CN101442062A - 图像感测装置的电子组件 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种图像感测装置的电子组件,包括:封装模块以及位于其上的透镜组。封装模块包括:装置基板、透明基板、及微透镜阵列。装置基板包括光电装置阵列及至少一个接地插塞形成于内,其中接地插塞与装置基板及光电装置阵列绝缘。透明基板包括围堰部,装贴于装置基板上,以在装置基板与透明基板之间形成空腔。微透镜阵列设置于空腔内。导电层电连接至接地插塞,覆盖透镜组与封装模块的侧壁以及透镜组的上表面。本发明还揭示上述电子组件的制造方法。本发明能够防护来自电磁辐射所产生的电磁干扰。
Description
技术领域
本发明有关于一种图像感侧技术,特别有关于一种用于具有电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)防护的感测装置的封装模块及电子组件。
背景技术
微电子成像元件被广泛的应用在数码摄影机(相机)、具有图像存储能力的无线装置、或其他应用上。举例来说,像是具有微电子成像功能的移动电话或个人数字助理(personal digital assistants,PDA),可用来获取或传送数字图像。随着高画质及较小尺寸图像显示装置的发展,市场对于具有微电子成像元件的电子装置的需求,也在稳定的增加中。
微电子成像元件通常包括图像感测装置,例如电荷耦合装置(charge-coupled device,CCD)图像感测装置及互补式金属氧化半导体(CMOS)图像感测装置。CCD图像感测器广泛使用于数码相机上,而CMOS图像感测器则由于其低成本、高合格率、小体积、与半导体制造工艺技术及装置的高相容性等优点,广为市场所接受。
图像感测装置通常包括像素阵列、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,或是在照相模块中或是在印刷电路板(printed circuit board,PCB)上,防止来自电磁辐射所产生的EMI都是设计上的挑战。因此,如果无法使感测装置的封装模块或是电子组件具有EMI防护的设计,对于装置效能而言将遭受不良的影响。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种图像感测装置的电子组件,其能够防护来自电磁辐射所产生的电磁干扰。
根据上述目的,本发明提供一种图像感测装置的电子组件,包括:封装模块以及位于其上的透镜组。封装模块包括:装置基板、透明基板、及微透镜阵列。装置基板包括光电装置阵列及至少一个接地插塞形成于其内部,其中接地插塞与装置基板及光电装置阵列绝缘。透明基板包括围堰部装贴于装置基板上,以在装置基板与透明基板之间形成空腔。微透镜阵列设置于空腔内。导电层电连接至接地插塞,覆盖透镜组与封装模块的侧壁以及透镜组的上表面,且具有开口而容许光线传导至光电装置阵列。
如上所述的图像感测装置的电子组件,还包括非透明层,覆盖该第一导电层。
如上所述的图像感测装置的电子组件,还包括透明导电层,设置于该透镜组的上表面且被该第一导电层所覆盖。
如上所述的图像感测装置的电子组件,还包括第二导电层,设置于该透明基板与该装置基板之间,且电连接该第一导电层与该接地插塞。
如上所述的图像感测装置的电子组件,其中该装置基板还包括:插塞阵列,设置于该装置基板内并与其绝缘,且电连接至该光电装置阵列;球栅阵列,对应设置于该插塞阵列上;以及至少一个接地焊球,对应设置于该接地插塞上。
根据上述目的,本发明还提供一种图像感测装置的电子组件,包括:封装模块以及位于其上的透镜组。封装模块包括:装置基板、透明基板、及微透镜阵列。装置基板具有前表面及背表面,且包括光电装置阵列形成于其内部及至少一个接地焊盘设置于装置基板的背表面上并延伸至装置基板的侧壁上,其中接地焊盘与装置基板及光电装置阵列绝缘。透明基板包括围堰部装贴于装置基板的前表面上,以在装置基板与透明基板之间形成空腔。微透镜阵列设置于装置基板的前表面上且位于空腔内。导电层覆盖透镜组的侧壁以及上表面并延伸至装置基板的侧壁而与接地焊盘接触,且具有开口而容许光线传导至光电装置阵列。
如上所述的图像感测装置的电子组件,还包括非透明层,覆盖该第一导电层。
如上所述的图像感测装置的电子组件,更包括透明导电层,设置于该透镜组的上表面且被该第一导电层所覆盖。
如上所述的图像感测装置的电子组件,其中该装置基板还包括:插塞阵列,设置于该装置基板内并与其绝缘,且电连接至该光电装置阵列;球栅阵列,对应设置于该插塞阵列上;以及至少一个接地焊球,对应设置于该接地焊盘上。
根据上述目的,本发明还提供一种图像感测装置的电子组件,包括:封装模块以及位于其上的透镜组。封装模块包括:装置基板、透明基板、及微透镜阵列。装置基板,包括光电装置阵列形成于内。透明基板包括围堰部装贴于装置基板上,以在装置基板与透明基板之间形成空腔。微透镜阵列设置于装置基板上且位于空腔内。导磁层覆盖该透镜组与该封装模块的侧壁以及该透镜组的上表面,且具有开口而容许光线传导至光电装置阵列。
如上所述的图像感测装置的电子组件,还包括非透明层,覆盖该导磁层。
如上所述的图像感测装置的电子组件,其中该装置基板还包括:插塞阵列,设置于该装置基板内并与其绝缘,且电连接至该光电装置阵列;以及球栅阵列,对应设置于该插塞阵列上。
本发明能够防护来自电磁辐射所产生的电磁干扰。
附图说明
图1A至图1H为示出根据本发明实施例的图像感测装置的电子组件制造方法的剖面示意图。
图2为示出根据本发明另一实施例的图像感测装置的电子组件的剖面示意图。
图3为示出根据本发明另一实施例的图像感测装置的电子组件的剖面示意图。
其中,附图标记说明如下:
100~装置晶圆/基板; 101、134~导电层;
102~光电装置阵列; 103a、103b、103c~接触孔;
104~微透镜阵列; 110~粘着层;
112~介电层; 114a~导电插塞阵列;
114b~接地插塞; 116a~焊盘阵列;
116b、116c~接地焊盘; 118a~球栅阵列;
118b~接地焊球; 120~保护层;
126~透镜组; 130~透明导电层;
132~掩模图案层; 134a~导磁层;
136~非透明层; 140~开口;
160~透明晶圆/基板; 160a~围堰部;
160b~空腔。
具体实施方式
以下说明本发明的实施例。此说明的目的在于提供本发明的总体概念而并非用以限制本发明的范围。本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
本发明有关于图像感测器的电子组件及其制造方法,其能够提供电磁干扰(EMI)之防护。图1H示出根据本发明实施例的图像感测器的电子组件。图像感测器的电子组件,例如微型相机模块(compact camera module,CCM)的电子组件,包括:图像感测芯片尺寸封装(chip scale package,CSP)模块、透镜组126、及导电层134。上述CSP模块包括:装置基板100、透明基板160相对设置于装置基板100上、以及微透镜阵列104设置于两基板之间。装置基板100,例如硅基板或其它半导体基板,其可具有CCD或CMOS图像感测器。CCD或CMOS图像感测器通常包括:光电装置阵列102,例如是像素二极管阵列,且设置于装置基板100内;至少一个接地插塞114b设置于装置基板100内且电连接至形成于装置基板100内的对应的导电层101。导电层101,例如金属层,以及接地插塞114b皆与装置基板100及光电装置阵列102绝缘。特别的是每一接地插塞114b通过环绕接地插塞114b的介电层112而与装置基板100绝缘。对应的接地焊盘116b及对应的接地焊球118b依序设置于接地插塞114b上且与导电层101相对设置。插塞阵列114a设置于装置基板100内,且电连接至光电装置阵列102。相似于接地插塞114b,插塞阵列114a中每一插塞通过环绕插塞的介电层112而与装置基板100绝缘。再者,焊盘阵列116a及球栅阵列(ball grid array,BGA)118a依序设置于插塞阵列114a上且与光电装置阵列102相对设置。
透明基板160,例如玻璃或石英基板,具有围堰部160a,装贴于装置基板100上。透明基板160的围堰部160a通过粘着层110而贴附于装置基板100且在装置基板100及透明基板160之间形成空腔160b。微透镜阵列104设置于装置基板100上且位于空腔160b内。
透镜组126包括叠置的多重透镜且组装于封装模块上。导电层134,例如金属层,覆盖透镜组126及封装模块的侧壁并延伸至透镜组126的上表面,且具有开口140而容许光线(未示出)传导至光电装置阵列102。再者,导电层134通过与导电层101直接接触而电连接至接地插塞114b,用以作为EMI防护。在本实施例中,非透明层136,例如由非透明漆所构成,可覆盖导电层134以作为光阻挡层。另外,透明层130,例如铟锡氧化(indium tinoxide,ITO)层或铟锌氧化(indium zinc oxide,IZO)层,可选择性设置于透镜组126的上表面且被导电层134所覆盖,以进一步加强EMI的防护,同时也能够容许光线传导至光电装置阵列102。
图1A至图1H为示出根据本发明实施例的利用晶圆级CSP技术制造图像感测装置之电子组件的剖面示意图。请参照图1A,提供装置晶圆/基板100,其可由硅或其他半导体材料所构成。装置晶圆100包括多个形成于内的光电装置阵列102,例如像素二极管阵列。每一光电装置阵列102通过多个的导电层101,例如金属层,而彼此隔开。每一导电层101通过一个介电层(未示出)而与装置晶圆100绝缘且未与任何的光电装置阵列102电连接。透明晶圆/基板160,其可由玻璃或石英所构成,且具有围堰部160a通过粘着层110而装贴于装置晶圆100上,以在装置晶圆100与透明晶圆160之间形成空腔160b。在接合透明晶圆160与装置晶圆100之前,多个微透镜阵列104系形成于空腔160b内的装置晶圆100上,使每一微透镜阵列104能够在接合透明晶圆160与装置晶圆100之后,形成于所对应的空腔160b内。
请参照图1B,通过研磨以薄化装置晶圆100。接着,蚀刻装置晶圆100以在其中形成接触孔(via hole)103a、103b、及103c。接触孔103a排置成多个阵列,并露出对应的光电装置阵列102。而接触孔103b及103c则露出导电层101。特别的是接触孔103c作为装置晶圆100的切割道。
请参照图1C,在每一接触孔103a、103b、及103c的内侧壁形成介电层112。随后在接触孔103a及103b内填入导电材料,例如金属材料,以形成电连接至光电装置阵列102的导电插塞阵列114a及电连接至导电层101的接地插塞114b。导电插塞阵列114a及接地插塞114b通过介电层112而与装置晶圆100绝缘。在形成导电插塞阵列114a及接地插塞114b之后,在导电插塞阵列114a上形成对应的焊盘阵列116a且在接地插塞114b上形成对应的接地焊盘116b。接着,在装置晶圆100下表面及接触孔103c的侧壁上形成保护层120,例如防焊绿漆(solder mask)层,且露出焊盘阵列116a及接地焊盘116b。
请参照图1D,进行焊球制造工艺,以在对应的接地焊盘116b上形成接地焊球118b且在对应的焊盘阵列116a上形成球栅阵列118a。
请参照图1E,在透明晶圆160上组装透镜组126。在本实施例中,透镜组126包括叠置的多重透镜,其中未使用外壳或支架来将透镜组组装于透明晶圆160上。再者,可选择性将透明导电层130,例如ITO或IZO层,设置于透镜组126的上表面。接着,在对应于每一微透镜阵列104的透明导电层130上形成掩模图案层132,例如光致抗蚀剂或树脂层。
请参照图1F,沿着作为装置晶圆100的切割道的接触孔103c进行切割(dicing)制造工艺,以形成具有透镜组126位于其上的多个CSP模块。在进行切割制造工艺之后,装置基板100内一部分的导电层101会因而露出。
请参照图1G,在具有透镜组126的每一CSP模块(如图1F所示)侧壁及上表面形成导电层134,例如金属层,以覆盖透明导电层130及掩模图案层132。此处为了简化附图,仅示出具有透镜组126的CSP模块。位于装置基板100侧壁的导电层134与露出的导电层101直接接触,以经由接地插塞114b及接地焊盘116b而电连接至接地焊球118b。在导电层134上形成非透明层136,例如非透明漆,用以作为光阻挡层。
请参照图1H,去除透明导电层130上的掩模图案层132及位于其上方的导电层134及非透明层136,以在余留的导电层134及非透明层136内形成开口140而容许光线(未示出)传导至光电装置阵列102。如此一来,便完成具有EMI防护的电子组件。须注意的是余留的非透明层136用于光阻挡,而透明导电层130及余留的导电层134则提供EMI防护。
图2示出根据本发明另一实施例的图像感测装置的电子组件,其中与图1A至图1H中相同的部件使用相同的标号并省略其相关说明而不再赘述。不同于图1H的实施例,导电层134通过与至少一个接地焊盘116c直接接触而电连接至至少一个接地焊球118b。在本实施例中,接地焊盘116c设置于装置基板100的背表面且延伸至装置基板100的侧壁以与导电层134接触。相对于装置基板100背表面的前表面上设置有微透境阵列104,而透明基板160的围堰部160a装贴于该上表面上。因此,根据本实施例是不需要如图1H所示的导电层101及接地插塞114b。然而同样的是接地焊盘116c与装置基板100及光电装置阵列102绝缘。
图3示出根据本发明另一实施例的图像感测装置的电子组件,其中与图1A至图1H中相同的部件使用相同的标号并省略其相关说明而不再赘述。在本实施例中特别的是使用导磁层134a取代图1H及图2中提供EMI防护的导电层134及透明导电层130。因此,根据本实施例是不需要如图1H所示的接地插塞114b及接地焊盘116b或是图2所示的接地焊盘116c。
根据上述的实施例,可利用导电层134或导磁层134a提供EMI防护。相较于使用金属外壳提供EMI防护的技术而言,电子组件的尺寸及重量得以减小减轻。再者,由于电子组件的制造无需额外形成外壳来提供EMI防护,因此可降低制造成本。
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所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (12)
1.一种图像感测装置的电子组件,包括:
封装模块,其包括:
装置基板,包括光电装置阵列及至少接地插塞形成于内,其中该接地插塞与该装置基板及该光电装置阵列绝缘;
透明基板,包括围堰部装贴于该装置基板上,以在该装置基板与该透明基板之间形成空腔;以及
微透镜阵列,设置于该装置基板上且位于该空腔内;
透镜组,装设于该封装模块上;以及
第一导电层,电连接至该接地插塞,覆盖该透镜组与该封装模块的侧壁以及该透镜组的上表面,且具有开口而容许光线传导至该光电装置阵列。
2.如权利要求1所述的图像感测装置的电子组件,还包括非透明层,覆盖该第一导电层。
3.如权利要求1所述的图像感测装置的电子组件,还包括透明导电层,设置于该透镜组的上表面且被该第一导电层所覆盖。
4.如权利要求1所述的图像感测装置的电子组件,还包括第二导电层,设置于该透明基板与该装置基板之间,且电连接该第一导电层与该接地插塞。
5.如权利要求1所述的图像感测装置的电子组件,其中该装置基板还包括:
插塞阵列,设置于该装置基板内并与其绝缘,且电连接至该光电装置阵列;
球栅阵列,对应设置于该插塞阵列上;以及
至少一个接地焊球,对应设置于该接地插塞上。
6.一种图像感测装置的电子组件,包括:
封装模块,其包括:
装置基板,具有前表面及背表面,且包括光电装置阵列形成于其内及至少一个接地焊盘设置于该装置基板的该背表面上并延伸至该装置基板的侧壁上,其中该接地焊盘与该装置基板及该光电装置阵列绝缘;
透明基板,包括围堰部装贴于该装置基板的该前表面上,以在该装置基板与该透明基板之间形成空腔;以及
微透镜阵列,设置于该装置基板的该前表面上且位于该空腔内;透镜组,装设于该封装模块上;以及
导电层,覆盖该透镜组的侧壁以及上表面并延伸至该装置基板的侧壁而与该接地焊盘接触,且具有开口而容许光线传导至该光电装置阵列。
7.如权利要求6所述的图像感测装置的电子组件,还包括非透明层,覆盖该第一导电层。
8.如权利要求6所述的图像感测装置的电子组件,还包括透明导电层,设置于该透镜组的上表面且被该第一导电层所覆盖。
9.如权利要求6所述的图像感测装置的电子组件,其中该装置基板还包括:
插塞阵列,设置于该装置基板内并与其绝缘,且电连接至该光电装置阵列;
球栅阵列,对应设置于该插塞阵列上;以及
至少一个接地焊球,对应设置于该接地焊盘上。
10.一种图像感测装置的电子组件,包括:
封装模块,其包括:
装置基板,包括光电装置阵列形成于其内;
透明基板,包括围堰部装贴于该装置基板上,以在该装置基板与该透明基板之间形成空腔;以及
微透镜阵列,设置于该装置基板上且位于该空腔内;
透镜组,装设于该封装模块上;以及
导磁层,覆盖该透镜组与该封装模块的侧壁以及该透镜组的上表面,且具有开口而容许光线传导至该光电装置阵列。
11.如权利要求10所述的图像感测装置的电子组件,还包括非透明层,覆盖该导磁层。
12.如权利要求10所述的图像感测装置的电子组件,其中该装置基板还包括:
插塞阵列,设置于该装置基板内并与其绝缘,且电连接至该光电装置阵列;以及
球栅阵列,对应设置于该插塞阵列上。
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