CN100544009C - 定位精确的影像芯片封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种定位精确的影像芯片封装结构，包含一载体、一影像芯片、若干导线及一镜片单元；影像芯片以其一底面连结于载体上，影像芯片的顶面上形成有一影像感测区；导线是电性连通于影像芯片与载体间；镜片单元包含有一定位件、一盖体及一镜片组，定位件以其底端连接于载体上，定位件具有一第一限位区，盖体具有一支撑部、一第二限位区及一镜片容置部，支撑部、第二限位区及镜片容置部为一体成型，支撑部以其底缘连接于影像芯片的顶面上，第二限位区与镜片容置部是自支撑部向上延伸而成，镜片组容置于镜片容置部内，且定位件以其第一限位区与盖体第二限位区抵接；借此，限定盖体的X、Y轴向相对位置，及限定盖体与影像芯片间的Z轴向位置。

Description

定位精确的影像芯片封装结构
技术领域
本发明是与芯片封装结构有关，更详而言之是指一种定位精确的影像芯片封装结构。
背景技术
以公知的集成电路芯片构装而言，一般是直接将一芯片贴接于一电路板上，再利用金属导线焊接至该芯片的焊垫及电路板上，使该芯片可借由该金属导线的连接而与该电路板呈电性的连通。
当其构装的芯片为一种摄取影像用的芯片时，该芯片的顶面乃为一影像感测区，以借由该影像感测区加以成像，由于必须于该电路板上设置一位在该影像感测区上方的镜头或镜片，以透过该镜头或镜片将外部的光源聚焦于该影像感测区上加以成像。但，如图1所示，一般公知的影像芯片封装结构是将一影像芯片1利用一黏胶2而贴接于一电路板3上，再将一盖体4的底部利用一黏胶5贴接于该电路板3上，使该影像芯片1位于该盖体4内部，再将一镜片6或镜头利用一黏胶7而贴接于该盖体4的顶部上，使能由该镜片6将外部的光源聚焦于该影像芯片1的影像感测区8上。
由于镜片6与影像感测区8间的定位必须相当的精确，方能正确地将外部的光源聚焦于该影像感测区8上，但由于此一公知结构于该镜片6至该影像感测区8间具有过多的不可靠因素，其一为该影像芯片1与该电路板3间借由黏胶2的贴接，将有可能因黏胶2的不平均涂布而发生影像芯片1与该电路板3间的水平及高度有所差异；其二为盖体4与该电路板3间借由黏胶5的贴接，将有可能因黏胶5的不平均涂布而发生盖体4与该电路板3间的水平及高度有所差异；其三为该盖体4与该镜片6间借由黏胶7的贴接，将有可能因黏胶7的不平均涂布而发生盖体4与该镜片6间的水平及高度有所差度。而上述三种水平度及高度不精确的因素有可能仅发生其一或其二，当然也有可能三种皆同时存在，因此导致镜片6与该芯片1影像感测区8无法位在正确的相对位置上以提供聚焦的功效，而必须将镜片6作一额外且巨量就微小的芯片封装结构而言的位置调整，方能正确地提供聚焦的功效，此不仅将耗费额外的时间及人力加以调整，更将导致成品的合格率不佳。
另外，当其构装的芯片为一种摄取影像用的芯片时，该芯片的顶面乃为一影像感测区，以借由该影像感测区加以成像，因此该影像感测区须为极度的干净，但由于在构装的加工过程中，仍必须有焊接导线…等的作业，因此极易造成影像感测区有污染物溅布的情形发生，而导致成像的效果不佳，或更甚有因焊接导线的不慎而误撞击影像感测区的情形，进而造成损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的乃在提供一种定位精确的影像芯片封装结构，是能减少各构件间组装时的定位误差。
本发明的另一目的乃在提供一种定位精确的影像芯片封装结构，是可避免其影像感测区于施焊导线时受到污染或损伤。
为达上述目的，本发明所提供一种定位精确的影像芯片封装结构，包含有：一载体；一影像芯片，是以其一底面连结于该载体上，该影像芯片的顶面上形成有一影像感测区，并于该影像感测区的外周边上形成有若干的芯片焊垫；一罩体，具有一连接部及一顶罩部，该连接部是连结于该影像芯片上，并位于该影像感测区与该芯片焊垫之间，使由该连接部加以阻隔于该影像感测区与该芯片焊垫之间，该顶罩部是连结于该连接部上，并位于该影像感测区的上方；若干的导线，是以其一端连接于该芯片焊垫上，另一端则连接于该载体上，使该影像芯片与该载体间借由该导线而电性连通；一镜片单元，包含有一定位件、一盖体及一镜片组，该定位件是以其底端连接于该载体上，该定位件具有一第一限位区，该盖体具有一支撑部、一第二限位区及一镜片容置部，该支撑部、第二限位区及该镜片容置部是为一体成型，该支撑部是以其底缘连接于该影像芯片的顶面上，该第二限位区与该镜片容置部是自该支撑部所向上延伸而成，该镜片组是容置于该镜片容置部内，且该定位件是以其第一限位区与该盖体第二限位区抵接；借此，可由该定位件与该盖体的抵接而限定该盖体的X、Y轴向相对位置，而由该支撑部与该影像芯片的连接而限定该盖体与该影像芯片间的Z轴向位置。
附图说明
图1是一种公知影像芯片的封装结构剖视示意图；
图2是本发明第一较佳实施例的剖视示意图；
图3是图2所示较佳实施例沿3-3线的剖视示意图；
图4是本发明第二较佳实施例的剖视示意图；
图5是图4所示较佳实施例沿5-5线的剖视示意图。
具体实施方式
为使能对本发明的特征及目的有更进一步的了解与认同，兹列举以下较佳的实施例，并配合附图说明于后：
请参阅图2及图3，是本发明第一较佳实施例所提供一种定位精确的影像芯片封装结构10，其主要包含有一载体11、一影像芯片12、一罩体13、若干的导线14及一镜片单元15；其中：
该载体11，是可为塑料、强化塑料、玻璃纤维、陶瓷…等材质所制成的电路板或花架预铸(Printed Circuit Board、PCB、PRE-MOLD)，作为该封装结构10与外界电性连接的桥梁；该载体11呈一平板状，具有一顶面111及一与该顶面111相背的底面112，该顶面111上布设有呈预定态样及数量的电路布线(图中未示)及若干与该电路布线电性相通的电路焊垫113。
该影像芯片12，具有一顶面121及一与该顶面121相背的底面122，其底面122是借由环氧树脂、硅树脂、低熔点的玻璃或双面胶带…等黏性材料，而黏着贴附于该载体11的顶面111上，该影像芯片12的顶面121中央位置处设置有一影像感测区123用以成像，并于影像芯片12的顶面121上位于该影像感测区123的外部周边处，设置有若干与该影像芯片12呈电性导通的芯片焊垫124。
该罩体13，包含有一连接部131及一顶罩部132；该连接部131于本实施例中为一轴心呈透空状的环形体，是可由塑料、玻璃、玻璃纤维、金属或陶瓷…材质所制成，使其轴心内部形成一罩设空间133，该连接部131是以其一端缘底缘借由一黏胶(图中未示)而连接于该影像芯片12顶面的影像感测区123周围外，且是连接于该影像感测区123与该各芯片焊垫124之间，使该影像感测区123位在该罩设空间133内，而由该连接部131将该影像感测区123的外周边加以封闭，并使得该芯片焊垫124与该影像感测区123得以由该连接部131而加以隔开；该顶罩部132于本实施例中为一绝缘的圆盘状薄板亦可为矩形状薄板，是可由玻璃等透光材料所制成，该顶罩部132是借由一黏着物(图中未示)而黏接于该连接部131的另一端缘顶缘上，使该顶罩部132正位于该影像感测区123的上方，并借由与该连接部131的连接而距该影像感测区123有一预定的距离，使由该顶罩部132将该罩设空间133的上方加以封闭；于本实施例中，该顶罩部132的宽度面积是相等于该连接部131的宽度面积，但于实际设计时，该顶罩部的宽度面积亦可大于该连接部的宽度面积。
该等导线14，是由黄金、铝…等导电金属材质所制成，是利用焊线技术将该各导线14分别与该载体11的电路焊垫113及该芯片12的芯片焊垫124电性连接；焊线作业时，该导线14首先以垂直该载体11电路焊垫113的方式与该电路焊垫113牢固地衔接为第一焊接点，再将导线14往上拉伸至芯片12顶面121的位置时，以近乎水平的方式延伸至与该芯片焊垫124衔接为第二焊接点，借此，该芯片12上方供导线14容置的空间即可加以扁平化而大幅缩减封装结构10的高度。
该镜片单元15，包含有一定位件16、一盖体17及一镜片组18；该定位件16为一中空的矩形体亦可为环形体，用以覆盖于该载体11的电路焊垫113、该影像芯片12及导线14外，是以其底面连接于该载体11的顶面111上，且该定位件16的顶面外侧并形成有一第一限位区161，该第一限位区161为一自该定位件16的顶面上所向下凹陷的区域，使该第一限位区161具有一限位侧壁162及一限位底壁163，该限位侧壁162是垂直于该影像芯片12的顶面121而为一平整面，该限位底壁163是垂直于该限位侧壁162而与该影像芯片12的顶面121呈平行状态，为一平整面；该盖体17是由一体所制成，具有一支撑部171、一顶板172、一镜片容置部173及一第二限位区174，该支撑部171于本实施例中为一轴向呈透空状的矩形体亦可为环形体，使其轴向内部形成一盖设空间，该支撑部171是以其一端缘底缘借由一黏着物(图中未示)而连接抵于该影像芯片12的顶面121上，且是位于该罩体13的外周围与该芯片焊垫124之间，使该罩体13位于该盖设空间内，该顶板172于本实施例中为一矩形状薄板亦可为环形状薄板，该顶板172是自该支撑部171的顶缘所水平向外延伸而成，并于该顶板172的外周缘向下延伸形成有一第二限位区174，且该第二限位区174的底面是未与该定位件16的限位底壁163有所接触，而是由该第二限位区174的内侧壁面175与该第一限位区161的限位侧壁162抵接亦即该第一限位区161与该第二限位区174侧面产生抵接，但不宜产生底面抵接，因为本发明在设计上是利用该支撑部171连接抵于该影像芯片12的顶面121上，以产生Z轴向的精确高度定位，该顶板172中央位置形成有一穿孔176，该穿孔176的孔径略大于该罩体13的顶罩部132外径，使该顶罩部132正位于该穿孔176中，并由该顶板172将该导线14完全盖覆，该镜片容置部173是于该顶板172的穿孔176周缘顶面上所凸伸形成，镜片容置部173内部是呈上下透空而与该穿孔176连通；该镜片组18，为一镜片，是固设于该镜片容置部173内。
由于本发明的封装结构10于进行焊线作业即将导线与芯片焊垫及电路焊垫连接的作业前，已借由该罩体13将影像感测区123与芯片焊垫124加以阻隔，可避免于焊线作业时有误触或污染影像感测区123的事情发生。再，该罩体13的连接部131与顶罩部132亦可采一体成形所制成，可更加简化整体组装的作业。
由于用于容置镜片组18的镜片容置部173，是与该支撑部171一体所制成可由一不透明的塑料、玻璃纤维、金属、陶瓷或透明的玻璃、石英、塑料材质所一体制成，且该支撑部171是直接地撑抵于该影像芯片12的顶面121上，使该镜片组18与该影像感测区123间呈直接相对关系，无需如常用结构借由过多的间接关系及黏接构件，可使得组装后的镜片组18位置与该影像感测区123间的位置可相当的精确。况且，由于该支撑部171可提供该镜片组18一轴向的定位Z轴向定位，而该第一限位区161的限位侧壁162与该第二限位区174的内侧壁面175间的接触，则可加以提供该镜片组18另二轴向的定位X及Y轴向定位，使镜片组18的三维空间位置皆受限制，以维持组装时的定位精确。
请参阅图4及图5，是本发明第二较佳实施例所提供的一种定位精确的影像芯片封装结构20，其与上述实施例相同包含有一载体21、一影像芯片22、一罩体23、若干的导线24及一镜片单元25，该镜片单元25同样具有一定位件26、一盖体27及一镜片组28；惟与上述实施例的主要差异在于：
该镜片单元25的盖体27支撑部271为多数个圆柱而同时于其外周面形成了多数第二限位区274，是分别位于该罩体23与该芯片焊垫224间，而分别以其底端与该影像芯片22顶面221连接，该顶板272则是由该支撑部271的顶缘水平地往影像芯片22中心所延伸而成，使该顶板272中央位置形成有该穿孔276，该穿孔276的周缘顶面则向上延伸有该镜片容置部273，该镜片容置部273内部是呈透空而与该罩体23连通，该镜片容置部273内壁面上并形成有一内螺纹；该定位件26是以其底缘与该载体21连接，并往上垂直延伸一段距离后再水平向内弯折，使该定位件26的顶面内侧壁上形有该第一限位区261，该第一限位区261为多数个位置及形状分别对应该第二限位区274的凹槽，使该第二限位区274多数圆柱的外周面可位于该第一限位区261多数与第二限位区外周面对形状对应的凹槽内，并由该支撑部271的第二限位区274与该第一限位区261的限位侧壁262接触，而能加以提供定位的效果X、Y轴向的定位。
该镜片组28具有一管体281及若干镜片282，该镜片282是容置于该管体281内，该管体281的外周面上形成有一外螺纹，是借由该外螺纹与该镜片容置部273的内螺纹螺接，使能借由旋转该管体281以带动该镜片282的上、下位移，以利调整镜片282的焦距。
虽本实施例的镜片单元构造不同于上述的实施例，但其同样能达成本发明的目的。
借由上述的说明，本发明第一及第二实施例是以容置镜片组的镜片容置部，是与该支撑部一体所制成，且该支撑部是直接地撑抵于该影像芯片的顶面上，达成Z轴向的定位，并借由该第一限位区与该第二限位区的侧面抵接，则可加以提供该镜片组X及Y轴向定位，使镜片组的三维空间位置皆受限制，以维持组装时的定位精确。
再进一步说明的是，本发明第一及第二限位区是用以界定该镜片组X及Y轴向定位，因此并不限制于上述实施例中的形状，且其分别所处的位置亦不限制，例如本发明的第一限制区是形成于定位件上，但亦不排除直接设计于芯片上，因此，本发明的权利保护，应以权利要求的保护范围为依据，而非仅限本发明实施例的说明。

Claims (10)

1.一种定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，包含有：
一载体；
一影像芯片，是以其一底面连结于该载体上，该影像芯片的顶面上形成有一影像感测区，并于该影像感测区的外周边上形成有若干的芯片焊垫；
若干的导线，是以其一端连接于该芯片焊垫上，另一端则连接于该载体上，使该影像芯片与该载体间借由该导线而电性连通；
一镜片单元，包含有一盖体及一镜片组，该盖体具有一支撑部及一镜片容置部，该支撑部及该镜片容置部是为一体成型，该支撑部是以X及Y轴向定位方式并将其底缘连接于该影像芯片的顶面上，该镜片容置部是自该支撑部所向上延伸而成，该镜片组是容置于该镜片容置部内；借此，可限定该盖体的X、Y轴向相对位置，而由该支撑部与该影像芯片的连接而限定该盖体与该影像芯片间的Z轴向位置。
2.依据权利要求1所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该镜片单元更包含有一体成型的定位件，该定位件为一中空体，用以覆盖该载体的电路焊垫、该影像芯片及导线，该定位件底面连接于该载体的顶面上，且该定位件的顶面外侧并形成有一第一限位区，且该盖体具有一第二限位区，该第一限位区与该第二限位区产生侧面抵接以产生X及Y轴向定位方式。
3.依据权利要求2所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该第一限位区具有一限位侧壁及一限位底壁，该限位侧壁是垂直于该影像芯片的顶面而为一平整面，该限位底壁是垂直于该限位侧壁而与该影像芯片的顶面呈平行状态而为一平整面；该盖体更设有一顶板，该顶板是自该支撑部的顶缘所水平向外延伸而成，并于该顶板的外周缘向下延伸形成有该第二限位区，且该顶板的底面是未与该定位件的限位底壁有所接触，而是由该第二限位区的内侧壁面与该第一限位区的限位侧壁抵接。
4.依据权利要求2所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该第二限位区是形成于该支撑部上为多数个圆柱外周面；该第一限位区为多数个位置及形状分别对应该第二限位区的凹槽，使该第二限位区位于该第一限位区内，并由该第二限位区的外侧壁面与该第一限位区的限位侧壁接触，而能加以提供X、Y轴向的定位效果。
5.依据权利要求1所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中芯片设有一第一限位区，且该盖体具有一第二限位区，该第一限位区与该第二限位区产生侧面抵接以产生X及Y轴向定位方式。
6.依据权利要求1所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中更包含有一罩体，具有一连接部及一顶罩部，该连接部是连结于该影像芯片上，并位于该影像感测区与该芯片焊垫之间，使由该连接部加以阻隔于该影像感测区与该芯片焊垫之间，该顶罩部是连结于该连接部上，是由玻璃透光材料所制成。
7.依据权利要求1或6所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该盖体中央位置形成有一穿孔，该穿孔的孔径略大于该顶罩部外径，使该顶罩部正位于该穿孔中。
8.依据权利要求1所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该盖体为由不透明的塑料、玻璃纤维、金属、陶瓷或透明的玻璃、石英、塑料材质所一体制成。
9.依据权利要求1所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该镜片容置部内壁面上形成有一内螺纹；该镜片组具有一管体及若干镜片，该镜片是容置于该管体内，该管体的外周面上形成有一外螺纹，是借由该外螺纹与该镜片容置部的内螺纹螺接，使能借由旋转该管体以带动该镜片的上、下位移。
10.依据权利要求1所述的定位精确的影像芯片封装结构，其特征在于，其中该导线是以垂直该载体的方式连接于该载体上，并以水平的方式与该芯片焊垫连接。
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