具有有机部分和无机部分的气密的封装件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种气密的封装件(100)，所述气密的封装件包括：基体(102)，其中基体(102)的底部(104)的介电材料是由有机材料(108)制成的；光学部件(106)，所述光学部件安装在所述基体(102)上；以及无机材料(110)，所述无机材料(110)沿着所有周围侧面气密地包围所述光学部件(106)。本发明专利技术还涉及一种制造气密的封装件(100)的方法。

Air tight package with organic part and inorganic part and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
具有有机部分和无机部分的气密的封装件及其制造方法
本专利技术涉及一种制造气密的封装件的方法，以及一种气密的封装件。
技术介绍
在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能增长和这种部件的日益微型化以及待安装或嵌入在部件承载件诸如印刷电路板上的部件的数量增加的情况下，采用具有若干部件的日益强大的阵列状部件或封装件，该阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部，在这些接触部之间的间隔越来越小。移除运行期间由这种部件和部件承载件本身生成的热成为日益突显的问题。同时，部件承载件应是机械稳固且电气可靠的，以便在即使恶劣的条件下也能够运行。特别地，有效地嵌入光学部件是一个问题。
技术实现思路
存在有效地嵌入光学部件的需要。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种气密的封装件，该气密的封装件包括：基体，其中，基体的底部的介电材料是由有机材料制成的；安装在基体上的光学部件；以及无机材料，所述无机材料沿着所有周围侧面气密地包围所述光学部件。根据本专利技术的另一示例性实施例，提供了一种制造气密的封装件的方法，其中，该方法包括：提供底部具有由有机材料制成的介电材料的基体；将光学部件安装在该基体上；以及围绕所有侧面用无机材料气密地包围光学部件。在本申请的上下文中，术语“气密的封装件”可以特别地表示在周向上完全被包封的光学部件，鉴于通过包封材料的整个周向的包围，该光学部件与封装件的环境在物理上是完全脱开的。该气密密封可以通过无机材料来实现。在不同的实施例中，气密的周围环境可以是不同种类的：例如，光学部件可以被气密密封以抵抗诸如氧气之类的气体、可以被气密地密封以防止潮湿、和/或可以被气密地密封以防止灰尘或尘土。为了实现不透氧气的或不透空气的气密密封，可以通过钎焊(特别是扩散钎焊、玻璃钎焊、激光钎焊)、烧结、超声波熔焊或胶合来连接包围光学部件的封装件材料的组成部分(例如，基体和盖体)。基体和盖体的连接也可以例如通过热压结合来实现。为了实现防潮湿的气密的周围环境，可以通过钎焊、烧结或熔焊来实现这种连接。为了获得还禁止连接材料脱气或释放有机材料的气密的周围环境，可以使用钎焊(特别是扩散钎焊或玻璃钎焊)或熔焊(特别是激光熔焊或超声熔焊)。在本申请的上下文中，术语“有机材料”可以特别地表示与至少一种有机化合物有关的材料。这样的有机化合物可以是包含碳，特别是碳-氢(C-H)键的任何化合物。特别地，这样的有机材料可以包括诸如环氧树脂之类的树脂。在本申请的上下文中，术语“无机材料”可以特别表示与至少一种无机化合物有关的材料。无机化合物可以是缺少碳氢键(C-H)或完全缺少碳的化合物。在本申请的上下文中，术语“光学部件”可以特别表示要布置在封装件的内部并且具有光学功能的嵌体型构件。例如，这样的光学部件可能能够发射和/或检测电磁辐射，例如可见光、红外辐射、紫外光等。在本申请的上下文中，术语“沿着所有周围侧面包围”可以特别表示以下事实：无机材料可以在所有空间方向上(特别是左右、在前后、在顶部侧和底部侧)包围光学部件。因此，有可能在没有穿过无机材料的情况下，从封装件的外部直到光学部件都没有物理通路。但是，通过使诸如光之类的电磁辐射而在光学部件和封装件的外部之间传播，该气密的包围件可以使被气密地包围的光学部件与封装件的周围之间的光学通信保持完整。根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种封装件，该封装件具有被包封或被容纳的至少一个光学部件，该光学部件被无机材料完全周向地包围，从而被气密地容纳在该封装件内。有利地，可以基于有机材料，例如介电PCB(印刷电路板)材料来制造封装件，然后将所述有机材料与无机材料协同地结合以实现光学部件的气密容纳。特别地，有机材料可以用于形成安装有部件的基体的底部的至少一部分。因此，可以通过组合可以以与例如纯无机材料或纯有机材料的均质系统相比能够降低生产复杂性的方式组装的材料来将气密的封装件构造为异质系统。通过使用在生产过程中用作机械承载件的有机(例如FR4基的)材料，可以使用无机材料(例如玻璃和金属结构)来完成气密的封装件。因此，示例性实施例协同地组合有机材料(描述性地用作承载件材料)和无机材料(描述性地用作气密的周围材料)以形成气密的封装件，所述气密的封装件气密地密封至少一个光学部件。更具体地，使用有机材料，例如FR4承载件，可以使在面板级上仅部分无机封装件的制造平行化。然后可以将这种经处理的面板分离成单独的气密的封装件，以减少应力和因无机材料和金属的CTE(热膨胀系数)不匹配而引起的翘曲。此外，有机承载件可以用于安装和嵌入部件的附加功能，这在气密结构中在封装的部件的附近是非常有利的。根据本专利技术的示例性实施方式的制造架构，有机的封装件可以因此被转化为部分无机的封装件。这可能涉及有机材料的金属化。从其外部设计来看，气密的封装件可以表现为有机封装件，而在内部则包含无机封装件组成部分。示例性实施例的详细描述在下文中，将解释制造方法和气密的封装件的其他示例性实施例。在一个实施例中，光学部件容纳在中空的腔室中。例如，腔室可以仅由无机材料部分地或全部地限界。将部件放置在腔室中可能会在限定的气态或真空气氛中包围部件。这在热去除(散热)方面可能是有利的，并且这还可以允许光学部件与也可以设置在腔室中的另外的光学元件(例如反射表面、透镜等)相协作。替代地，所述腔室可以部分地或全部地由有机材料限界。在这样的实施例中，形成光学部件的完全气密的包围的无机材料可以位于有机材料的至少一部分的外部。在一个实施例中，无机材料由至少一种金属(例如铜)、玻璃和/或陶瓷组成。与诸如部件承载件材料之类的有机材料高度兼容的铜可以用于建立光学部件的导电连接。玻璃可用于形成一个或更多个光学透明的窗口，该窗口将光学部件与气密的封装件的环境光学耦合。陶瓷材料例如可以在导热性方面具有优异的特性，从而在操作期间显着地有助于热去除。此外，陶瓷材料可以提供电绝缘。在一个实施例中，有机材料包括树脂，特别是预浸料或FR4树脂。例如，这种树脂可以是环氧树脂。通过使用预浸料或FR4树脂，可以在PCB材料的基础上形成气密的封装件。在一个实施例中，有机材料至少部分地沿着至少五个侧面，即沿着五个侧面或沿着所有六个侧面包围光学部件。因此，有机材料可以例如部分或全部包围光学部件，而无机材料可以全部地包围光学部件。在一个实施例中，光学部件包括发光二极管、激光二极管和光电二极管中的至少一者。因此，光学部件可以是被配置为发射光，诸如可见光，红外辐射，和/或紫外辐射的发光的光学部件。但是，光学部件也可以是光检测元件(例如光电二极管)或光敏元件(例如CCD检测器或CMOS检测器)的阵列。在一个实施方案中，无机材料形成无机区域，该无机区域与有机周围环境一起限界腔室。因此，可以将无机材料的气密密封能力与有机(特别是PCB)材料的简单加工性能结合起来。在一个实施例中，封装件包括光学透明构件，特别是玻璃体，光可通过该光学透明构件在光学部件和气密的封装件的环境之间传播。因此，尽管进行气密密封，但是仍然可能通过光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气密的封装件(100)，所述气密的封装件(100)包括：/n基体(102)，其中所述基体(102)的底部(104)的介电材料是由有机材料(108)制成的；/n光学部件(106)，所述光学部件(106)安装在所述基体(102)上；以及/n无机材料(110)，所述无机材料(110)沿着所有周围侧面气密地包围所述光学部件(106)。/n

【技术特征摘要】
20190513 EP 19174140.41.一种气密的封装件(100)，所述气密的封装件(100)包括：
基体(102)，其中所述基体(102)的底部(104)的介电材料是由有机材料(108)制成的；
光学部件(106)，所述光学部件(106)安装在所述基体(102)上；以及
无机材料(110)，所述无机材料(110)沿着所有周围侧面气密地包围所述光学部件(106)。


2.根据权利要求1所述的封装件(100)，其中，所述光学部件(106)被容纳在中空的腔室(112)中，特别地，所述中空的腔室(112)部分地或全部地由所述无机材料(110)限界、和/或部分地或全部地由所述有机材料(108)限界。


3.根据权利要求1所述的封装件(100)，其中，所述无机材料(110)由至少一种金属、玻璃和/或陶瓷组成。


4.根据权利要求1所述的封装件(100)，其中，所述有机材料(108)包括树脂，特别地，所述树脂是环氧树脂，更特别地，所述树脂是预浸料树脂。


5.根据权利要求1所述的封装件(100)，包括以下特征中的至少一项：
其中，所述有机材料(108)至少部分地沿着至少五个侧面包围所述光学部件(106)；
其中，所述光学部件(106)包括可见光发射器和可见光检测器中的至少一者；
其中，所述无机材料(110)完全地限定腔室(112)并且至少部分地被所述有机材料(108)包围。


6.根据权利要求1所述的封装件(100)，包括光学透明构件(114)，特别地，所述光学透明构件(114)形成所述无机材料(110)的一部分，光能够穿过所述光学透明构件(114)而在所述光学部件(106)与所述气密的封装件(100)的环境之间传播。


7.根据权利要求6所述的封装件(100)，包括以下特征中的至少一项：
其中，所述光学透明构件(114)包括透镜；
其中，所述光学透明构件(114)被至少部分地嵌入在有机材料(108)中；
其中，所述光学透明构件(114)的表面的至少一部分涂覆有保护清漆(116)，特别地，所述保护清漆(116)被构造成用于禁止金属材料在所述保护清漆上的沉积，更特别地，所述金属材料是铜；
其中，所述光学透明构件(114)的表面的至少一部分对紫外光是透明的；
其中，所述光学透明构件(114)的表面的至少一部分涂覆有反射涂层，特别是所述光学透明构件(114)的内表面的至少一部分和/或外表面的至少一部分涂覆有反射涂层。


8.根据权利要求1所述的封装件(100)，包括导电的至少一个竖向贯穿连接部(118)，所述至少一个竖向贯穿连接部(118)延伸穿过所述基体(102)，特别地，所述至少一个竖向贯穿连接部(118)延伸穿过所述基体(102)的有机材料(108)和无机材料(110)两者，并且所述至少一个竖向贯穿连接部(118)被构造成将所述光学部件(106)与所述气密的封装件(100)的环境电耦合，其中特别地，所述至少一个竖向贯穿连接部(118)是由绝缘的金属基板形成的。


9.根据权利要求1所述的封装件(100)，包括以下特征中的至少一项：
包括至少一个另外的部件(120)，特别地，所述至少一个另外的部件(120)是用于驱动所述光学部件(106)的驱动器，所述至少一个另外的部件(120)被嵌入在所述气密的封装件(100)中，特别地，所述至少一个另外的部件(120)被嵌入在所述有机材料(108)和所述无机材料(110)中的至少一者中；
其中，所述光学部件(106)至少部分地被高导热的涂层(122)包围或覆盖，特别地，所述高导热的涂层(122)是氮化铝；
其中，所述光学部件(106)倾斜地、特别是旋转90°后安装在所述基体(102)上，使得所述光学部件(106)的发光方向是朝向上定向的；
其中，所述光学部件(106)的周围的至少一部分由块状金属组成，特...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚斯·兹鲁克，约翰尼斯·施塔尔，
申请(专利权)人：奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT