专利名称：Cmos图像传感器封装的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种CMOS图像传感器封装。
背景技术：
图像传感器芯片是将光学图像转换为电信号的半导体器件。典 型的图像传感器组件的实例包括电荷耦合器件(CCD )和CMOS图 像传感器。
CMOS图像传感器利用控制电路和位于MOS晶体管周围的信 号处理电路并且采用使用MOS晶体管的切换技术来顺序地检测输 出，其中，MOS晶体管的数量等于像素的数量。
随着对装配在当前移动装置中的数码相机模块中的更多种类的 功能、更小的尺寸、以及更低的成本的需求的增加，针对减小图像 传感器封装的尺寸一直在进行大量的努力。对于使用CMOS图像传 感器的图像传感器封装，减小封装尺寸的尝试包括采用CLCC
(Ceramic Leadless Chip Carrier,陶资无引线片式载体)或COB
(Chip画on-board,才反上芯片)系纟克。
图1是示出根据现有技术的CMOS图像传感器封装的截面图， 图2是示出根据现有技术的CMOS图像传感器封装的平面图，以及 图3是示出根据现有技术的CMOS图像传感器封装的结构的示意 图。传统的CMOS图像传感器封装100可以包括CMOS图像传感 器芯片120、 160，其包括^象素阵列122、 162和用于处理从l象素阵 列输出的信息的控制IC 124、 164;以及其他装配在衬底110上的无 源组件140;以及用于电连4妄的导线150。
根据现有技术的CMOS图像传感器封装100可以具有在一个芯 片中实现的像素阵列122、 162和控制IC124、 164,还具有装配在 衬底上的其他无源组件，诸如电容器、电感器、电阻器等。这样， 可能增加CMOS图4象传感器芯片120、 160和CMOS图4象传感器去于 装100的整体尺寸。从而，需要一种减小尺寸的CMOS图像传感器 封装，以与更小产品的趋势同步。
发明内容
本发明的一个方面是将CMOS图像传感器芯片中的像素阵列 传感器和控制芯片分开并将控制芯片和无源组件插入到衬底中形成 的多个空腔中，以提供具有减小尺寸的CMOS图像传感器。
本发明的一个方面提供了一种CMOS图像传感器封装，包括 衬底，其上形成有预设计的电路图案，并且其中形成空腔；像素阵 列传感器，其与电路图案电连接并堆叠在衬底的一侧；以及控制芯 片，其与电路图案电连接并被保持在空腔内。
像素阵列传感器可以包括被配置成接收光作为输入并产生电信 号作为输出的像素阵列，其中，像素阵列可以包括微透4竟 (microlens)、对应于微透镜的位置设置的滤色器阵列、以及对应于 滤色器阵列的位置设置的光电二极管。控制芯片可以被配置成接收由像素阵列传感器输出的电信号作 为输入并产生视频信号作为输出。
在特定实施例中，CMOS图4象传感器封装可以进一步包括电连 接电路图案和像素阵列传感器的导线。
CMOS图像传感器封装还可以包括与电^各图案电连接并保持在 空月空内的无源纽/阵。
才艮据本发明的特定方面，CMOS图像传感器芯片可以被分成^f象 素阵列传感器和控制芯片，控制芯片和无源组件嵌入形成在衬底中 的多个空腔中，使得装配在衬底上的芯片的尺寸可以减小，从而 CMOS图像传感器封装的整体尺寸可以减小。
将在以下描述中部分地阐述本发明的其他方面和优点，并且部 分地将从该描述变得明显或者可以通过实施本发明来了解。
图1是示出根据现有技术的CMOS图像传感器封装的截面图。
图2是示出根据现有技术的CMOS图像传感器封装的平面图。
图3是示出根据现有技术的CMOS图像传感器封装的结构的示 意图。
图4是示出根据本发明的实施例的CMOS图像传感器封装的截 面图。
图5是示出根据本发明的实施例的CMOS图像传感器封装的平 面图。
图6是示出根据本发明的实施例的CMOS图像传感器封装的像 素阵列传感器中的单位传感器的示意图。
具体实施例方式
将在以下参考附图更详细地描述根据本发明的特定实施例的 CMOS图像传感器封装。相同或相应的那些组件被给予相同的参考 标号而与图的标号无关，并且省略冗余的解释。
图4是示出根据本发明的实施例的CMOS图像传感器封装的截 面图，图5是示出根据本发明的实施例的CMOS图^象传感器封装的 平面图，以及图6是示出根据本发明的实施例的CMOS图像传感器 封装的像素阵列传感器中的单位传感器的示意图。
在图4至图6中，示出了 CMOS图像传感器去于装300、衬底310、 电路图案316、通孑L318、空腔312、 314、像素阵列传感器320、 ^f象 素阵列传感器的单位传感器320，、 #>素阵列322、单位像素322，、 石圭4十底324、 324，、 A早盘323、樣史透4竟325、滤色器326、光电二才及 管327、控制芯片330、无源组件340、以及导线350。
在该实施例中，CMOS图像传感器芯片可以被分成像素阵列传 感器320和控制芯片330，其中，可以将控制芯片330和无源纽/f牛 340嵌入在衬底310中形成的多个空腔312、 314中，以提供具有减 小尺寸的CMOS图像传感器封装300。
衬底310可以是印刷电路板，其中可以形成预设计的电路图案 316和通孑L 318，并且可以具有形成在内部的空腔312、 314。 {象素 阵列传感器320可以堆叠在衬底310的一侧，同时控制芯片330和 无源组件340可以保持在衬底310的多个空腔312、 314中。4于底 310上的<象素阵列传感器320、控制芯片330、无源组件340、以及 电路图案316可以彼此电连接用于操作。像素阵列传感器320、控制芯片330、以及包括无源组件340 的多种组件等可以被封装在衬底310中，其中，它们中的所有都可 以彼此电连接。从而，可以以更方便的方式将CMOS图像传感器去于 装300装配在诸如手机和数码相机等的电子产品中。
CMOS图像传感器芯片可以具有相互分离的像素阵列传感器 320和控制芯片330。即，在现有技术中，像素阵列162 (图2)和 控制IC 164 (图2 )均形成在CMOS图像传感器芯片160 (图3 ) 上，但是在该实施例中，CMOS图像传感器芯片可以被构造成使得 包括像素阵列322的像素阵列传感器320和包括控制IC的控制芯片 330相互分离。这样，可以分别生产〗象素阵列传感器320，从而可以 增加每个晶片的^象素阵列传感器320的产量，并且可以减少生产的 单位成本。
i象素阵列传感器320可以通过导线350电连4妄至邱于底310的电 ;洛图案316，并且可以堆叠在衬底310的一侧。即，导线350的^f壬 一端可以分别连4妄到形成在像素阵列传感器320上的焊盘323以及 形成在衬底310上的电路图案316,以电连接衬底310和像素阵列 传感器320。从而，与衬底310的电路图案316电连4妄的控制芯片 330和无源组件340等可以与像素阵列传感器320相互作用，允"i午 该安排整体上作为CMOS图像传感器封装300来进行操作。
像素阵列传感器320可以包括形成在硅衬底324上的像素阵列 322,并且传统图像传感器封装中的控制芯片占用的区域可以减小， 甚至允许用于诸如手机和数码相机等的便携尺寸的电子产品中。
像素阵列322是一组单位像素322，。像素阵列322可以接收光， 将其转换为电信号，并将电信号输出到控制芯片330,并且像素阵 列可以由形成在石圭坤于底324上的多个孩i透镜325、作为 一组滤色器 326的滤色器阵列、以及多个光电二4及管327构成。
即，如图6中的像素阵列传感器的单位传感器320，所示，形成 4象素阵列322的一部分的单4立<象素322，可以包4舌形成在石圭衬底324， 上的孩1透镜325、滤色器326、以及光电二极管327。
微透镜325可以从外部接收光，其可以通过滤色器326到达光 电二极管327。为了使光可以更高效地到达光电二极管327,微透镜: 325的焦点可以集中到光电二极管327上。
滤色器326可以设置在微透镜325下对应于孩t透镜325的位置 上。从在微透镜325处接收的光，滤色器326可以检测红色、蓝色、 和绿色之一，其可以通过光电二极管327转换为电信号。
光电二极管327可以是一种半导体二极管，其利用当光接触半 导体的P-N结时产生载流子的现象，其产生电流或起电压。光电二 极管327可以将已经通过微透镜325和滤色器326的光转换为电信 号，该电信号可以被输出到控制芯片330。
控制芯片330可以与衬底310的电路图案316电连接，并且可 以被保持在空腔312中以安装在衬底310中。控制芯片330可以4妄 收从像素阵列传感器320输出的电信号，然后将该电信号转换为视 频信号用于输出。
换句话i兌，可以嵌入衬底310的空腔312中的控制芯片330可 以通过形成在4于底310上/中的预i殳计的图案和通3L 318与像素阵列 传感器320和无源组件340电连接，使得在像素阵列322的光电二 极管327转换的电信号可以经过才莫拟处理和数字转换，以作为^L频 信号被输出。
控制芯片330可以包括控制IC，诸如CDS ( Correlated Double Sampler,相关只又采才羊器)和ADC ( Analog-Digital Converter,才莫 数转换器)等，其中，从像素阵列传感器320输出的电信号可以通过控制IC (诸如CDS和ADC )以转化成凄史字信号，即，#见频 信号。
通过将传统CMOS图4象传感器芯片的控制IC部分分成独立的 控制芯片330并将其嵌入在衬底310中的空腔312中，堆叠在4于底 310上的芯片的尺寸可以减小，允许更容易地应用于^^携尺寸的电 子产品。
无源组件340可以电连接至衬底310的电路图案316，并且可 以保持在形成在衬底310内的空腔314中以安装在衬底310中。例 如，诸如电容器、电感器、电阻器等的无源组件340可以装配在腔 314中，并且可以通过形成在衬底310上/中的电路图案316和通孑L 318与像素阵列传感器320和控制芯片330电连接。
通过在空腔314中嵌入无源组件340，其中装配有无源组件340 的衬底310的区域可以减小。这样，#于底310的尺寸可以减小，乂人 而CMOS图像传感器封装300的整体尺寸也可以减小。从而，CMOS 图像传感器封装300可以更方便地装配在诸如手才几和数码相机等的 便携尺寸的电子产品中。
在该实施例中，CMOS图像传感器芯片可以#:分为像素阵列传 感器320和控制芯片330,其中，控制芯片330和无源组件340可 以嵌入形成在衬底310中的空腔312、 314中。这可以减小装配在4于 底310上的芯片的尺寸，而同时消除关于无源组件340的焊点的问 题。这样，衬底310的尺寸可以减小，从而使得CMOS图像传感器 封装300的整体尺寸可以减小。
尽管已经参考特定实施例详细描述了本发明的精神，但是这些 实施例只用于说明目的而不用于限制本发明。可以想到，本领域才支 术人员可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对这些实施例 进4亍改变或〗务改。
权利要求
1.一种CMOS图像传感器封装，包括衬底，具有在其上形成的预设计的电路图案并具有在其中形成的空腔；像素阵列传感器，与所述电路图案电连接并堆叠在所述衬底的一侧上；以及控制芯片，与所述电路图案电连接并保持在所述空腔中。
2. 根据权利要求1所述的CMOS图像传感器封装，其中，所述 像素阵列传感器包括像素阵列，被配置成接收光作为输入并产生电信号作为输出；所述^象素阵列包括孩i透镜、对应于所述孩t透4竟的位置i殳置 的滤色器阵列、以及对应于所述滤色器阵列的位置设置的光电 二极管。
3. 根据权利要求2所述的CMOS图像传感器封装，其中，所述 控制芯片被配置成接收由所述像素阵列传感器输出的所述电 信号作为输入并产生视频信号作为输出。
4. 根据权利要求1所述的CMOS图像传感器封装，进一步包括导线，将所述电路图案与所述像素阵列传感器电连接。
5. 根据权利要求1所述的CMOS图像传感器封装，进一步包括无源组件，与所述电路图案电连接并保持在所述空腔中。
全文摘要
本发明披露了一种CMOS图像传感器封装。该CMOS图像传感器封装包括衬底，其上形成有预设计的电路图案，并且其中形成空腔；像素阵列传感器，与电路图案电连接并堆叠在衬底的一侧上；以及控制芯片，与电路图案电连接并保持在空腔中。根据本发明的特定方面，该CMOS图像传感器芯片可以分成像素阵列传感器和控制芯片，控制芯片和无源组件嵌入形成在衬底中的空腔中，使得装配在衬底上的芯片的尺寸可以减小，从而CMOS图像传感器封装的整体尺寸可以减小。
文档编号H04N5/374GK101369574SQ20081008919
公开日2009年2月18日 申请日期2008年4月22日 优先权日2007年8月17日
发明者权宁度, 星 李, 金弘源 申请人:三星电机株式会社