环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器制造技术

一种环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器，其垂直共振腔面射激光、环境光感测芯片及近接传感器三者呈线性排列，并使凸起的高度是足以作为垂直共振腔面射激光与近接传感器之间的自然障壁，而无须另外增设障壁，且环境光感测芯片所接收的光是设定一截止第一波长范围的第二波长范围，并仅能接收环境光的强度所形成的一第二相对能量，而不接收第一相对能量；借此，利用环境光感测芯片的独立凸起高度，且呈线性排列的型态，及可截止第一波长范围的物理特性，三者相辅相成所构成的复合型光学传感器，可防止垂直共振腔面射激光自发光源干扰近接传感器：且同时使环境光传感器是位于开孔的中央位置，而环境光传感器在开孔内的环境光感测角度极大化。

Composite optical sensor with natural barrier formed by environmental light sensing chip

A composite optical sensor with a natural barrier formed by an ambient light sensor chip is presented. The vertical resonant cavity surface-emitting laser, the ambient light sensor chip and the adjacent sensor are linearly arranged, and the protruding height is enough to act as a natural barrier between the vertical resonant cavity surface-emitting laser and the adjacent sensor without additional installation. Obstacles, and the light received by the ambient light sensor chip is the second wavelength range of the first cut-off wavelength range, and can only receive the second relative energy formed by the intensity of the ambient light, but not the first relative energy. By this way, the independent protrusion height of the ambient light sensor chip is utilized, and it is linearly arranged. As well as the physical characteristics that can cut off the first wavelength range, the three complementary optical sensors can prevent the vertical resonant cavity surface-emitting laser self-luminescent source from interfering with the adjacent sensor: at the same time, the ambient light sensor is located in the central position of the aperture, while the ambient light sensor is located in the central position of the aperture, and the ambient light sensor senses the angle of the ambient light sensor in the aperture. The degree is maximized.

【技术实现步骤摘要】
环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器
本专利技术是有关一种环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器，其防止垂直共振腔面射激光自发光源干扰近接传感器及环境光感测角度极大化。
技术介绍
按，在智能型手持行动装置中(例如手机)，常会搭配环境光传感器(AmbientLightSensor，ALS)侦测环境光亮度，亦能使屏幕随着环境光变化，而调节屏幕亮度，以增加使用时间，及近接传感器(ProximitySensor，PS)与发光组件，亦可侦测物体靠近程度，当使用者的脸部靠近屏幕时，则屏幕的触控功能会自动关闭，避免使用者在讲电话的过程，而造成脸部误触屏幕，以增进人机间的互动性，再者，环境光线传感器与近接传感器皆为感测光线，能被整合至同一封装结构，不仅可共享空间、耗材，也能合并电力供应的线路布局。而上述的ALS及PS结构，一般是设在手机显示面板的侧边，而手机表面为了因应不同型态的ALS及PS结构而必须设制开孔，且该ALS结构应具有比该PS结构大的感测范围，使得来自所有不同方向的光可被检测。但当该ALS结构及PS结构被非常接近地封装在一起时，而该ALS结构的感测范围可能必须限于该PS结构的感测范围。如图1A示，其揭示在USPatentNo.9,046,415，乃为苹果公司的专利，改善该ALS结构的感测范围可能必须限于该PS结构的感测范围的问题，并属于复合ALS结构及PS结构的感测装置10，包括：发光隔间11，具有位于基板12上的用于接近度感测的光发射器111、与沿光发射器111(含PS电路111a)的与基板12相对的一侧定位的光学组件112；光接收隔间13，具有位于基板12上的光检测器121(含PS电路121a及ALS电路121b)、与沿光检测器121的与基板12相对的一侧定位的光学组件122；沿基本上与基板12垂直的方向延伸的中间壁123，该中间壁123位于发光隔间11与光接收隔间13之间；与位于中间壁123的面向光接收隔间13的一侧的反射组件14，该反射组件14能够将轴外光束15反射到光检测器121上，以在光检测器121上形成否则会在反射器14后面形成的虚像的实像，并将该感测装置10是设在一手持行动装置16内，并相对位于一长形的开孔161的下方，如图1B所示，如此一来，该感测装置10是设在iPhone4内，并相对应位于一长形的开孔，而该PS结构常发生无法实时感测，让触控屏幕无法关闭，则触控功能仍持续运作，若不经意地碰触，亦造成通话中断的问题，后来，该ALS结构及PS结构在iPhone5系列、6系列、7系列的手持行动装置已非复合式，并分别相对应位于两个圆形的ALS开孔及PS开孔。次按，如图2A、2B所示的iPhone6Plus的手持行动装置20与图2C、图2D所示的iPhone7Plus的手持行动装置30，其该ALS结构40及PS结构21、31是分别相对应两个圆形的ALS开孔22、32及PS开孔23、33，而从该圆形的ALS开孔22、32及PS开孔23、33来看，该iPhone6Plus及iPhone7Plus的ALS结构40及PS结构21、31排列位置有所不同，而从内部来看，该iPhone6Plus及iPhone7Plus的PS结构21、31并不相同，如图2E所示，其iPhone6Plus的PS结构21是采用普通距离传感器的封装形式，包括：一发射芯片211及接收芯片212，该发射芯片211与该接收芯片212之间是设有一封装隔离体213且封装内没有ASIC芯片，而图2F所示，其iPhone7Plus的PS结构31是采用意法半导体公司的专利，型号为S2L012AC，并揭示在USPatentNo.9,525,094，包括：第一衬底311，该第一衬底311具有在该第一衬底311的第一侧上的第一多个接触焊盘312以及在该第一衬底311的第二侧上的第二多个接触焊盘313；半导体裸片314，该半导体裸片314具有在该半导体裸片314的上表面上的传感器区域315以及第三多个接触焊盘316，该半导体裸片314固定到该第一衬底311上；发光器件317，该发光器件317具有第四多个接触焊盘318，该发光器件317覆盖该半导体裸片314的该上表面；以及帽盖319，该帽盖319具有定位在该发光器件317上方的第一孔径319a、定位在该半导体裸片314的传感器区域315上方的第二孔径319b、以及布置在该发光器件317与该半导体裸片314的该传感器区域315之间的挡光板319c，该帽盖319固定到该第一衬底311上；图2G所示，其为另一PS结构41，也是意法半导体公司的专利，并揭示在USPatentNo.9,543,282，虽然未应用于iPhone7Plus上，但与前述USPatentNo.9,046,415，亦产生同样的问题，一并提出来，并假设应用iPhone7Plus上，其包括：第一衬底411；影像感测处理芯片412a，是耦合至该第一衬底411；封装材料413，其围绕该影像感测处理芯片412；第二及第三衬底414、415，是分别位于该影像感测处理芯片412上方；发光二极管芯片416，是固定至该第二衬底414上；光接收二极管芯片417，是固定至该第三衬底415上；一帽盖418，是位于该发光二极管芯片416与该光接收二极管芯片417的侧表面周围，并其上方是设有对应该发光二极管芯片416与该光接收二极管芯片417的第一孔径419a与第二孔径419b，且该帽盖418具有侧壁418a与内壁418b，该内壁418b将该发光二极管芯片416与该光接收二极管芯片417形成光学分离，如此一来，该发射芯片211与该接收芯片212之间的封装隔离体213为障壁，或该发光器件317与该半导体裸片314的传感器区域315之间的挡光板319c为障壁(发光二极管芯片416与该光接收二极管芯片417之间的内壁418b为障壁)，故该PS结构21、31(41)必须设有障壁，且该PS结构21、31(41)是分别设在该iPhone6Plus的手持行动装置20、iPhone7Plus的手持行动装30，并相对位于PS开孔23、33的下方，使该PS结构21、31(41)的位置对应该iPhone6Plus的手持行动装置20、iPhone7Plus的手持行动装置30的玻璃24、34，当该发射芯片211或该发光器件317(发光二极管芯片416)自发光源经物体(0)反射至该接收芯片212而形成近接感测角度(θa1)或该半导体裸片314的传感器区域315而形成近接感测角度(θa2)(光接收二极管芯片417而形成近接感测角度(θa3))，同时，该接收芯片212或该发光器件317(发光二极管芯片416)的发射光经过该玻璃24、34的第一表面241产生第一折射角度(θn1)，而形成第一光噪声，并接续至该玻璃24、34的第二表面242产生第二折射角度(θn2)，而形成第二光噪声，同时，图2H所示，其该iPhone6Plus及iPhone7Plus的ALS结构42皆采用奥地利微电子公司，型号为TSL2586，其包括一基板421；一环境光感测芯片422，是设在该基板421上；一透明封装体423，是设在该基板421上，用以封装该环境光感测芯片422，使该环境光感测芯片422形成最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器，其特征在于，该复合型光学传感器是设在一手持行动装置内，并相对位于一开孔的下方，其包括：一基板；一特殊应用集成电路芯片，是耦接于该基板上，且该特殊应用集成电路芯片是结合一近接传感器；一垂直共振腔面射激光，是耦接于该基板上，并线性对应该近接传感器，且该垂直共振腔面射激光的激光光是设定一第一波长范围，并激发出光的强度能被该近接传感器所接收的一第一相对能量；一环境光感测芯片，是先制造成型后，再耦接于该特殊应用集成电路芯片上，使其呈现独立凸起于该特殊应用集成电路芯片上一预定高度，并位于该垂直共振腔面射激光与该近接传感器之间，令该垂直共振腔面射激光、环境光感测芯片及近接传感器三者呈线性排列，并使该凸起的高度是足以作为该垂直共振腔面射激光与该近接传感器之间的自然障壁，而无须另外增设障壁，且该环境光感测芯片所接收的光是设定一截止该第一波长范围的第二波长范围，并仅能接收环境光的强度所形成的一第二相对能量，而不接收该第一相对能量；以及一封装体，是位于该基板上，而封装在该特殊应用集成电路芯片、近接传感器、垂直共振腔面射激光及环境光感测芯片的周围，并使顶面中间区域形成一长形孔，令该环境光感测芯片相对位于该长形孔的中间位置；借此，利用该环境光感测芯片的独立凸起高度，且呈线性排列的型态，及可截止该第一波长范围的物理特性，三者相辅相成所构成的复合型光学传感器，可防止该垂直共振腔面射激光自发光源干扰该近接传感器；且同时使该环境光传感器是位于该开孔的中央位置，而该环境光传感器在该开孔内的环境光感测角度极大化。...

【技术特征摘要】
1.一种环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器，其特征在于，该复合型光学传感器是设在一手持行动装置内，并相对位于一开孔的下方，其包括：一基板；一特殊应用集成电路芯片，是耦接于该基板上，且该特殊应用集成电路芯片是结合一近接传感器；一垂直共振腔面射激光，是耦接于该基板上，并线性对应该近接传感器，且该垂直共振腔面射激光的激光光是设定一第一波长范围，并激发出光的强度能被该近接传感器所接收的一第一相对能量；一环境光感测芯片，是先制造成型后，再耦接于该特殊应用集成电路芯片上，使其呈现独立凸起于该特殊应用集成电路芯片上一预定高度，并位于该垂直共振腔面射激光与该近接传感器之间，令该垂直共振腔面射激光、环境光感测芯片及近接传感器三者呈线性排列，并使该凸起的高度是足以作为该垂直共振腔面射激光与该近接传感器之间的自然障壁，而无须另外增设障壁，且该环境光感测芯片所接收的光是设定一截止该第一波长范围的第二波长范围，并仅能接收环境光的强度所形成的一第二相对能量，而不接收该第一相对能量；以及一封装体，是位于该基板上，而封装在该特殊应用集成电路芯片、近接传感器、垂直共振腔面射激光及环境光感测芯片的周围，并使顶面中间区域形成一长形孔，令该环境光感测芯片相对位于该长形孔的中间位置；借此，利用该环境光感测芯片的独立凸起高度，且呈线性排列的型态，及可截止该第一波长范围的物理特性，三者相辅相成所构成的复合型光学传感器，可防止该垂直共振腔面射激光自发光源干扰该近接传感器；且同时使该环境光传感器是位于该开孔的中央位置，而该环境光传感器在该开孔内的环境光感测角度极大化。2.根据权利要求1所述的环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器，其特征在于，所述第一波长范围为940nm；该第二波长范围为550nm。3.根据权利要求1所述的环境光感测芯片形成自然障壁的复合型光学传感器，其特征在于，所述封装体由一帽盖所构成。4.根据权利要求3所述的环境光感测芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庭毅，
申请(专利权)人：达帕有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71