一种光学芯片的集成结构及其制造方法与流程

本发明涉及光学传感器领域，更具体地，本发明涉及一种光学芯片的集成结构；本发明还涉及一种集成结构的制造方法。

背景技术：

随着智能设备的发展，为实现其智能化的功能，越来越多的传感器被引入到智能设备中，光学传感器也不例外。在某些接近光传感器中，可通过一定的算法来实现手势识别的功能，这种接近光传感器一般包括位于中部的光学传感器以及位于光学传感器周围的多个LED芯片，光学传感器、LED芯片分别独立封装在电路基板上。由于现有技术中LED芯片结构的限制，使得上述多个LED芯片与光学传感器之间必须预留一定的距离，才能使光学传感器感应到LED芯片发出的光信号；如果LED芯片与光学传感器之间的距离太小，会导致手势无法识别或者识别不灵敏。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种光学芯片的集成结构的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种光学芯片的集成结构，包括基板以及设置在基板上的光学传感器芯片、至少一个LED芯片，在所述基板上还设置有分别将光学传感器芯片、至少一个LED芯片封装起来的第一透光塑封体、至少一个第二透光塑封体，以及位于第一透光塑封体、第二透光塑封体之间用于将光学传感器芯片、LED芯片光隔离的不透光塑封体；其中，所述第二透光塑封体与不透光塑封体结合的面为斜面，且所述斜面从基板端面至第二透光塑封体上端面朝向基板的边缘方向倾斜。

可选的是，还设置有与所述基板围成外部封装的不透光壳体。

可选的是，所述不透光壳体为在基板上进行预先注塑的预塑封体。

可选的是，所述第二透光塑封体与预塑封体结合的面为斜面，由所述预塑封体、不透光塑封体、基板所包围的第二透光塑封体的截面呈平行四边形。

可选的是，所述第一透光塑封体与不透光塑封体结合的面为竖直的面，或者为斜面。

可选的是，所述LED芯片设置有两个，该两个LED芯片分布在光学传感器芯片的两侧；或者是，所述LED芯片设置有四个，该四个LED芯片分布在光学传感器芯片的四周。

可选的是，在所述第一透光塑封体或/和第二透光塑封体的上端面还形成有光学透镜结构。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述集成结构的制造方法，包括以下步骤：

a)将光学传感器芯片、至少一个LED芯片安装在基板上，并进行打线，以将光学传感器芯片、至少一个LED芯片的引脚连接到基板的电路中；

b)在基板上对光学传感器芯片、至少一个LED芯片进行塑封，形成分别覆盖所述光学传感器芯片、LED芯片的第一透光塑封体、至少一个第二透光塑封体；且所述第二透光塑封体靠近第一透光塑封体一侧的面为斜面，且所述斜面从基板端面至第二透光塑封体上端面朝向基板的边缘方向倾斜；

c)在所述第一透光塑封体、至少一个第二透光塑封体之间注塑形成将所述光学传感器芯片、LED芯片光隔离的不透光塑封体，所述不透光塑封体与第二透光塑封体的斜面结合在一起。

可选的是，在步骤a)之前，还包括在基板上注塑并形成预塑封体的步骤，所述预塑封体与基板围成了外部封装。

可选的是，所述步骤c)中，在集成结构的整个上端面注塑不透光材料，并对该不透光材料进行减薄处理，从而将第一透光塑封体、第二透光塑封体露出，以及形成位于第一透光塑封体、第二透光塑封体之间的不透光塑封体。

本发明的集成结构，通过不透光塑封体以及第二透光塑封体来形成LED芯片的出光路径，这就使得LED芯片发出的光信号只能沿着第二透光塑封体的延伸方向朝远离光学传感器芯片的方向发射；采用这种结构方式，即使LED芯片与光学传感器芯片之间的距离很小，光学传感器芯片也能接受到经过反射后的由LED芯片发出的光信号；从另外一个角度而言，可以大大缩短LED芯片与光学传感器芯片之间的距离，由此可大大降低整个集成结构的尺寸。该LED芯片与光学传感器集成在一起后，可以适用于利用接近光原理进行检测的多个测量领域中；为手势识别进入小型电子设备提供可行性。

本发明的发明人发现，在现有技术中，由于LED芯片结构的限制，使得上述多个LED芯片与光学传感器之间必须预留一定的距离，才能使光学传感器感应到LED芯片发出的光信号；如果LED芯片与光学传感器之间的距离太小，会导致手势无法识别或者识别不灵敏。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明集成结构的示意图。

图2是本发明集成结构另一实施方式的结构示意图。

图3至图5是本发明集成结构制造方法的工艺图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1，本发明提供了一种光学芯片的集成结构，包括基板1以及设置在基板1上的光学传感器芯片3、至少一个LED芯片2，所述光学传感器芯片3、LED芯片2上均具有光学区域，光学传感器芯片3通过其光学区域来感应外界的光信号，从而使光学传感器芯片3可以根据不同的光信号而发出不同的响应，例如可根据光线的强弱使光学传感器芯片3发出不同的控制信号等；LED芯片2通过其光学区域可以向外发射出光信号；这种光学芯片的结构及其原理均属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。

光学传感器芯片3以及LED芯片2例如可以通过贴装的方式固定在基板1上，并可通过打线的方式将两个光学芯片的引脚连接在基板1的电路布图中；当然，对于本领域的技术人员而言，还可以采用植锡球的方式将上述的光学芯片直接焊接在基板1的焊盘上，以实现光学芯片与基板1的机械连接以及电连接。本发明的LED芯片2可以设置有一个、两个或者更多个。当LED芯片2设置有两个时，该两个LED芯片2可以分布在光学传感器芯片3的两侧；当LED芯片2设置有四个时，该四个LED芯片2可以分布在光学传感器芯片3的四周。

本发明的集成结构，在所述基板1上还设置有分别将光学传感器芯片3、至少一个LED芯片2封装起来的第一透光塑封体6、至少一个第二透光塑封体5，通过注塑的方式在基板1上同时形成第一透光塑封体6、第二透光塑封体5，从而可以分别将光学传感器芯片3、LED芯片2封装起来，以保护光学传感器芯片3、LED芯片2不受损坏；同时第一透光塑封体6、第二透光塑封体5采用透光的材料，从而不会影响光学传感器芯片3、LED芯片2的正常工作。

本发明的集成结构，还包括位于第一透光塑封体6、第二透光塑封体5之间的不透光塑封体7，通过注塑的方式在第一透光塑封体6、第二透光塑封体5之间注塑形成不透光塑封体7，从而可以将光学传感器芯片3、LED芯片2光隔离开，以防止LED芯片2发出的光直接被光学传感器芯片3接收到。

其中，所述第二透光塑封体5与不透光塑封体7结合的面为斜面，且所述斜面从基板1端面至第二透光塑封体5上端面朝向基板1的边缘方向倾斜，参考图1。也就是说，所述斜面从下至上朝远离光学传感器芯片3的方向倾斜。

本发明的集成结构，通过不透光塑封体以及第二透光塑封体来限制LED芯片的出光路径，这就使得LED芯片发出的光信号只能沿着第二透光塑封体的延伸方向朝远离光学传感器芯片的方向发射；采用这种结构方式，即使LED芯片与光学传感器芯片之间的距离很小，光学传感器芯片也能接受到经过反射后的由LED芯片发出的光信号；从另外一个角度而言，可以大大缩短LED芯片与光学传感器芯片之间的距离，由此可大大降低整个集成结构的尺寸。该LED芯片与光学传感器集成在一起后，可以适用于利用接近光原理进行检测的多个测量领域中，为手势识别进入小型电子设备提供可行性。

在本发明一个优选的实施方式中，还设置有与所述基板1围成外部封装的不透光壳体4，该不透光壳体4可与第二透光塑封体5的外侧结合在一起，使得该不透光壳体4可以限制第二透光塑封体5的外侧出光面。所述不透光壳体4可以为注塑件，进一步优选的是，所述不透光壳体4为在基板1上进行预先注塑的预塑封体。所述第二透光塑封体5与预塑封体结合的面优选为斜面。所述不透光壳体4以及不透光塑封体7、基板1共同围出了第二透光塑封体5的出光面，优选围出的第二透光塑封体5的截面呈平行四边形，参考图1，使得所述LED芯片2发出的光信号只能沿着第二透光塑封体5朝向远离光学传感器芯片3的方向倾斜射出。

本发明的集成结构，所述第一透光塑封体6与不透光塑封体7结合的面可以为竖直的面，也可以为斜面，在此不做限制。在所述第一透光塑封体6的上端面还形成有光学透镜结构8，参考图2。该光学透镜结构8可以作为光信号入射的光学镜头，由此可以提高光信号入射的强度，从而提高了光学传感器芯片的灵敏度和分辨率。当然，对于本领域的技术人员来说，还可以在第二透光塑封体5的上端面设置光学透镜结构8，以此来提高光信号出射的强度，还可以改变光信号出射的角度。

本发明还提供了一种光学芯片的集成结构的制造方法，其包括以下步骤：

a)将光学传感器芯片3、至少一个LED芯片2安装在基板1上，并进行打线，以将光学传感器芯片3、至少一个LED芯片2的引脚连接到基板1的电路中，参考图3；如上文所述，可采用本领域技术人员所熟知的贴装方式将光学传感器芯片3、LED芯片2安装在基板1上，并进行打线，以实现光学传感器芯片3、LED芯片2与基板1的电连接；

b)在基板1上对光学传感器芯片3、至少一个LED芯片2进行塑封，形成分别覆盖所述光学传感器芯片3、LED芯片2的第一透光塑封体6、至少一个第二透光塑封体5；第一透光塑封体6、至少一个第二透光塑封体5采用本领域技术人员所熟知的透光材料，通过注塑的方式，利用模具在基板1上形成分别覆盖所述光学传感器芯片3、LED芯片2的第一透光塑封体6、第二透光塑封体5，以完成芯片的保护；

且所述第二透光塑封体5靠近第一透光塑封体6一侧的面为斜面，且所述斜面从基板1端面至第二透光塑封体5上端面，朝向基板1的边缘方向倾斜；

c)在所述第一透光塑封体6、至少一个第二透光塑封体5之间注塑形成将所述光学传感器芯片3、LED芯片2光隔离的不透光塑封体7，所述不透光塑封体7采用本领域技术人员所熟知的不透光材料，例如采用黑色的注塑料，通过该不透光塑封体7可以将位于其两侧的光学传感器芯片3与LED芯片2完全光隔离开，防止LED芯片2发出的光信号直接被光学传感器芯片3感应到；

所述不透光塑封体7与第二透光塑封体5的斜面结合在一起，从而通过该不透光塑封体7可以改变光线在第二透光塑封体5中的出射路径，也就是说，使得LED芯片2发出的光信号只能沿着第二透光塑封体5朝远离光学传感器芯片3的方向出射。

本发明优选的是，在步骤a)之前，还包括在基板1上注塑并形成预塑封体的步骤，所述预塑封体与基板1共同围成了集成结构的外部封装。所述第二透光塑封体5与预塑封体结合的面优选为斜面，所述不透光壳体4以及不透光塑封体7、基板1共同围出了第二透光塑封体5的出光面。

本发明优选的是，所述步骤c中，在集成结构的整个上端面注塑不透光材料，并对该不透光材料进行减薄处理，从而将第一透光塑封体6、第二透光塑封体5露出，以及形成位于第一透光塑封体6、第二透光塑封体5之间的不透光塑封体7，参考图5。为了注塑方便，在整个结构的上端面注塑不透光材料，之后通过打薄、研磨等手段去除多余的不透光材料，保证光路的畅通。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。