鄰近傳感器、電子設備以及制造鄰近傳感器的方法與流程

本公開的實施方式涉及圖像傳感器設備領域，并且更具體地涉及鄰近傳感器、電子設備以及制造鄰近傳感器的方法。

背景技術：

一般而言，電子設備包含一個或者多個用于提供增強的媒體功能的圖像傳感器模塊。例如，典型的電子設備可以利用圖像傳感器模塊來進行影像捕獲或者視頻電話會議。一些電子設備包括用于其它目的的附加的圖像傳感器設備，諸如鄰近傳感器。

例如，電子設備可以使用鄰近傳感器來提供物體距離，用于向相機專用的圖像傳感器模塊提供聚焦調整。在移動設備應用中，當用戶的手在附近時，可以使用鄰近傳感器來檢測，從而快速地并且準確地將設備從省電睡眠模式中喚醒。一般而言，鄰近傳感器包括將輻射指向潛在的附近物體的發光器件，以及接收由附近物體反射的輻射的傳感器芯片。

圖1示出了現有技術中的鄰近傳感器100的截面示意圖。如圖1所示，鄰近傳感器100包括基板1、在基板1上的傳感器芯片2和發光器件3、以及通過粘接劑110定位在基板1和傳感器芯片2上并且在其中具有開口的蓋體11。基板1包括電介質層101、由電介質層101承載的多個導電跡線102、以及由電介質層101承載并被耦合到導電跡線102的第一導電觸點103和第二導電觸點104，其中第一導電觸點103設置于基板1的上表面處，并且第二導電觸點104設置于基板1的下表面處。傳感器芯片2通過粘接劑10附接至基板1的上表面。發光器件3通過導電附接材料8被附接至基板1的上表面。傳感器芯片2和發光器件3分別通過相應的焊線9電耦合到基板1 的第一導電觸點103。鄰近傳感器100還包括分別通過粘接劑60粘接至蓋體11上以覆蓋相應的開口的濾光部件61和62。濾光部件61設置在傳感器芯片2的傳感器區域201的正上方。濾光部件62設置在發光器件3的正上方。

在圖1中所示的鄰近傳感器100中，由于蓋體11的價格較高，因而使得整個鄰近傳感器100的制造成本較高。此外，在制造這樣的鄰近傳感器100時，需要為個體的鄰近傳感器100安裝單獨的蓋體11，使得制造過程花費較長的時間，從而降低了產能。

技術實現要素：

本公開的實施方式的目的之一是提供一種新型的鄰近傳感器以及制造這樣的鄰近傳感器的方法，以降低制造成本和/或增加產能。

根據本公開的第一方面，提供了一種鄰近傳感器，包括：傳感器芯片，包括傳感器區域；發光器件，位于所述傳感器芯片上并且電耦合至所述傳感器芯片；透明模制材料，至少覆蓋所述發光器件的發光表面；以及非透明模制材料，將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述發光器件被所述透明模制材料密封。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述發光器件通過導電附接材料附接至所述傳感器芯片。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述鄰近傳感器還包括：濾光部件，位于所述傳感器區域的正上方。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述濾光部件通過透明粘接劑粘接至所述傳感器芯片。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述非透明模制材料部分地覆蓋所述傳感器芯片的具有所述傳感器區域的表面，使得所述傳感器區域未被所述非透明模制材料覆蓋。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述非透明模制材料部分 地覆蓋所述透明模制材料，使得所述發光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆蓋。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述傳感器芯片包括硅通孔。

根據本公開的第二方面，提供了另一種鄰近傳感器，包括：傳感器芯片，包括傳感器區域；發光組件，位于所述傳感器芯片上，所述發光組件包括基板、位于所述基板上并且電耦合至所述基板的發光器件、以及至少覆蓋所述發光器件的發光表面的透明模制材料，其中所述基板電耦合至所述傳感器芯片；以及非透明模制材料，將所述發光組件和所述傳感器區域隔離。

根據本公開的第三方面，提供了一種電子設備，包括如上所述的任意一種鄰近傳感器。

根據本公開的第四方面，提供了一種制造鄰近傳感器的方法，包括：提供傳感器芯片，所述傳感器芯片包括傳感器區域；在所述傳感器芯片上提供發光器件，并且將所述發光器件電耦合至所述傳感器芯片；使用透明模制材料至少覆蓋所述發光器件的發光表面；以及使用非透明模制材料將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離。

根據本公開的一個示例性實施方式，提供傳感器芯片的步驟包括在載體上提供所述傳感器芯片；并且所述方法還包括：在使用非透明模制材料將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離之后，去除所述載體。

根據本公開的一個示例性實施方式，使用透明模制材料至少覆蓋所述發光器件的發光表面包括：使用所述透明模制材料密封所述發光器件。

根據本公開的一個示例性實施方式，將所述發光器件電耦合至所述傳感器芯片包括：通過導電附接材料將所述發光器件附接至所述傳感器芯片。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述方法還包括：在使用 透明模制材料至少覆蓋所述發光器件的發光表面之后、并且在使用非透明模制材料將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離之前，在所述傳感器區域的正上方提供濾光部件。

根據本公開的一個示例性實施方式，在所述傳感器區域的正上方提供濾光部件包括：通過透明粘接劑將所述濾光部件粘接至所述傳感器芯片。

根據本公開的一個示例性實施方式，使用非透明模制材料將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離進一步包括：使用所述非透明模制材料部分地覆蓋所述傳感器芯片的具有傳感器區域的表面，使得所述傳感器區域未被所述非透明模制材料覆蓋。

根據本公開的一個示例性實施方式，使用非透明模制材料將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離進一步包括：使用所述非透明模制材料部分地覆蓋所述透明模制材料，使得所述發光器件的光出射光路未被所述非透明模制材料覆蓋。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述傳感器芯片包括硅通孔。

根據本公開的一個示例性實施方式，所述方法還包括：在使用非透明模制材料將所述透明模制材料和所述傳感器區域隔離之后，執行單片化處理。

根據本公開的第五方面，提供了一種制造鄰近傳感器的方法，包括：提供傳感器芯片，所述傳感器芯片包括傳感器區域；在所述傳感器芯片上提供發光組件，所述發光組件包括基板、位于所述基板上并且電耦合至所述基板的發光器件、以及至少覆蓋所述發光器件的發光表面的透明模制材料；以及使用非透明模制材料將所述發光組件和所述傳感器區域隔離。

在本公開的各個實施方式中，通過將發光器件設置在傳感器芯片上并且采用模制材料來對發光器件與傳感器區域進行隔離，避免了蓋體的使用，能夠降低鄰近傳感器的制造成本，并且能夠提高產能。此外，由于不需要使用基板來支撐傳感器芯片，因而能夠減小 鄰近傳感器的整體尺寸。

附圖說明

當結合附圖閱讀下文對示范性實施方式的詳細描述時，這些以及其它目的、特征和優點將變得顯而易見，在附圖中：

圖1示出了現有技術中的鄰近傳感器的截面示意圖；

圖2示出了根據本公開的示例性實施方式的鄰近傳感器的截面示意圖；

圖3A至圖3J是示出了用于制造圖2中所示的鄰近傳感器的流程的截面示意圖；

圖4示出了根據本公開的另一示例性實施方式的鄰近傳感器的截面示意圖；

圖5A至圖5I是示出了用于制造圖4中所示的鄰近傳感器的流程的截面示意圖；

圖6示出了根據本公開的又一示例性實施方式的鄰近傳感器的截面示意圖；

圖7是圖6中所示的鄰近傳感器中的發光組件的放大示意圖；以及

圖8示出了根據本公開的又一示例性實施方式的鄰近傳感器的截面示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖中的若干示例性實施方式來描述本公開的原理和方法。應當理解，描述這些實施方式僅僅是為了使本領域技術人員能夠更好地理解進而實現本公開，而并非以任何方式限制本公開的范圍。

圖2示出了根據本公開的示例性實施方式的鄰近傳感器200的截面示意圖。如圖2所示，鄰近傳感器200可以包括傳感器芯片2、發光器件3、透明模制材料4和非透明模制材料5。傳感器芯片2包 括傳感器區域201。發光器件3位于傳感器芯片2上并且電耦合至傳感器芯片2。透明模制材料4至少覆蓋發光器件3的發光表面。非透明模制材料5將透明模制材料4和傳感器區域201隔離。

傳感器芯片2的主體206可以由半導體材料(例如硅)制成。如圖2所示，傳感器芯片2可以包括用于附接發光器件3的附接區域202。傳感器區域201與附接區域202間隔設置在傳感器芯片2的上表面上。傳感器區域201用于接收由附近物體反射的輻射。傳感器芯片2還可以包括第一導電觸點203和第二導電觸點205。第一導電觸點203設置于傳感器芯片2的上表面處以用于電耦合至發光器件3。第二導電觸點205設置于傳感器芯片2的下表面處以用于電耦合至其它電路。傳感器芯片2還可以包括從其上表面延伸至其下表面的硅通孔(TSV)204，以提供從傳感器芯片2的上表面至下表面的電耦合。

發光器件3可以包括垂直腔面發射激光器(VCSEL)或發光二極管(LED)，例如紅外LED。如圖2所示，發光器件3可以通過導電附接材料8被附接至傳感器芯片2的上表面。具體而言，發光器件3可以通過導電附接材料8被附接至傳感器芯片2的上表面上的附接區域202。此外，發光器件3還可以經由焊線9電耦合至傳感器芯片2的上表面處的導電觸點203。在各個實施方式中，不同的發光器件3可以通過不同的方式電耦合至傳感器芯片2，例如僅經由導電附接材料8、僅經由焊線9或者經由二者的組合。此外，發光器件3并不限于上述類型，而是可以包括可用于鄰近傳感器200中的各種類型的光源。

透明模制材料4可以是各種類型的透明聚合物材料。透明模制材料4可以通過模制工藝至少形成于發光器件3的發光表面(例如圖2中所示的上表面)上。作為示例，發光器件3可以被透明模制材料4密封。如圖2所示，透明模制材料4完全包裹住發光器件3以及用于將發光器件3電耦合至傳感器芯片2的焊線9。本領域技術人員能夠理解的是，透明模制材料4無需完全覆蓋發光器件3，而是 僅需覆蓋發光器件3的發光表面即可。

如圖2所示，鄰近傳感器200還可以包括位于傳感器區域201的正上方的濾光部件6。濾光部件6可以通過透明粘接劑7粘接至傳感器芯片2。濾光部件6例如可以是濾光片，以選擇性地使具有特定波長的光(例如紅外光)從其中通過。例如，濾光部件6可以是在其至少一個表面上涂覆有選擇性地使具有特定波長的光通過的材料層的玻璃。

如圖2所示，替代現有技術中的蓋體11，采用非透明模制材料5將透明模制材料4與傳感器區域201隔離。作為結果，非透明模制材料5將發光器件3的發光表面與傳感器區域201隔離，以防止由發光器件3輻射的光未經附近物體反射而直接到達傳感器區域201。

非透明模制材料5部分地覆蓋傳感器芯片2的具有傳感器區域201的表面(即其上表面)，使得傳感器區域201未被非透明模制材料5覆蓋。此外，非透明模制材料5還覆蓋傳感器芯片2的側表面。當傳感器區域201上方設置有濾光部件6時，非透明模制材料5還可以覆蓋濾光部件6的一部分，并且使得濾光部件6的位于傳感器區域201正上方的部分未被非透明模制材料5覆蓋，以便于由附近物體反射的光可以達到傳感器區域201。

非透明模制材料5部分地覆蓋透明模制材料4，使得發光器件3的光出射光路未被非透明模制材料5覆蓋。具體而言，透明模制材料4的位于發光器件3的發光表面正上方的部分未被非透明模制材料5覆蓋，以便于由發光器件3發射的光可以照射出。

在圖2中所示的鄰近傳感器200中，由發光器件3輻射的光可以經由透明模制材料4發射出，以到達附近物體并且由該附近物體進行反射。隨后，由附近物體反射的光可以經由設置在傳感器區域201上方的濾光部件6以及透明粘接劑7而到達傳感器區域201。

通過將發光器件3設置在傳感器芯片2上并且采用非透明模制材料5對發光器件3與傳感器區域201進行隔離，與圖1中所示的鄰近傳感器100相比，避免了蓋體11的使用，能夠降低鄰近傳感器 200的制造成本，并且能夠提高產能。此外，與圖1中所示的鄰近傳感器100相比，由于不需要使用基板1來支撐傳感器芯片2，因而能夠減小鄰近傳感器200的整體尺寸。

圖3A至圖3J是示出了用于制造圖2中所示的鄰近傳感器200的流程的截面示意圖。在下文中將結合圖3A至圖3J詳細描述鄰近傳感器200的制作過程。

如圖3A所示，提供傳感器晶片，該傳感器晶片包括多個傳感器芯片2。在圖3A中僅示出了兩個傳感器芯片2作為示例。傳感器芯片2的主體206可以由半導體材料(例如硅)制成。傳感器芯片2包括傳感器區域201和用于附接發光器件3的附接區域202。傳感器區域201與附接區域202間隔設置在傳感器芯片2的上表面上。傳感器區域201用于接收由附近物體反射的輻射。傳感器芯片2還可以包括第一導電觸點203和第二導電觸點205。第一導電觸點203設置于傳感器芯片2的上表面處以用于在后續步驟中電耦合至發光器件3。第二導電觸點205設置于傳感器芯片2的下表面處以用于電耦合至其它電路。傳感器芯片2還可以包括從其上表面延伸至其下表面的硅通孔(TSV)204，以提供從傳感器芯片2的上表面至下表面的電耦合。

如圖3B所示，提供載體1000，載體1000的上表面上設置有用于固定傳感器芯片2的粘接劑1001。

如圖3C所示，將個體的傳感器芯片2通過粘接劑1001固定在載體1000上。

如圖3D所示，在各個傳感器芯片2上分別提供發光器件3，并且將發光器件3電耦合至相應的傳感器芯片2。發光器件3可以包括垂直腔面發射激光器(VCSEL)或發光二極管(LED)，例如紅外LED。可以通過導電附接材料8將發光器件3附接至傳感器芯片2的上表面。具體而言，發光器件3可以通過導電附接材料8被附接至傳感器芯片2的上表面上的附接區域202。此外，可以經由焊線9將發光器件3電耦合至傳感器芯片2的上表面處的導電觸點203。在 各個實施方式中，不同的發光器件3可以通過不同的方式電耦合至傳感器芯片2，例如僅經由導電附接材料8、僅經由焊線9或者經由二者的組合。此外，發光器件3并不限于上述類型，而是可以包括可用于鄰近傳感器200中的各種類型的光源。

如圖3E所示，使用透明模制材料4至少覆蓋發光器件3的發光表面。透明模制材料4可以是各種類型的透明聚合物材料。透明模制材料4可以通過模制工藝至少形成于發光器件3的發光表面(例如圖3E中所示的上表面)上。作為示例，發光器件3可以被透明模制材料4密封。如圖3E所示，透明模制材料4完全包裹住發光器件3以及用于將發光器件3電耦合至傳感器芯片2的焊線9。本領域技術人員能夠理解的是，透明模制材料4無需完全覆蓋發光器件3，而是僅需覆蓋發光器件3的發光表面即可。

如圖3F所示，在傳感器區域201的正上方提供濾光部件6。例如可以通過透明粘接劑7將濾光部件6粘接至傳感器芯片2。濾光部件6例如可以是濾光片，以選擇性地使具有特定波長的光(例如紅外光)從其中通過。例如，濾光部件6可以是在其至少一個表面上涂覆有選擇性地使具有特定波長的光通過的材料層的玻璃。

如圖3G所示，利用非透明模制材料5將透明模制材料4和傳感器區域201隔離。作為結果，非透明模制材料5將發光器件3的發光表面與傳感器區域201隔離，以防止由發光器件3輻射的光未經附近物體反射而直接到達傳感器區域201。

非透明模制材料5部分地覆蓋傳感器芯片2的具有傳感器區域201的表面，使得傳感器區域201未被非透明模制材料5覆蓋。此外，非透明模制材料5還覆蓋傳感器芯片2的側表面。當傳感器區域201上方設置有濾光部件6時，非透明模制材料5還可以覆蓋濾光部件6的一部分，并且使得濾光部件6的位于傳感器區域201正上方的部分未被非透明模制材料5覆蓋，以便于由附近物體反射的光可以達到傳感器區域201。

非透明模制材料5部分地覆蓋透明模制材料4，使得發光器件3 的光出射光路未被非透明模制材料5覆蓋。具體而言，透明模制材料4的位于發光器件3的發光表面正上方的部分未被非透明模制材料5覆蓋，以便于由發光器件3發射的光可以照射出。

如圖3H所示，采用單片化裝置2000執行單片化處理。

如圖3I所示，在去除載體1000和粘接劑1001之后可以獲得如圖2所示的鄰近傳感器200。

如圖3J所示，根據需要還可以在設置于傳感器芯片2的下表面處的導電觸點205處附接焊球3000，以用于進一步連接至其它電路。

圖4示出了根據本公開的另一示例性實施方式的鄰近傳感器400的截面示意圖。圖4中所示的鄰近傳感器400與圖2中所示的鄰近傳感器200的區別僅在于，鄰近傳感器200中的傳感器芯片2的側表面由非透明模制材料5覆蓋，而鄰近傳感器400中的傳感器芯片2的側表面未由非透明模制材料5覆蓋。對于鄰近傳感器200與400的相同之處，在此將不再贅述。

圖5A至圖5I是示出了用于制造圖4中所示的鄰近傳感器400的流程的截面示意圖。在下文中將結合圖5A至圖5I詳細描述鄰近傳感器400的制作過程。

如圖5A所示，提供傳感器晶片，該傳感器晶片包括多個傳感器芯片2。在圖5A中僅示出了兩個傳感器芯片2作為示例。

如圖5B所示，提供載體1000，載體1000的上表面上設置有用于固定傳感器芯片2的粘接劑1001。

如圖5C所示，將包括多個傳感器芯片2的晶片通過粘接劑1001整體固定在載體1000上。

如圖5D所示，在各個傳感器芯片2上分別提供發光器件3，并且將發光器件3電耦合至傳感器芯片2。

如圖5E所示，使用透明模制材料4至少覆蓋發光器件3的發光表面。作為示例，發光器件3可以被透明模制材料4密封。如圖3E所示，透明模制材料4完全包裹住發光器件3以及用于將發光器件3電耦合至傳感器芯片2的焊線9。

如圖5F所示，在傳感器區域的正上方提供濾光部件6。例如可以通過透明粘接劑7將濾光部件6粘接至傳感器芯片2。

如圖5G所示，利用非透明模制材料5將透明模制材料4和傳感器區域201隔離。作為結果，非透明模制材料5將發光器件3的發光表面與傳感器區域201隔離，以防止由發光器件3輻射的光未經附近物體反射而直接到達傳感器區域201。

如圖5H所示，采用單片化裝置2000執行單片化處理。

如圖5I所示，在去除載體1000和粘接劑1001之后獲得如圖4所示的個體鄰近傳感器400。

與圖2中所示的鄰近傳感器200相比，由于鄰近傳感器400中的傳感器芯片2的側表面未被非透明模制材料5覆蓋，因此鄰近傳感器400的尺寸將變得更小。

圖6示出了根據本公開的又一示例性實施方式的鄰近傳感器600的截面示意圖。圖6中所示的鄰近傳感器600與圖2中所示的鄰近傳感器200的區別僅在于，采用位于傳感器芯片2的上表面上的發光組件700代替了圖2中所示的發光器件3和透明模制材料4。對于鄰近傳感器600與200的相同之處，在此將不再贅述。

圖7是圖6中所示的鄰近傳感器600中的發光組件700的放大示意圖。如圖7所示，發光組件700可以包括基板12、位于基板12上并且電耦合至基板12的發光器件3、以及至少覆蓋發光器件3的發光表面(即其上表面)的透明模制材料4。基板12包括設置于其上表面處的導電觸點121和用于附接發光器件3的附接區域120以及設置于其下表面處的導電觸點122。發光器件3可以通過導電附接材料81附接至附接區域120。發光器件3還可以通過焊線9電耦合至導電觸點121。如圖6和圖7所示，設置于基板12的下表面處的導電觸點122可以通過導電附接材料82附接至傳感器芯片2上的導電觸點203。

上述發光組件700可以預先通過晶片級工藝預先大量制造，因而能夠進一步提高產能。

圖8示出了根據本公開的又一示例性實施方式的鄰近傳感器800的截面示意圖。圖8中所示的鄰近傳感器800與圖6中所示的鄰近傳感器600的區別僅在于，鄰近傳感器600中的傳感器芯片2的側表面由非透明模制材料5覆蓋，而鄰近傳感器800中的傳感器芯片2的側表面未由非透明模制材料5覆蓋。對于鄰近傳感器600與800的相同之處，在此將不再贅述。

可以通過如下工藝制造圖6和圖8中的鄰近傳感器600和800。該工藝包括：提供傳感器芯片2，傳感器芯片2包括傳感器區域201；在傳感器芯片2上提供發光組件700，發光組件700包括基板12、位于基板12上并且電耦合至基板12的發光器件3、以及至少覆蓋發光器件3的發光表面的透明模制材料4；以及使用非透明模制材料5將發光組件和傳感器區域201隔離。

此外，圖2、圖4、圖6和圖8中所示的鄰近傳感器200、400、600和800可以應用于各種電子設備中。例如，鄰近傳感器200、400、600和800可以通過設置在傳感器芯片2的下表面處的導電觸點205而電耦合至電子設備中的其它電路。

在本公開的各個示例性實施方式中，通過將發光器件3設置在傳感器芯片2上并且采用非透明模制材料5對發光器件3與傳感器區域201進行隔離，與圖1中所示的鄰近傳感器100相比，避免了蓋體11的使用，能夠降低鄰近傳感器200、400、600和800的制造成本，并且能夠提高產能。此外，與圖1中所示的鄰近傳感器100相比，由于不需要使用基板1來支撐傳感器芯片2，因而能夠減小鄰近傳感器200、400、600和800的整體尺寸。

獲益于前述說明書和附圖中存在的教導，本領域的技術人員可以想到本公開的許多修改和其它實施例。因此，應該理解本公開不僅限于所公開的具體實施例，并且修改和實施例都旨在包含在所附權利要求的范圍內。