图像传感器封装结构设计与分析

(桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林 541004)

随着科技的发展和时代的进步,人们对图像质量的追求越来越高,器件结构和功能的要求趋向于小型化、高精度化和多功能化。图像传感器备受人们关注。图像传感器通过接收图像信息并把此转换为电信号,传递到存储区或者显示设备上[1-2]。图像传感器属于电子信息产业中的光电器件,广泛运用于手机、数码相机、摄像机等电子光学设备上[3-6]。目前市场上对高清摄像需求量大,主要用于视频监控领域,然而目前大部分图像传感器无法保证清晰度高、体积小并且散热良好并存。根据传感器的元件不同,图像传感器又可以分为CCD(Charged Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)和CIS(Contact Image Sensor)三大类[7-8]。CCD图像传感器具有灵敏度高、体积小、质量轻、线性度良好和影像失真的特点[9]。而CMOS图像传感器具有分辨率高、高帧速、抗辐射能力强、低成本、结构简单和成品率高的优点[10]。CIS是由多个系统含单一构件组合而成的集成模块,感光系统被分割成一个个正方形的感光单元[11]。CIS传感器具有外形小、价格低和结构简单的特点。设计结构合理的图像传感器成为学者研究的重点和难点。

在传感器的设计和优化方面,ANSYS分析软件被认为是可行的分析工具。邓天华[12]基于ANSYS对六角形卡盘夹紧力传感器的尺寸进行了优化设计,获得合理的内圆直径和内切圆直径比。高鹏飞等[13]基于ANSYS对磁通量传感器进行了设计,用磁导法计算分析传感器的磁通量。许斌等[14]基于ANSYS对压电四维力传感器进行了优化设计,研究压电式四维力传感器弹性膜对传感器灵敏度与固有频率的影响规律。……