電子組件的制作方法
【專利摘要】提供一種電子組件，其包括：空間光調(diào)制器設(shè)備；以及電路板，其包括第一主要表面、至少一個(gè)導(dǎo)電再分布層和位于第一主要表面中的第一空腔。空間光調(diào)制器設(shè)備位于空腔內(nèi)并且電連接到再分布層。
【專利說明】電子組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的實(shí)施方案涉及一種電子組件，具體來說，涉及一種包括空間光調(diào)制器設(shè)備的電子組件。
【背景技術(shù)】
[0002]空間光調(diào)制器設(shè)備(諸如，數(shù)字微鏡設(shè)備)可以用于光學(xué)顯示系統(tǒng)(諸如，數(shù)字光投影系統(tǒng))中。數(shù)字微鏡設(shè)備為一種類型的微機(jī)電設(shè)備，其包括與光源和投影表面相互作用的雙穩(wěn)態(tài)鏡元件陣列。每個(gè)鏡元件可以基于鏡向光源傾斜的角度在對(duì)應(yīng)于打開或關(guān)閉的光配置的兩個(gè)位置之間切換。通過迅速地打開和關(guān)閉特定微鏡，可以為投影表面上的特定像素投影光的適當(dāng)陰影。
[0003]US2011/0057303公開一種用于微機(jī)電系統(tǒng)空間光調(diào)制器集成電路的封裝，其包括載體，所述載體用于機(jī)械、電和熱地將封裝的集成電路(諸如，數(shù)字微鏡設(shè)備)連接到最終產(chǎn)品的光機(jī)、電氣和熱子系統(tǒng)。
[0004]然而，適合于數(shù)字微鏡設(shè)備的其他封裝布置是可取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]公開一種電子組件，其包括:空間光調(diào)制器設(shè)備；以及電路板，其包括第一主要表面、至少一個(gè)導(dǎo)電再分布層和位于第一主要表面中的第一空腔?？臻g光調(diào)制器設(shè)備位于空腔內(nèi)并且電連接到再分布層。
[0006]在審查以下附圖和詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)或?qū)⒆兂蓪?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯。意圖是所有此類額外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)被包括在本描述內(nèi)、在本發(fā)明的范圍內(nèi)并且受到以下權(quán)利要求書的保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]參照以下附圖和描述，可以更好地理解本發(fā)明。圖中的組件未必按比例繪制，而是著重于說明本發(fā)明的原理。此外，在圖中，貫穿不同的視圖中的相同的參考數(shù)字指定相應(yīng)的零件。
[0008]圖1為第一示例性電子組件的橫截面圖。
[0009]圖2為第二示例性電子組件的橫截面圖。
[0010]圖3為第三示例性電子組件的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1圖示第一示例性電子組件10。電子組件10包括以數(shù)字微鏡設(shè)備的形式的空間光調(diào)制器設(shè)備11和電路板12 (具體來說印刷電路板)。電路板12具有第一主要表面13和與第一主要表面13相對(duì)的第二主要表面14。電路板12還包括導(dǎo)電再分布系統(tǒng)15,導(dǎo)電再分布系統(tǒng)15的單個(gè)導(dǎo)電再分布層16被圖示在圖1的橫截面圖中。[0012]因?yàn)樵俜植紝?6位于電路板12的主體內(nèi)，所以再分布層16為內(nèi)部再分布層。電子組件10還包括被布置在第一主要表面13中的由底部18和側(cè)壁19界定的第一空腔17。第一空腔17具有尺寸以使得空間光調(diào)制器設(shè)備11可以被完全容納在第一空腔17內(nèi)。第一空腔17的下部橫向上小于上部區(qū)域，以使得第一空腔的側(cè)壁19包括階梯37。內(nèi)部再分布層16延伸到第一空腔17中并且形成側(cè)壁的階梯37的上表面38。這個(gè)上表面38被暴露并且這個(gè)上表面38的部分形成再分布層16的接觸墊39。
[0013]空間光調(diào)制器設(shè)備11由接合線21電連接到內(nèi)部再分布層16的接觸墊39。接合線21可以被布置在空間光調(diào)制器設(shè)備11的一側(cè)面、兩側(cè)面或四側(cè)面上。內(nèi)部再分布層16被定位在上面的電路板的層22可以從電路板12的其余層延伸，以使得再分布層的外端43從電路板暴露并且可以用于提供再分布系統(tǒng)15的外部接觸墊44。
[0014]電路板12包括多層結(jié)構(gòu)，其中核心層22與預(yù)浸料層23和導(dǎo)電層24交錯(cuò)。核心層22和預(yù)浸料層可以包括嵌入固化樹脂(諸如，環(huán)氧樹脂)的纖維(諸如，玻璃纖維)。導(dǎo)電層24可以包括銅箔。在第一實(shí)例中，空腔17的底部18由電路板12的導(dǎo)電層20形成?？涨坏南虏繀^(qū)域由電路板12的兩層中的切口提供，并且第一空腔的上部區(qū)域又由電路板12的兩層中的切口提供。
[0015]為了產(chǎn)生第一空腔17，可以去除層22、23、24的部分以便提供包括切口或通孔的多個(gè)層。層22、23、24可以首先被結(jié)構(gòu)化以產(chǎn)生切口，并然后被堆疊以產(chǎn)生包括第一空腔17的多層層壓電路板12?；蛘?，可以從組裝的多層層壓電路板12去除部分以形成第一空腔17。
[0016]數(shù)字微鏡設(shè)備11包括提供地址電路的硅襯底32和包括可移動(dòng)反射鏡陣列34的上部微機(jī)電系統(tǒng)33?？赡芤跃A級(jí)封裝數(shù)字微鏡設(shè)備11以使得微鏡34由框架35包圍并且由玻璃層36封頂。接合線21在硅襯底32與內(nèi)部再分布層16之間延伸。避免了提供芯片系統(tǒng)封裝接口選項(xiàng)的這個(gè)晶圓級(jí)封裝設(shè)備11的其他載體，這是因?yàn)閷⒕A級(jí)封裝芯片11直接安裝在電路板12內(nèi)。硅襯底31與第一空腔17的底部18直接接觸。
[0017]包圍空腔17內(nèi)的空間光調(diào)制設(shè)備11的區(qū)域25可以被填充密封劑26 (諸如，樹脂)。密封劑26可以用于覆蓋接合線21以為接合線21提供機(jī)械穩(wěn)定性并且也用于密封接合線連接和空間光調(diào)制器設(shè)備11的側(cè)面?？臻g光調(diào)制器設(shè)備11的微鏡34和其他微機(jī)電系統(tǒng)33保持不被密封劑26覆蓋。
[0018]空間光調(diào)制器設(shè)備11被布置在電路板12的厚度內(nèi)，以使得電子組件10可以具有的高度比空間光調(diào)制器設(shè)備11位于電路板12的第一主要表面13上的布置更低。
[0019]根據(jù)第一實(shí)例的電子組件10還包括與空間光調(diào)制器設(shè)備11熱接觸的珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27。在這個(gè)特定示例性組件中，第二空腔28被提供在電路板12的第二主要表面14中。第二空腔28位于第一空腔17下面以使得導(dǎo)電層20形成第一空腔17的底部18和第二空腔28的底部29。這個(gè)布置可以用于減少珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27與空間光調(diào)制器設(shè)備11之間的熱路徑。
[0020]珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27可以為預(yù)先封裝的設(shè)備，其被安裝在第二空腔28中并且通過將電流供應(yīng)到非說明性觸點(diǎn)進(jìn)行操作。
[0021]珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27可以包括多個(gè)熱電構(gòu)件40，熱電構(gòu)件40在冷平面41與熱平面42之間延伸。熱電構(gòu)件40包括以空間交替的方式布置的P型半導(dǎo)體材料或η型半導(dǎo)體材料。熱電構(gòu)件40被用熱的方式并聯(lián)布置并且電學(xué)上被串聯(lián)布置。
[0022]在圖1中所示的組件中，珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27包括熱電元件40，其一般垂直地延伸到電路板12的第二主要表面14。珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27中與導(dǎo)電層20接觸的面30提供冷平面41，并且相對(duì)表面31提供熱平面42。因?yàn)殓甓O(shè)備27位于第二空腔28中，所以從印刷電路板12暴露熱平面42。
[0023]珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27可以用于主動(dòng)地致冷系統(tǒng)空間光調(diào)制器設(shè)備11，而不是僅僅充當(dāng)被動(dòng)地驅(qū)散由空間光調(diào)制器設(shè)備11產(chǎn)生的熱的散熱器。珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27也可以被逆向地操作并且可以用于加熱空間光調(diào)制器設(shè)備11。加熱模式可以對(duì)電子組件經(jīng)受低于(TC的溫度的電子組件的應(yīng)用有用。例如，此類應(yīng)用可以在汽車中。操作珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27的加熱模式可以用于將設(shè)備加熱到其最低工作溫度。如果空間光調(diào)制器設(shè)備11的溫度接近其最高工作溫度，那么可能使被施加到珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27的電流的方向反向以便提供空間光調(diào)制器設(shè)備11的主動(dòng)致冷。
[0024]圖2圖示第二示例性電子組件50。電子組件50包括如同第一實(shí)例中的電路板12和空間光調(diào)制器設(shè)備11。相同的參考數(shù)字用于指示相同的特征。電子組件50與電子組件10的不同之處是第一空腔17的密封布置。
[0025]空腔17的側(cè)壁19和底部18由金屬層51覆蓋，金屬層51被布置成覆蓋電路板12的材料，但是與再分布層16和接合線21電絕緣。第一空腔17由被安裝在電路板12的第一主要表面13上的玻璃蓋52封頂，以使得玻璃蓋52氣密地密封第一空腔17。第一空腔17的氣密密封可以對(duì)電子組件14暴露于潮濕的條件的應(yīng)用有用。
[0026]電子組件50還包括散熱器53，其附接到珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27的表面31。散熱器幫助驅(qū)散熱遠(yuǎn)離電子組件50。散熱器53可以通過導(dǎo)熱墊或黏合劑56附接到珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27。在一些實(shí)例中，散熱器53可以橫向上大于珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27。
[0027]在一些實(shí)例中，珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27的表面31與電路板12的第二主要表面14共面，并且散熱器53可以附接到電路板12的第二主要表面14和珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27的表面31。
[0028]形成第一空腔17的底部18和第二空腔28的底部29的層20是由電子組件50中的多層電路板12的介電層22來提供。介電層22可以由諸如FR4(嵌入環(huán)氧樹脂的玻璃纖維)的材料形成。通過在電層20中提供多個(gè)通的觸點(diǎn)54，可以增加空間光調(diào)制器設(shè)備11與珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27之間的熱接觸，通的觸點(diǎn)54包括具有比層20的介電材料的導(dǎo)熱性更高的導(dǎo)熱性的材料。通的觸點(diǎn)54可以包括金屬(諸如，銅)。
[0029]電子組件50的層20的布置和材料也可以用于圖1中所示的第一示例性電子組件中。
[0030]圖3圖示第三示例性電子組件60。電子組件60包括如同第一實(shí)例中的電路板12和空間光調(diào)制器設(shè)備11。電子設(shè)備60與第一實(shí)例的不同之處是珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27的布置。在電子組件60中，珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27被集成在電路板12內(nèi)并且被布置在多層電路板12的單層61中。
[0031]珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備27包括以多對(duì)不同的傳導(dǎo)率布置的第一多個(gè)熱電構(gòu)件62。每對(duì)包括η型傳導(dǎo)率熱電構(gòu)件和P型傳導(dǎo)率熱電構(gòu)件。一對(duì)熱電構(gòu)件62由第一電極63串聯(lián)地電連接，第一電極63在這對(duì)熱電構(gòu)件62之間延伸。相鄰的多對(duì)熱電構(gòu)件62由第二電極64電連接。第一電極63位于空間光調(diào)制器設(shè)備11下面以使得第一電極63與空間光調(diào)制器設(shè)備11熱接觸。第一電極63充當(dāng)?shù)谝患訜崞?致冷器表面30。第二電極64位于橫向上與空間光調(diào)制器設(shè)備11相鄰的位置并且充當(dāng)?shù)诙訜崞?致冷器表面31。在致冷空間光調(diào)制器設(shè)備11的情形下，第一電極63提供冷平面并且第二電極64提供珀耳帖致冷器設(shè)備的熱平面。
[0032]空間光調(diào)制器設(shè)備11可以包括晶圓級(jí)封裝的數(shù)字微鏡設(shè)備，但是不包括載體?？臻g光調(diào)制器設(shè)備11被直接引線接合到電路板12的再分布系統(tǒng)15的內(nèi)層，而不是被引線接合到自身電連接到電路板12的額外的載體。
[0033]本文所述的電子組件可以用于汽車應(yīng)用的平視顯示器或背投顯示器中。在汽車環(huán)境中，電子組件經(jīng)受更極端的條件，諸如低溫、高溫、振動(dòng)和濕度。根據(jù)本文所述的實(shí)例的電子組件可以提供最小熱阻，以使得可以將熱自由、有效地從空間光調(diào)制器設(shè)備11運(yùn)送到散熱器或珀耳帖致冷器設(shè)備27?？臻g光調(diào)制器設(shè)備11集成到電路板12中避免了使用另一連接器或插座并且可以有助于提高高速信號(hào)質(zhì)量。空間光調(diào)制器設(shè)備11的制造也被簡(jiǎn)化為空間光調(diào)制器設(shè)備11的氣密密封，并且在將空間光調(diào)制器設(shè)備11集成到電路板12中之后執(zhí)行接合線21的封裝。
[0034]在說明性示例性電子組件中，空間光調(diào)制器設(shè)備11為數(shù)字微鏡設(shè)備。然而，可以代替數(shù)字微鏡設(shè)備使用其他空間光調(diào)制器設(shè)備。在非說明性實(shí)例中，空間光調(diào)制器設(shè)備為掃描鏡設(shè)備，其包括單一的微機(jī)電(MEM)鏡以代替數(shù)字微鏡設(shè)備的雙穩(wěn)態(tài)微鏡陣列。單一的MEM鏡可在兩個(gè)維度中自由移動(dòng)并且掃描完整圖像。如果電子組件包括掃描鏡設(shè)備，那么可以用密封劑(諸如，樹脂)密封掃描鏡設(shè)備被定位在內(nèi)部的第一空腔的區(qū)域，或可以例如通過空腔的側(cè)壁和底部的金屬涂層和玻璃蓋來氣密地密封第一空腔。
[0035]在另一非說明性示例性電子組件中，空間光調(diào)制器設(shè)備為包括呈芯片形式的底部的硅上液晶型(LCoS)設(shè)備，并且通過布置在芯片上方的TFT (薄膜晶體管)結(jié)構(gòu)和液晶來執(zhí)行光調(diào)制。對(duì)于LCoS設(shè)備，可以省略密封劑或例如通過金屬涂層和玻璃蓋對(duì)空腔氣密密封。
[0036]盡管已描述本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但是對(duì)于本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員將明顯的是，更多的實(shí)施方案和實(shí)施可能在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，除了根據(jù)所附權(quán)利要求書和其等效物，本發(fā)明是不受限制的。
【權(quán)利要求】
1.一種電子組件，其包括: 空間光調(diào)制器設(shè)備，以及 電路板，其包括第一主要表面、至少一個(gè)導(dǎo)電再分布層和位于所述第一主要表面中的第一空腔，所述空間光調(diào)制器設(shè)備位于所述空腔內(nèi)并且電連接到所述再分布層。
2.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述空間光調(diào)制器設(shè)備為微機(jī)電系統(tǒng)空間光調(diào)制器設(shè)備或數(shù)字微鏡芯片或晶圓級(jí)封裝的數(shù)字微鏡設(shè)備或掃描鏡設(shè)備或硅上液晶設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述空間光調(diào)制器設(shè)備包括具有地址電路的硅芯片和包括可移動(dòng)反射鏡的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，所述硅芯片通過在所述硅芯片與所述再分布層之間延伸的多根接合線電連接到所述再分布層。
4.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述空間光調(diào)制器設(shè)備通過接合線電連接到所述再分布層。
5.如權(quán)利要求4所述的電子組件，其中所述接合線在所述空間光調(diào)制器設(shè)備與所述電路板的導(dǎo)電內(nèi)部再分布層之間延伸。
6.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述空間光調(diào)制器設(shè)備與所述第一空腔的側(cè)壁之間的區(qū)域被填充密封劑。
7.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述第一空腔包括底部和側(cè)壁，并且所述空間光調(diào)制器設(shè)備被布置在所述底部上并且完全在所述空腔內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的電子組件，其中內(nèi)部再分布層的部分形成所述第一空腔的所述底部。
9.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其中所述第一空腔包括底部和側(cè)壁，金屬層被布置在所述側(cè)壁上和所述底部上，并且所述空腔由玻璃蓋密封。
10.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其還包括與所述空間光調(diào)制器設(shè)備熱接觸的散熱器。
11.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其還包括珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備。
12.如權(quán)利要求11所述的電子組件，其還包括位于所述電路板的第二主要表面中的第二空腔，其中所述珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備被安裝在所述第二空腔中。
13.如權(quán)利要求11所述的電子組件，其中所述珀耳帖加熱器/致冷器設(shè)備包括第一加熱器/致冷器表面、至少一對(duì)熱電構(gòu)件和第二加熱器/致冷器表面，所述第一加熱器/致冷器表面、所述熱電構(gòu)件和所述第二加熱器/致冷器表面是共面的并且至少部分地被嵌入在所述電路板的層之間。
14.如權(quán)利要求13所述的電子組件，其中所述空間光調(diào)制器設(shè)備被安裝在所述第一加熱器/致冷器表面上。
15.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其還包括位于所述電路板的第二主要表面中的第二空腔，其中內(nèi)部導(dǎo)電再分布層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。
【文檔編號(hào)】H01L23/38GK103996674SQ201410027494
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月20日
【發(fā)明者】W.奧伯斯特, G.克拉夫特, V.諾沙迪, M.霍恩克, K.沈 申請(qǐng)人:哈曼貝克自動(dòng)系統(tǒng)股份有限公司