Brevet FR2977714A1 — publié le 20130111

GRB11-1613FR 1 Boîtier électronique optique La présente invention concerne le domaine des boîtiers électroniques comprenant par exemple des dispositifs électroniques optiques. On connaît un boîtier électronique qui comprend une plaque de montage, une première puce de circuits intégrés munie d'un premier détecteur optique, une seconde puce de circuits intégrés munie d'un second détecteur optique, et une troisième puce de circuits intégrés munie d'un émetteur optique, ces trois puces étant collées sur la plaque de montage. Un couvercle opaque est collé sur la périphérie de la plaque de montage et isole optiquement chacune des puces grâce à l'existence de trois chambres séparées. Le couvercle présente trois ouvertures séparées, aménagées en face des trois éléments optiques précités et munies de trois plaques transparentes de protection. Ce boîtier électronique connu nécessite l'usage d'une plaque de montage et la fabrication d'un couvercle spécialement dimensionné, engendre de nombreuses étapes de montage et des difficultés de connexion électrique extérieure des puces de circuits intégrés et présente des grandes dimensions en rapport avec la taille des puces de circuits intégrés. La présente invention a pour but de proposer un boîtier électronique généralement plus simple et en conséquence moins coûteux. I1 est proposé un boîtier électronique qui comprend : une plaquette de substrat présentant une face avant et une face arrière et présentant un passage traversant comprenant une fenêtre avant et une cavité borgne vers l'avant et communiquant latéralement avec ladite fenêtre ; et une puce de circuits intégrés réceptrice présentant une face avant montée sur la face arrière de la plaquette de substrat et comprenant, dans cette face avant, au moins un capteur optique de rayonnement lumineux situé en face de ladite cavité. Le boîtier électronique comprend en outre : un moyen transparent d'encapsulation s'étendant au-dessus dudit capteur optique et remplissant au moins partiellement ledit passage traversant ; et une puce de circuit intégrés émettrice noyée dans ledit moyen transparent d'encapsulation et comprenant, dans une face avant, un émetteur optique de rayonnement lumineux. La puce de circuits intégrés émettrice peut être montée sur la face avant de la plaquette de substrat, à proximité dudit passage traversant. La puce de circuits intégrés émettrice peut être installée dans ledit passage traversant et montée sur la face avant de la puce de circuits intégrés réceptrice, sur une zone située en face de ladite fenêtre. Un anneau d'étanchéité peut être prévu entre la plaquette de substrat et la puce de circuits intégrés réceptrice, autour dudit passage traversant. I1 est proposé un boîtier électronique qui comprend : une plaquette de substrat présentant une face avant et une face arrière et présentant un passage traversant principal et un passage traversant secondaire, ce passage traversant secondaire comprenant une fenêtre avant et une cavité borgne vers l'avant et communiquant latéralement avec ladite fenêtre ; et une puce de circuits intégrés réceptrice présentant une face avant montée sur la face arrière de la plaquette de substrat et comprenant, dans cette face avant, un capteur optique principal de rayonnement lumineux situé en face dudit passage traversant principal et un capteur optique de rayonnement lumineux situé en face de ladite cavité. Le boîtier électronique comprend en outre : un moyen transparent d'encapsulation s'étendant au-dessus dudit capteur optique secondaire et remplissant au moins partiellement ledit passage traversant secondaire ; et une puce de circuit intégrés émettrice noyée dans ledit moyen transparent d'encapsulation et comprenant, dans une face avant, un émetteur optique de rayonnement lumineux. La puce de circuits intégrés émettrice peut être montée sur la face avant de la plaquette de substrat, à proximité dudit passage traversant secondaire. La puce de circuits intégrés émettrice peut être installée dans ledit passage traversant secondaire et montée sur la face avant de la puce de circuits intégrés réceptrice, sur une zone située en face de ladite fenêtre. Des anneaux d'étanchéité peuvent être prévus entre la plaquette de substrat et la puce de circuits intégrés réceptrice, autour desdits passages traversants. Une plaque transparente peut être prévue au-dessus dudit capteur principal. Des éléments de connexion électrique peuvent être prévus entre la plaquette de substrat et la puce de circuits intégrés réceptrice. Une matière d'encapsulation peut être prévue entre la plaquette de substrat et la puce de circuits intégrés réceptrice. La plaquette de substrat peut comprendre un réseau de connexion électrique relié auxdites puces de circuits intégrés et est munie d'éléments de connexion électrique extérieure. I1 est également proposé un téléphone portable ou mobile comprenant, intérieurement, un boîtier électronique, dans lequel la coque du téléphone présente au moins une ouverture située au moins en face d'au moins l'un desdits passages traversants. Des boîtiers électroniques selon la présente invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples non limitatifs, illustrés par le dessin annexé dans lequel : - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un boîtier électronique selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue de dessus du boîtier électronique de la figure 1 ; - les figures 3 à Io représentent des étapes de fabrication du boîtier électronique de la figure 1 ; - la figure 11 représente une coupe longitudinale d'une variante de réalisation du boîtier électronique de la figure 1 ; et - la figure 12 représente une vue de dessus du boîtier électronique de la figure 11. Comme illustré sur les figures 1 et 2, un boîtier électronique 1 comprend une plaquette opaque de substrat 2 qui présente des faces avant et arrière 3 et 4 opposées et qui comprend une matière électriquement isolante 2a et un réseau intégré de connexion électrique 5 permettant de réaliser des connexions électriques d'une face à l'autre et au niveau des faces 3 et 4. Le boîtier électronique 1 comprend une puce de circuits intégrés réceptrice 6 dont une face avant 7 est à distance de la face arrière 4 de la plaquette de substrat 2 et est montée sur cette face arrière 4 par l'intermédiaire d'une pluralité d'éléments de connexion électrique 8 qui assurent une connexion électrique entre des plots avant de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 et des plots arrière du réseau de connexion électrique 5. La puce de circuits intégrés réceptrice 6 comprend, dans sa face avant 7 et sur des zones espacées, un capteur optique intégré principal de rayonnement lumineux 9 et un capteur optique intégré secondaire de rayonnement lumineux 10, espacés l'un par rapport à l'autre. Selon un exemple particulier de réalisation, la plaquette de substrat 2 est rectangulaire et la puce de circuits intégrés 6 est rectangulaire et s'étend longitudinalement selon l'axe longitudinal de la plaquette de substrat 2, les capteurs optiques 9 et 10 étant placés selon l'axe longitudinal de la plaquette de substrat 2. Au-dessus et en face du capteur optique principal 9, la plaquette de substrat 2 présente un passage traversant principal 11, la traversant directement d'arrière en avant, qui est plus grand que la zone de ce capteur optique principal 9 et qui déborde de tous les côtés. Dans l'espace séparant la face arrière de la plaquette de substrat 2 et la face avant de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 et autour du passage traversant principal 11, est aménagé, optionnellement, un anneau d'étanchéité 12. Sur la face avant de la plaquette de substrat 2 est fixée, par exemple par collage, une plaque transparente 13, par exemple en verre, qui recouvre le passage traversant principal 11 et est légèrement plus grande que ce dernier. Au-dessus du capteur optique principal 9, la plaquette de substrat 2 présente un passage traversant secondaire 14 qui comprend une partie 15 qui traverse directement d'arrière en avant la plaquette de substrat ouverte vers l'avant et qui est décalée latéralement par rapport au capteur optique secondaire 10 et une partie 16 en forme de cavité, ouverte vers l'arrière, borgne vers l'avant, formée au-dessus et en face du capteur optique secondaire 10 et communiquant latéralement avec la partie 15, de telle sorte que le passage traversant secondaire 14 forme une fenêtre avant 15a ouverte vers l'avant et décalée latéralement par rapport au capteur optique secondaire 10. Le boîtier électronique 1 comprend également une puce de circuits intégrés émettrice 17 dont la face arrière est montée, par exemple par collage, sur la face avant 3 de la plaquette de substrat 2, à proximité du bord de la fenêtre 15a du passage traversant secondaire 14, et qui comprend, dans sa face avant 18, un émetteur intégré optique 19. La puce de circuits intégrés émettrice 17 est reliée au réseau de connexion électrique 5 par des moyens qui comprennent au moins un fil de connexion électrique 20 qui relie un plot 21 de la face avant de la puce de circuits intégrés émettrice 17 et un plot 22 de la face avant 3 de la plaquette de substrat 2. Dans l'espace séparant la face arrière de la plaquette de substrat 2 et la face avant de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 et autour du passage traversant secondaire 14, est aménagé, optionnellement, un anneau d'étanchéité 23. Le boîtier électronique 1 comprend en outre un bloc transparent d'encapsulation 24 qui remplit le passage traversant secondaire 14 et s'étend jusqu'à la face avant 7 de la puce de circuits intégrés réceptrice 6, à l'intérieur de l'anneau d'étanchéité 23, et qui déborde vers l'avant, en saillie sur la face avant 3 de la plaque de substrat 2, en noyant la puce de circuits intégrés émettrice 17 et le fil de connexion électrique 20. L'espace séparant la face arrière de la plaquette de substrat 2 et la face avant de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 et autour des anneaux d'étanchéité 12 et 23, est rempli d'une matière d'encapsulation et de renforcement 25 jusqu'aux anneaux d'étanchéité 12 et 23. Les anneaux d'étanchéité 12 et 23 et/ou la matière 25 sont opaques. Pour relier électriquement le boîtier électronique 1 à un autre composant tel qu'une plaque de circuits imprimés (non représentée), la face arrière 4 de la plaquette de substrat 2 peut être munie d'éléments métalliques de connexion électrique 26, tels que des billes, placés sur des plots arrière du réseau de connexion électrique 5. Le boîtier électronique 1 fonctionne de la manière suivante. Le rayonnement lumineux émis par l'émetteur optique 19 de la puce de circuits intégrés émettrice 17 est émis dans la matière du bloc transparent d'encapsulation 24, se diffuse dans ce bloc 24 et est diffusé vers l'extérieur au travers de la face frontale du bloc transparent d'encapsulation 24. Le rayonnement lumineux se diffusant dans la matière du bloc transparent d'encapsulation 24 atteint aussi le capteur optique secondaire 10 de la puce de circuits intégrés réceptrice 6. Par ailleurs, le capteur optique principal 9 de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 reçoit le rayonnement lumineux extérieur au travers de la plaque transparente 13. Ainsi, le capteur optique secondaire 10 de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 reçoit du rayonnement lumineux majoritairement issu de l'émetteur optique 19 et accessoirement issu de l'extérieur par la fenêtre avant décalée 15a, le signal issu du capteur optique secondaire 10 pouvant former une référence pour l'analyse du signal issu du capteur optique principal 9 de la puce de circuits intégrés réceptrice 6. I1 résulte de ce qui précède que le boîtier électronique 1 peut être utilisé à titre de détecteur de proximité. Le boîtier électronique 1 peut être issu d'une fabrication collective que l'on va maintenant décrire. Comme illustré sur les figures 3 et 4, on dispose d'une plaque collective de substrat 27 présentant des faces avant et arrière 28 et 29, et présentant une pluralité d'emplacements adjacents 30 établis selon une matrice et correspondant à une pluralité de boîtiers électroniques 1 à réaliser. Dans chaque emplacement 30, la plaque collective de substrat 33 comprend un réseau de connexion électrique 5. On dispose également d'une pluralité de puces de circuits intégrés réceptrice 6, à monter sur la plaque collective de substrat 27, sur les emplacements 30. On réalise, dans chaque emplacement, un passage traversant principal 11 et un passage traversant secondaire 14, en des endroits tels que les capteurs optiques 9 et 10 d'une puce de circuits intégrés réceptrice 6 puissent être disposés comme décrit précédemment. Le passage traversant principal 11 peut être réalisé par une opération de perçage simple. Pour réaliser le passage traversant secondaire 14, on réalise tout d'abord une opération de perçage simple pour obtenir la partie 15, puis on réalise une opération de lamage par la face arrière 4 pour obtenir la cavité 16. Puis, comme illustré sur la figure 5, on installe dans chaque emplacement 30 une puce de circuits intégrés réceptrice 6, dans la position décrite précédemment, en mettant en place les éléments de connexion électrique 8 et les joints d'étanchéité 12 et 23. Puis, comme illustré sur la figure 6, on injecte dans chaque emplacement 30 une matière liquide qui, après durcissement, forme la matière d'encapsulation 25. Puis, comme illustré sur la figure 7, on monte dans chaque emplacement 30 une plaque transparente 13, on monte une puce de circuits intégrés émettrice 17 et on installe les fils de connexion électrique 20. Puis, comme illustré sur la figure 8, on dépose dans chaque emplacement 30 une ou plusieurs gouttes d'une matière liquide, par exemple une colle transparente qui peut durcir sous l'effet d'un 2977714 s rayonnement ultraviolet, qui, après durcissement, forme le bloc transparent d'encapsulation 24. Ensuite, comme illustré sur les figures 9 et 10, après avoir installé les éléments de connexion électrique 26, on réalise une 5 singularisation des différents boîtiers électroniques 1 en procédant à une découpe le long des bords des emplacements 30. Selon une variante de réalisation du boîtier électronique 1 de la figure 1, on pourrait réaliser un lamage arrière par la face arrière 4 de la plaquette de substrat 2 pour obtenir la cavité 16 borgne vers l'avant 10 et un lamage avant décalé par la face avant 3 de la plaquette de substrat 2 pour obtenir la fenêtre 15a, ce lamage avant étant borgne vers l'arrière et communiquant avec ledit lamage arrière, de façon à former le passage traversant 14. Selon une variante de réalisation illustrée sur les figures 11 et 15 12, la plaquette de substrat 2 présente, dans le passage principal 11, un lamage annulaire dans lequel la plaque transparente principale 13 est introduite au moins en partie. Selon une variante de réalisation, la plaque transparente principale 13 pourrait traverser le passage principal 11 et être fixée 20 sur la face avant 7 de la puce de circuits intégrés réceptrice 6 par l'intermédiaire d'une colle transparente. En outre, la puce de circuits intégrés émettrice 17 n'est plus sur la face avant 3 de la plaquette de substrat 2 mais est placée sur une zone 32 de la face avant 7 de la puce de circuits intégrés 6 adjacente 25 au capteur optique secondaire 10, en face de la fenêtre avant 15a du passage traversant secondaire 14. Alors, le bloc transparent d'encapsulation 24 peut remplir le passage traversant secondaire 14 et déborder vers l'avant dans une moindre mesure que précédemment ou ne pourrait remplir le passage traversant secondaire 14 que jusqu'à la 30 fenêtre 15a. Le dispositif électronique obtenu selon cette variante de réalisation peut présenter une épaisseur réduite et peut être fabriqué conformément à ce qui a été décrit précédemment. Le fonctionnement du dispositif électronique obtenu selon cette variante de réalisation est équivalent à celui de l'exemple précédent, sauf que le rayonnement lumineux émis par l'émetteur optique 19 de la puce de circuits intégrés émettrice 17 traverse la fenêtre 15a pour être émis vers l'extérieur. Selon une variante de réalisation, la puce de circuits intégrés émettrice 17 pourrait être fixée sur le fond du lamage avant précité. D'une manière générale, les différentes étapes de fabrication décrites peuvent être obtenues en mettant en oeuvre les moyens classiques utilisés dans le domaine de la microélectronique. Selon une variante de réalisation, la puce de circuits intégrés réceptrice pourrait être subdivisée en deux puces de circuits intégrés réceptrices comprenant respectivement les capteurs optiques 9 et 10 et munies respectivement, optionnellement, des anneaux d'étanchéité 12 et 23. Les boîtiers électroniques qui viennent d'être décrits pourraient être installés à l'intérieur de l'enveloppe ou de la coque d'un téléphone portable ou mobile présentant des ouvertures situées en face desdits passages traversants de façon à être situées en face des émetteurs optiques et des capteurs optiques principaux, de façon à former des détecteurs de proximité aptes à détecter la présence ou l'absence d'un objet ou d'une partie du corps humain, afin d'engendrer une commande particulière dans les circuits électroniques du téléphone. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Il est en particulier immédiat de combiner différemment des différentes dispositions des boîtiers électroniques décrits. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles, sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Boîtier électronique comprenant : une plaquette de substrat (2) présentant une face avant (3) et une face arrière (4) et présentant un passage traversant (14) comprenant une fenêtre avant (15a) et une cavité (16) borgne vers l'avant et communiquant latéralement avec ladite fenêtre ; une puce de circuits intégrés réceptrice (6) présentant une face avant montée sur la face arrière de la plaquette de substrat et comprenant, dans cette face avant, au moins un capteur optique de rayonnement lumineux (10) situé en face de ladite cavité (16) ; un moyen transparent d' encapsulation (24) s'étendant au-dessus dudit capteur optique (10) et remplissant au moins partiellement ledit passage traversant (14) ; et une puce de circuit intégrés émettrice (17) noyée dans ledit moyen transparent d'encapsulation (24) et comprenant, dans une face avant, un émetteur optique de rayonnement lumineux (19). 2. Boîtier selon la revendication 1, dans lequel la puce de circuits intégrés émettrice (17) est montée sur la face avant (3) de la plaquette de substrat (2), à proximité dudit passage traversant. 3. Boîtier selon la revendication 1, dans lequel la puce de circuits intégrés émettrice (17) est installée dans ledit passage traversant (14) et est montée sur la face avant (7) de la puce de circuits intégrés réceptrice (6), sur une zone (32) située en face de ladite fenêtre (15a). 4. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un anneau d'étanchéité (23) entre la plaquette de substrat (2) et la puce de circuits intégrés réceptrice (6), autour dudit passage traversant. 5. Boîtier électronique comprenant une plaquette de substrat (2) présentant une face avant (3) et une face arrière (4) et présentant un passage traversant principal (11) et un passage traversant secondaire (14), ce passage traversantsecondaire (14) comprenant une fenêtre avant (15a) et une cavité (16) borgne vers l'avant et communiquant latéralement avec ladite fenêtre ; une puce de circuits intégrés réceptrice (6) présentant une face avant montée sur la face arrière de la plaquette de substrat et comprenant, dans cette face avant, un capteur optique principal (9) de rayonnement lumineux situé en face dudit passage traversant principal (11) et un capteur optique de rayonnement lumineux (10) situé en face de ladite cavité (16) ; un moyen transparent d' encapsulation (24) s'étendant au- dessus dudit capteur optique secondaire (10) et remplissant au moins partiellement ledit passage traversant secondaire (14) ; et une puce de circuit intégrés émettrice (17) noyée dans ledit moyen transparent d'encapsulation (24) et comprenant, dans une face avant, un émetteur optique de rayonnement lumineux (19). 6. Boîtier selon la revendication 5, dans lequel la puce de circuits intégrés émettrice (17) est montée sur la face avant (3) de la plaquette de substrat (2), à proximité dudit passage traversant secondaire (14). 7. Boîtier selon la revendication 5, dans lequel la puce de circuits intégrés émettrice (17) est installée dans ledit passage traversant secondaire (14) et est montée sur la face avant (7) de la puce de circuits intégrés réceptrice (6), sur une zone (32) située en face de ladite fenêtre (15a). 8. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, comprenant des anneaux d'étanchéité (12, 23) entre la plaquette de substrat (2) et la puce de circuits intégrés desdits passages traversants (11, 14). 9. Boîtier selon l'une quelconque desréceptrice (6), autour revendications 5 à 8, (13) située au-dessus dudit l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des éléments de connexion électrique (8) entre la plaquette de substrat (2) et la puce de circuits intégrés réceptrice (6). comprenant une plaque transparente capteur principale (9). 10. Boîtier selon 11. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une matière encapsulation (25) entre la plaquette de substrat (2) et la puce de circuits intégrés réceptrice (6). 12. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette de substrat (2) comprend un réseau de connexion électrique (5) relié auxdites puces de circuits intégrés (6, 17) et est munie d'éléments de connexion électrique extérieure (26). 13. Téléphone portable ou mobile comprenant, intérieurement, un boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la coque du téléphone présente au moins une ouverture située au moins en face d'au moins un desdits passages traversants.