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图像传感器组件及其制造方法

阅读：860发布：2021-02-26

IPRDB可以提供图像传感器组件及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种图像传感器组件，包括：衬底，在其中心具有孔；图像信号处理封装，贴装到衬底的背侧；以及图像传感器，装在衬底的孔中，及其制造过程。此外提供了一种照相机组件，包括：图像传感器组件；外壳，盖住图像传感器组件的上部部分；透镜，位于外壳的外侧；过滤器，位于外壳的内侧；以及柔性印刷电路板，连接到图像传感器组件的衬底的背侧。该应用到照相机组件的图像传感器组件能够获得足够的亮度，同时适当地保持了透镜和图像传感器之间的距离，以确保所需要的焦距。，下面是图像传感器组件及其制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种图像传感器组件，包括衬底，在其中心具有孔；

图像信号处理封装，贴装到衬底的背侧；以及图像传感器，装在衬底的孔中。

2.一种照相机组件，包括图像传感器组件；

外壳，盖住图像传感器组件的上部部分；

透镜，位于外壳的内侧；

过滤器，位于外壳的内侧；以及柔性印刷电路板，连接到图像传感器组件的衬底的背侧；

所述的图像传感器组件，包括：衬底，在其中心具有孔；

图像信号处理封装，贴装到衬底的背侧；以及图像传感器，装在衬底的孔中。

3.一种制造图像传感器组件的过程，包括步骤：在衬底的中心形成孔；

将图像信号处理封装贴装到衬底的背侧；以及使用粘合剂将图像传感器粘接到衬底的孔中，并进行引线接合。

4.一种图像传感器组件，包括衬底，其中心具有孔；

图像信号处理裸芯片，装在衬底的孔中；以及图像传感器，位于图像信号处理裸芯片和密封衬底的背侧的环氧模塑化合物层的上侧。

5.一种照相机组件，包括图像传感器组件；

外壳，盖住图像传感器组件的上部部分；

透镜，位于外壳的内侧；

过滤器，位于外壳的内侧，以及柔性印刷电路板，连接到图像传感器组件的衬底的背侧；

所述的图像传感器组件，包括：衬底，在其中心具有孔；

图像信号处理裸芯片，贴装到衬底的孔中；以及图像传感器，位于图像信号处理裸芯片和密封衬底的背侧的环氧模塑化合物层的上侧。

6.一种制造图像传感器组件的过程，包括步骤：在衬底的中心形成孔；

将图像信号处理裸芯片插到衬底的孔中，并可拆分地将带子粘贴到最终结构的上侧；

在衬底的背侧进行引线接合并用环氧模塑化合物层密封该传感器组件的背侧；

从图像信号处理裸芯片和衬底组成的结构上除去带子；以及将图像传感器贴装到图像信号处理裸芯片并进行引线接合。

7.一种图像传感器组件，包括：衬底，在中心具有孔；

柔性印刷电路板，贴装到衬底的背侧；

图像信号处理封装，贴装到该柔性印刷电路板的背侧；以及图像传感器，安装在衬底的孔中。

8.一种照相机组件，包括图像传感器组件；

外壳，覆盖住该图像传感器组件的上部部分；

透镜，位于外壳的外侧；以及过滤器，位于外壳的内侧。

所述的图像传感器组件包括衬底，在中心具有孔；

柔性印刷电路板，贴装到衬底的背侧；

图像信号处理封装，贴装到该柔性印刷电路板的背侧；以及图像传感器，安装在衬底的孔中。

9.一种制造图像传感器组件的过程，包括步骤：在衬底的中心形成孔；

将柔性印刷电路板贴装到衬底的背侧；

将图像信号处理封装贴装到该柔性印刷电路板的背侧；以及使用粘合剂将图像传感器粘接到在衬底的孔中，并进行引线接合。

说明书全文

技术领域

本发明通常涉及应用到数字照相机的照相机组件，特别涉及，图像传感器组件及其制造方法。

背景技术

如本技术领域内的普通技术人员所公知的，最近，数字照相机已经广泛地用于国际互连网图像和通信。特别是，由于下一代移动通信终端广泛地用于PDA(个人数字助理)和IMT-2000(国际移动通信 2000)，增加了对于小型照相机组件的需求。例如，小型的移动通信终端正在更多地用于国际互连网的视听通信。换句话说，对用于生产具有改进的功能的数字照相机的细长的照相机组件的需求很大。
特别地，人们希望PDA终端将被用作使用诸如照相机组件和移动通信终端组件等各种外部设备的多媒体设备，并且能够用于检查日程表。因此，有必要提供能够存储、传输、并提供音频数据、图像和活动图像的通信终端，而且对于小型的细长的照相机组件的需求将增加。
因此，当使用作为照相机组件的基本元件的CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的图像传感器组件时，使用具有空腔(hall)的CLCC(陶瓷无铅芯片载体(ceramic leadless chip carrier))或COB(板上芯片)封装来降低组件的高度。
参照图1，CCD图像传感器或CMOS图像传感器安装在作为衬底的陶瓷PCB(印刷电路板)或环氧PCB的图形上，最终的结构以具有过滤器的外壳覆盖最终结构的方式封装。此外，透镜被插入到该最终结构中。
因为能够通过图像传感器的感知动作来看到实时图像，并适当地处理该感知的数据信号，除了图像传感器和透镜之外的附加的ISP封装(图像信号处理封装)一体化地结合到衬底的底侧或图像传感器的侧部。
图1示出了传统的照相机组件的截面图。如图1所示，传统的图像传感器组件包括图像传感器和ISP封装。该图像传感器通过引线接合法(wire-bonding)贴装到衬底101的上面，而ISP封装贴装到衬底 101的背侧以处理图像数据。该图像传感器组件，其中外壳105覆盖住该图像传感器，和位于外壳内侧的IR过滤器104构成了照相机组件。
但是，在这种情况下，很难降低照相机组件的高度。也就是说，该照相机组件不能够满足最近降低高度的趋势，而且由于ISP封装，照相机组件的高度h1太高了。因此，很难在需要实现照相机组件的小型化时最小化照相机组件的高度。
为了避免上述的缺陷，在现有技术中做了一些努力，其中，通过保持透镜的上侧和图像传感器之间的短的距离来适当地降低照相机组件的高度。但是，这种传统的努力有缺陷，它大大地扩大了入射束的折射角，所以照相机组件透镜的边缘光量比(circumferential light quantity ratio)弱于中心光量比(central light quantity ratio)，从而降低了透镜的光学性能。

发明内容

因此，本发明的一个目的是避免上述缺陷，并提供一种新型的照相机组件，其高度按照要求得到了降低，同时恒定地保持透镜的上侧和图像传感器之间的所希望的的距离，而不改变透镜的光学性能。
本发明的一个特征是，该图像传感器组件包括：具有位于中心的孔的衬底；图像处理封装，贴装到该衬底的背侧；图像传感器，安装在衬底的孔中，而且照相机组件包括该图像传感器组件；透镜，位于外壳的外侧；过滤器，位于该外壳的内侧；以及柔性印刷电路板，它连接到图像传感器组件的衬底的背侧。
此外，制造图像传感器组件的过程包括步骤：在衬底的中心形成孔；将图像信号处理封装贴装到衬底的背侧；以及使用粘合剂将图像传感器粘附到位于衬底中心的孔，并进行引线接合。
根据本发明的第二实施例，该图像传感器组件包括：在中心具有孔的衬底；图像信号处理裸芯片(bare chip)，安装在衬底的孔中；以及位于图像信号处理裸芯片和密封该传感器组件背侧的环氧模塑化合物层的上侧的图像传感器，并且照相机组件包括该图像传感器组件；外壳，覆盖住该图像传感器组件的上部部分；透镜，位于外壳的外侧；过滤器，位于外壳的内侧；以及柔性印刷电路板，连接到图像传感器组件的衬底的背侧部分。
此外，根据本发明的第二实施例的制造图像传感器组件的过程包括步骤：在衬底的中心形成孔；将图像信号处理裸芯片插到衬底的孔中，并可拆分地将带子(tape)粘贴到最终产品的上侧；在衬底的背侧进行引线接合并用环氧模塑化合物层密封该传感器组件的背侧；从图像信号处理裸芯片和衬底组成的结构上除去带子；以及将图像传感器贴装到图像信号处理裸芯片并进行引线接合。
根据本发明的第三实施例，该图像传感器组件包括：在中心具有孔的衬底；柔性印刷电路板，贴装到衬底的背侧；图像信号处理封装，贴装到该柔性印刷电路板的背侧；以及图像传感器，安装在衬底的孔中，并且照相机组件包括该图像传感器组件；外壳，覆盖住该图像传感器组件的上部部分；透镜，位于外壳的外侧；以及过滤器，位于外壳的内侧。
此外，根据本发明的第三实施例的制造图像传感器组件的过程包括步骤：在衬底的中心形成孔；将柔性印刷电路板贴装到衬底的背侧；将图像信号处理封装贴装到该柔性印刷电路板的背侧；以及使用粘合剂将图像传感器粘接到在衬底的孔中，并进行引线接合。

附图说明

本发明上述的和其他的目的、特点和优势将通过下面结合附图的说明而变的明了，其中：
图1示出了传统的照相机组件的截面图；
图2示出了根据本发明的第一实施例的照相机组件的截面图；
图3示出了根据本发明的第二实施例的照相机组件的截面图；
图4示出了根据本发明的第三实施例的照相机组件的截面图。

具体实施方式

现在参照附图，其中在不同的图中，相同的参考编号用于相同或相近似的组件。
图2示出了根据本发明的第一实施例的照相机组件的截面图。如图2所示，这一发明的图像传感器组件包括衬底1，图像传感器2和ISP 封装3。用于安装该图像传感器2的孔位于衬底1的中心，而且该图像传感器2通过引线接合连接到衬底1。根据该第一实施例，照相机组件包括该图像传感器组件，外壳5覆盖住了该图像传感器组件的上部部分，与螺纹啮合的硬封装(hard packing)8位于该外壳5的内侧，透镜位于硬封装8的内侧，旋钮(knob)9盖住该硬封装8的一端，过滤器4位于外壳5的内侧，并且FPCB6连接到衬底1的背侧。
制造用于制造照相机组件的图像传感器组件的过程包括步骤：在衬底1的中心形成孔；将ISP封装3以这样的方式贴装到衬底1的背侧，使得该ISP封装3充分盖住孔；并且使用粘合剂将图像传感器2 粘接到衬底1中心的孔中，并进行引线接合。
如图2所示，如果组成照相机组件的部件分别具有与图1中的部件相同的尺寸，则图2中的照相机组件的高度h2比图1中的照相机组件的高度h1低，并且两种照相机组件之间的高度差与衬底1的厚度相对应。换句话讲，根据本发明的第一实施例的照相机组件具有比传统的照相机组件低的高度，因为外壳5的高度降低了。
在传统的图像传感器组件的情况下，由于在图像传感器和衬底之间的高度差，在引线接合过程中，发生了图像传感器和衬底之间在引线粘接力(wire adhesive force)上的不同，从而降低了引线粘接力。但是，第一实施例的图像传感器组件在提高粘接力上具有优势，而且由于在图像传感器和衬底之间没有高度差，所以引线接合可以方便地进行。
换句话说，通过在衬底1的中心形成孔，由于衬底1的厚度而降低了外壳的高度，所以在恒定地保持图像传感器2和透镜之间的距离的同时，降低了照相机组件的高度。
图3示出了根据本发明的第二实施例的照相机组件的截面图。如图3所示，图像传感器组件具有位于衬底11的中心的孔，而且ISP 裸芯片13安装于孔上。相对于传统的ISP封装或根据本发明的第一实施例的ISP封装103和3而言，由于不需要由ISP封装组成的衬底，使得其厚度成为了该第二实施例的特征。图像传感器12位于该ISP 裸芯片13的上部部分，并且EMC层20密封了衬底11的背侧。此时，该ISP裸芯片13和该EMC层20组成的结构相对于传统的ISP封装 103或根据本发明的第一实施例的ISP封装3都要薄，从而降低了根据本发明的该第二实施例的照相机组件的高度。
根据本发明的第二实施例，该照相机组件包括：图像传感器组件、外壳15、硬封装18、透镜17、旋钮19、过滤器14和FPCB16。
与螺纹啮合在一起的硬封装18位于外壳15的内侧，盖住图像传感器组件的上部部分，而透镜17位于硬封装内。与第一实施例类似，旋钮19盖住硬封装的一端，过滤器14位于外壳内侧，并且FPCB16 连接到衬底11的背侧。此时，照相机组件的外壳15的高度h3高于第一实施例中的外壳的高度h2。但是，根据本发明的第二实施例的照相机组件的高度低于第一实施例中的组件的高度，因为由用于密封衬底11的背侧的EMC层20和ISP裸芯片组成的结构薄于根据第一实施例的ISP封装3。因此，根据本发明的第二实施例的照相机组件具有的高度低于如图1所示的传统的照相机组件的高度。
根据第二实施例的制造图像传感器组件的过程包括步骤：在衬底 11的中心形成孔；将比ISP封装薄的ISP裸芯片插到衬底11的孔中，并可拆分地将带子粘贴到最终产品的上侧；在衬底11的背侧进行引线接合并用环氧模塑化合物层密封该衬底11的背侧；从由图像信号处理裸芯片和衬底11组成的结构上出去带子；以及将图像传感器12 贴装到图像信号处理裸芯片并进行引线接合。此时，进行引线接合的 ISP裸芯片和衬底被示出在如图3所示的EMC层中。
换句话讲，从ISP封装去除了ISP衬底的ISP裸芯片贴装到衬底 1，并且ISP裸芯片的下侧面涂有液体环氧模塑化合物并且固化，从而凭借ISP衬底和衬底的总体厚度降低了ISP裸芯片的厚度，因此降低了该第二实施例的照相机组件的高度，同时恒定地保持了图像传感器和透镜之间所需要的距离(ISP封装越薄，ISP封装的制造成本越高)。此外，因为本发明的第二实施例的EMC层在ISP裸芯片的下侧以液体状态涂覆，所以本发明的EMC层能够比传统的ISP封装薄。
根据本发明的第三实施例，图像传感器组件包括：衬底21，其中心具有孔；FPCB26，贴装到衬底21的背侧；ISP封装23，贴装到 FPCB26的背侧；以及图像传感器22，装在衬底21的孔中。
此外，提供一种照相机组件。该照相机组件包括：根据第三实施例的图像传感器组件；外壳25，盖住该图像传感器组件的上部部分；硬封装28，与螺纹啮合在一起，位于外壳的内部；透镜27，位于硬封装的内侧；旋钮29，盖住硬封装的一端；以及过滤器，位于外壳的内侧。
根据第三实施例的制造图像传感器组件的过程包括步骤：在衬底 21的中心形成孔；将FPCB26贴装到衬底的背侧；将ISP封装23贴装到该FPCB26的背侧；以及使用粘合剂将图像传感器22粘接到在衬底的孔中，并进行引线接合。
根据本发明的第三实施例的照相机组件的高度h4由于FPCB26 而高于根据第一实施例的高度h2，但是低于传统的照相机组件的高度 h1。
如上所述，本发明的图像传感器组件和照相机组件在应用到照相机组件的图像传感器组件能够获得足够的亮度的同时适当地保持了透镜和图像传感器之间的距离以确保所需要的焦距方面具有优势，并且因此通过使用本发明的照相机组件能够制造小型数字照相机。
以说明的方式对本发明进行了描述，可以理解，在此所用的术语是为了使说明更加自然而不是进行限制。在上述的指导下可以对本发明进行各种的改变。因此，可以理解，在所附的权利要求书的范围内，在具体的描述之外可以实现本发明。

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