包括集成漫射器的光学传感器制造技术

一种包括光学传感器封装的装置，该光学传感器封装包括光学传感器晶粒。该光学传感器封装还包括设置在光学传感器晶粒上方的回流稳定光学漫射器。该光学漫射器被环氧模塑化合物侧向包围。侧向包围。侧向包围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括集成漫射器的光学传感器


[0001]本公开涉及包括集成漫射器的光学传感器。

技术介绍

[0002]漫射器是光学元件，其可用于使光更均匀地散布在表面上，减少或消除高强度亮点。漫射器可以通过将光散布在更广的面积上来帮助使明亮的或刺眼的光更柔和。在一些情况下，光学漫射器用于将光吸收到光学传感器(例如光谱仪或环境光传感器)内。
[0003]包括漫射器的光学传感器模块可以被并入各种类型的消费者产品或其它电子产品中。然而，用于这些产品的制造过程有时候涉及了相对高的温度(例如，260℃)。例如，用于将传感器模块安装在柔性印刷电路基板上的表面安装技术(Surface Mount Technology，SMT)通常需要这样的高温作为回流过程的一部分。在这些过程中使用的高温可能对漫射器的机械稳定性或光学性能造成不利的影响。

技术实现思路

[0004]本公开描述了包括集成回流稳定光学漫射器的光学传感器封装，以及用于制造该光学传感器封装的方法。
[0005]例如，在一方面，一种包括光学传感器封装的装置，该光学传感器封装包括光学传感器晶粒(optical sensor die)。该光学传感器封装还包括设置在该光学传感器晶粒上方的回流稳定光学漫射器。该光学漫射器被环氧模塑化合物侧向包围。
[0006]一些实施方式包括一个或多个以下特征。例如，在一些情况下，玻璃基板附接至光学传感器晶粒，使得该玻璃基板设置在光学传感器晶粒和光学漫射器之间。在一些情况下，由金属屏蔽(metal mask)限定的光学孔径设置在玻璃基板上。该玻璃基板还可以作为一个或多个光学滤光器的载体。
[0007]例如，光学漫射器可以由硬化环氧树脂材料或聚硅氧烷组成。在其他实施方式中，光学漫射器由多孔石英玻璃组成。在一些情况下，光学漫射器具有与该环氧模塑化合物的外部表面齐平的外部表面。
[0008]在一些实例中，环氧模塑化合物还侧向包围玻璃基板和光学传感器晶粒。
[0009]在另一方面，本公开描述了一种方法，包括将玻璃基板附接至光学传感器晶粒的光敏表面，以及执行膜辅助传递模塑过程以提供侧向包围光学传感器晶粒和玻璃基板的环氧模塑化合物。该环氧模塑化合物还在玻璃基板上方限定腔。该方法包括在该腔中提供液体环氧树脂材料，以及固化液体环氧树脂材料以形成回流稳定光学漫射器。
[0010]在一些实例中，提供液体环氧树脂材料包括将该环氧树脂材料分配至腔中。在其他情况下，该液体材料可以是聚硅氧烷。在一些情况下，该方法还包括在玻璃基板上溅镀金属屏蔽以限定光学孔径。
[0011]在又一方面，本公开描述了一种方法，包括将玻璃基板附接至光学传感器晶粒的光敏表面，以及将回流稳定光学漫射器放置于玻璃基板上。该方法还包括执行膜辅助传递
模塑过程以提供侧向包围光学传感器晶粒、玻璃基板和光学漫射器的环氧模塑化合物。
[0012]在一些实施方式中，该光学漫射器由多孔石英玻璃组成。在一些情况下，该光学漫射器通过取
‑
放型装备放置于玻璃基板上。
[0013]可在一些实施方式中获取各种优点，其中一些优点在下文进行描述。
[0014]从以下详细描述、附图和权利要求中，其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0015]图1示出了包括集成光学漫射器的光学传感器封装的示例的侧视图。
[0016]图2是光学传感器封装的透视图。
[0017]图3是用于制造光学传感器封装的示例过程的流程图。
[0018]图4是用于制造光学传感器封装的另一示例过程的流程图。
[0019]图5示出了包括光学传感器封装的装置的示例。
具体实施方式
[0020]如图1和图2所示出，光学传感器封装10包括集成光学漫射器12。如图1的图解示例所示出，光学传感器晶粒(例如，半导体芯片)14通过晶粒附接膜或其他粘合剂18安装至基板16。可以提供电连接(例如，传感器晶粒14背面上的接触垫)以及引线接合(wire bond)30，以将传感器晶粒耦合至基板16上的接触垫32(参见图2，其中省略了传感器晶粒14)。基板16的背面可以包括SMT或其他用于将封装10安装到例如印刷电路板的接触件。例如，在一些情况下，封装10是基板栅格阵列(Land Grid Array，LGA)封装。
[0021]封装10具有例如由设置在附接至传感器晶粒14的玻璃基板(例如，玻璃载片或立方体)24上的金属屏蔽22限定的光学孔径20。玻璃基板24可以通过晶粒附接膜或其他粘合剂26附接至传感器晶粒14，在孔径20和传感器晶粒之间提供固定距离。玻璃基板24还可以用作一个或多个光学滤光器的载体。漫射器12设置在由环氧模塑化合物(epoxy molding compound，EMC)28部分地限定的腔内，该环氧模塑化合物侧向包围基板16、传感器晶粒14和玻璃基板24。
[0022]漫射器12优选地由回流稳定材料(即，即使在经受相对高的操作温度(例如，260℃)时，其透射率也保持基本恒定的热稳定材料)组成。例如，在一些实施方式中，漫射器12由聚硅氧烷或环氧树脂组成。如下文所描述，例如，可以通过将液体聚硅氧烷分配至由EMC 28限定的腔中然后将聚硅氧烷固化(例如，硬化)来形成这样的漫射器。在其他实施方式中，漫射器12由多孔石英玻璃组成。如下文所描述，例如，可以以先前形成的固体漫射器的形式提供这样的漫射器，该先前形成的固体漫射器由取
‑
放型装备放置于玻璃基板24上方。优选地，漫射器12的外部表面与EMC 28的外部表面齐平。
[0023]由于扩散器是由回流稳定材料组成，在许多情况下，即使经过多次回流过程，传感器的光学参数也几乎没有任何漂移。
[0024]封装10的大小部分地取决于应用。然而，一般而言，封装10可以被制作得超紧凑。在特定示例中，封装10具有约2.5mm x 1.8mm x 1.5m的外部尺寸。不同尺寸可适合于其他实施方式。
[0025]图3示出了用于制造包括集成光学漫射器12的光学传感器封装10的示例过程。如
100处所指示，执行基板(例如，硅)晶圆(wafer)的背面研磨，随后应用第一晶粒附接膜(die attach film，DAF)或其他粘合剂(在102处)。然后，将基板晶圆切割成多个单独的集成电路晶粒(在104处)，并且将一个或多个光接收器应用专用集成电路(ASIC)晶粒附接至基板阵列(在106处)。然后，将第一DAF固化(在108处)。
[0026]如110处所指示，处理玻璃晶圆，随后应用第二DAF或其他粘合剂(在112处)。例如，可以通过光刻和金属溅镀技术在玻璃晶圆上限定光学孔径。这样的技术可以导致可以更好地与传感器晶粒对准的精确定位的孔径。然后，将玻璃晶圆切割成多个独立的玻璃基板(在114处)。例如，使用取
‑
放型装备将玻璃基板分别附接至ASIC晶粒的发光表面(在116处)，并且将第二DAF固化(在118处)。可以为每一个传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：包括光学传感器晶粒的光学传感器封装，所述光学传感器封装还包括设置在所述光学传感器晶粒上方的回流稳定光学漫射器，所述光学漫射器被环氧模塑化合物侧向包围。2.根据权利要求1所述的装置，还包括：附接至所述光学传感器晶粒的玻璃基板，所述玻璃基板设置在所述光学传感器晶粒和所述光学漫射器之间。3.根据权利要求2所述的装置，还包括由设置在所述玻璃基板上的金属屏蔽限定的光学孔径。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述光学漫射器由硬化环氧树脂材料组成。5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述光学漫射器由聚硅氧烷组成。6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述光学漫射器由多孔石英玻璃组成。7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述光学漫射器具有与所述环氧模塑化合物的外部表面齐平的外部表面。8.根据权利要求2至7中任一项所述的装置，其中，所述环氧模塑化合物还侧向包围所述玻璃基板和所述光学传感器晶粒。9.根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其中，所述环氧模塑化合物在所述玻璃基板的顶部上限定腔。10.根据权利要求2至9中任一项所述的装置，其中，所述玻璃基板是用于一个或多个光学滤光器的载体。11.一种方法，包括：将玻璃基板附接至光学传感器晶粒的光敏表面；执行膜辅助传递模塑过程以提供侧向包围所述光学传感器晶粒和所述玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德埃奇迈尔，格哈德佩哈兹，A乌马利，马丁法西内利，
申请(专利权)人：ams有限公司，
类型：发明
国别省市：