專利名稱：光模塊、電路板及其電子機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光模塊、電路板及其電子機(jī)器。
(1)有關(guān)本發(fā)明的光模塊包括設(shè)置了布線的基板、是設(shè)置在上述基板得上方的光學(xué)芯片、包括光學(xué)部和與上述布線電連接的電極的光學(xué)芯片、在上述基板的上方至少包圍上述光學(xué)芯片而設(shè)置的框體、設(shè)置在上述光學(xué)芯片上的密封上述光學(xué)部的第1密封部、密封上述光學(xué)芯片的上述電極和上述基板的上述布線之間的電連接部的第2密封部。
依據(jù)本發(fā)明，即使不在框體上采用密封結(jié)構(gòu)，也可以保護(hù)光學(xué)部以及電連接部免受濕氣、灰塵、毛絮等的侵入。
(2)在該光模塊中，也可以是上述框體設(shè)置在上述光學(xué)芯片的上方以及側(cè)方，上述框體中在上述光學(xué)部的上方設(shè)置第1開(kāi)口部，在上述第1開(kāi)口部?jī)?nèi)安裝鏡頭。
(3)在該光模塊中，也可以是上述框體包括支承設(shè)置在上述光學(xué)芯片的上方的鏡頭的第1部、和與上述基板直接連接并將上述第1部支承在上述光學(xué)部的上方的第2部，通過(guò)移動(dòng)上述第1部，可以調(diào)節(jié)上述鏡頭和上述光學(xué)部之間的距離。
(4)在該光模塊中，也可以是上述第2部具有第2開(kāi)口部，在上述第1部的外側(cè)上設(shè)置第1螺紋，在上述第2部的上述第2開(kāi)口部的內(nèi)側(cè)上設(shè)置第2螺紋，上述第1部和上述第2部通過(guò)上述第1螺紋和上述第2螺紋結(jié)合，利用上述第1螺紋和上述第2螺紋可以移動(dòng)上述第1部。
(5)在該光模塊中，也可以是在上述光學(xué)芯片上，在上述光學(xué)部的外側(cè)配置上述電極，避開(kāi)上述電極形成上述第1密封部，上述第2密封部形成為粘附在上述第1密封部的側(cè)面而不粘附在其上面。
(6)在該光模塊中，也可以是在上述基板上進(jìn)一步包括電路芯片，上述光學(xué)芯片設(shè)置在上述電路芯片的上方。
(7)在該光模塊中，也可以是上述基板具有外部端子。
(8)在該光模塊中，也可以是上述第1密封部包括配置在上述光學(xué)部的上方的板部、設(shè)置在上述基板和上述板部之間支承上述板部的撐擋部。
(9)在該光模塊中，也可以是上述撐擋部在上述光學(xué)部的周圍連續(xù)形成，在上述光學(xué)部和上述板部之間形成空隙。
(10)在該光模塊中，上述空隙也可以是真空。
(11)在該光模塊中，也可以是在上述空隙中充入氮?dú)饣蛘吒稍餁怏w。
(12)在該光模塊中，也可以是上述撐擋部是連接上述光學(xué)部和上述板部的層。
(13)在該光模塊中，也可以是上述板部至少可以通過(guò)可見(jiàn)光，而不通過(guò)紅外線。
(14)在該光模塊中，也可以是上述光學(xué)部包括圖像傳感用的排成陣列的多個(gè)光接收元件。
(15)在該光模塊中，也可以是上述光學(xué)部在上述光接收元件的上方具有彩色濾光片。
(16)在該光模塊中，也可以是上述光學(xué)部在上述光學(xué)芯片的表面上具有微型鏡頭陣列。
(17)有關(guān)本發(fā)明的電路板，安裝有上述光模塊。
(18)有關(guān)本發(fā)明的電子機(jī)器，其特征在于，包括上述光模塊。
圖2(A)以及圖2(B)是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的第1密封部的圖。
圖3是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊中的第1密封部的變形例的圖。
圖4是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊中的第1密封部的變形例的圖。
圖5是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的變形例的圖。
圖6是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的變形例的圖。
圖7是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的電子機(jī)器的圖。
圖8是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的電子機(jī)器的圖。
圖9(A)以及圖9(B)是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的電子機(jī)器的圖。


圖1表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊以及電路板的圖。光模塊具有光學(xué)芯片10。圖2(A)以及圖2(B)是光學(xué)芯片的剖面圖以及平面圖。
光學(xué)芯片10具有光學(xué)部12，光學(xué)部12是光入射或者發(fā)射的部分。另外，光學(xué)部12將光能轉(zhuǎn)換成其他能量(例如電能)。也就是說(shuō)，光學(xué)部12包括多個(gè)能量轉(zhuǎn)換元件(光接收元件、光發(fā)射元件)14。在本實(shí)施例中，光學(xué)部12為光接收部。多個(gè)能量轉(zhuǎn)換元件(光接收元件或者圖像傳感器元件)14排列成二維陣列，進(jìn)行圖像傳感。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，光模塊是圖像傳感器(例如CCD、CMOS傳感器)。能量轉(zhuǎn)換元件14由鈍化膜16所覆蓋。鈍化膜16具有透光性。當(dāng)在半導(dǎo)體基板(例如半導(dǎo)體晶圓)上制造光學(xué)芯片10時(shí)，也可以由SiO2、SiN形成鈍化膜16。
光學(xué)部12，也可以具有彩色濾光片18。彩色濾光片18形成在鈍化膜16上。另外，也可以在彩色濾光片18上設(shè)置平坦化層20，在其上也可以設(shè)置微型鏡頭陣列。
在光學(xué)芯片10上形成多個(gè)電極24。電極24雖然具有在襯墊(pad)上形成的凸塊，但也可以只由襯墊形成。電極24形成在光學(xué)部12的外側(cè)。也可以沿光學(xué)芯片10的多個(gè)邊(例如對(duì)向的2個(gè)邊或者四個(gè)邊)或者一邊配置電極24。
光學(xué)部12由第1密封部30所密封。由于有第1密封部30，所以即使不通過(guò)基板42和框體44對(duì)光學(xué)芯片10進(jìn)行密封，也可以保護(hù)光學(xué)部12免受濕氣。第1密封部30直接設(shè)置在光學(xué)芯片10上。第1密封部30包括板部32以及撐擋部34。第1密封部30避開(kāi)電極24設(shè)置。
板部32配置在光學(xué)部12的上方。板部32的形狀并沒(méi)有特別限定，例如可以是四邊形。板部32具有透光性。作為板部32可以使用光學(xué)玻璃和具有透光性的塑料。板部32只要具有透光即可而不論其損失的大小。但是，更優(yōu)選透射率高而損失小的材料。另外，也可以是只透過(guò)特定波長(zhǎng)的光。例如，板部32也可以是通過(guò)可見(jiàn)光而不使紅外光通過(guò)的材料。另外，也可以是對(duì)可見(jiàn)光損失小，而對(duì)紅外光損失大的材料。另外，也可以對(duì)板部32實(shí)施光學(xué)處理，使其對(duì)可見(jiàn)光損失小，而對(duì)紅外光損失大。例如，可以在板部32上設(shè)置對(duì)可見(jiàn)光損失小而對(duì)紅外光損失大的膜。
撐擋部34連續(xù)形成在光學(xué)部的周圍。撐擋部34也可以采用樹(shù)脂構(gòu)成。例如，也可以采用熱固化性樹(shù)脂或者光固化性樹(shù)脂等形成。此外，熱固化性樹(shù)脂或者光固化性樹(shù)脂所形成的撐擋部34通過(guò)臨時(shí)固化可以防止其變形。因此，可以防止構(gòu)成撐擋部34的樹(shù)脂蔓延到光學(xué)部12上。熱可塑性樹(shù)脂如果是紫外線固化型樹(shù)脂，在臨時(shí)固化時(shí)可以采用紫外光照射。或者也可以采用金屬形成撐擋部34。這時(shí)，撐擋部34為了與板部32和光學(xué)部12固定，也可以使用焊料，也可以使用粘接劑。另外，板部32和撐擋部34也可以采用同一材料一體形成。這時(shí)，例如，板部32和撐擋部34采用光學(xué)玻璃或具有透光性的塑料等構(gòu)成。
板部32和撐擋部34密封光學(xué)部22。撐擋部34支承板部32，在板部32和光學(xué)部12之間形成空隙。該空隙被密封。另外，該空隙也可以比大氣壓低，也可以是真空，也可以充滿氮?dú)饣蛘吒稍餁怏w。
光模塊包括基板42和框體44?？蝮w44設(shè)置在基板42的上方并具有包圍光學(xué)芯片10的形狀。基板42具有布線46。另外，基板42具有外部端子48?？蝮w44上具有鏡頭54。
基板42，例如是陶瓷基板。在基板42上，安裝光學(xué)芯片10。詳細(xì)講，使形成光學(xué)部12的面朝上，以面部朝上的狀態(tài)焊接在基板42上。此外，也可以采用粘接劑固定光學(xué)芯片10和基板42。在基板42上形成有布線46。另外，在基板42上設(shè)置了外部端子48。在圖1所示的例中。雖然采用布線46的一部分作為外部端子48，也可以采用焊錫球作為外部端子48。外部端子48也可以是和電路板70連接的端子。
布線46和光學(xué)芯片10的電極24成電連接。這種電連接也可以采用導(dǎo)線50進(jìn)行引線連接。布線46和電極24的電連接部由第2密封部52所密封。由于有第2密封部52存在，所以即使基板42和框體44不是密封結(jié)構(gòu)，也可以保護(hù)布線46和電極24的電連接部免受濕氣。作為第2密封部52，也可以采用樹(shù)脂。這時(shí)，也可以采用澆灌設(shè)置樹(shù)脂。第2密封部52也可以形成為不粘附在第1密封部30的上面(透光面)。第2密封部52也可以粘附在第1密封部30的側(cè)面(不要求透光的面)。
框體44安裝在基板42上。安裝也可以使用粘接劑?？蝮w44的一部分位于形成光學(xué)芯片10的光學(xué)部12的面的上方。
在框體44上安裝鏡頭54?？蝮w44包括成為與基板42的安裝部的第2部56和成為鏡頭支架的第1部58。在第1部58上安裝鏡頭54。在第1以及第2部58、56上，在光學(xué)部12的上方，形成第1以及第2開(kāi)口部62、60。第1以及第2開(kāi)口部62、60連通。并且，在第1部58的第1開(kāi)口部62內(nèi)安裝鏡頭54。鏡頭54也可以通過(guò)包括利用在第1部58的內(nèi)側(cè)形成的螺釘(圖中未畫出)使其可以沿第1開(kāi)口部62的軸方向移動(dòng)的壓緊件的按壓結(jié)構(gòu)(圖中未畫出)固定在第1開(kāi)口部62內(nèi)。這時(shí)，壓緊件優(yōu)選具有透光性。也就是說(shuō)，鏡頭54位于光學(xué)部12的上方。在第1部58的外側(cè)和第2部56的第2開(kāi)口部60的內(nèi)側(cè)上形成第1以及第2螺紋68、66，由這些螺紋將第1以及第2部58、56連接。因此，通過(guò)第1以及第2螺紋68、66，可以使第1以及第2部58、56沿第1以及第2開(kāi)口部68、66的軸方向移動(dòng)。這樣，可以調(diào)節(jié)鏡頭54的焦距。
上述光模塊安裝在電路板70上。在電路板70上，形成布線圖形72，光模塊的外部端子48與布線圖形72連接。在連接中，可以使用包含焊錫的焊料(軟焊料、硬焊料)、粘接劑、各向異性導(dǎo)電材料、各向異性導(dǎo)電膜中的任一種，也可以采用金屬連接。
本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例，可以進(jìn)行各種變形。例如，本發(fā)明，包括與實(shí)施例中所說(shuō)明的構(gòu)成實(shí)質(zhì)上是相同的構(gòu)成(例如，功能、方法和結(jié)構(gòu)上相同的構(gòu)成、或者目的和結(jié)果上相同的構(gòu)成)。另外，本發(fā)明包括將實(shí)施例中所說(shuō)明的構(gòu)成中非本質(zhì)性的部分替換后的構(gòu)成。另外，本發(fā)明包括與實(shí)施例中所說(shuō)明的構(gòu)成具有相同作用效果的構(gòu)成，或者可以達(dá)到同一目的的構(gòu)成。另外，本發(fā)明包括在實(shí)施例中所說(shuō)明的構(gòu)成中添加了公知技術(shù)的構(gòu)成。
(其它實(shí)施例)。
圖3表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的變形例的圖。在圖3中示出了和上述實(shí)施例不同的第1密封部。第1密封部80包括一體形成的平板部82和撐擋部84。例如，可以采用樹(shù)脂射出成形的方法形成第1密封部80。撐擋部84例如可以采用粘接劑粘接在光學(xué)芯片10上。其他部分的詳細(xì)說(shuō)明和上述實(shí)施例相同。
圖4表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的變形例的圖。在圖4中示出了和上述實(shí)施例不同的第1密封部。第1密封部90包括一體形成的平板部92和撐擋部94。撐擋部94是粘接光學(xué)部12和平板部92的層。作為撐擋部94，也可以使用樹(shù)脂(例如熱可塑性樹(shù)脂)。作為撐擋部94也可以使用粘接劑。當(dāng)撐擋部94在微型鏡頭陣列22上形成時(shí)，為了提高微型鏡頭陣列22的聚光率，也可以使兩者的光的絕對(duì)折射率不同。詳細(xì)講，撐擋部94的絕對(duì)折射率，當(dāng)微型鏡頭陣列22是圖4所示的凸透鏡時(shí)，比微型鏡頭陣列22的絕對(duì)折射率小。相反，當(dāng)微型鏡頭陣列22是凹透鏡時(shí)，撐擋部94的絕對(duì)折射率比微型鏡頭陣列22的絕對(duì)折射率大。
圖5是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的變形例的圖。圖5所示的光模塊，包括重疊了光學(xué)芯片10的電路芯片(半導(dǎo)體芯片)100。詳細(xì)講，在電路芯片100上安裝光學(xué)芯片10。在安裝中，可以使用粘接劑。電路芯片100以面部朝下的狀態(tài)焊接在基板102上(面部朝下焊接結(jié)構(gòu))。也就是說(shuō)，使形成有電路芯片100的電極(凸塊)的面，朝向形成有布線104的基板102的方向，進(jìn)行電連接。光學(xué)芯片10和電路芯片100通過(guò)布線104電連接。其它詳細(xì)說(shuō)明和圖1所示的光模塊相同。
圖6是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的光模塊的變形例的圖。圖6所示的光模塊，包括重疊了光學(xué)芯片10的電路芯片(半導(dǎo)體芯片)110。詳細(xì)講，在電路芯片110上安裝光學(xué)芯片10。在安裝中，可以使用粘接劑。電路芯片110以面部朝上的狀態(tài)焊接在基板102上(面部朝上焊接結(jié)構(gòu))。也就是說(shuō)，使形成有電路芯片100的電極(凸塊)的面，朝向與形成有布線104的基板102相反的方向，例如通過(guò)導(dǎo)線116進(jìn)行電連接。光學(xué)芯片10和電路芯片110可以通過(guò)布線114電連接，也可以通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行電連接。其它詳細(xì)說(shuō)明和圖1所示的光模塊相同。
依據(jù)圖5和圖6所示的結(jié)構(gòu)，例如，可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)芯片10與用于經(jīng)其能量轉(zhuǎn)換后的信號(hào)處理等的電路芯片100、110的一體化，因而可以顯著減小光模塊的體積。因此，可以有效使光模塊小型化。
作為有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例的電子機(jī)器，圖7所示的筆記本型微機(jī)1000具有組裝了光模塊的照相機(jī)1100。另外，圖8所示的數(shù)碼相機(jī)2000具有光模塊。另外，圖9(A)以及圖9(B)所示的攜帶電話電話3000具有組裝了光模塊的照相機(jī)3100。
權(quán)利要求
1.一種光模塊，其特征在于，包括設(shè)置了布線的基板；設(shè)置在所述基板的上方、并具有光學(xué)部和與所述布線電連接的電極的光學(xué)芯片；設(shè)置在所述基板的上方并至少包圍所述光學(xué)芯片的框體；設(shè)置在所述光學(xué)芯片上、密封所述光學(xué)部的第1密封部；以及密封所述光學(xué)芯片的所述電極和所述基板的所述布線之間的電連接部的第2密封部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述框體設(shè)置在所述光學(xué)芯片的上方以及側(cè)方，所述框體中，在所述光學(xué)部的上方設(shè)置有第1開(kāi)口部，在所述第1開(kāi)口部?jī)?nèi)安裝有鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述框體包括支承位于所述光學(xué)部上方的鏡頭的第1部、和與所述基板直接連接并將所述第1部支承在所述光學(xué)部的上方的第2部，通過(guò)對(duì)所述第1部進(jìn)行移動(dòng)，使所述鏡頭與所述光學(xué)部之間的距離可以調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光模塊，其特征在于，所述第2部具有第2開(kāi)口部，在所述第1部的外側(cè)設(shè)有第1螺紋，在所述第2部的所述第2開(kāi)口部的內(nèi)側(cè)設(shè)有第2螺紋，所述第1部和所述第2部是通過(guò)所述第1螺紋和所述第2螺紋結(jié)合的，并通過(guò)所述第1螺紋和所述第2螺紋使所述第1部可以移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于，在所述光學(xué)芯片上，在所述光學(xué)部的外側(cè)配置所述電極，避開(kāi)所述電極形成所述第1密封部，所述第2密封部形成為粘附在所述第1密封部的側(cè)面而不粘附在其上面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于，在所述基板的上方還包括電路芯片，所述光學(xué)芯片設(shè)置在所述電路芯片的上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于，所述基板具有外部端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于，所述第1密封部包括配置在所述光學(xué)部的上方的板部、和設(shè)置在所述基板與所述板部之間并支承所述板部的撐擋部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光模塊，其特征在于，所述撐擋部連續(xù)形成在所述光學(xué)部的周圍，在所述光學(xué)部和所述板部之間形成有空隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光模塊，其特征在于，所述空隙為真空。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光模塊，其特征在于，在所述空隙中充入氮?dú)饣蛘吒稍餁怏w。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光模塊，其特征在于，所述撐擋部是連接所述光學(xué)部和所述板部的層。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光模塊，其特征在于，所述板部至少可以使可見(jiàn)光通過(guò)，而不使紅外線通過(guò)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于，所述光學(xué)部包括圖像傳感用的排成陣列的多個(gè)光接收元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光模塊，其特征在于，所述光學(xué)部在所述光接收元件的上方具有彩色濾光片。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光模塊，其特征在于，所述光學(xué)部在所述光學(xué)芯片的表面上具有微型鏡頭陣列。
17.一種電路板，其特征在于，安裝有權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊。
18.一種電子機(jī)器，其特征在于，具有權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的光模塊。
全文摘要
一種光模塊、電路板及其電子機(jī)器，在基板(42)的上方設(shè)置具有光學(xué)部(12)和電極(24)的光學(xué)芯片(10)。光學(xué)芯片(10)由框體(44)所包圍。光學(xué)部(12)由第1密封部(30)密封。光學(xué)芯片(10)的電極(24)和基板(42)的布線(46)之間的連接部由第2密封部(52)密封。從而實(shí)現(xiàn)小型化的密封結(jié)構(gòu)的光模塊、電路板及其電子機(jī)器。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1430286SQ02158359
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者橋元伸晃 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社