TW201309001A - 薄形化影像擷取裝置 - Google Patents

Abstract

一種影像擷取裝置，其結構係由一電路基板設有至少一電子元件，且電路基板上封裝一影像感光元件，並於此感光元件上設一鏡頭以擷取影像，而製法包括製備具有穿孔電路基板、可透光片貼設、影像感光元件封裝、以及可經由電子表面構裝，藉此構成本發明。

Description

薄形化影像擷取裝置

本發明係有關一種影像擷取裝置，尤指一種薄形化之影像擷取裝置。

依目前在市面上販售之筆記型電腦中，部分於螢幕上方裝設有影像擷取模組，以擷取影像供通訊或影像記錄。筆記型電腦在整體之尺寸上以輕薄短小為設計趨勢，且影像擷取模組之畫素值也要求愈高，目前筆記型電腦之殼體厚度最薄者僅0.5公分左右，可供30萬盡素之影像擷取模組(含鏡頭)安裝之空間僅約0.35公分，若依目前影像擷取模組之組裝方式而言，超過30萬者畫素值者整體厚度相對變大，較大畫素值之影像擷取模組在0.35公分之空間內組裝上造成瓶頸，因此各大廠商無不竭盡心力在封裝技術上改良以解決此一問題。

如第18圖所示，為一種習用影像擷取模組之封裝結構90，其包括一感光元件900、一可透光片901、以及一電路基板902，於可透光片901上連接訊號輸出之線路903，以此線路903與感光元件900上之接點904電性連接後以黏膠905封填，可透光片901並於另一側與電路基板902電性連接，以組成此封裝結構90。相較於早期之封裝結構而言，此封裝結構90雖已縮減整體厚度，惟當鏡頭906於電路基板902上組設時，鏡頭906位置必須對應該感光元件900之感測區域，如有稍許誤差即會造成影像不佳，故此封裝結構90必須經由人工校對，始能精確地將鏡頭906安裝於電路基板902上之正確位置，由於實際作業上相當麻煩，因此難於實務上應用。

如第19圖所示，為另一種習用影像擷取模組之封裝結構91，其同樣包括一感光元件910、一可透光片911、以及一電路基板912，電路基板912具有開口913，該可透光片911裝設在感光元件910上，此感光元件910以裝設可透光片911之一面以黏膠914與電路基板912黏著，同時並使感光元件910之焊墊915與電路基板912電性連接，此時可透光片911位於該電路基板912之開口913內，藉此縮減整體厚度以構成此封裝結構91。此封裝結構91相較於前一封裝結構90具有更小的封裝尺寸，惟此封裝結構91與前一封裝結構90具有相同的問題，即難以將鏡頭916經由人工校對而精確地安裝於電路基板912，因此仍難於實務上應用，故目前封裝結構90與封裝結構91未用於實際生產。

如第20圖所示，為另一種習用影像擷取模組之封裝結構92，其同樣包括一感光元件920、一可透光片921、一電路基板922、以及一散熱基材923，該感光元件920與電路基板922皆裝設於散熱基材923上，且電路基板922具有開口924以露出該感光元件920，此感光元件920則以接線925與電路基板922電性連接，而該可透光片921則置於二墊體926上而位於該感光元件920上方，鏡頭927即設於該可透光片921，藉此構成封裝結構92。惟此封裝結構92必須增設該散熱基材923，故封裝結構92整體上仍具有相當之厚度，故仍具有改良空間。

如第21圖所示，為另一種習用影像擷取模組之封裝結構93，包含一感光元件930、一金屬板931、以及一電路基板932，該金屬板931設於該電路基板932底部，該電路基板932中具有一開口933，此開口93之底部裸露出金屬板931，該感光元件930容設於該開口933並黏著於底部之金屬板931，且在感光元件930與電路基板932以金線934電性連接。惟金屬板931與電路基板932材質不同，故受熱時之膨脹係數具有明顯的差異，且黏著上亦有其困難，故實務上常見金屬板931與電路基板932間因受熱膨脹或黏著不佳而脫離，故於搖晃或震動時，感光元件930與電路基板932二者會造成位移，而導致精細的金線934被扯斷。

有鑑於此，在筆記型電腦尺寸縮減以及影像擷取模組之畫素值提昇的趨勢下，如何使影像擷取模組能於封裝結構上相對縮小體積，且能準確地組裝鏡頭以實際生產者，即為本創作之重點所在。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種薄形化之影像擷取裝置，使整體之厚度相較於習用各影像擷取裝置更為縮減，藉此符合目前筆記型電腦薄型殼體之厚度需求。

為達前述之目的，本發明包含：一電路基板，至少有一電子元件，且透過電路而電性連接，此電路基板具有一開孔；一影像感光元件，埋設於該電路基板之開孔，此感光元件具有一感測面。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

請參閱第1圖至第13圖，圖中所示者為本發明所選用之實施例結構及製法，此僅供說明之用，在專利申請上不受此實施例之限制。

本創作係提供一種薄形化之影像擷取裝置，其係包括：如第1～3圖所示，本實施例之影像擷取模組包含一電路基板1、若干電子元件2、一感光元件3、一可透光片4、以及一鏡頭5組裝而成，其中：如第3圖所示，該電路基板1於正面上具有焊墊10，此述之焊墊10係與電路基板1內之電路(圖中未示)相接，前述之若干電子元件2對應連接於此電路基板1之焊墊10上，且透過電路基板1上之電路而電性連接。此電路基板1中具有一開孔11，此開孔的形狀主要供放置該感光元件3，開孔11大小為可順利放入感光元件3，開孔11之尺寸略與感光元件3一致，且電路基板1貼設有厚度約為0.01至0.03公分左右的金屬薄膜12，此金屬薄膜12於本實施例中係對應電路基板1之背面大小而貼設，且於該電路基板1之背面覆蓋該開孔11。

如第3圖所示，該感光元件3埋設於該電路基板1之開孔11，此感光元件3具有一感測面34(此感測面34即鏡頭5投射時接收影像感光之區域)，且對應該電路基板1而具有若干對應之焊墊30，本實施例之若干焊墊30與該感測面34設於感光元件3之同一面上，此感光元件3於底部以膠層31黏著於金屬薄膜12上(此膠層31於本實例中所使用之膠材為導電膠，藉以提供感光元件3透過金屬薄膜12接地)。電路基板1與感光元件3間以第一固定膠32填縫固定，即電路基板1之開孔11與感光元件3間的縫隙以第一固定膠32填入，在第一固定膠32硬化之後使電路基板1與感光元件3形成一體。電路基板1之焊墊10與感光元件3之焊墊30之間以導電線33電性連接，並於電路基板1之焊墊10上以第二固定膠圍13繞包覆導電線33接著處。上述之第二固定膠13為非導電之膠材。

如第3圖所示，該可透光片4於本實施例中為一透光玻璃，以此可透光片4對準該感光元件3之感測面34，且固定於該第二固定膠13上，以此可透光片4覆蓋於該感光元件3上，以此可透光片4封閉該感光元件3之感測面34於該開孔11內，令感光元件3之感光行為不受髒汚及雜光影响。

如第3圖所示，該鏡頭5係於一鏡頭座50內設有擷取影像之鏡片組51，此鏡頭座50以底部對齊該可透光片4，於本實施例中以第三固定膠52黏著定位在電路基板1，此鏡頭座50內之鏡片組51投射之影像即座落於該感光元件4之感測區域中。當然，該鏡頭座50可利用第三固定膠52將底部黏著定位在可透光片4，亦可達到鏡頭座50之定位功效。

由上述之說明可清楚了解本發明於此實施例之具體結構，接著再說明本實施之影像擷取模組之製作方法，包含第4圖所示製備電路基板1，接著如第5圖所示在電路基板1開孔，接著如第6～7圖所示貼設金屬薄膜12，接著如第8圖所示封裝感光元件3，接著如第9圖所示塗佈膠層31，接著如第10圖所示黏著感光元件3，接著如第11圖所示固定感光元件3，接著如第12圖所示打接導電線33，接著如第12圖所示在開孔11周圍封膠，接著如第13圖所示覆蓋透明玻璃4，接著組裝鏡頭5(完成時如第3圖所示)，最後將電子表面構裝(如第7～8圖所示)。

由上述之影像擷取模組之結構及製作方法說明不難發現本發明之優點，在於：

1、依本發明之製作方法所製成之影像擷取模組，其感光元件3係埋設於電路基板1中，且該可透光片4係以較薄之厚度而固定於電路基板1上而覆蓋感光元件3，故相較於習用之各影像擷取模組而言，本發明之影像擷取模組具有更薄的整體厚度，可符合目前薄型筆記型電腦之殼體厚度要求，意即可在目前規格之殼體的0.35公分厚度空間內裝設，故目前筆記型電腦之薄型殼體中即可裝設更高畫素值之影像擷取模組，藉此突破習用技術於裝配上之窘境。

2、目前筆記型電腦的螢幕為盡可能縮減邊框故限制攝影模組寬度最大為0.6公分或0.8公分，故電路基板在此寬度限制下，故依本發明之影像擷取模組雖然晶片尺寸較大，但扣除開孔11寬度仍在兩側留有適切寬度可供設置線路及打線，可本發明可符合寬度尺寸限制。

3、本發明之鏡頭5於組裝時，因可透光片4已於感光元件3上對準感測區域，故僅須將鏡頭座50之底部直接該可透光片4固定，此時鏡頭5內之鏡片組51即可對準該感光元件3之感測區域，以此解決習用鏡頭在組裝上對位困難之問題。

4、該電路基板1於背面所貼設之金屬薄膜12具有屏蔽效果，可有效的阻卻外界或影像擷取模組本身的電磁波所產生之干擾。

5、該感光元件3於電路基板1之開孔11中，以該第一固定膠32於周圍填縫並黏著固定，此時之感光元件3可與電路基板1視為一體，故電路基板1在搖晃或震動之情況下，該感光元件3則與電路基板1同動，即可令電性連接之導電線33於焊墊上維持連結，不會因搖晃或震動等情況而扯斷。

當然，本發明仍存在許多例子，其間僅細節上之變化。請參閱第14圖，係本發明之第二實施例態樣，其中該金屬薄膜12A亦對應電路基板1之背面大小或略小而貼設，且再由電路基板1之背面延伸至側緣。再如第15圖所示，係本發明之第三實施例態樣，其中該金屬薄膜12B係由電路基板1之側緣再延伸至頂緣。又如第16圖所示，係本發明之第四實施例態樣，其中該金屬薄膜12C係由電路基板1之側緣再包覆至電路基板1正面之電子元件2上，僅露出鏡頭5。第二、三及四實施例之金屬薄膜12A、12B、12C的實施例態樣，皆相同可達到電磁波干擾屏蔽之功效。

又請參閱第17圖，為本發明之第五實施例，此實施例之影像擷取模組至少由一電路基板1A、若干電子元件(圖中未示)、一感光元件3A組成，並可在感光元件3A上組裝鏡頭(於圖中未示)。其中，該電路基板1A之焊墊10A位於背面，該感光元件3A之若干焊墊30A設於該感測面34A之相反面上，意即焊墊30A設於該感光元件3A之背面，且與該印制電路板1A之焊墊10A對應地位在同一側，且在金線33A與電路基板1A之焊墊10A及感光元件3A之若干焊墊30A電性連接之位置處以第二固定膠13A包覆。

本實施例之影像擷取模組，其與第一實施例之影像擷取模組主要差異，在於該感光元件3A為一種背照式感測器(Backside Illumination Sensor,BSI)，其若干焊墊30A被設計位在該感測面34A的相反面，而電路基板1A之焊墊10A設計與該若干焊墊30位在同一側，即若干焊墊10A位在電路基板1A背面，因此感光元件3A定位在電路基板1A上後，同樣可利用導電線33A電性連接若干焊墊10A及焊墊30A，以達到影像擷取之功效。

又請參閱第18圖，為本發明之第六實施例，此實施例之影像擷取模組包含一電路基板1B、若干電子元件(圖中未示)、一感光元件3B，並在感光元件3B上組裝鏡頭(於圖中未示)。其中，本實施例之感光元件3B亦為前述之背照式感測器，該電路基板1B之焊墊10B同樣位於背面，該感光元件3B之若干焊墊30B亦設於該感測面34B之相反面上，且電路基板1B之焊墊10B及感光元件3B之若干焊墊30B同樣以導電線33B電性連接，其中，該電路基板1B在其焊墊10B的鄰側設有錫球15B。

其中，該電路基板1B之開孔11B處內部，具有階梯狀形成開孔面積而使開孔11B上下端不同，且如第18圖中所示，該開孔11B下端的面積大於上端的面積，開孔面積較大者為可容置該感光元件3B，開孔面積較小者其尺寸小於該感光元件3B外形，但大於該感光元件3B之感測區域，此感光元件3B之感測面34B以膠層黏著於該電路基板1B開孔11B處之內部階梯狀形成之平面上。此外，該電路基板1B上貼設有一可透光片4B，且其可透光片4B之表面積至少可封閉其開孔11B之一端，該感光元件3B之感測面34B上至少在週圍以膠層黏著於其可透光片4B上。前述電路基板1B與該感光元件3B及該可透光片4B所使用之膠層，於本實施例中可為導電膠，或為放置高分子聚合物。因此，本實施例之構造亦可達到影像擷取之功效。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出專利申請。

(習用部分)

90．．．封裝結構

900．．．感光元件

901．．．可透光片

902．．．電路基板

903．．．線路

904．．．接點

905．．．黏膠

906．．．鏡頭

91．．．封裝結構

910．．．感光元件

911．．．可透光片

912．．．電路基板

913．．．開口

914．．．黏膠

915．．．焊墊

916．．．鏡頭

92．．．封裝結構

920．．．感光元件

921．．．可透光片

922．．．電路基板

923．．．散熱基材

924．．．開口

925．．．接線

926．．．墊體

(本發明部分)

1．．．電路基板

10．．．焊墊

11．．．開孔

12．．．金屬薄膜

13．．．第二固定膠

14．．．鎖附孔

2．．．電子元件

3．．．感光元件

30．．．焊墊

31．．．膠層

32．．．第一固定膠

33．．．導電線

4．．．可透光片

5．．．鏡頭

50．．．鏡頭座

51．．．鏡片組

52．．．第三固定膠

1A．．．電路基板

10A．．．焊墊

3A．．．感光元件

30A．．．焊墊

33A．．．導電線

34A．．．感測面

1B．．．電路基板

10B．．．焊墊

3B．．．感光元件

30B．．．焊墊

33B．．．導電線

34B．．．感測面

15B．．．錫球

第1圖係第一實施例之側視圖示。

第2圖係第一實施例之俯視圖示。

第3圖係第一實施例之感光元件封裝剖視圖示。

第4圖係第一實施例之電路基板預製結構圖示。

第5圖係第一實施例之電路基板之開孔及鎖附孔之結構圖示。

第6圖係第一實施例之電路基板貼金屬薄膜之背面圖示。

第7圖係第一實施例之電路基板貼金屬薄膜之正面圖示。

第8圖係第一實施例之電路基板封裝感光元件之結構圖示。

第9圖係第一實施例之電路基板於開孔塗膠層之示意圖。

第10圖係第一實施例之電路基板於膠層上貼附感光元件之示意圖。

第11圖係第一實施例之感光元件於電路基板固定之示意圖。

第12圖係第一實施例之電路基板與感光元件電性連接及塗膠固定之示意圖。

第13圖係第一實施例之電路基板上固定可透光片之示意圖。

第14圖係第二實施例之金屬薄膜延伸至電路基板側緣之示意圖。

第15圖係第三實施例之金屬薄膜由電路基板側緣再延伸至頂緣之示意圖。

第16圖係第四實施例之金屬薄膜由電路基板側緣再延伸並於正面包覆之示意圖。

第17圖係第五實施例之感光元件封裝剖視圖示。

第18圖係第六實施例之感光元件封裝剖視圖示。

第19圖係第一種習用封裝結構之剖示結構圖。

第20圖係第二種習用封裝結構之剖示結構圖。

第21圖係第三種習用封裝結構之剖示結構圖。

第22圖係第四種習用封裝結構之剖示結構圖。

1．．．電路基板

10．．．焊墊

11．．．開孔

12．．．金屬薄膜

13．．．第二固定膠

3．．．感光元件

30．．．焊墊

31．．．膠層

32．．．第一固定膠

33．．．導電線

4．．．可透光片

5．．．鏡頭

50．．．鏡頭座

51．．．鏡片組

52．．．第三固定膠

Claims (10)

1. 一種薄形化之影像擷取裝置，其係包括：一電路基板，至少有一電子元件，且透過電路而電性連接，此電路基板具有一開孔：一感光元件，埋設於該電路基板之開孔，此感光元件具有一感測面。其中，該感光元件為一種背照式感測器，此感光元件之若干焊墊設於該感測面之相反面上，該電路基板上分別具有若干對應之焊墊，電路基板與感光元件之間以導電線連接各對應之焊墊而電性連接。
2. 依申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中，感光元件外型側邊與電路基板開孔處側邊間以第一固定膠填縫固定。
3. 依申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中，該電路基板開孔處內部具有階梯狀，形成開孔面積上下端不同，開孔面積較大者為可容置該感光元件，開孔面積較小者其尺寸小於該感光元件外形，但大於該感光元件之感測區域，此感光元件之感測面以膠層黏著於該電路基板開孔處之內部階梯狀形成之平面上。
4. 依申請專利範圍第3項所述之影像擷取裝置，其中，該膠層可改放置為高分子聚合物。
5. 依申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中，該電路基板上貼設有一可透光片，且其可透光片之表面積至少可封閉其開孔之一端，該感光元件之感測面上至少在週圍以膠層黏著於其可透光片上。
6. 依申請專利範圍第5項所述之影像擷取裝置，其中，該膠層可改放置為高分子聚合物。
7. 依申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中，該電路基板上設一具有中間開孔可使光線通過的片狀物，且其片狀物之週圍尺寸至少可大於電路基板開孔之一端，並令片狀物開孔尺寸小於感光元件外形，但大於感光元件之感光區，該感光元件之感測面週圍以膠層黏著於其片狀物上。
8. 依申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，其中，該膠層可改放置為高分子聚合物。
9. 依申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中，以一可透光片置於該感光元件之感測面之上方，以此可透光片與其它物件形成封閉該感光元件之感測面於該電路基板開孔內，以令感光元件之感光行為不受髒汚影响。
10. 依申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中具有一鏡頭組，其係於一鏡頭座內設有取像之鏡片，此鏡片成像之焦點落於該感光元件之感測面上，此鏡頭座設置於該感光元件之感測面上方，且鏡頭座之底部以一第三固定膠黏著定位於該電路基板及可透光片二者之其中一者上。