具有磁场抵消的光电子封装件的制作方法
【专利说明】具有磁场抵消的光电子封装件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年9月26日提交的题为“Microfabricated atomic clocks(MFAC) &magnetometers (MFAM): high volume manufactural(HVM)magneticcharacterizat1n (微加工原子钟(MFAC)和磁力计(MFAM):大体积制造(HVM)磁特征)”的美国临时专利申请序列号62/055，827的权益，其通过引用全部并入本文。
技术领域
[0003]所公开的实施例涉及层叠光电子封装件，其实现光栗浦传感器或基准件，诸如MFAC 和 MFAM。
【背景技术】
[0004]多种光电子设备为封装设备，其包括光电探测器(PD)以及在真空下操作的至少一个光源。常规MFAC和MFAM封装件包括在封装材料内部垂直层叠的结构，其包括作为具有电迹线的支撑件的底模/底部管芯(bottom die)以及安装于其上的至少一个光源模(die)(例如，激光器模诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL))，在光源上方提供腔室的在底模上的第一腔模，以及在第一腔模上的光学器件模。
[0005]在底模上的电迹线连接驱动所述光源的外部驱动器，并且包括被配置用作电阻式加热器元件的迹线，诸如提供热量以将光源模加热到大约60°C到80°C的温度。第二腔模位于光学器件模上，其他光学设备(例如，偏光器)位于第二腔模上，并且光电探测器(PD)模位于其他光学设备上方的介电基板上。该封装件为真空密封的封装件。
【发明内容】
[0006]本
【发明内容】
被提供用于以简化形式介绍下面在包括所提供的附图的【具体实施方式】中进一步描述的所公开的概念的简要选择。本
【发明内容】
不旨在限制要求保护的主题的范围。
[0007]—种层叠光电子封装件包括底模/底部管芯(bottom die)和光源模，其中底模具有包括底部电迹线的顶表面，并且光源模耦合到至少一个底部电迹线。第一腔模在底模上。光学器件模在第一腔模上并且第二腔模在光学器件模上。第二安装基板在第二腔模上并且在其上包括顶部电迹线。光电探测器模被光学地耦合以便从光源接收光。底部和顶部电迹线在XZ镜平面的侧面上均大致对称地定位在XY平面表面上，以便当相反地偏置时传导相等且相反的电流，以使源于第一侧的第一磁场和源于第二侧的第二磁场在Z方向上彼此抵消，从而在光学器件模上的一个或多个模位置处提供超过50%的磁通密度减少。
【附图说明】
[0008]现在将参考附图，这些附图不必按比例绘制，其中:
[0009]图1A为根据示例实施例的示例层叠光电子封装设备的横截面图，所述层叠光电子封装设备在封装件中的光学器件模上方的第二安装基板和下方的底模的镜平面的相对侧上具有至少大致对称的电迹线布置，使得当这些迹线被相反地偏置时，它们在镜平面的各个侧上传导相等且相反的电流，以提供光学器件模的磁场抵消并因此提供噪音消减。
[0010]图1B为根据示例实施例的示例层叠光电子封装设备连同键合线的横截面图，所述层叠光电子封装设备在包括多个层级的两个不同迹线上具有大致对称的电迹线布置，使得当被相反地偏置以传导相等且相反的电流时，二者提供磁场抵消，并且键合线被示出用于使第二安装基板上的电迹线与每侧的底模上的电迹线短路。
[0011]图2为根据示例实施例的示例模的描绘，所述示例模在至少一个模的表面上具有大致对称布置的第一和第二电迹线，使得当被相反地偏置以传导相同且相反的电流时，在Z方向上提供磁场抵消。
[0012]图3为根据示例实施例的示例封装层叠光电子设备，其在模的表面上包括所公开的大致对称布置的第一和第二电迹线，使得当被相反地偏置以传导相等且相反的电流时，在Z方向上提供磁场抵消。
【具体实施方式】
[0013]参考附图描述示例实施例，其中相同的符图标记用于指示类似或等效的元件。由于一些动作或事件可以以不同的顺序发生以及/或者与其他动作或事件同时发生，因此所示出的动作或事件的顺序不应被理解为是限制性的。此外，实施根据本公开的方法可能不需要一些示出的动作或事件。
[0014]对于层叠光电子封装件诸如微加工原子钟(MFAC)和磁力计(MFAM)以及运动传感器设备，在操作期间，在光源的加热器和驱动器以及在光源上方通常容纳碱金属蒸汽的上部腔室的加热器的电迹线中流动的电流被认识到导致磁场感应的噪音(电磁干扰，EMI)，其可显著地降低设备的性能诸如灵敏度。所公开的实施例包括使得在包括沿光学器件模表面的Z (高度)方向上引入的磁场最小化的光电子封装件，该最小化由封装件中的光学器件模上方的模/基板和下方的模/基板的镜平面的相对侧上的电迹线的至少大致对称布置来提供。当被相反地偏置时，在镜平面的相应侧上提供相等且相反的电流，已认识到该布局在光学器件模上提供磁场抵消并因此提供噪音消减。
[0015]图1A为根据示例实施例的示例层叠光电子封装设备(封装设备)100的横截面图，所述层叠光电子封装设备100在封装件中的光学器件模321a上方的第二安装基板351和下方的底模251两者的XZ镜平面(镜平面)105的相对侧上具有至少大致对称布置的电迹线，使得当被相反地偏置时，传导相等且相反的电流以提供光学器件模321a的磁场抵消并因此提供噪音消减。尽管在图1A和图1B中未示出，每个电迹线包括通常在模或基板的周边(边缘)上的键合焊盘，以允许与其进行电连接(参见以下所描述的图2)。迹线通常包括金属或金属合金，诸如铝或铂。
[0016]当在XY平面上的电流传导迹线上方或下方的Z方向上移动距离(z)时，已知的是磁场强度下降为l/ζ。所公开的实施例认识到，当XY平面上的电迹线相对于镜平面(诸如镜平面105)的两侧大致对称地定位，并且被相反地偏置以使得镜平面的一侧上的电迹线的电流相对于流过镜平面的另一侧上的电迹线的电流以相等的幅值和相反的方向流动，由于源于相应侧的磁场的磁场抵消，因此在相应电迹线之间的XY平面上方或下方的Z方向上的距离Z处的磁通密度可以被很大程度地抵消(并因此减小)。
[0017]封装设备100包括封装件内的多个层叠部件，所述封装件包括封装材料，其具有为封装件提供侧壁和底壁的封装主体171以及用于密封封装件的顶部的盖子174。多个层叠部件包括在封装件的底壁上的底模/管芯(die) 251，该底模具有顶表面，该顶表面包括多个底部电迹线，所述多个底部电迹线被显示为驱动器迹线359和361以及每个实施电阻式加热元件的加热器迹线356和358，并且还包括耦合到驱动器迹线359和361的用于发射光的光源模/管芯(die) 180，所述驱动器迹线359和361分别通过键合线181和182向光源模180的电极提供电偏置。以下描述的图2中示出示例加热器迹线布局。
[0018]具有顶表面和底表面的第一腔模252位于底模251的顶表面上。光学器件模321a位于第一腔模252的顶表面上，并且光学透明的密封件或模片材(密封模，用于腔密封)321b位于光学器件模321a上。第二腔模328位于密封模321b上。
[0019]第二安装基板351具有包括多个顶部电迹线的顶表面，所述多个顶部电迹线被显示为每个实施电阻式加热元件的加热器迹线378和379。光电探测器(PD)模110被光学地耦合以便接收源自光源180的光，其在图1A中被显示为处于视线位置。
[0020]镜平面105在图1A中被显示为正交于全部沿XY平面取向的封装设备100的各种模来取向。驱动器迹线359、加热器迹线356和加热器迹线378全部被显示为在镜平面105的第一侧上，而驱动器迹线361、加