TWI543613B - 影像感測模組 - Google Patents

Description

影像感測模組

本發明乃是關於一種針對影像改良的影像感測模組。

影像感測模組(例如：數位相機)是藉由晶片模組將鏡頭所攝取的影像轉換為數位影像訊號，再將數位影像訊號儲存在儲存媒體中。晶片模組及用來承載鏡頭模組的承載座通常是被設置在一電路板上。在理想情況下，鏡頭模組的光軸應該對準晶片模組感測區的光軸。

然而，電路板為複合材料。當對電路板施以熱處理製程時，由於電路板各個材料的熱膨脹係數不同，易使電路板整體產生翹曲。也就是說，在設置晶片模組及鏡頭模組前，電路板的表面並非平整的表面，而可能是一弧面。雖然變形的程度不一定可由人眼觀察出來，但是，當晶片模組以及鏡頭模組被組裝在電路板上時，很容易使鏡頭模組光軸偏離晶片模組的光軸，而影響最後的成像品質。

本發明提供一種影像感測模組，其所包括的墊材具有平坦的承載面，以供影像感測晶片設置。

本發明其中一實施例提出一種影像感測模組，包括電路板、墊材、影像感測晶片、支撐座及蓋板。墊材設置於電路板的組裝面上，且墊材具有承載面與和承載面相對的下表面。影像感測晶片設置於承載面上，並具有底面，其中底面是面對承載面而設置。支撐座設置於墊材上，其中支撐座的底部具有面對承載面的底平面，而承載面用以使底平面與底面平行。蓋板設置於支撐座上， 可以降低粒子污染以提升模組結構之良率。

本發明其中一實施例另提出一種影像擷取裝置，包括電路板、墊材、影像感測晶片、支撐座、蓋板及鏡頭模組。墊材設置於電路板的組裝面上，且墊材具有承載面與一和承載面相對的下表面。影像感測晶片設置於承載面上，並具有底面，其中底面是面對承載面而設置。支撐座設置於墊材上，其中支撐座的底部具有一面對承載面的底平面，而承載面用以使底平面與底面平行。蓋板設置於支撐座上。鏡頭模組設置於支撐座上，其中鏡頭模組的一光軸通過影像感測晶片的一感測區。

本發明所提供之影像改良之影像感測模組，可減少電路板的形變對鏡頭模組與影像感測晶片之間對位所造成的影響，而輔助提升影像品質。

為了能更進一步瞭解本發明為達成的技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明的特徵，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1、2、3、4、5、6‧‧‧影像感測模組

11‧‧‧電路板

110‧‧‧組裝面

111‧‧‧接觸墊

12、12’‧‧‧墊材

120‧‧‧接觸開口

121‧‧‧走線

P12‧‧‧導電墊

12a、12’a‧‧‧承載面

12b、12’b‧‧‧下表面

122、122’‧‧‧第一開口

123、123’‧‧‧第二開口

13‧‧‧影像感測晶片

13a‧‧‧頂面

13b‧‧‧底面

SR‧‧‧感測區

NR‧‧‧非感測區

130‧‧‧接觸墊

131‧‧‧焊接線

14、14’‧‧‧支撐座

140‧‧‧底平面

141‧‧‧凸塊

142‧‧‧開口

15‧‧‧蓋板

16‧‧‧第一黏著材

17‧‧‧第二黏著材

21‧‧‧鏡筒

22‧‧‧透鏡組

23‧‧‧透鏡架

O1‧‧‧透鏡組光軸

O2‧‧‧影像感測晶片光軸

圖1顯示本發明實施例之影像感測模組的剖面示意圖。

圖2顯示本發明實施例之影像感測模組的局部剖面示意圖。

圖3A顯示本發明另一實施例之影像感測模組組裝完成前的俯視示意圖。

圖3B顯示圖3A之影像感測模組沿線AA的局部剖面示意圖。

圖4顯示本發明另一實施例之影像感測模組的局部剖面示意圖。

圖5顯示本發明另一實施例之影像感測模組的局部剖面示意圖。

圖6顯示本發明另一實施例之影像感測模組的局部剖面示意圖。

圖7顯示本發明又一實施例的影像感測模組組裝完成前的俯視示意圖。

請參照圖1，顯示本發明實施例之影像擷取裝置的剖面示意圖。影像感測模組1包括電路板11、墊材12、影像感測晶片13、支撐座14、蓋板15、鏡筒21、透鏡組22及透鏡架23。

電路板11具有外部線路(未標示)、組裝面110與內部線路(未圖示)等線路結構。外部線路設於電路板11的組裝面110上，並包括多個接觸墊111及多條導線(未圖示)。電路板其材質可為有機基板，例如環氧樹脂型FR5或FR4、雙馬來醯亞胺-三氮雜苯(Bismaleimide Triazine,BT)樹脂。此外，玻璃、陶瓷以及矽亦可以作為電路板11之材質。由於製作電路板11的各種材質具有不同的熱膨脹係數，使得電路板11在製作過程(如迴焊製程)中可能發生變形翹曲的情形，因此電路板11的組裝面110實際上很可能不是平坦的表面，而可能是一弧面。

墊材12設置於組裝面110上，且墊材12具有一承載面12a與和承載面12a相對的下表面12b。構成墊材12的材質可具有一定的強度，可以是絕緣材或導電材。絕緣材例如陶瓷或玻璃，而導電材例如是金屬。在本實施例中，相較於電路板11的組裝面110而言，墊材12的承載面12a為較平坦的表面。並且，墊材12的厚度小於1mm。

在一實施例中，影像感測模組1更包括第一黏著材16，而第一黏著材16使墊材12固定於組裝面110上。前述的第一黏著材16可以是雙面膠帶或是液態黏著劑。液態黏著劑可以是熱固性樹脂、光固性樹脂、環氧樹脂或是矽基樹脂。在本實施例中，第一黏著材16可為導電或者不導電的膠材，而墊材12具有至少一個貫穿承載面12a與下表面12b而形成的接觸開口120，使前述位於電路板11的組裝面110上的多個接觸墊111可由接觸開口120中露出。

影像感測晶片13例如是電荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)或互補式金屬氧化半導體(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)感測元件，用以接收光信號。影像感測晶片13具有一頂面13a及與頂面13a相對的底面13b。影像感測晶片13以底面13b面對承載面12a而設置於墊材12上。

影像感測晶片13的頂面13a具有一感測區SR及一非感測區NR。感測區SR用以接受外界的光信號，並將光信號轉換為電信號，傳遞至電路板11。非感測區NR內配設多個接觸墊130及多條焊接線131。這些焊接線131連接於這些接觸墊130，並穿過墊材12而電性連接於電路板11。詳細而言，焊接線131通過接觸開口120，連接於接觸墊111，以使電信號能經由這些焊接線131在影像感測晶片13與電路板11之間傳遞，而形成電性連接。

支撐座14的底部具有一底平面140，且支撐座14以底平面140面對承載面12a而設置於墊材12上。當支撐座14設置於墊材12上時，支撐座14圍繞前述的影像感測晶片13，並於影像感測晶片13的感測區SR上方形成一開口142。

蓋板15在一實施例中為透明基板，其材質例如玻璃、石英或塑膠。蓋板15設置於支撐座14上，以覆蓋影像感測晶片13之感測區域，可以降低粒子污染以提升模組結構之良率。也就是說，蓋板15遮蓋前述的開口142，使光線可穿過蓋板15後，入射於影像感測晶片13的感測區SR。此外，蓋板15可以選擇性地塗佈紅外線塗層以作為濾波之用，例如為紅外線濾波器，用於過濾某一波段的光波。在另一實施例中，構成蓋板15的材質也可以選用對可見光不透明，但可使紅外光穿透之材質。

鏡筒21、透鏡組22及透鏡架23設置於支撐座14上，其中鏡筒21內具有一容置空間，而透鏡組22配置於容置空間內，並且透鏡架23設置於鏡筒21外，並將鏡筒21固定於支撐座14上。值得說明的是，本發明實施例的影像感測模組1可以是變焦或定焦(Fix Focus,FF)的影像擷取裝置。前述的變焦例如是光學變焦、數碼變焦、手動變焦或自動變焦。本發明其中一實施例的影像感 測模組1為自動變焦(Automatic Focus，AF)的影像擷取裝置，則透鏡架23可以是一驅動機構(Actuator)，用以驅動鏡筒21相對透鏡架23移動，來改變透鏡組22的焦距。所述的驅動機構例如是音圈馬達(voice coil motor)、步進馬達(STM)、微型超音波馬達(Micro-USM)、環形超音波馬達(Ring-type-USM)、弧形馬達(Arc-form Drive)或微型馬達(Micro-Motor)等等。在另一實施例中，影像感測模組1為定焦的影像擷取裝置，則透鏡架23和支撐座14是一體成型，並用以固持鏡筒21，且透鏡架23可為塑膠件。

要特別說明的是，由於墊材12的承載面12a相較於電路板11的組裝面110而言，為較平坦的表面，可使支撐座14的底平面140與影像感測晶片13的底面13b平行。在本實施例中，支撐座14的底平面140及影像感測晶片13的底面為共平面。如此，可以縮小透鏡組22的光軸O1與影像感測晶片13的光軸O2之間對位的誤差，而可幫助影像品質提升。要特別說明的是，當墊材12設置於組裝面110上時，承載面12a不一定是水平面，也可以是斜面。另一實施例中，承載面12a可以是一階梯面，只要使影像感測晶片13的底面13b與支撐座14的底平面140相互平行，即可輔助光軸O1及光軸O2的對位。

在本實施例中，影像感測模組10更包括第二黏著材17，用以使影像感測晶片13及支撐座14固定於承載面12a上。詳細而言，第二黏著材17位於影像感測晶片13的底面13b與承載面12a之間，以及支撐座14的底平面140與承載面12a之間。第二黏著材17可為膠帶或黏著劑，其中黏著劑例如是熱固性樹脂、光固性樹脂、矽基樹脂或是環氧樹脂(epoxy)。

請參照圖2，顯示本發明另一實施例的影像感測模組的局部剖面示意圖。各元件設置和前一實施例相同的部分不再贅述，以下僅針對本實施例和前一實施例不同之處進行描述。在圖2中，只顯示影像感測模組2的部份結構。在本實施例中，墊材12為絕緣 材，例如是玻璃或陶瓷，或者是外表面完全披覆絕緣層的金屬板，並且墊材12並未設有接觸開口120，而是在墊材12表面佈設多條走線121(trace)與多個導電墊P12(pad)。在一實施例中，導電墊P12配設於承載面12a，用以和前述影像感測晶片13的多條焊接線131電性連接。

而這些走線121一端連接前述導電墊P12，另一端朝承載面12a的邊緣延伸至墊材12的側表面後，再延伸至下表面12b，並且與電路板11的組裝面110上的導線形成電性連接，而使影像感測晶片13和電路板11之間具有電信號傳遞。本實施例中，第一黏著材16是異方性導電膠(Anisotropic Conductive Film,ACF)。第一黏著材16不僅使走線121和電路板11的導線形成電性連接，而且還讓墊材12固定於組裝面110。

請參照圖3A及圖3B。圖3A為本發明另一實施例的影像感測模組組裝完成前之俯視示意圖，圖3B顯示圖3A中影像感測模組沿線AA的局部剖面示意圖。各元件設置和前一實施例相同的部分不再贅述，以下僅針對本實施例和前一實施例不同之處進行描述。圖3B顯示本實施例的影像感測模組3中的部分結構。本實施例中，墊材12’具有至少一顯露於承載面12’a的第一開口122(圖式中繪示多個)，而影像感測晶片13遮蓋所述的第一開口122。在本實施例中，影像感測晶片13可以完全覆蓋第一開口122。

第一開口122可以是貫穿墊材12’的承載面12’a及下表面12’b而形成的貫孔，並且第一黏著材16填充於第一開口122內，並接觸影像感測晶片13的底面13b。要特別說明的是，在本實施例中，當影像感測晶片13被固定於墊材12’上時，不需使用第二黏著材17，而可直接利用填充於第一開口122內的第一黏著材16來固定影像感測晶片13。

墊材12’可更具有至少一第二開口123。當支撐座14設置於墊材12’的承載面12’a上時，第二開口123完全被支撐座14的底 平面140所覆蓋。相似於前一實施例，第二開口123可以是一貫孔，而使第一黏著材16填充至第二開口123中。

因此，影像感測晶片13的底面13b以及支撐座14的底平面140可以直接和承載面12’a接觸，可使影像感測晶片13的光軸O2與鏡頭模組20的光軸O1之間的對位更精準。另外，影像感測晶片13的底面13b與承載面12’a接觸形成一接觸面。接觸面的面積並無特別限定，只要可通過業界標準的信賴性測試條件均可。但是，當支撐座14設置於承載面12’a上時，仍可以利用第二黏著材17來固定。

請參照圖4，顯示本發明之影像感測模組另一實施例的剖面示意圖。本實施例和圖3B之實施例相同的部分不再贅述，以下僅針對本實施例和前一實施例不同之處進行描述。在本實施例的影像感測模組4中，第一開口122是形成於承載面12’a的開槽，且第二黏著材17填充於開槽中，影像感測晶片13藉由填入開槽中的第二黏著材17固定於承載面12’a上。

另外，墊材12’可更具有至少一第二開口123。當支撐座14設置於墊材12’的承載面12’a上時，第二開口123完全被支撐座14的底平面140所遮蓋。和影像感測晶片13相似，支撐座14是由填充至第二開口123中第二黏著材17固定。換言之，墊材12’的表面具有多個凸起結構，而影像感測晶片13及支撐座14是被承載於這些凸起結構上。

請參照圖5，顯示本發明之影像感測模組另一實施例的剖面示意圖。本實施例之元件及結構和圖3B相同的部分不再贅述，以下僅針對本實施例中不同之處來進行描述。

在本實施例的影像感測模組5中，墊材12’的承載面12’a並未設有第二開口123，而支撐座14’的底部的表面不一定是平面，也可以具有一階梯結構。詳細而言，支撐座14’的底部設有一凸塊141，而使支撐座14’的底表面包括至少二階梯面，其中一階梯面 即為底平面140。本實施例中，底平面140是位於凸塊141的端部。當支撐座14’固定於承載面12’a上時，底平面140接觸於承載面12’a，而第二黏著材17填充於另一階梯面與承載面12’a之間所形成的空隙，並可進一步黏著於支撐座14’的側面，而使支撐座14’固定。也就是說，承載面12’a使底平面140與影像感測晶片13的底面13b平行，亦可達到本發明之功效。

請參照圖6，顯示本發明之影像感測模組另一實施例的剖面示意圖。本實施例和圖5所繪示之實施例相同之處不再贅述。在本實施例的影像感測模組6中，墊材12’具有第二開口123，而第二開口123可為貫孔或開槽。在本實施例中，第二開口123為開槽。

本實施例中，支撐座14’底部的凸塊141是凸出於前述的底平面140。當支撐座14’設置於墊材12’上時，底平面140抵靠於承載面12’a，而凸塊141插入第二開口123內。並且，以第二黏著材17填充於凸塊141與墊材12’所形成的間隙中，以將支撐座14’固定於承載面12’a上。

請參照圖7，顯示本發明之影像感測模組另一實施例的影像感測模組在組裝完成前的俯視示意圖。

在本實施例中，第一開口122’及第二開口123’為貫穿墊材12’的承載面12’a及下表面12’b而形成的貫孔。影像感測晶片13部分地遮蓋第一開口122’，而支撐座14部分地遮蓋第二開口123’。也就是說，影像感測晶片13的底面13b，在和承載面12’a接觸時所形成的接觸面為不連續的平面，而支撐座14的底平面140和承載面12’a接觸而形成的接觸面亦為不連續的平面。並且，第一黏著材16位於影像感測晶片13的底面13b、支撐座14的底平面140和電路板11的組裝面110之間，以固定影像感測晶片13。在本實施例中，組裝面110上的多個接觸墊111由第一開口122’中露出，使影像感測晶片13的這些焊接線131穿過第一開口122’與電路板11電性連接。而組裝面110上的多個接觸墊111亦可由第二開口 123’中露出，以使電路板11和影像感測晶片13形成電性連接。

綜上所述，由於一般電路板的組裝面並非一平坦的表面，而可能是一弧面。若是將影像感測晶片及鏡頭模組直接組裝在電路板上，可能使鏡頭模組的光軸與影像感測模組的光軸較難被對位，導致難以符合一般業界的標準及規格。而本發明之影像感測模組於電路板上加設墊材，並以墊材的承載面作為基準面，使影像感測晶片的底面與支撐座的底平面相互平行，可使影像感測模組的光軸與鏡頭模組的光軸較容易對位。特別是當影像擷取裝置的畫素尺寸要再繼續縮小時，藉由墊材的設置，可減低電路板的翹曲對於影像感測模組的光軸與鏡頭模組的光軸對位的影響，而促使產品的良率提升。

雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

1‧‧‧影像感測模組

11‧‧‧電路板

110‧‧‧組裝面

111‧‧‧接觸墊

12‧‧‧墊材

120‧‧‧接觸開口

12a‧‧‧承載面

12b‧‧‧下表面

13‧‧‧影像感測晶片

13a‧‧‧頂面

13b‧‧‧底面

SR‧‧‧感測區

NR‧‧‧非感測區

130‧‧‧接觸墊

131‧‧‧焊接線

14‧‧‧支撐座

140‧‧‧底平面

142‧‧‧開口

15‧‧‧蓋板

16‧‧‧第一黏著材

17‧‧‧第二黏著材

21‧‧‧鏡筒

22‧‧‧透鏡組

23‧‧‧透鏡架

O1‧‧‧透鏡組光軸

O2‧‧‧影像感測晶片光軸

Claims (12)

1. 一種影像感測模組，包括：一電路板，具有一組裝面；一墊材，設置於該組裝面上，且該墊材具有一承載面與一和該承載面相對的下表面；一影像感測晶片，具有一底面，並設置於該承載面上，其中該底面面對該承載面；一支撐座，設置於該墊材上，其中該支撐座的底部具有一面對該承載面的底平面，而該承載面用以使該底平面與該底面平行；一蓋板，設置於該支撐座上；以及一第一黏著材，該第一黏著材使該墊材固定於該組裝面上；其中，該墊材更具有至少一顯露於該承載面的第一開口及一第二開口，而該影像感測晶片遮蓋該第一開口，該支撐座遮蓋該第二開口。
2. 如請求項第1項所述之影像感測模組，其中該影像感測晶片完全覆蓋該第一開口，且該支撐座完全覆蓋該第二開口。
3. 如請求項第1項所述之影像感測模組，其中該第一黏著材填充於該第一開口及該第二開口內，以固定該影像感測晶片及該支撐座。
4. 如請求項第1項所述之影像感測模組，更包括一第二黏著材，該第二黏著材使該影像感測晶片及該支撐座固定於該承載面上。
5. 如請求項第4項所述之影像感測模組，其中該第一開口及該第二開口為一開槽，且該第二黏著材填充於該第一開口與該第二開口中。
6. 如請求項第4項所述之影像感測模組，其中該支撐座的底部更包括一凸塊，其中該凸塊凸出於該底平面，並插入該第二開口中，且該第二黏著材填充於該凸塊與該墊材所形成的間隙中，以將該支撐座固定。
7. 如請求項第1項所述之影像感測模組，其中該墊材為一絕緣材或一導電材。
8. 如請求項第1項所述的影像感測模組，其中該底平面與該底面為共平面。
9. 如請求項第1項所述的影像感測模組，其中該蓋板為一透明基板，且該蓋板包括一紅外線塗層，以過濾紅外光。
10. 如請求項第1項所述之影像感測模組，更包括：一鏡筒；一透鏡組，設置於該鏡筒內，該透鏡組的光軸通過該影像感測晶片的一感測區；及一透鏡架，用以固持該鏡筒，其中該透鏡架設置於該支撐座上。
11. 如請求項第10項所述之影像感測模組，其中該透鏡架為一驅動機構，以驅動該鏡筒相對該透鏡架移動。
12. 如請求項第1項所述之影像感測模組，其中該支撐座的底部更包括一凸塊，其中該底平面位於該凸塊的端部，且該底平面接觸該承載面。