薄化的影像擷取模組及其製作方法
2023-05-10 08:38:21
專利名稱：薄化的影像擷取模組及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種影像擷取模組，尤指一種薄化的影像擷取模組及其製作方法。
背景技術：
依目前在市面上販售的筆記型電腦中，部分於螢幕上方裝設有影像擷取模組，以擷取影像供通訊或影像記錄。筆記型電腦在整體的尺寸上以輕薄短小為設計趨勢，且影像擷取模組的畫素值也要求愈高，目前筆記型電腦的殼體厚度最薄者僅5mm，可供3 Q萬畫素的影像擷取模組(含鏡頭)安裝的空間僅3 . 5 _，若依目前影像擷取模組的組裝方式而言，超過3 Q萬者畫素值者整體厚度相對變大，較大畫素值的影像擷取模組在3. 5 mm的空間內組裝上造成瓶頸，因此各大廠商無不竭盡心力在封裝技術上改良以解決此一問題。如圖1 7所示，為一種習用影像擷取模組的封裝結構9 O，其包括一感光元件 9 O O、一透光玻璃9 O 1、以及一印刷電路板9 O 2，於透光玻璃9 O 1上連接訊號輸出的線路9 O 3，以此線路9 O 3與感光元件9 O O上的接點9 O 4電性連接後以粘膠 9 O 5封填，透光玻璃9 O 1並於另一側與印刷電路板9 O 2電性連接，以組成此封裝結構9 O。相較於早期的封裝結構而言，此封裝結構9 O雖已縮減整體厚度，惟當鏡頭9 O 6 於印刷電路板9 O 2上組設時，鏡頭9 O 6位置必須對應該感光元件9 O O的感測區域， 如有稍許誤差即會造成影像不佳，故此封裝結構9 O必須經由人工校對，始能精確地將鏡頭9 O 6安裝於印刷電路板9 O 2上的正確位置，由於實際作業上相當麻煩，因此難於實務上應用。如圖1 8所示，為另一種習用影像擷取模組的封裝結構9 1，其同樣包括一感光元件9 1 O、一透光玻璃9 1 1、以及一印刷電路板9 1 2，印刷電路板9 1 2具有開口 9 1 3，該透光玻璃9 1 1裝設在感光元件9 1 Q上，此感光元件9 1 O以裝設透光玻璃 9 1 1的一面以粘膠9 1 4與印刷電路板9 1 2粘著，同時並使感光元件9 1 O的焊墊 9 1 5與印刷電路板9 1 2電性連接，此時透光玻璃9 1 1位於該印刷電路板9 1 2的開口 9 1 3內，藉此縮減整體厚度以構成此封裝結構9 1。此封裝結構9 1相較於前一封裝結構9 O具有更小的封裝尺寸，惟此封裝結構9 1與前一封裝結構9 O具有相同的問題， 即難以將鏡頭9 1 6經由人工校對而精確地安裝於印刷電路板9 1 2，因此仍難於實務上應用，故目前封裝結構9 O與封裝結構9 1未用於實際生產。如圖1 9所示，為另一種習用影像擷取模組的封裝結構9 2，其同樣包括一感光元件9 2 O、一透光玻璃9 2 1、一印刷電路板9 2 2、以及一散熱基材9 2 3，該感光元件9 2 O與印刷電路板9 2 2皆裝設於散熱基材9 2 3上，且印刷電路板9 2 2具有開口 9 2 4以露出該感光元件9 2 O，此感光元件9 2 O則以接線9 2 5與印刷電路板9 2 2 電性連接，而該透光玻璃9 2 1則置於二墊體9 2 6上而位於該感光元件9 2 O上方，鏡頭9 2 7即設於該透光玻璃9 2 1，藉此構成封裝結構9 2。惟此封裝結構9 2必須增設該散熱基材9 2 3，故封裝結構9 2整體上仍具有相當的厚度，故仍具有改良空間。如圖2 O所示，為另一種習用影像擷取模組的封裝結構9 3，包含一感光元件9 3 O、一金屬板9 3 1、以及一印刷電路板9 3 2，該金屬板9 3 1設於該印刷電路板 9 3 2底部，該印刷電路板9 3 2中具有一開口 9 3 3，此開口 9 3的底部裸露出金屬板 9 3 1，該感光元件9 3 O容設於該開口 9 3 3並粘著於底部的金屬板9 3 1，且在感光元件9 3 O與印刷電路板9 3 2以金線9 3 4電性連接。惟金屬板9 3 1與印刷電路板 9 3 2材質不同，故受熱時的膨脹為數具有明顯的差異，且粘著上亦有其困難，故實務上常見金屬板9 3 1與印刷電路板9 3 2間因受熱膨脹或粘著不佳而脫離，故於搖晃或震動時，感光元件9 3 O與印刷電路板9 3 2 二者會造成位移，而導致精細的金線9 3 4被扯斷。有鑑於此，在筆記型電腦尺寸縮減以及影像擷取模組的畫素值提升的趨勢下，如何使影像擷取模組能於封裝結構上相對縮小體積，且能準確地組裝鏡頭以實際生產者，並使感光元件與印刷電路板能穩固地結合者，即為本發明的重點所在。
發明內容
本發明的目的是提供一種薄化的影像擷取模組及其製作方法，使整體的厚度相較於習用各影像擷取模組更為縮減，以符合目前筆記型電腦薄型殼體的厚度需求，且能將感光元件於印刷電路板中穩固地結合，以避免因感光元件位移而扯斷電性連接的金線。為實現上述目的，本發明採取以下設計方案
一印刷電路板，若干電子元件設於此印刷電路板上且透過電路而電性連接，此印刷電路板具有一開孔，且印刷電路板貼設有至少覆蓋該開孔的金屬薄膜；
一感光元件，埋設於該印刷電路板的開孔，此感光元件於底部以膠層粘著於金屬薄膜上，且感光元件與印刷電路板間以第一固定膠填縫固定，感光元件與印刷電路板上分別具有若干對應的焊墊，印刷電路板與感光元件之間以金線連接各對應的焊墊而電性連接，並於印刷電路板的焊墊上以第二固定膠圍繞包覆金線接著處；
一透光玻璃，其對準該感光元件的感測區域而固定於該第二固定膠上，且覆蓋該感光元件；
一鏡頭，其於一鏡頭座內設有擷取影像的鏡片組，此鏡頭座以底部對齊該透光玻璃並以第三固定膠粘著定位，此鏡頭座內的鏡片組投射的影像即座落於該感光元件的感測區域中。為達前述的目的，本發明的方法如下
1、製備印刷電路板於一電路板基材上製作電路以及供電子元件於正面連接的焊
墊；
2、印刷電路板開孔該印刷電路板於預設位置開設該開孔；
3、金屬薄膜貼設製備該金屬薄膜，以此金屬薄膜至少於印刷電路板的背面覆蓋該開
孔；
4、感光元件封裝，包含以下各子步驟
4 - 1、塗布膠層在該開孔處底部的金屬薄膜表層塗覆該膠層；
4 - 2、粘著感光元件將感光元件埋入開孔中並以底面貼設於膠層上；
4 - 3、感光元件固定該感光元件於開孔中以該第一固定膠於周圍填縫並粘著固
定；4-4、打接金線該感光元件與印刷電路板的焊墊間相對應地以金線電性連接； 4 - 5、開孔周圍封膠在該開孔周圍的焊墊處以該第二固定膠圍繞覆蓋，且第二固定膠並於金線的接著處略為包覆；
4 - 6、覆蓋透明玻璃將該透明玻璃對準該感光元件的感測區域，並貼設於該第二固定膠上；
4 - 7、鏡頭組裝鏡頭以該鏡頭座的底部對齊該透光玻璃而貼設，並以第三固定膠粘著定位於印刷電路板；
5、電子表面構裝該印刷電路板於正面以焊墊電性連接若干電子元件，此步驟可於感光元件封裝前或封裝後進行。本發明的優點是
1、依本發明的製作方法所製成的影像擷取模組，其感光元件埋設於印刷電路板中，且該透光玻璃以較薄的厚度而固定於印刷電路板上而覆蓋感光元件，故相較於習用的各影像擷取模組而言，本發明的影像擷取模組具有更薄的整體厚度，可符合目前薄型筆記型電腦的殼體厚度要求，意即可在目前規格的殼體的3 . 5mm厚度空間內裝設，故目前筆記型電腦的薄型殼體中即可裝設更高畫素值的影像擷取模組，藉此突破習用技術於裝配上的窘境；
2、目前筆記型電腦的螢幕為儘可能縮減邊框，故限制影像擷取模組最大寬度為6m m或8 mm，故印刷電路板於此寬度限制下，本發明的影像擷取模組雖然晶片尺寸較大，但扣除開孔寬度仍在兩側留有適切寬度可供設置線路及打線，本發明的影像擷取模組可符合該寬度尺寸的限制；
3、本發明的鏡頭於組裝時，因透光玻璃已於感光元件上對準感測區域，故僅須將鏡頭座的底部直接該透光玻璃固定，此時鏡頭內的鏡片組即可對準該感光元件的感測區域，以此解決習用鏡頭在組裝上對位困難的問題；
4、該印刷電路板1於背面所貼設的金屬薄膜具有屏蔽效果，可有效的阻卻外界電磁波所產生的幹擾；
5、該感光元件於印刷電路板的開孔中，以該第一固定膠於周圍填縫並粘著固定，此時的感光元件可與印刷電路板視為一體，故印刷電路板在搖晃或震動的情況下，該感光元件則與印刷電路板同動，即可令電性連接的金線於焊墊上維持連結，不會因搖晃或震動等情況而扯斷。本發明的上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例的詳細說明與附圖中，獲得深入了解。當然，本發明在某些另件上，或另件的安排上容許有所不同，但所選用的實施例， 則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。
圖1為本發明的側視圖。圖2為本發明的俯視圖。圖3為本發明的感光元件封裝剖視圖。圖4為本發明的印刷電路板預製結構圖。圖5為本發明的印刷電路板的開孔及鎖附孔的結構圖。
圖6為本發明的印刷電路板貼金屬薄膜的背面圖。圖7為本發明的印刷電路板貼金屬薄膜的正面圖。圖8為本發明的印刷電路板封裝感光元件的結構圖。圖9為本發明的印刷電路板於開孔塗膠層的示意圖。圖1 O為本發明的印刷電路板於膠層上貼附感光元件的示意圖。圖1 1為本發明的感光元件於印刷電路板固定的示意圖。圖1 2為本發明的印刷電路板與感光元件電性連接及塗膠固定的示意圖。圖1 3為本發明的印刷電路板上固定透光玻璃的示意圖。圖1 4為本發明的金屬薄膜延伸至印刷電路板側緣的示意圖。圖1 5為本發明的金屬薄膜由印刷電路板側緣再延伸至頂緣的示意圖。圖1 6為本發明的金屬薄膜由印刷電路板側緣再延伸並於正麵包覆的示意圖。圖1 7為第一種習用封裝結構的剖示結構圖。圖1 8為第二種習用封裝結構的剖示結構圖。圖1 9為第三種習用封裝結構的剖示結構圖。圖2 O為第四種習用封裝結構的剖示結構圖。下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
具體實施例方式請參閱圖1至圖1 3，圖中所示為本發明所選用的實施例結構及製法，此僅供說明之用，在專利申請上不受此實施例的限制。本發明為提供一種薄化的影像擷取模組及其製作方法，首先說明本實施例的影像擷取模組的結構。如圖1 圖3所示，本實施例的影像擷取模組包含一印刷電路板1、若干電子元件2、一感光元件3、一透光玻璃4以及一鏡頭5組裝而成，其中如圖3所示，該印刷電路板1於正面上具有焊墊1 O，此述的焊墊1 O與印刷電路板1內的電路(圖中未示)相接， 前述的若干電子元件2對應連接於此印刷電路板1的焊墊1 O上，且透過印刷電路板1上的電路而電性連接。此印刷電路板1中具有一開孔1 1，此開孔的形狀主要供放置該感光元件3，開孔1 1大小為可順利放入感光元件3，開孔1 1的尺寸略與感光元件3 —致，且印刷電路板1貼設有金屬薄膜1 2，此金屬薄膜1 2於本實施例中對應印刷電路板1的背面大小而貼設，且於該印刷電路板1的背面覆蓋該開孔1 1。如圖3所示，該感光元件3埋設於該印刷電路板1的開孔1 1，此感光元件3對應該印刷電路板1而具有若干對應的焊墊3 O，此感光元件3於底部以膠層3 1粘著於金屬薄膜1 2上(此膠層3 1於本實例中所使用的膠材為導電膠，藉以提供感光元件3透過金屬薄膜1 2接地)。印刷電路板1與感光元件3間以第一固定膠3 2填縫固定，即印刷電路板1的開孔1 1與感光元件3間的縫隙以第一固定膠3 2填入，在第一固定膠3 2硬化的後使印刷電路板1與感光元件3形成一體。印刷電路板1的焊墊1 O與感光元件3的焊墊3 O之間以金線3 3電性連接，並於印刷電路板1的焊墊1 O上以第二固定膠圍1 3繞包覆金線3 3接著處。上述的第一固定膠3 2與該第二固定膠1 3為非導電的膠材。值得一提的是，本發明所述的金屬薄膜1 2可彎折變形，其厚度較習知技術中所述的金屬板9 3 1的厚度更薄，本發明的感光元件3的定位主要是以第一固定膠3 2填入印刷電路板 1的開孔1 ι與感光元件3間的縫隙後凝固而導致，並非以粘著於金屬薄膜1 2上為主要固定手段。如圖3所示，該透光玻璃4對準該感光元件3的感測區域(即鏡頭投射時接收影像感光的區域)，且固定於該第二固定膠1 3上，以此透光玻璃4覆蓋於該感光元件3上， 以保護該感光元件3。如圖3所示，該鏡頭5於一鏡頭座5 O內設有擷取影像的鏡片組5 1，此鏡頭座 5 O以底部對齊該透光玻璃4並以第三固定膠5 2粘著定位，此鏡頭座5 O內的鏡片組 5 1投射的影像即座落於該感光元件4的感測區域中。上述的第三固定膠5 2為非導電的膠材。由上述的說明可清楚了解本發明於此實施例的具體結構，接著再說明本實施的影像擷取模組的製作方法，包含以下步驟
1、製備印刷電路板ι如圖4所示，先製備一電路板基材1 A，於此電路板基材1 A 上製作電路，以及供電子元件於正面連接的焊墊1 O，藉此預先製成印刷電路板1 ；
2、印刷電路板1開孔如圖5所示，印刷電路板1製備後，將此印刷電路板1於預設位置開設該開孔1 1，以提供該感光元件3埋設的空間。於本實施例中，印刷電路板1並於此步驟中加工出鎖附孔14；
3、金屬薄膜12貼設如圖6、圖7所示，製備該金屬薄膜1 2 (於本實施例為鋁箔)， 以此金屬薄膜12於印刷電路板1的背面覆蓋該開孔11；
4、感光元件3封裝，如圖8所示，將該感光元件3封裝於印刷電路板1的開孔11， 其包含以下各子步驟
4 - 1、塗布膠層3 1 如圖9所示，在該開孔1 1處底部的金屬薄膜1 2表層塗覆該膠層3 1 ；
4一2、粘著感光元件3 如圖1 O所示，將感光元件3埋入開孔1 1中並以底面貼設於膠層3 1上；
4一3、感光元件3固定如圖1 1所示，該感光元件3於開孔1 1中以該第一固定膠 32於周圍填縫並粘著固定；
4 一 4、打接金線3 3 如圖1 2所示，該感光元件3的焊墊3 O與印刷電路板1的焊墊1 O間相對應地以金線3 3電性連接；
4一5、開孔1 1周圍封膠如圖1 2所示，在該開孔1 1周圍的焊墊1 O處以該第二固定膠1 3圍繞覆蓋，且第二固定膠1 3並於金線3 3的接著處略為包覆；
4一6、覆蓋透明玻璃4 如圖1 3所示，將該透明玻璃4對準該感光元件3的感測區域，並貼設於該第二固定膠1 3上；
4 一 7、鏡頭5組裝回到圖3所示，鏡頭5以該鏡頭座5 O的底部對齊該透光玻璃4 而貼設，並以第三固定膠5 2粘著定位於印刷電路板1 ；
5、電子表面構裝如圖7、圖8所示，該印刷電路板1於正面以焊墊1O電性連接若干電子元件2。於本實施例中，此步驟於感光元件3封裝前完成，當然亦可在感光元件3封裝後再進行。當然，本發明仍存在許多例子，其間僅細節上的變化。請參閱圖1 4，為金屬薄膜的另一實施形式，其中該金屬薄膜1 2 A亦對應印刷電路板1的背面大小或略小而貼設， 且再由印刷電路板1的背面延伸至側緣。再如圖1 5所示，為金屬薄膜1 B的另一實施形式，其中該金屬薄膜1 2 B由印刷電路板1的側緣再延伸至頂緣。又如圖1 6所示，為金屬薄膜的又一實施形式，其中該金屬薄膜1 2 C由印刷電路板1的側緣再包覆至印刷電路板 1正面的電子元件2上，僅露出鏡頭5。此三金屬薄膜1 2 A、1 2 B、1 2 C的實施例形式相同，可達到電磁波幹擾屏蔽的功效。 以上所述實施例的揭示用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值的變更或等效元件的置換仍應隸屬本發明的範疇。
權利要求
1.一種薄化的影像擷取模組，其特徵在於具有一印刷電路板，若干電子元件設於此印刷電路板上且透過電路而電性連接，此印刷電路板具有一開孔，且印刷電路板背面貼設有至少覆蓋該開孔的金屬薄膜；一感光元件，埋設於該印刷電路板的開孔中，此感光元件於底部以膠層粘著於金屬薄膜上，且感光元件與印刷電路板間以第一固定膠填縫固定，感光元件與印刷電路板上分別具有若干對應的焊墊，印刷電路板與感光元件之間以金線連接各對應的焊墊而電性連接，並於印刷電路板的焊墊上以第二固定膠圍繞包覆金線接著處；一透光玻璃，其對準該感光元件的感測區域而固定於該第二固定膠上，且覆蓋該感光元件；一鏡頭，其於一鏡頭座內設有擷取影像的鏡片組，此鏡頭座以底部對齊該透光玻璃並以第三固定膠粘著定位，此鏡頭座內的鏡片組投射的影像即座落於該感光元件的感測區域中。
2.根據權利要求1所述的薄化的影像擷取模組，其特徵在於該膠層所使用的膠材為導電膠。
3.根據權利要求1所述的薄化的影像擷取模組，其特徵在於該金屬薄膜對應印刷電路板的背面大小或略小而貼設，或再由印刷電路板的背面延伸至側緣、或至印刷電路板正面頂緣，或再包覆至印刷電路板正面的電子元件而僅露出鏡頭。
4.一種如權利要求1所述的薄化的影像擷取模組的製作方法，其特徵在於方法步驟如下1)製備印刷電路板於一電路板基材上製作電路以及供電子元件於正面連接的焊墊；2)印刷電路板開孔該印刷電路板於預設位置開設開孔；3)金屬薄膜貼設製備金屬薄膜，以此金屬薄膜至少於印刷電路板的背面覆蓋上述的開孔；4 )感光元件封裝，包含以下各子步驟4-1)塗布膠層在該開孔處底部的金屬薄膜表層塗覆該膠層； 4-2)粘著感光元件將感光元件埋入開孔中並以底面貼設於膠層上； 4-3)感光元件固定該感光元件於開孔中以該第一固定膠於周圍填縫並粘著固定；4-4)打接金線該感光元件與印刷電路板的焊墊間相對應地以金線電性連接；4 一 5)開孔周圍封膠在該開孔周圍的焊墊處以該第二固定膠圍繞覆蓋，且第二固定膠並於金線的接著處略為包覆；4 - 6)覆蓋透明玻璃將該透明玻璃對準該感光元件的感測區域，並貼設於該第二固定膠上；4 - 7)鏡頭組裝鏡頭以該鏡頭座的底部對齊該透光玻璃而貼設，並以第三固定膠粘著定位於印刷電路板；5)電子表面構裝該印刷電路板於正面以焊墊電性連接若干電子元件，此步驟可於感光元件封裝前或封裝後進行。
5.根據權利要求4所述的薄化的影像擷取模組的製作方法，其特徵在於該印刷電路板於開孔步驟時一併加工出鎖附孔，以供鎖固元件穿設固定。
6.根據權利要求4所述的薄化的影像擷取模組，其特徵在於該金屬薄膜對應印刷電路板的背面大小而貼設。
7.根據權利要求4所述的薄化的影像擷取模組，其特徵在於該金屬薄膜對應印刷電路板的背面大小而貼設，再由印刷電路板的背面延伸至側緣。
8.根據權利要求4所述的薄化的影像擷取模組，其特徵在於該金屬薄膜對應印刷電路板的背面大小而貼設，再由印刷電路板的背面延伸至側緣，再延伸至頂緣。
9.根據權利要求4所述的薄化的影像擷取模組，其特徵在於該金屬薄膜對應印刷電路板的背面大小而貼設，再由印刷電路板的背面延伸至側緣，再延伸至頂緣，再包覆至印刷電路板正面的電子元件而僅露出鏡頭。
全文摘要
一種薄化的影像擷取模組及其製作方法，其結構由一印刷電路板上設有若干電子元件，且印刷電路板上封裝一感光元件，並於此感光元件上設一鏡頭以擷取影像，而製法包括製備印刷電路板、印刷電路板開孔、金屬薄膜貼設、感光元件封裝、以及電子表面構裝，藉此構成本發明，製作方法是製備印刷電路板後開孔，再於板背面貼設金屬薄膜以覆蓋上述的開孔；封裝感光元件，構裝電子表面若干電子元件。本發明可使整體影像擷取模組整體的厚度更為縮減，以符合筆記型電腦薄型殼體的厚度需求，且能將感光元件於印刷電路板中穩固地結合，以避免因感光元件位移而扯斷電性連接的金線。
文檔編號H01L21/50GK102593116SQ20111000566
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者陳淑姿 申請人:陳淑姿