CN106469721A - 邻近传感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的实施例，提供一种邻近传感器，包括：传感器芯片；发光器件；基板，所述传感器芯片和所述发光器件位于所述基板上；透明模制材料，覆盖所述发光器件的发光表面；以及非透明模制材料，将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及半导体技术领域，更具体而言，涉及邻近传感器及其制造方法。
背景技术
邻近光传感器典型地(例如，与照相机模块图像传感器相比)包括相对少量(例如，10×10阵列)的曝光敏感像素，以用于提供环境光水平的指示。由于环境光传感器不必能够捕获清晰的图像，所以仅需要少量的像素。邻近光传感器在许多应用中使用，这些应用包括移动通信设备(诸如移动电话和PDA)、膝上式电脑、台式电脑、网络照相机等。
邻近传感器典型地包括辐射源和对应的检测器，该检测器也包括相对少量的曝光敏感像素。邻近感测通过以下实现：从辐射源发射光；捕获由物体反射回到检测器的光；以及处理所反射的光以确定物体的邻近。邻近传感器也在许多应用中使用，这些应用包括移动通信设备和车辆停放传感器。
典型的邻近传感器的辐射源和检测器通常位于同一基底上并且设置在不同的腔中，不同的腔由放置在基底上的不透光的帽部(cap)实现。
然而存在进一步降低邻近传感器制造成本的需要。
发明内容
鉴于上述内容，本公开的实施例旨在提供一种新的邻近传感器及其制造方法。
根据本公开的一个方面，提供一种邻近传感器，包括：传感器芯片；发光器件；基板，所述传感器芯片和所述发光器件位于所述基板上；透明模制材料，覆盖所述发光器件的发光表面；以及非透明模制材料，将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
可选地，在所述基板上的所述发光器件被所述透明模制材料密封。
可选地，所述传感器芯片通过绝缘附接材料附接至所述基板，所述发光器件通过导电附接材料附接至所述基板。
可选地，还包括：滤光部件，位于所述传感器芯片的传感器区域的正上方。
可选地，所述透明模制材料也覆盖所述传感器芯片的传感器区域。
可选地，所述非透明模制材料部分地覆盖所述传感器芯片的具有传感器区域的表面，使得所述传感器区域未被所述非透明模制材料覆盖。
可选地，所述非透明模制材料部分地覆盖所述透明模制材料，使得所述发光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆盖。
根据本公开的另一方面，提供一种电子设备，包括根据上述项中任一项所述的邻近传感器。
根据本公开的又一方面，提供一种制造邻近传感器的方法，包括：提供基板；在所述基板上提供发光器件，并且使所述发光器件电耦合至所述基板；使用透明模制材料覆盖所述发光器件的发光表面；在所述基板上提供传感器芯片，并且使所述传感器芯片电耦合至所述基板；以及使用非透明模制材料将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
可选地，使用透明模制材料覆盖所述发光器件的发光表面包括使用所述透明模制材料密封在所述基板上的所述发光器件。
可选地，使用绝缘附接材料将所述传感器芯片附接至所述基板，以及使用导电附接材料将所述发光器件附接至所述基板。
可选地，还包括：在所述传感器芯片的传感器区域的正上方提供滤光部件。
可选地，所述透明模制材料也覆盖所述传感器芯片的传感器区域。
可选地，还包括：使用所述非透明模制材料部分地覆盖所述传感器芯片的具有传感器区域的表面，使得所述传感器区域未被所述非透明模制材料覆盖。
可选地，还包括：使用所述非透明模制材料部分地覆盖所述透明模制材料，使得所述发光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆盖。
可选地，还包括：在由所述非透明材料模制之后，执行单片化处理。
可选地，还包括：在由所述非透明材料模制之后，执行单片化处理。
通过使用根据本公开的实施例的制造方法，可以获得成本降低的邻近传感器。
附图说明
现在将参照附图仅通过实例的方式对本发明的实施例进行描述，在附图中：
图1是现有的邻近传感器的示意图；
图2是根据本公开的一个实施例的邻近传感器的示意图；以及
图3A-图3G是根据本公开的一个实施例的邻近传感器的制造流程图。
具体实施方式
现在下文描述中阐述某些具体细节以便提供对本公开的主题内容的各种方面的透彻理解。然而在不具有这些具体细节的情形下仍然可以实现本公开的主题内容。
除非上下文另有要求，否则在说明书和所附权利要求书全文中，词语“包括”将解释成开放式包含意义，也就是说，解释为“包括但不限于”。
在本说明书全文中引用“一个实施例”或者“实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或者特性包含于至少一个实施例中。因此，在本说明书全文中各处出现表达“在一个实施例中”或者“在实施例中”未必都是指相同方面。另外，可以在本公开内容的一个或者多个方面中以任何适当方式组合特定特征、结构或者特性。
如图1所示，图1中的邻近传感器100包括位于基板101上的传感器裸片104和发光器件105，其中传感器裸片104通过传感器裸片附接材料102附接至基板，发光器件105通过导电附接材料103附接至基板101。
基板101可以是硅衬底、印刷电路板、陶瓷、金属、或芯片等。传感器裸片附接材料102可以是粘合剂等。导电附接材料103可以是焊料、导电胶等。传感器裸片104在其上表面上具有传感器区域106，其用于接收由发光器件105发出并且反射回的光。在传感器裸片104中，在传感器区域106附近埋设传感器电路，以对由传感器区域106接收的光所转换成的电流进行处理。发光器件105可以是红外辐射发光器件、激光器、发光二极管、或垂直腔面发射激光器(VCSEL)等。本领域技术人员可以理解，为了避免发光器件105发出的光直接照射到传感器区域106，需要使用非透光部件将传感器区域106与发光器件105间隔开。在图1的示例中，使用非透明的盖部111将传感器区域106与发光器件105间隔开。如图1所示，通过使用盖部附接胶110将盖部111附接在基板101和传感器裸片104上，从而在基板101上形成两个间隔开的腔，在这两个腔中，分别设置发光器件105和传感器区域106。为了保护传感器区域106和提高传感器裸片的效率，通常可以在接收反射光的传感器区域106上设置玻璃或具有滤光涂层的玻璃109，其中玻璃或具有滤光涂层的玻璃109通过透明的粘合剂或粘合胶108固定在传感器区域106上方。在图1的示例中，发光器件105的上表面上具有键合焊盘，该键合焊盘通过接线107键合到基板101的上表面上的键合焊盘，从而在发光器件105和基板101之间传输电信号。类似地，在传感器芯片104的上表面上也具有键合焊盘，该键合焊盘通过接线键合到基板101的上表面上的键合焊盘，从而在传感器芯片104和基板101之间传输电信号。
然而上述常规邻近传感器存在一些问题，例如，由于盖部由树胶、金属或陶瓷等材料制成，并且在制造过程中需要对准涂胶、接合等步骤，其制造成本较高。此外，由于腔并非密封，在后续的组装或使用过程中可能引入灰尘等，这容易导致邻近传感器检测故障。
为此，本公开提出一种新构造的邻近传感器，其可以解决上述技术问题中的至少一部分，例如，降低制造成本或是降低故障产生机率。
参见图2，其示出了根据本公开的一个实施例的邻近传感器。图2中与图1中的相似部件以相似附图标记示出，并且在此不再赘述。在图2的示例中，邻近传感器200包括在基板201上的传感器裸片204和发光器件205，其中传感器裸片204通过传感器裸片附接材料202附接至基板，发光器件205通过导电附接材料203附接至基板201。在图2的示例中，传感器裸片附接材料202是非导电的，附接材料203是导电的。本领域技术人员可以理解，在其它示例中，传感器裸片附接材料202可以是导电的，附接材料203可以是非导电的。基板201与基板101相似，可以是硅衬底、印刷电路板、陶瓷、金属、或芯片等，其中可以设置电路，并且可以与传感器裸片204和发光器件205电耦合。
传感器裸片附接材料202可以是粘合剂等。导电附接材料203可以是焊料、导电胶等。传感器裸片204在其上表面上具有传感器区域206，其用于接收由发光器件205发出并且反射回的光。在传感器裸片204中，在传感器区域206附近埋设传感器电路，以对由传感器区域206接收的光所转换成的电流进行处理。发光器件205可以是红外辐射发光器件、激光器、发光二极管、或垂直腔面发射激光器(VCSEL)等。在传感器区域206上，使用透明的粘合胶208将具有滤光涂层209的玻璃粘合至传感器裸片204。本领域技术人员可以理解，图2的配置仅是示例，也可以不使用具有滤光涂层的玻璃，而是使用不具有滤光涂层的玻璃或是透明的模制材料，例如树脂，来覆盖传感器区域206。在使用透明树脂来覆盖传感器区域206的情形下，也可以不使用透明的胶粘合剂208。在另一示例中，在传感器区域208上方可以不设置任何透明材料。
此外，在图2的示例中，在发光器件205上使用透明的模制材料213来密封发光器件205。本领域技术人员可以理解，透明模制材料213可以仅位于发光器件205的正上方以覆盖发光器件205的上表面。透明的模制材料205可以是透明的聚合物，例如环氧树脂等。本领域技术人员可以理解，也可以使用其它透明的模制材料。本领域技术人员也可以理解，在发光器件205上不具有任何透明的模制材料。
本领域技术人员可以理解，为了避免发光器件205发出的光直接照射到传感器区域206，需要使用非透光部件将传感器区域206与发光器件205间隔开。在图2的示例中，使用非透明的模制材料212来将传感器区域206与发光器件205间隔开。非透明的模制材料212可以是聚合物等。在图2的示例中，可以看出，非透明的模制材料212部分地覆盖传感器芯片204的具有传感器区域206的表面，使得传感器区域206未被非透明模制材料212覆盖。此外，非透明模制材料212也部分地覆盖透明模制材料213，使得发光器件205的光出射光路未被非透明模制材料212覆盖。在图2的示例中，非透明模制材料212可以一次模制形成。
在图2的示例中，非透明模制材料212完全填充在透明模制材料213与玻璃209和传感器裸片204之间的区域。本领域技术人员可以理解，也可以仅填充在基板201上在裸片204和透明模制材料213之间的区域的正上方的空间，或者仅填充该空间的一部分，只要发光器件205发出的光并不能直接入射或在邻近传感器内反射至传感器区域206即可。换言之，非透明模制材料212将透明模制材料213和传感器芯片204分隔开。本领域技术人员可以理解，也可以具有其它结构配置，使得非透明模制材料212将透明模制材料213和传感器芯片204分隔开。
在图2的示例中，发光器件205的上表面上具有键合焊盘，该键合焊盘通过接线207键合到基板201的上表面上的键合焊盘，从而在发光器件205和基板201之间传输电信号。类似地，在传感器芯片204的上表面上也具有键合焊盘，该键合焊盘通过接线键合到基板201的上表面上的键合焊盘，从而在传感器芯片204和基板201之间传输电信号。
下面结合图3A-图3G来说明根据本公开的一个实施例的邻近传感器的制造方法。参见图3A，提供了矩阵形式的基板模块，其包含多个例如图1中的基板101或图2中的基板201。
随后，如图3B所示，在基板上涂覆多个导电附接材料，例如图1或图2中所示的导电附接材料103或203。继而，在相应的导电附接材料103或203上附接发光器件，例如图1或图2中所示的发光器件105或205。在此之后，使用接线键合工艺将发光器件上表面上的键合焊盘键合到基板上的焊盘，从而实现发光器件与基板之间的电耦合。
如图3C所示，使用透明聚合物模制发光器件，使得透明模制材料分别封闭发光器件。透明模制材料例如图2中所示的透明模制材料213。
如图3D所示，随后，在基板上涂覆相应的裸片附接材料，并且将相应的传感器裸片附接至基板。继而，使用接线键合工艺将传感器裸片上表面上的键合焊盘键合到基板上的焊盘，从而实现传感器裸片与基板之间的电耦合。
如图3E所示，随后，在传感器裸片的传感器区域上方及其周围涂覆透明的粘合胶(如图2中所示的粘合胶208)，并且将镀覆滤光涂层的玻璃(如图2中所示的滤光玻璃209)粘合在该透明的粘合胶上。
随后，如图3F所示，在基板上模制非透明模制材料，如图2中所示的非透明模制材料。
随后，如图3G所示，执行单片化工艺，将矩阵形式的邻近传感器模块切割为单个的邻近传感器。
综上所述，根据本公开的一个方面，提供一种邻近传感器，包括：传感器芯片；发光器件；基板，所述传感器芯片和所述发光器件位于所述基板上；透明模制材料，覆盖所述发光器件的发光表面；以及非透明模制材料，将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
可选地，在所述基板上的所述发光器件被所述透明模制材料密封。
可选地，所述传感器芯片通过绝缘附接材料附接至所述基板，所述发光器件通过导电附接材料附接至所述基板。
可选地，还包括：滤光部件，位于所述传感器芯片的传感器区域的正上方。
可选地，所述透明模制材料也覆盖所述传感器芯片的传感器区域。
可选地，所述非透明模制材料部分地覆盖所述传感器芯片的具有传感器区域的表面，使得所述传感器区域未被所述非透明模制材料覆盖。
可选地，所述非透明模制材料部分地覆盖所述透明模制材料，使得所述发光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆盖。
根据本公开的另一方面，提供一种电子设备，包括根据上述项中任一项所述的邻近传感器。
根据本公开的又一方面，提供一种制造邻近传感器的方法，包括：提供基板；在所述基板上提供发光器件，并且使所述发光器件电耦合至所述基板；使用透明模制材料覆盖所述发光器件的发光表面；在所述基板上提供传感器芯片，并且使所述传感器芯片电耦合至所述基板；以及使用非透明模制材料将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
可选地，使用透明模制材料覆盖所述发光器件的发光表面包括使用所述透明模制材料密封在所述基板上的所述发光器件。
可选地，使用绝缘附接材料将所述传感器芯片附接至所述基板，以及使用导电附接材料将所述发光器件附接至所述基板。
可选地，还包括：在所述传感器芯片的传感器区域的正上方提供滤光部件。
可选地，所述透明模制材料也覆盖所述传感器芯片的传感器区域。
可选地，还包括：使用所述非透明模制材料部分地覆盖所述传感器芯片的具有传感器区域的表面，使得所述传感器区域未被所述非透明模制材料覆盖。
可选地，还包括：使用所述非透明模制材料部分地覆盖所述透明模制材料，使得所述发光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆盖。
可选地，还包括：在由所述非透明材料模制之后，执行单片化处理。
可选地，还包括：在由所述非透明材料模制之后，执行单片化处理。
通过使用根据本公开的实施例的制造方法，可以获得成本降低的邻近传感器。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了系统的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的实施例的方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。
Claims (17)
1.一种邻近传感器，包括：
传感器芯片；
发光器件；
基板，所述传感器芯片和所述发光器件位于所述基板上；
透明模制材料，覆盖所述发光器件的发光表面；以及
非透明模制材料，将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
2.根据权利要求1所述的邻近传感器，其中，在所述基板上的所述发光器件被所述透明模制材料密封。
3.根据权利要求2所述的邻近传感器，其中，所述传感器芯片通过绝缘附接材料附接至所述基板，所述发光器件通过导电附接材料附接至所述基板。
4.根据权利要求1所述的邻近传感器，还包括：
滤光部件，位于所述传感器芯片的传感器区域的正上方。
5.根据权利要求1所述的邻近传感器，其中，所述透明模制材料还覆盖所述传感器芯片的传感器区域。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的邻近传感器，其中，所述非透明模制材料部分地覆盖所述传感器芯片的具有传感器区域的表面，使得所述传感器区域未被所述非透明模制材料覆盖。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的邻近传感器，其中，所述非透明模制材料部分地覆盖所述透明模制材料，使得所述发光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆盖。
8.一种电子设备，包括根据权利要求1-6中任一项所述的邻近传感器。
9.一种制造邻近传感器的方法，包括：
提供基板；
在所述基板上提供发光器件，并且使所述发光器件电耦合至所述基板；
使用透明模制材料覆盖所述发光器件的发光表面；
在所述基板上提供传感器芯片，并且使所述传感器芯片电耦合至所述基板；以及
使用非透明模制材料将所述透明模制材料和所述传感器芯片分隔开。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使用透明模制材料覆盖所述发光器件的发光表面包括：
使用所述透明模制材料密封在所述基板上的所述发光器件。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，使用绝缘附接材料将所述传感器芯片附接至所述基板，以及使用导电附接材料将所述发光器件附接至所述基板。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述传感器芯片的传感器区域的正上方提供滤光部件。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述透明模制材料还覆盖所述传感器芯片的传感器区域。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，还包括：
使用所述非透明模制材料部分地覆盖所述传感器芯片的具有传感器区域的表面，使得所述传感器区域未被所述非透明模制材料覆盖。
15.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，还包括：
使用所述非透明模制材料部分地覆盖所述透明模制材料，使得所述发光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆盖。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：
执行单片化处理。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：
执行单片化处理。
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