TWI684268B - 感測模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種感測模組及其製造方法，該感測模組包括一基板、複數個透光封裝體及一不透光封裝體。基板包括一表面以及設置於該表面上的複數個感測元件。該些透光封裝體設置於該表面上、且分別覆蓋該些感測元件，該些透光封裝體之每一個包括一光接收窗口；不透光結構設置於該表面上、位於該些透光封裝體之上、且沿著該表面的法線方向遮蔽該些光接收窗口、並使該些光接收窗口沿著各自的法線方向露出。藉此，感測模組可感測不同方向之光線。

Description

感測模組及其製造方法
本發明是關於一種感測模組及其製造方法，特別是關於一種可多向感測之感測模組及其製造方法。
光感測元件(下皆稱感測元件)至今已有數十年的發展，普遍用於手機、平板電腦、筆記型電腦等各種電子產品中，以作為一近接感測器(proximity sensor)、環境光感測器(ambient light sensor)、單色光感測器或者色彩感測器(color sensor)等；此外，感測元件亦可應用於氣象環境偵測，以作為一紫外線感測器(UV sensor)等。
傳統之感測元件之封裝形式主要可分為正面感測式(top view sensor)及側面感測式(side view sensor)二種，每一種的感測元件都僅能用於單一軸向之感測，無法用於兩個以上的軸向(方向)之感測。換言之，當一產品或應用需要兩個以上的軸向之感測時，則需個別地配置兩個以上的感測元件，此舉實屬不便，增加製造或組裝時間。因此，隨著物聯網、穿戴式裝置等各種新技術及產品的出現，預期會有更多的多軸向、多方位感測之應用，但是對於目前之單軸向之感測元件而言，顯然難以滿足此等應用而有待解決。
本發明的一目的在於提出一種感測模組及其製造方法，該感測模組可感測不同方向之光線(可見光及/或不可見光，例如紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)、白光(W)與紫外光(UV)、紅外光(IR))，俾以實現多軸向或多方位之感測應用。
為達上述目的，本發明所提出的感測模組包括一基板、複數個感測元件、複數個透光封裝體及一不透光封裝結構。該基板包括一第一表面；該些第一感測元件設置於該第一表面上；該些第一透光封裝體設置於該第一表面上、且分別覆蓋該些第一感測元件，該些第一透光封裝體之每一個包括一光接收窗口，其中，該些光接收窗口之每一個的一法線方向係與該第一表面的一法線方向相交錯；該不透光結構設置於該第一表面上、位於該些第一透光封裝體之上、且沿著該第一表面的該法線方向遮蔽該些光接收窗口、並使該些光接收窗口沿著各自的該法線方向露出。
較佳地，感測模組可更包括一第二感測元件及一第二透光封裝體，該第二感測元件及該第二透光封裝體皆設置於該第一表面上，且該第二透光封裝體覆蓋該第二感測元件，其中，該第二透光封裝體包括另一光接收窗口，該另一光接收窗口之一法線方向係同向於該第一表面的該法線方向。
較佳地，該些第一感測元件可圍繞該第二感測元件，而該些第一透光封裝體可圍繞該第二透光封裝體。
較佳地，感測模組可更包括一第二感測元件及一第二透光封裝體，該第二感測元件及該第二透光封裝體皆設置於該基板之一第二表面 上，且該第二透光封裝體覆蓋該第二感測元件，其中該第二表面與該第一表面係為相對且相隔，而該第二透光封裝體包括另一光接收窗口，該另一光接收窗口之一法線方向係同向於該第二表面的一法線方向。
較佳地，該第二透光封裝體可為柱體、截錐體、或半球體。該些第一透光封裝體可為柱體、截錐體、錐體或半球體。
較佳地，該不透光結構可為一不透光封裝體，其部分地覆蓋該些第一透光封裝體，以露出該些光接收窗口。該不透光封裝體亦可部分地覆蓋該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體，以露出該些光接收窗口及該另一光接收窗口。
較佳地，該不透光結構可為一不透光遮罩，其包括複數個凹部，而該些第一透光封裝體分別設置於該些凹部中。該不透光遮罩另可包括一貫穿部，而該第二透光封裝體設置於該貫穿部中。
較佳地，感測模組可更包括複數個反射結構，該些反射結構分別設置於該些第一透光封裝體與該不透光結構之間。
較佳地，該些反射結構之每一個可包括一金屬層。
較佳地，該基板可更包括複數個側面，該些側面連接該第一表面；該些光接收窗口之每一個的該法線方向係同向於該些側面的其中一個的一法線方向。
較佳地，該基板可更包括一第二表面及複數個電極組，該第二表面與該第一表面係為相對且相隔，該些電極組設置於第二表面、且分別電性連接該些第一感測元件。
為達上述目的，本發明所提出的感測模組的製造方法，包括 設置複數個第一感測元件於一基板之一第一表面上，形成複數個第一透光封裝體於該第一表面上，其中，該些第一透光封裝體分別覆蓋該些第一感測元件，以及形成一不透光結構於該第一表面上，並使該不透光結構位於該些第一透光封裝體之上，其中該不透光結構沿著該第一表面的一法線方向遮蔽該些第一透光封裝體之每一個所包括的一光接收窗口、並使該些光接收窗口沿著各自的一法線方向露出，其中，該些光接收窗口之每一個的該法線方向係與該第一表面的該法線方向相交錯。
較佳地，製造方法可更包括設置一第二感測元件於該第一表面上，以及形成一第二透光封裝體於該第一表面上，其中該第二透光封裝體覆蓋該第二感測元件，且包括另一光接收窗口，該另一光接收窗口之一法線方向係同向於該第一表面的該法線方向，其中形成該不透光結構形成時，該不透光結構沿著該些光遮蔽面的該些法線方向遮蔽該另一光接收窗口，並使該另一光接收窗口沿著其該法線方向露出。
較佳地，製造方法可更包括於該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體形成後，移除該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體之間的一封裝材料。
較佳地，該不透光結構可為一不透光體，形成該不透光結構時，係將該不透光封裝體部分地覆蓋該些第一透光封裝體，以露出該些光接收窗口。或者，形成該些不透光結構時，係將該不透光封裝體部分地覆蓋該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體，以露出該些光接收窗口及該另一光接收窗口。
較佳地，該不透光結構可為一不透光遮罩，其包括複數個凹 部；形成該不透光結構時，係將該不透光遮罩設置於該第一表面上，並使該些第一透光封裝體分別設置於該些凹部中。或者，該不透光遮罩包括一貫穿部；形成該不透光結構時，係將該不透光遮罩設置於該第一表面上，並使該第二透光封裝體設置於該貫穿部中。
較佳地，製造方法可更包括於該些第一透光封裝體之每一個與該不透光結構之間，形成一反射結構。
另一方面，本發明所提出的感測模組及其製造方法可有以下的實施態樣：本發明提供一種感測模組，包括：一基板，具有一表面、一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊及一第四側邊，該第一側邊相對於該第二側邊，該第三側邊相對於該第四側邊，該第一側邊及該第二側邊連接該第三側邊及該第四側邊；複數個感測元件，設置於該基板之該表面上；複數個透光封裝體，設置於該基板之該表面上，並覆蓋該些感測元件，每一透光封裝膠對應於一感測元件，每一透光膠體具有一光接收窗口，每一光接收窗口對應於一感測元件，該些接收窗口分別對應於該表面，該第一側邊、該第二側邊、該第三側邊及該第四側邊；以及一不透光封裝體，設置於該基板上，並覆蓋該些透光封裝體，用以露出該些接收窗口。
在所述之感測模組中，其中該基板更包括複數個感測元件基座，每一感測元件設置於一感測元件基座上。
在所述之感測模組中，其中該基板更包括複數個引腳，每一感測元件電性連接至一引腳。
在所述之感測模組中，其中該基板為陶瓷基板。
在所述之感測模組中，其中該些感測元件以打線方式電性連接至該基板。
在所述之感測模組中，其中該些感測元件用於接收來自從該些光接收窗口進入的複數個光。
在所述之感測模組中，其中該些光包括可見光及不可見光。
在所述之感測模組中，其中該透光封裝體具有複數個導光面。
在所述之感測模組中，其中該些透光封裝體為透明材料。
在所述之感測模組中，其中該不透光封裝體為不透明材料。
在所述之感測模組中，其中該些透光封裝體及該不透光封裝體可以為矽膠、熱固性膠體或環氧樹脂及其組合。
在所述之感測模組中，其中該不透光封裝體為黑色膠體或白色膠體。
在所述之感測模組中，其中該些透光封裝體是稜鏡形、二分之一半球體或是四方體。
在所述之感測模組中，其中該些感測元件為複數個光感測晶片。
在所述之感測模組中，其中該些感測元件為複數個環境光源感測元件。
在所述之感測模組中，其中在該些透光封裝體與該不透光封裝體間具有一金屬或反射材料。
在所述之感測模組中，其中該金屬或反射材料為銀。
在所述之感測模組中，其中該些感測元件係可各自獨立運作而偵測光線。
本發明提供一種多方向感測模組的製作方法，包括：提供一基板，該基板上包括有複數個感測元件基座及複數個引腳；在該些感測基座上設置該些感測元件；利用複數個導線將該些感測元件電性連接到該些引腳；在該些感測元件上形成一透光材料；切割移除部份之該透光材料，以形成複數個透光膠體對應於該些感測元件；以及將一不透光封裝體形成於該基板及該些透光封裝體上，並露出部份之該些透光封裝體，使得該些透光封裝體形成複數個光接收窗口，每一光接收窗口對應於一感光元件。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該基板為陶瓷基板。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些感測元件以打線方式電性連接至該基板。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些感測元件用於接收來自從該些光接收窗口進入的複數個光。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些光包括可見光及不可見光。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些透光封裝體具有複數個導光面。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些透光封裝體為透明材料。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該不透光封裝體為不透明材料。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些透光封裝體及該不透光封裝體可以為矽膠、熱固性膠體或環氧樹脂及其組合。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該不透光封裝體為黑色膠體或白色膠體。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些透光封裝體是稜鏡形、二分之一半球體或是四方體。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些感測元件為複數個光感測晶片。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該些感測元件為複數個環境光源感測元件。
在所述之感測模組的製作方法中，其中在該些封裝體與該不透光封裝體間具有一金屬或反射材料。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該金屬或反射材料為銀。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該感測元件各自獨立運作而偵測光線。
在所述之感測模組的製作方法中，其中該不透光封裝體可為埋入測出、壓合貼蓋以及壓模成型的方式，使該不透光封裝體設置於該基板上。
本發明提供一種感測模組，包括：一基板；一透光膠體，設置於該基板上，並形成複數個容納空間，每一容納空間具有對應之一光接收窗口，該些光接收窗口係以三維方式對應設置；以及複數個不可見光感測元 件，每一不可見光感測元件設置於一容納空間內，並對應於一光接收窗口。
本發明提供一種感測模組，包括：一基板；一透光膠體，設置於該基板上，並形成複數個容納空間，每一容納空間具有對應之一光接收窗口，該些光接收窗口係以二維半方式對應設置；以及複數個不可見光感測元件，每一不可見光感測元件設置於一容納空間內，並對應於一光接收窗口。
本發明提供一種感測模組，包括：一基板；一透光膠體，設置於該基板上，並形成複數個容納空間，每一容納空間具有對應之一光接收窗口，該些光接收窗口係以二維方式對應設置；以及複數個不可見光感測元件，每一不可見光感測元件設置於一容納空間內，並對應於一光接收窗口。
本發明提供一種感測模組，包括：一基板；一透光膠體，設置於該基板上，並形成複數個容納空間，每一容納空間具有對應之一光接收窗口，該些光接收窗口係以環狀排列方式對應設置；以及複數個不可見光感測元件，每一不可見光感測元件設置於一容納空間內，並對應於一光接收窗口。
本發明提供一種感測模組，包括：一基板；一透光膠體，設置於該基板上，並形成複數個容納空間，每一容納空間具有對應之一光接收窗口，該些光接收窗口係以360度半球空間排列方式對應設置；以及複數個不可見光感測元件，每一不可見光感測元件設置於一容納空間內，並對應於一光接收窗口。
為讓上述目的、技術特徵及優點能更明顯易懂，下文以較佳的實施例配合所附圖式進行詳細說明。
10A、10B、10C、10D、10E‧‧‧感測模組
101‧‧‧基板
101A‧‧‧第一表面
101B‧‧‧第二表面
101C‧‧‧側面
103‧‧‧基座
104‧‧‧引腳
105‧‧‧導線
1011、1011A、1011B‧‧‧電極組
102A‧‧‧第一感測元件、感測元件
102B、102B”‧‧‧第二感測元件、感測元件
106A‧‧‧第一透光封裝體、透光封裝體
106B、106B”‧‧‧第二透光封裝體、透光封裝體
1061A、1061B、1061B”‧‧‧光接收窗口、另一光接收窗口
1062‧‧‧傾斜面
106AB‧‧‧封裝材料
108、108”‧‧‧不透光結構
1081‧‧‧貫穿部
1082‧‧‧凹部
10821‧‧‧內傾斜面
109‧‧‧反射結構
1012‧‧‧擋牆
D1、D2、D3、Da、Db、Dc‧‧‧法線方向
L1、L2、L3‧‧‧光線
S201~S206‧‧‧步驟
第1A圖為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組之立體圖。
第1B圖為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組之剖示圖。
第1C圖為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組之另一立體圖(不透光結構未顯示)。
第1D圖為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組之仰視圖。
第1E圖為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組之剖視圖，其中不透光封裝體尚未形成。
第1F圖為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組之剖視圖，其中該感測模組包括一反射結構。
第2A圖為依據本發明的第二較佳實施例的感測模組之側視圖。
第2B圖為依據本發明的第二較佳實施例的感測模組之仰視圖。
第3A圖為依據本發明的第三較佳實施例的感測模組之剖視圖，其中不透光結構尚未設置至基板上。
第3B圖為依據本發明的第三較佳實施例的感測模組之另一剖視圖。
第3C圖為依據本發明的第三較佳實施例的感測模組之俯視圖。
第4A圖及第4B圖為依據本發明的第四較佳實施例的感測模組之立體圖。
第5圖為依據本發明的第五較佳實施例的感測模組之剖視圖。
第6圖為依據本發明的較佳實施例的感測模組之製造方法之步驟流程 圖。
請參閱第1A圖至第1C圖所示，其為依據本發明的第一較佳實施例的感測模組10A的各示意圖，該感測模組10A可感測來自不同方向(方位)之光線(包括可見光及不可見光，例如紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)、白光(W)與紫外光(UV)、紅外光(IR))等功能。感測模組10A可包括一基板101、複數個第一感測元件102A(以下簡稱感測元件102A)、一第二感測元件102B(以下簡稱感測元件102B)、複數個第一透光封裝體106A(以下簡稱透光封裝體106A)、一第二透光封裝體106B(以下簡稱透光封裝體106B)及一不透光結構108。各元件之技術內容經依序說明如後。
基板101用以供感測模組10A之其他元件設置其上，且可為不透光者，以避免光線於基板101內傳遞而影響感測結果。基板101可包括印刷電路基板、陶瓷基板、銅箔基板、支架型載體、絕緣基板、多層壓合基板、半導體基板或塑膠基板等本技術領域中應知悉的基板類型，而本實施例之基板101係以陶瓷基板為例。形狀上，基板101可為一板體，包括一第一表面101A、一第二表面101B及複數個側面101C，第一表面101A及第二表面101B為相對且相隔，而該些側面101C位於第一表面101A及第二表面101B之間、連接第一表面101A及第二表面101B。第一表面101A及第二表面101B可為矩形等多邊形、圓形橢圓形等形狀，本實施例係以矩形(四邊形)為例，對應感測元件102A之數目(即四個)。此外，第一表面101A、第二表面101B及側面101C都有各自之法線方向D1~D3，彼此不同向。
基板101之第一表面101A可供感測元件102A、102B等元件設置其上，且基板101可選擇地更包括複數個基座103及複數個引腳104等連接部件，設置於第一表面101A，俾以該些感測元件102A、102B設置及電性連接至第一表面101A。請配合參閱第1D圖所示，於一實施態樣中，基板101還包括複數個電極組1011，而較佳地該些電極組1011設置於第二表面101B。每一個電極組1011包括二個以上之電極，藉由導通孔(vias)等導電結構來分別地電性連接至其中一個基座103及其中一個引腳104。電極組1011可電性連接至感測模組10A之外的其他電子元件(圖未示)。
該些感測元件102A及該感測元件102B用以感測光線，且皆設置於第一表面101A上。此外，感測元件102B較佳地被該些感測元件102A圍繞而相對地位於第一表面101A之中央處，故感測元件102B之前後左右各設有一個感測元件102A(每一個感測元件102A對應於其中一個側面101C)。感測元件102B亦可設置於第一表面101A之其他處，只要不干擾到感測元件102A之運作。
每一個感測元件102A、102B可設置於其中一個基座103上(並有電性連接)、且透過一導線105電性連接至其中一個引腳104。如此，每一個感測元件102A、102B可與其中一個電極組1011相電性連接；感測元件102A、102B除了可為單打線連接式外，亦可為雙打線連接式、水平式、垂直式或覆晶式(flip chip)；此外，該些感測元件102A、102B還可為正測式。該些感測元件102A、102B若被光線照射到時，可產生一感測訊號，該感測訊號傳遞至電極組1011而輸出至其他電子元件(圖未示)。
該些透光封裝體106A、106B皆設置於第一表面101A上，且 該些透光封裝體106A分別覆蓋該些感測元件102A，該透光封裝體106B覆蓋感測元件102B，以保護感測元件102A、102B。透光封裝體106A、106B可為透明的高分子材料、熱塑型材料或熱固型材料，藉由模造(molding)、轉移成型(Transfer Molding)或射出成型(Injection Molding)等方式以一特定形狀固化而形成於第一表面101A。此外，透光封裝體106B被該些透光封裝體106A圍繞而相對地位於第一表面101A之中央處，然若感測元件102B不是設置於中央處時，透光封裝體106B亦不會如此設置。該些透光封裝體106A、106B係彼此獨立、結構上不相連、不為一體。
該些透光封裝體106A、106B形狀上可為柱體、截錐體、錐體或半球體等，而本實施例中，該些透光封裝體106A各為一三角柱體，而透光封裝體106B為一四角柱體。由於為三角柱體，透光封裝體106A包括一傾斜面1062，其朝向感測元件102A及基板101之第一表面101A。除傾斜面1062外，透光封裝體106A還包括複數個面，而其中一個面定義為一光接收窗口1061A，其可與傾斜面1062相對。該些光接收窗口1061A之每一個的一法線方向Da係彼此不同向、且與第一表面101A之法線方向D1相交錯(較佳地，垂直交錯，即光接收窗口1061A與第一表面101A相垂直)；更具體而言，若法線方向D1垂直朝上，則該些光接收窗口1061A之法線方向Da可水平地朝前後左右，與其中一個側面101C的法線方向D2同向；換言之，該些光接收窗口1061A可分別對應該些側面101C。
透光封裝體106B亦包括複數個面，而其中一個面(即頂面)將定義為另一光接收窗口1061B，其法線方向Db與第一表面101A之法線方向D1同向，而與法線方向Da相交錯。更具體而言，若第一表面101A之法線 方向D1垂直朝上，則透光封裝體106B之法線方向Db亦為垂直朝上。
接著說明不透光結構108，其可為一不透光封裝體，設置於第一表面101A上、且位於該些透光封裝體106A之上。不透光結構108可由高分子材料混合不透光材料例如碳黑(Carbon Black)二氧化鈦(TiO2)來製成，故不透光結構108可依據不透光材料而呈現白色或黑色，阻擋光線通過。
不透光結構108用以定義透光封裝體106A之哪一面為光接收窗口1061A，以使特定方向之光線進入特定的光接收窗口1061A，也就是，不透光結構108沿著第一表面101A的法線方向D1遮蔽該些光接收窗口1061A、並使該些光接收窗口1061A沿著各自的該法線方向Da露出；申言之，透光封裝體106A之光接收窗口1061A以外的面皆被不透光結構108(及基板101)遮蔽。由於不透光結構108為不透光封裝體，故部分地覆蓋(貼合)該些透光封裝體106A，以露出該些光接收窗口1061A。
如第1B圖所示，更具體而言，反向於法線方向D1前進之光線L1會被不透光結構108阻擋而無法讓感測元件102A感測，易言之，來自上方的光線L1不會被感測元件102A感測到；以右方的感測元件102A為例，反向於其法線方向Da前進、來自右方之光線L2會被不透光結構108阻擋而無法讓左方、前方及後方的感測元件102A感測到，但光線L2可從暴露出的光接收窗口1061A進入至右方的透光封裝體106A而讓右方的感測元件102A感測到(進入透光封裝體106A後的光線L2會在傾斜面1062上被不透光結構108阻擋而轉向至感測元件102A)；申言之，對於不同方位的透光封裝體106A而言，反向其法線方向Da前進之光線L2可進入其中而讓感測元件102A感測到。因此，該些感測元件102A之何者有產生感測訊號，即可判斷何方位有 光線L2照射。
另一方面，不透光結構108沿著該些光接收窗口1061A的該些法線方向Da遮蔽透光封裝體106B之另一光接收窗口1061B、並使光接收窗口1061B沿著其法線方向Db露出；申言之，透光封裝體106B之光接收窗口1061B以外的面被不透光結構108(及基板101)遮蔽。由於不透光結構108為不透光封裝體，故部分地覆蓋(貼合)透光封裝體106B，以露出光接收窗口1061B。
如第1B圖所示，更具體而言，反向於法線方向D1前進之光線L1可從暴露出的光接收窗口1061B進入至透光封裝體106B而讓感測元件102B感測到，而反向法線方向Da前進的其他方位的光線L2會被不透光結構108阻擋而無法讓感測元件102B感測到。因此，感測元件102B若產生感測訊號，即可判斷被上方之光線L1照射。若感測元件102B及其中一個感測元件102A皆有產生感測訊號，則表示光線傾斜地照射感測模組10A。
藉此，感測模組10A至少可感測來自上、前、後、左、右方的光線L1、L2，然後輸出相應的感測訊號供其他電子元件或裝置做處理及判斷等。
請參閱第1E圖所示，另說明的是，若是藉由一模具來於基板101上同時形成透光封裝體106A、106B時，透光封裝體106A、106B固化後彼此之間可能會因為一殘留的封裝材料106AB而彼此相連。為避免例如來自右方的光線L2通過封裝材料106AB傳遞至而被非右方的感測元件102A、102B感測到而輸出非預期的感測訊號，在設置不透光結構108之前，該殘留的封裝材料106AB會被移除，確保該些透光封裝體106A、106B之間的獨立 (如第1B圖所示)。
請參閱第1F圖所示，於其他實施態樣中，感測模組10A可更包括複數個反射結構109，該些反射結構109分別設置於該些透光封裝體106A與不透光結構108之間；舉例而言，反射結構109可設置於透光封裝體106A之傾斜面1062，然後不透光結構108再覆蓋反射結構109。如此，進入至透光封裝體106A之光線L2可被傾斜面1062上之反射結構109反射，而有效地朝向感測元件102A。反射結構109可包括金屬層，例如銀鏡或鋁鏡等高反射係數之結構。其中，反射結構109亦可以是光學鍍膜或布拉格反射鏡結構(Distributed Bragg Reflector,DBR)，例如是多對不同折射率之第一介電材料與第二介電材料所構成，第一介電材料及第二介電材料可以是二氧化矽(SiO2)或二氧化鈦(TiO2)。
以上是感測模組10A的技術內容的說明，接著說明依據本發明其他實施例的技術內容，而各實施例的技術內容應可互相參考，故相同的部分將省略或簡化。此外，各實施例的技術內容應可互相應用、組合搭配。
請參閱第2A圖所示，其為依據本發明之第二較佳實施例的感測模組10B之示意圖。感測模組10B除了於基板101之第一表面101A上設置有感測元件102A、102B以及透光封裝體106A、106B，感測模組10B更包括另一第二感測元件102B”(下稱為第二感測元件102B”)及另一第二透光封裝體106B”(下稱為透光封裝體106B”)，以感測另一方位的光線L3。
更具體而言，感測元件102B”及透光封裝體106B”設置於基板101之第二表面101B上，且位置上可對應位於第一表面101A上的感測元件102B及透光封裝體106B，位於第二表面101B之中央處。透光封裝體106B” 還覆蓋於感測元件102B”上，而透光封裝體106B”亦包括複數個面，而其中一個面(即底面)將定義為另一光接收窗口1061B”。光接受窗口1061B”之法線方向Dc與第二表面101B之法線方向D3同向，而與透光封裝體106A之法線方向Da相交錯。更具體而言，若法線方向D3垂直朝下，則法線方向Dc亦為垂直朝下。
如此，反向於法線方向D3前進之光線L3(即來自下方的光線)可從光接受窗口1061B”進入至透光封裝體106B”而被感測元件102B”感測到。由於基板101為不透光者，光線L3不會被第一表面101A上的感測元件102A、102B感測到。於一實施態樣中，透光封裝體106B”之除了作為光接收窗口1061B”之面外，其餘面可被另一不透光結構(圖未示)遮蔽，俾以橫向的光線L2難以被感測元件102B”感測到。
另說明的是，請參閱第2B圖所示，為了使感測元件102B”設置於第二表面101B上，第二表面101B上的該些電極組1011可有不同配置。具體而言，該些電極組1011之其中兩者1011A、1011B係圍繞感測元件102B”所設置之區域，而電極組1011A電性連接至感測元件102B，電極組1011B則電性連接至感測元件102B”。如此，感測元件102B”位置上不會與電極組1011相干涉。
藉此，相比起感測模組10A，感測模組10B更可感測來自下方的光線L3，然後輸出相應的感測訊號。
請參閱第3A圖至第3C圖所示，其為依據本發明之第三較佳實施例的感測模組10C之示意圖。於感測模組10A不同的是，感測模組10C之不透光結構108”係為一不透光遮罩，而非不透光封裝體。申言之，不透光結 構108”並非是直接於基板101及透光封裝體106A、106B上固化而形成，而是不透光結構108”先獨立形成、然後再放置於基板101及透光封裝體106A、106B上。如此，不透光結構108”亦可局部地遮蔽透光封裝體106A、106B，以定義光接收窗口1061A、1061B。
更具體而言，與不透光結構108具有相似的形狀，不透光結構108”包括一貫穿部1081及複數個凹部1082，貫穿部1081沿著法線方向D1貫穿形成，以於不透光結構108”之頂面及底面各形成一開口；該些凹部1082圍繞貫穿部1081、且每一個於不透光結構108”之側面及底面形成開口；凹部1082與貫穿部1081未有相連通。當不透光結構108”設置於基板101上(其底面可接觸第一表面101A)，該些透光封裝體106A分別設置於該些凹部1082中，而透光封裝體106B則設置於貫穿部1081中。如此，該些透光封裝體106A、106B可被不透光結構108”光學地隔離而定義出各自的光接收窗口1061A、1061B。凹部1082還包括一內傾斜面10821，其兩邊分別連接不透光結構108”之底面及側面(頂面)；當光線L2進入至凹部1082內，可於內傾斜面10821反射朝感測元件102A。
另說明的是，於感測模組10C中，該些透光封裝體106A、106B可為三角柱體以外之形狀，例如為半球體；此時，半球體之透光封裝體106A、106B可有透鏡之功能，俾以將光線匯聚至感測元件102A、102B中。體積上，貫穿部1081及凹部1082可大於半球體之透光封裝體106A、106B而非相等。此外，半球體之透光封裝體106A、106B之光接收窗口1061A、1061B並非是平面，而是曲面，故其法線方向Da、Db為相切於曲面之其中一個假想切面之法向。於一實施態樣，凹部1082更包括形成於內傾斜面10821上的 一凹陷(圖未示)，當半球體之透光封裝體106A設置於凹部1082內時，透光封裝體106A之一部分可容置於凹陷中。
請參閱第4A圖及第4B圖所示，其為依據本發明之第四較佳實施例的感測模組10D之示意圖。於感測模組10A~10C不同的是，感測模組10D不包括第二感測元件102B(102B”)及第二透光封裝體106B(106B”)；因此，於基板101之第一表面101A上，不會有上述元件。如此，若來自基板101之上方及/或下方之光線L1、L3沒有感測的必要時，可應用感測模組10D。此外，該些第一透光封裝體106A可為三角錐體，但彼此未有相連。
請參閱第5圖所示，其為依據本發明之第五較佳實施例的感測模組10E之示意圖。於感測模組10A~10C不同的是，感測模組10E的基板101並非是一平板狀，而是包括複數個擋牆1012。具體而言，該些擋牆1012設置於第一表面101A上，且較佳地垂直地設置；每一個擋牆1012各面朝不同方向。感測元件102B及透光封裝體106B被該些擋牆1012圍繞，而感測元件102A及透光封裝體106A則設置於擋牆1012之外側面上；感測元件102A之設置方式類似側測式者。如此，由於擋牆1012為不透光者，被擋牆1012圍繞的感測元件102B不會感測到來自前後左右的光線L2，而位於擋牆1012之外側面上的感測元件102A不會感測到來自上方的光線L1。
於一實施態樣中，透光封裝體106A之除了作為光接收窗口1061A之面外，其餘面可被一不透光結構遮蔽(圖未示)，俾以光線L1難以被感測元件102A感測到。
請參閱第6圖，接著將說明依據本發明較佳實施例的感測模組的製造方法，該製造方法可製造出相同或類似於上述實施例的感測模組 10A~10E，故製造方法的技術內容與感測模組的技術內容可相互參考、應用，相同的部份將省略或簡化。
首先，如第1C圖所示，設置第一感測元件102A於基板101上，並使第一感測元件102A電性連接至基板101(步驟S201)。接著，設置第二感測元件102B及/或第二感測元件102B”(如第2A圖所示)於基板101，並且電性連接兩者；也就是設置第二感測元件102B於第一表面101A，及/或設置第二感測元件102B”於第二表面101B(步驟S202)。爾後，形成第一透光封裝體106A及第二透光封裝體106B(及/或第二透光封裝體106B”)於基板101上，以分別覆蓋第一感測元件102A及第二感測元件102B(及/或第二感測元件102B”)(步驟S203)。
如第1E圖所示，第一透光結構106A及第二透光封裝體106B形成後，若兩者之間有殘留一封裝材料106AB，可選擇地將封裝材料106AB移除(步驟S204)。
接著，如第1A圖或第3A圖所示，形成不透光結構108(不透光封裝體或不透光遮罩)於基板101之第一表面101A上，並使不透光結構108部分地遮蔽第一透光封裝體106A及第二透光封裝體106B上，俾以定義光接收窗口1061A、1061B(步驟S205)。如此，可製作出如上述較佳實施例的感測模組10A、10B、10C或10E(步驟S206)。在一實施例中，亦可形成反射結構於透光結構之部份表面上，以定義光接收窗口。
於另一態樣中，當第一感測元件102A設置於基板101後(步驟S201)，可進行步驟S202”，也就是，僅形成第一透光封裝體106A於第一表面101A上，而無形成第二透光封裝體106B或106B”。接著再進行步驟 S205。如此，可製作出如上述較佳實施例的感測模組10D(步驟S206)。
綜上所述，本發明所提供及製造出的感測模組可感測不同方向之光線(可見光及/或不可見光，例如紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)、白光(W)與紫外光(UV)、紅外光(IR))，俾以實現多軸向或多方位之感測應用。
上述的實施例僅用來例舉本發明的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
10A‧‧‧感測模組
101‧‧‧基板
101A‧‧‧第一表面
101B‧‧‧第二表面
101C‧‧‧側面
102A‧‧‧第一感測元件、感測元件
102B‧‧‧第二感測元件、感測元件
103‧‧‧基座
104‧‧‧引腳
105‧‧‧導線
106A‧‧‧第一透光封裝體、透光封裝體
106B‧‧‧第二透光封裝體、透光封裝體
1061A、1061B‧‧‧光接收窗口、另一光接收窗口
1062‧‧‧傾斜面
108‧‧‧不透光結構
L1、L2‧‧‧光線
D1、D2、D3、Da、Db‧‧‧法線方向

Claims (20)

  1. 一種感測模組，包括：一基板，包括一第一表面；複數個第一感測元件，設置於該第一表面上；複數個第一透光封裝體，設置於該第一表面上、且分別覆蓋該些第一感測元件，該些第一透光封裝體之每一個包括一光接收窗口，其中，該些光接收窗口之每一個的一法線方向係與該第一表面的一法線方向相交錯；一不透光結構，設置於該第一表面上、位於該些第一透光封裝體之上、且沿著該第一表面的該法線方向遮蔽該些光接收窗口、並使該些光接收窗口沿著各自的該法線方向露出；以及一第二感測元件及一第二透光封裝體，該第二感測元件及該第二透光封裝體皆設置於該第一表面上，且該第二透光封裝體覆蓋該第二感測元件；其中，該第二透光封裝體包括另一光接收窗口，該另一光接收窗口之一法線方向係同向於該第一表面的該法線方向，其中，該不透光結構沿著該些光接收窗口的該些法線方向遮蔽該另一光接收窗口、並使該另一光接收窗口沿著其該法線方向露出。
  2. 如請求項1所述之感測模組，其中，該些第一感測元件圍繞該第二感測元件，而該些第一透光封裝體圍繞該第二透光封裝體。
  3. 如請求項1所述之感測模組，更包括另一第二感測元件及另一第二透光封裝體，該另一第二感測元件及該另一第二透光封裝體皆設置於該基板之一第二表面上，且該另一第二透光封裝體 覆蓋該另一第二感測元件；其中，該第二表面與該第一表面係為相對且相隔，而該另一第二透光封裝體包括另一光接收窗口，該另一第二透光封裝體的該另一光接收窗口之一法線方向係同向於該第二表面的一法線方向。
  4. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，其中，該第二透光封裝體係為柱體、截錐體、錐體或半球體。
  5. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，其中，該些第一透光封裝體係為柱體、截錐體、錐體或半球體。
  6. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，其中，該不透光結構係為一不透光封裝體，其部分地覆蓋該些第一透光封裝體，以露出該些光接收窗口。
  7. 如請求項1或2所述之感測模組，其中，該不透光結構係為一不透光封裝體，其部分地覆蓋該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體，以露出該些光接收窗口及該另一光接收窗口。
  8. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，其中，該不透光結構係為一不透光遮罩，其包括複數個凹部，而該些第一透光封裝體分別設置於該些凹部中。
  9. 如請求項1或2所述之感測模組，其中，該不透光結構係為一不透光遮罩，其包括一貫穿部，而該第二透光封裝體設置於該貫穿部中。
  10. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，更包括複數個反射結構，該些反射結構分別設置於該些第一透光封裝體與該不透光結構之間。
  11. 如請求項10所述之感測模組，其中，該些反射結構之每一個包 括一金屬層。
  12. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，其中，該基板更包括複數個側面，該些側面連接該第一表面；該些光接收窗口之每一個的該法線方向係同向於該些側面的其中一個的一法線方向。
  13. 如請求項1至3任一項所述之感測模組，其中，該基板更包括一第二表面及複數個電極組，該第二表面與該第一表面係為相對且相隔，該些電極組設置於該第二表面、且分別電性連接該些第一感測元件。
  14. 一種感測模組的製造方法，包括：設置複數個第一感測元件於一基板之一第一表面上；設置一第二感測元件於該第一表面上；形成複數個第一透光封裝體及一第二透光封裝體於該第一表面上，其中，該些第一透光封裝體分別覆蓋該些第一感測元件，該第二透光封裝體覆蓋該第二感測元件；以及形成一不透光結構於該第一表面上，並使該不透光結構位於該些第一透光封裝體之上，其中，該不透光結構沿著該第一表面的一法線方向遮蔽該些第一透光封裝體之每一個所包括的一光接收窗口、並使該些光接收窗口沿著各自的一法線方向露出；其中，該些光接收窗口之每一個的該法線方向係與該第一表面的該法線方向相交錯；其中，該第二透光封裝體包括另一光接收窗口，該另一光接收窗口之一法線方向係同向於該第一表面的該法線方向；其中，形成該不透光結構時，該不透光結構沿著該些光遮蔽面的該些法線方向遮蔽該另一光接收窗口、並使該另一光接收窗口 沿著其該法線方向露出。
  15. 如請求項14所述之感測模組的製造方法，更包括：於該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體形成後，移除該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體之間的一封裝材料。
  16. 如請求項14或15所述之感測模組的製造方法，其中，該不透光結構係為一不透光封裝體；形成該不透光結構時，係將該不透光封裝體部分地覆蓋該些第一透光封裝體，以露出該些光接收窗口。
  17. 如請求項14或15所述之感測模組的製造方法，其中，該不透光結構係為一不透光封裝體；形成該不透光結構時，係將該不透光封裝體部分地覆蓋該些第一透光封裝體及該第二透光封裝體，以露出該些光接收窗口及該另一光接收窗口。
  18. 如請求項14或15所述之感測模組的製造方法，其中，該不透光結構係為一不透光遮罩，其包括複數個凹部；形成該不透光結構時，係將該不透光遮罩設置於該第一表面上，並使該些第一透光封裝體分別設置於該些凹部中。
  19. 如請求項14或15所述之感測模組的製造方法，其中，該不透光結構係為一不透光遮罩，其包括一貫穿部；形成該不透光結構時，係將該不透光遮罩設置於該第一表面上，並使該第二透光封裝體設置於該貫穿部中。
  20. 如請求項14或15所述之感測模組的製造方法，更包括：於該些第一透光封裝體之每一個與該不透光結構之間，形成一反射結構。
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