CN1430286A - 光模块、电路板及其电子机器 - Google Patents

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Abstract

一种光模块、电路板及其电子机器，在基板(42)的上方设置具有光学部(12)和电极(24)的光学芯片(10)。光学芯片(10)由框体(44)所包围。光学部(12)由第1密封部(30)密封。光学芯片(10)的电极(24)和基板(42)的布线(46)之间的连接部由第2密封部(52)密封。从而实现小型化的密封结构的光模块、电路板及其电子机器。

Description

说明书 光模块、电路板及其电子机器
技术领域
本发明涉及一种光模块、电路板及其电子机器。
背景技术
周知有将传感器芯片安装在框体上，在框体上安装镜头的固体摄像装置。在现有技术的固体摄像装置中，为了保护传感器芯片和电连接部等免受湿气，需要采用密封框体的结构，这使得装置大型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有小型化的密封结构的光模块、电路板及其电子机器。
(1)有关本发明的光模块包括
设置了布线的基板、
是设置在上述基板得上方的光学芯片、包括光学部和与上述布线电连接的电极的光学芯片、
在上述基板的上方至少包围上述光学芯片而设置的框体、
设置在上述光学芯片上的密封上述光学部的第1密封部、
密封上述光学芯片的上述电极和上述基板的上述布线之间的电连接部的第2密封部。
依据本发明，即使不在框体上采用密封结构，也可以保护光学部以及电连接部免受湿气、灰尘、毛絮等的侵入。
(2)在该光模块中，也可以是上述框体设置在上述光学芯片的上方以及侧方，
上述框体中在上述光学部的上方设置第1开口部，在上述第1开口部内安装镜头。
(3)在该光模块中，也可以是上述框体包括支承设置在上述光学芯片的上方的镜头的第1部、和与上述基板直接连接并将上述第1部支承在上述光学部的上方的第2部，
通过移动上述第1部，可以调节上述镜头和上述光学部之间的距离。
(4)在该光模块中，也可以是上述第2部具有第2开口部，
在上述第1部的外侧上设置第1螺纹，
在上述第2部的上述第2开口部的内侧上设置第2螺纹，
上述第1部和上述第2部通过上述第1螺纹和上述第2螺纹结合，利用上述第1螺纹和上述第2螺纹可以移动上述第1部。
(5)在该光模块中，也可以是在上述光学芯片上，在上述光学部的外侧配置上述电极，
避开上述电极形成上述第1密封部，
上述第2密封部形成为粘附在上述第1密封部的侧面而不粘附在其上面。
(6)在该光模块中，也可以是在上述基板上进一步包括电路芯片，
上述光学芯片设置在上述电路芯片的上方。
(7)在该光模块中，也可以是上述基板具有外部端子。
(8)在该光模块中，也可以是上述第1密封部包括配置在上述光学部的上方的板部、设置在上述基板和上述板部之间支承上述板部的撑挡部。
(9)在该光模块中，也可以是上述撑挡部在上述光学部的周围连续形成，
在上述光学部和上述板部之间形成空隙。
(10)在该光模块中，上述空隙也可以是真空。
(11)在该光模块中，也可以是在上述空隙中充入氮气或者干燥气体。
(12)在该光模块中，也可以是上述撑挡部是连接上述光学部和上述板部的层。
(13)在该光模块中，也可以是上述板部至少可以通过可见光，而不通过红外线。
(14)在该光模块中，也可以是上述光学部包括图像传感用的排成阵列的多个光接收元件。
(15)在该光模块中，也可以是上述光学部在上述光接收元件的上方具有彩色滤光片。
(16)在该光模块中，也可以是上述光学部在上述光学芯片的表面上具有微型镜头阵列。
(17)有关本发明的电路板，安装有上述光模块。
(18)有关本发明的电子机器，其特征在于，包括上述光模块。
附图说明
图1是有关本发明实施例的光模块的图。
图2(A)以及图2(B)是有关本发明实施例的光模块的第1密封部的图。
图3是有关本发明实施例的光模块中的第1密封部的变形例的图。
图4是有关本发明实施例的光模块中的第1密封部的变形例的图。
图5是有关本发明实施例的光模块的变形例的图。
图6是有关本发明实施例的光模块的变形例的图。
图7是有关本发明实施例的电子机器的图。
图8是有关本发明实施例的电子机器的图。
图9(A)以及图9(B)是有关本发明实施例的电子机器的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例。
图1表示有关本发明实施例的光模块以及电路板的图。光模块具有光学芯片10。图2(A)以及图2(B)是光学芯片的剖面图以及平面图。
光学芯片10具有光学部12，光学部12是光入射或者发射的部分。另外，光学部12将光能转换成其他能量(例如电能)。也就是说，光学部12包括多个能量转换元件(光接收元件、光发射元件)14。在本实施例中，光学部12为光接收部。多个能量转换元件(光接收元件或者图像传感器元件)14排列成二维阵列，进行图像传感。也就是说，在本实施例中，光模块是图像传感器(例如CCD、CMOS传感器)。能量转换元件14由钝化膜16所覆盖。钝化膜16具有透光性。当在半导体基板(例如半导体晶圆)上制造光学芯片10时，也可以由SiO2、SiN形成钝化膜16。
光学部12，也可以具有彩色滤光片18。彩色滤光片18形成在钝化膜16上。另外，也可以在彩色滤光片18上设置平坦化层20，在其上也可以设置微型镜头阵列。
在光学芯片10上形成多个电极24。电极24虽然具有在衬垫(pad)上形成的凸块，但也可以只由衬垫形成。电极24形成在光学部12的外侧。也可以沿光学芯片10的多个边(例如对向的2个边或者四个边)或者一边配置电极24。
光学部12由第1密封部30所密封。由于有第1密封部30，所以即使不通过基板42和框体44对光学芯片10进行密封，也可以保护光学部12免受湿气。第1密封部30直接设置在光学芯片10上。第1密封部30包括板部32以及撑挡部34。第1密封部30避开电极24设置。
板部32配置在光学部12的上方。板部32的形状并没有特别限定，例如可以是四边形。板部32具有透光性。作为板部32可以使用光学玻璃和具有透光性的塑料。板部32只要具有透光即可而不论其损失的大小。但是，更优选透射率高而损失小的材料。另外，也可以是只透过特定波长的光。例如，板部32也可以是通过可见光而不使红外光通过的材料。另外，也可以是对可见光损失小，而对红外光损失大的材料。另外，也可以对板部32实施光学处理，使其对可见光损失小，而对红外光损失大。例如，可以在板部32上设置对可见光损失小而对红外光损失大的膜。
撑挡部34连续形成在光学部的周围。撑挡部34也可以采用树脂构成。例如，也可以采用热固化性树脂或者光固化性树脂等形成。此外，热固化性树脂或者光固化性树脂所形成的撑挡部34通过临时固化可以防止其变形。因此，可以防止构成撑挡部34的树脂蔓延到光学部12上。热可塑性树脂如果是紫外线固化型树脂，在临时固化时可以采用紫外光照射。或者也可以采用金属形成撑挡部34。这时，撑挡部34为了与板部32和光学部12固定，也可以使用焊料，也可以使用粘接剂。另外，板部32和撑挡部34也可以采用同一材料一体形成。这时，例如，板部32和撑挡部34采用光学玻璃或具有透光性的塑料等构成。
板部32和撑挡部34密封光学部22。撑挡部34支承板部32，在板部32和光学部12之间形成空隙。该空隙被密封。另外，该空隙也可以比大气压低，也可以是真空，也可以充满氮气或者干燥气体。
光模块包括基板42和框体44。框体44设置在基板42的上方并具有包围光学芯片10的形状。基板42具有布线46。另外，基板42具有外部端子48。框体44上具有镜头54。
基板42，例如是陶瓷基板。在基板42上，安装光学芯片10。详细讲，使形成光学部12的面朝上，以面部朝上的状态焊接在基板42上。此外，也可以采用粘接剂固定光学芯片10和基板42。在基板42上形成有布线46。另外，在基板42上设置了外部端子48。在图1所示的例中。虽然采用布线46的一部分作为外部端子48，也可以采用焊锡球作为外部端子48。外部端子48也可以是和电路板70连接的端子。
布线46和光学芯片10的电极24成电连接。这种电连接也可以采用导线50进行引线连接。布线46和电极24的电连接部由第2密封部52所密封。由于有第2密封部52存在，所以即使基板42和框体44不是密封结构，也可以保护布线46和电极24的电连接部免受湿气。作为第2密封部52，也可以采用树脂。这时，也可以采用浇灌设置树脂。第2密封部52也可以形成为不粘附在第1密封部30的上面(透光面)。第2密封部52也可以粘附在第1密封部30的侧面(不要求透光的面)。
框体44安装在基板42上。安装也可以使用粘接剂。框体44的一部分位于形成光学芯片10的光学部12的面的上方。
在框体44上安装镜头54。框体44包括成为与基板42的安装部的第2部56和成为镜头支架的第1部58。在第1部58上安装镜头54。在第1以及第2部58、56上，在光学部12的上方，形成第1以及第2开口部62、60。第1以及第2开口部62、60连通。并且，在第1部58的第1开口部62内安装镜头54。镜头54也可以通过包括利用在第1部58的内侧形成的螺钉(图中未画出)使其可以沿第1开口部62的轴方向移动的压紧件的按压结构(图中未画出)固定在第1开口部62内。这时，压紧件优选具有透光性。也就是说，镜头54位于光学部12的上方。在第1部58的外侧和第2部56的第2开口部60的内侧上形成第1以及第2螺纹68、66，由这些螺纹将第1以及第2部58、56连接。因此，通过第1以及第2螺纹68、66，可以使第1以及第2部58、56沿第1以及第2开口部68、66的轴方向移动。这样，可以调节镜头54的焦距。
上述光模块安装在电路板70上。在电路板70上，形成布线图形72，光模块的外部端子48与布线图形72连接。在连接中，可以使用包含焊锡的焊料(软焊料、硬焊料)、粘接剂、各向异性导电材料、各向异性导电膜中的任一种，也可以采用金属连接。
本发明并不限定于上述实施例，可以进行各种变形。例如，本发明，包括与实施例中所说明的构成实质上是相同的构成(例如，功能、方法和结构上相同的构成、或者目的和结果上相同的构成)。另外，本发明包括将实施例中所说明的构成中非本质性的部分替换后的构成。另外，本发明包括与实施例中所说明的构成具有相同作用效果的构成，或者可以达到同一目的的构成。另外，本发明包括在实施例中所说明的构成中添加了公知技术的构成。
(其它实施例)。
图3表示有关本发明实施例的光模块的变形例的图。在图3中示出了和上述实施例不同的第1密封部。第1密封部80包括一体形成的平板部82和撑挡部84。例如，可以采用树脂射出成形的方法形成第1密封部80。撑挡部84例如可以采用粘接剂粘接在光学芯片10上。其他部分的详细说明和上述实施例相同。
图4表示有关本发明实施例的光模块的变形例的图。在图4中示出了和上述实施例不同的第1密封部。第1密封部90包括一体形成的平板部92和撑挡部94。撑挡部94是粘接光学部12和平板部92的层。作为撑挡部94，也可以使用树脂(例如热可塑性树脂)。作为撑挡部94也可以使用粘接剂。当撑挡部94在微型镜头阵列22上形成时，为了提高微型镜头阵列22的聚光率，也可以使两者的光的绝对折射率不同。详细讲，撑挡部94的绝对折射率，当微型镜头阵列22是图4所示的凸透镜时，比微型镜头阵列22的绝对折射率小。相反，当微型镜头阵列22是凹透镜时，撑挡部94的绝对折射率比微型镜头阵列22的绝对折射率大。
图5是有关本发明实施例的光模块的变形例的图。图5所示的光模块，包括重叠了光学芯片10的电路芯片(半导体芯片)100。详细讲，在电路芯片100上安装光学芯片10。在安装中，可以使用粘接剂。电路芯片100以面部朝下的状态焊接在基板102上(面部朝下焊接结构)。也就是说，使形成有电路芯片100的电极(凸块)的面，朝向形成有布线104的基板102的方向，进行电连接。光学芯片10和电路芯片100通过布线104电连接。其它详细说明和图1所示的光模块相同。
图6是有关本发明实施例的光模块的变形例的图。图6所示的光模块，包括重叠了光学芯片10的电路芯片(半导体芯片)110。详细讲，在电路芯片110上安装光学芯片10。在安装中，可以使用粘接剂。电路芯片110以面部朝上的状态焊接在基板102上(面部朝上焊接结构)。也就是说，使形成有电路芯片100的电极(凸块)的面，朝向与形成有布线104的基板102相反的方向，例如通过导线116进行电连接。光学芯片10和电路芯片110可以通过布线114电连接，也可以通过导线进行电连接。其它详细说明和图1所示的光模块相同。
依据图5和图6所示的结构，例如，可以实现光学芯片10与用于经其能量转换后的信号处理等的电路芯片100、110的一体化，因而可以显著减小光模块的体积。因此，可以有效使光模块小型化。
作为有关本发明的实施例的电子机器，图7所示的笔记本型微机1000具有组装了光模块的照相机1100。另外，图8所示的数码相机2000具有光模块。另外，图9(A)以及图9(B)所示的携带电话电话3000具有组装了光模块的照相机3100。

Claims (18)

1.一种光模块，其特征在于，包括：
设置了布线的基板；
设置在所述基板的上方、并具有光学部和与所述布线电连接的电极的光学芯片；
设置在所述基板的上方并至少包围所述光学芯片的框体；
设置在所述光学芯片上、密封所述光学部的第1密封部；以及
密封所述光学芯片的所述电极和所述基板的所述布线之间的电连接部的第2密封部。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述框体设置在所述光学芯片的上方以及侧方，
所述框体中，在所述光学部的上方设置有第1开口部，在所述第1开口部内安装有镜头。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述框体包括：支承位于所述光学部上方的镜头的第1部、和与所述基板直接连接并将所述第1部支承在所述光学部的上方的第2部，
通过对所述第1部进行移动，使所述镜头与所述光学部之间的距离可以调节。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第2部具有第2开口部，
在所述第1部的外侧设有第1螺纹，
在所述第2部的所述第2开口部的内侧设有第2螺纹，
所述第1部和所述第2部是通过所述第1螺纹和所述第2螺纹结合的，并通过所述第1螺纹和所述第2螺纹使所述第1部可以移动。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光模块，其特征在于，在所述光学芯片上，在所述光学部的外侧配置所述电极，
避开所述电极形成所述第1密封部，
所述第2密封部形成为粘附在所述第1密封部的侧面而不粘附在其上面。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的光模块，其特征在于，在所述基板的上方还包括电路芯片，
所述光学芯片设置在所述电路芯片的上方。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的光模块，其特征在于，所述基板具有外部端子。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的光模块，其特征在于，所述第1密封部包括：配置在所述光学部的上方的板部、和设置在所述基板与所述板部之间并支承所述板部的撑挡部。
9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述撑挡部连续形成在所述光学部的周围，
在所述光学部和所述板部之间形成有空隙。
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述空隙为真空。
11.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，在所述空隙中充入氮气或者干燥气体。
12.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述撑挡部是连接所述光学部和所述板部的层。
13.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述板部至少可以使可见光通过，而不使红外线通过。
14.根据权利要求1～4中任一项所述的光模块，其特征在于，所述光学部包括图像传感用的排成阵列的多个光接收元件。
15.根据权利要求14所述的光模块，其特征在于，所述光学部在所述光接收元件的上方具有彩色滤光片。
16.根据权利要求14所述的光模块，其特征在于，所述光学部在所述光学芯片的表面上具有微型镜头阵列。
17.一种电路板，其特征在于，安装有权利要求1～4中任一项所述的光模块。
18.一种电子机器，其特征在于，具有权利要求1～4中任一项所述的光模块。
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