TWI836620B - 電子裝置及其拼接電子裝置 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一種電子裝置及其拼接電子裝置,電子裝置包括保護層、電路結構、感測元件以及控制單元。電路結構設置在保護層上,且電路結構圍繞感測元件。控制單元設置在電路結構與保護層之間,且控制單元電性連接感測元件。其中,保護層圍繞控制單元,且保護層接觸電路結構的表面。
Description
本揭露涉及一種電子裝置及其拼接電子裝置,特別是涉及一種包括電路結構與感測元件的電子裝置。
近年來,電子裝置中的電子元件逐漸趨向小型化與高密集化,為此發展出多樣化的電子元件封裝技術。電子裝置製造商仍持續開發新型的電子裝置,以更加優化整合電子元件的封裝技術,且對於產品的功能更加多樣化也具有更高的期望。
本揭露的目的之一在於提供一種電子裝置及其拼接電子裝置,其配置設計可整合電路結構與感測元件,進而可在電子裝置中整合各種功能的元件,以改善電子裝置或拼接電子裝置的各元件的配置與空間設計。
本揭露的一實施例提供一種電子裝置,電子裝置包括保護層、電路結構、感測元件以及控制單元。電路結構設置在保護層上,且電路結構圍繞感測元件。控制單元設置在電路結構與保護層之間,且控制單元電性連接感測元
件。其中,保護層圍繞控制單元,且保護層接觸電路結構的表面。
本揭露的一實施例提供一種拼接電子裝置,拼接電子裝置包括兩個電子裝置及連接單元。兩個電子裝置彼此相鄰設置,且各電子裝置包括保護層、電路結構、感測元件以及控制單元。電路結構設置在保護層上,且電路結構圍繞感測元件。控制單元設置在電路結構與保護層之間,且控制單元電性連接感測元件。其中,保護層圍繞控制單元,且保護層接觸電路結構的表面。連接單元設置在兩個電子裝置的電路結構的一側並電性連接兩個電子裝置的電路結構。
100:電子裝置
110,270:保護層
120:電路結構
120a,130a:上表面
120b,110a,270a:下表面
122,122a,122b,122c,122d,122e,122f:導電層
124,124a,124b,124c,124d,124e,138:絕緣層
126:凹槽
130:感測元件
130b:側表面
132a:第一電極
132b:第二電極
134a:第一半導體層
134b:第二半導體層
134c:第三半導體層
136:透明電極
140:控制單元
142:導電墊
150:圖案化金屬層
160:遮光結構
162,162a,162b,182:開口
170:功能元件
170e1,170e2:電極
180:封裝層
200:準直元件
210,240,212,214,216:接合元件
220:遮光元件
230:透鏡
232:濾光層
250:連接單元
252,254:導電元件
260:電路板
DE:拼接電子裝置
h1:第一高度
h2:第二高度
L,T:光線
X,Y:方向
圖1為本揭露第一實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。
圖2為本揭露一實施例的感測元件的局部剖面示意圖。
圖3為本揭露第二實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。
圖4為本揭露第三實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。
圖5為本揭露第四實施例及其變化實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。
圖6為本揭露第五實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。
圖7為本揭露一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。
圖8為本揭露另一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。
圖9為本揭露一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。
圖10為本揭露一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。
下文結合具體實施例和附圖對本揭露的內容進行詳細描述,須注意的是,為了使讀者能容易瞭解及圖式的簡潔,本揭露中的多張圖式只繪出裝置的一部分,且圖式中的特定元件並非依照實際比例繪圖。此外,圖中各元件的數量及尺寸僅作為示意,並非用來限制本揭露的範圍。
本揭露通篇說明書與申請專利範圍中會使用某些詞彙來指稱特定元件。本領域技術人員應理解,電子設備製造商可能會以不同的名稱來指稱相同的元件。本文並不意在區分那些功能相同但名稱不同的元件。在下文說明書與申請專利範圍中,「含有」與「包括」等詞為開放式詞語,因此其應被解釋為「含有但不限定為…」之意。當在本說明書中使用術語「包含」、「包括」和/或「具有」時,其指定了所述特徵、區域、步驟、操作和/或元件的存在,但並不排除一個或多個其他特徵、區域、步驟、操作、元件和/或其組合的存在或增加。
當元件或膜層被稱為在另一個元件或膜層「上」或「連接到」另一個元件或膜層時,它可以直接在此另一元件或膜層上或直接連接到此另一元件或膜層,或者兩者之間存在有插入的元件或膜層。相反地,當元件被稱為「直接」在另一個元件或膜層「上」或「直接連接到」另一個元件或膜層時,兩者之間不存在有插入的元件或膜層。
本文中所提到的方向用語,例如:「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等,僅是參考附圖的方向。因此,使用的方向用語是用來說明,而並非用來限制本揭露。
術語「大約」、「等於」、「相等」或「相同」、「實質上」或「大致上」
一般解釋為在所給定的值或範圍的20%以內,或解釋為在所給定的值或範圍的10%、5%、3%、2%、1%或0.5%以內。
說明書與申請專利範圍中所使用的序數例如「第一」、「第二」等之用詞用以修飾元件,其本身並不意含及代表該(或該些)元件有任何之前的序數,也不代表某一元件與另一元件的順序、或是製造方法上的順序,該些序數的使用僅用來使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚區分。申請專利範圍與說明書中可不使用相同用詞,據此,說明書中的第一構件在申請專利範圍中可能為第二構件。
本揭露所述的電子裝置可包括半導體裝置、封裝裝置、顯示裝置、發光裝置、背光裝置、太陽能電池(solar cell)、感測裝置、天線裝置、車用裝置或高頻裝置,但不以此為限。電子裝置可為可彎折或可撓式電子裝置。顯示裝置可為非自發光型顯示裝置或自發光型顯示裝置。天線裝置可為液晶型態的天線裝置或非液晶型態的天線裝置,感測裝置可為感測電容、光線、熱能或超聲波的感測裝置,但不以此為限。電子裝置可例如包括被動元件與主動元件等電子元件,例如電容、電阻、電感、二極體、電晶體等。需注意的是,電子裝置可為前述之任意排列組合,但不以此為限。
須知悉的是,在不脫離本揭露的精神下,可將數個不同實施例中的特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。
請參考圖1。圖1為本揭露第一實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。如圖1所示,本揭露第一實施例的電子裝置100可包括保護層110、電路結構
120、感測元件130以及控制單元140。電路結構120設置在保護層110上,且電路結構120圍繞感測元件130。本揭露中所指“圍繞”可表示在電子裝置100的剖視圖中,被圍繞的元件或膜層的至少一部分設置在另一個元件或膜層內,在一些實施例中此另一元件或膜層還可接觸對應的被圍繞元件或膜層的側表面,但不以此為限。電路結構120可包括在方向Y上堆疊的多層導電層122及多層絕緣層124,例如包括導電層122a、導電層122b、導電層122c、導電層122d、導電層122e與導電層122f以及絕緣層124a、絕緣層124b、絕緣層124c、絕緣層124d與絕緣層124e,但不以此為限。電路結構120可為重佈線層(redistribution layer,RDL),以使線路重佈,例如可透過金屬佈線製程改變線路接點位置或提升線路扇出(fan out)面積,但不以此為限。在本揭露中,方向Y可為電子裝置100的法線方向,亦即相反於電子裝置100的俯視方向,而方向X可平行於水平方向,亦即平行於控制單元140的一表面或平行於保護層110的上表面或下表面,而方向Y可垂直於方向X,但不以此為限。導電層122可包括鈦、銅、鋁、錫、鎳、金或銀等金屬材料或其他合適的導電材料。導電層122可為單層或多層金屬堆疊。絕緣層124可包括有機材料或無機材料。有機材料例如包括聚醯亞胺(polyimide,PI)、感光型聚醯亞胺(photosensitive polyimide,PSPI)、環氧樹脂(epoxy)、Ajinomoto增層膜(Ajinomoto build-up film,ABF)材料或其他合適的材料,無機材料例如包括氧化矽(silicon oxide,SiOx)、氮化矽(silicon nitride,SiNx)或其他合適的材料,但不以此為限。電路結構120還可包括主動元件及/或被動元件,例如二極體、電晶體、電容、電阻、電感,並可電性連接於導電層122形成的導線等。電晶體例如包括薄膜電晶體(thin film transistor,TFT),薄膜電晶體可包括閘極、源極、汲極及半導體層,但不以此為限。電路結構120例如可以為薄膜陣列基板或具有驅動電路,但不以此為限。
控制單元140設置在電路結構120與保護層110之間,且控制單元140電性連接感測元件130。本揭露中所指“設置在…之間”可表示在方向X或方向Y上,部分元件有互相重疊,亦即不需要整層或是整面的元件互相重疊。如圖1所示,控制單元140設置在電路結構120與保護層110之間可表示在方向Y上控制單元140、電路結構120與保護層110分別至少有一部分彼此重疊,且此些重疊部分在方向Y上的設置順序依序為保護層110、控制單元140及電路結構120。
根據本實施例,保護層110圍繞控制單元140,且保護層110接觸電路結構120的表面。例如,在電子裝置100的俯視圖中,控制單元140位於保護層110之中,或是保護層110位在控制單元140的外圍並包圍控制單元140,因此,在平行於保護層110的上表面或下表面的方向上(例如在方向X上),如圖1所示的剖視圖,保護層110位於控制單元140的兩側。再者,控制單元140的至少一部分可設置在保護層110內,例如保護層110可接觸控制單元140的側表面及/或下表面。在一些實施例中,如圖1所示,保護層110可覆蓋控制單元140的下表面。在另一些實施例中,控制單元140的下表面沒有被保護層110所覆蓋,例如可透過研磨(grinding)製程使保護層110暴露出控制單元140的下表面,但不以此為限。控制單元140可例如包括驅動積體電路(driver integrated circuit,driver IC)或其他合適的可發出控制訊號或具有控制元件的單元,但不以此為限。在某些實施例中,控制單元140可以為積體電路晶片,但不以此為限。電路結構120可包括上表面120a及相對的下表面120b,電路結構120的下表面120b可面向控制單元140,且保護層110可接觸電路結構120的下表面120b。保護層110可用以減少水氣影響。保護層110可例如包括環氧樹脂、陶瓷、環氧樹脂封裝材料(epoxy molding compound,EMC)、其他合適的材料或上述材料的組合,但不以此為限。
根據本揭露實施例,感測元件130的至少一部分可設置在電路結構120內,例如感測元件130可整體設置在電路結構120內,且電路結構120可接觸感測元件130的側表面(如圖1所示),或者感測元件130可部分設置在電路結構120內,且曝露出感測元件130的上表面(如圖6所示)。感測元件130可例如為光感測元件(light sensor)、熱感測元件(thermal sensor)或壓力感測元件(pressure sensor),光感測元件例如包括PIN型二極體,但不以此為限。在一些實施例中,如圖1所示,感測元件130可包括上表面130a及側表面130b,側表面130b與上表面130a相接,且上表面130a背向控制單元140。並且,電路結構120可接觸感測元件130的側表面130b,例如電路結構120的絕緣層124可接觸感測元件130的側表面130b或電路結構120的絕緣層124可接觸並覆蓋感測元件130的上表面130a。如圖1所示,絕緣層124可環狀包圍感測元件130並與感測元件130的側表面130b的任一部分相接觸,但不以此為限。
在一些實施例中,如圖1所示,感測元件130與電路結構120的其中一層導電層122可設置在同一層絕緣層124上,亦即感測元件130可與電路結構120一起製作,以整合電路結構120與感測元件130。具體而言,可在方向Y上依序交替形成圖案化的導電層122a、絕緣層124a、導電層122b、絕緣層124b、導電層122c、絕緣層124c、導電層122d、絕緣層124d、導電層122e、絕緣層124e及導電層122f。其中,在將絕緣層124c形成在導電層122c上之後,可將導電層122d形成在絕緣層124c上,且還可例如透過電鍍製程、薄膜製程及/或半導體製程將感測元件130形成在絕緣層124c上。也就是說,根據本實施例的電子裝置100,感測元件130與導電層122d可設置在同一層絕緣層124c上,但不以此為限。在一些實施例中,由於形成感測元件130的製程溫度較高,而有機材料較無法承受高溫,因此在形成感測元件130之前所形成的絕緣層124a、絕緣層124b及絕緣層124c可
包括無機材料,以減少製程溫度對絕緣層材料的影響,而其後所形成的絕緣層124d及絕緣層124e可包括有機材料,但不以此為限,上述無機材料及有機材料可參考前述段落,於此將不再贅述。
電路結構120的絕緣層124可覆蓋感測元件130,例如絕緣層124e可覆蓋感測元件130的上表面130a。並且,電路結構120的導電層122不設置在感測元件130的上方,亦即感測元件130的上表面130a與最上層的絕緣層124e之間不具有導電層122,以減少對感測元件130的靈敏度的影響或其他電性影響。在一些實施例中,感測元件130上方的絕緣層124可具有較高的光穿透率,舉例而言,其穿透率可大於70%,且折射率大於或等於1.1且小於或等於1.6,例如可防止界面反射,以提升感測元件130的感測品質,但不以此為限。在一些實施例中,絕緣層124可具有抗反射層(anti-reflective layer,AR layer)的功能,舉例而言,可為單層或多種折射率相異的材料堆疊。在一些實施例中,絕緣層124可具有濾光層(filter layer)的功能,可使特定波長的光線通過,以提升感測元件130的感測品質。在另一些實施例中,可將感測元件130上側的絕緣層124挖孔,使電路結構120曝露出感測元件130的上表面130a,因此光線L可由外界直接進入感測元件130,進而提升感測元件130的感測品質,但不以此為限。
如圖1所示,控制單元140可透過電路結構120電性連接感測元件130,例如控制單元140可透過導電層122a、導電層122b、導電層122c及導電層122d電性連接感測元件130的一電極,但不以此為限。在一些實施例中,如圖2所示,感測元件130可包括PIN型二極體,其中圖2為本揭露一實施例的感測元件的局部剖面示意圖。感測元件130可例如包括在方向Y上堆疊的第一電極132a、第一半導體層134a(例如為N型半導體層)、第二半導體層134b(例如為本徵半導體層)、
第三半導體層134c(例如為P型半導體層)及透明電極136(例如為氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)電極),其中第一電極132a可電性連接導電層122d。感測元件130還可包括第二電極132b,其中第二電極132b還可穿過一絕緣層138的連接孔而設置在絕緣層138上,而絕緣層138設置在透明電極136上,第二電極132b經過絕緣層138中的連接孔電性連接透明電極136。絕緣層138可以視為感測元件130的一部分,或者絕緣層138可以視為電路結構120中的絕緣層124的一部分。第一電極132a及第二電極132b可例如包括金屬材料或複合導電材料,但不以此為限。
在一些實施例中,如圖1所示,電路結構120還可包括圖案化金屬層150,感測元件130設置在圖案化金屬層150上,且圖案化金屬層150可具有浮動(floating)電位,但不以此為限。圖案化金屬層150可設置在控制單元140與感測元件130之間。在電子裝置100的法線方向Y上,圖案化金屬層150可重疊於感測元件130,例如完全遮蔽感測元件130的下表面,從而減少感測元件130受雜散光的影響。在另一些實施例中,圖案化金屬層150可由遮光層所取代,遮光層可例如包括金屬材料、黑色光阻材料或其他具有較佳光反射性及/或光吸收性的材料,但不以此為限。
在一些實施例中,如圖1所示,電子裝置100還可包括遮光結構160,遮光結構160設置在電路結構120上並具有多個開口162,多個開口162的其中一個開口162a可對應感測元件130,遮光結構160的開口162a暴露出感測元件130,進一步而言,遮光結構160在方向Y上沒有遮蔽或重疊於感測元件130,使得光線L可通過開口162a進入感測元件130。遮光結構160可例如包括金屬材料、黑色光阻材料、不透光材料、有機材料或其他具有較佳光反射性及/或光吸收性的材料。電子裝置100還可包括功能元件170,功能元件170對應設置在多個開口162的其
中另一個開口162b中。功能元件170可透過電路結構120電性連接控制單元140,例如控制單元140可透過導電層122a、導電層122b、導電層122c、導電層122d、導電層122e及導電層122f電性連接功能元件170的一電極170e1。功能元件170的另一電極170e2可與其他電路電性連接,例如電極170e2可電性連接共用電極(圖未示)。功能元件170可例如為發光元件、天線元件或其他產品依需要而具有特定功能的元件,發光元件可例如包括發光二極體(light-emitting diode,LED),其可產生向外部射出的光線T,但不以此為限。遮光結構160可例如減少感測元件130受功能元件170所發出光線T的影響,從而減少雜散光的影響。功能元件170在方向Y上可不重疊於感測元件130。舉例而言,電子裝置100可包括兩個功能元件170,分別對應設置在多個開口162的其中兩個開口162b中,且在方向Y上俯視時,感測元件130可位在兩個功能元件170之間,但功能元件170與所對應的開口162b的數量與排列設置並不以此為限,可依據裝置的實際結構設計進行調整。在一些實施例中,電子裝置100還可包括封裝層180,封裝層180覆蓋功能元件170及遮光結構160,且封裝層180可曝露出感測元件130所在區域。舉例而言,封裝層180可具有開口182,以曝露出電路結構120中位在最上層的絕緣層124e的部份上表面。封裝層180的開口182可對應於遮光結構160的開口162a,且開口182的尺寸可小於開口162a的尺寸,但不以此為限。封裝層180可例如為透光材料,包括環氧樹脂、陶瓷、其他合適的材料或上述材料的組合,但不以此為限。
根據本揭露實施例的電子裝置100,感測元件130與功能元件170可透過電路結構120電性連接到同一個控制單元140,使得控制單元140可同時或分時驅動感測元件130與功能元件170。也就是說,感測元件130與功能元件170可共用控制單元140,以將感測元件130與功能元件170等具有各種功能的元件整合在電子裝置100中,從而可減少所需控制單元140的數量。在另一些實施例中,控
制單元140可透過電路結構120電性連接位在多個區域的感測元件130,或者控制單元140可透過電路結構120電性連接位在多個區域的功能元件170,但不以此為限。
下文將繼續詳述本揭露電子裝置的其他實施例,為了簡化說明,下文中使用相同標號標注相同元件,以下主要針對不同實施例間的差異詳加敘述,且不再贅述相同的特徵。本揭露的各實施例與實施例可以互相組合與變化。
本揭露中電子裝置100的製程可例如為面板級封裝(panel-level package,FOPLP)製程,且可為先晶片(chip-first)或先重佈線層(RDL-first)的製程,但不以此為限。請參考圖3,圖3為本揭露第二實施例的電子裝置的局部剖面示意圖,其中圖3所示的電子裝置100可透過先晶片(chip-first)的製程所製造。為了簡化說明,在圖3與後續的圖4、圖5、圖7至圖10中省略了電路結構120中的導電層,且將電路結構120中的多層絕緣層的整體以絕緣層124表示,電路結構120中的多層絕緣層124與多層導電層122的配置例如可參考圖1,但不以圖1為限。如圖3所示,本揭露第二實施例的電子裝置100還可包括一個或多個準直元件(collimator)200,準直元件200可設置在遮光結構160的多個開口162的其中一個開口162a中且對應感測元件130。透過此準直元件200的設計,對於感測元件130可提供將光線L準直的功能,依據不同的訊噪比(signal-to-noise ratio,SNR)需求,使進入感測元件130的光線L約略平行於法線方向Y,或是與方向Y的夾角不超過60度,或不超過45度,或不超過30度,從而提升感測元件130的準確度。根據一些實施例,準直元件200具有第一高度h1,封裝層180具有第二高度h2,其中第一高度h1小於或等於第二高度h2,進一步而言,第一高度h1與第二高度h2的一比值(即h1/h2)可大於或等於0.1且小於或等於1,透過上述設置,可提升感測元件
130的準確度或可減少封裝層180因突出的準直元件200所造成的破裂,但不以此為限。在方向Y上,準直元件200不重疊於感測元件130的至少一部分。具體而言,準直元件200可設置在電路結構120的絕緣層124上,且準直元件200可設置在封裝層180的開口182中,其中封裝層180的開口182對應於遮光結構160的開口162a。準直元件200可例如包括金屬材料、黑色光阻材料或其他具有較佳光反射性及/或光吸收性的材料,且準直元件200的材料可相同或不同於遮光結構160的材料。在一些實施例中,電路結構120還可包括圖案化金屬層150,感測元件130設置在圖案化金屬層150上,透過對應感測元件130設置圖案化金屬層150,可減少漏電流。其中,所述圖案化金屬層150例如具有浮動電位,但不以此為限。
舉例而言,在圖3所示的電子裝置100的製程中,可先在控制單元140周圍設置保護層110以圍繞控制單元140。接著,將電路結構120形成在保護層110上並電性連接控制單元140主動面上的導電墊142,其中感測元件130可與電路結構120一起製作,例如透過薄膜製程及/或半導體製程將感測元件130形成在電路結構120的絕緣層124中。而後,可接續在電路結構120上形成遮光結構160、準直元件200、功能元件170及封裝層180,但不以此為限,其中功能元件170、遮光結構160及準直元件200的形成順序可依製程設計而調整,其他實施例亦同,不再贅述。在一些實施例中,為了減少感測元件130的高溫製程對電路結構120的影響,可較先形成感測元件130,使得感測元件130可較靠近控制單元140,亦即感測元件130可較靠近電路結構120的下表面120b,且較遠離電路結構120的上表面120a,但不以此為限。
請參考圖4,圖4為本揭露第三實施例的電子裝置的局部剖面示意圖,其中圖4所示的電子裝置100可透過先重佈線層(RDL-first)的製程所製造。如
圖4所示,在本揭露第三實施例的電子裝置100中,電路結構120可曝露出感測元件130的上表面130a,例如感測元件130的上表面130a可與電路結構120的上表面120a齊平,使得光線L可由外界直接進入感測元件130而沒有先穿過電路結構120的絕緣層124,進而提升感測元件130的感測品質。準直元件200可設置在遮光結構160的多個開口162的其中一個開口162a中且對應感測元件130,例如準直元件200可直接接觸並設置在感測元件130的上表面130a,但不以此為限。具體而言,準直元件200可設置在封裝層180的開口182中,其中封裝層180的開口182對應於遮光結構160的開口162a。此外,在電路結構120與控制單元140之間還可設有多個接合元件210,電路結構120可透過接合元件210電性連接控制單元140的導電墊142。接合元件210可例如為凸塊底層金屬(under-bump metallization,UBM)、凸塊(bump)、焊球(solder ball)或接墊(pad),接合元件210可包括銅、錫、鎳、金、鉛、其他適合的導電材料或上述材料的組合,但不以此為限。在一些實施例中,如圖4所示,電路結構120還可包括遮光元件220,遮光元件220可設置在感測元件130的至少一側。舉例而言,在方向Y上,遮光元件220與感測元件130彼此不重疊,或者,感測元件130設置在相鄰兩遮光元件220之間。在另一些實施例中,遮光元件220可圍繞感測元件130設置,但不以此為限。遮光元件220可例如包括金屬材料、黑色光阻材料或其他具有較佳光反射性及/或光吸收性的材料。遮光元件220可減少感測元件130受功能元件170所發出的光影響,或減少環境中側入光或雜散光對於感測元件130的影響,但不以此為限。
舉例而言,在圖4所示的電子裝置100的製程中,可先形成電路結構120以及設置在電路結構120中的感測元件130,使電路結構120圍繞感測元件130,在形成電路結構120時,也可一併形成接合元件210。或者,可以在提供控制單元140於電路結構120的下表面120b時,形成接合元件210於電路結構120的
下表面120b上或控制單元140的上表面,以使電路結構120透過接合元件210電性連接控制單元140的導電墊142,再形成保護層110圍繞控制單元140。然後,將整體結構上下翻轉之後,可接續在電路結構120上形成遮光結構160、準直元件200、功能元件170及封裝層180,但不以此為限。
請參考圖5。圖5為本揭露第四實施例及其變化實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。如圖5的示例(I)所示,本揭露第四實施例的電子裝置100還可包括透鏡230,透鏡230設置在多個開口162的其中一個開口162a中且對應感測元件130,透鏡230可以將光線L準直或是集中,從而提升感測元件130的準確度。例如,透鏡230的中央或最厚的部分可大致對應感測元件130的中央,但不以此為限。具體而言,透鏡230可設置在絕緣層124上,且透鏡230可設置在封裝層180的開口182中,其中封裝層180的開口182對應於遮光結構160的開口162a。如圖5的示例(II)所示,在本揭露第四實施例的變化實施例的電子裝置100中,透鏡230還可包括濾光層232,以使具有特定波段的光線L進入感測元件130。具有特定波段的光線L可例如為紅外光,但不以此為限。
請參考圖6。圖6為本揭露第五實施例的電子裝置的局部剖面示意圖。如圖6所示,在本揭露第五實施例的電子裝置100中,電路結構120可具有凹槽126,且感測元件130設置在凹槽126中。具體而言,感測元件130可為已具有完整封裝結構的封裝元件,可設置在電路結構120的凹槽126中,且在電路結構120與感測元件130之間還可設有接合元件240。感測元件130可透過接合元件240電性連接電路結構120的導電層122,進而可透過導電層122電性連接控制單元140。接合元件240可例如為導電膠或導電墊,導電膠例如包括異方性導電膜(anisotropic conductive film,ACF),但不以此為限。當接合元件240使用導電膠
時,能將感測元件130固定在凹槽126中。凹槽126在方向Y上可重疊於遮光結構160的開口162a,且凹槽126在方向Y上還可重疊於封裝層180的開口182,使得感測元件130的上表面130a被曝露出來,因此光線L可由外界直接進入感測元件130。
請參考圖7與圖8。圖7為本揭露一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。圖8為本揭露另一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。如圖7與圖8所示,本揭露前述實施例的多個電子裝置100可相鄰設置,以構成拼接電子裝置DE。舉例而言,拼接電子裝置DE可包括兩個電子裝置100以及連接單元250。兩個電子裝置100彼此相鄰設置,且各電子裝置100可包括保護層110、電路結構120、感測元件130以及控制單元140。此外,各電子裝置100還可包括遮光結構160、功能元件170以及封裝層180,但不以此為限。電子裝置100的各元件的細部結構與材料可參考前述實施例的說明,於此將不再贅述。連接單元250可設置在兩個電子裝置100的電路結構120的一側(例如下側)並電性連接兩個電子裝置100的電路結構120。在圖7與圖8所示實施例中,連接單元250可為在相鄰兩個電子裝置100的控制單元140之間以及保護層110之間,並與保護層110接觸,但不以此為限。連接單元250可例如包括銅、錫、鎳、金、鉛、其他適合的導電材料或上述材料的組合,但不以此為限。
如圖7與圖8所示,拼接電子裝置DE還可包括電路板260以及保護層270,保護層270可覆蓋各電子裝置100的保護層110的下表面110a,且電路板260可相對保護層270設置。電路板260可包括印刷電路板(printed circuit board,PCB)、玻璃及/或聚醯亞胺,但不以此為限。保護層270可例如包括環氧樹脂、陶瓷、環氧樹脂封裝材料、其他合適的材料或上述材料的組合,但不以此為限。
保護層270的材料可相同或不同於保護層110的材料。連接單元250在方向X上設置在兩個電子裝置100的保護層110之間,且兩個電子裝置100的電路結構120可分別透過連接單元250電性連接電路板260,例如連接單元250可由兩個電路結構120的下表面120b延伸經過保護層110及保護層270並電性連接電路板260。在一些實施例中,如圖7所示,連接單元250可直接接觸並電性連接電路板260。在另一些實施例中,如圖8所示,連接單元250可延伸到保護層270的下表面270a並覆蓋部分下表面270a,且在連接單元250與電路板260之間還可設有多個接合元件212,連接單元250可透過接合元件212電性連接電路板260。接合元件212可例如為凸塊、焊球或接墊,接合元件212可包括銅、錫、鎳、金、鉛、其他適合的導電材料或上述材料的組合,但不以此為限。
請參考圖9。圖9為本揭露一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。如圖9所示,拼接電子裝置DE可包括彼此相鄰設置的兩個電子裝置100以及連接單元250,且連接單元250可包括兩個導電元件252。兩個導電元件252可設置在兩個電子裝置100之間,其中各導電元件252分別對應兩個電子裝置100的其中一個電子裝置100,亦即各導電元件252可對應設置在一個電子裝置100的一側。並且,各導電元件252可分別由所對應的電子裝置100的電路結構120的上表面120a延伸到此電路結構120的側面以及所對應的電子裝置100的保護層110的側面與下表面110a。在一些實施例中,拼接電子裝置DE還可選擇性包括電路板260,電路板260可相對兩個電子裝置100的保護層110設置,且各導電元件252可分別電性連接電路板260,以使各電子裝置100的電路結構120分別透過導電元件252電性連接電路板260,但不以此為限。在另一些實施例中,兩個導電元件252可直接互相連接。導電元件252的功能包括能將線路由電子裝置100的正面(例如電路結構120的上表面120a)引到電子裝置100的背面(例如保護層110的下表面
110a),使得電路板260可直接與導電元件252接合。本實施例中導電元件252可直接沿著電路結構120與保護層110的側面延伸,例如(但不限於)可藉由印刷製程或鍍膜製程製作,此設計能使相鄰的兩個電子裝置100的距離更接近,節省整個拼接電子裝置DE的體積,提高元件空間配置的彈性。
請參考圖10。圖10為本揭露一實施例的拼接電子裝置的局部剖面示意圖。如圖10所示,拼接電子裝置DE可包括彼此相鄰設置的兩個電子裝置100、連接單元250以及電路板260,且連接單元250可包括多個導電元件254。各導電元件254分別對應兩個電子裝置100的其中一個電子裝置100,且各導電元件254可由所對應的電子裝置100的電路結構120延伸穿過所對應的電子裝置100的保護層110並電性連接電路板260。其中,多個導電元件254還可達到散熱的功能。在一些實施例中,在各電子裝置100的保護層110與電路板260之間還可設有多個接合元件214及多個接合元件216,且導電元件254可透過接合元件214及接合元件216電性連接電路板260。接合元件214、接合元件216可例如為凸塊、焊球或接墊,接合元件214、接合元件216可包括銅、錫、鎳、金、鉛、其他適合的導電材料或上述材料的組合,但不以此為限。在一些實施例中,在各電子裝置100的保護層110的另一側還可設有另一電路結構(未圖示),亦即保護層110可設置在電路結構120與另一電路結構之間,電路結構120可透過導電元件254電性連接另一電路結構,但不以此為限。
綜上所述,根據本揭露實施例的電子裝置及其拼接電子裝置,透過重佈線層等電路結構圍繞感測元件的結構設計,可整合電路結構與感測元件,進而可在電子裝置中整合各種功能的元件,使得單一個電子裝置即可具有多種不同功能的元件,例如同時包括重佈線層、感測元件、控制單元及功能元件等。
多種不同功能的元件能共用電子裝置中的一個控制單元,藉此可以減少控制單元的數量。此整合設計可達到節省電子裝置空間的效果。此外,根據本揭露,電路結構與感測元件的製程可以整合以一併製作,能節省製程成本。
以上所述僅為本揭露的實施例而已,並不用於限制本揭露,對於本領域的技術人員來說,本揭露可以有各種更改和變化。凡在本揭露的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本揭露的保護範圍之內。
100:電子裝置
110:保護層
120:電路結構
120a,130a:上表面
120b:下表面
122,122a,122b,122c,122d,122e,122f:導電層
124,124a,124b,124c,124d,124e:絕緣層
130:感測元件
130b:側表面
140:控制單元
150:圖案化金屬層
160:遮光結構
162,162a,162b,182:開口
170:功能元件
170e1,170e2:電極
180:封裝層
L,T:光線
X,Y:方向
Claims (8)
- 一種電子裝置,包括:一保護層;一電路結構,設置在該保護層上;一感測元件,該電路結構圍繞該感測元件;一控制單元,設置在該電路結構與該保護層之間,且該控制單元電性連接該感測元件;一遮光結構,設置在該電路結構上並具有多個開口,該多個開口的其中一個開口對應該感測元件;以及一準直元件,設置在該多個開口的該其中一個開口中且對應該感測元件;其中,該保護層圍繞該控制單元,且該保護層接觸該電路結構的一表面。
- 如請求項1所述的電子裝置,還包括一透鏡,設置在該多個開口的該其中一個開口中且對應該感測元件。
- 如請求項2所述的電子裝置,其中該透鏡包括一濾光層。
- 如請求項1所述的電子裝置,還包括一功能元件,對應設置在該多個開口的其中另一個開口中,且該功能元件透過該電路結構電性連接該控制單元。
- 如請求項4所述的電子裝置,還包括一封裝層,該封裝層覆蓋該功能元件及該遮光結構。
- 如請求項5所述的電子裝置,其中該準直元件具有一第一高度,該封裝層具有一第二高度,且該第一高度小於或等於該第二高度。
- 如請求項1所述的電子裝置,其中該電路結構包括一圖案化金屬層,該感測元件設置在該圖案化金屬層上,且該圖案化金屬層具有浮動電位。
- 一種拼接電子裝置,包括:兩個電子裝置,彼此相鄰設置,其中各該電子裝置包括:一保護層;一電路結構,設置在該保護層上;一感測元件,該電路結構圍繞該感測元件;以及一控制單元,設置在該電路結構與該保護層之間,且該控制單元電性連接該感測元件,其中,該保護層圍繞該控制單元,且該保護層接觸該電路結構的一表面;以及一連接單元,設置在該兩個電子裝置的該等電路結構的一側並電性連接該兩個電子裝置的該等電路結構。
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