[发明专利]低噪声轻薄型光电感测装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电感测装置，特别涉及一种低噪声薄型光电感测装置。

背景技术

近年来，随着电子产业的日新月异与各类电子产品生命周期的快速缩减及电子产品同时朝向小型化、轻薄化及整合多功能化的趋势发展，而各类个人行动电子装置也普遍都配有多媒体光电感测装置模块，另外一些安全监视系统、医疗检测设备及其他热像系统等对于光电感测装置都有强烈需求。

目前一般的光电感测装置是贴附于陶瓷或塑胶封装的芯片承载器上，通过打线接合方式电性连接该光电感测装置的电极焊垫和封装体内的内引脚或电路板基系板上的电极连接端。该光电感测装置通常是个别进行组装且外加密封一透明上盖如玻璃、塑胶或高分子透明基材于该封装上，以暴露该光电感测装置的光电转换元件区域。

该光电感测装置通常是于固态半导体基底的上表面形成一光电转换元件，该光电转换元件可使入射于该元件上的电磁辐射能量的大小转换成为电荷量的多少，并进而转化成为电压、电流信号的强弱。此外还可包括一周围控制电路，可用以解码该光电转换元件阵列的光电转换像素位置与控制该光电感测装置的输出、输入电路信号及电性连接端。

当集成电路元件缩小和整合更多、更复杂的功能需求时，所面临更多输出、输入的外接电极脚数、更高的操作频率、及所伴随产生更加复杂的散热和电磁干扰等问题，对光电感测装置的品质将造成重大的影响。一般光电感测装置的噪声来源，除了光电感测装置本身产生的散弹噪声(Shot noise)和热噪声(Thermal noise)外，还包括有光电感测装置中周围电路产生的噪声、其他电路产生的噪声干扰及操作频率所产生的噪声电磁干扰等皆会严重影响光电感测装置的信号与噪声比，并进而缩小该光电感测装置的工作动态范围及降低该光电感测装置的品质。

图1为阐示传统光电感测装置及其封装的示意图，如图1所示，一传统陶瓷封装100系提供一凹槽101于一陶瓷基底103和一导电内引脚102于其封装内；一光电感测管芯104通过导电粘着膜105贴附于该凹槽101内；及使用一金属线107标准打线接合制造过程，电性连接该光电感测管芯104的电极焊垫106至内引脚102上。

图2阐示另一传统光电感测装置及其封装。如图2中，一塑胶封装110至要包含有一内引脚112和外引脚122，且该引脚电性连接至引脚架117；及一塑胶基底113上的一凹槽110；一光电感测管芯104通过一导电粘着膜115贴附于凹槽111的引脚架117；及使用一金属线107用打线接合制造过程，电性连接该光电感测管芯104的电极焊垫106至内引脚112上。

另一揭露于美国专利第6268231号的低成本电荷耦合装置封装，名为“低成本电荷耦合装置封装”于1999年10月4日公布给予KeithE.Wetzel先生，如图3所示。一电荷耦合装置(CCD)封装310其主要结构包括有一塑胶基底结构312；一塑胶环绕架314；一软性电路板318；及一玻璃盖316用以形成一密封空间，便于该内含一光电感测装置于该空间内组装。该玻璃盖316是使用来保护贴附于密封空间内软性电路板318上的光电感测管芯311，且通过金属接合线329电性连接该软性电路板318上的导电电极端至光电感测管芯311的电极焊垫。

图4为阐示另一揭露于台湾专利第TWM249376公开号、名为“低噪声影像感测器”的示意图，如图4所示，其主要结构包含一光电影像感测芯片管芯420、一透光片430、一透光红外线滤光片432及一薄膜基板410，其中该薄膜基板410包括有一介电层415、一金属线路层416和一外接电性接合端417，用以接合该光电感测管芯420的电极连接端凸块424和一窗口413用以设置该光电感测管芯420；及一覆盖该光电感测管芯420的一背面电磁屏蔽金属层440，用以避免外部电磁噪声干扰，达成降低噪声的功效。还可再包含一覆盖于该薄膜基板410上表面的另一电磁屏蔽金属层470，利用达成降低噪声的功效。