感應器單元的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種感應器單元的制造方法，其包括以下步驟：提供一基板，將多個信號發(fā)射器及多個信號檢測器貼附于基板上以分別定義出多個感應器區(qū)域，接著信號發(fā)射器及信號檢測器經(jīng)由打線接合的方式與基板達成電性連接。進行第一次模制成型制作，以使得多個封裝結構成型于基板上，且每一個封裝結構對應于一感應器區(qū)域以包覆信號發(fā)射器及信號檢測器。提供一封裝頂板，封裝頂板上具有多個幾何圖形的開孔。進行第二次模制成型制作，將封裝頂板設置于所述多個封裝結構上并通過射出成型步驟，形成位于封裝頂板及基板之間的隔離層，隔離層包覆所述多個封裝結構的四周，最后進行切晶處理以分割出每一個感應器區(qū)域。
【專利說明】感應器單元的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種感應器單元的制造方法，尤其是指一種通過兩次模制成型且利用封裝頂板的制作所形成的感應器單元的制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，許多類型的輸入裝置目前可用于在電子系統(tǒng)內(nèi)進行操作，例如按鈕或按鍵、鼠標、軌跡球、觸控屏幕等等。而近來觸控屏幕的應用越來越普遍，觸控屏幕可包括觸控面板，其可為具有觸敏表面的透明面板，以便作業(yè)表面覆蓋于顯示屏幕的可查看區(qū)域。觸控屏幕允許使用者經(jīng)由手指或觸控筆觸控顯示屏幕作出選擇并移動光標，并根據(jù)觸控事件達成相應動作。而紅外光的接近式傳感器(IR proximity sensor)則大量應用于手持式通訊裝置上，以用于偵測使用者的臉部與顯示屏幕之間的距離，進而達到操作上的控制效果。
[0003]接近式傳感器可應用于手持式產(chǎn)品，例如當使用者不使用屏幕功能時，屏幕會自動鎖定，由此延長電池使用時間；或者可讓觸控面板在使用者頭部靠近屏幕時，自動鎖定屏幕功能，避免通話中頭部誤觸鍵盤而中斷對話。另外，長距離的接近式傳感器可偵測距離約在20至80cm的物體是否靠近，當使用者離開時可自動關閉電源功能，可應用于顯示器等相關廣品。
[0004]接近式傳感器具有一信號發(fā)射器(emitter)及一信號檢測器(detector)，現(xiàn)有技術為了避免產(chǎn)生信號的串音干擾(cross-talk)，傳統(tǒng)的接近式傳感器結構是先以封裝材料將信號發(fā)射器及信號檢測器加以封裝之后，再以金屬框架卡合于上述的封裝結構，利用金屬框架形成具有信號隔離作用的屏障結構。但上述結構具有以下缺點:金屬框架的制作與結構有其復雜性；且封裝結構上需涂膠，利用膠粘的方式固定上述金屬框架，然而粘膠的涂布不易控制，膠量太多將造成溢膠的問題；膠量太少，金屬框架的固定度不佳，容易脫落或位移，將導致信號的隔離度不佳。
[0005]再者，在元件體積縮小化的趨勢下，金屬框架與封裝結構必須具有相當高的精度，才得以相互組接而形成高隔離效果的傳感器單元，因此制作的難度大幅提高，且產(chǎn)品的良率更無法有效提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種感應器單元的制造方法，該制造方法是通過兩次模制成型且利用封裝頂板的制作，以形成保護信號發(fā)射器與信號檢測器的封裝結構與隔絕信號發(fā)射器與信號檢測器的隔離層，進而形成穩(wěn)固及高精度的信號隔離結構。
[0007]本發(fā)明提出一種感應器單元的制造方法，其包括以下步驟:提供一基板，將多個信號發(fā)射器及多個信號檢測器貼附于基板上，每一個信號發(fā)射器與相對應的信號檢測器定義出一感應器區(qū)域。接著將每一個感應器區(qū)域的信號發(fā)射器及信號檢測器經(jīng)由打線接合的方式與基板達成電性連接。之后，進行第一次模制成型制作，以使得多個封裝結構成型于基板上，且每一個封裝結構對應于一感應器區(qū)域以包覆信號發(fā)射器及信號檢測器。提供一封裝頂板，封裝頂板上具有多個幾何圖形的開孔，所述多個開孔分別對應于每一個感應器區(qū)域的信號發(fā)射器及信號檢測器。接下來，進行第二次模制成型制作，將封裝頂板設置于所述多個封裝結構上并通過射出成型步驟，形成位于封裝頂板及基板之間的隔離層，隔離層包覆所述多個封裝結構的四周，最后進行切晶處理以分割出每一個感應器區(qū)域。
[0008]綜上所述，本發(fā)明在模具制造的成本上較低，以及不需使用組裝的設備，因此相較于現(xiàn)有技術，可達成節(jié)省成本的效果。通過本發(fā)明所制作的感應器單元具有高精度的包覆及信號隔絕結構，使該感應器單元為低串音干擾，并具有較佳的可靠度。兩模制成型的結構系可穩(wěn)固結合，也即本發(fā)明在結構上具有較高的固定態(tài)樣，而不易產(chǎn)生結構脫落的問題，也更能確保產(chǎn)品的可靠度。
[0009]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制者。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的基板具有信號發(fā)射器及信號檢測器的立體示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的進行打線接合的立體示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的成型封裝結構于基板上的立體示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的封裝頂板的立體示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的封裝頂板設置于所述多個封裝結構上的立體示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的進行第二次模制成型制作的立體示意圖。
[0016]圖7為本發(fā)明的感應器單元的制造方法的進行切晶處理的立體示意圖。
[0017]圖8為本發(fā)明的感應器單元的組合立體示意圖。
[0018]圖9為本發(fā)明的感應器單元的分解立體示意圖。
[0019]圖10為本發(fā)明的感應器單元的剖面立體示意圖。
[0020]圖11為本發(fā)明的感應器單元的剖面結構示意圖。
[0021]其中，附圖標記說明如下:
[0022]I感應器單元
[0023]10 基板
[0024]11感應器區(qū)域
[0025]111信號發(fā)射器
[0026]112信號檢測器
[0027]113 導線
[0028]12封裝結構
[0029]13第一膠道
[0030]14封裝頂板
[0031]141發(fā)射開孔[0032]142接收開孔
[0033]143注膠開孔
[0034]15第二膠道
[0035]16隔離層
[0036]17切割道
[0037]18連接點
【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明提供一種感應器單元的制造方法，該制造方法是通過兩次模制成型且利用封裝頂板的制作，進行達成感應器單元的元件的封裝與隔離，其具有降低制作成本的功效，更可以解決傳統(tǒng)的組裝方式的缺點，其制造方法包括如以下步驟:
[0039]請參考圖1所示，圖1為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的基板10具有信號發(fā)射器111及信號檢測器112的立體示意圖。首先，提供一基板10，以及提供多個信號發(fā)射器111及多個信號檢測器112，并將多個信號發(fā)射器111及多個信號檢測器112貼附于該基板10上，每一個信號發(fā)射器111與相對應的信號檢測器112的組合將可定義出一感應器區(qū)域
11。其中，將所述多個信號發(fā)射器111及所述多個信號檢測器112貼附于基板10上的方式，是通過芯片粘著(Die Attaching)的方法固設于該基板10上，也即可先于基板10上進行點膠或貼附膠帶的步驟，再將所述多個信號發(fā)射器111及所述多個信號檢測器112準確地放置于預定的位置之中，通過粘膠或膠帶進而固定于基板10上。之后還包括使用等離子清洗(Plasma Cleaning)的處理以去除多余的雜質(zhì)，進而得到干凈的表面。其中信號發(fā)射器111可為發(fā)光二極管，信號檢測器112可為整合式的距離與環(huán)境光源感測元件(IntegratedAmbient andProximity Sensor)或者可為距離感測兀件(Proximity Sensor),然而信號發(fā)射器111及信號檢測器112的種類不以上述為限。
[0040]請參考圖2所示，圖2為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的進行打線接合的立體示意圖。將每一個感應器區(qū)域11的信號發(fā)射器111及信號檢測器112經(jīng)由打線接合(Wire bonding)的方式與該基板10達成電性連接。其中，信號發(fā)射器111及信號檢測器112進行打線接合的方式，可先通過多條導線113的一端分別焊接于所述多個信號發(fā)射器111及所述多個信號檢測器112的焊墊(圖未示)上，再將所述多個導線113的另一端分別焊接于所對應的感應器區(qū)域11的基板10上，所使用的導線113可為精細的銅導線，也可為其它金屬的導線113，所使用的導線113不加以限定，以使其形成電路回路。之后進行檢查有無異常的情況發(fā)生，例如導線113接觸不良或導線113斷裂等，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量，接下來再進行等離子清洗以去除多余的雜質(zhì)。
[0041]請參考圖3所示，圖3為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的成型封裝結構12于基板10上的立體示意圖。進行第一次模制成型制作，以使得多個封裝結構12成型于基板10上，每一個封裝結構12對應于一感應器區(qū)域11，其用以包覆信號發(fā)射器111及信號檢測器112。其中，封裝結構12的材質(zhì)可為可透光的封裝材料或可使紅外光穿透的封裝材料。更詳細地說，進行第一次模制成型制作是通過一第一模具(圖未示)，經(jīng)由射出成型的步驟，以成型多個封裝結構12于該基板10上，在此步驟中，是將欲使用的封裝材料通過第一膠道13 (Runner)注入到基板10上，接著進行固化成型的處理以形成封裝結構12于基板10上，進而包覆基板10上的信號發(fā)射器111及信號檢測器112，且使得每一個封裝結構12對應于每一個感應器區(qū)域11。
[0042]因而在此模制成型制作的步驟中所使用的封裝材料，其特性上必須可使得信號發(fā)射器111所發(fā)出的光信號，以及信號檢測器112所欲接收的光信號，都能夠予以穿透，以避免影響到該感應器單元I的運作。舉例來說，信號檢測器112如為整合式的距離與環(huán)境光源感測元件，該封裝材料則為可透光的封裝材料(如clear molded material),或是信號檢測器112如為單一功能的距離感測元件，該封裝材料則為可讓紅外光穿透的封裝材料，換言之，本發(fā)明并不限定封裝結構12的材質(zhì)，但封裝結構12的材料必須根據(jù)信號發(fā)射器111及信號檢測器112的規(guī)格加以選擇，以避免封裝結構12造成感應器單元I的特性下降。再者，封裝結構12可對應于信號發(fā)射器111或信號檢測器112形成凸狀的封裝體，以利信號發(fā)射器111發(fā)出信號及信號檢測器112接收信號。之后，還包括移除位于基板10上的第一膠道13，再使用等離子清洗以去除多余的雜質(zhì)。
[0043]請參考圖4所示，圖4為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的封裝頂板14的立體示意圖。提供一封裝頂板14，該封裝頂板14上具有多個幾何圖形的開孔，所述多個開孔分別為用以對應于每一個感應器區(qū)域11的信號發(fā)射器111及信號檢測器112。更詳細地說，所述多個開孔可為對應信號發(fā)射器111的發(fā)射開孔141，以及可為對應信號檢測器112的接收開孔142，還有于第二次模制成型制作時可注入膠體的注膠開孔143。在本實施例中，由于每一個感應器區(qū)域11的信號發(fā)射器111為一個，因此對應于每一個感應器區(qū)域11的發(fā)射開孔141可為一個。另外，在信號檢測器112上由于可為整合式的距離與環(huán)境光源感測元件或是距離感測元件，因此對應于每一個感應器區(qū)域11的接收開孔142可為一個或兩個，且發(fā)射開孔141及接收開孔142的較佳幾何圖形可為圓形，以得到良好的發(fā)射及接收信號的功能，然而發(fā)射開孔141及接收開孔142的幾何圖形并不加以限定。在注膠開孔143上較佳的幾何圖形可為方形，以達到良好的注膠及結合效果，然而注膠開孔143的幾何圖形并不加以限定，數(shù)量上也不加限定。
[0044]其中封裝頂板14上的所述多個開孔的形成方式，可通過沖壓、激光切割或鑄造的方式而成，然而所述多個開孔的形成方式不以上述為限。封裝頂板14的材質(zhì)可為金屬或塑料，塑料顏色較佳為深色或黑色，更進一步地說，封裝頂板14的材質(zhì)可使用鋁、鐵(例如:SUS鋼)、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、聚醚醚酮(Polyetheretherketone, PEEK)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)或可阻擋紅外光的壓克力(IR blocking acrylic)等，然而封裝頂板14的材質(zhì)不以上述為限。
[0045]請參考圖5及圖6所示，圖5為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的封裝頂板14設置于所述多個封裝結構12上的立體示意圖，圖6為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的進行第二次模制成型制作的立體示意圖。進行第二次模制成型制作，將該封裝頂板14設置于所述多個封裝結構12上并通過射出成型步驟，以形成位于該封裝頂板14及該基板10之間的隔離層16，該隔離層16包覆所述多個封裝結構12的四周。更詳細地說，可先將封裝頂板14及基板10置入第二模具(圖未示)內(nèi)，接著將第二模具(圖未示)閉合，進行注入膠體的處理，也即為將可形成隔離層16的材料經(jīng)由第二膠道15注入到基板10與封裝頂板14之間，之后使其固化成型為隔離層16，其中該隔離層16的材質(zhì)可為可隔絕紅外光的封裝材料，也即隔離層16可視為紅外光的阻擋結構(IR barrier)，之后還包括移除第二膠道15。在一具體實施例中，隔離層16通過射出成型步驟將可隔絕紅外光的封裝材料成型，并且所注入的膠體會進入封裝頂板14的注膠開孔143之中，以達成隔離層16與封裝頂板14緊密結合的效果。另外，由于封裝頂板14上開設有對應該信號發(fā)射器111的發(fā)射開孔141及對應該信號檢測器112的接收開孔142，在射出成型步驟中膠體不會覆蓋于信號發(fā)射器111及信號檢測器112的封裝結構12上，并通過發(fā)射開孔141及接收開孔142以使信號發(fā)射器111與信號檢測器112的信號得以發(fā)出和接收。另外，隔離層16即為用于隔離每一個感應器單元I的該信號發(fā)射器111與該信號檢測器112，以避免兩元件之間的信號串音干擾(cross-talk)。除此之外，也可通過改變封裝頂板14的幾何圖形設計，以設計出不同形態(tài)的感應器單元I。
[0046]請參考圖7所示，圖7為本發(fā)明的感應器單元I的制造方法的進行切晶處理的立體示意圖。完成第二次模制成型制作之后，即可進行切晶處理以分割出每一個感應器區(qū)域
11。在此步驟中利用薄型鋸刀進行切割或是使用激光切割，切割方式是沿著每兩個感應器區(qū)域11之間所定義的切割道17進行切割，換言之，切割道17是圍繞每一個感應器區(qū)域11的。進行切割之后即形成單一的感應器區(qū)域11，即為本發(fā)明的感應器單元I。
[0047]請參考圖8至圖11所示，圖8及圖9為本發(fā)明的感應器單元I的立體示意圖，圖10及圖11為本發(fā)明的感應器單元I的剖面示意圖。經(jīng)由進行上述感應器單元I的制造方法的制作之后，所得到的的感應器單元I的結構包括:一基板10，其上設有一信號發(fā)射器111與一信號檢測器112，信號發(fā)射器111與信號檢測器112分別以打線接合等方式電性連接于基板10上。一封裝結構12，其設于該基板10上以包覆于該信號發(fā)射器111與信號檢測器112，且封裝結構12可根據(jù)信號發(fā)射器111及信號檢測器112的規(guī)格加以選擇，信號檢測器112如為整合式的距離與環(huán)境光源感測元件，該封裝材料則為可透光的封裝材料，或是信號檢測器112如為單一功能的距離感測元件，該封裝材料則為可讓紅外光穿透的封裝材料。一隔離層16，其位于該封裝頂板14及該基板10之間，該隔離層16包覆所述多個封裝結構12的四周。其中該隔離層16的材質(zhì)可為可隔絕紅外光的封裝材料，也即隔離層16可視為一種紅外光的阻擋結構，以使得信號發(fā)射器111與信號檢測器112的信號不會產(chǎn)生干擾。一封裝頂板14，其上具有多個幾何圖形的開孔，所述多個開孔可為對應信號發(fā)射器111的發(fā)射開孔141，以及可為對應信號檢測器112的接收開孔142，還有注入膠體的注膠開孔143。另外,基板10的下表面，也即相對于信號發(fā)射器111與信號檢測器112的一面,還設置有多個連接點18，如導電金屬墊等結構，連接點18可電性連接于信號發(fā)射器111與信號檢測器112，以利傳輸控制信號及電源。
[0048]綜上所述，本發(fā)明具有下列多項優(yōu)點:
[0049]1.本發(fā)明在模具制造的成本上較低，以及不需使用組裝的設備，因此相較于現(xiàn)有技術可達到節(jié)省成本的效果。
[0050]2.通過本發(fā)明所制作的感應器單元具有高精度的包覆及信號隔絕結構，使該感應器單元為低串音干擾，并具有較佳的可靠度。
[0051]3.上述兩模制成型的結構可穩(wěn)固結合，換言之，本發(fā)明的結構上具有較高的固定形態(tài)，而不易產(chǎn)生結構脫落的問題，也更能確保產(chǎn)品的可靠度。
[0052]但是以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，非意欲局限本發(fā)明的專利保護范圍，故舉凡運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所為的等效變化，均同理皆包含于本發(fā)明的權利保護范圍內(nèi)，合予陳明。
【權利要求】
1.一種感應器單元的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供一基板，將多個信號發(fā)射器及多個信號檢測器貼附于該基板上，每一個信號發(fā)射器與相對應的信號檢測器的組合定義出一感應器區(qū)域； 將每一個感應器區(qū)域的該信號發(fā)射器及該信號檢測器經(jīng)由打線接合的方式與該基板達成電性連接； 進行第一次模制成型制作，以使得多個封裝結構成型于該基板上，且每一個封裝結構對應于一感應器區(qū)域以包覆該信號發(fā)射器及該信號檢測器； 提供一封裝頂板，該封裝頂板上具有多個幾何圖形的開孔，所述多個開孔分別用以對應于每一個感應器區(qū)域的該信號發(fā)射器及該信號檢測器； 進行第二次模制成型制作，將該封裝頂板設置于所述多個封裝結構上并通過射出成型步驟，形成一位于該封裝頂板及該基板之間的隔離層，該隔離層包覆所述多個封裝結構的四周；以及 進行切晶處理以分割出每一個感應器區(qū)域。
2.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，上述將多個信號發(fā)射器及多個信號檢測器貼附于該基板上是通過芯片粘著的方法固設于該基板上。
3.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，該信號發(fā)射器為發(fā)光二極管，該信號檢測器為整合式的距離與環(huán)境光源感測元件以及距離感測元件之中的其中一種。
4.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，上述打線接合的方式是先通過多條導線分別焊接于所述多個信號發(fā)射器及所述多個信號檢測器上，再將所述多個導線分別焊接于所對應的感應器區(qū)域的基板上，以使其形成電路回路。
5.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，該封裝結構的材質(zhì)為可透光的封裝材料及可使紅外光穿透的封裝材料之中的其中一種。
6.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，該封裝頂板上的所述多個開孔為多個發(fā)射開孔、多個接收開孔及多個注膠開孔。
7.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，該封裝頂板上的所述多個開孔的形成方式，是通過沖壓、激光切割或鑄造的方式而形成。
8.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，該封裝頂板的材質(zhì)為金屬及塑料之中的其中一種。
9.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，該隔離層的材質(zhì)為可隔絕紅外光的封裝材料。
10.如權利要求1所述的感應器單元的制造方法，其特征在于，上述進行切晶處理是沿著每兩個感應器區(qū)域之間所定義的切割道進行切割，切割的方式是使用薄型鋸刀進行切割或是使用激光切割。
【文檔編號】H01L23/31GK103839840SQ201210478884
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權日:2012年11月22日
【發(fā)明者】宋廣力, 林生興, 吳德財 申請人:光寶新加坡有限公司