TW201342573A - 光電模組，特別為快閃模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種光電模組包含：基板構件(P)；安裝在該基板(P)上之至少一發射構件(E1；E2)；安裝在該基板(P)上之至少一檢測構件(D)；至少一光學構件(O)，包含至少一被動光學組件(L)；至少一間隔器構件(S)，配置於該基板構件(P)及該光學構件(O)之間。該光電模組可極小並可以高品質大量生產。尤其，提供至少二發射構件(E1、E2)，例如二LED，用於發射可變顏色之光。此可改進場景之照明。

Description

光電模組，特別為快閃模組及其製造方法
本發明關於光電子學之領域，更具體地關於光電組件之封裝及製造。更特別地，其關於光電模組及其製造方法，及關於包含該等模組之器具及電子裝置，尤其其中，模組為快閃模組。此外，提供用於成像場景之方法。本發明關於依據申請項之開放子句的方法及設備。
從US 2010/0327164 A1，在光發射器晶粒及光檢測器晶粒使用轉移模塑技術包覆成型以便於該些晶粒上形成透鏡的製造期間，光電模組更具體地為接近感應器為已知。
在US 5,912,872中，呈現整合光學設備。在其製造中，其上具有複數主動元件之支撐晶圓對準具相應複數光學元件之透明晶圓。該等支撐透明晶圓對接著可切丁。
在US 2011/0050979 A1中，揭露用於具功能元件之電光裝置的光學模組。光學模組包括具至少一透鏡元件的透鏡基板部分，及間隔器。間隔器用於保持透鏡基板與完全組裝之電光裝置的底座基板部分良好定義之軸向距離。為確保功能元件之改進性能，提供EMC遮蔽。間隔器至少部分導電，因而形成EMC遮蔽或其部分。在US 2011/0050979 A1中亦揭露在晶圓規模上製造複數該等模組之方法。
用詞定義
「主動光學組件」：光感應或光發射組件。例如發光二極體、影像感應器、LED、OLED、雷射晶片。主動光學組件可呈現為裸晶粒或於封裝中，即封裝組件。
「被動光學組件」：藉由折射及/或繞射及/或(內部及/或外部)反射而重定向光之光學組件，諸如透鏡、稜鏡、鏡子、或光學系統，其中，光學系統為該等光學組件之匯集，亦可包含機械元件，諸如孔徑光欄、影像幕、固持件。
「光電模組」：其中包含至少一主動及至少一被動光學組件之組件。
「複製」：一種技術，藉此再生特定結構或其底片。例如蝕刻、壓花、壓印、澆鑄、模製。
「晶圓」：實質上碟形或板形物件，其以一方向(z-方向或垂直方向)之延伸相對於其以另二方向(x-及y-方向或橫向)之延伸小。通常在(非空白)晶圓上，配置或提供複數相似結構或物件，典型地在矩形柵格上。晶圓可具有開口或孔洞，且晶圓在其橫向區域之主要部分中甚至可沒有材料。晶圓可具有任何橫向形狀，其中，圓形及矩形最普遍。儘管在許多上下文中，晶圓被理解為主要由半導體材料製成，在本專利申請案中，此明確地並無限制。因此，晶圓主要可由例如半導體材料、聚合物材料、包含金屬及聚合物或聚合物及玻璃材料之複合材料。尤其，諸如熱或UV固化化聚合物之可硬化材料為結合本發明之有 趣晶圓材料。
「橫向」：參照「晶圓」。
「垂直」：參照「晶圓」。
「光」：最普遍的為電磁輻射；更特別的為電磁光譜之紅外光、可見光或紫外光部分之電磁輻射。
本發明之一目標為製造特別緊密及/或有用的光電模組。此外，將提供包若干該等模組之相應器具及包含至少一該等模組之電子裝置，及製造該等模組之方法以及成像場景之方法。
本發明之另一目標為製造用於製造光電模組之替代方式。
本發明之另一目標為製造用於製造光電模組之特別快速方式，及/或製造光電模組之特別簡單方式。
本發明之另一目標為提供具有特別準確校準之光電模組及相應製造方法。
本發明之另一目標為提供特別小尺寸之光電模組。
本發明之另一目標為提供可再生製造之光電模組。
本發明之另一目標為提供可以特別少量製造步驟製造之光電模組及相應製造方法。
本發明之另一目標為提供包含改進的處置，尤其是簡化的處置之光電模組的製造方法。
本發明之另一目標為提供特別小及/或輕的攝影裝 置。
本發明之另一目標為使可提供將被記錄之場景的特別良好照明，尤其是如此一來可使用特別小電子裝置。
本發明之另一目標為提供包含至少一光電模組之特別小電子裝置。
進一步目標從以下說明及實施例浮現。
該些目標之至少一者至少部分藉由依據專利申請項之設備、器具及方法達成。
光電模組，包含：基板構件；安裝在該基板上之至少一發射構件；安裝在該基板上之至少一檢測構件；至少一光學構件，包含至少一被動光學組件；至少一間隔器構件，配置於該基板構件及該光學構件之間。
發射構件係提供用於發射光，尤其是閃爍的光。檢測構件係提供用於檢測光，尤其是用於決定光之至少一顏色相關性質。但其在某實施例中亦可提供用於檢測器決定表示總體光強度及/或空間或角光強度分佈之性質。該間隔器構件之一作業是提供一側面之該至少一被動光學組件及另一側面之至少一發射構件及至少一檢測構件之間之良好定義(垂直)距離。
在一實施例中，該光學構件包含至少一非透明部分及包含該至少一被動光學組件之至少一透明部分。尤其，其 可假設該非透明部分包含該至少一透明部分之至少一者，更特別地其可假設該非透明部分包含該至少一透明部分之每一者。
在一實施例中，其可與先前處理之實施例組合，該間隔器構件實質上係由非透明材料製成。此可避免不欲之光進入光電模組。該非透明材料可實質上減弱或封鎖光。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該基板構件實質上為印刷電路板。該基板構件可尤其主要地包含印刷電路板基材，例如FR4材料。基板構件可為非透明，其可提供從該發射構件及該檢測構件至光電模組外部之電接點。因而可輕易地假設該基板提供跨越該基板之來自該至少一檢測構件之至少一電連接，及跨越該基板之來自該至少一發射構件之至少一電連接。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該基板構件為實質上方塊形或平板形。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，當無視該至少一被動光學組件時，該光學構件至少為實質上方塊形或平板形。
尤其，其可假設該基板構件及該光學構件通常配置為相互平行。
該些實施例可有助於光電模組之特別良好製造能力。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，下列物件之外側尺寸為實質上相同：該基板；以及 該間隔器構件；尤其，下列物件之外側尺寸為實質上相同：該基板；該光學構件；以及該間隔器構件。
該些實施例亦可有助於光電模組之特別良好製造能力。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該檢測構件係包含於該分開構件，且其中，該發射構件係包含於該分開構件。此可抑制光不欲地進入或離開光電模組。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該模組包含外殼，尤其其中，該基板構件、該間隔器構件及該光學構件有助於該外殼。以此方式可達成良好製造能力，並可製造特別小光電模組。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該間隔器構件為以硬化之可硬化材料製成及使用複製程序獲得之至少一者，尤其是壓花。此使可大量生產，允許間隔器構件之各式設計同時達成高精確(在垂直方向及橫向)。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該至少一被動光學組件包含至少一光學結構，尤其其中，該至少一光學結構為硬化之可硬化材料製成及使用複製程序獲得之至少一者，尤其是壓花。此使可大量生產， 允許光學結構之各式設計同時達成高精確(在垂直方向及橫向)。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該至少一被動光學組件包含至少一透鏡元件，尤其包含至少一繞射透鏡元件。在各式應用中，透鏡可提供優點，例如用於發射閃光之快閃模組。至少相對於垂直方向，繞射透鏡可特別節省空間，因而可進行特別小模組設計。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該至少一被動光學組件包含第一透鏡，該第一透鏡、該至少一發射構件及該至少一檢測構件經配置使得光從該至少一發射構件發射實質上完全或至少主要地穿越該第一透鏡，且光從該光電模組外部撞擊在該至少一檢測構件上，實質上完全或至少主要地穿越該第一透鏡。以此方式，單一透鏡可同步執行二作業。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，但通常具有最後處理之實施例的例外，該至少一被動光學組件包含第一透鏡及第二透鏡，該第一透鏡及該至少一發射構件經配置使得光從該至少一發射構件發射實質上完全或至少主要地穿越該第一透鏡，且該第二透鏡及該至少一檢測構件經配置使得光從該光電模組外部撞擊在該至少一檢測構件上，實質上完全或至少主要地穿越該第二透鏡。以此方式，該第一透鏡及該第二透鏡可各經設計以執行其個別作業。亦可例如每一發射構件提供一透鏡及/或 每一檢測構件提供一透鏡。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該間隔器構件包含配置於該至少一檢測構件及該至少一發射構件之間之部分，尤其其中，該部分將該光電模組分開為第一隔室及第二隔室，該第一隔室包含該至少一發射構件，及該第二隔室包含該至少一檢測構件。此可避免或減少使用從該發射構件發射之光照明該檢測構件。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該至少一發射構件為至少一閃光光源，尤其是至少一閃光LED。閃光廣泛用於現代小型電子裝置，其中大量生產及極小巧外型是重要的。然而，發射構件亦可操作或操主動於發射連續光。至少一發射構件可包含例如LED。有關可發射或藉由至少一發射構件發射之光，尤其是可見光是感興趣的，但(另一方面或此外)紅外光客特別感興趣例如用於攝影或拍攝低光場景。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該光電模組包含至少二發射構件。該二者可為名義上不同或可為名義上相等，尤其是相對於其個別規格。尤其是該至少二發射構件之至少第一及第二者具有光譜不同發光特性。當需要可照明不同場景時，此可為優點，尤其是用於以可選擇色溫或色調之光照明場景。例如可假設該至少二發射構件之第一者經建造及組配用於較該至少二發射構件之第二者發射包含藍色光譜範圍之光的較高部分的光及/或包含黃色光譜範圍之光的較小部分的光。此外或另 一方面可假設該至少二發射構件之至少第一及第二者具有光譜發射特性，允許藉由改變二發射構件之相對發射強度而製造或模擬改變色溫之白光的發射。例如可假設發射構件之第一者實質上發射色溫較第二者低之白光。當然，亦可提供不只兩個，而是三個或甚至四或五個發射構件，其一部分或所有發射不同光譜成分之光，尤其是允許發射可調整色調或色溫之光，其中，此可藉由各發射構件改變發射之光的相對強度而予完成。
在一實施例中，參照最後處理之實施例，光電模組經建造及組配使得藉由該發射構件之第一者發射通過該一透鏡離開光電模組之光的光強度分佈(尤其，角光強度分佈)與藉由該發射構件之第二者發射通過另一透鏡離開光電模組之光的光強度分佈不同。例如當不同透鏡或縮放透鏡呈現於其中使用光電模組之裝置(諸如相機)中時，此可有所幫助，並可以各式方式完成。例如因此可選擇相對於至少一被動光學組件之該至少二發射構件之配置，即發射構件之至少二者不同；及/或發射構件之至少二者經設計(或經建造及組配)用於發射(實質上)不同光強度分佈之光；及/或藉由至少一被動光學組件完成之重定向或光束形成對於藉由該第一發射構件發射之光及該第二發射構件發射之光而言不同。實施例可提供藉由可改變或選擇之至少二發射構件提供之(場景)照明，即尤其藉由改變或選擇分別藉由該第一及第二發射構件發射之光的強度比。
在一實施例中，參照二最後處理之實施例(包含至少二發射構件之光電模組)之一或二者，該至少一被動光學組件包含一透鏡配賦予該至少二發射構件之第一者，及另一透鏡配賦予該至少二發射構件之第二者，該一透鏡及該第一發射構件經配置使得光從該第一發射構件發射實質上完全或至少主要地穿越該一透鏡，及該另一透鏡及該第二發射構件經配置使得光從該第二發射構件發射實質上完全或至少主要地穿越該另一透鏡。尤其，可假設藉由該第一發射構件發射經過該一透鏡離開該光電模組之光的光強度分佈，與藉由該第二發射構件發射經過該另一透鏡離開該光電模組之光的光強度分佈不同。進一步可假設該一透鏡及該另一透鏡被體現為一透鏡之二不同部分。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該至少一檢測構件為顏色敏感的，更特別地其中，該至少一檢測構件經建造及組配用於輸出表示撞擊其上之光之色彩內容的信號。此外或另一方面，可假設該至少一檢測構件額外或僅允許區分光強度，尤其是輸出取決於撞擊其上之光量的信號。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該至少一檢測構件包含影像感應器，尤其是彩色影像感應器。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該模組包含至少二檢測構件，尤其其中，該檢測構件之至少二者具有光譜不同敏感性。該至少二檢測構件可為 例如至少二發光二極體。例如可在檢測構件提供光譜不同過濾器，其過濾(以光譜不同方式)藉由檢測構件檢測之光。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，下列物件之至少一者被提供作為晶片級封裝或作為裸晶粒：該至少一檢測構件；以及該至少一發射構件；尤其其中，所有該檢測構件及該發射構件被提供作為裸晶粒或作為晶片級封裝。光電模組使其可具有安裝於其中之未封裝，其再次允許特別小模組設計。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，模組包含隔板部分。該等隔板部分通常配置於該光學構件之側面，該側面係與其上配置該間隔器構件之光學晶圓的側面相對。該等隔板構件通常具有開口，經此光可通過，藉著亦通過該至少一被動光學組件及/或其已預先通過該至少一被動光學組件。該等隔板構件可為或提供機械制動件，用於以良好定義方式安裝或依附模組。
在一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，模組包含光導向元件，尤其其中，該光導向元件係配置於該光學構件之側面，面向遠離該間隔器構件。光導構件可以至少一部分或部分該光學構件或與該光學構件不同之部分整體形成。光學構件尤其可包含一或多個機械導向元件，例如一或多個凸部及/或一或多個凹部及/或一或 多個邊緣。光導向元件可為例如實質上棱柱型或實質上圓筒型。
在2011年10月5日提出申請之序號61/543,490美國臨時專利申請案，標題「微光學系統及其製造方法」(“MICRO-OPTICAL SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF”)中說明包含光導向元件之光電模組，及其製造方法。模組之性質及其組件以及製造方式可輕易地應用至本專利申請案中所揭露之模組。因此，序號61/543,490之美國臨時專利申請案以提及方式併入本專利申請案。其中，將注意到(且事實上從比較圖式已清楚)在序號61/543,490之美國臨時專利申請案中所稱「座板」(base plate)對應於一部分該光學構件。
依據本發明之器具包含基板晶圓、光學晶圓、間隔器晶圓，其中，該若干基板包含於該基板晶圓中，該若干光學構件包含於該光學晶圓中，及該若干間隔器構件包含於該間隔器晶圓中，尤其其中，該器具為晶圓堆疊。
當製造以多數種類說明之光電模組時，該等器具非常有用。
依據本發明之電子裝置包含至少一依據本發明之光電模組，尤其是作業上連接至該至少一發射構件及該至少一檢測構件的處理單元。可假設該電子裝置包含作業上連接至該至少一光電模組的電子電路，更特別地其中，該電子電路係使用印刷電路板實施，該光電模組係安裝在該印刷電路板上。
在包含該處理單元之該電子裝置的一實施例中，該處理單元經建造及組配用於接收來自該檢測構件之信號，及用於依據該信號控制該發射構件。該處理單元因而可包含(或為)控制器。此使其可以取決於場景及/或場景中呈現之光的方式照明場景，尤其是將發射之閃光(通常包含至少二至少實質上同步發射之藉由二或更多發射構件發射的閃光)的色溫調整為場景中呈現之光，尤其是場景中主要呈現之色溫。另一方面或此外，例如藉由改變電子裝置(及更特別的為光電模組)之不同發射構件之強度(或相對強度)，可實現(例如藉由該處理單元或控制器控制)例如發射之光的空間及/或角光強度分佈。
藉由二或更多發射構件之光的後續發射亦可，但通常二或更多閃光將於一曝光時間內發射，且後續採用二或更多不同照明之曝光亦可，各藉由不同性質閃光照明。
在電子裝置之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該裝置為下列物件之至少一者：手持裝置；通訊裝置，尤其是手持通訊裝置；攝影裝置，尤其是照相機或攝影機。
光電模組之製造方法包含以下步驟：a)提供基板晶圓，其上配置若干檢測構件及若干發射構件；b)提供間隔器晶圓；c)提供光學晶圓，該光學晶圓包含若干被動光學組 件尤其其中，該被動光學組件為透鏡元件；d)準備晶圓堆疊，其中該間隔器晶圓係配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間，尤其使得該檢測構件及該發射構件配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間。
在方法之一實施例中，步驟a)包含以下步驟：a1)藉由抓放將該檢測構件及該發射構件置於該基板晶圓上。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該方法包含以下步驟：c1)藉由複製製造該被動光學組件，尤其是使用壓花。
此可進行被動光學組件之高精確大量生產。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該間隔器晶圓係以實質上減弱或阻擋光之材料製成。此可有助於簡化製造。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該若干被動光學組件之每一者與該發射構件之至少一者相關及/或與該檢測構件之至少一者相關。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該方法包含以下步驟：h)藉由複製程序獲得該間隔器晶圓，尤其是使用壓花。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該方法包含以下步驟： e)於基板感應器之側面，其相對於其上配置該檢測構件之基板構件之側面，提供具焊球之該基板晶圓。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該方法進一步包含以下步驟：f)將該晶圓堆疊分開為若干分開模組，各包含：該基板晶圓之一部分；該檢測構件之至少一者；該發射構件之至少一者；該間隔器晶圓之一部分。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該方法進一步包含以下步驟：g)提供隔板晶圓，經配置緊鄰相對於其上配置該間隔器晶圓之該光學晶圓側面之該光學晶圓側面的該光學晶圓；尤其其中，步驟d)係以以下步驟取代：d’)準備晶圓堆疊，其中該間隔器晶圓係配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間，尤其使得該檢測構件配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間，且其中，該光學晶圓係配置於該隔板晶圓及該間隔器晶圓之間。
在方法之一實施例中，其可與一或多個先前處理之實施例組合，該基板晶圓及該若干檢測構件及該若干發射構件實質上形成印刷電路板總成。
成像場景之方法，包含以下步驟：使用依據本發明之光電模組； 從該至少一檢測構件獲得有關從該場景發射之光的信號；控制該至少一發射構件，使得該至少一發射構件於曝光期間發射光，該發射之光係取決於該信號，尤其該發射之光的光譜成分係取決於該信號，及/或該發射之光的光強度分佈係取決於該信號。
在此方法之一實施例中，該至少一檢測構件為顏色敏感的。尤其該至少一檢測構件經建造及組配用於取決於該場景之色彩內容輸出信號。以此方式，可控制該至少一發射構件以便取決於該信號發射具有光譜成分之光。在此上下文中提供至少二發射構件特別有利。此外或另一方面可假設藉由該至少一檢測構件，將記錄該場景影像及/或於記錄該場景影像期間，預先估計場景亮度。此外，此外或另一方面可假設藉由該至少一檢測構件，估計光強度及/或顏色(尤其是跨越該場景之色溫及/或顏色分佈及/或光強度分佈)。當發射光時，尤其是記錄場景前之閃光(前微爆)，此可予完成。
輕易理解的是，相對於本發明之某部分所提及之特徵，可至少比喻及邏輯上盡可能有意義地提供例如用於本發明之其他部分中的方法或模組，例如電子裝置或器具中。可達成之效果彼此對應。
從相依申請項及圖式浮現進一步實施例及優點。
圖1顯示光電模組1之示意截面圖。所描繪之截面為垂直截面。圖2顯示圖1之模組之組成物的各式橫向示意截面圖，其中，該些橫向截面之近似位置在圖1中藉由s1至s5及虛線指出。對s4及s5而言，檢視方向係藉由箭頭指出。
模組1包含以定義「垂直」用詞之方向相互堆疊之若干組成物(P、S、O、B)；其對應於z方向(參照圖1)。x-y平面中垂直於垂直(z)方向之方向(參照圖2)稱為「橫向」。
模組1包含基板構件P、間隔器構件S、光學構件O及相互堆疊之可選隔板構件B。基板構件P為例如印刷電路板(PCB)。印刷電路板更具體地亦可稱為插入板。在PCB上，可安裝用於發光尤其是白光之發射構件E，例如發光二極體；且檢測構件D可安裝其上，用於檢測光尤其是可見光，例如發光二極體或影像感應器。發射構件E及檢測構件D之電接點電連接至模組1外部，其中依附焊球7。取代提供焊球7，亦可於未(或之後)配置焊球之PCB上提供接觸墊。
以此方式，模組1可安裝在印刷電路板9上，例如以表面安裝技術(SMT)，緊鄰其他電子組件(未顯示)，諸如依據藉由檢測構件D輸出之信號控制發射構件E之控制器。印刷電路板9可為諸如手持通訊裝置或例如照相機之攝影裝置的電子裝置10之組成物。尤其，裝置10可為智慧手機。模組1特別適於該等應用，因為其可經製造而 具有特別小尺寸。
間隔器構件S具有二開口4、配置於其中之一開口中的發射構件E及配置於另一開口中的檢測構件D。以此方式，發射構件E及檢測構件D藉由分開構件橫向包圍。
間隔器構件S可執行若干作業。其可確保基板構件P及光學構件O之間之良好定義距離(經由其垂直延伸)，其協助達成良好定義光路徑，從發射構件E至光學構件O，及從模組1外部經光學構件O至檢測構件D上。間隔器構件S亦可提供檢測構件D保護免於假設未藉由檢測構件D檢測之光，其係藉由針對一般可藉由檢測構件D檢測之光為實質上非透明，以及藉由形成模組1之一部分外壁。而且，間隔器構件S亦可提供檢測構件D保護免於藉由發射構件E發射之光，其不應抵達檢測構件D，其係藉由針對一般可藉由檢測構件D檢測之光為實質上非透明，以及藉由形成發射構件E及檢測構件D之間之壁，以便減少發射構件E及檢測構件D之間之光學串音。模組1內部反射之光及源自發射構件E之雜散光可以此方式保持免於抵達檢測構件D。典型地，分開構件係以聚合物材料製成，尤其是可硬化或更具體地可固化聚合物材料，例如環氧樹脂。
光學構件O包含阻擋部分b及二透明部分t，一用於允許藉由發射構件E發射之光離開模組1，及另一用於允許光從模組1外部進入模組1並抵達檢測構件D。
阻擋部分b對於一般可藉由檢測構件D檢測之光為實 質上非透明，例如係藉由適當(聚合物)材料製成。透明部分t包含被動光學組件L，更特定或作為範例，即各用於光導或光束形成之透鏡構件L。例如圖1中所示，被動光學組件L可包含二透鏡元件5，緊密接觸透明元件6。透明元件6可具有與形成阻擋部分b之光學構件O相同垂直尺寸，使得形成阻擋部分b之光學構件O連同透明元件6說明(接近完美)實心板形。透鏡元件5藉由折射(參照圖1)及/或藉由繞射重定向光。例如其一般均可為凸形(如圖1中所示)，但一或多個透鏡元件5可為不同行狀，例如一般或部分為凹形。繞射透鏡元件在垂直方向可特別節省空間。
隔板構件B允許遮蔽不欲之光，尤其是以所欲角度離開模組1或入射模組1之光。如圖1及2中所描繪，隔板構件B可具有二分開透明區3，其可為開口或藉由透明材料體現。在透明區3外部之隔板構件B可以實質上減弱或阻擋通常可藉由該檢測構件檢測之光的材料製成，或其可提供具有該等性質之被覆，其中，後者通常更複雜製造。隔板構件B或更準確地透明區3之形狀當然可與圖1及2中所示者不同，例如說明圓錐狀或說明截棱錐。此外，當安裝模組1時，隔板構件B可提供機械制動件。
不僅透明區3之橫向形狀，而且透明部分t及開口4之橫向形狀均不具有圓形，但可具有其他外表，例如多邊形或具圓角之矩形。
模組1為光電組件，更準確地為封裝光電組件。模組 1之垂直側壁係藉由物件P、S、O及B形成。底壁係藉由基板構件P形成，及頂壁係藉由隔板構件B或藉由隔板構件B連同光學構件O形成。
如同在圖2中清楚見到，四物件P、S、O、B為了以上原因亦稱為外殼組件，均具有實質上相同橫向形狀及橫向尺寸。此關於可能及非常有效率製造該等模組1之方式，以下參照圖3及4更詳細說明。該些外殼組件P、S、O及B一般均為方塊或板形，更一般為矩形平行六面體形狀，可能具有孔洞或開口(諸如隔板構件B及間隔器構件S)或凸出(諸如光學構件O)。
圖1中所示之模組1(及文中亦說明之其他光電模組)可為快閃模組，更特別地為具合併之光感應器的快閃模組。該等模組1可促進藉由檢測構件D決定模組1外部呈現之光量，尤其是諸如將記錄之場景的場景中呈現之光量，並藉由發射構件E提供光量，其取決於該決定之模組1外部呈現之光量，尤其是提供將記錄之場景的照明，該照明取決於該場景中呈現之該光量。
此外，可提供模組，其係依據如以上討論之相同原理設計，但除了檢測構件D及發射構件E以外，包含一或多個額外電子組件，諸如一或多個額外光檢測器，或一或多個積體電路，或一或多個光源。
當至少一額外發射構件及/或額外檢測構件呈現於模組1中時(圖1中未顯示)，進一步改良尤其可能，從以下說明將變得清晰。
模組中所包含之主動電子組件(諸如圖1之範例中的發射構件E及檢測構件D)可為封裝或未封裝電子組件。為接觸基板構件P，可使用諸如引線接合或覆晶技術之技術或任何其他已知表面安裝技術，或甚至習知通孔技術。未封裝組件(裸晶粒)使其可設計特別小模組1，其亦應用於晶片級封裝。
圖3顯示用於形成製造如圖1中所示之若干模組之晶圓堆疊(在本專利申請案中晶圓堆疊有時亦稱為器具)之晶圓的示意截面圖。可(實際上)完全在晶圓級上製造該等模組1，當然具有後續分開步驟。儘管圖3及4僅顯示提供用於三模組1，通常在每一橫向之一晶圓堆疊將用於至少10、至少30或甚至超過50模組。每一晶圓之典型尺寸為：橫向至少5 cm或10 cm，及直至30 cm或40 cm或甚至50 cm；及垂直(以無組件配置於基板晶圓PW上測量)至少0.2 mm或0.4 mm或甚至1 mm，及直至6 mm或10 mm或甚至20 mm。
四晶圓足以用於製造如圖1中所示之若干模組：基板晶圓PW、間隔器晶圓SW、光學晶圓OW及隔板晶圓BW。每一晶圓包含相應模組1中所包含之若干對應構件(參照圖1及2)，通常以矩形點陣配置，對晶圓分開步驟而言，典型地彼此相距小距離。
基板晶圓PW可為標準PCB材料之PCB，於一側面配置焊球7，且主動光學組件(E及D)焊接或黏接至另一側面。後者可使用標準抓放機器藉由抓放置於基板晶圓 PW上。
為提供最大保護免於檢測不欲光，所有晶圓PW、SW、OW、BW可實質上以針對一般可藉由檢測構件D檢測之光實質上非透明之材料製成，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及BW及可能晶圓OW之全部或部分可藉由複製製造。在示範複製程序中，結構表面可於液體、黏性或塑性可變形材料中壓花，接著材料硬化，例如藉由使用紫外線輻射及/或加熱固化，及接著移除結構表面。因而，獲得結構表面複製(在本範例中為底片複製)。用於複製之適當材料為例如可硬化(更特別的為可固化)聚合物材料或其他複製材料，即可於硬化步驟(更特別的在固化步驟)中從液體、黏性或塑性可變形狀態變形為固態之材料。複製為已知技術，為有關於此之更多細節，參照例如WO 2005/083789 A2。
在光學晶圓OW之狀況下，複製或模製可用於獲得非透明部分(阻擋部分b)。亦可提供孔洞，其中假設透明部分t係藉由鑽孔或藉由蝕刻。
隨後，所獲得之先質晶圓配置被動光學組件L，以便產生光學晶圓OW。此可藉由複製完成，例如形成被動光學組件L為單一零件，如US 2011/0043923 A1中所說明。然而，被動光學組件L亦可從半成品零件開始製造，其為包含孔洞內透明元件6之晶圓，藉此定義透明區3。當每一被動光學組件L說明至少一頂點，且該些頂點位於 光學晶圓OW之垂直截面外部而無透鏡構件時，此可特別有用。該等半成品零件為(通常及在圖中所示之示範狀況下)無孔洞穿透透明區3中晶圓的平坦碟形晶圓，具有實質上無或僅淺表面波紋，該等表面波紋通常為凹形，即未延伸超過晶圓表面，如藉由阻擋部分b所說明。
從平坦先質晶圓(典型地以下列特徵材料製成)開始可獲得上述半成品零件，該平坦先質晶圓具有孔洞或開口，其中假設為透明部分，接著以透明材料填充孔洞，例如使用分配程序，並一個一個地填充先質晶圓中孔洞，例如使用諸如覆晶技術等中底部填充程序之配送器，或藉由一次填充若干孔洞，例如使用塗刷程序(例如從絲網印刷已知)或具有輸出材料之若干空心針的配送器。在分配期間，晶圓可置於例如以矽製成之平坦支撐板上。需注意避免在分配材料中形成氣泡或腔，因為此將降低所製造被動光學組件L之光學性質。例如可以從使藉由晶圓形成之邊緣及其下支撐板(或在接近該等邊緣處)之晶圓材料潮濕的方式實施分配，例如藉由適當導向輸出材料之空心針接近該等邊緣。隨後，固化分配之材料，例如藉由加熱或UV輻射，以便獲得硬化之透明材料。
以此方式形成之凸彎液面可藉由拋光平坦化，以便獲得具有調整為晶圓厚度之平行表面的透明元件6。接著，藉由複製光學結構5(例如透鏡元件)應用於晶圓OW之典型的二側面(頂側及底側)。亦可僅應用於一側面，尤其是底側。在透明元件之凹彎液面的狀況下，可於其上實 施複製，其中，應用之複製材料量可因此調整。
有關以上說明之半成品零件及包含該等半成品零件之光學晶圓的更多細節，以及其個別製造，可於2011年7月19日提出申請之序號61/509,357美國臨時申請案中發現，標題「被動光學組件之製造方法及包含該被動光學組件之裝置」(“METHOD FOR MANUFACTURING PASSIVE OPTICAL COMPONENTS, AND DEVICES COMPRISING THE SAME”)，此處以提及之方式併入本專利申請案。
如之前已提及，一般可假設在提供特定種類光學晶圓方面，該間隔器晶圓SW及/或該隔板晶圓BW為過時的。即光學晶圓(「組合光學晶圓」)其合併該間隔器晶圓SW及/或該隔板晶圓BW之特徵及功能。使用特定先質晶圓而且於其上製造特定半成品零件，可完成產生該等「組合光學晶圓」。該等先質晶圓及半成品零件分別具有至少一結構表面，通常分別具有凸部垂直延伸超越先質晶圓中所提供及呈現半成品零件中之透明元件之二表面之至少一者。將圖4中晶圓OW及SW(或晶圓OW及BW，或晶圓OW及SW及BW)視作一單一零件，可輕易地可視化相應光學晶圓(「組合光學晶圓」)用於依據圖1製造模組，以及可視化相應半成品零件之外貌。
亦為提供有關以上說明之「組合間隔器晶圓」之額外資訊及細節的原因，之前提及之2011年7月19日提出申請之序號61/509,357美國臨時申請案，標題「被動光學組件之製造方法及包含該被動光學組件之裝置」( “METHOD FOR MANUFACTURING PASSIVE OPTICAL COMPONENTS, AND DEVICES COMPRISING THE SAME”)，此處以提及之方式併入本專利申請案。
為形成晶圓堆疊2，例如藉由膠合，使用熱硬化環氧樹脂，晶圓被對準並黏合在一起。其通常為確保每一主動光學組件(諸如基板晶圓PW上之檢測構件D及發射構件E)充分準確地配置相應被動光學組件(諸如光學晶圓OW之被動光學組件L)之臨界點。
圖4顯示所獲得用於製造如圖1中所示之若干模組1之晶圓堆疊2的截面圖。細虛線矩形指出例如藉由使用切割鋸或藉由雷射切割而實施分開。
以晶圓級實施大部分校準步驟的事實使其可以簡單及非常快速方式達成良好校準(尤其是相對於被動光學組件L之構件D及E)。總體製造程序非常快速及精確。因晶圓級製造，用於製造若干模組1僅需極少量的產生步驟。
圖5及6分別以如圖1及2之相同方式顯示光電模組1。在此狀況下，被動光學組件未個別提供用於檢測構件D及發射構件E。來自模組1外部之光撞擊在檢測構件D，且藉由激勵模組1之發射構件E發射之光通過相同光學結構5，例如透鏡元件。因此，構成與圖2中略有不同之模組1的若干其他組件。尤其，對比於圖2之實施例，模組1中並未包含分開發射構件E與檢測構件D之元件，且不同於圖1之實施例的狀況，其中一部分間隔器構件S有助於製造二分開隔室，一包含檢測構件D，另一則包含 發射構件E。
圖7示意描繪其他光電模組1之製造並顯示晶圓堆疊2，細虛線矩形指出實施分開。提供透明光學晶圓OW並僅極示意地草描被動光學組件L。其係置於模組1內部。例如透鏡或透鏡元件之被動光學組件L可於玻璃或透明聚合物板上製造，例如藉由複製，使用壓花。該等光學晶圓OW可視為不具阻擋部分之透明部分。
提供非透明間隔器晶圓SW，例如使用複製製造，使用壓花，及透明基板晶圓PW，例如玻璃板或以聚合物為基之板。在晶圓OW、SW、PW形成晶圓堆疊2之前，諸如LED及發光二極體之主動光學組件E及D(機械地)依附，通常藉由黏接，例如藉由膠合、焊接或引線接合。在分開晶圓堆疊2為個別光電模組1之前，確定實施依附主動光學組件D、E，即以晶圓級實施，因為以此方式，簡化處置並可相對簡單達成高(橫向)校準精確。
形成光電模組1之電接點，例如藉由接觸墊27，或可藉由引線框架或藉由焊球或不同提供形成。
亦可假設光學晶圓OW為部分非透明，例如圖1至4中所示。
例如可依據以上已說明之半成品零件，提供部分非透明基板晶圓PW。另一方面，可類似於以上已說明之先質晶圓提供部分非透明基板晶圓PW。但基板晶圓P通常為(完全)非透明，如圖7中所描繪。
尤其，若基板晶圓PW及光學晶圓OW之至少一者為 部分透明及部分非透明，間隔器晶圓SW可藉由該些晶圓之一者取代，藉由組合一晶圓中個別二晶圓(OW及SW、或PW及SW)之功能。
當基板晶圓PW為非透明或部分透明及部分非透明，且光學晶圓OW為部分透明及部分非透明，並具間隔器晶圓SW時，若呈現非透明，可製造光電模組1，由此僅以所欲良好定義方式發射光，更特別地，僅通過所欲透明零件，諸如通過被動光學組件L，且其中，僅以良好定義方式行進，更特別地，僅通過所欲透明零件，諸如通過被動光學組件L的該等光撞擊檢測構件D(或更準確地撞擊檢測構件D之光學主動表面)。
當然，代替如圖7中所描繪之提供一被動光學組件L用於模組1中所有主動光學組件(D、E)，亦可提供個別被動光學組件用於個別主動光學組件。
圖8示意描繪另一光電模組1之截面圖。亦如同圖9至12及17中所描繪之進一步模組1，此光電模組1亦可以以上所說明之方式製造。模組1包含包含透明部分t及阻擋(非透明)部分b之光學構件O、間隔器構件S及其上安裝二發射構件E1、E2及檢測構件D之基板構件P，並應用焊球7。提供單一被動光學組件L結合所有主動光學組件E1、E2、D。間隔器構件14可具有可被覆之傾斜側壁，例如具有反射被覆18。
圖9示意描繪另一光電模組1之截面圖。模組1在若干方面類似於圖8中所描繪者。未配置阻擋部分，但可予 以配置，而且，類似於圖1至4中所描繪之實施例，檢測構件D及發射構件E藉由一部分間隔器構件S而相互分開，並配置分開之被動光學組件La、Lb，例如透鏡。
反之，在圖7至9，主動光學組件被描繪為藉由焊球電連接至基板構件。但，如之前所提及，可提供配置機械及/或電連接之其他方式。
圖10描繪如圖8之類似光電模組1，但此處配置分開之被動光學組件La、Lb用於發射構件E1、E2及檢測構件D1、D2。亦可配置不同數量被動光學組件並將其指定予主動光學組件，例如類似於圖8中配置一被動光學組件用於所有主動光學組件，或配置一被動光學組件用於主動光學組件之每一者。
此外，在圖10中，描繪電接觸裸晶粒主動光學組件之另一方式，即使用引線接合(焊線16)及導電性膠17。例如圖10中所示，可藉由焊線16電接觸主動光學組件(發射構件E1、E2，及檢測構件D1、D2)之前側，同時藉由導電性膠17電接觸後側。二接觸可導向PCB或插入板之接觸墊，其組成基板構件P。當然，電接觸主動光學組件之其他方式亦可。
模組1中包括未封裝(裸晶粒)主動光學組件允許實現特別小模組1。
儘管在大多數示意描繪中，主動光學組件被描繪為一個個側面，在三或更多主動光學組件呈現於模組之狀況下，係予以不同配置，例如圖11及12中所描繪。
圖11及12顯示至光電模組1上之示意頂視圖，以便可視化於模組1中配置被動光學組件及主動光學組件之各式可能性。主動光學組件(D、D1、D2、E1、E2)之內矩形代表個別主動光學組件之光學主動表面。取決於隔板構件之一或多個阻擋部分b出現與否，頂視圖中可見之外殼部分可藉由一或多個阻擋部分b提供，例如圖11中所示，藉由隔板構件(未顯示)提供，或藉由間隔器構件S提供，例如圖12中所示。
發射構件(E1、E2)可為例如LED(發光二極體)。其可為高強度短脈衝光發射器，諸如今天照相機或智慧手機中使用之LED。
檢測構件D、D1、D2可為例如圖12中所描繪之發光二極體，或如圖11中所描繪之像素陣列(影像感應器)，或其他。
圖13至16包含光導向元件之光電模組。
圖13顯示包含光電模組1之電子裝置10之細節的示意截面圖，光電模組1包含包含光導向元件11之光學構件O。電子裝置10包含外殼51，其中例如於圓形截面之通孔形成時提供開口52。光學系統1包含該光導向元件11、座板12及至少一被動光學組件L，尤其是至少一透鏡元件，其中，在圖13之實施例中僅呈現一被動光學組件，但沿以上論述線，清楚的是可提供二、三或更多被動光學組件，取決於光電模組1的設計目的。光導向元件11及座板12可為個別零件或形成單一零件。光導向元件11 或至少其部分係配置於開口52中。其形狀晶設計以補充開口52之形狀。
光電模組1進一步包含二或更多主動光學組件D、E，一般至少兩個，即檢測構件D及發射構件E，例如LED及發光二極體或本專利申請案中所說明之若干其他主動光學組件，及保持主動光學組件D、E之外罩部分25。外罩部分25可為單一零件或可包含二或更多零件，尤其如圖13中所示，間隔器構件S及基板構件P，該些零件可如本專利申請案中所說明之其他實施例中所說明般建構及製造。外罩部分25確保主動光學組件D、E相對於光學構件O(橫向及垂直)之準確及恆定相對位置，尤其是相對於被動光學組件。垂直方向設計為圖13中z，為垂直於座板12之方向，及橫向x、y為藉由座板12定義之平面方向。
外罩部分25相對於光學構件O而藉由所提供之至少一個，通常為二或甚至三或四個機械導向元件55橫向定位。該些機械導向元件55之每一者與個別其他零件之機械導向元件合作，例如外罩部分25之導正銷與座板12中之孔洞互動，反之亦然。垂直校準主要藉由外罩部分25(尤其是間隔器構件S)之垂直延伸確保，且主動光學組件D、E以良好定義及準確垂直位置依附(尤其是依附至基板構件P)。當然，外罩部分25中主動光學組件D、E之橫向位置必須亦良好定義及準確。然而，其可能以不同方式依附光學構件O至外罩部分25，例如本專利申請案 中所說明之其他實施例中所說明，例如藉由黏接、膠合，其中，外罩部分25中及基板構件P上之主動光學組件D、E的橫向校準分別可以例如晶圓級或使用校準標記藉由抓放完成。
座板12包含二機械導向元件5，諸如校準銷，與外殼51之機械導向元件合作，諸如孔洞，其中，其亦可僅提供一機械導向元件，尤其是因為光導向元件11亦可作為機械導向元件及/或因為導向元件5可經設計以當與外殼51之機械導向元件合作時，提供針對光學構件O相對於外殼51旋轉之保護，例如藉由提供矩形或三角形或星形橫向截面。亦可於座板12中製造孔洞作為機械導向元件5與外殼51之銷合作。
此外，亦可提供機械導向元件5及55或其若干用於分別固定光學構件O至外殼51及至外罩部分25，例如藉由提供螺紋或繞組或卡扣。但其亦可提供實際固定，至少部分不同地提供，例如藉由黏接，諸如藉由應用環氧樹脂膠並使該膠硬化，例如藉由固化，諸如藉由輻射固化或熱固化，亦參照以上說明。
通常，光導向元件11說明軸，例如中央軸。此軸通常垂直對齊。
至或自主動光學組件D、E之光的光路徑通常通過被動光學組件L、通過座板12及通過光導向元件11之至少一者。
座板12實質上可以諸如透明聚合物或玻璃之透明材 料製成。在此狀況下，其可有用的提供至少具被覆，尤其是非透明被覆之其側壁(其具有橫向對齊表面法線)。其亦可假設座板12具有至少一透明部分及至少一非透明部分(圖13中未顯示)，例如非透明部分實質上係以非透明材料製成，例如圖1-6、8、及10之實施例中所說明者。
被動光學組件L可為例如繞射或反射透鏡，或反射及繞射透鏡，或可包含二或更多透鏡元件。其亦可使用全內部反射(TIR)。
電子裝置10可為例如攝影裝置或諸如行動電話之手持通訊裝置，尤其是智慧手機。尤其，在後者空間非常稀缺，使得配置其中之光電模組1必須盡可能小。
座板12之典型尺寸為橫向10 mm以下，尤其是7 mm以下，及垂直0.6 mm以下，尤其是0.4 mm以下。光導向元件11之典型尺寸為橫向5 mm以下，尤其是3.5 mm以下，及垂直3 mm以下，尤其是2 mm。作為被動光學組件L之透鏡之典型尺寸為橫向10 mm以下，尤其是6 mm以下，及垂直3.5 mm以下，尤其是1 mm以下。
圖14為至圖13中所描繪之光學構件上的頂視圖。
圖15為如圖13中所示之光學構件O之光學晶圓30的示意頂視圖。直線顯示其中將實施分開。使用晶圓級生產方法可大量生產該等光學構件O。以此方式可完成高校準精確及高產量製造。
圖16為如圖13及14中所示之類似光學構件的透視 圖。使用例如雷射切割或超聲波切割可輕易地製造圖16中所示座板12之圓角。
於2011年10月5日提出申請之美國臨時申請案序號61/543,490中，標題「微光學系統及其製造方法」(“MICRO-OPTICAL SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF”)，可發現結合圖13至16所討論之有關光電模組及電子裝置的進一步細節，尤其是其製造，因此其以提及之方式併入本專利申請案。
反之，以上已提及並使用至少二發射構件所說明，可調整藉由光電模組發射之光的顏色或色調，以下將參照圖17說明，其亦可影響從光電模組(選擇地)發射之不同光強度分佈。
圖17為另一光電模組1之示意截面圖。此光電模組很大程度上類似於圖9，因而其細節參照圖9。然而，在圖17中，二發射構件E1、E2分別經由不同被動光學組件La及Lc發射光。被動光學組件La、Lc結構上不同，使得從光構件E1發射之光之光強度的角分佈與從光構件E2發射之光之光強度的角分佈不同，如圖17中標示，參照透明部分t以上虛線。使用例如控制器或處理單元，諸如以上進一步提及者，可控制發射構件E1、E2以便發射不同強度之光；請注意，為予完成，控制器或處理單元不一定需作業上連接至檢測構件D。當用於影像捕捉時，可依據使用之成像透鏡的焦距及/或依據將捕捉之場景中呈現的光分佈，挑選從發射構件E1、E2發射之光的強度比， 其中，後者可藉由檢測構件D決定。
裸晶粒發射構件或極小尺寸封裝之發射構件(諸如晶片級封裝)使得可設計特別緊密光電模組。然而，若發射構件E1、E2藉由其本身已具有不同光強度分佈，例如因為其中一或多個經封以包含諸如透鏡或光圈或反射器之被動光學組件，不同透鏡La、Lc之提供便可選擇。而且，產生可變強度分佈之光的又另一方式為選擇發射構件E1、E2(更特別的為其個別光學主動表面)及個別與相關被動光學組件之間之不同(通常為垂直)距離。在此狀況下，發射構件E1、E2不一定使用分開或不同被動光學組件，而是可各使用同一者或兩相同結構者。所說明之方式選擇地改變來自光電模組，當然可相組合例如成對或全部，發射之光的角及/或空間分佈。而且，當然達成可選擇光強度分佈之原理(以及達成可選擇光顏色之原理)並不侷限於已參照說明之個別圖式中所描繪之實施例，而是可於其他光電模組組態中實施，諸如從其他所說明之實施例演繹者。
對文中所揭露之任何實施例而言，發射構件通常發射可見光。然而，其亦可有幫助，尤其在光線不足情形下，假設一或多個發射構件發射紅外光。而且當光爆(閃光)發射，即(短暫及劇烈)光脈衝發射，在許多狀況下可有價值，尤其是在靜態攝影或-製造一連串脈衝-在視訊中，在若干狀況下，連續光發射亦可有幫助，例如在(電影、視訊)拍攝。此外，發射構件可設計用於個別用途及/或 可因此被控制，例如藉由以上提及之控制器或處理單元。
本專利申請案中所說明之光電模組可非常小並可大量及高品質製造，尤其是關切只要垂直以及橫向校準精確。
如之前所提及，藉由本發明可提供具有光感應能力更特別的為顏色感應能力之快閃光模組，尤其是極小模組者。當結合影像記錄諸如拍照或攝影使用時，使用包含至少二發射構件之模組使其可達成調適及/或改進，尤其是將記錄之場景的更自然照明，其中，在此狀況下，顏色或藉由至少二發射構件發射之光的光譜成分對於至少若干發射構件而言為部分或實質上不同，尤其是依據藉由該至少一檢測構件製造之信號而選擇之顏色或光譜成分，例如藉由控制從該至少二發射構件發射光以便提供選擇(所欲)的強度比(取決於該信號)。
1‧‧‧光電模組
2‧‧‧晶圓堆疊
3‧‧‧透明區
4、52‧‧‧開口
5‧‧‧透鏡元件
5、55‧‧‧機械導向元件
6‧‧‧透明元件
7‧‧‧焊球
9‧‧‧印刷電路板
10‧‧‧電子裝置
11‧‧‧光導向元件
12‧‧‧座板
14‧‧‧間隔器構件
16‧‧‧焊線
17‧‧‧導電性膠
18‧‧‧反射被覆
25‧‧‧外罩部分
30‧‧‧光學晶圓
51‧‧‧外殼
B‧‧‧隔板構件
BW‧‧‧隔板晶圓
b‧‧‧阻擋部分
D、D1、D2‧‧‧檢測構件
E、E1、E2‧‧‧發射構件
L‧‧‧透鏡構件
La、Lb、Lc‧‧‧透鏡
O‧‧‧光學構件
OW‧‧‧光學晶圓
P‧‧‧基板構件
PW‧‧‧基板晶圓
S‧‧‧間隔器構件
SW‧‧‧間隔器晶圓
t‧‧‧透明部分
以下，藉由範例及所包括之圖式更詳細地說明本發明。圖式示意地顯示：圖1為光電模組之截面圖；圖2為圖1之模組之組成物的各式截面圖；圖3為用於形成製造圖1之若干模組之晶圓堆疊之晶圓的截面圖；圖4為用於製造圖1之若干模組之晶圓堆疊的截面圖；圖5為光電模組之截面圖； 圖6為圖5之模組之組成物的各式截面圖；圖7為晶圓堆疊之截面圖，描繪光電模組之製造；圖8為光電模組之截面圖；圖9為光電模組之截面圖；圖10為光電模組之截面圖；圖11為至光電模組之頂視圖；圖12為至光電模組之頂視圖；圖13為包含包含光導向元件之光電模組之電子裝置之細節的截面圖；圖14為圖13中所描繪之光學構件的頂視圖；圖15為圖13中所示之光學構件之光學晶圓的頂視圖；圖16為包含光導向元件之光學構件的透視圖；以及圖17為光電模組之截面圖。
所說明之實施例表示範例，不應限制本發明。
b‧‧‧阻擋部分
t‧‧‧透明部分
L‧‧‧透鏡構件
18‧‧‧反射被覆
7‧‧‧焊球
E1、E2‧‧‧發射構件
D‧‧‧檢測構件
O‧‧‧光學構件
S‧‧‧間隔器構件
P‧‧‧基板構件
14‧‧‧間隔器構件

Claims (27)

  1. 一種光電模組，包含：基板構件；安裝在該基板上之至少一發射構件；安裝在該基板上之至少一檢測構件；至少一光學構件，包含至少一被動光學組件；至少一間隔器構件，配置於該基板構件及該光學構件之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之模組，其中，該光學構件包含至少一非透明部分及包含該至少一被動光學組件之至少一透明部分，尤其其中，該非透明部分包含該至少一透明部分之至少一者，更特別地包含該至少一透明部分之每一者。
  3. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該間隔器構件實質上係由非透明材料製成。
  4. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該基板構件實質上為印刷電路板。
  5. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該基板構件為實質上方塊形或平板形，至少當無視該至少一被動光學組件時，該光學構件為實質上方塊形或平板形，且其中，該基板構件及該光學構件通常配置為相互平行。
  6. 如前述申請專利範圍之模組，其中，下列物件之外側尺寸為實質上相同：該基板；以及 該間隔器構件；尤其其中，下列物件之外側尺寸為實質上相同：該基板；該光學構件；以及該間隔器構件。
  7. 如前述申請專利範圍之模組，該至少一被動光學組件包含至少一光學結構，其中，該至少一光學結構為硬化之可硬化材料製成及使用複製程序獲得之至少一者。
  8. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該至少一被動光學組件包含至少一透鏡元件，尤其包含至少一繞射透鏡元件。
  9. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該至少一被動光學組件包含第一透鏡，該第一透鏡、該至少一發射構件及該至少一檢測構件經配置使得光從該至少一發射構件發射，實質上完全或至少主要地穿越該第一透鏡，且光從該光電模組外部撞擊在該至少一檢測構件上，實質上完全或至少主要地穿越該第一透鏡。
  10. 如申請專利範圍第1至8項之模組，其中，該至少一被動光學組件包含第一透鏡及第二透鏡，該第一透鏡及該至少一發射構件經配置使得光從該至少一發射構件發射，實質上完全或至少主要地穿越該第一透鏡，且該第二透鏡及該至少一檢測構件經配置使得光從該光電模組外部撞擊在該至少一檢測構件上，實質上完全或至少主要地穿越該第二透鏡。
  11. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該間隔器構件包含配置於該至少一檢測構件及該至少一發射構件之間之部分，尤其其中，該部分將該光電模組分開為第一隔室及第二隔室，該第一隔室包含該至少一發射構件，及該第二隔室包含該至少一檢測構件。
  12. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該至少一發射構件為至少一閃光光源，尤其為至少一閃光LED。
  13. 如前述申請專利範圍之模組，該模組包含至少二發射構件，尤其其中，該發射構件之至少二者具有光譜不同發光特性，更特別地其中，該至少二發射構件之第一者經建造及組配用於較該至少二發射構件之第二者發射包含藍色光譜範圍之光的較高部分的光及/或包含黃色光譜範圍之光的較小部分的光。
  14. 如申請專利範圍第13項之模組，該至少一被動光學組件包含一透鏡配賦予該至少二發射構件之第一者，及另一透鏡配賦予該至少二發射構件之第二者，該一透鏡及該第一發射構件經配置使得光從該第一發射構件發射，實質上完全或至少主要地穿越該一透鏡，及該另一透鏡及該第二發射構件經配置使得光從該第二發射構件發射，實質上完全或至少主要地穿越該另一透鏡，尤其其中，藉由該第一發射構件發射經過該一透鏡離開該光電模組之光的光強度分佈，與藉由該第二發射構件發射經過該另一透鏡離開該光電模組之光的光強度分佈不同。
  15. 如前述申請專利範圍之模組，其中，該至少一檢 測構件為顏色敏感的，更特別地其中，該至少一檢測構件經建造及組配用於輸出表示撞擊其上之光之色彩內容的信號。
  16. 如前述申請專利範圍之模組，其中，下列物件之至少一者被提供作為晶片級封裝或作為裸晶粒：該至少一檢測構件；以及該至少一發射構件；尤其其中，所有該檢測構件及該發射構件被提供作為裸晶粒或作為晶片級封裝。
  17. 一種設備，包含若干如申請專利範圍第1項至第16項之任一項之模組，該設備包含基板晶圓、光學晶圓、間隔器晶圓，其中，該若干基板包含於該基板晶圓中，該若干光學構件包含於該光學晶圓中，及該若干間隔器構件包含於該間隔器晶圓中，尤其其中，該設備為晶圓堆疊。
  18. 一種電子裝置，包含如申請專利範圍第1項至第16項之任一項之至少一光電模組，及作業上連接至該至少一發射構件及該至少一檢測構件的處理單元，尤其其中，該電子裝置包含作業上連接至該至少一光電模組的電子電路，更特別地其中，該電子電路係使用印刷電路板實施，該光電模組係安裝在該印刷電路板上。
  19. 如申請專利範圍第18項之電子裝置，其中，該處理單元經建造及組配用於接收來自該檢測構件之信號，及用於依據該信號控制該發射構件。
  20. 如申請專利範圍第18項或第19項之裝置，其 中，該裝置為下列物件之至少一者：手持裝置；通訊裝置，尤其是手持通訊裝置；攝影裝置，尤其是照相機或攝影機。
  21. 至少一光電模組之製造方法，該方法包含以下步驟：a)提供基板晶圓，其上配置若干檢測構件及若干發射構件；b)提供間隔器晶圓；c)提供光學晶圓，該光學晶圓包含若干被動光學組件，尤其其中，該被動光學組件為透鏡元件；d)準備晶圓堆疊，其中該間隔器晶圓係配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間，尤其使得該檢測構件及該發射構件配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，進一步包含以下步驟：c1)藉由複製製造該被動光學組件。
  23. 如申請專利範圍第21項或第22項之方法，包含以下步驟：h)藉由複製程序獲得該間隔器晶圓。
  24. 如申請專利範圍第21項至第23項之任一項之方法，進一步包含以下步驟：f)將該晶圓堆疊分開為若干分開模組，各包含：該基板晶圓之一部分； 該檢測構件之至少一者；該發射構件之至少一者；該間隔器晶圓之一部分。
  25. 如申請專利範圍第21項至第24項之任一項之方法，進一步包含以下步驟：g)提供隔板晶圓，經配置緊鄰相對於其上配置該間隔器晶圓之該光學晶圓側面之該光學晶圓側面的該光學晶圓；其中，步驟d)係以以下步驟取代：d’)準備晶圓堆疊，其中該間隔器晶圓係配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間，尤其使得該檢測構件配置於該基板晶圓及該光學晶圓之間，且其中，該光學晶圓係配置於該隔板晶圓及該間隔器晶圓之間。
  26. 一種成像場景之方法，包含以下步驟：使用如申請專利範圍第1項至第16項之任一項之光電模組；從該至少一檢測構件獲得有關從該場景發射之光的信號；控制該至少一發射構件，使得該至少一發射構件於曝光期間發射光，該發射之光係取決於該信號，尤其該發射之光的光譜成分係取決於該信號，及/或該發射之光的光強度分佈係取決於該信號。
  27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中，該至少一檢測構件為顏色敏感的，尤其該至少一檢測構件經建造及組配用於取決於該場景之色彩內容輸出信號。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI650851B (zh) * 2013-12-10 2019-02-11 新加坡商新加坡恒立私人有限公司 晶圓級光學模組及其製造方法
TWI702717B (zh) * 2014-08-19 2020-08-21 新加坡商海特根微光學公司 具有一矽基板之光電模組及其製造方法

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI481496B (zh) * 2007-12-19 2015-04-21 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
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
KR101888447B1 (ko) * 2012-05-22 2018-08-16 엘지디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법
WO2014098768A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules with masking feature for reducing the visibility of interior components
CN104123179A (zh) * 2013-04-29 2014-10-29 敦南科技股份有限公司 中断控制方法及其电子系统
TWI527166B (zh) * 2013-07-25 2016-03-21 The package structure of the optical module
US9496247B2 (en) * 2013-08-26 2016-11-15 Optiz, Inc. Integrated camera module and method of making same
KR102138510B1 (ko) * 2013-08-27 2020-07-28 엘지전자 주식회사 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법
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
EP2955759B1 (en) 2014-06-11 2018-09-05 ams AG Semiconductor device comprising an emitter of radiation and a photosensor and appertaining production method
KR102309671B1 (ko) * 2015-01-30 2021-10-07 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 패키지 및 조명 장치
US9606308B2 (en) 2015-02-27 2017-03-28 International Business Machines Corporation Three dimensional self-alignment of flip chip assembly using solder surface tension during solder reflow
CN106200212A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 高准精密工业股份有限公司 闪光灯装置
CN104916627B (zh) * 2015-05-29 2019-05-03 鸿利智汇集团股份有限公司 一种手机拍照闪光灯
US20170047362A1 (en) * 2015-08-13 2017-02-16 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic module with customizable spacers
ES2874499T3 (es) * 2015-10-29 2021-11-05 Kyocera Corp Dispositivo de irradiación de luz y sistema de irradiación de luz
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
KR102473668B1 (ko) 2016-03-02 2022-12-01 삼성전자주식회사 발광 소자 실장 기판 및 이를 이용한 발광 패키지
JP2017175004A (ja) 2016-03-24 2017-09-28 ソニー株式会社 チップサイズパッケージ、製造方法、電子機器、および内視鏡
TWI735562B (zh) * 2016-04-08 2021-08-11 新加坡商新加坡恒立私人有限公司 具有孔徑之薄光電模組及其製造
US10461066B2 (en) * 2016-06-29 2019-10-29 Maxim Integrated Products, Inc. Structure and method for hybrid optical package with glass top cover
US10551596B2 (en) 2016-06-29 2020-02-04 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optical and optoelectronic assemblies including micro-spacers, and methods of manufacturing the same
US10429321B2 (en) * 2016-08-29 2019-10-01 Kla-Tencor Corporation Apparatus for high-speed imaging sensor data transfer
JP2018060989A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 日本特殊陶業株式会社 枠体部材、発光装置、およびこれらの製造方法
JP2018085368A (ja) * 2016-11-21 2018-05-31 日本特殊陶業株式会社 蓋部材、該蓋部材を用いた発光装置、およびこれらの製造方法
CN106764558A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 东莞中之光电股份有限公司 一种csp照明闪光模组生产工艺
US11257998B2 (en) 2017-03-21 2022-02-22 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor element package and autofocusing device
DE102017109079B4 (de) * 2017-04-27 2024-02-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Bauteil mit solch einem Bauelement
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
FR3073120A1 (fr) * 2017-11-02 2019-05-03 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Capot d'encapsulation pour boitier electronique
FR3075466B1 (fr) 2017-12-15 2020-05-29 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Couvercle de boitier de circuit electronique
FR3075465B1 (fr) 2017-12-15 2020-03-27 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Couvercle de boitier de circuit electronique
FR3075467B1 (fr) * 2017-12-15 2020-03-27 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Couvercle de boitier de circuit electronique
CN112074760A (zh) * 2017-12-27 2020-12-11 ams传感器新加坡私人有限公司 光电模块及其操作方法
CN108364909B (zh) * 2018-01-19 2021-01-26 西安中为光电科技有限公司 一种具有发射和接收光信号功能的芯片及其制作方法
WO2020038179A1 (zh) * 2018-08-24 2020-02-27 宁波舜宇光电信息有限公司 电路板组件及其半成品、泛光灯、摄像模组及其应用
CN109887421A (zh) * 2018-12-27 2019-06-14 李宗杰 距离传感器放置于电子显示器下的应用
JP6951644B2 (ja) 2019-04-23 2021-10-20 日亜化学工業株式会社 発光モジュール及びその製造方法
US11953722B2 (en) * 2021-06-02 2024-04-09 Luminar Technologies, Inc. Protective mask for an optical receiver

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6550949B1 (en) * 1996-06-13 2003-04-22 Gentex Corporation Systems and components for enhancing rear vision from a vehicle
JP4050802B2 (ja) * 1996-08-02 2008-02-20 シチズン電子株式会社 カラー表示装置
US5912872A (en) 1996-09-27 1999-06-15 Digital Optics Corporation Integrated optical apparatus providing separated beams on a detector and associated methods
US20080136955A1 (en) 1996-09-27 2008-06-12 Tessera North America. Integrated camera and associated methods
JP4288553B2 (ja) * 2000-07-25 2009-07-01 富士フイルム株式会社 カメラのストロボ装置
US20020104990A1 (en) 2000-12-19 2002-08-08 Dereus Dana Richard Across-wafer optical MEMS device and protective lid having across-wafer light-transmissive portions
US6617795B2 (en) 2001-07-26 2003-09-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multichip LED package with in-package quantitative and spectral sensing capability and digital signal output
JP4750983B2 (ja) * 2001-09-21 2011-08-17 シチズン電子株式会社 双方向光伝送デバイス
US6764158B2 (en) 2001-10-02 2004-07-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Compact optical sensing system
US7224856B2 (en) * 2001-10-23 2007-05-29 Digital Optics Corporation Wafer based optical chassis and associated methods
US7002546B1 (en) * 2002-05-15 2006-02-21 Rockwell Collins, Inc. Luminance and chromaticity control of an LCD backlight
JP4504662B2 (ja) 2003-04-09 2010-07-14 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄランプ
US7667766B2 (en) 2003-12-18 2010-02-23 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Adjustable spectrum flash lighting for image acquisition
JP2005241340A (ja) 2004-02-25 2005-09-08 Sharp Corp マルチ測距装置
EP1569276A1 (en) * 2004-02-27 2005-08-31 Heptagon OY Micro-optics on optoelectronics
JP2006038572A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Sharp Corp 反射型エンコーダおよびこの反射型エンコーダを用いた電子機器
JP2006049657A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Citizen Electronics Co Ltd Ｌｅｄランプ
US7474294B2 (en) * 2004-09-07 2009-01-06 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Use of a plurality of light sensors to regulate a direct-firing backlight for a display
US7679672B2 (en) * 2004-10-14 2010-03-16 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Electronic flash, imaging device and method for producing a flash of light having a wavelength spectrum in the visible range and the infrared range using a fluorescent material
US7259853B2 (en) * 2004-12-22 2007-08-21 Xerox Corporation Systems and methods for augmenting spectral range of an LED spectrophotometer
JP4955953B2 (ja) 2005-07-28 2012-06-20 シャープ株式会社 光半導体装置および電子機器
US7385178B2 (en) * 2005-10-26 2008-06-10 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Reflective encoders with various emitter-detector configurations
US7646974B2 (en) * 2006-09-22 2010-01-12 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Color adjustment for camera
EP2017890B1 (en) * 2007-06-07 2015-10-07 Cfg S.A. White-light LED-based device
KR20100084650A (ko) 2007-10-09 2010-07-27 필립스 솔리드-스테이트 라이팅 솔루션스, 인크. 복수의 직렬 접속된 부하들의 각각의 부하 전류들을 제어하기 위한 방법들 및 장치들
US20110031510A1 (en) 2007-11-27 2011-02-10 Heptagon Oy Encapsulated lens stack
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
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
TW201000819A (en) 2008-06-30 2010-01-01 Create Electronic Optical Co Ltd LED illumination device
US8324602B2 (en) 2009-04-14 2012-12-04 Intersil Americas Inc. Optical sensors that reduce specular reflections
JP2011204659A (ja) * 2009-04-27 2011-10-13 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
CN106122896B (zh) 2009-05-25 2019-12-20 Lg伊诺特有限公司 间隙构件、透镜以及具有间隙构件和透镜的照明装置
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
US8143608B2 (en) 2009-09-10 2012-03-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Package-on-package (POP) optical proximity sensor
US9293667B2 (en) * 2010-08-19 2016-03-22 Soraa, Inc. System and method for selected pump LEDs with multiple phosphors
JP2011204397A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Sony Corp 照明装置
US8866064B2 (en) * 2011-07-26 2014-10-21 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Multi-directional proximity sensor
TWI567953B (zh) * 2011-12-20 2017-01-21 新加坡恒立私人有限公司 光電模組及包含該模組之裝置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI650851B (zh) * 2013-12-10 2019-02-11 新加坡商新加坡恒立私人有限公司 晶圓級光學模組及其製造方法
US10403671B2 (en) 2013-12-10 2019-09-03 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Wafer-level optical modules and methods for manufacturing the same
TWI702717B (zh) * 2014-08-19 2020-08-21 新加坡商海特根微光學公司 具有一矽基板之光電模組及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
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SG11201403240UA (en) 2014-07-30
US10431571B2 (en) 2019-10-01
JP2015508509A (ja) 2015-03-19

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