CMOS图像传感器模组及其制作方法技术领域
本发明涉及图像传感器封装领域，特别涉及一种CMOS图像传感器模组及
其制作方法。
背景技术
图像传感器是一种将一维或二维光学信息（optical information）转换为电
信号的装置。图像传感器可以被进一步地分为两种不同的类型：互补金属氧
化物半导体（CMOS）图像传感器和电荷耦合器件（CCD）图像传感器。其中
CMOS图像传感器具有比CCD图像传感器更广泛的应用。CMOS图像传感器包
括用于感测辐射光的光电二极管以及用于将所感测的光处理为电信号数据的
CMOS逻辑电路。
CMOS模组由CMOS图像传感器组成，由于CMOS模组具有结构简单、体
积小和应用方便等优点，具有广泛的用途。
请参考图1，现有技术的CMOS图像传感器模组，包括：
线路基板101；
位于所述线路基板101表面、且与所述线路基板101表面电连接的CMOS
图像传感器103，所述CMOS图像传感器103表面具有感光单元105；
位于所述CMOS图像传感器103表面的通孔基板130，所述通孔基板130具
有第一开口131，所述第一开口131暴露出感光单元105；
位于所述通孔基板130表面的光学玻璃135，所述光学玻璃135用于防止水
分、灰尘进入CMOS图像传感器103；
位于所述光学玻璃135表面的框架161，所述框架161具有第二开口（未标
示），所述第二开口与感光单元105对应，位于所述感光单元105的上方；
固定于所述框架161的第二开口内的光学玻璃160，用于将光线聚敛后照
射到感光单元105表面。
现有技术形成的CMOS图像传感器模组的成本高，并且良品率低。
更多有关CMOS图像传感器模组的制作方法的资料请公开号为
CN101740422A的中国专利文件。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种CMOS图像传感器模组及其制作方法，形
成的图像传感器模组的成本低，且良品率高。
为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种CMOS图像传感器模组，
包括：
线路基板；
位于所述线路基板上且与所述线路基板电连接的CMOS图像传感器，所
述CMOS图像传感器包括感光单元；
光学透镜，所述光学透镜位于所述CMOS图像传感器上方，且光学透镜
的光学中心与所述感光单元的感光中心在同一轴线上；
位于所述CMOS图像传感器和光学透镜之间的通孔基板，所述通孔基板
具有开口，光学透镜的光通过所述开口照射到所述CMOS图像传感器的感光
单元表面。
可选地，所述通孔基板的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂、耐燃材料或高聚
物光刻材料。
可选地，所述光学透镜的光学尺寸大于与其对应的CMOS图像传感器中
感光单元的光学尺寸，小于通孔基板的开口的尺寸。
可选地，所述线路基板为硬性基板或软性基板。
可选地，还包括：位于所述通孔基板上方，用于支撑所述光学透镜的框
架。
可选地，所述框架和光学透镜的材料相同，且为一体成型。
本发明的实施例还提供了一种CMOS图像传感器模组的制作方法，包括：
提供晶圆、通孔基板和光学透镜，所述晶圆表面形成有包含感光单元的
CMOS图像传感器，所述通孔基板具有开口，所述开口的位置与CMOS图像
传感器的感光单元的位置一一对应，且所述开口的尺寸大于等于所述光学透
镜的尺寸；
分别对所述晶面表面的CMOS图像传感器进行晶圆级测试，判断各
CMOS图像传感器是否满足工艺需求，并判断光学透镜合格与否；
安装通孔基板于晶圆表面，使所述通孔基板的开口暴露出CMOS图像传
感器的感光单元；
将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的
开口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通
孔基板的开口内，使光学透镜的光学中心与所述CMOS图像传感器的感光中
心在同一轴线上；
待安装好光学透镜后，封装所述光学透镜、通孔基板和CMOS图像传感
器，形成第一封装结构；
将第一封装结构从晶圆上切割下来；
将切割下来的第一封装结构固定于对应的线路基板表面。
可选地，所述通孔基板的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂、耐燃材料或高聚
物光刻材料。
可选地，当所述通孔基板的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂或耐燃材料时，
采用粘结剂将通孔基板粘结到CMOS图像传感器表面；当所述通孔基板的材
料为高聚物光刻材料时，采用烘焙或者紫外线照射的方法将通孔基板粘结到
CMOS图像传感器表面。
可选地，所述烘焙的工艺参数包括：温度85摄氏度-95摄氏度，压力4000
牛顿-5000牛顿，烘焙时间10分钟-40分钟。
可选地，还包括：提供框架，将所述框架置于所述通孔基板上方，用于
支撑所述光学透镜。
可选地，所述框架和光学透镜为一体成型。
可选地，将第一封装结构从晶圆上切割下来采用的方法为采用机械刀具
或激光切割。
可选地，当采用机械刀具切割从晶圆上切割第一封装结构时，所述切割
速率为4-20毫米/秒。
可选地，所述将切割下来的第一封装结构固定于对应的线路基板表面的
方法为：回流焊接。
可选地，封装所述光学透镜、通孔基板和CMOS图像传感器的方法为图
像传感器级封装工艺或直通硅晶穿孔封装工艺。
本发明的实施例还提供了一种CMOS图像传感器模组的制作方法，包括：
提供晶圆、通孔基板和光学透镜，所述晶圆表面形成有包含感光单元的
CMOS图像传感器，所述通孔基板具有开口，所述开口的位置与CMOS图像
传感器的感光单元的位置一一对应，且所述开口的尺寸大于等于所述光学透
镜的尺寸；
安装通孔基板于晶圆表面，使所述通孔基板的开口暴露出CMOS图像传
感器的感光单元；
将保护板安装在通孔基板表面；
封装保护板、通孔基板和CMOS图像传感器，形成第二封装结构；
判断光学透镜的合格与否；
去除第二封装结构内的保护板，对第二封装结构内的CMOS图像传感器
进行晶圆级测试，判断CMOS图像传感器的合格与否；
将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的
开口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通
孔基板的开口内，使光学透镜的光学中心与所述CMOS图像传感器的感光中
心在同一轴线上；
将具有光学透镜的第二封装结构从晶圆上切割下来；
将切割下来的具有光学透镜的第二封装结构固定于对应的线路基板表
面。
可选地，所述通孔基板的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂、耐燃材料或高聚
物光刻材料。
可选地，当所述通孔基板的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂或耐燃材料时，
采用粘结剂将通孔基板粘结到CMOS图像传感器表面；当所述通孔基板的材
料为高聚物光刻材料时，采用烘焙或者紫外线照射的方法将通孔基板粘结到
CMOS图像传感器表面。
可选地，所述烘焙的工艺参数包括：温度85摄氏度-95摄氏度，压力4000
牛顿-5000牛顿，烘焙时间10分钟-40分钟。
可选地，所述封装保护板、通孔基板和CMOS图像传感器的方法为图像
传感器级封装工艺或直通硅晶穿孔封装工艺。
可选地，去除第二封装结构内的保护板的方法为：通过红外辐射、紫外
照射或激光扫描的方法，使粘结保护板和通孔基板的粘结剂失效。
可选地，将具有光学透镜的第二封装结构从晶圆上切割下来的方法为采
用机械刀具或激光切割。
可选地，当采用机械刀具切割具有光学透镜的第二封装结构时，所述切
割速率为4-20毫米/秒。
可选地，所述将切割下来的具有光学透镜的第二封装结构固定于对应的
线路基板表面的方法为：回流焊接工艺。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
所述光学透镜直接位于CMOS图像传感器上方的通孔基板表面，且光学
中心与所述感光单元的中心在同一轴线上，光学透镜的光通过通孔基板的开
口照射到所述CMOS图像传感器的感光单元表面。所述通孔基板和光学透镜
之间不具有昂贵的光学玻璃，本发明实施例的CMOS图像传感器模组的成本
低。
进一步的，通孔基板上方的框架和光学透镜的材料相同，为一体成型。
框架和光学透镜之间没有缝隙，避免了外界环境中的污染物，例如灰尘、水
分进入CMOS图像传感器模组内部，污染CMOS图像传感器。本发明实施例
的CMOS图像传感器模组的防尘、防湿效果好，模组的性能稳定。
首先对晶圆表面的CMOS图像传感器进行晶圆级测试，判断各CMOS图
像传感器是否满足工艺需求，并判断光学透镜合格与否；将合格的光学透镜
安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内，将不合格的光
学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内。避免
了将不合格的光学透镜安装到合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开
口内，或者将合格的光学透镜安装到不合格的CMOS图像传感器对应的通孔
基板的开口内，增加了CMOS图像传感器模组的良品率。并且光学透镜直接
按照在与CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内，省略了在通孔基板表
面形成光学玻璃的步骤，节省了工艺步骤和成本，并提高了光路的利用率。
进一步的，在安装光学透镜前，首先在通孔基板表面形成保护板，在安
装光学透镜到CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内前，去除保护板，
并将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开
口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通孔
基板的开口内。本发明实施例的CMOS图像传感器模组的制作方法，不仅提
高了形成CMOS图像传感器模组的良品率，还有效防止了封装前灰尘、水分
等进入第二封装结构，对CMOS图像传感器的性能造成影响，形成的CMOS
图像传感器模组的性能稳定。
附图说明
图1是现有技术CMOS图像传感器模组的剖面结构示意图；
图2是本发明第一实施例的CMOS图像传感器模组的制作方法的流程示
意图；
图3-图6是本发明第一实施例的CMOS图像传感器模组的制作过程的剖
面结构示意图；
图7是本发明第二实施例的CMOS图像传感器模组的制作方法的流程示
意图；
图8-图12是本发明第二实施例的CMOS图像传感器模组的制作过程的
剖面结构示意图；
图13是本发明第三实施例的CMOS图像传感器模组的剖面结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术形成CMOS图像传感器模组时，在通孔基
板表面还形成了昂贵的光学玻璃，大大增加了制作CMOS图像传感器模组的
成本。而且，由于安装光学透镜之前，未对光学透镜和CMOS图像传感器进
行测试。因此，存在将合格的光学透镜安装到不合格的CMOS图像传感器上，
或者将不合格的光学透镜安装到合格的CMOS图像传感器上，从而降低了
CMOS图像传感器模组的良品率。
经过研究，发明人发现，如果首先对晶圆表面的CMOS图像传感器进行
晶圆级测试，判断各CMOS图像传感器是否满足工艺需求，并判断光学透镜
合格与否；将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔
基板的开口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对
应的通孔基板的开口内。则会大大提高CMOS图像传感器模组的良品率。并
且，如果省略掉在通孔基板表面形成光学玻璃的步骤，即可节省工艺步骤和
成本，提高光路的利用率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图
对本发明的各个具体实施方式做详细的说明。
第一实施例
请参考图2，本发明第一实施例中CMOS图像传感器模组的制作方法，
包括：
步骤S201，提供晶圆、通孔基板和光学透镜，所述晶圆表面形成有包含
感光单元的CMOS图像传感器，所述通孔基板具有开口，所述开口的位置与
CMOS图像传感器的感光单元的位置一一对应，且所述开口的尺寸大于等于
所述光学透镜的尺寸；
步骤S202，分别对所述晶面表面的CMOS图像传感器进行晶圆级测试，
判断各CMOS图像传感器是否满足工艺需求，并判断光学透镜合格与否；
步骤S203，安装通孔基板于晶圆表面，使所述通孔基板的开口暴露出
CMOS图像传感器的感光单元；
步骤S204，将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的
通孔基板的开口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感
器对应的通孔基板的开口内，使光学透镜的光学中心与所述CMOS图像传感
器的感光中心在同一轴线上；
步骤S205，待安装好光学透镜后，封装所述光学透镜、通孔基板和CMOS
图像传感器，形成第一封装结构；
步骤S206，将第一封装结构从晶圆上切割下来；
步骤S207，将切割下来的第一封装结构固定于对应的线路基板表面。
具体的，请参考图3-图6，图3-图6示出了本发明第一实施例的CMOS
图像传感器模组的制作过程的剖面结构示意图。
请参考图3，提供晶圆300、通孔基板330、光学透镜360，所述晶圆300
表面形成有包含感光单元301的CMOS图像传感器303，所述通孔基板330
具有开口331，所述开口331的位置与CMOS图像传感器303的感光单元301
的位置一一对应，且所述开口331的尺寸大于等于所述光学透镜360的尺寸。
所述晶圆300的材料为单晶硅，用于形成CMOS图像传感器303。本发
明的实施例中，所述晶圆300表面形成有多个CMOS图像传感器303（为便
于理解，图3中仅示出了两个CMOS图像传感器303a和CMOS图像传感器
303b）。每一所述CMOS图像传感器303具有感光单元301，例如感光单元301a
和感光单元301b，用于获取光信号，并将所述光信号转换成电信号。由于在
所述晶圆300表面形成具有感光单元301的CMOS图像传感器303的工艺和
方法，已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
所述通孔基板330的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂（即以双马来酰亚胺
（BMI）和三嗪为主树脂成分，并加入环氧树脂、聚丙醚树脂（PPE）或烯丙
基化合物等作为改性组分，形成的热固性树脂）、耐燃材料或高聚物光刻材料，
主要用于支撑光学透镜360。在本发明的实施例中，所述通孔基板330的材料
为BT树脂。
所述通孔基板330的开口331用于使透过光学透镜360的光线进入CMOS
图像传感器的感光单元301。因此，所述开口331的位置与CMOS图像传感
器303的感光单元301的位置一一对应，所述开口331的数量也与CMOS图
像传感器303的数量相同。并且，为使透过光学透镜360的光线全部通过通
孔基板330的开口331，进入CMOS图像传感器的感光单元301。所述开口
331的尺寸大于等于所述光学透镜360的尺寸。在本发明的实施例中，所述开
口331a位于感光单元301a的上方，所述开口331b位于感光单元301b的上方。
所述光学透镜360用于将光线聚敛，使感光单元301获取更多的光信号。
在本发明的实施例中，示出了光学透镜360a和光学透镜360b。所述开口331a
的尺寸大于等于所述光学透镜360a的尺寸，所述开口331b的尺寸大于等于
所述光学透镜360b的尺寸。
需要说明的是，在本发明的第一实施例中，还包括：提供框架361，将所
述框架361置于所述通孔基板330上方，用于支撑光学透镜360a和光学透镜
360b于所述开口331上。
为防止后续形成的CMOS图像传感器模组中进入灰尘、水分等，在本发
明的实施例中所述框架361和光学透镜360为一体成型。所述框架361和光
学透镜360的材料相同，所不同的是，所述光学透镜360对光线有聚敛的效
果，而所述框架361对光线没有聚敛的效果。
请继续参考图3，分别对所述晶面表面的CMOS图像传感器303（图3
所示）进行晶圆级测试，判断各CMOS图像传感器303是否满足工艺需求，
并判断光学透镜360（图3所示）合格与否。
如前文所述，现有技术在安装光线透镜360前，未对CMOS图像传感器
303和光学透镜360进行检测，可能将合格的光学透镜360安装到与合格的
CMOS图像传感器303对应的通孔基板330的开口331内，或者将不合格的
光学透镜360安装到与不合格的CMOS图像传感器303对应的通孔基板330
的开口331内，降低了CMOS图像传感器模组的良品率。
本发明的实施例中，为提高CMOS图像传感器模组的良品率，在安装光
学透镜360到CMOS图像传感器303对应的通孔基板330的开口331上方之
前，首先对CMOS图像传感器303和光学透镜360进行检测。所述晶圆级测
试用于检测CMOS图像传感器303的合格与否，其具体方法为：采用CMOS
图像传感器获得图像，检验图像中是否存在坏点，图像是否失真等。判断光
学透镜360合格与否的方法为：检测光学透镜360外观是否完整，以及透过
光学透镜360的光线是否存在光学失真（镜头解像力测试）等。
在本发明的实施例中，经过检测得知，光学透镜360a合格，光学透镜360b
不合格；CMOS图像传感器303a合格，CMOS图像传感器303b不合格。
请参考图4，安装通孔基板330于晶圆300表面，使所述通孔基板330的
开口331a暴露出CMOS图像传感器303a的感光单元301a，通孔基板330的
开口331b暴露出CMOS图像传感器303b的感光单元301b。
安装通孔基板330于基于300表面的方法为：采用粘结剂或者烘焙、或
者紫外线照射的方法，将通孔基板粘结到CMOS图像传感器303a和CMOS
图像传感器303b表面，使开口331a暴露出感光单元301a、开口331b暴露出
感光单元301b。具体的，当所述通孔基板330的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂
或耐燃材料时，采用粘结剂将通孔基板330粘结到CMOS图像传感器303a
表面和CMOS图像传感器303b表面；当所述通孔基板330的材料为高聚物光
刻材料时，采用烘焙或者紫外线照射的方法将通孔基板330粘结到CMOS图
像传感器表面303a表面和CMOS图像传感器303b表面。
在本发明的实施例中，由于所述通孔基板330的材料为BT树脂，所述
BT树脂为一种热固性树脂，可以采用烘焙的方法将通孔基板330粘结到
CMOS图像传感器表面303a表面和CMOS图像传感器303b表面。为使通孔
基板330粘结到CMOS图像传感器表面303a表面和CMOS图像传感器303b
表面的效果好，所述烘焙的工艺参数包括：温度为85摄氏度-95摄氏度，压
力为4000牛顿-5000牛顿，烘焙时间10分钟-40分钟。
请参考图5，将合格的光学透镜360a安装到与合格的CMOS图像传感器
303a对应的通孔基板330的开口331a内，将不合格的光学透镜360b安装到
与不合格的CMOS图像传感器303b对应的通孔基板330的开口331b内，使
每一光学透镜360（图3所示）的光学中心与对应的所述CMOS图像传感器
303（图3所示）的感光中心在同一轴线上。
所述将合格的光学透镜360a安装到与合格的CMOS图像传感器303a对
应的通孔基板330的开口331a内，将不合格的光学透镜360b安装到与不合
格的CMOS图像传感器303b对应的通孔基板330的开口331b内的步骤包括：
安装框架361（图3所示）至通孔基板330表面，例如安装框架361a至通孔
基板330的开口331a上方，安装框架361b至通孔基板330的开口331b上方，
然后将合格的光学透镜360a安装于框架361a内，将不合格的光学透镜360b
安装于框架361b内，使光学透镜360a位于合格的CMOS图像传感器303a上
方，光学透镜360b位于不合格的CMOS图像传感器303b上方；或者安装框
架361b至通孔基板330的开口331a上方，安装框架361a至通孔基板330的
开口331b上方，然后将合格的光学透镜360a安装于框架361b内，将不合格
的光学透镜360b安装于框架361a内，使光学透镜360a位于合格的CMOS图
像传感器303a上方，光学透镜360b位于不合格的CMOS图像传感器303b上
方。
在本发明的实施例中，由于所述光学透镜360与框架361一体成型，无
需将光学透镜360安装于框架361内，节省了工艺步骤，并且，光学透镜360
与框架361之间没有缝隙，无需在通孔基板330和框架361之间额外形成光
学玻璃，不仅有效避免了后续灰尘、水分进入CMOS图像传感器模组内，污
染CMOS图像传感器，提高了CMOS图像传感器模组的稳定性，而且降低了
CMOS图像传感器模组的制作成本。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，由于实际CMOS图像传感器
模组的制作过程中，需要检测若干个CMOS图像传感器和光学透镜。可以首
先检测光学透镜是否合格，然后将合格的光学透镜与不合格的光学透镜分开
放置；然后对CMOS图像传感器进行检测，记录每一CMOS图像传感器的检
测结果；最后安装通孔基板于晶圆表面，使所述通孔基板的开口暴露出CMOS
图像传感器的感光单元，再将对应的合格或不合格的光学透镜安装于所述
CMOS图像传感器的上方。
需要说明的是，本发明的实施例中，还包括：形成位于所述通孔基板330
表面的粘结层333，用于粘结框架361（如图3所示）和通孔基板330。
为使经过光学透镜360后的光线较好的被CMOS图像传感器303的感光
单元接收，有效的将光信号转换为电信号，每一光学透镜360（图3所示）的
光学中心与对应的所述CMOS图像传感器303（图3所示）的感光中心在同
一轴线上。
请继续参考图5，待安装好光学透镜360a、光学透镜360b后，分别封装
所述光学透镜360a、通孔基板330和CMOS图像传感器303a，以及光学透镜
360b、通孔基板330和CMOS图像传感器303b，形成多个第一封装结构（未
标示）。封装所述光学透镜360a、通孔基板330和CMOS图像传感器303a，
以及光学透镜360b、通孔基板330和CMOS图像传感器303b的方法为图像
传感器级封装工艺或直通硅晶穿孔封装工艺。由于图像传感器级封装工艺或
直通硅晶穿孔封装工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本发明的实施例中，由于所述光学透镜360a和CMOS图像传感器303a
合格，所述光学透镜360b和CMOS图像传感器303b不合格，因此，由光学
透镜360a、通孔基板330和CMOS图像传感器303a形成的第一封装结构合
格，由光学透镜360b、通孔基板330和CMOS图像传感器303b形成的第一
封装结构不合格。
请参考图6，将第一封装结构从晶圆300（图5所示）上切割下来，形成
多个分立的第一封装结构380a和380b。
由于封装后，所述多个第一封装结构由通孔基板330和晶圆300连接，
需要将第一封装结构切割下来，以利于后续工艺。所述将第一封装结构从晶
圆300上切割下来采用的方法为采用机械刀具或激光切割。在本发明的实施
例中，采用机械刀具以4-20毫米/秒的切割速从晶圆300上切割第一封装结构，
形成多个分立的第一封装结构380a和380b。
其中，切割后的第一封装结构380a包括：CMOS图像传感器303a，所述
CMOS图像传感器303a表面具有感光单元301a；位于所述CMOS图像传感
器303a表面的通孔基板330a，所述通孔基板330a由通孔基板330（图5所示）
切割后得到，所述通孔基板330a的开口331a暴露出感光单元301a；位于所
述通孔基板330a表面的粘结层333a，所述粘结层333a由粘结层333（图5
所示）切割后得到；位于所述粘结层333a表面的框架361a和位于框架361a
的光学透镜360a，所述光学透镜360a的光学中心与所述感光单元301a的中
心在同一轴线上。
切割后的第一封装结构380b包括:CMOS图像传感器303b，所述CMOS
图像传感器303b表面具有感光单元301b；位于所述CMOS图像传感器303b
表面的通孔基板330b，所述通孔基板330b由通孔基板330（图5所示）切割
后得到，所述通孔基板330b的开口331b暴露出感光单元301b；位于所述通
孔基板330b表面的粘结层333b，所述粘结层333b由粘结层333（图5所示）
切割后得到；位于所述粘结层333b表面的框架361b和位于框架361b的光学
透镜360b，所述光学透镜360b的光学中心与所述感光单元301b的中心在同
一轴线上。
需要说明的是，切割形成分立的第一封装结构380a和380b后，还包括：
将切割下来的第一封装结构380a和380b固定于对应的线路基板（未图示）
表面，以完成不同的功能。本发明的实施例中，所述将切割下来的第一封装
结构380a和380b固定于对应的线路基板表面的方法为：回流焊接。由于采
用回流焊接固定第一封装结构380a和380b于对应的线路基板的工艺，已为
本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本发明的第一实施例中，在安装光学透镜到CMOS图像传感器上方前，
分别对CMOS图像传感器和光学透镜进行了检测，判断CMOS图像传感器是
否满足工艺需求，光学透镜合格与否。在随后的安装过程中，将合格的学透
镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内，将不合格的
光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内，且
使光学透镜的光学中心与所述CMOS图像传感器的感光中心在同一轴线上。
有效提高了CMOS图像传感器模组的良率，且制作成本降低。
第二实施例
与本发明的第一实施例不同，本发明的第二实施例中，当安装通孔基板
于晶圆表面，暴露出CMOS图像传感器的感光单元后，在通孔基板表面形成
保护板，保护后续工艺中CMOS图像传感器免受灰尘、水分的影响。并在安
装光学透镜至通孔基板的开口内以前，去除所述保护板。
请参考图7，本发明第二实施例中CMOS图像传感器模组的制作方法，
包括：
步骤S401，提供晶圆、通孔基板和光学透镜，所述晶圆表面形成有包含
感光单元的CMOS图像传感器，所述通孔基板具有开口，所述开口的位置与
CMOS图像传感器的感光单元的位置一一对应，且所述开口的尺寸大于等于
所述光学透镜的尺寸；
步骤S402，安装通孔基板于晶圆表面，使所述通孔基板的开口暴露出
CMOS图像传感器的感光单元；
步骤S403，将保护板安装在通孔基板表面；
步骤S404，封装保护板、通孔基板和CMOS图像传感器，形成第二封装
结构；
步骤S405，判断光学透镜的合格与否；
步骤S406，去除第二封装结构内的保护板，对第二封装结构内的CMOS
图像传感器进行晶圆级测试，判断CMOS图像传感器的合格与否；
步骤S407，将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的
通孔基板的开口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感
器对应的通孔基板的开口内，使光学透镜的光学中心与所述CMOS图像传感
器的感光中心在同一轴线上；
步骤S408，将具有光学透镜的第二封装结构从晶圆上切割下来；
步骤S409，将切割下来的具有光学透镜的第二封装结构固定于对应的线
路基板表面。
具体的，请参考图8-图12，图8-图12示出了本发明第二实施例的CMOS
图像传感器模组的制作过程的剖面结构示意图。
请参考图8，提供晶圆500、通孔基板530、光学透镜560，所述晶圆500
表面形成有包含感光单元501的CMOS图像传感器503，所述通孔基板530
具有开口531，所述开口531的位置与CMOS图像传感器503的感光单元501
的位置一一对应，且所述开口531的尺寸大于等于所述光学透镜560的尺寸。
所述晶圆500的材料为单晶硅，用于形成多个CMOS图像传感器503。
本发明的第二实施例中，为便于理解，仅示出了两个CMOS图像传感器503a
和CMOS图像传感器503b，所述CMOS图像传感器503a表面具有感光单元
501a，所述CMOS图像传感器503b表面具有感光单元501b，所述感光单元
501a和感光单元501b分别用于获取光信号，将获得的光信号转换成电信号。
更多关于CMOS图像传感器503和感光单元501的描述，请参考本发明第一
实施例中的相关描述，在此不再赘述。
所述通孔基板530的材料为陶瓷、玻璃、BT树脂、耐燃材料或高聚物光
刻材料，主要用于支撑光学透镜560。在本发明的实施例中，所述通孔基板
530的材料为BT树脂。
所述通孔基板530的开口531用于使透过光学透镜560的光线进入CMOS
图像传感器的感光单元501。因此，所述开口531的位置与CMOS图像传感
器503的感光单元501的位置一一对应，所述开口531的数量也与CMOS图
像传感器503的数量相同。并且，为使透过光学透镜560的光线全部通过通
孔基板530的开口531，进入CMOS图像传感器的感光单元501。所述开口
531的尺寸大于等于所述光学透镜560的尺寸。在本发明的实施例中，所述开
口531a位于感光单元501a的上方，所述开口531b位于感光单元501b的上
方。
所述光学透镜560用于将光线聚敛，使感光单元获取更多的光信号。在
本发明的实施例中，示出了光学透镜560a和光学透镜560b。所述开口531a
的尺寸大于等于所述光学透镜560a的尺寸，所述开口531b的尺寸大于等于
所述光学透镜560b的尺寸。
需要说明的是，在本发明的第二实施例中，还包括：提供框架561，将所
述框架561置于所述通孔基板530上方，用于支撑光学透镜560a和光学透镜
560b于所述开口531上。在本发明的实例中，所述框架561和光学透镜560
为一体成型，且所述框架561和光学透镜560的材料相同。更多相关描述请
参考本发明第一实施例，在此不再赘述。
请参考图9，安装通孔基板530于晶圆500表面，使所述通孔基板530的
开口531a暴露出CMOS图像传感器503a的感光单元501a，通孔基板530的
开口531b暴露出CMOS图像传感器503b的感光单元501b。
安装通孔基板530于基于500表面的方法为：采用粘结剂或者烘焙、或
者紫外线照射的方法，将通孔基板粘结到CMOS图像传感器503a和CMOS
图像传感器503b表面，使开口531a暴露出感光单元501a。开口531b暴露出
感光单元501b。更多安装通孔基板530的方法和工艺，请参考本发明的第一
实施例中相关描述，在此不再赘述。
在本发明的第二实施例中，采用烘焙的方法将通孔基板530粘结到CMOS
图像传感器表面503a表面和CMOS图像传感器503b表面。为使通孔基板530
粘结到CMOS图像传感器表面503a表面和CMOS图像传感器503b表面的效
果好，所述烘焙的工艺参数包括：温度85摄氏度-95摄氏度，压力4000牛顿
-5000牛顿，烘焙时间10分钟-40分钟。
请参考图10，将保护板570安装在通孔基板530表面。
考虑到安装光学透镜560（如图8所示）到通孔基板530表面之前，还需
要对光学透镜560进行检测，判断光学透镜560是否合格，此过程需要较长
的时间。此段时间内，如果不对CMOS图像传感器503a和CMOS图像传感
器503b予以保护，难免会有水分、灰尘等杂质进入CMOS图像传感器503a
和CMOS图像传感器503b，对后续形成的CMOS图像传感器模组的质量造
成影响。因此，本发明的第二实施例中，在将通孔基板530安装于晶圆500
表面后，安装保护板570于所述通孔基板530表面。
所述保护板570覆盖通孔基板530、开口531a和531b，用于在安装光学
透镜560之前，保护CMOS图像传感器503a和CMOS图像传感器503b，避
免灰尘、水分进入，影响CMOS图像传感器模组的质量。所述保护板570为
透明材质，例如光学玻璃，通过粘结剂将光学玻璃安装在通孔基板530表面，
其中，所述粘结剂为光敏胶、热敏胶中的一种。
在本发明的第二实施例中，所述保护板570为光学玻璃，通过光敏胶安
装在通孔基板530表面。
请继续参考图10，封装保护板570、通孔基板530和CMOS图像传感器
503a，以及封装保护板570、通孔基板530和CMOS图像传感器503b，形成
多个第二封装结构（未标示）。
所述封装保护板570、通孔基板530和CMOS图像传感器503a，以及封
装保护板570、通孔基板530和CMOS图像传感器503b的方法为图像传感器
级封装工艺或直通硅晶穿孔封装工艺。由于图像传感器级封装工艺或直通硅
晶穿孔封装工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
由于保护板570和通孔基板530对应于多个CMOS图像传感器503a、
503b，经过封装后，多个第二封装结构仍然相互连接。
需要说明的是，本发明的第二实施例中，还包括：判断光学透镜560（如
图8所示）的合格与否。所述判断光学透镜560合格与否的方法，请参考本
发明第一实施例，在此不再赘述。本发明第二实施例中，经过检测得知，光
学透镜560a合格，光学透镜560b不合格。
请参考图11，判断光学透镜560合格与否之后，去除第二封装结构内的
保护板，对第二封装结构内的CMOS图像传感器进行晶圆级测试，判断CMOS
图像传感器的合格与否。
去除第二封装结构内的保护板，以利于对第二封装结构内的CMOS图像
传感器503a、503b进行晶圆级测试，判断CMOS图像传感器503a、503b的
合格与否。采用晶圆级测试对CMOS图像传感器503a、503b的具体方法，请
参考本发明的第一实施例，在此不再赘述。
在本发明的第二实施例中，经过测试得知，CMOS图像传感器503a合格、
CMOS图像传感器503b不合格。
去除第二封装结构内的保护板570（图10所示）的方法为：通过红外辐
射、紫外照射或激光扫描的方法，使粘结保护板570和通孔基板的粘结剂失
效，从而实现保护板570的去除。本发明的第二实施例中，采用红外辐射光
敏胶，辐射的温度为200摄氏度-500摄氏度。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，当保护板570为透明材质时，
不会影响CMOS图像传感器的显示图像质量时也可以先对CMOS图像传感器
进行测试，在测试完毕后，再去除保护层570。
请继续参考图11，将合格的光学透镜560a安装到与合格的CMOS图像
传感器503a对应的通孔基板530的开口531a内，将不合格的光学透镜560b
安装到与不合格的CMOS图像传感器503b对应的通孔基板530的开口531b
内，使光学透镜560a的光学中心与所述CMOS图像传感器503a的感光中心
在同一轴线上,使光学透镜560b的光学中心与所述CMOS图像传感器503b
的感光中心在同一轴线上。
所述将合格的光学透镜560a安装到与合格的CMOS图像传感器503a对
应的通孔基板530的开口531a内，将不合格的光学透镜560b安装到与不合
格的CMOS图像传感器503b对应的通孔基板530的开口531b内的步骤，请
参考本发明第一实施例中的相关描述，在此不再赘述。
本发明的第二实施例中，框架561a和光学透镜560a一体成型，框架561b
和光学透镜560b一体成型，节省了工艺步骤，并有效避免了后续灰尘、水分
进入CMOS图像传感器模组内，污染CMOS图像传感器，提高了CMOS图
像传感器模组的稳定性。
需要说明的是，为避免灰尘、水分进入，本发明的第二实施例中，去除
保护板570（图10所示）后，立即安装光学透镜560（图8所示）。
需要说明的是，本发明的实施例中，还包括：形成位于所述通孔基板530
表面的粘结层533，用于粘结框架561（图8所示）和通孔基板530。
为使经过光学透镜560后的光线较好的被CMOS图像传感器503的感光
单元接收，有效的将光信号转换为电信号，每一光学透镜的光学中心与对应
的所述CMOS图像传感器503（图8所示）的感光中心在同一轴线上。
请参考图12，将具有光学透镜560a的第二封装结构、和具有光学透镜
560b的第二封装结构从晶圆500（图11所示）上切割下来，将其固定于对应
的线路基板（未图示）表面。
切割具有光学透镜560a、560b的第二封装结构，采用的方法为采用机械
刀具或激光切割。在本发明的实施例中，采用机械刀具以4-20毫米/秒的切割
速从晶圆500上切割具有光学透镜560a、560b的第二封装结构，形成多个分
立的第二封装结构580a和580b。
其中，切割后的第二封装结构580a包括：CMOS图像传感器503a，所述
CMOS图像传感器503a表面具有感光单元501a；位于所述CMOS图像传感
器503a表面的通孔基板530a，所述通孔基板530a由通孔基板530（图11所
示）切割后得到，所述通孔基板530a的开口531a暴露出感光单元501a；位
于所述通孔基板530a表面的粘结层533a，所述粘结层533a由粘结层533（图
11所示）切割后得到；位于所述粘结层533a表面的框架561a和位于框架561a
的光学透镜560a，所述光学透镜560a的光学中心与所述感光单元501a的中
心在同一轴线上。
切割后的第二封装结构580b包括:CMOS图像传感器503b，所述CMOS
图像传感器503b表面具有感光单元501b；位于所述CMOS图像传感器503b
表面的通孔基板530b，所述通孔基板530b由通孔基板530（图11所示）切
割后得到，所述通孔基板530b的开口531b暴露出感光单元501b；位于所述
通孔基板530b表面的粘结层533b，所述粘结层533b由粘结层533（图11所
示）切割后得到；位于所述粘结层533b表面的框架561b和位于框架561b的
光学透镜560b，所述光学透镜560b的光学中心与所述感光单元501b的中心
在同一轴线上。
在形成分立的第二封装结构580a、580b后，还包括：将切割下来的第二
封装结构580a和580b固定于对应的线路基板表面，以完成不同的功能。本
发明的实施例中，所述将切割下来的第二封装结构580a和580b固定于对应
的线路基板表面的方法为：回流焊接工艺。具体请参考本发明第一实施例的
相关描述，在此不再赘述。
上述步骤完成之后，本发明第二实施例的CMOS图像传感器模组的制作
完成。由于在通孔基板表面形成保护板，有效防止了判断光学透镜合格与否
的过程中，水分、灰尘进入CMOS图像传感器，后续形成的CMOS图像传感
器模组的稳定性更好，质量更优越。
第三实施例
与本发明的第一实施例和第二实施例不同，本发明的第三实施例提供了
一种CMOS图像传感器模组。
相应的，请参考图13，发明人还提供了一种CMOS图像传感器模组，包
括：
线路基板601；
位于所述线路基板601上且与所述线路基板601电连接的CMOS图像传
感器603，所述CMOS图像传感器603包括感光单元605；
光学透镜660，所述光学透镜660位于所述CMOS图像传感器603上方，
且其光学透镜660的光学中心与所述感光单元605的感光中心在同一轴线上；
位于所述CMOS图像传感器603和光学透镜660之间的通孔基板630，
所述通孔基板630具有开口631，光学透镜660的光通过所述开口631照射到
所述CMOS图像传感器603的感光单元605表面。
其中，线路基板601用于与CMOS图像传感器和其他元件电连接，以实
现不同的功能。所述线路基板为硬性基板或软性基板。
所述CMOS图像传感器603具有感光单元605，用于获取光信号，并将
所述光信号转换成电信号。所述CMOS图像传感器603与线路基板601电连
接，CMOS图像传感器603的电信号通过线路基板601传输。
所述光学透镜660用于将光线聚敛，使感光单元605获取更多的光信号。
并且，为使感光单元605获得的光信号更多，所述光学透镜660的光学中心
与所述感光单元605的感光中心在同一轴线上。本发明的实施例中，所述光
学透镜660的光学尺寸大于与其对应的CMOS图像传感器603中感光单元605
的光学尺寸，小于通孔基板630的开口的尺寸。
需要说明的是，在本发明的实施例中，还包括：位于所述通孔基板630
上方，用于支撑所述光学透镜660的框架661。
本发明的第三实施例中，所述框架661和光学透镜660的材料相同，且
为一体成型，有效阻止了水分、灰尘进入，CMOS图像传感器模组的性能稳
定。并且，由于由一体成型的框架661和光学透镜660，CMOS图像传感器模
组中省略了昂贵的光学玻璃，降低了CMOS图像传感器模组的成本。更多有
关框架661和光学透镜660的描述，请参考本发明的第一实施例或第二实施
例，在此不再赘述。
所述通孔基板630用于支撑光学透镜660。所述通孔基板630的开口631
用于使透过光学透镜660的光线进入CMOS图像传感器603的感光单元605。
为使透过光学透镜660的光线尽可能的进入感光单元605，所述开口631的尺
寸大于等于所述光学透镜660的尺寸。所述通孔基板630的材料为陶瓷、玻
璃、BT树脂、耐燃材料或高聚物光刻材料。在本发明的第三实施例中，所述
通孔基板630的材料为BT树脂。
本发明的第三实施例中，CMOS图像传感器模组中光学透镜660的光学
中心与所述感光单元605的感光中心在同一轴线上，感光单元605获得的光
信号更多，且光学透镜和框架一体成型，有效阻挡了水分、灰尘进入CMOS
图像传感器模组内，CMOS图像传感器模组的性能稳定。另外，CMOS图像
传感器模组中省略了昂贵的光学玻璃，CMOS图像传感器模组的成本降低。
综上，所述光学透镜直接位于CMOS图像传感器上方的通孔基板表面，
且光学中心与所述感光单元的中心在同一轴线上，光学透镜的光通过通孔基
板的开口照射到所述CMOS图像传感器的感光单元表面。所述通孔基板和光
学透镜之间不具有昂贵的光学玻璃，本发明实施例的CMOS图像传感器模组
的成本低。
进一步的，通孔基板上方的框架和光学透镜的材料相同，为一体成型。
框架和光学透镜之间没有缝隙，避免了外界环境中的污染物，例如灰尘、水
分进入CMOS图像传感器模组内部，污染CMOS图像传感器。本发明实施例
的CMOS图像传感器模组的防尘、防湿效果好，模组的性能稳定。
首先对晶圆表面的CMOS图像传感器进行晶圆级测试，判断各CMOS图
像传感器是否满足工艺需求，并判断光学透镜合格与否；将合格的光学透镜
安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内，将不合格的光
学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内。避免
了将不合格的光学透镜安装到合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开
口内，或者将合格的光学透镜安装到不合格的CMOS图像传感器对应的通孔
基板的开口内，增加了CMOS图像传感器模组的良品率。并且光学透镜直接
按照在与CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内，省略了在通孔基板表
面形成光学玻璃的步骤，节省了工艺步骤和成本，并提高了光路的利用率。
进一步的，在安装光学透镜前，首先在通孔基板表面形成保护板，在安
装光学透镜到CMOS图像传感器对应的通孔基板的开口内前，去除保护板，
并将合格的光学透镜安装到与合格的CMOS图像传感器对应的通孔基板的开
口内，将不合格的光学透镜安装到与不合格的CMOS图像传感器对应的通孔
基板的开口内。本发明实施例的CMOS图像传感器模组的制作方法，不仅提
高了形成CMOS图像传感器模组的良品率，还有效防止了封装前灰尘、水分
等进入第二封装结构，对CMOS图像传感器的性能造成影响，形成的CMOS
图像传感器模组的性能稳定。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任
何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的
方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱
离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何
简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。