传感器封装体制造技术

本公开涉及传感器封装体。一种用于以光学树脂透镜形成模制接近度传感器的方法以及由此形成的结构。光传感器芯片被放置在如印刷电路板等衬底上，并且如激光二极管等二极管被定位在该光传感器芯片的顶部上并且电连接至该光传感器芯片上的键合焊盘。液体形态的透明光学树脂作为液滴被施加于该光传感器芯片的光传感器阵列之上以及发光二极管之上。在该光学树脂被固化之后，模制化合物被施加到整个组件上，其后，该组件被抛光以暴露出透镜并且具有与该模制化合物的顶部表面相平齐的顶部表面。

【技术实现步骤摘要】
传感器封装体本申请是申请日为2016年3月30日、申请号为201610193290.5、专利技术名称为“具有光学树脂透镜的模制测距和接近度传感器”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术在接近度传感器领域中，并且具体地是在单个集成封装体中的激光二极管接近度传感器。
技术介绍
接近度传感器频繁地用于蜂窝电话、平板计算机以及个人计算装置中。例如，当人在打电话时，电话中的接近度传感器将检测通话期间电话何时接近耳朵或者头发以便为了触摸灵敏度而切断屏幕。进一步地，如果电话被面朝下放置在表面上，为了省电其将切换至屏幕关闭。传感器还可以包括测距传感器以测量到物体的距离。此外，光传感器可以包括被添加到接近度传感器或测距传感器上的环境光传感器。智能电话中的环境光传感器将检查紧邻处的光，并且基于环境光改变屏幕亮度以自动调整屏幕。图1A和图1B是现有技术接近度传感器10的图像。将两幅图一起观看，现有技术的接近度传感器10包括塑料壳体12，该塑料壳体被粘合剂14胶合到基板衬底16上。孔18和20准许分别对光进行发射和接收。二极管22发射出光，如果接近度传感器在物体附近(如相距少于一厘米至二厘米)，该光将由光传感器24所感测。玻璃透镜26由胶附接至塑料帽盖12上，以保护二极管22并准许发射光。类似地，玻璃透镜28被胶合到塑料帽盖12上与光传感器相邻，以对保持芯片并过滤光的空腔进行保护和密封。塑料帽盖12还包括中央挡板30，该中央挡板由胶粘合至芯片24上，以便阻挡光直接从二极管22到光传感器28。现有技术的封装体的组装存在多种缺点和困难。第一个困难是必须组装的小零件的数量。封装体具有在2.5毫米至2.8毫米范围内的占用面积，并且因此单独的部件非常小。组装器件的自动化机器装置难以处理这种小零件。在透镜放置精确度方面也存在显著困难。透镜可能会略微倾斜，从而反射大量的光。现有技术具有以下缺点：较大空腔，以及较多可能从玻璃透镜反射的光。另一个问题是，点胶工艺可能会产生空隙、气泡或凸块，这使得包括塑料帽盖、二极管、中央挡板30以及透镜在内的不同零件不均匀。另一个问题是溢胶的可能性。如果使用了过多胶，其可能从中央挡板30的下方流出从而覆盖光感测电路28的一部分。相应地，优选地提供改善的接近度传感器。
技术实现思路
根据如本文所披露的实施例的原理，光学树脂作为小液滴而被点涂，光学树脂将硬化以在二极管和光感测阵列之上提供透镜。光学树脂是透明的，并且如果期望的话，可能到其上具有略微的颜色以便提供滤色器。液体点涂光学树脂的使用提供了比用玻璃透镜的现有技术帽盖概念更可靠的光路，因为光被更完全地夹带在光学树脂内。在光学树脂被点涂到发光二极管和光传感器上之后，芯片连同光学透镜被包封在模制化合物中，该模制化合物完全地包盖住芯片连同光学通道。模制化合物提供了对可能是在光源与光传感器之间的串扰的所有光的完全阻挡的保证。相应地，防止光学串扰无需塑料帽盖的附加中央挡板。这准许除去帽盖，这避免了需要在较小容差内将多个物件附接到一起。进一步地，这消除了对中央挡板处的任何胶的需要，这避免了胶空洞、溢胶的问题以及仔细对齐这些小零件的困难。进一步地，不需要对塑料和玻璃的单独零件进行放置。相反，可以轻易地使用已知技术来点涂光学树脂，其后，将整个组件包盖在模制化合物中。在将该组件包盖在模制化合物中之后，对阵列进行抛光以暴露这些透镜，并且然后切割为单独的封装体裸片以便提供完成的接近度传感器和模块。在所专利技术的接近度传感器模块的优点之一在于：相比现有技术，其成本更低，并且更加坚固和可靠。进一步地，制造步骤被大大简化，并且有比在现有技术中可能的更高的接近度传感器模块成品率。附图说明图1A是现有技术接近度传感器模块的俯视平面图。图1B是沿图1A的线1B-1B截取的横截面视图。图2是根据如本文所讨论的一个实施例的接近度传感器模块在早期生产阶段的等距视图。图3是根据如本文所披露的原理的接近度传感器模块在制造期间随后阶段的等距视图。图4是图2的接近度传感器模块的一个实施例在制造中最终阶段的橫截面视图。图5是根据如本文所教导的原理的完成的接近度传感器模块的替代性实施例的等距视图。图6是如本文所教导的接近度传感器模块的替代性实施例的橫截面视图。图7A至图7J示出了接近度传感器模块的制造步骤。图8是流程图，示出了如本文所披露的制造本专利技术接近度传感器组件的方法中的不同步骤。图9是接近度传感器模型的替代性实施例的俯视平面图。图10是用于替代性实施例中的透镜的等距视图。图11是图9的封装体的橫截面视图。图12是图9的封装体的替代性实施例，具有在光与传感器之间的位置处叠置于衬底上的阻挡构件。图13A和图13B是具有安装在分开的引线上的LED的替代性实施例的视图。图14展示了叠置于图13A和图13B的实施例的键合接线和发光二极管上的光学包模层。图15A至图15H展示了在如图9至图11中所示出的器件的形成中随后可能的一系列步骤。图16是流程图，展示了在形成图9至图11的器件中所执行的步骤中的一些步骤。图17是在其上具有多个传感器的移动传感器棒的等距视图。图18A是图17的移动传感器棒的一个实施例的侧橫截面视图。图18B是示意性俯视侧视图，展示了图17的移动传感器棒上的传感器类型以及它们的对应位置。图19是移动传感器棒的另外一个替代性实施例。图20A至图20D展示了图17的移动传感器棒的制造中的各个阶段。图21是流程图，展示了图17的移动传感器棒的构造中所执行的一系列步骤。具体实施方式图2示出了在早期制造阶段的本专利技术接近度传感器模块50。接近度传感器模块50包括其上安装有光传感器芯片54的衬底52。光传感器芯片54包括至少一个光传感器56以及在一些情形下的第二光传感器58。光传感器56优选地是一个或多个光子雪崩二极管，并且从而可以感测到冲击其上的光的存在以及量。光源60直接在与光传感器56间隔开的位置处安装在光传感器芯片54的顶部上。光源60优选地是激光二极管，如DCSEL或其他可接受的光发射器。图3示出了在制造中的下一个阶段的本专利技术接近度传感器模块。光学树脂液滴被直接放置在每个发光源以及每个光传感器之上。可以使用任何可接受的透明或半透明的光学树脂。如将认识到的，光学树脂具有相对高的粘度，并且从而将直接在其被放置的光源和光传感器之上形成圆形球或块。第一滴光学树脂胶64被放置在光传感器56之上，第二滴66被放置在发光二极管60之上，并且，如果存在另外一个光传感器58，则第三滴68被放置在任何另外的光传感器之上。光学树脂胶将属于以下类型：当其被施加时，由于流体的粘度，其结珠以形成圆形凸块或气泡。然后，对其进行固化使其硬化，或者使用UV固化、或热固化或其他可接受的固化。如图4中所示出的，在对其进行固化之后，用模制化合物70对组件进行包封，该模制化合物封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器封装体，包括：/n印刷电路板衬底，所述印刷电路板衬底具有多个电绝缘材料层；/n多条导电引线，所述多条导电引线定位于所述多个绝缘材料层中的相邻绝缘材料层之间，其中至少一个绝缘层在所述多条导电引线中的一些导电引线下方并且对所述一些导电引线进行支撑，并且至少一个绝缘层叠置于所述多条导电引线中的一些导电引线上；/n所述多个绝缘材料层中的第三绝缘材料层叠置于所述相邻绝缘层上；/n第一暴露连接焊盘，所述第一暴露连接焊盘被定位成叠置于所述第三绝缘材料层上并且在特定位置处是所述衬底上的最高层，在所述特定位置处所述第一暴露连接焊盘定位于所述衬底上，所述第一连接焊盘被电连接至所述多条引线中的第一引线；/n第二暴露连接焊盘，所述第二暴露连接焊盘被定位成叠置于所述第三绝缘材料层上并且在特定位置处是所述衬底上的最高层，在所述特定位置处所述第二暴露连接焊盘定位于所述衬底上，所述第二连接焊盘被电连接至所述多条引线中的第二引线；/n空气参数传感器，所述空气参数传感器耦接至同一个衬底上并且电连接至所述多条导电引线中的连接至所述第一暴露连接焊盘的第一导电引线，所述空气参数传感器叠置于所述第三绝缘材料层上；以及/n光参数传感器，所述光参数传感器耦接至同一个衬底上并且电连接至所述多条导电引线中的连接至所述第二暴露连接焊盘的第二导电引线，所述光参数传感器叠置于所述第三绝缘材料层上。/n...

【技术特征摘要】
20150821 US 14/832,9711.一种传感器封装体，包括：
印刷电路板衬底，所述印刷电路板衬底具有多个电绝缘材料层；
多条导电引线，所述多条导电引线定位于所述多个绝缘材料层中的相邻绝缘材料层之间，其中至少一个绝缘层在所述多条导电引线中的一些导电引线下方并且对所述一些导电引线进行支撑，并且至少一个绝缘层叠置于所述多条导电引线中的一些导电引线上；
所述多个绝缘材料层中的第三绝缘材料层叠置于所述相邻绝缘层上；
第一暴露连接焊盘，所述第一暴露连接焊盘被定位成叠置于所述第三绝缘材料层上并且在特定位置处是所述衬底上的最高层，在所述特定位置处所述第一暴露连接焊盘定位于所述衬底上，所述第一连接焊盘被电连接至所述多条引线中的第一引线；
第二暴露连接焊盘，所述第二暴露连接焊盘被定位成叠置于所述第三绝缘材料层上并且在特定位置处是所述衬底上的最高层，在所述特定位置处所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永盛，A·普赖斯，E·克里斯蒂森，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB