TWI641158B - 光學裝置、光學模組結構及光學裝置之製造程序 - Google Patents

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TWI641158B TW106110692A TW106110692A TWI641158B TW I641158 B TWI641158 B TW I641158B TW 106110692 A TW106110692 A TW 106110692A TW 106110692 A TW106110692 A TW 106110692A TW I641158 B TWI641158 B TW I641158B
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Ying-Chung Chen
陳盈仲
Hsu-Liang Hsiao
蕭旭良
Sung-Fu Yang
楊淞富
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Advanced Semiconductor Engineering, Inc.
日月光半導體製造股份有限公司
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Abstract

一種光學模組結構包括一光源、一光接收器、一介電層、一電路層、一封裝體及一遮光結構。該光源嵌入於該封裝體中，且該光源之一第一表面自該封裝體之一第一表面曝露。該光接收器嵌入於該封裝體中，且該光接收器之一第一表面自該封裝體之該第一表面曝露。該介電層位於該封裝體之該第一表面上。該電路層位於該介電層上且電連接至該光源及該光接收器。該遮光結構位於該介電層中且對應於該光源與該光接收器之間的位置。

Description

光學裝置、光學模組結構及光學裝置之製造程序
本發明係關於一種光學裝置、光學模組結構及製造程序，特別係關於一種包括用於遮蔽光束之遮光結構的光學裝置、包括該光學裝置之光學模組結構及該光學裝置之製造程序。
光學裝置可包括發射器(emitter)、偵測器(detector)及透光封裝化合物(clear molding compound)。透光封裝化合物覆蓋發射器及偵測器。發射器用於發射光束。光束經由一物件反射，且接著被偵測器偵測。然而，來自發射器之光束之一部分可能會直接進入偵測器，如此導致發射器與偵測器之間的串音(cross-talk)。此類串音降低偵測器之靈敏度。
在一或多個實施例中，光學裝置包括發射器、偵測器、封裝層(encpsulation layer)、介電層(dielectric layer)、重佈層(redistribution layer)及遮光結構(light sheilding structure)。發射器具有第一表面、與第一表面相對之第二表面及在第一表面與第二表面之間延伸之至少一側表面。偵測器具有第一表面、與第一表面相對之第二表面及在第一表面與第二表面之間延伸之至少一個側表面。封裝層覆蓋發射器之第二表面及側表面以及偵 測器之第二表面及側表面。介電層位於發射器之第一表面及偵測器之第一表面上，且界定至少一個開口對應於發射器與偵測器之間的位置。重佈層位於介電層上且電連接至發射器及偵測器。遮光結構位於介電層之開口中。
在一或多個實施例中，光學模組結構包括光源(light source)、光接收器(light receiver)、介電層、電路層(circuit layer)及遮光結構。光源嵌入於封裝體中，且光源之第一表面自封裝體之第一表面曝露。光接收器嵌入於封裝體中，且光接收器之第一表面自封裝體之第一表面曝露。介電層位於封裝體之第一表面上。電路層位於介電層上且電連接至光源及光接收器。遮光結構位於介電層中且對應於光源與光接收器之間的位置。
在一或多個實施例中，光學裝置之製造程序包括：提供發射器及偵測器，其中發射器具有第一表面、與第一表面相對之第二表面及在第一表面與第二表面之間延伸之至少一側表面，且偵測器具有第一表面、與第一表面相對之第二表面及在第一表面與第二表面之間延伸之至少一個側表面；形成封裝層以覆蓋發射器之第二表面及側表面以及偵測器之第二表面及側表面；形成介電層以覆蓋發射器之至少一部分及偵測器之至少一部分；在介電層上形成重佈層，其中重佈層電連接至發射器及偵測器；在介電層上形成至少一個開口，其中開口對應於發射器與偵測器之間的位置；及在介電層之開口中形成遮光結構。
1‧‧‧光學裝置
1a‧‧‧光學裝置
1b‧‧‧光學裝置
1c‧‧‧光學裝置
1d‧‧‧光學裝置
1e‧‧‧光學裝置
1f‧‧‧光學裝置
1g‧‧‧光學裝置
1h‧‧‧光學裝置
1j‧‧‧光學裝置
1k‧‧‧光學裝置
12‧‧‧發射器
14‧‧‧偵測器
16‧‧‧封裝層
18‧‧‧介電層
20‧‧‧重佈層(RDL)
21‧‧‧壁片段
22‧‧‧遮光結構
22a‧‧‧遮光結構
22b‧‧‧遮光結構
24‧‧‧覆蓋層
26‧‧‧第一外部連接件
30‧‧‧光束
31‧‧‧光束
32‧‧‧物件
34‧‧‧載體
36‧‧‧中間電路層
38‧‧‧第三導電通道
40‧‧‧第二外部連接件
42‧‧‧導電結構
44‧‧‧半導體晶片
46‧‧‧載體
48‧‧‧黏附層
50‧‧‧第一障壁
52‧‧‧第二障壁
121‧‧‧第一表面
122‧‧‧第二表面
123‧‧‧側表面
124‧‧‧發光區域
125‧‧‧墊
126‧‧‧導電凸塊
141‧‧‧第一表面
142‧‧‧第二表面
143‧‧‧側表面
144‧‧‧感測區域
145‧‧‧墊
146‧‧‧導電凸塊
161‧‧‧第一表面
162‧‧‧第二表面
181‧‧‧第一開口
182‧‧‧第二開口
182a‧‧‧第二開口
182b‧‧‧第二開口
183‧‧‧第一通孔
184‧‧‧第二通孔
191‧‧‧第一導電通道
192‧‧‧第二導電通道
221‧‧‧第一部分
221a‧‧‧第一部分
221b‧‧‧第一開口
222‧‧‧第二部分
222a‧‧‧第二部分
222b‧‧‧中心開口
241‧‧‧第一開口
242‧‧‧第二開口
421‧‧‧圖案化電路層
422‧‧‧絕緣層
461‧‧‧第一表面
1831‧‧‧側壁
1841‧‧‧側壁
圖1描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖2描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例之俯視圖。
圖3描繪根據本發明之一些實施例的沿著圖2中所示之光學裝置之實例的線I-I所獲取之剖視圖。
圖4描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖5描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖6描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖7描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖8描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖9描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖10描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖11描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖12描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之實例的剖視圖。
圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20及圖21描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之製造程序。
圖22及圖23描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之製造程序。
圖24描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之製造程序。
圖25、圖26及圖27描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之製造程序。
光學裝置封裝可包括可發射光束之發射器及偵測器(諸如可感測入射光信號之感測器晶粒)。發射器可包括發光區域，且感測器晶粒可包括感測區域。
發射器及偵測器可接合至基板上且電連接至基板。轉移模具(transfer mold)可定位於基板上方，且透光封裝化合物可注入轉移模具中以覆蓋發射器及偵測器。然而，在操作期間，來自發射器之發光區域的光束之一部分可能會直接進入偵測器之感測區域，此導致發射器與偵測器之間的串音。 此類串音降低偵測器之靈敏度。
減小串音之一個途徑為在發射器及偵測器上之透光封裝化合物上安置一罩蓋(cover)。罩蓋之一部分可位於覆蓋發射器之透光封裝化合物與覆蓋偵測器之透光封裝化合物之間的間隙處，且可接觸基板。然而，光學裝置封裝之罩蓋及基板可能提高光學裝置封裝之材料成本。此外，光學裝置封裝之封裝製程可能較為複雜，且因此可能提高製造成本。即，此方式可能是較為昂貴。另外，由於上述罩蓋及基板，光學裝置封裝之厚度可能無法有效減小。舉例而言，光學裝置封裝的大小可能無法減小至所需值。
下文所論述之裝置封裝及用於製造裝置封裝之技術可減少發射器與偵測器之間的串音，且減少或降低裝置封裝之大小及成本。
圖1描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1之實例的剖視圖。光學裝置1可包括光學模組結構，且可包括發射器12、偵測器14、封裝層16、介電層18、複數個第一導電通道191、重佈層(redistribution layer,RDL)20、遮光結構22、覆蓋層(covering layer)24、複數個第二導電通道192及複數個第一外部連接件26。
發射器12為光源，其接收電信號且回應電信號而產生光信號(諸如，特定波長之光束30)。發射器12可包括諸如發光二極體(LED)或雷射二極體之裝置。發射器12具有第一表面121、第二表面122、至少一側表面123、發光區域124及複數個墊(pads)125。第二表面122與第一表面121相對，且側表面123延伸於第一表面121與第二表面122之間。發光區域124鄰近於第一表面121，且用於發射光束30。墊125鄰近於第一表面121，且用於電連接。
偵測器14為光接收器，諸如偵測光信號(例如，光束)且回應光信號而 產生對應電信號之感測器晶粒。偵測器14包括一或多個光學感測器，諸如光導裝置(photoconductive devices)、光伏打裝置(photovoltaics)、光電二極體(photodiodes)、光電晶體(phototransistors)或其組合。偵測器14具有第一表面141、第二表面142、至少一側表面143、感測區域(sensing area)144及複數個墊145。第二表面142與第一表面141相對，且側表面143延伸於第一表面141與第二表面142之間。感測區域144鄰近於第一表面141，且用於偵測經由物件32反射之光束31。墊145鄰近於第一表面141，且用於電連接。
封裝層16為諸如封裝化合物之封裝體，且覆蓋發射器12之第二表面122及側表面123以及偵測器14之第二表面142及側表面143。封裝層16具有第一表面161及與第一表面161相對之第二表面162。在一些實施例中，發射器12及偵測器14嵌入於封裝層16中，且發射器12之第一表面121及偵測器14之第一表面141自封裝層16之第一表面161曝露。發射器12及偵測器14並排安置。發射器12之第一表面121實質上與偵測器14之第一表面141及封裝層16之第一表面161共面。
介電層18位於發射器12之第一表面121、偵測器14之第一表面141及封裝層16之第一表面161上。介電層18為透明材料，諸如聚苯并噁唑(PBO)或聚醯亞胺(PI)。即，介電層18允許光束30、31穿過。介電層18界定複數個第一開口181及至少一第二開口182。第一開口181可貫穿介電層18，且第一開口181之位置對應於偵測器14之墊145及發射器12之墊125。第二開口182可貫穿介電層18，且第二開口182之位置對應於發射器12與偵測器14之間的位置。舉例而言，第二開口182位於發射器12之側表面123與偵測器14之側表面143之間。或者，第二開口182可環繞發射器12及偵測器14。
第一導電通道191位於第一開口181中以電連接偵測器14之墊145與發射器12之墊125中之各別者。第一導電通道191之材料可為金屬，諸如銅。
遮光結構22之第一部分221位於介電層18之第二開口182中。遮光結構22之第一部分221可為壁，且沿著自封裝層16之第一表面161延伸至重佈層20之方向所量測的遮光結構22之第一部分221的寬度可大於發射器12之側表面123或偵測器14之側表面143的寬度。遮光結構22之第一部分221之材料可為可阻斷來自發射器12之光束30的不透明材料或吸光材料(light-absorbing material)。舉例而言，遮光結構22之第一部分221可不允許光束30穿過。在一些實施例中，遮光結構22之第一部分221之材料可為金屬(例如，銅)或有機材料。遮光結構22之第一部分221可填充介電層18之第二開口182。在一些實施例中，遮光結構22之第一部分221與第一導電通道191可同時形成。
重佈層20為電路層，且位於介電層18上且經由第一導電通道191電連接至發射器12之墊125及偵測器14之墊145。重佈層20並不位於發射器12之發光區域124及偵測器14之感測區域144正上方。在遮光結構22之第一部分221之材料為金屬的一些實施例中，重佈層20可不接觸遮光結構22之第一部分221。然而，在遮光結構22之第一部分221之材料為有機材料的一些實施例中，重佈層20可接觸或覆蓋遮光結構22之第一部分221。
覆蓋層24位於介電層18上以覆蓋介電層18及重佈層20。覆蓋層24可由諸如PBO或PI之透明材料製成，其可與介電層18之材料相同或不同。舉例而言，覆蓋層24亦允許光束30、31穿過。覆蓋層24界定複數個第一開口241及至少一第二開口242。第一開口241可貫穿覆蓋層24以曝露重佈層20之一部分。第二開口242可貫穿覆蓋層24，且第二開口242之位置可對應於介電 層18之第二開口182之位置或與該位置對準。在一些實施例中，覆蓋層24之第二開口242與介電層18之第二開口182可同時形成。
第二導電通道192位於覆蓋層24之第一開口241中以電連接重佈層20。第二導電通道192之材料可為金屬，諸如銅。遮光結構22之第二部分222位於覆蓋層24之第二開口242中。第二部分222可為對應於遮光結構22之第一部分221或與第一部分221對準之壁。遮光結構22之第二部分222之材料可為可阻斷來自發射器12之光束30的不透明材料或吸光材料。在一些實施例中，遮光結構22之第二部分222之材料可為金屬(例如，銅)或有機材料，其可與第一部分221之材料相同或不同。遮光結構22之第二部分222可填充覆蓋層24之第二開口242。在一些實施例中，第一部分221及第二部分222可同時且一體地形成。
第一外部連接件26位於第二導電通道192中之各別者上，且第一外部連接件26可包括焊球(sloder balls)或焊料凸塊(solder bumps)。
在一或多個實施例中，光學裝置1經由第一外部連接件26附接至載體(carrier)34。載體34可由透明材料製成，諸如玻璃(例如，氧化銦錫(ITO)玻璃)。舉例而言，載體34允許光束30、31穿過。在操作中，若物件32存在，則來自發射器12之光束30穿過介電層18、覆蓋層24及載體34，且接著被該物件32反射。在反射光束31穿過載體34、覆蓋層24及介電層18之後，可藉由偵測器14偵測光束31，且作為回應，偵測器14可產生對應電信號。因此，若發射器12與偵測器14之間的串音出現，則串音可能降低偵測器14之靈敏度。
在一些實施例中，由於遮光結構22(包括第一部分221及第二部分222)位於對應發射器12與偵測器14之間的位置或與該位置對準之位置處，因此 可減少發射器12與偵測器14之間的串音。舉例而言，遮光結構22可防止來自發射器12之光束30直接進入偵測器14。因此，可在光學裝置1中省略上文所提及之罩蓋及基板，進而有效減小光學裝置1之大小及製造成本。
圖2描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1a之實例之俯視圖。圖3描繪根據一些實施例的沿著光學裝置1a之實例之線I-I所獲取的剖視圖。光學裝置1a類似於圖1中所示之光學裝置1，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖2及圖3中的類似特徵。在一些實施例中，介電層18界定複數個第二開口182，且覆蓋層24界定複數個第二開口242。第二開口182及第二開口242可彼此連接，且可同時形成。遮光結構22a包括位於第二開口182及第二開口242中之各別者中的複數個壁片段(wall segments)21。壁片段21中之每一者可包括位於第二開口182中之每一者中的第一部分221a及位於第二開口242中之每一者中的第二部分222a。第一部分221a及第二部分222a可同時且一體地形成。在一些實施例中，壁片段21之材料可為金屬，且壁片段21可彼此分離且配置呈柵欄結構(fence structure)，以改善遮蔽效應。因此，可減少發射器12與偵測器14之間的串音。此外，為了避免短路，重佈層20之一部分係佈設在壁片段21之間。舉例而言，重佈層20可不接觸壁片段21。然而，在一或多個實施例中，壁片段21之材料可為有機材料，且重佈層20可接觸壁片段21。
圖4描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1b之實例的剖視圖。圖4中所示之光學裝置1b類似於如圖1中所示之光學裝置1，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖4中的類似特徵。在一些實施例中，圖1中所示之覆蓋層24可省略，且遮光結構22b可位於介電層18之第二開口182a中且可進一步位於介電層18上以覆蓋介電層18及重佈層20。介電層18之第二開 口182a的寬度可大於圖1中所示之介電層18之第二開口182的寬度。遮光結構22b並不位於發射器12之發光區域124及偵測器14之感測區域144正上方。此外，介電層18上之遮光結構22b界定複數個第一開口221b以曝露重佈層20之一部分。第二導電通道192位於遮光結構22b之第一開口221b中以電連接重佈層20。另外，介電層18之第二開口182a中之遮光結構22b界定中心開口222b。舉例而言，遮光結構22b可不完全填充介電層18之第二開口182a。
圖5描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1c之實例的剖視圖。圖5中所示之光學裝置1c類似於如4圖中所示之光學裝置1b，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖5中的類似特徵。在一些實施例中，介電層18進一步界定第一通孔183以曝露發射器12之發光區域124且進一步界定第二通孔184以曝露偵測器14之感測區域144。第一通孔183及第二通孔184可在光束30、31穿過介電層18時減少光束30、31之密度損耗。
圖6描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1d之實例的剖視圖。圖6中所示之光學裝置1d類似於如圖5中所示之光學裝置1c，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖6中的類似特徵。在一些實施例中，遮光結構22b之一部分進一步位於第一通孔183之側壁1831及第二通孔184之側壁1841上，以提高遮蔽效應。
圖7描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1e之實例的剖視圖。圖7中所示之光學裝置1e類似於如圖4中所示之光學裝置1b，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖7中的類似特徵。在一些實施例中，遮光結構22b填充介電層18之第二開口182b。介電層18之第二開口182b的寬度可小於圖4中所示之介電層18之第二開口182a的寬度。
圖8描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1f之實例的剖視圖。圖8中所示之光學裝置1f類似於如圖4中所示之光學裝置1b，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖8中的類似特徵。在一些實施例中，發射器12進一步包括複數個導電凸塊126，其自發射器12之第一表面121突出且電連接發射器12之墊125。此外，偵測器14進一步包括複數個導電凸塊146，其自偵測器14之第一表面141突出且電連接偵測器14之墊145。第一導電通道191電連接至偵測器14之導電凸塊146及發射器12之導電凸塊126中之各別者。另外，封裝層16可進一步覆蓋發射器12之第一表面121之一部分及偵測器14之第一表面141之一部分。
圖9描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1g之實例的剖視圖。圖9中所示之光學裝置1g類似於如圖8中所示之光學裝置1f，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖9中的類似特徵。在一些實施例中，發射器12之第二表面122及偵測器14之第二表面142自封裝層16之第二表面162曝露以達成熱耗散(heat dissipation)。在一些實施例中，發射器12之第二表面122、偵測器14之第二表面142及封裝層16之第二表面162彼此共面(例如，實質上共面)。
圖10描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1h之實例的剖視圖。圖10中所示之光學裝置1h類似於如圖4中所示之光學裝置1b，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖10中的類似特徵。在一些實施例中，發射器12之第二表面122及偵測器14之第二表面142自封裝層16之第二表面162曝露以達成熱耗散。在一些實施例中，發射器12之第二表面122、偵測器14之第二表面142及封裝層16之第二表面162彼此共面(例如，實質上共面)。
圖11描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1j之實例的剖視圖。圖 11中所示之光學裝置1j類似於如圖4中所示之光學裝置1b，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖11中的類似特徵。在一些實施例中，光學裝置1j進一步包括中間電路層(intermediate circuit layer)36、複數個第三導電通道38及複數個第二外部連接件40。中間電路層36(例如，RDL)位於封裝層16之第一表面161上且電連接至發射器12之墊125及偵測器14之墊145。一部分的第一導電通道191可電連接至中間電路層36。第三導電通道38貫穿封裝層16。第二外部連接件40(例如，焊球或焊料凸塊)位於封裝層16之第二表面162上且位於第三導電通道38中之各別者上。因此，第二外部連接件40電連接至中間電路層36及重佈層20。
圖12描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置1k之實例的剖視圖。圖12中所示之光學裝置1k類似於如圖11中所示之光學裝置1j，且類似特徵之編號相似，且可不進一步描述圖12中的類似特徵。在一些實施例中，光學裝置1k進一步包括導電結構42。該導電結構42位於封裝層16之第二表面162上，且包括嵌入於至少二絕緣層422中之至少一圖案化電路層(patterned circuit layer)421(例如，RDL)。圖案化電路層421電連接至第三導電通道38。第二外部連接件40位於該導電結構42上且電連接至圖案化電路層421。在一些實施例中，半導體晶片44可電連接至該導電結構42之圖案化電路層421。
圖13至圖21描繪根據本發明之一些實施例的光學裝置之製造程序。參看圖13，提供載體46及黏附層48。黏附層48黏附至載體46之第一表面461。
參看圖14，至少一發射器12及至少一偵測器14經由黏附層48附接至載體46之第一表面461。發射器12為光源，其接收電信號且回應電信號而產生光信號(諸如，特定波長之光束30)。發射器12可包括諸如LED或雷射二 極體之裝置。發射器12包括第一表面121、第二表面122、至少一側表面123、發光區域(light-emitting area)124及複數個墊125。第二表面122與第一表面121相對，且側表面123延伸於第一表面121與第二表面122之間。發光區域124鄰近於第一表面121，且用於發射光束30。墊125鄰近於第一表面121，且用於電連接。
偵測器14為光接收器，諸如偵測光信號(例如，光束)且回應光信號而產生對應電信號之感測器晶粒。偵測器14包括一或多個光學感測器，諸如光導裝置、光伏打裝置、光電二極體、光電晶體或其組合。偵測器14包括第一表面141、第二表面142、至少一側表面143、感測區域144及複數個墊145。第二表面142與第一表面141相對，且側表面143延伸於第一表面141與第二表面142之間。感測區域144鄰近於第一表面141，且用於偵測藉由物件32反射之光束31。墊145鄰近於第一表面141，且用於電連接。
在一些實施例中，發射器12之第一表面121及偵測器14之第一表面141面向載體46之第一表面461。發射器12及偵測器14並排安置。發射器12之第一表面121實質上與偵測器14之第一表面141共面。
參看圖15，形成封裝層16(例如，封裝化合物)以覆蓋發射器12之第二表面122及側表面123以及偵測器14之第二表面142及側表面143。另外，封裝層16進一步覆蓋載體46之第一表面461上的黏附層48之一部分。封裝層16包括第一表面161及與第一表面161相對之第二表面162。
參看圖16，自封裝層16移除載體46及黏附層48。因此，發射器12及偵測器14嵌入於封裝層16中，且發射器12之第一表面121及偵測器14之第一表面141自封裝層16之第一表面161曝露。發射器12之第一表面121、偵測器14之第一表面141及封裝層16之第一表面161實質上彼此共面。
參看圖17，形成介電層18以覆蓋發射器12之至少一部分及偵測器14之至少一部分。在一或多個實施例中，介電層18位於發射器12之第一表面121、偵測器14之第一表面141及封裝層16之第一表面161上。介電層18可由透明材料製成，諸如PBO或PI。舉例而言，介電層18可允許光束30、31穿過。接著，形成複數個第一開口181於介電層18上。第一開口181可貫穿介電層18，且第一開口181之位置對應於偵測器14之墊145及發射器12之墊125或與墊145及墊125對準。
參看圖18，形成複數個第一導電通道191於第一開口181中，以電連接偵測器14之墊145及發射器12之墊125中之各別者。第一導電通道191之材料可為金屬，諸如銅。接著，形成重佈層20於介電層18上，且重佈層20經由第一導電通道191電連接至發射器12之墊125及偵測器14之墊145。重佈層20並不位於發射器12之發光區域124及偵測器14之感測區域144正上方。
參看圖19，形成至少一個第二開口182於介電層18上。第二開口182可貫穿介電層18，且第二開口182之位置對應於發射器12與偵測器14之間的位置或與該位置對準。舉例而言，第二開口182位於發射器12之側表面123與偵測器14之側表面143之間。在一些實施例中，第二開口182可環繞發射器12及偵測器14。
接著，形成遮光結構22之第一部分221於介電層18之第二開口182中。遮光結構22之第一部分221可為壁，且沿著自封裝層16之第一表面161延伸至重佈層20之方向所量測的遮光結構22之第一部分221的寬度可大於發射器12之側表面123或偵測器14之側表面143的寬度。遮光結構22之第一部分221之材料可為可阻斷來自發射器12之光束30的不透明材料或吸光材料。舉例而言，遮光結構22之第一部分221可不允許光束30穿過。在一些實施 例中，遮光結構22之第一部分221之材料可為金屬(例如，銅)或有機材料。遮光結構22之第一部分221可填充介電層18之第二開口182。
在遮光結構22之第一部分221之材料為金屬的一些實施例中，第一開口181及第二開口182可同時形成，且遮光結構22之第一部分221與第一導電通道191可同時形成。此外，重佈層20可不接觸遮光結構22之第一部分221。然而，在遮光結構22之第一部分221之材料為有機材料的一些實施例中，重佈層20可接觸或覆蓋遮光結構22之第一部分221。
參看圖20，形成覆蓋層24於介電層18上以覆蓋介電層18及重佈層20。覆蓋層24可由諸如PBO或PI之透明材料製成，其可與介電層18之材料相同或不同。舉例而言，覆蓋層24可允許光束30、31穿過。接著，形成複數個第一開口241於覆蓋層24上。第一開口241可貫穿覆蓋層24以曝露重佈層20之一部分。接著，形成複數個第二導電通道192於覆蓋層24之第一開口241中以電連接重佈層20。第二導電通道192之材料可為金屬，諸如銅。
參看圖21，形成至少一個第二開口242於覆蓋層24上。第二開口242可貫穿覆蓋層24，且第二開口242之位置對應於介電層18之第二開口182之位置或與該位置對準。在一些實施例中，覆蓋層24之第二開口242與介電層18之第二開口182可在此階段同時形成。接著，形成遮光結構22之第二部分222於覆蓋層24之第二開口242中。第二部分222可為對應於遮光結構22之第一部分221或與第一部分221對準之壁。遮光結構22之第二部分222之材料可為可阻斷來自發射器12之光束30的不透明材料或吸光材料。在一些實施例中，遮光結構22之第二部分222之材料可為金屬(例如，銅)或有機材料，其可與第一部分221之材料相同或不同。遮光結構22之第二部分222可填充覆蓋層24之第二開口242。在一些實施例中，第一部分221及第二部 分222可同時且一體地形成。
接著，形成複數個第一外部連接件26(諸如，焊球或焊料凸塊)於第二導電通道192中之各別者上。接著，可執行單體化製程(singulation process)以獲得如圖1中所展示之複數個光學裝置1。
圖22至圖23描繪根據本發明之一些實施例的用於製造光學裝置之製造程序。所說明的製程之初始階段與圖13至圖18中所說明的階段相同。圖22描繪在圖18中所描繪的階段之後的階段。參看圖22，形成至少一個第二開口182a於介電層18上。第二開口182a可貫穿介電層18，且第二開口182a之位置可對應於發射器12與偵測器14之間的位置或與該位置對準。介電層18之第二開口182a的寬度可大於圖19中所示之介電層18之第二開口182的寬度。
參看圖23，形成遮光結構22b於介電層18之第二開口182a中且進一步位於介電層18上以覆蓋介電層18及重佈層20。遮光結構22b並不位於發射器12之發光區域124及偵測器14之感測區域144正上方。在一或多個實施例中，介電層18之第二開口182a中之遮光結構22b界定中心開口222b。舉例而言，遮光結構22b可不完全填充介電層18之第二開口182a。
接著，形成複數個第一開口221b於介電層18上之遮光結構22b以曝露重佈層20之一部分。設置第二導電通道192於遮光結構22b之第一開口221b中以電連接重佈層20。接著，形成複數個第一外部連接件26(諸如，焊球或焊料凸塊)於第二導電通道192中之各別者上。接著，可執行單體化製程以獲得如圖4中所示之複數個光學裝置1b。
圖24描繪根據本發明之一些實施例的用於製造光學裝置之製造程序。所說明的製程之初始階段與圖13至圖18中所說明的階段相同。圖24所 描繪的階段在圖18中所描繪的階段之後。參看圖24，形成至少一第二開口182a、第一通孔183及第二通孔184於介電層18上。圖24中所示之第二開口182a可與圖22中所示之第二開口182a相同。第一通孔183曝露發射器12之發光區域124，且第二通孔184曝露偵測器14之感測區域144。接著，所說明的製程之下一階段可與圖23中所說明的階段相同，以獲得如圖5中所示之複數個光學裝置1c。在一些實施例中，當遮光結構22b之一部分進一步設置於第一通孔183之側壁1831及第二通孔184之側壁1841上時，可獲得如圖6中所示之複數個光學裝置1d。
圖25至圖27描繪根據本發明之一些實施例的用於製造光學裝置之製造程序。參看圖25，提供載體46及黏附層48。黏附層48黏附至載體46之第一表面461。接著，將至少一發射器12、至少一第一障壁(first dam)50、至少一偵測器14及至少一第二障壁52藉由黏附層48附接至載體46之第一表面461。圖25中所示之發射器12及偵測器14分別類似於圖14中所示之發射器12及偵測器14，除了發射器12進一步包括複數個導電凸塊(conductive bump)126，其自發射器12之第一表面121突出且電連接發射器12之墊125，以及偵測器14進一步包括複數個導電凸塊146，其自偵測器14之第一表面141突出且電連接偵測器14之墊145以外。第一障壁50及第二障壁52中之每一者可為環形，其包括可撓性材料。第一障壁50之高度可實質上等於導電凸塊126之高度，且第二障壁52之高度可實質上等於導電凸塊146之高度。第一障壁50位於黏附層48與發射器12之第一表面121之間，且第一障壁50所圍封之區域的大小可大於發射器12之發光區域124的大小。舉例而言，第一障壁50可不接觸發射器12之發光區域124。另外，第二障壁52位於黏附層48與偵測器14之第一表面141之間，且第二障壁52所圍封之區 域的大小可大於偵測器14之感測區域144的大小。舉例而言，第二障壁52可不接觸偵測器14之感測區域144。
參看圖26，形成封裝層16(例如，封裝化合物)以覆蓋發射器12之第二表面122、側表面123及第一表面121之一部分以及偵測器14之第二表面142、側表面143及第一表面141之一部分。另外，封裝層16進一步覆蓋載體46之第一表面461上之黏附層48之一部分。封裝層16包括第一表面161及與第一表面161相對之第二表面162。
參看圖27，自封裝層16移除載體46、黏附層48、第一障壁50及第二障壁52。因此，發射器12及偵測器14嵌入於封裝層16中，且發射器12之第一表面121之一部分及偵測器14之第一表面141之一部分自封裝層16之第一表面161曝露。封裝層16之第一表面161並不與發射器12之第一表面121及偵測器14之第一表面141共面。
接著，所說明製程之以下階段可與圖17至圖21中所說明的階段相同，以便獲得如圖8中所示之複數個光學裝置1f。
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」等空間描述係關於圖中所展示之定向加以指示。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之實際實施可以任何定向或方式在空間上配置，其限制條件為本發明之實施例之優點不因此配置而有偏差。
如本文中所使用，術語「大致」、「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，術語可指事件或情形明確發生之情況以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%、或小於或等於±0.05%。舉例而言，若兩個數值之間的差小於或等於該等值之平均值的±10%(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%)，則可認為兩個數值「實質上」相同。術語「實質上共面」可指沿著同一平面處於若干微米(μm)內(諸如，沿著同一平面處於40μm內、30μm內、20μm內、10μm內或1μm內)之兩個表面。
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。
在對一些實施例之描述中，提供「在」另一組件「上」之一組件可涵蓋前一組件直接在後一組件上(例如，與後一組件實體接觸)的狀況以及一或多個介入組件位於前一組件與後一組件之間的狀況。
儘管已參看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所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替代等效物。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設備之間可存在區別。可存在並未明確說明的本發明之其他實施例。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之申請專利範圍的範疇內。儘管已參看按特定次序執行之特定操作描述本文中所揭示的方法，但應理解，在不脫離本發明之教示的情況下，可組合、再細分，或重新定序此等操作以形成等效方法。因此，除非本文中明確指示，否則操作的次序及分組並非本發明之限制。

Claims (22)

  1. 一種光學裝置，其包含：一發射器，其具有一第一表面、一第二表面及至少一側表面，該第二表面與該第一表面相對，該至少一側表面延伸於該發射器之該第一表面與該第二表面之間；一偵測器，其具有一第一表面、一第二表面及至少一側表面，該第二表面與該第一表面相對，該至少一側表面延伸於該偵測器之該第一表面與該第二表面之間；一封裝層，其覆蓋該發射器之該第二表面及該側表面，以及該偵測器之該第二表面及該側表面；一介電層，其位於該發射器之該第一表面及該偵測器之該第一表面上，該介電層界定至少一開口，其對應於該發射器與該偵測器之間的位置；一重佈層，其位於該介電層上且電連接至該發射器及該偵測器；及一遮光結構，其位於該介電層之該開口中。
  2. 如請求項1之光學裝置，其中：該發射器包括一發光區域，其鄰近於該發射器之該第一表面，該發光區域用於發射一光束；該偵測器包括一感測區域，其鄰近於該偵測器之該第一表面，該感測區域用於在該光束經由一物件反射時偵測該光束；且該介電層允許該光束穿過。
  3. 如請求項1之光學裝置，其中該介電層之該開口貫穿該介電層。
  4. 如請求項1之光學裝置，其進一步包含覆蓋該介電層及該重佈層之一覆蓋層，其中：該覆蓋層允許來自該發射器之一光束穿過；該覆蓋層界定至少一個開口，其對應於該介電層之該開口；且該遮光結構進一步位於該覆蓋層之該開口中。
  5. 如請求項1之光學裝置，其中該遮光結構進一步位於該介電層及該重佈層上。
  6. 如請求項1之光學裝置，其中該遮光結構填充該介電層之該開口。
  7. 如請求項1之光學裝置，其中位於該介電層之該開口中之該遮光結構界定一中心開口。
  8. 如請求項1之光學裝置，其中該介電層進一步界定至少二通孔，各該通孔曝露該發射器及該偵測器之一。
  9. 如請求項8之光學裝置，其中該遮光結構進一步位於該介電層之各該通孔之一側壁上。
  10. 如請求項1之光學裝置，其中：該介電層界定複數個開口；該遮光結構包括複數個壁片段，其位於該等開口中之各別者；該等壁片段配置呈一柵欄結構；且該重佈層之一部分佈設在該等壁片段之間。
  11. 如請求項1之光學裝置，其中：該發射器包括自該發射器之該第一表面突出的複數個導電凸塊；該偵測器包括自該偵測器之該第一表面突出的複數個導電凸塊；且該封裝層進一步覆蓋該發射器之該第一表面之一部分及該偵測器之該第一表面之一部分。
  12. 一種光學模組結構，其包含：一封裝體，其具有一第一表面；一光源，其嵌入於該封裝體中，該光源之一第一表面自該封裝體之該第一表面曝露；一光接收器，其嵌入於該封裝體中之，該光接收器之一第一表面自該封裝體之該第一表面曝露；一介電層，其位於該封裝體之該第一表面上；一電路層，其位於該介電層上且電連接至該光源及該光接收器；及一遮光結構，其位於該介電層中且對應於該光源與該光接收器之間的一位置。
  13. 如請求項12之光學模組結構，其進一步包含複數個第一外部連接件，其鄰近於該介電層且電連接至該電路層。
  14. 如請求項13之光學模組結構，其進一步包含複數個第二外部連接件，其位於該封裝體之一第二表面上且電連接至該電路層，該封裝體之該第二表面與該第一表面相對。
  15. 如請求項13之光學模組結構，其進一步包含一導電結構及複數個第二外部連接件，其中該導電結構位於該封裝體之與該第一表面相對之一第二表面上且電連接至該電路層，且該等第二外部連接件位於該導電結構上。
  16. 如請求項15之光學模組結構，其進一步包含一半導體晶片，其電連接至該導電結構。
  17. 如請求項12之光學模組結構，其進一步包含一中間電路層，其位於該封裝體之該第一表面上且電連接至該光源及該光接收器。
  18. 一種光學裝置之製造程序，其包含：提供一發射器及一偵測器，其中該發射器具有一第一表面、一第二表面及至少一側表面，該第二表面與該第一表面相對，該側表面延伸於該第一表面與該第二表面之間；且該偵測器具有一第一表面、一第二表面及至少一側表面，該第二表面與該第一表面相對，該側表面延伸於該第一表面與該第二表面之間；形成一封裝層，以覆蓋該發射器之該第二表面及該側表面，以及該偵測器之該第二表面及該側表面；形成一介電層，以覆蓋該發射器之至少一部分及該偵測器之至少一部分；形成一重佈層在該介電層上，其中該重佈層電連接至該發射器及該偵測器；形成至少一開口在該介電層上，其中該開口對應於該發射器與該偵測器之間的一位置；及形成一遮光結構在該介電層之該開口中。
  19. 如請求項18之製造程序，其進一步包含：在提供該發射器及該偵測器之後，將該發射器及該偵測器附接至一載體之一第一表面，該發射器之該第一表面及該偵測器之該第一表面面向該載體，且該封裝層進一步覆蓋該載體之該第一表面之一部分；及在形成該封裝層之後，自該封裝層移除該載體。
  20. 如請求項18之製造程序，其中在該介電層上形成該至少一個開口或在該開口中形成該遮光結構進一步包含在該介電層上形成至少兩個通孔以曝露該發射器及該偵測器。
  21. 如請求項20之製造程序，其中該遮光結構進一步位於該介電層之各該通孔之一側壁上。
  22. 如請求項18之製造程序，其中該遮光結構進一步形成於該介電層及該重佈層上。
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