TWI726269B - 半導體裝置封裝 - Google Patents

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TWI726269B
TWI726269B TW107146722A TW107146722A TWI726269B TW I726269 B TWI726269 B TW I726269B TW 107146722 A TW107146722 A TW 107146722A TW 107146722 A TW107146722 A TW 107146722A TW I726269 B TWI726269 B TW I726269B
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曾吉生
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湯士杰
何信穎
詹勳偉
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日月光半導體製造股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種半導體裝置封裝，其包括一載體、一第一反射元件、一第二反射元件、一第一光學元件、一第二光學元件及一微電子機械系統(MEMS)裝置。該載體具有一第一表面。該第一反射元件安置在該載體之該第一表面上。該第二反射元件安置在該載體之該第一表面上。該第一光學元件安置在該第一反射元件上。該第二光學元件安置在該第二反射元件上。該MEMS裝置安置在該載體之該第一表面上以向該第一反射元件及該第二反射元件提供光束。提供至該第一反射元件之該等光束經反射至該第一光學元件，且提供至該第二反射元件之該等光束經反射至該第二光學元件。

Description

半導體裝置封裝
本申請大體而言係關於半導體裝置封裝。更特定而言，本申請案係關於一種包括光學模組及另一光學模組的半導體裝置封裝。
生物統計安全為一種安全機制，用於基於對個人物理特徵之自動及即時驗證來鑑別並提供對電子裝置、設施或系統的存取。基於生物統計安全的裝置、模組、系統、設施或引擎儲存人體特徵，該等特徵在個人的一生中不會改變。此等包括指紋、眼紋、聲音、手紋、面部識別等。
個人的身體特徵預先儲存在生物統計安全系統、模組或掃描儀中，其可由授權人員存取。當個人走進設施或毗鄰或試圖存取電子裝置、設施或系統時，基於生物統計保全之系統或模組評估其物理特徵，其與儲存的記錄匹配。若匹配經定位，那麼准予個人存取。若不是，那麼拒絕存取。
本申請案的一些實施例提供一種半導體裝置封裝，其包括一載體、一第一反射元件、一第二反射元件、一第一光學元件、一第二光學元件及一微電子機械系統(MEMS)裝置。該載體具有一第一表面。該第 一反射元件安置在該載體之該第一表面上。該第二反射元件安置在該載體之該第一表面上。該第一光學元件安置在該第一反射元件上。該第二光學元件安置在該第二反射元件上。該MEMS裝置安置在該載體之該第一表面上以向該第一反射元件及該第二反射元件提供光束。提供至該第一反射元件之該等光束經反射至該第一光學元件，且提供至該第二反射元件之該等光束經反射至該第二光學元件。
本申請案之一些實施例提供一種半導體裝置封裝，其包括一載體，一三維結構光組件，一非結構化光組件及一微機電系統(MEMS)裝置。該載體具有一第一表面。三維結構光組件安置在載體上。非結構化光組件安置在載體上。MEMS裝置安置在載體之第一表面上，以向三維結構光組件及非結構光組件提供光束。
1a:半導體裝置封裝
1b:半導體裝置封裝
1c:半導體裝置封裝
1d:半導體裝置封裝
4:電子裝置
4a:基於生物統計保全之模組
4b:基於生物統計保全之模組
6:電子裝置
6a:基於生物統計保全之模組
10:載體
10s:表面
12:發射體
13:微電子系統(MEMS)裝置
14:蓋
14b:接合材料
14c:經圖案化導電層
14v:導電通孔
15:光學模組
16:光學模組
17:光學模組
18:光學模組
25:光學模組
26:光學模組
27:光學模組
28:光學模組
37:光學模組
38:光學模組
39:透鏡
40:螢幕
41:相機
42:揚聲器
43:麥克風
44:相機
45:光學模組
67:點投影機
68:泛光照明器
111:反射組件
111s:層
112:反射組件
112s:層
151:準直器
152:遮罩層
153:光學元件
161:擴散器
161c:經圖案化導電層
162:擴散器
254:透鏡
263:擴散器
451:半導體裝置
452:蓋
453:接近感測器(PS)晶粒/接近感測器(PS)封裝
454:環境光感測器(ALS)封裝
455:半導體裝置
456:載體
b12:接合材料
b14:接合材料
b45:連接元件
b111:接合材料
b112:接合材料
b151:接合材料
b153:接合材料
b161:接合材料
b162:接合材料
b254:接合材料
b263:接合材料
c1:腔
o1:開口
o2:開口
o3:開口
o4:開口
當與附圖一起閱讀時可自以下詳述描述最佳理解申請案的態樣。應注意，各種特徵可能未按比例繪製，且各種特徵的尺寸可出於論述的清楚起見而任意增大或減小。
圖1A說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝的剖面圖。
圖1B說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝之部分的俯視圖。
圖1C說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝之部分的分解圖。
圖1D說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝之部分的透視圖。
圖1E說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝之部分的剖面圖。
圖2A說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝的剖面圖。
圖2B說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝的剖面圖。
圖3A說明根據本申請案之一些實施例之電子裝置。
圖3B說明根據本申請案之一些實施例之基於生物統計保全的模組。
圖3C說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝的佈局或俯視圖。
圖4A說明根據本申請案之一些實施例之基於生物統計保全的模組。
圖4B說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝的佈局或俯視圖。
圖4C說明根據本申請案之一些實施例之光學模組之剖面圖。
圖4D說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝的剖面圖。
圖5A說明根據本申請案之一些實施例之電子裝置。
圖5B說明根據本申請案之一些實施例之基於生物統計保全的模組。
貫穿圖式及詳細描述使用共同參考編號指示相同或類似元 件。本申請案從結合附圖進行的以下詳細描述將更顯而易見。
下面詳細論述本申請案之實施例之製造及使用。然而，應瞭解，實施例闡釋可在廣泛各種特定上下文中體現之諸多可應用的概念。應理解，以下揭示內容提供實施各種實施例的不同特徵的諸多不同實施例或實例。出於論述目的下文描述組件及配置之特定實例。當然，此等僅為實例且並不意欲為限制性。
下文使用特定語言揭示圖中所說明之實施例或實例。然而，應理解，實施例及實例並非為限制性的。所揭示實施例之任何變更及修改，以及本文件中所揭示之原理之任何進一步應用，如相關領域的普通技術人員通常會想到，皆在本發明的範疇內。
另外，本申請案可在各種實例中重複參考編號及/或字母。此重複係出於簡單及清晰之目的，且本身並不指示所論述之各種實施例及/或組態之間的關係。
圖1A說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1a的剖面圖。
半導體裝置封裝1a包括載體10、反射組件111及112、層111s及112s、發射體12、微電子系統(MEMS)裝置13、蓋14、準直器151、遮罩層152、光學元件153、擴散器161及162、接合材料b111、b112、b12、b14、b161、b162、b151及b153。
半導體裝置封裝1a包括光學模組17。半導體裝置封裝1a包括另一光學模組18。半導體裝置封裝1a包括光學模組15。半導體裝置封裝1a包括光學模組16。
光學模組17可包括載體10、反射組件111、層111s、發射體12、MEMS裝置13、蓋14(其界定開口o1)及光學模組15。
光學模組18可包括載體10、反射組件112、層112s、發射體12、MEMS裝置13、蓋14(其界定開口02)及光學模組16。
載體10可在其中及/或其上包括電路(圖1A中未說明)。載體10可包括導電跡線(圖1A中未說明)。載體10可包括導電墊(圖1A中未說明)。載體10可包括導電通孔(圖1A中未說明)。載體10可包括半導體材料。載體10可包括導電材料。載體10可包括絕緣材料(例如，電介質材料)。載體10可包括重新分佈(RDL)結構。載體10可包括陶瓷、雙馬來醯亞胺三嗪(BT)、FR4、預浸體(PP)或其他合適的材料。載體10可包括不透明材料。
載體10界定腔c1以容納或接收發射體12、接合材料b12及b14、反射組件111及112，以及MEMS裝置13。包括陶瓷材料的載體10提供相對硬或剛性結構以減輕翹曲。包括陶瓷材料的載體10提供相對光滑、平坦或均勻的表面。
蓋14安置在載體10上。蓋14藉由接合材料b14附接或黏接至載體10。接合材料b14可包括焊接材料、導電黏合劑(薄膜型或凝膠型)、非導電黏合劑(薄膜型或凝膠型)或其他合適的材料。
蓋14界定開口o1及另一開口02。開口01配置在載體10上方。開口o2配置在載體10上方。開口o1毗鄰於開口o2。
蓋14可在其中及/或其上包括電路(圖1A中未說明)。蓋14可包括導電跡線(圖1A中未說明)。蓋14可包括導電墊(圖1A中未說明)。蓋14可包括導電通孔(圖1A中未說明)。蓋14可包括半導體材料。蓋14可包 括導電材料。蓋14可包括絕緣材料(例如，電介質材料)。蓋14可包括不透明材料。蓋14可包括重新分佈(RDL)結構。蓋14可包括陶瓷、金屬、塑膠、玻璃、聚合物或其他合適的材料。
發射體12安置在載體10上。發射體12安置在載體10的表面10s上。發射體12由載體10支撐。發射體12電連接至載體10。發射體12安置在由載體10界定的腔c1中。發射體12可包括發光器(例如發光二極體(LED)晶粒)、雷射二極體/晶粒(例如垂直腔表面發射雷射器(VCSEL)晶粒)晶片等等。發射體12可具有納秒(ns)水平的上升及下降時間。發射體12可包括光源，該光源將可見光或光束輻射到某個相機。例如，發射體12可發射紅外線光，紫外線光等。
發射體12藉由接合材料b12附接或接合至載體10。接合材料b12可包括焊接材料、預焊接材料、導電黏合材料(薄膜型或凝膠型)等。
在一些實施例中，發射體12可包括經圖案化遮罩(圖1A中未說明)，其安置在發射體12的主動側上。經圖案化遮罩可界定開口陣列，使得自發射體12之主動側發射的光可穿過經圖案化遮罩的開口陣列。發射體12可用作光源陣列。發射體12可包括具有微雷射發射體陣列的單個晶片(例如，VCSEL晶粒陣列)。發射體12可包括具有多個(例如，十至數千)微雷射發射體的單個晶片。
在本申請案之一些實施例中，例如，在載體10或發射體12上形成預焊料材料b12，其可至少包括金(Au)及錫(Sn)。在將發射體12放置至載體10(例如，藉由拾取及放置技術)之後，可對接合材料b12執行加熱操作(例如，藉由雷射技術)。包括Au及Sn之預焊料b12提供相對均勻的 厚度。包括Au及Sn之預焊料b12相對較薄。
MEMS裝置13附接或接合至蓋14。MEMO裝置13安置在載體10上。MEMS裝置13安置在發射體12上方。MEMS裝置13安置在蓋14下方。MEMS裝置13毗鄰於開口o1。MEMS裝置13鄰近於開口o2。MEMS裝置13鄰近於開口o1及o2。MEMS裝置13安置在開口o1與o2之間。MEMS裝置13安置在發射體12上，使得自發射體12發射之光可到達或達到MEMS裝置13。
在一些實施例中，MEMS裝置13可為MEMS掃描鏡，MEMS掃描鏡晶粒或MEMS掃描器，其傾斜以允許高速、完全受控、非諧振及諧振光束操控。MEMS裝置13可藉由超低電流類比電壓輸入來致動。MEMS裝置13可任意地偏轉或反射光束。MEMS裝置13可在大約0.1kHz至大約50kHz的頻率下操作。
反射組件111可藉由接合材料b111附接或接合至載體10。接合材料b111類似於接合材料b14。接合材料b111與接合材料b14相同。接合材料b111與接合材料b14不同。
反射組件111可包括層111s。反射組件111可包括反射材料。反射組件111可包括非反射材料。反射組件111可包括矽、玻璃或其他合適的材料。層111s包括反射材料。層111s可包括Au、Ag或其他反射材料。
層111s安置或形成在反射組件111上。層111s藉由塗覆、電鍍、沈積、濺射或其他合適的技術形成在反射組件111上。層111s安置或形成在反射組件111之傾斜表面/平面上。層111s安置或形成在反射組件111之斜面上。
來自發射體12之光束經發射至MEMS裝置13。MEMS裝置13將來自發射體12之光束引導至反射組件111。反射組件111將反射光束反射至開口o1。反射組件111將反射光束引導至光學模組15。層111s將反射光束反射至開口o1。層111s將反射光束引導至光學模組15。
反射組件112可藉由接合材料b112附接或接合至載體10。接合材料b112類似於接合材料b14。接合材料b112與接合材料b14相同。接合材料b112與接合材料b14不同。
反射組件112可包括層112s。反射組件112可包括反射材料。反射組件112可包括非反射材料。反射組件112可包括矽、玻璃或其他合適的材料。層112s包括反射材料。層112s可包括Au、Ag或其他反射材料。
層112s安置或形成在反射組件112上。層112s藉由塗覆、電鍍、沈積、濺射或其他合適的技術形成在反射組件112上。層112s安置或形成在反射組件112之傾斜表面/平面上。層112s安置或形成在反射組件112之斜面上。
來自發射體12之光束經發射至MEMS裝置13。MEMS裝置13將來自發射體12之光束引導至反射組件112。反射組件112將反射光束反射至開口o2。反射組件112將反射光束引導至光學模組16。層112s將反射光束反射至開口o2。層112s將反射光束引導至光學模組16。
在一些實施例中，反射組件111及112可包括形成為單件的基部結構。亦即，反射組件111及112可為基部結構之兩個部分。反射組件111及112之基部結構可包括環或環形結構。反射組件111及112之基部結構可圍繞發射體12。
在一些實施例中，反射組件111及112可形成在單獨/個別基部結構中。反射組件111可包括面向發射體12之傾斜表面/平面。反射組件111可包括面向發射體12之斜面。反射組件112可包括面向發射體12之傾斜表面/平面。反射組件112可包含面向發射體12之斜面。反射組件111之傾斜表面/平面或斜面可反射來自MEMS裝置13之光束以穿過開口o1。反射組件112之傾斜表面/平面或斜面可反射來自MEMS裝置13之光以穿過開口o2。
可預期，根據本申請案之一些其他實施例，可省略或消除反射組件111。此外，可預期，根據本申請案之一些其他實施例，可省略或消除反射組件112。
光學模組15包括擴散器161、準直器151、遮罩層152及光學元件153。
擴散器161安置在蓋14上。擴散器161藉由接合材料b161附接或接合至蓋14。接合材料b161類似於接合材料b14。接合材料b161與接合材料b14相同。接合材料b161與接合材料b14不同。
擴散器161安置在開口o1上方。擴散器161安置在開口o2上方。穿過開口o1之光束可藉由擴散器161漫射、散開或散射。穿過開口o2之光束可藉由擴散器161漫射、散開或散射。
準直器151安置在擴散器161上。準直器151藉由接合材料b151附接或接合至擴散器161。接合材料b151類似於接合材料b14。接合材料b151與接合材料b14相同。接合材料b151與接合材料b14不同。
準直器151安置在開口o1上方。穿過開口o1及擴散器161之光束可由準直器151準直。
在一些實施例中，準直器151具有規則之孔圖案。例如，孔可配置成單行，或正方形，或矩形及交錯圖案等。因此，在光束穿過準直器151之後，可以圖案發射光點(或光點陣列)。
遮罩層152安置或形成在準直器151上。遮罩層152安置或形成在準直器151之周邊上。遮罩層152包括吸收或阻擋光之材料。光線無法穿過遮罩層。遮罩層152可促進經準直光束(來自準直器151)進入光學元件153的功能區域(圖1A中未標示)。遮罩層152可阻擋或防止準直光束(來自準直器151)進入光學元件153之區域(除了功能區域之外)。可預期，根據本申請案之一些其他實施例，遮罩層152亦可安置或形成在光學元件153上。另一方面，預期，可根據本申請案之一些其他實施例來消除或省略遮罩層152。組裝公差或偏差可藉由遮罩層152補償。
光學元件153可包括繞射光學元件(DOE)。光學元件153可在光束塑形或光束輪廓修改中用作多點光束分離器。穿過光學元件153之光束可分裂、塑形或修改為多個斑點或點。
光學元件153安置在準直器151上。光學元件153藉由接合材料b153附接或接合至準直器151。接合材料b153類似於接合材料b14。接合材料b153與接合材料b14相同。接合材料b153與接合材料b14不同。
光學元件153安置在開口o1上方。穿過開口o1及準直器151之光束可穿過光學元件153。穿過光學元件153之光束可藉由光學元件153分裂、塑形或修改。
光學模組16包括擴散器161及162。
擴散器162安置在擴散器161上。擴散器162藉由接合材料b162附接或接合至擴散器161。接合材料b162類似於接合材料b14。接合 材料b162與接合材料b14相同。接合材料b162與接合材料b14不同。
光學元件153之上表面可與擴散器162之上部表面基本上且高度上相同。光學元件153之上表面可與擴散器162之上表面高度上不同。
擴散器162安置在開口o2上方。穿過開口o2及擴散器161之光束可藉由擴散器162漫射、散開或散射。
光學模組17可用作點投影機。例如，當自發射體12發射之光束藉由MEMS裝置13反射或偏轉時，由MEMS裝置13反射或偏轉之光束(其到達或達到反射組件111或層111s)藉由反射元件111或層111s反射以穿過開口o1；穿過開口o1之光束然後可穿過擴散器161；然後，穿過擴散器161之光束可穿過準直器151；穿過準直器151之光束可進入且穿過光學元件153以形成多個光點或光圖案。
光學模組18可用作泛光照明器。例如，當自發射體12發射之光束藉由MEMS裝置13反射或偏轉時，由到達或達到反射組件112或層112s之MEMS裝置13反射或偏轉之光束藉由反射元件112或層112s反射以穿過開口o2；然後，穿過開口o2之光束可穿過擴散器161及162；穿過擴散器161及162之光束藉由擴散器161及162漫射、散開或散射。
半導體裝置封裝1a包括點投影機17。半導體裝置封裝1a包括泛光照明器18。點投影機17包括光學模組15。泛光照明器18包括光學模組16。點投影機17及泛光燈照明器18整合在半導體裝置封裝1a中，且因此半導體裝置封裝1a可具有相對小尺寸。包括一個光源(例如，發射體12)之半導體裝置封裝1a可能需要相對較少之功率及較小空間。
預期半導體裝置封裝1a可整合到基於生物統計保全之模組 中以識別使用者之生物統計特徵。基於生物統計保全之模組可包括相機、半導體裝置封裝1a及接近感測器。因此，可減小包括半導體裝置封裝1a之基於生物統計保全之模組之表面積或佔用面積。若在電子裝置中使用基於生物統計保全之模組，則基於生物統計保全之模組之表面積或佔用面積減少可促進電子裝置之小型化，從而在螢幕上節省更多之顯示/功能區域或創建更多空間用於電路設計。
在半導體裝置封裝1a整合到基於生物統計保全之模組中之操作中，一旦基於生物統計保全之模組的接近感測器偵測或接收光信號，半導體裝置封裝1a將經接通或啟動。可啟動半導體裝置1a之光學模組16之泛光照明器18。控制MEMS裝置13以將光束引導至反射組件112。光束由反射組件112反射且穿過開口o2。一旦由基於生物統計保安之模組的照相機拍攝使用者之電子影像包括面部特徵，半導體裝置封裝1a之點投影機17可經啟動。控制MEMS裝置13以將光束引導至反射組件111。光束由反射組件111反射且穿過開口o1。在光束穿過點投影機17之後輸出多個光點(或結構光)。在一些實施例中，由光學模組17輸出之光點為結構光，其可用於促進面部辨識。若由基於生物統計保全之模組之相機拍攝之使用者之影像與所儲存記錄匹配，則使用者可由基於生物統計保全之模組識別。在上文所論述之操作期間，MEMS裝置13可保持工作(例如，交替地啟動泛光照明器18及點投影機17)。在上文所論述之操作期間，MEMS裝置13可交替地將光束導向至反射組件111及反射組件112。
在將半導體裝置封裝1a整合到基於生物統計保全之模組中之另一操作中，由相機拍攝之影像可進一步用於判定半導體裝置封裝1a之預設/參考參數(例如，MEMS裝置13之傾斜/旋轉角度)。例如，預設/參考 參數可用於控制MEMS裝置13以補償半導體裝置封裝1a之組裝偏差/公差。預設/參考參數可用於控制MEMS裝置13以便於在某些情況下進行校準。
圖1B為根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1a之部分的俯視圖。參考圖1B，擴散器161安置在蓋14上。經圖案化導電層161c安置或形成在擴散器161之下表面上。經圖案化導電層14c安置或形成在蓋14之上表面上。將擴散器161附接或接合至蓋14，經圖案化導電層161c與經圖案化導電層14c接觸。在將擴散器161附接或接合至蓋14之後，經圖案化導電層161c電連接至經圖案化導電層14c。
雖然未說明，但預期經圖案化導電層161c可電連接至發射體12。雖然未說明，但預期經圖案化導電層161c可電連接至控制半導體裝置封裝1a之控制電路(圖1B中未說明)。一旦經圖案化導電層161c與經圖案化導電層14c之間的電連接(或經圖案化導電層161c與控制電路之間的電連接)斷裂或斷開連接，發射體12將經撤銷啟動或關斷。圖1B中所展示之配置之優點中之一者為在擴散器161與蓋14分離時防止光束直接進入人眼。
儘管未說明，但預期，類似於經圖案化導電層161c及經圖案化導電層14c之電路可形成在載體10與蓋14之間。雖然未說明，但預期類似於經圖案化導電層161c及經圖案化導電層14c之電路可形成在擴散器161與擴散器162之間。雖然未說明，但預期，類似於經圖案化導電層161c及經圖案化導電層14c之電路可形成在擴散器161與準直器151之間。雖然未說明，但預期類似於經圖案化導電層161c及經圖案化導電層14c之電路圖可形成在準直器151與光學元件16之間。
圖1C說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1a之部分的分解圖。參考圖1C，經圖案化導電層161c及經圖案化導電層14c藉由接合材料14b接合。
圖1D說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1a之部分的透視圖。
圖1E說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1a之部分的剖面圖。參考圖1E，蓋14可包括導電通孔14v用於電連接到載體10。
圖2A說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1b的剖面圖。半導體裝置封裝1b類似於半導體裝置封裝1a。半導體裝置封裝1a之光學模組17由光學模組27代替。半導體裝置封裝1a之光學模組18由光學模組28代替。半導體裝置封裝1a之光學模組15由光學模組25代替。半導體裝置封裝1a之光學模組16由光學模組26代替。
光學模組27可包括載體10、反射組件111、層111s、發射體12、MEMS裝置13、蓋14(其界定開口o1)及光學模組25。
光學模組28可包括載體10、反射組件112、層112s、發射體12、MEMS裝置13、蓋14(其界定開口o2)及光學模組26。
光學模組25可包括透鏡254及光學元件153。
光學模組26可包括擴散器263。
透鏡254可包括透鏡。透鏡254可包括會聚透鏡。透鏡254可包括微會聚透鏡陣列。透鏡254可包括塑膠、玻璃，塑膠與玻璃之混合物等。
透鏡254安置在蓋14上。透鏡254安置在蓋14之開口o1上 方。透鏡254藉由接合材料b254附接或接合至蓋14。接合材料b254類似於接合材料b14。在一些實施例中，接合材料b254與接合材料b14相同。在一些其他實施例中，接合材料b254與接合材料b14不同。穿過開口o1之光束可藉由透鏡254會聚。
擴散器263與擴散器162不同，如參考圖1A所描述及說明。擴散器263與擴散器162相同或相似，如參考圖1A所描述及說明。例如，擴散器263可具有與擴散器162不同之厚度，如參考圖1A所描述及說明。例如，擴散器263可具有與擴散器162相同或相似之厚度，如參考圖1A所描述及說明。光學模組25之上表面可與擴散器263之上部表面基本上且高度上相同。光學模組25之上表面與擴散器263之上表面高度上不同。
擴散器263安置在蓋14上。擴散器263安置在蓋14之開口o2上方。擴散器263藉由接合材料b263附接或接合至蓋14。接合材料b263類似於接合材料b14。接合材料b263與接合材料b14相同。接合材料b263與接合材料b14不同。
光學模組27類似於光學模組17。光學模組27可用作點投影機。例如，當自發射體12發射之光束藉由MEMS裝置13反射或偏轉時，由MEMS裝置13反射或偏轉之光束(其到達或達到反射組件111或層111s)藉由反射元件111或層111s反射以穿過開口o1；穿過開口o1之光束然後可穿過透鏡254；然後，穿過透鏡254之光束可經會聚且然後進入並穿過光學元件153以形成多個光點或光圖案。
光學模組28類似於光學模組18。光學模組28可用作泛光照明器。例如，當自發射體12發射之光束藉由MEMS裝置13反射或偏轉時，由到達或達到反射組件112或層112s之MEMS裝置13反射或偏轉之光 束藉由反射元件112或層112s反射以穿過開口o2；然後，穿過開口o2之光束可穿過擴散器263；穿過擴散器263之光束藉由擴散器263漫射、散開或散射。
圖2B說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1c的剖面圖。半導體裝置封裝1c類似於半導體裝置封裝1b，惟除半導體裝置封裝1c進一步包括透鏡39，半導體裝置封裝1b之光學模組27由光學模組37代替，且半導體裝置封裝1b之光學模組28由光學模組38代替。光學模組37包括透鏡39。光學模組38包括透鏡39。
在一些實施例中，透鏡39安置在發射體12上。在一些實施例中，透鏡39安置在發射體12上方。在一些實施例中，透鏡39安置在MEMS裝置13下方。在一些實施例中，透鏡39安置在MEMS裝置13下面。在一些實施例中，透鏡39安置在發射體12與MEMS裝置13之間。在一些實施例中，透鏡39安置在發射體12與MEMS裝置13之間的光路上。
經自發射體12引導至MEMS裝置13的光束可穿過透鏡39。自發射體12至MEMS裝置13之光束由透鏡39會聚，此可能降低透鏡254之厚度。
雖然未說明，但預期透鏡39亦可如參考圖1A所描述及說明引入在半導體裝置封裝1a中。
圖3A說明根據本申請案之一些實施例之電子裝置4。電子裝置4可包含行動裝置，例如行動電話、智慧型電話、膝上型電腦、平板電腦等。電子裝置4包含螢幕40及基於生物統計保全之模組4a。雖然未說明，但預期電子裝置4可為例如電腦、設施或系統。
螢幕40可包括顯示螢幕、觸摸螢幕、觸摸板等。
圖3B說明根據本申請案之一些實施例之基於生物統計保全之模組4a。基於生物統計保全之模組4A包括半導體裝置封裝1a/1b/1c，相機41、揚聲器42、麥克風43、環境光感測器(ALS)封裝454及另一相機44。預期可變化或改變照相機41及44之配置，半導體裝置封裝1a/1b/1c、揚聲器42、麥克風43及ALS封裝454。基於生物統計保全之模組4a可包括面部辨識模組。
相機41可包括用於偵測不可見光或光束之感測器。例如，相機41可包含IR感測器、UV感測器等。相機41可具有自大約30至大約60圖框/秒(fps)之圖框速率。
相機44可包括用於偵測可見光或光束之感測器。預期，根據本申請案之一些其他實施例，可省略或消除相機44、揚聲器42或麥克風43。
圖3C說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1a/1b/1c的佈局或俯視圖。半導體裝置封裝1a/1b/1c可包括載體10、接近感測器(PS)晶粒453或接近感測器(PS)封裝453、光學模組17/27/37及另一模組18/28/38。預期，根據本申請案之一些其他實施例，可消除接近感測器(PS)晶粒453或接近感測器(PS)封裝453。預期可消除接近感測器(PS)晶粒453或接近感測器(PS)封裝453，且根據本申請案之一些其他實施例，ALS封裝454(如圖4B中所展示)可整合至半導體裝置封裝1a/1b/1c中。
參考圖1A說明並描述沿著線A-A'的剖面圖。參考圖2A說明並描述沿著線A-A'的剖面圖。參考圖2B說明並描述沿著線A-A'的剖面圖。
光學模組17/27/37可包含點投影機模組17/27/37。光學模 組18/28/38可包括泛光照明器模組18/28/38。
圖4A說明根據本申請案之一些實施例之基於生物統計保全的模組4b。
基於生物統計保全之模組4b包括相機41、半導體裝置封裝1d、揚聲器42、麥克風43及另一相機44。預期相機41及44、半導體裝置封裝1d、揚聲器42及麥克風43之配置可變化或改變。基於生物統計保全之模組4b可包括面部辨識模組。
預期，根據本申請案之一些其他實施例，可省略或消除揚聲器42、麥克風43或相機44。
圖4B說明根據本申請案之一些實施例之半導體裝置封裝1d的佈局或俯視圖。半導體裝置封裝1d類似於如參考圖1A所描述及說明的半導體裝置封裝1a，惟除在前者中，接近感測器(PS)晶粒453及ALS封裝454整合至光學模組45中。半導體裝置封裝1d可包括載體10、光學模組45、光學模組17及另一光學模組18。
圖4C為根據本申請案之一些實施例的跨越圖4B中所展示之線AA'的光學模組45的剖面圖。光學模組45包括半導體裝置451及455、蓋452及載體456。
載體456可在其中及/或其上包括電路。載體456可包括導電跡線。載體456可包括導電墊。載體456可包括導電通孔。載體456可包括半導體材料。載體456可包括導電材料。載體456可包括絕緣材料(例如，電介質材料)。載體456可包括重新分佈層(RDL)。載體456可包括重新分佈結構。載體456可包括BT、FR4、預浸體(PP)或其他合適的基板材料。
半導體裝置451可與發射體12相同或相似，如參考圖1A所描述及說明。
半導體裝置455可包括感測器晶粒，例如光電偵測器晶粒、接近感測器(PS)晶粒、環境光感測器(ALS)晶粒或組合晶粒，其中整合上述功能。
蓋452可包括不透明材料。蓋452可包括塑膠材料、聚合物、樹脂、金屬、金屬合金或其他合適的材料。蓋452安置在載體456上。蓋452具有開口o3及o4。開口o3與半導體裝置455對準。開口o3在半導體裝置455上。光束或光線可穿過開口o3並到達半導體裝置455。開口o4與半導體裝置451對準。開口o4在半導體裝置451上。自半導體裝置451發射之光束或光線可穿過開口o4。蓋452可包括在半導體裝置451與半導體裝置455之間的壁(圖4C中未標示)，以防止自半導體裝置451發射之光束或光線直接到達半導體裝置455。
圖4D說明根據本發明之一些實施例之跨越如圖4B中所展示之線BB'的半導體裝置封裝1d的剖面圖。半導體裝置封裝1d類似於如參考圖1所描述及說明之半導體裝置封裝1a，惟除如參考圖4C所描述及說明之光學模組45經整合至半導體裝置封裝1a中以形成半導體裝置封裝1d。
光學模組45藉由連接元件b45接合至蓋14。光學模組45電連接至蓋14。連接元件b45可包括用於外部連接之焊接材料、導電黏合劑材料等。
雖然未說明，但預期如參考圖4C所描述及說明之光學模組45亦可如參考圖2A所描述及說明整合至半導體裝置封裝1b中。此外，雖然未說明，但預期如參考圖4C所描述及說明之光學模組45亦可如參考圖 2B所描述及說明整合至半導體裝置封裝1b中。
併入有光學模組45之半導體裝置封裝1d可具有相對小尺寸。半導體裝置封裝1d之結構減小基於生物統計保全之模組4b的表面積。基於生物統計保全之模組4b之表面積減少可促進電子裝置4之小型化，從而在螢幕40上節省更多之顯示/功能區域或創建更多空間用於電路設計。包括用於面部辨識之一個光源(例如，發射體12)之半導體裝置封裝1d可能需要相對較少之功率及較小空間。
圖5A說明根據本申請案之一些實施例之電子裝置6。電子裝置6類似於如參考圖3A所描述及說明之電子裝置4，惟除電子裝置4之基於生物統計保全之模組4a/4b由基於生物統計保全之模組6a代替之外。
圖5B說明根據本申請案之一些實施例之基於生物統計保全的模組6a。基於生物統計保全之模組6a包括相機41、揚聲器42、麥克風43、另一相機44、環境光感測器、接近感測器(PS)453(或接近感測器(PS)封裝453)、環境光感測器(ALS)封裝454、點投影機67及泛光照明器68。點投影機67為單個/單獨/分離的封裝。點投影機67包括光源。泛光照明器68為單個/單獨/分離的封裝。泛光照明器68包括光源。
與基於生物統計保全之模組4a及4b相比，基於生物統計保全之模組6a具有相對更大之表面積。與基於生物統計保全之模組4a或4b相比，基於生物統計保全之模組6a可消耗相對更多功率，此係因為泛光照明器68及點投影機67中之每一者包括單個光源。
點投影機67可使用全內反射來實現光點投影，此需要複雜設計及精確的組裝。某些事件(例如，由於電子裝置6之下落或碰撞導致之部件/組件之錯位/位移)可能導致基於生物統計保全之模組6a的故障。
總之，本申請案提供一種半導體裝置封裝，包括泛光照明器及點投影機。與習用半導體裝置封裝相比，半導體裝置封裝之表面積(或佔據面積)及功耗較小。若在電子裝置中使用本申請案之半導體裝置封裝，則基於生物統計保全之模組之表面積或佔用面積減少可促進電子裝置之小型化，從而在螢幕上節省更多之顯示/功能區域或創建更多空間用於電路設計。
如本文中所使用，術語「大約」、「基本上」、「基本」、及"約"被用於描述及考慮小變化。在結合事件或情形使用時，該等術語可係指其中事件或情形明確發生的情況以及其中事件或情形接近於發生的情況。舉例而言，當結合數值使用時，該等術語可係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值之平均值之±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%)，則該等值可被認為「基本上」或「約」相同。舉例而言，「基本上」平行可能係指小於或等於±10°之相對於0°的角度變化範圍，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，「基本上」垂直可係指小於或等於±10°之相對於90°的角度變化範圍，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°。
若兩個表面之間的位移不大於5μm，不大於2μm，不大於1μm，或不大於0.5μm，則兩個表面可被認為共面或基本上共面。若表面相對於表面上之任何兩點之間的扁平面的位移不大於5μm、不大於2μm、不大於1μm或不大於0.5μm，則表面可被認為平面或基本上平面。
如本文中所使用，術語「導電」、「導電」及「導電率」係指傳輸電流的能力。導電材料通常指示展現對電流流動的極少或零對抗的那些材料。導電率之一個度量為西門子/米(S/m)。通常，導電材料為具有大於大約104S/m之導電率的材料，例如至少105S/m或至少106S/m。材料之導電率可有時隨溫度變化。除非另有規定，否則材料之導電率係在室溫下進行量測。
如本文中所使用，除非上下文另有明確指示，否則單數術語「一(a)」、「一(an)」和「該」可包括複數對象。在一些實施例之描述中，提供在另一組件之「上」或「上方」之組件可囊括其中後一組件直接在前一組件上(例如，實體接觸)的狀況，以及其中一或多個介入組件可位於前一組件與後一組件之間的狀況。
除非另有規定，否則例如「在...上面」、「在...下面」、「上」、「左」、「右」、「下」、「頂部」、「底部」、「垂直」、「水平」、「側面」、「較高」、「下部」、「上部」、「在...上方」、「在...下方」，「向下」等等的空間描述是相對於圖中所展示的定向指示。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一定向或方式進行空間配置，只要此配置不背離本申請案之實施例的優點。
雖然已參考本申請案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申請案。熟習此項技術者可清楚地理解，在不 背離如隨附申請專利範圍所界定之本申請案之真實精神及範疇的情況下，可做出各種改變且可在實施例內替代等效組件。說明可不必按比例繪製。由於製造過程中之變數等等，因此本申請案中之精巧呈現與實際設備之間可存在差異。可存在本申請案之未具體說明之其他實施例。說明書及圖式應視為說明性而非限制性。可進行修改以使特定情況、材料、物質組合物、方法或程序適應本申請案之目的、精神及範疇。所有此等修改意欲屬於隨附申請專利範圍之範疇內。雖然已參考以特定次序執行之特定操作來描述本文中所揭示之方法，但可理解，可在不背離本申請案之教示的情況下將此等操作組合、細分或重新排序以形成等效方法。因此，除非本文中特別指明，否則操作之次序及分組並非本申請案的限制。
1a:半導體裝置封裝
10:載體
10s:表面
12:發射體
13:微電子系統(MEMS)裝置
14:蓋
15:光學模組
16:光學模組
17:光學模組
18:光學模組
111:反射組件
111s:層
112:反射組件
112s:層
151:準直器
152:遮罩層
153:光學元件
161:擴散器
162:擴散器
b12:接合材料
b14:接合材料
b111:接合材料
b112:接合材料
b151:接合材料
b153:接合材料
b161:接合材料
b162:接合材料
c1:腔
o1:開口
o2:開口

Claims (26)

  1. 一種半導體裝置封裝，其包含：一載體，其具有一第一表面；一蓋，其安置在該載體上，該蓋具有一第一開口及一第二開口；一第一反射元件，其安置在該載體之該第一表面上；一第二反射元件，其安置在該載體之該第一表面上；一第一光學元件，其安置在該第一反射元件上；一第二光學元件，其安置在該第二反射元件上；及一微機電系統(MEMS)裝置，其安置在該載體之該第一表面上方以向該第一反射元件及該第二反射元件提供光束，其中提供至該第一反射元件之該等光束經反射至該第一光學元件，且提供至該第二反射元件之該等光束經反射至該第二光學元件。
  2. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該MEMS裝置為一MEMS鏡以將該等光束引導至該第一反射元件及該第二反射元件。
  3. 如請求項1之半導體裝置封裝，其進一步包含一發射體，該發射體安置在該載體之該第一表面上且在該MEMS裝置下方，且該發射體朝向該MEMS裝置發射該等光束。
  4. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該載體及該蓋界定一腔以接納該MEMS裝置，該第一反射元件及該第二反射元件。
  5. 如請求項1之半導體封裝，其中該第一光學元件安置在該蓋之該第一開口上，且該第二光學元件安置在該蓋之該第二開口上。
  6. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該MEMS裝置安置在該蓋下方且位於該蓋之該第一開口與該第二開口之間。
  7. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該蓋包含一經圖案化導電層。
  8. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該第一光學元件包含一繞射光學元件。
  9. 如請求項8之半導體裝置封裝，其中該發射體包含複數個經圖案化光源。
  10. 如請求項8之半導體裝置封裝，其進一步包含安置在該發射體與該半導體裝置之間的一經圖案化遮罩。
  11. 如請求項1之半導體裝置封裝，其進一步包含安置在該發射體與該半導體裝置之間的一透鏡。
  12. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該第一光學元件進一步包含一準直器。
  13. 如請求項12之半導體裝置封裝，其中該準直器為一經圖案化準直器。
  14. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該第一光學元件包含一第一漫射器。
  15. 如請求項14之半導體裝置封裝，其中該第一光學元件之該第一擴散器電連接至該發射體。
  16. 如請求項1之半導體裝置封裝，其中該第二光學元件包含一第一漫射器。
  17. 如請求項16之半導體裝置封裝，其中該第二光學元件之該第一擴散器電連接至該發射體。
  18. 如請求項1之半導體裝置封裝，其進一步包含毗鄰於該第一光學元件及該第二光學元件之一第三光學元件。
  19. 一種半導體裝置封裝，其包含：一載體，其具有一第一表面；一三維結構光組件，其安置在該載體上；一非結構光組件，其安置在該載體上； 一微電子機械系統(MEMS)裝置，其安置在該載體之該第一表面上方以向該三維結構光組件及該非結構光組件提供光束，其中該MEMS裝置包含一MEMS鏡以將該等光束反射至一第一反射元件及一第二反射元件。
  20. 如請求項19之半導體裝置封裝，其進一步包含一發射體，該發射體在該載體之該第一表面上且在該MEMS裝置下方，該發射體朝向該MEMS裝置發射該等光束。
  21. 如請求項19之半導體裝置封裝，其進一步包含一反射元件以將自該MEMS裝置提供之該等光束反射至該三維結構光組件及該非結構光組件。
  22. 如請求項19之半導體裝置封裝，其中該三維結構光組件包含一點投影機。
  23. 如請求項22之半導體裝置封裝，其中該點投影機包含一繞射光學元件。
  24. 如請求項23之半導體裝置封裝，其中該點投影機進一步包含一準直器。
  25. 如請求項19之半導體裝置封裝，其中該非結構化光組件包含一泛光照明器。
  26. 如請求項19之半導體裝置封裝，其中該三維結構光組件及該非結構光組件中之一者包括一擴散器。
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