TW202102878A - 光電模組 - Google Patents

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Abstract

揭露一種光電模組，包含：一光電裝置，可操作以發射或偵測一波長的輻射；一光學元件，被設置於該光電裝置上，該光學元件對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為透明的；及一壁部，經組構以側向地圍住該光電裝置與該光學元件，該壁部對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為不透明的。

Description

光電模組
本揭露係有關於光電模組、相關聯的設備及方法。
包括一或多個光電裝置(例如光學感測器及/或發射器)之光電模組可被例如整合至各式各樣類型的消費性電子及其他裝置內，例如行動電話、智慧型手機、個人數位助理(PDA)、平板電腦及膝上型電腦，以及其他電子裝置，例如生物裝置(bio devices)、行動機器人、及監視相機。
裝置(例如智慧型手機)可提供各種各樣的不同的工學功能，例如一維(1D)或三維(3D)姿勢偵測、3D成像、飛行時間(time-of-flight)或近接(proximity)偵測、周圍光感測、及/或前置(front-facing)二維(2D)相機成像。舉例來說，光學近接偵測可基於發射出的光，其被場景中的一或多個物件反射。經反射的光可被光學感測器偵測，且光生電子(photo-generated electrons)可被分析以決定舉例來說，物件是否存在於近處。
產業上似乎一直需要改善此等光電模組之各式各樣態樣。舉例來說，光電模組所被設計之裝置中的空間通常受到重視。因此，會希望光電模組盡可能的小巧及/或具有實際上盡可能小的覆蓋區域(footprint)。
通常，本揭露係有關於光電模組、相關聯的設備及方法。光學元件(對於一波長的輻射為透明的)被設置於光電裝置上。光電裝置可操作以發射或偵測該波長的輻射。光學元件與光電裝置被壁部側向地圍住，其對於能夠藉由光電裝置來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。
根據本揭露之第一態樣，揭露一種光電模組，包含：一光電裝置，可操作以發射或偵測一波長的輻射；一光學元件，被設置於該光電裝置上，該光學元件對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為透明的；及一壁部，經組構以側向地圍住該光電裝置與該光學元件，該壁部對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為不透明的。
藉由組構壁部以側向地圍住光電裝置及光學元件，光電模組之覆蓋範圍可被減少及/或光電模組可更小巧。減少的光電模組之覆蓋區域可促進光電模組於另一裝置或設備中的整合。
此外，壁部對於能夠藉由光電裝置來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。依此方式，壁部可例如從其他光電裝置光學上隔離光電裝置及光學元件，其為能發射或偵測輻射之波長及/或促進光電裝置之處置。
藉由組構壁部以側向地圍住光電裝置及光學元件，光電模組之製造可被促進及/或光電模組之製造的成本可被降低。這可能是由於被使用於製造光電模組的一些製造步驟及/或一些材料被減少。
光學元件可由可固化材料形成或由可固化材料組成。壁部可由進一步可固化材料形成或由進一步可固化材料組成。
光電模組可包含連接元件，用於將光電裝置電性連接至基板。連接元件可將至少一部分的光電裝置連接至基板。至少一部分的連接元件可延伸透過至少一部分的光學元件及/或壁部。
於一些實施例中，光學元件可被設置於光電裝置之第一表面上。連接元件可被設置於光電裝置之第二表面上。光電裝置之第一表面可相對著光電裝置之第二表面。於一些實施例中，光電模組可包含複數個連接元件。
光電裝置可包含側表面。壁部可經組構以接觸(例如直接地接觸)側表面。光學元件可經組構以側向地延伸超過至少部份的或全部的光電裝置之側表面。光學元件與壁部之間的介面可包含彎曲的、有角度的、直的、垂直的、階梯狀的、橢圓的或其他外形的形狀。
光電模組可包含至少兩個光電裝置，可操作以發射或偵測一波長的輻射。光電模組可包含至少兩個光學元件。光學元件中之至少一者或各者可被設置於至少兩個光電裝置之至少一者或各者上。至少兩個光電裝置中之至少一者可操作以發射該波長的輻射。至少兩個光電裝置中之至少另一者可操作以偵測該波長的輻射。
壁部可經組構以側向地圍住該等至少兩個光電裝置中之各者及該等至少兩個光學元件中之各者。壁部可經組構以將至少兩個光電裝置光學上彼此分開或隔離。壁部可經組構以將至少兩個光學元件彼此光學上分開或隔離。
至少兩個光電裝置中之各者可包含側表面。壁部可經組構以接觸(例如直接地接觸)至少兩個光電裝置之各者的側表面。
至少兩個光學元件中之至少一者可經組構以側向地延伸超過至少部份的或所有的該等至少兩個光電裝置中之至少一者的側表面。
根據本揭露之第二態樣，提供一種製造光電模組之方法，該方法包含形成光學元件於光電裝置上，其中該光電裝置可操作以發射或偵測一波長的輻射且光學元件對於能夠該波長的輻射為透明的，及形成壁部以側向地圍住光電裝置與光學元件，其中該壁部對於能夠藉由光電裝置來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。
形成光學元件的步驟可包含將可固化材料沈積於光電裝置上。形成光學元件的步驟可包含將可固化材料變硬或固化。形成光學元件的步驟可包含使用複製工具。形成該光學元件之步驟可包含選擇該可固化材料的量及/或該複製工具的形狀使得該光學元件延伸超過至少部份的或所有的該光電裝置之一側表面。
形成壁部的步驟可包含用進一步可固化材料側向地圍住光電裝置與光學元件。形成壁部的步驟可包含將進一步可固化材料變硬或固化。形成壁部之步驟可包含將該進一步可固化材料沈積於該光電裝置之一側表面上使得該進一步可固化材料接觸(例如直接地接觸)該光電裝置之側表面。
形成光學元件之步驟可在形成壁部之步驟之前或之後實行。於一些實施例中，形成光學元件之步驟與形成壁部之步驟可序列地或平行地實行。
該方法可包含形成至少兩個光學元件。至少兩個光學元件中之各者可被形成於至少兩個光電裝置中之各者上。至少兩個光電裝置中之各者可操作以發射或偵測該波長的輻射。至少兩個光電裝置中之各者可對於該波長的輻射為透明的。該方法可包含形成該壁部以側向地圍住該等至少兩個光電裝置中之各者及/或該等至少兩個光學元件中之各者。
形成壁部之步驟可包含形成壁部使得壁部將至少兩個光電裝置光學上彼此分開或隔離。形成壁部之步驟可包含形成壁部使得壁部將至少兩個光學元件光學上彼此分開或隔離。
根據本揭露之第三態樣，提供一種包含根據第一態樣之光電模組的設備，其中該設備為以下之至少一者：可攜式計算裝置、行動電話、相機、影像記錄裝置；及/或視訊記錄裝置或諸如此類。
根據本揭露之第四態樣，提供一種設備，包含可操作以發射或偵測一波長的光之第一光電晶粒、第一光電晶粒上面的第一窄孔，第一窄孔由第一環氧樹脂材料組成，其對於該波長的光為透明的，第二環氧樹脂材料側向地包圍第一窄孔與第一光電晶粒，第二環氧樹脂材料接觸第一光電晶粒之側壁部；及引線接合，接合至第一光電晶粒且被第一環氧樹脂材料或第二環氧樹脂材料至少部份地包覆。
第一環氧樹脂材料可延伸側向地超過第一光電晶粒之至少一側壁部。沒有第一環氧樹脂材料可存在於第一光電晶粒之側壁部。
第一光電晶粒可為可操作以發射該波長的光。該設備可進一步包括或包含可操作以偵測該波長的光之第二光電晶粒及在第二光電晶粒上方之第二窄孔。第二窄孔可由第一環氧樹脂材料組成。第二環氧樹脂材料可側向地包圍第二窄孔與第二光電晶粒。第二環氧樹脂材料可接觸第二光電晶粒之側壁部。第二環氧樹脂材料可光學上將第一與第二光電晶粒彼此分開。第二環氧樹脂材料可光學上將第一與第二窄孔彼此分開。
第一環氧樹脂材料可延伸側向地超過第一光電晶粒或第二光電晶粒之至少一側壁部。
第一或第二窄孔中之至少一者與第二環氧樹脂材料之間的介面可為彎曲的。第一或第二窄孔中之至少一者與第二環氧樹脂材料之間的介面可為橢圓的。
設備可進一步包括或包含接合至第二光電晶粒之引線接合。引線接合可至少部份地由第一環氧樹脂材料或第二環氧樹脂材料包覆。引線接合可至少部份地由第一環氧樹脂材料包覆。
根據第五態樣，提供一種方法，包含將第一環氧樹脂材料沈積於第一光電晶粒之光發射表面上及第二光電晶粒之光接收表面上，其中該第一光電晶粒可操作以發射一波長的光，且第二光電晶粒可操作以偵測該波長的光，將第一環氧樹脂材料固化以於第一與第二光電晶粒上形成個別的窄孔，其中經固化的第一環氧樹脂材料對於該波長的光為透明的，之後接著提供第二環氧樹脂材料於間隔件中側向地包圍第一與第二窄孔及第一與第二光電晶粒，第二環氧樹脂材料接觸第一與第二光電晶粒之側壁部，光學上將第一與第二光電晶粒彼此分開，及光學上將第一與第二窄孔彼此分開，其中接合至第一光電晶粒或第二光電晶粒之至少一引線接合至少部份地由第一環氧樹脂材料或第二環氧樹脂材料包覆。
該方法可包括使用複製工具將第一環氧樹脂材料沈積於第一光電晶粒之光發射表面上及第二光電晶粒之光接收表面上。第一環氧樹脂材料可形成彎月形，其在將第一環氧樹脂材料固化之前限制第一環氧樹脂材料的流動。
第一環氧樹脂材料可在沒有流到第一與第二光電晶粒之側壁部下的情況下側向地延伸超過第一或第二光電晶粒之至少一側壁部。
以上或以下提出的本揭露之各式各樣態樣與特徵可與本揭露之各式各樣其他態樣與特徵結合，其對於所述技術領域中具有通常知識者將顯而易見的。
第1圖顯示例示光電模組100。光電模組100包含可操作以發射或偵測一波長的輻射之光電裝置102。舉例來說，光電裝置102可用發射器的形式來提供，例如發光二極體(LED)、紅外線(IR)LED、有機LED(OLED)、雷射二極體、紅外線(IR)雷射、垂直腔表面發光雷射(VCSEL)、或諸如此類。發射器可經組構以發射具有舉例來說可見光或紅外線頻譜之波長的輻射。發射器可包含半導體材料(例如矽或諸如此類)或複合物半導體材料(例如砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)及/或諸如此類)或由半導體材料或複合物半導體材料形成。
於一些實施例中，光電裝置102可依偵測器或感測器，例如光偵測器、光二極體、影像感測器(例如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測器或電荷耦合裝置(CCD))、光電倍增管、單光子雪崩二極體或諸如此類的形式被提供。偵測器可包含複數個輻射敏感元件，例如複數個像素。輻射敏感元件可被例如空間分佈地設置以形成陣列。偵測器可經組構以偵測或感測具有舉例來說可見光或紅外線頻譜之波長的輻射。將了解的是，偵測器或感測器可包含邏輯及/或電子元件用於讀取及/或處理來自偵測器之一或多個訊號。像素、邏輯及/或電子元件可被實現於例如積體晶片或裝置，例如積體半導體晶片或諸如此類。
光電模組100包含被設置於光電裝置102上之光學元件104。光學元件104可被設置於部份或所有的光電裝置102之第一表面102a(例如頂表面)。光電裝置102之第一表面102a可界定輻射發射或輻射接收表面。於此實施例中，光學元件104被設置於所有的光電裝置102之第一表面102a上。
光學元件104對於能夠藉由光電裝置102來發射或偵測之波長的輻射為透明的(例如實質透的)。舉例來說，光學元件104對於具有一波長或可見光頻譜及/或紅外線頻譜之波長範圍的輻射可為透明的。光學元件104可具有平坦表面104a，例如平坦頂表面。光學元件104可經組構以限制可通過或來自光電裝置102之輻射束的最大尺寸。於第1圖所示之實施例中，光學元件104係以窄孔的形式來提供。將了解的是，於其他實施例中，光學元件可以例如凸面或凹面鏡片或鏡片之陣列(例如微鏡片之陣列)的形式來提供。於實施例中，在光學元件被以鏡片或鏡片之陣列來提供的情況下，光學元件之至少部份或所有的表面(例如頂表面)可被塑形(shaped)或彎曲。
光學元件104可由可固化材料(例如聚合物材料)來形成。於此實施例中，可固化材料包含第一環氧樹脂材料，例如透明環氧樹脂材料。然而，將了解的是，於其他實施例中，可固化材料可包含另一聚合物材料，例如丙烯酸酯(acrylate)、全氟聚醚(PFPE)或另一可固化材料。
光電模組100包含壁部106。壁部106經組構以側向地圍住光電裝置102及光學元件104。換句話說，壁部106可被側向地設置以包圍光電裝置102及光學元件104。壁部106對於能夠藉由光電裝置來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。舉例來說，壁部106可被組構以吸收具有一波長或可見光頻譜及/或紅外線頻譜之波長範圍的輻射。壁部106可從進一步可固化材料(例如聚合物材料)形成。於此實施例中，進一步可固化材料包含第二環氧樹脂材料，例如黑色及/或不透明的環氧樹脂材料。然而，將了解的是，於其他實施例中，可固化材料可包含另一聚合物材料，例如丙烯酸酯(acrylate)、全氟聚醚(PFPE)或另一可固化材料。
藉由組構壁部106以側向地圍住光電裝置102及光學元件104，光電模組之覆蓋範圍可被減少及/或光電模組100可更小巧。減少的光電模組100之覆蓋區域可促進光電模組100於另一裝置或設備中的整合。此外，壁部106對於能夠藉由光電裝置102來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。依此方式，壁部106可例如從其他光電裝置光學上隔離光電裝置102及光學元件104，其為能發射或偵測輻射之波長及/或促進光電裝置102之處置。藉由組構壁部106以側向地圍住光電裝置102及光學元件104，光電模組100之製造可被促進及/或光電模組100之製造的成本可被降低。這可能是由於被使用於製造光電模組100的一些製造步驟及/或一些材料被減少。
光電裝置102可包含側表面108a。側表面108a可由光電裝置102之一或多個側壁部108b界定。壁部106經組構以接觸(例如直接地接觸)側表面108a(例如側壁部108b)。
如由第1圖可見，光學元件104經組構以側向地延伸超過至少部份的或所有的光電裝置102之側表面108a。換句話說，光學元件104可經組構以側向地延伸超過至少一些或所有的光電裝置102之側壁部108b。再換句話說，光學元件104可包含光電裝置102之部份的或所有的側壁部108b的一或多個部份104b，其可延伸超過垂直平面VP(於第1圖中以虛線表示)。光學元件104延伸超過一些或所有的側壁部108b之垂直平面VP的部份104b可參照為「場(yards)」。將了解的是，至少於此實施例中，沒有部份的光學元件104沿著光電裝置102之側表面108a(例如側壁部108b)延伸。然而，於其他實施例中，光學元件104的一部份可沿側表面108a至少部份地延伸。
如由第1圖可見，光學元件104與壁部106之間的介面110可包含彎曲的或橢圓的形狀。將了解的是，於其他實施例中，光學元件與壁部之間的介面可包含有角度的、直的、垂直的、階梯狀的或其他外形。
光電模組100可包含用於將光電裝置102電性連接至基板114之一個或複數個連接元件112，例如可撓電纜、印刷電路板(PCB)、陶瓷或引線框架或諸如此類。於此實施例中，連接元件112被以焊接球或焊接凸塊的形式來提供。
基板114可包含一個或複數個進一步連接元件114a。進一步連接元件114a可被以導電墊或板或諸如此類的形式來提供。進一步連接元件114a可包含金屬或金屬合金，例如銅、鋁、銀、金或諸如此類。進一步連接元件114a可經組構以將光電裝置102例如經由連接元件112而電性連接至基板114。連接元件112可被設置以使得各連接元件112接觸個別的進一步連接元件114a。
在各個連接元件112及/或進一步連接元件114之間的間隙116可用填充材料填充。填充材料可包含聚合物材料。聚合物材料可包含矽或氧化矽粒子，例如用以補償在光電裝置102、連接元件112及/或進一步連接元件114a之間的不同的熱膨脹係數。
光學元件104可被設置於光電裝置102之第一表面102a上且連接元件112可被設置於光電裝置102之第二表面102b上。光電裝置102之第一表面可相對著光電裝置102之第二表面。如上所述，第一表面102a包含光電裝置102之頂表面。第二表面102b包含光電裝置102之底表面。
光電模組100可包含塗層117。塗層可被設置於壁部106(例如其表面或頂表面106a)及光學元件104上。換句話說，塗層117可延伸越過光電模組100之上表面101，如第1圖所示。塗層可經組構以過濾或阻擋具有不同於能夠由光電裝置102發射或偵測之輻射的波長之波長的輻射。於一些實施例中，塗層可經組構以過濾或阻擋能夠由光電裝置發射或偵測之一部份的輻射。於此等實施例中，塗層可僅延伸越過壁部及/或部份的光學元件104。於此等實施例中，塗層可作為或作用為窄孔。將了解的是，於其他實施例中，塗層可僅延伸越過部份的或所有的光學元件。雖然塗層117僅顯示於第1圖中，將了解的是，此處所述之任何光電模組可包含塗層。
光電模組100可包含一或多個擋板元件115。擋板元件115可為壁部106的一部分或被包含於壁部106中。擋板元件115可經組構以延伸超過光學元件104之表面104a。擋板元件115可經組構以光學上與能夠發射或偵測輻射之波長的其他光電裝置隔離(例如進一步光學上隔離光電裝置102與光學元件104)。
第2圖顯示另一例示光電模組200。顯示於第2圖中之光電模組200類似於顯示於第1圖中之光電模組。有關第1圖中之光電模組100的任何特徵亦可應用至第2圖中所示之光電模組200。顯示於第1及2圖中之光電模組100、200之間的差異將分別說明如下。
光電模組200可包含連接元件212，用於將至少一部分的光電裝置202電性連接至基板214。舉例來說，連接元件212可經組構以將光電裝置202之至少一電極連接至基板214。於此實施例中，連接元件212可被以引線接合的形式來提供。至少一部分的連接元件212透過至少部份的光學元件104來延伸。光學元件204可包覆及/或保護部份的連接元件212。將了解的是，於其他實施例中，部份的連接元件可額外地或替代地延伸透過至少一部分的壁部。光學元件204及/或壁部206可包覆及/或保護部份的連接元件212。光學元件204之厚度T可被選擇以避免對於連接元件212例如在光電模組200的製造期間的破壞。舉例來說，如第2圖所示，光學元件204在連接元件212之最上面的部份之平面之上可具有厚度dA。
基板214可包含用於將連接元件212電性連接至基板214之第一進一步連接元件214b。基板214可包含用以將另一部份的光電裝置202連接至基板214的第二進一步連接元件214c。舉例來說，進一步連接元件214c可經組構以將光電裝置202之至少一其他電極連接至基板214。第一與第二進一步連接元件214b、214c各可被以導電墊或板的形式來提供。第一與第二進一步連接元件214b、214c各可包含金屬或金屬合金，例如銅、鋁、銀、金或諸如此類。
接合層218可被設置於光電裝置202與基板214之第二進一步連接元件214c之間。接合層218可經組構以接合或連接光電裝置202至基板214之第二進一步連接元件214c。接合層218可包含導電材料。導電材料可包含導電聚合物材料，例如導電環氧樹脂或諸如此類。
第3圖顯示另一例示光電模組300。光電模組300包含可操作以發射或偵測輻射之波長的至少兩個光電裝置302c、302d。光電模組300包含至少兩個光學元件304c、304d。各光學元件304c、304d分別被設置於至少兩個光電裝置302c、302d之其中一者上。
光電模組300可被考量為包含第一子模組300a與第二子模組300b。第一子模組300a可被以於第1圖中顯示的光電模組100之形式來提供。第二子模組300b可被以於第2圖中顯示的光電模組200之形式來提供。依此方式，以上所述有關第1與2圖中的任何特徵亦可應用至第3圖中所示之光電模組300，例如第一與第二子模組300a、300b。
至少兩個光電裝置302c、302d中之至少一者可操作以發射輻射之波長且至少兩個光電裝置302c、302d中之至少另一者可操作以偵測輻射之波長。舉例來說，於此實施例中，第一子模組300a之光電裝置302c被以偵測器或感測器的形式來提供。第二子模組300b之光電裝置302d被以發射器的形式來提供。依此方式，光電模組300可被考量為包含輻射偵測通道320與輻射發射通道322。舉例來說，當此處所述之光電模組被使用作為近接感測器的一部分，由發射器所發射的輻射可由第二子模組300b導出，且若由一物件反射回來朝向輻射偵測通道320，則可由第一子模組300a之偵測器感測或偵測。
壁部306經組構以側向地圍住兩個光電裝置302c、302d中之各者及兩個光學元件304c、304d中之各者。壁部306經組構以光學上彼此分開或隔離兩個光電裝置302c、302d。壁部額外地經組構以光學上彼此分開或隔離兩個光學元件304c、304d。舉例來說，壁部306之內部部份306a提供在第一與第二子模組300a、300b(例如輻射偵測通道320與輻射發射通道322)之間的光學隔離。如第3圖所示，壁部306之內部部份306a完全充填在兩個光電裝置302c、302d與兩個光學元件304c、304d之間的空間。
兩個光電裝置302c、302d中之各者包含側表面308a。壁部306經組構以接觸(例如直接地接觸)兩個光電裝置302c、302d中之各者的側表面308a。換句話說，壁部306側向地包圍兩個光電裝置302c、302d中之各者且接觸(例如直接接觸)兩個光電裝置302c、302d中之各者的一或多個側壁部308b。
兩個光學元件304c、304d中之至少一者可經組構以側向地延伸超過兩個光電裝置302c、302d中之至少一者的至少部份的或所有的側表面308a。於第3圖中所顯示的實施例中，兩個光學元件304c、304d中之各者側向地延伸超過兩個光電裝置302c、302d中之各者的側表面308a。如上所述，兩個光學元件304c、304d中之各者可包含一或多個部份304b，其可延伸超過兩個光電裝置302c、302d中之各者的一些或所有的側壁部308b之垂直平面VP，其被以虛線在第3圖中表示。
第4圖顯示另一例示光電模組400。顯示於第4圖中之光電模組類似於顯示於第300圖中之光電模組。有關第3圖中之光電模組300的任何特徵亦可應用至第4圖中所示之光電模組400。顯示於第3及4圖中之光電模組300、400之間的差異將分別說明如下。
如上所述，光電模組400可包含連接元件412a、412b，用於將至少一部分的兩個光電裝置402c、402d中之各者電性連接至基板414。兩個光電裝置402c、402d中之各者的部份可包含兩個光電裝置402c、402d中之各者的至少一電極。於此實施例中，各連接元件412a、412b被以引線接合的形式來提供。
至少一部分的各連接元件412a、412b延伸透過至少部份的兩個光學元件404c、404d中之各者。兩個光學元件404c、404d中之各者可包覆及/或保護部份的各連接元件412a、412b。將了解的是，部份的各連接元件412a、412b可額外地延伸穿過至少一部分的壁部406。兩個光學元件404c、404d中之各者及/或壁部406可包覆及/或保護部份的各連接元件412a、412b。兩個光學元件404c、404d中之各者的厚度T可被選擇以避免對於各連接元件412a、412b例如在光電模組400的製造期間的破壞。舉例來說，如第4圖所示，第一子模組400a之光學元件404c在連接元件412a之最上面的部份之平面之上可具有厚度dB且第二子模組400b之光學元件404d在連接元件412b之最上面的部份之平面之上可具有厚度dA。
雖然未顯示於第4圖，將了解的是，兩個光電裝置中之各者的另一部份(例如至少一其他電極)可電性連接至基板，例如使用個別的進一步連接元件及/或個別的接合層，如以上關於第2圖所述。
第5圖圖示例示概述製造光電模組之方法500的步驟之流程圖。於步驟502，方法包含形成光學元件於光電裝置上。光電裝置可操作以發射或偵測一波長的輻射。光學元件對於能夠藉由光電裝置來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。如上所述，光電裝置可以發射器、偵測器或感測器的形式來提供。
於步驟504，該方法包含形成壁部以側向地圍住光電裝置與光學元件。壁部對於能夠藉由光電裝置來發射或偵測之波長的輻射為不透明的。
方法500之步驟502將參考第6與7圖說明如下。第6與7圖各圖示可被使用於將光學元件形成於光電裝置上之例示流程。
形成光學元件的步驟(502)可包含將可固化材料624沈積於光電裝置602上。可固化材料可被沈積於至少部份的或全部的光電裝置上，例如其第一表面602a。可固化材料624可被使用複製工具626(例如模具或諸如此類)而形成於光電裝置602上。舉例來說，可固化材料624可例如藉由噴射或針型配量(needle dispensing)被沈積於複製工具626之表面628(例如模製表面)上或透過表面628沈積。可固化材料624的量及/或複製工具626的形狀(例如表面628的形狀)可被選擇使得待形成的光學元件(第6圖未圖示)延伸超過至少部份的或所有的光電裝置602之側表面608a。可固化材料624可延伸超過部份的或所有的光電裝置602之側表面608a，例如由於可固化材料624與複製工具626之間的毛細力。
複製工具之表面628可包含舉例來說聚二甲矽氧烷(polydimethylsiloxane；PDMS)、不鏽鋼、或玻璃或由PDMS、不鏽鋼、或玻璃組成。在將可固化材料624沈積於表面628上之後或之前，複製工具626可朝光電裝置602之第一表面602a移動，例如將可固化材料624壓向光電裝置602上，例如其至少部份的或全部的第一表面602a上。於第6圖顯示的實施例中，可固化材料624被沈積於所有的光電裝置602之第一表面602a上。
如上所述，可固化材料624的量及/或複製工具626之表面628的形狀可被選擇以使用預先界定的方式控制可固化材料624的流動。舉例來說，如第6圖所示，於一些範例中，可固化材料624可形成彎月形(meniscus)使得至少待形成的部份的光學元件延伸超過光電裝置602之側表面608a。待形成的光學元件之部份在第一位置630A處可具有或界定彎曲的或橢圓的外形。
於其他範例中，複製工具626之表面628的形狀及/或可固化材料624的量可被選擇使得所形成的光學元件的部份之邊界延伸至另一位置，例如第二位置630B或第三位置630C。該方法之一或多個其他參數(例如步驟502)可被選擇使得可固化材料624包覆部份的連接元件612，其在此實施例中係被以引線接合的形式來提供。
藉由形成部份的光學元件以延伸超過光電裝置602之側表面608a，在光電裝置的尺寸中之不同的耐受力之處置可被促進。此處所揭露的方法亦可防止可固化材料624流到光電裝置602之側表面608a下面。如上所述，在光電模組包含至少兩個光電裝置的範例中，對於有助於防止或限制在第一子模組與第二子模組之間的串擾(crosstalk)是受到期望的。
參照第7圖，複製工具726可於表面728上具有複數個元件732，其在使用時可面對光電裝置702。元件732可經組構以限制或控制可固化材料724的流動。於第7圖中所顯示的實施例中，可固化材料724在位置730D處形成彎月形，使得其沒有包覆任何部份的連接元件712。換句話說，光學元件可被形成於部份的光電裝置702上，例如其第一表面702a之部份。連接元件712可被設置於另一部份的光電裝置702上，例如其另一部份的第一表面702a，且可與可固化材料724隔開。
於此實施例中，連接元件可緊接著例如在壁部之形成期間被進一步可固化材料包覆，如以下所述。換句話說，連接元件712可延伸穿過至少一部分的壁部。
舉例來說，緊接在將可固化材料624、724沈積於光電裝置602、702上之後，可固化材料624、724可被變硬，例如使用熱處理及/或UV固化。其可導致光學元件的形成，如上所述。
方法500可包含形成至少兩個光學元件。兩個光學元件中之各者可被形成於至少兩個光電裝置中之各者上。將了解的是，以上所述的任何步驟可被使用以形成兩個光學元件。
顯示於第5圖的方法500之步驟504將參照第8圖加以說明。第8圖圖示可被使用於形成光電模組的壁部之例示流程。第8圖顯示兩個光電裝置802c、802d，其被彼此分開地設置。光學元件804c、804d分別被形成於兩個光電裝置802c、802d中之各者上。將了解的是，兩個光電裝置802c、802d可電性連接至基板814，例如在形成壁部(504)的步驟之前。
壁部可被形成以側向地圍住兩個光電裝置802c、802d中之各者及兩個光學元件804c、804d中之各者。支撐構件834可被設置於兩個光學元件804c、804d上。間隔件836a可延伸在兩個光電裝置802c、802d與兩個光學元件804c、804d之間。一或多個進一步間隔件836b可在支撐構件834與基板814之間延伸。間隔件836a與進一步間隔件836b可側向地包圍各光電裝置802c、802d與各光學元件804c、804d。間隔件836a與進一步間隔件836b可用進一步可固化材料注射或充填。在兩個光電裝置802c、802d與兩個光學元件804c、804d之間的間隔件836a可用進一步可固化材料充填或注射以形成壁部之內部部份。壁部可被形成使得壁部光學上彼此分開或隔離兩個光電裝置802c、802d且使得壁部光學上彼此分開或隔離兩個光學元件804c、804d。進一步可固化材料可使用真空射出成型(VIM)處理或注射模製處理或諸如此類而被注射於間隔件836a與進一步間隔件836b中。
舉例來說，緊接在將進一步可固化材料注射至間隔件836a與進一步間隔件836b內之後，進一步可固化材料可例如使用熱處理及/或UV固化而變硬。其可導致壁部的形成，如上所述。
支撐構件834可經組構以模製至少部份的進一步可固化材料。舉例來說，方法500可包含形成一或多個擋板元件。擋板元件可被形成以延伸超過各光學元件804c、804d之表面804a。支撐構件834可經組構以允許一或多個擋板元件的形成。舉例來說，支撐構件834可被成型使得部份的進一步可固化材料延伸超過各光學元件804c、804d的表面804a，例如當進一步可固化材料被充填或被注射至間隔件834a或進一步間隔件834b內時。
將了解的是，於一些實施例中，光電模組包含單一光電裝置與單一光學元件。以上所述的任何方法步驟可被使用以形成光電模組。舉例來說，於此等實施例中，形成壁部(504)的步驟可包含用進一步可固化材料側向地圍住光電裝置與光學元件。進一步可固化材料可被沈積於光電裝置之側表面上，使得進一步可固化材料接觸光電裝置之側表面。光電裝置與光學元件可被進一步可固化材料側向地圍住，例如藉由將進一步可固化材料注射或充填至在支撐構件與基板之間的一或多個間隔件內。
方法500之任何步驟可被執行作為部份的晶圓級(wafer-level)處理，於其中，多個(例如十、百、或甚至千)光電模組被同時平行形成或處理。
以上所述的任何光電模組可被整合至以下所述之至少其中一者的設備中：可攜式計算裝置、行動電話、相機、影像記錄裝置；及/或視訊記錄裝置。舉例來說，以上所述的任何光電模組可為部份的或被包含於設備之感測器或模組中，例如近接感測器、飛行時間感測器、距離感測器、頻譜感測器、光學模組(例如數據通訊(datacom)模組、或其他感測器或模組。
基板114、214、314、414、814可被電性地連接至設備內之其他組件。設備可包括一或多個處理器、一或多個記憶體(例如RAM)、儲存器(例如磁碟或快閃記憶體)、使用者介面(其可包括例如小鍵盤、TFT LCD或OLED顯示器螢幕、觸碰或其他姿勢感測器、相機或其他光學感測器、羅盤感測器、3D磁力計、3軸加速計、3軸陀螺儀、一或多個麥克風等，一起協同軟體指令以用於提供圖形化使用者介面)、這些元件之間的互連(例如匯流排)、及用以與其他裝置通訊的介面(其可為無線的(例如GSM、3G、4G、CDMA、WiFi、WiMax、Zigbee或Bluetooth)、及/或有線的(例如透過乙太網路區域網路、T-1網際網路連接等等)。
光電模組的控制及處理電路(例如電子控制電路)可被實現為舉例來說於使用適當的數位邏輯及/或其他硬體組件(例如讀出(read-out)暫存器；放大器；類比數位轉換器；時鐘驅動器；時序邏輯；訊號處理電路；及/或微處理器)之一或多個半導體晶片中的一或多個積體電路。控制與處理電路(及相關聯的記憶體)可存在於相同的半導體晶片作為偵測器或於一或多個其他半導體晶片。於一些範例中，控制與處理電路可在模組的外部；舉例來說，對於光電模組被設置於其中的設備，控制與處理電路可被整合至處理器內。
將了解的是，用語「偵測器或感測器(detector or sensor)」可被考量為包括用語「接收器或光接收器(receiver or light receiver)」。這些用語可被可交換地使用。
將了解的是，用語「輻射(radiation」與「光(light)」可被可交換地使用。
用語「光電裝置(optoelectronic device)」可被考量為包括用語「光電晶粒(optoelectronic die)」。用語「光電裝置(optoelectronic device)」與「光電晶粒(optoelectronic die)」可被可交換地使用。
將了解的是，以上所述之方法及/或處理流程的一或多個步驟可被結合或單獨使用。
將了解的是，對於複數個特徵的參照可被可交換地使用對於單數個形式的那些特徵例如「至少一(at least one)、及/或「各(each)」的參照。單數個形式的特徵例如「至少一(at least one)、及/或「各(each)」可被可交換地使用。
所屬技術領域中具有通常知識者將了解到，在之前的描述與後附申請專利範圍中，位置用語例如「在...之上(above)」、「重疊(overlap)」、「在...之下(under)」、「側面的(lateral)」等等係參照設備的觀念式說明來做出，例如那些顯示標準剖面圖與那些在所附申請專利範圍中所顯示者。這些用語被使用於參照用但非用於限制用。因此，這些用語被了解為參照當處於如所附圖式中所顯示的定向中時的裝置。
雖然本揭露已按照以上所提出的實施例來說明，應了解的是，這些實施例僅為例示用且申請專利範圍沒有限制那些實施例。在觀看本揭露(其被考量為落於所附申請專利範圍的範疇內)後，所屬技術領域中具有通常知識者將能做出修改與變化。本說明書中所揭露或顯示的各特徵可於此揭露中結合，無論單獨或與此處揭露的或顯示的任何其他特徵以任何適當的結合。
100:光電模組 101:光電模組之上表面 102:光電裝置 102a:光電裝置之第一表面 102b:光電裝置之第二表面 104:光學元件 104a:光學元件之表面 104b:光學元件之部份 106:壁部 106a:頂表面 108a:光電裝置之側表面 108b:光電裝置之側壁部 110:介面 112:連接元件 114:基板 114a:進一步連接元件 115:擋板元件 116:間隙 117:塗層 200:光電模組 202:光電裝置 202a:光電裝置之第一表面 204:光學元件 204a:光學元件之表面 204b:光學元件之部份 206:壁部 208a:光電裝置之側表面 208b:光電裝置之側壁部 212:連接元件 214:基板 214b:第一進一步連接元件 214c:第二進一步連接元件 218:接合層 300:光電模組 300a:第一子模組 300b:第二子模組 302c:光電裝置 302d:光電裝置 304b:光學元件之部份 304c:光學元件 304d:光學元件 306:壁部 306a:壁部之內部部份 308a:光電裝置之側表面 308b:光電裝置之側壁部 312:連接元件 314:基板 320:輻射偵測通道 322:輻射發射通道 400:光電模組 400a:第一子模組 400b:第二子模組 402c:光電裝置 402d:光電裝置 404b:光學元件之部份 404c:光學元件 404d:光學元件 406:壁部 406a:壁部之內部部份 408a:光電裝置之側表面 408b:光電裝置之側壁部 412a:連接元件 412b:連接元件 414:基板 500:方法 502:步驟 504:步驟 602:光電裝置 602a:光電裝置之第一表面 608a:光電裝置之側表面 608b:光電裝置之側壁部 612:連接元件 624:可固化材料 626:複製工具 628:表面 630A:第一位置 630B:第二位置 630C:第三位置 702:光電裝置 702a:光學元件之表面 712:連接元件 724:可固化材料 726:複製工具 728:表面 730D:位置 732:元件 802c:光電裝置 802d:光電裝置 804a:表面 804c:光學元件之部份 804d:光學元件之部份 814:基板 834:支撐構件 836a:間隔件 836b:進一步間隔件 dA:厚度 T:厚度 VP:垂直平面
本揭露的一些較佳實施例現在將藉由範例參照以下圖式來加以描述，其中： [第1圖]圖示依照本揭露之例示光電模組； [第2圖]圖示另一例示光電模組； [第3圖]圖示另一例示光電模組； [第4圖]圖示另一例示光電模組； [第5圖]圖示例示概述製造第1至4圖中之任一者的光電模組之方法的步驟之流程圖； [第6圖]圖示可被使用於將光學元件形成於光電裝置上之例示流程； [第7圖]圖示可被使用於將光學元件形成於光電裝置上之另一例示流程；及 [第8圖]圖示可被使用於形成第3或4圖之光電模組的壁部之例示流程。
100:光電模組
101:光電模組之上表面
102:光電裝置
102a:光電裝置之第一表面
102b:光電裝置之第二表面
104:光學元件
104a:光學元件之表面
104b:光學元件之部份
106:壁部
106a:頂表面
108a:光電裝置之側表面
108b:光電裝置之側壁部
110:介面
112:連接元件
114:基板
114a:進一步連接元件
115:擋板元件
116:間隙
117:塗層
VP:垂直平面

Claims (22)

  1. 一種光電模組，包含： 一光電裝置，可操作以發射或偵測一波長的輻射； 一光學元件，被設置於該光電裝置上，該光學元件對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為透明的；及 一壁部，經組構以側向地圍住該光電裝置與該光學元件，該壁部對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為不透明的。
  2. 如請求項1之光電模組，其中該光學元件從一可固化材料形成及/或該壁部從一進一步可固化材料形成。
  3. 如請求項1或2之光電模組，包含用於將至少一部分的該光電裝置電性連接至一基板之一連接元件，且其中至少一部分的該連接元件延伸透過至少一部分的該光學元件及/或該壁部。
  4. 如請求項1或2之光電模組，包含用於將該光電裝置電性連接至一基板之複數個連接元件，該光學元件被設置於該光電裝置之一第一表面上且該等複數個連接元件中之至少一者被設置於該光電裝置之一第二表面上，該光電裝置之該第一表面係與該光電裝置之該第二表面相對。
  5. 如請求項1或2之光電模組，其中該光電裝置包含一側表面且該壁部經組構以接觸該側表面。
  6. 如請求項5之光電模組，其中該光學元件經組構以側向地延伸超過至少部份的或所有的該光電裝置之側表面。
  7. 如請求項1或2之光電模組，其中在該光學元件與該壁部之間的介面包含彎曲的形狀。
  8. 如請求項1或2之光電模組，包含： 至少兩個光電裝置，可操作以發射或偵測該波長的輻射；及 至少兩個光學元件，各光學元件被設置於該等至少兩個光電裝置中之各者上。
  9. 如請求項8之光電模組，其中該等至少兩個光電裝置中之至少一者可操作以發射該波長的輻射且該等至少兩個光電裝置中之至少另一者可操作以偵測該波長的輻射。
  10. 如請求項8之光電模組，其中該壁部經組構以側向地圍住該等至少兩個光電裝置中之各者及該等至少兩個光學元件中之各者。
  11. 如請求項8之光電模組，其中該壁部經組構以光學上將該等至少兩個光電裝置彼此分開及/或光學上將該等至少兩個光學元件彼此分開。
  12. 如請求項8之光電模組，其中該等至少兩個光電裝置中之各者包含一側表面，且該壁部經組構以接觸該等至少兩個光電裝置中之各者的側表面。
  13. 如請求項12之光電模組，其中該等至少兩個光學元件中之至少一者經組構以側向地延伸超過至少部份的或所有的該等至少兩個光電裝置中之至少一者的側表面。
  14. 一種製造一光電模組之方法，該方法包含： 將一光學元件形成於一光電裝置上，其中該光電裝置可操作以發射或偵測一波長的輻射且該光學元件對於該波長的輻射為透明的；及 形成一壁部以側向地圍住該光電裝置與該光學元件，其中該壁部對於能夠藉由該光電裝置來發射或偵測之該波長的輻射為不透明的。
  15. 如請求項14之方法，其中形成該光學元件之步驟包含將一可固化材料沈積於該光電裝置上及將該可固化材料變硬。
  16. 如請求項15之方法，其中形成該光學元件之步驟包含使用一複製工具。
  17. 如請求項16之方法，其中形成該光學元件之步驟包含選擇該可固化材料的量及/或該複製工具的形狀使得該光學元件延伸超過至少部份的或所有的該光電裝置之一側表面。
  18. 如請求項14至17中任一項之方法，其中形成該壁部之步驟包含利用一進一步可固化材料側向地圍住該光電裝置與該光學元件及將該進一步可固化材料變硬。
  19. 如請求項18之方法，其中形成該壁部之步驟包含將該進一步可固化材料沈積於該光電裝置之一側表面上使得該進一步可固化材料接觸該光電裝置之側表面。
  20. 如請求項14或17中任一項之光電模組，其中該方法包含： 形成至少兩個光學元件，該等至少兩個光學元件中之各者被形成於至少兩個光電裝置中之各者上，該等至少兩個光電裝置中之各者可操作以發射或偵測該波長的輻射且該等至少兩個光學元件中之各者對於該波長的輻射為透明的；及 形成該壁部以側向地圍住該等至少兩個光電裝置中之各者及該等至少兩個光學元件中之各者。
  21. 如請求項20之方法，其中形成該壁部之步驟包含形成該壁部使得該壁部光學上將該等至少兩個光電裝置彼此分開及/或使得該壁部光學上將該等至少兩個光學元件彼此分開。
  22. 一種包含如請求項1或2之光電模組的設備，其中該設備為以下所述之至少其中一者：可攜式計算裝置、行動電話、相機、影像記錄裝置；及/或視訊記錄裝置。
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