CN115312551A - 非回焊式感测镜头 - Google Patents

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张嘉帅
李建成
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Abstract

本申请公开了一种非回焊式感测镜头，包含有一电路载板、安装于所述电路载板的一电子芯片、一感测芯片、预配置于所述感测芯片且贴合于所述电子芯片的一贴合胶带、将所述电子芯片与所述感测芯片电性耦接至所述电路载板的多条导线、一支撑胶层、一透光片、及固定于所述电路载板而包围上述多个组件的一光学模块。所述感测芯片通过所述贴合胶带贴附于所述电子芯片，并使所述感测芯片的感测区域垂直于所述光学模块的中心轴线。所述支撑胶层呈环状且设置于所述感测芯片的顶面，所述透光片设置于所述支撑胶层上且面向所述感测芯片。据此，所述非回焊式感测镜头实现无须回焊的效果，以降低耐高温要求，进而降低材料成本、并提升产品的良率。

Description

非回焊式感测镜头
技术领域
本申请涉及一种感测镜头，尤其涉及一种非回焊式感测镜头。
背景技术
现有的感测镜头都是将一传感器封装结构通过回焊方式固定于一电路载板上，而后再将光学模块安装于所述电路载板所制成。然而，现有传感器头的架构将受到所述传感器封装结构的局限，而难以进一步被改良。举例来说，由于现有感测镜头中的所述传感器封装结构需要通过回焊来固定于所述电路载板，因而使得所述传感器封装结构之中的组件连接还需要能够符合耐高温的要求。
于是，本申请人认为上述缺陷可改善，特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本申请。
发明内容
本申请实施例在于提供一种非回焊式感测镜头，其能有效地改善现有感测镜头所可能产生的缺陷。
本申请实施例公开一种非回焊式感测镜头，其包括：一电路载板，包含有一第一板面与位于第一板面相反侧的一第二板面；其中，电路载板于第一板面上包含有一固晶区、位于固晶区外侧的多个第一焊接垫、及位于多个第一焊接垫外侧的多个第二焊接垫；一光学模块，包含：一框架，固定于电路载板的第一板面；至少一个透镜，安装于框架内，并且至少一个透镜的中心轴线沿经固晶区；及一滤波片，安装于框架内且位于中心轴在线；其中，框架、滤波片、及第一板面共同包围形成有一配置空间，而固晶区、多个第一焊垫、与多个第二焊垫位于配置空间内；一电子芯片，设置于固晶区上，并且电子芯片包含有位于其顶侧的多个第一连接垫；多条第一导线，分别电性耦接多个第一连接垫至多个第一焊接垫；一感测芯片与一贴合胶带，感测芯片包含有位于其顶面的一感测区域及位于感测区域外侧的多个第二连接垫，贴合胶带贴附于感测芯片的底面；其中，感测芯片通过贴合胶带贴附于电子芯片的顶侧，而使感测区域垂直于中心轴线；多条第二导线，分别电性耦接多个第二连接垫至多个第二焊接垫；一支撑胶层，呈环状且设置于感测区域的外侧；以及一透光片，设置于支撑胶层上且面向透光片，以使透光片、支撑胶层、及感测芯片的顶面共同包围形成有一封闭空间。
可选地，非回焊式感测镜头进一步包含形成于第一板面的一密封胶体，并且密封胶体围绕于电子芯片、感测芯片、支撑胶层、及透光片的外侧，而每条第一导线的至少局部、每条第二导线的至少局部、多个第一焊接垫、及多个第二焊垫皆埋置于密封胶体之内。
可选地，多个第一连接垫位于贴合胶带的外侧，并且多条第一导线与多个第一连接垫皆埋置于密封胶体之内。
可选地，至少一个第一连接垫及其所相连的局部第一导线皆埋置于贴合胶带内。
可选地，电路载板于固晶区凹设形成一置晶槽，电子芯片设置于置晶槽内，并且电子芯片的顶侧相较于第一板面形成有不大于10微米的一段差。
可选地，第一板面平行第二板面，并且电路载板未于第一板面形成有任何凹槽。
可选地，多个第一焊接垫与多个第二焊接垫彼此呈错位设置。
可选地，至少一个第二连接垫位于支撑胶层的外侧、并埋置于密封胶体之内。
可选地，至少一个第二连接垫及其所相连的局部第二导线皆埋置于支撑胶层之内。
可选地，当一光线穿过至少一个透镜时，滤波片用以供对应于感测区域的光线的波段能够穿过；非回焊式感测镜头包含有位于配置空间内的至少一个被动电子组件；其中，至少一个被动电子组件安装于电路载板的第一板面。
综上所述，本申请实施例所公开的非回焊式感测镜头，通过上述多个组件之间的搭配，以使其整体架构实现无须回焊的效果，据以降低位于所述配置空间内的组件(如：所述电子芯片、所述感测芯片、所述贴合胶带、多条所述第一导线、多条所述第二导线、所述支撑胶层、及所述透光片之间的连接)所需的耐高温要求，进而降低所述非回焊式感测镜头的材料成本、并提升产品的良率。
进一步地说，本申请实施例所公开的非回焊式感测镜头，其因为不用经过回焊流程，所以也就不用经过相对应的测试流程，进而有效地简化了整个生产流程，以能提升所述非回焊式感测镜头的生产效率。
此外，本申请实施例所公开的非回焊式感测镜头，其在所述感测芯片的所述底面预配置有所述贴合胶带，以利于所述感测芯片可以通过所述贴合胶带而平稳地贴附于所述电子芯片上，进而实现多芯片堆栈的微型化架构。
为能更进一步了解本申请的特征及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本申请，而非对本申请的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为本申请实施例一的非回焊式感测镜头的立体示意图。
图2为图1的分解示意图。
图3为图2的局部俯视意图(省略光学模块)。
图4为图1沿剖线IV-IV的剖视示意图。
图5为图4另一变化形态的剖视示意图。
图6为本申请实施例二的非回焊式感测镜头的剖视示意图。
图7为图6另一变化形态的剖视示意图。
图8为本申请实施例三的非回焊式感测镜头的剖视示意图。
图9为图8中的区域IX的放大示意图。
图10为图9另一变化形态的示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本申请所公开有关“非回焊式感测镜头”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本申请的优点与效果。本申请可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本申请的构思下进行各种修改与变更。另外，本申请的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本申请的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本申请的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[实施例一]
请参阅图1至图5所示，其为本申请的实施例一。如图1和图2所示，本实施例公开一种非回焊式感测镜头100，其内未包含有任何封装结构；也就是说，具有封装结构的任何感测镜头或是需要回焊制成的任何感测镜头，其都不同于本实施例所指的所述非回焊式感测镜头100。
如图3和图4所示，所述非回焊式感测镜头100包含有一电路载板1、固定于所述电路载板1的一光学模块2、安装于所述电路载板1的至少一个被动电子组件3、安装于所述电路载板1的一电子芯片4、电性耦接所述电子芯片4与所述电路载板1的多条第一导线W1、一感测芯片5、预配置于所述感测芯片5且贴合于所述电子芯片4的一贴合胶带6(die attachfilm，DAF)、电性耦接所述感测芯片5与所述电路载板1的多条第二导线W2、设置于所述感测芯片5上的一支撑胶层7、设置于所述支撑胶层7上的一透光片8、及一密封胶体9。
其中，所述非回焊式感测镜头100于本实施例中虽是以包含有上述组件来做一说明，但所述非回焊式感测镜头100也可以依据设计需求而加以调整变化。举例来说，在本申请未绘示的其他实施例中，所述非回焊式感测镜头100也可以省略至少一个所述被动电子组件3及/或所述密封胶体9。
所述电路载板1于本实施例中可以是印刷电路板(printed circuit board，PCB)或软式电路板(flexible printed circuit，FPC)，但本申请不受限于此。其中，所述电路载板1具有一第一板面11与位于所述第一板面11相反侧的一第二板面12，所述第一板面11平行所述第二板面12，并且所述电路载板1未于所述第一板面11形成有任何凹槽。
再者，所述电路载板1于所述第一板面11上包含有一固晶区113、位于所述固晶区113外侧的多个第一焊接垫111、及位于多个所述第一焊接垫111外侧的多个第二焊接垫112。其中，多个所述第一焊接垫111与多个所述第二焊接垫112较佳是彼此呈错位设置，据以降低多个所述第一焊接垫111与多个所述第二焊接垫112于打线作业中的实施困难度。
此外，所述电路载板1也可进一步设置有一电连接器14，并且所述电路载板1能通过多个所述电连接器14而可分离地连接于一电子装置(图中未示出)上，据以使所述非回焊式感测镜头100能被安装且电性连接于所述电子装置。也就是说，所述电路载板1不但可以承载所述电子芯片4与所述感测芯片5之外，其还能供其他电子构件安装与电性耦接，所以本实施例所记载的所述电路载板1是不同于任何封装结构之中的基板。
所述光学模块2包含一框架21、安装于所述框架21内的至少一个透镜22、及安装于所述框架21内的一滤波片23。其中，所述框架21(的底缘)固定于所述电路载板1的所述第一板面11，至少一个所述透镜22的中心轴线L沿经所述固晶区113，并且所述滤波片23位于所述中心轴线L上。至少一个所述被动电子组件3安装于所述电路载板1的所述第一板面11、并邻近于所述框架21。再者，至少一个所述被动电子组件3的数量可以依据设计需求而加以调整变化，而所述电路载板1的外侧缘于本实施例中则是可以局部(如：三个边缘)切齐于所述框架21，但本申请不以此为限。
更详细地说，至少一个所述透镜22的数量于本实施例中为多个，并且多个所述透镜22的所述中心轴线L大致彼此重迭，而所述滤波片23的位置位于多个所述透镜22与所述固晶区113之间。其中，所述框架21、所述滤波片23、及所述电路载板1的所述第一板面11共同包围形成有一配置空间24，并且所述固晶区113、多个所述第一焊接垫111、多个所述第二焊接垫112、至少一个所述被动电子组件3、所述电子芯片4、所述贴合胶带6、所述感测芯片5、多条所述第一导线W1、多条所述第二导线W2、所述支撑胶层7、所述透光片8、及所述密封胶体9皆位于所述配置空间24内。
所述电子芯片4于本实施例中是以一图像处理器(image signal processor，ISP)来说明，但本申请不以此为限。其中，所述电子芯片4设置于所述固晶区113上，并且所述电子芯片4包含有位于其顶侧的多个第一连接垫41。
需额外说明的是，所述非回焊式感测镜头100于本实施例中是包含有设置于所述固晶区113上的一胶材M(如：导热胶)，并且所述电子芯片4通过所述胶材M而固定于所述固晶区113上(如：所述电子芯片4的底侧与所述固晶区113通过所述胶材M而彼此黏接固定)，但本申请不受限于此。举例来说，在本申请未绘示的其他实施例中，所述胶材M也可以被省略或是以其他组件取代。
于本实施例中，多个所述第一焊接垫111呈环状排列，多个所述第一连接垫41也是呈环状排列地配置并且其位置较佳是分别对应于多个所述第一焊接垫111的位置，但本申请不以此为限。举例来说，在本申请未绘示的其他实施例中，多个所述第一焊接垫111可以是排成两列且分布于所述固晶区113的相反两侧，多个所述第一连接垫41也排成两列且其位置分别对应于多个所述第一焊接垫111的位置。
多条所述第一导线W1分别电性耦接多个所述第一连接垫41至多个所述第一焊接垫111；也就是说，每条所述第一导线W1是以打线方式形成，以使其两端分别连接于一个所述第一焊接垫111与其所对应的所述第一连接垫41。其中，任一条所述第一导线W1的打线形式可以依据设计需求而选择正打形式(normal bond manner)或是反打形式(reverse bondmanner)，本申请在此不加以限制。
所述感测芯片5于本实施例中是以一影像感测芯片来说明，并且所述感测芯片5的尺寸小于所述电子芯片4的尺寸，但本申请不以此为限。其中，所述贴合胶带6贴附于所述感测芯片5的底面52(也就是，所述感测芯片5的所述底面52预配置有所述贴合胶带6，以确保其平整性)，并且所述感测芯片5通过所述贴合胶带6贴附于所述电子芯片4的所述顶侧，而使其顶面51(如：感测区域511)垂直于所述中心轴线L。于本实施例中，所述贴合胶带6是贴附于位在多个所述第一连接垫41内侧的所述电子芯片4的所述顶侧部位；也就是说，多个所述第一连接垫41位于所述贴合胶带6的外侧，但本申请不受限于此。
据此，所述非回焊式感测镜头100于本实施例中在所述感测芯片5的所述底面52预配置有所述贴合胶带6，以利于所述感测芯片5可以通过所述贴合胶带6而平稳地贴附于所述电子芯片4上，进而实现多芯片堆栈的微型化架构。
再者，所述感测芯片5包含有位于所述顶面51的一感测区域511及位于所述感测区域511外侧的多个第二连接垫512。其中，所述滤波片23的选用是必须对应于所述感测芯片5的所述感测区域511。举例来说，当一光线穿过至少一个所述透镜22时，所述滤波片23用以供对应于所述感测区域511的所述光线的波段能够穿过。
于本实施例中，多个所述第二焊接垫112呈环状排列，多个所述第二连接垫512也是呈环状排列地配置于所述顶面51并围绕所述感测区域511，并且多个所述第二连接垫512的位置较佳是分别对应于多个所述第二焊接垫112的位置，但本申请不以此为限。举例来说，在本申请未绘示的其他实施例中，多个所述第二连接垫512排成两列且分布于所述感测区域511的相反两侧，而多个所述第二焊接垫112也可以是排成两列且其位置分别对应于多个所述第二连接垫512的位置。
多条所述第二导线W2分别电性耦接多个所述第二连接垫512至多个所述第二焊接垫112；也就是说，每条所述第二导线W2是以打线方式形成，以使其两端分别连接于一个所述第二焊接垫112与其所对应的所述第二连接垫512。其中，任一条所述第二导线W2的打线形式可以依据设计需求而选择正打形式或是反打形式，本申请在此不加以限制。
所述支撑胶层7呈环状且设置于所述感测芯片5的所述顶面51，并且所述支撑胶层7围绕于(或位于)所述感测区域511的外侧。其中，每个所述第一连接垫41及其所相连的所述第一导线W1也可以皆位于所述支撑胶层7的外侧，但本申请不受限于此。
所述透光片8具有一内表面81及一外表面82。所述透光片8的所述内表面81设置于所述支撑胶层7上且面向所述感测区域511(也就是，所述支撑胶层7夹持于所述感测芯片5的所述顶面51与所述透光片8的所述内表面81之间)，以使所述透光片8、所述支撑胶层7、及所述感测芯片5的所述顶面51共同包围形成有一封闭空间S。其中，所述感测区域511位于所述封闭空间S内且面向所述透光片8。
如图4所示，所述密封胶体9形成于所述电路载板1的所述第一板面11，并且所述密封胶体9围绕于所述电子芯片4、所述贴合胶带6、所述感测芯片5、所述支撑胶层7、及所述透光片8的外侧；而多个所述第一焊接垫111、多个所述第一连接垫41、多条所述第一导线W1、多个所述第二焊接垫112、每条所述第二导线W2的部分皆埋置于所述密封胶体9内，但本申请不受限于此。举例来说，如图5所示，多个所述第二连接垫512皆位于所述支撑胶层7的外侧，因而所述密封胶体9还可以进一步使多个所述第二连接垫512及多条所述第二导线W2埋置于其内。
依上所述，所述非回焊式感测镜头100于本实施例中通过上述多个组件之间的搭配，以使其整体架构实现无须回焊的效果，据以降低位于所述配置空间24内的组件所需的耐高温要求，进而降低所述非回焊式感测镜头100的材料成本、并提升产品的良率。进一步地说，所述非回焊式感测镜头100因为不用经过回焊流程，所以也就不用经过相对应的测试流程，进而有效地简化了整个生产流程，以能提升所述非回焊式感测镜头100的生产效率。
[实施例二]
请参阅图6和图7所示，其为本申请的实施例二。由于本实施例类似于上述实施例一，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例一的差异大致说明如下：
于本实施例中，所述感测芯片5的尺寸大致等于所述电子芯片4的尺寸，并且预配置于所述感测芯片5的所述贴合胶带6则是大致覆盖(或贴合)于所述电子芯片4的整个所述顶侧。其中，每个所述第一连接垫41及其所相连的局部所述第一导线W1皆埋置于所述贴合胶带6内，而每条所述第一导线W1的另一局部则是埋置于所述密封胶体9内，但本申请不受限于此。举例来说，在本申请未绘示的其他实施例中，所述非回焊式感测镜头100可以是以至少一个所述第一连接垫41及其所相连的局部所述第一导线W1埋置于所述贴合胶带6内。
[实施例三]
请参阅图8至图10所示，其为本申请的实施例三。由于本实施例类似于上述实施例二，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例二的差异大致说明如下：
于本实施例中，所述电路载板1于所述固晶区113凹设形成一置晶槽13；也就是说，多个所述第一焊接垫111位于所述置晶槽13的外侧，并且每个所述第一焊接垫111与所述置晶槽13呈间隔设置、并较佳是相隔有不大于100微米(μm)的一间隔距离D，但本申请不受限于此。
所述电子芯片4设置于所述置晶槽13内(如：所述电子芯片4的所述底侧是面向所述置晶槽13的槽底)，并且所述电子芯片4的所述顶侧相较于所述第一板面11形成有不大于10微米(μm)的一段差G。其中，所述段差G可以是不大于5微米，并且所述段差G较佳是0(如：图10所示，所述电子芯片4的所述顶侧共平面于所述电路载板1的所述第一板面11)。再者，多条所述第一导线W1分别电性耦接多个所述第一连接垫41至多个所述第一焊接垫111，并且每个所述第一连接垫41及其所相连的局部所述第一导线W1皆埋置于所述贴合胶带6内。
据此，本申请实施例所公开的所述非回焊式感测镜头100，其通过将所述感测芯片5以特定条件(如：所述段差G不大于10微米)设置于所述置晶槽13内，以使得每条所述第一导线W1的成形不再受限于所述电子芯片4的高度，因而能够有助于缩短任一个所述第一焊接垫111与其所对应的所述第一连接垫41之间的距离。
需额外说明的是，所述非回焊式感测镜头100于本实施例中是以设置于所述置晶槽13内的所述胶材M(如：导热胶)，而将所述电子芯片4固定于所述置晶槽13内(如：所述电子芯片4的所述底侧与所述置晶槽13的槽底通过所述胶材M而彼此黏接固定)，但本申请不受限于此。举例来说，在本申请未绘示的其他实施例中，所述胶材M也可以被省略或是以其他组件取代。
[本申请实施例的技术效果]
综上所述，本申请实施例所公开的非回焊式感测镜头，通过上述多个组件之间的搭配，以使其整体架构实现无须回焊的效果，据以降低位于所述配置空间内的组件(如：所述电子芯片、所述感测芯片、所述贴合胶带、多条所述第一导线、多条所述第二导线、所述支撑胶层、及所述透光片之间的连接)所需的耐高温要求，进而降低所述非回焊式感测镜头的材料成本、并提升产品的良率。
进一步地说，本申请实施例所公开的非回焊式感测镜头，其因为不用经过回焊流程，所以也就不用经过相对应的测试流程，进而有效地简化了整个生产流程，以能提升所述非回焊式感测镜头的生产效率。
此外，本申请实施例所公开的非回焊式感测镜头，其在所述感测芯片的所述底面预配置有所述贴合胶带，以利于所述感测芯片可以通过所述贴合胶带而平稳地贴附于所述电子芯片上，进而实现多芯片堆栈的微型化架构。
以上所公开的内容仅为本申请的优选可行实施例，并非因此局限本申请的专利范围，所以凡是运用本申请说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本申请的专利范围内。

Claims (10)

1.一种非回焊式感测镜头，其特征在于，所述非回焊式感测镜头包括：
一电路载板，包含有一第一板面与位于所述第一板面相反侧的一第二板面；其中，所述电路载板于所述第一板面上包含有一固晶区、位于所述固晶区外侧的多个第一焊接垫、及位于多个所述第一焊接垫外侧的多个第二焊接垫；
一光学模块，包含：
一框架，固定于所述电路载板的所述第一板面；
至少一个透镜，安装于所述框架内，并且至少一个所述透镜的中心轴线沿经所述固晶区；及
一滤波片，安装于所述框架内且位于所述中心轴在线；其中，所述框架、所述滤波片、及所述第一板面共同包围形成有一配置空间，而所述固晶区、多个所述第一焊垫、与多个所述第二焊垫位于所述配置空间内；
一电子芯片，设置于所述固晶区上，并且所述电子芯片包含有位于其顶侧的多个第一连接垫；
多条第一导线，分别电性耦接多个所述第一连接垫至多个所述第一焊接垫；
一感测芯片与一贴合胶带，所述感测芯片包含有位于其顶面的一感测区域及位于所述感测区域外侧的多个第二连接垫，所述贴合胶带贴附于所述感测芯片的底面；其中，所述感测芯片通过所述贴合胶带贴附于所述电子芯片的所述顶侧，而使所述感测区域垂直于所述中心轴线；
多条第二导线，分别电性耦接多个所述第二连接垫至多个所述第二焊接垫；
一支撑胶层，呈环状且设置于所述感测区域的外侧；以及
一透光片，设置于所述支撑胶层上且面向所述透光片，以使所述透光片、所述支撑胶层、及所述感测芯片的所述顶面共同包围形成有一封闭空间。
2.依据权利要求1所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，所述非回焊式感测镜头进一步包含形成于所述第一板面的一密封胶体，并且所述密封胶体围绕于所述电子芯片、所述感测芯片、所述支撑胶层、及所述透光片的外侧，而每条所述第一导线的至少局部、每条所述第二导线的至少局部、多个所述第一焊接垫、及多个所述第二焊垫皆埋置于所述密封胶体之内。
3.依据权利要求2所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，多个所述第一连接垫位于所述贴合胶带的外侧，并且多条所述第一导线与多个所述第一连接垫皆埋置于所述密封胶体之内。
4.依据权利要求2所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，至少一个所述第一连接垫及其所相连的局部所述第一导线皆埋置于所述贴合胶带内。
5.依据权利要求4所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，所述电路载板于所述固晶区凹设形成一置晶槽，所述电子芯片设置于所述置晶槽内，并且所述电子芯片的所述顶侧相较于所述第一板面形成有不大于10微米的一段差。
6.依据权利要求2所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，所述第一板面平行所述第二板面，并且所述电路载板未于所述第一板面形成有任何凹槽。
7.依据权利要求1所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，多个所述第一焊接垫与多个所述第二焊接垫彼此呈错位设置。
8.依据权利要求2所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，至少一个所述第二连接垫位于所述支撑胶层的外侧、并埋置于所述密封胶体之内。
9.依据权利要求2所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，至少一个所述第二连接垫及其所相连的局部所述第二导线皆埋置于所述支撑胶层之内。
10.依据权利要求1所述的非回焊式感测镜头，其特征在于，当一光线穿过至少一个所述透镜时，所述滤波片用以供对应于所述感测区域的所述光线的波段能够穿过；所述非回焊式感测镜头包含有位于所述配置空间内的至少一个被动电子组件；其中，至少一个所述被动电子组件安装于所述电路载板的所述第一板面。
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