CN105448939A - 图像模块封装及其制作方法 - Google Patents

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CN105448939A CN201510329862.3A CN201510329862A CN105448939A CN 105448939 A CN105448939 A CN 105448939A CN 201510329862 A CN201510329862 A CN 201510329862A CN 105448939 A CN105448939 A CN 105448939A
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李世民
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Abstract

一种图像模块封装，包含基板、光感测芯片、模制透光层以及玻璃滤光片。所述基板具有上表面。所述光感测芯片设置于所述基板的所述上表面并与所述基板电性连接。所述模制透光层覆盖所述光感测芯片及所述基板的部分所述上表面，其中所述模制透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽。所述玻璃滤光片容置于所述收容槽内。

Description

图像模块封装及其制作方法
技术领域
本发明说明有关一种图像模块封装，更特别有关一种具有利用覆盖成形制程或浇铸成形制程形成的一次组件的图像模块封装其制作方法。
背景技术
光感测模块，例如近接传感器(proximitysensor)、环境光传感器(ambientlightsensor)及色彩传感器(colorsensor)，通常用以感测预设频谱的光能量，并输出感测信号供处理器进行后处理。
为了能够感测所述预设频谱，可在其光感测芯片(photosensorchip)的感测面上直接涂布(coating)有机(organic)或无机(inorganic)的滤光层，或者在所述感测面上设置玻璃滤光片。
例如，图1为已知光感测模块的立体图，其包含基板90。所述基板90上设置有光感测芯片91及光源92；其中，所述光源92用以照明近接对象(未绘示)而所述光感测芯片91则用以感测所述近接对象的反射光。为了使所述光感测芯片91针对所述光源92所发出光的频谱有良好的响应(response)，玻璃滤光片93直接设置于所述光感测芯片91的像素阵列(pixelarray)上以阻挡环境光。
然而，发明人注意到，若直接放置所述玻璃滤光片93于所述感测面上会损伤所述感测面，而且所述玻璃滤光片93的设置另有对位的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明说明还提出一种在制程中搭配覆盖成形制程(over-moldingprocess)或浇铸成形制程(castingprocess)的图像模块封装及其制作方法。
本发明说明提供一种图像模块封装及其制作方法，其可简化制程并可消除其感测面的机械损伤(mechanicaldamage)。
本发明说明还提供一种图像模块封装及其制作方法，其可通过覆盖成形或浇铸成形制作的次组件(sub-assembly)提高发光晶粒的照明效率。
本发明说明提供一种图像模块封装，包含基板、光感测芯片、第一透光层以及玻璃滤光片。所述基板具有上表面。所述光感测芯片设置于所述基板的所述上表面并与所述基板电性连接。所述第一透光层覆盖所述光感测芯片及所述基板的部分所述上表面，其中所述第一透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽。所述玻璃滤光片容置于所述收容槽内。
本发明说明还提供一种图像模块封装的制作方法，包含下列步骤：在印刷电路板上附接光感测芯片及发光晶粒；在所述光感测芯片及所述发光晶粒上模制透光层，其中所述透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽；以及在所述收容槽设置玻璃滤光片。
本发明说明还提供一种图像模块封装的制作方法，包含下列步骤：在印刷电路板上附接光感测芯片及发光晶粒；在所述光感测芯片上模制第一透光层，其中所述第一透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽；在所述发光晶粒上模制第二透光层；以及于所述收容槽设置玻璃滤光片。
为了让本发明说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，于本发明说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此先述明。
附图说明
图1为已知光感测模块的立体图；
图2为本发明说明一实施例的图像模块封装的剖视图；
图3A-3E为本发明说明一实施例的图像模块封装的制作过程的立体图。
附图标记说明
2图像模块封装
20基板
20S基板的上表面
21光感测芯片
211像素阵列
22发光晶粒
231第一透光层
2312收容槽
232第二透光层
2322导光结构
24玻璃滤光片
25不透光层
251、252透孔
具体实施方式
请参照图2所示，其为本发明说明一实施例的图像模块封装2的剖视图。所述图像模块封装2包含基板20、光感测芯片21、发光晶粒22、第一透光层231、第二模光层232、玻璃滤光片(glassfilter)24以及不透光层(opaquelayer)25。所述图像模块封装2中，所述发光晶粒22用以照明对象(未绘示)，所述光感测芯片21用以接收来自所述对象的反射光并转换成电信号；其中所述对象例如为手指。一实施例中，所述光感测芯片21根据转换后的电信号直接进行后处理，例如计算对象距离或环境光强度。某些实施例中，所述光感测芯片21将转换后的电信号通过所述基板20传送至外部处理器以进行后处理。
所述基板20例如可为板上芯片印刷电路板(chiponboardprintedcircuitboard)，其具有降低因板上芯片封装翘曲(warping)所造成的失效的优点，但本发明说明并不以此为限，所述基板20只要为适当电路板即可。所述基板20具有上表面20S用以设置组件。
所述光感测芯片21设置于所述基板20的所述上表面20S并与所述基板20电性连接；其中，所述光感测芯片21与所述基板20例如可利用引线接合(wirebonding)进行电性连接，但并不以此为限，可使用任何已知芯片接合方式。所述光感测芯片21包含像素阵列211用以将光能量转换为电信号，其例如为多个光二极管(photodiode)排列而成的阵列。所述像素阵列211形成于所述光感测芯片21的感测面。
所述发光晶粒22例如为发光二极管晶粒(LEDdie)或雷射二极管晶粒(laserdiodedie)，其设置于所述基板20的所述上表面20S并与所述基板20电性连接；其中，所述发光晶粒22例如可利用引线接合与所述基板20进行电性连接，但并不以此为限，可使用任何已知晶粒接合方式。所述发光晶粒22发光的波长例如大约为940纳米，但并不以此为限，也可为其他不可见光。
所述第一透光层231例如通过覆盖成形制程(over-moldingprocess)或浇铸成形制程(castingprocess)覆盖所述光感测芯片21及所述基板20的部分上表面。一实施例中，所述第一透光层231的顶面为平面，其大致平行于所述基板20的所述上表面20S。所述第一透光层231的所述顶面相对所述光感测芯片21形成收容槽2312，用以容纳所述玻璃滤光片24。必须说明的是，虽然图2中所述收容槽2312显示为矩形，但并不以此为限。所述收容槽2312的形状根据所述玻璃滤光片24的形状而定，例如当所述玻璃滤光片24为圆盘状时，所述收容槽2312呈圆形，且其深度根据所欲容置的玻璃滤光片24而决定。所述收容槽2312的面积较佳至少大于所述像素阵列211的面积。
一实施例中，所述玻璃滤光片24的穿透频谱为920-960纳米，但并不以此为限。所述玻璃滤光片24的穿透频谱根据所述发光晶粒22的发光频谱决定。所述玻璃滤光片24例如可利用透光黏胶固定于所述收容槽2312内。
所述第二透光层232例如通过覆盖成形制程(over-moldingprocess)或浇铸成形制程(castingprocess)覆盖所述发光晶粒22及所述基板20的部分上表面。一实施例中，为了提升所述发光晶粒22的照明效率，所述第二透光层232的顶面相对所述发光晶粒22形成导光结构2322；其中，所述导光结构2322呈曲面，例如可为圆顶状(convexdome)或凹陷状(concavedepression)，并与所述第二透光层232一体成型而形成。
此外，为了避免所述发光晶粒22所发出的光直接经过透光层被所述光感测芯片21接收，所述第一透光层231与所述第二透光层232彼此分离，例如可在制作时即分别制作或同时制作后再切割成两部分。
某些实施例中，为了避免环境光被所述光感测芯片21接收而造成干扰，所述图像模块封装2还包含不透光层25覆盖所述第一透光层231及所述第二透光层232，且所述不透光层25包含两透孔251、252位于其顶面并分别相对所述收容槽2312(或所述玻璃滤光片24)及所述导光结构2322(或所述发光晶粒22)。一实施例中，所述不透光层25为罩体(cover)，其可另外制作并于制作所述图像模块封装2时覆盖于所述第一透光层231及所述第二透光层232的外部。另一实施例中，所述不透光层25为模制阻光层，其可通过覆盖成形制程或浇铸成形制程包覆于所述第一透光层231及所述第二透光层232的外部。如上所述，为了进一步避免所述发光晶粒22所发出的光直接传递至所述光感测芯片21，所述不透光层25沿着所述第一透光层231及所述第二透光层232间的沟槽(参照图3C及3D所示)233延伸至所述基板20的上表面20S。
请参照图3A-3E所示，其为本发明说明一实施例的图像模块封装的制作过程的立体图，接着说明其详细实施方式。
请参照图3A所示，在清洗过印刷电路板20后，在所述印刷电路20板的上表面20A上附接光感测芯片21及发光晶粒22。接着，将所述光感测芯片21及所述发光晶粒22与所述印刷电路板20进行电性连结，例如利用打线接合，但并不以此为限，也可利用其他已知接合方式。
请参照图3B所示，接着利用覆盖成形制程或浇铸成形制程，在所述光感测芯片21及所述发光晶粒22上模制透光层23，某些实施例中可覆盖所述基板20的部分上表面，其中在所述模制过程中所述透光层23的顶面相对所述光感测芯片21形成收容槽2312。所述收容槽2312用以容置玻璃滤光片，因此所述收容槽2312形状根据所述玻璃滤光片的形状而设计，并不限于图3B所示的形状。
可以了解的是，所述模制利用下列步骤完成：覆盖模具(mold)于所述基板20上并使所述光感测芯片21及所述发光晶粒22位于其腔室(cavity)内。接着，在所述模具的腔室内注入(inject)流质材料(fluidmaterial)，并待所述流质材料固化后移除所述模具以留下模制透光层覆盖所述光感测芯片21及所述发光晶粒22；其中，所述腔室的形状则根据所欲制作的所述透光层23的形状事先决定。
某些实施例中，所述透光层23的所述顶面相对所述发光晶粒22还形成导光结构2322，其可为凸面或凹面，用以提升照明效率。某些实施例中，当所述发光晶粒22本身具有良好的发光场型(lightemissionpattern)时，也可不实施所述导光结构2322。
请参照图3C所示，接着可利用钻石割刀(diamondblade)在所述光感测芯片21及所述发光晶粒22之间切割所述透光层23以分离所述透光层23为两部分，例如第一透光层231及第二透光层232。藉此，所述发光晶粒22所发出的光不会直接经过所述透光层23被所述光感测芯片21接收而造成干扰。
另一实施例中，所述第一透光层231及所述第二透光层232分别利用覆盖成形制程或浇铸成形制程形成于所述印刷电路板20上。本实施例中，在所述光感测芯片21上模制第一透光层231且覆盖所述基板20的部分上表面，其中所述第一透光层231的顶面相对所述光感测芯片21同样形成收容槽2312；在所述发光晶粒22上模制第二透光层232且覆盖所述基板20的部分上表面，其中所述第二透光层232的顶面相对所述发光晶粒22可选择性地形成导光结构2322。因此，本实施例不包含图3B的步骤，也即不需对所述透光层23进行切割。
换句话说，本发明说明的实施例中，所述第一透光层231及所述第二透光层232可同时或依序地被形成，且彼此分离。
请参照图3D所示，接着将玻璃滤光片24设置于所述收容槽2312内，并利用透光黏胶固定于所述收容槽2312内。由于所述收容槽2312在形成时便已对位于所述光感测芯片21，因此当所述玻璃滤光片24置入所述收容槽2312内时，即已同时完成定位程序。
请参照图3E所示，最后在所述透光层23(或所述第一透光层231及所述第二透光层232)外覆盖不透光层25，例如不透光罩体或利用覆盖成形制程或浇铸成形模制的阻光层。所述不透光层25包含两透孔251、252分别对应所述光感测芯片21及所述发光晶粒22，以供模块光从所述透孔252射出且反射光从所述透孔251进入所述图像模块封装2。
此外，上述制程中，当有利用黏胶(adhesive)进行黏合时，例如芯片附接(dieattachment)及设置玻璃滤光片(dispositionofglassfilter)等，还可包含固化程序(curingprocess)。
必须说明的是，虽然上述实施例中显示印刷电路板20上仅制作一个图像模块封装，然而本发明说明并不以此为限。实际制作时可在印刷电路板20同时制作多个图像模块封装，待完成如图3E的步骤后再以切割程序切割所述多个图像模块封装。
必须说明的是，虽然上述实施例中所述图像模块封装2包含所述光感测芯片21及所述发光晶粒22，但本发明说明并不以此为限。根据不同应用，所述图像模块封装2可仅包含所述光感测芯片21而不包含所述发光晶粒22，例如在包含外部光源的图像系统中，所述图像模块封装2可以不包含所述发光晶粒22，这种实施例中只要将上述实施例的说明中关于所述发光晶粒22、所述第二透光层232及所述第二透光层232外的不透光层的相关部分忽略即可，其他部分则相同。
综上所述，在已知光感测模块中，由于将玻璃滤光片直接放置于光感测芯片的像素阵列上，故存在有损伤所述光感测芯片及所述玻璃滤光片不易对位的问题。因此，本发明说明还提供一种图像模块封装(图2)及其制作方法(图3A-3E)，其在光感测芯片上直接利用覆盖成形制程或浇铸成形制程形成透明次组件(即透光层)，因此玻璃滤光片不会直接放置于光感测芯片上；其中，所述透明次组件可于成形时直接形成收容槽(receptacle)以简化玻璃滤光片的放置程序。此外，可选择于所述透明次组件形成导光结构，以增加图像模块封装的操作效能。
虽然本发明说明已通过前述实例披露，但是其并非用以限定本发明说明，任何本发明说明所属技术领域中具有通常知识的技术人员，在不脱离本发明说明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明说明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种图像模块封装，该图像模块封装包含：
基板，包含上表面；
光感测芯片，设置于所述基板的所述上表面并与所述基板电性连接；
第一透光层，覆盖所述光感测芯片及所述基板的部分所述上表面，其中所述第一透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽；以及
玻璃滤光片，容置于所述收容槽内。
2.根据权利要求1所述的图像模块封装，其中所述图像模块封装还包含发光晶粒，该发光晶粒设置于所述基板的所述上表面并与所述基板电性连接。
3.根据权利要求2所述的图像模块封装，其中所述图像模块封装还包含第二透光层，该第二透光层覆盖所述发光晶粒及所述基板的部分所述上表面。
4.根据权利要求3所述的图像模块封装，其中所述第一透光层与所述第二透光层彼此分离。
5.根据权利要求3所述的图像模块封装，其中所述第二透光层的顶面相对所述发光晶粒形成导光结构。
6.根据权利要求5所述的图像模块封装，其中所述图像模块封装还包含不透光层，该不透光层覆盖所述第一透光层及所述第二透光层，且所述不透光层包含两透孔分别相对所述收容槽及所述导光结构。
7.根据权利要求6所述的图像模块封装，其中所述不透光层为罩体或模制阻光层。
8.根据权利要求1所述的图像模块封装，其中所述图像模块封装还包含不透光层，该不透光层覆盖所述第一透光层，且所述不透光层包含透孔相对于所述收容槽。
9.根据权利要求8所述的图像模块封装，其中所述不透光层为罩体或模制阻光层。
10.一种图像模块封装的制作方法，该制作方法包含：
在印刷电路板上附接光感测芯片及发光晶粒；
在所述光感测芯片及所述发光晶粒上模制透光层，其中所述透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽；以及
在所述收容槽设置玻璃滤光片。
11.根据权利要求10所述的制作方法，该制作方法还包含：
在所述光感测芯片及所述发光晶粒之间切割所述透光层以分离所述透光层为两部分。
12.根据权利要求10所述的制作方法，该制作方法还包含：
在所述透光层外覆盖不透光罩体，其中所述不透光罩体包含两透孔分别相对所述收容槽及所述发光晶粒。
13.根据权利要求10所述的制作方法，该制作方法还包含：
在所述透光层外模制阻光层，其中所述阻光层包含两透孔分别相对所述收容槽及所述发光晶粒。
14.根据权利要求10所述的制作方法，其中所述透光层的所述顶面相对所述发光晶粒还形成导光结构。
15.一种图像模块封装的制作方法，该制作方法还包含：
在印刷电路板上附接光感测芯片及发光晶粒；
在所述光感测芯片上模制第一透光层，其中所述第一透光层的顶面相对所述光感测芯片形成收容槽；
在所述发光晶粒上模制第二透光层；以及
在所述收容槽设置玻璃滤光片。
16.根据权利要求15所述的制作方法，该制作方法还包含：
在所述第一透光层及所述第二透光层外覆盖不透光罩体，其中所述不透光罩体包含两透孔分别相对所述收容槽及所述发光晶粒。
17.根据权利要求15所述的制作方法，该制作方法还包含：
在所述第一透光层及所述第二透光层外模制阻光层，其中所述阻光层包含两透孔分别相对所述收容槽及所述发光晶粒。
18.根据权利要求15所述的制作方法，其中所述第二透光层的顶面相对所述发光晶粒形成导光结构。
19.根据权利要求15所述的制作方法，其中所述第一透光层及所述第二透光层同时地被形成且彼此分离。
20.根据权利要求15所述的制作方法，其中所述第一透光层及所述第二透光层依序地被形成且彼此分离。
CN201510329862.3A 2014-08-06 2015-06-15 图像模块封装及其制作方法 Pending CN105448939A (zh)

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