CN1913166A - 影像感测模块及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种影像感测模块，包含封装基板，于四个角落及边缘上至少有二个以上的导孔；多个金属垫，平行排列于封装基板上之边缘内；组件粘着区，位于封装基板中央，并由该多个金属垫所包围；影像感测组件，固定在封装基板之组件粘着区上；围墙，固定在该多个金属垫之外围，形成包围该多个金属垫、该组件粘着区、以及该影像感测组件之空穴，并将封装基板之导孔置于围墙外；及窗口，固定在围墙上，以与外部隔离并允许光线进出。

Description

影像感测模块及其封装方法

技术领域

本发明涉及一种影像感测模块及其封装方法，尤其涉及一种应用于手持式移动装置之影像感测模块及其封装方法。

背景技术

影像感测模块(Image Sensor)常应用于如数码相机、手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等手持式移动装置中。而应用于手持式移动装置时，往往受限于手持式移动装置的机构设计限制而采用客制化的设计来进行。然而采用客制化的方式来设计，往往无法满足对于低成本、快速开发及产量的要求。

传统的影像传感器封装方式是以陶瓷或有机材料制成的方形封装基板，将影像传感器粘附在封装基板的空穴中，并以打线的方式将芯片与封装基板空穴内的金属垫连接，接着将封装基板的空穴以玻璃等透明窗口材料覆盖并粘附住，以得到一个与外部隔离而又能让光线进出的结构。

上述之传统影像感测模块封装基板包含多种不同的类型，例如：CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier，陶瓷无引线芯片承载，如图1a)、PLCC(PlasticLeaded Chip Carrier，塑料无引线芯片承载，如图1b)、OLCC(Organic LeadedChip Carrier，有机无引线芯片承载，如图1c)。

如上所述，例如中华民国专利公告第542493号「影像传感器构造」所揭示者，其中包含基板、凸缘层、影像感测芯片及窗口，该影像感测芯片设于该凸缘层与该基板所形成之凹槽中，该凸缘层之上表面形成有讯号输入端，以供多个导线电性连接该些讯号输入端与该影像感测芯片，再经由该凸缘层之侧边电性连接至该基板，该凸缘层之上表面涂布有部分之粘着层，以粘着该窗口，在封装制程中，必须先将该凸缘层固设于该基板上以形成该凹槽。

封装完成的影像传感器再以焊锡固定在模块的印刷电路板上，接着将镜座与镜头固定后便形成一个影像感测模块。将镜头影像感测芯片之间的相对定位固定的方式有两种，第一种方式是将镜头的镜座以粘胶或螺丝固定在模块的印刷电路板上(图2)，接着再将镜头调整到对焦位置再加以固定。第二种方式是将镜头的镜座直接固定在影像传感器上(图3a、3b)。

然而这两种方式均伴随着一些缺点：由于此二种方法分别透过模块的印刷电路板及玻璃来连接镜头与影像传感器，因此也增加了模块组装时镜头光轴与影像传感器的感测区中心之间的误差，特别是倾斜误差(当所使用的镜头的焦深较浅时将造成部份区域影像的模糊)及平移误差(将造成影像照度不对称或是边缘出现暗角)。

其中，假若以第一种方式来制作影像感测模块，则方法较简单，但是相对所占的面积就较大。此外，由于是藉由表面粘着技术及模块的印刷电路板来进行镜头与影像传感器之间的定位，因此相对的误差较大。

而假若以第二种方式来制作影像感测模块，则会因为镜座的定位基准为玻璃或封装基板外缘，而分别具有不同的特性。而且，假若以此方式进行模块制程，则会因为玻璃或封装基板的外型一般为方型，而需将镜座与玻璃或封装基板外缘的余隙设计得较大，如此将造成镜头与传感器之间形成较大的平移误差。此外，由于镜座是直接坐落在玻璃上，因此，整体的倾斜误差也会随着玻璃及玻璃贴合的误差而增加。

由于影像传感器模块主要是由影像传感器及镜头所组成，影像的品质除了受影像传感器及镜头本身的特性影响之外，也受到将此二者组装时的精度控制所影响。特别是当所使用的影像传感器的画素尺寸较小以及使用较复杂的镜头，例如具备自动对焦及变焦功能的镜头，由于内部移动的机构件较多，整体的误差将较大而使得无法得到清晰的影像。

有鉴于已知影像感测模块封装上的缺点，因此，如何研发一种影像感测模块封装设计，以得到较低的平移及倾斜误差、较高的定位精密度、较高的模块生产合格率、以及较高的封装合格率，这的确是目前此相关领域所需积极发展研究之目标。本发明人等依上述已知影像感测模块封装上的缺点及限制，爰精心研究，并以其从事该项研究领域之多年经验，遂提出本发明应用于影像感测模块之封装设计，以得到较低平移及倾斜误差、较高定位精密度、较高模块生产合格率、以及较高封装合格率之功效，实为不可多得之发明。

发明内容

本段摘述本发明的某些特征，其它特征将叙述于后续的段落。本发明藉由附加的申请专利范围定义，其合并于此段落作为参考。

本发明之主要目的为提供一种应用于影像感测模块之封装方法。藉由将影像感测组件及镜座均直接固定在封装基板上，使得整体的定位误差只跟影像感测组件定位及镜座定位有关，而与围墙及玻璃的尺寸及相关的定位误差以及模块的印刷电路板尺寸误差及组装误差无关，以得到较传统方式高之定位精密度。此外，亦可得到较低的平移及倾斜误差、较高的模块生产合格率、以及较高的封装合格率。

为达到上述目的，本发明之一较广义实施样态为提供一种影像感测模块，包含封装基板，于四个角落及边缘上至少有二个以上的导孔；多个金属垫，平行排列于封装基板上之边缘内；组件粘着区，位于封装基板中央，并由该多个金属垫所包围；影像感测组件，固定在封装基板之组件粘着区上；围墙，固定在该多个金属垫之外围，形成包围该多个金属垫、该组件粘着区、以及该影像感测组件之空穴，并将封装基板之导孔置于围墙外；及窗口，固定在围墙上，以与外部隔离并允许光线进出。

根据本发明之构想，封装基板由陶瓷制成。

根据本发明之构想，封装基板由有机材料制成。

根据本发明之构想，利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式将封装基板与围墙合并制成。

根据本发明之构想，利用压模的方式将有机材料制成之封装基板与围墙合并制成。

根据本发明之构想，封装基板利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。

根据本发明之构想，围墙由陶瓷及有机材料其中之一所制成。

根据本发明之构想，影像感测组件以打线的方式与多个金属垫连接。

根据本发明之构想，窗口由玻璃或是光学滤光镜所制成。

为达到上述目的，本发明另一较广义实施样态为提供一种影像感测模块之封装方法，依序包含下列步骤：a)将多个金属垫、组件粘着区、以及围墙合并制作于封装基板上；b)将影像感测组件固定在封装基板上；c)将影像感测组件连接到多个金属垫；及d)将窗口固定在围墙上。

为达到上述目的，本发明另一较广义实施样态为提供一种影像感测模块之封装方法，依序包含下列步骤：a)将多个金属垫及组件粘着区合并制作于封装基板上；b)将围墙固定在封装基板上；c)将影像感测组件固定在封装基板上；d)将影像感测组件连接到多个金属垫；及e)将窗口固定在围墙上。

为达到上述目的，本发明另一较广义实施样态为提供一种影像感测模块之封装方法，依序包括下列步骤：a)将多个金属垫及组件粘着区合并制作于封装基板上；b)将影像感测组件固定在封装基板上；c)将影像感测组件连接到多个金属垫；d)将窗口固定在围墙上；及e)将围墙固定在封装基板上。

附图说明

图1为三种已知影像感测模块封装基板之示意图。

图2为已知影像感测模块结合镜座之封装基板示意图。

图3为已知影像感测模块结合镜座之封装基板示意图。

图4为依据本发明实施例之影像感测模块示意图。

图5为依据本发明实施例之影像感测模块结合镜座之封装完成图。

图6为依据本发明第一实施例之影像感测模块之封装基板示意图。

图7为依据本发明第二实施例之影像感测模块之封装基板示意图。

图8为依据本发明第一实施例之影像感测模块之封装流程示意图。

图9为依据本发明第二实施例之影像感测模块之封装流程示意图。

图10为依据本发明第二实施例之影像感测模块之封装流程示意图。

主要组件符号说明

1       影像感测模块

10      封装基板

20      金属垫

30      组件粘着区

40      围墙

50      导孔

60      影像感测组件

70      窗口

80      镜座

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

图4为依据本发明实施例之影像感测模块1之示意图。如图4所示，影像感测模块1包含封装基板10、多个金属垫20、组件粘着区30、围墙40、导孔50、影像感测组件60、窗口70。

封装基板10是由陶瓷或有机材料所制成。在封装基板10上有平行排列于封装基板10边缘内之多个金属垫20，以用来与影像感测组件60藉由打线的方式连接到封装基板10上。在封装基板10之中央位置有组件粘着区30，由多个金属垫20所包围。其中，组件粘着区30是用来与影像感测组件60藉由导电粘胶或不导电粘胶固定在封装基板10上。另外，封装基板10于四个角落及边缘上至少有二个以上的导孔50，以与镜座80之定位柱(在此未显示)连接，形成如图5所示依据本发明实施例之影像感测模块结合镜座之封装完成图。

图6及图7均为依据本发明第一实施例之影像感测模块之封装基板示意图。围墙40是由陶瓷或有机材料所制成，并可经由两种方式与封装基板10连接，一种是藉由高温共烧陶瓷、低温共烧陶瓷、压模其中之一的方式与封装基板10一并制成结合在一起(如图6所示)；另一种是将围墙40藉由粘胶固定在高温共烧陶瓷或低温共烧陶瓷所制成之陶瓷平板式封装基板10上或有机材料平板式封装基板10上(如图7所示)。围墙40固定在多个金属垫之外围，形成包围金属垫20、组件粘着区30、影像感测组件60之空穴，并将封装基板10之导孔50置于其包含范围之外。窗口70以粘胶固定在围墙40上，以将围墙40内之金属垫20、组件粘着区30、影像感测组件60盖住以与外部隔离，达到避免水气、灰尘或微粒子侵害影像感测组件60之目的。窗口70可为任何透明材料，例如：玻璃，以允许光线进出，使得影像感测组件60可以透过窗口70接收光讯号。

如上所述，围墙40可经由两种方式与封装基板10连接，一种方式是将围墙40与封装基板10一并制成结合在一起，形成如图6所示之封装基板；另一种方式是将围墙40藉由粘胶固定在如图7所示之平板式封装基板10上。影像感测模块之封装也将因这两种方式所形成之封装基板不同而产生不同的封装流程，以下将作更详尽的说明。在此，以第一种方式所形成之封装基板称为第一实施例；而以第二种方式所形成之封装基板称为第二实施例。

图8为依据本发明第一实施例之影像感测模块1之封装流程示意图。如图8所示，首先将金属垫20、组件粘着区30、围墙40藉由高温共烧陶瓷、低温共烧陶瓷、压模其中之一的方式合并制作于封装基板10上。其中，金属垫20平行排列于封装基板10边缘内，并将组件粘着区30包围于其内，而围墙40则将金属垫20与组件粘着区30一并包围于其中内。接下来将影像感测组件60藉由导电粘胶或不导电粘胶固定在封装基板10上。再将影像感测组件60藉由与周围之金属垫20以打线的方式连接到封装基板10上。最后，将窗口70藉由粘胶固定在围墙40上。

图9为依据本发明第二实施例之影像感测模块1之封装流程示意图。如图9所示，首先将金属垫20及组件粘着区30合并制作成如图7所示之平板式封装基板10上。其中，金属垫20平行排列于封装基板10边缘内，并将组件粘着区30包围于其内。再将围墙40藉由粘胶固定在封装基板10上，形成包围金属垫20及组件粘着区30之空穴，并将封装基板10之导孔50置于其包含范围之外。接下来将影像感测组件60藉由导电粘胶或不导电粘胶固定在封装基板10上。再将影像感测组件60藉由与周围之金属垫20以打线的方式连接到封装基板10上。最后，将窗口70藉由粘胶固定在围墙40上。

图10为依据本发明第二实施例之影像感测模块1之封装流程示意图。如图10所示，首先将金属垫20及组件粘着区30合并制作成如图7所示之平板式封装基板10上。其中，金属垫20平行排列于封装基板10边缘内，并将组件粘着区30包围于其内。再将影像感测组件60藉由导电粘胶或不导电粘胶固定在封装基板10上。接下来将影像感测组件60藉由与周围之金属垫20以打线的方式连接到封装基板10上。再将窗口70藉由粘胶固定在围墙40上。最后，将粘有窗口70之围墙40藉由粘胶固定在封装基板10上，并将金属垫20、组件粘着区30、影像感测组件60包围于其内。

利用本发明影像感测模块之封装方式不但可以得到较低的平移及倾斜误差、较高的定位精密度、较高的模块生产合格率、以及较高的封装合格率之功效，此为已知技艺无法达成。本发明技术具有实用性、新颖性与进步性，爰依法提出申请。

纵使本发明已由上述之实施例详细叙述而可由熟悉本技艺之人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

Claims (26)

1、一种影像感测模块，包括：

封装基板，于四个角落上或四个边缘上至少有二个导孔；

多个金属垫，平行排列于封装基板上之边缘内；

组件粘着区，位于封装基板中央，并由该多个金属垫所包围；

影像感测组件，固定在封装基板之组件粘着区上；

围墙，固定在该多个金属垫之外围，形成包围该多个金属垫、该组件粘着区、以及该影像感测组件之空穴，并将封装基板之导孔置于围墙外；及

窗口，固定在围墙上，以与外部隔离并允许光线进出。

2、如权利要求1所述的影像感测模块，其中封装基板由陶瓷制成。

3、如权利要求1所述的影像感测模块，其中封装基板由有机材料制成。

4、如权利要求2所述的影像感测模块，其中利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式将封装基板与围墙合并制成。

5、如权利要求3所述的影像感测模块，其中利用压模的方式将封装基板与围墙合并制成。

6、如权利要求1所述的影像感测模块，其中封装基板利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。

7、如权利要求1所述的影像感测模块，其中围墙由陶瓷及有机材料其中之一所制成。

8、如权利要求1所述的影像感测模块，其中影像感测组件以打线的方式与多个金属垫连接。

9、如权利要求1所述的影像感测模块，其中窗口由玻璃所制成。

10、一种影像感测模块之封装方法，依序包括下列步骤：

将多个金属垫、组件粘着区、以及围墙合并制作于封装基板上；

将影像感测组件固定在封装基板上；

将影像感测组件连接到多个金属垫；及

将窗口固定在围墙上。

11、如权利要求10所述的封装方法，其中封装基板由陶瓷制成。

12、如权利要求10所述的封装方法，其中封装基板由有机材料制成。

13、如权利要求11所述的封装方法，其中利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式将封装基板与围墙合并制成。

14、如权利要求12所述的封装方法，其中利用压模的方式将封装基板与围墙合并制成。

15、如权利要求10所述的封装方法，其中影像感测组件藉由导电粘胶及非导电粘胶其中之一固定在封装基板上。

16、如权利要求10所述的封装方法，其中影像感测组件藉由打线的方式与多个金属垫连接。

17、一种影像感测模块之封装方法，依序包括下列步骤：

将多个金属垫及组件粘着区合并制作于封装基板上；

将围墙固定在封装基板上；

将影像感测组件固定在封装基板上；

将影像感测组件连接到多个金属垫；及

将窗口固定在围墙上。

18、如权利要求17所述的封装方法，其中封装基板由陶瓷及有机材料其中之一所制成。

19、如权利要求17所述的封装方法，其中利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。

20、如权利要求17所述的封装方法，其中影像感测组件藉由导电粘胶及非导电粘胶其中之一固定在封装基板上。

21、如权利要求17所述的封装方法，其中影像感测组件藉由打线的方式与多个金属垫连接。

22、一种影像感测模块之封装方法，依序包括下列步骤：

将多个金属垫及组件粘着区合并制作于封装基板上；

将影像感测组件固定在封装基板上；

将影像感测组件连接到多个金属垫；

将窗口固定在围墙上；及

将围墙固定在封装基板上。

23、如权利要求22所述的封装方法，其中封装基板由陶瓷及有机材料其中之一所制成。

24、如权利要求22所述的封装方法，其中利用高温共烧陶瓷及低温共烧陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。

25、如权利要求22所述的封装方法，其中影像感测组件藉由导电粘胶及非导电粘胶其中之一固定在封装基板上。

26、如权利要求22所述的封装方法，其中影像感测组件藉由打线的方式与多个金属垫连接。

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