CN104349079A - 图像感测模块 - Google Patents

Abstract

一种图像感测模块，其包括电路板、垫材、图像感测芯片、支撑座及盖板。垫材设置于电路板的组装面上，且垫材具有承载面和与承载面相对的下表面。图像感测芯片设置于承载面上，并具有底面，其中，底面是面向承载面而设置。支撑座设置于垫材上，其中，支撑座的底部具有面向承载面的底平面，而承载面用以使底平面与底面平行，而盖板设置于支撑座上。

Description

图像感测模块

技术领域

本发明涉及一种针对图像改良的图像感测模块。

背景技术

图像感测模块（例如：数码相机）是通过芯片模块将镜头所摄取的图像转换为数字图像信号，再将数字图像信号储存在储存媒体中。芯片模块及用来承载镜头模块的承载座通常是被设置在一电路板上。在理想情况下，镜头模块的光轴应该对准芯片模块感测区的光轴。

然而，电路板为复合材料。当对电路板施以热处理工艺时，由于电路板各个材料的热膨胀系数不同，易使电路板整体产生翘曲。也就是说，在设置芯片模块及镜头模块前，电路板的表面并非平整的表面，而可能是一弧面。虽然变形的程度不一定可由人眼观察出来，但是，当芯片模块以及镜头模块被组装在电路板上时，很容易使镜头模块光轴偏离芯片模块的光轴，而影响最后的成像品质。

发明内容

本发明提供一种图像感测模块，其所包括的垫材具有平坦的承载面，以供图像感测芯片设置。

本发明其中一实施例提出一种图像感测模块，包括电路板、垫材、图像感测芯片、支撑座及盖板。垫材设置于电路板的组装面上，且垫材具有承载面与和承载面相对的下表面。图像感测芯片设置于承载面上，并具有底面，其中底面是面向承载面而设置。支撑座设置于垫材上，其中支撑座的底部具有面向承载面的底平面，而承载面用以使底平面与底面平行。盖板设置于支撑座上，可以降低粒子污染以提升模块结构的良率。

本发明其中一实施例另提出一种图像获取装置，包括电路板、垫材、图像感测芯片、支撑座、盖板及镜头模块。垫材设置于电路板的组装面上，且垫材具有承载面与一和承载面相对的下表面。图像感测芯片设置于承载面上，并具有底面，其中底面是面向承载面而设置。支撑座设置于垫材上，其中支撑座的底部具有一面向承载面的底平面，而承载面用以使底平面与底面平行。盖板设置于支撑座上。镜头模块设置于支撑座上，其中镜头模块的一光轴通过图像感测芯片的一感测区。

本发明所提供的图像改良的图像感测模块，可减少电路板的形变对镜头模块与图像感测芯片之间对位所造成的影响，而辅助提升图像品质。

为了能更进一步了解本发明为达成的技术、方法及效果，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的特征，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1显示本发明实施例的图像感测模块的剖面示意图。

图2显示本发明实施例的图像感测模块的局部剖面示意图。

图3A显示本发明另一实施例的图像感测模块组装完成前的俯视示意图。

图3B显示图3A的图像感测模块沿线A-A的局部剖面示意图。

图4显示本发明另一实施例的图像感测模块的局部剖面示意图。

图5显示本发明另一实施例的图像感测模块的局部剖面示意图。

图6显示本发明另一实施例的图像感测模块的局部剖面示意图。

图7显示本发明又一实施例的图像感测模块组装完成前的俯视示意图。

【符号说明】

图像感测模块1、2、3、4、5、6

电路板11

组装面110

接触垫111

垫材12、12’

接触开口120

走线121

导电垫P12

承载面12a、12’a

下表面12b、12’b

第一开口122、122’

第二开口123、123’

图像感测芯片13

顶面13a

底面13b

感测区SR

非感测区NR

接触垫130

焊接线131

支撑座14、14’

底平面140

凸块141

开口142

盖板15

第一黏着材16

第二黏着材17

镜筒21

透镜组22

透镜架23

透镜组光轴O1

图像感测芯片光轴O2

具体实施方式

请参照图1，显示本发明实施例的图像获取装置的剖面示意图。图像感测模块1包括电路板11、垫材12、图像感测芯片13、支撑座14、盖板15、镜筒21、透镜组22及透镜架23。

电路板11具有外部线路（未标示）、组装面110与内部线路（未图示）等线路结构。外部线路设于电路板11的组装面110上，并包括多个接触垫111及多条导线（未图示）。电路板其材质可为有机基板，例如环氧树脂型FR5或FR4、双马来酰亚胺-三氮杂苯（Bismaleimide Triazine，BT）树脂。此外，玻璃、陶瓷以及硅也可以作为电路板11的材质。由于制作电路板11的各种材质具有不同的热膨胀系数，使得电路板11在制作过程（如回焊工艺）中可能发生变形翘曲的情形，因此电路板11的组装面110实际上很可能不是平坦的表面，而可能是一弧面。

垫材12设置于组装面110上，且垫材12具有一承载面12a与和承载面12a相对的下表面12b。构成垫材12的材质可具有一定的强度，可以是绝缘材或导电材。绝缘材例如陶瓷或玻璃，而导电材例如是金属。在本实施例中，相较于电路板11的组装面110而言，垫材12的承载面12a为较平坦的表面。并且，垫材12的厚度小于1mm。

在一实施例中，图像感测模块1还包括第一黏着材16，而第一黏着材16使垫材12固定于组装面110上。前述的第一黏着材16可以是双面胶带或是液态黏着剂。液态黏着剂可以是热固性树脂、光固性树脂、环氧树脂或是硅基树脂。在本实施例中，第一黏着材16可为导电或者不导电的胶材，而垫材12具有至少一个贯穿承载面12a与下表面12b而形成的接触开口120，使前述位于电路板11的组装面110上的多个接触垫111可由接触开口120中露出。

图像感测芯片13例如是电荷耦合元件（charge-coupled device，CCD）或互补式金属氧化物半导体（complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS）感测元件，用以接收光信号。图像感测芯片13具有一顶面13a及与顶面13a相对的底面13b。图像感测芯片13以底面13b面向承载面12a而设置于垫材12上。

图像感测芯片13的顶面13a具有一感测区SR及一非感测区NR。感测区SR用以接受外界的光信号，并将光信号转换为电信号，传递至电路板11。非感测区NR内配设多个接触垫130及多条焊接线131。这些焊接线131连接于这些接触垫130，并穿过垫材12而电性连接于电路板11。详细而言，焊接线131通过接触开口120，连接于接触垫111，以使电信号能经由这些焊接线131在图像感测芯片13与电路板11之间传递，而形成电性连接。

支撑座14的底部具有一底平面140，且支撑座14以底平面140面向承载面12a而设置于垫材12上。当支撑座14设置于垫材12上时，支撑座14围绕前述的图像感测芯片13，并于图像感测芯片13的感测区SR上方形成一开口142。

盖板15在一实施例中为透明基板，其材质例如玻璃、石英或塑料。盖板15设置于支撑座14上，以覆盖图像感测芯片13的感测区域，可以降低粒子污染以提升模块结构的良率。也就是说，盖板15遮盖前述的开口142，使光线可穿过盖板15后，入射于图像感测芯片13的感测区SR。此外，盖板15可以选择性地涂布红外线涂层以作为滤波之用，例如为红外线滤波器，用于过滤某一波段的光波。在另一实施例中，构成盖板15的材质也可以选用对可见光不透明，但可使红外光穿透的材质。

镜筒21、透镜组22及透镜架23设置于支撑座14上，其中镜筒21内具有一容置空间，而透镜组22配置于容置空间内，并且透镜架23设置于镜筒21外，并将镜筒21固定于支撑座14上。值得说明的是，本发明实施例的图像感测模块1可以是变焦或定焦（Fix Focus，FF）的图像获取装置。前述的变焦例如是光学变焦、数码变焦、手动变焦或自动变焦。本发明其中一实施例的图像感测模块1为自动变焦（Automatic Focus，AF）的图像获取装置，则透镜架23可以是一驱动机构（Actuator），用以驱动镜筒21相对透镜架23移动，来改变透镜组22的焦距。所述的驱动机构例如是音圈马达（voice coil motor）、步进马达（STM）、微型超音波马达（Micro-USM）、环形超音波马达（Ring-type-USM）、弧形马达（Arc-formDrive）或微型马达（Micro-Motor）等等。在另一实施例中，图像感测模块1为定焦的图像获取装置，则透镜架23和支撑座14是一体成型，并用以固持镜筒21，且透镜架23可为塑料件。

要特别说明的是，由于垫材12的承载面12a相较于电路板11的组装面110而言，为较平坦的表面，可使支撑座14的底平面140与图像感测芯片13的底面13b平行。在本实施例中，支撑座14的底平面140及图像感测芯片13的底面为共平面。如此，可以缩小透镜组22的光轴O1与图像感测芯片13的光轴O2之间对位的误差，而可帮助图像品质的提升。要特别说明的是，当垫材12设置于组装面110上时，承载面12a不一定是水平面，也可以是斜面。另一实施例中，承载面12a可以是一阶梯面，只要使图像感测芯片13的底面13b与支撑座14的底平面140相互平行，即可辅助光轴O1及光轴O2的对位。

在本实施例中，图像感测模块10还包括第二黏着材17，用以使图像感测芯片13及支撑座14固定于承载面12a上。详细而言，第二黏着材17位于图像感测芯片13的底面13b与承载面12a之间，以及支撑座14的底平面140与承载面12a之间。第二黏着材17可为胶带或黏着剂，其中黏着剂例如是热固性树脂、光固性树脂、硅基树脂或是环氧树脂（epoxy）。

请参照图2，显示本发明另一实施例的图像感测模块的局部剖面示意图。各元件设置和前一实施例相同的部分不再赘述，以下仅针对本实施例和前一实施例不同之处进行描述。在图2中，只显示图像感测模块2的部分结构。在本实施例中，垫材12为绝缘材，例如是玻璃或陶瓷，或者是外表面完全覆盖绝缘层的金属板，并且垫材12并未设有接触开口120，而是在垫材12表面布设多条走线（trace）121与多个导电垫（pad）P12。在一实施例中，导电垫P12配设于承载面12a，用以和前述图像感测芯片13的多条焊接线131电性连接。

而这些走线121一端连接前述导电垫P12，另一端朝承载面12a的边缘延伸至垫材12的侧表面后，再延伸至下表面12b，并且与电路板11的组装面110上的导线形成电性连接，而使图像感测芯片13和电路板11之间具有电信号传递。本实施例中，第一黏着材16是各向异性导电胶（Anisotropic Conductive Film，ACF）。第一黏着材16不仅使走线121和电路板11的导线形成电性连接，而且还让垫材12固定于组装面110。

请参照图3A及图3B。图3A为本发明另一实施例的图像感测模块组装完成前的俯视示意图，图3B显示图3A中图像感测模块沿A-A线的局部剖面示意图。各元件设置和前一实施例相同的部分不再赘述，以下仅针对本实施例和前一实施例不同之处进行描述。图3B显示本实施例的图像感测模块3中的部分结构。本实施例中，垫材12’具有至少一显露于承载面12’a的第一开口122（图式中示出多个），而图像感测芯片13遮盖所述的第一开口122。在本实施例中，图像感测芯片13可以完全覆盖第一开口122。

第一开口122可以是贯穿垫材12’的承载面12’a及下表面12’b而形成的穿孔，并且第一黏着材16填充于第一开口122内，并接触图像感测芯片13的底面13b。要特别说明的是，在本实施例中，当图像感测芯片13被固定于垫材12’上时，不需使用第二黏着材17，而可直接利用填充于第一开口122内的第一黏着材16来固定图像感测芯片13。

垫材12’可还具有至少一第二开口123。当支撑座14设置于垫材12’的承载面12’a上时，第二开口123完全被支撑座14的底平面140所覆盖。相似于前一实施例，第二开口123可以是一穿孔，而使第一黏着材16填充至第二开口123中。

因此，图像感测芯片13的底面13b以及支撑座14的底平面140可以直接和承载面12’a接触，可使图像感测芯片13的光轴O2与镜头模块20的光轴O1之间的对位更精准。另外，图像感测芯片13的底面13b与承载面12’a接触形成一接触面。接触面的面积并无特别限定，只要可通过业界标准的信赖性测试条件均可。但是，当支撑座14设置于承载面12’a上时，仍可以利用第二黏着材17来固定。

请参照图4，显示本发明的图像感测模块另一实施例的剖面示意图。本实施例和图3B的实施例相同的部分不再赘述，以下仅针对本实施例和前一实施例不同之处进行描述。在本实施例的图像感测模块4中，第一开口122是形成于承载面12’a的开槽，且第二黏着材17填充于开槽中，图像感测芯片13通过填入开槽中的第二黏着材17固定于承载面12’a上。

另外，垫材12’可还具有至少一第二开口123。当支撑座14设置于垫材12’的承载面12’a上时，第二开口123完全被支撑座14的底平面140所遮盖。和图像感测芯片13相似，支撑座14是由填充至第二开口123中第二黏着材17固定。换言之，垫材12’的表面具有多个凸起结构，而图像感测芯片13及支撑座14是被承载于这些凸起结构上。

请参照图5，显示本发明的图像感测模块另一实施例的剖面示意图。本实施例的元件及结构和图3B相同的部分不再赘述，以下仅针对本实施例中不同之处来进行描述。

在本实施例的图像感测模块5中，垫材12’的承载面12’a并未设有第二开口123，而支撑座14’的底部的表面不一定是平面，也可以具有一阶梯结构。详细而言，支撑座14’的底部设有一凸块141，而使支撑座14’的底表面包括至少两个阶梯面，其中一阶梯面即为底平面140。本实施例中，底平面140是位于凸块141的端部。当支撑座14’固定于承载面12’a上时，底平面140接触于承载面12’a，而第二黏着材17填充于另一阶梯面与承载面12’a之间所形成的空隙，并可进一步黏着于支撑座14’的侧面，而使支撑座14’固定。也就是说，承载面12’a使底平面140与图像感测芯片13的底面13b平行，也可达到本发明的效果。

请参照图6，显示本发明的图像感测模块另一实施例的剖面示意图。本实施例和图5所示出的实施例相同之处不再赘述。在本实施例的图像感测模块6中，垫材12’具有第二开口123，而第二开口123可为穿孔或开槽。在本实施例中，第二开口123为开槽。

本实施例中，支撑座14’底部的凸块141是凸出于前述的底平面140。当支撑座14’设置于垫材12’上时，底平面140抵靠于承载面12’a，而凸块141插入第二开口123内。并且，以第二黏着材17填充于凸块141与垫材12’所形成的间隙中，以将支撑座14’固定于承载面12’a上。

请参照图7，显示本发明的图像感测模块另一实施例的图像感测模块在组装完成前的俯视示意图。

在本实施例中，第一开口122’及第二开口123’为贯穿垫材12’的承载面12’a及下表面12’b而形成的穿孔。图像感测芯片13部分地遮盖第一开口122’，而支撑座14部分地遮盖第二开口123’。也就是说，图像感测芯片13的底面13b，在和承载面12’a接触时所形成的接触面为不连续的平面，而支撑座14的底平面140和承载面12’a接触而形成的接触面也为不连续的平面。并且，第一黏着材16位于图像感测芯片13的底面13b、支撑座14的底平面140和电路板11的组装面110之间，以固定图像感测芯片13。在本实施例中，组装面110上的多个接触垫111由第一开口122’中露出，使图像感测芯片13的这些焊接线131穿过第一开口122’与电路板11电性连接。而组装面110上的多个接触垫111也可由第二开口123’中露出，以使电路板11和图像感测芯片13形成电性连接。

综上所述，由于一般电路板的组装面并非一平坦的表面，而可能是一弧面。若是将图像感测芯片及镜头模块直接组装在电路板上，可能使镜头模块的光轴与图像感测模块的光轴较难被对位，导致难以符合一般业界的标准及规格。而本发明的图像感测模块于电路板上加设垫材，并以垫材的承载面作为基准面，使图像感测芯片的底面与支撑座的底平面相互平行，可使图像感测模块的光轴与镜头模块的光轴较容易对位。特别是当图像获取装置的像素尺寸要再继续缩小时，通过垫材的设置，可减低电路板的翘曲对于图像感测模块的光轴与镜头模块的光轴对位的影响，而促使产品的良率提升。

虽然本发明以优选实施例披露如上，然而这并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种图像感测模块，其特征在于，所述图像感测模块包括：

一电路板，所述电路板具有一组装面；

一垫材，所述垫材设置于所述组装面上，且所述垫材具有一承载面和一与所述承载面相对的下表面；

一图像感测芯片，所述图像感测芯片具有一底面并且设置于所述承载面上，其中，所述底面面向所述承载面；

一支撑座，所述支撑座设置于所述垫材上，其中，所述支撑座的底部具有一面向所述承载面的底平面，而所述承载面用以使所述底平面与所述底面平行；以及

一盖板，所述盖板设置于所述支撑座上。

2.根据权利要求1所述的图像感测模块，其特征在于，所述图像感测模块还包括一第一黏着材，所述第一黏着材使所述垫材固定于所述组装面上。

3.根据权利要求2所述的图像感测模块，其特征在于，所述垫材还具有至少一显露于所述承载面的第一开口及一第二开口，而所述图像感测芯片遮盖所述第一开口，所述支撑座遮盖所述第二开口。

4.根据权利要求3所述的图像感测模块，其特征在于，所述图像感测芯片完全覆盖所述第一开口，且所述支撑座完全覆盖所述第二开口。

5.根据权利要求3所述的图像感测模块，其特征在于，所述第一黏着材填充于所述第一开口与所述第二开口内，以固定所述图像感测芯片及所述支撑座。

6.根据权利要求3所述的图像感测模块，其特征在于，所述图像感测模块还包括一第二黏着材，所述第二黏着材使所述图像感测芯片及所述支撑座固定于所述承载面上。

7.根据权利要求6所述的图像感测模块，其特征在于，所述第一开口与所述第二开口为一开槽，且所述第二黏着材填充于所述第一开口与所述第二开口中。

8.根据权利要求6所述的图像感测模块，其特征在于，所述支撑座的底部还包括一凸块，其中，所述凸块凸出于所述底平面并插入所述第二开口中，且所述第二黏着材填充于所述凸块与所述垫材所形成的间隙中，以将所述支撑座固定。

9.根据权利要求1所述的图像感测模块，其特征在于，所述垫材为一绝缘材或一导电材。

10.根据权利要求1所述的图像感测模块，其特征在于，所述底平面与所述底面为共平面。

11.根据权利要求1所述的图像感测模块，其特征在于，所述盖板为一透明基板，且所述盖板包括一红外线涂层，以过滤红外光。

12.根据权利要求1所述的图像感测模块，其特征在于，所述图像感测模块还包括：

一镜筒；

一透镜组，所述透镜组设置于所述镜筒内，所述透镜组的光轴通过所述图像感测芯片的一感测区；以及

一透镜架，所述透镜架用以固持所述镜筒，其中，所述透镜架设置于所述支撑座上。

13.根据权利要求12所述的图像感测模块，其特征在于，所述透镜架为一驱动机构，以驱动所述镜筒相对于所述透镜架移动。

14.根据权利要求1所述的图像感测模块，其特征在于，所述支撑座的底部还包括一凸块，其中，所述底平面位于所述凸块的端部，且所述底平面与所述承载面接触。