TW201336058A - 用於具有光吸收層之影像感測器總成的外罩 - Google Patents

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Abstract

一影像感測器總成包括一影像感測器晶粒，該影像感測器晶粒經附接而鄰近於一空腔及一預成形封裝中之一下部表面，該預成形封裝具有自該下部表面延伸至該封裝之一上部表面的實質上垂直之表面。該影像感測器晶粒可包括一電荷耦合裝置或一主動像素感測器成像器，其提供用於俘獲影像之光接收表面。一外罩置放於該封裝之該上部表面之上。該外罩可為一玻璃外罩或一紅外線截止濾光器。一光吸收層與該影像感測器晶粒配準地施加至該外罩，以使得該光吸收層防止光落於該預成形封裝之該等實質上垂直之表面上，而不防止落於該影像感測器晶粒之該光接收表面上之光的通過。

Description

用於具有光吸收層之影像感測器總成的外罩
本發明之實施例係關於電子影像感測器之領域；且更具體而言係關於具有用於使混附反射光衰減之構件的電子影像感測器。
電子影像感測器允許影像以電子形式被俘獲。該等感測器替換數位相機中之膜，且允許相機功能被添加至諸如蜂巢式電話、電腦及個人數位助理之多種電子裝置中。影像感測器大體上係以影像感測器總成之形式提供。形成影像之光必須落在影像感測器晶粒之光接收表面上以俘獲影像。因此，影像感測器係提供於封裝中，該封裝由允許形成影像之光通過光接收表面的材料覆蓋。影像感測器總成可包括形成影像之光學器件或可提供待與外部光學器件一起使用之影像感測器。
影像感測器晶粒通常經附接而鄰近於封裝中之空腔之下端。該空腔將通常具有鄰近於影像感測器晶粒之垂直壁。光可照射此等垂直壁且反射至影像感測器晶粒之光接收表面上且使影像降級。此經反射光可使得雜散光朝向影像之邊緣拋射。
將需要提供減少由自收納影像感測器晶粒之封裝空腔之垂直壁反射的光所引起之影像降級的影像感測器總成。
一影像感測器總成包括一影像感測器晶粒，該影像感測器晶粒經附接而鄰近於一空腔及諸如一陶瓷部件之預成形封裝中的一下部表面，該預成形封裝具有自該下部表面延伸至該封裝之一上部表面的實質上垂直之表面。該影像感測器晶粒可包括一電荷耦合裝置或一主動像素感測器成像器，其提供用於俘獲影像之光接收表面。一外罩置放於該封裝之該上部表面之上。該外罩可為一玻璃外罩或一紅外線截止濾光器。一光吸收層與該影像感測器晶粒配準地施加至該外罩，使得該光吸收層防止光落於該預成形封裝之該等實質上垂直之表面上，而不防止落於該影像感測器晶粒之該光接收表面上之光的通過。
本發明之其他特徵及優點將自隨附圖式且自以下詳細描述而顯而易見。
100‧‧‧影像感測器總成
102‧‧‧封裝
104‧‧‧空腔
106‧‧‧實質上垂直之表面/垂直壁
108‧‧‧上部表面
109‧‧‧下部表面
110‧‧‧影像感測器晶粒
112‧‧‧光接收表面
114‧‧‧外部電連接
120‧‧‧外罩
122‧‧‧凹口
124‧‧‧光吸收層
400‧‧‧影像感測器總成
402‧‧‧預成形封裝
404‧‧‧空腔
406‧‧‧實質上垂直之表面
408‧‧‧上部表面
410‧‧‧影像感測器晶粒
412‧‧‧光接收表面
420‧‧‧外罩
424‧‧‧光吸收層
500‧‧‧影像感測器總成
502‧‧‧預成形封裝/影像感測器封裝
504‧‧‧空腔
506‧‧‧實質上垂直之表面
508‧‧‧上部表面
510‧‧‧影像感測器晶粒
512‧‧‧光接收表面
520‧‧‧外罩
524‧‧‧光吸收層
530‧‧‧成像光學器件總成
532‧‧‧透鏡
600‧‧‧影像感測器總成
602‧‧‧預成形封裝
604‧‧‧空腔
606‧‧‧實質上垂直之表面
608‧‧‧上部表面
609‧‧‧下部表面
610‧‧‧影像感測器晶粒
612‧‧‧光接收表面
614‧‧‧外部電連接
616‧‧‧導電接合件
620‧‧‧外罩
624‧‧‧光吸收層
630‧‧‧上部外殼
可藉由參考以下描述及隨附圖式來最佳地理解本發明，以下描述及隨附圖式用以作為實例而非限制來說明本發明之實施例。在圖式中，相似參考數字指示類似元件。
圖1為體現本發明之一影像感測器總成的分解圖。
圖2為圖1之影像感測器總成的組裝圖。
圖3為影像感測器總成沿圖2之線2-2的截面圖。
圖4為體現本發明之另一影像感測器總成的截面圖。
圖5為經組裝而具有成像光學器件之體現本發明之影像感測器總成的截面圖。
圖6為體現本發明之又一影像感測器總成的截面圖。
在以下描述中，闡述眾多特定細節。然而，應理解，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，未詳細展示熟知電路、結構及技術以便不混淆對此描述之理解。
圖1展示體現本發明之影像感測器總成100的分解圖。圖2展示圖1之影像感測器總成的組裝圖。圖3為影像感測器總成沿圖2之線2-2的截面圖。
總成100包括可為預成形陶瓷部件之封裝102，該封裝102包括具有實質上垂直之表面106之空腔104，該等實質上垂直之表面106自下部表面109延伸至封裝之上部表面108。影像感測器晶粒110附接至封裝102而鄰近於空腔104及封裝之下部表面。影像感測器晶粒110具有用於俘獲影像之光接收表面112。影像感測器晶粒110可包括一電荷耦合裝置或一主動像素感測器成像器，其提供用於俘獲影像之光接收表面112。封裝102將通常提供電耦接(116)至影像感測器晶粒110之外部電連接114，諸如接針、球狀柵格陣列或表面附著連接。
外罩120置放於封裝102之上部表面108之上。應理解，置放於封裝之上部表面之上意謂經置放而鄰近於封裝之最接近於形成影像之光學器件的表面。外罩120可置放於封裝102之頂部中的凹口122中以使得外罩之頂表面與封裝之最上部表面齊平或略微自封裝之最上部表面凹入。外罩120大體上與影像感測器晶粒110間隔開。
外罩120可為允許形成影像之光通過至影像感測器的玻璃外罩、防止紅外線輻射通過至影像感測器之紅外線截止濾光器，或密封封裝102之空腔104同時允許形成影像之光落於影像感測器晶粒110之光接收表面112上的其他材料。光吸收層124與影像感測器晶粒110配準地施加至外罩。該光吸收層124防止光落於封裝102之空腔104的實質上垂直之表面106上，而不防止落於影像感測器晶粒110之光接收表面112上之光的通過。藉由防止光落於實質上垂直之表面106上，光吸收層124使可反射至影像感測器晶粒110之光接收表面112上且使所形成之影像降級的光衰減。
重要的是光吸收層124準確地與影像感測器晶粒110之光接收表面 112對準，以使得所俘獲影像不受光吸收層影響。需要光吸收層124緊密地適配於光接收表面112以使得影像感測器晶粒110可接近於垂直壁106以保持封裝102精巧。因為光接收表面112通常準確地位於影像感測器晶粒110上，所以大體上足以使光吸收層124相對於影像感測器晶粒110對準。較佳地，光吸收層124以誤差在一百微米內且更佳在四十微米內與影像感測器晶粒110配準地施加至外罩。使光吸收層在一給定距離內與影像感測器晶粒配準意謂兩個組件之光軸之間的距離不大於該給定距離。亦重要的是光吸收層及影像感測器晶粒關於旋轉移位而緊密對準。為了達成對準之必要準確度，光吸收層可為具有邊界之光阻材料，該等邊界係藉由光學技術、精確噴墨印刷或允許光吸收層以高度準確之定位施加至外罩的其他技術建立。雖然光吸收層124經展示而不延伸至外罩120之邊緣以允許光吸收層更清晰地被看見，但較佳的為光吸收層延伸至外罩之邊緣以阻擋所有光，惟通過光吸收層中之中心開口之光除外。
圖4展示體現本發明之另一影像感測器總成400的截面圖。影像感測器總成400包括一影像感測器晶粒410，該影像感測器晶粒410附接至預成形封裝402中之空腔404之下端處的底板，該空腔404具有自該底板延伸至封裝之上部表面408之實質上垂直之表面406。外罩420置放於封裝402之上部表面408之上。在此實施例中，外罩之底部表面在不使用凹口收納外罩的情況下附接至封裝之上部表面。光吸收層424與影像感測器晶粒410配準地施加至外罩420，以使得光吸收層防止光落於預成形封裝402之實質上垂直之表面406上，而不防止落於影像感測器晶粒之光接收表面412上之光的通過。在此實施例中，光吸收層424延伸至外罩420之邊緣。
圖5展示經組裝而具有成像光學器件之體現本發明之影像感測器總成的截面圖。影像感測器總成500包括一影像感測器晶粒510，該影 像感測器晶粒510附接至預成形封裝502中之空腔504之下端處的底板，該空腔504具有自該底板延伸至封裝之上部表面508之實質上垂直之表面506。包括一或多個透鏡532之成像光學器件總成530附接至影像感測器封裝502之上部表面508。外罩520置放於附接至影像感測器封裝502之上部表面之成像光學器件總成530中的凹口中以作為成像光學器件總成之部分。光吸收層524施加至外罩520。將觀測到，在此實施例中，光吸收層處於外罩之最接近於影像感測器晶粒510的表面上。成像光學器件總成530與影像感測器晶粒510配準地組裝至影像感測器封裝502。因此，光吸收層524亦與影像感測器晶粒510配準，以使得光吸收層防止光落於預成形封裝502之實質上垂直之表面506上，而不防止落於影像感測器晶粒之光接收表面512上之光的通過。
圖6展示體現本發明之又一影像感測器總成600的截面圖。此影像感測器總成600使用覆晶構造(又稱為受控崩潰晶片連接(C4))以將影像感測器晶粒610附接至預成形封裝602。預成形封裝602界定空腔604，該空腔604具有自下部表面609延伸至封裝之上部表面608的實質上垂直之表面606。影像感測器晶粒610以機械方式且藉由導電接合件616以電學方式耦接至預成形封裝602，該等導電接合件616諸如重新熔融以產生至預成形封裝之電連接的在影像感測器晶粒上之焊料凸塊。預成形封裝602提供自導電接合件616至諸如球狀柵格陣列、接針或表面附著連接之外部電連接614的電連接。
覆晶構造允許影像感測器總成600比先前所說明之線接合構造精巧。然而，亦導致空腔604之實質上垂直之表面606更接近於影像感測器晶粒610之光接收表面612。外罩620置放於封裝602之上部表面608之上。光吸收層624與影像感測器晶粒610配準地施加至外罩620，以使得光吸收層防止光落於預成形封裝602之實質上垂直之表面606上，而不防止落於影像感測器晶粒之光接收表面612上之光的通過。上部 外殼630亦可置放於封裝602之上部表面608之上以為外罩620提供機械保護。
雖然已描述且在隨附圖式中展示了特定例示性實施例，但應理解，該等實施例僅說明本寬泛發明且不限制本寬泛發明，且本發明並不限於所展示且描述之特定構造及配置，此係因為對於一般熟習此項技術者而言，各種其他修改可發生。因此將該描述視作說明性的而非限制性的。
100‧‧‧影像感測器總成
102‧‧‧封裝
104‧‧‧空腔
106‧‧‧實質上垂直之表面/垂直壁
108‧‧‧上部表面
109‧‧‧下部表面
110‧‧‧影像感測器晶粒
112‧‧‧光接收表面
114‧‧‧外部電連接
120‧‧‧外罩
122‧‧‧凹口
124‧‧‧光吸收層

Claims (24)

  1. 一種影像感測器總成，其包含：一預成形封裝，其包括一空腔，該空腔具有自一下部表面延伸至該封裝之一上部表面的實質上垂直之表面；一影像感測器晶粒，其經附接而鄰近於該空腔及該預成形封裝之該下部表面，該影像感測器晶粒具有用於俘獲一影像之一光接收表面；一外罩，其置放於該封裝之該上部表面之上；及一光吸收層，其與該影像感測器晶粒配準地被施加至該外罩以使得該光吸收層防止光落於該預成形封裝之該等實質上垂直之表面上，而不防止落於該影像感測器晶粒之該光接收表面上之光的通過。
  2. 如請求項1之影像感測器總成，其進一步包含耦接於該影像感測器晶粒與該封裝之間的電連接。
  3. 如請求項1之影像感測器總成，其中該外罩為允許形成影像之光通過至該影像感測器的一玻璃外罩。
  4. 如請求項1之影像感測器總成，其中該外罩為防止紅外線輻射通過至該影像感測器的一紅外線截止濾光器。
  5. 如請求項1之影像感測器總成，其中該光吸收層係在一百微米內與該影像感測器晶粒配準地施加至該外罩。
  6. 如請求項1之影像感測器總成，其中該光吸收層係在四十微米內與該影像感測器晶粒配準地施加至該外罩。
  7. 如請求項1之影像感測器總成，其中該影像感測器晶粒包括提供用於俘獲該影像之該光接收表面的一電荷耦合裝置。
  8. 如請求項1之影像感測器總成，其中該影像感測器晶粒包括提供 用於俘獲該影像之該光接收表面的一主動像素感測器成像器。
  9. 一種封裝一影像感測器之方法，其包含：將一影像感測器晶粒附接至一預成形封裝，以使得該影像感測器晶粒經定位而鄰近於該封裝中之一空腔，該空腔具有鄰近於該影像感測器晶粒之一光接收表面的實質上垂直之表面；將一外罩置放於該封裝之一上部表面之上；及將一光吸收層與該影像感測器晶粒配準地施加於該外罩玻璃上，以使得該光吸收層防止光落於該預成形封裝之該等實質上垂直之表面上，而不防止落於該影像感測器晶粒之用於俘獲一影像之該光接收表面上之光的通過。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包含提供該影像感測器晶粒與該封裝之間的電連接。
  11. 如請求項9之方法，其中該外罩為允許形成影像之光通過至該影像感測器的一玻璃外罩。
  12. 如請求項9之方法，其中該外罩為防止紅外線輻射通過至該影像感測器的一紅外線截止濾光器。
  13. 如請求項9之方法，其中該光吸收層係在一百微米內與該影像感測器晶粒配準地施加至該外罩。
  14. 如請求項9之方法，其中該光吸收層係在四十微米內與該影像感測器晶粒配準地施加至該外罩。
  15. 如請求項9之方法，其中該影像感測器晶粒包括提供用於俘獲該影像之該光接收表面的一電荷耦合裝置。
  16. 如請求項9之方法，其中該影像感測器晶粒包括提供用於俘獲該影像之該光接收表面的一主動像素感測器成像器。
  17. 一種影像感測器總成，其包含：用於封裝一影像感測器晶粒以使得該影像感測器晶粒經定位 而鄰近於一空腔的構件，該空腔具有鄰近於該影像感測器晶粒之一光接收表面的實質上垂直之表面；用於覆蓋該用於封裝之構件之一上部表面的構件，其允許形成影像之光通過該影像感測器晶粒；及用於吸收施加至該用於覆蓋之構件之光以防止光落於預成形陶瓷部件之該等實質上垂直之表面上而不防止落於該影像感測器晶粒之用於俘獲一影像之該光接收表面上的該形成影像之光之通過的構件。
  18. 如請求項17之影像感測器總成，其進一步包含用於電連接該影像感測器晶粒與該用於封裝之構件的構件。
  19. 如請求項17之影像感測器總成，其中該用於覆蓋之構件為允許形成影像之光通過至該影像感測器的一玻璃外罩。
  20. 如請求項17之影像感測器總成，其中該用於覆蓋之構件為防止紅外線輻射通過至該影像感測器的一紅外線截止濾光器。
  21. 如請求項17之影像感測器總成，其中該用於吸收光之構件係在一百微米內與該影像感測器晶粒配準地施加於該用於覆蓋之構件。
  22. 如請求項17之影像感測器總成，其中該用於吸收光之構件係在四十微米內與該影像感測器晶粒配準地施加於該用於覆蓋之構件。
  23. 如請求項17之影像感測器總成，其中該影像感測器晶粒包括提供用於俘獲該影像之該光接收表面的一電荷耦合裝置。
  24. 如請求項17之影像感測器總成，其中該影像感測器晶粒包括提供用於俘獲該影像之該光接收表面的一主動像素感測器成像器。
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