JP2014515553A - オプトエレクトロニクス装置及びオプトエレクトロニクス装置の製造方法 - Google Patents

オプトエレクトロニクス装置及びオプトエレクトロニクス装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、オプトエレクトロニクス装置（１）に関する。オプトエレクトロニクス装置（１）は、オプトエレクトロニクス構成素子（２１）と、フレーム（４）と、接続支持体（３）と、カバー（４５）とを備えている。オプトエレクトロニクス構成素子（２１）は、ビームを受信又は形成するために設けられている。フレーム（４）は空洞部（５１）を有しており、この空洞部（５１）内にオプトエレクトロニクス構成素子が配置されている。接続支持体（３）にはオプトエレクトロニクス構成素子が固定されている。カバー（４５）は空洞部を覆い、且つ、ビームのためのビーム通過面（１０）を形成する。オプトエレクトロニクス構成素子からビーム通過面までのビーム路はオプトエレクトロニクス構成素子のための封止材料を有していない。

Description

本発明は、少なくとも一つのオプトエレクトロニクス構成素子を備えているオプトエレクトロニクス装置と、オプトエレクトロニクス装置の製造方法とに関する。
オプトエレクトロニクス装置においては、個々の素子、例えば半導体チップ、半導体チップの封入成形部及びケーシングの異なる熱膨張係数によって、オプトエレクトロニクス装置の個々の素子又は領域に強い機械的応力が及ぼされる虞がある。この作用は構造が小型になるに連れ一層強くなる。
本発明が解決すべき課題は、非常に小型であり、且つ、良好なオプトエレクトロニクス特性による長期の動作期間の点において優れている、オプトエレクトロニクス装置を提供することである。更には、オプトエレクトロニクス装置を簡単且つ確実に製造することができる方法が提供されるべきである。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置は、ビームの受信及び／又は形成のために設けられているオプトエレクトロニクス構成素子を有している。オプトエレクトロニクス装置は特に別のオプトエレクトロニクス構成素子を有している。この別のオプトエレクトロニクス構成素子は、オプトエレクトロニクス構成素子と共に発光体・検出器ペアを形成することができる。オプトエレクトロニクス構成素子及び／又は必要に応じて別のオプトエレクトロニクス構成素子は、特に封入されていない半導体チップとして実施することができる。即ち、オプトエレクトロニクス構成素子自体は、内部に半導体チップが配置されるケーシングを有していない。つまり、装置を小型に構成することが容易になる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置は、オプトエレクトロニクス構成素子、また必要に応じて別のオプトエレクトロニクス構成素子が固定されている接続支持体を有している。特に、オプトエレクトロニクス構成素子を接続支持体の少なくとも二つの接続面とそれぞれ導電的に接続することができる。接続支持体を例えば回路基板、例えばプリント回路基板（Printed Circuit Board, PCB）又はメタルコア基板として実施することができる。接続支持体は、オプトエレクトロニクス装置を背面側において、即ち、オプトエレクトロニクス装置のビーム通過面とは反対側の面において閉じることができる。回路基板の代わりに、接続支持体を例えば導体フレームとして形成することができる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置は表面実装装置（Surface Mounted Device；SMD）として構成されている。接続支持体、例えば回路基板は、例えば実装のために別の回路基板上に配置することができ、且つ、この別の回路基板と導電的に接続することができる、オプトエレクトロニクス装置の一部である。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、接続支持体は、ビーム通過面とは反対側に、外部との電気的な接触接続のためのコンタクト面を有している。コンタクト面を、接続支持体を通るスルーコンタクトを介して、オプトエレクトロニクス構成素子と電気的に接続することができ、また必要に応じて別のオプトエレクトロニクス構成素子と電気的に接続することができる。即ち、オプトエレクトロニクス装置を、背面側から外部と電気的に接触接続させることができる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置はフレームを有している。フレームは空洞部を有することができ、この空洞部内にオプトエレクトニクス構成素子が配置されている。一つの方向に沿って完全にフレームを貫通するように空洞部を延在させることができる。フレームを接続支持体上に配置することができ、更には、この接続支持体に例えば固定層を用いて固定することができる。特に、空洞部はオプトエレクトロニクス構成素子を水平方向において完全に包囲することができる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置はカバーを有している。このカバーはフレームの空洞部を完全に覆い、また、オプトエレクトロニクス構成素子によって受信することができるか、形成することができるビームのためのビーム通過面を形成する。即ち、カバーはオプトエレクトロニクス構成素子のビーム路内に存在している。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、カバーはフィルムとして形成されている。フィルムはポリイミドを含有することができるか、又は、ポリイミドから構成することができる。
ポリイミドは特に、ポリマー主鎖の主要な構造単位としてのイミド基を有するポリマーを表し、ここでイミド基は線状単位又は環状単位として存在することができる。更には、ポリマーはイミド基の他に、ポリマー主鎖の成分としての別の官能基、例えばアミド基、エステル基及び／又はエーテル基を有することができる。
ポリイミドは、広範な温度領域における高い安定性及び剛性の点で優れている。フィルムは有利には高耐温性を有するように形成されている。即ち、フィルムは少なくとも２００℃の温度負荷、特に有利には少なくとも２５０℃の温度負荷に耐えるものである。
高い温度耐性及び熱変形耐性によって、ポリイミドを有するフィルムを例えば、オプトエレクトロニクス装置の製造プロセスにおいて、又は、更なる処理において、通常ははんだ法において生じる可能性がある温度に晒すことができる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、接続支持体はフレームのカバー側とは反対側の面に配置されている。即ち、オプトエレクトロニクス装置は垂直方向において接続支持体とカバーとの間に延在している。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス構成素子からビーム通過面までのビーム路には、オプトエレクトロニクス構成素子のための封止材料は設けられていない。換言すれば、フレームの空洞部には、オプトエレクトロニクス構成素子を部分的又は完全に包囲する封入成形部、例えばシリコーン又はエポキシドは充填されていない。つまり、装置の光学的な特性が改善される。更に、フレームの熱膨張係数と封止材料の熱膨張係数が異なることに起因して、オプトエレクトロニクス構成素子、又はオプトエレクトロニクス構成素子と接続支持体との間の接続導体、例えばボンディングワイヤに機械的な応力が作用する危険を回避することができる。つまり、装置が早期に故障する危険を低減することができる。埃のような周囲の影響からオプトエレクトロニクス構成素子を保護することがカバーによって達成される。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、空洞部は、カバーから第１のオプトエレクトロニクス構成素子へと延びる方向において、アンダーカットされた領域を有している。アンダーカットされた領域は、好適には、この領域がオプトエレクトロニクス構成素子を収容することができるように実施されている。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、空洞部は、カバーからオプトエレクトロニクス構成素子の方向において少なくとも部分的に先細りされている領域を有している。即ち、空洞部は少なくとも部分的にリフレクタ状の基本形状を有することができる。空洞部を少なくとも部分的に反射性に構成することができる。例えば、オプトエレクトロニクス構成素子から放射されるビーム及び／又はオプトエレクトロニクス装置から放射することができるビームを指向性又は拡散性に反射させるコーティング部を空洞部に設けることができる。このビームに対して高い反射率、有利には少なくとも８０％の反射率を有している材料によってフレームを形成することができる。例えば、反射性の粒子、例えば酸化チタン粒子が充填されているプラスチックからフレームを形成することができる。空洞部の反射性の構成によって、ビーム通過面から放射される全体のビーム、若しくは、ビーム通過面を通過し、オプトエレクトロニクス構成素子によって検出されるビームの割合を高めることができる。
択一的又は付加的に、フレーム、例えば空洞部は、ビームに対して所期のように吸収性に構成されている領域を有することができる。特に、この領域においては、入射するビームの少なくとも５０％、有利には入射するビームの少なくとも８０％を吸収することができる。フレームを例えば人間の目にとって黒く見えるように構成することができる。フレーム、特に空洞部において偏向される散乱ビームの割合はそのようにして低減される。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、フレーム及び接続支持体が少なくとも一つの方向に沿って面一に終端しており、有利には、フレーム、接続支持体及びカバーが少なくとも一つの方向に沿って面一に終端している。その種の装置は結合体として簡単に製造することができ、フレームを個別化する際には、接続支持体及びカバーが特に共通の一つの製造ステップにおいて、切断によって結合体から得られる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置は、空洞部と周囲との間での空気交換のための開口部を有している。即ち、空洞部は気密ではない。オプトエレクトロニクス装置の温度変化時、例えばはんだを用いた装置の実装時に、空洞部内に低い圧力又は過度に高い圧力が生じる結果、カバーに力が作用する危険は除去されているか、又は少なくとも低減されている。特に、接続支持体、例えば回路基板として構成されている接続支持体は開口部を有することができる。特に、接続支持体を通るスルーコンタクトを開口部として形成することができる。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、別のオプトエレクトロニクス構成素子は別の空洞部内に配置されており、且つ、別の空洞部は空洞部と間隔を空けて配置されている。即ち、オプトエレクトロニクス装置の少なくとも二つのオプトエレクトロニクス構成素子を相互に離隔された空洞部内に配置することができる。特に、空洞部内に発光体を配置し、別の空洞部内に検出器を配置することができるか、又は、空洞部内に検出器を配置し、別の空洞部内に発光体を配置することができる。しかしながら一つの空洞部内に、二つ以上のオプトエレクトロニクス構成素子を配置することもできる。例えば、一つの空洞部内に二つの検出器を配置することができ、それらの検出器を例えば相互に異なるスペクトル領域にあるビームの検出のために設けることができる。
オプトエレクトロニクス構成素子と別のオプトエレクトロニクス構成素子との間の直接的なビームパスはフレームによって阻止される。オプトエレクトロニクス構成素子の間隔が比較的短い場合であっても、光学的なクロストークに起因する不所望な信号成分がフレームによって回避されるか、又は少なくとも低減される。
オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一つの実施の形態によれば、このオプトエレクトロニクス装置が近接センサ及び／又は周囲光センサとして形成されている。特に、オプトエレクトロニクス装置は、オプトエレクトロニクス構成素子及び別のオプトエレクトロニクス構成素子によって形成されている発光体・検出器ペアの他に、付加的なオプトエレクトロニクス構成素子を有することができる。この場合、発光体・検出器ペアは近接センサを形成することができ、付加的なオプトエレクトロニクス構成素子は周囲光センサを形成することができる。近接センサの検出器及び付加的なオプトエレクトロニクス構成素子を共通の一つの空洞部内に配置することができる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス装置は、
−ビームを受信するため、又はビームを形成するために設けられているオプトエレクトロニクス構成素子と、
−内部にオプトエレクトロニクス構成素子が配置されている空洞部を有しているフレームと、
−オプトエレクトロニクス構成素子が固定されている接続支持体と、
−空洞部を覆い、且つ、ビームのためのビーム通過面を形成するカバーと、
を備えており、オプトエレクトロニクス構成素子からビーム通過面までのビーム路はオプトエレクトロニクス構成素子のための封止材料を有していない。
複数のオプトエレクトロニクス装置を製造するための方法においては、少なくとも一つの実施の形態によれば、接続支持体結合体が準備される。接続支持体結合体上にはオプトエレクトロニクス構成素子が配置される。複数の空洞部を備えているフレーム素子は、オプトエレクトロニクス構成素子がそれぞれ一つの空洞部内に配置されているように、接続支持体結合体上に位置決めされる。カバーはフレーム素子上に配置される。接続支持体結合体は、それぞれ少なくとも一つのオプトエレクトロニクス構成素子と、空洞部を備えたフレームとが配置されている複数の接続支持体に切断される。特に、切断の際に、カバー、フレーム素子及び接続支持体結合体が共通の一つの製造ステップにおいて切断される。この切断を例えば機械的に、例えば鋸引きによって、又はレーザ分離法によって行うことができる。
上述の方法は、更に上記において説明したオプトエレクトロニクス装置の製造に非常に適している。従って、オプトエレクトロニクス装置との関係において説明した特徴を方法についても考慮することができ、またその逆も当てはまる。
特に、この方法によって、発光体・検出器ペアを備えた光学装置を実現することができ、この発光体・検出器ペアにおいては、発光体及び検出器がフレーム素子からの個別化の際に既に得られたフレームによって既に光学的に相互に離隔されている。光学的な分離のために、事後的に装置に載置される付加的な素子を省略することができる。これによって、オプトエレクトロニクス特性が改善されるのと同時に、コストの上昇も回避することができる。
更なる特徴、構成及び有用性は図面を参照する実施例の以下の説明より明らかになる。
オプトエレクトロニクス装置の第１の実施例を概略的な断面図で示す。 オプトエレクトロニクス装置の第２の実施例を概略的な断面図で示す。 波長λに依存する、カバーの実施例に関する透過率Ｔについての曲線を示す。 オプトエレクトロニクス装置を製造するための方法の実施例を示す。 オプトエレクトロニクス装置を製造するための方法の実施例を示す。 オプトエレクトロニクス装置を製造するための方法の実施例を示す。 オプトエレクトロニクス装置を製造するための方法の実施例を示す。 オプトエレクトロニクス装置を製造するための方法の実施例を示す。
図中、同一の構成要素、同種の構成要素又は同様に機能する構成要素には同一の参照番号を付している。
図面及び図面に示した素子相互の大きさの比率は縮尺通りではないとみなすべきである。むしろ、より見やすくするため、及び／又は、より良い理解のために、個々の素子を過度に大きく示している場合もある。
図１には、オプトエレクトロニクス装置の第１の実施例が概略的な断面図で示されている。この実施例においては、オプトエレクトロニクス装置１が近接センサとして構成されており、この近接センサにおいてはオプトエレクトロニクス構成素子２１及び別のオプトエレクトロニクス構成素子２２が一つの発光体・検出器ペアを形成している。
オプトエレクトロニクス装置１は接続支持体３を有しており、この接続支持体３上にはオプトエレクトロニクス構成素子２１，２２が固定されている。接続支持体３において、オプトエレクトロニクス構成素子側とは反対側にある裏面には、複数のコンタクト面３１が形成されており、それらのコンタクト面３１はオプトエレクトロニクス装置の外部との電気的な接触接続のために設けられている。コンタクト面３１は、接続支持体３を貫通して延在しているスルーコンタクト３５を介して接続面３７と接続されており、それらの接続面３７がオプトエレクトロニクス構成素子２１，２２と導電的に接続されている。スルーコンタクトを接続支持体における孔として形成することができ、それらの孔の側面には導電性のコーティング、有利には金属性のコーティングが施されている。コーティングされた孔を充填材料、例えばはんだレジストでもって充填することができる。
オプトエレクトロニクス構成素子２１，２２の内の少なくとも一つは有利には、封入されていないオプトエレクトロニクス半導体チップとして実施されている。発光体として構成されているオプトエレクトロニクス構成素子を、ルミネセンスダイオード、特に発光ダイオードとして構成することができる。検出器として構成されている別のオプトエレクトロニクス構成素子を、例えばフォトダイオードとして、又は、フォトトランジスタとして構成することができる。択一的に、感光性領域を備えている集積回路、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）も使用することができる。半導体チップの電気的な接触接続を、例えばボンディングワイヤのような接続導体２５によって行うことができる。
接続支持体３上にはフレーム４が配置されており、また例えば接着層（明示的には図示せず）のような固定層を用いて、接続支持体３はフレーム４と機械的に固く接続されている。
フレーム４は空洞部５１及び別の空洞部５２を有している。オプトエレクトロニクス構成素子２１は空洞部５１内に配置されており、また別のオプトエレクトロニクス構成素子２２は別の空洞部５２内に配置されている。空洞部５１はアパーチャを形成しており、このアパーチャは、点線７１によって表されている、オプトエレクトロニクス構成素子２１の主ビーム通過面２１０から放出されるビームに関するビーム円錐を規定している。相応に、別の空洞部５２は別のアパーチャを形成しており、この別のアパーチャは別のビーム円錐７２を規定している。この別のビーム円錐内でオプトエレクトロニクス装置へと延びるビームは、直接的に別のオプトエレクトロニクス構成素子２２の別の主ビーム通過面２２０へと入射する。
空洞部５１の内面５１０は、傾斜した領域６１及びアンダーカットされた領域６３を有している。アンダーカットされた領域６３はオプトエレクトロニクス構成素子２１の近傍に配置されている。アンダーカットされた領域では、空洞部５１が少なくとも、オプトエレクトロニクス構成素子２１を収容できる大きさを有している。
傾斜した領域６１においては、空洞部５１がオプトエレクトロニクス構成素子２１に向かって先細りされている。傾斜した領域６１のオプトエレクトロニクス構成素子２１側での終端部を表す境界部５３は部分的に、ビーム円錐７１を規定するアパーチャを形成している。空洞部５１のアンダーカットされた領域６３の横方向の最小の寸法は、収容すべきオプトエレクトロニクス構成素子の大きさによって設定されているが、アパーチャはそれには殆ど依存せずに、境界部５３によって、特に装置１を平面で見た際の比較的小さい断面に合わせて調整することができる。
同様に、別の空洞部５２は、別の傾斜した領域６２及び別のアンダーカットされた領域６４を備えている別の内面５２０を有している。
オプトエレクトロニクス装置１の動作時に、第１のオプトエレクトロニクス構成素子２１は、矢印９１によって示唆されているように、窓９を通過するビームを放射する。この放射されたビームの一部は、矢印９２によって示唆されているように、逆方向に反射され、別のオプトエレクトロニクス構成素子２２に入射する。
ビーム円錐７１，７２と、窓９からオプトエレクトロニクス装置１までの間隔とは、有利には、それらのビーム円錐７１，７２が窓９の領域において交差しないように相互に適合されている。つまり、窓９から放出されたビームではなく、反射された散乱ビームとして別の構成素子２２へと入射するビームが妨害的な信号成分を惹起することを十分に回避することができる。換言すれば、構成素子２１と別の構成素子２２との間での、オプトエレクトロニクス装置内の光学的なクロストークが抑制される。
フレーム４の接続支持体３側とは反対側の上面には、空洞部５１，５２を覆うカバー４５が配置されている。このカバーはオプトエレクトロニクス装置１のためのビーム通過面１０を形成する。またカバーはオプトエレクトロニクス構成素子２１，２２の保護のため、並びに必要に応じて接続導体２５の保護のために設けられている。つまり、空洞部５１，５２を少なくとも部分的に充填し、且つ、オプトエレクトロニクス構成素子２１，２２に直接的に接している、オプトエレクトロニクス構成素子の付加的な封入成形部は必要ない。特に、主ビーム通過面２１０からカバー４５までのビーム路にはその種の封止材料は存在しない。動作時に放射又は検出されるビームは、カバー４５と主ビーム通過面２１０又は別の主ビーム通過面２２０との間において、自由ビーム領域を通過する。
特に接続導体２５に直接的に接している封止材料の熱膨張係数とフレーム４の熱膨張係数とが異なる大きさであることに基づいて、オプトエレクトロニクス構成素子２１，２２及び／又は接続導体２５に強い機械的な負荷が生じる危険を回避することができる。
水平方向において、接続支持体３及びフレーム４、また有利にはフィルムは面一で終端している。その種の装置は簡単に結合体として製造することができる。
カバー４５は有利にはフィルムとして、特に、ポリイミドを含有するフィルムとして実施されている。
特に、ポリイミドはポリ（ジフェニルオキシドピロメリトイミド）を含有することができるか、又は、その種の材料から構成することができる。高温耐性のあるカバー、従ってはんだ付け可能なオプトエレクトロニクス装置１は簡単に実現されている。その種のフィルムは例えばDuPont de Nemours社から「Kapton(R)」の名称で販売されている。
カバー４５、特にフィルムは好適には、動作時に放射及び／又は検出されるビームに対して、少なくとも７０％、有利には少なくとも８０％、特に有利には少なくとも９０％の透過率を有している。動作時に放射及び／又は検出されるビームに関する波長領域は有利には７００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下、特に有利には８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。例えば、放射されるビームのピーク波長は８５０ｎｍ又は９４０ｎｍであり、それぞれ±５０ｎｍの偏差を有している。
図３に示されているように、ポリイミドフィルムは約７００ｎｍから１１００ｎｍの波長領域において約９０％の透過率を有することができる。比較的短い波長への透過率の低下は、明るいところでの人間の目の感度曲線にほぼ対応し、この感度曲線は約５１５ｎｍにおいて、約５６０ｎｍの最大値に関して半分の値に低下する。従って、ポリイミドフィルムは、日照センサの短波長側の側縁を規定するためにも適している。
フィルムの代わりに、カバー４５のために自由担持型の小プレート、例えばプラスチック小プレート又はガラス小プレートも使用することができる。
カバー４５のための材料の選択によって、及び／又は、カバーの形状、例えばカバーの厚さによって、及び／又は、例えばエンボシングによる構造化によって、カバーの透過率を各要求に適合させることができる。
接続支持体３は開口部３３を有しており、この開口部３３を介して、周囲と空洞部５１又は別の空洞部５２との間での空気交換を行うことができる。例えば温度変化時に、例えばはんだ付けによってオプトエレクトロニクス装置を実装している間に、空洞部５１，５２の内の少なくとも一つにおいて周囲と比較して低い又は過度に高い圧力が生じることによって、カバー４５に過度に強い機械的な応力が生じる危険は十分に低減されている。開口部３３をスルーコンタクト３５と同様に、接続支持体３における孔によって構成することができるが、開口部３３はスルーコンタクトとは異なり、充填されていないか、又は少なくとも完全には充填されていない。
前述の実施例とは異なり、接続支持体を導体フレームとして構成することができ、この導体フレームを用いてオプトエレクトロニクス構成素子２１，２２が導電的に接続されている。更に、オプトエレクトロニクス装置が、オプトエレクトロニクス構成素子を一つだけ有していること、又はオプトエレクトロニクス構成素子を三つ以上有していることも考えられる。
前述のオプトエレクトロニクス装置１を非常に小型に、且つ廉価に製造することができ、従ってオプトエレクトロニクス装置１は多くの用途に適している。オプトエレクトロニクス装置は特に電子機器、特に手持ち式機器、例えば携帯電話における近接センサ及び／又は周囲光センサとして適している。
図２に概略的な断面図で示されている第２の実施例は、図１と関連させて説明した第１の実施例に実質的に対応している。第１の実施例とは異なり、空洞部５１は反射器のような基本形状を有するように構成されている。主ビーム通過面２１０を通過して、及び／又は、オプトエレクトロニクス構成素子２１の側面を通過して、比較的大きい角度で放出されるビームを、オプトエレクトロニクス装置１のビーム通過面１０から放出することができる。更に、空洞部５１の内面５１０にコーティング部が設けられている。この実施例においては、空洞部がコーティング部５５によって、オプトエレクトロニクス構成素子２１から放射されるビームに対して反射性に構成されている。コーティング部は６０％以上、有利には８０％以上の反射率を有することができる。例えば、コーティング部には金属、例えばアルミニウム、銀、ロジウム、パラジウム、クロム又はニッケル、若しくは、それらの材料の内の少なくとも一つを有する金属合金が適している。オプトエレクトロニクス装置から放射される総ビーム出力を増大することができる。コーティング部の代わりに、フレーム４自体を反射性の材料から製造することができる。例えばフレームは、反射性粒子、例えば酸化チタン粒子が充填されているプラスチックを含有することができる。
上述の実施例とは異なり、空洞部５１の代わりに、又は空洞部５１に付加的に、別の空洞部５２にもその種のコーティング部を設けることができる。更に、フレーム４も反射性の材料から製造することができ、且つ、検出すべきスペクトル領域にあるビームを所期のように吸収するためにコーティング部を設けることができる。例えば、フレーム４又はコーティング部５５は、放出されるビームの少なくとも５０％を吸収することができる。勿論、図１と関連させて説明したような第１の実施例においても、上述のようなコーティング部を使用することができる。例えば、空洞部５１のアンダーカットされた領域６３全体にその種のコーティング部を設けることができるか、又は部分的にその種のコーティング部を設けることができる。
更に、第１の実施例とは異なり、別の空洞部５２内には付加的なオプトエレクトロニクス構成素子２３が配置されており、この付加的なオプトエレクトロニクス構成素子２３を、コンタクト面３１を介して外部と電気的に接触接続させることができる。付加的なオプトエレクトロニクス構成素子２３は、別のオプトエレクトロニクス構成素子２２の検出領域とは異なる検出領域においてビームを検出するために設けられている。有利には、付加的なオプトエレクトロニクス構成素子が、人間の目の感度分布に近いものであるか、又は人間の目の感度分布に相当するスペクトル感度分布を有している周囲光センサとして構成されている。発光体・検出器ペアは有利には近赤外線のスペクトル領域、特に８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長領域において動作する。
別の構成素子２２及び付加的な構成素子２３の異なる感度分布は、この実施例において、別の構成素子２２上のフィルタ２６を用いて、また付加的な構成素子２３上の別のフィルタ２７を用いて達成される。別のフィルタ２７は有利には、カバー４５の透過率と共に人間の目の感度分布を再現するように構成されている。このためにポリイミドフィルムが使用される場合には、フィルムが感度ビームの長波長側の側縁を規定するものであれば十分である。即ち、バンドパスとして構成されている比較的高価なフィルタを省略することができる。
つまり、別の構成素子２２及び付加的な構成素子２３を、異なる種類のフィルタを除いて、同様に構成することができる。択一的又は付加的に、異なる感度分布を異なる種類の構成素子によって達成することができる。
別の構成素子２２及び付加的な構成素子２３を用いる上述の実施例とは異なり、別の構成素子２２が二つのビームを検出する領域を有することも可能である。つまり、付加的な構成素子２３との関係において説明した機能を別の構成素子に組み込むことができる。即ち別の構成素子を、近接センサの検出器として、且つ周囲光センサとして構成することができる。
更には、第１の実施例とは異なり、スルーコンタクト３５は開口部３３として構成されており、この開口部３３を介して、空洞部５１と周囲との間の空気交換を行うことができる。スルーコンタクト３５は孔として構成されており、その孔の側面には導電性のコンタクトコーティング部３６が設けられている。コンタクトコーティング部が設けられている孔には充填材料が存在せず、それにより空気交換のための経路が生じている。有利には、各空洞部５１，５２に対して、少なくとも一つのスルーコンタクトがその種の開口部として形成されている。従って、スルーコンタクト以外の開口部は必要ないが、しかしながらそのような開口部が付加的に設けられていても良い。空洞部毎に複数のスルーコンタクトを設けることもでき、特に、全てのスルーコンタクトを開口部として構成することもできる。勿論、開口部として構成されているスルーコンタクトを、図１と関連させて説明した第１の実施例においても使用することができる。
図４Ａから図４Ｅには、オプトエレクトロニクス装置を製造するための方法の実施例が概略的な断面図で示されている。製造時に複数の接続支持体が得られる接続支持体結合体３０が図４Ａに示されている。図面を簡略化するために、製造時にオプトエレクトロニクス装置が形成される接続支持体結合体３０の一部のみが示されている。
接続支持体３、例えば回路基板は複数のスルーコンタクト３５を有しており、それらのスルーコンタクト３５を介して背面側のコンタクト面３１が前面側の接続面３７と接続されている。
更に、接続支持体３は複数の開口部３３を有しており、それらの開口部３３は接続支持体を貫通して延在している。スルーコンタクト３５のための孔及び開口部を、共通の一つの製造ステップにおいて形成することができるが、開口部３３はスルーコンタクト３５とは異なり、充填材料で充填されないか、少なくとも部分的にしか充填されない。
有利には封入されていない複数のオプトエレクトロニクス構成素子２１，２２，２３が接続支持体結合体３０上に配置され、接続面３７と電気的に接触接続される。この接触接続は例えば、はんだ接続、導電性の接着接続（明示的には図示せず）を用いて、又は、接続導体２５、例えばボンディングワイヤを用いて行うことができる（図４Ｂを参照されたい）。
オプトエレクトロニクス構成素子２１，２２，２３が既に実装されており、且つ接触接続されている接続支持体結合体３０上には、空洞部内にそれらの構成素子が配置されるように、複数の空洞部５１，５２を備えたフレーム素子４０が位置決めされる。フレーム４を例えば接着層のような固定層を用いて接続支持体結合体３０に固定することができる（図４Ｃにおいては明示的には図示していない）。
選択的に設けられている、フレーム素子４０のコーティング部５５は有利には、フレーム素子を接続支持体３０に固定する前に既に被着される。
フレーム素子４０の接続支持体３０側とは反対側においては、空洞部５１，５２を覆うカバー４５が設けられる。例えばカバーとして、フィルム、特にポリイミドフィルムを空洞部５１，５２の上に張ることができる。
そのようにして形成された、接続支持体結合体３０と、フレーム素子４０と、カバー４５とから成る結合体は分離線８に沿って切断され、それによって、相互に分離されたオプトエレクトロニクス装置１が得られ、それらのオプトエレクトロニクス装置１においてはフレーム４、接続支持体３及びカバー４５が少なくとも部分的に面一で終端している。切断を特に機械的に、特に鋸引きによって行うことができるか、又はコヒーレントなビームを用いて、例えばレーザ分離法を用いて行うことができる（図４Ｄを参照されたい）。
実質的に図２と関連させて説明したオプトエレクトロニクス装置１が完成した状態で図４Ｅに示されている。
上述の方法を用いて、簡単且つ確実なやり方で、オプトエレクトロニクス装置を結合体において製造することができ、更なる実装のために結合体を個別化した際には、完成している表面実装オプトエレクトロニクス装置が得られる。
カバー４５を用いて、オプトエレクトロニクス構成素子２１，２２，２３は既に個別化の際に、オプトエレクトロニクス装置１において保護されている。オプトエレクトロニクス構成素子を保護するための注型材のような付加的な封止材料は必要ない。
本発明は実施例に基づいた説明によって制限されるものではない。むしろ本発明はあらゆる新規の特徴並びにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしても当てはまる。

Claims (15)

  1. オプトエレクトロニクス装置（１）において、
    ビームを受信又は形成するオプトエレクトロニクス構成素子（２１）と、
    前記オプトエレクトロニクス構成素子が内部に配置される空洞部（５１）を有しているフレーム（４）と、
    前記オプトエレクトロニクス構成素子が固定されている接続支持体（３）と、
    前記空洞部を覆い、且つ、前記ビームのためのビーム通過面（１０）を形成するカバー（４５）と、
    を備えており、
    前記オプトエレクトロニクス構成素子から前記ビーム通過面までのビーム路は前記オプトエレクトロニクス構成素子のための封止材料を有していないことを特徴とする、オプトエレクトロニクス構成素子。
  2. 前記接続支持体は、前記フレームの前記カバー側とは反対側に配置されている、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  3. 前記オプトエレクトロニクス装置は、前記空洞部と周囲との間の空気交換のための開口部（３３）を有している、請求項１又は２に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  4. 前記接続支持体は回路基板として構成されており、且つ前記接続支持体は前記開口部を有している、請求項３に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  5. 前記オプトエレクトロニクス装置は、前記ビーム通過面側とは反対側の面に、外部との電気的な接触接続のためのコンタクト面（３１）を有しており、該コンタクト面は前記接続支持体を貫通するスルーコンタクト（３５）を介して、前記オプトエレクトロニクス構成素子と電気的に接続されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  6. 前記カバーは、ポリイミドを含有しているフィルムとして形成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  7. 前記フレーム、前記接続支持体及び前記カバーは少なくとも一つの方向に沿って面一で終端している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  8. 前記空洞部は、前記カバーから前記オプトエレクトロニクス構成素子へと延びる方向において、アンダーカットされた領域（６３）を有している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  9. 前記空洞部は、前記カバーから前記オプトエレクトロニクス構成素子の方向において少なくとも部分的に先細りされている領域（６１）を有している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  10. 前記オプトエレクトロニクス装置は別のオプトエレクトロニクス構成素子（２２）を有しており、該別のオプトエレクトロニクス構成素子（２２）は前記オプトエレクトロニクス構成素子と共に一つの発光体・検出器ペアを形成している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  11. 前記別のオプトエレクトロニクス構成素子は別の空洞部（５２）内に配置されており、該別の空洞部は前記空洞部とは間隔を空けて配置されている、請求項１０に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  12. 前記オプトエレクトロニクス装置は近接センサとして、及び／又は、周囲光センサとして構成されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
  13. 複数のオプトエレクトロニクス装置を製造する方法において、
    ａ）接続支持体結合体（３０）を準備するステップと、
    ｂ）複数のオプトエレクトロニクス構成素子（２１，２２，２３）を前記接続支持体結合体上に配置するステップと、
    ｃ）前記複数のオプトエレクトロニクス構成素子がそれぞれ一つの空洞部内に配置されるように、複数の空洞部（５１，５２）を備えているフレーム素子（４０）を前記接続支持体結合体上に位置決めするステップと、
    ｄ）前記フレーム素子上にカバー（４５）を配置するステップと、
    ｅ）各接続支持体（３）上に少なくとも一つのオプトエレクトロニクス構成素子と、空洞部を備えているフレームが配置されているように、前記接続支持体結合体を複数の接続支持体（３）に切断するステップと、
    を備えていることを特徴とする、方法。
  14. 前記ステップｅ）において、前記カバー、前記フレーム素子及び前記接続支持体結合体を切断する、請求項１３に記載の方法。
  15. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置を製造する、請求項１３又は１４に記載の方法。
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