TW201320315A - 光電模組及其製造方法以及包含其的設備與裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用以製造光電模組(1)的方法，包含：a)設置其上配置多個偵測構件(D)的基板晶圓(PW)；b)設置間隔晶圓(SW)；c)設置光學晶圓(OW)，該光學晶圓包含對該等偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之多個透明部分(t)、以及用以實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分(b)；及d)備製晶圓堆疊(2)，在該晶圓堆疊中該間隔晶圓(SW)被配置於該基板晶圓(PW)與該光學晶圓(OW)之間，使得該等偵測構件(D)被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間。較佳地，用以發射該等偵測構件(D)通常可偵測的光之多個發射構件(E)被配置於該基板晶圓(PW)上，使得多個鄰近的發射構件與偵測構件係出現於該基板晶圓上。單一模組(1)可藉由分離該晶圓堆疊(2)而成為多個個別模組(1)來加以獲得。

Description

光電模組及其製造方法以及包含其的設備與裝置
本發明關於光電的領域，且較具體而言關於光電組件的封裝及製造。較具體而言，其關於光電模組及其製造方法以及包含此種模組的設備與電子裝置，尤其其中該等模組包含至少一個光偵測器。本發明關於依據申請專利範圍的開放條款之方法及設備。
從US 2010/0327164 A1，已知一種光電模組(較具體而言是一種近接感測器)，在製造該光電模組的期間，光發射器晶片及光偵測器晶片藉由使用轉移成型技術來加以覆蓋成型(overmold)以便形成透鏡於這些晶片上。
在US 5,912,872中，一種整合式光學設備被呈現。在製造該設備中，其上具有複數個主動元件的支撐晶圓係對準於具有對應複數個光學元件的透明晶圓。此種支撐-透明晶圓對可接著被切開。
在US 2011/0050979 A1中，一種用於具有功能元件的電光裝置之光學模組被揭示。該光電模組包括了具有至少一個透鏡元件的透鏡基板部分、及間隔件。該間隔件用來將該透鏡基板部分保持在軸向距離距完全組裝的電光裝置之基底基板部分明確界定處。為了確保該功能元件的性能改善，EMC屏蔽被設置。該間隔件為至少部份導電且因此形成該EMC屏蔽或該屏蔽的一部份。一種製造複數 個此種晶圓級模組的方法也被揭示於US 2011/0050979A1中。
術語的定義
「主動光學組件」：一種光感側或發光組件。例如，光二極體、影像感測器、LED、OLED、雷射晶片。
「被動光學組件」：一種藉由折射及/或繞射及/或反射將光重定向的光學組件，諸如透鏡、稜鏡、鏡面、或光學系統，其中光學系統為此種光學組件(可能也包含諸如孔徑光闌、影像屏、支架的機械元件)的集合。
「光電模組」：一種其中包含至少一個主動及至少一個被動光學組件的組件。
「複製」：一種藉其將給定結構或該給定結構的負片再生的技術。例如，蝕刻、壓製、模製。
「晶圓」：一種實質上碟狀或盤狀形狀的項目，其在一個方向(z方向或垂直方向)中的延伸相對於其在另二個方向(x及y方向或橫向方向)中的延伸而言很小。通常，在(非空白)晶圓上，複數個相似結構或項目被配置或設置於其中，典型以矩形格的方式。晶圓可具有開口或孔，且晶圓可甚至在其橫向區域的絕大部分中沒有材料。儘管在許多情境中，晶圓被理解成普遍由半導體材料所製成，在本專利申請案中，這很明確地不是限制。因此，晶圓可普遍由例如半導體材料、聚合物材料、複合材料(包含金屬與聚合物或者聚合物與玻璃材料)所製成。尤其， 諸如熱可固化或UV可固化聚合物的可硬化材料為配合所呈現發明的受關注晶圓材料。
「橫向」：參見「晶圓」。
「垂直」：參見「晶圓」。
「光」：最一般的電磁輻射；較具體而言為電磁光譜的紅外光、可見光或紫外光部分的電磁輻射。
本發明的一個目的為產生一種製造光電模組的替代方式。較具體而言，一種製造光電模組的特快方式及/或一種製造光電模組的特簡單方是應被提供。此外，各別的光電模組、包含此種光電模組的電子裝置以及包含多個此種光電模組的設備應被提供。
本發明的另一目的為提供具有特準確對準的光電模組以及一種對應的製造方法。
本發明的另一目的為提供特小尺寸的光電模組。
本發明的另一目的為提供包含至少主動光學組件及也有可能的被動光學組件(彼等受到良好保護對抗雜散光及/或串音)之光電模組。
本發明的另一目的為提供包含至少一個光電模組的特小電子裝置。
另外之目的從下列說明及實施例中顯露。
這些目的之至少一個係藉由依據申請專利範圍的設備及方法加以至少部份達成。
用以製造光電模組的方法包含下列步驟：a)設置其上配置多個偵測構件的基板晶圓；b)設置間隔晶圓；c)設置光學晶圓，該光學晶圓包含對該等偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之多個透明部分、以及用以實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分；及d)備製晶圓堆疊，在該晶圓堆疊中該間隔晶圓被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，使得該等偵測構件被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間。
此可容許以特有效率的方式製造光電模組，且可容許製造特微小的光電模組。
此外，入射在此種偵測構件上的光可受限於想要的光，且可阻止不想要的光(例如，不應到達該偵測構件的光)到達該偵測構件，因為其可能被該阻擋部分吸收及/或反射。為此目的，該至少一個阻擋部分可能對該等偵測構件可偵測的光而言至少實質上不可穿透。
該等偵測構件被配置於該基板晶圓與該光學晶圓「之間」的特徵應理解成分別包含且較精確意指該等偵測構件被含括於該基板晶圓中的情況以及該基板晶圓的至少另一部分存在使得該等偵測構件被配置於該基板晶圓的其他部分與該光學晶圓之間的情況。
在該等偵測構件被含括於該基板晶圓的情況中，可確切且較清楚地表明的是，該晶圓堆疊(參見步驟d))被 備製使得該等偵測構件被配置於「該基板之面對該光學構件的側上」，而非被配置於「該基板晶圓與該光學構件之間」。
不過，該等偵測構件可被含括於該基板晶圓中或不被含括於該基板晶圓中。
應注意到的是，對該等偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之透明部分的透明度不必然意指該等透明部分必須為對該等偵測構件通常可偵測的任何光而言可穿透。通常，對該等偵測構件通常可偵測的光的一部分之透明度為充足的。
尤其，該基板晶圓為一種被稱為基板晶圓的晶圓，且該間隔晶圓為一種被稱為間隔晶圓的晶圓，且該光學晶圓為一種被稱為光學晶圓的晶圓。
該偵測構件為一種用以偵測光(尤其是紅外光、較具體而言是近紅外光)的偵測器。
通常，該等晶圓的各者具有通常盤狀的形狀且包含二維週期性配置的結構或項目。
在一個實施例中，該偵測構件為或包含光二極體。
在可能與前述實施例組合的一個實施例中，步驟d)包含固定該基板晶圓至該間隔晶圓以及固定該間隔晶圓至該光學晶圓。該固定可在一者或兩者情況中藉由黏合加以達成。
在可能與一個或兩個前述實施例組合的一個實施例中，步驟d)包含對準該基板晶圓與該光學晶圓，使得該多 個偵測構件的各者係對準於該等透明部分的至少一者，尤其其中該等偵測構件的各者係以相同方式各對準於該等透明部分的一者。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，步驟a)包含下列步驟：a1)藉由取放(pick-and-place)方式放置該等偵測構件於該基板晶圓上。
在晶圓層級上實行此種取放操作容許達成高的放置準確度及高的製造速率。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，步驟a)包含下列步驟：a2)電連接該等偵測構件的各者至該基板晶圓。
此可例如藉由晶粒接合或藉由焊接或藉由回流來加以達成。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該多個透明部分的各者包含至少一個被動光學組件。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含設置一晶圓，該晶圓為該間隔晶圓與該光學晶圓的組合。此種晶圓可被稱為「組合的光學晶圓」。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含將該阻擋部分與該間隔晶圓製造成為單一部件的步驟。此可能尤其藉由使用複製來加以達成。
將晶圓(與對應的各別構件)組合通常容許以相對少 量的製造步驟且尤其以相對少量的對準步驟來完成。此可簡化製造及/或導致較高精確度的模組。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該多個透明部分的各者包含至少一個被動光學組件(諸如透鏡構件，作為被動光學組件的實例)，尤其其中該等被動光學組件的各者包含至少一個光學結構，或較具體而言，其中該等透鏡構件的各者包含至少一個透鏡元件。此種透鏡構件為或包含至少一個(光學)透鏡；且此種透鏡元件為一種可能為至少二個透明部件所構成之組合透鏡的一部分的透鏡。該等透鏡元件被設置用以藉由折射或(較典型而言)藉由繞射將光重定向。較一般而言，該等被動光學組件被設置用以藉由折射及/或藉由繞射及/或藉由反射將光重定向。
在提及了包含透鏡元件的前述實施例的一個實施例中，該等透鏡元件為大致凸面形狀或該等透鏡元件的一部分的至少各者為大致凸面形狀。當然，部份或大致凹面形狀或其他形狀(例如，組合凹面與凸面區)也有可能。
在提及了包含被動光學組件的前述實施例之一者或更多者的一個實施例中，該等被動光學組件的各者或該等被動光學組件的一部分之各者係各與該等偵測構件的至少一者關聯。
在提及了包含透鏡構件的前述實施例之一者或更多者的一個實施例中，該等透鏡構件的各者或該等透鏡構件的一部分之各者係各與該等偵測構件的至少一者關聯。
在提及了包含被動光學組件(諸如透鏡構件)的前述實施例之一者或更多者的一個實施例中，該方法包含下列步驟：c1)藉由複製來製造該等被動光學組件。
複製可能為一種分別生產多個例如透鏡及透鏡元件的很有效率方式。這個方式可能節省許多對準步驟及/或很多製造時間。
在提及前述實施例的一個實施例中，步驟c1)包含以液態、黏性或塑性可變形材料複製一表面且隨後硬化(尤其是固化)該材料。合適的材料可能為例如聚合物，諸如環氧樹脂。
在提及前述實施例的一個實施例中，該表面的該複製包含將該表面壓製至該材料。
在提及前二個實施例之一者或兩者的一個實施例中，硬化該材料係藉由以光(尤其以紫外光)加熱及照射的至少一者加以達成。尤其，該硬化可為固化。
在可能與前述實施例的一者或更多者組合的一個實施例中，該間隔晶圓係由實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的光之材料所製成。用於該間隔晶圓，一種對該等偵測構件可偵測的光而言實質上不透明的材料可使其有可能屏蔽該等偵測構件不受到不想要的光(諸如來自該模組外側的雜散光)、或者如果發射構件被設置時(見下文)有可能防止從該等發射構件至該等偵測構件的串音。
在提及前述實施例的一個實施例中，用以發射該等偵 測構件通常可偵測的光的多個發射構件被配置於該基板晶圓上，尤其其中該等發射構件被設置成使得多個鄰近的發射構件與偵測構件係出現於該基板晶圓上。典型地，該等發射構件的各者係與該等偵測構件的一者關聯。
關於該等發射構件及它們的發射光譜，應注意到的是，該等偵測構件通常可偵測的光之發射既不意指所發射的光必然涵蓋該等偵測構件通常可偵測的光之全波長範圍，也不意指該等偵測構件通常不可偵測的光之(額外)發射將被排除。通常，對該等偵測構件通常可偵測的光之一部分的透明度為充足的。通常，該等偵測構件通常可偵測的其一部分落在該波長範圍的光之發射為充足的。
在提及前二個實施例之一者或兩者的一個實施例中，該等發射構件被放置於該基板晶圓上以供在通常垂直於該基板的延伸之方向中發射該光。此方式，垂直傳遞的光被發射，其通常將貫穿該等透明部分的一者。
在提及了包含該等發射構件的實施例之一者或更多者的一個實施例中，該等被動光學組件的各者或該等被動光學組件的一部分之各者係各與該等發射構件的一者關聯。
在提及了包含該等發射構件及透鏡構件的實施例之一者或更多者的一個實施例中，該等透鏡構件的各者或該等透鏡構件的一部分之各者係各與該等發射構件的一者關聯。
在提及了包含該等發射構件的實施例之一者或更多者的一個實施例中，該多個被動光學組件包含各與該等發射 構件的一者關聯之複數個被動光學組件以及各與該等偵測構件的一者關聯之另外的複數個被動光學組件。此方式，包含發射構件(配置於關聯的被動光學組件(例如，透鏡構件)下方)及偵測構件(配置於關聯的被動光學組件(例如，透鏡構件；這些透鏡構件不同於前述透鏡構件)下方)的模組可妥善地被製造。其中，「下方」意指通常垂直的方向(相對於該晶圓延伸)。
在提及了包含該等發射構件的實施例之一者或更多者的一個實施例中，該間隔晶圓被構造且配置成使得其減少該等發射構件與該等偵測構件間的光學串音。此可容許降低光學串音，意義上為降低或消除該發射構件所發射且該偵測構件所偵測之通過不想要光徑已經到達該偵測構件的光(例如，已經被散射(以不想要的方式)於該光電模組內或已經到達該偵測構件而沒有離開該光電模組)之量。其可容許實質上衰減或阻擋該發射構件所發射的光(其沒有通過該光學晶圓(二次))。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含下列步驟：h)藉由複製製程來獲得該間隔晶圓。
此可使該等模組的製造特別有效率。例如，該複製製程可包含壓製步驟。作為用於該間隔晶圓的材料，聚合物基的材料(例如環氧樹脂)、尤其是可固化材料可能為合適的選擇。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施 例中，該阻擋部分中的材料(該光學晶圓實質上由該材料所製成)為一種硬化的可硬化材料(尤其一種固化的可固化材料)，例如，諸如環氧樹脂之聚合物基的材料。
在可能與前述實施例之一者或兩者組合的一個實施例中，該光學晶圓在該阻擋部分中的部分係藉由使用複製製程來加以獲得。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該等光電模組為近接感測器。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含下列步驟：e)在該基板晶圓設置焊球，該焊球係設於基板感測器的一側上，該側係相對於該基板構件的其上配置該等偵測構件之側。
也有可能設置一種具有接觸墊且不設有焊球的基板晶圓。
此方式，製造的模組可被輕易使用於電子裝置的製造，例如，其可被用來作為表面安裝裝置。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含下列步驟：f)分離該晶圓堆疊而成為多個個別模組，該多個個別模組各包含：- 該基板晶圓的一部分；- 該等偵測構件的至少一個；- 該間隔晶圓的一部分； - 該等透明部分的至少一個；及- 該阻擋部分的一部分。
此方式，個別光電模組以很有效率的方式加以獲得。該分離(或切割)可藉由例如機械工具(諸如晶圓鋸或打孔刀具)或藉由雷射加以達成。
在可能與前述實施例之一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含下列步驟：g)設置被配置在該光學晶圓旁的擋板晶圓於該光學晶圓的一側上，該側係相對於該光學晶圓的其上配置該等間隔晶圓之側，該擋板晶圓包含多個透明區；其中步驟d)被下列步驟替換：d’)備製晶圓堆疊，在該晶圓堆疊中該間隔晶圓被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，使得該等偵測構件被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，且其中該光學晶圓被配置於該擋板晶圓與該間隔晶圓之間。
藉由該擋板晶圓，有可能將角範圍限制在入射於該擋板層上的光可進入該等模組及/或到達該多個偵測構件的至少一部分之角範圍內。
較具體而言，該擋板晶圓為一種被稱為擋板晶圓的晶圓。
典型地，該等透明區的各者或該等透明區的一部分之各者係與該等偵測構件的至少一個關聯；及/或，如果該等發射構件被設置，該等透明區的各者或該等透明區的一部分之各者係與該等發射構件的至少一個關聯。
該等透明區可例如藉由通過該擋板晶圓的洞及/或藉由對該等偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之材料來加以形成。
在提及前述實施例的一個實施例中，該擋板晶圓係部份或甚至實質上由回彈性或者由彈性或塑性可變形材料所製成。例如，發泡或發泡狀材料可被使用。
在可能與前述實施例之一者或兩者組合的一個實施例中，該材料(該擋板晶圓實質上由該材料所製成)為一種硬化的可硬化材料(尤其一種固化的可固化材料)，例如，諸如環氧樹脂之聚合物基的材料。注意到有可能的是，在硬化的或固化的狀態中，該材料為回彈性材料。
在可能與前三個實施例的一者或更多者組合的一個實施例中，該擋板晶圓係藉由使用複製製程加以獲得。
在可能與前四個實施例的一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含設置一晶圓，其為該擋板晶圓與該光學晶圓的組合。此種晶圓可被稱為「組合的光學晶圓」。
在可能與前五個實施例的一者或更多者組合的一個實施例中，該方法包含將該阻擋部分與該間隔晶圓製造成為單一部件的步驟。此可能尤其藉由使用複製加以達成。
將晶圓(與對應的各別構件)組合通常容許以相對少量的製造步驟且尤其以相對少量的對準步驟來完成。此可簡化製造及/或導致較高精確度的模組。
在可能與前述實施例的一者或更多者組合的一個實施例中，該基板晶圓實質上為印刷電路板組件，較具體而言 是其上安裝至少一個主動光學組件的印刷電路板。此方式，印刷電路板製造的熟知技術可被用於該基板晶圓的製造。印刷電路板配置(PCBA)包含印刷電路板(PCB)。其可能僅僅為印刷電路板或(較典型地)為一或更多個電組件或電子組件被安裝於其上的印刷電路板，其中該一或更多個組件可尤其為主動光學組件，諸如該等偵測構件及/或該等發射構件。
用以將該等偵測構件與該等發射構件(如果有設置)電接觸的接觸區域、以及從外側將模組與(垂直)跨越該基板晶圓的電連接電接觸的接觸區域可因此被輕易設置。
事實上，此導致本發明的另一(第二)方面，其將被討論於下。
該光電模組包含：- 基板；- 配置成通常平行於該基板的光學構件；- 偵測構件，配置於該基板與該光學構件之間、安裝於該基板上、用以偵測已經通過該光學構件的光；及- 配置於該基板與該光學構件間的分離構件；其中該光學構件包含對該偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之至少一個透明部分、以及用以實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分。
此種模組可提供構件的特佳可製造性及特準確及/或簡單對準，且其可被設計成很小。
該偵測構件可通常被含括於該基板中或不被含括於該 基板中。在該偵測構件被含括於基板的情況中，可確切且較清楚地表明的是，該偵測構件被配置於「該基板之面對該光學構件的側上」，而非被配置於「該基板晶圓與該光學構件之間」。
本發明包含具有依據本發明的對應方法之特徵的光電模組，且反之也包含具有對應光電模組的特徵之方法。該等模組的一些特定實施例被明確描述於下。
該等模組的優點基本上相當於對應方法的優點，反之亦然。
在該模組的一個實施例中，該分離構件被配置於該偵測構件旁。
在可能與前述實施例組合的一個模組實施例中，該至少一個阻擋部分係由實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的光之材料所製成。尤其，該材料為熱固化材料。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該基板為通常平面的基板。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該基板為通常盤狀的基板。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該光學構件為通常平面的光學構件，至少當不考慮可能存在的其他被動光學組件的突出透鏡構件部分或突出部分時。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該光學構件為通常盤狀的光學構件。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例，該分離構件為通常平面的分離構件。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該分離構件為通常盤狀的分離構件。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該分離構件具有一或更多個開口。典型地，該偵測構件被配置於這些開口的一個中。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該光學構件與該分離構件被組合成一個構件。尤其，該至少一個阻擋部分與該分離構件被製造成為單一部件，例如，藉由使用複製。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該偵測構件為封裝電組件，例如，SMT裝置。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，除了前一個描述的實施例以外，該偵測構件為未封裝電組件，例如，倒裝晶片或藉由導線接合附接至該基板的晶片。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該透明部分包含至少一個被動光學組件，或較具體而言，至少一個透鏡構件。
在提及前述實施例的一個實施例中，該至少一個被動光學組件(或該至少一個透鏡構件)包含至少一個光學結構(或至少一個透鏡元件)，其中該至少一個光學結構( 或該至少一個透鏡元件)為硬化的可硬化材料所製成且藉由使用複製製程所獲得的光學結構之至少一者。尤其，該硬化的可硬化材料係藉由以光(尤其以紫外光)加熱及照射的至少一者來加以硬化。較具體而言，該硬化為固化。該複製製程可包含壓製步驟。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該基板與該光學構件經由該分離構件被互相固定。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該分離構件實質上從該基板延伸至該光學構件。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該分離構件被黏合至該光學構件及至該基板，例如，藉由熱固化黏膠(例如，合適的環氧樹脂)。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該基板、該光學構件及該分離構件為大致塊狀或板狀形狀，至少該分離構件具有至少一個洞，尤其其中該洞延伸通過該分離構件。此方式，有可能達成特佳的可製造性。
在提及前述實施例的一個模組實施例中，該偵測被配置於該洞內。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，其中該基板、該光學構件及該分離構件具有矩形配置的外表面。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，下列的橫向尺寸係實質上相同：- 該基板；- 該光學構件；- 該分離構件；尤其其中該模組的橫向尺寸係實質上與之相同。
術語橫向尺寸意指實質垂直於其中該基板及該分離構件及該光學構件被實質配置的方向所量測之尺寸。藉由基板、光學構件及分離構件的橫向外尺寸係實質上相同，該模組的可製造性被大大增強。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該模組包含用以發射該偵測構件通常可偵測的光之發射構件。
在提及前述實施例的一個實施例中，該分離構件的至少一部分被配置於該發射構件與該偵測構件之間以便減少該發射構件與該偵測構件間的光學串音。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該偵測構件被該分離構件圍繞。
在提及了包含發射構件的前述模組實施例之一者或更多者的一個實施例中，該發射構件被該分離構件圍繞。
尤其，可被提供的是，該模組的側壁(周圍側壁)的一部分由該分離構件所形成。
在提及了包含發射構件的前述模組實施例之一者或更多者的一個實施例中，該光學構件包含至少第一透鏡構件 與第二透鏡構件，該第一透鏡構件與該第二透鏡構件各包含至少一個透鏡元件。尤其，可被提供的是，該第一透鏡構件與該第二透鏡構件分別形成該光學構件的第一與第二透明部分，且較具體而言，其中該第一透鏡構件與該第二透鏡構件被該阻擋部分圍繞。
在提及前述實施例的一個實施例中，在通常平行於該基板的方向(垂直方向)中觀看，該發射構件及該第一透鏡構件被一前一後配置，且該偵測構件及該第二透鏡構件被一前一後配置。此種模組可為很小且功能強大。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該偵測構件為封裝電組件，例如，SMT裝置。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的包含發射構件之一個模組實施例中，除了前一個描述的實施例以外，該偵測構件為未封裝電組件，例如，倒裝晶片或藉由導線接合附接至該基板的晶片。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的包含發射構件之一個模組實施例中，該發射構件、該光學構件及該偵測構件被構造且配置成，使得當從該發射構件所發射之已經通過該至少一個透明部分且已經被位在該模組外側的表面反射並已經再次通過該至少一個透明部分的光被該偵測構件偵測到時，所偵測到的光之量取決於該表面至該光學構件的距離。
其中，位在該模組外側的表面通常(在典型應用中) 將位於該光學構件附近1 m以下的距離、較具體而言20 cm或甚至8 cm以下。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該分離構件係由實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的光之材料所製成。這可能在該分離構件被設置成實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的光(但除了從該分離構件的一側(該側相對於該分離構件面對該偵測構件的一側)入射的光以外)免於被該偵測構件偵測到時特別有幫助。
通常，該分離構件不是該基板的一部分且不是該光學構件的一部分。典型地，該分離構件為單一部件。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該分離構件為硬化的可硬化材料所製成及藉由使用複製製程所獲得的分離構件之至少一者。較具體而言，該硬化為固化。尤其，該硬化的可硬化材料(或固化的可固化材料)可藉由施加熱來加以硬化(固化)。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該至少一個透明部分係實質上由聚合物基的材料(例如環氧樹脂、或尤其是固化的可固化材料)所製成。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該至少一個阻擋部分係實質上由聚合物基的材料(例如環氧樹脂所製成)。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個 模組實施例中，該基板提供從該偵測構件跨越該基板的至少一個電連接。此為一種(從外側)電接觸位於該模組內的主動光學組件的一流方式。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該基板為印刷電路板組件。由於此印刷電路板組件為封裝的構件(即該模組的構件)，其也可被稱為一種具有至少一個主動光學組件安裝於上的插入物。該印刷電路板(PCB)材料可例如為剛性或撓性PCB材料、纖維強化或非纖維強化材料，其可為環氧基材料，諸如FR4或聚醯亞胺。主動光學組件可例如藉由導線接合或焊接被安裝於該PCB上。相同者也應用至可能構成該基板晶圓的PCB組件的PCB。
通常，該偵測構件與該發射構件的至少一個(典型上兩者)被電連接至該基板構件，其中此可例如藉由焊接、藉由表面安裝技術(SMT)或藉由倒裝晶片技術或藉由導線接合加以完成。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，該模組包含擋板構件，其被配置在該光學構件旁而在該光學構件的一側上，該側係相對於該光學構件的其上配置該間隔構件之側。該擋板構件可被構造且配置成被保護不受到不想要的光(尤其保護該偵測構件不受到不想要的光)、及/或用作孔徑。
在提及前述模組實施例的一個模組實施例中，該擋板構件係部份或甚至實質上由回彈性或者由彈性或塑性可變 形材料所製成。此可能例如在安裝該模組時有幫助。例如，當模組被配置於外殼內而機械性接觸於該外殼的窗口時，安裝容限可被回彈性擋板構件吸收，例如，使其上安裝該模組的印刷電路板至該窗口的距離較不重要，該回彈性擋板構件藉由輕易變形及調整其本身來導致該距離的變化。
在待與前述模組實施例的一者或兩者組合的一個模組實施例中，該擋板構件及該光學構件被組合於一個構件中；尤其，該至少一個阻擋部分與該間隔構件藉由使用複製而被製造成為單一部件。
在可能與前述模組實施例的一者或更多者組合的一個模組實施例中，其中該模組為近接感測器。
該設備包含多個依據本發明之模組的設備。並且該設備包含基板晶圓、光學晶圓、及間隔晶圓，其中該多個基板被包含於該基板晶圓中，該多個光學構件被包含於該光學晶圓中，該多個分離構件被包含於該間隔晶圓中。通常，該設備可被視為晶圓堆疊。並且通常，所有該等晶圓為通常平面且通常碟狀或盤狀形狀，在至少當不考慮可能存在的突出透鏡構件部分(或較一般而言被動光學組件的突出部分)時的光學晶圓之情況中。
該電子裝置包含印刷電路板及被安裝於該印刷電路板上的依據本發明之模組。例如，該裝置為手持式通訊裝置。該裝置也可為攝影裝置，諸如照片攝影機。
本發明的另一方面(第二方面)為提供一種用以製造 光電模組的方法，該方法包含下列步驟：a’)設置其上配置多個偵測構件的基板晶圓；b’)設置間隔晶圓；c’)設置光學晶圓；及d’)備製晶圓堆疊，在該晶圓堆疊中該間隔晶圓被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，使得該等偵測構件被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，其中該基板晶圓實質上為印刷電路板組件。
依據該第二方面的此方法之特定實施例係在組合此方法與上述方法時輕易可理解，包括或排除該光學晶圓包含多個透明部分及至少一個阻擋部分的特徵。
類似地，在本發明的此第二方面中，下列光電模組、設備及電子裝置被包含：一種光電模組，包含：- 實質上為印刷電路板組件的基板；- 配置成通常平行於該基板的光學構件；- 偵測構件，配置於該基板與該光學構件之間、安裝於該基板上、用以偵測已經通過該光學構件的光；及- 配置於該基板與該光學構件間的分離構件。
一種設備包含多個依據本發明第二方面的模組。
一種電子裝置包含印刷電路板及被安裝於該印刷電路板上的依據本發明第二方面之模組。
分別依據該第二方面的這些光電模組及設備與電子裝置的特定實施例係在分別組合這些與上述的光電模組及設 備與電子裝置時輕易可理解，包括或排除該光學構件包含至少一個透明部分及至少一個阻擋部分的特徵。
更一般的概觀
注意到的是，有可能晶圓(「組合的光學晶圓」)被設置，該晶圓為所述光學晶圓與所述間隔晶圓的組合。因此，於是，該間隔晶圓為任意的，其性質及功能係由相應地構造及配置的光學晶圓加以實現。此可例如藉由製造成為單一部件來加以完成：以上被描述為間隔晶圓者以及以上被描述為至少一個阻擋部分者。類似地，「組合的光學晶圓」可被設置，其可被理解成所述光學晶圓與所述擋板晶圓的組合。並且，也有可能規定的是，「組合的光學晶圓」可被理解成所述光學晶圓與所述間隔晶圓與所述擋板晶圓的組合。
對應地，有可能的是，一構件被設置，該構件為所述光學構件與所述分離構件的組合。因此，於是，該分離構件為任意的，其性質及功能係由相應地構造及配置的光學構件加以實現。此可例如藉由製造成為單一部件來加以完成：以上被描述為分離構件者以及以上被描述為至少一個阻擋部分者。與擋板構件的替代或額外組合當然也有可能。
換句話說，應用至所揭示實施例之任一者的是，該間隔晶圓及/或該擋板晶圓(如果真的存在)可被包含於該光學晶圓中或可從該光學晶圓分離；且該分離構件及/或 該擋板構件(如果真的存在)可被包含於該光學構件中或可從該光學構件分離。
更一般的方法因而如下：一種用以製造光電模組的方法，該方法包含下列步驟：A)設置其上配置多個偵測構件的基板晶圓；C)設置光學晶圓，該光學晶圓包含對該等偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之多個透明部分、以及用以實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分；及D)備製包含該基板晶圓及該光學晶圓的晶圓堆疊。
更一般的光電模組因而如下：一種光電模組，包含：- 基板；- 配置成通常平行於該基板的光學構件；及- 偵測構件，配置於該基板與該光學構件之間、安裝於該基板上、用以偵測已經通過該光學構件的光；其中該光學構件包含對該偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之至少一個透明部分、以及用以實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分。
該方法及該光電模組的各種較精細實施例係從上述實施例輕易得到，如同該設備及該電子裝置。上述特徵及提議被輕易轉換成代表所述更一般的概觀之申請專利範圍。
本發明的另外實施例及優點(在其第一及第二方面中 且在該更一般的概觀中)從附屬項及圖中顯露。
第1圖顯示光電模組1的示意剖面圖。所示的剖面為垂直剖面。第2圖顯示第1圖的模組之構件的各種橫向示意剖面圖，其中這些橫向剖面圖的大約位置在第1圖中以s1至s5與虛線加以指出。針對s4及s5，觀看的方向以箭號加以指出。
模組1包含在術語「垂直」被定義的方向(其相當於z方向(參見第1圖))中互相堆疊的數個構件(P、S、O、B)。垂直於垂直(z)方向的x-y平面(參見第2圖)中的方向被稱為「橫向」。
模組1包含互相堆疊的基板P、分離構件S、光學構件O及擋板構件B。基板P為例如印刷電路板組件。此PCB組件的印刷電路板(PCB)可較具體而言也被稱為中介層(interposer)。在該PCB上，用以發射光(尤其是紅外光(較具體而言是近紅外光))的發射構件E可被安裝(例如，發光二極體)；且用以偵測光(尤其是紅外光(較具體而言是近紅外光))的偵測構件D可被安裝於該發射構件上(例如，光二極體)。發射構件E與偵測構件D的電接點被電連接至模組1的外側，此處焊球7被附接。代替設置焊球7，將也有可能設置接觸墊於不設有(或在稍後設有)焊球的PCB上。
此方式，模組1可例如以表面安裝技術(SMT)安裝 於印刷電路板9上，在其他電子組件旁(未顯示)。印刷電路板9可為電子裝置10(諸如手持式通訊裝置)的構件。尤其，裝置10可為智慧型手機。模組1尤其適於此種應用，因為其可被製造成具有特小尺寸。
分離構件S具有二個開口4，發射構件E被配置於它們的一個中且偵測構件D被配置於另一個中。此方式，發射構件E及偵測構件D被分離構件S橫向圍繞。
分離構件S可實現數個工作。其可確保基板P與光學構件O間(通過其垂直延伸)的距離明確界定，這幫助達成從發射構件E通過光學構件O至偵測構件D以及從模組1的外側通過光學構件O至偵測構件D的光徑明確界定。藉由對偵測構件D通常可偵測的光而言實質上不可穿透以及藉由形成模組1的外壁的一部分，分離構件S也可提供偵測構件D被保護不受到不應該被偵測構件D偵測到的光。並且，藉由對偵測構件D通常可偵測的光而言實質上不可穿透以及藉由形成發射構件E與偵測構件D間的壁，分離構件S也可提供偵測構件D被保護不受到發射構件E所發射之不應到達偵測構件D的光，以便減少發射構件E與偵測構件D間的光學串音。模組1內所反射的光以及來自發射構件E的雜散光可用此方式保持不到達偵測構件D。典型地，分離構件S由聚合物材料所製成，尤其是可硬化或較具體而言可固化聚合物材料，例如環氧樹脂。光學構件O包含阻擋部分b及二個透明部分t，一個用以讓發射構件E所發射的光離開模組1且另一個 用以讓光從模組1的外側進入模組1且到達偵測構件D。
例如藉由以合適(聚合物)材料所製成，阻擋部分b對偵測構件D通常可偵測的光而言實質上不可穿透。透明部分t包含被動光學組件L或較具體而言且舉例而言各包含透鏡構件L，用於光引導。透鏡構件L可例如包含如第1圖中所示之緊密接觸於透明元件6的二個透鏡元件5。透明元件6可具有與形成阻擋部分b的光學構件O相同的垂直尺寸，使得形成阻擋部分b的光學構件O連同透明元件6形成(接近完美的)固態盤狀形狀。透鏡元件5藉由折射(參見第1圖)及/或藉由繞射將光重定向。例如，它們可皆為大致凸面形狀(如第1圖中所示)，但透鏡元件5的一者或更多者可為不同形狀，例如大致或部份凹面。
擋板構件B容許屏蔽不想要的光，尤其是離開模組1的光或者以想要的角度入射於模組1的光。通常，擋板構件B將具有二個個別透明區3，其可被體現為開口或者藉由透明材料加以體現。擋板構件B在透明區3外側可由實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的光之材料所製成、或其可被設有一種具有此種性質的塗層，其中後者通常製造上較複雜。擋板構件B的形狀或較精確而言透明區3的形狀可能當然與第1及2圖中所示的形狀不同，例如，形成錐形形狀或形成截角錐。
不僅透明區3還有透明部分t與開口4的橫向形狀不必然是圓形，但可具有其他外觀，例如，具有圓角的多角 形或矩形。
模組1為光電組件，較精確而言為封裝光電組件。模組1的垂直側壁由項目P、S、O及B所形成。底壁由基板P所形成，且頂壁由擋板構件B或由擋板構件B連同光學構件O所形成。
如第2圖中清楚可見，四個項目P、S、O、B(其可能為了以上原因也被稱為外殼組件)皆具有實質相同的橫向形狀及橫向尺寸。此係關於一種製造此種模組1的可能且非常有效率的方式，其參照第3及4圖而較詳細描述於下。這些外殼組件P、S、O及B皆為大致塊狀或盤狀形狀或者更一般而言為大致矩形平行六面體形狀、有可能具有洞或開口(諸如擋板構件B及分離構件S)或者凸出(諸如光學構件O)。
第1圖中所示的模組1可為近接感測器。此種模組1將容許偵測是否物件位在距該模組一預定距離內，例如，從偵測構件D所輸出的光電流加以判斷，同時發射構件E將發射光，其可能是光脈衝的形式。例如，發射構件E、光學構件O及偵測構件D可被配置成使得一個能夠將光反射之位於光學構件O的預定距離或距離範圍內的表面可以致能由偵測構件D偵測到由發射構件E所發射且由該表面所發射之夠高強度的光，而由發射構件E所發射且分別由位於遠離光學構件O的此種表面及在該預定距離之外的此種表面所發射之光將不會造成由偵測構件D偵測到夠高的光強度。
也有可能產生一種僅包含偵測構件D且沒有發射構件E的模組(作為電子組件)。在此情況中，該模組可被實質上體現為第1及2圖中所示模組1的右半部。
此外，有可能提供依據與以上所討論相同的原理加以設計的模組，但除了偵測構件D以外包含一或更多個額外電子組件(諸如額外的光偵測器)、或一或更多個積體電路、或二或更多個光源。
模組中所含括的主動電子組件(諸如第1圖的實例中的發射構件E及偵測構件D)可以為封裝或者未封裝電子組件。用以接觸基板P，諸如打線接合或覆晶技術或任何其他已知表面安裝技術的技術可被使用，或甚至習知的貫通孔(through-hole)技術可被使用。
第3圖顯示用以形成晶圓堆疊(用以製造多個如第1圖中所示模組)的晶圓之示意剖面圖。有可能(幾乎)完全在晶圓級上製造此種模組1，當然具有隨後的分離步驟。儘管第3及4圖僅顯示三個模組1的安排，在一個晶圓堆疊中通常將在各個橫向方向中有至少10個、更確切至少30個或甚至超過50個模組的安排。該等晶圓各者的典型尺寸為：橫向至少5 cm或10 cm，且最多30 cm或40 cm或甚至50 cm；且垂直(以沒有組件被配置於基板晶圓PW上的方式所量測)至少0.2 mm或0.4 mm或甚至1 mm，且最多6 mm或10 mm或甚至20 mm。
四個晶圓係足以製造多個第1圖中所示的模組：基板晶圓PW、間隔晶圓SW、光學晶圓OW及擋板晶圓BW。 各個晶圓包含多個被含括於對應模組1(參見第1及2圖)中的對應構件，通常配置於矩形格上，典型互相具有些許距離以供晶圓分離步驟。
基板晶圓PW可為包含標準PCB材料的PCB之PCB組件，該基板晶圓設有焊球7於一側上且設有被焊接至另一側的主動光學組件(E及D)。藉由取放方式使用標準取放機將該格放置於基板晶圓PW上。
為了提供最大保護免於偵測到不想要的光，所有晶圓PW、SW、OW、BW可實質上由對偵測構件D可偵測的光而言實質上不可穿透的材料所製成，當然除了透明區域以外，諸如透明部分t及透明區3。
晶圓SW與BW以及也可能的晶圓OW的全部或一部分可藉由複製來加以生產。在範例複製製程中，結構化表面被壓製(emboss)到液態、黏性或塑性可變形材料中，接著該材料被硬化，例如，藉由使用紫外輻射或加熱來固化，且接著該結構化表面被移除。因此，該結構化表面的複製品(其在此情況中為複製陰模)被獲得。用於複製的合適材料為例如可硬化(較具體而言可固化)聚合物材料或其他複製材料，即，在硬化步驟中(較具體而言在固化步驟中)可從液態、黏性或塑性可變形態轉變成固態的材料。複製為已知技術，關於此技術的更多細節參見例如WO 2005/083789 A2。
在光學晶圓OW的情況中，複製或模製可被用來獲得不透明部分(阻擋部分b)。也將有可能設置洞，透明部 分t應該藉由鑽孔或蝕刻而在此洞。
隨後，所獲得的前導晶圓被設有透鏡構件L，以便產生光學晶圓OW。此可藉由複製來加以完成，例如形成透鏡構件L成為單一部件，例如US 2011/0043923 A1中所描述。然而透鏡構件L也可以從半成品部件為晶圓(包含透明部分t所界定之洞內的透明元件6)來開始製造。當透鏡構件L各形成至少一個頂點時，此可能特別有用，且這些頂點位於光學晶圓OW的垂直剖片外側。此種半成品部件為(通常且在圖中所示的範例情況中)平的盤狀晶圓，該晶圓在透明部分t中沒有洞穿透該晶圓且實際上沒有或只有很淺的表面皺褶，使得表面皺褶通常為凹面，即，不延伸超過阻擋部分b所形成的晶圓表面。
像這樣的半成品部件可藉由下列步驟加以獲得：開始是從具有洞或開口(透明部分應該在此處)之平的前導晶圓(典型由一個材料所製成)且接著例如藉由使用分配製程以透明材料充填該等洞，且不是逐個充填該前導晶圓中的洞(例如，藉由使用分配器，如同用於覆晶技術或相似者中的底部充填製程的分配器)、就是一次充填數個洞(例如，藉由使用塗刷法(例如，已知的篩網印刷)或具有數個空心針輸出材料的分配器)。在該分配期間，該晶圓可被放置於平的支撐板(例如由聚矽氧烷所製成)上。必須關注於防止氣泡或空穴形成於該分配材料中，因為這會降低待被生產的透鏡構件L之光學性質。例如，可用此種方式實行該分配：晶圓材料的潤濕在該晶圓與下層支撐板 所形成的邊緣(或在靠近此種邊緣的位置)處開始，例如，藉由適當引導空心針(輸出該材料)靠近此種邊緣。隨後，該分配材料被固化，例如藉由熱或UV輻射，以便獲得硬化的透明材料。
可能以此方式形成的凸彎液面(convex meniscus)可藉由拋光加以平坦化，以便獲得透明元件6(具有被調整至晶圓厚度的平行表面)。接著，藉由複製，透鏡元件5通常被施加至晶圓OW的兩側(頂及底側)。在透明元件的凸彎液面之情況中，該複製可發生在這些元件上，其中所施加的複製材料量可能必須被相應地調整。
如已經被提及，一般有可能的是，該間隔晶圓SW及/或該擋板晶圓BW為過時的，意義是特定種類的光學晶元被設置。那就是一種併入該間隔晶圓SW及/或該擋板晶圓BW的特徵及功能的光學晶圓(「組合的光學晶圓」)被設置。生產此種「組合的光學晶圓」可藉由使用特定前導晶圓以及(根據該前導晶圓所製造的)特定半成品部件來加以完成。此種前導晶圓及半成品部件分別具有至少一個結構化表面，通常具有垂直延伸超過透明元件(待被分別設置於前導晶圓中且出現於該半成品部件中)的二個表面之至少一者的突出
在第5圖中，具有一個結構化表面的半成品部件ow’的實例被概略示出。半成品部件ow’的此實例可被用來製造光學晶圓(「組合的光學晶圓」)且可被理解成光學晶圓OW與間隔晶圓SW的組合。
輕易從第5圖推論出當被用來製造第1圖中所示的模組時半成品部件看起來可能為何。將第4圖中的晶圓OW及SW(或晶圓OW及BW、或晶圓OW及SW及BW)視為一個單一部件，可輕易想像用以製造依據第1圖的模組之對應光學晶圓(「組合的光學晶圓」)並也想像對應半成品部件看起來為何。第6圖概略示出了包含組合的光學構件之光電模組的剖面圖。此光電模組相當於第1圖的光電模組，只是分離構件S與擋板構件B都未從光電構件O分離。它們兩者被含括於光學構件O中。分離構件S及擋板構件B皆可藉由光學構件O的阻擋部分b而被一起製造(在單一製程中)。
為了形成晶圓堆疊2，晶圓被對齊且接合在一起，例如，藉由例如使用熱固化環氧樹脂的膠合。通常關鍵點是，確保各個主動光學組件(諸如基板晶圓PW上的偵測構件D及發射構件E)被夠準確地分配於對應的被動光學組件(諸如光學晶圓OW的透鏡構件L)。
第4圖顯示用以製造多個第1圖中顯示的模組之所獲得的晶圓堆疊2之剖面圖。細的虛線矩形指出了分離的發生處，例如，藉由使用切割鋸。
多數對齊步驟在晶圓級上被實行的事實使其有可能以相當簡單且極快的方式達成良好對齊(尤其是構件D及E相對於構件L的對齊)。總製造程序極快且精確。由於晶圓級的製造，僅需要極少數的生產步驟來製造多個模組1。
1‧‧‧光電模組、近接感測器
2‧‧‧晶圓堆疊
3‧‧‧透明區
4‧‧‧開口
5‧‧‧光學結構、透鏡元件
6‧‧‧透明元件
7‧‧‧焊球
9‧‧‧印刷電路板
10‧‧‧電子裝置、智慧型手機
b‧‧‧阻擋部分、不透明部分
B‧‧‧擋板構件
BW‧‧‧擋板晶圓
D‧‧‧偵測構件、偵測器、光二極體
E‧‧‧發射構件、光發射器、發光二極體
L‧‧‧被動光學組件、透鏡構件
O‧‧‧光學構件
ow’‧‧‧半成品部件
OW‧‧‧光學構件
P‧‧‧基板
PW‧‧‧基板晶圓
s1,s2,...‧‧‧參考剖面圖
S‧‧‧分離構件
SW‧‧‧分離晶圓
t‧‧‧透明部分
以下，本發明藉由實例及所包括的圖式加以較詳細地描述。該等圖概略顯示：第1圖 光電模組的剖面圖；第2圖 第1圖的模組之構件的各種剖面圖；第3圖 用以形成晶圓堆疊(用以製造多個第1圖的模組)的晶圓之剖面圖；第4圖 用以製造多個第1圖的模組之晶圓堆疊的剖面圖；第5圖 具有結構化表面的半成品部件之剖面圖；第6圖 包含了組合的光學構件(包含分離構件及擋板構件)之光電模組的剖面圖。
圖中所使用的元件符號以及其涵義被總結於元件符號表中。所述實施例意思是作為實例且不應局限本發明。
1‧‧‧光電模組
2‧‧‧晶圓堆疊
7‧‧‧焊球
L‧‧‧被動光學組件、透鏡構件
E‧‧‧發射構件、光發射器、發光二極體
D‧‧‧偵測構件、偵測器、光二極體
BW‧‧‧擋板晶圓
OW‧‧‧光學構件
SW‧‧‧分離晶圓
PW‧‧‧基板晶圓

Claims (35)

  1. 一種用以製造光電模組的方法，該方法包含下列步驟：a)設置其上配置多個偵測構件的基板晶圓；b)設置間隔晶圓；c)設置光學晶圓，該光學晶圓包含對該等偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之多個透明部分、以及用以實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分；及d)備製晶圓堆疊，在該晶圓堆疊中該間隔晶圓被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，使得該等偵測構件被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟a)包含下列步驟：a1)藉由取放(pick-and-place)方式放置該等偵測構件於該基板晶圓上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，包含將該間隔晶圓與該至少一個阻擋部分製造成為單一部件的步驟。
  4. 如申請專利範圍第1至3項的任一項之方法，其中該多個透明部分的各者包含至少一個各包含至少一個光學結構的被動光學組件，尤其其中該多個透明部分的各者包含至少一個各包含至少一個透鏡元件的透鏡構件。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，進一步包含下列 步驟：c1)藉由複製來製造該等被動光學組件。
  6. 如申請專利範圍第1至5項的任一項之方法，其中該間隔晶圓係由實質上衰減或阻擋該等偵測構件通常可偵測的光之材料所製成。
  7. 如申請專利範圍第1至6項的任一項之方法，其中用以發射該等偵測構件通常可偵測的光之多個發射構件被配置於該基板晶圓上使得多個鄰近的發射構件與偵測構件係出現於該基板晶圓上。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該多個被動光學組件包含各與該等發射構件的一個關聯之複數個被動光學組件以及各與該等偵測構件的一個關聯之另外的複數個被動光學組件。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項之方法，其中該間隔晶圓被構造且配置成使得其減少該等發射構件與該等偵測構件間的光學串音。
  10. 如申請專利範圍第1至9項的任一項之方法，包含下列步驟：h)藉由複製製程來獲得該間隔晶圓。
  11. 如申請專利範圍第1至10項的任一項之方法，其中該等光電模組為近接感測器。
  12. 如申請專利範圍第1至11項的任一項之方法，進一步包含下列步驟：e)在該基板晶圓設置焊球，該焊球係設於基板感測 器的一側上，該側係相對於該基板構件的其上配置該等偵測構件之側。
  13. 如申請專利範圍第1至12項的任一項之方法，進一步包含下列步驟：f)分離該晶圓堆疊而成為多個個別模組，該多個個別模組各包含：- 該基板晶圓的一部分；- 該等偵測構件的至少一個；- 該間隔晶圓的一部分；- 該等透明部分的至少一個；及- 該阻擋部分的一部分。
  14. 如申請專利範圍第1至13項的任一項之方法，進一步包含下列步驟：g)設置被配置在該光學晶圓旁的擋板晶圓於該光學晶圓的一側上，該側係相對於該光學晶圓的其上配置該等間隔晶圓之側，該擋板晶圓包含多個透明區；其中步驟d)被下列步驟替換：d’)備製晶圓堆疊，在該晶圓堆疊中該間隔晶圓被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，使得該等偵測構件被配置於該基板晶圓與該光學晶圓之間，且其中該光學晶圓被配置於該擋板晶圓與該間隔晶圓之間。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，包含將該阻擋部分與該間隔晶圓製造成為單一部件的步驟。
  16. 如申請專利範圍第1至15項的任一項之方法， 其中該基板晶圓實質上為印刷電路板組件。
  17. 一種光電模組，包含：- 基板；- 配置成通常平行於該基板的光學構件；-偵測構件，配置於該基板與該光學構件之間、安裝於該基板上、用以偵測已經通過該光學構件的光；及- 配置於該基板與該光學構件間的分離構件；其中該光學構件包含對該偵測構件通常可偵測的光而言可穿透之至少一個透明部分、以及用以實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的入射光之至少一個阻擋部分。
  18. 如申請專利範圍第17項之模組，該透明部分包含至少一個被動光學組件、尤其是至少一個透鏡構件。
  19. 如申請專利範圍第18項之模組，該至少一個被動光學組件包含至少一個光學結構，其中該至少一個光學結構為硬化的可硬化材料所製成及藉由使用複製製程所獲得的光學結構之至少一者。
  20. 如申請專利範圍第17至19項的任一項之模組，其中該基板、該光學構件及該分離構件為大致塊狀或盤狀形狀，至少該分離構件具有至少一個洞。
  21. 如申請專利範圍第17至20項的任一項之模組，其中該光學構件及該分離構件被組合成一個構件，尤其其中該至少一個阻擋部分與該分離構件被製造成為單一部件。
  22. 如申請專利範圍第17至21項的任一項之模組， 其中下列的橫向尺寸係實質上相同：- 該基板；- 該光學構件；- 該分離構件。
  23. 如申請專利範圍第17至22項的任一項之模組，進一步包含用以發射該偵測構件通常可偵測的光之發射構件。
  24. 如申請專利範圍第23項之模組，其中該分離構件的至少一部分被配置於該發射構件與該偵測構件之間以便減少該發射構件與該偵測構件之間的光學串音。
  25. 如申請專利範圍第23項或第24項之模組，其中該偵測構件被該分離構件圍繞，且其中該發射構件被該分離構件圍繞。
  26. 如申請專利範圍第23至25項的任一項之模組，其中該光學構件包含至少第一被動光學組件與第二被動光學組件，該第一被動光學組件與該第二被動光學組件各包含至少一個光學結構，尤其其中該光學構件包含至少第一透鏡構件與第二透鏡構件，該第一透鏡構件與該第二透鏡構件各包含至少一個透鏡元件。
  27. 如申請專利範圍第23至26項的任一項之模組，其中該發射構件、該光學構件及該偵測構件被構造且配置成使得當從該發射構件所發射之已經通過該至少一個透明部分且已經被位在該模組外側的表面反射並已經再次通過該至少一個透明部分的光被該偵測構件偵測到時，所偵測 到的光之量取決於該表面至該光學構件的距離。
  28. 如申請專利範圍第17至27項的任一項之模組，其中該分離構件係由實質上衰減或阻擋該偵測構件通常可偵測的光之材料所製成。
  29. 如申請專利範圍第17至28項的任一項之模組，其中該分離構件為硬化的可硬化材料所製成及藉由使用複製製程所獲得的分離構件之至少一者。
  30. 如申請專利範圍第17至29項的任一項之模組，其中該基板提供從該偵測構件跨越該基板的至少一個電連接。
  31. 如申請專利範圍第17至30項的任一項之模組，其中該基板為印刷電路板組件。
  32. 如申請專利範圍第17至31項的任一項之模組，其為近接感測器。
  33. 一種包含多個如申請專利範圍第17至32項任一項之模組的設備，該設備包含基板晶圓、光學晶圓、及間隔晶圓，其中該多個基板被包含於該基板晶圓中，該多個光學構件被包含於該光學晶圓中，該多個分離構件被包含於該間隔晶圓中。
  34. 一種電子裝置，包含印刷電路板及被安裝於該印刷電路板上的如申請專利範圍第17至32項的任一項之模組。
  35. 如申請專利範圍第34項之裝置，其中該裝置為手持式通訊裝置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI695517B (zh) * 2013-11-22 2020-06-01 新加坡商海特根微光學公司 小型光電模組
TWI702731B (zh) * 2018-09-27 2020-08-21 奇景光電股份有限公司 晶圓層級勻相接合的光學結構及其形成方法
TWI752190B (zh) * 2017-03-31 2022-01-11 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 發光裝置、光照射模組以及光照射裝置

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101768992B1 (ko) * 2010-12-30 2017-08-17 삼성전자주식회사 프로브 카드 및 이를 이용한 반도체 장치의 검사 방법
CN103512595B (zh) 2011-07-19 2016-08-10 赫普塔冈微光有限公司 光电模块及其制造方法与包含光电模块的电器及装置
SG2014005805A (en) * 2011-08-10 2014-06-27 Heptagon Micro Optics Pte Ltd Opto-electronic module and method for manufacturing the same
DE102011113483B4 (de) 2011-09-13 2023-10-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen und optoelektronisches Bauelement
US9063005B2 (en) 2012-04-05 2015-06-23 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Reflowable opto-electronic module
US8791489B2 (en) 2012-04-05 2014-07-29 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic module
WO2014031078A1 (en) 2012-08-20 2014-02-27 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Fabrication of optics wafer
US9232122B2 (en) * 2012-09-19 2016-01-05 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module having an array sensor
US8946620B2 (en) * 2012-10-16 2015-02-03 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Proximity sensor device with internal channeling section
US20140160751A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Vixar Inc. Low cost optical package
US9613939B2 (en) * 2013-01-10 2017-04-04 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules including features to help reduce stray light and/or optical cross-talk
TW201436178A (zh) 2013-02-13 2014-09-16 Sony Corp 受光發光裝置
US9322901B2 (en) * 2013-02-20 2016-04-26 Maxim Integrated Products, Inc. Multichip wafer level package (WLP) optical device
CN105229788B (zh) * 2013-02-22 2019-03-08 新加坡恒立私人有限公司 光学成像设备
US9285265B2 (en) 2013-03-14 2016-03-15 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Integrated module having multiple light emitters or sensors for televisions and other appliances
US9658109B2 (en) * 2013-03-15 2017-05-23 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Non-contact thermal sensor module
US9543354B2 (en) 2013-07-30 2017-01-10 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules that have shielding to reduce light leakage or stray light, and fabrication methods for such modules
US9094593B2 (en) 2013-07-30 2015-07-28 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules that have shielding to reduce light leakage or stray light, and fabrication methods for such modules
US9746349B2 (en) 2013-09-02 2017-08-29 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic module including a non-transparent separation member between a light emitting element and a light detecting element
WO2015050499A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Lens array modules and wafer-level techniques for fabricating the same
EP3080840B1 (en) 2013-12-09 2019-05-22 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Modules having multiple optical channels including optical elements at different heights above the optoelectronic devices
SG10201804779VA (en) 2013-12-10 2018-07-30 Heptagon Micro Optics Pte Ltd Wafer-level optical modules and methods for manufacturing the same
EP3117234B1 (en) 2014-03-14 2021-04-28 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules operable to recognize spurious reflections and to compensate for errors caused by spurious reflections
US10199412B2 (en) 2014-07-25 2019-02-05 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules including an image sensor having regions optically separated from one another
US9711552B2 (en) * 2014-08-19 2017-07-18 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules having a silicon substrate, and fabrication methods for such modules
US9507143B2 (en) 2014-09-19 2016-11-29 Intel Corporation Compact illumination system
US9780080B2 (en) 2014-10-09 2017-10-03 Stmicroelectronics Pte Ltd Method for making an optical proximity sensor by attaching an optical element to a package top plate and forming a package body to define an optical transmit cavity and an optical receive cavity
KR102433712B1 (ko) 2014-10-14 2022-08-17 에이엠에스 센서스 싱가포르 피티이. 리미티드. 광학 소자 스택 어셈블리들
US9823121B2 (en) * 2014-10-14 2017-11-21 Kla-Tencor Corporation Method and system for measuring radiation and temperature exposure of wafers along a fabrication process line
US20160307881A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-20 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Optical sensor module and method for manufacturing the same
WO2016191142A2 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Verily Life Sciences Llc Nanophotonic hyperspectral/lightfield superpixel imager
KR102623261B1 (ko) * 2015-06-03 2024-01-11 에이엠에스-오스람 아시아 퍼시픽 피티이. 리미티드 거리 측정들을 위해 동작가능한 광전자 모듈
CN107683526A (zh) * 2015-06-23 2018-02-09 索尼公司 图像传感器和电子装置
ITUB20151963A1 (it) * 2015-07-07 2017-01-07 Lfoundry Srl Sensore ottico a risposta angolare stretta
TWI708070B (zh) 2015-10-22 2020-10-21 新加坡商海特根微光學公司 用於測距系統之光學串擾校準
CN108700721B (zh) 2015-11-12 2021-12-31 赫普塔冈微光有限公司 光学元件堆叠组件
CN108886065B (zh) * 2016-01-20 2021-11-16 赫普塔冈微光有限公司 具有流体可渗透通道的光电子模块和用于制造所述光电子模块的方法
JP6740628B2 (ja) * 2016-02-12 2020-08-19 凸版印刷株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
CN108780141B (zh) * 2016-02-22 2023-04-18 新加坡恒立私人有限公司 具有孔的薄光电模块及其制造
US10886420B2 (en) * 2016-04-08 2021-01-05 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Thin optoelectronic modules with apertures and their manufacture
GB2549951B (en) * 2016-05-03 2019-11-20 Metodiev Lavchiev Ventsislav Light emitting structures and systems on the basis of group-IV material(s) for the ultra violet and visible spectral range
US11226402B2 (en) 2016-06-09 2022-01-18 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optical ranging systems including optical cross-talk reducing features
FR3052556B1 (fr) * 2016-06-13 2018-07-06 Parrot Drones Ensemble d'imagerie pour drone et systeme comprenant un tel ensemble monte sur un drone volant
JP6626974B2 (ja) * 2016-07-14 2019-12-25 京セラ株式会社 光センサ用パッケージ、光センサ装置および電子モジュール
US20180017741A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package device and method of manufacturing the same
FR3061630B1 (fr) * 2017-01-03 2021-07-09 St Microelectronics Grenoble 2 Procede de fabrication d'un capot pour boitier electronique et boitier electronique comprenant un capot
CN107145854B (zh) * 2017-04-28 2022-10-28 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法、指纹识别装置
CN107845627B (zh) * 2017-09-29 2020-02-18 深圳奥比中光科技有限公司 多接近度检测光传感器
EP3732508A1 (en) * 2017-12-27 2020-11-04 AMS Sensors Singapore Pte. Ltd. Optoelectronic modules and methods for operating the same
CN110098180B (zh) * 2018-01-31 2023-10-20 光宝新加坡有限公司 晶圆级感应模块及其制造方法
KR102068161B1 (ko) * 2018-03-14 2020-01-20 (주)파트론 광학 센서 패키지 및 그 제조 방법
DE202019104670U1 (de) * 2019-08-26 2019-12-10 Tdk Electronics Ag Sensor
KR102611602B1 (ko) * 2021-11-22 2023-12-07 이화여자대학교 산학협력단 광전 집적 회로
KR102680754B1 (ko) * 2021-11-25 2024-07-01 이화여자대학교 산학협력단 테스트 회로를 포함하는 광전 소자

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1108846B (it) 1977-03-26 1985-12-09 Omron Tateisi Electronics Co Interrutore fotoelettrico
US5138150A (en) 1990-12-14 1992-08-11 Eaton Corporation Photoelectric proximity sensor having shutter adjustment means for sensing region distance
US5291038A (en) * 1990-12-19 1994-03-01 Sharp Kabushiki Kaisha Reflective type photointerrupter
US5912872A (en) 1996-09-27 1999-06-15 Digital Optics Corporation Integrated optical apparatus providing separated beams on a detector and associated methods
US6235141B1 (en) * 1996-09-27 2001-05-22 Digital Optics Corporation Method of mass producing and packaging integrated optical subsystems
US6381072B1 (en) * 1998-01-23 2002-04-30 Proxemics Lenslet array systems and methods
US6503126B1 (en) 2000-09-12 2003-01-07 Extrude Hone Corporation Method and apparatus for abrading the region of intersection between a branch outlet and a passageway in a body
JP2002197506A (ja) * 2000-12-26 2002-07-12 Glory Ltd Ｕｖ・蛍光検出装置及びそのセンシング方法
JP4571405B2 (ja) 2001-08-24 2010-10-27 ショット アクチエンゲゼルシャフト 電子部品の作製方法
JP2003329895A (ja) 2002-05-14 2003-11-19 Sony Corp 光リンク装置
JP2004200965A (ja) * 2002-12-18 2004-07-15 Sanyo Electric Co Ltd カメラモジュール及びその製造方法
EP1471730A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-27 Dialog Semiconductor GmbH Miniature camera module
JP2005072662A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Sharp Corp 透光板および透光板の製造方法、並びに透光板を用いた画像入力装置
JP2007510291A (ja) * 2003-10-27 2007-04-19 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ カメラモジュール及びこのようなカメラモジュールの製造方法
JP2004110069A (ja) * 2003-11-13 2004-04-08 Nippon Sheet Glass Co Ltd 樹脂レンズアレイ
EP1569276A1 (en) 2004-02-27 2005-08-31 Heptagon OY Micro-optics on optoelectronics
US20050202826A1 (en) 2004-03-12 2005-09-15 Coretek Opto Corp. Optical subassembly
US20060226452A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Konica Minolta Opto, Inc. Solid-state image pickup device and the manufacture method thereof
JP4589169B2 (ja) 2005-04-28 2010-12-01 シャープ株式会社 マルチビーム光学式測距センサおよびそれを備えた自走式掃除機、エアコンディショナ
US20080290435A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Micron Technology, Inc. Wafer level lens arrays for image sensor packages and the like, image sensor packages, and related methods
US7923298B2 (en) * 2007-09-07 2011-04-12 Micron Technology, Inc. Imager die package and methods of packaging an imager die on a temporary carrier
TWI505703B (zh) 2007-12-19 2015-10-21 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 光學模組，晶圓等級的封裝及其製造方法
TWI478808B (zh) 2007-12-19 2015-04-01 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
TW200937642A (en) 2007-12-19 2009-09-01 Heptagon Oy Wafer stack, integrated optical device and method for fabricating the same
US8217482B2 (en) * 2007-12-21 2012-07-10 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared proximity sensor package with reduced crosstalk
US7920328B2 (en) * 2008-02-28 2011-04-05 Visera Technologies Company Limited Lens module and a method for fabricating the same
US20110260176A1 (en) 2008-05-12 2011-10-27 Pioneer Corporation Light-emitting sensor device and method for manufacturing the same
JP5178393B2 (ja) 2008-08-20 2013-04-10 シャープ株式会社 光学式測距センサおよび電子機器
WO2010033211A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-25 Tessera North America, Inc. Recessed optical surfaces
DE102009005092A1 (de) * 2009-01-19 2010-09-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur optischen Navigation und dessen Verwendung
US8779361B2 (en) 2009-06-30 2014-07-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical proximity sensor package with molded infrared light rejection barrier and infrared pass components
US20110024627A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Avago Technologies Ecbu (Singapore) Pte. Ltd. Proximity Sensor with Ceramic Housing and Light Barrier
US8097852B2 (en) * 2009-09-10 2012-01-17 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Multiple transfer molded optical proximity sensor and corresponding method
US9733357B2 (en) 2009-11-23 2017-08-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared proximity sensor package with improved crosstalk isolation
US8536671B2 (en) * 2010-06-07 2013-09-17 Tsang-Yu Liu Chip package
US8492720B2 (en) 2010-06-08 2013-07-23 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Small low-profile optical proximity sensor
FR2966979A1 (fr) * 2010-10-28 2012-05-04 St Microelectronics Grenoble 2 Dispositif optique, procede pour sa fabrication et boitier electronique comprenant ce dispositif optique
GB201020024D0 (en) * 2010-11-25 2011-01-12 St Microelectronics Ltd Radiation sensor
WO2013010285A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Method for manufacturing passive optical components, and devices comprising the same
CN103512595B (zh) 2011-07-19 2016-08-10 赫普塔冈微光有限公司 光电模块及其制造方法与包含光电模块的电器及装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI695517B (zh) * 2013-11-22 2020-06-01 新加坡商海特根微光學公司 小型光電模組
TWI752190B (zh) * 2017-03-31 2022-01-11 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 發光裝置、光照射模組以及光照射裝置
TWI702731B (zh) * 2018-09-27 2020-08-21 奇景光電股份有限公司 晶圓層級勻相接合的光學結構及其形成方法
US11137581B2 (en) 2018-09-27 2021-10-05 Himax Technologies Limited Wafer-level homogeneous bonding optical structure and method to form the same

Also Published As

Publication number Publication date
TWI557885B (zh) 2016-11-11
EP2659510A2 (en) 2013-11-06
KR20140070532A (ko) 2014-06-10
SG10201601911PA (en) 2016-04-28
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CN103620779B (zh) 2016-12-28

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