CN101937923A - 拍摄模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种拍摄模块。所述拍摄模块包括：基底，具有开口、用于传输电信号的电路图案和连接到电路图案的第一端和第二端，光穿过所述开口；图像传感器，与基底结合以通过开口接收光，并且电连接到第一端；引线框架，设置在图像传感器周围并电连接到基底的第二端；壳体，结合到基底的表面上，所述表面与连接有图像传感器和引线框架的另一表面相对；透镜，设置在壳体中。

Description

拍摄模块
本申请要求于2009年6月30日在韩国知识产权局提交的第10-2009-0059295号韩国专利申请的优先权，通过引用将该申请的公开全部包含于此。
技术领域
与本发明构思一致的装置和方法涉及拍摄模块，更具体地讲，涉及一种能够容易大量生产的超薄拍摄模块。
背景技术
拍摄模块安装在诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、车辆的后视拍摄机和防盗门拍摄机(door security camera)的当前流行设备上。
随着对安装有拍摄模块的便携式通信设备(例如，拍照手机)的需求的***性增长，对更薄和更小的拍摄模块的需求也增加了。考虑到便携式设备的小巧和设置使用拍摄模块的装置之处的外观的美感要求拍摄模块具有非常小的尺寸。为了制造小且薄的拍摄模块，需要在拍摄模块中使用小且薄的图像传感器。
安装在小的便携式设备上的拍摄模块包括图像传感器和结合在图像传感器的表面上的透镜壳体。图像传感器包括：图像传感器芯片；印刷电路板(PCB)，电连接到图像传感器芯片并用于将捕获的图像信号传输到外部电路。在透镜壳体上安装至少一个透镜和红外滤光片。
普通的拍摄模块包括安装在诸如PCB的基底上的图像传感器芯片，并且通过使用引线接合方法将图像传感器芯片的接合焊盘电连接到基底的连接焊盘来生产这种普通的拍摄模块。然而，在现有的引线接合方法中，因引线的线弧高度(loop height)(芯片表面到接合在芯片上的引线的最大高度的距离)导致封装会不容易具有小的厚度。
可选地，倒装芯片接合方法也用于制造小且薄的拍摄模块。上述的引线接合方法通常使用板上芯片(chip on board，COB)技术来将图像传感器芯片安装到硬质印刷电路板(HPCB)上，倒装芯片接合方法使用覆晶薄膜(chipon film，COF)技术来将图像传感器芯片安装在柔性印刷电路板(FPCB)上。
尽管与引线接合方法相比，倒装芯片接合方法用来制造较薄的拍摄模块，但是倒装芯片接合方法没有大幅度减小拍摄模块的厚度。更详细地讲，将图像传感器芯片和PCB顺序地堆叠在使用倒装芯片接合方法制造的拍摄模块中，因此，拍摄模块不会具有小于图像传感器芯片与PCB的厚度之和的厚度。
此外，由于通过将一个图像传感器粘附到一个PCB上来制造普通的倒装芯片封装，所以制造拍摄模块需要许多时间，生产良率低，因此拍摄模块的大量生产受到限制。
发明内容
本发明构思的示例性实施例提供了一种超薄拍摄模块。
本发明构思的示例性实施例还提供了一种能够易于大量生产的拍摄模块。
根据示例性实施例的方面，提供了一种拍摄模块，所述拍摄模块包括：基底，具有开口、用于传输电信号的电路图案和连接到电路图案的第一端和第二端，光穿过所述开口；图像传感器，与基底结合以通过开口接收光，并且电连接到第一端；引线框架，设置在图像传感器周围并电连接到基底的第二端；壳体，结合到基底的表面上，所述表面与结合有图像传感器和引线框架的另一表面相对；透镜，设置在壳体中。
基底可以是柔性印刷电路板(FPCB)。
基底可以是用树脂密封的另一引线框架。
拍摄模块还可包括光学滤波器，所述光学滤波器设置在基底的表面上，以覆盖开口，所述表面与结合有图像传感器和引线框架的另一表面相对。
图像传感器可包括与第一端对应的端子焊盘，并且可通过使用倒装芯片接合方法或表面安装技术(SMT)来将图像传感器与基底结合，以将端子焊盘与第一端接合。
引线框架可包括与第二端对应的引线，并且可通过使用倒装芯片接合方法或表面安装技术来将引线框架与基底结合，以将第二端与引线接合。
引线框架还可包括填充在引线之间的空间中的模具单元。
拍摄模块还可包括焊料凸块，所述焊料凸块粘合到引线框架的表面上的引线，所述引线框架的表面与连接到基底的另一表面相对。
根据示例性实施例的方面，提供了一种拍摄模块的制造方法，所述方法包括以下步骤：提供具有开口、用于传输电信号的电路图案和连接到电路图案的第一端和第二端的基底，光穿过所述开口；通过将图像传感器的端子焊盘电连接到第一端来将图像传感器与基底结合，图像传感器通过开口接收光以将光的光信息转换为电信号；在图像传感器周围设置中心具有开口的引线框架，从而在水平方向上引线框架将图像传感器容纳在开口中，并将引线框架电连接到基底的第二端；在与基底的结合有图像传感器和引线框架的表面相对的另一表面上设置壳体；将透镜设置在壳体中并位于图像传感器的上方。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它方面将会变得更加清楚，其中：
图1是根据示例性实施例的拍摄模块的示意性剖视图；
图2是根据示例性实施例在图1中示出的拍摄模块的分解的底部透视图；
图3是根据示例性实施例当结合焊料凸块时在图1中示出的引线框架的剖视图；
图4是根据示例性实施例用于描述将焊料凸块与在图3中示出的引线框架结合的工艺的剖视图；
图5是根据示例性实施例用于描述将图像传感器与在图1中示出的拍摄模块的基底结合的工艺的剖视图；
图6是根据示例性实施例用于描述将引线框架与在图5中示出的基底结合的工艺的剖视图；
图7是根据示例性实施例用于描述将光学滤波器与在图6中示出的基底结合的工艺的剖视图；
图8是根据示例性实施例用于描述将壳体与在图7中示出的基底结合的工艺的剖视图；
图9是根据示例性实施例用于制造图1中示出的拍摄模块的引线框架带的示例的平面图；
图10是根据示例性实施例用于制造图1中示出的拍摄模块的基底带的示例的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图通过解释示例性实施例来详细描述本发明构思。
图1是根据示例性实施例的拍摄模块的示意性剖视图。图2是根据示例性实施例在图1中示出的拍摄模块的分解的底部透视图。
参照图1和图2，拍摄模块包括：基底10，包括开口11；图像传感器20，与基底10结合；引线框架30，设置在图像传感器20周围并与基底10结合；壳体40，设置在图像传感器20的对面或上方并与基底10结合；透镜50，容纳于壳体40中。
图像传感器20是用于将光信息转换为电信号的半导体器件，例如，图像传感器20可以是电荷耦合元件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
图像传感器20包括：光接收区域22，用于接收光并将光转换为电信号；端子焊盘(terminal pads)21，位于图像传感器20的前表面上，并用于将光接收区域22电连接到外部设备。端子焊盘21形成在光接收区域22的周围，并电连接到将在后面描述的基底10的第一端13。
基底10包括：开口11，光穿过开口11；电路图案12，用于传输电信号；第一端13和第二端14，连接到电路图案12。第一端13电连接到图像传感器20的端子焊盘21。如果必要的话，可将诸如电容器的无源器件安装在基底10的前表面上。
基底10可以是硬质印刷电路板(HPCB)或柔性印刷电路板(FPCB)。基底10不限于印刷电路板(PCB)，并且可以是包括用于实现第一端13和第二端14的电路图案12的各种元件。例如，可通过使用在方形扁平无引线(QFN)封装中使用的引线框架来形成基底10。当通过使用引线框架来形成基底10时，可用树脂填充或密封引线框架的空的空间，以确保稳定的支撑性能。
通常，引接合方法用于将图像传感器电连接到PCB。引线接合是指通过使用由诸如铜(Cu)或金(Au)的金属材料形成的导线将多个端子彼此电连接的工艺。然而，如果使用引线接合方法，则由于线弧高度高，会导致封装不容易以小的厚度形成。
图5是根据示例性实施例用于描述将在图1中示出的拍摄模块的图像传感器20与基底10结合的工艺的剖视图。
参照图5，通过使用倒装芯片接合方法或表面安装技术(SMT)，可将基底10与图像传感器20彼此电连接。
倒装芯片接合方法是指通过在半导体芯片上形成凸块并将凸块电连接到印刷在PCB上的连接焊盘来将裸芯片本身安装在电路板上而不封装半导体芯片的技术。
SMT是指将表面安装组件(SMC)粘合到电路上的方法，所述表面安装组件是在电路板的表面上直接可安装的。
如果使用倒装芯片接合方法或SMT作为电连接方法，则与引线接合方法相比，可减小封装的尺寸和厚度，可将输入/输出端设置在芯片的任何位置，并可降低工艺成本和制造成本。此外，通过使用倒装芯片接合方法制造的倒装芯片封装可具有快速的电性能和优良的热性能。
例如，在倒装芯片接合方法中，凸块形成在图像传感器20的端子焊盘21上，各向异性导电膜(ACF)41压在图像传感器20上以覆盖凸块。然后，图像传感器20结合到基底10上。
当通过使用倒装芯片接合方法将图像传感器20与基底10结合时，可使用形成在图像传感器20的端子焊盘21与基底10的第一端13之间的导电材料来使图像传感器20与基底10接合。除了ACF 41，导电材料可以是具有导电性的各种接合材料，例如，含有银(Ag)的环氧树脂或各向异性导电膏(ACP)。可选地，在倒装芯片接合方法中使用的接合材料也可以是非导电膏(NCP)。
图3是根据示例性实施例用于描述制造在图1中示出的拍摄模块的引线框架30的工艺的剖视图。图4是根据示例性实施例当接合焊料凸块34时在图3中示出的引线框架30的剖视图。
参照图1、图3和图4，引线框架30设置在图像传感器20的周围并电连接到基底10的第二端14。引线框架30包括：引线31，与基底10的第二端14对应；模具单元32，填充在引线31之间的空间中。引线框架30的引线31包含诸如Cu的导电金属材料，模具单元32包括诸如环氧树脂的可固化的导电材料。
去除形成在引线框架30的中心的芯片焊盘区域，以容纳图像传感器20。如图2所示，当去除芯片焊盘区域时，用于容纳图像传感器20的开口38形成在引线框架30的中心。可在引线框架30的下面形成焊料凸块34，以将拍摄模块连接到外部控制电路板。
图6是根据示例性实施例用于描述将引线框架30与在图5中示出的基底10结合的工艺的剖视图。
参照图6，在将基底10与图像传感器20结合之后，可将引线框架30与基底10结合。引线框架30起到用于将图像传感器20和基底10连接到外部设备的端子的作用。引线框架30设置在图像传感器20的外侧，以包围图像传感器20，并且引线框架30可电连接到基底10的第二端14。
与图像传感器20一样，也可通过倒装芯片接合方法将引线框架30连接到基底10。即，通过在引线31和第二端14之间形成诸如ACF 42的导电材料来将引线框架30连接到基底10。除了ACF 42之外，导电材料可以是具有导电性的各种接合材料，例如，含有银(Ag)的环氧树脂。
图7是根据示例性实施例用于描述将光学滤波器60与在图6中示出的基底10结合的工艺的剖视图。
参照图7，光学滤波器60可结合到基底10的与结合有图像传感器20的表面相对的表面上，以覆盖开口11。即，光学滤波器60设置在壳体40和基底10之间。光学滤波器60阻挡入射到壳体40的红外线，使其不能到达图像传感器20，并防止入射光被反射。为此，可在光学滤波器60的前表面上形成红外截止涂层(infrared cut coating)，并可在光学滤波器60的后表面上形成抗反射涂层。
图8是根据示例性实施例用于描述将壳体40与在图7中示出的基底10结合的工艺的剖视图。
参照图8，当在将图像传感器20和引线框架30固定在基底10上之后，将壳体40结合到基底10上时，完成了拍摄模块。
壳体40包括开口45，壳体40结合在基底10的前表面上。透镜50设置在壳体40中。壳体40的开口45向前开放，使得在拍摄模块前面的光向图像传感器20的光接收区域22入射。如图8所示，透镜50可与壳体40直接结合，或者可通过使用围绕并支撑透镜50的筒来将透镜50与壳体40间接结合。由于壳体40结合到基底10的前表面上，所以保护了图像传感器20和基底10的组件。
图9是根据示例性实施例用于制造图1中示出的拍摄模块的引线框架带的示例的平面图。图10是根据示例性实施例用于制造图1中示出的拍摄模块的基底带的示例的平面图。
以带为单位制造基底和引线框架，在所述带中用于制造拍摄模块的多个图案单元以行和列连接。在以带为单位制造基底和引线框架的方法中，以行和列设置图案单元以形成矩阵，可通过将图像传感器20安装在图案单元的每个上来大量生产拍摄模块。
参照图9，在引线框架带3中，引线31和芯片焊盘区域33形成一个引线框架图案30a，相同的引线图案30a沿水平方向和竖直方向重复。
参照图10，在基底带2中，开口11、设置在开口11周围的第一端13和第二端14及电路图案12形成一个基底图案10a，相同的基底图案10a沿水平方向和竖直方向重复。
引线框架图案30a和基底图案10a具有彼此对应的尺寸，并且设置在彼此对应的位置上。因此，通过使用倒装芯片接合方法将图案传感器20安装在基底带2上，以覆盖基底带2的开口11，去除了芯片焊盘区域33的引线框架带3与基底带2结合，从而完成如图6所示的基底10、图像传感器20和引线框架30的装配。
由于通过使用倒装芯片接合方法来将图像传感器20和引线框架30与基底10结合，所以可容易地大量生产超薄的拍摄模块。
如上所述，根据本发明构思的示例性实施例，可通过使用倒装芯片接合方法或SMT将图像传感器和围绕图像传感器的引线框架与基底结合，因此，可制造超薄的拍摄模块。此外，可通过使用带来制造引线框架和基底，其中，多个电路图案顺序地形成在所述带上，因此，可大量生产拍摄模块。
开发了大量的用于制造超薄拍摄模块的技术。例如，使用了这样的方法，所述方法包括以下步骤：将焊球接合在图像传感器的端子焊盘上；通过使用焊球将图像传感器连接到电路基底上。然而，在此方法中，焊球的面积大，从而增加了拍摄模块的尺寸，焊球的回流溶液渗透到图像传感器中，从而损坏图像传感器，在将焊球接合到图像传感器的端子焊盘上之后必须执行磨削加工(grinding process)。另一方面，根据本发明构思示例性实施例的拍摄模块使用引线框架，因此，可大大减小用于将图像传感器的端子焊盘与外部设备结合的区域的宽度。因此，可允许芯片级设计，可防止因回流溶液的渗透而造成的图像传感器的损坏，并且可以不需要磨削加工。
尽管已经参照本发明构思的示例性实施例具体地示出并描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (14)

1.一种拍摄模块，所述拍摄模块包括：
基底，包括开口、用于传输电信号的电路图案和连接到电路图案的第一端和第二端，光穿过所述开口；
图像传感器，与基底结合以通过开口接收光，并且电连接到第一端；
引线框架，设置在图像传感器周围并电连接到基底的第二端；
壳体，结合到基底的表面上，所述表面与连接有图像传感器和引线框架的另一表面相对；
透镜，设置在壳体中。
2.如权利要求1所述的拍摄模块，其中，基底是柔性印刷电路板。
3.如权利要求1所述的拍摄模块，其中，基底是用树脂密封的另一引线框架。
4.如权利要求1所述的拍摄模块，还包括光学滤波器，所述光学滤波器设置在基底的表面上，以覆盖开口，所述表面与结合有图像传感器和引线框架的另一表面相对。
5.如权利要求1所述的拍摄模块，其中，图像传感器包括与基底的第一端对应的端子焊盘，并且通过使用倒装芯片接合方法或表面安装技术来将图像传感器与基底结合，以将端子焊盘与基底的第一端接合。
6.如权利要求1所述的拍摄模块，其中，图像传感器包括端子焊盘和设置在端子焊盘上的第一导电膜，通过第一导电膜将端子焊盘连接到基底的第一端。
7.如权利要求6所述的拍摄模块，其中，第一导电膜包括各向异性导电膜。
8.如权利要求6所述的拍摄模块，其中，引线框架包括引线和设置在引线上的第二导电膜，通过第二导电膜将引线连接到基底的第二端。
9.如权利要求8所述的拍摄模块，其中，第一导电膜和第二导电膜包括各向异性导电膜。
10.如权利要求1所述的拍摄模块，其中，引线框架包括与第二端对应的引线，并且通过使用倒装芯片接合方法或表面安装技术来将引线框架与基底结合，以将第二端与引线接合。
11.如权利要求10所述的拍摄模块，其中，引线框架还包括填充在引线之间的空间中的模具单元。
12.如权利要求11所述的拍摄模块，其中，还包括焊料凸块，所述焊料凸块粘合到引线框架的表面上的引线，所述引线框架的表面与连接到基底的另一表面相对。
13.如权利要求1所述的拍摄模块，其中，引线框架包括引线和设置在引线上的导电膜，通过导电膜将引线连接到基底的第二端。
14.如权利要求13所述的拍摄模块，其中，导电膜包括各向异性导电膜。
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