在影像應用需求大幅提升的推波助瀾下，60年代早已問(wèn)世的影像傳感器芯片，也再度受到市場(chǎng)重視。影像感測芯片在系統中的作用，正如同人的眼睛，在影像擷取功能上占十分重要地位。本文將深入介紹影像傳感器芯片在封裝測試制程上的特色，以及目前相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢與挑戰。 

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近年來(lái)由于技術(shù)之不斷精進(jìn)，新一代數位產(chǎn)品不僅可整合來(lái)自信息、消費及通訊三大領(lǐng)域的技術(shù)，更同時(shí)具備多媒體效能的特性。而在此特性中，影像處理技術(shù)也隨著(zhù)各種零組件技術(shù)的成熟及日益增加的應用面，逐漸成為受消費者注目的發(fā)展領(lǐng)域。 

影像處理技術(shù)的應用，除了在傳統的傳真機或掃瞄器可看到之外，我們發(fā)現愈來(lái)愈多的數字產(chǎn)品也都具有此功能，例如，目前廣受市場(chǎng)歡迎的數字式攝錄像機、數字相機，而具備照相功能的行動(dòng)電話(huà)更是當下炙手可熱的產(chǎn)品；此外，其它如監視用相機、玩具等也是影像處理廠(chǎng)商不會(huì )忽視的應用領(lǐng)域。

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影像傳感器的分類(lèi)

在影像應用需求大幅提升的推波助瀾下，60年代早已問(wèn)世的影像傳感器芯片，也再度受到市場(chǎng)重視。影像感測芯片在系統中的作用，正如同人的眼睛，在影像擷取功能上占十分重要地位。目前具備此功能的組件主要為CCD（電荷耦合器）傳感器與CMOS（互補式金屬氧化物半導體）傳感器兩種。

CCD與CMOS兩種組件分別早在1969年與1967年就已問(wèn)世，雖然兩者的功能相同，其信號傳遞方式卻是大異其趣?，F在就讓我們來(lái)看看這兩者運作邏輯與特色。

CCD影像傳感器

為因應不同的產(chǎn)品應用需求，CCD傳感器可分為線(xiàn)型與面型兩種。其中線(xiàn)型CCD傳感器常見(jiàn)于數字復印機、掃瞄器與傳真機，面型CCD傳感器則主要應用在數字相機與攝錄像機等產(chǎn)品中。

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當感測到外界傳送來(lái)的信號時(shí)，CCD傳感器會(huì )先把這些信號轉換成電荷，透過(guò)系統施加電流脈沖后再以一個(gè)圖素接一個(gè)圖素的方式傳遞電荷，最后匯集于輸出放大器并一一被轉換成電壓訊號。經(jīng)由其它系統芯片讀取這些電壓訊號并最后轉換成可儲存或顯示之影像。電壓高低對應著(zhù)影像亮度強弱，雖然速度較慢，但具有較高的外界噪聲干擾抵抗能力及較佳的動(dòng)態(tài)影像功能，因此影像的品質(zhì)較佳。另外CCD傳感器由MOS（金屬氧化物半導體）設計法則制成，而絕大多數之系統支持芯片為CMOS設計法則制成，因兼容問(wèn)題無(wú)法整合成單一芯片。

CMOS影像傳感器

CMOS傳感器雖然比CCD傳感器較早問(wèn)世，但因量產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)腳步較慢，因此未能掌握先發(fā)者的優(yōu)勢。CMOS傳感器可分為被動(dòng)式與主動(dòng)式兩種，早期的產(chǎn)品多屬被動(dòng)式產(chǎn)品，但由于所獲得的影像品質(zhì)不佳，因此有了主動(dòng)式CMOS傳感器的產(chǎn)生，并使得CMOS傳感器的應用可以不再局限于中、低階像素產(chǎn)品，可向上延伸至原本由CCD傳感器主導的高階產(chǎn)品。

由于利用半導體CMOS制程，且七成以上與傳統半導體產(chǎn)品諸如微處理器，微控制器及記憶芯片的制程邏輯相似，因此CMOS影像傳感器的制造廠(chǎng)商，不必再另外購買(mǎi)昂貴的半導體設備，即可利用既有設備從事生產(chǎn)。此外，CMOS傳感器尚具有低耗電量的特性。由于CMOS影像傳感器中的每一個(gè)圖素都內建有晶體管，雖然這樣的設計限制了圖素在晶圓上的數目，使其畫(huà)素值通常不及CCD傳感器，但這種方式讓驅動(dòng)信號的電壓降低許多，進(jìn)而協(xié)助產(chǎn)品免去對額外電壓支持的需求。

雖然CMOS影像傳感器具備成本效益的優(yōu)勢，但基于原有設計上之限制，在某些效能表現上，CMOS并沒(méi)有辦法達到像CCD傳感器一樣的品質(zhì)，當它遭遇外界干擾時(shí)，即無(wú)法對影像做非常細致化的處理，尤其在面對一些動(dòng)態(tài)影像時(shí)，更是如此。

影像傳感器芯片的應用趨勢

CCD與CMOS影像傳感器因為各有不同優(yōu)勢，也造就了它們在不同應用領(lǐng)域之發(fā)展。CCD傳感器的影像品質(zhì)較佳，因此在某些對影像產(chǎn)品要求較嚴格的高階應用領(lǐng)域，保有十分堅固的地位。

而CMOS影像傳感器則因為其設計方式及采用半導體制程，具備了省電與整合的優(yōu)勢，再加上制程技術(shù)成熟，所以?xún)r(jià)格比較低，并且被廣泛地應用在各種對價(jià)格敏感的信息及消費性電子產(chǎn)品中。尤其重要的是，這些特性也正符合目前市場(chǎng)上許多數字產(chǎn)品所強調的輕薄短小設計概念，因此其發(fā)展亦不容小覷之。

也正因為是采半導體制程來(lái)生產(chǎn)，所以市占率不斷提升的CMOS影像傳感器，不僅為前段的芯片制造廠(chǎng)商帶來(lái)商機，也同樣為后段封裝測試廠(chǎng)商帶來(lái)新的發(fā)展領(lǐng)域。不過(guò)，由于CMOS影像傳感器本質(zhì)上可同時(shí)處理光學(xué)與電子訊號，與傳統芯片不同，對作業(yè)環(huán)境與制程的要求因而更嚴格。接下來(lái)，我們將針對CMOS傳感器談?wù)勂浼夹g(shù)架構與發(fā)展現況。

CMOS影像傳感器之封裝技術(shù)

目前CMOS影像傳感器所采用的封裝型態(tài)，分為CLCC（Ceramic Leadless Chip Carrier；陶瓷無(wú)引線(xiàn)芯片載具）、OLCC（Organic Leadless Chip Carrier；有機無(wú)引線(xiàn)芯片載具）和相機模塊式（Camera Module）封裝等三種。其中，CLCC技術(shù)主要應用于封裝尺寸較大或130萬(wàn)畫(huà)素以上之影像傳感器的封裝；而OLCC封裝技術(shù)則由于可使用混合型基板，成本相對上較低，同時(shí)在基板設計方面也具有高度彈性，因此多半應用在對價(jià)格敏感的消費性數字產(chǎn)品上；至于相機模塊式的封裝則將應用鎖定在新興的相機手機市場(chǎng)。