光学模块的制造方法

技术领域

本发明涉及一种一种光学模块的制造方法，特别是涉及一种为达到电子装置微小化的光学模块及其制造方法。

背景技术

当前，由于移动电话的屏幕越来越大或其电子组件所需的使用空间更大，因此，环境传感器(ambient sensor)和接近传感器(proximity sensor)的尺寸微小化一直是移动电话市场的趋势。图1显示现有移动电话的示意图，如图1所示，在移动电话10中，当移动电话10的显示器11的尺寸变大，且具有环境传感器和接近传感器的光学模块12的尺寸变小时，串扰现象(crosstalk phenomenon)的问题已经成为移动电话发展中的一个重要问题。

因此，需要设计一种新颖的制造方法，在包括接近传感器的光学模块的尺寸变得越来越小时，可以降低串扰现象的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，改善接近传感器的串扰现象，提供一种光学模块的制造方法。

根据上述的目的，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种光学模块的制造方法，其包括：设置一发光装置与一传感器于一基板上；在发光装置上形成一第一封装部，且在传感器上形成一第二封装部；在第一封装部与第二封装部上形成一保护层；沿着一方向移除部分的保护层、第一封装部与第二封装部，使第一封装部与第二封装部从保护层露出。

更进一步地，光学模块的制造方法，还包括在第一封装部形成一第一凸部以及在第二封装部形成一第二凸部，并根据具有第一凸部的第一封装部以及具有第二凸部的第二封装部的形状，形成保护层于第一封装部与第二封装部上，进而在第一封装部与第二封装部上形成一连续轮廓，且第一凸部与第二凸部的面积小于或等于第一封装部与第二封装部的面积。

更进一步地，在移除步骤中还包括移除在第二封装部的第二凸部，使保护层的两个上表面与第一封装部的上表面与第二封装部的上表面齐平。

更进一步地，在形成第一封装部与第二封装部的步骤中，还包括涂布一封胶于发光装置、传感器与基板上，然后切割封胶与基板以在第一封装部、第二封装部以及基板之间形成一间隙。

更进一步地，光学模块的制造方法还包括：选择性形成一第三封装部于第一封装部的一外表面上或是形成一第三封装部于第一封装部与第二封装部的一外表面上。

根据上述的目的，本发明所采用的另一技术方案是，提供一种光学模块的制造方法，其包括：设置一发光装置与一传感器于一基板上；在发光装置上形成一第一封装部，且在传感器上形成一第二封装部；在第一封装部与第二封装部上形成一紫外线阻挡层；在紫外线阻挡层上形成一保护层；移除对应发光装置位置的保护层的一第一区块以及对应传感器位置的保护层的一第二区块。

更进一步地，第一封装部在形成时同时形成一凸出表面，且根据所述凸出表面，使紫外线阻挡层与保护层依序凸出于第一封装部的上方。

更进一步地，移除步骤还包括通过一紫外线，固化紫外线阻挡层，使紫外线阻挡层有效地黏固在第一封装部与第二封装部。

更进一步地，光学模块的制造方法还包括：选择性形成一第三封装部于紫外线阻挡层的第一窗口上或是形成第三封装部于紫外线阻挡层的第二窗口上或是形成第三封装部于紫外线阻挡层的第一窗口上与第二窗口上。

更进一步地，第三封装部位于所述发光装置上的紫外线阻挡层的第一窗口上方的一第一区段可包括圆顶表面、非球面表面、弧形表面、抛物线表面或双曲线表面。

本发明的有益效果在于，通过无电电镀的方式将保护层形成在第一封装部上，其包括亚微米厚度，因此本发明的光学模块能够阻挡大部分散射光，从而具有更好的灵敏度。而且，由于本发明中的光学模块的制造方法和结构，当光学模块的尺寸变得越来越小时，应用本发明的光学模块可改善串扰现象。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1显示现有的移动电话的示意图。

图2是本发明的第一实施例中的光学模块制造方法的流程图。

图3A-图3E是本发明第一实施例的发光模块的制造方法的示意图。

图4是本发明第二实施例中的光学模块的制造方法的流程图。

图5A至图5G是本发明第二实施例中的光学模块的制造方法的示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“光学模块的制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

为了解释清楚，在一些情况下，本技术可被呈现为包括包含功能块的独立功能块，包含装置、装置组件、软件中实施的方法中的步骤或路由，或硬件及软件的组合。

实施根据这些公开方法的装置可以包括硬件、固件及/或软件，且可以采取任何各种形体。这种形体的典型例子包括笔记本电脑、智能电话、小型个人计算机、个人数字助理等等。本文描述的功能也可以实施于外围设备或内置卡。通过进一步举例，这种功能也可以实施在不同芯片或在单个装置上执行的不同程序的电路板。

该指令、用于传送这样的指令的介质、用于执行其的计算资源或用于支持这样的计算资源的其他结构，为用于提供在这些公开中所述的功能的手段。

第一实施例

图2是本发明第一实施例的光学模块制造方法的流程图，图3A-3E是本发明第一实施例的发光模块的制造方法的示意图。请参考图2以及图3A所示，在步骤S201中，在光学模块30的制造方法中，首先将发光装置31和传感器32设置在基板33上，发光装置31和传感器32设置在基板33上的方式可以是固晶或打线接合，但在此并不局限。

发光装置31可以是红外线发光二极管(Infrared Red，IR LED)或激光二极管，其可以发射特定波长的光。传感器32可以是光电二极管或是任何可检测从发光装置31所发射光的传感器32。具体来说，在本发明的实施例中，传感器32能够检测从发光装置31所发射的红外线光。本发明实施例中的传感器32可包括环境光传感器321和接近传感器322，但在此并不局限。传感器32可以通过光学方式检测在传感器32前方的人或物，具体而言，传感器32可检测由发光装置33发射后，而从人或物反射的光，并且传感器32将通过反射光判断人或物是否靠近传感器32。因此，本发明的光学模块30可用于移动电话中，以判定是否有人或物接近移动电话，或者可用于机器人吸尘器或吸尘器中以检测是否家具或某人挡住了清扫路径。本发明中的基板33优选为印刷电路板(Print Circuit Board，PCB)，但在此并不局限。在不同实施例中，可使用打线接合(Wire bonding)方式将发光装置31和传感器32电连接到基板33上的其它导电组件(未图标)。

请参考图3B，在步骤S202中，分别在发光装置31与传感器32上形成第一封装部34A和第二封装部34B。另外，第一封装部34A和第二封装部34B可同时形成或以两个不同的步骤形成，在此并不局限。进一步来说，可形成一封装层于发光装置31、传感器32和基板33上，再通过一分离工艺，分割部分封装层与基板33，进而分别形成覆盖发光装置31的第一封装部34A和覆盖传感器32的第二封装部34B。或是通过封胶(Molding)方法，搭配特定的模具，直接形成第一封装部34A和第二封装部34B于发光装置31和传感器32上。另外，用于形成第一封装部34A和第二封装部34B的封胶材料优选为透明材料，如环氧化合物(Epoxycompound)、硅氧树脂(Silicone)或脲醛树脂(Urea resin)等，但在此并不局限。第一封装部34A和第二封装部34B具有适当的高度和厚度可在制造本发明中的光学模块30时保护发光装置31、传感器32或打线。另外，步骤S202中的封胶工艺会在发光装置31和传感器32之间形成一间隙35，可避免传感器32直接接收发光装置31所发射的光，且该间隙35在后续的工艺中，还可进一步地涂布金属以形成一屏障，有效隔离发光装置31与传感器32，降低发光装置31和传感器32之间的干扰和串扰，如图3B所示。另外，该间隙35若是通过切割工艺所形成，优选为穿透该封装层而延伸至部分基板33，可避免发光装置31所发射的光通过该封装层直接导入传感器32。

在本实施例中，在第一封装部34A和第二封装部34B上更分别包含第一凸部341A和第二凸部341B。第一凸部341A和第二凸部341B可作为后续切割工艺的参考位置，进而可在第一封装部34A和第二封装部34B的顶部上产生分别与发光装置31的预定出光位置和传感器32的预定相对应的开口窗。另一方面，在不同实施例中，可先在发光装置31、传感器32和基板33上形成如树脂等的封胶材料，然后将位于发光装置31与传感器32周围的部分封胶材料移除以形成间隙35、第一封装部34A与第二封装部34B，但在此并不局限。第一凸部341A的面积和第二凸部341B的面积，视光学设计考虑而定，可以分别等于或小于第一封装部34A和第二封装部34B，但在此并不局限。

请参考图3C，在步骤S203中，在第一封装部34A和第二封装部34B上形成一保护层36，进而在第一封装部34A和第二封装部34B上形成一连续轮廓。举例来说，可以通过基板、第一封装部34A和第二封装部34B的表面所定义的轮廓以形成保护层36的连续轮廓。具体而言，优选使用无电电镀(electro-less plating)工艺在第一封装部34A和第二封装部34B上形成保护层36，但在此并不局限。本发明中的化学镀工艺可以干膜作为材料，然后进行层压工艺、曝光工艺或其他机械方式，将保护层36设置在第一封装部34A和第二封装部34B上。另外，保护层36的连续轮廓可以是根据第一封装部34A的第一凸部341A和第二封装部34B的第二凸部341B的形状而形成。

保护层36可阻绝90％以上的红外线(IR)以形成屏蔽，进而防止光从发光装置31穿透到传感器32，并减少发光装置31和传感器32之间的串扰现象。从而提高光学模块30的效能。保护层36的材料可以是铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)或其组合的合金金属所构成，但在此并不局限。通过无电电镀工艺，保护层36可以亚微米厚，达到光学模块30最小化的目的。

在步骤S204中，沿着一方向将一部分的保护层36、第一封装部34A以及第二封装部34B移除，使第一封装部34A和第二封装部34B外露于保护层36上。具体而言，请参考图3C，执行切割工艺去除第一封装部34A的第一部分381、第二封装部34B的第二部分382以及保护层36的第三部分361。第一部分381对应于在发光装置31的默认出光位置，第二部分382对应于传感器32的默认收光位置，并且保护层36的第三部分361对应于发光装置31和传感器32。

本实施例中，第一封装部34A的第一部分381是第一封装部34A的第一凸部341A的一部分，第二封装部34B的第二部分382是第二封装部34B的第二凸部341B的一部分。第三部分361是保护层36的一部分，保护层36的第三部分361在第一封装部34A和第二封装部34B的顶部，且分别对应于发光装置31和传感器32，其会阻挡在发光装置31或传感器32顶部的至少一光传递路径，因而在该实施例中，通过切割工艺去除部分的第一封装部34A的第一凸部341A、第二封装部34B的第二凸部341B以及保护层36，进而打开发光装置31默认出光的窗口和传感器32预设收光的窗口。由于第一封装部34A具有第一凸部341A，第二封装部34B具有第二凸部341B，因此通过切割工艺，可以能够容易地移除第一部分381、第二部分382和第三部分361。

为了获得更好的感测能力，移除第一部分381，第二部分382和第三部分361，并且分别在第一封装部34A和第二封装部34B上形成第一窗口383和第二窗口384。通过第一窗口383和第二窗口384的形成以外露第一封装部34A的第一上表面342A以及第二封装部34B的第二上表面342B，而且，第一窗口383和第二窗口384分别对应发光装置31的默认出光位置和传感器32的默认收光位置。换言之，保护层36的两个顶表面，与第一上表面342A和第二上表面342B齐平。

因此，第一窗口383和第二窗口384限制光传递路径，进而使传感器32具有最佳的功能性，并通过防止发光装置31的光散射到传感器32以提高光学模块的可靠性。

具体而言，从发光装置31发射的光可能会散射到传感器32，因而使传感器32的感测能力受到影响。在本发明的实施例中，保护层36可以阻挡从发光装置31发射的一些或全部散射光，但是保护层36同时也会阻挡从感测对象反射的感测光。因此，需要进行切割工艺去除第一封装部34A和第二封装部34B顶部的第一部分381和第二部分382，以形成第一窗口383和第二窗口384，进而防止从发光装置31发射或传输到传感器32的光在第一窗口381和第二窗口384上被保护层36所阻挡。

请参考图3D，在保护层36、第一封装部34A和第二封装部34B上形成第三封装部39，第三封装部39可用于保护保护层36、第一窗口383和第二窗口384。具体而言，第三封装部39为包括第一区段391和第二区段392，在第一窗口383上形成第三封装部39的第一区段391，在第二窗口384上形成第三封装部39的第二区段392。在优选实施例中，第二区段392的厚度需小于3-5μm，因此，直接从发光装置31发射的光将不会在第三封装部39内透射。换句话说，在本发明的实施例中，第二区段392的厚度够薄，并不会影响传递至传感器32的光。而且，第一区段391可以连接第二区段392，形成一连续轮廓的第三封装部39，但在不同实施例中，第一区段391可以仅接近第二区段392，而没有直接连接第二区段392，但在此并不局限。

第三封装部39的第一区段391可包括圆顶表面，在发光装置31上的第一封装部34A的第一上表面342A上形成具有对应第一窗口383的光学透镜，进而提高LED轴向亮度的强度以提供更好的出光效能。然而，在本发明的不同实施例中，第一区段391可以包括非球面、弧形表面、抛物线表面、双曲线表面等以增强发光装置31的出光效率，但在此并不局限。

图3E为本发明的不同实施例中光学模块具有不同形状的第三封装部39的示意图，其中，第三封装部39形成为在发光装置31顶部上的光学透镜。具体而言，第三封装部39可为仅包括圆顶表面的第一区段391，亦即而第二封装部34B的第二窗口384上表面并无覆盖第三封装部39的第二区段392，则可使本发明的光学模块30的串扰影响最小化。而另一方面来说，具有圆顶表面的第三封装部39的第一区段391位于第一封装部34A的顶部，可增强发光装置31的出光。

在保护层36、第一窗口383和第二窗口384上形成第三封装部39后，完成光学模块30的制造方法。通过上述在光学模块中包括受限尺寸封装的制造方法，可以将串扰现象的问题最小化。

第二实施例

图4是本发明第二实施例中的光学模块的制造方法的流程图。图5A至图5G是本发明第二实施例中的光学模块的制造方法的示意图。如图4和图5A所示，在步骤S401中，在光学模块50的制造方法中，首先将发光装置51和传感器52设置在基板53上。将发光装置51和传感器52设置在基板53上的方式可以是固晶或打线接合，传感器52包括环境光传感器521以及接近传感器522，但在此并不局限。

参考图5B，在步骤S402中，分别在发光装置51和传感器52上形成第一封装部54A和第二封装部54B。具体而言，形成一封装层于发光装置51、传感器52和基板53上，再导入一分离工艺，沿预定切割道分割封装层与部分基板53，而形成彼此分离的发光装置51的第一封装部54A和传感器52的第二封装部54B。或是通过封胶(Molding)方法，搭配特定的模具，直接形成第一封装部54A和第二封装部54B于发光装置51和传感器52上。第一封装部54A和第二封装部54B使用的封胶材料优选为透明材料，例如环氧化合物、硅树脂或脲醛树脂等，但在此并不局限。另外，在本发明中，第一封装部54A和第二封装部54B包括适当的高度和厚度，便于在制造本发明的光学模块50时，保护发光装置51，传感器52或打线。另外，在步骤S402中，封胶工艺会同时在发光装置51和传感器52之间形成间隙55，通过间隙55可避免传感器52直接接收发光装置51所发射的光，且该间隙55可用于在后续工艺步骤中，进一步涂覆金属以形成一屏障，有效隔离发光装置51与传感器52，进而降低发光装置51和传感器52之间的干扰和串扰。另外，间隙55若是通过切割工艺而形成，优选为穿透封装层并延伸至部分基板53，可避免发光装置51所发射的光通过封装层直接导入传感器52。

参考图5C，在步骤S403中，在第一封装部54A、第二封装部54B和基板53上形成紫外线阻挡层56。具体而言，通过喷涂，浸渍或涂漆的方式将紫外线阻挡层56涂布在第一封装部54A、第二封装部54B以及基板53上，但在此并不局限。紫外线阻挡层56涂布在第一封装部54A和第二封装部54B上，提供所需的光学屏蔽。光学屏蔽的作用是为了阻挡在后续步骤中所使用的激光，因为激光可能会损害发光装置51或传感器52。紫外线阻挡层56能保护发光装置51或传感器52受到激光的伤害，紫外线阻挡层56可以是能够提供光学屏蔽或红外线阻挡的任何材料，但在此并不局限。另外，在步骤S403之后，在本发明实施例中，可以通过紫外线在紫外线阻挡层56上实施固化工艺，固化工艺可确保紫外线阻挡层56牢固地粘附在第一封装部54A和第二封装部54B上，并且该固化工艺包括至少一个紫外线固化工艺以及至少一个加热工艺，但在此并不局限。

依旧参考图5C，在步骤S404中，在紫外线阻挡层56上形成保护层57。具体而言，通过无电电镀工艺，形成保护层57并设置在紫外线阻挡层56上。本发明中的化学镀工艺可以干薄膜为材料，然后使用层压工艺、曝光工艺或其他机械方式将保护层57设置在紫外线阻挡层56上。保护层57可阻绝90％以上的红外线(IR)强度以形成屏蔽，防止光从发光装置51穿透到传感器52，并减少发光装置51和传感器52之间的串扰现象，从而提高光学模块50的效能。保护层57的材料可以是如铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)或其组合，但在此并不局限。通过无电电镀工艺，保护层57可以是亚微米厚，以达到光学模块50最小化的目的。

参考图5D，在步骤S405中，执行蚀刻工艺，分别去除保护层57的第一区块571和第二区块572，且保护层57的第一区块571对应于发光装置51的位置，保护层57的第二区块572对应于传感器52的位置。第一区块571和第二区块572是保护层57的部分区域，会阻挡在发光装置51或传感器52上的至少一个光传输路径，去除第一区块571和第二区块572以打开发光装置51上方的窗口和传感器52上方的窗口，为了准确地移除第一区块571和第二区块572，本发明中优选使用紫外线(UV)激光蚀刻工艺，但在此并不局限。因为紫外线阻挡层56的设置，发光装置51与传感器52将不会在紫外线激光蚀刻工艺中受到损害。

为了获得更好的感测能力，移除保护层57的第一区块571和第二区块572，在紫外线阻挡层56的顶部上形成第一窗口581和第二窗口582，如图5E与5F所示。形成第一窗口581和第二窗口582以外露紫外线阻挡层56的第三部分561和第四部分562，且第一窗口581和第二窗口582分别对应发光装置51的默认出光位置和传感器52的默认收光位置。

因此，第一窗口581和第二窗口582可限制光传输路径，进而使传感器52具有最佳的功能性，并通过防止光从发光装置51发射或传输到传感器52，增加发光模块50的可靠性。

蚀刻工艺不会因蚀刻保护层57而蚀刻到保护层57下方的紫外线阻挡层56。因此，位于紫外线阻挡层56下方且在第一封装部54A和第二封装部54B内部的发光装置51和传感器52，可免受紫外线激光的影响。然后，使用蚀刻工艺去除保护层57的第一区块571和第二区块572，从而形成第一窗口581和第二窗口582，防止从发光装置51发射或传递到传感器52的光不会被阻挡。由于紫外线阻挡层56、第一封装部54A和第二封装部54B，发光装置51和传感器52将不会受激光蚀刻工艺的影响。

第一实施例与第二实施例之间的差异在于，第二实施例中的激光蚀刻工艺比第一实施例中的切割工艺较为精确，且该蚀刻工艺能够去除小面积的第一区块571和第二区块572。

如图5E所示，通过封胶工艺在保护层57和紫外线阻挡层56上形成第三封装部59。第三封装部59可用于保护保护层57、第一窗口581和第二窗口582。具体来说，第三封装部59包括第一区段591和连接到第一区段591的第二区段592。第三封装部59的第一区段591位于第一窗口581上，第三封装部59的第二区段592位于第二窗口582上，其中第二区段592的厚度小于5μm，因此直接从发光装置51发出的光将无法通过第三封装部59的第一区段591和第二区段592直接传递到传感器52。第一区段591可包括圆顶表面，在发光装置51的顶部形成圆顶透镜，以提高LED轴向亮度的强度并提供更好的出光效能。然而，在本发明的不同实施例中，第一区段591可以是非球面、弧形表面、抛物线表面或双曲线表面等以增强发光装置51的出光强度，但在此并不局限。

在不同的实施例中，可以如图5F所示，形成第三封装部59，其中，第三封装部59可仅包括第一区段591，而没有第二区段592覆盖在第二窗口582上。换句话说，第三封装部59所形成的连续轮廓覆盖紫外线阻挡层56的第一窗口581以及第一封装部54A的一部分的保护层57。在本发明的不同实施例中，第一区段591也可以包括圆顶表面、非球面表面、弧形表面、抛物线表面或双曲线表面等，以增强发光装置51的出光强度，但在此并不局限。

另一方面来说，在不同实施例中，可以如图5G所示，第一封装部54A在形成时同时形成一凸出表面，例如形成具有一圆顶表面，然后根据第一封装部54A与第二封装部54B的形状，依序将紫外线阻挡层56和保护层57设置在第一封装部54A、第二封装部54B和基板53上。具体来说，由于第一封装部54A形成有凸出表面，因此紫外线阻挡层56和保护层57也依序凸出第一封装部54A的顶部位置。由于第二封装部54B具有水平表面，因此紫外线阻挡层56和保护层57设置在具有水平表面的第二封装部54B的顶部位置。

在后续步骤中，进一步执行蚀刻工艺以去除保护层57的第一区块571和第二区块572，从而形成第一窗口581'与第二窗口582'上以外露在第一封装部54A上方的紫外线阻挡层56的凸出部分以及外露第二封装部54B上方一部分的紫外线阻挡层56。最后，形成第三封装部59于上述的保护层57与紫外线阻挡层56所定义连续轮廓上，用以保护第一封装部54A的发光装置51与第二封装部54B的传感器52。此外，如图5G所示，第三封装部59的第二区段592覆盖第二窗口582'，露出第一窗口581'，也就是第一封装部54A上方的紫外线阻挡层56的凸出部分。在本发明的不同实施例中，凸出部分也可以包括圆顶表面、非球面表面、弧形表面、抛物线表面或双曲线表面等，以增强发光装置51的出光强度，但在此并不局限。

本发明的有益效果在于，通过无电电镀的方式将保护层形成在第一封装部上，其包括亚微米厚度，因此本发明的光学模块能够阻挡大部分散射光，从而具有更好的灵敏度。而且，由于本发明中的光学模块的制造方法和结构，当光学模块的尺寸变得越来越小时，应用本发明的光学模块可改善串扰现象。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包括于本发明的权利要求书的保护范围内。