴ではなくセラミック基板１３Ｆに形成された位置合わせ用の凹部１３４Ｆとし、これに、接着性樹脂を介して、第１の樹脂基板１２の位置合わせ用の凸部１２１を挿入することで接合している。

また、フィルタ係止部１２４をダムとし、撮像素子チップ２０のまわりにアンダーフィル２３を充填している。

さらにまた、セラミック基板１３Ｆの第１の面１３３ＡにはＤＳＰチップ６０を搭載し、ここにもアンダーフィル２３を充填している。
また、ここでは、チップ部品１１０は、モジュール搭載面に対向する面側に搭載している。そして、実装用の配線基板１００上との接合は、半田ボール１６あるいは半田ボールを搭載した基板を用いることで、実装用の配線基板１００とセラミック基板１３Ｆとの間に間隔を形成することができる。またピンタイプの金属端子１５を用いてもよい。
金属端子１５の場合は、その金属のたわみ性質を利用して、セラミック基板１３F（アルミナ等）と回路基板１００（ガラスエポキシ等）の線膨張係数差による応力で生じるはんだクラック等に起因する接合不具合を吸収するはたらきを持つ。
本実施の形態では、平板状のセラミック基板を用いているため、低コストである。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。
本実施の形態では、図９に示すように、レンズブロックを樹脂により一体形成し、絞り部５１を形成したレンズブロック部４２を、前記実施の形態２で用いたセラミック基板１３Ｓに直接装着したものである。
この構成によれば、絞り部５１とレンズブロックが一体形成されているため、外乱光の入射を防止することができる。
また、レンズブロック部が直接、撮像素子チップ２０の搭載されたセラミック基板に実装されるため、レンズと撮像素子チップ２０間の光軸精度をさらに向上することができる。
さらにまた筐体と絞りを兼ねているため、部品点数の削減を図ることができるとともに、組み立てコストの低減を図ることができる。
他は前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

なお前記実施の形態では、回路基板として、グリーンシートを用いた積層基板および射出成形によって形成した樹脂基板を用いたが、種々の基板材料が適用可能である。ここで用いるセラミック基板としては、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化珪素などが適用可能である。例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック：Low Temperature Co-fired Ceramics）からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを印刷して所定のパターンを形成し、複数のグリーンシートを絶縁層として用いて、適宜一体的に積層し、焼結することにより内部導体層を備えた絶縁層（誘電体層）として製造することが出来る。これらの誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを複成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が適用可能である。ここで、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。なお、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。この場合は、セラミック誘電体粉末の含有量の多いものは本発明におけるセラミック基板として用いることができ、樹脂材料の含有量の多いものは樹脂基板として用いることができる。また、前記セラミック基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック：High Temperature Co-fired Ceramics）技術を用いて、誘電体材料をＡｌ_２Ｏ_３を主体とするものとし、内部導体層として伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。
また、グリーンシートに限定されることなく、他のセラミックにも適用可能である。

また、樹脂基板としては、ＬＣＰ（液晶ポリマー），ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＰＡ（ポリフタルフタルアミド）などの熱可塑性樹脂、エポキシ等の熱硬化性樹脂、プリプレグを用いた積層基板などにも適用可能である。

セラミック基板１３と第１の樹脂基板を接合するための接着剤としては両者の熱膨張係数が近い場合には、エポキシ樹脂などの硬い接着剤を使用し、両者の熱膨張係数の差が大きい場合には、ゴム、エラストマ、シリコーンなどの柔らかい接着剤を用いることで構造体のクラック発生を抑制しつつ、寸法精度の向上を図ることができる。

なお、前記実施の形態では、カメラモジュールについて説明したが、カメラモジュールに限定されることなく、ジャイロセンサモジュール、ＬＥＤモジュールなど他のデバイスにも適用可能であることはいうまでもない。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ カメラモジュール
１０ 回路基板
１２ 第１の樹脂基板
１２１ 位置合わせ用の凸部
１２２ 位置合わせ用の凹部
１２３ 基準孔
１２４ フィルタ係止部
１３ （積層）セラミック基板
１３Ｓ 単層セラミック基板
１３Ｆ 平板状のセラミック基板
１３１ 絶縁層
１３２ 配線層
１３３ 中間支持部
１３３Ａ 第１の面
１３３Ｂ 第２の面
１３４ 貫通孔
１３４Ｐ 位置あわせ用の凹部
１３５ 配線パターン
１３５Ｍ 位置合わせマーク
１５ ピンタイプの金属端子
１６ 半田ボール
１９ 第２の樹脂基板
１９Ｓ 樹脂基板
１９１ 位置合わせ用の凸部
２０ 撮像素子チップ
２１ 撮像領域
２２ バンプ
２３ アンダーフィル
３０ ＩＲフィルタ
４０ レンズユニット
４２ レンズブロック部
５０ 絞り
５１ 絞り部
Ｏ 開口部
１００ 実装用の配線基板
１１０ チップ部品

Claims (17)

1. 素子搭載領域を有するセラミック基板と、
   前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板とで構成され、
   前記接合部は、互いに係合可能な位置合わせ係合部を有する回路基板。
2. 請求項1に記載の回路基板であって、
   前記樹脂基板は、前記素子搭載領域を臨む開口部を有する回路基板。
3. 請求項１または２に記載の回路基板であって、
   前記セラミック基板は基準貫通孔を有し、
   前記樹脂基板は前記基準貫通孔に対して係合可能な凸部を有する回路基板。
4. 請求項２または3に記載の回路基板であって、
   前記セラミック基板は平板である回路基板。
5. 請求項２または３に記載の回路基板であって、
   前記セラミック基板は、中央に開口部を有する中間支持部を有する筒状体であり、
   前記中間支持部の第１の面に形成された撮像素子搭載領域と、
   前記中間支持部の第２の面に形成された透光性部材搭載領域とを具備し、
   前記樹脂基板は前記開口部に対応する位置にレンズユニットを支持する支持部を具備した回路基板。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の回路基板であって、
   前記接合部は、前記セラミック基板の一部が前記樹脂基板内にインサート成形されたものである回路基板。
7. 素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、
   樹脂基板を形成する工程と、
   接着性樹脂を介して、前記セラミック基板と前記樹脂基板とを接合する工程とを具備する回路基板の製造方法。
8. 素子搭載領域を有するセラミック基板と、
   前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板とで構成され、
   前記接合部は、互いに係合可能な位置合わせ係合部を有し、
   前記素子搭載領域に半導体チップが搭載された回路モジュール。
9. 請求項８に記載の回路モジュールであって、
   前記半導体チップは撮像素子チップであり、
   前記素子搭載領域に前記撮像素子チップが搭載され、
   前記樹脂基板は、前記素子搭載領域を臨む開口部を有する回路モジュール。
10. 請求項８または９に記載の回路モジュールであって、
    前記セラミック基板は基準貫通孔を有し、
    前記樹脂基板は前記基準貫通孔に対して係合可能な凸部を有する回路モジュール。
11. 請求項８乃至１０のいずれかに記載の回路モジュールであって、
    前記セラミック基板は平板であり、
    前記樹脂基板は、前記セラミック基板に対して所定の間隔を隔てて対向する透光部を有する回路モジュール。
12. 請求項８乃至１０のいずれかに記載の回路モジュールであって、
    前記セラミック基板は、中央に開口部を有する中間支持部を有する筒状体であり、
    前記開口部を塞ぐように前記中間支持部の第１の面に搭載された撮像素子チップと、
    前記開口部を塞ぐように前記中間支持部の第２の面に搭載された透光性部材とを具備し、
    前記樹脂基板は前記開口部に対応する位置にレンズユニットを支持する支持部を具備した回路モジュール。
13. 請求項８乃至１２のいずれかに記載の回路モジュールであって、
    前記接合部は、前記セラミック基板の一部が前記樹脂基板内にインサート成形されたものである回路モジュール。
14. 素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、
    前記セラミック基板との接合部を具備した樹脂基板を形成する工程と、
    前記セラミック基板と前記樹脂基板とを接合する工程と、
    前記素子搭載領域に半導体チップを搭載する工程とを含む回路モジュールの製造方法。
15. 請求項１４に記載の回路モジュールの製造方法であって、
    前記接合する工程後に、前記セラミック基板および前記樹脂基板の表面に回路パターンを形成する工程を含む回路モジュールの製造方法。
16. 素子搭載領域を有するセラミック基板を形成する工程と、
    インサート成形により前記セラミック基板の第１の面を基準面とし、前記セラミック基板上に樹脂基板を成形する工程と、
    前記素子搭載領域に半導体チップを搭載する工程とを含む回路モジュールの製造方法。
17. 請求項１６に記載の回路モジュールの製造方法であって、
    前記樹脂基板を成形する工程後に、前記セラミック基板および前記樹脂基板の表面に回路パターンを形成する工程を含む回路モジュールの製造方法。

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