CN103928481B - 一种图像传感器封装结构及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像传感器封装结构及一种图像传感器封装方法。其中，该封装结构包括：电路板；芯片，该芯片配置于所述电路板上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；封装胶体，用于包覆键合引线于所述电路板表面；以及安装有透镜和滤波片的镜座，该镜座配置于所述电路板上并包覆所述封装胶体，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体地，涉及一种图像传感器封装结构及一种图像传感器封装方法。
背景技术
随着智能手机、平板电脑、数码相机等多功能消费类便携式电子设备的广泛应用及迅速发展，对各组件及其封装在短小轻薄方面提出了越来越高的要求。图像传感器是数字图像设备的核心组件，它是一种将光学图像转换成电子信号的半导体器件。
图1示出了传统的图像传感器封装结构。如图1所示，传统的图像传感器采用引线键合方式封装，通过引线910将芯片91(芯片包括无源表面(下表面)和主动面(上表面))与电路板92进行电性连接，芯片91的主动面上配置有光敏元件，再将安装有透镜94的镜座93置于光敏元件上方，镜座93的顶部设置滤波片95(例如红外滤波片)，搭配组成完整的感测模块。然而，采用这种方式组装得到的图像传感器模块体积和重量都较大。另外，芯片91主动面上的光敏元件和键合引线也无法得到保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像传感器封装结构及一种图像传感器封装方法，以解决现有技术中图像传感器模块体积和重量大、且光敏元件和键合引线无法得到保护的问题。
为了实现上述目的，本发明提供的一种图像传感器封装结构包括：电路板；芯片，该芯片配置于所述电路板上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；封装胶体，用于包覆键合引线于所述电路板表面；以及安装有透镜和滤波片的镜座，该镜座配置于所述电路板上并包覆所述封装胶体，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
根据一种实施方式，所述电路板上配置有键合手指，所述芯片的边缘上配置有金属焊垫，所述金属焊垫以引线键合方式与对应的键合手指连接。
根据一种实施方式，所述透镜与所述芯片之间填充有预定量的半凝固状态的透明胶体。
本发明还提供了一种图像传感器封装结构，该封装结构包括：电路板；芯片，该芯片配置于所述电路板上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；封装胶体，用于包覆键合引线于所述电路板表面，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，该封装胶体上形成有与透镜边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜以使透镜位于所述空腔中；镜座，该镜座配置于所述电路板上并包覆部分所述封装胶体；透镜，放置于所述封装胶体的凹陷部以位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；以及滤波片，安装在所述镜座上并与所述镜座形成桥状结构，位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
根据一种实施方式，所述电路板上配置有键合手指，所述芯片的边缘上配置有金属焊垫，所述金属焊垫以引线键合方式与对应的键合手指连接。
本发明还提供了一种图像传感器封装方法，该方法包括：提供电路板；在所述电路板上配置芯片，且所述芯片通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；形成用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体；以及在所述电路板上配置包覆所述封装胶体的安装有透镜和滤波片的镜座，并且所述镜座在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
根据一种实施方式，在所述电路板上配置安装有透镜和滤波片的镜座之前，该方法还包括：在所述空腔内填充预定量的半凝固状态的透明胶体。
根据一种实施方式，形成用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体包括：在所述电路板上放置模板，所述模板具有使所述键合引线以及与所述键合引线连接的键合手指和金属焊垫暴露的模板空腔，且所述模板的高度高于所述键合引线线弧的最大高度，其中所述键合手指配置于所述电路板上，所述金属焊垫配置于所述芯片的边缘上；在所述模板空腔内填充封装胶体；以及对所述封装胶体执行固化工艺；去除所述模板。
本发明还提供了一种图像传感器封装方法，其中，该封装方法包括：提供电路板；在所述电路板上配置芯片，且所述芯片通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；形成用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体，并且所述封装胶体在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，该封装胶体上形成有与透镜边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜以使透镜位于所述空腔中；在所述电路板上配置包覆部分所述封装胶体的镜座；在所述封装胶体的凹陷部放置透镜以使所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；以及在所述镜座上安装与所述镜座形成桥状结构的滤波片，该滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
通过上述技术方案，在封装图像传感器的过程中，形成封装胶体用于覆盖键合引线于电路板表面，电路板通过该键合引线与电路板上的芯片电连接；安装有透镜和滤波片的镜座配置于所述电路板上并包覆所述封装胶体，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。这样，由于镜座配置在电路板上且覆盖封装胶体，镜座的高度和重量均相应减小，由此可以减小图像传感器封装结构的重量和高度，使得器件结构更加紧凑，强度更大。并且，通过形成包覆键合引线的封装胶体，可以使键合引线得到有效的保护。并且，透镜位于镜座构成的空腔中，由此透镜可以通过周围的支撑结构得到保护。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是示出了传统的图像传感器封装结构的图；
图2是示出了根据本发明第一实施方式的图像传感器封装结构的图；
图3是示出了根据本发明的安装有透镜和滤波片的镜座与电路板分离状态的示意图；
图4是示出了根据本发明第二实施方式的图像传感器封装结构的图；
图5是示出了根据本发明第三实施方式的图像传感器封装结构的图；
图6是示出了根据本发明一种实施方式的图像传感器封装方法的流程图；以及
图7是示出了根据本发明另一种实施方式的图像传感器封装方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，相同的标号用于表示相同的元件。
图2是示出了根据本发明第一实施方式的图像传感器封装结构的图。
如图2所示，本发明提供的一种图像传感器封装结构包括：电路板100；芯片102，该芯片102配置于所述电路板100上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板100，所述芯片102上配置有光敏元件(未示出)；封装胶体106，用于包覆键合引线104于所述电路板表面；以及安装有透镜110和滤波片112的镜座108，该镜座108配置于所述电路板100上并包覆所述封装胶体106，并且在所述电路板100上形成使所述芯片102暴露的空腔，所述透镜110与所述滤波片112均与所述镜座108形成桥状结构，所述透镜110位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片112位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
其中，在所述芯片102的主动面(上表面)上配置有光敏元件；芯片102的无源表面(下表面)贴装在电路板100的上表面。芯片102可以是电荷耦合器件(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)感光组件。
在封装图像传感器的过程中，形成封装胶体用于覆盖键合引线于电路板表面，电路板通过该键合引线与电路板上的芯片电连接；安装有透镜和滤波片的镜座配置于所述电路板上并包覆所述封装胶体，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。这样，由于镜座配置在电路板上且覆盖封装胶体，镜座的高度和重量均相应减小，由此可以减小图像传感器封装结构的重量和高度，使得器件结构更加紧凑，强度更大。并且，通过形成包覆键合引线的封装胶体，可以使键合引线得到有效的保护。并且，透镜位于镜座构成的空腔中，由此透镜可以通过周围的支撑结构得到保护。
此外，由于透镜110位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所以在透镜110与光敏元件形成的间隙可以为图像传感器封装结构提供空气介质，使得入射的光线因介质的折射率(Refractive Index)不同而产生折射聚光的效果，进而使该图像传感器封装结构的芯片可以撷取到较佳的图像效果。
根据一种实施方式，所述电路板100上配置有键合手指(未示出)，所述芯片102的边缘上配置有金属焊垫(未示出)，所述金属焊垫以引线键合方式与对应的键合手指连接。
图3是示出了根据本发明的安装有透镜和滤波片的镜座与电路板分离状态的示意图。
图4是示出了根据本发明第二实施方式的图像传感器封装结构的图。
如图4所示，所述透镜与所述芯片之间填充有预定量的半凝固状态的透明胶体114。由于透明胶体114处于半凝固状态，所以在配置安装有透镜110的镜座108时该透明胶体114可以适当流动以与透镜110的形状完全匹配并紧密结合。由此，该透明胶体114可以对透镜110起到支撑作用，同时可以为芯片102上的光敏元件提供机械保护并防止微尘污染。
本领域技术人员应当理解，填充的半凝固状态的透明胶体的量可以根据实际情况进行确定。
图5是示出了根据本发明第三实施方式的图像传感器封装结构的图。
如图5所示，本发明还提供了一种图像传感器封装结构，该封装结构包括：电路板100；芯片102，该芯片102配置于所述电路板100上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板100，所述芯片102上配置有光敏元件(未示出)；封装胶体106，用于包覆键合引线104于所述电路板100表面，并且在所述电路板100上形成使所述芯片102暴露的空腔，该封装胶体106上形成有与透镜110边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜110以使透镜110位于所述空腔中；镜座108，该镜座108配置于所述电路板100上并包覆部分所述封装胶体106；透镜110，放置于所述封装胶体106的凹陷部以位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；以及滤波片112，安装在所述镜座108上并与所述镜座108形成桥状结构，位于所述透镜110上方且与所述透镜110间隔开。
其中，在所述芯片102的主动面上配置有光敏元件；芯片102的无源表面(下表面)贴装在电路板100的上表面。芯片102可以是电荷耦合器件(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)感光组件。
在封装图像传感器的过程中，形成封装胶体用于覆盖键合引线于电路板表面，电路板通过该键合引线与电路板上的芯片电连接，并且封装胶体在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，该封装胶体上形成有与透镜边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜以使透镜位于所述空腔中；镜座配置于所述电路板上并包覆部分所述封装胶体；透镜放置于所述封装胶体的凹陷部以位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；滤波片安装在所述镜座上并与所述镜座形成桥状结构，位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。这样，由于镜座配置在电路板上且覆盖部分封装胶体，镜座的高度和重量均相应减小，由此可以减小图像传感器封装结构的重量和高度，使得器件结构更加紧凑，强度更大。并且，通过形成包覆键合引线的封装胶体，可以使键合引线得到有效的保护。并且，透镜放置于封装胶体的凹陷部，由此可以使用不需要安装透镜的镜座与封装胶体电路板对应表面贴合，简化了镜座结构的制作，同时使整个图像传感器封装结构更紧凑，且透镜可以通过该封装胶体得以支撑和保护。
此外，由于透镜110放置于所述封装胶体106的凹陷部以位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所以在透镜110与光敏元件形成的间隙可以为图像传感器封装结构提供空气介质，使得入射的光线因介质的折射率(Refractive Index)不同而产生折射聚光的效果，进而使该图像传感器封装结构的芯片可以撷取到较佳的图像效果。
根据一种实施方式，所述电路板上配置有键合手指(未示出)，所述芯片的边缘上配置有金属焊垫(未示出)，所述金属焊垫以引线键合方式与对应的键合手指连接。
图6是示出了根据本发明一种实施方式的图像传感器封装方法的流程图。
如图6所示，本发明提供的一种图像传感器封装方法包括：
S600，提供电路板；
S602，在所述电路板上配置芯片，且所述芯片通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；
S604，形成用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体；以及
S606，在所述电路板上配置包覆所述封装胶体的安装有透镜和滤波片的镜座，并且所述镜座在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
其中，在步骤S606之前，该方法还可以包括：在芯片上设置预定量的半凝固状态的透明胶体，以使得在电路板上配置安装所述镜座之后透镜与芯片之间填充有该预定量的半凝固状态的透明胶体。
由于透明胶体处于半凝固状态，所以在配置安装有透镜的镜座时该透明胶体可以适当流动以与透镜的形状完全匹配并紧密结合。由此，该透明胶体可以对透镜起到支撑作用，同时可以为芯片上的光敏元件提供机械保护并防止微尘污染。
本领域技术人员应当理解，填充的半凝固状态的透明胶体的量可以根据实际情况进行确定
根据一种实施方式，步骤S604可以包括：在所述电路板上放置模板，所述模板具有使所述键合引线以及与所述键合引线连接的键合手指和金属焊垫暴露的模板空腔，且所述模板的高度高于所述键合引线线弧的最大高度，其中所述键合手指配置于所述电路板上，所述金属焊垫配置于所述芯片的边缘上；在所述模板空腔内填充封装胶体；以及对所述封装胶体执行固化工艺；去除所述模板。其中，通过点胶工艺或印刷工艺填充封装胶体。
本领域技术人员应当理解，上述对步骤S604的进一步限定仅仅是示例性的，本发明不限于此。
图7是示出了根据本发明另一种实施方式的图像传感器封装方法的流程图。
如图7所示，本发明提供的另一种图像传感器封装方法包括：
S700，提供电路板；
S702，在所述电路板上配置芯片，且所述芯片通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；
S704，形成用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体，并且所述封装胶体在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，该封装胶体上形成有与透镜边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜以使透镜位于所述空腔中；
S706，在所述电路板上配置包覆部分所述封装胶体的镜座；
S708，在所述封装胶体的凹陷部放置透镜以使所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；以及
S710，在所述镜座上安装与所述镜座形成桥状结构的滤波片，该滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
类似地，可以采用相应的模板(例如，对上述图6所示的方法中使用的模板进行调整)执行上述的步骤S704。本发明不限于此。
在该方法中，可以通过点胶工艺或印刷工艺填充封装胶体。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种图像传感器封装结构，其中，该封装结构包括：
电路板；
芯片，该芯片配置于所述电路板上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；
定型的封装胶体，用于包覆键合引线以在所述电路板表面成型；
安装有透镜和滤波片的镜座，其中所述镜座配置成具有与所述封装胶体的外型相匹配的镜座开口，以及
安装有透镜和滤波片的所述镜座通过所述镜座开口包覆所述封装胶体并配置于所述电路板表面上，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其中，所述电路板上配置有键合手指，所述芯片的边缘上配置有金属焊垫，所述金属焊垫以引线键合方式与对应的键合手指连接。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其中，所述透镜与所述芯片之间填充有预定量的半凝固状态的透明胶体。
4.一种图像传感器封装结构，其中，该封装结构包括：
电路板；
芯片，该芯片配置于所述电路板上，并通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；
定型的封装胶体，用于包覆键合引线于所述电路板表面，并且在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，该封装胶体上形成有与透镜边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜以使透镜位于所述空腔中；
镜座，配置成具有与所述封装胶体的外型相匹配的镜座开口，并且该镜座通过所述镜座开口配置于所述电路板上并包覆部分所述封装胶体；
透镜，放置于所述封装胶体的凹陷部以位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；以及
滤波片，安装在所述镜座上并与所述镜座形成桥状结构，位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
5.根据权利要求4所述的封装结构，其中，所述电路板上配置有键合手指，所述芯片的边缘上配置有金属焊垫，所述金属焊垫以引线键合方式与对应的键合手指连接。
6.一种图像传感器封装方法，其中，该方法包括：
提供电路板；
在所述电路板上配置芯片，且所述芯片通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；
形成定型的用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体；
在所述电路板表面上基于镜座的镜座开口包覆所述封装胶体以配置所述镜座，其中所述镜座开口与所述封装胶体的外型相匹配以及所述镜座安装有透镜和滤波片，并且所述镜座在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，所述透镜与所述滤波片均与所述镜座形成桥状结构，所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开，所述滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述电路板上配置安装有透镜和滤波片的镜座之前，该方法还包括：
在所述芯片上设置预定量的半凝固状态的透明胶体，以使得在所述电路板上配置安装所述镜座之后所述透镜与所述芯片之间填充有所述预定量的半凝固状态的透明胶体。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，形成用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体包括：
在所述电路板上放置模板，所述模板具有使所述键合引线以及与所述键合引线连接的键合手指和金属焊垫暴露的模板空腔，且所述模板的高度高于所述键合引线线弧的最大高度，其中所述键合手指配置于所述电路板上，所述金属焊垫配置于所述芯片的边缘上；
在所述模板空腔内填充所述封装胶体；
对所述封装胶体执行固化工艺；以及
去除所述模板。
9.一种图像传感器封装方法，其中，该封装方法包括：
提供电路板；
在所述电路板上配置芯片，且所述芯片通过引线键合方式电连接至所述电路板，所述芯片上配置有光敏元件；
形成定型的用于包覆键合引线于所述电路板表面的封装胶体，并且所述封装胶体在所述电路板上形成使所述芯片暴露的空腔，该封装胶体上形成有与透镜边缘形状匹配的凹陷部，用于放置透镜以使透镜位于所述空腔中；
通过镜座的镜座开口在所述电路板上配置包覆部分所述封装胶体的镜座，其中所述镜座开口与所述封装胶体的外型相匹配；
在所述封装胶体的凹陷部放置透镜以使所述透镜位于所述空腔中所述光敏元件上方且与所述光敏元件间隔开；以及
在所述镜座上安装与所述镜座形成桥状结构的滤波片，该滤波片位于所述透镜上方且与所述透镜间隔开。
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