光電微型模塊及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電微型模塊及其制造方法，尤指一種利用晶圓級(jí)封裝的制程所制造的光電微型模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今光通訊系統(tǒng)中，為了達(dá)到信號(hào)雙向溝通的目的，系利用至少二條光纖，以一進(jìn)一出的方式來(lái)傳輸相同波長(zhǎng)的光波信號(hào)。但隨著傳輸距離的增加，用戶數(shù)量及需求的急遽上升，并且考慮鋪設(shè)光纖網(wǎng)路的成本，因此有人提出分波多工(wave divis1n multiplex)的通訊技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)全雙工(full duplex)的目的；其使用一條光纖來(lái)上傳與下載兩種波長(zhǎng)的光波信號(hào)。例如，于一條光纖中同時(shí)傳輸波長(zhǎng)為1310nm與接收波長(zhǎng)為1550nm的兩種光信號(hào)，并于傳輸端與接收端各加裝一片分光濾波片(Wavelength Divis1n Multiplexfilter, WDM filter)，即可將不同波長(zhǎng)的光分離開(kāi)來(lái)，以達(dá)到雙向傳輸?shù)哪康摹?br>[0003]上述的光通訊架構(gòu)雖然可降低鋪設(shè)光纖網(wǎng)路的成本，然而，為達(dá)到雙向傳輸目的，一般的雙向光學(xué)次模塊，發(fā)射端和接收端是使用獨(dú)立的TO-can封裝，通過(guò)金屬本體，收容分光濾波片和耦合的光纖，造成體積大、對(duì)位組裝復(fù)雜、耦光效率低、元件數(shù)目多、制作成本高等諸多缺點(diǎn)，因此亟需要提出一種光學(xué)模塊結(jié)構(gòu)，其可以較有效率的整合各元件間得組裝，得以縮小模塊的體積、并且降低制作成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的光電微型模塊，憑借半導(dǎo)體晶圓級(jí)制程生產(chǎn)和組裝，可大幅的縮小光電微型模塊的體積，進(jìn)而大幅降低制造成本，并且大幅提高光電微型模塊操作溫度范圍及信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種光電微型模塊，其特征在于，包括:
[0006]—單晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一穿孔從該第一表面貫穿該硅基板至該第二表面；以及
[0007]一分光片，設(shè)置在該穿孔之中，該分光片的一部分凸出該穿孔。
[0008]其中:該穿孔包括一傾斜側(cè)壁，其與該第一表面形成一夾角。
[0009]其中:該夾角為45度。
[0010]其中:該夾角介于30度至60度之間。
[0011]其中:該單晶基板包括一娃單晶基板。
[0012]其中:該分光片包括一透明基板。
[0013]其中:該分光片包括一娃單晶基板。
[0014]其中:凸出該穿孔的該分光片的一表面設(shè)有一光學(xué)反射層。。
[0015]其中:凸出該穿孔的該分光片的一表面設(shè)有一光學(xué)鍍膜層。
[0016]其中:該分光片的一側(cè)面傾角與該穿孔的內(nèi)側(cè)壁傾角相同。
[0017]其中:還包括一發(fā)光裝置設(shè)置在該單晶基板上，該發(fā)光裝置能夠發(fā)射一光信號(hào)至該分光片。
[0018]其中:還包括一光信號(hào)接收器設(shè)置在該單晶基板上，該信號(hào)接收器能夠接收來(lái)自該分光片的一光信號(hào)。
[0019]其中:還設(shè)有一金屬線路層，其在該單晶基板上并與該發(fā)光裝置電性連接。
[0020]其中:該發(fā)光裝置包括一激光二極管。
[0021]其中:適于接收由一光纖傳送的一光信號(hào)至該分光片上，該分光片可供該光信號(hào)的一第一波長(zhǎng)信號(hào)穿透而反射該光信號(hào)的一第二波長(zhǎng)信號(hào)。
[0022]其中:還包括一信號(hào)接收器，其接收該第一波長(zhǎng)信號(hào)。
[0023]其中:還包括一接收該第一波長(zhǎng)信號(hào)的第一信號(hào)接收器及一接收該第二波長(zhǎng)信號(hào)的第二信號(hào)接收器。
[0024]其中:該分光片包括相互平行的一第三表面與一第四表面,該第三表面上設(shè)有一反射層，而第四表面上設(shè)有一抗反射層。
[0025]其中:該分光片適于光耦合一光信號(hào)，在該分光片光耦合該光信號(hào)的一光學(xué)路徑還設(shè)有一透鏡模塊。
[0026]其中，該透鏡模塊包含一設(shè)在該單晶基板的第一表面的支撐塊以及一設(shè)置在該支撐塊上的透鏡，該光信號(hào)經(jīng)由該透鏡成像或聚焦。
[0027]其中:該透鏡包括一硅晶片。
[0028]一種光電微型模塊制造方法，其特征在于，包括:
[0029]提供一單晶基板；
[0030]形成一貫穿該單晶基板的孔洞；以及
[0031]提供一分光片，其設(shè)置在該孔洞內(nèi)，并使該分光片的一部分凸出于該孔洞。
[0032]其中:該單晶基板包括一5圭單晶基板。
[0033]其中:在該單晶基板上形成該孔洞，包括使用一非等向性蝕刻方法形成該孔洞。
[0034]其中:該孔洞的一內(nèi)壁與該單晶基板的一上表面形成一夾角。
[0035]其中:該夾角為45度。
[0036]其中:該分光片包括一透明基板。
[0037]其中:還包括在該單晶基板上設(shè)置一發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置能夠發(fā)射一光信號(hào)至該分光片。
[0038]其中:還包括在該單晶基板上形成一金屬線路層，并使該金屬線路層與該發(fā)光裝置電性連接。
[0039]其中:該發(fā)光裝置包括一激光二極管。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:本發(fā)明憑借半導(dǎo)體晶圓級(jí)制程生產(chǎn)光電微型模塊，并且將光電微型模塊的體積大幅的縮小，進(jìn)而大幅降低制造成本。另外憑借半導(dǎo)體晶圓級(jí)精密的封裝方式，大幅提高操作溫度的范圍及信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，例如是-40°C至 +100°C。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖la至圖1s說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的基板的制程示意圖；
[0042]圖2a至圖2f說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)分光片的制程示意圖；
[0043]圖3a至圖3h說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)分光片與基板的組裝過(guò)程示意圖；
[0044]圖4a至圖4d說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的光電微型模塊封裝的過(guò)程示意圖；
[0045]圖5說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的光電微型模塊信號(hào)傳輸?shù)囊鈭D；
[0046]圖6說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的光電微型模塊信號(hào)傳輸?shù)囊鈭D；
[0047]圖7說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施例的光電微型模塊信號(hào)傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0048]圖8說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施例的光電微型模塊信號(hào)傳輸?shù)氖疽鈭D；。
[0049]雖然在圖式中已描繪某些實(shí)施例，但熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)了解，所描繪的實(shí)施例為說(shuō)明性的，且可在本發(fā)明的范疇內(nèi)構(gòu)想并實(shí)施彼等所示實(shí)施例的變化以及本文所述的其他實(shí)施例。
[0050]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_基板；3_介電層；5_隔離層；12-金屬線路層；7_第一金屬層；71-粘著層/障壁層；72_種子層；9_光阻層；9a-開(kāi)口 ；11_第二金屬層；14_第三金屬層；4-光阻層；4a_開(kāi)口 ； 13-介電層；la_孔洞；wl_寬度；w2_寬度；13a_開(kāi)口 ；15_基板；19_反射層；17_抗反射層；21_光阻層；21a-開(kāi)口 ；101-側(cè)壁；102_側(cè)壁；sl_夾角；s2_夾角；151-側(cè)壁;152_側(cè)壁；s3-夾角；s4-夾角；22_粘著劑；23_透鏡模塊；231_支撐塊；232_微透鏡；233_缺口 ；25_發(fā)光裝置；251-焊錫凸塊；27_光電微型晶片；32_電路基板；29_信號(hào)接收模塊；321_基板；322_電性連接引腳；321_連接端；290_光信號(hào)接收器；291_基板；292-支撐凸塊；34_金屬線；36_保護(hù)模塊；361_殼體；362_透光板；38_光纖；L1_光信號(hào)；L2-光信號(hào)；40_光信號(hào)接收器；46_光信號(hào)接收器。
【具體實(shí)施方式】
[0051]圖式揭示本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例。其并未闡述所有實(shí)施例?？闪硗饣蛱娲褂闷渌麑?shí)施例。為節(jié)省空間或更有效地說(shuō)明，可省略顯而易見(jiàn)或不必要的細(xì)節(jié)。相反，可實(shí)施一些實(shí)施例而不揭示所有細(xì)節(jié)。當(dāng)相同數(shù)字出現(xiàn)在不同圖式中時(shí)，其系指相同或類(lèi)似組件或步驟。
[0052]當(dāng)以下描述連同隨附圖式一起閱讀時(shí)，可更充分地理解本發(fā)明的態(tài)樣，所述的這些隨附圖式的性質(zhì)應(yīng)視為說(shuō)明性而非限制性的。所述的這些圖式未必按