Brevet FR2819104A1 — publié le 20020705

DISPOSITIF SEMI-CONDUCTEUR OPTIQUE À SUPPORT TRANSPARENT La présente invention concerne un dispositif semiconducteur optique muni d'un composant semi-conducteur dont une face présente un capteur optique. Dans la technique actuelle, les composants semi-conducteurs optiques sont installés dans le fond de la cavité de boîtiers d'encapsulation qui présentent un couvercle rapporté en un matériau transparent, la paroi de fond du boîtier étant utilisée pour effectuer les connexions électriques extérieures du composant. De telles dispositions sont encombrantes et coûteuses. Le but de la présente invention est en particulier de perfectionner et simplifier les dispositifs semi-conducteurs optiques notamment dans le but de réduire leur encombrement et leur coût de production. Le dispositif semi-conducteur optique selon l'invention comprend un composant semi-conducteur dont une face avant présente un capteur optique, une plaque en un matériau transparent, dont une face arrière présente des lignes ou pistes de connexion électrique s'étendant à l'extérieur d'une zone libre de cette face, des moyens de fixation pour fixer la face avant dudit composant semi-conducteur sur la face arrière de ladite plaque transparente dans une position telle que ledit capteur s'étend devant ladite zone libre, des moyens de connexion électrique pour relier électriquement ledit composant semi-conducteur auxdites lignes de connexion électrique, et des moyens d'encapsulation comprenant une matière d'enrobage desdits moyens de connexion électrique et de la périphérie dudit composant semi-conducteur sur la face arrière de ladite plaque transparente, de façon à constituer un anneau d'étanchéité périphérique entre ledit composant semiconducteur et la face arrière de ladite plaque, lesdites lignes de connexion électrique s'étendant sous ledit anneau d'étanchéité et à l'extérieur de ce dernier. Selon l'invention, lesdits moyens de fixation et lesdits moyens de connexion électrique comprennent de préférence des billes de connexion électrique interposées entre la face avant dudit composant semi-conducteur et la face arrière de ladite plaque transparente et placées à la périphérie dudit capteur optique. Selon l'invention, lesdits moyens d'encapsulation comprennent de préférence une entretoise annulaire interposée entre la face avant dudit composant semi-conducteur et la face arrière de ladite plaque transparente et placée à la périphérie dudit capteur optique, ledit anneau d'étanchéité s'étendant dans la zone d'interface périphérique entre ledit composant semi-conducteur et ladite plaque transparente et autour de ladite entretoise annulaire. Selon l'invention, ladite plaque transparente est de préférence en verre. Selon l'invention, le dispositif peut avantageusement être monté sur une face d'un circuit imprimé par l'intermédiaire de billes de fixation et de connexion électrique reliées auxdites lignes de connexion électrique, ledit circuit imprimé comprenant un évidement ou un passage dans lequel s'étend ledit composant semi-conducteur. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif semi-conducteur optique décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une coupe transversale d'un dispositif semi-conducteur optique selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue frontale du dispositif de la figure 1 ; -et la figure 3 représente une vue en coupe d'un montage du dispositif précité. Le dispositif semi-conducteur optique 1 représenté sur les figures comprend un composant semi-conducteur optique 2 qui présente, sur la partie centrale de sa face avant 4, un capteur optique 3 et, à la périphérie et à distance de ce capteur optique 3, des plots de connexion électrique 5. Le dispositif semi-conducteur optique 1 comprend en outre une plaque 6 en un matériau transparent tel que du verre, de plus grande surface que celle du capteur optique 3, sur la face arrière 7 de laquelle sont réalisées des lignes ou pistes de connexion électrique 8 se présentant sous la forme de segments en un matériau conducteur de l'électricité. Ces segments 8 s'étendent en étoile sur la partie périphérique de la face arrière 7 en laissant subsister une zone libre centrale. Le composant optique 2 est monté sur et connecté électriquement à la plaque en verre 6 par l'intermédiaire d'une multiplicité de billes conductrices 9, par exemple métalliques, qui sont soudées d'une part sur les plots 5 de la face avant 4 du composant optique 2 et d'autre part sur les extrémités intérieures des segments de connexion électrique 8, de telle sorte que la face avant 4 du composant optique 2 s'étend à distance de la face arrière 7 de la plaque en verre 6. Dans l'espace séparant la périphérie du capteur optique 3 et les billes de connexion électrique 5, un joint d'étanchéité 10 constituant une entretoise annulaire est interposé et est par exemple collé entre la surface avant 4 du composant optique 2 et sur la face arrière 7 de la plaque en verre 6. La zone d'interface périphérique entre le composant semiconducteur optique 2 et la face arrière 7 de la plaque en verre 6 est remplie d'une matière d'enrobage 11 qui constitue un anneau d'étanchéité qui en outre enrobe les billes de connexion électrique 9 et s'étend vers l'intérieur en étant retenu par le joint d'étanchéité 10, les segments de connexion électrique 10 s'étendant en-dessous de cet anneau d'étanchéité 11 et à l'extérieur. Ainsi, le capteur optique du composant optique 2 s'étend à distance de la face arrière 7 de la plaque en verre 6 et la zone d'interface les séparant est protégée grâce au joint d'étanchéité 6 et à l'anneau d'étanchéité 11. Sur les parties d'extrémité extérieures des lignes de connexion électrique 9 sont soudées des billes de connexion électrique 12 qui s'étendent à la périphérie et à distance du composant optique 2 et de l'anneau d'étanchéité 11. En se reportant à la figure 3, on voit que le composant semiconducteur optique 1 est fixé et connecté électriquement à un circuit imprimé 13 par l'intermédiaire des billes de connexion électrique 12. La face arrière 7 de la plaque en verre 6 s'étend en conséquence à distance d'une face 14 du circuit imprimé 13, ce dernier présentant un évidement ou un passage traversant 13a dans lequel est engagé librement le composant semi-conducteur 2. Le circuit imprimé 13 est installé dans un réceptacle 15 qui présente un canal 16 s'étendant en avant de la face avant de la plaque en verre 6 et dans lequel sont disposées, du côté de la plaque en verre 6, une lentille 17 et, du côté extérieur, une plaque en verre 18. Le capteur optique 3 du composant semi-conducteur 2 peut ainsi constituer un capteur optique des rayons lumineux traversant le canal 16 du réceptacle 15 en passant au travers de la plaque de verre 18 et de la lentille 17 et passant également au travers de la plaque en verre 6 portant le composant semi-conducteur optique 1. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif semi-conducteur optique, caractérisé par le fait qu'il comprend : - un composant semi-conducteur (2) dont une face avant présente un capteur optique (3), - une plaque (6) en un matériau transparent, dont une face arrière présente des lignes ou pistes de connexion électrique (8) s'étendant à l'extérieur d'une zone libre de cette face, - des moyens de fixation (5,10, 11) pour fixer la face avant dudit composant semi-conducteur sur la face arrière de ladite plaque transparente dans une position telle que ledit capteur s'étend devant ladite zone libre, - des moyens de connexion électrique (5) pour relier électriquement ledit composant semi-conducteur auxdites lignes de connexion électrique, - et des moyens d'encapsulation comprenant une matière d'enrobage desdits moyens de connexion électrique (5) et de la périphérie dudit composant semi-conducteur (2) sur la face arrière de ladite plaque transparente (6), de façon à constituer un anneau d'étanchéité périphérique (11) entre ledit composant semi-conducteur et la face arrière de ladite plaque transparente, lesdites lignes de connexion électrique (8) s'étendant sous ledit anneau d'étanchéité et à l'extérieur de ce dernier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de fixation et lesdits moyens de connexion électrique comprennent des billes de connexion électrique (5) interposées entre la face avant dudit composant semi-conducteur et la face arrière de ladite plaque transparente et placées à la périphérie dudit capteur optique. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulation comprennent une entretoise annulaire d'étanchéité (10) interposée entre la face avant dudit composant semi-conducteur et la face arrière de ladite plaque transparente et placée à la périphérie dudit capteur optique, ledit anneau d'étanchéité (11) s'étendant dans la zone d'interface périphérique entre ledit composant semi-conducteur et ladite plaque transparente et autour de ladite entretoise annulaire. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite plaque transparente (6) est en verre. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que il est monté sur une face d'un circuit imprimé (13) par l'intermédiaire de billes de fixation et de connexion électrique (12) reliées auxdites lignes de connexion électrique, ledit circuit imprimé comprenant un évidement ou un passage dans lequel s'étend ledit composant semi-conducteur.