CN101950751B - 图像传感器及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器，包含一基板、一图像感测芯片、多条金属引线、一透明盖片以及一胶材。该图像感测芯片设置于该基板的上表面。该些金属引线是跨接于该图像感测芯片与该基板间。该透明盖板大致平行地盖设于该图像感测芯片上，且该透明盖板与该图像感测芯片间具有一间隙。该胶材设于该些焊线周围与该透明盖片四周围，以密封该些焊线及固定该透明盖片。本发明的图像传感器是利用一设置于该透明盖片一表面的围绕壁以支撑该透明盖片，由于该围绕壁的厚度极为薄小，使得图像传感器的整体高度降低，以适用于现今薄型化的手持装置。

Description

图像传感器及其封装方法
技术领域
本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种利用吸取头吸附具有围绕壁的透明盖片以进行封装的图像传感器。
背景技术
随着数字时代的来临，各种数字图像设备的应用与发展备受瞩目，如：数字摄录像机、数字相机。且随着半导体工艺的进步，目前已可将数字图像设备整合于多种消费性电子商品上，例如行动电话、个人数字助理(PDA)等等，也带动了相关商品的消费需求。
这些数字图像设备的主要核心组件为图像传感器，再搭配信号处理、储存和输出等外围技术，结合成为数字时代的代表性产品。图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的半导体组件，主要应用于数字相机和其它图像设备。
由于照相手机的像素不断的持续朝高像素及图像质量提升方向发展，且在现今强调多功能、小尺寸的趋势下，图像传感器的封装技术势必朝小型化模式进行。在制造技术方面，圆片级封装技术，可将图像传感器和其它光学组件封装成与芯片本身尺寸相同的形式。然而，在可携式电子装置的轻薄短小的趋势下，各业者无不积极开发体积更小，且厚度更薄的图像感测组件。因此，如何在不影响结构强度及固有功能下，对图像感测组件的各组件进行改进，以使图像感测组件具有更薄的厚度，已成为各业者所重视的重要课题。
发明内容
鉴于现有技术所述，本发明的一目的，在于提供一种图像传感器。该图像传感器的整体厚度更薄，以适用于现今薄型化的手持装置。
本发明的另一目的，再于提供一种用于降低上述图像传感器厚度的封装方法。
为达上述目的，本发明提供一图像传感器，包含一基板、一图像感测芯片、多条金属引线、一透明盖片以及一胶材。该基板，具有一上表面、一下表面以及位于该上表面的多个连接垫。其中该基板的材质可为聚双酰胺叠氮树脂(Bismaleimide Triazine，BT)、玻璃纤维板、耐高温印刷电路板、聚酰亚胺板(Polyimide，PI)或陶瓷电路板。
该图像感测芯片，具有一主动面，一相反于该主动面的背面，以及位于该主动面的多个焊垫，该图像感测芯片的背面设置于该基板的上表面，其中该图像感测芯片可为感光耦合组件(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)。
该些金属引线，是跨接于该图像感测芯片的焊垫与该基板的连接垫，用以提供该图像感测芯片运作时的一电力，其中该些金属引线可为金线、铝线、银线或铅线。
该透明盖片，具有一间隙地盖设于该图像感测芯片上，该透明盖片的一表面设置有一围绕壁，该围绕壁是用以将该透明盖片具有该间隙的支撑于该图像感测芯片上。其中该透明盖片的材质可为抗红外线穿透片(infra-red filter，IRfilter)、抗反射玻璃(anti-reflection coating glass，AR glass)、光学低滤波片(Optical low-pass filter glass，OLPF glass)、素玻璃或透明塑料件。该围绕壁是为正光阻(positive resist)材料或负光阻(negative resist)材料，通过黄光工艺制作而成。
该胶材，设于该些焊线周围与该透明盖片四周围，用以密封该些焊线，以及固定该透明盖片于该图像感测芯片上方。
此外，本发明提供一种图像传感器的封装方法，包含下列步骤。首先提供一基板；设置多个图像感测芯片于该基板的上表面；形成多条金属引线，用以电性连接该基板与该些图像感测芯片；提供多个透明盖片，具有一间隙的设置于该图像感测芯片上方。该些透明盖片的一表面设置有一围绕壁，用以将该透明盖片具有该间隙的支撑于该图像感测芯片上。点注一胶材环绕于该些焊线与该透明盖片四周围，用以密封该些焊线以及固定该些透明盖片；最后，切割该基板，形成多个包含单一图像感测芯片的图像传感器。
本发明的功效在于，图像传感器是利用设置于该透明盖片一表面的围绕壁以支撑该透明盖片。由于该围绕壁的厚度极为薄小，使得图像传感器的整体高度降低，以适用于现今薄型化的手持装置。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的图像传感器的剖面图；
图2为本发明的图像传感器的透明盖片的上视图；
图3a、图3b为本发明的图像传感器的透明盖片制作的两面示意图；
图4为本发明的图像感测模块的剖面图；
图5为本发明的图像传感器的封装方法流程图；
图6A至图6G为本发明的图像传感器对应图3各步骤的示意图。
其中，附图标记
100         基板            206    焊垫
102         上表面          300    金属引线
104         下表面          400    透明盖片
106         连接垫          402    围绕壁
200         图像感测芯片    500    胶材
202         主动面          600    间隙
204         背面            700    镜座
S900～S910  步骤            800    吸取头
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
配合参阅图1，为本发明的图像传感器的外观示意图。该图像传感器包含：一基板100、一图像感测芯片200、多条金属引线300、一透明盖片400以及一胶材500。
该基板100包含有一上表面102、一下表面104，以及位于该上表面102的多个连接垫106，该些连接垫106电连接至该基板下表面104的多个外接垫(未图式)，其中该基板的材质可为聚双酰胺叠氮树脂(Bismaleimide Triazine，BT)、玻璃纤维板、耐高温印刷电路板、聚酰亚胺板(Polyimide，PI)或陶瓷电路板。
该图像感测芯片200包含有一主动面202、一相反于该主动面202的背面204，以及设置于该主动面202的多个焊垫206。该图像感测芯片200的背面204设置于该基板100的上表面102，其中该图像感测芯片200可为感光耦合组件(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，CMOS)。
该些金属引线300跨接于该基板100的连接垫106与该图像感测芯片主动面202的焊垫206，用以提供该图像感测芯片200操作时的一电力，其中该些金属引线300为金、银、铜、铝、铅等金属所构成的焊线。
该透明盖板400大致平行地盖设于该图像感测芯片200上，且该透明盖板400与该图像感测芯片200间具有一间隙600。其中该透明盖片400的材质可为抗反射玻璃(anti-reflection coating glass，AR glass)、光学低滤波片(Opticallow-pass filter glass，OLPF glass)、素玻璃或透明塑料件或用以使光波长400nm～650nm通过而滤除红外线的抗红外线穿透片(infra-red filter，IR filter)。
另外，配合参阅图2，可于该透明盖片400的一表面形成有一环绕于该透明盖片400四周围的围绕壁402，并且该围绕壁402环绕的位置需大于该图像感测芯片200的有效感光区域。其中该围绕壁402是利用正光阻(positive resist)材料或负光阻(negative resist)材料，如：SU8、PI或Black matrix等，通过黄光工艺制作而成。该设置有围绕壁402的透明盖片400盖设于该图像感测芯片200上，且该围绕壁402贴附于该图像感测芯片200，该围绕壁402使得该透明盖片400与该图像感测芯片200间具有一间隙600。
该具有围绕壁402的透明盖片400于实际制作时，可直接于单一透明盖片400的边缘利用黄光工艺形成该围绕壁402；亦可利用连板工艺方式于一大型的透明盖板的一表面形成有多个纵横交错的肋条，如图3a、图3b所示，再将成型后的透明盖板进行切单，形成多个具有围绕壁402的透明盖片400。
该胶材500布设于该些金属引线300周围与该透明盖板400四周围，用以密封该些金属引线300，以及由四周固定该透明盖片400于该图像感测芯片200上方。
于封装工艺中，由于该玻璃盖片400容易有细微污垢或其它微粉尘附着，因此该围绕壁402可使得该图像感测芯片200与该透明盖片400间预留有一微小的间隙600，该间隙600可用以避免附着于该透明盖片400的该些细微污垢或微粉尘成像于该图像感测芯片200上，进而影响整体的成像质量。并且该间隙600亦可避免该图像感测芯片200于封装过程中，受到该透明盖片400直接接触所产生的刮伤。
由于该胶材500于该透明盖片400摆放完成后再点注于该透明盖片400四周围，并且该围绕壁402使得该透明盖片400具有该间隙600的固定于该图像感测芯片200上方，可有效避免如现有技术的先点注胶材500于该图像感测芯片200周围，再将该透明盖片400盖设于该图像感测芯片200上方，使得该胶材500因被该透明盖片400挤压而污染该图像感测芯片200的感光区。
此外，该间隙600可用以提供本发明的图像传感器一空气介质，使入射的光线得以因介质的折射率(Refractive Index)不同而产生折射聚光的效果，使该图像感测芯片200可以撷取到较佳的图像效果。
另外，本发明的图像传感器可搭配一具有多透镜的镜座700组成一图像感测模块，如图4所示。该图像感测模块包含上述的图像传感器，以及具有多个透镜的一镜座700，该镜座700接触地设置于图像传感器的上方，借由该些透镜辅助该图像传感器的感光区撷取外部图像。
配合参阅图5，为本发明图像传感器的封装工艺流程图。步骤S900(配合参阅图6A)，提供一基板100，该基板具有一上表面102、一下表面104，以及位于该上表面102的多个连接垫106。
步骤S902(配合参阅图6B)，于基板100上设置多个图像感测芯片200。各该图像感测芯片200包含一主动面202、一相反于该主动面202的背面204，以及设置于该主动面202的多个焊垫206。其中该图像感测芯片200的背面204接触地设置于该基板100的上表面102。
步骤S904(配合参阅图6C)，焊接多个金属引线300，该些金属接线300跨接于为于该基板上表面102的连接垫106与位于该图像感测芯片200的主动面202的连接垫206，用以提供该图像感测芯片200一操作时的一电力。
步骤S906(配合参阅图6D)，提供多个透明盖片400。利用一吸取头800吸附该透明盖片400，将该透明盖片400设置于该图像感测芯片200上。其中该透明盖片400的一表面设置有一围绕壁402，该吸取头800吸附于该透明盖片400相对于设置有该围绕壁402的表面，以将该透明盖片设置于该图像感测芯片200上，并使得该围绕壁402贴附于该图像感测芯片200。
步骤S908(配合参阅图6E)，点注一胶材500于该些金属接线300周围与该透明盖片400四周围，该些胶材500用以包覆该些金属引线300以及固定该些透明盖片400，其中该点胶方式包含单点注胶及连续多点注胶。
当完成点胶作业，并且该胶材500已冷却固化时，则该基板100的上表面102形成有多个图像传感器封装，如图6F所示。最后，配合步骤S910，将该基板100切割成如图6G的图像传感器封装，各该图像传感器封装包含有一图像感测芯片200。
另外，在本封装工艺中，可选择于真空环境中进行封装，真空环境中封装可避免点注胶材500时气泡的产生，且可避免空气中微细悬浮粉尘造成图像感测芯片200的污染而导致整理良率下降。此外，可于该基板的下表面104进行加热，以增加胶材500本身的流动性，使胶材500得以更均匀的平布于该基板的上表面102。
综合以上所述，本发明的图像传感器是利用行程于该透明盖片400一表面的围绕壁402以支撑该透明盖片40。由于该围绕壁402的厚度极为薄小，使得图像传感器的整体高度降低，以适用于现今薄型化的手持装置。另外，由于本封装工艺利用一吸取头800吸附该透明盖片400进行该图像传感器的封装，并于一大型基板上同时进行多个图像传感器的封装后，再进行切单作业，除了简化整个制备过程外，更提高了整体的生产效率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种图像传感器，其特征在于，包含：
一基板，具有一上表面、一下表面以及位于该上表面的多个连接垫；
一图像感测芯片，具有一主动面，一相反于该主动面的背面，以及位于该主动面的多个焊垫，其中该图像感测芯片的背面设置于该基板的上表面；
多条金属引线，跨接于该图像感测芯片的焊垫与该基板的连接垫；
一透明盖片，具有一间隙地盖设于该图像感测芯片上；
一胶材，设于该些金属引线周围与该透明盖片的四周围，用以密封该些金属引线以及固定该透明盖板于该图像感测芯片上方；
该透明盖片的一表面设置有一环绕于该透明盖片四周的围绕壁，该围绕壁为正光阻材料或负光阻材料，该围绕壁是用以将该透明盖片具有该间隙的支撑于该图像感测芯片上，从而使得所述图像传感器的整体高度降低；
该透明盖片是直接于单一透明盖片的边缘利用黄光工艺形成该围绕壁；或利用连板工艺方式于一大型透明盖板的一表面形成有多个纵横交错的肋条，再将成型后的透明盖板进行切单，形成多个具有围绕壁的透明盖片。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该基板的材质为聚双酰胺叠氮树脂、玻璃纤维板、耐高温印刷电路板、聚酰亚胺板或陶瓷电路板。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该图像感测芯片为感光耦合组件或互补性氧化金属半导体。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该透明盖片的材质为抗红外线穿透片、抗反射玻璃、光学低滤波片、素玻璃或透明塑料件。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该些金属引线为金线、铝线、银线或铅线。
6.一种图像传感器的封装方法，其特征在于，包含：
提供一基板；
设置多个图像感测芯片于该基板的上表面；
形成多条金属引线，用以电性连接该基板与该些图像感测芯片；
提供多个透明盖片，具有一间隙的设置于该些图像感测芯片上方，该透明盖片的一表面设置有一环绕于该透明盖片四周的围绕壁，该围绕壁为正光阻材料或负光阻材料，用以将该透明盖片具有该间隙的支撑于该图像感测芯片上，从而使得所述图像传感器的整体高度降低，其中该透明盖片是直接于单一透明盖片的边缘利用黄光工艺形成该围绕壁；或利用连板工艺方式于一大型透明盖板的一表面形成有多个纵横交错的肋条，再将成型后的透明盖板进行切单，形成多个具有围绕壁的透明盖片；
点注一胶材环绕于该些金属引线与该透明盖板的四周围，以密封该些金属引线以及固定该些透明盖片；
切割该基板，形成多个包含单一图像感测芯片的图像传感器。
7.根据权利要求6所述的图像传感器封装方法，其特征在于，该基板的材质为聚双酰胺叠氮树脂基板、玻璃纤维板、耐高温印刷电路板、聚酰亚胺板或陶瓷电路板。
8.根据权利要求6所述的图像传感器封装方法，其特征在于，该图像感测芯片为感光耦合组件或互补性氧化金属半导体。
9.根据权利要求6所述的图像传感器封装方法，其特征在于，该些透明盖片的材质为抗红外线穿透片、抗反射玻璃、光学低滤波片、素玻璃或透明塑料件。
10.根据权利要求6所述的图像传感器封装方法，其特征在于，该些金属引线为金线、铝线、银线或铅线。
11.根据权利要求6所述的图像传感器封装方法，其特征在于，该注胶方式包含单点注胶及连续多点注胶。
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