專利名稱：影像感測模塊及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像感測模塊及其封裝方法，尤其涉及一種應(yīng)用于手持式移動(dòng)裝置之影像感測模塊及其封裝方法。
背景技術(shù)：
影像感測模塊(Image Sensor)常應(yīng)用于如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等手持式移動(dòng)裝置中。而應(yīng)用于手持式移動(dòng)裝置時(shí)，往往受限于手持式移動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)限制而采用客制化的設(shè)計(jì)來進(jìn)行。然而采用客制化的方式來設(shè)計(jì)，往往無法滿足對于低成本、快速開發(fā)及產(chǎn)量的要求。
傳統(tǒng)的影像傳感器封裝方式是以陶瓷或有機(jī)材料制成的方形封裝基板，將影像傳感器粘附在封裝基板的空穴中，并以打線的方式將芯片與封裝基板空穴內(nèi)的金屬墊連接，接著將封裝基板的空穴以玻璃等透明窗口材料覆蓋并粘附住，以得到一個(gè)與外部隔離而又能讓光線進(jìn)出的結(jié)構(gòu)。
上述之傳統(tǒng)影像感測模塊封裝基板包含多種不同的類型，例如CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier，陶瓷無引線芯片承載，如圖1a)、PLCC(PlasticLeaded Chip Carrier，塑料無引線芯片承載，如圖1b)、OLCC(Organic LeadedChip Carrier，有機(jī)無引線芯片承載，如圖1c)。
如上所述，例如中華民國專利公告第542493號「影像傳感器構(gòu)造」所揭示者，其中包含基板、凸緣層、影像感測芯片及窗口，該影像感測芯片設(shè)于該凸緣層與該基板所形成之凹槽中，該凸緣層之上表面形成有訊號輸入端，以供多個(gè)導(dǎo)線電性連接該些訊號輸入端與該影像感測芯片，再經(jīng)由該凸緣層之側(cè)邊電性連接至該基板，該凸緣層之上表面涂布有部分之粘著層，以粘著該窗口，在封裝制程中，必須先將該凸緣層固設(shè)于該基板上以形成該凹槽。
封裝完成的影像傳感器再以焊錫固定在模塊的印刷電路板上，接著將鏡座與鏡頭固定后便形成一個(gè)影像感測模塊。將鏡頭影像感測芯片之間的相對定位固定的方式有兩種，第一種方式是將鏡頭的鏡座以粘膠或螺絲固定在模塊的印刷電路板上(圖2)，接著再將鏡頭調(diào)整到對焦位置再加以固定。第二種方式是將鏡頭的鏡座直接固定在影像傳感器上(圖3a、3b)。
然而這兩種方式均伴隨著一些缺點(diǎn)由于此二種方法分別透過模塊的印刷電路板及玻璃來連接鏡頭與影像傳感器，因此也增加了模塊組裝時(shí)鏡頭光軸與影像傳感器的感測區(qū)中心之間的誤差，特別是傾斜誤差(當(dāng)所使用的鏡頭的焦深較淺時(shí)將造成部份區(qū)域影像的模糊)及平移誤差(將造成影像照度不對稱或是邊緣出現(xiàn)暗角)。
其中，假若以第一種方式來制作影像感測模塊，則方法較簡單，但是相對所占的面積就較大。此外，由于是藉由表面粘著技術(shù)及模塊的印刷電路板來進(jìn)行鏡頭與影像傳感器之間的定位，因此相對的誤差較大。
而假若以第二種方式來制作影像感測模塊，則會(huì)因?yàn)殓R座的定位基準(zhǔn)為玻璃或封裝基板外緣，而分別具有不同的特性。而且，假若以此方式進(jìn)行模塊制程，則會(huì)因?yàn)椴ＡЩ蚍庋b基板的外型一般為方型，而需將鏡座與玻璃或封裝基板外緣的余隙設(shè)計(jì)得較大，如此將造成鏡頭與傳感器之間形成較大的平移誤差。此外，由于鏡座是直接坐落在玻璃上，因此，整體的傾斜誤差也會(huì)隨著玻璃及玻璃貼合的誤差而增加。
由于影像傳感器模塊主要是由影像傳感器及鏡頭所組成，影像的品質(zhì)除了受影像傳感器及鏡頭本身的特性影響之外，也受到將此二者組裝時(shí)的精度控制所影響。特別是當(dāng)所使用的影像傳感器的畫素尺寸較小以及使用較復(fù)雜的鏡頭，例如具備自動(dòng)對焦及變焦功能的鏡頭，由于內(nèi)部移動(dòng)的機(jī)構(gòu)件較多，整體的誤差將較大而使得無法得到清晰的影像。
有鑒于已知影像感測模塊封裝上的缺點(diǎn)，因此，如何研發(fā)一種影像感測模塊封裝設(shè)計(jì)，以得到較低的平移及傾斜誤差、較高的定位精密度、較高的模塊生產(chǎn)合格率、以及較高的封裝合格率，這的確是目前此相關(guān)領(lǐng)域所需積極發(fā)展研究之目標(biāo)。本發(fā)明人等依上述已知影像感測模塊封裝上的缺點(diǎn)及限制，爰精心研究，并以其從事該項(xiàng)研究領(lǐng)域之多年經(jīng)驗(yàn)，遂提出本發(fā)明應(yīng)用于影像感測模塊之封裝設(shè)計(jì)，以得到較低平移及傾斜誤差、較高定位精密度、較高模塊生產(chǎn)合格率、以及較高封裝合格率之功效，實(shí)為不可多得之發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本段摘述本發(fā)明的某些特征，其它特征將敘述于后續(xù)的段落。本發(fā)明藉由附加的申請專利范圍定義，其合并于此段落作為參考。
本發(fā)明之主要目的為提供一種應(yīng)用于影像感測模塊之封裝方法。藉由將影像感測組件及鏡座均直接固定在封裝基板上，使得整體的定位誤差只跟影像感測組件定位及鏡座定位有關(guān)，而與圍墻及玻璃的尺寸及相關(guān)的定位誤差以及模塊的印刷電路板尺寸誤差及組裝誤差無關(guān)，以得到較傳統(tǒng)方式高之定位精密度。此外，亦可得到較低的平移及傾斜誤差、較高的模塊生產(chǎn)合格率、以及較高的封裝合格率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明之一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種影像感測模塊，包含封裝基板，于四個(gè)角落及邊緣上至少有二個(gè)以上的導(dǎo)孔；多個(gè)金屬墊，平行排列于封裝基板上之邊緣內(nèi)；組件粘著區(qū)，位于封裝基板中央，并由該多個(gè)金屬墊所包圍；影像感測組件，固定在封裝基板之組件粘著區(qū)上；圍墻，固定在該多個(gè)金屬墊之外圍，形成包圍該多個(gè)金屬墊、該組件粘著區(qū)、以及該影像感測組件之空穴，并將封裝基板之導(dǎo)孔置于圍墻外；及窗口，固定在圍墻上，以與外部隔離并允許光線進(jìn)出。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，封裝基板由陶瓷制成。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，封裝基板由有機(jī)材料制成。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式將封裝基板與圍墻合并制成。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，利用壓模的方式將有機(jī)材料制成之封裝基板與圍墻合并制成。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，封裝基板利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，圍墻由陶瓷及有機(jī)材料其中之一所制成。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，影像感測組件以打線的方式與多個(gè)金屬墊連接。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，窗口由玻璃或是光學(xué)濾光鏡所制成。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種影像感測模塊之封裝方法，依序包含下列步驟a)將多個(gè)金屬墊、組件粘著區(qū)、以及圍墻合并制作于封裝基板上；b)將影像感測組件固定在封裝基板上；c)將影像感測組件連接到多個(gè)金屬墊；及d)將窗口固定在圍墻上。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種影像感測模塊之封裝方法，依序包含下列步驟a)將多個(gè)金屬墊及組件粘著區(qū)合并制作于封裝基板上；b)將圍墻固定在封裝基板上；c)將影像感測組件固定在封裝基板上；d)將影像感測組件連接到多個(gè)金屬墊；及e)將窗口固定在圍墻上。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種影像感測模塊之封裝方法，依序包括下列步驟a)將多個(gè)金屬墊及組件粘著區(qū)合并制作于封裝基板上；b)將影像感測組件固定在封裝基板上；c)將影像感測組件連接到多個(gè)金屬墊；d)將窗口固定在圍墻上；及e)將圍墻固定在封裝基板上。


圖1為三種已知影像感測模塊封裝基板之示意圖。
圖2為已知影像感測模塊結(jié)合鏡座之封裝基板示意圖。
圖3為已知影像感測模塊結(jié)合鏡座之封裝基板示意圖。
圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之影像感測模塊示意圖。
圖5為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之影像感測模塊結(jié)合鏡座之封裝完成圖。
圖6為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之影像感測模塊之封裝基板示意圖。
圖7為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之影像感測模塊之封裝基板示意圖。
圖8為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之影像感測模塊之封裝流程示意圖。
圖9為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之影像感測模塊之封裝流程示意圖。
圖10為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之影像感測模塊之封裝流程示意圖。
主要組件符號說明1 影像感測模塊10 封裝基板20 金屬墊30 組件粘著區(qū)40 圍墻50 導(dǎo)孔60 影像感測組件70 窗口80 鏡座具體實(shí)施方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖式在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之影像感測模塊1之示意圖。如圖4所示，影像感測模塊1包含封裝基板10、多個(gè)金屬墊20、組件粘著區(qū)30、圍墻40、導(dǎo)孔50、影像感測組件60、窗口70。
封裝基板10是由陶瓷或有機(jī)材料所制成。在封裝基板10上有平行排列于封裝基板10邊緣內(nèi)之多個(gè)金屬墊20，以用來與影像感測組件60藉由打線的方式連接到封裝基板10上。在封裝基板10之中央位置有組件粘著區(qū)30，由多個(gè)金屬墊20所包圍。其中，組件粘著區(qū)30是用來與影像感測組件60藉由導(dǎo)電粘膠或不導(dǎo)電粘膠固定在封裝基板10上。另外，封裝基板10于四個(gè)角落及邊緣上至少有二個(gè)以上的導(dǎo)孔50，以與鏡座80之定位柱(在此未顯示)連接，形成如圖5所示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之影像感測模塊結(jié)合鏡座之封裝完成圖。
圖6及圖7均為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之影像感測模塊之封裝基板示意圖。圍墻40是由陶瓷或有機(jī)材料所制成，并可經(jīng)由兩種方式與封裝基板10連接，一種是藉由高溫共燒陶瓷、低溫共燒陶瓷、壓模其中之一的方式與封裝基板10一并制成結(jié)合在一起(如圖6所示)；另一種是將圍墻40藉由粘膠固定在高溫共燒陶瓷或低溫共燒陶瓷所制成之陶瓷平板式封裝基板10上或有機(jī)材料平板式封裝基板10上(如圖7所示)。圍墻40固定在多個(gè)金屬墊之外圍，形成包圍金屬墊20、組件粘著區(qū)30、影像感測組件60之空穴，并將封裝基板10之導(dǎo)孔50置于其包含范圍之外。窗口70以粘膠固定在圍墻40上，以將圍墻40內(nèi)之金屬墊20、組件粘著區(qū)30、影像感測組件60蓋住以與外部隔離，達(dá)到避免水氣、灰塵或微粒子侵害影像感測組件60之目的。窗口70可為任何透明材料，例如玻璃，以允許光線進(jìn)出，使得影像感測組件60可以透過窗口70接收光訊號。
如上所述，圍墻40可經(jīng)由兩種方式與封裝基板10連接，一種方式是將圍墻40與封裝基板10一并制成結(jié)合在一起，形成如圖6所示之封裝基板；另一種方式是將圍墻40藉由粘膠固定在如圖7所示之平板式封裝基板10上。影像感測模塊之封裝也將因這兩種方式所形成之封裝基板不同而產(chǎn)生不同的封裝流程，以下將作更詳盡的說明。在此，以第一種方式所形成之封裝基板稱為第一實(shí)施例；而以第二種方式所形成之封裝基板稱為第二實(shí)施例。
圖8為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之影像感測模塊1之封裝流程示意圖。如圖8所示，首先將金屬墊20、組件粘著區(qū)30、圍墻40藉由高溫共燒陶瓷、低溫共燒陶瓷、壓模其中之一的方式合并制作于封裝基板10上。其中，金屬墊20平行排列于封裝基板10邊緣內(nèi)，并將組件粘著區(qū)30包圍于其內(nèi)，而圍墻40則將金屬墊20與組件粘著區(qū)30一并包圍于其中內(nèi)。接下來將影像感測組件60藉由導(dǎo)電粘膠或不導(dǎo)電粘膠固定在封裝基板10上。再將影像感測組件60藉由與周圍之金屬墊20以打線的方式連接到封裝基板10上。最后，將窗口70藉由粘膠固定在圍墻40上。
圖9為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之影像感測模塊1之封裝流程示意圖。如圖9所示，首先將金屬墊20及組件粘著區(qū)30合并制作成如圖7所示之平板式封裝基板10上。其中，金屬墊20平行排列于封裝基板10邊緣內(nèi)，并將組件粘著區(qū)30包圍于其內(nèi)。再將圍墻40藉由粘膠固定在封裝基板10上，形成包圍金屬墊20及組件粘著區(qū)30之空穴，并將封裝基板10之導(dǎo)孔50置于其包含范圍之外。接下來將影像感測組件60藉由導(dǎo)電粘膠或不導(dǎo)電粘膠固定在封裝基板10上。再將影像感測組件60藉由與周圍之金屬墊20以打線的方式連接到封裝基板10上。最后，將窗口70藉由粘膠固定在圍墻40上。
圖10為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之影像感測模塊1之封裝流程示意圖。如圖10所示，首先將金屬墊20及組件粘著區(qū)30合并制作成如圖7所示之平板式封裝基板10上。其中，金屬墊20平行排列于封裝基板10邊緣內(nèi)，并將組件粘著區(qū)30包圍于其內(nèi)。再將影像感測組件60藉由導(dǎo)電粘膠或不導(dǎo)電粘膠固定在封裝基板10上。接下來將影像感測組件60藉由與周圍之金屬墊20以打線的方式連接到封裝基板10上。再將窗口70藉由粘膠固定在圍墻40上。最后，將粘有窗口70之圍墻40藉由粘膠固定在封裝基板10上，并將金屬墊20、組件粘著區(qū)30、影像感測組件60包圍于其內(nèi)。
利用本發(fā)明影像感測模塊之封裝方式不但可以得到較低的平移及傾斜誤差、較高的定位精密度、較高的模塊生產(chǎn)合格率、以及較高的封裝合格率之功效，此為已知技藝無法達(dá)成。本發(fā)明技術(shù)具有實(shí)用性、新穎性與進(jìn)步性，爰依法提出申請。
縱使本發(fā)明已由上述之實(shí)施例詳細(xì)敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護(hù)者。
權(quán)利要求
1.一種影像感測模塊，包括封裝基板，于四個(gè)角落上或四個(gè)邊緣上至少有二個(gè)導(dǎo)孔；多個(gè)金屬墊，平行排列于封裝基板上之邊緣內(nèi)；組件粘著區(qū)，位于封裝基板中央，并由該多個(gè)金屬墊所包圍；影像感測組件，固定在封裝基板之組件粘著區(qū)上；圍墻，固定在該多個(gè)金屬墊之外圍，形成包圍該多個(gè)金屬墊、該組件粘著區(qū)、以及該影像感測組件之空穴，并將封裝基板之導(dǎo)孔置于圍墻外；及窗口，固定在圍墻上，以與外部隔離并允許光線進(jìn)出。
2.如權(quán)利要求1所述的影像感測模塊，其中封裝基板由陶瓷制成。
3.如權(quán)利要求1所述的影像感測模塊，其中封裝基板由有機(jī)材料制成。
4.如權(quán)利要求2所述的影像感測模塊，其中利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式將封裝基板與圍墻合并制成。
5.如權(quán)利要求3所述的影像感測模塊，其中利用壓模的方式將封裝基板與圍墻合并制成。
6.如權(quán)利要求1所述的影像感測模塊，其中封裝基板利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。
7.如權(quán)利要求1所述的影像感測模塊，其中圍墻由陶瓷及有機(jī)材料其中之一所制成。
8.如權(quán)利要求1所述的影像感測模塊，其中影像感測組件以打線的方式與多個(gè)金屬墊連接。
9.如權(quán)利要求1所述的影像感測模塊，其中窗口由玻璃所制成。
10.一種影像感測模塊之封裝方法，依序包括下列步驟將多個(gè)金屬墊、組件粘著區(qū)、以及圍墻合并制作于封裝基板上；將影像感測組件固定在封裝基板上；將影像感測組件連接到多個(gè)金屬墊；及將窗口固定在圍墻上。
11.如權(quán)利要求10所述的封裝方法，其中封裝基板由陶瓷制成。
12.如權(quán)利要求10所述的封裝方法，其中封裝基板由有機(jī)材料制成。
13.如權(quán)利要求11所述的封裝方法，其中利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式將封裝基板與圍墻合并制成。
14.如權(quán)利要求12所述的封裝方法，其中利用壓模的方式將封裝基板與圍墻合并制成。
15.如權(quán)利要求10所述的封裝方法，其中影像感測組件藉由導(dǎo)電粘膠及非導(dǎo)電粘膠其中之一固定在封裝基板上。
16.如權(quán)利要求10所述的封裝方法，其中影像感測組件藉由打線的方式與多個(gè)金屬墊連接。
17.一種影像感測模塊之封裝方法，依序包括下列步驟將多個(gè)金屬墊及組件粘著區(qū)合并制作于封裝基板上；將圍墻固定在封裝基板上；將影像感測組件固定在封裝基板上；將影像感測組件連接到多個(gè)金屬墊；及將窗口固定在圍墻上。
18.如權(quán)利要求17所述的封裝方法，其中封裝基板由陶瓷及有機(jī)材料其中之一所制成。
19.如權(quán)利要求17所述的封裝方法，其中利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。
20.如權(quán)利要求17所述的封裝方法，其中影像感測組件藉由導(dǎo)電粘膠及非導(dǎo)電粘膠其中之一固定在封裝基板上。
21.如權(quán)利要求17所述的封裝方法，其中影像感測組件藉由打線的方式與多個(gè)金屬墊連接。
22.一種影像感測模塊之封裝方法，依序包括下列步驟將多個(gè)金屬墊及組件粘著區(qū)合并制作于封裝基板上；將影像感測組件固定在封裝基板上；將影像感測組件連接到多個(gè)金屬墊；將窗口固定在圍墻上；及將圍墻固定在封裝基板上。
23.如權(quán)利要求22所述的封裝方法，其中封裝基板由陶瓷及有機(jī)材料其中之一所制成。
24.如權(quán)利要求22所述的封裝方法，其中利用高溫共燒陶瓷及低溫共燒陶瓷其中之一的方式制成平板式基板。
25.如權(quán)利要求22所述的封裝方法，其中影像感測組件藉由導(dǎo)電粘膠及非導(dǎo)電粘膠其中之一固定在封裝基板上。
26.如權(quán)利要求22所述的封裝方法，其中影像感測組件藉由打線的方式與多個(gè)金屬墊連接。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種影像感測模塊，包含封裝基板，于四個(gè)角落及邊緣上至少有二個(gè)以上的導(dǎo)孔；多個(gè)金屬墊，平行排列于封裝基板上之邊緣內(nèi)；組件粘著區(qū)，位于封裝基板中央，并由該多個(gè)金屬墊所包圍；影像感測組件，固定在封裝基板之組件粘著區(qū)上；圍墻，固定在該多個(gè)金屬墊之外圍，形成包圍該多個(gè)金屬墊、該組件粘著區(qū)、以及該影像感測組件之空穴，并將封裝基板之導(dǎo)孔置于圍墻外；及窗口，固定在圍墻上，以與外部隔離并允許光線進(jìn)出。
文檔編號H04N5/335GK1913166SQ20051009030
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者張嘉帥, 吳嘉泯 申請人:印像科技股份有限公司