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Hintergrund
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Elektronische Vorrichtungen, wie etwa Smartphones, Tablet-Computer, digitale Media-Player und so weiter, verwenden in steigendem Maße optische Sensoren, um die Betätigung einer Vielfalt von Funktionen zu steuern, die durch die Vorrichtung bereitgestellt wird. Zum Beispiel werden optische Sensoren gewöhnlich durch elektronische Vorrichtungen benutzt, um Umgebungs-Beleuchtungsbedingungen zu erfassen, um die Helligkeit des Anzeigebildschirms der Vorrichtung zu steuern. Ähnlich werden optische Sensoren verbreitet bei Näherungs- und Gestenerfassungsanwendungen verwendet. Näherungs- und Gestenerfassung ermöglicht das Erfassen physischer Bewegung (z. B. von „Gesten”), ohne dass der Benutzer die Vorrichtung tatsächlich berührt, in der die Gestenerfassungsvorrichtung eingebaut ist. Die erfassten Bewegungen können anschließend als Eingabebefehle für die Vorrichtung benutzt werden.
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Zeichnungen
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Die genaue Beschreibung ist mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben. Die Verwendung derselben Bezugsnummern an verschiedenen Stellen in der Beschreibung und in den Figuren kann auf ähnliche oder identische Elemente hinweisen.
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1A ist eine isometrische Ansicht eines optischen Bauteils, das ein vorgeformtes einschließendes Feld und eine gläserne Abdeckung verwendet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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1B ist eine teilweise seitliche Schnittansicht eines optischen Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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1C ist eine teilweise seitliche Schnittansicht eines optischen Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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2A ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren in einem Ausführungsbeispiel zum Fertigen eines optischen Bauteils darstellt, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils.
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2B ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren in einem Ausführungsbeispiel zum Fertigen eines optischen Bauteils darstellt, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils.
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3A ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3B ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3C ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3D ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3E ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3F ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3G ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3H ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3I ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3J ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3K ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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3L ist eine isometrische Ansicht, die die Fertigung eines optischen Bauteils darstellt, wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten Bauteils, enthaltend ein vorgeformtes Polymerfeld und eine gläserne Abdeckung, gemäß den in 2A und 2B gezeigten Verfahren.
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Genaue Beschreibung
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Übersicht
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Herkömmliche Bauteile mit Sensor-/Detektor-Paaren weisen immer Formmasse als Umhüllungsmaterial auf, um die Chips und Drahtverbindungen zu schützen. Von diesen Formmassen ist allgemein bekannt, dass sie mit längerer Zeit/Temperaturbeanspruchung kriechen. Außerdem können, wenn einem vorhandenen optischen Bauteil unter Verwendung eines nicht-optischen Sensors, der in einem anderen Bereich des elektromagnetischen Spektrums arbeitet als der optischen Sensor, eine neue Funktionalität hinzugefügt wird, solche Formmassen nicht mehr verwendet werden, da sie für die nicht-optischen Sensoren undurchsichtig sind.
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Demgemäß sind hier ein optisches Bauteil, das optische Sensor-/Detektor-Paare im selben Gehäuse mit einem nicht-optischen Sensor enthält, und Verfahren zum Fertigen des optischen Bauteils beschrieben. Herkömmliche Bauteilaufbauten erfordern die Verwendung klarer Formmassen zum Schützen der empfindlichen Chips, aber solche Massen degradieren mit der Zeit und Temperatur. Das hier beschriebene optische Bauteil verwendet eine obere Abdeckung aus Spezialglas, die in dem gesamten elektromagnetischen Spektralbereich transparent ist, der für die enthaltenen Chips erforderlich ist.
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In einer Ausführungsform enthält ein optisches Bauteil, das die Techniken der vorliegenden Offenbarung verwendet, ein Bauteilsubstrat, wobei das Bauteilsubstrat mindestens eine Entlüftungsbohrung enthält; einen Chip einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, angeordnet auf dem Bauteilsubstrat, wobei der Chip der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung einen Detektor enthält; mindestens einen nicht-optischen Sensorchip, angeordnet auf dem Bauteilsubstrat; eine vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle, angeordnet auf dem Bauteilsubstrat, wobei die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle mindestens einen Hohlraum und mindestens eine Seitenwand enthält, wobei die mindestens eine Seitenwand ausgestaltet ist, ein Übersprechen zwischen der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung und dem mindestens einen nicht-optischen Sensorchip einzuschränken; und eine individuelle Glasabdeckung, angeordnet über der vorgeformten Polymerfeld-Einheitszelle.
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In einer Ausführungsform enthält ein Verfahren zum Fertigen eines optischen Bauteils, das die Techniken der vorliegenden Offenbarung verwendet, das Setzen eines Chips einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung auf ein Feldebenen-Substrat, wobei das Feldebenen-Substrat mindestens eine Entlüftungsbohrung enthält; das Setzen mindestens eines nicht-optischen Sensorchips auf das Feldebenen-Substrat; das Verbinden des vorgeformten Polymerfelds mit dem Feldebenen-Substrat; und das Verbinden mindestens einer individuellen Glasabdeckung mit dem vorgeformten Polymerfeld.
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In einer Ausführungsform enthält ein Verfahren zum Fertigen eines optischen Bauteils, das die Techniken der vorliegenden Offenbarung verwendet, das Setzen eines Chips einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung auf ein Feldebenen-Substrat, wobei das Feldebenen-Substrat mindestens eine Entlüftungsbohrung enthält; das Setzen mindestens eines nicht-optischen Sensorchips auf das Feldebenen-Substrat; das Legen eines ersten Klebefilmelements auf das Feldebenen-Substrat; das Setzen eines vorgeformten Polymerfelds auf das erste Klebefilmelement; das Legen eines zweiten Klebefilmelements auf das vorgeformte Polymerfeld; das Setzen mindestens einer individuellen Glasabdeckung auf das zweite Klebefilmelement; und das Aushärten des ersten Klebefilmelements und des zweiten Klebefilmelements.
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Das optische Bauteil und die Verfahren, die hier beschrieben sind, schaffen ein integriertes Bauteil, bei dem Chips durch einen Glasabdeckungsdeckel vor der Außenwelt geschützt sind. Der Glasabdeckungsdeckel ist sorgfältig so ausgewählt, dass er sowohl für die optischen als auch die nicht-optischen Sensorelemente des Bauteils „transparent” ist.
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Ausführungsbeispiele
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1A bis 1C stellen ein optisches Bauteil 100 dar, ausgeführt gemäß verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung. Fachleute werden verstehen, dass die in der Zeichnung dargestellten und/oder hier beschriebenen Ausführungsformen vollständig oder teilweise kombiniert werden können, um zusätzliche Ausführungsformen zu ergeben. Ersetzungen und andere Modifikationen können auch vorgenommen werden, ohne vom Geltungsbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Demgemäß sollten die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen als erläuternd und nicht als Einschränkungen der vorliegenden Offenbarung aufgefasst werden.
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Das optische Bauteil 100 kann ein Bauteilsubstrat 102 enthalten, ausgestaltet, das optische Bauteil 100 mechanisch und/oder elektrisch zu unterstützen. In Ausführungsformen kann das Bauteilsubstrat 102 zum Beispiel ein Laminat und/oder ein keramisches Material enthalten. In einem bestimmten Beispiel kann das Bauteilsubstrat 102 eine Leiterplatte enthalten, die Glas-Epoxid FR-4 enthält. In einem weiteren bestimmten Beispiel kann das Bauteilsubstrat 102 ein Keramiksubstrat enthalten. Es ist in Betracht gezogen, dass das Bauteilsubstrat 102 andere Materialien und Komponenten enthalten kann, wie etwa eine metallene Kernplatte (z. B. aus Aluminium), ein Siliziumsubstrat, eine Kompositfolie, Durchkontaktierungen, Signalbahnen, dielektrische Materialien usw. In einigen Ausführungsformen kann das Bauteilsubstrat 102 mindestens eine Entlüftungsbohrung 106 enthalten, die sich durch das Bauteilsubstrat 102 erstreckt. In diesen bestimmten Ausführungsformen kann die mindestens eine Entlüftungsbohrung 106 ausgestaltet sein zu verhindern, dass das Substrat während der Bauelemente-Reflowlötvorgänge Gefügeschäden erleidet („Popcorning”). Die mindestens eine Entlüftungsbohrung 106 kann an verschiedenen Stellen des Bauteilsubstrats 102 angeordnet sein, wie etwa nahe bei mindestens einem nicht-optischen Sensorchip 116 und/oder nahe bei einem Chip einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC-Chip) 110. Außerdem kann das Bauteilsubstrat 102 mindestens eine Kontaktfläche 104 und/oder eine Anschlussanordnung 342 von Kontaktflächen enthalten.
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In einigen Ausführungsformen kann das optische Bauteil 100 mindestens einen Sockel 108 enthalten, angeordnet auf dem Bauteilsubstrat 102. In diesen optionalen Ausführungsformen kann der Sockel 108 bewirken, dass ein Chip und/oder ein Sensor von dem Bauteilsubstrat 102 angehoben ist, wie etwa zur Sichtfeld-Positionierung. In Ausführungsformen kann der Sockel 108 einen Abstandshalterchip und/oder Laminat-/Keramikschichten enthalten. In den in 1A bis 1C dargestellten Ausführungsformen ist das optische Bauteil 100 mit mehreren Sockeln 108 dargestellt. Jedoch ist in Betracht gezogen, dass das optische Bauteil 100 keine Sockel 108 enthalten kann oder eine Kombination von Sensoren/Chips mit und ohne Sockel 108 enthalten kann.
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1A bis 1C stellen ein optisches Bauteil 100 dar, das einen ASIC-Chip 110 enthält. In den in 1A bis 1C gezeigten Ausführungsformen ist der ASIC-Chip 110 auf einem Sockel 108 angeordnet, und eine Chip-Anbringungsfläche 140 ist auf dem Sockel 108 angeordnet. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann der ASIC-Chip 110 direkt auf dem Bauteilsubstrat 102 oder einer Chip-Anbringungsfläche 140 angeordnet sein, die sich auf dem Bauteilsubstrat 102 befindet. Wie er hier verwendet ist, kann sich der Begriff „Chip der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung” auf ein Substrat beziehen, aufgebaut aus Materialien, wie etwa, aber nicht beschränkt auf Silizium, Siliziumdioxid, Aluminiumdioxid, Saphir, Germanium, Galliumarsenid (GaAs), Legierungen von Silizium und Germanium und/oder Indiumphosphid (InP). Weiter kann für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung ein Chip und/oder Substrat als ein Halbleiter oder als ein elektrischer Isolator ausgebildet sein und kann Schichten sowohl von halbleitendem als auch isolierendem Material enthalten. Zum Beispiel kann in Ausführungsformen ein Chip/Substrat unter Verwendung eines Isolators, wie etwa Siliziumoxid, mit einer darauf ausgebildeten Schicht halbleitenden Materials, wie etwa Silizium, ausgebildet sein. Elektrische Bauelemente, wie etwa Transistoren und Dioden, können in dem Halbleiter hergestellt sein, um integrierte Schaltungen zu bilden. Zum Beispiel kann der ASIC-Chip 110 integrierte Schaltungen enthalten, die an eine Kontaktfläche (z. B. eine Kontaktfläche 104, eine Chip-Anbringungsfläche 140 usw.) elektrisch angeschlossen sein können. In einer bestimmten Ausführungsform enthält der ASIC-Chip 110 einen Quad-Flat-No-Leads-Chip (QFN-Chip), obwohl es in Betracht gezogen ist, dass der ASIC-Chip 110 verschiedene andere Arten von Chips integrierter Schaltungen enthalten kann. Außerdem kann der ASIC-Chip 110 mindestens eine als elektrischer Anschluss ausgestaltete Chip-Kontaktfläche enthalten und kann andere Komponenten enthalten.
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Außerdem kann der ASIC-Chip 110 einen Detektor 112 enthalten. Ein Detektor 112 kann einen Teil des ASIC-Chips 110 enthalten, der ausgestaltet ist, beispielsweise Licht zu erfassen. In einem bestimmten Beispiel kann der Detektor 112 einen Fotodetektor enthalten. In einem weiteren bestimmten Beispiel kann der Detektor 112 einen Infrarotdetektor enthalten. Es ist in Betracht gezogen, dass der Detektor 112 andere Arten von optischen und/oder nicht-optischen Detektoren enthalten kann.
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Das optische Bauteil 100 kann mindestens einen nicht-optischen Sensorchip 116 enthalten. Der mindestens eine nicht-optische Sensorchip 116 kann direkt auf dem Bauteilsubstrat 102 angeordnet sein und/oder auf einer auf dem Bauteilsubstrat 102 und/oder einem Sockel 108 angeordneten Chip-Anbringungsfläche 140. Einige Beispiele eines nicht-optischen Sensorchips 116 können einen Trägheitssensor, ein Mikrofon, einen Temperaturfühler, einen Drucksensor usw. enthalten. In den in 1A bis 1C abgebildeten Ausführungsformen ist ein nicht-optischer Sensorchip 116 auf einem Teil des ASIC-Chips 110 (z. B. nicht auf dem Detektor 112) angeordnet. Es ist in Betracht gezogen, dass andere Anordnungen umgesetzt werden können, wie etwa ein ASIC-Chip 110 ohne einen nicht-optischen Sensorchip 116.
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Wie in 1A bis 1C dargestellt, kann das optische Bauteil 100 eine vorgeformte Flüssigkristall-Polymerfeld-Einheitszelle 128 enthalten. Die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 kann einen vorvereinzelten Teil eines vorgeformten Polymerfelds 120 enthalten, der mit einem Teil des Bauteilsubstrats 102 gekoppelt und darauf angeordnet ist. Außerdem enthält die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 mehrere Hohlräume 122 und mehrere Seitenwände 124, die eine Öffnung 130 bilden können. Eine einzelne Seitenwand 124 kann wiederholt mit einer weiteren einzelnen Seitenwand 124 so gekoppelt sein, dass ein Hohlraum 122 gebildet ist. In Ausführungsformen kann der Hohlraum 122 ausgestaltet sein, mindestens eins aus einem ASIC-Chip 110, einem nicht-optischen Sensorchip 116 und/oder anderen Bauelementen aufzunehmen. Wie in 1A bis 1C gezeigt, enthält die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 Seitenwände 124, die miteinander gekoppelt sind, um einen ersten Hohlraum 122, der einen ASIC-Chip 110 aufnimmt, und einen zweiten Hohlraum 122 zu bilden, der mehrere nicht-optische Sensorchips 116 aufnimmt. Die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 kann ein Material enthalten, das optisch undurchlässig ist und als Licht absperrendes Material fungiert. In einer bestimmten Ausführungsform enthält die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 ein Flüssigkristallpolymer (LCP). Es ist in Betracht gezogen, dass die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 andere Materialien enthalten kann, wie etwa Keramik, Silizium, Epoxid usw. In einigen Ausführungsformen kann die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 mit dem Bauteilsubstrat 102 unter Verwendung eines ersten Klebefilmelements 136 gekoppelt sein. Das erste Klebefilmelement 136 kann beispielsweise einen UV-aushärtbaren Leim oder Klebstoff enthalten. Es ist in Betracht gezogen, dass die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 mit dem Bauteilsubstrat 102 unter Verwendung anderer Materialien und/oder Verfahren verbunden sein kann.
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In der in 1B gezeigten bestimmten Ausführungsform enthält die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 mehrere Seitenwände 124, die einen Außenumfang bilden, mit einer mittleren Seitenwand 124, die zwei Hohlräume 122 bildet. Ein ASIC-Chip 110 ist im ersten Hohlraum 122 angeordnet, und mindestens ein nicht-optischer Sensorchip 116 ist im zweiten Hohlraum 122 angeordnet. In einer ähnlichen, in 1C gezeigten Ausführungsform enthält eine mittlere Seitenwand 124 einen Gesimsaufbau 132. Der Gesimsaufbau 132 kann oben (z. B. distal vom Bauteilsubstrat 102) an der mittleren Seitenwand 124 ausgebildet sein und kann eine ausladende Anordnung und/oder einen Überhang enthalten. In Ausführungsformen kann der Gesimsaufbau 132 über einen oder mehrere Hohlräume überhängen. In einigen Ausführungsformen kann der Gesimsaufbau 132 auch in den Umfangs-Seitenwänden 124 der vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 enthalten sein.
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Eine individuelle Glasabdeckung 134 ist auf der vorgeformten Polymerfeld-Einheitszelle 128 angeordnet. Wie in 1A bis 1C dargestellt, kann die individuelle Glasabdeckung 134 klebend mit der vorgeformten Polymerfeld-Einheitszelle 128 unter Verwendung eines Klebstoffs verbunden sein, wie etwa eines zweiten Klebefilmelements 138. In einem Fall kann das zweite Klebefilmelement 138 und/oder der andere Klebstoff einen UV-aushärtbaren Leim enthalten. Das zweite Klebefilmelement 138 kann als ein Feldebenen-Klebstoff ausgebildet sein, der vor der Vereinzelung auf die vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 128 aufgebracht wird. Die individuelle Glasabdeckung 134 kann Glasmaterial enthalten, das für den/die nicht-optischen Sensorchip(s) 116, den ASIC-Chip 110 und/oder andere Bauelemente im optischen Bauteil 100 transparent ist.
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Beispielhafte Abläufe
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Die folgende Beschreibung gibt beispielhafte Techniken zum Verarbeiten eines optischen Bauteils 100 wieder, wie etwa der in 1A bis 1C gezeigten.
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2A und 2B stellen einen beispielhaften Ablauf 200 und einen beispielhaften Ablauf 210 zum Fertigen eines optischen Bauteils 100 dar. 3A bis 3L stellen einen Abschnitt 300 eines optischen Bauteils und eine Feldebenen-Anordnung 126 optischer Bauteile während der Fertigung dar (wie etwa des in 1A bis 1C gezeigten optischen Bauteils 100).
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In dem in 2A dargestellten Ablauf 200 wird ein Chip einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC-Chip) auf ein Feldebenen-Substrat gesetzt (Block 202). Wie in 3A bis 3D dargestellt, kann das Setzen eines ASIC-Chips 310 mit einem Detektor 312 auf das Feldebenen-Substrat 318 ein Empfangen eines Substrats (z. B. einer Leiterplatte, eines Laminatfelds, eines Keramikfelds usw.) mit mindestens einer Chip-Anbringungsfläche 340, mindestens einer Kontaktfläche 304, einer Anschlussanordnung 342 und mindestens einer Entlüftungsbohrung 306 enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Empfangen des Feldebenen-Substrats 318 ein Empfangen eines Feldebenen-Substrats 318 mit mindestens einem auf dem Feldebenen-Substrat 318 ausgebildeten Sockel 308 enthalten. Ein Sockel 308 kann ausgestaltet sein, einen Chip (z. B. einen nicht-optischen Sensorchip 316, einen ASIC-Chip 310 usw.) zu heben, oft aus Gründen des Blickfelds. In einigen bestimmten Ausführungsformen kann das Empfangen des Feldebenen-Substrats 318 ein Ausbilden mindestens eines Sockels 308 enthalten, was weiter ein Aufsetzen und/oder Ausbilden eines Abstandshalterchips, Laminatmaterials und/oder Keramikmaterials enthalten kann. Weiter kann das Aufsetzen eines ASIC-Chips 310 die Verwendung eines Bestückungsvorgangs zum Aufsetzen und/oder Koppeln des ASIC-Chips 310 auf einer Chip-Anbringungsfläche 340, einem Sockel 308 und/oder dem Feldebenen-Substrat 318 enthalten.
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Dann wird mindestens ein nicht-optischer Sensorchip auf das Feldebenen-Substrat gesetzt (Block 204). Wie in 3C dargestellt, kann mindestens ein nicht-optischer Sensorchip 316 auf das Feldebenen-Substrat 318 gesetzt werden. Das Setzen des mindestens einen nicht-optischen Sensorchips 316 kann das Verwenden eines Bestückungsvorgangs zum Aufsetzen und/oder Anbringen des mindestens einen nicht-optischen Sensorchips 316 auf dem Feldebenen-Substrat 318, einer Chip-Anbringungsfläche 340 und/oder einem Sockel 308 enthalten. Der mindestens eine nicht-optische Sensorchip 316 kann auf das Feldebenen-Substrat 318 so gesetzt und positioniert werden, dass, wenn ein vorgeformtes Polymerfeld 320 aufgesetzt wird, der mindestens eine nicht-optische Sensorchip 316 in einem anderen Hohlraum 322 angeordnet ist als der ASIC-Chip 310. In einigen bestimmten Fällen kann ein nicht-optischer Sensorchip 316 auf den ASIC-Chip 310 gesetzt werden, was einen Bestückungsvorgang enthalten kann.
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Ein vorgeformtes Polymerfeld wird mit dem Feldebenen-Substrat verbunden (Block 206). Wie in 3E bis 3H dargestellt, kann ein vorgeformtes Polymerfeld 320 mit dem Feldebenen-Substrat 318 unter Verwendung beispielsweise eines Bestückungsvorgangs verbunden und gekoppelt werden. In einigen Ausführungsformen kann das vorgeformte Polymerfeld 320 mit dem Feldebenen-Substrat 318 unter Verwendung eines Klebstoffs gekoppelt werden, wie etwa eines UV-aushärtbaren Leims. Außerdem kann das Verbinden und Koppeln des vorgeformten Polymerfelds 320 ein Ausrichten des vorgeformten Polymerfelds 320 zum Feldebenen-Substrat 318 enthalten. 3G stellt ein teilweises Feldebenen-Substrat 318, ein teilweises vorgeformtes Polymerfeld 320 und eine teilweise Feldebenen-Anordnung 326 optischer Bauteile dar. 3H stellt eine vorgeformte Polymerfeld-Einheitszelle 328 dar und zeigt eine Seitenwand 324 mit einem Gesimsaufbau 332. Das Setzen des vorgeformten Polymerfelds 320 auf das Feldebenen-Substrat 318 bildet eine optische Öffnung 330.
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Als Nächstes wird mindestens eine individuelle Glasabdeckung mit dem vorgeformten Polymerfeld verbunden (Block 208). In Ausführungsformen können mehrere individuelle Glasabdeckungen 334 mit dem vorgeformten Polymerfeld 320 und einer vorgeformten Polymerfeld-Einheitszelle 328 verbunden und gekoppelt werden. Das Verbinden mindestens einer individuellen Glasabdeckung 334 kann das Verbinden einer individuellen Glasabdeckung 334 enthalten, die in dem durch den ASIC-Chip 310 und den nicht-optischen Sensorchip 316 erfassten elektromagnetischen Spektralbereich transparent ist.
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In dem in 2B dargestellten Ablauf 210 wird ein Chip einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC-Chip) auf ein Feldebenen-Substrat gesetzt (Block 212). Wie in 3A bis 3D dargestellt, kann das Setzen eines ASIC-Chips 310 auf das Feldebenen-Substrat 318 ein Empfangen eines Substrats (z. B. einer Leiterplatte, eines Laminatfelds, eines Keramikfelds usw.) mit mindestens einer Chip-Anbringungsfläche 340, mindestens einer Kontaktfläche 304 und mindestens einer Entlüftungsbohrung 306 enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Empfangen des Feldebenen-Substrats 318 ein Empfangen eines Feldebenen-Substrats 318 mit mindestens einem auf dem Feldebenen-Substrat 318 ausgebildeten Sockel 308 enthalten. Ein Sockel 308 kann ausgestaltet sein, einen Chip (z. B. einen nicht-optischen Sensorchip 316, einen ASIC-Chip 310 usw.) zu heben, oft aus Gründen des Blickfelds. In einigen bestimmten Ausführungsformen kann das Empfangen des Feldebenen-Substrats 318 ein Ausbilden mindestens eines Sockels 308 enthalten, was weiter ein Aufsetzen und/oder Ausbilden eines Abstandshalterchips, Laminatmaterials und/oder Keramikmaterials enthalten kann. Weiter kann das Aufsetzen eines ASIC-Chips 310 die Verwendung eines Bestückungsvorgangs zum Aufsetzen und/oder Koppeln des ASIC-Chips 310 auf einer Chip-Anbringungsfläche 340, einem Sockel 308 und/oder dem Feldebenen-Substrat 318 enthalten.
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Dann wird mindestens ein nicht-optischer Sensorchip auf das Feldebenen-Substrat gesetzt (Block 214). Wie in 3C dargestellt, kann mindestens ein nicht-optischer Sensorchip 316 auf das Feldebenen-Substrat 318 gesetzt werden. Das Setzen des mindestens einen nicht-optischen Sensorchips 316 kann das Verwenden eines Bestückungsvorgangs zum Aufsetzen und/oder Anbringen des mindestens einen nicht-optischen Sensorchips 316 auf dem Feldebenen-Substrat 318, einer Chip-Anbringungsfläche 340 und/oder einem Sockel 308 enthalten. Der mindestens eine nicht-optische Sensorchip 316 kann auf das Feldebenen-Substrat 318 so gesetzt und positioniert werden, dass, wenn ein vorgeformten Polymerfeld 320 aufgesetzt wird, der nicht-optische Sensorchip 316 in einem anderen Hohlraum 322 angeordnet ist als der ASIC-Chip 310. In einigen bestimmten Fällen kann ein nicht-optischer Sensorchip 316 auf den ASIC-Chip 310 gesetzt werden, was einen Bestückungsvorgang enthalten kann.
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Ein erstes Klebefilmelement wird auf das Feldebenen-Substrat gelegt (Block 216). In der in 3J und 3L dargestellten Ausführungsform kann das Legen des ersten Klebefilmelements 336 das Legen eines vorgeformten Feldebenen-Klebstoffelements enthalten, das auf dem Feldebenen-Substrat 318 ausgebildet und/oder darauf gelegt wird. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann das Legen des ersten Klebefilmelements 336 das Aufbringen eines gelförmigen und/oder flüssigen Klebstoffs auf das Feldebenen-Substrat 318 enthalten.
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Als Nächstes wird ein vorgeformtes Polymerfeld auf das erste Klebefilmelement gesetzt und mit dem Feldebenen-Substrat verbunden (Block 218). Wie in 3J und 3L dargestellt, kann ein vorgeformtes Polymerfeld 320 mit dem ersten Klebefilmelement 336 und dem Feldebenen-Substrat 318 unter Verwendung beispielsweise eines Bestückungsvorgangs verbunden und gekoppelt werden. Außerdem kann das Verbinden und Koppeln des vorgeformten Polymerfelds 320 ein Ausrichten des vorgeformten Polymerfelds 320 zum ersten Klebefilmelement 336 enthalten.
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Anschließend wird ein zweites Klebefilmelement auf das vorgeformte Polymerfeld gelegt (Block 220). In der in 3K und 3L dargestellten Ausführungsform kann das Legen des zweiten Klebefilmelements 338 das Legen eines vorgeformten Feldebenen-Klebstoffelements enthalten, das auf dem vorgeformten Polymerfeld 320 ausgebildet und/oder darauf gelegt wird. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann das Legen des ersten Klebefilmelements 336 das Aufbringen eines gelförmigen und/oder flüssigen Klebstoffs auf das vorgeformte Polymerfeld 320 enthalten.
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Eine individuelle Glasabdeckung wird auf das zweite Klebefilmelement und das vorgeformte Polymerfeld und das zweite Klebefilmelement gesetzt (Block 222). Die individuelle Glasabdeckung 334 kann auf das zweite Klebefilmelement 338 unter Verwendung beispielsweise eines Bestückungsvorgangs gesetzt werden. In Ausführungsformen können mehrere individuelle Glasabdeckungen 334 mit dem zweiten Klebefilmelement 338 und einer vorgeformten Polymerfeld-Einheitszelle 328 (z. B. einen Teil des vorgeformten Polymerfelds 320) verbunden und gekoppelt werden. Das Verbinden mindestens einer individuellen Glasabdeckung 334 kann das Verbinden einer individuellen Glasabdeckung 334 enthalten, die in dem durch den ASIC-Chip 310 und den nicht-optischen Sensorchip 316 erfassten elektromagnetischen Spektralbereich transparent ist.
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Dann werden das erste Klebefilmelement und das zweite Klebefilmelement ausgehärtet (Block 224). Das Aushärten des ersten Klebefilmelements 336 und/oder des zweiten Klebefilmelements 338 kann das Verwenden eines Erwärmungs- und/oder eines Ultraviolett-(UV-)Belichtungsvorgangs zum Aushärten jedes Klebstoffs auf einer Feldebene enthalten.
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Ein zusätzlicher Vorgang kann das Vereinzeln individueller optischer Bauteile 100 aus der Feldebenen-Anordnung 126 optischer Bauteile enthalten. In einem Beispiel kann das Vereinzeln der Feldebenen-Anordnung 326 optischer Bauteile das Verwenden einer Dicing-Säge enthalten, um jedes individuelle optische Bauteil 100 zu sägen. Außerdem kann ein optisches Bauteil 100 mit einer anderen Vorrichtung gekoppelt werden (z. B. einer Leiterplatte, einem Mikroprozessor), um eine größere elektronische Vorrichtung/ein System zu bilden.
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Es ist in Betracht gezogen, dass andere Vorgänge beim Fertigen eines optischen Bauteils 100 eingesetzt werden können, wie etwa ein Löten und Reflowlöten, ein Aufbringen eines zusätzlichen Klebstoffs oder einer zusätzlichen Glasabdeckung, ein Aufsetzen eines optischen Filters auf eine individuelle Glasabdeckung 334 usw.
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Schlussbemerkung
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Obwohl der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die spezifisch für Aufbaumerkmale und/oder Verfahrensvorgänge ist, versteht es sich, dass der in den angefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die oben beschriebenen spezifischen Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr sind die oben beschriebenen spezifischen Merkmale und Vorgänge als beispielhafte Ausführungsformen der Ansprüche offenbart.
