TW497234B - Image sensor integrate circuit package having cooling - Google Patents
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Description
497234 五、發明說明α) 發明領域： 本發明是有關於互補式金氧半電晶體影像感測器，特別 是有關於可提供散熱之互補式金氧半電晶體影像感測器積 體電路封裝。 發明背景： 1包括電腦、 領域電荷耦合 為可能。儘管 體電路相對地 造電荷耦合元 影像感測器訊 合晶片’所以 裝置最少包含 和令一個供訊 技術是，金氧 相對於電荷耦 同時在某些應 外，訊號處理 列，因此使得 積體電路科技已經在許多領域造成變革 控制系統、電訊和影像感測。在影像感測的 元件感測器已經使製造小型掌上型攝影機成 如此，影像感測所需的固態電荷耦合元件積 較難以製造，也因此而較昂貴。另外，在製 件積體電路相對於金氧半電晶體積體電路的 號處理部分，一般都被放置在一個分開的整 有不同的製程。因此一個電荷耦合元件影像 兩個積體電路：一個供電荷耦合元件感測器 號處理邏輯運作。 一個替代電荷耦合元件積體電路的低成本 半積體電路。影像元件用金氧半電晶體技術 合元件影像元件在製造上不但不昂貴，而且 用金氧半電晶體元件時表現較好之性能。另 電路系統可以被整合和影像傳輸電路系統並 單一整合晶片形成一完整的影像裝置。
第4頁 497234 五、發明說明（2) 因為他們的低成本，金氧半電晶體影像元件現在被廣 泛的應用。有一些是被應用在高溫的環境中。例如：自動 推進的應用。然而，高溫使得金氧半電晶體影像感測器的 表現功能退化。具體地說，不想要的暗電流n dark c u r r e n tπ增加了成比例的影像感測器運轉溫度。D a r k cur rent限制了可以應用在每一個影像感測器之像素點的 輸出訊號的擴大率（amplification)。這造成訊雜比的遞 減，使得原本在一個較低運轉溫度中可被解讀的元件，變 得對光較不敏感。 因此需要一個方法和裝置來冷卻金氧半電晶體影像感 測器，不只是為了在高溫的應用，同時也為增加影像感測 器在各個環境的表現。 發明目的及概述： 本發明結構包含一個互補式金氧半電晶體影像感測 器，穩固連接於一主動電子散熱元件整合於一晶片封裝 中。此主動電子散熱元件也許是一個 Peliter、 S e e b e c k、T h 〇 m p s ο η或其他物理現象的元件，可以使熱藉 由電流的流動而傳遞。 發明詳細說明：
第5頁 497234 五、發明說明（3) 本發明揭露一個裝置包含一個互補式金氧半電晶體影 像感測器藉一主動電子散熱裝置散熱整合成一個封裝。此 主動電子散熱裝置可以是一 Peltier、Seebeck、 Thompson或其他物理現象的裝置，可以使熱藉由電流的流 動而輸送。 較佳實施例示之於圖一和圖二。一影像裝置1 〇 1包含：
一外封裝103、一電子散熱元件1〇5，和一互補式金氧半影 像感測器1 0 7。此互補式金氧半影像感測器1 0 7此具體表 現在圖1和圖2。一影像裝置1 〇 1包含：一外封裝1 〇 3、一電 子散熱元件1 0 5，和一金氧半電晶體影像傳輸感測器1 〇 7。 此金氧半電晶體影像 感測器1 0 7，可以是任何公司製造販賣的，例如：
Omni vision Technologies, Inc. of Sunnyva1e, . CA.電 子散熱元件10 5最好是Peltier-type元件。當電流通過此 Pel tier元件時，此元件會將熱從冷邊（c〇id side)傳到熱 邊（hot side)。因此，如圖二所示，此peitier元件1〇5包 含一熱邊（201)和一冷邊（203)。
此Pel tier元件1〇5對此外封裝103之成形是必要的，並 定位Pel tier元件1〇5使得影像裝置1〇1形成底部。可藉由 把傳統上外封裝1 〇 3的底部移走，用此Pe丨t丨er元件1 〇 5取 代即可完成。 最好’此外封裝1 〇 3用傳統的半導體積體電路封裝材 料。例如，此外封裝i 〇3可用陶瓷或環氧機合成塑膠
497234
ieP〇XU匕外封褒1〇3可能也包含電子引腳用來和一被封 裝之積體電路傳訊。此外封裝i Q3可在任何供應商處獲 得0 此外抑可迖擇在此冷邊2 0 3和此互補式金氧半電晶體影 像感測器107間放一層絕緣體2〇5。此絕緣體2〇5是必要的 例如：右Pel t ier接面（juncti〇n)的冷邊之電極性和此互 補式金氧半電晶體影像感測器丨〇 7之基板極性不同。最好 此互補式金氧半電晶體影像感測器1 〇 7是直接放在此 P e 11 i e r元件1 0 5之冷邊2 0 3上。
當電流通過此Pe 11 i er元件1 〇 5時，熱會從此冷邊2 〇 3傳 到此熱邊2 0 1。此互補式金氧半電晶體影像感測器丨〇 7所生 之熱將被傳到此Pe 11 i er元件1 〇 5之熱邊2 0 1。因此，把此 Pel tier元件105之冷邊2 0 3緊靠此互補式金氧半電晶體影 像感測器1 0 7 ’此互補式金氧半電晶體影像感測器1 〇 7將被 散熱。此外，此P e 11 i e r元件1 0 5之熱邊2 0 1可被選擇放置 接近或緊靠一散熱片。如圖一所示，此Peltier元件10 5之 熱邊2 0 1最好在晶片封裝之外。
如圖三，可選擇地將一散熱片3 0 1附在此晶片封裝之底 部。換句話說，此散熱片3 0 1是接觸此pe 11 i er元件1 0 5之 熱邊201。此散熱片30 1之作用是把熱從此p e 11 i e r元件1 0 5 之熱邊201散去。 在較佳實施例中，此P e 11 i e r元件1 〇 5之冷邊2 0 3 和此互補式金氧半電晶體影像感測器1 0 7之基板為同一電 極性（e 1 e c t r i c a 1 ρ ο 1 a r i t y )。然而，假如兩者之電極性
第7頁 497234 五、發明說明（5) 不同，應加一電絕緣而熱傳導之層例如：鋁氧化物，以分 開此P e 11 i e r元件1 〇 5之冷邊2 0 3和此互補式金氧半電晶體 影像感測器1 0 7。這讓此p e 11 i e r元件1 0 5消除一電連接， 和此互補式金氧半電晶體影像感測器1 0 7直接連接到此冷 邊203，使此元件有最大散熱效率。 同樣地’在較佳實施例中，此p e 11 i e r元件1 〇 5之熱邊 2 0 1被製成與此散熱片3 〇丨相同之電極性。這讓此pe丨t丨er 元件1 〇 5消除其他電連接，和此散熱片3 〇丨直接連接到此熱 邊201，因此有最大散熱效率。 本發月以較佳實施例說明如上，而熟悉此領域技藝 者’在不脫離本發明之精神範圍内，當可作些許更動潤 飾，、其專利保護範圍更當視後附之申請專利範圍及其等 領域而定。 497234 圖式簡單說明 圖式簡單說明： 前述的觀點與本發明之許多附帶優點，藉由參考下列詳細 描述，和補充說明之圖形將被更容易地瞭解： 圖一為本發明關於互補式金氧半電晶體影像傳輸感測 器之積體電路封裝之上視圖。 圖二為圖一之積體電路封裝沿著A-A之截面圖。 圖三為本發明之第二實施例積體電路封裝之截面圖。 元件符號對照表： 影像裝置1 0 1 外封裝1 0 3 電子散熱元件1 0 5 互補式金氧半影像感測器1 0 7 P e 11 i e r元件 1 0 5 P e 11 i e r元件 1 Ο 5熱邊 2 Ο 1 Ρ e 11 i e r元件 1 Ο 5冷邊 2 Ο 3。 絕緣體2 Ο 5 散熱片301 圖式簡單說明： 前述的觀點與本發明之許多附帶優點，藉由參考下列詳細 描述，和補充說明之圖形將被更容易地瞭解： 圖一為本發明關於互補式金氧半電晶體影像傳輸感測
497234 圖式簡單說明 器之積體電路封裝之上視圖。 圖二為圖一之積體電路封裝沿著A-A之截面圖。 圖三為本發明之第二實施例積體電路封裝之截面圖。 元件符號對照表： 影像裝置1 0 1 外封裝1 0 3 電子散熱元件1 0 5 互補式金氧半影像感測器1 0 7 P e 11 i e r元件 1 0 5
Pel tier元件 105熱邊 201 P e 11 i e r元件 1 0 5冷邊 2 0 3。 絕緣體2 0 5 散熱片301
第10頁
Claims (1)
- 497234 夕厂年6月%修正/更正/補充 六、申請專利範圍 申請專利範圍： 1. 一種封裝裝置，包含： (a) —互補式金氧半電晶體影像感測器，裝配於一積體電 路之上；及 (b) —封裝結構，用以承載上述互補式金氧半電晶體影像 感測器，上述封裝結構包含一必要之主動散熱元件與其形 成。 2 .如申請專利範圍第 1項之封裝裝置，其中上述之主動散 熱元件，是一具有一冷邊和一熱邊之Peltier元件。 3. 如申請專利範圍第1項之封裝裝置，其中上述 Peltier 元件之冷邊直接接觸上述之互補式金氧半電晶體影像感測 器。 4. 如申請專利範圍第 2項之封裝裝置，其中一電子絕緣體 置於上述之 Pe 11 i er元件和上述之互補式金氧半電晶體影 像感測器之間。 5 .如申請專利範圍第 1項之封裝裝置，更包含一散熱片接 於上述之 Peltier元件之該熱邊。 6.如申請專利範圍第2項之封裝裝置，其中上述之Pel tier 元件作為上述之封裝之底部。第6頁 497234 ：-/ ^ . 六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範圍第 1項之封裝裝置，其中上述之互補式 金氧半電晶體影像感測器具有一基板以及上述之 Pe 11 i er 元件之上述冷邊之電極性與該基板之電極性相同。 8.如申請專利範圍第 5項之封裝裝置，其中上述之互補式 金氧半電晶體影像感測器有一基板以及上述之 Pel tier元 件之上述熱邊之電極性與上述之散熱片相同。 9 .如申請專利範圍第 8項之封裝裝置，其中上述之互補式 金氧半電晶體影像感測器有一基板以及上述之 Pe 11 i er元 件之上述冷邊之電極性與該基板之電極性相同。第7頁
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