CN209401614U - 环境光传感器封装体 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及环境光传感器封装体。一个或多个实施例针对环境光传感器封装体以及制造环境光传感器封装体的方法。一个实施例针对一种环境光传感器封装体，该封装体包括具有相对的第一表面和第二表面的环境光传感器裸片、在环境光传感器裸片的第一表面上的光传感器、在环境光传感器裸片的第二表面上的一个或多个导电凸块以及在所述环境光传感器裸片的至少所述第一表面和所述第二表面上的遮光层。遮光层限定在光传感器上方的开口。环境光传感器封装体可以进一步包括在环境光传感器裸片的第一表面和遮光层之间的透明盖以及将透明盖固定到环境光传感器裸片的粘合剂。由此实现改进的环境光传感器封装体。

Description

环境光传感器封装体
技术领域
本公开的实施例涉及环境光传感器封装体。
背景技术
环境光传感器用于检测各种电子设备(如智能手机、相机、显示设备等)中的环境光。例如，在智能手机中，环境光传感器感测环境光，该环境光被智能手机用于各种应用，包括调整显示屏的亮度、调整相机设置等。
环境光传感器通常对可能存在于包括环境光传感器的电子设备内部的光污染非常敏感。在许多电子设备(如智能手机)中，首先将环境光传感器安装在设备上，然后在环境光传感器上方放置隔光垫片，以防杂散光进入传感器。也就是说，环境光传感器在制造时不与光隔离材料一起封装，然后运送给客户例如电话制造商。相反，制造商通常将环境光传感器粘附到板(例如，通过回流工艺)，然后将单独提供的隔光垫片设置在环境光传感器上方以阻挡杂散光。
实用新型内容
在各种实施例中，本公开提供了环境光传感器(ALS)封装体。一个实施例针对一种环境光传感器封装体，其特征在于，包括：环境光传感器裸片，具有相对的第一表面和第二表面；光传感器，在所述环境光传感器裸片的第一表面上；一个或多个导电凸块，在所述环境光传感器裸片的第二表面上；和遮光层，在所述环境光传感器裸片的至少第一表面和第二表面上，所述遮光层限定与所述光传感器对准的开口。
在一个实施例中，光传感器位于所述环境光传感器裸片中，并且所述光传感器的第二表面与所述环境光传感器裸片的第一表面共面。
在一个实施例中，环境光传感器封装体还包括：透明盖，在所述环境光传感器裸片的第一表面与所述遮光层之间；和粘合剂，将所述透明盖固定到所述环境光传感器裸片。
在一个实施例中，所述透明盖是玻璃。
在一个实施例中，所述粘合剂是胶。
在一个实施例中，所述遮光层是环氧模制化合物。
在一个实施例中，所述遮光层是除了所述环境光传感器裸片的与所述开口和所述一个或多个导电凸块的相应位置相对应的部分以外、围绕所述环境光传感器裸片的连续层。
在一个实施例中，所述一个或多个导电凸块的部分突出通过所述遮光层。
本文提供的环境光传感器封装体相对于先前的环境光传感器封装体具有若干优点，包括例如较低的成本、较好的光隔离、较小和较薄的形状，并且可以在锯切以形成分离的封装体之前执行光学测试。
附图说明
图1A是根据一个或多个实施例的具有透明盖的环境光传感器封装体的横截面图。
图1B是图1A中所示的环境光传感器封装体的顶视图。
图2A是根据一个或多个实施例的没有透明盖的环境光传感器封装体的横截面图。
图2B是图2A中所示的环境光传感器封装体的顶视图。
图3A至图3D是示出根据一个或多个实施例的制造图1A和图1B中所示的环境光传感器封装体的方法的横截面图。
图4A至图4G是示出根据一个或多个实施例的制造另一环境光传感器封装体的方法的横截面图。
图5A至图5E是示出根据一个或多个实施例的制造另一环境光传感器封装体的方法的横截面图。
具体实施方式
实施例针对环境光传感器(ALS)封装体，该封装体可被用于各种电子设备，包括例如智能电话、平板电脑设备、显示设备等。本文提供的ALS封装体可用于感测环境光水平，环境光水平在多种应用中有用，诸如接近度感测、用于显示器的亮度调整、相机设置等。
ALS封装体包括感测环境光的环境光传感器，并且环境光传感器可以形成在环境光传感器裸片中或环境光传感器裸片的上表面上，环境光传感器裸片可以由诸如硅的半导体材料形成。诸如玻璃层的透明保护盖可以被设置在环境光传感器上方以覆盖所述环境光传感器。遮光层被设置为以下项中的一项或多项：在环境光传感器裸片的下表面上、在环境光传感器裸片的侧表面上以及至少部分地在环境光传感器裸片的上表面上方。遮光层限定一开口，该开口被定位于环境光传感器上方。因此，环境光传感器可以感测通过遮光层中的开口接收的环境光，而例如来自侧面或来自基底下方的杂散光被遮光层阻挡。遮光层可以由任何遮光材料形成，例如环氧模制化合物。
图1A是根据本公开的一个或多个实施例的环境光传感器封装体10的横截面图。图1B是环境光传感器封装体10的顶视图。
ALS封装体10包括环境光传感器裸片12、透明盖16和遮光层18。环境光传感器裸片12由诸如硅的半导体材料制成。环境光传感器裸片12包括有源表面，该有源表面包括一个或多个电子部件，例如集成电路。集成电路可以是模拟或数字电路，其被实现为在裸片内形成并且根据裸片的电气设计和功能而电互连的有源器件、无源器件、导电层和电介质层。具体地，环境光传感器裸片12可以包括形成专用集成电路(ASIC)的电子部件。因此，环境光传感器裸片12可以包括本领域公知的用于发送、接收和分析电信号的电路。在所示实施例中，有源表面位于环境光传感器裸片12的上表面处。如图1A所示，环境光传感器裸片12的上表面与其上形成有导电凸块20的环境光传感器裸片12的下表面相对。
光传感器14可以形成在环境光传感器裸片12的上表面或者以其他方式耦合到该上表面。例如，如图1A所示，光传感器14可以一体地形成在环境光传感器裸片12内，使得光传感器14的上表面与环境光传感器裸片12的上表面共面。备选地，在一个或多个实施例中，光传感器14可以与环境光传感器裸片12分离，并且光传感器14可以被定位于环境光传感器裸片12的上表面上并且电耦合到环境光传感器裸片12的上表面。在一个或多个实施例中，光传感器14可以是一个或多个光感测元件或包括一个或多个光感测元件，该光感测元件可以是任何光电传感器或可以包括任何光电传感器，诸如被配置为感测环境光的一个或多个光电二极管等。
透明盖16通过粘合材料22粘附到环境光传感器裸片12的上表面。粘合材料22可以是适合于将透明盖16固定到环境光传感器裸片12的任何材料，例如带、膏、胶或任何其他合适的材料。
透明盖16可以由任何光学透明材料形成，并且在一个或多个实施例中，透明盖16由玻璃制成。在一个或多个实施例中，粘合材料22被设置在环境光传感器裸片12的上表面的边缘区域处，如图1A所示。在这种情况下，如所示，可以在环境光传感器裸片12的上表面和透明盖16的下表面之间形成间隙24。间隙24可以是环境光传感器裸片12和透明盖16之间的气隙。备选地，粘合材料22可以被设置在环境光传感器裸片12的整个上表面上方，在这种情况下，粘合材料22可以是光学透明的粘合材料。
诸如焊球等的导电凸块20被形成在环境光传感器裸片12的下表面上并且被耦合到环境光传感器裸片12的下表面上的导电焊盘或其他导电材料。导电凸块20便利环境光传感器裸片12的与外部电路的电耦合和机械耦合。例如，导电凸块20通过形成在环境光传感器裸片12中的一个或多个电线、导电过孔等被电耦合到光传感器14以及可形成在环境光传感器裸片12中或环境光传感器裸片12上的各种电路。
如图1A所示，遮光层18基本围绕环境光传感器裸片12、透明盖16和粘合剂22。遮光层18限定在透明盖16的一部分上方的开口26，并且开口26被定位于光传感器14上方并与光传感器14对准。从图1B的顶视图可以看出，光传感器14与开口26对准，使得光传感器14的整个表面适配在由开口26限定的区域内。在操作中，环境光可以穿过开口26，穿过透明盖16，并且可以由光传感器14感测。然而，遮光层18阻挡例如来自ALS封装体10下方和侧面的杂散光变得入射在光传感器14上。如所示，遮光层18可形成在环境光传感器裸片12的下表面上，其中导电凸块20的至少一部分露出或以其他方式未被遮光层18覆盖。例如，如图1A所示，除了导电凸块20的最外部分之外，遮光层18可以基本上围绕导电凸块20，导电凸块20的最外部分提供用于将导电凸块20电连接到其他电路的接触点。更具体地说，如所示，导电凸块可以从环境光传感器裸片12的下表面向外延伸到比遮光层18更大的距离。
遮光层18可以是任何不透光的或其他方式的非透明的材料。在一个或多个实施例中，遮光层18是不透光的环氧树脂化合物。
图2A是根据本公开的一个或多个实施例的另一个环境光传感器封装体110的横截面图。图2B是环境光传感器封装体110的顶视图。图2A和图2B所示的环境光传感器封装体110在结构和功能上与图1A和1B的环境光传感器封装体10类似，除了将在下面讨论的差异。为了简洁起见，由光学传感器110和10共享的特征在此将不再描述。
图2A和图2B中所示的环境光传感器封装体110与图1A和图1B中所示的环境光传感器封装体10之间的主要区别在于，环境光传感器封装体110不包括透明盖16或粘合材料22。相反，在环境光传感器封装体110中，遮光层18形成在环境光传感器裸片12的下表面、侧表面和上表面上。开口26形成在光传感器14上方，并且光传感器14可以与开口26对准，使得光传感器14的整个表面适配在由开口26限定的区域内，如图2B的顶视图所示。
虽然环境光传感器裸片12在图2A中显示为比在图1A中厚，但应当容易理解，图2A的环境光传感器裸片12可以与图1A的环境光传感器裸片12的厚度相同或不同。
图3A至图3D是示出根据一个实施例制造图1A和图1B的环境光传感器封装体10的方法的横截面图。
如图3A所示，环境光传感器组件200被定位在载体210上。环境光传感器组件200可以通过带220或任何适于将组件200固定到载体210的粘合材料或其他材料、以期望的位置关系被固定到载体210。导电凸块20的至少一部分被压入带220中，这阻止导电凸块20的这些部分在后面的步骤中被遮光层18覆盖。
环境光传感器组件200与完成的环境光传感器封装体10基本相同；然而，环境光传感器组件200尚未包括遮光层18。
如图3B所示，环境光传感器组件200在载体210和带220上被承载到至少部分地由模具230限定的模制腔中，其中膜辅助模制和/或曝光裸片转印模制工艺被执行以施加遮光层18至环境光传感器组件200的露出表面。在膜辅助模制工艺中，在环境光传感器组件200在载体210上被置于模制腔中之前，可以将诸如塑料膜等的膜240施加到模具230的内表面。然后使模具230向下，并使模具230的突起235与环境光传感器组件200的上表面接触。更具体地，使膜240与所述环境光传感器组件200的上表面接触。模具230的突起235根据需要被设定尺寸以在完成的环境光传感器封装体10中形成具有期望尺寸的开口26。
一旦环境光传感器组件200理想地被定位在模制腔内并且模具230被定位用于模制，则通过转印模制将遮光层18形成在环境光传感器组件200的露出表面上。更具体地说，例如，如图3B中的箭头所示，遮光层18可以通过热量和压力而被液化，然后被迫进入封闭的模制腔中。遮光层18可以被保持在模制腔中直到它已经充分被硬化或固化。
如图3C所示，在遮光层18已经固化之后，模具可以被打开并且环境光传感器组件200基本上被遮光层18包封。在模制期间被压入带220中的导电凸块20的部分保持未被遮光层18覆盖。遮光层18限定开口26，开口26在模制期间由于在组件200的上表面上设置突出235而被形成。此外，因为组件200在模制期间彼此间隔开，所以遮光层18形成在环境光传感器组件200之间。使用锯250或任何其他合适的工具或工艺，通过任何锯切组件200之间的遮光层18的部分的方法将组件200彼此分离。
如图3D所示，在分离组件200之后形成两个单独的环境光传感器封装体10。虽然本文提供的示例说明了两个独立的环境光传感器封装体的形成，但应当容易理解，可以在同一工艺中形成任何数量的环境光传感器封装体。
图4A至图4G是示出根据一个实施例的制造环境光传感器封装体310的方法的截面图。环境光传感器封装体310类似于图2A和图2B的环境光传感器封装体110，除了遮光层18未形成在环境光传感器封装体310的下表面上。
如图4A所示，提供环境光传感器晶片300，并且环境光传感器晶片300包括多个光传感器14，多个光传感器14形成于环境光传感器晶片300中或以其他方式电耦合至环境光传感器晶片300。环境光传感器晶片300包括耦合到光传感器14的各种布线和电路装置。例如，环境光传感器晶片300可以在切割单个裸片12之前包括多个环境光传感器裸片12。
如图4B所示，环境光传感器晶片300例如通过用锯250锯切环境光传感器晶片300而被部分地切割。环境光传感器晶片300被切割至选定深度，该选定深度可以是例如在环境光传感器晶片300的厚度的一半中切入的半切。可以在环境光传感器晶片300中的相邻光传感器14之间的位置处形成多个半切。
如图4C所示，环境光传感器晶片300的半切在环境光传感器晶片300中形成沟槽。环境光传感器晶片300被定位在至少部分地由模具330限定的模制腔中，其中执行膜辅助模制和/或曝光裸片转印模制工艺以将遮光层18施加到环境光传感器晶片300的露出表面。模具330可以与图3B中所示的模具230相同或相似。类似地，在环境光传感器晶片300被置于模制腔中之前，可以将诸如塑料膜等的膜340施加到模具330的内表面。膜340可以与图3B中所示的膜240相同或相似。然后使模具330向下，并且使模具330的突起与环境光传感器晶片300的上表面接触，并且将遮光层18以与例如参照图3B所述相同或相似的方式引入模制腔并固化。
如图4D所示，在遮光层18已经固化之后，模具可以被打开并且遮光层18覆盖环境光传感器晶片300的大部分有源表面(即，形成有光传感器14的表面)以及在相邻光传感器14之间的区域中通过锯切例如半切而形成的沟槽。遮光层18限定开口26，开口26由于在模制期间将模具330的突起放置在光传感器14上方而形成。
如图4E所示，环境光传感器晶片300的非有源部分可以例如通过背研磨或任何其它合适的技术来去除。可以执行背研磨以去除环境光传感器晶片300的足够厚度的非有源部分，使得形成在半切沟槽中的遮光层18沿着通过背研磨形成的表面露出。
如图4F所示，可以在环境光传感器晶片300中形成用于环境光传感器封装体的导电过孔313和/或任何其他导电布线，并且可以在环境光传感器晶片300的与光传感器14相对的表面上形成导电凸块20。导电过孔313可以通过任何合适的技术形成。导电凸块20可以形成在导电焊盘上，该导电焊盘将导电凸块20电耦合到在环境光传感器晶片300中形成的一个或多个导电过孔313、导电布线和/或电路装置。
如图4G所示，通过锯切形成在相邻光传感器14之间的沟槽中的遮光层18的部分，环境光传感器封装体310被彼此分离。锯切可以使用锯250或任何其他合适的工具或方法来完成。除了遮光层18没有形成在环境光传感器封装体310的下表面上之外，完成的环境光传感器封装体310与图2A和图2B中所示的环境光传感器封装体110基本相同。即，环境光传感器封装体310的形成导电凸块20的表面不包括遮光层18。然而，在备选实施例中，该表面可以包括在导电凸块20之间的遮光层18，如在图2A和图2B中所示的环境光传感器封装体110中那样。
图5A至图5E是说明根据一个实施例的制作环境光传感器封装体410的方法的横截面图。环境光传感器封装体410与图2A和图2B的环境光传感器封装体110相似，除了保护盖416被包括在环境光传感器封装体410中以外。
如图5A所示，提供环境光传感器组件400。环境光传感器组件400包括环境光传感器裸片12、可以形成在环境光传感器裸片12中或环境光传感器裸片12上的光传感器14、导电凸块20和一个或多个导电过孔313。环境光传感器组件400还包括覆盖光传感器14的保护盖416。
如图5B所示，环境光传感器组件400被定位在载体410上。环境光传感器组件400可通过带420或任何适合于将组件400固定到载体410的粘合材料或其他材料、以期望的位置关系被固定到载体410。这与图3B中所示的在载体210上定位环境光传感器组件200基本相同，除了在图5B中，环境光传感器组件400被倒置定位，使得保护盖416被定位在带420上。
如图5C所示，环境光传感器组件400在载体410和带420上被承载到至少部分地由模具430限定的模制腔中，其中执行膜辅助模制和/或曝光裸片转印模制工艺，以将遮光层18施加于环境光传感器组件400的露出表面。模具430可以具有基本平坦的表面，并且可以在环境光传感器组件400在载体上被置于模制腔中之前将诸如塑料膜等的膜440施加到模具430的表面410。
然后使模具430向下直到膜440至少部分地压入导电凸块20中，并且例如如图5C中的箭头所示将遮光层18引入模制腔中，并且以例如与图3B相同或相似的方式被固化。
如图5D所示，在遮光层18固化之后，模具可以被打开并且环境光传感器组件400基本上被遮光层18包封。导电凸块20的在模制期间被压入膜440中的部分保持未被遮光层18覆盖。类似地，保护盖416的上表面没有被遮光层18覆盖，因为在模制期间该表面在带420上。
保护盖416可以是光学透明层，或者在其他实施例中，保护盖416可以是非透明的，例如不透光层。在保护盖416是透明盖的实施例中，保护盖416可以原位保留在最终环境光传感器封装体中并且可以限定待由光传感器14接收的光的光路的一部分，因为遮光层18仅形成在保护盖416的侧表面上。
如图5E所示，环境光传感器封装体410通过使用锯250或任何其它合适的工具或工艺来锯切相邻环境光传感器裸片12之间的遮光层18的部分而形成。
保护盖416可原位保留在最终环境光传感器封装体410中，或者可被去除以在通过移除保护盖416而形成的空隙中形成开口。
本公开提供了环境光传感器封装体以及形成环境光传感器封装体的方法的各种实施例。由本公开提供的环境光传感器封装体包括在封装体的至少一个表面上的遮光层18。在各种实施例中，遮光层18可以形成在封装体的两个或更多个表面上。
本文提供的环境光传感器封装体相对于先前的环境光传感器封装体具有若干优点，包括例如较低的成本、较好的光隔离、较小和较薄的形状，并且可以在锯切以形成分离的封装体之前执行光学测试。例如，由于环境光传感器封装体可以在其被锯切成单独的封装体之前被遮光层18至少部分地包封，因此可以在锯切之前执行光学测试。这允许在锯切组件以产生完整的环境光传感器封装体之前同时在许多环境光传感器组件上执行更简单的光学测试。
上面描述的各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。依据上面的详细描述，可以对实施例作出这些改变以及其他改变。通常，在随附的权利要求中，所使用的术语不应该被解释为将权利要求限制为说明书和权利要求中公开的特定实施例，而是应该被解释为包括所有可能的实施例以及所提出的权利要求的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (8)

1.一种环境光传感器封装体，其特征在于，包括：
环境光传感器裸片，具有相对的第一表面和第二表面；
光传感器，在所述环境光传感器裸片的第一表面上；
一个或多个导电凸块，在所述环境光传感器裸片的第二表面上；和
遮光层，在所述环境光传感器裸片的至少第一表面和第二表面上，所述遮光层限定与所述光传感器对准的开口。
2.根据权利要求1所述的环境光传感器封装体，其特征在于，所述光传感器位于所述环境光传感器裸片中，并且所述光传感器的第二表面与所述环境光传感器裸片的第一表面共面。
3.根据权利要求1所述的环境光传感器封装体，其特征在于，还包括：
透明盖，在所述环境光传感器裸片的第一表面与所述遮光层之间；和
粘合剂，将所述透明盖固定到所述环境光传感器裸片。
4.根据权利要求3所述的环境光传感器封装体，其特征在于，所述透明盖是玻璃。
5.根据权利要求3所述的环境光传感器封装体，其特征在于，所述粘合剂是胶。
6.根据权利要求1所述的环境光传感器封装体，其特征在于，所述遮光层是环氧模制化合物。
7.根据权利要求1所述的环境光传感器封装体，其特征在于，所述遮光层是除了所述环境光传感器裸片的与所述开口和所述一个或多个导电凸块的相应位置相对应的部分以外、围绕所述环境光传感器裸片的连续层。
8.根据权利要求7所述的环境光传感器封装体，其特征在于，所述一个或多个导电凸块的部分突出通过所述遮光层。
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