[发明专利]光电子封装及其制造方法

说明书

技术领域

本专利申请涉及半导体芯片封装技术，更具体地说，涉及一种保持高对准精度和高接合强度的光电子封装及其制造方法。

背景技术

使用板上芯片（chip-on-board，COB）工艺封装的半导体电子器件通常采用遮盖件来保护硅片免于受到物理损伤以及颗粒物和湿气的侵蚀。该遮盖件通常是使用粘合剂粘合在电路基板上的。遮盖件的下面形成保护空腔，硅片位于在该保护空腔内。为了确保整个封装的可靠性，要求在产品的使用寿命期内，该遮盖件和基板之间都要有很强的接合力。

如图1所示，当这样的封装技术用于光电子元件时，遮盖件还充当额外的光学功能。例如，可以在该遮盖件上形成透镜结构以实现光学信号耦合。这一附加的光学功能只有在组装过程中以及产品的整个使用寿命期内遮盖件与空腔内的光电子芯片精确对准（偏差<15um）的情况下才能实现。

两种类型的粘合剂常被用于粘结遮盖件和基板，即UV激活的环氧树脂和热激活的环氧树脂。前者提供快速固化时间和最小的固化偏移，而后者提供较强的接合强度但是需要较长的固化时间并会在两个部件之间形成较大的固化后偏移。

发明内容

本专利申请涉及一种光电子封装。一方面，所述光电子封装包括基板和粘结在所述基板上的遮盖件。所述遮盖件定义出用于容置半导体芯片和光电子元件的空腔。所述遮盖件具有第一粘结区，用于接收第一粘合剂并通过第一粘合剂与基板的预定区域粘结。所述遮盖件和所述基板的接合定义出第二粘结区。所述第二粘结区用于接收第二粘合剂并将第二粘合剂限制在一局部区域内。

所述遮盖件可具有分别在其相对两侧形成的两个台阶，定义出两个切口区域，所述两个切口区域和所述基板的接合定义出第二粘结区。

所述遮盖件可具有分别在其相对两侧形成的两个变细的区域，所述两个变细的区域和所述基板的接合定义出第二粘结区。在每个所述变细的区域内可形成有通孔，用于加强对第二粘合剂的限制。

可分别在所述基板的相对两侧形成有两个通槽，所述两个通槽与遮盖件的接合定义出第二粘结区。在每个所述通槽内可形成有额外的台阶，用于增加通槽内基板与第二粘合剂接触的面积。分别在所述遮盖件的相对两侧可形成两个开口，所述两个通槽与所述两个开口的接合定义出第二粘结区。所述两个通槽分别与所述两个开口可对准，形成两个贯通的空腔，用于接收第二粘合剂并在应用第二粘合剂时提供空气逸出的通道。

可分别在所述基板的相对两侧形成两个下切口，所述两个下切口与遮盖件的接合定义出第二粘结区。所述下切口可与所述遮盖件的边缘对准并沿其延伸，形成所述遮盖件下方的空腔，用于接收第二粘合剂以便第二粘合剂从所述空腔延伸到覆盖所述遮盖件的侧面。

可分别在所述遮盖件的相对两侧形成两个切口，分别与所述两个下切口对准，所述两个下切口和所述两个切口的接合定义出第二粘结区。

另一方面，本专利申请提出一种制造光电子封装的方法。所述方法包括：将第一粘合剂应用于遮盖件的第一粘结区；将遮盖件放置于基板上以便遮盖件的第一粘结区与基板的预定区域直接接触；固化第一粘合剂以将遮盖件固定在基板上；将第二粘合剂应用于遮盖件和基板之间定义出的第二粘结区；以及固化第二粘合剂。所述第二粘结区通过遮盖件和基板的接合来定义，用于允许第二粘合剂与遮盖件和基板两者直接接触且被限制在一局部区域内。

所述方法可进一步包括在将第一粘合剂应用于第一粘结区之前，将半导体芯片和光电子元件组装到所述基板上。

所述方法可进一步包括采用精确放置工艺来将遮盖件的功能特征与光电子元件对准。

所述第二粘合剂可通过比第一粘合剂长的固化处理来固化。第一粘合剂可通过紫外线光固化。第二粘合剂可通过热固化处理来固化。

另一方面，本专利申请提出一种光电子封装，包括基板和粘结到基板上的遮盖件。所述遮盖件定义出用于容置半导体芯片和光电子元件的空腔，并具有与所述光电子元件对准的功能特征。所述遮盖件具有第一粘结区，用于接收第一粘合剂并通过第一粘合剂与基板的预定区域粘结。所述遮盖件和所述基板的接合定义出第二粘结区。所述第二粘结区用于接收第二粘合剂并将第二粘合剂限制在一局部区域内。

所述遮盖件可具有分别在其相对两侧形成的两个台阶，定义出两个切口区域，所述两个切口区域和所述基板的接合定义出第二粘结区。

可分别在所述基板的相对两侧形成有两个通槽，所述两个通槽与遮盖件的接合定义出第二粘结区。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是一种常规的具有精确对准的功能性遮盖件的光电子封装的截面图；