[发明专利]晶片级封装光电组件以及具有它的收发器模块

说明书

本发明涉及一种光电组件、光电收发器模块以及用于制造光电组件的方法。所述光电组件包括：携载有源光电子元件的硅通孔互连基板层；以及夹心盖子，接合到所述硅通孔互连基板层。所述夹心盖子包括布置在所述硅通孔互连基板层上方的底部间隔层、所述底部间隔层上方的玻璃层、以及所述玻璃层上方的上部间隔层；腔体，形成于所述底部间隔层内，且被配置用于容纳所述有源光电子元件；至少一个第一透镜，形成于所述玻璃层上，并且与所述有源光电子元件相耦合。对准特征在所述上部间隔层上形成。

技术领域

本专利申请总的涉及光电子技术，更具体地涉及一种晶片级封装的光电组件、用于制造该光电组件的方法、以及具有该光电组件的光电收发器模块。

背景技术

基于VCSEL的短程光学通讯适用于数据中心和消费设备市场，其需求预期会显著增长。创新性的对光电收发器的光电子封装设计亟被需要以满足预期增长，并进一步促进市场对光电收发器的采用。

将光电子元件封装成光电收发器模块的主要方法现有两种。一种是利用具有透明窗口的同轴封装(TO-CAN)来密闭地封装有源光电子元件，其有以下缺点：高成本的封装基板(submount)、非效率的单件生产、低精度的手动对准等；另一种直接将有源光电子元件和驱动器IC接合到印刷电路板(PCB)，其有以下缺点：如装配聚合物透镜组件的单件处理、以及老化测试中的单件处理等。因此亟需一种用于封装光电子元件和驱动器IC的高精度封装结构，同时亟需这种封装结构的制造工艺可支持批量生产，可确保高精度的对准，可提供密闭封装，并具有较高的产量。

发明内容

本发明涉及一种光电组件。在一个方面，所述光电组件包括：携载有源光电子元件的硅通孔互连(Through-Silicon Via，TSV)基板层；以及夹心盖子，接合到所述硅通孔互连基板层；所述夹心盖子包括布置在所述硅通孔互连基板层上方的底部间隔层、所述底部间隔层上方的玻璃层、以及所述玻璃层上方的上部间隔层；腔体，形成于所述底部间隔层内，且被配置用于容纳所述有源光电子元件；至少一个第一透镜，形成于所述玻璃层上，并且与所述有源光电子元件相耦合；以及形成于所述上部间隔层上的对准特征。

所述对准特征可以是贯通的光学窗口，与所述底部间隔层的腔体相对，且与所述第一透镜相耦合。

所述至少一个第一透镜可以形成于所述玻璃层面对所述底部间隔层的腔体的一侧。

所述的光电组件可以进一步包括在晶片级工艺中形成于所述硅通孔互连基板层的一侧的多个焊球。

所述的光电组件可以进一步包括布置在所述硅通孔互连基板层上方的第一金属层、以及布置在所述硅通孔互连基板层下方的第二金属层，其中所述第一金属层和所述第二金属层分别包括金属焊盘和布线迹线，且由铝、铜、或金制成，所述第一金属层包括被配置用于精确地放置所述有源光电子元件的对准标记。

所述硅通孔互连基板层可以包括具有金属沉积于侧壁的第一孔连接被金属填充的第二孔，致使所述硅通孔互连基板层内的硅通孔密封，以实现密闭封装。

所述第一透镜可以通过晶片级加工形成于所述玻璃层上，并且被配置用于收集最多的光线，并使所述光准直。

所述的光电组件可以进一步包括金属密封环和用于光学对准的金属基准标记，所述金属密封环布置在所述硅通孔互连基板层上，由金或共晶焊料制成，且被配置用于与所述底部间隔层形成密闭封装并将所述底部间隔层电势接地。

所述腔体的侧壁可以是倾斜的或直的。

所述的光电组件可以进一步包括IC驱动器，所述IC驱动器被容纳在所述腔体内。

所述的光电组件可以进一步包括IC驱动器，所述IC驱动器通过倒装芯片集成在所述光电组件的底部。