TWI383474B - 用以安裝電子元件的系統與方法 - Google Patents

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Description

用以安裝電子元件的系統與方法 發明領域
本發明係有關於安裝電子元件。
 發明背景
目前，光學導航元件(optical navigation device)係使用一插入模鑄導線架式封裝(insert-molded lead frame based package)所建構而成。插入模鑄式封裝係藉由將一塑膠封裝模鑄覆蓋一金屬導線架建構而成。一光學感應器(或晶粒)係附裝至位在塑膠封裝內的導線架。諸如焊線(wire bond)的電子組件提供自晶粒至導線架之引腳的電連接，並因而電連接至外在環境。此結構係相對地昂貴並需一金屬衝壓工具以及一模具用以獲得最終的產品。此外，跡線(導線架上所佈放的金屬)之間的間隔係藉由導線架衝壓能力所控制。
 發明概要
於一具體實施例中，諸如一光學感應器的一電子元件係在焊線退出後即附裝至一基板，並且如有需要，建構其他的組件。將導線架或蓋附裝至基板環繞著附裝元件。蓋中的一孔容許無線信號進出該蓋。
圖式簡單說明
第1A圖係為使用插入模鑄導線架封裝的一光學感應器 之先前技術的一實例；第1B圖係為第1A圖之感應器的一側視圖；第1C圖係為第1A圖之感應器的一斷面圖；第1D圖係為先前技術未模鑄導線架的一實例；第2A圖係為安裝在一基板上的一光學感應器的一具體實施例；第2B圖係為第2A圖之元件的一仰視圖；第2C圖係為沿著第2A圖之元件的線2-2所取的一斷面圖；第3A及3B圖係為安裝在一基板上的一光學感應器的可任擇具體實施例；以及第4及5圖係為安裝在一基板上的該等感應器的其他可任擇具體實施例。
 詳細說明
第1A圖係為使用一其上具有蓋11的插入模鑄導線架式封裝16的先前技術光學感應器元件10的一實例。該插入模鑄封裝係藉由將一塑膠封裝模鑄覆蓋一金屬導線架，諸如第1D圖中所示的該等導線架16的其中之一導線架，而構成。感應器15係如第1C圖中所示地附裝在模鑄封裝的內部。焊線提供自感應器15電連接至接點12並因而與外在環境連接。
第1B圖係為元件10之一側視圖。該一元件固有地係為大的並需一衝壓工具用以切割導線架，以及一模具用以構 成覆蓋導線架的封裝。亦需一機械工具用以修整及彎曲或將導線構成為適當尺寸。該最後產品不僅為勞力密集亦為龐大的。
第1C圖係為元件10之一斷面圖，並圖示諸如光信號之信號如何通過孔口14而撞擊在元件15上。蓋11係配裝用以防護該元件10。
第1D圖係為位在其之裸(未模鑄)板中複數之導線架的一具體實施例。一光學元件能夠附裝至墊120。
第2A圖係為元件20的一具體實施例，該元件具有一電子構件，諸如安裝在一基板21上的一光學感應器(或晶粒)25(如第2C圖中所示)。基板21經構成並經加工具有適合的特性用於附裝晶粒焊線(如有需要，以及其他組件)，致使感應器25能夠與包含在基板21上的其他元件電連接，並亦與和外在環境之基板連接的終端22連接。感應器25能夠在可見光譜(visual spectrum)或是在任一光譜中作動。
第2B圖係為元件20之仰視圖，其中一外罩200覆蓋該光學感應器25。一孔24係構成在該外罩200的圓蓋26中，俾便容許無線信號，諸如光線，進入該外罩200或退出。
第2C圖係為沿著第2A圖之元件20的線2-2所取的一斷面圖，顯示包含在外罩200中的感應器25。外罩200係經由開口202(如第2A圖中所示)，於單方向將外罩200之單向壓扣201推動通過該開口而附裝至基板21。如有需要，外罩200可包含加強支撐件203，用以提供外罩相關於基板21之剛性。可使用打線接合(wire bonding)將感應器25與位在基板 21上的個別跡線電連接。應注意的是該感應器25可為一用於接受來自外在元件20的無線信號的感應器，或是可為用於發出該等信號的一發射器，或可為以上二者。該等信號係經由該孔24向內或是相外地傳遞。於一具體實施例中，該等信號係為光學信號以及該孔24係為該等光學信號穿過，同時阻擋非所欲信號或波長。儘管未顯示，但可相關於孔24配置一蓋，用以使非所欲材料或信號無法進入但所需信號仍能夠通過。
可在附裝感應器及/或焊墊之前或之後，附裝導電引腳22，以及該等引腳可自基板之與感應器相同側邊延伸，或是自相反側延伸，或是自該二側邊延伸。於此具體實施例中，感應器25及外罩200經配裝俾便位在平行之終端列間。外罩200係在感應器25添加後附裝，用以防護感應器及焊線。外罩200包含按適當尺寸製作及構形的開口24，該開口係使用作為一光學孔。應注意的是，感應器15並非限定為一光學感應器，而可為任一元件，經配置俾便用以經由一孔接受或傳遞信號。儘管於此具體實施例中所示該孔係與感應器成直線，但如為所需亦可偏離該感應器。
外罩200可藉由單向扣壓、化學黏合、黏著劑、焊接、熱密封或是該等方式的結合而附裝至基板21。此外，若有需要，外罩200可使用一不透明密封劑加以密封，用以限制偏離光線及/或粒子不致於基板中的界面處洩漏進入封裝中。元件之總高度，包括外罩200，係小於終端22之通常高度，通常約為4.2公厘。然而，任何尺寸皆可作業。
綜上所述，由第2A圖、第2B圖及第2C圖可知，該外罩200係包含有：一第一壁261，係於該外罩200附裝至該基板21時，該第一壁261平行於該基板21的表面，並包含有一圓蓋26；至少一側壁262，係於該外罩200附裝至該基板21時，該至少一側壁262係自第一壁261延伸至位於該第一壁261與該基板21之間；一固定機構263，係將該基板21附裝至該至少一側壁262，且該固定機構263係包含複數單向壓扣、黏著劑、化學黏合、熱黏合、鉚釘、焊接、螺釘的其中之一個；其中該固定機構一較佳實施例係為單向壓扣結構，即包含有複數單向壓扣201，以分別對應並對準該基板上的複數開口202後，卡入對應開口202中；又可進一步包含有複數加強支撐片203，以位於該外罩200與基板21之間，提高二者間的剛性；以及一孔24，其係位在該第一壁261內，以貫穿該第一壁261的二相對側，其中該外罩200及該基板21構成一封閉空間，以環繞該感應器25，如此除了該孔24之外，該感應器25可完全被封閉於其中。
第3A圖所示係為一可任擇的元件30，其之外罩200(一感應器位在內側)安裝在基板31上，其上配置有平坦(平面)終端32L。
第3B圖所示係為具有平坦(平面)終端32U的元件30的 一俯視圖，圖中與外在環境連接的終端能夠位在底部(32L)，或頂部，或是如所需地位在二表面上。外罩200係使用單向壓扣201穿過位在基板31中的開口202而摁扣入基板31中。
第4圖所示係為一可任擇的具體實施例，其中元件40具有配置於外罩200中諸如透鏡45的光學件。光學件45能夠為主動或是被動的，用以修正或導引無線信號於其間通過。光學件可為一過濾器用以阻擋特定信號並，如為所需，能夠用以阻擋灰塵及其他微粒不致進入外罩200中，以及讓所需信號通過。
第5圖所示係為另一具體實施例50，其以垂直的終端22取代第3A及3B圖中所示的平面接點。應注意的是儘管所示的外罩200係藉由一單向扣壓機構以機械方式附裝至基板，但亦可如上所述地使用化學黏合、黏著劑、焊接、熱鉚合(heat staking)、鉚釘、螺釘或是該等方式的結合而附裝。
綜合上述各種元件20的實施例可知，用來封裝一電子感應器，令其具有收發一種無線信號的構裝結構包含有：一第一表面21a，係實體並電氣附裝至該電子感應器25，且該第一表面21a對於該種無線信號係不透光；其中該第一表面21a係對應上述各實施例的基板21；一第二表面200a，係當該第二表面200a連接至該第一表面21a時，該第二表面200a係包含有一平行設置於該第一表面21a的第一部份261a；以及當該第二表面200a連接至該第一表面21a時，一自位於該第一部份261a及該第一表面21a 之間的第一部份261a延伸而出的第二部份262a，第二表面200a對於該種無線信號係不透光；其中該第一部份261a包含有一個孔24，該孔24對該種無線信號係透光，且不包括所有第一部份261；其中該第二表面係對應上述各實施例的外罩200，而當用以封裝一種光學感應器25時，為使封裝後的光線只能由孔24進出該第二表面200a，故第一及二表面均具有不透光特性；及一固定機構263，係連接該第一表面21至該第二表面200，該固定機構263不包括模鑄式連接，即非一體成型連接結構，例如單向扣壓結構。
儘管已詳細說明本發明及其之優點，但應瞭解的是於此能夠進行不同的改變、替換及交替而不致背離附加的申請專利範圍所界定之本發明。再者，本申請案之範疇並不意欲限定在本說明書所說明主題之製程、機器、構成方式、合成物，構件，方法及步驟的特定具體實施例。如吾等自揭示內容可立即察知，可使用於此說明之對應具體實施例大體上相同的功能，或是達成大體上相同的結果，目前存在或是之後發展的主題之製程、機器、構成方式、合成物，構件，方法或步驟。因此，附加的申請專利範圍係意欲包括在其之範疇內，諸如主題之製程、機器、構成方式、合成物，構件，方法或步驟。
10‧‧‧光學感應器元件
11‧‧‧蓋
12‧‧‧接點
15‧‧‧感應器
16‧‧‧插入模鑄導線架式封裝
20‧‧‧元件
21‧‧‧基板
21a‧‧‧第一表面
22‧‧‧終端
24‧‧‧孔
25‧‧‧光學感應器
26‧‧‧圓蓋
261‧‧‧第一壁
261a‧‧‧第一部份
262‧‧‧側壁
262a‧‧‧第二部份
263‧‧‧固定機構
30‧‧‧元件
31‧‧‧基板
32L,32U‧‧‧終端
40‧‧‧元件
45‧‧‧透鏡
50‧‧‧具體實施例
120‧‧‧墊
200‧‧‧外罩
200a‧‧‧第二表面
201‧‧‧單向壓扣
202‧‧‧開口
203‧‧‧加強支撐件
第1A圖係為使用插入模鑄導線架封裝的一光學感應器之先前技術的一實例； 第1B圖係為第1A圖之感應器的一側視圖；第1C圖係為第1A圖之感應器的一斷面圖；第1D圖係為先前技術未模鑄導線架的一實例；第2A圖係為安裝在一基板上的一光學感應器的一具體實施例；第2B圖係為第2A圖之元件的一仰視圖；第2C圖係為沿著第2A圖之元件的線2-2所取的一斷面圖；第3A及3B圖係為安裝在一基板上的一光學感應器的可任擇具體實施例；以及第4及5圖係為安裝在一基板上的該等感應器的其他可任擇具體實施例。
20‧‧‧元件
21‧‧‧基板
22‧‧‧終端
24‧‧‧孔
25‧‧‧光學感應器
26‧‧‧圓蓋
200‧‧‧外罩
201‧‧‧單向壓扣
203‧‧‧加強支撐件

Claims (20)

  1. 一種用於連接一基板的外罩，其中該基板係附裝至一感應器，該外罩係包含：一第一壁，係於該外罩附裝至該基板時，該第一壁平行於該基板的表面；至少一側壁，係於該外罩附裝至該基板時，該至少一側壁係自第一壁延伸至位於該第一壁與該基板之間；一固定機構，係將該基板附裝至該至少一側壁，該固定機構係包含複數單向壓扣、黏著劑、化學黏合、焊接、熱鉚合、鉚釘、螺釘的其中之一；以及一孔，其係位在該第一壁內，其中該外罩及該基板構成一封閉空間，以環繞該感應器，如此除了該孔之外，該感應器可完全被封閉於其中。
  2. 如申請專利範圍第1項之外罩，其中該固定機構包含有複數用以扣合至該基板對應開口內的單向壓扣。
  3. 如申請專利範圍第1項之外罩，該孔包含有光學件。
  4. 如申請專利範圍第2項之外罩，其中該孔包含有光學件。
  5. 如申請專利範圍第1項之外罩，該孔係形成於位在第一壁的圓蓋內。
  6. 如申請專利範圍第1項之外罩，係進一步包含有複數加強支撐件。
  7. 如申請專利範圍第1項之外罩，其中當該外罩附裝至該基板時，該孔係對準該感應器。
  8. 如申請專利範圍第1項之外罩，其中當該外罩附裝至該基板時，該孔係偏離該感應器。
  9. 一種光學元件，其包含：一基板；一感應器，係耦合至該基板且用以收發無線信號；一外罩，係具有一孔，該孔容許無線信號由該外罩一側通過至另一側；及至少一固定機構，以將該外罩附裝至該基板，其中當該外罩被附裝至該基板時，令該外罩及該基板構成一個環繞該感測器的封閉空間，以使除了該孔外該感應器完全被封閉。
  10. 如申請專利範圍第9項之光學元件，其中該至少一固定機構係由以下所列方式選定：複數個單向壓扣(one-way snap latches)、黏著劑、化學黏合、熱鉚合、鉚釘、焊接、及螺釘。
  11. 如申請專利範圍第9項之光學元件，其中當該外罩安裝至該基板時，該光學元件具有小於4.2公厘的一尺寸外型(form factor)。
  12. 如申請專利範圍第9項之光學元件，其中該該感應器係為一光學感應器，且該孔係用以允許該光學信號進出。
  13. 如申請專利範圍第10項之光學元件，其中該感應器係為一光學感應器，且該孔係用以允許該光學信號進出。
  14. 如申請專利範圍第13項之光學元件，其中該孔包含有光學件。
  15. 一種具有收發一種無線信號且用以封裝一電子感應器的構裝結構係包含有：一第一表面，係實體並電氣耦接至該電子感應器，且該第一表面對於該種無線信號係不透光；一第二表面，係包含有平行設置於該第一表面的第一部份，當該第二表面連接至該第一表面時；以及一自位於該第一部份及該第一表面之間的第一部份延伸而出的第二部份，當該第二表面連接至該第一表面時，第二表面對於該種無線信號係不透光；其中該第一部份包含有一個孔，該孔對該種無線信號係不透光，且不包括所有第一部份；及一固定機構，係連接該第一表面至該第二表面，該固定機構不包括模鑄式連接。
  16. 如申請專利範圍第15項之構裝結構，其中該固定機構係包含有複數單向壓扣、黏著劑、化學黏合、熱鉚合、鉚釘、焊接、螺釘的其中之一個。
  17. 如申請專利範圍第15項之構裝結構，其中該固定機構係包含有複數扣合至該基板的對應開口內的單向壓扣。
  18. 如申請專利範圍第17項之構裝結構，其中該種無線信號係包含有光學信號。
  19. 如申請專利範圍第18項之構裝結構，其中該孔係包含光學件。
  20. 如申請專利範圍第15項之構裝結構，其中該種無線信號係包含有光學信號，且該孔包含有光學件。
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