TWI777125B

TWI777125B - 雷射元件封裝結構

Info

Publication number: TWI777125B
Application number: TW109102454A
Authority: TW
Inventors: 楊琇如; 陳守龍; 鍾昕展
Original assignee: 晶智達光電股份有限公司
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2022-09-11
Also published as: TW202130077A; CN113161865A

Abstract

一種封裝結構，包括：一基板、設於基板上之一第一雷射元件和一第二雷射元件、圍繞第一雷射元件和第二雷射元件之一支架、分別與第一雷射元件和第二雷射元件相對應之一第一光學元件和一第二光學元件；其中，第一光學元件和第二光學元件分別具有一第一圖形化表面區和一第二圖形化表面區，且係設於支架上，第一圖形化表面區和第二圖形化表面區係分別與第一雷射元件和第二雷射元件相對，其中第一雷射元件與第一光學元件之間係間隔一第一距離，第二雷射元件與第二光學元件之間係間隔一第二距離。

Description

雷射元件封裝結構

本發明是關於一種雷射元件封裝結構，特別是關於一種具多光學元件之垂直共振腔面射雷射(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)封裝結構。

垂直共振腔面射雷射(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)元件目前可用於三維偵測(3D sensing)、補光或飛時測距(Time of Flight，ToF)等應用中，依據裝置的不同功能設計需求，於裝置中置入一個或多個具有上述相應功能的獨立模組或封裝體，並以獨立的線路來加以控制；惟此方式需要較大的組裝空間來容納多個獨立的封裝體和線路，在進行模組組裝時亦因其線路設計與表面黏著技術(Surface Mounting Technology，SMT)之極限而需預留較大的模組空間。

本發明提供一種雷射元件之封裝結構，係於單一封裝結構中實現多個光學元件之功能，可減小整體封裝結構或模組之體積。

根據本發明，係提出一種封裝結構，包括：一基板，包括第一表面、貫穿基板的一第一電性導通柱和一第二電性導通柱；一第一雷射元件和一第二雷射元件，係設於第一表面上，並分別連接於第一電性導通柱和第二電性導通柱；一支架，設於第一表面上且圍繞第一雷射元件和第二雷射元件；及一第一光學元件和一第二光學元件設於支架上且分別具有一第一圖形化表面區和一第二圖形化表面區，第一圖形化表面區和第二圖形化表面區係分別與第一雷射元件和第二雷射元件相對，其中第一雷射元件與第一光學元件之間係間隔一第一距離，第二雷射元件與第二光學元件之間係間隔一第二距離。

10:封裝結構

12:外部電路板

100:基板

101~106:電性導通柱

100A:第一表面

110:第一雷射元件

112:第一導電線路

120:第二雷射元件

122:第二導電線路

130:支架

132:電性導通結構

140:區隔空間

150:第一光學元件

152:圖形化表面區

154:基材

158:導電線路層

160:第二光學元件

162:圖形化表面區

164:基材

H11:第一距離

H12:第二距離

20:封裝結構

22:外部電路板

200:基板

201~206:電性導通柱

200A:第一表面

210:第一雷射元件

212:第一導電線路

220:第二雷射元件

222:第二導電線路

230:支架

232:電性導通結構

240:區隔空間

250:第一光學元件

252:圖形化表面區

254:基材

258:導電線路層

260:第二光學元件

262:圖形化表面區

270:高起結構

H21:第一距離

H22:第二距離

30:封裝結構

32:外部電路板

300:基板

301~306:電性導通柱

300A:第一表面

310:第一雷射元件

320:第二雷射元件

330:支架

332:電性導通結構

340:區隔空間

350:第一光學元件

352:圖形化表面區

354:基材

358:導電線路層

360:第二光學元件

362:圖形化表面區

364:基材

H31:第一距離

H32:第二距離

40:封裝結構

42:外部電路板

400:基板

401~406:電性導通柱

400A:第一表面

410:第一雷射元件

420:第二雷射元件

430:支架

432:電性導通結構

440:區隔空間

450:第一光學元件

452:圖形化表面區

454:基材

460:第二光學元件

462:圖形化表面區

464:基材

468:導電線路層

480:密封膠

490:導電結構

H41:第一距離

H42:第二距離

50:封裝結構

52:外部電路板

500:基板

500A:第一表面

501~506:電性導通柱

510:第一雷射元件

520:第二雷射元件

530:支架

530A:階部

532:電性導通結構

540:區隔空間

550:第一光學元件

552:第一圖形化表面區

554:基材

556:圖形化膠材層

558:導電線路層

560:第二光學元件

562:第二圖形化表面區

564:基材

566:圖形化膠材層

568:導電線路層

590:導電膠

60:封裝結構

62:外部電路板

600:基板

600A:第一表面

601~606:電性導通柱

610:第一雷射元件

620:第二雷射元件

630:支架

632:電性導通結構

640:區隔空間

650:光學元件

652:第一圖形化表面區

654:基材

658:導電線路層

662:第二圖形化表面區

750:光學元件

754:基材

756:圖形化膠材層

758:導電線路層

758A:第一導電線路部分

758B:第二導電線路部分

第1圖係根據本發明之第一實施例的雷射元件封裝結構之剖面圖。

第2圖係根據本發明之第二實施例的雷射元件封裝結構之剖面圖。

第3圖係根據本發明之第三實施例的雷射元件封裝結構之剖面圖。

第4圖係根據本發明之第四實施例的雷射元件封裝結構之剖面圖。

第5A圖和第5B圖係根據本發明之第五實施例的雷射元件封裝結構之剖面圖。

第6圖係根據本發明之第六實施例的雷射元件封裝結構之剖面圖。

第7A圖至第7G圖係根據本發明之實施例的光學元件的剖面示意圖和上視示意圖。

下文係參照圖式、並且以實施例說明本發明之概念，在圖式或說明中，相似或相同的部分係使用相同的元件符號；再者，圖式係為利於理解而繪製，圖式中各層之厚度與形狀並非元件之實際尺寸或成比例關係。

請參閱第1圖，係根據本發明之第一實施例的雷射元件封裝結構之剖面示意圖。根據本實施例，係於單一封裝結構中整合有至少兩種不同功能的光學元件。本實施例之封裝結構10包括：基板100、第一雷射元件110與第二雷射元件120、支架130、藉由打線而形成之第一導電線路112和第二導電線路122、以及第一光學元件150和第二光學元件160。其中，第一雷射元件110和第二雷射元件120可以為例如雷射晶片。基板100包括貫穿其間的複數個電性導通柱101~106，第一雷射元件110和第二雷射元件120用以發射雷射光，且係固晶於基板100的第一表面100A上，分別接觸連接於對應的電性導通柱102、105。支架130設置於第一雷射元件110和第二雷射元件120周圍且與基板100形成一區隔空間140，此區隔空間140可以做為一氣層(Air Layer)用，其中氣層中可以填入惰性氣體或空氣，也可以被抽真空；支架130包括貫穿其間的電性導通結構132，電性導通結構132連接於基板100中對應的電性導通柱101、106，進而形成對外之電性連接(即電連接於外部電路板12)。第一導電線路112和第二導電線路122分別使第一雷射元件110和第二雷射元件120電連接於基板100中對應的電性導通柱103、104；換言之，第一雷射元件110和第二雷射元件120係分別藉由對應的電性導通柱102、105以及連接於電性導通柱103、104之第一導電線路112和第二導電線路122而形成對外之電性連接(即電連接於外部電路板12)。第一光學元件150和第二光學元件160係設於支架130上以提供各別之光學功能(具體功能描述於後)，形成本發明之雷射元件封裝結構10，此封裝結構10供後續連接於一外部電路板12。

第一光學元件150包括一導電線路層158、一基材154及圖形化表面區152。第二光學元件160包括一導電線路層158、一基材154及圖形化表面區162。於此實施例中，第一光學元件150與第二光學元件160共用導電線路層158、一基材154。於另一實施例中，第一光學元件150與第二光學元件160分別有各自獨立的導電線路層與基材。基材154為透明絕緣材料所形成，例如玻璃。導電線路層158可為具電性之透明導電材料所形成，例如：氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)、氧化鎵鋅(Gallium Zinc Oxide；GZO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide；IGZO)。第一光學元件150、第二光學元件160及導電線路層158可經由支架130中的電性導通結構132和基板100中對應的電性導通柱101、106電連接於外部電路板12。第一光學元件150和第二光學元件160分別具有形成於基材154之下的圖形化表面區152、162。在一實施例中，圖形化表面區152、162形成於基材154之下，且第一光學元件150係一繞射式光學元件(Diffractive Optical Element；DOE)，第二光學元件160係一微透鏡陣列(Microlens Array；MLA)。詳言之，第二光學元件160係一堆疊結構，且另包括位於圖形化表面區162與基材154之間的基材164。基材164位於基材154面向第二雷射元件120之表面的局部區域上且不與圖形化表面區152於垂直方向上重疊。圖形化表面區 162與圖形化表面區152位在不同的水平上且彼此於垂直方向上獨立不相互重疊。圖形化表面區152、162面向封裝結構10內部而分別與第一雷射元件110和第二雷射元件120相對應。第一光學元件150與其對應的第一雷射元件110之間係相距一第一距離H11，第二光學元件160與其對應的第二雷射元件120之間係相距一第二距離H12，其中第一距離H11係大於第二距離H12。第一距離H11的設計與第一光學元件150的焦距有關，舉例而言，在一實施例中，第一距離H11係DOE之焦距長且需達2.2mm以上；第二距離H12則可視情況而由第二光學元件160的基材164厚度作調整，本實施例的第二距離H12小於第一距離H11且達0.5mm以上。

請參閱第2圖，係根據本發明之第二實施例的雷射元件封裝結構20之剖面示意圖。本實施例之封裝結構20包括：基板200、第一雷射元件210與第二雷射元件220、支架230、藉由打線而形成之第一導電線路212和第二導電線路222、以及第一光學元件250和第二光學元件260。其中，第一雷射元件210和第二雷射元件220可以為例如雷射晶片。根據本實施例之封裝結構20進一步包括一高起結構270，係位於基板200的第一表面200A上。基板200包括貫穿其間的複數個電性導通柱201~206，其中電性導通柱204、205係垂直貫穿高起結構270及其下方之基板200。第一雷射元件210係固晶於基板200的第一表面200A上而與第一光學元件250相對，並接觸連接於對應的電性導通柱202；第二雷射元件220係固晶於高起結構270上而與第二光學元件260相對，且接觸連接於對應的電性導通柱205。支架230設置於第一雷射元件210和第二雷射元件220周圍而形成一區隔空間240，此區隔空間係作氣層(Air Layer)用，其中氣層中可以填入惰性氣體或空氣，也可以被抽真空；支架230包括貫穿其間的電性導通結構232，電性導通結構232連接於基板200中對應的電性導通柱201、206，進而形成對外之電性連接(即電連接於外部電路板22)。打線形成之第一導電線路212和第二導電線路222分別使第一雷射元件210和第二雷射元件220電連接於基板200中對應的電性導通柱203、204；換言之，第一雷射元件210和第二雷射元件220係分別藉由對應的電性導通柱202、205以及連接於電性導通柱203、204之第一導電線路212和第二導電線路222而形成對外之電性連接(即電連接於外部電路板22)。第一光學元件250和第二光學元件260係覆設於支架230上以提供各別之光學功能，形成本發明之雷射元件封裝結構20，此封裝結構20供後續連接於一外部電路板22。

在此實施例之封裝結構20中，第一光學元件250和第二光學元件260共用導電線路層258與基材254。基材254的不同表面區域上分別具有圖形化表面區252、262。圖形化表面區252、262分別具有不同的圖形化結構。在本實施例中，第一光學元件250係一繞射式光學元件(Diffractive Optical Element，DOE)，第二光學元件260係一微透鏡陣列(Microlens Array，MLA)，其具有各別的圖形化表面區252、262，且第一光學元件250和第二光學元件260之圖形化表面區252、262係位於基材之同一表面的不同部分。以此方式，第一光學元件250和第二光學元件260各別之圖形化表面區252、262係彼此獨立不受影響，且係面向封裝結構20內部，分別與第一雷射元件210和第二雷射元件220相對應。在本實施例中，第一光學元件250與其對應的第一雷射元件210之間係相距一第一距離H21，第二光學元件260與其對應的第二雷射元件220之間係相距一第二距離H22，其中第一距離H21係與第一光學元件250的焦距有關，第二距離H22則因第二雷射元件220設於高起結構270上而小於第一距離H21。舉例而言，在一實施例中，第一距離H21係DOE之焦距長且需達2.2mm以上；第二距離H22則可視情況而由高起結構270的厚度作調整，本實施例的第二距離H22係小於第一距離H21且達0.5mm以上。

請參閱第3圖，係根據本發明之第三實施例的雷射元件封裝結構之剖面示意圖。第三實施例不同於前述第一實施例在於，在本實施例中，係利用覆晶方式(Flip Chip)來消除利用打線方式於封裝結構內形成導電線路之需求，進一步減小本發明之雷射元件封裝結構的整體體積。在本實施例中，封裝結構30包括：基板300，其具有貫穿其間的複數個電性導通柱301~306，基板300和本發明之封裝結構30係藉由對應的電性導通柱301~306而對外電連接於外部電路板32；第一雷射元件310和第二雷射元件320，係固晶設於基板300的第一表面300A上，第一雷射元件310接觸連接於電性導通柱302、303，第二雷射元件320接觸連接於電性導通柱304、305；支架330，其具有貫穿其間的電性導通結構332，電性導通結構332連接於對應的電性導通柱301、306，進而電連接於基板300和外部電路板32，支架330設置於第一雷射元件310和第二雷射元件320周圍而形成一區隔空間340，此區隔空間係作氣層(Air Layer)用，其中氣層中可以填入惰性氣體或空氣，也可以被抽真空；以及第一光學元件350和第二光學元件360，係分別對應於第一雷射元件310和第二雷射元件320。其中，第一雷射元件310和第二雷射元件320可以為例如雷射晶片。

第一光學元件350係一繞射式光學元件，第二光學元件360係一微透鏡陣列；以此方式，第一光學元件350和第二光學元件360共用基材354和導電線路層358。第一光學元件350具有圖形化表面區352，第二光學元件360具有圖形化表面區362，圖形化表面區352與圖形化表面區362彼此不同且相互獨立。第二光學元件360係具有至少另一基材364堆疊在基材354的局部區域上而成一堆疊結構，圖形化表面區362位於基材364上，基材364位於圖形化表面區362及基材354之間。圖形化表面區352、362面向封裝結構30內部而分別與第一雷射元件310和第二雷射元件320相對應。本實施例之封裝結構30與第一實施例不同處在於，在本實施例中，第一雷射元件310和第二雷射元件320係以覆晶方式(Flip Chip)分別固晶連接於基板300中對應的電性導通柱302、303和電性導通柱304、305，進而對外電連接於外部電路板32。換言之，在本實施例中，即不需為雷射晶片打線形成導電線路，藉此可省卻封裝結構內部打線所需之空間，使整體封裝結構體積得以進一步減小，實現封裝結構極小化之優勢。

類似地，第一光學元件350與其對應的第一雷射元件310之間係相距一第一距離H31，第二光學元件360與其對應的第二雷射元件320之間係相距一第二距離H32，其中第一距離H31係與第一光學元件350係大於第二距離H32。舉例而言，在一實施例中，第一距離H31焦距有關，且係DOE之焦距長且需達2.2mm以上；第二距離H32則可視情況而由第二光學元件360的基材364厚度作調整，惟其係小於第一距離H31且達0.5mm以上。

請參閱第4圖，係根據本發明之第四實施例的雷射元件封裝結構40之剖面示意圖。在本實施例中，同樣係利用覆晶方式(Flip Chip)來消除利用打線方式於封裝結構內形成導電線路之需求，進一步減小本發明之雷射元件封裝結構的整體體積。

封裝結構40包括基板400、第一雷射元件410和第二雷射元件420、支架430、以及第一光學元件450和第二光學元件460。基板400具有貫穿其間的複數個電性導通柱401~406，基板400和本發明之封裝結構40係藉由對應的電性導通柱401~406而對外電連接於外部電路板42。第一雷射元件410和第二雷射元件420係固晶設於基板400的第一表面400A上，第一雷射元件410接觸連接於電性導通柱402、403，第二雷射元件420接觸連接於電性導通柱404、405。支架430具有貫穿其間的電性導通結構432，電性導通結構432連接於對應的電性導通柱401、406，進而電連接於基板400和外部電路板42；支架430設置於第一雷射元件410和第二雷射元件420周圍而形成一區隔空間440，此區隔空間係作氣層(Air Layer)用，其中氣層中可以填入惰性氣體或空氣，也可以被抽真空。第一光學元件450和第二光學元件460係分別對應於第一雷射元件410和第二雷射元件420。其中，第一雷射元件410和第二雷射元件420可以為例如雷射晶片。

在本實施例中，第一光學元件450係一繞射式光學元件，第二光學元件460係一微透鏡陣列，其具有各別的圖形化表面區452、462。第一光學元件450和第二光學元件460彼此係垂直接合而形成一堆疊結構；於第一光學元件450和第二光學元件460之間施用密封膠480，除可將兩個光學元件整合為雙層結構之光學元件以外，密封膠480可位於第一光學元件450和第二光學元件460的周圍或/且位於雙層結構之間的空間，使灰塵、水氣不致進入其間。在本實施例中，由於第一光學元件450的基材454和第二光學元件460的基材464大小相同，且已藉由密封膠480整合為雙層結構之光學元件，故藉由第二光學元件460的導電線路層468，即可監控此雙層結構之光學元件的整體完整性，達到監控與保護的目的(Eye Safety)。此雙層結構之光學元件覆設固接於支架430上，藉由導電結構490、貫穿支架430之電性導通結構432與貫穿基板400的對應電性導通柱401和406而電連接於外部電路板42。

類似地，第一光學元件450與其對應的第一雷射元件410之間係相距一第一距離H41，第二光學元件460與其對應的第二雷射元件420之間係相距一第二距離H42，其中第一距離H41係大於第二距離H42。舉例而言，第一距離H41係與第一光學元件450的焦距有關，在一實施例中，第一距離H41係DOE之焦距長且需達2.2mm以上；第二距離H42則可視情況而由導電結構490的厚度作調整，惟其係小於第一距離H41且達0.5mm以上。

請參閱第5A圖和第5B圖，係根據本發明之第五實施例的雷射元件封裝結構之剖面示意圖。本發明之封裝結構50包括基板500、第一雷射元件510和第二雷射元件520、支架530、以及第一光學元件550和第二光學元件560。基板500具有貫穿其間的複數個電性導通柱501~506，基板500和本發明之封裝結構50係藉由對應的電性導通柱501~506而對外電連接於外部電路板52。第一雷射元件510和第二雷射元件520係固晶設於基板500的第一表面500A上，第一雷射元件510接觸連接於電性導通柱502、503，第二雷射元件520接觸連接於電性導通柱504、505。支架530具有貫穿其間的電性導通結構532，電性導通結構532連接於對應的電性導通柱501、506，進而電連接於基板500和外部電路板52；支架530設置於第一雷射元件510和第二雷射元件520周圍而形成一區隔空間540，此區隔空間係作氣層(Air Layer)用，其中氣層中可以填入惰性氣體或空氣，也可以被抽真空。第一光學元件550和第二光學元件560係分別對應於第一雷射元件510和第二雷射元件520。其中，第一雷射元件510和第二雷射元件520可以為例如雷射晶片。

在本實施例中，第一光學元件550和第二光學元件560各包括：基材554和564、位於基材554和564上且朝向基板500的圖形化膠材層556和 566、以及位於基材554和564及圖形化膠材層556和566之間的導電線路層558和568，其中第一光學元件550之圖形化膠材層556係形成第一圖形化表面區552，第二光學元件560之圖形化膠材層566係形成第二圖形化表面區562。在此實施例中，係以獨立的導電線路層558、568來分別建立第一光學元件550與第二光學元件560的監控機制和保護線路，故可分別監控第一光學元件550和第二光學元件560的完整性。

此外，在本實施例中，支架530的側壁係朝內形成有階部530A，第一光學元件550和第二光學元件560所構成之雙層結構之光學元件即抵接於階部530A而容置於階部530A所形成之空間中，如第5A圖所示。在第一光學元件550為繞射式光學元件、且第二光學元件560為微透鏡陣列的實施例中，係以第二光學元件560抵接固設於支架530的階部530A上，其上覆以基材大小相同之第一光學元件550，第一光學元件550和第二光學元件560周圍和支架530的階部530A間係填以導電膠590供電性導通。如前述說明，由於第一光學元件550和第二光學元件560分別具有其導電線路層558和568，且周圍均填以導電膠590供電性導通，並分別經由基板500中對應的電性導通柱與外部電路板52電連接，故可實現獨立監控和保護的目的，在本實施例中，導電線路層558和568藉由電性導通結構532並聯連接於對應的電性導通柱501、506。

作為一替代方式，在第一光學元件550為繞射式光學元件、且第二光學元件560為微透鏡陣列實施例中，亦可僅將第二光學元件560抵接固設於支架530的階部530A上，而將第一光學元件550覆設於支架530上方、而非容置於階部530A所形成之空間中，如第5B圖所示。

在本發明之封裝結構中，第一光學元件與第二光學元件係兩種不同功能的光學元件，例如其一為繞射式光學元件、另一為微透鏡陣列；然而，本發明亦適用於具兩個以上相同光學元件之封裝結構。請參閱第6圖，係根據本發明之第六實施例的封裝結構之剖面示意圖。封裝結構60包括基板600、第一雷射元件610和第二雷射元件620、支架630、以及第一和第二光學元件650。基板600具有貫穿其間的複數個電性導通柱601~606，基板600和本發明之封裝結構60係藉由對應的電性導通柱601~606而對外電連接於外部電路板62。第一雷射元件610和第二雷射元件620係固晶設於基板600的第一表面600A上，第一雷射元件610接觸連接於電性導通柱602、603，第二雷射元件620接觸連接於電性導通柱604、605。支架630具有貫穿其間的電性導通結構632，電性導通結構632連接於對應的電性導通柱601、606，進而電連接於基板600和外部電路板62；支架630設置於第一雷射元件610和第二雷射元件620周圍而形成一區隔空間640，此區隔空間係作氣層(Air Layer)用，其中氣層中可以填入惰性氣體或空氣，也可以被抽真空。第一和第二光學元件650的圖形化表面區652、662係分別對應於第一雷射元件610和第二雷射元件620。其中，第一雷射元件610和第二雷射元件620可以為例如雷射晶片。在此實施例中，第一和第二光學元件650皆為繞射式光學元件，與其各別對應的第一雷射元件610和第二雷射元件620之間的距離相同，即DOE之焦距長且達2.2mm以上；與前述實施例相同，第一和第二光學元件650包括基材654，例如一基材層、導電線路層658和圖形化表面區652、662，且係配置為使其圖形化表面區652、662彼此之間呈一角度θ，藉以調整整體封裝結構所發出之雷射光點的分佈情形，提高其隨機性，俾利本發明之雷射元件封裝結構之後續應用。舉例而言，角度θ可為、但不限於175°、170°、165°...等，端視實際設計需求而定。

請參閱第7A圖至第7G圖，係說明封裝結構中光學元件的導電線路層之示意剖視圖與上視圖。如第7A圖之剖視圖和第7B圖之上視圖所示，光學元件750之導電線路層758係位於光學元件750的基材754和圖形化膠材層756之間。在一實施例中，導電線路層758為ITO材料所形成，導電線路層758包括第一導電線路部分758A和第二導電線路部分758B；其中第一導電線路部分758A係蜿蜒分佈於整個光學元件基材754之基材區域中；第二導電線路部分758B係位於光學元件之基材754之一周圍區域作為與支架(未示)之間的連接端。在本發明中，第二導電線路部分758B可經設計呈直線形、圓形、方形、L字形、ㄇ字形、或前述形狀組合中其一，分別如第7C圖至第7G圖所示。

在本發明中，藉由將多種不同功能的光學元件、或多個相同功能的光學元件整合封裝於單一雷射元件封裝結構中，同時考慮不同功能之封裝需求的封裝結構高度差異；本發明可減小封裝結構的體積、降低模組空間需求，提高於小型裝置中的應用性。

在本發明的各個實施例中，雷射元件封裝結構之基板可選自陶瓷基板、環氧玻璃複層基板(FR4)、鋁基板(MCPCB)、銅基板、或任何具導電線路之基板中其一。封裝結構中用以調整各個光學元件之封裝結構高度的高起結構係可利用射出或模造塑料、陶瓷材料或任何距線路設計之基板，經一次成型或再加工方式製成。此外，在本發明中，各個光學元件的各別監控機制和保護線路係可利用其各別的導電線路層而獨立建立，亦可透過ITO電極的設計而共用。

基於前述，本發明提供了一種以單一封裝體實現多種光學功能之雷射元件封裝結構，利用不同光學元件之間的疊置整合來調整光學元件與對應雷射晶片之間的距離、或利用於封裝結構中設置高起結構來調整光學元件與對應雷射晶片之間的距離，係可於考量不同封裝需求之高度差異下，使各個光學元件的功能保持彼此獨立不受影響。

此外，本發明進一步利用覆晶方式(Flip Chip)，取代了封裝結構內部之晶片打線，藉此可省去封裝結構中打線所需的空間，使本發明之雷射元件封裝結構的體積進一步減小，實現封裝極小化之功效。

更甚者，在本發明中，係將多種不同功能的光學元件、或多個相同功能的光學元件整合為多層結構之光學元件，故可僅針對其中一個光學元件設計保護線路，即可監控整體光學元件的完整性，進而達到監控與保護(Eye Safety)之作用。或者是，針對每一個光學元件都設計其獨立的保護線路，即可分別監控其完整性；利用導電膠作為不同光學元件之電性導通，在將其保護線路與基板做電連接，進而達到獨立監控與保護之作用。

需注意的是，本發明所提之前述實施例係僅用於例示說明本發明，而非用於限制本發明之範圍。熟習本發明所屬領域技藝之人對本發明所進行之諸般修飾和變化皆不脫離本發明之精神與範疇。不同實施例中相同或相似的構件、或不同實施例中以相同元件符號表示的構件係具有相同的物理或化學特性。此外，在適當的情況下，本發明之上述實施例係可互相組合或替換，而非僅限於上文所描述的特定實施例。在一實施例中所描述的特定構件與其他構件的連接關係亦可應用於其他實施例中，其皆落於本發明如附申請專利範圍之範疇。