CN106409855A - 一种双面图像传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双面图像传感器，包括：第一衬底，所述第一衬底包括具有第一光接收区的正面和与所述正面相对的背面；在所述第一衬底的背面的凹槽，所述凹槽深度小于或等于所述第一衬底的厚度的一半；固定于所述凹槽内的第二衬底，所述第二衬底包括具有第二光接收区的正面和与所述正面相对的背面，所述第二衬底的正面与所述第一衬底的背面共面。
Description
技术领域
本发明涉及敏感元器件的传感器领域，具体涉及一种双面图像传感器的设计。
背景技术
光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。因此在自动控制、家用电器中得到广泛的应用，对于远程的照明灯具，例如：在电视机中作亮度自动调节，照相机种作自动曝光；另外，在路灯、航标等自动控制电路、卷带自停装置及防盗报警装置中等
光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。国内主要厂商有OTRON品牌等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。
图1为一种常见的图像传感器的结构示意图，其包括具有光接收区11的衬底12，在光接收区周围具有间隔件14（Spacer），封装玻璃板13通过粘结层固定在间隔件14上。该传感器只能对正面的光进行感测，而无法对其背面的光进行感测，限制了传感器的应用范围。随着超大规模集成电路对高集成度和高性能的需求逐渐提高，如何实现传感器的双面感测，并保证传感器的尺寸小型化是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
基于解决上述问题，本发明提供了一种双面图像传感器，包括：
第一衬底，所述第一衬底包括具有第一光接收区的正面和与所述正面相对的背面；
在所述第一衬底的背面的凹槽，所述凹槽深度小于或等于所述第一衬底的厚度的一半；
固定于所述凹槽内的第二衬底，所述第二衬底包括具有第二光接收区的正面和与所述正面相对的背面，所述第二衬底的正面与所述第一衬底的背面共面。
根据本发明的实施例，还包括在所述第一衬底的正面上通过第一感光树脂层粘合的第一红外滤波片。
根据本发明的实施例，还包括在所述第二衬底的正面和第一衬底的背面上通过第二感光树脂层、透明填充层粘合的第二红外滤波片。
根据本发明的实施例，还包括在所述第一衬底的正面上的多个第一焊盘和在所述第二衬底的正面上的多个第二焊盘。
根据本发明的实施例，还包括电连接所述第一焊盘的、穿过所述第一衬底和第二感光树脂层的第一导电通孔，以及电连接所述第二焊盘的、穿过所述第二感光树脂层的第二导电通孔。
根据本发明的实施例，所述第一导电通孔和第二导电通孔分别通过焊球与所述第二红外滤波片的导电图案电连接。
根据本发明的实施例，所述第一导电通孔与所述第二导电通孔先电连接后，再通过焊球与所述第二红外滤波片的导电图案电连接。
根据本发明的实施例，所述第一导电通孔与所述第二导电通孔通过在第二感光树脂层内横向延伸的第三导电通孔电连接。
根据本发明的实施例，所述第一感光树脂层和第二感光树脂层为感光环氧树脂。
根据本发明的实施例，所述第二衬底通过粘合胶固定在所述凹槽底部。
根据本发明的实施例，所述凹槽内填充有封装树脂以环绕所述第二衬底的侧面。
本发明的技术方案，具有如下优点：
（1）采用嵌入的第二衬底实现双面传感器的同时，保证器件的薄型化；
（2）上下两个衬底的焊盘通过通孔电连接之后，在经过横向的通孔将两个纵向通孔电连接，由于第二感光树脂层很薄，可以保证第二光接收区的接收光的能力，避免被焊球遮挡；
（3）第二红外滤光片上具有导电图案，既有滤光保护的作用，也用作导电基板，保证薄型化，省去了电路板。
附图说明
图1为现有技术的图像传感器的剖面图；
图2为本发明第一实施例的双面图像传感器的剖面图；
图3为本发明第二实施例的双面图像传感器的剖面图。
具体实施方式
第一实施例
参见图2，一种双面图像传感器2，包括：
第一衬底21a，其可以是硅衬底，在其上形成电子元件（光接收区），所述第一衬底21a包括具有第一光接收区22a的正面和与所述正面相对的背面；
在所述第一衬底21a的背面的凹槽25，所述凹槽25深度小于或等于所述第一衬底的厚度的一半，所述凹槽25底部应远离所述第一光接收区22a；
固定于所述凹槽25底部的第二衬底21b，所述第二衬底21b包括具有第二光接收区22b的正面和与所述正面相对的背面，所述第二衬底21b的正面与所述第一衬底21a的背面共面。
在所述第一衬底21a的正面上具有通过第一感光树脂层28a粘合的第一红外滤波片24a，所述第一红外滤波片24a可以是具有红外截止膜的玻璃片。
在所述第二衬底21b的正面和第一衬底21a的背面上具有通过第二感光树脂层28b、透明填充层29粘合的第二红外滤波片24b，所述透明填充层可以是透明硅胶或环氧树脂。
在所述第一衬底21a的正面上具有多个第一焊盘23a，在所述第二衬底21b的正面上具有多个第二焊盘23b。
还包括电连接所述第一焊盘23a的、穿过所述第一衬底21a和第二感光树脂层28b的第一导电通孔27a，以及电连接所述第二焊盘23b的、穿过所述第二感光树脂层28b的第二导电通孔27b。
所述第一导电通孔27a和第二导电通孔27b分别通过第一焊球30a和第二焊球30b与所述第二红外滤波片24b的导电图案电连接。
根据该实施例，所述第一感光树脂层28a和第二感光树脂层28b为感光环氧树脂。
根据该实施例，所述第二衬底21b通过粘合胶26固定在所述凹槽25底部。
根据该实施例，所述凹槽25内填充有封装树脂以环绕所述第二衬底21b的侧面。
第二实施例
参见图3，一种双面图像传感器3，包括：
第一衬底21a，其可以是硅衬底，在其上形成电子元件（光接收区），所述第一衬底21a包括具有第一光接收区22a的正面和与所述正面相对的背面；
在所述第一衬底21a的背面的凹槽25，所述凹槽25深度小于或等于所述第一衬底的厚度的一半，所述凹槽25底部应远离所述第一光接收区22a；
固定于所述凹槽25底部的第二衬底21b，所述第二衬底21b包括具有第二光接收区22b的正面和与所述正面相对的背面，所述第二衬底21b的正面与所述第一衬底21a的背面共面。
在所述第一衬底21a的正面上具有通过第一感光树脂层28a粘合的第一红外滤波片24a，所述第一红外滤波片24a可以是具有红外截止膜的玻璃片。
在所述第二衬底21b的正面和第一衬底21a的背面上具有通过第二感光树脂层28b、透明填充层29粘合的第二红外滤波片24b，所述透明填充层可以是透明硅胶或环氧树脂。
在所述第一衬底21a的正面上具有多个第一焊盘23a，在所述第二衬底21b的正面上具有多个第二焊盘23b。
还包括电连接所述第一焊盘23a的、穿过所述第一衬底21a和第二感光树脂层28b的第一导电通孔27a，以及电连接所述第二焊盘23b的、穿过所述第二感光树脂层28b的第二导电通孔27b。所述第一导电通孔27a在第二导电通孔27b和凹槽25的外侧，
所述第一导电通孔27a与所述第二导电通孔27b通过在第二感光树脂层28b内横向延伸的第三导电通孔27c电连接。再通过第一导电通孔27a下方的焊球30与所述第二红外滤波片24b的导电图案电连接。
上下两个衬底的焊盘通过通孔电连接之后，在经过横向的通孔将两个纵向通孔电连接，由于第二感光树脂层很薄，可以保证第二光接收区的接收光的能力，避免被焊球遮挡。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种双面图像传感器，包括：
第一衬底，所述第一衬底包括具有第一光接收区的正面和与所述正面相对的背面；
在所述第一衬底的背面的凹槽，所述凹槽深度小于或等于所述第一衬底的厚度的一半；
固定于所述凹槽内的第二衬底，所述第二衬底包括具有第二光接收区的正面和与所述正面相对的背面，所述第二衬底的正面与所述第一衬底的背面共面。
2.根据权利要求1所述的双面图像传感器，其特征在于，还包括在所述第一衬底的正面上通过第一感光树脂层粘合的第一红外滤波片。
3.根据权利要求2所述的双面图像传感器，其特征在于，还包括在所述第二衬底的正面和第一衬底的背面上通过第二感光树脂层、透明填充层粘合的第二红外滤波片。
4.根据权利要求3所述的双面图像传感器，其特征在于，还包括在所述第一衬底的正面上的多个第一焊盘和在所述第二衬底的正面上的多个第二焊盘。
5.根据权利要求4所述的双面图像传感器，其特征在于，还包括电连接所述第一焊盘的、穿过所述第一衬底和第二感光树脂层的第一导电通孔，以及电连接所述第二焊盘的、穿过所述第二感光树脂层的第二导电通孔。
6.根据权利要求5所述的双面图像传感器，其特征在于，所述第一导电通孔和第二导电通孔分别通过焊球与所述第二红外滤波片的导电图案电连接。
7.根据权利要求5所述的双面图像传感器，其特征在于，所述第一导电通孔与所述第二导电通孔先电连接后，再通过焊球与所述第二红外滤波片的导电图案电连接。
8.根据权利要求7所述的双面图像传感器，其特征在于，所述第一导电通孔与所述第二导电通孔通过在第二感光树脂层内横向延伸的第三导电通孔电连接。
9.根据权利要求1所述的双面图像传感器，其特征在于，所述第一感光树脂层和第二感光树脂层为感光环氧树脂。
10.根据权利要求1所述的双面图像传感器，其特征在于，所述第二衬底通过粘合胶固定在所述凹槽底部。
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