影像传感器模组的制作方法

1.本技术涉及影像传感器技术领域，特别是涉及一种影像传感器模组的结构设计。


背景技术：

2.影像传感器为用于将光信号转换为模拟信号的装置。影像传感器输出模拟信号并传输至图像处理器，图像处理器再将模拟信号转换为数字信号及进行其他图像处理(如色彩校正等)，以获得数字影像信息。目前图像处理器常见类型主要为电荷耦合元件(charge coupled device，ccd)或互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，cmos)。
3.互补式金氧半影像传感器(cmos image sensor，cis)是一种基于互补式金属氧化物半导体工艺的影像传感器。目前互补式金氧半影像传感器在汽车、安全、医疗及制造等应用领域的市场都在持续扩展。互补式金氧半影像传感器可以用于监视摄影机、车载摄影机或内视镜摄影机等。
4.互补式金氧半影像传感器的封装一般采用打线封装(wire bonding)技术或覆晶封装(flip chip package，fcp)技术。打线封装技术为以金线(gold wire)接合集成电路基板的上表面设置的引脚垫(finger pad)及影像感测芯片的上表面设置的焊垫(bond pad)，并在影像感测芯片上黏接盖板保护影像感测芯片的上表面的影像感测区域，再利用涂布封装方式保护金线及影像感测芯片，并使盖板固定于影像传感器的上方，接着在集成电路基板的下表面设置球栅阵列焊锡球，从而形成互补式金氧半影像传感器的结构。
5.一般使用球栅阵列焊锡球的封装是以单颗芯片方式涂布，这种方式具有耗费时间的缺点。因此，目前将此涂布封装工艺改为使用模封模具搭配模制化合物(molding compound)进行一次性注胶封装，从而改善一般以单颗芯片方式涂布所产生耗时的缺点，有效提升封装的效率。但是由于模制化合物需要经由高温工艺固化，以及进行高低温环境测试时的温度变化影响，因此，在模制化合物的热膨胀系数和盖板的热膨胀系数不同的情况下，导致盖板侧边的模制化合物剥离，或盖板侧边和模制化合物之间出现空隙，造成互补式金氧半影像传感器的盖板容易脱落，影响产品良率的问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于解决一般互补式金氧半影像传感器的模制化合物容易从盖板剥离的问题。
7.基于本技术的目的，本技术提供一种影像传感器模组，包括集成电路基板、影像感测芯片、盖板及封装材料。影像感测芯片设置于集成电路基板的上表面。影像感测芯片包括影像感测区域及非影像感测区域。盖板包括透明材料及缓冲材料。透明材料对应设置于影像感测芯片的影像感测区域的上方的位置，且盖板的下表面和影像感测芯片的上表面的非影像感测区域之间设置有坝。封装材料覆盖影像感测芯片的周边、坝的周边、集成电路基板的部分上表面及盖板的周边。其中缓冲材料设置于透明材料与坝之间，以及设置于透明材
料与封装材料之间。
8.在本技术的一实施例中，集成电路基板的上表面设置有多个引脚垫，且影像感测芯片上设置有多个焊垫，多个引脚垫及多个焊垫经由多个金属导线连接；其中，多个引脚垫、多个焊垫及多个金属导线被封装材料所覆盖。
9.在本技术的一实施例中，缓冲材料为环氧树脂、硅基树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺中的至少一种。
10.在本技术的一实施例中，盖板平行于影像感测芯片。
11.在本技术的一实施例中，盖板的下表面和影像感测芯片的上表面之间包括有间隙。
12.在本技术的一实施例中，影像感测芯片的下表面和集成电路基板的上表面之间包括有黏接层。
13.在本技术的一实施例中，盖板还包括顶部抗反射层。
14.在本技术的一实施例中，盖板还包括底部抗反射层。
15.在本技术的一实施例中，盖板还包括顶部抗反射层及底部抗反射层。
16.在本技术的一实施例中，集成电路基板的下表面设置有多个传导元件。
附图说明
17.图1为本技术一实施例中的影像传感器模组的剖面示意图。
18.图2为本技术另一实施例中的影像传感器模组的剖面示意图。
19.图3为本技术再一实施例中的影像传感器模组的剖面示意图。
20.图4为本技术又一实施例中的影像传感器模组的剖面示意图。
21.附图标号说明：
22.1、影像传感器模组
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2、集成电路基板
23.3、影像感测芯片
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4、金属导线
24.5、盖板
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6、黏接层
25.7、坝
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8、封装材料
26.20、引脚垫
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22、传导元件
27.30、焊垫
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50、透明材料
28.52、缓冲材料
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500、第一抗反射层
29.502、第二抗反射层
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isa、影像感测区域
30.nisa、非影像感测区域
具体实施方式
31.为了使本技术所属技术领域中的本领域技术人员易于理解本技术的内容，下面结合实施例与附图对本技术的具体实施方式做详细的说明，各个实施例仅用于说明本技术的技术方案，提及的内容并非对本技术的限定。
32.在整个说明书中所述的“一实施例”表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置所述的“一实施例”无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
33.在整个说明书中所述“第一”及“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
34.请参阅图1、图2、图3及图4，本技术提供一种影像传感器模组1，包括集成电路基板2、影像感测芯片3、多个金属导线4、盖板5及封装材料8。集成电路基板2的上表面设置有多个引脚垫(finger pad)20。影像感测芯片3设置于集成电路基板2的上表面，且影像感测芯片3的上表面设置有多个焊垫(bond pad)30。多个金属导线4用于连接多个引脚垫20及多个焊垫30。影像感测芯片3上包括有影像感测区域isa及非影像感测区域nisa。在影像感测芯片3的上表面的非影像感测区域nisa和盖板5的下表面之间设置有坝(dam)7。封装材料8覆盖影像感测芯片3的周边、坝7的周边、集成电路基板2的部分上表面、多个金属导线4及盖板5的周边。盖板5包括透明材料50及缓冲材料52，透明材料50设置于对应影像感测芯片3的影像感测区域isa的上方的位置，缓冲材料52位于透明材料50和坝7之间，以及透明材料50和封装材料8之间。其中，坝7为一种支撑结构，用于使盖板5的下表面和影像感测芯片3的上表面之间形成间隙。
35.请参阅图1、图2、图3及图4，集成电路基板2用于承载影像感测芯片3，且集成电路基板2上布设有金属线路，在本技术的一实施例中，集成电路基板2为fr-4基板(環氧玻璃布板)，但实际实施时不限于此，集成电路基板2也可为双马来酰亚胺三嗪(bismaleimide triazine，bt)树脂基板、味之素积聚膜(ajinomoto build-up film，abf)基板或模封互连基板(molded interconnect substrate，mis)基板等布设有金属线路的基板。
36.请参阅图1、图2、图3及图4，集成电路基板2的下表面连接有多个传导元件22，在本技术的一实施例中，由于集成电路基板2采用球栅阵列封装(ball grid array,bga)，因此传导元件22为锡球，但实际实施时不限于此，集成电路基板2也可采用其他封装方式，例如平面网格阵列封装(land grid array,lga)，对应的传导元件22即为平面网格阵列封装垫(lga pad)。
37.请参阅图1、图2、图3及图4，影像感测芯片3用于接收到的光信号转换为电子信号，在本技术的一实施例中，影像感测芯片3的影像感测区域isa设置有聚光层、彩色滤光层及光电转换层，彩色滤光层设置于光电转换层的上表面，聚光层设置于彩色滤光层的上表面。聚光层由多个微透镜所组成，用于使光线聚集以提高影像传感器的灵敏度。彩色滤光层为彩色滤光片，彩色滤光片包括多个子像素，多个子像素的种类包括红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素，各个微透镜分别对应各个子像素，因此，当光线经由微透镜聚光并通过彩色滤光层时，根据子像素的种类可以分别提供红色、绿色及蓝色的色彩信息。聚光层由多个互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，cmos)所组成，用于接收色彩信息，以及感受光线的强弱形成明暗信息，并将色彩信息及明暗信息转换为电子信号以记录成图像。影像感测芯片3为通过黏接层6固定于集成电路基板2的上表面，在本实施例中，黏接层6的材料为热固化胶。例如，热固化胶购自汉高(henkel)公司的热固化胶loctite ablestik 2053s。
38.请参阅图1、图2、图3及图4，金属导线4用于达到连通影像感测芯片3与集成电路基板2的电路，在本技术的一实施例中，金属导线4为金线，但实际实施时不限于此，金属导线4也可为银、铜、铝、钼、钛或其他金属导电线材，但金属导线4不限于单一金属材料，也可为前述材料所形成的合金材料。金属导线4连接引脚垫20及焊垫30，从而作为引脚垫20及焊垫30
之间的通路来传输电子信号，因此影像感测芯片3将光信号转换为电子信号后，即可由焊垫30将电子信号经由金属导线4传输至集成电路基板2的引脚垫20，引脚垫20再经由集成电路基板2上布设的金属线路将电子信号传输至传导元件22。
39.请参阅图1、图2、图3及图4，盖板5用于保护影像感测芯片3，避免影像感测芯片3直接受到外力破坏，例如撞击或刮伤等，在本技术的一实施例中，盖板5的透明材料50可为玻璃、蓝宝石玻璃、聚碳酸酯(polycarbonate，pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate)，pmma)或其他透明板材。其中，玻璃可为钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、水晶玻璃或石英玻璃等透明玻璃。在本技术的一实施例中，透明材料50设置于影像感测芯片3的影像感测区域isa的正上方，透明材料50的投影面积大于或等于影像感测芯片3的影像感测区域isa的投影面积。由于透明材料50具有透明性质，且封装材料8仅包覆盖板5周边，不会遮蔽透明材料50的上表面，因此外部光线可以穿透透明材料50到达影像感测芯片3，使影像感测芯片3接收光线，并将其转换为对应的电子信号。
40.请参阅图1、图2、图3及图4，盖板5和影像感测芯片3之间设置有坝7，使盖板5与影像感测芯片3之间形成间隙，从而避免影像感测芯片3的影像感测区域isa受到盖板5的压迫，在本技术的一实施例中，盖板5与影像感测芯片3相互平行。在本技术的一实施例中，坝7的材料可为光固化树脂或热固化树脂。例如，光固化树脂可为紫外线固化树脂(uv curing resin)，但实际实施时不限于此，也可为其他类型的光固化树脂。例如，热固化树脂可为丙烯酸树脂(acrylic resin)，但实际实施时不限于此，也可为其他类型的热固化树脂。例如，坝7的材料购自长濑(nagase)集团的坝剂(dam agent)nagase t694/ur301n2。
41.请参阅图1、图2、图3及图4，封装材料8用于固定盖板5，以及保护及固定影像感测芯片3、多个引脚垫20、多个焊垫30、多个金属导线4及集成电路基板2上的金属线路，在本技术的一实施例中，封装材料8可为环氧树脂(epoxy)，例如，双酚a型环氧树脂(bisphenol a type epoxy resin)、双酚f型环氧树脂(bisphenol f type epoxy resin)、苯酚酚醛清漆型环氧树脂(phenol novolac type epoxy resin)、甲酚酚醛清漆型环氧树脂(cresol novolac type epoxy resin)、脂肪族环氧树脂(aliphatic epoxy resin)等环氧树脂，但实际实施时不限于此，封装材料8也可为硅基树脂(silicone)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、聚酰亚胺等热固化树脂。封装材料8不限于单一种材料，也可以为前述封装材料8的举例中的任二者以上的混合物。另外，封装材料8不限于单组分胶的态样，也可为双组分胶的态样。例如，封装材料购自住友电木(sumitomo bakelite)株式会社的环氧树脂封装化合物商品eme-g311qf。
42.请参阅图1、图2、图3及图4，在本技术的一实施例中，缓冲材料52可为环氧树脂(epoxy)，例如，双酚a型环氧树脂(bisphenol a type epoxy resin)、双酚f型环氧树脂(bisphenol f type epoxy resin)、苯酚酚醛清漆型环氧树脂(phenol novolac type epoxy resin)、甲酚酚醛清漆型环氧树脂(cresol novolac type epoxy resin)、脂肪族环氧树脂(aliphatic epoxy resin)等环氧树脂，但实际实施时不限于此，缓冲材料52也可为硅基树脂(silicone)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、聚酰亚胺(polyimide,pi)等热固化树脂。缓冲材料52不限于单一种材料，也可以为前述缓冲材料52的举例中的任二者以上的混合物。另外，缓冲材料52不限于单组分胶的态样，也可为双组分胶的态样。例如，封装材料购自住友电木(sumitomo bakelite)株式会社的环氧树脂封装化合物商品eme-g311qf。
43.本技术如前所述的缓冲材料52、坝7及封装材料8为不同制备阶段进行添加，因此不可将缓冲材料52、坝7及封装材料8视为于同一步骤中完成的一体成型的材料。本技术中的盖板5为事先在透明材料50的周边设置缓冲材料52，后续再设置于坝7上，最后再填充封装材料8完成封装。本技术利用缓冲材料52的热膨胀系数与封装材料8的热膨胀系数相近或相同的性质，加强盖板5与封装材料8间的黏着性，使本技术的影像传感器模组1进行高温固化工艺，例如bga技术的植球回焊(ball mount reflow)，或者进行高低温环境测试时，可以减少温度变化造成的影响，降低热涨冷缩导致封装材料8剥离盖板5的可能性。
44.本技术中的透明材料50可以为不同形状，以下分别搭配图1、图2及图3进行说明。
45.请参阅图1，图1为本技术一实施例中的影像传感器模组1的剖面示意图，其中，在本实施例中，盖板5中的透明材料50呈现为长方形，而缓冲材料52包覆透明材料50的周边，因此在图1中缓冲材料52呈现为位于透明材料50的两端，且缓冲材料52位于透明材料50和坝7之间，以及透明材料50和封装材料8之间。
46.请参阅图2，图2为本技术另一实施例中的影像传感器模组1的剖面示意图，其中，在本实施例中，盖板5中的透明材料50呈现t字形，而缓冲材料52包覆透明材料50的周边，因此在图2中缓冲材料52呈现为位于透明材料50的两端，且缓冲材料52位于透明材料50和坝7之间，以及透明材料50和封装材料8之间。
47.请参阅图3，图3为本技术再一实施例中的影像传感器模组1的剖面示意图，其中，在本实施例中，盖板5中的透明材料50呈现为漏斗状，且为上宽下窄的态样，且透明材料50的左侧下方及右侧下方分皆呈现为斜边，因此在图3中缓冲材料52呈现为位于透明材料50的两端，且缓冲材料52位于透明材料50和坝7之间，以及透明材料50和封装材料8之间。
48.前述仅为本技术所述盖板5的态样的示范例，并非限定盖板5仅可为前述态样，特此说明。
49.请参阅图4，在本技术的一实施例中，盖板5还包括抗反射层(anti-reflective coating)，抗反射层设置于透明材料50的表面，可以为单面抗反射层或双面抗反射层。抗反射层用于降低透明材料50的光反射，减少光线穿过透明材料50时的损耗，从而提升透明材料50的光线穿透率，达到提高影像质量的功效。在本实施例中，盖板5具有双面抗反射层，抗反射层包括第一抗反射层500及第二抗反射层502。第一抗反射层500设置于透明材料50的上表面，用于代表顶部抗反射层(top anti-reflective coating，tarc)。第二抗反射层502设置于透明材料50的下表面，用于代表底部抗反射层(bottom anti-reflective coating，barc)。通过第一抗反射层500及第二抗反射层502共同降低透明材料50的光反射，达到提升影像质量的功效，但实际实施时不限于此，也可为具有单面抗反射层的盖板5，如仅包括第一抗反射层500或仅包括第二抗反射层502，即抗反射层仅设置于透明材料50的上表面或透明材料50的下表面。
50.请参阅图1、图2、图3及图4，本技术通过仅在透明材料50与坝7，以及透明材料50与封装材料8之间设置缓冲材料52，不仅减省缓冲材料52用量，具有降低成本的功效，同时通过缓冲材料52的设置，使盖板5不易受到高温工艺固化，以及进行高低温环境测试时的温度变化影响，达到降低盖板5脱落的机会，提升影像传感器模组1的生产良率的功效。
51.各实施例仅是用于说明本技术的内容，而非意图限定本技术的实施范围，因此，根据本技术的申请专利范围所进行的均等变化与改变，皆应仍属本技术的涵盖范围。

技术特征：
1.一种影像传感器模组，其特征在于，包括：集成电路基板；影像感测芯片，设置于所述集成电路基板的上表面，所述影像感测芯片包括影像感测区域及非影像感测区域；盖板，包括透明材料及缓冲材料，所述透明材料对应设置于所述影像感测芯片的所述影像感测区域的上方的位置，且所述盖板的下表面和所述影像感测芯片的上表面的所述非影像感测区域之间设置有坝；封装材料，覆盖所述影像感测芯片的周边、所述坝的周边、所述集成电路基板的部分所述上表面及所述盖板的周边；其中，所述缓冲材料设置于所述透明材料与所述坝之间，以及设置于所述透明材料与所述封装材料之间。2.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述集成电路基板的所述上表面设置有多个引脚垫，且所述影像感测芯片上设置有多个焊垫，所述多个引脚垫及所述多个焊垫经由多个金属导线连接；其中，所述多个引脚垫、所述多个焊垫及所述多个金属导线被所述封装材料所覆盖。3.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述缓冲材料为环氧树脂、硅基树脂、丙烯酸树脂或聚酰亚胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述盖板平行于所述影像感测芯片。5.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述盖板的所述下表面和所述影像感测芯片的所述上表面之间包括有间隙。6.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述影像感测芯片的下表面和所述集成电路基板的所述上表面之间包括有黏接层。7.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述盖板还包括顶部抗反射层。8.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述盖板还包括底部抗反射层。9.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述盖板还包括顶部抗反射层及底部抗反射层。10.根据权利要求1所述的影像传感器模组，其特征在于，所述集成电路基板的下表面设置有多个传导元件。

技术总结
本申请提供一种影像传感器模组，包括集成电路基板、影像感测芯片、盖板及封装材料。影像感测芯片设置于集成电路基板上。影像感测芯片包括影像感测区域及非影像感测区域。盖板和影像感测芯片的非影像感测区域之间设置有坝。盖板包括透明材料及缓冲材料。封装材料覆盖影像感测芯片的周边、坝的周边、部分集成电路基板及盖板的周边。缓冲材料设置于透明材料与坝之间，以及设置于透明材料与封装材料之间。本申请降低封装材料剥离盖板的可能性。请降低封装材料剥离盖板的可能性。请降低封装材料剥离盖板的可能性。


技术研发人员：张正芳 张孟智 蔡正丰
受保护的技术使用者：业泓科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/7/20