光电微型模块及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种光电微型模块，包括一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一穿孔从该第一表面贯穿该硅基板至该第二表面；以及一分光片，设置在该穿孔之中，该分光片的一部分凸出该穿孔。本发明专利技术的光电微型模块，凭借半导体晶圆级制程生产，可大幅的缩小光电模块的体积，进而大幅降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
光电微型模块及其制造方法
本专利技术涉及一种光电微型模块及其制造方法，尤指一种利用晶圆级封装的制程所制造的光电微型模块。
技术介绍
现今光通讯系统中，为了达到信号双向沟通的目的，系利用至少二条光纤，以一进一出的方式来传输相同波长的光波信号。但随着传输距离的增加，用户数量及需求的急遽上升，并且考虑铺设光纤网路的成本，因此有人提出分波多工(wavedivisionmultiplex)的通讯技术，来实现全双工(fullduplex)的目的；其使用一条光纤来上传与下载两种波长的光波信号。例如，于一条光纤中同时传输波长为1310nm与接收波长为1550nm的两种光信号，并于传输端与接收端各加装一片分光滤波片(WavelengthDivisionMultiplexfilter,WDMfilter)，即可将不同波长的光分离开来，以达到双向传输的目的。上述的光通讯架构虽然可降低铺设光纤网路的成本，然而，为达到双向传输目的，一般的双向光学次模块,发射端和接收端是使用独立的TO-can封装,通过金属本体,收容分光滤波片和耦合的光纤，造成体积大、对位组装复杂、耦光效率低、元件数目多、制作成本高等诸多缺点，因此亟需要提出一种光学模块结构，其可以较有效率的整合各元件间得组装,得以缩小模块的体积、并且降低制作成本。
技术实现思路
本专利技术的光电微型模块，凭借半导体晶圆级制程生产和组装，可大幅的缩小光电微型模块的体积，进而大幅降低制造成本，并且大幅提高光电微型模块操作温度范围及信号传输的稳定性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种光电微型模块，其特征在于，包括：一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一孔洞从该第一表面贯穿该单晶基板至该第二表面；以及一分光片，设置在该孔洞之中，该分光片的一部分凸出该孔洞。其中：该孔洞包括一倾斜侧壁，其与该第一表面形成一夹角。其中：该夹角为45度。其中：该夹角介于30度至60度之间。其中：该单晶基板包括一硅单晶基板。其中：该分光片包括一透明基板。其中：该分光片包括一硅单晶基板。其中：凸出该孔洞的该分光片的一表面设有一光学反射层。其中：凸出该孔洞的该分光片的一表面设有一光学镀膜层。其中：该分光片的一侧面倾角与该孔洞的内侧壁倾角相同。其中：还包括一发光装置设置在该单晶基板上，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。其中：还包括一光信号接收器设置在该单晶基板上，该信号接收器能够接收来自该分光片的一光信号。其中：还设有一金属线路层，其在该单晶基板上并与该发光装置电性连接。其中：该发光装置包括一激光二极管。其中：适于接收由一光纤传送的一光信号至该分光片上，该分光片可供该光信号的一第一波长信号穿透而反射该光信号的一第二波长信号。其中：还包括一信号接收器，其接收该第一波长信号。其中：还包括一接收该第一波长信号的第一信号接收器及一接收该第二波长信号的第二信号接收器。其中：该分光片包括相互平行的一第三表面与一第四表面，该第三表面上设有一反射层，而第四表面上设有一抗反射层。其中：该分光片适于光耦合一光信号，在该分光片光耦合该光信号的一光学路径还设有一透镜模块。其中，该透镜模块包含一设在该单晶基板的第一表面的支撑块以及一设置在该支撑块上的透镜，该光信号经由该透镜成像或聚焦。其中：该透镜包括一硅晶片。一种光电微型模块制造方法，其特征在于，包括：提供一单晶基板；形成一贯穿该单晶基板的孔洞；以及提供一分光片，其设置在该孔洞内，并使该分光片的一部分凸出于该孔洞。其中：该单晶基板包括一硅单晶基板。其中：在该单晶基板上形成该孔洞，包括使用一非等向性蚀刻方法形成该孔洞。其中：该孔洞的一内壁与该单晶基板的一上表面形成一夹角。其中：该夹角为45度。其中：该分光片包括一透明基板。其中：还包括在该单晶基板上设置一发光装置，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。其中：还包括在该单晶基板上形成一金属线路层，并使该金属线路层与该发光装置电性连接。其中：该发光装置包括一激光二极管。与现有技术相比较，本专利技术具有的有益效果是：本专利技术凭借半导体晶圆级制程生产光电微型模块，并且将光电微型模块的体积大幅的缩小，进而大幅降低制造成本。另外凭借半导体晶圆级精密的封装方式，大幅提高操作温度的范围及信号传输的稳定性，例如是-40℃至+100℃。附图说明图1a至图1s说明本专利技术第一实施例的基板的制程示意图；图2a至图2f说明本专利技术第一实施例的光学分光片的制程示意图；图3a至图3h说明本专利技术第一实施例的光学分光片与基板的组装过程示意图；图4a至图4d说明本专利技术第一实施例的光电微型模块封装的过程示意图；图5说明本专利技术第一实施例的光电微型模块信号传输的示意图；图6说明本专利技术第二实施例的光电微型模块信号传输的示意图；图7说明本专利技术第三实施例的光电微型模块信号传输的示意图；图8说明本专利技术第四实施例的光电微型模块信号传输的示意图；。虽然在图式中已描绘某些实施例，但熟习此项技术者应了解，所描绘的实施例为说明性的，且可在本专利技术的范畴内构想并实施彼等所示实施例的变化以及本文所述的其他实施例。附图标记说明：1-基板；3-介电层；5-隔离层；12-金属线路层；7-第一金属层；71-粘着层/障壁层；72-种子层；9-光阻层；9a-开口；11-第二金属层；14-第三金属层；4-光阻层；4a-开口；13-介电层；1a-孔洞；w1-宽度；w2-宽度；13a-开口；15-基板；19-反射层；17-抗反射层；21-光阻层；21a-开口；101-侧壁；102-侧壁；s1-夹角；s2-夹角；151-侧壁；152-侧壁；s3-夹角；s4-夹角；22-粘着剂；23-透镜模块；231-支撑块；232-微透镜；233-缺口；25-发光装置；251-焊锡凸块；27-光电微型晶片；32-电路基板；29-信号接收模块；321-基板；322-电性连接引脚；321-连接端；290-光信号接收器；291-基板；292-支撑凸块；34-金属线；36-保护模块；361-壳体；362-透光板；38-光纤；L1-光信号；L2-光信号；40-光信号接收器；46-光信号接收器。具体实施方式图式揭示本专利技术的说明性实施例。其并未阐述所有实施例。可另外或替代使用其他实施例。为节省空间或更有效地说明，可省略显而易见或不必要的细节。相反，可实施一些实施例而不揭示所有细节。当相同数字出现在不同图式中时，其系指相同或类似组件或步骤。当以下描述连同随附图式一起阅读时，可更充分地理解本专利技术的态样，所述的这些随附图式的性质应视为说明性而非限制性的。所述的这些图式未必按比例绘制，而是强调本专利技术的原理。现描述说明性实施例。可另外或替代使用其他实施例。为节省空间或更有效地呈现，可省略显而易见或不必要的细节。相反，可实施一些实施例而不揭示所有细节。本专利技术是提供一光电微型模块(Opto-electronicmicro-module)，用于光纤信号传输上，例如应用在双向(Bi-directional,号传输模块，例如BiDiSFP+光纤信号传输、BiDiXFP光纤信号传输、BiDiGBIC光纤信号传输或光纤到府光线路终端设备(FiberToTheHome,FTTHOLT)和光网路单元(OpticalNetworkUnit,ONU)之间的光纤信号传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电微型模块，其特征在于，包括：一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一穿孔从该第一表面贯穿该硅基板至该第二表面；以及一分光片，设置在该穿孔之中，该分光片的一部分凸出该穿孔。

【技术特征摘要】
1.一种光电微型模块，其特征在于，包括：一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一孔洞从该第一表面贯穿该单晶基板至该第二表面，该孔洞具有左倾斜侧壁和右倾斜侧壁；以及一分光片，设置在该孔洞之中，该分光片呈梯形，具有相互平行的顶表面与底表面，还具有左侧壁与右侧壁，左侧壁与底表面之间具有夹角，该夹角凸出该孔洞，该分光片的底表面接触该孔洞的右倾斜侧壁，该分光片的顶表面的一部分凸出于该孔洞，该分光片的顶表面的另一部分接触该孔洞的左倾斜侧壁。2.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该孔洞的其中一倾斜侧壁与该第一表面形成一夹角。3.根据权利要求2所述的光电微型模块，其特征在于：该孔洞的其中一倾斜侧壁与该第一表面形成的夹角为45度。4.根据权利要求2所述的光电微型模块，其特征在于：该孔洞的其中一倾斜侧壁与该第一表面形成的夹角介于30度至60度之间。5.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该单晶基板包括一硅单晶基板。6.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片包括一透明基板。7.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片包括一硅单晶基板。8.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：凸出该孔洞的该分光片的一表面设有一光学反射层。9.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：凸出该孔洞的该分光片的一表面设有一光学镀膜层。10.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片的一侧面倾角与该孔洞的内侧壁倾角相同。11.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：还包括一发光装置设置在该单晶基板上，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。12.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：还包括一光信号接收器设置在该单晶基板上，该信号接收器能够接收来自该分光片的一光信号。13.根据权利要求11所述的光电微型模块，其特征在于：还设有一金属线路层，其在该单晶基板上并与该发光装置电性连接。14.根据权利要求11所述的光电微型模块，其特征在于：该发光装置包括一激光二极管。15.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：适于接收由一光纤传送的一光信号至该分光片上，该分光片可供该光信号的一第一波长信号穿透而反射该光信号的一第二波长信号。16.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·莱因哈特·克罗普，
申请(专利权)人：光红建圣股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71