光電子模塊和用于制造該光電子模塊的方法
【專利摘要】提出了一種用于制造設(shè)備（1）的方法。該設(shè)備包括至少一個(gè)光電子模塊（1），并且該方法包括創(chuàng)建包括襯底晶片（PW）和光學(xué)晶片（OW）的晶片堆（2）；其中，大量有源光學(xué)部件（E）被安裝在襯底晶片（PW）上，并且光學(xué)晶片（OW）包括大量無源光學(xué)部件（L）。光電子模塊（1）中的每個(gè)包括有源光學(xué)部件（E）中的至少一個(gè)和無源光學(xué)部件（L）中的至少一個(gè)。光學(xué)晶片（OW）能夠包括稱為阻擋部分的對(duì)于至少特定波長范圍而言至少基本上不透明的至少一個(gè)部分和稱為透明部分的對(duì)于至少所述特定波長范圍而言至少基本上不透明的至少一個(gè)其它部分。所述光電子模塊包括襯底構(gòu)件；光學(xué)構(gòu)件；安裝在所述襯底構(gòu)件上的至少一個(gè)有源光學(xué)部件；以及包括在所述光學(xué)構(gòu)件中的至少一個(gè)無源光學(xué)部件。所述光學(xué)構(gòu)件（OW）被直接地或間接地固定于所述襯底構(gòu)件（PW）。所述光電子模塊（1）能夠在在尺寸方面小且具有高對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)確度的同時(shí)具有優(yōu)良的可制造性。
【專利說明】光電子模塊和用于制造該光電子模塊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子學(xué)領(lǐng)域且更具體地涉及光電子部件的封裝和制造。更特別地，其涉及光電子模塊和制造該光電子模塊的方法及包括此類模塊的器械和電子設(shè)備，尤其是其中該模塊包括光發(fā)射體。本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求的開放條款的方法和裝置。
[0002]術(shù)語定義
“有源光學(xué)部件”:光感測或光發(fā)射部件。例如，光電二極管、圖像傳感器、LED、0LED、激光器芯片。
[0003]“無源光學(xué)部件”:通過折射和/或衍射和/或反射使光改向的光學(xué)部件，諸如透鏡、棱鏡、反射鏡或光學(xué)系統(tǒng)，其中，光學(xué)系統(tǒng)是此類光學(xué)部件的集合，可能還包括諸如孔徑光欄、圖像屏幕、保持器之類的機(jī)械元件。
[0004]“光電子模塊”:其中包括至少一個(gè)有源和至少一個(gè)無源光學(xué)部件的部件。
[0005]“復(fù)制”利用其來重新產(chǎn)生給定結(jié)構(gòu)或其底片(negative)的技術(shù)。例如，蝕刻、模壓、壓印、鑄造、成型。
[0006]“晶片”:基本上盤狀或板狀形狀的物品，其在一個(gè)方向(z方向或垂直方向)上的延伸相對(duì)于其在其它兩個(gè)方向(X和I方向或橫向方向)上的延伸而言是小的。通常，在(非空白)晶片上，在其中布置或提供多個(gè)類似結(jié)構(gòu)或物品，通常是在矩形格柵上。晶片可具有開口或孔，并且晶片甚至可以在其橫向區(qū)域的主要部分中沒有材料。雖然在許多情境下，將晶片理解成主要地由半導(dǎo)體材料制成，但在本專利申請(qǐng)中，這明確地并不是限制。因此，晶片可主要地由例如半導(dǎo)體材料、聚合材料、包括金屬和聚合物或聚合物和玻璃材料的復(fù)合材料制成。特別地，結(jié)合提出的發(fā)明，諸如熱或UV可固化聚合物之類的可硬化材料是令人感興趣的晶片材料。
[0007]“橫向”:參考“晶片”
“垂直”:參考“晶片”
“光”:最一般地電磁輻射；更特別地電磁波譜的紅外、可見或紫外部分的電磁輻射。
【背景技術(shù)】
[0008]根據(jù)制造光電子模塊的已知方式，相對(duì)于單個(gè)無源有源光學(xué)部件布置并對(duì)準(zhǔn)單個(gè)已封裝有源光學(xué)部件，并且該部件相對(duì)于彼此被固定。
[0009]US 5912872公開了一種集成光學(xué)裝置，其包括具有光源和與之鄰近地安裝的檢測器的光學(xué)透明襯底。襯底包括在從光源到遠(yuǎn)程目標(biāo)的傳輸路徑中光學(xué)元件。
[0010]光學(xué)兀件將光分開成多于一個(gè)束。檢測器接收被目標(biāo)反射的束。創(chuàng)建多于一個(gè)束、將多于一個(gè)束指引到目標(biāo)上并將多于一個(gè)射束從目標(biāo)指引到檢測器所需的所有光學(xué)元件是在襯底和/或被結(jié)合到襯底的任何結(jié)構(gòu)上。公開了在晶片級(jí)上制造集成光學(xué)裝置的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的一個(gè)目的是創(chuàng)建一種制造光電子模塊的替換方式。更特別地，將提供一種制造光電子模塊的特別快速的方式和/或制造光電子模塊的特別簡單的方式。另外，將提供相應(yīng)的光電子模塊、包括此類光電子模塊的電子設(shè)備和包括大量此類光電子模塊的器械。
[0012]本發(fā)明的另一目的是提供一種具有特別良好的可制造性的光電子模塊和對(duì)應(yīng)的制造方法。
[0013]本發(fā)明的另一目的是提供可在特別低數(shù)目的制造步驟中制造的光電子模塊和對(duì)應(yīng)的制造方法。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供一種制造光電子模塊的方式，其是特別穩(wěn)定的制造過程。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種特別好地適合于批量生產(chǎn)的用于制造光電子模塊的方法。
[0016]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于制造光電子模塊的方法，其涉及到改善的處理，特別是簡化的處理。
[0017]本發(fā)明的另一目的是提供一種具有特別準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)的光電子模塊和對(duì)應(yīng)的制造方法。
[0018]本發(fā)明的另一目的是提供一種尺寸特別小的光電子模塊。
[0019]本發(fā)明的另一目的是提供一種光電子模塊，其被良好地保護(hù)防止從模塊出來的非期望光發(fā)射和/或防止光到模塊中的非期望進(jìn)入。
[0020]本發(fā)明的另一目的是提供包括至少一個(gè)光電子模塊的特別小的電子設(shè)備。
[0021]另外的目的從以下的描述和實(shí)施例中顯現(xiàn)。
[0022]這些目的中的至少一個(gè)至少部分地由根據(jù)專利權(quán)利要求的裝置和方法實(shí)現(xiàn)。
[0023]發(fā)明的一般方面
在本發(fā)明的一般方面中，所述方法是一種用于制造設(shè)備的方法，該設(shè)備包括至少一個(gè)光電子模塊，所述方法包括如下步驟:c)創(chuàng)建包括稱為襯底晶片的第一晶片和稱為光學(xué)晶片的第二晶片的晶片堆；其中，大量的有源光學(xué)部件被安裝在所述襯底晶片上，并且所述光學(xué)晶片包括大量的無源光學(xué)部件，并且其中，所述光電子模塊中的每一個(gè)包括所述有源光學(xué)部件中的至少一個(gè)和所述無源光學(xué)部件中的至少一個(gè)。
[0024]此類晶片級(jí)制造僅要求數(shù)目非常少的制造步驟。并且另外，可實(shí)現(xiàn)的對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)確度(特別是對(duì)于橫向?qū)?zhǔn))是非常高的。而且，可實(shí)現(xiàn)的過程穩(wěn)定性是高的。這種方法非常好地適合于批量生產(chǎn)。
[0025]此外，可能是在組裝中使用之前提供不要求進(jìn)一步封裝的已封裝光電子模塊。在晶片級(jí)上已經(jīng)能夠存在所有必需的外殼部分，并且執(zhí)行分離的步驟(下面參考步驟d))能夠容易地獲得包括所有其外殼部分的已封裝光電子封裝。
[0026]設(shè)備可以是例如所述光電子模塊，但是該設(shè)備還可以是所述晶片堆。并且，設(shè)備可以是包括所述光電子模塊的裝置，例如包括所述光電子模塊的電子設(shè)備，諸如智能電話，或者照相設(shè)備，例如照片照相機(jī)或視頻照相機(jī)。
[0027]至少如果設(shè)備是所述光電子模塊或包括所述光電子模塊中的一個(gè)或兩個(gè)，則所述方法通常包括如下步驟 d)將所述晶片堆分離成大量所述光電子模塊。
[0028]該分離(或切割)能夠通過例如利用諸如鋸(切割鋸或晶片鋸)或打孔切割器之類的機(jī)械工具或利用激光器來完成。
[0029]通常，在晶片級(jí)上并且還在每個(gè)光電子模塊中，已經(jīng)為所述有源光學(xué)部件中的每一個(gè)分配有所述無源光學(xué)部件中的至少一個(gè)。
[0030]有源光學(xué)部件可以是已封裝部件，但也可能是提供以裸片的形式(即以未封裝形式)來使用的有源光學(xué)部件。后者將通常允許制造較小的光電子模塊。
[0031]在光學(xué)晶片的制造中和/或在襯底晶片的制造中，能夠使用復(fù)制。這能夠促進(jìn)光電子模塊的高效制造。
[0032]在本發(fā)明的一般方面的一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括如下步驟
a)提供所述襯底晶片；和/或如下步驟
b)提供所述光學(xué)晶片。
[0033]在本發(fā)明的一般方面的一個(gè)實(shí)施例中，可將其與該一般方面的之前論述的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)相組合，該方法包括如下步驟
e)利用拾取和放置將所述有源光學(xué)部件放置在所述第一晶片上。
[0034]這能夠例如使用拾取和放置機(jī)器來完成。拾取和放置是能夠在晶片級(jí)上良好地執(zhí)行的快速過程，提供高的放置準(zhǔn)確度。
[0035]在本發(fā)明的一般方面中，所述光電子模塊包括 一襯底構(gòu)件；
一光學(xué)構(gòu)件；
一安裝在所述襯底構(gòu)件上的至少一個(gè)有源光學(xué)部件；
一包括在所述光學(xué)構(gòu)件中的至少一個(gè)無源光學(xué)部件；
其中，所述光學(xué)構(gòu)件被直接地或間接地固定于所述襯底構(gòu)件。
[0036]在特定實(shí)施例中，光電子模塊的垂直輪廓的外邊界(即在到橫向平面的投影中的由光電子模塊描述的形狀的外邊界)基本上描述了矩形形狀。這能夠?qū)崿F(xiàn)增強(qiáng)的可制造性(也參考上面提到的分離步驟d))。
[0037]本發(fā)明包括具有根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)方法的特征的光電子模塊，并且反之亦然，還包括具有根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)光電子模塊的特征的方法。
[0038]光電子模塊的優(yōu)點(diǎn)基本上對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)方法的優(yōu)點(diǎn)，并且反之亦然，所述方法的優(yōu)點(diǎn)基本上對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)光電子模塊的優(yōu)點(diǎn)。
[0039]在本發(fā)明的一般方面中，所述器械包括根據(jù)本發(fā)明的大量光電子模塊，其中，所述器械包括稱為襯底晶片的第一晶片和稱為光學(xué)晶片的第二晶片，其中，所述大量襯底構(gòu)件被包括在所述襯底晶片中，并且所述大量光學(xué)構(gòu)件被包括在所述光學(xué)晶片中。
[0040]在本發(fā)明的一般方面中，所述電子設(shè)備包括印刷電路板(PCB)和安裝在所述印刷電路板上的根據(jù)本發(fā)明的光電子模塊。此類電子設(shè)備可以是例如手持式通信設(shè)備，諸如智能電話。該設(shè)備還可以是照相設(shè)備，諸如照片照相機(jī)。
[0041]可以將本發(fā)明的一般方面與下面討論的本發(fā)明的幾個(gè)更特定方面組合。
[0042]本發(fā)明的第一方面
在本發(fā)明的第一方面中，所述有源光學(xué)部件是發(fā)光部件。更特別地，所述電光部件是發(fā)光構(gòu)件，諸如發(fā)光二極管(LED)、激光器、有機(jī)LED (OLED)，例如至少主要地用于發(fā)射可見光和/或紅外光。特別地，所述光電子模塊中的每一個(gè)確切地包括一個(gè)發(fā)光構(gòu)件。
[0043]在本發(fā)明的此第一方面中，所述第一晶片通常將未被提供有其它類型的有源光學(xué)部件，而是被提供有發(fā)光構(gòu)件，并且因此，通常將不存在所述光電子模塊中包括的其它類型的有源光學(xué)部件，而是存在發(fā)光構(gòu)件。
[0044]例如，光電子模塊是閃光模塊(即用于發(fā)射諸如在攝影中使用的閃光的部件)，例如在緊湊式照片照相機(jī)中或在手持式通信設(shè)備(諸如智能電話或手持式通信設(shè)備)中。因此制造的設(shè)備還可以是諸如先前指定的那些之類的電子設(shè)備。在光電子模塊是閃光模塊的情況下，所述發(fā)光構(gòu)件通常是高強(qiáng)度短脈沖光發(fā)射體，諸如在現(xiàn)在的照片照相機(jī)或智能電話中使用的LED。特別地，可以使用稱為“高亮度LED”的LED。
[0045]在本發(fā)明的此第一方面中，無源光學(xué)元件包括或者通常是透鏡構(gòu)件。并且在許多應(yīng)用中，在光電子模塊的每個(gè)中確切地提供一個(gè)透鏡構(gòu)件。例如，在每個(gè)光電子模塊中將包括一個(gè)透鏡，無論其是衍射還是折射還是衍射和折射透鏡，通常被分配有一個(gè)發(fā)光構(gòu)件，諸如高強(qiáng)度短脈沖光發(fā)射體。透鏡構(gòu)件包括至少一個(gè)透鏡元件，其中，可能的是透鏡構(gòu)件由兩個(gè)或更多透明部分構(gòu)成。
[0046]本發(fā)明的第二方面
在本發(fā)明的第二方面中，所述光學(xué)晶片和所述光學(xué)構(gòu)件分別地包括稱為不透明部分或阻擋部分的至少一個(gè)部分，其至少對(duì)于特定波長范圍而言至少基本上是不透明的，以及稱為透明部分的至少一個(gè)其它部分，其至少對(duì)于所述特定波長范圍而言是至少基本上透明的。注意到術(shù)語波長范圍并不意味著其是鄰近的。通常，所述特定波長范圍是用于所述大量有源光學(xué)部件的至少一部分、特別是用于所述大量有源光學(xué)部件全部的特性。例如，在作為有源光學(xué)部件的檢測器的情況下，所述特定波長范圍是可被檢測器或其一部分檢測的光的波長范圍，并且在作為有源光學(xué)部件的發(fā)光部件的情況下，所述特定波長范圍是可由發(fā)光部件或其一部分發(fā)射的光的波長范圍。當(dāng)在本專利申請(qǐng)中提及“透明”或“不透明”時(shí)，其指的是此類波長范圍。
[0047]阻擋部分能夠保持(固定)一個(gè)或多個(gè)透明部分，并且同時(shí)，抑制不需要的光的傳播，例如通過用作光圈和/或通過避免光沿著非期望路徑離開或進(jìn)入光電子模塊；當(dāng)阻擋部分形成光電子模塊的外殼的一部分時(shí)尤其是后者。
[0048]規(guī)定光學(xué)構(gòu)件包括一個(gè)阻擋部分和一個(gè)透明部分或者甚至由其構(gòu)成可以是完全足夠的。然而，光學(xué)晶片通常將包括大量的透明部分，通常是每個(gè)相關(guān)聯(lián)無源光學(xué)部件一個(gè)透明部分，然而可能規(guī)定一個(gè)阻擋部分是足夠的。能夠規(guī)定光學(xué)晶片包括一個(gè)阻擋部分和大量透明部分或者甚至由其構(gòu)成。
[0049]能夠規(guī)定論述的透明性和不透明性分別地是由于所述透明部分和所述阻擋部分所被分別制作的材料而引起的。
[0050]特別地，所述阻擋部分能夠基本上由一種材料制作，例如聚合材料，諸如已固化的可固化環(huán)氧樹脂。用于制造所述阻擋部分的特別適當(dāng)?shù)牟牧鲜强捎不牧?，比如可固化材料，其中，能夠通過加熱或通過用光、例如紫外光照射來完成固化，其中，因?yàn)樽钃醪糠值牟煌该鲗傩栽谠S多情況下加熱將比照射更合適。
[0051]能夠例如利用復(fù)制、更特別地使用模壓來制造阻擋部分。這在提供適合于批量生產(chǎn)的穩(wěn)定制造工藝方面可以是非常高效的。在使用模壓的示例性復(fù)制工藝中，將結(jié)構(gòu)化表面模壓成液體、粘性或塑形可變形材料(復(fù)制材料)，然后例如通過使用紫外輻射或加熱的固化來使材料硬化，并且然后去除結(jié)構(gòu)化表面。因此，獲得結(jié)構(gòu)化表面的復(fù)制品(在這種情況下其是復(fù)制陰模)。用于復(fù)制的適當(dāng)材料是例如可硬化(更特別地可固化)聚合材料，例如環(huán)氧樹脂，或者其它復(fù)制材料，即在硬化步驟中(更特別地在固化步驟中)從液體、粘性或塑性可變形狀態(tài)到固態(tài)中的可轉(zhuǎn)化的材料。復(fù)制是已知技術(shù)，對(duì)于關(guān)于此技術(shù)的更多細(xì)節(jié)參考例如 WO 2005/083789 A2。
[0052]可能的是規(guī)定尤其是如果由復(fù)制形成的話將(所述光學(xué)晶片和所述光學(xué)構(gòu)件的)所述阻擋部分具體實(shí)施為整體部分。這在簡化制造工藝方面可以是非常高效的。
[0053]能夠設(shè)計(jì)光學(xué)晶片并且還有光電子模塊，使得由所述(或一個(gè))阻擋部分來橫向地圍繞每個(gè)透明部分。
[0054]光學(xué)晶片和光學(xué)構(gòu)件的透明部分中的每個(gè)通常包括無源光學(xué)部件中的一個(gè)或幾個(gè)，通常更確切地說是一個(gè)。
[0055]并且在透明部分的制造中，可特別地在無源光學(xué)部件的制造中包括復(fù)制步驟。相應(yīng)地，透明部分可至少部分地由已硬化可硬化材料、特別是已固化可固化材料(例如諸如環(huán)氧樹脂之類的聚合材料)制成。
[0056]設(shè)備、特別是晶片堆或光電子模塊的制造可包括如下步驟 d)制造所述光學(xué)晶片；
其中，步驟d)包括如下步驟
dl)提供前體晶片，其基本上由不透明材料制成，該不透明材料在其中認(rèn)為設(shè)置所述透明部分的位置具有開口；
d5)在所述開口中的每個(gè)中產(chǎn)生所述無源光學(xué)部件中的至少一個(gè)，確切地說通常一個(gè)。
[0057]如前面提到的，術(shù)語透明的和不透明的指的是上面提到的特定波長范圍。
[0058]步驟dl)和d5)能夠促進(jìn)制造所述光學(xué)晶片的特別高效的方式。
[0059]前體晶片能夠包括所述至少一個(gè)阻擋部分。存在制造前體晶片的不同方式。制造前體晶片的一種方式使用例如如上面所描述的復(fù)制。這可以是非常高效的。
[0060]當(dāng)在所述復(fù)制期間執(zhí)行硬化步驟(例如固化步驟)時(shí)，這將更合適地由加熱來完成，因?yàn)樽钃醪糠值牟煌该鞑牧系牟煌该餍栽谠S多情況下可由用于將被用于完成輻射硬化的輻射的不透明性伴隨。
[0061]對(duì)復(fù)制的替換是利用鉆孔或蝕刻來創(chuàng)建所述開口。如果將成型用于制造前體晶片，則使用成型、硬質(zhì)塑料注入成型可以是用于各種應(yīng)用的特別適當(dāng)?shù)姆椒ā?br> [0062]存在產(chǎn)生透明部分且更特別地?zé)o源光學(xué)部件的至少兩個(gè)方式，即執(zhí)行步驟d5): 一個(gè)人能夠例如通過復(fù)制將透明部分或者至少無源光學(xué)部件制造為整體部分，使得無
源光學(xué)部件(例如透鏡)被設(shè)置在前體晶片的開口中。例如在US2011/043923A1中公開了通過復(fù)制在晶片中的開口中產(chǎn)生透鏡的方式。
[0063]或者，一個(gè)人能夠?qū)⑼该鞑糠只蛘咧辽贌o源光學(xué)部件制造為由至少兩個(gè)部分構(gòu)成的一部分。特別有趣的是首先制造半成品部分，其包括透明元件，前體晶片的開口的每個(gè)中一個(gè)，其中，透明元件中的每個(gè)具有基本上垂直于垂直方向的兩個(gè)相對(duì)的至少大致扁平的表面。[0064]因此，在該情況下，步驟d)包括如下步驟 d2)至少部分地用透明材料來填充所述開口。
[0065]通常，在步驟d2)期間，所述透明材料處于液體或粘性狀態(tài)中，并且在步驟d2)之后，執(zhí)行如下的步驟
d3)使所述透明材料硬化；
特別地，其中，所述硬化包括固化。
[0066]能夠使用分配器來執(zhí)行步驟d2 )。在其中每次能夠填充所述開口中的一個(gè)或幾個(gè)。對(duì)使用分配器的替換是使用例如類似于在絲網(wǎng)印刷工藝中使用的涂刷工藝。
[0067]這樣獲得的半成品部分通常是不具有穿透晶片的孔(或者至少?zèng)]有在透明部分所在的區(qū)域中穿透晶片的孔)的晶片。根據(jù)前體晶片、尤其是在垂直方向上其具有的褶皺或突出體的形狀(如在垂直截面中可見的)，在進(jìn)行形成無源光學(xué)部件之前對(duì)這樣獲得的晶片施加拋光步驟是可能的并且可以是有益的。
[0068]如果執(zhí)行步驟d2)和d3)，則步驟d5)可包括如下步驟
d55)通過在所述大量透明元件中的每一個(gè)上產(chǎn)生至少一個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生所述大量的無源光學(xué)部件。
[0069]通常，提供所述至少一個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)是為了影響、特別是為了引導(dǎo)光、更特別地是為了使光改向。例如，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)可以是或者包括透鏡元件，但是也可提供使用全內(nèi)反射(TIR)的棱鏡、反射鏡和光學(xué)結(jié)構(gòu)。
[0070]可以例如使用復(fù)制、例如使用模壓、例如以如上文針對(duì)阻擋部分更詳細(xì)地描述的方式來執(zhí)行步驟d55)。
[0071]如將認(rèn)識(shí)到的，還能夠?qū)⒈景l(fā)明的第二方面與本發(fā)明的第一方面組合。這能夠例如幫助確保發(fā)射光僅沿期望路徑離開光電子模塊。
[0072]本發(fā)明的第三方面
襯底晶片可以一至少在所述有源光學(xué)部件被安裝在其中的區(qū)域中一是不透明的。但是在本發(fā)明的第三方面中，所述有源光學(xué)元件每個(gè)具有光學(xué)活性表面，并且襯底晶片至少部分地是透明的，并且有源光學(xué)部件被以這樣的方式安裝在襯底晶片上，即其相應(yīng)的光學(xué)活性表面在其中襯底晶片是透明的位置面對(duì)所述襯底晶片。術(shù)語“部分地透明”再次指的是前面提到的特定波長范圍。光學(xué)活性表面是有源光學(xué)部件的表面的一部分，其中光能夠進(jìn)入有源光學(xué)部件以被有源光學(xué)部件檢測，或者由有源光學(xué)部件可從其發(fā)射光。后者通常是當(dāng)光電子模塊是諸如LED之類的光發(fā)射體時(shí)的情況，前者是當(dāng)光電子模塊是諸如光電二極管之類的檢測器時(shí)。
[0073]此類晶片可以是例如諸如玻璃板或透明聚合材料的板之類的透明板。針對(duì)某些應(yīng)用，如果并非整個(gè)襯底是透明的而是僅僅其各部分，則其可能是有益的。這可以對(duì)更精確地引導(dǎo)光和對(duì)抑制非期望光傳播、例如對(duì)產(chǎn)生更明確地限定的光錐或?qū)H檢測來自預(yù)定義入射方向的光是有益的。例如，能夠與上文在本發(fā)明的第二方面中針對(duì)光學(xué)晶片已經(jīng)描述的類似地實(shí)現(xiàn)襯底晶片。在那里已關(guān)于光學(xué)晶片或其制造所描述的全部內(nèi)容可應(yīng)用于第三方面的襯底晶片。其中，襯底晶片包括無源光學(xué)部件是可選的(并且非必需的)。襯底晶片可以是例如上文已描述為前體晶片的東西，被分配有源光學(xué)部件的光學(xué)活性表面的襯底晶片中的孔或開口充當(dāng)透明部分，不透明部分圍繞孔或開口，阻擋由有源光學(xué)部件發(fā)射或可被其檢測的光?；蛘?，襯底可以是例如上文已被描述為半成品部分的東西，被分配有源光學(xué)部件的光學(xué)活性表面的襯底晶片中的透明元件充當(dāng)透明部分，不透明部分圍繞該孔或開口，阻擋由有源光學(xué)部件發(fā)射或可被其檢測的光。
[0074]襯底晶片被具體實(shí)施為印刷電路板(PCB)或?yàn)橛∷㈦娐钒褰M件(PCBA)是可能的。這將是本發(fā)明的第三與第四方面的組合(參見下文XPCB或PCBA可以例如具有諸如通過鉆孔而制造的孔，其充當(dāng)被分配有源光學(xué)部件的光學(xué)活性表面的透明部分，并且可以在有源光學(xué)部件的電接觸與PCB的電接觸之間提供電連接。此類電連接可同時(shí)充當(dāng)將有源光學(xué)部件固定于PCB的機(jī)械連接，其中，可能地，可存在促進(jìn)有源光學(xué)部件到襯底晶片的固定的另外的裝備?；旧螾CB (不考慮金屬)所被制作的印刷電路板(PCB)材料可以例如是剛性或柔性PCB材料、纖維加強(qiáng)或非纖維加強(qiáng)材料，其可以是基于環(huán)氧樹脂的，諸如FR4或聚酰亞胺。
[0075]能夠利用拾取和放置(例如使用在電子行業(yè)中已知的拾取和放置機(jī)器)將有源光學(xué)元件放置在襯底晶片上。
[0076]例如通過將它們與之結(jié)合(諸如通過特別是使用熱固和/或UV固化膠合劑的膠合)來將有源光學(xué)部件固定于襯底晶片是可能的。有源光學(xué)部件到襯底晶片的電連接不是必需的，而是選項(xiàng)。如果例如有源光學(xué)部件未被電連接到襯底晶片，則規(guī)定有源光學(xué)部件的電接觸被用作制造的光電子模塊的電接觸是可能的，或者，例如可以提供另一(附加，第二)襯底晶片以便對(duì)有源光學(xué)部件進(jìn)行電接觸。
[0077]在后種情況下，該附加(第二)襯底晶片能夠提供要制造的光電子模塊的電接觸。應(yīng)注意的是在某些情況下，例如當(dāng)通過焊接來完成到附加(第二)襯底晶片的電連接時(shí)，通過合適的固定于第一襯底晶片可實(shí)現(xiàn)的有源光學(xué)部件的(橫向)定位準(zhǔn)確度能夠容易地遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于通過固定于第二襯底晶片可實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確度。在這種情況下，通常將在創(chuàng)建到第一襯底晶片的固定之后(或者至少不在之前)創(chuàng)建到第二襯底晶片的電連接。
[0078]附加(第二)襯底晶片可以是例如PCB或PCBA。如果例如無源光學(xué)部件的占位空間(footprint)小于對(duì)于要制造的光電子模塊而言所期望的，則因此能夠?qū)⒏郊右r底晶片用于加寬占位空間并提供對(duì)于光電子模塊而言所期望的占位空間。
[0079]下面結(jié)合本發(fā)明的第四方面來給出關(guān)于光電子模塊的電接觸和可在本發(fā)明的第三方面內(nèi)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用的將有源光學(xué)部件進(jìn)行電接觸的可能性的細(xì)節(jié)。
[0080]如將認(rèn)識(shí)到的，能夠?qū)⒈景l(fā)明的第三方面與本發(fā)明的第一和/或第二方面組合。
[0081]容易理解的是雖然主要地，上文已提到了晶片，但相同或類似的考慮適用于光電子模塊的對(duì)應(yīng)構(gòu)件和使用所描述晶片制造的光電子模塊。這也適用于下面更多的正文。
[0082]本發(fā)明的第四方面
在本發(fā)明的第四方面中，在有源光學(xué)部件與襯底晶片之間存在電連接。這允許使用襯底晶片對(duì)有源光學(xué)部件的電連接進(jìn)行重新布線。襯底晶片可以是例如PCB或PCBA。通常，襯底晶片將主要地由不透明材料制成；結(jié)合本發(fā)明的第三方面，例如以襯底晶片中的孔或開口的形式在襯底晶片中提供透明部分是可能的。
[0083]能夠利用例如通孔技術(shù)或表面安裝技術(shù)(SMT)來完成有源光學(xué)部件與襯底晶片之間的電連接，特別是如果將有源光學(xué)部件提供為已封裝部件。但是特別是如果將有源光學(xué)部件提供為裸片，則能夠利用例如線結(jié)合或芯片倒裝技術(shù)或使用導(dǎo)電膠合劑或利用這些中的至少兩個(gè)的組合來完成有源光學(xué)部件與襯底晶片之間的電連接；例如，利用導(dǎo)電膠合劑用其非發(fā)光側(cè)將裸片電氣地和機(jī)械地連接到襯底晶片，并利用線結(jié)合來創(chuàng)建裸片的相對(duì)(發(fā)光)側(cè)到襯底晶片之間的電連接。
[0084]在本發(fā)明的其它方面中，還可以例如在有或沒有附著焊球的情況下通過接觸焊盤或者通過弓I線框架接觸來提供光電子模塊的電接觸。在其中存在電接觸的本發(fā)明的其它方面中，還可以例如通過接觸焊盤或通孔來提供襯底晶片的電接觸。
[0085]一般地，能夠?qū)⒈景l(fā)明的第四方面與上面描述的本發(fā)明的第一和/或第二和/或第三方面組合。關(guān)于完全透明襯底晶片(其是第三方面的可能實(shí)施例)與第四方面的組合，應(yīng)注意的是可能是提供用于完成電接觸的透明材料，例如諸如ITO (氧化銦錫)、ZnO (氧化鋅)或SnO2 (氧化錫)之類的透明導(dǎo)電氧化物。
[0086]在本發(fā)明的第四和第三方面的組合中，可能是規(guī)定提供有兩個(gè)襯底晶片，如上文已結(jié)合本發(fā)明的第三方面所提到的。其中，可能是規(guī)定首先將有源光學(xué)部件放置在根據(jù)第三方面的襯底(是透明的或具有透明部分)上并(機(jī)械地)固定于襯底，并且然后完成到根據(jù)第四方面的襯底的電連接。但是也可能是使此順序相反，即首先將有源光學(xué)部件放置在根據(jù)第四方面的襯底上，并建立有源光學(xué)部件與該襯底之間的電連接，并且然后將有源光學(xué)部件(機(jī)械地)固定于第二 (至少部分透明)襯底。并且甚至可能是將有源光學(xué)部件放置在這些襯底中的一個(gè)上且然后基本上同時(shí)地建立兩個(gè)連接(到一個(gè)襯底晶片的電連接和到另一襯底晶片的機(jī)械連接)，例如通過加熱，諸如使結(jié)合材料加熱固化(用于到根據(jù)第三方面的襯底的機(jī)械連接)，并且還將焊膏熔化或?qū)?dǎo)電膠合劑固化(用于到根據(jù)第四方面的襯底的電連接)。
[0087]在其中將有源光學(xué)部件連接到兩個(gè)襯底晶片的實(shí)施例中，例如類似于前面描述的，有源光學(xué)部件將通常被布置在這兩個(gè)晶片之間，即有源光學(xué)部件被僅僅機(jī)械地固定到的那一個(gè)襯底晶片將被布置在有源光學(xué)部件的一側(cè)，通常在有源光學(xué)部件的所述光學(xué)活性表面面朝的那側(cè)，并且(有源光學(xué)部件被電連接到的)另一襯底晶片將被布置在有源光學(xué)部件的另一側(cè)(通常在與那側(cè)相對(duì)的側(cè)，有源光學(xué)部件的所述光學(xué)活性表面面朝該側(cè))。
[0088]更一般地，一個(gè)人還可以規(guī)定能夠省去到一個(gè)襯底晶片的(機(jī)械)固定(根據(jù)本發(fā)明的第三方面)，使得在對(duì)應(yīng)的晶片堆中，有源光學(xué)部件被布置在該襯底晶片與根據(jù)第四方面的襯底晶片之間，被電連接到后者。該電連接通常還將提供到相應(yīng)的襯底晶片的機(jī)械連接，并且還可能是規(guī)定能夠由附加的機(jī)械固定來補(bǔ)充電連接，例如通過將有源光學(xué)部件結(jié)合到根據(jù)本發(fā)明的第四方面的襯底。
[0089]本發(fā)明的第五方面
在本發(fā)明的第五方面中，提供了確保所述襯底晶片與所述光學(xué)晶片之間的明確限定(且通常也是預(yù)定義)的距離的裝置。有源和無源光學(xué)部件的精確垂直布置一般地對(duì)于制造高質(zhì)量光電子模塊而言是重要的。(注意到橫向?qū)?zhǔn)也是重要的；但是這通常能夠在晶片規(guī)模上的制造來很好地完成，如一般地在本專利申請(qǐng)中提出的。)更具體地，這些裝置可以是至少部分地不透明的，例如通過基本上由不透明材料制成，其中，此類材料可以特別地是聚合材料和/或已硬化的可硬化材料，諸如可固化材料，例如可固化環(huán)氧樹脂。這能夠幫助抑制光在非期望方向上的傳播，類似于結(jié)合本發(fā)明的第二方面針對(duì)具有至少一個(gè)阻擋部分的光學(xué)晶片已經(jīng)解釋的。[0090]此外，先前論述的裝置可形成要制造的光電子模塊的外殼的一部分。這能夠大大地增強(qiáng)和/或簡單光電子模塊的制造，并且在那種情況下其可能對(duì)提供裝置的先前論述的(至少部分)不透明性是特別有用的。
[0091]存在提供此類裝置的至少三種方式。一個(gè)人將規(guī)定以稱為間隔物晶片的晶片的形式來提供這些裝置，間隔物晶片與所述襯底晶片或所述光學(xué)晶片不同。此類間隔物晶片能夠基本上由已硬化可硬化材料，諸如例如環(huán)氧樹脂之類的已固化可固化材料制成。并且可使用復(fù)制來制造此類間隔物晶片。另一方式是規(guī)定這些裝置構(gòu)成光學(xué)晶片的一部分。這能夠幫助使制造步驟的數(shù)目最小化。這如同光學(xué)晶片和間隔物晶片是同一部分和/或例如間隔物晶片的至少一部分(通常是完整的間隔物晶片)和光學(xué)晶片的至少一部分形成整體部分。第三種方式是規(guī)定這些裝置構(gòu)成襯底晶片的一部分。這也能夠幫助使制造步驟的數(shù)目最小化。這如同襯底晶片和間隔物晶片是同一部分和/或例如間隔物晶片的至少一部分(通常是完整的間隔物晶片)和襯底晶片的至少一部分形成整體部分。在提供與光學(xué)晶片或與襯底晶片不同的間隔物晶片的情況下，該間隔物晶片當(dāng)然能夠另外履行更多的功能，諸如前面提到的促進(jìn)已制造光電子模塊的(外部)外殼并阻擋非期望光傳播的可能性。
[0092]當(dāng)在光學(xué)晶片或襯底晶片的制造期間使用復(fù)制時(shí)，這能夠可能是有用的并節(jié)省制造步驟。例如，能夠利用復(fù)制來制造整體部分，其由例如已固化、不透明復(fù)制材料制成，并且其形成光學(xué)晶片或襯底晶片的至少一個(gè)阻擋部分(不透明部分)，并且還形成用于限定有源光學(xué)部件與無源光學(xué)部件之間的距離(通常是垂直距離)的裝置。
[0093]本發(fā)明的第六方面
本發(fā)明的第六方面指的是制造包括至少一個(gè)光電子模塊的設(shè)備期間、更特別地制造光電子模塊期間的制造步驟的順序。建議首先提供光學(xué)晶片和用于確保無源和有源光學(xué)部件之間的明確限定的垂直距離的裝置，其中這些裝置或其至少一部分可被包括在光學(xué)晶片中，或者可以是不同的部分且尤其是整體部分，和/或其中這些裝置由兩個(gè)或更多部分構(gòu)成。只有當(dāng)提供了此晶片或者如果光學(xué)晶片和所述裝置包括至少兩個(gè)分離的部分，當(dāng)提供了對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或更多個(gè)晶片并將其相對(duì)于彼此固定時(shí)，有源光學(xué)部件通常被單個(gè)地附著于所述裝置或安裝在所述裝置上，例如使用拾取和放置工藝，或者晶片方法(即通附著在其上面安裝大量有源光學(xué)部件的晶片)。這能夠使得實(shí)現(xiàn)有源光學(xué)部件相對(duì)于無源光學(xué)部件的特別聞的對(duì)準(zhǔn)精度是可能的。
[0094]能夠?qū)⒋说诹矫媾c本發(fā)明的第一至第五方面中的一個(gè)或多個(gè)組合。
[0095]例如，制造了諸如閃光模塊(參考本發(fā)明的第一方面)之類的發(fā)光光電子模塊，包括制造可以部分地不透明(參考本發(fā)明的第二方面)的光學(xué)晶片，其中，提供了可基本上不透明(參考本發(fā)明的第五方面)的間隔物晶片并將其附著于光學(xué)晶片，或者光學(xué)晶片包括類似于間隔物晶片一樣起作用的突出體。
[0096]然后，附著有源光學(xué)部件(通常機(jī)械地且通常不是電氣地)。這可通過有源光學(xué)部件到光學(xué)晶片上或者(如果存在的話)到間隔物晶片上的拾取和放置來完成。或者，通過向光學(xué)晶片或間隔物晶片附著另一晶片(即在其上面布置有源光學(xué)部件的襯底晶片)來附著有源光學(xué)部件，在該情況下，已預(yù)先將有源光學(xué)部件安裝在或附著于該附加晶片(襯底晶片)上。
[0097]附著有源光學(xué)部件的又一可能性是向光學(xué)晶片或(如果存在的話)間隔物晶片附著另一晶片(即襯底晶片)，并且然后，將有源光學(xué)部件安裝在襯底晶片上，其中還可能是在一個(gè)工藝步驟中且因此基本上同時(shí)地執(zhí)行將襯底晶片附著于另一晶片并將有源光學(xué)部件附著于襯底晶片的步驟，例如通過加熱(諸如在回流爐中)，加熱完成諸如膠合劑和/或焊料之類的結(jié)合材料的硬化或固化。
[0098]然而，附著襯底晶片并附著有源光學(xué)部件于襯底晶片的時(shí)序，襯底晶片可以是完全或部分透明的(參考本發(fā)明的第三方面)，并且有源光學(xué)部件能夠具有到襯底的電連接(參考本發(fā)明的第四方面)，例如襯底是PCB或PCBA，或者不提供有源光學(xué)部件與襯底晶片之間的電連接。尤其是在后種情況下，有源光學(xué)部件的電接觸還可充當(dāng)光電子模塊的電接觸。
[0099]因此，在本發(fā)明的第六方面中，可提供以下方法:
一種根據(jù)本發(fā)明的一般方面的方法，其中，晶片堆包括用于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的明確限定的距離的裝置，該方法包括:
一在所述裝置被包括在所述光學(xué)晶片中的情況下，如下步驟
f)提供所述光學(xué)晶片，所述光學(xué)晶片包括作為所述裝置的用于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的所述明確限定的距離的垂直突出體；以及
h)將所述有源光學(xué)部件附著于所述晶片堆；其中，步驟h)并不是在執(zhí)行步驟f)之前執(zhí)行；
一在所述裝置未被包括在所述光學(xué)晶片中的情況下，如下步驟 gl)提供所述光學(xué)晶片；以及
g2)提供作為所述裝置的用于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的明確限定的距離的至少一個(gè)間隔物晶片；
h’ )將所述有源光學(xué)部件附著于所述晶片堆；
其中，步驟h)并不是在執(zhí)行步驟gl)和g2)之前執(zhí)行。
[0100]另外的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)從從屬權(quán)利要求和附圖中顯現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0101]下面利用示例和包括的附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖示意性地示出了:
圖1光電子模塊的截面圖；
圖2圖1的模塊的組成部分的各種截面圖；
圖3用于形成用于制造圖1的大量模塊的晶片堆的晶片的截面圖；
圖4用于制造圖1的大量模塊的晶片堆的截面圖；
圖5截面圖中的制造步驟的概略圖；
圖6截面圖中的制造步驟的概略圖；
圖7截面圖中的制造步驟的概略圖，示出了半成品部分；
圖8截面圖中的制造步驟的概略圖；
圖9通過光學(xué)晶片的截面的概略圖；
圖10具有結(jié)構(gòu)化表面的半成品部分的截面圖；
圖11圖示出光電子模塊的制造的晶片堆的截面圖；
圖12截面圖中的光電子模塊；
圖13截面圖中的光電子模塊； 圖14截面圖中的光電子模塊；
圖15截面圖中的光電子模塊；
圖16截面圖中的光電子模塊；
圖17截面圖中的光電子模塊；
圖18截面圖中的光電子模塊；
圖19截面圖中的光電子模塊。
[0102]在參考符號(hào)列表中概括了在圖中使用的參考符號(hào)及其含義。所描述的實(shí)施例意圖作為示例且不應(yīng)限制本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0103]圖1示出了光電子模塊I的示意性截面圖，該光電子模塊例如是發(fā)光模塊，諸如類似于可在攝像照相機(jī)中或在智能電話中使用的閃光燈模塊。所示截面是垂直截面。圖2示出了圖1的模塊的組成部分的各種示意性橫向截面圖，其中，在圖1中由Si至s5和虛線來指示這些橫向截面的近似位置。對(duì)于s4和s5而言，由箭頭來指示視圖的方向。
[0104]模塊I包括在通過其限定術(shù)語“垂直”的方向上被相互堆疊的多個(gè)組成部分(P、S、0、B);其對(duì)應(yīng)于z方向(參考圖1)。將垂直于垂直(z)方向的X平面中的方向(參考圖2)稱為“橫向”。
[0105]模塊I包括被相互堆疊的襯底構(gòu)件P、間隔物構(gòu)件S、光學(xué)構(gòu)件O和擋板構(gòu)件B。襯底構(gòu)件P是或者包括例如在其上面安裝有源光學(xué)部件E的印刷電路板。印刷電路板(PCB)還能夠更具體地稱為內(nèi)插器。有源光學(xué)部件E能夠特別地是用于發(fā)射光，特別是用于發(fā)射閃光(高強(qiáng)度短光脈沖)的發(fā)射構(gòu)件E，例如發(fā)光二極管(LED)。發(fā)射構(gòu)件E的電接觸(圖1中未示出)被電連接到模塊I外面，在那里附著焊球7。替代提供焊球7，其還將可能是在襯底構(gòu)件P處提供接觸焊盤，其未被或其在稍后的時(shí)間被提供焊球或?qū)щ娔z合劑。
[0106]這樣，能夠?qū)⒛KI (例如在表面安裝技術(shù)(SMT)中)緊挨著其它電子部件(未示出)安裝在印刷電路板9上。印刷電路板9可以是電子設(shè)備10 (諸如手持式通信設(shè)備或照片照相機(jī))的組成部分。特別地，設(shè)備10可以是智能電話。模塊I特別地適合于此類應(yīng)用，因?yàn)槠淠軌虮恢圃斐删哂刑貏e小的尺寸。
[0107]間隔物構(gòu)件S具有其中布置了發(fā)射構(gòu)件E的開口 4。發(fā)射構(gòu)件E被間隔物構(gòu)件S橫向地環(huán)繞。
[0108]間隔物構(gòu)件S可履行幾個(gè)任務(wù)。其能夠確保襯底構(gòu)件P與光學(xué)構(gòu)件O之間明確限定的距離(通過其垂直延伸)，其幫助實(shí)現(xiàn)從發(fā)射構(gòu)件E通過光學(xué)構(gòu)件O到模塊I外面的明確限定的光路徑。此外，間隔物構(gòu)件S形成模塊I的外壁的一部分。特別地，如果間隔物構(gòu)件S對(duì)于特定波長范圍的光而言、更特別地對(duì)于由發(fā)射構(gòu)件E可發(fā)射的波長的光而言是至少基本上不透明的，則其能夠幫助抑制來自不期望從其發(fā)射光的模塊I的各部分的光發(fā)射。
[0109]通常，分離構(gòu)件S由聚合材料、特別是已硬化可硬化或更具體地已固化可固化聚合材料(例如環(huán)氧樹脂)制成。
[0110]光學(xué)構(gòu)件O包括阻擋部分b和透明部分t，后者用于允許由發(fā)射構(gòu)件E發(fā)射的光離開模塊I。
[0111]例如通過由適當(dāng)(聚合物)材料制成，阻擋部分b對(duì)于特定波長范圍的光、特別是對(duì)于前面提到的特定波長范圍的光而言是基本上不透明的。透明部分t包括無源光學(xué)部件L或者更特別地且作為示例包括透鏡構(gòu)件，每個(gè)用于光引導(dǎo)，更特別地用于(以期望的方式)引導(dǎo)由發(fā)射構(gòu)件E發(fā)射的光。透鏡構(gòu)件L可例如包括如圖1中所示的與透明元件6緊密接觸的兩個(gè)透鏡元件5。透明元件6能夠具有與其中其形成阻擋部分b的光學(xué)構(gòu)件O相同的垂直尺寸，使得其中其形成阻擋部分b的光學(xué)構(gòu)件O連同透明元件6 —起描述(接近完美的)扁平實(shí)心板形狀。透鏡元件5通過折射(參考圖1)和/或通過衍射來使光改向。例如，透鏡元件可以具有總體凸起形狀(如圖1中所示)，但是可以被不同地成形，例如總體地或部分地凹陷。
[0112]在光電子模塊I中可選的擋板構(gòu)件B允許限制由光電子模塊I發(fā)射的光錐；其可充當(dāng)孔徑。但是其還可用于機(jī)械地保護(hù)無源光學(xué)部件L。通常，阻擋構(gòu)件B將具有可作為開口或利用透明材料具體實(shí)施的透明區(qū)3。在透明區(qū)3外面，擋板構(gòu)件B可以由基本上衰減或阻擋具有在特定波長范圍中或在先前論述的波長范圍中的一個(gè)中的波長的光的材料制成，或者其可以被提供具有此類屬性的涂層，其中，后者通常制造起來將更復(fù)雜。擋板構(gòu)件B或者更精確地透明區(qū)3的形狀當(dāng)然可以不同于圖1和2中所示的，例如描述圓錐狀形狀或描述截?cái)嘟清F。
[0113]不僅透明區(qū)3、而且透明區(qū)t和開口 4的橫向形狀不必是圓形的，而是可具有其它外觀，例如具有圓角的多邊形或矩形。
[0114]模塊I是光電子部件，更確切地說已封裝光電子部件。模塊I的垂直側(cè)壁由物品P、S、O和B形成。底壁由襯底構(gòu)件P形成，并且頂壁由擋板構(gòu)件B形成或由擋板構(gòu)件B與光學(xué)構(gòu)件O —起形成。
[0115]如在圖2中很好地可見的，由于上述原因也可以稱為外殼部件的四個(gè)物品P、S、0、B全部具有基本上相同的橫向形狀和橫向尺寸。這與在下面參考圖3和4更詳細(xì)地描述的此類模塊I的可能的并且非常高效的制造方式有關(guān)。這些外殼部件P、s、0和B全部具有大體上塊狀或板狀形狀或者更一般地具有大體上長方體形狀，可能具有孔和開口(諸如擋板構(gòu)件B和間隔物構(gòu)件S所具有的)或突出體(諸如光學(xué)構(gòu)件O所具有的)。
[0116]可能的是提供根據(jù)與上文所討論的相同原理設(shè)計(jì)的模塊，但替代發(fā)射構(gòu)件E或除了發(fā)射構(gòu)件E之外包括一個(gè)或多個(gè)電或電子部件、尤其是有源光學(xué)部件、諸如一個(gè)或多個(gè)附加光源或者一個(gè)或多個(gè)集成電路，或者光檢測器。
[0117]包括在模塊中的有源光學(xué)部件(諸如圖1的示例中的發(fā)射構(gòu)件E)可以是已封裝或未封裝電子部件。為了對(duì)襯底構(gòu)件P進(jìn)行電接觸，可使用諸如線結(jié)合或倒裝芯片技術(shù)或使用導(dǎo)電膏或膠合劑的接觸之類的技術(shù)或者還有任何其它已知表面安裝技術(shù)，或者甚至是常規(guī)通孔技術(shù)。下面將結(jié)合其它圖來給出更多細(xì)節(jié)和示例。
[0118]在本專利申請(qǐng)中描述的光電子模塊I的通常設(shè)想的尺寸橫向地在15mm以下、更典型地在0.5mm和8mm之間、更特別地在Imm和5mm之間并且垂直地在30mm以下，更典型地在Im和15mm之間、更特別地在1.5mm與IOmm之間。但是一般地,其它尺寸也可以是可適用的。
[0119]圖3示出了用于形成用于制造如圖1中所示的大量模塊的晶片堆的晶片的示意性截面圖。可能的是完全在晶片規(guī)模上制造此類模塊I (實(shí)際上)，當(dāng)然具有隨后的分離步驟。雖然圖3和4僅示出了用于三個(gè)模塊I的裝備，但在一個(gè)晶片堆2中通常將在每個(gè)橫向方向上存在用于至少10個(gè)、更合適地說至少30或者甚至超過50個(gè)模塊的裝備。晶片中的每個(gè)的典型尺寸是:橫向地至少5cm或IOcm,并且達(dá)到30cm或40cm或者甚至50cm ;并且垂直地(在襯底晶片PW上沒有布置部件的情況下測量)至少0.2mm或0.4mm或者甚至1mm，并且達(dá)到6mm或IOmm或者甚至20mm。但是一般地,其它尺寸也可以是可適用的。
[0120]如圖1中所不，四個(gè)晶片足以用于制造大量I旲塊:襯底晶片PW、間隔物晶片SW、光學(xué)晶片OW和擋板晶片BW。每個(gè)晶片包括通常布置在矩形晶格上的包括在對(duì)應(yīng)模塊I (參考圖1和2)中的大量對(duì)應(yīng)的構(gòu)件，通常相互之間具有小的距離用于晶片分離步驟。
[0121]襯底晶片PW可以被具體實(shí)施為標(biāo)準(zhǔn)PCB材料的PCB，具有在一側(cè)在其上面安裝了大量無源光學(xué)部件E，并且在另外一側(cè)被提供有焊球7。能夠使用在電子行業(yè)中眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)的拾取和放置機(jī)器來通過拾取和放置將發(fā)射構(gòu)件E放置在襯底晶片PW上。
[0122]為了提供來自模塊I的非期望部分的光發(fā)射的最大抑制，晶片PW、SW、0W、BW中的每一個(gè)能夠基本上由對(duì)于由發(fā)射構(gòu)件E發(fā)射的光而言基本上不透明的材料制成，當(dāng)然除了諸如透明部分t和透明區(qū)3之類的透明區(qū)域之外。
[0123]能夠通過復(fù)制來產(chǎn)生晶片SW和BW且可能地還有晶片OW的全部或一部分。在示例性復(fù)制過程中，將結(jié)構(gòu)化表面模壓成液體、粘性或塑性可變形材料，然后將材料硬化，例如通過使用紫外輻射或加熱的固化，并且然后去除結(jié)構(gòu)化表面。因此，獲得結(jié)構(gòu)化表面的復(fù)制品(在這種情況下其是復(fù)制陰模)。用于復(fù)制的適當(dāng)材料是例如可硬化(更具體地可固化)聚合材料或者其它復(fù)制材料，即在硬化步驟中(更具體地在固化步驟中)可從液體、粘性或塑性可變形狀態(tài)可轉(zhuǎn)化到固態(tài)的材料。復(fù)制是已知技術(shù)，對(duì)關(guān)于此技術(shù)的更多細(xì)節(jié)參考例如 WO 2005/083789 A2。
[0124]在光學(xué)晶片OW的情況下，可將使用模壓或成型的復(fù)制用于獲得不透明部分(阻擋部分b)。還將可能的是在假定是透明部分t的地方利用鉆孔或蝕刻來提供孔。
[0125]隨后，如此獲得的前體晶片被提供透鏡構(gòu)件L，從而產(chǎn)生光學(xué)晶片0W。這可利用復(fù)制來完成，例如將透鏡構(gòu)件L形成為整體部分，諸如，如在US2011/0043923 Al中所描述的。然而，還能夠以將參考圖5至9所描述的不同方式來制造透鏡構(gòu)件L。圖5至8是截面圖中的對(duì)應(yīng)制造步驟的示意性概略圖，其中圖7圖示出參考Ow的半成品部分。圖9是通過如此獲得的光學(xué)晶片OW的截面的示意性概略圖。
[0126]制造的此特別方式是基于圖7中所示的半成品部分ow，其是由其來限定透明部分t的孔內(nèi)包括透明元件6的晶片。這在透鏡構(gòu)件L每個(gè)描述至少一個(gè)頂點(diǎn)時(shí)可能是特別有用的，并且那些頂點(diǎn)位于光學(xué)晶片OW的垂直截面的外面。此類半成品部分ow是(通常，并且在圖1-9中所示的示例性情況下)不具有穿透透明部分t中的晶片的孔且事實(shí)上不具有或僅具有淺的表面褶皺的扁平盤狀晶片，此類表面褶皺通常是凹陷的，即并未延伸超過晶片表面，如由阻擋部分b所描述的。
[0127]能夠這樣獲得那樣的半成品部分ow (參考圖7)，即從具有假定透明部分t在那里的孔或開口 11 (參考圖5)的扁平前體晶片8 (通常由一種材料制成)開始，并且然后用透明材料T來填充孔11，例如使用分配工藝(參考圖6)，逐個(gè)地在前體晶片8中填充孔11，例如使用諸如用于芯片倒裝技術(shù)中的底部填充工藝等的分配器，或者通過一次填充幾個(gè)孔11，例如使用涂刷工藝(諸如，如從絲網(wǎng)印刷中已知的)或具有幾個(gè)空心針輸出材料T的分配器。
[0128]在分配期間(參考圖6)，能夠?qū)⒕胖迷诒馄街误w上，例如在諸如由硅樹脂制成的支撐層12上，由于穩(wěn)定性原因，其又置于例如玻璃板之類的支撐襯底13上。必須注意以防止在已分配材料T中的氣泡或空腔的形成，因?yàn)檫@將降低要產(chǎn)生的透鏡構(gòu)件L的光學(xué)屬性。例如，一個(gè)人能夠以這樣的方式來執(zhí)行分配，即晶片材料的潤濕在由晶片和在下面的支撐層12形成的邊緣處(或在接近于此類邊緣的地方)開始，例如通過適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)輸出材料T的空心針接近于此類邊緣。隨后，例如由熱或UV輻射來使已分配材料固化，從而獲得已硬化透明材料。這產(chǎn)生圖7中所示的半成品部分ow。
[0129]能夠通過拋光來使可能以這種方式形成的凸起彎月面變平，從而獲得具有被調(diào)整至晶片厚度的平行表面的透明元件6，其中可能的是以晶片厚度被減小至期望值的方式來執(zhí)行拋光。然后，利用復(fù)制，向半成品部分ow的一側(cè)或兩側(cè)(底側(cè)和頂側(cè))施加透鏡元件5。圖8圖示出僅在一側(cè)添加透鏡元件5之后的狀態(tài)。在透明元件的凹陷彎月面的情況下，能夠?qū)@些進(jìn)行復(fù)制，其中可能相應(yīng)地調(diào)整被施加的復(fù)制材料的量。替換地，可使用拋光，其中在拋光期間，不僅透明元件6的表面、而且阻擋部分b變平。
[0130]圖9圖示出如以前面描述的方式獲得的光學(xué)晶片0W，其中在兩側(cè)添加了透鏡元件5。
[0131]在許多情況下，可能是將晶片堆中將是鄰近的兩個(gè)或更多晶片的功能組合在一個(gè)單一晶片(“組合晶片”)中。例如，適當(dāng)設(shè)計(jì)的光學(xué)晶片能夠替換圖3和4中所示的以下晶片:晶片OW和SW ;或者晶片OW和BW ;或者晶片BW、Off和SW。
[0132]相應(yīng)地，可能的是規(guī)定所述間隔物晶片SW在提供在功能上替換間隔物晶片SW的特定種類的光學(xué)晶片的意義上是作廢的。能夠提供結(jié)合了所述間隔物晶片SW的特征和功能的光學(xué)晶片(“組合光學(xué)晶片”)?？梢允褂锰囟ㄇ绑w晶片和基于其制造的特定半成品部分來完成產(chǎn)生此類“組合光學(xué)晶片”。此類前體晶片和半成品部分分別地具有至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化表面，通常分別地具有垂直地延伸超過將在前體晶片中提供且存在于半成品部分中的透明元件6的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)的突出體。
[0133]在圖10中，示意性地圖示出具有一個(gè)結(jié)構(gòu)化表面的此類半成品部分ow’(“組合半成品部分”)的示例。從圖10中容易地推斷在半成品部分將被用于制造圖1中所示的模塊時(shí)其可以看上去像什么。將圖4中的晶片OW和SW (或晶片OW和BW，或者晶片OW和SW和BW)視為一個(gè)單一部分，能夠容易地將用于制造根據(jù)圖1的模塊的對(duì)應(yīng)光學(xué)晶片(“組合光學(xué)晶片”)且還有對(duì)應(yīng)的半成品部分將看上去像什么可視化。
[0134]如前面提到的，類似地，其它“組合晶片”的提供是可能的，例如使得光學(xué)晶片在兩側(cè)被結(jié)構(gòu)化，從而替換擋板晶片BW和間隔物晶片SW。
[0135]返回圖4:為了形成晶片堆2，將晶片對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合在一起，例如通過諸如使用可熱固環(huán)氧樹脂來膠合。確保每個(gè)有源光學(xué)部件(諸如襯底晶片PW上的發(fā)射構(gòu)件E)相對(duì)于對(duì)應(yīng)的無源光學(xué)部件(諸如光學(xué)晶片OW的透鏡構(gòu)件L)被足夠準(zhǔn)確地布置通常是關(guān)鍵點(diǎn)。
[0136]圖4示出了用于制造如圖1中所示的大量模塊I的如此獲得的晶片堆2的截面圖。例如借助于使用切割鋸，細(xì)虛線的矩形指示在哪里進(jìn)行分離。
[0137]大多數(shù)對(duì)準(zhǔn)步驟是在晶片級(jí)上執(zhí)行的事實(shí)使得以相當(dāng)簡單且非?？焖俚姆绞絹韺?shí)現(xiàn)(尤其是構(gòu)件E相對(duì)于構(gòu)件L的)良好的對(duì)準(zhǔn)是可能的。整個(gè)制造過程是非?？焖俸途_的。由于晶片規(guī)模制造，僅需要數(shù)目非常小的生產(chǎn)步驟以便制造大量的模塊I。容易實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度，例如制造要在晶片堆中組合的晶片，使用拾取和放置來安裝發(fā)射構(gòu)件E，并且然后在一個(gè)單一對(duì)準(zhǔn)步驟中，使所有有源(E)和無源(L)光學(xué)部件相對(duì)于彼此(橫向地)對(duì)準(zhǔn)，其中由間隔物晶片SW或由適當(dāng)設(shè)計(jì)的光學(xué)晶片OW或襯底晶片PW來負(fù)責(zé)垂直對(duì)準(zhǔn)。
[0138]在參考圖1至10所描述的實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的幾個(gè)方面(參考“【背景技術(shù)】”部分)。實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的第一方面，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了發(fā)光模塊，實(shí)現(xiàn)了第二方面，因?yàn)楣鈱W(xué)晶片OW是部分透明且部分不透明的(透明部分t和阻擋部分b)，并且實(shí)現(xiàn)了第四方面，因?yàn)橐r底晶片是PCB或PCBA。
[0139]圖11示意性地圖示出其它光電子模塊I的制造，并且示出了晶片堆2，細(xì)虛線的矩形指示在哪里進(jìn)行分離。提供了透明光學(xué)晶片0W，并且僅僅非常示意性地草繪了無源光學(xué)部件L。例如，可例如通過復(fù)制、例如使用模壓在玻璃或透明聚合物板上產(chǎn)生光學(xué)部件L?？蓪⒋祟惞鈱W(xué)晶片視為不具有阻擋部分的透明部分。
[0140]提供了例如使用復(fù)制、例如使用模壓制造的不透明間隔物晶片和例如玻璃板或基于聚合物的板之類的透明襯底晶片。在由晶片0W、SW、PW形成晶片堆2之前或者在那之后，通常通過結(jié)合、例如通過膠合來將諸如LED之類的有源光學(xué)部件(機(jī)械地)附著。附著有源光學(xué)部件E當(dāng)然是在將晶片堆2分離成單個(gè)光電子模塊I之前執(zhí)行，即在晶片級(jí)上執(zhí)行，因?yàn)檫@樣，簡化了處理，并且能夠相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)高(橫向)對(duì)準(zhǔn)精度。
[0141 ] 可選地，有源光學(xué)部件E的活性表面14面對(duì)襯底晶片PW，并且由其發(fā)射的光(由點(diǎn)線示出)穿過襯底晶片PW。光電子模塊I的電接觸由有源光學(xué)部件E的電接觸形成。該電接觸如圖11中所示可以是焊球7，但是還可以是接觸焊盤，或者由有源光學(xué)部件E的引線框架形成或者被不同地提供。
[0142]因此，在圖11的實(shí)施例中，將本發(fā)明的第一和第三和第五和第六方面組合。還將可能是規(guī)定光學(xué)晶片OW是部分不透明的，例如類似于圖3和4中所示(還參考圖5至9)，并且因此還包括本發(fā)明的第二方面。
[0143]使用有源光學(xué)部件E的電接觸作為光電子模塊I的接觸通常將不允許包括所示實(shí)施例中的本發(fā)明的第四方面。然而，可以提供部分不透明襯底晶片PW，例如基于上文已經(jīng)描述為半成品部分OW的東西(參考圖7)，諸如像圖5至7中所示那樣制造。替換地，可與先前已描述為前體晶片8 (參考圖5)的東西類似地提供部分不透明襯底晶片PW。
[0144]特別是如果襯底晶片PW和光學(xué)晶片OW中的至少一個(gè)是部分透明和部分不透明的，則可以通過將相應(yīng)的兩個(gè)晶片(0W和SW或PW和SW)的功能組合在一個(gè)晶片中來由這些中的一個(gè)替換間隔物晶片SW。
[0145]當(dāng)襯底晶片PW和光學(xué)晶片OW兩者是部分透明且部分不透明的并且其中間隔物晶片SW (如果存在的話)不透明時(shí)，能夠制造僅以期望的明確限定的方式、更具體地僅通過期望透明部分(諸如通過無源光學(xué)部件L)從其發(fā)射光的光電子模塊I。
[0146]圖12至19示出了其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一和第四和第六方面的光電子模塊1，而在其中未實(shí)現(xiàn)且通常將不需要在其中實(shí)現(xiàn)第三方面。在這些實(shí)施例中，能夠使用PCB或內(nèi)插器作為襯底構(gòu)件P，然而，有源光學(xué)部件E的電接觸被實(shí)現(xiàn)為可由襯底構(gòu)件P重新定線，并且由襯底構(gòu)件P實(shí)現(xiàn)的光電子模塊I的電接觸被實(shí)現(xiàn)為例如沒有焊球或者如圖中所示具有焊球7的接觸焊盤。作為示例，可將模塊I理解為發(fā)光模塊，諸如比如可在攝像照相機(jī)中或在智能電話中使用的閃光模塊，有源光學(xué)部件E因此是諸如LED之類的光發(fā)射體。
[0147]雖然在圖中大部分僅非常示意性地草繪且有時(shí)更明確地繪出了無源光學(xué)部件L，但其可以是任何無源光學(xué)部件或任何無源光學(xué)部件的任何組合。針對(duì)許多典型的應(yīng)用，將使用透鏡，其中這些可以是衍射和/或折射透鏡，并且其可以是整體部分或者由兩個(gè)或更多部分構(gòu)成(例如，如圖1、2和4中所示)。
[0148]根據(jù)上文給出的基于晶片級(jí)的制造過程的描述，如何能夠制造下面描述實(shí)施例將是明顯的。
[0149]圖12圖示出包括被實(shí)現(xiàn)為引線框架封裝(引線框架15)并被安裝在襯底構(gòu)件P上的有源光學(xué)部件E的光電子模塊I。襯底構(gòu)件P和光學(xué)構(gòu)件O被調(diào)整有源光學(xué)部件E與無源光學(xué)部件L之間的垂直距離的間隔物構(gòu)件S相對(duì)于彼此固定。能夠例如如上文結(jié)合圖11所描述那樣實(shí)現(xiàn)光學(xué)構(gòu)件O。在間隔物構(gòu)件S不透明的情況下，在本示例中還實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的第五方面。
[0150]圖13圖示出與圖12類似的光電子模塊1，但是在這里，使用從背面(即從與其光學(xué)活性表面14相對(duì)的有源光學(xué)部件E的那側(cè))的焊接電接觸有源光學(xué)部件E。有源光學(xué)部件E可以是已封裝部件或裸片。此外，圖13圖示出可以以各種方式來具體實(shí)施無源光學(xué)部件L，其具有用于適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)光、特別是由有源光學(xué)部件E發(fā)射的光的任何適當(dāng)形狀。
[0151]圖14圖示出與圖12和13類似的光電子模塊I，但是在這里，由具有例如類似于圖1和2中所示的阻擋部分b和透明部分t的部分不透明光學(xué)構(gòu)件O來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二方面。類似地，還能夠在圖12和13的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)第二方面。
[0152]此外，在圖14中，電接觸裸片有源光學(xué)部件E的另一方式，即使用線結(jié)合(線結(jié)合16)和導(dǎo)電膠17。一個(gè)人能夠例如且如圖14中所示那樣，在利用導(dǎo)電膠17來電接觸背面的同時(shí)利用線結(jié)合16來電接觸有源光學(xué)部件E的正面(從那里發(fā)射光)?？蓪蓚€(gè)接觸指引到補(bǔ)償襯底構(gòu)件P的PCB或內(nèi)插器的接觸焊盤。
[0153]在模塊I中包括的未封裝(裸片)有源光學(xué)部件E能夠允許實(shí)現(xiàn)特別小的模塊I。
[0154]圖15圖示出與圖12至14類似的光電子模塊1，但是光學(xué)構(gòu)件O還具有間隔物晶片的功能。這也可在圖12至14的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。這樣可節(jié)省制造步驟和對(duì)準(zhǔn)步驟，并且對(duì)應(yīng)的模塊能夠特別小。此外，在圖15中示出的是可使用(單獨(dú)地)導(dǎo)電焊料17對(duì)有源光學(xué)部件E (已封裝或未封裝)進(jìn)行電接觸。此外，無源光學(xué)部件L被更明確地繪制為透鏡，并且特別是作為突出透鏡，其中此種類的無源光學(xué)部件L也可以被實(shí)現(xiàn)在所描述的實(shí)施例中的其它的中。在圖15的實(shí)施例中還實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的第二方面，因?yàn)楣鈱W(xué)構(gòu)件O包括透明部分t和阻擋部分b。
[0155]圖16圖示出其中包括被涂覆的間隔物構(gòu)件S的光電子模塊I。間隔物構(gòu)件S包括例如通過在其上面施加一個(gè)或多個(gè)金屬層、例如通過使其暴露于適當(dāng)?shù)暮饘僬魵饣蛲ㄟ^對(duì)諸如鋁之類的金屬進(jìn)行濺射而獲得的反射涂層18。替換地，可以施加介電涂層，特別是反射介電涂層。關(guān)于施加涂層的方式，除從汽相中進(jìn)行沉積之外，例如可采用浸涂。涂層能夠增強(qiáng)模塊I的光學(xué)屬性和/或應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)用于人看模塊(通過光學(xué)構(gòu)件O)的特定效果。特別地，間隔物構(gòu)件S的那些表面被部分地或完全涂覆，其面對(duì)模塊I的內(nèi)部。此外，這些表面可以如圖16中所示相對(duì)于垂直方向傾斜且更特別地描述圓錐。
[0156]間隔物構(gòu)件S能夠基本上由不透明材料制成，例如利用復(fù)制和后續(xù)涂覆來制造，但是其還可以基本上由透明材料制成，因?yàn)槿绻煌耆┘?，涂層可抑制通過間隔物構(gòu)件S的光發(fā)射。[0157]由于透明部分t和阻擋部分b的提供，模塊I具體實(shí)施了本發(fā)明的第二方面。本文前面已描述了實(shí)現(xiàn)此的方式。但是還可以提供完全透明的光學(xué)構(gòu)件O。裸片有源光學(xué)部件E利用焊料與PCB襯底構(gòu)件P進(jìn)行電接觸。替換地，可使用本文描述的對(duì)有源光學(xué)部件E(已封裝或未封裝)進(jìn)行附著和電接觸的其它方式中的一個(gè)。為了加強(qiáng)有源光學(xué)部件E與襯底構(gòu)件P之間的機(jī)械接觸，可在兩者之間施加諸如適當(dāng)環(huán)氧樹脂之類的底部填料(未示出)。
[0158]圖17至19示意性地圖示出光電子模塊的另外的實(shí)施例。在圖17至19的實(shí)施例中，模塊I包括兩個(gè)襯底構(gòu)件p、p’。有源光學(xué)部件E被(機(jī)械地)固定于至少部分透明的襯底構(gòu)件P，例如玻璃或聚合物板，并且被電連接到襯底構(gòu)件P’，例如PCB。通常，將在已機(jī)械地固定于襯底構(gòu)件P之后對(duì)有源光學(xué)部件進(jìn)行電接觸，或者此電接觸是在具有機(jī)械固定的一個(gè)過程中、例如在回流過程中完成的。但是還可能是首先建立到襯底構(gòu)件P’的電連接，并且隨后完成到襯底構(gòu)件P的機(jī)械固定。總之，通常，有源光學(xué)部件將在形成晶片堆2之前通過到相應(yīng)晶片上的拾取和放置而被放置在一個(gè)或另一晶片(P或P’)上。
[0159]當(dāng)考慮襯底晶片S’時(shí)，在圖17至19中具體實(shí)施了本發(fā)明的第四方面，其中襯底晶片s’通常將不會(huì)具體實(shí)施本發(fā)明的第三方面。另一方面，當(dāng)考慮襯底晶片S時(shí)，在圖17至19中具體實(shí)施本發(fā)明的第三方面，其中，襯底晶片S通常將不具體實(shí)施本發(fā)明的第四方面。
[0160]有源光學(xué)部件可以是已封裝或未封裝的。可以以任何所描述的方式對(duì)其進(jìn)行電接觸，其中期待到頂面的線結(jié)合(面對(duì)襯底構(gòu)件P)以使得有源光學(xué)部件E到光學(xué)構(gòu)件O的明確限定且可再現(xiàn)的距離的實(shí)現(xiàn)是困難的。
[0161]在圖17中，圖示出了能夠提供兩個(gè)間隔物構(gòu)件S、S’，間隔物構(gòu)件S確保襯底構(gòu)件P (并且因此的有源光學(xué)部件E)與光學(xué)構(gòu)件O之間的期望垂直距離?？深愃朴诮Y(jié)合圖16所討論的那樣對(duì)間隔物構(gòu)件S進(jìn)行涂覆和/或可如結(jié)合圖16所討論的那樣對(duì)間隔物構(gòu)件S進(jìn)行成形。另一間隔物構(gòu)件S’被布置在兩個(gè)襯底晶片P、P’之間。其增加模塊I的機(jī)械穩(wěn)定性，并且特別地能夠通過吸收有源光學(xué)部件E與襯底構(gòu)件E之間的電連接被暴露的機(jī)械(包括熱機(jī)械)應(yīng)力而導(dǎo)致模塊的增加的壽命。在具有(至少)兩個(gè)襯底(P、P’ )的實(shí)施例中，如果在已將有源光學(xué)部件E (放置在上面并且)固定于另一襯底晶片(圖17中的P)之后創(chuàng)建有源光學(xué)部件E到一個(gè)襯底晶片(圖17中的P’)的電連接，則其能夠?qū)е略黾拥?橫向)對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)確度。
[0162]在具有兩個(gè)襯底構(gòu)件P、P’的模塊I中，可由對(duì)應(yīng)地設(shè)計(jì)的另一構(gòu)件，即襯底構(gòu)件P或P’來替換至少一個(gè)間隔物構(gòu)件，或者如圖18中所示，由對(duì)應(yīng)地設(shè)計(jì)的光學(xué)構(gòu)件O。和/或能夠在沒有替換的情況下省去一個(gè)間隔物構(gòu)件(S’)，如圖19中所示，其中在圖19的實(shí)施例中，在分離之后單個(gè)地向每個(gè)模塊施加管形套筒或外護(hù)套19。還可向其它所描述實(shí)施例中的任何一個(gè)施加類似的周向外蓋。此種蓋可以由不透明材料制成，并且在那種情況下，能夠省去在至少部分必須是透明的構(gòu)件(諸如P和O)中創(chuàng)建不透明部分的努力，參見例如圖19中的襯底構(gòu)件P和光學(xué)構(gòu)件O。
[0163]能夠獲得如圖19中所示的模塊1，類似于圖11中所示的模塊1，其中(通常在分離之前)在晶片堆2中包括諸如PCB之類的(第二)襯底晶片。并且在分離之后，例如通過在垂直方向上滑動(dòng)或移位來向每個(gè)模塊I附著套筒19。
[0164]在圖19中，圖示出無源光學(xué)部件L的另一示例性實(shí)施例，即可在本文描述的其它實(shí)施例中使用的凹透鏡，并且反之亦然，在根據(jù)圖19的模塊中，其它無源光學(xué)部件還可以找到應(yīng)用，例如上文所討論的那些中的一個(gè)。
[0165]在圖18中，圖示出了可以以這樣的方式來設(shè)計(jì)模塊I的所有構(gòu)件，即模塊的所有側(cè)壁由不透明材料制成。這幫助限制其中光可離開模塊I的地方，并且能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的特定的(通常暗的)外觀。
[0166]此外，圖18圖示出包括棱柱20的光電子模塊I。可以在晶片級(jí)上制造此種棱柱20并且還有形成光電子模塊的頂部的不同形狀的完全透明或部分透明的部分或元件。例如，可將成型用于制造對(duì)應(yīng)的晶片，其中可以使用透明聚合物或玻璃(對(duì)于聚合物，尤其是注入成型)，但是還可以使用復(fù)制來制造此種晶片。尤其是在玻璃的情況下，還可能的是使用一個(gè)或多個(gè)拋光工藝來制造對(duì)應(yīng)的晶片。
[0167]應(yīng)注意的是對(duì)于上文已描述且不透明或包括至少一個(gè)不透明部分的晶片(和對(duì)應(yīng)的構(gòu)件)而言，不僅聚合物材料可找到應(yīng)用，而且將可能的是制造金屬材料(例如成型金屬、可能是拋光金屬)的不透明部分。金屬可提供特別好的尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。例如，可能將諸如圖5中所示的前體晶片8之類的前體晶片具體實(shí)施為金屬晶片。但是在許多情況下聚合物晶片將是更輕且更便宜的。
[0168]在本專利申請(qǐng)中描述的光電子模塊I能夠在在尺寸方面非常小且具有高對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)確度和因此的高質(zhì)量的同時(shí)具有優(yōu)良的可制造性。
[0169]參考符號(hào)列表
1設(shè)備、光電子模塊、發(fā)光模塊、LED模塊、閃光模塊
2設(shè)備、器械、晶片堆
3透明區(qū)
4開口
5光學(xué)結(jié)構(gòu)、透鏡元件
6透明元件
7焊球
8如體晶片
9印刷電路板
10設(shè)備、電子設(shè)備、智能電話
11孔、開口
12支撐層
13支撐襯底
14光學(xué)活性表面
15引線框架
16線結(jié)合、線結(jié)合線
17導(dǎo)電膠
18涂層、反射涂層
19套筒、管、護(hù)套、蓋
20無源光學(xué)部件、棱柱
b阻擋部分、不透明部分B擋板構(gòu)件
Bff擋板晶片
D檢測構(gòu)件、檢測器、光電二極管
E有源光學(xué)部件、發(fā)射構(gòu)件、光發(fā)射體、發(fā)光二極管
L無源光學(xué)部件、透鏡構(gòu)件
O光學(xué)構(gòu)件
ow半成品部分
0W’半成品部分、“組合的半成品部分”
Off光學(xué)晶片
P襯底
P’襯底
PW襯底晶片sl、s2、…指的是 截面圖
S間隔物構(gòu)件
S’間隔物構(gòu)件
SW間隔物晶片
t透明部分
T透明材料
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造設(shè)備的方法，該設(shè)備包括至少一個(gè)光電子模塊，所述方法包括如下步驟: c)創(chuàng)建包括稱為襯底晶片的第一晶片和稱為光學(xué)晶片的第二晶片的晶片堆； 其中，大量有源光學(xué)部件被安裝在所述襯底晶片上，并且所述光學(xué)晶片包括大量無源光學(xué)部件，并且其中，所述光電子模塊中的每個(gè)包括所述有源光學(xué)部件中的至少一個(gè)和所述無源光學(xué)部件中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括如下步驟: e)利用拾取和放置將所述有源光學(xué)部件放置在所述襯底晶片上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述晶片堆包括用于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的明確限定的距離的裝置，該方法包括， 一在所述裝置被包括在所述光學(xué)晶片中的情況下:如下的步驟 f)提供所述光學(xué)晶片，所述光學(xué)晶片包括作為所述裝置的用于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的所述明確限定的距離的垂直突出體；以及 h)將所述有源光學(xué)部件附著于所述晶片堆； 其中，步驟h)并不是在執(zhí)行步驟f )之前執(zhí)行；以及 一在所述裝置未被包括在所述光學(xué)晶片中的情況下:如下的步驟 gl)提供所述光學(xué)晶片；以及 g2)提供作為所述裝置的用 于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的明確限定的距離的至少一個(gè)間隔物晶片； h’ )將所述有源光學(xué)部件附著于所述晶片堆； 其中，步驟h)并不是在執(zhí)行步驟gl)和g2)之前執(zhí)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述有源光學(xué)部件是發(fā)光部件，并且其中，所述光電子模塊中的每一個(gè)確切地包括所述發(fā)光部件中的一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述光學(xué)晶片包括稱為阻擋部分的對(duì)于至少特定波長范圍而言至少基本上不透明的至少一個(gè)部分和稱為透明部分的對(duì)于至少所述特定波長范圍而言至少基本上不透明的至少一個(gè)其它部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述襯底晶片對(duì)于至少特定波長范圍而言基本上是完全透明的，或者包括其中其對(duì)于至少特定波長范圍而言是透明的一個(gè)或多個(gè)部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的方法，包括如下步驟 j)建立所述有源光學(xué)部件中的每一個(gè)與所述襯底晶片之間的電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述襯底晶片是印刷電路板或印刷電路板組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述晶片堆包括用于確保所述有源光學(xué)部件與所述無源光學(xué)部件之間的明確限定的距離的裝置，其中，所述裝置被包括在所述光學(xué)晶片中或被包括在所述襯底晶片中或者不同于這些，其中，所述裝置至少部分地基本上由對(duì)于至少特定波長范圍而言至少基本上不透明的材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)所述的方法，其中所述有源光學(xué)部件被提供為裸片。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一項(xiàng)所述的方法，包括如下步驟d)將所述晶片堆分離成大量所述光電子模塊，每個(gè)包括所述無源光學(xué)部件中的至少一個(gè)和被垂直地且在光學(xué)上與之對(duì)準(zhǔn)的所述有源光學(xué)部件中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的一項(xiàng)所述的方法，包括如下步驟 k)使用復(fù)制來制造所述光學(xué)晶片的至少一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的一項(xiàng)所述的方法，包括步驟 I)使用復(fù)制來制造所述無源光學(xué)部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述無源光學(xué)部件中的每一個(gè)與所述有源光學(xué)部件中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
15.—種光電子模塊,包括 一襯底構(gòu)件； 一光學(xué)構(gòu)件； 一安裝在所述襯底構(gòu)件上的至少一個(gè)有源光學(xué)部件； 一包括在所述光學(xué)構(gòu)件中的至少一個(gè)無源光學(xué)部件； 其中，所述光學(xué)構(gòu)件被直接地或間接地固定于所述襯底構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的模塊，其中，所述光電子模塊的垂直輪廓的外邊界及所述光學(xué)晶片和所述襯底晶片的垂直輪廓的外邊界每個(gè)描述基本上矩形形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的模塊，其中，所述至少一個(gè)有源光學(xué)部件確切地是一個(gè)發(fā)光部件。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中的`一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述光學(xué)構(gòu)件包括稱為阻擋部分的對(duì)于至少特定波長范圍而言至少基本上不透明的至少一個(gè)部分和稱為透明部分的對(duì)于至少所述特定波長范圍而言至少基本上不透明的至少一個(gè)其它部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述襯底構(gòu)件對(duì)于至少特定波長范圍而言是基本上完全透明的，或者包括其中其對(duì)于至少特定波長范圍而言是透明的一個(gè)或多個(gè)部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中的一項(xiàng)所述的模塊，包括所述至少一個(gè)有源光學(xué)部件和所述襯底構(gòu)件之間的至少一個(gè)電連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述襯底構(gòu)件是印刷電路板或印刷電路板組件。
22.根據(jù)權(quán)利要求15至21中的一項(xiàng)所述的模塊，包括用于確保所述至少一個(gè)有源光學(xué)部件與所述至少一個(gè)無源光學(xué)部件之間的明確限定的距離的裝置，其中，所述裝置被包括在所述光學(xué)構(gòu)件中或被包括在所述襯底構(gòu)件中或與這些不同，其中，所述裝置至少部分地基本上由對(duì)于至少特定波長范圍而言至少基本上不透明的材料制成。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至22中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述至少一個(gè)有源光學(xué)部件是至少一個(gè)裸片。
24.根據(jù)權(quán)利要求15至23中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述襯底構(gòu)件提供從所述有源光學(xué)部件跨所述襯底構(gòu)件的至少一個(gè)電連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求15至24中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述襯底構(gòu)件和所述光學(xué)構(gòu)件的橫向尺寸基本上相同。
26.根據(jù)權(quán)利要求15至25中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述光學(xué)構(gòu)件大體上平行于所述襯底構(gòu)件對(duì)準(zhǔn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求15至26中的一項(xiàng)所述的模塊，其中，所述襯底構(gòu)件和所述光學(xué)構(gòu)件是大體上塊狀或板狀形狀的，可能包括至少一個(gè)孔。
28.—種包括大量根據(jù)權(quán)利要求15至27中的一項(xiàng)的光電子模塊的器械,其中,所述器械包括稱為襯底晶片的第一晶片和稱為光學(xué)晶片的第二晶片，其中，所述大量襯底構(gòu)件被包括在所述襯底晶片中，并且所述大量光學(xué)構(gòu)件被包括在所述光學(xué)晶片中。
29.—種包括印刷電路板和安裝在所述印刷電路板上的根據(jù)權(quán)利要求15至28中的一項(xiàng)的光電子模塊的電子設(shè)備。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子設(shè)備，其中，所述電子設(shè)備是手持式通信設(shè)備或攝影設(shè)備。`
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK103858230SQ201280049588
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月10日
【發(fā)明者】H.魯?shù)侣? M.巴格 申請(qǐng)人:七邊形微光學(xué)私人有限公司