的接近類型傳感器模塊。在一些實施方式中，光發(fā)射器和光檢測器由間隔物分離，所述間隔物由非透明材料制成。在一些實施方式中，模塊在晶片級工藝中制造以便可同時制造多個模塊(例如，數(shù)百個或甚至數(shù)千個模塊)。所述方法可包括使用真空注入技術來在結構化襯底(即，具有非平坦或非平面表面的襯底)上形成各種元件。形成結構化襯底可包括例如在透明晶片中形成如溝槽的開口。溝槽隨后可使用例如真空注入工具利用非透明材料來填充。各種元件(例如，光學元件或間隔物)可使用一個或多個真空注入和/或復制工具直接形成在透明晶片的一側或兩側上。
[0039]例如，在一些實施方式中，提供晶片級間隔物/光學元件結構84并且所述晶片級間隔物/光學元件結構84包括在透明晶片72上的復制光學元件44和間隔物46(參見圖3)。晶片72可例如由透明材料構成，所述透明材料如玻璃或透明塑料或聚合物材料。間隔物/光學元件結構84可以若干方式中的任一方式來制造。例如，在第一技術中，單一工具可用于使用真空注入而在透明晶片72的表面上形成復制透鏡或其他光學元件并且形成間隔物46。如本公開中所使用的，復制是指將結構化表面壓花到液體、粘性或可塑性變形材料中并隨后例如通過使用紫外線輻射或加熱進行固化來使材料硬化的技術。以這種方式，獲得結構化表面的復制品。用于復制的合適材料為例如可硬化(例如，可固化)聚合物材料或其他復制材料，即，在硬化或凝固步驟(例如，固化步驟)中可從液體、粘性或可塑性變形狀態(tài)轉變成固態(tài)的材料。盡管用于形成透鏡44的復制材料為透明的(至少對從模塊發(fā)射或由模塊檢測的光的波長為透明的)，用于間隔物的真空注入材料優(yōu)選地為非透明的并且可例如由具有碳黑的環(huán)氧樹脂聚合物構成。在一些實施方式中可應用于前述工藝的其他細節(jié)描述于美國臨時專利申請?zhí)?1/746，347中，所述美國臨時專利申請的內容以引用方式并入。在第二技術中，替代使用真空注入技術形成間隔物46，間隔物/光學元件結構84可使用晶片堆疊工藝(S卩，將間隔物晶片附接至包括在光學晶片表面上先前形成的光學元件的光學晶片)形成。
[0040]可例如使用圖3的間隔物/光學元件結構84來形成如圖2A和2B中所例示的那些模塊的模塊。例如，圖4A-4E例示用于制造圖2A的模塊20的其他步驟。如圖4A所示，間隔物/光學元件結構84被附接至安裝有多個光電裝置92的印刷電路板(PCB)或其他襯底90。或者，間隔物/光學元件結構84可被附接至瞬時襯底來替代附接至襯底90，以例如為間隔物/光學元件結構84賦予機械支撐。瞬時襯底的實例包括UV切割帶、PDMS襯底、玻璃襯底、聚合物晶片和/或用于形成復制光學元件44和/或間隔物46的工具，或前述實例中任何實例的組合。使用瞬時襯底允許PCB襯底90在工藝后期(例如，在執(zhí)行圖4C中的步驟之后)被附接至間隔物光學元件結構84。在一些實施方式中，圖像傳感器可被附接或電連接至PCB襯底90，并且隨后在工藝后期(例如，在執(zhí)行圖4E中的步驟之后)被附接至間隔物光學元件結構841CB襯底90可例如使用熱穩(wěn)定的粘合劑附接至間隔物/光學元件結構84上的間隔物元件46。得到的是包括光電裝置92的陣列的晶片堆疊，所述光電裝置中的每一個與光學元件(例如，透鏡)44中的相應一個對準。襯底的外部表面可包括一個或多個焊料球或其他導電觸點，所述導電觸點可借助于延伸穿過襯底的導電通孔電耦合至光電裝置。
[0041 ]如圖4B所示，開口(例如，溝槽)98形成在透明晶片72中，處于間隔物46上方的區(qū)域中。溝槽98應完全延伸穿過晶片72的厚度，并且優(yōu)選地應部分地延伸到間隔物46中。溝槽98可例如通過切割、微機械加工或激光切割技術來形成。得到的是非平面表面，所述非平面表面包括在透明晶片72的相鄰部分之間形成的溝槽98。如以下所解釋的，溝槽98隨后利用非透明材料(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)填充，以便在透明晶片72的各種部分的側壁上提供非透明層。
[0042]如圖4C所示，真空注入PDMS工具100被放置在透明晶片72之上以促進由非透明材料(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)填充溝槽98。真空吸盤101被提供在間隔物/光學元件結構84下方并且圍繞所述間隔物/光學元件結構，以便在真空注入工具100與PCB襯底90之間施加真空。非透明材料可被注入至真空吸盤101中的入口 101A中。真空吸盤101的出口附近的真空栗101B促進所注入非透明材料的流動。在利用環(huán)氧樹脂材料在真空下填充溝槽98之后，使環(huán)氧樹脂材料硬化(例如，通過UV或熱固化硬化)，并且將工具100從間隔物/光學元件結構84移除。如圖4D所示，得到的是:非透明區(qū)域104(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)被形成在透明晶片72的相鄰部分之間。每一非透明區(qū)域104與非透明間隔物46接觸并且被粘結至所述非透明間隔物。非透明區(qū)域104與透明晶片72的各種部分的外部表面齊平，并且可由與間隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料構成。在一些實施方式中，由非透明材料構成的擋塊晶片99被附接在間隔物/光學元件結構之上。在其他實施方式中，可省略擋塊晶片99 ο
[0043]在形成具有碳黑的環(huán)氧樹脂的區(qū)域104并且移除真空注入工具100之后，沿切割線分離晶片堆疊以形成單個光電模塊20，所述光電模塊中的每一個包括與附接至透明蓋件的透鏡元件對準的光電裝置，所述透明蓋件的外部側壁由非透明材料覆蓋或被嵌入所述非透明材料內(參見圖4Ε和2Α)。因此，前述技術可用于以晶片級規(guī)模制造多個模塊20。
[0044]在圖4Α-4Ε的所例示實例中，在執(zhí)行圖4Β-4Ε中的步驟之前，PCB襯底90(具有安裝在PCB襯底表面上的光電裝置)被附接至間隔物/光學元件結構84。在其他實施方式中，間隔物/光學元件結構84可被附接至瞬時襯底來替代附接至襯底90，以例如為間隔物/光學元件結構84賦予機械支撐。瞬時襯底的實例包括UV切割帶、PDMS襯底、玻璃襯底、聚合物晶片和/或用于形成復制光學元件44和/或間隔物46的工具，或前述實例中任何實例的組合。使用瞬時襯底允許PCB襯底90在工藝后期(例如，在執(zhí)行圖4C中的步驟之后)被附接至間隔物/光學元件結構84。在其他實施方式中，圖像傳感器可被附接或電連接至PCB襯底90，并且隨后在工藝后期(例如，在執(zhí)行圖4Ε中的步驟之后)被附接至單一化間隔物光學元件結構84。此外，在一些實施方式中，替代將PCB襯底(具有安裝在PCB襯底表面上的光電裝置)附接至間隔物/光學元件結構84，單個單一化光電裝置可被附接至間隔物元件46。
[0045]圖5Α-5Ε例示根據(jù)如圖2Α所示的用于制造模塊20的另一方法的步驟。在這個實例中，如在以下更詳細所述，非透明擋塊39通過真空注入與用于透明蓋件26的側壁34的非透明材料36同時形成。如圖5Α所示，圖3的間隔物/光學元件結構84被附接至安裝有多個光電裝置92的印刷電路板(PCB)或其他襯底90。圖5Α的細節(jié)可類似于圖4Α。如圖5Β所示，如溝槽98的開口被形成在透明晶片72中。圖5Β的細節(jié)可類似于圖4Β。
[0046]接著，如圖5C所示，真空注入PDMS工具100Α被放置在透明晶片72之上以促進由非透明材料(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)填充溝槽98。真空吸盤101被提供在間隔物/光學元件結構84下方并且圍繞所述間隔物/光學元件結構，以便在真空注入工具100Α與PCB襯底90之間施加真空。在所例示實例中，真空注入工具100Α具有定位在溝槽98上方的開口 102。非透明材料(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)在真空下通過真空吸盤101中的入口注入，以便所述非透明材料填充開口 102和溝槽98。如以上結合圖4C所述，真空吸盤101的出口附近的真空栗促進所注入環(huán)氧樹脂材料的流動。隨后使環(huán)氧樹脂材料硬化(例如，通過UV或熱固化硬化)，并且將工具100Α從晶片堆疊移除。如圖5D所示，得到的是:非透明區(qū)域104(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)被形成在透明晶片72的相鄰部分之間。另外，非透明材料(例如，具有碳黑的環(huán)氧樹脂)部分地延伸在透明晶片72的各種區(qū)段的頂表面之上以形成突起103。每一非透明區(qū)域104與非透明間隔物46接觸并且被粘結至所述非透明間隔物。如在先前實例中，非透明區(qū)域103、104可由與間隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料構成。這種技術允許突起103(充當成品模塊中的擋塊)在相同處理步驟中形成，其中透明晶片72的各種部分的側壁由非透明材料104覆蓋。
[0047]接著，沿切割線分離晶片堆疊以形成單個光電模塊20，所述光電模塊中的每一個包括與附接至透明蓋件的光學元件對準的光電裝置，所述透明蓋件的外部側壁由非透明材料覆蓋或被嵌入所述非透明材料內(參見圖5E和2A)。每一模塊20也包括非透明擋塊(S卩，圖2A中的擋塊39)，所述非透明擋塊延伸至透明蓋件的外表面上方。因此，前述技術可用于以晶片級規(guī)模制造多個模塊20。
[0048]在圖5A-5E的所例示實例中，在執(zhí)行圖5B-5E中的步驟之前，PCB襯底90(具有安裝在PCB襯底表面上的光電裝置)被附接至間隔物/光學元件結構84。在其他實施方式中，PCB襯底90可在工藝后期(例如，在執(zhí)行圖5C中的步驟之后)被附接至間隔物/光學元件結構84。此外，在一些實施方式中，替代將PCB襯底(具有安裝在PCB襯底表面上的光電裝置)附接至間隔物/光學元件結構84，單個單一化光電裝置可被附接至間隔物元件46。
[0049]在圖4A-4E和5A-5E的前述技術中，復制光學元件44(例如，透鏡元件)與間隔物46形成于透明晶片72的相同表面上。此類技術產生如圖2A中的模塊的模塊，其中透鏡30以及光電裝置22被設置在模塊的由襯底24、透明蓋件26和間隔物28界定的封閉、內部區(qū)域內。其他技術可用于制造如圖2B中的模塊的模塊，其中光學元件(例如，透鏡)被設置在透明蓋件26的外部表面上?，F(xiàn)在結合圖6A至6E描述用于制造模塊的晶片級制造工藝的實例，所述模塊包括在透明蓋件26的兩個表面(S卩，對象側和傳感器側)上的光學元件。
[0050]如圖6A所示，圖3的間隔物/光學元件結構84被附接至安裝有多個