JP3140271U

JP3140271U - 光学センサのパッケージ構造

Info

Publication number: JP3140271U
Application number: JP2007009790U
Authority: JP
Inventors: 鄭家駒; 劉子恆; 徐▲うぇい▼志; 李昆▲勲▼
Original assignee: 敦南科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: US20080157252A1

Abstract

【課題】光学センサのパッケージ構造の提供。
【解決手段】回路基板１、イメージ検知モジュール２及びパッケージ蓋体４が備えられる。イメージ検知モジュールは、回路基板上に電気的に接続されて設置される。パッケージ蓋体は、回路基板上に設置され、一体成型されるように、イメージ検知モジュールを包み込む。複雑で、組立てが容易ではないパッケージ構造の代りに、一体成型されたパッケージ蓋体を利用するため、全体としての体積を低減でき、軽量且つ薄型の構造が実現され、また、生産製造のコストを低減でき、そして、抗静電放電（ＥＳＤ）や防水の効果が得られる。また、一体成型されたパッケージ蓋体により、発光モジュールとイメージ検知モジュールを包み込む。
【選択図】図４

Description

本考案は、光学センサのパッケージ構造に関し、特に、パッケージ蓋体の一体成型を可能とするように、イメージ検知モジュールを包み込むパッケージ構造であり、光学センサのパッケージ構造の簡素化並びにパッケージ構造の組立の簡素化を実現可能とするものに関する。

図１乃至図３は、従来の光学式指紋捕獲モジュールのパッケージ構造である。図示の如く、従来の光学式指紋捕獲モジュールのパッケージ構造は、回路基板（１ａ）、イメージ検知モジュール（２ａ）、発光モジュール（３ａ）、パッケージ蓋体（４ａ）及び二つの透過蓋体（５ａ）の部材からなる。

イメージ検知モジュール（２ａ）と発光モジュール（３ａ）は、それぞれ、回路基板（１ａ）に電気的に接続されて設置される。イメージ検知モジュール（２ａ）は、一若しくは複数の相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップからなる。発光モジュール（３ａ）は、一つ若しくは複数の発光素子（３０ａ）からなる。イメージ検知モジュール（２ａ）のイメージ検知チップと発光モジュール（３ａ）の発光素子（３０ａ）は、それぞれ、複数の金属導線（６ａ、６’ａ）を介して、ワイヤボンディング（Wire-Bonding）により、回路基板（１ａ）に電気的に接続されて設置される。
パッケージ蓋体（４ａ）は、回路基板（１ａ）上に設置される。パッケージ蓋体（４ａ）は、イメージ検知モジュール（２ａ）を露出させる第１の開口部（４０ａ）と発光モジュール（３ａ）を露出させる第２の開口部（４１ａ）を備える。第１の開口部（４０ａ）は、イメージ検知モジュール（２ａ）のイメージ検知チップに対応し、第２の開口部（４１ａ）は、発光モジュール（３ａ）の発光素子（３０ａ）に対応する。
また、回路基板（１ａ）は、位置決め用の第１の位置決め孔（１２ａ）を二つ備える。パッケージ蓋体（４ａ）は、更に、それぞれ、回路基板（１ａ）の各第１の位置決め孔（１２ａ）に対応する第２の位置決め孔（４２ａ）を備える。回路基板（１）とパッケージ蓋体（４ａ）は、二つの第１の位置決め孔（１２ａ）と二つの第２の位置決め孔（４２ａ）により、正確に位置決めされることとなる。
二つの透過蓋体（５ａ）は、イメージ検知モジュール（２ａ）の金属導線（６ａ）を保護して、イメージ検知モジュール（２ａ）と回路基板（１ａ）とが電気的に接触することを確保するものである。

従来の光学式指紋捕獲モジュールのパッケージ構造では、パッケージ蓋体（４ａ）に第１の開口部（４０ａ）と第２の開口部（４１ａ）を形成することにより、イメージ検知モジュール（２ａ）と発光モジュール（３ａ）とが、それぞれ、第１の開口部（４０ａ）と第２の開口部（４１ａ）を透過する光を受光し、及び、第１の開口部（４０ａ）と第２の開口部（４１ａ）を透過させて、光を放射することが可能である。また、パッケージ蓋体（４ａ）は、二つの第２の位置決め孔（４２ａ）と二つの第１の位置決め孔（１２ａ）により、正確に回路基板（１ａ）に位置決めされる。そのため、従来の光学式指紋捕獲モジュールのパッケージ構造では、全体としてのパッケージ構造のパッケージ工程並びに構造の位置決めが、比較的に複雑となり、その結果、生産や組立てのコストが高くなる。

そのため、本考案者は、上記の欠点を改善するため、長年の経験に基づいて、慎重に観察研究し、また、技術的理論を応用して、設計が合理的で、有効に上記の欠点を改善できる本考案を案出した。

本考案に係るパッケージ蓋体は、一体成型されるように、イメージ検知モジュールを包み込むことによって、回路基板上に組み込まれるため、本考案に係るパッケージ構造は、イメージ検知モジュールを包み込むと同時に、パッケージ蓋体が一体成型されることにより、パッケージを完成する。そのため、構造が複雑で工程が簡単ではないパッケージ構造の代りに、本考案を適用すれば、パッケージ構造の全体としての体積を低減でき、軽量且つ薄型化された構造が実現され、また、生産組立てのコストを低減できる光学センサのパッケージ構造を提供可能となる。

本考案は、上記の目的を達成するため、回路基板、イメージ検知モジュール及びパッケージ蓋体を備える光学センサのパッケージ構造を提供する。また、イメージ検知モジュールは、回路基板上に電気的に接続されて設置される。パッケージ蓋体は、回路基板上に設置され、そして、パッケージ蓋体が、一体成型されるように、イメージ検知モジュールを包み込む。

本考案に係るパッケージ蓋体により、イメージ検知モジュールが包み込まれるため、本考案に係る光学センサのパッケージ構造により、イメージ検知モジュールがパッケージされると同時に、パッケージ蓋体が、構造上に、一体成型されるように、組み込まれることとなるため、本考案に係る光学センサのパッケージ構造は、より簡素化でき、工程が、より簡単になり、そして、生産製造コストも低減され、抗ＥＳＤ（Electro Static Discharge）静電放電や防水性及び表面耐磨耗性の機能が得られる。

また、本考案は、発光モジュールを回路基板上に設置することにより、発光モジュールが回路基板上に電気的に接続され、また、発光モジュールとパッケージ蓋体が、一体成型される（当然のことながら、発光モジュールとパッケージ蓋体とが、別体に形成された後に、これらを一緒に組み込むこともできる）。

以下、図面を参照しながら、本考案の技術や手段及びその効果について、詳しく説明するが、本考案は、それによって制限されることがない。
図４乃至図７は、本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例である。図示の如く、本考案は、回路基板（１）、イメージ検知モジュール（２）及びパッケージ蓋体（４）を備える光学センサのパッケージ構造を提供する。

イメージ検知モジュール（２）は、回路基板（１）上に電気的に接続されて設置され、一若しくは複数の相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップ（２０）からなる。

本実施例において、イメージ検知モジュール（２）は、金属導線（５）を介して、ワイヤボンディング（Wire-Bonding）により、回路基板（１）に電気的に接続される（当然のことではあるが、イメージ検知モジュール（２）は、表面実装技術（SMT: Surface Mount Technology）や他の接合方法により、回路基板（１）上に電気的に接続されてもよい）。

本実施形態において、パッケージ蓋体（４）は、回路基板（１）上に設置される。また、パッケージ蓋体（４）は、イメージ検知モジュール（２）に一体成型されるように、イメージ検知モジュール（２）を包み込む。パッケージ蓋体（４）は、透過可能のコロイドである。この透過可能のコロイドは、エポキシ樹脂（Epoxy）からなり、不可視光や可視光が透過できるものである。そのため、光学センサ構造が、関連する発光素子（図示せず）やモジュール上に結合されると、本考案は、走査や誘導等の用途にも適用できる。

図４Ａは、本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例の他の実施態様を示す。
本考案は、更に、回路基板（１）上に、発光モジュール（３）が設置されてもよい。また、パッケージ蓋体（４）は、発光モジュール（３）に一体成型されるように（或いは、発光モジュール（３）とパッケージ蓋体（４）とを別に形成した後、パッケージ蓋体（４）を包み込む形態を採用してもよい）発光モジュール（３）を包み込む。
発光モジュール（３）は、複数の発光素子（３０）から構成される。また、発光モジュール（３）は、金属導線（５’）を介して、回路基板（１）上に電気的に接続され、これにより、発光モジュール（３）が発射した光が、パッケージ蓋体（４）を透過して射出できる。
イメージ検知モジュール（２）は、パッケージ蓋体（４）を介して、そのビームを受光して検知できる。

これにより、本考案に係る光学センサのパッケージ構造は、イメージ検知モジュール（２）を包み込むと同時に、一体成型されるパッケージ蓋体（４）により、ワンタッチでパッケージ動作を完成できる。そのため、構造が、より簡素化され、工程がより簡単であり、また、同時に、抗ＥＳＤや防水及び表面耐磨耗性の機能が向上される。更には、生産組立てのコストを低減できる。

図４Ｂは、本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例の更に他の実施態様を示す。
本実施例において、パッケージ蓋体（４）は、更に、その表面に形成された摺動部（４０）を備える。パッケージ蓋体（４）の摺動部４０は、凹み状であり、摺動部（４０）とその両側辺の表面の高さが、異なる状態となり、摺動部（４０）を利用して、ユーザの指紋を捕獲できる。

また、摺動部（４０）は、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップ（２０）に僅かな間隔で近づくように平行に配される。相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップ（２０）は、抗ＥＳＤ（抗静電放電）や防水性及び表面耐磨耗性の機能が向上されるだけでなく、優れた検知効果が得られる。

図８は、本考案に係る光学センサのパッケージ構造が、もう一つの回路基板に電気的に接続される時の断面図である。
図示の如く、回路基板（１）の内部において、回路レイアウト（Layout）により、複数の導電トレース（Conductive Trace）が形成される（図示せず）。また、それらの導電トレースが、対応するそれらの金属導線（５）ともう一つの回路基板（６）の間に電気的に接続され、或いは、回路基板（１）の側辺に、複数の開放式導電路（１１）が形成されて、回路基板（１）の導電トレース（図示せず）を介して、それぞれ、それらの導電路（１１）に電気的接続がなされる。また、もう一つの回路基板（６）上で電気的接続がなされ、これにより、検知モジュールは、それらの導電トレースを介して、もう一つの回路基板に電気的に接続される。

図９及び図９Ａは、本考案の第２の実施例である。
本実施例において、光学センサのパッケージ構造は、回路基板（１）、イメージ検知モジュール（２）、発光モジュール（３）及びパッケージ蓋体（４）を備える。

イメージ検知モジュール（２）と発光モジュール（３）は、回路基板（１）上に電気的に接続されて設置される。イメージ検知モジュール（２）は、一若しくは複数の相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップ（２０）からなる。発光モジュール（３）は、一若しくは複数の発光素子（３０）からなる。

イメージ検知モジュール（２）は、金属導線（５）を介して、ワイヤボンディング（Wire-Bonding）により、回路基板（１）に電気的に接続される。発光モジュール（３）は、金属導線（５’）を介して、ワイヤボンディング（Wire-Bonding）により、該回路基板（１）に電気的に接続される（当然のことではあるが、イメージ検知モジュール（２）と発光モジュール（３）とが、表面実装技術（SMT: Surface Mount Technology）や他の接合方法により、回路基板（１）上に電気的に接続されてもよい）。

パッケージ蓋体（４）は、回路基板（１）上に設置される。また、パッケージ蓋体（４）は、一体成型されるように、イメージ検知モジュール（２）と発光モジュール（３）を包み込む。パッケージ蓋体（４）は、透過可能のコロイドである。透過可能のコロイドは、エポキシ樹脂（Epoxy）からなり、不可視光や可視光が透過できるため、発光モジュール（３）が発射した光が、パッケージ蓋体（４）を透過して射出でき、イメージ検知モジュール（２）は、パッケージ蓋体（４）を介して、そのビームを受光して検知できる。

これにより、イメージ検知モジュール（２）と発光モジュール（３）を包み込むと同時に、一体成型されるパッケージ蓋体（４）により、パッケージ動作を完成できる。そのため、構造がより簡素化され、工程がより簡単であり、また、同時に、抗ＥＳＤや防水及び表面耐磨耗性の機能が向上され、そして、生産組立てのコストが低減される。

図９Ａは、本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第２の実施例の他の実施態様を示す。
本実施態様において、パッケージ蓋体（４）は、更に、その表面に摺動部（４０）を備える。パッケージ蓋体（４）の摺動部（４０）は、凹み状であり、摺動部（４０）とその両側辺の表面高さが、異なる状態となり、摺動部（４０）を利用して、ユーザの指紋を捕獲可能となる。また、摺動部（４０）は、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップ（２０）に僅かな間隔で近づくように平行に配される。また、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップ（２０）は、抗ＥＳＤ（抗静電放電）や防水性及び表面耐磨性の機能が向上されるだけでなく、優れた検知効果を得ることが可能となる

以上の説明のように、本考案は、パッケージ蓋体（４）で、イメージ検知モジュール（２）と発光モジュール（３）を包み込むことにより、以下に示す利点を得ることができる。
１．パッケージ蓋体を一体成型することにより、イメージ検知モジュールと発光モジュールを包み込むことができるため、その構造をより簡素化でき、また、工程も、より簡単になる。
２．パッケージ蓋体の簡単な構造により、抗ＥＳＤや防水及び表面耐磨耗性の機能が向上され、また、生産組立てのコストを低減できる。
３．パッケージ蓋体の摺動部により、優れた発光や検知効果が得られ、ユーザの指紋を捕獲する成功率や正確性が向上する。

以上は、単に、本考案のより良い実施例を示すものにすぎず、本考案は、それによって制限されることが無く、本考案に係る実用新案登録請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。

従来の光学式指紋捕獲モジュールのパッケージ構造の斜視分解図である。図１の斜視分解図に示すパッケージ構造の組立て図である。図２の組立て図のＡ−Ａ線の断面図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例の斜視分解図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例の他の実施態様を示す図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例の更に他の実施態様を示す図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第１の実施例の斜視組立て図である。図５のＡ−Ａ線の断面図である。図５のＢ−Ｂ線の断面図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造が、もう一つの回路基板に電気的に接続される時の断面図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第２の実施例の斜視分解図である。本考案に係る光学センサのパッケージ構造の第２の実施例の他の実施態様を示す図である。

符号の説明

１ａ・・・・・・回路基板（従来技術）
１２ａ・・・・・第１の位置決め孔（従来技術）
２ａ・・・・・・イメージ検知モジュール（従来技術）
３ａ・・・・・・発光モジュール（従来技術）
３０ａ・・・・・発光素子（従来技術）
４ａ・・・・・・パッケージ蓋体（従来技術）
４０ａ・・・・・第１の開口部（従来技術）
４１ａ・・・・・第２の開口部（従来技術）
４２ａ・・・・・第２の位置決め孔（従来技術）
５ａ・・・・・・透過蓋体（従来技術）
６ａ、６′ａ・・金属導線（従来技術）
１・・・・・・・回路基板（本考案）
１１・・・・・・導電路（本考案）
２・・・・・・・イメージ検知モジュール（本考案）
２０・・・・・・ＣＭＯＳイメージ検知チップ（本考案）
３・・・・・・・発光モジュール（本考案）
３０・・・・・・発光素子（本考案）
４・・・・・・・パッケージ蓋体（本考案）
４０・・・・・・摺動部（本考案）
５、５’・・・・・金属導線（本考案）
６・・・・・・・回路基板（本考案）

Claims

回路基板と、
該回路基板上に、電気的に接続されるように設置されるイメージ検知モジュールと、
前記回路基板上に設置されるとともに、一体成型されるように前記イメージ検知モジュールを包み込むパッケージ蓋体からなることを特徴とする光学センサのパッケージ構造。
前記パッケージ蓋体の表面に、摺動部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記パッケージ蓋体は、エポキシ樹脂（Epoxy）からなる透過コロイドであることを特徴とする請求項１に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記イメージ検知モジュールは、一若しくは複数の相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップからなるとともに、ワイアーボンディングにより複数の金属導線を介して、又は、表面実装技術（ＳＭＴ）により、前記回路基板上に電気的に接続されて設置され、
前記回路基板の内部において、複数の導電トレース（Conductive Trace）が形成され、
前記複数の導電トレースが、対応する前記複数の金属導線ともう一つの回路基板の間に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記回路基板の側辺に、複数の開放式導電路が形成され、
前記回路基板に、複数の導電トレースが配され、
前記複数の導電トレースが、それぞれ、前記複数の導電路に電気的に接続されることにより、もう一つの回路基板に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光学センサのパッケージ構造。
回路基板と、
該回路基板に電気的に接続されて設置されるイメージ検知モジュールと、
前記回路基板に電気的に接続されて設置される発光モジュールと、
前記回路基板に設置されるとともに、一体成型されるように、前記イメージ検知モジュールと前記発光モジュールを包み込むパッケージ蓋体からなることを特徴とする光学センサのパッケージ構造。
前記パッケージ蓋体の表面に、摺動部が設けられることを特徴とする請求項６に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記パッケージ蓋体は、透過コロイドであり、
該透過コロイドは、エポキシ樹脂（Epoxy）からなり、可視光や不可視光が透過できることを特徴とする請求項６に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記発光モジュールは、一若しくは複数の発光素子からなることを特徴とする請求項６に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記イメージ検知モジュールは、一若しくは複数の相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）イメージ検知チップからなるとともに、ワイアーボンディングにより、複数の金属導線を介して、又は、表面実装技術（ＳＭＴ）により、前記回路基板上に電気的に接続されて設置され、
前記回路基板の内部において、複数の導電トレース（Conductive Trace）が形成され、
前記複数の導電トレースが、対応する前記複数の金属導線ともう一つの回路基板の間に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の光学センサのパッケージ構造。
前記回路基板の側辺に、複数の開放式導電路が形成され、
前記回路基板に、複数の導電トレースが配され、
該複数の導電トレースが、それぞれ、前記複数の導電路に電気的に接続されることにより、もう一つの回路基板に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の光学センサのパッケージ構造。