TWI657237B - 光學偵測裝置及光學封裝結構 - Google Patents

光學偵測裝置及光學封裝結構 Download PDF

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Abstract

本發明公開一種光學偵測裝置與光學封裝結構，所述光學封裝結構包含第一導電支架、第二導電支架、光接收器、及透光封裝體。所述第一導電支架與第二導電支架呈間隔設置且形成有入光口。光接收器包含位於其一表面的光接收區與兩個焊接部，並且兩個焊接部位於光接收區的相反兩側且分別焊接固定於第一導電支架與第二導電支架，以使光接收區面向入光口。所述第一導電支架的至少局部、所述第二導電支架至少局部、及光接收器皆埋置於透光封裝體內。所述光接收器能用來接收穿過透光封裝體與入光口的一光信號。

Description

光學偵測裝置及光學封裝結構
本發明涉及一種偵測裝置，尤其涉及一種光學偵測裝置及光學封裝結構。
現有的光學封裝結構100a包含有兩個導電支架1a、一光接收器2a、多條金屬線3a、多個銀膠4a、及一透光封裝體5a。其中，所述光接收器2a是被設置於其中一個導電支架1a，並且光接收器2a是通過上述多條金屬線3a來電性連接於兩個導電支架1a。每條金屬線3a與導電支架1a之間的連接處則通過銀膠4a包覆，以強化其連接強度。上述每個導電支架1a的局部、光接收器2a、多條金屬線3a、及多個銀膠4a皆埋置於透光封裝體5a內。
然而，當現有光學封裝結構100a在焊接於一電路板200a時，由於現有光學封裝結構100a的各個元件的熱膨脹係數不同，所以容易使銀膠4a產生剝離或金屬線3a產生斷裂。而對於現有光學封裝結構100a來說，只要一個金屬線3a有產生缺失，就會導致產品不良。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種光學偵測裝置及光學封裝結構，其能有效地改善現有光學封裝結構所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種光學偵測裝置，包括：一光學封裝結構，包含：一第一導電支架，包含一第一基部、及分別自所述第一基部相反兩端延伸的一第一固晶部與一第一裸露部；一第二導電支架，包含一第二基部及自所述第二基部延伸的一第二固晶部；其中，所述第一固晶部與所述第二固晶部彼此間隔且大致呈共平面設置，並且所述第一固晶部與所述第二固晶部之間形成有一入光口；一光接收器，具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，並且所述光接收器包含位於所述第一表面的一光接收區與兩個焊接部，並且兩個所述焊接部位於所述光接收區的相反兩側；其中，所述光接收器的兩個所述焊接部分別焊接固定於所述第一固晶部與所述第二固晶部，以使所述光接收區面向所述入光口；及一透光封裝體；其中，所述第一固晶部、所述第一基部、所述第二固晶部、所述第二基部、及所述光接收器皆埋置於所述透光封裝體內；以及一電路板；其中，所述第一導電支架的所述第一裸露部焊接固定於所述電路板；其中，所述光接收器能用來接收穿過所述透光封裝體與所述入光口的一光信號、並傳送一電信號至所述電路板。
本發明實施例也公開一種光學封裝結構，包括：一第一導電支架，包含一第一基部、及分別自所述第一基部相反兩端延伸的一第一固晶部與一第一裸露部；一第二導電支架，包含一第二基部及自所述第二基部延伸的一第二固晶部；其中，所述第一固晶部與所述第二固晶部彼此間隔且大致呈共平面設置，並且所述第一固晶部與所述第二固晶部之間形成有一入光口；一光接收器，具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，並且所述光接收器包含位於所述第一表面的一光接收區與兩個焊接部，並且兩個所述焊接部位於所述光接收區的相反兩側；其中，所述光接收器的兩個所述焊接部分別焊接固定於所述第一固晶部與所述第二固晶部，以使所述光接收區面向所述入光口；以及一透光封裝體；其 中，所述第一固晶部、所述第一基部、所述第二固晶部、所述第二基部、及所述光接收器皆埋置於所述透光封裝體內；其中，所述光接收器能用來接收穿過所述透光封裝體與所述入光口的一光信號。
綜上所述，本發明實施例所公開的光學偵測裝置及光學封裝結構，光接收器能通過位於光接收區相反兩側的兩個焊接部分別焊接於第一導電支架與第二導電支架，以使埋置於所述透光封裝體內的元件無需採用銀膠與金屬線，進而有效地降低產品的不良率。
再者，所述光接收器的光接收區與兩個焊接部設置於相同的表面上，藉以能夠利用第一導電支架與第二導電支架之間的縫隙，使該縫隙成為依據光接收區尺寸而形成的入光口。據此，所述光接收器的光接收區僅接收穿過入光口的光信號，而其餘雜散的光線則能夠被第一導電支架與第二導電支架所遮蔽。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
[現有技術]
100a‧‧‧光學封裝結構
1a‧‧‧導電支架
2a‧‧‧光接收器
3a‧‧‧金屬線
4a‧‧‧銀膠
5a‧‧‧透光封裝體
200a‧‧‧電路板
[本發明實施例]
1000‧‧‧光學偵測裝置
100‧‧‧光學封裝結構
1‧‧‧第一導電支架
11‧‧‧第一基部
111‧‧‧彎折角
12‧‧‧第一固晶部
13‧‧‧第一裸露部
2‧‧‧第二導電支架
21‧‧‧第二基部
211‧‧‧切斷面
22‧‧‧第二固晶部
23‧‧‧第二裸露部
3‧‧‧光接收器
31‧‧‧第一表面
32‧‧‧第二表面
33‧‧‧光接收區
34‧‧‧焊接部
4‧‧‧透光封裝體
E‧‧‧入光口
C‧‧‧橫剖面
200‧‧‧電路板
201‧‧‧開口
L‧‧‧光信號
圖1為現有光學偵測裝置的示意圖。
圖2為本發明實施例一的光學偵測裝置示意圖。
圖3為本發明實施例二的光學偵測裝置示意圖。
圖4為本發明實施例三的光學偵測裝置示意圖。
圖5為本發明實施例四的光學偵測裝置示意圖(一)。
圖6為本發明實施例四的光學偵測裝置示意圖(二)。
需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外 型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。
[實施例一]
請參閱圖2所示，其為本發明的實施例一，本實施例公開一種光學偵測裝置1000，較佳是指側對側(side by side)型式的光學偵測裝置1000，但本發明不侷限此。也就是說，本發明也可以是側對側型式以外的光學偵測裝置1000。
所述光學偵測裝置1000包含一光學封裝結構100及一電路板200，並且所述光學封裝結構100焊接固定於電路板200上。其中，本實施例的光學封裝結構100可以是通過表面貼裝技術(surface mounting technology，SMT)或是插設方式焊接於所述電路板200，本發明在此不加以限制。
需說明的是，所述光學封裝結構100於本實施例中是以搭配上述電路板200來作說明，但本發明不受限於此。也就是說，所述光學封裝結構100依據設計者的需求而被單獨使用或是應用在不同的裝置上。
所述光學封裝結構100包含一第一導電支架1、一第二導電支架2、一光接收器3、及一透光封裝體4。其中，所述光接收器3焊接固定於上述第一導電支架1與第二導電支架2，並且光接收器3、至少部分第一導電支架1、及至少部分第二導電支架2埋置於所述透光封裝體4中。再者，所述光學封裝結構100於本實施例中較佳是在所述透光封裝體4內未設有任何銀膠與任何金屬線，但本發明不受限於此。以下將分別說明本實施例光學封裝結構100的各個元件構造，而後再適時介紹光學封裝結構100各個元件之間的連接關係。
於本實施例中，所述第一導電支架1與第二導電支架2呈間 隔設置，上述第一導電支架1與第二導電支架2較佳是具有相同的厚度，並且第一導電支架1的外輪廓與第二導電支架2的外輪廓大致呈鏡像對稱設置，但本發明不受限於此。
更詳細地說，所述第一導電支架1於本實施例中為一體成形的單件式構造，並且所述第一導電支架1包含有一第一基部11、自所述第一基部11一端(如：圖1中的第一基部11左端)延伸的一第一固晶部12、及自所述第一基部11另一端(如：圖1中的第一基部11右端)延伸的一第一裸露部13。再者，所述第二導電支架2於本實施例中為一體成形的單件式構造，並且所述第二導電支架2包含一第二基部21、自上述第二基部21一端(如：圖1中的第二基部21右端)延伸的一第二固晶部22、及自所述第二基部21另一端(如：圖1中的第二基部21左端)延伸的一第二裸露部23。
其中，所述第一導電支架1的第一固晶部12與所述第二導電支架2的第二固晶部22彼此間隔且大致呈共平面設置，並且上述第一固晶部12與第二固晶部22之間形成有一入光口E。進一步地說，所述第一固晶部12與第二固晶部22的距離(或入光口E)於本實施例中是具備有提供光線通過的功能，而並非僅是隔開第一導電支架1與第二導電支架2之間的電性連接。
本實施例的光接收器3是以一光電二極體(photodiode)元件、一光電晶體(photo transistor)元件、或者是一光電積體電路(photo IC)元件來作一說明，但本發明不以此為限。其中，所述光接收器3具有位於相反側的一第一表面31與一第二表面32，並且所述光接收器3包含位於上述第一表面31的一光接收區33與兩個焊接部34，並且上述兩個焊接部34位於所述光接收區33的相反兩側。
再者，所述光接收器3的兩個焊接部34分別焊接固定於所述 第一固晶部12與第二固晶部22，以使所述光接收區33面向上述入光口E。其中，所述入光口E的尺寸是對應於光接收器3的光接收區33尺寸，也就是說，當所述光接收區33的尺寸愈大時，入光口E的尺寸也相對應愈大。
所述透光封裝體4於本實施例中較佳是呈透明狀，並且透光封裝體4的材質例如是環氧樹脂，但本發明不受限於此。其中，所述第一導電支架1的第一固晶部12與第一基部11、所述第二導電支架2的第二固晶部22與所述第二基部21、及所述光接收器3皆埋置於上述透光封裝體4內。而所述第一裸露部13與第二裸露部23則是裸露於透光封裝體4之外，並且本實施例的光接收器3是大致位於所述第一導電支架1與第二導電支架2所圍繞的空間之內。
更詳細地說，所述光學封裝結構100在上述透光封裝體4的外表面上較佳是未設有任何非透光的材質，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，光學封裝結構100在需要入光的部位以外的透光封裝體4外表面處可以設有非透光材質。換個角度來說，在需要入光的部位的透光封裝體4外表面處設有非透光材質的光學封裝結構，則非為本實施例所指的光學封裝結構100。
以上為本實施例光學封裝結構100的結構說明，以下接著介紹本實施例光學封裝結構100與電路板200之間的連接關係。
所述第一導電支架1的第一裸露部13及第二導電支架2的第二裸露部23皆焊接固定於電路板200，並且所述光接收器3位於鄰近電路板200的所述第一固晶部12與第二固晶部22的一側(如：圖1中的第一固晶部12與第二固晶部22的下側)，以使光接收器3的第二表面32面向所述電路板200。再者，所述光接收 器3能用來接收穿過所述透光封裝體4與入光口E的一光信號L、並傳送一電信號至所述電路板200。
[實施例二]
請參閱圖3所示，其為本發明的實施例二，本實施例與上述實施例一類似，相同的技術特徵則不再加以贅述，而本實施例不同於上述實施例一的技術特徵大致如下所述：
所述光接收器3位於遠離電路板200的所述第一固晶部12與第二固晶部22的一側(如：圖1中的第一固晶部12與第二固晶部22的上側)；也就是說，本實施例的光接收器3是大致位於所述第一導電支架1與第二導電支架2所圍繞的空間之外。再者，所述電路板200形成有貫穿狀的一開口201，所述第一裸露部13與第二裸露部23分別焊接固定於位在上述開口201相反兩側(如：圖2中的開口201右側與左側)的電路板200的部位。
據此，所述所述光接收器3的光接收區33面向上述電路板200的開口，以使所述光接收器3能用來接收穿過所述開口201、透光封裝體4、及入光口E的一光信號L。
需說明的是，本實施例中的電路板200開口201尺寸與形狀可以依據設計者需求而加以調整，並不受限於圖式所載。舉例來說，所述開口201也可以進一步沿著電路板200的板面延伸而形成，以使電路板200形成間隔設置的兩個子電路板。也就是說，兩個子電路板200間隔的區域定義為所述開口201，而所述第一裸露部13與所述第二裸露部23分別焊接固定於上述兩個子電路板。
[實施例三]
請參閱圖4所示，其為本發明的實施例三，本實施例與上述實施例一類似，相同的技術特徵則不再加以贅述(如：透光封裝體4及包覆於其內的構造)，而本實施例不同於上述實施例一的技 術特徵大致如下所述：
所述第二導電支架2未連接電路板200，並且所述第二基部21具有遠離所述第二固晶部22的一切斷面211，而所述第二切斷面211大致切齊於所述透光封裝體4的相鄰外表面部位。換個角度來說，本實施例的第二導電支架2只包含第二基部21與第二固晶部22，但本發明不受限於此。
再者，所述光學封裝結構100於本實施例中僅以第一導電支架1的第一焊接部34焊接固定於所述電路板200，並且本實施例通過第一焊接部34與電路板200的配合，而使所述光接收區33是與電路板200相夾形成有介於80~100度的一夾角。其中，上述夾角於本實施例中是以大致90度為例，但夾角的實際數值可以依據設計者需求而加以調整。
[實施例四]
請參閱圖5和圖6所示，其為本發明的實施例四，與上述實施例一類似，相同的技術特徵則不再加以贅述(如：述第一導電支架1的第一固晶部12與第一基部11、所述第二導電支架2的第二固晶部22與所述第二基部21、及所述光接收器3)，而本實施例不同於上述實施例一的技術特徵大致如下所述：
所述第二導電支架2未連接電路板200，並且所述第二基部21具有遠離所述第二固晶部22的一切斷面211，而所述第二切斷面211大致切齊於所述透光封裝體4的相鄰外表面部位。換個角度來說，本實施例的第二導電支架2只包含第二基部21與第二固晶部22，但本發明不受限於此。
再者，所述光學封裝結構100於本實施例中僅以第一導電支架1的第一焊接部34焊接固定於所述電路板200，並且本實施例通過第一焊接部34與電路板200的配合，而使所述光接收區33是大致平行於電路板200。其中，上述光接收區33與電路板200 之間也可以形成有一夾角，而該夾角的實際數值可以依據設計者需求而加以調整。
更詳細地說，在平行於所述光接收區33且穿過光接收器3的所述光學封裝結構100的一剖面C中，所述光接收器3的一形狀中心於本實施例中是與所述透光封裝體4的一形狀中心呈偏移設置，藉以適用於不同的需求。
換個角度來看，本實施例的光學封裝結構100能通過調整第一導電支架1的結構，以達到上述光接收器3與透光封裝體4產生偏移設置的效果。舉例來說，所述第一基部11呈彎折狀(如：圖5所示的第一基部11形成有三個彎折角111)，以使所述光接收器3的局部被收容於所述第一基部11所包圍的空間內。此外，本實施例的彎折狀第一基部11也可以是形成有至少一個彎折角111(如：圖6)，本發明在此不加以限制。
再者，所述光接收器3位於鄰近電路板200的所述第一固晶部12與第二固晶部22的一側(如：圖1中的第一固晶部12與第二固晶部22的下側)，並且所述光接收器3的第二表面32是面向所述電路板200。
[本發明實施例的技術功效]
依上所述，本發明實施例所公開的光學偵測裝置及光學封裝結構，其光接收器能通過位於光接收區相反兩側的兩個焊接部分別焊接於第一導電支架與第二導電支架，以使埋置於所述透光封裝體內的元件無需採用銀膠與金屬線，進而有效地降低產品的不良率。
再者，所述光接收器的光接收區與兩個焊接部設置於相同的表面上，藉以能夠利用第一導電支架與第二導電支架之間的縫隙，使該縫隙成為依據光接收區尺寸而形成的入光口。據此，所述光接收器的光接收區僅接收穿過入光口的光信號，而其餘雜散 的光線則能夠被第一導電支架與第二導電支架所遮蔽。
另，所述光學偵測裝置還能夠通過元件結構設計(如：實施例一至四)，藉以適用於不同的需求中。
以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims (10)

  1. 一種光學偵測裝置，包括：一光學封裝結構，包含：一第一導電支架，包含一第一基部、及分別自所述第一基部相反兩端延伸的一第一固晶部與一第一裸露部；一第二導電支架，包含一第二基部及自所述第二基部延伸的一第二固晶部；其中，所述第一固晶部與所述第二固晶部彼此間隔且大致呈共平面設置，並且所述第一固晶部與所述第二固晶部之間形成有一入光口；一光接收器，具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，並且所述光接收器包含位於所述第一表面的一光接收區與兩個焊接部，並且兩個所述焊接部位於所述光接收區的相反兩側；其中，所述光接收器的兩個所述焊接部分別焊接固定於所述第一固晶部與所述第二固晶部，以使所述光接收區面向所述入光口；及一透光封裝體；其中，所述第一固晶部、所述第一基部、所述第二固晶部、所述第二基部、及所述光接收器皆埋置於所述透光封裝體內；以及一電路板；其中，所述第一導電支架的所述第一裸露部焊接固定於所述電路板；其中，所述第一基部呈彎折狀，以使所述光接收器的局部收容於所述第一基部所包圍的空間內；所述光接收器位於鄰近所述電路板的所述第一固晶部與所述第二固晶部的一側，並且所述第二表面是面向所述電路板；所述光接收器能用來接收穿過所述透光封裝體與所述入光口的一光信號、並傳送一電信號至所述電路板。
  2. 如請求項1所述的光學偵測裝置，其中，所述光學封裝結構在所述透光封裝體的外表面上未設有任何非透光的材質。
  3. 如請求項2所述的光學偵測裝置，其中，所述光學封裝結構在所述透光封裝體內未設有任何銀膠與任何金屬線。
  4. 如請求項1所述的光學偵測裝置，其中，所述第二導電支架未連接電路板，並且所述第二基部具有遠離所述第二固晶部的一切斷面，而所述第二切斷面大致切齊於所述透光封裝體的相鄰外表面部位。
  5. 如請求項4所述的光學偵測裝置，其中，所述光學封裝結構僅以所述第一焊接部焊接固定於所述電路板，並且所述光接收區平行於所述電路板。
  6. 如請求項4所述的光學偵測裝置，其中，在平行於所述光接收區且穿過所述光接收器的所述光學封裝結構的一橫剖面中，所述光接收器的一形狀中心是與所述透光封裝體的一形狀中心呈偏移設置。
  7. 如請求項6所述的光學偵測裝置，其中，呈彎折狀的所述第一基部形成有三個彎折角。
  8. 一種光學封裝結構，包括：一第一導電支架，包含一第一基部、及分別自所述第一基部相反兩端延伸的一第一固晶部與一第一裸露部；一第二導電支架，包含一第二基部及自所述第二基部延伸的一第二固晶部；其中，所述第一固晶部與所述第二固晶部彼此間隔且大致呈共平面設置，並且所述第一固晶部與所述第二固晶部之間形成有一入光口；一光接收器，具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，並且所述光接收器包含位於所述第一表面的一光接收區與兩個焊接部，並且兩個所述焊接部位於所述光接收區的相反兩側；其中，所述光接收器的兩個所述焊接部分別焊接固定於所述第一固晶部與所述第二固晶部，以使所述光接收區面向所述入光口；以及一透光封裝體；其中，所述第一固晶部、所述第一基部、所述第二固晶部、所述第二基部、及所述光接收器皆埋置於所述透光封裝體內；其中，所述第一基部呈彎折狀，以使所述光接收器的局部收容於所述第一基部所包圍的空間內；所述光接收器能用來接收穿過所述透光封裝體與所述入光口的一光信號。
  9. 如請求項8所述的光學封裝結構，其中，所述光學封裝結構在所述透光封裝體的外表面上未設有任何非透光的材質。
  10. 如請求項8所述的光學封裝結構，其中，所述光學封裝結構在所述透光封裝體內未設有任何銀膠與任何金屬線。
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