部件承载件和用于制造部件承载件的方法与流程

1.本发明通常涉及具有嵌入式电子部件的部件承载件的技术领域。特别地，本发明涉及部件承载件和用于制造这种部件承载件的方法，该部件承载件包括嵌入式光学部件和用于将光学部件与部件承载件的外部进行光学连接的孔。


背景技术：

2.在许多电子消费设备中广泛使用部件承载件，包括有若干电子部件的电子组件被构建在该部件承载件上。为了增加电子组件的集成密度，已经开发了以下部件承载件，该部件承载件除了在一个或两个外主表面处提供用于电子部件的机械支撑和电连接之外，还通过将部件嵌入在部件承载件内来提供一些电气功能。根据相应的应用，嵌入的部件包括有源或无源电子部件以及光电部件或光学部件。
3.为了允许嵌入式光学部件与位于部件承载件外侧或外部的任何其他光学设备进行光学通信，通常需要在部件承载件内形成孔，该孔允许相应的电磁辐射通过部件承载件传播。
4.部件承载件包括具有至少一个电传导层结构和至少一个电绝缘层结构的层叠置件。具有嵌入式电子部件的部件承载件通常特别地包括通过层压处理而附接至彼此的多个电绝缘层结构，其中，至少部分未固化的电绝缘层结构、例如所谓的预浸料层结构借助于热和/或压力而被固化。明显的是，这样的层压处理存在使得至少一个电绝缘层结构的树脂材料渗透到孔的区域中的风险，而该孔对于允许电磁辐射(例如光)进行传播是必要的。因此，在最终部件承载件中，来自嵌入式光学部件和/或传播至嵌入式光学部件的光学通信劣化。这降低了具有嵌入式光学部件的部件承载件的光学功能的可靠性。
5.可能存在一种对具有嵌入式光学部件的部件承载件的光学功能进行提升的需求。


技术实现要素：

6.根据本发明的部件承载件可以满足上述需求。
7.根据本发明的第一方面，提供了一种部件承载件，该部件承载件包括：(a)叠置件，该叠置件包括至少一个电传导层结构和至少一个电绝缘层结构；(b)嵌入在叠置件内的光学部件，其中，该光学部件包括光学有效部分；(c)形成在叠置件内的开口，其中，光学部件120、520和开口130在空间上布置且构造成使得能够实现在光学有效部分与叠置件的外部之间的光学通信；以及(d)保护结构，该保护结构以将光学有效部分和/或开口至少部分地围绕的方式延伸，其中，该保护结构构造成用于保护光学有效部分免受在将光学部件嵌入在叠置件期间的(封装材料的)树脂流的影响。
8.所描述的部件承载件基于以下构思：通过对部件承载件的与电磁辐射的传播相关联的区域进行保护，可以保证所描述的部件承载件的光学功能的高可靠性和高灵敏度，其中，电磁辐射在操作期间由光学部件的光学有效部分传输和/或从光学有效部分接收。具体地，所描述的保护结构允许例如通过使用施加基于树脂的材料来制造和/或进一步加工部
件承载件，该基于树脂的材料特别是在(热和/或压力辅助的)层压过程期间被应用时，防止该基于树脂的材料渗入到开口区域和/或到光学有效部分中。因此，光学有效部分将保持没有可能阻挡或至少衰减由光学有效部分传输或接收的电磁辐射传播的材料。
9.提供免受不希望的材料的影响的可靠保护还可以允许使用用于进一步加工部件承载件的材料，这些材料由于其化学和/或物理性质而不(直接)适用于已知和完善的封装和/或其他印刷电路板(pcb)加工和/或制造过程。
10.在该文件的上下文中，术语“光学有效部分”是指光学部件本体的负责用于发射和/或接收电磁辐射的空间区域。当然，光学部件还必须包括电有效部分，以便将光学部件与外部电路连接。该外部电路可以形成在所描述的部件承载件的内部、所描述的部件承载件处或所描述的部件承载件的外部。
11.所描述的光学通信可以与具有至少一种波长的电磁波的传输相关联。在上下文中，需要以广义的方式理解术语“光学”。应当理解的是，该术语“光学”不应被限于人眼可见的光信号。而是根据具体应用，还可以使用不可见的电磁辐射、例如在红外(ir)光谱范围内的电磁辐射。
12.叠置件可以包括芯，在印刷电路板(pcb)技术的上下文中，芯可以是已经经历一定固化的介电层，从而带来增加的机械稳定性或刚性。
13.在本文件的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示任何支撑结构，该支撑结构能够在该支撑结构上和/或支撑结构中容纳一个或更多个部件从而用于提供机械支撑和/或电连接。换言之，部件承载件可以被构造为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是将上述类型的部件承载件中的不同的部件承载件组合的混合板。
14.部件承载件可以是所描述的一个或更多个电绝缘层结构和一个或更多个电传导层结构的层压件，该层压件特别地通过施加机械压力和/或热能而形成。所描述的叠置件可以提供能够为另外的部件提供大安装表面并且仍然非常薄和紧凑的板状部件承载件。术语“层结构”可以特别地表示在共同平面内的连续层、图案层或多个非连续的岛状件。
15.在实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，其中除了被嵌入的(光学)部件占据的空间之外，部件承载件还提供用于安装在该部件承载件上的部件的大的基部。
16.所描述的光学部件可以是裸晶片，该裸晶片由于厚度较小可以方便地嵌入到诸如印刷电路板(pcb)之类的薄板中。
17.部件承载件可以构造成pcb、基板中的一者，特别地，该基板是ic基板和中介层。
18.在本文件的上下文中，术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示通过将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构进行层压而形成的板状部件承载件，例如通过施加压力和/或通过供给热能来进行层压。作为用于pcb技术的优选材料，电传导层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或fr4材料。通过例如以激光钻孔或机械钻孔的方式形成穿过层压件的通孔，并且通过用电传导材料(特别是铜)填充该通孔从而形成作为通孔连接部的过孔，可以以期望的方式将各电传导层结构连接至彼此。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常被构造为在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上容纳一个或更多个部件。所述一个或更多个部件可
以通过焊接连接至相应的主表面。pcb的介电部分可以包括具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂。
19.在本文件的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于pcb，基板可以是相对较小的部件承载件，该部件承载件上可以安装有一个或更多个部件，并且该部件承载件可以用作一个或更多个芯片与另一pcb之间的连接介质。例如，基板可以具有与待安装在基板上的部件(特别是电子部件)大致相同的尺寸(例如在芯片尺寸封装(csp)的情况下)。更具体地，基板可以被理解为用于电连接件或电网络的承载件以及与印刷电路板(pcb)相当但具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。横向连接件例如是传导通道，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供容置部件或未容置部件(诸如裸晶片)——特别是ic芯片——与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接、热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“ic基板”。基板的介电部分可以包括具有增强颗粒(比如增强球体，特别地玻璃球体)的树脂。基板或中介层可以包括下述各者或由下述各者构成：至少一层玻璃、硅(si)或可光成像或可干蚀刻的有机材料如环氧基积层材料(比如环氧基积层膜)或聚合物复合物如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯功能化聚合物。
20.在一些实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括下述各者中的至少一者：树脂(诸如增强树脂或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂)、氰酸酯树脂、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸材料(比如fr-4或fr-5)、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(lcp)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(ptfe、)、陶瓷以及金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料，诸如网状物、纤维或球体。尽管预浸料、特别地fr4对于刚性pcb而言通常是优选的，但是也可以使用其他材料，特别地环氧基积层膜或可光成像的介电材料。对于高频的应用，诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低的dk材料、非常低或超低的dk材料之类的高频材料可以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。
21.在一些实施方式中，所述至少一个电传导层结构包括下述各者中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯和钨。尽管铜通常是优选的，但是其他的材料或其涂覆的其他类型也是可以的，特别地电传导层结构被涂覆有诸如石墨烯的超导材料。
22.光学部件可以选自光电接口元件、发光二极管、光电耦合器、光发射器和/或接收器、光学传感器、相机、光导元件(例如光波导或光导体连接)、光学元件(例如透镜)等。当然，也可以将多于一个的光学部件嵌入在所描述的部件承载件中。
23.当然，需要指出的是，这些光学部件中的每一个光学部件都必须具有用于发射和/或用于接收电磁辐射的光学有效部分，并且还包括电部分以便将光学部件与位于相应光学部件外部的电路连接起来。
24.除了(至少一个)光学部件之外，还可以嵌入至少一个其他部件。所述其他部件可以选自非导电嵌体、导电嵌体(例如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、电子部件或其组合。例如，所述其他部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储设备(例如dram或其他数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、电源管理部件、电压转换器(例如dc/dc转换器或ac/dc转换器)、密码部件、机电转换器、传感器、致动器、微机电系统(mems)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、天线、逻辑芯片和能量收集单
元。但是，其他部件也可以嵌入在部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这样的磁性元件可以是永磁元件(例如铁磁元件、反铁磁元件、多铁磁元件或亚铁磁元件，例如铁氧体芯)或可以是顺磁元件。然而，该部件也可以是基板、中介层或另外的例如呈板中板的构型的部件承载件。其他部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入在部件承载件的内部中。
25.在处理部件承载件的内层结构之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层结构而对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)被处理的层结构的一个或相反的两个主表面。换言之，堆叠可以持续直到获得期望的层数。
26.在使具有电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后，可以对获得的层结构或部件承载件进行表面处理。特别地，就表面处理而言，电绝缘的阻焊剂可以施用至层叠置件或部件承载件的一个或相反的两个主表面上。例如，可以在整个主表面上形成比如阻焊剂，然后对阻焊剂层进行图案化，以使一个或更多个电传导表面部分暴露，该电传导表面部分将用于将部件承载件电联接至电子外围件。可以有效地保护部件承载件的保持覆盖有阻焊剂的表面部分免受氧化或腐蚀，特别地，该表面部分是包含铜的表面部分。
27.就表面处理而言，也可以对部件承载件的暴露的电传导表面部分选择性地施用表面修整部。这样的表面修整部可以是在部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(比如垫、导电迹线等，特别地包括铜或由铜组成)上的电传导覆盖材料。如果不保护这种暴露的电传导层结构，则暴露的导电部件承载件材料(特别是铜)可能被氧化，从而降低部件承载件的可靠性。然后表面修整部例如可以形成为表面安装的部件与部件承载件之间的接合部。表面修整部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能并且例如通过焊接实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面修整部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(osp)、化学镀镍浸金(enig)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯、enipig(化学镀镍浸钯浸金)等。
28.根据本发明的实施方式，光学部件嵌入在叠置件的内部；并且开口是由叠置件的至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构形成的孔。这可以提供以下优点：广泛地保护光学部件免受可能潜在地损坏光学部件或危害光学部件的操作的外部影响、相应的环境影响。光学部件与“外部世界”的唯一直接物理接触可能是通过孔，该孔可以非常窄以便将外部影响降至最低。
29.根据本发明的另一实施方式，开口是容置光学部件的腔。这可以提供能够以简单且有效的方式实现所描述的部件承载件的优点。特别地，不必将部件嵌入并且不必在部件上方形成至少一个另外的叠置层来提供空间上较窄的孔，该孔仅或主要使光学有效部分朝向“外部世界”“敞开”。
30.根据本发明的另一实施方式，保护结构围绕光学有效部分和/或开口在整个范围上延伸。这意味着对孔区域的保护可以有效地防止不希望的材料从所有侧部侵入。因此，可以实现特别高的可靠性，即保持光学有效部分没有任何不希望的材料。
31.根据本发明的另一实施方式，保护结构围绕光学有效部分和/或开口沿周向延伸。这可以通过环形、圆形或任何弧形形状的保护结构来实现。
32.根据本发明的另一实施方式，保护结构以矩形方式围绕光学有效部分和/或开口延伸。这可以允许使保护结构的形状适应光学有效部分和/或孔的潜在矩形形状。
33.根据本发明的另一实施方式，保护结构是光学部件的一部分或直接附接至光学部件。这可以提供使得部件承载件的制造或(进一步)加工被简化的优点。具体地，在具有作为孔的开口的一些实施方式中，即使孔尚未形成，保护结构也可以限定受保护区域，因为保护结构将被提供在层内、特别是电介质/树脂层内，然而，在最终部件承载件中，该层在与孔区域不同的表面区域中与光学部件直接接触。
34.在一些应用中，保护结构在光学部件嵌入到部件承载件的层叠置件中之前形成在光学部件的本体处。在其他应用中，保护结构是在光学部件已经嵌入之后(立即)形成的。然而，根据该实施方式的所有变型，保护结构是在形成(介电)层之前形成的，该保护结构在最终产品中覆盖和/或保护光学部件。
35.根据本发明的另一实施方式，保护结构从光学部件的外主表面突出。这可以提供以下优点：可以以简单且有效的方式实现对开口区域的可靠保护。此外，通过选择保护结构的适当的高度，可以容易地调节阻挡层防护材料渗透到光学有效部分和/或进入孔区域中的“强度”。
36.在本文件的上下文中，术语(外)主表面可以指光学部件的两个表面中的一个表面，光学部件的两个表面定向成平行于叠置件的层，或更准确地说平行于叠置件的相邻的两个层之间的接合平面。
37.根据本发明的另一实施方式，保护结构从光学部件的外主表面突出第一突出长度，并且开口的侧壁从光学部件的外主表面突出第二突出长度。由此，第一突出长度大于第二突出长度。
38.根据本发明的另一实施方式，光学部件包括重新分布层结构，其中保护结构形成重新分布层结构的一部分。这可以提供保护结构能够与光学部件的其他结构一起形成的优点，光学部件的其他结构无论如何都是必需的，以允许以可靠的方式电接触(最终产品中的)光学部件。
39.在本文件的上下文中，重新分布层(rdl)是部件承载件和/或光学部件内的额外金属层，该额外金属层使光学部件的电连接垫和可选的其他嵌入部件的电连接垫可以在部件的其他位置中是可获得的。由此，在必要时，可以提供对光学部件的电连接垫的更好的触及性。换句话说，rdl是(光学)部件上或部件处的额外布线层，该额外布线层能够从光学部件上的不同位置实现对电连接垫的连接/接合。因此，部件周围或部件处的电接触点可以在空间上分布开，使得将有助于对(光学)部件进行电接触。
40.根据本发明的另一实施方式，保护结构是从叠置件的外(主)表面突出的突出部。这对于最终部件承载件产品可能是有益的，其中在包括(之前提到的)叠置件的扩展叠置件的外(主)表面处提供/形成另外的层。这意味着在这种情况下，叠置件的外(主)表面是扩展叠置件的内表面/接合部。因此，该接合部由叠置件与另外的层之间的边界限定。
41.根据本发明的另一实施方式，保护结构是延伸到叠置件的主表面中的凹部。
42.通过凹部实现保护结构可以提供以下优点，即可以通过“减法处理”以简单但高效的方式形成保护结构。这意味着从(叠置件的)层中选择性地去除材料，从而形成沟槽。然后，该沟槽将用作针对顶部上的另外的(介电)层材料的流动屏障件，该另外的层例如在层压过程期间(仍然)处于至少部分液态的状态。
43.根据本发明的另一实施方式，保护结构由金属和/或电绝缘材料制成。电绝缘材料
可以是塑料材料。
44.根据具体应用，保护结构可以由任何合适的材料制成或可以包括任何合适的材料。具体而言，当为保护结构选择合适的材料时，可以考虑内聚和/或粘附特性。
45.根据本发明的另一实施方式，保护结构包括与对所嵌入的光学部件进行至少部分地封装的材料层的厚度相同或比所述材料层的厚度大的厚度。
46.根据本发明的另一实施方式，孔是未被覆盖的。
47.保持孔(结构)为空可以提供以下优点，即通过孔传播的电磁辐射信号不会受到任何额外的衰减。因此，可以实现所描述的部件承载件就光信号的传输和/或接收而言的高灵敏度。
48.根据本发明的另一实施方式，孔至少部分地填充有光学透明介质。
49.在制造部件承载件之后，具有光学透明介质的孔可以提供以下优点，即也在所描述的部件承载件的操作期间，没有材料可以进入孔区域。这意味着通过孔传播的电磁信号不可能遭受(额外的)衰减。
50.光学透明介质可以选自通常用于部件封装件的标准介电材料。因此，在至少部分地填充在孔内的这种介质的顶侧和侧壁处不提供特殊的光学参数。
51.根据本发明的另一实施方式，光学透明介质的透射率值大于80％，优选大于90％。
52.根据本发明的另一实施方式，透射率值适于在介于250nm与1250nm之间的波长范围，特别地适于在介于300nm与1000nm之间的波长范围。
53.根据本发明的另一实施方式，光学透明介质仅形成在孔内并且可选地形成在孔的环形环绕部内。这可以提供以下优点，即光学透明介质仅形成在部件承载件的可以在空间上与光学通信信号的传播相关联的位置/区域处。
54.根据本发明的另一实施方式，光学透明介质形成在叠置件的整个主表面处。
55.在叠置件的整个主表面上或叠置件的整个主表面处相应地形成/施加光学透明介质可以提供能够以简单方式执行相应的形成/施加过程的优点。具体而言，不需要空间或保形掩模(spatial or conformal mask)。此外，在光学透明介质除了其光学特性之外还表现出机械保护特性的情况下，将以简单且有效的方式对整个部件承载件进行机械保护。
56.根据本发明的另一实施方式，光学部件被嵌入在芯中，其中，包括树脂层的堆叠件形成在芯上。这可以提供以下优点：可以以安全且可靠的方式嵌入光学部件。这是因为芯可以被视为机械稳定的支撑或框架结构，该支撑或框架结构允许部件容置在稳定的环境中。这尤其对于所描述的光学部件可能是有利的，因为例如由温度变化和/或外部压力引起的叠置件内的光学部件的任何空间偏移都可能导致光学有效部分与至少一个其他/外部光学部件之间的光学未对准，所述至少一个其他/外部光学部件诸如光接收器(例如光电二极管、相机等)、光发射器(例如发光二极管)、透镜、棱镜、光波导的前表面等。
57.需要指出的是，上述孔可以至少部分地形成在树脂层内。可选地，在芯部处或所描述的树脂层处直接或间接地形成有至少一个另外的层。
58.根据本发明的另一实施方式，光学部件是以下各者中的一者：(a)光接收器，该光接收器特别是传感器、光电二极管或相机；(b)光发射器，该光发射器特别是发光二极管或激光二极管；以及(c)光收发器，该光收发器特别是光学通信模块。这可以提供以下优点：所描述的部件承载件可以用于广泛范围的光学通信应用。
59.根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造部件承载件的方法。所提供的方法包括：(a)提供包括至少一个电传导层结构和至少一个电绝缘层结构的叠置件；(b)提供具有光学有效部分的光学部件；(c)在光学部件(的主表面)处形成保护结构，其中，保护结构将光学有效部分至少部分地围绕；以及(d)将光学部件嵌入在叠置件内，其中，通过保护结构140保护光学有效部分以免受(封装材料的)树脂流的影响。
60.此外，所描述的方法基于这样的构思：即通过保护部件承载件的与电磁辐射传播相关联的区域免受不希望的材料的影响，使得可以保证所得到的部件承载件的光学功能的高可靠性和高灵敏度。
61.根据本发明的实施方式，在叠置件内形成开口，其中光学部件和开口在空间上布置且构造成使得能够实现在光学有效部分与叠置件的外部之间的光学通信。
62.如上面已经提到的，光学部件可以嵌入在叠置件的内部，并且开口可以是由叠置件的至少一个电传导层结构和/或至少一个电绝缘层结构形成的孔。替代性地，开口可以是用于容置光学部件的腔。在开口是用于容置光学部件的腔的情况下，光学部件的外表面可以与叠置件的外表面对齐。
63.根据本发明的另一实施方式，形成孔包括：(a)用不良粘合材料暂时填充叠置件中的开口区域，以及(b)在光学部件嵌入在叠置件内完成之后，将不良粘合材料去除。这可以提供的优点是，除了所述保护结构之外，开口区域可以保持不受到不希望的材料渗透的影响，所述不希望的材料可能使从光学有效部分传播或向光学有效部分传播的电磁信号衰减。
64.必须指出的是，已经参考不同的主题描述了本发明的实施方式。特别地，已经参考方法类型的权利要求描述了一些实施方式，而已经参考设备类型的权利要求描述了其他实施方式。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述得出的是，除非另外指出，否则除了属于一种类型的主题特征的任何组合之外，与不同主题有关的特征之间的任意组合也被认为通过本文件而公开，特别地方法类型的权利要求的特征与设备类型的权利要求的特征之间的任意组合被认为通过本文件而公开。
65.根据下文中要描述的实施方式的示例，本发明的以上限定的方面和另外的方面将变得明显，并且将参考实施方式的示例进行说明。在下文中，将参考实施方式的示例更详细地描述本发明，但是本发明不限于此。
附图说明
66.图1a和图1b示出了具有形成在光学部件本体的外主表面处的树脂流动保护结构的光学部件。
67.图2示出了在已经嵌入在部件承载件的叠置件或芯后的光学部件。
68.图3示出了具有嵌入式光学部件和光学透明介质的部件承载件，该光学透明介质局部地应用在孔区域中和孔区域周围。
69.图4示出了具有嵌入式光学部件和光学透明介质的部件承载件，该光学透明介质完全施加在部件承载件的主表面处。
70.图5示出了具有嵌入式光学部件和空隙孔区域的部件承载件。
71.图6示出了具有嵌入在开口内的光学部件的部件承载件，其中，部件的外表面与叠
置件的外表面对准。
具体实施方式
72.附图中的图示是示意性的。要指出的是，在不同的图中，相似或相同的部件或特征设置有相同的附图标记或仅在第一位数内与对应的附图标记不同的附图标记。为了避免不必要的重复，就先前描述的实施方式而言已经阐明的部件或特征在本说明书的后面部分处不再赘述。
73.此外，诸如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等的空间相对术语用于描述如图中所示的元件与另一元件和/或另外的多个元件的关系。因此，空间相对术语可以应用于使用中的与图中描绘的取向不同的取向。显然，所有这样的空间相对术语指的是图中所示的取向，只是为了便于描述，并不一定是限制性的，因为根据本发明实施方式的设备在使用时可以采用与图中所示的取向不同的取向。
74.在参考附图进一步详细地描述示例性实施方式之前，将先概述已经研发本发明的示例性实施方式所基于的一些基本考虑。
75.本发明的实施方式涉及在光学部件的表面处提供的特定特征，该光学部件(应该)嵌入在诸如印刷电路板(pcb)之类的部件承载件的叠置件内。该特定特征是一种保护结构，该保护结构能够实现对光学部件的安全且稳健的嵌入式封装处理。特定的保护结构可以是重新分布层(rdl)的至少一部分，该重新分布层设置在光学部件的本体处。保护结构构造成用于确保封装树脂不会流动并且污染光学孔区域，这使得能够实现部件承载件相应的光学部件(的光学有效部分)与叠置件的外部之间的光学通信。由于保护结构的防流功能，该保护结构可以被命名为(树脂)流防护结构。保护结构/流防护结构的高度(沿z方向)可以设定成使得该高度代表光学部件的相应表面上方的(rdl的)“最高点”，以确保对孔区域进行完全密封以防止受到不希望的树脂流的影响。因此，z方向垂直于部件承载件叠置件的相邻层之间的接合部。
76.图1a和图1b示出了光学部件120，光学部件120准备用于嵌入在部件承载件的未描绘的叠置件中。图1a是顶视图，并且图1b是光学部件120的截面图。
77.光学部件120包括本体部分121和光学有效部分122。光学有效部分122可以是光电发射器和光电接收器中的至少一者，该光电发射器例如为发光二极管(led)，该光电接收器例如为光电二极管(pd)。用附图标记130来指示孔区域130，光学部件120使用该孔区域130来传输和/或接收电磁辐射。为了在嵌入过程期间保护孔130免受不希望的树脂流的影响，设置有保护结构140，保护结构140构造成用于阻止这种树脂流进入到孔区域130中。保护结构140从光学部件120的(下)主表面升高(参见图1b)。应当理解，这种树脂流动会带来树脂材料，而该树脂材料会阻挡通过孔130传播的电磁辐射或至少使通过孔130传播的电磁辐射衰减。
78.保护结构140可以由允许阻止(至少部分液体)树脂材料流动的任何材料制成。因此，树脂材料可以源自用于嵌入工艺的已知封装材料。根据具体应用，保护结构140可以由金属和/或电绝缘材料、特别是由塑料材料制成。
79.如上所述，保护结构140可以是rdl的至少一部分，保护结构140可以至少形成在光学部件120的相应的外主表面处。
80.图2示出了在已经嵌入在部件承载件200的叠置件210中之后的光学部件120。根据此处描述的示例性实施方式，该叠置件是部件承载件200的芯210或者包括部件承载件200的芯210。芯210可以由已经经历了至少部分固化过程的介电材料制成，从而使芯210具有相对大的机械稳定性。
81.已知的封装材料250用于将光学部件120安装或附接到形成在芯120内的腔内。封装材料250包括树脂。光学部件120的封装/嵌入过程通常包括热和/或压力辅助层压过程，在该热和/或压力辅助层压过程期间，封装材料250是至少部分液体或变成至少部分液体。已经在图1a和图1b中描绘的保护结构140防止(封装材料250的)(液体)树脂材料进入到孔区域130中。因此，在保护结构140内提供有无树脂区域rf。孔区域130位于该无树脂区域rf内。
82.根据此处描述的实施方式，光学部件120包括两个电连接结构260，所述两个电连接结构260形成在光学部件120的底部主表面处。电连接结构260用于将光学部件120与其他外部或内部电路电连接。
83.两个过孔262形成为与光学部件120间隔开，在图2中，一个过孔在光学部件120的左侧处，并且另一通孔在光学部件120的右侧处。
84.图3示出了部件承载件200在经历至少一个另外的处理步骤之后的部件承载件，现在以附图标记300来指示该部件承载件。如从该图中可以看到的，已经在孔区域130中和孔区域130周围局部地施加光学透明介质370。该光学透明介质370保护孔130免受外来颗粒、例如灰尘的污染。因此，光学透明介质370确保了通过孔130的持久且低衰减的光学通信。
85.此外，如从图3中还可以看到的，部件承载件300包括两个上部堆叠层结构380。两个堆叠层结构380中的上部堆叠层结构覆盖部件承载件300的整个上主表面。两个堆叠层结构380中的下部堆叠层结构围绕局部施加的光学透明介质370。应当指出，当制造部件承载件300时，下部堆叠层结构380也可以在光学透明介质370之前形成。在这种情况下，在下部堆叠层结构380内将形成凹部并且光学透明介质370将选择性地形成在该凹部内。
86.根据此处描述的示例性实施方式，光学部件120的连接结构260分别与延伸穿过下部堆叠层结构380的一个过孔连接结构361电接触。此外，过孔262延伸成使得形成也延伸穿过下部堆叠层结构380的两个延伸的过孔结构362。
87.图4示出了根据本发明的另一实施方式的部件承载件400。部件承载件400基本上对应于图3中所示的部件承载件300。仅有的区别在于，代替(凹形的)下部堆叠层结构380，使用了完整的光学透明介质层470。完整的光学透明介质层470覆盖芯210的整个下主表面。
88.图5示出了根据本发明的另一实施方式的部件承载件500。部件承载件500包括嵌入式光学部件520，与光学部件120不同，嵌入式光学部件520与上侧部电接触。结果，提供了过孔连接结构561，过孔连接结构561延伸穿过上部堆叠层结构380。
89.此外，如从图5可以看出，与部件承载件300和400相比，没有对孔区域130采取任何保护。因此，在芯210(和封装部件520)下方未设置它任何其他的层。因此，(延伸的)过孔562仅延伸穿过(i)芯210、(ii)形成在芯210上方的封装材料250、以及(iii)上部堆叠层结构380。
90.图6示出了根据本发明的另一实施方式的部件承载件600。在该实施方式中，光学部件120嵌入在腔630内。腔630的尺寸被设计成使得部件120在可应用未描绘的间隙填充材
料的情况下以几何学的方式配装至腔630。因此，部件120的外表面与部件承载件600的叠置件210的外表面对齐。
91.如从图6可以看出，保护结构140形成在叠置件210的下表面处并且限定了保护区域。此外，整个部件120位于该保护区域内。
92.从图6中还可以看出的，光学有效部分122的外表面也与叠置件210的外表面对齐。因此，如在图6中所描绘的，至少在该叠置件210的任何外层内不设置且也不需要孔。然而，应该清楚的是，这对于除了叠置件210之外还包括位于该叠置件的底侧处的另外的堆叠层的部件承载件而言不适用。
93.应指出的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且冠词“一”或“一种”不排除多个。而且，可以对与不同实施方式相关联地描述的元件进行组合。还应当指出的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
94.附图标记列表
95.120 光学部件
96.121 本体部分
97.122 光有效部分
98.130 孔(区域)
99.140 保护结构
100.200 部件承载件
101.210 叠置件/芯
102.250 封装材料
103.260 连接结构
104.262 过孔
105.rf 无树脂区域
106.300 部件承载件
107.361 过孔连接结构
108.362 (延伸的)过孔
109.370 光学透明介质(局部应用)
110.380 堆叠层结构
111.400 部件承载件
112.470 光学透明介质(完全应用)
113.500 部件承载件
114.520 光学部件
115.561 过孔连接结构
116.562 (延伸的)过孔
117.600 部件承载件
118.630 腔