WO2016059914A1

WO2016059914A1 - カメラモジュールの製造方法および製造装置

Info

Publication number: WO2016059914A1
Application number: PCT/JP2015/075371
Authority: WO
Inventors: 中村　匡宏; 村上　順一; 五月女　栄宏; 藤原　智; 裕一江口
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2016-04-21
Also published as: JPWO2016059914A1; CN107076958B; CN107076958A; US20170307842A1; JP6316979B2

Abstract

　撮像素子の傾きによる解像力低下を容易に解決する。本実施形態におけるカメラモジュール製造装置は、光学レンズ２８と、レンズ固定部材２９と、光学レンズ２８を光軸方向に変位駆動させるアクチュエータブロック２１と、アクチュエータブロック２１が接着剤２５を介して搭載される撮像ブロックであって、光学レンズ２８からの光が結像する像を撮像する撮像素子２３を基板２２に実装して構成される撮像ブロックとを備えるカメラモジュール１００について、撮像素子２３を、撮像面と反対側から水平に直接支持する台座部２７と、光学レンズ２８の中心軸２６が、台座部２７により支持された撮像素子２３の撮像面に対して垂直となるように、アクチュエータブロック２１を基板２２に少なくとも一部が浮いている状態で水平に搭載し、固定するアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２とを備える。

Description

カメラモジュールの製造方法および製造装置

　本発明は、カメラモジュールの製造方法および製造装置に関する。

　カメラモジュールは、CCDやCMOS等の撮像素子と撮像素子が搭載される基板等で構成される撮像ブロックと、撮像素子に画像を結像する光学レンズを含むレンズ固定材と、そのレンズ固定材を可動させるアクチュエータブロックが一体化されたものである。カメラモジュールの製造は、たとえば、次のように行われる。

　まず、各工程を経てそれぞれ組立てられた分離状態にある撮像ブロックとアクチュエータブロックがある。アクチュエータブロックは、光軸方向に移動可能に設けられた光学レンズと、その光学レンズを固定しているレンズ鏡筒を備えている。

　次に、アクチュエータブロックと撮像ブロックとを位置決めした後、紫外線硬化樹脂等の接着剤で固定される。アクチュエータブロックと撮像ブロックが固定されたのち、レンズ鏡筒の光軸方向の位置を調整して、フォーカス調整を行う。フォーカス調整が完了したところで、光学ブロックとレンズ鏡筒との間に紫外線硬化樹脂等の接着剤を塗布して固定する。

　上記のような工程を経て組立てられたカメラモジュールは、各撮像特性が検査され、外観検査も含めて問題なしとされた製品が出荷される。

　一方、上記カメラモジュールの組立工程の中で、組立誤差による解像力の問題がある。解像力の問題は、撮像素子の表面に対して、レンズの中心軸が９０°をなす際に理想的な解像力を示すが、撮像素子の固定時に傾きが発生して、撮像素子とレンズ中心軸が９０°をなすことができない時に、解像力が低下し、生産上での歩留まり低下につながる。

　そこで、特許文献１のような方法が提案されている。特許文献１のカメラモジュールの製造装置では、基板(ＰＣＢ)の反りにより、イメージセンサとレンズ表面との間の垂直度に誤差が発生する課題に対して、基板を下部から支持する基板支持手段を備えたリムツールを用いてダイボンドすることで、基板の傾きに応じてイメージセンサを傾けて実装し、レンズハウジングモジュール（ＡＦアクチュエータに相当）とイメージセンサの実装基準を一致させる技術が記載されている。

日本国公開特許公報「特開２０１４－３６０１号公報（２０１４年１月９日公開）」

　しかしながら、上記の特許文献１に記載の製造装置では、基板の平坦度や反りに合わせてレンズハウジングモジュールとイメージセンサの傾きを一致させて実装する方法を提案しているが、実際には、基板の反りは一定方向に限らず、基板内の位置によって、傾きの方向が大きく変わる事が多い。よって、基板を傾きの基準として使用する事は再現性に乏しく、リムツールによって実装されたイメージセンサの傾きと、イメージセンサ実装後に別工程にてレンズハウジングモジュールを実装した時の傾きはバラつきを生じて、一致しない。

　また、特許文献１に記載のように、イメージセンサとレンズハウジングとが基板の一方の面に配置される場合には、基板支持手段を使用することができるが、基板の一方の面にレンズハウジング、他方の面にイメージセンサとを搭載する場合には、基板支持手段は使用することが出来ない。

　さらに、基板がセラミックの場合は、樹脂に比べて反りが大きく、基板の中央に開口を備える場合には更に反りが顕著になる。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、撮像素子の傾きによる解像力低下を容易に解決する事が出来るカメラモジュールの製造方法および製造装置を提供することである。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラモジュール製造装置は、光学レンズと、前記光学レンズを収容し、保持するレンズ固定部材と、前記レンズ固定部材を可動させて、前記光学レンズを光軸方向に変位駆動させるアクチュエータブロックと、前記アクチュエータブロックが接着剤を介して搭載される撮像ブロックであって、前記光学レンズからの光が結像する像を撮像する撮像素子を基板に実装して構成される撮像ブロックとを備えるカメラモジュールについて、前記撮像素子を、撮像面と反対側から水平に支持する支持部と、前記光学レンズの中心軸が、前記支持部により支持された撮像素子の撮像面に対して垂直となるように、前記アクチュエータブロックを前記基板に非接触の状態で水平に搭載し、固定する搭載部とを備える。

　本発明の一態様によれば、撮像素子の傾きによる解像力低下を容易に解決する事が出来るといった効果を奏する。

（ａ），（ｂ），（ｄ）は実施形態１におけるカメラモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ｃ）は実施形態１におけるカメラモジュールの製造方法の一例を示す上面図である。実施形態１におけるカメラモジュールが備えるアクチュエータブロックと撮像ブロックの接着固定方法を示す図である。（ａ）～（ｃ）は実施形態１のカメラモジュールが備えるアクチュエータブロックの保持方法を示す図である。実施形態１のアクチュエータブロックの保持方法を示す図である。実施形態１のアクチュエータブロックの保持方法を示す図である。（ａ）は実施形態２におけるカメラモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ｂ）は実施形態２におけるカメラモジュールの製造方法の一例を示す上面図である。カメラモジュールの詳細な構成を示す図である。カメラモジュールの製造工程を示すものであって、高さ位置決め治具を準備する工程を示す断面図である。カメラモジュールの製造工程を示すものであって、高さ位置決め治具にレンズ駆動装置を載置した状態を示す断面図である。カメラモジュールの製造工程を示すものであって、高さ位置決め治具にレンズ駆動装置を載置した状態で、光学部をレンズホルダー内に位置決め固定した状態を示す断面図である。カメラモジュールの製造工程を示すものであって、高さ位置決め治具をレンズ駆動装置から取り外した状態を示す断面図である。カメラモジュールの製造工程を示すものであって、搭載装置によってレンズ駆動装置の天面側をチャッキングするとともに、撮像部を準備する工程を示す断面図である。（ａ）～（ｃ）は従来技術のカメラモジュールの一例を示す図である。

　〔従来技術〕
　図１３の（ａ）～（ｃ）は、従来技術のカメラモジュールの一例を示す図である。図１３の（ａ）において、光学レンズ１１を含むレンズ固定部材５を可動させるアクチュエータブロック１は、撮像素子３を基板２に実装して構成する撮像ブロックと接着剤６等を介して結合される。この時、撮像素子３と光学レンズ１１の中心軸７とは、９０°をなすと理想的な解像力を示す事になる。

　また、図１３の（ａ）において、アクチュエータブロック搭載工程で使用するステージ４は、理想的には中心軸７と９０°をなす角度に設置されており、設計通りに組立てられた撮像素子３とは平行に位置する。

　しかしながら、図１３の（ｂ）に示すように、実際には撮像素子３を実装する基板２には、反りがあり、特にセラミックを材料とする基板では、反りを抑えることが困難である。撮像素子３は、基板２に反りがある事によって、光学レンズ１１の中心軸７に対して傾きをもって実装される。また、基板２のアクチュエータブロック１が搭載される塔載面８についても、反りの影響が有る為、アクチュエータブロック１自体が傾いて基板２に搭載され、撮像素子３に対しても複合的傾きを持つことになる。

　図１３の（ｃ）は、別の従来技術の一例を示す図である。図１３の（ｃ）に示されるように、基板２の反りについては、撮像素子３が実装される実装面９とアクチュエータブロック１が搭載される塔載面８と、さらにステージ４と接触する接触面１０についても影響がある。基板２の反りに関する傾きの要因としては、これらの３つの要因が挙げられ、これらの傾きにより中心軸７と撮像素子３とが９０°をなすことは非常に困難となる。

　本発明は、以上のような基板２の反りに関する傾きの要因によって生じる不都合を解決することが可能なカメラモジュールの製造方法および製造装置を提供する。以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

　〔実施形態１〕
　図１の（ａ）～（ｄ）は、実施形態１におけるカメラモジュールの製造方法の一例を示す概略図である。図１の（ａ）～（ｄ）に示されるように、カメラモジュール１００は、光学レンズ２８を収容するレンズ固定部材２９を可動させて、光学レンズ２８を光軸方向に変位駆動させるアクチュエータブロック２１と、撮像素子２３を基板２２に実装して構成する撮像ブロックとを含む。アクチュエータブロック２１は、ステージ２４において、撮像ブロックと接着剤２５を介して結合される。

　具体的に、撮像ブロックは、基板２２の実装面２２ｃに撮像面を対向させた状態で撮像素子２３が実装される構成である。より具体的には、アクチュエータブロック２１を除いた状態の上面図である図１の（ｃ）に示されるように、撮像素子２３の端子部２３ａと基板２２でフリップチップボンディングする事によって実装される。また、基板２２は、周縁全体において、実装面２２ｃ側に突出した突出部２２ｂと、実装面２２ｃの反対側に、アクチュエータブロック２１が設けられる裏面（塔載面）２２ａとを有する。基板２２の裏面２２ａに、接着剤２５等が塗布されたうえで、アクチュエータブロック２１が設けられる。また、突出部２２ｂは、撮像素子２３を取り囲んでおり、撮像素子２３の厚みより長く設計されている。

　また、図１の（ａ）のように、アクチュエータブロック搭載工程で使用するステージ２４は、所定高さの台座部２７を有しており、撮像素子２３の裏面（撮像面の反対側）を台座部２７の平坦面２７ａで受けて撮像ブロックを保持する。また、台座部２７は、撮像ブロックが配置されたときに、突出部２２ｂがステージ２４に接触しない程度の高さに設定されている。これにより、図１の（ａ）の反っていない基板２２と異なり、図１の（ｂ）のように基板２２が反っているとしても、撮像素子２３をステージ２４と平行に保つことができるので、撮像素子２３が基板２２に対して傾きをもって実装された場合においても、撮像素子２３は基板２２の反りの影響を受けることがない。

　また、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックとを接着剤２５等によって固定するとき、アクチュエータブロック２１が基板２２の裏面２２ａと非接触の状態または一部が接触している状態（少なくとも一部が浮いている状態）で、アクチュエータブロック２１の光学レンズ２８の中心軸２６が撮像素子２３に対して略９０°（誤差±５°程度である。）をなすように調整する。

　より詳細には、図１の（ｄ）に示されるように、アクチュエータブロック２１は、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２によって保持されており、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２とアクチュエータブロック２１との接触面２０は、撮像素子２３を保持している台座部２７の平坦面２７ａと平行に調整されている。また、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックとは、アクチュエータブロック２１が基板２２の反りの影響を受けないように、基板２２の裏面２２ａから浮かせた状態で、接着剤２５等によって固定される。

　ここで、図１の（ｄ）において、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックを結合する接着剤２５は紫外線硬化用樹脂であり、ＵＶ照射器３３によって、紫外線３４を照射して硬化させ、固定する。なお、接着剤２５は、熱硬化性樹脂であってもよく、スポットヒータ等によって樹脂を硬化させ、固定してもよい。

　また、図２に示されるように、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックとを、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を使って固定する際、ＵＶ照射機やスポットヒータから照射される紫外線または熱風が樹脂に当たりやすくするために、アクチュエータブロック２１や基板２２より、接着剤２５をはみ出させた状態２５ａになるように塗布量を調整する。

　なお、はみ出た接着剤２５ａを硬化させた後の接着強度は、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックが位置ずれ、傾き等発生しない程度の接着強度となる仮固定とし、この工程後、恒温槽に投入して熱硬化させたり、紫外線にて増し照射する等の本固定作業を行うようにする。

　ここで、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２の塔載工程について説明する。図３の（ａ）～（ｃ）は、アクチュエータブロック搭載用ヘッドの塔載工程の流れを示す図である。図３の（ａ）において、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２は、上面および下面の吸着口それぞれを繋ぐ吸着孔３６が内部に形成されている。アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２は、アクチュエータブロック２１の接触面２０を吸着口からエアーにて吸着して保持している。

　アクチュエータブロック２１を搭載する際、アクチュエータブロック２１を保持しているアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２は、図３の（ｂ）のように接着剤２５を押しつぶすように基板２２にアクチュエータブロック２１を押し付ける動作をする。その後、図３の（ｃ）のようにアクチュエータブロック２１を所定の高さまで浮かせる動作をする。これにより、アクチュエータブロック２１を基板２２の裏面２２ａを基準として、常に同じ高さを保つことができるとともに、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックとを接着剤２５を介して確実に接続する事が出来る。

　なお、本実施形態において、図１の（ｄ）に示されるように、接着剤をＵＶ照射機やスポットヒータ等で硬化させることについて上述したが、図４に示されるように、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２の左右両側に、ＵＶファイバー固定用部材３９を取り付け、ＵＶファイバー３７をアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２と一体化した構造としてもよい。また、ＵＶファイバー３７の代わりにスポットヒータを搭載する構造でもよい。

　また、カバー４１をアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２に取り付けた構造としてもよい。また、図５に示されるように、カバー４１をＵＶファイバー固定用部材３９に取り付けてもよい。このカバー４１は、ＵＶファイバー３７の側方から、はみ出た接着剤２５ａまで照射方向に沿って延伸している。これにより、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２に取り付けられたＵＶファイバー３７から照射される紫外線４２が、カバー４１によって、隣に配置された別の撮像ブロックに塗布されている紫外線硬化樹脂（接着剤）２５に照射されるのを防ぐので、別の撮像ブロックに塗布されている紫外線硬化樹脂（接着剤）２５を硬化させるといった不都合を無くすことができる。また、カバー４１は、常にアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２と一体で動作をする為、装置内において省スペースでかつ確実にカバーする事が出来る。なお、ここではカバー４１をＵＶファイバー固定用部材３９に取り付ける構成としたが、紫外線３４の照射領域以外の拡散を防ぐ部材であれば、カバー４１に限定されない。スポットヒータ等を使用する場合も同様である。

　〔実施形態２〕
　図６の（ａ），（ｂ）は、実施形態２におけるカメラモジュールの製造方法の一例を示す図である。実施形態２のカメラモジュール１００Ａが実施形態１のカメラモジュール１００と異なる点は、基板２２が基板２２Ａに変更された点、ステージ２４がステージ２４Ａに変更された点である。それら以外は、実施形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

　図６の（ａ），（ｂ）に示されるように、撮像ブロックは、撮像素子２３を基板２２Ａに実装して構成する。具体的に、基板２２Ａには、撮像素子２３の撮像面と反対側の面を裏面２２ａと対向させた状態で、撮像素子２３が実装される。なお、実施形態１と同様に、撮像素子２３の端子部２３ａと基板２２Ａでフリップチップボンディングする事によって実装される。

　実施形態２の基板２２Ａは、３つの貫通穴２２ｄが設けられている点が実施形態１の基板２２と異なり、実施形態２のステージ２４Ａには、実施形態１のステージ２４の台座部２７に代えて、３本のピン２４ａが設けられる点が異なる。撮像ブロックは、基板２２Ａの実装面２２ｃと反対側である裏面２２ａをステージ２４Ａと対向させた状態（突出部２２ｂをアクチュエータブロック２１に向けた状態）で、ピン２４ａが貫通穴２２ｄに嵌るように配置されることで、３つのピン２４ａが撮像素子２３を下方から支持する。これにより、撮像素子２３を水平に保持する構造とすることができる。アクチュエータブロック２１は、基板２２の突出部２２ｂの先端面に接着剤２５を塗布することによって撮像ブロックと固定される。なお、この場合においても、図６の（ｃ）に示されるように、アクチュエータブロック２１と撮像ブロックとは、アクチュエータブロック２１が基板２２Ａの反り（突出部２２ｂの高さの不揃い）の影響を受けないように、突出部２２ｂの先端面から浮かせた状態で、接着剤２５等を介して固定される。

　なお、ピン２４ａは、実施形態１のステージ２４の台座部２７と代用することが可能である。この場合、撮像素子２３を安定的に支持するように３つのピン２４ａはステージ２４上に配置される。

　〔実施形態３〕
　実施形態１，２において、アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２を用いて、アクチュエータブロック２１を台座部２７の平坦面２７ａに対して平行な状態で撮像ブロックに配置したが、光学レンズ２８の中心軸２６を撮像素子２３の撮像面に対して垂直とするには、アクチュエータブロック２１内のアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２との接触面２０が光学レンズ２８の中心軸２６と垂直となるように収容されることがより好ましい。そのような構成を実現するためのアクチュエータブロック２１の構成について、以下詳細に説明する。

　図７は、アクチュエータブロックの詳細な構成を示す図である。図７に示されるように、カメラモジュール１００の光学部５２は、１つ以上の光学レンズ２８と、この光学レンズ２８を支持するレンズバレル５１とを備える。そして、光学部５２の周りには、レンズ駆動装置５４が設けられている。レンズ駆動装置５４は、レンズホルダー５３を備える。ここで、レンズ駆動装置５４は、アクチュエータブロック２１に対応し、レンズホルダー５３は、レンズ固定部材２９に対応する。レンズホルダー５３は、その内部に光学部５２のレンズバレル５１が接着剤５５により接着固定されており、レンズバレル５１を保持する。接着剤５５で固定される前においては、レンズバレル５１（または光学部５２）はレンズホルダー５３に対して光軸方向に摺動可能である。すなわち、レンズバレル５１の外側面とレンズホルダー５３内側面とは、ねじ構造ではなく、嵌め合い構造（隙間嵌め）になっている。

　レンズ駆動装置５４は、レンズホルダー５３、中間支持体５７および固定部を備える。固定部は、モジュールカバー６１（金属製カバー）、ＯＩＳ（Optical Image Stabilizer：光学的手振れ補正機構）コイル６２およびベース６３等を備える。光学部５２が接着剤５５により固定されたレンズホルダー５３は、上下２枚のＡＦ（オートフォーカス）ばね５６ａ・５６ｂにより中間支持体５７に対して光軸方向に可動に支持されている。そして、レンズホルダー５３の外周部には、ＡＦコイル５８が固定されている。また、上記レンズホルダー５３の下部には突起部５３ａが形成されており、この突起部５３ａは、光軸方向の可動範囲における無限遠側焦点のメカ端（可動範囲の撮像素子側の基準位置）にて、中間支持体５７に当接している。

　中間支持体５７には、ＡＦ駆動用の永久磁石と手振れ補正用の永久磁石とが固定される。本実施の形態ではこれら２種類の永久磁石を共通化した兼用の永久磁石５９が中間支持体５７に固定されている。中間支持体５７は、４本のサスペンションワイヤー６０（図示されているのは２本）により、固定部に対して（ここではベース６３に対して）光軸に垂直な２軸方向に可動に支持されている。これによって、中間支持体５７、永久磁石５９、ＡＦばね５６ａ・５６ｂ、レンズホルダー５３、ＡＦコイル５８、レンズバレル５１および光学レンズ２８が、光軸に垂直な方向に一体的に駆動される。

　ここで、レンズバレル５１とベース６３の開口６３ａとの間の隙間を適切な値に設定しておく必要がある。この理由は、落下衝撃等を受けて、レンズホルダー５３が横方向に変位した場合、レンズホルダー５３の横方向への変位に伴って、レンズバレル５１とベース６３とが衝突し、多大な衝撃力を受けて、レンズバレル５１が破損したり、レンズバレル５１内の光学レンズ２８がはずれ落ちたりする虞があるためである。そこで、本実施の形態では、レンズホルダー５３が横方向に最大変位した場合でも、レンズバレル５１が、直接、ベース６３とは当接しないように、レンズバレル５１とベース６３の開口６３ａとの隙間の大きさが設定されている。

　モジュールカバー６１は、ベース６３に対して固定されており、中間支持体５７の側面および上面を覆うように配置される。モジュールカバー６１の内側の側面には、ＯＩＳコイル６２が固定されている。

　モジュールカバー６１の内側の天面側には、樹脂基準部材６４が固定されている。樹脂基準部材６４は、レンズホルダー５３に対するストッパーとなる部分６４ａ（第２部分）と、中間支持体５７に対するストッパーとなる部分６４ｂ（第２部分）と、突出部６４ｃ（第１部分）とを備える。ストッパーとなる部分６４ａは、オートフォーカス機能のためにレンズホルダー５３が光軸方向に駆動される際の可動範囲を規制する。ストッパーとなる部分６４ｂは、手振れ補正機能のための可動部となる中間支持体５７が、本来の駆動方向ではない光軸方向に動き得る範囲を規制する。樹脂基準部材６４のストッパーとなる部分６４ａおよび部分６４ｂは、モジュールカバー６１の内側に配置されている。突出部６４ｃは、モジュールカバー６１の天面側に設けられた穴を貫通し、モジュールカバー６１よりも天面側に突出している。すなわち、レンズ駆動装置５４において、樹脂基準部材６４の突出部６４ｃが最も天面側に突出している。突出部６４ｃは、樹脂基準部材６４の他の部分よりも天面側に突出しており、かつ、モジュールカバー６１から露出している。レンズ駆動装置５４において、突出部６４ｃは少なくとも３個設けられる。突出部６４ｃは、基準面を形成するものであり、突出部６４ｃが３個あれば基準面が規定されるためである。なお、基準面を規定する突出部６４ｃは、例えば４個以上設けられてもよい。複数の突出部６４ｃによって規定される基準面の平面度は、２０μｍ以下が好ましく、さらには１０μｍ以下が好ましい。

　ここでは、樹脂基準部材６４の突出部６４ｃは、モジュールカバー６１よりも天面側に突出していると説明したが、これに限定されない。例えばモジュールカバー６１の内側面からの突出部６４ｃの高さはモジュールカバー６１の肉厚の半分程度であってもよい。この場合、後述する高さ位置決め治具７１に突出部６４ｃに対応する複数の突出部を設ける。高さ位置決め治具７１の突出部をモジュールカバー６１の穴に挿入することで、高さ位置決め治具７１の突出部と樹脂基準部材６４の突出部６４ｃとを当接させることができる。

　次に、アクチュエータブロック２１の製造工程について説明する。図８は、アクチュエータブロックの製造工程を示す図である。図８に示されるように、光学部５２およびレンズ駆動装置５４は、個別に組み立てを完了させておき、これとは別に高さ位置決め治具７１を準備する。

　まず、レンズ駆動装置５４および光学部５２の天地を逆転させた状態で工程を開始する。すなわち、本実施の形態では高さ位置決め治具７１に対して、レンズ駆動装置５４の天面側（被写体側）を載置する。この高さ位置決め治具７１には、平坦面７１ａと、平坦面７１ａから突出した突出部７１ｂとが設けられている。平坦面７１ａ上には、樹脂基準部材６４の複数の突出部６４ｃが平坦面７１ａに接するように、レンズ駆動装置５４が載置される。突出部７１ｂ上には光学部５２のレンズバレル５１が載置される。突出部７１ｂと平坦面７１ａとの高さの差は、レンズ駆動装置５４と光学部５２との高さ位置を規定する。

　次に、図９に基づいて、高さ位置決め治具７１にレンズ駆動装置５４を搭載した状態を説明する。

　上述したように、レンズ駆動装置５４は高さ位置決め治具７１の平坦面７１ａ上に搭載され、その結果、突出部７１ｂはレンズ駆動装置５４の天面側、モジュールカバー６１の開口部６１ａの内側に入り込んでいる。

　ここで、レンズ駆動装置５４を高さ位置決め治具７１の平坦面７１ａ上に搭載している間は、図中にハッチング矢印Ａで示した方向にレンズ駆動装置５４に対して押圧力を加えておくことが望ましい。この理由は、上述したように、レンズ駆動装置５４の天面に対して高精度にレンズバレル５１の位置を決める必要があるため、高さ位置決め治具７１に対してレンズ駆動装置５４が浮く（離れる）のを防ぐためである。レンズ駆動装置５４の複数の突出部６４ｃ（被写体側の基準面）は高さ位置決め治具７１の平坦面７１ａ（第１基準面）に当接する。

　次に、図１０に基づいて、レンズバレル５１が高さ位置決め治具７１の突出部７１ｂに当接するようにレンズバレル５１（光学部５２）をレンズ駆動装置５４に搭載した状態を説明する。本実施の形態では、高さ位置決め治具７１に対して、レンズバレル５１の天面側を載置する。

　レンズ駆動装置５４のレンズホルダー５３内に、光学部５２を摺動させて挿入する。レンズバレル５１の上端面（被写体側の面）が高さ位置決め治具７１の突出部７１ｂ（第２基準面）に当接するよう、図中にハッチング矢印Ｂで示した方向に押圧力を加えておくことが望ましい。なお、図９においてハッチング矢印Ａにて説明したレンズ駆動装置５４に対する押圧力も継続して加えておくことが望ましい。レンズ駆動装置５４および光学部５２のどちらも部材同士の機械的な接触（メカ当たり）によって基準位置を設定しているため、浮きがあると誤差が生じるためである。このように押圧力を加えた状態で（レンズバレル５１が突出部７１ｂに当接する位置で）、接着剤５５によりレンズバレル５１をレンズホルダー５３に対して接着固定する。このとき、レンズホルダー５３の突起部５３ａは中間支持体５７に接している。

　ここで、図１０においては、レンズホルダー５３の底面側（図では上側）のレンズバレル５１との境界部分に接着剤５５を塗布しているが、これに限定される訳ではない。あらかじめ、レンズバレル５１とレンズホルダー５３との隙間に接着剤を注入しておき、位置決め後に接着剤を硬化させてもよい。ここで使われる接着剤は、ＵＶ硬化接着剤、熱硬化接着剤、あるいはＵＶ＋熱硬化接着剤が望ましい。このような組立装置全体を炉に入れて熱硬化することが困難な場合は、ＵＶ＋熱硬化接着剤を用い、組立装置内でＵＶ硬化させた後、組立装置から取り外して高さ位置決め治具７１に載せた状態で、あるいは高さ位置決め治具７１からも取り外した状態で炉に入れ、熱硬化させるとよい。レンズ駆動装置５４の底面側から、十分な量の接着剤が注入できない場合は、底面側の接着剤を硬化させて仮固定した後、天面側からレンズバレル５１の凹部５１ａに接着剤を補充してもかまわない。

　図１０の状態では、レンズホルダー５３を中間支持体５７に対して当接させてレンズバレル５１をレンズホルダー５３に挿入している。レンズバレル５１とレンズホルダー５３の間には若干の隙間があり、レンズバレル５１は、レンズホルダー５３の穴の精度にならうのではなく、高さ位置決め治具７１の突出部７１ｂに応じた精度で取り付けられる。すなわち、樹脂基準部材６４の複数の突出部６４ｃによって規定される平面（天面側の平面）を基準にして、レンズバレル５１がレンズホルダー５３に固定される。このため、レンズバレル５１の傾き（チルト）は、レンズホルダー５３の傾きに左右されず、レンズ駆動装置５４の天面を基準として固定される。以上の工程がレンズコンバイン工程となる。

　次に、図１１に基づいて、高さ位置決め治具７１をレンズ駆動装置５４から取り外した状態について説明する。

　図１１に示すように、光学部５２のレンズ駆動装置５４への固定が完了すると、高さ位置決め治具７１をレンズ駆動装置５４から取り外す。高さ位置決め治具７１は、あくまでもレンズ駆動装置５４に対する光学部５２の位置決めを行うための治具であり、レンズバレル５１をレンズホルダー５３に対して接着固定した後は不要となる。

　次に、上述したアクチュエータブロック搭載用ヘッド３２によってアクチュエータブロック２１を保持する方法とは別の方法について以下説明する。ここでは、レンズ駆動装置５４を搭載装置７２にてチャッキングする工程について説明する。

　図１２（接着剤２５は不図示）に示すように、光学部５２が取り付けられたレンズ駆動装置５４は搭載装置７２にてチャッキング（一時的に固定）される。チャッキングの際、樹脂基準部材６４の複数の突出部６４ｃが搭載装置７２の平坦面７２ａ（搭載装置の基準面）に当接する。樹脂基準部材６４の複数の突出部６４ｃによって規定される平面はレンズ駆動装置５４の基準面となっている。搭載装置７２は、エアー吸引によってレンズ駆動装置５４を吸引チャッキングしてもよいし、搭載装置７２の腕部７２ｂによって、レンズ駆動装置５４を挟み込んでチャッキングしてもよい。腕部７２ｂに図示しないバネ機構を設けて、腕部７２ｂがレンズ駆動装置５４を挟み込んでもよい。レンズバレル５１は高さ位置決め治具７１によってレンズ駆動装置５４の天面を基準としてチルトが最小になるように取り付けられており、かつ、レンズ駆動装置５４の天面側の基準面（複数の突出部２１ｃが形成する平面）が搭載装置７２の平坦面７２ａに当接している。そのため、搭載装置７２の平坦面７２ａに対するレンズバレル５１の傾き（チルト）も最小限に設定される。

　次に、光学部５２を内蔵したレンズ駆動装置５４を撮像ブロックに搭載する工程について説明する。

　搭載装置７２は、光学部５２を内蔵したレンズ駆動装置５４をチャッキングしたまま、レンズ駆動装置５４を撮像ブロックの搭載面２２ａ（裏面）に接着剤を介して配置する。レンズ駆動装置５４が搭載装置７２にチャッキングされたままの状態で、接着固定される。ここで、接着剤が硬化するまでレンズ駆動装置５４は搭載装置７２にチャッキングされたままであり、レンズ駆動装置５４の傾き（角度）および位置（高さ位置）は、搭載装置７２の傾き（角度）および位置（高さ位置）によって決定される。そのため、搭載装置７２の平坦面７２ａに対する撮像ブロックの搭載面２２ａのチルトが最小限にされた状態で、レンズ駆動装置５４と撮像ブロックとが接着固定されれば、撮像素子２３に対する光学レンズ２８の光軸のチルトを最小限にすることが可能となる。なお、撮像ブロックは台座部２７等に載置されており、搭載装置７２は、レンズ駆動装置５４を撮像ブロック側に押しつけるように、ハッチング矢印Ｄの方向に押圧力を加える。

　ここで、部品（撮像ブロック）の寸法ばらつきが十分に小さければ、あらかじめ代表的な寸法の撮像ブロックに対して、レンズ駆動装置５４を撮像ブロックに配置するときの搭載装置７２の角度調整を行ってもよい。あるいは、部品（撮像ブロック）の寸法ばらつきを吸収する必要があるなら、組み立てを行う撮像ブロック毎に搭載装置７２の角度調整を行ってもよい。

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係るカメラモジュール製造装置は、光学レンズ２８と、前記光学レンズ２８を収容し、保持する固定部材（レンズ固定部材２９）と、前記固定部材（レンズ固定部材２９）を可動させて、前記光学レンズ２８を光軸方向に変位駆動させるアクチュエータ（アクチュエータブロック２１）と、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）が接着剤２５を介して搭載される撮像ブロックであって、前記光学レンズ２８からの光が結像する像を撮像する撮像素子２３を基板２２に実装して構成される撮像ブロックとを備えるカメラモジュール１００について、前記撮像素子２３を、撮像面と反対側から水平に直接支持する支持部（台座部２７）と、前記光学レンズ２８の中心軸２６が、前記支持部（台座部２７）により支持された撮像素子２３の撮像面に対して垂直となるように、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を前記基板２２に少なくとも一部が浮いている状態で水平に搭載し、固定する搭載部（アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２）とを備える。

　上記構成によれば、基板２２が反っていたとしても、撮像素子２３の撮像面と反対側から支持部（台座部２７）が支持するので、撮像素子２３が基板２２の反りの影響を受けることがない。また、アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）は基板２２に非接触の状態で固定されるので、基板２２の反りの影響なく、光学レンズ２８を撮像素子２３の撮像面に対して垂直に固定することができる。また、基板２２の材質（セラミック、樹脂）の選択の幅を狭めることなく使用することが可能である。

　したがって、従来のような特別な製造装置を使用せずに、撮像素子２３の傾きによる解像力低下を容易に解決する事が出来るカメラモジュール製造装置を提供することができる。

　本発明の態様２に係るカメラモジュール製造装置において、前記搭載部（アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２）は、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）の上面をエアー吸着することにより、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を前記基板２２に少なくとも一部が浮いている状態で水平に保持する。

　上記構成によれば、例えば粘着部材で保持する方法より保持の解除が簡単であり、また両側から挟んで保持する方法より水平に安定して保持することが簡単である。

　本発明の態様３に係るカメラモジュール製造装置において、前記搭載部（アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２）は、前記接着剤２５に向けて紫外線４２を照射する照射用ファイバー（ＵＶファイバー３７）が取り付けられている。

　本発明の態様４に係るカメラモジュール製造装置において、前記搭載部（アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２）は、前記接着剤２５に向けて熱風を吹付けるヒーターが取り付けられている。

　上記構成によれば、一体化した構造により装置をコンパクトにすることができる。

　本発明の態様５に係るカメラモジュール製造装置において、前記搭載部（アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２）は、前記接着剤２５に照射される紫外線４２について、前記カメラモジュール１００外側への拡散を防ぐ拡散防止部（カバー４１）を有する。

　本発明の態様６に係るカメラモジュール製造装置において、前記搭載部（アクチュエータブロック搭載用ヘッド３２）は、前記接着剤２５に当てられる熱風について、前記カメラモジュール１００外側への拡散を防ぐ拡散防止部（カバー４１）を有する。

　上記構成によれば、ライン作業において、隣に配置された別のカメラモジュールの接着剤に紫外線または熱風が当たることを防止することができる。

　本発明の態様７に係るカメラモジュール製造装置において、前記アクチュエータは、その被写体側に金属製カバーと樹脂基準部材とを備え、前記樹脂基準部材の少なくとも第１部分は、該樹脂基準部材の他の部分より被写体側に突出しており、かつ、前記金属製カバーから露出しており、前記樹脂基準部材の前記第１部分を基準として、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）に対する前記光学レンズ２８の位置決めがされている。

　上記構成によれば、被写体側に突出している樹脂基準部材の第１部分を基準として、光学レンズ２８の位置決めがされている。これにより、光学レンズ２８の組立基準とアクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を撮像ブロックに搭載する時の組立基準とを一致させることができる。

　本発明の態様８に係るカメラモジュール製造方法は、光学レンズ２８と、前記光学レンズ２８を収容し、保持する固定部材（レンズ固定部材２９）と、前記固定部材（レンズ固定部材２９）を可動させて、前記光学レンズ２８を光軸方向に変位駆動させるアクチュエータ（アクチュエータブロック２１）と、前記光学レンズ２８からの光が結像する像を撮像する撮像素子２３を基板２２に実装して構成される撮像ブロックと、を備えるカメラモジュール１００を製造する製造方法であって、前記撮像素子２３を、撮像面と反対側から水平に直接支持する支持工程と、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を接着剤２５を介して撮像ブロックに搭載する搭載工程とを含み、前記搭載工程において、前記光学レンズ２８の中心軸２６が、前記支持工程において支持された撮像素子２３の撮像面に対して垂直となるように、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を前記基板２２に少なくとも一部が浮いている状態で水平に搭載し、固定する。

　上記構成によれば、従来のような特別な製造装置を使用せずに、撮像素子２３の傾きによる解像力低下を容易に解決する事が出来るカメラモジュール製造方法を提供することができる。

　本発明の態様９に係るカメラモジュール製造方法において、前記搭載工程は、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）の上面をエアー吸着することにより、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を前記基板２２に対して水平に保持する保持工程を含む。

　上記構成によれば、粘着部材で保持する方法やアクチュエータに磁性を持たせて磁石で保持する方法より簡単に保持および保持の解除が可能である。

　本発明の態様１０に係るカメラモジュール製造方法において、前記搭載工程は、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を前記基板２２に非接触の状態で固定する固定工程を含む。

　上記構成によれば、アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）は基板２２に非接触の状態で固定されるので、基板２２の反りの影響なく、光学レンズ２８を撮像素子２３の撮像面に対して垂直に固定することができる。

　本発明の態様１１に係るカメラモジュール製造方法において、前記接着剤２５は、紫外線硬化型接着剤または熱硬化型接着剤であることが好ましい。

　本発明の態様１２に係るカメラモジュール製造方法は、前記搭載工程において、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を前記基板２２に搭載する際、前記アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）と前記基板２２の間から前記接着剤２５がはみ出す程度に塗布される。

　上記構成によれば、紫外線または熱風を樹脂に当て易くすることができる。

　本発明の態様１３に係るカメラモジュール製造方法において、前記光学レンズは、前記固定部材に固定される前は前記固定部材に対して摺動可能であり、前記アクチュエータの被写体側の基準面を、高さ位置決め治具の第１基準面に当接させる配置工程と、前記光学レンズを前記固定部材内で摺動させ、前記光学レンズが前記高さ位置決め治具の第２基準面に当接する位置にて、前記光学レンズを前記固定部材に固定する光学部固定工程と、を含み、前記搭載工程において、前記高さ位置決め治具を取り外したうえで、前記アクチュエータを接着剤を介して撮像ブロックに搭載する。

　上記の構成によれば、光学レンズ２８は、アクチュエータ（アクチュエータブロック２１）の被写体側にある基準面を基準として、アクチュエータに対して位置決めおよび固定される。これにより、光学レンズ２８の組立基準とアクチュエータ（アクチュエータブロック２１）を撮像ブロックに搭載する時の組立基準とを一致させることができる。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　本発明は、携帯情報端末や携帯電話等の携帯機器に組み込まれるカメラモジュールの製造方法及び製造装置に関するものであり、詳細には、光学レンズを含むレンズ固定部材とそのレンズ固定部材を可動させるアクチュエータブロックと、撮像素子を平行に位置調整して固定するカメラモジュールの製造方法及び装置に関するものである。

２１　アクチュエータブロック（アクチュエータ）
２２，２２Ａ　基板
２２ｄ　貫通穴
２３　撮像素子
２４，２４Ａ　ステージ
２４ａ　ピン
２５　接着剤
２５ａ　はみ出た接着剤
２６　中心軸
２７　台座部
２７ａ　平坦面
２８　光学レンズ
２９　レンズ固定部材（固定部材）
３２　アクチュエータブロック搭載用ヘッド（搭載部）
３３　ＵＶ照射器
３４　紫外線
３７　ＵＶファイバー
３９　ＵＶファイバー固定用部材
４１　カバー
４２　紫外線
６４　樹脂基準部材
７１　高さ位置決め治具
１００，１００Ａ　カメラモジュール

Claims

　光学レンズと、
　前記光学レンズを収容し、保持する固定部材と、
　前記固定部材を可動させて、前記光学レンズを光軸方向に変位駆動させるアクチュエータと、
　前記アクチュエータが接着剤を介して搭載される撮像ブロックであって、前記光学レンズからの光が結像する像を撮像する撮像素子を基板に実装して構成される撮像ブロックと、を備えるカメラモジュールについて、
　前記撮像素子を、撮像面と反対側から水平に直接支持する支持部と、
　前記光学レンズの中心軸が、前記支持部により支持された撮像素子の撮像面に対して垂直となるように、前記アクチュエータを前記基板に少なくとも一部が浮いている状態で水平に搭載し、固定する搭載部とを備える、カメラモジュール製造装置。
　前記アクチュエータは、その被写体側に金属製カバーと樹脂基準部材とを備え、
　前記樹脂基準部材の少なくとも第１部分は、該樹脂基準部材の他の部分より被写体側に突出しており、かつ、前記金属製カバーから露出しており、
　前記樹脂基準部材の前記第１部分を基準として、前記アクチュエータに対する前記光学レンズの位置決めがされている、請求項１に記載のカメラモジュール製造装置。
　光学レンズと、前記光学レンズを収容し、保持する固定部材と、前記固定部材を可動させて、前記光学レンズを光軸方向に変位駆動させるアクチュエータと、前記光学レンズからの光が結像する像を撮像する撮像素子を基板に実装して構成される撮像ブロックと、を備えるカメラモジュールを製造する製造方法であって、
　前記撮像素子を、撮像面と反対側から水平に直接支持する支持工程と、
　前記アクチュエータを接着剤を介して撮像ブロックに搭載する搭載工程と、を含み、
　前記搭載工程において、前記光学レンズの中心軸が、前記支持工程において支持された撮像素子の撮像面に対して垂直となるように、前記アクチュエータを前記基板に少なくとも一部が浮いている状態で水平に搭載し、固定する、カメラモジュール製造方法。
　前記搭載工程は、前記アクチュエータを前記基板に非接触状態で固定する固定工程を含む、請求項３に記載のカメラモジュール製造方法。
　前記搭載工程において、前記アクチュエータを前記基板に搭載する際、前記アクチュエータと前記基板の間から前記接着剤がはみ出す程度に塗布される、請求項３または４に記載のカメラモジュール製造方法。
　前記光学レンズは、前記固定部材に固定される前は前記固定部材に対して摺動可能であり、
　前記アクチュエータの被写体側の基準面を、高さ位置決め治具の第１基準面に当接させる配置工程と、
　前記光学レンズを前記固定部材内で摺動させ、前記光学レンズが前記高さ位置決め治具の第２基準面に当接する位置にて、前記光学レンズを前記固定部材に固定する光学部固定工程と、を含み、
　前記搭載工程において、前記高さ位置決め治具を取り外したうえで、前記アクチュエータを接着剤を介して撮像ブロックに搭載する、請求項３～５のいずれか１項に記載のカメラモジュール製造方法。