[发明专利]用于图像传感器的具有导热结构的电子部件组件

说明书

提供了一种用于散热的具有热焊盘的电子部件组件，热焊盘具有将图像传感器和相机板件耦合的热通孔。电子部件组件可以包括：电路板，该电路板具有被设置在电路板的顶部表面上的至少一个热焊盘；以及图像传感器，该图像传感器被设置在电路板的顶部表面，具有被设置在图像传感器的至少一个角落处的至少一个传导焊盘。至少一个热焊盘耦合到图像传感器的至少一个传导焊盘，并且至少一个热焊盘由穿透热焊盘和电路板以传递图像传感器的热量的多个第一热通孔形成。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月6日提交的美国临时申请序列第62/944,611号的权益，该临时申请通过引用以其整体并入本文。

背景技术

用于查看、记录和分析生物和化学测试和化验的结果的仪器和装置系统通常需要诸如电荷耦合器件(CCD)相机、互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器或其他此类图像传感器之类的仪器配置。如图1所示的较旧的CCD和CMOS封装设计在图像传感器的背面留下了很大的空间来附接指形冷却器(cold finger)以进行散热。例如，图2(a)提供了索尼ICX 695CCD图像传感器的示意表示，其中方框区域指示指形冷却器可能接触图像传感器的区域。

然而，更现代的CMOS图像传感器(诸如图2(b)和图2(d)中所示的索尼IMX 178图像传感器，或图2(c)中所示的索尼IMX183图像传感器)具有网格阵列的架构，因此不具有太多用于指形冷却器接触以进行散热的可用区域。

在所有其他条件相同的情况下，使用常规指形冷却器的热传导与图像传感器的面积成正比，并且可以通过以下等式确定：

其中：

Q＝热传导(W)

K＝材料导热率(W/mK)

A＝横截面面积

T_热＝较高温度(℃或°K)

T_冷＝较低温度(℃或°K)

d＝材料厚度

因此，图2(a)中较旧的图像传感器索尼ICX695(具有的面积为160mm²)传导出热量比图2(b)中较现代的图像传感器索尼IMX178(具有的面积为8.75mm²)传导出热量快18.3倍；并且图2(a)中较旧的图像传感器索尼ICX695(具有的面积为160mm²)传导出热量比图2(c)中较现代的图像传感器索尼IMX183(具有的面积为20mm²)传导出热量快8倍。

然而，一些现有的图像传感器包括如图2(d)所示的位于图像传感器角落的焊盘。即使角落焊盘未通过图像传感器主体内部的通孔直接彼此连接，当角落焊盘比图像传感器像素平面的块体硅更冷时，图像传感器主体内的块体热传导将带走热量。

发明内容

本领域仍然需要改进的图像传感器组件的设计和技术，该图像传感器组件具有用于耗散来自图像传感器的热量以维持图像传感器操作的受控温度的导热结构。

本发明的实施例涉及具有带有用于从图像传感器传递热量的热通孔的热焊盘的电子部件组件，以及具有由热电冷却元件(TEC)进行主动冷却以从图像传感器散热的图像传感器组件。