[发明专利]圆片级激光器封装结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，尤其是一种圆片级激光器封装结构及制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，激光器的制造技术日益进步，激光器作为一种光通信用光源，为当前国内外高速光纤传输网中信息传输载体的通用理想光源。目前已经被广泛应用于现代科技、国防以及工农业领域。

现在应用中比较常用的激光器封装方式为全封闭式(英文：Transistor Outline或者Through-hole，简称：TO)封装技术，TO封装技术在封装制造加工时难度大，内部结构复杂，且内部真空环境需加入吸气剂，生产成本较高，且封装完成后的封装结构体积较大。

发明内容

本发明的目的是克服上述TO封装技术的不足，提供一种高效、低成本圆片级激光器封装结构，采用沟槽式结构，将芯片置于沟槽底部，利用导电柱体取代引线，降低激光器体积。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种圆片级激光器封装结构，该圆片级激光器封装结构包括管座以及位于管座上方的管帽组件，该管座靠近管帽组件的上表面形成有至少一个用于承载芯片的凹槽，该上表面的非凹槽区域用于承载预定的非芯片器件，这些芯片和非芯片器件通过引线键合的方式进行连接，该引线连接至从管座的上表面贯穿至管座的下表面的导电柱体的上端，以与导电柱体的下端设置的焊球电性连接。

可选的，管帽组件包括位于中间区域的透镜以及位于透镜外围的管帽，管帽用于支撑对应的透镜，管帽的高度与对应透镜的焦距相关。

可选的，该透镜采用透光材料。可选的，该管帽采用透光材料。

可选的，导电柱体为至少两个，每个导电柱体底端均设置有焊盘，每个焊盘上焊接有焊球。

可选的，上述凹槽的数量为至少两个，上述芯片至少包括发光芯片和功率调节芯片，其中一个凹槽用于承载该发光芯片，另一个凹槽用于承载该功率调节芯片。

可选的，凹槽的尺寸与所承载的芯片的尺寸相匹配。

可选的，上述非芯片器件包括电热调节器、热敏电阻和转接板中的至少一种，该导电柱体底端设置有焊盘，该焊球焊接在该焊盘上。

第二方面，本发明还提供一种圆片级激光器封装结构的制造方法，该方法包括：

在载体圆片的上表面进行处理形成凹槽，对该载体圆片进行处理形成从该载体圆片上表面至下表面贯穿的通孔，在通孔内填充导电材料，形成导电柱体；采用预定粘贴方式将芯片粘贴至对应凹槽底部，将非芯片器件粘贴至该载体圆片上表面非凹槽区域的对应位置；采用引线键合的方式将上述芯片和非芯片器件按照预定连接方式进行连接，并将连接后的引线至导电柱体的上端；在该导电柱体底端的焊盘上焊接焊球；采用一次铸造成型方式得到包含透镜和管帽的至少一个管帽组件；在真空条件下将各个管帽组件按照预定方式粘接在该载体圆片的上表面。

可选的，该在载体圆片的上表面进行处理形成凹槽，对该载体圆片进行处理形成从该载体圆片上表面至下表面贯穿的通孔，包括：通过刻蚀或激光烧蚀在载体圆片的上表面进行处理形成凹槽，通过刻蚀或激光烧蚀对该载体圆片进行处理形成从该载体圆片上表面至下表面贯穿的通孔。

可选的，通过干法刻蚀等方式对该载体圆片进行处理形成从该载体圆片上表面至下表面贯穿的通孔。

可选的，在通孔内填充导电材料，形成导电柱体，包括：采用溅射后电镀的方式对通孔进行填充，得到导电柱体。

可选的，采用预定粘贴方式将芯片粘贴至对应凹槽底部，将非芯片器件粘贴至该载体圆片上表面非凹槽区域的对应位置，包括：通过导电胶将芯片粘贴至对应凹槽底部，将非芯片器件粘贴至该载体圆片上表面非凹槽区域的对应位置。

可选的，在导电柱体底端的焊盘上焊接焊球，包括：通过植球工艺以及回流焊工艺在各个导电柱体底端的焊盘上焊接该焊球。

可选的，在真空条件下将各个管帽组件按照预定方式粘接在载体圆片的上表面之后，该方法还包括：以单个激光器为单位，通过激光切割方式对载体圆片进行切割。

根据上述技术方案，本发明可以实现的有益效果至少包括：

1、采用透光材料，一次铸造成型得到管帽组件，制造加工难度小，同时可以大大降低生产成本。

2、对整张载体圆片上的键合点(包括芯片和非芯片器件)，采用引线键合的方式，一次定位，完成整张键合，提高了生产效率。

3、采用一种高效的封装工艺，即管座和管帽采用圆片级封装，圆片上多个管座和管帽的连接采用胶粘，在真空条件下一次完成，其工艺简单，且完成后的封装结构尺寸较小，生产效率大大提高。