本申请公开了一种层压片无引线载体封装(100)，其包括：光电芯片(145)、支撑芯片的衬底，衬底包括多个导电层(115、130)和介电层(110)；耦合至光电芯片和位于衬底的顶面的丝焊垫的丝焊(160)；覆盖光电芯片、丝焊，和衬底的顶面的至少一部分的封装(165)，其中，封装是模塑料，并且其中，封装安排成安装为侧视。一种用于制造层压片无引线载体封装的方法，包括：制备衬底；在晶片附接垫上涂覆环氧树脂粘合剂；将光电芯片安装在晶片附接垫上；对光电芯片进行丝焊；对模塑料进行模制以形成覆盖光电芯片、丝焊，和衬底的顶面的封装；并且将衬底切割成单个封装。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
概括而言，本申请涉及光电封装，并且更加特别地，涉及具有改进特征的光电封装以及用于制造该光电封装的方法。
技术介绍
光电设备是将电信号转换为光信号(并且，反之亦然)的电-光或光-电转换器。一些光电设备是诸如激光器和发光二极管(LED)等之类的光发射器，而其它光电设备是光探测器或者光传感器。举例而言，光电二极管是能够将光转换为电流或电压的光探测器，而光电晶体管是一种双极型晶体管，其基极-集电极结对光敏感。PIN光电二极管是一种具有夹在P和N接触区之间的宽且近本征(near intrinsic)的光吸收半导体层的光探测器。雪崩光电二极管(APD)是一种光探测器，这种光探测器示出了当高反向偏电压施加于 其上时的内部电流增益；内部电流增益是由碰撞电离或雪崩效应导致的。工作在所谓的盖格(Geiger)模式或光电倍增管模式下的APD (通常被称为SiPM)也会落入该类中。PIN和APD的典型应用是远程光纤电信和激光距离探测器，即使用激光束来确定离反射物的距离的设备。半导体光电设备的集成和封装与集成电路(IC)和微机电系统(MEM)面临许多相同的问题，例如，电、热和应力问题。光电设备也具有一些独特的特征，并且因此面临一些独特的挑战。关于集成和设计特性，多数光电设备具有较大的有源区，其具有达几厘米的形体尺寸，且其功能层深度可能与芯片或晶圆一样厚达几百微米。在多数情况下，接触位于设备的前侧和后侧两者上。对于PIN和Aro设备而言，供给电压可能高达几百伏。通常，光电设备可能需要光耦合和/或阻断能力，诸如防反射涂层和过滤。此外，一般而言，光电设备的集成和封装需要精确的机械尺寸和对齐、在感兴趣的波长上为透明的光学涂层或封装、适当的光学系统(例如，透镜)，以及封装材料上的表面抛光。光电设备的集成和封装的挑战包括低吞吐量装配线、较小的晶圆尺寸，以及在单个设备上集成异质半导体的需要。光电设备的装配线以相对较低的吞吐量来运行；举例而言，每年一万件可被认为是批量生产。通常，生产订单的范围可以从几个设备至几千个设备。与IC相比，光电设备的晶圆尺寸较小。例如，光电设备的晶圆生产线运行2”-6”个晶圆，其比在IC产业中使用的6”_12”个晶圆少。另一个挑战是将诸如族IV(硅)半导体和族m-V半导体之类的异质半导体集成到单个设备中。在半导体产业中，与IC相比,光电设备被认为特殊产品。然而,光电设备也面临来自商业和军用市场部分的降低成本的压力。本申请公开了光电设备的改进特征。此外，本申请公开了矩阵组装工艺技术，以满足是市场上对低成本、高容量、小型化并且兼容表面组装技术(SMT)的光电子产品的需求
技术实现思路
根据本申请的第一方面，提供了一种层压片无引线载体封装，包括光电芯片；支撑光电芯片的衬底，衬底包括层压在一起的多个导电层和介电层；位于所述衬底的顶面的丝焊垫；耦合至所述光电芯片和所述丝焊垫的丝焊；覆盖光电芯片、丝焊和衬底的所述顶面的至少一部分的封装，其中，封装为模塑料；并且其中，层压片无引线载体封装被安排成安装为侧视。在另一个示例中，层压片无引线载体封装可以安装为顶视或侧视。在一些示例中，光电芯片由衬底支撑，而无需引线框。多个导电层和介电层可以包括底部导电层、顶部导电层以及顶部导电层和底部导电层之间的介电层。封装还可以包括在顶部导电层和底部导电层之间提供电连接的多个导电通孔。顶部导电层可以包括晶片附接垫，并且光电芯片可以粘合至晶片附接垫。丝焊垫可以是顶部导电层的一部分。顶部导电层可以包括两个槽形通孔，以便于将顶部导电层焊 接至在印刷电路板上的安装垫。在一些示例中，模塑料具有低离子含量。在一些示例中，模塑料具有高耐湿性。在一些示例中，模塑料是光学透明的。在一些示例中，模塑料在特定波长下对光进行过滤。在一些示例中，封装在不向丝焊施加高应力的情况下提供保护。封装可覆盖衬底的整个顶面。在一些示例中，封装的顶面被模制为“光学平坦”表面。在一些示例中，封装的顶面被模制为透镜。透镜可以是圆柱形透镜、球面透镜、非球面透镜、穹状透镜、环形透镜或任何其它光学元件。封装还可以包括底脚，以便在安装为侧视时稳定光电封装。光电芯片可为激光器、发光二极管(LED)、光电二极管、光电晶体管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、硅光电倍增管(SiPM)或任何其它光学探测器芯片。衬底可选自由以下所组成的群组薄膜陶瓷衬底、厚膜陶瓷衬底以及任何材料的印刷电路板。根据本申请的第二个方面，提供了一种用于制造多个层压片无引线载体封装的方法，其包括制备衬底，其中，制备衬底包括将顶部导电层、底部导电层和顶部导电层和底部导电层之间的介电层层压在一起，并且其中，顶部导电层包括晶片附接垫、丝焊垫和两个槽形通孔；将环氧树脂粘合剂涂覆至晶片附接垫；将光电芯片安装在晶片附接垫上；使用丝焊来对光电芯片与丝焊垫进行丝焊；对模塑料进行模制以形成覆盖光电芯片的封装、丝焊，和衬底的顶面的至少一部分；以及将衬底切割成单个层压片无引线载体封装。制备衬底还可包括制备在顶部导电层和底部导电层之间提供电连接的多个导电通孔。制备衬底还可包括在顶部导电层上提供多个槽形通孔，以便将顶部导电层焊接至印刷电路板上的安装垫。在一些示例中，对模塑料进行模制不向所焊施加高应力。对模塑料进行模制还可以包括将封装的顶面模制为平坦表面。对模塑料进行模制还可以包括将封装的顶面模制为透镜。透镜可选自由以下所组成的群组圆柱形透镜、球面透镜、环形透镜、非球面透镜和穹状透镜。对模塑料进行模制还可以包括模制底脚，以便于在安装为侧视时稳定所述光电封装。附图说明通过参考以下说明并其结合附图，可以最好地理解本申请，其中，相同部件可以由相同的附图标记来提及。图I示出了根据本申请的示例性光电封装的横截面图。图2示出了在印刷电路板上安装为侧视210或顶视220的示例性光电封装。图3A-3C分别示出了根据本申请的另一个示例性光电封装的顶视图、横截面图和透视图。图3D示出了可以用于图3A-3C中所示出的光电封装的示例性安装垫。图4A-4D分别示出了根据本申请的另一个示例性光电封装的顶部视图、横截面图、底部视图和透视图。如图4E所示，封装可以安装成侧视。图5A- 示出了封装的顶面被模制为穹状透镜的示例性光电封装的不同视图。如图5E所示，封装可以安装 成侧视。图6A-6E示出了具有底脚和被模制为圆柱形透镜的封装的顶面的另一个示例性光电封装的不同视图。图7A示出了封装被模制为环形透镜的示例性光电封装。图7B示出了图7A中所示的示例性光电封装的底部视图。图8A和8B示出了示例性的光电封装805，其中，芯片840由衬底830支撑，并且其中，芯片840的有源区845面对衬底830。图9示出了用于制造本申请中所描述的光电封装的示例性矩阵组装工艺900。图10A-10F示出了示例性矩阵组装工艺900的不同阶段期间的一块衬底，并且图IOG示出了作为示例性矩阵组装工艺900的产品的单个光电封装。具体实施例方式给出下文的描述，以使得本领域技术人员能够制造和使用本申请，并且下文的描述是在特定的应用和其要求的背景下提供。对实施例所做的各种修改对本领域技术人员而言是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的前提下，本文所定义的一般原理可以应用于其它实施例和应用。此外，在下文的描本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张先助，A·巴洛，J·德利昂，于尔根·斯科尔斯，
申请(专利权)人：埃赛力达加拿大有限公司，
类型：发明
国别省市：
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