[发明专利]晶片级光电子器件封装及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及晶片级光电子器件封装，诸如光学接近度传感器的封装，制造光电子器件封装的方法，和包括光电子器件封装的系统。

背景技术

图1是示例性现有技术的包括被示为已移除的盖子122的光学接近度传感器102的透视图。传感器102包括相互分开且附连到底基板108(例如，印刷电路板(PCB))的光源管芯104和光检测器管芯106。光源管芯104被包裹在清澈环氧树脂114中，而光检测器管芯116被分开地包裹在清澈环氧树脂116中。包住光检测器管芯106的清澈环氧树脂116和包住光源管芯104的清澈环氧树脂118之间有间隙112，其中在盖子122被附连到基板108时，间隙112接受串扰隔板132(其为盖子122的一部分)。可能由金属制成的盖子122包括用于光源管芯104的窗口124和用于光检测器管芯106的分开的窗口126。不透明的串扰隔板132(与盖子122形成整体或附连到盖子122)用于光学地将光源管芯104与光检测器管芯106隔离。

从参考图1描述的示例性现有技术的光学接近度传感器102可以理解，现有的光学接近度传感器的封装包括很多组件和很多工艺步骤，这样增加了材料账单，使制造成本上涨，增加了循环时间，并且导致高的产量损失。

发明内容

以下描述的本发明的各实施例，允许在晶片级执行光学接近度传感器器件(也可被用于环境光感测)的整个工艺过程，从而减少材料账单并提供高产量制造，得到很低成本的解决方案。优选地，最终器件，更通常被称为光电子器件，是关于光检测器管芯它们本身大小的，导致可观的最小化，使得器件很合适手持或其它移动应用。

在下面描述的各实施例中，不需要连接至光源管芯和光检测器管芯的分开的底基板(例如PCB基板)。相反，光源管芯被连接到光检测器管芯，使得光检测器管芯用作已完成的光电子器件的基底。这为其它接近度传感器器件提供了可观的成本减少。此外，这将总的封装覆盖区减小到接近光检测器管芯它本身的那样。

图2是根据本发明的一个实施例的光电子器件202的透视图，它可以是也能够提供环境光感测的光学接近度传感器。如通过讨论图3－6将理解，根据本发明的特定实施例，图2中所示的每个元件或被制造为晶片的部分，或在晶片级处理期间被附连到晶片。

参见图2，示出了光检测器传感器区域206，使用任何已知或未来开发的晶片级器件制作工艺和结构将其形成在晶片的一部分(也被称为光检测器管芯204)内。例如，光检测器传感器区域206可包括重掺杂的N⁺区域和轻掺杂的P^-区域(例如P^-外延区)，它们都形成在重掺杂的P⁺或P⁺⁺基板上。N⁺区域和P^-区域形成一个PN结，更具体地，N⁺/P^-结。当这个PN结例如使用电压源反向偏置时，围绕该PN结形成耗尽区域。当光入射在光检测器传感器区域206上时，在二极管耗尽区中或附近产生电子空穴对。电子立即被拉向N⁺区，而空穴被向下推向P^-区。这些电子(也称为载流子)在N⁺区中被捕捉并产生指示光的强度的可测量的光电流。这仅仅是光检测器传感器区域206的一个示例性结构，不旨在限制。光检测器传感器区域206替换地可包括P+/N-结或PIN、NPN、PNP或NIP结，但不限于此。此外，注意到光检测器传感器区域206可由多个连接在一起的更小的光检测器传感器区域形成。不考虑光检测器传感器区域206的精确结构，光检测器传感器区域206响应于入射光产生一个指示入射光的信号(例如光电流)。

光检测器传感器区域206由透光材料208覆盖，透光材料208可以是例如透光环氧树脂(例如，透明的或着色的环氧树脂)，或其它透光树脂或聚合物。在某些实施例中，透光材料208可具有滤除某些不相关波长的光同时允许相关波长的光通过的颜料或其他性质。光电子器件202也被示为包括包裹在透光材料218内的光源管芯216，其很可能是和透光材料208相同的。