CN217426748U - 光电封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光电封装结构，其包括衬底、至少一个光电组件以及壳体。光电组件位于衬底上。壳体位于衬底上。壳体围绕光电组件并遮盖部分的光电组件设置。壳体具有至少一个透光孔。光电组件对应于透光孔配置，且通过透光孔而暴露出部分的光电组件。壳体包括第一部分、第二部分及延伸部分。第二部分邻接衬底的表面上。第一部分较第二部分远离衬底并与第二部分连接。延伸部分从第一部分侧边向透光孔内延伸。在光电封装结构被施予适当的外力时，通过壳体的延伸部分可以降低因为形变过大而使光电封装结构产生损伤或损坏的可能，而使光电封装结构可以具有更好的良率和质量。

Description

光电封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种封装结构，尤其涉及一种光电封装结构。

背景技术

在光电封装结构的制造过程或应用过程中，常会因为对应的需要而被施予外力。然而，在光电封装结构被施予外力的过程中，可能会因为壳体的形变过大而使光电封装结构损伤或损坏。这会对于光电封装结构的质量产生不好的影响。

实用新型内容

本实用新型是针对一种光电封装结构，其具有较好的良率和质量。

根据本实用新型的实施例，光电封装结构包括衬底、至少一个光电组件以及壳体。光电组件位于衬底上。壳体位于衬底上。壳体围绕光电组件并遮盖部分的光电组件设置。壳体具有至少一个透光孔。光电组件对应于透光孔配置，且通过透光孔而暴露出部分的光电组件。壳体包括第一部分、第二部分及延伸部分。第二部分邻接衬底的表面上。第一部分较第二部分远离衬底并与第二部分连接。延伸部分从第一部分侧边向透光孔内延伸。

根据本实用新型的一实施例，延伸部分至少位于邻近透光孔且较接近光电封装结构侧边缘的壳体的一内侧壁设置。

根据本实用新型的一实施例，延伸部分至少位于邻近透光孔且较接近光电封装结构侧边缘的壳体的两邻接内侧壁设置。

根据本实用新型的一实施例，延伸部分至少围绕透光孔设置。

根据本实用新型的一实施例，光电组件包括晶粒及覆盖晶粒的封装组件。

根据本实用新型的一实施例，壳体与光电组件之间具有间距。

根据本实用新型的一实施例，沿着从第一部分向第二部分的方向上，延伸部分的底面与光电组件具有第一距离，延伸部分的底面投影于光电组件的范围具有第二距离，且第一距离小于第二距离。

根据本实用新型的一实施例，延伸部分的宽度沿着从第一部分向第二部分的方向逐渐增加。根据本实用新型的一实施例，沿着从所述第一部分向所述第二部分的方向上，延伸部分的底面与光电组件的封装组件的顶面具有第一距离，延伸部分的底面投影于封装组件的范围具有第二距离，且第一距离小于第二距离。

根据本实用新型的一实施例，第一距离小于1毫米。

根据本实用新型的一实施例，壳体还包括第三部分，第三部分邻接衬底的表面上且与第一部分、第二部分及延伸部分共同界定出第一腔室和第二腔室。光电组件包括发光晶粒及光感测晶粒，发光晶粒及光感测晶粒分别位于第一腔室和第二腔室。透光孔包括对应于发光晶粒的第一透光孔及对应于光感测晶粒的第二透光孔。

基于上述，在光电封装结构被施予适当的外力时，通过壳体的延伸部分的底面与光电组件之间的距离设计，可以降低因为壳体的形变过大而使光电封装结构产生损伤或损坏的可能，而使光电封装结构可以具有更好的良率和质量。

附图说明

图1A是本实用新型第一实施例的一种光电封装结构的剖面示意图；

图1B是图1A的局部放大示意图；

图1C是图1B的一种应用过程中遭受外力时的示意图；

图2是本实用新型第二实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图；

图3是本实用新型第三实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图；

图4是本实用新型第四实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图；

图5是本实用新型第五实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图；

图6是本实用新型第六实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图；

图7是本实用新型第七实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图；

图8是本实用新型第八实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图；

图9是本实用新型第九实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图；

图10是本实用新型第十实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图；

图11是本实用新型第十一实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图；

图12是本实用新型第十二实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图。

附图标记说明

100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200：光电封装结构；

110：衬底；

112：表面；

150：光电组件；

120：晶粒；

121：发光晶粒；

122：光感测晶粒；

130：封装结构；

160：壳体；

161：第一部分；

162：第二部分；

163：延伸部分；

163a、463a、663a：第一延伸部分；

163b、263b、463b：第二延伸部分；

170：透光孔；

171：第一透光孔；

172：第二透光孔；

180：光学组件；

C1：第一腔室；

C2：第二腔室；

D1：方向；

L1：第一距离；

L2：第二距离；

R1、R2：区域；

S：侧边缘。

具体实施方式

现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1A是本实用新型第一实施例的一种光电封装结构的剖面示意图。图1B是图1A的局部放大示意图。图1C是图1B的一种应用过程中遭受外力时的示意图。举例而言，图1B可以是对应于图1A中区域R1的放大图。图1C可以是光电封装结构在其制造过程或应用过程中遭受外力时区域R1的一种示意图。

请参照图1A，光电封装结构100包括衬底110、至少一个光电组件150以及壳体(housing)160。光电组件150位于衬底110的一表面112上。壳体160位于衬底110上，围绕光电组件150并遮盖部分光电组件150设置。壳体160具有至少一个透光孔170。光电组件150对应于透光孔170配置，通过透光孔170而暴露出部分光电组件150。

在本实施例中，衬底110可以是例如陶瓷基板、电路板(circuit board)或任何具有电路设计的基板。而以下为方便说明与理解，在说明衬底110时，将以电路板为例进行说明，但本实用新型不限于此。位于衬底110上的光电组件150可以与电路板电性连接。电路板可以包括硬式电路板(Rigid PCB，RPCB)、可挠式印刷电路板(Flexible PCB，FPCB)或其他适宜形式的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，本实用新型不以此为限。

在本实施例中，光电组件150可以是发光器件和/或光接收器件。其中，发光器件可以是红外辐射发光器件、激光器、发光二极管、或垂直腔面发射激光器(VCSEL)等；光接收器件可以是光传感器(Photodetector,PD)或SPAD(Single-Photon Avalanche Diode)传感器芯片，本实用新型并不以此为限。

如图1A所示，在本实施例中，光电组件150包括晶粒(裸片)120及覆盖对应的晶粒120的封装组件130。封装组件130为可透光的封装材料所制成，此外，封装组件130亦可以包括光学级的光学膜、绝缘膜、硬化(Hard Coat)膜、具有低氧气透过率(OxygenTransmission Rate，OTR)的阻氧膜、具有低水气透过率(Water Vapor TransmissionRate，WVTR)的阻水气膜或前述膜层的堆栈或组合，但本实用新型不限于此。

再者，光电封装结构100还可以包括光学组件180。光学组件180位于封装组件130上并对应于晶粒120配置。在本实施例中，光学组件180可以是透镜，其能够借助于模制工艺(例如使用在相应的位置处具有透镜形状的模制工具)设置到光学透明的材料中。在一实施例中，光学组件180的材质可以相同或相似于封装组件130；而且，光学组件180与封装组件130可以是一体成型或分开制成，本实用新型并不以此为限。

进一步而言，在本实施例中，晶粒120可以是发光晶粒121或光感测晶粒122。发光晶粒121适于将电能转换为光能。光感测晶粒122适于将感测的光信号转为电信号。值得注意的是，本实用新型并没有限定发光晶粒121的发光波长范围或光感测晶粒122的感测光波长范围。以测距用的光电封装结构100为例，发光晶粒121可以包括红外激光二极管(IRLaser Diode)，光感测晶粒122适于感测发光晶粒121所发出的光信号。

以下为方便说明与理解，在说明光电封装结构100时，将以包含一个发光晶粒121及光感测晶粒122为例进行说明，但本申请不限于此。

值得注意的是，在图1A所示出的光电封装结构100中，虽仅示例性地示出了一个发光晶粒121及一个光感测晶粒122，但本实用新型不限于此。在其他实施例中，发光晶粒121的数量和/或光感测晶粒122的数量可以根据光电封装结构100的应用而进行适应性地调整，本实用新型并不加以限定。

在本实施例中，晶粒120的其中之一可以经由打线接合(wire bonding)的方式与电路板(衬底110的一种可能)中对应的线路电性连接，但本实用新型不限于此。在一未示出的本实施例中，晶粒(如：相同或相似于晶粒120的晶粒)的其中之一可以经由倒晶接合(flip-chip bonding)的方式与电路板(衬底110的一种可能)中对应的线路电性连接。

参考图1A所示，发光晶粒121及光感测晶粒122分别被对应的封装组件130所包覆。也就是说，发光晶粒121及光感测晶粒122分别密封在可透光的封装组件130中。而且，在本实施例中，每一封装组件130上还包括一光学组件180(例如透镜)，且发光晶粒121及光感测晶粒122分别对应光学组件180设置。

壳体160具有透光孔170，在本实施例中，透光孔170可以包括第一透光孔171及第二透光孔172。第一透光孔171对应于发光晶粒121。第二透光孔172对应于光感测晶粒122。在本实施例中，壳体160可以由光学不透明的材质所制成，其包括适于保护光感测晶粒122免受环境光的影响和/或由发光晶粒121发射的光所造成的光串扰(crosstalk)，并且还阻挡了发光晶粒121所发射的光从非透光孔170的地方泄漏出光电封装结构100。举例而言，壳体160的材质可以是不透明或深色的塑料，例如环氧树脂(epoxy)，但本实用新型不限于此。

详细而言，壳体160包括第一部分161、第二部分162、延伸部分163及第三部分164。第二部分162邻接衬底110的一表面112上，第一部分161较第二部分162远离衬底110并与第二部分162连接。其中，第一部分161与第二部分162相连接处形成一交界线I。延伸部分163从第一部分161侧边向透光孔170内延伸(可用以界定出透光孔170)。第三部分164邻接衬底110的一表面112上，且位于第一透光孔171及第二透光孔172之间，用以界定出容置发光晶粒121及光感测晶粒122的第一腔室C1和第二腔室C2。此外，第三部分164还可以作为阻隔层之用，以降低发光晶粒121与光感测晶粒122之间的光串扰。

请参照图1A及图1B，在本实施例中，沿着从第一部分161向第二部分162的方向D1(如：对应于表面112的法线方向)上，至少部分的延伸部分163位于光电组件150上方，换句话说，延伸部分163垂直投影于衬底110表面112上的面积部分重叠于光电组件150垂直投影于衬底110表面112上的面积。

在本实施例中，延伸部分163的顶面可以与第一部分161的顶面相接，而延伸部分163的底面可以与交界线I大致齐平，且延伸部分163的侧面平行于表面112的法线方向，但并不以此为限。在其他实施例中，延伸部分163的顶面可以低于第一部分161的顶面，或延伸部分163的侧面可由延伸部分163的顶面朝表面112的方向倾斜。

详细而言，在本实施例中，延伸部分163至少包括第一延伸部分163a。第一延伸部分163a位于邻近透光孔170且较接近光电封装结构100的侧边缘S的壳体160(如：第一部分161)的至少一内侧壁或一角落设置。如图1B所示，沿着从第一部分161向第二部分162的方向上，第一延伸部分163a的底面与光电组件150(如：光电组件150的封装组件130顶面，但不限)之间具有第一距离L1，第一延伸部分163a投影于光电组件150的范围具有第二距离L2，且第一距离L1小于第二距离L2。在本实施例中，第一距离L1可以小于1毫米(millimeter，mm)。如此一来，可以降低光电封装结构100的厚度，但并不以此为限。借此，若光电封装结构100被施予外力而使壳体160侧边，特别是第一部分161由外些微地产生向内形变时，可以使第一延伸部分163a的底面末端(自由端)适度地顶抵于光电组件150而得到支撑。

如图1C所示，在光电封装结构100的制造过程或应用过程中，若光电封装结构100被施予外力(如：从光电封装结构100的侧边缘被夹取或拿取时)，光电封装结构100的壳体160可能由外会些微地产生向内形变。而本申请的光电封装结构100搭配壳体160的壁厚、弯曲弹性系数和第一延伸部分163a的底面与光电组件150之间的距离设计，让壳体160侧边(如：第一部分161)受到外力向内形变时，第一延伸部分163a的底面末端(自由端)可以适度地顶抵于光电组件150(如：光电组件150的封装组件130顶面，但不限)，但不至于伤害光电组件150，如此可以得到支撑抗力而降低因为形变过大致使光电封装结构100损伤或损坏的可能。

在本实施例中，壳体160与光电组件150之间可以具有间距。换句话说，在适当的状态下(如：排除对光电封装结构100施予过大的外力的状态下)，壳体160的第一延伸部分163a基本上在没有遭遇外力的情况下不会直接接触光电组件150。在一实施例中，壳体160与光电组件150之间的间距可以作为对应的缓冲区域。在本实施例中，壳体160与光电组件150之间的间距为空气间隙(air gap)，但本实用新型不限于此。在一可能的实施例中，壳体160与光电组件150之间的间距可以至少部分填有缓冲材。

在图1A示例性的实施例中，第一延伸部分163a的宽度沿着从第一部分161向第二部分162的方向D1逐渐增加。也就是说，就光电封装结构100的一剖面上而言，第一延伸部分163a于前述剖面上所对应的形状可以相同或相似于三角形或梯形。如此一来，除了不会影响发光晶粒121所发射的光的出光之外，还可以减少外界环境光的干扰，而可以使光电封装结构100具有较好的光学性能(Optical Performance)。再者，在良好的状态下，壳体160的第一延伸部分163a基本上不会接触光学组件180(不论光电封装结构100是否有被施予外力)。

参照图1A所示，在本实施例中，延伸部分163还可以包括第二延伸部分163b。第二延伸部分163b可以从位于第一透光孔170及第二透光孔170之间且朝垂直方向D1的方向延伸。

在本实施例中，就光电封装结构100的一剖面上而言，第二延伸部分163b于前述剖面上所对应的形状可以相同或相似于矩形。

图2是本实用新型第二实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图。本实施例的光电封装结构200与第一实施例的光电封装结构100类似。举例而言，于图2中所示出的区域可以对应于图1A中所对应的区域R2。

在本实施例中，光电封装结构200与第一实施例的光电封装结构100的差异在于，就光电封装结构200的一剖面上而言，第二延伸部分263b于前述剖面上所对应的形状可以相同或相似于三角形或梯形。也就是说，第二延伸部分263b的宽度沿着从第一部分161向第二部分162的方向逐渐增加。

图3是本实用新型第三实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图。本实施例的光电封装结构300与第一实施例的光电封装结构100类似。举例而言，于图3中所示出的区域可以对应于图1A中所对应的区域R2。

在本实施例中，光电封装结构300可以不具有相同或相似于前述第一实施例的第二延伸部分163b。

图4是本实用新型第四实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图。本实施例的光电封装结构400与第一实施例的光电封装结构100类似。举例而言，于图4中所示出的区域可以对应于图1A中所对应的区域R2。

在本实施例中，光电封装结构400与第一实施例的光电封装结构100的差异在于延伸部分的结构形状。光电封装结构400的壳体160可以包括第一延伸部分463a及第二延伸部分463b。第一延伸部分463a及第二延伸部分463b可以从大致交界线I处朝内沿垂直方向D1的方向延伸。第一延伸部分463a及第二延伸部分463b的顶面可以低于第一部分161的顶面。而且，就光电封装结构400的一剖面上而言，第一延伸部分463a或第二延伸部分463b于前述剖面上所对应的形状可以相同或相似于条状。

图5是本实用新型第五实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图。本实施例的光电封装结构500与第四实施例的光电封装结构400类似。举例而言，于图5中所示出的区域可以类似于图4中所示出的区域。

在本实施例中，光电封装结构500可以不具有相同或相似于前述实施例的第二延伸部分(如：第二延伸部分463b)。

图6是本实用新型第六实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图。本实施例的光电封装结构600与第一实施例的光电封装结构100类似。举例而言，于图6中所示出的区域可以对应于图1A中所对应的区域R2。

在本实施例中，光电封装结构600与第一实施例的光电封装结构100的差异在于第一延伸部分的结构形状。就光电封装结构600的一剖面上而言，第一延伸部分663a的侧面平行于表面112的法线方向，且第一延伸部分663a于前述剖面上所对应的形状可以相同或相似于矩形。

图7是本实用新型第七实施例的一种光电封装结构的部分剖面示意图。本实施例的光电封装结构700与第六实施例的光电封装结构600类似。举例而言，于图7中所示出的区域可以类似于图6中所示出的区域。

在本实施例中，光电封装结构700可以不具有相同或相似于前述实施例的第二延伸部分(如：第二延伸部分163b)。

图8是本实用新型第八实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图。本实施例的光电封装结构800与前述实施例的光电封装结构类似。举例而言，光电封装结构800于VIII-VIII’剖线的剖面可以相同或相似于图1A中光电封装结构100的R2区域、图2中所示出的部分光电封装结构200、图4中所示出的部分光电封装结构400或图6中所示出的部分光电封装结构600。

在本实施例中，光电封装结构800的延伸部分163可以围绕透光孔170(如：第一透光孔171)设置。

图9是本实用新型第九实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图。本实施例的光电封装结构900与前述实施例的光电封装结构类似。举例而言，光电封装结构900于IX-IX’剖线的剖面可以相同或相似于图1A中光电封装结构100的R2区域、图2中所示出的部分光电封装结构200、图4中所示出的部分光电封装结构400或图6中所示出的部分光电封装结构600。

在本实施例中，光电封装结构900的延伸部分163位于邻近透光孔170(如：第一透光孔171)的壳体160(如：第一部分161)的多个内侧壁设置，例如是对称配置。并且，延伸部分163至少位于邻近透光孔170(如：第一透光孔171)且较接近光电封装结构900的侧边缘S的壳体160(如：第一部分161)的其中一内侧壁设置。

图10是本实用新型第十实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图。本实施例的光电封装结构1000与前述实施例的光电封装结构类似。举例而言，光电封装结构1000于X-X’剖线的剖面可以相同或相似于图3中所示出的部分光电封装结构300、图5中所示出的部分光电封装结构500或图7中所示出的部分光电封装结构700。

在本实施例中，光电封装结构1000的延伸部分163位于邻近透光孔170(如：第一透光孔171)的壳体160(如：第一部分161)的多个邻接内侧壁设置。举例而言，延伸部分163至少位于邻近透光孔170(如：第一透光孔171)且较接近光电封装结构900的侧边缘S的壳体160(如：第一部分161)的其中两邻接内侧壁配置，概呈L型结构。

图11是本实用新型第十一实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图。本实施例的光电封装结构1100与前述实施例的光电封装结构类似。举例而言，光电封装结构1100于XI-XI’剖线的剖面可以相同或相似于图3中所示出的部分光电封装结构300、图5中所示出的部分光电封装结构500或图7中所示出的部分光电封装结构700。

在本实施例中，光电封装结构1100的延伸部分163仅位于邻近透光孔170(如：第一透光孔171)且较接近光电封装结构900的侧边缘S的壳体160(如：第一部分161)的其中一内侧壁设置。

图12是本实用新型第十二实施例的一种光电封装结构的部分上视示意图。本实施例的光电封装结构1200与前述实施例的光电封装结构类似。举例而言，光电封装结构1200于XII-XII’剖线的剖面可以相同或相似于图3中所示出的部分光电封装结构300、图5中所示出的部分光电封装结构500或图7中所示出的部分光电封装结构700。

在本实施例中，光电封装结构1200的延伸部分163位于邻近透光孔170(如：第一透光孔171)的壳体160(如：第一部分161)的多个邻接内侧壁中的一部分设置。举例而言，延伸部分163至少位于透光孔170(如：第一透光孔171)且较接近光电封装结构900的侧边缘S的壳体160(如：第一部分161)的一角落设置。

如图2至图12所示出的实施例为针对第一透光孔171所对应的延伸部分163进行不同的实施方式。然而，前述的实施例可以于单一个光电封装结构中进行结合；或是，可以于单一个光电封装结构中对所示出的实施例之一进行变化。举例而言，可以经由相同或相似的方式，对第二透光孔172所对应的延伸部分163进行不同的实施方式。

基于上述，本申请可在光电封装结构被施予适当的外力时，通过壳体的延伸部分的底面与光电组件之间的距离设计，可以降低因为壳体的形变过大而使光电封装结构产生损伤或损坏的可能，而使光电封装结构可以具有更好的良率和质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种光电封装结构，其特征在于，包括：

衬底；

至少一个光电组件，位于所述衬底上；以及

壳体，位于所述衬底上，围绕所述光电组件并遮盖部分的所述光电组件设置，且具有至少一个透光孔，所述光电组件对应于所述透光孔配置，且通过所述透光孔而暴露出部分的所述光电组件，其中：

所述壳体包括第一部分、第二部分及延伸部分，其中所述第二部分邻接所述衬底的表面上，所述第一部分较所述第二部分远离所述衬底并与所述第二部分连接，所述延伸部分从所述第一部分侧边向所述透光孔内延伸。

2.根据权利要求1所述的光电封装结构，其特征在于，所述延伸部分至少位于邻近所述透光孔且较接近所述光电封装结构侧边缘的所述壳体的一内侧壁设置。

3.根据权利要求1所述的光电封装结构，其特征在于，所述延伸部分至少位于邻近所述透光孔且较接近所述光电封装结构侧边缘的所述壳体的两邻接内侧壁设置。

4.根据权利要求1所述的光电封装结构，其特征在于，所述延伸部分至少围绕所述透光孔设置。

5.根据权利要求1所述的光电封装结构，其特征在于，所述光电组件包括晶粒及覆盖所述晶粒的封装组件。

6.根据权利要求1所述的光电封装结构，其特征在于，所述壳体与所述光电组件之间具有间距。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的光电封装结构，其特征在于，沿着从所述第一部分向所述第二部分的方向上，所述延伸部分的底面与所述光电组件具有第一距离，所述延伸部分的所述底面投影于所述光电组件的范围具有第二距离，且第一距离小于第二距离。

8.根据权利要求7所述的光电封装结构，其特征在于，所述延伸部分的宽度沿着从所述第一部分向所述第二部分的方向逐渐增加。

9.根据权利要求5所述的光电封装结构，其特征在于，沿着从所述第一部分向所述第二部分的方向上，所述延伸部分的底面与所述光电组件的所述封装组件的顶面具有第一距离，所述延伸部分的所述底面投影于所述封装组件的范围具有第二距离，且第一距离小于第二距离。

10.根据权利要求9所述的光电封装结构，其特征在于，所述第一距离小于1毫米。

11.根据权利要求7所述的光电封装结构，其特征在于，所述壳体还包括第三部分，所述第三部分邻接所述衬底的表面上且与所述第一部分、所述第二部分及所述延伸部分共同界定出第一腔室和第二腔室，所述光电组件包括发光晶粒及光感测晶粒，所述发光晶粒及所述光感测晶粒分别位于所述第一腔室和所述第二腔室，且所述透光孔包括对应于所述发光晶粒的第一透光孔及对应于所述光感测晶粒的第二透光孔。

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