光学传感器模块及用于制造该光学传感器模块的方法
【专利摘要】一种光学传感器模块包括界定一第一腔室及与该第一腔室隔离之一第二腔室之一盖体、一发光组件、及一光感测组件。该发光组件安置于该第一腔室内，且该光感测组件安置于该第二腔室内。该盖体包括一第一透镜，该第一透镜具有非凸面上表面及面向该发光组件之凸面下表面。该第一透镜之该上表面可为实质上平面的。该盖体可进一步包括一第二透镜及一封盖基板，其中该第一腔室之顶部及该第二腔室之顶部由该封盖基板订出界线，且其中该封盖基板界定该第一透镜形成或安置所在的一第一穿孔，及该第二透镜形成或安置所在的一第二穿孔。
【专利说明】
光学传感器模块及用于制造该光学传感器模块的方法
技术领域
[0001]本发明系关于一种光学传感器模块及一种制造该光学传感器模块的方法。本发明 亦系关于一种包括该光学传感器模块的携带型电子装置。
[醒]先前技术
[0003] 诸如接近传感器模块(proximity sensor module)的光学传感器模块可用于侦测 光学传感器模块附近的物体的存在。光学传感器模块包括光源及光学传感器。光学传感器 接收或感测自光源发出并由外部物体反射的光(通常为红外线），藉此侦测物体的存在。
[0004] 习知光学传感器模块可遭受串扰影响。串扰指光学传感器接收到非自光源发出且 自待侦测物体反射的光。串扰为一种干扰或噪声，其可造成光学模块效能降低。
【发明内容】
[0005] 根据本发明的一实施例，提供一种光学传感器模块。该光学传感器模块包括一盖 体，其界定一第一腔室及与该第一腔室隔离的一第二腔室;一发光组件，其安置于该第一腔 室内；及一光感测组件，其安置于该第二腔室内。该盖体包括安置于该第一腔室之顶部的第 一透镜，该第一透镜包括非凸面之上表面及面向该发光组件的凸面下表面。
[0006] 根据本发明的另一实施例，提供一种光学传感器模块。该光学传感器模块包括一 基底基板、一周边障壁、一分隔组件及一封盖基板。该基底基板包括具有一发光区域及一光 感测区域的一表面。该周边障壁及该分隔组件安置于该基底基板的该表面上，其中该周边 障壁及该分隔组件一起界定包围该发光区域的一第一腔室及包围该光感测区域的一第二 腔室，且该第一腔室提供具有一第一波长之来自该发光区域的光。该封盖基板安置于该第 一腔室及该第二腔室上，且该封盖基板之上表面为平面的。该封盖基板包括用于阻断处于 该第一波长之光的一阻断部分。
[0007] 根据另一实施例，提供一种制造光学传感器模块的方法。该方法包括提供一基底 基板，提供一盖体，及将该盖体安置于该基底基板上。该基底基板包括安置于其上的一发光 组件及一光感测组件。该盖体界定一第一腔室;与该第一腔室隔离的一第二腔室。该盖体包 括安置于该第一腔室之顶部的一第一透镜，该第一透镜包括凸面下表面及非凸面之上表 面;及安置于该第二腔室之顶部的一第二透镜或一透光板。该盖体系安置于该基底基板上， 使得该第一透镜之该下表面面向该发光组件，且该第二透镜之一下表面面向该光感测组 件。
[000引图式简单说明
[0009]图1A及图1B说明光学传感器模块中串扰的实例；
[0010]图2A及图2B说明根据本发明实施例的光学传感器模块；
[0011 ]图2抗兑明根据本发明实施例的光学传感器模块；
[0012 ]图2的兑明根据本发明实施例的光学传感器模块；
[OOK]图3、图4及图5说明根据本发明实施例的封盖基板；
[0014]图6A及图6B说明根据本发明实施例具有不同透镜配置之光学传感器模块；
[0015] 图7A、图7B及图7抗兑明根据本发明进一步实施例的光学传感器模块；
[0016] 图8A及图8B说明根据本发明实施例用于制造光学传感器模块的方法；
[0017]图9A、图9B、图9C及图9的兑明根据本发明一些实施例的提供盖体的步骤;且
[0018] 图10A、图10B、图10C、图10D及图10E说明根据本发明另一实施例的提供盖体的步 骤。
[0019] 图式及实施方式中使用共同编号来表示相同或类似组件。本发明的内容结合随附 图式及W下实施方式将更为清楚。
[0020] 实施方式
[0021] 图1A及图1B说明光学传感器模块及光学传感器模块中串扰的实例。如图1A中所展 示，发光组件11及光学传感器12系被透明成形材料13覆盖，W保护该发光组件11及该光学 传感器12不受环境影响;透镜15用W汇聚自发光组件11发出的光。自发光组件11发出的光 (W位于C1与C2之范围的光为例）穿过面板130,到达外部物体140且接着由物体140反射。由 物体140反射之光的实例为在D1与D2之范围。当由物体140反射之光到达光学传感器12的光 感测区123时，光学传感器模块感测到物体140的存在。
[0022] 尽管盖体16用于图1A的光学传感器模块中W防止所发出的光直接进入光学传感 器12的光感测区123,但所发出光中的约80%可能成为串扰。举例而言，如图1B中所展示，自 发光组件11发出位于C3与C4范围的光，由面板130的第二表面132反射，成为在D3与D4范围 的反射光并进入光感测区123。03与D4范围的光并非由物体140反射，而是由面板130的第二 表面132反射，因此成为串扰且影响光学模块的准确性。此种类的串扰亦可能来自由面板 130的第一表面131反射的光。
[0023] 此外，盖体16可保护透镜15不受擦伤或损伤影响;然而，盖体16会增加光学模块的 尺寸、制程的复杂度、制造成本及产品成本。
[0024] 图2A及图2B说明根据本发明实施例的光学传感器模块200的示意图。图2B说明光 学传感器模块200的示意性俯视图。图2A说明沿着图2B的线Ι-Γ获得的横截面图。
[0025] 参看图2A，光学传感器模块200包括基底基板201、基底基板201上的发光组件207 及光感测组件209、第一透镜204及第二透镜206。发光组件207位于发光区域(例如，基底基 板201中具有发光组件207安置于其上的收纳区域）中。光感测组件209位于光感测区域(例 如，基底基板201中具有光感测组件209安置于其上的收纳区域)中。
[00%]第一透镜204安置于第一腔室203之顶部，且具有上表面204a及下表面204b。第一 透镜204之下表面204b为凸面表面，且面向发光组件207。第一透镜204之上表面204a为平面 或大体上平面的表面，使得光学传感器模块200可经由取放(pick and place)制程附接至 另一基板或印刷电路板。因此，用于吸取及放置光学传感器模块的真空喷嘴可直接附接至 平面表面;不需要施加额外盖体W保护第一透镜204及提供一可供取放制程用的平面表面。 因此，可减少光学传感器模块200的成本及厚度。
[0027]发光组件207安置于第一腔室203中，且可发出红外线或其他波长的光或福射。在 一些实施例中，发光组件207安置于第一腔室203之底部上。在一些实施例中，可调整发光组 件207的位置W增加穿过第一透镜204之发出光。发光组件207可为(但不限于)发光二极管 或垂直腔面发射激光器（Vertical-hvity Surface-血itting laser ,VCSE；L)。在一些实施 例中，VCS化可减少发光角(例如，使其位在约20度内），且使光散射最小化，藉此减少串扰。
[0028] 第二透镜206安置于第二腔室205之顶部，且具有上表面206a及下表面206b。第二 腔室205与第一腔室203系藉由（例如)位于其之间的分隔组件211隔离。如图2A中所展示，第 二透镜206之下表面20化为凸面表面且面向感测组件209。
[0029] 光感测组件209安置于第二腔室205中W感测或侦测由外部物体反射的光。在一些 实施例中，光感测组件209安置于第二腔室205之底部。在一些实施例中，可调整光感测组件 209的位置W增加穿过第二透镜206之经反射光的接收。在一些实施例中，发光组件207的中 屯、自第一透镜204的轴线偏移。在一些实施例中，光感测组件209的中屯、自第二透镜206的轴 线偏移。可经调整发光组件207及光感测组件209的位置W靠近分隔组件211;所得光学传感 器模块200相较于如下光学传感器模块可具有更好效能：发光组件207的中屯、与第一透镜 204的轴线对准且光感测组件209的中屯、与第二透镜206的轴线对准。
[0030] 参看图2A及图2B，封盖基板202形成于第一腔室203与第二腔室205之顶部。封盖基 板202包括第一穿孔214及第二穿孔216。第一透镜204及第二透镜206分别形成于第一穿孔 214及第二穿孔216中。在一些实施例中，第一透镜204及第二透镜206中之一者(或两者)可 进一步为非球面透镜;在此实施例中，可减少光学传感器模块200的尺寸。
[0031] 第二透镜206之上表面206a为平面或大体上平面的表面。在一些实施例中，第一透 镜204之上表面204a及第二透镜206之上表面206a与封盖基板202之上表面大体上共面；因 此，相较于需施加盖体W保护透镜204、206中之一者或两者(其凸出超过封盖基板202)的实 施例，此实施例可不添加盖体W保护透镜。因此，在此实施例中，可减少光学传感器模块200 的尺寸。
[0032] 在一些实施例中，封盖基板202为金属基板，诸如铜或其合金。在一些实施例中，封 盖基板202为塑料基板，诸如液晶聚合物或环氧树脂或复合基板。
[0033] 在一些实施例中，第一光吸收层（图中未示)安置于封盖基板202之下表面。在一些 实施例中，封盖基板202之下表面(亦即，封盖基板202之不包括第一穿孔214及第二穿孔216 的下表面）由第一光吸收层覆盖。在一些实施例中，在封盖基板202之下表面具有第一光吸 收层外，另具有第二光吸收层(图中未示)安置于封盖基板202之上表面(亦即，封盖基板202 之不包括第一穿孔214及第二穿孔216之上表面），或替代该第一光吸收层。该或该等光吸收 层吸收来至少一些自发光组件207的发射(诸如，红外或其他类型的光或福射）。因此，封盖 基板202的一部分(阻断部分)可阻断导致串扰的发射。阻断部分的面积为可调整的。光吸收 层可(例如)藉由使用黑色氧化处理、碳黑涂层、色料或其他合适的光吸收材料来形成。额外 地或替代地，封盖基板202可包括光吸收材料，诸如碳黑或光吸收颜料。在封盖基板202中使 用该或该等光吸收层及/或使用该或该等光吸收材料，可吸收来自发光组件207且未穿过第 一透镜204的发射及吸收未穿过第二透镜206的反射;藉此可减少串扰。
[0034] 第一腔室203及第二腔室205由周边障壁210包围且由分隔组件211彼此隔离，使得 周边障壁210及分隔组件211界定第一腔室203及第二腔室205。在一些实施例中，该周边障 壁210的一或多个侧壁及该分隔组件211具有形成于其上的光吸收层，或可由光吸收材料形 成。周边障壁210及分隔组件211连接至封盖基板202之下表面。基底基板201形成光学传感 器模块200之底部(在图2A之定向中）；因此第一腔室203及第二腔室205之底部由基底基板 201订出界线。
[0035] 表1说明由根据本发明的光学传感器模块达成之串扰减少。测试Ξ个光学传感器 模块A、B及C，且将结果提供于表1中。模块A为根据图2A及图2B所示的光学传感器设计。模块 B为如图1A及图1B所示的光学传感器设计。模块C为商用光学传感器模块，双凸面透镜安置 于两个腔室的每一者。对模块A、B及C之每一者执行的测试为侦测在距光学传感器模块10mm 之距离处的外部物体。
[0036] 表1
[0037]
[0038] 比较模块A与模块B，对于约相同尺寸的封装而言，模块A相较于模块B达成显著较 好的串扰效能（亦即，模块A的串扰为0.40%v.s.模块B的串扰为68.93%)。比较模块A与模 块C，模块A相较于模块C具有较小的封装尺寸，且模块A相较于模块C进一步达成更好串扰效 能(亦即，模块A的串扰为0.40 % V. S.模块C的串扰为0.47 % )。
[0039] 图2C说明根据本发明实施例之光学传感器模块300的示意图。展示于图2C中的光 学传感器模块300类似于展示于于图2A中的光学传感器模块200，除了图2A的第二透镜206 由图2C中的透射面板220替代外。透射面板220具有上表面220a及下表面22化。透射面板220 之上表面220a及下表面22化为平面或大体上平面的表面。在一些实施例中，上表面220a与 封盖基板202之上表面大体上共面。在一些实施例中，下表面22化与封盖基板202之下表面 大体上共面。透射面板220可由诸如玻璃、娃、透光聚合物(诸如聚酷亚胺）的透光材料或干 膜(诸如聚酷亚胺膜)制成。透射面板220可经选择W允许特定波长通过。
[0040] 在替代实施例中，透射面板220可附接于封盖基板202之上表面。在此实施例中，透 射面板220可覆盖光学传感器模块300中之孔(例如，第一穿孔214及第二穿孔216,且该等穿 孔不存在形成于其中的透镜结构）。
[0041] 图2D说明根据本发明另一实施例之光学传感器模块400的示意图。展示于图2D中 的光学传感器模块400类似于展示于图2C中的光学传感器模块300,其中图2D中的基底基板 201由娃晶圆实施，且至少一光感测组件309形成于娃晶圆的光感测区域中。如图2D中所说 明，发光组件207可安置于基底基板201的发光区域中且电连接至该发光区域。在一些实施 例中，发光组件207及光感测组件309可整合于用W形成基底基板201的同一晶圆内。
[0042] 图3说明根据本发明实施例之封盖基板202的示意图。如图3中所展示，封盖基板 202界定第一穿孔214及第二穿孔216。第一透镜204(图中未示)置放于或形成于第一穿孔 214中，且第二透镜206(图中未示)或透射面板220置放于或形成于第二穿孔216中。
[0043] 如图3中所展示，根据一些实施例，第一穿孔214的侧壁及/或第二穿孔216的侧壁 界定一或多个延伸至封盖基板202上表面（图3中标记为202a)的凹槽223。在一些实施例中， 第一穿孔214的侧壁及/或第二穿孔216的侧壁额外地或替代地界定一或多个延伸至封盖基 板202之下表面（图3中标记为202b)的凹槽（图中未示）。凹槽的形状并不特别受限。举例而 言，凹槽可呈如矩形、=角形或锥形的形状。凹槽可用W将透镜（例如，第一透镜204或第二 透镜206)紧固至封盖基板202。
[0044] 图4说明封盖基板202的横截面图，其中第一透镜204及第二透镜206置放或形成于 封盖基板202内。根据一些实施例，图4的视图系沿着图2B的线Ι-Γ获得。如图4中所展示，第 一穿孔214及第二穿孔216的侧壁中之每一者包括分别适配或嵌入至第一透镜204及第二透 镜206中的凸起224, W便将第一透镜204及第二透镜206更牢固地紧固于封盖基板202中。
[0045] 图5说明根据本发明实施例之封盖基板202的示意图。在此实施例中，封盖基板202 界定一或多个流道233。如图5中所展示，存在两个流道233,各自连接至第一穿孔214及第二 穿孔216中之一者。在用于成形透镜的制程中，诸如在转注成形或压缩成形中，用于制造透 镜的树脂组成物可穿过流道233W填充第一穿孔214及第二穿孔216;在固化后，保持于流道 233中的树脂可进一步将第一透镜204及第二透镜206 (或透射面板220)紧固于封盖基板中。 流道233可充分嵌埋于封盖基板202内，或可自封盖基板202之上表面部分暴露（如图5中所 说明）。
[0046] 图6A说明根据本发明实施例之光学传感器模块500的示意性俯视图。在图6A中，流 道233连接第一穿孔214之侧壁，且流道233'连接第二穿孔216的侧壁。流道233大体上平行 于流道233'。此外，平行于参考轴线X且穿过第一穿孔214之中屯、的第一线A'与平行于参考 轴线X且穿过第二穿孔216之中屯、的第二线A"共线。
[0047] 图6B说明根据本发明实施例光学传感器模块600的示意性俯视图。如图6B中所展 示，平行于参考轴线X且穿过第一穿孔214之中屯、的第一线B'与平行于参考轴线X且穿过第 二穿孔216之中屯、的第二线B"不共线。已发现，与图6A的配置相比较，图6B的配置可进一步 减少串扰(例如，自0.15%至0.07%)。
[004引图7A说明根据本发明再一实施例之光学传感器模块700的示意图。光学传感器模 块700包括具有第一表面201a的基底基板201、周边障壁210及安置于基底基板201之第一表 面201a上的分隔组件211。第一表面201a包括发光组件207及光感测组件209。周边障壁210 及分隔组件211界定包围发光组件207的第一腔室203及包围光感测组件209的第二腔室 205。第一腔室203及第二腔室205由安置于其之间的分隔组件211彼此隔离。第一腔室中的 发光组件207发出约第一波长(例如，在包括该第一波长的波长范围内）的光。
[0049] 光学传感器模块700包括安置于第一腔室203及第二腔室205之顶部的封盖基板 202。封盖基板202可由透光材料或光阻断材料制成。封盖基板202之上表面202a为平面的。 封盖基板202在此实施例中包括阻断部分230,其能够阻断或吸收约第一波长的光。阻断部 分230位于第一腔室之顶部处(例如，在封盖基板202之下表面20化及封盖基板202之上表面 202a中之一者或两者上）。在一些实施例中，阻断部分230可邻近于(例如，直接邻近于)分隔 组件m安置。藉由此配置，可引起串扰的发射(例如，图1B中在C3与C4范围的光)将由阻断 部分230阻断或吸收，使得可减少串扰。阻断部分230可由阻断或吸收约第一波长之光的材 料制成。在一些实施例中，阻断部分230可额外地或替代地安置于第二腔室205上方之封盖 基板202之上表面上，且可邻近于分隔组件211。在此实施例中，阻断部分230可阻断或吸收 约第一波长的串扰或其他不欲的光。第一波长之发射的实例包括具有在850奈米(nm)至 950nm范围之波长的窄频带发射。
[0050] 图7B说明根据本发明实施例之光学传感器模块800的示意图。图7A及图7B的光学 传感器模块具有类似于彼此的结构，除了在图7A中，光感测组件209置放于基底基板201上， 而在图7B中，光感测组件309嵌埋或嵌入于基底基板201中。图7A与图7B的另一差异为阻断 部分230的尺寸及/或位置。
[0051] 图7C说明根据本发明之实施例之光学传感器模块900的示意图。展示于图7C中的 光学传感器模块900类似于图7A中展示的光学传感器模块，除阻断部分230外。
[0052] 在图7C中，阻断部分230位于第二腔室205之顶部，使得来自第一腔室203约第一波 长的发射不进入第二腔室205。在一些实施例中，如图7C中所说明，阻断部分230为封盖基板 202的一区段，该区段包含位于第二腔室205上方之封盖基板202的全部或实质部分，且阻断 部分230占该区段的整个体积。在其他实施例中，阻断部分230是在封盖基板202之上表面 202a及下表面20化中之一者或两者上，且覆盖至少第二腔室205。
[0053] 阻断部分230可由阻断具有约第一波长的发射但允许具有约第二波长的发射通过 的材料制成。娃为此材料的一个实例。在一些实施例中，第一波长为近红外光或可见光的波 长，且第二波长为中间波长红外光或远红外光之波长。在其他实施例中，第一波长及第二波 长在数值上可为靠近的。在一些实施例中，具有在850nm与95化m之间的波长的光自第一腔 室203发出，且第二腔室205由阻断部分230覆盖，该阻断部分阻断具有850nm与950nm之间的 波长之光，但允许其他波长之光(例如，微米波长)通过并由第二腔室205的光感测组件209 或309侦测。
[0054] 在图7C中所展示的实施例中，第二腔室205可用W(例如)侦测人类生理参数，诸如 人类体溫。对于此用途，光学传感器模块900可进一步包括第Ξ腔室（图中未示），其为光感 测腔室并与第一腔室一起形成接近传感器。此接近传感器模块的第一腔室、第二腔室及第 Ξ腔室可由周边障壁及安置于基底基板上的两个分隔组件界定，并由分隔组件彼此隔离。 在具有Ξ个腔室的接近传感器模块的一些实施例中，第二腔室205可经设计用于侦测脉冲 或氧饱和度，使得第一腔室203发出绿光或红光。
[0055] 根据本发明一些实施例的光学传感器模块(诸如针对光学传感器模块200、300、 400、500、600、700、800及900所说明并描述)为空气类型光学传感器模块，其为大体上气密 的，而未使用成形化合物或其他包覆剂W包覆该发光组件或光感测组件。腔室(例如，203、 205)由封盖基板(例如，202)、基底基板(例如，201)、周边障壁(例如，210)及一或多个分隔 组件(例如，211)包封W形成封闭空间，使得来自外部环境的影响(例如，湿度)可得W减少。 此外，相较于如图1A中所说明的光学传感器模块，本发明一些实施例的光学传感器模块允 许入射光之两次折射(例如，当光自第一腔室中的空气进入透镜时之折射及在光自透镜进 入周围空气时之另一折射），且因此可更有效地汇聚光;从而可减少封装尺寸。
[0056] 图8A及图8B说明根据本发明实施例的用于制造光学传感器模块的方法。
[0057] 图8A说明提供基底基板201。基底基板201包括安置于其上的发光组件207及光感 测组件209。
[005引图8B说明提供盖体并将盖体安置于基底基板201上。盖体包括封盖基板202、第一 腔室203;与第一腔室203隔离的第二腔室205;安置于第一腔室203之顶部的第一透镜204; 及安置于第二腔室205之顶部的第二透镜206。第一透镜204之下表面204b为凸面表面，且第 一透镜之上表面204a为大体上平面的表面。第二透镜206之下表面206b为凸面表面，且第二 透镜之上表面206a为大体上平面的表面。在一些实施例中，第二透镜206可由透射面板220 (例如，如图2C中所展示）替代。第一透镜204之上表面204a及第二透镜206之上表面206a(或 透射面板220之上表面)彼此大体上共面且与封盖基板202之顶表面大体上共面。如图8B中 所说明，盖体安置于基底基板201上，使得第一透镜204之下表面204b面向发光组件207，且 第二透镜206之下表面20化(或透射面板220之下表面)面向光感测组件209。
[0059] 图9A至图9的兑明根据本发明的实施例提供盖体。
[0060] 在图9A中，提供具有第一穿孔214及第二穿孔216的封盖基板202。封盖基板202可 为金属基板(例如，由铜、侣或其他金属或合金制成）；晶圆（例如，娃晶圆或玻璃晶圆）；由例 如液晶聚合物、环氧树脂制成的塑料基板;或复合基板。第一穿孔214及第二穿孔216之侧壁 可界定如图3及图4所描述之凹槽或凸起（图9A中未展示）。第一穿孔214及第二穿孔216可藉 由蚀刻或其他孔形成技术(例如，激光钻孔)来形成。凹槽及凸起可与第一穿孔214及第二穿 孔216-起形成。在一些实施例中，凹槽可在后续蚀刻或激光钻孔制程中形成。
[0061] 在图9B中，光吸收层901(例如，黑色氧化处理层）形成于封盖基板202上。举例而 言，光吸收层901可形成于封盖基板901之顶表面及底表面中之一者或两者上。在一些实施 例中，光吸收层901可藉由在封盖基板中添加碳黑或其他颜料而形成于封盖基板202内。在 一些实施例中，可省略光吸收层901。
[0062] 在图9C中，将聚合物注入至封盖基板202的第一穿孔214及第二穿孔216中；且在固 化后形成第一透镜204及第二透镜206。在第一穿孔214及/或第二穿孔216含有如上文所描 述的凹槽(例如，如图3所描述)时，聚合物填充第一穿孔214、第二穿孔216及凹槽。第一透镜 204及第二透镜206中之每一者具有凸面表面及非凸面表面。非凸面表面优选地为大体上平 面的。在一些实施例中，所注入聚合物用W形成透射面板(例如，220)，而非形成第二透镜 206。在一些实施例中，除填充第一穿孔214、第二穿孔216及凹槽外，聚合物亦覆盖封盖基板 202之部分上表面W形成透射面板。
[00创在一些实施例中，封盖基板包括流道(例如，如图5、图6A及图6B所描述），且聚合物 藉由穿过流道而注入至第一穿孔214及第二穿孔216中。
[0064] 在图9D中，提供周边障壁210及分隔组件211并将其附接至封盖基板202。在一些实 施例中，周边障壁210及分隔组件211可自晶圆制成，例如在该晶圆中形成第一腔室203及第 二腔室205的腔体。封盖基板202形成盖体的顶部，周边障壁210形成盖体的侧壁。盖体的第 一腔室及第二腔室藉由周边障壁210及分隔组件211界定，且第一腔室及第二腔室的顶部由 封盖基板202订出界线。封盖基板202W使得第一透镜204及第二透镜206的凸面表面分别向 内朝向第一腔室203及第二腔室205的方式，附接至周边障壁210及分隔组件211。第一透镜 204及第二透镜206之非凸面表面及封盖基板202之上表面为大体上共面的；因此，具有第一 透镜204及第二透镜206的封盖基板202可(例如，藉由真空喷嘴)容易地移动并附接至周边 障壁210及分隔组件211。就比较而言，若第一透镜204或第二透镜206自封盖基板202之上表 面凸起，则需要额外的罩盖W保护透镜及利于附接制程，然而，此情形将增加光学传感器模 块的尺寸及光学传感器模块制造时的复杂度。在图9D的实施例中，周边障壁210及分隔组件 211经置放，使得光吸收层901是在封盖基板202面向第一腔室203及第二腔室205之侧。在其 他实施例中，周边障壁210及分隔组件211经置放，使得光吸收层901形成于封盖基板202之 对侧并背离第一腔室203及第二腔室205。在又其他实施例中，可省略光吸收层901，或者在 封盖基板202之两侧均有光吸收层901。
[0065] 图10A至图10D说明根据本发明的实施例提供盖体。图10A说明成形透镜1000的示 意性俯视图，其包括框架910、由第一流道911连接至框架910的第一透镜204及由第二流道 912连接至框架910的第二透镜206(或透射面板）。成形透镜1000可例如藉由转注成形或压 缩成形所形成。在一些实施例中，聚合物经注入至具有透镜（及视需要的透射面板)之预定 型样的模具中。图lOB说明沿着图lOA的线ΙΙ-ΙΓ获得之成形透镜1000的横截面图。
[0066] 图10抗兑明施加成形化合物层920(如图10D中所展示）W便覆盖框架910、第一流道 911及第二流道912,并暴露第一透镜204及第二透镜206(或透射面板）。
[0067] 在图10Ε中，周边障壁210及分隔组件211附接至成形化合物层920。成形化合物层 920及成形透镜1000-起形成盖体的顶部，周边障壁210形成盖体的侧壁。第一腔室203由周 边障壁210及分隔组件211界定，且由成形化合物层920向下之面订出界线。第二腔室205由 周边障壁210及分隔组件211界定，且由成形化合物层920向下之面订出界线。第一透镜204 及第二透镜206各自具有凸面表面及非凸面表面，其中非凸面表面为透镜向下之面。第一透 镜204之非凸面表面为大体上平面的表面；因此具有施加于其上之成形化合物层920的成形 透镜1000(例如，如图10D所示)可易于移动并附接至周边障壁210及分隔组件211;例如，藉 由真空喷嘴移动并附接至该周边障壁及该分离组件。优选地，第一透镜204及第二透镜206 之非凸面表面中之两者为大体上平面的表面，且与所形成盖体之顶表面大体上共面(例如， 第一流道911、第二流道912、第一透镜204、第二透镜206及成形化合物层920之上表面如图 10D中所说明为大体上共面）。然而，若第一透镜204及第二透镜206中之一者或两者自盖体 之顶表面凸起，则可施加额外罩盖W保护透镜并利于附接制程。
[006引在根据图9A至图9D或图10A至图10E提供盖体后，盖体安置于基底基板(例如，201) 上，使得第一透镜(例如，204)向下之面面向发光组件(例如，207)，且第二透镜(例如，206或 透射面板)向下之面面向光感测组件(例如，209、309)。
[0069] 在一些实施例中，根据本发明之光学传感器模块可整合至具有屏幕之携带型电子 装置中。
[0070] 如本文中所使用，术语「大体上」、「实质的」、「大约」及「约」用W描述及考虑小变 化。当与事件或情形结合使用时，术语可指事件或情形明确发生之情况W及事件或情形极 近似于发生之情况。举例而言，术语可指小于或等于±10%，诸如小于或等于±5%、小于或 等于±4%、小于或等于±3%、小于或等于±2%、小于或等于±1 %、小于或等于±0.5%、 小于或等于±0.1 %或小于或等于±0.05 %。
[0071] 若表面上之最高点与最低点之间的差异小，诸如不大于1皿、不大于扣m、不大于10 μπι或不大于50μπι，则可将该表面认为是平面或大体上平面的。若两个表面之间的位移小，诸 如不大于Ιμπι、不大于扣m、不大于ΙΟμπι或不大于50μπι，则可认为该等两个表面为共面或大体 上共面的。
[0072 ]量、比率及其他数值在本文中有时W范围格式来呈现。应理解，此类范围格式系为 便利及简洁起见而使用，且应灵活地理解为不仅包括明确指定为范围限值之数值，且亦包 括涵盖于彼范围内之所有个别数值或子范围，如同明确指定每一数值及子范围一般。
[0073]虽然已参考本发明的特定实施例描述并说明本发明，但此等描述及说明并不限制 本发明。熟习此项技术者应理解，在不脱离如由所附申请专利范围界定的本发明的真实精 神及范畴的情况下，可作出各种改变且可取代等效物。图例可能不是按比例绘制。归因于制 造制程及容限，本发明中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未特定说明的 本发明之其他实施例。应将本说明书及图式视为说明性而非限制性的。可作出修改，W使特 定情形、材料、物质组成、方法或制程适于本发明的目标、精神及范畴。所有此等修改均意欲 处于此处随附之权利要求书之范畴内。虽然已参考按特定次序执行之特定操作描述本文中 所掲示的方法，但应理解，在不脱离本发明之教示的情况下，可组合、再细分，或重新定序此 等操作W形成等效方法。因此，除非本文中具体指示，否则操作的次序及分组并非本发明限 制要件。
[0074] 符号说明
[0075] 11发光组件
[0076] 12 光学传感器
[0077] 13 透明成形材料
[007引 15 透镜
[0079] 16 盖体
[0080] 123 光感测区
[00川 130 面板
[0082] 131 第一表面
[0083] 132 第二表面
[0084] 140 外部物体
[00化]200 光学传感器模块
[00化]201 基底基板
[0087] 202 封盖基板
[0088] 202a 上表面
[0089] 202b 下表面
[0090] 203 第一腔室
[0091] 204 第一透镜
[0092] 204a 上表面
[0093] 204b 下表面
[0094] 205 第二腔室
[00巧]206 第二透镜
[0096] 206a 上表面
[0097] 206b 下表面
[009引 207 发光组件
[0099] 209 光感测组件
[0100] 210 周边障壁
[0101] 211 分隔组件
[0102] 214 第一穿孔
[0103] 216 第二穿孔
[0104] 220 透射面板
[0105] 220a 上表面
[0106] 220b 下表面
[0107] 223 凹槽
[010引 224 凸起
[0109] 230 阻断部分
[0110] 233 流道
[0111] 233' 流道
[0112] 300 光学传感器模块
[011引 309 光感测组件
[0114] 400 光学传感器模块
[0115] 500 光学传感器模块
[0116] 600 光学传感器模块
[0117] 700 光学传感器模块
[0118] 800 光学传感器模块
[0119] 900 光学传感器模块
[0120] 901 光吸收层
[0121] 910 框架
[0122] 911 第一流道
[0123] 912 第二流道
[0124] 920 成形化合物
[0125] 1000 成形透镜
[0126] A' 第一线
[0127] A" 第二线
[012引 B' 第一线
[0129] 第二线
【主权项】
1. 一种光学传感器模块，其包含： 一盖体，其界定一第一腔室及与该第一腔室隔离的一第二腔室； 一发光组件，其安置于该第一腔室内；及 一光感测组件，其安置于该第二腔室内， 该盖体包含安置于该第一腔室之顶部的一第一透镜，该第一透镜包括非凸面上表面及 面向该发光组件之凸面下表面。2. 如权利要求1所述的光学传感器模块，其中该第一透镜之上表面为平面的，该盖体进 一步包含封盖基板以及第二透镜或与透射面板中的一者，该第二透镜或透射面板安置于该 第二腔室之顶部。3. 如权利要求2所述的光学传感器模块，其中该封盖基板包围该第一透镜及该第二透 镜或该透射面板，且其中该第二透镜或该透射面板包括与该第一透镜之上表面及该封盖基 板之上表面实质上共面之平面上表面。4. 如权利要求2所述的光学传感器模块，其中平行于一参考轴线且穿过该第一透镜中 心的一第一线与平行于该参考轴线且穿过该第二透镜或该透射面板中心的一第二线共线。5. 如权利要求2所述的光学传感器模块，其中平行于一参考轴线且穿过该第一透镜中 心之一第一线与平行于该参考轴线且穿过该第二透镜或透射面板中心的一第二线并不共 线。6. 如权利要求1所述的光学传感器模块，该盖体进一步包含一第二透镜及一封盖基板， 其中该第一腔室之顶部及该第二腔室之顶部藉由该封盖基板订出界线，且其中该封盖基板 界定该第一透镜形成或安置所在的一第一穿孔，及界定该第二透镜形成或安置所在的一第 二穿孔。7. 如权利要求6所述的光学传感器模块，其中该第一穿孔及该第二穿孔的侧壁界定延 伸至该封盖基板之上表面的凹槽。8. 如权利要求6所述的光学传感器模块，其中该第一穿孔及该第二穿孔的侧壁界定分 别嵌入至该第一透镜及该第二透镜中的凸起。9. 如权利要求6所述的光学传感器模块，该封盖基板进一步界定连接该第一穿孔之该 侧壁或该第二穿孔之该侧壁的流道。10. 如权利要求6所述的光学传感器模块，该盖体进一步包含位于该封盖基板之下表面 的一光吸收层。11. 如权利要求6所述的光学传感器模块，该盖体进一步包含位于该封盖基板之上表面 上的一光吸收层。12. 如权利要求6所述的光学传感器模块，该盖体进一步包含一周边障壁及一分隔组 件，其连接至该封盖基板之下表面并界定该第一腔室及该第二腔室。13. -种制造光学传感器模块的方法，其包含： 提供一基底基板，其具有安置于其上的一发光组件及一光感测组件； 提供界定一第一腔室及与该第一腔室分离的一第二腔室的一盖体，该盖体包含： 安置于该第一腔室之顶部的一第一透镜，该第一透镜包括凸面下表面及非凸面上表 面;及 安置于该第二腔室之顶部的一第二透镜或一透光面板;及 将该盖体安置于该基底基板上，使得该第一透镜之下表面面向该发光组件，且该第二 透镜之下表面面向该光感测组件。14. 如权利要求13所述的方法，其中该盖体进一步包含一封盖基板。15. 如权利要求14所述的方法，其中该封盖基板界定一第一穿孔及一第二穿孔，其中该 第一穿孔及该第二穿孔的侧壁界定延伸至该封盖基板之上表面的各别凹槽，且该第一穿孔 及该第二穿孔以及该等凹槽填充有一树脂组成物。16. 如权利要求13所述的方法，其进一步包含在提供该盖体之前，藉由以下操作形成该 盖体： 提供一成形透镜，其中该成形透镜包含一框架，由一第一流道连接至该框架的一第一 透镜及由一第二流道连接至该框架的一第二透镜； 形成一成形化合物层，其覆盖该框架以及该第一流道及该第二流道且暴露该第一透镜 及该第二透镜;及 在该成形化合物层上形成一周边障壁及一分隔组件，其中该周边障壁形成于该成形化 合物层的周边处，且与该分隔组件一起界定该第一腔室及该第二腔室。17. -种光学传感器模块，其包含： 具有一表面的一基底基板，该表面包括一发光区域及一光感测区域； 安置于该基底基板之该表面上的一周边障壁及一分隔组件，其中该周边障壁及该分隔 组件一起界定包围该发光区域的一第一腔室及包围该光感测区域的一第二腔室，且该第一 腔室提供具有第一波长之来自该发光区域的光;及 安置于该第一腔室及该第二腔室上的一封盖基板，其中该封盖基板之上表面为平面 的，且该封盖基板包括一阻断部分以阻断处于该第一波长的光。18. 如权利要求17所述的光学传感器模块，其中该分隔组件分离该第一腔室与该第二 腔室，且该阻断部分位于该第一腔室的顶部。19. 如权利要求17所述的光学传感器模块，其中该分隔组件分离该第一腔室及该第二 腔室，且该阻断部分位于该第二腔室的顶部。20. 如权利要求17所述的光学传感器模块，其中该阻断部分允许处于第二波长的光通 过。
【文档编号】G01V8/10GK106066495SQ201610242463
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月19日 公开号201610242463.8, CN 106066495 A, CN 106066495A, CN 201610242463, CN-A-106066495, CN106066495 A, CN106066495A, CN201610242463, CN201610242463.8
【发明人】何信颖
【申请人】日月光半导体制造股份有限公司