FR2921753A1 - Sous-ensemble optoelectronique et procede d'assemblage de ce sous-ensemble - Google Patents

Abstract

Le sous-ensemble optoélectronique comporte :- au moins deux surfaces (260, 261) de contact d'électrodes externes,- au moins deux surfaces (255, 256) de contact avec un joint de brasure (250) placé entre un boîtier (105) et un capot (110) et- au moins deux pistes conductrices (265, 266) reliant, chacune, l'une des surfaces de contact d'électrode externe et une surface de contact avec le joint de brasure.Dans des modes de réalisation, le sous-ensemble comporte, en outre, des cales positionnées à proximité de la brasure, préférentiellement des studs, montées sur des plots conducteurs et véhiculent des signaux électriques.Préférentiellement, les pistes conductrices sont enterrées sous la surface du boîtier ou du capot.

Description

SOUS-ENSEMBLE OPTOELECTRONIQUE ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE CE SOUS-ENSEMBLE

10 La présente invention concerne un sous-ensemble optoélectronique et un procédé d'assemblage de ce sous-ensemble. Elle s'applique, en particulier à l'assemblage de boîtiers comportant au moins un composant optoélectronique, par exemple, un laser ou une photodiode sur une pièce mécanique ou un circuit imprimé. Pour réaliser un assemblage étanche d'un boîtier à un capot, il est connu d'utiliser 15 des colles. Cependant le joint de colle n'est pas hermétique. Pour réaliser un assemblage hermétique entre un boîtier et un capot, il est connu d'utiliser une brasure que l'on fait fondre en chauffant l'ensemble à la température de fusion de la brasure. Cependant, cette technique présente le risque d'endommager les composants présents dans le boîtier et, en particulier les composants optoélectroniques. De plus, des gaz peuvent apparaître aux 20 hautes températures et provoquer des dépôts nuisibles au bon fonctionnement des composants, notamment des composants optoélectroniques dont l'interface optique peut être salie. Il a été proposé, par exemple dans le document JP61184850 de faire fondre la brasure, par effet joule, en reliant des électrodes externes directement sur la brasure et en 25 faisant passer un courrant entre les électrodes. Cependant, le contact entre les électrodes externes et la brasure sont de mauvaise qualité et le chauffage devient plus important au lieu de contact entre les électrodes et la brasure que dans le reste de la brasure. De plus, la brasure a tendance à rester accrochée aux électrodes, ce qui nuit à la répétitivité de cette procédure. En outre, l'échauffement local à proximité du contact des électrodes et de la 30 brasure peut provoquer un choc thermique et endommager, par fatigue mécanique ou par rupture, le capot ou le boîtier, notamment lorsque l'un d'entre eux est en verre, en pyrex (marque déposée), en quartz ou en saphir. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un sous-ensemble 35 optoélectronique, caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins deux surfaces de contact d'électrodes externes, - au moins deux surfaces de contact avec un joint de brasure placé entre un boîtier et un capot et - au moins deux pistes conductrices reliant, chacune, l'une des surfaces de contact d'électrode externe et une surface de contact avec le joint de brasure.

Grâce à ces dispositions, pour faire fondre la brasure, on met en contact les électrodes externes avec les contacts qui leur sont destinés et on fait passer un courant électrique entre les électrodes, provoquant ainsi un échauffement uniforme de la brasure et sa fusion. Par exemple, la brasure entre le capot et le boîtier est un alliage Au/Sn, un alliage d'indium ou un autre alliage fusible.

Selon des caractéristiques particulières, le sous-ensemble tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, des cales positionnées à proximité de la brasure. Grâce à ces dispositions, lorsque la brasure fond, son épaisseur réduit mais est limitée par celle des cales. On évite ainsi que la brasure ne se répande à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier en cours de scellement.

Selon des caractéristiques particulières, lesdites cales sont des studs. Un stud est un fil métallique qui a été soudé et sur le lequel on a tiré, pendant la soudure, très rapidement et fortement ce qui donne une allure de clou ou de plot avec une partie pointue. On observe que la combinaison d'un stud et d'une brasure est particulièrement avantageuse car le stud réalise une cale et garantit l'épaisseur de brasure après fusion. On évite ainsi que la brasure, sous l'effet des forces en présence, ne s'écrase et se répande à l'intérieur ou à l'extérieur du composant. Selon des caractéristiques particulières, lesdites cales sont montées sur des plots conducteurs et véhiculent des signaux électriques.

Selon des caractéristiques particulières, lesdites pistes conductrices sont enterrées sous la surface du boîtier ou du capot. Selon des caractéristiques particulières, la brasure est une préforme découpée. Selon des caractéristiques particulières, le capot est transparent en au moins une zone et pour au moins une longueur d'onde lumineuse, ledit capot étant assemblé au boîtier par ladite brasure et supportant des pistes conductrices affleurantes sur la face du capot tournée vers le boîtier, dite face interne , au moins un composant optoélectronique étant assemblé à la face interne du capot, par des microbilles de métal reliées à des pistes conductrices portées par le capot, chaque dit composant optoélectronique mettant en oeuvre au moins une longueur d'onde pour laquelle une zone du capot en regard du composant optoélectronique est transparente. L'utilisation du capot transparent pour l'interconnexion et le report d'un composant optoélectronique permet une réduction de la taille, notamment la hauteur/l'épaisseur du sous-ensemble optoélectronique en même temps qu'une réduction du nombre de pièces de l'assemblage. On note que le composant optoélectronique peut être une photodiode, un phototransistor ou un laser, par exemple de type VCSEL (acronyme de Vertical Cavity Surface Emitting Lasers pour lasers à surface émettrice en cavité verticale ou laser émettant en surface). De plus, la mise en oeuvre de la présente invention élimine le besoin d'émettre en face arrière, c'est-à-dire du côté du support. L'utilisation du capot transparent formant fenêtre comme élément de support du composant optoélectronique et des pistes conductrices permet de réduire l'encombrement de la connectique et de réduire l'épaisseur du sous-ensemble optoélectronique.

Ainsi, le sous-ensemble fournit une fonction optique utilisable dans une application en espace libre. Selon des caractéristiques particulières, le capot comporte du verre, du pyrex (marque déposée), du quartz et/ou du saphir. Selon des caractéristiques particulières, le capot est formé d'une couche de verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir, d'une part, et d'une couche de silicium, d'autre part. Selon des caractéristiques particulières, au moins un composant supporté par le capot est thermiquement relié par un drain thermique à la face du boîtier orientée vers le capot se trouvant en face dudit composant optoélectronique. Cette configuration avantageuse permet une dissipation thermique en face arrière. Le drain thermique peut être en pâte ou colle thermique. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de fabrication d'au moins un sous-ensemble optoélectronique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape d'assemblage d'un boîtier, d'un capot et d'une brasure intercalée entre le boîtier et le capot, le boîtier ou le capot comportant au moins deux pistes conductrices reliant, chacune, une des surfaces de contact d'électrode externe et une surface de contact avec le joint de brasure et - une étape de passage de courant dans ladite brasure jusqu'à ce que la brasure fonde. Selon des caractéristiques particulières, préliminairement à l'étape de passage de courant on effectue une étape de chauffage de l'ensemble constitué du boîtier, du capot et de la brasure, jusqu'à une température inférieure à la température de fusion de la brasure. Grâce à ces dispositions, le chauffage de la brasure à sa température de fusion peut être plus rapide. De plus, la différence de température entre la brasure, le capot et le boîtier est plus limitée, ce qui réduit les risques liés aux contraintes d'origine thermique, par exemple à un choc thermique. Enfin, à durée de l'étape de passage de courant constante, le courant mis en oeuvre peut être plus limité et la montée en température peut être plus progressive, ce qui réduit, de nouveau les contraintes d'origine thermique.

Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'assemblage comporte une étape de réalisation d'au moins une cale entre ledit capot et ledit boîtier, à proximité de la brasure. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape d'assemblage, on forme des studs servant de cale, chaque stud formant contact électrique entre une piste conductrice portées par le capot et une piste conductrice portée par le boîtier. Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci-dessus comporte une étape d'assemblage d'au moins un composant optoélectronique à une face interne du capot, par des microbilles de métal reliées à des pistes conductrices portées par le capot, ledit composant optoélectronique mettant en oeuvre au moins une longueur d'onde pour laquelle une zone du capot en regard du composant optoélectronique est transparente, de telle manière que chaque dit composant optoélectronique se trouve à l'intérieur de l'ensemble formé par le boîtier et le capot. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du sous-ensemble optoélectronique objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement et en section, un premier mode de réalisation d'un sous-ensemble optoélectronique objet de la présente invention, - les figures 2A et 2B représentent, schématiquement, des éléments de jonction d'un boîtier et d'un capot, respectivement avant et après assemblage, - la figure 3 représente, schématiquement, des éléments de jonction et d'herméticité de jonction entre un boîtier et un capot, - les figures 4A et 4B représentent, schématiquement, des éléments de guidage de guide de lumière sur un capot du sous-ensemble optique objet de la présente invention et - les figures 5A à 5D représentent, schématiquement, des étapes de réalisation d'éléments de guidage de guide de lumière sur un capot du sous-ensemble optique objet de la présente invention, - les figures 6 et 7 représentent, schématiquement, en vue en coupe et en vue de dessus, des éléments du sous-ensemble objet de la présente invention, - la figure 8 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention et - les figures 9A à 9C représentent différentes vues d'une variante de réalisation du premier mode de réalisation illustré en figure 1. On note que les figures ne sont pas à l'échelle mais servent de schémas pour la bonne compréhension de la présente invention.

On observe, en figure 1, un boîtier, ou embase, en céramique 105 et un capot en verre, en pyrex, en quartz et/ou en saphir 110 portant au moins un composant optoélectronique 115 et au moins un composant électronique 120 associé à chaque composant optoélectronique. Dans des modes de réalisation, au moins un composant optoélectronique 115 est une photodiode, le composant électronique associé 120 étant un amplificateur trans-impédance, ou TIA . Dans des modes de réalisation, au moins un composant optoélectronique 115 est une source laser de type VCSEL, le composant électronique associé 120 étant un pilote (en anglais driver ). Le boîtier 105 est soudable ou pluggable sur un circuit imprimé, sur sa face inférieure. Cependant, dans un but de clarté, les contact électriques, biens connus de l'homme du métier, ne sont pas représentés en figure 1. Au moins un composant électronique 120 et le boîtier 105 sont thermiquement reliés par un dissipateur 125, éventuellement intégré au boîtier 105, ce qui permet une dissipation thermique en face arrière, c'est-à-dire côté boîtier. Le dissipateur thermique 125 peut être en pâte ou colle thermique. Le boîtier 105 est associé, en face arrière, à un circuit imprimé 130 de manière connue en soi. Préférentiellement, les composants 115 et 120 sont assemblés au capot 110 par des matelas de microbilles, respectivement 106 et 108, selon la technique connue sous le nom de flip-chip . Des pistes conductrices 109 affleurantes sur la face interne du capot 110, sont préalablement réalisées, notamment au moins un piste conductrice qui véhicule un signal numérique haute fréquence depuis ou vers au moins un composant optoélectronique 115, vers ou depuis, respectivement, le circuit imprimé 130, par l'intermédiaire d'une microbille, de cette piste 109, d'une jonction conductrice (voir figures 2A, 2B et 3) et du boîtier 105. Le boîtier/embase céramique 105 permet de reporter ensuite le sous-ensemble objet de la présente invention sur le circuit imprimé 130 selon les techniques d'assemblage typiquement utilisées sur les composants montables en surface, par exemple soudure. Ainsi, conformément à la présente invention, on utilise le capot 110 pour réaliser l'interconnexion, la réduction de la taille du sous-ensemble décrit en figure 1, en comparaison avec le montage traditionnel de composants optoélectroniques et de composants associés sur une embase en céramique. De plus, on réalise une réduction du nombre de pièces du sous-ensemble, une réduction de sa hauteur / épaisseur et on élimine le besoin d'émettre en face arrière, c'est-à-dire côté boîtier 105. L'utilisation du capot faisant office de fenêtre, comme élément de support des composants électroniques permet de réduire l'encombrement en éliminant les fils internes et de compacter l'assemblage par élimination d'une couche, se trouvant traditionnellement sur la céramique de l'embase, qui forme une partie des parois verticales du boîtier.

Dans des modes de réalisation, le capot 110 porte, sur sa face externe, ou supérieure, au moins une marque d'alignement mécanique (non représentée), qui permet un alignement visuel de tout système de couplage optique rapporté sur ce capot 110. Préférentiellement, les sous-ensembles, tels que celui illustré en figure 1, sont assemblés collectivement (en wafer level ) selon les techniques connues de l'homme du métier. La séparation des pièces est ensuite réalisée par découpe à la scie conventionnelle. Cet assemblage collectif présente un grand avantage en terme de durée du processus de fabrication ainsi qu'en terme de propreté de l'assemblage dont les dimensions sont mieux contrôlées.

Grâce à l'utilisation de la technique de flip-chip et aux dispositions exposées en regard des figures 4A à 5D, la photonique est auto-alignée sur le substrat. Ainsi, ces sous-ensembles optiques forment une matrice, par exemple de 25 pièces, de boîtiers céramiques avec connectique, plots et pattes, assemblés à un capot portant les composants et pistes conductrices puis découpés.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 1, le capot 110 est monté sur le boîtier 105 par l'intermédiaire de microbilles 107. Cependant, dans un mode de réalisation préférentiel, illustré plus en détail en regard des figures 2A, 2B et 3, ce montage est réalisé par la combinaison de studs et d'un joint hermétique. Que l'assemblage comporte des microbilles, comme illustré en figure 1, ou des studs, comme illustré en figures 2A, 2B et 3, ces microbilles ou ces studs servent préférentiellement à véhiculer des signaux entre des pistes conductrices (non représentées) du capot 110 et du boîtier 105, éventuellement en surface ou enterrées dans ces éléments. Ces pistes se terminent par l'un des plots métalliques de contact 152 et 153. On observe, en figure 2B, la jonction une fois effectuée, entre l'embase 105 et le capot 110 et en figure 2A les éléments de la jonction avant assemblage. Dans chacune des figures 2A et 2B, on observe un stud 150 et de la colle 155. La colle 155 peut, en variante, être remplacée par une préforme métallique qui va venir se braser avec le plot métallique de contact 153,. Un stud est un fil qui a été soudé et sur le lequel on a tiré, pendant la soudure, très rapidement et fortement ce qui lui donne une allure de clou ou de plot avec une partie pointue. Pour l'assemblage avec studs, on met en oeuvre un effet de rétreint qui favorise la réalisation du contact électrique par écrasement des studs. Les studs constituent les points de connexion entre le capot 110 et le boîtier 105. Un enrobage est constitué autour de ces studs de manière à avoir un dispositif étanche. Pour garantir l'herméticité, un joint d'herméticité est positionné vers l'extérieur des studs. Les studs, permettant un montage à l'envers, font partie de la technique dite flip-chip .

Dans une variante préférentielle illustrée en figure 3, pour améliorer l'herméticité, on prévoit une brasure d'éléments, ou joint, métalliques 160 et 165, en périphérie du boîtier 105 et du capot 110, le contact électrique se faisant au niveau du stud 150. Le joint additionnel est réalisé par brasure entre le substrat/capot et le boîtier, par exemple en un alliage Au/Sn, un alliage d'Indium ou un autre alliage fusible. Préférentiellement, on fait passer le signal numérique haute fréquence avant le joint hermétique, préférentiellement par l'intermédiaire de studs, entre le capot 110 et le boîtier 105. On observe que la combinaison d'un stud et d'une brasure est particulièrement avantageuse car le stud, qui peut véhiculer des signaux, réalise une cale et garantit l'épaisseur de brasure après fusion. On évite ainsi que la brasure, sous l'effet des forces en présence, ne s'écrase et se répande à l'intérieur ou à l'extérieur du composant. Préférentiellement, pour assembler des guides d'onde parallèles à la surface du capot 110 en regard d'au moins une zone active d'un composant optoélectronique, comme illustré en figures 4A et 4B, respectivement en vue de face et en vue de côté, on réalise un guidage de guide optique 170 formant biseau, ledit guidage étant formé par empilement, sur le capot, de couches de Silicium 175. Dans l'exemple représenté en figure 4B, le guide optique est composé d'au moins une fibre optique, dont la forme en biseau est réalisée, par exemple, par polissage ou découpe laser, préférentiellement pour former un angle supérieur à l'angle limite de réflexion interne totale. Chaque fibre optique 170 a, par exemple, un diamètre de 125 pm. Dans le mode de réalisation illustré en figure 4B, chaque fibre optique 170 se termine par une forme plane en biseau inclinée à 45 degrés par rapport à l'horizontal pour former un miroir. Ainsi, les rayons lumineux qui se propagent dans le guide d'onde se reflètent sur la surface plane inclinée avant d'atteindre la photodiode 115. Réciproquement, des rayons lumineux issus d'un laser 115 se reflètent sur la surface plane inclinée avant d'être véhiculés par le guide optique 170. Cette disposition particulière permet de positionner précisément le guide optique 170 et permet que le guide optique 170 se trouve parallèle au circuit imprimé. En effet, on obtient un auto-alignement du guide optique 170 par référence mécanique. En ce qui concerne l'alignement optique, une première technique consiste à réaliser un pointage. Le sous-ensemble présenté fournit une fonction optique utilisable dans une application en espace libre. Il n'y a pas de vecteur de lumière sous forme de guide d'onde, ou fibre optique. En utilisant un capot/substrat de verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir, l'alignement d'un système optique peut se faire par simple visée d'une référence au travers du substrat/capot. Dans un cas général, où l'on souhaite aligner une barrette de diodes laser VCSEL, au pas de 250 pm montés sur un substrat d'environ 500 pm, les lentilles disponibles sur le marché sont exploitables sans difficulté particulière lors de l'assemblage.

Cependant, dans certains cas, une méthode de visée n'est pas satisfaisante. Selon des variantes de la présente invention, on réalise, pour ces cas, des références mécaniques en face arrière du substrat/capot en verre, pyrex, quartz et/ou saphir, par des techniques dites de hot embossing ou de lithographie de matériaux tels que le SU8. On réalise ainsi, au niveau du substrat/capot, des butées mécaniques utilisables pour le positionnement de lentilles, fibres optiques, férules ou réceptacles. Selon d'autres exemples, les références mécaniques prennent la forme de croix d'alignement. Ainsi, conformément à un mode de réalisation avantageux du dispositif objet de la présente invention, on utilise un capot/substrat composite de verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir, d'une part, et de silicium, d'autre part. Dans ce capot/substrat, une face en verre, pyrex, quartz et/ou saphir constitue une fenêtre optique que l'on utilise pour l'assemblage des composants et une face en silicium sert pour ses propriétés mécaniques car on sait traiter cette face par des techniques connues dans le domaine des MEMS . Dans ce mode de réalisation, on assemble les deux faces par adhérence moléculaire ou scellement anodique puis on amincit le capot/substrat en respectant une valeur d'épaisseur satisfaisante du point de vue optique, pour qu'il soit utilisé sur les équipements optiques conventionnels. L'épaisseur du verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir dépend du type de matériau utilisé et de son indice optique et est ajustée de manière à avoir un couplage optique maximal du dispositif. Typiquement, l'épaisseur de verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir est de 50 pm et l'épaisseur du silicium, pouvant être variable, s'établit autour de 500 m. Les figures 5A à 5D présentent une technique dit de couche mince pour la réalisation d'un substrat/capot pour ce mode de réalisation avantageux du dispositif objet de la présente invention.

On observe que la technique d'assemblage du verre, du pyrex, du quartz et/ou du saphir et du silicium est fiable. Cependant, les étapes d'amincissement peuvent s'avérer coûteuses pour les épaisseurs recherchées. Dans un mode de réalisation avantageux, on met en oeuvre une texturation de type KOH , hydroxyde de potassium, pour éviter la DRIE (acronyme de Deep reactive Ion Etching , pour gravure ionique profonde) et des dépôts PECVD (acronyme de (< Plasma Enhanced Chemical Vapor deposition pour dépôt en phase vapeur assisté par plasma) connus de l'homme du métier. Comme on l'observe en figure 5A, on réalise, sur une couche de silicium 205, une couche 210 de silice SiO2 ou de nitrure de silicium Si3N4 transparente. Lors de cette première étape, du fait d'irrégularités 215 volontaires d'épaisseur de la face de silicium, par exemple réalisées par gravure KOH, la couche de silice présente des irrégularités de surface 220. Puis, comme illustré en figure 5B, on met à niveau la surface externe de la couche de silice 210. Cette étape est réalisée par CMP (acronyme de chemical mecano polishing pour polissage mécano-chimique). Puis, comme illustré en figure 5C, on attaque la face de silicium, par exemple par une gravure KOH ou par une gravure face arrière, de telle manière que l'attaque s'arrête lorsque la couche de silice 210 est atteinte. Les zones attaquées 225 présentent alors une forme creuse en cône en regard des zones de plus grande épaisseur de la couche de silice 210. Elles permettent l'auto-alignement des guides optiques, par exemple fibres optiques, mis en oeuvre. Enfin, comme illustré en figure 5D, la réalisation de cette zone représente une référence mécanique en soi mais d'autres zones peuvent être ouvertes par cette méthode de manière à être utilisées comme référence mécanique.

On observe, en figures 6 et 7, le boîtier 105, le capot 110 et un joint de brasure ou anneau de scellement 250 placé, à la périphérie de la zone de superposition, entre le boîtier 105 et le capot 110. On observe aussi les studs 150 qui sont associés à la colle 155 et aux plots conducteurs 152 et 153 comme exposé en regard des figures 2A et 2B. Deux surfaces 255 et 256 de contact électrique avec l'anneau de scellement 250 se trouvent à la surface du boîtier 105, en deux zones opposées du joint de soudure. Deux surfaces 260 et 261 de contact d'électrodes externes (non représentées), à la surface du boîtier 105, sont électriquement reliées, par des pistes conductrices 265 et 266, respectivement, aux surfaces de contact 255 et 256. Préférentiellement, les pistes conductrices 265 et 266 sont enterrées dans le boîtier 105, selon des techniques connues. Par exemple, la brasure de l'anneau de scellement 250 est un alliage Au/Sn, un alliage d'indium ou un autre alliage fusible. Elle peut être réalisée comme une préforme découpée et positionnée, manuellement, sous loupes binoculaires, ou automatiquement. Pour faire fondre la brasure de l'anneau de scellement 250, et ainsi réaliser la fermeture hermétique du boîtier 105, on met en contact les électrodes externes avec les contacts qui leur sont destinés et on fait passer un courant électrique entre les électrodes. Du fait de la présence de deux zones de contact reliées électriquement entre elles, pour chaque électrode externe, on évite un échauffement local au contact de la brasure et du contact, on évite l'encrassement de l'électrode, et on obtient un échauffement uniforme de la brasure et sa fusion sur l'anneau de scellement 250. D'une manière générale, on positionne des cales à proximité de la brasure de l'anneau de scellement 250. Ainsi, lorsque la brasure 250 fond, son épaisseur réduit mais est contrôlée par celle des cales. On évite ainsi que la brasure ne se répande à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier en cours de scellement. Dans le mode de réalisation décrit et représenté, ces cales sont constituées par les studs 150, qui réalisent aussi une fonction de conducteur électrique pour le passage de signaux, en particulier de signaux haut débit, entre les plots 152 et 153.

On observe que la combinaison d'un stud et d'une brasure est particulièrement avantageuse car le stud réalise une cale et garantit l'épaisseur de brasure après fusion. On évite ainsi que la brasure, sous l'effet des forces en présence, ne s'écrase et se répande à l'intérieur ou à l'extérieur du composant.

On observe, en figure 8, que, dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention, on effectue d'abord une étape 305 d'assemblage moléculaire de silice et de silicium. Puis, au cours d'une étape 310, on effectue une mise à niveau, c'est-à-dire que l'on rend plan cet assemblage, du côté silice, qui deviendra la face interne du capot. Puis, au cours d'une étape 315, on effectue une gravure de la face externe du capot et, au cours d'une étape 320, on effectue une ouverture des références mécaniques. Au cours d'une étape 325, on effectue le dépôt d'un stud sur la face interne du capot. Au cours d'une étape 335, on effectue le montage des composants optoélectroniques et électroniques sur la face interne du capot. Au cours d'une étape 350, on effectue un dépôt de brasure sur les bords du boîtier, en regard des zones métallisées constituant l'anneau de scellement hermétique. Au cours d'une étape 355, on effectue un dépôt de colle thermique dans le boîtier, en regard d'au moins un des composants électroniques montés sur le capot.

Dans le mode de réalisation illustré en figures 6 et 7, ce dépôt peut être réalisé en positionnant une préforme de brasure, manuellement ou automatiquement, sur la zone boîtier périphérique du boîtier et sur les surfaces 255 et 256 de contact électrique avec le joint de brasure 250 se trouvent à la surface du boîtier 105.

Au cours d'une étape optionnelle 356, on effectue un chauffage du sous-ensemble optoélectronique comportant le boîtier, le capot et la brasure.

Au cours d'une étape 357, on positionne des électrodes externes au contact des contacts d'électrodes externes 260 et 261 et on provoque le passage d'un courant entre ces électrodes, par exemple un courant continu ou un courant alternatif jusqu'à ce que l'ensemble de la brasure ait fondu.

Grâce à l'étape 356, au cours de l'étape 357, le chauffage de la brasure à sa température de fusion peut être plus rapide. De plus, la différence de température entre la brasure, le capot et le boîtier est plus limitée, ce qui réduit les risques liés aux contraintes d'origine thermique, par exemple à un choc thermique. Enfin, à durée de l'étape de passage de courant constante, le courant mis en oeuvre peut être plus limité et la montée en température peut être plus progressive, ce qui réduit, de nouveau le chauffage des composants et colles déjà montés. Ainsi, selon le procédé objet de la présente invention, l'assemblage du capot et du boîtier comporte une étape de fermeture hermétique du boîtier 105 par le capot 110, par l'intermédiaire d'un joint fusible, ici de brasure. Dans le mode de réalisation de ce procédé illustré en figure 8, cet assemblage comporte, simultanément, une prise de contact électrique, par chaque stud, entre un plot d'une piste conductrice du capot 110 et un plot d'une piste conductrice du boîtier 105, par rétreint en température, ici de la colle des studs. Au cours d'une étape 360, si plusieurs sous-ensembles ont été réalisés au cours des étapes 305 à 356, on effectue la découpe du boîtier et du capot qui les constituent, par sciage. On observe, en figures 9A à 9C, respectivement une vue de dessus, en section longitudinale et en section latérale d'une variante de réalisation du premier mode de réalisation illustré en figure 1. On retrouve, dans cette variante, les mêmes éléments que dans la figure 1, auxquels s'ajoute un masque métallique 405 réalisé par dépôt qui comporte des ouvertures circulaires 410 en regard de quatre zones actives du composant optoélectronique 115, par exemple une photodiode ou un laser VCSEL. On observe que l'alignement d'un système de diaphragmes optiques rapporté permet, entre autres, d'éviter ou, tout au moins, de réduire la diaphonie (en anglais crosstalk ) par interactions des faisceaux optiques se trouvant côte à côte.

En ce qui concerne cet alignement optique, une première technique consiste à réaliser un pointage. Le sous-ensemble présenté fournit une fonction optique utilisable dans une application en espace libre. Il n'y a pas de vecteur de lumière sous forme de guide d'onde, ou fibre optique. En utilisant un capot/substrat de verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir, l'alignement d'un système optique peut se faire par simple visée d'une référence au travers du substrat/capot. Dans un cas général, où l'on souhaite aligner une barrette de diodes laser VCSEL, au pas de 250 pm montés sur un substrat d'environ 500 pm, les lentilles disponibles sur le marché sont exploitables sans difficulté particulière lors de l'assemblage. Préférentiellement, le composant optoélectronique 115 est formé d'une pluralité d'émetteurs et/ou de récepteurs optiques intégrés dans un composant optoélectronique multicanaux. Dans le cas d'utilisation de VCSEL ou de photodiodes, ceux-ci forment une barre comprenant plusieurs composants, par exemple, quatre, huit ou douze, côte à côte. (4, 8, 12 etc). L'électronique 120 associée sur le capot 110 est également multicanaux pour piloter l'ensemble des composants optoélectroniques de la barre.

Dans des variantes, le capot 110 est formé uniquement en silicium et est lui-même un circuit intégré par exemple de contrôle, voire de pilotage, du ou des composants optoélectroniques 115, montés en flip-chip, le capot étant, lui-même monté en flip-chip sur le boîtier 105. Dans ce cas, les composants optoélectroniques 115 mettent en oeuvre des longueurs d'onde pour lesquels le silicium est, au moins partiellement, transparent. Par exemple, une longueur d'onde de 1310 ou 1550 nm, classique pour les télécommunications, passe à travers le silicium sans absorption ce qui n'est pas le cas de la longueur d'onde de 850 nm, qui traverse le verre.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 û Sous-ensemble optoélectronique, caractérisé en ce qu'il comporte : -au moins deux surfaces (260, 261) de contact d'électrodes externes, - au moins deux surfaces (255, 256) de contact avec un joint de brasure (250) placé entre un boîtier (105) et un capot (110) et - au moins deux pistes conductrices (265, 266) reliant, chacune, l'une des surfaces de contact d'électrode externe et une surface de contact avec le joint de brasure.

2 û Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des cales (150) positionnées à proximité de la brasure.

3 û Sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites cales (150) sont des studs.

4 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites cales (150) sont montées sur des plots conducteurs (152, 153) et véhiculent des signaux électriques.

5 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites pistes conductrices (265, 266) sont enterrées sous la surface du boîtier (105) ou du capot (110).

6 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la brasure (250) est une préforme découpée.

7 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capot (110) est transparent en au moins une zone et pour au moins une longueur d'onde lumineuse, ledit capot étant assemblé au boîtier (105) par ladite brasure (250) et supportant des pistes conductrices affleurantes sur la face du capot tournée vers le boîtier, dite face interne , au moins un composant optoélectronique (115) étant assemblé à la face interne du capot, par des microbilles de métal reliées à des pistes conductrices portées par le capot, chaque dit composant optoélectronique mettant en oeuvre au moins une longueur d'onde pour laquelle une zone du capot en regard du composant optoélectronique est transparente.

8 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capot (110) comporte du verre, du pyrex (marque déposée), du quartz et/ou du saphir.

9 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capot (110) est formé d'une couche de verre, de pyrex, de quartz et/ou de saphir, d'une part, et d'une couche de silicium, d'autre part.

10 û Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un composant (115) supporté par le capot (110) est thermiquement relié par un drain thermique à la face du boîtier (105) orientée vers le capot se trouvant en face dudit composant optoélectronique.11 - Procédé de fabrication d'au moins un sous-ensemble optoélectronique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (305 à 355) d'assemblage d'un boîtier (105), d'un capot (110) et d'une brasure (250) intercalée entre le boîtier et le capot, le boîtier ou le capot comportant au moins deux pistes (265, 266) conductrices reliant, chacune, une surface (260, 261) de contact d'électrode externe et une surface (255, 256) de contact avec le joint de brasure et - une étape (357) de passage de courant dans ladite brasure jusqu'à ce que la brasure fonde. 12 û Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, préliminairement à l'étape (357) de passage de courant on effectue une étape (356) de chauffage de l'ensemble constitué du boîtier (105), du capot (110) et de la brasure (250), jusqu'à une température inférieure à la température de fusion de la brasure. 13 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape (305 à 355) d'assemblage comporte une étape (325) de réalisation d'au moins une cale entre ledit capot (110) et ledit boîtier (105), à proximité de la brasure (250). 14 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (305 à 355) d'assemblage, on forme des studs (150) servant de cale, chaque stud formant contact électrique entre une piste conductrice portées par le capot (110) et une piste conductrice portée par le boîtier (105). 15 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (335) d'assemblage d'au moins un composant optoélectronique (115) à une face interne du capot (110), par des microbilles de métal reliées à des pistes conductrices portées par le capot, ledit composant optoélectronique mettant en oeuvre au moins une longueur d'onde pour laquelle une zone du capot en regard du composant optoélectronique est transparente, de telle manière que chaque dit composant optoélectronique se trouve à l'intérieur de l'ensemble formé par le boîtier (105) et le capot.