[發(fā)明專(zhuān)利]一種密閉型系統(tǒng)級(jí)光電模塊封裝方式和工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811176859.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110010481B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮光建;劉長(zhǎng)春;丁祥祥;王永河;馬飛;程明芳;郭麗麗;郁發(fā)新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/48
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/48;H01L21/60;H01L31/18
• 代理公司: 杭州天昊專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博

本發(fā)明公開(kāi)了一種密閉型系統(tǒng)級(jí)光電模塊封裝方式和工藝，包括如下步驟：101）底座處理步驟、102）蓋板處理步驟、103）封裝步驟；本發(fā)明提供批量制作，成本較之前的封裝方式大大降低的一種密閉型系統(tǒng)級(jí)光電模塊封裝方式和工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，它涉及一種密閉型系統(tǒng)級(jí)光電模塊封裝方式和工藝。

背景技術(shù)

通常衛(wèi)星搭載的載荷有相控陣?yán)走_(dá)、高清相機(jī)、慣性導(dǎo)航及各類(lèi)傳感器，隨著載荷性能的逐漸提高，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室笾饾u增加，光纖數(shù)傳由于具有重量輕、電磁屏蔽特性好、通信容量大、易于復(fù)用集成等優(yōu)點(diǎn)，成為了數(shù)據(jù)傳輸中高頻電纜線的良好替代品。

但是在某些特定環(huán)境中，苛刻的過(guò)熱或者過(guò)冷條件以及未知的輻射會(huì)嚴(yán)重影響到光芯片對(duì)光纖內(nèi)光子的感應(yīng)和傳輸，甚至對(duì)高速工作的光芯片帶來(lái)致命的傷害。對(duì)于此類(lèi)光模塊，一般會(huì)用耐輻射的光纖來(lái)做，但是對(duì)于光芯片來(lái)說(shuō)，則需要通過(guò)密封工藝對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，使其具備隔熱防凍以及防輻射等功能。

為保證氣密性，傳統(tǒng)的方法是用陶瓷基板，PCB板等把模塊的功能芯片通過(guò)粘貼打線的方式進(jìn)行焊接，然后用膠進(jìn)行密封，使其達(dá)到隔離外界環(huán)境的目的，但是目前來(lái)講，符合該要求的膠水較少，且不能完全保證在更苛刻的環(huán)境下還能否發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供批量制作，成本較之前的封裝方式大大降低的一種密閉型系統(tǒng)級(jí)光電模塊封裝方式和工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種密閉型系統(tǒng)級(jí)光電模塊封裝方式和工藝，具體處理包括如下步驟：

101）底座處理步驟：在底座表面通過(guò)光刻和干法刻蝕工藝制作硅孔，硅孔深度在10nm到800um，硅孔形狀為方形、梯形或圓柱形，其邊長(zhǎng)或者直徑范圍在10um到40000um之間，在底座該表面沉積透光材料，并通過(guò)CMP工藝使沉積透光材料只留在硅孔，透光材料為氧化硅、有機(jī)樹(shù)脂或有機(jī)玻璃；

在底座另一表面通過(guò)光刻和電鍍的工藝制作焊盤(pán)，焊盤(pán)厚度范圍在1nm到100um，焊盤(pán)本身結(jié)構(gòu)是一層或多層，焊盤(pán)的金屬材質(zhì)采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或多種；在底座該表面上通過(guò)光刻和干法刻蝕工藝制作凹槽，其深度在10nm到800um之間，凹槽形狀為方形、梯形、圓柱形，其邊長(zhǎng)或者直徑范圍在10um到40000um之間；

102）蓋板處理步驟：蓋板通過(guò)光刻、刻蝕工藝在蓋板表面制作TSV孔，TSV孔直徑范圍在1um到1000um，深度在10um到1000um；在蓋板上方沉積氧化硅或者氮化硅或者直接熱氧化形成絕緣層，絕緣層厚度范圍在10nm到100um之間，通過(guò)物理濺射、磁控濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層上方制作種子層，種子層厚度范圍在1nm到100um，種子層本身結(jié)構(gòu)為一層或多層，種子層的金屬材質(zhì)采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或者多種；通過(guò)電鍍銅，使銅金屬充滿(mǎn)TSV孔，并在200到500度溫度下密化銅，用CMP工藝使硅片表面只剩下填銅形成銅柱；

在蓋板的表面制作RDL，其過(guò)程包括制作相應(yīng)絕緣層，絕緣層厚度范圍在10nm到1000um，其材質(zhì)為氧化硅或者氮化硅，通過(guò)光刻、干法刻蝕工藝開(kāi)窗，使RDL能與銅柱一端連接，再通過(guò)光刻、電鍍工藝在蓋板表面制作RDL，RDL包括走線和鍵合；

通過(guò)光刻、電鍍工藝在蓋板表面制作鍵合金屬形成，焊盤(pán)高度范圍在10nm到1000um，鍵合金屬采用銅，鋁，鎳，銀，金，錫中的一種或多種，鍵合金屬本身結(jié)構(gòu)為一層或多層；此處焊盤(pán)和RDL位于銅柱露出的同一面；

對(duì)蓋板的另一面進(jìn)行減薄，通過(guò)光刻、電鍍工藝制作金屬焊盤(pán)；厚度范圍在1nm到100um，金屬焊盤(pán)本身結(jié)構(gòu)為一層或多層，金屬焊盤(pán)的材質(zhì)為鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或多種；