動作感測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動作感測裝置，用來感測紅外線光源，包含有一基板、一光學(xué)模塊以及一鍍膜層；其中的光學(xué)模塊包含有：一第一間隔層，耦接于該基板；一第一玻璃層，形成在該第一間隔層上；一第二間隔層，形成在該第一玻璃層上；一第二玻璃層，形成在該第二間隔層上；一第三間隔層，形成在該第二玻璃層上；一第一透鏡，黏合于該第二玻璃層的一第一面；以及一第二透鏡，黏合于該第二玻璃層中相對于該第一面的一第二面；其中的鍍膜層，覆蓋該光學(xué)模塊，用來阻隔紅外線光源，并且該鍍膜層未覆蓋該第一透鏡。
【專利說明】動作感測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動作感測裝置，尤其涉及一種利用晶圓級透鏡（waver level lens)實現(xiàn)的動作感測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進(jìn)步，計算機(jī)系統(tǒng)在日常生活中所扮演的角色，已從過去單純的字處 理、程序運算，到今天復(fù)雜的影音視訊、電玩娛樂，因而成為現(xiàn)代信息社會中最重要的工具 之一。而擔(dān)負(fù)起接口控制的輸入設(shè)備的技術(shù)，也推陳出新的不斷進(jìn)化。
[0003] 許多計算機(jī)系統(tǒng)都配備有多元化的功能，因此，必須使用各種感測裝置來進(jìn)行周 邊環(huán)境的偵測，以進(jìn)行相對應(yīng)的應(yīng)用。其中，動作傳感器可將用戶的動作轉(zhuǎn)換成訊號，提供 具有運算能力的電子裝置運用，以控制如顯示設(shè)備上圖形光標(biāo)或指針的移動、搭配圖形用 戶接口在顯示設(shè)備上選取對象及執(zhí)行控制的功能等，使得用戶可以借此裝置與計算機(jī)系統(tǒng) 進(jìn)行直接的互動。在此情形下，如何實現(xiàn)動作傳感器也就成為業(yè)界所努力的目標(biāo)之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，本發(fā)明提供了一種利用晶圓級透鏡（waver level lens)實現(xiàn)的動作感測裝 置。
[0005] 本發(fā)明揭露一種動作感測裝置，用來感測紅外線光源，包含有一基板、一光學(xué)模塊 以及一鍍膜層；其中該光學(xué)模塊包含有：一第一間隔層，耦接于該基板；一第一玻璃層，形 成在該第一間隔層上；一第二間隔層，形成在該第一玻璃層上；一第二玻璃層，形成在該第 二間隔層上；一第三間隔層，形成在該第二玻璃層上；一第一透鏡，黏合于該第二玻璃層的 一第一面；以及一第二透鏡，黏合于該第二玻璃層中相對于該第一面的一第二面；其中該 鍍膜層，覆蓋該光學(xué)模塊，用來阻隔紅外線光源，并且該鍍膜層未覆蓋該第一透鏡。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1為本發(fā)明實施例一動作感測裝置的示意圖。
[0007] 圖2為本發(fā)明實施例一封裝流程的示意圖。
[0008] 圖3為本發(fā)明實施例另一封裝流程的示意圖。
[0009] 附圖標(biāo)記說明：
[0010] 10 動作感測裝置
[0011] 100 基板
[0012] 102 光學(xué)模塊
[0013] 104 鍍膜層
[0014] 106 光學(xué)感應(yīng)層
[0015] 108 傳輸接口層
[0016] 110、112、114 間隔層
[0017] 116、118 玻璃層
[0018] 120、122 透鏡
[0019] 124 空間
[0020] 126 開口
[0021] 20、30 封裝流程
[0022] 200 ?208、300 ?310 步驟

【具體實施方式】
[0023] 下面對照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024] 請參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例一動作感測裝置10的剖面圖。動作感測裝置10 用來感測紅外線光源，以偵測外界物體的位移及動作。如圖1所示，動作感測裝置10包含 有一基板100、一光學(xué)模塊102以及一鍍膜層104。基板100包含有一光學(xué)感應(yīng)層106以及 一傳輸接口層108,用來感測光線，并據(jù)以輸出相對應(yīng)的感測訊號。光學(xué)模塊102包含有間 隔層110?114、玻璃層116、118以及透鏡120、122,用來過濾入射至基板100的光線，以使 入射至基板100的光線中僅包含特定波長的光線(如波長位于紅外線波長范圍的紅外光)。 舉例來說，光學(xué)模塊102可為用于接收紅外光的一晶圓級透鏡（waver level lens)。鍍膜 層104覆蓋光學(xué)模塊102,用來避免額外的紅外光入射至基板100。需注意的是，鍍膜層104 未覆蓋光學(xué)模塊102中的透鏡120 (即未覆蓋光線入射至基板100的路線)，以確保動作感 測裝置10正常工作。如此一來，此實施例即可利用晶圓級透鏡，實現(xiàn)用來感測物體位移及 動作的動作感測裝置10,從而獲取微型體積的動作感測裝置10。
[0025] 詳細(xì)來說，基板100中的光學(xué)感應(yīng)層106包含有一感測單元SEN，用來感測經(jīng)由 光學(xué)模塊100過濾后的光線，并輸出相對應(yīng)的感測訊號。根據(jù)不同應(yīng)用，感測單元SEN設(shè) 置在基板100上的方式可被合適地更改及變化。舉例來說，感測單元SEN可由芯片尺寸封 裝（chip scale package, CSP)方式、印刷電路板（Printed Circuit Boards)方式、導(dǎo)線 架（Lead Frame)方式設(shè)置在該基板上，但不限于此。在此實施例中，傳輸接口層108包含 有一球柵數(shù)組（ball grid array, BGA)(即實現(xiàn)球柵數(shù)組的封裝技術(shù))。透過具有娃穿孔 (through-silicon via)技術(shù)的晶圓級芯片封裝（wafer-level chip scale packaging)方 式，光學(xué)感應(yīng)層106產(chǎn)生的感測訊號可通過傳輸接口層108傳送至外部電路，以進(jìn)行進(jìn)一步 的計算程序。
[0026] 接下來，光學(xué)模塊102是通過間隔層110,與基板100耦接(如黏合)。舉例來說，間 隔層110可為一黏合膠（glue)或是一涂料（paint),但不限于此。玻璃層116設(shè)置在間隔 層110上，其具有保護(hù)感測單元SEN的功能。間隔層112設(shè)置在玻璃層116與玻璃層118之 間，用來使玻璃層116與玻璃層118之間產(chǎn)生一空間124。舉例來說，間隔層112的材質(zhì)可 包含有玻璃。玻璃層118設(shè)置在間隔層112的上方，用來作為透鏡120、122的基座。間隔層 114設(shè)置在玻璃層118的上方，且形成一開口 126。透鏡120設(shè)置在開口 126中，且透過可通 過紅外光的透光膠(如娃樹脂（Silicone)、環(huán)氧化物（Epoxy)或紫外線硬化膠（UV Curable Adhesive)等）貼合于玻璃層118的一面(如玻璃層118的頂部)。相似地，透鏡122設(shè)置于 空間124中，且透過可通過紅外光的透光膠貼合于玻璃層118的另一面(如玻璃層118的底 部)。
[0027] 最后，由于感測單元SEN進(jìn)行物體感測的運作是通過紅外光的偵測來完成，因此 感測單元SEN對于周圍任何紅外光的變化都十分敏感。在此狀況下，須使用包含有阻擋紅 外光的成分的鍍膜層104覆蓋光學(xué)模塊102,以阻擋位于特定頻率范圍的紅外光進(jìn)入，從而 避免影響感測單元SEN的感測結(jié)果。需注意的是，鍍膜層104未覆蓋透鏡120,以確保紅外 光入射至感測單元SEN的路徑。需注意的是，動作感測裝置10可另包含一紅外光發(fā)射單元 (未繪示于圖1)，其可發(fā)射可通過透鏡120U22且可被感測單元SEN感應(yīng)的紅外光。如此一 來，由鍍膜層104吸收額外的紅外光，動作感測裝置10可通過光學(xué)模塊102 (如晶圓級透 鏡)，接收由紅外光發(fā)射單元產(chǎn)生的紅外光，并據(jù)以實現(xiàn)感測物體的位移及動作的功能。
[0028] 值得注意的是，本發(fā)明提供一種利用晶圓級透鏡實現(xiàn)的動作感測裝置，從而由晶 圓級制造技術(shù)來降低成本并提高生產(chǎn)效率。根據(jù)不同應(yīng)用及設(shè)計理念，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 可實施合適的更改及變化。舉例來說，感測單元SEN可改為通過接收如紫外光、可見光等不 同頻率范圍的光線，來進(jìn)行感測物體的運作。需注意的是，當(dāng)感測單元SEN接收的光線的頻 率范圍改變時，鍍膜層104阻擋的光線的頻率范圍也需被相對應(yīng)修改，以避免影響感測單 元SEN的感測結(jié)果。
[0029] 在上述實施例中，都以單一動作傳感器來描述其架構(gòu)及封裝方式。一般來說，廠 商在制作動作傳感器的封裝體時，是一層一層地鋪設(shè)整片封裝材料，同時生產(chǎn)多個封裝體， 再逐一切割為個別的封裝體。根據(jù)不同應(yīng)用，上述實施例所揭露的動作感測裝置可以用不 同的封裝方式進(jìn)行封裝。舉例來說，基板100及光學(xué)模塊102可先分別實現(xiàn)在不同的晶圓 (wafer)上。通過晶圓接合（wafer bonding),可將位于不同晶圓上的基板100及復(fù)數(shù)個光 學(xué)模塊102接合。接下來，通過進(jìn)行封裝鍍膜（package coating),個別的光學(xué)模塊102上 可分別形成用來阻隔紅外光的鍍膜層104。最后，在進(jìn)行封裝切割后，即可獲取單一的動作 感測裝置10。
[0030] 另一方面，在接合位于不同晶圓上的基板100及復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊102的步驟中，也 可先將位于晶圓上的光學(xué)模塊102切割，以獲得復(fù)數(shù)個獨立的光學(xué)模塊102。隨后，再將獨 立的光學(xué)模塊102與位于晶圓上的基板100接合，并進(jìn)行后續(xù)程序(如鍍膜及切割)。由上 述步驟，也可獲得單一的動作感測裝置10。
[0031] 關(guān)于上述動作感測裝置的封裝方式可歸納為一封裝流程20,如圖2所示。封裝流 程20包含以下步驟：
[0032] 步驟200:開始。
[0033] 步驟202 :進(jìn)行晶圓接合，以將位于一第一晶圓上的復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊與位于一第 二晶圓上的基板接合。
[0034] 步驟204 :進(jìn)行封裝鍍膜，以分別在復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊上形成吸收紅外光的鍍膜層。
[0035] 步驟206 :進(jìn)行封裝切割。
[0036] 步驟208:結(jié)束。
[0037] 根據(jù)封裝流程20,位于第一晶圓上的復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊(如晶圓級透鏡)可與位于第 二晶圓上的基板接合。接下來，通過封裝鍍膜，可在各個光學(xué)模塊上形成吸收紅外光的鍍膜 層。在進(jìn)行封裝切割后，即可獲得單一的動作感測裝置。
[0038] 關(guān)于上述動作感測裝置的封裝方式可另歸納為一封裝流程30,如圖3所示。封裝 流程30包含以下步驟：
[0039] 步驟300:開始。
[0040] 步驟302 :針對位于一第一晶圓上的復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊進(jìn)行封裝切割，以獲取復(fù)數(shù) 個獨立的光學(xué)模塊。
[0041] 步驟304 :將復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊與位于一第二晶圓上的基板接合。
[0042] 步驟306 :進(jìn)行封裝鍍膜，以分別在復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊上形成吸收紅外光的鍍膜層。
[0043] 步驟308 :進(jìn)行封裝切割。
[0044] 步驟310:結(jié)束。
[0045] 根據(jù)封裝流程30,位于第一晶圓上的復(fù)數(shù)個光學(xué)模塊(如晶圓級透鏡)會先被切割 為各自獨立的光學(xué)模塊，再與位于第二晶圓上的基板接合。接下來，類似于流程20的步驟 204、206,在進(jìn)行封裝鍍膜及封裝切割后，也可獲取單一的動作感測裝置。
[0046] 綜上所述，上述實施例利用晶圓級透鏡，實現(xiàn)動作感測裝置，從而由晶圓級制造技 術(shù)來降低成本并提高生產(chǎn)效率。此外，根據(jù)不同應(yīng)用，上述實施例所揭露的動作感測裝置可 由不同的封裝方式進(jìn)行封裝。
[0047] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種動作感測裝置，用來感測紅外線光源，其特征在于，包含有： 一基板； 一光學(xué)模塊，包含有： 一第一間隔層，稱接于該基板； 一第一玻璃層，形成在該第一間隔層上； 一第二間隔層，形成在該第一玻璃層上； 一第二玻璃層，形成在該第二間隔層上； 一第三間隔層，形成在該第二玻璃層上； 一第一透鏡，黏合于該第二玻璃層的一第一面；以及 一第二透鏡，黏合于該第二玻璃層中相對于該第一面的一第二面；以及 一鍍膜層，覆蓋該光學(xué)模塊，用來阻隔紅外線光源，其中該鍍膜層未覆蓋該第一透鏡。
2. 如權(quán)利要求1所述的動作感測裝置，其特征在于，該光學(xué)模塊為一晶圓級透鏡。
3. 如權(quán)利要求1所述的動作感測裝置，其特征在于，該基板包含有： 一光學(xué)感應(yīng)層，用來感應(yīng)該紅外線光源，以輸出相對應(yīng)的一感測訊號；以及 一傳輸接口層，用來傳輸該感測訊號。
4. 如權(quán)利要求3所述的動作感測裝置，其特征在于，該光學(xué)感應(yīng)層包含有一感測單元， 且該感測單元是由一芯片尺寸封裝方式設(shè)置在該基板上。
5. 如權(quán)利要求3所述的動作感測裝置，其特征在于，該傳輸接口層包含有一球柵數(shù)組。
6. 如權(quán)利要求3所述的動作感測裝置，其特征在于，該光學(xué)感應(yīng)層及該傳輸接口層是 以具有硅穿孔技術(shù)的晶圓級芯片封裝方式進(jìn)行耦接。
【文檔編號】G06F3/01GK104122989SQ201310542534
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
【發(fā)明者】謝明勛 申請人:敦南科技股份有限公司