CN116013994A - 内含封装元件的封装结构及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明的内含封装元件的封装结构包含有电路板、设置于电路板上的多个封装感光元件、透光封盖、设置于透光封盖表面上的多个滤光膜、及支撑环壁组成。支撑环壁的相对两端分别与电路板及透光封盖黏接，使得各该滤光膜在该电路板上的投影位置对应各该封装感光元件的设置位置，由于各该滤光膜的一滤光频段互不相同，达到借由多个封装感光元件在一封装结构中分别对不同个特定频段光进行侦测目的，封装制程简单且成品稳定，有效降低光感测模组的整体制造成本。

Description

内含封装元件的封装结构及封装方法

技术领域

一种封装结构及其制造方法，尤指一种内含封装元件的封装结构与封装方法。

背景技术

光谱检测技术指将频率组成复杂的光线中不同频段的成分光分别检测来，光谱检测仪大致可区分为全频段光谱仪或特定频段光谱仪。全频段光谱仪例如是利用光栅或棱镜将不同波段的光互相分离以达到各自量测的目的，而特定频段光谱仪则是量测整个光谱中特定频段的光。特定频段光谱仪的其中一种常见技术方案，是在光谱仪的光感测模组中设包含多个光感测元件，各该光感测元件上设置不同频段的滤光片，各该光感测元件通过不同频段的滤光片接收该待测光束，使得各该光感测元件分别接收该待测光束中特定频段的光，以量测该待测光束中某些特定频段的光。

常见的封装光感测模组通常以光感测裸晶作为光感测元件，并将多个光感测裸晶封装在一个封装外壳内以形成该光感测模组。各该光感测裸晶的光接收表面上分别具有供不同频段光通过的滤光镀膜，以令各该光感测裸晶接收待测光束中不同频段的光。如此一来，各该光改测裸晶分别产生针对不同频段光的光感测讯号，达到量测该待测光束中特定频段光的目的。

然而，由于该光感测裸晶借由镀膜制程将滤光镀膜直接镀在光感测表面的光接收表面上，当镀膜制程发生瑕疵时而导致该光感测裸晶上的镀膜失败时，即使该光感测裸晶本身是良好的，该光感测裸晶也无法使用而必须被丢弃，导致光感测模组的整体制造成本上升。

发明内容

有鉴于特定频段光感测模组的镀膜式光感测裸晶元件容易导致光感测模组的整体制造成本上升，本发明提供一种含封装体的矩阵封装结构，包含一电路板，具有一第一表面；多个封装感光元件，设置于该电路板的该第一表面；一支撑环壁，具有一第一端及相对第一端的一第二端，该第一端与该电路板的第一表面黏接，且环绕于该多个封装感光元件的周围；一透光封盖，具有一第一表面及相对该第一表面的一第二表面，该第一表面与该支撑环壁的第二端黏接；多个滤光膜，各该滤光膜设置于该透光封盖的第一表面，各该滤光膜的一滤光频段互不相同，且各该滤光膜在该电路板的第一表面的一投影位置对应各该封装感光元件的设置位置。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装结构，其中，各该滤光膜的一滤光频段互不相同；

该多个封装感光元件在该电路板的第一表面上呈矩阵排列。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装结构，其中，该透光封盖包含：

一透光基板，具有一上表面及一下表面；

一图案化遮光层，设置于该透光基板的上表面，该图案化遮光层在该电路板的第一表面的一投影图案对应各该封装感光元件之间的一间隙。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装结构，其中，该透光封盖进一步包含：

一抗反射层，设置于该透光基板的上表面，且覆盖该图案化遮光层；

一黏胶层，设置于该透光基板的下表面，该黏胶层的表面是该透光封盖的第一表面。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装结构，其中，进一步包含：

多个基板单元；其中，各该滤光膜以镀膜制程设置于各该基板单元上，各该基板单元黏接于该透光封盖的第一表面上，使得各该滤光膜设置于该透光封盖的第一表面。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装结构，其中，进一步包含：

一共同基板，其中，各该滤光膜以镀膜制程设置于该共同基板上，且该共同基板黏接于该透光封盖的第一表面上，使得各该滤光膜设置于该透光封盖的第一表面。

本发明还提出一种内含封装元件的封装方法，包含以下步骤：准备一电路板及多个封装感光元件，将该多个封装感光元件设置于该电路板的一设置表面上，使各该封装感光元件与该电路板的线路层电性连接；准备一透光封盖，该透光封盖具有一第一表面及相对该第一表面的一第二表面；准备多个滤光膜，各该滤光膜的一滤光频段互不相同；将该多个滤光膜设置于该透光封盖的第一表面；提供一支撑环壁，该支撑环壁具有一第一端及相对第一端的一第二端，将该支撑环壁的第一端与该电路板的第一表面黏接，使得该支撑环壁的第一端环绕于该多个封装感光元件周围；将该支撑环壁的第二端与该透光封盖的第一表面黏接，使得各该滤光膜在该电路板上的一投影位置对应各该封装感光元件的设置位置。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装方法，其中，准备该透光封盖的步骤中包含以下步骤：

提供一透光基板，该透光基板具有一上表面及一下表面，

在该透光基板的上表面设置一图案化遮光层，

在该透光基板的下表面设置一黏胶层，该黏胶层的表面是该透光封盖的第一表面；其中，

当完成将该透光封盖的第一表面与该支撑环壁的另一端相黏接的步骤后，该图案化遮光层在该电路板上的一投影图案对应各该封装感光元件之间的一间隙；

在该透光基板的上表面设置一抗反射层，使得该抗反射层覆盖该图案化遮光层。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装方法，其中，进一步包含以下步骤：

准备多个滤光玻璃；

在各该滤光玻璃的一表面进行镀膜制程，以在各滤光玻璃的表面设置该多个滤光膜；其中，

在该透光封盖的该第一表面设置多个滤光膜的步骤中，将完成滤光膜镀膜的该多个滤光玻璃分别黏接于该透光封盖的第一表面，且该多个滤光玻璃的排列位置与各该封装感光元件在该电路板上的排列位置相对应；

各该滤光膜的一滤光频段互不相同。

较佳的，如前述的内含封装元件的封装方法，其中，进一步包含以下步骤：

准备一共同基板；

在该共同基板的一表面进行多次图案化镀膜制程，以分别设置该多个具有不同滤光波段的滤光膜，各该滤光膜的排列位置与各该封装感光元件在该电路板上的排列位置相对应；其中，

在该透光封盖的该第一表面设置多个滤光膜的步骤中，将完成该多个滤光膜镀膜制程的该共同基板黏接于该透光封盖的第一表面；

各该滤光膜的一滤光频段互不相同。

该内含封装元件的封装方法用于制造该内含封装元件的封装结构，采用已完成封装的多个封装感光元件排列设置于电路板上，各该封装感光元件分别供感测一经特定频段滤波后的待测光线。而该多个特定频段滤波由设置于透光封盖上的多个滤光膜滤波后所产生。该透光封盖借由该支撑环壁固定于电路板的第一表面的上方，使各该滤光膜在该电路板的第一表面的一投影位置对应各该封装感光元件的设置位置，进而使得由透光封盖的第二表面入射的入射光线经由各该滤光膜滤波并进入对应的封装感光元件，该电路板、支撑环壁及该透光封盖形成一完整的封装结构。本发明利用已完成封装的多个封装感光元件进行感光，并将对应的滤光膜设置于透光封盖上，即使在制程中该滤光膜的设置有瑕疵或损坏，不会导致必须丢弃感光元件，避免产生感光元件品质良好但因滤光膜镀膜有瑕疵而必须丢弃整个感光元件的问题，因此使得该内含封装元件的封装结构整体制造成本下降。

附图说明

图1是本发明内含封装元件的封装结构第一较佳实施例的一剖面示意图。

图2是本发明内含封装元件的封装结构的一分离立体示意图。

图3是本发明内含封装元件的封装结构第二较佳实施例的一剖面示意图。

图4是本发明内含封装元件的封装方法的一流程示意图。

图5A至5C是本发明内含封装元件的封装方法的电路板及封装感光元件的一准备流程剖面示意图。

图6A至6D是本发明内含封装元件的封装方法的封装感光元件的一准备流程剖面示意图。

图7是本发明内含封装元件的封装方法的透光封盖的一制备过程俯视示意图。

图8是本发明内含封装元件的封装方法的透光封盖的一俯视示意图。

图9A至9C是本发明内含封装元件的封装方法第一较佳实施例的滤光膜的一准备流程剖面示意图。

图10A至10D是本发明内含封装元件的封装方法第二较佳实施例的滤光膜的准备流程剖面示意图。

具体实施方式

以下配合说明书附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请一并参阅图1及图2所示，本发明的内含封装元件的封装结构主要包含一电路板10、多个封装感光元件20、一支撑环壁30，一透光封盖40及多个滤光膜50。该电路板10具有一设置表面101，多个封装感光元件20排设置于该电路板10的该设置表面101。该支撑环壁30具有一第一端31及相对第一端31的一第二端32，第一端31与该电路板10的设置表面101黏接，且环绕于该多个封装感光元件20的周围。该支撑环壁30的一端例如是通过设置于该电路板10的设置表面101的一封装黏胶层11该电路板10的设置表面101黏接。该封装黏胶层11的形状为一环型，以对应该支撑环壁30的一端的形状并供该支撑环壁30的一端黏合。

该透光封盖40具有一第一表面401及相对该第一表面401的一第二表面402，该第一表面401与该支撑环壁30的第二端32黏接。各该滤光膜50排列设置于该透光封盖40的第一表面401，且各该滤光膜50的一滤光频段互不相同，且各该滤光膜50在该电路板10的第一表面401的一投影位置对应各该封装感光元件20的设置位置。

在一实施例中，透光封盖40包含一透光基板41、图案化遮光层42及一黏胶层43。该透光基板41具有一下表面411及一上表面412，该图案化遮光层42设置于该透光基板41的上表面412，且该图案化遮光层42在该电路板10的第一表面401的一投影图案对应各该封装感光元件20之间的一间隙。请一并参阅图2所示，举例而言，该多个封装感光元件20以矩阵排列，则该图案化遮光层42的形状为一网格状遮光层，每一格间的形状与各该滤光膜50相同且位置对应，使得由该透光封盖40的第二表面进入的光线在经过图案化遮光层42后能够准确通过每一滤光膜50，并进入各该封装感光元件20，避免入射光线在封装结构中散射。

该抗反射层设置于该透光基板41的上表面，且覆盖该图案化遮光层42。该黏胶层43设置于该透光基板41的下表面。在本实施例中，该黏胶层43的表面为该透光封盖40的第一表面401，以黏接该支撑环壁30的第二端32及该多个滤光膜50。该黏胶层43例如是一种高透光双面胶层。

在一更佳实施例中，该透光封盖40还包含一抗反射层44，该抗反射层44设置于该透光基板41的上表面，覆盖该图案化遮光层42，以降低入射光线由该透光封盖40的第二表面402进入时的反光率。

再请参阅图1所示，在一第一实施例中，各该滤光膜50例如是以镀膜制程设置于一基板单元51的表面，该基板单元51连同该滤光膜50设置于该透光封盖40的第一表面401。该多个基板单元51的材质例如是透光玻璃。

请参阅图2的立体分解示意图，在一实施例中，该多个封装感光元件20例如是以表面焊接程序设置于该电路板10的该设置表面101，较佳为矩阵排列。相对应的，每一滤光膜50为矩阵排列以使得在该电路板10的第一表面401的一投影位置对应其中一封装感光元件20的设置位置。

请参阅图3所示，在一第二实施例中，各该滤光膜50设置于一共同基板52上，该共同基板52黏接于该透光封盖40的第一表面401上，使得各该滤光膜50设置于该透光封盖40的第一表面401。该共同基板52的材质例如是透光玻璃。

请参阅图4所示，本发明的内含封装元件的封装方法主要包含以下步骤：

S101：准备一电路板10及多个封装感光元件20，将该多个封装感光元件20设置于该电路板10的一设置表面101上，使各该封装感光元件20与该电路板10的线路层电性连接；

S102：准备一透光封盖40，该透光封盖40具有一第一表面401及相对该第一表面401的一第二表面402；

S103：准备多个滤光膜50，各该滤光膜50的一滤光频段互不相同，将该多个滤光膜设置于该透光封盖的第一表面；

S104：提供一支撑环壁30，该支撑环壁30具有具有一第一端31及相对第一端31的一第二端32；将该支撑环壁30的第一端31与该电路板10的设置表面101黏接，使得该支撑环壁30的第一端31环绕设置于该多个封装感光元件20周围；

S105：将该支撑环壁30的第二端32与该透光封盖40的第一表面401相黏接，使得各该滤光膜50在该电路板10上的一投影位置对应各该封装感光元件20的设置位置。

以下将对上述各步骤进一步详细说明。

步骤S101请参阅图5A至5B。请参阅图5A所示，首先准备该电路板10，该电路板10内具有预先设置好的连接线路层(图未示)及形成于该设置表面101上的多个表面接点(图未示)，用于连接该多个封装感光元件20。请参阅图5B所示，在该设置表面101上设置该多个封装感光元件20，使得该多个封装感光元件20电性连接该电路板10的线路层。请参阅图5C所示，在一实施例中，在完成封装感光元件20的设置后，还进一步在该电路板10的设置表面101上设置该封装黏胶层11，以供黏接支撑环壁30。

步骤S102请参阅图6A至图6D，如图6A所示，提供该透光基板41，该透光基板41具有一下表面411及一上表面412；如图6B所示，在该透光基板41的上表面412设置一图案化遮光层42；如图6C所示，在该透光基板41的上表面412进一步设置该抗反射层44，使得该抗反射层44覆盖该图案化遮光层42；如图6D所示，在该透光基板41的下表面411设置一黏胶层43。在本实施例中，该黏胶层43的表面为该透光封盖40的第一表面401。

请参阅图7所示，在一较佳实施例中，在该透光基板41的上表面设置图案化遮光层42的步骤中，是在一原始透光基板41’上进行，该原始透光基板41’例如是一较大面积的圆形玻璃片，利用硅晶圆制程中的黄光微影制程将在原始透光基板41’的一表面上设置多个图案化遮光层42。请参阅图8所示，最后再利用切割程序将原始透光基板41’切割为多个小单元的透光基板41，以同时形成多个具备透光基板41及图案化遮光层42的透明封盖。上述制程可利用现有的半导体晶圆制程设备进行，无须另外订购、设计或安排特制的机台，进而降低本发明的内含封装元件的封装结构的制造成本。

在图1的第一实施例中，各该滤光膜50分别设置于一基板单元51上，并分别黏接于该透光封盖40的第二表面402。

此一实施例中的步骤S103请一并图9A至9C所示，在此一实施例中，其中一滤光膜50及其基板单元51的准备包含以下步骤：如图9A所示，先准备一原始基板51’；如图9B所示，在该原始基板上进行镀膜程序以在表面上设置一原始滤光膜50’；如图9C所示，对该原始基板51’及其上的原始滤光膜50’进行切割程序，形成多个表面镀有相同滤光膜50的一基板单元51。图9A至9C的步骤须进行多次，其中镀膜程序以具有不同滤波频段的镀膜材料进行，以完成该多个滤光频段互不相同的多个滤光膜50的准备。在本实施例中，在该透光封盖40的该第一表面401设置多个滤光膜50的步骤中，是将完成滤光膜50镀膜的该基板单元51分别黏接于该透光封盖40的第一表面401，且该多个基板单元51的排列位置与各该封装感光元件20在该电路板10上的排列位置相对应。

在图2的第二实施例中，各该滤光膜50以图案化镀膜制程设置于一共同基板52上，该共同基板52黏接于该透光封盖40的第一表面401上，使得各该滤光膜50设置于该透光封盖40的第一表面401。

第二实施例中的步骤S103请一并参阅图10A至10D所示，在此一实施例中，在该共同基板52的一表面进行多次图案化镀膜制程，以分别设置该多个具有不同滤光波段的滤光膜50A、50B、50C、50D，各该滤光膜50A、50B、50C、50D在该共同基板52上的排列位置与各该封装感光元件20在该电路板10上的排列位置相对应。在本实施例中，在该透光封盖40的该第一表面401设置多个滤光膜50的步骤中，是将完成该多个滤光膜50A、50B、50C、50D镀膜制程的该共同基板52黏接于该透光封盖40的第一表面401。

在完成上述电路板10及封装感光元件20的连接、透光封盖40及滤光膜50的准备后，在步骤S104及S105中则将各该组件与支撑环壁30组合以完成该内含封装元件的封装结构。

请一并参阅图2所示，该支撑环壁30的第一端31及第二端32分别与电路板10的设置表面101上的封装黏胶层11及透光封盖40的第一表面401的黏胶层43黏接，使得该多个封装感光元件20及滤光膜50容置于由电路板10、支撑环壁30及透光封盖40形成的容置空间中，且该透光封盖40上的各该滤光膜50在电路板10上的投影位置对应到各该封装感光元件20，使得由透光封盖40的第二表面402外进入的入射光线可以分别通过各该滤光膜50进入各该封装感光元件20，达到借由已完成封装的相同规格的封装感光元件20进行多个特定频段感光的目的。在一实施例中，该容置空间中还可填入封装胶以稳定整体结构。

以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种内含封装元件的封装结构，其特征在于，包含：

一电路板，具有一第一表面；

多个封装感光元件，设置于该电路板的该第一表面；

一支撑环壁，具有一第一端及相对第一端的一第二端，该第一端与该电路板的第一表面黏接，且环绕于该多个封装感光元件的周围；

一透光封盖，具有一第一表面及相对该第一表面的一第二表面，该第一表面与该支撑环壁的第二端黏接；

多个滤光膜，各该滤光膜设置于该透光封盖的第一表面，且各该滤光膜在该电路板的第一表面的一投影位置对应各该封装感光元件的设置位置。

2.如权利要求1所述的内含封装元件的封装结构，其特征在于，

各该滤光膜的一滤光频段互不相同；

该多个封装感光元件在该电路板的第一表面上呈矩阵排列。

3.如权利要求1所述的内含封装元件的封装结构，其特征在于，该透光封盖包含：

一透光基板，具有一上表面及一下表面；

一图案化遮光层，设置于该透光基板的上表面，该图案化遮光层在该电路板的第一表面的一投影图案对应各该封装感光元件之间的一间隙。

4.如权利要求3所述的内含封装元件的封装结构，其特征在于，该透光封盖进一步包含：

一抗反射层，设置于该透光基板的上表面，且覆盖该图案化遮光层；

一黏胶层，设置于该透光基板的下表面，该黏胶层的表面是该透光封盖的第一表面。

5.如权利要求1所述的内含封装元件的封装结构，其特征在于，进一步包含：

多个基板单元；其中，各该滤光膜以镀膜制程设置于各该基板单元上，各该基板单元黏接于该透光封盖的第一表面上，使得各该滤光膜设置于该透光封盖的第一表面。

6.如权利要求1所述的内含封装元件的封装结构，其特征在于，进一步包含：

一共同基板，其中，各该滤光膜以镀膜制程设置于该共同基板上，且该共同基板黏接于该透光封盖的第一表面上，使得各该滤光膜设置于该透光封盖的第一表面。

7.一种内含封装元件的封装方法，其特征在于，包含以下步骤：

准备一电路板及多个封装感光元件，将该多个封装感光元件设置于该电路板的一设置表面上，使各该封装感光元件与该电路板的线路层电性连接；

准备一透光封盖，该透光封盖具有一第一表面及相对该第一表面的一第二表面；

准备多个滤光膜；

将该多个滤光膜设置于该透光封盖的第一表面；

提供一支撑环壁，该支撑环壁具有相对两端，将该支撑环壁的其中一端与该电路板的第一表面黏接，使得该支撑环壁的其中一端环绕设置于该多个封装感光元件周围；

将该透光封盖的第一表面与该支撑环壁的另一端相黏接，使得各该滤光膜在该电路板上的一投影位置对应各该封装感光元件的设置位置。

8.如权利要求7所述的内含封装元件的封装方法，其特征在于，准备该透光封盖的步骤中包含以下步骤：

提供一透光基板，该透光基板具有一上表面及一下表面，

在该透光基板的上表面设置一图案化遮光层，

在该透光基板的下表面设置一黏胶层，该黏胶层的表面是该透光封盖的第一表面；其中，

当完成将该透光封盖的第一表面与该支撑环壁的另一端相黏接的步骤后，该图案化遮光层在该电路板上的一投影图案对应各该封装感光元件之间的一间隙；

在该透光基板的上表面设置一抗反射层，使得该抗反射层覆盖该图案化遮光层。

9.如权利要求7所述的内含封装元件的封装方法，其特征在于，进一步包含以下步骤：

准备多个滤光玻璃；

在各该滤光玻璃的一表面进行镀膜制程，以在各滤光玻璃的表面设置该多个滤光膜；其中，

在该透光封盖的该第一表面设置多个滤光膜的步骤中，将完成滤光膜镀膜的该多个滤光玻璃分别黏接于该透光封盖的第一表面，且该多个滤光玻璃的排列位置与各该封装感光元件在该电路板上的排列位置相对应；

各该滤光膜的一滤光频段互不相同。

10.如权利要求7所述的内含封装元件的封装方法，其特征在于，进一步包含以下步骤：

准备一共同基板；

在该共同基板的一表面进行多次图案化镀膜制程，以分别设置该多个具有不同滤光波段的滤光膜，各该滤光膜的排列位置与各该封装感光元件在该电路板上的排列位置相对应；其中，

在该透光封盖的该第一表面设置多个滤光膜的步骤中，将完成该多个滤光膜镀膜制程的该共同基板黏接于该透光封盖的第一表面；

各该滤光膜的一滤光频段互不相同。

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