TWI707191B

TWI707191B - 光學模組及其製造方法

Info

Publication number: TWI707191B
Application number: TW108134871A
Authority: TW
Inventors: 饒景隆; 周宏憲
Original assignee: 大陸商廣州立景創新科技有限公司
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-10-11
Also published as: CN112565558A; TW202113452A

Abstract

一種光學模組，包括一基板、一感光元件、一鏡頭架以及一導電線路。基板包括一第一接墊。感光元件配置於基板上。感光元件具有一第一表面以及相對第一表面且朝向基板的一第二表面。感光元件包括位於第一表面的一第二接墊以及一感光區。鏡頭架配置於基板上且圍繞感光元件。導電線路包括相對的一第一端與一第二端及位於第一端與第二端之間的一嵌設部分。嵌設部分設置於鏡頭架。第一端與第二端外露於鏡頭架且分別電性連接於第一接墊與第二接墊。另提出一種光學模組的製造方法。

Description

光學模組及其製造方法

本發明是有關於一種光學模組及其製造方法，且特別是有關於一種具有較小尺寸的光學模組及其製造方法。

常見的可攜式電子裝置包括筆記型電腦(notebook computer)、智慧型手機(smart phone)或平板電腦(tablet PC)等，因上述可攜式電子裝置具備便於隨身攜帶以利使用者即時收發處理資訊的優勢，已成為現代人不可或缺的工具。另一方面，為供使用者即時擷取影像，具有鏡頭的光學模組已逐漸成為上述可攜式電子裝置的標準配備。然而，如何將此類光學模組配置於可攜式電子裝置，已成為眾多廠商進而投入研究的課題之一。

舉例來說，目前的智慧型手機大多趨向於全屏幕發展，習知的智慧型手機的光學模組，例如相機模組的製程大多為晶片直接封裝(Chip on Board, COB)製程，其需要打線(wire bonding)使感光元件與基板的電性連接。然而，藉由上述製程方式，打線所佔用的體積會使得相機模組具有較大的尺寸。因此，在現今追求電子產品能夠輕薄短小的趨勢下，如何縮減光學模組的尺寸，實已成目前亟欲解決的課題。

本發明提供一種光學模組，其可具有較小的尺寸。

本發明提供一種光學模組的製造方法，其可製造出上述的光學模組。

本發明的光學模組，包括一基板、一感光元件、一鏡頭架以及一導電線路。基板包括一第一接墊。感光元件配置於基板上。感光元件具有一第一表面以及相對第一表面且朝向基板的一第二表面。感光元件包括位於第一表面的一第二接墊以及一感光區。鏡頭架配置於基板上且圍繞感光元件。導電線路包括相對的一第一端與一第二端及位於第一端與第二端之間的一嵌設部分。嵌設部分設置於鏡頭架。第一端與第二端外露於鏡頭架且分別電性連接於第一接墊與第二接墊。

在本發明的一實施例中，上述的鏡頭架包括一側牆及連接於側牆的一頂板。側牆圍繞感光元件。頂板具有對應於感光區的一開孔。光學模組更包括一鏡頭。鏡頭對應於開孔。導電線路的嵌設部分內埋於側牆及頂板的至少一者。

在本發明的一實施例中，上述的導電線路的嵌設部分內埋於側牆及頂板。導電線路的嵌設部分具有位於側牆及頂板的交界處的一轉折。

在本發明的一實施例中，上述的鏡頭架的材料包括尼龍工程塑膠或LCP塑膠(LIQUID CRYSTAL POLYMER)。

本發明的光學模組的製造方法包括下列步驟。提供一基板。基板包括一第一接墊。設置一感光元件於基板上，且感光元件具有一第一表面以及相對第一表面且朝向基板的一第二表面。感光元件包括位於第一表面的一第二接墊以及一感光區。進行一埋入射出製程，以將一導電線路部分地嵌設於一鏡頭架。其中導電線路包括相對的一第一端與一第二端及位於第一端與第二端之間的一嵌設部分。嵌設部分固定於鏡頭架。第一端與第二端外露於鏡頭架。配置嵌設有該導電線路的該鏡頭架於該基板上，以使該鏡頭架圍繞該感光元件，且使該第一端與該第二端分別電性連接於該第一接墊與該第二接墊。

在本發明的一實施例中，上述的嵌設部分內埋於鏡頭架。

在本發明的一實施例中，上述的嵌設部分固定於鏡頭架的一內表面，且沿著內表面的輪廓延伸。

基於上述，本發明的光學模組的基板與感光元件是透過部分配置於鏡頭架內部的導電線路而使彼此電性連接，由於導電線路嵌設於鏡頭架的內部，鏡頭架可被設計為相當貼近感光元件的外輪廓，而可以降低光學模組的尺寸。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

隨著科技的進步，智慧型手機或平板電腦的相機模組的畫素要求越來越高。目前，上述電子裝置大多會採用約1200萬畫素至4000萬畫素的相機模組。進一步而言，此類光學模組使用直接封裝(Chip on Board, COB)製程來製作，其需要透過打線(wire bonding)使感光元件與基板彼此電性連接。然而，由於打線相當佔空間，因此打線的設計會使光學模組的尺寸(特別是在高度上)較大，進而使光學模組的體積難以縮減。下面將說明透過其他方式來使感光元件與基板彼此電性連接的光學模組，其具有較小的尺寸，而可應用在更薄化或是全屏幕的電子裝置上。

圖1是依照本發明的一實施例的一種光學模組的剖面示意圖。圖2是圖1的局部放大示意圖。請參考圖1及圖2，本實施例的光學模組100包括一基板110、一感光元件120、一鏡頭架130以及一導電線路140。在本實施例中，光學模組100例如是相機模組，但在其他實施例中，光學模組並不以此為限。在本實施例中，光學模組100適於配置在電子裝置(未繪示)上，電子裝置例如是筆記型電腦、智慧型手機或平板電腦等，並不以此為限。

詳細而言，在本實施例中，感光元件120以及鏡頭架130配置於基板110上，且鏡頭架130圍繞感光元件120。感光元件120具有一第一表面121以及相對第一表面121的一第二表面122，且第二表面122朝向基板110。另外，基板110包括一第一接墊111。感光元件120包括位於第一表面121的一第二接墊123以及一感光區124。

進一步而言，在本實施例中，導電線路140包括相對的一第一端142與一第二端146以及位於第一端142與第二端146之間的一嵌設部分144。而且，導電線路140的嵌設部分144設置於鏡頭架130。更明確地說，導電線路140的嵌設部分144例如是以內埋的方式設置於鏡頭架130。導電線路140的第一端142與第二端146外露於鏡頭架130，且第一端142與第二端146分別電性連接於基板110的第一接墊111與感光元件120的第二接墊123。

值得一提的是，如圖1及圖2所示，在本實施例中，第一端142與第一接墊111之間以及第二端146與第二接墊12之間例如是透過導電膠體155彼此電性連接。詳細地說，基板110對應於導電線路140的第一端142之處具有凹槽113，且導電線路140的第一端142伸入凹槽113，並且透過導電膠體155電性連接於基板110的第一接墊111。導電線路140的第二端146則是藉由導電膠體155電性連接於位在感光元件120的表面上的第二接墊123。當然，在其他實施例中，除了使用導電膠體155之外，也可以使用例如焊料、焊球或其他具有電性連接功能的材料。

需說明的是，在其他實施例中，基板110的第一接墊111也可以與感光元件120的第二接墊123為相似的形式，且基板110不一定需要具有凹槽113，換言之，第一接墊111可以位於基板上，導電膠體155可以設置在基板110的表面上的第一接墊111上，導電線路140的第一端142藉由導電膠體155電性連接於第一接墊111。當然，在未繪示的實施例中，導電線路140與基板110或是導電線路140與感光元件120也可以是其他適當形式的電性連接方式，只要能夠使導電線路140電性連接基板110與感光元件120即可，本發明並不以此為限。

在本實施例中，鏡頭架130可選擇地包括一側牆132及連接於側牆132的一頂板134，進一步地說，如圖1所示，鏡頭架130的側牆132圍繞感光元件120。當然，在其他實施例中，鏡頭架130不一定是要如圖1及圖2所示的形狀，也可是其他適當形式的設計，本發明並不以此為限。此外，在本實施例中，鏡頭架130的材料例如是包括尼龍工程塑膠或LCP塑膠(LIQUID CRYSTAL POLYMER)，但在其他實施例中，鏡頭架130的材料並不以上述為限。

請參考圖1，進一步而言，在本實施例中，光學模組100更包括一鏡頭150，鏡頭架130的頂板134具有對應於感光區124的一開孔134a。換言之，鏡頭架130的頂板134圍繞出開孔134a，並用以暴露出感光區124，且鏡頭150的位置對應於開孔134a。

如圖2所示，在本實施例中，導電線路140的該嵌設部分144設置(例如是內埋)於側牆132及頂板134，且導電線路140的嵌設部分144具有位於側牆132及該頂板134的交界處的一轉折144a。

具體而言，在本實施例中，導電線路140在接觸第一接墊111及第二接墊123之外的區域皆被鏡頭架130所覆蓋。本實施例的鏡頭架130與感光元件120甚至可以直接接觸。換言之，本實施例的鏡頭架130與感光元件120之間不需預留空間給導電線路140，因而大幅縮小了光學模組100的尺寸。此外，在本實施例中，導電線路140受到鏡頭架130的保護與覆蓋，導電線路140不易受損。此外，基於此設計，本實施例的導電線路140由於埋設於鏡頭架130內，而不會影響進入鏡頭150內的光。

圖3是圖1的光學模組的製造方法的流程圖。以下將詳細說明本發明的光學模組的製造方法200，若以相機模組為例，習知光學模組製作過程中，必須預留打線的空間，以使感光元件電性連接於基板，此法將造成光學模組的尺寸增加。因此，下面將提供其中一種光學模組的製造方法來降低光學模組的體積，本發明藉由下述實施例來說明。

請參考圖1至圖3，首先，如圖3所示，在步驟202中，提供基板110，其中基板110包括第一接墊111。接著，在步驟204中，設置感光元件120於基板110上。在本實施例中，感光元件120具有第一表面121以及背向於第一表面121且朝向基板110的第二表面122，且感光元件120包括位於第一表面121的第二接墊123以及感光區124。

在步驟206中，進行埋入射出製程，首先，提供對應於鏡頭架130外形的模具，並將導電線路140放入模具中的對應位置，其中導電線路140包括相對的第一端142與第二端146及位於第一端142與第二端146之間的嵌設部分144。在本實施例中，導電線路140僅有嵌設部分144設置於模具內，第一端142與第二端146位於模具之外。再來，將形成鏡頭架130的材料(例如是尼龍工程塑膠或LCP塑膠)加熱軟化之後充填至模具內，而包覆導電線路140的嵌設部分144。待形成鏡頭架130的材料(例如是尼龍工程塑膠或LCP塑膠)固化之後，導電線路140的嵌設部分144會固定於鏡頭架130。之後，將鏡頭架130脫模，第一端142與第二端146外露於鏡頭架130。

之後，在步驟208中，將嵌設有導電線路140的鏡頭架130配置於基板110上，以使鏡頭架130圍繞感光元件120，且在第一接墊111上以及第二接墊123上可塗上導電膠體155，用以使第一端142透過導電膠體155電性連接於第一接墊111，第二端146透過導電膠體155電性連接於第二接墊123。

如此一來，業者可以不需要透過打線的方式，來使感光元件120與基板110彼此電性連接，而可直接透過例如是埋入射出製程，將導電線路140內嵌於鏡頭架130內，使基板110的第一接墊111電性連接感光元件120的第二接墊123。相較於習知利用打線連接的光學模組，在本實施例中，由於導電線路140內埋於鏡頭架130內，以使鏡頭架130能夠以非常貼近於感光元件120的形式設計，本實施例的光學模組100的鏡頭架130可具有較小的長寬高尺寸，而可使光學模組100具有較小的整體體積。若將此光學模組100應用於電子裝置內，可有效地減少光學模組100所佔用電子裝置的內部空間。

值得一提的是，步驟204與步驟206之間並沒有順序性，製造者可先進行步驟206，製造出嵌設有導電線路140的鏡頭架130之後，再進行步驟202、204、208。步驟的進行方式並不以符號的順序為限制。

當然，圖1所示的光學模組100不限於以光學模組的製造方法200來製造。此外，本發明的光學模組的製造方法200並不限制製造如圖1所示的光學模組100，也可製造出其他實施態樣的光學模組。因此，以下將列舉其他實施態樣的光學模組的製作方法以作為說明。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。

圖4是依照本發明的另一實施例的光學模組的局部放大示意圖。如圖4所示，本實施例的光學模組100a的導電線路140與鏡頭架130的相對位置係與前一實施例的導電線路140與鏡頭架130的相對位置略有不同，其主要差異在於：在前一實施例的光學模組100中，嵌設部分144內埋於鏡頭架130的側牆132與頂板134。

也就是說，本實施例的光學模組100a的製造方法與前一實施例的差別在於步驟206。詳細而言，在本實施例中，在進行步驟206中的埋入射出製程時，導電線路140放置的位置與前一實施例不同。進一步而言，當導電線路140被放入模具中的對應位置時，導電線路140對應於頂板134的部分會直接接觸模具的邊緣。因此，當形成鏡頭架130的材料充填至模具內且固化脫膜之後，導電線路140的第一端142、第二端146與導電線路140對應於頂板134的部分會外露於鏡頭架130，且導電線路140對應於頂板134的部分會沿著鏡頭架130的一內表面136的輪廓延伸。

換言之，在本實施例中，導電線路140的導電線路140僅有一部分內埋於側牆132，而一部分會外露於頂板134的內表面。當然，在其他未繪示的實施樣態的製造方法中，也可以將導電線路140對應於側牆132的部分直接接觸模具的邊緣，以使導電線路140僅有一部分內埋於頂板134，而一部分會外露於側牆132的內表面，但本發明並不以此為限。

圖5是依照本發明的又一實施例的光學模組的局部放大示意圖。如圖5所示，本實施例的光學模組100b的製造方法與前一實施例的差別在於步驟206。詳細而言，在本實施例中，在進行步驟206中的埋入射出製程時，導電線路140放置的位置與前述實施例不同。進一步而言，當導電線路140被放入模具中的對應位置時，導電線路140會直接接觸模具的邊緣。因此，當形成鏡頭架130的材料充填至模具邊緣與導電線路140之間後，會使導電線路140成型於內表面136上且沿著鏡頭架130的內表面136延伸。

在本實施例中，導電線路140會沿著頂板134、側牆132及基板110的表面延伸，而使得導電線路140具有位於側牆132及頂板134的交界處的一轉折144a以及位於側牆132及基板110的交界處的一轉折144b。

此外，在圖4及圖5的這些實施例中，未內埋於鏡頭架的部分是外露於鏡頭架130的內表面136，因此，為了避免位在內表面136上的導電線路140反光而影響感光元件120所接收到的光學影像。因此，在製造過程中還可以配置遮光層，詳細地說，遮光層覆蓋於導電線路140在接觸第一接墊111及第二接墊123之外的區域以及鏡頭架130的內表面136。其中遮光層例如可以利用黑漆、綠漆或其他不反光塗料，以避免反射光線。

基於此配置，相較於習知利用打線連接的光學模組，在本實施例中，由於導電線路140沿著鏡頭架130的內表面136延伸，鏡頭架130以貼近於感光元件120的形式設計，本實施例的光學模組100的鏡頭架130可具有較小的長寬高尺寸，而可使光學模組100具有較小的整體體積。若將此光學模組100應用於電子裝置內，可有效地減少光學模組100所佔用電子裝置的內部空間。

此外，需注意的是，圖1、圖2、圖4及圖5所繪示的光學模組100、100a、100b，僅示意地簡單繪示各元件的相對位置，而僅供參考，其實際的數量以及尺寸比例不會與圖1、圖2、圖4及圖5所示相近。

綜上所述，本發明的光學模組的基板與感光元件是透過部分配置於鏡頭架內部的導電線路而使彼此電性連接，由於導電線路嵌設於鏡頭架的內部，鏡頭架可被設計為相當貼近感光元件的外輪廓，而可以降低光學模組的尺寸。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、100a、100b:光學模組 110:基板 111:第一接墊 113:凹槽 120:感光元件 121:第一表面 122:第二表面 123:第二接墊 124:感光區 130:鏡頭架 132:側牆 134:頂板 134a:開孔 136:內表面 140:導電線路 142:第一端 144:嵌設部分 144a、144b:轉折 146:第二端 150:鏡頭 155:導電膠體 200:流程圖 202~208:步驟

圖1是依照本發明的一實施例的一種光學模組的剖面示意圖。圖2是圖1的局部放大示意圖。圖3是圖1的光學模組的製造方法的流程圖。圖4是依照本發明的另一實施例的光學模組的局部放大示意圖圖5是依照本發明的又一實施例的光學模組的局部放大示意圖。

100:光學模組

110:基板

111:第一接墊

120:感光元件

121:第一表面

122:第二表面

123:第二接墊

124:感光區

130:鏡頭架

132:側牆

134:頂板

134a:開孔

140:導電線路

142:第一端

144:嵌設部分

144a:轉折

146:第二端

150:鏡頭

155:導電膠體

Claims

一種光學模組，包括：一基板，包括一第一接墊；一感光元件，配置於該基板上，該感光元件具有一第一表面以及相對該第一表面且朝向該基板的一第二表面，該感光元件包括位於該第一表面的一第二接墊以及一感光區；一鏡頭架，配置於該基板上且圍繞該感光元件；以及一導電線路，包括相對的一第一端與一第二端及位於該第一端與該第二端之間的一嵌設部分，且該導電線路非採用打線方式製作，該嵌設部分設置於該鏡頭架，該第一端與該第二端外露於該鏡頭架且分別電性連接並直接接觸於該第一接墊與該第二接墊。
如申請專利範圍第1項所述的光學模組，其中該鏡頭架包括一側牆及連接於該側牆的一頂板，該側牆圍繞該感光元件，該頂板具有對應於該感光區的一開孔，該光學模組更包括一鏡頭，該鏡頭對應於該開孔，該導電線路的該嵌設部分內埋於該側牆及該頂板的至少一者。
如申請專利範圍第2項所述的光學模組，其中該導電線路的該嵌設部分內埋於該側牆及該頂板，該導電線路的該嵌設部分具有位於該側牆及該頂板的交界處的一轉折。
如申請專利範圍第1項所述的光學模組，其中該鏡頭架的材料包括尼龍工程塑膠或LCP塑膠(LIQUID CRYSTAL POLYMER)。
一種光學模組的製造方法，包括：提供一基板，其中該基板包括一第一接墊；設置一感光元件於該基板上，且該感光元件具有一第一表面以及相對該第一表面且朝向該基板的一第二表面，該感光元件包括位於該第一表面的一第二接墊以及一感光區；進行一埋入射出製程，以將一導電線路部分地嵌設於一鏡頭架，其中該導電線路包括相對的一第一端與一第二端及位於該第一端與該第二端之間的一嵌設部分，且該導電線路非採用打線方式製作，該嵌設部分固定於該鏡頭架，該第一端與該第二端外露於該鏡頭架；以及配置嵌設有該導電線路的該鏡頭架於該基板上，以使該鏡頭架圍繞該感光元件，且使該第一端與該第二端分別電性連接並直接接觸於該第一接墊與該第二接墊。
如申請專利範圍第5項所述的光學模組的製造方法，其中該嵌設部分內埋於該鏡頭架。
如申請專利範圍第6項所述的光學模組的製造方法，其中該鏡頭架包括一側牆及連接於該側牆的一頂板，該側牆圍繞該感光元件，該頂板具有對應於該感光區的一開孔，該光學模組更包括一鏡頭，該鏡頭對應於該開孔，該導電線路的該嵌設部分內埋於該側牆及該頂板的至少一者。
如申請專利範圍第7項所述的光學模組的製造方法，其中該導電線路的該嵌設部分內埋於該側牆及該頂板，該導電線路的該嵌設部分具有位於該側牆及該頂板的交界處的一轉折。
如申請專利範圍第5項所述的光學模組的製造方法，其中該嵌設部分固定於該鏡頭架的一內表面，且沿著該內表面的輪廓延伸。
如申請專利範圍第5項所述的光學模組的製造方法，其中該鏡頭架的材料包括尼龍工程塑膠或LCP塑膠(LIQUID CRYSTAL POLYMER)。