專利名稱：掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤指一種使用接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)技術(shù)的掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)及其制作方法。
(2)背景技術(shù)掃瞄器(Scanner)的工作原理是將光源所產(chǎn)生的光線照射到待掃瞄的稿件上，經(jīng)過鏡片組的反射，再聚集于電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或是互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)之上由其接收后，利用這類型的感光元件將光的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷男盘?，進而產(chǎn)生出模擬或數(shù)字像素(Pixel)數(shù)據(jù)。在掃瞄的過程中，由于CCD可以檢測圖像上不同區(qū)域反射回來不同強度的光，因此利用紙張上較暗的區(qū)域反射較少的光、較亮的區(qū)域反射較多的光的原理，可以將CCD所反射的光波轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，此電訊信號會與光的強度成正比，最后，再使用與掃瞄器相容的文字或圖像掃瞄軟件讀入這些數(shù)據(jù)，并將其重組為電腦圖像文件。
由于優(yōu)異的掃瞄器取像表現(xiàn)仰賴成熟的光控制技術(shù)，因此光學(xué)組件的品質(zhì)不但重要，更是影響掃瞄器運作表現(xiàn)的主要元件之一。
目前主流的掃瞄器取像方法是一種稱為接觸式圖像傳感器(Contact ImageSensor，CIS)的技術(shù)，其是以組件化的型態(tài)，將光源、柱狀透鏡、感測基板及外殼等組合在一起。
請參考圖1(a)，其為習(xí)知技術(shù)中應(yīng)用接觸式圖像傳感器技術(shù)的掃瞄器的光學(xué)組件結(jié)構(gòu)圖。其中，CIS組件結(jié)構(gòu)10是由二極管光源11、柱狀透鏡(Rod Lens)12、殼體(Housing)13以及電路板14所共同結(jié)合而成；而電路板14上還具有由CCD或是CMOS所構(gòu)成的一感光元件141，如圖1(b)所示。
由于應(yīng)用接觸式圖像傳感器技術(shù)的掃瞄器的光學(xué)組件在運作時需要藉由柱狀透鏡12，將自待掃瞄物件反射而來的光線聚集在感光元件141上，因此柱狀透鏡12與感光元件141彼此中心線的相對位置便非常重要，也就是說，倘若柱狀透鏡12與感光元件141彼此中心線的相對位置差異過大，將會造成圖像擷取品質(zhì)不良的問題。
為了適應(yīng)感光元件141定位的需求，因此一般的感光元件在與電路板14固定結(jié)合(bonding)之前，多半會在電路板14的適當(dāng)位置制作一組對位用的標(biāo)記142，以利機臺在將感光元件141固定于電路板14上時對位之用，如圖1(b)所示。
一般在制作標(biāo)記142時，所采取的方法多半是利用曝光顯影的方式制作非鉆孔的對位圖形(pattern)，如圖1(b)所示，其中對位圖形142是由周圍的電路板底材1421以及1421上所具有的金面或錫面1422(可為圓形或方型)對光的反射程度不同讓黏晶(die bond)機臺來進行對位，然而，一般曝光顯影是利用PCB板邊(Tooling system)的一次鉆孔(非導(dǎo)通孔；NPTH)作為基準(zhǔn)點，所以此對位圖形142的精度公差是基于一次鉆孔的精度工差再往上加，一般一次鉆孔(非導(dǎo)通孔；NPTH)的精度工差約在正負0.05mm以內(nèi)，但若加上曝光顯影的圖形的制作誤差，其精度公差即將近正負0.075mm，其誤差不可謂不大。另外，利用曝光顯影作出的對位圖形會因PCB制程控制的優(yōu)劣造成其他問題，如對位圖案的完整、是否過大或過小，因為黏晶機臺在做感光元件結(jié)合(bonding)制程時的精度是隨著對位用標(biāo)記的位置精度、尺寸精度以及形狀完整性而有所不同，影響到感光元件的位置，其后果便是當(dāng)感光元件的位置有所偏移時，自待掃瞄物件反射而來的光線在經(jīng)過透鏡12后，會聚在感光元件141上的成像位置有所偏移，形成進入感光元件141的光線亮度不足，或是圖像的光感度非齊一性(Photo Response Non Uniformity，PRNU)的值不佳的情形。
欲解決此項問題，可以提高電路板的制程控制能力，使得對位標(biāo)記的精準(zhǔn)性及完整性提高，然而電路板廠商必須將其數(shù)個制程參數(shù)最佳化，或是采購具有更高級的制程能力的設(shè)備，且須經(jīng)過反復(fù)試驗方能得到成果，既費時費力也須消耗相當(dāng)多的金錢成本。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)及其制作方法，是以使用一次鉆孔的方式形成的孔洞作為對位結(jié)構(gòu)的主體，再配合孔洞周圍反光層的反光特性，以改善利用對位結(jié)構(gòu)對掃瞄器感光元件進行固定于光學(xué)組件電路板上時所產(chǎn)生的位置誤差。
根據(jù)本發(fā)明一方面提出一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)，其是設(shè)置于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板(PCB)上，該對位結(jié)構(gòu)包括二對位孔洞，位于該電路板上；一銅箔層，位于各該二對位孔洞的周圍；以及一金層(Au)，位于該銅箔層上；其中，利用該金層反光時產(chǎn)生與該二對位孔洞不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該掃瞄器光學(xué)組件是為一使用接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)技術(shù)的掃瞄器光學(xué)組件。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該掃瞄器感光元件是為電荷耦合元件(Charge-CoupledDevice，CCD)、互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)或其他具光電轉(zhuǎn)換特性的元件其中之一。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔洞的直徑是介于0.1～0.5mm之間。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔洞是皆為一盲孔。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔洞是皆為一通孔。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔可為一盲孔及一通孔。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提出一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)，其是設(shè)置于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板(PCB)上，該對位結(jié)構(gòu)包括二對位孔洞，位于該電路板上；以及一反光層，位于各該二對位孔洞的周圍；其中，利用該反光層反光時產(chǎn)生與該二對位孔洞不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該掃瞄器光學(xué)組件是為一使用接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)技術(shù)的掃瞄器光學(xué)組件。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該掃瞄器感光元件是為電荷耦合元件(Charge-CoupledDevice，CCD)、互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)或其他具光電轉(zhuǎn)換特性的元件其中之一。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔洞的直徑是介于0.1～0.5mm之間。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔洞是皆為一盲孔。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔洞是皆為一通孔。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該二對位孔為一盲孔及一通孔。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該反光層包括一銅箔層及一金層(Au)，且該金層是位于該銅箔層上。
根據(jù)本發(fā)明又一方面提出一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)制作方法，包括下列步驟(a)于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上以一次鉆方式鉆出二對位孔洞；(b)于各該二對位孔洞的周圍形成一銅箔層；以及(c)于該銅箔層上形成一金層；其中，利用該金層(Au)反光時產(chǎn)生與該電路板不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于時對位之用。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該掃瞄器光學(xué)組件是為一使用接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)技術(shù)的掃瞄器光學(xué)組件。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(a)是以一機械方式鉆孔；使用一次鉆方式于該電路板上鉆出該二對位孔洞。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(a)是以一激光方式鉆孔；使用一次鉆方式于該電路板上鉆出該二對位孔洞。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(b)是于該二對位孔洞的周圍電鍍銅以形成該銅箔層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(c)是于該該銅箔層上電鍍金以形成該金層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(c)是于該該銅箔層上化學(xué)鍍金以形成該金層根據(jù)本發(fā)明再一方面提出一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)制作方法，包括下列步驟(a)以一次鉆方式于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上鉆出二對位孔洞；以及(b)于各該二孔洞的周圍形成一反光層；其中，利用該反光層反光時產(chǎn)生與該對位孔不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該掃瞄器光學(xué)組件是為一使用接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)技術(shù)的掃瞄器光學(xué)組件。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(a)是以一機械方式鉆孔；使用一次鉆方式于該電路板上鉆出該二對位孔洞。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(a)是以一激光方式鉆孔；使用一次鉆方式于該電路板上鉆出該二對位孔洞。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(b)還包括步驟如下于該二孔洞周圍依序電鍍銅與電鍍金(Au)以形成該反光層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中步驟(b)還包括步驟如下于該二孔洞周圍依序電鍍銅與化學(xué)鍍金(Au)以形成該反光層。
本發(fā)明得藉由下列附圖及詳細說明，可獲得更深入的了解(4)
圖1(a)是習(xí)知技術(shù)中應(yīng)用接觸式圖像傳感器技術(shù)的掃瞄器的光學(xué)組件結(jié)構(gòu)圖；圖1(b)是根據(jù)圖1(a)所繪的電路板俯視圖；以及圖2是本發(fā)明所述對位結(jié)構(gòu)一較佳實施例的俯視圖。
(5)具體實施方式
請參閱圖2，其是為本發(fā)明所述對位結(jié)構(gòu)一較佳實施例的俯視圖；其中，對位結(jié)構(gòu)20是位于一使用接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)技術(shù)的掃瞄器光學(xué)組件的一電路板21上，藉由對位結(jié)構(gòu)20以提供掃瞄器感光元件22固定于電路板21時對位之用，而掃瞄器感光元件22可以為電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)或其他具光電轉(zhuǎn)換特性的元件其中之一。
由于前述的習(xí)用對位標(biāo)記的缺點在于其精度公差是鉆孔和曝光顯影兩者的公差加成而得到的，因此誤差較大；因此，本發(fā)明所采取的對位結(jié)構(gòu)20是以一次鉆孔的孔洞201為主體，再配合在孔洞的周圍形成一反光層202，利用反光層202于反光時產(chǎn)生與對位孔201不同的對比色確認(rèn)對位結(jié)構(gòu)20的位置，以提供機臺在將掃瞄器感光元件22固定于電路板21時對位之用，其詳細制作程序如下所述。
首先，先以一次鉆孔的方式在電路板21上的適當(dāng)位置形成一組孔洞201，其中，所謂的一次鉆孔采取的方法可以是機械鉆孔、亦可以是激光鉆孔；而所謂的適當(dāng)位置是指不會影響到感光元件22對于入射光線正常接收的位置；至于孔洞201的型態(tài)可以是通孔或是盲孔，其大小隨著所使用不同尺寸的鉆頭而有所不同，但直徑以0.1～0.5mm為使用范圍。
其次，即是對電路板21進行相關(guān)的電子線路制程以及防焊制程，同時在做線路時，在孔洞周圍202電鍍一層銅箔，使孔洞201的周圍形成一銅箔層。
最后，為了適應(yīng)感光元件固定機臺的電荷耦合(CCD，Charge-CoupledDevice)鏡頭必須讀取到顏色對比的差別才能識別位置，因此須在銅箔層上再以電鍍或化學(xué)鍍的方式鍍上一金層(Au)，以完成反光層202以及整個對位結(jié)構(gòu)20的制程。
綜上所述，本發(fā)明的制作方法所制作出來的對位結(jié)構(gòu)純粹是以一次鉆孔的位置為準(zhǔn)，其精度公差與習(xí)知技術(shù)比較起來較為單純，因此也更為精準(zhǔn)。再利用感光元件固定機臺的電荷耦合鏡頭對感光層反光時與電路板之間所產(chǎn)生的對比色以確認(rèn)對位結(jié)構(gòu)的位置，并藉此將感光元件精確地固定于電路板上。以此方式作為感光元件固定結(jié)合于電路板的準(zhǔn)確度至少可以改進0.025mm以上，因此在掃瞄器光學(xué)組件進行測試時，其圖像的光感度非齊一性(PhotoResponse Non Uniformity，PRNU)的值將會更好；另外因感光元件定位時的誤差減小，使得其與柱狀透鏡(Rod Lens)的相對位置更接近一直線，更大幅減少了柱狀透鏡效應(yīng)(Rod Lens Effect)產(chǎn)生的機率，使得掃瞄器的圖像品質(zhì)更為優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)，其是設(shè)置于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上，該對位結(jié)構(gòu)包括二對位孔洞，位于該電路板上；一銅箔層，位于各該二對位孔洞的周圍；以及一金層，位于該銅箔層上；其中，利用該金層反光時產(chǎn)生與該二對位孔洞不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
2.如權(quán)利要求1所述的對位結(jié)構(gòu)，其特征在于該掃瞄器光學(xué)組件是為一使用接觸式圖像傳感器技術(shù)的掃瞄器光學(xué)組件。
3.如權(quán)利要求1所述的對位結(jié)構(gòu)，其特征在于該掃瞄器感光元件是為電荷耦合元件、互補式金屬氧化物半導(dǎo)體或其他具有光電轉(zhuǎn)換特性的元件其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的對位結(jié)構(gòu)，其特征在于該二對位孔洞的直徑是介于0.1～0.5mm之間。
5.如權(quán)利要求1所述的對位結(jié)構(gòu)，其特征在于該二對位孔洞是皆為盲孔或通孔。
6.如權(quán)利要求1所述的對位結(jié)構(gòu)，其特征在于該二對位孔洞是為一通孔及一盲孔。
7.一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)，其是設(shè)置于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上，該對位結(jié)構(gòu)包括二對位孔洞，位于該電路板上；以及一反光層，位于各該二對位孔洞的周圍；其中，利用該反光層反光時產(chǎn)生與該二對位孔洞不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
8.如權(quán)利要求7所述的對位結(jié)構(gòu)，其特征在于該反光層包括一銅箔層及一金層，且該金層是位于該銅箔層上。
9.一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)制作方法，包括下列步驟(a)于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上以一次鉆方式鉆出二對位孔洞；(b)于各該二對位孔洞的周圍形成一銅箔層；以及(c)于該銅箔層上形成一金層；其中，利用該金層反光時產(chǎn)生與該電路板不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于時對位之用。
10.如權(quán)利要求9所述的對位結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于步驟(a)是以一機械方式鉆孔；使用一次鉆方式于該電路板上鉆出該二對位孔洞；或是以一激光方式鉆孔；使用一次鉆方式于該電路板上鉆出該二對位孔洞。
11.如權(quán)利要求9所述的對位結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于步驟(b)是于該二對位孔洞的周圍電鍍銅以形成該銅箔層。
12.如權(quán)利要求9所述的對位結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于步驟(c)是于該該銅箔層上電鍍金或化學(xué)鍍金以形成該金層。
13.一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)制作方法，包括下列步驟(a)以一次鉆方式于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上鉆出二對位孔洞；以及(b)于各該二孔洞的周圍形成一反光層；其中，利用該反光層反光時產(chǎn)生與該對位孔不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
14.如權(quán)利要求13所述的對位結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于步驟(b)還包括如下步驟于該二孔洞周圍依序電鍍銅與電鍍金以形成該反光層；或于該二孔洞周圍依序電鍍銅與化學(xué)鍍金以形成該反光層。
全文摘要
本發(fā)明是指一種掃瞄器感光元件的對位結(jié)構(gòu)及其制作方法，包括下列步驟(a)利用一次鉆方式于一掃瞄器光學(xué)組件的一電路板上鉆出兩對位孔洞；以及(b)于該兩對位孔洞的周圍形成一反光層；其中，利用該反光層反光時產(chǎn)生與該對位孔洞不同的對比色確認(rèn)該對位結(jié)構(gòu)的位置，以提供該掃瞄器感光元件固定于該電路板時對位之用。
文檔編號H04N1/028GK1599402SQ0315942
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者蘇鈴達, 盧廷濱 申請人:菱光科技股份有限公司