CN205211751U - 邻近传感器以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施方式提供了一种邻近传感器以及电子设备，该邻近传感器包括基板、传感器芯片、发光器件、不透明的隔离结构以及不透明的模制材料；其中传感器芯片位于基板上并且电耦合至基板；其中发光器件位于传感器芯片上并且电耦合至传感器芯片；其中不透明的隔离结构位于传感器芯片上并且将发光器件与传感器芯片的传感器区域隔离；以及其中不透明的模制材料至少部分地覆盖基板、传感器芯片以及不透明的隔离结构，使得邻近传感器的位于传感器区域和发光器件正上方的部分未被不透明的模制材料覆盖。

Description

邻近传感器以及电子设备

技术领域

本公开的实施方式涉及图像传感器设备领域，并且更具体地涉及邻近传感器以及电子设备。

背景技术

一般而言，电子设备包含一个或者多个用于提供增强的媒体功能的图像传感器模块。例如，典型的电子设备可以利用图像传感器模块来进行影像捕获或者视频电话会议。一些电子设备包括用于其它目的的附加的图像传感器设备，诸如邻近传感器。

例如，电子设备可以使用邻近传感器来提供物体距离，用于向相机专用的图像传感器模块提供聚焦调整。在移动设备应用中，当用户的手在附近时，可以使用邻近传感器来检测，从而快速地并且准确地将设备从省电睡眠模式中唤醒。一般而言，邻近传感器包括将辐射指向潜在的附近物体的发光器件，以及接收由附近物体反射的辐射的传感器芯片。

图1示出了现有技术中的邻近传感器100的截面示意图。如图1所示，邻近传感器100包括基板1、在基板1上的传感器芯片2和发光器件3、以及通过粘接剂110定位在基板1和传感器芯片2上并且在其中具有开口的盖体11。基板1包括电介质层101、由电介质层101承载的多个导电迹线102、以及由电介质层101承载并被耦合到导电迹线102的第一导电触点103和第二导电触点104，其中第一导电触点103设置于基板1的上表面处，并且第二导电触点104设置于基板1的下表面处。传感器芯片2通过粘接剂10附接至基板1的上表面。发光器件3通过导电附接材料8被附接至基板1的上表面。传感器芯片2和发光器件3分别通过相应的焊线9电耦合到基板1上的第一导电触点103。邻近传感器100还包括通过透明粘接剂601设置在传感器芯片2的传感器区域201上方的透光部件6，例如滤光片等。

在图1中所示的邻近传感器100中，由于盖体11的价格较高，因而使得整个邻近传感器100的制造成本较高。此外，在制造这样的邻近传感器100时，需要为个体的邻近传感器100安装单独的盖体11，使得制造过程花费较长的时间，从而降低了产能。

实用新型内容

本公开的实施方式的目的之一是提供一种新型的邻近传感器，以降低制造成本和/或增加产能。

根据本公开的一个方面，提供了一种邻近传感器，包括：基板；传感器芯片，位于所述基板上并且电耦合至所述基板；发光器件，位于所述传感器芯片上并且电耦合至所述传感器芯片；不透明的隔离结构，位于所述传感器芯片上并且将所述发光器件与所述传感器芯片的传感器区域隔离；以及不透明的模制材料，至少部分地覆盖所述基板、所述传感器芯片以及所述不透明的隔离结构，使得所述邻近传感器的位于所述传感器区域和所述发光器件正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的隔离结构包括分别与所述传感器区域和所述发光器件对准的第一开口和第二开口。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述邻近传感器还包括覆盖所述第一开口的第一透光部件和覆盖所述第二开口的第二透光部件。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的隔离结构还包括用于限定所述第一透光部件和所述第二透光部件的水平位置的限位部。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的模制材料部分地覆盖所述第一透光部件和所述第二透光部件，使得所述第一透光部件的位于所述传感器区域正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖，并且使得所述第二透光部件的位于所述发光器件正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述邻近传感器还包括填充在所述第一开口和所述第二开口中的、用于将所述第一透光部件和所述第二透光部件粘接至所述传感器芯片的透明粘接剂。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的隔离结构通过模制工艺形成于所述传感器芯片上。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的隔离结构通过粘接剂被粘接至所述传感器芯片上。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述发光器件通过导电附接材料被附接至所述传感器芯片。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括如上所述的任意一种邻近传感器。

根据本公开的另一方面，提供了一种制造邻近传感器的方法，包括：提供传感器芯片，所述传感器芯片包括传感器区域和用于附接发光器件的附接区域；在所述传感器芯片上提供不透明的隔离结构，所述不透明的隔离结构将所述传感器区域与所述附接区域隔离；将所述传感器芯片设置在基板上并且将所述传感器芯片电耦合至所述基板；在所述附接区域上提供发光器件并且将所述发光器件电耦合至所述传感器芯片；以及利用不透明的模制材料至少部分地覆盖所述基板、所述传感器芯片以及所述不透明的隔离结构，使得所述邻近传感器的位于所述传感器区域和所述发光器件正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的隔离结构包括第一开口和第二开口，并且在所述传感器芯片上提供所述不透明的隔离结构时，使得所述第一开口和所述第二开口分别与所述传感器区域和所述附接区域对准。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述方法还包括：在将所述发光器件电耦合至所述传感器芯片之后并且在利用所述不透明的模制材料覆盖之前，利用第一透光部件覆盖所述第一开口，以及利用第二透光部件覆盖所述第二开口。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述不透明的隔离结构还包括用于限定所述第一透光部件和所述第二透光部件的水平位置的限位部。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述方法还包括：在利用第一透光部件覆盖所述第一开口以及利用第二透光部件覆盖所述第二开口之后，利用所述不透明的模制材料至少部分地覆盖所述第一透光部件和所述第二透光部件，使得所述第一透光部件的位于所述传感器区域正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖，并且使得所述第二透光部件的位于所述发光器件正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述方法还包括：在将所述发光器件电耦合至所述传感器芯片之后并且在利用第一透光部件覆盖所述第一开口以及利用第二透光部件覆盖所述第二开口之前，在所述第一开口和所述第二开口中填充用于将所述第一透光部件和所述第二透光部件粘接至所述传感器芯片的透明粘接剂。

根据本公开的一个示例性实施方式，在所述传感器芯片上提供不透明的隔离结构包括：通过模制工艺将所述不透明的隔离结构形成于所述传感器芯片上。

根据本公开的一个示例性实施方式，在所述传感器芯片上提供不透明的隔离结构包括：通过粘接剂将所述不透明的隔离结构粘接至所述传感器芯片上。

根据本公开的一个示例性实施方式，通过导电附接材料将所述发光器件附接至所述传感器芯片。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述方法还包括：在由所述不透明的模制材料覆盖之后，执行单片化处理。

在本公开的各个实施方式中，通过将发光器件设置在传感器芯片上并且采用不透明的隔离结构和模制材料来对邻近传感器进行封装，避免了盖体的使用，能够降低邻近传感器的制造成本，并且能够提高产能。

附图说明

当结合附图阅读下文对示范性实施方式的详细描述时，这些以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了现有技术中的邻近传感器的截面示意图；

图2示出了根据本公开的示例性实施方式的邻近传感器的截面示意图；以及

图3A至图3H是示出了用于制造图2中所示的邻近传感器的流程的截面示意图。

具体实施方式

下面将参考附图中的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和方法。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

图2示出了根据本公开的示例性实施方式的邻近传感器200的截面示意图。如图2所示，邻近传感器200可以包括基板1、传感器芯片2、发光器件3、不透明的隔离结构4以及不透明的模制材料5。传感器芯片2位于基板1上并且电耦合至基板1。发光器件3位于传感器芯片2上并且电耦合至传感器芯片2。不透明的隔离结构4位于传感器芯片2上并且将发光器件3与传感器芯片2的传感器区域201隔离。不透明的模制材料5至少部分地覆盖基板1、传感器芯片2以及不透明的隔离结构4，使得邻近传感器200的位于传感器区域201和发光器件3正上方的部分未被不透明的模制材料5覆盖。

如图2所示，基板1示例性地包括电介质层101、由电介质层101承载的多个导电迹线102、以及由电介质层101承载并被耦合到导电迹线102的第一导电触点103和第二导电触点104。第一导电触点103设置于基板1的上表面处以用于电耦合至传感器芯片2。第二导电触点104设置于基板1的下表面处以用于电耦合至外部电路。

在其它实施方式中，基板1可以具有其它形式。例如，基板1可以由在其中形成有所需的电路的半导体材料制成。在这种情况下，传感器芯片2可以电耦合至基板1中的电路。

传感器芯片2可以通过粘接剂10被粘接至基板1的上表面。传感器芯片2包括传感器区域201和用于附接发光器件3的附接区域202。传感器区域201与附接区域202间隔设置在传感器芯片2的上表面上。传感器区域201用于接收由附近物体反射的辐射。传感器芯片2还可以包括设置于其上表面上的导电触点203和204。导电触点203可以经由焊线9电连接至基板1的上表面处的第一导电触点103。

发光器件3可以包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)或发光二极管(LED)，例如红外LED。发光器件3可以通过导电附接材料8被附接至传感器芯片2的上表面。此外，发光器件3还可以经由焊线9电耦合至传感器芯片2的上表面处的导电触点204。在各个实施方式中，不同的发光器件3可以通过不同的方式电耦合至传感器芯片2，例如仅经由导电附接材料8、仅经由焊线9或者经由二者的组合。此外，发光器件3并不限于上述类型，而是可以包括可用于邻近传感器200中的各种类型的光源。

不透明的隔离结构4用于隔离传感器区域201与附接区域202，并且因此将传感器区域201与发光器件3隔离，以防止由发光器件3辐射的光未经附近物体反射而直接到达传感器区域201。隔离结构4可以由各种类型的不透明材料制成，例如不透明的聚合物材料、陶瓷材料或者硅等。当隔离结构4包括聚合物材料时，可以通过模制工艺将隔离结构4直接形成于传感器芯片2的上表面上。当隔离结构4由陶瓷材料或者硅等制成时，可以通过粘接剂将隔离结构4直接粘接至传感器芯片2的上表面上。

在一个实施方式中，不透明的隔离结构4可以包括分别与传感器区域201和发光器件3对准的第一开口401和第二开口402，如在下文中将具体描述的图3B至图3E中所示的那样。由发光器件3辐射的光可以经由第二开口402发射出，以到达附近物体并且由该附近物体进行反射。由附近物体反射的光可以经由第一开口401由传感器区域201接收。

如图2所示，邻近传感器200还可以包括覆盖第一开口401的第一透光部件61和覆盖第二开口402的第二透光部件62。第一透光部件61和第二透光部件62例如可以是滤光片，以选择性地使具有特定波长的光(例如红外光)从其中通过。例如，第一透光部件61和第二透光部件62可以是在其至少一个表面上涂覆有选择性地使具有特定波长的光通过的材料层的玻璃。

不透明的隔离结构4还可以包括用于限定第一透光部件61和第二透光部件62的水平位置的限位部403，如在下文中将具体描述的图3B至图3E中所示的那样。通过设置限位部403，能够使得第一透光部件61和第二透光部件62更加容易地和可靠地定位。

在其它实施方式中，邻近传感器200根据需要也可以仅包括第一透光部件61和第二透光部件62中的一个。

如图2所示，不透明的模制材料5可以覆盖基板1的上表面的一部分、传感器芯片2的侧表面和上表面的一部分、以及不透明的隔离结构4的侧表面和上表面的一部分。不透明的模制材料5还可以覆盖第一透光部件61和第二透光部件62的一部分，使得第一透光部件61的位于传感器区域201正上方的部分未被不透明的模制材料5覆盖，并且使得第二透光部件62的位于发光器件3正上方的部分未被不透明的模制材料5覆盖。不透明的模制材料5还可以包封用于将传感器芯片2电耦合至基板1的焊线9。

如图2和图3F所示，邻近传感器200还可以包括填充在第一开口401和第二开口402中的、用于将第一透光部件61和第二透光部件62粘接至传感器芯片2的透明粘接剂7，以便于固定第一透光部件61和第二透光部件62。因此，由发光器件3辐射的光可以经由填充在第二开口402中的透明粘接剂7以及设置在发光器件3上方的第二透光部件62发射出，以到达附近物体并且由该附近物体进行反射。随后，由附近物体反射的光可以经由设置在传感器区域201上方的第一透光部件61以及填充在第一开口401中的透明粘接剂7而由传感器区域201进行接收。

在各个实施方式的邻近传感器200中，通过将发光器件3设置在传感器芯片2上并且采用不透明的隔离结构4和模制材料5对邻近传感器200进行封装，避免了盖体的使用，从而能够降低邻近传感器200的制造成本，并且能够提高产能。

图2中所示的邻近传感器200可以应用于各种电子设备中。例如，邻近传感器200可以通过设置在基板1的下表面处的导电触点104而电耦合至电子设备中的其它电路。

图3A至图3H是示出了用于制造图2中所示的邻近传感器200的流程的截面示意图。在下文中将结合图3A至图3H详细描述邻近传感器200的制作过程。

如图3A所示，提供传感器芯片2，传感器芯片2包括传感器区域201和用于附接发光器件3的附接区域202。传感器区域201与附接区域202间隔设置在传感器芯片2的上表面上。传感器区域201用于接收由如上文中所述的附近物体反射的辐射。传感器芯片2还可以包括设置于其上表面上的导电触点203和204，导电触点203用于在后续步骤中电耦合至基板1，而导电触点204用于在后续步骤中电耦合至发光器件3。

如图3B所示，在传感器芯片2上提供不透明的隔离结构4，不透明的隔离结构4将传感器区域201与附接区域202隔离。隔离结构4可以由各种类型的不透明材料制成，例如不透明的聚合物材料、陶瓷材料或者硅等。当隔离结构4包括聚合物材料时，可以通过模制工艺将隔离结构4直接形成于传感器芯片2的上表面上。当隔离结构4由陶瓷材料或者硅等制成时，可以通过粘接剂将隔离结构4直接粘接至传感器芯片2的上表面上。

不透明的隔离结构4可以包括第一开口401和第二开口402，并且在传感器芯片2上提供不透明的隔离结构4时，使得第一开口401和第二开口402分别与传感器区域201和附接区域202对准。不透明的隔离结构4还可以包括用于限定可以在后续步骤中分别覆盖第一开口401和第二开口402的第一透光部件61和第二透光部件62的水平位置的限位部403。通过设置限位部403，能够使得第一透光部件61和第二透光部件62更加容易地和可靠地定位。

在后续步骤中得到的邻近传感器200中，由发光器件3辐射的光可以经由第二开口402发射出，以到达附近物体并且由该附近物体进行反射。由附近物体反射的光可以经由第一开口401由传感器区域201接收。

如图3C所示，可以对在步骤2中所得的结构进行单片化处理，以得到个体的传感器芯片2，其中个体的传感器芯片2上设置有对应的隔离结构4。

如图3D所示，将传感器芯片2设置在基板1上。基板1示例性地包括电介质层101、由电介质层101承载的多个导电迹线102、以及由电介质层101承载并被耦合到导电迹线102的第一导电触点103和第二导电触点104。第一导电触点103设置于基板1的上表面处以用于电耦合至传感器芯片2。第二导电触点104设置于基板1的下表面处以用于电耦合至外部电路。在其它实施方式中，基板1可以具有其它形式。例如，基板1可以由在其中形成有所需的电路的半导体材料制成。在这种情况下，可以将传感器芯片2电耦合至基板1中的电路。

如图3E所示，在附接区域202上提供发光器件3，将发光器件3电耦合至传感器芯片2，并且将传感器芯片2电耦合至基板1。发光器件3可以包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)或发光二极管(LED)，例如红外LED。发光器件3可以通过导电附接材料8被附接至传感器芯片2的上表面。可以通过焊线9将基板1上的导电触点103电耦合至传感器芯片2上的导电触点203。可以通过另一焊线9将发光器件3电耦合至传感器芯片2上的导电触点204。在各个实施方式中，发光器件3可以通过不同的方式电耦合至传感器芯片2，例如仅经由导电附接材料8、仅经由焊线9或者经由二者的组合。此外，发光器件3并不限于上述类型，而是可以包括可用于邻近传感器200中的各种类型的光源。

如图3F所示，可以在第一开口401和第二开口402中填充透明粘接剂7，并且随后利用第一透光部件61覆盖第一开口401，以及利用第二透光部件62覆盖第二开口402，以使得第一透光部件61和第二透光部件62被粘接至传感器芯片2。第一透光部件61和第二透光部件61分别设置于隔离结构4的限位部403中，并且第一透光部件61被粘接至第一开口401中的透明粘接剂7，而第二透光部件62被粘接至第二开口402中的透明粘接剂7。

在其它实施方式中，根据需要也可以仅设置一个透光部件，例如仅设置第一透光部件61或仅设置第二透光部件62。

第一透光部件61和第二透光部件62例如可以是滤光片，以选择性地使具有特定波长的光(例如红外光)从其中通过。例如，第一透光部件61和第二透光部件62可以是在其至少一个表面上涂覆有选择性地使具有特定波长的光通过的材料层的玻璃。

如图3G所示，利用不透明的模制材料5覆盖基板1的上表面的一部分、传感器芯片2的侧表面和上表面的一部分、以及不透明的隔离结构4的侧表面和上表面的一部分，使得邻近传感器200的位于传感器区域201和发光器件3正上方的部分未被不透明的模制材料5覆盖。

进一步地，如图3G所示，可以利用不透明的模制材料5至少部分地覆盖第一透光部件61和第二透光部件62，使得第一透光部件61的位于传感器区域201正上方的部分未被不透明的模制材料5覆盖，并且使得第二透光部件62的位于发光器件3正上方的部分未被不透明的模制材料5覆盖。不透明的模制材料5还可以包封用于将传感器芯片2电耦合至基板1的焊线9。

如图3H所示，执行单片化处理，以得到个体的邻近传感器200。

在图3H中所示的邻近传感器中，由发光器件3辐射的光可以经由填充在第二开口402中的透明粘接剂7以及设置在发光器件3上方的第二透光部件62发射出，以到达附近物体并且由该附近物体进行反射。随后，由附近物体反射的光可以经由设置在传感器区域201上方的第一透光部件61以及填充在第一开口401中的透明粘接剂7而由传感器区域201进行接收。

在本公开的各个实施方式中，通过将发光器件3设置在传感器芯片2上并且采用不透明的隔离结构4和模制材料来对邻近传感器200进行封装，避免了盖体的使用，从而能够降低邻近传感器200的制造成本，并且能够提高产能。

获益于前述说明书和附图中存在的教导，本领域的技术人员可以想到本公开的许多修改和其它实施例。因此，应该理解本公开不仅限于所公开的具体实施例，并且修改和实施例都旨在包含在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种邻近传感器，其特征在于，包括：

基板；

传感器芯片，位于所述基板上并且电耦合至所述基板；

发光器件，位于所述传感器芯片上并且电耦合至所述传感器芯片；

不透明的隔离结构，位于所述传感器芯片上并且将所述发光器件与所述传感器芯片的传感器区域隔离；以及

不透明的模制材料，至少部分地覆盖所述基板、所述传感器芯片以及所述不透明的隔离结构，使得所述邻近传感器的位于所述传感器区域和所述发光器件正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖。

2.根据权利要求1所述的邻近传感器，其特征在于，所述不透明的隔离结构包括分别与所述传感器区域和所述发光器件对准的第一开口和第二开口。

3.根据权利要求2所述的邻近传感器，其特征在于，还包括覆盖所述第一开口的第一透光部件和覆盖所述第二开口的第二透光部件。

4.根据权利要求3所述的邻近传感器，其特征在于，所述不透明的隔离结构还包括用于限定所述第一透光部件和所述第二透光部件的水平位置的限位部。

5.根据权利要求3所述的邻近传感器，其特征在于，所述不透明的模制材料部分地覆盖所述第一透光部件和所述第二透光部件，使得所述第一透光部件的位于所述传感器区域正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖，并且使得所述第二透光部件的位于所述发光器件正上方的部分未被所述不透明的模制材料覆盖。

6.根据权利要求3所述的邻近传感器，其特征在于，还包括填充在所述第一开口和所述第二开口中的、用于将所述第一透光部件和所述第二透光部件粘接至所述传感器芯片的透明粘接剂。

7.根据权利要求1所述的邻近传感器，其特征在于，所述不透明的隔离结构通过模制工艺形成于所述传感器芯片上。

8.根据权利要求1所述的邻近传感器，其特征在于，所述不透明的隔离结构通过粘接剂被粘接至所述传感器芯片上。

9.根据权利要求1所述的邻近传感器，其特征在于，所述发光器件通过导电附接材料被附接至所述传感器芯片。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的邻近传感器。