CN103811480A - 具有感应装置的载板封装结构及制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有感应装置的载板封装结构及具有感应装置的载板封装结构制作方法，包含提供一具有第一凹槽、第二凹槽的载板，一发光元件、一光感测元件及相应的封装层，此种封装结构能用于光感应装置的制作，可有效的减少光感应装置的制作工序、元件及制作成本，并进一步缩小光感应装置的体积。
Description
技术领域
本发明是有关于一种具有感应装置的载板封装结构及其制作方法，特别是有关于一种将发光元件及光感测元件配置到同一块载板的封装结构及方法。
背景技术
将一发光元件及一光感测元件配置到同一块载板，可形成一用途相当广的光感应装置，当有物件遮断发光元件及光感测元件间的光路径时，光感测元件便能判定物件的存在，反之若光感测元件能顺利接收发光元件发射的光，光感测元件便能判定物件不存在。反射式光感应装置即为将发光元件及光感测元件装置于同一侧，靠着是否有物件将发光元件的光反射回光感测元件，以判断物件是否存在。
为了确保光感应装置的准确性，在一般的已知技术中，皆希望光感测元件只会接收到由物件反射回来的光，于是要如何避免光感测元件受到额外的影响，尤其是避免发光元件直接从光感应装置内部照射到光感测元件，便十分的重要。
如前所述，目前已知的技术所使用的光感应装置封装结构有以下几种，首先请参阅图1A，是美国公告专利US8232541所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1A所示，载板90上有发光元件92及光感测元件94，以透明材质在载板上封装以形成封装盖98，在封装盖98上切出一沟槽96，在沟槽96中填充不透明材质形成光阻挡91。
接着请参阅图1B，是中国台湾专利M363080所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1B所示，载板90上有发光元件92及光感测元件94，以透明材质在载板上封装以形成封装盖98，在封装盖98上切出一沟槽96，在沟槽96以及封装盖98表面涂上不透明涂料95。
接着请参阅图1C，是美国公开专利20100327164所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1C所示，载板90上有发光元件92及光感测元件94，在两元件的中间及两侧放上三块光阻挡91，再以透明盖93盖住整个载板90。
接着请参阅图1D，是美国公告专利US7652244所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1D所示，将引线框架97安装到一塑料材质的下盖99上，再将发光元件92及光感测元件94放到引线框架97上，最后在安装发光元件92及光感测元件94的空间中填充透明材质990。
以上装置的封装结构皆有一些缺点，首先是工序麻烦，上述所提到的元件，尺寸大都是以毫米计算，如此的尺寸下所进行的工序每多一道都会造成成本大量增加；接着，因为元件数量多，相对使光感应装置的厚度无法减少，进一步使运用光感应装置的产品尺寸无法缩小。
因此，本发明提出一种具有感应装置的载板封装结构及其制作造方法，此种封装结构可用于光感应装置的封装，通过对封装结构进行改良，减少了光感应装置的制造工序，相对的减少了制作成本，也能进一步产出更小尺寸的光感应装置。
发明内容
为了解决上述有关的问题，本发明的一主要目的在于提供一种具有感应装置的载板封装结构，此种封装结构可应用于光传感器的封装，通过一个本身具有阻挡元件的载板，使得在制作光感应装置时，不需要在载板上加上太多的元件，而能产出尺寸更小的光感应装置。
本发明的又一主要目的在于提供一种具有感应装置的载板封装结构制造方法，通过提供一本身具有阻挡元件的载板，进而能变更工序，进一步使制作成本能够降低。
依据上述各项目的，本发明提出一种具有感应装置的载板封装结构，包含一载板，具有一上表面及相对于上表面的一下表面，并配置有多个贯穿上表面至下表面的载板通孔，其中上表面具有一第一凹槽及一第二凹槽，在第一凹槽及第二凹槽周围的载板形成一隔离围墙，且于第一凹槽内的载板通孔中至少配置一条载板内导线，于第二凹槽内的载板通孔中配置多条载板内导线；一发光元件，配置于第一凹槽中；一光感测元件，配置于第二凹槽中；其中，发光元件通过至少一条第一外导线与第一凹槽内的载板通孔中的载板内导线电性连接，及光感测元件通过多条第二外导线与第二凹槽内的载板通孔中的载板内导线电性连接；一第一透明封胶层，填充于第一凹槽中，以覆盖发光元件及第一外导线；及一第二透明封胶层，填充于第二凹槽中，以覆盖光感测元件及多条第二外导线。
本发明另外提出一种具有感应装置的载板封装结构，包含一载板，具有一上表面及相对于上表面的一下表面，并配置有多个贯穿上表面至下表面的载板通孔，其中上表面具有一第一凹槽及一第二凹槽，在第一凹槽及第二凹槽周围的载板形成一隔离围墙，且于靠近第一凹槽及第二凹槽的隔离围墙的载板通孔中配置多条载板内导线；一发光元件，配置于第一凹槽中；一光感测元件，配置于第二凹槽中；其中，发光元件通过至少一条第一外导线与隔离围墙的载板通孔中的载板内导线电性连接，及光感测元件通过多条第二外导线与隔离围墙的载板通孔中的载板内导线电性连接；及一透明封装层，覆盖住载板表面，并一并覆盖第一凹槽、第二凹槽、隔离围墙及两凹槽中的发光元件、光感测元件、多条外导线。
本发明另外提出一种具有感应装置的载板封装结构的制作方法，包括：提供一载板，载板具有一第一凹槽及一第二凹槽，且载板内部有多条载板内导线连接到载板外部的多个导线接脚；配置一发光元件于第一凹槽中；电性连接发光元件与载板内导线；配置一光感测元件于第二凹槽中；电性连接光感测元件与载板内导线；及提供至少一透明封盖层，透明封盖层覆盖住第一凹槽、第二凹槽、发光元件及光感测元件。
由本发明所提出的具有感应装置的载板封装结构及具有感应装置的载板封装结构制作方法，能以较少的工序及较少的制作成本，生产出尺寸更小的光感应装置，也使运用光感应装置的产品尺寸能进一步缩小。
附图说明
为了详细说明本发明的结构、特征以及功效的所在，以下结合较佳实施例并配合附图说明如后，其中：
图1A是已知的光感应装置封装结构示意图；
图1B是已知的光感应装置封装结构示意图；
图1C是已知的光感应装置封装结构示意图；
图1D是已知的光感应装置封装结构示意图；
图2是本发明的第一实施例的载板剖视图；
图3是本发明的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图；
图4是本发明的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图；
图5是本发明的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图；
图6是本发明的第二实施例的载板剖视图；
图7是本发明的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图；
图8是本发明的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图；
图9是本发明的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图；
图10是本发明的制作方法流程图。
具体实施方式
由于本发明主要是揭露一种具有感应装置的载板封装结构及其制作方法，通过提供一本身具有阻挡元件的载板，对现行的工序进行变更，以减少制作成本，并产生尺寸更小的光感应装置产品。而与本发明相关的半导体封装技术，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，仅针对本发明具有感应装置的载板封装结构及其制作方法其特征处进行详细说明。此外，于下述内文中的附图，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本发明特征有关的示意图。
首先，请参阅图2，是本发明的第一实施例的载板剖视图。如图2所示，载板12是由高分子材料所构成，例如：PI或PCB板，其厚度为0.1-1.5mm；其中本实施例的较佳的厚度为0.3-1.3mm。载板12具有一上表面12a及相对于上表面12a的一下表面12b，并配置有多个贯穿上表面12a至下表面12b的载板通孔(图中未显示)；在载板12的上表面12a形成一个第一凹槽122及一个第二凹槽124，其形成的方式可以选择使用加工方式，例如：蚀刻、冲压或挖掘等；而在第一凹槽122及第二凹槽124周围的载板12形成一隔离围墙127，在载板12中间部位为隔离中墙1271，及在载板12两侧分别为第一隔离侧墙1272及第二隔离侧墙1273，且于隔离中墙1271及第一隔离侧墙1272之间的为第一凹槽122，于隔离中墙1271及第二隔离侧墙1273之间的为第二凹槽124；另外，在第一凹槽122的载板通孔(图中未显示)中配置一条载板内导线(trace)123，以及在第二凹槽124中配置多条载板内导线123；第一凹槽122及第二凹槽124的载板通孔(图中未显示)中的载板内导线123皆有连接到载板12下方表面12b配置的多个导线接脚125，导线接脚125是做为载板12对外部的连接点。
接着，请参阅图3，是本发明的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图。如图3所示，在上述图2的载板12中，将一发光元件14配置于载板12的第一凹槽122内，并通过一条外导线(wire)18a与第一凹槽122的载板通孔(图中未显示)中的载板内导线123电性连接；另外再将一光感测元件16配置于载板12的第二凹槽124内，并通过多条外导线18b与第二凹槽124的载板通孔(图中未显示)中的载板内导线123电性连接；其中，外导线18a、18b是以打线(wire bonding)方式形成。
将发光元件14及光感测元件16配置完成后，再分别以透明环氧树脂填充于第一凹槽122及第二凹槽124中，并构成第一透明封胶层1220及第二透明封胶层1240；第一透明封胶层1220同时将发光元件14及外导线18a覆盖住；而第二透明封胶层1240则同时将光感测元件16及外导线18b覆盖住，且第一透明封胶层1220及第二透明封胶层1240的厚度可低于、等于或高于第一凹槽122及第二凹槽124的深度。而当透明封胶层1220、1240的高度低于或等于第一凹槽122及第二凹槽124的深度时，该具有感应装置的载板封装结构1其厚度即为载板12的厚度(0.1-1.5mm)。
另外，在载板12上安装发光元件14及光感测元件16之前，可在欲安装发光元件14及光感测元件16的位置上分别加装一第一金属平板1224及一第二金属平板1244，用以作为安装发光元件14及光感测元件16的插槽。
再接着，请参阅图4，是本发明的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图。如图4所示，在第一凹槽122的第一透明封胶层1220上方涂有以黑色环氧树脂构成的不透明涂料126，并在发光元件14的对应位置上留有一照射孔1222，以供发光元件14的光线穿射出；另外，在第二凹槽124的第二透明封胶层1240上方亦涂有以黑色环氧树脂构成的不透明涂料126，并在光感测元件16的对应位置上留有一接收孔1242，以供光感测元件16感测外面的光源。
再接着，请同时参阅图3及图5，其中图5是本发明的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图。如图3所示为，本发明的具有感应装置的的载板封装结构1所使用了的发光元件14；在本实施例中，此发光元件14为一种红外光发光二极管(IR-LED)；因IR-LED为上下电极，故发光元件14仅需通过一条外导线18a与一条载板内导线123连接；此外，若将发光元件14改为同侧电极的LED(例如：绿光LED或蓝光LED)，则如图5所示，具有感应装置的载板封装结构1’的发光元件14’需再以至少一条外导线18c连接到第一凹槽122的载板通孔(图中未显示)中的多条载板内导线123，其余元件配置方式均与图3相同，便不再赘述。
请参阅图6，是本发明的第二实施例的载板剖视图。如图6所示，载板22是由高分子材料所构成，例如：PI或PCB板，其厚度为0.1-1.5mm；其中本实施例的较佳的厚度为0.3-1.3mm。载板22具有一上表面22a及相对于上表面22a的一下表面22b，并配置有多个贯穿上表面22a至下表面22b的载板通孔(图中未显示)；在载板22的上表面22a形成一个第一凹槽222及一个第二凹槽224，其形成的方式可以选择使用加工方式，例如：蚀刻、冲压或挖掘等；而在第一凹槽222及第二凹槽224周围的载板22形成一隔离围墙227，在载板22中间部位为隔离中墙2271，及在载板22两侧分别为第一隔离侧墙2272及第二隔离侧墙2273，且于隔离中墙2271及第一隔离侧墙2272之间的为第一凹槽222，于隔离中墙2271及第二隔离侧墙2273之间的为第二凹槽224；另外，在第一凹槽222旁的隔离中墙2271的载板通孔(图中未显示)中配置一条载板内导线223，以及在第二凹槽224旁的隔离中墙2271中及第二隔离侧墙2273的载板通孔(图中未显示)中配置多条载板内导线223；载板内导线223皆有连接到载板22的下表面22b配置的多个导线接脚225，导线接脚225是做为载板22对外部的连接点。
接着，请参阅图7，是本发明的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图。如图7所示，在上述图6的载板22中，将一发光元件24配置在第一凹槽222内，并通过一条外导线28a与隔离中墙2271的载板通孔(图中未显示)中的载板内导线223电性连接；另外再将一光感测元件26配置在第二凹槽224内，并通过多条外导线28b与隔离中墙2271中及第二隔离侧墙2273的载板通孔(图中未显示)中的载板内导线223电性连接；其中，外导线28a、28b是以打线方式形成。
将发光元件24及光感测元件26配置完成后，再以透明环氧树脂构成的透明封装层228覆盖住载板22的表面，包括：第一凹槽222、第二凹槽224、隔离围墙227及第一凹槽222、第二凹槽224内的发光元件24、光感测元件26和外导线28a、28b。
另外，在载板22上安装发光元件24及光感测元件26之前，可在欲安装发光元件24及光感测元件26的位置上分别加装一第一金属平板2224及一第二金属平板2244，用以作为安装发光元件24及光感测元件26的插槽。
再接着，请参阅图8，是本发明的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图。如图8所示，在透明封装层228上方涂有以黑色环氧树脂构成的不透明涂料226，且在发光元件24的对应位置上留有一照射孔2222，以供发光元件24的光线穿射出；另外在光感测元件26的对应位置上留有一接收孔2242，以供光感测元件26感测外面的光源。
再接着，请同时参阅图7及图9，其中图9是本发明的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图。如图7所示，本发明的具有感应装置的载板封装结构2使用的发光元件24，在本实施例中，此发光元件24为IR-LED，因IR-LED为上下电极，故发光元件24仅需通过一条外导线28a与一条载板内导线223连接；此外，若将发光元件24改为同侧电极的LED(例如：绿光LED或蓝光LED)，则如图9所示，此时，具有感应装置的载板封装结构2’的发光元件24’需以再至少一条导线28c连接到第一隔离侧墙2272的载板通孔(图中未显示)中的载板内导线223，其余元件配置方式均与图7相同，便不再赘述。
请参阅图10，是本发明的具有感应装置的载板封装结构制作方法流程图。如图10所示，具有感应装置的载板封装结构制作的方法步骤如下：
步骤801，提供一载板12，载板12具有一第一凹槽122及一第二凹槽124，且载板12内部有多条导线123连接到载板12外部的多个导线接脚125；
步骤802，提供一发光元件14并配置于第一凹槽122中；
步骤803，以至少一条外导线18a将发光元件14与载板12内部的载板内导线123电性连接；
步骤804，提供一光感测元件16并配置于第二凹槽124中；
步骤805，以多条外导线18b将光感测元件16与载板12内部的载板内导线123电性连接；及
步骤806，提供至少一透明封盖层1220、1240，其覆盖住第一凹槽122、第二凹槽124、发光元件14、光感测元件16及多条外导线18a、18b。
由本发明所提出的具有感应装置的载板封装结构1、1’、2、2’及具有感应装置的载板封装结构制作方法，能以较少的工序及较少的制作成本，生产出尺寸更小的光感应装置，也使运用光感应装置的产品尺寸能进一步缩小。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定的为准。
Claims (16)
1.一种具有感应装置的载板封装结构，包含：
一载板，具有一上表面及相对于该上表面的一下表面，并配置有多个贯穿该上表面至该下表面的载板通孔，其中该上表面具有一第一凹槽及一第二凹槽，在该第一凹槽及该第二凹槽周围的该载板形成一隔离围墙，且于该第一凹槽内的该载板通孔中至少配置一条载板内导线，于该第二凹槽内的该载板通孔中配置多条载板内导线；
一发光元件，配置于该第一凹槽中；
一光感测元件，配置于该第二凹槽中；
其中，该发光元件通过至少一条第一外导线与该第一凹槽内的该载板通孔中的该载板内导线电性连接，及该光感测元件通过多条第二外导线与该第二凹槽内的该载板通孔中的所述载板内导线电性连接；
一第一透明封胶层，填充于该第一凹槽中，以覆盖该发光元件及该第一外导线；及
一第二透明封胶层，填充于该第二凹槽中，以覆盖该光感测元件及所述第二外导线。
2.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该第一透明封胶层及该第二透明封胶层上方涂有不透明涂料，并分别在该发光元件及该光感测元件的对应位置上留有一照射孔及一接收孔。
3.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该第一及第二透明封胶层为透明环氧树脂。
4.根据权利要求2所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该不透明涂料为黑色环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该发光元件与该载板之间进一步配置有一第一金属平板。
6.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该光感测元件与该载板之间进一步配置有一第二金属平板。
7.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该载板的材质为高分子材料所形成。
8.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，该具有感应装置的载板封装结构厚度为0.1-1.5mm。
9.一种具有感应装置的载板封装结构，包含：
一载板，具有一上表面及相对于该上表面的一下表面，并配置有多个贯穿该上表面至该下表面的载板通孔，其中该上表面具有一第一凹槽及一第二凹槽，在该第一凹槽及该第二凹槽周围的该载板形成一隔离围墙，且于靠近该第一凹槽及该第二凹槽的该隔离围墙的所述载板通孔中配置多条载板内导线；
一发光元件，配置于该第一凹槽中；
一光感测元件，配置于该第二凹槽中；
其中，该发光元件通过至少一条第一外导线与该隔离围墙的该载板通孔中的该载板内导线电性连接，及该光感测元件通过多条第二外导线与该隔离围墙的所述载板通孔中的所述载板内导线电性连接；及
一透明封装层，覆盖住该载板表面，并一并覆盖该第一凹槽、该第二凹槽、该隔离围墙及该两凹槽中的该发光元件、该光感测元件及所述外导线。
10.根据权利要求9所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该透明封装层上方涂有不透明涂料，并分别在该发光元件及该光感测元件的对应位置上留有一照射孔及一接收孔。
11.根据权利要求9所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该透明封装层为透明环氧树脂。
12.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该不透明涂料为黑色环氧树脂。
13.根据权利要求9所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该发光元件与该载板之间进一步拥有一第一金属平板。
14.根据权利要求9所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该光感测元件与该载板之间进一步拥有一第二金属平板。
15.根据权利要求9所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该载板的材质为高分子材料所形成。
16.一种具有感应装置的载板封装结构的制作方法，包括：
提供一载板，该载板具有一第一凹槽及一第二凹槽，且该载板内部有多条载板内导线连接到该载板外部的多个导线接脚；
配置一发光元件于该第一凹槽中；
电性连接该发光元件与该载板内导线；
配置一光感测元件于该第二凹槽中；
电性连接该光感测元件与该载板内导线；及
提供至少一透明封盖层，该透明封盖层覆盖住该第一凹槽、该第二凹槽、该发光元件及该光感测元件。
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