專利名稱：集成型光傳感器封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳感器封裝，尤其是涉及一種集成環(huán)境光傳感器、接近傳感器和圖像傳感器封裝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著筆記本、智能手機(jī)等的普及和3G的發(fā)展，環(huán)境光傳感器、接近傳感器以及圖像傳感器得到了迅速推廣。環(huán)境光傳感器可以檢測(cè)環(huán)境光的亮度，并以此為依據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示器背光的亮度，以降低產(chǎn)品的功耗，達(dá)到綠色節(jié)能和產(chǎn)品智能化的目的。接近傳感器可以檢測(cè)到用戶將手機(jī)貼近耳邊開始打電話的動(dòng)作，此時(shí)可以關(guān)閉手機(jī)背光，達(dá)到節(jié)能和防止誤操作的目的。筆記本的攝像頭和智能手機(jī)的前置攝像頭中的圖像傳感器可以滿
足自拍和視頻通話等需求。接近傳感器需要接收被反射回來的紅外光，而環(huán)境光傳感器需要盡量避免紅外光的干擾，從而使得環(huán)境光傳感器對(duì)環(huán)境光亮度的判斷結(jié)果比較接近人眼的感覺，所以接近傳感器和環(huán)境光傳感器之間需要協(xié)調(diào)工作?，F(xiàn)有的應(yīng)用中，三種光傳感器通常是獨(dú)立的器件，這樣增加了生產(chǎn)成本，并且制作的傳感器裝置體積較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種集成型光傳感器封裝，這種集成型光傳感器封裝能夠解決現(xiàn)有的傳感器封裝體積大，制造成本高的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所利用的技術(shù)方案是提供一種集成型光傳感器封裝，包括位于底部的封裝基板和位于所述封裝基板上面的環(huán)境光傳感器、接近光傳感器、圖像傳感器以及與所述封裝基板相互密封的封裝蓋。優(yōu)選的，集成型光傳感器封裝包括位于所述封裝基板上面并且密封在所述封裝蓋內(nèi)的紅外光發(fā)射器。紅外光發(fā)射器包括紅外LED和驅(qū)動(dòng)電路。優(yōu)選的，紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的上方分別具有鏡頭。在集成型光傳感器封裝的制備工藝過程中，在同一晶圓上制備環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器，并在紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器上方分別采用晶圓級(jí)鏡頭制造工藝制備。優(yōu)選的，圖像傳感器上方的鏡頭具有紅外截止濾光膜。更優(yōu)選的，環(huán)境光傳感器上方的鏡頭具有紅外截止濾光膜。紅外截止濾光膜可以有效的避免紅外光對(duì)傳感器的干擾。優(yōu)選的，環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器形成在一片芯片上，即采用三合一的結(jié)構(gòu)。環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器所在的芯片具有由MOS器件構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路，便于傳感器之間的協(xié)調(diào)工作，并且能夠制造出高效的綜合控制方案。更優(yōu)選的，紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器形成在一片芯片上，即采用四合一的結(jié)構(gòu)。其中，環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器可以形成在同一個(gè)的芯片上，也可以形成在不同的芯片上。紅外光發(fā)射器和環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器可以形成在同一個(gè)的芯片上，也可以形成在不同的芯片上。優(yōu)選的，封裝蓋由紅外屏蔽材料制成。優(yōu)選的，封裝蓋分別在與紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口。優(yōu)選的，所述封裝蓋內(nèi)包括至少一個(gè)連接所述封裝基板與所述封裝蓋的隔板，所述紅外光發(fā)射器位于所述隔板的一側(cè)，所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器位于所述隔板的另一側(cè)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，連接封裝基板和封裝蓋的隔板可以是不止一個(gè)，還可以是所需的多個(gè)，多個(gè)隔板可以將環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器分別隔開，也可以將環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器其中的兩個(gè)與另外一個(gè)相互隔開。隔板也可以是紅外屏蔽材料制備，能夠有效的將紅外光屏蔽，避免對(duì)傳感器造成影響。 優(yōu)選的，環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器上方具有與所述封裝基板平行的透明支撐板，環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器上方的鏡頭位于所述透明支撐板上面并與所述透明支撐板是一體成型的或所述鏡頭位于所述透明支撐板的卡合孔內(nèi)。優(yōu)選的，紅外光發(fā)射器上方具有與所述封裝基板平行的透明支撐板，所述鏡頭位于所述透明支撐板上面并與所述透明支撐板是一體成型的或所述鏡頭位于所述透明支撐板的卡合孔內(nèi)。優(yōu)選的，透明支撐板和所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器之間具有空腔，所述透明支撐板下面具有墊片。優(yōu)選的，所述封裝蓋是透明的。透明的封裝蓋可以是由紅外屏蔽材料制備的，封裝蓋在與紅外光發(fā)射器和接近光傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口，封裝蓋可以分別在與環(huán)境光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口，也可以在與環(huán)境光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處不設(shè)窗口。透明的封裝蓋也可以是非紅外屏蔽材料制備，封裝蓋可以在與紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、圖像傳感器和接近光傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口，也可以在與紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、圖像傳感器和接近光傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處沒有窗口。封裝蓋在與紅外光發(fā)射器正上方對(duì)應(yīng)位置處的窗口可以使得紅外光線有效的發(fā)出，封裝蓋在與環(huán)境光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處的窗口可以使得可見光到達(dá)傳感器。封裝蓋在與接近光傳感器正上方對(duì)應(yīng)位置處的窗口可以使得靠近接近光傳感器的紅外光到達(dá)接近光傳感器上。優(yōu)選的，封裝蓋是分體結(jié)構(gòu)，用于所述紅外光發(fā)射器的封裝蓋與用于所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的封裝蓋是分開設(shè)置的。也可以是用于所述紅外光發(fā)射器的封裝蓋與用于所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的封裝蓋是一體的。優(yōu)選的，所述封裝蓋包括位于所述封裝基板周圍的封裝側(cè)墻和位于所述封裝側(cè)墻上面的封裝頂。封裝頂可以是平面頂部，也可以是具有一定圓弧形的頂部。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，將環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器封裝在一起，減小了封裝的體積，降低生產(chǎn)成本。在同一芯片上制備紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器，能夠和CMOS工藝兼容起來，提高集成度，簡(jiǎn)化工藝制備，節(jié)約成本。本實(shí)用新型中晶圓級(jí)鏡頭的制造工藝可以減少工藝流程，提高效率，同時(shí)晶圓級(jí)鏡頭可以有效的成像。與鏡頭一體成型的支撐板除了能夠?qū)︾R頭起到一個(gè)支撐的作用外，還能夠配合支撐板下面的墊片對(duì)鏡頭聚焦進(jìn)行調(diào)節(jié)。封裝蓋的紅外屏蔽材料可以進(jìn)一步的將紅外光發(fā)射器或環(huán)境中的紅外光屏蔽，避免對(duì)圖像傳感器和環(huán)境光傳感器造成影響。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施方式的立體示意圖。圖2是圖I所示去掉封裝蓋的立體示意圖。 圖3是沿圖I中A-A線的剖視圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施方式的第一種變形結(jié)構(gòu)沿圖I中A-A線的剖視圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施方式的第二種變形結(jié)構(gòu)沿圖I中A-A線的剖視圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施方式的第三種變形結(jié)構(gòu)沿圖I中A-A線的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下配合附圖及本實(shí)用新型的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為了達(dá)到目的所采取的技術(shù)方案。本實(shí)用新型提供一種集成型光傳感器封裝，包括位于底部的封裝基板和位于所述封裝基板上面的環(huán)境光傳感器、接近光傳感器、圖像傳感器以及與所述封裝基板相互密封的封裝蓋。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，集成型光傳感器封裝包括位于所述封裝基板上面并且密封在所述封裝蓋內(nèi)的紅外光發(fā)射器。另外紅外光發(fā)射器包括紅外LED和驅(qū)動(dòng)電路。進(jìn)一步的，紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的上方分別具有鏡頭。在集成型光傳感器封裝的制備工藝過程中，在同一晶圓上制備環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器，并在紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器上方分別采用晶圓級(jí)鏡頭制造工藝制備。此外，圖像傳感器上方的鏡頭具有紅外截止濾光膜。環(huán)境光傳感器上方的鏡頭具有紅外截止濾光膜。在本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器形成在一片芯片上。環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器所在的芯片具有由MOS器件構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路，便于傳感器之間的協(xié)調(diào)工作，并且能夠制造出高效的綜合控制方案。在本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例中，紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器形成在一片芯片上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器可以形成在同一個(gè)的芯片上，也可以形成在不同的芯片上。紅外光發(fā)射器和環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器可以形成在同一個(gè)的芯片上，也可以形成在不同的芯片上。封裝蓋由紅外屏蔽材料制成。在上述的實(shí)施例中，封裝蓋分別在與紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口。所述封裝蓋內(nèi)包括至少一個(gè)連接所述封裝基板與所述封裝蓋的隔板，所述紅外光發(fā)射器位于所述隔板的一側(cè)，所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器位于所述隔板的另一側(cè)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，連接封裝基板和封裝蓋的隔板可以是不止一個(gè)，還可以是所需的多個(gè) ，多個(gè)隔板可以將環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器分別隔開，也可以將環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器其中的兩個(gè)與另外一個(gè)相互隔開。隔板也可以是紅外屏蔽材料制備，能夠有效的將紅外光屏蔽，避免對(duì)傳感器造成影響。紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器上方具有與所述封裝基板平行的透明支撐板，紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器上方的鏡頭位于所述透明支撐板上面并與所述透明支撐板是一體成型的或所述鏡頭位于所述透明支撐板的卡合孔內(nèi)。透明支撐板和所述紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器之間具有空腔，所述透明支撐板下面具有墊片。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述封裝蓋是透明的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，透明的封裝蓋可以是由紅外屏蔽材料制備的，封裝蓋在與紅外光發(fā)射器和接近光傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口，封裝蓋可以分別在與環(huán)境光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口，也可以在與環(huán)境光傳感器以及圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處不設(shè)窗口。透明的封裝蓋也可以是非紅外屏蔽材料制備，封裝蓋可以在與紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、圖像傳感器和接近光傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗口，也可以在與紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、圖像傳感器和接近光傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處沒有窗口。封裝蓋是分體結(jié)構(gòu)，用于所述紅外光發(fā)射器的封裝蓋與用于所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的封裝蓋是分開設(shè)置的。也可以是用于所述紅外光發(fā)射器的封裝蓋與用于所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器以及圖像傳感器的封裝蓋是一體的。其中所述封裝蓋包括位于所述封裝基板周圍的封裝側(cè)墻和位于所述封裝側(cè)墻上面的封裝頂。封裝頂可以是平面頂部，也可以是具有一定圓弧形的頂部。下面分別結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作更為詳細(xì)地說明。圖I是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施方式的立體示意圖。圖2是圖I所示去掉封裝蓋的立體示意圖。如圖I至圖2所示，集成型光傳感器封裝100包括位于底部的封裝基板111，位于封裝基板111上面的封裝蓋116，封裝蓋116與所述封裝基板111相互密封。封裝蓋116包括位于封裝基板111周圍的封裝側(cè)墻116F和位于封裝側(cè)墻116F上面的封裝頂116T。環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113、圖像傳感器114和紅外光發(fā)射器115 (圖中未示出)的上方分別具有環(huán)境光傳感器鏡頭112L、接近光傳感器鏡頭113L、圖像傳感器鏡頭114L和紅外光發(fā)射器鏡頭115L。如圖I所不,在封裝頂116T上與環(huán)境光傳感器鏡頭112L、接近光傳感器鏡頭113L、圖像傳感器鏡頭114L和紅外光發(fā)射器鏡頭115L正上方相對(duì)應(yīng)的位置分別具有環(huán)境光傳感器窗口 112W、接近光傳感器窗口 113W、圖像傳感器窗口 114W和紅外光發(fā)射器窗口 115W。圖像傳感器鏡頭114L具有紅外截止濾光膜(圖中未不出),環(huán)境光傳感器鏡頭112L具有紅外截止濾光膜(圖中未示出)。圖3是沿圖I中A-A線的剖視圖。如圖3所示，環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113以及圖像傳感器114形成在一片芯片130上。封裝蓋116和封裝基板111由紅外屏蔽材料制成。封裝蓋116內(nèi)包括一個(gè)連接所述封裝基板111與封裝頂116T的隔板131，所述紅外光發(fā)射器115位于隔板131的一側(cè),環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113以及圖像傳感器114位于隔板131的另一側(cè)。環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113以及圖像傳感器114上方具有與封裝基板ill平行的透明支撐板132S，紅外光發(fā)射器115上方具有與封裝基板111平行的透明支撐板133S。環(huán)境光傳感器鏡頭112L、接近光傳感器鏡頭113L和圖像傳感器鏡頭114L位于透明支撐板132S上面并與透明支撐板132S是一體成型的。紅外光發(fā)射器鏡頭115L位于透明支撐板133S上面并與透明支撐板133S是一體成型的。透明支撐板132S和環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113以及圖像傳感器114之間具有空腔134C，透明支撐板133S和紅外光發(fā)射器115之間具有空腔135C。透明支撐板132S下面兩側(cè)具有墊片136P，透明支撐板133S下面兩側(cè)具有墊片137P。在本實(shí)施例中，透明支撐板132S和133S下面兩側(cè)具有墊片，根據(jù)實(shí)際的實(shí)施例，支撐板下面也可以沒有墊片，也可以在支撐板下面具有多個(gè)墊片，墊片可以是位于透明支撐板下面兩側(cè)，也可以是位于透明支撐板下面外側(cè)周圍，還可以是位于透明支撐板下面的外側(cè)圓環(huán)，墊片可以是透明材質(zhì)制備。圖4是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施方式的第一種變形結(jié)構(gòu)沿圖I中A-A線的剖視圖。 如圖4所示，與第一個(gè)實(shí)施方式的區(qū)別在于封裝蓋116是透明的，透明支撐板下面沒有墊片，因此透明支撐板132S和環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113以及圖像傳感器114之間沒有空腔，且透明支撐板133S和紅外光發(fā)射器115之間沒有空腔。圖5是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施方式的第二種變形結(jié)構(gòu)沿圖I中A-A線的剖視圖。如圖5所不，與第一個(gè)實(shí)施方式的區(qū)別在于,用于紅外光發(fā)射器115的封裝蓋116R與用于環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113以及圖像傳感器114的封裝蓋116S是分開設(shè)置的。并且封裝側(cè)墻116F以及位于四面封裝側(cè)墻116F上面的封裝頂116T是分體結(jié)構(gòu)，封裝頂116T與封裝側(cè)墻116F緊密貼合。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施方式的第三種變形結(jié)構(gòu)沿圖I中A-A線的剖視圖。如圖6所不，與第一個(gè)實(shí)施方式的區(qū)別在于，紅外光發(fā)射器115、環(huán)境光傳感器112、接近光傳感器113和圖像傳感器114形成在一片芯片130上。環(huán)境光傳感器鏡頭112L、接近光傳感器鏡頭113L、圖像傳感器鏡頭114L以及紅外光發(fā)射器鏡頭115L位于同一透明支撐板1323S上并與透明支撐板1323S是一體成型的。上述實(shí)施例是用于例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，應(yīng)如本實(shí)用新型的權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求1.一種集成型光傳感器封裝，其特征在于所述集成型光傳感器封裝包括位于底部的封裝基板和位于所述封裝基板上面的環(huán)境光傳感器、接近光傳感器、圖像傳感器以及與所述封裝基板相互密封的封裝蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述集成型光傳感器封裝包括位于所述封裝基板上面并且密封在所述封裝蓋內(nèi)的紅外光發(fā)射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器、圖像傳感器的上方分別具有鏡頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述圖像傳感器上方的鏡頭具有紅外截止濾光膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述環(huán)境光傳感器上方的鏡頭具有紅外截止濾光膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器形成在一片芯片上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器形成在一片芯片上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述封裝蓋由紅外屏蔽材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述封裝蓋分別在與所述紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器、圖像傳感器的正上方對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有窗□。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述封裝蓋包括至少一個(gè)與所述封裝基板垂直相連的隔板，所述紅外光發(fā)射器位于所述隔板的一側(cè)，所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器位于所述隔板的另一側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述紅外光發(fā)射器、環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器上方具有與所述封裝基板平行的透明支撐板； 所述鏡頭位于所述透明支撐板上面并與所述透明支撐板是一體成型的或所述鏡頭位于所述透明支撐板的卡合孔內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述透明支撐板和所述環(huán)境光傳感器、接近光傳感器和圖像傳感器之間具有空腔，所述透明支撐板下面具有墊片。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成型光傳感器封裝，其特征在于所述封裝蓋是透明的。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成型光傳感器封裝。該集成型光傳感器封裝包括位于底部的封裝基板和位于所述封裝基板上面的環(huán)境光傳感器、接近光傳感器、圖像傳感器以及與所述封裝基板相互密封的封裝蓋。本實(shí)用新型的集成型光傳感器封裝能夠減小封裝體積，降低制造成本。
文檔編號(hào)H01L23/552GK202721126SQ20122030581
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者李翔, 趙立新 申請(qǐng)人:格科微電子(上海)有限公司