TWM507618U - 光電微型模組 - Google Patents

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Joerg-Reinhardt Kropp
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Description

光電微型模組
本創作有關於一種光電微型模組，尤指一種利用晶圓級封裝之製程所製造的光電微型模組。
現今光通訊系統中，為了達到訊號雙向溝通之目的，係利用至少二條光纖，以一進一出的方式來傳輸相同波長的光波訊號。但隨著傳輸距離的增加，用戶數量及需求的急遽上升，並且考量鋪設光纖網路的成本，因此有人提出分波多工(wave division multiplex)的通訊技術，來實現全雙工(full duplex)的目的；其使用一條光纖來上傳與下載兩種波長的光波訊號。例如，於一條光纖中同時傳輸波長為1310nm與接收波長為1550nm的兩種光訊號，並於傳輸端與接收端各加裝一片分光濾波片(Wavelength Division Multiplex filter,WDM filter)，即可將不同波長的光分離開來，以達到雙向傳輸的目的。
上述的光通訊架構雖然可降低鋪設光纖網路的成本，然而，為達到雙向傳輸目的，一般的雙向光學次模組，發射端和接收端是使用獨立的TO-can封裝，透過金屬本體，收容分光濾波片和耦合的光纖，造成體積大、對位組裝複雜、耦光效率低、元件數目多、製作成本高等諸多缺點，因此亟需要提出一種光學模組結構，其可以較有效率的整合各元件間得組裝，得以縮小模組的體積、並且降低製作成本。
本創作之光電微型模組，藉由半導體晶圓級製程生產和組裝，可大幅的縮小光電微型模組之體積，進而大幅降低製造成本，並且大幅提高光電微型模組操作溫度範圍及訊號傳輸的穩定性。
本創作提供一種光電微型模組，適於光耦合一光纖，該光電微型模組包括一矽基板，此矽基板包括相互平行之一第一表面及一第二表面，一穿孔從該第一表面貫穿該矽基板至該第二表面，以及一光學分光片，設置在該穿孔之中，該光學分光片之一部分凸出該穿孔，適於光耦合該光纖。
本創作提供一種光電微型模組，包括一基板，其係具有相互平行之一第一表面及一第二表面，一孔洞從該第一表面貫穿該基板至該第二表面，該孔洞包括一傾斜側壁，與該第一表面形成一夾角；以及一光學分光片，設置在該孔洞之中，其中該光學濾波片之一第三表面面向該傾斜側壁，且該光學元件之一部分凸出於該孔洞。
本創作提供一種光電微型模組，包括提供一矽基板，且形成一孔洞貫穿該矽基板；以及提供一濾波片設置在該孔洞內，並使該光學分光片之一部分凸出於該孔洞。
現將經由對說明性實施例、隨附圖式及申請專利範圍之以下詳細描述的評述，使本創作之此等以及其他組件、步驟、特徵、效益及優勢變得明朗。
1‧‧‧基板
3‧‧‧介電層
5‧‧‧隔離層
12‧‧‧金屬線路層
7‧‧‧第一金屬層
71‧‧‧黏著層/障壁層
72‧‧‧種子層
9‧‧‧光阻層
9a‧‧‧開口
11‧‧‧第二金屬層
14‧‧‧第三金屬層
4‧‧‧光阻層
4a‧‧‧開口
13‧‧‧介電層
1a‧‧‧孔洞
w1‧‧‧寬度
w2‧‧‧寬度
13a‧‧‧開口
15‧‧‧基板
19‧‧‧反射層
17‧‧‧抗反射層
21‧‧‧光阻層
21a‧‧‧開口
101‧‧‧側壁
102‧‧‧側壁
s1‧‧‧夾角
s2‧‧‧夾角
151‧‧‧側壁
152‧‧‧側壁
s3‧‧‧夾角
s4‧‧‧夾角
22‧‧‧黏著劑
23‧‧‧透鏡模組
231‧‧‧支撐塊
232‧‧‧微透鏡
233‧‧‧缺口
25‧‧‧發光裝置
251‧‧‧焊錫凸塊
27‧‧‧光電微型晶片
32‧‧‧電路基板
29‧‧‧訊號接收模組
321‧‧‧基板
322‧‧‧電性連接引腳
321‧‧‧連接端
290‧‧‧光訊號接收器
291‧‧‧基板
292‧‧‧支撐凸塊
34‧‧‧金屬線
36‧‧‧保護模組
361‧‧‧殼體
362‧‧‧透光板
38‧‧‧光纖
L1‧‧‧光訊號
L2‧‧‧光訊號
第1a圖至第1s圖說明本創作基板之製程示意圖。
第2a圖至第2f圖說明本創作光學分光片之製程示意圖。
第3a圖至第3h圖說明本創作之光學分光片與基板之組裝過程示意圖。
第4a圖至第4d圖說明本創作之光電微型模組封裝之過程示意圖。
第5圖說明本創作第一實施例之光電微型模組訊號傳輸之示意圖。
第6圖說明本創作第二實施例之光電微型模組訊號傳輸之示意圖。
第7圖說明本創作第三實施例之光電微型模組訊號傳輸之示意圖。
第8圖說明本創作第四實施例之光電微型模組訊號傳輸之示意圖。
雖然在圖式中已描繪某些實施例，但熟習此項技術者應瞭解，所描繪之實施例為說明性的，且可在本創作之範疇內構想並實施彼等所示實施例之變化以及本文所述之其他實施例。
圖式揭示本創作之說明性實施例。其並未闡述所有實施例。可另外或替代使用其他實施例。為節省空間或更有效地說明，可省略顯而易見或不必要之細節。相反，可實施一些實施例而不揭示所有細節。當相同數字出現在 不同圖式中時，其係指相同或類似組件或步驟。
當以下描述連同隨附圖式一起閱讀時，可更充分地理解本創作之態樣，該等隨附圖式之性質應視為說明性而非限制性的。該等圖式未必按比例繪製，而是強調本創作之原理。
現描述說明性實施例。可另外或替代使用其他實施例。為節省空間或更有效地呈現，可省略顯而易見或不必要之細節。相反，可實施一些實施例而不揭示所有細節。
本創作是提供一光電微型模組(Opto-electronic micro-module)，用於光纖訊號傳輸上，例如應用在雙向(Bi-directional，號傳輸模組，例如BiDi SFP+光纖訊號傳輸、BiDi XFP光纖訊號傳輸、BiDi GBIC光纖訊號傳輸或光纖到府光線路終端設備(Fiber To The Home,FTTH OLT)和光網路單元(Optical Network Unit,ONU)之間的光纖訊號傳輸。
第一實施例
第1a圖至第1s圖說明本創作第一實施例之基板之製程。第2a圖至第2f圖說明本創作第一實施例之光學分光片之製程。第3a圖至第3h圖說明本創作第一實施例之光學分光片與基板之組裝過程。第4a圖至第4d圖說明本創作第一實施例之光電微型模組封裝之過程。第5圖說明本創作第一實施例之光電微型模組訊號傳輸之過程。
第1a圖中提供一基板1，此基板1為一單晶基板或一單晶晶圓，例如一矽單晶晶圓或一鍺單晶晶圓。此基板1之厚度係介於150微米(μm)至600微米之間、500微米至1200微米之間、1000微米至3000微米或2000微米至6000微米之 間。
第1b圖中分別形成一介電層3及一蝕刻終止(etching stop)層5在此基板1的上表面及下表面上，此介電層3之材質包括二氧化矽(SiO2 )、氮化矽(Si3 N4 )、有機聚合物(例如聚亞醯胺、環氧樹脂、苯并環丁烷(BCB)、聚苯并噁唑(PBO)、聚苯醚(PPO)、矽氧烷或SU-8)，且此介電層3之厚度係介於0.5微米至2微米之間、介於1微米至3微米之間、3微米至10微米之間或5微米至30微米之間。隔離層5之材質包括二氧化矽(SiO2 )、氮化矽(Si3 N4 )、有機聚合物(例如聚亞醯胺、環氧樹脂、苯并環丁烷(BCB)、聚苯并噁唑(PBO)、聚苯醚(PPO)、矽氧烷或SU-8)、金屬層(材質例如包括銅、鋁、鎳、金、鉻、鈦、鈦鎢合金、氮化鈦、鉻、鉭、氮化鉭、鎳或鎳釩)，此隔離層5之厚度係介於0.5微米至2微米之間、介於1微米至3微米之間、3微米至10微米之間或5微米至30微米之間。
接著在此基板1上形成一金屬線路層12，其中金屬線路層12形成之方式包括一電鍍方式、濺鍍方式或無電電鍍方式，以電鍍方式(或無電電鍍方式)形成此金屬線路層12如第1c圖至第1i圖所示，以濺鍍方式(或無電電鍍方式)形成此金屬線路層12如第1j圖至第1n圖所示。
首先說明以電鍍方式(或無電電鍍方式)在基板1上形成金屬線路層12，如第1c圖及第1d圖所示，在介電層3上濺鍍形成一第一金屬層7，其中第一金屬層7係先濺鍍一黏著層/障壁層(adhesion/barrier layer)71在介電層3上，再濺鍍一種子層(seed layer)72在黏著層/障壁層71上，其中黏著層/障壁層71包括一氮化鈦層、鈦鎢合金層、氮化鉭層、鈦層、鉭層、鉻層、鎳層或鎳釩層， 此黏著層/障壁層71之厚度係介於0.1微米至0.5微米之間、0.3微米至1微米之間或0.8微米至1.5微米之間。而種子層72之材質與後續電鍍之材質相同，種子層72包括一銅層、一鎳層、一鎳層或一金層，此種子層72之厚度係介於0.1微米至0.5微米之間、0.3微米至1微米之間或0.8微米至2微米之間。
如第1e圖所示，形成第一金屬層7後，可藉由使用旋塗式塗覆製程或疊層製程在具有任何先前所述材料之第一金屬層7上形成光阻層9，諸如正型光阻層或負型光阻層(較佳)。
如第1f圖所示，利用微影、曝光及顯影製程使光阻層9圖案化以在光阻層9中形成多個開口9a，從而暴露出第一金屬層7。
如第1g圖所示，可藉由使用電鍍或無電極電鍍製程在經開口9a暴露之第一金屬層7上及在開口9a中形成第二金屬層11(導電層)，其具有適合之厚度，例如大於1微米，諸如介於2微米與30微米之間且較佳介於3微米與10微米之間。第二金屬層11可為銅、銀、金、鈀、鉑、銠、釕、錸或鎳之單一層，或由先前所述金屬製成之複合層。另外此第二金屬層11可由如下形成之多層金屬層構成：在開口9a中及在經開口9a暴露之第一金屬層7(較佳為先前所述之銅、鎳或鈦銅合金種子層72)上電鍍鎳層，適合厚度達到例如大於1微米，諸如介於2微米與30微米之間且較佳介於3微米與10微米之間；且接著在開口9a中及在開口9a中之電鍍鎳層上電鍍或無電極電鍍金層或鈀層，適合厚度達到例如介於0.005微米與10微米之間且較佳介於0.05微米與1微米之間。
如第1h圖所示，移除光阻層9，接著如第1i圖所示，以第二金屬層11作為一阻擋層或一屏障層，可藉由使用濕式化學蝕刻製程或反應性離子蝕 刻(RIE)製程移除不在第二金屬層11下方之第一金屬層7。因此，第一金屬層7及第二金屬層11可在介電層3上形成圖案化之金屬線路層12。
接著說明以濺鍍方式(或無電電鍍方式)在基板1上形成金屬線路層12，如第1j圖所示，在第一金屬層7上以濺鍍方式(或無電電鍍方式)形成第三金屬層14，其中第三金屬層14之材質包括鋁、銅、銀、金、鈀、鉑、銠、釕、錸或鎳之單一層，此第三金屬層14之厚度係介於1微米至2微米之間或2微米至5微米之間。
如第1k圖所示，形成第三金屬層14後，可藉由使用旋塗式塗覆製程或疊層製程在具有任何先前所述材料之第三金屬層14上形成光阻層4，諸如正型光阻層或負型光阻層(較佳)。
如第1l圖所示，利用微影、曝光及顯影製程使光阻層4圖案化以在光阻層4中形成多個開口4a，從而暴露出第三金屬層14。
接著如第1m圖所示，以光阻層4作為一阻擋層或一屏障層，可藉由使用乾式蝕刻製程或反應性離子蝕刻(RIE)製程移除不在光阻層4下方之第三金屬層14及第一金屬層7。
如第1n圖所示，移除光阻層4，如此第一金屬層7及第三金屬層14可在介電層3上形成圖案化之金屬線路層12。
在介電層3上形成金屬線路層12後(第1n圖或第1i圖)，接著如第1o圖所示，形成一介電層13在金屬線路層12及介電層3上，此介電層13的材質可選自前述介電層3之材質其中之一或及其組合，而介電層13之厚度係介於0.5微米至2微米之間、介於1微米至3微米之間、3微米至10微米之間或5微米至30微米之間。
如第1p圖所示，在此基板1另一表面的隔離層5上形成一開口5a。
如第1q圖所示，以非等向性濕式蝕刻製程在基板1上形成具有一傾斜側壁之孔洞1a，並蝕刻至介電層3停止蝕刻，其中此非等向性濕式蝕刻製程係以強鹼(alkali)或有機溶液類進行蝕刻程序，例如氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨(Tetramethy ammonium hydroxide；TMAH)或乙二胺鄰苯二酚(Ethylenedamine pyrocatochol；EDP)。
如第1r圖所示，以乾式蝕刻製程或反應性離子蝕刻(RIE)製程將此孔洞1a底部之介電層3移除，以貫穿基板1之孔洞1a，其中此孔洞1a之頂端包括一寬度w1係介於0.05毫米(mm)至1毫米之間、0.1毫米至3毫米之間、3毫米至20毫米之間，孔洞1a之頂端包括一寬度w2係介於0.05毫米(mm)至1毫米之間、0.1毫米至3毫米之間、3毫米至20毫米之間，其中寬度w1大於寬度w2約1.5倍至2倍之間或2倍至5倍之間，另外孔洞1a包括一傾斜側壁101及一傾斜側壁102，其中傾斜側壁102與基板1之底表面之夾角s1介於30度至60度之間、25度至50度之間、40度至70度之間或40度至50度之間，在此實施例較佳之角度約為45度，而傾斜側壁101與基板1之底表面之夾角s2介於30度至60度之間、25度至50度之間或40度至70度之間，在此實施例較佳之角度約為50度至60度之間。
如第1s圖所示，接著在介電層13上形成開口13a，以曝露出金屬線路層12。
接著說明本創作光學分光片之製程，此光學分光片之製程如第2a圖所示，提供一基板15，其中此基板15對應用的波長範圍為一透光之光學元件，此基板15包括一單晶基板或玻璃基板，單晶基板例如為一矽單晶基板或一鍺單 晶基板，。
如第2b圖所示，在此基板15之上表面及下表面分別形成相互平行一反射層19及一抗反射層17，形成方式例如是以蒸鍍方式、濺鍍方式、電鍍方式或無電電方式，其中反射層19為一多層光學鍍膜層且具有反射及過濾光訊號之功能，例如是3層至10層之間或10層至30層之間，其材質例如包括一二氧化矽層、一氧化鈦層、一鈦層、一氧化鉭層、一氧化鈮層、一氟化鎂層、一鉻層及氧化鉻層之組合層，此反射層之厚度係介於500埃至0.5微米之間、0.1微米至1微米之間或0.5微米至2微米之間。而抗反射層17為一多層薄層，例如是3層至10層之間或10層至30層之間，其材質例如包括一氧化鋅層、氧化鋅-鋁氧化物層(AZO)、氧化鋅鎵氧化物(GZO)、一氧化銦錫層(ITO)、一氧化錫層、一氧化銻錫氧化物層(ATO)、一磷摻雜氧化錫層(PTO)及一摻氟氧化錫層(FTO)之組合層或一聚合物層，此反射層之厚度係介於500埃至0.5微米之間、0.1微米至1微米之間或0.5微米至2微米之間。
如第2c圖所示，可藉由使用旋塗式塗覆製程或疊層製程在具有任何先前所述材料之抗反射層17上形成光阻層21，諸如正型光阻層或負型光阻層(較佳)，並利用微影、曝光及顯影製程使光阻層21圖案化以在光阻層21中形成多個開口21a，從而暴露出抗反射層17。
如第2d圖所示，以非等向性濕式蝕刻製程在基板1上形成具有一傾斜側壁之孔洞15a，並蝕刻至反射層19停止蝕刻，其中此非等向性濕式蝕刻製程係以強鹼(alkali)或有機溶液類進行蝕刻程序，例如氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨(Tetramethy ammonium hydroxide；TMAH)或乙二 胺鄰苯二酚(Ethylenedamine pyrocatochol；EDP)。
如第2e圖及第2f圖所示，以乾式蝕刻製程或反應性離子蝕刻(RIE)製程將此孔洞15a底部之反射層19移除，形成多個光學分光片20，其中每一光學分光片20包括二側壁151及152，側壁151與光學分光片20之底表面之夾角s3介於30度至60度之間、25度至50度之間、40度至70度之間或50度至90度之間，在此實施例較佳之角度約為45度，而側壁152與光學分光片20之底表面之夾角s4介於30度至60度之間、25度至50度之間、40度至70度之間或50度至90度之間，在此實施例較佳之角度約為50度至60度之間。另外此實施例光學分光片20之形狀類似一梯形，但此光學分光片20也可以為一長方形、橢圓形、三角形、方形或多邊形其中之一。
另外本實施例光學分光片20為一具有反射及過濾光訊號之功能之鏡片，例如為一分光濾波片，但此光學分光片20也可依使用者需求替換成一只有反射功能之分光片，此二者差異取決於反射層19之對於光訊號之反射率及穿透率。
如第3a圖至第3c圖所示，將光學分光片20裝設置基板1之孔洞1a中，其中裝設光學分光片20時，將光學分光片20之反射層19延著孔洞1a之傾斜側壁102滑入，使側壁152與光學分光片20之底表面之夾角(s4)部分伸出孔洞1a，以及部分的反射層19曝露在孔洞1a外，且側壁152抵住孔洞1a，並藉由一黏著劑22將反射層19黏著固定傾斜側壁102上，其中光學分光片20之上表面及下表面幾乎與側壁152相互平行。
如第3d圖所示，在基板15上及光學分光片20上方設置一微透鏡模 組23，此微透鏡模組23包括一支撐塊231、一微透鏡232，此支撐塊231係設置在基板1上且位在伸出孔洞1a之側壁152側邊，而微透鏡232之一部分係固定設置在支撐塊231的上表面上，其中此微透鏡232設置時會對準伸出孔洞1a之光學分光片20之反射層19，且位於支撐塊231相對應之側邊具有一缺口233，此缺口233位於伸出孔洞1a之光學分光片20之反射層19之側邊，其中此微透鏡232係由高折射率材質製作，用以增加成象或聚焦品質，其材質包括由一矽晶片所製造形成之透鏡、一單晶材質所製造形成之透鏡或一玻璃材質所製造形成之透鏡。
如第3e圖所示，將一發光裝置25設置在基板15上並電性連接至開口13a曝露之金屬線路層12，本實施例係利用共金結合(Eutectic bonding)251的連接方式將發光裝置23電性連接至開口13a曝露之金屬線路層12，此發光裝置25包括一雷射二極體(Laser Diode；LD)光二極體(Photodiode；PD)、或一發光體(Light-Emitting Diode；LED)，其中設置發光裝置25時，將發光裝置25之光源發射口對準透鏡模組23之缺口233。另外發光裝置25也可利用打線(wire bonding)方式連接至金屬線路層12。
如第3f圖至第3h圖所示，基板1進行一切割程序，產生複數個光電微型晶片27。
如第4a圖所示，將每一光電微型晶片27分別設置在一電路基板32上，此電路基板32上設有一訊號接收模組29，其中此電路基板32包括一基板321、複數電性連接引腳322及複數連接端321，其中連接端321分別電連接至連接引腳322，而訊號接收模組29包括一光訊號接收器290、一基板291及一支撐凸塊292，其中光訊號接收器290及支撐凸塊292係設置在基板291上，而光訊號接 收器290電性連接至電路基板32。每一光電微型晶片27係設置在支撐凸塊292上，透過黏合之方式使光電微型晶片27底表面黏合至支撐凸塊292頂面。
如第4b圖所示，光電微型晶片27經由打線方式與此電路基板32之連接端321電性連接，其中此打線方式之金屬線34之材質包括一金線或一銅線。
如第4c圖所示，設置一保護模組36在電路基板32及光電微型晶片27上，用以保護光電微型晶片27不受外界干擾及污染，其中此保護模組36包括一殼體361及一透光板362，此透光板362係設置在殼體361之開口上，並對準透鏡模組23，如此完成本創作之光電微型模組封裝。
如第5圖所示，一光纖38設置在光電微型模組上方，此光纖38之類型，例如單模光纖、多模光纖或塑膠光纖，光纖38發射出一光訊號L1，此光訊號L1同時包括λ1 ,λ2 二波長之光波訊號，其中λ1 為上傳光波訊號，例如是1310nm，而λ2 為下載光波訊號，例如是1550nm，其中，λ1 與λ2 可以是不同的，也可以是相同的波長。此光訊號L1穿透過透光板362並經由微透鏡232聚光，使光訊號L1傳送至光學分光片20之反射層19上，其中此反射層19會將光訊號L1中的光波訊號λ1 予以反射，而光訊號L1中的光波訊號λ2 會穿透至抗反射層17，並經由抗反射層17折射，將光訊號λ2 傳送至光訊號接收器290接收並轉換成一下載電訊號。而發光裝置25接收一上傳電訊號後會發射出一光訊號L2，此光訊號L2包括一光波訊號λ1 ，此光訊號L2穿過缺口233傳送至反射層19上，其中此反射層19會將光訊號L2中的光波訊號λ1全反射且90度的導向上方，穿過微透鏡232及透光板362由光纖38接收。
第二實施例
第二實施例與第一實施例相似，如第6圖所示，差異處在於第一實施例之光訊號接收器290與發光裝置25的位置互相交換，而且光學分光片20之反射層19也與第一實施例具有不同反射率及穿透率，本實施例係由光纖38發射出一光訊號L1，此光訊號L1同時包括與第一實施例相同的λ1 ,λ2 二波長之光波訊號，此光訊號L1穿透過透光板362並經由微透鏡232聚光，使光訊號L1傳送至光學分光片20之反射層19上，其中此反射層19會將光訊號L1中的光波訊號λ2 予以反射而傳送至光訊號接收器290接收並轉換成一下載電訊號，而光訊號L1中的光波訊號λ1 會穿透光學分光片20。而發光裝置25接收一上傳電訊號後會發射出一光訊號L2，此光訊號L2包括一光波訊號λ1 ，此光訊號L2傳送至光學分光片20之抗反射層17並經由折射導向上方，穿過微透鏡232及透光板362由光纖38接收。
第三實施例
第三實施例與第一實施例相似，如第7圖所示，差異處在於第一實施例之光訊號接收器290換成另一發光裝置42，且光學分光片20之反射層19也與第一實施例具有不同反射率及穿透率，此實施例為一光訊號接收器40設置在光電微型模組上方，此光訊號接收器40包括一紅外線感測器、紫外線感測器、色彩感測器、光纖感測器、電荷耦合(CCD)光學感測器或互補性氧化金屬半導體(CMOS)光學感測器。本實施例之發光裝置42接收一第一電訊號後會發射出一光訊號L1穿過缺口233傳送至反射層19上，此反射層19會將光訊號L1全反射且90度的導向上方，穿過微透鏡232及透光板362由光纖38接收。而發光裝置25接收一第二電訊號後會發射出一光訊號L2，此光訊號L2傳送至光學分光片20之抗反 射層17並經由折射導向上方，穿過微透鏡232及透光板362由光纖38接收。
第四實施例
第三實施例與第一實施例相似，如第8圖所示，差異處在於第一實施例之發光裝置25換成一光訊號接收器46，且光學分光片20之反射層19也與第一實施例具有不同反射率及穿透率，此實施例為可發出光訊號之一光源44位在光電微型模組上方，此光源44包括上述第一實施例之發光裝置25或一外界環境之光源(例如日光、日光燈)，本實施例係由光源44發射出一光訊號L1，此光訊號L1同時包括λ1 ,λ2 二波長之光波訊號，光訊號L1穿透過透光板362並經由微透鏡232聚光，使光訊號L1傳送至光學分光片20之反射層19上，其中此反射層19會將光訊號L1中的光波訊號λ2 予以反射而傳送至光訊號接收器46接收並轉換成一第一電訊號，而光訊號L1中的光波訊號λ1 會穿透至抗反射層17，並經由抗反射層17折射，將光訊號λ1 傳送至光訊號接收器290接收並轉換成一第二電訊號。
本創作藉由半導體晶圓級製程生產光電微型模組，並且將光電微型模組之體積大幅的縮小，進而大幅降低製造成本。另外藉由半導體晶圓級精密的封裝方式，大幅提高操作溫度的範圍及訊號傳輸的穩定性，例如是-40℃至+100℃。
儘管已展示及描述了本新型之實施例，但對於一般熟習此項技術者而言，可理解，在不脫離本新型之原理及精神之情況下可對此等實施例進行變化。本新型之適用範圍由所附申請專利範圍及其等同物限定。本新型之權利保護範圍，應如所主張之申請專利範圍所界定為準。應注意，措詞「包括」不排除其他元件，措詞「一」不排除多個。
除非另外說明，否則本說明書中(包括申請專利範圍中)所闡述之所有量度、值、等級、位置、量值、尺寸及其他規格為近似而非精確的。上述者意欲具有與其相關功能且與其所屬技術中慣用者相符的合理範圍。
1‧‧‧基板
3‧‧‧介電層
5‧‧‧隔離層
7‧‧‧第一金屬層
13‧‧‧介電層
13a‧‧‧開口
15‧‧‧基板
19‧‧‧反射層
17‧‧‧抗反射層
101‧‧‧側壁
102‧‧‧側壁
151‧‧‧側壁
23‧‧‧透鏡模組
231‧‧‧殼體
232‧‧‧微透鏡
233‧‧‧側壁開口
25‧‧‧發光裝置
251‧‧‧焊錫凸塊
27‧‧‧光電微型晶片
s3‧‧‧夾角
s4‧‧‧夾角

Claims (21)

  1. 一種光電微型模組，包括：一單晶基板，包括相互平行之一第一表面及一第二表面，一穿孔從該第一表面貫穿該矽基板至該第二表面；以及一分光片，設置在該穿孔之中，該分光片之一部分凸出該穿孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該穿孔包括一傾斜側壁與該第一表面形成一夾角。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光電微型模組，其中該夾角為45度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之光電微型模組，其中該夾角係介於30度至60度之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該單晶基板包括一矽單晶基板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該分光片包括一透明基板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該分光片包括一矽單晶基板。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中凸出該穿孔之該分光片之一表面設有一光學反射層。。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中凸出該穿孔之該分光片之一表面設有一光學鍍膜層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該分光片之一側面傾角與該穿孔的內側壁傾角相同。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，更包括一發光裝置 設置在該單晶基板上，該發光裝置可發射一光訊號至該分光片。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，更包括一光訊號接收器設置在該單晶基板上，該訊號接收器可接收來自該分光片之一光訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之光電微型模組，更設有一金屬線路層在該單晶基板上並與該發光裝置電性連接。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之光電微型模組，其中該發光裝置包括一雷射二極體。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，適於接收由一光纖傳送之一光訊號至該分光片上，該分光片可供該光訊號之一第一波長訊號穿透而反射該光訊號之一第二波長訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之光電微型模組，更包括一訊號接收器接收該第一波長訊號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之光電微型模組，更包括一第一訊號接收器接收該第一波長訊號及一第二訊號接收器接收該第二波長訊號。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該分光片包括相互平行之一第三表面與一第四表面，該第三表面上設有一反射層，而第四表面上設有一抗反射層。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之光電微型模組，其中該分光片適於光耦合一光訊號，在該分光片光耦合該光訊號之一光學路徑更設有一透鏡模組。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之光電微型模組，該透鏡模組包含一支撐塊設在該單晶基板的第一表面、一透鏡設置在該支撐塊上，該光訊號經由該透鏡成像或聚焦。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之光電微型模組，其中該透鏡包括一矽晶片。
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