DE112022002143T5

DE112022002143T5 - Sensoreinheit und verfahren zur herstellung einer sensoreinheit

Info

Publication number: DE112022002143T5
Application number: DE112022002143.8T
Authority: DE
Inventors: Tiao Zhou; Klaus Schmidegg; Harald ETSCHMAIER
Original assignee: Ams Osram Asia Pacific Pte Ltd
Current assignee: Ams Osram Asia Pacific Pte Ltd
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2024-02-29
Also published as: WO2023003514A1

Abstract

Eine Sensoreinheit (1) weist einen Verkapselungskörper (10), der aus einer Formmasse gebildet ist, mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite, einen optischen Sensorchip (11), der in den Verkapselungskörper (10) auf der Vorderseite eingebettet ist, so dass eine aktive Oberfläche (11A) des optischen Sensorchips durch den Verkapselungskörper (10) unbedeckt ist, und eine leitende Durchkontaktierung (12) auf, die sich von der Vorderseite zur Rückseite durch den Verkapselungskörper (10) erstreckt. Die Sensoreinheit (1) weist ferner eine auf der Vorderseite angeordnete oberseitige Umverteilungsschicht (13), wobei die oberseitige Umverteilungsschicht (13) den optischen Sensorchip (11) mit der leitenden Durchkontaktierung (12) elektrisch verbindet, ein auf der Rückseite angeordnetes Anschlusselement (15) zum elektrischen Verbinden der Sensoreinheit (1) mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung und eine auf der Rückseite angeordnete rückseitige Umverteilungsschicht (14), wobei die rückseitige Umverteilungsschicht (14) das Anschlusselement (15) mit der leitenden Durchkontaktierung (12) elektrisch verbindet.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Sensoreinheit und auf ein Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit.
Optische Sensoren finden in verschiedenen modernen elektronischen Geräten wie Smartphones, Tablet-Computern, Laptops und Wearables wie Smartwatches Anwendung. Die optischen Sensoren in diesen Anwendungen werden typischerweise zur Detektion von Umgebungslichtbedingungen oder zur Erkennung von Nähe und zur Detektion von Gesten eingesetzt. Eines der wichtigsten Verkaufsargumente für Sensoreinheiten in den oben genannten Anwendungen ist eine geringe Größe, da der Platz insbesondere in Smartphones und Wearables sehr begrenzt ist. Eine weitere Herausforderung ist die effiziente Vermeidung von Übersprechen bei Sensoreinheiten, die beispielsweise einen optischen Emitter und einen Sensor für die Erkennung von Nähe beinhalten. Darüber hinaus verfügen hochmoderne Geräte typischerweise über eine durchsichtige Formstruktur zum Schutz der aktiven Komponenten, die jedoch typischerweise zu Leistungs- und Zuverlässigkeitseinbußen aufgrund von Feuchtigkeitsaufnahme und -durchdringung der Formmasse sowie zu Unzulänglichkeiten aufgrund von Defekten wie Hohlräumen innerhalb der durchsichtigen Formmasse führt. Bislang gibt es keine Lösung, die alle diese Probleme angeht.
Es ist eine Aufgabe, ein verbessertes Konzept für eine Sensoreinheit bereitzustellen, das die Grenzen heutiger Lösungen überwindet und die oben genannten Herausforderungen angeht.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere Entwicklungen und Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Das verbesserte Konzept basiert auf der Idee, einen optischen Sensorchip so in eine nicht-transparente Formmasse einzubetten, dass nur die aktive Oberfläche des optischen Sensorchips, zum Beispiel die lichtempfindliche Oberfläche einer Photodiode, von der Formmasse unbedeckt ist. Darüber hinaus weist eine Sensoreinheit nach dem verbesserten Konzept Rückseitenkontakte auf, die über Durchkontaktierungen und Umverteilungsschichten mit dem optischen Sensorchip elektrisch verbunden sind. Die Vorteile des verbesserten Konzepts sind eine reduzierte Größe der Einheit, insbesondere Höhe der Einheit, sowie die wirksame Verhinderung von Übersprechen und anderen Nachteilen heutiger Lösungen, die eine klare, das heißt transparente, Formmasse verwenden.
Speziell weist eine Sensoreinheit gemäß dem verbesserten Konzept einen Verkapselungskörper, der aus einer Formmasse gebildet ist, mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite und einen optischen Sensorchip auf, der in den Verkapselungskörper auf der Vorderseite eingebettet ist, so dass eine aktive Oberfläche des optischen Sensorchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt ist. Die Sensoreinheit weist ferner eine leitende Durchkontaktierung, die sich von der Vorderseite durch den Verkapselungskörper zur Rückseite erstreckt, eine auf der Vorderseite angeordnete oberseitige Umverteilungsschicht, wobei die oberseitige Umverteilungsschicht den optischen Sensorchip elektrisch mit der leitenden Durchkontaktierung verbindet, ein auf der Rückseite angeordnetes Anschlusselement zum elektrischen Verbinden der Sensoreinheit mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung, und eine auf der Rückseite angeordnete rückseitige Umverteilungsschicht auf, wobei die rückseitige Umverteilungsschicht das Anschlusselement elektrisch mit der leitenden Durchkontaktierung verbindet.
Der Verkapselungskörper ist eine Formmasse, bei der es sich um eine polymere Formmasse, insbesondere aus einem Epoxid, handeln kann. Der optische Sensorchip ist in diesen Verkapselungskörper so eingebettet, dass eine aktive Oberfläche, zum Beispiel die lichteinfangende Oberfläche einer Photodiode, durch den Verkapselungskörper unbedeckt ist und somit einer Umgebung der Sensoreinheit ausgesetzt ist. Mit anderen Worten schließt die aktive Oberfläche des optischen Sensorchips bündig mit einer Oberseite des Verkapselungskörpers ab, wobei eine gemeinsame Oberfläche gebildet wird. Insbesondere kann die Sensoreinheit frei von jedem weiteren Substrat wie einem Siliziumchip oder einem Laminat sein. Mit anderen Worten wirkt der aus der Formmasse gebildete Verkapselungskörper als Substrat der Sensoreinheit. Der optische Sensorchip kann bis auf die aktive Oberfläche vollständig verkapselt sein. Alternativ kann eine der aktiven Oberfläche gegenüberliegende Rückseite des optischen Sensorchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt sein. Mit anderen Worten kann eine Dicke des Verkapselungskörpers einer Dicke des optischen Sensorchips entsprechen.
Der optische Sensorchip ist beispielsweise ein Photodiodenchip, wobei eine Photodiode auf einem Substrat, zum Beispiel einem Siliziumchip, des optischen Sensorchips angeordnet sein kann. Photodioden sind übliche Komponenten zur Umwandlung eingefangener Photonen in ein elektronisches Signal und werden in dieser Offenbarung nicht weiter behandelt.
Die leitende Durchkontaktierung ist zum Beispiel eine Durchkontaktierung durch das Substrat oder eine Durchkontaktierung durch die Verkapselung, die sich durch den Verkapselungskörper erstreckt. Die Durchkontaktierung ist aus einem leitenden Material wie einem Metall gebildet. Auf der Vorderseite des Verkapselungskörpers, das heißt der Oberfläche des Verkapselungskörpers, die die unbedeckte aktive Oberfläche des optischen Sensorchips aufweist, ist eine oberseitige Umverteilungsschicht angeordnet, um die leitende Durchkontaktierung und einen Anschluss des optischen Sensorchips elektrisch miteinander zu verbinden.
In ähnlicher Weise ist eine rückseitige Umverteilungsschicht auf einer Rückseite des Verkapselungskörpers angeordnet, wobei die Rückseite der Vorderseite gegenüber liegt. Die rückseitige Umverteilungsschicht ist zur elektrischen Verbindung der leitenden Durchkontaktierung und eines Anschlusselements der Sensoreinheit, zum Beispiel eines Lötpads oder einer Zuleitung, angeordnet, das ebenfalls auf einer Rückseite des Verkapselungskörpers angeordnet ist. Die oberseitige Umverteilungsschicht und die rückseitige Umverteilungsschicht sind aus einem leitenden Material, wie einem Metall, gebildet. Ebenso ist das Anschlusselement aus einem leitenden Material, wie einem Metall, gebildet. Das Anschlusselement dient zur Befestigung und elektrischen Verbindung der Sensoreinheit mit einer integrierten Schaltung, zum Beispiel mit einem PCB oder einem CMOS-Schaltkreiskörper, oder mit einem Sockel, die elektrisch mit einer integrierten Schaltung verbunden ist.
In einigen Ausführungsformen bilden der Verkapselungskörper, die leitende Durchkontaktierung, die oberseitige Umverteilungsschicht, die rückseitige Umverteilungsschicht und das Anschlusselement eine Land-Grid-Array (LGA)-Einheit.
Ein Land Grid Array ist eine Art einer oberflächenmontierten Einheit für integrierte Schaltungen mit einem rechteckigen Gitter aus Kontakten auf der Rückseite einer Einheit. Die Kontakte können entweder mit einem LGA-Sockel oder zum Beispiel mit Lötpaste hergestellt werden. Die LGA-Einheit kann Pads enthalten, die eine lötbare Oberfläche haben, um sie zum Beispiel mit einer Leiterplatte zu verbinden. Diese LGA-Pads können lotmaskendefinierte (engl. solder-mask defined, SMD)-Pads sein, die das Risiko des Ablösens der Pads verringern.
Alternativ kann die Sensoreinheit auf einer Ball-Grid-Array-Technologie basieren, zum Beispiel auf einem eingebetteten Wafer-Level-Ball-Grid-Array (eWLB), oder auf einer Pin-Grid-Array (PGA)-Technologie. Dementsprechend kann das Anschlusselement eine Zuleitung oder ein Kontaktpad, insbesondere ein Lötpad, sein.
In einigen Ausführungsformen ist die Formmasse nicht leitend.
Um den optischen Sensorchip elektrisch zu isolieren, insbesondere wenn die Sensoreinheit weitere Sensorchips oder lichtemittierende Chips umfasst, ist die Formmasse ein nichtleitendes Material, zum Beispiel ein Kunststoff oder ein Epoxid.
In einigen Ausführungsformen ist der Formkörper in Bezug auf eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips undurchsichtig.
Um den optischen Sensorchip insbesondere von optionalen weiteren Sensorchips oder lichtemittierenden Chips optisch zu isolieren, ist die Formmasse ein nicht-transparentes Material, zum Beispiel ein Kunststoff oder ein Epoxid. Undurchsichtig oder nicht-transparent bezieht sich in diesem Zusammenhang auf eine Betriebswellenlänge des optischen Sensors, zum Beispiel eine Wellenlänge oder einen Wellenlängenbereich im sichtbaren und/oder infraroten Bereich. Auf diese Weise sind die Kanten und Seitenwände des optischen Sensorchips vollständig eingekapselt, was zum Beispiel das Risiko von IR-Leckagen erheblich verringert und den Chip zusätzlich vor mechanischen Schäden schützt.
Insbesondere ist die Sensoreinheit frei von einer durchsichtigen, das heißt transparenten Formmasse, die typischerweise in herkömmlichen optischen Sensoreinheiten verwendet wird, die zusammen mit einem Substratteil den optischen Sensor vollständig verkapseln.
In einigen Ausführungsformen ist eine Dicke der Sensoreinheit gleich oder kleiner als 0,5 mm, insbesondere gleich oder kleiner als 0,25 mm.
Durch den Verzicht auf eine klare Formstruktur und eine typischerweise verwendete Abdeckstruktur auf der Formmasse kann eine Sensoreinheit nach dem verbesserten Konzept im Vergleich zu herkömmlichen Sensoreinheiten deutlich kleiner dimensioniert werden. Insbesondere in Bezug auf die Dicke kann die Größe der Sensoreinheit im Vergleich zu heutigen Lösungen deutlich um den Faktor zwei reduziert werden, während gleichzeitig Übersprechen und unerwünschte Ineffizienzen, die durch eine klare Formmasse verursacht werden, wirksam verhindert werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Sensoreinheit ferner eine oberseitige dielektrische Schicht, die auf der Vorderseite angeordnet ist und die oberseitige Umverteilungsschicht verkapselt.
Eine oberseitige dielektrische Schicht, die zusammen mit der Formmasse die oberseitige Umverteilungsschicht vollständig verkapselt, verhindert beispielsweise Kurzschlüsse zwischen der oberseitigen Umverteilungsschicht und dem optischen Sensorchip. Außerdem kann die oberseitige dielektrische Schicht als Passivierungsschicht zum Schutz und zur Passivierung der oberseitigen Umverteilungsschicht dienen. Die dielektrische Schicht wird beispielsweise aus einem Oxid oder Nitrid, wie Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid, gebildet. Die dielektrische Schicht kann auch aus einem organischen Material wie Polyimid, BCB (Benzocyclobutan), PBO (Polybenzoxazole) oder Silikon gebildet sein.
In einigen Ausführungsformen ist die oberseitige dielektrische Schicht undurchsichtig in Bezug auf eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips.
Die oberseitige dielektrische Schicht kann optische Eigenschaften haben, so dass zum Beispiel Infrarotlicht blockiert wird und somit ein Lichtaustritt am Rand des optischen Sensorchips verhindert wird.
Alternativ ist die oberseitige dielektrische Schicht in Bezug auf eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips transparent. In diesen Ausführungsformen kann die oberseitige dielektrische Schicht außerdem die aktive Oberfläche des optischen Sensorchips bedecken und so konfiguriert sein, dass sie als Filter, Diffusor oder ein Linsenelement für das vom optischen Sensorchip eingefangene Licht wirkt.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Sensoreinheit ferner ein optisches Element, insbesondere einen optischen Filter oder eine Linse, das auf der aktiven Oberfläche des optischen Sensorchips angeordnet ist.
Solche optischen Elemente können eingesetzt werden, um den Einfangbereich des optischen Sensorchips weiter zu gestalten. So kann beispielsweise eintreffendes Licht nur dann zum optischen Sensorchip durchgelassen werden, wenn es in einem bestimmten Wellenlängenbereich oder Einfallswinkel eintrifft.
In einigen Ausführungsformen ist eine Rückseite des optischen Sensorchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt.
Um die Dicke der Sensoreinheit weiter zu reduzieren, kann der Verkapselungskörper eine Dicke haben, die der des Sensorchips entspricht. Mit anderen Worten, sowohl die aktive Oberfläche als auch eine der aktiven Oberfläche gegenüberliegende Unterseite des Sensorchips können durch den Verkapselungskörper unbedeckt sein, so dass nur Seitenflächen des optischen Sensorchips durch den Verkapselungskörper bedeckt sind. Auf diese Weise können auch weitere elektrische Verbindungen, zum Beispiel über Rückseitenkontakte des optischen Sensorchips, realisiert werden.
In einigen weiteren Ausführungsformen ist die Rückseite des optischen Sensorchips mit einer dielektrischen Schicht bedeckt.
Wenn die Rückseite des optischen Sensorchips freiliegt, eine elektrische Kontaktierung der Rückseite jedoch nicht erwünscht ist, kann auf der Rückseite der Sensoreinheit eine dielektrische Schicht zur elektrischen Isolierung und zum Schutz der Rückseite des optischen Sensorchips angeordnet werden.
In einigen Ausführungsformen weist die Sensoreinheit ferner einen optischen Emitterchip auf, der in den Verkapselungskörper auf der Vorderseite eingebettet ist, so dass eine Emissionsfläche des optischen Emitterchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt ist, wobei der optische Emitterchip und der optische Sensorchip durch einen Teil der Formmasse getrennt sind.
Das Sensoreinheit realisiert beispielsweise eine Näherungssensorvorrichtung, bei der Licht von einem Lichtemitter ausgesendet und vom optischen Sensorchip wieder eingefangen wird, nachdem es von einem Zielobjekt oder einer Zieloberfläche reflektiert wurde. Zu diesem Zweck kann die Sensoreinheit ferner einen optischen Emitterchip aufweisen, der in analoger Weise wie der optische Sensorchip in den Verkapselungskörper eingebettet ist. Darin ist der optische Emitterchip in der Nähe des optischen Sensorchips so angeordnet, dass die aktive Oberfläche des optischen Sensorchips und eine Emissionsfläche des Emitterchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt sind. Mit anderen Worten schließen die aktive Oberfläche des optischen Sensorchips, die Emissionsfläche des Emitterchips und die Vorderseite des Verkapselungskörpers bündig ab und bilden eine gemeinsame Oberfläche. Der Emitterchip kann einen optischen Emitter wie einen VCSEL oder eine LED umfassen.
Zur optischen und elektrischen Isolierung sind der optische Sensorchip und der Emitterchip so angeordnet, dass ein Teil des Verkapselungskörpers die beiden Chips trennt. Insbesondere gibt es keinen direkten Lichtweg zwischen der aktiven Oberfläche und der Emissionsfläche, der nicht durch die Formmasse führt.
In einigen weiteren Ausführungsformen weist die Sensoreinheit ferner eine weitere leitende Durchkontaktierung, die sich von der Vorderseite durch den Verkapselungskörper zur Rückseite erstreckt, eine weitere oberseitige Umverteilungsschicht, die auf der Vorderseite angeordnet ist, wobei die weitere oberseitige Umverteilungsschicht den optischen Emitterchip mit der weiteren leitenden Durchkontaktierung elektrisch verbindet, ein weiteres Anschlusselement, das auf der Rückseite angeordnet ist, um das Sensoreinheit mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung elektrisch zu verbinden, und eine weitere rückseitige Umverteilungsschicht auf, die auf der Rückseite angeordnet ist, wobei die weitere rückseitige Umverteilungsschicht das weitere Anschlusselement mit dem weiteren leitenden Durchkontaktierung elektrisch verbindet.
Die Funktion dieser Bauteile ist analog zu den oben genannten und dient der elektrischen Verbindung des optischen Emitterchips mit den weiteren Anschlusselementen auf einer Rückseite des Gehäuses.
In einigen weiteren Ausführungsformen ist eine Rückseite des optischen Emitterchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt.
Wenn sowohl die Emissionsfläche als auch eine der aktiven Oberfläche gegenüberliegende Unterseite des Emitterchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt sind, so dass nur Seitenflächen des Emitterchips durch den Verkapselungskörper bedeckt sind, können beispielsweise elektrische Verbindungen von Rückseitenkontakten des Emitterchips realisiert werden.
In einigen Ausführungsformen weist die Sensoreinheit außerdem eine leitende Blinddurchkontaktierung auf, die sich von der Rückseite durch den Verkapselungskörper zu einem Rückseitenkontakt des optischen Emitterchips erstreckt.
In solchen Ausführungsformen wird eine Blinddurchkontaktierung von der Rückseite des Verkapselungskörpers gebildet, um die Rückseite des Emitterchips freizulegen. Folglich ist diese Blinddurchkontaktierung mit einem leitenden Material, zum Beispiel einem Metall, gefüllt, um Anschlüsse des Emitterchips mit der weiteren rückseitigen Umverteilungsschicht und/oder dem weiteren Anschlusselement elektrisch zu verbinden.
In einigen Ausführungsformen weist die Sensoreinheit ferner eine elektrische Verbindung zwischen dem optischen Sensorchip und dem optischen Emitterchip auf. Auf diese Weise kann ein automatischer Sicherheitsmechanismus zur Laserabschaltung realisiert werden, zum Beispiel zum Schutz der Augen.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit gelöst. Das Verfahren weist Bilden eines Verkapselungskörpers aus einer Formmasse, wobei der Verkapselungskörper eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist, Einbetten eines optischen Sensorchips innerhalb des Verkapselungskörpers auf der Vorderseite, so dass eine aktive Oberfläche des optischen Sensorchips durch den Verkapselungskörper unbedeckt ist, und Bilden einer leitenden Durchkontaktierung auf, die sich von der Vorderseite durch den Verkapselungskörper zur Rückseite erstreckt.
Das Verfahren weist ferner Anordnen einer oberseitigen Umverteilungsschicht auf der Vorderseite, wobei die oberseitige Umverteilungsschicht den optischen Sensorchip elektrisch mit der leitenden Durchkontaktierung verbindet, Anordnen eines Anschlusselements auf der Rückseite zum elektrischen Verbinden der Sensoreinheit mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung, und Anordnen einer rückseitigen Umverteilungsschicht auf der Rückseite auf, wobei die rückseitige Umverteilungsschicht das Anschlusselement elektrisch mit der leitenden Durchkontaktierung verbindet.
Weitere Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens nach dem verbesserten Konzept ergeben sich für den Fachmann aus den oben beschriebenen Ausführungsformen der Halbleitersensorvorrichtung.
Die folgende Beschreibung von Figuren von Ausführungsbeispielen kann Aspekte des verbesserten Konzepts weiter veranschaulichen und erklären. Komponenten und Teile mit gleichem Aufbau bzw. gleicher Wirkung sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Soweit Komponenten und Teile in verschiedenen Figuren in ihrer Funktion übereinstimmen, wird deren Beschreibung nicht unbedingt für jede der folgenden Figuren wiederholt.
In den Figuren:

1 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele einer Sensoreinheit nach dem verbesserten Konzept;
Figure 8 zeigt eine beispielhafte Sensoranordnung, die eine Ausführungsform einer Sensoreinheit aufweist; und
9 zeigt eine beispielhafte Sensorvorrichtung, die eine Ausführungsform einer Sensoreinheit gemäß dem verbesserten Konzept aufweist.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sensoreinheit 1 gemäß dem verbesserten Konzept. Die Sensoreinheit 1 weist einen Verkapselungskörper 10 auf, der aus einer Formmasse, zum Beispiel einem Kunststoff oder Epoxidmaterial, gebildet ist. Der Verkapselungskörper 10 wirkt als Substratkörper der Sensoreinheit 1 und hat eine Vorderseite und eine von der Vorderseite abgewandte Rückseite. Die Vorder- und Rückseiten entsprechen Haupterstreckungsebenen des Verkapselungskörpers 10.
Die Sensoreinheit 1 weist ferner einen optischen Sensorchip 11 auf, der so in den Verkapselungskörper 10 eingebettet ist, dass eine aktive Oberfläche 11A vom Verkapselungskörper 10 unbedeckt ist. Wie dargestellt, schließen die aktive Oberfläche 11A und die Vorderseite des Verkapselungskörpers 10 bündig ab und bilden beispielsweise eine gemeinsame Oberfläche. Alternativ kann die aktive Oberfläche 11A in Bezug auf die dargestellte Querschnittsansicht in einer geringeren oder größeren Höhe als die Vorderseite des Verkapselungskörpers 10 angeordnet sein. Der optische Sensorchip 11 weist einen optischen Sensor, wie zum Beispiel eine Photodiode, zum Einfangen von Photonen und zum Umwandeln eines Photonensignals in ein elektronisches Auslesesignal auf. Die aktive Oberfläche 11A kann somit eine Photonen einfangende Oberfläche einer Halbleiter-Photodiode, zum Beispiel auf Siliziumbasis, sein.
Die Sensoreinheit 1 weist ferner eine leitende Durchkontaktierung 12 auf, die sich von der Vorderseite zur Rückseite durch den Verkapselungskörper 10 erstreckt. Der leitende Durchkontaktierung 12 ist Durchkontaktierung durch das Substrat, die aus einem Loch gebildet wird, das mit einem leitenden Material, wie zum Beispiel einem Metall, gefüllt ist. Außerdem verbindet eine oberseitige Umverteilungsschicht 13 den optischen Sensorchip 11, zum Beispiel einen Anschluss des optischen Sensors, und die leitende Durchkontaktierung 12 elektrisch miteinander. Analog dazu verbindet eine rückseitige Umverteilungsschicht 14 ein Anschlusselement 15, zum Beispiel ein Kontaktpad wie ein Lötpad oder eine Zuleitung, und die leitende Durchkontaktierung 12 elektrisch miteinander. Die oberseitige und rückseitige Umverteilungsschichten 13, 14 sind elektrisch leitend und aus einem leitenden Material wie einem Metall gebildet. Beispielsweise entspricht ein Material der Umverteilungsschichten 13, 14 einem Material der leitenden Durchkontaktierung 12. Somit ist das Anschlusselement 15 elektrisch mit dem optischen Sensorchip 11 verbunden, zum Beispiel mit einem Anschluss eines optischen Sensors des optischen Sensorchips 11.
Die Sensoreinheit 1 weist ferner eine dielektrische Schicht 16 auf, die die oberseitige Umverteilungsschicht 13 bedeckt und einbettet. In dieser Ausführungsform weist die dielektrische Schicht 16 eine erste Teilschicht 16A und eine zweite Teilschicht 16B auf. Die erste Teilschicht 16A ist zwischen der Oberseite und der oberseitigen Umverteilungsschicht 13 so angeordnet, dass lediglich die leitende Durchkontaktierung 12 sowie ein kleiner elektrischer Kontakt 13A in direktem elektrischen Kontakt mit der oberseitigen Umverteilungsschicht 13 stehen. Die zweite Teilschicht 16B ist so angeordnet, dass sie die oberseitige Umverteilungsschicht 13 bedeckt und optional die erste Teilschicht 16A vollständig bedeckt. Die erste und die zweite Teilschicht 16A, 16B der dielektrischen Schicht 16 können aus demselben Material oder aus verschiedenen dielektrischen Materialien gebildet werden. Ein Material der ersten und zweiten Teilschicht 16A, 16B weist beispielsweise ein Oxid, zum Beispiel Si02, und/oder einem Nitrid, zum Beispiel SiN, auf. Die dielektrische Schicht 16 dient als schützende Passivierungsschicht für die oberseitige Umverteilungsschicht 13, die leitende Durchkontaktierung 12 und einen Anschluss des optischen Sensorchips 11. Darüber hinaus kann die dielektrische Schicht 16 bestimmte optische Eigenschaften haben, zum Beispiel ist die dielektrischen Schicht 16 Blöcke im Infrarotbereich undurchsichtig und verhindert so, dass beispielsweise Licht zur Photodiode an einem Rand des optischen Sensorchips 11 durchdringt.
Die elektrischen Anschlusselemente 15, zum Beispiel Lötpads, werden auf der Rückseite des Verkapselungskörpers 10 mit Hilfe einer Lotmaske 17 gebildet, die zum Beispiel aus einem Polymer oder einem Dielektrikum zur Definition der Lötpads besteht. Mit anderen Worten sind die Anschlusselemente 15 in dieser Ausführungsform lotmaskendefinierte Lötpunkte (SMD). Die Lotmaske 17 kann auf der fertigen Sensoreinheit 1 verbleiben und als schützende Passivierungsschicht analog zur dielektrischen Schicht 16 auf der Oberseite dienen. Die elektrischen Anschlusselemente 15 dienen der Bereitstellung von Anschlüssen für den Betrieb und die Steuerung des optischen Sensors des optischen Sensorchips 11 über einen integrierten Schaltkreis, zum Beispiel einen PCB aufweisend aktive und passive Schaltkreise, die mit der Sensoreinheit 1 verbunden werden sollen.
Eine Dicke der Sensoreinheit 1 ist gleich oder kleiner als 0,5 mm, insbesondere gleich oder kleiner als 0,25 mm. Dies wird dadurch erreicht, dass die Sensoreinheit 1 frei von einer transparenten Formstruktur ist, die auf einem Substrat angeordnet ist, das den optischen Sensorchip enthält, wie er typischerweise in herkömmlichen Sensoreinheiten 1 realisiert ist. Darüber hinaus ist die Sensoreinheit 1 nach dem verbesserten Konzept frei von einer Abdeckstruktur, die typischerweise entfernt von der Oberseite, zum Beispiel auf der klaren Formstruktur, angeordnet ist. Im Gegensatz dazu stützt sich das verbesserte Konzept auf einen Verkapselungskörper 10, der in Bezug auf eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips 11 nicht transparent, das heißt undurchsichtig, und elektrisch nicht leitend ist. Daher ist die aktive Oberfläche 11A des Sensorchips der Umgebung der Sensoreinheit 1 ausgesetzt.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Sensoreinheit 1 gemäß dem verbesserten Konzept. Die Ausführungsform umfasst die Merkmale der ersten Ausführungsform und darüber hinaus einen optischen Emitterchip 21. Der optische Emitterchip 21 ist wie der optische Sensorchip 11 so in den Verkapselungskörper 10 eingebettet, dass eine Emissionsfläche 21A von dem Verkapselungskörper 10 unbedeckt ist. Wie dargestellt, schließen die Emissionsfläche 21A, die aktive Oberfläche 11A und die Vorderseite des Verkapselungskörpers 10 bündig ab und bilden beispielsweise eine gemeinsame Oberfläche. Alternativ kann die Emissionsfläche 21A in Bezug auf die dargestellte Querschnittsansicht in einer geringeren oder größeren Höhe als die Vorderseite des Verkapselungskörpers 10 angeordnet sein. Der optische Emitterchip 21 umfasst einen optischen Emitter wie einen VCSEL oder eine LED zur Emission von Photonen, zum Beispiel bei einer Betriebswellenlänge eines optischen Sensors des optischen Sensorchips 11. Beispielsweise entsprechen die Emissionswellenlänge des optischen Emitterchips 21 und eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips 11 einer Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich im sichtbaren Bereich oder im Infrarotbereich, zum Beispiel aufweisend 840 nm oder 930 nm.
Der Emitterchip 21 ist so in den Verkapselungskörper 10 eingebettet, dass zumindest ein Teil der Formmasse zwischen dem Emitterchip 21 und dem optischen Sensorchip 11 angeordnet ist und somit diese Komponenten voneinander trennt. Mit anderen Worten isoliert die Formmasse den optischen Sensorchip 11 elektrisch vom Emitterchip 21 und isoliert optisch insbesondere die aktive Oberfläche 11A des optischen Sensorchips 11 und die Emissionsfläche 21A des Emitterchips 21. Auf diese Weise ist kein direkter optischer Weg zwischen der aktiven Oberfläche 11A und der Emissionsfläche 21A vorhanden, der nicht durch den undurchsichtigen Verkapselungskörper 10 führt. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, bedeckt die dielektrische Schicht 16 ferner einen Teil des optischen Sensorchips 10, einen Teil des Emitterchips 21 und die dazwischen angeordnete Formmasse. Alternativ kann eine oberseitige Umverteilungsschicht einen Anschluss des optischen Sensorchips 10 und einen Anschluss des Emitterchips 21 elektrisch miteinander verbinden, zum Beispiel um eine Verriegelung für Augenschutzzwecke zu realisieren. Diese oberseitige Umverteilungsschicht kann von der dielektrischen Schicht bedeckt sein, die als Schutzpassivierung dient.
Analog zur Konfiguration des optischen Sensorchips, wie sie für die erste Ausführungsform von 1 beschrieben wurde, ist der Emitterchip 21 ebenfalls über eine weitere oberseitige Umverteilungsschicht 13A mit einer weiteren leitenden Durchkontaktierung 12A verbunden. Ebenso ist das weitere Anschlusselement 15A über eine weitere rückseitige Umverteilungsschicht 14A mit der weiteren leitenden Durchkontaktierung 12A elektrisch verbunden. Somit ist das weitere Anschlusselement 15A elektrisch mit dem Emitterchip 21 verbunden, zum Beispiel mit einem Anschluss eines optischen Emitters des Emitterchips 21.
Darüber hinaus können in dieser Ausführungsform das Anschlusselement 15 und das weitere Anschlusselement 15A nicht-lotmaskendefinierte (engl. non-solder-mask defined, NSMD) Pads sein.
Wie die aktive Oberfläche 11A des optischen Sensorchips 11 ist auch die Emissionsfläche 21A des Emitterchips 21 der Umgebung der Sensoreinheit 1 ausgesetzt. Insbesondere bedeckt keine durchsichtige Formmasse die Oberfläche der Emissionsfläche 21A.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sensoreinheit 1 nach dem verbesserten Konzept. Diese Ausführungsform entspricht der zweiten Ausführungsform, enthält jedoch die lotmaskendefinierten (engl. solder-mask defined, SMD) Pads von 1.
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform einer Sensoreinheit 1. Im Vergleich zur Ausführungsform der 2 und 3 bedeckt in dieser Ausführungsform eine der Teilschichten 16A, 16B, zum Beispiel in diesem Fall die erste Teilschicht 16A, der dielektrischen Schicht 16 die aktive Oberfläche 11A des optischen Sensorchips 11 und die Emissionsfläche 21A des Emitterchips 21. Die Teilschicht 16A, 16B, die die aktive Oberfläche 11A und die Emissionsfläche 21A bedeckt, ist in Bezug auf eine Betriebswellenlänge des Emitters und des optischen Sensors transparent und so konfiguriert, dass sie nicht nur als Passivierung, sondern auch als optisches Element 16C wirkt, das einen Filter und/oder Diffusor oder alternativ ein Linsenelement realisiert. Beide Teilschichten 16A, 16B können aus demselben Material bestehen, das heißt transparent sein, oder die Teilschicht, die die aktive Oberfläche 11A nicht bedeckt, zum Beispiel in diesem Fall die zweite Teilschicht 16B, ist aus einem anderen Material, das undurchsichtig.
Die Teilschichten 16A, 16B können alternativ die aktive Oberfläche 11A des optischen Sensorchips 11 bedecken, während die Emissionsfläche 21A unbedeckt bleibt, oder umgekehrt. Ebenso können beide Teilschichten 16A, 16B die aktive Oberfläche 11A des optischen Sensorchips 11 und/oder die Emissionsfläche 21A des Emitterchips 21 bedecken.
Die Unterschichten 16A, 16B, die die aktive Oberfläche 11A und/oder die Emissionsfläche bedecken, können entweder als Deckenschicht(en) ausgeführt sein oder sie sind strukturiert, zum Beispiel in Fällen, in denen der Sensor mehrere Photodioden oder Kanäle umfasst, um Filter oder Diffusoren zu realisieren, die selektiv auf verschiedene Photodioden des optischen Sensorchips 11 aufgebracht werden.
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform einer Sensoreinheit 1. Die fünfte Ausführungsform ähnelt der zweiten Ausführungsform von 2, berücksichtigt aber zusätzlich die Tatsache, dass insbesondere VCSEL-Emitter häufig einen rückseitigen elektrischen Kontakt zum Betrieb des Emitters aufweisen. So ist in dieser fünften Ausführungsform der Rückseitenkontakt des Emitterchips 21 über eine Blinddurchkontaktierung 18, die sich von der Rückseite des Verkapselungskörpers zu einer Rückseite des Emitterchips 21 erstreckt, mit dem zugehörigen Anschlusselement 15 elektrisch verbunden.
Die Blinddurchkontaktierung 18 ist ebenso wie die leitende Durchkontaktierung 12 mit einem leitenden Material, zum Beispiel einem Metall, gefüllt oder beschichtet, um das Anschlusselement 15 und einen rückseitigen Anschluss des Emitterchips 21 miteinander zu verbinden.
Alternativ kann, wie in der sechsten Ausführungsform von 6 dargestellt, der Verkapselungskörper 10 rückseitig so geschliffen werden, dass zumindest die Rückseite des Emitterchips 21, wie die Emissionsfläche 21A, von der Formmasse unbedeckt ist. Zusätzlich kann auch eine Rückseite des optischen Sensorchips 11 freigelegt werden. Mit anderen Worten, wie in 6 dargestellt, kann eine Dicke des Sensorchips 11 und des Emitterchips 21 einer Dicke des Verkapselungskörpers 10 entsprechen. Folglich sind die rückseitigen Umverteilungsschichten 14 und die Anschlusselemente 15 auf der Rückseite angeordnet, um die rückseitigen Anschlüsse des Emitterchips 21 und optional des optischen Sensorchips 11 zu kontaktieren. Auf diese Weise kann die Gesamtdicke der Sensoreinheit signifikant reduziert werden, zum Beispiel auf signifikant weniger als 0,25 mm.
Die siebte Ausführungsform von 7 entspricht der fünften Ausführungsform von 5 und weist zusätzlich eine rückseitige Passivierungsschicht 19 aus einem dielektrischen Material auf. Ein Material der Passivierungsschicht 19 auf der Rückseite entspricht beispielsweise dem Material der dielektrischen Schicht 16, die entweder eine Schicht aus einem einzigen Material oder eine Schicht sein kann, die wie oben beschrieben aus verschiedenen Teilschichten 16A, 16B geformt ist.
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer beispielhaften Sensorbaugruppe 100, die eine Ausführungsform einer Sensoreinheit 1, zum Beispiel die dritte Ausführungsform von 3, aufweist. Zum Bilden einer solchen Sensorbaugruppe wird eine Sensoreinheit 1 über Verbindungen der zweiten Ebene 31 auf einen Schaltungsteil 30 befestigt. Der Schaltungsteil 30 kann zum Beispiel flexibel oder ein PCB sein. Alternativ kann der Schaltungsteil ein CMOS-Körper sein, der eine integrierte Schaltung aufweist. Die Verbindungen der zweiten Ebene 31 sind elektrisch leitend und verbinden die Anschlusselemente 15 der Sensoreinheit 1 mit Anschlusselementen des Schaltungsteils 30, zum Beispiel Lötpads. So können die Verbindungen der zweiten Ebene 31 durch Lötstellen durch ein Wiederaufschmelz-Verfahren oder durch leitenden Kleber gebildet werden. Wie dargestellt, liegen nach dem Zusammenbau der Sensorchip 11 und der Emitterchip 21 frei, während alle elektrischen Verbindungen zum Schaltungsteil 30 auf der Rückseite der Sensoreinheit 1 angeordnet sind.
9 zeigt das Funktionsprinzip einer Sensoreinheit 1 in Form eines Näherungssensors. Somit umfasst der Emitterchip 21 einen optischen Emitter, der so konfiguriert ist, dass er Licht in einer im Wesentlichen orthogonalen Richtung in Bezug auf die Emissionsfläche 21A emittiert. Das emittierte Licht breitet sich in Richtung eines Objekts 40, zum Beispiel eines menschlichen Körperteils, aus und wird von einer Oberfläche des Objekts 40 reflektiert. Der optische Sensorchip 11 umfasst eine Photodiode, die für eine Emissionswellenlänge des Emitters empfindlich ist und so konfiguriert ist, dass sie zumindest einen Teil des reflektierten Lichts detektiert. Aus einem Emissionssignal und einem Detektionssignal kann eine Nähe der Sensoreinheit 1 zu dem Objekt 40 bestimmt werden, zum Beispiel über eine Ausleseschaltung, die mit den Anschlusselementen 15 verbunden ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Sensoreinheit 1 gemäß dem verbesserten Konzept aufgrund ihres kleinen Formfaktors und insbesondere aufgrund seiner geringen Dicke bequem in tragbaren Geräten wie Smartwatches oder Kopfhörern eingesetzt werden kann, um beispielsweise einen Näherungssensor zur Feststellung, ob das Gerät getragen wird oder nicht, zu realisieren. Aber auch eine Platzierung in einem Mobiltelefon oder Smartphone kann vorteilhaft sein, da die typische Einfassung eines Telefons in diesem Fall in ihrer Größe deutlich reduziert werden kann. Da eine klare Formmasse nicht vorhanden ist, die die optischen Komponenten bedeckt, werden Unvollkommenheiten aufgrund von Prozessfehlern in dieser klaren Formmasse sowie Leistungs- und Zuverlässigkeitseinbußen des optischen Emitters, zum Beispiel eines VCSEL, durch Feuchtigkeitsaufnahme und - durchdringung innerhalb dieser klaren Formmasse verhindert. Außerdem wird Übersprechen wirksam unterdrückt oder sogar vollständig verhindert, ohne dass eine zusätzliche Abdeckstruktur erforderlich ist. Darüber hinaus ist das verbesserte Konzept insbesondere auf der Vorderseite frei von Drahtanschlüssen.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass eine Sensoreinheit 1 nach dem verbesserten Konzept nicht auf Anwendungen für die Näherungserfassung beschränkt ist. Das verbesserte Konzept kann ebenfalls in allen Arten von optischen Sensorvorrichtungen mit einem Emitter und einem Empfänger zur effizienten Reduzierung des Übersprechens unter Beibehaltung eines kleinen Formfaktors, das heißt der Grundfläche und der Dicke, umgesetzt werden. Eine alternative Anwendung ist zum Beispiel ein Modul zur Gesichts- oder Fingerabdruckerkennung, bei dem eine Lichtquelle, zum Beispiel ein Punktprojektor, als Emitter und ein Bildsensor als lichtempfindliches Element eingesetzt wird. Weitere Anwendungen sind zum Beispiel die Erkennung von Umgebungslicht und Gesten.
Die Ausführungsformen der Sensoreinheit und des Herstellungsverfahrens sind hier diskutiert, um den Leser mit den neuen Aspekten der Idee vertraut zu machen. Obwohl bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben sind, können viele Änderungen, Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen der offenbarten Konzepte von einem Fachmann vorgenommen werden, ohne unnötig vom Anwendungsbereich der Ansprüche abzuweichen.
Insbesondere ist die Offenbarung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt und gibt Beispiele für so viele Alternativen wie möglich für die in den diskutierten Ausführungsformen enthaltenen Merkmale. Es ist jedoch beabsichtigt, dass alle Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen der offengelegten Konzepte in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche einbezogen werden.
Merkmale, die in separaten abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind, können vorteilhaft kombiniert werden. Außerdem sind die in den Ansprüchen verwendeten Bezugszeichen nicht so zu verstehen, dass sie den Umfang der Ansprüche einschränken.
Außerdem schließt der hier verwendete Begriff „aufweisend“ andere Elemente nicht aus. Darüber hinaus soll der hier verwendete Artikel „ein“ eine oder mehrere Komponenten oder Elemente beinhalten und ist nicht so zu verstehen, dass er nur eines bedeutet.
Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, ist keinesfalls beabsichtigt, die hier dargelegten Verfahren so auszulegen, dass ihre Schritte in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden müssen. Wenn in einem Verfahrensanspruch keine Reihenfolge der Schritte angegeben ist oder in den Ansprüchen oder Beschreibungen nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die Schritte in einer bestimmten Reihenfolge auszuführen sind, soll daraus keinesfalls auf eine bestimmte Reihenfolge geschlossen werden.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2021 119 649.3 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Bezugszeichen

1: Sensoreinheit
10: Verkapselungskörper
11: optischer Sensorchip
11A: aktive Oberfläche
12, 12A: leitende Durchkontaktierung
13, 13A: oberseitige Umverteilungsschicht
14, 14A: rückseitige Umverteilungsschicht
15, 15A: Anschlusselement
16: dielektrische Schicht
16A, 16B: Teilschicht
16C: optisches Element
17: Lotmaske
18: Blinddurchkontaktierung
19: Passivierungsschicht
21: Emitterchip
21A: Emissionsfläche
30: Schaltungsteil
31: Verbindung
40: Objekt
100: Sensorbaugruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1020211196493 [0075]

Claims

Ein Sensoreinheit (1) aufweisend: - einen Verkapselungskörper (10), der aus einer Formmasse gebildet ist, mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite; - einen optischen Sensorchip (11), der in den Verkapselungskörper (10) auf der Vorderseite eingebettet ist, so dass eine aktive Oberfläche (11A) des optischen Sensorchips von dem Verkapselungskörper (10) unbedeckt ist; - eine leitende Durchkontaktierung (12), die sich von der Vorderseite zur Rückseite durch den Verkapselungskörper (10) erstreckt; - eine auf der Vorderseite angeordnete oberseitige Umverteilungsschicht (13), wobei die oberseitige Umverteilungsschicht (13) den optischen Sensorchip (11) mit der leitenden Durchkontaktierung (12) elektrisch verbindet; - ein auf der Rückseite angeordnetes Anschlusselement (15) zur elektrischen Verbindung der Sensoreinheit (1) mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung; und - eine auf der Rückseite angeordnete rückseitige Umverteilungsschicht (14), wobei die rückseitige Umverteilungsschicht (14) das Anschlusselement (15) mit der leitenden Durchkontaktierung (12) elektrisch verbindet; - wobei eine Dicke der Sensoreinheit (1) gleich oder kleiner als 0,5 mm ist.
Die Sensoreinheit (1) nach Anspruch 1, wobei der Verkapselungskörper (10), die leitende Durchkontaktierung (12), die oberseitige Umverteilungsschicht (13), die rückseitige Umverteilungsschicht (14) und das Anschlusselement (15) eine Land-Grid-Array (LGA)-Einheit bilden.
Die Sensoreinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Formmasse nicht leitend ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Formkörper für eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips (11) undurchsichtig ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Anschlusselement (15) eine Zuleitung oder ein Kontaktpad, insbesondere ein Lötpad, ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Dicke der Sensoreinheit (1) gleich oder kleiner als 0,25 mm ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine auf der Vorderseite angeordneten oberseitige dielektrische Schicht (16), die die oberseitige Umverteilungsschicht (13) verkapselt.
Die Sensoreinheit (1) nach Anspruch 7, wobei die oberseitige dielektrische Schicht (16) in Bezug auf eine Betriebswellenlänge des optischen Sensorchips (11) undurchsichtig ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend ein optisches Element (16C), insbesondere einen optischen Filter oder eine Linse, das auf der aktiven Oberfläche des optischen Sensorchips (11) angeordnet ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Rückseite des optischen Sensorchips (11) durch den Verkapselungskörper (10) unbedeckt ist.
Die Sensoreinheit (1) nach Anspruch 10, wobei die Rückseite des optischen Sensorchips (11) mit einer dielektrischen Schicht bedeckt ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend einen optischen Emitterchip (21), der in den Verkapselungskörper (10) auf der Vorderseite eingebettet ist, so dass eine Emissionsfläche (21A) des optischen Emitterchips (21) durch den Verkapselungskörper (10) unbedeckt ist, wobei der optische Emitterchip (21) und der optische Sensorchip (11) durch einen Teil der Formmasse getrennt sind.
Die Sensoreinheit (1) nach Anspruch 12, ferner aufweisend: - eine weitere leitende Durchkontaktierung (12A), die sich von der Vorderseite durch den Verkapselungskörper (10) zur Rückseite erstreckt; - eine weitere oberseitige Umverteilungsschicht (13A), die auf der Vorderseite angeordnet ist, wobei die weitere oberseitige Umverteilungsschicht (13) den optischen Emitterchip (21) mit der weiteren leitenden Durchkontaktierung (12A) elektrisch verbindet; - ein weiteres, auf der Rückseite angeordnetes Anschlusselement (15A) zur elektrischen Verbindung der Sensoreinheit (1) mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung; und - eine weitere auf der Rückseite angeordnete rückseitige Umverteilungsschicht (14A), wobei die weitere rückseitige Umverteilungsschicht (14A) das weitere Anschlusselement (15A) mit der weiteren leitenden Durchkontaktierung (12A) elektrisch verbindet.
Die Sensoreinheit (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei eine Rückseite des optischen Emitterchips (21) durch den Verkapselungskörper (10) unbedeckt ist.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner aufweisend einen leitende Blinddurchkontaktierung (18), die sich von der Rückseite durch den Verkapselungskörper (10) zu einem Rückseitenkontakt des optischen Emitterchips (21) erstreckt.
Die Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, ferner aufweisend eine elektrische Verbindung zwischen dem optischen Sensorchip (11) und dem optischen Emitterchip (21).
Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit (1), wobei das Verfahren aufweist: - Bilden eines Verkapselungskörpers (10) aus einer Formmasse, wobei der Verkapselungskörper (10) eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist; - Einbetten eines optischen Sensorchips (11) in den Verkapselungskörper (10) auf der Vorderseite, so dass eine aktive Oberfläche (11A) des optischen Sensorchips (11) durch den Verkapselungskörper (10) unbedeckt ist; - Bilden einer leitenden Durchkontaktierung (12), die sich von der Vorderseite durch den Verkapselungskörper (10) zur Rückseite erstreckt; - Anordnen einer oberseitigen Umverteilungsschicht (13) auf der Vorderseite, wobei die oberseitige Umverteilungsschicht (13) den optischen Sensorchip (11) mit der leitenden Durchkontaktierung (12) elektrisch verbindet; - Anordnen eines Anschlusselements (15) auf der Rückseite zum elektrischen Verbinden der Sensoreinheit (1) mit einer integrierten Schaltungsvorrichtung; und - Anordnen einer rückseitigen Umverteilungsschicht (14) auf der Rückseite, wobei die rückseitige Umverteilungsschicht (14) das Anschlusselement (15) mit der leitenden Durchkontaktierung (12) elektrisch verbindet.