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CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor),即互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體,CMOS 圖像傳感器(CIS,CMOS Image Sensor)是采用 CMOS 工藝制造的圖像傳感器。CMOS圖像傳感器因具有高集成度、低功耗以及低成本的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于智能駕駛、消費(fèi)電子、醫(yī)療影像、安防、航空航天等領(lǐng)域。
陶瓷封裝在 CMOS 圖像傳感器中的應(yīng)用
CMOS圖像傳感器,來(lái)源:Gpixel
根據(jù) Yole Group 報(bào)告數(shù)據(jù),2023年全球CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)218 億美元,預(yù)計(jì)到2029年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)286億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)4.7%。隨著CMOS 圖像傳感器的發(fā)展,上游陶瓷封裝材料也將受益。艾邦建有陶瓷封裝全產(chǎn)業(yè)鏈微信群,歡迎陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)鏈上下游加入,請(qǐng)您識(shí)別二維碼加入。
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一、CMOS 圖像傳感器封裝種類(lèi)

CMOS圖像傳感器屬于光敏器件或稱感光器件,其封裝中通常采用一個(gè)光學(xué)玻璃蓋板對(duì)封裝腔體內(nèi)的芯片進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)CMOS圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)的不同,CMOS圖像傳感器通常有塑料封裝和陶瓷封裝兩種主要的封裝形式。
表 不同基板材料封裝CMOS性能對(duì)比
陶瓷封裝在 CMOS 圖像傳感器中的應(yīng)用
圖像傳感器芯片的塑料封裝與普通集成電路的塑料封裝不同,其需要在封裝內(nèi)部形成一個(gè)空腔結(jié)構(gòu),空腔上方采用光學(xué)玻璃蓋板進(jìn)行密封,玻璃蓋板的作用除了保護(hù)芯片免受外部環(huán)境污染外,另一個(gè)重要的作用是便于光線進(jìn)入芯片表面感光單元,在該封裝結(jié)構(gòu)中,僅僅只有芯片安裝基底材料為塑料材質(zhì)。
CMOS圖像傳感器芯片的陶瓷封裝則與普通集成電路的陶瓷封裝基本相同,兩者都采用了空腔型封裝結(jié)構(gòu)。兩種封裝形式中都是采用光學(xué)玻璃蓋板對(duì)封裝腔體進(jìn)行密封(又稱封帽),密封材料主要為有機(jī)膠,如環(huán)氧膠、UV膠等,采用膠粘接工藝(簡(jiǎn)稱粘蓋)進(jìn)行封帽。
陶瓷封裝在 CMOS 圖像傳感器中的應(yīng)用
圖 CMOS圖像傳感器CLCC封裝示意圖
目前,CMOS圖像傳感器封裝形式主要包括無(wú)引線芯片載體(LCC:Leadless Chip Carrier)、針柵陣列(PGA:Pin Grid Array)、雙列直插封裝(DIP:Dual In-line Package)和球柵陣列(BGA:Ball Grid Array)等幾種類(lèi)型。其中,LCC、BGA封裝主要用于小尺寸的芯片,DIP和PGA封裝則多用于引腳數(shù)超過(guò)100、尺寸較大的芯片。
此外,近年來(lái)晶圓級(jí)封裝技術(shù)由于其小型化、低成本的優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。

二、CMOS 圖像傳感器陶瓷封裝的優(yōu)勢(shì)

CIS封裝最初采用的是帶有玻璃蓋板的陶瓷封裝,因?yàn)樘沾刹牧暇哂袃?yōu)越的特性:
●?陶瓷封裝允許CTE(熱膨脹系數(shù))失配最小化,從而減少熱循環(huán)期間封裝翹曲。這種翹曲的減少有助于提高封裝的可靠性以及光學(xué)性能。
●?陶瓷封裝提供的與CIS管芯的良好共面性,有助于提供更好的光學(xué)性能。
●?陶瓷封裝具有更好的防潮和熱性能,因?yàn)榈臀鼭衤屎透叩膶?dǎo)熱系數(shù),這些也是CIS所需的特性。
●?陶瓷封裝的多層結(jié)構(gòu)允許處理相當(dāng)復(fù)雜和大量的互連,同時(shí)仍能保持較小的封裝尺寸。
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圖 安森美CLCC封裝的 CMOS圖像傳感器
目前CMOS圖像傳感器陶瓷封裝形式主要有陶瓷雙列直插封裝(CDLP)、陶瓷無(wú)引線芯片載體(CLCC)、陶瓷格柵陣列(CLGA)、陶瓷針柵陣列(CPGA)和陶瓷球柵陣列(CBGA),它們均為底座和堤壩構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)。盡管陶瓷封裝的成本較高,開(kāi)發(fā)周期也更長(zhǎng),陶瓷封裝在今天仍然是CIS的關(guān)鍵封裝解決方案之一,特別是在需要非常高的性能和惡劣的環(huán)境下。
資料來(lái)源:
1.《CMOS IMAGE SENSOR PACKAGING TECHNOLOGY FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS》,Teoh Eng Kang,等.
2.《關(guān)于CMOS圖像傳感器封裝標(biāo)準(zhǔn)的探討》,肖漢武.
3.《多層陶瓷基板制造工藝研究》,陳輝.
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推薦活動(dòng):【邀請(qǐng)函】第二屆陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)論壇(11月·石家莊)
第二屆陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)論壇
The 2nd Ceramic Packages Industry Forum
2024年11月

河北·石家莊

一、會(huì)議議題

 

序號(hào)

暫定議題

擬邀請(qǐng)

1

集成電路陶瓷封裝的發(fā)展概況

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

2

光通信技術(shù)的發(fā)展及陶瓷封裝外殼的應(yīng)用趨勢(shì)

擬邀請(qǐng)光通信企業(yè)/封裝廠商/高校研究所

3

電子封裝陶瓷的研究進(jìn)展

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

4

陶瓷封裝技術(shù)在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

5

基于DPC的3D成型陶瓷封裝技術(shù)

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

6

集成電路陶瓷封裝外殼仿真設(shè)計(jì)

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

7

系統(tǒng)級(jí)封裝用陶瓷材料研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

8

基于3D-SiP集成技術(shù)的新型微波模塊

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

9

陶瓷封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化及可靠性分析

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

10

低溫玻璃-陶瓷封裝技術(shù)的研究進(jìn)展

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

11

低溫共燒陶瓷基板及其封裝應(yīng)用

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

12

微電子陶瓷封裝的金屬化技術(shù)

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

13

高溫共燒陶瓷金屬化膜厚影響因素分析

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b廠商/高校研究所

14

銅漿在多層陶瓷封裝外殼制備技術(shù)中的應(yīng)用

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b/漿料廠商/高校研究所

15

電子陶瓷封裝用玻璃粉的開(kāi)發(fā)

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b/玻璃粉廠商/高校研究所

16

金屬陶瓷膠黏劑封裝工藝及可靠性研究

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b/材料廠商/高校研究所

17

陶瓷封裝外殼釬焊工藝研究

擬邀請(qǐng)釬焊設(shè)備企業(yè)/高校研究所

18

高密度陶瓷封裝外殼散熱問(wèn)題探討

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b/材料廠商/高校研究所

19

陶瓷封裝平行縫焊工藝與技術(shù)

擬邀請(qǐng)?zhí)沾煞庋b/設(shè)備廠商/高校研究所

20

陶瓷封裝缺陷自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

擬邀請(qǐng)檢測(cè)方案商

21

傳感器技術(shù)的發(fā)展及陶瓷封裝的應(yīng)用趨勢(shì)

擬邀請(qǐng)傳感器/封裝廠商/高校院所

22

紅外探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展及陶瓷封裝的應(yīng)用趨勢(shì)

擬邀請(qǐng)?zhí)綔y(cè)器/封裝廠商/高校院所

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