用于生产器件的高精度对准方法和器件与流程

详细说明了以高精度对准的器件。还详细说明了一种用于生产器件的方法，特别是用于生产以高精度对准的器件的高精度对准方法。

背景技术：

1、发射辐射的部件(例如激光器)到耦合元件的高精度调整可以在无源状态下(即不运行该部件的情况下)进行，或者在有源状态下(即在该部件运行期间)进行。如果在有源状态下将部件调整到耦合元件，则由部件发射的辐射可以在该调整中使用。在这个过程中，经常使用允许快速固化的互连材料。特别地，使用uv粘合剂。然而，这个uv粘合剂与各种缺点相关，例如差的热和电连接或有机材料对器件的污染。

2、当在关闭状态下调整部件时，该部件可以被对准，但是在经由相机和检测单元进行高水平技术工作的情况下。然而，这样的过程只允许部件对准的串行顺序。因此，一般来说，对准是针对每个部件单独执行的。这导致各种缺点，例如长的过程时间和重复加热，例如用于将部件固定(特别是焊接)到耦合元件。因此，已经紧固的部件潜在地反复经受在另外的部件的紧固过程期间产生的应力。

技术实现思路

1、一个目的是详细说明一种可靠的、简化的和节省成本的用于生产器件的方法，特别是用于器件的一个部件或多个部件的高精度对准。另一目的是详细说明一种以高精度对准的器件。

2、这些目的通过根据独立权利要求的用于生产器件的方法以及通过根据另一独立权利要求的器件来实现。该器件或该方法的另外的实施例和发展形成了从属权利要求的主题。

3、根据方法的至少一个实施例，耦合元件被提供了至少一个预定义耦合点或多个预定义耦合点。耦合元件可以由塑料形成，例如由聚合物或玻璃形成。例如，由聚合物制成的耦合元件用于耦合红外激光辐射。由玻璃制成的耦合元件可以用于耦合可见辐射，特别是可见激光辐射。特别地，耦合元件由对辐射不可透过的材料或至多对辐射半透过的材料形成。

4、耦合元件可以包括例如(多个)光导电缆形式的一个光导或多个光导。光导可以嵌入在耦合元件的材料中。特别地，光导光学耦合到耦合点之一。例如，光导从耦合点延伸到耦合元件的辐射发射面。耦合元件可以是plc元件(planarlightwave circuit element，平面光波电路元件)。作为该光导或多个光导的替代或补充，器件包括透镜或其他光学元件是可能的。透镜或其他光学元件特别是位于耦合点处和/或器件的辐射发射面处。耦合元件本身可以是透镜或光学元件。耦合元件可以由玻璃形成。当例如借助于玻璃模制来产生耦合元件时，可以生产对耦合点进行标记的结构。

5、根据该方法的至少一个实施例，以与耦合元件的预定义耦合点临时大致对准的方式来布置至少一个部件。该部件包括去耦点，所述去耦点大致以耦合元件的预定义耦合点对准。当去耦点和预定义耦合点特别是被布置成在空间上彼此偏移(例如横向和/或竖直偏移)时，就是这种情况。该部件例如尚未永久地机械固定连接到耦合元件。特别地，仅在部件的去耦点与耦合元件的耦合点精确对准之后，才将部件永久地固定紧固到耦合元件。如果去耦点与耦合点精确对准，则从部件发射的辐射可以直接耦合到耦合元件中，例如直接耦合到耦合元件的光导中。特别地，部件的去耦点直接邻接(adjoin)耦合元件的耦合点。

6、部件的去耦点特别地是部件的辐射发射面。部件可以是发射辐射的半导体芯片，例如发光二极管或者激光芯片。可能的是，多个这样的部件被分别布置成与相应的预定义耦合点大致对准。

7、根据该方法的至少一个实施例，通过辅助自对准将部件(特别是该部件的去耦点)引导到耦合元件的预定义耦合点。可能的是，通过与耦合元件的预定义耦合点的辅助自对准来在共同的方法步骤中同时引导多个部件。

8、例如，自对准过程描述了一种过程，通过该过程，器具(在这种情况下是部件)自动达到正确的对准或位置。在自对准的情况下，可以自动实现部件的正确对准或位置，特别是部件的去耦点与耦合元件的耦合点的正确对准。在辅助自对准的情况下，可以通过附加的力作用来启动、保持或加速部件的自对准的过程。例如，通过利用力在对准材料上的作用来辅助自对准，由此部件(特别是该部件的去耦点)移动到耦合元件的预定义耦合点。因此，部件的去耦点可以被精确地调整到耦合元件的预定义耦合点。对准材料可以嵌入在部件中，或者间接或直接附着或紧固到部件。

9、根据该方法的至少一个实施例，在执行辅助自对准之后，该部件或多个部件被永久地紧固到耦合元件。由此固定了部件的去耦点与耦合元件的相关耦合点的相对位置。例如，通过加热互连材料和/或通过冷却互连材料，将部件永久紧固到耦合元件。特别地，互连材料在中间阶段可以处于液体聚集状态。

10、互连材料可以是导电的。例如，互连材料不同于对准材料。在这种情况下，对准材料仅用于调整部件，并且不在部件和去耦元件之间形成固定的永久连接。例如，互连材料是焊接材料。然而，还可能的是，互连材料和对准材料部分地由相同的材料形成。还可能的是，对准材料不仅用于使部件对准，而且同时用于将部件永久固定到耦合元件。在后一种情况下，互连材料和对准材料可以由相同的材料形成。还可能的是，将例如以uv粘合剂或热粘合剂形式的附加的互连材料用于将部件永久地固定到耦合元件。

11、在方法的至少一个实施例中，为耦合元件提供了至少一个预定义耦合点。至少一个部件被布置成与预定义耦合点临时对准，其中该部件包括去耦点，该去耦点大致与耦合元件的预定义耦合点对准。执行部件与预定义耦合点的辅助自对准，其中该自对准通过利用力在嵌入部件中或附着到部件的对准材料上的作用来加以辅助。通过辅助自对准，部件的去耦点移动到耦合元件的预定义耦合点并加以调整。特别地，在执行了辅助自对准之后，部件被永久地固定到耦合元件。

12、通过借助于对准材料来执行部件的辅助自对准，将部件的去耦点自动地并且以简单和精确的方式引导到耦合元件的指定耦合点。当去耦点例如邻接耦合点，特别是直接邻接耦合点时，去耦点被调整到耦合点或精确地与耦合点对准。可以针对多个部件同时执行辅助自对准的过程。特别地，在同时执行这些部件的对准之前，多个部件可以布置成与耦合元件的预定义耦合点临时对准。由此减少了过程时间并且因此还减少了产品成本。

13、部件还可以在关闭状态下并且在没有附加技术对准装置(例如相机和检测单元)的情况下以高精度对准。在执行辅助自对准之后，即在将部件调整到指定的耦合点之后，可以通过将连接层加热一次而将例如多个部件同时紧固到耦合元件。与其中部件相继固定到耦合元件的情况相比，同时固定到耦合元件的部件特别是仅一次经受高温，并且因此仅一次经受通过互连材料的加热和冷却产生的应力。

14、根据该方法的至少一个实施例，对准材料对磁场作出反应，其中通过利用磁力的作用来辅助部件与预定义耦合点的自对准。对准材料可以直接紧固到部件。例如，对准材料可以是部件的外层或内层。可能的是，对准材料完全嵌入在部件内部。

15、特别地，通过磁吸引或磁排斥来进行部件的对准。部件可以通过永久或电生成的磁场被引导(例如牵引)到对应的耦合点中，例如到耦合元件的对应结构中。部件的至少部分区域可以包括磁属性。例如，部件包括铁磁材料、永久或电纳米磁体或微磁体。当执行部件的辅助自对准时，对准材料或互连材料可以以液体形式存在，或者例如通过加热变形或液化。

16、根据该方法的至少一个实施例，对准材料是金属材料。特别地，对准材料不同于永磁材料。当辅助部件的自对准时利用磁力的作用，由此由于磁力在金属对准材料上的作用，部件移动到预定义耦合点。例如，可以施加外部电磁场，由此特别是由于磁吸引，部件移动到预定义耦合点。

17、根据该方法的至少一个实施例，对准材料是永磁材料。当辅助部件的自对准时利用磁力的作用，由此由于磁力在永磁对准材料上的作用，部件移动到预定义耦合点。例如，可以施加外部电磁场。在永磁材料的情况下，还可能的是，使用不同于永磁材料的铁磁金属来代替外部电磁场。例如，包含铁、钴或镍的这样的金属吸引永磁对准材料，并且可以将部件引导到预定义耦合点。

18、根据该方法的至少一个实施例，对准材料是电磁体。当辅助部件的自对准时利用磁力的作用，由此由于磁力在电磁体上的作用，部件移动到预定义耦合点。电磁体可以是电线圈。

19、根据该方法的至少一个实施例，通过利用毛细管力的作用和/或通过使对准材料转移来辅助部件与预定义耦合点的自对准。特别地，对准材料暂时处于液态。在对准材料部分或全部转移之前，对准材料例如直接邻接部件。部件由于对准材料的转移而被带走，并且由此可以到达预定义耦合点。对准材料的转移特别是由毛细管力的作用引起，可选地在重力的附加辅助的情况下。

20、根据该方法的至少一个实施例，耦合元件包括至少一个对准通道。对准材料通过对准通道部分或全部转移，由此由于对准材料的转移而移动部件，并且将部件的去耦点引导到耦合元件的预定义耦合点。

21、辅助自对准可以通过对准材料的主动或被动转移来执行，该对准材料同时可以用作互连材料。对准材料处于液体聚集体状态或者被液化，并且可以在限定的方向上流动并流过转移结构，该转移结构特别是以对准通道的形式。

22、可以通过耦合元件的结构化(例如以停止结构的形式)来预先确定部件的预定义精确位置。对准材料的转移可以被动地执行，特别是排他地或基本上通过毛细管作用和可能地通过重力的作用；或者主动地执行，特别是基本上或附加地通过磁吸引或通过负压或通过吸力。

23、例如，对准通道在竖直或横向方向上延伸穿过耦合元件。因此，对准通道可以被设计用于对准材料的转移，例如用于对准材料的部分或全部转移。

24、横向方向应理解成意指特别是平行于耦合元件的主延伸表面延伸的方向。竖直方向应理解成意指特别是垂直于耦合元件的主延伸表面定向的方向。竖直方向和横向方向彼此成直角。例如，耦合元件包括位于耦合元件的侧表面上的辐射发射面或辐射发射点，特别是位于耦合元件的在竖直方向上延伸的侧表面上。特别地，辐射发射面包括点状辐射发射点。

25、如果对准材料被完全转移，在生产公差的背景下，最多只有小残余量或微量的对准材料可以位于完成的器件中。在这种情况下，对准材料未被设计用于对部件进行紧固。因此，对准材料不同于被设计用于对部件进行紧固的互连材料。

26、如果对准材料被部分转移，则在器件完成之后，一部分对准材料可保留在对准通道中或者保留在部件和去耦元件之间的区域中。因此，可能的是，只有一部分对准材料被转移，并且对准材料的剩余部分用于将部件紧固到去耦元件。此外，可能的是，去耦元件包括内部贮存器，该内部贮存器用作对准材料的收集盘。在这种情况下，可能的是，对准通道在去耦合元件的内部贮存器处终止，或者至少通向内部贮存器。去耦元件可以包括从内部贮存器向外引导的另外的通道。所述另外的通道特别是被设计用于压力补偿，由此促进毛细管作用并因此促进对准材料的转移。

27、根据该方法的至少一个实施例，耦合元件包括至少一个停止结构。停止结构特别是被设计成在部件的去耦点已经到达耦合元件的预定义耦合点之后防止部件的进一步移动。

28、停止结构可以是耦合元件的整体组成部分，例如以结构化的形式。停止结构可以被设计成竖直凹陷、竖直凸起、横向突起或横向凹部的形式。停止结构可以间接或直接邻接(多个)耦合点。还可能的是，停止结构由不同于耦合元件材料的材料形成。在后一种情况下，停止结构可以布置在耦合元件上或者紧固到耦合元件。例如，停止结构是耦合元件上的竖直凸起。

29、根据该方法的至少一个实施例，连接层用于将部件固定到耦合元件。连接层的互连材料可以不同于对准材料。特别地，在中间阶段，对准材料或互连材料至少在辅助自对准期间或至少在部件的固定期间以液体聚集状态存在。互连材料和对准材料可以包括不同的熔化温度。例如，对准材料包括比互连材料更低的熔化温度。

30、根据该方法的至少一个实施例，对准材料不仅用于使部件对准，而且同时用于将部件永久固定到耦合元件。特别地，对准材料同时是互连材料。在这种情况下，对准材料仅部分转移到对准通道中。特别地，在冷却阶段之后，例如在暴露于紫外光之后，部件通过对准材料被永久地紧固到耦合元件。

31、根据该方法的至少一个实施例，耦合元件包括多个耦合点。多个部件可以被紧固到耦合元件，其中每个部件包括与耦合元件的耦合点之一对准的去耦点。特别地，在永久紧固之前，部件(特别是所有部件)可以在共同的方法步骤中同时被引导到耦合元件的耦合点并与其对准。部件(特别是所有部件)可以在共同的方法过程中永久地固定到耦合元件。用于将部件紧固到耦合元件的共同的方法过程可以是用于使对准材料转移和冷却的过程或者用于熔化和冷却不同于对准材料的互连材料的过程。例如，互连材料不同于uv粘合剂。特别地，器件没有布置在部件和耦合元件之间的uv粘合剂。

32、本文描述的方法特别适合于生产下文描述的器件。因此，结合器件描述的特征也可以用于该方法，并且反之亦然。

33、在器件的至少一个实施例中，所述器件包括耦合元件和永久固定到耦合元件的至少一个部件。耦合元件包括至少一个耦合点。部件包括去耦点，该去耦点邻接耦合元件的耦合点并且与所述耦合点对准。该部件包括磁对准材料，或者耦合元件包括至少一个对准通道。

34、通过对准材料(特别是磁对准材料)和/或对准通道，可以以简单的方式来以高精度将部件调整到耦合元件的耦合点。特别地，部件的去耦点直接邻接耦合元件的耦合点，由此从部件发射的辐射被有效地并且在没有显著损耗的情况下直接耦合到耦合元件的耦合点中。该部件特别是激光器，例如边缘发射激光器。可能的是，该器件包括多个部件，其中这些部件的去耦点与耦合元件的对应耦合点对准。

35、根据该器件的至少一个实施例，磁对准材料是铁磁金属。磁对准材料可以是永久磁对准材料。还可能的是，磁对准材料是电磁材料。例如，电磁材料形成线圈或线圈结构。

36、根据该器件的至少一个实施例，对准通道在竖直或横向方向上延伸穿过耦合元件。在竖直方向和/或横向方向上，对准通道可以包括均匀的截面。特别地，整个对准通道形成毛细管。与此不同的是，对准通道可能在耦合元件中终止，或者耦合元件包括内部贮存器。内部贮存器可以包括与对准通道相比更大的截面，例如是对准通道至少两倍、三倍、五倍或至少十倍的截面。对准通道可以在内部贮存器处终止或延伸穿过贮存器。

37、根据该器件的至少一个实施例，耦合元件包括至少一个停止结构。停止结构特别是被设计成将部件的去耦点与耦合元件的耦合点对准。例如，停止结构直接邻接耦合点和/或部件。停止结构可以是耦合元件的整体组成部分。例如，停止结构被设计成竖直凹陷、竖直凸起、横向突起或横向凹部的形式。

38、根据该器件的至少一个实施例，光导嵌入在耦合元件中。光导可以在横向方向上从耦合点延伸到耦合元件的辐射发射面或辐射发射点。例如，光导是光纤电缆。耦合元件可以包括多个光导。每个光导可以在耦合点之一处终止。光导可以在耦合元件的辐射发射面处组合。

39、根据该器件的至少一个实施例，所述器件包括多个部件。耦合元件包括多个耦合点和多个光导。特别地，光导嵌入在耦合元件中，并且分别耦合到耦合点之一。每个部件可以包括与耦合元件的耦合点之一对准的去耦点。