一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，LED芯片包括設(shè)置在光學(xué)傳感器上的襯底，所述襯底具有位于不同平面內(nèi)的第一表面、第二表面，以及從第一表面邊緣傾斜延伸至第二表面上的多個(gè)傾斜面；在所述該多個(gè)傾斜面上設(shè)置有作為L(zhǎng)ED芯片發(fā)光區(qū)的功能層。本實(shí)用新型的集成結(jié)構(gòu)，LED芯片可通過(guò)該多個(gè)傾斜面上的功能層進(jìn)行發(fā)光，實(shí)現(xiàn)了單顆芯片的多方向發(fā)光功能。該LED芯片與光學(xué)傳感器集成在一起后，可以適用于利用接近光原理進(jìn)行檢測(cè)的多個(gè)測(cè)量領(lǐng)域中；而且LED芯片可與光學(xué)傳感器分布在垂直方向上，由此可大大降低整個(gè)集成結(jié)構(gòu)的尺寸，并可以提高光學(xué)芯片測(cè)量的穩(wěn)定性以及精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)傳感器領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種接近光傳感器芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能設(shè)備的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)其智能化的功能，越來(lái)越多的傳感器被引入到智能設(shè)備中，光學(xué)傳感器也不例外。在某些接近光傳感器中，可通過(guò)一定的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別的功能，這種接近光傳感器一般包括位于中部的光學(xué)傳感器以及位于光學(xué)傳感器周?chē)亩鄠€(gè)LED芯片，光學(xué)傳感器、LED芯片分別獨(dú)立封裝在電路基板上。由于現(xiàn)有技術(shù)中LED芯片結(jié)構(gòu)的限制，使得上述多個(gè)LED芯片與光學(xué)傳感器之間必須預(yù)留一定的距離，才能使光學(xué)傳感器感應(yīng)到LED芯片發(fā)出的光信號(hào)；如果LED芯片與光學(xué)傳感器之間的距離太小，會(huì)導(dǎo)致手勢(shì)無(wú)法識(shí)別或者識(shí)別不靈敏。
[0003]在智能可穿戴設(shè)備中，也可利用接近光傳感器來(lái)測(cè)量某些人體的體征信息，例如測(cè)量心率等。傳統(tǒng)用來(lái)測(cè)量人體體征信息的接近光傳感器，由于其光路不對(duì)稱(chēng)，使得在佩戴的過(guò)程中，需要保證設(shè)備與人體皮膚緊密接觸在一起，否則會(huì)造成檢測(cè)信號(hào)的誤判。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)的新技術(shù)方案。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，包括基板、具有光學(xué)區(qū)域的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器安裝在基板上;還包括LED芯片，所述LED芯片包括設(shè)置在光學(xué)傳感器上的襯底，所述襯底具有位于不同平面內(nèi)的第一表面、第二表面，以及從第一表面邊緣傾斜延伸至第二表面上的多個(gè)傾斜面;在所述該多個(gè)傾斜面上設(shè)置有作為L(zhǎng)ED芯片發(fā)光區(qū)的功能層;在所述襯底上還設(shè)置有貫通至光學(xué)傳感器光學(xué)區(qū)域的通孔;還包括至少將LED芯片功能層以及光學(xué)傳感器光學(xué)區(qū)域塑封起來(lái)的透光塑封體。
[0006]優(yōu)選地，所述第一表面為圓形，所述多個(gè)傾斜面從第一表面的圓周邊緣延伸至第二表面上;所述第一表面、傾斜面、第二表面圍成了圓臺(tái)結(jié)構(gòu);所述貫通光學(xué)傳感器光學(xué)區(qū)域的通孔位于圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的中部。
[0007]優(yōu)選地，所述第一表面為矩形，所述傾斜面設(shè)置有四個(gè)，分別從第一表面的四周邊緣延伸至第二表面上;所述第一表面、傾斜面、第二表面圍成了四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述位于傾斜面上功能層發(fā)出的光信號(hào)朝向四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的外側(cè)方向傳輸;所述貫通光學(xué)傳感器光學(xué)區(qū)域的通孔位于四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的中部。
[0008]優(yōu)選地，還設(shè)有反射部，所述反射部被配置為:將四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)其中一側(cè)功能層發(fā)射過(guò)來(lái)的光信號(hào)朝四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)方向反射。
[0009]優(yōu)選地，所述傾斜面設(shè)置有四個(gè)，分別從第一表面的邊緣延伸至第二表面上，所述第一表面、傾斜面、第二表面圍成了一與倒立的四棱臺(tái)形狀匹配的梯形槽結(jié)構(gòu);所述位于傾斜面上功能層發(fā)出的光信號(hào)朝向梯形槽結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)方向傳輸;所述貫通光學(xué)傳感器光學(xué)區(qū)域的通孔位于梯形槽結(jié)構(gòu)的中部。
[0010]優(yōu)選地，還設(shè)有反射部，所述反射部被配置為:將梯形槽結(jié)構(gòu)其中一側(cè)功能層傳輸過(guò)來(lái)的光信號(hào)朝梯形槽結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)方向反射。
[0011]優(yōu)選地，所述襯底上位于傾斜面與通孔之間的位置還設(shè)有遮光部。
[0012]優(yōu)選地，所述襯底為具有〈100〉晶向的單晶硅材料，所述傾斜面通過(guò)單晶硅的各向異性腐蝕得到。
[0013]優(yōu)選地，所述設(shè)置在多個(gè)傾斜面上的多個(gè)功能層彼此隔絕開(kāi)。
[0014]優(yōu)選地，所述功能層從傾斜面延伸到至少部分第一表面、第二表面上;在所述第一表面或第二表面的位置設(shè)有導(dǎo)通功能層的焊盤(pán)。
[0015]本實(shí)用新型的集成結(jié)構(gòu)，LED芯片的襯底上設(shè)置有多個(gè)位于不同方向上的傾斜面，在該多個(gè)傾斜面上分別設(shè)置用于發(fā)光的功能層，使得所述LED芯片可通過(guò)該多個(gè)傾斜面上的功能層進(jìn)行發(fā)光，實(shí)現(xiàn)了單顆芯片的多方向發(fā)光功能。該LED芯片與光學(xué)傳感器集成在一起后，可以適用于利用接近光原理進(jìn)行檢測(cè)的多個(gè)測(cè)量領(lǐng)域中；而且LED芯片可與光學(xué)傳感器分布在垂直方向上，由此可大大降低整個(gè)集成結(jié)構(gòu)的尺寸，并可以提高光學(xué)芯片測(cè)量的穩(wěn)定性以及精度。
[0016]本實(shí)用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，LED芯片只能發(fā)出單一方向的光信號(hào)，這大大局限了LED芯片與光學(xué)傳感器的集成；同時(shí)也增大了整個(gè)封裝尺寸的面積。因此，本實(shí)用新型所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)任務(wù)或者所要解決的技術(shù)問(wèn)題是本領(lǐng)域技術(shù)人員從未想到的或者沒(méi)有預(yù)期到的，故本實(shí)用新型是一種新的技術(shù)方案。
[0017]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0018]被結(jié)合在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同其說(shuō)明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。
[0019]圖1是本實(shí)用新型集成結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0020]圖2是圖1中去掉透光塑封體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是圖1中集成結(jié)構(gòu)的光路傳輸示意圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型集成結(jié)構(gòu)另一實(shí)施方式的剖面示意圖。
[0023]圖5是本實(shí)用新型集成結(jié)構(gòu)第三種實(shí)施方式的剖面示意圖。
[0024]圖6是圖5中去掉透光塑封體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7是圖5中集成結(jié)構(gòu)的光路傳輸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。
[0027]以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0028]對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說(shuō)明書(shū)的一部分。
[0029]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
[0030]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0031]參考圖1、圖2，本實(shí)用新型提供了一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，其包括基板11以及固定在基板11上的光學(xué)傳感器12，所述光學(xué)傳感器12上具有光學(xué)區(qū)域12a，通過(guò)該光學(xué)區(qū)域12a來(lái)感應(yīng)外界的光信號(hào)，從而使光學(xué)傳感器12可以根據(jù)不同的光信號(hào)而發(fā)出不同的響應(yīng)，例如可根據(jù)光線的強(qiáng)弱使光學(xué)傳感器12發(fā)出不同的控制信號(hào)等，這種光學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)及其原理均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。
[0032]光學(xué)傳感器例如可以通過(guò)貼裝的方式固定在基板11上，在所述光學(xué)傳感器12上還設(shè)置有LED芯片，所述LED芯片與光學(xué)傳感器12分布在垂直方向上。具體地，所述LED芯片包括設(shè)置在光學(xué)傳感器12上的襯底I，以及作為L(zhǎng)ED芯片發(fā)光區(qū)的功能層9，所述襯底I上設(shè)置有貫通至光學(xué)傳感器12光學(xué)區(qū)域12a的通孔10，通過(guò)該通孔10將光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a暴露出來(lái)，使其可以感應(yīng)外界的光信號(hào)。
[0033]所述襯底I具有位于不同平面內(nèi)的第一表面5、第二表面6，以及從第一表面5邊緣傾斜延伸至第二表面6上的多個(gè)的傾斜面7，該多個(gè)傾斜面7位于不同的方向上。其中，所述LED芯片的功能層9設(shè)置在該多個(gè)不同方向的傾斜面7上。本實(shí)用新型的集成結(jié)構(gòu)，還包括至少將LED芯片功能層9以及光學(xué)傳感器12光學(xué)區(qū)域12a塑封起來(lái)的透光塑封體13。該透光塑封體13可以對(duì)LED芯片的功能層9以及光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a起到防護(hù)的作用，同時(shí)不會(huì)影響LED芯片、光學(xué)傳感器12的功能。透光塑封體13采用透光的材料制作，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。本實(shí)用新型優(yōu)選的是，透光塑封體13將整個(gè)LED芯片、光學(xué)傳感器12塑封在基板11上，形成了本實(shí)用新型集成結(jié)構(gòu)的封裝殼體。在注塑的時(shí)候，該透光塑封體13同時(shí)會(huì)填充到襯底I的通孔10內(nèi)，將光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a覆蓋住。
[0034]參考圖2的視圖方向，第一表面5、第二表面6可以是相互平行的水平面，且第二表面6位于第一表面5的下方，傾斜面7從第一表面5的邊緣位置傾斜向下延伸至第二表面6上；該傾斜面7可以是一傾斜的平面，也可以是從第一表面5傾斜延伸至第二表面6上的曲面。
[0035]在本實(shí)用新型一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述第一表面5可以為圓形，此時(shí)該多個(gè)傾斜面7從第一表面5的圓周邊緣延伸至第二表面6上，使得所述多個(gè)傾斜面7圍成一筒狀的錐形面，所述第一表面5、傾斜面7、第二表面6共同圍成了上端小、下端大的圓臺(tái)結(jié)構(gòu);所述通孔1位于圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的中部。
[0036]在本實(shí)用新型另一具體的實(shí)施方式中，所述第一表面5為矩形，此時(shí)，所述傾斜面7設(shè)置有四個(gè)，該四個(gè)傾斜面7分別從第一表面5的四周邊緣延伸傾斜向下延伸至第二表面6上;也就是說(shuō)，該四個(gè)傾斜面7在第二表面6上相交成一矩形結(jié)構(gòu);使得所述第一表面5、傾斜面7、第二表面6圍成了上端小、下端大的四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，參考圖1、圖2。當(dāng)然也可以看成，該襯底I上具有一四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，四個(gè)傾斜面位于該四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的外側(cè)側(cè)壁上，這就使得每個(gè)傾斜面7上功能層9發(fā)出的光信號(hào)朝向四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的外側(cè)方向傳輸。所述通孔10位于該四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的中部，使得該四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的四個(gè)傾斜面7相對(duì)于所述通孔1對(duì)稱(chēng)分布。
[0037]在該實(shí)施例中，襯底I可以采用具有〈100〉晶向的單晶硅材料，可通過(guò)單晶硅的各向異性腐蝕得到上述四個(gè)傾斜面7，其中，傾斜面傾斜的角度為54.74°，這種對(duì)〈100〉晶向的單晶硅進(jìn)行各向異性腐蝕的方法屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。
[0038]本實(shí)用新型的LED芯片，其發(fā)光區(qū)的功能層9包括P型半導(dǎo)體層3、N型半導(dǎo)體層4，該P(yáng)型半導(dǎo)體層3、N型半導(dǎo)體層4可以采用GaN材料。P型半導(dǎo)體層3、N型半導(dǎo)體層4可以通過(guò)依次沉積的方式設(shè)置在傾斜面7上;例如可以首先沉積P型半導(dǎo)體層3，接著在P型半導(dǎo)體層3上沉積N型半導(dǎo)體層4;當(dāng)然也可以是，首先在傾斜面7上沉積N型半導(dǎo)體層4，接著在N型半導(dǎo)體層4上沉積P型半導(dǎo)體層3，最終將LED芯片的PN結(jié)形成在傾斜面7上。上述各層沉積的方法均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。
[0039]圖3示出了本實(shí)用新型集成結(jié)構(gòu)的光路示意圖，該集成結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于手勢(shì)識(shí)別領(lǐng)域，參考圖3的視圖方向，當(dāng)LED芯片位于左側(cè)傾斜面7上的功能層9發(fā)出朝向左上方的光信號(hào)時(shí)，該光信號(hào)在透光塑封體13中傳輸，到達(dá)透光塑封體13的上端位置時(shí)，發(fā)生折射并在空氣中繼續(xù)傳輸；當(dāng)人體的手指在第一位置開(kāi)始滑動(dòng)的時(shí)候，該光信號(hào)會(huì)被人體的手指遮擋，并被手指反射至透光塑封體13上，之后經(jīng)過(guò)折射進(jìn)入至襯底I的通孔10內(nèi)，并被光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a感應(yīng)到，使光學(xué)傳感器12發(fā)出第一響應(yīng);LED芯片位于右側(cè)傾斜面7上的功能層9發(fā)出朝向右上方的光信號(hào)時(shí)，該光信號(hào)在透光塑封體13中傳輸，到達(dá)透光塑封體
13的上端位置時(shí)，發(fā)生折射并在空氣中繼續(xù)傳輸;當(dāng)人體的手指滑動(dòng)至右方第二位置時(shí)，該光信號(hào)會(huì)被人體的手指遮擋，并被手指反射至透光塑封體13上，之后經(jīng)過(guò)折射進(jìn)入至襯底I的通孔10內(nèi)，并被光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a感應(yīng)到，使光學(xué)傳感器12發(fā)出第二響應(yīng);通過(guò)該光學(xué)傳感器12的第一響應(yīng)、第二響應(yīng)，從而可以判斷出此時(shí)人體手勢(shì)的方向是由第一位置移動(dòng)至第二位置上。
[0040]上述光信號(hào)經(jīng)過(guò)人體反射并通過(guò)通孔10中時(shí)，會(huì)有某些光信號(hào)傳輸?shù)酵?0的側(cè)壁上，為了使光學(xué)傳感器12光學(xué)區(qū)域12a能感應(yīng)到更多的光信號(hào)，在所述通孔10的側(cè)壁上還可以設(shè)置一層反射層;光信號(hào)從外界傳輸?shù)酵?0的側(cè)壁上后，經(jīng)過(guò)反射層反射至光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a上。本實(shí)用新型的反射層可以是金屬鋁等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的材料，在此不再具體說(shuō)明。
[0041]在上述實(shí)施例中，功能層9發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)過(guò)透光塑封體13的上端折射到空氣中，當(dāng)然還可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要來(lái)選擇光信號(hào)的傳輸路徑，例如在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，選擇合適的透光塑封體13形狀，使得LED芯片功能層9發(fā)出的光信號(hào)傳輸至透光塑封體13的側(cè)壁位置時(shí)，發(fā)生折射并在空氣中繼續(xù)傳輸，參考圖4。
[0042]上述光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)所致的光線傳輸路徑，使其可以作為識(shí)別手勢(shì)的傳感器來(lái)使用。當(dāng)通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變光線的傳輸路徑時(shí)，該類(lèi)光學(xué)芯片也可以應(yīng)用到其它光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域中。例如在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，可在透光塑封體13上位于LED芯片各功能層9的出光路徑中設(shè)置反射部，通過(guò)該反射部將四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)其中一側(cè)功能層9發(fā)射出來(lái)的光信號(hào)反射至四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)方向上。例如參考圖3的視圖方向，當(dāng)LED芯片位于左側(cè)傾斜面7上的功能層9發(fā)出朝向左上方的光信號(hào)時(shí)，該光信號(hào)在透光塑封體13中傳輸，當(dāng)該光信號(hào)遇到反射部時(shí)，使得該光信號(hào)朝向四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的右上方反射。該種結(jié)構(gòu)的光學(xué)芯片例如可作為心率傳感器應(yīng)用到可穿戴設(shè)備中，從而可以檢測(cè)人體的心率等體征信息。
[0043]上述LED芯片中，所述第一表面5、傾斜面7、第二表面6圍成了上端小、下端大的四棱臺(tái)結(jié)構(gòu);在本實(shí)用新型另一具體的實(shí)施方式中，所述第一表面5、傾斜面7、第二表面6圍成了梯形槽結(jié)構(gòu)，該梯形槽結(jié)構(gòu)與倒立的四棱臺(tái)形狀相匹配，參考圖5、圖6。當(dāng)然也可以看成，襯底I上具有一梯形槽結(jié)構(gòu)，四個(gè)傾斜面7位于該梯形槽結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)側(cè)壁上，使得位于傾斜面7上功能層9發(fā)出的光信號(hào)朝向梯形槽結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)方向傳輸。此時(shí)，所述貫通光學(xué)傳感器12光學(xué)區(qū)域12a的通孔10位于梯形槽結(jié)構(gòu)的中部，使得該梯形槽結(jié)構(gòu)的四個(gè)傾斜面7相對(duì)于所述通孔10對(duì)稱(chēng)分布。
[0044]在該實(shí)施例中，襯底I可以采用具有〈100〉晶向的單晶硅材料，可通過(guò)單晶硅的各向異性腐蝕得到上述四個(gè)傾斜面7，其中，傾斜面傾斜的角度為54.74°，這種對(duì)〈100〉晶向的單晶硅進(jìn)行各向異性腐蝕的方法屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。
[0045]圖7示出了該集成結(jié)構(gòu)的光路示意圖，該光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于測(cè)量人體體征信息的可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，參考圖7的視圖方向，當(dāng)LED芯片位于左側(cè)傾斜面7上的功能層9發(fā)出朝向右上方的光信號(hào)時(shí)，該光信號(hào)在透光塑封體13中傳輸，到達(dá)透光塑封體13的上端時(shí)，發(fā)生折射并在空氣中繼續(xù)傳輸，該傳輸?shù)墓庑盘?hào)經(jīng)過(guò)人體皮膚后，反射至透光塑封體13的上端，經(jīng)過(guò)透光塑封體13的折射進(jìn)入至襯底I的通孔10內(nèi)，并被光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a感應(yīng)到。通過(guò)本實(shí)用新型的LED芯片，使得在不同的方向上均有用于檢測(cè)的光信號(hào)發(fā)出，從而提高了檢測(cè)的精度;而且，由于各光信號(hào)傳輸?shù)墓鈱W(xué)路徑完全對(duì)稱(chēng)，使得該類(lèi)可穿戴設(shè)備不易受到外界運(yùn)動(dòng)信號(hào)或佩戴不當(dāng)?shù)挠绊憽?br>[0046]該光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，由于傾斜面7上功能層9發(fā)出的光信號(hào)朝向梯形槽結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)方向傳輸，這就使得傳輸?shù)墓庑盘?hào)有可能直接被光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a感應(yīng)到，從而影響到檢測(cè)的精度。為了解決這一問(wèn)題，可在襯底I上位于傾斜面7與通孔10之間的位置設(shè)置一遮光部14，參考圖5、圖6。通過(guò)該遮光部14可以防止功能層9發(fā)出的光信號(hào)直接被光學(xué)傳感器12的光學(xué)區(qū)域12a感應(yīng)到，從而保證了光學(xué)芯片的準(zhǔn)確性。該遮光部14可以設(shè)置在第二表面6上，例如其可以從第二表面6垂直向上延伸。
[0047]上述光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)所致的光線傳輸路徑，使其可以作為檢測(cè)人體體征的傳感器來(lái)使用；當(dāng)通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變光線的傳輸路徑時(shí)，該類(lèi)光學(xué)芯片也可以應(yīng)用到其它光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域中。例如在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，可在透光塑封體13上對(duì)于LED芯片各功能層9的出光路徑中設(shè)置反射部，通過(guò)該反射部將位于梯形槽結(jié)構(gòu)其中一側(cè)功能層9發(fā)射過(guò)來(lái)的光信號(hào)反射至梯形槽結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)方向上。例如參考圖7的視圖方向，當(dāng)LED芯片位于左側(cè)傾斜面7上的功能層9發(fā)出朝向右上方的光信號(hào)時(shí)，該光信號(hào)在透光塑封體13中傳輸，當(dāng)該光信號(hào)遇到反射部時(shí)，使得該光信號(hào)朝向梯形槽結(jié)構(gòu)的左上方反射。該種結(jié)構(gòu)的光學(xué)芯片可以應(yīng)用到上述的手勢(shì)識(shí)別領(lǐng)域。
[0048]本實(shí)用新型的集成結(jié)構(gòu)，LED芯片的襯底上設(shè)置有多個(gè)位于不同方向上的傾斜面，在該多個(gè)傾斜面上分別設(shè)置用于發(fā)光的功能層，使得所述LED芯片可通過(guò)該多個(gè)傾斜面上的功能層進(jìn)行發(fā)光，實(shí)現(xiàn)了單顆芯片的多方向發(fā)光功能。該LED芯片與光學(xué)傳感器集成在一起后，可以適用于利用接近光原理進(jìn)行檢測(cè)的多個(gè)測(cè)量領(lǐng)域中；而且LED芯片可與光學(xué)傳感器分布在垂直方向上，由此可大大降低整個(gè)集成結(jié)構(gòu)的尺寸，并可以提高光學(xué)芯片測(cè)量的穩(wěn)定性以及精度。
[0049]在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述LED芯片的功能層9從傾斜面7上延伸到至少部分第一表面5、第二表面6上，使得該功能層9可以更好地與傾斜面7結(jié)合在一起。同時(shí)也可以在第一表面5、第二表面6的位置設(shè)置LED芯片的接線端。具體地，在所述第一表面5上或第二表面6的位置設(shè)有分別導(dǎo)通P型半導(dǎo)體層3、N型半導(dǎo)體層4的焊盤(pán)8。將焊盤(pán)8設(shè)置在第一表面5或第二表面6的位置，并導(dǎo)通各自的半導(dǎo)體層，使得焊盤(pán)8不會(huì)影響位于傾斜面7位置的功能層9工作。
[0050 ]本實(shí)用新型的LED芯片，為了使LED芯片的功能層9與襯底I的晶格更好地匹配在一起，在第一表面5、第二表面6、傾斜面7與功能層9之間還設(shè)置有緩沖層2。在制造的時(shí)候，首先在襯底I的第一表面5、第二表面6、傾斜面7上沉積一層緩沖層2，然后在該緩沖層2上形成功能層9。緩沖層2的材料根據(jù)襯底I以及功能層9的材料進(jìn)行選擇，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。
[0051]在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述設(shè)置在多個(gè)傾斜面7上的功能層9連通在一起，也就是說(shuō)，多個(gè)傾斜面7上的功能層9是一體的，通過(guò)單一的焊盤(pán)進(jìn)行導(dǎo)通，使得整個(gè)功能層9同時(shí)發(fā)光。在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述設(shè)置在多個(gè)傾斜面7上的功能層9彼此隔絕開(kāi)，使得每個(gè)功能層9可以單獨(dú)發(fā)光，此時(shí)需要在每個(gè)功能層9上設(shè)置獨(dú)立的焊盤(pán)8，通過(guò)各自的焊盤(pán)8來(lái)導(dǎo)通相應(yīng)的功能層9，從而可以控制每個(gè)功能層9獨(dú)立工作。
[0052]雖然已經(jīng)通過(guò)例子對(duì)本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說(shuō)明，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)芯片的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括基板(11)、具有光學(xué)區(qū)域(12a)的光學(xué)傳感器(12)，所述光學(xué)傳感器(12)安裝在基板(11)上;還包括LED芯片，所述LED芯片包括設(shè)置在光學(xué)傳感器(12)上的襯底(I)，所述襯底(I)具有位于不同平面內(nèi)的第一表面(5)、第二表面(6)，以及從第一表面(5)邊緣傾斜延伸至第二表面(6)上的多個(gè)傾斜面(7);在所述該多個(gè)傾斜面(7)上設(shè)置有作為L(zhǎng)ED芯片發(fā)光區(qū)的功能層(9);在所述襯底(I)上還設(shè)置有貫通至光學(xué)傳感器(12)光學(xué)區(qū)域(12a)的通孔(10);還包括至少將LED芯片功能層(9)以及光學(xué)傳感器(12)光學(xué)區(qū)域(12a)塑封起來(lái)的透光塑封體(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一表面(5)為圓形，所述多個(gè)傾斜面(7)從第一表面(5)的圓周邊緣延伸至第二表面(6)上;所述第一表面(5)、傾斜面(7)、第二表面(6)圍成了圓臺(tái)結(jié)構(gòu);所述貫通光學(xué)傳感器(12)光學(xué)區(qū)域(12a)的通孔(10)位于圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的中部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一表面(5)為矩形，所述傾斜面(7)設(shè)置有四個(gè)，分別從第一表面(5)的四周邊緣延伸至第二表面(6)上;所述第一表面(5)、傾斜面(7)、第二表面(6)圍成了四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述位于傾斜面(7)上功能層(9)發(fā)出的光信號(hào)朝向四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的外側(cè)方向傳輸;所述貫通光學(xué)傳感器(12)光學(xué)區(qū)域(12a)的通孔(10)位于四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的中部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:還設(shè)有反射部，所述反射部被配置為:將四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)其中一側(cè)功能層(9)發(fā)射過(guò)來(lái)的光信號(hào)朝四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)方向反射。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傾斜面(7)設(shè)置有四個(gè)，分別從第一表面(5)的邊緣延伸至第二表面(6)上，所述第一表面(5)、傾斜面(7)、第二表面(6)圍成了一與倒立的四棱臺(tái)形狀匹配的梯形槽結(jié)構(gòu);所述位于傾斜面(7)上功能層(9)發(fā)出的光信號(hào)朝向梯形槽結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)方向傳輸;所述貫通光學(xué)傳感器(12)光學(xué)區(qū)域(12a)的通孔(10)位于梯形槽結(jié)構(gòu)的中部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:還設(shè)有反射部，所述反射部被配置為:將梯形槽結(jié)構(gòu)其中一側(cè)功能層(9)傳輸過(guò)來(lái)的光信號(hào)朝梯形槽結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)方向反射。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯底(I)上位于傾斜面(7)與通孔(10)之間的位置還設(shè)有遮光部(14)。8.根據(jù)權(quán)利要求3至7任一項(xiàng)所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯底(I)為具有〈100〉晶向的單晶硅材料，所述傾斜面(7)通過(guò)單晶硅的各向異性腐蝕得到。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述設(shè)置在多個(gè)傾斜面(7)上的多個(gè)功能層(9)彼此隔絕開(kāi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述功能層(9)從傾斜面(7)延伸到至少部分第一表面(5)、第二表面(6)上;在所述第一表面(5)或第二表面(6)的位置設(shè)有導(dǎo)通功能層(9)的焊盤(pán)(8)。
【文檔編號(hào)】H01L27/15GK205452288SQ201620007627
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日
【發(fā)明人】鄭國(guó)光, 方華斌, 孫艷美
【申請(qǐng)人】歌爾聲學(xué)股份有限公司