CN114650357A - 光学元件模块及相机模块 - Google Patents

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Abstract

一种相机模块包含对焦组件以及光学感测模块。光学感测模块对应该对焦组件且包含电路板、光学传感器、光学滤片、第一焊球、及第二焊球。电路板具有第一导电线路；光学传感器具有导电垫；光学滤片具有第二导电线路；第一焊球电性连接导电垫与第二导电线路；第二焊球电性连接第一导电线路与第二导电线路。本发明另提供一种光学发光模块，包含电路板、发光器、散光片、第一焊球、及第二焊球。本发明可将相机中的COB(chip‑on‑board)光学感测模块及COB发光器模块的垂直及/或水平方向尺寸缩小。

Description

光学元件模块及相机模块
技术领域
本发明有关光学元件，特别是相机模块以及其光学元件模块。
背景技术
光学感测元件与面射形发光元件的COB(chip-on-board)封装皆以焊线作为光学元件与电路板(printed circuit board,PCB)之间的信号传输媒介。然而，此连接方式的焊线需要一定的弧线高(例如垂直方向需要60～130微米)，光学元件与电路板之间需要一定的水平距离(例如水平方向需要150微米)，且焊线与光学片之间也要保留一段安全距离，导致COB光学元件模块的尺寸无法在高度及宽度进一步缩小。
发明内容
鉴于上述，本发明提供一种相机模块。在一些实施例中，一种相机模块包含对焦组件以及光学感测模块，光学感测模块对应该对焦组件且包含电路板、光学传感器、光学滤片、第一焊球、及第二焊球。电路板具有第一导电线路；光学传感器具有导电垫；光学滤片具有第二导电线路；第一焊球电性连接导电垫与第二导电线路；第二焊球电性连接第一导电线路与第二导电线路。
在一些实施例中，一种光学元件模块包含电路板、光学元件、光学片、第一焊球、及第二焊球。电路板具有第一导电线路；光学元件具有导电垫；光学片具有第二导电线路；第一焊球电性连接导电垫与第二导电线路；第二焊球电性连接第一导电线路与第二导电线路。
在一些实施例中，光学元件模块为光学感测模块，光学元件为光学感测元件，光学片为光学滤片，光学片的上表面具有屏蔽，屏蔽对应该非主动区，光学片的下表面具有滤光层。
在一些实施例中，光学元件模块为发光模块，光学片为散光片，光学元件为发光器。
在一些实施例中，电路板与光学片之间的距离为160微米至260微米。
在一些实施例中，第二焊球与光学元件之间的距离为15微米至50微米。
综上所述，依据一些实施列，相机模块及光学元件模块的水平与垂直距离可缩小，达到小型化设计的目的。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一些实施例中的光学元件模块尺寸示意图。
图2A为本发明一些实施例中的光学片仰视图。
图2B为本发明一些实施例中的光学片俯视图。
图3为本发明一些实施例中的光学传感器的俯视图。
图4为本发明一些实施例中的光学元件模块的结构示意图。
图5为本发明一些实施例中的相机模块示意图。
图6为本发明一些实施例中的相机模块示意图。
其中，附图标记：
10:相机模块
12:对焦组件
20:光学感测模块
22:电路板
220:凹槽
23:第一导电线路
24:光学传感器
25:导电垫
26:光学滤片
27:第二导电线路
28:第一焊球
29:第二焊球
50:光学元件模块
51:支架
52:电路板
520:凹槽
522:黏着剂
53:第一导电线路
54:光学元件
540:第一表面
542:非主动区
544:主动区
55:导电垫
56:光学片
560:上表面
562:屏蔽
564:下表面
566:滤光层
57:第二导电线路
58:第一焊球
59:第二焊球
D1:第一距离
D2:第二距离
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
图1为本发明一些实施例中的光学元件模块尺寸示意图。请参照图1。一光学元件模块50包括一电路板52、一光学元件54、一光学片56、一第一焊球58、以及一第二焊球59。该电路板52具有一第一导电线路53。该光学元件54具有多个导电垫55。该光学片56具有一第二导电线路57。该第一焊球58电性连接该导电垫55与该第二导电线路57。该第二焊球59电性连接该第一导电线路53与该第二导电线路57。
该光学元件模块50可应用于光学感测以及或发光等光学领域，举例而言，该光学元件模块50可以是光学感测模块，其可应用于图像感测；此外，该光学元件模块50可以是发光模块，其可应用于光出光线的场合。
从图中可以看出，光学元件54经由导电垫55、第一焊球58、第二导电线路57、第二焊球59而电性连接至第一导电线路53，如此一来，光学元件54能接受来自电路板52的电力并被致动。
光学元件54藉由导电垫55、第一焊球58、第二导电线路57、第二焊球59及第一导电线路53的电性连接结构，使得光学片56及电路板52的距离可以缩小，同时，该电性连接结构亦使得光学元件54与第一导电线路53的距离缩小，达到光学元件模块50小型化的目的。
具体来说，在一些实施例中，该电路板52与该光学片56的一第一距离D1(即图1中该电路板52的上表面与该光学片56的下表面的垂直距离)为该光学元件54的厚度、该光学元件54下方黏着剂522的厚度、与该第一焊球58的直径的总和。以目前技术而言，第一距离D1约为160至260微米(μm)，例如光学元件54的厚度约100至150微米，黏着剂522的厚度约10至30微米，第一焊球58的直径约为50至80微米。此外，随着光学元件、黏着剂、与焊球技术的进步，其厚度及直径得进一步缩小，使得第一距离D1可以进一步缩小。
另一方面，在一些实施例中，该第二焊球59与该电路板52系采用焊料凸点(solderbumping)方式制作，该第二焊球59与该光学元件54的一第二距离D2(即图1中该光学元件54的侧缘与该第二焊球59之间的最短水平距离)即与焊料凸点精准度有关，例如，当焊料凸点精准度可达50微米、30、20、15或10微米时，第二距离D2即可缩小至50、30、20、15或10微米。同时，随着焊料凸点相关制程的改良而进一步提升其精准度，该第二距离D2可以进一步缩小。
在一些实施例中，该光学片56的材质为透明材质，例如玻璃或塑胶，但本发明不以此为限。在一些实施例中，该第一焊球58以及该第二焊球59的材质为导电材质，例如金、银、铜、铝等。该些导电垫55提供该光学元件54对外的电性连接途径。在一些实施例中，该第二导电线路57系电镀于该光学片56的氧化铟锡(ITO)电路，但该第二导电线路57的形成方式以及材质皆不用以限制本发明。
图2A系本发明一些实施例中光学片56仰视图。请参照图2A。图2A中的该第二导电线路57的形状以及数量仅为示意，并不用来限制本发明，只要该第二导电线路57可将来自该第一焊球58的电信号传导至该第二焊球59或将该来自该第二焊球58的电信号传导至该第一焊球59即可。图2A的第二导电线路57分别位于光学片56的左右两侧，但第二导电线路57的配置位置并不以此为限，亦可仅位于光学片56的单侧、相邻二侧、三侧或四侧。第二导电线路57的配置位置与光学元件54的设计有关。然，无论第二导电线路57的配置位置如何，藉由前述电性连接结构，即可使得光学元件模块50的尺寸缩小。
请参照图1与图3。图3为本发明一些实施例中的光学元件54的俯视图。在一些实施例中，该光学元件模块50另包含一支架51，支架51连接该电路板52与该光学片56，用以支撑该光学片56以维持光学片56与电路板52的间距(即前述第一距离D1)；其中，该光学元件54具有一第一表面540，该第一表面540包含一非主动区542及主动区544。主动区544系用以被驱动时接收进入的光线(如光学感测模块的实施例)或发出光线(如发光模块的实施例)。该些导电垫55位于该非主动区542。图3的导电垫55分别位于光学元件54的左右两侧，但导电垫55的配置位置并不以此为限，亦可仅位于光学元件54的单侧、相邻二侧、三侧或四侧。
在一些实施例中，光学元件模块50是光学感测模块。请再参阅图1，在此实施例中，光学元件54为光学传感器，例如但不限于光学图像感测元件。光学图像感测元件可以是但不限于互补式金属氧化半导体图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)或电荷耦合元件(CCD,Charge Coupled Device)。光学片56为一光学滤片，例如但不限于红外线截止滤波片(infrared filter,IR filter)。
请同时参阅图1、图2A及图2B，图2B系本发明一些实施例中光学片的俯视图。为便于说明，以下以图1的光学元件为光学传感器进行说明。该光学片(光学滤片)56允许一波长区段的光线通过及/或使另一波长区段的光线被反射或被吸收)。该光学片(光学滤片)56包含一上表面560及一下表面564，该上表面560具有一屏蔽562，该屏蔽562对应该非主动区542。屏蔽562用以尽可能阻挡光线从对应非主动区542进入光学元件(光学传感器)54的主动区544，此外，屏蔽562用以避免多余的光线通过光学片(光学滤片)56，此多余的光线可能会被第一焊球58及第二焊球59所反射而进入光学元件(光学传感器)54的主动区544，造成光学元件(光学传感器)54接收到不必要的光线。
该光学片(光学滤片)56的下表面564具有一滤光层566，滤光层566用以允许一波长区段的光线通过及/或使另一波长区段的光线被截止。在一些实施例中，滤光层566为红外线截止滤波膜(infrared filter,IR filter)，用以阻挡红外线通过滤光层。在一些实施例中，滤光层566仅允许可见光通过，或仅允许红外线通过。在这些实施例中，外部光线通过该屏蔽562以及该光学片(光学滤片)56后，由该光学元件(光学传感器)54的该主动区544进入该光学元件(光学传感器)54，该光学元件(光学传感器)54接着将接收到的光线转换为图像信号，再由部分的该导电垫55将图像信号输出，输出的图像信号经由该第一焊球58、该第二导电线路57、及该第二焊球59传送至该电路板52的该第一导电线路53。
在一些实施例中，光学元件模块50是发光模块。该光学元件54为一发光器，该光学片56为一绕射式光学元件(diffractive optical element,DOE)。该光学片56可为一散光片。例如，该光学元件54为发光二极管(light-emitting diode,LED)或是垂直腔面射型激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)，但本发明不以此为限。该主动区544为该光学元件54发射光线的区域。在光学元件54为垂直腔面射型激光器的实施例中，该电路板52的发光信号(或称驱动信号)经由该电路板52的该第一导电线路53、该第二焊球59、该第二导电线路57、该第一焊球58、及该导电垫55而传输至垂直腔面射型激光器，垂直腔面射型激光器依据所接收的接收发光信号从其该主动区544将光线射出，射出的光线则通过该光学片56(如绕射式光学元件)并往外发射。
请参照图4，图4绘示本发明一些实施例中的光学元件模块的结构示意图。图中可以看见，光学元件模块50包括电路板52、光学元件54、光学片56、第一焊球58、以及第二焊球59。该电路板52更具有一凹槽520。该光学元件54位于该凹槽520内。在这些实施例中，藉由把该光学元件54的摆放位置降低，可进一步使该电路板52与该光学片56的第一距离D1缩小。因为光学元件54厚度约为100至150微米，且凹槽520深度可达150至200微米，甚至可使该电路板52与该光学片56的第一距离D1等于该第一焊球58的直径长度(例如50至80微米)。
图5为本发明一实施例中的相机模块示意图。请参照图5。一种相机模块10包含一对焦组件12以及一光学感测模块20。该光学感测模块20对应该对焦组件12并包含一电路板22、一光学传感器24、一光学滤片26、一第一焊球28、以及一第二焊球29。该电路板22具有一第一导电线路23。该光学传感器24具有多个导电垫25。该光学滤片26具有一第二导电线路27。该第一焊球28电性连接该导电垫25与该第二导电线路27。该第二焊球29电性连接该第一导电线路23与该第二导电线路27。该相机模块10可应用于摄影或光学感测等领域。该对焦组件12可包含物镜(lens)、音圈马达等摄影镜头相关零件，但本发明不以此为限。外部光线可经由该对焦组件12进入该光学感测模块20的光学传感器24。关于光学感测模块20的细部结构，类似前述图1中的光学元件模块50，故不再赘述。
如同前述，光学传感器24藉由导电垫25、第一焊球28、第二导电线路27、第二焊球29及第一导电线路23的电性连接结构，使得光学片56及电路板52的距离可以缩小，该电性连接结构使得相机模块10的尺寸缩小以达小型化的目的。
图6为本发明一些实施例中的相机模块示意图。请参照图6。图6所示实施例，相机模块10的电路板22更具有一凹槽220。该光学传感器24位于该凹槽220内。关于光学感测模块20的细部结构，类似前述图4中的光学元件模块50，故不再赘述。
综上所述，根据一些实施例，光学元件藉由导电垫、第一焊球、第二导电线路、第二焊球及第一导电线路的电性连接结构，使得光学片及电路板的距离可以缩小。该电性连接结构使得COB光学元件模块及相机模块达到小型化的目的。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种相机模块，其特征在于，包含：
一对焦组件；及
一光学感测模块，对应该对焦组件，该光学感测模块包含：
一电路板，具有一第一导电线路；
一光学传感器，具有多个导电垫；
一光学滤片，具有一第二导电线路；
一第一焊球，电性连接该导电垫与该第二导电线路；以及
一第二焊球，电性连接该第一导电线路与该第二导电线路。
2.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，其中，该电路板与该光学滤片的一第一距离为160微米至260微米。
3.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，其中，该第二焊球与该光学传感器的一第二距离为15微米至50微米。
4.如权利要求1至3中任一项所述的相机模块，其特征在于，另包含一支架，连接该电路板与该光学滤片；其中，该光学传感器具有一第一表面，该第一表面包含一非主动区，该些导电垫位于该非主动区。
5.如权利要求4所述的相机模块，其特征在于，其中该光学滤片包含一上表面及一下表面，该上表面具有一屏蔽，该屏蔽对应该非主动区，该下表面具有一滤光层。
6.如权利要求5所述的相机模块，其特征在于，其中该电路板更具有一凹槽，该光学传感器位于该凹槽内。
7.一种光学元件模块，其特征在于，包括：
一电路板，具有一第一导电线路；
一光学元件，具有多个导电垫；
一光学片，具有一第二导电线路；
一第一焊球，电性连接该导电垫与该第二导电线路；以及
一第二焊球，电性连接该第一导电线路与该第二导电线路。
8.如权利要求7所述的光学元件模块，其特征在于，其中，该电路板与该光学片的一第一距离为160微米至260微米。
9.如权利要求7所述的光学元件模块，其特征在于，其中，该第二焊球与该光学元件的一第二距离为15微米至50微米。
10.如权利要求7至9中任一项所述的光学元件模块，其特征在于，另包含一支架，连接该电路板与该光学片；其中，该光学元件具有一第一表面，该第一表面包含一非主动区，该些导电垫位于该非主动区。
11.如权利要求10所述的光学元件模块，其特征在于，其中该光学元件为一光学传感器，该光学片为一光学滤片，该光学片包含一上表面及一下表面，该上表面具有一屏蔽，该屏蔽对应该非主动区，该下表面具有一滤光层。
12.如权利要求10所述的光学元件模块，其特征在于，其中该光学元件为一发光器，该光学片为一散光片。
13.如权利要求11或12所述的光学元件模块，其特征在于，其中该电路板更具有一凹槽，该光学元件位于该凹槽内。
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