用于形成可连接至光纤的光电模块的方法和可连接到至少一个光纤的光电模块的制作方法_3

文档序号:9476113阅读:来源:国知局
9是任选的。无论如何,凹槽18或被形成来将光纤端件30紧固在至少两个(或在这个实施方式中甚至是三个)方向上的其他种类的表面部分16自动地获得光纤端件30相对于FEM块15本身和光电器件2的自对准。此外,由于已在切块之前,基于晶片级对所有光电模块同时实现了 FEM块15与包括光电器件2的基板I (所述基板的下部部分)之间的对准,因此不再需要将FEM块15相对于光电器件2对准的步骤。相应地,制造工作量和生产成本由于本申请案的方法而显着地减少。
[0037]图5C示出穿过图5Β的光电模块的横截面侧视图(其中光路沿χ-ζ平面)。与图5C相反,在反射表面9处的反射角可不同于90°。此外,反射表面9的倾斜角可不同于45°。因此,可包括实施方式的对应变化,只要光电器件2的有源区域及光束24在光纤端部的位置和方向相对于倾斜表面9的位置、定向和/或形状进行适当选择即可。图f5D示出图5C的光电模块20,其中所附接的保护覆盖元件23用于保护和屏蔽暴露反射表面9和/或将光纤端件30紧固在凹槽中。或者,在将(复合)基板切块成多个光电模块20之前,保护覆盖基板22可被附接到(复合)基板上。在这两种情况下,相应保护元件22、23有利地提供对反射元件的气密密封,对光纤附接的另外的机械刚性(尤其是在所述保护元件沿光纤的轴延伸并且也附接至这块基板I和/或附接至下方的印刷电路板的情况下)。保护元件22、23可通过精密注塑成型或任何其他技术来产生;所述保护元件优选地密切地配合光电模块20的侧面以及光纤25的顶侧。这改进了用于保护反射元件9的气密密封。如从图f5D显而易见,保护覆盖元件23的内侧(或替代地,晶片级保护覆盖基板22的内侧)可包含在反射表面9上方并接近于所述反射表面的凹槽,以便在光纤端件30被胶粘至凹槽18中并抵靠端部止挡表面17时,防止粘合剂渗延(ere印)到所述反射表面上。
[0038]图6A示出凹槽18的替代横截面,所述凹槽同样地适用于将光纤端件30的位置沿至少两个方向y、z (图6A)自对准。如图6A所示的凹槽18的形状易于使用从例如半导体制造或MEMS生产已知的光刻结构化技术来完成。不管凹槽18的底部区域的特定形状,凹槽的顶部开口可被选择为较宽的,以用于光纤25从上方的较容易插入。此外,不管所选择的凹槽的特定形状,有益的是将凹槽的位置沿侧向方向I定位于相应FEM结构14或FEM块15的相比图6A所示更为中心的位置(如果可能的话,沿方向y定位于FBl块15的中间),以便增加所述凹槽的坚固性和稳定性。可相对于长宽比来选择其他变化,所述长宽比可例如通过加宽上方凹槽部分来减小;或相对于凹槽沿另一侧向方向X的长度(所述凹槽优选地沿所述侧向方向延伸至大于光纤25的直径的一倍、优选地大于两倍)来选择其他变化。可针对这种情况在必要或方便时选择特别改编的VCSEL晶片设计。图6B示出凹槽18的端部止挡表面17倾斜而非垂直于凹槽(和插入在所述凹槽中的光纤25)的轴向方向的实施方式。光纤端件30仍抵接端部止挡表面17的下边缘,并且(如同另一实施方式)光纤端件30可使用粘合剂被胶粘至凹槽18中。端部止挡表面的倾斜定向有利地防止气泡夹杂在填充垂直、圆形光纤端部表面与端部止挡表面17之间的空隙的粘合剂中。反射表面9的定向可取决于FEM块15和粘合剂的折射率η而对应地偏移。图6C示出反射表面9是弯曲而非平面的实施方式。由此,反射表面9可被给定聚焦形状,从而增加光纤与光电器件2之间的耦合效率。反射表面9可在绘制平面(图6C所示)内并且在垂直于绘制平面的方向上不同程度地弯曲。图6D示出光纤端件30被定向成所述光纤端件的轴与支撑FEM块15的基板的表面成一定角度的实施方式。因此,光纤的轴不平行于基板I或所述基板的有源区域的平面。角度可例如在20°至70°之间、优选地在30°与50°之间选择。这种实施方式可用于特定应用,例如,在反射表面9处的全内反射角不同于45°的情况下使用。这也可有益于其中已实现了附接至布置成二维阵列的光电模块的高密度的光纤的应用。
[0039]一般来说,本申请案全文(包括权利要求书和附图)中所示实施方式可彼此组合。例如,本文公开的方法的任何实施方式的一或多个步骤可根据将要实现的另一方法或几何形状而变化。具体地说,任何结构元件的形状(如基板I的形状、FHM结构14或FHM块15的形状,或所述FEM结构或所述FEM块的部分(如同凹槽)的形状、反射表面或端部止挡表面或其他部分几何形状)的修改和变化可根据本申请案中公开的任何其他实例而变化。例如,图5C、?和6A至6D的实施方式可彼此组合。
[0040]图7A至7C示出第三基板即保护覆盖基板22被包括在复合基板21 (图7C)中的实施方式。因此,基于晶片级,将对在切块后将获得的所有光电模块20自动地提供保护覆盖。这个实施方式是图f5D的替代方案,在图f5D中,单个光电模块20被提供有将仅在切块后附接的单个保护覆盖元件23。图7A示出形成有多个FEM结构14的覆盖层10或另一基板11的俯视图。除了构成凹槽18的凹槽和形成倾斜表面9的凹口之外,覆盖层10(或另一基板11,分别而言)的上主表面1a的周围部分是平坦的并且具有覆盖层10的最大、完整厚度或高度(图7C)。因此,如从图7A显而易见,形成反射表面9的凹口不与切割线A或B中的任何一个接触。此外,根据以俯视图示出保护覆盖基板22的图7B,在覆盖覆盖层10的倾斜表面9的区域中不形成开口(也参见图7A和图7C的横截面图)。因此,实现反射表面9的气密密封,这尤其适用于倾斜表面9处的反射是在所述倾斜表面上不具有任何反射涂层时基于全内反射的情况。仅仅在保护覆盖层22中的开口是对应于下方覆盖层10中的凹槽18的那些开口。在切块期间,仅凹槽18和最上方保护覆盖基板22中的对应切口从侧向方向通过相应切割线A而敞开。保护覆盖基板22可例如由玻璃或硅制成,并且基于晶片级对准至基板I和/或覆盖层10 (或另一基板11,分别而言)。所述保护覆盖基板可在它已被图案化之前或替代地在所述图案化之后被粘结至覆盖层10 (或基板I或另一基板11,分别来说)的顶表面。当图案化保护覆盖基板22时,将要形成在所述保护覆盖基板中的任何结构或图案的晶片级对准可在图案化所述保护覆盖基板时包括在内。无论如何,使用保护覆盖基板22进行的多个光电模块的基于晶片级的生产容易地实现了避免水分或污物的保护,所述水分或污物是由于反射表面9从所有侧面和从上方受到FEM结构14 (或FEM块15,分别来说)的材料并受到保护覆盖基板22的包围而产生。图7B和7C的保护覆盖基板22中所示的凹槽19(切口或开口 )是任选的;所述凹槽可被提供用于使得光纤端件30更容易地插入到下方覆盖层10、另一基板11或基板I的凹槽18中。或者,保护覆盖基板22可以是平坦的,并且不含任何凹槽19或其他种类的切口或开口(甚至在对应于凹槽的位置中也是如此)。
[0041]根据光电组件1、2、3和4的实施方式,光在偏转/反射元件130的表面131处反射,所述表面可形成为材料块101的倾斜外表面。偏转/反射元件130允许将光朝向耦接和对准结构120导向。根据光电组件5、6和7的实施方式,親合入光学连接器的光朝向親接和对准结构120直接传递,即,没有偏转地传递。
[0042]顺便一提,本申请案的所有实施方式可以两种其他方式进一步变化,这取决于光电模块20是否将形成倒装芯片结构(其中所有电触点处于与承载光电器件2的表面相反的底侧上,或电触点中的至少一些是否被提供在与光电器件2相同的主表面Ia上。在后一情况下,可通过FEM块15在上方留下至少一些自由空间,以便允许对任何上触点的轻易接近。例如,图1A示出FEM结构15中的底部凹槽,所述底部凹槽处于主表面Ia的提供有至少一个电触点4(图1B)并且稍后被暴露的一部分(参见图1B)上方。FEM块15的抬高部分(从下方凹入)可由此在上电触点4上方被移除(而非维持)(也参见图2A、2B或3B)。此外,本申请的任何其他附图或实施方式可加以修改来允许更容易接近安置有光电器件2的表面或界面表面上提供的任何电触点。为据此成形FEM结构14 (所述FEM结构将变成将要在切块之后形成的每一光电模块20的FEM块15),可移除所述FEM结构的一部分,例如在每一最终光电模块20上产生较窄形状的FEM结构,如图8B中所指示。如图中所示,在至少一个侧向方向y上,FEM块15比下方的这块基板I窄。因此,在开始时,每一 FHM结构14包括必须在稍后被处置的一部分。图8A指示一种可设想的结构和方法,所述结构和方法图案化覆盖层10以使得FEM块15最终比这块基板I窄。如根据图8A为明显的,在覆盖层10或另一基板11的底侧上,提供多个底部凹槽5,其中材料不会延伸至最下方基板I的主表面Ia(图SB)。覆盖层10或另一基板11的材料的位于底部凹槽5的顶部上的那些部分表示将要被处置的碎肩部分6。所述部分可通过部分地沿图8A和SB所示的线C切割来切断,以便仅切穿另一基板11或覆盖层10 (至少切穿至足够大以达到底部凹槽5的顶部的深度),但没有切割到基板I。由此,最后当沿切割线A和B将复合基板切块以获得多个光电模块20时,碎肩部分6将掉落。
[0043]图7D和7E示出所有三个种类的切割线A、B和C的位置,其中切割线C仅延伸至覆盖层10或另一基板11 (用于成形FEM结构14)但不延伸至光电基板I。图7D示出覆
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