專利名稱：單元、封裝器件及封裝器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單元、封裝器件以及封裝器件的制造方法。特別是涉及一種利用相互連接系統(tǒng)的、使光信息得以傳達(dá)的單元、封裝器件以及封裝器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了降低電腦的制造成本，提高性能，小規(guī)模地配置電子電路的必要性越來越高。于是，不僅在努力地使電子電路所占有的區(qū)域最小，還在縮短電氣信號傳達(dá)的距離，同時也在降低原材料的成本。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了下述多芯片封裝體，該多芯片封裝體，是通過將四個半導(dǎo)體芯片直接或者是利用金球摞起來，安裝到導(dǎo)線架上之后再封裝，從而將半導(dǎo)體芯片之間的距離縮短后而得到的。
正在開發(fā)利用光信號來代替電氣信號讓電子電路工作或者在電子電路間進(jìn)行信息傳達(dá)的技術(shù)。因為光信號比電氣信號速度高且信號量大，所以近年來該技術(shù)的開發(fā)非?；馃?。例如在專利文獻(xiàn)2中公開了將多張安裝有集成電路的基板疊層起來，用樹脂將基板間粘接起來的多芯片模塊。在該多芯片模塊中，在基板間的樹脂內(nèi)埋入了光纖，由該光纖將集成電路和集成電路連接起來。
《專利文獻(xiàn)1》美國6426559號公報《專利文獻(xiàn)1》美國5848214號公報發(fā)明內(nèi)容但是，盡管專利文獻(xiàn)1中所公開的多芯片封裝體是在短時間內(nèi)封裝體內(nèi)的芯片和芯片的電氣信號進(jìn)行傳達(dá)，但是與封裝體以外的集成電路的信號傳達(dá)還是采用現(xiàn)有的方法進(jìn)行，也就無法希望搭載了該封裝體的整個器件在傳達(dá)電氣信號時速度有一個非常大的提高。盡管專利文獻(xiàn)2中所公開的多芯片模塊，也是該模塊內(nèi)的芯片和芯片利用光纖光信號進(jìn)行高速的傳達(dá)，但是因為與該模塊相連接的外部集成電路之間的信號傳達(dá)仍然是在和現(xiàn)有方法一樣的方法進(jìn)行，所以搭載有該模塊的整個系統(tǒng)并非一定能夠在信號的傳達(dá)速度上有一個很大的提高。
而且，機(jī)器人等中相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)，需要高速地傳達(dá)信號、任意地改變連接、在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)處理多個信號等，而現(xiàn)狀是不存在這樣的網(wǎng)絡(luò)，所以利用專利文獻(xiàn)1的封裝體、專利文獻(xiàn)2的模塊來形成這樣的信息網(wǎng)絡(luò)是非常困難的。
本發(fā)明正是為解決上述問題而開發(fā)出來的，其目的在于，提供一種通過相互連接而能夠使光信息和電氣信號二者都得以傳達(dá)的單元、將該單元連接起來的封裝器件。
本發(fā)明的第一單元是使光信息得以傳達(dá)的單元，包括主體部和從該主體部突出的相互連接系統(tǒng)，所述相互連接系統(tǒng)包括互相互補(bǔ)的第一和第二插接件，所述第一插接件包括第一電氣連結(jié)部和第一光學(xué)元件，所述第二插接件包括與所述第一電氣連結(jié)部互相互補(bǔ)的第二電氣連結(jié)部和配置在與所述第一光學(xué)元件互補(bǔ)的位置上的第二光學(xué)元件。所述第一光學(xué)元件是發(fā)光元件，所述第二光學(xué)元件是光接收元件。因為具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以如果準(zhǔn)備多個本發(fā)明的單元，并利用相互連接系統(tǒng)將它們連結(jié)起來，則在該連接過程中便進(jìn)行了互相互補(bǔ)的電氣連結(jié)和光學(xué)連結(jié)?；ハ嗷パa(bǔ)，說的是特定的兩個東西配成一對。這樣的對互補(bǔ)，能夠相互作用。
本發(fā)明的第二單元是一種使光信息得以傳達(dá)的單元，包括主體部和從該主體部突出的相互連接系統(tǒng)，所述相互連接系統(tǒng)包括互相互補(bǔ)的第一和第二插接件，所述第一插接件包括多個第一電氣連結(jié)部和多個第一光學(xué)元件，所述第二插接件包括多個與所述第一電氣連結(jié)部互相互補(bǔ)的第二電氣連結(jié)部和多個配置在與所述光學(xué)元件互補(bǔ)的位置上的第二光學(xué)元件。所述多個第一和第二光學(xué)元件中的每一個第一和第二光學(xué)元件分別包括發(fā)光元件和光接收元件。
最好是，所述相互連接系統(tǒng)，從單元的所述主體部外壁朝著該主體部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)這兩側(cè)延伸。
在某一合適的實施例中，所述主體部，具有多面體結(jié)構(gòu)，所述第一插接件配置在該主體部的第一面，所述第二插接件配置在該主體部的第二面；所述相互連接系統(tǒng)，在所述主體部的第三和第四面上包括互相互補(bǔ)的第三和第四插接件。因為具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以單元和單元的連接能夠沿著兩個方向延伸。
在某一合適的實施例中，進(jìn)一步在所述主體部的第五和第六面上包括互相互補(bǔ)的第五和第六插接件。因為具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以單元和單元的連接能夠朝著三個方向延伸。
在某一合適的實施例中，所述第一和第二插接件都包括多個從所述主體部外面突出的凸部和多個由該多個凸部包圍、相對下凹的凹部；配置有所述凸部和凹部，使得在配置有所述第一和第二插接件的所述主體部外面形成黑白相間的方格花紋；所述第一光學(xué)元件，配置在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端和至少一個所述凹部的底面上；所述第二光學(xué)元件，配置在所述第二插接件中的至少一個所述凸部的頂端和至少一個所述凹部的底面上。
在某一實施例中，在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端配置有發(fā)光元件；在所述第二插接件中的至少一個所述凹部的底面配置有光接收元件。
在某一合適的實施例中，在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端配置有光接收元件；在所述第二插接件中的至少一個所述凹部的底面配置有發(fā)光元件。
在某一合適的實施例中，在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端配置有至少一對發(fā)光元件和光接收元件；在所述第二插接件中的至少一個所述凹部的底面配置有至少一對光接收元件和發(fā)光元件。
在某一合適的實施例中，所述主體部具有多面體結(jié)構(gòu)，所述第一及第二插接件分別配置在該主體部的第一面及第二面上，所述相互連接系統(tǒng)，在所述主體部的第三及第四面上包括互相互補(bǔ)的第三及第四插接件，所述第三及第四插接件都包括多個從所述主體部外面突出的凸部和多個由該多個凸部包圍、相對下凹的凹部；配置所述第三及第四插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第三及第四插接件的所述主體部外面形成黑白相間的方格花紋。
在某一合適的實施例中，進(jìn)一步在所述主體部的第五及第六面上包括互相互補(bǔ)的第五及第六插接件，配置所述第五及第六插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第五及第六插接件的所述主體部外面形成黑白相間的方格花紋。
本發(fā)明的第一封裝器件，是一種包括使光信息得以傳達(dá)的至少兩個單元的封裝器件。每一個所述單元，包括至少一個第一插接件和與該第一插接件互相互補(bǔ)的至少一個第二插接件，通過將所述第一插接件和所述第二插接件連結(jié)起來以將所述單元和所述單元連接起來；通過所述單元和所述單元的連接，相鄰的兩個所述單元之間被機(jī)械地、電氣地以及光學(xué)地連結(jié)。
最好是，所述單元和所述單元連接在一起，能夠自由拼裝、拆開。通過讓單元連接起來，或者將它們拆開，便能夠自由地改變封裝器件的結(jié)構(gòu)。
在某一合適的實施例中，通過所述單元和所述單元的連接，該單元二維地排列。
在某一合適的實施例中，通過所述單元和所述單元的連接，該單元三維地排列。
最好是，所述第一插接件包括第一電氣連結(jié)部，所述第二插接件包括第二電氣連結(jié)部；所述單元和所述單元通過所述第一及第二電氣連結(jié)部機(jī)械地連結(jié)。
最好是，所述第一插接件包括第一光學(xué)元件陣列，所述第二插接件包括第二光學(xué)元件陣列；所述第一及第二光學(xué)元件陣列中的每一個陣列都包括發(fā)光元件和光接收元件；配置了所述第一及第二光學(xué)元件陣列，做到讓光信息從一個所述單元中的所述第一光學(xué)元件陣列的光學(xué)元件傳達(dá)到其它的所述單元中的所述第二光學(xué)元件陣列的光接收元件中，該第二光學(xué)元件陣列的發(fā)光元件將光信息傳達(dá)給該第一光學(xué)元件陣列的光接收元件中，在一個所述單元和其它所述單元之間進(jìn)行光信息交換。
在某一合適的實施例中，一個所述單元中的所述第一光學(xué)元件陣列中的發(fā)光元件與其它所述單元中的所述第二光學(xué)元件陣列的光接收元件之間、所述第二光學(xué)元件陣列的光學(xué)元件和該第一光學(xué)元件陣列的光接收元件之間，各自留有間隙。
最好是，相隔的距離大于0mm小于等于50mm。
本發(fā)明的第二封裝器件，包括讓光信息得以傳達(dá)的多個單元。所述單元和所述單元連接，可自由地拼裝、拆開。所述單元中的每一個單元，包括該單元之間的電氣連結(jié)元件和光學(xué)連結(jié)元件。相鄰的兩個所述單元之間的連接，光學(xué)地連結(jié)的該連接和光學(xué)地非連結(jié)的該連接混和在一起。
本發(fā)明的第一種封裝器件的制造方法，是一種將多個權(quán)利要求1所述的單元連結(jié)起來以制造封裝器件的制造方法，包括將第一所述單元的所述第一插接件配置成面對著第二所述單元的所述第二插接件的樣子的步驟；以及將所述第一單元的所述第一插接件和所述第二單元的所述第二插接件能夠自由拼裝、拆開地嵌合到一起以將它們連結(jié)起來的步驟。
本發(fā)明的第二種封裝器件的制造方法，是一種將多個權(quán)利要求2所述的單元連結(jié)起來以制造封裝器件的制造方法。包括將第一所述單元的所述第一插接件配置成面對著第二所述單元的所述第二插接件的樣子的步驟；以及將所述第一單元的所述第一插接件和所述第二單元的所述第二插接件能夠自由拼裝、拆開地嵌合到一起以將它們連結(jié)起來的步驟。
-發(fā)明的效果-因為多個單元通過相互連接系統(tǒng)連接起來，在該連接中，又是互補(bǔ)地進(jìn)行電氣連結(jié)和光學(xué)連結(jié)，所以僅將單元和單元連接起來，就能在單元間進(jìn)行電氣和光學(xué)的信息傳達(dá)。


圖1(A)是從正面一側(cè)看到的該實施例的單元的示意立體圖。圖1(B)是從背面一側(cè)看到的示意立體圖。
圖2是第一個實施例的單元的示意上面圖。
圖3是第一個實施例的封裝器件的示意上面圖。
圖4(A)是第二個實施例的單元的示意立體圖，圖4(B)是兩個單元的連接狀態(tài)的示意立體圖。
圖5是第二個實施例的單元的示意上面圖。
圖6是第二個實施例的封裝器件的示意上面圖。
圖7是第三個實施例的封裝器件的示意立體圖。
圖8是第四個實施例的封裝器件的示意立體圖。
圖9是第五個實施例的單元的示意立體圖。
圖10是圖9中的X-X線的剖面圖。
圖11是用以說明插接件的連接情況的剖視圖。
圖12是顯示第六個實施例的單元的第三插接件的剖面圖。
具體實施例方式
下面，參考

本發(fā)明的實施例。補(bǔ)充說明一下，以下實施例只是例子而已，本發(fā)明并不限于這些例子。而且，用同一個參考符號來表示實質(zhì)上具有相同功能的構(gòu)成要素。
(第一個實施例)第一個實施例所涉及的單元，是將多個種類相同或者結(jié)構(gòu)不同的非同種單元相互連結(jié)起來，在連結(jié)起來的單元之間傳達(dá)光信息。
該實施例的單元具有近似立方體的形狀，如圖1、圖2所示，在一組平行的兩個面上，分別設(shè)置了第一插接件30和第二插接件40。補(bǔ)充說明一下，圖1是該實施例的單元10的示意立體圖；圖2是從上面看到的單元10的上面圖。補(bǔ)充說明一下，圖1(A)是單元10的正視圖，圖1(B)是從背面看到的圖。為了便于理解附圖，在圖1到圖3中，在一部分上劃了陰影線，但該部分所表示的并不是剖面。
這些插接件30、40，從由合成樹脂制成的立方體主體部20的外壁83、84突向外方，同時還延伸到主體部20內(nèi)部而埋入在其中。由第一及第二插接件30、40構(gòu)成相互連接系統(tǒng)。主體部20內(nèi)埋入有集成電路9，該集成電路9與延伸到主體部20內(nèi)部的各個插接件30、40連接在一起。
第一插接件30包括第一電氣連結(jié)部31、31和第一光學(xué)元件32、32。第二插接件40包括第二電氣連結(jié)部41、41和第二光學(xué)元件42、42。這里，第一光學(xué)元件32、32是為發(fā)光元件的發(fā)光二極管，第二光學(xué)元件42、42是為光接收元件的光傳感器。第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41的形狀是四棱柱。驅(qū)動發(fā)光元件的驅(qū)動裝置被埋入在主體部20中，但未示。發(fā)光元件、光接收元件以及集成電路9由光纖連接到一起。
第一電氣連結(jié)部31、31和第一光學(xué)元件32、32，在形成有第一插接件30的主體部20的面83上排列在一條直線上。該直線正好是將為正方形的主體部20的面83二等分的直線。第一電氣連結(jié)部31、31被配置成分別與主體部20的面83即正方形的兩條對邊接觸的樣子，第一光學(xué)元件32、32被配置在兩個第一電氣連結(jié)部31、31之間。
第二電氣連結(jié)部41、41和第二光學(xué)元件42、42也在形成有第二插接件40的主體部20的面84上排列在一條直線上，但與第一插接件30不同的是，第二電氣連結(jié)部41、41被配置成其位置離開主體部20的面84即正方形的邊的樣子。其它配置方面的特征和第一插接件30一樣。排列有第一電氣連結(jié)部31、31和第一光學(xué)元件32、32的直線與排列有第二電氣連結(jié)部41、41和第二光學(xué)元件42、42的直線平行。
接著，準(zhǔn)備兩個具有這樣的結(jié)構(gòu)的單元10。象圖3所示的那樣連接起來。補(bǔ)充說明一下，圖3中省略了內(nèi)部結(jié)構(gòu)。多個單元10這樣連接起來以后便被稱為封裝器件100。連接的方法是，首先將一個單元10的第一插接件30和另一個單元10的第二插接件40面對面地對起來。然后，將兩個單元10、10相互擠壓，而將第一插接件30和第二插接件40嵌合到起來，即將它們連接起來了。
這里，因為第一插接件30和第二插接件40互相互補(bǔ)，所以只要擠壓單元和單元便能嵌合到一起，連接起來。也就是說，兩個第二電氣連結(jié)部41、41分別接觸上兩個第一電氣連結(jié)部31、31相對的面，第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41一接觸，第一插接件30和第二插接件40就連接并固定好了。換句話說，第一電氣連結(jié)部31、31中間夾著第二電氣連結(jié)部41、41機(jī)械地固定好。此時，通過第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41接觸，它們之間的電氣連接也就完成了。也就是說，第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41在相互的接觸面上配置有導(dǎo)電性部件31a、41a(例如銅、金、鋁等)而電氣連接。補(bǔ)充說明一下，和接觸面相反的那一側(cè)的部分由合成樹脂形成。
在這樣的連接中，因為第一及第二插接件30、40，通過第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41之間的靜電摩擦而連結(jié)，所以若用比靜止摩擦力還大的力來拆開這樣的連結(jié)，兩個插接件30、40就被拆開了。換句話說，單元10、10通過一種能夠自由拆開、裝到一起的嵌合而連結(jié)。為了更容易地進(jìn)行兩個插接件30、40的連接，將第二電氣連結(jié)部41、41的導(dǎo)電性部件41a一側(cè)的頂端進(jìn)行倒角加工而使其圓滑一些。將兩個第二電氣連結(jié)部41、41的外壁間距離設(shè)定得比兩個第一電氣連結(jié)部31、31的內(nèi)壁間距離要稍微大一些，這樣一來，第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41就在彈性力的作用下相互擠壓而牢固地連結(jié)起來。
若按上述做法將第一及第二插接件30、40連結(jié)起來，則第一光學(xué)元件32、32的頂端和第二光學(xué)元件42、42的頂端就相互接觸，被放置到相互對著的位置。換句話說，第二光學(xué)元件42、42被配置在與第一光學(xué)元件32、32互補(bǔ)的位置上。一個第一光學(xué)元件32、32與所對應(yīng)的一個第二光學(xué)元件42面對面，從第一光學(xué)元件32發(fā)出的光信號射入所對應(yīng)的第二光學(xué)元件42中，光信息便得以傳達(dá)。在另一組第一光學(xué)元件32和第二光學(xué)元件42中，光信息同樣地得以傳達(dá)。在該實施例中，因為第一光學(xué)元件32、32和第二光學(xué)元件42、42接觸，故與它們相互分離的情況相比，EMI和交叉串?dāng)_最小，這是最理想的。
若象圖3那樣，將兩個單元10、10連結(jié)起來，則電氣信號、電力以及光信號就在它們之間傳達(dá)。電氣信號和電力在第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41之間傳達(dá)，光信號在第一光學(xué)元件32、32和第二光學(xué)元件42、42之間傳達(dá)。這些電氣信號、電力以及光信號被引導(dǎo)到主體部20的集成電路9中，信息得以變換，或者是不變換，原樣傳達(dá)。補(bǔ)充說明一下，這些電氣信號、電力以及光信號至少有一部分不通過集成電路9，直接傳達(dá)給相鄰的單元10也是可以的。
該實施例的單元、封裝器件及其制造方法，具有以下效果。
單元、封裝器件結(jié)構(gòu)簡單，能夠讓電氣/電力信號和光信號二者都得以傳達(dá)。第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41的形狀和位置都是互補(bǔ)的，第一光學(xué)元件32、32和第二光學(xué)元件42、42的形狀和位置關(guān)系也都是互補(bǔ)的。故通過讓第一及第二插接件30、40面對面擠壓到一起，僅靠連結(jié)，它們本身就進(jìn)行了電氣連接和光連接這兩種連接。因為第一及第二插接件30、40是通過能夠自由地拼裝、拆開的方法連結(jié)起來的，故封裝器件的更換很簡單，因此很簡單地就能將單元更新。而且，因為由電氣連結(jié)部31、41進(jìn)行了電氣連結(jié)和機(jī)械連結(jié)這兩種連結(jié)，所以結(jié)構(gòu)很簡單。
在該實施例中，分別設(shè)置了兩個第一光學(xué)元件32、32和兩個第二光學(xué)元件42、42。不僅如此，各設(shè)置一個也行，各設(shè)置三個以上也行。
(第二個實施例)第二個實施例所涉及的單元，和第一個實施例所涉及的單元一樣，是將多個相同種類的單元或者結(jié)構(gòu)不同的不同種類的單元相互連結(jié)起來，在連結(jié)起來的單元之間進(jìn)行光信息傳達(dá)。
該實施例的單元，整體的形狀、功能和第一個實施例的單元相似，但插接件的個數(shù)、電氣連結(jié)部以及光學(xué)元件的個數(shù)、配置等情況和第一個實施例的單元不同。故以下主要說明和第一個實施例不一樣的部分。
圖4(a)是該實施例的單元11的立體圖。圖5是從上往下看到的圖4(a)的單元11的上面圖。為了更容易理解圖4到圖6，在一部分上劃上了斜線，但它并不表示剖面。從這些圖中可知該實施例的單元11，在立方體的主體部21的四個面83、84、85、86上形成有四個插接件130、140、150、160。因為第一插接件130和第三插接件150的結(jié)構(gòu)和形狀一樣，第二插接件140和第四插接件160的結(jié)構(gòu)和形狀一樣，故下面對第一及第二插接件130、140進(jìn)行說明。補(bǔ)充說明一下，第一插接件130形成在形成有第二插接件140的主體部21的面84的對面83上。第三插接件150形成在形成有第四插接件160的主體部21的面86的對面85上。由這四個插接件130、140、150、160構(gòu)成相互連接系統(tǒng)。
該實施例的第一及第二單元130、140和第一個實施例的第一及第二插接件30、40不同點，在于在第一個實施例中，兩個電氣連結(jié)部和兩個光學(xué)元件排列成一行，形成一個插接件，而在該實施例中，在兩個電氣連結(jié)部之間4個光學(xué)元件排列成一行，這樣的行平行著排三行，形成了一個插接件。如圖4(b)和圖6所示，因為這些電氣連結(jié)部和光學(xué)元件的配置情況互相互補(bǔ)，所以在連結(jié)第一及第二插接件130、140的時候，確實能夠進(jìn)行電氣連接和光學(xué)連接。在將第一及第二插接件130、140連接起來時，一次便能夠傳達(dá)很多電氣信號和光信號。這一點和第一個實施例不同。具體而言，在第一個實施例中，通過將第一及第二插接件30、40連接起來，兩個電氣信號和兩個光信息得以傳達(dá)，而在該實施例中，六個電氣信號和12個光信號得以傳達(dá)，信息傳達(dá)量是第一個實施例的4.5倍。
其次，不同于第一個實施例的第二點是第一插接件130的第一光學(xué)元件132、132具有光接收元件132和發(fā)光元件133這兩個元件，構(gòu)成第一光學(xué)元件陣列。第二到第四光學(xué)元件也一樣。因為這樣具有光接收元件132和發(fā)光元件133這兩個元件，所以能夠在已連接起來的兩個單元11之間互相進(jìn)行光信息的交換。
而且，該實施例的主體部21中埋入了多個集成電路212、212、…，與第一電氣連結(jié)部131、第二電氣連結(jié)部141、第三電氣連結(jié)部151、第四電氣連結(jié)部161、第一光學(xué)元件132、133、第二光學(xué)元件142、143、第三光學(xué)元件152、153、第四光學(xué)元件162、163連接。
將兩個單元11、11連接起來制造封裝器件101的方法和第一個實施例一樣。補(bǔ)充說明一下，此時，將未形成有插接件的主體部21的面放到作業(yè)臺的上面之后，將第一及第二插接件130、140面對著面，在這一狀態(tài)下讓它在作業(yè)臺上滑動，擠壓單元11、11，所有的電氣連結(jié)部131、141及光學(xué)元件132、133、142、143便被連結(jié)起來。在連結(jié)第三及第四插接件150、160的時候也要這樣做。所有的電氣連結(jié)部151、161及光學(xué)元件152、153、162、163整合地連結(jié)起來。補(bǔ)充說明一下，第一插接件130和第二插接件140的連結(jié)、第三插接件150和第四插接件160的連結(jié)，都是和第一個實施例一樣，嵌合到一起就連結(jié)起來，能自由拼裝、拆開。
該實施例的封裝器件101，和第一個實施例的不一樣，第一光學(xué)元件132、133的頂端和第二光學(xué)元件142、143的頂端不接觸，存在間隙g。這樣留有間隙g以后，就有些不利于光信號的傳達(dá)，但即使稍微有點單元11制造上大小的誤差、配置誤差，也不會出現(xiàn)第一光學(xué)元件132、133和第二光學(xué)元件142、143接觸，在該接觸部分加上了很大的力而損傷的現(xiàn)象。
根據(jù)該實施例的單元、封裝器件及其制造方法，除了能收到第一個實施例的效果之外，還能收到以下效果。
由于第一及第二插接件130、140的連結(jié)而獲得的作用和效果，在連結(jié)第三及第四插接件150、160時也能夠獲得。能夠在兩個單元之間進(jìn)行多種光信號和電氣信號的收、發(fā)。還能夠在所連接的單元之間互相進(jìn)行光信號的收、發(fā)。而且，一個單元11上能夠連接四個其它的單元。
(第三個實施例)圖7是利用和第二個實施例的單元相似的單元110a、110b、…進(jìn)行了平面擴(kuò)展的第三個實施例所涉及的封裝器件102的示意立體圖。該實施例中所用的單元110a、110b、…，是一組一個插接件由五行的電氣連結(jié)部和光學(xué)元件(光學(xué)元件矩陣)構(gòu)成的單元。
該實施例的封裝器件102，是以單元110b為中心將六個單元110a、110b、…連接起來而形成的。從單元110a到單元110d的四個單元110a、110b、…，由第一插接件和第二插接件按照圖中的左右方向連接成直線。而且，單元110b的第四插接件和單元110f的第三插接件連接，單元110b的第三插接件和單元110e的第四插接件連結(jié)，單元110b、110e、110f與由所述四個單元110a、110b、110c以及110d形成的直線垂直。
該實施例中的單元110a、110b、…和第一個、第二個實施例中的單元一樣，將單元和單元嵌合到一起，能夠自由的拼裝、拆開，所以任何一個單元110a、110b、…都很容易拆下來，換成別的單元。
根據(jù)該實施例的單元、封裝器件及其制造方法，除了能收到第二個實施例的效果以外，還能收到以下效果。
因為多個單元110a、110b、…以中央的單元110b為中心二維地排列，平面上擴(kuò)展開來，故該實施例的封裝器件102能夠二維地傳達(dá)電氣信號和光信息。通過改變單元和單元的連接方向，便能讓電氣信號和光信號在平面上任意的位置上傳達(dá)。
補(bǔ)充說明一下，該實施例的單元110a、110b、…的配置情況只是一例而已，可以在同一個平面上任意的位置上將單元和單元連接起來，封裝器件102能夠以任意的形狀在平面上擴(kuò)展開來。而且，因為單元的個數(shù)是任意的，故可以使封裝器件的大小是任意的。
(第四個實施例)圖8是第四個實施例所涉及的封裝器件300的示意立體圖，具有利用了立方體形狀的單元的六個面上分別形成第一到第六插接件的單元310a、310b、…的立體擴(kuò)展。補(bǔ)充說明一下，第五插接件、第六插接件是綜合互補(bǔ)，分別包括電氣連結(jié)部和光學(xué)元件。該實施例所用的單元310a、310b、…，由一個插接件為5行的電氣連結(jié)部和光學(xué)元件(光學(xué)元件陣列)的組構(gòu)成。而且，由第一到第六插接件形成相互連接系統(tǒng)。
該實施例的封裝器件300，以單元310b為中心連接了8個單元310a、310b、…而形成。單元310a到單元310d這四個單元中的310a、310b、…借助第一插接件和第二插接件在圖的左右方向上連結(jié)成直線。而且，單元310b的第四插接件和單元310f的第三插接件連結(jié)，單元310b的第三插接件和單元310e的第四插接件連結(jié)，單元310b、310e、310f與由所述四個單元310a、310b、310c及310d構(gòu)成的直線垂直。
將單元310b的第五插接件和單元310g的第六插接件連結(jié)起來，將單元310b的第六插接件和單元310h的第無插接件連結(jié)起來，封裝器件300也沿著由單元310a到單元310f構(gòu)成的平面的上下方向擴(kuò)展。
因為該實施例的單元310a、310b、…也和第三個實施例的單元一樣，連結(jié)在一起，能夠自由地拆卸、拼裝，所以任何一個單元310a、310b、…都很容易拆下來，換成別的單元。
根據(jù)該實施例的單元、封裝器件及其制造方法，除了能收到第二個實施例的效果以外，還能收到以下效果。
因為多個單元310a、310b、…以中央的單元310b為中心排列成三維，立體地擴(kuò)展開來，故該實施例的封裝器件300能夠?qū)㈦姎庑盘柡凸庑盘柸S地傳達(dá)。通過改變單元和單元的連接方向，便能讓電氣信號和光信號在三維的任意位置上傳達(dá)。
補(bǔ)充說明一下，該實施例的單元310a、310b、…的配置情況只是一例而已，可以在任意的位置上將單元和單元連結(jié)起來，封裝器件300能夠以任意的形狀立體地擴(kuò)展開來。而且，因為單元的個數(shù)是任意的，所以能夠使封裝器件的大小是任意的。
(第五個實施例)如圖9的示意圖所示，該實施例的單元，是第一到第六插接件430、440、450、460、470、480形成在立方體的各個面93、96、97上。由這些插接件形成相互連接系統(tǒng)。
該實施例所涉及的單元410中的第一到第六插接件430、440、450、460、470、480包括從主體部24的各個外面93、96、…突出的多個凸部401、401、…(用無色的正方形表示)和被該凸部401、401、…包圍相對地凹下的多個凹部402、402、…(加了陰影線的部分)。主體部24的各個外面93、96上，一個凸部401、一個凹部402、…這樣排列了8對而形成了黑白相間的方格花紋。換句話說，在各個面上，構(gòu)成了4×4的矩陣。各個插接件430、440、450、460、470、480的外周設(shè)置了周壁部403。
圖10示出了沿圖9的X-X線剖開的剖面。在從第一到第四插接件430、440、450、460中，在凸部401的頂端部分設(shè)置了發(fā)光元件433、443、453、463，在凹部402的底面上設(shè)置了光接收元件432、442、452、462，在各個插接件中整個構(gòu)成了光學(xué)元件陣列。在各個凸部401和凹部402的側(cè)壁部分設(shè)置了從第一到第四電氣連結(jié)部431、441、451、461。補(bǔ)充說明一下，雖然未示，集成電路埋在主體部24中，各個電氣連結(jié)部連接在集成電路上。發(fā)光元件和光接收元件的一部分連接在集成電路上，其它部分連接在另外的光學(xué)元件或者光接收元件上。
第一插接件430和第二插接件440互相互補(bǔ)，第三插接件450和第四插接件460互相互補(bǔ)。也就是說，如圖11所示，例如將第三插接件450和第四插接件460面對面地放好并靠近，將第三插接件450的凸部401插到第四插接件460的凹部402，將第四插接件460的凸部401插到第三插接件450的凹部402，即能夠?qū)⑵淝逗系揭黄稹＿@樣嵌合后，第三插接件450的各個凸部401嵌合到第四插接件460的各個凹部402，第四插接件460的各個凸部401嵌合到第三插接件450的各個凹部402，將第三及第四電氣連結(jié)部451、461電氣地、機(jī)械地連接起來。換句話說，第三電氣連結(jié)部451和第四電氣連結(jié)部461互相互補(bǔ)。當(dāng)?shù)谌褰蛹?50和第四插接件460被連接在一起的時候，雙方的4×4矩陣完全嵌合到一起而牢固地連結(jié)起來。
因為各個凸部401的頂端大致和各個凹部402的底面接觸，所以設(shè)置在凸部401的頂端的光學(xué)元件452、462基本上和設(shè)置在凹部402的底面的光接收元件463、453接觸，而能夠可靠地傳達(dá)光信號。換句話說，設(shè)置在第三插接件450上的第三光學(xué)元件(發(fā)光元件452和光接收元件453)，配置在與設(shè)置在第四插接件460上的第四光學(xué)元件(發(fā)光元件462和光接收元件463)互相互補(bǔ)的位置上。
第一及第二插接件430、440、第五及第六插接件470、480，具有與以上所說明的第三及第四插接件450、460一樣的相互互補(bǔ)的關(guān)系。這些插接件之間的連結(jié)是一種能夠自由地拼裝、拆卸的連結(jié)，所以很容易拆下來。
利用該實施例的單元、封裝器件及其制造方法，除了能夠收到第四個實施例的效果以外，還能收到以下效果。
因為機(jī)械地連結(jié)的部分的面積較寬，所以能夠?qū)⑺鼈兝喂痰剡B結(jié)到一起。因為即使讓各個插接件圍繞著其中心點旋轉(zhuǎn)180℃，凸部和凹部的配置情況也是一樣的，所以能夠原樣地將它們連結(jié)起來。和第一個實施例到第四個實施例相比，插接件間的連結(jié)很牢固。
在該實施例中，在凸部401的頂端配置了光學(xué)元件，在凹部402的底面設(shè)置了光接收元件。不僅如此，還可在凸部401的頂端設(shè)置光接收元件，在凹部402的底面設(shè)置光學(xué)元件，將它們混和起來也無妨(例如，第一及第二插接件中，在凸部設(shè)置光學(xué)元件，在凹部設(shè)置光接收元件。在第三及第四插接件中，在凸部設(shè)置光接收元件，在凹部設(shè)置發(fā)光元件)。
該實施例的單元410，具有第一到第六插接件430、440、…，不僅如此，僅具有第一及第二插接件亦可，或者具有第一到第四插接件亦可。無需在所有的凸部401和凹部402上配置光學(xué)元件，在一部分凸部401和凹部402上配置光學(xué)元件也無妨。
該實施例的單元410中，凸部401和凹部402形成為4×4矩陣，除此以外，亦可形成為2×2矩陣、3×3矩陣或者是5×5矩陣。行和列的個數(shù)不同也是可以的。
(第六個實施例)該實施例的單元與第五個實施例中的單元不同的地方，只是光學(xué)元件的配置情況不同而已，除此以外的部分都和第五個實施例的單元一樣。故只說明不同的部分。
圖12是該實施例的第三插接件550的一部分剖面圖。和第五個實施例一樣，電氣連結(jié)部551形成在凹部502和凸部501的側(cè)壁上。該實施例和第五個實施例不同，各個凸部501的頂端和各個凹部502的底面上設(shè)置兩個光學(xué)元件，也就是說，發(fā)光元件552a和光接收元件552b、發(fā)光元件553a和光接收元件553b。在該實施例的單元中，不僅第三插接件550中，在各凸部的頂端和各個凹部的底面設(shè)置了一對發(fā)光元件和光接收元件，還在第一到第六插接件所有的插接件中，在各凸部的頂端和各個凹部的底面設(shè)置了一對發(fā)光元件和光接收元件。因此，和利用了第五個實施例的單元相比，在利用了該實施例的單元的封裝器件中，光信息的傳達(dá)量增到了2倍。
(其它實施例)本發(fā)明并不限于上述第一個實施例到第六個實施例。
例如在第一個實施例中，插接件之間的連接情況是這樣的，第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41接觸，第一及第二插接件30、40間的連結(jié)靠它們之間的靜止摩擦而固定起來，除此以外，第一電氣連結(jié)部31、31和第二電氣連結(jié)部41、41中的例如任一個部上形成凸部，在另一個上形成凹部，通過這些接合，將第一及第二插接件30、40連結(jié)固定起來也無妨。形成其它形狀的接合部也無妨。第三及第四插接件間、第五及第六插接件間也是一樣的。
第一光學(xué)元件、第二光學(xué)元件、其它光學(xué)元件中從主體部外壁突出的部分，設(shè)在凸部的頂端、凹部的底面的部分，是透鏡、光纖等光學(xué)媒體也無妨。也可以利用衍射元件、微距鏡陣列等，因為此時通過加工硅襯底，能夠高精度地制造衍射柵、微距鏡陣列，故能使用高精度且廉價的部件。是很理想的。若組合使用衍射柵、微距鏡陣列，便不僅能使光接收元件和發(fā)光元件之間的距離加大，還能使單元小一些。
發(fā)光元件并不限于發(fā)光二極管，用激光等也無妨。光接收元件并不限于光傳感器，用攝像元件等也無妨。在第一個實施例到第四個實施例中，第一到第六電氣連結(jié)部的形狀并不限于棱柱，還可以是圓柱、多棱柱、棱錐、圓錐臺等。
埋在主體部中的集成電路的種類并沒有特別的限制。例如還可為CPU、MPU等，或者是FPGA(field programmable gate array)等。
能夠讓在各個單元中所產(chǎn)生的熱從主體部表面散發(fā)出去，很容易利用風(fēng)扇等進(jìn)行冷卻。在各個單元上設(shè)置放熱板也無妨。
主體部的形狀并不限于立方體，只要是多面體即可?？梢允抢缢拿骟w、長方體、八面體等，一部分的面是曲面的多面體等也無妨。單元的大小，最好是一邊大于等于1mm小于等于500mm，例如該第一個實施例中是10mm。從第二個實施例到第六個實施例中是20mm。從主體部突出的電氣連結(jié)部的長度是大于等于0.1mm小于等于50mm最好，例如在第一個實施例中是1.5mm，從第二個實施例到第四個實施例中是2mm。第五個實施例到第六個實施例的凸部的突出量及凹部的深度大于等于0.1mm小于等于50mm是最理想的，例如在第五個實施例中是2mm。在各個單元的各個面上，相鄰的光學(xué)元件間的距離大于等于0.1mm小于等于50mm最理想，例如從第二個實施例到第四個實施例中是2mm。除了可用合成樹脂制造主體部以外，還可以用陶瓷等制造主體部。
在連結(jié)相互互補(bǔ)的插接件和插接件的時候，相對的光學(xué)元件的頂端間的距離可以是0mm，即可以相互接觸。頂端間還可留有空隙，可以大于0mm小于等于50mm。
使其連結(jié)的單元可以是種類相同的單元，也可以是種類不同的多個單元。此時，有必要事先確認(rèn)好插接件的形狀，再將相互互補(bǔ)的插接件和插接件連結(jié)起來。使其連結(jié)的插接件無需互相大小相等，只要有一部分互相互補(bǔ)即可。例如可以將第一個實施例的單元和第二個實施例的單元連結(jié)起來，在第五個實施例所涉及的單元中，將凸部和凹部是4×4矩陣的單元和凸部和凹部是6×6矩陣的單元連結(jié)起來也無妨。此時，不連結(jié)的電氣連結(jié)部和光學(xué)元件不進(jìn)行信號傳達(dá)。
使設(shè)在單元中的光學(xué)元件的一部分為收發(fā)光部來代替發(fā)光元件、光接收元件，或者是將其變更為不接收、發(fā)光的部件也無妨。若將它改變?yōu)榘l(fā)光、光接收部，便能夠例如接收光使其通過主體部內(nèi)，再將該光射出到單元中。在用不接收、發(fā)光的部件代替光學(xué)元件而設(shè)的單元中，設(shè)有該部件的插接件中成為光學(xué)的非連結(jié)。若將這樣的幾個單元放到例如第四個實施例中，則光學(xué)上連結(jié)的單元間的連接、光學(xué)上非連接的單元之間的連接便混在了一起。而且，為了將整個封裝器件的形狀統(tǒng)一起來，亦可插入對信號的傳達(dá)不做貢獻(xiàn)的虛設(shè)單元。
-工業(yè)實用性-
如上所述，本發(fā)明所涉及的單元和封裝器件，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行電氣信號和光信號這兩種信號的傳達(dá)，作為光及電氣通信機(jī)器、信號網(wǎng)絡(luò)等是很有用的。
權(quán)利要求
1.一種使光信息得以傳達(dá)的單元，其特征在于包括主體部和從該主體部突出的相互連接系統(tǒng)，所述相互連接系統(tǒng)，包括互相互補(bǔ)的第一和第二插接件，所述第一插接件，包括第一電氣連結(jié)部和第一光學(xué)元件，所述第二插接件，包括與所述第一電氣連結(jié)部互相互補(bǔ)的第二電氣連結(jié)部和配置在與所述第一光學(xué)元件互補(bǔ)的位置上的第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件是發(fā)光元件，所述第二光學(xué)元件是光接收元件。
2.一種使光信息得以傳達(dá)的單元，其特征在于包括主體部和從該主體部突出的相互連接系統(tǒng)，所述相互連接系統(tǒng)，包括互相互補(bǔ)的第一和第二插接件，所述第一插接件，包括多個第一電氣連結(jié)部和多個第一光學(xué)元件，所述第二插接件，包括多個與所述第一電氣連結(jié)部互相互補(bǔ)的第二電氣連結(jié)部和多個配置在與所述第一電氣連結(jié)部互補(bǔ)的位置上的第二光學(xué)元件，所述多個第一和第二光學(xué)元件中的每一個第一和第二光學(xué)元件，分別由發(fā)光元件和光接收元件構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的單元，其特征在于所述相互連接系統(tǒng)，從單元的所述主體部外壁朝著該主體部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)這兩側(cè)延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的單元，其特征在于所述主體部具有多面體結(jié)構(gòu)，所述第一插接件配置在該主體部的第一面，所述第二插接件配置在該主體部的第二面；所述相互連接系統(tǒng)，在所述主體部的第三、第四面上包括互相互補(bǔ)的第三、第四插接件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單元，其特征在于進(jìn)一步在所述主體部的第五、第六面上包括互相互補(bǔ)的第五、第六插接件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單元，其特征在于所述第一和第二插接件各自包括多個從所述主體部外面突出的凸部和多個由該多個凸部包圍、相對下凹的凹部；配置有所述凸部和凹部，使得在配置有所述第一和第二插接件的所述主體部外面形成黑白相間的方格花紋；所述第一光學(xué)元件，配置在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端和至少一個所述凹部的底面上；所述第二光學(xué)元件，配置在所述第二插接件中的至少一個所述凸部的頂端和至少一個所述凹部的底面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單元，其特征在于在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端配置有發(fā)光元件；在所述第二插接件中的至少一個所述凹部的底面配置有光接收元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單元，其特征在于在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端配置有光接收元件；在所述第二插接件中的至少一個所述凹部的底面配置有發(fā)光元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單元，其特征在于在所述第一插接件中的至少一個所述凸部的頂端配置有至少一對發(fā)光元件和光接收元件；在所述第二插接件中的至少一個所述凹部的底面配置有至少一對光接收元件和發(fā)光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6到9中的任一個權(quán)利要求所述的單元，其特征在于所述主體部具有多面體結(jié)構(gòu)，所述第一插接件配置在該主體部的第一面上，所述第一插接件配置在該主體部的第二面上，所述相互連接系統(tǒng)，在所述主體部的第三及第四面上包括互相互補(bǔ)的第三及第四插接件，所述第三及第四插接件都包括多個從所述主體部外面突出的凸部和多個由該多個凸部包圍、相對下凹的凹部；配置所述第三及第四插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第三及第四插接件的所述主體部外面形成黑白相間的方格花紋。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單元，其特征在于進(jìn)一步在所述主體部的第五及第六面上包括互相互補(bǔ)的第五及第六插接件，所述第五及第六插接件都包括多個從所述主體部外面突出的凸部和多個由該多個凸部包圍、相對下凹的凹部；配置所述第五及第六插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第五及第六插接件的所述主體部外面形成黑白相間的方格花紋。
12.一種封裝器件，包括使光信息得以傳達(dá)的至少兩個單元，其特征在于每一個所述單元，包括至少一個第一插接件和與該第一插接件互相互補(bǔ)的至少一個第二插接件，通過將所述第一插接件和所述第二插接件連結(jié)起來以將所述單元和所述單元連接起來；通過所述單元和所述單元的連接，相鄰的兩個所述單元之間被機(jī)械地、電氣地以及光學(xué)地連結(jié)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝器件，其特征在于所述單元和所述單元連接在一起，能夠自由拼裝、拆開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的封裝器件，其特征在于通過所述單元和所述單元的連接，該單元二維地排列。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的封裝器件，其特征在于通過所述單元和所述單元的連接，該單元三維地排列。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝器件，其特征在于所述第一插接件包括第一電氣連結(jié)部，所述第二插接件包括第二電氣連結(jié)部，所述單元和所述單元通過所述第一及第二電氣連結(jié)部機(jī)械地連結(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝器件，其特征在于所述第一插接件包括第一光學(xué)元件陣列，所述第二插接件包括第二光學(xué)元件陣列；所述第一及第二光學(xué)元件陣列中的每一個陣列都包括發(fā)光元件和光接收元件；配置了所述第一及第二光學(xué)元件陣列，做到讓光信息從一個所述單元中的所述第一光學(xué)元件陣列的光學(xué)元件傳達(dá)到其它的所述單元中的所述第二光學(xué)元件陣列的光接收元件中，該第二光學(xué)元件陣列的發(fā)光元件將光信息傳達(dá)給該第一光學(xué)元件陣列的光接收元件中，在一個所述單元和其它所述單元之間進(jìn)行光信息交換。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的封裝器件，其特征在于一個所述單元中的所述第一光學(xué)元件陣列中的發(fā)光元件與其它所述單元中的所述第二光學(xué)元件陣列的光接收元件之間和所述第二光學(xué)元件陣列的光學(xué)元件和該第一光學(xué)元件陣列的光接收元件之間，各自留有間隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所示的封裝器件，其特征在于相隔的距離大于0mm小于等于50mm。
20.一種封裝器件，其特征在于包括讓光信息得以傳達(dá)的多個單元，所述單元和所述單元連接，可自由地拼裝、拆開；所述單元中的每一個單元，包括該單元之間的電氣連結(jié)元件和光學(xué)連結(jié)元件；相鄰的兩個所述單元之間的連接，光學(xué)地連結(jié)的該連接和光學(xué)地非連結(jié)的該連接混和在一起。
21.一種將多個權(quán)利要求1所述的單元連結(jié)起來以制造封裝器件的制造方法，其特征在于包括將第一所述單元的所述第一插接件配置成面對著第二所述單元的所述第二插接件的步驟；以及將所述第一單元的所述第一插接件和所述第二單元的所述第二插接件嵌合而連結(jié)起來，且能夠自由拼裝、拆開的步驟。
22.一種將多個權(quán)利要求2所述的單元連結(jié)起來以制造封裝器件的制造方法，其特征在于包括將第一所述單元的所述第一插接件配置成面對著第二所述單元的所述第二插接件的樣子的步驟；以及將所述第一單元的所述第一插接件和所述第二單元的所述第二插接件嵌合而連結(jié)起來，且能夠自由拼裝、拆開的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單元、封裝器件及其制造方法。在單元10上形成有第一插接件30和第二插接件40。這兩個插接件30、40互相互補(bǔ)，兩個單元10、10中讓第一插接件30和第二插接件40面對著面擠壓，電氣連結(jié)部31、41就嵌合到一起而進(jìn)行了電氣、機(jī)械連結(jié)。第一光學(xué)元件32和第二光學(xué)元件42配置在互相互補(bǔ)的位置上，若進(jìn)行了電氣連結(jié)和機(jī)械連結(jié)，第一光學(xué)元件32和第二光學(xué)元件42的頂端和頂端將接觸，以傳達(dá)光信號。于是，提供了一種通過互相連接起來便能夠傳達(dá)光信息和電氣信號二者的單元、讓該單元連接起來的封裝器件。
文檔編號H01L31/12GK1771471SQ20058000025
公開日2006年5月10日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者淺利琢磨, 霍根·丹尼爾 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社