CN106468809B - 光电模组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种光电模组及其制造方法，其方法包含：提供一中介层基底，其同一表面上包含一第一凹槽与一第二凹槽；于该第一凹槽中与该第二凹槽中填充一接合材料层；将一第一光电元件置放在该第一凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底；以及将一第二光电元件置放在该第二凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底，而完成的光电模组中该第一光电元件的一侧面可发出或通过一光信号，该第二光电元件的一侧面是朝向于该第一光电元件的该侧面，该第二光电元件可用以耦合接收该第一光电元件的该侧面所发出或通过的该光信号。本发明实施例的技术方案能提升组装横的精确度，使得良率大幅提升。

Description

光电模组及其制造方法
技术领域
本案涉及一种光电模组及其制造方法，尤其涉及可应用于半导体工艺中的光电模组及其制造方法。
背景技术
随着网际网络与行动通信的快速发展，大量数据传输的需求也随的到来，而通过电子信号来进行数据传输，其速度似乎已达瓶颈，因此在数据传输的骨干上运用光信号来进行数据传输已成未来的趋势。请参见图1，其是光发射接收器的公知功能方块示图，光发射接收器1中经由等化模组(Equalization module)11来降低电子信号的衰减(attenuation)与抖动(jitter)，然后电子信号再通过由激光驱动器(Laser Driver)120、激光光源121、监视用检光器(MPD，Monitor PhotoDiode)122与自动增益控制器(AutomaticGain Controller；AGC)123所构成的光传送器12的转换来产生带有大量信息的光信号，光信号经由光纤13被传送到光接收器14，而光接收器14主要由光检测器141、转阻放大器142(TransImpedence Amplifier,简称TIA)、时钟脉冲及数据回复电路(Clock and DataRecovery,简称CDR)143以及预加强(Pre-emphasis)电路144来组成，用以将接收到的光信号转换成适当的电子信号后再输出。
再请参见图2，其是将上述光发射接收器1以硅光学平台(Silicon OpticalBench,SiOB)为基础所完成的主动式光缆(Active Optical Cable，简称AOC)结构示意图，其中以其上完成有等化模组(Equalization module)11与其他相关电路(例如图1中的激光驱动器120、监视用检光器122与自动增益控制器123)的集成电路芯片20是用以发出载有数据的电子信号，通过外部金属线201与硅光学平台(Silicon Optical Bench,SiOB)21上的传输线(transmission line)211的传送，载有数据的电子信号将被送入激光光产生器22来产生光信号，而激光光产生器22可由图1中的激光光源121所构成，而以垂直共振腔面射型激光(vertical cavity surface emitting laser,简称VCSEL)所完成的激光光产生器22所产生的激光光信号经由硅光学平台(Silicon Optical Bench,SiOB)21上的45度反射面210来反射至光纤23，接着被传送到另一个硅光学平台25，通过其45度反射面250来导入光检测器141，而图1中的转阻放大器142(TransImpedence Amplifier,简称TIA)、时钟脉冲及数据回复电路(Clock and Data Recovery,简称CDR)143以及预加强(Pre-emphasis)电路144是可完成于集成电路芯片26中。通过外部金属线261与硅光学平台(Silicon OpticalBench,SiOB)25上的传输线(transmission line)251，集成电路芯片26与硅光学平台25的传输线251是可完成电性连接。
但是当市场需求提升到更高速的传输速度(由10Gbps提升到40～100Gbps)时，上述以垂直共振腔面射型激光(vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)为主体的技术手段，将受限于激光光源121与激光驱动器120的价格昂贵且技术尚不成熟而改以互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，以下简称CMOS)光子平台(PHOTONICS platform)平台技术来完成。互补式金属氧化物半导体光子平台是利用CMOS工艺技术在同一硅基板来完成图1中所示光发射接收器1的大部分元件，主要不同处之一是在于将原本的激光驱动器(Laser Driver)120与激光光源121改以如图3所示的马赫-曾德尔干涉仪(Mach–Zehnder Interferometer，简称MZI)调制器来完成。
由图3可以看出，在典型的MZI调制器内，输入波导30被分成上方波导31与下方波导32。在不加电压时，光又被耦合在一起形成输出波导33，并产生一个‘开启’信号。当施加合适的电压到相位延迟器35时，该电压就改变了波导折射率，使得上方波导31路径中的光产生半个波长(或相位180°)的延迟。在这种情况下，这两个路径光的能量将互相抵消，因而产生‘关闭’信号。如此一来，只需控制相位延迟器35的动作便可以让持续发光的激光光源产生开启与关闭的效果，而不需要直接控制激光光源的亮灭，因此可以大幅降低电路的复杂程度并增加传输的速度。
如图4所示，其是互补式金属氧化物半导体光子平台的剖面构造示意图，其是于硅基板4上完成有光波导结构40、光栅结构41、晶体管结构42以及调制器结构43。其中该光波导结构40中完成有用以导入外部激光光源以及将调制完成的光信号输出至外部光纤的过程中所需的各种元件(本图未能示出)，例如光输入纳米锥(NANOTAPER)、光分歧器(splitters)、光滤波器(filters)以及光耦合器(couplers)以及光输出纳米锥等元件。光栅结构41主要用以完成布拉格光栅(Bragg Grating)，晶体管结构42则用以完成相位移器(phase shifter)以及波导检测器(waveguide detector)等元件，至于调制器结构43则是可以用来完成如图3所示的MZI调制器。
请参见图5，其为互补式金属氧化物半导体光子平台51与边射型激光光源52通过中介层(Interposer)50来进行封装的公知构造示意图，其方法主要是将边射型激光光源52设置在一个承载基板(sub-mount)53上，然后在设计上让处于外部的边射型激光光源52的出光口的高度与互补式金属氧化物半导体光子平台51的光波导结构(本图未示出)中的光输入端的高度位置一致。但由于边射型激光光源52的光信号520主要是通过狭缝绕射而经由准直器(collimator，图未示出)、隔离器(isolator，图未示出)以及聚焦透镜(focuslens，图未示出)来耦合至互补式金属氧化物半导体光子平台51的光波导结构，而通过主动对准的技术手段来对聚焦透镜进行调整，在进行对准组装时，边射型激光光源52必需持续操作产生光信号520，同时以图像处理等方法实际检测耦合效果，再以回授控制找到最佳组装位置，进而可使光信号耦合至图4中光波导结构40的效果达到最佳化。而上述主动对准的技术手段对于组装误差值的要求，在三个轴向上皆约为+/-4微米(μm)左右，否则过大的位移误差将无法让光信号耦合至光波导结构40的光耦合效率达到要求。而在现今的技术中，对于X轴、Y轴上的位移误差是属于比较容易控制的部分，但是在Z轴上，也就是高度上的误差是现今的技术比较难掌握的部分。此外，光电元件必需通电流操作，组装设备必需要有额外的供电及检侦电路，所以组装设备昂贵且复杂，其对准时间较长更不利批量生产。由于中介层(Interposer)50与互补式金属氧化物半导体光子平台51间的焊接层501厚度变异以及中介层(Interposer)50与互补式金属氧化物半导体光子平台51本身厚度变异所共同造成的误差，再加上边射型激光光源52以及承载基板(sub-mount)53厚度变异所造成的误差，累积起来的组装误差就极可能大于+/-4微米(μm)，而如何改善此一缺失，为发展本案的主要目的。
发明内容
故本案主要是改善公知组装技术误差过大的缺失，通过构造上与工艺上的巧思来提升组装横的精确度，使得良率大幅提升。
本发明主要目的在于提供一种光电模组，其包含：一中介层基底，其同一表面上包含一第一凹槽与一第二凹槽；一接合材料层，填充于该第一凹槽中与该第二凹槽中；一第一光电元件，置放在该第一凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底，该第一光电元件的一侧面发出或通过一光信号；以及一第二光电元件，置放在该第二凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底，该第二光电元件的一侧面是朝向于该第一光电元件的该侧面，用以耦合接收该第一光电元件的该侧面所发出或通过的该光信号。
于一实施例中，该中介层基底为一硅中介层基底。
于一实施例中，该中介层基底包含：
一接线垫，设置于该中介层基底的一表面，且通过一金属线与该第一光电元件或该第二光电元件的一接脚电性连接；
一模组接脚，设置于该中介层基底的另一表面；以及
一层间结构，电性连接该模组接脚与该接线垫。
于一实施例中，该第一光电元件为一光信号发射源的光电元件，该第二光电元件为一光电芯片的光电元件，该光信号发射源的光电元件发出的该光信号是平行于该中介层基底的表面，而该第一光电元件的发光点水平高度等于该第二光电元件的受光点水平高度。
于一实施例中，还包含第三光电元件，设置于该第一光电元件与该第二光电元件之间。
于一实施例中，该第一光电元件及该第二光电元件为激光二极管、发光二极管、光检测器、光电芯片、聚光镜片、分光器、光波导结构、光隔离器、光准直器或光纤连接器。
于一实施例中，该第一凹槽中该接合材料层的厚度与该第二凹槽中该接合材料层的厚度不相等。
于一实施例中，该第一光电元件的一第一厚度与该第二光电元件的一第二厚度不同。
于一实施例中，该第一光电元件的一第一光信号对准处距离该第一光电元件的顶部表面为第一长度，该第二光电元件的的第二光信号对准处距离该第二光电元件的顶部表面为第二长度，且该第一长度实质上等于该第二长度。
于一实施例中，该接合材料层为一合金焊料材料、银胶、环氧树脂、非导电胶或紫外线固化胶。
本案的另一方面为一种光电模组制造方法，其包含下列步骤：提供一中介层基底，其同一表面上包含一第一凹槽与一第二凹槽；于该第一凹槽中与该第二凹槽中填充一接合材料层；将一第一光电元件置放在该第一凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底，其中该第一光电元件的一侧面的一第一光信号对准处发出或通过一光信号，该第一光信号对准处距离该第一光电元件的顶部表面为第一长度；以及将一第二光电元件置放在该第二凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底，其中该第二光电元件的一侧面的一第二光信号对准处是朝向于该第一光电元件的该侧面，该第二光信号对准处距离该第二光电元件的顶部表面为第二长度，并使该第一光电元件的该第一光信号对准处水平高度等于该第二光电元件的该第二光信号对准处水平高度，用以耦合接收该第一光电元件的该第一光信号对准处所发出或通过的该光信号。
于一实施例中，是使用一治具来置放该第一光电元件至该第一凹槽中，该治具设置有一空腔来容置该第一光电元件，且该治具接触至该中介层基底时，使得该空腔内部与该第一光电元件的顶部表面间的接触面与该中介层基底间形成一第一距离，亦使用该治具来置放该第二光电元件至该第二凹槽中，该空腔来容置该第二光电元件，且该治具接触至该中介层基底时，使得该空腔内部与该第二光电元件的顶部表面间的接触面与该中介层基底间形成一第二距离，该第一距离等于该第二距离，用以使该第一光电元件的该第一光信号对准处点水平高度等于该第二光电元件的该第二光信号对准处水平高度。
于一实施例中，是使用一第一治具来置放该第一光电元件至该第一凹槽中，该第一治具设置有一第一空腔来容置该第一光电元件，且该第一治具接触至该中介层基底时，使得该第一空腔内部与该第一光电元件的顶部表面间的接触面与该中介层基底间形成一第一距离，另使用一第二治具来置放该第二光电元件至该第二凹槽中，该第二治具设置有一第二空腔来容置该第二光电元件，且该第二治具接触至该中介层基底时，使得该第二空腔内部与该第二光电元件的顶部表面间的接触面与该中介层基底间形成一第二距离，该第一距离与该第二距离的差值差值实质上等于该第一长度与该第二长度的差值，或实质上等于该第一长度与该第二长度的差值加上一治具深度，用以确保该第一光电元件的该第一光信号对准处水平高度等于该第二光电元件的该第二光信号对准处水平高度。
于一实施例中，使用该第一治具来置放该第一光电元件至该第一凹槽中时，该第一治具的一底部结构容置于该中介层基底中具有该治具深度的一治具槽。
于一实施例中，将该第一光电元件置放在该第一凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底的步骤中，是对该接合材料层进行加热回焊或固化，将该第二光电元件置放在该第二凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底的步骤中，是对该接合材料层进行加热回焊或固化。
于一实施例中，该中介层基底为一硅中介层基底，该接合材料层为一合金焊料材料、银胶、环氧树脂、非导电胶或紫外线固化胶。
附图说明
图1是光发射接收器的公知功能方块示图。
图2是将上述光发射接收器以硅光学平台为基础所完成的主动式光缆结构示意图。
图3是马赫-曾德尔干涉仪调制器的功能方块示意图。
图4是互补式金属氧化物半导体光子平台的公知剖面构造示意图。
图5是互补式金属氧化物半导体光子平台与边射型激光光源通过中介层来进行封装的公知构造示意图。
图6A～6C是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于光电模组的制造方法示意图。
图7是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于光电模组的结构示意图。
图8，其是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于一种光电模组的另一制造方法示意图。
图9是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于光电模组的再一种制造方法示意图。
其中，附图标记说明如下：
光发射接收器1
等化模组11
激光驱动器120
激光光源121
监视用检光器122
自动增益控制器123
光传送器12
光纤13
光接收器14
光检测器141
转阻放大器142
时钟脉冲及数据回复电路143
预加强电路144
集成电路芯片20
外部金属线201
硅光学平台21
传输线211
激光产生器22
45度反射面210
光纤23
硅光学平台25
45度反射面250
集成电路芯片26
外部金属线261
传输线251
输入波导30
上方波导31
下方波导32
输出波导33
相位延迟器35
硅基板4
光波导结构40
光栅结构41
晶体管结构42
调制器结构43
边射型激光光源52
承载基板53
互补式金属氧化物半导体光子平台51光信号520
中介层50
焊接层501
中介层基底60
表面600
第一凹槽601
第二凹槽602
接合材料层603
第一光电元件61
第二光电元件62
侧面610
侧面620
发光点6100
顶部表面611
受光点6200
顶部表面621
治具69
空腔690
底部结构69a,69b,69c,91a,91b,92a,92b
信号680
治具槽600a
第一长度d1
第二长度d2
第一距离T1
第二距离T2
第一治具71,91
第一空腔710,910
第二治具72,92
第二空腔720,920
底部结构71a,71b
底部结构72a,72b
第一厚度K1
第二厚度K2
光电模组8
中介层基底80
第一凹槽801
第二凹槽802
接合材料层803
第一光电元件81
第二光电元件82
侧面820
侧面810
上表面800
发光点8100
受光点8200
光信号880
模组接脚85,85a,85b
接线垫88a,88b
金属线89a,89b
球状焊料86
层间结构87a,87b
下表面800b
接脚81a,82b
系统PCB主板90
接线垫901
治具深度V1
第三距离T3
具体实施方式
体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的样态上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本案。
请参见图6A～6C，其是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于一种光电模组(装置)的制造方法示意图，其中主要包含下列步骤：首先，图6A中表示出本案是提供一中介层基底60，并于其同一表面600完成有至少包含有第一凹槽601与第二凹槽602的凹槽结构，并于凹槽结构中填充有接合材料层603。其中，有第一凹槽601与第二凹槽602的凹槽结构可以是矩形、U形或V形等形状的凹槽结构，而上述中介层基底60可以是常见的硅中介层基底或是其他可于芯片封装工艺中使用的中介层基底，例如玻璃或陶瓷材质。至于接合材料层603则可以使用任何可以因应光电元件置入的压力而有厚度调整空间的材料，即在未固化时可随压力形变的软性材质，合理来说，利用常见的合金焊料材料、银胶、环氧树脂(Epoxy)、非导电胶、紫外线固化胶等接合剂便可以来完成，常见的合金焊料材料可以是锡金合金材料、锡银铜合金材料、锡银合金材料、铜锡合金材料、铅锡合金材料、金锡合金材料、锡钴合金材料、锡铋合金材料、锡锌合金材料、锡镍合金材料、铝锡合金材料，若选用金属型的接合材料可以具有较佳的散热效果，使光电元件温度降低。而由于第一凹槽601与第二凹槽602的凹槽结构可以利用半导体工艺中的光刻蚀刻工艺来完成定义，因此其精确度可以相当高，有利于最后光耦合的效率。
接着请参见图6B，将第一光电元件61置放在该第一凹槽601中并通过该接合材料层603接合至该中介层基底60，以及将第二光电元件62置放在该第二凹槽602中并通过该接合材料层603接合至该中介层基底60，其中该第一光电元件61的一侧面610的发光点6100可发出或通过一光信号680，而该第二光电元件62的一侧面620的受光点6200是朝向于该第一光电元件的该侧面610，便可用以耦合接收该第一光电元件61的该侧面610所发出的该光信号680。而本实施例是先假设第一光电元件61与该第二光电元件62的厚度预设值差不多，只要误差范围小于第一凹槽601与第二凹槽602的深度，而且发光点6100距离第一光电元件61的顶部表面611的第一长度d1与受光点6200距离第二光电元件62的顶部表面621的第二长度d2是一致的情况下来进行，如此一来，在本实施例中，只要使该中介层基底60的表面600到该第一光电元件61的顶部表面611的第一距离T1可以等于该中介层基底60的表面600到该第二光电元件62的顶部表面621的第二距离T2，便可以确保第一光电元件61的发光点6100的水平位置高度与第二光电元件62的受光点6200的水平位置高度是一致(对准高度h)，达到自动地被动式对准(passive alignment)的功效，进而让第一光电元件发出或通过的光信号680耦合至第二光电元件中光波传导或光耦合的效率达到要求。
第一光电元件61或第二光电元件62，其功能可以是处理光电信号，例如电信号与光信号之间的转换，光信号的调制、聚光、分光、导光、导直(collimating)、滤光、光耦合等。将电信号转换为光信号的发光式光电元件可以是激光二极管(Laser Diode)、发光二极管(Light Emitting Diode,LED)，其样式为面射型(Surface Emitting)或边射型(Edge-Emitting)。将光信号转换为电信号的光检测式光电元件，即光检测器(photodetector)，可以是半导体为基础的光二极管(photo diode)，例如p-n接面二极管、p-i-n二极管，或是雪崩型光二极管(avalanche photo diode)。另外金属-半导体-金属(Metal-Semiconductor-Metal,MSM)光检测器，或是利用材料在照光时电阻值会改变的光导体(photoconductor)也可以是光检测式光电元件。
光信号的调制、聚光、分光、导光、导直(collimating)、滤光、光耦合等功能可以由光电芯片(photonics IC)、聚光镜片、分光器(optical splitter)、光波导结构(waveguide)、光隔离器(optical isolator)、光准直器(collimator)、光纤连接器(fiberconnector)等光电元件实现。光电装置或光电模组中一般会有光信号的发送及接收两个功能，其功能分别是发送具有数据的光信号及接收具有数据的光信号，其中最易受元件对准状况影响的是发送光信号的相关光电元件。例如：激光二极管产生的光源依序会经由镜片式的光准直器将激光二极管产生的散射光导直，接着由光隔离器虑光，聚光镜片聚光，之后由光电芯片调制及分光产生具有大量信息的多个光信号(多通道)，最后经由光纤连接器与外部光纤耦合，将具有大量信息的多个光信号传送到模组外部的光纤。本案技术可应用在每一个光电元件的对准，元件对准状况的影响主要因素在于光电芯片与发光式光电元件，下列实施例中，第一光电元件61为发光式光电元件，第二光电元件62为光电芯片，且以本案技术对准时，可以使光电模组达到较好光波传导效率或光耦合效率。
于是乎，本实施例是提供一个其剖面如图所示的治具69，该治具69设置有一空腔690来容置该第一光电元件61或第二光电元件62，当使用该治具69接合该第一光电元件61来置放至该第一凹槽601时，该治具69会顶住该第一光电元件61向下挤压接合材料层603形变，直到该治具69的至少一底部结构69a,69b,69c(例如外缘底部结构69a,69c)接触至该中介层基底60的表面600，接合材料层603才会停止形变，使得该治具69设置有一空腔690内部与该第一光电元件61的顶部表面611间的接触面与该中介层基底60的表面600间确定形成一固定距离(第一距离T1)。于是，若亦使用该治具69来接合该第二光电元件62置放至该第二凹槽602时，该空腔690内部与该第二光电元件62的顶部表面621间的接触面与该中介层基底60的表面600间将可确定形成一固定距离(第二距离T2)，且上述两个固定距离为相等(T1＝T2)。而治具69与第一光电元件61或第二光电元件62的接合与脱离可以真空吸引的技术来完成，当然也可以采用其它技术手段来完成上述需求，例如电磁力吸引等等。而上述物件的误差可以利用接合材料层603的厚度变化来加以吸收其可能的变异。也就是说，当第一光电元件61置放至第一凹槽601以及第二光电元件62置放至该第二凹槽602的时候，可以通过加热回焊(reflow)、快速加热固化(snap cure)或是紫外线固化(UV cure)等工艺来使接合材料层603进行厚度调整后能快速达到定位及固定，最后完成所需的高度调整。
另外，也可是使用两个不同的治具来进行上述的封装作业，如图6C所示，其中是使用第一治具71来置放该第一光电元件61至该第一凹槽601中，该第一治具71设置有一第一空腔710来容置该第一光电元件61时，该第一治具71会顶住该第一光电元件61向下挤压接合材料层603形变，直到该第一治具71的至少一底部结构71a,71b接触至该中介层基底60的表面600，接合材料层603才会停止形变，使得该第一空腔710内部与该第一光电元件61的顶部表面611间的接触面与该中介层基底60的表面600间固定形成一第一距离T1，另使用一第二治具72来置放该第二光电元件62至该第二凹槽602中，该第二治具72设置有一第二空腔720来容置该第二光电元件62时，该第二治具72会顶住该第二光电元件62向下挤压接合材料层603形变，直到该第二治具72的至少一底部结构72a,72b接触至该中介层基底60的表面600，接合材料层603才会停止形变，使得该第二空腔720内部与该第二光电元件62的顶部表面621间的接触面与该中介层基底60的表面600间固定形成一第二距离T2。而当上述假设第一光电元件61的发光点6100(第一光信号对准处)距离第一光电元件61的顶部表面611的第一长度d1与该第二光电元件62的受光点6200(第二光信号对准处)距离第二光电元件62的顶部表面621的第二长度d2是一致的时候(d1＝d2)，当然该第一距离T1是预设为等于该第二距离T2(T1＝T2)，意即让两者的差值趋近于零。但是在一些实施例中，在第一光电元件61的第一厚度K1与该第二光电元件62的第二厚度K2彼此不同(K1≠K2)下，不论是第一长度d1与第二长度d2一致或是第一长度d1与第二长度d2不相等的状况，，通过精确控制第一空腔710与第二空腔720的深度，使第一距离T1与第二距离T2的的差值实质上等于第一长度d1与第二长度d2的差值，意即让两者差值一样，即可确保完成封装的光电模组中光电元件发光点的位置高度与受光点的水平位置高度对准，进而让第一光电元件或通过发出的光信号680耦合至第二光电元件中的光波传导效率或光耦合效率达到要求。而上述第一光电元件61可以是常见的边射型激光光源，可以通过狭缝绕射而经由准直器、隔离器以及聚焦透镜来微幅调整其出光角度，而第二光电元件62则可以是金属氧化物半导体光子平台，其受光点6200便可以是金属氧化物半导体光子平台中的光波导结构。
而通过上述两种实施例所完成的光电模组则如图7所示的结构示意图，其中该光电模组8包含有中介层基底80，其同一表面上包含一第一凹槽801与一第二凹槽802，而接合材料层803填充于该第一凹槽801中与该第二凹槽802中，至于第一光电元件81，置放在该第一凹槽801中并通过该接合材料层803接合至该中介层基底80，而第二光电元件82则置放在该第二凹槽802中并通过该接合材料层803接合至该中介层基底80，该第二光电元件82的一侧面820是朝向于该第一光电元件81的该侧面810，用以耦合接收该第一光电元件81的该侧面810所发出或通过的一光信号880，通过该第一光电元件81的侧面810发出或通过该光信号880。其中该第一光电元件81可以是一光信号发射源的光电元件，例如上述的边射型激光光源，该第二光电元件82可以是一光信号接收的光电元件，例如上述的金属氧化物半导体光子平台，而该光信号发射源的光电元件发出或通过的该光信号880是平行于该中介层基底80的上表面800。上述接合材料层可以是合金焊料、银胶、环氧树脂(Epoxy)、非导电胶、紫外线固化胶等接合剂，可以通过加热回焊(reflow)、快速加热固化(snap cure)或是紫外线固化(UV cure)等工艺来使接合材料层803可通过治具进行厚度调整后迅速固化，最后完成所需的高度调整，在不同凹槽内固化后的接合材料层803可以有不同的厚度，但可确保完成封装的装置中发光点8100的位置高度与受光点8200的水平位置高度对准，进而让光信号880耦合至电光元件的光波传导效率或光耦合效率达到要求。
于本实施例中，该光电模组8还包含有多个模组接脚85a,85b,85、接线垫(pad)88a,88b、金属线89a,89b以及球状焊料86，且中介层基底80内具有硅穿孔(ThroughSilicon Via,TSV)的层间结构87a,87b。其中层间结构87a,87b电性连接在下表面800b的模组接脚85,85a,85b与上表面800的接线垫(pad)88a,88b之间，球状焊料86可以是锡、锡银、锡铜等锡合金的焊料，在对准压合工艺之后，可进行植球工艺，将球状焊料86接合于每一个模组接脚85的下表面。于本实施例中，更可包含一打线工艺，将金属线89a,89b电性连接在中介层基底80的接线垫88a,88b与光电元件81,82的接脚(pin)81a,82b之间，光电元件81,82的电性信号可以经由金属线89a,89b传送到中介层基底80、中介层基底80上的其他元件(未图示)或模组接脚85a,85b,85。该光电模组8焊接在系统PCB主板90时，该光电模组下表面的模组接脚85会对应与系统PCB主板90的接线垫(pad)901连性接合。
请参见图8，其是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于一种光电模组(装置)的另一制造方法示意图，不同于图6C，于本实施例中，是先分别对应放置第一光电元件61及第二光电元件62至第一凹槽601及第二凹槽602中后，再利用第一治具71对第一光电元件61向下挤压接合材料层603形变，以及利用第二治具72对第二光电元件62向下挤压接合材料层603形变。
请参见图9，其是本案为改善公知技艺缺失所发展出来关于光电模组(装置)的再一种制造方法示意图，其是应用于第一光电元件61及第二光电元件62不具有相同的厚度，因此第一厚度K1不等于第二厚度K2，第一长度d1也不等于第二长度d2。此外，两个治具的高度也不相同，甚至在同一个第一治具91中的两个底部结构91a,91b的长度也不相同(第二治具92中的两个底部结构92a,92b的长度相同)，因此中介层基底60中还多了一个具一治具深度V1的治具槽600a来容纳不同长度的底部结构91b，使得第一治具91的第一距离T1、第二治具92的第二距离T2与第一治具91的第三距离T3也不相同。但是，T1＝d1+h；T2＝d2+h；T3＝d1+h+V1，其中对准高度h＝T1-d1；h＝T2-d2；h＝T3-d1-V1。通过精确控制第一空腔910与第二空腔920的深度，使第一距离T1与第二距离T2的差值实质上等于第一长度d1与第二长度d2的差值，或是第三距离T3与第二距离T2的差值实质上等于第一长度d1与第二长度d2的差值加上该治具深度V1，即可确保完成封装的光电模组中光电元件发光点的位置高度与受光点的水平位置高度对准，进而让第一光电元件发出或通过的光信号680耦合至第二光电元件中的光波传导效率或光耦合效率达到要求。
综上所述，本文提出的光电模组与光电模组制造方法，其所达成的功效增进将可以改善公知手段误差过大的问题，因为发光点8100在第一光电元件本身的位置高度变异通常在1.4微米范围内，而受光点8200在第二光电元件本身的水平位置高度变异通常在1.0微米范围内，所以发光点8100到受光点8200的水平位置高度变异将可被控制在1.4微米的范围内，相较公知手段的2.24～5.4微米的变异范围，确实有大幅度的改善，而且也可以让组装时间从原先的1～2分钟大幅缩短到约10秒。另外，本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

Claims (5)

1.一种光电模组制造方法，其包含下列步骤：
提供一中介层基底，其同一表面上包含一第一凹槽与一第二凹槽；
于该第一凹槽中与该第二凹槽中填充一可形变的接合材料层；
利用一治具抵压置放一第一光电元件，该治具设置有第一空腔来容置该第一光电元件，且该治具接触至该中介层基底时，使得该第一空腔内部表面抵住该第一光电元件之顶部表面，使该第一光电元件抵住置放在该第一凹槽中的该接合材料层，并借以接合至该中介层基底，其中该第一光电元件的一侧面的一第一光信号对准处发出或通过一光信号；以及
利用该治具抵压置放一第二光电元件，该治具另设置有第二空腔来容置该第二光电元件，且该治具接触至该中介层基底时，使得该第二空腔内部表面抵住该第二光电元件之顶部表面，使该第二光电元件抵住置放在该第二凹槽中的该接合材料层，并借以接合至该中介层基底，其中该第二光电元件的一侧面的一第二光信号对准处是朝向于该第一光电元件的该侧面，并使该第一光电元件的该第一光信号对准处于该中介层基底表面上方的水平高度等于该第二光电元件的该第二光信号对准处于该中介层基底表面上方的水平高度，用以耦合接收该第一光电元件的该第一光信号对准处所发出或通过的该光信号。
2.一种光电模组制造方法，其包含下列步骤：
提供一中介层基底，其同一表面上包含一第一凹槽与一第二凹槽；
于该第一凹槽中与该第二凹槽中填充一可形变的接合材料层；
使用一第一治具来抵压置放该第一光电元件至该第一凹槽，使该第一光电元件抵住置放在该第一凹槽中的该接合材料层，并借以接合至该中介层基底，其中该第一光电元件的一侧面的一第一光信号对准处发出或通过一光信号，该第一光信号对准处距离该第一光电元件的顶部表面为一第一长度，该第一治具设置有一第一空腔来容置该第一光电元件，且该第一治具接触至该中介层基底时，使得该第一空腔内部抵住该第一光电元件之顶部表面与该中介层基底表面间形成一第一距离；以及
另使用一第二治具来抵压置放该第二光电元件至该第二凹槽中，使该第二光电元件抵住置放在该第二凹槽中的该接合材料层，并借以接合至该中介层基底，其中该第二光电元件之一侧面的一第二光信号对准处系朝向于该第一光电元件的该侧面，该第二光信号对准处距离该第二光电元件的顶部表面为一第二长度，该第二治具设置有一第二空腔来容置该第二光电元件，且该第二治具接触至该中介层基底时，使得该第二空腔内部抵住该第二光电元件之顶部表面与该中介层基底表面间形成一第二距离，其中该第一与第二治具的选用，使得该第一距离与该第二距离的差值实质上等于该第一长度与该第二长度的差值，用以确保该第一光电元件的该第一光信号对准处于该中介层基底表面上方的水平高度等于该第二光电元件的该第二光信号对准处于该中介层基底表面上方的水平高度，用以耦合接收该第一光电元件的该第一光信号对准处所发出或通过之该光信号。
3.如权利要求2所述的光电模组制造方法，其特征在于，将该第一光电元件置放在该第一凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底的步骤中，是对该接合材料层进行加热回焊或固化，将该第二光电元件置放在该第二凹槽中并通过该接合材料层接合至该中介层基底的步骤中，是对该接合材料层进行加热回焊或固化。
4.如权利要求2所述的光电模组制造方法，其特征在于，该中介层基底为一硅中介层基底，该接合材料层为一合金焊料材料、银胶、环氧树脂、非导电胶或紫外线固化胶。
5.一种光电模组制造方法，其包含下列步骤：
提供一中介层基底，其同一表面上包含一第一凹槽与一第二凹槽；
于该第一凹槽中与该第二凹槽中填充一可形变的接合材料层；
使用一第一治具来抵压置放该第一光电元件至该第一凹槽，使该第一光电元件抵住置放在该第一凹槽中的该接合材料层，并借以接合至该中介层基底，其中该第一光电元件的一侧面的一第一光信号对准处发出或通过一光信号，该第一光信号对准处距离该第一光电元件的顶部表面为一第一长度，该第一治具设置有一第一空腔来容置该第一光电元件，且该第一治具接触至该中介层基底时，使得该第一空腔内部抵住该第一光电元件之顶部表面与该中介层基底表面间形成一第一距离，且该第一治具的一底部结构容置于该中介层基底中具有一治具深度的一治具槽；以及
另使用一第二治具来抵压置放该第二光电元件至该第二凹槽中，使该第二光电元件抵住置放在该第二凹槽中的该接合材料层，并借以接合至该中介层基底，其中该第二光电元件之一侧面的一第二光信号对准处系朝向于该第一光电元件的该侧面，该第二光信号对准处距离该第二光电元件的顶部表面为一第二长度，该第二治具设置有一第二空腔来容置该第二光电元件，且该第二治具接触至该中介层基底时，使得该第二空腔内部抵住该第二光电元件之顶部表面与该中介层基底表面间形成一第二距离，其中该第一与第二治具的选用，使得该第一距离与该第二距离的差值实质上等于该第一长度与该第二长度的差值加上该治具深度，用以确保该第一光电元件的该第一光信号对准处于该中介层基底表面上方的水平高度等于该第二光电元件的该第二光信号对准处于该中介层基底表面上方的水平高度，用以耦合接收该第一光电元件的该第一光信号对准处所发出或通过之该光信号。
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