[發明專利]具有硅襯底的光電子模塊以及此類模塊的制造方法

有效

• 申請號: 201580048491.X
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN106796916B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 哈特穆特·魯德曼;馬里奧·切薩納;珍妮斯·蓋格;彼得·倫琴;文森佐·孔多雷利
• 申請（專利權）人: 赫普塔岡微光有限公司
• 主分類號: H01L21/70
• 分類號: H01L21/70;H01L27/00;G02B7/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;吳啟超

光電子模塊包括其中或其上具有光電子裝置的硅襯底。光學組件設置在所述光電子裝置之上，并且間隔物將所述硅襯底與所述光學組件分開。還描述了制造此類模塊的方法。

公開領域

本公開涉及具有硅襯底的光電子模塊以及此類模塊的制造方法。

背景技術

智能電話和其他裝置有時包括小型化的光電子模塊，諸如光模塊、傳感器或攝像機。光模塊可包括通過透鏡將光發射到裝置外部的發光元件，諸如發光二極管(LED)、紅外(IR)LED，有機LED(OLED)、紅外(IR)激光器或垂直腔表面發射激光器(VCSEL)。其他模塊可包括光檢測元件。例如，CMOS和CCD圖像傳感器可用在主攝像機或前向攝像機中。同樣地，接近傳感器和環境光傳感器可包括光感測元件，諸如光電二極管。發光和光檢測模塊以及攝像機可以各種組合使用。因此，例如，光模塊(諸如閃光模塊)可以與具有成像傳感器的攝像機組合使用。與光檢測模塊組合的發光模塊也可用于諸如手勢識別或IR照明的其他應用。

雖然已經提出了各種模塊設計，但是在工業中存在對改進此類模塊的各個方面的持續需要。例如，在設計模塊的裝置中的空間通常是非常寶貴的。因此，期望模塊具有盡可能小的占地面積。此外，在一些情況下，遠離模塊的熱傳遞不良可能是有問題的。同樣地，在一些情況下，當溫度從標稱值改變時，模塊的光學特性可能會劣化。

概述

本公開描述了具有硅襯底的光電子模塊以及此類模塊的制造方法。

一些實現方式提供了以下優點中的一個或多個。例如，通過使用其中可以形成各種電子和/或光電子部件的硅襯底，所述模塊可具有相對小的占地面積。在一些情況下，可通過消除對印刷電路板襯底的需要(和其成本)來降低模塊的總成本。同樣地，在一些情況下，可通過使用硅襯底來避免可能另外需要的到襯底的至少一些布線。此外，由于硅的熱導率相對較高，可以提高遠離模塊的熱傳遞。此外，考慮到硅的熱膨脹系數，當溫度從標稱值改變時，使用硅襯底可以幫助減少模塊的光學特性的劣化。

根據應用，模塊可具有單個光學通道或多個光學通道。例如，根據一個方面，光電子模塊包括其中或其上具有光電子裝置的硅襯底。光學組件設置在光電子裝置上。間隔物將硅襯底與光學組件分開。

間隔物優選地對由光電子裝置發射和/或可由光電子裝置檢測的特定波長的光是基本上不透明的，或使所述光顯著衰減，所述光電子裝置可以實現為形成在硅襯底中或安裝在硅襯底上的發光元件，或實現為形成在硅襯底中的光檢測元件。在一些實施方案中，間隔物橫向地圍繞硅襯底并且與硅襯底直接接觸，并且可延伸超過硅襯底的外表面。也可以提供其他光學特征，諸如光學濾波器或焦距校正層。

在另一個方面中，光電子模塊包括第一光學通道和第二光學通道。第一光學通道中的第一光電子裝置集成在第一硅襯底中或設置在第一硅襯底上，并且第二光學通道中的第二光電子裝置集成在第二硅襯底中或設置在第二硅襯底上。第一光學組件和第二光學組件分別設置在第一光電子裝置和第二光電子裝置之上。間隔物將硅襯底與光學組件分開，并且所述間隔物的一部分將第一通道和第二通道彼此分開。間隔物橫向地圍繞第一硅襯底和第二硅襯底，并且與它們直接接觸。

在一些情況下，第一光學組件在與第一襯底相距第一距離處設置在間隔物上，并且第二光學組件在與第二襯底相距不同的第二距離處設置在間隔物上。在一些情況下，第一光學組件和第二光學組件形成橫向連續的光學組件陣列。

本公開還描述了制造光電子模塊的方法。例如，在一些實施方式中，一種晶片級方法包括將上部真空注入工具和下部真空注入工具施加到多個光電子裝置，每個光電子裝置集成在相應的硅襯底中或設置在相應的硅襯底上。所述工具限定將硅襯底彼此分開的空間。所述方法還包括將聚合物材料注入所述空間中，以及固化所述聚合物材料以形成間隔物。一個或多個光學組件附接到間隔物，以便獲得所得到的結構，其中一個或多個光學組件中的每一個設置在至少一個光電子裝置之上。然后將所得到的結構分成多個光電子模塊，每個光電子模塊包括至少一個光學通道。