Brevet FR2824953A1 — publié le 20021122

inf[arouge. 1 BOER SEMI-CONDUCTEUR OPTIQUE À LENIILLE INCORPORÉE ET BLINDAGE La présente invention concerne le domaine des boîtiers semi conducteurs optiques. Dans l'état de la technique, de tels boîtiers comprennent une cavité étanche dans laquelle est fixé un composant semi-conducteur optique dont une face avant présente un capteur optique, la cavité étant délimitée en partie par une vitre s'étendant en avant de ce capteur optique. I1 est en outre connu de fixer, à l'extérieur de la cavité et sur la vitre, un porte-lentille muni d'une lentille placce en face du capteur optique. Compte tenu des tolérances de fabrication dues aux empilages, il est obligatoire de prévoir un réglage de la distance focale entre la lentille et le capteur optique. Pour celà, la lentille est fixce dans une bague et cette bague est vissce de facon réglable dans un passage du porte-lentille. Un tel bo^itier comprend de nombreuses pièces complexes à fabriquer et, après montage, nocessite un réglage de la lentille et une fixation de cette dernière en position réglée, de telle sorte que son coût de fabrication est relativement élevé. La présente invention a pour but de proposer un bo^itier semi-conducteur optique de structure plus simple et ne nocessitant pas de réglage. La présente invention a également pour but d'améliorer la qualité des signaux électriques délivrés par le composant semi conducteur optique. Le bo^itier semi-conducteur optique selon l'invention comprend un composant semi-conducteur optique dont une face avant présente un capteur optique, et des moyens d'encapsulation délimitant une cavité dans laquelle est disposé ledit composant optique et présentant des moyens de connexion électrique extérieure de ce 1 composant semi-conducteur optique, lesdits moyens d'encapsulation comprenant une vitre laissant passer la lumière vers ledit capteur optique. Selon l'invention, le boîtier comprend en outre une lentille optique placée dans ladite cavité, entre ledit capteur optique et ladite vitre, et des moyens de support de cette lentille. Selon une exécution préférce de l'invention, lesdits moyens de support de ladite lentille sont fixés sur la face avant dudit composant optique, à l'extérieur dudit capteur optique. Selon l'invention, lesdits moyens de support de ladite lentille comprennent de préférence une bague dans laquelle est fixce ladite lentille et dont l'extrémité arrière est fixce sur la face avant dudit composant optique, à l'extérieur dudit capteur optique. Selon l'invention, lesdits moyens de support de ladite lentille comprennent de préférence un anneau de jonction interposé entre le bord avant de ladite bague annulaire et lesdits moyens d'encapsulation. Selon l'invention, lesdits moyens d'encapsulation comprennent de préférence un diaphragme. Selon une variante de réalisation de l'invention, lesdits moyens d'encapsulation comprennent des moyens de blindage électromagnétique en un matériau conducteur de l'électricité, connoctable extérieurement, ces moyens de blindage étant isolés électriquement desdits moyens de connexion électrique dudit composant optique. Selon l'invention, lesdits moyens d'encapsulation comprennent de préférence un support et un couvercle vitré fixé sur une face frontale de ce support, qui délimitent entre eux ladite cavité, ledit composant optique étant fixé sur ce support et ce dernier présentant un réscau de connexion électrique extérieure de ce composant optique. Selon une autre variante de l'invention, ledit support est en forme de plaque et ledit couvercle vitré est en forme de cuvette dont le bord périphérique est fixé sur la face frontale de cette plaque et qui présente une ouverture obstruce par ladite vitre. 1 Selon une autre variante de l'invention, ledit support présente une partie en creux entource par une partie annulaire et au fond de laquelle ledit composant optique est fixé, et ledit couvercle vitré comprend une plaque vitrce dont la partie périphérique est fixce sur la face frontale de ladite partie annulaire dudit support. Selon l'invention, ledit support et ledit couvercle vitré comprennent des parties de blindage en un matériau conducteur de l'électricité, relices entre elles dans la zone de la face frontale dudit support. Selon l'invention, lesdites parties de blindage dudit couvercle vitré délimitent de préférence un diaphragme. Selon l 'invention, l edit support comprend de préférence au moins un plan de blindage intogré en un matériau conducteur de l'électricité, s'étendant en dessous dudit composant optique, et des colonnes intogrces de blindage en un matériau conducteur de l'électricité, débouchant sur sa face frontale, et ledit couvercle vitré comprend de préférence une partie ou une couche de blindage en un matériau conducteur de l'électricité, relice électriquement auxdites colonnes de blindage dudit support. Selon l'invention, ledit couvercle vitré est de préférence fixce sur ledit support par une colle conductrice de l'électricité réalisant sa liaison électrique entre entre eux. Selon une exécution de l'invention, ledit couvercle vitré comprend une cuvette en un matériau conducteur de l'électricité. Selon une autre exécution de l'invention, ledit couvercle vitré comprend une vitre dont une face est recouverte au moins partiellement d'une couche de blindage en un matériau conducteur de l'électricité ménageant une ouverture située en face dudit capteur optique. Selon une autre exécution de l'invention, ledit couvercle vitré comprend une plaque en un matériau conducteur de l'électricité, qui présente une ouverture située en face dudit capteur optique et obstruce par une vitre. 1 La présente invention sera mieux comprise à l'étude de différents boîtiers semi-conducteurs optiques décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel: - la figure 1 représente une coupe d'un premier boitier semi conducteur optique selon la présente invention; - la figure 2 représente une vue de dessus, vitre enlevoe, du boîtier semi-conducteur optique de la figure 1; - la figure 3 représente une vue de dessus du boîtier semi conducteur optique de la figure 1; - la figure 4 représente une coupe d'un second boîtier semi conducteur optique selon la présente invention; - la figure 5 représente une vue de dessus, vitre enlevoe, du boîtier semi-conducteur optique de la figure 1; - la figure 6 représente une coupe d'un troisième boîtier semi-conducteur optique selon la présente invention; - et la figure 7 représente une coupe d'un quatrième boîtier semi-conducteur optique selon la présente invention. En se reportant aux figures 1 à 3, on voit qu'on a représenté un boîtier semi-conducteur optique 1 qui comprend un support 2 de forme parallélipipédique et plat, dans une face duquel est ménagé un évidement en creux 3, de telle sorte que ce support 2 présente, autour de cet évidement, une face frontale annulaire 4. Le boîtier optique 1 comprend en outre un couvercle vitré constitué par une vitre transparente 5 dont la périphérie de la face arrière est en appui et fixée contre la face frontale 4 du support 2, par exemple par une colle. Ainsi, le support 2 et la vitre 5 délimitent une cavité étanche d'encapsulation 6. Dans cette cavité 6 est disposé un composant semi conducteur optique 8. La face arrière du composant optique 8 est fixée, par exemple par une colle, contre le fond 7 de l'évidement 3 du support 2 et sa face avant 9, qui s'étend à distance et parallèlement à la vitre 5, présente, dans sa partie centrale, un capteur optique 10 couvrant par exemple une zone carrce. s 1 Le support 2, constitué par exemple en une matière organique ou céramique multi-couches, présente un réscau interne 11 d'inter-connexion électrique. Ce réseau 11 relie des plots internes 12 placés et répartis sur la paroi de l'évidement 3 du support 2, à distance et à la périphérie du composant optique 8, et des plots externes 13 de connexion électrique extérieure placés et répartis sur la face arrière 14 du support 2. Le composant optique 8 présente sur sa face avant 9, à faible distance de sa périphérie et à distance du capteur optique 1O, des plots avant 15 de connexion électrique. Les plots internes 12 du support 2 et les plots avant 15 du composant optique 9 sont reliés par des fils électriques 16 dont les extrémités sont soudées sur ces plots. Le composant optique 8 peut ainsi être relié à un organe électrique extérieur au travers du support 2, via le réscau 11 et les fils électriques 16. Le boîtier 1 comprend en outre une lentille optique 17 disposée dans la cavité 6, entre la vitre 5 et le capteur optique 10. Cette lentille 17 est fixée dans une bague 18, par exemple cylindrique, dont l'axe s'étend perpendiculairement à la face avant 9 du composant optique 8 et dont le bord annulaire d'extrémité arrière 19 est fixé par exemple par une colle sur cette face avant 9, entre la zone constituant le capteur optique 10 et les plots avant 15, le bord annulaire d'extrémité avant 20 de la bague 18 étant à faible distance de la vitre 5 ou en contact avec cette dernière. Par ailleurs, la face avant de la vitre 5 est recouverte d'une couche opaque 21, ménageant une ouverture 22 dans sa partie situce en face de la lentille 17 de facon à constituer un diaphragme. Ainsi, la lumière extérieure passe au travers du diaphragme 22, de la vitre 5 dans sa partie correspondante, au travers de la lentille 17 par l'intérieur de la bague 18, pour enfin atteindre le capteur optique , le capteur optique 8 pouvant délivrer les signaux électriques correspondants à l'extérieur sur les plots extérieurs 16 via les fils électriques 16 et le réscau 11 du support 2. 1 Le b o îtier semi- co n ducteur optiqu e 1 p eut être fabriqué de la manière suivante. Disposant du support 2, on fixe par une colle adaptée la face arrière du composant semi-conducteur optique 8 sur le fond 7 de son évidement 3. On relie électriquement le support 2 au composant optique 8 en soudant les extrémités des fils 16 sur leurs plots 12 et 15. On fixe par l'intermédiaire d'une colle adaptée la bague 18 préalablement munie de la lentille 17 sur la face avant 9 du composant optique 8, la position souhaitée de la lentille 17 par rapport au capteur optique 10 étant ainsi directement obtenue. Enfin, on installe et on fixe grâce à une colle adaptée la vitre 5 munie de la couche 21 sur la face frontale 4 du support 2. En se reportant aux figures 4 et 5, on voit qu'on a 1S représenté un boîtier semi-conducteur optique 23 qui ne se différencie du boîtier semiconducteur optique 1 décrit en référence aux figures 1 à 3, uniquement par le fait qu'il comprend des moyens de blindage électromagnétique 24, électriquement isolés du réscau de connexion électrique 11 du support 2. Pour celà, le support 2 comprend en outre un plan intégré en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple métallique, qui s'étend parallèlement à sa face arrière 14 et une multiplicité de colonnes intégrces 26 en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple métallique, qui sont réparties dans le volume périphérique du support 2 et qui sont reliées au plan conducteur 25. Ces colonnes conductrices 26 débouchent sur la face frontale 4 du support 2 et au moins une de ces colonnes débouche sur la face arrière 14 du support 2 de façon à constituer au moins un plot de connexion électrique extérieure 27. Dans le support 2, le plan conducteur intogré 25 et les colonnes conductrices intogrces 26 sont agencés de façon à ne pas être en contact avec le réseau intogré d'inter-connexion 11. En particulier, le plan conducteur 25 présente des passages traversants 28 au travers desquels passent les lignes d'interconnexion du réseau 11. 1 En outre, la vitre 5 porte, sur sa face arrière tournce vers la cavité 6, une couche opaque 29 en un matériau conducteur de l'électricité, sauf dans sa partie situce en face de la lentille 17 de façon à constituer le diaphragme 22, la couche extérieure 21 de l'exemple S précédent pouvant être supprimoe. Avantageusement, la périphérie de la vitre 5 est fixce sur la face frontale 4 du support 2 grâce à une colle conductrice de l'électricité de telle sorte que la couche conductrice 29 portée par la vitre 5 est relice électriquement aux colonnes conductrices 4 du support 2. Il résulte de ce qui précède qu'en reliant le plot extérieur 27 à une masse, de préférence indépendante de la masse du composant optique 8, les moyens de blindage 24 constitués par le plan conducteur , les colonnes conductrices 26 et la couche conductrice 29 constituent une cage d'isolation électromagnétique du composant semi-conducteur optique 8. Dans cette variante, un anneau de jonction 18a est interposé entre le bord annualaire avant 20 de la bague 18 et la face arrière de la vitre 5, autour du diaphragme 22. En se reportant à la figure 6, on voit qu'on a représenté un bo^tier semiconducteur optique 30 qui se différencie du bo^tier semi conducteur optique 23 décrit en référence aux figures 4 et 5 uniquement par le fait que la vitre 5 munie de la couche conductrice 29 est remplacce par un couvercle vitré 31 qui comprend une plaque opaque 32 en un matériau conducteur de l'électricité, par exemple en métal, qui présente une ouverture 33 situce en face de la lentille 17 et constituant le diaphragme 22 précité, cette ouverture 33 étant obstruce par une vitre transparente 34 dont la périphérie est par exemple collée sur la plaque 32. Comme dans l'exemple précédent, la périphérie de la plaque 32 est fixce sur la face frontale 4 du support 2 par l'intermédiaire d'une colle conductrice de telle sorte qu'elle est relice électriquement aux colonnes conductrices 26. En se reportant à la figure 7, on voit qu'on a représenté un boîtier semiconducteur 35 qui se différencie de ceux décrits dans les exemples précédents par le fait que son support d'inter-connexion 36, 1 correspondant au support d'inter-connexion 2, est constitué par une plaque plate dont la face avant 37 porte le composant semi-conducteur optique 8 et présente les plots internes 15. Ce boîtier optique 35 comprend un couvercle vitré 38 en S forme de cuvette dont le bord est fixé sur la face avant 37 de la plaque 36 de facon à délimiter la cavité étanche 6. Le fond de cette cuvette 38 est constituce de la plaque 32 et de la vitre 34 décrite en référence à la figure 6 et sa paroi latérale 39 est constituée par un prolongement périphérique de cette plaque 32 dont le bord 40 est fixé sur la face avant 37 de la plaque 36 par une colle conductrice de facon à être reliée électriquement aux colonnes conductrices 26 intégrces dans le support 36. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci dessus décrits. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexces. 1 REVENDICATIONS 1. Boîtier semi-conducteur optique comprenant un compo s ant semi conducteur optique dont un e face av ant prés ente un capteur optique, et des moyens d'encapsulation délimitant une cavité S dans laquelle est disposé ledit composant optique et présentant des moy ens de connexion él ectrique extérieure de ce compo s ant s emi conducteur optique, lesdits moyens d'encapsulation comprenant une vitre laissant passer la lumière vers ledit capteur optique, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une lentille optique (17) placce dans ladite cavité (6), entre ledit capteur optique (10) et ladite vitre (5), et des moyens de support (18) de cette lentille. 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de support (18) de ladite lentille sont fixés sur la face avant (9) dudit composant optique (8), à l'extérieur dudit capteur optique (10). 3. Boîtier selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de support de ladite lentille comprennent une bague annulaire (18) dans laquelle est fixée ladite lentille (17) et dont l'extrémité arrière est fixce sur la face avant dudit composant optique (8), à l'extérieur dudit capteur optique (10). 4. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de support de ladite lentille comprennent un anneau de jonction (18a) interposé entre le bord avant de ladite bague annulaire (18) et lesdits moyens d'encapsulation (5). 5. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulation comprennent un diaphragme (22). 6. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulation comprennent des moyens de blindage électromagnétique (24) en un m atéri au con ducteur de l ' électricité, connectable extérieurement, ces moy ens de b l indage ét ant isolés él ectriqu em ent desdits m oy ens de connexion électrique (11) dudit composant optique (8). 1 7. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulation comprennent un support (2; 36) et un couvercle vitré (5; 31; 38) fixé sur une face frontale (4; 37) de ce support, qui délimitent entre eux ladite cavité (6), ledit composant optique (8) étant fixé sur ce support et ce dernier présentant un réseau de connexion électrique extérieure (11) de ce composant optique. 8. Bo^itier selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit support (2) présente une partie en creux (3) entource par une partie annulaire et au fond (7) de laquelle ledit composant optique (8) est fixé, et ledit couvercle vitré comprend une plaque vitrée (5; 31) dont la partie périphérique est fixce sur la face frontale (4) de ladite partie annulaire dudit support. 9. Boîtier selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit support est en forme de plaque (36) et ledit couvercle vitré est en forme de cuvette (38) dont le bord périphérique est fixé sur la face frontale (37) de cette plaque et qui présente une ouverture obstruce par ladite vitre (34). 1O. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que ledit support (2; 36) et ledit couvercle vitré (5; 31; 38) comprennent des parties de blindage en un matériau conducteur de l'électricité, relices entre elles dans la zone de la face frontale (4) dudit support. 11. Boîtier selon la revendication 1O, caractérisé par le fait que lesdites parties de blindage (21; 32; 38) dudit couvercle vitré délimitent un diaphragme (22). 12. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait que ledit support comprend au moins un plan intogré de blindage (25) en un matériau conducteur de l'électricité, s'étendant en dessous dudit composant optique, et des colonnes intogrc es de bl ind age (26) en un m atériau conducteur de l ' é lectricité, débouchant sur sa face frontale (4; 37), et que ledit couvercle vitré comprend une partie ou une couche de blindage (21; 32; 39) en un matériau conducteur de l'électricité, reliée électriquement auxdites 1 colonnes de blindage dudit support. 13. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que ledit couvercle vitré est fixce sur ledit support par une colle conductrice de l'électricité réalisant sa liaison électrique entre entre eux. 14. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que ledit couvercle vitré comprend une cuvette (32, 39) en un matériau conducteur de l'électricité, qui présente une ouverture situce en face dudit capteur optique et obstruée par ladite vitre (34). 15. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que ledit couvercle vitré comprend une vitre (5) dont une face est recouverte au moins partiellement d'une couche de blindage (21) en un matériau conducteur de l'électricité ménageant une ouverture (22) situce en face dudit capteur optique. 16. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé par le fait que ledit couvercle vitré comprend une plaque (32) en un matériau conducteur de l'électricité, qui présente une ouverture située en face dudit capteur optique et obstruce par ladite vitre (34).