TWM497854U - 光學模組的封裝結構 - Google Patents

Description

光學模組的封裝結構

本創作係與光學模組有關，特別是指一種光學模組的封裝結構。

目前的手持式電子裝置(如智慧型手機)為了避免觸控面板被誤觸或因應省電之需求，在結構上通常會設置一光學模組，當前述手持式電子裝置在靠近某一物體的表面(如臉頰)時，光學感應模組會藉由光發射晶片發出光線，此一光線在經過物體的表面反射之後會被光學感應模組之光接收晶片所接收，最後再將所接收的光線轉換成電子訊號進行後續處理。

然而， 習用光學模組為了避免訊號之串擾(Crosstalk)，係先以封裝膠體將光發射晶片及光接收晶片加以封裝，再將一金屬框架卡合於前述之封裝結構，使得金屬框架形成具有光線隔離的屏障結構，但因習用的封裝結構須成形一卡合結構可供組裝金屬框架，因此在製程與結構的複雜度將較為高，又因習用係以膠合之方式固設金屬框架，故往往會發生膠量太多造成溢膠的問題，或是膠量太少而造成金屬框架容易脫落或位移，使得光線隔離之效果不佳。

本創作之主要目的在於提供一種光學模組的封裝結構，包括有一基板、一封蓋、一光發射晶片、一光接收晶片，以及二封裝膠體。該基板具有一光發射區、一光接收區及一位於該發光射區與該光接收區之間的凹部；該封蓋設於該基板且與該基板之間形成有一第一腔室及一第二腔室，該封蓋具有一光發射孔、一光接收孔及一擋牆，該光發射孔連通於該第一腔室，該光接收孔連通於該第二腔室，該擋牆設於該凹部且用以區隔該第一腔室與該第二腔室；該光發射晶片設於該光發射區且位於該第一腔室內；該光接收晶片設於該光接收區且位於該第二腔室內；各該封裝膠體分別設於該第一腔室及該第二腔室內且分別包覆該光發射晶片及該光接收晶片。

較佳地，該封裝膠體於該基板之另一側具有一突出於該封裝膠體的導光部。

較佳地，該導光部係為凸透鏡。

較佳地，該封蓋之外表面設有一導電層。

較佳地，該光發射孔或該光接收孔之周壁具有一反射層，該反射層係由內向外逐漸擴張。

較佳地，該封裝膠體係為透光的樹脂。

較佳地，該封蓋係為不透光的樹脂。

藉此，本創作之光學模組的封裝結構透過在該基板上形成一凹陷之凹部，以及該封蓋之擋牆嵌設於該凹部，使得該基板與該封蓋之接合處低於該基板，藉以讓該光發射晶片所發出的光線則無法由側向傳遞至該光接收晶片(即避免光訊號之串擾效應)，更因其封蓋係為樹脂材質，故封裝結構容易依其使用上之需求而做調整，以提升效率及應用，更可大為降低製程上之成本及製作上之難易度。

為使 貴審查委員能進一步了解本創作之構成、特徵及其目的，以下乃舉本創作之若干實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該技術領域者能夠具體實施，惟以下所述者，僅係為了說明本創作之技術內容及特徵而提供之ㄧ實施方式，凡為本創作領域中具有一般通常知識者，於了解本創作之技術內容及特徵之後，以不違背本創作之精神下，所為之種種簡單之修飾、替換或構件之減省，皆應屬於本創作意圖保護之範疇。

為了詳細說明本創作之結構、特徵及功效所在，茲列舉一較佳實施例並配合下列圖式說明如後，其中：

請參閱第1圖A至第1圖F所示，係為本創作一第一較佳實施例之光學模組的封裝結構10之製造方法，其包含有下列步驟：

步驟(a)，如第1圖A至第1圖B，首先利用上片(Die Bonding)製程將一光發射晶片20及一光接收晶片30設於一基板40上，並透過打線(Wire Bonding)製程將該光發射晶片20與該光接收接片30電性連接於該基板40。

步驟(b)，如第1圖C，係以模壓(Molding)製程形成一封裝膠體50於該基板40上，且包覆該光發射晶片20及該光接收晶片30，其中該封裝膠體係為透光的樹脂，而在進行前述模壓該封裝膠體的同時於該封裝膠體上形成一導光部51，如此不僅能夠簡化製程，更能達到提升光訊號之發光與接收的效率。

步驟(c)，如第1圖D，在該基板40上且位於該光發射晶片20與該光接收晶片30之間進行切割，使該基板40形成有一凹陷於該基板40的凹部41，此時，該封裝膠體50也將因前述切割製程而一分為二，一半位於該光發射晶片20，另一半位於該光接收晶片30。

步驟(d)，如第1圖E，將一封蓋60設於該基板40上，使該光發射晶片20容納於該封蓋60與該基板40之間所形成之一第一腔室61內，該第一腔室61連通於該封蓋60之一光發射孔63，並且使該光接收晶片30容納於該封蓋60與該基板40之間所形成之一第二腔室65內，該第二腔室65連通於該封蓋60之一光接收孔67。

步驟(e)，如第1圖F，本創作之光學模組的封裝結構10為了能夠達到抗電磁干擾(ElectroMagnetic Interference，簡稱EMI)，故於該封蓋60的外表面透過濺鍍(Sputtering Deposition)、塗覆(Coating)或噴塗之方式形成有一導電層69。在此要強調的是，該導電層69形成於該封蓋60之外表面係為本創作之較佳實施例，但並非用以限制本創作，其中該導電層69形成於該封蓋60之內表面也為本創作所欲保護的範圍。

請參閱第2圖A至第2圖F所示，係為本創作一第二較佳實施例之光學模組的封裝結構10'之製造方法，其中該第二較佳實施例與該第一較佳實施例之差異在於如第2圖C，該第二較佳實施例在進行步驟(b)的模壓製程後即可立即形成二獨立的封裝膠體50，而各該封裝膠體50係分別設於該基板40上，且分別包覆該光發射晶片20及該光接收晶片30，如此一來，當在進行步驟(c)使該基板40形成有一凹陷於該基板40的凹部41時，切割刀具將因為不必切割該封裝膠體50，而使切割過程較不易產生偏移、誤差或斷刀等問題，進而有助於精準度及良率的提升。

請參閱第3圖A至第3圖F所示，係為本創作一第三較佳實施例之光學模組的封裝結構10''之製造方法，其中該第三較佳實施例與該第一較佳實施例及該第二較佳實施例之差異在於如第3圖E，該第三較佳實施例在步驟(d)之封蓋60係為不透光的樹脂，且透過模壓之方式形成於該基板40上，又因該封蓋60係為模壓方式所形成，因此該封蓋60更可因應使用上之需求而於該光發射孔63及該光接收孔67或兩者其中之一的周壁形成一反射層631、671，藉以提升光學模組的應用性及增加其光學效果。

請再參閱第1圖F、第1圖G、第2圖F所示，係分別為本創作所提供之第一、第二較佳實施例之光學模組的封裝結構10、10'，其中該第一較佳實施例與該第二較佳實施例之封裝結構相同，各該封裝結構10、10'包括有該基板40、該封蓋60、該光發射晶片20、該光接收晶片30以及該封裝膠體50。

該基板40具有位於同一基準線D上的一光發射區43、一光接收區45，以及一位於該發光射區43與該光接收區45之間且於該基準線下的凹部41，換言之，該凹部41陳如上所述係凹陷於該基板40。

該封蓋60設於該基板40，且與該基板40之間形成有一第一腔室61及一第二腔室65，該封蓋60具有一光發射孔63、一光接收孔67及一擋牆68，該光發射孔63連通於該第一腔室61，該光接收孔67連通於該第二腔室65，該擋牆68對應設於該凹部41且用以區隔該第一腔室61與該第二腔室65。藉此，由於該封蓋60之擋牆68係嵌入該基板40內(即為該凹部41)，故該基板40與該封蓋60之接合處係低於該基板40，因此該光發射晶片20所發出的光線則無法由側向傳遞至該光接收晶片30(即串擾效應)。此外，本創作為克服塑料材質無法有效地抑制EMI之缺陷，故可於該封蓋60之外表面形成一金屬材質之導電層69，如此一來該導電層69即可作為一屏蔽，以避免電磁對該封蓋60內之各該晶片20、30產生干擾。

該光發射晶片20及該光接收晶片30分別設於該光發射區43及設於該光接收區45，且分別位於該第一腔室61內及該第二腔室65內。

各該封裝膠體50分別設於該第一腔室61及該第二腔室65內且分別包覆該光發射晶片20及該光接收晶片30，其中各該封裝膠體50於相對該基板40之另一側具有一突出於各該封裝膠體50的導光部51，如本創作較佳實施例中，該導光部51係為凸透鏡，而因應使用上之需求，該導光部51也可只形成於各該封裝膠體50其中一。在此值得一提的是，各該封裝膠體50係為透光的樹脂，並透過模壓之方式直接形成於該基板40上。

請再參閱第3圖F、第3圖G所示，係為本創作所提供之第三較佳實施例之光學模組的封裝結構10''，該第三較佳實施例之封裝結構10''與該第一、第二較佳實施例之封裝結構10、10'的差異在於該第三較佳實施例係將不透光的樹脂以模壓之方式來形成該封蓋60，也因該封蓋60係以模壓方式所形成，所以可藉由在該光發射孔63及該光接收孔67之周壁分別形成該反射層631、671，各該反射層631、671係由內向外逐漸擴張，藉以達到提升光發射與光接收之效率。

值得一提的是，該基板40之凹部41可如第1圖G所示，該基板40之凹部41係為長條狀，且該凹部41之相對兩側並未延伸出該基板40之側緣；或如第3圖G所示，該凹部41之相對兩側係延伸出該基板40之側緣，而該凹部41之結構設計係依製程或成本之考量而做變化，藉此讓本創作之封裝結構在製作上更具多元，以減少成本及降低製程難易度。

綜上所陳，本創作之光學模組的封裝結構10、10'、10''透過在該基板40上形成一凹陷之凹部41，以及該封蓋60之擋牆嵌設於該凹部41，使得該基板40與該封蓋60之接合處低於該基板40，藉以讓該光發射晶片20所發出的光線則無法由側向傳遞至該光接收晶片30(即避免光訊號之串擾效應)，更因其封蓋60係為樹脂材質，故封裝結構容易依其使用上之需求而做調整，以提升效率及應用，更可大為降低製程上之成本及製作上之難易度。

本創作於前揭露實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

110、10'、10''‧‧‧封裝結構
20‧‧‧光發射晶片
30‧‧‧光接收晶片
40‧‧‧基板
41‧‧‧凹部
43‧‧‧光發射區
45‧‧‧光接收區
50‧‧‧封裝膠體
51‧‧‧導光部
60‧‧‧封蓋
61‧‧‧第一腔室
63‧‧‧光發射孔
631‧‧‧反射層
65‧‧‧第二腔室
67‧‧‧光接收孔
671‧‧‧反射層
68‧‧‧擋牆
69‧‧‧導電層
D‧‧‧基準線

第1圖A-F為本創作一第一較佳實施例光學模組的封裝結構的示意圖，其中第1圖F也為該第一較佳實施例光學模組的封裝結構之剖視圖。 第1圖G為本創作該第一較佳實施例光學模組的封裝結構的俯視圖。 第2圖A-F為本創作一第二較佳實施例光學模組的封裝結構的示意圖，其中第2圖F也為該第二較佳實施例光學模組的封裝結構之剖視圖。 第3圖A-F為本創作一第三較佳實施例光學模組的封裝結構的示意圖，其中第3圖F也為該第三較佳實施例光學模組的封裝結構之剖視圖。 第3圖G為本創作該第三較佳實施例光學模組的封裝結構的俯視圖。

10"‧‧‧封裝結構

20‧‧‧光發射晶片

30‧‧‧光接收晶片

40‧‧‧基板

41‧‧‧凹部

43‧‧‧光發射區

45‧‧‧光接收區

50‧‧‧封裝膠體

51‧‧‧導光部

60‧‧‧封蓋

61‧‧‧第一腔室

63‧‧‧光發射孔

631‧‧‧反射層

65‧‧‧第二腔室

67‧‧‧光接收孔

671‧‧‧反射層

68‧‧‧擋牆

69‧‧‧導電層

Claims (7)

1. 一種光學模組的封裝結構，包括有： 一基板，具有位於同一基準線的一光發射區、一光接收區，以及一位於該發光射區與該光接收區之間且於該基準線以下的凹部； 一封蓋，設於該基板且與該基板之間形成有一第一腔室及一第二腔室，該封蓋具有一光發射孔、一光接收孔及一擋牆，該光發射孔連通於該第一腔室，該光接收孔連通於該第二腔室，該擋牆對應設於該凹部且用以區隔該第一腔室與該第二腔室； 一光發射晶片，設於該光發射區且位於該第一腔室內； 一光接收晶片，設於該光接收區且位於該第二腔室內；以及 二封裝膠體，分別設於該第一腔室及該第二腔室內且分別包覆該光發射晶片及該光接收晶片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學模組的封裝結構，其中該封裝膠體於該基板之另一側具有一突出於該封裝膠體的導光部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學模組的封裝結構，其中該導光部係為凸透鏡。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學模組的封裝結構，其中該封蓋之外表面設有一導電層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學模組的封裝結構，其中該光發射孔或該光接收孔之周壁具有一反射層，該反射層係由內向外逐漸擴張。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學模組的封裝結構，其中該封裝膠體係為透光的樹脂。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學模組的封裝結構，其中該封蓋係為不透光的樹脂。