CN102969388A - 整合式感测封装结构 - Google Patents

Abstract

一种整合式感测封装结构，包括一可阻隔红外线的基板，该基板的顶面凹设有一杯状的第一容置部及第二容置部，其中该第一容置部内壁面形成一反射层；一发光二极管设置于该第一容置部的底部；一第一组接脚电性连接于该发光二极管并延伸至该基板的外表面；一红外线感测芯片设置于该第二容置部内；一第二组接脚电性连接于该红外线感测芯片并延伸至该基板的外表面；及一可阻隔红外线的盖体覆盖于该基板的该顶面，形成至少一开孔对应于该红外线感测芯片。本发明可解决整合式感测封装结构的红外线干扰杂讯问题，并且结构较为稳固。

Description

整合式感测封装结构

技术领域

本发明涉及一种整合式感测封装结构，特别涉及一种整合近距离感应器(proximity sensor)及环境光线感测器(ambient light sensor，ALS)的整合式感测封装结构。

背景技术

近距离感应器(proximity sensor)及环境光线感测器(ambient light sensor，ALS)已渐渐普及地设置在移动电话、电视或携带式移动装置内，以感应使用者的在场(presence)，以及因应周围环境光线强度而自动调整屏幕的亮度。上述装置通常是分开设置，为着避免近距离感应器发射的红外线干扰环境光线感测器。此种方式需要占用电子装置较大的空间以及耗费较多的能量。

另一种整合近距离感应器及环境光线感测器的封装结构，是利用一金属盖体或其他红外线遮挡件设于红外线发光二极管及感测芯片之间，以遮挡红外线。然而金属盖体需要特别的成型机器，并且不易黏固于封装结构的材料，容易掉落。

缘是，本发明的目的是提出一种设计合理且有效改善上述问题的整合式感测封装结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整合式感测封装结构，整合近距离感应器(proximity sensor)及环境光线感测器(ambient light sensor，ALS)，提高LED的辐射强度，并解决其红外线干扰杂讯的问题。

此外，本发明要解决的技术问题，还在于提供一种整合式感测封装结构，其盖体与基板结合较为稳固，并降低整体成本。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种整合式感测封装结构，包括一可阻隔红外线的基板，该基板的顶面凹设有一杯状的第一容置部及第二容置部，其中该第一容置部内壁面形成一反射层；一发光二极管设置于该第一容置部的底部；一第一组接脚电性连接于该发光二极管并延伸至该基板的外表面；一红外线感测芯片设置于该第二容置部内；一第二组接脚电性连接于该红外线感测芯片并延伸至该基板的外表面；及一可阻隔红外线的盖体覆盖于该基板的该顶面，形成至少一开孔对应于该红外线感测芯片。

本发明具有以下有益效果：本发明可解决整合式感测封装结构的红外线干扰杂讯问题，并且结构较为稳固。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的整合式感测封装结构的立体分解图。

图2为本发明的整合式感测封装结构的侧视图。

图3为本发明的整合式感测封装结构的俯视图。

图4为本发明的整合式感测封装结构第二实施例的立体分解图。

图5为本发明的整合式感测封装结构第二实施例的侧视图。

图6为本发明的整合式感测封装结构第二实施例的俯视图。

图7为本发明的整合式感测封装结构第三实施例的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

整合式感测封装结构100、100’、100”

基板10、10’

中隔槽101

角槽102

第一容置部11

底部111

环状壁112

岛部114、114a

第二容置部12

发光二极管13

红外线感测芯片14

第一组接脚15

接脚15a、15b

第二组接脚16

接脚16a、16b

盖体20、20’

开孔201、202

凸肋21

角块22

具体实施方式

请参考图1及图2，图1及图2为本发明的整合式感测封装结构的立体分解图及侧视图。本发明提供一种整合式感测封装结构100，利用反射式发光二极管(reflection LED)及红外线遮蔽(IR shielding)的技术整合具有环境光线感测器(ambient light sensor，ALS)及近场感应器(proximity sensor)。

本发明的整合式感测封装结构100包括一基板10及覆盖于该基板10的顶面的一盖体20。该基板10的顶面凹设有一杯状的第一容置部11及第二容置部12，以分别容纳一发光二极管13及一红外线感测芯片14。该发光二极管13及红外线感测芯片14分别借由一第一组接脚15及一第二组接脚16向外连接。上述发光二极管1设置于该第一容置部11的底部，应用于此实施例作为近场感应器的元件，主要乃是不可见光红外线的发光二极管芯片(LEDdice)。以下详细说明各元件。

本实施例的该基板10较佳地可阻隔红外线，例如以高分子材料制成，或涂布红外线阻隔剂。借此阻隔发光二极管13的红外线，以避免串扰杂讯(cross-talk)影响红外线感测芯片14。该基板10的第一容置部11的内壁面形成一反射层，例如为一金属层经电镀形成于其内壁面。反射层可协助该发光二极管13的红外光线更为集中，减少LED的视角(View angle)，增加辐射强度，进而减少耗能。此外，更可减少红外光线的外露，进而减少对于红外线感测芯片14的影响。

请参阅图1，该第一容置部11大体呈碗状或杯状(cup-like shape)，其具有一底部111、一环绕该底部111的环状壁112、及局部地由环状壁112突出的一岛部(bond-pad island)114。该第一容置部11的该底部111呈平坦状，该底部111及该岛部114的表面各设有一导电垫(bonding pad)并分别连接于该第一组接脚15的接脚15a及15b。本实施例利用由环状壁112突出的岛部114连接发光二极管13的一电极，此种结构的特点在于适合应用于体积极小的近场感应器，使用较小的空间。然而，本发明的岛部114a并不限制于此，例如该岛部也可以是由环状壁112呈环状突出，如图7所示。

该发光二极管13设置于该底部111并借由一导线(图略)以打线的方式连接于该岛部114。本实施例的发光二极管13具有一位于其底面的电极，可以是阳极(anode)或阴极(cathode)，可借由导电性树脂(conductive epoxy)固定并电连接于该底部111；发光二极管13的另一电极位于其顶面，借由导线(图略)连接于该岛部114。

或者，另一种连接该发光二极管13的电极的实施方式。以金属层形成的反射层可以被隔开地形成于该底部111及该岛部114的表面，例如在电镀于该第一容置部11的内壁面之后，以激光的方式隔开反射层为二个分开的部分，分开地覆盖于该底部111及该岛部114，同时当作导电垫，并分别连接第一组接脚15的接脚15a及15b。

第二容置部12大体呈矩形，第二组接脚16分成二边，每边各有三根接脚16a及16b以导线(图略)以打线方式(wire-bonding)电连接于红外线感测芯片14。上述红外线感测芯片14作为环境光线感测器用的芯片通常是利用互补式金氧半导体工艺(CMOS process，ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Process)整合有感光二极管(photodiode)、放大器(amplifiers)及模拟/数字电路(analog/digital circuits)于单一芯片。打线连接后，第一容置部11及第二容置部12各加以封胶，以环氧树脂(epoxy)以保护导线、发光二极管13及红外线感测芯片14。

本发明为使基板10与盖体20更方便组合，该基板10的顶面可形成多个凹状结构，该盖体20形成多个朝向该基板10的凸状结构，该些凸状结构对应地设于该些凹状结构内。在本实施例中，凹状结构包括形成于该第一容置部11与该第二容置部12之间的一中隔槽101、及局部地凹设于该基板10远离第二容置部12的二个角落的一对角槽102。凸状结构包括设置于该中隔槽101内的一凸肋21及对应地设于该角槽102内的一对角块22。该盖体20的角块22配合该基板10的角槽102，可供组合时对准位置之用，以避免组装错误。此外，结合更为稳固，不易脱离。

该盖体20较佳地可阻隔红外线，例如以高分子材料制成，或涂布红外线阻隔剂。本发明不需金属板体以遮蔽红外线，相较现有技术，可节省成本。借此阻隔发光二极管13的红外线，以避免串扰杂讯(cross-talk)影响红外线感测芯片14。盖体20形成二开孔201、202分别对应于该红外线感测芯片14及该发光二极管13以供光线经过。被物体反射的红外线经过开孔201临到红外线感测芯片14。

由于盖体20与基板10材料相同或近似，结合较为稳固。组合后，如图3的平面图所示，该开孔201、202可定义出该红外线感测芯片14及该发光二极管13的视角(view angle)。然而本发明的盖体20并不限制于此，例如也可以仅具有一个开孔，请容后面描述。

请参阅图1至图3，本实施例中第一组接脚15电性连接于该发光二极管13并延伸至该基板10的外表面。第二组接脚16的一端位于该第二容置部12内，借由导线(图略)以打线的方式电连接于该红外线感测芯片14顶面相关的接点(图略)，另一端延伸至该基板10的外表面。本发明中该些接脚较佳的实施方式，可以是借由微细整合工艺技术(MIPTEC，Microscopic IntegratedProcess Technology)。在基板10塑胶射出的过程中，将电路(circuits)、导电垫(bond pads)及焊垫(solder pad)置于模具中，一体成型结合于基板10。

如图3所示，其中该第一组接脚15及该第二组接脚16各有一末端延伸至该基板10的底面而形成一焊垫，借此使本发明的整合式感测封装结构100形成可使用表面黏着技术(Surface Mount Technology，SMT)焊接固定。

请参阅图4至图6，为本发明的整合式感测封装结构的另一实施例。与上述实施例的差异在于，此整合式感测封装结构100’的基板10’的第一容置部11高过第二容置部12，盖体20’仅遮盖第二容置部12并且仅有一开孔201以对应于该红外线感测芯片14。第一容置部11以开口110已足以定义其视角。盖体20’的一端具有凸肋21，基板10’具有中隔槽101形成于该第一容置部11与该第二容置部12之间。

补充说明的，本发明的整合式感测封装结构可以是在较大的板体形成多个基板10、并预埋多个第一及第二组接脚15、16，再同时置放多个发光二极管13、红外线感测芯片14，并提供一较大的盖板形成多个盖体20，然后再进行切割，以量产整合式感测封装结构。

是以，通过本发明整合式感测封装结构，具有如下述的特点及功能：

一、本发明利用反射式发光二极管(reflection LED)及红外线遮蔽(IRshielding)的技术整合环境光线感测器及近场感应器成为一整合式感测封装结构，可整合为二合一(LED及近场感应器)或三合一(LED、近场感应器及环境光线感测器)。

二、反射式发光二极管提供较强的发射强度(radiation intensity)及较高的发光效率(emitting efficiency)，可加强感应距离。基板及盖体可以阻隔红外线，减少红外线串扰杂讯。

惟以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的权利要求范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均同理皆包含于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种整合式感测封装结构，其特征在于，包括：

一可阻隔红外线的基板，该基板的顶面凹设有一杯状的第一容置部及第二容置部，其中该第一容置部内壁面形成一反射层；

一发光二极管，设置于该第一容置部的底部；

一第一组接脚，电性连接于该发光二极管并延伸至该基板的外表面；

一红外线感测芯片，设置于该第二容置部内；

一第二组接脚，电性连接于该红外线感测芯片并延伸至该基板的外表面；及

一可阻隔红外线的盖体，覆盖于该基板的该顶面，形成至少一开孔对应于该红外线感测芯片。

2.如权利要求1所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该基板的顶面形成多个凹状结构，该盖体形成多个朝向该基板的凸状结构，该些凸状结构对应地设于该些凹状结构内。

3.如权利要求2所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该些凹状结构包括形成于该第一容置部与该第二容置部之间的一中隔槽、及局部地凹设于该基板的角落之一的至少一角槽，其中该凸状结构包括设置于该中隔槽内的一凸肋、及对应地设于该角槽内的至少一角块。

4.如权利要求3所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该盖体形成二开孔，所述二开孔分别对应于该红外线感测芯片及该发光二极管。

5.如权利要求1所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该第一容置部具有一环绕该底部的环状壁、及由该环状壁突出的一岛部，该第一容置部的该底部呈平坦状，该底部及该岛部的表面各设有一导电垫以分别电性连接该第一组接脚。

6.如权利要求5所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该发光二极管设置于该底部并借由一导线连接于该岛部。

7.如权利要求5所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该岛部为局部地由该环状壁突出。

8.如权利要求5所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该岛部为呈环状由该环状壁突出。

9.如权利要求1所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该第一容置部具有局部地由其内壁面突出的一岛部，该第一容置部的该底部呈平坦状，该反射层为一金属层并且被隔开地分别形成于该底部及该岛部的表面。

10.如权利要求1所述的整合式感测封装结构，其特征在于，该第一组接脚及该第二组接脚各有一末端延伸至该基板的底面而形成一焊垫。

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