TWI773902B - 光學裝置及其製造方法 - Google Patents
光學裝置及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI773902B TWI773902B TW108119258A TW108119258A TWI773902B TW I773902 B TWI773902 B TW I773902B TW 108119258 A TW108119258 A TW 108119258A TW 108119258 A TW108119258 A TW 108119258A TW I773902 B TWI773902 B TW I773902B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- diffuser
- cover
- carrier
- optical module
- aperture
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 62
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 35
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012733 comparative method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 239000002355 dual-layer Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000005338 frosted glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011022 opal Substances 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/165—Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
- H01L31/167—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
- H01L31/173—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本發明提供一種光學模組及一種製造一光學模組的方法。該光學模組包括一載體、一電子組件、一蓋、一擴散體及一接合層。該電子組件安置於該載體上。該蓋安置於該載體上。該蓋具有用以容納該電子組件之一第一空腔。該蓋限定該第一空腔上方之一第一孔口。該擴散體安置於該第一孔口內。該接合層安置於該擴散體與該第一孔口之一側壁之間。
Description
本發明係關於一種光學裝置，且更特定言之，係關於一種包括光偵測器及擴散體的光學裝置。
光學模組(例如環境光感測器(ALS))廣泛用於諸如蜂巢式電話、平板電腦、膝上型電腦/筆記型電腦及其類似物之各種電子裝置。為改良光學模組之光偵測器之效能，需要相對較大偵測角度及相對均勻的光。然而，此類結構可能不可避免地增加光學模組之尺寸，其將阻礙電子裝置之小型化。
根據本發明之一態樣，光學模組包括載體、電子組件、蓋、擴散體及接合層。電子組件安置於載體上。蓋安置於載體上。蓋具有用以容納電子組件之第一空腔。蓋限定第一空腔上方之第一孔口。擴散體安置於第一孔口內。接合層安置於擴散體與第一孔口之側壁之間。
根據本發明之另一態樣，光學模組包括載體、電子組件、蓋、擴散體及接合層。電子組件安置於載體上。蓋安置於載體上。蓋限定電子組件上方之第一孔口。擴散體安置於第一孔口內。接合層安置於擴散
體與第一孔口之側壁之間。接合層包括在BCC晶格中結晶的材料。
根據本發明之另一態樣，光學模組包括載體、電子組件、蓋及擴散體。電子組件安置於載體上。蓋安置於載體上。蓋限定電子組件上方之第一孔口。擴散體安置於第一孔口內。擴散體具有向內的凹面。
根據本發明之另一態樣，一種製造光學模組的方法包括(a)提供載體，(b)將蓋置放於載體上，蓋限定孔口以暴露載體及孔口上方的空腔，(c)在孔口之側壁及蓋之空腔上形成接合層，(d)將擴散凝膠分配至孔口中，及(e)自蓋移除載體。
1:光學裝置
2A:光學裝置
2B:光學裝置
3:光學裝置
4A:虛線圓形
4B:虛線圓形
7A:空氣型封裝
7B:空氣型封裝
10:載體
11a:電子組件
11b:電子組件
12:蓋
12c1:空腔
12c2:空腔
12w:壁結構
12h1:孔口
12h2:孔口
12h3:孔口
12h4:孔口
13:擴散片
20:載體
21a:電子組件
21b:電子組件
22:蓋
22c1:空腔
22c2:空腔
22h1:孔口
22h2:孔口
22h2':孔口
22w:壁結構
23:擴散膜
24:接合層
42:蓋
42h1:孔口
42h2:孔口
42h3:孔口
42h4:孔口
52A:蓋
52B:蓋
53A:擴散膜
53B:擴散膜
60:載體
62:蓋
62a:底部表面
62c1:空腔
62c2:空腔
62h1:孔口
62h2:孔口
63:擴散膜
63':擴散凝膠
63r:凹陷表面
64:接合層
70:玻璃
71:蓋
71h:孔口
72:透鏡
221:表面
222:表面
231:表面
232:表面
421:表面
422:表面
圖1說明根據本發明之一些實施例的光學裝置之橫截面圖；圖2A說明根據本發明之一些實施例的光學裝置之橫截面圖；圖2B說明根據本發明之一些實施例的光學裝置之橫截面圖；圖3說明根據本發明之一些實施例的光學裝置之橫截面圖；圖4A說明根據本發明之一些實施例的光學裝置之橫截面圖；圖4B說明根據本發明之一些實施例的圖4A中之光學裝置的一部分之放大圖；圖5A說明根據本發明之一些實施例的蓋之橫截面圖；圖5B說明根據本發明之一些實施例的蓋之橫截面圖；
圖6A、圖6B、圖6C及圖6D說明根據本發明之一些實施例的用於製造光學裝置之方法；圖7A說明根據本發明之一些實施例的空氣型封裝之橫截面圖；及圖7B說明根據本發明之一些實施例的空氣型封裝之橫截面圖。
貫穿該等圖式及實施方式使用共同參考編號來指示相同或類似組件。結合隨附圖式，根據以下實施方式，可最佳地理解本發明。
圖1說明根據本發明之第一態樣的光學裝置1之一些實施例的橫截面圖。光學裝置1包括載體10、電子組件11a、電子組件11b、蓋12及擴散片13。
載體10可包括(例如)印刷電路板，諸如基於紙的銅箔層合物、複合銅箔層合物或聚合物浸漬的基於玻璃纖維之銅箔層合物。載體10可包括互連結構，諸如複數個導電跡線或通孔。在一些實施例中，載體10包括陶瓷材料或金屬板。在一些實施例中，載體10可包括襯底，諸如有機襯底或引線框。在一些實施例中，載體10可包括雙層襯底，該雙層襯底包括核心層及安置於載體10之上表面及底表面上的導電材料及/或結構。導電材料及/或結構可包括複數個跡線、襯墊或通孔。
電子組件11a安置於載體10上。電子組件11a可包括發光晶粒或其他光學晶粒。舉例而言，電子組件11a可包括發光二極體(LED)、雷射二極體或可包括一或多個半導體層的另一裝置。半導體層可包括矽、碳化矽、氮化鎵或任何其他半導體材料。電子組件11a可藉助於(例如)覆
晶或導線接合技術連接至載體10。在一些實施例中，電子組件11a包括經由晶粒接合材料接合於載體10上之LED晶粒。LED晶粒包括至少一個導線接合墊。LED晶粒藉由導電線電連接至載體10，導電線之一個末端接合至LED晶粒之導線接合墊，且導電線之另一末端接合至載體10之導線接合墊。電子組件11a具有背對載體10之作用區(或發光區域)。
電子組件11b安置於載體10上，且與電子組件11a實體上分離。在一些實施例中，電子組件11b可包括光偵測器，該光偵測器為(例如)PIN二極體(包括p型半導體區、純質半導體區及n型半導體區的二極體)或光二極體或光電晶體。在一些實施例中，第二電子組件11b包括環境光感測器(ALS)。電子組件11b可例如藉助於覆晶或導線接合技術連接至載體10。電子組件11b具有背對載體10之作用區(或光偵測區域)。
蓋(或殼體)12安置於載體10上。蓋12限定空腔12c1以容納電子組件11a且限定空腔12c2以容納電子組件11b。蓋12具有安置於電子組件11a與電子組件11b之間以將電子組件11a與電子組件11b分隔開的壁結構12w。蓋12包括用以防止由電子組件11a發射之非所要光直接傳輸至電子組件11b的不透明材料。
蓋12限定空腔12c1上方之孔口(或開口)12h1及12h2。在一些實施例中，孔口12h1及12h2暴露電子組件11a之至少一部分(例如發光區域)。孔口12h2位於孔口12h1上方(例如孔口12h1藉由構成孔口12h2之底部的蓋12之一部分限定)。在一些實施例中，孔口12h2的寬度大於孔口12h1的寬度(例如為大於約10%、大於約20%、大於約30%、或大於超過約30%)。
蓋12進一步限定空腔12c2上方之孔口(或開口)12h3及
12h4。在一些實施例中，孔口12h3及12h4暴露電子組件11b之至少一部分(例如光偵測區域)。孔口12h4位於孔口12h3之上方(例如孔口12h3藉由構成孔口12h4之底部的蓋12的一部分限定)，該孔口經組態以容納擴散片13。在一些實施例中，孔口12h4的寬度大於孔口12h3的寬度(例如大於約10%、大於約20%、大於約30%、或大於超過約30%)。
擴散片13安置於孔口12h4內。擴散片13用於分解並均勻地分佈朝向電子組件11b輻射的光，此將增強藉由電子組件11b接收的光之均勻性。蓋12可經設計成具有相對較大的厚度以容納可改良光均勻性的相對較厚的擴散片13。此外，為了將擴散片13支撐於孔口12h4中，需要限定孔口12h3之階梯式結構，且此類階梯式結構亦將增加蓋12之厚度。此外，控制擴散片13之厚度的公差(例如大約+/-30微米)具有挑戰性。
圖2A說明根據本發明之一些實施例的光學裝置2A之橫截面圖。光學裝置2A包括載體20、電子組件21a、電子組件21b、蓋22及擴散膜23。載體20及電子組件21a、電子組件21b中之每一者可分別類似於或相同於參考圖1描述及說明之載體10及電子組件11a、電子組件11b。替代地，取決於不同設計規格，載體20及電子組件21a、電子組件21b中之每一者可不同於圖1中示出之載體10及電子組件11a、電子組件11b。
蓋(或殼體)22安置於載體20上。蓋22限定空腔22c1以容納電子組件21a且限定空腔22c2以容納電子組件21b。蓋22具有安置於電子組件21a與電子組件21b之間以將電子組件21a與電子組件21b分隔開的壁結構22w。蓋22包括用以防止由電子組件21a發射之非所要光直接傳輸至電子組件21b的不透明材料。
蓋22限定空腔22c1上方之孔口(或開口)22h1。在一些實施
例中，孔口22h1暴露電子組件21a之至少一部分(例如發光區域)。蓋22進一步限定空腔22c2上方之孔口(或開口)22h2。在一些實施例中，孔口22h2暴露電子組件21b之至少一部分(例如光偵測區域)。
擴散膜23安置於孔口22h2內。擴散膜23用於分解並均勻地分佈朝向電子組件21b輻射的光，此將增強藉由電子組件21b接收的光之均勻性。擴散膜23包括背對載體20之表面231及面對的載體20之表面232。擴散膜23之表面231與蓋22之表面221實質上共面。擴散膜23之表面232自蓋22之表面222凹陷。舉例而言，擴散膜23之表面232為向內的凹面。舉例而言，擴散膜23可充當凹透鏡。在一些實施例中，擴散膜23之厚度等於或小於孔口22h2之深度(或蓋22之厚度)舉例而言，鄰近孔口22h2之側壁的擴散膜23之一部分的厚度實質上等於孔口22h2之深度。舉例而言，遠離孔口22h2之側壁的擴散膜23之一部分的厚度小於孔口22h2之深度。在一些實施例中，擴散膜23(或擴散體)具有朝向電子組件21b之一向內的凹面(表面232)，擴散膜23的向內的凹面具有靠近擴散膜23的一幾何中心的一第一區域及遠離擴散膜23的幾何中心的一第二區域，第一區域與電子組件21b沿與電子組件21b的一光接收面垂直的一方向相隔開一第一距離，第二區域與電子組件21b沿該方向相隔開一第二距離，第一距離大於第二距離。在一些實施例中，擴散膜23具有相對於向內的凹面的一上表(表面231)，且上表面與向內的凹面之第一區域之間的一距離小於上表面與向內的凹面之第二區域之間的一距離。
在一些實施例中，擴散膜23係藉由將擴散凝膠分配於孔口22h2內擴散而形成(下文將描述詳細製程)。在一些實施例中，擴散膜23可包括磨砂玻璃擴散體、鐵氟龍擴散體、全像擴散體、乳白玻璃擴散體及灰
色玻璃擴散體。在一些實施例中，擴散膜23可由GaN或熔融矽石形成。擴散膜23可藉由分配技術形成，例如在孔口22h2內分配擴散凝膠。黏附至限定孔口22h2的側壁的擴散凝膠隨後固化/硬化，以形成擴散膜23。因此，不需要支撐結構(例如如圖1中所示之階梯式結構)，且蓋22之厚度減小。此外，由於擴散膜23之厚度及形狀實質上與孔口22h2共形，所以擴散膜23之厚度的公差可減低或減小。
圖2B說明根據本發明之一些實施例的光學裝置2B之橫截面圖。除光學裝置2B進一步包括接合層24之外，光學裝置2B類似於光學裝置2A。接合層24安置於擴散膜23與孔口22h2之側壁之間。接合層24與擴散膜23及孔口22h2之側壁接觸。在一些實施例中，接合層之厚度處於100奈米(nm)至200nm之範圍內。
在一些實施例中，接合層24具有體心立方(BCC)晶體結構。舉例而言，接合層24包括在BCC晶格中結晶的材料。在一些實施例中，接合層可由金屬或金屬氧化物形成或包括金屬或金屬氧化物。由於接合層24包括具有BCC結構的材料，所以兩個鄰接個原子之間的間隙或距離比具有面心立方(FCC)或簡單立方結構的材料相對較大。換言之，接合層24可具有疏鬆的結構，且藉由接合層24之堆疊原子限定的表面波動(或粗糙度)相對較大。此會增加接合層24與擴散膜23之間的接觸面積，且可增強接合層24與擴散膜23之間的連接能力，此又將避免蓋22與擴散膜23之間的分層。
圖3說明根據本發明之一些實施例的光學裝置3之橫截面圖。除了圖3中的孔口22h2'在形狀上不同於圖2B中的孔口22h2之外，光學裝置3類似於光學裝置2B。
孔口22h2'具有自蓋22之表面221朝向蓋22之表面222逐漸減小的第一部分及自蓋22之表面222朝向蓋22之表面221逐漸減小的第二部分。孔口22h2'之第一部分及孔口22h2'之第二部分連接以限定孔口22h2'。舉例而言，孔口22h2'具有沙漏或漏斗之形狀。
擴散膜23安置於孔口22h2'內且實質上與孔口22h2'之形狀共形。擴散膜23用於分解及均勻地分佈朝向電子組件21b輻射的光，此將增強藉由電子組件21b接收的光之均勻性。擴散膜23包括背對載體20的表面231及面對載體20的表面232。擴散膜23之表面231與蓋22之表面221實質上共面。擴散膜23之表面232自蓋之表面222凹陷。舉例而言，擴散膜23之表面232為向內的凹面。舉例而言，擴散膜23可充當凹透鏡。在一些實施例中，擴散膜23之厚度等於或小於孔口22h2'之深度(或蓋22之厚度)舉例而言，鄰近孔口22h2'之側壁的擴散膜23之一部分的厚度實質上等於孔口22h2'之深度。舉例而言，遠離孔口22h2'之側壁的擴散體之一部分的厚度小於孔口22h2'之深度。
圖4A說明根據本發明之一些實施例的光學裝置4之橫截面圖。圖4A中示出之光學裝置類似於圖2B中所示之光學裝置，且其間之差異將在下文描述。
蓋42限定空腔22c1上方之孔口(或開口)42h1及42h2。在一些實施例中，孔口42h1及42h2暴露電子組件21a之至少一部分(例如發光區域)。孔口42h2位於孔口42h1上方且連接至孔口42h1。在一些實施例中，孔口42h1之寬度大於孔口42h2之寬度(例如為大於約10%、大於約20%、大於約30%、或大於超過約30%)。
蓋42進一步限定空腔22c2上方之孔口(或開口)42h3及
42h4。在一些實施例中，孔口42h3及42h4暴露電子組件21b之至少一部分(例如光偵測區域)。孔口42h4位於孔口42h3上方。在一些實施例中，孔口42h3之寬度大於孔口42h4之寬度(例如為大於約10%、大於約20%、大於約30%、或大於超過約30%)。
擴散膜23安置於孔口42h4內。擴散膜23用於分解並均勻地分佈朝向電子組件21b輻射的光，此將增強藉由電子組件21b接收的光之均勻性。如圖4B中所示，其說明藉由虛線圓形4A圈出的圖4A中之光學裝置4的一部分之放大圖，擴散膜23包括背對載體20之表面231及面對載體20之表面232。擴散膜23之表面231與蓋42之表面421實質上共面。擴散膜23之表面232自蓋42之表面422凹陷。舉例而言，擴散膜23之表面232為向內的凹面。舉例而言，擴散膜23可充當凹透鏡。在一些實施例中，擴散膜23之厚度等於或小於孔口42h4之深度。舉例而言，鄰近孔口42h4之側壁的擴散膜23之一部分的厚度實質上等於孔口42h4之深度。舉例而言，遠離孔口42h4之側壁的擴散膜23之一部分的厚度小於孔口42h4之深度。
如圖4B中所示，孔口42h3及42h4可限定梯狀結構。在一些實施例中，梯狀結構具有弧形拐角(藉由虛線圓形4B圈出)。擴散膜23與蓋42之孔口42h4的形狀共形，且蓋42之梯狀結構用於防止擴散凝膠在製造製程期間溢出或滲出。
圖5A及圖5B說明根據本發明之一些實施例的蓋52A、蓋52B、及擴散膜53A、擴散膜53B之橫截面圖。如圖5A中所示，擴散膜53A可利用蓋52A之兩個孔口進行安置。如圖5B中所示，蓋53B可包括三個孔口以限定兩個梯狀結構。在一些實施例中，取決於不同設計需求，蓋可包括任何數目之梯狀結構。
圖6A、圖6B、圖6C及圖6D為根據本發明之一些實施例的在各個階段處製作的光學裝置之橫截面圖。已經簡化多個圖以用於較佳理解本發明之態樣。
參考圖6A，提供載體60且將蓋62置放於載體60上。在一些實施例中，蓋62經由諸如膠帶或膠水之黏接層附接至載體60。蓋62包括孔口62h1及62h2以暴露載體60之一部分。蓋62進一步包括在孔口62h1及62h2上方以容納電子組件之空腔62c1及62c2。舉例而言，空腔62c1可用於容納光發射器，且空腔62c2可用於容納光偵測器。在一些實施例中，空腔62c1及62c2之寬度大於孔口62h1及62h2之寬度。
參考圖6B，接合層64藉由例如濺鍍或任何其他合適的製程形成於孔口62h2之側壁上。在其他實施例中，取決於不同設計需求，接合層64亦可形成於空腔62c2之側壁上。在一些實施例中，接合層64具有BCC晶體結構。舉例而言，接合層64包括在BCC晶格中結晶的材料。在一些實施例中，接合層可由金屬或金屬氧化物形成或包括金屬或金屬氧化物。由於接合層64包括具有BCC結構之材料，所以兩個相鄰原子之間的間隙或距離相對大於具有FCC或簡單立方結構的材料。換言之，接合層64可具有疏鬆的結構，且藉由接合層64之堆疊原子限定的表面波動(或粗糙度)相對較大。此會增加接合層64與擴散膜63之間的接觸面積，且可增強接合層64與擴散膜63之間的連接能力，此又將避免蓋62與擴散膜63之間的分層。
參考圖6C，將擴散凝膠63'分配至孔口62h2中。在一些實施例中，擴散凝膠63'可包括GaN或熔融矽石。在一些實施例中，控制擴散凝膠63'的量以避免自孔口62h2滲出或流出。舉例而言，控制擴散凝膠
63'的量以避免擴散凝膠63'流至空腔62c2之底表面62a上。舉例而言，擴散凝膠63'實質上低於空腔62c2之底表面62a或與其共面。
參考圖6D，擴散凝膠63'隨後固化(加熱或硬化)以附接或接合至接合層64，從而形成擴散膜63。在一些實施例中，擴散凝膠63'藉由例如但不限於烘箱或其他合適的設備來固化，從而形成擴散膜63。在固化操作之後，擴散膜63具有凹陷的表面(或向內的凹面)63r。
仍參考圖6D，自蓋62及擴散膜63移除載體60及黏著劑(若存在)。具有擴散膜63的蓋62可置放於上面具有光發射器及光偵測器的載體上，以形成如圖2B中所示的光學裝置。
在一些實施例中，圖6A、圖6B、圖6C及圖6D中所示之操作適用於形成具有透鏡之空氣型封裝。舉例而言，如圖7A中所示，為在比較性方法中形成空氣型封裝7A，玻璃70經置放於具有孔口71h的蓋71上且覆蓋蓋71之孔口71h以充當透鏡。然而，將玻璃70置放於蓋71上將增加空氣型封裝7A之厚度。如圖7B中所示，透鏡72藉由將透明環氧樹脂分配至孔口71h中來形成於蓋71之孔口71h內，此將減小空氣型封裝7B之厚度。
如本文中所使用，術語「實質上」、「實質性」、「大致」及「大約」用以表示及說明較小的變化。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。作為另一實例，薄膜或層之厚度「實質上均勻」可指薄膜或層之平均厚度的小於或等於±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%、或者小於或等於±0.05%)的標準差。術語「實質上共面」可指沿同一平面處於50μm內(諸如，沿同一平面處於40μm內、30μm內、20μm內、10μm內或1μm內)之兩個表面。若例如兩個組件重疊或在200μm、150μm內、100μm內、50μm內、40μm內、30μm內、20μm內、10μm內或1μm內重疊，則兩個組件可被視為「實質上對準」。若兩個表面或組件之間的角度為例如90°±10°(諸如±5°、±4°、±3°、±2°、±1°、±0.5°、±0.1°或±0.05°)，則兩個表面或組件可視為「實質上垂直」。當結合事件或情形使用時，術語「實質上」、「實質性」、「大致」及「大約」可指事件或情形精確發生之情況以及事件或情形極近似發生之情況。
在一些實施例之描述中，設置「於另一組件上」之組件可涵蓋前一組件直接處於後一組件上(例如與後一組件實體接觸)之情況，以及一或多個中間組件位於前一組件與後一組件之間的情況。
另外，有時在本文中按範圍格式呈現量、比率及其他數值。可理解，此類範圍格式用於便利及簡潔起見，且應被靈活地理解為不僅包括明確地指定為範圍限制之數值，而且包括涵蓋於該範圍內之所有個別數值或子範圍，如同明確地指定每一數值及子範圍一般。
雖然已參考本發明之特定實施例描述及說明本發明，但此等描述及說明並不限制本發明。熟習此項技術者可清楚地理解，可進行各種改變，且可在實施例內替代等效元件而不會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。說明可不必按比例繪製。歸因於製造製程之類中的變數，本發明中之藝術再現與實際設備之間可存在區別。可存在並未特定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、方法或程序適應於本發明之目標、精神及範疇。所有此類修改意欲在此處附加之申請專利範圍之範疇內。儘管已參考按特定次序執行之特定操作描述本文中所揭示的方法，但可理解，在不脫離本發明之教示的情況下，可組合、細分，或重新定序此等操作以形成等效方法。因此，除非在本文中特定地指示，否則操作之次序及分組並非對本發明之限制。
2A:光學裝置
20:載體
21a:電子組件
21b:電子組件
22:蓋
22c1:空腔
22c2:空腔
22h1:孔口
22h2:孔口
22w:壁結構
23:擴散膜
221:表面
222:表面
231:表面
232:表面
Claims (13)
- 一種光學模組，其包含：一載體；一電子組件，其安置於該載體上；一蓋，其安置於該載體上，該蓋限定該電子組件上方之一第一孔口；及一擴散體(diffuser)，其安置於該第一孔口內，其中該擴散體具有朝向該電子組件之一向內的凹面，該擴散體的該向內的凹面具有靠近該擴散體的一幾何中心的一第一區域及遠離該擴散體的該幾何中心的一第二區域，該第一區域與該電子組件沿與該電子組件的一光接收面垂直的一方向相隔開一第一距離，該第二區域與該電子組件沿該方向相隔開一第二距離，該第一距離大於該第二距離。
- 如請求項1之光學模組，其進一步包含安置於該擴散體與該第一孔口之一側壁之間的一接合層。
- 如請求項2之光學模組，其中該接合層具有體心立方(BCC)晶體結構。
- 如請求項2之光學模組，其中該接合層包括金屬或金屬氧化物。
- 如請求項2之光學模組，其中該接合層之一厚度處於100奈米(nm)至 200nm的一範圍內。
- 如請求項2之光學模組，其中該接合層與該擴散體及該第一孔口之該側壁接觸。
- 如請求項1之光學模組，其中該擴散體之一厚度小於或等於該第一孔口之一深度。
- 如請求項1之光學模組，其中該第一孔口具有自該蓋朝向該載體逐漸減小的一第一部分及自該載體朝向該蓋逐漸減小的一第二部分，且其中該第一部分連接至該第二部分。
- 如請求項1之光學模組，其中該蓋具有用於容置該電子組件的一第一空腔，該蓋進一步限定在該第一孔口與該第一空腔之間的一第二孔口，且該第一孔口之一寬度小於該第二孔口之一寬度。
- 如請求項1之光學模組，其中該向內凹面面向該載體。
- 如請求項9之光學模組，其中該第一孔口與該第二孔口界定一階梯式結構，且該擴散體與該階梯式結構的一形狀共形。
- 如請求項1之光學模組，其中該擴散體具有相對於該向內的凹面的一上表面，且該上表面與該向內的凹面之該第一區域之間的一距離小於該上 表面與該向內的凹面之該第二區域之間的一距離。
- 如請求項1之光學模組，其中該擴散體之鄰近該第一孔口的一側壁的一部份之一厚度實質上等於該第一孔口之一深度。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/384,847 US11276797B2 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Optical device and method of manufacturing the same |
| US16/384,847 | 2019-04-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202040196A TW202040196A (zh) | 2020-11-01 |
| TWI773902B true TWI773902B (zh) | 2022-08-11 |
Family
ID=72749407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108119258A TWI773902B (zh) | 2019-04-15 | 2019-06-04 | 光學裝置及其製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11276797B2 (zh) |
| CN (1) | CN111834351A (zh) |
| TW (1) | TWI773902B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090268466A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Coemar S.P.A. | Diffused light projector |
| CN102163681A (zh) * | 2009-12-03 | 2011-08-24 | Lg伊诺特有限公司 | 发光装置及其制造方法和照明系统 |
| CN103384794A (zh) * | 2010-12-23 | 2013-11-06 | Qd视光有限公司 | 包含量子点的光学元件 |
| CN104159423A (zh) * | 2013-05-14 | 2014-11-19 | 微混合电子有限公司 | 气密性密封的光电或电光部件及其生产方法 |
| US9230943B2 (en) * | 2007-06-18 | 2016-01-05 | Xicato, Inc. | Solid state illumination device |
| US20160163750A1 (en) * | 2013-07-19 | 2016-06-09 | Ams Ag | Package for an optical sensor, optical sensor arrangement and method of producing a package for an optical sensor |
| US20160352071A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Vixar | Vcsels and vcsel arrays designed for improved performance as illumination sources and sensors |
| US20170309792A1 (en) * | 2014-02-05 | 2017-10-26 | Michael A. Tischler | Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods |
| US20180017741A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor package device and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9645008B2 (en) | 2014-08-25 | 2017-05-09 | Apple Inc. | Light sensor windows for electronic devices |
| US10209129B2 (en) * | 2017-01-06 | 2019-02-19 | Nanosys, Inc. | Optical measurement of thin films |
| US20200291529A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | United Technologies Corporation | LASER INDUCED, FINE GRAINED, GAMMA PHASE SURFACE FOR NiCoCrAlY COATINGS PRIOR TO CERAMIC COAT |
-
2019
- 2019-04-15 US US16/384,847 patent/US11276797B2/en active Active
- 2019-06-04 TW TW108119258A patent/TWI773902B/zh active
- 2019-06-04 CN CN201910480172.6A patent/CN111834351A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9230943B2 (en) * | 2007-06-18 | 2016-01-05 | Xicato, Inc. | Solid state illumination device |
| US20090268466A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Coemar S.P.A. | Diffused light projector |
| CN102163681A (zh) * | 2009-12-03 | 2011-08-24 | Lg伊诺特有限公司 | 发光装置及其制造方法和照明系统 |
| CN103384794A (zh) * | 2010-12-23 | 2013-11-06 | Qd视光有限公司 | 包含量子点的光学元件 |
| CN104159423A (zh) * | 2013-05-14 | 2014-11-19 | 微混合电子有限公司 | 气密性密封的光电或电光部件及其生产方法 |
| US20160163750A1 (en) * | 2013-07-19 | 2016-06-09 | Ams Ag | Package for an optical sensor, optical sensor arrangement and method of producing a package for an optical sensor |
| US20170309792A1 (en) * | 2014-02-05 | 2017-10-26 | Michael A. Tischler | Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods |
| US20160352071A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Vixar | Vcsels and vcsel arrays designed for improved performance as illumination sources and sensors |
| US20180017741A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor package device and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111834351A (zh) | 2020-10-27 |
| US20200328322A1 (en) | 2020-10-15 |
| US11276797B2 (en) | 2022-03-15 |
| TW202040196A (zh) | 2020-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210183839A1 (en) | Semiconductor package device and method of manufacturing the same | |
| TWI657603B (zh) | 半導體封裝裝置及其製造方法 | |
| JP5611492B1 (ja) | Ｌｅｄ装置及びその製造方法 | |
| US7939901B2 (en) | Optical device for reducing disturbance light and manufacturing method thereof | |
| KR102443500B1 (ko) | 발광 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP5995695B2 (ja) | Ｌｅｄ装置の製造方法 | |
| TWI542037B (zh) | 具有成側向形態或頂向形態裝置定向之疊層無引線載架封裝的光電子裝置 | |
| JP6386110B2 (ja) | 非対称放射パターンを有する発光素子およびその製造方法 | |
| US9585287B2 (en) | Electronic component, electronic apparatus, and method for manufacturing the electronic component | |
| TWI832952B (zh) | 半導體裝置封裝及其製造方法 | |
| US11329203B2 (en) | Light emitting device including covering member and optical member | |
| CN110197864B (zh) | 半导体发光器件及其制造方法 | |
| TW201812356A (zh) | 光學裝置及其製造方法 | |
| WO2017208724A1 (ja) | 光学モジュール、モジュール及びその製造方法 | |
| TW201721204A (zh) | 埋入式光纖模組 | |
| JP2011529628A (ja) | オプトエレクトロニクス半導体素子 | |
| US10026880B2 (en) | Optoelectronic component | |
| US20090283887A1 (en) | Optical semiconductor device | |
| TWI773902B (zh) | 光學裝置及其製造方法 | |
| TW201344994A (zh) | 鑄於基材上具有密封凹槽的半導體雷射晶片封裝及其形成方法 | |
| KR20030028516A (ko) | 진보된 이미지 센서 칩과 이를 사용한 패캐지 제조 | |
| US11205745B2 (en) | Light emitting device | |
| JP5747947B2 (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| JP2020188094A (ja) | 半導体発光装置 | |
| US20230006109A1 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof |