CN104238045A - 一种用于光电器件封装的载片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光电器件封装的载片，包括：载片本体，所述载片本体上设置有由透明材料制成的透光区，所述透光区用于光纤和光电器件的光学耦合对准；光电器件连接线路，设置在所述载片本体的第一表面上，用于连接所述光电器件的电极并引出；光电器件固定部件，设置在所述载片本体的第一表面上，用于将所述光电器件固定和支撑在所述载片本体上。本发明通过在载片本体上设置由透明材料制成的透光区来实现光纤与光电器件的光学耦合对准，避免了现有技术中光纤通过插入光纤定位通孔将光纤端口与激光器或光电探测器进行光学耦合对准时，光纤端口与激光器或光电探测器的活性区域的距离不好控制，光学耦合效率不稳定的问题。

Description

一种用于光电器件封装的载片

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种用于光电器件封装的载片。

背景技术

在光互连技术中，目前使用的主流光电器件是激光器和光电探测器。这些光电器件表面既有电极又有发射光或探测光的活性区域。在将这些光电器件和其它配套芯片装配成光电模块时既涉及到电路连接又涉及光学的耦合对准，所以光电模块的装配一直是一项高难度的工作。

现有技术中提供了一种光电器件封装载片，图1为现有技术中用于光电器件封装的载片的结构示意图，图2为图1所示载片沿A-A’线的剖切示意图。如图1和图2所示，该用于光电器件封装的载片包括第一载片本体11、金属布线2、焊盘3、焊料凸点4、光纤定位通孔5，第一载片本体11为陶瓷片、Si片或其它高平整度半导体晶片。其中载片表面的焊盘3用于焊料凸点4的焊接，焊料凸点4将激光器或光电探测器焊接到载片上，载片上的光纤定位通孔5直接对准焊接后的激光器的发光活性区或光电探测器的探测光活性区域，光纤从载片的另一面插入光纤定位通孔5实现和激光器或光电探测器的对准耦合，金属布线2用于光学器件电极的引出。

上述用于光电器件封装的载片存在以下不足：光纤通过插入光纤定位通孔将光纤端口与激光器或光电探测器进行光学耦合对准时，光纤端口与激光器或光电探测器的活性区域的距离不好控制，造成耦合效率不稳定。而且，在光纤端口距离光电器件的活性区域较近时，容易对光电器件的电极造成破坏。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于光电器件封装的载片，解决光纤通过插入光纤定位通孔将光纤端口与激光器或光电探测器进行光学耦合对准时，光纤端口与激光器或光电探测器的活性区域的距离不好控制，光学耦合效率不稳定的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于光电模块封装的载片，包括：

载片本体，所述载片本体上设置有由透明材料制成的透光区，所述透光区用于光纤和光电器件的光学耦合对准；

光电器件连接线路，设置在所述载片本体的第一表面上，用于连接所述光电器件的电极并引出；

光电器件固定部件，设置在所述载片本体的第一表面上，用于将所述光电器件固定和支撑在所述载片本体上。

进一步的，所述光电器件连接线路包括：

金属布线；

设置在所述金属布线一端的第一焊盘；以及

设置在所述第一焊盘上的第一焊料凸点，所述第一焊料凸点用于和所述光电器件的电极连接。

进一步的，所述光电器件固定部件包括：

与所述第一焊盘对应设置的第二焊盘；以及

设置在所述第二焊盘上的第二焊料凸点，所述第二焊料凸点用于将所述光电器件焊接到所述载片本体上。

进一步的，所述第一焊料凸点顶部与所述第二焊料凸点顶部位于同一水平面上。

进一步的，所述载片本体为同一种所述透明材料一体成型制成。

进一步的，所述透明材料为玻璃或透明树脂。

进一步的，还包括第一凸透镜阵列，所述第一凸透镜阵列包括至少一个设置在所述载片本体的第一表面、透光区上的第一凸透镜，所述第一凸透镜用于将所述光电器件发出的光聚集后，传输到所述透光区，或将所述第二表面的光纤端口出射的、经所述透光区传输的光聚集到所述光电器件的活性区域。

进一步的，所述第二表面上设置有光纤对准装置，用于将所述光纤与所述光电器件对准。

进一步的，还包括第二凸透镜阵列，所述第二凸透镜阵列包括至少一个设置在所述光纤对准装置上的第二凸透镜，所述第二凸透镜用于将所述光纤端口出射的光聚集后传输到所述透光区，或将所述光电器件发出、经所述透光区传输的光聚集到所述光纤端口上。

进一步的，所述光纤对准装置为光纤对准标记或光纤对准凹槽，所述第二凸透镜设置在所述光纤对准标记上，或所述光纤对准凹槽内。

进一步的，所述第一凸透镜和/或所述第二凸透镜与所述透光区为一体成型结构。

进一步的，所述光电器件为激光器或光电探测器。

本发明提供的一种用于光电器件封装的载片，通过在载片本体上设置由透明材料制成的透光区来实现光纤与光电器件的光学耦合对准，透光区可以从载片的一面将倒装焊接在载片上的激光器发光活性区域发出的光，透过透光区耦合到载片另一面的光纤端口，或将另一面的光纤传输的光，透过透光区对准倒装焊接在载片上的光电探测器的探测光活性区域，避免了光纤通过插入光纤定位通孔将光纤端口与激光器或光电探测器进行光学耦合对准时，光纤端口与激光器或光电探测器的活性区域的距离不好控制，光学耦合效率不稳定的问题。

附图说明

图1为现有技术中用于光电器件封装的载片的结构示意图；

图2为图1所示载片沿A-A’线的剖切示意图；

图3为本发明具体实施例提供的用于光电器件封装的载片的结构示意图；

图4为图3所示的载片沿B-B’线的剖切示意图。

11、第一载片本体；12、第二载片本体；13、透光区；14、光电器件连接线路；15、光电器件固定部件；2、金属布线；3、焊盘；31、第一焊盘；32、第二焊盘；4、焊料凸点；41、第一焊料凸点；42、第二焊料凸点；5、光纤定位通孔；6、第一微透镜阵列；7、光纤对准凹槽；8、第二微透镜阵列。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

图3为本发明具体实施例提供的用于光电器件封装的载片的结构示意图，如图3所示，本发明提供的用于光电器件封装的载片，包括：

载片本体12，载片本体12上设置有由透明材料制成的透光区13，透光区13用于光纤和光电器件的光学耦合对准；

光电器件连接线路14，设置在载片本体12的第一表面上，用于连接光电器件的电极并引出；

光电器件固定部件15，设置在载片本体12的第一表面上，用于将光电器件固定和支撑在载片本体12上。

本实施例中的载片本体12上设置有一个透光区13，透光区13是由透明材料制成的，在载片本体12上设置透光区13，可以从载片的第一表面将倒装焊接在载片上的激光器发光活性区域发出的光，透过载片本体12上的透光区13耦合到载片本体12的第二表面的光纤端口，或将另一面的光纤传输的光，透过载片本体12上的透光区13对准倒装焊接在载片本体12上的光电探测器的探测光活性区域。

本实施例中载片本体12可以为与透光区13相同的透明材料一体成型制成，透明材料可以为玻璃或透明树脂；另外，上述的载片本体12也可以是仅在透光区13使用透明材料，而在其他区域采用其他材料。其中的，光电器件为激光器和光电探测器，其中激光器优选为垂直腔面激光器，光电探测器优选为PIN光电探测器。

光电器件连接线路14，设置在载片本体12的第一表面上，本实施例中光电器件连接线路14一方面引出光电器件的电极，将光电器件的电极与载片本体连接，另一方面也将其它芯片如激光器驱动芯片和跨阻放大器芯片与载片连接，起到光电器件线路连接的作用。

光电器件固定部件15，设置在载片本体12的第一表面上，一方面将光电器件固定在载片本体12上，另一方面也起到一个支撑作用，防止光电器件固定的不牢靠而影响光纤与激光器或光电探测器活性区域对准的效率，从而降低光学耦合的效率。

实施例二

如图3所示，本发明提供的用于光电器件封装的载片，包括载片本体12、光电器件连接线路14和光电器件固定部件15。其中的载片本体12上设置有由透明材料制成的透光区13，透光区13用于光纤和光电器件的光学耦合对准，有关透光区13的设置和实施例一相同，本实施例不在进行详细描述。

与实施例一不同，本实施例中的光电器件连接线路14，包括：金属布线2；设置在金属布线2一端的第一焊盘31；以及设置在第一焊盘31上的第一焊料凸点41。

具体的，如图3所示，本实施例二中的金属布线2位于载片本体12的第一表面上，其排布方式可以是以载片本体长度方向排列，形状为条形，其作用是引出光电器件的电极，将光电器件的电极与载片本体12连接，以及将其它芯片如激光器驱动芯片和跨阻放大器芯片与载片本体12连接。在本实施例中根据焊料凸点4在载片上所起作用或者所处位置的不同，将其分为第一焊料凸点41和第二焊料凸点42，相应的用于焊接焊料凸点4的焊盘3分为第一焊盘31和第二焊盘32。第一焊盘31设置在金属布线2的一端，用于第一焊料凸点41的焊接。第一焊料凸点41设置在第一焊盘31上，第一焊料凸点41有两方面的作用，一方面将光电器件电极通过倒装焊技术与第一焊料凸点41焊接，实现光电器件电极与第一焊料凸点41的连接，另一方面将光电器件固定和支撑在载片本体12上。

另外，本实施例二中，其中的光电器件固定部件15，包括：与第一焊盘31对应设置的第二焊盘32；以及设置在第二焊盘32上的第二焊料凸点42。

具体的，如图3所示，其中的第二焊盘32设置在与第一焊盘31相对应的位置，第二焊料凸点42设置在第二焊盘32上，用于将光电器件焊接到载片本体12上，实现光电器件在载片本体12上的固定与支撑。

本实施例中，将第一焊料凸点41的顶部与第二焊料凸点42的顶部位于同一水平面上，位于同一水平面上可以使光电器件更稳定的固定在载片上，防止光电器件在载片上的不稳定导致光学耦合对准效率的降低。

本实施例中提供的用于光电器件封装的载片，其中的光电器件连接线路14和光电器件固定部件15仅为一个示例，本领域内技术人员可以理解，还可以通过其他多种方式实现线路连接和固定。

实施例三

如图3所示，本发明提供的用于光电器件封装的载片，还包括第一凸透镜阵列6，第一凸透镜阵列6包括至少一个设置在载片本体12的第一表面、透光区13上的第一凸透镜，第一凸透镜用于将光电器件发出的光聚集后，传输到透光区13，或将第二表面的光纤端口出射的、经透光区13传输的光聚集到光电器件的活性区域。第一微透镜阵列6对光的聚焦提高了光学耦合的效率。

图4为图3所示的载片沿B-B’线的剖切示意图。如图4所示，本发明提供的用于光电器件封装的载片，其第二表面上设置有光纤对准装置，用于将光纤与光电器件对准，光纤对准装置可以为光纤对准标记或光纤对准凹槽7，光纤对准标记为刻蚀在载片本体12的第二表面上的一个标记，光纤对准凹槽7为在载片本体12的第二表面上刻蚀的一个凹槽，其底部为一凸向凹槽顶部的凸面。

如图4所示，本发明提供的用于光电器件封装的载片，还包括第二凸透镜阵列8，第二凸透镜阵列8包括至少一个设置在光纤对准装置上的第二凸透镜，第二凸透镜用于将光纤端口出射的光聚集后传输到透光区13，或将光电器件发出、经透光区13传输的光聚集到光纤端口上。第二凸透镜设置在光纤对准标记上，或光纤对准凹槽内。第二微透镜阵列8对光的进一步聚焦提高了光学耦合的效率。

另外，第一凸透镜和/或第二凸透镜与透光区13可以为一体成型结构。一体成型可以是将第一凸透镜和/或第二凸透镜与透光区13在加工时用同一模具一次成型，也可以是先加工得到透光区13，然后在透光区13上加工第一凸透镜和/或第二凸透镜，最终形成一体结构。另外，也可以是先加工得到透光区，第一凸透镜和/或第二凸透镜，然后将第一凸透镜和/或第二凸透镜黏贴或其他方式固定在透光区13上，形成一体结构。

本发明提供一种用于光电器件封装的载片，通过在载片本体上设置由透明材料制成的透光区来实现光纤与光电器件的光学耦合对准，透光区可以从载片的一面将倒装焊接在载片上的激光器发光活性区域发出的光，透过透光区耦合到载片另一面的光纤端口，或将另一面的光纤传输的光，透过透光区对准倒装焊接在载片上的光电探测器的探测光活性区域，避免了光纤通过插入光纤定位通孔将光纤端口与激光器或光电探测器进行光学耦合对准时，光纤端口与激光器或光电探测器的活性区域的距离不好控制，光学耦合对准难度高的问题，提高了光学耦合的效率。另外，在载片本体上设置光纤对准装置，用于将光纤与光电器件对准，提高了光学耦合对准的效率。通过在载片上加工第一微透镜阵列和第二微透镜阵列，加强了光的聚焦，进一步提高了光学耦合的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于光电器件封装的载片，其特征在于，包括：

载片本体，所述载片本体上设置有由透明材料制成的透光区，所述透光区用于光纤和光电器件的光学耦合对准；

光电器件连接线路，设置在所述载片本体的第一表面上，用于连接所述光电器件的电极并引出；

光电器件固定部件，设置在所述载片本体的第一表面上，用于将所述光电器件固定和支撑在所述载片本体上。

2.根据权利要求1所述的载片，其特征在于，所述光电器件连接线路包括：

金属布线；

设置在所述金属布线一端的第一焊盘；以及

设置在所述第一焊盘上的第一焊料凸点，所述第一焊料凸点用于和所述光电器件的电极连接。

3.根据权利要求2所述的载片，其特征在于，所述光电器件固定部件包括：

与所述第一焊盘对应设置的第二焊盘；以及

设置在所述第二焊盘上的第二焊料凸点，所述第二焊料凸点用于将所述光电器件焊接到所述载片本体上。

4.根据权利要求3所述的载片，其特征在于，所述第一焊料凸点顶部与所述第二焊料凸点顶部位于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的载片，其特征在于，所述载片本体为同一种所述透明材料一体成型制成。

6.根据权利要求5所述的载片，其特征在于，所述透明材料为玻璃或透明树脂。

7.根据权利要求1-6任一所述的载片，其特征在于，还包括第一凸透镜阵列，所述第一凸透镜阵列包括至少一个设置在所述载片本体的第一表面、透光区上的第一凸透镜，所述第一凸透镜用于将所述光电器件发出的光聚集后，传输到所述透光区，或将所述第二表面的光纤端口出射的、经所述透光区传输的光聚集到所述光电器件的活性区域。

8.根据权利要求7所述的载片，其特征在于，所述第二表面、透光区上设置有光纤对准装置，用于将所述光纤与所述光电器件对准。

9.根据权利要求8所述的载片，其特征在于，还包括第二凸透镜阵列，所述第二凸透镜阵列包括至少一个设置在所述光纤对准装置上的第二凸透镜，所述第二凸透镜用于将所述光纤端口出射的光聚集后传输到所述透光区，或将所述光电器件发出、经所述透光区传输的光聚集到所述光纤端口上。

10.根据权利要求9所述的载片，其特征在于，所述光纤对准装置为光纤对准标记或光纤对准凹槽，所述第二凸透镜设置在所述光纤对准标记上，或所述光纤对准凹槽内。

11.根据权利要求9所述的载片，其特征在于，所述第一凸透镜和/或所述第二凸透镜与所述透光区为一体成型结构。

12.根据权利要求1-6任一所述的载片，其特征在于，所述光电器件为激光器或光电探测器。