JP5877595B2 - フレキシブル基板上のイメージ撮像デバイスの実装におけるシステムと方法 - Google Patents

Description

この発明は概して電子デバイスに関する。特に、イメージセンサーへ取り付けるデバイスに関する。さらに特定すれば、フレキシブル基板（フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ：ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）など）上でイメージセンサーへ取り付けるデバイスに関する。

イメージの撮像、保存にフィルムを用いる従来のカメラとは異なり、デジタルカメラはさまざまな半導体素子を用いている。これら半導体素子はまとめてイメージ撮像デバイスと称される。これらの小さなシリコンチップは何百万もの感光性ダイオード、すなわちフォトサイトを有する。シャッター（メカニカルシャッターあるいは電子シャッター）が開いていると、各フォトサイトは、電荷を集め、入射光の強さと明るさを記録する。より多くの入射光があると、より多くの電荷が集まる。各フォトサイトに記録された輝度は、撮像イメージに対応した画素の輝度及び／又は色を表示する値として保存される。輝度値／色の値（色種を指定する値）は、ディスプレイ上のドットや印刷されたページの色や明るさを決定するのに用いられ、イメージを再現する。

イメージ撮像デバイスはデジタルカメラ内に実装される。結果、イメージ撮像デバイスは、レンズ及びカメラ本体の開口部と一線上に並んでいる。シリコンチップ（ダイ）は、概してセラミック・リードレス・チップキャリア（ＣＬＣＣ：ｃｅｒａｍｉｃ ｌｅａｄｌｅｓｓ ｃｈｉｐ ｃａｒｒｉｅｒ）上に実装される。結果として、セラミック・リードレス・チップキャリアはプリント基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）上に実装される。セラミック・リードレス・チップキャリア（ＣＬＣＣ）はセラミック材からなり、高温に対する耐久性を備えるので、電気的に接続させるためのはんだ付けにも耐えられることとなる。セラミック・リードレス・チップキャリアは鉛を有していないが、周囲に１組の接触パッドを備え、リフローはんだ付け工程を介して、ＰＣＢ基板と電気的に接続する。また、セラミック・リードレス・チップキャリアは、別の１組の接触パッドあるいは鉛製フレームによって、ダイと電気的接続を行う（例、ワイヤボンディング）。実装工程において、セラミック・リードレス・チップキャリア（ＣＬＣＣ）の接触パッドは、プリント基板にある電気めっきを施したパッドと接続される（例、はんだ付けを介して）。そして、レンズはダイとＣＬＣＣを覆うＰＣＢ基板に実装される。最後に、プリント基板はカメラ内の所定位置で実装され
る。結果、レンズはカメラ内の開口部と一線上に並んでいる。

従来技術におけるデバイスやその組立て方法にはデバイス製造工程及びデバイスの質の面で課題を残している。イメージ撮像デバイスをカメラ開口部と一列に並べることは困難である。特に、小型のカメラ（例、携帯電話のカメラ）にこのことはあてはまる。多くのデバイスがプリント基板に実装されているため、許容誤差が蓄積し、イメージ撮像デバイスを開口部と一線上に配列する時の精度は低減する。加えて、ＰＣＢ基板は概して他のコンポーネント（キーパッドなど）を備えていて、そのコンポーネントは他の開口部と一線上に並んでいなければならなく、さらに複雑な配置調整の問題が生じる。

図１は従来技術による上述の配置調整の問題に対する解決法の一例である。ある特定の実施形態において、カメラデバイス（１００）は独立したカメラモジュール（１０２）を備え、そのカメラモジュールは可撓性部材を用いて、メインＰＣＢ（１０８）と接続する。独立したカメラモジュール（１０２）はＰＣＢ（１０６）を備え、そのＰＣＢ（１０６）はＣＬＣＣ（１０４）を支持する。結果として、ＰＣＢ（１０６）はダイ（１１４）を支持する。ＰＣＢ(１０６)は、フレキシブル基板（フレキシブル回路基板（ＦＰＣ：ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）（１２０）を介してメインＰＣ（１０８）と接続される。そのＦＰＣ（１２０）は独立したカメラモジュールＰＣＢ（１０２）とメインＰＣＢ(１０８)間のデータ／電力を伝達する。ＦＰＣ(１２０)は、独立したカメラモジュールＰＣＢ（１０２）とメインＰＣＢ(１０８)の物理的な連結を解除させることが可能である。

図１のデバイスは配置問題を軽減するものだが、別の問題を生じさせる。例えば、カメラモジュール（１００）は前に述べた実施形態以上に多くのコンポーネントが必要となる。それはＦＰＣ（１２０）や付加的なＰＣＢ（１０６）のようなコンポーネントである。さらに、付加的なコンポーネントを有することは、付加的な組み立て工程を要することを意味する。付加的なコンポーネント、付加的な組み立て工程にかかるコストが増え、製品の全コストも増大する。

カメラモジュール（１００）は、多数の電気接続を有する。そのため、不良の原因箇所が増大する。特に、カメラモジュール（１００）は少なくとも４組の電気接続を有する。１組目の電気接続（１１２）はダイ（１１４）とＣＬＣＣ（１０４）の間に存在する。２組目の電気接続（１１３）はＣＬＣＣ（１０４）とＰＣＢ（１０６）の間に存在する。３組目の電気接続（コネクタ（１３６）の内側）はＰＣＢ（１０６）とＦＰＣ（１２０）の間に存在する。最後に、４組目の電気接続（コネクタ（１３８）の内側）はＦＰＣ(１２０)とメインＰＣＢ（１０８）の間に存在する。電気接続の数が増えるにつれ、不良の原因箇所が増大し、全体としての製品に対する信頼性が低くなる。

したがって、必要とされるのは、配置的問題が軽減されたデバイスである。それは、従来技術の解決方法よりも少ないコンポーネントでなければならない。また、必要とされるデバイスは、より少ない電気的接続（例、はんだ付けの接続点など）を用いて、配置的問題を軽減させたデバイスである。そして、それは、従来技術の解決方法よりも不良の原因箇所が少なくなければならない。さらに、必要とされるデバイスは、従来技術よりも少ない製造工程及び／または短時間の組み立て時間でできあがるものでなければならない。

本発明は、従来技術に係る課題を解決するものであり、この課題の解決は、デジタルカメラモジュールを提供することにより図られる。このデジタルカメラモジュールは、ＦＰＣ基板上に据付けられるイメージ撮像デバイスを備える。ＦＰＣ基板上へのイメージ撮像デバイスの据付は、許容誤差に関連する光学的配列並びに電気的接続部分の数を、従来技術に係るデバイスと比較して、大幅に低減させる。本発明は更に、デジタルカメラモジュールの組立を素早く且つ効率的に行なうことを可能とする。デジタルカメラモジュールは、デジタルカメラを構成する他の部品と簡単に整列状態となることが可能である。

デジタルカメラモジュールのある実施形態において、イメージ撮像デバイスは、直接的に（例えば、接着剤により）、ＦＰＣ基板上に据付けられる。補強材（例えば、回路ボード材料の板片）は、ＦＰＣ基板の背面に据付けられ、補強材は、ＦＰＣ基板上へのイメージ撮像デバイスのワイヤボンディング工程を補助することとなる。更に／或いは、追加の要素（例えば、レンズハウジング）の据付工程を補助することとなる。

特定の実施形態において、ＦＰＣ基板は、導電性のトレース層を備える。トレース層は、可撓性の基層の一方の面又は両面に形成される。
更に特定の実施形態において、可撓性の基層は、耐熱性を有する剛性のポリマ樹脂（例えば、ポリイミド）を備える。導電性のトレース層上に接触パッドが形成され、トレース
層への電気的接続を可能とする。これら接触パッドは、例えば、導電性のトレース上に形成されたニッケルからなる層と、ニッケルからなる層上に形成される金からなる層を備える。必要に応じて、電気的な絶縁表面層（例えば、ソルダーマスク）が、トレース層上に形成される。この絶縁表面層は、ＦＰＣ基板上の開口部を定め、接触が接触パッドになされることを可能とする（例えば、ワイヤボンディング）。

本明細書中で示される特定の実施形態において、イメージ撮像デバイスは、むき出しの集積回路チップ（ＩＣチップ）のダイである。このダイは、イメージ撮像表面並びにダイ上に形成される接触（ダイボンド）パッド（例えば、ニッケルからなる層と金からなる層）を備える。ダイボンドパッドは、ＦＰＣ基板の接触パッドとの直接的な電気的接続を可能とする。例えば、イメージ撮像デバイスのダイボンドパッドは、金製のボールボンダを用いたワイヤボンディングを介して、ＦＰＣ基板のワイヤボンドパッドに電気的に接続される。

必要に応じて、デジタルカメラモジュールは更に、レンズハウジングを備える。レンズハウジングは、イメージ撮像デバイス上に据付けられる。本明細書中で示される特定の実施形態において、レンズハウジングは、ＦＰＣ基板上に据付けられ、ＦＰＣ基板の反対側の面に配された補強材に固定される。背面補強材は、例えば、ガラス含有エポキシ樹脂材料を備える。レンズハウジングは、少なくとも１つの取付用柱部を備える。この柱部は、ＦＰＣ基板に形成される少なくとも１つの開口部並びに補強材に形成される少なくとも１つの対応する開口部を貫通するように配される。

必要に応じて、ＦＰＣ基板上にコネクタが形成され、このコネクタは、カメラモジュールと他の回路ボード又は部品との電気的接続を可能とする。特定の実施形態において、コネクタは、複数のコネクタパッド（例えば、ニッケルからなる層及び金からなる層）を備える。コネクタパッドは、ＦＰＣ基板の導電トレース上に形成される。
更に特定の実施形態において、コネクタパッドは、ＦＰＣ基板の一方の面上に形成される。また、補強材が、ＦＰＣ基板の反対側の面に据付けられる。この補強材は、ＺＩＦ形式のＦＰＣコネクタの形成を可能とする。

本明細書中において、デジタルカメラモジュールを製造する方法も説明される。この方法は、ＦＰＣ基板を提供する段階、イメージ撮像デバイスを提供する段階及びＦＰＣ基板上にイメージ撮像デバイスを据付ける段階を備える。

特定の方法において、ＦＰＣ基板を提供する段階が、ＦＰＣ基板の可撓性を有する基層上に１若しくはそれ以上の導電トレース層を形成する段階を備える。
更なる特定の方法において、電気的接触パッドが、トレース層上に形成される。必要に応じて、接触パッドは、導電トレース上にニッケルからなる層を形成し、ニッケルからなる層上に金からなる層を形成することにより作り出される。金属層は、その後、電気的接触部の形態にパターン加工を施される。必要に応じて、ＦＰＣ基板を提供する段階は、導電性を有するトレース層上に電気的に絶縁する層を形成する段階を含む。

他の特定の方法において、イメージ撮像デバイスを提供する段階が、集積回路チップ上に電気的接触パッド（例えば、ニッケル−金）を形成する段階を備える。また、イメージ撮像デバイスをＦＰＣ基板上に据付ける段階が、イメージ撮像デバイスの接触パッドをＦＰＣ基板の接触パッドに直接的に接続する段階を備える。
更に特定の形態において、イメージ撮像デバイスの接触パッドは、ＦＰＣ基板の接触パッドに電気的に接続され、この接続は、接着剤を用いた金製のスタッドの熱圧縮ボンドを行なうことによりなされる。

可撓性の基板上にイメージ撮像デバイスを据付ける段階は更に、イメージ撮像デバイスの下方において、ＦＰＣ基板に補強材を据付ける（例えば、接着剤を用いて）段階を備える。
特定の方法において、補強材は、イメージ撮像デバイスが取付けられたＦＰＣの面の反対側の面に据付けられる。加えて／或いは、補強材は、ＦＰＣ基板の接触パッドの下方に少なくともその一部が配されるように位置決めされる。これにより、ＦＰＣ基板の接触パッドのワイヤボンディング工程を補助することが可能となる。

必要に応じて、本発明の方法は更に、イメージ撮像デバイス上で、ＦＰＣに対してレンズハウジングを据付ける段階を備える。特定の方法において、レンズハウジングを据付ける段階は、レンズハウジングを補強材に固定する段階を備える。
更に特定の方法は、レンズハウジングと補強材のうち一方に形成された複数の取付用柱部を、レンズハウジングと補強材のうち他方に形成された複数の相補的開口部に挿入する段階を備える。

本発明に係る方法は、必要に応じて、ＦＰＣ基板上でコネクタを形成する段階を備える。特定の方法において、コネクタを形成する段階は、ＦＰＣ基板の導電性のトレース層上にコネクタパッド（例えば、Ｎｉ Ａｕパッド）を形成する段階を備える。
更に特定の方法において、コネクタを形成する段階は、ＦＰＣ基板の表面上に電気的接触部を形成する段階と、電気的接触部と反対側のＦＰＣ基板の第２の面に補強材を取付ける段階を備える。

可撓性のあるコネクタを備えた、先行技術によるカメラモジュールの斜視図 である。 本発明のある実施形態に準じたカメラモジュールの分解組立図である。 イメージ撮像デバイスの断面図である。イメージ撮像デバイスは本発明のあ る実施形態に準じたＦＰＣ基板に実装されている。 図２で図示されたカメラモジュールの前面斜視図である。 図２で図示されたカメラモジュールの背面図である。 典型的なカメラハウジングの断面図である。そのカメラハウジングは、図２ で図示されたカメラモジュールを有する。 図２で図示されたカメラモジュールの製造方法を要約したフローチャートで ある。 ＦＰＣ基板の製造方法を要約したフローチャートである。 ＦＰＣ基板の上にイメージ撮像デバイスを実装する方法を要約したフローチ ャートである。 ＦＰＣ基板に対してレンズハウジングを実装する方法を要約したフローチ ャートである。

本発明は以下の図を参考に説明される。そして、ほぼ同じ要素には、同様の符号が付されている。本発明は先行技術に伴う諸問題をＦＰＣ基板上にイメージ撮像デバイスを実装するシステムと方法を提供することで解決する。以下の記載において、本発明の全体が理解できるよう、数多くの具体的かつ詳細な事項について説明する（例、特定の構成材料、ＦＰＣ基板の構造など）。これらの特定の実施形態から逸脱しても、本発明は実施できることを当業者は理解すべきである。また、他の実施形態において、既知の電子回路製造工程の詳細（例、材質選択、組み立て、集束工程など）や既知のコンポーネントの詳細については省略する。それは本発明が不必要に曖昧にならないようにするためである。

図２はデジタルカメラモジュール（２００）の分解図である。そして、デジタルカメラモジュール（２００）はイメージ撮像デバイス（２０４）を備える。そのイメージ撮像デバイス（２０４）は、ＦＰＣ基板（２０２）に直接取り付けられている。さらに、デジタルカメラモジュール（２００）はレンズハウジング（２０８）とコネクタ（２１４）を備える。レンズハウジング（２０８）はＦＰＣ基板（２０２）に実装されている。また、コネクタ（２１４）はＦＰＣ基板（２０２）の側端部に形成されている。

この特定の実施形態において、イメージ撮像デバイス（２０４）は、むき出しのダイ（例、ＩＣチップ）である。そのダイはイメージ撮像面（２１８）センサアレイ、データ処理回路（図示せず）、そして複数のダイ接合パッド（２１６）を備える。センサアレイ（２１８）は（センサアレイ（２１８）上に）結像されたイメージを電気信号に変換する。この変換はデータ処理回路で行われる。ダイ接合パッド（２１６）は電気的接続を提供する。その電気的接続は、データ処理回路がデータと命令をデバイス（２０４）の外側にある電子回路との間でやりとりする。（例、撮像したイメージのデータ表示、イメージを記録する命令など）。例えば、この特定の実施形態において、ダイ接合パッド（２１６）はワイヤ（２２０）でＦＰＣ基板にあるワイヤ接合パッド（２２４）と接合される。そして、ダイ接合パッドはＦＰＣ基板内の導電トレース（図２では図示せず）を通じて、（ＦＰＣ基板上の各コンポーネント）はＦＰＣ基板にあるコネクタ（２１４）のコネクタ接触面（２５０）（図５）と電気的に結合されている。

イメージ撮像デバイス（２０４）は、非導電性接着剤を用いて、物理的に直接ＦＰＣ基板（２０２）に取り付けられる。イメージ撮像デバイス（２０４）はＦＰＣ基板（２０２）上に配置される。この配置工程には、高精度自動取り付け装置、及びガイドとしてのフレキシブル基板上の基準マーカーが用いられる。これにより、イメージ撮像面（２１８）の工学的中心位置が光軸（２２２）上に位置することとなる。当業者にとって上述の半導体素子の取り付け装置は周知である。さらに、エポキシを用いて、イメージ撮像デバイス（２０４）がＦＰＣ回路基板に対して取り付けられると、複数のイメージ撮像デバイス（２０４）がＦＰＣ基板（２０２）に対する平面度は、±１度内の精度で維持される。そして、イメージ撮像面（２１８）は光軸（２２２）に対して、ほぼ直角をなす。エポキシの厚さのばらつきはレンズ調整を通じて補正されるが、この点については、下記においてさらに詳しく説明する。

受動コンポーネント（２０１）は付加的な電気コンポーネントを代表する。付加的な電気コンポーネントはイメージ撮像デバイス（２０４）の必要に応じて電子回路に組み込むことができる。付加的な電気コンポーネントはＦＰＣ基板（２０２）の導電トレースを通じて電子回路に結合されている。ここで説明された実施形態において、受動コンポーネント（２０１）はコンデンサ、レジスタ、インダクタなどといったデバイスである。受動コンポーネント（２０１）は導体パッド（図示せず）上に実装され、ＦＰＣ基板（２０２）にある導電トレースと電気的に接続する。受動コンポーネント以外の電気デバイスは、ＦＰＣ基板（２０２）の電子回路に実装され、及び／又は、組み込まれることとなる。

補強材（２０６）はＦＰＣ基板（２０２）の背面に取り付けられ（例、熱硬化性アクリル系接着剤を用いて）、その後、組み立て作業（電気的接続のワイヤボンディング、ダイの取り付け、付加的な機械的あるいは電気的デバイスの取り付けなど）の物理的支持を提供する。ガラスを混ぜたエポキシ樹脂材料で補強材（２０６）を形成すると、十分な断熱性と剛性を備えることが発明者により確かめられた。必要に応じて、補強材（２０６）は他の材料、限定するわけではないがポリイミド、ＦＲ４、金属などを用いて、形成することができる。この特定の実施形態において、補強材（２０６）は延長部（２２８）を有し、イメージ撮像デバイス（２０４）が取り付けられた箇所以外のＦＰＣ基板（２０２）の部分も十分に支持する。そして、補強材（２０６）が、受動コンポーネント（２０１）に対して支持領域を提供することで、受動コンポーネント（２０１）はレンズハウジング（２０８）の接触域外でＦＰＣ基板（２０２）と物理的、電気的に結合する。

レンズハウジング（２０８）はレンズモジュール（２１０）とベース（２３６）を有する。レンズモジュール（２１０）が１以上のレンズと他のコンポーネント（例、赤外フィルタなど）を備えること、そして、１以上のレンズと他のコンポーネントはセンサアレイ（２１８）上にはっきりとした視像の結像に必要不可欠であることを当業者は承知であろう。レンズモジュール（２１０）の具体的光学コンポーネントは用途に応じて異なってくるが、特に本発明とは関係がない。レンズモジュール（２１０）は１組の雄ネジ（２１１）を備える。その雄ネジは、ベース（２３６）の内側にある相補的な雌ネジ（図示せず）と螺合する。それゆえ、レンズモジュール（２１０）はレンズハウジングベース（２３６）にねじ込んだり、抜いたりすることができる。ベース（２３６）内でレンズモジュール（２１０）を回すと、回す方向に応じて、レンズモジュール（２１０）はセンサアレイ（２１８）に近づいたり、遠ざかったりすることができる。これによって、センサアレイ（２１８）に対するイメージの結像が容易に行われる。

レンズハウジングベース（２３６）は４つの取付け柱部（２３０）を介して、ＦＰＣ基板に一線上に並べられ、取付けられる。ＦＰＣ基板（２０２）と背面補強材（２０６）はそれぞれ複数の開口部（２３２）と（２３４）を備える。開口部（２３２）は開口部（２３４）と一線上に配されていて、それぞれの開口部に取付け柱部が貫通する。そして、背面補強材（２０６）はレンズハウジング（２０８）の取付け柱部（２３０）と結合される。その結合は、例えば、熱溶接あるいは接着によってなされる。レンズハウジング（２０８）がイメージ撮像デバイス（２０４）の直上にあるＦＰＣ基板（２０２）に実装されるよう、開口部（２３２）は配置がなされる。また、開口部（２３２）はレンズモジュール（２１０）の中心を光軸（２２２）が通るように、配置される。

コネクタ（２１４）はＦＰＣ基板（２０２）の端部に形成される。また、コネクタ（２１４）はカメラモジュール（２００）からデバイス（例、携帯電話、カメラ本体など）内で固定されたＰＣＢへの電気的接続を供給する。コネクタ（２１４）は複数のコネクタ接続部を有する（図２では図示せず）。このコネクタ接続部は、フレキシブル基板（２０２）の下面、及びフレキシブル基板（２０２）の上面に用いられた補強材（２１２）上に取り付けられている。補強材（２１２）は剛性を備え、電気絶縁材で形成されている。また、補強材（２１２）は例えば、補強材（２０６）と同じ材料で形成することが可能である。補強材（２１２）とＦＰＣ基板（２０２）の終端におけるコネクタ接触部で雄電気コネクタを形成する。そしてこの雄電気コネクタが対応する、ホストボード（ｈｏｓｔ ｂｏａｒｄ）上
にある雌電気コネクタと雄電気コネクタは接続される。

図１に示すカメラモジュール（１００）と比較して、カメラモジュール（２００）はイメージ撮像デバイス（２０４）を取り付けるのに必要とされる部品点数は少なくて済む。特に、導電回路トレースがＦＰＣ基板（２０２）内に形成されるため、ＰＣＢ（１０６）とコネクタ（１３６）は不要となる。さらに、イメージ撮像デバイス（２０４）は直接ＦＰＣ基板（２０２）上に取り付けられているため、ＣＬＣＣ（１０４）は不要となる。したがって、これらの要素の機能は維持しつつも、カメラモジュール（２００）は先行技術に用いた要素を減らすことができる。

上述の通り、先行技術のカメラモジュール（１００）はダイ（１１４）とメインＰＣＢ（１０８）の結合に少なくとも連続した４つの接続が必要となる。ダイ（１１４）とＣＬＣＣ（１０４）の間のワイヤボンディング接続は１つの接続として数える。それは、たとえ２つの接続であるとしても、１つの接続として数える。その一方、（本発明の）カメラモジュール（２００）はイメージ撮像デバイス（２０４）ともうひとつ別のＰＣＢを接続するのに２つの連続した接続のみで済む。１つ目の接続はイメージ撮像デバイス（２０４）のダイ接合パッド（２１６）と、ＦＰＣ基板（２０２）上のワイヤ接合パッド（２２４）とのワイヤボンディング接続である。２つ目の接続はコネクタ（２１４）のコネクタ接触パッドと、ホストＰＣＢ上の雌コネクタとの接続である。したがって、少なくとも２つの接続が、各ダイ接合パッド（２１６）から除去されている。典型的なイメージ撮像デバイスは周囲に４４のダイ接続パッドを備えているため、８８箇所の電気的接続が回路から除去されることとなる。

図３はＦＰＣ基板（２０２）の断面図である。図３は、イメージ撮像デバイス（２０４）、補強材（２０６）、補強材（２１２）がＦＰＣ基板上にあることを示す。図３は実際の寸法とは異なる。例えば、ＦＰＣ基板（２０２）の厚さは多いに強調されていて、その細部構造を示している。

ＦＰＣ基板（２０２）は可撓性のある基層（２３８）を備える。その基層は例えば、ポリイミドからなる。フレキシブル基板（２０２）はさらに導電トレース（２４０）を備える。導電トレースは上層の金属層（２３９）、下層の金属層（２４１）で構成され、ともに銅からなる。導電トレース（２４０）は導電経路を提供し、ダイ接続パッド（２２４）、ワイヤ接続パッド（２４３）、そしてコネクタ接続パッド（２５０）間を連結する。複数の導電路（２４８）（１つのみ図示されている）が可撓性のある基層（２３８）を貫通するように形成される。そして複数の導電路は、上方金属層（２３９）で形成されたトレース（２４０）と、下方金属層（２４１）で形成されたトレース（２４０）間の電気的接続を提供する役割をもっている。

金属層（２３９）と（２４１）は図３では、ＦＰＣ基板（２０２）の全長に対して中断されずに延伸しているが、ＦＰＣ基板（２０２）の横断面において、金属層（２３９）と（２４１）は連続していないのが通常である。むしろ、実際の断面図は、特定の回路設計によって決定されるのだが、金属層（２３９）と（２４１）の間に形成されたトレース（２４０）（フォトリソグラフィーあるいは他の適切な手段で形成される）の経路によって決定される。これら回路設計は電子設計における当業者の技量からすれば、十分に対応できる範囲である。

ＦＰＣ基板（２０２）はさらに上部と下部に絶縁層（２４２）を備える。これらの層は、例えば、ソルダレジストで形成されている。絶縁層（２４２）は開口部をもっている。その開口部はワイヤ接合パッド（２２４）、受動コンポーネントパッド（２４３）、そしてコネクタ接続パッド（２５０）を露出させる。接触パッド（２２４）（２４３）そして（２５０）はニッケル層（２４６）を有する。このニッケル層は、導電トレース（２４０）上に形成されている。金からなる層（２４４）はニッケル層（２４６）上に形成されている。金からなる層（２４４）はパッド（２１６）と（２２４）とのワイヤボンディング接続に適した表面を提供する。例えば、ダイ接合パッド（２１６）とワイヤ接合パッド（２２４）は金からなる回路線による接合（２５２）を通じて、電気的に結合されている。さらに、金からなる層（２４４）は接触パッド（２１６）、（２２４）、（２４３）及びコネクタパッド（２５０）の腐食を防ぐ。ニッケル層（２４６）は、金からなる層（２４４）とトレース（２４０）の間に配置されているのだが、金からなる層（２４４）が銅トレース（２４０）と直接接触するのを回避する。そして、ニッケル層（２４６）は金からなる層（２４４）とトレース（２４０）の両方に対して適切に接着する。

図３で示すように、補強材（２０６）は接着剤（２５４）を用いて、ＦＰＣ基板（２０２）に取り付けられている。補強材（２０６）は、イメージ撮像デバイス（２０４）の下方に位置し、イメージ撮像デバイス（２０４）の配される面に対して反対側のＦＰＣ基板（２０２）にある。補強材（２０６）はＦＰＣ基板（２０２）に対して剛性を与えている。そして、イメージ撮像デバイス（２０４）の取り付け、ワイヤボンディング接続、ダイの取り付け、受動コンポーネント（２０１）の取り付け、そしてレンズハウジングベース（２３６）の取り付けといった後に続く組み立て工程を容易にする。補強材（２０６）はイメージ撮像デバイス（２０４）の幾何学的境界（外形輪郭線）を越えて延出している。

補強材（２１２）は接着剤（２５４）を用いて、ＦＰＣ基板（２０２）の上面に実装され、コネクタ（２１４）を形成する。補強材（２１２）はコネクタ接触面（２５０）の上に位置する。補強材（２１２）は剛性を備え、電気的絶縁材（ＦＲ４あるいはポリイミド）で形成されている。補強材（２１２）の剛性が付与されることで、コネクタ（２１４）は対応するコネクタにしっかりと差し込む際の補助がなされる。

図４は組み立てられたカメラモジュール（２００）の前面斜視図であり、カメラモジュール（２００）が直立位置にあることを示す。そして、レンズハウジング（２０８）がＦＰＣ基板（２０２）の一方の端部に取り付けられ、コネクタハウジングベース（２１４）がＦＰＣ基板（２０２）のもう一方の端部に取り付けられているのを示す。レンズモジュール（２１０）はその長さの大部分がハウジングベース（２３６）に対して螺合されている。レンズモジュールがイメージ撮像デバイスに対して焦点距離が合わせられると（ベース（２３６）内で回転することによって）、レンズモジュール（２１０）はベース（２３６）に対して所定位置で固定される。その固定は、例えば、レーザー溶接あるいは他の最適な手段でなされる。

図５はカメラモジュール（２００）の背面図である。この図が示すコネクタ接触パッド（２５０）はFPC基板（２０２）の背面（図３の底面）に形成されている。コネクタ接触パッド（２５０）は一般的に受動コンポーネントパッド（２４３）やワイヤ接続パッド（２２４）と同時かつ同じ方途で形成される。したがって、コネクタパッド（２５０）はニッケル層（２４６）を有することとなる。このニッケル層（２４６）は導電トレース（２４０）上に形成される。また、金からなる層（２４４）はニッケル層（２４６）上に形成される。当然のこととして、ニッケル層（２４６）は図５では図示されていない。

また、図５は開口部（２３４）を通って配置される取付け柱部（２３０）を示している。取付け柱部（２３０）は開口部（２３４）内で接着剤、熱溶接、あるいは任意の適切な手段によって固定される。例えば、柱部（２３０）はそれぞれにネジ部を有し、止めナットの相補的ネジ部と係合する。

図６はカメラモジュール（２００）を組み込んだ、カメラ（６００）の側面図である。カメラモジュール（２００）に加えて、カメラ（６００）はメインホストＰＣＢ（６０２）、ファインダー（６０４）を有する。そして、メインホストＰＣＢ（６０２）、ファインダー（６０４）はカメラハウジング（６０６）に取り付けられている。カメラハウジング（６０６）は前部開口部（６０８）、後部開口部（６１０）を備える。レンズハウジング（２０８）がその前部開口部（６０８）に取り付けられる。また、ユーザーインプット／アウトプット（Ｉ／Ｏ）デバイス（６１２）はその後部開口部（６１０）に取り付けられる。

メインＰＣＢ（６０２）はカメラ（６００）の一次制御回路、ユーザーＩ／Ｏ（６１２）そして雌電気コネクタ（６１４）を司る。そして雌電気コネクタ（６１４）はカメラモジュール（２００）のコネクタ（２１４）を受け入れる。ファインダー（６０４）は単に視認用の筒として代表的に示されている。当業者にとって、ファインダーの設計は既知のものであり、あまり本発明と関連性があるわけではない。さらに、ユーザーＩ／Ｏが単なる押しボタン（例、電子シャッターボタン）として示されているが、ユーザーＩ／Ｏは任意の望ましいＩ／Ｏコンポーネントであってもよい。例えば、ユーザーＩ／Ｏは、キーパッド、ディスプレイなど、カメラ操作に有益なものであってもよい。

特定の実施形態において、ＦＰＣ基板（２０２）は屈曲した状態で配され、光軸（２２２）がメインＰＣＢ（６０２）に対して、垂直位置にあることを示す。しかしながら、本発明の利点は、レンズモジュール（２０８）及びメインＰＣＢ（６０２）間の相対的な方向位置を特定の用途に応じて変更できることにある。例えば、デジタルカメラモジュール（２００）とメインＰＣＢ（６０２）は相互に取り付けられ、光軸（２２２）がメインＰＣＢ（６０２）と平行にすることができる。実際、レンズモジュール（２０８）はハウジングの一部に実装することさえできる。このハウジングの一部は、ハウジングの別の箇所と移動可能に接続されている。また、ハウジングの別の箇所（フリップ型の携帯電話の分離部分）には、メインＰＣＢ（６０２）が実装されている。開口部（６０８）内のレンズモジュール（２０８）の配列は、開口部（６１０）内のユーザーＩ／Ｏ（６１０）の配列とは別個に定められている。

図７はデジタルカメラモジュール（２００）の製造方法（７００）を要約したフローチャートである。第一段階（７０２）でＦＰＣ基板が用意される。次に、第二段階（７０４）でイメージ撮像デバイスが用意される。それから、第三段階（７０６）において、光学コンポーネントが用意される。次に第四段階（７０８）で、イメージ撮像デバイスがＦＰＣ基板に実装される。最後に、第五段階（７１０）で、光学コンポーネントがイメージ撮像デバイスに実装される。

図８は方法（７００）の第一段階（７０２）（ＦＰＣ基板を提供する）を実施する一つの方法（８００）を要約したフローチャートである。最初の段階（８０２）で、可撓性のある基層が供給される。次に第二段階（８０４）として、導電トレースが可撓性のある基層上に形成される。それから、第三段階（８０６）において、接触パッドが導電トレース上に形成される。最後に、第四段階として、絶縁層が導電トレース及び可撓性のある基層（２３８）上に形成される。

図９は方法（７００）の第四段階（７０８）（ＦＰＣ基板にイメージ撮像デバイスを実装する）を実施する一つの方法（９００）を要約したフローチャートである。第一段階（９０２）において、接着剤が用意される。それから、第二段階（９０４）で、補強材が用意される。次に、第三段階（９０６）にて、補強材がＦＰＣ基板の背面に実装される。それから、第四段階（９０８）において、接着剤が補強材とは反対側にあるＦＰＣ基板の前面表面に使用される。次に第五段階（９１０）において、イメージ撮像デバイスが接着剤上に戴置される。そして、第六段階（９１２）で、接着剤が硬化する。最後に、第七段階（９１４）で、イメージ撮像デバイスのダイ接合パッドがＦＰＣ基板のワイヤ接合パッドにワイヤボンディング接続される。

図１０は方法（７００）の第五段階（７１０）（光学コンポーネントがイメージ撮像デバイスに実装される）を実施する一つの方法（１０００）を要約したフローチャートである。第一段階（１００２）において、レンズハウジングが用意される。次に、第二段階（１００４）において、レンズハウジングがイメージ撮像デバイス上に配置される。それから、第三段階（１００６）で、レンズハウジングが補強材に取り付けられる。

本発明における特定の実施形態の説明はここで終わりとする。ここまで述べてきた特徴は本発明の技術的範囲から逸脱せずに上記に記載した特徴の多くが代替され、変更され、もしくは省略できる。例えば、本明細書で開示された接触パッドやコネクタパッドの代わりに、異なる導電材質（例、銅、アルミニウムなど）を用いることができる。もうひとつ他の例は、本明細書で述べられた典型的なレンズハウジングの代わりに、異なるレンズハウジングを用いることができる。本明細書で述べられた特定の実施形態に対するこれらの変更形態及びその他変更形態は、本明細書による開示を見れば、当業者は容易に構築できる。

Claims (9)

1. 上面と底面を有する可撓性を有する回路基板と、
   前記可撓性を有する回路基板に実装されるイメージ撮像デバイスであって、当該イメージ撮像デバイスは、センサアレイを含む上面と、当該上面の反対側の底面を有する集積回路チップであり、前記集積回路チップの前記底面は前記可撓性を有する回路基板の上面に直接接着されている、イメージ撮像デバイスと、
   前記集積回路チップの下の位置で前記可撓性を有する回路基板の前記底面に取り付けられた平坦な面を含む補強材と、
   前記イメージ撮像デバイス上に取り付けられ、前記補強材に直接接続されたレンズハウジングと、
   前記可撓性を有する回路基板の前記イメージ撮像デバイスと同じ側に取り付けられた少なくとも１つの電気コンポーネントと備え、
   前記レンズハウジングが前記可撓性を有する回路基板との接触域を定義し、
   前記補強材が前記レンズハウジングの接触域を超えて延びる延長部を定義し、
   前記少なくとも１つの電気コンポーネントが前記補強材の延長部上かつ前記レンズハウジングの接触域の外側に設けられてなるデジタルカメラモジュール。
2. 前記補強材が前記可撓性を有する回路基板から電気的に絶縁されてなる請求項１に記載のデジタルカメラモジュール。
3. 前記補強材が複数の取り付け開口部と複数の取り付け柱の１つを含み、
   前記レンズハウジングが複数の取り付け開口部と複数の取り付け柱の他の１つを含み、
   前記複数の取り付け柱のおのおのが前記複数の取り付け開口部の１つの内部に設けられ、前記レンズハウジングが前記複数の取り付け柱と前記複数の取り付け開口部を介して前記補強材に直接接続されてなる請求項１又は２に記載のデジタルカメラモジュール。
4. 前記複数の取り付け開口部のおのおのの直径が前記取り付け柱の直径より僅かに長く、
   前記複数の取り付け柱のおのおのが前記取り付け開口部に熱溶接により直接接続されてなる請求項３に記載のデジタルカメラモジュール。
5. 前記レンズハウジングが前記可撓性を有する回路基板を介して前記補強材に直接接続されてなる請求項１乃至４のいずれかに記載のデジタルカメラモジュール。
6. 前記補強材が前記可撓性を有する回路基板の周縁を超えて延びない請求項１乃至５のいずれかに記載のデジタルカメラモジュール。
7. 前記可撓性を有する回路基板が、第１の幅を定義する第１の部分と、第２の幅を定義する第２の部分と、第３の幅を有する第３の部分を含み、
   前記イメージ撮像デバイス、前記補強材、及び前記レンズハウジングが前記可撓性を有する回路基板の前記第１の部分に取り付けられ、
   前記第２の部分が前記第１の部分と前記第３の部分の間に接続され、
   前記第１及び第３の幅が前記第２の幅より長い
   請求項６に記載のデジタルカメラモジュール。
8. 前記可撓性を有する回路基板の前記第３の部分の側端部に形成されたコネクタであって、前記可撓性を有する回路基板の前記第３の部分の底面に形成された電気的接触を備えるコネクタと、
   前記可撓性を有する回路基板の前記第３の部分の上面に固定された第２の補強材と
   を更に備えてなる請求項７に記載のデジタルカメラモジュール。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載のデジタルカメラモジュールの製造方法であって、
   前記方法は、
   可撓性を有する回路基板を設ける工程と、
   イメージ撮像デバイスを設ける工程であって、当該イメージ撮像デバイスが、センサアレイを含む上面と、当該上面の反対側の底面を有し、前記集積回路チップの前記底面は前記可撓性を有する回路基板の上面に直接接着された集積回路チップである工程と、
   補強材を提供する工程と、
   前記可撓性を有する回路基板の底面に前記補強材を取り付ける工程と、
   前記集積回路チップの底面を前記補強材上の前記可撓性を有する回路基板の上面に接着することによって前記可撓性を有する回路基板上に前記イメージ撮像デバイスを取り付ける工程と、
   レンズハウジングを提供する工程と、
   前記イメージ撮像デバイス上に前記レンズハウジング取り付ける工程と、
   前記補強材に前記レンズハウジングを直接接続する工程と
   を含み、
   前記補強材を取り付ける工程が、前記集積回路チップが前記可撓性を有する回路基板に接続される前に、前記可撓性を有する回路基板に前記補強材を取り付ける工程を含んでなるデジタルカメラモジュールの製造方法。