CN103996674A - 电子组件 - Google Patents

Abstract

提供一种电子组件，其包括：空间光调制器设备；以及电路板，其包括第一主要表面、至少一个导电再分布层和位于第一主要表面中的第一空腔。空间光调制器设备位于空腔内并且电连接到再分布层。

Description

电子组件

技术领域

本文公开的实施方案涉及一种电子组件，具体来说，涉及一种包括空间光调制器设备的电子组件。

背景技术

空间光调制器设备（诸如，数字微镜设备）可以用于光学显示系统（诸如，数字光投影系统）中。数字微镜设备为一种类型的微机电设备，其包括与光源和投影表面相互作用的双稳态镜元件阵列。每个镜元件可以基于镜向光源倾斜的角度在对应于打开或关闭的光配置的两个位置之间切换。通过迅速地打开和关闭特定微镜，可以为投影表面上的特定像素投影光的适当阴影。

US2011/0057303公开一种用于微机电系统空间光调制器集成电路的封装，其包括载体，所述载体用于机械、电和热地将封装的集成电路（诸如，数字微镜设备）连接到最终产品的光机、电气和热子系统。

然而，适合于数字微镜设备的其他封装布置是可取的。

发明内容

公开一种电子组件，其包括：空间光调制器设备；以及电路板，其包括第一主要表面、至少一个导电再分布层和位于第一主要表面中的第一空腔。空间光调制器设备位于空腔内并且电连接到再分布层。

在审查以下附图和详细描述之后，本发明的其他系统、方法、特征和优点将会或将变成对本领域技术人员明显。意图是所有此类额外的系统、方法、特征和优点被包括在本描述内、在本发明的范围内并且受到以下权利要求书的保护。

附图说明

参照以下附图和描述，可以更好地理解本发明。图中的组件未必按比例绘制，而是着重于说明本发明的原理。此外，在图中，贯穿不同的视图中的相同的参考数字指定相应的零件。

图1为第一示例性电子组件的横截面图。

图2为第二示例性电子组件的横截面图。

图3为第三示例性电子组件的横截面图。

具体实施方式

图1图示第一示例性电子组件10。电子组件10包括以数字微镜设备的形式的空间光调制器设备11和电路板12（具体来说印刷电路板）。电路板12具有第一主要表面13和与第一主要表面13相对的第二主要表面14。电路板12还包括导电再分布系统15，导电再分布系统15的单个导电再分布层16被图示在图1的横截面图中。

因为再分布层16位于电路板12的主体内，所以再分布层16为内部再分布层。电子组件10还包括被布置在第一主要表面13中的由底部18和侧壁19界定的第一空腔17。第一空腔17具有尺寸以使得空间光调制器设备11可以被完全容纳在第一空腔17内。第一空腔17的下部横向上小于上部区域，以使得第一空腔的侧壁19包括阶梯37。内部再分布层16延伸到第一空腔17中并且形成侧壁的阶梯37的上表面38。这个上表面38被暴露并且这个上表面38的部分形成再分布层16的接触垫39。

空间光调制器设备11由接合线21电连接到内部再分布层16的接触垫39。接合线21可以被布置在空间光调制器设备11的一侧面、两侧面或四侧面上。内部再分布层16被定位在上面的电路板的层22可以从电路板12的其余层延伸，以使得再分布层的外端43从电路板暴露并且可以用于提供再分布系统15的外部接触垫44。

电路板12包括多层结构，其中核心层22与预浸料层23和导电层24交错。核心层22和预浸料层可以包括嵌入固化树脂（诸如，环氧树脂）的纤维（诸如，玻璃纤维）。导电层24可以包括铜箔。在第一实例中，空腔17的底部18由电路板12的导电层20形成。空腔的下部区域由电路板12的两层中的切口提供，并且第一空腔的上部区域又由电路板12的两层中的切口提供。

为了产生第一空腔17，可以去除层22、23、24的部分以便提供包括切口或通孔的多个层。层22、23、24可以首先被结构化以产生切口，并然后被堆叠以产生包括第一空腔17的多层层压电路板12。或者，可以从组装的多层层压电路板12去除部分以形成第一空腔17。

数字微镜设备11包括提供地址电路的硅衬底32和包括可移动反射镜阵列34的上部微机电系统33。可能以晶圆级封装数字微镜设备11以使得微镜34由框架35包围并且由玻璃层36封顶。接合线21在硅衬底32与内部再分布层16之间延伸。避免了提供芯片系统封装接口选项的这个晶圆级封装设备11的其他载体，这是因为将晶圆级封装芯片11直接安装在电路板12内。硅衬底31与第一空腔17的底部18直接接触。

包围空腔17内的空间光调制设备11的区域25可以被填充密封剂26（诸如，树脂）。密封剂26可以用于覆盖接合线21以为接合线21提供机械稳定性并且也用于密封接合线连接和空间光调制器设备11的侧面。空间光调制器设备11的微镜34和其他微机电系统33保持不被密封剂26覆盖。

空间光调制器设备11被布置在电路板12的厚度内，以使得电子组件10可以具有的高度比空间光调制器设备11位于电路板12的第一主要表面13上的布置更低。

根据第一实例的电子组件10还包括与空间光调制器设备11热接触的珀耳帖加热器/致冷器设备27。在这个特定示例性组件中，第二空腔28被提供在电路板12的第二主要表面14中。第二空腔28位于第一空腔17下面以使得导电层20形成第一空腔17的底部18和第二空腔28的底部29。这个布置可以用于减少珀耳帖加热器/致冷器设备27与空间光调制器设备11之间的热路径。

珀耳帖加热器/致冷器设备27可以为预先封装的设备，其被安装在第二空腔28中并且通过将电流供应到非说明性触点进行操作。

珀耳帖加热器/致冷器设备27可以包括多个热电构件40，热电构件40在冷平面41与热平面42之间延伸。热电构件40包括以空间交替的方式布置的p型半导体材料或n型半导体材料。热电构件40被用热的方式并联布置并且电学上被串联布置。

在图1中所示的组件中，珀耳帖加热器/致冷器设备27包括热电元件40，其一般垂直地延伸到电路板12的第二主要表面14。珀耳帖加热器/致冷器设备27中与导电层20接触的面30提供冷平面41，并且相对表面31提供热平面42。因为珀耳帖设备27位于第二空腔28中，所以从印刷电路板12暴露热平面42。

珀耳帖加热器/致冷器设备27可以用于主动地致冷系统空间光调制器设备11，而不是仅仅充当被动地驱散由空间光调制器设备11产生的热的散热器。珀耳帖加热器/致冷器设备27也可以被逆向地操作并且可以用于加热空间光调制器设备11。加热模式可以对电子组件经受低于0℃的温度的电子组件的应用有用。例如，此类应用可以在汽车中。操作珀耳帖加热器/致冷器设备27的加热模式可以用于将设备加热到其最低工作温度。如果空间光调制器设备11的温度接近其最高工作温度，那么可能使被施加到珀耳帖加热器/致冷器设备27的电流的方向反向以便提供空间光调制器设备11的主动致冷。

图2图示第二示例性电子组件50。电子组件50包括如同第一实例中的电路板12和空间光调制器设备11。相同的参考数字用于指示相同的特征。电子组件50与电子组件10的不同之处是第一空腔17的密封布置。

空腔17的侧壁19和底部18由金属层51覆盖，金属层51被布置成覆盖电路板12的材料，但是与再分布层16和接合线21电绝缘。第一空腔17由被安装在电路板12的第一主要表面13上的玻璃盖52封顶，以使得玻璃盖52气密地密封第一空腔17。第一空腔17的气密密封可以对电子组件14暴露于潮湿的条件的应用有用。

电子组件50还包括散热器53，其附接到珀耳帖加热器/致冷器设备27的表面31。散热器帮助驱散热远离电子组件50。散热器53可以通过导热垫或黏合剂56附接到珀耳帖加热器/致冷器设备27。在一些实例中，散热器53可以横向上大于珀耳帖加热器/致冷器设备27。

在一些实例中，珀耳帖加热器/致冷器设备27的表面31与电路板12的第二主要表面14共面，并且散热器53可以附接到电路板12的第二主要表面14和珀耳帖加热器/致冷器设备27的表面31。

形成第一空腔17的底部18和第二空腔28的底部29的层20是由电子组件50中的多层电路板12的介电层22来提供。介电层22可以由诸如FR4（嵌入环氧树脂的玻璃纤维）的材料形成。通过在电层20中提供多个通的触点54，可以增加空间光调制器设备11与珀耳帖加热器/致冷器设备27之间的热接触，通的触点54包括具有比层20的介电材料的导热性更高的导热性的材料。通的触点54可以包括金属（诸如，铜）。

电子组件50的层20的布置和材料也可以用于图1中所示的第一示例性电子组件中。

图3图示第三示例性电子组件60。电子组件60包括如同第一实例中的电路板12和空间光调制器设备11。电子设备60与第一实例的不同之处是珀耳帖加热器/致冷器设备27的布置。在电子组件60中，珀耳帖加热器/致冷器设备27被集成在电路板12内并且被布置在多层电路板12的单层61中。

珀耳帖加热器/致冷器设备27包括以多对不同的传导率布置的第一多个热电构件62。每对包括n型传导率热电构件和p型传导率热电构件。一对热电构件62由第一电极63串联地电连接，第一电极63在这对热电构件62之间延伸。相邻的多对热电构件62由第二电极64电连接。第一电极63位于空间光调制器设备11下面以使得第一电极63与空间光调制器设备11热接触。第一电极63充当第一加热器/致冷器表面30。第二电极64位于横向上与空间光调制器设备11相邻的位置并且充当第二加热器/致冷器表面31。在致冷空间光调制器设备11的情形下，第一电极63提供冷平面并且第二电极64提供珀耳帖致冷器设备的热平面。

空间光调制器设备11可以包括晶圆级封装的数字微镜设备，但是不包括载体。空间光调制器设备11被直接引线接合到电路板12的再分布系统15的内层，而不是被引线接合到自身电连接到电路板12的额外的载体。

本文所述的电子组件可以用于汽车应用的平视显示器或背投显示器中。在汽车环境中，电子组件经受更极端的条件，诸如低温、高温、振动和湿度。根据本文所述的实例的电子组件可以提供最小热阻，以使得可以将热自由、有效地从空间光调制器设备11运送到散热器或珀耳帖致冷器设备27。空间光调制器设备11集成到电路板12中避免了使用另一连接器或插座并且可以有助于提高高速信号质量。空间光调制器设备11的制造也被简化为空间光调制器设备11的气密密封，并且在将空间光调制器设备11集成到电路板12中之后执行接合线21的封装。

在说明性示例性电子组件中，空间光调制器设备11为数字微镜设备。然而，可以代替数字微镜设备使用其他空间光调制器设备。在非说明性实例中，空间光调制器设备为扫描镜设备，其包括单一的微机电(MEM)镜以代替数字微镜设备的双稳态微镜阵列。单一的MEM镜可在两个维度中自由移动并且扫描完整图像。如果电子组件包括扫描镜设备，那么可以用密封剂（诸如，树脂）密封扫描镜设备被定位在内部的第一空腔的区域，或可以例如通过空腔的侧壁和底部的金属涂层和玻璃盖来气密地密封第一空腔。

在另一非说明性示例性电子组件中，空间光调制器设备为包括呈芯片形式的底部的硅上液晶型(LCoS)设备，并且通过布置在芯片上方的TFT（薄膜晶体管）结构和液晶来执行光调制。对于LCoS设备，可以省略密封剂或例如通过金属涂层和玻璃盖对空腔气密密封。

尽管已描述本发明的各种实施方案，但是对于本领域那些普通技术人员将明显的是，更多的实施方案和实施可能在本发明的范围内。因此，除了根据所附权利要求书和其等效物，本发明是不受限制的。

Claims (15)

1.一种电子组件，其包括：

空间光调制器设备，以及

电路板，其包括第一主要表面、至少一个导电再分布层和位于所述第一主要表面中的第一空腔，所述空间光调制器设备位于所述空腔内并且电连接到所述再分布层。

2.如权利要求1所述的电子组件，其中所述空间光调制器设备为微机电系统空间光调制器设备或数字微镜芯片或晶圆级封装的数字微镜设备或扫描镜设备或硅上液晶设备。

3.如权利要求1所述的电子组件，其中所述空间光调制器设备包括具有地址电路的硅芯片和包括可移动反射镜的微机电结构，所述硅芯片通过在所述硅芯片与所述再分布层之间延伸的多根接合线电连接到所述再分布层。

4.如权利要求1所述的电子组件，其中所述空间光调制器设备通过接合线电连接到所述再分布层。

5.如权利要求4所述的电子组件，其中所述接合线在所述空间光调制器设备与所述电路板的导电内部再分布层之间延伸。

6.如权利要求1所述的电子组件，其中所述空间光调制器设备与所述第一空腔的侧壁之间的区域被填充密封剂。

7.如权利要求1所述的电子组件，其中所述第一空腔包括底部和侧壁，并且所述空间光调制器设备被布置在所述底部上并且完全在所述空腔内。

8.如权利要求7所述的电子组件，其中内部再分布层的部分形成所述第一空腔的所述底部。

9.如权利要求1所述的电子组件，其中所述第一空腔包括底部和侧壁，金属层被布置在所述侧壁上和所述底部上，并且所述空腔由玻璃盖密封。

10.如权利要求1所述的电子组件，其还包括与所述空间光调制器设备热接触的散热器。

11.如权利要求1所述的电子组件，其还包括珀耳帖加热器/致冷器设备。

12.如权利要求11所述的电子组件，其还包括位于所述电路板的第二主要表面中的第二空腔，其中所述珀耳帖加热器/致冷器设备被安装在所述第二空腔中。

13.如权利要求11所述的电子组件，其中所述珀耳帖加热器/致冷器设备包括第一加热器/致冷器表面、至少一对热电构件和第二加热器/致冷器表面，所述第一加热器/致冷器表面、所述热电构件和所述第二加热器/致冷器表面是共面的并且至少部分地被嵌入在所述电路板的层之间。

14.如权利要求13所述的电子组件，其中所述空间光调制器设备被安装在所述第一加热器/致冷器表面上。

15.如权利要求1所述的电子组件，其还包括位于所述电路板的第二主要表面中的第二空腔，其中内部导电再分布层的部分形成所述第一空腔的所述底部和所述第二空腔的底部。