光电二极管阵列器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种光电二极管阵列器件，包括：陶瓷底座、由Ｎ个ＰＩＮ光电二极管芯片直线阵列形成的光电二极管芯片组、金锡焊料环和玻璃盖板，所述光电二极管芯片组位于陶瓷底座空腔的底部，光电二极管芯片背面镀金锡，光电二极管芯片和陶瓷底座之间的连接采用金锡焊料片并通过烧结工艺固定，密封时将金锡焊料环置于陶瓷底座与玻璃盖板之间，陶瓷底座的上缘、金锡焊料环的边沿和玻璃盖板的边沿对齐并通过高温烧结形成气密封。器件工作时，来自平面光波导ＰＬＣ输出端的光信号透过玻璃盖板上的圆形光窗直接入射到光电二极管芯片的光敏面，实现光电的转换，比由多个光电二极管器件形成的光电二极管器件阵列装置的体积更小，成本更低。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于接收平面光波导(PLC)输出光信号的光电转 换阵列装置，尤其涉及一种光电二极管阵列器件。
技术介绍
目前用于接收平面光波导输出光信号的光电二极管阵列装置包括两种 一种是由多个光电二极管器件形成的阵列，该种结构封装体积大、制造成本 高；另一种结构是在切片时将多个在一直线上的光电二极管芯片视做一个整 体进行切割形成多个光电二极管芯片组形成的大块芯片，然后对大块芯片进 行一次性封装，这种结构对芯片制作的成品合格率要求很高， 一旦大块芯片 中的某只光电二极管芯片不合格或损伤就会造成整个光电二极管芯片组报 废，从而造成整个器件的制作成本增加。
技术实现思路
本技术提供一种用于接收平面光波导输出光信号的光电二极管阵列 器件，其体积小、制造成本低。为达到以上专利技术目的，本技术提供一种光电二极管阵列器件，包括:陶瓷底座、由N个PIN光电二极管芯片直线阵列形成的光电二极管芯片组、金锡焊料环和玻璃盖板，所述光电二极管芯片组位于陶瓷底座空腔的底部， 光电二极管芯片背面镀金锡，光电二极管芯片和陶瓷底座之间的连接通过金 锡焊料片键合，并通过烧结工艺固定，密封时将金锡焊料环置于陶瓷底座与玻璃盖板之间，将陶瓷底座的上缘、金锡焊料环和玻璃盖板的边沿对齐，然 后放到高温炉中烧结形成气密封。所述玻璃盖板的上表面分为两个区域上表面第一区域镀遮光膜，上表 面第二区域为直线阵列的N个圆形光窗，每个圆形光窗与光电二极管芯片一 一对应，圆形光窗的中心和光电二极管芯片的光敏面中心同轴，该圆形光窗 表面区域不镀膜；所述玻璃盖板的下表面分为两个区域玻璃盖板与金锡焊 料环相接触的周边表面区域镀金锡；其余中心表面区域镀增透膜；所述玻璃盖板的上表面不镀膜；所述玻璃盖板的下表面分为三个镀膜区 域第一，玻璃盖板的下表面与金锡焊料环相接触的周边表面区域镀金锡； 第二，与光电二极管芯片呈一一对应的圆形光窗，圆形光窗的中心与光电二 极管芯片的光敏面的中心同轴，圆形光窗表面区域均镀增透膜；第三，其余 表面区域镀遮光膜。所述光电二极管芯片的数量N可以是2以上的整数。所述PIN光电二极管芯片的尺寸为400um X 400umX200um，光敏面 直径为300um，芯片阵列时中心间距为0.75mm。上述结构的光电二极管阵列器件采用将PIN光电二极管芯片直线阵列形 成的光电二极管芯片组封装在陶瓷底座和玻璃盖板形成的气密封装壳体中， 使来自平面光波导PLC输出端的光信号通过玻璃盖板的圆形光窗入射到芯 片的光敏面，实现光电的转换，比由光电二极管器件阵列形成的装置的体积 小，成本也有所降低。附图说明图1表示本技术光电二极管阵列器件的立体分解示意图；图2表示图l所示的陶瓷底座内光电二极芯片的局部放大立体示意图3表示图l所示的陶瓷底座内的焊盘分布示意图4表示图1所示的玻璃盖板上表面第一种方案的镀层示意图5表示图4所示的玻璃盖板下表面镀层示意图6表示图1所示的玻璃盖板下表面第二种方案的镀层示意图。具体实施方式以下结合附图详细描述本技术最佳实施例。如图1、图2和图3所示的光电二极管阵列器件，包括陶瓷底座1、由 数量为N个的独立PIN光电二极管芯片2直线阵列形成的光电二极管芯片 组、金锡焊料环3和玻璃盖板4。光电二极管芯片组位于陶瓷底座1空腔的 底部，光电二极管芯片2的数量N可以是2以上整数，光电二极管芯片2背 面(光电二极管阴极)镀金锡，光电二极管芯片2和陶瓷底座1的之间的连 接采用金锡焊料片2104键合，金锡焊料片2104与陶瓷底座1空腔底部连接 的部分进行镀金处理，镀金层2105的面积为0.6 X 0.6mm，光电二极管芯 片2通过烧结工艺固定在镀金层2105上；光电二极管芯片2的阳极2103通 过金丝球焊引线2102与陶瓷底座1的焊盘2101进行连接。密封时将金锡焊 料环3置于陶瓷底座1与玻璃盖板4之间，将陶瓷底座l的上缘、金锡焊料 环3和玻璃盖板4的下表面边沿对齐，用专用的夹具固定并施加预定的压力， 然后放到高温炉中进行烧结，烧结前对器件进行抽真空预烘烤处理，然后充 氮气进行烧结，使陶瓷底座1的腔体内形成气密封装。本实施例中光电二极 管芯片2的尺寸(长X宽X高)为400um X 400umX200um，光敏面直径 为300um，芯片阵列时中心间距为0.75mm， N取值24， 24个光电二极管芯片2形成光电二极管芯片组。金锡焊料环3的尺寸为(长X宽X高)20.35mm X 3.75mm X O.lmm，环的宽度为lmm。来自平面光波导输出端的多个光 信号经光电二极管芯片组进行光电转换后输出电信号，其电信号的输出方式 有两种BGA封装的电信号通过陶瓷底座1底部的BGA (球形光栅阵列) 球阵列输出，蝶形针式封装的电信号通过陶瓷底座l底部的引脚输出。玻璃 盖板4的上下表面的镀膜方式有以下两种方案方案l如图4所示的玻璃盖板4的上表面41分为两个区域上表面第一区域 4101镀遮光膜，上表面第二区域为直线阵列的N个直径为0.05mm的圆形光 窗4102，每个圆形光窗4102与光电二极管芯片2—一对应，圆形光窗4102 的中心与光电二极管芯片光敏面的中心同轴，该圆形光窗4102不镀膜。如图 5所示，将图4所示的玻璃盖板4的下表面42分为两个区域第一，为了增 强金锡焊料环3和玻璃盖板4的下表面之间的连接强度，玻璃盖板4的下表 面42与金锡焊料环3相接触的周边表面区域4201镀金锡，金锡镀层的厚度 为0.4 um至0.6um;第二，其余中心表面区域4202镀增透膜。方案2如图6所示，将图1所示的玻璃盖板4的上表面不镀膜，而将玻璃盖板 4的下表面43分为三个镀膜区域第一，玻璃盖板4的下表面43的边缘与 金锡焊料环3相接触的周边表面区域4301镀金锡；第二，与光电二极管芯片 2呈一一对应的直径为O.llmm的圆形光窗4303，该圆形光窗4303的中心与 光电二极管芯片2的光敏面的中心同轴，圆形光窗4303的表面区域均镀增透 膜；第三，其余表面区域4302镀遮光膜。权利要求1、一种光电二极管阵列器件，其特征在于，包括陶瓷底座(1)、由N个PIN光电二极管芯片(2)直线阵列形成的光电二极管芯片组、金锡焊料环(3)和玻璃盖板(4)，所述光电二极管芯片组(2)位于陶瓷底座(1)空腔的底部，光电二极管芯片背面镀金锡，光电二极管芯片和陶瓷底座(1)之间的连接通过金锡焊料片键合，并通过烧结工艺固定，密封时将金锡焊料环(3)置于陶瓷底座(1)与玻璃盖板(4)之间，将陶瓷底座(1)的上缘、金锡焊料环(3)和玻璃盖板(4)的边沿对齐，然后放到高温炉中烧结形成气密封。2、 根据权利要求1所述的光电二极管阵列器件，其特征在于，所述玻璃 盖板(4)的上表面(41)分为两个区域上表面第一区域(4101)镀遮光膜， 上表面第二区域为直线阵列的N个圆形光窗(4102)，每个圆形光窗与光电二 极管芯片(2) —一对应，圆形光窗的中心和光电二极管芯片(2)的光敏面中 心同轴，该圆形光窗(4102)表面区域不镀膜；所述玻璃盖板(4)的下表面(42)分为两个区域玻璃盖板(4)与金锡焊料环(3)相接触的周边表面区 域(4201)镀金锡；其余中心表面区域(4202)镀增透膜；3、 根据权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电二极管阵列器件，其特征在于，包括：陶瓷底座（１）、由Ｎ个ＰＩＮ光电二极管芯片（２）直线阵列形成的光电二极管芯片组、金锡焊料环（３）和玻璃盖板（４），所述光电二极管芯片组（２）位于陶瓷底座（１）空腔的底部，光电二极管芯片背面镀金锡，光电二极管芯片和陶瓷底座（１）之间的连接通过金锡焊料片键合，并通过烧结工艺固定，密封时将金锡焊料环（３）置于陶瓷底座（１）与玻璃盖板（４）之间，将陶瓷底座（１）的上缘、金锡焊料环（３）和玻璃盖板（４）的边沿对齐，然后放到高温炉中烧结形成气密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁泽，唐永正，杨彦伟，镇磊，曾剑春，
申请(专利权)人：深圳新飞通光电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]