TWI792953B - 封裝結構、封裝結構製作方法、攝像模組及電子裝置 - Google Patents

Abstract

本申請提供一種封裝結構，包括基板、發光組件、感光組件以及封裝體，發光組件包括發光元件、第一濾光元件及多個第一圍壩，發光元件連接於基板，多個第一圍壩環繞發光元件設於基板，第一濾光元件設於第一圍壩，第一濾光元件與發光元件相對設置。感光組件與發光組件間隔設於基板，包括感光元件、第二濾光元件及多個第二圍壩，感光元件具有感光區及圍設於感光區外的非感光區，多個第二圍壩設於非感光區，第二濾光元件設置於第二圍壩，第二濾光元件對應感光區設置。封裝體設置於基板上，包覆發光組件及感光組件。

Description

封裝結構、封裝結構製作方法、攝像模組及電子裝置

本申請涉及一種封裝結構、封裝結構製作方法、攝像模組及電子裝置。

目前，同時具有發光元件和感光元件的封裝結構具有廣泛的應用前景，比如距離測量、接近度感測、姿勢感測以及成像等。

現有技術中，這類封裝結構的封裝過程通常為：先將發光元件和感光元件通過表面貼裝技術(SMT,Surface Mounted Technology)黏貼於基板，再將基板和發光元件、基板和感光元件進行電性連接，最後通過射出成型技術在基板上形成一透光蓋，該透光該將發光元件、感光元件及基板連成一體以得到封裝結構。

但是，由於透光蓋通過射出成型技術製作，其能達到的最小厚度為0.3mm，這就不利於目前對於攝像模組小型化的需求。另外，在透光蓋設置於基板時，寬度方向上會產生0.03mm左右的誤差，該誤差會影響發光元件或者感光元件的打線位置，增加整個封裝過程的難度。另外，因透光蓋的封合面積較小，不能有效實現封裝結構的防水防潮性能。

有鑑於此，本申請提供一種能夠能解決上述問題的封裝結構。

另外，還有必要提供一種封裝結構製作方法。

另外，還有必要提供一種具有上述封裝結構的攝像模組。

另外，還有必要提供一種具有上述攝像模組的電子裝置。

本申請提供一種封裝結構，其包括基板、發光組件、感光組件以及封裝體。所述發光組件包括發光元件、第一濾光元件及多個第一圍壩，所述發光元件連接於所述基板，多個所述第一圍壩環繞所述發光元件設於所述基板，所述第一濾光元件設置於所述第一圍壩背離所述基板的一側，所述第一濾光元件與所述發光元件相對設置。所述感光組件與所述發光組件間隔設置，所述感光組件包括感光元件、第二濾光元件及多個第二圍壩，所述感光元件連接於所述基板，所述感光元件具有感光區及圍設於所述感光區外的非感光區，多個所述第二圍壩設於所述非感光區，所述第二濾光元件設置於所述第二圍壩背離所述感光元件的一側，所述第二濾光元件對應所述感光區設置。所述封裝體設置於所述基板上，所述封裝體包覆所述基板、第一圍壩、第二圍壩、第一濾光元件和第二濾光元件的外側。

在一些實施方式中，所述第一濾光元件包括一位於所述第一濾光元件中心位置處的第一透光區，所述第二濾光元件包括一位於所述第二濾光元件中心位置處的第二透光區。環繞所述第一透光區設置多個第三圍壩，環繞所述第二透光區設置多個第四圍壩。所述封裝體包覆所述第三圍壩和第四圍壩的外側。

在一些實施方式中，所述發光元件與所述基板之間通過導線電性連接，所述感光元件與所述基板之間通過導線電性連接。

本申請還提供一種封裝結構製作方法，其包括如下步驟：提供一基板； 於所述基板上間隔設置發光元件和感光元件，電性連接所述基板和所述發光元件以及電性連接所述基板和所述感光元件；所述感光元件包括感光區及圍設於所述感光區外的非感光區；於所述基板上環繞所述發光元件設置多個第一圍壩，以及於所述非感光區上環繞所述感光區設置多個第二圍壩；於所述第一圍壩背離所述基板的一側設置第一濾光元件，所述第一濾光元件與所述發光元件間隔相對設置，以及於所述第二圍壩背離所述感光元件的一側設置第二濾光元件，所述第二濾光元件對應所述感光區設置；於所述基板上設置封裝體，所述封裝體環繞包覆於所述基板、第一圍壩、第二圍壩、第一濾光元件和第二濾光元件的外側。

在一些實施方式中，所述第一濾光元件包括一位於所述第一濾光元件中心位置處的第一透光區，所述第二濾光元件包括一位於所述第二濾光元件中心位置處的第二透光區；在所述基板上設置封裝體之前，還包括：環繞所述第一透光區設置多個第三圍壩，環繞所述第二透光區設置多個第四圍壩。

在一些實施方式中，於所述基板上設置被動元件，所述被動元件電性連接所述發光元件。

在一些實施方式中，所述第一圍壩和第二圍壩採用點膠的方式形成。

在一些實施方式中，所述第一圍壩和第二圍壩的材質為環氧樹脂，所述封裝體的材質為環氧樹脂。

本申請還提供一種包括上述封裝結構的攝像模組。

本申請還提供一種包括上述攝像模組的電子裝置。

與現有技術相比較，本申請提供的封裝結構中通過將發光元件和感光元件間隔設置於基板上，然後設置封裝體將所述發光元件、感光元件及基板形成一體，所述封裝體於所述基板上設置形成時的誤差小，封裝面積大，有 利於封裝模組的小型化和封裝結構的可靠性。另外，通過設置多個第一圍壩和第一濾光元件對發光元件進行保護，設置多個第二圍壩和第二濾光元件對感光元件進行保護，可避免落塵，進而提高攝像模組的成像品質。

100:封裝結構

10:基板

12:導線

20:發光組件

21:發光元件

22:被動元件

23:第一圍壩

24:第一濾光元件

25:第一透光區

26:第二圍壩

30:感光組件

32:感光區

33:非感光區

34:第三圍壩

35:第二濾光元件

36:第二透光區

37:第四圍壩

40:封裝體

圖1是本申請一實施方式提供的基板的剖面圖。

圖2是在圖1所示的基板上設置發光元件和感光元件的剖面圖。

圖3是在基板上設置導線的剖面圖。

圖4是設置圍壩和濾光元件的剖面圖。

圖5是在濾光元件上設置圍壩的剖面圖。

圖6是在基板上設置封裝體的剖面圖。

圖7是批次製作封裝結構的剖面圖。

圖8是圖7中所述封裝結構切割為單體的剖面圖。

下面將結合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。

需要說明的是，當元件被稱為“固定於”、“設置於”或“安裝於”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者間接在該另一個元件上。當一個元件被稱為是“連接於”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或間接連接至該另一個元件上。另外，連接即可以是用於固定作用也可以是用於電路連通作用。

需要理解的是，術語“長度”、“寬度”“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“頂”、“底”“內”、“外” 等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本申請實施方式和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。

請參閱圖1至圖6，本申請較佳實施方式提供一種封裝結構製作方法，包括如下步驟：

第一步：請參閱圖1，提供基板10，所述基板10上設置有至少一被動元件22，所述被動元件22電性連接所述基板10。所述基板10可以是軟硬結合板、陶瓷基板、PCB硬板等。

所述被動元件22通過表面貼裝技術(SMT，Surface Mounted Technology)設置於所述基板10上。具體地，所述被動元件22與所述基板10通過錫膏粘接並電性連接於所述基板10。所述被動元件22可以是電阻、電容、二極體、三極管、電位器、繼電器或驅動器等。在本實施方式中，所述被動元件22設置於所述基板10的邊緣位置。

第二步：請參閱圖2和圖3，提供一發光元件21和感光元件31，並將所述發光元件21和感光元件31通過粘膠間隔貼設於所述基板10上，電性連接所述基板10與所述發光元件21，以及電性連接所述基板10與所述感光元件31。所述感光元件31包括遠離所述發光元件21的感光區32及圍設於所述感光區32的非感光區33。所述感光區32用於感測光線。

所述被動元件22與所述發光元件21電性連接，以實現所述發光元件21與外部電路的信號傳輸。

本實施方式中，所述發光元件21可以為垂直腔面發射雷射器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)，用以發射光線。所述感光元件31可以為互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)影像感測器或電荷耦合元件(Charged Couple Device，CCD)，用以感測光線。

在所述基板10上設置導線12，所述導線12以打線方式電性連接所述發光元件21和所述基板10，所述導線12以打線方式電性連接所述感光元件31和所述基板10。所述導線12可以是金線、銅線、鋁線、銀線等。本實施方式中，所述導線12為金線。

第三步：請參閱圖4，在所述基板10上設置環繞所述發光元件21的第一圍壩23，在所述感光元件31上設置環繞所述感光區32的第三圍壩34。所述第一圍壩23與所述感光元件31間隔設置。

第四步：請參閱圖4及圖5，提供第一濾光元件24和第二濾光元件35，將所述第一濾光元件24設置於所述第一圍壩23背離所述基板10的一側上，所述第一濾光元件24與所述發光元件21相對間隔設置。將所述第二濾光元件35設置於所述第三圍壩34上，所述第二濾光元件35與所述感光元件31的感光區32對應設置。

所述第一濾光元件24包括一位於所述第一濾光元件24中心位置處的第一透光區25，所述第二濾光元件35包括一位於所述第二濾光元件35中心位置處的第二透光區36，所述第一透光區25和第二透光區36用於過濾光線。

在本實施方式中，所述第一濾光元件24和第二濾光元件35為濾光片。更為優選地，所述第一濾光元件24和第二濾光元件35可以被實施為紅外截止濾光片，對應的所述第一透光區25和第二透光區36能夠過濾光線中的紅外線部分，從而有利於提高攝像模組(圖未示)的成像品質。

所述第一圍壩23和第三圍壩34為黑色不透光膠體，通過點膠的方式形成。本實施方式中，所述第一圍壩23和第三圍壩34為粘度較高的環氧樹脂膠，以固定和支撐所述第一濾光元件24和第二濾光元件35。因其粘度較高，可採用旋轉點膠機以旋轉擠出方式進行點膠成型，通過控制點膠機上噴嘴的大小和高度可控制所述第一圍壩23和第三圍壩34的寬度和高度。

本申請中多個所述第一圍壩23和第一濾光元件24共同將所述發光元件21收容其內部，所述第三圍壩34和第二濾光元件35共同將所述感光元件 31的感光區32收容於內部，因此使得所述發光元件21和所述感光區32不會直接暴露於空間內，能對其進行保護，可避免落塵，進而提高攝像模組的成像品質。

第五步：請參閱圖5，環繞所述第一濾光元件24的第一透光區25設置多個第二圍壩26，環繞所述第二濾光元件35的第二透光區36設置多個第四圍壩37，得到封裝結構半成品。本實施方式中，所述第二圍壩26和第四圍壩37的製作方式和材質與所述第一圍壩23和第三圍壩34相同。

所述第二圍壩26和第四圍壩37分別用於對所述第一透光區25和第二透光區36進行阻擋，可防止在封裝過程中液態灌封膠溢流至所述第一透光區25和第二透光區36。

第六步：請參閱圖6，向上述封裝結構半成品中注入液態灌封膠，抽真空後烘烤固化形成封裝體40。所述封裝體40為不透光黑色膠體，所述封裝體40環繞包覆於所述基板10、第一圍壩23、第二圍壩26、第一濾光元件24、第二濾光元件35、第三圍壩34和第四圍壩37的外層，所述封裝體40、所述發光元件21、所述感光元件31及所述基板10形成為一體。

本實施方式中，採用全自動點膠機點膠的方式，所用的材料為高分子灌封膠，具體可為環氧樹脂膠，烘烤固化後形成所述封裝體40。所述全自動點膠機閥採用非接觸式噴射點膠、精度高，可以在狹小的縫隙中噴射點膠。

可以理解地，於所述基板10的外側還設置有多個第五圍壩(圖未示)，以阻擋液態灌封膠外流。

在其它實施方式中，所述封裝體40也可採用注塑工藝或模壓工藝形成。其中，注塑工藝可以選擇尼龍、LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶高分子聚合物)、PP(Polypropylene，聚丙烯)等，模壓工藝可以採用環氧樹脂。

相比於傳統技術的射出成型透光蓋，本申請通過將發光元件21和感光元件31間隔設置於基板10上，然後通過設置封裝體40將所述發光元件21、感光元件31及基板10形成一體。所述封裝體40由液態灌封膠固化形成，使得 所述發光元件21和感光元件31可打線區域變大，降低整個封裝過程的難度。並且，所述封裝體40包覆於所述基板10、第一圍壩23、第二圍壩26、第一濾光元件24、第二濾光元件35、第三圍壩34和第四圍壩37的外側，增加整體封合的面積及延長水氣入侵的路徑，進而提高整體封裝結構100的可靠度，且有利於實現封裝結構的小型化。

上述封裝結構的封裝方法可以適用於同時製造多個封裝結構100。請參閱圖7及圖8，可同時設置多個發光元件21和感光元件31於同一基板10上，切割即可同時製造多個封裝結構100。

請再次參閱圖6，本申請提供一種採用上述製作方法得到的封裝結構100。所述封裝結構100包括基板10、發光組件20、感光組件30以及封裝體40。所述發光組件20和所述感光組件30間隔設置於所述基板10上，所述封裝體40設置於所述基板上，包覆所述發光組件20及所述感光組件30。

所述發光組件20包括發光元件21、被動元件22、多個第一圍壩23、第一濾光元件24及多個第二圍壩26。所述發光元件21電性連接於所述基板10，所述被動元件22設置於所述基板10上，所述被動元件22電性連接所述發光元件21。多個所述第一圍壩23環繞所述發光元件21和所述被動元件22設於所述基板10，所述第一濾光元件24設置於所述第一圍壩23背離所述基板10的一側，所述第一濾光元件24與所述發光元件21相對設置。所述第一濾光元件24包括一位於其中心位置處的第一透光區25，所述第二圍壩26環繞所述第一透光區25設置於所述第一濾光元件24上。

所述感光組件30包括感光元件31、多個第三圍壩34、第二濾光元件35及多個第四圍壩37，所述感光元件31電性連接於所述基板10，所述感光元件31具有感光區32及圍設於所述感光區32外的非感光區33，多個所述第三圍壩34設於所述非感光區33並環繞所述感光區32，所述第二濾光元件35設置於所述第三圍壩34背離所述感光元件31的一側，所述第二濾光元件35對應所述感光區32設置。所述第二濾光元件35包括一位於所述第二濾光元件35中 心位置處的第二透光區36，環繞所述第二透光區36設置有第四圍壩37。

所述封裝體40包覆於所述基板10、第一圍壩23、第一濾光元件24、第二圍壩26、第三圍壩34、第二濾光元件35和第四圍壩37的外側，所述封裝體40、所述發光組件20、所述感光組件30及所述基板10形成為一體。

本申請還提供一種包括上述封裝結構100的攝像模組。所述攝像模組可以為TOF攝像模組。

本申請還提供一種包括上述攝像模組的電子裝置。所述電子裝置可以為手機、相機及智慧家居等。

以上的實施方式僅是用來說明本申請，但在實際的應用過程中不能僅僅局限於這種實施方式。對本領域的普通技術人員來說，根據本申請的技術構思做出的其他變形和改變，都應該屬於本申請專利範圍。

100:封裝結構

10:基板

12:導線

20:發光組件

21:發光元件

22:被動元件

23:第一圍壩

24:第一濾光元件

25:第一透光區

26:第二圍壩

30:感光組件

32:感光區

33:非感光區

34:第三圍壩

35:第二濾光元件

36:第二透光區

37:第四圍壩

40:封裝體

Claims (10)

1. 一種封裝結構，其改良在於，包括：基板；發光組件，包括發光元件、第一濾光元件及多個第一圍壩，所述發光元件連接於所述基板，多個所述第一圍壩環繞所述發光元件設於所述基板，所述第一濾光元件設置於所述第一圍壩背離所述基板的一側，所述第一濾光元件與所述發光元件相對設置；感光組件，與所述發光組件間隔設置，所述感光組件包括感光元件、第二濾光元件及多個第二圍壩，所述感光元件連接於所述基板，所述感光元件具有感光區及圍設於所述感光區外的非感光區，多個所述第二圍壩設於所述非感光區，所述第二濾光元件設置於所述第二圍壩背離所述感光元件的一側，所述第二濾光元件對應所述感光區設置；封裝體，設置於所述基板上，所述封裝體包覆所述基板、第一圍壩、第二圍壩、第一濾光元件和第二濾光元件的外側。
2. 如請求項1所述之封裝結構，其中，所述第一濾光元件包括位於所述第一濾光元件中心位置處的一第一透光區，所述第二濾光元件包括位於所述第二濾光元件中心位置處的一第二透光區；環繞所述第一透光區設置多個第三圍壩，環繞所述第二透光區設置多個第四圍壩；所述封裝體包覆所述第三圍壩和第四圍壩的外側。
3. 如請求項1所述之封裝結構，其中，所述發光元件與所述基板之間通過導線電性連接，所述感光元件與所述基板之間通過導線電性連接。
4. 一種封裝結構製作方法，其改良在於，包括如下步驟：提供一基板；於所述基板上間隔設置發光元件和感光元件，電性連接所述基板和所述發光元件以及電性連接所述基板和所述感光元件；所述感光元件包括感光區及圍 設於所述感光區外的非感光區；於所述基板上環繞所述發光元件設置多個第一圍壩，以及於所述非感光區上環繞所述感光區設置多個第二圍壩；於所述第一圍壩背離所述基板的一側設置第一濾光元件，所述第一濾光元件與所述發光元件間隔相對設置，以及於所述第二圍壩背離所述感光元件的一側設置第二濾光元件，所述第二濾光元件對應所述感光區設置；於所述基板上設置封裝體，所述封裝體環繞包覆於所述基板、第一圍壩、第二圍壩、第一濾光元件和第二濾光元件的外側。
5. 如請求項4所述之封裝結構製作方法，其中，所述第一濾光元件包括一位於所述第一濾光元件中心位置處的第一透光區，所述第二濾光元件包括一位於所述第二濾光元件中心位置處的第二透光區；在所述基板上設置封裝體之前，還包括：環繞所述第一透光區設置多個第三圍壩，環繞所述第二透光區設置多個第四圍壩。
6. 如請求項4所述之封裝結構製作方法，其中，於所述基板上設置被動元件，所述被動元件電性連接所述發光元件。
7. 如請求項4所述之封裝結構製作方法，其中，所述第一圍壩和第二圍壩採用點膠的方式形成。
8. 如請求項4所述之封裝結構製作方法，其中，所述第一圍壩和第二圍壩的材質為環氧樹脂，所述封裝體的材質為環氧樹脂。
9. 一種攝像模組，其改良在於，包括如請求項1至3中任一項所述之封裝結構。
10. 一種電子裝置，其改良在於，包括如請求項9中所述之攝像模組。

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