CN202977417U - 具有感应装置的载板封装结构 - Google Patents

Abstract

一种具有感应装置的载板封装结构，包含提供一具有第一平面、第二平面及一隔离墙的载板，一发光元件、一光感测元件及相应的封装层，此种封装结构能用于光感应装置的制作，可有效的减少光感应装置的制作工序、元件及制作成本，并进一步缩小光感应装置的体积。

Description

具有感应装置的载板封装结构

技术领域

本实用新型是有关于一种封装结构，特别是有关于一种将发光元件及光感测元件配置到同一块载板的封装结构。

背景技术

将一发光元件及一光感测元件配置到同一块载板，可形成一用途相当广的光感应装置，当有对象遮断发光元件及光感测元件间的光路径时，光感测元件便能判定对象的存在，反之若光感测元件能顺利接收发光元件发射的光，光感测元件便能判定对象不存在。反射式光感应装置即为将发光元件及光感测元件装置于同一侧，靠着是否有对象将发光元件的光反射回光感测元件，以判断对象是否存在。

为了确保光感应装置的准确性，在一般的已知技术中，皆希望光感测元件只会接收到由对象反射回来的光，于是要如何避免光感测元件受到额外的影响，尤其是避免发光元件直接从光感应装置内部照射到光感测元件，便十分的重要。

如前所述，目前的已知技术所使用的光感应装置封装结构有以下几种，首先请参阅图1A，是美国公告专利US8232541所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1A所示，载板90上有发光元件92及光感测元件94，以透明材质在载板上封装以形成封装盖98，在封装盖98上切出一沟槽96，在沟槽96中填充不透明材质形成光阻挡91。

接着请参阅图1B，是中国台湾专利M363080所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1B所示，载板90上有发光元件92及光感测元件94，以透明材质在载板上封装以形成封装盖98，在封装盖98上切出一沟槽96，在沟槽96以及封装盖98表面涂上不透明涂料95。

接着请参阅图1C，是美国公开专利20100327164所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1C所示，载板90上有发光元件92及光感测元件94，在两元件的中间及两侧放上三块光阻挡91，再以透明盖93盖住整个载板90。

接着请参阅图1D，是美国公告专利US7652244所揭露的一种光感应装置封装结构示意图。如图1D所示，将引线框架97安装到一塑料材质的下盖99上，再将发光元件92及光感测元件94放到引线框架97上，最后在安装发光元件92及光感测元件94的空间中填充透明材质990。

以上的封装结构皆有一些缺点，首先是制作不便，上述所提到的元件，其尺寸大都是以毫米计算，如此的尺寸下所进行的工序每多一道都会造成成本大量增加；接着，因为元件数量多，相对使光感应装置的厚度无法减少，进一步使运用光感应装置的产品尺寸无法缩小。

因此，本实用新型提出一种具有感应装置的载板封装结构，此种封装结构可用于光感应装置的封装，通过对封装结构进行改良，减少了光感应装置的制造工序，相对的减少了制作成本，也能进一步产出更小尺寸的光感应装置。

实用新型内容

为了解决上述有关的问题，本实用新型的一主要目的在于提供一种具有感应装置的载板封装结构，此种封装结构可应用于光传感器的封装。通过一个本身具有阻挡元件的载板，使得在制作光感应装置时，不需要在载板上加上太多的元件，而能产出尺寸更小的光感应装置。

依据上述各项目的，本实用新型提出一种具有感应装置的封装结构，包含：一载板，包括一上表面及相对于上表面的一下表面，并配置有多个贯穿上表面至下表面的载板通孔，其中上表面具有一隔离墙，隔离墙将上表面分割为一第一平面及一第二平面，且于第一平面的载板通孔中至少配置一条载板导线，于第二平面的载板通孔中配置多条载板导线；一发光元件，配置于第一平面，其中，发光元件通过至少一条第一外导线与第一平面中的载板导线电性连接；一光感测元件，配置于第二平面，其中，光感测元件通过多条第二外导线与第二平面中的载板导线电性连接；多个导线接脚，配置于下表面，并与载板导线电性连接；一第一透明封胶层，涂布于第一平面上，以覆盖第一平面、发光元件及第一外导线；及一第二透明封胶层，涂布于第二平面上，以覆盖第二平面、光感测元件及第二外导导线。

其中该第一及第二透明封胶层上方涂有不透明涂料，并分别在该发光元件及该光感测元件的相应位置上留有一照射孔及一接收孔。

该第一及第二透明封胶层为透明环氧树脂。

该不透明涂料为黑色环氧树脂。

该发光元件与该载板之间进一步拥有一第一金属平板。

该光感测元件与该载板之间进一步拥有一第二金属平板。

其中该载板的材质为一种高分子材料所形成。

该具有感应装置的载板封装结构厚度为0.1-1.5mm。

其中该载板与该隔离墙为一体成型。

本实用新型另外提出一种具有感应装置的封装结构，包含：一载板，包括一上表面及相对于上表面的一下表面，并配置有多个贯穿上表面至下表面的载板通孔，其中上表面具有一隔离墙，隔离墙将上表面分割为一第一平面及一第二平面，隔离墙进一步有多个对应载板通孔的挡墙通孔，且有多条内导线配置于隔离墙的挡墙通孔及对应的载板通孔，另有多条载板导线配置于第二平面的载板通孔；一发光元件，配置于第一平面，其中，发光元件通过一条第一外导线与内导线电性连接；一光感测元件，配置于第二平面，其中，光感测元件通过多条第二外导线与内导线电性连接，并通过多条第三外导线与载板导线电性连接；多个导线接脚，配置于下表面，并与内导线与载板导线电性连接；及一透明封装层，是配置于载板的上方，并覆盖第一平面及第二平面，且同时将发光元件、光感测元件、隔离墙及外导线一并覆盖。

其中该发光元件进一步以至少一条第四外导线电性连接至该第一平面的所述载板通孔中的至少一条载板导线。

该透明封装层上方涂有不透明涂料，并在对应该发光元件及该光感侧元件的位置分别留有一照射孔及一接收孔。

该透明封装层为透明环氧树脂。

该不透明涂料为黑色环氧树脂。

其中该发光元件与该载板之间进一步拥有一第一金属平板。

其中该光感测元件与该载板之间进一步拥有一第二金属平板。

其中该载板的材质为一种高分子材料所形成。

其中该载板与该隔离墙为一体成型。

本实用新型的有益效果是：能以较少的工序及较少的制作成本，生产出尺寸更小的光感应装置，也使运用光感应装置的产品尺寸能进一步缩小。

附图说明

为使审查员能进一步了解本实用新型的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例详细说明如后，其中：

图1A是已知的光感应装置封装结构示意图；

图1B是已知的光感应装置封装结构示意图；

图1C是已知的光感应装置封装结构示意图；

图1D是已知的光感应装置封装结构示意图；

图2是本实用新型的第一实施例的载板剖视图；

图3是本实用新型的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图；

图4是本实用新型的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图；

图5是本实用新型的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图；

图6是本实用新型的第二实施例的载板剖视图；

图7是本实用新型的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图；

图8是本实用新型的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图；

图9是本实用新型的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图。

具体实施方式

由于本实用新型主要是揭露一种具有感应装置的载板封装结构，通过提供一本身具有阻挡元件的载板，对现行的工序进行变更，以减少制作成本，并产生尺寸更小的光感应装置产品。而与本实用新型相关的半导体封装技术，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，仅针对本实用新型具有感应装置的载板封装结构其特征处进行详细说明。此外，于下述内文中的附图，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本实用新型特征有关的示意图。

首先，请参阅图2，是本实用新型的第一实施例的载板剖视图。如图2所示，载板12是由高分子材料所构成，例如：聚亚酰铵(Polyimide；PI)或印刷电路板(Printed circuit board；PCB)，其厚度为0.1-1.5mm；其中本实施例的较佳的厚度为0.3-1.3mm。载板12有一上表面12a及相对于上表面12a的一下表面12b，且载板12配置有多个贯穿上表面12a至下表面12b的载板通孔(图中未显示)；上表面12a具有一隔离墙127，隔离墙127将上表面12a分割为第一平面122及第二平面124，在第一平面122的载板通孔(图中未显示)配置一条载板导线(trace)123，并在第二平面124的载板通孔(图中未显示)配置多条载板导线123；载板导线123皆有与载板12的下表面12b配置的多个导线接脚125电性连结，导线接脚125是做为载板12对外部的连接点。

接着，请参阅图3，是本实用新型的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图。如图3所示，在上述图2的载板12中，将一发光元件14配置于载板12的第一平面122，并通过一条外导线(wire)18a与第一平面122的载板通孔(图中未显示)中的载板导线123电性连接；另外再将一光感测元件16配置于载板12的第二平面124，并通过多条外导线18b与第二平面124的载板通孔(图中未显示)中的载板导线123电性连接；其中，外导线18a、18b是以打线(wire bonding)方式形成。

将发光元件14及光感测元件16配置完成后，再分别以透明环氧树脂涂布于第一平面122及第二平面124上，并构成第一透明封胶层1220及第二透明封胶层1240；第一透明封胶层1220同时将第一平面122、发光元件14及连接发光元件14的外导线18a覆盖住；而第二透明封胶层1240则同时将第二平面124、光感测元件16及连接光感测元件16的多条外导线18b覆盖住，且第一透明封胶层1220及第二透明封胶层1240的厚度可低于、等于或高于隔离墙127的高度。而当透明封胶层1220、1240的高度低于或等于隔离墙127的高度时，具有感应装置的载板封装结构1其厚度即为载板12的厚度(0.1-1.5mm)。

另外，在载板12上安装发光元件14及光感测元件16之前，可在欲安装发光元件14及光感测元件16的位置上分别加装一第一金属平板1224及一第二金属平板1244，用以作为安装发光元件14及光感测元件16的插槽。

再接着，请参阅图4，是本实用新型的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图。如图4所示，在第一平面122的第一透明封胶层1220上方涂有以黑色环氧树脂构成的不透明涂料126，并在发光元件14的对应位置上留有一照射孔1222，以供发光元件14的光线穿射出；另外，在第二平面124的第二透明封胶层1240上方亦涂有以黑色环氧树脂构成的不透明涂料126，并在光感测元件16的对应位置上留有一接收孔1242，以供光感测元件16感测外面的光源。

再接着，请同时参阅图3及图5；其中图5是本实用新型的第一实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图。如图3所示，本实用新型的具有感应装置的载板封装结构1使用了发光元件14；在本实施例中，此发光元件14为一种红外光发光二极管(IR-LED)；因IR-LED为上下电极，故发光元件14仅需通过一条外导线18a与一条载板导线123连接；此外，若发光元件14改为同侧电极的LED(例如：绿光LED或蓝光LED)，则如图5所示，此时，具有感应装置的载板封装结构1’的发光元件14’需以多条外导线18a连接到第一平面122的载板通孔(图中未显示)中的多条载板导线123，其余元件配置方式均与图3相同，便不再赘述。

以上实施例仅以载板12另外配置一隔离墙127作说明，另外本实用新型亦可通过加工的方式，例如：蚀刻、冲压或挖掘等，以在载板12上形成第一平面122及第二平面124，使载板12与隔离墙127为一体成型。

接着，请参阅图6，是本实用新型的第二实施例的载板剖视图。如图6所示，载板22是由高分子材料所构成，例如：PI或PCB板，其厚度为0.1-1.5mm；其中本实施例的较佳的厚度为0.3-1.3mm。载板22有一上表面22a及相对于上表面22a的一下表面22b，且载板22配置有多个贯穿上表面22a至下表面22b的载板通孔(图中未显示)；上表面22a具有一隔离墙227，隔离墙227将上表面22a分割为第一平面222及第二平面224，且隔离墙227进一步有多个对应载板通孔(图中未显示)的挡墙通孔(图中未显示)，在隔离墙227的挡墙通孔(图中未显示)及对应的载板通孔(图中未显示)配置多条内导线229，另在第二平面224的载板通孔(图中未显示)配置多条载板导线223；载板导线223及内导线229皆与载板22的下表面22b配置的多个导线接脚225电性连接，导线接脚225是做为载板22对外部的连接点。

接着，请参阅图7，是本实用新型的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构剖视图。如图7所示，在上述图6的载板22中，将一发光元件24配置于载板22的第一平面222，并通过一条外导线28a与靠近第一平面222的内导线229电性连接；另外再将一光感测元件26配置于载板22的第二平面224，并通过多条外导线28b与靠近第二平面224的内导线229电性连接，光感测元件26另通过多条外导线28c与第二平面224的载板通孔(图中未显示)中的载板导线223电性连接；其中，外导线28a、28b、28c是以打线方式形成。

将发光元件24及光感测元件26配置完成后，以透明环氧树脂构成的透明封装层228覆盖住载板22的上表面22a，包括：第一平面222、第二平面224、隔离墙227及在第一平面222及第二平面224上的发光元件24、光感测元件26和外导线28a、28b、28c。

另外，在载板22上安装发光元件24及光感测元件26之前，可在欲安装发光元件24及光感测元件26的位置上分别加装一第一金属平板2224及一第二金属平板2244，用以作为安装发光元件24及光感测元件26的插槽。

再接着，请参阅图8，是本实用新型的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构上视图。如图8所示，在透明封装层228上方涂有以黑色环氧树脂构成的不透明涂料226，且在发光元件24的对应位置上留有一照射孔2222，以供发光元件24的光线穿射出；另外在光感测元件26的对应位置上留有一接收孔2242，以供光感测元件26感测外面的光源。

再接着，请同时参阅图7及图9；其中图9是本实用新型的第二实施例的具有感应装置的载板封装结构使用其他发光元件剖视图。如图7所示，本实用新型的具有感应装置的载板封装结构2使用了发光元件24；在本实施例中，此发光元件24为IR-LED；因IR-LED为上下电极，故发光元件24仅需通过一条外导线28a与一条内导线229连接；此外，若发光元件24改为同侧电极的LED(例如：绿光LED或蓝光LED)，则如图9所示，具有感应装置的载板封装结构2’的发光元件24’除了要以一条外导线28a与一条内导线229连接，需再以至少一条外导线28d连接到第一平面222的载板通孔(图中未显示)中的载板导线223，其余元件配置方式均与图7相同，便不再赘述。

以上实施例仅以载板22另外配置一隔离墙227作说明，另外本实用新型亦可通过加工的方式，例如：蚀刻、冲压或挖掘等，以在载板22上形成第一平面222及第二平面224，使载板22与隔离墙227为一体成型。

由本实用新型所提出的具有感应装置的载板封装结构1、2，能以较少的工序及较少的制作成本，生产出尺寸更小的光感应装置，也使运用光感应装置的产品尺寸能进一步缩小。

虽然本实用新型以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习相像技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (18)

1.一种具有感应装置的载板封装结构，其特征在于，包含：

一载板，包括一上表面及相对于该上表面的一下表面，并配置有多个贯穿该上表面至该下表面的载板通孔，其中该上表面具有一隔离墙，该隔离墙将该上表面分割为一第一平面及一第二平面，且于该第一平面的所述载板通孔中至少配置一条载板导线，于该第二平面的所述载板通孔中配置多条载板导线；

一发光元件，配置于该第一平面，其中，该发光元件通过至少一条第一外导线与该第一平面中的该载板导线电性连接；

一光感测元件，配置于该第二平面，其中，该光感测元件通过多条第二外导线与该第二平面中的所述载板导线电性连接；

多个导线接脚，配置于该下表面，并与所述载板导线电性连接；

一第一透明封胶层，涂布于该第一平面上，以覆盖该第一平面、该发光元件及该第一外导线；及

一第二透明封胶层，涂布于该第二平面上，以覆盖该第二平面、该光感测元件及所述第二外导导线。

2.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该第一及第二透明封胶层上方涂有不透明涂料，并分别在该发光元件及该光感测元件的相应位置上留有一照射孔及一接收孔。

3.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，该第一及第二透明封胶层为透明环氧树脂。

4.根据权利要求2所述的具有感应装置的载板封装结构，该不透明涂料为黑色环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，该发光元件与该载板之间进一步拥有一第一金属平板。

6.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，该光感测元件与该载板之间进一步拥有一第二金属平板。

7.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该载板的材质为一种高分子材料所形成。

8.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，该具有感应装置的载板封装结构厚度为0.1-1.5mm。

9.根据权利要求1所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该载板与该隔离墙为一体成型。

10.一种具有感应装置的载板封装结构，其特征在于，包含：

一载板，包括一上表面及相对于该上表面的一下表面，并配置有多个贯穿该上表面至该下表面的载板通孔，其中该上表面具有一隔离墙，该隔离墙将该上表面分割为一第一平面及一第二平面，该隔离墙进一步有多个对应所述载板通孔的挡墙通孔，且有多条内导线配置于该隔离墙的所述挡墙通孔及对应的所述载板通孔，另有多条载板导线配置于该第二平面的所述载板通孔；

一发光元件，配置于该第一平面，其中，该发光元件通过一条第一外导线与该内导线电性连接；

一光感测元件，配置于该第二平面，其中，该光感测元件通过多条第二外导线与所述内导线电性连接，并通过多条第三外导线与所述载板导线电性连接；

多个导线接脚，配置于该下表面，并与所述内导线与所述载板导线电性连接；及

一透明封装层，是配置于该载板的上方，并覆盖该第一平面及该第二平面，且同时将该发光元件、该光感测元件、该隔离墙及所述外导线一并覆盖。

11.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该发光元件进一步以至少一条第四外导线电性连接至该第一平面的所述载板通孔中的至少一条载板导线。

12.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，该透明封装层上方涂有不透明涂料，并在对应该发光元件及该光感侧元件的位置分别留有一照射孔及一接收孔。

13.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，该透明封装层为透明环氧树脂。

14.根据权利要求12所述的具有感应装置的载板封装结构，该不透明涂料为黑色环氧树脂。

15.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该发光元件与该载板之间进一步拥有一第一金属平板。

16.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该光感测元件与该载板之间进一步拥有一第二金属平板。

17.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该载板的材质为一种高分子材料所形成。

18.根据权利要求10所述的具有感应装置的载板封装结构，其中该载板与该隔离墙为一体成型。

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