光学传感器封装件制造技术

本公开的实施例涉及光学传感器封装件。本公开涉及一种具有第一组件和第二组件的光学传感器封装件，第一组件和第二组件具有在第一组件与第二组件之间延伸、并且将第一组件和第二组件耦合的密封剂。第一组件包括：第一衬底；第一管芯，在第一衬底上；透明材料，在第一管芯上；以及红外过滤器，在透明材料上。第二组件包括：第二衬底；第二管芯，在第二衬底上；透明材料，在第二管芯上；以及红外过滤器，在透明材料上。穿过与第一管芯和第二管芯对准的密封剂形成孔。第一管芯被配置为通过一个孔透射光，其中，光从待检测的物体反射并且通过孔中的另一个孔，在第二管芯处被接收。

【技术实现步骤摘要】
光学传感器封装件
本公开涉及一种光学传感器封装件，并且更具体地，涉及一种具有包围封装件的树脂的光学传感器封装件。
技术介绍
已知光学传感器封装件用于将光线转换成电子信号。典型地，光学传感器封装件是腔型封装件，其具有耦合到衬底的盖帽(cap)以及在盖帽与在衬底上的半导体设备之间的腔或空间。盖帽包括开口，使得在衬底上的发光管芯通过在盖帽中的一个开口发射光线，光线通过在盖帽中的另一开口，由在衬底上的受光管芯接收。在操作中，要由光学传感器检测的物体中断或反射来自发光管芯的光线，这导致与不存在用于检测的物体时的操作条件相比，在受光管芯处接收的光的量或强度不同。当物体存在时，光线的反射导致在受光管芯处接收的光线的量或光线的特性(例如，强度等)的变化。在光线中的变化导致在对应于检测到的光线的电子信号中的变化。由仪器读取作为物体反射的结果的、在电子信号中的变化，以确定物体相对于传感器封装件的距离或接近度，以及其它特征。然而，已知的光学传感器封装件存在若干缺点。例如，在封装件中盖帽和腔的存在导致封装件具有较大尺寸，这与朝向较小电子设备的一般市场趋势相反。换句话说，在现代电子设备中，空间处于溢价状态，这使得较大的封装件明显不被优选。在一些应用中，由于电子设备的设计形状因数，需要低轮廓光学传感器封装件，因此可能无法使用更大的封装件。此外，盖帽到衬底的附接导致在制造期间的胶合过程，这增加了成本。此外，随着时间的推移，在盖帽与衬底之间的胶合或耦合接口经常经历开裂或其它损坏。盖帽的材料和衬底的材料通常不同，并且具有不同的热膨胀系数。这样，在封装件的重复操作循环期间，响应于在操作期间产生的热，盖帽和衬底将膨胀和收缩不同量，这将应力和应变局限在盖帽和衬底接口处。随着时间的推移，作用在盖帽和衬底接口上的力可以导致在接口处的开裂，甚至导致盖帽与衬底分离，这两种情况中的任何一种都可能导致封装件故障或失能。
技术实现思路
本公开涉及一种光学传感器封装件，其具有密封一个或多个组件的包覆模塑的密封剂(例如树脂)。更具体地，光学传感器封装件包括发光组件和受光组件，在发光组件和受光组件上具有树脂。发光组件包括衬底和在衬底上的半导体管芯，例如，半导体管芯可以是诸如具有一个或多个发光二极管(“LED”)的管芯、或垂直腔面发射激光器(“VCSEL”)管芯的发光管芯。透明树脂在发光管芯上，在并且红外过滤器在透明树脂上。受光组件包括衬底和在衬底上的半导体管芯，半导体管芯可以是受光管芯，诸如包括光电二极管的管芯。受光组件还包括在受光管芯上的透明树脂和在透明树脂上的红外过滤器。包覆模塑的树脂密封发光组件和受光组件，以将发光组件耦合到受光组件。在一个示例中，树脂与发光组件和受光组件两者的衬底的表面共面，并且树脂在发光组件与受光组件之间延伸。第一孔被形成在与发光管芯对准的树脂中，并且第二孔被形成在与受光管芯对准的树脂中。这样，在操作期间，光由发光管芯发射、并且由受光管芯接收，其将照射到受光管芯上的光线转换为电子信号。如下面更详细描述的，使用包覆模塑的树脂来代替盖帽减少或消除了已知腔型封装件的上述缺陷。附图说明为了更好地理解实施例，现在仅以示例的方式参考附图。在附图中，相同的附图标记表示类似的元件或动作。在一些图中，结构是按比例精确绘制的。在其他附图中，附图中元件的尺寸和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种元件的尺寸、形状和角度可以被放大并且定位在图中，以提高附图的易读性。图1是根据本公开的具有用树脂密封的发光组件和受光组件的、光学传感器封装件的实施例的第一表面的平面图。图2是沿着在图1中的线A-A的、在图1中的光学传感器封装件的截面图。图3是图1的光学传感器封装件的发光组件的衬底的一部分的放大视图。图4是沿着在图1中的线B-B的、在图1中的光学传感器封装件截面图。图5是图1的光学传感器封装件的第二表面的平面图。图6A至图6I是根据本公开的利用由树脂密封的多个组件来组装光学传感器封装件的方法的实施例的截面图。图7是根据本公开的图示由树脂密封的单个组件的传感器封装件的备选实施例的截面图。图8是根据本公开的包括光学传感器封装件的电子设备的实施例的示意性表示。具体实施方式图1至图5图示了封装件100的一个或多个实施例的各种视图，封装件100可以是光学传感器封装件。参考图1至图5，封装件100包括第一表面102(本文中可称为上表面或顶表面)和与第一表面102相对的第二表面104(本文中可称为下表面或底表面)。封装件100还包括第一组件106和第二组件108。如本文所述，第一组件106通过密封材料(其可以是树脂材料，并且本文中可称为树脂110)耦合到第二组件108，封装材料包覆模塑在组件106、108上，以至少部分地密封组件106、108，并且形成封装件100。组件106、108在本文中也可称为封装件、子封装件、子组件、系统、子系统、半导体设备、半导体封装件或其它类似术语。树脂110在本文中还可以被称为密封剂、模塑化合物或包覆模塑树脂、以及其他类似术语。树脂110包括延伸穿过树脂110的第一孔112和延伸穿过树脂110的第二孔114。换句话说，第一孔112从封装件100的第一表面102穿过树脂110延伸到第一组件106，并且第二孔114从封装件110的第一表面穿过树脂110延伸到第二组件108。树脂110还包括围绕第一孔112延伸的第一边缘120和第二边缘122，以及围绕第二孔114延伸的第三边缘124和第四边缘126。如图1至图2所示，第一边缘120和第三边缘124与封装件100的第一表面102共面。第二边缘122与第一组件106共面，并且第四边缘126与第二组件108共面。在一个实施例中，第一孔112在树脂110的第二边缘122的最外点之间具有尺寸116，并且第二孔114在树脂110的第四边缘126的最外点之间具有尺寸118，其中，尺寸116小于尺寸118。在图1(封装件100的平面图)所示的实施例中，图示了封装件100的第一表面102，孔114、116的每个孔是圆形的，并且因此尺寸116、118可以是直径。在其它实施例中，孔112、114具有不同的几何形状，例如正方形或矩形，在这种情况下，尺寸116、118可以是长度或宽度。在又一实施例中，尺寸116、118相同、或尺寸116大于尺寸118。这样，每个孔112、114的尺寸和形状可以根据设计偏好来选择。第一侧壁128(本文中可称为第一侧壁表面128)在第一边缘120与第二边缘122之间延伸，并且第二侧壁130(本文中可称为第二侧壁表面130)在第三边缘124与第四边缘126之间延伸。在一个实施例中，侧壁128、130与水平面成15度或大约15度的角度。换句话说，侧壁128、130横向于封装件100的第一表面102(例如，与第一表面102处于不等于0度并且不等于90度的角度)。侧壁128、130的角度可以根据设计偏好来选择。例如，在另一实施例中，侧壁128、130与水平面处于3度和45度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n第一组件，包括：/n第一衬底；/n第一管芯，在所述第一衬底上；以及/n透明材料，在所述第一管芯上；/n第二组件，包括第二管芯；/n密封剂，在所述第一组件和所述第二组件上，所述密封剂包括在所述第一组件和所述第二组件之间延伸、并且耦合到所述第一组件和所述第二组件的部分；/n第一孔，穿过所述密封剂、并且与所述第一组件对准；以及/n第二孔，穿过所述密封剂、并且与所述第二组件对准。/n

【技术特征摘要】
20190912 US 62/899,339;20200909 US 17/015,5211.一种装置，包括：
第一组件，包括：
第一衬底；
第一管芯，在所述第一衬底上；以及
透明材料，在所述第一管芯上；
第二组件，包括第二管芯；
密封剂，在所述第一组件和所述第二组件上，所述密封剂包括在所述第一组件和所述第二组件之间延伸、并且耦合到所述第一组件和所述第二组件的部分；
第一孔，穿过所述密封剂、并且与所述第一组件对准；以及
第二孔，穿过所述密封剂、并且与所述第二组件对准。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一组件还包括在所述密封剂与所述第一管芯上的所述透明材料之间的、在所述第一管芯上的所述透明材料上的红外过滤器。


3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二组件还包括：
第二衬底，所述第二管芯在所述第二衬底上；以及
在所述第二管芯上的所述透明材料。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二组件还包括在所述密封剂与所述第二管芯上的所述透明材料之间的、在所述第二管芯上的所述透明材料上的红外过滤器。


5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一组件的所述第一衬底包括第一表面和第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对，所述密封剂与所述第一衬底的所述第二表面共面。


6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一组件的所述第一衬底包括第一表面和第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对，在所述第一管芯上的所述透明材料在所述衬底的所述第一表面与在所述第一组件上的所述密封剂之间。


7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述密封剂还包括第一侧壁表面，所述第一侧壁表面至少部分地限定所述第一孔的边界，所述第一侧壁表面相对于所述第一组件的上表面处于0度与90度之间的角度。


8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述密封剂还包括第二侧壁表面，所述第二侧壁表面至少部分地限定所述第二孔的边界，所述第二侧壁表面相对于所述第二组件的上表面处于0度与90度之间的角度。


9.一种方法，包括：
形成第一组件，包括将第一管芯耦合到第一衬底，并且在所述第一管芯和所述第一衬底上形成第一透明材料；
形成第二组件，包括将第二管芯耦合到第二衬底，并且在所述第二管芯和所述第二衬底上形成第二透明材料；
将所述第一组件耦合到所述第二组件，包括在所述第一组件和所述第二组件上形成在所述第一组件与所述第二组件之间延伸的密封剂；
形成第一孔，所述第一孔穿过所述密封剂、并且与所述第一组件对准；以及
形成第二孔，所述第二孔穿过所述密封剂、并且与所述第二组件对准。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述第一组件还包括：
将第一过滤器耦合到所述第一透明材料。


1...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾竟恩，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG