CN100544011C - 图像传感装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像传感装置的电子组件，包括：封装模块、镜片组、非透明导电层、印刷电路板以及锡球；封装模块，包括：下基板及相对设置的上基板、装置芯片、第一导电层、第一保护层及第一焊盘；镜片组组装于封装模块上；非透明导电层设置于该镜片组的侧壁，且电连接至该第一导电层；印刷电路板，组装于该封装模块，且具有接地层设置于内；以及锡球，设置于该第一焊盘上，且电连接至该接地层。本发明能够解决EMI问题而无需使用用于EMI防护的金属外壳，从而降低了制造成本。

Description

图像传感装置及其制造方法
技术领域
本发明有关于一种图像传感装置技术，特别是有关于一种用于图像传感装置的具有电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)防护的封装模块及电子组件。
背景技术
电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)图像传感装置及互补式金属氧化半导体(CMOS)图像传感装置广泛运用于数字图像产品中。图像提取技术也因图像传感装置使用率的增加而为消费者所熟知，例如数码相机、数码图像记录器、照相手机及监视器等等。
图像传感装置通常包括用于像素二极管阵列、控制电路、模拟-数字转换器以及放大器。而无论这些装置是否在相同的芯片上，如传感装置，或是在照相模块中或是在印刷电路板(PCB)上，防止来自电磁辐射所产生的电磁干扰(EMI)都是设计上的挑战。因此，若无法使封装模块或是电子组件具有EMI防护的设计，对于装置性能而言将遭受不好的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于图像传感装置的封装模块、用于图像传感装置的电子组件及其制造方法，其能够防止电磁辐射所产生的电磁干扰。
根据上述目的，本发明提供一种用于图像传感装置的电子组件，包括：封装模块、镜片组、非透明导电层、印刷电路板以及锡球；封装模块，包括：下基板及相对设置的上基板、装置芯片、第一导电层、第一保护层及第一焊盘；装置芯片设置于下基板与上基板之间，第一导电层设置于该下基板的第一侧壁且与该装置芯片绝缘，第一保护层设置于该第一导电层上，且露出位于该下基板的该第一侧壁的一部分导电层，第一焊盘设置于该下基板的下表面，且电连接至该第一导电层；镜片组组装于封装模块上；非透明导电层设置于该镜片组的侧壁，且电连接至该第一导电层；印刷电路板，组装于该封装模块，且具有接地层设置于内；以及锡球，设置于该第一焊盘上，且电连接至该接地层。
根据上述的目的，本发明还提供一种用于图像传感装置的电子组件制造方法，提供封装模块，该封装模块包括：下基板及相对设置的上基板、装置芯片、第一导电层、第一保护层及第一焊盘；装置芯片设置于该下基板与该上基板之间，第一导电层设置于该下基板的第一侧壁且与该装置芯片绝缘，第一保护层设置于该第一导电层上，且露出位于该下基板的第一侧壁的一部分导电层，第一焊盘设置于该下基板的下表面，且电连接至该第一导电层；局部去除该第一保护层，以露出位于该下基板的第一侧壁的一部分第一导电层；将一镜片组组装于封装模块上；在该镜片组的侧壁形成非透明导电层，且直接接触露出的第一导电层；将具有该镜片组的封装模块组装于具有接地层形成于内的印刷电路板上；以及在该第一焊盘与该印刷电路板之间形成锡球且电连接至该接地层。
本发明能够解决EMI问题而无需使用用于EMI防护的金属外壳，从而降低了制造成本。
附图说明
图1示出用于图像传感装置的电子组件剖面示意图；以及
图2A至图2E示出根据本发明实施例的用于图像传感装置的电子组件制造方法剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
100～下基板；                              100a、100b～侧壁；
101、117～导电层；                         101a、103、301、303、321～接地焊盘；
101b～信号焊盘；                           102～上基板；
104～装置芯片；                            106～间隔层；
108～空腔；                                110、130、130a～保护层；
111、113、115～锡球；                      112～环氧化物层；
117a、305～焊盘；                          119～输入/输出焊盘；
200～镜片组；                        210～金属外壳；
220～非透明导电层；                  300～印刷电路板；
302～接地层；                        307、309、323～导电连结销。
具体实施方式
以下说明本发明实施例的制作与使用。然而，可轻易了解本发明提供的许多可应用的发明概念可实施于广泛多样化的特定背景。而特定的实施例仅用于说明以特定方法制作及使用本发明，并非用以限制本发明的范围。
图1示出本发明的发明人所了解的用于图像传感装置的电子组件，其并非为用以判别本发明可专利性的现有技术，而仅用以展示本发明的发明人所发现的问题。
请参照图1，此电子组件包括图像传感器芯片级封装(chip scale package，CSP)模块及镜片组200，依序组装于印刷电路板(PCB)300上。CSP模块包括装置芯片104，例如电荷耦合装置(CCD)图像传感芯片或互补式金属氧化半导体(CMOS)图像传感芯片，设置于下基板100与上基板102之间，其中下基板100与上基板102可由玻璃、石英、或其它透明材料所构成。装置基板104可通过环氧化物层112而贴附于下基板100上，且通过间隔层(或围堰(dam))106而贴附于上基板102并于其间形成空腔108。微镜片阵列(未示出)形成于空腔108中的装置芯片104上。导电层101沿着下基板100的侧壁及底部设置。导电层101的底部通常被图案化以形成CSP模块的接地焊盘与信号焊盘。为了简化附图，此处仅示出两个CSP模块的接地焊盘101a及一个信号焊盘101b。位于下基板100侧壁的导电层101则侧向接触于装置芯片104的接地焊盘103，用以电连接CSP模块的接地焊盘101a及装置芯片104的接地焊盘103。保护层110覆盖导电层101。位于下基板100底部的保护层110被图案化，以露出焊盘101a及101b。锡球111及113则分别设置于对应的焊盘101a及101b。
镜片组200组装于CSP模块上，以形成微型摄影模块(compact cameramodule，CCM)，其由多重镜片(未示出)堆叠而成。CCM通过锡球111及113而组装于印刷电路板(PCB)300上。锡球111经由印刷电路板300的接地焊盘301及其下方的导电连结销309而电连接至印刷电路板300内部的接地层302。锡球113则经由焊盘305而电连接至印刷电路板300上的电路(未示出)。
为了防止电磁干扰(EMI)，金属外壳210遮盖CCM且经由印刷电路板300的接地焊盘303及其下方的导电连结销307而电连接至接地层302。然而，用以防止EMI的金属外壳210会增加CCM的总体积，而难以降低CCM的尺寸大小及重量。再者，用以防止EMI的金属外壳210也会增加制造成本。而本发明的发明人发现以下实施例的用于图像感侧装置的电子组件制造方法可整合半导体技术与EMI防护技术而无需使用金属外壳。
因此，本发明有关于一种用于图像感侧装置的电子组件及其制造方法，其能够解决EMI问题而无需使用用于EMI防护的金属外壳。图2E示出根据本发明实施例的用于图像感侧装置的电子组件，其中对与图1相同的部件标示相同的标号且省略其说明。用于图像感侧装置的电子组件包括CCM，组装于印刷电路板300上且包括镜片组200、封装模块及非透明导电层220。相似于图1的封装模块，装置芯片104的接地焊盘103经由导电层101、焊盘101a、锡球111、印刷电路板300的接地焊盘301及导电连结销309而电连接至印刷电路板300内的接地层302。然而，不同于图1的封装模块，图2E的封装模块还包括导电层117，其类似于设置于下基板100的侧壁100b的导电层101，设置于下基板100的侧壁100a，但与装置芯片104绝缘。即，导电层117未连接至装置芯片104中任何的接地焊盘103或其它输入/输出焊盘119，使导电层117与装置芯片104中的装置或电路(未示出)绝缘。在本实施例中，导电层101及117及焊盘111、113、及115分别由单层结构所构成。在其它实施例中，导电层101及117及焊盘111、113、及115可分别由多层结构所构成。多层结构通常包括多个叠层以及位于其间作为电连接的多个导电连结销。
再者，导电层117延伸至下基板100底部，形成焊盘117a，导电层117经由形成于焊盘117a上的锡球115、形成于印刷电路板300的接地焊盘321及导电连结销323而电连接至接地层302。保护层130a覆盖导电层117，且露出位于下基板100侧壁100a的一部分导电层117。非透明的导电层220设置于镜片组200的侧壁，且电连接至导电层117。非透明的导电层220可延伸至封装模块而与露出的导电层117直接接触。在本实施例中，非透明的导电层220可由金属或其它适当的EMI防护材料所构成。另外，由于导电层220为非透明材料，故可进一步作为光遮蔽层。
非透明的导电层220、导电层117、焊盘117a及锡球115提供EMI防护之用，而无需使用图1所示的金属外壳210。
图2A至图2E示出根据本发明实施例的用于图像显示装置的电子组件制造方法剖面示意图，其中对与图1相同的部件标示相同的标号且省略其说明。请参照图2A，提供封装模块。此封装模块可通过CSP、晶圆级芯片尺寸封装(wafer level CSP)或其它现有封装技术形成。在本实施例中，封装模块优选为通过CSP形成。再者，此封装模块类似于图1所示的封装模块，而不同之处在于导电层117的设置及覆盖导电层117的保护层130。特别的是导电层117位于下基板100的侧壁110a且与装置芯片104绝缘。也就是，导电层117并未连接至装置芯片104的接地焊盘103或其它输入/输出焊盘119，使导电层117与装置芯片104的装置或电路(未示出)绝缘。再者，导电层117局部延伸至下基板100的底部而形成焊盘117a。锡球115设置于焊盘117a上，以利于后续组装步骤的进行。
请参照图2B，通过现有的光刻及蚀刻工艺以局部去除保护层130，以留下一部分的保护层130a而露出位于下基板100的侧壁100a的一部分保护层117。在其它实施例中，可在形成锡球111、113、及115之前局部去除保护层130以露出位于下基板100的侧壁100a的一部分保护层117。
之后，镜片组200组装于封装模块上，如图2C所示。在本实施例中，由多重镜片(未示出)的叠层所构成的镜片组200并没有使用用以将镜片组组装于封装模块的外壳或支撑架。
请参照图2D，在镜片组200的侧壁及封装模块的侧壁形成非透明导电层220，且与位于下基板100的侧壁100a所露出的导电层117直接接触而完成CCM的制作。在本实施例中，非透明导电层220可由金属或其它用于EMI防护的材料所构成，且作为光遮蔽层。
请参照图2E，CCM电连接至印刷电路板300上。举例而言，CCM经由形成于CCM的锡球111、113、、115以及形成于印刷电路板300上的焊盘301、305、321作为电连接而组装于印刷电路板300上。特别是焊盘301经由导电连结销309而电连接至印刷电路板300内部的接地层302，作为系统接地。再者，焊盘321经由导电连结销323而电连接至接地层302，作为EMI防护而完成本实施例的用于图像传感装置的具有EMI防护的电子组件。
根据本实施例，由于非透明导电层220、导电层117、焊盘117a及锡球115的使用而不需采用图1所示的金属外壳210，故CCM的尺寸大小及重量可缩小及减轻。再者，由于用于图像传感装置的电子组件的制造无需形成额外的外壳或遮盖来提供EMI防护，因此制造成本也得以降低。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限制本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作变更与修饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于图像传感装置的电子组件，包括：
封装模块，包括：
下基板及相对设置的上基板；
装置芯片，设置于该下基板与该上基板之间；
第一导电层，设置于该下基板的第一侧壁且与该装置芯片绝缘；
第一保护层，设置于该第一导电层上，且露出位于该下基板的该第一侧壁的一部分第一导电层；以及
第一焊盘，设置于该下基板的下表面，且电连接至该第一导电层；镜片组，组装于该封装模块上；
非透明导电层，设置于该镜片组的侧壁，且电连接至该第一导电层；
印刷电路板，组装于该封装模块，且具有接地层设置于内；以及
锡球，设置于该第一焊盘上，且电连接至该接地层。
2.如权利要求1所述的用于图像传感装置的电子组件，其中该非透明导电层与该露出的第一导电层直接接触。
3.如权利要求1所述的用于图像传感装置的电子组件，其中该封装模块还包括：
接地焊盘，设置于该装置芯片上；
第二焊盘，设置于该下基板的下表面；
第二导电层，设置于该下基板的第二侧壁，且电连接该接地焊盘及该第二焊盘；
第二保护层，设置于位于该下基板的该第二侧壁的第二导电层上；以及
锡球，设置于该第二焊盘上且电连接至该接地层。
4.如权利要求3所述的用于图像传感装置的电子组件，其中该第一导电层、该第二导电层、该第一焊盘、及该第二焊盘分别包括多层结构。
5.如权利要求1所述的用于图像传感装置的电子组件，其中该装置芯片包括电荷耦合装置图像传感芯片或互补式金属氧化半导体图像传感芯片。
6.一种用于图像传感装置的电子组件制造方法，包括：
提供封装模块，该封装模块包括：
下基板及相对设置的上基板；
装置芯片，设置于该下基板与该上基板之间；
第一导电层，设置于该下基板的第一侧壁且与该装置芯片绝缘；
第一保护层，设置于该第一导电层上，且露出位于该下基板的第一侧壁的一部分第一导电层；以及
第一焊盘，设置于该下基板的下表面，且电连接至该第一导电层；
局部去除该第一保护层，以露出位于该下基板的第一侧壁的一部分第一导电层；
将一镜片组组装于该封装模块上；
在该镜片组的侧壁形成非透明导电层，且直接接触该露出的第一导电层；
将具有该镜片组的封装模块组装于具有接地层形成于内的印刷电路板上；以及
在该第一焊盘与该印刷电路板之间形成锡球且电连接至该接地层。
7.如权利要求6所述的用于图像传感装置的电子组件制造方法，其中该封装模块还包括：
接地焊盘，设置于该装置芯片上；
第二焊盘，设置于该下基板的下表面；
第二导电层，设置于该下基板的第二侧壁，且电连接该接地焊盘及该第二焊盘；以及
第二保护层，设置于位于该下基板的第二侧壁的第二导电层上。
8.如权利要求7所述的用于图像传感装置的电子组件制造方法，还包括在该第二焊盘与该印刷电路板之间形成锡球，且电连接至该接地层。
9.如权利要求7所述的用于图像传感装置的电子组件制造方法，其中该第一导电层、该第二导电层、该第一焊盘、及该第二焊盘分别包括多层结构。
10.如权利要求6所述的用于图像传感装置的电子组件制造方法，其中该装置芯片包括电荷耦合装置图像传感芯片或互补式金属氧化半导体图像传感芯片。
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