TW201539258A - 高靜電防護之電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置，包含一基板及一光電元件封裝。該光電元件封裝包含一光源、一影像感測器及複數引腳。該光源用以朝向該光電元件封裝之一底面方向發光。該影像感測器用以接收來自該底面方向之反射光。該等引腳朝向該底面方向之一反方向彎折以電性連接該基板，藉以增加靜電放電之放電路徑。

Description

高靜電防護之電子裝置
本發明係關於一種電子裝置，特別是關於一種可增加光電元件之靜電防護能力及基板面積利用率之電子裝置。
光學滑鼠通常包含一影像感測器封裝，其具有發光以及感測光線的功能。例如第1圖顯示一習知光學滑鼠所包含之一影像感測器封裝92以及一電路板90之示意圖。該影像感測器封裝92包含一發光二極體922、一影像感測器924以及複數引腳926。該電路板90包含複數金屬孔902以及一電路板開口904；其中該電路板開口904用以供光線通過。該影像感測器封裝92透過該等引腳926分別插入該等金屬孔902以結合於該電路板90。
當該光學滑鼠通放置於一工作表面時，該發光二極體922所發出的光透過該電路板開口904照明該工作表面而該影像感測器924同樣透過該電路板開口904接收來自該工作表面之反射光。
此種結構中，由於該影像感測器封裝92及該發光二極體922係透過該等引腳926收發電信號，當該等引腳926出現靜電放電(ESD)時，很有可能造成影像感測器封裝92的損壞。
例如第2圖顯示一殼體94與第1圖之影像感測器封裝92沿2-2’線之剖視圖，當該影像感測器封裝92結合於該電路板90並設置於光學滑鼠中時，為了使該影像感測器封裝92能夠有效擷取影像，該影像感測器封裝92與該殼體94間會設置一透鏡96，因此該等引腳926先端與該殼體94之間具有一距離h。為了降低靜電放電效應，可藉由設置一大型透鏡來增加該距離h以增加放電路徑。然而，使用大尺寸透鏡卻會增加透鏡 之製作材料而提高成本。
此外，該電路板90因具有該電路板開口904，該電路板90上之電性走線(electrical traces)僅能配置於剩餘之基板表面，因而降低了基板表面積之利用率。
有鑑於此，本發明提出一種可改善上述習知光學滑鼠缺點之電子裝置。
本發明之一目的在提供一種電子裝置，其無須採用大尺寸透鏡仍能增加靜電放電之放電路徑，以提高靜電防護力。
本發明另一目的在提供一種電子裝置，其無須於基板上形成供光路徑通過之基板開口，故可增加基板表面積之利用率。
本發明提供一種電子裝置，包含一基板以及一光電元件封裝。該光電元件封裝包含一頂面、一底面以及兩排引腳。該頂面用以貼合於該基板。該底面具有一光源開口及一感測器開口。該等引腳朝向該頂面彎折並電性連接至該基板。
本發明另提供一種電子裝置，包含一外板、一基板以及一光電元件封裝。該光電元件封裝包含一底面及複數彎折引腳。該底面面對該外板並具有一光源開口及一感測器開口。該等彎折引腳電性連接至該基板，該等彎折引腳先端至該外板之一距離大於該底面至該外板之一距離。
本發明另提供一種電子裝置，包含一基板以及一光電元件封裝。該基板包含複數金屬孔。該光電元件封裝包含一光源、一影像感測器以及複數引腳。該光源用以朝向該影像感測器封裝之一底面方向發光。該影像感測器用以來自接收該底面方向之光。該等引腳朝向該底面方向之一反方向彎折以分別插入該等金屬孔。
一實施例中，該電子裝置例如可為一光學滑鼠、一手機、一平板電腦或一光學測距裝置等可攜式電子裝置。
一實施例中，該基板上相對該光電元件封裝之區域設有複數電性走線，且該等電性走線可直接或不直接電性連接至該等金屬孔。
一實施例中，該外板具有至少一外板開口相對該光源開口及該感測器開口。該外板例如可為一光學滑鼠、一手機、一平板電腦或一 光學測距裝置之殼體的一部分。
一實施例中，該光電元件封裝之該頂面係透過黏膠結合於該基板或僅貼附於該基板。
一實施例中，該光電元件封裝可為雙列直插封裝(dual-in-line package)。
本發明實施例之電子裝置中，透過反向(發光及感光方向之相反方向)彎折電性引腳以使電性引腳與放電表面間的放電距離增加，藉以增加靜電防護能力。此外，該基板可無須相對光電元件封裝開孔，因此基板上之表面積利用率可有效提升。同時，因無需使用大尺寸透鏡，故得以節省透鏡之製作材料。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。
1‧‧‧電子裝置
10‧‧‧基板
102‧‧‧金屬孔
104‧‧‧電性走線
12‧‧‧光電元件封裝
121‧‧‧光源開口
122‧‧‧光源
123‧‧‧感測器開口
124‧‧‧影像感測器
126‧‧‧引腳
12U‧‧‧光電元件封裝之頂面
12B‧‧‧光電元件封裝之底面
14‧‧‧外板
141‧‧‧外板開口
90‧‧‧電路板
902‧‧‧金屬孔
904‧‧‧電路板開口
92‧‧‧影像感測器封裝
922‧‧‧發光二極體
924‧‧‧影像感測器
926‧‧‧引腳
94‧‧‧殼體
96‧‧‧透鏡
L‧‧‧光線
h1‧‧‧引腳尖端與外板之距離
h2‧‧‧光電元件封裝之底面與外板之距離
第1圖顯示習知影像感測器封裝與電路板結合之示意圖。
第2圖顯示一殼體與第1圖沿2-2’線之剖視圖。
第3圖顯示本發明實施例之電子裝置之示意圖。
第4圖顯示本發明實施例之光電元件封裝與基板結合之示意圖。
第5圖顯示一外板與第4圖中沿5-5’線之剖視圖。
第6圖顯示本發明實施例之電子裝置之控制電路之製造方法之流程圖。
請參照第3圖所示，其顯示本發明實施例之電子裝置1的示意圖。必須說明的是，此處雖以一光學滑鼠例示，但本發明並不以此為限，該電子裝置1例如亦可為一手機、一平板電腦、一光學導航裝置等可 攜式電子裝置，其具有一光源用以照明一反射面以及一影像感測器用以接收該反射面之反射光。例如，當該電子裝置1為一光學滑鼠時，該反射面例如可為一工作表面S(如第3圖所示)；當該電子裝置1為其他可攜式裝置時，例如一近接感測裝置(proximity sensor)，其可用以偵測一接近物件的距離，因此該反射面例如可為一手指表面或其他物件表面。
請同時參照第3及4圖所示，該電子裝置1包含一基板10及一光電元件封裝12；其中，該基板10例如可為印刷電路板(PCB)或軟性基板，該光電元件封裝12例如為一影像感測器封裝(image sensor package)且為一雙列直插封裝(dual in line package)。可以了解的是，該基板10上另設置有其他電子元件(electrical device)及電性走線(electrical traces)。該基板10及該光電元件封裝12固定於該電子裝置1內部的方式並非本發明的標的，固於此不另贅述。
該基板10包含複數金屬孔102及電性走線104電性連接該等金屬孔102。本實施例中，該基板10相對該光電元件封裝12之區域由於不需開孔，因此所述區域可設有電性走線104電性連接該等金屬孔102以有效提高基板10之表面積利用率。必須說明的是，第4圖中該等電性走線104之連接及配置僅為例示，並非用以限定本發明。例如，經過相對該光電元件封裝12之頂面之區域的電性走線104並不一定要電性連接該等金屬孔102而僅為經過該區域。可以了解的是，該等金屬孔102的配置係相對應於即將結合的封裝構造的引腳配置，並不限於第4圖所示。
該光電元件封裝12具有一頂面12U及一底面12B相對該頂面12U，其可形成為一正方體或一長方體，並無特定限制。該頂面12U用以貼合於該基板10的一個表面(例如第4圖中基板下表面)，該頂面12U例如可透過黏膠結合於該基板10。該底面12B可設置有一光源開口121及一感測器開口123。必須說明的是，第3圖中所示該光源開口121及該感測器開口123之形狀及位置僅為例示性，並非用以限定本發明。
該光電元件封裝12內部包含一光源122及一影像感測器124藉由複數引腳(pin)126電性連接至該光電元件封裝12的外部電路。該光源122及該影像感測器124分別設置於該光源開口121及該感測器開口123內。該光源122例如可為一發光二極體或一雷射二極體，可用以發出紅 光、紅外光或紫外光等一預設光譜的光。該影像感測器124例如可為一CCD影像感測器、一CMOS影像感測器或其他光感測裝置，其可僅輸出感測資料或輸出後處理過的感測資料，並無特定限制，端視及應用而定。
該光源122用以透過該光源開口121朝向該底面12B之底面方向的前方發光。該影像感測器124用以透過該感測器開口123接收來自該底面12B之底面方向前方的光，例如來自一工作表面或一手指表面的反射光。該等引腳126從該光電元件封裝12之側面延伸而出，且較佳設置於該光電元件封裝12之兩相對面而形成具有兩排引腳的雙列直插封裝，且電性連接該光源122及該影像感測器124，用以傳送控制信號至該光源122及從該影像感測器124傳送輸出信號。其他實施例中該等引腳126亦可能分布於該光電元件封裝12之該頂面12U及該底面12B以外的四個面，端視其應用而定。
本實施例中，該等引腳126從該光電元件封裝12的封裝體(encapsulation body)延伸出後係朝向該頂面12U彎折用以分別插入該等金屬孔102以電性連接至該基板10，例如利用焊料(solder)將該等引腳126電性連接並固定於該等金屬孔102內。一實施例中，若該光電元件封裝12可透過焊接該等引腳126與該等金屬孔102固設於該基板10上，該光電元件封裝12之頂面12U則可僅貼附於該基板10之一表面(例如第4圖中為基板下表面)上而無須透過黏膠進行黏合。
請參照第5圖所示，其顯示一外板14與第4圖中沿5-5’線之剖視圖。當該基板10與固設於該基板10上之光電元件封裝12設置於一電子裝置1之內部時，該光電元件封裝12之底面12B係面對該電子裝置1之一外板14；其中，外板14例如可為一光學滑鼠、一手機、一平板電腦或一光學測距裝置之殼體的一部分。由於該等引腳126係朝向該底面方向之一反方向彎折(即朝向該頂面12U彎折)而電性連接至該基板10，該等彎折引腳126先端至該外板14之一距離h1大於該底面12B至該外板14之一距離h2。因此，相較於第2圖之習知配置，使用相同透鏡96時，引腳126至該底面14之距離增加了(亦即h1、h2>h)，故可有效增加靜電放電之放電路徑以提高靜電防護能力。利用本發明之配置，無須使用大尺寸的透鏡96，可同時節省透鏡之製作材料。
為了使該光電元件封裝12能夠正常運作，該外板14具有至少一外板開口141相對該光源開口121及該感測器開口123。例如可於該外板14形成單一外板開口141同時對應該光源開口121及該感測器開口123，或者可形成兩外板開口分別對應該光源開口121及該感測器開口123。藉此，該光源122可依序透過該光源開口121及該外板開口141朝向該底面12B的前方進行照明，例如當該電子裝置1為一光學滑鼠時，該光源122則可用以照明一工作表面S，而當該電子裝置1為一光學距離感測器時，該光源122則可用以照明該外板開口141前方的一物件的物件表面。該影像感測器124則接收來自該工作表面S或物件表面並依序經過該外板開口141及該感測器開口123的反射光，並輸出前處理或後處理過的感測信號。
換句話說，在本發明的配置下，該光源122可用以照明一反射面且該影像感測器124可用以接收該反射面之反射光，該光電元件封裝12之底面12B至該反射面之一距離小於該等引腳之先端至該反射面之一距離，藉以增加靜電放電之放電路徑以增加靜電防護能力。
另一實施例中，該基板10亦可形成一基板開口用以容納該光電元件封裝12，該等引腳126同樣朝向該光電元件封裝12之發光及收光面的反向方向彎折，以進一步增加該等引腳126與該外板14間的距離。
請參照第6圖所示，其顯示本發明實施例之電子裝置之控制電路之製造方法之流程圖，包含下列步驟：提供一導線架，該導線架包含一邊框及複數金屬線路自該導線架向內延伸而出(步驟S21)；利用一封裝體包覆該等金屬線路的一部份並使該等金屬線路靠近該邊框的一部份伸出於該封裝體外，該封裝體具有一第一開口及一第二開口分別裸露出該等金屬線路的一部份(步驟S22)；於該第一開口內之一第一金屬線路上設置一光源電路(步驟S23)；於該第二開口內之一第二金屬線路上設置一影像感測器電路(步驟S24)；移除該邊框並將伸出於該封裝體外之該等金屬線路朝向該第一開口及該第二開口之一反方向彎折以作為複數引腳126，如第4圖所示(步驟S25)；提供板包含複數金屬孔102之一基板10，如第4圖所示(步驟S26)；以及將該等引腳126分別插入該等金屬孔102以完成電子裝置之一控制電路，如第3圖所示(步驟S27)；其中，該第一開口例如可為上述之光源開口121而該第二開口例如可為上述之感測器開口123。較佳地，該等引腳 126係對稱地形成於該封裝體的兩相對側而形成雙列直插封裝。所述封裝體例如可為不透光塑膠樹脂(plastic resin)。步驟S23及步驟S24中，設置該光源電路及該影像感測器電路可利用金屬線連接於該光源電路及該影像感測器電路與部分金屬線路。
必須說明的是，為了清楚顯示各元件，本發明圖式中各元件的尺寸及位置關係僅為例示性，並非用以限定本發明。
一實施例中，為了避免灰塵等雜物進入該光電元件封裝12內，該光源開口121及該感測器開口123可選擇地分別利用一透明蓋體進行密封；其中，所述透明係指相對該光源122所發出的光為透明，或者該蓋體可包含一濾光片僅允許該光源122所發出的光穿透。
綜上所述，習知光學滑鼠必須使用大尺寸透鏡以增加靜電放電路徑並具有電路板開口而降低了基板之表面積利用率。因此，本發明另提出一種電子裝置(第3~5圖)，其透過反折引腳來增加靜電放電的放電路徑，因而不需增加透鏡尺寸。此外，基板上亦不需開孔供光路徑通過，可同時增加基板之表面積利用率。
雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧電子裝置
10‧‧‧基板
12‧‧‧光電元件封裝
121‧‧‧光源開口
123‧‧‧感測器開口
126‧‧‧引腳
12U‧‧‧光電元件封裝之頂面
12B‧‧‧光電元件封裝之底面
14‧‧‧外板
141‧‧‧外板開口
L‧‧‧光線
S‧‧‧工作表面

Claims (20)

  1. 一種電子裝置，包含：一基板；以及一光電元件封裝，包含：一頂面，用以貼合於該基板；一底面，具有一光源開口及一感測器開口；及兩排引腳，朝向該頂面彎折並電性連接至該基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該基板上相對該光電元件封裝之該頂面之區域設有電性走線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該光電元件封裝另包含：一光源，用以透過該光源開口朝向該底面前方發光；及一影像感測器，用以透過該感測器開口接收來自該底面前方之光。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中該光源用以照明一反射面且該影像感測器用以接收該反射面之反射光，該底面至該反射面之一距離小於該等引腳之先端至該反射面之一距離。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，另包含一外板具有至少一外板開口相對該光源開口及該感測器開口。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該光電元件封裝之該頂面係透過黏膠結合於該基板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該電子裝置為一光學滑鼠、一手機、一平板電腦或一光學測距裝置。
  8. 一種電子裝置，包含：一外板；一基板；以及一光電元件封裝，包含：一底面，面對該外板並具有一光源開口及一感測器開口；及複數彎折引腳，電性連接至該基板，該等彎折引腳先端至該外板之一距離大於該底面至該外板之一距離。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該基板上相對該光電元件封裝之區域設有電性走線。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該光電元件封裝為雙列直插封裝。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該光電元件封裝另包含：一光源，用以透過該光源開口發光；及一影像感測器，用以透過該感測器開口接收光。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該外板具有至少一外板開口相對該光源開口及該感測器開口。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該光電元件封裝係透過黏膠結合於該基板。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該電子裝置為一光學滑鼠、一手機、一平板電腦或一光學測距裝置。
  15. 一種電子裝置，包含：一基板，包含複數金屬孔；以及 一光電元件封裝，包含：一光源，用以朝向該影像感測器封裝之一底面方向發光；一影像感測器，用以接收該底面方向之光；及複數引腳，朝向該底面方向之一反方向彎折以分別插入該等金屬孔。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該光電元件封裝為雙列直插封裝。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，另包含一外板具有至少一外板開口相對該光源及該影像感測器。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該基板上相對該光電元件封裝之區域設有電性走線電性連接該等金屬孔。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該光源用以照明一反射面且該影像感測器用以接收該反射面之反射光，該光電元件封裝之一底面至該反射面之一距離小於該等引腳之先端至該反射面之一距離。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該電子裝置為一光學滑鼠、一手機、一平板電腦或一光學測距裝置。
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