TW201734413A - 電子裝置、封裝結構及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電子裝置，其包括一光源、一光接收器、一第一光導結構及一第二光導結構。該第一光導結構面朝該光源之一發光表面且面朝該光接收器之一橫向壁。該第二光導結構安置於該光接收器上方且耦接至該第一光導結構。該光接收器及該第二光導結構界定該光接收器與該第二光導結構之間的一空腔。

Description

電子裝置、封裝結構及其製造方法
本發明係關於一種電子裝置、一種封裝結構及其製造方法，且更特定言之，係關於經組態為具有高靈敏度對比度之光學感應器的一種電子裝置及一種封裝結構。
諸如生物感應器或指紋辨識感應器之光學感應器得到了廣泛開發。然而，習知光學感應器遭受低靈敏度對比度。
在一或多個實施例中，一種電子裝置包括：一光源；一光接收器；一第一光導結構，其面朝該光源之一發光表面且面朝該光接收器之一橫向壁；及一第二光導結構，其在該光接收器上方且耦接至該第一光導結構。該光接收器及該第二光導結構界定該光接收器與該第二光導結構之間的一空腔。 在一或多個實施例中，一種封裝結構包括：一載體；一光接收器，其在該載體上方；及一光導結構，其包覆該光接收器。該光導結構界定自該光導結構之一頂部表面凹入的一空腔，該空腔安置於該光接收器上方且與其對準，且該光導結構包括圍繞該空腔之一橫向壁。 在一或多個實施例中，一種用於製造一電子裝置之方法包括：提供一載體；將一光源及一光接收器安置於該載體上方；在該光源上方形成一第一光導結構；及將一第二光導結構耦接至該第一光導結構，其中一空腔形成於該光接收器與該第二光導結構之間。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張2016年1月14日申請之美國臨時申請案第62/278,661號的優先權及益處，該美國臨時申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。 諸如生物感應器或指紋辨識感應器之光學感應器可能由於光傳輸過程的光損耗而遭受低靈敏度對比度。一種製造方法使用射出成型以形成光導結構，該光導結構難以塑形以形成微米大小之結構。此外，藉由射出成型所形成之光導結構可能不能夠與光源接觸，而在光導結構與光源之間產生氣隙，進而產生光耗損。此外，藉由射出成型所形成之光導結構可能在表面黏著技術(SMT)處理期間對高溫不具有抵抗性，因此光導結構是在高溫SMT處理之後形成。因此，在SMT處理期間需使用額外膠帶以將光接收器與污染隔離，此增加製造步驟及成本。 本發明提供用於實施所提供標的物之不同特徵的許多不同實施例或實例。組件及配置之特定實例在下文出於解釋之目的而加以描述，且不應被理解為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵在第二特徵上方或上之形成可包括第一特徵及第二特徵直接接觸地形成之實施例，且亦可包括額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成以使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸之實施例。另外，本發明可在各種實例中重複參考數字及/或字母。此重複係出於清晰之目的，且其自身並不指示所論述之各種實施例及/或組態之間的關係。 除非另外規定，否則諸如「上方」、「下方」、「向上」、「左邊」、「右邊」、「向下」、「頂部」、「底部」、「垂直」、「水平」、「側」、「較高」、「下部」、「上部」、「上方」、「下面」等空間描述係相對於圖中所示之定向加以指示。應理解，本文中所使用之空間描述僅出於說明之目的，且本文中所描述之結構的實際實施可以任何定向或方式在空間上進行配置，其限制條件為本發明之實施例的優點不因此配置而有偏差。 以下描述係針對一種電子裝置。在一些實施例中，電子裝置包括光源、光接收器、圍繞光接收器之第一光導結構、及在光接收器上方且耦接至第一光導結構之第二光導結構。電子裝置進一步包括在光接收器與第二光導結構之間的空腔。以下描述進一步針對一種封裝結構。在一些實施例中，封裝結構包括載體、光接收器、包覆光接收器之光導結構，且光導結構界定自光導結構之頂部表面凹入的空腔。空腔安置於光接收器上方且與其對準，且光導結構包括圍繞空腔之橫向壁。以下描述亦針對一種製造電子裝置之方法，如下文所論述。電子裝置及封裝結構能夠經組態為光學裝置，諸如(但不限於)光學感應器，包括生物感應器或指紋辨識感應器。 圖1為根據本發明之一第一實施例的電子裝置1之一實例的示意圖。如圖1中所展示，電子裝置1包括至少一個光源20、光接收器30、第一光導結構42及第二光導結構44。在一或多個實施例中，光源20、光接收器30及第一光導結構42安置於載體10上方。載體10可包括諸如半導體基板之基板、電路板或類似者。在一或多個實施例中，導電佈線(未展示)安置於載體10上方或嵌入於其中。光源20經組態以朝向第一光導結構42發射光。光源20可包括發光二極體(LED)，或能夠發射光之其他適合的光源。在一或多個實施例中，光源20經由接合線20X電連接至載體10之導電佈線。光源20具有面朝第一光導結構42之發光表面20L，且光自發光表面20L朝向第一光導結構42發射。 光接收器30經組態以感應光。在一或多個實施例中，光接收器30包括光學感應器晶粒，且光接收器30之頂部表面30T包括光接收區域30R。由互補金屬氧化物半導體(CMOS)感應器、電荷耦接裝置(CCD)感應器或其他適合之感應器形成的光學感應器陣列安置於光接收區域30R中以感應光。在一或多個實施例中，光接收器30經由接合線30X電連接至載體10之導電佈線。 第一光導結構42經組態以將自光源20發射之光導引至第二光導結構44。第一光導結構42具有第一折射率。在一或多個實施例中，第一光導結構42與光源20之發光表面20L接觸，以便減小由於反射之光耗損。在一或多個實施例中，第一光導結構42完全地包覆光源20，例如:包覆光源的頂面(發光表面20L)與側面。在一或多個實施例中，第一光導結構42安置於光接收器30之周邊周圍，面朝、接觸且覆蓋光接收器30之橫向壁30W。在一或多個實施例中，第一光導結構42與光接收器30之頂部表面30T的周邊部分接觸且覆蓋此周邊部分，但暴露光接收區域30R。在一或多個實施例中，第一光導結構42圍封接合線30X以便保護接合線30X。第一光導結構42之材料包括樹脂，諸如(但不限於)環氧樹脂或矽膠(silicone)。在一或多個實施例中，第一光導結構42包括傾斜側壁42X，其相對於發光表面20L而傾斜，且經組態以增加光在第一光導結構42中之內部反射。舉例而言，傾斜側壁42X可相對於發光表面20L形成小於90°(諸如約80°或更小、約60°或更小、或約45°或更小)之角度。 第二光導結構44安置於光接收器30上方且耦接至第一光導結構42。第二光導結構44具有第三折射率，且第三折射率對第一折射率之比為約1。第二光導結構44之材料可包括樹脂或陶瓷，諸如(但不限於)環氧樹脂、矽膠或玻璃。在一或多個實施例中，空腔50形成於光接收器30與第二光導結構44之間，且由第一光導結構42圍繞。在一或多個實施例中，空腔50為氣密密封式的，且媒介填充於空腔50中。空腔50中之媒介具有第二折射率，且第一折射率對第二折射率之比大於1，諸如約1.1或更大、約1.3或更大、或約1.5或更大。作為實例，媒介為空氣、真空或其他適合之媒介。 在一或多個實施例中，黏著膜46安置於第一光導結構42與第二光導結構44之間且與此兩者接觸，以黏著第一光導結構42與第二光導結構44。在一或多個實施例中，黏著膜46包括黏著劑(諸如(但不限於)透明環氧樹脂黏著劑)或由其形成。黏著膜46具有第四折射率，且第四折射率對第一折射率相近，例如:第四折射率對第一折射率之比為約1。在一或多個實施例中，第一光導結構42與第二光導結構44可以其他適合之方式耦接至彼此。 圖2A為說明當無物體置放於第二光導結構44上時根據本發明之一第一實施例的電子裝置1中之光路的示意圖。參考圖2A，第一光導結構42、黏著膜46及第二光導結構44對自光源20發射之光L透射。因為第一光導結構42之第一折射率、第二光導結構44之第三折射率及黏著膜46之第四折射率實質上相等，所以可將第一光導結構42、黏著膜46及第二光導結構44視為同一透射媒介，且將在第一光導結構42與黏著膜46之間及在黏著膜46與第二光導結構44之間存在極少或無光學介面。因此，最小化了在經由第一光導結構42、黏著膜46及第二光導結構44透射時由於反射之光耗損。因為第一光導結構42之第一折射率對空腔50中之媒介之第二折射率的比大於1，所以內部反射將在第一光導結構42、黏著膜46及第二光導結構44中發生，且大部分光L將不會入射於光接收區域30R上。因此，可緩解光串擾。 圖2B為說明當一物體置放於第二光導結構44上時根據本發明之一第一實施例的電子裝置1中之光路的示意圖。參考圖2B，當物體12(諸如(但不限於)手指或手寫筆)置放於第二光導結構44上時，一些光L將朝向光接收區域30R反射，一些光L將散射，且一些光L將被物體12吸收。因此，光接收器30擷取光L之強度分佈，且可辨識觸控輸入。藉助於第一光導結構42及第二光導結構44，一些光L可到達光接收區域30R之一中心部分，藉此改良在光接收區域30R之中心部分的辨識。 圖2C為說明光源之外緣及空腔的邊緣的距離根據本發明之一第一實施例的電子裝置1的示意圖。參考圖2C，在一實施例中，當第一光導結構42、黏著膜46及第二光導結構44的折射率均為n1且第二光導結構44之外的外界媒介(例如空氣)的折射率為n2時，根據司乃耳定律(Snell's law)，光源20所發射之光經過第二光導結構44與外界媒介的界面時會滿足下列式(1)： n1sinθ1=n2sinθ2 (1) 其中 θ1為入射角；且 θ2為折射角。 當折射角為90∘時對應的入射角為臨界角(critical angle)θc，可由下列式(2)所計算出： sinθc=(n2/n1)sin90∘ (2) 在一實施例中，若n1為1.5且n2為1時，則可計算出臨界角θc約為41.8∘。如圖2C所示，當無物體置放於第二光導結構44上時，在光源20所發射之光L1的入射角θ1小於臨界角41.8∘時，光L1會射出第二光導結構44不會產生全反射，因此不會產生光串擾。當無物體置放於第二光導結構44上時，光源20所發射之光L2的入射角大於或等於臨界角41.8∘時，光L2會產生全反射而朝向光接收區域30R前進，但由於光L2會先經過第二光導結構44與空腔50的媒介之界面，因此會再度產生全反射而不會進入空腔50內，因此不會產生光串擾。因此，為了確保光L2在第一次全反射後會到達第二光導結構44與空腔50的媒介之界面，光源20之外緣(遠離空腔50的邊緣)20E及面對光源20之空腔50的邊緣50E的距離D需滿足下列式(3)： D≦(2H1-H2)*tanθc (3) 其中H1為光源20的發光表面20L與第二光導結構44的外表面的距離；以及 H2為光源20的發光表面20L與第二光導結構44的內表面的距離。 舉例而言，當H1為0.7公厘(mm)、H2為0.2mm，且θc為41.8∘時，光源20之外緣20E及空腔50的邊緣50E的距離D應小於或等於1.073mm，以有效減少光串擾。當光源20之外緣20E及空腔50的邊緣50E的距離D不滿足式(3)時，光L2會在光導結構內傳遞並進入光接收區域30R，使得光串擾變強。 圖3A、圖3B、圖3C及圖3D說明根據本發明之一第一實施例的電子裝置1之製造方法的一實例。 參考圖3A，提供載體10。載體10可包括諸如半導體基板之基板、電路板或類似者。在一或多個實施例中，導電佈線(未展示)安置於載體10上方或嵌入於其中。至少一個光源20及光接收器30安置於載體10上方。在一或多個實施例中，光源20經由接合線20X電連接至載體10之導電佈線。在一或多個實施例中，光接收器30經由接合線30X電連接至載體10之導電佈線。 參考圖3B及圖3C，在將光接收器30安置於載體10上方之後，在光源20上形成第一光導結構42。在一或多個實施例中，第一光導結構42藉由模製技術形成於光源20上。如圖3B中所描繪，提供包括突起部62之模具60。在一或多個實施例中，薄膜64形成於突起部62上或塗覆至突起部62，或形成於模具60之整個表面上。具有薄膜64之模具60接著置放於載體10及光源20上方，且與光接收器30之頂部表面30T的一部分接觸。薄膜64由提供緩衝作用之可撓性材料製成，且因此光接收器30在模製期間並不被模具60損壞。如圖3C中所描繪，將模製材料填充至模具60與載體10之間的空間中，以形成第一光導結構42。模製材料在塗覆時呈液態形式，且接著藉由熱固化及/或光學固化加以固化以形成第一光導結構42。作為實例，第一光導結構42之材料包括樹脂，諸如(但不限於)環氧樹脂或矽膠。在一或多個實施例中，第一光導結構42包覆光源20及光接收器30之一部分。在一或多個實施例中，第一光導結構42包覆且保護接合線20X及接合線30X。 參考圖3D，自第一光導結構42移除模具60及薄膜64，從而形成由第一光導結構42圍繞之空腔50。隨後，第二光導結構44與第一光導結構42耦接，且空腔50位於光接收器30與第二光導結構44之間。第二光導結構44之材料可包括樹脂或陶瓷，諸如(但不限於)環氧樹脂、矽膠或玻璃。因此，形成如圖1中所描繪之電子裝置1。在一或多個實施例中，第二光導結構44藉由黏著膜46耦接至第一光導結構42。在一或多個實施例中，黏著膜46包括黏著劑(諸如(但不限於)透明環氧樹脂黏著劑)或由其形成。 圖4為根據本發明之一第二實施例的電子裝置2之一實例的示意圖。如圖4中所示，不同於第一實施例之電子裝置1，電子裝置2之第一光導結構42包覆光源20，但並不覆蓋及暴露光接收器30之頂部表面30T及光接收區域30R。 圖5A、圖5B、圖5C、圖5D及圖5E說明根據本發明之一第二實施例的電子裝置2之製造方法的一實例。 參考圖5A，提供載體10。至少一個光源20安置於載體10上方。在一或多個實施例中，光源20經由接合線20X電連接至載體10之導電佈線。 參考圖5B，提供包括突起部62之模具60。在一或多個實施例中，薄膜64形成於突起部62上或塗覆至突起部62，或形成於模具60之整個表面上。接著將具有薄膜64之模具60置放於載體10及光源20上方。 參考圖5C，將模製材料填充至模具60與載體10之間的空間中，以形成第一光導結構42。模製材料在塗覆時呈液態形式，且接著加以固化以形成第一光導結構42。作為實例，第一光導結構42之材料包括樹脂，諸如(但不限於)環氧樹脂或矽膠。在一或多個實施例中，第一光導結構42包覆光源20且覆蓋載體10之一部分。 參考圖5D，自第一光導結構42移除模具60及薄膜64，藉此形成由第一光導結構42圍繞之空腔50。隨後，將光接收器30安置於載體10上方。在一或多個實施例中，光接收器30包括光學感應器晶粒，且光接收器30之頂部表面30T包括光接收區域30R，且由CMOS感應器、CCD感應器或其他適合之感應器形成的光學感應器陣列安置於光接收區域30R中以感應光。在一或多個實施例中，光接收器30經由接合線30X電連接至載體10之導電佈線。光接收器30在形成第一光導結構42之後安置於載體10上方，且因此在第一光導結構42之模製期間並不受損壞。 參考圖5E，黏著膜46形成於第一光導結構42上。在一或多個實施例中，黏著膜46包括黏著劑(諸如(但不限於)透明環氧樹脂黏著劑)或由其形成。隨後，第二光導結構44藉由黏著膜46與第一光導結構42耦接，且空腔50位於光接收器30與第二光導結構44之間。第二光導結構44之材料可包括樹脂或陶瓷，諸如(但不限於)環氧樹脂、矽膠或玻璃。因此，形成如圖4中所描繪之電子裝置2。 圖6為根據本發明之一第三實施例的電子裝置3之一實例的示意圖。如圖6中所示，不同於前述實施例之電子裝置1、2，電子裝置3進一步包括圍封第一光導結構42之橫向壁42W的分隔結構40。 圖7A、圖7B、圖7C及圖7D說明根據本發明之一第三實施例的電子裝置3之製造方法的一實例。 參考圖7A，提供載體10。載體10可包括諸如半導體基板之基板、電路板或類似者。在一或多個實施例中，導電佈線(未展示)安置於載體10上方或嵌入於載體10中。至少一個光源20及光接收器30安置於載體10上方。在一或多個實施例中，光源20經由接合線20X電連接至載體10之導電佈線。在一或多個實施例中，光接收器30經由接合線30X電連接至載體10之導電佈線。 參考圖7B，分隔結構40形成於載體10上方。在一或多個實施例中，分隔結構40圍繞光源20，從而形成圍繞光源20之擋牆41。 參考圖7C，將流體材料施配於擋牆41中。接著熱固化及/或光學固化流體材料以形成第一光導結構42。在一或多個實施例中，流體材料包括樹脂，諸如(但不限於)環氧樹脂或矽膠。 參考圖7D，黏著膜46形成於第一光導結構42上。在一或多個實施例中，黏著膜46包括黏著劑(諸如(但不限於)透明環氧樹脂黏著劑)或由其形成。隨後，第二光導結構44藉由黏著膜46與第一光導結構42耦接，從而在光接收器30與第二光導結構44之間形成空腔50。因此，形成如圖6中所描繪之電子裝置3。第二光導結構44之材料可包括樹脂或陶瓷，諸如(但不限於)環氧樹脂、矽膠或玻璃。 圖8為根據本發明之一第四實施例的封裝結構4之一實例的示意圖。如圖8中所示，封裝結構4包括載體10、安置於載體10上方之光接收器30、包覆光接收器30之光導結構48、及由光導結構48界定且自光導結構48之表面(例如，頂部表面)凹入的空腔50。空腔50安置於光接收器30上方且與其對準以便對應於光接收器30，且光導結構48包括圍繞空腔50之橫向壁50W。空腔50之底部與光接收器30間隔開，且藉由光導結構48之材料與光接收器30隔離。在一或多個實施例中，光導結構48之材料包括樹脂，諸如(但不限於)環氧樹脂或矽膠。在一或多個實施例中，光導結構48為一體成型結構或單體結構。 圖9為根據本發明之一第五實施例的封裝結構5之一實例的示意圖。如圖9中所示，不同於第四實施例之封裝結構4，封裝結構5之光導結構48包括第一部分481及耦接至第一部分481之第二部分482。第一部分481安置於載體10上方且包覆光接收器30。在一或多個實施例中，第一部分481包括頂部表面48T，頂部表面48T為實質上平坦或平面的，而非凹入式的。第二部分482耦接至第一部分481之頂部表面48T的一部分。在一或多個實施例中，第二部分482具有環形形狀或框架形狀，其界定空腔50連同第一部分481。在一或多個實施例中，第二部分482之折射率實質上等於第一部分481之折射率。在一或多個實施例中，第一部分481之材料可包括樹脂，諸如(但不限於)環氧樹脂或矽膠，且第二部分482之材料可包括黏著劑，諸如(但不限於)透明環氧樹脂黏著劑。在一或多個實施例中，可藉由模製形成第一部分481，且可將第二部分482施配、塗佈或印刷於第一部分481之頂部表面48T上。 圖10為根據本發明之一第六實施例的封裝結構6之一實例的示意圖。如圖10中所示，不同於第四實施例之封裝結構4，第六實施例之封裝結構6進一步包括安置於載體10上方之至少一個光源20。光源20由光導結構48包覆。在一或多個實施例中，光導結構48與光源20之發光表面20L接觸。光導結構48對自光源20發射之光透射。 圖11為根據本發明之一第七實施例的封裝結構7之一實例的示意圖。如圖11中所示，不同於第六實施例之封裝結構6，第七實施例之封裝結構7進一步包括安置於光接收器30上方且耦接至光導結構48之蓋板52。在一或多個實施例中，蓋板52藉由黏著膜49附接至光導結構48，黏著膜49包括黏著劑(諸如(但不限於)透明環氧樹脂黏著劑)或由其形成。蓋板52對自光源20發射之光透射。在一或多個實施例中，蓋板52具有實質上等於光導結構48之折射率的折射率。因而，蓋板52經組態為第二光導結構，且自光源20發射之光在光導結構48及蓋板52中由於內部反射而透射。在一或多個實施例中，空腔50由光導結構48及蓋板52圍封，且經氣密密封。在一或多個實施例中，光導結構48及蓋板52之折射率大於空腔50中之媒介的折射率。作為實例，光導結構48之材料包括諸如環氧樹脂或矽膠之樹脂，蓋板52之材料包括樹脂或陶瓷，諸如環氧樹脂、矽膠或玻璃，且媒介包括空氣或真空。圖11A為說明光源之外緣及空腔之橫向壁的距離根據本發明之一第七實施例的電子裝置7的示意圖。參考圖11A，在一實施例中，當光導結構48、黏著膜49及蓋板52的折射率均為n1且蓋板52之外的外界媒介(例如空氣)的折射率為n2時，根據司乃耳定律(Snell's law)，光源20所發射之光經過蓋板52與外界媒介的界面時會滿足下列式(1)： n1sinθ1=n2sinθ2 (1) 其中 θ1為入射角；且 θ2為折射角。 當折射角為90∘時對應的入射角為臨界角(critical angle)θc，可由下列式(2)所計算出： sinθc=(n2/n1)sin90∘ (2) 在一實施例中，若n1為1.5且n2為1時，則可計算出臨界角θc約為41.8∘。如圖11A所示，當無物體置放於蓋板52上時，在光源20所發射之光L1的入射角θ1小於臨界角41.8∘時，光L1會射出蓋板52不會產生全反射，因此不會產生光串擾。當無物體置放於蓋板52上時，光源20所發射之光L2的入射角大於或等於臨界角41.8∘時，光L2會產生全反射而朝向光接收區域30R前進，但由於光L2會先經過蓋板52與空腔50的媒介之界面，因此會再度產生全反射而不會進入空腔50內，因此不會產生光串擾。因此，為了確保光L2在第一次全反射後會到達蓋板52與空腔50的媒介之界面，光源20之外緣(遠離空腔50的邊緣)20E及面對光源20之空腔50之橫向壁50W的距離D需滿足下列式(3)： D≦(2H1-H2)*tanθc (3) 其中H1為光源20的發光表面20L與蓋板52的外表面的距離；以及 H2為光源20的發光表面20L與蓋板52的內表面的距離。 舉例而言，當H1為0.7公厘(mm)、H2為0.2mm，且θc為41.8∘時，光源20之外緣20E及空腔50的橫向壁50W的距離D應小於或等於1.073mm，以有效減少光串擾。當光源20之外緣20E及空腔50的橫向壁50W的距離D不滿足式(3)時，光L2在經由蓋板52反射後會依序通過黏著膜49與光導結構48並進入光接收區域30R，使得光串擾變強。 圖12為根據本發明之一第八實施例的封裝結構8之一實例的示意圖。如圖12中所示，不同於第七實施例之封裝結構7，第八實施例之封裝結構8的光源20面朝蓋板52之邊緣52E (例如，蓋板52之次表面而非主表面)。在一或多個實施例中，蓋板52之折射率大於光導結構48之折射率且大於空腔50中之媒介的折射率。因而，蓋板52為經組態為光導結構，且自光源20發射之光在蓋板52中由於內部反射而透射。 圖13A為說明當無物體置放於蓋板52上時根據本發明之一第八實施例的封裝結構8中之光路的示意圖。參考圖13A，因為蓋板52之折射率大於光導結構48之折射率且大於空腔50中之媒介的折射率，所以內部反射將在蓋板52中發生，且大部分光L將不入射於光接收區域30R上。 圖13B為說明當一物體置放於蓋板52上時根據本發明之一第八實施例的封裝結構8中之光路的示意圖。參考圖13B，當物體12 (諸如(但不限於)手指或手寫筆)置放於蓋板52上時，一些光L將朝向光接收區域30R反射，一些光L將散射，且一些光L將被物體12吸收。因此，光接收器30擷取光L之強度分佈，且可辨識觸控輸入。藉助於蓋板52，一些光L可到達光接收區域30R之一中心部分，藉此改良在光接收區域30R之中心部分的辨識。本發明之一些實施例的電子裝置或封裝結構包括覆蓋光源之發光表面的光導結構，且因此減少了光耗損。光導結構具有大於光接收器上方之空腔中的媒介之折射率的折射率。當無物體置放於電子裝置或封裝結構上時，光可在光導結構內部由於內部反射效應而透射，藉此減小光串擾。當一物體置放於電子裝置或封裝結構上時，內部反射改變，且光藉由物體朝向光接收器反射。因而，由光接收器擷取之光的強度分佈相對均勻，此增加在光接收器之中心部分的辨識。光導結構及蓋板增加光使用率，此可節省光源之功率消耗。此外，電子裝置或封裝結構之光導結構有利於其製造製程簡單化及成本減少。 如本文所用，除非上下文另外明確規定，否則單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數指示物。 如本文所使用，術語「導電(conductive)」、「導電性(electrically conductive)」及「導電率」指代輸送電流之能力。導電性材料通常指示展現對於電流流動之極小或零阻力之彼等材料。導電率之一個量度為西門子/米(S/m)。通常，導電性材料為具有大於約104 S/m (諸如至少105 S/m或至少106 S/m)之導電率的一種材料。材料之導電率有時可隨溫度變化。除非另外規定，否則材料之導電率係在室溫下量測。 如本文中所使用，術語「大約」、「實質上」、「實質的」及「約」用以描述及考慮小變化。當與事件或情形結合使用時，該等術語可指事件或情形明確發生之情況及事件或情形極近似於發生之情況。舉例而言，當結合數值使用時，該等術語可指小於或等於彼數值之±10%的變化範圍，諸如，小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%或者小於或等於±0.05%之變化範圍。舉例而言，若第一值對第二值之之比處於小於或等於1之±10%之變化範圍內，諸如小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%或小於或等於±0.05%，則可認為第一數值與第二數值「實質上」相同或相等。 若兩個表面之間的位移不大於5 μm、不大於2 μm、不大於1 μm或不大於0.5 μm，則可認為兩個表面共面或實質上共面。 另外，有時在本文中按範圍格式呈現量、比率及其他數值。應理解，此類範圍格式係為便利及簡潔起見而使用，且應靈活地理解為不僅包括明確指定為範圍限制之數值，且亦包括涵蓋於彼範圍內之所有個別數值或子範圍，如同明確指定每一數值及子範圍一般。 儘管已參考本發明之特定實施例描述並說明本發明，但此等描述及說明並不限制本發明。熟習此項技術者應理解，在不脫離如由所附申請專利範圍界定之本發明之真實精神及範疇的情況下，可作出各種改變且可取代等效物。說明可不必按比例繪製。歸因於製造程序及容限，本發明中之藝術再現與實際裝置之間可能存在區別。可能存在本發明之並未特定說明的其他實施例。應將本說明書及圖式視為說明性而非限制性的。可作出修改，以使特定情形、材料、物質組成、方法或製程適應於本發明之目標、精神及範疇。所有此類修改均意欲處於此處所附申請專利範圍之範疇內。儘管已參考按特定次序所執行之特定操作描述本文中所揭示之方法，但應理解，可在不脫離本發明之教示的情況下組合、細分或重新定序此等操作以形成等效方法。因此，除非本文中具體指示，否則操作的次序及分組並非本發明之限制。
1‧‧‧電子裝置 2‧‧‧電子裝置 3‧‧‧電子裝置 4‧‧‧封裝結構 5‧‧‧封裝結構 6‧‧‧封裝結構 7‧‧‧封裝結構 8‧‧‧封裝結構 10‧‧‧載體 12‧‧‧物體 20‧‧‧光源 20L‧‧‧發光表面 20X‧‧‧接合線 30‧‧‧光接收器 30R‧‧‧光接收區域 30T‧‧‧頂部表面 30W‧‧‧橫向壁 30X‧‧‧接合線 40‧‧‧分隔結構 41‧‧‧擋牆 42‧‧‧第一光導結構 42W‧‧‧橫向壁 42X‧‧‧傾斜側壁 44‧‧‧第二光導結構 46‧‧‧黏著膜 48‧‧‧光導結構 48T‧‧‧頂部表面 49‧‧‧黏著膜 50‧‧‧空腔 50W‧‧‧橫向壁 52‧‧‧蓋板 52E‧‧‧邊緣 60‧‧‧模具 62‧‧‧突起部 64‧‧‧薄膜 481‧‧‧第一部分 482‧‧‧第二部分 L‧‧‧光 L1‧‧‧光 L2‧‧‧光 20E‧‧‧外緣 50E‧‧‧邊緣
當結合附圖閱讀時，自以下詳細描述最佳地理解本發明之一些實施例的態樣。應注意，各種結構可能未按比例繪製，且各種結構之尺寸可出於論述清晰起見任意增大或減小。 圖1為根據本發明之一第一實施例的電子裝置之一實例的示意圖； 圖2A為說明當無物體置放於第二光導結構上時根據本發明之一第一實施例的電子裝置中之光路的示意圖； 圖2B為說明當一物體置放於第二光導結構上時根據本發明之一第一實施例的電子裝置中之光路的示意圖； 圖2C為說明光源之外緣及空腔的邊緣的距離根據本發明之一第一實施例的電子裝置的示意圖； 圖3A、圖3B、圖3C及圖3D說明根據本發明之一第一實施例的電子裝置之製造方法的一實例； 圖4為根據本發明之一第二實施例的電子裝置之一實例的示意圖； 圖5A、圖5B、圖5C、圖5D及圖5E說明根據本發明之一第二實施例的電子裝置之製造方法的一實例； 圖6為根據本發明之一第三實施例的電子裝置之一實例的示意圖； 圖7A、圖7B、圖7C及圖7D說明根據本發明之一第三實施例的電子裝置之製造方法的一實例； 圖8為根據本發明之一第四實施例的封裝結構之一實例的示意圖； 圖9為根據本發明之一第五實施例的封裝結構之一實例的示意圖； 圖10為根據本發明之一第六實施例的封裝結構之一實例的示意圖； 圖11為根據本發明之一第七實施例的封裝結構之一實例的示意圖； 圖11A為說明光源之外緣及空腔之橫向壁的距離根據本發明之一第七實施例的電子裝置的示意圖； 圖12為根據本發明之一第八實施例的封裝結構之一實例的示意圖； 圖13A為說明當無物體置放於蓋板上時根據本發明之一第八實施例的封裝結構中之光路的示意圖；以及 圖13B為說明當一物體置放於蓋板上時根據本發明之一第八實施例的封裝結構中之光路的示意圖。
1‧‧‧電子裝置
10‧‧‧載體
20‧‧‧光源
20L‧‧‧發光表面
20X‧‧‧接合線
30‧‧‧光接收器
30R‧‧‧光接收區域
30T‧‧‧頂部表面
30W‧‧‧橫向壁
30X‧‧‧接合線
42‧‧‧第一光導結構
42X‧‧‧傾斜側壁
44‧‧‧第二光導結構
46‧‧‧黏著膜
50‧‧‧空腔

Claims (22)

  1. 一種電子裝置，其包含： 一光源； 一光接收器； 一第一光導結構，其面朝該光源之一發光表面且面朝該光接收器之一橫向壁；及 一第二光導結構，其在該光接收器上方且耦接至該第一光導結構， 其中該光接收器及該第二光導結構界定該光接收器與該第二光導結構之間的一空腔。
  2. 如請求項1之電子裝置，其進一步包含一載體，其中該光源、該光接收器及該第一光導結構安置於該載體上方。
  3. 如請求項2之電子裝置，其中該第一光導結構與該光源之該發光表面接觸。
  4. 如請求項1之電子裝置，其中該第一光導結構具有一第一折射率，該空腔填充有具有一第二折射率之一媒介，且該第一折射率對該第二折射率之一比大於1。
  5. 如請求項4之電子裝置，其中該媒介為空氣或真空。
  6. 如請求項4之電子裝置，其中該第二光導結構具有一第三折射率，且該第三折射率對該第一折射率之一比為約1。
  7. 如請求項6之電子裝置，其進一步包含一黏著膜，該黏著膜安置於該第一光導結構與該第二光導結構之間且與該等光導結構接觸，其中該黏著膜具有一第四折射率，且該第四折射率對該第一折射率之一比為約1。
  8. 如請求項1之電子裝置，其中該光接收器包括包含一光接收區域之一頂部表面，且該光接收區域暴露於該空腔。
  9. 如請求項8之電子裝置，其中該第一光導結構覆蓋該光接收器之該頂部表面的一部分且暴露該光接收區域。
  10. 如請求項8之電子裝置，其中該第一光導結構暴露該光接收器之該頂部表面。
  11. 如請求項1之電子裝置，其進一步包含圍封該第一光導結構之一橫向壁的一分隔結構。
  12. 如請求項1之電子裝置，其中該光源之外緣及面對該光源之該空腔之邊緣的距離滿足下列關係式： D≦(2H1-H2)*tanθc 其中 D為該光源之外緣及面對該光源之該空腔之邊緣的距離； H1為該光源的該發光表面與該第二光導結構的外表面的距離； H2為該光源的該發光表面與該第二光導結構44的內表面的距離；以及 θc為該第二光導結構與其外表面外的外界媒介的臨界角。
  13. 一種封裝結構，其包含： 一載體； 一光接收器，其在該載體上方；及 一光導結構，其包覆該光接收器， 其中該光導結構界定自該光導結構之一頂部表面凹入的一空腔，該空腔安置於該光接收器上方且與其對準，且該光導結構包括圍繞該空腔之一橫向壁。
  14. 如請求項13之封裝結構，其進一步包含該載體上方之一光源，其中該光源包括一發光表面，且該光導結構與該光源之該發光表面接觸。
  15. 如請求項14之封裝結構，其進一步包含耦接至該光導結構且密封該空腔之一蓋板，其中該光源之外緣及面對該光源之該空腔之邊緣的距離滿足下列關係式： D≦(2H1-H2)*tanθc 其中 D為該光源之外緣及面對該光源之該空腔之邊緣的距離； H1為該光源的該發光表面與該蓋板的外表面的距離； H2為該光源的該發光表面與該蓋板的內表面的距離；以及 θc為該第二光導結構與其外表面外的外界媒介的臨界角。
  16. 如請求項13之封裝結構，其進一步包含耦接至該光導結構且密封該空腔之一蓋板，及面朝該蓋板之一邊緣的一光源。
  17. 如請求項13之封裝結構，其中該光導結構之一折射率大於該空腔中之一媒介的一折射率。
  18. 如請求項13之封裝結構，其中該空腔藉由該光導結構之一部分與該光接收器間隔開。
  19. 一種用於製造一電子裝置之方法，其包含： 提供一載體； 將一光源及一光接收器安置於該載體上方； 在該光源上方形成一第一光導結構；及 將一第二光導結構耦接至該第一光導結構，其中一空腔形成於該光接收器與該第二光導結構之間。
  20. 如請求項19之方法，其中在將該光接收器安置於該載體上方之後在該光源上方形成該第一光導結構，且在該光源上方形成該第一光導結構包含： 提供包括一突起部之一模具； 將該模具置放於該載體上方，其中該突起部面朝該光接收器； 將一模製材料填充於該模具與該載體之間的一空間中，以形成包覆該光源及該光接收器之一部分的該第一光導結構；及 移除該模具。
  21. 如請求項19之方法，其中在將該光接收器安置於該載體上方之前在該光源上方形成該第一光導結構，且在該光源上方形成該第一光導結構包含： 提供包括一突起部之一模具； 將該模具置放於該載體上方，其中該突起部面朝該載體； 將一模製材料填充於該模具與該載體之間的一空間中，以形成包覆該光源之該第一光導結構；及 移除該模具。
  22. 如請求項19之方法，其進一步包含： 在該載體上方形成一分隔結構，其中該分隔結構界定圍繞該光源之一擋牆； 在圍繞該光源之該擋牆中施配一流體材料；及 固化該流體材料以形成該第一光導結構。
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