CN113539842A - 封装传感器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种封装传感器的制造方法，其包括将多个传感器以分组阵列方式设置在一基板上，每个传感器包括一发射器与一检测器；将多个发射器与多个检测器分别电性连接于基板；将一塑壳设置于基板上，以形成多个流道与多个容置槽在塑壳、多个发射器、多个检测器与基板间，其中，塑壳包括多个第一开口对应发射器上、多个第二开口对应多个检测器上；以及通过多个流道，以填充一封胶材料至基板、多个发射器、多个检测器与塑壳之间的多个容置槽中。
Description
技术领域
本发明涉及一种封装传感器的制造方法，尤其涉及一种可有效缩小传感器封装结构体积的制造方法。
背景技术
近几年来，光学传感器的封装方式都是应用特殊的封胶材料或是不使用光屏蔽的组件来达到缩小光学传感器的封装尺寸的目的，但是这样的方式会导致信号串扰(crosstalk)过高，需要另外使用演算法放入芯片中，来补偿因为信号干扰而导致的感测误差。
然而，应用算法来修正信号干扰过高会导致感测误差的问题，除了修正的效果不一定准确的问题外，更会因为需要在芯片中加入额外的演算法，而导致传感器的制造成本提高。
故，如何通过封装结构设计的改良，来提升传感器的感测效果，而不会额外增加成本，同时可以缩小封装结构的体积，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种封装传感器的制造方法，通过该制造方法可以有效降低传感器封装结构的体积，特别是一个接近传感器。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种封装传感器的制造方法，其包括：将多个传感器以分组阵列方式设置在一基板上，每个传感器包括一发射器与一检测器；将多个发射器与多个检测器分别电性连接于基板；将一塑壳设置于基板上，以形成多个流道与多个容置槽在塑壳、多个发射器、多个检测器与基板间，其中，塑壳包括多个第一开口对应发射器上、多个第二开口对应多个检测器上；以及通过多个流道，以填充一封胶材料至基板、多个发射器、多个检测器与塑壳间的多个容置槽中。
更进一步地，塑壳还包括一阻隔墙，当塑壳设置于基板时，阻隔墙位在发射器与检测器之间，以阻隔发射器输出的光直接传递至检测器。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的封装传感器的制造方法，其能通过先设置塑壳，然后在塑壳与基板之间所形成的空间中填充封胶材料的技术方案，相较于现有的传感器的制造方法，本发明的制造方法可以有效节省在塑壳、发射器以及检测器间的空间，降低封装结构的体积。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的封装传感器的制造方法的流程图。
图2A为本发明的传感器封装结构的基板的示意图。
图2B为本发明的传感器封装结构的基板部分放大的立体图。
图3A为本发明的传感器封装结构的塑壳的示意图。
图3B为本发明的传感器封装结构的塑壳的剖面图。
图3C为本发明的塑壳与基板结合的示意图。
图4A为本发明的塑壳与基板结合的俯视图。
图4B为本发明塑壳与基板结合的局部剖面图。
图4C为本发明塑壳与基板结合的局部立体剖面图。
图5为本发明传感器封装结构的分解示意图。
图6为本发明传感器封装结构的局部剖面图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“封装传感器的制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
为了解释清楚，在一些情况下，本技术可被呈现为包括包含功能块的独立功能块，包含装置、装置组件、软件中实施的方法中的步骤或路由，或硬件及软件的组合。
实施根据这些公开方法的装置可以包括硬件、韧体及/或软件，且可以采取任何各种形体。这种形体的典型例子包括笔记本电脑、智能电话、小型个人计算机、个人数字助理等等。本文描述的功能也可以实施于外围设备或内置卡。通过进一步举例，这种功能也可以实施在不同芯片或在单个装置上执行的不同程序的电路板。
该指令、用于传送这样的指令的介质、用于执行其的计算资源或用于支持这样的计算资源的其他结构，为用于提供在这些公开中所述的功能的手段。
本发明封装传感器的制造方法的实施例
图1为本发明的封装传感器的制造方法的流程图，图2A为本发明的传感器封装结构的示意图，图2B为本发明的传感器封装结构的部分放大的立体图，图3A为本发明的传感器封装结构的塑壳的示意图，图3B为本发明的传感器封装结构的塑壳的剖面图，图3C为本发明的塑壳与基板结合的示意图，图4A为本发明的塑壳与基板结合的俯视图，图4B为本发明塑壳与基板结合的局部剖面图，图4C为本发明塑壳与基板结合的局部立体剖面图。图5为本发明传感器封装结构的立体分解示意图，图6为本发明传感器封装结构的局部剖面图。请参阅图1，并参考图2A至图6所示，本发明实施例提供一种传感器封装结构2的制造方法，其包括下列步骤。
在步骤S101中，将多个传感器20以分组阵列方式设置在一基板23上，每个传感器20至少包括一个发射器21与一个检测器22，如图2A所示，且基板23包括多个第一定位件231，如图2A与图2B所示。发射器21较佳为光信号发射器，例如发光二极管(Light EmittingDiode，LED)等，检测器22可以是光信号检测器，且安装在一集成电路芯片中，每个集成电路上可以包括一个或一个以上的检测器22，基板23为电路基板，例如印刷电路(PrintCircuit Board，PCB)或陶瓷电路板。然而，在不同实施例中，发射器21也可以是不同信号的发射器，而检测器22也不局限于光信号检测器。
接着，在多个传感器20以分组阵列方式设置在一基板23的步骤之后，在步骤S102中，将多个发射器21与多个检测器22电性连接于基板23。在本发明的传感器封装结构2的制造过程中，分别将多个传感器20以分组阵列方式设置在基板23上，所谓分组阵列方式，详细来说，是以阵列排列传感器20，每次设置一个传感器20在基板23上的方式完成设置多个传感器20在基板23上的步骤。进一步来说，如图2B所示，以打线接合的方式通过第一导线24A与第二导线24B，将每个发射器21与每个检测器22分别电性连接于基板23。以自动化的打线接合方式，可以在基板23上形成多条第一导线24A与第二导线24B，进而可以快速地将每个发射器21与每个检测器22电连接基板23。接着，在一较佳实施例中，还可以在一塑壳25上涂上一黏胶26。为了让塑壳25可以牢固地覆盖在基板23上，可以先在塑壳25上涂上黏胶26，如图3B所示。塑壳25较佳为绝缘材料所制成，例如塑料材料等，黏胶26用于黏贴固定塑壳25于基板23上，其材料较佳为黑色环氧树脂胶，然而在不同实施例中，塑壳25或黏胶26也可以用不同材料替代，在此并不局限。或者，在不同实施例中，无须涂上黏胶26，直接将塑壳25设置在基板23上，在此并不局限。
在本发明的制造方法中，为了避免本发明的传感器封装结构2在工作时，发射器21发射的信号会直接传递至检测器22而导致信号串扰(crosstalk)产生，因此在塑壳25覆盖基板23时，需要每个发射器21与每个检测器22之间形成一屏蔽结构。因此，设计一种一体成型的塑壳25，塑壳25上具有一阻隔墙251，如图3B所示。在本发明的较佳实施例中，当塑壳25设置于基板23上时，塑壳25的阻隔墙251位在发射器21与检测器22之间，达到阻隔发射器21输出的光直接传递至检测器22，进而达到降低信号串扰的产生。更进一步的，其中塑壳25可针对预定的接收或发射的波段(例如红外光)进行屏蔽或阻隔，并根据发射器21而决定其材料或厚度。
阻隔墙251较佳为一长条状，且其一端具有高低落差的表面。阻隔墙251的第一表面251A靠抵在基板23的表面，阻隔墙251的第二表面251B靠抵在检测器22的表面，以阻隔发射器21所传递的任何直射或散射的信号或光信号直接传递至检测器22。上述只是举例说明阻隔墙251的形状以及阻隔墙251与其他组件间的连接关系，并非用于局限本发明的阻隔墙251仅可以上的描述来呈现，在不同实施例中，阻隔墙251可以是任何形状，例如长柱状等，也可以为插件式，深入基板23内或贯穿基板23，还可同时提供定位件功能，只要可以达到阻绝发射器21的信号直接传递至检测器22都可以是本发明的阻隔墙251。
在步骤S103中，将塑壳25设置在基板23上，以在塑壳25与基板23之间形成多个流道27与多个容置槽28。在本发明的较佳实施例中，当塑壳25设置在基板23上时，如图3B与图3C所示，基板23较佳具有多个第一定位件231，而塑壳25除了具有多个阻隔墙251外还包括多个第二定位件252、多个第一开口253、多个第二开口254、多个第一凸块255与多个第二凸块256，第二定位件252的设置位置对应于第一定位件231。当塑壳25设置在基板23上时，第二定位件252可用于定位第一定位件231，让第一开口253与第二开口254分别准确地设置在一个发射器21与一个检测器22的上方。第一开口253与第二开口254分别形成在塑壳25上，且形成位置分别对应发射器21与检测器22。另一方面来说，第一开口253位于第一凸块255与阻隔墙251之间，第二开口254位于阻隔墙251与第二凸块256之间。
在本发明的较佳实施例中，如图3C所示，第一定位件231与第二定位件252较佳为通孔，但在不同实施例中，第一定位件231与第二定位件252也可以是一种箝合结构，在此并不局限。当塑壳25覆盖在基板23上，将塑壳25的第二定位件252的通孔对应至基板23的第一定位件231的通孔，达到定位的目的。在不同实施例中，第一定位件231也可以是凸块，将第二定位件252的通孔对准第一定位件231的凸块，同样可以达到定位的目的，因此可以将塑壳25覆盖在基板23上。
在本发明的实施例中，当塑壳25设置在基板23上，如图4A、图4B与图4C所示，可选择性通过黏胶26使塑壳25黏固在基板23上，且在塑壳25与基板23之间会形成多个流道27与多个容置槽28(第一容置槽281、第二容置槽282以及第三容置槽283)，流道27、第一容置槽281、第二容置槽282以及第三容置槽283是用于在后续的工艺步骤中，让封胶材料31可以填充在塑壳25与基板23之间。详细来说，第一容置槽281与第二容置槽282贯穿塑壳25而在塑壳25的一表面分别形成一第一开口253与一第二开口254，从第一开口253与第二开口254分别暴露发射器21与检测器22。
另一方面来说，塑壳25的内表面并非是光滑平面，而是由多个高低不同的结构所构成，例如阻隔墙251、第一凸块255与第二凸块256等。阻隔墙251位于发射器21与检测器22之间，可以阻隔信号直接从发射器21传递至检测器22，当塑壳25覆盖在基板23上时，因为塑壳25的阻隔墙251、第一凸块255与第二凸块256的设计，会在塑壳25与基板23之间形成多个流道27与多个容置槽28，例如第一容置槽281、第二容置槽282与第三容置槽283，且第一容置槽281、第二容置槽282与第三容置槽283分别可容置发射器21、检测器22、第一导线24A与第二导线24B，使发射器21、检测器22、第一导线24A与第二导线24B不会在塑壳25与基板23组装时受到损坏。另外，第一容置槽281与第二容置槽282分别形成在发射器21或检测器22上，让封胶材料31可以在后续的步骤中，填充在第一容置槽281与第二容置槽282，而形成在发射器21或检测器22上。
在步骤S104中，通过多个流道27与多个容置槽28，以填充一封胶材料31至基板23与塑壳25之间的流道27与多个容置槽28中。请参考图4C，当塑壳25与基板23组装完成后，在塑壳25与基板23的侧边会形成流道27、第一容置槽281、第二容置槽282或第三容置槽283的孔洞29，从流道27的孔洞29，可以将封胶材料31灌入流道27中，然后封胶材料31会顺着流道27或第一容置槽281、第二容置槽282与第三容置槽283的侧边填充至多个容置槽28中。详细来说，如图6所示，封胶材料31可区分为第一部分311、第二部分312与第三部分313，第一部分311的形成在发射器21上并包覆发射器21，第二部分312形成在检测器22的部分表面上，而第三部分313形成在第二导线24B上，并包覆第二导线24B，防止第二导线24B受到损坏。封胶材料31较佳为透光的环氧树脂胶体材料，但在此并不局限，任何可以有效地传递发射器21所发射的信号的胶材，都可以本发明的封胶材料31。
在完成填充封胶材料31的步骤S105后，在本发明的较佳实施例中，还可以包括一固化步骤，将具有封胶材料31形成在塑壳25与基板23之间的多个传感器封装结构2进行处理，比如烘烤，将原本是胶状的封胶材料31固化为一胶体。完成封胶材料31的固化步骤后，还可以通过一切割步骤切割基板23与塑壳25，以形成多个传感器封装结构2，完成本发明的封装传感器的制造方法。后续还可以包含传感器封装结构2的组件测试，电路测试为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
请参阅图2至图6，本发明所制作出来的传感器封装结构2主要包括多个传感器20、一基板23以及一塑壳25。每个传感器20主要包括一个发射器21、一个检测器22、一条第一导线24A与多条第二导线24B，多个传感器20设置在基板23上，通过多条导线24，将发射器21与检测器22分别电连接基板23。
基板23包括多个第一定位件231，塑壳25包括多个隔离墙251、多个第二定位件252、多个第一开口253、多个第二开口254与多个凸块255。一个隔离墙251设置在每个发射器21与每个检测器22之间以阻隔发射器21输出的信号直接传递至检测器22，一个第一定位件231对应一个第二定位件252。每个第一开口253与每个第二开口254分别对应一个发射器21与一个检测器22，当塑壳25覆盖在基板23上，通过多个第一开口253与多个第二开口254将多个发射器21与多个检测器22裸露于塑壳25的表面上。黏胶26涂布在塑壳25上，其用于将塑壳25黏固在基板23上。当塑壳25覆盖在基板23上，在塑壳25与基板23之间会形成多个流道27与多个容置槽28，通过多个流道，可以让封胶材料31形成在流道27与容置槽28中。
其中，黏胶26较佳为黑色环氧树脂胶材，封胶材料31较佳为透光的环氧树脂胶材，基板23为印刷电路板，塑壳25为绝缘材料所制成，本发明的检测器22是用于检测从物体反射至检测器22的信号，而反射信号是从发射器21发出，若从发射器21所发出的信号直接传递至检测器22，除了会造成检测器22的误判外，发射器21直接发出的信号甚至会跟反射信号产生干扰，进而导致检测器22的可靠性降低，因此设置一隔离墙251在发射器21与检测器22之间，降低发射器21所发出的信号直接传递至检测器22。当封胶材料31填充至流道27与容置槽28中，封胶材料31的第一部分311填充在第一容置槽281中，以覆盖信号发射器21以及第一导线24A，其第二部分312填充在第二容置槽282中，以设置在信号检测器22的表面上，第三部分313填充在第三容置槽283中，覆盖第二导线24B，进而保护以保护第二导线24B。
实施例的有益效果
本发明的有益效果在于，本发明所提供的传感器封装结构2的制造方法，其能通过先设置塑壳25，然后在塑壳25与基板23之间所形成的空间中填充封胶材料的技术方案，相较于现有的传感器的制造方法，本发明的制造方法可以有效节省在塑壳25、发射器21以及检测器22之间的空间，降低封装结构的体积。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包括于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (10)
1.一种封装传感器的制造方法，其特征在于，包括：
将多个传感器以分组阵列方式设置在一基板上，每个所述传感器包括一发射器与一检测器；
将多个所述发射器与多个所述检测器分别电性连接于所述基板；
将一塑壳设置于所述基板上，以形成多个流道与多个容置槽在所述塑壳、多个所述发射器、多个所述检测器与所述基板之间，其中，所述塑壳包括多个第一开口分别对应多个所述发射器上、多个第二开口分别对应多个所述检测器上；以及
通过多个所述流道，以填充一封胶材料至所述基板、多个发射器、多个检测器与所述塑壳之间的多个所述容置槽中。
2.根据权利要求1所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，在设置所述塑壳于所述基板上的步骤前，还包括在所述塑壳涂上一黏胶，使所述塑壳可固定于所述基板预定位置上。
3.根据权利要求1所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，所述基板包括多个第一定位件，且所述塑壳包括多个第二定位件，通过多个所述第二定位件分别对应到多个所述第一定位件，以使多个所述第一开口位在多个所述发射器上，多个所述第二开口位在多个所述检测器上。
4.根据权利要求3所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，所述第一定位件与所述第二定位件为位置相对应的通孔或箝合结构。
5.根据权利要求1所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，当所述塑壳覆盖在所述基板上时，所述塑壳与所述基板的侧边形成多个孔洞，所述封胶材料经由多个所述孔洞，以灌入多个所述流道中，并填充至位于所述基板与所述塑壳之间的多个所述容置槽。
6.根据权利要求1所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，所述塑壳还包括一阻隔墙，当所述塑壳设置于所述基板时，所述阻隔墙位在所述发射器与所述检测器之间，以阻隔所述发射器输出的光直接传递至所述检测器。
7.根据权利要求1所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，在填充所述封胶材料的步骤后，还包括：切割所述基板、所述封胶材料与所述塑壳，以形成多个所述传感器封装结构。
8.根据权利要求1至7所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，还包括一固化步骤以固化所述封胶材料而形成一胶体。
9.根据权利要求8所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，所述封胶材料为透光的环氧树脂胶材。
10.根据权利要求8所述的封装传感器的制造方法，其特征在于，所述塑壳为绝缘材料所制成。
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