專利名稱：Cmos圖像傳感器封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種CMOS圖像傳感器封裝。
背景技術(shù)：
圖像傳感器芯片是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號的半導(dǎo)體器件。典 型的圖像傳感器組件的實例包括電荷耦合器件(CCD )和CMOS圖 像傳感器。
CMOS圖像傳感器利用控制電路和位于MOS晶體管周圍的信 號處理電路并且采用使用MOS晶體管的切換技術(shù)來順序地檢測輸 出，其中，MOS晶體管的數(shù)量等于像素的數(shù)量。
隨著對裝配在當(dāng)前移動裝置中的數(shù)碼相機模塊中的更多種類的 功能、更小的尺寸、以及更低的成本的需求的增加，針對減小圖像 傳感器封裝的尺寸一直在進(jìn)行大量的努力。對于使用CMOS圖像傳 感器的圖像傳感器封裝，減小封裝尺寸的嘗試包括采用CLCC
(Ceramic Leadless Chip Carrier,陶資無引線片式載體)或COB
(Chip畫on-board,才反上芯片)系纟克。
圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝的截面圖， 圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝的平面圖，以及 圖3是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝的結(jié)構(gòu)的示意 圖。傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器封裝100可以包括CMOS圖像傳感 器芯片120、 160，其包括^象素陣列122、 162和用于處理從l象素陣 列輸出的信息的控制IC 124、 164;以及其他裝配在襯底110上的無 源組件140;以及用于電連4妄的導(dǎo)線150。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝100可以具有在一個芯 片中實現(xiàn)的像素陣列122、 162和控制IC124、 164,還具有裝配在 襯底上的其他無源組件，諸如電容器、電感器、電阻器等。這樣， 可能增加CMOS圖4象傳感器芯片120、 160和CMOS圖4象傳感器去于 裝100的整體尺寸。從而，需要一種減小尺寸的CMOS圖像傳感器 封裝，以與更小產(chǎn)品的趨勢同步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是將CMOS圖像傳感器芯片中的像素陣列 傳感器和控制芯片分開并將控制芯片和無源組件插入到襯底中形成 的多個空腔中，以提供具有減小尺寸的CMOS圖像傳感器。
本發(fā)明的一個方面提供了一種CMOS圖像傳感器封裝，包括 襯底，其上形成有預(yù)設(shè)計的電路圖案，并且其中形成空腔；像素陣 列傳感器，其與電路圖案電連接并堆疊在襯底的一側(cè)；以及控制芯 片，其與電路圖案電連接并被保持在空腔內(nèi)。
像素陣列傳感器可以包括被配置成接收光作為輸入并產(chǎn)生電信 號作為輸出的像素陣列，其中，像素陣列可以包括微透4竟 (microlens)、對應(yīng)于微透鏡的位置設(shè)置的濾色器陣列、以及對應(yīng)于 濾色器陣列的位置設(shè)置的光電二極管。控制芯片可以被配置成接收由像素陣列傳感器輸出的電信號作 為輸入并產(chǎn)生視頻信號作為輸出。
在特定實施例中，CMOS圖4象傳感器封裝可以進(jìn)一步包括電連 接電路圖案和像素陣列傳感器的導(dǎo)線。
CMOS圖像傳感器封裝還可以包括與電^各圖案電連接并保持在 空月空內(nèi)的無源紐/陣。
才艮據(jù)本發(fā)明的特定方面，CMOS圖像傳感器芯片可以被分成^f象 素陣列傳感器和控制芯片，控制芯片和無源組件嵌入形成在襯底中 的多個空腔中，使得裝配在襯底上的芯片的尺寸可以減小，從而 CMOS圖像傳感器封裝的整體尺寸可以減小。
將在以下描述中部分地闡述本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點，并且部 分地將從該描述變得明顯或者可以通過實施本發(fā)明來了解。


圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝的截面圖。
圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝的平面圖。
圖3是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器封裝的結(jié)構(gòu)的示 意圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的CMOS圖像傳感器封裝的截 面圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的CMOS圖像傳感器封裝的平 面圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的CMOS圖像傳感器封裝的像 素陣列傳感器中的單位傳感器的示意圖。
具體實施例方式
將在以下參考附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的 CMOS圖像傳感器封裝。相同或相應(yīng)的那些組件被給予相同的參考 標(biāo)號而與圖的標(biāo)號無關(guān)，并且省略冗余的解釋。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的CMOS圖像傳感器封裝的截 面圖，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的CMOS圖^象傳感器封裝的 平面圖，以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的CMOS圖像傳感器 封裝的像素陣列傳感器中的單位傳感器的示意圖。
在圖4至圖6中，示出了 CMOS圖像傳感器去于裝300、襯底310、 電路圖案316、通孑L318、空腔312、 314、像素陣列傳感器320、 ^f象 素陣列傳感器的單位傳感器320，、 #>素陣列322、單位像素322，、 石圭4十底324、 324，、 A早盤323、樣史透4竟325、濾色器326、光電二才及 管327、控制芯片330、無源組件340、以及導(dǎo)線350。
在該實施例中，CMOS圖像傳感器芯片可以被分成像素陣列傳 感器320和控制芯片330，其中，可以將控制芯片330和無源紐/f牛 340嵌入在襯底310中形成的多個空腔312、 314中，以提供具有減 小尺寸的CMOS圖像傳感器封裝300。
襯底310可以是印刷電路板，其中可以形成預(yù)設(shè)計的電路圖案 316和通孑L 318，并且可以具有形成在內(nèi)部的空腔312、 314。 {象素 陣列傳感器320可以堆疊在襯底310的一側(cè)，同時控制芯片330和 無源組件340可以保持在襯底310的多個空腔312、 314中。4于底 310上的<象素陣列傳感器320、控制芯片330、無源組件340、以及 電路圖案316可以彼此電連接用于操作。像素陣列傳感器320、控制芯片330、以及包括無源組件340 的多種組件等可以被封裝在襯底310中，其中，它們中的所有都可 以彼此電連接。從而，可以以更方便的方式將CMOS圖像傳感器去于 裝300裝配在諸如手機和數(shù)碼相機等的電子產(chǎn)品中。
CMOS圖像傳感器芯片可以具有相互分離的像素陣列傳感器 320和控制芯片330。即，在現(xiàn)有技術(shù)中，像素陣列162 (圖2)和 控制IC 164 (圖2 )均形成在CMOS圖像傳感器芯片160 (圖3 ) 上，但是在該實施例中，CMOS圖像傳感器芯片可以被構(gòu)造成使得 包括像素陣列322的像素陣列傳感器320和包括控制IC的控制芯片 330相互分離。這樣，可以分別生產(chǎn)〗象素陣列傳感器320，從而可以 增加每個晶片的^象素陣列傳感器320的產(chǎn)量，并且可以減少生產(chǎn)的 單位成本。
i象素陣列傳感器320可以通過導(dǎo)線350電連4妄至邱于底310的電 ;洛圖案316，并且可以堆疊在襯底310的一側(cè)。即，導(dǎo)線350的^f壬 一端可以分別連4妄到形成在像素陣列傳感器320上的焊盤323以及 形成在襯底310上的電路圖案316,以電連接襯底310和像素陣列 傳感器320。從而，與襯底310的電路圖案316電連4妄的控制芯片 330和無源組件340等可以與像素陣列傳感器320相互作用，允"i午 該安排整體上作為CMOS圖像傳感器封裝300來進(jìn)行操作。
像素陣列傳感器320可以包括形成在硅襯底324上的像素陣列 322,并且傳統(tǒng)圖像傳感器封裝中的控制芯片占用的區(qū)域可以減小， 甚至允許用于諸如手機和數(shù)碼相機等的便攜尺寸的電子產(chǎn)品中。
像素陣列322是一組單位像素322，。像素陣列322可以接收光， 將其轉(zhuǎn)換為電信號，并將電信號輸出到控制芯片330,并且像素陣 列可以由形成在石圭坤于底324上的多個孩i透鏡325、作為 一組濾色器 326的濾色器陣列、以及多個光電二4及管327構(gòu)成。
即，如圖6中的像素陣列傳感器的單位傳感器320，所示，形成 4象素陣列322的一部分的單4立<象素322，可以包4舌形成在石圭襯底324， 上的孩1透鏡325、濾色器326、以及光電二極管327。
微透鏡325可以從外部接收光，其可以通過濾色器326到達(dá)光 電二極管327。為了使光可以更高效地到達(dá)光電二極管327,微透鏡: 325的焦點可以集中到光電二極管327上。
濾色器326可以設(shè)置在微透鏡325下對應(yīng)于孩t透鏡325的位置 上。從在微透鏡325處接收的光，濾色器326可以檢測紅色、藍(lán)色、 和綠色之一，其可以通過光電二極管327轉(zhuǎn)換為電信號。
光電二極管327可以是一種半導(dǎo)體二極管，其利用當(dāng)光接觸半 導(dǎo)體的P-N結(jié)時產(chǎn)生載流子的現(xiàn)象，其產(chǎn)生電流或起電壓。光電二 極管327可以將已經(jīng)通過微透鏡325和濾色器326的光轉(zhuǎn)換為電信 號，該電信號可以被輸出到控制芯片330。
控制芯片330可以與襯底310的電路圖案316電連接，并且可 以被保持在空腔312中以安裝在襯底310中?？刂菩酒?30可以4妄 收從像素陣列傳感器320輸出的電信號，然后將該電信號轉(zhuǎn)換為視 頻信號用于輸出。
換句話i兌，可以嵌入襯底310的空腔312中的控制芯片330可 以通過形成在4于底310上/中的預(yù)i殳計的圖案和通3L 318與像素陣列 傳感器320和無源組件340電連接，使得在像素陣列322的光電二 極管327轉(zhuǎn)換的電信號可以經(jīng)過才莫擬處理和數(shù)字轉(zhuǎn)換，以作為^L頻 信號被輸出。
控制芯片330可以包括控制IC，諸如CDS ( Correlated Double Sampler,相關(guān)只又采才羊器)和ADC ( Analog-Digital Converter,才莫 數(shù)轉(zhuǎn)換器)等，其中，從像素陣列傳感器320輸出的電信號可以通過控制IC (諸如CDS和ADC )以轉(zhuǎn)化成凄史字信號，即，#見頻 信號。
通過將傳統(tǒng)CMOS圖4象傳感器芯片的控制IC部分分成獨立的 控制芯片330并將其嵌入在襯底310中的空腔312中，堆疊在4于底 310上的芯片的尺寸可以減小，允許更容易地應(yīng)用于^^攜尺寸的電 子產(chǎn)品。
無源組件340可以電連接至襯底310的電路圖案316，并且可 以保持在形成在襯底310內(nèi)的空腔314中以安裝在襯底310中。例 如，諸如電容器、電感器、電阻器等的無源組件340可以裝配在腔 314中，并且可以通過形成在襯底310上/中的電路圖案316和通孑L 318與像素陣列傳感器320和控制芯片330電連接。
通過在空腔314中嵌入無源組件340，其中裝配有無源組件340 的襯底310的區(qū)域可以減小。這樣，#于底310的尺寸可以減小，乂人 而CMOS圖像傳感器封裝300的整體尺寸也可以減小。從而，CMOS 圖像傳感器封裝300可以更方便地裝配在諸如手才幾和數(shù)碼相機等的 便攜尺寸的電子產(chǎn)品中。
在該實施例中，CMOS圖像傳感器芯片可以#:分為像素陣列傳 感器320和控制芯片330,其中，控制芯片330和無源組件340可 以嵌入形成在襯底310中的空腔312、 314中。這可以減小裝配在4于 底310上的芯片的尺寸，而同時消除關(guān)于無源組件340的焊點的問 題。這樣，襯底310的尺寸可以減小，從而使得CMOS圖像傳感器 封裝300的整體尺寸可以減小。
盡管已經(jīng)參考特定實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明的精神，但是這些 實施例只用于說明目的而不用于限制本發(fā)明?？梢韵氲?，本領(lǐng)域才支 術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對這些實施例 進(jìn)4亍改變或〗務(wù)改。
權(quán)利要求
1.一種CMOS圖像傳感器封裝，包括襯底，具有在其上形成的預(yù)設(shè)計的電路圖案并具有在其中形成的空腔；像素陣列傳感器，與所述電路圖案電連接并堆疊在所述襯底的一側(cè)上；以及控制芯片，與所述電路圖案電連接并保持在所述空腔中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器封裝，其中，所述 像素陣列傳感器包括像素陣列，被配置成接收光作為輸入并產(chǎn)生電信號作為輸出；所述^象素陣列包括孩i透鏡、對應(yīng)于所述孩t透4竟的位置i殳置 的濾色器陣列、以及對應(yīng)于所述濾色器陣列的位置設(shè)置的光電 二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器封裝，其中，所述 控制芯片被配置成接收由所述像素陣列傳感器輸出的所述電 信號作為輸入并產(chǎn)生視頻信號作為輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器封裝，進(jìn)一步包括導(dǎo)線，將所述電路圖案與所述像素陣列傳感器電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器封裝，進(jìn)一步包括無源組件，與所述電路圖案電連接并保持在所述空腔中。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種CMOS圖像傳感器封裝。該CMOS圖像傳感器封裝包括襯底，其上形成有預(yù)設(shè)計的電路圖案，并且其中形成空腔；像素陣列傳感器，與電路圖案電連接并堆疊在襯底的一側(cè)上；以及控制芯片，與電路圖案電連接并保持在空腔中。根據(jù)本發(fā)明的特定方面，該CMOS圖像傳感器芯片可以分成像素陣列傳感器和控制芯片，控制芯片和無源組件嵌入形成在襯底中的空腔中，使得裝配在襯底上的芯片的尺寸可以減小，從而CMOS圖像傳感器封裝的整體尺寸可以減小。
文檔編號H04N5/374GK101369574SQ20081008919
公開日2009年2月18日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者權(quán)寧度, 星 李, 金弘源 申請人:三星電機株式會社