一种光学芯片的集成结构制造技术

本发明专利技术公开了一种光学芯片的集成结构，LED芯片包括设置在光学传感器上的衬底，所述衬底具有位于不同平面内的第一表面、第二表面，以及从第一表面边缘倾斜延伸至第二表面上的多个倾斜面；在所述该多个倾斜面上设置有作为LED芯片发光区的功能层。本发明专利技术的集成结构，LED芯片可通过该多个倾斜面上的功能层进行发光，实现了单颗芯片的多方向发光功能。该LED芯片与光学传感器集成在一起后，可以适用于利用接近光原理进行检测的多个测量领域中；而且LED芯片可与光学传感器分布在垂直方向上，由此可大大降低整个集成结构的尺寸，并可以提高光学芯片测量的稳定性以及精度。

Integrated structure of optical chip

The integrated structure of the invention discloses an optical chip, LED chip comprises a substrate arranged on the optical sensor, the substrate has a first surface, located in second different plane surface, and extends obliquely from the first surface to the second surface on the edge of a slope; on the inclined surfaces of the plurality of is set as the functional layer of LED chip light emitting region. According to the integrated structure of the invention, the LED chip can emit light through the function layer on the plurality of inclined planes to realize the multi direction luminous function of the single chip. The LED chip and the optical sensor are integrated together, can be applicable to the use of multiple measurement field near light detection principle; and LED chip and optical sensor distribution in the vertical direction, which can greatly reduce the size of the integrated structure, and can improve the measurement accuracy and stability of optical chip.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学传感器领域，更具体地，本专利技术涉及一种光学芯片的集成结构，尤其涉及一种接近光传感器芯片。
技术介绍
随着智能设备的发展，为实现其智能化的功能，越来越多的传感器被引入到智能设备中，光学传感器也不例外。在某些接近光传感器中，可通过一定的算法来实现手势识别的功能，这种接近光传感器一般包括位于中部的光学传感器以及位于光学传感器周围的多个LED芯片，光学传感器、LED芯片分别独立封装在电路基板上。由于现有技术中LED芯片结构的限制，使得上述多个LED芯片与光学传感器之间必须预留一定的距离，才能使光学传感器感应到LED芯片发出的光信号；如果LED芯片与光学传感器之间的距离太小，会导致手势无法识别或者识别不灵敏。在智能可穿戴设备中，也可利用接近光传感器来测量某些人体的体征信息，例如测量心率等。传统用来测量人体体征信息的接近光传感器，由于其光路不对称，使得在佩戴的过程中，需要保证设备与人体皮肤紧密接触在一起，否则会造成检测信号的误判。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种光学芯片的集成结构的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种光学芯片的集成结构，包括基板、具有光学区域的光学传感器，所述光学传感器安装在基板上；还包括LED芯片，所述LED芯片包括设置在光学传感器上的衬底，所述衬底具有位于不同平面内的第一表面、第二表面，以及从第一表面边缘倾斜延伸至第二表面上的多个倾斜面；在所述该多个倾斜面上设置有作为LED芯片发光区的功能层；在所述衬底上还设置有贯通至光学传感器光学区域的通孔；还包括至少将LED芯片功能层以及光学传感器光学区域塑封起来的透光塑封体。优选地，所述第一表面为圆形，所述多个倾斜面从第一表面的圆周边缘延伸至第二表面上；所述第一表面、倾斜面、第二表面围成了圆台结构；所述贯通光学传感器光学区域的通孔位于圆台结构的中部。优选地，所述第一表面为矩形，所述倾斜面设置有四个，分别从第一表面的四周边缘延伸至第二表面上；所述第一表面、倾斜面、第二表面围成了四棱台结构，所述位于倾斜面上功能层发出的光信号朝向四棱台结构的外侧方向传输；所述贯通光学传感器光学区域的通孔位于四棱台结构的中部。优选地，还设有反射部，所述反射部被配置为：将四棱台结构其中一侧功能层发射过来的光信号朝四棱台结构的相对侧方向反射。优选地，所述倾斜面设置有四个，分别从第一表面的边缘延伸至第二表面上，所述第一表面、倾斜面、第二表面围成了一与倒立的四棱台形状匹配的梯形槽结构；所述位于倾斜面上功能层发出的光信号朝向梯形槽结构的内侧方向传输；所述贯通光学传感器光学区域的通孔位于梯形槽结构的中部。优选地，还设有反射部，所述反射部被配置为：将梯形槽结构其中一侧功能层传输过来的光信号朝梯形槽结构的相对侧方向反射。优选地，所述衬底上位于倾斜面与通孔之间的位置还设有遮光部。优选地，所述衬底为具有<100>晶向的单晶硅材料，所述倾斜面通过单晶硅的各向异性腐蚀得到。优选地，所述设置在多个倾斜面上的多个功能层彼此隔绝开。优选地，所述功能层从倾斜面延伸到至少部分第一表面、第二表面上；在所述第一表面或第二表面的位置设有导通功能层的焊盘。本专利技术的集成结构，LED芯片的衬底上设置有多个位于不同方向上的倾斜面，在该多个倾斜面上分别设置用于发光的功能层，使得所述LED芯片可通过该多个倾斜面上的功能层进行发光，实现了单颗芯片的多方向发光功能。该LED芯片与光学传感器集成在一起后，可以适用于利用接近光原理进行检测的多个测量领域中；而且LED芯片可与光学传感器分布在垂直方向上，由此可大大降低整个集成结构的尺寸，并可以提高光学芯片测量的稳定性以及精度。本专利技术的专利技术人发现，在现有技术中，LED芯片只能发出单一方向的光信号，这大大局限了LED芯片与光学传感器的集成；同时也增大了整个封装尺寸的面积。因此，本专利技术所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本专利技术是一种新的技术方案。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术集成结构的剖面示意图。图2是图1中去掉透光塑封体的结构示意图。图3是图1中集成结构的光路传输示意图。图4是本专利技术集成结构另一实施方式的剖面示意图。图5是本专利技术集成结构第三种实施方式的剖面示意图。图6是图5中去掉透光塑封体的结构示意图。图7是图5中集成结构的光路传输示意图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。参考图1、图2，本专利技术提供了一种光学芯片的集成结构，其包括基板11以及固定在基板11上的光学传感器12，所述光学传感器12上具有光学区域12a，通过该光学区域12a来感应外界的光信号，从而使光学传感器12可以根据不同的光信号而发出不同的响应，例如可根据光线的强弱使光学传感器12发出不同的控制信号等，这种光学传感器的结构及其原理均属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。光学传感器例如可以通过贴装的方式固定在基板11上，在所述光学传感器12上还设置有LED芯片，所述LED芯片与光学传感器12分布在垂直方向上。具体地，所述LED芯片包括设置在光学传感器12上的衬底1，以及作为LED芯片发光区的功能层9，所述衬底1上设置有贯通至光学传感器12光学区域12a的通孔10，通过该通孔10将光学传感器12的光学区域12a暴露出来，使其可以感应外界的光信号。...

【技术保护点】
一种光学芯片的集成结构，其特征在于：包括基板(11)、具有光学区域(12a)的光学传感器(12)，所述光学传感器(12)安装在基板(11)上；还包括LED芯片，所述LED芯片包括设置在光学传感器(12)上的衬底(1)，所述衬底(1)具有位于不同平面内的第一表面(5)、第二表面(6)，以及从第一表面(5)边缘倾斜延伸至第二表面(6)上的多个倾斜面(7)；在所述该多个倾斜面(7)上设置有作为LED芯片发光区的功能层(9)；在所述衬底(1)上还设置有贯通至光学传感器(12)光学区域(12a)的通孔(10)；还包括至少将LED芯片功能层(9)以及光学传感器(12)光学区域(12a)塑封起来的透光塑封体(13)。

【技术特征摘要】
1.一种光学芯片的集成结构，其特征在于：包括基板(11)、具有
光学区域(12a)的光学传感器(12)，所述光学传感器(12)安装在基板
(11)上；还包括LED芯片，所述LED芯片包括设置在光学传感器(12)
上的衬底(1)，所述衬底(1)具有位于不同平面内的第一表面(5)、第
二表面(6)，以及从第一表面(5)边缘倾斜延伸至第二表面(6)上的多
个倾斜面(7)；在所述该多个倾斜面(7)上设置有作为LED芯片发光区
的功能层(9)；在所述衬底(1)上还设置有贯通至光学传感器(12)光
学区域(12a)的通孔(10)；还包括至少将LED芯片功能层(9)以及光
学传感器(12)光学区域(12a)塑封起来的透光塑封体(13)。
2.根据权利要求1所述的集成结构，其特征在于：所述第一表面(5)
为圆形，所述多个倾斜面(7)从第一表面(5)的圆周边缘延伸至第二表
面(6)上；所述第一表面(5)、倾斜面(7)、第二表面(6)围成了圆
台结构；所述贯通光学传感器(12)光学区域(12a)的通孔(10)位于圆
台结构的中部。
3.根据权利要求1所述的集成结构，其特征在于：所述第一表面(5)
为矩形，所述倾斜面(7)设置有四个，分别从第一表面(5)的四周边缘
延伸至第二表面(6)上；所述第一表面(5)、倾斜面(7)、第二表面(6)
围成了四棱台结构，所述位于倾斜面(7)上功能层(9)发出的光信号朝
向四棱台结构的外侧方向传输；所述贯通光学传感器(12)光学区域(12a)
的通孔(10)位于四棱台结构的中部。
4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国光，方华斌，孙艳美，
申请(专利权)人：歌尔声学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37