专利名称：单元、封装器件及封装器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种单元、封装器件以及封装器件的制造方法。特别是涉及一种利用相互连接系统的、使光信息得以传达的单元、封装器件以及封装器件的制造方法。
背景技术：
近年来，为了降低电脑的制造成本，提高性能，小规模地配置电子电路的必要性越来越高。于是，不仅在努力地使电子电路所占有的区域最小，还在缩短电气信号传达的距离，同时也在降低原材料的成本。例如，在专利文献1中公开了下述多芯片封装体，该多芯片封装体，是通过将四个半导体芯片直接或者是利用金球摞起来，安装到导线架上之后再封装，从而将半导体芯片之间的距离缩短后而得到的。
正在开发利用光信号来代替电气信号让电子电路工作或者在电子电路间进行信息传达的技术。因为光信号比电气信号速度高且信号量大，所以近年来该技术的开发非常火热。例如在专利文献2中公开了将多张安装有集成电路的基板叠层起来，用树脂将基板间粘接起来的多芯片模块。在该多芯片模块中，在基板间的树脂内埋入了光纤，由该光纤将集成电路和集成电路连接起来。
《专利文献1》美国6426559号公报《专利文献1》美国5848214号公报发明内容但是，尽管专利文献1中所公开的多芯片封装体是在短时间内封装体内的芯片和芯片的电气信号进行传达，但是与封装体以外的集成电路的信号传达还是采用现有的方法进行，也就无法希望搭载了该封装体的整个器件在传达电气信号时速度有一个非常大的提高。尽管专利文献2中所公开的多芯片模块，也是该模块内的芯片和芯片利用光纤光信号进行高速的传达，但是因为与该模块相连接的外部集成电路之间的信号传达仍然是在和现有方法一样的方法进行，所以搭载有该模块的整个系统并非一定能够在信号的传达速度上有一个很大的提高。
而且，机器人等中相当于人的神经系统的信息网络，需要高速地传达信号、任意地改变连接、在网络内处理多个信号等，而现状是不存在这样的网络，所以利用专利文献1的封装体、专利文献2的模块来形成这样的信息网络是非常困难的。
本发明正是为解决上述问题而开发出来的，其目的在于，提供一种通过相互连接而能够使光信息和电气信号二者都得以传达的单元、将该单元连接起来的封装器件。
本发明的第一单元是使光信息得以传达的单元，包括主体部和从该主体部突出的相互连接系统，所述相互连接系统包括互相互补的第一和第二插接件，所述第一插接件包括第一电气连结部和第一光学元件，所述第二插接件包括与所述第一电气连结部互相互补的第二电气连结部和配置在与所述第一光学元件互补的位置上的第二光学元件。所述第一光学元件是发光元件，所述第二光学元件是光接收元件。因为具有这样的结构，所以如果准备多个本发明的单元，并利用相互连接系统将它们连结起来，则在该连接过程中便进行了互相互补的电气连结和光学连结。互相互补，说的是特定的两个东西配成一对。这样的对互补，能够相互作用。
本发明的第二单元是一种使光信息得以传达的单元，包括主体部和从该主体部突出的相互连接系统，所述相互连接系统包括互相互补的第一和第二插接件，所述第一插接件包括多个第一电气连结部和多个第一光学元件，所述第二插接件包括多个与所述第一电气连结部互相互补的第二电气连结部和多个配置在与所述光学元件互补的位置上的第二光学元件。所述多个第一和第二光学元件中的每一个第一和第二光学元件分别包括发光元件和光接收元件。
最好是，所述相互连接系统，从单元的所述主体部外壁朝着该主体部的外侧和内侧这两侧延伸。
在某一合适的实施例中，所述主体部，具有多面体结构，所述第一插接件配置在该主体部的第一面，所述第二插接件配置在该主体部的第二面；所述相互连接系统，在所述主体部的第三和第四面上包括互相互补的第三和第四插接件。因为具有这样的结构，所以单元和单元的连接能够沿着两个方向延伸。
在某一合适的实施例中，进一步在所述主体部的第五和第六面上包括互相互补的第五和第六插接件。因为具有这样的结构，所以单元和单元的连接能够朝着三个方向延伸。
在某一合适的实施例中，所述第一和第二插接件都包括多个从所述主体部外面突出的凸部和多个由该多个凸部包围、相对下凹的凹部；配置有所述凸部和凹部，使得在配置有所述第一和第二插接件的所述主体部外面形成黑白相间的方格花纹；所述第一光学元件，配置在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端和至少一个所述凹部的底面上；所述第二光学元件，配置在所述第二插接件中的至少一个所述凸部的顶端和至少一个所述凹部的底面上。
在某一实施例中，在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端配置有发光元件；在所述第二插接件中的至少一个所述凹部的底面配置有光接收元件。
在某一合适的实施例中，在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端配置有光接收元件；在所述第二插接件中的至少一个所述凹部的底面配置有发光元件。
在某一合适的实施例中，在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端配置有至少一对发光元件和光接收元件；在所述第二插接件中的至少一个所述凹部的底面配置有至少一对光接收元件和发光元件。
在某一合适的实施例中，所述主体部具有多面体结构，所述第一及第二插接件分别配置在该主体部的第一面及第二面上，所述相互连接系统，在所述主体部的第三及第四面上包括互相互补的第三及第四插接件，所述第三及第四插接件都包括多个从所述主体部外面突出的凸部和多个由该多个凸部包围、相对下凹的凹部；配置所述第三及第四插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第三及第四插接件的所述主体部外面形成黑白相间的方格花纹。
在某一合适的实施例中，进一步在所述主体部的第五及第六面上包括互相互补的第五及第六插接件，配置所述第五及第六插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第五及第六插接件的所述主体部外面形成黑白相间的方格花纹。
本发明的第一封装器件，是一种包括使光信息得以传达的至少两个单元的封装器件。每一个所述单元，包括至少一个第一插接件和与该第一插接件互相互补的至少一个第二插接件，通过将所述第一插接件和所述第二插接件连结起来以将所述单元和所述单元连接起来；通过所述单元和所述单元的连接，相邻的两个所述单元之间被机械地、电气地以及光学地连结。
最好是，所述单元和所述单元连接在一起，能够自由拼装、拆开。通过让单元连接起来，或者将它们拆开，便能够自由地改变封装器件的结构。
在某一合适的实施例中，通过所述单元和所述单元的连接，该单元二维地排列。
在某一合适的实施例中，通过所述单元和所述单元的连接，该单元三维地排列。
最好是，所述第一插接件包括第一电气连结部，所述第二插接件包括第二电气连结部；所述单元和所述单元通过所述第一及第二电气连结部机械地连结。
最好是，所述第一插接件包括第一光学元件阵列，所述第二插接件包括第二光学元件阵列；所述第一及第二光学元件阵列中的每一个阵列都包括发光元件和光接收元件；配置了所述第一及第二光学元件阵列，做到让光信息从一个所述单元中的所述第一光学元件阵列的光学元件传达到其它的所述单元中的所述第二光学元件阵列的光接收元件中，该第二光学元件阵列的发光元件将光信息传达给该第一光学元件阵列的光接收元件中，在一个所述单元和其它所述单元之间进行光信息交换。
在某一合适的实施例中，一个所述单元中的所述第一光学元件阵列中的发光元件与其它所述单元中的所述第二光学元件阵列的光接收元件之间、所述第二光学元件阵列的光学元件和该第一光学元件阵列的光接收元件之间，各自留有间隙。
最好是，相隔的距离大于0mm小于等于50mm。
本发明的第二封装器件，包括让光信息得以传达的多个单元。所述单元和所述单元连接，可自由地拼装、拆开。所述单元中的每一个单元，包括该单元之间的电气连结元件和光学连结元件。相邻的两个所述单元之间的连接，光学地连结的该连接和光学地非连结的该连接混和在一起。
本发明的第一种封装器件的制造方法，是一种将多个权利要求1所述的单元连结起来以制造封装器件的制造方法，包括将第一所述单元的所述第一插接件配置成面对着第二所述单元的所述第二插接件的样子的步骤；以及将所述第一单元的所述第一插接件和所述第二单元的所述第二插接件能够自由拼装、拆开地嵌合到一起以将它们连结起来的步骤。
本发明的第二种封装器件的制造方法，是一种将多个权利要求2所述的单元连结起来以制造封装器件的制造方法。包括将第一所述单元的所述第一插接件配置成面对着第二所述单元的所述第二插接件的样子的步骤；以及将所述第一单元的所述第一插接件和所述第二单元的所述第二插接件能够自由拼装、拆开地嵌合到一起以将它们连结起来的步骤。
-发明的效果-因为多个单元通过相互连接系统连接起来，在该连接中，又是互补地进行电气连结和光学连结，所以仅将单元和单元连接起来，就能在单元间进行电气和光学的信息传达。
图1(A)是从正面一侧看到的该实施例的单元的示意立体图。图1(B)是从背面一侧看到的示意立体图。
图2是第一个实施例的单元的示意上面图。
图3是第一个实施例的封装器件的示意上面图。
图4(A)是第二个实施例的单元的示意立体图，图4(B)是两个单元的连接状态的示意立体图。
图5是第二个实施例的单元的示意上面图。
图6是第二个实施例的封装器件的示意上面图。
图7是第三个实施例的封装器件的示意立体图。
图8是第四个实施例的封装器件的示意立体图。
图9是第五个实施例的单元的示意立体图。
图10是图9中的X-X线的剖面图。
图11是用以说明插接件的连接情况的剖视图。
图12是显示第六个实施例的单元的第三插接件的剖面图。
具体实施例方式
下面，参考
本发明的实施例。补充说明一下，以下实施例只是例子而已，本发明并不限于这些例子。而且，用同一个参考符号来表示实质上具有相同功能的构成要素。
(第一个实施例)第一个实施例所涉及的单元，是将多个种类相同或者结构不同的非同种单元相互连结起来，在连结起来的单元之间传达光信息。
该实施例的单元具有近似立方体的形状，如图1、图2所示，在一组平行的两个面上，分别设置了第一插接件30和第二插接件40。补充说明一下，图1是该实施例的单元10的示意立体图；图2是从上面看到的单元10的上面图。补充说明一下，图1(A)是单元10的正视图，图1(B)是从背面看到的图。为了便于理解附图，在图1到图3中，在一部分上划了阴影线，但该部分所表示的并不是剖面。
这些插接件30、40，从由合成树脂制成的立方体主体部20的外壁83、84突向外方，同时还延伸到主体部20内部而埋入在其中。由第一及第二插接件30、40构成相互连接系统。主体部20内埋入有集成电路9，该集成电路9与延伸到主体部20内部的各个插接件30、40连接在一起。
第一插接件30包括第一电气连结部31、31和第一光学元件32、32。第二插接件40包括第二电气连结部41、41和第二光学元件42、42。这里，第一光学元件32、32是为发光元件的发光二极管，第二光学元件42、42是为光接收元件的光传感器。第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41的形状是四棱柱。驱动发光元件的驱动装置被埋入在主体部20中，但未示。发光元件、光接收元件以及集成电路9由光纤连接到一起。
第一电气连结部31、31和第一光学元件32、32，在形成有第一插接件30的主体部20的面83上排列在一条直线上。该直线正好是将为正方形的主体部20的面83二等分的直线。第一电气连结部31、31被配置成分别与主体部20的面83即正方形的两条对边接触的样子，第一光学元件32、32被配置在两个第一电气连结部31、31之间。
第二电气连结部41、41和第二光学元件42、42也在形成有第二插接件40的主体部20的面84上排列在一条直线上，但与第一插接件30不同的是，第二电气连结部41、41被配置成其位置离开主体部20的面84即正方形的边的样子。其它配置方面的特征和第一插接件30一样。排列有第一电气连结部31、31和第一光学元件32、32的直线与排列有第二电气连结部41、41和第二光学元件42、42的直线平行。
接着，准备两个具有这样的结构的单元10。象图3所示的那样连接起来。补充说明一下，图3中省略了内部结构。多个单元10这样连接起来以后便被称为封装器件100。连接的方法是，首先将一个单元10的第一插接件30和另一个单元10的第二插接件40面对面地对起来。然后，将两个单元10、10相互挤压，而将第一插接件30和第二插接件40嵌合到起来，即将它们连接起来了。
这里，因为第一插接件30和第二插接件40互相互补，所以只要挤压单元和单元便能嵌合到一起，连接起来。也就是说，两个第二电气连结部41、41分别接触上两个第一电气连结部31、31相对的面，第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41一接触，第一插接件30和第二插接件40就连接并固定好了。换句话说，第一电气连结部31、31中间夹着第二电气连结部41、41机械地固定好。此时，通过第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41接触，它们之间的电气连接也就完成了。也就是说，第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41在相互的接触面上配置有导电性部件31a、41a(例如铜、金、铝等)而电气连接。补充说明一下，和接触面相反的那一侧的部分由合成树脂形成。
在这样的连接中，因为第一及第二插接件30、40，通过第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41之间的静电摩擦而连结，所以若用比静止摩擦力还大的力来拆开这样的连结，两个插接件30、40就被拆开了。换句话说，单元10、10通过一种能够自由拆开、装到一起的嵌合而连结。为了更容易地进行两个插接件30、40的连接，将第二电气连结部41、41的导电性部件41a一侧的顶端进行倒角加工而使其圆滑一些。将两个第二电气连结部41、41的外壁间距离设定得比两个第一电气连结部31、31的内壁间距离要稍微大一些，这样一来，第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41就在弹性力的作用下相互挤压而牢固地连结起来。
若按上述做法将第一及第二插接件30、40连结起来，则第一光学元件32、32的顶端和第二光学元件42、42的顶端就相互接触，被放置到相互对着的位置。换句话说，第二光学元件42、42被配置在与第一光学元件32、32互补的位置上。一个第一光学元件32、32与所对应的一个第二光学元件42面对面，从第一光学元件32发出的光信号射入所对应的第二光学元件42中，光信息便得以传达。在另一组第一光学元件32和第二光学元件42中，光信息同样地得以传达。在该实施例中，因为第一光学元件32、32和第二光学元件42、42接触，故与它们相互分离的情况相比，EMI和交叉串扰最小，这是最理想的。
若象图3那样，将两个单元10、10连结起来，则电气信号、电力以及光信号就在它们之间传达。电气信号和电力在第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41之间传达，光信号在第一光学元件32、32和第二光学元件42、42之间传达。这些电气信号、电力以及光信号被引导到主体部20的集成电路9中，信息得以变换，或者是不变换，原样传达。补充说明一下，这些电气信号、电力以及光信号至少有一部分不通过集成电路9，直接传达给相邻的单元10也是可以的。
该实施例的单元、封装器件及其制造方法，具有以下效果。
单元、封装器件结构简单，能够让电气/电力信号和光信号二者都得以传达。第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41的形状和位置都是互补的，第一光学元件32、32和第二光学元件42、42的形状和位置关系也都是互补的。故通过让第一及第二插接件30、40面对面挤压到一起，仅靠连结，它们本身就进行了电气连接和光连接这两种连接。因为第一及第二插接件30、40是通过能够自由地拼装、拆开的方法连结起来的，故封装器件的更换很简单，因此很简单地就能将单元更新。而且，因为由电气连结部31、41进行了电气连结和机械连结这两种连结，所以结构很简单。
在该实施例中，分别设置了两个第一光学元件32、32和两个第二光学元件42、42。不仅如此，各设置一个也行，各设置三个以上也行。
(第二个实施例)第二个实施例所涉及的单元，和第一个实施例所涉及的单元一样，是将多个相同种类的单元或者结构不同的不同种类的单元相互连结起来，在连结起来的单元之间进行光信息传达。
该实施例的单元，整体的形状、功能和第一个实施例的单元相似，但插接件的个数、电气连结部以及光学元件的个数、配置等情况和第一个实施例的单元不同。故以下主要说明和第一个实施例不一样的部分。
图4(a)是该实施例的单元11的立体图。图5是从上往下看到的图4(a)的单元11的上面图。为了更容易理解图4到图6，在一部分上划上了斜线，但它并不表示剖面。从这些图中可知该实施例的单元11，在立方体的主体部21的四个面83、84、85、86上形成有四个插接件130、140、150、160。因为第一插接件130和第三插接件150的结构和形状一样，第二插接件140和第四插接件160的结构和形状一样，故下面对第一及第二插接件130、140进行说明。补充说明一下，第一插接件130形成在形成有第二插接件140的主体部21的面84的对面83上。第三插接件150形成在形成有第四插接件160的主体部21的面86的对面85上。由这四个插接件130、140、150、160构成相互连接系统。
该实施例的第一及第二单元130、140和第一个实施例的第一及第二插接件30、40不同点，在于在第一个实施例中，两个电气连结部和两个光学元件排列成一行，形成一个插接件，而在该实施例中，在两个电气连结部之间4个光学元件排列成一行，这样的行平行着排三行，形成了一个插接件。如图4(b)和图6所示，因为这些电气连结部和光学元件的配置情况互相互补，所以在连结第一及第二插接件130、140的时候，确实能够进行电气连接和光学连接。在将第一及第二插接件130、140连接起来时，一次便能够传达很多电气信号和光信号。这一点和第一个实施例不同。具体而言，在第一个实施例中，通过将第一及第二插接件30、40连接起来，两个电气信号和两个光信息得以传达，而在该实施例中，六个电气信号和12个光信号得以传达，信息传达量是第一个实施例的4.5倍。
其次，不同于第一个实施例的第二点是第一插接件130的第一光学元件132、132具有光接收元件132和发光元件133这两个元件，构成第一光学元件阵列。第二到第四光学元件也一样。因为这样具有光接收元件132和发光元件133这两个元件，所以能够在已连接起来的两个单元11之间互相进行光信息的交换。
而且，该实施例的主体部21中埋入了多个集成电路212、212、…，与第一电气连结部131、第二电气连结部141、第三电气连结部151、第四电气连结部161、第一光学元件132、133、第二光学元件142、143、第三光学元件152、153、第四光学元件162、163连接。
将两个单元11、11连接起来制造封装器件101的方法和第一个实施例一样。补充说明一下，此时，将未形成有插接件的主体部21的面放到作业台的上面之后，将第一及第二插接件130、140面对着面，在这一状态下让它在作业台上滑动，挤压单元11、11，所有的电气连结部131、141及光学元件132、133、142、143便被连结起来。在连结第三及第四插接件150、160的时候也要这样做。所有的电气连结部151、161及光学元件152、153、162、163整合地连结起来。补充说明一下，第一插接件130和第二插接件140的连结、第三插接件150和第四插接件160的连结，都是和第一个实施例一样，嵌合到一起就连结起来，能自由拼装、拆开。
该实施例的封装器件101，和第一个实施例的不一样，第一光学元件132、133的顶端和第二光学元件142、143的顶端不接触，存在间隙g。这样留有间隙g以后，就有些不利于光信号的传达，但即使稍微有点单元11制造上大小的误差、配置误差，也不会出现第一光学元件132、133和第二光学元件142、143接触，在该接触部分加上了很大的力而损伤的现象。
根据该实施例的单元、封装器件及其制造方法，除了能收到第一个实施例的效果之外，还能收到以下效果。
由于第一及第二插接件130、140的连结而获得的作用和效果，在连结第三及第四插接件150、160时也能够获得。能够在两个单元之间进行多种光信号和电气信号的收、发。还能够在所连接的单元之间互相进行光信号的收、发。而且，一个单元11上能够连接四个其它的单元。
(第三个实施例)图7是利用和第二个实施例的单元相似的单元110a、110b、…进行了平面扩展的第三个实施例所涉及的封装器件102的示意立体图。该实施例中所用的单元110a、110b、…，是一组一个插接件由五行的电气连结部和光学元件(光学元件矩阵)构成的单元。
该实施例的封装器件102，是以单元110b为中心将六个单元110a、110b、…连接起来而形成的。从单元110a到单元110d的四个单元110a、110b、…，由第一插接件和第二插接件按照图中的左右方向连接成直线。而且，单元110b的第四插接件和单元110f的第三插接件连接，单元110b的第三插接件和单元110e的第四插接件连结，单元110b、110e、110f与由所述四个单元110a、110b、110c以及110d形成的直线垂直。
该实施例中的单元110a、110b、…和第一个、第二个实施例中的单元一样，将单元和单元嵌合到一起，能够自由的拼装、拆开，所以任何一个单元110a、110b、…都很容易拆下来，换成别的单元。
根据该实施例的单元、封装器件及其制造方法，除了能收到第二个实施例的效果以外，还能收到以下效果。
因为多个单元110a、110b、…以中央的单元110b为中心二维地排列，平面上扩展开来，故该实施例的封装器件102能够二维地传达电气信号和光信息。通过改变单元和单元的连接方向，便能让电气信号和光信号在平面上任意的位置上传达。
补充说明一下，该实施例的单元110a、110b、…的配置情况只是一例而已，可以在同一个平面上任意的位置上将单元和单元连接起来，封装器件102能够以任意的形状在平面上扩展开来。而且，因为单元的个数是任意的，故可以使封装器件的大小是任意的。
(第四个实施例)图8是第四个实施例所涉及的封装器件300的示意立体图，具有利用了立方体形状的单元的六个面上分别形成第一到第六插接件的单元310a、310b、…的立体扩展。补充说明一下，第五插接件、第六插接件是综合互补，分别包括电气连结部和光学元件。该实施例所用的单元310a、310b、…，由一个插接件为5行的电气连结部和光学元件(光学元件阵列)的组构成。而且，由第一到第六插接件形成相互连接系统。
该实施例的封装器件300，以单元310b为中心连接了8个单元310a、310b、…而形成。单元310a到单元310d这四个单元中的310a、310b、…借助第一插接件和第二插接件在图的左右方向上连结成直线。而且，单元310b的第四插接件和单元310f的第三插接件连结，单元310b的第三插接件和单元310e的第四插接件连结，单元310b、310e、310f与由所述四个单元310a、310b、310c及310d构成的直线垂直。
将单元310b的第五插接件和单元310g的第六插接件连结起来，将单元310b的第六插接件和单元310h的第无插接件连结起来，封装器件300也沿着由单元310a到单元310f构成的平面的上下方向扩展。
因为该实施例的单元310a、310b、…也和第三个实施例的单元一样，连结在一起，能够自由地拆卸、拼装，所以任何一个单元310a、310b、…都很容易拆下来，换成别的单元。
根据该实施例的单元、封装器件及其制造方法，除了能收到第二个实施例的效果以外，还能收到以下效果。
因为多个单元310a、310b、…以中央的单元310b为中心排列成三维，立体地扩展开来，故该实施例的封装器件300能够将电气信号和光信号三维地传达。通过改变单元和单元的连接方向，便能让电气信号和光信号在三维的任意位置上传达。
补充说明一下，该实施例的单元310a、310b、…的配置情况只是一例而已，可以在任意的位置上将单元和单元连结起来，封装器件300能够以任意的形状立体地扩展开来。而且，因为单元的个数是任意的，所以能够使封装器件的大小是任意的。
(第五个实施例)如图9的示意图所示，该实施例的单元，是第一到第六插接件430、440、450、460、470、480形成在立方体的各个面93、96、97上。由这些插接件形成相互连接系统。
该实施例所涉及的单元410中的第一到第六插接件430、440、450、460、470、480包括从主体部24的各个外面93、96、…突出的多个凸部401、401、…(用无色的正方形表示)和被该凸部401、401、…包围相对地凹下的多个凹部402、402、…(加了阴影线的部分)。主体部24的各个外面93、96上，一个凸部401、一个凹部402、…这样排列了8对而形成了黑白相间的方格花纹。换句话说，在各个面上，构成了4×4的矩阵。各个插接件430、440、450、460、470、480的外周设置了周壁部403。
图10示出了沿图9的X-X线剖开的剖面。在从第一到第四插接件430、440、450、460中，在凸部401的顶端部分设置了发光元件433、443、453、463，在凹部402的底面上设置了光接收元件432、442、452、462，在各个插接件中整个构成了光学元件阵列。在各个凸部401和凹部402的侧壁部分设置了从第一到第四电气连结部431、441、451、461。补充说明一下，虽然未示，集成电路埋在主体部24中，各个电气连结部连接在集成电路上。发光元件和光接收元件的一部分连接在集成电路上，其它部分连接在另外的光学元件或者光接收元件上。
第一插接件430和第二插接件440互相互补，第三插接件450和第四插接件460互相互补。也就是说，如图11所示，例如将第三插接件450和第四插接件460面对面地放好并靠近，将第三插接件450的凸部401插到第四插接件460的凹部402，将第四插接件460的凸部401插到第三插接件450的凹部402，即能够将其嵌合到一起。这样嵌合后，第三插接件450的各个凸部401嵌合到第四插接件460的各个凹部402，第四插接件460的各个凸部401嵌合到第三插接件450的各个凹部402，将第三及第四电气连结部451、461电气地、机械地连接起来。换句话说，第三电气连结部451和第四电气连结部461互相互补。当第三插接件450和第四插接件460被连接在一起的时候，双方的4×4矩阵完全嵌合到一起而牢固地连结起来。
因为各个凸部401的顶端大致和各个凹部402的底面接触，所以设置在凸部401的顶端的光学元件452、462基本上和设置在凹部402的底面的光接收元件463、453接触，而能够可靠地传达光信号。换句话说，设置在第三插接件450上的第三光学元件(发光元件452和光接收元件453)，配置在与设置在第四插接件460上的第四光学元件(发光元件462和光接收元件463)互相互补的位置上。
第一及第二插接件430、440、第五及第六插接件470、480，具有与以上所说明的第三及第四插接件450、460一样的相互互补的关系。这些插接件之间的连结是一种能够自由地拼装、拆卸的连结，所以很容易拆下来。
利用该实施例的单元、封装器件及其制造方法，除了能够收到第四个实施例的效果以外，还能收到以下效果。
因为机械地连结的部分的面积较宽，所以能够将它们牢固地连结到一起。因为即使让各个插接件围绕着其中心点旋转180℃，凸部和凹部的配置情况也是一样的，所以能够原样地将它们连结起来。和第一个实施例到第四个实施例相比，插接件间的连结很牢固。
在该实施例中，在凸部401的顶端配置了光学元件，在凹部402的底面设置了光接收元件。不仅如此，还可在凸部401的顶端设置光接收元件，在凹部402的底面设置光学元件，将它们混和起来也无妨(例如，第一及第二插接件中，在凸部设置光学元件，在凹部设置光接收元件。在第三及第四插接件中，在凸部设置光接收元件，在凹部设置发光元件)。
该实施例的单元410，具有第一到第六插接件430、440、…，不仅如此，仅具有第一及第二插接件亦可，或者具有第一到第四插接件亦可。无需在所有的凸部401和凹部402上配置光学元件，在一部分凸部401和凹部402上配置光学元件也无妨。
该实施例的单元410中，凸部401和凹部402形成为4×4矩阵，除此以外，亦可形成为2×2矩阵、3×3矩阵或者是5×5矩阵。行和列的个数不同也是可以的。
(第六个实施例)该实施例的单元与第五个实施例中的单元不同的地方，只是光学元件的配置情况不同而已，除此以外的部分都和第五个实施例的单元一样。故只说明不同的部分。
图12是该实施例的第三插接件550的一部分剖面图。和第五个实施例一样，电气连结部551形成在凹部502和凸部501的侧壁上。该实施例和第五个实施例不同，各个凸部501的顶端和各个凹部502的底面上设置两个光学元件，也就是说，发光元件552a和光接收元件552b、发光元件553a和光接收元件553b。在该实施例的单元中，不仅第三插接件550中，在各凸部的顶端和各个凹部的底面设置了一对发光元件和光接收元件，还在第一到第六插接件所有的插接件中，在各凸部的顶端和各个凹部的底面设置了一对发光元件和光接收元件。因此，和利用了第五个实施例的单元相比，在利用了该实施例的单元的封装器件中，光信息的传达量增到了2倍。
(其它实施例)本发明并不限于上述第一个实施例到第六个实施例。
例如在第一个实施例中，插接件之间的连接情况是这样的，第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41接触，第一及第二插接件30、40间的连结靠它们之间的静止摩擦而固定起来，除此以外，第一电气连结部31、31和第二电气连结部41、41中的例如任一个部上形成凸部，在另一个上形成凹部，通过这些接合，将第一及第二插接件30、40连结固定起来也无妨。形成其它形状的接合部也无妨。第三及第四插接件间、第五及第六插接件间也是一样的。
第一光学元件、第二光学元件、其它光学元件中从主体部外壁突出的部分，设在凸部的顶端、凹部的底面的部分，是透镜、光纤等光学媒体也无妨。也可以利用衍射元件、微距镜阵列等，因为此时通过加工硅衬底，能够高精度地制造衍射栅、微距镜阵列，故能使用高精度且廉价的部件。是很理想的。若组合使用衍射栅、微距镜阵列，便不仅能使光接收元件和发光元件之间的距离加大，还能使单元小一些。
发光元件并不限于发光二极管，用激光等也无妨。光接收元件并不限于光传感器，用摄像元件等也无妨。在第一个实施例到第四个实施例中，第一到第六电气连结部的形状并不限于棱柱，还可以是圆柱、多棱柱、棱锥、圆锥台等。
埋在主体部中的集成电路的种类并没有特别的限制。例如还可为CPU、MPU等，或者是FPGA(field programmable gate array)等。
能够让在各个单元中所产生的热从主体部表面散发出去，很容易利用风扇等进行冷却。在各个单元上设置放热板也无妨。
主体部的形状并不限于立方体，只要是多面体即可。可以是例如四面体、长方体、八面体等，一部分的面是曲面的多面体等也无妨。单元的大小，最好是一边大于等于1mm小于等于500mm，例如该第一个实施例中是10mm。从第二个实施例到第六个实施例中是20mm。从主体部突出的电气连结部的长度是大于等于0.1mm小于等于50mm最好，例如在第一个实施例中是1.5mm，从第二个实施例到第四个实施例中是2mm。第五个实施例到第六个实施例的凸部的突出量及凹部的深度大于等于0.1mm小于等于50mm是最理想的，例如在第五个实施例中是2mm。在各个单元的各个面上，相邻的光学元件间的距离大于等于0.1mm小于等于50mm最理想，例如从第二个实施例到第四个实施例中是2mm。除了可用合成树脂制造主体部以外，还可以用陶瓷等制造主体部。
在连结相互互补的插接件和插接件的时候，相对的光学元件的顶端间的距离可以是0mm，即可以相互接触。顶端间还可留有空隙，可以大于0mm小于等于50mm。
使其连结的单元可以是种类相同的单元，也可以是种类不同的多个单元。此时，有必要事先确认好插接件的形状，再将相互互补的插接件和插接件连结起来。使其连结的插接件无需互相大小相等，只要有一部分互相互补即可。例如可以将第一个实施例的单元和第二个实施例的单元连结起来，在第五个实施例所涉及的单元中，将凸部和凹部是4×4矩阵的单元和凸部和凹部是6×6矩阵的单元连结起来也无妨。此时，不连结的电气连结部和光学元件不进行信号传达。
使设在单元中的光学元件的一部分为收发光部来代替发光元件、光接收元件，或者是将其变更为不接收、发光的部件也无妨。若将它改变为发光、光接收部，便能够例如接收光使其通过主体部内，再将该光射出到单元中。在用不接收、发光的部件代替光学元件而设的单元中，设有该部件的插接件中成为光学的非连结。若将这样的几个单元放到例如第四个实施例中，则光学上连结的单元间的连接、光学上非连接的单元之间的连接便混在了一起。而且，为了将整个封装器件的形状统一起来，亦可插入对信号的传达不做贡献的虚设单元。
-工业实用性-
如上所述，本发明所涉及的单元和封装器件，能够以简单的结构进行电气信号和光信号这两种信号的传达，作为光及电气通信机器、信号网络等是很有用的。
权利要求
1.一种使光信息得以传达的单元，其特征在于包括主体部和从该主体部突出的相互连接系统，所述相互连接系统，包括互相互补的第一和第二插接件，所述第一插接件，包括第一电气连结部和第一光学元件，所述第二插接件，包括与所述第一电气连结部互相互补的第二电气连结部和配置在与所述第一光学元件互补的位置上的第二光学元件，所述第一光学元件是发光元件，所述第二光学元件是光接收元件。
2.一种使光信息得以传达的单元，其特征在于包括主体部和从该主体部突出的相互连接系统，所述相互连接系统，包括互相互补的第一和第二插接件，所述第一插接件，包括多个第一电气连结部和多个第一光学元件，所述第二插接件，包括多个与所述第一电气连结部互相互补的第二电气连结部和多个配置在与所述第一电气连结部互补的位置上的第二光学元件，所述多个第一和第二光学元件中的每一个第一和第二光学元件，分别由发光元件和光接收元件构成。
3.根据权利要求1或者2所述的单元，其特征在于所述相互连接系统，从单元的所述主体部外壁朝着该主体部的外侧和内侧这两侧延伸。
4.根据权利要求1或者2所述的单元，其特征在于所述主体部具有多面体结构，所述第一插接件配置在该主体部的第一面，所述第二插接件配置在该主体部的第二面；所述相互连接系统，在所述主体部的第三、第四面上包括互相互补的第三、第四插接件。
5.根据权利要求4所述的单元，其特征在于进一步在所述主体部的第五、第六面上包括互相互补的第五、第六插接件。
6.根据权利要求2所述的单元，其特征在于所述第一和第二插接件各自包括多个从所述主体部外面突出的凸部和多个由该多个凸部包围、相对下凹的凹部；配置有所述凸部和凹部，使得在配置有所述第一和第二插接件的所述主体部外面形成黑白相间的方格花纹；所述第一光学元件，配置在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端和至少一个所述凹部的底面上；所述第二光学元件，配置在所述第二插接件中的至少一个所述凸部的顶端和至少一个所述凹部的底面上。
7.根据权利要求6所述的单元，其特征在于在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端配置有发光元件；在所述第二插接件中的至少一个所述凹部的底面配置有光接收元件。
8.根据权利要求6所述的单元，其特征在于在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端配置有光接收元件；在所述第二插接件中的至少一个所述凹部的底面配置有发光元件。
9.根据权利要求6所述的单元，其特征在于在所述第一插接件中的至少一个所述凸部的顶端配置有至少一对发光元件和光接收元件；在所述第二插接件中的至少一个所述凹部的底面配置有至少一对光接收元件和发光元件。
10.根据权利要求6到9中的任一个权利要求所述的单元，其特征在于所述主体部具有多面体结构，所述第一插接件配置在该主体部的第一面上，所述第一插接件配置在该主体部的第二面上，所述相互连接系统，在所述主体部的第三及第四面上包括互相互补的第三及第四插接件，所述第三及第四插接件都包括多个从所述主体部外面突出的凸部和多个由该多个凸部包围、相对下凹的凹部；配置所述第三及第四插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第三及第四插接件的所述主体部外面形成黑白相间的方格花纹。
11.根据权利要求10所述的单元，其特征在于进一步在所述主体部的第五及第六面上包括互相互补的第五及第六插接件，所述第五及第六插接件都包括多个从所述主体部外面突出的凸部和多个由该多个凸部包围、相对下凹的凹部；配置所述第五及第六插接件的所述凸部和凹部，使得在配置有所述第五及第六插接件的所述主体部外面形成黑白相间的方格花纹。
12.一种封装器件，包括使光信息得以传达的至少两个单元，其特征在于每一个所述单元，包括至少一个第一插接件和与该第一插接件互相互补的至少一个第二插接件，通过将所述第一插接件和所述第二插接件连结起来以将所述单元和所述单元连接起来；通过所述单元和所述单元的连接，相邻的两个所述单元之间被机械地、电气地以及光学地连结。
13.根据权利要求12所述的封装器件，其特征在于所述单元和所述单元连接在一起，能够自由拼装、拆开。
14.根据权利要求13所述的封装器件，其特征在于通过所述单元和所述单元的连接，该单元二维地排列。
15.根据权利要求13所述的封装器件，其特征在于通过所述单元和所述单元的连接，该单元三维地排列。
16.根据权利要求12所述的封装器件，其特征在于所述第一插接件包括第一电气连结部，所述第二插接件包括第二电气连结部，所述单元和所述单元通过所述第一及第二电气连结部机械地连结。
17.根据权利要求12所述的封装器件，其特征在于所述第一插接件包括第一光学元件阵列，所述第二插接件包括第二光学元件阵列；所述第一及第二光学元件阵列中的每一个阵列都包括发光元件和光接收元件；配置了所述第一及第二光学元件阵列，做到让光信息从一个所述单元中的所述第一光学元件阵列的光学元件传达到其它的所述单元中的所述第二光学元件阵列的光接收元件中，该第二光学元件阵列的发光元件将光信息传达给该第一光学元件阵列的光接收元件中，在一个所述单元和其它所述单元之间进行光信息交换。
18.根据权利要求17所述的封装器件，其特征在于一个所述单元中的所述第一光学元件阵列中的发光元件与其它所述单元中的所述第二光学元件阵列的光接收元件之间和所述第二光学元件阵列的光学元件和该第一光学元件阵列的光接收元件之间，各自留有间隙。
19.根据权利要求18所示的封装器件，其特征在于相隔的距离大于0mm小于等于50mm。
20.一种封装器件，其特征在于包括让光信息得以传达的多个单元，所述单元和所述单元连接，可自由地拼装、拆开；所述单元中的每一个单元，包括该单元之间的电气连结元件和光学连结元件；相邻的两个所述单元之间的连接，光学地连结的该连接和光学地非连结的该连接混和在一起。
21.一种将多个权利要求1所述的单元连结起来以制造封装器件的制造方法，其特征在于包括将第一所述单元的所述第一插接件配置成面对着第二所述单元的所述第二插接件的步骤；以及将所述第一单元的所述第一插接件和所述第二单元的所述第二插接件嵌合而连结起来，且能够自由拼装、拆开的步骤。
22.一种将多个权利要求2所述的单元连结起来以制造封装器件的制造方法，其特征在于包括将第一所述单元的所述第一插接件配置成面对着第二所述单元的所述第二插接件的样子的步骤；以及将所述第一单元的所述第一插接件和所述第二单元的所述第二插接件嵌合而连结起来，且能够自由拼装、拆开的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种单元、封装器件及其制造方法。在单元10上形成有第一插接件30和第二插接件40。这两个插接件30、40互相互补，两个单元10、10中让第一插接件30和第二插接件40面对着面挤压，电气连结部31、41就嵌合到一起而进行了电气、机械连结。第一光学元件32和第二光学元件42配置在互相互补的位置上，若进行了电气连结和机械连结，第一光学元件32和第二光学元件42的顶端和顶端将接触，以传达光信号。于是，提供了一种通过互相连接起来便能够传达光信息和电气信号二者的单元、让该单元连接起来的封装器件。
文档编号H01L31/12GK1771471SQ20058000025
公开日2006年5月10日 申请日期2005年3月28日 优先权日2004年3月29日
发明者浅利琢磨, 霍根·丹尼尔 申请人:松下电器产业株式会社