CN117059642A - 影像传感模块 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种影像传感模块，包括基板、影像传感芯片、金属外壳及透光盖板。影像传感芯片及金属外壳均设置在基板的上表面，且影像传感芯片位于金属外壳内。金属外壳包括有透光孔，透光孔对应影像传感芯片的影像传感区设置。透光盖板设置在金属外壳上，并且透光盖板也对应影像传感芯片的影像传感区设置。金属外壳及透光盖板共同包围影像传感芯片。本申请可以有效减少电磁干扰的影响，并提升影像传感模块的结构强度和平整性。

Description

影像传感模块
技术领域
本申请涉及显示器领域，特别涉及一种影像传感模块。
背景技术
影像传感器是一种用于将光信号转换为模拟信号的装置。影像传感器会输出模拟信号，并将模拟信号传输至图像处理器，图像处理器再将模拟信号转换成数字信号，以及进行其他图像处理，所述其他图像处理举例如色彩校正等，以获得数字影像信息。目前图像处理器常见类型主要为电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)。
互补式金氧半导体影像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)是一种以互补式金属氧化物半导体工艺为基础的影像传感器。目前互补式金氧半导体影像传感器在汽车、安全、医疗及制造等应用领域的市场都在持续扩展。
目前互补式金氧半导体影像传感器采用的其中一种封装方式是陶瓷无引线芯片载具(Ceramic Leadless Chip Carrier,CLCC)封装结构，陶瓷无引线芯片载具是在陶瓷基板(ceramic substrate)上设置影像传感芯片，并使用金线(gold wire)连接影像传感芯片上的焊垫及陶瓷基板上的焊垫，另外陶瓷基板还包括有围绕影像传感芯片的围坝，且围坝的顶面高于影像传感芯片的顶面，在围坝的顶面黏贴玻璃盖板所形成。
互补式金氧半导体影像传感器采用的另一种封装结构中，在集成电路基板上设置影像传感芯片，并用金线连接影像传感芯片的焊垫及集成电路基板的焊垫，接着使用玻璃黏合剂将玻璃盖板黏贴在影像传感芯片上，再以涂胶方式让封装剂(encapsulant)覆盖影像传感芯片的焊垫、集成电路基板的焊垫及连接像感测芯片的焊垫和集成电路基板的焊垫的金线，以保护影像传感芯片的焊垫、集成电路基板的焊垫及金线。
上述结构虽然通过玻璃基板或封装剂的设置，来达到降低如撞击等外力对互补式金氧半导体影像传感器所造成的损伤，但是上述结构仍有待解决的问题，即一般玻璃基板或封装剂难以防止电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)，导致互补式金氧半导体影像传感器仍会受到电磁波的影响，而导致互补式金氧半导体影像传感器出现信号干扰、数据损失，甚至设备失效的风险。
发明内容
本申请的一目的在于解决相关技术中，仅通过玻璃基板或封装剂的设置难以防止电磁干扰影像传感芯片的问题。
基于本申请的一目的，本申请提供一种影像传感模块，包括基板、影像传感芯片、金属外壳及透光盖板，影像传感芯片及金属外壳均设置在基板的上表面，且影像传感芯片位于金属外壳内。金属外壳包括有透光孔，透光孔对应影像传感芯片的影像传感区设置。透光盖板设置在金属外壳上，并且透光盖板也对应影像传感芯片的影像传感区设置，并遮盖透光孔朝外的开口或朝内的开口。基板、金属外壳及透光盖板共同包围影像传感芯片。
在本申请的一实施例中，透光盖板设置在金属外壳的外表面，并且透光盖板遮盖透光孔朝外的开口。
在本申请的一实施例中，透光盖板设置在金属外壳的内表面，透光盖板遮盖透光孔朝内的开口，并且透光盖板和影像传感芯片的影像传感区之间有一段间隔距离。
在本申请的一实施例中，金属外壳的厚度为0.05毫米～0.2毫米。
在本申请的一实施例中，影像传感芯片上设置有至少一个第一焊垫，基板上设置有至少一个第二焊垫，各个第一焊垫和各个第二焊垫之间经由至少一条金属导线电性连接。
在本申请的一实施例中，基板、金属外壳及透光盖板共同包围至少一个第一焊垫、至少一个第二焊垫及至少一条金属导线。
在本申请的一实施例中，金属外壳和透光盖板的交界处覆盖有第一封装材料。
在本申请的一实施例中，基板和金属外壳的交界处覆盖有第二封装材料。
在本申请的一实施例中，影像传感模块还包括导电材料及至少一个接地垫，各个接地垫设置在基板上，导电材料设置在金属外壳和至少一个接地垫之间，金属外壳经由导电材料电性连接至少一个接地垫中的其中一个或多个接地垫。
在本申请的一实施例中，影像传感模块还包括第三封装材料，第三封装材料覆盖基板和金属外壳的交界处，并覆盖导电材料。
综上所述，本申请可以有效减少电磁干扰的影响，并提升影像传感模块的结构强度和平整性。
附图说明
图1为本申请的影像传感模块在一实施例中的示意图。
图2为本申请的影像传感模块在另一实施例中的示意图。
图3为本申请的影像传感模块的又一实施例中的示意图。
附图标记说明：
10：基板
12：影像传感芯片
14：金属外壳
16：透光盖板
C：导通元件
CM：导电材料
D：固晶材料
E1：第一封装材料
E2：第二封装材料
E3：第三封装材料
GP：接地垫
P1：第一焊垫
P2：第二焊垫
R1：影像传感区
R2：非影像传感区
W：金属导线
具体实施方式
请参阅图1、图2及图3，本申请提供一种影像传感模块，包括基板10、影像传感芯片12、金属外壳14及透光盖板16，影像传感芯片12及金属外壳14均设置在基板10的上表面，且影像传感芯片12位于金属外壳14内；金属外壳14包括有透光孔，透光孔对应影像传感芯片12的影像传感区R1设置；透光盖板16设置在金属外壳14上，并且透光盖板16也对应影像传感芯片12的影像传感区R1设置，并遮盖透光孔朝外的开口或朝内的开口；基板10、金属外壳14及透光盖板16共同包围影像传感芯片12；其中影像传感芯片12包括有影像传感区R1及非影像传感区R2，影像传感区R1为影像传感芯片12上设置有像素的区域，而非影像传感区R2则为影像传感芯片12上没有设置像素的区域。
请参阅图1、图2及图3，影像传感芯片12上设置有至少一个第一焊垫P1，基板10上设置有至少一个第二焊垫P2，各个第一焊垫P1和各个第二焊垫P2之间经由至少一条金属导线W电性连接；基板10、金属外壳14及透光盖板16共同包围至少一个第一焊垫P1、至少一个第二焊垫P2及至少一条金属导线W。在图1、图2及图3所示的实施例中，每条金属导线W的两端分别连接一个第一焊垫P1和一个第二焊垫P2，但实际实施时不限于此，各个第一焊垫P1可以根据实务需求设置大于一条的金属导线W，各个第二焊垫P2也可以根据实务需求设置大于一条的金属导线W，即第一焊垫P1可以经由一条或大于一条的金属导线W电性连接一个第二焊垫P2，另外第一焊垫P1也可以经由一条或大于一条的金属导线W电性连接多个第二焊垫P2，而第二焊垫P2也可以经由一条或大于一条的金属导线W电性连接一个第一焊垫P1，另外第二焊垫P2也可以经由一条或大于一条的金属导线W电性连接多个第一焊垫P1。
在图1、图2及图3所示的实施例中，影像传感芯片12均以固晶材料D黏贴在基板10上，固晶材料D均为环氧树脂，但是实际实施时不限于此，固晶材料D也可为如聚氨酯胶(polyurethane adhesive)等其他的固晶胶。
请参阅图1、图2及图3，金属外壳14和透光盖板16的交界处覆盖有第一封装材料E1。第一封装材料E1用于封闭金属外壳14和透光盖板16的交界处，以封堵金属外壳14和透光盖板16的交界处所存在的空隙。
请参阅图1及图2，基板10和金属外壳14的交界处覆盖有第二封装材料E2。第二封装材料E2用于封闭基板10和金属外壳14的交界处，以封堵基板10和金属外壳14的交界处所存在的空隙。
请参阅图3，影像传感芯片12包括有导电材料CM及至少一个接地垫GP，各个接地垫GP均设置在基板10上，导电材料CM设置在金属外壳14和至少一个接地垫GP之间，因此金属外壳14可以经由导电材料CM电性连接所述至少一个接地垫GP。另外第三封装材料E3覆盖基板10和金属外壳14的交界处，并覆盖导电材料CM，以封堵基板10和金属外壳14的交界处所存在的空隙，并且由于第三封装材料E3覆盖整个导电材料CM，因此第三封装材料E3也可以作为保护层保护导电材料CM，除了避免导电材料CM直接受到外力而被破坏外，也避免导电材料CM直接与外界的空气和水气接触，达到降低导电材料CM生锈机会的效果。前述导电材料CM设置在金属外壳14和至少一个接地垫GP之间，为指导电材料CM可以设置在金属外壳14和一个接地垫GP之间，或设置在金属外壳14和大于一个接地垫GP之间，以使金属外壳14和一个接地垫GP或大于一个接地垫GP电性连接，举例如基板10上设置有四个接地垫GP，则导电材料CM可以使金属外壳14和其中一个接地垫GP电性连接，或者导电材料CM可以使金属外壳14和其中两个接地垫GP电性连接，又或者导电材料CM可以使金属外壳14和四个接地垫GP都电性连接。
在图1、图2及图3的实施例中，透光孔正投影至基板10的表面的正投影面积大于影像传感区R1正投影至基板10的表面的正投影面积，透光盖板16正投影至基板10的表面的正投影面积大于影像传感区R1正投影至基板10的表面的正投影面积，而透光盖板16正投影至基板10的表面的正投影面积大于透光孔正投影至基板10的表面的正投影面积。另外在图1、图2及图3的实施例中，透光盖板16的中心、透光孔的中心及影像传感芯片12的影像传感区R1的中心均位于同一轴在线。因此在图1、图2及图3的实施例中，影像传感芯片12的影像传感区R1可以接收到穿过透光盖板16及透光孔的光线，并且透光盖板16也可以遮盖影像传感芯片12的影像传感区R1，以避免影像传感芯片12的影像传感区R1直接受到外力损伤。前述仅为举例，但实际实施时不限于此，实际实施时可以根据透光盖板16、透光孔及影像传感芯片12的影像传感区R1的形状、位置或大小等因素进行位置调整，以让影像传感芯片12的影像传感区R1可以接收到穿过透光盖板16及透光孔的光线，并且透光盖板16也能作为保护层保护影像传感芯片12的影像传感区R1。
在图1、图2及图3所示的实施例中，基板10的下表面连接有至少一个导通元件C。当基板10采用球栅阵列封装(Ball Grid Array,BGA)，则导通元件C为锡球，但实际实施时不限于此，基板10也可采用其他封装方式，举例如平面网格阵列封装(Land Grid Array,LGA)，因此导通元件C即为平面网格阵列封装垫(Land Grid Array pad,LGA pad)。
请参阅图1，图1为本申请的影像传感模块在一实施例中的示意图。在本实施例中，透光盖板16设置在金属外壳14的外表面，透光盖板16遮盖透光孔朝外的开口，第一封装材料E1覆盖金属外壳14的外表面和透光盖板16的交界处，第二封装材料E2则覆盖基板10和金属外壳14的交界处，由此透光盖板16、金属外壳14及基板10共同形成封闭空间，因此影像传感芯片12、至少一个第一焊垫P1、至少一个第二焊垫P2及至少一条金属导线W均位于封闭空间中，此外通过第一封装材料E1进一步封闭金属外壳14和透光盖板16的交界处，以及通过第二封装材料E2进一步封闭基板10和金属外壳14的交界处，使金属外壳14和透光盖板16的交界处可能存在的空隙被第一封装材料E1所封堵，而基板10和金属外壳14的交界处的空隙则被第二封装材料E2所封堵，以使基板10、金属外壳14及透光盖板16共同形成的封闭空间的封闭状态更加完全。
请参阅图2，图2为本申请的影像传感模块在另一实施例中的示意图。在本实施例中，透光盖板16设置在金属外壳14的内表面，透光盖板16遮盖透光孔朝内的开口，第一封装材料E1覆盖金属外壳14的外表面和透光盖板16的交界处，第二封装材料E2则覆盖基板10和金属外壳14的交界处，并且透光盖板16和影像传感芯片12的影像传感区R1之间有一段间隔距离，间隔距离是用于避免盖板直接接触到影像传感芯片12的影像传感区R1，而导致影像传感区R1受到透光盖板16的压迫而毁损。基板10、金属外壳14及透光盖板16共同形成封闭空间，因此影像传感芯片12、至少一个第一焊垫P1、至少一个第二焊垫P2及至少一条金属导线W均位于封闭空间中，此外通过第一封装材料E1进一步封闭金属外壳14和透光盖板16之间的交界处，以及通过第二封装材料E2进一步封闭基板10和金属外壳14的交界处，使金属外壳14和透光盖板16的交界处可能存在的空隙被第一封装材料E1所封堵，而基板10和金属外壳14的交界处的空隙则被第二封装材料E2所封堵，以使基板10、金属外壳14及透光盖板16共同形成的封闭空间的封闭状态更加完全。
请参阅图3，图3为本申请的影像传感模块在又一实施例中的示意图。在本实施例中，透光盖板16设置在金属外壳14的外表面，透光盖板16遮盖透光孔朝外的开口，另外基板10上设置有导电材料CM及至少一个接地垫GP，导电材料CM设置在金属外壳14和至少一个接地垫GP之间，即导电材料CM可以设置在金属外壳14和一个接地垫GP之间，或设置在金属外壳14和大于一个接地垫GP之间，因此导电材料CM作为金属外壳14与至少一个接地垫GP之间的导电通路，使金属外壳14可以经由导电材料CM电性连接至少一个接地垫GP，让金属外壳14将外来的电磁波转换为电流后，可以迅速将电流导向接地垫GP，让金属外壳14可以快速导出电流，并继续将外来的电磁波转换为电流，由此达到强化金属外壳14抗电磁干扰的能力。此外第一封装材料E1覆盖金属外壳14的外表面和透光盖板16的交界处，另外在基板10和金属外壳14的交界处覆盖有第三封装材料E3，并且第三封装材料E3也覆盖导电材料CM。因此在图3的实施例中，基板10、金属外壳14及透光盖板16同样会共同形成封闭空间，而影像传感芯片12、至少一个第一焊垫P1、至少一个第二焊垫P2及至少一条金属导线W均位于封闭空间中，并且通过第一封装材料E1进一步封闭金属外壳14和透光盖板16之间的交界处，及利用第三封装材料E3进一步封闭基板10和金属外壳14的交界处，让金属外壳14和透光盖板16的交界处可能存在的空隙被第一封装材料E1所封堵，而基板10和金属外壳14的交界处的空隙则被第三封装材料E3所封堵，以使封闭空间的封闭状态更加完全，同时第三封装材料E3也可以作为保护层保护导电材料CM。
在图1、图2及图3所示的实施例中，基板10可为双马来酰亚胺三嗪树脂(Bismaleimide Triazine,BT)基板、味之素积聚膜(Aj inomoto Build-up Film,ABF)基板或模封互连基板(Molded Interconnect Substrate,MIS)基板、陶瓷基板或FR-4基板等不同的电路板。
在图1、图2及图3所示的实施例中，金属外壳14的材料可为洋白铜、不锈钢、铝合金、镀锌钢材等不同导电金属材料，其中所述铝合金可为在铝中掺杂铜、锌、锰、硅、镁等不同金属元素。前述仅为金属外壳14的材料的部分举例，但实际实施时不限于此，金属外壳14也可为其他导电金属材料。本申请通过构成金属外壳14的导电金属材料对电磁场及电磁波的屏蔽效应，以及导电金属材料对电磁波的反射效应，达到防止电磁干扰的技术效果，并且由于导电金属材料具有良好的强度的性质，因此金属外壳14还可以同时作为影像传感芯片12、至少一个第一焊垫P1、至少一个第二焊垫P2及至少一条金属导线W的保护壳，降低如碰撞等外力造成元件损伤的可能性，另外导电金属材料具有良好的可塑性，因此金属外壳14可以形成平整的结构。另外在本申请较佳的实施例中，金属外壳14的厚度的范围为0.05毫米～0.2毫米(millimeter,mm)，由此使金属外壳14在重量不会过重的情况下，让金属外壳14作为抗电磁干扰的屏障的同时仍保持一定的结构强度，达到保护影像传感芯片12、至少一个第一焊垫P1、至少一个第二焊垫P2及至少一条金属导线W的效果。
在图1、图2及图3所示的实施例中，透光盖板16的材料可为玻璃、蓝宝石玻璃(sapphire glass)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),PMMA)或其他具有透光性的材料。
在图1、图2及图3所示的实施例中，第一封装材料E1、第二封装材料E2及第三封装材料E3均为环氧树脂，但实际实施时不限于此，第一封装材料E1也可为硅基树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺等不同封装材料，而第二封装材料E2也可为硅基树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺等不同封装材料，另外第三封装材料E3也可为硅基树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺等不同封装材料。
在图3所示的实施例中，导电材料CM可为导电金胶、导电银胶、导电铜胶或导电碳胶等不同的导电胶。
在图1、图2及图3所示的实施例中，金属导线W也可为银、铜、铝、钼、钛或其他金属导电线材，但实际实施时不限于此，金属导线W也可为前述材料所形成的合金材料。
综上所述，本申请可以有效减少电磁干扰的影响，并提升影像传感模块的结构强度和平整性。

Claims (10)

1.一种影像传感模块，其特征在于，包括：
基板、影像传感芯片、金属外壳及透光盖板，所述影像传感芯片及所述金属外壳均设置在所述基板的上表面，且所述影像传感芯片位于所述金属外壳内；所述金属外壳包括有透光孔，所述透光孔对应所述影像传感芯片的影像传感区设置；所述透光盖板设置在所述金属外壳上，并且所述透光盖板也对应所述影像传感芯片的所述影像传感区设置，并遮盖所述透光孔朝外的开口或朝内的开口；所述基板、所述金属外壳及所述透光盖板共同包围所述影像传感芯片。
2.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述透光盖板设置在所述金属外壳的外表面，并且所述透光盖板遮盖所述透光孔朝外的所述开口。
3.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述透光盖板设置在所述金属外壳的内表面，所述透光盖板遮盖所述透光孔朝内的所述开口，并且所述透光盖板和所述影像传感芯片的所述影像传感区之间有间隔距离。
4.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述金属外壳的厚度为0.05毫米～0.2毫米。
5.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述影像传感芯片上设置有至少一第一焊垫，所述基板上设置有至少一第二焊垫，各所述第一焊垫和各所述第二焊垫之间经由至少一金属导线电性连接。
6.根据权利要求5所述的影像传感模块，其特征在于，所述基板、所述金属外壳及所述透光盖板共同包围所述至少一第一焊垫、所述至少一第二焊垫及所述至少一金属导线。
7.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述金属外壳和所述透光盖板的交界处覆盖有第一封装材料。
8.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述基板和所述金属外壳的交界处覆盖有第二封装材料。
9.根据权利要求1所述的影像传感模块，其特征在于，所述影像传感模块还包括导电材料及至少一接地垫，各所述接地垫均设置在所述基板上，所述导电材料设置在所述金属外壳和所述至少一接地垫之间，所述金属外壳经由所述导电材料电性连接所述至少一接地垫中的其中一个或大于一个所述接地垫。
10.根据权利要求9所述的影像传感模块，其特征在于，所述影像传感模块还包括第三封装材料，所述第三封装材料覆盖所述基板和所述金属外壳的交界处，并覆盖所述导电材料。
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