接近度和测距传感器的制造方法
【专利摘要】本公开涉及接近度和测距传感器。其中，一种具有相对小的占用面积的接近度传感器包括衬底、半导体裸片、发光器件和帽盖。该发光器件覆盖该半导体裸片。该半导体裸片固定到该衬底上并且包括能够检测来自该发光器件的光的传感器区域。该帽盖也固定到该衬底上并且包括阻止该发光器件发出的一部分光到达该传感器区域的挡光板。在一个实施例中，该发光器件和该半导体裸片定位在该衬底的同一侧上，其中，该发光器件定位在该半导体裸片上。在另一个实施例中，该发光器件定位在该衬底的一侧上而该半导体裸片定位在该衬底的相反侧上。
【专利说明】
接近度和测距传感器
技术领域
[0001]本申请总体上涉及半导体器件并且更具体地涉及半导体接近度和测距传感器器件。【背景技术】
[0002]图1A是常规接近度传感器100的俯视平面图。接近度传感器100包括帽盖102,该帽盖具有第一孔径104和第二孔径106。图1B是图1A中所示的接近度传感器100沿着线1B-1B的横截面视图。
[0003]如图1B所示，帽盖102包括第一帽盖件102a和第二帽盖件102b。粘合剂材料108将第一帽盖件l〇2a固定到第二帽盖件102b上。
[0004]粘合剂材料110将帽盖102固定到衬底112上。衬底112包括多个接触焊盘114。多根导电迹线116在衬底112的上表面上的接触焊盘114中的一个或多个接触焊盘与衬底112的下表面上的接触焊盘114中的一个或多个接触焊盘之间形成电连接。
[0005]粘合剂材料118将发光器件120和半导体裸片122固定到衬底112上。半导体裸片 122包括传感器区域124。发光器件120所发出的光可经由第一孔径104离开接近度传感器 100、由接近度传感器100附近的物体反射、经由第二孔径106进入接近度传感器100并且撞击传感器区域124。接近度传感器100输出指示入射在传感器区域124上的光强的信号。
[0006]接近度传感器100可安装到设置在电子设备(未示出)(例如，蜂窝电话)中的印刷电路板(未示出)上。许多其他元器件可安装到同一个印刷电路板上，其必须配合在该设备内。消费者电子设备的一个趋势是在具有增加的能力的同时设备被制造得更小。相应地，可能令人期望的是在更小的印刷电路板上安装更多的元器件。因此，可能令人期望的是减少将每个元器件安装到印刷电路板上所需的表面面积。相应地，需要具有比接近度传感器100 的占用面积更小的占用面积的接近度传感器。
【发明内容】
[0007]根据实施例，提供了一种接近度传感器。该接近度传感器包括衬底、半导体裸片、 发光器件和帽盖。在一个实施例中，该半导体裸片、该发光器件和该帽盖固定到该衬底上。 在其他实施例中，该发光器件耦接到该半导体裸片上。该衬底具有在该衬底的第一侧上的第一多个接触焊盘以及在该衬底的第二侧上的第二多个接触焊盘。该半导体裸片具有在该半导体裸片的上表面上的传感器区域以及第三多个接触焊盘。该发光器件具有第四多个接触焊盘并且覆盖该半导体裸片的该上表面。该帽盖具有定位在该发光器件上方的第一孔径、定位在该半导体裸片的该传感器区域上方的第二孔径、以及布置在该发光器件与该半导体裸片之间的挡光板。该半导体裸片可位于该衬底的该第一侧上并且该发光器件可位于该半导体裸片的该上表面上。另外，该发光器件可位于该衬底的该第一侧上并且该半导体裸片可位于该衬底的该第二侧上。
[0008]根据另一个实施例，提供了一种制造接近度传感器的方法。根据该方法，提供了衬底，该衬底具有在该衬底的第一侧上的第一多个接触焊盘以及在该衬底的第二侧上的第二多个接触焊盘。半导体裸片耦接到该衬底上。该半导体裸片具有在该半导体裸片的上表面上的传感器区域以及第三多个接触焊盘。发光器件定位在该半导体裸片的该上表面之上。 该发光器件具有第四多个接触焊盘。帽盖耦接到该衬底上。该帽盖具有布置在该发光器件与该半导体裸片的该传感器区域之间的挡光板。该方法还可包括:将该半导体裸片定位在该衬底的该第一侧上，将该发光器件定位在该半导体裸片上，在该半导体裸片的接触焊盘与该发光器件的接触焊盘之间形成电连接，并且在该半导体裸片的接触焊盘和该衬底的该第一侧上的接触焊盘之间形成电连接。另外，该方法可包括:将该发光器件定位在该衬底的该第一侧上，在该发光器件的接触焊盘与该衬底的该第一侧上的接触焊盘之间形成电连接，将该半导体裸片定位在该衬底的该第二侧上，并且在该半导体裸片的接触焊盘与该衬底的该第二侧上的接触焊盘之间形成电连接。该方法还可包括:使用模制材料将该半导体裸片定位在该衬底内的空腔内部，在该半导体裸片的接触焊盘与该衬底的该第一侧上的重分布层的对应接触焊盘之间通过该模制材料中的多个过孔形成多个电连接，该多个电连接与该衬底的该第二侧上的接触焊盘进行电通信。该方法还可包括:将该发光器件和该帽盖定位在该衬底的该第一侧或该半导体裸片上。【附图说明】
[0009]图1A是常规接近度传感器的俯视平面图。
[0010]图1B是图1A中所示的接近度传感器的横截面视图。
[0011]图2A是根据一个实施例的接近度传感器的俯视图。
[0012]图2B是图2A中所示的接近度传感器的横截面视图。
[0013]图3A是根据一个实施例的接近度传感器的俯视平面图。
[0014]图3B是图3A中所示的接近度传感器的横截面视图。[〇〇15]图4A是根据一个实施例的接近度传感器的俯视平面图。[〇〇16]图4B是图4A中所示的接近度传感器的横截面视图。
[0017]图5是根据一个实施例的通信设备的框图。【具体实施方式】
[0018]图2A是根据一个实施例的接近度传感器200的俯视图。接近度传感器200包括帽盖 202,该帽盖具有第一孔径204和第二孔径206。第一孔径204和第二孔径206可以由常规的透镜填充或覆盖以便改善接近度传感器200的光学性能。这种透镜可形成自例如使用常规的胶合工艺或常规的模制工艺附接到帽盖202上的玻璃、塑料或环氧材料。图2B是图2A中所示的接近度传感器200沿着线2B-2B的横截面视图。[〇〇19] 如图2B所示，帽盖202包括上部部分208、多个侧壁210和挡光板212。在一个实施例中，上部部分208、侧壁210和挡光板212—体地形成。在一个实施例中，侧壁210和挡光板212 通过粘合剂材料(未示出)附接到上部部分208上。在一个实施例中，侧壁210是衬底226的一部分，以下将进一步对其进行解释。
[0020]接近度传感器200包括具有多个接触焊盘216的常规发光器件214。在图2A和图2B 中示出的实施例中，发光器件214的上表面包括第一接触焊盘216并且发光器件214的下表面包括第二接触焊盘216。在另一个实施例中，在发光器件214的下表面上形成一对接触焊盘216。在一个实施例中，发光器件214是常规的发光二极管(LED)。在一个实施例中，发光器件214是常规的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
[0021]接近度传感器200还包括常规的半导体裸片218。半导体裸片218包括传感器区域 220和多个接触焊盘222。在一个实施例中，传感器区域220是光电二极管的一部分。在图2B 中示出的实施例中，半导体裸片218的上表面包括接触焊盘222。常规的环氧粘合剂材料224 将半导体裸片218的下表面固定到衬底226的上表面上。在一个实施例中，粘合剂材料224是常规的裸片附接膜粘合剂。
[0022]衬底226包括多个接触焊盘228。衬底226的上表面包括接触焊盘228中的一些接触焊盘并且衬底226的下表面包括接触焊盘228中的一些接触焊盘。多根导电迹线230在衬底 226的上表面上的接触焊盘228中的一个或多个接触焊盘与衬底226的下表面上的接触焊盘 228中的一个或多个接触焊盘之间形成电连接。在一个实施例中，衬底226是印刷电路板的一部分。在另一个实施例中，衬底226是重分布层的一部分。在一个实施例中，衬底226形成自硅。在另一个实施例中，衬底226形成自陶瓷材料。[〇〇23]多根接线232在衬底226的上表面上的接触焊盘228中的两个或更多个接触焊盘与衬底218的下表面上的接触焊盘222中的两个或更多个接触焊盘之间形成电连接。在一个实施例中，常规的接线键合机器将接线232中的每一根接线的一端连接到衬底226的上表面上的接触焊盘228中的一个接触焊盘并且然后将接线232的另一端连接到半导体裸片218的上表面上的接触焊盘222中的对应的接触焊盘。
[0024]常规的导电粘合剂材料234在发光器件214的下表面上的接触焊盘216与半导体裸片218的上表面上的接触焊盘222中的一个接触焊盘之间形成电连接。在一个实施例中，发光器件214的下表面上的接触焊盘216是从其形成发光器件214的半导体裸片的一部分。接线236在半导体裸片218的上表面上的接触焊盘222中的一个接触焊盘与发光器件214的上表面上的接触焊盘216之间形成电连接。在一个实施例中，常规的接线键合机器将接线236 中的每一根接线的一端连接到半导体裸片218的上表面上的接触焊盘222中的一个接触焊盘并且然后将接线236的另一端连接到发光器件214的上表面上的接触焊盘216。[〇〇25]常规的粘合剂材料238将帽盖202固定到半导体裸片218和衬底226上。更具体地， 粘合剂材料238将侧壁210固定到衬底226的上表面上。尽管图2B仅示出了两个侧壁210,帽盖202包括四个侧壁210。粘合剂材料238还将挡光板212固定到半导体裸片218的上表面上。 在一个实施例中，粘合剂材料238是不导电粘合剂材料并且上部部分208、侧壁210和挡光板 212形成自不导电材料(例如，塑料材料)。在另一个实施例中，粘合剂材料238是导电粘合剂材料并且上部部分208、侧壁210和挡光板212形成自导电材料(例如，金属材料或镀金属材料)。[〇〇26]帽盖202形成自不使光透射通过的常规材料。例如，帽盖202可形成自黑色材料。侧壁210的下表面和衬底226的上表面是扁平的。另外，挡光板212的下表面和半导体裸片218 的上表面是扁平的。当帽盖202附接到半导体裸片218和衬底226上时，帽盖202的上部部分和侧壁210阻止外部光进入接近度传感器200而不是经由第一孔径204和第二孔径206进入的光。另外，挡光板212阻挡发光器件214所发出的光到达半导体裸片218的传感器区域220， 而非离开第一孔径204的、由接近度传感器200附近的物体所反射的并且经由第二孔径206进入接近度传感器200的光。[〇〇27]在接近度传感器200的操作期间，通过衬底226的下表面上的第一接触焊盘228向接近度传感器200提供电力。可经由连接到衬底226的上表面上的第二接触焊盘228的第一导电迹线230将电力从第一接触焊盘228供应给半导体裸片218,该第二接触焊盘连接到第一接线232，该第一接线连接到半导体裸片218的上表面上的第一接触焊盘222。可通过衬底 226的下表面上的第三接触焊盘228向接近度传感器200提供公共参考电势(例如，接地)。可经由连接到衬底226的上表面上的第四接触焊盘228的第二导电迹线230将公共参考电势从第三接触焊盘228供应给半导体裸片218,该第四接触焊盘连接到第二接线232,该第二接线连接到半导体裸片218的上表面上的第二接触焊盘222。
[0028]另外，电力和公共参考电势被供应给发光器件214的对应接触焊盘216,这些接触焊盘与半导体裸片218的上表面上的对应接触焊盘222进行电通信。半导体裸片218内的驱动器致使发光器件214在预定的时间发射光通过第一孔径204。发光器件214所发射的由接近度传感器200附近的物体反射的光可通过第二孔径206并且撞击半导体裸片218的传感器区域220。在一个实施例中，半导体裸片218输出指示入射在传感器区域220上的光强的信号。在一个实施例中，半导体裸片218输出指示接近度传感器200与物体之间的距离的信号。 来自半导体裸片218的信号经由衬底226的下表面上的接触焊盘228中的一个接触焊盘从接近度传感器200输出。[〇〇29]在此描述的图2B的设计的一个特定益处是整个传感器的较小占用面积。即，看图 2A的俯视侧视图，占用面积是宽度乘以长度，S卩，传感器所占据的面积。这个传感器的占用面积显著地小于任何现有传感器。这是特别有可能的，因为发光二极管214和光阻挡层212 两者都定位在与传感器芯片218相同的区域内。因此，传感器芯片218的占用面积实质上描述并定义了整个器件的占用面积。通过将光阻挡层212和二极管214两者放置为覆盖并且在传感器芯片218的顶部，器件的占用面积可显著地减少。
[0030]为了安全地并且牢固地将这两个结构安装在传感器芯片218之上，提供了适当的钝化层。在一个实施例中，钝化层是作为覆盖氮化硅层的厚层的碳化硅。在其他实施例中， 提供在某种程度上比将正常地在封装并包封在环氧层中的裸片更厚的厚氮化硅层。[〇〇31]图3A是根据一个实施例的接近度传感器300的俯视图。接近度传感器300包括帽盖 302，该帽盖具有第一孔径304和第二孔径306。第一孔径304和第二孔径306可以由形成自例如使用常规的胶合工艺或常规的模制工艺附接到帽盖302上的玻璃、塑料或环氧材料填充或覆盖。图3B是图3A中所示的接近度传感器300沿着线3B-3B的横截面图。[〇〇32] 如图3B所示，帽盖302包括上部部分308、多个侧壁310和挡光板312。在一个实施例中，上部部分308、侧壁310和挡光板312—体地形成。在一个实施例中，侧壁310和挡光板312 通过粘合剂材料(未示出)附接到上部部分308上。在一个实施例中，侧壁310是衬底324的一部分，以下将进一步对其进行解释。[〇〇33]接近度传感器300包括具有多个接触焊盘316的常规发光器件314。在图3A和图3B 中示出的实施例中，发光器件314的上表面包括第一接触焊盘316并且发光器件314的下表面包括第二接触焊盘316。在另一个实施例中，在发光器件314的下表面上形成一对接触焊盘316。在一个实施例中，发光器件314是常规的发光二极管(LED)。在一个实施例中，发光器件314是常规的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
[0034]接近度传感器300还包括常规的半导体裸片318。半导体裸片318包括传感器区域 320和多个接触焊盘322。在一个实施例中，传感器区域320是光电二极管的一部分。在图3B 中示出的实施例中，半导体裸片318的上表面包括接触焊盘322。[〇〇35]发光器件314和半导体裸片318固定到衬底324上。在一个实施例中，衬底324是印刷电路板的一部分。在另一个实施例中，衬底324是重分布层的一部分。在一个实施例中，衬底324形成自硅。在另一个实施例中，衬底324形成自陶瓷材料。[〇〇36]衬底324包括孔径326、多个接触焊盘328和多根导电迹线330。衬底324的第一侧 332包括衬底324的上表面并且衬底324的第二侧334包括衬底324的下表面。导电迹线330在衬底324的上表面上的接触焊盘328中的一个或多个接触焊盘与衬底324的下表面上的接触焊盘328中的一个或多个接触焊盘之间形成电连接。[〇〇37]常规的导电粘合剂材料336在衬底324的上表面上的接触焊盘328中的一个接触焊盘与发光器件314的下表面上的接触焊盘316中的一个接触焊盘之间形成电连接。粘合剂材料336还将发光器件314固定到衬底324的上表面上。接线338在衬底324的上表面上的接触焊盘328中的一个接触焊盘与发光器件314的上表面上的接触焊盘316中的一个接触焊盘之间形成电连接。[〇〇38]多个电连接器340在衬底324的下表面上的接触焊盘328与半导体裸片318的上表面上的接触焊盘322之间形成电连接。电连接器340还将半导体裸片318固定到衬底324上。 在一个实施例中，电连接器340形成自在半导体裸片318上具有金凸块的常规的各向异性导电粘合剂材料。在另一个实施例中，电连接器340是形成自常规的焊接材料的焊料凸块。 [〇〇39]如图3B所示，半导体裸片318固定到衬底324的下表面上，从而使得孔径326被布置在半导体裸片318的传感器区域320之上。孔径326被布置在第二孔径306与半导体裸片318 的传感器区域320之间，这使得经由第二孔径进入接近度传感器300的光到达半导体裸片 318的传感器区域320。[〇〇4〇]接近度传感器300还包括形成自常规材料从衬底324向下延伸的侧壁342。在一个实施例中，侧壁342和衬底324—体地形成。在一个实施例中，侧壁342通过常规的粘合剂材料(未示出)固定到衬底324的下表面上。侧壁342和衬底324形成半导体裸片318被布置在其中的空腔344。[〇〇411常规的粘合剂材料346将帽盖302固定到衬底324的上表面上。帽盖302形成自不使光透射通过的常规材料。例如，帽盖30 2可形成自黑色材料。侧壁310的下表面、挡光板312的下表面和衬底324的上表面是扁平的。当帽盖302附接到衬底324上时，帽盖302的上部部分和侧壁310阻止外部光进入接近度传感器300而不是经由第一孔径304和第二孔径306进入的光。另外，挡光板312阻挡发光器件314所发出的光到达半导体裸片318的传感器区域320， 而非离开第一孔径304的、由接近度传感器300附近的物体所反射的并且经由第二孔径306 进入接近度传感器300的光。[〇〇42] 接近度传感器300可包括衬底348。在一个实施例中，衬底348形成自硅。在一个实施例中，衬底348是形成自常规材料的柔性衬底。衬底348包括在衬底348的上表面上的多个接触焊盘350。
[0043]常规的导电粘合剂材料356可在侧壁342的下表面上的接触焊盘328与衬底348的上表面上的对应接触焊盘350之间形成电连接。粘合剂材料356还将衬底348的上表面固定到侧壁342的下表面上。在一个实施例中，粘合剂材料356是常规的各向异性导电胶。在另一个实施例中，导电粘合剂材料356是经历回流工艺以便在侧壁342的下表面上的接触焊盘 328与衬底348的上表面上的接触焊盘350之间形成电连接的常规焊膏。[〇〇44]在一个实施例中，空腔344的未被布置在传感器区域320与第二孔径306之间的并且未被半导体裸片318和电连接器340占据的部分填充有常规的填充材料(未示出)，诸如环氧树脂，其可改善接近度传感器300的持久性。[〇〇45]在接近度传感器300的操作期间，通过衬底348的上表面上的第一接触焊盘350向接近度传感器300提供电力。可通过衬底348的上表面上的第二接触焊盘350向接近度传感器300提供公共参考电势(例如，接地)。
[0046]另外，电力和公共参考电势被供应给发光器件314的对应接触焊盘316,这些接触焊盘经由衬底324的对应接触焊盘328和导电迹线330与半导体裸片318的上表面上的对应接触焊盘322进行电通信。半导体裸片318内的驱动器致使发光器件314在预定的时间发射光通过第一孔径304。发光器件314所发射的由接近度传感器300附近的物体反射的光可进入第二孔径306并且撞击半导体裸片318的传感器区域320。在一个实施例中，半导体裸片 318输出指不入射在传感器区域320上的光强的信号。在一个实施例中，半导体裸片318输出指示接近度传感器300与物体之间的距离的信号。来自半导体裸片318的信号经由衬底348 的下表面上的接触焊盘350中的一个接触焊盘从接近度传感器300输出。[〇〇47]图3A和图3B的实施例具有与在图2A和图2B的实施例中提供的不同的一些优点和结构。类似于图2A和图2B的实施例，整个封装体的占用面积非常小，如主要由传感器裸片 318的占用面积大小所定义的。存在图3B的封装体在构造和强度方面提供的附加优点。具体地，衬底324具有超过独立传感器裸片218的机械支撑的附加机械支撑。在一些情况下可能共同的是传感器裸片318在某种程度上是脆弱的，或者为了具有更高的产出，期望不直接将结构放置在裸片的顶部。相应地，图3B的结构提供以下优点:二极管314和光阻挡层312可以直接安装在并且抵靠在衬底层324上。相应地，不需要到传感器裸片318的机械连接也不需要由传感器裸片318支撑。[〇〇48]图4A是根据一个实施例的接近度传感器400的俯视图。接近度传感器400在许多相关方面类似于在图2A和图2B中示出的接近度传感器200。接近度传感器400包括帽盖402,该帽盖具有第一孔径404和第二孔径406。第一孔径404和第二孔径406可以由常规的透镜填充或覆盖以便改善接近度传感器400的光学性能。这种透镜可形成自例如使用常规的胶合工艺或常规的模制工艺附接到帽盖402上的玻璃、塑料或环氧材料。图4B是图4A中所示的接近度传感器400沿着线4B-4B的横截面图。[〇〇49] 如图4B所示，帽盖402包括上部部分408、多个侧壁410和挡光板412。在一个实施例中，上部部分408、侧壁410和挡光板412—体地形成。在一个实施例中，侧壁410和挡光板412 通过粘合剂材料(未示出)附接到上部部分408上。在一个实施例中，侧壁410是衬底428的一部分，以下将进一步对其进行解释。
[0050]接近度传感器400包括具有多个接触焊盘416的常规发光器件414。在图4A和图4B 中示出的实施例中，发光器件414的上表面包括第一接触焊盘416并且发光器件414的下表面包括第二接触焊盘416。在另一个实施例中，在发光器件414的下表面上形成一对接触焊盘416。在一个实施例中，发光器件414是常规的发光二极管(LED)。在一个实施例中，发光器件414是常规的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
[0051]接近度传感器400还包括常规的半导体裸片418。半导体裸片418包括传感器区域 420和多个接触焊盘422。在一个实施例中，传感器区域420是光电二极管的一部分。在图4B 中示出的实施例中，半导体裸片418的上表面包括接触焊盘422。常规的环氧粘合剂材料424 将发光器件414的下表面上的接触焊盘416中的一个接触焊盘固定到半导体裸片418的上表面上的接触焊盘422。在一个实施例中，粘合剂材料424是常规的导电裸片附接粘合剂。接线 426在半导体裸片418的上表面上的接触焊盘422中的一个接触焊盘与发光器件414的上表面上的接触焊盘416之间形成电连接。[〇〇52]衬底428包括多个接触焊盘430。衬底428的上表面包括接触焊盘430中的一些接触焊盘并且衬底428的下表面包括接触焊盘430中的一些接触焊盘。多根导电迹线432在衬底 428的上表面上的接触焊盘430中的一个或多个接触焊盘与衬底428的下表面上的接触焊盘 430中的一个或多个接触焊盘之间形成电连接。在一个实施例中，衬底428是印刷电路板的一部分。在另一个实施例中，衬底428是重分布层的一部分。在一个实施例中，衬底428形成自硅。在另一个实施例中，衬底428形成自陶瓷材料。多根导电迹线425在衬底428的上表面上的接触焊盘430与半导体裸片418的上表面上的接触焊盘422之间形成电连接。[〇〇53] 衬底428具有第一侧434和相反的第二侧436。空腔438在衬底428的第一侧434上形成。在一个实施例中，空腔438具有与半导体裸片418大致相同的维度并且半导体裸片418被整体布置在空腔438内。在一个实施例中，粘合剂材料(未不出)将半导体裸片418的下表面固定到衬底428上。在一个实施例中，半导体裸片418的上表面与衬底428的上表面齐平，并且侧壁410和挡光板412具有相同的高度。[〇〇54]在一个实施例中，空腔438具有比半导体裸片418的维度更大的维度。半导体裸片 418被定位在衬底428内的空腔438内部并且常规的模制工艺用于在空腔438的未被半导体裸片418占据的部分内形成模制材料(未示出)。在半导体裸片418的接触焊盘422与衬底428 的第一侧434上的重分布层的对应接触焊盘430之间通过模制材料内的多个过孔形成多个电连接，接触焊盘430与衬底428的第二侧436上的接触焊盘进行电通信。发光器件414和帽盖402被定位在半导体裸片418和/或衬底428的第一侧434上。[〇〇55]常规的粘合剂材料440将帽盖402固定到半导体裸片418和衬底428上。更具体地， 粘合剂材料440将侧壁410固定到衬底428的上表面上。尽管图4B仅示出了两个侧壁410,帽盖402包括四个侧壁410。粘合剂材料440还将挡光板412固定到半导体裸片418的上表面上。 在一个实施例中，帽盖402形成自导电材料并且粘合剂材料440是在帽盖402与衬底428的上表面上的接触焊盘430中的至少一个接触焊盘之间形成电连接的导电粘合剂材料，帽盖402 经由导电迹线432中的至少一根导电迹线电气地耦接到衬底428的下表面上的接触焊盘430 中的至少一个接触焊盘。[〇〇56]帽盖402形成自不使光透射通过的常规材料。例如，帽盖402可形成自黑色材料。侧壁410的下表面和衬底428的上表面是扁平的。另外，挡光板412的下表面和半导体裸片418 的上表面是扁平的。当帽盖402附接到半导体裸片418和衬底428上时，帽盖402的上部部分和侧壁410阻止外部光进入接近度传感器400而不是经由第一孔径404和第二孔径406进入的光。另外，挡光板412阻挡发光器件414所发出的光到达半导体裸片418的传感器区域420， 而非离开第一孔径404的、由接近度传感器400附近的物体所反射的并且经由第二孔径406进入接近度传感器400的光。[〇〇57]在接近度传感器400的操作期间，通过衬底428的下表面上的第一接触焊盘430向接近度传感器400提供电力。可经由连接到衬底428的上表面上的第二接触焊盘430的第一导电迹线432将电力从第一接触焊盘430供应给半导体裸片418,该第二接触焊盘连接到第一导电迹线425,该第一导电迹线连接到半导体裸片418的上表面上的第一接触焊盘422。可通过衬底428的下表面上的第三接触焊盘430向接近度传感器400提供公共参考电势(例如， 接地)。可经由连接到衬底428的上表面上的第四接触焊盘430的第二导电迹线432将公共参考电势从第三接触焊盘430供应给半导体裸片418,该第四接触焊盘连接到第二导电迹线 425,该第二导电迹线连接到半导体裸片418的上表面上的第二接触焊盘422。[〇〇58]另外，电力和公共参考电势被供应给发光器件414的对应接触焊盘416,这些接触焊盘与半导体裸片418的上表面上的对应接触焊盘422进行电通信。半导体裸片418内的驱动器致使发光器件414在预定的时间发射光通过第一孔径404。发光器件414所发射的由接近度传感器400附近的物体反射的光可通过第二孔径406并且撞击半导体裸片418的传感器区域420。在一个实施例中，半导体裸片418输出指示入射在传感器区域420上的光强的信号。在一个实施例中，半导体裸片418输出指示接近度传感器400与物体之间的距离的信号。 来自半导体裸片418的信号经由衬底428的下表面上的接触焊盘430中的一个接触焊盘从接近度传感器400输出。[〇〇59]图5是根据一个实施例的通信设备500的框图。通信设备500包括接近度传感器 502、控制器504和显示设备506。在一个实施例中，通信设备500是蜂窝电话，接近度传感器 502是以上描述的接近度传感器200、300和400之一，并且显示设备506是触摸屏设备。如果接近度传感器502不在用户的身体附近，例如，接近度传感器502向控制器504输出指示从接近度传感器502输出的很少(如果有的话)光已经从用户的身体反射并且返回接近度传感器 502的第一信号。当控制器504从接近度传感器502接收到第一信号时，控制器504向显示设备506提供使得显示设备506和/或致使显示设备506的返回光输出预定最大光量的第一控制信号。
[0060]接近度传感器502可位于通信设备500的扬声器(未示出)附近。如果接近度传感器 502被定位在用户的身体(例如，用户的耳朵)附近，接近度传感器502向控制器504输出指示从接近度传感器502输出的至少预定光量已经从用户的身体反射并且返回接近度传感器 502的第二信号。当控制器504从接近度传感器502接收到第二信号时，控制器504向显示设备506提供使得显示设备506和/或致使显示设备506的返回光输出预定最小光量的第二控制信号。相应地，接近度传感器502可用于减少通信设备500的功耗。
[0061]在一个实施例中，接近度传感器502是执行测距测量的接近度和测距传感器。也就是，接近度传感器502确定物体离接近度传感器502有多远。例如，接近度传感器502存储光脉冲从接近度传感器502发射的第一时间并且存储物体所反射的光返回接近度传感器502 的第二时间。接近度传感器502根据常规技术基于第一时间与第二时间之间的差值以及光速确定物体距接近度传感器502的距离。这种接近度和测距传感器可用于例如游戏应用中。
[0062]上述各实施例可以被组合以提供进一步的实施例。在本说明书中所提及的和/或在申请资料表中所列出的所有美国专利、美国专利申请出版物、美国专利申请、国外专利、 国外专利申请和非专利出版物都以其全文通过引用并入本文。如果有必要，可以对实施例的各方面进行修改，以采用各专利、申请和公开的概念来提供更进一步的实施例。
[0063]鉴于以上详细说明，可以对实施例做出这些和其他变化。总之，在以下权利要求书中，所使用的术语不应当被解释为将权利要求书局限于本说明书和权利要求书中所披露的特定实施例，而是应当被解释为包括所有可能的实施例、连同这些权利要求有权获得的等效物的整个范围。因此，权利要求书并不受到本披露的限制。
【主权项】
1.一种接近度传感器，包括:第一衬底，所述第一衬底具有在所述第一衬底的第一侧上的第一多个接触焊盘以及在 所述第一衬底的第二侧上的第二多个接触焊盘；半导体裸片，所述半导体裸片具有在所述半导体裸片的上表面上的传感器区域以及第 三多个接触焊盘，所述半导体裸片固定到所述第一衬底上；发光器件，所述发光器件具有第四多个接触焊盘，所述发光器件覆盖所述半导体裸片 的所述上表面；以及帽盖，所述帽盖具有定位在所述发光器件上方的第一孔径、定位在所述半导体裸片的 所述传感器区域上方的第二孔径、以及布置在所述发光器件与所述半导体裸片的所述传感 器区域之间的挡光板，所述帽盖固定到所述第一衬底上。2.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，所述第一衬底包括空腔，并且所述半导体 裸片定位在所述空腔中。3.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，所述半导体裸片定位在所述第一衬底的所 述第一侧上，所述发光器件定位在所述半导体裸片的所述上表面上，并且所述发光器件的 所述第四多个接触焊盘中的每个接触焊盘与所述半导体裸片的第三多个接触焊盘中的对 应的接触焊盘进行电通信。4.如权利要求1所述的接近度传感器，进一步包括:粘合剂材料，所述粘合剂材料将所 述半导体裸片的下表面固定到所述第一衬底的所述第一侧上。5.如权利要求1所述的接近度传感器，进一步包括:接线，所述接线在所述半导体裸片 的所述第三多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述发光器件的所述第四多个接触焊盘中 的一个接触焊盘之间形成电连接。6.如权利要求1所述的接近度传感器，进一步包括:多根接线，所述多根接线中的每一 根接线在所述第一衬底的所述第一侧上的所述第一多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所 述半导体裸片的所述第三多个接触焊盘中的对应的接触焊盘之间形成电连接。7.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，所述挡光板固定到所述半导体裸片上。8.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，所述发光器件定位在所述第一衬底的所述 第一侧上，并且所述半导体裸片定位在所述第一衬底的所述第二侧上，其中，所述传感器区 域面朝所述第一衬底。9.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，所述第一衬底的所述第二侧上的所述第二 多个接触焊盘中的每一个接触焊盘与所述半导体裸片的所述第三多个接触焊盘中的对应 的接触焊盘进行电通信。10.如权利要求1所述的接近度传感器，进一步包括接线，所述接线在所述第一衬底的 所述第一侧上的所述第一多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述发光器件的所述第四多 个接触焊盘中的一个接触焊盘之间形成电连接。11.如权利要求1所述的接近度传感器，进一步包括:多个电连接器，所述多个电连接器 中的每一个电连接器在所述第一衬底的所述第二侧上的所述第二多个接触焊盘中的一个 接触焊盘与所述半导体裸片的所述第三多个接触焊盘中的对应的接触焊盘之间形成电连 接。12.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，所述挡光板固定到所述第一衬底的所述第一侧上。13.如权利要求1所述的接近度传感器，其中，在所述第一衬底中形成孔径，所述半导体 裸片被定位成其上表面面朝所述第一衬底，并且所述孔径定位在所述半导体裸片的所述传 感器区域之上。14.如权利要求1所述的接近度传感器，进一步包括:第二衬底，所述第二衬底具有第五 多个接触焊盘，所述第五多个接触焊盘中的每一个接触焊盘与所述第一衬底的所述第二多 个接触焊盘中的对应的接触焊盘进行电通信。15.—种制造接近度传感器的方法，包括:提供第一衬底，所述第一衬底具有在所述第一衬底的第一侧上的第一多个接触焊盘以 及在所述第一衬底的第二侧上的第二多个接触焊盘；将半导体裸片耦接到所述第一衬底上，所述半导体裸片具有在所述半导体裸片的上表 面上的传感器区域以及第三多个接触焊盘；将发光器件定位在所述半导体裸片的所述上表面之上，所述发光器件具有第四多个接 触焊盘;并且将帽盖耦接到所述第一衬底上，所述帽盖具有布置在所述发光器件与所述半导体裸片 的所述传感器区域之间的挡光板。16.如权利要求15所述的方法，进一步包括:将所述半导体裸片定位在所述第一衬底的所述第一侧上；将所述发光器件定位在所述半导体裸片的所述上表面上；形成第一多个电连接，所述第一多个电连接中的每一个电连接形成在所述半导体裸片 的所述第三多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述发光器件的所述第四多个接触焊盘中 的对应的接触焊盘之间；并且形成第二多个电连接，所述第二多个电连接中的每一个电连接形成在所述半导体裸片 的所述第三多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述第一衬底的所述第一侧上的所述第一 多个接触焊盘中的对应的接触焊盘之间。17.如权利要求15所述的方法，进一步包括:将所述发光器件定位在所述第一衬底的所述第一侧上；形成第一多个电连接，所述第一多个电连接中的每一个电连接形成在所述发光器件的 所述第四多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述第一衬底的所述第一侧上的所述第一多 个接触焊盘中的对应的接触焊盘之间；将所述半导体裸片定位在所述第一衬底的所述第二侧上;并且形成第二多个电连接，所述第二多个电连接中的每一个电连接形成在所述半导体裸片 的所述第三多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述第一衬底的所述第二侧上的所述第二 多个接触焊盘中的对应的接触焊盘之间。18.如权利要求15所述的方法，进一步包括:将所述挡光板耦接到所述半导体裸片的所述上表面上。19.如权利要求15所述的方法，进一步包括:提供第二衬底，所述第二衬底具有第五多个接触焊盘;并且形成多个电连接，所述电连接中的每一个电连接形成在所述第一衬底的所述第二多个接触焊盘中的一个接触焊盘与所述第二衬底的所述第五多个接触焊盘中的对应的接触焊 盘之间。20.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一衬底具有空腔，并且所述方法包括将所 述半导体裸片定位在所述空腔中。
【文档编号】H01L23/488GK106024772SQ201610180174
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】E·索吉尔, 黄永盛, D·加尼
【申请人】意法半导体(格勒诺布尔2)公司, 意法半导体有限公司