TW201413316A

TW201413316A - 部分鏤空基板之模組結構

Info

Publication number: TW201413316A
Application number: TW101134359A
Authority: TW
Inventors: Shin-Dar Jan
Original assignee: Larview Technologies Corp
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-04-01
Also published as: TWI495918B

Abstract

本發明提供一部分鏤空基板之模組結構，包括：一基板，具有一鏤空區域；一主晶片，具有一感測區域；至少一元件，其中主晶片與至少一元件配置於與基板之鏤空區域之中，其中主晶片、至少一元件與基板位於同一層；一支撐架，配置於基板之上；一透明基板，配置於支撐架之上，約略對準感測區域；以及一透鏡架，配置於支撐架之上，一透鏡固定於透鏡架之中約略對準透明基板及感測區域。

Description

部分鏤空基板之模組結構

本發明係關於半導體元件模組結構，特別係利用部分鏤空基板以降低模組結構高度與大小之部分鏤空基板之模組結構。

傳統的照相模組包括一影像感測器及一或多個透鏡組。透鏡組設置於影像感測器之上，以將入射光線的影像映至影像感測器之上。具有影像感測器之照相模組可以應用於數位相機、數位影像記錄器、手機、智慧型手機、監視器及其他具有照相功能的電子產品。照相模組不僅需要滿足輕薄短小之要求，且需要有較佳的照相性能。

於照相模組之中，隨著鏡頭模組的解析度愈來愈高，為了保證影像品質，需要越來越嚴格的控制各項影響成像品質的因素。現行的模組設計中，影像感測器晶片與其他主動元件或被動元件均配置於基板之上，因此加大了模組結構的大小與高度。並且，為了提升影像品質以及影像處理的速度，主動元件與被動元件的數量也會隨之增加，而原先的基板上表面的空間不足以容納時，則更需要加大原先的基板的尺寸。這正與目前電子產品小型化的趨勢要求相牴觸。

根據以上之習知技術的缺點，本發明提出一種嶄新的部分鏤空基板之模組結構，以降低模組結構的大小與高度。

鑒於上述之缺點，本發明之一目的在於提供一種整合主動/被動元件、影像感測器以及部分鏤空基板於一電路板之模組結構，以降低模組結構的大小與高度。

本發明提供一種部分鏤空基板之模組結構，包括：一基板，具有一鏤空區域；一主晶片，具有一感測區域；至少一元件，其中主晶片與至少一元件配置於與基板之鏤空區域之中，其中主晶片、至少一元件與基板位於同一層；一支撐架，配置於基板之上；一透明基板，配置於支撐架之上，約略對準感測區域；以及一透鏡架，配置於支撐架之上，一透鏡固定於透鏡架之中約略對準透明基板及感測區域。

上述鏤空區域包括一中心部分區域與二側部分區域，中心部分區域得以容納主晶片，而二側部分區域得以容納至少一元件。

根據本發明之另一觀點，鏤空區域包括一中心部分區域與第一側區域，中心部分區域得以容納主晶片，而第一側區域得以容納該至少一元件之第一部分元件。其中至少一元件包括第一部分元件與第二部分元件，第二部分元件係配置於基板之第二側非鏤空區域之上表面之上。

此外，其中透鏡架為一塑膠件或一驅動機構，驅動機構包括一音圈馬達或一微機電系統。

根據本發明之又一觀點，上述模組結構更包含一第二基板，其中主晶片、至少一元件與基板配置於第二基板之上。

本發明將配合實施例與隨附之圖式詳述於下。應可理解者為本發明中所有之實施例僅為例示之用，並非用以限制。因此除文中之實施例外，本發明亦可廣泛地應用在其他實施例中。且本發明並不受限於任何實施例，應以隨附之申請專利範圍及其同等領域而定。

本發明提供一種部分鏤空基板之模組結構，該模組結構係利用部分鏤空的基板以降低模組結構的高度。換言之，本發明之模組結構之基板具有一鏤空區域，得以讓影像感測晶片、主動及/或被動元件配置於其中；亦即這些主動及/或被動元件、影像感測晶片與基板配置於同一水平面或同一層，因而可以有效地降低整體模組結構的高度與大小。

第一圖顯示整合主動/被動元件、影像感測器以及基板之模組結構之截面圖。如第一圖所示，其中透鏡架整合主動/被動元件、影像感測器以及基板而成為一具有感光作用的模組結構，其可以應用於手機之照相模組。其中模組結構主要包含基板100、晶片101、主動/被動元件103、支撐架104、透明基板106、透鏡107以及透鏡架108。

在本發明之中，透鏡架108整合透鏡107、透明基板106、支撐架104、主動/被動元件103、晶片101以及基板100以形成立方體模組結構。

本發明之透鏡架108可以為單純塑膠件或驅動機構/元件(actuator)，附著於支撐架104之上；而支撐架104附著於基板100之上以完成本發明之模組結構。舉例而言，上述驅動機構或元件包括音圈馬達(Voice Coil Motor：VCM)的結構設計或微機電系統(MEMS)結構。目前在成像裝置中，音圈馬達普遍應用於驅動照像模組之鏡頭部分，以進行對焦。

基板100具有一凹槽以利於晶片101配置於其上。晶片101可以透過一導電層或非導電黏著層附著於基板100之凹槽之上。導電層可以作為一黏著層，形成於基板100之上。在本發明之一實施例中，導電層之材料包括導電膠或導電膜，透過一印刷、塗佈或其它製程以形成一圖案膠於基板之上。導電材料層可以選擇性地塗佈於基板100之上。舉例而言，晶片101為一影像感測器，其上表面具有一感測區域以及接觸墊形成於其上。基板100為一印刷電路板或軟性印刷電路板。基板100的尺寸較晶片101的尺寸大，以利於晶片101得以完全附著於基板100之上。

一黏著層(未圖示)形成於基板100(的側邊)之上。支撐架104可以藉由黏著層而附著於基板100之上，而晶片101配置於支撐架104與基板100之間。支撐架104具有：一形成於其中的凹槽結構，以接收或容納晶片101以及主動/被動元件103；一穿孔結構具有開口區域以利於晶片101之感測(主動)區域以及接觸墊可以裸露出來。晶片101配置於基板100之凹槽之中，而主動/被動元件103則配置於基板100之二側之上表面之上。

此外，支撐架104的穿孔結構的旁側有一環形凹槽結構，其上有容置空間可以使得透明基板106配置於其上。亦即支撐架104得以承載透明基板106。透明基板106例如為一玻璃基板或其他透明材料所形成之基板，配置於基板100之上以覆蓋影像感測晶片101之感測區域之上方，結果產生透明基板106及感測區域之間的間隙(凹洞)。透明基板106覆蓋影像感測晶片101之感測區域，可以降低粒子污染以提升模組結構之良率。透明基板106可以與感測區域所佔面積相同或者比其稍大。

透明基板(玻璃基板)106可以為圓形或方形型態。透明基板(玻璃基板)106可以選擇性地塗佈紅外線塗層以作為濾波之用，用於過濾通過透鏡107的某一波段的光波。

一黏著層105形成於支撐架104(的側邊)之上，而透鏡架108之底部藉由黏著層105而附著於支撐架104之上。其中透鏡107係固定於透鏡架108之中，透過透鏡架108以支撐透鏡107。此外，透鏡架108亦可以固定於支撐架104之上以支撐透鏡107。在本實施例之模組結構中，透明基板106配置於透鏡架108之下，以及透鏡107與晶片101之間。換言之，透鏡107係約略對準透明基板106與晶片101。

如上所述，主晶片101係配置於基板100之凹槽之中，而其他主動/被動元件103則配置於基板100之二側之上表面之上。在一例子中，若主動/被動元件103的數量增加，而原先的基板100上表面的空間不足以容納所有的若主動/被動元件103時，則需要加大原先的基板100的尺寸。舉例而言，元件103，例如為一驅動晶片(driver IC)，配置於基板100的外側之上，並且驅動晶片103上表面103b接觸透鏡架108的底部。驅動晶片103透過其下的焊接球103a而電性連接基板100之上表面。因此，元件103配置於透鏡架108與基板100之間。如第二圖所示若要維持原先所設計的高度，元件103與透鏡架108將有部分會互相重疊。若要解決與透鏡架108的重疊問題，將因而增加了模組結構的高度，如第二圖所示。

另一解決方法，主動/被動元件(標示虛線的所有元件)103配置於主晶片100之外的基板100的外側(一側)之上，如此即加大了模組結構的大小，如第三圖所示。在第三圖中，感測晶片101具有一感測區域101a，並且其係配置於基板100之凹槽之中。

在另一例子中，主動/被動元件(標示虛線的所有元件)103配置於主晶片100之外的基板100的外側(二側)之上，如第四圖所示。同樣地，由於主動/被動元件103配置於基板100的外側的上表面之上，因此模組結構的大小被加大，並且模組結構的高度也被提高，如第五圖所示。其中基板100係透過一導電層102而附著於另一基板110的表面之上。導電層可以作為一黏著層，形成於基板110之上。在一實施例中，導電層之材料包括導電膠或導電膜，透過一印刷、塗佈或其它製程以形成於基板110之上。在第四圖中，基板100上具有接觸墊101b以利於電性連接其它元件。

如第六圖所示，顯示本發明之部分鏤空基板之模組結構之一實施例之示意圖。在本實施例中，基板100a結構與第四圖之基板100結構不同之處在於：基板100a結構具有一鏤空區域100b，而基板100沒有鏤空區域。基板100結構中只有一凹槽部分(區域)以容納影像感測晶片101，並且元件103係形成於基板100之上表面之上。基板100a結構之鏤空區域100b包括基板100a中心部分以及二側部分的鏤空區域，中心部分的鏤空區域得以容納影像感測晶片101，使感測晶片101配置於其中；而二側部分的鏤空區域得以容納元件103，使元件103配置於其中。在本實施例中，感測晶片101、元件103以及基板100a係配置於同一平面(或者是同一層)之上，如第八圖所示。舉例而言，在第八圖中，感測晶片101(未圖示於第八圖中)、元件103以及基板100a係配置於基板110之上。因此，在模組結構中，感測晶片101與元件103的高度不會影響到整體模組結構於X、Y與Z方向的尺寸。其中基板100a係透過一導電層102而附著於基板110的表面之上。基板110例如為一印刷電路板或一軟性印刷電路板。在一實施例中，基板110的數目可以為一個、二個或以上之複數個電路板。換言之，在複數個電路板的例子中，感測晶片101與元件103可以選擇性地配置於基板110之任一個基板之上。基板110可以延伸至立方體模組結構之外，以利於與外界的電子元件電性連接。

在另一實施例中，基板100a結構包括一鏤空區域 100c，其包括中心部分以及單側部分的鏤空區域，中心部分的鏤空區域得以容納影像感測晶片101，使感測晶片101配置於其中；而單側部分的鏤空區域得以容納一部分的元件103，使元件103配置於其中。基板100a的另一側部分沒有鏤空，因此元件103’係形成於基板100a的另一側之上表面之上。在本實施例中，感測晶片101、元件103以及基板100a係配置於同一平面(或者是同一層)之上，如第八圖所示。舉例而言，在第八圖中，感測晶片101(未圖示於第八圖中)、元件103以及基板100a係配置於基板110之上。基板100a結構之鏤空區域100b包括基板100a的中心部分區域以及二側部分區域的鏤空區域，中心部分的鏤空區域得以容納影像感測晶片101，使感測晶片101配置於其中；而二側部分的鏤空區域得以容納元件103，使元件103配置於其中。在本實施例中，感測晶片101、元件103以及基板100a係配置於同一平面(或者是同一層)之上，如第八圖所示。舉例而言，在第八圖中，感測晶片101(未圖示於第八圖中)、元件103以及基板100a係配置於基板110之上，而元件103’(未圖示於第八圖中)係形成於基板100a的另一側之上表面之上。

綜合上述，在第六與七圖的組裝完成之模組結構中，感測晶片101、元件103以及基板100a係配置於同一平面(或者是同一層)之上，因此可以降低模組結構的高度(厚度)。

在一實施例中，基板100為一印刷電路板。基板100 之材質可為有機基板，例如環氧樹脂型FR5或FR4、雙馬來醯亞胺-三氮雜苯樹脂(Bismaleimide Triazine：BT)。此外，玻璃、陶瓷以及矽亦可以作為基板100之材質。

對熟悉此領域技藝者，本發明雖以實例闡明如上，然其並非用以限定本發明之精神。在不脫離本發明之精神與範圍內所作之修改與類似的配置，均應包含在下述之申請專利範圍內，此範圍應覆蓋所有類似修改與類似結構，且應做最寬廣的詮釋。

100、100a、110‧‧‧基板

100b、100c‧‧‧鏤空區域

101‧‧‧晶片

101a‧‧‧感測區域

101b‧‧‧接觸墊

102‧‧‧導電層

103、103，‧‧‧主動/被動元件

103a‧‧‧焊接球

103b‧‧‧上表面

104‧‧‧支撐架

105‧‧‧黏著層

106‧‧‧透明基板

107‧‧‧透鏡

108‧‧‧透鏡架

第一圖顯示一整合主動/被動元件、影像感測器以及基板之晶片模組結構之截面圖。

第二圖顯示一整合主動/被動元件、影像感測器以及基板之晶片模組結構之截面圖。

第三圖顯示一整合主動/被動元件、影像感測器以及基板之晶片模組結構之示意圖。

第四圖顯示一整合主動/被動元件、影像感測器以及基板之晶片模組結構之示意圖。

第五圖顯示一主動/被動元件形成於一基板上之截面圖。

第六圖顯示一整合主動/被動元件、影像感測器以及部分鏤空基板之晶片模組結構之示意圖。

第七圖顯示一整合主動/被動元件、影像感測器以及部分鏤空基板之晶片模組結構之示意圖。

第八圖顯示一主動/被動元件、影像感測器以及部分鏤空基板形成於一基板上之截面圖。

100a‧‧‧基板

100b‧‧‧鏤空區域

101‧‧‧晶片

101a‧‧‧感測區域

101b‧‧‧接觸墊

103‧‧‧主動/被動元件

Claims

一種部分鏤空基板之模組結構，包括：一基板，具有一鏤空區域；一主晶片，具有一感測區域；至少一元件，其中該主晶片與該至少一元件配置於與該基板之該鏤空區域之中，其中該主晶片、該至少一元件與該基板位於同一層；一支撐架，配置於該基板之上；以及一透鏡架，配置於該支撐架之上，一透鏡固定於該透鏡架之中約略對準該感測區域。
如請求項第1項之部分鏤空基板之模組結構，其中該鏤空區域包括一中心部分區域與二側部分區域，該中心部分區域得以容納該主晶片，而該二側部分區域得以容納該至少一元件。
如請求項第1項之部分鏤空基板之模組結構，其中該鏤空區域包括一中心部分區域與第一側區域，該中心部分區域得以容納該主晶片，而該第一側區域得以容納該至少一元件之第一部分元件。
如請求項第3項之部分鏤空基板之模組結構，其中該至少一元件包括該第一部分元件與第二部分元件，該第二部分元件係配置於該基板之第二側非鏤空區域之上表面之上。
如請求項第1項之部分鏤空基板之模組結構，其中該透鏡架為一塑膠件或一驅動機構，其中該驅動機構包括一音圈馬達或一微機電系統。
如請求項第1項之部分鏤空基板之模組結構，更包含一第二基板，其中該主晶片、該至少一元件與該基板配置於該第二基板之上。
如請求項第6項之部分鏤空基板之模組結構，其中該鏤空區域包括一中心部分區域與二側部分區域，該中心部分區域得以容納該主晶片，而該二側部分區域得以容納該至少一元件。
如請求項第6項之部分鏤空基板之模組結構，其中該鏤空區域包括一中心部分區域與第一側區域，該中心部分區域得以容納該主晶片，而該第一側區域得以容納該至少一元件之第一部分元件。
如請求項第8項之部分鏤空基板之模組結構，其中該至少一元件包括該第一部分元件與第二部分元件，該第二部分元件係形成於該基板之第二側非鏤空區域之上表面之上。
如請求項第6項之部分鏤空基板之模組結構，其中該透鏡架為一塑膠件或一驅動機構，其中該驅動機構包括一音圈馬達或一微機電系統。
如請求項第1項之部分鏤空基板之模組結構，更包含一透明基板，配置於該支撐架之上，約略對準該感測區域。
如請求項第11項之部分鏤空基板之模組結構，其中該鏤空區域包括一中心部分區域與二側部分區域，該中心部分區域得以容納該主晶片，而該二側部分區域得以容納該至少一元件。
如請求項第11項之部分鏤空基板之模組結構，其中該鏤空區域包括一中心部分區域與第一側區域，該中心部分區域得以容納該主晶片，而該第一側區域得以容納該至少一元件之第一部分元件。
如請求項第13項之部分鏤空基板之模組結構，其中該至少一元件包括該第一部分元件與第二部分元件，該第二部分元件係形成於該基板之第二側非鏤空區域之上表面之上。
如請求項第11項之部分鏤空基板之模組結構，其中該透鏡架為一塑膠件或一驅動機構，其中該驅動機構包括一音圈馬達或一微機電系統。