TWM454627U - 分區並列式光感測晶片封裝結構 - Google Patents

Description

分區並列式光感測晶片封裝結構

本創作為一種感測晶片封裝結構，特別是一種分區並列式光感測晶片封裝結構。

環境光源感測器是用來感測環境光源的變化，如使用於改變手機面板的使用亮度時，當周遭亮度較暗時，面板亮度跟著變暗，除了可以避免刺激眼睛之外，亦可用於省電，在戶外光源較強時，手機面板背光會跟著變亮增加可視度。

近接感測器則是一種非接觸的物體偵測感應器，在行動裝置方面的應用，例如手機的接聽防觸控功能，一旦使用者的頭部靠近聽筒，手機觸控功能會自動關閉，防止講電話時臉與面板接觸造成的功能誤觸。

環境光源感測器與近接感測器兩者因同樣都是感測光源，進行作動的光學系統，因此被整合於一封裝結構，以共享空間、耗材並且合併電力供應的線路佈局。

如上所述之感測器，在現行封裝方式當中，大多採用並列式的封裝結構，然而，因紅外線發光二極體的發光特性，未經過二次光學處理前，紅外線發光二極體之光源也會從側面射出，使得光訊號干擾難以處理，因此，為了防止紅外線發光二極體與環境光源感測器、近接感測器間的光訊號干擾，發光二極體與感測器之間的阻光材質之厚度與相對距離對於光訊號干擾有很大的影響。此外，現行並列式的封裝結構，其封裝面積無法縮小，且阻光材料或其封裝結構也更複雜。

有鑑於此，本創作人乃藉由多年從事相關產業的開發經驗，針對現有的感測晶片封裝結構在使用上所面臨的問題深入探討，藉由大量分析，並積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功的創作出一種分區並列式光感測晶片封裝結構，藉以改善以上所述之缺失。

本創作之主要目的，係在提供一種分區並列式光感測晶片封裝結構，其技術思想乃是在於採取疊合並且以分區並列的封裝方式，使發光元件及光學感測晶片並列放置在積體電路晶片的上方，以製作成類似H字型的結構，以避免發光元件、光學感測晶片及積體電路晶片之間的訊號干擾。

本創作之又一目的，係在提供一種分區並列式光感測晶片封裝結構，其係利用疊合與分區並列結構將可縮小整體的封裝面積，亦可節省電路板空間並簡化系統設計時之複雜度，以符合可攜式電子裝置微型化的需求。

本創作之另一目的，係在提供一種分區並列式光感測晶片封裝結構，利用疊合與分區並列結構將可縮小封裝面積，並且降低因發光元件側面發光造成的光訊號干擾，更能簡化為了防止光訊號干擾的複雜封裝結構及製程，以降低光訊號干擾問題。

本創作之再一目的，係在提供一種分區並列式光感測晶片封裝結構，於第一凹槽內塗佈有阻光材料，以增加光源反射率及增長發射距離並減少光訊號干擾，第二凹槽上可設有光源導引槽，以增加光源吸收率，並且可在基板上方再增加上蓋，以增加抗光訊號干擾能力。

為達上述之目的，本創作提供一種分區並列式光感測晶片封裝結構，包含有基板上相對側邊設有第一凹槽及第二凹槽，且於基板下表面設有第 三凹槽，發光元件設置於第一凹槽內，藉此產生電致發光源，光學感測晶片設置於第二凹槽內，以感測環境光源，積體電路晶片設置於第三凹槽內，電性連接發光元件及光學感測晶片，藉此以控制發光元件及光學感測晶片。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本創作於此列舉一實施例，一併參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖及第5圖，藉此說明本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構俯視示意圖、仰視示意圖、分解圖、剖面圖以及發光元件、光學感測晶片及積體電路晶片電路圖。

如圖所示，本創作之一種分區並列式光感測晶片封裝結構10，包含有基板14上相對側邊設有第一凹槽16及第二凹槽18，且於基板14下表面設有第三凹槽20，發光元件22設置於第一凹槽16內，藉此產生電致發光源，光學感測晶片24設置於第二凹槽18內，可感測電致發光源及環境光源，積體電路晶片26設置於第三凹槽20內以電性連接發光元件22及光學感測晶片24，藉此積體電路晶片26可接收電致發光源及環境光源之光通量狀態，並控制發光元件22及光學感測晶片24之作動狀態。

接續，如第3圖及第4圖所示，本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構10包含有複數導電接點28，設置於基板14之第一凹槽16、第二凹槽18及第三凹槽20內，且積體電路晶片26可藉由這些導電接點28電性連接發光元件22及光學感測晶片24。

如同第3圖及第4圖所示，本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構 10，其中第一凹槽16係呈現錐狀或碗狀，且第一凹槽16內可塗佈有阻光材料30，藉此可增加光源反射率及增長發射距離並減少光訊號干擾。

此外，前述之阻光材料30可選自散射材料或反射材料，其中反射材料可選自硫酸鋇、氧化鈦、聚對苯二甲二乙酯、二氧化矽、白色油墨、白色樹脂或金屬，第二凹槽18係為矩形凹槽，以接收光源。

再者，如前所述之第二凹槽18係為矩形凹槽，然而，此實施例僅是本創作之一實施例，本創作當然並不以此為限，接續，參閱第6圖、第7圖，藉此說明本創作新增光源導引槽及透光性封裝膠體示意圖及沿第6圖A-A'線段剖視圖。

如圖所示，本創作之第二凹槽18上可設有光源導引槽32，且光源導引槽32的開口大小是由上往下漸縮，藉此可增加光源吸收率。

此外，本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構10，包含有透光性封裝膠體34填設於第一凹槽16及第二凹槽18，藉此覆蓋發光元件22、光學感測晶片24、第一凹槽16與第二凹槽18內之導電接點28、阻光材料30、光源導引槽32以及導電線36。其中，如前所述之第三凹槽20之導電接點28係為焊墊，且透光性封裝膠體34係為矽膠或環氧樹脂。

接續，參閱第8圖，以說明本創作之發光元件、光學感測晶片打線示意圖，參閱同時輔以第3圖及第4圖，如第8圖所示，本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構10，其發光元件22與光學感測晶片24係利用複數導電線36以打線方式分別對應電性連接至第一凹槽16及第二凹槽18上的導電接點28，如第3圖及第4圖所示，積體電路晶片26上則設有複數焊球38，以覆晶方式分別對應電性連接第三凹槽20內之導電接點28。

此外，繼續參閱第3圖、第4圖及第5圖所示，本創作之光學感測晶片24係具有環境光感測單元40及近接感測單元42，環境光感測單元40可偵測環境光源，近接感測單元42則可接收發光元件22之電致發光源，且積體電路晶片26電性連接環境光感測單元40及近接感測單元42，以接收環境光感測單元40及近接感測單元42所偵測之環境光源及電致發光源之光通量狀態，且積體電路晶片26可控制發光元件22、環境光感測單元40及近接感測單元42之作動狀態。

參閱第9圖，以說明本創作新增上蓋示意圖，如圖所示，本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構10，可在基板14上方再增加上蓋44，並以封裝膠材或錫膏結合於基板14上，以增加抗光訊號干擾能力。

參閱第10圖，以說明本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構作動示意圖，參閱同時輔以第5圖，如圖所示，當本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構10置放在環境光源下，例如日光46或其他可見光，積體電路晶片26可控制發光元件22發出電致發光源，環境光感測單元40則可偵測如日光46之環境光源狀態，近接感測單元42可接收發光元件22之光源，因此，當有一物體48反射發光元件22之光源至近接感測單元42，且在環境光感測單元40在感測日光46之環境光源狀態的同時，積體電路晶片26則可分別對應接收環境光感測單元40及近接感測單元42環境光源及電致發光源之光通量狀態，且積體電路晶片26可控制環境光感測單元40及近接感測單元42之作動狀態。

其中，如前所述之分區並列式光感測晶片封裝結構10，基板14係為陶瓷基板或印刷電路板，且基板14使用不可透光性材質，例如是聚醯亞胺、 熱塑性聚酯、交聯聚丁烯對苯二甲酸酯樹脂或液晶聚合物；其中發光元件22係為紅外線發光二極體，積體電路晶片26係為特定應用積體電路(Application-specific integrated circuit，ASIC)。

據上所述，本創作之技術思想乃在於採取疊合並且以分區並列的封裝方式，使發光元件22及光學感測晶片24並列放置在積體電路晶片26的上方，並且利用含有導電接點28的基板14製作成類似H字型的結構，因此，基板14上下共有獨立的第一凹槽16、第二凹槽18及第三凹槽20以分別設置發光元件22、光學感測晶片24及積體電路晶片26。

依據本創作所揭示之封裝結構將可避免發光元件22、光學感測晶片24及積體電路晶片26之間的訊號干擾；並且，由於本創作採用疊合與分區並列結構將可縮小整體的封裝面積，亦可節省電路板空間並簡化系統設計時之複雜度，並且降低因發光元件22側面發光造成的光訊號干擾，更能簡化為了防止光訊號干擾的複雜封裝結構及製程，以降低光訊號干擾問題，此外，本創作之第一凹槽16內塗佈有阻光材料30，藉此可增加光源反射率及增長發射距離並減少光訊號干擾，第二凹槽18上可設有光源導引槽32，以增加光源吸收率，並且可在基板14上方再增加上蓋44，並以封裝膠材或錫膏結合於基板14上，以增加抗光訊號干擾能力，藉以符合可攜式電子裝置微型化的需求。

雖然，本創作前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。在不脫離本創作之精神和範圍內所為之更動與潤飾，均屬於本創作專利範圍之主張。關於本創作所界定之專利範圍請參考所附之請求項。

10‧‧‧分區並列式光感測晶片封裝結構

14‧‧‧基板

16‧‧‧第一凹槽

18‧‧‧第二凹槽

20‧‧‧第三凹槽

22‧‧‧發光元件

24‧‧‧光學感測晶片

26‧‧‧積體電路晶片

28‧‧‧導電接點

30‧‧‧阻光材料

32‧‧‧光源導引槽

34‧‧‧透光性封裝膠體

36‧‧‧導電線

38‧‧‧焊球

40‧‧‧環境光感測單元

42‧‧‧近接感測單元

44‧‧‧上蓋

46‧‧‧日光

48‧‧‧物體

第1圖係為本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構俯視示意圖。

第2圖係為本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構仰視示意圖。

第3圖係為本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構分解圖。

第4圖係為本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構剖面圖。

第5圖係為本創作之發光元件、光學感測晶片及積體電路晶片電路圖。

第6圖係為本創作新增光源導引槽及透光性封裝膠體示意圖。

第7圖係為本創作沿第6圖A-A'線段剖視圖。

第8圖係為本創作之發光元件、光學感測晶片打線示意圖。

第9圖係為本創作新增上蓋示意圖。

第10圖係為本創作之分區並列式光感測晶片封裝結構作動示意圖。

10‧‧‧分區並列式光感測晶片封裝結構

14‧‧‧基板

16‧‧‧第一凹槽

18‧‧‧第二凹槽

20‧‧‧第三凹槽

22‧‧‧發光元件

24‧‧‧光學感測晶片

26‧‧‧積體電路晶片

28‧‧‧導電接點

30‧‧‧阻光材料

36‧‧‧導電線

38‧‧‧焊球

Claims (12)

1. 一種分區並列式光感測晶片封裝結構，至少包括：一基板，該基板上相對側邊設有一第一凹槽及一第二凹槽，且於該基板下表面設有一第三凹槽；一發光元件，設置於該第一凹槽內，藉此產生一電致發光源；一光學感測晶片，設置於該第二凹槽內，以感測該電致發光源及一環境光源；以及一積體電路晶片，設置於該第三凹槽內，電性連接該發光元件及該光學感測晶片，藉此接收該電致發光源及該環境光源之光通量，並控制該發光元件及該光學感測晶片之作動狀態。
2. 如請求項1所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，更包括：複數導電接點，設置於該基板之該第一凹槽、該第二凹槽及該第三凹槽內，且該積體電路晶片可藉由該導電接點電性連接該發光元件及該光學感測晶片。
3. 如請求項2所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該發光元件、該光學感測晶片係利用複數導電線以打線方式分別對應電性連接至該第一凹槽及該第二凹槽之該等導電接點，以及該積體電路晶片上設有複數焊球，以電性連接該第三凹槽內之該等導電接點。
4. 如請求項3所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該第三凹槽之該等導電接點係為焊墊。
5. 如請求項3所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該第一凹槽係呈現錐狀或碗狀，且該第一凹槽內可塗佈有一阻光材料，該阻光材料可 選自一散射材料或一反射材料。
6. 如請求項5所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該反射材料可選自硫酸鋇、氧化鈦、聚對苯二甲二乙酯、二氧化矽、白色油墨、白色樹脂或金屬。
7. 如請求項5所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該第二凹槽上設有一光源導引槽，且該光源導引槽的開口大小是由上往下漸縮。
8. 如請求項7所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，更包括：一透光性封裝膠體，填設於該第一凹槽及該第二凹槽，藉此覆蓋該發光元件、該光學感測晶片、該阻光材料、該光源導引槽以及該第一凹槽及該第二凹槽內之該導電接點及該導電線。
9. 如請求項8所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該透光性封裝膠體係為矽膠或環氧樹脂。
10. 如請求項1所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該光學感測晶片具有一環境光感測單元及一近接感測單元，該環境光感測單元可偵測該環境光源狀態，該近接感測單元可接收該發光元件之該電致發光源，且該積體電路晶片電性連接該環境光感測單元及該近接感測單元，以接收該電致發光源及該環境光源之光通量，並控制該發光元件、該環境光感測單元及該近接感測單元之作動狀態。
11. 如請求項1所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該基板上設有一上蓋，該上蓋以封裝膠材或錫膏結合於該基板上。
12. 如請求項1所述之分區並列式光感測晶片封裝結構，其中該發光元件係為紅外線發光二極體。