[发明专利]用于集成专用集成电路和光学元件的嵌入式封装概念

说明书

本公开涉及用于集成专用集成电路和光学元件的嵌入式封装概念。本公开描述了光学封装体和制造方法。在一个实施方案中，控制器芯片与包括光电探测器(PD)和一个或多个发射器的光学元件一起被嵌入单个封装体中。

相关专利申请

本申请要求2019年9月23日提交的新加坡专利申请号10201908828W的优先权权益，该新加坡专利申请以引用方式并入本文。

技术领域

本文所述的实施方案涉及微电子封装，更具体地涉及光学封装体。

背景技术

随着微电子设备变得越来越小且越来越便携，越来越多地结合传感器来检测与设备的使用相关联的环境或背景。这些传感器包括光传感器或接近传感器，它们可以检测环境光或与目标对象诸如用户的耳部或面部的接近度。在一个具体实施中，接近传感器可以包括光源和光电探测器(PD)。在应用中，PD可以通过测量来自光源的光量来检测与目标对象的接近度。

发明内容

本公开描述了光学封装体和制造方法，其中将控制器芯片与光学元件一起嵌入单个封装体中，这些光学元件包括一个或多个光电探测器(PD)和一个或多个发射器。在一个具体实施中，控制器芯片和光学元件在单个封装级中并列布置。在其他具体实施中，控制器芯片被嵌入在第一封装级中，并且光学元件在第二封装级中被堆叠在控制器芯片的顶部上。可以使用各种解决方案对光学元件进行布线，这些解决方案包括重新分布层(RDL)、印刷电路板(PCB)、垂直通孔和引线结合(wire bonding)。在一些具体实施中，将激光直接成型(LDS)技术用于电气线路连接。

附图说明

图1是根据一个实施方案的包括并列的控制器芯片和光学元件的光学封装体的示意性横截面侧视图。

图2是根据一个实施方案的制造图1的光学封装体的方法的工艺流程。

图3A至图3F是根据一个实施方案的制造图1的光学封装体的方法的示意性横截面侧视图。

图4A至图4B是根据实施方案的光学封装体的示意性横截面侧视图，其中光学元件堆叠在控制器芯片的顶部上。

图5A是根据实施方案的制造图4A至图4B的光学封装体的方法的工艺流程。

图5B是根据一个实施方案的制造图4A的光学封装体的方法的工艺流程。

图5C是根据一个实施方案的制造图4B的光学封装体的方法的工艺流程。

图6A是根据一个实施方案的光学封装体的示意性横截面侧视图，该光学封装体包括堆叠在控制器芯片的顶部上的光学元件和第二封装级的激光直接成型。

图6B是根据一个实施方案的激光直接成型通孔的示意性横截面侧视图。

图7是根据一个实施方案的制造图6A的光学封装体的方法的工艺流程。

图8是根据一个实施方案的光学封装体的示意性横截面侧视图，该光学封装体包括堆叠在控制器芯片的顶部上的光学元件，具有第一封装级和第二封装级的激光直接成型。

图9是根据一个实施方案的制造图8的光学封装体的方法的工艺流程。

图10A至图10F是根据一个实施方案的制造图8的光学封装体的方法的示意性横截面侧视图。

图11是根据一个实施方案的光学封装体的示意性横截面侧视图，该光学封装体包括堆叠在控制器芯片的顶部上的光学元件，具有第一封装级和第二封装级的激光直接成型。

图12是根据一个实施方案的制造图11的光学封装体的方法的工艺流程。

图13A至图13H是根据一个实施方案的制造图11的光学封装体的方法的示意性横截面侧视图。