專利名稱：影像傳感器封裝結(jié)構及應用該影像傳感器的影像擷取模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及影像傳感器，尤其涉及一種通過PCB電路板開設窗口而成為封裝基板，以利于晶粒覆晶及玻璃板上片，從而可簡化封裝制備程序以及提供輕薄短小化影像擷取模塊優(yōu)勢的影像傳感器封裝結(jié)構及應用該影像傳感器的影像擷取模塊。
基于前述，目前構裝技術的趨勢是向覆晶(Flip chip)封裝方式發(fā)展，此種制備過程需要在晶圓(Wafer)上進行長凸塊(Bump)制備再與基板上的電路接點回焊接合，因此需將晶粒頂面正向基板，故，限制了影像傳感器感測區(qū)必須開放的先決條件，這樣，雖然覆晶擁有最佳電器特性，具有晶粒散熱好及較小封裝尺寸的優(yōu)點，但是該技術在影像傳感器的應用仍具有一定的難度。
如

圖15所示，為現(xiàn)有的一種影像傳感器覆晶式構裝結(jié)構9，其上方的玻璃板91內(nèi)面利用光罩蝕刻技術構架出電路910，所以其制備過程頗為復雜，并可能因玻璃板板板與晶粒間的填膠缺點而影響光學特性或其封裝產(chǎn)品的可靠度。另一方面，影像擷取電路模塊的應用越趨廣泛，然而模塊化的思維需與末端應用產(chǎn)品相呼應，例如通訊產(chǎn)品或個人用數(shù)字產(chǎn)品均朝向結(jié)合影像擷取功能的同時，小體積及低成本的雙重競相目標為近期市場取向，在改善封裝成本及體積的同時若能將這些目標一起并入模塊化的設計，應更能符合市場需求。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是本發(fā)明影像傳感器封裝結(jié)構，其包括在一PCB電路基板表面開設一穿透至另一對應表面的窗口，窗口的規(guī)格與影像傳感器的感測區(qū)大小相近，窗口的壁緣四周覆設遮蔽物，以防止落塵掉入影像傳感器晶粒表面；該PCB電路基板表面在窗口側(cè)以光罩蝕刻(Etching)方式形成數(shù)個引腳(Lead)，各引腳設定為內(nèi)引腳及外引腳兩部分；一影像傳感器晶粒(Chip)以其焊墊與內(nèi)引腳對應接合至PCB電路基板而構成電性連結(jié)；與晶粒對應的PCB電路基板窗口位置用一玻璃板封蓋；晶粒及玻璃板周圍充填(Underfill)膠材以構成氣密狀態(tài)。
前述的影像傳感器封裝結(jié)構，其中光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板單一側(cè)表面。
前述的影像傳感器封裝結(jié)構，其中光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板兩側(cè)表面，同一側(cè)的數(shù)個引腳定義為內(nèi)引腳(Inner lead)，另一側(cè)形成的數(shù)個引腳定義為外引腳(Out lead)，各內(nèi)、外引腳為電性連接。
前述的影像傳感器封裝結(jié)構，其中玻璃板一面鍍AR膜，另一面鍍IR膜。
前述的影像傳感器封裝結(jié)構，其中窗口的壁緣四周覆設的遮蔽物包括涂布防焊層(Solder mask)或鍍金覆蓋。
前述的影像傳感器封裝結(jié)構，其中玻璃板膠合封蓋在影像傳感器的晶粒感應區(qū)，玻璃板的厚度略大于PCB電路基板厚度。
本發(fā)明應用前述影像傳感器的影像擷取模塊，其包括一影像傳感器、一SMT基板、一鏡頭組；該影像傳感器封裝結(jié)構包括一PCB電路基板、一影像感測晶粒、一玻璃板；PCB電路基板表面設有一穿透至另一對應表面的窗口，該窗口的規(guī)格與影像傳感器感測區(qū)大小相近；該PCB電路基板表面在窗口側(cè)設有用光罩蝕刻(Etching)方式形成的數(shù)個引腳(Lead)，各引腳(Lead)設定為內(nèi)引腳及外引腳兩部分；該影像感測晶粒(Chip)以其焊墊與PCB電路基板內(nèi)引腳對應接合至PCB電路基板而構成電性連結(jié)；與影像感測晶粒對應的PCB電路基板窗口位置封蓋一玻璃板；影像感測晶粒及玻璃板周圍充填(Underfill)膠材構成氣密狀態(tài)；該SMT基板內(nèi)設有模塊電路并預留一卉放孔，該開放孔的規(guī)格與前述影像感測晶粒大小相近；該影像傳感器外引腳以表面粘著方式固定在SMT基板開放孔的位置并與模塊電路構成電性連接；該鏡頭組設有一鏡頭座(Holder)并罩設在影像傳感器上方。
前述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其中影像傳感器以光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板單一側(cè)表面。
前述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其中影像傳感器以光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板兩側(cè)表面，同一側(cè)的數(shù)個引腳定義為內(nèi)引腳(Inner lead)，另一側(cè)形成的數(shù)個引腳定義為外引腳(Out lead)，各內(nèi)、外引腳為電性連接。
前述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其中窗口的壁緣四周覆設的遮蔽物包括涂布防焊層(Solder mask)或鍍金覆蓋。
前述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其中玻璃板一面鍍有AR膜，另一面鍍有IR膜。
前述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其中玻璃板膠合封蓋在影像傳感器的晶粒感應區(qū)，玻璃板厚度略大于PCB電路基板厚度。
本發(fā)明應用前述影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，包括一PCB電路基板、一影像感測晶粒、一玻璃板、一鏡頭組；該PCB電路基板表面具有內(nèi)設模塊電路以及一穿透至另一對應表面的窗口，該窗口的規(guī)格與影像傳感器感測區(qū)大小相近；該PCB電路基板表面在窗口側(cè)設有用光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳，各引腳設為內(nèi)引腳及外引腳；該影像感測晶粒以其焊墊與PCB電路基板內(nèi)引腳對應接合至PCB電路基板而構成電性連結(jié)；與影像感測晶粒對應的PCB電路基板窗口位置封蓋一玻璃板；影像感測晶粒及玻璃板周圍充填膠材構成氣密狀態(tài)；該鏡頭組設有鏡頭座并罩設在影像傳感器上方。
本發(fā)明有益效果是，本發(fā)明影像傳感器封裝結(jié)構而提供的制備封裝技術及影像擷取模塊組裝導入SMT構裝技術，符合自動化生產(chǎn)需要；本發(fā)明封蓋在影像感測晶粒上方的玻璃板兩面分別鍍有AR膜及IR膜，可以增加光穿透率及減少光線反射以防止強光照射使影像出現(xiàn)白霧、鬼影，可省略鏡頭組內(nèi)濾光片的設置，故降低鏡頭組的高度，這樣對于改善后續(xù)產(chǎn)品的應用及改進影像質(zhì)量具有顯著效益；本發(fā)明影像傳感器封裝結(jié)構及影像擷取模塊組裝方式確保產(chǎn)品可靠度；與現(xiàn)有封裝技術相比較，本發(fā)明大幅降低影像擷取模塊整體高度，對于改善后續(xù)應用產(chǎn)品具有顯著效益；有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)能力，減低設備需求，產(chǎn)品造價大幅度降低。
圖1為本發(fā)明影像傳感器第一實施例結(jié)構示意圖。
圖2為應用圖1所示影像傳感器組裝構成的影像擷取模塊的第一實施例示意圖。
圖3為圖2所示的SMT基板示意圖。
圖4A為本發(fā)明影像傳感器第二實施例結(jié)構示意圖。
圖4B為本發(fā)明影像傳感器第三實施例結(jié)構示意圖。
圖5為應用圖4A所示影像傳感器組裝構成影像擷取模塊的第二實施例示意圖。
圖6為本發(fā)明影像傳感器第四實施例示意圖。
圖7為應用圖6所示影像傳感器組裝構成的影像擷取模塊的第三實施例示意圖。
圖8A為本發(fā)明影像傳感器第五實施例示意圖。
圖8B為本發(fā)明影像傳感器第六實施例示意圖。
圖9為應用圖8A所示影像傳感器組裝構成影像擷取模塊的第四實施例示意圖。
圖10為本實用新型影像擷取模塊的第五實施例示意圖。
圖11為本實用新型影像擷取模塊的第六實施例示意圖。
圖12為現(xiàn)有塑料基板構裝(PLCC)影像傳感器結(jié)構示意圖。
圖13為現(xiàn)有塑料基板構裝(PLCC)影像傳感器結(jié)構的另一示意圖。
圖14為現(xiàn)有C/F塑料射出構裝(KLCC)影像傳感器結(jié)構示意圖。
圖15為現(xiàn)有覆晶(Flip chip)封裝影像傳感器結(jié)構示意圖。
圖中標號說明現(xiàn)有技術部分80a側(cè)墻、80b基板、81b PCB電路基板、9影像傳感器覆晶式構裝結(jié)構、91玻璃板、910電路；本發(fā)明部分1影像傳感器封裝結(jié)構、10PCB電路基板、11窗口、111遮蔽物、12引腳、12a內(nèi)引腳、12b外引腳、13焊點、2影像感測晶粒、21UV膠材、3玻璃板、31 UV膠材、4SMT基板、41模塊電路、411接腳、412插接引腳、42開放孔、5鏡頭組、51鏡頭座、6影像擷取模塊、61影像傳感器、611電路基板、612內(nèi)引腳、613外引腳、614導通孔、62SMT基板、63 SMT基板開放孔、64鏡頭座、71影像傳感器、711晶粒、712玻璃板、713窗口、714UV膠、7A影像擷取模塊、715鏡頭組、716鏡頭座、720a內(nèi)引腳、730a內(nèi)引腳、720b外引腳、730b外引腳、7B影像擷取模塊、1A影像擷取模塊、10a PCB電路基板、2a影像感測晶粒、3a玻璃板、5a鏡頭組、11a窗口、12a引腳、1B影像擷取模塊、10b PCB電路基板、2b影像感測晶粒、3b玻璃板、5b鏡頭組、11b窗口。
由前述封裝結(jié)構1可知該影像傳感器采用PCB電路基板取代塑料射出基板，光罩蝕刻導電層生成引腳以取代現(xiàn)有的導線架，所以封裝品質(zhì)具有覆晶法具備的最佳電器特性、晶粒散熱性好及封裝尺寸較小等優(yōu)勢，與其它影像傳感器構裝技術相比較，本發(fā)明可利用SMT設備將一影像傳感器晶粒(Chip)焊墊與PCB電路基板內(nèi)引腳焊點13位置對應進行覆晶式接合而構成電性連結(jié)，以及利用上片機或SMT設備將一玻璃板3封蓋窗口位置，所以本發(fā)明除了封裝結(jié)構簡化從而降低封裝成本的優(yōu)點外，更重要的是設備需求減少，減免許多委托外加工的程序，與一般覆晶技術相比較，不用在晶粒表面進行充填而更能確保產(chǎn)品可靠程度。
參閱圖2所示，為本發(fā)明影像擷取模塊的一實施例，其應用前述本發(fā)明影像傳感器1及一SMT基板4、一鏡頭組5組裝構成，其中如圖3所示，該SMT基板內(nèi)設有模塊電路41及一開放孔42，該模塊電路41開放孔旁預留數(shù)個接腳411，并在SMT基板一端設有插接引腳412，在組裝成影像擷取模塊的制備過程中需以網(wǎng)印刷技術將錫膏局部附著在這些數(shù)個接腳上做為連接點，所以本發(fā)明影像傳感器1可利用其PCB電路基板外引腳12b以表面粘著方式固定在SMT基板開放孔位置并與模塊電路構成電性連接，該SMT基板開放孔的規(guī)格與前述影像傳感器封裝后單一顆產(chǎn)品的大小相近，供影像感測晶粒嵌入開放孔內(nèi)；該鏡頭組5設有一鏡頭座(Holder)51并罩設在影像傳感器的PCB電路基板上方。另外，影像傳感器封裝玻璃板可在其前置作業(yè)過程中先進行鍍膜，一面鍍AR膜，另一面鍍IR膜，可增加光穿透率及減少光線反射以防止強光照射使影像出現(xiàn)白霧、鬼影，因而可省略鏡頭組5內(nèi)濾光片的設置，故，鏡頭組的高度可再降低，進而大幅度降低印刷電路板整體高度，對于改善后續(xù)產(chǎn)品的應用具有顯著效益。
參閱圖4A、4B所示，為本發(fā)明影像傳感器另外二種實施例，該影像傳感器61封裝的PCB電路基板611以光罩蝕刻(Etching)方式，形成一側(cè)在窗口邊緣設有數(shù)個內(nèi)引腳(Inner lead)612，各內(nèi)引腳電性連接至PCB電路基板另一側(cè)表面的數(shù)個外引腳(Out lead)613，如圖4A所示，內(nèi)引腳與外引腳間以導通孔614連接，如圖5所示，為本發(fā)明影像擷取模塊的第二實施例，該影像擷取模塊6利用具有雙層電路的SMT基板62，將前述影像傳感器61粘著于SMT基板下表面，使影像傳感器玻璃板嵌入SMT基板開放孔63，鏡頭座64罩設在該SMT基板上表面，這種設計可大幅度縮減鏡頭座高度，更可使鏡片直接貼附在SMT基板上方，將SMT基板上方空間壓縮到最小極限。
參閱圖6所示，為本發(fā)明影像傳感器第四實施例，主要差異點在于該影像傳感器71的晶粒711感測區(qū)外圍被涂布上UV膠后，玻璃板712被置入PCB電路基板窗口713內(nèi)直接粘合在晶粒表面，玻璃板厚度略大于PCB電路基板以利于清潔玻璃板表面，再在玻璃板外圍充填UV膠714后進行UV照射固化完成膠合封蓋，這種做法可省略玻璃板厚度所占空間；如圖7所示，為本發(fā)明影像擷取模塊第三實施例，該影像擷取模塊7A的鏡頭座716罩設在該影像傳感器的PCB電路基板上方，這種設計同樣可大幅度縮減鏡頭組715的高度。
參閱圖8A、8B所示，為本發(fā)明影像傳感器第五、第六實施例，玻璃板同樣被置入PCB電路基板窗口內(nèi)直接粘合在晶粒表面，其與圖6所示的差異處在于PCB電路基板兩側(cè)表面均具備導電層，其中一導電層在窗口側(cè)形成數(shù)個內(nèi)引腳720a、730a，各內(nèi)引腳電性連接至另一導電層在窗口側(cè)蝕刻形成的數(shù)個外引腳720b、730b，這兩種形式影像傳感器可提供后續(xù)應用中選擇不同的粘著位置；如圖9所示，為本發(fā)明第四種形式的影像擷取模塊7B的實施例。
參閱圖10所示，為本發(fā)明影像擷取模塊的第五實施例，該影像擷取模塊1A包括一PCB電路基板10a、一影像感測晶粒2a、一玻璃板3a、一鏡頭組5a；該PCB電路基板10a表面具有內(nèi)設模塊電路以及一穿透至另一對應表面的窗口11a，窗口的規(guī)格與影像感測晶粒感測區(qū)大小相近；PCB電路基板10a表面在窗口側(cè)設有光罩蝕刻形成的數(shù)個引腳12a；PCB電路基板10a至少在各引腳間涂上防焊層(Solder mask)，再根據(jù)影響傳感器晶粒焊墊位置在各引腳局部覆著具有導電性連接介質(zhì)，介質(zhì)材料包括銀膠、錫膏或具有導電特性的接合膠材，局部覆著方式可采用網(wǎng)印法涂覆、針狀治具轉(zhuǎn)印法或是以點膠法在引腳形成一焊點，該影像感測晶粒以其焊墊對應PCB電路基板引腳焊點接合至PCB電路基板而構成電性連接；在PCB電路基板窗口位置封蓋玻璃板3a，影像感測經(jīng)理及玻璃板周圍充填UA膠材，通過紫外線照射進行硬化以構成氣密，該玻璃上方罩設鏡頭組的鏡頭座。
參閱圖11所示，為本發(fā)明影像擷取模塊的第六實施例，該影像擷取模塊1B與圖10所示的影像擷取模塊的差異點是，玻璃板3b被置入PCB電路基板10b窗口11b內(nèi)直接粘合在晶粒2b表面，鏡頭組5b罩設在窗口上方。
由這些實施例說明，本發(fā)明通過PCB電路基板簡化影像傳感器封裝結(jié)構，SMT基板的設計整合創(chuàng)造出輕薄短小的影像擷取模塊，故，本發(fā)明極具實用產(chǎn)業(yè)價值。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種影像傳感器封裝結(jié)構，其特征在于，包括在一PCB電路基板表面開設一穿透至另一對應表面的窗口，窗口的規(guī)格與影像傳感器的感測區(qū)大小相近，窗口的壁緣四周覆設遮蔽物；該PCB電路基板表面在窗口側(cè)以光罩蝕刻方式形成數(shù)個引腳，各引腳設有內(nèi)引腳及外引腳；一影像傳感器晶粒以其焊墊與內(nèi)引腳對應接合至PCB電路基板而構成電性連結(jié)；與晶粒對應的PCB電路基板窗口位置用一玻璃板封蓋；晶粒及玻璃板周圍充填膠材以構成氣密狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的影像傳感器封裝結(jié)構，其特征在于，所述光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板單一側(cè)表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的影像傳感器封裝結(jié)構，其特征在于，所述光罩蝕刻形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板兩側(cè)表面，同一側(cè)的數(shù)個引腳為內(nèi)引腳，另一側(cè)形成的數(shù)個引腳為外引腳，各內(nèi)、外引腳為電性連接。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的影像傳感器封裝結(jié)構，其特征在于，所述玻璃板一面鍍有AR膜，另一面鍍有IR膜。
5.根據(jù)權利要求4所述的影像傳感器封裝結(jié)構，其特征在于，所述窗口的壁緣四周覆設的遮蔽物包括涂布防焊層或鍍金覆蓋。
6.根據(jù)權利要求1或5項所述的影像傳感器封裝結(jié)構，其特征在于，所述玻璃板膠合封蓋在影像傳感器的晶粒感應區(qū)，玻璃板的厚度略大于PCB電路基板厚度。
7.一種應用如權利要求1所述的影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，包括一影像傳感器、一SMT基板、一鏡頭組；該影像傳感器封裝結(jié)構包括一PCB電路基板、一影像感測晶粒、一玻璃板；PCB電路基板表面設有一穿透至另一對應表面的窗口，該窗口的規(guī)格與影像傳感器感測區(qū)大小相近；該PCB電路基板表面在窗口側(cè)設有用光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳，各引腳設為內(nèi)引腳及外引腳；該影像感測晶粒以其焊墊與PCB電路基板內(nèi)引腳對應接合至PCB電路基板而構成電性連結(jié)；與影像感測晶粒對應的PCB電路基板窗口位置封蓋一玻璃板；影像感測晶粒及玻璃板周圍充填膠材構成氣密狀態(tài)；該SMT基板內(nèi)設有模塊電路并預留一開放孔，該開放孔的規(guī)格與前述影像傳感器封裝后的單顆成品大小相近；該影像傳感器外引腳以表面粘著方式固定在SMT基板開放孔的位置并與模塊電路構成電性連接；該鏡頭組設有鏡頭座并罩設在影像傳感器上方。
8.根據(jù)權利要求7所述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，所述影像傳感器以光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板單一側(cè)表面。
9.根據(jù)權利要求7所述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，所述影像傳感器以光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳設在PCB電路基板兩側(cè)表面，同一側(cè)的數(shù)個引腳為內(nèi)引腳，另一側(cè)形成的數(shù)個引腳為外引腳，各內(nèi)、外引腳為電性連接。
10.根據(jù)權利要求7所述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，所述窗口的壁緣四周覆設的遮蔽物包括涂布防焊層或鍍金覆蓋。
11.根據(jù)權利要求7所述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，所述玻璃板一面鍍有AR膜，另一面鍍有IR膜。
12.根據(jù)權利要求7所述的應用影像傳感器的影像擷取模塊，其特征在于，所述玻璃板膠合封蓋在影像傳感器的晶粒感應區(qū)，玻璃板厚度略大于PCB電路基板厚度。
13.一種應用如權利要求1所述的影像傳感器封裝結(jié)構的影像擷取模塊，其特征在于，包括一PCB電路基板、一影像感測晶粒、一玻璃板、一鏡頭組；該PCB電路基板表面具有內(nèi)設模塊電路以及一穿透至另一對應表面的窗口，該窗口的規(guī)格與影像傳感器感測區(qū)大小相近；該PCB電路基板表面在窗口側(cè)設有用光罩蝕刻方式形成的數(shù)個引腳，各引腳設為內(nèi)引腳及外引腳；該影像感測晶粒以其焊墊與PCB電路基板內(nèi)引腳對應接合至PCB電路基板而構成電性連結(jié)；與影像感測晶粒對應的PCB電路基板窗口位置封蓋一玻璃板；影像感測晶粒及玻璃板周圍充填膠材構成氣密狀態(tài)；該鏡頭組設有鏡頭座并罩設在影像傳感器上方。
全文摘要
影像傳感器封裝結(jié)構及應用該影像傳感器的影像擷取模塊，影像傳感器封裝結(jié)構在PCB電路基板上構裝影像傳感器，PCB電路基板至少一表面設導電層及窗口，窗口規(guī)格與影像傳感器晶粒感測區(qū)大小相近，PCB電路基板用光罩蝕刻方式形成引腳，與影像傳感器晶粒焊墊位置對應引腳局部覆著具有導電性質(zhì)的連接介質(zhì)，供晶粒利用SMT制備方法接合至PCB電路基板構成電性連結(jié)，與晶粒對應位置用玻璃板板體膠合封蓋；影像擷取模塊是在SMT基板內(nèi)設模塊電路并預留開放孔，開放孔規(guī)格與影像感測晶粒大小相近，影像傳感器外引腳表面粘著固定在SMT基板開放孔位置并與模塊電路成電性連接，影像傳感器上方用鏡頭座罩設組裝構成，其質(zhì)量好，成本低。
文檔編號H01L21/02GK1450651SQ0312975
公開日2003年10月22日 申請日期2003年5月15日 優(yōu)先權日2003年5月15日
發(fā)明者王鴻仁 申請人:王鴻仁