JP6162114B2 - 光電子モジュール、光電子モジュールの製造方法、ならびに光電子モジュールを備える機器およびデバイス - Google Patents

Description

本発明は、オプトエレクトロニクスの分野に関し、より具体的には、光電子構成要素のパッケージングおよび製造に関する。より特定的には、本発明は、光電子モジュール、光電子モジュールの製造方法、ならびにこのようなモジュールを備える機器および電子デバイスに関し、特に当該モジュールは少なくとも１つの光検出器を備える。本発明は、特許請求の範囲の冒頭の節に従う方法および装置に関する。

ＵＳ２０１０／０３２７１６４ Ａ１から、光電子モジュール、より具体的には近接センサが公知であり、その製造中に、発光体ダイスおよび光検出器ダイスの上にレンズを形成するためにトランスファ成形技術を用いてこれらのダイスがオーバーモールドされる。

ＵＳ５，９１２，８７２には集積光学装置が提示されている。その製造時に、複数の能動素子を有する支持ウェハは、対応する複数の光学素子を有する透明なウェハと位置合わせされる。次いで、このような支持ウェハと透明なウェハとの対は、さいの目に切断され得る。

ＵＳ２０１１／００５０９７９ Ａ１には、機能素子を有する電気光学デバイスのための光学モジュールが開示されている。当該光学モジュールは、少なくとも１つのレンズ素子を有するレンズ基板部と、スペーサとを含む。当該スペーサは、完全に組立てられた電気光学デバイスのベース基板部から、明確に規定された軸方向距離だけ離れた場所にレンズ基板を保持する働きをする。機能素子の性能の向上を確実にするために、ＥＭＣシールドが設けられている。スペーサは、少なくとも一部は導電性であり、そのためＥＭＣシールドまたはその一部を形成する。ウェハスケールで複数のこのようなモジュールを製造する方法もＵＳ２０１１／００５０９７９ Ａ１に開示されている。

用語の定義
「能動光学構成要素」：光検知構成要素または発光構成要素。例えばフォトダイオード、画像センサ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、レーザチップ。

「受動光学構成要素」：レンズ、プリズム、ミラーまたは光学システムなどの、屈折および／または回折および／または反射によって光を再方向付けする光学構成要素であって、光学システムは、恐らくは開口絞り、画像スクリーン、ホルダなどの機械的素子も備えるこのような光学構成要素の集まりである。

「光電子モジュール」：少なくとも１つの能動光学構成要素および少なくとも１つの受動光学構成要素が含まれる構成要素。

「複製」：所与の構造またはそのネガを再現する技術。例えばエッチング、エンボス加工、成形。

「ウェハ」：実質的に円盤状または板状の要素であって、一方向（ｚ方向または垂直方向）へのその広がりは、他の二方向（ｘおよびｙ方向または横方向）へのその広がりに対して小さい。通常、（非ブランク）ウェハ上では、複数の同様の構造または要素が、一般に長方形の格子上に配置または設けられている。ウェハは開口または孔を有していてもよく、ウェハはその横方向領域の主要な部分には材料が無い場合さえあり得る。多くの文脈においてはウェハは一般に半導体材料でできていると理解されるが、本特許出願においては、明らかにこれに限定されるものではない。したがって、ウェハは一般に例えば半導体材料、ポリマー材料、金属およびポリマーまたはポリマーおよびガラス材料を含む複合材料でできていてもよい。特に、本発明に関連して、熱硬化性または紫外線硬化性ポリマーなどの固めることが可能な材料が、関心を引き付けるウェハ材料である。

「横方向」：「ウェハ」参照。
「垂直方向」：「ウェハ」参照。

「光」：最も一般的には電磁放射。より特定的には、電磁スペクトルの赤外部、可視部または紫外部の電磁放射。

発明の概要
本発明の１つの目的は、光電子モジュールを製造する代替的な方法を創出することである。より特定的には、光電子モジュールを製造する特に高速な方法および／または光電子モジュールを製造する特に簡単な方法を提供する。また、それぞれの光電子モジュール、このような光電子モジュールを備える電子デバイス、および多数のこのような光電子モジュールを備える機器を提供する。

本発明の別の目的は、特に正確な位置合わせを有する光電子モジュールおよび対応する製造方法を提供することである。

本発明の別の目的は、特に小さな寸法の光電子モジュールを提供することである。
本発明の別の目的は、迷光および／またはクロストークから十分に保護される能動光学構成要素を少なくとも備え、恐らくは受動光学構成要素も備える光電子モジュールを提供することである。

本発明の別の目的は、少なくとも１つの光電子モジュールを備える特に小さな電子デバイスを提供することである。

さらなる目的は、以下の説明および実施例から明らかになる。

これらの目的のうちの少なくとも１つは、少なくとも一部は、特許請求の範囲に係る装置および方法によって実現される。

光電子モジュールの製造方法は、
ａ）多数の検出部材が配置される基板ウェハを設けるステップと、
ｂ）スペーサウェハを設けるステップと、
ｃ）光学ウェハを設けるステップとを備え、上記光学ウェハは、上記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する多数の透明部と、上記検出部材によって概して検出可能な入射光を実質的に減衰させるまたは阻止するための少なくとも１つの阻止部とを備え、上記方法はさらに、
ｄ）上記検出部材が上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に配置されるように上記スペーサウェハが上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に配置されるウェハ積層体を準備するステップを備える。

これにより、特に効率的な態様で光電子モジュールを製造することが可能になり得て、特に極小の光電子モジュールを製造することが可能になり得る。さらに、このような検出部材に入射する光は所望の光に限定されてもよく、望ましくない光、すなわち検出部材に到達してはならない光は、上記阻止部によって吸収および／または反射され得るので、検出部材に到達しないようにすることができる。この目的のために、上記少なくとも１つの阻止部は、上記検出部材によって検出可能な光に対して少なくとも実質的に非透過性であってもよい。

上記検出部材が上記基板ウェハと上記光学ウェハとの「間に」配置されるという特徴は、検出部材が基板ウェハに含まれ、基板ウェハの別の部分が少なくとも存在して上記検出部材が基板ウェハのその別の部分と上記光学ウェハとの間に配置される場合をそれぞれ含むものと理解され、より厳密にはそのような場合をそれぞれ意味するものと理解される。

検出部材が基板ウェハに含まれる場合には、より正確にかつより明らかに言えば、上記検出部材が「上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に」配置される代わりに「上記光学部材に面する上記基板の側に」配置されるようにウェハ積層体（ステップｄ参照）が準備される。

しかし、上記検出部材は、上記基板ウェハに含まれている場合もあれば、上記基板ウェハに含まれていない場合もある。

なお、上記検出部材によって概して検出可能な光に対する透明部の透過性は、上記検出部材によって概して検出可能ないかなる光に対しても当該透明部が透過性を有していなければならないことを必ずしも意味するわけではない。通常、上記検出部材によって概して検出可能な光の一部に対する透過性で十分である。

特に、上記基板ウェハは、基板ウェハと呼ばれるウェハであり、上記スペーサウェハは、スペーサウェハと呼ばれるウェハであり、上記光学ウェハは、光学ウェハと呼ばれるウェハである。

上記検出部材は、光、特に赤外光、より特定的には近赤外光を検出するための検出器である。

通常、上記ウェハの各々は、概して板状の形状を有し、構造または要素の二次元の周期的な配置を備える。

１つの実施例において、上記検出部材は、フォトダイオードであるかまたはフォトダイオードを備える。

上記の実施例と組合せられてもよい１つの実施例において、ステップｄ）は、上記基板ウェハを上記スペーサウェハに固定し、上記スペーサウェハを上記光学ウェハに固定するステップを備える。上記固定は、一方または両方の例において、接着によって達成され得る。

上記の一方または両方の実施例と組合せられてもよい１つの実施例において、ステップｄ）は、上記多数の検出部材の各々が上記透明部のうちの少なくとも１つに対して位置合わせされるように上記基板ウェハおよび上記光学ウェハを位置合わせするステップを備え、特に上記検出部材の各々は同様に、上記透明部のうちの各々１つに位置合わせされる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、ステップａ）は、
ａ１）ピックアンドプレースによって上記検出部材を上記基板ウェハ上に設置するステップを備える。

このようなピックアンドプレース操作をウェハレベルで行なうことにより、高い設置精度および速い製造速度を実現することができる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、ステップａ）は、
ａ２）上記検出部材の各々を上記基板ウェハに電気的に接続するステップを備える。

これは、例えばダイボンディングまたはリフローによるはんだ付けによって達成可能である。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、上記多数の透明部の各々は、少なくとも１つの受動光学構成要素を備える。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、上記スペーサウェハと上記光学ウェハとの組合せであるウェハを設けるステップを備える。このようなウェハは、「結合光学ウェハ」と呼ぶことができる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、上記阻止部および上記スペーサウェハを一体型の部品として製造するステップを備える。これは、特に複製を用いて達成され得る。

ウェハ（および対応してそれぞれの部材）を結合することにより、通常は、比較的少ない数の製造工程、特に比較的少ない数の位置合わせステップで済ませることができる。これにより、製造を単純化でき、および／または、より高精度のモジュールを得ることができる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、上記多数の透明部の各々は、（受動光学構成要素の一例としての）レンズ部材などの少なくとも１つの受動光学構成要素を備え、特に上記受動光学構成要素の各々は少なくとも１つの光学構造を備え、より特定的には上記レンズ部材の各々は少なくとも１つのレンズ素子を備える。このようなレンズ部材は、少なくとも１つの（光学）レンズであるかまたは少なくとも１つの（光学）レンズを備え、このようなレンズ素子は、恐らくは少なくとも２つの透明部品からなる複合レンズの一部であるレンズである。レンズ素子は、回折または（より一般的には）屈折によって光を再方向付けするように設けられる。より一般的には、上記受動光学構成要素は、回折および／または屈折および／または反射によって光を再方向付けするように設けられる。

レンズ素子を備える上記の実施例を参照する１つの実施例において、上記レンズ素子または上記レンズ素子の一部の少なくとも各々は、概して凸形状を有する。当然のことながら、部分的もしくは概して凹形状、または、例えば凹状領域と凸状領域とを組合せた他の形状も可能である。

受動光学構成要素を備える上記の実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記受動光学構成要素の各々または上記受動光学構成要素の一部の各々は、上記検出部材のうちの少なくとも各々１つに関連付けられる。

レンズ部材を備える上記の実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記レンズ部材の各々または上記レンズ部材の一部の各々は、上記検出部材のうちの少なくとも各々１つに関連付けられる。

（レンズ部材などの）受動光学構成要素を備える上記の実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、当該方法は、
ｃ１）複製によって上記受動光学構成要素を製造するステップを備える。

複製は、多数の例えばレンズおよびレンズ素子をそれぞれ生成する非常に効率的な方法であり得る。このようにして多くの位置合わせステップおよび／または多くの製造時間を節約することが可能であり得る。

上記の実施例を参照する１つの実施例において、ステップｃ１）は、液体材料、粘性材料または塑性変形可能な材料において表面を複製し、その後、上記材料を固める、特に硬化させるステップを備える。好適な材料は、例えばエポキシ樹脂などのポリマーであり得る。

上記の実施例を参照する１つの実施例において、上記表面の上記複製は、上記表面を上記材料にエンボス加工するステップを備える。

最後に記載した２つの実施例の一方または両方を参照する１つの実施例において、上記材料を固める上記ステップは、加熱および光、特に紫外光による照射のうちの少なくとも１つによって達成される。特に、上記固めるステップは硬化であり得る。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、上記スペーサウェハは、上記検出部材によって概して検出可能な光を実質的に減衰させるまたは阻止する材料でできている。上記検出部材によって検出可能な光に対して実質的に透過性をもたない材料を上記スペーサウェハに用いることにより、モジュールの外側からの迷光などの望ましくない光から検出部材を遮蔽することができ、または、発光部材が設けられる場合には（以下を参照）発光部材から検出部材へのクロストークを防止することができる。

上記の実施例を参照する１つの実施例において、上記検出部材によって概して検出可能な光を放出するための多数の発光部材が上記基板ウェハ上に配置され、特に多数の隣接する発光部材および検出部材が上記基板ウェハ上に存在するように発光部材が配置される。一般に、上記発光部材の各々は、上記検出部材のうちの１つに関連付けられる。

発光部材およびそれらの放出された光スペクトルに関して、上記検出部材によって概して検出可能な光の放出は、放出された光が上記検出部材によって概して検出可能な光の全波長範囲を必ずカバーしなければならないことを意味するものではなく、上記検出部材によって概して検出可能ではない光の（さらなる）放出が除外されるであろうということを意味するものでもない。通常、上記検出部材によって概して検出可能な光の一部に対する透過性で十分である。通常、上記検出部材によって概して検出可能な波長範囲に一部が入る光の放出で十分である。

最後に記載した２つの実施例の一方または両方を参照する１つの実施例において、上記発光部材は、上記基板の広がりに概して直交する方向に上記光を放出するように上記基板ウェハ上に設置される。このように、垂直に伝搬する光が放出され、当該光は通常、上記透明部のうちの１つを通って進む。

上記発光部材を備える実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記受動光学構成要素の各々または上記受動光学構成要素の一部の各々は、上記発光部材のうちの各々１つに関連付けられる。

上記発光部材およびレンズ部材を備える実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記レンズ部材の各々または上記レンズ部材の一部の各々は、上記発光部材のうちの各々１つに関連付けられる。

上記発光部材を備える実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記多数の受動光学構成要素は、上記発光部材のうちの１つに各々関連付けられる一方の複数の受動光学構成要素と、上記検出部材のうちの１つに各々関連付けられる別の複数の受動光学構成要素とを備える。このように、関連付けられた受動光学構成要素（例えばレンズ部材）の下方に配置された発光部材と、関連付けられた受動光学構成要素（例えばレンズ部材であり、これらのレンズ部材は、上記と同一のものではない）の下方に配置された検出部材とを備えるモジュールを十分に製造することができる。本明細書において「下方」とは、（ウェハの広がりに対して）概して垂直な方向を指す。

上記発光部材を備える実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記スペーサウェハは、上記発光部材と上記検出部材との間の光学的クロストークを減少させるように構造化され配置される。これにより、上記発光部材によって放出されて上記検出部材によって検出され、例えば光電子モジュール内で（望ましくない態様で）散乱されるか、または、上記光電子モジュールから出ることなく上記検出部材に達するといったように、望ましくない光路を介して上記検出部材に達した光の量を減少させるまたは無くすという意味で、光学的クロストークを減少させることが可能になり得る。それにより、上記発光部材によって放出されて上記光学ウェハを（二度）通過しなかった光を実質的に減衰させるまたは阻止することが可能になり得る。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、
ｈ）複製プロセスによって上記スペーサウェハを得るステップを備える。

これにより、モジュールの製造を特に効率的にすることができる。例えば、上記複製プロセスは、エンボス加工ステップを備え得る。上記スペーサウェハの材料としては、エポキシ樹脂などのポリマーベースの材料、特に硬化性材料が好適な選択肢であり得る。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、阻止部において光学ウェハを実質的に構成する材料は、固まった固めることが可能な材料（特に硬化した硬化性材料）、例えばエポキシ樹脂などのポリマーベースの材料である。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、阻止部における光学ウェハの一部は、複製プロセスを用いて得られる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、上記光電子モジュールは近接センサである。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、
ｅ）上記検出部材が配置される基板部材の側とは反対側の基板センサの側に、はんだボールを有する上記基板ウェハを設けるステップを備える。

はんだボールを備えていない接触パッドを有する基板ウェハを設けることもできる。
このように、製造されたモジュールは、電子デバイスの製造に容易に用いられることができ、例えば表面実装デバイスとして用いられることができる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、
ｆ）上記ウェハ積層体を多数の別々のモジュールに分離するステップを備え、上記多数の別々のモジュールは各々が、
上記基板ウェハの一部と、
上記検出部材のうちの少なくとも１つと、
上記スペーサウェハの一部と、
上記透明部のうちの少なくとも１つと、
上記阻止部の一部とを備える。

このように、別々の光電子モジュールが非常に効率的な態様で得られる。分離（またはダイシング）は、例えばウェハソーもしくはパンチカッタなどの機械工具によって、またはレーザによって達成可能である。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、
ｇ）上記スペーサウェハが配置される上記光学ウェハの側とは反対側の上記光学ウェハの側に、上記光学ウェハに隣接して配置されたバッフルウェハを設けるステップを備え、上記バッフルウェハは多数の透明領域を備え、
ステップｄ）は、
ｄ’）上記検出部材が上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に配置されるように上記スペーサウェハが上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に配置され、上記光学ウェハが上記バッフルウェハと上記スペーサウェハとの間に配置されるウェハ積層体を準備するステップと置換えられる。

バッフルウェハによって、上記バッフルウェハに入射した光がモジュールに入り得るおよび／または上記多数の検出部材の少なくとも一部に到達し得る角度範囲を制限することができる。

より特定的には、上記バッフルウェハは、バッフルウェハと呼ばれるウェハである。
一般に、上記透明領域の各々または上記透明領域の一部の各々は、上記検出部材のうちの少なくとも１つに関連付けられ、および／または、上記発光部材が設けられる場合には、上記透明領域の各々または上記透明領域の一部の各々は、上記発光部材のうちの少なくとも１つに関連付けられる。

上記透明領域は、例えば上記バッフルウェハを通る孔によって、および／または、上記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する材料によって形成されることができる。

最後に記載した実施例を参照する１つの実施例において、上記バッフルウェハは、部分的にまたはさらには実質的に、弾性材料または弾性的もしくは塑性的に変形可能な材料でできている。例えば、発泡体または発泡体のような材料を用いることができる。

最後に記載した一方または両方の実施例と組合せられてもよい１つの実施例において、バッフルウェハを実質的に構成する材料は、固まった固めることが可能な材料（特に硬化した硬化性材料）、例えばエポキシ樹脂などのポリマーベースの材料である。なお、固まった状態または硬化した状態で当該材料が弾性を有すると規定することができる。

最後に記載した３つの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、バッフルウェハは複製プロセスを用いて得られる。

最後に記載した４つの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、上記バッフルウェハと上記光学ウェハとの組合せであるウェハを設けるステップを備える。このようなウェハは、「結合光学ウェハ」と呼ぶことができる。

最後に記載した５つの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、当該方法は、上記阻止部および上記バッフルウェハを一体型の部品として製造するステップを備える。これは、特に複製を用いて達成され得る。

ウェハ（および対応してそれぞれの部材）を結合することにより、通常は、比較的少ない数の製造工程、特に比較的少ない数の位置合わせステップで済ませることができる。これにより、製造を単純化でき、および／または、より高精度のモジュールを得ることができる。

上記の実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよい１つの実施例において、上記基板ウェハは、実質的にはプリント回路基板アセンブリであり、より特定的には少なくとも１つの能動光学構成要素が実装されるプリント回路基板である。このように、周知のプリント回路基板作製技術を上記基板ウェハの製造に用いることができる。プリント回路基板構造（printed circuit board arrangement：ＰＣＢＡ）はプリント回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）を備える。それは、単にプリント回路基板である場合もあれば、（より一般的には）１つ以上の電気または電子構成要素が実装され、上記１つ以上の構成要素が特に上記検出部材および／または上記発光部材などの能動光学構成要素であってもよいプリント回路基板である場合もある。

このようにして、上記検出部材および設けられる場合には上記発光部材を電気的に接触させるための接触領域、ならびに、外部から上記モジュールを電気的に接触させる接触領域および上記基板ウェハにわたる（垂直方向の）電気的接続を容易に設けることができる。

実際、これは以下に記載する本発明の別の（第２の）局面につながる。
光電子モジュールは、
基板と、
上記基板に概して平行に配置された光学部材と、
上記基板と上記光学部材との間に配置され、上記基板上に実装され、上記光学部材を通過した光を検出するための検出部材と、
上記基板と上記光学部材との間に配置された分離部材とを備え、
上記光学部材は、上記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する少なくとも１つの透明部と、上記検出部材によって概して検出可能な入射光を実質的に減衰させるまたは阻止するための少なくとも１つの阻止部とを備える。

このようなモジュールは、特に優れた製造性および構成部材の特に正確および／または簡単な位置合わせが可能であり、非常に小さく設計されることができる。

上記検出部材は、一般に、上記基板に含まれている場合もあれば、上記基板に含まれていない場合もある。検出部材が基板に含まれる場合には、より正確にかつより明らかに言えば、検出部材は、「上記基板と上記光学部材との間に」配置される代わりに、「上記光学部材に面する上記基板の側に」配置される。

本発明は、本発明に係る対応する方法の特徴を有する光電子モジュールで構成され、逆に対応する光電子モジュールの特徴を有する方法でも構成される。モジュールのいくつかの具体的な実施例について以下で明確に説明する。

当該モジュールの利点は基本的には対応する方法の利点に対応し、逆の場合も同様である。

モジュールの１つの実施例において、上記分離部材は上記検出部材のそばに配置される。

上記の実施例と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記少なくとも１つの阻止部は、上記検出部材によって概して検出可能な光を実質的に減衰させるまたは阻止する材料でできている。特に、上記材料は熱硬化材料である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板は概して平面的な基板である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板は概して板状の基板である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、恐らく存在する突出レンズ部材部または他の受動光学構成要素の突出部を少なくとも無視すると、上記光学部材は概して平面的な光学部材である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記光学部材は概して板状の光学部材である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は概して平面的な分離部材である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は概して板状の分離部材である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は１つ以上の開口を有する。一般に、上記検出部材は、これらの開口のうちの１つに配置される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記光学部材および上記分離部材は、１つの部材に結合される。特に、上記少なくとも１つの阻止部および上記分離部材は、例えば複製を用いて一体型の部品として製造される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記検出部材は、パッケージングされた電気構成要素、例えばＳＭＴデバイスである。

最後に記載した実施例以外の上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記検出部材は、パッケージングされていない電気構成要素、例えばワイヤボンディングによって上記基板に取付けられたフリップチップまたはチップである。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記透明部は、少なくとも１つの受動光学構成要素、より特定的には少なくとも１つのレンズ部材を備える。

上記の実施例を参照する１つの実施例において、上記少なくとも１つの受動光学構成要素（または上記少なくとも１つのレンズ部材）は、少なくとも１つの光学構造（または少なくとも１つのレンズ素子）を備え、上記少なくとも１つの光学構造（または上記少なくとも１つのレンズ素子）は、固まった固めることが可能な材料で作られることおよび複製プロセスを用いて得られることのうちの少なくとも１つである。特に、上記固まった固めることが可能な材料は、加熱および光、特に紫外光による照射のうちの少なくとも１つによって固められる。より特定的には、上記固めることは硬化である。上記複製プロセスは、エンボス加工ステップを備えていてもよい。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板および上記光学部材は、上記分離部材によって互いに固定される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は、上記基板から上記光学部材まで実質的に延びている。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は、例えば熱硬化性接着剤、例えば好適なエポキシ樹脂によって上記光学部材および上記基板に接着される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板、上記光学部材および上記分離部材は、概してブロック状または板状の形状を有し、少なくとも上記分離部材は少なくとも１つの孔を有し、特に上記孔は上記分離部材を貫通して延びている。このように、特に優れた製造性を実現することができる。

上記の実施例を参照するモジュールの１つの実施例において、上記検出部材は上記孔の中に配置される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板、上記光学部材および上記分離部材は、長方形に配置された外面を有する。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板、上記光学部材、上記分離部材の横寸法は実質的に同じであり、特に上記モジュールの横寸法はそれらと実質的に同じである。

横寸法という用語は、上記基板および上記分離部材および上記光学部材がその後配置される方向に実質的に直交して測定される寸法を指す。基板、光学部材および分離部材の横方向外のり寸法が実質的に同じであれば、モジュールの製造性が大幅に向上する。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、当該モジュールは、上記検出部材によって概して検出可能な光を放出するための発光部材を備える。

上記の実施例を参照する１つの実施例において、上記分離部材の少なくとも一部は、上記発光部材と上記検出部材との間の光学的クロストークを減少させるために、上記発光部材と上記検出部材との間に配置される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記検出部材を上記分離部材が囲んでいる。

発光部材を備える上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記発光部材を上記分離部材が囲んでいる。

特に、それは、上記モジュールの側壁（周方向側壁）の一部が上記分離部材によって形成されるように設けられることができる。

発光部材を備える上記の実施例のうちの１つ以上を参照する１つの実施例において、上記光学部材は、少なくとも１つのレンズ素子を各々備える第１および第２のレンズ部材を少なくとも備える。特に、それは、上記第１および第２のレンズ部材が上記光学部材の第１および第２の透明部をそれぞれ形成し、より特定的には上記第１および第２のレンズ部材を上記阻止部が囲むように設けられることができる。

最後に記載した実施例を参照する１つの実施例において、上記基板に概して直交する方向（垂直方向）に見ると、上記発光部材および上記第１のレンズ部材が順に配置され、上記検出部材および上記第２のレンズ部材が順に配置されている。このようなモジュールは、非常に小さく、高度に機能的であり得る。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記発光部材は、パッケージングされた電気構成要素、例えばＳＭＴデバイスである。

最後に記載した実施例以外の発光部材を備える上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記発光部材は、パッケージングされていない電気構成要素、例えばワイヤボンディングによって上記基板に取付けられたフリップチップまたはチップである。

発光部材を備える上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記発光部材から放出されて上記少なくとも１つの透明部を通過し、モジュールの外側に位置する面によって反射され、上記少なくとも１つの透明部を再び通過した光が上記検出部材によって検出される場合に、そのようにして検出される光の量が上記面から上記光学部材までの距離によって決まるように、上記発光部材、上記光学部材および上記検出部材が構造化され配置される。

本明細書において、モジュールの外側に位置する上記面は、通常、上記光学部材の近く、例えば一般的な適用例においては１ｍ未満、より特定的には２０ｃｍ未満またはさらには８ｃｍ未満の距離のところに位置している。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は、上記検出部材によって概して検出可能な光を実質的に減衰させるまたは阻止する材料でできている。これは、上記検出部材によって概して検出可能であるが、上記検出部材に面する分離部材の側とは反対側の分離部材の側から入射する光を実質的に減衰させるまたは上記検出部材によって検出されることから阻止するように分離部材が設けられる場合に特に役立ち得る。

通常、上記分離部材は、上記基板の一部ではなく、上記光学部材の一部ではない。一般に、上記分離部材は一体型の部品である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記分離部材は、固まった固めることが可能な材料で作られることおよび複製プロセスを用いて得られることのうちの少なくとも１つである。より特定的には、上記固めることは硬化である。特に、上記固まった固めることが可能な材料（または硬化した硬化性）は、熱を加えることによって固めることができる（硬化させることができる）。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記少なくとも１つの透明部は、ポリマーベースの材料、例えばエポキシ樹脂、特に硬化した硬化性材料で実質的にできている。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記少なくとも１つの阻止部は、ポリマーベースの材料、例えばエポキシ樹脂で実質的にできている。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板は、上記基板にわたる上記検出部材からの少なくとも１つの電気的接続をもたらす。これは、モジュール内に位置する能動光学構成要素を（外部から）電気的に接触させる優れた方法である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、上記基板はプリント回路基板アセンブリである。このプリント回路基板アセンブリは、パッケージ、すなわち上記モジュールの構成部材であるので、少なくとも１つの能動光学構成要素を実装したインターポーザと呼ぶこともできる。プリント回路基板（ＰＣＢ）材料は、例えば剛性または可撓性のＰＣＢ材料、繊維強化または繊維非強化材料であってもよく、ＦＲ４またはポリイミドなどのエポキシベースであってもよい。能動光学構成要素は、例えばワイヤボンディングまたははんだ付けによってＰＣＢ上に実装されてもよい。同様のことが、恐らくは基板ウェハを構成するＰＣＢアセンブリのＰＣＢにも当てはまる。

通常、上記検出部材および上記発光部材のうちの少なくとも１つ、一般に両方ともが、上記基板部材に電気的に接続され、これは、例えばはんだ付け、表面実装技術（surface mount technology：ＳＭＴ）またはフリップチップ技術またはワイヤボンディングによって達成可能である。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、モジュールは、上記分離部材が配置される上記光学部材の側とは反対側の上記光学部材の側に、上記光学部材に隣接して配置されたバッフル部材を備える。バッフル部材は、望ましくない光から保護するように、特に望ましくない光から検出部材を保護するおよび／またはアパーチャとして機能するように、構造化され配置されることができる。

最後に記載したモジュールの実施例を参照するモジュールの１つの実施例において、バッフル部材は、部分的にまたはさらには実質的に、弾性材料または弾性的もしくは塑性的に変形可能な材料でできている。これは、例えばモジュールを実装する際に役立ち得る。例えば、モジュールがハウジングの窓に機械的に接触するようにハウジング内に配置される場合には、弾性バッフル部材が実装許容差を吸収することができ、例えばモジュールが実装されるプリント回路基板の、上記窓までの距離がそれほど重要でなくなり、弾性バッフル部材は、それ自体を容易に変形させて調整することによってその距離の変動を打ち消す。

最後に記載したモジュールの実施例の一方または両方と組合せられるモジュールの１つの実施例において、バッフル部材および光学部材は１つの部材に結合され、特に少なくとも１つの阻止部およびスペーサ部材は、例えば複製を用いて一体型の部品として製造される。

上記のモジュールの実施例のうちの１つ以上と組合せられてもよいモジュールの１つの実施例において、モジュールは近接センサである。

当該機器は、本発明に係る多数のモジュールを備える。そして、当該機器は、基板ウェハと、光学ウェハと、スペーサウェハとを備え、多数の基板が上記基板ウェハに含まれ、多数の光学部材が上記光学ウェハに含まれ、多数の分離部材が上記スペーサウェハに含まれる。通常、上記機器は、ウェハ積層体であると考えることができる。そして、通常、恐らく存在する突出レンズ部材部（またはより一般的には受動光学構成要素の突出部）を無視すると、上記ウェハは全て、少なくとも光学ウェハの場合には、概して平面的であり、概して円盤状または板状である。

当該電子デバイスは、プリント回路基板と、上記プリント回路基板に実装された本発明に係るモジュールとを備える。例えば、当該デバイスは手持ち式の通信装置である。また、当該デバイスは、フォトカメラなどの写真装置であってもよい。

本発明の別の局面（第２の局面）は、光電子モジュールの製造方法であって、上記方法は、
ａ’）多数の検出部材が配置される基板ウェハを設けるステップと、
ｂ’）スペーサウェハを設けるステップと、
ｃ’）光学ウェハを設けるステップと、
ｄ’）上記検出部材が上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に配置されるように上記スペーサウェハが上記基板ウェハと上記光学ウェハとの間に配置されるウェハ積層体を準備するステップとを備え、
上記基板ウェハは、実質的にプリント回路基板アセンブリである、方法を提供することである。

上記第２の局面に係るこの方法の特定の実施例は、上記光学ウェハが多数の透明部と少なくとも１つの阻止部とを備えるという特徴を含んでまたは除外して、この方法を上記の方法と組合せると容易に想到することができる。

同様に、本発明のこの第２の局面には、以下の光電子モジュール、機器および電子デバイスが含まれる。

光電子モジュールであって、
実質的にプリント回路基板アセンブリである基板と、
上記基板に概して平行に配置された光学部材と、
上記基板と上記光学部材との間に配置され、上記基板上に実装され、上記光学部材を通過した光を検出するための検出部材と、
上記基板と上記光学部材との間に配置された分離部材とを備える、光電子モジュール。

本発明の第２の局面に係る多数のモジュールを備える機器。
プリント回路基板と、上記プリント回路基板上に実装された本発明の第２の局面に係るモジュールとを備える電子デバイス。

上記第２の局面に係るこれらの光電子モジュールおよび機器および電子デバイスのそれぞれの特定の実施例は、上記光学部材が少なくとも１つの透明部と少なくとも１つの阻止部とを備えるという特徴を含んでまたは除外して、これらを上記の光電子モジュールおよび機器および電子デバイスとそれぞれ組合せると容易に想到することができる。

より一般的な概念：
注目すべきは、記載した光学ウェハと記載したスペーサウェハとの組合せであるウェハ（「結合光学ウェハ」）を設けることができることである。したがって、この場合、スペーサウェハは任意であり、その特性および機能は、それに従って構造化され構成される光学ウェハによって実現される。これは、例えばスペーサウェハとして上記したものと少なくとも１つの阻止部として上記したものとを一体型の部品として製造することによって達成可能である。同様に、記載した光学ウェハと記載したバッフルウェハとの組合せとして理解することができる「結合光学ウェハ」を設けることができる。そして、「結合光学ウェハ」を、記載した光学ウェハと記載したスペーサウェハと記載したバッフルウェハとの組合せとして理解することができると規定することもできる。対応して、記載した光学部材と記載した分離部材との組合せである部材を設けることができる。したがって、この場合、分離部材は任意であり、その特性および機能は、それに従って構造化され構成される光学部材によって実現される。これは、例えば分離部材として上記したものと少なくとも１つの阻止部として上記したものとを一体型の部品として製造することによって達成可能である。バッフル部材との代替的な組合せまたはさらなる組合せも当然のことながら可能である。

言い換えれば、それは、スペーサウェハおよび／またはバッフルウェハ（仮に存在する場合）が光学ウェハに含まれている場合もあれば、光学ウェハから分離されている場合もあり、分離部材および／またはバッフル部材（仮に存在する場合）が光学部材に含まれている場合もあれば、光学部材から分離されている場合もある、開示されている実施例のいずれにも当てはまる。

したがって、より一般的な方法は以下の通りである：
光電子モジュールの製造方法であって、上記方法は、
Ａ）多数の検出部材が配置される基板ウェハを設けるステップと、
Ｃ）光学ウェハを設けるステップとを備え、上記光学ウェハは、上記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する多数の透明部と、上記検出部材によって概して検出可能な入射光を実質的に減衰させるまたは阻止するための少なくとも１つの阻止部とを備え、上記方法はさらに、
Ｄ）上記基板ウェハと上記光学ウェハとを備えるウェハ積層体を準備するステップを備える、方法。

したがって、より一般的な光電子モジュールは以下の通りである：
光電子モジュールであって、
基板と、
上記基板に概して平行に配置された光学部材と、
上記基板と上記光学部材との間に配置され、上記基板上に実装され、上記光学部材を通過した光を検出するための検出部材とを備え、
上記光学部材は、上記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する少なくとも１つの透明部と、上記検出部材によって概して検出可能な入射光を実質的に減衰させるまたは阻止するための少なくとも１つの阻止部とを備える、光電子モジュール。

当該方法および当該光電子モジュールのさまざまなより洗練された実施例は、機器および電子デバイスと同様に、上記の実施例から容易に導き出される。上記の特徴および示唆は、記載したより一般的な概念を表わす特許請求の範囲に容易に移行される。

（その第１および第２の局面ならびにより一般的な概念における）本発明のさらなる実施例および利点は、従属請求項および図面から明らかになる。

以下、例および含まれている図面を用いて本発明についてより詳細に説明する。
図面で用いられている参照記号およびそれらの意味は、参照記号の一覧に要約されている。記載している実施例は例であるように意図されており、本発明を限定するものではない。

光電子モジュールの断面図である。 図１のモジュールの構成部材のさまざまな断面図である。 図１の多数のモジュールを製造するためのウェハ積層体を形成するためのウェハの断面図である。 図１の多数のモジュールを製造するためのウェハ積層体の断面図である。 構造化面を有する半完成品の断面図である。 分離部材とバッフル部材とを備える結合光学部材を備える光電子モジュールの断面図である。

発明の詳細な説明
図１は、光電子モジュール１の概略断面図を示す。示されている断面は垂直断面である。図２は、図１のモジュールの構成部材のさまざまな横方向概略断面図を示し、これらの横方向断面のおおよその位置が図１ではｓ１〜ｓ５および破線によって示されている。ｓ４およびｓ５については、図の方向は矢印によって示されている。

モジュール１は、「垂直」という用語を定義する方向、すなわちｚ方向（図１参照）に対応する方向に互いに積層されたいくつかの構成部材（Ｐ，Ｓ，Ｏ，Ｂ）を備える。垂直（ｚ）方向に直交するｘ−ｙ平面（図２参照）における方向を「横方向」と呼ぶ。

モジュール１は、互いに積層された基板Ｐと分離部材Ｓと光学部材Ｏとバッフル部材Ｂとを備える。基板Ｐは、例えばプリント回路基板アセンブリである。このＰＣＢアセンブリのプリント回路基板（ＰＣＢ）は、より具体的には、インターポーザとも呼ぶことができる。当該ＰＣＢ上に、光、特に赤外光（より特定的には近赤外光）を放出するための発光部材Ｅ、例えば発光ダイオードを実装することができ、その上に、光、特に赤外光（より特定的には近赤外光）を検出するための検出部材Ｄ、例えばフォトダイオードを実装することができる。発光部材Ｅおよび検出部材Ｄの電気的接点は、モジュール１の外側に電気的に接続され、そこにはんだボール７が取付けられている。はんだボール７を設ける代わりに、はんだボールを備えていない（またはしばらくしてからはんだボールを備える）ＰＣＢ上に接触パッドを設けることもできるであろう。

このように、モジュール１は、他の電子構成要素（図示せず）に隣接して、例えば表面実装技術（ＳＭＴ）でプリント回路基板９上に実装可能である。プリント回路基板９は、手持ち式の通信装置などの電子デバイス１０の構成部材であってもよい。特に、デバイス１０はスマートフォンであり得る。特に小さなサイズを有するモジュール１を製造することができるので、モジュール１はこのような用途に特に適している。

分離部材Ｓは２つの開口４を有しており、発光部材Ｅがそれらの開口４のうちの一方に配置され、検出部材Ｄが他方の開口４に配置されている。このように、発光部材Ｅおよび検出部材Ｄを分離部材Ｓが横方向に囲んでいる。

分離部材Ｓは、いくつかのタスクを実行し得る。分離部材Ｓは、基板Ｐと光学部材Ｏとの間に（その垂直方向の広がりを介して）、明確に規定された距離を確保することができ、これは、発光部材Ｅから光学部材Ｏを介した明確に規定された光路、および、モジュール１の外側から光学部材Ｏを介して検出部材Ｄ上への明確に規定された光路を実現するのに役立つ。また、分離部材Ｓは、検出部材Ｄによって概して検出可能な光に対して実質的に透過性をもたないようにすることによって、および、モジュール１の外壁の一部を形成することによって、検出部材Ｄによって検出されるはずのない光から検出部材Ｄを保護することができる。そして、また、分離部材Ｓは、検出部材Ｄによって概して検出可能な光に対して実質的に透過性をもたないようにすることによって、および、発光部材Ｅと検出部材Ｄとの間に壁を形成することによって、発光部材Ｅによって放出された検出部材Ｄに到達すべきでない光から検出部材Ｄを保護することができ、発光部材Ｅと検出部材Ｄとの間の光学的クロストークを減少させる。このように、モジュール１内で反射された光および発光部材Ｅから生じる迷光が検出部材Ｄに到達しないようにすることができる。一般に、分離部材Ｓは、ポリマー材料、特に固めることが可能なポリマー材料、より具体的には硬化性ポリマー材料、例えばエポキシ樹脂でできている。光学部材Ｏは、阻止部ｂと、２つの透明部ｔとを備え、２つの透明部ｔのうちの一方は、発光部材Ｅによって放出された光がモジュール１から出ることを可能にするためのものであり、もう一方は、光がモジュール１の外側からモジュール１に入り、検出部材Ｄに到達することを可能にするためのものである。

阻止部ｂは、例えば好適な（ポリマー）材料でできていることによって、検出部材Ｄによって概して検出可能な光に対して実質的に透過性をもたない。透明部ｔは、受動光学構成要素Ｌ、より特定的にはおよび一例として光誘導のためのレンズ部材Ｌを各々備える。図１に示されるように、レンズ部材Ｌは、例えば、透明素子６に密接に接触した２つのレンズ素子５を備えていてもよい。透明素子６は、阻止部ｂが形成される光学部材Ｏと同じ垂直寸法を有することができ、その結果、阻止部ｂが形成される光学部材Ｏは透明素子６とともに（完璧に近い）固体板形状を示す。レンズ素子５は、屈折（図１参照）および／または回折によって光を再方向付けする。例えば、レンズ素子５は全て、（図１に示されるように）概して凸形状を有していてもよいが、レンズ素子５のうちの１つ以上が、例えば概してまたは部分的に凹状であるといったように異なる形状をしていてもよい。

バッフル部材Ｂは、望ましくない光、特に所望の角度でモジュール１から出る光またはモジュール１に入射する光を遮蔽することができる。通常、バッフル部材Ｂは、開口としてまたは透明材料によって実施され得る２つの別々の透明領域３を有することになる。透明領域３の外側では、バッフル部材Ｂは、上記検出部材によって概して検出可能な光を実質的に減衰させるまたは阻止する材料でできていてもよく、または、このような特性を有するコーティングを備え得るが、後者は通常、製造がより複雑であろう。バッフル部材Ｂ、より厳密には透明領域３の形状は、当然のことながら、図１および図２に示されるものとは異なっていてもよく、例えば円錐状の形状または角錐台を示してもよい。

透明領域３だけでなく透明部ｔおよび開口４も、それらの横方向形状は円形である必要はなく、他の外観を有していてもよく、例えば丸みを帯びた角を有する多角形または長方形であってもよい。

モジュール１は、光電子構成要素、より厳密にはパッケージングされた光電子構成要素である。モジュール１の垂直側壁は、要素Ｐ、Ｓ、ＯおよびＢによって形成される。底壁は基板Ｐによって形成され、上壁はバッフル部材Ｂによって、または、光学部材Ｏとともにバッフル部材Ｂによって形成される。

図２にはっきりと見られるように、上記の理由でハウジング構成要素とも呼ぶことができる４つの要素Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｂは全て、実質的に同じ横方向形状および横寸法を有している。これは、図３および図４を参照して以下により詳細に記載されるこのようなモジュール１を製造する非常に効率的かつ可能な方法に関連している。これらのハウジング構成要素Ｐ、Ｓ、ＯおよびＢは全て、恐らくは（バッフル部材Ｂおよび分離部材Ｓなどのように）孔もしくは開口を有するかまたは（光学部材Ｏなどのように）突起を有する、概してブロック状または板状の形状、より一般的には概して直方体形状を有する。

図１に示されるモジュール１は近接センサであり得る。このようなモジュール１は、発光部材Ｅが恐らくは光パルスの形態で光を放出している間に、例えば検出部材Ｄによって出力される光電流から判断して物体がモジュールに対して予め規定された距離の範囲内に位置しているか否かを検出することができる。例えば、発光部材Ｅ、光学部材Ｏおよび検出部材Ｄは、以下のように配置され得る：すなわち、光学部材Ｏの予め規定された距離または距離範囲内に位置する光を反射させることができる面が、発光部材Ｅによって放出されて上記面によって反射される十分に高い強度の光を検出部材Ｄが検出できるようにするのに対して、発光部材Ｅによって放出されて、光学部材Ｏから遠く離れて上記予め規定された距離の外側に位置するこのような面によって反射される光がそれぞれ、検出部材Ｄによる十分に高い光度の検出を生じさせないように配置され得る。

検出部材Ｄのみを（電子構成要素として）備え、発光部材Ｅを備えていないモジュールを作製することもできるであろう。その場合、当該モジュールは、実質的に図１および図２に示されるモジュール１の右半分として実施され得る。

さらに、上記の原理と同じ原理に従って設計されるが、検出部材Ｄに加えて、さらなる光検出器などの１つ以上のさらなる電子構成要素または１つ以上の集積回路または２つ以上の光源を備えるモジュールを提供することができる。

（図１の例における発光部材Ｅおよび検出部材Ｄなどの）モジュールに含まれる能動電子構成要素は、パッケージングされた電子構成要素またはパッケージングされていない電子構成要素であり得る。基板Ｐを接触させるために、ワイヤボンディングもしくはフリップチップ技術などの技術、またはその他の公知の表面実装技術、またはさらには従来の貫通孔技術が用いられてもよい。

図３は、図１に示される多数のモジュールを製造するためのウェハ積層体を形成するためのウェハの概略断面図を示す。当然のことながら後続の分離ステップによりウェハスケールで（事実上）完全にこのようなモジュール１を製造することができる。図３および図４は３つのモジュール１のための構成を示しているにすぎないが、通常１つのウェハ積層体の中に、各々横方向に、少なくとも１０個のモジュール、それどころか少なくとも３０個のモジュール、またはさらには５０個以上のモジュールのための構成がある。各ウェハの一般的な寸法は、横方向に少なくとも５ｃｍまたは１０ｃｍであって、３０ｃｍまたは４０ｃｍまたはさらには５０ｃｍまでであり、垂直方向に（構成要素が基板ウェハＰＷ上に配置されていない状態で測定）少なくとも０．２ｍｍまたは０．４ｍｍまたはさらには１ｍｍであって、６ｍｍまたは１０ｍｍまたはさらには２０ｍｍまでである。

図１に示される多数のモジュールを製造するのに、基板ウェハＰＷ、スペーサウェハＳＷ、光学ウェハＯＷおよびバッフルウェハＢＷの４つのウェハで十分である。各ウェハは、対応するモジュール１（図１および図２参照）に含まれる多数の対応する部材を備え、当該部材は、一般にウェハ分離ステップのために互いに小さな距離をあけて、通常長方形の格子上に配置されている。

基板ウェハＰＷは、一方の側にはんだボール７を備え、他方の側にはんだ付けされた能動光学構成要素（ＥおよびＤ）を備える、標準的なＰＣＢ材料からなるＰＣＢを備えるＰＣＢアセンブリであり得る。後者は、標準的なピックアンドプレース機を用いてピックアンドプレースによって基板ウェハＰＷ上に設置されることができる。

望ましくない光の検出から最大限保護するために、全てのウェハＰＷ、ＳＷ、ＯＷ、ＢＷは、当然のことながら透明部ｔおよび透明領域３などの透明領域を除いて、検出部材Ｄによって検出可能な光に対して実質的に透過性をもたない材料で実質的に作られることができる。

ウェハＳＷおよびＢＷ、ならびに恐らくはウェハＯＷの全てまたは一部も、複製によって生成可能である。例示的な複製プロセスにおいて、構造化面を、液体材料、粘性材料または塑性変形可能な材料にエンボス加工し、次いで例えば紫外線放射または加熱を用いた硬化によって材料を固め、次いで構造化面を除去する。このようにして、構造化面のレプリカ（この場合はネガレプリカ）が得られる。複製のための好適な材料は、例えば固めることが可能な（より特定的には硬化性の）ポリマー材料または他の複製材料、すなわち固めるステップ（より特定的には硬化ステップ）において液体状態、粘性状態または塑性変形可能状態から固体状態に変換可能な材料である。複製は公知の技術であり、これに関するさらなる詳細については例えばＷＯ２００５／０８３７８９ Ａ２を参照されたい。

光学ウェハＯＷの場合、非透明部（阻止部ｂ）を得るために複製または成形が用いられてもよい。透明部ｔがあるはずの孔を孔あけまたはエッチングによって設けることもできるであろう。

その後、そのようにして得られた前駆体ウェハは、光学ウェハＯＷを生み出すためにレンズ部材Ｌを備えることになる。これは、複製によって、例えばＵＳ２０１１／００４３９２３ Ａ１に記載されるように例えばレンズ部材Ｌを一体型の部品として形成することによって達成され得る。しかし、レンズ部材Ｌは、透明部ｔを規定する孔の中に透明素子６を備えるウェハである半完成品からも製造可能である。これは、レンズ部材Ｌが各々少なくとも１つの頂点を示し、それらの頂点が光学ウェハＯＷの垂直断面の外側に位置する場合に特に有用であり得る。このような半完成品は、（通常および図に示される例示的な例においては）平坦な円盤状のウェハであり、当該ウェハは、透明部ｔにはウェハを貫通する孔をもたず、浅い表面波形を事実上もたないかまたは浅い表面波形のみを有し、このような表面波形は、通常凹状であり、すなわち阻止部ｂによって示されるウェハ面を超えて延びることはない。

そのような半完成品は、透明部があるはずの孔または開口を有する（一般に１つの材料でできた）平坦な前駆体ウェハを出発点として、次いで例えばディスペンシングプロセスを用いて透明材料で当該孔を充填し、例えばフリップチップ技術などにおけるアンダーフィルプロセスなどのために用いられるディスペンサを用いて１つずつ前駆体ウェハの孔を充填するか、または、例えば（例えばスクリーン印刷から公知の）スキージプロセスもしくは材料を出力するいくつかの中空針を有するディスペンサを用いていくつかの孔を一度に充填することによって、得ることができる。ディスペンシングの間、例えばシリコーンでできた平坦な支持板上にウェハを設置することができる。投与される材料に気泡または空洞が形成されないように注意しなければならない。なぜなら、これは生成されるレンズ部材Ｌの光学特性を劣化させる恐れがあるためである。例えば、ウェハおよび下にある支持板によって形成される端縁付近の材料を出力する中空針を例えば好適に誘導することによって、ウェハ材料の湿潤がこのような端縁（またはこのような端縁付近の場所）から開始するようにディスペンシングを行なうことができる。その後、投与された材料は、例えば熱または紫外線放射によって硬化され、固まった透明材料が得られる。

恐らくはこのように形成された凸状メニスカスは研磨によって平坦化されることができ、ウェハ厚みに調整された平行な面を有する透明素子６が得られる。次いで、複製によって、レンズ素子５がウェハＯＷの一般に両側（上側および下側）に貼り付けられる。透明素子の凹状メニスカスの場合、これらに対して複製を行なうことができ、適用される複製材料の量はそれに従って調整する必要があるかもしれない。

既に記載したように、特定の種類の光学ウェハ、すなわち、上記スペーサウェハＳＷおよび／または上記バッフルウェハＢＷの特徴および機能を組入れる光学ウェハ（「結合光学ウェハ」）が提供されるという意味で上記スペーサウェハＳＷおよび／または上記バッフルウェハＢＷが時代遅れであると規定することが一般に可能である。このような「結合光学ウェハ」の生成は、特定の前駆体ウェハおよびそれに基づいて製造される特定の半完成品を用いて達成され得る。このような前駆体ウェハおよび半完成品はそれぞれ、少なくとも１つの構造化面を有し、当該構造化面は、通常、それぞれ前駆体ウェハに設けられ半完成品に存在する透明素子の２つの面のうちの少なくとも１つの面を超えて垂直に延びる突起を有している。

１つの構造化面を有する半完成品ｏｗ’の一例が図５に概略的に示される。半完成品ｏｗ’のこの例は、光学ウェハ（「結合光学ウェハ」）を製造するために用いられることができ、光学ウェハＯＷとスペーサウェハＳＷとの組合せとして理解されることができる。

半完成品が図１に示されるモジュールを製造するために用いられるであろう場合に半完成品がどのようなものであり得るかということが図５から容易に類推される。図４におけるウェハＯＷおよびＳＷ（またはウェハＯＷおよびＢＷ、またはウェハＯＷおよびＳＷおよびＢＷ）を１つの単一の部品として見ると、図１に係るモジュールを製造するための対応する光学ウェハ（「結合光学ウェハ」）および対応する半完成品もどのようなものであるかということを容易に視覚化することができる。図６は、結合光学部材を備える光電子モジュールの断面図を概略的に示す。この光電子モジュールは図１のものに対応しているが、分離部材Ｓもバッフル部材Ｂも光学部材Ｏから分離していない。それらは両方とも光学部材Ｏに含まれている。分離部材Ｓおよびバッフル部材Ｂは両方とも、光学部材Ｏの阻止部ｂとともに単一のプロセスにおいて製造可能である。

ウェハ積層体２を形成するために、ウェハは位置合わせされ、例えば熱硬化性エポキシ樹脂を用いて、例えば接着によって接合される。通常、（基板ウェハＰＷ上の検出部材Ｄおよび発光部材Ｅなどの）各々の能動光学構成要素が（光学ウェハＯＷのレンズ部材Ｌなどの）対応する受動光学構成要素に十分に正確に割当てられることを確実にすることが、重要な点である。

図４は、図１に示される多数のモジュール１を製造するためのそのようにして得られたウェハ積層体２の断面図を示す。破線の細い長方形は、例えばダイシングソーを用いることによって分離が行なわれる場所を示している。

大半の位置合わせステップがウェハレベルで行なわれるという事実により、かなり簡単で非常に高速の態様で（特に部材Ｌに対する部材ＤおよびＥの）優れた位置合わせを達成することが可能になる。製造プロセス全体は非常に高速かつ正確である。ウェハスケールでの製造により、多数のモジュール１を製造するのに必要な生成ステップの数が非常に少なくなる。

１ 光電子モジュール，近接センサ、２ ウェハ積層体、３ 透明領域、４ 開口、５ 光学構造，レンズ素子、６ 透明素子、７ はんだボール、９ プリント回路基板、１０ 電子デバイス，スマートフォン、ｂ 阻止部，非透明部、Ｂ バッフル部材、ＢＷ バッフルウェハ、Ｄ 検出部材，検出器，フォトダイオード、Ｅ 発光部材，発光体，発光ダイオード、Ｌ 受動光学構成要素，レンズ部材、Ｏ 光学部材、ｏｗ’ 半完成品、ＯＷ 光学ウェハ、Ｐ 基板、ＰＷ 基板ウェハ、ｓ１，ｓ２，... 断面図参照、Ｓ 分離部材、ＳＷ スペーサウェハ、ｔ 透明部。

Claims (30)

1. 光電子モジュールの製造方法であって、前記方法は、
   ａ）多数の検出部材および多数の発光部材が配置される基板ウェハを設けるステップと、
   ｂ）スペーサウェハを設けるステップと、
   ｃ）光学ウェハを設けるステップとを備え、前記光学ウェハは、前記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する固体の多数の透明部と、前記検出部材によって概して検出可能な入射光を実質的に減衰させるまたは阻止するための少なくとも１つの固体の阻止部とを備え、前記方法はさらに、
   ｄ）前記検出部材および前記発光部材が前記基板ウェハと前記光学ウェハとの間に配置されるように前記スペーサウェハが前記基板ウェハと前記光学ウェハとの間に配置されるウェハ積層体を準備するステップを備え、
   前記阻止部が前記透明部を横方向に囲み、前記透明部および前記阻止部は、固体板形状を形成するように、互いと同じ垂直寸法を有し、
   前記検出部材によって検出可能な光を減衰させるまたは阻止するための材料で構成される前記スペーサウェハが、前記発光部材および前記検出部材のそれぞれを横方向に囲み、隣り合う前記発光部材と前記検出部材とを互いから分離もする、方法。
2. ステップａ）は、
   ａ１）ピックアンドプレースによって前記検出部材を前記基板ウェハ上に設置するステップを備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記スペーサウェハおよび前記少なくとも１つの阻止部を一体型の部品として製造するステップを備える、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記多数の透明部の各々は、その上に、少なくとも１つの光学構造を各々備える少なくとも１つの受動光学構成要素を有し、特に前記多数の透明部の各々は、その上に、少なくとも１つのレンズ素子を各々備える少なくとも１つのレンズ部材を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. ｃ１）複製によって前記受動光学構成要素を製造するステップをさらに備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記多数の受動光学構成要素は、前記発光部材のうちの１つに各々関連付けられる一方の複数の受動光学構成要素と、前記検出部材のうちの１つに各々関連付けられる別の複数の受動光学構成要素とを備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記スペーサウェハは、前記発光部材と前記検出部材との間の光学的クロストークを減少させるように構造化され配置される、請求項６に記載の方法。
8. ｈ）複製プロセスによって前記スペーサウェハを得るステップを備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記光電子モジュールは近接センサである、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. ｅ）前記検出部材が配置される基板部材の側とは反対側の基板センサの側に、はんだボールを有する前記基板ウェハを設けるステップをさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
11. ｆ）前記ウェハ積層体を多数の別々のモジュールに分離するステップをさらに備え、前記多数の別々のモジュールは各々が、
    前記基板ウェハの一部と、
    前記検出部材のうちの少なくとも１つと、
    前記発光部材のうちの少なくとも１つと、
    前記スペーサウェハの一部と、
    前記透明部のうちの少なくとも１つと、
    前記阻止部の一部とを備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. ｇ）前記スペーサウェハが配置される前記光学ウェハの側とは反対側の前記光学ウェハの側に、前記光学ウェハに隣接して配置されたバッフルウェハを設けるステップをさらに備え、前記バッフルウェハは多数の透明領域を備え、
    ステップｄ）は、
    ｄ’）前記検出部材および前記発光部材が前記基板ウェハと前記光学ウェハとの間に配置されるように前記スペーサウェハが前記基板ウェハと前記光学ウェハとの間に配置され、前記光学ウェハが前記バッフルウェハと前記スペーサウェハとの間に配置されるウェハ積層体を準備するステップと置換えられる、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記阻止部および前記スペーサウェハを一体型の部品として製造するステップを備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記基板ウェハは、実質的にプリント回路基板アセンブリである、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 光電子モジュールであって、
    基板と、
    前記基板に概して平行に配置された光学部材と、
    前記基板と前記光学部材との間に配置され、前記基板上に実装され、前記光学部材を通過した光を検出するための検出部材と、
    前記基板と前記光学部材との間に配置され、前記基板上に実装され、前記検出部材によって概して検出可能な光を放出するための発光部材と、
    前記基板と前記光学部材との間に配置された分離部材とを備え、
    前記光学部材は、前記検出部材によって概して検出可能な光に対して透過性を有する少なくとも１つの固体の透明部と、前記検出部材によって概して検出可能な入射光を実質的に減衰させるまたは阻止するための少なくとも１つの固体の阻止部とを備え、
    前記阻止部が前記透明部を横方向に囲み、前記透明部および前記阻止部は、固体板形状を形成するように、互いと同じ垂直寸法を有し、
    前記検出部材によって検出可能な光を減衰させるまたは阻止するための材料で構成される前記分離部材が、前記発光部材および前記検出部材のそれぞれを横方向に囲み、前記発光部材と前記検出部材とを互いから分離もする、光電子モジュール。
16. 前記透明部は、その上に、少なくとも１つの受動光学構成要素、より特定的には少なくとも１つのレンズ部材を有する、請求項１５に記載のモジュール。
17. 前記少なくとも１つの受動光学構成要素は少なくとも１つの光学構造を備え、前記少なくとも１つの光学構造は、固まった固めることが可能な材料で作られることおよび複製プロセスを用いて得られることのうちの少なくとも１つである、請求項１６に記載のモジュール。
18. 前記基板、前記光学部材および前記分離部材は概してブロック状または板状の形状を有し、少なくとも前記分離部材は少なくとも１つの孔を有する、請求項１５から１７のいずれか１項に記載のモジュール。
19. 前記光学部材および前記分離部材は１つの部材に結合され、特に前記少なくとも１つの阻止部および前記分離部材は一体型の部品として製造される、請求項１５から１８のいずれか１項に記載のモジュール。
20. 前記基板、前記光学部材、前記分離部材の横寸法は実質的に同じである、請求項１５から１９のいずれか１項に記載のモジュール。
21. 前記分離部材の少なくとも一部は、前記発光部材と前記検出部材との間の光学的クロストークを減少させるために、前記発光部材と前記検出部材との間に配置される、請求項１５に記載のモジュール。
22. 前記光学部材は、少なくとも１つの光学構造を各々備える第１および第２の受動光学構成要素を少なくとも備え、特に前記光学部材は、少なくとも１つのレンズ素子を各々備える第１および第２のレンズ部材を少なくとも備える、請求項２１に記載のモジュール。
23. 前記発光部材から放出されて前記少なくとも１つの透明部を通過し、モジュールの外側に位置する面によって反射され、前記少なくとも１つの透明部を再び通過した光が前記検出部材によって検出される場合に、そのようにして検出される光の量が前記面から前記光学部材までの距離によって決まるように、前記発光部材、前記光学部材および前記検出部材が構造化され配置される、請求項２１または２２に記載のモジュール。
24. 前記分離部材は、固まった固めることが可能な材料で作られることおよび複製プロセスを用いて得られることのうちの少なくとも１つである、請求項１５から２３のいずれか１項に記載のモジュール。
25. 前記基板は、前記基板にわたる前記検出部材からの少なくとも１つの電気的接続をもたらす、請求項１５から２４のいずれか１項に記載のモジュール。
26. 前記基板はプリント回路基板アセンブリである、請求項１５から２５のいずれか１項に記載のモジュール。
27. 近接センサである、請求項１５から２６のいずれか１項に記載のモジュール。
28. 請求項１５から２７のいずれか１項に記載の多数のモジュールを備える機器であって、
    前記機器は、基板ウェハと、光学ウェハと、スペーサウェハとを備え、多数の基板が前記基板ウェハに含まれ、多数の光学部材が前記光学ウェハに含まれ、多数の分離部材が前記スペーサウェハに含まれる、機器。
29. プリント回路基板と、前記プリント回路基板上に実装された請求項１５から２７のいずれか１項に記載のモジュールとを備える、電子デバイス。
30. 前記デバイスは手持ち式の通信装置である、請求項２９に記載のデバイス。

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