具有减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块的制造方法技术

本发明专利技术描述包括光电装置(例如，光发射元件或光检测元件)和透明盖件的各种光电模块。非透明材料被提供在所述透明盖件的侧壁上，在一些实施方式中，所述非透明材料可有助于减少从所述透明盖件的侧面的漏光，或可有助于防止杂散光进入所述模块。本发明专利技术还描述用于制作所述模块的制造技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】公开领域本公开涉及具有帮助减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块的制造方法。背景智能电话和其他装置有时包括如光模块、传感器或摄像机的小型化光电模块。光模块可包括光发射元件，如发光二极管(LED)、红外线(IR)LED、有机LED(OLED)、通过透镜将光发射至装置外部的红外线(IR)激光器或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。其他模块可包括光检测元件。例如，CMOS和CCD图像传感器可用于主摄像机或向前摄像机。同样地，接近传感器和环境光传感器可包括光传感元件，如光电二极管。光发射模块和光检测模块以及摄像机可以各种组合使用。因此，例如，如闪光灯模块(flashmodule)的光模块可与具有成像传感器的摄像机组合使用。与光检测模块组合的光发射模块也可用于其他应用，如手势识别或IR照射。如图1中所例示，当将光电模块10整合至如智能电话的装置中时，一项挑战是如何减少从光模块中的光源16的漏光14，或如何例如在传感器或摄像机的情况下防止入射杂散光碰撞。优选地，从光源16发射的光(或将要由模块中的传感器检测的光)应通过透镜12并直接穿过模块10的透明盖件18退出(或进入)。然而，在一些情况下，一些光14退出(或进入)透明盖件18的侧面，这可能是不合需要的。概述本公开描述包括光电装置(例如，光发射元件或光检测元件)和透明盖件的各种光电模块。非透明材料被提供在透明盖件的外部侧壁上，在一些实施方式中，所述非透明材料r>可有助于减少从透明盖件的侧面的漏光，或可有助于防止杂散光进入模块。另外，描述用于制造模块的各种技术。在一些实施方式中，模块可在晶片级工艺中制造。此类工艺允许同时制造许多个模块。在一些实施方式中，各种元件(例如，光学元件，如透镜、光学滤波器或焦距校正层；或间隔物)可使用一个或多个真空注入和/或复制工具来直接形成在透明晶片的一侧或两侧上。例如，在一方面，光电模块包括安装在衬底上的光电装置和由间隔物保持在离衬底一定距离处的透明盖件。间隔物由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的材料构成。透明盖件的侧壁由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的材料覆盖。一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，模块还可包括光学元件(例如，在透明盖件的表面上的透镜、光学滤波器(例如，电介质带通滤波器)和/或焦距校正层)。覆盖透明盖件的侧壁的非透明材料可例如为构成间隔物的相同材料。在一些情况下，覆盖透明盖件的侧壁的非透明材料为含有非透明填充剂(例如，碳黑、颜料或染料)的聚合物材料(例如，环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯或硅树脂)。透明盖件可实质上平行于衬底的平面或以相对于衬底的平面的角度倾斜。在另一方面，制造光电模块的方法包括在支撑表面上提供彼此侧向分离的多个单一化透明衬底。真空注入技术用于利用非透明材料覆盖单一化透明衬底中每一个的侧壁，并且形成远离支撑表面突出的间隔物元件。在一些情况下，方法还包括将相应光学元件(例如，在透明盖件的表面上的透镜、光学滤波器(例如，电介质带通滤波器)和/或焦距校正层)形成或施加于单一化透明衬底中的每一个的表面上。一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，作为用于利用非透明材料覆盖单一化透明衬底的侧壁的相同真空注入技术的部分，可形成间隔物元件。在一些情况下，相同的组合式复制和真空注入工具用于复制技术和用于真空注入技术。在一些实施方式中，方法包括使用第一真空注入工具在第一真空注入工艺期间利用非透明材料来覆盖透明衬底的侧壁并且在定位有透明衬底的平面的第一侧上形成间隔物元件，和使用第二组合式复制和真空注入工具在复制工艺期间在所述平面的第二侧上形成光学元件，并且在第二真空注入工艺期间在所述平面的第二侧上形成突起。突起可例如用作用于光电模块的非透明挡块和/或对准特征。根据另一方面，制造光电模块的方法包括在设置在支撑表面上的非透明晶片的开口内提供多个单一化透明衬底。透明衬底和非透明晶片处于一个平面中，并且支撑表面具有相邻平面的第一侧的开口。方法包括使用复制技术在透明衬底中的每一个上、在平面的第二侧上形成相应光学元件，使用第一真空注入工艺利用第一非透明材料填充支撑表面中的开口，和使用第二真空注入工艺在平面的第二侧上形成非透明间隔物元件。根据又一方面，制造光电模块的方法包括提供晶片，所述晶片具有彼此侧向间隔的多个透明部分。透明部分中的每一个由非透明材料侧向包围，并且晶片处于一个平面中并设置在具有相邻所述平面的第一侧的开口的支撑表面上。方法包括在平面的第二侧上提供组合式复制和真空注入工具。使用组合式复制和真空注入工具，通过复制技术在透明衬底中的每一个上、在所述平面的第二侧上形成相应光学元件。用第一非透明材料填充支撑表面中的开口，并且使用组合式复制和真空注入工具，通过真空注入工艺在所述平面的第二侧上形成由非透明材料构成的间隔物元件。根据另一方面，光电模块包括安装在衬底上的光电装置、由间隔物与衬底分离的透明盖件，和附接至透明盖件的光学元件。透明盖件的侧壁由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的第一材料覆盖，并且第一非透明材料由第二不同的非透明材料侧向包围。在一些实施方式中，第一非透明材料为含有非透明填充剂(例如，碳黑、颜料或染料)的聚合物材料(例如，环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯或硅树脂)，并且第二非透明材料为玻璃增强环氧树脂层压材料。也可使用其他非透明材料。根据又一方面，制造光电模块的方法包括提供衬底晶片，所述衬底晶片包括金属框架和模制空腔，其中金属框架的数个部分由模制空腔侧向包封，并且金属框架具有安装在所述金属框架上并彼此侧向分离的光电装置。方法包括提供包括彼此侧向分离的单一化透明衬底的间隔物/光学元件结构，所述间隔物/光学元件结构包括远离透明衬底突出的间隔物元件，其中透明衬底中的每一个的侧壁由非透明材料侧向包封。间隔物元件的末端附接至模制空腔以形成堆叠。在一些情况下，模块可包括在透明盖件的对象侧上的光学元件组件。光学元件组件可包括例如一个或多个透镜(例如，注塑模制透镜的垂直堆叠)。其他方面、特征和优点将从以下详细描述、附图和权利要求书中显而易见。附图简述图1示出光电模块的实例。图2A-2H示出光电模块的实例。图3A-3E例示使用单一化透明衬底制造光电模块的方法的步骤。图4A-4C例示制造具有倾斜透明衬底的光电模块的方法的步骤。图5A-5E例示制造具有倾斜透明衬底的光电模块的另一方法的步骤。图6A-6C例示制造具有倾斜透明衬底的光电模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至少一个光学元件，所述方法包括：在支撑表面上提供彼此侧向分离的多个单一化透明衬底；使用真空注入技术以利用非透明材料覆盖单一化透明衬底中的每一个的侧壁；和形成远离所述支撑表面突出的间隔物元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.30 US 61/859,828;2013.12.12 US 61/915,1931.一种制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至少
一个光学元件，所述方法包括：
在支撑表面上提供彼此侧向分离的多个单一化透明衬底；
使用真空注入技术以利用非透明材料覆盖单一化透明衬底中的每一个的侧壁；和
形成远离所述支撑表面突出的间隔物元件。
2.如权利要求1所述的方法，其包括：在将所述单一化透明衬底放置在所述支撑表面上
之后，通过压纹类型复制技术将光学元件形成或施加在每一单一化透明衬底的表面上。
3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：将光学元件形成或施加在透明晶片上，并
且随后将所述透明晶片分离成所述多个单一化透明衬底。
4.如权利要求3所述的方法，其包括：在将所述透明晶片分离成所述多个单一化透明衬
底之前，将所述透明晶片附接至UV切割带。
5.如权利要求1所述的方法，其包括：作为用于利用非透明材料覆盖所述单一化透明衬
底的所述侧壁的所述相同真空注入技术的部分，形成所述间隔物元件。
6.如权利要求2所述的方法，其中单一组合式复制和真空注入工具用于所述压纹类型
复制技术并且用于所述真空注入技术。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述透明衬底处在一个平面中，其中所述
光学元件在所述平面的第一侧上，并且所述间隔物元件在所述平面的第二侧上。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件是在所述间隔物元件的形成之后通过
压纹类型复制技术来形成，其中作为用于利用非透明材料覆盖所述单一化透明衬底的所述
侧壁的所述相同真空注入工艺的部分，形成所述间隔物元件。
9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：在单一化透明衬底中的每一个的表面上形
成相应光学元件之前，将所述单一化透明衬底插入所述支撑表面上的非透明晶片的开口
内。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述透明衬底处于一个平面中，所述方法进一步包
括：
使用第一真空注入工具在第一真空注入工艺期间利用非透明材料在所述平面的第一
侧上形成所述间隔物元件并覆盖所述透明衬底的所述侧壁；和
使用第二组合式复制和真空注入工具在压纹类型复制工艺期间在所述平面的第二侧
上形成所述光学元件，并且在第二真空注入工艺期间在所述平面的所述第二侧上形成突
起。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述突起充当用于所述光电模块的非透明挡块。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述突起充当用于所述光电模块的对准特征。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其中在所述平面的所述第二侧上形成所述
突起包括利用非透明材料填充所述第二组合式复制和真空注入工具中的开口。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述透明衬底被设置在所述支撑表面上的非透明晶
片的开口内，其中所述透明衬底和所述非透明晶片处于一个平面中，并且其中所述支撑表
面具有相邻于所述平面的一侧的开口，所述方法进一步包括：
在所述平面的第二侧上提供组合式复制和真空注入工具；
执行压纹类型复制工艺以在所述透明衬底上形成所述光学元件；和
执行真空注入工艺以利用非透明材料形成所述间隔物元件并填充所述支撑表面中的
所述开口。
15.如权利要求14所述之方法，其中存在穿过由所述透明衬底和所述非透明晶片界定
的所述平面的通道，其中通道中的至少一些紧靠所述透明衬底的侧壁，并且其中所述通道
在所述支撑表面中的所述开口与所述组合式复制和真空注入工具中的对应于所述间隔物
元件的空间之间延伸，所述方法包括：
执行单一真空注入工艺以利用非透明材料填充所述通道、所述支撑表面中的所述开口
和所述组合式复制和真空注入工具中的所述空间。
16.如权利要求14所述之方法，其中所述支撑表面为真空吸盘的表面。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中覆盖所述单一化透明衬底的所述侧壁
的所述非透明材料为含有非透明填充剂的聚合物。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述聚合物包括环氧树脂。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述非透明填充剂包括碳黑。
20.如权利要求1-19中任一项所述的方法，其中每一间隔物元件具有相应自由末端，所
述方法进一步包括：将衬底晶片附接至所述间隔物元件的所述自由末端以便形成垂直堆
叠，其中多个光电装置被安装在所述衬底晶片上。
21.如任何权利要求1-19所述的方法，其中每一间隔物元件具有相应自由末端，所述方
法进一步包括：将结构元件附接至所述间隔物元件的所述自由末端以便形成垂直堆叠，其
中所述结构元件在衬底晶片的安装有多个光电装置的表面上，所述光电装置中的每一个由
所述结构元件侧向包围。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述结构元件包括金属框架。
23.如权利要求21或权利要求22所述的方法，其进一步包括：将所述垂直堆叠分离成多
个单个模块，所述模块中的每一个包括所述光电装置中的至少一个和所述光学元件中的至
少一个。
24.一种制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至
少一个光学元件，所述方法包括：
在设置在支撑表面上的非透明晶片的开口内提供多个单一化透明衬底，其中所述透明
衬底和所述非透明晶片处于一个平面中，并且其中所述支撑表面具有相邻于所述平面的第
一侧的开口，并且其中所述单一化透明衬底中的每一个具有在单一化透明衬底表面上的相
应光学元件；
使用第一真空注入工艺利用第一非透明材料填充所述支撑表面中的所述开口；和
使用第二真空注入工艺在所述平面的所述第二侧上形成非透明间隔物元件。
25.如权利要求24所述的方法，其包括：使用压纹类型复制技术在所述透明衬底中的每
一个上、在所述平面的第二侧上形成相应光学元件。
26.如权利要求24所述的方法，其进一步包括：将光学元件施加或形成至透明晶片上，
并且随后将所述透明晶片分离成所述多个单一化透明衬底。
27.如权利要求26所述的方法，其包括：在将所述透明晶片分离成所述多个单一化透明
衬底之前，将所述透明晶片附接至UV切割带。
28.如权利要求24-27中任一项所述的方法，其中存在穿过由所述透明衬底和所述非透
明晶片界定的所述平面的通道，其中所述通道紧靠所述支撑表面中的所述开口，并且其中
所述通道中的至少一些紧靠所述透明衬底的侧壁，所述方法包括：
执行单一真空注入工艺以利用所述第一非透明材料填充所述通道和所述支撑表面中
的所述开口。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述间隔物元件由不同于所述第一非透明材料的
第二非透明材料构成。
30.如权利要求24所述的方法，其中所述支撑表面为真空吸盘的表面。
31.如权利要求24所述的方法，其中所述支撑表面中的所述所填充开口对应于用于所
述光电模块的挡块。
32.如权利要求24所述的方法，其中所述支撑表面中的所述所填充开口对应于用于所
述光电模块的对准特征。
33.如权利要求25所述的方法，其包括：使用单一组合式复制和真空注入工具来执行所
述压纹类型复制技术和所述第一真空注入工艺。
34.一种制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至
少一个光学元件，所述方法包括：
提供晶片，所述晶片具有彼此侧向间隔的多个透明部分，其中所述透明部分中的每一
个由非透明材料侧向包围，其中所述晶片处于一个平面中并且被设置在支撑表面上，所述
支撑表面具有相邻于所述平面的第一侧的开口；
在所述平面的第二侧上提供组合式复制和真空注入工具；
使用所述组合式复制和真空注入工具通过压纹类型复制技术在所述透明部分中的每
一个上、在所述平面的所述第二侧上形成相应光学元件；和
利用第一非透明材料填充所述支撑表面中的所述开口，并且使用所述组合式复制和真
空注入工具，通过真空注入工艺在所述平面的所述第二侧上形成由所述非透明材料构成的
间隔物元件。
35.如权利要求34所述的方法，其进一步包括：将衬底晶片附接至所述间隔物元件的自
由末端以便形成垂直堆叠，其中多个光电装置被安装在所述衬底晶片上。
36.如权利要求35所述的方法，其进一步包括：将所述垂直堆叠分离成多个单个模块，
所述模块中的每一个包括所述光电装置中的至少一个和所述光学元件中的至少一个。
37.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈特穆特·鲁德曼，西蒙·古布斯尔，苏珊·韦斯特霍夫，斯蒂芬·海曼加特纳，珍妮斯·盖格，索尼娅·汉泽尔曼，克里斯托夫·弗里斯，徐·毅，东创·金，约翰·A·维达隆，吉·王，启川·于，华琴·鸿，
申请(专利权)人：赫普塔冈微光有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG