TWI701096B - 鐳射直接成型之光學裝置及其製程 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種鐳射直接成型之光學裝置，包括陶瓷基板、承載膠杯、鐳射直接成型手段、化學銅層及電鍍層。陶瓷基板具有複數金屬線路，包含複數功能線路及複數導接線路；承載膠杯以埋入射出的型方式設置在陶瓷基板上，包含凹杯、階梯狀的承載部及外緣面，凹杯及外緣面連接導接線路；鐳射直接成型手段作用在凹杯、承載部及外緣面上；化學銅層形成在凹杯、承載部、外緣面及金屬線路的表面上；電鍍層披覆在具有化學銅層的凹杯、承載部、外緣面及導接線路上，藉以強化陶瓷基板及承載膠杯之間的電性連接結構。本發明另提供一種鐳射直接成型之光學裝置之製程。

Description

鐳射直接成型之光學裝置及其製程

本發明係有關於光學裝置產品，尤指一種鐳射直接成型之光學裝置及其製程。

由於電子元件的發熱量隨著性能提升而遞增，因此選用陶瓷基板作為電路載板，儼然已逐漸形成設計選項。又，一般光學裝置安裝於陶瓷基板時，由於光學元件與具有導電薄膜(ITO)的導電玻璃之間需相距一高度，以使光學元件能夠順利運作。

再者，為使光學元件與導電玻璃之間相距一高度，現行常用的技術為採用多層陶瓷堆疊燒結技術，藉此形成可供置放導電玻璃的一杯狀結構。惟，此一製程具備較高的成本及較長的製程時間而不符生產需求，故有待加以改善。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人改良之目標。

本發明之一目的，在於提供一種鐳射直接成型之光學裝置及其製程，以降低生產生本及時間，進而提高生產效率。

本發明之另一目的，在於提供一種鐳射直接成型之光學裝置及其製程，其係強化陶瓷基板及承載膠杯之間的電性連接結構，藉以確保鐳射直接成型之光學裝置的電性導接效果。

為了達成上述之目的，本發明係為一種鐳射直接成型之光學裝置，包括陶瓷基板、承載膠杯、鐳射直接成型手段、化學銅層及電鍍層。陶瓷基板具有複數金屬線路，包含複數功能線路及複數導接線路；承載膠杯以埋入射出的成型方式設置在陶瓷基板上，杯包含凹杯、階梯狀的承載部及外緣面，凹杯及外緣面連接導接線路；鐳射直接成型手段作用在凹杯、承載部及外緣面上；化學銅層形成在凹杯、承載部、外緣面及金屬線路的表面上。

為了達成上述之目的，本發明係為一種鐳射直接成型之光學裝置之製程，包括：提供一陶瓷基板，並在該陶瓷基板上成型複數金屬線路，該些金屬線路包含複數功能線路及複數導接線路；提供一承載膠杯，以埋入射出的成型方式設置在該陶瓷基板上，該承載膠杯包含一凹杯、階梯狀的一承載部及一外緣面，該凹杯及該外緣面係連接該些導接線路；提供一鐳射直接成型製程，其係作用在該凹杯、該承載部及該外緣面上；提供一化學銅製程，以在該凹杯、該承載部、該外緣面及該些金屬線路的表面上形成有一化學銅層；以及提供一電鍍製程，以在具有該化學銅層的該凹杯、該承載部、該外緣面及該些導接線路上披覆有一電鍍層。

相較於習知，本發明之鐳射直接成型之光學裝置係將鐳射直接成型製程作用在承載膠杯而形成粗糙面，並在承載膠杯的粗糙面及金屬線路的表 面沉積化學銅層，使承載膠杯可透過化學銅層的設置而連接導接線路；最後在具有化學銅層的承載膠杯及導接線路上披覆電鍍層，並透過電鍍層的設置來加強化學銅層強度，以避免化學銅層產生崩裂，進而確保承載膠杯及導接線路之間的電性連接效果，並能降低生產生本及時間，進而提高生產效率，增加本發明的實用性。

1:鐳射直接成型光學裝置

10:陶瓷基板

11:金屬線路

111:功能線路

112:導接線路

20:承載膠杯

21:凹杯

22:承載部

23:外緣面

21’、22’、23’:粗糙面

30:化學銅層

40:電鍍層

50:表面處理層

60:導電玻璃

61:透明導電層

圖1係本發明之鐳射直接成型之光學裝置及其製程的立體外觀示意圖。

圖2至圖7係本發明之鐳射直接成型之光學裝置的製程示意圖。

圖8及圖9係係本發明之鐳射直接成型之光學裝置與導電玻璃的結合示意圖及結合剖示圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照圖1，係為本發明之鐳射直接成型之光學裝置的立體外觀示意圖。本發明係為一種鐳射直接成型之光學裝置1，包括一陶瓷基板10及一承載膠杯20。該承載膠杯20結合在該陶瓷基板10上，另透過一鐳射直接成型製程、化學銅製程及電鍍製程等而完成該鐳射直接成型之光學裝置1。更詳細描述該鐳射直接成型之光學裝置1及其製程如後。

請續參照圖2至圖6，係為本發明之鐳射直接成型之光學裝置的製程示意圖。參照圖2，本發明之鐳射直接成型之光學裝置的製程首先提供一陶瓷基板10，並在該陶瓷基板10上成型複數金屬線路11，其中，該陶瓷基板10可為氧化鋁或氮化鋁等材料所構成。

接著再參照圖3，提供一承載膠杯20，該承載膠杯20係以埋入射出的成型方式設置在該陶瓷基板10上。

要說明的是，於本實施例中，該陶瓷基板10的金屬線路11包含複數功能線路111及複數導接線路112，該些功能線路111上可設置光學電子元件如感知器等；該些導接線路112則是用於電性導接該承載膠杯20，又，導接線路112包含位在該承載膠杯20內側的內部導接線路及位在該承載膠杯20外側的內部導接線路，其中，內部導接線路可用於光學電子元件的連接，如作為打線接合(Wire bonding)的連接位置。

該承載膠杯20包含一凹杯21、階梯狀的一承載部22及一外緣面23。具體而言，該承載部22係位在該凹杯21上方且遠離該些金屬線路11的一側。又，該凹杯21係框圍有該些功能線路111；該凹杯21及該外緣面23係連接該些導接線路112。

續參照圖4，另提供一鐳射直接成型(LDS)製程，該鐳射直接成型製程係作用在該承載膠杯20的凹杯21、承載部22及外緣面23上，進而使凹杯21、承載部22及外緣面23的表面分別形成粗糙面21’、22’及23’。

再參照圖5所示，接著，提供一化學銅製程，以使具有粗糙面21’、22’及23’的凹杯21、承載部22、外緣面23以及該些金屬線路11的表面沉積 有一化學銅層30。該承載膠杯20可透過該化學銅層30的設置而連接該些導接線路112。

另參照圖6，最後，提供一電鍍製程，以使具有該化學銅層30的凹杯21、承載部22、外緣面23及導接線路112上披覆有一電鍍層40。該電鍍層40的設置可加強該化學銅層30強度，以避免該化學銅層30產生崩裂而降低該承載膠杯20及該些導接線路112之間的電性連接效果。

值得注意的是，該電鍍層40僅成型在作用有鐳射直接成型(LDS)手段的物體表面及該些導接線路112上，因此導接線路112的厚度會大於功能線路111的厚度。

另一要說明的是，在此電鍍製程中，只要將電極夾持在陶瓷基板10相對於承載膠杯20的外部金屬線路而進行電鍍，如圖6中位在承載膠杯20外部導接線路112(前述的外部導接線路)上。此外，當電鍍作業完成後，位在承載膠杯20外側的導接線路(外部導接線路)及陶瓷基板10(陶瓷基板周緣)可進行切除。

最後，再請參照圖7，提供一表面處理製程，以在該些金屬線路11及該承載膠杯20的最外側表面形成有一表面處理層50。較佳地，該表面處理層50為化學電鎳鈀金，其具有良好的接著能力，並能對該電鍍層40提供保護而避免受腐蝕，藉以提高該鐳射直接成型之光學裝置1的可靠度。

請再參照圖8及圖9，於本發明的一實施例中，該鐳射直接成型之光學裝置1的製程更包括提供一導電玻璃60，該導電玻璃60係設置在該承載部22上而蓋合該凹杯21。更詳細地說，該導電玻璃60在面向該些金屬線路11的一面設置有一透明導電層61，該導電玻璃60係以該透明導電層61而電性連接該 承載膠杯20。較佳地，該透明導電層61係為氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)所構成。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

10:陶瓷基板

11:金屬線路

111:功能線路

112:導接線路

20:承載膠杯

21:凹杯

22:承載部

23:外緣面

30:化學銅層

40:電鍍層

50:表面處理層

60:導電玻璃

61:透明導電層

Claims (12)

1. 一種鐳射直接成型之光學裝置，包括：一陶瓷基板，具有複數金屬線路，該些金屬線路包含複數功能線路及複數導接線路；一承載膠杯，以埋入射出的成型方式設置在該陶瓷基板上，該承載膠杯包含一凹杯、階梯狀的一承載部及一外緣面，該凹杯及該外緣面係連接該些導接線路；一鐳射直接成型手段，作用在該凹杯、該承載部及該外緣面上；一化學銅層，形成在該凹杯、該承載部、該外緣面及該些金屬線路的表面上；以及一電鍍層，披覆在具有該化學銅層的該凹杯、該承載部、該外緣面及該些導接線路上。
2. 如請求項1所述之鐳射直接成型之光學裝置，其中該凹杯係框圍有該些功能線路。
3. 如請求項1所述之鐳射直接成型之光學裝置，其中該承載部係位在該承載膠杯的凹杯上方且遠離該些金屬線路的一側。
4. 如請求項1所述之鐳射直接成型之光學裝置，其更包括一導電玻璃，該導電玻璃係設置在該承載部上而蓋合該凹杯。
5. 如請求項4所述之鐳射直接成型之光學裝置，其中該導電玻璃在面向該些金屬線路的一面設置有一透明導電層。
6. 如請求項5所述之鐳射直接成型之光學裝置，其中該透明導電層係為氧化銦錫所構成。
7. 如請求項1所述之鐳射直接成型之光學裝置，其更包括一表面處理層，該表面處理層設置在該些金屬線路及該承載膠杯的最外側表面。
8. 如請求項7所述之鐳射直接成型之光學裝置，其中該表面處理層為化學電鎳鈀金。
9. 一種鐳射直接成型光學裝置之製程，包括：提供一陶瓷基板，並在該陶瓷基板上成型複數金屬線路，該些金屬線路包含複數功能線路及複數導接線路；提供一承載膠杯，以埋入射出的成型方式設置在該陶瓷基板上，該承載膠杯包含一凹杯、階梯狀的一承載部及一外緣面，該凹杯及該外緣面係連接該些導接線路；提供一鐳射直接成型製程，其係作用在該凹杯、該承載部及該外緣面上；提供一化學銅製程，以在該凹杯、該承載部、該外緣面及該些金屬線路的表面上形成有一化學銅層；以及提供一電鍍製程，以在具有該化學銅層的該凹杯、該承載部、該外緣面及該些導接線路上披覆有一電鍍層。
10. 如請求項9所述之鐳射直接成型光學裝置之製程，其更包括提供一導電玻璃，該導電玻璃係設置在該承載部上而蓋合該凹杯。
11. 如請求項9所述之鐳射直接成型光學裝置之製程，其更包括提供一表面處理製程而形成一表面處理層，該表面處理層設置在該些金屬線路及該承載膠杯的最外側表面。
12. 如請求項9所述之鐳射直接成型光學裝置之製程，其中該電鍍製程係將電極夾持在該陶瓷基板相對於該承載膠杯的外部導接線路上。

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