[发明专利]用于光敏装置的透镜对准方法及设备以及其实施系统

说明书

优先权主张

本申请案主张待决的2007年8月15日申请的第11/839,377号美国专利申请案的申 请日期的权益。

技术领域

本发明的实施例涉及用于光敏装置(例如，图像传感器封装)的透镜对准、用于其 制造的晶片级结构及用于其的组件与制造方法。更明确地说，本发明的实施例涉及一个 或一个以上透镜与图像传感器的光敏区的不对称地放置的像素阵列的对准。

背景技术

基于半导体裸片的图像传感器是电子/光子学技术领域的技术人员众所周知的，且在 小型化配置中可用于在数码相机、个人数字助理(PDA)、因特网器具、蜂窝式电话、 测试装备等中俘获电磁辐射(例如，可见、IR或UV)信息以供观看、进一步处理或其 两者。对于在前述极端竞争性市场中的商业使用来说，图像传感器封装必须非常小。对 于一些应用来说，具有约为半导体裸片或芯片自身的尺寸的封装或所谓的“芯片级”封 装是合乎需要的(如果并不是要求的话)。

尽管常规上将传统半导体装置(例如，处理器及存储器)封装于不透明的保护材料 中，但图像传感器通常包含光波长频率辐射敏感性集成电路(还称为“光敏”电路或区 或者“成像区域”)，所述集成电路被制造于半导体裸片的活性表面上并由光学透射元 件覆盖，其中图像传感器的光敏电路经定位以经由光学透射元件而从外部源接收光辐 射。因此，图像传感器封装的一个表面在常规上包含透明部分，所述透明部分通常为光 透射玻璃或塑料盖。对于需要高分辨率的摄影或其它目的来说，芯片经定位以从与其相 关联的光学透镜接收聚焦辐射。图像传感器可为电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化 物半导体(CMOS)中的一者。每一此类传感器的光敏电路在常规上包括含有呈光门、 光敏晶体管或光电二极管形式的光传感器的像素阵列，其通常称为“成像器阵列”。

当将图像聚焦于成像器阵列上时，对应于图像的光被引导到像素。像素的成像器阵 列可包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括用于每一像素的凸微透镜。每一微透镜可用 以将传入光引导穿过对应像素的电路区而到达光传感器区，从而增加到达光传感器的光 的量且增加像素的填充因数。微透镜还可用以增强来自非发光显示装置(例如，液晶显 示装置)的像素的照明光以增加显示器的亮度、形成待在液晶或发光二极管打印机中打 印的图像或甚至提供聚焦以用于将发光装置或接收装置耦合到光纤。

在图像传感器封装的设计与制造中考虑各种因素。举例来说，可以晶片级来至少部 分地(如果并非完全地)同时制造大量封装的程度是重要的成本考虑因素。此外，如果 封装设计或制造方法(即使以晶片级来进行)使封装位于其上的所有图像传感器半导体 裸片成为必要而不管显著数目的裸片是否有缺陷，那么导致浪费大量材料。而且，必须 相对于光敏电路而将封装透镜仔细地定位于所述裸片中的每一者上以实现均匀高质量 成像，同时排除湿气及其它污染物进入到在光敏电路与透镜之间界定的腔室中。

当将包含像素阵列的成像区域不对称地定位于图像传感器裸片上时，出现常规透镜 定位技术的一个显著问题，而常规透镜经配置以使得透镜的光学中心作为一个整体而对 称地或中心地定位于图像传感器上方且并不定位于像素阵列上方。像素阵列的不对称位 置经常由集成电路设计约束来规定，所述约束由电路(例如，存储器)及位于图像传感 器裸片的活性表面上的结合垫的位置强加。换句话说，由于电路设计者尝试优化图像传 感器裸片的电学方面，所以像素阵列变成被定位成偏离中心。

因此，仍然需要一种适应将成像区域不对称地定位于图像传感器上的封装技术，所 述技术可以晶片级来实现且提供并入有不对称成像区域的高质量图像传感器封装。

发明内容

本发明的一实施例包含一种用于形成图像传感器封装的方法，所述方法包含将透镜 固定于图像传感器裸片上方，所述图像传感器裸片具有不对称地位于其上的成像器阵 列，其中所述透镜与所述成像器阵列光学对准。

本发明的另一实施例包含一种图像传感器封装，其包括：图像传感器，其具有不对 称地定位于其上的光敏区；安置于光敏区上方的衬底，其具有穿过其的通路；及透镜， 其支撑于所述通路上方且与不对称地定位的光敏区对准。