CN104978052B - 高静电防护的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高静电防护电子装置，包含基板和光电元件封装。所述光电元件封装包含光源、图像传感器和多个引脚。所述光源用以朝向所述光电元件封装的底面方向发光。所述图像传感器用以接收来自所述底面方向的反射光。所述引脚朝向所述底面方向的反方向弯折以电性连接所述基板，借以增加静电放电的放电路径。

Description

高静电防护的电子装置

技术领域

本发明关于一种电子装置，特别是关于一种可增加光电元件的静电防护能力和基板面积利用率的电子装置。

背景技术

光学鼠标通常包含图像传感器封装，其具有发光以及传感光线的功能。例如图1显示已知光学鼠标所包含的图像传感器封装92以及电路板90的示意图。所述图像传感器封装92包含发光二极体922、图像传感器924以及多个引脚926。所述电路板90包含多个金属孔902以及电路板开口904；其中所述电路板开口904用以供光线通过。所述图像传感器封装92通过所述引脚926分别插入所述金属孔902以结合于所述电路板90。

当所述光学鼠标通放置于工作表面时，所述发光二极体922所发出的光通过所述电路板开口904照明所述工作表面而所述图像传感器924同样通过所述电路板开口904接收来自所述工作表面的反射光。

此种结构中，由于所述图像传感器封装92和所述发光二极体922通过所述引脚926收发电信号，当所述引脚926出现静电放电（ESD）时，很有可能造成图像传感器封装92的损坏。

例如图2显示壳体94与图1的图像传感器封装92沿2-2’线的剖视图，当所述图像传感器封装92结合于所述电路板90并设置于光学鼠标中时，为了使所述图像传感器封装92能够有效获取图像，所述图像传感器封装92与所述壳体94间会设置透镜96，因此所述引脚926前端与所述壳体94之间具有距离h。为了降低静电放电效应，可借由设置大型透镜来增加所述距离h以增加放电路径。然而，使用大尺寸透镜却会增加透镜的制作材料而提高成本。

此外，所述电路板90因具有所述电路板开口904，所述电路板90上的电性走线（electrical traces）仅能配置于剩余的基板表面，因而降低了基板表面积的利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种可改善上述已知光学鼠标缺点的电子装置。

本发明的目的在提供一种电子装置，其无须采用大尺寸透镜仍能增加静电放电的放电路径，以提高静电防护力。

本发明另一目的在提供一种电子装置，其无须于基板上形成供光路径通过的基板开口，故可增加基板表面积的利用率。

本发明提供一种电子装置，包含基板以及光电元件封装。所述光电元件封装包含顶面、底面以及两排引脚。所述顶面用以贴合于所述基板。所述底面具有光源开口和传感器开口。所述引脚朝向所述顶面弯折并电性连接至所述基板。

本发明还提供一种电子装置，包含外板、基板以及光电元件封装。所述光电元件封装包含底面和多个弯折引脚。所述底面面对所述外板并具有光源开口和传感器开口。所述弯折引脚电性连接至所述基板，所述弯折引脚前端至所述外板的距离大于所述底面至所述外板的距离。

本发明还提供一种电子装置，包含基板以及光电元件封装。所述基板包含多个金属孔。所述光电元件封装包含光源、图像传感器以及多个引脚。所述光源用以朝向所述光电元件封装的底面方向发光。所述图像传感器用以来自接收所述底面方向的光。所述引脚朝向所述底面方向的反方向弯折以分别插入所述金属孔。

一实施例中，所述电子装置例如可为光学鼠标、手机、平板电脑或光学测距装置等可携式电子装置。

一实施例中，所述基板上相对所述光电元件封装的区域设有多个电性走线，且所述电性走线可直接或不直接电性连接至所述金属孔。

一实施例中，所述外板具有至少一个相对所述光源开口和所述传感器开口的外板开口。所述外板例如可为光学鼠标、手机、平板电脑或光学测距装置的壳体的部分。

一实施例中，所述光电元件封装的所述顶面通过胶粘合于所述基板或仅贴附于所述基板。

一实施例中，所述光电元件封装可为双列直插封装（dual-in-line package）。

本发明实施例的电子装置中，通过反向（发光和感光方向的相反方向）弯折电性引脚以使电性引脚与放电表面间的放电距离增加，借以增加静电防护能力。此外，所述基板可无须相对光电元件封装开孔，因此基板上的表面积利用率可有效提升。同时，因无需使用大尺寸透镜，故得以节省透镜的制作材料。

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，于本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此先述明。

附图说明

图1显示已知图像传感器封装与电路板结合的示意图；

图2显示壳体与图1沿2-2’线的剖视图；

图3显示本发明实施例的电子装置的示意图；

图4显示本发明实施例的光电元件封装与基板结合的示意图；

图5显示外板与图4中沿5-5’线的剖视图；

图6显示本发明实施例的电子装置的控制电路的制造方法的流程图。

附图标记说明

1 电子装置

10 基板

102 金属孔

104 电性走线

12 光电元件封装

121 光源开口

122 光源

123 传感器开口

124 图像传感器

126 引脚

12U 光电元件封装的顶面

12B 光电元件封装的底面

14 外板

141 外板开口

90 电路板

902 金属孔

904 电路板开口

92 图像传感器封装

922 发光二极体

924 图像传感器

926 引脚

94 壳体

96 透镜

L 光线

h1 引脚尖端与外板的距离

h2 光电元件封装的底面与外板的距离。

具体实施方式

请参照图3所示，其显示本发明实施例的电子装置1的示意图。必须说明的是，此处虽以光学鼠标例示，但本发明并不以此为限，所述电子装置1例如也可为手机、平板电脑、光学导航装置等可携式电子装置，其具有用以照明反射面的光源以及用以接收所述反射面的反射光的图像传感器。例如，当所述电子装置1为光学鼠标时，所述反射面例如可为工作表面S（如图3所示）；当所述电子装置1为其他可携式装置时，例如近接传感装置（proximitysensor），其可用以检测接近物体的距离，因此所述反射面例如可为手指表面或其他物体表面。

请同时参照图3和图4所示，所述电子装置1包含基板10和光电元件封装12；其中，所述基板10例如可为印刷电路板（PCB）或软性基板，所述光电元件封装12例如为图像传感器封装（image sensor package）且为双列直插封装（dual in line package）。可以了解的是，所述基板10上还设置有其他电子元件（electrical device）和电性走线（electricaltraces）。所述基板10和所述光电元件封装12固定于所述电子装置1内部的方式并非本发明的目的，固于此不另赘述。

所述基板10包含多个金属孔102和电性走线104电性连接所述金属孔102。本实施例中，所述基板10相对所述光电元件封装12的区域由于不需开孔，因此所述区域可设有电性走线104电性连接所述金属孔102以有效提高基板10的表面积利用率。必须说明的是，图4中所述电性走线104的连接和配置仅为例示，并非用以限定本发明。例如，经过相对所述光电元件封装12的顶面的区域的电性走线104并不一定要电性连接所述金属孔102而仅为经过所述区域。可以了解的是，所述金属孔102的配置相对应于即将结合的封装构造的引脚配置，并不限于图4所示。

所述光电元件封装12具有顶面12U和底面12B相对所述顶面12U，其可形成为正方体或长方体，并无特定限制。所述顶面12U用以贴合于所述基板10的个表面（例如图4中基板下表面），所述顶面12U例如可通过胶粘合于所述基板10。所述底面12B可设置有光源开口121和传感器开口123。必须说明的是，图3中所示所述光源开口121和所述传感器开口123的形状和位置仅为例示性，并非用以限定本发明。

所述光电元件封装12内部包含光源122和图像传感器124借由多个引脚（pin）126电性连接至所述光电元件封装12的外部电路。所述光源122和所述图像传感器124分别设置于所述光源开口121和所述传感器开口123内。所述光源122例如可为发光二极体或雷射二极体，可用以发出红光、红外光或紫外光等预设光谱的光。所述图像传感器124例如可为CCD图像传感器、CMOS图像传感器或其他光传感装置，其可仅输出传感数据或输出后处理过的传感数据，并无特定限制，视其应用而定。

所述光源122用以通过所述光源开口121朝向所述底面12B的底面方向的前方发光。所述图像传感器124用以通过所述传感器开口123接收来自所述底面12B的底面方向前方的光，例如来自工作表面或手指表面的反射光。所述引脚126从所述光电元件封装12的侧面延伸而出，且较佳设置于所述光电元件封装12的两相对面而形成具有两排引脚的双列直插封装，且电性连接所述光源122和所述图像传感器124，用以传送控制信号至所述光源122和从所述图像传感器124传送输出信号。其他实施例中所述引脚126也可能分布于所述光电元件封装12的所述顶面12U和所述底面12B以外的四个面，视其应用而定。

本实施例中，所述引脚126从所述光电元件封装12的封装体（encapsulationbody）延伸出后朝向所述顶面12U弯折，用以分别插入所述金属孔102以电性连接至所述基板10，例如利用焊料（solder）将所述引脚126电性连接并固定于所述金属孔102内。一实施例中，若所述光电元件封装12可通过焊接所述引脚126与所述金属孔102固设于所述基板10上，所述光电元件封装12的顶面12U则可仅贴附于所述基板10的表面（例如图4中为基板下表面）上而无须通过胶进行粘合。

请参照图5所示，其显示外板14与图4中沿5-5’线的剖视图。当所述基板10与固设于所述基板10上的光电元件封装12设置于电子装置1的内部时，所述光电元件封装12的底面12B面对所述电子装置1的外板14；其中，外板14例如可为光学鼠标、手机、平板电脑或光学测距装置的壳体的部分。由于所述引脚126朝向所述底面方向的反方向弯折（即朝向所述顶面12U弯折）而电性连接至所述基板10，所述弯折引脚126前端至所述外板14的距离h1大于所述底面12B至所述外板14的距离h2。因此，相较于图2的已知配置，使用相同透镜96时，引脚126至所述底面14的距离增加了（也即h1、h2>h），故可有效增加静电放电的放电路径以提高静电防护能力。利用本发明的配置，无须使用大尺寸的透镜96，可同时节省透镜的制作材料。

为了使所述光电元件封装12能够正常运作，所述外板14具有相对所述光源开口121和所述传感器开口123的至少一个外板开口141。例如可于所述外板14形成单一外板开口141同时对应所述光源开口121和所述传感器开口123，或者可形成两外板开口分别对应所述光源开口121和所述传感器开口123。借此，所述光源122可依次通过所述光源开口121和所述外板开口141朝向所述底面12B的前方进行照明，例如当所述电子装置1为光学鼠标时，所述光源122则可用以照明工作表面S，而当所述电子装置1为光学距离传感器时，所述光源122则可用以照明所述外板开口141前方的物体的物体表面。所述图像传感器124则接收来自所述工作表面S或物体表面并依次经过所述外板开口141和所述传感器开口123的反射光，并输出前处理或后处理过的传感信号。

换句话说，在本发明的配置下，所述光源122可用以照明反射面且所述图像传感器124可用以接收所述反射面的反射光，所述光电元件封装12的底面12B至所述反射面的距离小于所述引脚的前端至所述反射面的距离，借以增加静电放电的放电路径以增加静电防护能力。

另一实施例中，所述基板10也可形成基板开口用以容纳所述光电元件封装12，所述引脚126同样朝向所述光电元件封装12的发光和收光面的反向方向弯折，以进一步增加所述引脚126与所述外板14间的距离。

请参照图6所示，其显示本发明实施例的电子装置的控制电路的制造方法的流程图，包含下列步骤：提供导线架，所述导线架包含边框和自所述导线架向内延伸而出（步骤S₂₁）的多个金属线路；利用封装体包覆所述金属线路的一部分并使所述金属线路靠近所述边框的一部分伸出于所述封装体外，所述封装体具有分别裸露出所述金属线路的一部分的第一开口和第二开口（步骤S₂₂）；在所述第一开口内的第一金属线路上设置光源电路（步骤S₂₃）；在所述第二开口内的第二金属线路上设置图像传感器电路（步骤S₂₄）；移除所述边框并将伸出于所述封装体外的所述金属线路朝向所述第一开口和所述第二开口的反方向弯折以作为多个引脚126，如图4所示（步骤S₂₅）；提供包含多个金属孔102的基板10，如图4所示（步骤S₂₆）；以及将所述引脚126分别插入所述金属孔102以完成电子装置的控制电路，如图3所示（步骤S₂₇）；其中，所述第一开口例如可为上述的光源开口121而所述第二开口例如可为上述的传感器开口123。较佳地，所述引脚126对称地形成于所述封装体的两相对侧而形成双列直插封装。所述封装体例如可为不透光塑胶树脂（plastic resin）。步骤S₂₃和步骤S₂₄中，设置所述光源电路和所述图像传感器电路可利用金属线连接于所述光源电路和所述图像传感器电路与部分金属线路。

必须说明的是，为了清楚显示各元件，本发明图式中各元件的尺寸和位置关系仅为例示性，并非用以限定本发明。

一实施例中，为了避免灰尘等杂物进入所述光电元件封装12内，所述光源开口121和所述传感器开口123可选择地分别利用透明盖体进行密封；其中，所述透明指相对所述光源122所发出的光为透明，或者所述盖体可包含仅允许所述光源122所发出的光穿透的滤光片。

综上所述，已知光学鼠标必须使用大尺寸透镜以增加静电放电路径并具有电路板开口而降低了基板的表面积利用率。因此，本发明还提出一种电子装置（图3-5），其通过反折引脚来增加静电放电的放电路径，因而不需增加透镜尺寸。此外，基板上也不需开孔供光路径通过，可同时增加基板的表面积利用率。

虽然本发明已通过前述实例披露，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (18)

1.一种电子装置，该电子装置包含：

基板；以及

双列直插封装，该双列直插封装包含：

顶面，用以贴合于所述基板；

底面，具有光源开口和传感器开口；以及

两排引脚，朝向所述顶面弯折并电性连接至所述基板。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述基板上相对所述双列直插封装的所述顶面的区域设有电性走线。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述双列直插封装还包含：

光源，用以通过所述光源开口朝向所述底面前方发光；以及

图像传感器，用以通过所述传感器开口接收来自所述底面前方的光。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其中所述光源用以照明反射面且所述图像传感器用以接收所述反射面的反射光，所述底面至所述反射面的距离小于所述引脚的前端至所述反射面的距离。

5.根据权利要求1所述的电子装置，该电子装置还包含外板，该外板具有至少一个相对所述光源开口和所述传感器开口的外板开口。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其中该双列直插封装的所述顶面通过胶粘合于所述基板。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其中该电子装置为光学鼠标、手机、平板电脑或光学测距装置。

8.一种电子装置，该电子装置包含：

外板；

基板；以及

双列直插封装，该双列直插封装包含：

底面，面对所述外板并具有光源开口和传感器开口；以及

多个弯折引脚，电性连接至所述基板，所述弯折引脚的前端至所述外板的距离大于所述底面至所述外板的距离。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述基板上相对所述双列直插封装的区域设有电性走线。

10.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述双列直插封装还包含：

光源，用以通过所述光源开口发光；以及

图像传感器，用以通过所述传感器开口接收光。

11.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述外板具有至少一个相对所述光源开口和所述传感器开口的外板开口。

12.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述双列直插封装通过胶粘合于所述基板。

13.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述电子装置为光学鼠标、手机、平板电脑或光学测距装置。

14.一种电子装置，该电子装置包含：

基板，该基板包含多个金属孔；以及

双列直插封装，该双列直插封装包含：

光源，用以朝向所述双列直插封装的底面方向发光；

图像传感器，用以接收所述底面方向的光；以及

多个引脚，朝向所述底面方向的反方向弯折以分别插入所述金属孔。

15.根据权利要求14所述的电子装置，该电子装置还包含外板，该外板具有至少一个相对所述光源和所述图像传感器的外板开口。

16.根据权利要求14所述的电子装置，其中所述基板上相对所述双列直插封装的区域设有电性走线以电性连接所述金属孔。

17.根据权利要求14所述的电子装置，其中所述光源用以照明反射面且所述图像传感器用以接收所述反射面的反射光，所述双列直插封装的底面至所述反射面的距离小于所述引脚的前端至所述反射面的距离。

18.根据权利要求14所述的电子装置，其中所述电子装置为光学鼠标、手机、平板电脑或光学测距装置。