本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種圖像采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

非晶硅圖像傳感器由于成本低、面積大、抗X光效果好，而被廣泛應(yīng)用于大型X光探測器中，如胸透、安檢等場合使用的探測器。

參考圖1，示出了一種圖像采集系統(tǒng)的應(yīng)用電路示意圖。

所述圖像采集系統(tǒng)包括：圖像傳感器10，所述圖像傳感器10上形成有感光陣列11用于獲得帶有圖像信息的電信號(hào)。所述非晶硅圖像采集系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)通知電路12和驅(qū)動(dòng)控制電路13用于驅(qū)動(dòng)所述感光陣列11輸出所述電信號(hào)；以及用于讀取所述電信號(hào)的讀出電路14。

當(dāng)光線照射到圖像傳感器10的感光陣列11上時(shí)，感光陣列11中的像素單元采集所述光線的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在驅(qū)動(dòng)通知電路12和驅(qū)動(dòng)控制電路13的驅(qū)動(dòng)下，所述感光陣列11按照一定的輸出時(shí)序輸出所述電信號(hào)。讀出電路14按照相應(yīng)的讀取時(shí)序依次讀取所述電信號(hào)。

對(duì)于非晶硅圖像采集系統(tǒng)，由于非晶硅工藝的限制，無法形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的像素單元，因此難以將讀取電路集成于像素單元內(nèi)。所以非晶硅圖像采集系統(tǒng)需要外接讀取電路以讀取感光陣列采集的電信號(hào)。

但是現(xiàn)有的圖像采集系統(tǒng)中，連接所述讀出芯片與圖像傳感器的方式存在信號(hào)噪聲較大，信噪比較低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種圖像采集系統(tǒng)，通過降低信號(hào)噪聲提高信噪比。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種圖像采集系統(tǒng)，包括：

圖像傳感器，用于將帶有圖像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

與所述圖像傳感器相連的柔性電路板，用于輸出所述圖像傳感器獲得的電信號(hào)；

與所述柔性電路板相連的讀出芯片，用于讀取所述電信號(hào)，所述讀出芯片由球柵陣列方式封裝并貼合于所述柔性電路板表面。

可選的，所述讀出芯片包括與所述柔性電路板貼合的貼合面以及與所述貼合面相對(duì)的散熱面，所述讀出芯片包括分布于所述貼合面上的引腳，用于實(shí)現(xiàn)所述讀出芯片與所述柔性電路板的電連接；所述柔性電路板上設(shè)置有用于與所述讀出芯片相連的引線墊，所述柔性電路板上引線墊分布與所述讀出芯片的引腳分布一致。

可選的，所述柔性電路板內(nèi)形成有至少一層電路，每層電路上均設(shè)置有所述引線墊。

可選的，所述柔性電路板內(nèi)形成電路的層數(shù)在1層到6層范圍內(nèi)。

可選的，球柵陣列方式封裝的讀出芯片的引腳為球狀或柱狀焊點(diǎn)，且所述引腳按照點(diǎn)陣形式排布在讀出芯片貼合面上。

可選的，所述柔性電路板包括與所述圖像傳感器相連的接收端和未連接所述圖像傳感器的輸出端，所述圖像采集系統(tǒng)還包括與所述柔性電路板的輸出端相連的印刷電路板，用于形成外圍電路，用于對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行處理。

可選的，所述圖像傳感器為非晶硅薄膜晶體管圖像傳感器。

可選的，所述柔性電路板包括與所述讀出芯片貼合的正面以及與所述正面相對(duì)的背面，所述圖像采集系統(tǒng)還包括位于所述背面的補(bǔ)強(qiáng)板，所述補(bǔ)強(qiáng)板與所述讀出芯片位置相對(duì)應(yīng)。

可選的，所述補(bǔ)強(qiáng)板的材料為防X射線材料。

可選的，所述補(bǔ)強(qiáng)板材料為金屬鎢。

可選的，所述讀出芯片包括與所述柔性電路板貼合的貼合面以及與所述貼合面相對(duì)的散熱面，所述圖像采集系統(tǒng)還包括位于所述讀出芯片散熱面表面的散熱片。

可選的，所述散熱片材料為石墨烯。

可選的，所述散熱片通過導(dǎo)熱硅膠與所述讀出芯片粘合相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)通過采用由球柵陣列方式封裝的讀出芯片。球柵陣列方式封裝的讀出芯片，所形成的引腳分布在所封裝的芯片下表面，因此球柵陣列方式封裝的讀出芯片，雖然引腳增多了，但是引腳分布的面積也較大，所以讀出芯片引腳之間的距離較大，從而能夠提高所形成器件的成品率和可靠性。而且，由球柵陣列方式封裝的讀出芯片引腳之間的距離較大，讀出芯片接收通道之間的干擾較小，能夠降低讀出芯片讀取信號(hào)的噪聲，改善信噪比。此外，球柵陣列方式封裝的讀出芯片能夠直接設(shè)置在所述柔性電路板上，從而縮短了讀出芯片與圖像傳感器之間的距離，縮短了柔性電路板上電路的走線長度，較短的走線長度，能夠有效降低信號(hào)的噪聲，提高信號(hào)讀取的信噪比。

可選的，本發(fā)明的可選方案中，通過在柔性電路板的背面設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)板以加強(qiáng)讀出芯片與柔性電路板之間貼合的機(jī)械強(qiáng)度。此外，所述補(bǔ)強(qiáng)板的材料可以選擇具有較好的抗X光效果的金屬鎢，以避免讀出芯片被X光照射而損壞。

可選的，本發(fā)明的可選方案中，通過在所述讀出芯片的表面設(shè)置散熱片，并通過導(dǎo)熱硅膠實(shí)現(xiàn)所述散熱片與所述讀出芯片之間的粘合，降低所述讀出芯片的溫度，提高所述讀出芯片的運(yùn)行穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是圖像采集系統(tǒng)的應(yīng)用電路示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)第二實(shí)施例中柔性電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)第三實(shí)施例中柔性電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有圖像采集系統(tǒng)中連接讀出芯片與感光陣列的方式 存在信號(hào)噪聲較大，信噪比較低的問題。現(xiàn)結(jié)合現(xiàn)有圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析其噪聲較大問題的原因：

參考圖2，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

讀出芯片24直接焊接在印刷電路板29上，圖像傳感器20與印刷電路板29之間以柔性電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)26相連。

這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，圖像傳感器20的感光陣列21與印刷電路板29上的讀出芯片24之間距離較遠(yuǎn)，連接感光陣列21和讀出芯片24的走線需要橫跨整個(gè)柔性電路板26，所以柔性電路板26內(nèi)的走線較長，會(huì)引入較大的噪聲。而且，由于讀出芯片24位于印刷電路板29上，所以印刷電路板29內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也不利于降低系統(tǒng)噪聲。

此外，由于感光陣列21每一列的輸出需要讀出芯片24并行處理，也就是說如果感光陣列有256列，則需要有256個(gè)接收器同時(shí)接受每一列的信號(hào)，那么所述讀出芯片24需要256個(gè)接收管腳。這樣對(duì)讀出芯片的封裝要求就比較高了。

為解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器，包括：

圖像傳感器，用于將帶有圖像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；與所述圖像傳感器相連的柔性電路板，用于輸出所述圖像傳感器獲得的電信號(hào)；與所述柔性電路板相連的讀出芯片，用于讀取所述電信號(hào)，所述讀出芯片由球柵陣列方式封裝并貼合于所述柔性電路板表面。

本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)通過采用由球柵陣列方式封裝的讀出芯片。球柵陣列方式封裝的讀出芯片，所形成的引腳分布在所封裝的芯片下表面，因此球柵陣列方式封裝的讀出芯片，雖然引腳增多了，但是引腳分布的面積也較大，所以讀出芯片引腳之間的距離較大，從而能夠提高所形成器件的成品率和可靠性。而且，由球柵陣列方式封裝的讀出芯片引腳之間的距離較大，讀出芯片接收通道之間的干擾較小，能夠降低讀出芯片讀取信號(hào)的噪聲，改善信噪比。此外，球柵陣列方式封裝的讀出芯片能夠直接設(shè)置在所述柔性電路板上，從而縮短了讀出芯片與圖像傳感器之間的距離，縮短了柔性電路板上電路的走線長度，較短的走線長度，能夠有效降低信號(hào)的噪聲，提高信號(hào)讀 取的信噪比。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

參考圖3，示出了本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體的，所述圖像采集系統(tǒng)包括：

圖像傳感器120，用于將帶有圖像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

本實(shí)施例中，所述圖像傳感器120為非晶硅薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)圖像傳感器。具體的，所述圖像傳感器包括：基板(圖中未標(biāo)示)以及位于所述基板表面的感光陣列121。

基板用于提供機(jī)械支撐。具體的，為降低成本，本實(shí)施例中，所述圖像傳感器120的基板為非晶硅玻璃面板。

所述感光陣列121用于將帶有圖像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述感光陣列121中包括陣列排布的多個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元均包括有感光二極管。當(dāng)光照射到所述感光陣列121上時(shí)，所述像素單元中的感光二極管將帶有圖像信息的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

本實(shí)施例中，所述感光陣列121為非晶硅薄膜晶體管感光陣列。具體的，所述像素單元包括感光二極管和非晶薄膜晶體管。由于非晶薄膜晶體管感光陣列采用難度較低的非晶硅工藝形成，因此具有面積大、成本低的優(yōu)勢。

所述圖像采集系統(tǒng)還包括：與所述圖像傳感器120相連的柔性電路板110，用于輸出所述圖像傳感器獲得的電信號(hào)。

柔性電路板110用于將所述圖像傳感器120與外部電路相連，用于將所述圖像傳感器120獲得的電信號(hào)輸出。

具體的，所述柔性電路板110一端貼合在所述圖像傳感器120表面，并與所述圖像傳感器120的感光陣列121每列對(duì)應(yīng)相連，以同時(shí)輸出所述感光陣列121每列像素單元獲得的電信號(hào)。

所述圖像采集系統(tǒng)還包括：與所述柔性電路板110相連的讀出芯片100，用于讀取所述電信號(hào)，所述讀出芯片100由球柵陣列方式封裝(Ball Grid Array， BGA)并貼合于所述柔性電路板表面。

所述讀出芯片100內(nèi)設(shè)有讀出電路，用于讀取所述圖像傳感器120獲得的電信號(hào)。讀出芯片100貼合所述柔性電路板110上，縮短了所述讀出芯片100與圖像傳感器120之間的距離，所述柔性電路板110上的走線只需要形成在讀出芯片100和圖像傳感器120之間，較短的走線，能夠有效降低信號(hào)噪聲，提高信號(hào)讀取的信噪比。

所述讀出芯片100包括與所述柔性電路板110貼合的貼合面以及與所述貼合面相對(duì)的散熱面，所述讀出芯片100包括分布于所述貼合面上的引腳，用于實(shí)現(xiàn)與所述柔性電路板的電連接。所述球柵陣列方式封裝的讀出芯片100的引腳為球狀或柱狀焊點(diǎn)，且所述引腳按照點(diǎn)陣形式排布在所述讀出芯片的貼合面上。采用球柵陣列方式封裝所述讀出芯片100，能夠降低芯片封裝難度，減少制造成本。

由于球柵陣列方式封裝的讀出芯片100分布在所述貼合面，因此球柵陣列方式封裝的讀出芯片100雖然引腳增多了，但是引腳分布的面積也較大，所以芯片引腳之間的距離較大，從而能夠提高所形成器件的成品率和可靠性。

所述柔性電路板110上設(shè)置有用于與所述讀出芯片100相連的引線墊，所述柔性電路板110上引線墊的分布與所述讀出芯片100的引腳分布一致，從而使所述讀出芯片100的每一個(gè)引腳與所述感光陣列121每一列的像素陣列通過柔性電路板110一一對(duì)應(yīng)相連，實(shí)現(xiàn)所述讀出芯片100同時(shí)接受所述感光陣列121每列像素單元輸出的電信號(hào)。采用球柵陣列方式封裝的讀出芯片100，讀出芯片100引腳之間的距離較大，因此讀出芯片100接收通道間的干擾較小，能夠降低所讀取的信號(hào)的噪聲，有效改善信噪比。

需要說明的是，所述柔性電路板110內(nèi)形成有至少一層電路，每層電路上均設(shè)置有引線墊，所述引線墊的位置與所述讀出芯片100相對(duì)應(yīng)引腳的位置一致。也就是說，所述柔性電路板100可以有2層或更多層的金屬層，從而實(shí)現(xiàn)所述讀出芯片100每個(gè)引腳與所述圖像傳感器120每列之間一一對(duì)應(yīng)的電連接。此外，當(dāng)所述柔性電路板110內(nèi)形成的電路多于一層時(shí)，通過接觸孔以及插塞工藝實(shí)現(xiàn)柔性電路板110的引線墊與所述讀出芯片110引腳之 間的電連接。

具體的，本實(shí)施例中，所述柔性電路板內(nèi)形成金屬層的層數(shù)在1層到6層范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)所述讀出芯片100中每個(gè)引腳與所述圖像傳感器120每列輸出之間的一一對(duì)應(yīng)電連接。采用多層結(jié)構(gòu)的柔性電路板110能夠增大所述感光陣列121每一列的像素單元信號(hào)傳輸通道之間的距離，減小傳輸通道之間的干擾，降低系統(tǒng)噪聲。

需要說明的是，本實(shí)施例中，所述柔性電路板110包括與所述圖像傳感器120相連的接收端和未連接所述圖像傳感器的輸出端，所述圖像采集系統(tǒng)還包括：與所述柔性電路板110的輸出端相連的印刷電路板130，用于形成外圍電路，用于對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行處理。

印刷電路板130是用于實(shí)現(xiàn)所述圖像采集系統(tǒng)與其他半導(dǎo)體器件之間的電連接。所述柔性電路板110的輸出端設(shè)置有輸出插接件112，所述柔性電路板110通過所述輸出插接件112直接插接在所述印刷電路板130上，實(shí)現(xiàn)電連接。

由于讀出芯片100位于所述柔性電路板110上，而柔性電路板110通過輸出插接件112與所述印刷電路板130電連接，簡化了印刷電路板130與柔性電路板110之間的連接，簡化了印刷電路板130上的電路結(jié)構(gòu)，有效的降低了系統(tǒng)的噪聲。

此外隨著印刷電路板130上電路結(jié)構(gòu)的簡化，同時(shí)也減少了印刷電路板130上的走線長度，能夠有效減小所述印刷電路板130的負(fù)載程度。

參考圖4，示出了本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)第二實(shí)施例中柔性電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

為了加強(qiáng)所述讀出芯片200與所述柔性電路板210之間貼合的機(jī)械強(qiáng)度，避免柔性電路板210的形變而影響所述讀出芯片200的引腳201與柔性電路板210之間電連接，本實(shí)施例中，所述圖像采集系統(tǒng)還包括起機(jī)械支撐作用的補(bǔ)強(qiáng)板213。

具體的，所述柔性電路板210包括與所述讀出芯片200貼合的正面以及與所述正面相對(duì)的背面，所述補(bǔ)強(qiáng)板213安裝于所述柔性電路板210的背面， 且與所述讀出芯片200相對(duì)應(yīng)的位置，以避免所述柔性電路板210與所述讀出芯片200貼合區(qū)域的形變。

需要說明的是，由于非晶硅薄膜晶體管圖像傳感器具有較好的抗X光效果，因此被廣泛應(yīng)用于大型X光探測器中。因此為了避免所述讀出芯片200被X射線照射而損壞，所述補(bǔ)強(qiáng)板213的材料可以選擇為防X射線的金屬。具體的，本實(shí)施例中，所述補(bǔ)強(qiáng)板213的材料為金屬鎢，可以通過涂膠貼合的方式實(shí)現(xiàn)所述補(bǔ)強(qiáng)板210與所述柔性電路板210之間的連接。

參考圖5，示出了本發(fā)明第三實(shí)施例中柔性電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例與前述實(shí)施例不同之處在于，為了降低所述讀出芯片300的溫度，提高所述讀出芯片300的運(yùn)行穩(wěn)定性，本實(shí)施例中，所述圖像采集系統(tǒng)還包括用于改善所述讀出芯片300散熱性能的散熱片314。

具體的，所述讀出芯片300包括與所述柔性電路板310貼合的貼合面以及與所述貼合面相對(duì)的散熱面，所述散熱片314覆蓋于所述讀出芯片300的散熱面上。

具體的，所述散熱片314通過導(dǎo)熱硅膠粘合在所述讀出芯片300的散熱面，導(dǎo)熱硅膠具有較高的熱導(dǎo)率，能夠有效使所述讀出芯片300運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱片，以降低所述讀出芯片300運(yùn)行時(shí)的溫度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述散熱片314材料為石墨烯。石墨烯材料具有良好的導(dǎo)熱能力，而且散熱均勻。因此將所屬石墨烯材料的散熱片314貼合在所述讀出芯片300的表面能夠有效降低所述讀出芯片300使用過程中的溫度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，由于石墨烯材料的質(zhì)量很小，因此使用石墨烯材料的散熱片314能夠在減輕器件種類的情況下提供更有益的導(dǎo)熱散熱能力，能夠有效降低所述讀出芯片300的溫度。

綜上，本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)通過采用由球柵陣列方式封裝的讀出芯片。球柵陣列方式封裝是將所述讀出芯片的引腳以半球狀或柱狀焊點(diǎn)按點(diǎn)陣形式分布在封裝后的芯片下。因此球柵陣列方式封裝的讀出芯片，雖然引腳增多了，但是引腳分布的面積也較大，所以讀出芯片引腳之間的距離較大，從而 能夠提高所形成器件的成品率和可靠性。而且，由球柵陣列方式封裝的讀出芯片引腳之間的距離較大，讀出芯片接收通道之間的干擾較小，能夠降低讀出芯片讀取信號(hào)的噪聲，改善信噪比。

此外，球柵陣列方式封裝的讀出芯片能夠直接設(shè)置在所述柔性電路板上，從而縮短了讀出芯片與圖像傳感器之間的距離，縮短了柔性電路板上電路的走線長度，較短的走線長度，能夠有效降低信號(hào)的噪聲，提高信號(hào)讀取的信噪比。本發(fā)明的可選方案中，通過在柔性電路板的背面設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)板以加強(qiáng)讀出芯片與柔性電路板之間貼合的機(jī)械強(qiáng)度。此外，所述補(bǔ)強(qiáng)板的材料可以選擇具有較好的抗X光效果的金屬鎢，以避免讀出芯片被X光照射而損壞。此外，本發(fā)明的可選方案中，通過在所述讀出芯片的表面設(shè)置散熱片，并通過導(dǎo)熱硅膠實(shí)現(xiàn)所述散熱片與所述讀出芯片之間的粘合，降低所述讀出芯片的溫度，提高所述讀出芯片的運(yùn)行穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。