CN109411549A - 光电子芯片封装结构及封装方法 - Google Patents
光电子芯片封装结构及封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109411549A CN109411549A CN201811494527.9A CN201811494527A CN109411549A CN 109411549 A CN109411549 A CN 109411549A CN 201811494527 A CN201811494527 A CN 201811494527A CN 109411549 A CN109411549 A CN 109411549A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe cap
- tube socket
- opto chip
- chip
- opto
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 30
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 29
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N Cyclobutane Chemical compound C1CCC1 PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/041—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L31/00
- H01L25/042—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L31/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Packaging Frangible Articles (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光电子芯片封装结构及封装方法。所述光电子芯片封装结构包括管座、管帽以及被封装于相配合的管座与管帽之间的光电子芯片，所述光电子芯片通过引线与管帽外部电连接，述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置。基由本发明实施例提供的光电子芯片的集成透镜和气密封装方法封装后的器件体积可以大大减小，焊接时可以无需进行耦合，可以有效降低成本，提高效率；集成的微型透镜精度高、性能好、对准精确，可以有效提高系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电子器件的气密封装的方法，特别涉及一种光电子芯片封装结构及封装方法，属于半导体制造技术领域。
背景技术
目前在光通信、光传感等工业领域大量使用的接收/探测器件，一般使用金属管壳封装，如TO-46,TO-5等。这种封装一般由金属管座，金属管帽以及烧结在管帽上的透镜/窗口三部分组成。接收/探测芯片首先被贴装在管座上，然后通过金属引线的方式将正负极引出。之后再将金属管帽与管座进行储能焊进行焊接，形成气密性封装。这种封装方式，受到机械加工条件限制，造成体积较大，精度不高。在焊接之前，需要将两者进行对准耦合，封装效率较低。此外，由于玻璃透镜使用烧结的方式固定到管帽上，因此精度不高，耦合效率较差。此外，玻璃透镜的焦距较大，使得封装后的体积也无法进一步缩小。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种光电子芯片封装结构及封装方法，该方法通过在绝缘衬底上进行金属化的方法制作管座并将芯片管脚引出，使用半导体工艺制作的、集成了内凹腔和微型透镜的管帽，将两者通过直接键合、焊料焊接等手段连接以后形成气密性封装结构。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种光电子芯片封装结构，包括管座、管帽以及被封装于相配合的管座与管帽之间的光电子芯片，所述光电子芯片通过引线与管帽外部电连接，所述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置。
在一些较为具体的实施方案中，所述管帽本体的第一表面上一体成型有所述透镜，所述管帽本体的第二表面上一体形成有内凹腔，所述内凹腔至少用于容置一光电子芯片，所述第一表面与第二表面相背对设置。
在一些较为具体的实施方案中，所述管座包括绝缘衬底。
在一些较为具体的实施方案中，所述管帽的材质选自硅片或熔融石英片，但不下于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述光电子芯片包括探测器芯片、激光器芯片、放大器芯片或驱动芯片，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述管帽与相应的管座焊接固定。
在一些较为具体的实施方案中，所述绝缘衬底上依次设置有导电层和钝化层，所述导电层包括一个以上导电图形，每一导电图形的引出电极区域从钝化层中暴露出，每一光电子芯片的电极通过引线与相应的一个导电图形的至少一引出电极区域电连接，且每一导电图形还至少有一引出电极区域设置在相应的一个管帽外部。
在一些较为具体的实施方案中，所述钝化层的材质选自SiO2、SiNx、聚酰亚胺、苯并环丁烯，其中x大于0，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述绝缘衬底选自硅片、陶瓷片，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述的光电子芯片封装结构包括由一体设置的两个以上管座组成的管座晶圆、由一体设置的两个以上管帽组成的管帽晶圆，所述管帽晶圆与管座晶圆焊接固定，其中每一管座与相配合的一个管帽以及被封装于该管座和管帽之间的至少一光电子芯片形成一封装单元，各封装单元能够被分割形成彼此独立的器件。
本发明实施例还提供了一种光电子芯片封装结构的制作方法，其包括：
提供管座和管帽，所述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置；
将光电子芯片安装在管座上，光电子芯片通过引线与管帽外部电连接；
将相配合的管座和管帽对准焊接，以将所述光电子芯片封装于管座和管帽之间。
在一些较为具体的实施方案中，所述制作方法还包括：在所述管帽本体的第一表面上一体设置所述透镜，并在所述管帽本体的第二表面上一体形成内凹腔，所述内凹腔至少用于容置一光电子芯片，所述第一表面与第二表面相背对设置。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：
在管座的绝缘表面上设置导电层，所述导电层包括一个以上导电图形；
在所述导电层上设置钝化层，并使每一导电图形的引出电极区域从钝化层中暴露出；
在所述钝化层上固定一个以上光电子芯片，并将每一光电子芯片的电极通过引线与相应的一个导电图形的至少一引出电极区域电连接，再将每一管座与相应的一管帽焊接固定，且使每一导电图形还至少有一引出电极区域设置在相应的一个管帽外部。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法还包括：
提供由一体设置的两个以上管座组成的管座晶圆、由一体设置的两个以上管帽组成的管帽晶圆；
在所述管座晶圆上固定两个以上光电子芯片，并将所述管帽晶圆与管座晶圆焊接固定，且使其中每一管座与相配合的一个管帽以及被封装于该管座和管帽之间的至少一光电子芯片形成一封装单元；
将各封装单元分割形成彼此独立的器件。
与现有技术相比，基由本发明实施例提供的光电子芯片的集成透镜和气密封装方法封装后的器件体积可以大大减小，焊接时可以无需进行耦合，可以有效降低成本，提高效率；集成的微型透镜精度高、性能好、对准精确，可以有效提高系统性能。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种光电子芯片封装结构的结构示意图；
图2是本发明实施例1中制作形成管座的流程结构示意图；
图3是本发明实施例1中制作形成管帽的流程结构示意图；
图4是本发明实施例2中一种光电子芯片封装结构的结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种光电子芯片封装结构，包括管座、管帽以及被封装于相配合的管座与管帽之间的光电子芯片，所述光电子芯片通过引线与管帽外部电连接，所述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置。
在一些较为具体的实施方案中，所述管帽本体的第一表面上一体成型有所述透镜，所述管帽本体的第二表面上一体形成有内凹腔，所述内凹腔至少用于容置一光电子芯片，所述第一表面与第二表面相背对设置。
在一些较为具体的实施方案中，所述管座包括绝缘衬底。
在一些较为具体的实施方案中，所述管帽的材质选自硅片或熔融石英片，但不下于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述光电子芯片包括探测器芯片、激光器芯片、放大器芯片或驱动芯片，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述管帽与相应的管座焊接固定。
在一些较为具体的实施方案中，所述绝缘衬底上依次设置有导电层和钝化层，所述导电层包括一个以上导电图形，每一导电图形的引出电极区域从钝化层中暴露出，每一光电子芯片的电极通过引线与相应的一个导电图形的至少一引出电极区域电连接，且每一导电图形还至少有一引出电极区域设置在相应的一个管帽外部。
在一些较为具体的实施方案中，所述钝化层的材质选自SiO2、SiNx、聚酰亚胺、苯并环丁烯，其中x大于0，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述绝缘衬底选自硅片、陶瓷片，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述的光电子芯片封装结构包括由一体设置的两个以上管座组成的管座晶圆、由一体设置的两个以上管帽组成的管帽晶圆，所述管帽晶圆与管座晶圆焊接固定，其中每一管座与相配合的一个管帽以及被封装于该管座和管帽之间的至少一光电子芯片形成一封装单元，各封装单元能够被分割形成彼此独立的器件。
本发明实施例还提供了一种光电子芯片封装结构的制作方法，其包括：
提供管座和管帽，所述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置；
将光电子芯片安装在管座上，光电子芯片通过引线与管帽外部电连接；
将相配合的管座和管帽对准焊接，以将所述光电子芯片封装于管座和管帽之间。
在一些较为具体的实施方案中，所述制作方法还包括：在所述管帽本体的第一表面上一体设置所述透镜，并在所述管帽本体的第二表面上一体形成内凹腔，所述内凹腔至少用于容置一光电子芯片，所述第一表面与第二表面相背对设置。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：
在管座的绝缘表面上设置导电层，所述导电层包括一个以上导电图形；
在所述导电层上设置钝化层，并使每一导电图形的引出电极区域从钝化层中暴露出；
在所述钝化层上固定一个以上光电子芯片，并将每一光电子芯片的电极通过引线与相应的一个导电图形的至少一引出电极区域电连接，再将每一管座与相应的一管帽焊接固定，且使每一导电图形还至少有一引出电极区域设置在相应的一个管帽外部。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法还包括：
提供由一体设置的两个以上管座组成的管座晶圆、由一体设置的两个以上管帽组成的管帽晶圆；
在所述管座晶圆上固定两个以上光电子芯片，并将所述管帽晶圆与管座晶圆焊接固定，且使其中每一管座与相配合的一个管帽以及被封装于该管座和管帽之间的至少一光电子芯片形成一封装单元；
将各封装单元分割形成彼此独立的器件。
如下将结合附图以及具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
实施例1
请参阅图1，一种光电子芯片封装结构，包括管座1、管帽2以及被封装于管座与管帽之间的光电子芯片3；管帽本体具有相背对设置的第一表面与第二表面，管帽本体的第一表面上一体成型有透镜21，管帽本体的第二表面上一体形成有内凹腔22，内凹腔22至少用于容置一光电子芯片3，透镜21与光电子芯片对应设置；管座1包括绝缘衬底11、依次设置在绝缘衬底11上的导电层和钝化层13，导电层包括一个以上导电图形12，每一导电图形的引出电极区域121、122从钝化层13的加工窗口暴露出，每一光电子芯片3的电极通过引线14与相应的一个导电图形12的至少一引出电极区域121电连接，且每一导电图形12还至少有一引出电极区域122设置在相应的一个管帽2外部，即电极引出区域121位于管帽2的内侧，电极引出区域122位于管帽2的外侧，管帽2固定连接在钝化层13上，且管帽2与钝化层13的接触面/线之间焊接密封。或者，在一些较为具体的实施方案中，也可以在管座1上设置用于容置光电子芯片3的内凹腔或类似构造，管帽的第二表面可以是平面。
具体的，一种光电子芯片封装结构的封装方法(光电子芯片的集成透镜和气密封装方法)，可以包括如下步骤：
请参阅图2，管座加工：
1)制作绝缘衬底11的步骤，选用如硅片、陶瓷片等作为管座基片(即绝缘衬底，下同)材料，若该材料绝缘特性不够好，可在其上沉积一层绝缘层；常见手段包括采用PECVD(等离子体增强化学的气相沉积法)的方法在管座基片上沉积SiO2、SiNx材料或者旋涂一层PI(聚酰亚胺)\BCB(苯并环丁烯)等绝缘介质并高温固化；
2)在管座基片11上形成一个以上导电图形12，一般可采用半导体光刻的方法在管座基片上形成光刻胶图案，并采用电子束蒸发、热蒸发等加工方法在管座基片上沉积金属层，最后剥离光刻胶形成图形化的金属层，即导电图形12；金属层的材质可以是Cr、Ni、Ti、Al、Au中的任意一种或两种以上的金属组成；同时还可以在管座上加工用于对准的对准标记；
3)采用PECVD的方法在导电图形12上沉积一层SiO2、SiNx等作为钝化层13，或者旋涂一层PI\BCB等绝缘介质并高温固化作为钝化层13；
4)采用光刻、刻蚀的方法对钝化层13的部分区域进行加工处理(以形成窗口)，进而暴露出导电图形12两端的引出电极区域(可理解为pad区域)121、122；
5)使用光刻/金属层沉积/剥离或者金属层沉积/光刻/刻蚀的方法，沉积焊料层；焊料层的材质包括Cr、Ni、Ti、Al、Au、Au、Sn中的任意一种或两种以上的组合，或者采用常用的低温焊料金属的组合作为焊料层，或者不需要形成焊料层；
请参阅图3，管帽加工：
6)选用折射率和透光率好的材料(如硅片，熔融石英片等)作为管帽材料，采用光刻-回流-刻蚀的方法在管帽材料的其中一面(例如第一表面)上制作出微型透镜(即透镜)21，微型透镜可以是球透镜或者非球透镜；
7)采用双面对准光刻、刻蚀工艺，在管帽材料的另外一面(例如第二表面)制作出内凹腔22，
8)采用光刻/金属层沉积/剥离或者金属层沉积/光刻/刻蚀的方法沉积焊料层，焊料层的材质可以是Cr、Ni、Ti、Al、Au、Au、Sn中的任意一种或两种以上的组合；或者，焊料层的材质还可以采用常用的低温焊料金属的组合，或者不需要焊料；以上的微型透镜、焊料层、内凹腔的设计与管座上的芯片存在对准关系；同时还可以在管座上加工用于对准的对准标记；
贴片和引线：
9)使用贴片机，将探测器芯片(即所述)3固定在管座的钝化层13，并采用引线机提供引线14将引线一端与芯片(即光电子芯片)3电连接，另一端与导电图形12的引出电极区域121电连接；并使用引线机引出引线至内pad上；
焊接：
10)使用键合设备，将管帽和管座对准以后，使管帽和管座固定连接进而将芯片(封装于管座与管帽的内凹腔形成的封装腔体内，如图1所示.
需要说明的是，可以采用直接键合或焊接的方式将使管帽和管座固定连接；焊接可以使用焊料预制片、玻璃焊料等进行焊接；焊接可以在真空或者充保护气体氛围内进行；焊接可以使用器件-器件、器件-晶圆、晶圆-晶圆的方式进行焊接。
实施例2
请参阅图1和图4，一种光电子芯片封装结构包括由一体设置的两个以上管座1组成的管座晶圆100、由一体设置的两个以上管帽2组成的管帽晶圆200，管帽晶圆200与管座晶圆100焊接固定，其中每一管座1与相配合的一个管帽2以及被封装于该管座1和管帽2之间的至少一光电子芯片3形成一封装单元，各封装单元能够被分割形成彼此独立的器件。
管帽2包括管帽本体，管帽本体具有相背对设置的第一表面与第二表面，管帽本体的第一表面上一体成型有透镜21，管帽本体的第二表面上一体形成有内凹腔22，内凹腔22至少用于容置一光电子芯片3，透镜21与光电子芯片对应设置；管座1包括绝缘衬底11、依次设置在绝缘衬底11上的导电层和钝化层13，导电层包括一个以上导电图形12，每一导电图形的引出电极区域121、122从钝化层13的加工窗口暴露出，每一光电子芯片3的电极通过引线14与相应的一个导电图形12的至少一引出电极区域121电连接，且每一导电图形12还至少有一引出电极区域122设置在相应的一个管帽2外部，即电极引出区域121位于管帽2的内侧，电极引出区域122位于管帽2的外侧，管帽2固定连接在钝化层13上，且管帽2与钝化层13的接触面/线之间焊接密封。或者，在一些较为具体的实施方案中，也可以在管座1上设置用于容置光电子芯片3的内凹腔或类似构造，管帽的第二表面可以是平面。
具体的，一种光电子芯片封装结构的封装方法(光电子芯片的集成透镜和气密封装方法)，可以包括如下步骤：
本实施例中的光电子芯片封装结构的封装方法的步骤与实施例1步骤1)-步骤10)基本一致，以及本实施例中的光电子芯片封装结构的封装方法还包括步骤11)：
11)切割：
请再次参阅图4，将管座晶圆100与管帽晶圆200焊接之后需要进行两次切割，第一次浅切割按照切割线001进行切割，以将管帽部分遮挡管座外pad的部分切除，第二次深切割按照切割线002进行切割，以将管座晶圆切开形成单个器件。
需要说明的是若焊接的方式是器件-器件方式，则不需要切割；若焊接的方式是器件-晶圆方式，则需要将管座晶圆切开，形成单个器件。
基由本发明实施例提供的光电子芯片的集成透镜和气密封装方法封装后的器件体积可以大大减小，焊接时可以无需进行耦合，可以有效降低成本，提高效率；集成的微型透镜精度高、性能好、对准精确，可以有效提高系统性能。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光电子芯片封装结构，包括管座、管帽以及被封装于相配合的管座与管帽之间的光电子芯片，所述光电子芯片通过引线与管帽外部电连接，其特征在于：所述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置。
2.根据权利要求1所述光电子芯片封装结构，其特征在于：所述管帽本体的第一表面上一体成型有所述透镜，所述管帽本体的第二表面上一体形成有内凹腔，所述内凹腔至少用于容置一光电子芯片，所述第一表面与第二表面相背对设置。
3.根据权利要求1所述光电子芯片封装结构，其特征在于：所述管座包括绝缘衬底；和/或，所述管帽的材质选自硅片或熔融石英片；和/或，所述光电子芯片包括探测器芯片、激光器芯片、放大器芯片或驱动芯片；和/或，所述管帽与相应的管座焊接固定。
4.根据权利要求3所述光电子芯片封装结构，其特征在于：所述绝缘衬底上依次设置有导电层和钝化层，所述导电层包括一个以上导电图形，每一导电图形的引出电极区域从钝化层中暴露出，每一光电子芯片的电极通过引线与相应的一个导电图形的至少一引出电极区域电连接，且每一导电图形还至少有一引出电极区域设置在相应的一个管帽外部。
5.根据权利要求4所述光电子芯片封装结构，其特征在于：所述钝化层的材质选自SiO2、SiNx、聚酰亚胺、苯并环丁烯，其中x大于0；和/或，所述绝缘衬底选自硅片、陶瓷片。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的光电子芯片封装结构，其特征在于包括由一体设置的两个以上管座组成的管座晶圆、由一体设置的两个以上管帽组成的管帽晶圆，所述管帽晶圆与管座晶圆焊接固定，其中每一管座与相配合的一个管帽以及被封装于该管座和管帽之间的至少一光电子芯片形成一封装单元，各封装单元能够被分割形成彼此独立的器件。
7.一种光电子芯片封装结构的制作方法，其特征在于包括：
提供管座和管帽，所述管帽包括一体成型的管帽本体和透镜，所述透镜与光电子芯片对应设置；
将光电子芯片安装在管座上，光电子芯片通过引线与管帽外部电连接；
将相配合的管座和管帽对准焊接，以将所述光电子芯片封装于管座和管帽之间。
8.根据权利要求7所述制作方法，其特征在于还包括：在所述管帽本体的第一表面上一体设置所述透镜，并在所述管帽本体的第二表面上一体形成内凹腔，所述内凹腔至少用于容置一光电子芯片，所述第一表面与第二表面相背对设置。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于包括：
在管座的绝缘表面上设置导电层，所述导电层包括一个以上导电图形；
在所述导电层上设置钝化层，并使每一导电图形的引出电极区域从钝化层中暴露出；
在所述钝化层上固定一个以上光电子芯片，并将每一光电子芯片的电极通过引线与相应的一个导电图形的至少一引出电极区域电连接，再将每一管座与相应的一管帽焊接固定，且使每一导电图形还至少有一引出电极区域设置在相应的一个管帽外部。
10.根据权利要求7或8所述的制作方法，其特征在于还包括：
提供由一体设置的两个以上管座组成的管座晶圆、由一体设置的两个以上管帽组成的管帽晶圆；
在所述管座晶圆上固定两个以上光电子芯片，并将所述管帽晶圆与管座晶圆焊接固定，且使其中每一管座与相配合的一个管帽以及被封装于该管座和管帽之间的至少一光电子芯片形成一封装单元；
将各封装单元分割形成彼此独立的器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811494527.9A CN109411549A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 光电子芯片封装结构及封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811494527.9A CN109411549A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 光电子芯片封装结构及封装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109411549A true CN109411549A (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=65457774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811494527.9A Pending CN109411549A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 光电子芯片封装结构及封装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109411549A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111865429A (zh) * | 2019-04-30 | 2020-10-30 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | 光电接收器及光电接收器的制作方法 |
| CN113270788A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-17 | 江苏索尔思通信科技有限公司 | 一种to封装结构、管帽、光器件以及封装方法 |
| CN113892190A (zh) * | 2019-04-10 | 2022-01-04 | ams国际有限公司 | 光电器件、光子检测器和生成光电器件的方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042629A1 (en) * | 1999-01-11 | 2000-07-20 | Lightlogic, Inc. | An optoelectronic assembly |
| US20040094695A1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-05-20 | Chen Wen Ching | Digital CMOS sensor |
| CN1534322A (zh) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | ������������ʽ���� | 用于光学设备的模块及其制造方法 |
| CN1750281A (zh) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | 宏齐科技股份有限公司 | 光电半导体的封装结构 |
| JP2007110594A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Hitachi Maxell Ltd | カメラモジュール |
| EP1983580A2 (en) * | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Stanley Electric Co., Ltd. | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same |
| WO2009076787A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Heptagon Oy | Optical module for a camera device, baffle substrate, wafer scale package, and manufacturing methods therefor |
| TW201000819A (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-01 | Create Electronic Optical Co Ltd | LED illumination device |
| CN209087854U (zh) * | 2018-12-07 | 2019-07-09 | 苏州苏纳光电有限公司 | 光电子芯片封装结构 |
-
2018
- 2018-12-07 CN CN201811494527.9A patent/CN109411549A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042629A1 (en) * | 1999-01-11 | 2000-07-20 | Lightlogic, Inc. | An optoelectronic assembly |
| US20040094695A1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-05-20 | Chen Wen Ching | Digital CMOS sensor |
| CN1534322A (zh) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | ������������ʽ���� | 用于光学设备的模块及其制造方法 |
| CN1750281A (zh) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | 宏齐科技股份有限公司 | 光电半导体的封装结构 |
| JP2007110594A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Hitachi Maxell Ltd | カメラモジュール |
| EP1983580A2 (en) * | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Stanley Electric Co., Ltd. | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same |
| WO2009076787A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Heptagon Oy | Optical module for a camera device, baffle substrate, wafer scale package, and manufacturing methods therefor |
| TW201000819A (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-01 | Create Electronic Optical Co Ltd | LED illumination device |
| CN209087854U (zh) * | 2018-12-07 | 2019-07-09 | 苏州苏纳光电有限公司 | 光电子芯片封装结构 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113892190A (zh) * | 2019-04-10 | 2022-01-04 | ams国际有限公司 | 光电器件、光子检测器和生成光电器件的方法 |
| CN111865429A (zh) * | 2019-04-30 | 2020-10-30 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | 光电接收器及光电接收器的制作方法 |
| CN111865429B (zh) * | 2019-04-30 | 2022-05-27 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | 光电接收器及光电接收器的制作方法 |
| CN113270788A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-17 | 江苏索尔思通信科技有限公司 | 一种to封装结构、管帽、光器件以及封装方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109411549A (zh) | 光电子芯片封装结构及封装方法 | |
| CN102194717B (zh) | 半导体器件和在半导体管芯周围形成绝缘层的方法 | |
| CN101996953B (zh) | 芯片封装体及其制造方法 | |
| JP4658897B2 (ja) | 半導体照明装置のためのパッケージ構造体およびその製造方法 | |
| CN105810590A (zh) | 声表面波滤波器晶圆键合封装工艺 | |
| CN102136457B (zh) | 在半导体管芯之间形成保护材料的方法 | |
| CN105845814A (zh) | 一种紫外led封装结构及其制作方法 | |
| CN102417154A (zh) | 晶圆级封装中的多接合 | |
| CN101261977A (zh) | 电子器件的封装和形成的方法 | |
| US8309973B2 (en) | Silicon-based sub-mount for an opto-electronic device | |
| US20100288525A1 (en) | Electronic package and method of manufacture | |
| CN108529553B (zh) | 一种石墨烯高温压力传感器封装方法 | |
| US9533875B2 (en) | MEMS sensor packaging and method thereof | |
| CN102583219A (zh) | 一种晶圆级mems器件的真空封装结构及封装方法 | |
| CN103560138B (zh) | 影像传感器封装结构及其封装方法 | |
| CN101691200A (zh) | 非致冷红外探测器的低温真空封装结构及制作方法 | |
| CN102280461A (zh) | 半导体装置、照相机模块及半导体装置的制造方法 | |
| CN102810549B (zh) | 图像传感器的晶圆级封装的制作方法 | |
| CN112661106A (zh) | 非制冷探测器的晶圆级封装方法、非制冷探测器及其制备方法 | |
| CN104795338A (zh) | 背照式影像芯片的晶圆级低成本封装工艺和结构 | |
| CN209087854U (zh) | 光电子芯片封装结构 | |
| CN206907786U (zh) | 一种抗金属迁移的led芯片 | |
| CN103560139B (zh) | 影像传感器封装结构及其封装方法 | |
| CN105355641A (zh) | 高像素影像传感芯片的封装结构及封装方法 | |
| CN102889933B (zh) | Mems热电堆红外探测器芯片、其内芯片及本身的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |