CN1971928A - 图像传感器组件及具有该组件的照相机组件封装件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像传感器组件，包括：图像传感器，其包括从外部入射的光中拾取图像的像素区以及信号处理区，该信号处理区具有形成于图像传感器外部中的凸块，从而可以相对于由像素区拾取的图像来处理电信号；以及板，通过液体粘合剂连接到图像传感器，并设置有窗口，使得图像传感器的像素区接收光线，该板包括形成于窗口周围的至少一部分上的第一虚拟图案、形成于从第一虚拟图案向外隔开预定距离的位置中的电路图案、以及电连接至电路图案从而可与图像传感器中形成的凸块相接触的板侧焊盘。
Description
相关申请交叉参考
本申请要求2005年11月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2005-113823号的权益，其公开内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种图像传感器组件以及一种具有该组件的照相机组件封装件，它们可用于移动设备或各种监控装置中。当图像传感器的凸块(bump)，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)，与图像传感器组件板通过使用非导电胶(NCP)彼此直接连接时，可以应用该图像传感器组件及照相机组件封装件。
背景技术
随着信息通信技术的快速发展，数据通信速度提高了，并且数据通信量也扩大了。另外，诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器的图像装置安装于移动电子设备(例如移动电话或笔记本)上，因此图像数据以及文本数据可实时传输，图像数据可通过照相机组件获取。
就封装用于照相机的图像传感器的方法而言，提供了倒装芯片COF(薄膜覆晶)法、引线结合COB(板上芯片)法、以及CSP(芯片级封装)法，其中，广泛使用的是COF法和COB法。
COB法是与现有半导体生产线所使用的工艺相类似的工艺，并且比其它封装方法具有更高的生产率。但是，由于引线应该用于与PCB的连接，使得组件的尺寸增大，而且需要附加工艺。因此，需要新的封装技术，以减小芯片的尺寸、改进热量散失和电性能、以及提高可靠性。由此，基于具有外部结合突起的凸块，出现了COF法。
在COF法中，不需要连接引线的空间。因此，封装件的面积和透镜镜筒的高度可以减小。而且，由于在COF法中使用薄膜或柔性印刷电路板(FPCB)，因此可以制造出能够经受外部冲击的可靠封装件，而且其制造工艺相对简单。此外，COF法满足了高速处理信号、高密度要求、并需要多个插脚的这种趋势。
此外，在使用增加了各种功能的高质量传感器的组件中，由于其单层(one-story)结构，已经成为COF法优势的组件小型化无法再实现。组件必然设计成具有比COB法更大的尺寸。
目前，使用双面柔性印刷电路板(FPCB)，从而组件可以设计成具有与COB法中的组件类似的尺寸，这不满足组件小型化(COF法的优势)的要求。因此，由于COB法有频繁使用的趋势，需要用于实现组件小型化的设计和工艺技术。
现在，将参照附图，描述使用COF法的传统图像传感器组件及其制造方法，并分析其问题。
图1是示出了使用COF法的传统图像传感器组件的平面视图。
如图1中所示，图像传感器组件30包括：图像传感器33，其拾取图像，以便处理成电信号；柔性印刷电路板(FPCB)31，连接至图像传感器33，从而可以将信号传送至外部。
图像传感器33包括：像素区(光接收部)，其从外部入射的光拾取图像；以及信号处理区(ISP)，具有形成于图像传感器外部上的焊盘34，从而可以相对于像素区所拾取的图像来处理电信号。
FPCB 31具有窗口32，该窗口形成为具有预定尺寸，使得从安装于壳体上的透镜部的聚光透镜所接收到的光穿过窗口32，从而可以到达图像传感器33。
图像传感器33通过倒装芯片结合法连接在FPCB 31的后表面上。倒装芯片结合法大致分为ACF工艺和NCP工艺。在ACF工艺中，将各向异性导电膜(ACF)***到FPCB 31的后表面与图像传感器33的焊盘上突出的凸块之间，然后对其按压，从而可以将其连接上。在NCP工艺中，将非导电胶(NCP)放置到FPCB 31的后表面与图像传感器33的焊盘上突出的凸块之间，然后对其按压，从而可以将其连接上。通过倒装芯片结合法，形成于图像传感器33中的元件侧电极焊盘(element-side electrode pad)电连接至形成于FPCB 31上的板侧电极焊盘(board-side electrode pad)，而且电信号通过形成于FPCB 31上的电路图案35传送到外部母板或类似装置。于是，完成了耦合至具有透镜部的壳体的图像传感器组件30。
将对倒装芯片结合法(其中图像传感器33连接到FPCB 31的后表面上)进行具体地描述。
在进行图2所示的这些工艺的ACF工序中，将其中心部分按预定尺寸打孔的各向异性导电膜排列在板侧焊盘所在的部分上。之后，执行预压，从而可以连接膜和板。
接着，对具有由银等形成的导电凸块的图像传感器定位，以使其与膜的周边相对应。
接着，以预定的温度加热图像传感器，从而可以将其按压并连接到板上，以便形成于图像传感器中的凸块与形成于板上的焊盘以电路方式彼此连接。
接着，用树脂等对图像传感器的***部进行填边(side-fill)。最后，执行固化处理，以完成制造图像传感器组件。
在进行图3所示这些工艺的NCP工序中，首先准备具有由银等形成的导电凸块的图像传感器。
接着，在形成有板侧焊盘的板上，以矩形形状分配非导电胶(NCP)，以覆盖焊盘。
接着，将其上形成有导电凸块的图像传感器定位在其上分配有NCP的板上。
最后，对其上形成有导电凸块的图像传感器加热并按压，以便使形成于图像传感器上的凸块和形成于板上的焊盘(pad)以电路的方式彼此连接。然后，按压板和图像传感器，以便使其彼此连接，从而完成图像传感器组件的制造。
在上述的COF封装法中，当使用NCP工艺的非导电胶替代ACF工艺的各向异性导电膜时，可以减少材料成本，并提供了对抗外部条件的高耐用性，以保证高度可靠的质量。
虽然NCP工艺有这些优势，但是仍然出现下面的问题。在实施NCP工艺时将用作胶的非导电胶定量地涂覆于板上之后，当通过结合装置按压并连接图像传感器时，在液态非导电胶溢入图像传感器中的位置出现非导电胶的溢出(部位A)，如图4所示。这种溢出在已完成的图像传感器组件的图像形成时导致严重缺陷。图4示出了用于解释当实施用于COF封装法的NCP工艺时出现的问题的照片。
发明内容
本发明的优点在于提供了一种图像传感器组件及使用该组件的照相机组件封装件。在图像传感器组件及使用该组件的照相机组件封装件中，在实施COF封装法的NCP工艺时，将液体粘合剂(例如用作胶的非导电胶)定量地涂覆于板上之后，当通过结合装置按压并连接图像传感器时，防止了液体粘合剂溢入图像传感器组件的像素区中，这使得可以消除形成图像时的缺陷。
本发明总发明构思的其它方面和优点将在随后的描述中进行阐述，并且部分将通过这些描述变得显而易见，或者可通过对于总发明构思的实践而获知。
根据本发明的一个方面，图像传感器组件包括：图像传感器，包括拾取从外部输入的图像的像素区以及信号处理区，该信号处理区具有形成于图像传感器外部中的凸块，从而可以相对于由像素区拾取的图像来处理电信号；以及板，通过液体粘合剂连接至图像传感器，并设置有窗口，使得图像传感器的像素区接收光线，该板包括：形成于窗口周围的至少一部分上的第一虚拟图案(dummypattern)、形成于从第一虚拟图案向外隔开预定距离的位置中的电路图案、以及电连接至电路图案从而与图像传感器中形成的凸块相接触的板侧焊盘。
根据本发明的另一方面，液体粘合剂为非导电聚合物(NCP)。
根据本发明的再一方面，液体粘合剂被分配在与形成有板侧焊盘的位置相比较更外侧的部分上。
根据本发明的又一方面，第一虚拟图案被图案化成矩形形状。
根据本发明的又一方面，第一虚拟图案为连续的图案线。
根据本发明的又一方面，第一虚拟图案为不连续的图案线。
根据本发明的又一方面，图像传感器组件还包括位于第一虚拟图案与电路图案之间的第二虚拟图案。
根据本发明的又一方面，第一虚拟图案和第二虚拟图案一体地形成，从而可以彼此连接。
根据本发明的又一方面，照相机组件封装件包括：透镜镜筒，其具有安装于其上的多个透镜；根据本发明一方面的图像传感器组件，该图像传感器组件从穿过透镜镜筒传输的光中拾取图像；以及壳体，在其上端连接到透镜镜筒，并在其下端连接到图像传感器组件。
附图说明
从下面结合附图对实施例的描述中，本发明总发明构思的这些和/或其它方面和优点将变得显而易见且更易于理解，附图中：
图1是示出了用于COF封装法的传统图像传感器组件的平面视图；
图2是用于COF封装法的ACF工艺的示图；
图3是用于COF封装法的NCP工艺的示图；
图4是用于解释当实施用于COF封装法的NCP工艺时出现的问题的平面视图；
图5是示出了根据本发明实施例的图像传感器组件板的平面视图；
图6是示出了根据本发明另一实施例的图像传感器组件板的平面视图；
图7是示出了应用根据本发明的图像传感器组件板的图像传感器组件以及使用该图像传感器组件的照相机组件封装件的分解透视图；以及
图8是示意性地示出了用于制造根据本发明的图像传感器组件的板、虚拟图案、粘合装置(例如NCP)、以及凸块之间的位置关系的示图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明总发明构思的实施例，其实例在附图中示出，其中，相同附图标号始终表示相同部件。下面参照附图描述这些实施例，以解释本发明的总发明构思。
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图像传感器组件板
图5是示出了根据本发明实施例的图像传感器组件板的平面视图；以及图6是示出了根据本发明另一实施例的图像传感器组件板的平面视图。
图5示出了具有连续形状的第一虚拟图案36形成于图像传感器组件板31上。虽然将在下面描述，但是图像传感器组件30包括：图像传感器33，其拾取图像，以处理成电信号；以及板(印刷电路板)31，图像传感器33连接至该板，并且该板形成有电路图案35，从而可以将信号传送至外部。
一般而言，图像传感器33包括：像素区(光接收部)，其从外部输入的光中拾取图像；以及信号处理区(ISP)，具有形成于图像传感器***部分中的焊盘34，从而可以处理关于由像素区所拾取的图像的电信号。
根据本发明的板31具有窗口32，该窗口形成为具有预定尺寸，使得从安装于壳体20上的透镜部10的聚光透镜所接收到的光可以穿过窗口32，到达图像传感器33。就板31而言，可以使用柔性印刷电路板(FPCB)或刚柔结合印刷电路板(RFPCB)。FPCB和RFPCB可以由具有柔性的聚酰亚胺形成的树脂板构成。特别地，当双面FPCB或RFPCB用作板31时，诸如MLCC的至少一个或多个电子器件38，可以安装在与板31的一个表面(下表面)(该表面具有连接于其的图像传感器33)相对的表面(上表面)上。因此，可以减小图像传感器组件的整体尺寸。
在窗口32的周围，虚拟图案36形成为围绕窗口32的形状。当诸如非导电胶(NCP)的液体粘合剂，被分配并涂覆于板31的后表面与图像传感器33的焊盘上所突出的凸块之间、然后被按压并连接时，虚拟图案36用作阻挡壁，其防止液体粘合剂渗入与图像传感器33的像素区相对应的窗口32中。在形成普通电路图案35的同时，虚拟图案36可以在板31上进行图案化。可替换地，可以仅单独形成虚拟图案36。
如图5所示，虚拟图案36可以图案化成具有围绕窗口32的矩形形状的连续线，或者可图案化成不连续的线。但是，当将液体粘合剂(例如NCP)分配并涂覆于板31上时，可将液体粘合剂集中到最后一个工序中(在大约330到360度的范围内)，在该工序中分配的起点和终点彼此相符并彼此交迭。然后，当实施随后的按压工序时，液体粘合剂溢入板31的窗口32中。因此，优选地，实施图案化，以便虚拟图案36形成于与分配的起点和终点彼此交迭的位置相对应的部分内。
在图像传感组件30中，由于噪声问题，形成于板31上的电路图案35与窗口32向外隔开预定距离，这表示虚拟图案36可以形成在窗口32与电路图案35之间。因此，如果在虚拟图案36和电路图案35形成之后提供用于形成独立的附加虚拟图案的空间，优选地，形成附加的第二虚拟图案37，如图6所示。此外，当决定在设计阶段保证用于此类附加的第二虚拟图案37的空间时，更优选地，在形成第一虚拟图案36时一体地形成第二虚拟图案37。图6示出了双虚拟图案形成于图像传感器组件板上。
同时，形成于图像传感器上的凸块可以是以下任何一种：柱型(stud)凸块、电解凸块、以及非电解凸块，其中柱型凸块的优势在于产品的可靠性，原因是凸块的高度可以减小，从而可以改善陶瓷导线之间的步长(step)。
为将电信号从图像传感器33传送至外部母板等而形成的电路图案35在与虚拟图案36向外隔开预定距离的位置上进行图案化，并且还形成有板侧焊盘34，其电连接至电路图案35，从而可以从图像传感器33接收电信号。在板侧焊盘34外侧，液体粘合剂(例如NCP)被分配并涂覆于板31上。
同样地，通过将液体粘合剂(例如NCP)分配并涂覆于板31的后表面与图像传感器33的焊盘上所突出的凸块之间、然后被加压并连接的此类工序，将形成于图像传感器33上的元件侧电极焊盘电连接至形成于板上的板侧电极焊盘。
图像传感器组件及照相机组件封装件
图7是示出了应用根据本发明的图像传感器组件板的图像传感器组件以及使用该图像传感器组件的照相机组件封装件的分解透视图；
如图7所示，照相机组件封装件包括：透镜镜筒(透镜部10)；壳体20，透镜部10从其上部开口***到壳体内，从而可以安装于其中；图像传感组件30，其连接到壳体20的下部开口。
壳体20为典型的支撑件，并且具有形成于其上部和下部的开口。开口分别连接到透镜部10和图像传感器组件30。在下部开口处的壳体内圆周上，导向件(guide)形成为向壳体内部突出，当壳体和图像传感组件30彼此连接时，导向件用作定位部。
***并连接至壳体20的上部开口的透镜部10用作透镜保持器，并且由诸如聚碳酸酯的树脂形成。光圈、聚光透镜等安装于壳体20的底侧中。光圈限定通过聚光透镜的光的通道，并且聚光透镜用来促使穿过光圈传输的光由图像传感器的光接收部接收。在透镜部10的上表面上连接有IR涂覆的玻璃，从而可以防止异物渗入光圈或聚光透镜中。
连接到壳体20下部开口的图像传感器组件30包括板31及连接到板31上的图像传感器33，从而可以接收并处理穿过形成于板31上的窗口32传输的光。此外，板31的一端连接到连接器(未示出)。
将对用于制造根据本发明的图像传感器组件的特定过程进行描述。图8是示意性地示出了用于制造根据本发明的图像传感器组件的板、虚拟图案、粘合装置(例如NCP)、以及凸块之间的位置关系的示图。
首先，准备具有由银等形成的导电凸块的图像传感器33。
接着，在其上形成有虚拟图案36和37及板侧焊盘的板31中，将液体粘合剂(例如NCP)分配并涂覆在矩形形状中，从而可以覆盖焊盘。将液体粘合剂分配在板31上，从而可以涂覆到形成板侧焊盘34的位置的外面上。
接着，将形成有导电凸块的图像传感器33定位于其上分配有NCP的板31上。
最后，对具有形成于板31(诸如NCP的液体粘合剂分配于其上)上的导电凸块的图像传感器33进行加热并按压的同时，将形成于图像传感器33上的凸块和形成于板31上的焊盘以电路的方式彼此连接，从而完成图像传感器组件30。虽然实施了这种按压过程，虚拟图案36仍可以防止液体粘合剂渗入板的与图像传感器33的像素区相对应的窗口32中。
当双面FPCB或RFPCB用作板时，至少一个或多个电子器件38，例如多层陶瓷电容器(MLCC)等，可以安装在与FPCB的一侧(下表面)(该表面具有连接于其的图像传感器)相对的侧(上表面)上，从而可以被包括进壳体内部，与现有技术相比，这使得减小图像传感器组件的整体尺寸成为可能。可安装于图像传感组件30上的电子器件38包括至少一个或多个多层陶瓷电容器(MLCC)。此外，电子器件38可以附加地包括其它电子器件，例如电阻器、二极管、晶体管等。多层陶瓷电容器(MLCC)用来去除产生于照相机组件中的屏幕噪声，并且其它电子器件可以用来提高除了去除屏幕噪声之外的品质。此外，由于近来半导体以高性能和高集成的趋势发展，集成了多芯片封装件以及三维堆栈结构(stackedstructure)，从而实现了小巧紧凑的封装件。
根据本发明的图像传感器组件和照相机组件封装件，根据COF法，当在实施NCP封装法的工艺中应用液体粘合剂时，用作胶的液体粘合剂(例如NCP)被定量地涂覆于板上，然后，通过结合装置按压图像传感器。在这种情况下，可以防止液体粘合剂渗入图像传感器的像素区中，这使得可以减小图像形成中的缺陷百分比。
尽管已经示出和描述了本发明总发明构思的几个实施例，但是本领域技术人员应该明白，在不偏离本发明总发明构思的原则和精神的前提下，可以对这些实施例进行改变，本发明总发明构思的范围由所附权利要求及其等同物所限定。
Claims (9)
1.一种图像传感器组件，包括：
图像传感器，其包括：
像素区，其从外部入射的光中拾取图像；以及
信号处理区，具有形成于所述图像传感器外部中的凸块，从而可以相对于由所述像素区拾取的所述图像来处理电信号；以及
板，通过液体粘合剂连接至所述图像传感器，并设置有窗口，使得所述图像传感器的所述像素区接收光线，所述板包括：第一虚拟图案，形成于所述窗口周围的至少一部分上；电路图案，形成于从所述第一虚拟图案向外隔开预定距离的位置中；以及板侧焊盘，电连接至所述电路图案，从而与所述图像传感器中形成的所述凸块相接触。
2.根据权利要求1所述的图像传感器组件，
其中，所述液体粘合剂为非导电聚合物(NCP)。
3.根据权利要求1所述的图像传感器组件，
其中，所述液体粘合剂被分配在与形成所述板侧焊盘的位置相比较更外侧的部分上。
4.根据权利要求1所述的图像传感器组件，
其中，所述第一虚拟图案被图案化成矩形形状。
5.根据权利要求1所述的图像传感器组件，
其中，所述第一虚拟图案为连续的图案线。
6.根据权利要求1所述的图像传感器组件，
其中，所述第一虚拟图案为不连续的图案线。
7.根据权利要求1所述的图像传感器组件，还包括：
第二虚拟图案，位于所述第一虚拟图案与所述电路图案之间。
8.根据权利要求1所述的图像传感器组件，
其中，所述第一虚拟图案和所述第二虚拟图案一体地形成，从而彼此连接。
9. 一种照相机组件封装件，包括：
透镜镜筒，其具有安装于其上的多个透镜；
根据权利要求1所述的图像传感器组件，所述图像传感器组件从穿过所述透镜镜筒传输的光中拾取图像；以及
壳体，在其上端连接到所述透镜镜筒，并在其下端连接到所述图像传感器组件。
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