光電模塊及其制造方法

光電模塊及其制造方法
【專利摘要】用于制造光電模塊（1）的方法包含：a）提供襯底晶片（PW），在所述襯底晶片上布置有多個檢測構件（D）；b）提供間隔晶片（SW）；c）提供光學晶片（OW），所述光學晶片包含多個透明部分（t）和至少一個阻擋部分（b），所述多個透明部分對于通常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的入射光；d）制備晶片堆疊（2），在所述晶片堆疊中，所述間隔晶片（SW）布置在所述襯底晶片（PW）與所述光學晶片（OW）之間，以使得所述檢測構件（D）布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間。優選地，用于發射通常可由所述檢測構件（D）檢測的光的多個發射構件（E）布置在所述襯底晶片（PW）上，以使得多個相鄰發射構件和檢測構件存在于所述襯底晶片上。可通過將所述晶片堆疊（2）分隔成多個單獨模塊（1）來獲得單個模塊（1）。
【專利說明】光電模塊及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電領域，且更具體地涉及光電組件的封裝和制造。更特別地是，本發明涉及光電模塊及涉及制造光電模塊的方法，以及涉及包含此種模塊的電器和電子裝置，尤其是其中所述模塊包含至少一個光檢測器。本發明涉及根據權利要求的開放項所述的方法和設備。
【背景技術】
[0002]根據US2010/0327164A1，已知光電模塊，更具體地是接近傳感器，在接近傳感器制造期間，使用傳遞模塑技術包覆成型光發射器晶粒和光檢測器晶粒，以便在這些晶粒上形成透鏡。
[0003]在US5，912，872中，提出了一種集成光學設備。在所述集成光學設備的制造中，其上具有多個有源元件的支撐晶片與具有相應的多個光學元件的透明晶片對準。隨后可將此支撐-透明晶片對切分開。
[0004]在US2011/0050979A1中，公開了一種用于具有功能性元件的電光裝置的光學模塊。光學模塊包括具有至少一個透鏡元件的透鏡襯底部分和間隔件。間隔件用以將透鏡襯底保持離完全組裝的電光裝置的基部襯底部分一明確界定的軸向距離。為了確保功能性元件的性能改善，提供一種EMC防護罩。間隔件至少部分導電并從而形成EMC防護罩或者EMC防護罩的一部分。在US2011/0050979A1中同樣公開了以一晶片規模制造多個此類模塊的方法。
[0005]術語定義
[0006]“有源光學組件”:光感測組件或光發射組件。例如，光電二極管、圖像傳感器、LED、0LED、激光芯片。
[0007]“無源光學組件”:通過折射和/或繞射和/或反射重新定向光的光學組件，例如透鏡、棱鏡、反射鏡或光學系統，其中光學系統是此類光學組件的集合，所述光學組件還可能包含機械元件，例如孔徑光闌、圖像屏幕、支架。
[0008]“光電模塊”:包含至少一個有源光學組件和至少一個無源光學組件的組件。
[0009]“復制”:一種技術，通過所述技術重現給定結構或給定結構的負片。例如，蝕刻、壓印、模塑。
[0010]“晶片”:實質上碟狀或板狀形狀的物品，該物品在一個方向(z方向或垂直方向)上的延伸相對于在另外兩個方向(X方向和y方向或者橫向方向)上的延伸較小。通常，在(非空白)晶片上，在其中(通常在矩形柵格上)布置或提供多個類似結構或物品。晶片可具有開口或孔，且晶片在晶片的橫向區域的主要部分中可甚至不含材料。盡管在許多上下文中，晶片被理解為一般由半導體材料制成，但是在本專利申請案中，此明確地不為限制。因此，晶片一般可由例如半導體材料、聚合物材料、包含金屬與聚合物或聚合物與玻璃材料的復合材料制成。尤其，可硬化材料(例如熱可固化聚合物或UV可固化聚合物)是結合本發明的感興趣晶片材料。[0011]“橫向”:參看“晶片”
[0012]“垂直”:參看“晶片”
[0013]“光”:最普遍的電磁輻射，更詳細來說是電磁光譜的紅外部分、可見光部分或紫外線部分的電磁輻射。

【發明內容】

[0014]本發明的一個目的是創建制造光電模塊的替代方法。更詳細來說，應提供制造光電模塊的特別快速的方法及/或制造光電模塊的特別簡單的方法。另外，各自的光電模塊，應提供包含此種光電模塊的電子裝置和包含多個此類光電模塊的電器。
[0015]本發明的另一個目的是提供具有特別精確的對準的光電模塊以及相應的制造方法。
[0016]本發明的另一個目的是提供具有特別小的尺寸的光電模塊。
[0017]本發明的另一個目的是提供至少包含有源光學組件及還可能包含無源光學組件的光電模塊，所述有源光學組件和所述無源光學組件受到良好保護以免受雜散光和串擾的影響。
[0018]本發明的另一個目的是提供包含至少一個光電模塊的特別小的電子裝置。
[0019]從以下描述和實施方式呈現進一步目的。
[0020]至少部分地通過根據專利權利要求書所述的設備和方法達成所述目的中的至少一個目的。
[0021]用于制造光電模塊的方法包含以下步驟:
[0022]a)提供襯底晶片，多個檢測構件布置在所述襯底晶片上；
[0023]b)提供間隔晶片；
[0024]c)提供光學晶片，所述光學晶片包含多個透明部分和至少一個阻擋部分，所述透明部分對于通常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的入射光；
[0025]d)制備晶片堆疊，在所述晶片堆疊中，間隔晶片布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，以使得所述檢測構件布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間。
[0026]此方法可允許以特別高效的方式制造光電模塊，并可允許制造特別小的光電模塊。此外，可將入射到此檢測構件上的光限制為理想的光和不理想的光，即，可阻止不應到達檢測構件的光到達檢測構件，因為可通過所述阻擋部分吸收及/或反射所述光。為此目的，所述至少一個阻擋部分可至少實質上對可由檢測構件檢測的光不透明。
[0027]所述檢測構件布置在所述襯底晶片與所述光學晶片“之間”的特征應當被分別理解為包含和更精確意味著以下情況:檢測構件包含在襯底晶片中且存在襯底晶片的至少另一個部分以使得所述檢測構件布置在襯底晶片的其他部分與所述光學晶片之間。
[0028]在檢測構件包含在襯底晶片中的情況下，反而可更清楚地說明制備了晶片堆疊(參考步驟d)，以使得所述檢測構件布置在“所述襯底的面向所述光學構件的側面上”，而不是布置在“所述襯底晶片與所述光學晶片之間”。
[0029]然而，所述檢測構件可包含在所述襯底晶片中或不包含在所述襯底晶片中。
[0030]應注意，透明部分對通常可由所述檢測構件檢測的光的透明度不一定意味著透明部分必須對通常可由所述檢測構件檢測的任何光透明。通常，對于通常可由所述檢測構件檢測的光透明的部分的透明度是足夠的。
[0031]特別地，所述襯底晶片是被稱為襯底晶片的晶片，且所述間隔晶片是被稱為間隔晶片的晶片，且所述光學晶片是被稱為光學晶片的晶片。
[0032]所述檢測構件是用于檢測光(尤其是紅外光，更特別是近紅外光)的檢測器。
[0033]通常，每個所述晶片具有通常板狀的形狀并且包含結構或物品的二維周期布置。
[0034]在一個實施方式中，所述檢測構件是光電二極管或包含光電二極管。
[0035]在可與上述實施方式組合的一個實施方式中，步驟d)包含:將所述襯底晶片固定至所述間隔晶片及將所述間隔晶片固定至所述光學晶片。在一或兩種情況下，所述固定可通過粘合完成。
[0036]在可與一個或兩個上述實施方式組合的一個實施方式中，步驟d)包含:將所述襯底晶片與所述光學晶片對準，以使得所述多個檢測構件中的每一者相對于至少一個所述透明部分對準，尤其是其中每個所述檢測構件各自以相同方式與一個所述透明部分對準。
[0037]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，步驟a)包含以下步驟:
[0038]al)通過拾取和放置將所述檢測構件放置在所述襯底晶片上。
[0039]在晶片級上執行此拾取和放置操作允許達成高放置精確度和高制造速度。
[0040]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，步驟a)包含以下步驟:
[0041]a2)將每個所述檢測構件電連接至所述襯底晶片。
[0042]此步驟可通過例如裸片接合或通過回流焊接完成。
[0043]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，所述多個透明部分中的每一者包含至少一個無源光學組件。
[0044]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，方法包含:提供晶片，所述晶片是所述間隔晶片與所述光學晶片的組合。此晶片可被稱為“組合光學晶片”。
[0045]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，方法包含以下步驟:將所述阻擋部分和所述間隔晶片制造為整體部件。此步驟可尤其使用復制完成。
[0046]組合晶片(及相應地，各自的構件)通常允許用相對少量的制造步驟進行，且尤其用相對少量的對準步驟進行。此可簡化制造及/或產生具有較高精度的模塊。
[0047]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，所述多個透明部分中的每一者包含至少一個無源光學組件，例如透鏡構件(作為無源光學組件的實例)，尤其是其中每個所述無源光學組件包含至少一個光學結構，或更特別地是其中每個所述透鏡構件包含至少一個透鏡元件。此透鏡構件是至少一個(光學)透鏡或包含至少一個(光學)透鏡；且此透鏡元件是透鏡，所述透鏡可能是由至少兩個透明部件組成的合成透鏡的一部分。提供透鏡元件用于通過繞射或(更通常地)通過折射重新定向光。更通常地，提供所述無源光學組件用于通過繞射及/或通過折射及/或通過反射重新定向光。
[0048]在參閱包含透鏡元件的上述實施方式的一個實施方式中，所述透鏡元件大體上是凸形的，或至少每個所述透鏡元件的一部分大體上是凸狀的。當然，部分或大體凹狀或其他形狀(例如，組合凹陷區域與凸出區域)也是可能的。
[0049]在參閱包含無源光學組件的一或多個上述實施方式的一個實施方式中，每個所述無源光學組件或者每個所述無源光學組件的一部分各自與至少一個所述檢測構件相關聯。[0050]在參閱包含透鏡構件的一或多個上述實施方式的一個實施方式中，每個所述透鏡構件或者每個所述透鏡構件的一部分各自與至少一個所述檢測構件相關聯。
[0051]在參閱包含無源光學組件(例如透鏡構件)的一或多個上述實施方式的一個實施方式中，方法包含以下步驟:
[0052]Cl)通過復制制造所述無源光學組件。
[0053]復制可以是分別生產多個例如透鏡和透鏡元件的非常高效的方式。此方式有可能節省許多對準步驟及/或大量制造時間。
[0054]在參閱上述實施方式的一個實施方式中，步驟Cl)包含:在液態、粘稠或可塑性變形的材料中復制表面并隨后硬化(尤其，固化)所述材料。合適材料可以是例如聚合物(例如環氧樹脂)。
[0055]在參閱上述實施方式的一個實施方式中，復制所述表面的所述步驟包含將所述表面壓印至所述材料中。
[0056]在參閱兩個最后描述的實施方式中的一或兩者的一個實施方式中，通過加熱與用光(尤其用紫外光)照射中的至少一者完成硬化所述材料的所述步驟。特別地，所述硬化可以是固化。
[0057]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，所述間隔晶片由實質上衰減或阻擋通常可由檢測構件檢測的光的材料制成。對所述間隔晶片使用對可由檢測構件檢測的光實質上不透明的材料可使得可能遮蔽檢測構件免受不理想的光的影響，例如來自模塊外的雜散光，或如果提供了發射構件(見下文)，那么可能防止從發射構件到檢測構件的串擾。
[0058]在參閱上述實施方式的一個實施方式中，用于發射通常可由所述檢測構件檢測的光的多個發射構件布置在所述襯底晶片上，尤其是其中發射構件經布置以使得多個相鄰發射構件和檢測構件存在于所述襯底晶片上。通常，每個所述發射構件與一個所述檢測構件相關聯。
[0059]關于發射構件和發射構件的發射光譜，應注意，通常可由所述檢測構件檢測的光的發射并不意味著所發射的光一定要覆蓋通常可由所述檢測構件檢測的光的整個波長范圍，也不意味著將排除通常不可由所述檢測構件檢測的光的(額外)發射。通常，對通常可由所述檢測構件檢測的光透明的部分的透明度是足夠的。通常，光的發射是足夠的，所述光的一部分落入通常可由所述檢測構件檢測的波長范圍中。
[0060]在參閱兩個最后描述的實施方式中的一或兩者的一個實施方式中，所述發射構件放置在所述襯底晶片上用于在一般垂直于所述襯底的延伸的方向上發射所述光。通過此方式發射垂直傳播的光，所述光將貫穿所述透明部分中的一個透明部分。
[0061]在參閱包含所述發射構件的一或多個實施方式的一個實施方式中，每個所述無源光學組件中或每個所述無源光學組件的一部分各自與一個所述發射構件相關聯。
[0062]在參閱包含所述發射構件和透鏡構件的一或多個實施方式的一個實施方式中，每個所述透鏡構件或每個所述透鏡構件的一部分各自與一個所述發射構件相關聯。
[0063]在參閱包含所述發射構件的一或多個實施方式的一個實施方式中，所述多個無源光學組件包含各自與一個所述發射構件相關聯的多個無源光學組件和各自與一個所述檢測構件相關聯的另外的多個無源光學組件。通過此方式，可良好地制造包含布置在相關聯的無源光學組件(例如，透鏡構件)下方的發射構件和布置在相關聯的無源光學組件(例如，透鏡構件，這些透鏡構件與上述透鏡構件不同)下方的檢測構件的模塊。在本文中，“在下方”是指一般垂直方向(相對于晶片延伸)。
[0064]在參閱包含所述發射構件的一或多個實施方式的一個實施方式中，所述間隔晶片經結構化及布置以使得間隔晶片減少所述發射構件與所述檢測構件之間的串擾。此舉可允許在減少或取消通過所述發射構件發射并通過所述檢測構件檢測的光量意義上減少光學串擾，所述光通過不理想的光路到達所述檢測構件，例如，所述光在光電模塊內(以不理想的方式)散射或到達所述檢測構件而未離開所述光電模塊。此舉可允許實質上衰減或阻擋由所述發射構件發射的光，所述光并未(兩次)穿過所述光學晶片。
[0065]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，方法包含以下步驟:
[0066]h)通過復制處理獲得所述間隔晶片。
[0067]此舉可使模塊制造特別高效。例如，所述復制處理可包含壓印步驟。作為用于所述間隔晶片的材料，基于聚合物的材料(例如，環氧樹脂)，尤其是可固化材料，可能是合適的選擇。
[0068]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，實質上制成阻擋部分中的光學晶片的材料是硬化的可硬化材料(尤其是固化的可固化材料)，例如，基于聚合物的材料(例如環氧樹脂)。
[0069]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，使用復制獲得阻擋部分中的光學晶片的部分。
[0070]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，所述光電模塊是接近傳感器。`
[0071]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，方法包含以下步驟:
[0072]e)將具有焊球的所述襯底晶片提供在襯底傳感器的一側面上，所述側面與所述襯底構件的布置有所述檢測構件的彼側面相對。
[0073]還可能提供具有接觸墊的襯底晶片，所述接觸墊不具備焊球。
[0074]通過此方式，制造的模塊可易于用于制造電子裝置，例如，所述模塊可用作表面安
-Μ.ο
[0075]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，方法包含以下步驟:
[0076]f )將所述晶片堆疊分隔成多個單獨模塊，每個模塊包含:
[0077]所述襯底晶片的一部分；
[0078]至少一個所述檢測構件；
[0079]所述間隔晶片的一部分；
[0080]至少一個所述透明部分；
[0081]所述阻擋部分的一部分。
[0082]通過此方式，以非常高效的方法獲得單獨的光電模塊。可例如通過機械工具(晶片鋸或沖剪機)或通過激光完成分隔(或切割)。
[0083]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，方法包含以下步驟:
[0084]g)提供擋板晶片，所述擋板晶片靠近所述光學晶片布置在所述光學晶片的一側面上，所述側面與所述光學晶片的布置有所述間隔晶片的彼側面相對，所述擋板晶片包含多個透明區域；其中通過以下步驟替代步驟d):d’)制備晶片堆疊，在所述晶片堆疊中，所述間隔晶片布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，以使得所述檢測構件布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，且其中所述光學晶片布置在所述擋板晶片與所述間隔晶片之間。
[0085]通過擋板晶片，可能限制角度范圍，在所述角度范圍內，入射到所述擋板晶片上的光可進入模塊及/或到達所述多個檢測構件中的至少一部分。
[0086]更特別地，所述擋板晶片是被稱為擋板晶片的晶片。
[0087]通常，每個所述透明區域或每個所述透明區域的一部分與至少一個所述檢測構件相關聯 '及/或，如果提供所述發射構件，那么每個所述透明區域或每個所述透明區域的一部分與至少一個所述發射構件相關聯。
[0088]可例如通過穿過所述擋板晶片的孔和/或通過對通常可由所述檢測構件檢測的光透明的材料形成所述透明區域。
[0089]在參閱最后描述的實施方式的一個實施方式中，所述擋板晶片部分地或甚至實質上由有彈性的材料或者由可彈性或塑性變形的材料制成。例如，可使用泡沫材料或泡沫狀材料。
[0090]在可與最后描述的實施方式中的一或兩者組合的一個實施方式中，實質上制成擋板晶片的材料是硬化的可硬化材料(尤其是固化的可固化材料)，例如基于聚合物的材料(例如環氧樹脂)。注意，可能提供:材料在硬化狀態或固化狀態下是有彈性的。
[0091]在可與三個最后描述的實施方式中的一或多者組合的一個實施方式中，使用復制處理獲得擋板晶片。
[0092]在可與四個最后描述的實施方式中的一或多者組合的一個實施方式中，方法包含:提供晶片，所述晶片是所述擋板晶片與所述光學晶片的組合。此種晶片可被稱為“組合光學晶片”。
[0093]在可與五個最后描述的實施方式中的一或多者組合的一個實施方式中，方法包含以下步驟:將所述阻擋部分和所述擋板晶片制造為整體部件。此步驟可尤其使用復制完成。
[0094]組合晶片(及相應地，各自的構件)通常允許用相對少量的制造步驟進行，且尤其用相對少量的對準步驟進行。此可簡化制造和/或產生具有較高精度的模塊。
[0095]在可與一或多個上述實施方式組合的一個實施方式中，所述襯底晶片實質上是印刷電路板總成，更特別地，是安裝有至少一個有源光學組件的印刷電路板。通過此方式，眾所周知的印刷電路板制造技術可用于制造所述襯底晶片。印刷電路板布置(PCBA)包含印刷電路板(PCB)。所述印刷電路板布置可僅僅是印刷電路板或者(更典型地)是其上安裝有一或多個電氣組件或電子組件的印刷電路板，其中所述一或多個組件可尤其是有源光學組件，例如所述檢測構件及/或所述發射構件。
[0096]因此，可易于提供用于電接觸所述檢測構件和所述發射構件(如果提供發射構件)的接觸區域和從外部電接觸所述模塊的接觸區域，以及(垂直地)跨越所述襯底晶片的電連接。
[0097]事實上，此情況導致將在下文討論的本發明的另一個(第二)方面。
[0098]光電模塊包含:
[0099]襯底；
[0100]光學構件，所述光學構件通常與所述襯底平行布置；[0101]檢測構件，所述檢測構件布置在所述襯底與所述光學構件之間，安裝在所述襯底上，用于檢測已穿過所述光學構件的光；
[0102]分隔構件，所述分隔構件布置在所述襯底與所述光學構件之間；
[0103]其中所述光學構件包含至少一個透明部分和至少一個阻擋部分，所述至少一個透明部分對通常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由檢測構件檢測的入射光。
[0104]此種模塊可提供特別良好的可制造性以及特別精確及/或簡單的組成部分對準；并且所述模塊可被設計為很小。
[0105]所述檢測構件可通常包含在所述襯底中或不包含在所述襯底中。如果檢測構件包含在襯底中，那么反而可更清楚地表示檢測構件是布置在“所述襯底的面向所述光學構件的側面上”，而不是布置在“所述襯底與所述光學構件之間”。
[0106]本發明包含具有根據本發明所述的相應方法的特征的光電模塊，且反之亦然，也包含具有相應光電模塊的特征的方法。下文明確地描述模塊的一些特定實施方式。
[0107]模塊的優點基本上對應于相應方法的優點，且反之亦然。
[0108]在一個模塊實施方式中，所述分隔構件布置在所述檢測構件旁邊。
[0109]在可與上述實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述至少一個阻擋部分由實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的光的材料制成。尤其所述材料是熱固化材料。
[0110]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述襯底是大體上平面的襯底。
[0111]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述襯底是大體上板狀的襯底。
[0112]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的模塊的一個模塊實施方式中，至少在不考慮可能存在突起的透鏡構件部分或者其他無源光學組件的突起部分時，所述光學構件是大體上平面的光學構件。
[0113]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述光學構件是大體上板狀的光學構件。
[0114]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件是大體上平面的分隔構件。
[0115]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件是大體上板狀的分隔構件。
[0116]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件具有一或多個開口。通常，所述檢測構件布置在所述開口的一個開口中。
[0117]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述光學構件和所述分隔構件組合成一個構件。尤其，例如使用復制將所述至少一個阻擋部分和所述分隔構件制造成整體部件。
[0118]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述檢測構件是封裝的電氣組件，例如，SMT裝置。
[0119]在除了最后描述的實施方式可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述檢測構件是未封裝的電氣組件，例如，倒裝芯片或者通過引線接合附著到所述襯底的芯片。
[0120]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述透明部分包含至少一個無源光學組件，或更特別地至少一個透鏡構件。
[0121]在參閱上述實施方式的一個實施方式中，所述至少一個無源光學組件(或所述至少一個透鏡構件)包含至少一個光學結構(或至少一個透鏡元件)，其中所述至少一個光學結構(或所述至少一個透鏡元件)是由硬化的可硬化材料制成的結構和使用復制處理獲得的結構中的至少一者。尤其，所述硬化的可硬化材料是通過加熱與用光(尤其是紫外光)照射中的至少一者硬化。更特別地，所述硬化是固化。所述復制處理可包含壓印步驟。
[0122]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述襯底和所述光學構件通過所述分隔構件彼此固定。
[0123]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件實質上從所述襯底延伸到所述光學構件。
[0124]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件例如通過熱固化膠(例如合適的環氧樹脂)粘合到所述光學構件及所述襯底。
[0125]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述襯底、所述光學構件和所述分隔構件具有大體上塊狀或板狀的形狀，至少所述分隔構件具有至少一個孔，尤其是其中所述孔延伸穿過所述分隔構件。通過此方式，可能達成特別良好的可制造性。
[0126]在參閱上述實施方式的一個模塊實施方式中，所述檢測構件布置在所述孔中。
[0127]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，其中所述襯底、所述光學構件和所述分隔構件具有矩形布置的外表面。
[0128]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，以下各者的橫向尺寸實質上是相同的:
[0129]所述襯底；
[0130]所述光學構件；
[0131]所述分隔構件；
[0132]尤其是其中所述模塊的橫向尺寸實質上與以上各者的橫向尺寸相同。
[0133]術語“橫向尺寸”是指實質上垂直于隨后布置所述襯底和所述分隔構件以及所述光學構件的方向所測量的尺寸。通過襯底的橫向外部尺寸，光學構件和分隔構件實質上相同，極大提高了模塊的可制造性。
[0134]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，模塊包含發射構件，所述發射構件用于發射通常可由檢測構件檢測的光。
[0135]在參閱上述實施方式的一個實施方式中，所述分隔構件的至少一部分布置在所述發射構件與所述檢測構件之間，用于減少所述發射構件與所述檢測構件之間的光學串擾。
[0136]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述檢測構件由所述分隔構件環繞。
[0137]在參閱包含發射構件的一或多個上述模塊實施方式的一個實施方式中，所述發射構件由所述分隔構件環繞。
[0138]尤其，可提供:通過所述分隔構件形成所述模塊的一部分側壁(圓周側壁)。[0139]在參閱包含發射構件的一或多個上述實施方式的一個實施方式中，所述光學構件至少包含第一透鏡構件和第二透鏡構件，所述第一透鏡構件和所述第二透鏡構件各自包含至少一個透鏡元件。尤其，可提供:所述第一透鏡構件和所述第二透鏡構件分別形成所述光學構件的第一透明部分和第二透明部分，且更特別地，所述第一透鏡構件和所述第二透鏡構件由所述阻擋部分圍繞。
[0140]在參閱最后描述的實施方式的一個實施方式中，在一般垂直于所述襯底的方向(垂直方向)上觀察，所述發射構件和所述第一透鏡構件相繼地布置，且所述檢測構件和所述第二透鏡構件相繼地布置。此種模塊可能很小并且是高度實用的。
[0141]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述發射構件是封裝的電氣組件，例如，SMT裝置。
[0142]在除了最后描述的實施方式可與包含發射構件的一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述發射構件是未封裝的電氣組件，例如，倒裝芯片或通過引線接合附著到所述襯底的芯片。
[0143]在可與包含發射構件的一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述發射構件、所述光學構件及所述檢測構件經結構化及布置，以使得當所述檢測構件檢測到從所述發射構件發射的光穿過所述至少一個透明部分及由位于模塊外的表面反射并再次穿過所述至少一個透明部分時，如此檢測到的光量取決于所述表面到所述光學構件的距離。
[0144]在本文中，位于模塊外的所述表面通常將位于所述光學構件附近，例如，在典型應用中，在Im以下，更特別地，在20cm以下或甚至在8cm以下的距離。
[0145]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件由實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的光的材料制成。此情況在提供分隔構件用于實質上衰減或阻擋光被所述檢測構件檢測到時尤其有用，所述光通常可由所述檢測構件檢測，但從分隔構件的一側面入射，所述側面與分隔構件的面向所述檢測構件的側面相對。
[0146]通常，所述分隔構件不是所述襯底的一部分，也不是所述光學構件的一部分。通常，所述分隔構件是整體部件。
[0147]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述分隔構件是由硬化的可硬化材料制成的構件與使用復制處理獲得的構件中的至少一者。更特別地，所述硬化是固化。尤其，所述硬化的可硬化(或固化的可固化)材料可通過熱應用硬化(固化)。
[0148]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述至少一個透明部分實質上由基于聚合物的材料制成，例如由環氧樹脂，或尤其由固化的可固化材料制成。
[0149]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述至少一個阻擋部分實質上由基于聚合物的材料制成，例如由環氧樹脂制成。
[0150]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述襯底提供從所述檢測構件跨越所述襯底的至少一個電連接。此舉是(從外部)電接觸位于模塊內的有源光學組件的優良方式。
[0151]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，所述襯底是印刷電路板總成。因為此印刷電路板總成是封裝(即所述模塊)的組成部分，所以印刷電路板總成也可被稱為其上安裝有至少一個有源光學組件的插入件。印刷電路板(PCB)材料可例如為剛性或柔性PCB材料、纖維增強型或非纖維增強型材料；所述材料可為環氧樹脂，例如FR4或聚酰亞胺。可例如通過引線接合或焊接手段將有源光學組件安裝在PCB上。所述手段也適用于可能構成襯底晶片的PCB總成的PCB。
[0152]通常，所述檢測構件與所述發射構件中的至少一者電連接到所述襯底構件，通常是兩者均電連接到所述襯底構件，其中此舉可例如通過焊接、通過表面安裝技術(SMT)或通過倒裝芯片技術或者通過弓I線接合完成。
[0153]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，模塊包含擋板構件，所述擋板構件靠近所述光學構件布置在所述光學構件的側面上，所述側面與所述光學構件布置有所述分隔構件的側面相對。擋板構件可經結構化及布置用于保護免受不理想的光影響，尤其用于保護檢測構件免受不理想的光的影響及/或用于充當孔徑。
[0154]在參閱最后描述的上述實施方式的一個實施方式中，擋板構件部分地或甚至實質上由有彈性的材料或者由可彈性或可塑性變形的材料制成。此情況例如在安裝模塊是有益的。例如，當模塊布置在外殼內與外殼的窗口機械接觸時，可通過有彈性的擋板構件吸收安裝公差，例如，使其上安裝有模塊的印刷電路板到所述窗口的距離不那么關鍵，有彈性的擋板構件通過容易地變形及調節自身來說明所述距離的變化。
[0155]在可與一個或兩個最后描述的模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，擋板構件和光學構件組合成一個構件；尤其，例如使用復制將至少一個阻擋部分和間隔構件制造為整體部件。
[0156]在可與一或多個上述模塊實施方式組合的一個模塊實施方式中，其中模塊是接近傳感器。
[0157]電器包含根據本發明所述的多個模塊。并且電器包含襯底晶片、光學晶片、間隔晶片，其中多個襯底包含在所述襯底晶片中，多個光學構件包含在所述光學晶片中，多個分隔構件包含在所述間隔晶片中。通常，所述電器可被視為晶片堆疊。并且通常來說，在光學晶片的情況下，至少在不考慮可能存在突起的透鏡構件部分(或更普遍地，無源光學組件的突起部分)時，所有所述晶片是大體上平面的形狀及大體上碟狀或板狀。
[0158]電子裝置包含印刷電路板及根據本發明所述的安裝在所述印刷電路板上的模塊。例如，裝置是手持式通信裝置。裝置也可是攝影裝置，例如照相機。
[0159]本發明的另一個方面(第二方面)是提供一種用于制造光電模塊的方法，所述方法包含以下步驟:
[0160]a’ )提供襯底晶片，多個檢測構件布置在所述襯底晶片上；
[0161]b’)提供間隔晶片；
[0162]C，)提供光學晶片；
[0163]d’ )制備晶片堆疊，在所述晶片堆疊中，所述間隔晶片布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，以使得所述檢測構件布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，
[0164]其中所述襯底晶片實質上是印刷電路板總成。
[0165]當將此方法與上述方法組合時，可容易想到根據所述第二方面的此方法的特定實施方式，包括或不包括所述光學晶片包含多個透明部分及至少一個阻擋部分的特征。[0166]類似地，在本發明的此第二方面中，包含了以下光電模塊、電器和電子裝置。
[0167]光電模塊包含:
[0168]襯底，所述襯底實質上是印刷電路板總成；
[0169]光學構件，所述光學構件大體上與所述襯底平行布置；
[0170]檢測構件，所述檢測構件布置在所述襯底與所述光學構件之間，安裝在所述襯底上，用于檢測穿過所述光學構件的光；
[0171]分隔構件，所述分隔構件布置在所述襯底與所述光學構件之間。
[0172]電器包含根據本發明的第二方面所述的多個模塊。
[0173]電子裝置包含印刷電路板和根據本發明的第二方面所述的安裝在所述印刷電路板上的模塊。
[0174]當將所述光電模塊和電器以及電子裝置分別與上述光電模塊和電器以及電子裝置組合時，可容易想到所述光電模塊和電器以及電子裝置的特定實施方式，包括或不包括所述光學構件包含至少一個透明部分和至少一個阻擋部分的特征。
[0175]更普遍的觀點:
[0176]應注意，可能提供晶片(“組合光學晶片”)，所述晶片是所描述的光學晶片與所描述的間隔晶片的組合。因此，間隔晶片然后是可選的，間隔晶片的特性和功能是通過相應地結構化及配置的光學晶片實現的。此舉可例如通過將上文描述的間隔晶片和上文描述的至少一個阻擋部分制造為整體部件來完成。類似地，可提供可被理解為所描述的光學晶片和所描述的擋板晶片的組合的“組合光學晶片”。并且，還可能提供:“組合光學晶片”可被理解為所描述的光學晶片和所描述的間隔晶片以及所描述的擋板晶片的組合。
[0177]相應地，可能提供構件，所述構件是所描述的光學構件和所描述的分隔構件的組合。因此，分隔構件然后是可選的，分隔構件的特性和功能是由相應地結構化及配置的光學構件實現的。此舉可例如通過將上文描述的分隔構件和上文描述的至少一個阻擋部分制造為整體部件來完成。當然，與擋板構件的替代性組合或額外組合也是可能的。
[0178]換句話說，適用于任何所揭示之實施例的是:間隔晶片及/或擋板晶片(如果都存在)可包含在光學晶片中或可與光學晶片分隔，以及分隔構件及/或擋板構件(如果都存在)可包含在光學構件或可與光學構件分隔。
[0179]更普遍的方法相應地如下所述:
[0180]一種用于制造光電模塊的方法，所述方法包含以下步驟:
[0181]A)提供襯底晶片，多個檢測構件布置在所述襯底晶片上；
[0182]C)提供光學晶片，所述光學晶片包含多個透明部分和至少一個阻擋部分，所述透明部分對于常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的入射光；
[0183]D)制備晶片堆疊，所述晶片堆疊包含所述襯底晶片和所述光學晶片。
[0184]更普遍的光電模塊相應地如下所述:
[0185]一種光電模塊包含:
[0186]襯底；
[0187]光學構件，所述光學構件大體上與所述襯底平行布置；
[0188]檢測構件，所述檢測構件布置在所述襯底與所述光學構件之間，安裝在所述襯底上，用于檢測穿過所述光學構件的光；
[0189]其中所述光學構件包含至少一個透明部分和至少一個阻擋部分，所述透明部分對通常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的入射光。
[0190]與電器和電子裝置一樣，方法和光電模塊的各種更精確實施方式易于從上述實施方式得出。上述特征和建議易于轉移到代表所述的更普遍觀點的權利要求上。
[0191]從附屬權利要求和圖式呈現本發明(按照本發明的第一方面和第二方面以及按照更普遍觀點)的進一步實施方式和優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0192]以下通過實例和所包括的圖式更詳細地描述本發明。圖式示意性地展示:
[0193]圖1光電模塊的橫截面視圖；
[0194]圖2圖1的模塊的組成部分的各種橫截面視圖；
[0195]圖3用于形成晶片堆疊的晶片的橫截面視圖，所述晶片堆疊用于制造圖1的多個模塊；
[0196]圖4用于制造圖1的多個模塊的晶片堆疊的橫截面視圖；
[0197]圖5具有結構化表面的半成品部件的橫截面視圖；
[0198]圖6光電模塊的橫截面視圖，所述光電模塊包含組合光學構件，所述組合光學構件包含分隔構件和擋板構件。
[0199]圖式中使用的參考符號和參考符號的含義概括在參考符號列表中。所描述的實施方式意味著實例并且不應限制本發明。
【具體實施方式】
[0200]圖1展示光電模塊I的示意性橫截面視圖。所圖示的橫截面是垂直橫截面。圖2展示圖1的模塊的組成部分的各種橫向示意性橫截面視圖，其中所述橫向橫截面的近似位置在圖1中由Si到s5和虛線指示。對于s4和s5,由箭頭指示觀看方向。
[0201]模塊I包含在一方向上彼此堆疊的數個組成部分(P、S、0、B)，術語“垂直”通過所述方向限定；所述方向對應于z方向(參看圖1)。x-y平面(參看圖2)中垂直于垂直(z)方向的方向被稱為“橫向”。
[0202]模塊I包含彼此堆疊的襯底P、分隔構件S、光學構件O和擋板構件B。襯底P是例如印刷電路板總成。此PCB總成的印刷電路板(PCB)還可被更明確地稱為插入件。用于發射光，尤其是紅外光(更特別地是近紅外光)的發射構件E可安裝在PCB上，例如，發光二極管；并且可在所述PCB安裝用于檢測光，尤其是紅外光(更特別地是近紅外光)的檢測構件D，例如，光電二極管。發射構件E及檢測構件D的電觸頭電連接到模塊I外部，在模塊外部附著有焊球7。代替提供焊球7，還可能在PCB上提供接觸墊，所述接觸墊不具備(或以后不具備)焊球。
[0203]通過此方式，可以(例如)表面安裝技術(SMT)將模塊I安裝在印刷電路板9上，靠近其他電子組件(未圖示)。印刷電路板9可為電子裝置10 (例如手持式通信裝置)的組成部分。尤其，裝置10可為智能電話。模塊I特別適用于此種應用，因為模塊可被制造為具有特別小的尺寸。
[0204]分隔構件S具有兩個開口 4，發射構件E布置在兩個開口中的一個開口中且檢測構件D布置在另一個開口中。通過此方式，發射構件E和檢測構件D由分隔構件S橫向地環繞。
[0205]分隔構件S可完成數個任務。分隔構件S可(通過分隔構件S的垂直延伸)確保襯底P與光學構件O之間的明確界定的距離，所述距離有助于達成從發射構件E穿過光學構件O及從模塊I外部穿過光學構件O到檢測構件D上的明確界定的光路。通過對通常可由檢測構件D檢測的光實質上不透明及通過形成模塊I的外側壁的一部分，分隔構件S還可提供對檢測構件D的保護以免受不應被檢測構件D檢測到的光的影響。并且，通過對通常可由檢測構件D檢測的光實質上不透明以及通過在發射構件E與檢測構件D之間形成壁，分隔構件S還可提供對檢測構件D的保護以免受發射構件E所發射的不應到達檢測構件D的光的影響，以便減少發射構件E與檢測構件D之間的光學串擾。可通過此方式防止在模塊I內發射的光和源自發射構件E的雜散光到達檢測構件D。通常，分隔構件S由聚合物材料制成，尤其由可硬化的或更具體地可固化的聚合物材料(例如環氧樹脂)制成。
[0206]光學構件O包含阻擋部分b和兩個透明部分t，一個透明部分用于允許發射構件E所發射的光離開模塊1，且另一個透明部分用于允許光從模塊I外部進入模塊I并到達檢測構件D。
[0207]阻擋部分b對通常由可檢測構件D檢測的光實質上不透明，例如，通過由合適的(聚合物)材料制成。透明部分t各自包含無源光學組件L，或更特別地并作為實例，包含透鏡構件L用于導光。如圖1中所示，透鏡構件L可例如包含與透明元件6緊密接觸的兩個透鏡元件5。透明元件6可具有與形成有阻擋部分b的光學構件O相同的垂直尺寸，以使得形成有阻擋部分b的光學構件O與透明元件6 —起描述(接近完美的)固定板形狀。透鏡元件5通過折射(參看圖1)及/或通過繞射重新定向光。例如，所述透鏡元件5全部可具有大體上凸面形狀(如圖1所示)，但透鏡元件5中的一或多者可具有不同形狀，例如，大體上或部分凹狀。
[0208]擋板構件B允許屏蔽不理想的光，尤其是離開模塊I或以理想角度入射到模塊I的光。通常，擋板構件B將具有兩個單獨的透明區域3，所述透明區域可體現為開口或通過透明材料體現。在透明區域3之外的擋板構件B可由實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的光的材料制成，或者擋板構件可具備帶有此特性的涂層，其中后者通常將更難以制造。當然，擋板構件B的形狀，或更準確地說，透明區域3的形狀可不同于圖1和圖2中所示的形狀，例如，圖1和圖2描繪圓錐形形狀或描繪截棱錐。
[0209]不僅透明區域3的橫向形狀，而且透明部分t的橫向形狀和開口 4的橫向形狀不必是圓形的，而是可具有其他外觀，例如，具有圓角的多邊形或矩形。
[0210]模塊I是光電組件，更準確地說是封裝的光電組件。模塊I的垂直側壁由物品P、
S、O和B形成。底壁由襯底P形成，且頂壁由擋板構件B或由擋板構件B和光學構件O —起形成。
[0211]如圖2中充分可見，四個物品P、S、O、B由于上述原因還可被稱為外殼組件，所述物品全部具有實質上相同的橫向形狀和橫向尺寸。此情況與制造參閱圖3和圖4在下文中更詳細描述的此模塊I的可能及非常高效的方式有關。所述外殼組件P、S、0和B全部具有大體上塊狀或板狀形狀，或更普遍地具有大體上矩形的平行六面體形狀，可能具有孔或開口(例如擋板構件B和分隔構件S如此)或突起(例如光學構件O如此)。
[0212]圖1中所示的模塊i可為接近傳感器。此模塊I將允許檢測物體是否位于到模塊的預定距離內，例如，如從由檢測構件D輸出的光電流判斷，盡管發射構件E將可能以光脈沖形式發射光。例如，發射構件E、光學構件O和檢測構件D可經布置以使得位于預定距離或光學構件O的距離范圍內的能夠反射光的表面可實現通過檢測構件D檢測由發射構件E發射并由所述表面反射的足夠高強度的光，然而，分別由發射構件E發射且由遠離光學構件O定位并位于所述預定距離之外的所述表面反射的光將不會使檢測構件D檢測到足夠高的光強度。還將可能產生僅包含檢測構件D (作為電子組件)而沒有發射構件E的模塊。在所述情況下，模塊可實質上體現為圖1和圖2中所示的模塊I的右半部分。
[0213]此外，可能提供根據如上文所論述的相同原理設計的模塊，但是除檢測構件D之夕卜，所述模塊包含一或多個額外電子組件，例如，額外的光檢測器，或一或多個集成電路，或者兩個或兩個以上的光源。
[0214]包含在模塊中的有源電子組件(例如圖1的實例中的發射構件E和檢測構件D)可為封裝的或未封裝的電子組件。為了接觸襯底P，可使用例如引線接合或倒裝芯片技術的技術或任何其他已知表面安裝技術，或甚至傳統的通孔技術。
[0215]圖3展示用于形成晶片堆疊的晶片的示意性橫截面視圖，所述晶片堆疊用于制造如圖1所示的多個模塊。當然，可能通過后續分隔步驟以晶片規模(實際地)完整地制造此模塊I。雖然圖3和圖4僅展示提供三個模塊1，但通常將在每個橫向方向上在一個晶片堆疊中提供至少10個，而至少30個或甚至50個以上的模塊。每個晶片的典型尺寸是:橫向至少5cm或10cm，并高達30cm或40cm或甚至50cm ;及垂直(在沒有組件布置在襯底晶片PW上的情況下測量)至少0.2mm或0.4mm或甚至Imm,并高達6mm或IOmm或甚至20mm。
[0216]如圖1中所示，四個晶片足以制造多個模塊:襯底晶片PW、間隔晶片SW、光學晶片OW和擋板晶片BW。每個晶片包含多個相應構件，所述構件包含在相應模塊I中(參看圖1和圖2)，通常布置在矩形晶格上，通常彼此之間具有一點距離用于晶片分離步驟。
[0217]襯底晶片PW可為PCB總成，所述PCB總成包含標準PCB材料的PCB，一側具有焊球7且另一側焊接有有源光學組件(E和D)。可使用標準的拾取和放置機器通過拾取和放置將有源光學組件放置在襯底晶片PW上。
[0218]為了提供最大保護免于檢測到不理想的光，所有晶片PW、SW、0W、BW可實質上由對通常可由檢測構件D檢測的光實質上不透明的材料制成，當然，透明區域(例如，透明部分t和透明區域3)除外。
[0219]可通過復制生產晶片SW和BW且也可能生產所有或一部分晶片0W。在示范性復制處理中，將結構化表面壓印至液態粘性材料或可塑性變形的材料中，然后硬化所述材料(例如，通過使用紫外線照射或加熱來固化)，并隨后移除結構化表面。因此獲得結構化表面的復制品(在此情況下，所述復制品是負片復制品)。用于復制的合適材料是例如可硬化的(更特別地，可固化的)聚合物材料或其他復制材料，即，在硬化步驟中(更特別地，在固化步驟中)可從液態粘性狀態或可塑性變形狀態轉換成固態的材料。復制是已知技術，參看例如W02005/083789A2關于此技術的更多細節。
[0220]在光學晶片OW的情況下，復制或模塑可用于獲得不透明部分(阻擋部分b)。還可能在應是透明部分t的位置通過鉆孔或通過蝕刻來提供孔。
[0221]隨后，如此獲得的前驅體晶片具有透鏡構件L，以便產生光學晶片0W。此舉可通過復制完成，例如將透鏡構件L形成為整體部件，例如US2011/0043923A1中所描述。然而，還可由半成品部件開始制造透鏡構件L，所述半成品部件是包含孔中的透明元件6的晶片，通過所述孔限定透明部分t。此舉在透鏡構件L各自描述至少一個頂點且所述頂點位于光學晶片OW的垂直橫截面之外時尤其有用。此半成品部分(通常地且在圖式中所示的示范性情況下)是平坦的碟狀晶片，所述晶片沒有穿過透明部分t中的晶片的孔并且幾乎沒有或僅有淺表面褶皺，所述表面褶皺通常是凹狀的，即，不延伸超過如阻擋部分b所描述的晶片表面。
[0222]類似的半成品部件可從平坦的前驅體晶片開始獲得(通常由一種材料制成)，所述晶片在應是透明部分的位置具有孔或開口并隨后(例如)使用分配處理用透明材料填充所述孔，且要么(例如)使用例如用于倒裝芯片技術等中的未充滿處理的分配器逐一填充前軀體晶片中的孔，要么(例如)使用輥刷法(例如，如從網版印刷所知)或具有數個輸出材料的中空針的分配器立即填充數個孔。在分配期間，可將晶片放置在例如由硅樹脂制成的平坦支撐板上。必須小心防止在分配的材料中形成氣泡或空腔，因為這將降低待生產的透鏡構件L的光學特性。例如，可通過以下方式執行分配:晶片材料的潤濕開始于由晶片及下層支撐板形成的邊緣(或開始于靠近所述邊緣的位置)，例如，通過適當地引導輸出材料的中空針靠近所述邊緣。隨后，例如通過熱或UV照射固化分配的材料，以便獲得硬化的透明材料。
[0223]可通過拋光來平坦化可能通過所述方式形成的凹狀半月形透鏡，以便獲得具有調整到晶片厚度的平行表面的透明元件6。然后，通過復制，通常將透鏡元件5應用到晶片OW的兩側(頂側和底側)。在透明元件的凹狀半月形透鏡的情況下，可在復制可發生在所述透鏡上，其中可需要相應地調整所應用的復制材料的量。
[0224]如已經描述，一般可能提供:就提供了特定類型的光學晶片的意義來說，所述間隔晶片SW及/或所述擋板晶片BW是過時的。即，合并所述間隔晶片SW及/或所述擋板晶片BW的特征和功能性的光學晶片(“組合光學晶片”)。可使用特定前驅體晶片及基于所述特定前驅體晶片制造的特定半成品部件完成生產此“組合光學晶片”。此前驅體晶片和半成品部件分別具有至少一個結構化表面，通常具有垂直延伸超過分別將提供在前驅體晶片中并存在于半成品部件中的透明元件的兩個表面中的至少一個表面的突起。
[0225]在圖5中，示意性地圖示具有一個結構化表面的半成品部件ow’的實例。半成品部件ow’的所述實例可用于制造光學晶片(“組合光學晶片”)并可被理解為光學晶片OW與間隔晶片SW的組合。
[0226]易于從圖5中推論出半成品部件在將用于制造圖1中所示的模塊時可能的模樣。將圖4中的晶片OW和SW (或晶片OW和BW，或晶片OW和SW及BW)看成一個單一部件，可易于想象用于制造根據圖1所述的模塊的相應光學晶片(“組合光學晶片”)將有的模樣并且也想象相應的半成品部件將有的模樣。圖6示意性地圖示包含組合光學元件的光電模塊的橫截面視圖。所述光電模塊對應于圖1中的光電模塊，僅分隔構件S與擋板構件B兩者均未與光學構件O分隔。分隔構件S和擋板構件B均包含在光學構件O中。可在單一處理中將分隔構件S和擋板構件B兩者與光學構件O的阻擋部分b —起制造。[0227]為了形成晶片堆疊2，例如通過粘合，例如使用熱可固化環氧樹脂對準晶片并將晶片接合到一起。此舉通常是確保每個有源光學組件(例如，襯底晶片PW上的檢測構件D和發射構件E)充分精確地分配有相應無源光學組件(例如，光學晶片OW的透鏡構件L)的關鍵點。
[0228]圖4展示用于制造圖1中所示的多個模塊I的如此獲得的晶片堆疊2的橫截面視圖。淡虛線矩形指示分隔發生的位置，例如，通過使用切割鋸。[0229]以晶片級執行多數對準步驟的事實使得可能以相當簡單和非常快速的方式達成良好的對準(尤其是構件D和構件E相對于構件L的對準)。總體制造過程非常快速和精準。由于晶片規模制造，僅需要極少量的生產步驟來制造多個模塊I。
[0230]參考符號列表
[0231]I光電模塊、接近傳感器
[0232]2晶片堆疊
[0233]3透明區域
[0234]4開口
[0235]5 光學結構、透鏡元件
[0236]6透明元件
[0237]7焊球
[0238]9印刷電路板
[0239]10 電子裝置、智能電話
[0240]b阻擋部分、不透明部分
[0241]B 擋板構件
[0242]Bff 擋板晶片
[0243]D 檢測構件、檢測器、光電二極管
[0244]E 發射構件、光發射器、發光二極管
[0245]L 無源光學組件、透鏡構件
[0246]O 光學構件
[0247]ow’ 半成品部件
[0248]Off 光學晶片
[0249]P襯底
[0250]Pff 襯底晶片
[0251]si, s2,...指代截面圖
[0252]S分隔構件
[0253]Sff 間隔晶片
[0254]t透明部分
【權利要求】
1.一種用于制造光電模塊的方法，所述方法包含以下步驟: a)提供襯底晶片，多個檢測構件布置在所述襯底晶片上； b)提供間隔晶片； c)提供光學晶片，所述光學晶片包含多個透明部分和至少一個阻擋部分，所述透明部分對于通常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的入射光； d)制備晶片堆疊，在所述晶片堆疊中，所述間隔晶片布置在所述襯底晶片和所述光學晶片之間，以使得所述檢測構件布置在所述襯底晶片和所述光學晶片之間。
2.如權利要求1所述的方法，其中步驟a)包含以下步驟: al)通過拾取和放置將所述檢測構件放置在所述襯底晶片上。
3.如權利要求1或2所述的方法，包含以下步驟:將所述間隔晶片和所述至少一個阻擋部分制造為整體部件。
4.如權利要求1至3中一項所述的方法，其中所述多個透明部分中的每一者包含至少一個無源光學組件，所述無源光學組件各自包含至少一個光學結構，尤其其中所述多個透明部分中的每一者包含至少一個透鏡構件，所述透鏡構件各自包含至少一個透鏡元件。
5.如權利要求4所述的方法，進一步包含以下步驟: Cl)通過復制手段制造所述無源光學組件。
6.如權利要求1至5中一項所述的方法，其中所述間隔晶片由實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的光的材料制成。
7.如權利要求1至6中一項所述的方法，其中用于發射通常可由所述檢測構件檢測的光的多個發射構件布置在所述襯底晶片上，以使得多個相鄰發射構件和檢測構件存在于所述襯底晶片上。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述多個無源光學組件包含各自與所述發射構件中的一者相關聯的多個無源光學組件和各自與所述檢測構件中的一者相關聯的另一多個無源光學組件。
9.如權利要求7或8所述的方法，其中所述間隔晶片經結構化及布置以使得所述間隔晶片減少所述發射構件與所述檢測構件之間的光學串擾。
10.如權利要求1至9中一項所述的方法，包含以下步驟: h)通過復制處理獲得所述間隔晶片。
11.如權利要求1至10中一項所述的方法，其中所述光電模塊是接近傳感器。
12.如權利要求1至11中一項所述的方法，進一步包含以下步驟: e)將具有焊球的所述襯底晶片提供在襯底傳感器的一側面上，所述側面與所述襯底構件的布置有所述檢測構件的彼側面相對。。
13.如權利要求1至12中一項所述的方法，進一步包含以下步驟: f)將所述晶片堆疊分隔成多個單獨模塊，每個模塊包含: 所述襯底晶片的一部分； 至少一個所述檢測構件； 所述間隔晶片的一部分； 至少一個所述透明部分；所述阻擋部分的一部分。
14.如權利要求1至13中一項所述的方法，進一步包含以下步驟: g)提供擋板晶片，所述擋板晶片靠近所述光學晶片布置在所述光學晶片的一側面上，所述側面與所述光學晶片的布置有所述間隔晶片的彼側面相對，所述擋板晶片包含多個透明區域； 其中通過以下步驟替代步驟d): d’ )制備晶片堆疊，在所述晶片堆疊中，所述間隔晶片布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，以使得所述檢測構件布置在所述襯底晶片與所述光學晶片之間，且其中所述光學晶片布置在所述擋板晶片與所述間隔晶片之間。
15.如權利要求14所述的方法，包含以下步驟:將所述阻擋部分和所述間隔晶片制造為整體部件。
16.如權利要求1至15中一項所述的方法，其中所述襯底晶片實質上是印刷電路板總成。
17.—種光電模塊,包含: 襯底； 光學構件，所述光學構件通常與所述襯底平行布置； 檢測構件，所述檢測構件布置在所述襯底與所述光學構件之間，安裝在所述襯底上，用于檢測穿過所述光學構件的光； 分隔構件，所述分隔構件布置在所述襯底與所述光學構件之間； 其中所述光學構件包含至少一個透明部分和至少一個阻擋部分，所述透明部分對于通常可由所述檢測構件檢測的光透明，所述至少一個阻擋部分用于實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的入射光。
18.如權利要求17所述的模塊，所述透明部分包含至少一個無源光學組件，更特別地包含至少一個透鏡構件。
19.如權利要求18所述的模塊，所述至少一個無源光學組件包含至少一個光學結構，其中所述至少一個光學結構是由硬化的可硬化材料制成的結構和使用復制處理獲得的結構中的至少一者。
20.如權利要求17至19中一項所述的模塊，其中所述襯底、所述光學構件和所述分隔構件是大體上塊狀或板狀形狀，至少所述分隔構件具有至少一個孔。
21.如權利要求17至20中一項所述的模塊，其中所述光學構件和所述分隔構件組合成一個構件，尤其是其中將所述至少一個阻擋部分和所述分隔構件制造成為整體部件。
22.如權利要求17至21中一項所述的模塊，其中以下各者的橫向尺寸實質上是相同的: 所述襯底； 所述光學構件； 所述分隔構件。
23.如權利要求17至22中一項所述的模塊，進一步包含發射構件，所述發射構件用于發射通常可由所述檢測構件檢測的光。
24.如權利要求23所述的模塊，其中所述分隔構件的至少一部分布置在所述發射構件與所述檢測構件之間，用于減少所述發射構件與所述檢測構件之間的光學串擾。
25.如權利要求23或24所述的模塊，其中所述檢測構件由所述分隔構件環繞，且其中所述發射構件由所述分隔構件環繞。
26.如權利要求23至25中一項所述的模塊，其中所述光學構件至少包含第一無源光學組件和第二無源光學組件，所述第一無源光學組件和所述第二無源光學組件各自包含至少一個光學結構，尤其是其中所述光學構件至少包含第一透鏡構件和第二透鏡構件，所述第一透鏡構件和所述第二透鏡構件各自包含至少一個透鏡元件。
27.如權利要求23至26中一項所述的模塊，其中所述發射構件、所述光學構件及所述檢測構件經結構化及布置，以使得當所述檢測構件檢測到從所述發射構件發射的光穿過所述至少一個透明部分及由位于所述模塊外的表面反射并再次穿過所述至少一個透明部分時，如此檢測到的光量取決于所述表面到所述光學構件的距離。
28.如權利要求17至27中一項所述的模塊，其中所述分隔構件由實質上衰減或阻擋通常可由所述檢測構件檢測的光的材料制成。
29.如權利要求17至28中一項所述的模塊，其中所述分隔構件是由硬化的可硬化材料制成的構件和使用復制處理獲得的構件中的至少一者。
30.如權利要求17至29中一項所述的模塊，其中所述襯底提供從所述檢測構件跨越所述襯底的至少一個電連接。
31.如權利要求17至30中一項所述的模塊，其中所述襯底是印刷電路板總成。
32.如權利要求17至31中一項所述的模塊，所述模塊是接近傳感器。`
33.一種包含如權利要求17至32中一項所述的多個模塊的電器，所述電器包含襯底晶片、光學晶片、間隔晶片，其中所述多個襯底包含在所述襯底晶片中，所述多個光學構件包含在所述光學晶片中，所述多個分隔構件包含在所述間隔晶片中。
34.一種電子裝置，所述電子裝置包含印刷電路板和安裝在所述印刷電路板上的如權利要求17至32中一項所述的模塊。
35.如權利要求34所述的裝置，其中所述裝置是手持式通信裝置。
【文檔編號】G01J1/42GK103620779SQ201280006331
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年7月10日 優先權日:2011年7月19日
【發明者】哈特穆特·拉德曼, 馬庫斯·羅西 申請人:赫普塔岡微光有限公司