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具有减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块的制造方法

阅读：157发布：2020-11-09

专利汇可以提供具有减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块的制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且光电模块包括光电装置和透明盖件。非透明材料被提供在所述透明盖件的侧壁上，所述非透明材料可有助于减少从所述透明盖件的侧面的漏光，或可有助于减少杂散光进入所述模块。所述模块可例如在晶片级工艺中制造。在一些实施方式中，如沟槽的开口被形成在透明晶片中。所述沟槽随后可使用例如真空注入工具利用非透明材料来填充。当包括所述沟槽填充式透明晶片的晶片堆叠随后被分离成单个模块时，得到的是：每一模块可包括具有由所述非透明材料覆盖的侧壁的透明盖件。，下面是具有减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块的制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光电模块，其包括：
光电装置，所述光电装置安装在衬底上；和
透明盖件，所述透明盖件由间隔物与所述衬底分离，其中所述间隔物由对所述光电装置发射或可由所述光电装置检测的光为非透明的材料构成；
其中所述透明盖件的侧壁嵌入到对所述光电装置发射或可由所述光电装置检测的光为非透明的材料内，其中嵌入有所述侧壁的所述非透明的材料和非透明的所述间隔物由相同材料构成并且彼此连续。
2.如权利要求1所述的模块，其进一步包括：光学元件，所述光学元件在所述透明盖件的表面上。
3.如权利要求1或权利要求2所述的模块，其进一步包括：光学元件组件，所述光学元件组件在所述透明盖件的对象侧之上，其中所述光学元件组件包括堆叠在所述透明盖件之上的一个或多个透镜。
4.如权利要求1或2所述的模块，其中嵌入有所述透明盖件的所述侧壁的所述非透明材料为含有非透明填充剂的聚合物材料。
5.如权利要求1或2所述的模块，其中嵌入有所述透明盖件的所述侧壁的所述非透明材料为具有碳黑的环氧树脂。
6.如权利要求2所述的模块，其中所述光学元件为在所述模块的传感器侧上的透镜元件。
7.如权利要求1所述的模块，其包括：光学元件，所述光学元件在所述透明盖件的表面上，其中所述光学元件为设置在所述透明盖件的对象侧上的透镜元件。
8.如权利要求1或2所述的模块，其进一步包括：挡块，所述挡块延伸超出所述透明盖件的表面，其中所述挡块由嵌入有所述透明盖件的所述侧壁的相同非透明材料构成。
9.如权利要求1所述的模块，其包括：电介质带通滤波器，所述电介质带通滤波器在所述透明盖件的表面上。
10.一种制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至少一个光学元件，所述方法包括：
提供透明晶片，所述透明晶片具有在所述透明晶片的相反侧上的第一表面和第二表面，其中所述透明晶片的所述表面中的一个上存在多个非透明间隔物元件；
在所述透明晶片中形成开口，每一开口被设置在所述间隔物元件中的相应一个之上并且延伸穿过所述透明晶片；
利用对所述光电装置发射或可由所述光电装置检测的光为非透明的材料实质上填充所述透明晶片中的所述开口；和
在所述透明晶片的与设置有所述间隔物元件的所述表面相反的表面上形成光学元件；
其中单一复制和真空注入工具被用于通过复制来形成所述光学元件并通过真空注入来利用所述非透明材料来填充所述透明晶片中的所述开口。
11.如权利要求10所述的方法，其进一步包括：
将衬底晶片附接至所述间隔物元件以使得所述间隔物元件将所述衬底晶片与所述透明晶片分离，其中存在安装在所述衬底晶片上的多个光电装置，并且其中所述衬底晶片和所述透明晶片形成晶片堆叠；和
将所述晶片堆叠分离成多个单个模块，其中每一模块包括实质上与相应光学元件对准的所述光电装置中的至少一个，所述相应光学元件在所述透明晶片的具有由所述非透明材料覆盖的侧壁的一部分上。
12.如权利要求10所述的方法，其进一步包括：
将单一化光电装置附接至所述间隔物元件以使得所述间隔物元件将所述单一化光电装置与所述透明晶片分离，其中所述单一化光电装置和所述透明晶片形成垂直堆叠；和将所述垂直堆叠分离成多个单个模块，其中每一模块包括实质上与相应光学元件对准的所述单一化光电装置中的至少一个，所述相应光学元件在所述透明晶片的具有由所述非透明材料覆盖的侧壁的一部分上。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其中所述开口通过切割、微机械加工或激光切割来形成。
14.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其中所述开口中的每一个部分地延伸至所述间隔物元件中的相应一个中。
15.如权利要求10-12任一项所述的方法，其进一步包括：使所述非透明材料硬化。
16.如权利要求10所述的方法，其中通过压纹类型复制技术来形成所述光学元件。
17.如权利要求10所述的方法，其中提供透明晶片包括提供具有光学元件的透明晶片，所述光学元件在所述第一表面或所述第二表面的至少一个上。
18.如权利要求10所述的方法，其中提供透明晶片包括提供具有光学元件的透明晶片，所述光学元件与所述间隔物元件在所述透明晶片的相同表面上。
19.如权利要求10所述的方法，其进一步包括：利用填充所述透明晶片中的所述开口的相同非透明材料部分地覆盖所述透明晶片的所述第一表面，其中所述第一表面在所述透明晶片的与设置有所述间隔物元件的所述表面的相反侧上，
并且其中当所述晶片堆叠被分离成单个模块时，每一模块包括由所述非透明材料构成的挡块。
20.如权利要求10所述的方法，其进一步包括：在利用对所述光电装置发射或可由所述光电装置检测的光为非透明的材料实质上填充所述透明晶片中的所述开口之后，将挡块晶片附接在所述透明晶片中的所述开口之上，所述挡块晶片由对所述光电装置发射或可由所述光电装置检测的光为非透明的材料构成。
21.如权利要求10所述的方法，其中所述间隔物元件由与填充所述透明晶片中的所述开口的所述材料相同的非透明材料构成。
22.如权利要求10所述的方法，其中在所述透明晶片的表面上存在焦距校正层或光学滤波器中的至少一个，所述方法进一步包括：
将一个或多个光学元件组件附接在所述透明晶片的对象侧之上，其中所述一个或多个光学元件组件包括透镜堆叠。
23.一种制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至少一个光学元件，所述方法包括：
提供透明晶片，所述透明晶片具有在所述透明晶片的相反侧上的第一表面和第二表面，其中所述透明晶片的所述表面中的一个上存在多个非透明间隔物元件；
在所述透明晶片中形成开口，每一开口被设置在所述间隔物元件中的相应一个之上并且延伸穿过所述透明晶片；和将对所述光电装置发射或可由所述光电装置检测的光为非透明的材料提供在所述透明晶片的所述开口中，以便将所述透明晶片的暴露的侧壁嵌入到所述非透明的材料中，其中嵌入有所述侧壁的所述非透明的材料和所述间隔物元件由相同的材料构成并且彼此连续。
24.一种光电模块，其包括：
在衬底上的图像传感器，所述图像传感器界定多个光敏区域，所述光敏区域中的每一个对应于相应光学通道；
相应的透明盖件，在每一光学通道中，所述透明盖件由间隔物与所述衬底分离，其中所述间隔物由对可由所述图像传感器检测的光为非透明的材料构成；和
焦距校正层，所述焦距校正层在所述光学通道中的至少一个的所述透明盖件的表面上；
其中所述透明盖件的侧壁嵌入到对可由所述图像传感器的所述光敏区域检测的光为非透明的材料内，其中嵌入有所述侧壁的所述非透明的材料和非透明的所述间隔物由相同的材料构成并且彼此连续。
25.如权利要求24所述的模块，其中嵌入有所述透明盖件的所述侧壁的所述非透明材料为含有非透明填充剂的聚合物材料。
26.如权利要求24所述的模块，其中嵌入有所述透明盖件的所述侧壁的所述非透明材料为具有碳黑的环氧树脂。
27.如权利要求24所述的光电模块，其进一步包括：相应光学元件组件，所述相应光学元件组件在每一透明盖件的对象侧上，其中每一光学元件组件包括一个或多个透镜。
28.如权利要求27所述的光电模块，其中每一光学元件组件包括注塑模制透镜的堆叠。
29.如权利要求24所述的光电模块，其进一步包括：光学滤波器，所述光学滤波器在每一光学通道的所述透明盖件的表面上。
30.如权利要求24所述的光电模块，
带通滤波器，所述带通滤波器在所述光学通道的第一光学通道中的透明盖件的表面上。
31.如权利要求30所述的模块，其中所述带通滤波器为电介质带通滤波器。
32.如权利要求24所述的模块，包含相应的焦距校正层，所述相应的焦距校正层在所述光学通道的每一个中的所述透明盖件的表面上，其中在所述光学通道中的第一光学通道中的所述焦距校正层的厚度与在所述光学通道中的另一光学通道中的所述焦距校正层的厚度不同。
33.如权利要求24所述的模块，其中所述焦距校正层通过旋涂、喷涂或溅镀来施加。

说明书全文

具有减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块

的制造方法

[0001] 公开领域

[0002] 本公开涉及具有减少漏光或杂散光的屏蔽的光电模块以及用于此类模块的制造方法。

[0003] 背景

[0004] 智能电话和其他装置有时包括如光模块、传感器或摄像机的小型化光电模块。光模块可包括光发射元件，如发光二极管(LED)、红外线(IR)LED、有机LED(OLED)、通过透镜将光发射至装置外部的红外线(IR)激光器或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。其他模块可包括光检测元件。例如，CMOS和CCD图像传感器可用于主摄像机或向前摄像机。同样地，接近传感器和环境光传感器可包括光传感元件，如光电二极管。光发射模块和光检测模块以及摄像机可以各种组合使用。因此，例如，如闪光灯模块(flash module)的光模块可与具有成像传感器的摄像机组合使用。与光检测模块组合的光发射模块也可用于其他应用，如手势识别或IR照射。

[0005] 如图1中所例示，当将光电模块10集成至如智能电话的装置中时，一项挑战是如何减少从光模块中的光源16的漏光14，或如何例如在传感器或摄像机的情况下防止入射杂散光碰撞。优选地，从光源16发射的光(或将要由模块中的传感器检测的光)应通过透镜12并直接穿过模块10的透明盖件18退出(或进入)。然而，在一些情况下，一些光14退出(或进入)透明盖件18的侧面，这可能是不合需要的。

[0006] 概述

[0007] 本公开描述包括光电装置(例如，光发射元件或光检测元件)和透明盖件的各种光电模块。非透明材料存在于所述透明盖件的侧壁上，在一些实施方式中，所述非透明材料可有助于减少从所述透明盖件的侧面的漏光。

[0008] 另外，描述用于制造模块的各种技术。在一些实施方式中，模块可在晶片级工艺中制造，其中两个或更多个晶片被彼此附接以形成晶片堆叠。此类工艺允许同时制造许多个模块。在一些实施方式中，各种元件(例如，光学元件，如透镜、光学滤波器或焦距校正层；或间隔物)可使用一个或多个真空注入和/或复制工具来直接形成在透明晶片的一侧或两侧上。在一些情况下，光学滤波器(例如，电介质带通滤波器)和/或焦距校正层存在于透明晶片的表面上。

[0009] 用于模块的透明盖件也可作为晶片级工艺的部分来加以制造。例如，结构化透明晶片(即，具有非平坦或非平面表面)的晶片可通过在透明晶片中形成如沟槽的开口来提供。沟槽随后可使用例如真空注入工具利用非透明材料来填充。当垂直堆叠随后被分离成单个模块时，得到的是：每一模块可包括具有由非透明材料覆盖的侧壁的透明盖件。

[0010] 例如，在一方面，光电模块包括安装在衬底上的光电装置和由间隔物与衬底分离的透明盖件。间隔物由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的材料构成。透明盖件的侧壁由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的材料覆盖。

[0011] 一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，模块还可包括在透明盖件的表面上的光学元件，如透镜、光学滤波器和/或焦距校正层。覆盖透明盖件的侧壁的非透明材料可例如为构成间隔物的相同材料。在一些情况下，覆盖透明盖件的侧壁的非透明材料为含有非透明填充剂(例如，碳黑、颜料或染料)的聚合物材料(例如，环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯或硅树脂)。光学元件可位于模块的内部区域中(即，位于传感器侧上)，或光学元件可被设置在透明盖件的外部表面(即，对象侧)上。一些实施方式可包括多个光学元件(例如，在模块的内部区域中的光学元件和设置在透明盖件的外部表面上的光学元件)。模块也可包括延伸超出透明盖件的表面的挡块。在一些实施方式中，挡块可由覆盖透明盖件的侧壁的相同非透明材料构成。

[0012] 另一方面描述制造光电模块的方法，所述光电模块中的每一个包括至少一个光电装置和至少一个光学元件，如透镜、光学滤波器或焦距校正层。所述方法可包括提供透明晶片，所述透明晶片具有在所述透明晶片的相反侧上的第一表面和第二表面，其中所述透明晶片的所述表面中的一个上存在多个非透明间隔物元件。开口(例如，沟槽)形成在所述透明晶片中。每一开口被设置在所述间隔物元件中的相应一个之上并且延伸穿过所述透明晶片。所述透射晶片中的所述开口实质上由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的材料填充。所述方法允许模块被制造成使得透明盖件的侧壁由非透明材料覆盖。

[0013] 在又一方面，一些模块(例如，摄像机模块)可包括两个或更多个透明衬底的垂直堆叠，所述透明衬底中的每一个包括在一侧或两侧上的光学元件(例如，透镜)。此类模块可包括图像传感器和由间隔物彼此分离的垂直堆叠透明衬底。透明衬底中的每一个具有在透明衬底表面中的至少一个上的光学元件。堆叠透明衬底被附接至图像传感器，所述图像传感器由对可由所述图像传感器检测的光为非透明的材料构成。透明衬底的侧壁也由对可由所述图像传感器检测的光为非透明的材料覆盖。

[0014] 在另一方面，光电模块包括在衬底上的图像传感器。所述图像传感器界定多个光敏区域，所述光敏区域中的每一个对应于相应光学通道。所述模块也包括在每一光学通道中的由间隔物与衬底分离的透明盖件。间隔物由对可由所述图像传感器检测的光为非透明的材料构成。焦距校正层在所述光学通道中的至少一个的所述透明盖件的表面上。透明盖件的侧壁由对光电装置发射或可由光电装置检测的光为非透明的材料覆盖。在一些实施方式中，所述模块还可包括在每一光学通道的所述透明盖件的表面上的光学滤波器。

[0015] 在一些情况下，模块可包括在透明盖件的对象侧上的光学元件组件。光学元件组件可包括例如一个或多个透镜(例如，注塑模制透镜的垂直堆叠)。

[0016] 其他方面、特征和优点将从以下详细描述、附图和权利要求书中显而易见。

[0017] 附图简述

[0018] 图1示出光电模块的实例。

[0019] 图2A和2B为根据本发明的光电模块的实例。

[0020] 图3例示间隔物/光学元件结构的实例。

[0021] 图4A-4E例示使用图3的结构来制作光电模块的晶片级制造工艺中的步骤。

[0022] 图5A-5E例示使用图3的结构来制作光电模块的另一晶片级制造工艺中的步骤。

[0023] 图6A-6E例示使用图3的结构来制作光电模块的另一晶片级制造工艺中的步骤。

[0024] 图7A-7E例示使用图3的结构来制作光电模块的另一晶片级制造工艺中的步骤。

[0025] 图8A-8E例示用于制作光电模块的另一晶片级制造工艺中的步骤。

[0026] 图9A和9B例示用于制造接近传感器模块的步骤，所述接近传感器模块在相邻通道中包括光发射元件和光检测元件。

[0027] 图10A-10C例示用于制作包括光学元件的垂直堆叠的模块的晶片级工艺中的步骤。

[0028] 图10D例示图像传感器模块的实例，所述图像传感器模块包括光学元件的垂直堆叠。

[0029] 图11例示用于制作光电模块的晶片级工艺的另一实例。

[0030] 图12A-12D例示图像传感器模块的实例。

[0031] 图13例示包括电介质带通滤波器的模块的实例。

[0032] 图14A、14B和14C例示用于制作光电模块的晶片级制造工艺的另一实例中的步骤。

[0033] 详细描述

[0034] 本公开描述用于制造光电模块的各种技术，所述光电模块包括在透明盖件的外部侧壁上的非透明材料(例如，聚合物，如具有碳黑的环氧树脂)。此种模块的实例例示在图2A中，图中示出模块20，所述模块包括安装在印刷电路板(PCB)或其他衬底24上的光电装置22。光电装置22的实例包括光发射元件(例如，LED、IR LED、OLED、IR激光器或VCSEL)或光检测元件(例如，光电二极管或其他光传感器)。

[0035] 例如由玻璃、蓝宝石或聚合物材料构成的透明盖件26由间隔物28与衬底24分离。间隔物28包围光电装置22并且充当用于模块的侧壁。透明盖件26通常对光电装置22发射或可由光电装置22检测的光的波长为透明的。间隔物28优选地由非透明材料构成，所述非透明材料如具有碳黑的环氧树脂。附接至透明盖件26的一侧的是光学元件，如透镜或漫射器
30。在图2A的所例示实例中，光学元件30由复制技术形成，并且连同光电装置22一起存在于模块20的内部区域32中。透明盖件26的外部侧壁34还由非透明材料36覆盖，所述非透明材料可由与用于间隔物28相同或不同的材料构成。衬底24的外部侧面包括一个或多个焊料球或其他导电触点38，所述导电触点可借助于延伸穿过衬底24的导电通孔电耦合至光电装置
22。

[0036] 在一些情况下，非透明材料39在透明盖件26的边缘附近延伸超出所述透明盖件的顶部。延伸至透明盖件26上方的非透明材料39可充当用于模块的挡块。取决于实施方式，覆盖透明盖件26的侧壁34的非透明材料36可与间隔物28的材料相同或不同。同样地，挡块可由与覆盖透明盖件26的侧壁34的非透明材料36相同的材料或不同的材料构成。

[0037] 在一些实施方式中，光学元件被设置在透明盖件26的外部表面上。例如，图2B的模块40类似于图2B的模块20，例外的是，在图2B中，存在一对光学元件30A、30B。第二光学元件30B被设置在透明盖件26的外部表面上，而第一光学元件30A被设置在透明盖件26的内部表面上。一些实施方式可包括仅在透明盖件26的外部表面上的光学元件。模块40的其他特征可类似于以上相对于图2A讨论的特征。

[0038] 以下段落描述用于制造前述光电模块和其他类似模块的各种制造技术，所述模块包括光发射元件或光检测元件和作为模块的部分集成的如透镜或漫射器的光学元件。一些模块可包括多个光电装置(例如，光发射元件和光检测元件)。以这种方式，可制造例如具有光发射器和光检测器的接近类型传感器模块。在一些实施方式中，光发射器和光检测器由间隔物分离，所述间隔物由非透明材料制成。在一些实施方式中，模块在晶片级工艺中制造以便可同时制造多个模块(例如，数百个或甚至数千个模块)。所述方法可包括使用真空注入技术来在结构化衬底(即，具有非平坦或非平面表面的衬底)上形成各种元件。形成结构化衬底可包括例如在透明晶片中形成如沟槽的开口。沟槽随后可使用例如真空注入工具利用非透明材料来填充。各种元件(例如，光学元件或间隔物)可使用一个或多个真空注入和/或复制工具直接形成在透明晶片的一侧或两侧上。

[0039] 例如，在一些实施方式中，提供晶片级间隔物/光学元件结构84并且所述晶片级间隔物/光学元件结构84包括在透明晶片72上的复制光学元件44和间隔物46(参见图3)。晶片72可例如由透明材料构成，所述透明材料如玻璃或透明塑料或聚合物材料。间隔物/光学元件结构84可以若干方式中的任一方式来制造。例如，在第一技术中，单一工具可用于使用真空注入而在透明晶片72的表面上形成复制透镜或其他光学元件并且形成间隔物46。如本公开中所使用的，复制是指将结构化表面压花到液体、粘性或可塑性变形材料中并随后例如通过使用紫外线辐射或加热进行固化来使材料硬化的技术。以这种方式，获得结构化表面的复制品。用于复制的合适材料为例如可硬化(例如，可固化)聚合物材料或其他复制材料，即，在硬化或凝固步骤(例如，固化步骤)中可从液体、粘性或可塑性变形状态转变成固态的材料。尽管用于形成透镜44的复制材料为透明的(至少对从模块发射或由模块检测的光的波长为透明的)，用于间隔物的真空注入材料优选地为非透明的并且可例如由具有碳黑的环氧树脂聚合物构成。在一些实施方式中可应用于前述工艺的其他细节描述于美国临时专利申请号61/746,347中，所述美国临时专利申请的内容以引用方式并入。在第二技术中，替代使用真空注入技术形成间隔物46，间隔物/光学元件结构84可使用晶片堆叠工艺(即，将间隔物晶片附接至包括在光学晶片表面上先前形成的光学元件的光学晶片)形成。

[0040] 可例如使用图3的间隔物/光学元件结构84来形成如图2A和2B中所例示的那些模块的模块。例如，图4A-4E例示用于制造图2A的模块20的其他步骤。如图4A所示，间隔物/光学元件结构84被附接至安装有多个光电装置92的印刷电路板(PCB)或其他衬底90。或者，间隔物/光学元件结构84可被附接至瞬时衬底来替代附接至衬底90，以例如为间隔物/光学元件结构84赋予机械支撑。瞬时衬底的实例包括UV切割带、PDMS衬底、玻璃衬底、聚合物晶片和/或用于形成复制光学元件44和/或间隔物46的工具，或前述实例中任何实例的组合。使用瞬时衬底允许PCB衬底90在工艺后期(例如，在执行图4C中的步骤之后)被附接至间隔物光学元件结构84。在一些实施方式中，图像传感器可被附接或电连接至PCB衬底90，并且随后在工艺后期(例如，在执行图4E中的步骤之后)被附接至间隔物光学元件结构84。PCB衬底90可例如使用热稳定的粘合剂附接至间隔物/光学元件结构84上的间隔物元件46。得到的是包括光电装置92的阵列的晶片堆叠，所述光电装置中的每一个与光学元件(例如，透镜)
44中的相应一个对准。衬底的外部表面可包括一个或多个焊料球或其他导电触点，所述导电触点可借助于延伸穿过衬底的导电通孔电耦合至光电装置。

[0041] 如图4B所示，开口(例如，沟槽)98形成在透明晶片72中，处于间隔物46上方的区域中。沟槽98应完全延伸穿过晶片72的厚度，并且优选地应部分地延伸到间隔物46中。沟槽98可例如通过切割、微机械加工或激光切割技术来形成。得到的是非平面表面，所述非平面表面包括在透明晶片72的相邻部分之间形成的沟槽98。如以下所解释的，沟槽98随后利用非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充，以便在透明晶片72的各种部分的侧壁上提供非透明层。

[0042] 如图4C所示，真空注入PDMS工具100被放置在透明晶片72之上以促进由非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充沟槽98。真空吸盘101被提供在间隔物/光学元件结构84下方并且围绕所述间隔物/光学元件结构，以便在真空注入工具100与PCB衬底90之间施加真空。非透明材料可被注入至真空吸盘101中的入口101A中。真空吸盘101的出口附近的真空泵101B促进所注入非透明材料的流动。在利用环氧树脂材料在真空下填充沟槽98之后，使环氧树脂材料硬化(例如，通过UV或热固化硬化)，并且将工具100从间隔物/光学元件结构84移除。如图4D所示，得到的是：非透明区域104(例如，具有碳黑的环氧树脂)被形成在透明晶片72的相邻部分之间。每一非透明区域104与非透明间隔物46接触并且被粘结至所述非透明间隔物。非透明区域104与透明晶片72的各种部分的外部表面齐平，并且可由与间隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料构成。在一些实施方式中，由非透明材料构成的挡块晶片99被附接在间隔物/光学元件结构之上。在其他实施方式中，可省略挡块晶片
99。

[0043] 在形成具有碳黑的环氧树脂的区域104并且移除真空注入工具100之后，沿切割线分离晶片堆叠以形成单个光电模块20，所述光电模块中的每一个包括与附接至透明盖件的透镜元件对准的光电装置，所述透明盖件的外部侧壁由非透明材料覆盖或被嵌入所述非透明材料内(参见图4E和2A)。因此，前述技术可用于以晶片级规模制造多个模块20。

[0044] 在图4A-4E的所例示实例中，在执行图4B-4E中的步骤之前，PCB衬底90(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)被附接至间隔物/光学元件结构84。在其他实施方式中，间隔物/光学元件结构84可被附接至瞬时衬底来替代附接至衬底90，以例如为间隔物/光学元件结构84赋予机械支撑。瞬时衬底的实例包括UV切割带、PDMS衬底、玻璃衬底、聚合物晶片和/或用于形成复制光学元件44和/或间隔物46的工具，或前述实例中任何实例的组合。使用瞬时衬底允许PCB衬底90在工艺后期(例如，在执行图4C中的步骤之后)被附接至间隔物/光学元件结构84。在其他实施方式中，图像传感器可被附接或电连接至PCB衬底90，并且随后在工艺后期(例如，在执行图4E中的步骤之后)被附接至单一化间隔物光学元件结构84。此外，在一些实施方式中，替代将PCB衬底(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)附接至间隔物/光学元件结构84，单个单一化光电装置可被附接至间隔物元件46。

[0045] 图5A-5E例示根据如图2A所示的用于制造模块20的另一方法的步骤。在这个实例中，如在以下更详细所述，非透明挡块39通过真空注入与用于透明盖件26的侧壁34的非透明材料36同时形成。如图5A所示，图3的间隔物/光学元件结构84被附接至安装有多个光电装置92的印刷电路板(PCB)或其他衬底90。图5A的细节可类似于图4A。如图5B所示，如沟槽98的开口被形成在透明晶片72中。图5B的细节可类似于图4B。

[0046] 接着，如图5C所示，真空注入PDMS工具100A被放置在透明晶片72之上以促进由非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充沟槽98。真空吸盘101被提供在间隔物/光学元件结构84下方并且围绕所述间隔物/光学元件结构，以便在真空注入工具100A与PCB衬底90之间施加真空。在所例示实例中，真空注入工具100A具有定位在沟槽98上方的开口102。非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)在真空下通过真空吸盘101中的入口注入，以便所述非透明材料填充开口102和沟槽98。如以上结合图4C所述，真空吸盘101的出口附近的真空泵促进所注入环氧树脂材料的流动。随后使环氧树脂材料硬化(例如，通过UV或热固化硬化)，并且将工具100A从晶片堆叠移除。如图5D所示，得到的是：非透明区域104(例如，具有碳黑的环氧树脂)被形成在透明晶片72的相邻部分之间。另外，非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)部分地延伸在透明晶片72的各种区段的顶表面之上以形成突起103。每一非透明区域104与非透明间隔物46接触并且被粘结至所述非透明间隔物。如在先前实例中，非透明区域103、104可由与间隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料构成。这种技术允许突起103(充当成品模块中的挡块)在相同处理步骤中形成，其中透明晶片72的各种部分的侧壁由非透明材料104覆盖。

[0047] 接着，沿切割线分离晶片堆叠以形成单个光电模块20，所述光电模块中的每一个包括与附接至透明盖件的光学元件对准的光电装置，所述透明盖件的外部侧壁由非透明材料覆盖或被嵌入所述非透明材料内(参见图5E和2A)。每一模块20也包括非透明挡块(即，图2A中的挡块39)，所述非透明挡块延伸至透明盖件的外表面上方。因此，前述技术可用于以晶片级规模制造多个模块20。

[0048] 在图5A-5E的所例示实例中，在执行图5B-5E中的步骤之前，PCB衬底90(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)被附接至间隔物/光学元件结构84。在其他实施方式中，PCB衬底90可在工艺后期(例如，在执行图5C中的步骤之后)被附接至间隔物/光学元件结构84。此外，在一些实施方式中，替代将PCB衬底(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)附接至间隔物/光学元件结构84，单个单一化光电装置可被附接至间隔物元件46。

[0049] 在图4A-4E和5A-5E的前述技术中，复制光学元件44(例如，透镜元件)与间隔物46形成于透明晶片72的相同表面上。此类技术产生如图2A中的模块的模块，其中透镜30以及光电装置22被设置在模块的由衬底24、透明盖件26和间隔物28界定的封闭、内部区域内。其他技术可用于制造如图2B中的模块的模块，其中光学元件(例如，透镜)被设置在透明盖件26的外部表面上。现在结合图6A至6E描述用于制造模块的晶片级制造工艺的实例，所述模块包括在透明盖件26的两个表面(即，对象侧和传感器侧)上的光学元件。

[0050] 如图6A所示，图3的间隔物/光学元件结构84被附接至安装有多个光电装置92的印刷电路板(PCB)或其他衬底90。图6A的细节可类似于图4A。如图6B所示，如沟槽98的开口被形成在透明晶片72中，处于间隔物46上方。图6B的细节可类似于图4B。

[0051] 接着，如图6C所示，组合式真空注入和复制工具114被放置在间隔物/光学元件结构84之上，并且真空吸盘101被提供在间隔物/光学元件结构84下方并且围绕所述间隔物/光学元件结构，以便在真空注入工具114与PCB衬底90之间施加真空。具体来说，真空注入和复制工具114被放置在透明晶片72之上以促进光学元件(例如，透镜)116的形成，以及利用非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充沟槽98。真空注入和复制工具114具有光学元件复制区段58。复制材料(例如，液体、粘性或可塑性变形材料)被放置在光学复制区段58上，并且使透明晶片72与复制工具114进行接触，以便复制材料被压到晶片的表面与光学复制区段58之间。复制材料随后被硬化(例如，通过UV或热固化硬化)以在透明晶片72的外表面上形成复制光学元件116(例如，透镜)(参见图6B)。

[0052] 除复制透镜116的形成之外，非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)通过工具114中的入口注入，以便填充沟槽98。如以上结合图4C所述，真空吸盘101的出口附近的真空泵促进所注入非透明材料的流动。随后使环氧树脂材料硬化(例如，通过UV或热固化硬化)，并且将工具114从晶片堆叠移除。如图6D所示，得到的是：非透明区域104被形成在透明晶片
72的相邻部分之间。非透明区域104与透明晶片72的各种部分的外部表面齐平，并且可由与间隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料构成。每一非透明区域104与非透明间隔物46接触并且被粘结至所述非透明间隔物。如果需要，那么挡块晶片99可被附接在图4C的结构84之上，以提供用于模块的挡块。如果提供挡块晶片，那么挡块晶片可被附接至间隔物/光学元件结构84，处于与间隔物46相反的侧面上。在其他实施方式中，可省略挡块晶片
99。

[0053] 接着，沿切割线分离晶片堆叠以形成单个光电模块40，所述光电模块中的每一个包括与附接至透明盖件的一对光学元件对准的光电装置，所述透明盖件的外部侧壁由非透明材料覆盖或被嵌入所述非透明材料内(参见图6E和2B)。因此，前述技术可用于以晶片级规模制造多个模块40。

[0054] 在图6A-6E的所例示实例中，在执行图6B-6E中的步骤之前，PCB衬底90(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)被附接至间隔物/光学元件结构84。在其他实施方式中，PCB衬底可在工艺后期(例如，在执行图6C中的步骤之后)被附接至间隔物/光学元件结构84。此外，在一些实施方式中，替代将PCB衬底90(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)附接至间隔物/光学元件结构84，单个单一化光电装置可被附接至间隔物46。

[0055] 尽管图6A-6E的实例产生在透明盖件的两个表面上具有光学元件(例如，透镜)的模块，可能省略与间隔物46处于透明盖件的相同表面上的光学元件。在那种情况下，每一模块将仅包括在模块的对象侧上而不是在模块的传感器侧上的透镜或其他光学元件。为制造此类模块，可从图3的结构84省略复制光学元件44，之后执行结合图6A-6D描述的后续步骤。

[0056] 图7A-7E例示根据如图2B所示的用于制造模块40的另一方法的步骤，所述模块包括在透明盖件26的外表面上的光学元件(例如，透镜)，并且其中非透明材料36的数个部分39延伸至透明盖件26上方并且可充当挡块。如图7A所示，图3的间隔物/光学元件结构84被附接至安装有多个光电装置92的印刷电路板(PCB)或其他衬底90。图7A的细节可类似于图
4A。如图7B所示，如沟槽98的开口被形成在透明晶片72中，处于间隔物46上方。图7B的细节可类似于图4B。

[0057] 接着，如图7C所示，组合式真空注入和复制工具114A被放置在透明盖件72之上，处于与间隔物46相反的侧面上，并且真空吸盘101被提供在间隔物/光学元件结构84下方并且围绕所述间隔物/光学元件结构，以便在真空注入工具114A与PCB衬底90之间施加真空。具体来说，真空注入和复制工具114A被放置在透明晶片72之上以促进光学元件(例如，透镜)116的形成，以及利用非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充沟槽98。除光学元件复制区段58之外，真空注入和复制工具114具有定位在沟槽98上方的开口118(参见图7C)。可以与以上结合图6C所述相同的方式将光学元件116(例如，透镜)复制在透明晶片的各种部分的外部表面上。

[0058] 接着，非透明材料(例如，黑色环氧树脂材料)通过真空吸盘101中的入口注入，以便环氧树脂(或其他非透明材料)填充开口118和沟槽98。如以上结合图4C所述，真空吸盘101的出口附近的真空泵促进所注入非透明材料的流动。随后使环氧树脂材料硬化(例如，通过UV或热固化硬化)，并且将工具114A从结构84移除。如图7D所示，得到的是：非透明区域
104(例如，具有碳黑的环氧树脂)被形成在透明晶片72的相邻部分之间。另外，非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)部分地延伸在透明晶片72的各种区段的顶表面之上以在光学元件116的任一侧上形成突起103。每一非透明区域104与非透明间隔物46接触并且被粘结至所述非透明间隔物。如在先前实例中，非透明区域103、104可由与间隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料构成。这种技术允许突起103(充当用于成品模块的挡块)在相同处理步骤中形成，其中透明晶片72的各种部分的侧壁由非透明材料104覆盖。

[0059] 在形成具有碳黑的环氧树脂的区域103、104并且移除真空注入和复制工具114A之后，沿切割线分离晶片堆叠以形成单个模块40，所述模块中的每一个包括与附接至透明盖件的光学元件44、116的垂直堆叠对准的光电装置92，所述透明盖件的外部侧壁由非透明材料覆盖或被嵌入非透明材料内(参见图7E和2B)。每一模块40也包括非透明挡块(即，图2B中的挡块39)，所述非透明挡块延伸至透明盖件的外表面上方。因此，前述技术可用于以晶片级规模制造多个模块40。

[0060] 在图7A-7E的所例示实例中，在执行图7B-7E中的步骤之前，PCB衬底90(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)被附接至间隔物/光学元件结构84。在其他实施方式中，PCB衬底可在工艺后期(例如，在执行图7C中的步骤之后)被附接至间隔物/光学元件结构84。此外，在一些实施方式中，替代将PCB衬底(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)附接至间隔物/光学元件结构84，单个单一化光电装置可被附接至间隔物。

[0061] 尽管图7A-7E的实例产生在透明盖件的两个表面上具有光学元件(例如，透镜)的模块，可能省略与间隔物处于透明盖件的相同表面上的光学元件，以使得每一模块仅包括在透明盖件的对象侧上而不是在所述透明盖件的传感器侧上的透镜或其他光学元件。为制造此类模块，可从图3的结构84省略复制光学元件44，之后执行结合图7A-7D描述的后续步骤。

[0062] 在图6A-6E和7A-7E的前述实例中，在透明晶片72的与间隔物46相反的侧面上的光学元件116在形成延伸穿过透明晶片72的沟槽98(例如，图6B或图7B)之后的复制工艺期间(例如，图6C或图7C)形成。然而，在一些实施方式中，光学元件116可在形成沟槽98之前执行的复制工艺期间形成。图8A-8E例示此种制造工艺的实例。

[0063] 如图8A所示，提供晶片级间隔物/光学元件结构84A并且所述晶片级间隔物/光学元件结构84A包括在透明晶片72的一侧上的复制光学元件44(例如，透镜)和真空注入间隔物46的第一阵列。在透明晶片72的相反侧上为实质上与第一阵列对准的复制光学元件116(例如，透镜)的第二阵列。在一些实施方式中，可省略光学元件44的第一阵列。在此类情况下，所得光电模块中的每一个将具有在透明盖件的对象侧上而不是在所述透明盖件的传感器侧上的光学元件。间隔物/光学元件结构84A被附接至安装有多个光电装置92的印刷电路板(PCB)或其他衬底90。PCB衬底90和其对间隔物/光学元件结构84A的附接的其他细节可类似于图4A。此外，如图8B所示，如沟槽98的开口被形成在透明晶片72中。关于沟槽98的形成的其他细节可类似于图4B。

[0064] 接着，如图8C所示，真空注入PDMS工具114B被放置在透明晶片72之上以促进由非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充沟槽98。具体来说，具有适应间隔物/光学元件结构84A上先前形成的光学元件116的间隔物105的工具114B被放置在透明晶片72的形成有光学元件116的侧面之上。真空吸盘101被提供在间隔物/光学元件结构84A下方并且围绕所述间隔物/光学元件结构，以便在真空注入工具114B与PCB衬底90之间施加真空。非透明材料可被注入至真空吸盘101中的入口中。如以上结合图4C所述，真空吸盘101的出口附近的真空泵促进所注入非透明材料的流动。在利用非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)在真空下填充沟槽98之后，使环氧树脂材料硬化(例如，通过UV或热固化硬化)，并且将工具114B从间隔物/光学元件结构84A移除。如图8D所示，得到的是：具有碳黑的环氧树脂的非透明区域104被形成在透明晶片72的相邻部分之间。每一非透明区域104与非透明间隔物46接触并且被粘结至所述非透明间隔物。非透明区域104与透明晶片72的各种部分的外部表面齐平，并且可由与间隔物46相同的非透明材料或不同的非透明材料构成。如果需要，那么挡块晶片99可被附接在图8C的结构84A之上，以提供用于模块的挡块。如果提供挡块晶片，那么挡块晶片可被附接至结构84A，处于与间隔物46相反的侧面上。在其他实施方式中，可省略挡块晶片99。

[0065] 在形成具有碳黑的环氧树脂的区域104并且移除真空注入工具114B之后，沿切割线分离晶片堆叠以形成单个光电模块40，所述光电模块中的每一个包括与附接至透明盖件的透镜元件对准的光电装置，所述透明盖件的外部侧壁由非透明材料覆盖或被嵌入所述非透明材料内(参见图8E和2B)。因此，前述技术可用于以晶片级规模制造多个模块40。

[0066] 在图8A-8E的所例示实例中，在执行图8B-8D中的步骤之前，PCB衬底90(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)被附接至间隔物/光学元件结构84A。在其他实施方式中，PCB衬底可在工艺后期(例如，在执行图8C中的步骤之后)被附接至间隔物/光学元件结构84A。此外，在一些实施方式中，替代将PCB衬底(具有安装在PCB衬底表面上的光电装置)附接至间隔物/光学元件结构84A，单个单一化光电装置可被附接至间隔物。

[0067] 实质上类似于图8A-8E的工艺的晶片级工艺也可用于制造包括光发射元件和光检测元件两者的模块。例如，如图9A所示，间隔物/光学元件结构84A被附接至印制电路多个光电装置(例如，光发射元件92A和光检测元件92B)。如先前实例所讨论，间隔物46可例如通过复制或真空注入技术或通过将间隔物晶片附接至形成有透镜116、44的透明晶片72来提供。光发射元件92A和光检测元件92B交替以使得每一光发射元件92A相邻于光检测元件92B。沟槽随后可利用结合图8B和8C所述的非透明材料来形成并填充。在移除真空注入工具之后，所得结构可被分离(例如，通过切割分离)成多个模块43，所述模块中的每一个包括相邻光学通道，光学通道中的一个包括光发射元件92A(例如，LED)，并且光学通道中的一个包括光检测元件92B(例如，光电二极管)。参见图9B。相邻光学通道由非透明间隔物46彼此分离。此类模块可例如用作接近传感器。此外，接近传感器模块(和包括光发射元件和光检测元件两者的其他模块)可使用类似于图6A-6E或7A-7E的那些工艺(即，使用组合式复制和真空注入工具通过复制来形成光学元件并且通过真空注入来形成间隔物元件)的工艺来制造。如果需要，那么前述模块也可形成有挡块结构。此种挡块结构可例如通过在组合式复制和真空注入工具中包括挡块特征(参见，例如，图7C)或通过附接挡块晶片来提供。

[0068] 一些模块(例如，摄像机模块)可包括两个或更多个透明衬底的垂直堆叠，所述透明衬底中的每一个包括在一侧或两侧上的光学元件(例如，透镜)。用于制造此类模块的晶片级工艺中的步骤例示在图10A-10C中，并且包括形成穿过两个或更多个透明晶片的堆叠的开口(例如，沟槽)。

[0069] 如图所示，例如，在图10A中，提供间隔物/光学元件结构84B。结构84B包括由第一透明晶片72A、第一间隔物结构46A、第二透明晶片72B和第二间隔物晶片46B形成的晶片堆叠。

[0070] 第一间隔物结构46A可例如提供为单独间隔物晶片或通过真空注入来提供。透明晶片72A、72B中的每一个具有形成于透明晶片的相应表面的一个或两个表面上的复制光学元件44、116。晶片例如由粘合剂来彼此附接。在一些实施方式中，替代将间隔物晶片46A、46B附接至透明晶片72A、72B，间隔物元件46可通过如以上结合图3所述的真空注入而形成于透明晶片72A、72B的相应表面上。间隔物/光学元件结构84B被附接至安装有图像传感器
94的印刷电路板(PCB)或其他衬底90。PCB衬底90和其对间隔物/光学元件结构84B的附接的其他细节可类似于图4A。在一些实施方式中，焦距校正(例如，法兰焦距(flange focal length；FFL)校正)可通过对间隔物晶片46B的厚度进行微机械加工或通过附接另一透明FFL衬底来提供，以调整光学通道的FFL。

[0071] 接着，如图10B所示，形成穿过透明晶片72A、72B的开口(例如，沟槽)98。沟槽98应完全地延伸穿过两个透明晶片72A、72B的厚度(并且穿过第一间隔物结构46A的厚度)，并且优选地应部分地延伸至第二间隔物结构46B中。如果提供用于光学通道的FFL校正的透明FFL衬底，那么沟槽也可延伸至FFL衬底中。沟槽98可例如通过切割、微机械加工或激光切割技术来形成。得到的是非平面表面，所述非平面表面包括在透明晶片的相邻部分之间形成的沟槽98。如图10C所示，真空注入PDMS工具114B被放置在第一透明晶片72A之上以促进由非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)填充沟槽98，并且真空吸盘101被提供在间隔物/光学元件结构84B下方并且围绕所述间隔物/光学元件结构，以便在真空注入工具114B与PCB衬底90之间施加真空。非透明材料可被注入至真空吸盘101中的入口中。如以上结合图4C所述，真空吸盘101的出口附近的真空泵促进所注入非透明材料的流动。在利用非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)在真空下填充沟槽98之后，使环氧树脂材料硬化(例如，通过UV或热固化硬化)，并且将工具114B从间隔物/光学元件结构84B移除。利用来填充沟槽98的材料可与间隔物46的材料相同或不同。在一些实施方式中，由非透明材料构成的挡块晶片可被附接在间隔物/光学元件结构之上。或者，在一些实施方式中，挡块特征被提供在真空注入工具114B中，并且挡块结构通过如上所述的真空注入形成。

[0072] 晶片堆叠随后可被分离，例如沿切割线分离以形成单个光电模块，所述光电模块中的每一个包括与附接至透明衬底的光学元件的垂直堆叠对准的图像传感器，所述透明衬底的外部侧壁由非透明材料93覆盖或被嵌入所述非透明材料内(参见，例如，图10D)。图10D的所例示示例性模块示出：阵列摄像机(例如，2x2或任何其他MxN阵列)包括用于FFL通道校正的透明衬底95，和将FFL校正衬底95与安装有图像传感器94的衬底90分离的另一间隔物97。另外的间隔物95可提供用于模块的另外的FFL校正。

[0073] 在前述实例中，在透明晶片72中形成沟槽98从而产生非平面结构之后，通过真空注入技术利用非透明材料覆盖透明晶片72(或72A、72B)的各种区段的侧壁。在一些实施方式中，不同技术可用于利用非透明材料覆盖透明晶片72的各种区段的侧壁。例如，在形成沟槽98之后，透明晶片72的各种区段的侧壁可由非透明材料的一个或多个层10涂覆(参见图11)。在特定实施方式中，一个或多个涂层被施加于透明晶片72的各种区段的侧面和顶表面。层108可例如由耐聚合物类型材料、金属材料(例如，铝)或黑色铬材料构成。层可例如使用PVD、CVD、浸涂、喷涂、溅镀或蒸发技术来施加。层108的厚度取决于实施方式，但优选地每一涂层具有在约5-40微米(μm)范围内的厚度，并且在一些实施方式中，每一涂层具有在约
10-20μm范围内的厚度。在沉积层108之后，可执行烘干(即，在高温下加热)。

[0074] 在沉积并烘干层108之后，使用例如光刻、化学或机械技术来移除在非透明晶片72的各种部分的顶表面之上的层。如果使用光刻技术，那么可使用可光刻结构化涂层(例如，光致抗蚀剂涂层)。如果使用化学技术，那么可提供适当的溶剂来从非透明晶片72的各种部分的顶表面蚀刻移除涂层。在一些实施方式中，通过施加具有粘合剂表面的胶带来从非透明晶片72的各种部分的顶表面机械地移除层。在从非透明晶片72的各种部分的顶表面移除涂层之后，非透明晶片72的各种部分的侧壁保持由涂层108覆盖，如图11所示。晶片堆叠随后可被分离(例如，通过切割分离)以形成单个模块，所述模块中的每一个包括与光学元件(例如，透镜44)对准的光发射元件92。如在先前实例中，模块的透明盖件的侧壁由非透明材料覆盖以便减少漏光。

[0075] 此外，尽管前述实例包括每一模块中的单一光电装置(例如，光发射元件或光检测元件)，但是类似于前述技术的技术可用于制造包括两个或更多个光发射元件的模块，所述光发射元件中的每一个与一个或多个相应光学元件对准。此类模块可例如充当双重LED闪烁模块，所述模块可包括包围两个或更多个光发射元件的非透明侧壁而无将光发射元件彼此分离的间隔物。在一些实施方式中，模块还可包括其他光电或光学部件。

[0076] 以上所述的模块包括在透明盖件26的一个或两个侧面上的复制透镜。然而，在一些情况下，光学滤波器层可被提供在透明盖件上。同样地，在一些实施方式中，焦点法兰长度(FFL)校正层可被施加在透明盖件上。FFL有时称为法兰焦距。包括FFL校正层可例如对图像传感器应用来说为尤其有利的。因此，在一些情况下，透明盖件26可包括仅在一侧上的复制透镜，或在一些情况下，可在任一侧上不包括复制透镜。实例例示在图12A和12B中，图中分别示出多通道模块200A和200B。

[0077] 图12A和12B的模块200A和200B包括支撑在PCB或其他衬底224上的图像传感器222。图像传感器222具有由间隔物228侧向包围的光学敏感区域223，所述间隔物也充当用于模块的传感器侧的侧壁。透明盖件226的侧边缘被嵌入可例如由非透明材料(例如，具有碳黑的环氧树脂)构成的间隔物内。透明盖件226可例如由玻璃、蓝宝石或聚合物材料构成，并且由间隔物228与图像传感器222分离。在图12A和12B的所例示实例中，每一透明盖件226的对象侧包括光学滤波器230，所述光学滤波器可例如实施为薄的涂层。同样地，每一透明盖件的传感器侧可包括FFL校正层232以校正通道焦距。每一通道中的FFL校正层232的厚度可与另一通道中的FFL层232的厚度有所不同。在一些情况下，仅一些通道具有FFL校正层。

[0078] 非透明材料239可在透明盖件226的边缘附近延伸超出所述透明盖件的顶部。取决于实施方式，覆盖透明盖件226的侧壁的非透明材料236可与间隔物228的材料和/或延伸超出透明盖件226的顶部的非透明材料239相同或不同。PCB衬底224的外部侧面可包括导电触点，所述导电触点可借助于延伸穿过衬底224的导电通孔电耦合至图像传感器222。

[0079] 模块200A、200B可包括一个或多个光学元件组件250。光学元件组件可被附接至组件240，所述组件由透明盖件226(包括FFL校正层232和滤波器层230(如果存在的话))和非透明壁/间隔物228、236、239构成。每一光学元件组件250可包括例如放置在透镜筒254中的一个或多个注塑模制光学元件(例如，透镜)252的堆叠。在一些情况下，注塑模制透镜堆叠的阵列可被共同地提供用于所有光学通道(参见图12A)，而在其他实施方式中，单独的透镜堆叠被提供用于每一相应通道(参见图12B)。

[0080] 包括透明盖件226(连同FFL校正层232和/或滤波器层230)和非透明壁/间隔物228、236、239的多个组件240可作为晶片级工艺的部分加以制造。例如，为制造组件240，可使用类似于结合图5A-5E所述的工艺的工艺，例外的是，替代形成于透明晶片上的透镜，将FFL校正层提供在透明晶片上。FFL校正层可例如由玻璃或聚合物材料构成，且可例如通过旋涂、喷涂或溅镀来施加。光学滤波器层可被施加于透明晶片的另一侧。用于模块的间隔物和壁可使用以上详细描述的技术(例如，复制或真空注入、沟槽形成和利用非透明材料填充沟槽)来形成。瞬时衬底(例如，UV切割带、PDMS衬底、玻璃衬底、聚合物晶片)可用于在前述步骤期间支撑所述结构。在一些情况下，透镜可被复制在光学滤波器层的表面上。另外，如果光学滤波器层不提供在透明晶片上，那么在一些情况下，透镜可被直接地复制在透明晶片的表面上。

[0081] 接着，光学元件组件(即，透镜堆叠)可被附接至间隔物/光学元件/嵌入式透明盖件组件的对象侧。这可以晶片级规模或通过将单个透镜堆叠附接至间隔物/光学元件/嵌入式透明盖件组件来完成。接着，可测量每一光学通道的焦距(例如，FFL)并与指定值比较。如果对特定通道测量的FFL偏离所需值，那么可在那个通道中选择性地移除FFL校正层以修正FFL值。光刻技术可例如用于按需要部分地或完全地移除FFL校正层。因为通道可具有不同FFL值，所以可需要不同量的通道FFL校正层来实现针对各种通道的校正FFL值。对一些通道来说，可不需要FFL校正。在其他情况下，可移除通道FFL校正层的一部分。在其他情况下，可不移除通道FFL校正层的部分。因此，取决于实施方式，通道FFL校正层可针对所有通道存在或仅针对一些通道存在。此外，最终通道FFL校正层的厚度可在一个通道与下一通道之间有所不同，这取决于每一通道中需要的FFL校正的量。

[0082] 晶片级结构(包括间隔物、嵌入式透明盖件和光学元件组件)随后可被分离成单个组件，所述单个组件中的每一个包括例如光学通道的阵列。单独组件中的每一个随后可被附接至单个图像传感器组件(即，安装有成像器传感器的PCB衬底)。

[0083] 在一些实施方式中，可能需要直接在图像传感器222的有源光敏区域223上提供光学滤波器230A。此类滤波器可被提供来例如替代透明盖件226上的滤波器230。这种布置可例如在将透镜复制在每一透明盖件226的表面上的情况下为有用的。

[0084] 图12A和12B的模块中的每一个包括多个光学通道。也可提供包括类似特征的单一模块。此种模块200C的实例例示图12C中。透明盖件226的侧壁以及光学滤波器230的侧壁由间隔物228的非透明材料包封。模块200C也包括实施为放置在透镜筒254中的一个或多个注塑模制光学元件(例如，透镜)252的堆叠的光学元件组件。在所例示实例中，模块200C不包括FFL校正层232。

[0085] 如图12A和12B的实例所例示，间隔物228的底部延伸至图像传感器222的上表面并且与所述上表面接触。然而，在一些情况下，如图12D所示，间隔物228的在两个相邻光学通道之间的内部部分228A的底部不延伸至图像传感器222的上表面(或不延伸至光学滤波器230A(如果存在的话)的上表面)。间隔物228的在两个通道之间的内部部分228的底部可因此不与任何表面接触。另外，在一些实施方式中，光学滤波器230A(如果存在的话)可形成为跨距两个通道的连续涂层。在其他情况下，每一通道可具有光学滤波器230A，所述光学滤波器具有与其他通道中的滤波器不同的光学性质。

[0086] 以上讨论的光学滤波器可以各种方式实施。例如，在一些实施方式中，电介质带通滤波器可施加于光传感元件(例如，图像传感器)的光敏表面或施加于设置在光传感元件之上的透明盖件的表面。在一些情况下，此种带通滤波器通过气相沉积或溅镀而沉积在透明盖件上(或在晶片级工艺的情况下，沉积在透明晶片上)。优选地，电介质滤波器被沉积在例如由玻璃、蓝宝石或另一透明材料构成的透明盖件上，所述另一透明材料具有的机械/热膨胀性质类似于玻璃或蓝宝石的机械/热膨胀性质。带通滤波器可为有利的，因为所述带通滤波器允许极窄范围的波长碰撞于光传感元件上(例如，光电二极管或图像传感器)。将电介质带通滤波器230B并入在光学检测通道中的透明盖件226A的表面上的模块300的实例例示在图13中。

[0087] 图13的模块300包括两个光学通道：光学发射通道和光学检测通道。发射通道包括光发射装置(例如，LED或激光二极管)222B，并且检测通道包括光传感装置(例如，光电二极管或图像传感器)222A。装置222A、222B被安装在共同的PCB或其他衬底224上。每一通道包括与通道的光轴相交的相应透明盖件226A、226B。透明盖件226A、226B的侧边缘可根据以上所述技术由非透明材料覆盖或被嵌入所述非透明材料内。发射通道中的透明盖件226B可包括在发射通道表面上的一个或多个光学元件(例如，透镜)244。同样地，检测通道中的透明盖件226A包括在检测通道表面上的电介质带通滤波器230B。带通滤波器230B的传输范围可被选择来实质上匹配来自光发射装置222B的发射范围。例如，在一些情况下，光发射装置222B可操作来发射红外光(例如，约937nm+10nm)，并且带通滤波器可操作来仅允许相同范围中的光传递至光传感装置222A。此种布置允许来自光发射装置222B的光350由物体或场景反射。反射光352中的一些可由光传感装置222A感测，而在滤波器230B的范围外部的波长下的光(例如，环境光)被阻挡。

[0088] 在以上所述的制造实例中，间隔物/光学元件结构(例如，图4A的84)由粘合剂直接附接至安装有多个光电装置(例如，光发射元件或光检测元件)的PCB或其他衬底晶片。具体来说，间隔物/光学元件结构的间隔物元件的自由末端由粘合剂直接附接至PCB或其他衬底晶片。在所得模块中，将PCB或其他衬底90与透明盖件72分离的间隔物46由非透明材料构成，所述非透明材料如含有非透明填充剂(例如，碳黑、颜料或染料)的真空注入聚合物材料(例如，环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯或硅树脂)。然而，在一些实施方式中，替代将间隔物/光学元件结构直接附接至PCB或其他衬底晶片90，将间隔物/光学元件结构84附接至衬底晶片的表面上的结构元件。实例例示在以下讨论的图14A至图14C中。

[0089] 如图14A所示，间隔物/光学元件结构302包括透明盖件304和间隔物308。衬底晶片310包括金属框架310和模制空腔314(引线框)。可例如由金属(如铜、铝或镍)构成的金属框架具有安装在金属框架表面上并且彼此侧向间隔的光电装置312。另外，模制空腔314应具有匹配间隔物312的尺寸的尺寸，以使得间隔物308和模制空腔314的自由末端可由粘合剂彼此直接附接，如图14B所示。这可为尤其有利的，例如，因为衬底晶片可为相对廉价的。由间隔物/光学元件结构302和衬底晶片318形成的堆叠随后可根据以上所述的各种技术中的任何技术来处理，以制造其中非透明间隔物材料覆盖透明盖件的侧壁的模块(参见，例如，图14C)。在一些情况下，透明盖件可包括在透明盖件表面的一个或两个上的光学元件。光学元件可例如为透镜、光学滤波器或FFL校正层。在一些情况下，包括透镜的堆叠的光学元件组件250可被附接在透明盖件之上。

[0090] 在使用如图14C中的堆叠所制造的模块中，间隔物308的一个末端被附接(例如，由粘合剂附接)至模制空腔314的末端。因此，模制空腔314被附接至间隔物308，所述间隔物可例如由含有非透明填充剂(如碳黑、颜料或染料)的真空注入聚合物材料(如环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯或硅树脂)构成。每一模块中的透明盖件304的侧壁可由与间隔物308相同或相似的材料侧向包封；同样地，每一模块中的金属衬底310的侧壁可由模制空腔314侧向包封。

[0091] 在本公开的上下文中，当提到特定材料或组分为透明的时，这通常是指所述材料或组分对由容纳在模块中的光发射元件发射的光或可由容纳在模块中的光检测元件检测的光为实质上透明的。同样地，当提到特定材料或组分为非透明的时，这通常是指所述材料或组分对由容纳在模块中的光发射元件发射的光或可由容纳在模块中的光检测元件检测的光为实质上非透明的。

[0092] 可在本发明的精神内做出各种修改。因此，其他实施方式在权利要求书的范围内。

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