晶片级光电子器件封装及其制造方法技术

技术编号:9567419 阅读:88 留言:0更新日期:2014-01-15 21:58
描述了光电子器件(例如,光学接近度传感器)、用于制造光电子器件的方法,以及包括光电子器件的系统。包括光检测器传感器区域的光检测器管芯的光电子器件。光源管芯被附连到光检测器管芯的不包括光检测器传感器区域的部分。在光检测器传感器区域和光源管芯之间形成不透明隔板,透光材料包裹光检测器传感器区域和光源管芯。光源管芯被连接到光检测器管芯,而不是需要连接了光源管芯和光检测器管芯的分开的底基板(例如PCB基板),这样光检测器管芯作为完成的光电子器件的基底。这提供了成本减少并减少了总的封装覆盖区。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】描述了光电子器件(例如,光学接近度传感器)、用于制造光电子器件的方法,以及包括光电子器件的系统。包括光检测器传感器区域的光检测器管芯的光电子器件。光源管芯被附连到光检测器管芯的不包括光检测器传感器区域的部分。在光检测器传感器区域和光源管芯之间形成不透明隔板,透光材料包裹光检测器传感器区域和光源管芯。光源管芯被连接到光检测器管芯,而不是需要连接了光源管芯和光检测器管芯的分开的底基板(例如PCB基板),这样光检测器管芯作为完成的光电子器件的基底。这提供了成本减少并减少了总的封装覆盖区。【专利说明】
本申请涉及晶片级光电子器件封装,诸如光学接近度传感器的封装,制造光电子器件封装的方法,和包括光电子器件封装的系统。
技术介绍
图1是示例性现有技术的包括被示为已移除的盖子122的光学接近度传感器102的透视图。传感器102包括相互分开且附连到底基板108 (例如,印刷电路板(PCB))的光源管芯104和光检测器管芯106。光源管芯104被包裹在清澈环氧树脂114中,而光检测器管芯116被分开地包裹在清澈环氧树脂116中。包住光检测器管芯106的清澈环氧树脂116和包住光源管芯104的清澈环氧树脂118之间有间隙112,其中在盖子122被附连到基板108时,间隙112接受串扰隔板132 (其为盖子122的一部分)。可能由金属制成的盖子122包括用于光源管芯104的窗口 124和用于光检测器管芯106的分开的窗口 126。不透明的串扰隔板132 (与盖子122形成整体或附连到盖子122)用于光学地将光源管芯104与光检测器管芯106隔离。从参考图1描述的示例性现有技术的光学接近度传感器102可以理解,现有的光学接近度传感器的封装包括很多组件和很多工艺步骤,这样增加了材料账单,使制造成本上涨,增加了循环时间,并且导致高的产量损失。
技术实现思路
以下描述的本专利技术的各实施例,允许在晶片级执行光学接近度传感器器件(也可被用于环境光感测)的整个工艺过程,从而减少材料账单并提供高产量制造,得到很低成本的解决方案。优选地,最终器件,更通常被称为光电子器件,是关于光检测器管芯它们本身大小的,导致可观的最小化,使得器件很合适手持或其它移动应用。在下面描述的各实施例中,不需要连接至光源管芯和光检测器管芯的分开的底基板(例如PCB基板)。相反,光源管芯被连接到光检测器管芯,使得光检测器管芯用作已完成的光电子器件的基底。这为其它接近度传感器器件提供了可观的成本减少。此外,这将总的封装覆盖区减小到接近光检测器管芯它本身的那样。图2是根据本专利技术的一个实施例的光电子器件202的透视图,它可以是也能够提供环境光感测的光学接近度传感器。如通过讨论图3 - 6将理解,根据本专利技术的特定实施例,图2中所示的每个元件或被制造为晶片的部分,或在晶片级处理期间被附连到晶片。参见图2,示出了光检测器传感器区域206,使用任何已知或未来开发的晶片级器件制作工艺和结构将其形成在晶片的一部分(也被称为光检测器管芯204)内。例如,光检测器传感器区域206可包括重掺杂的N+区域和轻掺杂的P_区域(例如P_外延区),它们都形成在重掺杂的P+或P++基板上。N+区域和p-区域形成一个PN结,更具体地,N7P-结。当这个PN结例如使用电压源反向偏置时,围绕该PN结形成耗尽区域。当光入射在光检测器传感器区域206上时,在二极管耗尽区中或附近产生电子空穴对。电子立即被拉向N +区,而空穴被向下推向厂区。这些电子(也称为载流子)在N +区中被捕捉并产生指示光的强度的可测量的光电流。这仅仅是光检测器传感器区域206的一个示例性结构,不旨在限制。光检测器传感器区域206替换地可包括P+/N-结或PIN、NPN, PNP或NIP结,但不限于此。此夕卜,注意到光检测器传感器区域206可由多个连接在一起的更小的光检测器传感器区域形成。不考虑光检测器传感器区域206的精确结构,光检测器传感器区域206响应于入射光产生一个指示入射光的信号(例如光电流)。光检测器传感器区域206由透光材料208覆盖,透光材料208可以是例如透光环氧树脂(例如,透明的或着色的环氧树脂),或其它透光树脂或聚合物。在某些实施例中,透光材料208可具有滤除某些不相关波长的光同时允许相关波长的光通过的颜料或其他性质。光电子器件202也被示为包括包裹在透光材料218内的光源管芯216,其很可能是和透光材料208相同的。光源管芯216可包括发光元件,该发光元件可以是发光二极管(LED)、有机LED(0LED)、体发光LED、表面发光LED、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、超辐射发光二极管(SLED)、激光二极管或像素二极管,但不仅限于此。光源管芯216包括至少一个阳极触点和一个阴极触点。阳极触点和阴极触点中的一个位于光源管芯216的底部并连接到光检测器管芯204的顶面上的接合焊盘222。阳极触点和阴极触点中的另一个位于光源管芯216的顶面上,并由接合导线224连接到光检测器管芯204的顶面上的接合焊盘。此外,注意到光源管芯216可包括多个连接在一起(例如串联和/或并联)的发光元件。电触点242 (例如焊球)形成在光源管芯216的底部。光检测器管芯204也可包括其它电路,诸如,用于放大由光检测器传感器区域206产生的光电流的放大电路和/或用于选择性地驱动光源管芯216的发光元件的驱动电路。驱动电路也可能可替换地成为光源管芯216的部分,或在管芯204和216之外。不透明串扰隔板232位于光检测器传感器区域206和光源管芯216之间,从而将光源管芯216的发光元件与光检测器传感器区域206光学隔离。不透明串扰隔板232可由不透明材料形成,不透明材料可以是,例如黑色或其它暗色环氧树脂,或对于光源管芯216生成的光不透光的其它树脂或聚合物。形成不透明串扰隔板232的不透明材料也形成围绕器件202的整个外围的外围隔板234,从而将器件202与可能位于器件202附近的一个或多个其它光电子器件光学地隔离。在特定实施例中,使用黑色焊料掩模材料形成不透明串扰隔板232和外围隔板234。窗口 219位于光检测器传感器区域206之上,且窗口 220位于光源管芯216之上。尽管窗口 210和220被示为简单孔或开口,但可形成更复杂窗口。【专利附图】【附图说明】图1是示例性现有技术的包括被示为已移除的盖子的光学接近度传感器的透视图。图2是根据本专利技术的一个实施例的光电子器件的透视图,它可以是也能够提供环境光感测的光学接近度传感器。图3,包括截面图3(a)_3(i),被用于示出根据本专利技术特定实施例的光电子器件的制造。图4,包括截面图4(a)_4(j),被用于示出根据本专利技术替换实施例的光电子器件的制造。图5包括用于示出根据特定实施例,透镜(例如气泡透镜)可被形成在光检测器传感器区域和/或光源管芯之上的截面。图6A示出了根据本专利技术的实施例的光电子器件的俯视图。图6B示出了图6A的光电子器件的移除了光源管芯的俯视图。图6C示出了图6A的光电子器件的仰视图。图7是用于示出根据特定实施例,可执行切割使得传感器阵列被包括在单个封装中。图8A和SB是用于概括根据本专利技术的各实施例的光电子器件制造方法的高级流程图。图9是根据本专利技术一个本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光电子器件,包括:包括光检测器传感器区域的光检测器管芯;附连到光检测器管芯的不包括光检测器传感器区域的部分的光源管芯;以及形成在所述光检测器管芯上,所述光检测器传感器区域和所述光源管芯之间的不透明隔板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:S·G·A·萨鲁马林盖姆S·J·翁
申请(专利权)人:英特赛尔美国有限公司
类型:发明
国别省市:

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