模制邻近传感器的制造方法
【专利摘要】一种邻近传感器包括印刷电路板衬底、半导体裸片、电连接器、透镜、发光组件和封装层。半导体裸片位于印刷电路板衬底之上，其上表面背离印刷电路板衬底。每个电连接器与半导体裸片的接触焊盘以及印刷电路板衬底的相应接触焊盘进行电学通信。透镜位于半导体裸片的传感器区域之上。发光组件包括具有发光区域的发光器件，位于发光区域之上的透镜，以及面对印刷电路板衬底的接触焊盘。封装层位于印刷电路板衬底、至少一个电连接器、半导体裸片、透镜和发光组件上。
【专利说明】
模制邻近传感器
技术领域
[0001 ] 本申请通常涉及半导体器件，并且更具体地涉及半导体邻近传感器器件。
【背景技术】
[0002]图1A是传统的邻近传感器100的顶视平面图。邻近传感器100包括封帽102，具有形成在其中的第一孔洞104和第二孔洞106。图1B是沿着图1A中所示线1B-1B的邻近传感器100的剖视图。邻近传感器100包括布置在印刷电路板衬底112上的发光器件108和半导体裸片110。传感器区域114布置在半导体裸片110的上表面上。透镜116使用透明粘附材料118固定至传感器区域114之上的半导体裸片110。发光器件108穿过第一孔洞104发出光。由邻近传感器100附近的物体反射的、由发光器件108发出的光可以进入第二孔洞106，穿过透镜116，并且照射传感器区域114。邻近传感器100输出指示了入射在传感器区域114上的光强度的信号。
[0003]如图1B所示，封帽102包括第一封帽块件102a，第二封帽块件102b，以及第三封帽块件102c。封帽块件102a-102c是极其小的，通常具有在15微米与150微米之间的尺寸。第一封帽块件102a使用粘附材料120a固定至印刷电路板衬底112。第二封帽块件102b使用粘附材料120b固定至半导体裸片110。第三封帽块件102c使用粘附材料120c固定至印刷电路板衬底112。
[0004]在邻近传感器100的制造期间，粘附材料120a和粘附材料120c沉积在印刷电路板衬底112的上表面上，以及粘附材料120b沉积在半导体裸片110的上表面上。微小的封帽块件102a-102c分别小心地定位在粘附材料120a_120c上。如果封帽块件102a_102c和/或粘附材料120a-120c并未精确地放置在它们有意设计的位置中，封帽块件102a_120c可以不恰当地粘附和/或可以分别不在发光器件108和传感器区域114之上形成孔洞104和106。因此，邻近传感器100的制造可以导致高缺陷率，这可以增大制造成本。
[0005]因此，需要可以以较低缺陷率制造的邻近传感器装置。
【发明内容】
[0006]根据一个实施例，提供了一种邻近传感器装置。装置包括第一印刷电路板衬底，半导体裸片，多个电连接器，第一透镜，发光组件，以及封装层。第一印刷电路板衬底包括在第一印刷电路板衬底的第一侧上的第一多个接触焊盘。半导体裸片包括在上表面上的传感器区域以及第二多个接触焊盘。半导体裸片位于第一印刷电路板衬底之上，使其上表面背离第一印刷电路板衬底。电连接器中的每个电连接器与第二多个接触焊盘中的接触焊盘以及第一多个接触焊盘中的相应接触焊盘进行电学通信。第一透镜位于半导体裸片的传感器区域之上。发光组件包括具有发光区域的发光器件，位于发光区域之上的第二透镜，以及面对第一印刷电路板衬底的第三多个接触焊盘。封装层位于第一印刷电路板衬底、多个电连接器中的至少一个、半导体裸片、第一透镜和发光组件上。
[0007]根据另一实施例，提供了一种制造邻近传感器装置的方法。根据该方法，半导体裸片位于第一印刷电路板衬底的第一侧上。第一多个电连接器形成在半导体裸片与第一印刷电路板衬底之间。第一透镜位于半导体裸片的传感器区域之上。第一透镜附接至半导体裸片。发光组件位于第一印刷电路板衬底的第一侧上。发光组件包括位于发光器件以及位于发光器件的发光区域之上的第二透镜。第二多个电连接器形成在发光组件与第一印刷电路板衬底之间。封装层形成在第一印刷电路板衬底、第二多个电连接器中的至少一个、半导体裸片、第一透镜、以及发光组件上。
【附图说明】
[0008]图1A是传统的邻近传感器的顶视平面图。
[0009]图1B是图1A中所示邻近传感器的剖视图。
[0010]图2A-图2D示出了根据一个实施例的在各个制造阶段处的半导体组件。
[0011]图3是根据一个实施例的发光组件的剖视图。
[0012]图4是根据一个实施例的通信装置的结构图。
[0013]图5A-图5E示出了根据一个实施例的在各个制造阶段处半导体组件。
[0014]图6A是根据一个实施例的邻近传感器的顶视平面图。
[0015]图6B是图6A中所示邻近传感器的剖视图。
[0016]图7A是根据一个实施例的邻近传感器的顶视平面图。
[0017]图7B是图7A中所示邻近传感器的剖视图。
[0018]图8A是根据一个实施例的邻近传感器的顶视平面图。
[0019]图8B是图8A中所示邻近传感器的剖视图。
[0020]图9A是根据一个实施例的邻近传感器的顶视平面图。
[0021]图9B是图9A中所示邻近传感器的剖视图。
[0022]图1OA是根据一个实施例的邻近传感器的顶视平面图。
[0023]图1OB是图1OA中所示邻近传感器的剖视图。
[0024]图1lA是根据一个实施例的邻近传感器的顶视平面图。
[0025]图1lB是图1lA中所示邻近传感器的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]图2A-图2D示出了根据一个实施例的在各个制造阶段处的半导体组件200。如图2A所示，半导体组件200包括印刷电路板衬底202。印刷电路板衬底202的上表面包括多个接触焊盘204。印刷电路板衬底202的下表面包括多个接触焊盘206。多个导电迹线208形成了在印刷电路板衬底202的上表面上的一个或多个接触焊盘204与印刷电路板衬底202的下表面上的一个或多个接触206之间的电连接。
[0027]如图2B所不，多个发光器件210放置在印刷电路板衬底202的上表面之上。在一个实施例中，每个发光器件210是传统的发光二极管(LED)。在一个实施例中，每个发光器件210是传统的垂直空腔表面发光激光器(VCSEL)。
[0028]每个发光器件210的上表面包括发光区域212和接触焊盘214。传统的导电粘附材料216形成了在每个发光器件210的下表面与印刷电路板衬底202的上表面上一个接触焊盘204之间的电连接。导电粘附材料216将每个发光器件210固定至印刷电路板衬底202的上表面。
[0029]在一个实施例中，导电粘附材料216形成在印刷电路板衬底202的上表面上的接触焊盘204中的预定接触焊盘上，并且随后发光器件210的下表面放置为与导电粘附材料216接触。在一个实施例中，每个发光器件210的下表面的至少一部分采用导电粘附材料216涂覆，其随后放置为与印刷电路板衬底202的上表面上的接触焊盘204中的预定接触焊盘接触。例如，采用传统的表面安装技术的拾取放置机构可以用于在印刷电路板衬底202的上表面上放置发光器件210。
[0030]如图2C所示，随后在发光器件210的上表面上的接触焊盘214与印刷电路板衬底202的上表面上的对应接触焊盘204之间形成电连接。在一个实施例中，传统的接线键合机构将多个接线218中的每个接线的一端连接至印刷电路板衬底202的上表面上的接触焊盘204之一，并且随后将接线218的另一端连接至发光器件210中的相应发光器件的上表面上的接触焊盘214之一。
[0031]如图2D所示，传统透明材料220的层随后形成在印刷电路板衬底202的上表面以及发光器件210和接线218中的每个的上表面和侧表面上。初始地，透明材料220可以是液体或胶体形式，并且可以灌注或者注入在印刷电路板衬底202、发光器件210和接线218之上。透明材料220可以随后采用UV光、热量和/或湿气固化以使得透明材料220更快取得固体形式。
[0032]透明材料220可以使得入射在透明材料220上的大部分(如果并非所有)的光从其穿过。例如，透明材料220可以使得入射在透明材料220上的可见光谱中的光(例如从大约400纳米至700纳米光波长)或红外光谱中的光(例如从大约700纳米至1250纳米光波长)的至少85%从其穿过。附加地或者备选地，透明材料220可以用作防止预定光波长从其穿过的滤光器。例如，透明材料220可以防止入射在透明材料220上的可见光谱中光或红外光谱中的光从其穿过。
[0033]参照图2D和图3，随后锯切或以其它方式分离半导体组件200以形成多个发光组件300。例如，锯的刀片在位置222处放置在半导体组件200的上表面上，并且随后向下移动直至穿过透明材料220的层以及印刷电路板衬底202。
[0034]图3是发光组件300的剖视图。发光组件300包括印刷电路板衬底202。印刷电路板衬底202的上表面包括接触焊盘204。印刷电路板衬底202的下表面包括接触焊盘206。导电迹线208形成了在印刷电路板衬底202的上表面上一个或多个接触焊盘204、与印刷电路板衬底202的下表面上一个或多个接触焊盘206之间的电连接。
[0035]发光器件210布置在印刷电路板衬底202的上表面上。发光器件210的上表面包括发光区域212和接触焊盘214。导电粘附材料216形成了在发光器件210的下表面与印刷电路板衬底202的上表面上一个接触焊盘204之间的电连接。接线218形成了在发光器件210的上表面上接触焊盘214与印刷电路板衬底202的上表面上一个接触焊盘204之间的电连接。透镜302由透明材料220形成。
[0036]图4是根据一个实施例的通信装置400的结构图。通信装置400包括邻近传感器402，控制器404，以及显示装置406。在一个实施例中，通信装置400是蜂窝电话，邻近传感器402是图6A和图6B中所示邻近传感器600，以及显示装置406是触摸屏装置。如果邻近传感器402不在使用者的身体附近，例如，邻近传感器402向控制器404输出第一信号，指示了从邻近传感器402输出的少量(如果有的话)光已经从使用者身体反射并且返回至邻近传感器402。当控制器404从邻近传感器402接收第一信号时，控制器404向显示装置406提供第一控制信号，其使能显示装置406和/或使得显示装置406的背光以输出预定的最大量光。
[0037]邻近传感器402可以位于通信装置400的扬声器(未示出)附件。如果邻近传感器402位于使用者身体(例如使用者耳部)附近，邻近传感器402向控制器输出第二信号，其指示了从邻近传感器402输出的至少预定量的光已经从使用者身体反射并且返回至邻近传感器402。当控制器404从邻近传感器402接收第二信号时，控制器404向显示装置406提供第二控制信号，其禁用了显示装置406和/或使得显示装置406的背光以输出预定最小量的光。因此，邻近传感器402可以用于减小通信装置400的功耗。
[0038]图5A-图5E示出了根据一个实施例的在各个制造阶段处的半导体组件500。
[0039]如图5A所示，半导体组件500包括印刷电路板衬底502。印刷电路板衬底502的上表面包括多个接触焊盘504。印刷电路板衬底502的下表面包括多个接触焊盘506。多个导电迹线508形成了在印刷电路板衬底502的上表面上一个或多个接触焊盘504与印刷电路板衬底502的下表面上一个或多个接触焊盘506之间的电连接。
[0040]多个传统的半导体裸片510放置在印刷电路板衬底502的上表面之上。例如，采用传统表面安装技术的拾取放置机构可以用于在印刷电路板衬底502的上表面上放置半导体裸片510。每个半导体裸片510的上表面包括传感器区域512和接触焊盘514。在一个实施例中，传感器区域512是将光转换为电流的光电二极管的一部分，其中电流的幅度正比于光强度的幅度。
[0041]如图5B所示，多个发光组件300放置在印刷电路板衬底502的上表面之上。例如，采用传统表面安装技术的拾取放置机构可以用于在印刷电路板衬底502的上表面之上放置发光组件300。
[0042]传统的粘附材料516将半导体裸片510和发光组件300固定至印刷电路板衬底502的上表面。附加地，导电粘附材料516形成了在每个半导体裸片510的下表面与印刷电路板衬底502的上表面上的一个接触焊盘504之间的电连接。导电粘附材料516也形成了每个发光组件300的下表面上每个接触焊盘206与印刷电路板衬底502的上表面上相应一个接触焊盘504之间的电连接。
[0043]如图5C所示，电连接在每个半导体裸片510的上表面上的至少一个接触焊盘514与印刷电路板衬底502的上表面上相应一个接触焊盘504之间形成。在一个实施例中，传统的接线键合机构将接线518的第一端连接至印刷电路板衬底502的上表面上的接触焊盘504的相应接触焊盘，并且随后将接线518的相应第二端连接至半导体裸片510的上表面上至少一个接触焊盘514中的相应接触焊盘。附加地，多个传统透镜520放置在半导体裸片510的传感器区域512之上。例如，采用传统表面安装技术的拾取放置机构可以用于在一个半导体裸片510的上表面上放置每个透镜520。传统的透明粘附材料522将每个透镜520固定至半导体裸片510中的相应半导体裸片。
[0044]每个透镜520和/或透明粘附材料522可以使得入射在透镜520和/或透镜粘附材料522上的大部分(如果并非所有)的光从其穿过。例如，透镜520和/或透明粘附材料522可以使得入射在透镜520和/或透明粘附材料522上的可见光谱中光或红外光谱中光的至少85%从其穿过。附加地或者备选地，透镜520和/或透明粘附材料522可以用作防止预定光波长从其穿过的滤光器。例如，透镜520和/或透明粘附材料522可以防止入射在透镜520和/或透明粘附材料522上的可见光谱中的光或红外光谱中的光从其穿过。
[0045]如图所示，多个掩模524位于透镜520之上，透镜位于半导体裸片510的传感器区域512之上。此外，多个掩模526位于发光组件300的透镜302之上。在一个实施例中，传统的粘附材料(未示出)将掩模524固定至透镜520并且也将掩模526固定至透镜302。
[0046]封装层528形成在印刷电路板衬底502的上表面上，在半导体裸片510、接线518、透镜520和透镜302中的每个的上表面和侧表面上，以及在发光组件300的侧表面上。封装层528由光不会从其穿过的传统模制化合物形成。例如，封装层528可以由黑色材料形成。初始地，封装层528可以为液体或胶体形式，并且可以灌注或者注射在印刷电路板衬底502、半导体裸片510、接线518、透镜520和发光组件300之上。封装层528可以随后采用UV光、热量和/或湿气固化以使得封装层528更快取得固体形式。优选地，形成封装层528的模制化合物从固体形式转变为液体或胶体形式的温度低于形成发光组件300的透镜302的透明材料220从固体形式转变为液体或胶体形式的温度。因此，半导体组件500可以处在使得封装层528为液体或胶体形式而同时形成发光组件300的透镜302的透明材料220保持为固体形式的温度下。
[0047]如图5E所示，掩模524随后从半导体裸片510的传感器区域512之上的透镜520移除，并且掩模526从发光组件300的透镜302移除。当移除了掩模524和掩模526时，第一孔洞530形成在发光组件300的相应透镜302之上，并且第二孔洞532形成在半导体裸片510的传感器区域512之上的相应透镜520之上。在一个实施例中，刀片用于从发光组件300的透镜302以及半导体裸片510的传感器区域512之上的透镜520的上表面刮去或者以其它方式移除封装层528的一部分以分别形成第一开口 530和第二开口 532。
[0048]在一个实施例中，掩模524和掩模526是从包括在传统的薄膜辅助模制机构中空腔的上表面向下延伸的突起。半导体组件500放置在空腔中，并且机构朝向空腔的上表面抬起半导体组件500，直至掩模524和掩模526分别接触发光组件300的透镜302和半导体裸片510的传感器区域512之上的透镜520的上表面。当机构将半导体组件500固定在该位置时，机构将形成封装层528的模制化合物注入空腔中。在模制化合物已经至少部分地固化或硬化之后，机构将半导体组件500远离空腔的上表面移动，直至掩模524和掩模526不再分别接触发光组件300的透镜302和半导体裸片510的传感器区域512之上的透镜520。
[0049]参照图5E、图6A和图6B，随后锯切或者以其它方式分离半导体组件500以形成多个邻近传感器600。例如，锯的刀片在图5E中位置534处放置在封装层528的上表面上，并且随后向下移动，直至穿过封装层528和印刷电路板衬底502以形成多个邻近传感器600。
[0050]图6A是邻近传感器600的顶视平面图。邻近传感器600包括由封装层528形成的封盖602。封盖602具有形成在其中的第一孔洞604和第二孔洞606。第一孔洞604由一个第一孔洞530形成，而第二孔洞606由一个第二孔洞532形成。
[0051]图6B是沿着图6A中所示线6B-6B的邻近传感器600的剖视图。邻近传感器600包括印刷电路板衬底502。印刷电路板衬底502的上表面包括接触焊盘504。印刷电路板衬底502的下表面包括接触焊盘506。导电迹线508形成了在印刷电路板衬底502的上表面上的一个或多个接触焊盘504与印刷电路板衬底502的下表面上的一个或多个接触焊盘506之间的电连接。
[0052]半导体裸片510布置在印刷电路板衬底502的上表面上。半导体裸片510的上表面包括传感器区域512和至少一个接触焊盘514。导电粘附材料516形成了在半导体裸片510的下表面与印刷电路板衬底502的上表面上一个接触焊盘504之间的电连接。导电粘附材料516也形成了在发光组件300的印刷电路板衬底202的下表面上每个接触焊盘206与印刷电路板衬底502的上表面上的接触焊盘504中的相应接触焊盘之间的电连接。
[0053]至少一个接线518形成了在印刷电路板衬底502的上表面上的至少一个接触焊盘504与半导体裸片510的上表面上的至少一个接触焊盘514之间的电连接。透镜520布置在半导体裸片510的传感器区域512之上。透明粘附材料522将透镜520固定至半导体裸片510。邻近传感器600也包括如上所述的发光组件300。
[0054]因为封盖602由不透明材料形成，因此封盖602防止外部光到达半导体裸片510的传感器区域512。附加地，封盖602防止从发光器件210发出的、并未通过第一孔洞604离开邻近传感器600并且通过第二孔洞606再次进入邻近传感器的光到达半导体裸片510的传感器区域512。
[0055]在邻近传感器600的操作期间，电能通过印刷电路板衬底502的下表面上一个或多个接触焊盘506提供至邻近传感器600。电能可以经由连接至印刷电路板衬底502的上表面上的接触焊盘504之一的一个或多个导电迹线508而提供至半导体裸片510，该接触焊盘504由至少一个接线518连接至半导体裸片510的上表面上的至少一个接触焊盘514。共同参考电势(例如接地)可以通过印刷电路板衬底502的下表面上一个或多个接触焊盘506提供至邻近传感器600。共同参考电势可以经由连接至印刷电路板衬底502的上表面上的一个接触焊盘504的一个或多个导电迹线508而提供至半导体裸片510，一个接触焊盘504连接至半导体裸片510的下表面。
[0056]附加地，电能和共同参考电势可以经由连接至印刷电路板衬底502的上表面上的两个接触焊盘504的两个或更多个导电迹线508而提供至发光组件300，两个接触焊盘504连接至印刷电路板衬底202的下表面上的接触焊盘206中的相应接触焊盘。邻近传感器600也提供来自印刷电路板衬底502的下表面上的一个或多个接触焊盘506的数据或控制信号。那些接触焊盘506由一个或多个导电迹线508连接至印刷电路板衬底502的上表面上的一个或多个接触焊盘504，一个或多个接触焊盘504也由一个或多个接线518连接至半导体裸片510的上表面上的一个或多个接触焊盘514。图6B中仅示出了一个这类接触焊盘504、接触焊盘514和接线518。
[0057]发光器件210通过透镜302和封盖602中第一孔洞604发光。由邻近传感器600附近物体反射的光可以进入封盖602中第二孔洞606，穿过透镜520，并且照射半导体裸片510的传感器区域512。半导体裸片510输出一个或多个信号，其指示了入射在传感器区域512上光的强度幅度或者与其正成比，来自半导体裸片510的上表面上的一个或多个接触焊盘514。半导体裸片510可以包括引起在预定时刻将要提供至发光组件300的电能的驱动器。
[0058]图7A是根据一个实施例的邻近传感器700的顶视平面图。图7B是沿着图7A中所示线7B-7B的邻近传感器700的剖视图。邻近传感器700类似于图6A和图6B中所示邻近传感器600，除了如以下详述的那样紧邻传感器700包括在发光组件之上的额外透镜之外。
[0059]邻近传感器700包括封盖702，具有形成在其中的第一孔洞704和第二孔洞706。邻近传感器700也包括印刷电路板衬底708。印刷电路板衬底708的上表面包括多个接触焊盘710。印刷电路板衬底708的下表面包括多个接触焊盘712。多个导电迹线714形成了在印刷电路板衬底708的上表面上的一个或多个接触焊盘710与印刷电路板衬底708的下表面上的一个或多个接触焊盘712之间的电连接。
[0060]传统的半导体裸片716布置在印刷电路板衬底708的上表面上。半导体裸片716包括在半导体裸片716的上表面上的传感器区域718和至少一个接触焊盘720。在一个实施例中，传感器区域718是将光转换为电流的光电二极管的一部分，其中电流的幅度正比于光强度的幅度。
[0061]传统的导电粘附材料722形成了在半导体裸片716的下表面与印刷电路板衬底708的上表面上的一个接触焊盘710之间的电连接。导电粘附材料722也形成了在印刷电路板衬底202的下表面上的每个接触焊盘206与印刷电路板708的上表面上的相应一个接触焊盘710之间的电连接。
[0062]至少一个接线724形成了在印刷电路板衬底708的上表面上的至少一个接触焊盘710与半导体裸片716的上表面上的至少一个接触焊盘720之间的至少一个电连接。
[0063]传统的透镜726布置在半导体裸片716的传感器区域718之上。透明粘附材料728将透镜726固定至半导体裸片716。透镜730布置在发光组件300的透镜302之上。透明粘附材料732将透镜730固定至发光组件300的透镜302。
[0064]透镜726、透明粘附材料728、透镜730和/或透明粘附材料732可以使得入射其上的大部分(如果并非所有)的光从其穿过。例如，透镜726、透明粘附材料728、透镜730和/或透明粘附材料732可以使得入射其上的可见光谱中的光或红外光谱中的光的至少85 %从其穿过。附加地或者备选地，透镜726、透明粘附材料728、透镜730和/或透明粘附材料732可以用作防止光波长从其穿过的滤光器。例如，透镜726、透明粘附材料728、透镜730和/或透明粘附材料732可以防止入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光从其穿过。
[0065]在邻近传感器700的制造期间，掩模(未示出)放置在透镜726和透镜730的上表面的至少一部分之上。形成封盖702的封装层放置在印刷电路板衬底708的上表面上，在半导体裸片716、接线724、透镜726和透镜730的每个的上表面和侧表面的至少一部分上，以及在发光组件300的侧表面上。随后移除掩模以形成第一孔洞704和第二孔洞706。
[0066]图8A是根据一个实施例的邻近传感器800的顶视平面图。图8B是沿着图8A的线8B-8B获得的邻近传感器800的剖视图。邻近传感器800类似于图6A和图6B中所示邻近传感器600，除了如以下详述的那样发光组件安装在半导体裸片上之外。
[0067]邻近传感器800包括封盖802，其具有形成在其中的第一孔洞804和第二孔洞806。邻近传感器800也包括印刷电路板衬底808。印刷电路板衬底808的上表面包括多个接触焊盘810。印刷电路板衬底808的下表面包括多个接触焊盘812。多个导电迹线814形成了在印刷电路板衬底808的上表面上的一个或多个接触焊盘810与印刷电路板衬底808的下表面上的一个或多个接触焊盘812之间的电连接。
[0068]传统的半导体裸片816布置在印刷电路板衬底808的上表面上。半导体裸片816包括在半导体裸片816的上表面上的传感器区域818和多个接触焊盘820。在一个实施例中，传感器区域818是将光转换为电流的光电二极管的一部分，其中电流的幅度正比于光强度的幅度。
[0069]传统的导电粘附材料822形成了在半导体裸片816的下表面与印刷电路板衬底808的上表面上一个接触焊盘810之间的电连接。至少一个接线824形成了在印刷电路板衬底808的上表面上的至少一个接触焊盘810与半导体裸片816的上表面上的至少一个接触焊盘820之间的电连接。
[0070]传统的透镜826布置在半导体裸片816的传感器区域818之上。传统的透明粘附材料828将透镜826固定至半导体裸片816。透镜826和/或透明粘附材料828可以使得入射其上的大部分(如果并非所有)的光从其穿过。例如，透镜826和/或透明粘附材料828可以使得入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光的至少85%从其穿过。附加地或者备选地，透镜826和/或透明粘附材料828可以用作防止预定光波长从其穿过的滤光器。例如，透镜826和/或透明粘附材料828可以防止入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光从其穿过。
[0071]邻近传感器800也包括如上所述的发光组件300。导电粘附材料822形成了在印刷电路板衬底202的下表面上的每个接触焊盘206与半导体裸片816的上表面上相应接触焊盘820之间的电连接。在邻近传感器800的制造期间，掩模(未示出)放置在透镜826和透镜832的上表面的至少一部分之上。形成封盖802的封装层放置在印刷电路板衬底808的上表面上，以及在半导体裸片816、接线824、透镜826和发光组件830的每个的上表面和侧表面的至少一部分上。随后移除掩模以形成第一孔洞804和第二孔洞806。
[0072]图9A是根据一个实施例的邻近传感器900的顶视平面图。图9B是沿着图9A中所示线9B-9B获得的邻近传感器900的剖视图。邻近传感器900类似于图8A和图SB中所示邻近传感器800，除了如以下详述的那样附加的透镜安装在发光组件上之外。
[0073]邻近传感器900包括封盖902，其具有形成在其中的第一孔洞904和第二孔洞906。邻近传感器900也包括印刷电路板衬底908。印刷电路板衬底908的上表面包括多个接触焊盘910。印刷电路板衬底908的下表面包括多个接触焊盘912。多个导电迹线914形成了在印刷电路板衬底908的上表面上的一个或多个接触焊盘910与印刷电路板衬底908的下表面上的一个或多个接触焊盘912之间的电连接。
[0074]传统的半导体裸片916布置在印刷电路板衬底908的上表面上。半导体裸片916包括在半导体裸片916的上表面上的传感器区域918和多个接触焊盘920。在一个实施例中，传感器区域918是将光转换为电流的光电二极管的一部分，其中电流的幅度正比于光强度的幅度。
[0075]传统的导电粘附材料922形成了在半导体裸片916的下表面与印刷电路板衬底908的上表面上一个接触焊盘910之间的电连接。至少一个接线924形成了在印刷电路板衬底908的上表面上的至少一个接触焊盘910与半导体裸片916的上表面上的至少一个接触焊盘920之间的电连接。
[0076]传统的透镜926布置在半导体裸片916的传感器区域918之上。传统的透明粘附材料928将透镜926固定至半导体裸片916。邻近传感器900也包括如上所述的发光组件300。导电粘附材料922形成了在印刷电路板衬底202的下表面上的每个接触焊盘206与半导体裸片916的上表面上相应接触焊盘820之间的电连接。透镜930布置在发光组件300的透镜302之上。透明粘附材料932将透镜930固定至发光组件300的透镜302。
[0077]透镜926、透明粘附材料928、透镜930和/或透明粘附材料932可以使得入射其上的大部分(如果并非所有)的光从其穿过。例如，透镜926、透明粘附材料928、透镜930和/或透明粘附材料932可以使得入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光的至少85 %从其穿过。附加地或备选地，透镜926、透明粘附材料928、透镜930和/或透明粘附材料932可以用作防止预定光波长从其穿过的滤光器。例如，透镜926、透明粘附材料928、透镜930和/或透明粘附材料932可以防止入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光从其穿过。
[0078]在邻近传感器900的制造期间，掩模(未示出)放置在透镜926和透镜930的上表面的至少一部分之上。形成封盖902的封装层放置在印刷电路板衬底908的上表面上，在半导体裸片916、接线924、透镜926和透镜930中的每个的上表面和侧表面的至少一部分上，以及在发光组件300的侧表面上。随后移除掩模以形成第一孔洞904和第二孔洞906。
[0079]图1OA是根据一个实施例的邻近传感器1000的顶视平面图。图1OB是沿着图1OA中所示线10B-10B的邻近传感器1000的剖视图。邻近传感器1000类似于图6A和图6B中所示邻近传感器600，除了如以下详述的那样发光组件并未包括印刷电路板衬底并且发光器件包括在其下表面上的多个接触焊盘之外。
[0080]邻近传感器1000包括封盖1002，其具有形成在其中的第一孔洞1004和第二孔洞1006。邻近传感器1000也包括印刷电路板衬底1008。印刷电路板衬底1008的上表面包括多个接触焊盘1010。印刷电路板衬底1008的下表面包括多个接触焊盘1012。多个导电迹线1014形成了在印刷电路板衬底1008的上表面上一个或多个接触焊盘1010与印刷电路板衬底1008的下表面上一个或多个接触焊盘1012之间的电连接。
[0081]传统的半导体裸片1016布置在印刷电路板衬底1008的上表面上。半导体裸片1016包括在半导体裸片1016的上表面上的传感器区域1018和至少一个接触焊盘1020。在一个实施例中，传感器区域1018是将光转换为电流的光电二极管的一部分，其中电流的幅度正比于光强度的幅度。
[0082]传统的导电粘附材料1022形成了半导体裸片1016的下表面与印刷电路板衬底1008的上表面上一个接触焊盘1010之间的电连接。至少一个接线1024形成了在印刷电路板衬底1008的上表面上的至少一个接触焊盘1010、与半导体裸片1016的上表面上的至少一个接触焊盘1020之间的电连接。
[0083]传统的透镜1026布置在半导体裸片1016的传感器区域1018之上。传统的透明粘附材料1028将透镜1026固定至半导体裸片1016。邻近传感器1000也包括发光组件1030。发光组件1030包括传统的发光器件1032。在一个实施例中，发光器件1032是传统的发光二极管(LED)。在一个实施例中，发光器件1032是传统的垂直空腔表面发光激光器(VCSEL) ο
[0084]发光器件1032的下表面包括多个接触焊盘1034。传统的透镜1036布置在发光器件1032的发光区域之上。传统的透明粘附材料1038将透镜1036固定至发光器件1032。
[0085]传统的透镜1026、透明粘附材料1028、透镜1036、和/或透明粘附材料1038可以使得入射其上的大部分(如果并非所有)的光从其穿过。例如，透镜1026、透明粘附材料1028、透镜1036和/或透明粘附材料1038可以使得入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光的至少85%从其穿过。附加地或备选地，透镜1026、透明粘附材料1028、透镜1036和/或透明粘附材料1038可以用作防止预定光波长从其穿过的滤光器。例如，透镜1026、透明粘附材料1028、透镜1036和/或透明粘附材料1038可以防止入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光从其穿过。
[0086]多个焊料凸块1040形成了在形成于印刷电路板衬底1008的上表面上的接触焊盘1034和相应接触焊盘1010之间的电连接。例如，在邻近传感器1000的制造期间，焊料凸块1040形成在位于发光器件1032的下表面上的接触焊盘1034上。发光组件1030随后放置在印刷电路板衬底1008的上表面之上，焊料凸块1040与在印刷电路板衬底1008的上表面上的对应接触焊盘1010对准，并且焊料凸块1040放置至在印刷电路板衬底1008的上表面上对应接触焊盘1010上。随后加热得到的组件，并且焊料凸块1040形成了在发光器件1032的下表面上接触焊盘1034与印刷电路板衬底1008的上表面上的相应接触焊盘1010之间的电连接。
[0087]随后，掩模(未示出)放置在透镜1026和透镜1036的上表面的至少一部分之上。形成封盖1002的封装层放置在印刷电路板衬底1008的上表面上，在半导体裸片1016、接线1024、透镜1026和透镜1036中的每个的上表面和侧表面的至少一部分上，以及在发光组件1030的侧表面上。随后移除掩模以形成第一孔洞1004和第二孔洞1006。
[0088]图1IA是根据一个实施例的邻近传感器1100的顶视平面图。图1lB是沿着图1lA中所示线11B-11B得到的邻近传感器1100的剖视图。邻近传感器1100类似于图1OA和图1OB中所述邻近传感器1000，除了如以下详述的那样发光组件安装在半导体裸片上之外。
[0089]邻近传感器1100包括封盖1102，其具有形成在其中的第一孔洞1104和第二孔洞1106。邻近传感器1100也包括印刷电路板衬底1108。印刷电路板衬底1108的上表面包括多个接触焊盘1110。印刷电路板衬底1108的下表面包括多个接触焊盘1112。多个导电迹线1114形成了在印刷电路板衬底1108的上表面上的一个或多个接触焊盘1110与印刷电路板衬底1108的下表面上的一个或多个接触焊盘1112之间的电连接。
[0090]传统的半导体裸片1116布置在印刷电路板衬底1108的上表面上。半导体裸片1116包括在半导体裸片1116的上表面上的传感器区域1118和多个接触焊盘1120。在一个实施例中，传感器区域1118是将光转换为电流的光电二极管的一部分，其中电流的幅度正比于光强度的幅度。
[0091]导电粘附材料1122形成了在半导体裸片1116的下表面与印刷电路板衬底1108的上表面上的一个接触焊盘1110之间的电连接。至少一个接线1124形成了在印刷电路板衬底1108的上表面上的至少一个接触焊盘1110与半导体裸片1116的上表面上的至少一个接触焊盘1120之间的电连接。
[0092]传统的透镜1126布置在半导体裸片1116的传感器区域1118之上。传统的透明粘附材料1128将透镜1126固定至半导体裸片1116。邻近传感器1100也包括发光组件1130。发光组件1130包括传统的发光器件1132。在一个实施例中，发光器件1132是传统的发光二极管(LED)。在一个实施例中，发光器件1132是传统的垂直空腔表面发光激光器(VCSEL) ο
[0093]发光器件1132的下表面包括多个接触焊盘1134。传统的透镜1136布置在发光器件1132的发光区域之上。传统的透明粘附材料1138将透镜1136固定至发光器件1132。
[0094]透镜1126、透明粘附材料1128、透镜1136和/或透明粘附材料1138可以使得入射其上的大部分(如果并非全部)的光从其穿过。例如，透镜1126、透明粘附材料1128、透镜1136和/或透明粘附材料1138可以使得入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光的至少85%从其穿过。附加地或备选地，透镜1126、透明粘附材料1128、透镜1136和/或透明粘附材料1138可以防止预定光波长从其穿过的滤光器。例如，透镜1126、透明粘附材料1128、透镜1136和/或透明粘附材料1138可以防止入射其上的可见光谱中光或红外光谱中光从其穿过。
[0095]多个焊料凸块1140形成了与半导体裸片1116的上表面上的相应接触焊盘1120的电连接。例如，在邻近传感器1100的制造期间，焊料凸块1140形成在位于发光器件1132的下表面上的接触焊盘1134上。发光组件1130随后放置在半导体裸片1116的上表面之上，焊料凸块1140与半导体裸片1116的上表面上的对应接触焊盘1120对准，并且焊料凸块1140放置至半导体裸片1116的上表面上的对应接触焊盘1120上。随后加热得到的组件，并且焊料凸块1140形成了在发光器件1132的下表面上的接触焊盘1134与半导体裸片1116的上表面上的相应接触焊盘1120之间的电连接。
[0096]随后，掩模(未不出)放置在透镜1126和透镜1136的上表面的至少一部分之上。形成封盖1102的封装层放置在印刷电路板衬底1108的上表面上，在半导体裸片1116、接线1124、透镜1126和透镜1136中的每个的上表面和侧表面的至少一部分上，以及在发光组件1130的侧表面上。随后移除掩模以形成第一孔洞1104和第二孔洞1106。
[0097]如上所述的各个实施例可以组合以提供另外的实施例。在此全文引用涉及该说明书的和/或申请数据表中列出的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请以及非专利公开以作参考。可如果需要的话以修改实施例的特征方面，以提供各个专利、申请和公开的概念以提供另外其他实施例。
[0098]在上述详述说明书教导下可以对实施例做出这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，使用的术语不应构造为将权利要求限制为说明书和权利要求书中所述的具体实施例，而是应该构造为包括所有可能的实施例以及与这些权利要求等价的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。
【主权项】
1.一种装置，包括: 第一印刷电路板衬底，包括在所述第一印刷电路板衬底的第一侧上的第一多个接触焊盘; 半导体裸片，包括在上表面上的传感器区域以及第二多个接触焊盘，所述半导体裸片位于所述第一印刷电路板衬底之上，使其上表面背离所述第一印刷电路板；以及 多个电连接器，每个电连接器与所述第二多个接触焊盘中的接触焊盘以及所述第一多个接触焊盘中的相应接触焊盘进行电学通信； 第一透镜，位于所述半导体裸片的所述传感器区域之上； 发光组件，包括具有发光区域的发光器件，位于所述发光区域之上的第二透镜，以及面对所述第一印刷电路板衬底的第三多个接触焊盘；以及 封装层，位于所述第一印刷电路板衬底、所述多个电连接器中的至少一个、所述半导体裸片、所述第一透镜、和所述发光组件上。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述封装层位于所述半导体裸片、所述第一透镜和所述发光组件中的每个的多个表面上。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发光组件包括位于所述第二透镜之上的第三透镜，并且所述封装层位于所述第三透镜的多个表面上。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发光组件位于所述半导体裸片上。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发光组件位于所述第一印刷电路板衬底上。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发光组件包括: 第二印刷电路板衬底，包括: 所述第三多个接触焊盘，位于所述第二印刷电路板衬底的第一侧上， 第四多个接触焊盘，位于所述第二印刷电路板衬底的第二侧上，以及多个导电迹线，每个导电迹线延伸在所述第二印刷电路板衬底中并且使得所述第三多个接触焊盘和所述第四多个接触焊盘中的两个或更多个接触焊盘进行电学通信， 第五多个接触焊盘，位于所述发光器件上；以及 第二多个电连接器，使得所述第四多个接触焊盘中的每个接触焊盘与所述第五多个接触焊盘中的相应接触焊盘进行电学通信。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第二透镜位于所述第二多个电连接器中的至少一个和所述第二印刷电路板衬底上。8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第二印刷电路板衬底位于所述第一印刷电路板衬底上。9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第二印刷电路板衬底位于所述半导体裸片上。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第三多个接触焊盘位于所述发光器件的下表面上。11.一种方法，包括: 在第一印刷电路板衬底的第一侧上定位半导体裸片； 在所述半导体裸片和所述第一印刷电路板衬底之间形成第一多个电连接； 在所述半导体裸片的传感器区域之上定位第一透镜； 将所述第一透镜附接至所述半导体裸片； 在所述第一印刷电路板衬底的所述第一侧上定位发光组件，所述发光组件包括发光器件以及位于所述发光器件的发光区域之上的第二透镜； 在所述发光组件与所述第一印刷电路板衬底之间形成第二多个电连接；以及在所述第一印刷电路板衬底、所述第二多个电连接中的至少一个、所述半导体裸片、所述第一透镜以及所述发光组件上形成封装层。12.根据权利要求11所述的方法，包括: 从所述第一透镜移除所述封装层的一部分；以及 从所述第二透镜移除所述封装层的一部分。13.根据权利要求11所述的方法，包括: 在形成所述封装层之前，在所述第一透镜上定位第一掩模； 在形成所述封装层之前，在所述第二透镜上定位第二掩模； 在形成所述封装层之后，从所述第一透镜移除所述第一掩模；以及 在形成所述封装层之后，从所述第二透镜移除所述第二掩模。14.根据权利要求13所述的方法，其中，从所述第一透镜移除所述第一掩模包括从所述第一透镜刻蚀所述第一掩模，以及从所述第二透镜移除所述第二掩模包括从所述第二透镜刻蚀所述第二掩模。15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发光组件包括位于所述第二透镜之上的第三透镜，以及所述方法包括: 在形成所述封装层之前，在所述第一透镜上定位第一掩模； 在形成所述封装层之前，在所述第三透镜上定位第二掩模； 在形成所述封装层之后，从所述第一透镜移除所述第一掩模；以及 在形成所述封装层之后，从所述第三透镜移除所述第二掩模。16.根据权利要求15所述的方法，其中，从所述第一透镜移除所述第一掩模包括从所述第一透镜刻蚀所述第一掩模，以及从所述第三透镜移除所述第二掩模包括从所述第三透镜刻蚀所述第二掩模。17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发光组件包括位于所述第二透镜之上的第三透镜，以及所述方法包括: 在所述第三透镜上形成所述封装层； 从所述第一透镜移除所述封装层的一部分；以及 从所述第三透镜移除所述封装层的一部分。18.根据权利要求11所述的方法，包括: 在第二印刷电路板衬底的第一侧上定位所述发光器件； 将接线的第一端附接至形成在所述第二印刷电路板衬底的所述第一侧上的第一接触焊盘； 将所述接线的第二端附接至形成在所述发光器件的上表面上的第二接触焊盘；以及 在所述第二印刷电路板衬底、所述发光器件和所述接线上形成透明层以形成所述第二透镜。19.根据权利要求11所述的方法，包括: 在所述半导体裸片上定位所述发光器件，其中在所述发光组件和所述第一印刷电路板衬底之间形成所述第二多个电连接包括在所述发光组件与所述半导体裸片之间形成第三多个电连接。20.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述半导体裸片与所述第一印刷电路板衬底之间形成所述第一多个电连接包括:将接线的第一端附接至形成在所述第一印刷电路板衬底的第一侧上的第一接触焊盘，以及将所述接线的第二端附接至形成在所述半导体裸片的上表面上的第二接触焊盘，以及形成所述封装层包括在所述接线上形成所述封装层。
【文档编号】G01D5/26GK105890631SQ201410833225
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月25日
【发明人】栾竟恩
【申请人】意法半导体有限公司