CN100431174C - 芯片于感光元件上的封装结构及其电气封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种芯片于感光元件上的封装结构，主要包括一感光元件、一透光板以及一芯片。感光元件具有一感光区以及一非感光区，而透光板具有一第一表面以及对应的一第二表面，其中透光板配置于感光元件上，并以第一表面覆盖于感光区以及非感光区之上。此外，芯片配置于透光板的第二表面，且芯片的位置位于非感光区的上方。

Description

芯片于感光元件上的封装结构及其电气封装结构
技术领域
本发明涉及一种封装结构，特别是涉及一种芯片于感光元件上的封装结构及其电气封装结构。
背景技术
电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)由于具有高动态范围(Dynamic Range)、低的暗电流(Dark current)，并且其技术发展成熟等优点，因此CCD为现今最常使用的影像感测元件(image sensor)之一。然而，电荷耦合元件还具有制造工艺特殊而导致价格昂贵、驱动电路须以高电压操作使得功率消耗(Power Dissipation)很高，并且无法随机存取(Random Access)等问题点存在。
互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测元件具有高量子效率(Quantum Efficiency)、低读出噪声(Read Noise)、高动态范围及随机存取等特性，并且完全与CMOS制造工艺兼容，因此能够很容易地在同一芯片上与其它控制电路、模拟数字电路(A/D Converter)、和数字信号处理电路整合在一起，达成所谓的系统芯片(System On a Chip，SOC)的目标。因此，CMOS影像感测元件能够大幅降低影像传感器的成本、像素尺寸、以及消耗功率。也因此近年来在低价位领域的应用上，CMOS影像传感器已渐渐成为电荷耦合元件的代替品。
无论是CCD影像传感器或CMOS影像传感器，两者均具有一光电二极管阵列(photodiode array)位于其感光区(illumination area)中，而光电二极管阵列可接收外部影像信号(或光线强弱信号)，并将影像信号转换为电气信号传递至一线路基板(substrate)上，以进行影像处理。请参考图1，其绘示现有的一种电气封装结构的示意图。此电气封装结构100主要包括一线路基板110、一感光元件120、一影像处理芯片130以及一非挥发性存储器140。其中，感光元件120例如为CCD影像感测元件或CMOS影像感测元件，其配置于线路基板110的表面上，并与线路基板110电性连接。此外，为避免感光元件120的感光区122受到杂质、微粒的污染，感光元件120的受光表面覆盖一透光板124或透光层，其材料可以是玻璃，而外部的影像或光线可穿过透光板124而到达感光元件120的感光区122，且由光电二极管阵列(未绘示)将影像信号转换为电气信号，并经由线路基板110传递至影像处理芯片130，以得到此光电二极管阵列中每一像素所代表的光通量与色彩饱和度。
值得注意的是，现有的封装技术中，影像处理芯片130与非挥发性存储器140配置于线路基板110的上表面或下表面，并与线路基板110电性连接，然而影像处理芯片130与非挥发性存储器140会占用线路基板110的承载面积，使得线路基板110无法朝小型化发展，进而限制电气封装结构100的集成度。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种芯片于感光元件上的封装结构，其中芯片堆栈于感光元件的非感光区上，以提高芯片封装的集成度。
本发明的另一目的是提供一种电气封装结构，其中影像处理芯片或其它存储器元件可配置于感光元件的非感光区上，以减少线路载板的承载面积。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种芯片于感光元件上的封装结构，主要包括一感光元件、一透光板以及一芯片。感光元件具有一感光区以及一非感光区，而透光板具有一第一表面以及对应的一第二表面，其中透光板配置于感光元件上，并以第一表面覆盖于感光区以及非感光区之上。此外，芯片配置于透光板的第二表面，且芯片的位置位于非感光区的上方，以构成芯片堆栈于感光元件上的封装结构。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种电气封装结构，主要包括一线路基板、一感光元件、一透光板、一芯片以及一封胶。感光元件配置于线路基板上，并通过多条第一导线与线路基板电性连接，感光元件具有一感光区以及一非感光区，而透光板具有一第一表面以及对应的一第二表面。其中，透光板配置于感光元件上，并以第一表面覆盖于感光区以及非感光区之上。此外，芯片配置于透光板的第二表面，并通过多条第二导线与线路基板电性连接，且芯片的位置位于非感光区的上方。另外，封胶包覆这些第一导线以及这些第二导线，以构成一电气封装结构。
依照本发明的优选实施例所述，上述的感光元件例如具有一光电二极管阵列，配置于感光区之中，用以接收影像信号，而非感光区例如位于感光区的周围区域。此外，感光元件例如为CCD影像感测元件或CMOS影像感测元件。
本发明因采用感光元件的透光板所提供的承载表面，以使芯片或其它存储器元件可配置于透光板的表面上，而不需配置于线路基板上。因此，线路基板的承载面积可缩小，以达到小型化的目的，进而提高电气封装结构的集成度。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图作详细说明。附图中：
图1绘示现有的一种电气封装结构的示意图。
图2绘示本发明一优选实施例的一种芯片于感光元件上的封装结构的俯视图。
图3绘示本发明一优选实施例的一种电气封装结构的示意图。
简单符号说明
100：电气封装结构
110：线路基板
120：感光元件
122：感光区
124：透光板
130：影像处理芯片
140：非挥发性存储器
200：封装结构
202：电气封装结构
210：线路基板
220：感光元件
222：感光区
224：非感光区
226：第一导线
230：透光板
232：第一表面
234：第二表面
240：芯片
242：存储器元件
246：第二导线
具体实施方式
请参考图2，其绘示本发明一优选实施例的一种芯片于感光元件上的封装结构的俯视图。此封装结构200主要包括一感光元件220、一透光板230以及一芯片240。感光元件220具有一感光区(虚框内部)222以及一非感光区(斜线区域)224，而透光板230配置于感光元件220上，并覆盖于感光区222以及非感光区224之上。此外，芯片240配置于透光板230的表面234，且芯片240的位置位于非感光区224的上方，以构成芯片240堆栈于感光元件220上的封装结构200。
在本实施例中，感光元件220例如为CCD影像感测元件或CMOS影像感测元件，但无论是CCD影像传感器或CMOS影像传感器，两者均具有一光电二极管阵列(未绘示)位于其感光区222中，而光电二极管阵列负责接收外部影像信号(或光线强弱信号)，并将影像信号转换为电气信号。值得注意的是，本实施例将处理影像信号的芯片240堆栈于感光元件220的透光板230上，而芯片240的背面例如以粘胶(adhesive)贴附于透光板230的表面234上，且芯片240的位置例如位于感光元件220的感光区222的周围区域(即非感光区224)之上。利用此种堆栈结构的优点是，入射至感光区222(或中央区域)的光线不仅不会被芯片240所遮蔽，另一方面，感光元件220的透光板230还可提供适当的承载表面234，以使芯片240或其它存储器元件242可配置于透光板230的表面234上，而不需配置于现有的的线路基板上，以减少现有的线路基板的承载面积。
请参考图3，其绘示本发明一优选实施例的一种电气封装结构的示意图。电气封装结构202主要包括一线路基板210、一感光元件220、一透光板230以及一芯片240。感光元件220配置于线路基板210上，并可通过多条第一导线226与线路基板210电性连接，而透光板230具有一第一表面232以及对应的一第二表面234，且透光板230配置于感光元件220上，并以第一表面232覆盖于感光元件220的受光表面上，以防止杂质、微粒等污染物进入到感光区222中。此外，透光板230例如为玻璃或丙烯酸等材料，而透光板230可经过适当的表面处理或加工处理，以使透光板230的表面形成一抗反射层(anti-reflection layer)及/或一红外线阻断层(IR cutting film)，用以增加入射至感光区222的光通量并阻隔红外线的照射。
此外，芯片240例如配置于透光板230的第二表面240的周缘，并通过多条第二导线246(或可挠性线路)与线路基板210电性连接。因此，电气信号可经由线路基板210传递至芯片240，并进行影像处理与运算，以得到此光电二极管阵列中每一像素所代表的光通量与色彩饱和度。在本实施例中，由于芯片240与其它存储器元件242不需配置于线路基板210上，而是堆栈于感光元件220的透光板230所提供的承载表面234上，因此线路基板210的承载面积可缩小，以达到小型化电气封装结构202的目的，甚至可达到芯片尺寸封装结构(chip scale package structure)的集成度。另外，封胶(未绘示)包覆这些第一导线226以及这些第二导线246，以保护第一及第二导线226、246受到外力所破坏，并构成具有良好电性连接的电气封装结构202。
虽然本发明以芯片堆栈于感光元件上的封装结构来作为一优选实施例，但是在应用领域上，也可适用于发光元件、发光二极管或液晶(LCD)面板等封装结构上，所不同的是，芯片例如为驱动芯片，其可将由线路基板所传来的电气信号转换成每一发光二极管或液晶像素所代表的影像信号(或光线强弱信号)。同样地，芯片以堆栈的方式配置于发光元件的透光板所提供的承载表面上，而不需配置于线路基板上，因此线路基板的承载面积可缩小，以达到小型化的目的，进而提高电气封装结构的集成度。
由以上的说明可知，本发明的芯片于感光元件上的封装结构，主要包括一感光元件、一透光板以及一芯片。感光元件具有一感光区以及一非感光区，而透光板具有一第一表面以及对应的一第二表面，其中透光板配置于感光元件上，并以第一表面覆盖于感光区以及非感光区之上。此外，芯片配置于透光板的第二表面，且芯片的位置位于非感光区的上方，以构成一小型化、且集成度高的封装结构。
综上所述，本发明的芯片于感光元件上的封装结构及其电气封装结构具有下列优点：
(1)芯片或其它存储器元件可配置于透光板的表面上，而不需配置于线路基板上。因此，线路基板的承载面积可缩小，以达到小型化的目的
(2)芯片配置于透光板的表面上，且芯片的位置位于感光元件的非感光区的上方，不会遮蔽入射至感光区的光线，且构成具有良好电性连接的电气封装结构。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种芯片于感光元件上的封装结构，至少包括：
一感光元件，具有一感光区以及一非感光区；
一透光板，具有一第一表面以及对应的一第二表面，其中该透光板配置于该感光元件上，并以该第一表面覆盖于该感光区以及该非感光区之上；以及
一芯片，配置于该透光板的该第二表面，且该芯片的位置位于该非感光区的上方。
2.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，还包括一存储器元件，配置于该透光板的该第二表面，且该存储器元件的位置位于该非感光区的上方。
3.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，其中该感光元件具有一光电二极管阵列，配置于该感光区之中。
4.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，其中该非感光区位于该感光区的周围区域。
5.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，其中该感光元件为电荷耦合元件。
6.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，其中该感光元件为互补式金属氧化物半导体感光元件。
7.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，其中该透光板的材料包括玻璃以及丙烯酸其中之一。
8.如权利要求1所述的芯片于感光元件上的封装结构，其中该芯片为信号处理芯片。
9.一种电气封装结构，至少包括：
一线路基板；
一感光元件，配置于该线路基板上，并通过多条第一导线与该线路基板电性连接，该感光元件具有一感光区以及一非感光区；
一透光板，具有一第一表面以及对应的一第二表面，其中该透光板配置于该感光元件上，并以该第一表面覆盖于该感光区以及该非感光区之上；以及
一芯片，配置于该透光板的该第二表面，并通过多条第二导线与该线路基板电连接，且该芯片的位置位于该非感光区的上方。
10.如权利要求9所述的电气封装结构，还包括一存储器元件，配置于该透光板的该第二表面，且该存储器元件的位置位于该非感光区的上方。
11.如权利要求9所述的电气封装结构，其中该感光元件具有一光电二极管阵列，配置于该感光区之中。
12.如权利要求9所述的电气封装结构，其中该非感光区位于该感光区的周围区域。
13.如权利要求9所述的电气封装结构，其中该感光元件为电荷耦合元件。
14.如权利要求9所述的电气封装结构，其中该感光元件为互补式金属氧化物半导体感光元件。
15.如权利要求9所述的电气封装结构，其中该透光板的材料包括玻璃以及丙烯酸其中之一。
16.如权利要求9所述的电气封装结构，其中该芯片为信号处理芯片。
17.如权利要求9所述的电气封装结构，还包括一封胶，其包覆上述第一导线以及上述第二导线。
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