专利名称：光电器件的引线框安装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将引线框安装到光电器件的方法和装置。
已知一些光电器件，例如集成硅波导器件，它们在连接到电气的引线框组件以及为形成密封产品而封装之前，被安装在刚性基底上。在需连接到光纤系统的集成硅波导器件的情况下，获得波导器件对于光纤的保持正确的位置和方向是重要的。可能还必须形成从引线框组件到器件的电气连接，和以密封方式封装该组件，以防止光电器件工作劣化。为此，可将集成硅波导器件安装在诸如陶瓷基底等机械模数高的基底上。已知将这种基底放置在预先模制的密封外壳中，并在基底上的导体和引线框组件的导体之间形成电气连接。用于陶瓷基底互连的已知技术包括从基底接合到引线框。在光电器件本身需要将电气装置连接到基底上的导电网络的引线接合操作的情况下，这可能产生第二个引线接合操作。在将基底放置在封装壁内的情况下，受到限制的进入使在封装壁内产生引线接合产生问题。另外，为将基底连接到引线框所必须的引线接合的长度可能使电气性能降低。
本发明的一个目的是提供一种改进的方法和装置，用于在特别是形成封闭的封装时将支持基片连接到引线框。
本发明提供了一种将光电器件连接到引线框组件的方法，其特征在于包含以下步骤将所述光电器件安装到平面的基片上，所述平面的基片具有连接到所述光电器件的电气连接电路；将所述器件连接到所述连接电路；在所述基片主表面上的边缘附近设置多个焊料突出物，所述焊料突出物与所述连接电路电气连接；将所述基片安装到引线框支持件上，所述支持件在所述主表面边缘附近与其接合，所述引线框支持件具有暴露于其上，以便接触所述焊料突出物的引线框导体；和施加热以熔化焊料，由此在引线框导体和焊料突出物之间形成安全的电气连接。
较好地，所述引线框支持件形成外壳部分，所述外壳部分位于基片周围，并被密封，以封装光电器件。
较好地，引线框支持件形成模板部分，所述模板部分围绕基片，并且所述方法包括模制模板内光电器件和基片周围的密封材料，以形成密封产品。或者使用黏性盖子密封引线框。
较好地，将焊料突出物设置在基片周围区域，并在光电器件和表面所述边缘之间，从而当被设置在引线框支持件上时，搁置在引线框导体上。
较好地，将焊料突出物与光电器件设置在基片的同一主表面上，并翻转所述基片，以在将基片安装到引线框支持件上时，将焊料突出物设置在基片下面。
较好地，施加压力以及热，以使基片与引线框支持件接合，使焊料突出物与引线框导体形成可靠的电气连接。
较好地，将热进入通道设置得穿过所述基片的厚度，并在所述焊料突出物附近，并且当将基片连接到引线框时，热传送通过所述通道，以熔化焊料。
热进入通道设置得穿过引线框支持件，并且当将基片连接到引线框时，热传送通过所述引线框支持件中的该通道，以便使焊料熔化。
基片包括一刚性支持件，提供光纤和集成光波导器件之间具有位置和方向的固定关系的连接，所述光波导器件包括至少一个光电光源或接收机，并形成所述光电器件中的至少一部分。
光电器件包含集成硅片，所述集成硅片提供光波导，并且包含光电的光源和/或接收机。
较好地，基片是陶瓷基片。
本发明包含一种光电组件，其特征在于包含具有电气连接电路的平面基片，和安装在所述平面基片上，并电气连接到所述电气连接电路的光电器件，所述基片在所述平面支持件主表面上其边缘附近设置有多个焊料突出物，所述焊料突出物与所述电气连接电路电气连接，由此可将所述组件设置在引线框支持件上，同时通过施加热使焊料突出物与引线框导体接合，以固定在那里。
本发明包含上述光电组件以及引线框组件，所述引线框组件包含其上具有多个引线框导体的引线框支持件，所述支持件与平面基片的焊料突出物接合，从而通过对焊料突出物的加热处理将引线框导体固定到各个焊料突出物。
下面，将通过例子并参照附图，描述本发明的一些实施例。
图1是根据本发明的安装到基片上的光电器件的顶视图；图2是图1所示的组件厚度上的截面图；图3是图1和2中所使用的基片外围区域放大的示图4是根据本发明而用的引线框和模板组件的顶视图；图5是图4的组件的底视图；图6是当已经将光电器件放置在模板中时，图4组件的顶视图；图7是图6的组件截面图；图8是图6的组件的底视图；图9是图8的截面图；图10示出与图1所示的类型的光电器件一起使用的引线框的替换的结构；图11示出图10所示的组件在已经使用密封材料，并且模板由罩子密封时的情况；图12示出图11的变体，其中采用不同类型的密封；和图13示出模板端部没有罩子的密封的另一种变体。
这个例子涉及在密封的外壳内将光电器件连接到引线框。该光电器件可包含我们第2307786号英国专利中所示类型的集成硅波导器件。这种器件示于图1中，并表示为11。这种器件形成为集成硅片，其上具有一个或更多连接诸如激光二极管或光电二极管等光电器件13的波导12。将光波导12连接到外部光纤14，该外部光纤14穿过馈送通道15，并固定在成角度的支撑垫10上，以提供在光纤14和硅片11上的波导12之间的连接所需的位置和方向。
为了保持光纤14和硅片11的正确的定位，将它们都安装在平的基片16上(在此例子中，是高机械模数材料，它形成为陶瓷平基片)。以多个延伸穿过基片的引线17的形式为基片设置电气连接电路，以在硅片11上的电气装置和基片上的外部接触点18之间提供连接。首先，以已知方式将硅片11固定到基片16上的安全位置，并且第一引线接合操作通过引线19将器件13连接到基片上的引线17的阵列。基片本身可在其上安装另外的电气装置(诸如标号20所表示的)，而且然后连接到基片上的一个外部连接点18处。
在这个例子中，外部电气连接点18形成为位于基片16上主表面上的焊料突出物。硅片11也固定到基片16的同一主表面上，比放置得离开基片边缘，从而焊料突出物位于基片主表面相邻边缘上，并位于硅片和基片的边缘之间。这在图3中可清楚地看出，该图以放大的图示出安装在基片16上的焊料突出物18，并且看出与焊料突出物18形成连接的电导线17延伸横跨基片16的上表面。
在每一个焊料突出物18附近，将热通路设置得穿透基片16的厚度，从而当将组件安装到引线框时，热可通过热通路传送到焊料突出物。该通路可以是空心的通路，或者包含导热率高的热导体。为了安装图1和2的器件，提供如图4和5所示的引线框和模板组件。图4示出矩形模板壁25，在其内部表面使具有搁板26形式的引线框支持件。搁板26围绕着一个空间，并提供一个可将图1的基片16设置在其上的肩部。一列引线框导线28延伸通过矩形框两个相对侧上的壁25，并在搁板26的上表面使具有暴露的导体30。当将图1的组件设置在图4所示的框中时，在框的一端设置突出的通道31，以将光纤14支持在适当位置。将图1的组件翻转，从而硅片11位于基片16的下面，然后将图1的组件装入图4的框中适当的位置，从而框紧密围绕着基片，同时基片主表面的周围区域搁在肩部26上。然后将焊料突出物18与引线框导体的各个导线端30面对面接合。如图4所示，将额外的接合带36设置在搁板26上，并与基片16上的接合带37(如图1所示)紧密结合。这协助将基片16固定在需要的位置，并且焊料突出物18与各个引线框导线端30接合。
如图5所示，从下侧看见的搁板26具有多个设置得穿透搁板26的厚度的热通路38，刚好在各个导体端部30下面。当将基片16设置在适当位置时，施加热和压力，使基片16与搁板26接触，并熔化焊料突出物18，以在焊料突出物18和引线框组件的各个导体之间形成牢固的电气连接。当去掉热和压力时，焊料将凝固，保持与元件的持久电气连接(以他们所需的相对位置)。
图6和9中说明了这种操作。图6示出类似于图1中的组件，此时的组件已经翻转，并且装入图4类型的模板和引线框组件中的适当位置。图6示出基片16的下侧(已经将硅片翻转)，在如图6所示的具体设置中，已经修改了基片16，设置额外的穿透基片厚度的热通路39，以在接合操作中协助热的通过，使焊料熔化。除了设置得穿过框25的搁板的热通路38以外，基片中还可设置热通路39。图7示出穿透位于基片16下面的搁板26的通路38。如图7所说明的，将搁板26设置得位于框相对端部之间一半处，从而当基片16放置在适当位置，并且硅片11在其下表面上时，框内的元件从端部朝内形成空间，从而可将密封材料加到基片16两侧上，对着外部环境密封光电器件。
图8示出图6中的组件的下视图，类似于图5的视图，其基片和硅片在适当位置。图9说明与图7相同的组件，但是回到基片16位于硅片下面的位置。
应该知道，通过使用设置在引线框导体28端部上，并面对面接合的焊料突出物阵列，不再需要将使引线横向长度从基片16延长的第二次引线接合操作。另外，不需要在基片16边缘与周围的框25之间插入任何的引线接合工具。因此，“进入”不再是问题，因为通过框25顶部和底部端口施加热和压力，由此不再限制“进入”。应该知道，通过单次操作同时形成黏结多个，最好是所有焊料突出物18。
一旦发生黏结，封装可以各种不同方式密封。消除框内的大气以便提供惰性气氛。图10中的一个例子中说明了这种情况的开始点，此时已经将组件固定在适当位置，但是还没有将材料加到框25的任何一端以密封单元。基片和硅片11可由一种硅树脂密封剂材料包围，如图11中基片16两侧上40和41是表示的。这种硅树脂材料可完全密封基片16和硅片11，虽然不一定填入框25以达到框的两端。如图11中说明的，可由上盖和下盖42和43密封封装。作为替换，可使用环氧树脂填充或部分填充框25中的腔体。在图12中，已经使用硅树脂层44覆盖基片的安装硅片11的主表面。在这种方法中，硅片本身固定在硅树脂密封剂内。然后使用如45和46表示的环氧树脂，在基片16两侧上部分填入框的相对侧。盖子42和43将封闭封套(这在图11中已经描述了)，在如图13所示的替换设置的情况下，与如图12所示的情况类似，基片16安装有硅片11的表面被装入硅树脂层44中。在这种情况下，模板框25中的腔体的剩余部分由环氧材料47和48填入基片16相对的两侧，从而框完全由环氧树脂填满到封装的相对端。按照这种安排，不再需要额外盖子42和43。
本发明不限于上述例子的细节。
权利要求
1．一种将光电器件连接到引线框组件的方法，其特征在于包含以下步骤将所述光电器件安装到平面的基片上，所述平面的基片具有连接到所述光电器件的电气连接电路；将所述器件连接到所述连接电路；在所述基片主表面上的边缘附近设置多个焊料突出物，所述焊料突出物与所述连接电路电气连接；将所述基片安装到引线框支持件上，所述支持件在所述主表面边缘附近与其接合，所述引线框支持件具有暴露于其上，以便接触所述焊料突出物的引线框导体；和施加热以熔化焊料，由此在引线框导体和焊料突出物之间形成安全的电气连接。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，同时将用于熔化焊料的热施加给多个焊料突出物，以在单个操作中将突出物接合到各个引线框导体。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述引线框支持件形成外壳部分，所述外壳部分位于基片周围，并被密封，以封装光电器件。
4．如上述权利要求任一条所述的方法，其特征在于，引线框支持件形成模板部分，所述模板部分围绕基片，并且所述方法包括在模板内，在光电器件和基片周围模制密封材料，以形成密封产品。
5．如权利要求1到4任一条所述的方法，其特征在于，将焊料突出物设置在基片周围区域，并在光电器件和表面所述边缘之间，从而当被设置在引线框支持件上时，搁置在引线框导体上。
6．如权利要求1到5任一条所述的方法，其特征在于，将焊料突出物与光电器件设置在基片同一主表面上，并且翻转所述基片，以在将基片安装到引线框支持件上时，将焊料突出物设置在基片下面。
7．如权利要求1到6任一条所述的方法，其特征在于，施加压力以及热，以使基片与引线框支持件接合，使焊料突出物与引线框导体形成可靠的电气连接。
8．如权利要求1到7任一条所述的方法，其特征在于，将热进入通道设置得穿过所述基片的厚度，并在所述焊料突出物附近，并且当将基片连接到引线框时，热传送通过所述通道，以熔化焊料。
9．如权利要求1到8任一条所述的方法，其特征在于热进入通道设置得穿过引线框支持件，并且当将基片连接到引线框时，热传送通过所述引线框支持件中的该通道，以便使焊料熔化。
10．如权利要求1到9任一条所述的方法，其特征在于，基片包括一刚性支持件，提供光纤和集成光波导器件之间具有位置和方向的固定关系的连接，所述光波导器件包括至少一个光电光源或接收机，并形成所述光电器件中的至少一部分。
11．如权利要求10所述的方法，特征在于，光电器件包含集成硅片，所述集成硅片提供光波导，并且包含光电的光源和/或接收机。
12．如权利要求1到11任一条所述的方法，其特征在于，基片是陶瓷基片。
13．一种光电组件，其特征在于包含具有电气连接电路的平面基片，和安装在所述平面基片上，并电气连接到所述电气连接电路的光电器件，所述基片设置有多个焊料突出物，在所述平面支持件主表面上其边缘附近，所述焊料突出物与所述电气连接电路电气连接，由此可将所述组件设置在引线框支持件上，同时通过施加热使焊料突出物与引线框导体接合，以固定在那里。
14．如权利要求13所述的光电组件，其特征在于，将所述焊料突出物设置在基片主表面周围区域，并位于光电器件和所述支持件边缘之间。
15．如权利要求13或14所述的组件，特征在于，热传导通道设置得穿透所述焊料突出物附近的平面支持件。
16．如权利要求13到15任一条所述的光电组件以及引线框组件，其特征在于所述引线框组件包含其上具有多个引线框导体的引线框支持件，所述支持件与平面基片的焊料突出物接合，从而通过对焊料突出物的加热处理将引线框导体固定到各个焊料突出物。
17．如权利要求16所述的组件，其特征在于，将固定装置设置在基片的边缘区域与引线框支持件之间，以将基片固定在支持件适当位置。
18．如权利要求16或17所述的光电组件，其特征在于，引线框支持件形成外壳部分，所述外壳部分位于基片周围，并密封，以封闭光电器件。
19．如权利要求18所述的组件，其特征在于引线框支持件形成基片周围的模板部分，所述模板包含位于光电器件和基片周围的密封材料，用于形成密封的产品。
20．如权利要求16到19任一条所述的组件，其特征在于，将焊料突出物设置在有光电器件的基片表面上，并将基片翻转，以将焊料突出物设置在基片下面，与引线框导体接合。
21．如权利要求16到20任一条所述的组件，其特征在于将热进入通道设置得穿透引线框支持件，以在将焊料突出物连接到引线框导体时，将热传送到焊料突出物。
22．一种将光电器件连接到引线框组件的方法，所述引线框组件基本上如前面参照附图所述。
23．一种光电组件，其特征在于包含平面支持件，所述平面支持件上安装有光电器件和连接到基片的引线框组件，所述引线框组件如上面参照附图所述。
全文摘要
将光电器件安装在与基片边缘附近的焊料突出物电气连接的平板上,并且通过将基片的边缘放置在引线框支持件上而连接到引线框,其中引线框导体与焊料突出物结合,并且施加热来熔化焊料。
文档编号H01L23/48GK1320278SQ9981148
公开日2001年10月31日 申请日期1999年6月23日 优先权日1998年7月30日
发明者B·蒙德 申请人:博克汉姆技术股份有限公司