CN104470196A - 钎焊到基板上的球形触点阵列封装的摄像机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种组件(10)，其将球形触点阵列(BGA)封装摄像机装置(12)附连到印刷电路板(PCB)基板(14)。该组件(10)包括：在该装置(12)与该基板(14)之间的间隔件(30)。间隔件(30)被配置成在焊球(26)回流期间防止在该装置(12)与该基板(14)之间焊球(26)过度塌缩。间隔件(30)包括阻焊层、带和/或字符油墨之一。

Description

钎焊到基板上的球形触点阵列封装的摄像机装置
技术领域
本发明总地而言涉及将球形触点阵列(BGA)封装摄像机装置附连到印刷电路板(PCB)基板上的组件，并且更特定而言，涉及在该装置与基板之间由阻焊层、带和/或字符油墨形成的间隔件。
背景技术
已知将电子装置封装于球形触点阵列(BGA)型封装中以将该装置附连到印刷电路板(PCB)。已知使用BGA技术将集成了图像传感器的电路附连到基板上。然而，如果图像传感器附连到透镜模块以形成BGA封装摄像机装置，摄像机装置的重量可能在焊球回流期间造成位于装置与基板之间的焊球的过度塌缩。而且，对于焊球而言，摄像机装置的重量可能太大，特别是在经受相对较高水平振动的应用中，和/或当基板竖直定向或者在边缘上使得摄像机装置向旁侧定向时。
发明内容
根据一实施例，本发明提供一种组件，其将球形触点阵列(BGA)封装摄像机装置附连到印刷电路板(PCB)基板。该组件包括在该装置与基板之间的间隔件。间隔件被配置成在焊球回流期间防止在装置与基板之间的焊球过度塌缩。间隔件包括阻焊层、带和字符油墨之一。
通过阅读下文优选实施例的详细描述，另外的特征和优点将会更加显然，下文优选实施例的详细描述以非限制性示例的方式给出并且参考附图。
附图说明
现将参考附图仅以举例说明的方式描述本发明，在附图中：
图1为根据一实施例的摄像机装置的侧视图；以及
图2为根据一实施例的摄像机装置的局部侧视图。
具体实施方式
图1示出了组件10的非限制性示例，组件10将球形触点阵列(BGA)封装摄像机装置(即下文中的装置12)附连到印刷电路板(PCB)基板(即下文中的基板14)上。一般而言，该装置12包括图像传感器16和透镜模块18。图像传感器16的合适示例为可以从Melixis Microelectronic Systems遍布世界的办事处购买到的Avocet图像传感器型号MLX75412。一般而言，图像传感器16包括成像器电路20，成像器电路20附连到玻璃覆盖物22上并且被定向为使得穿过透镜模块18的图像光24可以由成像器电路20的有效侧(有源测或工作侧)(朝向透镜模块18的侧部)检测到。图像传感器16通常配备焊球26以将图像传感器16或者在本例中将装置12附连到基板14的导体材料28。玻璃覆盖物22通常包括导体迹线(未图示)，导体迹线被配置成使成像器电路20互连到焊球26，并且提供附连作为形成球形触点阵列(BGA)型封装的一部分的焊球26的位置，如将由本领域技术人员将认识到的那样。一般而言，在玻璃覆盖物22上的导体迹线或电路被配置成并不干扰传播到成像器电路20的图像光24。举例而言并且并无限制意义，如果基板由熟知的RF-4型电路板材料形成，则导体材料28可以由铜箔形成。替代地，如果基板由陶瓷材料例如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或低温共烧陶瓷(LTCC)形成，则导体材料28可以由厚膜油墨形成。
在某些制造情形中，优选地,该装置12可被接收以准备附连(例如,钎焊)到基板14上,基板14具有已经附连到图像传感器16的透镜模块18。接收完全组装的装置12允许在附连基板之前对装置12进行更完整测试。然而，发现在焊料回流期间，包括透镜模块18的额外重量的装置12的重量可能造成焊球26过度塌缩，可能造成相邻焊球之间短路。为了在焊球26回流期间防止位于装置12与基板14之间的焊球26过度塌缩，该组件10包括在装置12与基板14之间的间隔件30。在此示例中，间隔件30位于成像器电路20的背侧(与有效侧相反)之间。间隔件30的高度32被选择为可在回流期间防止焊球26过度塌缩。如将在下文中更详细描述，间隔件30可以单独地或组合地包括导体材料、阻焊层、胶带和/或字符油墨。
继续参考图1，在一实施例中，如果间隔件由字符油墨或阻焊层形成,间隔件30可以由点(即，圆)、线、正方形或其它形状形成。如本文所用的字符油墨通常为在FR-4型电路板上用于印刷零件编号、部件标识符、公司标志等的白色或黄色材料。在FR-4型电路板上，阻焊层通常为绿色材料，其通常用于保护导电材料以免焊料溅污、腐蚀或其它污染物。然而，不需要阻焊层覆盖导电材料，因为其可以直接施加到FR-4基板的层合件上。字符油墨和阻焊层通常使用已知的丝网印刷过程来施加。当由字符油墨或阻焊层形成间隔件30时，间隔件30的高度32通常由模板或丝网感光胶的厚度决定。然而，如果点34具有一定的点大小，或者物体的形状具有小于或类似于由模板或丝网感光胶所决定的印刷厚度的侧向尺寸，点34的点大小可以被选择为控制或确定间隔件30的高度32。发现当印刷材料(例如，字符油墨或阻焊层)时，表面张力可以使材料变形以具有拱顶形状。因此，如果点34的点大小足够小，点34的高度32可以小于在点大小基本上大于模板或丝网感光胶情况下将具有高度，例如点大小具有大于模板或丝网感光胶的厚度五倍(5x)的直径。使用已经在基板14上的其它位置印刷的丝网印刷材料来提供间隔件30是有利的，这归因于提供间隔件30并不显著地造成成本增加，因为已经执行了印刷过程。
图2示出了图1所示的示例的非限制性替代方案。图2是相对于图1而言为更靠近的视图，仅提供间隔件30的更详细视图。在此示例中，间隔件30覆盖显著大于图1所示的点34的区域。在此示例中，间隔件30通常由两层即第一层36和第二层38形成。在一实施例中，第二层38可以由用于限定焊球26的附连位置的导体材料28形成。若需要形成具有适当高度的间隔件，第一层36可以由覆盖用于形成第二层38的导体材料的阻焊层形成。可能有利地将导体材料28包括为间隔件30的部分，因为例如用作导体材料的铜箔的厚度并不像丝网印刷材料的情况那样经受厚度的可能变化。可以在那里设置虚拟的导体平面，如果实际电路并不需要有效导体迹线跨过该位置延伸。然而，如果仅导体材料28不够厚以形成具有所希望高度32的间隔件30，可以阻焊层添加到间隔件30，阻焊层可以呈点的形式添加到导体材料顶部上，或者作为导体材料上的连续层添加。存在已知类型的暂时阻焊层，通常被称作可剥离的阻焊层，其常常用于PCB基板上以覆盖/保护特定位置，以用于例如特定曝光、高温和/溶剂清洁步骤。可剥离的阻焊层可以被剥离或者以其它方式从基板14移除以便暴露先前受到保护的位置。这种可剥离的阻焊层可以施加到通常不可剥离或移除的常规阻焊层顶部，或者直接施加到导体28顶部上，或者甚至直接施加到PCB基板14的层合件上，从而以与典型阻焊层相同的方式形成间隔件30。可剥离的阻焊层干膜通常比传统阻焊层更厚，并且因此提供了形成更厚间隔件的方式。应认识到当由可剥离的阻焊层形成间隔件30时，将不剥离该可剥离的阻焊层。
在另一实施例中，间隔件30可以由带、膜或其它薄片状材料形成，其可以利用例如压敏粘合剂(PSA)附连到基板或成像器电路20的底侧。如果间隔件30附连到基板14，那么第一层36将是例如膜，并且第二层38将是压敏粘合剂。然而，如果间隔件30将附连到成像器电路20的底侧，那么第一层36将是压敏粘合剂，并且第二层32将是膜。如果相比于常规丝网印刷材料高度32需要受到更严格控制并且更精确或者如果高度32是并不易于由丝网印刷材料提供的值，即太厚(高)或太薄(低),则胶带或膜可以有利地优于丝网印刷材料。
可以设想到导体材料、阻焊层、胶带和/或字符油墨的许多其它组合。间隔件30的关键特征在于其定位于成像器电路20下方，因此用于支承图像传感器16以在回流期间防止焊球26过度塌缩的装置将不浪费在基板14上的宝贵空间。
返回参考图1，该装置12可以包括透镜保持器40，透镜保持器40通常被配置成保持一个或多个透镜42相对于彼此成适当关系。举例而言并且无限制意义，透镜保持器40优选地由不透明材料形成，并且通常为黑色。透镜保持器40也可以被配置成将透镜模块18附连到图像传感器16，并且由此帮助形成该装置12。透镜保持器40也可以限定侧壁44，侧壁44围绕图像传感器16朝向基板14延伸以防止侧向导向的光46被图像传感器16检测到。特别地，侧壁44优选地充分朝向基板14延伸从而防止侧向导向的光46进入玻璃覆盖物22的边缘并且可能撞击到成像器电路20的有效侧上。在其中需要底部填充或侧部填充的情形下，透镜保持器40优选地并不在侧壁44下方太多地延伸，以便不阻碍材料流入玻璃覆盖物22与基板14之间的间隙内。
在某些应用中，组件10可以相对于图1和图2所示的取向成直角。即，组件10可以定向成俘获大体上特征为水平视野的视野。在这个水平取向，透镜模块18的重量可能在焊球26上由于在透镜模块18上的重力而造成过量机械负荷，特别是在汽车环境应用中通常经历的振动和热循环期间。为了防止损坏焊球26，组件10可以包括侧部填充(或侧部填充部)48，侧部填充48被配置成将透镜模块18附连到基板14。如本文所用的术语侧部填充与熟知术语底部填充不同,底部填充用于描述依靠毛细管作用抽吸材料进入到例如电子装置下方的整个区域。相比而言，侧部填充48例如通过使用并不在成像器电路20下方抽吸的触变材料而避免了这种毛细管作用。
侧部填充48优选地由光学不透明(例如，黑色)材料形成以防止侧向导向的光48撞击图像传感器16或图像电路20。如图所示，侧部填充48可以与侧壁44重叠以阻挡侧向导向的光46。
因此，提供用于将球形触点阵列(BAG)封装的摄像机装置(装置12)附连到印刷电路板(PCB)基板(基板14)上的组件10。通过添加间隔件30，避免了在回流期间焊球26过度塌缩。使用字符油墨或者阻焊层来形成间隔件30(利用或不利用导体材料28)提供用于提供间隔件30的手段，如果字符油墨和/或阻焊层已经由于其它原因施加到基板14上，其并不需要额外加工步骤。替代地，使用带或膜来形成间隔件30提供了用于提供具有通过丝网印刷材料(例如，字符油墨或阻焊层)不可能的高度32的间隔件30的一种手段。
虽然关于本发明的优选实施例描述了本发明，其预期并无限制意义，而是仅根据所附权利要求所陈述的范围。

Claims (8)

1.一种将球形触点阵列(BGA)封装摄像机装置(12)附连到印刷电路板(PCB)基板(14)上的组件(10)，所述组件(10)包括：
在所述装置(12)与所述基板(14)之间的间隔件(30)，所述间隔件(30)被配置成在焊球(26)回流期间防止在所述装置(12)与所述基板(14)之间的所述焊球(26)过度塌缩，其中所述间隔件(30)包括阻焊层、带和字符油墨之一。
2.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，如果所述间隔件(30)由字符油墨或者阻焊层形成，所述间隔件(30)由点(34)形成。
3.根据权利要求2所述的组件(10)，其特征在于，选择所述点(34)的点大小以确定所述间隔件(30)的高度(32)。
4.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述间隔件(30)包括所述基板(14)的导体材料(28)。
5.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，如果所述间隔件(30)由带形成，所述间隔件(30)施加到所述基板(14)和所述装置(12)的图像传感器(16)的底部之一上。
6.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述装置(12)包括透镜保持器(40)，所述透镜保持器(40)被配置成将透镜模块(18)附连到图像传感器(16)，其中所述透镜保持器(40)限定侧壁(44)，所述侧壁(44)围绕所述图像传感器(16)朝向所述基板(14)延伸以防止侧向导向的光(46)由所述图像传感器(16)检测到。
7.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述组件(10)包括侧部填充部(48)，所述侧部填充部(48)被配置成将所述装置(12)的透镜模块(18)附连到所述基板(14)。
8.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述侧部填充(48)由光学不透明的材料形成以防止侧向导向的光(46)撞击到所述图像传感器(16)上。
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