CN110168739B - 光电子模块和光电子模制工具以及其制造方法 - Google Patents

光电子模块和光电子模制工具以及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本公开描述光电子模块、用于制造多个离散光电子模块的方法以及光电子模制工具。所述方法包括用光敏材料涂布衬底晶片和多个光电子部件，并且另外包括选择性地使所述光敏材料的部分暴露于电磁辐射。所述暴露的部分至少部分地限定光学通道的尺寸，其中所述光学通道与至少一个光电子部件相关联。在一些情况下，光学元件并入到所述光学通道中。在一些情况下，所述暴露的部分是所述光学通道。在一些情况下，所述暴露的部分是所述光学通道之间的间隔物。

Description

光电子模块和光电子模制工具以及其制造方法
技术领域
本公开涉及光电子模块和光电子模制工具以及制造此类模块和工具的方法。
背景技术
用于制造光电子模块的最新技术晶片级可能具有局限性。举例来说，可利用注射模制或膜辅助模制有效地大规模(例如，圆片级)制造模块。然而，此类模块的尺寸对于一些应用(例如，如在便携式小型电子装置中)可能太大。在此类情况下，可并入到模制工具中的最小尺寸有效地决定经由这些方法可完成的最小模块尺寸。需要制造过程将较精细尺寸并入到晶片级过程和模制工具中，以便产生具有极小尺寸(例如，数10微米)的模块。
发明内容
本公开描述光电子模块、采用例如光敏材料的光电子模制工具，以及用于制造此类光电子模块和工具的方法。所述光敏材料可以很大的空间精确度暴露于电磁辐射。所述暴露的部分可界定所述光电子模块包括的各个部件和特征的尺寸。在一个方面中，举例来说，用于制造多个离散光电子模块的方法包括：
o将衬底晶片添加到晶片组件，所述衬底晶片包括安装到所述衬底晶片的第一侧的多个光电子部件；
o用光敏材料涂布所述衬底晶片的所述第一侧和所述多个光电子部件，所述多个光电子部件对特定波长的电磁辐射敏感和/或可操作以发出特定波长的电磁辐射；
o使所述光敏材料的第一侧暴露于电磁辐射，以便在所述光敏材料内形成多个界定部分，其中每一界定部分至少部分地限定与所述光电子部件中的至少一个相关联的至少一个光学通道的尺寸；
o使所述光敏材料显影，以便从所述晶片组件移除不是所述多个界定部分的所述光敏材料；
o将回填晶片安装到所述多个界定部分，所述回填晶片包括多个通道并且界定与所述多个界定部分相邻的多个空腔；
o将可成型材料经由所述多个通道引入到所述回填晶片中，以使得所述可成型材料至少部分地填充所述多个空腔；
o固化所述可成型材料以使得所述多个空腔内的所述可成型材料基本上是固体；和
o将所述晶片组件切割成所述多个离散光电子模块。
在一些实施方式中，所述至少部分地填充的空腔是间隔物，且所述界定部分是光学通道。所述间隔物可对所述特定波长的电磁辐射不透明，且所述光学通道可对所述特定波长的电磁辐射透明。
在一些实施方式中，所述至少部分地填充的空腔是光学通道，且所述界定部分是间隔物。所述光学通道可对所述特定波长的电磁辐射透明，且所述间隔物可对所述特定波长的电磁辐射不透明。
在一些实施方式中，所述方法另外包括将所述衬底晶片的第二侧安装到真空吸盘。在一些实施方式中，至少一个光学通道包括光学元件。在一些实施方式中，所述方法另外包括使所述晶片组件暴露于等离子体。
在一些实施方式中，暴露所述光敏材料的所述第一侧包括用电磁辐射选择性地暴露所述光敏材料的所述第一侧。在一些情况下，用电磁辐射选择性地暴露所述光敏材料的所述第一侧包括通过包括第一侧和第二侧的掩模内的多个掩模孔洞暴露所述第一侧。在一些情况下，所述掩模的所述第一侧接触所述光敏材料的所述第二侧。在一些情况下，所述多个掩模孔洞包括多个穿通孔。
在一些实施方式中，所述方法另外包括：
o用附加的光敏材料层涂布所述光敏材料的所述第一侧；
o使所述附加的光敏材料层的第一侧暴露于电磁辐射，以便在所述附加的光敏材料层内形成多个附加的界定部分，每一附加的界定部分限定与所述光学通道中的至少一个相关联的光学通道延伸部的尺寸；
o使所述光敏材料显影，以便从所述晶片组件移除不是所述多个附加的界定部分的所述光敏材料；
o将所述回填晶片安装到所述多个附加的界定部分，所述回填晶片界定与所述多个附加的界定部分相邻的多个空腔延伸部；
o将可成型材料经由所述多个通道引入到所述回填晶片中，以使得所述可成型材料至少部分地填充所述多个空腔延伸部；和
o固化所述可成型材料以使得所述多个空腔延伸部内的所述可成型材料基本上是固体。
在一些实施方式中，所述方法包括加热所述晶片组件以使得所述可成型材料和/或所述光敏材料基本上是固体。在一些实施方式中，引入可成型材料包括将真空和/或高压施加到所述通道。在一些实施方式中，所述方法另外包括将附加的光敏层安装或沉积到所述间隔物中的至少一个上，并且使所述附加的光敏层的第一侧暴露于电磁辐射。
在一些实施方式中，所述光电子部件包括以下各项中的任一个或任何组合：激光二极管、发光二极管、光电二极管、电荷耦合装置、互补金属－氧化物－半导体和/或包括光敏部件的半导体芯片。
在一些实施方式中，所述方法包括用滤光片层涂布所述衬底晶片的所述第一侧和所述多个光电子部件，所述滤光片层设置在所述衬底晶片与所述光敏材料之间。
在一些情况下，所述方法包括用弹性材料层涂布所述衬底晶片的所述第一侧和所述多个光电子部件，所述弹性材料层设置在所述衬底晶片与所述光敏材料之间。
在一些实施方式中，所述方法包括将至少一个光学元件安装于所述多个光电子部件中的至少一个上，所述至少一个光学元件设置在所述衬底晶片与所述光敏材料之间。在一些情况下，可通过三维印刷形成所述至少一个光学元件。
在一些实施方式中，所述方法包括将孔口应用于所述多个光学通道中的至少一个，所述孔口对所述特定波长基本上不透明。
在另一方面中，举例来说，一种用于从晶片组件制造光电子模制工具的方法包括：
o将衬底晶片添加到所述晶片组件，所述衬底晶片具有第一侧和第二侧；
o将多个光学元件安装到所述衬底晶片的所述第一侧，所述多个光学元件是光学元件预型件；
o用光敏材料涂布所述衬底晶片的所述第一侧和所述多个光学元件；
o使所述光敏材料的第一侧暴露于电磁辐射，以便在所述光敏材料内形成多个界定部分，每一界定部分至少部分地限定至少一个光学通道的尺寸；和
o使所述光敏材料显影，以便从所述晶片组件移除不是所述多个界定部分的所述光敏材料；
在一些实施方式中，所述用于制造光电子模制工具的方法包括所述至少一个光学通道是光学元件。
在一些实施方式中，暴露所述光敏材料的所述第一侧包括用电磁辐射选择性地暴露所述光敏材料的所述第一侧。
在一些实施方式中，用电磁辐射选择性地暴露所述光敏材料的所述第一侧包括通过掩模内的多个掩模孔洞暴露所述第一侧。
一些实施方式可提供具有特小尺寸和/或特征的光电子模块。将从以下具体实施方式、附图和权利要求书显而易见其他方面、特征和优点。
附图说明
图1A-1J描绘用于制造多个离散光电子模块的示例步骤序列。
图2是说明用于制造图1A-1J中描绘的多个离散光电子模块的示例步骤序列的流程图。
图3A-3L描绘用于制造多个离散光电子模块的另一示例步骤序列。
图4是说明用于制造图3A-3L中描绘的多个离散光电子模块的示例步骤序列的流程图。
图5A-5L描绘用于制造多个离散光电子模块的又一示例步骤序列。
图6是说明用于制造图5A-5L中描绘的多个离散光电子模块的示例步骤序列的流程图。
图7A-7E描绘用于制造光电子模制工具的示例步骤序列。
图7F-7J描绘使用图7E中描绘的光电子模制工具制造多个光电子模块。
图8是说明用于制造图7A-7J中描绘的光电子模制工具的示例步骤序列的流程图。
具体实施方式
图1A-1J描绘用于制造多个离散光电子模块的示例步骤序列。光电子模块可包括发光和/或对光敏感的多个部件中的任一个，并且可操作为结构化光发生器、接近度传感器、环境光传感器、三维或二维图像相机或距离测量设备。另外，可在晶片级制造具有小到数10微米的尺寸的特小尺寸的光电子模块(即，可成本有效地制造达数100、数1000或甚至数10000微米的光电子模块)。
图1A描绘晶片组件102。晶片组件102包括衬底晶片104(例如，印刷电路板)。衬底晶片104具有第一侧106和第二侧108。多个光电子部件110安装到衬底晶片104的第一侧106上。如上所述，光电子部件110可包括以下各项中的任一个或任何组合：激光二极管、发光二极管、光电二极管、电荷耦合装置、互补金属－氧化物－半导体和/或包括光敏部件的半导体芯片。光电子部件110对特定波长(即，以单个波长为中心或跨越一波长范围)的电磁辐射敏感和/或可操作以发出所述特定波长的电磁辐射。光电子部件110可用电(例如，焊接或用某种其他方式电粘合)安装并且可另外包括热管理部件(例如，散热化合物)。
图1B描绘具有涂布到衬底晶片104的第一侧106上的光敏材料112和多个光电子部件110的晶片组件102。光敏材料112可为光敏弹性体材料，例如如所描绘的负性光致抗蚀剂，并且可例如经由旋涂施涂到衬底晶片104和多个光电子部件110。可使用用于用光敏材料112的均匀涂层来涂布衬底晶片104和多个光电子部件110的其他最新技术方法。此外，可使用其他光敏材料(例如，如在光刻法中使用的光敏材料)。举例来说，在一些情况下，可使用正性光致抗蚀剂，而在其他情况下，可使用负性光致抗蚀剂。在一些情况下，可在光敏材料112下方将另一层涂布到衬底晶片104的第一侧106和多个光电子部件110上。举例来说，可将滤光片膜或弹性材料(例如，硅酮)涂布到衬底晶片104的第一侧106和多个光电子部件110上。在一些情况下，弹性材料可使机械应力减到最小。另外，弹性材料可保护光电子部件110在后续处理步骤期间免受来自例如腐蚀性和侵蚀性溶剂的损坏。
图1C描绘具有掩膜114的晶片组件102。掩模114包括第一侧116和第二侧118。另外，掩模114包括孔洞120。在一些情况下，孔洞120是穿通孔，而在其他下(如在图1C中描绘)，孔洞120可呈另一形式。在所述呈另一形式的情况下，孔洞120可具有更大机械稳定性。另外，可阻止光敏材料112渗入掩模孔洞120。在一些情况下(如在图1C中描绘)，掩模114可安装于光敏材料112的第一侧122(例如，与所述第一侧122接触并对齐)。然而，在其他情况下，掩模不必接触光敏材料112。掩模114可至少部分地由黑铬、钢、玻璃、铝或可操作以传输电磁辐射124的其他材料组成。另外，在其中掩模114的第一侧116接触光敏材料112的第一侧122的情况下，掩模114的第一侧116可对于光敏材料112比对于衬底晶片104的第一侧106具有更小亲和力。
在将掩模114安装到光敏材料112上后，光敏材料112的第一侧122即刻暴露于电磁辐射124(例如，紫外光)。在一些情况下，第一侧122可在没有掩模114的情况下暴露于电磁辐射124。举例来说，可聚焦电磁辐射124并且跨光敏材料112的第一侧122进行扫射。在将光敏材料112暴露于电磁辐射后，即刻形成界定部分126。在一些情况下(如在图1C中描绘)，界定部分126可与暴露于电磁辐射124的区域重合，而在其他情况下，界定部分126可与不暴露于电磁辐射124的区域重合。在任一情况下，每一界定部分126至少部分地限定光学通道128中的至少一个。每一光学通道128与至少一个光电子部件110相关联。在一些情况下，如在图1C中描绘，每一光学通道128对应于界定部分126，但这不必是如针对本公开内包括的其他实施方式描述的情况。另外，如在图1C中描绘，光学元件129可形成于光敏材料112内(即，光学通道128中的一个内)。光学元件129可包括折射透镜、衍射透镜、微透镜阵列、漫射体和/或滤光片中的任一个或任何组合。
可用相同掩模114或不同地配置的其他掩模多次重复涉及用电磁辐射124暴露光敏材料112的上述步骤，并且其可在相同或不同电磁辐射124暴露条件(例如，强度、波长)下重复。在一些情况下，例如当光学元件129并入到光学通道128中时，重复上述步骤可为必要的。
图1D描绘具有附加的光敏材料层130的晶片组件102。在一些情况下，具有不同高度的光学通道128是所要的。在此类情况下，可包括额的外光敏材料层130以便产生晶片组件102内的各个光学通道128之间的光学通道延伸部131。可如上所述施涂附加的光敏材料层130。举例来说，可在光敏材料112暴露于电磁辐射124并且移除掩模114之后通过旋涂将附加的光敏材料层130涂布到光敏材料112的第一侧122上。如上所述，附加的光敏材料层130可暴露于电磁辐射124；举例来说，可使用附加的掩模115(具有第一侧117和第二侧119)，或可聚焦电磁辐射124并且跨如图1E中描绘的附加的光敏材料层130的表面进行扫射。在任一情况下，相较于界定部分126，附加的界定部分127由暴露产生。
图1F描绘在使附加的光敏材料层130暴露于电磁辐射124之后的晶片组件102。光学通道128包括光学通道延伸部131。在一些情况下，如在图1E和1F中描绘，附加的界定部分127可与暴露于电磁辐射124的区域重合，而在其他情况下，附加的界定部分127可与不暴露于电磁辐射124的区域重合。在前一种情况下，通过电磁辐射124固化附加的界定部分127。
图1G描绘在显影之后的晶片组件102。如对于所属领域的普通技术人员将显而易见的是，使用适当的显影溶液(例如，光刻显影剂)移除不暴露于电磁辐射124的光敏材料112。虽然可在显影后即刻移除不暴露于电磁辐射124的光敏材料112(如在图1G中描绘)，但不必总是如此情况。在一些情况下，如针对本公开内包括的其他实施方式所描述在显影步骤期间稍后移除暴露于电磁辐射的光敏材料。
图1H描绘具有回填晶片132的晶片组件102。回填晶片132与固化的界定部分126和固化的附加的界定部分127一起分别形成多个空腔134和空腔延伸部135(空腔延伸部135对应于图1H中描绘的实施方式中的光学通道延伸部131)。在一些情况下，回填晶片132包括如图1H中描绘的通道136和附加的空腔、特征、凹陷、结构化等等。回填晶片132可由弹性材料(例如，硅酮)组成或可由刚性材料(例如，蚀刻玻璃、钢、铝)组成。可成型材料138引入到回填晶片132中。在一些情况下，可经由真空、高压或两者将可成型材料138引入到回填晶片132中。可成型材料138至少部分地填充空腔134和空腔延伸部135。可成型材料138可包括被设计成影响材料的透射率的填料，例如炭黑，并且可另外包括被设计成影响材料的机械/结构性质的填料，例如无机陶瓷。
在至少部分地填充空腔134和空腔延伸部135后，接着即刻固化(例如，经由电磁辐射和/或热能)可成型材料138。在一些情况下，固化的可成型材料138形成光学通道128之间的多个间隔物140(如在图1I中描绘)。在此类情况下，可成型材料138对于特定波长为不透明的。图1I另外描绘切割晶片组件102所沿循的切割线142；因此，如图1J中描绘，切割的晶片组件102分段成多个离散光电子模块144。
图2是进一步说明用于制造图1A-1J中描绘的多个离散光电子模块的示例步骤序列的流程图。在202处，将衬底晶片104添加到晶片组件102。衬底晶片104包括安装到衬底晶片104的第一侧106的多个光电子部件110。在204处，用光敏材料112涂布(例如，旋涂、喷涂)衬底晶片104的第一侧106和多个光电子部件110。如上所述，多个光电子部件110对特定波长的电磁辐射敏感和/或可操作以发出特定波长的电磁辐射。
在206处，使光敏材料112的第一侧122暴露于电磁辐射124，以便在光敏材料112内形成多个界定部分126。在此实施方式中，界定部分126中的至少一个包括光学元件129中的至少一个。如上所述，界定部分126中的每一个至少部分地限定光学通道128中的至少一个的尺寸，且光学通道128中的每一个与光电子部件110中的至少一个相关联。
在208处，用附加的光敏材料层130涂布光敏材料112的第一侧122。如上文(例如参见图1D-1G)更详细地描述，使附加的光敏材料层130暴露于电磁辐射124以便形成多个附加的界定部分127。
在210处，使光敏材料112显影，以便从晶片组件102移除不是多个界定部分126和多个附加的界定部分127的光敏材料112。在212处，将回填晶片132安装到多个界定部分126和多个附加的界定部分127。回填晶片132包括多个通道136，且如上文更详细地描述(参见例如图1H)，回填晶片132至少部分地界定与多个界定部分126相邻的多个空腔134和与多个附加的界定部分127相邻的空腔延伸部135。
在214处，将可成型材料138经由多个通道136引入到回填晶片132中，以使得可成型材料138至少部分地填充多个空腔134和空腔延伸部135。在216处，固化可成型材料138以使得多个空腔134和空腔延伸部135内的可成型材料138基本上是固体。在此实施方式中，固化的可成型材料形成间隔物140。如上所述，间隔物140对特定波长的电磁辐射不透明，且界定部分126和附加的界定部分127是光学通道128。光学通道128对特定波长的电磁辐射透明。最终，在218处，将晶片组件102切割成多个离散光电子模块144。上文所描述的步骤可包括其他步骤。举例来说，晶片组件102可在上述步骤中的任一个之间经历氧等离子体处理。另外，晶片组件102可经热处理，或可用溶剂浸湿各个部件。一些实施方式可包括附加的步骤。
图3A-3L描绘用于制造多个离散光电子模块的另一示例步骤序列。图3A-3L描绘具有如下文进一步描述的若干修改的如上所述的部件和步骤。图3A描绘在用光敏材料112进行涂布之前将多个光学元件129安装到衬底晶片104的第一侧106的晶片组件102。多个光学元件129内的每个光学元件与光电子部件110中的至少一个相关联。可经由任何数目种大规模方法制造多个光学元件129。举例来说，可经由三维印刷、真空注射模制/注射模制和其他复制方法形成光学元件129。光学元件129可至少部分地由光学树脂或其他聚合物组成。在一些情况下，光学元件129可在后续处理步骤期间保护对应光电子部件110。举例来说，光学元件129可密封光电子部件110以免受在后续显影步骤期间使用的腐蚀性和侵蚀性溶剂。在一些情况下，上文所描述的滤光片膜和/或弹性材料两者可在安装多个光学元件129之前涂布到衬底晶片104的第一侧106上。
图3B描绘在光敏材料112涂布到衬底晶片104的第一侧106上之后的晶片组件102。图3C和3D描绘替代性暴露步骤。在图3C中，经由掩模114暴露光敏材料112的第一侧122，而在图3D中，经由聚焦的电磁辐射124完成暴露。在上文更详细地论述两个步骤。图3E和3G描绘光敏材料112为如图1A-1J中的负性光致抗蚀剂。然而，虽然界定部分126与图1A-1J中的且在图2中进一步说明的光学通道重合，但在此实施方式中，界定部分126与如在图3E和3F中所说明的间隔物140重合。因此，在图3G中，回填晶片132接触间隔物140。经由通道136将可成型材料138引入到空腔134中。在此实施方式中，空腔134与光学通道128重合。因而，可成型材料138可为光学树脂或其他一旦固化便对特定波长(即，光电子部件110对其敏感和/或可操作以发出的特定波长的电磁辐射)透明的聚合材料。
图3I描绘附加的光敏层130的替代性实施方式。在此实施方式中，可经由丝网印刷或其他沉积技术将附加的光敏层130沉积或安装到多个间隔物140上。接着如图3J中所描绘，使附加的光敏层130暴露于电磁辐射124。在一些情况下，附加的光敏层130可暴露于热能(例如，红外线辐射)。在一些情况下，附加的光敏层130可暴露于紫外线辐射。附加的光敏层130可具有任何数目个功能。在图3L中，附加的光敏层130用作与主机装置146(例如，智能电话、手提式计算机、平板计算机)直接接触的间隔物或缓冲件。间隔物可实现离散光电子模块144相对于主机装置146的精确放置，且在一些情况下，可提供机械优点(例如，用于增强(mounting)或抑制(dampening)振动或机械冲击)。在一些情况下，附加的光敏层130可充当挡板(即，限制或至少部分地影响入射于对应光电子部件110上或从对应光电子部件110发出的光的量)。
图4是进一步说明用于制造图3A-3L中描绘的多个离散光电子模块的示例步骤序列的流程图。在402处，将衬底晶片104添加到晶片组件102。如上文所描述，衬底晶片104包括安装到衬底晶片104的第一侧106的多个光电子部件110，并且另外包括多个光学元件129。在404处，用光敏材料112涂布(例如，旋涂、喷涂)衬底晶片104的第一侧106和多个光电子部件110。在此实施方式中，光敏材料112是负性光致抗蚀剂。
在406处，使光敏材料112的第一侧122暴露于电磁辐射124，以便在光敏材料112内形成多个界定部分126。如上所述，界定部分126中的每一个至少部分地限定光学通道128中的至少一个的尺寸，且光学通道128中的每一个与光电子部件110中的至少一个相关联。
在408处，使光敏材料112显影，以便从晶片组件102移除不是多个界定部分126的光敏材料112。在410处，将回填晶片132安装到多个界定部分126。回填晶片132包括多个通道136，且如上文更详细地描述(参见例如图3E)，回填晶片132至少部分地界定与多个界定部分126相邻的多个空腔134。
在412处，将可成型材料138经由多个通道136引入到回填晶片132中，以使得可成型材料138至少部分地填充多个空腔134。在414处，固化可成型材料138以使得多个空腔134内的可成型材料138基本上是固体。在此实施方式中，固化的可成型材料形成光学通道128中的至少一个。如上所述，间隔物140对特定波长的电磁辐射不透明，且界定部分126与间隔物140重合。光学通道128对特定波长的电磁辐射透明。
在416处，将附加的光敏材料层130安装或沉积到多个间隔物140上。接着固化附加的光敏材料层130。在418处，将晶片组件102切割成多个离散光电子模块144。如先前所述，前述过程还可包括其他步骤。举例来说，晶片组件102可在上述步骤中的任一个之间经历氧等离子体处理。另外，晶片组件102可经热处理，或可用溶剂浸湿各个部件。
图5A-5L描绘用于制造多个离散光电子模块的另一示例步骤序列。图5A-5L描绘如上所述的部件和步骤，不同之处在于在此实施方式中，光敏材料112是正性光致抗蚀剂。如上文详细地描述，多个界定部分126与多个间隔物140重合并且至少部分地限定多个光学通道128的尺寸。
图6是进一步说明用于制造图5A-5L中描绘的多个离散光电子模块的示例步骤序列的流程图。在602处，将衬底晶片104添加到晶片组件102。如上文所描述，衬底晶片104包括安装到衬底晶片104的第一侧106的多个光电子部件110，并且另外包括多个光学元件129。在604处，用光敏材料112涂布(例如，旋涂、喷涂)衬底晶片104的第一侧106和多个光电子部件110。在此实施方式中，光敏材料112是正性光致抗蚀剂。
在606处，使光敏材料112的第一侧122暴露于电磁辐射124，以便在光敏材料112内形成多个界定部分126。如上所述，界定部分126中的每一个至少部分地限定对应光学通道128中的至少一个的尺寸，且光学通道128中的每一个与光电子部件110中的至少一个相关联。
在608处，使光敏材料112显影，以便从晶片组件102移除不是多个界定部分126的光敏材料112。在610处，将回填晶片132安装到多个界定部分126。回填晶片132包括多个通道136，且如上文更详细地描述(参见例如图5E)，回填晶片132至少部分地界定与多个界定部分126相邻的多个空腔134。
在612处，将可成型材料138经由多个通道136引入到回填晶片132中，以使得可成型材料138至少部分地填充多个空腔134。在614处，固化可成型材料138以使得多个空腔134内的可成型材料138基本上是固体。在此实施方式中，固化的可成型材料形成光学通道128中的至少一个。如上所述，间隔物140对特定波长的电磁辐射不透明，且界定部分126与间隔物140重合。光学通道128对特定波长的电磁辐射透明。
在616处，将附加的光敏材料层130安装或沉积到多个间隔物140上。接着固化附加的光敏材料层130。在618处，将晶片组件102切割成多个离散光电子模块144。如先前所述，上文所描述的步骤还可包括其他步骤。举例来说，晶片组件102可在上述步骤中的任一个之间经历氧等离子体处理。另外，晶片组件102可经热处理，或可用溶剂浸湿各个部件。
图7A-7E描绘用于制造光电子模制工具的示例步骤序列。所述步骤如上所述，不同之处在于光电子模制工具在图7E中描绘的显影步骤结束后即刻包括晶片组件102。另外，在此示例中，光学元件129是通过任何已知技术(例如，复制)制造的光学元件预型件。描绘的所有其他部件可如上所述。包括晶片组件102的光电子模制工具随后用以制造如图7F-7J中所描绘的多个光电子模块144。
图8是进一步说明用于制造如图7A-7E中描绘的光电子模制工具的示例步骤序列的流程图。在802处，将衬底晶片104添加到晶片组件102。衬底晶片104包括多个光学元件129，光学元件129是光学元件预型件。在804处，用光敏材料112涂布衬底晶片104的第一侧106和多个光学元件129。在此实施方式中，光敏材料112是正性光致抗蚀剂。在806处，使光敏材料112的第一侧122暴露于电磁辐射124，以使得在光敏材料112内形成多个界定部分126。在808处，使光敏材料112显影，以便从晶片组件102移除不是多个界定部分126的光敏材料112。在本文中，晶片组件102包括用于制造如图7F-7J中所描绘的多个光电子模块144的光电子模制工具。如先前所述，上文所描述的步骤还可包括其他步骤。举例来说，晶片组件102可在上述步骤中的任一个之间或期间经历氧等离子体处理。另外，晶片组件102可经热处理，或可用溶剂浸湿各个部件。
上述示例和实施方式描述用于制造多个离散光电子模块的步骤序列。依序描述各个步骤，但步骤不必按所描述的顺序发生。此外，在一些情况下，依序描述的步骤可同时进行。另外，在一些情况下，可重复上文所描述的示例步骤。而且，可对前述实施方式做出其他修改；举例来说，前述实施方式中的一些可包括(例如，经由光刻技术、丝网印刷等等)安装或沉积于光学通道128中的一些上的孔口(例如，至少部分地由黑铬组成)。另外，可在上述实施方式中的任一个中执行涉及施涂释放剂的步骤。另外，上文所描述的不同实施方式中的特征可在相同实施方式中组合。因此，其他实施方式在权利要求书的范围内。

Claims (23)

1.一种用于从晶片组件制造多个离散光电子模块的方法，所述方法包括：
将衬底晶片添加到所述晶片组件，所述衬底晶片包括安装到所述衬底晶片的第一侧的多个光电子部件；
用光敏材料涂布所述衬底晶片的所述第一侧和所述多个光电子部件，所述多个光电子部件对特定波长的电磁辐射敏感和/或可操作以发出特定波长的电磁辐射；
使所述光敏材料的第一侧暴露于电磁辐射，以便在所述光敏材料内形成多个界定部分，每一界定部分至少部分地限定与所述光电子部件中的至少一个相关联的至少一个光学通道的尺寸；
使所述光敏材料显影，以便从所述晶片组件移除不是所述多个界定部分的所述光敏材料；
将回填晶片安装到所述多个界定部分，所述回填晶片包括多个通道并且至少部分地界定与所述多个界定部分相邻的多个空腔；
将可成型材料经由所述多个通道引入到所述回填晶片中，以使得所述可成型材料至少部分地填充所述多个空腔；
固化所述可成型材料以使得所述多个空腔内的所述可成型材料基本上是固体；和
将所述晶片组件切割成所述多个离散光电子模块。
2.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中所述至少部分地填充的空腔是间隔物，所述间隔物对所述特定波长的电磁辐射不透明，并且所述界定部分是光学通道，所述光学通道对所述特定波长的电磁辐射透明。
3.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中所述至少部分地填充的空腔是光学通道，所述光学通道对所述特定波长的电磁辐射透明，并且所述界定部分是间隔物，所述间隔物对所述特定波长的电磁辐射不透明。
4.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其另外包括将所述衬底晶片的第二侧安装到真空吸盘。
5.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中至少一个光学通道包括光学元件。
6.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括使所述晶片组件暴露于等离子体。
7.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中暴露所述光敏材料的所述第一侧包括用电磁辐射选择性地暴露所述光敏材料的所述第一侧。
8.如权利要求7所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中用电磁辐射选择性地暴露所述光敏材料的所述第一侧包括通过掩模内的多个掩模孔洞暴露所述第一侧。
9.如权利要求8所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中所述掩模包括第一侧和第二侧，且所述掩模的所述第一侧接触所述光敏材料的所述第二侧。
10.如权利要求8所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中所述多个掩模孔洞包括多个穿通孔。
11.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括：
用附加的光敏材料层涂布所述光敏材料的所述第一侧；
使所述附加的光敏材料层的第一侧暴露于电磁辐射，以便在所述附加的光敏材料层内形成多个附加的界定部分，每一附加的界定部分至少部分地限定与所述光学通道中的至少一个相关联的至少一个光学通道延伸部的尺寸；
使所述光敏材料显影，以便从所述晶片组件移除不是所述多个附加的界定部分的所述光敏材料；
将所述回填晶片安装到所述多个附加的界定部分，所述回填晶片至少部分地界定与所述多个附加的界定部分相邻的多个空腔延伸部；
将可成型材料经由所述多个通道引入到所述回填晶片中，以使得所述可成型材料至少部分地填充所述多个空腔延伸部；和
固化所述可成型材料以使得所述多个空腔延伸部内的所述可成型材料基本上是固体。
12.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括加热所述晶片组件以使得所述可成型材料和/或所述光敏材料基本上是固体。
13.如权利要求1所述的方法，其中引入可成型材料包括将真空和/或高压施加到所述通道。
14.如权利要求2或3所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其另外包括将附加的光敏层安装或沉积到所述间隔物中的至少一个上，并且使所述附加的光敏层的第一侧暴露于电磁辐射。
15.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中所述光电子部件包括以下各项中的任一个或任何组合：激光二极管、发光二极管、光电二极管、电荷耦合装置、互补金属－氧化物－半导体、包括光敏部件的半导体芯片。
16.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括用滤光片层涂布所述衬底晶片的所述第一侧，所述滤光片层设置在所述衬底晶片与所述光敏材料之间。
17.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括将至少一个光学元件安装于所述多个光电子部件中的至少一个上，所述至少一个光学元件设置在所述衬底晶片与所述光敏材料之间。
18.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括将孔口应用于多个光学通道中的至少一个，所述孔口对所述特定波长基本上不透明。
19.如权利要求17所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，其中安装至少一个光学元件包括通过三维印刷形成所述至少一个光学元件。
20.如权利要求1所述的用于制造多个离散光电子模块的方法，进一步包括用弹性材料层涂布所述衬底晶片的所述第一侧和所述多个光电子部件，所述弹性材料层设置在所述衬底晶片和光电子部件与所述光敏材料之间。
21.一种光电子模块，包括：
光电子部件，其安装到衬底的第一侧，所述光电子部件对特定波长的电磁辐射敏感和/或可操作以发出特定波长的电磁辐射；
光学通道，其与所述光电子部件相关联，所述光学通道对所述特定波长基本上透明；
间隔物，其被设置成环绕所述光学通道，所述间隔物对所述特定波长的电磁辐射不透明；
所述光学通道由显影的光敏材料组成，以便在所述光敏材料内形成多个界定部分，每一界定部分至少部分地限定与所述光电子部件相关联的所述光学通道的尺寸，和
所述间隔物是由以下方式形成的：
将回填晶片安装到所述多个界定部分，所述回填晶片包括多个通道并且至少部分地界定与所述多个界定部分相邻的多个空腔；并且
将可成型材料经由所述多个通道引入到所述回填晶片中，以使得所述可成型材料至少部分地填充所述多个空腔。
22.如权利要求21所述的光电子模块，其中所述光学通道另外包括光学元件，所述光学元件是折射透镜、衍射透镜、微透镜阵列、漫射体或滤光片中的任一个或任何组合。
23.如权利要求21所述的光电子模块，进一步包括孔口。
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