CN110828494A - 无腔芯片级图像传感器封装 - Google Patents

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Abstract

无腔芯片级图像传感器封装包括基板、微透镜阵列和低折射率层。基板包括形成像素阵列的多个像素。微透镜阵列包括多个微透镜，微透镜各自(i)具有透镜折射率、(ii)与多个像素中的相应一个对齐、以及(iii)具有背对多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面。低折射率层具有小于透镜折射率的第一折射率。低折射率层还包括下表面，下表面的至少部分与每个非平面微透镜表面共形。微透镜阵列在像素阵列和低折射率层之间。

Description

无腔芯片级图像传感器封装
技术领域
本发明涉及图像传感器，并特别地涉及图像传感器的像素阵列的封装。
背景技术
产品例如独立的数字照相机、移动设备、汽车组件和医疗设备中的照相机模块通常包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CMOS图像传感器将来自由照相机透镜成像的场景的光转换为数字信号，该数字信号被转换为显示的图像和/或包含图像数据的文件。CMOS图像传感器包括像素阵列和对应的微透镜阵列，其中每个微透镜将光聚焦在相应像素上。在许多照相机模块中，CMOS图像传感器是芯片级封装的部分，其包括CMOS图像传感器的感光区域上方的保护层。现有图像传感器的常见问题包括分层和由保护层反射的光导致的图像伪影。
发明内容
在第一方面，无腔芯片级图像传感器封装包括基板、微透镜阵列和低折射率层。基板包括形成像素阵列的多个像素。微透镜阵列包括多个微透镜，多个微透镜各自(i)具有透镜反射率，(ii)与多个像素中的相应一个对齐，以及(iii)具有背对多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面。低折射率层具有小于透镜折射率的第一折射率。低折射率层还包括下表面，下表面的至少部分与每个非平面微透镜表面共形。微透镜阵列在像素阵列和低折射率层之间。
在第二方面，用于封装图像传感器的方法包括使用具有第一折射率的低折射率层覆盖图像传感器的像素阵列。图像传感器包括微透镜阵列，微透镜阵列包括多个微透镜，多个微透镜各自(i)与多个像素中的相应一个对齐，以及(ii)具有背对多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面。覆盖像素阵列导致低折射率层的下表面与每个非平面微透镜表面共形。
附图说明
图1示出包括芯片级图像传感器封装的照相机。
图2和图3分别是芯片级图像传感器封装的剖面示意图和平面视图。
图4是实施例中第一无腔芯片级图像传感器封装的剖面示意图。
图5是实施例中第二无腔芯片级图像传感器封装的剖面示意图。
图6是实施例中第三无腔芯片级图像传感器封装的扫描电子显微镜图像。
图7是实施例中第四无腔芯片级图像传感器封装的剖面示意图。
图8是实施例中第五无腔芯片级图像传感器封装的剖面示意图。
图9是实施例中第六无腔芯片级图像传感器封装的扫描电子显微镜图像。
图10是示出用于在此公开的无腔芯片级图像传感器封装的实施例中的低折射率层的可见光透射率的图。
图11是示出实施例中保护玻璃的第一侧上的低折射率层的可见光透射率的图。
图12是示出实施例中用于封装图像传感器的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出对场景成像的照相机190。照相机190包括芯片级图像传感器封装100，芯片级图像传感器封装100包括像素阵列114。此后，“CSP”表示“芯片级图像传感器封装”。图2是CSP 200的剖面示意图，CSP 200是CSP 100的示例。图2的剖面示意图与正交方向298X和298Z(298X和298Z分别与方向298Y正交)形成的平面平行。图3是CSP 200的平面图示意图。在下面的描述中，最好一起查看图2和图3。
CSP 200包括设备基板210、间隔件230和保护玻璃250。为说明的清楚，图3没有示出保护玻璃250。设备基板210包括像素阵列214，像素阵列214被配置为检测由保护玻璃250透射的光。像素阵列214包括多个像素，且是像素阵列114的示例。CSP 200还可以包括微透镜阵列220。微透镜阵列220包括多个微透镜，多个微透镜各自与像素阵列214的多个像素中的相应一个对齐。设备基板210可以是半导体裸片并可以由半导体(例如硅、锗或其组合)形成或可以包括半导体(例如硅、锗或其组合)。设备基板210具有与方向298Z垂直的上表面219。
间隔件230在设备基板210的上表面219上，并至少部分地围绕像素阵列214。间隔件230具有内表面231、上表面232和下表面233。保护玻璃250附接至上表面232并覆盖像素阵列214。CSP 100可以包括(a)上表面232和下表面250B，以及(b)下表面233和上表面219中的至少一个之间的粘合剂。
CSP 200还可以包括一个或多个粘结垫205、再分布层206、和介电层204。再分布层206将像素阵列214电连接至导体204。单个粘结垫205具有尺寸205X和205Y，其各自例如为100±20μm。图2指定裸图像传感器229，其包括设备基板210、像素阵列214和微透镜阵列220。裸图像传感器229还可以包括再分布层206、介电层208、导体204和/或粘结垫205中的一个或多个。介电层208可以由焊料掩模材料，例如聚合物形成。
保护玻璃250可以由铝硅酸盐玻璃、无碱玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃或其组合形成。保护玻璃250具有厚度259，例如其在0.20毫米和0.50毫米之间。
CSP 200的缺点在于透射通过保护玻璃250的光可以由内表面231朝微透镜阵列220反射，这导致由照相机190捕获的图像的伪影。CSP 200的第二缺点在于间隔件230易于与设备基板210和/或保护玻璃250分层。
图4是无腔CSP 400的剖面示意图，CSP 400是图1的照相机190的CSP 100的示例。无腔CSP 400包括设备基板410和低折射率层430。设备基板410包括像素阵列214，像素阵列214上具有微透镜阵列220。微透镜阵列220可以在设备基板210和低折射率层430之间。设备基板410是设备基板210的示例。
低折射率层430可以与保护玻璃250用作相同的保护功能，保护玻璃250由CSP 200中的间隔件230支持。由于低折射率层430不要求间隔件230，低折射率层提供保护玻璃250的益处，而没有前述的图像伪影和分层问题。
低折射率层430具有小于微透镜阵列220的每个微透镜的折射率n2的折射率n3。微透镜阵列220具有各自与多个微透镜中的相应一个对应(例如对齐)的多个非平面微透镜表面222。微透镜表面222可以形成微透镜阵列220的单个连续的非平面上表面。微透镜阵列220具有上表面219上方的最大高度225。最大高度225可以对应于非平面微透镜表面222的一个或多个的顶点或局部最大的高度。微透镜阵列220的每个微透镜具有在方向298X或298Y中的至少一个上的、在0.8微米和10微米之间的宽度(或直径)。
低折射率层430具有下表面431和上表面439。下表面431包括与微透镜表面222共形的表面区域432。如图4所示，低折射率层430覆盖微透镜阵列220。表面区域432覆盖微透镜阵列220并与微透镜表面222共形。低折射率层430和/或表面区域432可以完全覆盖微透镜阵列220。例如，低折射率层430和/或表面区域432覆盖每个微透镜表面222和相邻微透镜表面222之间的区域。下表面432的部分可以符合并可以邻接设备基板410的上表面210。在不脱离其范围的情况下，表面区域432可以对应于下表面431的整体。上表面439可以是平面的并可以在制造公差内与设备基板210的上表面219平行。低折射率层430可以覆盖设备基板410的一个或多个粘结垫205。
在可见电磁波长处，微透镜阵列的折射率n2可以以至少Δn＝0.2超过低折射率层430的折射率n3。透镜折射率n2可以在可见电磁波长处，在1.50±0.04的范围内。折射率n3可以在可见电磁波长处，在1.20和1.25之间。低折射率层430具有表面区域432和上表面439之间的最小厚度437。最小厚度437可以在100和110nm之间的范围内。最小厚度437和低折射率层439的折射率n3的乘积可以对应于在可见电磁波长处的四分之一波长光厚度。例如，可见电磁波长可以在480纳米和515纳米之间，或者在525纳米和575纳米之间。前述的折射率范围和厚度范围对于优化入射到微透镜阵列220到达像素阵列214上的光的量是有利的。
低折射率层430可以是纳米多孔膜或纳米多孔层，例如由二氧化硅或氢氧化铝(ALO(OH))形成。当低折射率层430是纳米多孔层，例如气凝胶时，层可以包括具有小于一百纳米的最大宽度(“孔尺寸”)的孔，以便孔不散射可见光。平均孔尺寸(例如均方根)可以在7纳米和15纳米之间，例如为10纳米。低折射率层430可以经由斜角沉积(一种蒸汽沉积工艺)形成。
图5是无腔CSP 500的剖面示意图，CSP 500是图1的照相机190的CSP 100的示例。无腔CSP 500包括裸图像传感器229上的低折射率层530、粘结层540和保护玻璃250。低折射率层530是低折射率层430的示例并覆盖裸图像传感器229的粘结垫205。在无腔CSP500中，粘结垫205在低折射率层530、粘结层540和保护玻璃250中的至少一个下方。低折射率层530可以与粘结垫205直接接触。低折射率层530的材料(例如其折射率)的明智选择也可以导致与CSP 200相比到达像素阵列214的光的增加的透射。
低折射率层530可以完全覆盖微透镜阵列220。在实施例中，低折射率层530覆盖每个微透镜表面222和相邻微透镜表面222之间的区域。图5表示保护玻璃250的下表面250B的表面区域254和侧表面252。表面区域254在微透镜阵列220的表面区域224上方。表面区域224可以包括：单个或多个微透镜表面222的部分、相邻微透镜表面222之间的表面、与微透镜表面222相邻的表面、或其组合。低折射率层530可以完全覆盖微透镜阵列220，以便低折射率层530的体积元件534直接位于表面区域254和表面区域224之间。
粘结层540和保护玻璃250具有相应的折射率n4和n5，折射率n4和n5的每个可以超过低折射率层530的折射率n3。折射率n4和n5可以近似相等，例如|n4-n5|<0.08，其的益处在于最小化来自下表面250B的反射。在可见电磁波长处，粘结层折射率n4和保护玻璃折射率n5可以各自在1.50±0.04的范围内。
粘结层540可以是环氧树脂，例如二组分环氧树脂并可以是室温可固化的。粘结层540可以具有服从施加最小压力到保护玻璃250和低折射率层530上的物理性质。例如，在微透镜阵列220的多个微透镜的玻璃化转变温度下的温度范围ΔTL中，粘结层540可以具有小于200ppm/K的热膨胀系数。温度范围ΔTL可以具有大于或等于-15℃的下边界，并可以具有小于玻璃化转变温度的上边界。例如，玻璃化转变温度在65℃和70℃之间。在实施例中，在温度范围ΔTL内，粘结层540的热膨胀系数在130ppm/K和150ppm/K之间，且弹性模量小于350mPa。在实施例中，在温度范围ΔTL内，粘结层540的热膨胀系数在65ppm/K和75ppm/K之间，且在高于玻璃化转变温度的温度范围处，粘结层540的热膨胀系数在200ppm/K和220ppm/K之间。
粘结层540具有厚度549和侧表面542。减小厚度549产生改进的光学性能，例如通过最小化来自侧表面542的反射的闪光和吸收损耗。此外，降低厚度549还降低工艺良率。申请人已经确定，5微米和10微米之间的厚度549在性能和制造性之间的权衡是令人满意的。
低折射率层530具有侧表面532。在实施例中，介电层208向上延伸(沿与方向298Z相对的方向)以分别覆盖低折射率层530、粘结层540和保护玻璃250的侧表面532、542和252中的至少一个。
图6是微透镜阵列620和粘结层640之间的低折射率层630的扫描电子显微镜图像600。低折射率层630是低折射率层430和530的示例。粘结层640是粘结层540的示例。微透镜阵列620是微透镜阵列220的示例。
微透镜阵列620包括多个微透镜，多个微透镜各自具有设备基板210上方的最大高度处的相应微透镜中心。例如，平面621与微透镜阵列620的至少一个微透镜中心相交。微透镜阵列620和低折射率层630的下面描述将扫描电子显微镜图像600看作经过所述微透镜中心的微透镜阵列620的剖面，以便距离624是微透镜直径。微透镜阵列具有峰谷高度622。低折射率层630具有一个或多个微透镜中心上方的厚度632。厚度632可以小于峰谷高度622。
图7是无腔CSP 700的剖面图，CSP 700是图1的照相机190的CSP 100的示例。无腔CSP 700包括设备基板410和低折射率层730。微透镜阵列220可以在设备基板210和低折射率层层730之间。
低折射率层730具有折射率n3，如上关于图4的低折射率层430所描述的。低折射率层730包括下表面731和上表面739。下表面731包括微透镜表面222上方的表面区域732，其与微透镜表面222共形。上表面739包括微透镜表面222和表面区域732两者上方的表面区域738，表面区域738与其下方的表面区域732共形，且因此还与微透镜表面222共形。表面区域732和738可以各自直接在多个微透镜表面222上方。表面区域738的峰和谷可以与表面区域732的相应峰和谷对齐，表面区域732的峰和谷与微透镜表面222的相应峰和谷对齐。表面区域738可以具有小于表面区域732的峰谷高度的峰谷高度。相比于低折射率层430，表面区域732和738与微透镜表面222的共形可以增强低折射率层730的抗反射特性。
低折射率层730可以延伸超过微透镜阵列220，以便下表面731与设备基板210的上表面219邻接。在这样的实施例中，低折射率层730可以覆盖设备基板210的一个或多个粘结垫205。可替换地，表面区域732和738可以分别对应于下表面731和上表面739的整体。
图8是无腔CSP 800的剖面示意图，CSP 800是图1的照相机190的CSP 190的示例，无腔CSP 800包括裸图像传感器229上的低折射率层830、粘结层840和保护玻璃250。低折射率层830是低折射率层730的示例，并覆盖裸图像传感器229的粘结垫205。在无腔CSP 800中，粘结垫205在低折射率层830、粘结层840和保护玻璃250中的至少一个下方。低折射率层830可以与粘结垫205直接接触。粘结层840可以由与粘结层540相同的材料形成，并因此可以具有折射率n4。粘结层840具有微透镜阵列220上方的最小厚度849。最小厚度849遭受与图5的粘结层540的厚度549相似的约束和范围。在实施例中，介电层208向上(沿与方向298Z相反的方向)延伸以覆盖低折射率层530、粘结层540和保护玻璃250中的至少一个的相应侧表面。
图9是微透镜阵列920和粘结层940之间的低折射率层930的扫描电子显微镜图像。低折射率层930是低折射率层730和830的示例。粘结层940是粘结层540的示例。微透镜阵列620是微透镜阵列220的示例。低折射率层930包括表面区域932和928，其分别是表面区域732和738的示例。表面区域938具有峰谷高度938H，其小于表面区域932的峰谷高度932H。
微透镜阵列的微透镜具有直径921，其的范围可以从1至12微米。例如，当裸图像传感器229是移动设备的部分时，直径921可以在1.0和1.2微米之间。当裸图像传感器229是全帧照相机的部分时，直径921可以在8和9微米之间。峰谷高度932H例如在直径921的百分之二十三和百分之三十三之间。峰谷高度938H例如在直径921的百分之十三和百分之二十三之间。
图10是示出可见光透射率1010、1020和1030的图1000，其的每个表示穿过保护玻璃和其第一侧上的低折射率层530的相应示例的透射率。保护玻璃是保护玻璃250的示例并具有与第一侧相对的第二侧上的多层抗反射涂层。可见光透射率1010对应于具有厚度t1010＝109nm和跨可见电磁谱的折射率n1010＝1.10的低折射率层。可见光透射率1020对应于具有厚度t1020＝105nm和跨可见电磁谱的在1.20和1.25之间的折射率n1020的低折射率层。可见光透射率1030对应于具有厚度t1030＝97nm和跨可见电磁谱的折射率n1030＝1.30的低折射率层。前述厚度中的每个是图4的低折射率层430的最小厚度437。
透射率1010、1020和1030对应于具有480nm和525nm之间的设计波长的四分之一波长厚度光学涂层。低折射率层530可以具有使得其光学厚度等于可见电磁波长，例如480nm和525nm之间的波长的折射率和厚度。
图1000还包括可见光透射率1040，其是具有多层涂层但第一侧上不具有低折射率层的保护玻璃的透射率。多层抗反射涂层是包括三个交替对的五氧化二钽和二氧化硅层的六层涂层。层厚度t(i)是：t(1–6)＝18.49、28.45、79.36、6.75、41.91和91.66纳米，其中奇数层(i是奇数)由五氧化二钽形成，且偶数层(i是偶数)由二氧化硅形成。第一层(i＝1)直接在保护玻璃的第二侧上。
图11是示出穿过保护玻璃和其第一侧上的低折射率层的可见光透射率1120的图1100。保护玻璃是保护玻璃250的示例且具有与第一侧相对的第二侧上的多层抗反射涂层。可见光透射率1120对应于105nm厚并具有折射率n1020的低折射率层。
图1100还包括可见光透射率1140，其是具有多层涂层但在第一侧上不具有低折射率层的保护玻璃的透射率。多层抗反射涂层是包括5个交替对的五氧化二钽和二氧化硅层的10层涂层。层厚t(i)是t(1–10)＝8.32、64.64、10.45、230.21、20.94、31.17、83.2、11.22、38.28和97.16，其中，奇数层(层索引i是奇整数)由五氧化二钽形成，且偶数层(层索引i是偶整数)由二氧化硅形成。第一层(i＝1)直接在保护玻璃的第二侧上。
图12是示出用于封装图像传感器的方法1200的流程图。方法1200包括步骤1210和1220中的至少一个。步骤1210包括使用具有第一折射率的低折射率层覆盖图像传感器的像素阵列。图像传感器包括微透镜阵列，微透镜阵列包括多个微透镜，多个微透镜各自(i)与多个像素中的相应一个对齐，且(ii)具有背对多个像素中的相应一个的多个非平面微透镜表面中的相应一个。步骤1210导致低折射率层的下表面与多个非平面显微镜表面中的每个共形。在步骤1210中，低折射率层可以经由斜角沉积工艺、旋涂工艺、喷涂工艺或其组合形成。步骤1210可以是晶圆级工艺，以便设备晶圆的多个图像传感器的每个像素阵列在相同的工艺步骤中被涂敷有低折射率层。
在步骤1210的第一示例中，低折射率层430(图4)沉积在裸图像传感器229上，在像素阵列214上方以覆盖微透镜阵列220。在步骤1210的第二示例中，低折射率层730(图7)沉积在裸图像传感器229上，在像素阵列214上方以覆盖微透镜阵列220。
步骤1210可以包括覆盖位于基板上的粘结垫，在基板中或在基板上形成图像传感器。例如，步骤1210可以包括使用低折射率层430或低折射率层730覆盖粘结垫205。
步骤1220包括将保护玻璃粘结至低折射率层的上表面，上表面与下表面相对。在步骤1220的第一示例中，保护玻璃250通过粘结层540粘结至低折射率层530，图5。在步骤1220的示例中，保护玻璃250通过粘结层840粘结至低折射率层830，图8。
特征组合
上面描述的特征以及下面所请求的特征可以在不脱离其范围的情况下以各种方式组合。下面的示例示出一些可能的、非限制性的组合：
(A1)表示无腔芯片级图像传感器封装，包括基板、微透镜阵列和低折射率层。基板包括形成像素阵列的多个像素。微透镜阵列包括多个微透镜，多个微透镜各自(i)具有透镜折射率，(ii)与多个像素中的相应一个对齐，且(iii)具有背对多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面。低折射率层具有小于透镜折射率的第一折射率和下表面，下表面的至少部分与每个非平面微透镜表面共形，微透镜阵列在像素阵列和低折射率层之间。
(A2)在由(A1)表示的无腔芯片级图像传感器封装中，第一折射率可以在1.20至1.25之间。
(A3)在由(A1)和(A2)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，在多个微透镜阵列中的一个的顶点上方的低折射率层的厚度可以在95纳米至115纳米之间。
(A4)在由(A1)至(A3)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，在可见电磁波长处，低折射率层可以具有多个微透镜中的一个的顶点上方的四分之一波长光学厚度。
(A5)在由(A1)至(A4)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，可见电磁波长可以在480纳米至515纳米之间。
(A6)在如(A1)至(A5)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，对于可见电磁波长的范围，透镜折射率可以以至少Δn＝0.20超过第一折射率。
(A7)在如(A1)至(A6)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，低折射率层可以具有与下表面相对的平面上表面。
(A8)在如(A1)至(A6)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，低折射率层可以具有与下表面相对的、与下表面共形的非平面上表面。
(A9)在如(A1)至(A8)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，低折射率层的下表面可以与多个非平面微透镜表面邻接。
(A10)在如(A1)至(A9)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，当像素阵列被配置为检测入射到基板的上裸片表面的光时，上裸片表面可以包括与像素阵列相邻并在低折射率层下方的粘结垫。
(A11)在如(A1)至(A10)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，低折射率层可以由纳米多孔材料形成。
(A12)在如(A1)至(A11)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，低折射率层可以完全覆盖微透镜阵列。
(A13)如(A1)至(A12)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装还可以包括粘结层和保护玻璃。粘结层与低折射率层邻接，以便低折射率层在微透镜阵列和粘结层之间。保护玻璃被布置在粘结层上，与低折射率层相对。粘结层和保护玻璃分别具有第二折射率和第三折射率，第二折射率和第三折射率各自超过第一折射率。
(A14)在如(A13)表示的无腔芯片级图像传感器封装中，当像素阵列被配置为检测入射到基板的上裸片表面的光时，上裸片表面可以包括与像素阵列相邻并在低折射率层、粘结层和保护玻璃中的每个下方的粘结垫。
(A15)在如(A13)和(A14)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，对于可见电磁波长的范围，透镜折射率、第二折射率和第三折射率可以近似相等，以便彼此之间的差值在Δn＝0.08以内。
(A16)在如(A13)至(A15)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，对于可见电磁波长的范围，透镜折射率、第二折射率和第三折射率可以在从1.46至1.54的范围内。
(A17)在如(A13)至(A16)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，对于小于多个微透镜的玻璃化转变温度的温度范围，粘结层可以具有小于200ppm/K的热膨胀系数。
(A18)在如(A13)至(A17)中的一个表示的无腔芯片级图像传感器封装中，粘结层可以是5微米至10微米之间厚。
(B1)表示用于封装图像传感器的方法，包括使用具有第一折射率的低折射率层覆盖图像传感器的像素阵列。图像传感器包括微透镜阵列，微透镜阵列包括多个微透镜，多个微透镜各自(i)具有超过第一折射率的透镜折射率、(ii)与多个像素中的相应一个对齐、以及(iii)具有背对多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面。
(B2)在(B1)表示的任一方法中，其中低折射率层包括与下表面相对的上表面，方法还可包括将保护玻璃粘结至上表面。
在不脱离其范围的情况下，可以对上述方法和系统做出改变。因此，应该注意的是，在上述描述中包含的或在附图中示出的方式应该被理解为说明性的且不具有限制意义。在此，除非另有其他指示，形容词“示例性”意味着用作示例、实例或说明。下面的权利要求旨在覆盖在此描述的所有通用和特定特征，以及本方法和系统的范围的所有声明，作为一种语言现象，应被认为落入其间。

Claims (20)

1.一种无腔芯片级图像传感器封装，包括：
基板，包括形成像素阵列的多个像素；
微透镜阵列，包括多个微透镜，所述多个微透镜各自(i)具有透镜折射率、(ii)与所述多个像素中的相应一个对齐、以及(iii)具有背对所述多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面；以及
低折射率层，具有小于所述透镜折射率的第一折射率和下表面，所述下表面的至少部分与每个非平面微透镜表面共形，所述微透镜阵列在所述像素阵列和所述低折射率层之间。
2.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述第一折射率在1.20至1.25之间。
3.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述多个微透镜中的一个的顶点上方的所述低折射率层的厚度在95纳米至115纳米之间。
4.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，在可见电磁波长处，所述低折射率层具有所述多个微透镜中的一个的顶点上方的四分之一波长光学厚度。
5.根据权利要求4所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述可见电磁波长在480纳米至515纳米之间。
6.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，对于可见电磁波长的范围，所述透镜折射率超过所述第一折射率至少Δn＝0.20。
7.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述低折射率层具有与所述下表面相对的平面上表面。
8.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述低折射率层具有与下表面相对的非平面上表面，所述非平面上表面与所述下表面共形。
9.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述低折射率层的所述下表面与每个非平面微透镜表面邻接。
10.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述像素阵列被配置为检测入射到所述基板的上裸片表面的光，所述上裸片表面包括与所述像素阵列相邻并在所述低折射率层下方的粘结垫。
11.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述低折射率层由纳米多孔材料形成。
12.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述低折射率层完全覆盖所述微透镜阵列。
13.根据权利要求1所述的无腔芯片级图像传感器封装，还包括:
粘结层，与所述低折射率层邻接，以便所述低折射率层在所述微透镜阵列和所述粘结层之间；以及
保护玻璃，被布置在粘结层上，与所述粘结层相对，
所述粘结层和所述保护玻璃分别具有第二折射率和第三折射率，所述第二折射率和所述第三折射率各自超过第一折射率。
14.根据权利要求13所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述像素阵列被配置为检测入射到所述基板的上裸片表面的光，所述上裸片表面包括与所述像素阵列相邻并在所述低折射率层、所述粘结层和所述保护玻璃中的每个下方的粘结垫。
15.根据权利要求13所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，对于可见电磁波长的范围，所述透镜折射率、所述第二折射率和所述第三折射率是近似相等的，以便彼此之间的差值不大于0.08。
16.根据权利要求13所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，对于可见电磁波长的范围，所述透镜折射率、所述第二折射率和所述第三折射率在从1.46至1.54的范围内。
17.根据权利要求13所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，对于小于所述多个微透镜的玻璃化转变温度的温度范围，所述粘结层具有小于200ppm/K的热膨胀系数。
18.根据权利要求13所述的无腔芯片级图像传感器封装，其中，所述粘结层的厚度在5微米至10微米之间。
19.一种用于封装图像传感器的方法，包括：
使用具有第一折射率的低折射率层覆盖所述图像传感器的像素阵列，所述图像传感器包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述多个微透镜各自(i)与多个像素中的相应一个对齐、以及(ii)具有背对所述多个像素中的相应一个的非平面微透镜表面，所述低折射率层的下表面与每个非平面微透镜表面共形。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述低折射率层还包括与所述下表面相对的上表面，所述方法还包括将保护玻璃粘结至所述上表面。
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