JP2019109915A - Optical detection module and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光検出モジュール及びその製造方法に関し、特に、撮像素子及び発光チップを備える光検出モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a light detection module and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a light detection module including an imaging device and a light emitting chip and a method of manufacturing the same.
光学式マウスを応用する分野では、その光検出モジュールは、主に、レンズ、撮像素子及び光源を備える。常用の光源は、発光ダイオード及びレーザダイオード等の光学素子である。光学式マウスを操作する際に、発光ダイオードが発行する光線は、周辺に発散してレンズに接触し、そして、一連の反射及び屈折を行う。主光路においては、光線が、レンズを透過し、デスクの表面に照射し、デスクの表面によってレンズの集光部に反射され、集光部で集光され、撮像素子によって取り込まれ、そして、デジタル信号処理素子によって光学式マウスが移動した距離及び方向が算出される。 In the field of applying an optical mouse, the light detection module mainly includes a lens, an imaging device and a light source. Common light sources are optical elements such as light emitting diodes and laser diodes. In operating the optical mouse, the light rays emitted by the light emitting diodes diverge to the periphery to contact the lens and perform a series of reflections and refractions. In the main optical path, light passes through the lens, illuminates the surface of the desk, is reflected by the surface of the desk to the focusing portion of the lens, is collected by the focusing portion, is captured by the imaging device, and is digital The signal processing element calculates the distance and direction of movement of the optical mouse.
従来の光学式マウスでは、光検出モジュールの発光チップのパッケージ方法は、一般的に、トランジスタアウトラインパッケージ（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｏｕｔｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ）またはランプパッケージ（ｌａｍｐ ｐａｃｋａｇｅ）である。図１は、従来の光検出モジュール３０を示す。この光検出モジュール３０は、ランプパッケージを採用した垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）３２を光源とし、垂直共振器型面発光レーザ３２が回路基板３４に設置され、撮像素子３６が固定ベース３８の内側に設置される。垂直共振器型面発光レーザ３２と撮像素子３６との間に、レンズ部材４０は設置され、垂直共振器型面発光レーザ３２に生じた光ビーム４２がレンズ部材４０の集光によってデスク４４に照射し、デスク４４に反射された光ビーム４２がレンズ部材４０の集光部３５によって集光され、撮像素子３６に画像を形成する。 In the conventional optical mouse, the method of packaging the light emitting chip of the light detection module is generally a transistor outline package or a lamp package. FIG. 1 shows a conventional light detection module 30. This light detection module 30 uses a vertical cavity surface emitting laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 32 adopting a lamp package as a light source, and the vertical cavity surface emitting laser 32 is installed on the circuit board 34 to capture an image. An element 36 is placed inside the fixed base 38. The lens member 40 is disposed between the vertical cavity surface emitting laser 32 and the imaging device 36, and the light beam 42 generated in the vertical cavity surface emitting laser 32 is applied to the desk 44 by the focusing of the lens member 40. The light beam 42 reflected by the desk 44 is condensed by the condensing unit 35 of the lens member 40 to form an image on the imaging device 36.
この設計では、垂直共振器型面発光レーザ３２のパッケージサイズが大きく（レンズ部材４０を固定するための固定具をさらに設置する必要がある）、且つ、垂直共振器型面発光レーザ３２に生じた光ビーム４２が、デスク４４に照射して撮像素子３６に反射される前に、レンズ部材４０によって長い光路で数回屈折される必要があり、主光路以外の光線が撮像素子３６に受光されないため、光ビーム４２がレンズ部材４０を透過する際に、エネルギー損失が生じ、光路全体の光損失を招きやすくなる。撮像素子３６が取り込む信号が弱すぎ、検出に影響を及ぼすことを回避するために、光信号を補強させるための集光部（図示せず）をレンズ部材４０に設置する以外、垂直共振器型面発光レーザ３２のパワーが小さいわけではない。 In this design, the package size of the vertical cavity surface emitting laser 32 is large (it is necessary to further install a fixture for fixing the lens member 40), and the vertical cavity surface emitting laser 32 is produced. Before the light beam 42 is irradiated to the desk 44 and reflected to the imaging device 36, the lens member 40 needs to be refracted several times in a long optical path, and light beams other than the main optical path are not received by the imaging device 36 When the light beam 42 passes through the lens member 40, energy loss occurs, which tends to cause light loss in the entire light path. Vertical resonator type except that a light collecting portion (not shown) for reinforcing the light signal is provided on the lens member 40 in order to avoid that the signal taken in by the image pickup element 36 is too weak to affect the detection. The power of the surface emitting laser 32 is not necessarily small.
本発明は、従来の技術欠陥を克服し、光線のパワー損失を効果的に低減することを目的とする。 The present invention aims to overcome the deficiencies of the prior art and to effectively reduce the light power loss.
本発明は、センサアレイ及び少なくとも制御ユニットを備え、前記センサアレイが前記制御ユニットに電気的に接続される撮像素子と、外界表面に入射して前記外界表面によって前記センサアレイに反射される光線を発光するための発光チップと、前記撮像素子及び前記発光チップを載置する基板と、前記基板に設置され、前記撮像素子及び前記発光チップを覆い、前記光線の伝達経路において前記光線を透過させるための第一の透光部が設置されるカバーと、を備える光検出モジュールである。 The present invention comprises a sensor array and at least a control unit, wherein the sensor array is electrically connected to the control unit, and an incident light on an external surface and a light beam reflected on the external surface by the external surface. A light emitting chip for emitting light, a substrate on which the imaging device and the light emitting chip are mounted, and the substrate, covering the imaging device and the light emitting chip, and transmitting the light beam in the transmission path of the light beam And a cover on which the first light transmitting portion is installed.
具体的には、前記第一の透光部の直径と前記光線の波長との比率が１０以上である。 Specifically, the ratio of the diameter of the first light transmitting portion to the wavelength of the light beam is 10 or more.
具体的には、前記発光チップがレーザダイオードである。 Specifically, the light emitting chip is a laser diode.
本発明は、センサアレイ及び少なくとも制御ユニットを備え、前記センサアレイが前記制御ユニットに電気的に接続される撮像素子と、外界表面に入射して前記外界表面によって前記センサアレイに反射される光線を発光するための発光チップと、前記撮像素子及び前記発光チップを載置する基板と、前記基板に設置され、前記撮像素子及び前記発光チップを覆い、前記光線の伝達経路に前記光線を透過させるための第一の透光部が設置されるカバーと、前記基板及び前記カバーを載置するベースと、を備え、前記カバーが前記ベースと前記基板との間に位置し、前記ベースに、前記光線の経路において前記光線を透過させるための第二の透光部が設置される光学式マウスのレーザ指向装置をさらに提供する。 The present invention comprises a sensor array and at least a control unit, wherein the sensor array is electrically connected to the control unit, and an incident light on an external surface and a light beam reflected on the external surface by the external surface. A light emitting chip for emitting light, a substrate on which the imaging device and the light emitting chip are mounted, and the substrate, covering the imaging device and the light emitting chip, and transmitting the light beam to the transmission path of the light beam And a base on which the substrate and the cover are placed, the cover is positioned between the base and the substrate, and the light beam is transmitted to the base. The present invention further provides a laser pointing device of an optical mouse provided with a second light transmitting unit for transmitting the light beam in the path of
具体的には、前記第一の透光部及び前記第二の透光部がそれぞれ開口である。 Specifically, the first light transmitting portion and the second light transmitting portion are each an opening.
具体的には、前記第一の透光部の直径と前記光線の波長との比率が１０以上であり、前記第二の透光部の直径と前記光線の波長との比率が１０以上である。 Specifically, the ratio of the diameter of the first light transmitting portion to the wavelength of the light beam is 10 or more, and the ratio of the diameter of the second light transmitting portion to the wavelength of the light beam is 10 or more .
本発明は、ダイアタッチプロセスを行い、撮像ダイ及びレーザダイオードダイを基板に実装し、前記撮像ダイ及び前記レーザダイオードダイを電気的に接続するステップと、前記撮像ダイ及び前記レーザダイオードダイをカバーで覆い、前記カバーに、前記レーザダイオードダイが発光する光線の伝達経路において第一の透光部を設置するステップと、を備える光検出モジュールの製造方法を提供する。 The present invention performs a die attach process, mounts an imaging die and a laser diode die on a substrate, and electrically connecting the imaging die and the laser diode die, and covers the imaging die and the laser diode die with a cover. And providing the cover with the first light transmitting portion in the transmission path of the light beam emitted by the laser diode die.
具体的には、前記ダイアタッチプロセスがチップ直接パッケージプロセスである。 Specifically, the die attach process is a chip direct package process.
具体的には、前記ダイアタッチプロセスは、前記基板の一つの平面に接合材料を形成するステップと、前記レーザダイオードダイ及び前記撮像ダイを前記接合材料に固定し、前記接合材料によって前記レーザダイオードダイ及び前記撮像ダイを接合するステップと、を備える。 Specifically, in the die attach process, a bonding material is formed on one plane of the substrate, the laser diode die and the imaging die are fixed to the bonding material, and the laser diode die is bonded by the bonding material. And bonding the imaging die.
具体的には、前記ダイアタッチプロセスは、前記基板の一つの平面に第一の接合材料を形成するステップと、前記撮像ダイを前記第一の接合材料に固定し、前記第一の接合材料によって前記撮像ダイを接合するステップと、前記撮像ダイの一つの表面に第二の接合材料を形成するステップと、前記レーザダイオードダイを前記第二の接合材料に固定し、前記第二の接合材料によって前記レーザダイオードダイを接合するステップと、を備える。 Specifically, in the die attach process, a first bonding material is formed on one plane of the substrate, and the imaging die is fixed to the first bonding material, and the first bonding material is used. Bonding the imaging die, forming a second bonding material on one surface of the imaging die, securing the laser diode die to the second bonding material, the second bonding material Bonding the laser diode die.
本発明は、光学レンズを設置する必要がなくなり、製造コストを低減でき、さらに、光学式マウスの検出モジュール全体の素子サイズを低減し、光検出モジュールから外界光線反射面までの距離を効果的に短縮できるため、光路全体における光線の光損失を低減し、さらに、光検出モジュールの応答性を上げ、また、光損失の低減により、光源の出力パワーを低減し、さらに、光検出モジュールの応答性を上げ、且つ、節電、省エネルギーの機能を奏する。 The present invention eliminates the need to install an optical lens, reduces the manufacturing cost, reduces the element size of the entire detection module of the optical mouse, and effectively reduces the distance from the light detection module to the external light reflection surface. Because it can be shortened, the light loss of light in the entire light path can be reduced, the responsiveness of the light detection module can be increased, the output power of the light source can be reduced by the reduction of light loss, and the responsiveness of the light detection module Perform functions of power saving and energy saving.
以下に、本発明の実施形態における図面を参照しながら、本発明の実施形態による技術手段を明瞭に、詳細に説明する。 The technical means according to the embodiments of the present invention will be clearly described in detail below with reference to the drawings in the embodiments of the present invention.
図２は、本発明の第一の実施形態による光検出モジュールの構造の概略図である。図２を参照すると、本実施形態では、光検出モジュール１００は、撮像素子１、発光チップ４、基板５及びカバー６を備える。撮像素子１は、センサアレイ１１及び少なくとも制御ユニット１２を備え、センサアレイ１１が電荷結合素子または相補形金属酸化膜半導体撮像素子からなってもよい。発光チップ４が、コヒーレント光源（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）であり、本実施形態では、発光チップ４がレーザダイオードであってもよく、レーザ光線４１を発光する。一実施形態では、基板５が回路基板であり、下表面１５１を備え、この撮像素子１及び発光チップ４が共に基板５の下表面１５１に設置される。そして、カバー６がセンサアレイ１１及び発光チップ４を覆い、且つ、カバー６に、光線４１の伝達経路において光線４１を透過させるための第一の透光部６１が設置される。 FIG. 2 is a schematic view of the structure of the light detection module according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, in the present embodiment, the light detection module 100 includes an imaging element 1, a light emitting chip 4, a substrate 5, and a cover 6. The imaging device 1 may include a sensor array 11 and at least a control unit 12, and the sensor array 11 may be a charge coupled device or a complementary metal oxide semiconductor imaging device. The light emitting chip 4 is a coherent light source. In the present embodiment, the light emitting chip 4 may be a laser diode and emits a laser beam 41. In one embodiment, the substrate 5 is a circuit board and includes the lower surface 151, and the imaging device 1 and the light emitting chip 4 are both mounted on the lower surface 151 of the substrate 5. Then, the cover 6 covers the sensor array 11 and the light emitting chip 4, and the first light transmitting portion 61 for transmitting the light beam 41 in the transmission path of the light beam 41 is installed on the cover 6.
続いて説明すると、図２に示すように、発光チップ４が外界表面５０に照射する光線４１を発光し、光線４１が外界表面５０に反射され、撮像素子１に入射し、撮像素子１のセンサアレイ１１によって、外界表面５０に反射された光線４１が検出される。このように、ユーザが光学式マウスを移動する際に、撮像素子１が取り込む画像が変わっている。 Subsequently, as shown in FIG. 2, the light emitting chip 4 emits a light beam 41 emitted to the external surface 50, the light beam 41 is reflected by the external surface 50, and is incident on the imaging device 1. The array 11 detects the light rays 41 reflected to the external surface 50. As described above, when the user moves the optical mouse, the image captured by the imaging device 1 is changed.
本発明のセンサアレイ１１及び発光チップ４が基板５の下表面１５１に高度に集積され、且つ、カバー６がセンサアレイ１１及び発光チップ４を覆う。カバー６の第一の透光部６１が開口の形状であってもよく、この開口が、外界表面５０によって屈折・散乱された反射光線４１を遮蔽できるフィルタ機能を有する。このように、カバー６を設置することにより、エネルギー収集効率を上げ且つ不要な乱反射及び環境干渉光源を排除することができ、集光のための付加的な光学レンズを設置する必要がなくなるとともに、センサアレイ１１と発光チップ４のダイボンド（ｄｉｅ ｂｏｎｄ）とワイヤボンド（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄ）に対しての防塵と保護を提供できる。 The sensor array 11 and the light emitting chip 4 of the present invention are highly integrated on the lower surface 151 of the substrate 5, and the cover 6 covers the sensor array 11 and the light emitting chip 4. The first light transmitting portion 61 of the cover 6 may have an opening shape, and this opening has a filter function capable of shielding the reflected light beam 41 refracted and scattered by the external surface 50. Thus, by installing the cover 6, energy collection efficiency can be increased and unnecessary diffuse reflection and environmental interference light source can be eliminated, and it is not necessary to install an additional optical lens for focusing. It is possible to provide dust protection and protection against die bond and wire bond of the sensor array 11 and the light emitting chip 4.
図３は、本発明の第二の実施形態による光検出モジュールの構造の概略図である。図３に示される発光チップ４と図２に示される撮像素子１は、共に集積回路７に集積される。基板５が、上記集積回路７を載置するための下表面１５１を有する。具体的には、この集積回路７が光電子集積回路（ＯＥＩＣ、Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）であってもよく、撮像素子１及び発光チップ４が載置板８に電気的に接続されて設置され、そして、載置板８が基板５の下表面１５１に電気的に接続されて設置される。このように、分離型の素子の離散効果による応答速度への制限を低減でき、且つ、小型化、高信頼性、耐震性及び耐衝撃性等の利点を有する。 FIG. 3 is a schematic view of the structure of a light detection module according to a second embodiment of the present invention. Both the light emitting chip 4 shown in FIG. 3 and the imaging device 1 shown in FIG. 2 are integrated in an integrated circuit 7. The substrate 5 has a lower surface 151 for mounting the integrated circuit 7. Specifically, this integrated circuit 7 may be an optoelectronic integrated circuit (OEIC, Optoelectronic Integrated Circuits), and the imaging device 1 and the light emitting chip 4 are electrically connected to the mounting plate 8 and installed, and The mounting plate 8 is electrically connected to the lower surface 151 of the substrate 5. As described above, the limitation to the response speed due to the discrete effect of the separated elements can be reduced, and there are advantages such as miniaturization, high reliability, earthquake resistance, and shock resistance.
図４は、光学式マウスの光検出モジュール１００の構造の概略図である。本発明の光検出モジュール１００を光学式マウス（図示せず）に応用する際に、この光検出モジュール１００が光学式マウスのベース７０に設置される。図２及び図４を参照すると、本実施形態では、発光チップ４がレーザダイオードであり、外界表面５０に照射するレーザ光４１を発光する。この外界表面５０が、このレーザ光をセンサアレイ１１に反射する。このベース７０に、レーザ光４１の伝達経路において第二の透光部６２が設置され、この透光部６２が開口であってもよい。 FIG. 4 is a schematic view of the structure of the light detection module 100 of the optical mouse. When applying the light detection module 100 of the present invention to an optical mouse (not shown), the light detection module 100 is placed on the base 70 of the optical mouse. Referring to FIGS. 2 and 4, in the present embodiment, the light emitting chip 4 is a laser diode, and emits a laser beam 41 irradiated to the external surface 50. The external surface 50 reflects the laser light to the sensor array 11. The second light transmitting portion 62 may be disposed on the base 70 in the transmission path of the laser light 41, and the light transmitting portion 62 may be an opening.
本実施形態では、発光チップ４が発光したレーザ光４１が外界表面５０に照射され、レーザ光４１が外界表面５０に反射された後、ベース７０の第二の透光部６２の開口を介してセンサアレイ１１に入射する。このように、第二の透光部６２の開口のフィルタ機能により、レーザ光４１が外界表面５０に反射された後に生じる散乱光源及び環境光源を排除し、これらの光源によるセンサアレイ１１の応答性への影響を低減する。 In the present embodiment, the laser light 41 emitted from the light emitting chip 4 is irradiated to the external surface 50, and the laser light 41 is reflected to the external surface 50, and then, through the opening of the second light transmitting portion 62 of the base 70. The light is incident on the sensor array 11. Thus, the filter function of the opening of the second light transmission portion 62 eliminates the scattered light source and the environmental light source generated after the laser light 41 is reflected to the external surface 50, and the response of the sensor array 11 by these light sources Reduce the impact on
続いて説明すると、この第二の透光部６２も空間フィルタ機能を有する。レーザ光４１が出射した後、空気内の粒子の散乱または光学素子の欠陥の影響に起因して光線散乱を招く恐れがあり、これらの干渉が総称されて空間騒音と言われる。この第二の透光部６２の直径とレーザ光４１の波長との比率を設定し、第二の透光部６２と発光チップ４の空間配置距離を調整し、例えば、本実施形態では、この第二の透光部６２の直径とレーザ光４１の波長との比率が１０以上であることにより、この第二の透光部６２が空間フィルタ機能を有し、光線散乱を招く空間騒音干渉を排除する。 If it continues and demonstrates, this 2nd light transmission part 62 also has a space filter function. After the laser beam 41 is emitted, light scattering may occur due to scattering of particles in the air or a defect of an optical element, and these interferences are collectively referred to as space noise. The ratio of the diameter of the second light transmitting portion 62 to the wavelength of the laser light 41 is set, and the spatial arrangement distance between the second light transmitting portion 62 and the light emitting chip 4 is adjusted. In this embodiment, for example, Since the ratio of the diameter of the second light transmitting portion 62 to the wavelength of the laser light 41 is 10 or more, the second light transmitting portion 62 has a space filter function and spatial noise interference that causes light scattering. Exclude.
図５を参照すると、図５は、本発明の第三の実施形態によるセンサアレイの構造の概略図である。本実施形態によるセンサアレイ１１が、複数の検出素子１１１からなるセンサアレイ組１１２を備える。当該複数の検出素子１１１が固体撮像素子であってもよく、フォトゲート（ｐｈｏｔｏｇａｔｅ）、フォトダイオード（固定型、選択固定型または非固定型）または電荷結合素子（ＣＣＤ， ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を含むが、これらに限定されない。本発明の一実施形態では、この検出素子がフォトダイオードであり、特に、周知の相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ， Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）プロセスを使用し、特別にカバーの設計を変更する必要がなくなり、フォトダイオードタイプの相補形金属酸化膜半導体撮像素子（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ−ｔｙｐｅ ＣＭＯＳ ｉｍａｇｅｒ）を製造できる。 Referring to FIG. 5, FIG. 5 is a schematic view of the structure of a sensor array according to a third embodiment of the present invention. The sensor array 11 according to the present embodiment includes a sensor array set 112 including a plurality of detection elements 111. The plurality of detection elements 111 may be solid-state imaging elements, and include photogates, photodiodes (fixed type, selective fixed type or non-fixed type), or charge coupled devices (CCDs). Not limited to these. In one embodiment of the present invention, the detection element is a photodiode, in particular, using the well-known Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) process, which requires special modification of the cover design Thus, it is possible to manufacture a photodiode-type complementary metal oxide semiconductor imaging device (photodiode-type CMOS imager).
図６を参照すると、図６は、本発明による光検出モジュールの製造プロセスの概略図である。この光検出モジュール１００の製造プロセスは、撮像ウエハーに対してプローブカードによって撮像測定及び光源測定を行い、そして、不良のウエハーにマークをつけ、ウエハー実装（ｗａｆｅｒ ｍｏｕｎｔ）を行い、ウエハー実装が行われた撮像ウエハーの電気的特性をプローブカードによって測定するステップと、そして、撮像ウエハーを薄く研磨し、タッピングし、切断し、非タッピングすることにより、複数の撮像ダイを形成するステップと、この撮像ダイをダイアタッチプロセス（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓ）で基板に実装するステップと、レーザダイオードダイをダイアタッチプロセスでこの基板に実装し、レーザダイオードダイを検出半導体集積回路の近くに貼り付け、または、レーザダイオードダイを検出半導体集積回路に貼り付け、そのうち、撮像ダイ及びレーザダイオードダイを電気的に接続するステップと、この撮像ダイ及びこのレーザダイオードダイを硬化させるステップと、プラズマで表面を清浄した後、この撮像ダイ及びこのレーザダイオードダイにワイヤをボンディングするステップと、この撮像ダイ及びこのレーザダイオードダイをカバーで覆い、このカバーに、レーザダイオードダイが発光する光線の伝達経路に第一の透光部を設置するステップと、最後に、硬化させ、モールディングし、検知するステップとを備える。 Referring to FIG. 6, FIG. 6 is a schematic view of a manufacturing process of the light detection module according to the present invention. In the process of manufacturing the light detection module 100, an imaging measurement and a light source measurement are performed on the imaging wafer by a probe card, and a defective wafer is marked, wafer mounting is performed, and wafer mounting is performed. Measuring the electrical characteristics of the imaged wafer by means of a probe card; and forming a plurality of imaging dies by lightly polishing, tapping, cutting and non-tapping the imaged wafer; and the imaging die. Mounting the laser diode die on the substrate by the die attach process, and mounting the laser diode die on the substrate by the die attach process, and affixing the laser diode die near the detection semiconductor integrated circuit or the laser diode die Detect Affixing to an integrated circuit, wherein electrically connecting the imaging die and the laser diode die; curing the imaging die and the laser diode die; cleaning the surface with plasma; Bonding a wire to a laser diode die, covering the imaging die and the laser diode die with a cover, and placing a first light transmitting portion on a transmission path of a light beam emitted by the laser diode die. And finally curing, molding and sensing.
続いて説明すると、図５に示すように、このダイアタッチプロセスは、チップ直接パッケージプロセス、例えば、ピン挿通プロセス（ＰＴＨ、Ｐｉｎ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）または表面実装プロセス（ＳＭＴ、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）である。
続いて説明すると、上記ダイアタッチプロセスは、基板の一つの平面に接合材料を形成するステップと、レーザダイオードダイ及び撮像ダイをこの接合材料に固定し、この接合材料によってレーザダイオードダイ及び撮像ダイを接合するステップとを備える。
Subsequently, as shown in FIG. 5, this die attach process is a chip direct package process, for example, a pin insertion process (PTH, Pin Through Hole) or a surface mount process (SMT, Surface Mount Technology).
Subsequently, in the die attach process, the bonding material is formed on one plane of the substrate, the laser diode die and the imaging die are fixed to the bonding material, and the bonding material is used to form the laser diode die and the imaging die. And bonding.
続いて説明すると、上記ダイアタッチプロセスは、基板の一つの平面に第一の接合材料を形成するステップと、撮像ダイをこの第一の接合材料に固定し、この第一の接合材料によって撮像ダイを接合するステップと、撮像ダイの一つの表面に第二の接合材料を形成するステップと、レーザダイオードダイをこの第二の接合材料に固定し、この第二の接合材料によってレーザダイオードダイを接合するステップとを備える。 Subsequently, in the die attach process, the first bonding material is formed on one plane of the substrate, and the imaging die is fixed to the first bonding material. Bonding the laser diode die to the second bonding material, and bonding the laser diode die by the second bonding material. And the step of
以上により、本発明の光検出モジュールは、以下の利点を備える。
１．本発明の光検出モジュールは、光学式マウスのコヒーレント光源を集積し、集光のための付加的な光学レンズを設置する必要がなくなることにより、光学式マウスの検出モジュール全体の素子サイズを低減するとともに、光路全体における光線の光損失を低減し、さらに、光検出モジュールの応答性を上げ、節電、省エネルギーの機能を奏する。
As described above, the light detection module of the present invention has the following advantages.
1. The light detection module of the present invention reduces the element size of the entire detection module of the optical mouse by integrating the coherent light source of the optical mouse and eliminating the need to install an additional optical lens for collection. At the same time, the light loss of the light beam in the entire optical path is reduced, and further, the responsiveness of the light detection module is improved to achieve the functions of power saving and energy saving.
２．本発明の光検出モジュールは、直接パッケージで、発光チップ及び撮像素子をそれぞれ基板に貼り付け、または、発光チップ及び撮像素子を集積回路に集積して基板に実装し、組み立てを完成することにより、基板の使用面積を低減する。 2. The light detection module of the present invention can be achieved by directly attaching a light emitting chip and an imaging device to a substrate with a direct package, or by mounting the light emitting chip and the imaging device on an integrated circuit and mounting the substrate on a substrate. Reduce the usage area of the substrate.
３．本発明の光検出モジュールは、基板に設置されるカバー及びベースに設置される第二の透光部により、散乱した反射光を遮蔽し、導光構造の垂直運動による光検出モジュールへの影響を回避する。普通の光検出システムと異なり、本装置は、有効な光路を短縮及び保護し、異なる使用表面に優れた光指向機能を奏する。 3. The light detection module according to the present invention shields the scattered reflected light by the cover installed on the substrate and the second light transmitting unit installed on the base, and influences the light detection module by the vertical movement of the light guide structure. To avoid. Unlike ordinary light detection systems, the present device shortens and protects the effective light path and provides excellent light directing function on different used surfaces.
以上は、本発明の好適な実施形態であるが、当業者にとっては、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に、若干の改善及び改良を加えてもよく、また、これらの改善及び改良が請求の範囲に記載された範疇に属する。 The above are preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art may add some improvements and improvements without departing from the scope of the present invention, and these improvements and improvements Belongs to the category described in the scope of.
３０ 光検出モジュール
３２ 垂直共振器型面発光レーザ
３４ 回路基板
３５ 集光部
３６ 撮像素子
３８ 固定ベース
４０ レンズ部材
４２ 光ビーム
４４ デスク
１００ 光検出モジュール
１ 撮像素子
１１ センサアレイ
１１１ 検出素子
１１２ センサアレイ組
１２ 制御ユニット
４ 発光チップ
４１ 光線
５０ 外界表面
５ 基板
６ カバー
７ 集積回路
８ 載置板
６１ 第一の透光部
６２ 第二の透光部
７０ ベース
１５１ 下表面
Reference Signs List 30 light detection module 32 vertical cavity surface emitting laser 34 circuit board 35 light collecting unit 36 image pickup element 38 fixed base 40 lens member 42 light beam 44 desk 100 light detection module 1 image pickup element 11 sensor array 111 detection element 112 sensor array set 12 control unit 4 light emitting chip 41 light ray 50 external surface 5 substrate 6 cover 7 integrated circuit 8 mounting plate 61 first light transmitting portion 62 second light transmitting portion 70 base 151 lower surface
Claims (11)
外界表面に入射して前記外界表面によって前記センサアレイに反射される光線を発光するための発光チップと、
前記撮像素子及び前記発光チップを載置する基板と、
前記基板に設置され、前記撮像素子及び前記発光チップを覆い、前記光線の伝達経路において前記光線を透過させるための第一の透光部が設置されるカバーと、を備え、
前記撮像素子及び前記発光チップが共に前記基板の下表面に設置され、前記発光チップが前記撮像素子の外側の近所に設置され、前記第一の透光部が開口であり、前記光線が、順に前記第一の透光部の開口を介して前記外界表面に直接照射され、前記外界表面に反射された後、前記第一の透光部の開口を介して前記センサアレイに直接入射することを特徴とする光検出モジュール。 An imaging device including a sensor array and at least a control unit, the sensor array being electrically connected to the control unit;
A light emitting chip for emitting light that is incident on an external surface and is reflected by the external surface to the sensor array;
A substrate on which the imaging element and the light emitting chip are mounted;
And a cover disposed on the substrate, covering the imaging element and the light emitting chip, and having a first light transmitting portion for transmitting the light beam in the transmission path of the light beam .
The imaging element and the light emitting chip are both disposed on the lower surface of the substrate, the light emitting chip is disposed in the vicinity outside the imaging element, the first light transmitting portion is an opening, and the light beam is in order It is possible that the external surface is directly irradiated through the opening of the first light transmitting portion, reflected on the external surface, and then directly incident on the sensor array through the opening of the first light transmitting portion. Features a light detection module.
前記撮像素子及び前記発光チップが載置板に電気的に接続されて設置され、前記載置板が前記基板の下表面に電気的に接続されて設置されることを特徴とする請求項１に記載の光検出モジュール。 The light emitting chip is disposed in the vicinity on the outer side of the sensor array, and the control unit is disposed in the vicinity on the other side of the sensor array;
The image pickup device and the light emitting chip are electrically connected to a mounting plate and installed, and the mounting plate is electrically connected to a lower surface of the substrate and installed. Light detection module as described .
外界表面に入射して前記外界表面によって前記センサアレイに反射される光線を発光するための発光チップと、
前記撮像素子及び前記発光チップを載置する基板と、
前記基板に設置され、前記撮像素子及び前記発光チップを覆い、前記光線の伝達経路において前記光線を透過させるための第一の透光部が設置されるカバーと、
前記基板及び前記カバーを載置するベースと、を備え、
前記カバーが前記ベースと前記基板との間に位置し、前記ベースに、前記光線の経路において前記光線を透過させるための第二の透光部が設置され、
前記撮像素子及び前記発光チップが共に前記基板の下表面に設置され、前記発光チップが前記撮像素子の外側の近所に設置され、前記第一の透光部及び前記第二の透光部がそれぞれ開口であり、前記光線が、順に前記第一の透光部の開口及び前記第二の透光部の開口を介して前記外界表面に直接照射され、前記外界表面に反射された後、順に前記第二の透光部の開口及び前記第一の透光部の開口を介して前記センサアレイに直接入射することを特徴とする光学式マウスのレーザ指向装置。 An imaging device including a sensor array and at least a control unit, the sensor array being electrically connected to the control unit;
A light emitting chip for emitting light that is incident on an external surface and is reflected by the external surface to the sensor array;
A substrate on which the imaging element and the light emitting chip are mounted;
A cover disposed on the substrate, covering the imaging element and the light emitting chip, and provided with a first light transmitting portion for transmitting the light beam in a transmission path of the light beam;
And a base on which the substrate and the cover are placed;
The cover is located between the base and the substrate, and the base is provided with a second light transmitting portion for transmitting the light beam in the path of the light beam,
The imaging device and the light emitting chip are both installed on the lower surface of the substrate, the light emitting chip is installed in the vicinity outside the imaging device, and the first light transmitting unit and the second light transmitting unit are respectively The light beam is an aperture, and the light beam is directly irradiated to the external surface through the aperture of the first light transmitting portion and the aperture of the second light transmitting portion in order, and after being reflected by the external surface, the light beam is sequentially emitted. A laser pointing device for an optical mouse, which is directly incident on the sensor array through an opening of a second light transmitting portion and an opening of the first light transmitting portion .
前記撮像素子及び前記発光チップが載置板に電気的に接続されて設置され、前記載置板が前記基板の下表面に電気的に接続されて設置されることを特徴とする請求項５に記載の光学式マウスのレーザ指向装置。 The light emitting chip is disposed in the vicinity on the outer side of the sensor array, and the control unit is disposed in the vicinity on the other side of the sensor array;
The image pickup device and the light emitting chip are electrically connected to a mounting plate and installed, and the mounting plate is electrically connected to a lower surface of the substrate and installed. Laser pointing device for an optical mouse as described .
前記撮像ダイ及び前記レーザダイオードダイをカバーで覆い、前記カバーに、前記レーザダイオードダイが発光する光線の伝達経路において第一の透光部を設置するステップと、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の光検出モジュールを製造するための光検出モジュールの製造方法。 Performing a die attach process, mounting an imaging die and a laser diode die on a substrate, and electrically connecting the imaging die and the laser diode die;
The covered with the imaging die and covering the laser diode die, the claims in the cover, characterized in that it comprises the steps of: said laser diode die is placed a first transparent portion in the transmission path of the light rays emitting A method of manufacturing a light detection module for manufacturing a light detection module according to any one of 1 to 4 .
前記基板の一つの平面に接合材料を形成するステップと、
前記レーザダイオードダイ及び前記撮像ダイを前記接合材料に固定し、前記接合材料によって前記レーザダイオードダイ及び前記撮像ダイを接合するステップと、を備えることを特徴とする請求項８に記載の光検出モジュールの製造方法。 The die attach process is
Forming a bonding material in one plane of the substrate;
9. The light detection module according to claim 8 , further comprising the steps of: fixing the laser diode die and the imaging die to the bonding material; and bonding the laser diode die and the imaging die by the bonding material. Manufacturing method.
前記基板の一つの平面に第一の接合材料を形成するステップと、
前記撮像ダイを前記第一の接合材料に固定し、前記第一の接合材料によって前記撮像ダイを接合するステップと、
前記撮像ダイの一つの表面に第二の接合材料を形成するステップと、
前記レーザダイオードダイを前記第二の接合材料に固定し、前記第二の接合材料によって前記レーザダイオードダイを接合するステップと、を備えることを特徴とする請求項８に記載の光検出モジュールの製造方法。 The die attach process is
Forming a first bonding material in one plane of the substrate;
Securing the imaging die to the first bonding material and bonding the imaging die with the first bonding material;
Forming a second bonding material on one surface of the imaging die;
Securing the laser diode die to the second bonding material, and bonding the laser diode die with the second bonding material. 9. A light detection module according to claim 8 , wherein: Method.
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