CN1658394A - 图像传感器模块及其照相机模块封装 - Google Patents

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Abstract

照相机模块封装包括图像传感器模块，所述图像传感器模块可被形成为具有引线接合结构的芯片尺寸封装(CSP)。所述图像传感器模块包括具有图像传感装置、形成在所述图像传感装置表面上的像素区域部分以及形成在所述图像传感装置的表面上以便于与外部装置电连接的装置连接焊盘的图像传感装置单元；电路板，所述图像传感装置单元被连接于电路板的一个表面上，而与所述图像传感装置单元电连接的板连接焊盘被形成在其另一个表面上；以及连接单元，所述连接单元用于连接所述装置连接焊盘与所述板连接焊盘。

Description

图像传感器模块 及其照相机模块封装
本发明的背景
本申请要求于2004年2月20日向韩国知识产权局申请的韩国专利申请No.2004-11322的优先权，在这里合并参考所述专利申请的全部内容。
技术领域
本发明涉及具有电路板上的图像传感器模块的照相机模块封装，更具体地说，本发明涉及这样一种图像传感器模块，电路板和安装在所述电路板上的半导体器件通过引线接合法被连接在所述图像传感器模块上，图像传感器模块包含在用于小型电气装置的照相机模块中，通过所述小型电气装置可传输活动图像并且可摄影，所述小型电气装置诸如移动式电话、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、用于监控器的照相机、安装在车挡上的后视照相机以及门内外通话器/对讲机。
背景技术
图1是示意性截面图，示出了包含使用引线接合法构成的图像传感器模块的照相机模块封装的结构。
参照图1，图像传感器模块10是通过将图像传感装置单元12安装在包含电路图案的印刷电路板11上而形成的。外壳20连接于印刷电路板11以便于构成包含图像传感器模块10的照相机模块封装，所述图像传感器模块10包括印刷电路板11和图像传感装置单元12。外壳20相对于外部环境保护包含所述图像传感器模块的照相机模块，并且保持外壳中的气密状态。
外壳20包括透镜镜筒单元21、保护罩22以及红外线和反射防止过滤器23。所述保护罩被安装在透镜镜筒单元21的外端部分上，将被拍摄的图像可通过所述外端部分进入。红外线和反射防止过滤器23被安装在透镜镜筒单元21的内端部分上，也就是说，被安装在图像传感装置单元12的上部上。
保护罩22用于相对于外部环境保护图像传感器模块10并且保持气密状态。另外，红外线和反射防止过滤器23用于屏蔽感应到接合的照相机模块封装20中的红外线并且防止光线被反射。红外线(IR)-切断涂层被形成在过滤器23的上表面上，以及抗反射涂层被形成在过滤器23的下表面上。用于摄影的透镜24被安装在透镜镜筒单元21中，并且用于使得透镜移动以便于调焦的螺纹被形成在透镜镜筒单元21的内表面上。
这里，图像传感装置单元12包括图像传感装置12a和像素区域部分12b。像素区域部分12b被形成在图像传感装置12a的范围上，透镜镜筒单元21的底表面布置在像素区域部分12b上。通过穿过形成在所述像素区域部分中和透镜镜筒单元21中的空间形成了图像。
板连接焊盘14和装置连接焊盘15分别被形成在印刷电路板11和图像传感装置单元12上，以便于将它们与外部装置电连接。为了使得印刷电路板11和图像传感装置单元12电连接，通过接合线16将板连接焊盘14和装置连接焊盘15相互连接。
这里，板连接焊盘14被形成在印刷电路板11上的外部上未布置有图像传感装置单元12的位置处。装置连接焊盘15被形成在图像传感装置12a的外部上未布置有像素区域部分12b的位置处。装置连接焊盘15通过接合线16与板侧连接焊盘14电连接。
如上所述的，在用于传输活动图像和摄影的小型照相机模块是使用传统组装方法构成的情况下，其中所述方法通过引线接合法将印刷电路板与半导体器件电连接，应确保在半导体焊盘的连接焊盘与形成在电路板上的连接焊盘之间存在预定距离。因此，在减小半导体封装的宽度方面存在限制。
为了将图像聚焦在像素区域部分上应在透镜24与像素区域部分12b之间保持预定的有效距离。根据通过传统引线接合技术包含图像传感器模块的照相机模块封装，由于图像传感装置被安装在电路板上并且像素区域部分被形成在图像传感装置的上表面上，因此在减小图像传感器模块的高度以确保有效距离方面存在限制。
通常，为了构成克服封装尺寸的限制的芯片尺寸封装(CSP)，可在倒装片接合方法下将电路板和其上的半导体器件电连接。然而，外壳使用所述倒装片接合方法，必须提供用于执行倒装片接合工艺的新装置。另外，如果半导体封装使用所述倒装片接合方法的话，尽管可减小图像传感器模块的宽度，但是在减小图像传感器模块的高度方面存在限制。
发明内容
本发明提供了一种图像传感器模块，其中图像传感装置被安装在电路板上，以便于形成可通过引线接合工艺制造的芯片尺寸封装(CSP)，并且本发明还提供了一种包括所述图像传感器模块的照相机模块封装。
依照本发明的一个方面，提供了一种图像传感器模块，所述图像传感器模块包括图像传感装置单元、电路板和连接单元。所述图像传感装置单元包括图像传感装置、像素区域部分、以及装置连接焊盘。所述像素区域部分被形成在所述图像传感装置的表面上，并且从所述模块外部输入的图像被形成在所述像素区域部分上。所述装置连接焊盘被形成在所述图像传感装置的表面上以便于与外部装置电连接。所述图像传感装置单元被连接于电路板的一个表面。板连接焊盘被形成在电路板的另一个表面上，并且与所述图像传感装置单元电连接。所述电路板包含与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应的孔。所述连接单元连接所述装置连接焊盘与所述板连接焊盘。
依照本发明的另一个方面，提供了一种包括图像传感装置单元、电路板、连接单元和外壳的照相机模块封装。所述图像传感装置单元包括图像传感装置、像素区域部分、以及装置连接焊盘。所述像素区域部分被形成在所述图像传感装置的表面上，并且从所述模块外部输入的图像被形成在所述像素区域部分上。所述装置连接焊盘被形成在所述图像传感装置的表面上以便于与外部装置电连接。所述图像传感装置单元被连接于电路板的一个表面。板连接焊盘被形成在电路板的另一个表面上，并且与所述图像传感装置单元电连接。所述电路板包含与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应的孔。所述连接单元连接所述装置连接焊盘与所述板连接焊盘。所述外壳与所述电路板相连接并且相对于外部环境保护所述模块，同时保持气密状态。
所述外壳可包括用于使得从外部拍摄的图像通过的透镜镜筒单元；安装在所述透镜镜筒单元的外端部分上的保护罩，用于相对于外部环境保护所述照相机模块封装的内部并且保持气密状态；靠近于所述像素区域部分安装在透镜镜筒单元的内端部分处的红外线和反射防止过滤器，用于屏蔽红外线并且防止感应到照相机传感装置单元中的光线被反射；以及透镜，所述透镜以沿形成在所述透镜镜筒单元内表面上的螺纹可移动的方式被安装在所述透镜镜筒单元中。
本发明还提供了包括所述照相机模块封装的图像获取设备。
因此甚至当通过引线接合法形成CSP时也可构成具有减小的宽度和高度的CSP。
附图说明
参照附图详细地描述本发明的示范性实施例可更加明白本发明的上述和其他特征和优点，在附图中：
图1是示意性截面图，示出了包含使用引线接合法构成的传统图像传感器模块的照相机模块封装；
图2是示意性截面图，示出了本发明的示范性实施例所涉及的使用引线接合法构成的图像传感器模块；
图3是示意性平面图，示出了图2的图像传感器模块；
图4是示意性截面图，示出了包含图2的图像传感器模块的照相机模块封装；以及
图5是分解截面图，示出了包含图2的图像传感器模块的照相机模块封装。
具体实施方式
图2是示意性截面图，示出了本发明的示范性实施例所涉及的使用引线接合法构成的图像传感器模块的结构，图3是示意性平面图，示出了图2的图像传感器模块。图2和图3相互不完全成比例。
参照图2和图3，图像传感器模块30包括图像传感装置单元32、电路板31和连接单元36。
图像传感装置单元32包括图像传感装置32a和像素区域部分32b。用于感测从外部输入的图像的像素区域部分32b被形成在图像传感装置32a的表面上。用于外部电连接的装置连接焊盘35被形成在图像传感装置32a的表面上。图像传感装置单元32被连接于电路板31的一个表面，并且与图像传感装置电连接的板连接焊盘34被形成在电路板31的另一个表面上。另外，像素区域部分32b和装置连接焊盘35所布置的区域被穿孔。连接单元36电连接装置连接焊盘35与板连接焊盘34。
图像传感装置单元32可包括图像传感装置32a、形成在图像传感装置43上的像素区域部分32b、以及形成在图像传感装置32a上的装置连接焊盘35。这里，图像传感装置单元32最好与电路板31相连接以使得连接有像素区域部分32b的图像传感装置32a的表面可与电路板31相连接。
如图3中所示，布置有像素区域部分32b和装置连接焊盘35的电路板31的区域被穿孔。也就是说，电路板31包括接线孔37以便于形成通过引线接合法与装置连接焊盘35相连接的板连接焊盘34，以及用于形成像素区域部分32b和透镜区域39的窗孔38。
这里，普通印刷电路板(PCB)可用作电路板31，或者根据图像传感器模块的变型也可使用诸如带式运输器封装(TCP)和膜上芯片的挠性印刷电路板(FPCB)。
连接单元36用于电连接装置连接焊盘35与板连接焊盘34，并且连接单元36最好是用于以引线接合法连接电路板31和图像传感装置单元的接合线。这里，通用引线接合法所使用的金属线可用作接合线。例如，可使用金丝。
装置连接焊盘35与以引线接合法形成在电路板31上的板连接焊盘34相连接。这里，电路板31具有与图像传感装置32a相似的尺寸，并且可根据使用本发明的图像传感器模块30的图像获取设备被改进。
装置连接焊盘35最好被形成在形成有图像传感装置单元32之像素区域部分32b的图像传感装置32a的相同表面上，并且特别是，装置连接焊盘35最好被形成在图像传感装置32a上未布置有像素区域部分32b的区域上。另外，板连接焊盘34最好被形成在图像传感器32与之连接的电路板31的表面的相反表面上。
这里，在图像传感装置32a与电路板31相连接的布置中，装置连接焊盘35最好被附在图像传感装置32a的表面上从而被布置在电路板31的形成有接线孔37的区域上。否则，装置连接焊盘35可被形成在图像传感装置32a的布置有窗孔38的区域上，因此在没有将接线孔37形成在电路板31上的情况下，装置连接焊盘35和板连接焊盘34可在引线接合法下相互连接。
因此，包括通过接合线相互电连接的电路板31和图像传感装置单元32的图像传感器模块30具有几乎与图像传感装置单元32相同的宽度。另外，由于图像传感装置单元32的像素区域部分32b被插入于电路板31上所形成的窗孔38中，因此可减小图像传感器模块的高度。
依照本发明的试验结果，通过图1中所示的方法构成的尺寸为7.8mm×9.0mm×6.48mm的图像传感器模块可被形成得具有7.8mm×7.8mm×4.9mm的尺寸。
图4是示意性截面图，示出了包含图2的图像传感器模块的照相机模块封装，图5是分解截面图，示出了包含图2的图像传感器模块的照相机模块封装。
参照图4和图5，照相机模块封装图像传感装置单元32、电路板31、连接单元36和外壳40。这里，图像传感装置单元32、电路板31和连接单元36被形成在图2和图3中所示的图像传感器模块30上，并且本实施例所涉及的照相机模块封装包括图像传感器模块30和外壳40。因此，相同的元件使用相同的附图标记，并且省略对其的详细描述。
外壳40被附在图像传感器模块30的表面上以便于保护照相机模块封装的内部并且保持气密状态。特别地，外壳40最好被附于图像传感装置32a的相反表面。
也就是说，用于保护照相机模块封装并且保持气密状态的外壳40可被附于图像传感器模块30的上部，并且外壳40最好被附于电路板31的上表面而图像传感装置单元32最好被附于电路板31的下表面。
这里，板连接焊盘34被形成在电路板31的上表面上，并且通过引线接合法经由电路板31的穿孔部分与装置连接焊盘35电连接。这里，装置连接焊盘35被形成在图像传感装置32a的表面上的穿孔部分处，所述图像传感装置32a被附于电路板31。
外壳40包括透镜镜筒单元41、保护罩42、红外线(IR)和反射防止过滤器43、以及透镜44。
透镜镜筒单元41被形成为穿透外壳40的主体的孔，以使得将被拍摄的图像可从中穿过。保护罩42保护所述照相机模块封装的内部并且保持其中的气密状态，并且被安装在透镜镜筒单元41的外端部分上。
IR和反射防止过滤器43屏蔽感应到图像传感器模块30中的红外线并且防止光线被反射，并且被安装在像素区域部分32b上的透镜镜筒单元41的内端部分处。因此，IR和反射防止过滤器43的上表面被覆盖以切断IR(IR-切断涂层)，并且IR和反射防止过滤器43的下表面被覆盖以防止反射(抗反射涂层)。
两个或多个透镜44以沿形成在透镜镜筒单元41内表面上的螺纹可移动的方式被安装在透镜镜筒单元41中。
由通过引线接合法相互电连接的电路板31和图像传感装置单元32构成的图像传感器模块30具有几乎与图像传感装置单元32相同的宽度。由于图像传感装置单元32的像素区域部分32b被插入于电路板31上所形成的窗孔38中，因此可减小图像传感器模块30的高度，因此，可减小其中包含图像传感器模块30的照相机模块封装的尺寸，即，其宽度和高度。
在图1中所示的使用引线接合法构成的传统图像传感器模块10的情况下，由于像素区域部分12b被形成在电路板11和图像传感装置12a上，因此从电路板11的上表面起算的高度较高。因此，为了确保用于将图像聚焦在像素区域部分12b上所需的从透镜24到像素区域部分12b的有效范围，照相机模块封装的整个高度不可避免地较高。
然而，在本发明的实施例所涉及的照相机模块封装30中，可将像素区域部分32b的高度形成得低于电路板31的高度，因此可减小用以确保从透镜44到像素区域部分32b的有效范围的照相机模块封装的整个高度。
图像传感器模块和包含所述图像传感器模块的照相机模块封装可被形成为芯片尺寸，同时可用引线接合法形成所述图像传感器模块和照相机模块封装。这可适用于各种图像获取设备，诸如用作移动式电话中的内置照相机以及数字照相机。
根据图像传感器模块和包括本发明的所述图像传感器模块的照相机传感器模块，可构成具有减小的宽度和高度的芯片尺寸的图像传感器模块，同时所述图像传感器模块具有用以电连接电路板和通过引线接合法安装在所述电路板上的图像传感装置的结构。
另外，由于可减小包含在照相机模块封装中的图像传感器模块的尺寸，因此也可减小照相机模块封装的宽度和高度。
也就是说，可使用传统引线接合法装置制造芯片尺寸封装(CSP)，因此可有效地使用传统设备而无需更换掉所述设备，从而可降低用于制造CSP的成本。
虽然已参照其示范性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离由以下权利要求所限定的本发明的精神和保护范围的情况下在结构和细节上可作出各种改变。

Claims (27)

1.一种图像传感器模块，所述图像传感器模块包括：
图像传感装置单元，所述图像传感装置单元包括图像传感装置和像素区域部分；
装置连接焊盘，所述装置连接焊盘被形成在所述图像传感装置的表面上；
电路板，所述电路板包含与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应的至少一个孔；
板连接焊盘；以及
连接单元，所述连接单元用于连接所述装置连接焊盘与所述板连接焊盘，
其特征在于，所述板连接焊盘被连接于电路板的一个表面上，而所述图像传感装置单元被连接于电路板的相反表面。
2.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述像素区域部分被形成在所述图像传感装置的表面上。
3.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述像素区域部分收集所要拍摄的光图像。
4.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述装置连接焊盘参与形成与外部装置的电连接。
5.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述图像传感装置单元与所述电路板相连接，以使得所述图像传感装置与所述电路板相连接。
6.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述连接单元是用于以引线接合法连接所述电路板和所述图像传感装置的接合线。
7.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述图像传感装置单元的周界没有延伸得超过电路板的与连接有所述图像传感装置单元的表面相反的所述表面。
8.依照权利要求1所述的图像传感器模块，其特征在于，所述像素区域部分被形成在所述图像传感装置的表面上。
9.依照权利要求8所述的图像传感器模块，其特征在于，所述像素区域部分和所述装置连接焊盘被如此布置，即，使得所述电路板中的一个孔与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应。
10.依照权利要求8所述的图像传感器模块，其特征在于，所述像素区域部分被布置得与所述电路板中的一个孔相对应，所述装置连接焊盘被布置得与所述电路板中的另一个孔相对应相对应。
11.一种照相机模块封装，包括：
图像传感装置单元，所述图像传感装置单元包括图像传感装置和像素区域部分；
装置连接焊盘，所述装置连接焊盘被形成在所述图像传感装置的表面上；
电路板，所述电路板包含与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应的至少一个孔；
板连接焊盘；
附着于所述电路板的外壳；以及
连接单元，所述连接单元用于连接所述装置连接焊盘与所述板连接焊盘，
其特征在于，所述板连接焊盘被连接于电路板的一个表面上，而所述图像传感装置单元被连接于电路板的相反表面。
12.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述外壳保持所述模块的气密状态。
13.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述外壳包括用于使得从所述模块外部收集的光图像通过的透镜镜筒单元。
14.依照权利要求12中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述外壳包括安装在所述透镜镜筒单元的外端部分上的罩。
15.依照权利要求12中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述外壳包括靠近于所述像素区域部分安装在透镜镜筒单元的内端部分处的红外线和反射防止过滤器，用于屏蔽红外线并且防止感应到照相机传感装置单元中的光线被反射。
16.依照权利要求12中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述外壳包括透镜，所述透镜以沿形成在所述透镜镜筒单元内表面上的螺纹可移动的方式被安装在所述透镜镜筒单元中。
17.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述像素区域部分被形成在所述图像传感装置的表面上。
18.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述像素区域部分收集所要拍摄的光图像。
19.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述装置连接焊盘参与形成与外部装置的电连接。
20.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述图像传感装置单元与所述电路板相连接，以使得所述图像传感装置与所述电路板相连接。
21.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述连接单元是用于以引线接合法连接所述电路板和所述图像传感装置的接合线。
22.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述图像传感装置单元的周界没有延伸得超过电路板的与连接有所述图像传感装置单元的表面相反的所述表面。
23.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述像素区域部分被形成在所述图像传感装置的表面上。
24.依照权利要求23中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述像素区域部分和所述装置连接焊盘被如此布置，即，使得所述电路板中的一个孔与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应。
25.依照权利要求23中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述像素区域部分被布置得与所述电路板中的一个孔相对应，所述装置连接焊盘被布置得与所述电路板中的另一个孔相对应。
26.依照权利要求11中所述的照相机模块封装，其特征在于，所述外壳、所述电路板中的孔、以及所述像素区域部分对准以使得光线可穿过所述外壳和所述孔并且接触所述像素区域部分。
27.一种包括照相机模块封装的图像获取设备，包括：
图像传感装置单元，所述图像传感装置单元包括图像传感装置和像素区域部分；
装置连接焊盘，所述装置连接焊盘被形成在所述图像传感装置的表面上；
电路板，所述电路板包含与所述像素区域部分和所述装置连接焊盘的位置相对应的至少一个孔；
板连接焊盘；
附着于所述电路板的外壳；以及
连接单元，所述连接单元用于连接所述装置连接焊盘与所述板连接焊盘，
其特征在于，所述板连接焊盘被连接于电路板的一个表面上，而所述图像传感装置单元被连接于电路板的相反表面。
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