应用范例
人体检测传感器
图2是利用整合成形立体基板(MID)封装的小型化人体检测组件应用范例,该人体检测模块实现小型化与可靠度提升等多重目标。
本模块使用的整合成形立体基板(MID),利用后述1行程雷射(One Shot Laser)技术制作高精度图案。
如图所它是将IC、芯片、红外线传感器等电子组件,高密度封装在整合成形立体基板(MID)的6个表面上,驱动电路则收容在外径ψ9mm的TO-5CAN封装体内部,整体体积是传统人体检测封装模块的1/10。
具体结构是将红外线传感器、特殊应用芯片(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)等9种芯片组件,封装在整合成形立体基板(MID)相异的3个表面上,另外3个表面则当作检查用垫块(Pad)的侧边通孔(Side Through Hole),或是接头(Stem)封装用接地板使用。
如图所示IC封装面呈凹凸状,结构上它可以防止保护IC与固定导线(Bonding Wire)的密封树脂流动,红外线传感器封装表面同样呈凹凸状,它可以支撑组件两端,受光部位悬浮在空中,同时兼具良好的电气性接合与热绝缘性。
相机模块
图3是内嵌于行动电话的相机模块,应用整合成形立体基板(MID)的代表性范例。一般相机模块是由对焦的镜片、光圈、消除红外线的IR(Infrared Rays)滤波器、取像组件(CCD或是CMOS传感器)、处理取像组件信号的数字信号处理器(DSP: Digital Signal Process),以及封装这些组件的基板构成。
图3(a)是使用传统封装基板的相机模块断面结构,使用传统印刷布线基板的相机模块会有以下问题,分别是:
(1)要求光轴调整作业
支撑镜片模块的筐体与印刷布线基板的设置精度不足,容易发生光轴偏异,必需进行调整作业,特别是取像组件与镜片透过许多微细组件组立,因此很容易发生光轴偏异现象。
(2)要求光路长度调整作业
对焦镜片至取像组件之间的距离,亦即光路长度非常重要,然而实际上受到镜片模块、镜胴、印刷布线基板三组件精度的影响,必需进行光路长度调整作业。
(3)不易降低模块高度
调整光轴时受到取像组件的固定导线等影响,模块低厚度化有结构上的极限。
图3(b)是使用整合成形立体基板(MID)的相机模块范例;照片1是镜头模块用整合成形立体基板(MID)时的实际外观。
如图所示整合成形立体基板(MID)的上方设有镜片与红外线滤波器,形成可以发挥光学功能的结构;整合成形立体基板(MID)的下方设有封装覆晶(Flip Chip)的电子电路单元;取像组件的内侧电路基板表面收容覆晶封装的数字信号处理器(DSP);整合成形立体基板(MID)的中心部位设有取像组件受光开口部。
镜片支撑部位与电子组件基板呈一体化设置,不需要作光轴调整,可以大幅简化组装制程,电路基板则与连接端子呈3次元布线,可以有效应用空间实现小型化。
整合成形立体基板(MID)整体结构,对小型化与低厚度化非常有利,它与传统印刷布线基板(PCB: Printed Circuit Board)最大差异如下:
(1)镜片单元与取像组件一体化,有效削减组件使用数量实现小型化。
(2)透过高精度电路图案,确保镜片与取像组件的光学性位置精度,实现光轴调整简易化的目标。
行动电话用小型相机模块,随着终端客户的要求越来越多元化(高画质、变焦、轻巧等等),图4是高功能化的整合成形立体基板(MID)应用范例。
传统印刷布线基板(PCB)如果置换成整合成形立体基板(MID),可望大幅削减材料、提高抗噪讯特性、产生其它附加功能与特性,尤其是不增加组件数量的全面覆膜(Coating)噪讯遮蔽(Shield)效果,与闪光灯用高辉度白光LED的封装,还可以充分发挥整合成形立体基板(MID)的优势。
IC封装大多使用环氧树脂等热硬化性树脂,相较之下传统相机模块则使用聚醋酸乙烯酯(PPA: Polyphthalamide)等热可塑性树脂,因此对高画素化后越来越严苛的组件内部粉屑管理具有一定的效益。
使用整合成形立体基板(MID)的小型相机模块,除了拥有小型化、薄型化、高附加价值化之外,还可以提高封装组装的可靠性与复合化等革命性特征。
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08-07-14
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