專利名稱：光電器件的引線框安裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將引線框安裝到光電器件的方法和裝置。
已知一些光電器件，例如集成硅波導(dǎo)器件，它們?cè)谶B接到電氣的引線框組件以及為形成密封產(chǎn)品而封裝之前，被安裝在剛性基底上。在需連接到光纖系統(tǒng)的集成硅波導(dǎo)器件的情況下，獲得波導(dǎo)器件對(duì)于光纖的保持正確的位置和方向是重要的。可能還必須形成從引線框組件到器件的電氣連接，和以密封方式封裝該組件，以防止光電器件工作劣化。為此，可將集成硅波導(dǎo)器件安裝在諸如陶瓷基底等機(jī)械模數(shù)高的基底上。已知將這種基底放置在預(yù)先模制的密封外殼中，并在基底上的導(dǎo)體和引線框組件的導(dǎo)體之間形成電氣連接。用于陶瓷基底互連的已知技術(shù)包括從基底接合到引線框。在光電器件本身需要將電氣裝置連接到基底上的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的引線接合操作的情況下，這可能產(chǎn)生第二個(gè)引線接合操作。在將基底放置在封裝壁內(nèi)的情況下，受到限制的進(jìn)入使在封裝壁內(nèi)產(chǎn)生引線接合產(chǎn)生問(wèn)題。另外，為將基底連接到引線框所必須的引線接合的長(zhǎng)度可能使電氣性能降低。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的方法和裝置，用于在特別是形成封閉的封裝時(shí)將支持基片連接到引線框。
本發(fā)明提供了一種將光電器件連接到引線框組件的方法，其特征在于包含以下步驟將所述光電器件安裝到平面的基片上，所述平面的基片具有連接到所述光電器件的電氣連接電路；將所述器件連接到所述連接電路；在所述基片主表面上的邊緣附近設(shè)置多個(gè)焊料突出物，所述焊料突出物與所述連接電路電氣連接；將所述基片安裝到引線框支持件上，所述支持件在所述主表面邊緣附近與其接合，所述引線框支持件具有暴露于其上，以便接觸所述焊料突出物的引線框?qū)w；和施加熱以熔化焊料，由此在引線框?qū)w和焊料突出物之間形成安全的電氣連接。
較好地，所述引線框支持件形成外殼部分，所述外殼部分位于基片周圍，并被密封，以封裝光電器件。
較好地，引線框支持件形成模板部分，所述模板部分圍繞基片，并且所述方法包括模制模板內(nèi)光電器件和基片周圍的密封材料，以形成密封產(chǎn)品?；蛘呤褂灭ば陨w子密封引線框。
較好地，將焊料突出物設(shè)置在基片周圍區(qū)域，并在光電器件和表面所述邊緣之間，從而當(dāng)被設(shè)置在引線框支持件上時(shí)，擱置在引線框?qū)w上。
較好地，將焊料突出物與光電器件設(shè)置在基片的同一主表面上，并翻轉(zhuǎn)所述基片，以在將基片安裝到引線框支持件上時(shí)，將焊料突出物設(shè)置在基片下面。
較好地，施加壓力以及熱，以使基片與引線框支持件接合，使焊料突出物與引線框?qū)w形成可靠的電氣連接。
較好地，將熱進(jìn)入通道設(shè)置得穿過(guò)所述基片的厚度，并在所述焊料突出物附近，并且當(dāng)將基片連接到引線框時(shí)，熱傳送通過(guò)所述通道，以熔化焊料。
熱進(jìn)入通道設(shè)置得穿過(guò)引線框支持件，并且當(dāng)將基片連接到引線框時(shí)，熱傳送通過(guò)所述引線框支持件中的該通道，以便使焊料熔化。
基片包括一剛性支持件，提供光纖和集成光波導(dǎo)器件之間具有位置和方向的固定關(guān)系的連接，所述光波導(dǎo)器件包括至少一個(gè)光電光源或接收機(jī)，并形成所述光電器件中的至少一部分。
光電器件包含集成硅片，所述集成硅片提供光波導(dǎo)，并且包含光電的光源和/或接收機(jī)。
較好地，基片是陶瓷基片。
本發(fā)明包含一種光電組件，其特征在于包含具有電氣連接電路的平面基片，和安裝在所述平面基片上，并電氣連接到所述電氣連接電路的光電器件，所述基片在所述平面支持件主表面上其邊緣附近設(shè)置有多個(gè)焊料突出物，所述焊料突出物與所述電氣連接電路電氣連接，由此可將所述組件設(shè)置在引線框支持件上，同時(shí)通過(guò)施加熱使焊料突出物與引線框?qū)w接合，以固定在那里。
本發(fā)明包含上述光電組件以及引線框組件，所述引線框組件包含其上具有多個(gè)引線框?qū)w的引線框支持件，所述支持件與平面基片的焊料突出物接合，從而通過(guò)對(duì)焊料突出物的加熱處理將引線框?qū)w固定到各個(gè)焊料突出物。
下面，將通過(guò)例子并參照附圖，描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的安裝到基片上的光電器件的頂視圖；圖2是圖1所示的組件厚度上的截面圖；圖3是圖1和2中所使用的基片外圍區(qū)域放大的示圖4是根據(jù)本發(fā)明而用的引線框和模板組件的頂視圖；圖5是圖4的組件的底視圖；圖6是當(dāng)已經(jīng)將光電器件放置在模板中時(shí)，圖4組件的頂視圖；圖7是圖6的組件截面圖；圖8是圖6的組件的底視圖；圖9是圖8的截面圖；圖10示出與圖1所示的類型的光電器件一起使用的引線框的替換的結(jié)構(gòu)；圖11示出圖10所示的組件在已經(jīng)使用密封材料，并且模板由罩子密封時(shí)的情況；圖12示出圖11的變體，其中采用不同類型的密封；和圖13示出模板端部沒(méi)有罩子的密封的另一種變體。
這個(gè)例子涉及在密封的外殼內(nèi)將光電器件連接到引線框。該光電器件可包含我們第2307786號(hào)英國(guó)專利中所示類型的集成硅波導(dǎo)器件。這種器件示于圖1中，并表示為11。這種器件形成為集成硅片，其上具有一個(gè)或更多連接諸如激光二極管或光電二極管等光電器件13的波導(dǎo)12。將光波導(dǎo)12連接到外部光纖14，該外部光纖14穿過(guò)饋送通道15，并固定在成角度的支撐墊10上，以提供在光纖14和硅片11上的波導(dǎo)12之間的連接所需的位置和方向。
為了保持光纖14和硅片11的正確的定位，將它們都安裝在平的基片16上(在此例子中，是高機(jī)械模數(shù)材料，它形成為陶瓷平基片)。以多個(gè)延伸穿過(guò)基片的引線17的形式為基片設(shè)置電氣連接電路，以在硅片11上的電氣裝置和基片上的外部接觸點(diǎn)18之間提供連接。首先，以已知方式將硅片11固定到基片16上的安全位置，并且第一引線接合操作通過(guò)引線19將器件13連接到基片上的引線17的陣列?；旧砜稍谄渖习惭b另外的電氣裝置(諸如標(biāo)號(hào)20所表示的)，而且然后連接到基片上的一個(gè)外部連接點(diǎn)18處。
在這個(gè)例子中，外部電氣連接點(diǎn)18形成為位于基片16上主表面上的焊料突出物。硅片11也固定到基片16的同一主表面上，比放置得離開(kāi)基片邊緣，從而焊料突出物位于基片主表面相鄰邊緣上，并位于硅片和基片的邊緣之間。這在圖3中可清楚地看出，該圖以放大的圖示出安裝在基片16上的焊料突出物18，并且看出與焊料突出物18形成連接的電導(dǎo)線17延伸橫跨基片16的上表面。
在每一個(gè)焊料突出物18附近，將熱通路設(shè)置得穿透基片16的厚度，從而當(dāng)將組件安裝到引線框時(shí)，熱可通過(guò)熱通路傳送到焊料突出物。該通路可以是空心的通路，或者包含導(dǎo)熱率高的熱導(dǎo)體。為了安裝圖1和2的器件，提供如圖4和5所示的引線框和模板組件。圖4示出矩形模板壁25，在其內(nèi)部表面使具有擱板26形式的引線框支持件。擱板26圍繞著一個(gè)空間，并提供一個(gè)可將圖1的基片16設(shè)置在其上的肩部。一列引線框?qū)Ь€28延伸通過(guò)矩形框兩個(gè)相對(duì)側(cè)上的壁25，并在擱板26的上表面使具有暴露的導(dǎo)體30。當(dāng)將圖1的組件設(shè)置在圖4所示的框中時(shí)，在框的一端設(shè)置突出的通道31，以將光纖14支持在適當(dāng)位置。將圖1的組件翻轉(zhuǎn)，從而硅片11位于基片16的下面，然后將圖1的組件裝入圖4的框中適當(dāng)?shù)奈恢?，從而框緊密圍繞著基片，同時(shí)基片主表面的周圍區(qū)域擱在肩部26上。然后將焊料突出物18與引線框?qū)w的各個(gè)導(dǎo)線端30面對(duì)面接合。如圖4所示，將額外的接合帶36設(shè)置在擱板26上，并與基片16上的接合帶37(如圖1所示)緊密結(jié)合。這協(xié)助將基片16固定在需要的位置，并且焊料突出物18與各個(gè)引線框?qū)Ь€端30接合。
如圖5所示，從下側(cè)看見(jiàn)的擱板26具有多個(gè)設(shè)置得穿透擱板26的厚度的熱通路38，剛好在各個(gè)導(dǎo)體端部30下面。當(dāng)將基片16設(shè)置在適當(dāng)位置時(shí)，施加熱和壓力，使基片16與擱板26接觸，并熔化焊料突出物18，以在焊料突出物18和引線框組件的各個(gè)導(dǎo)體之間形成牢固的電氣連接。當(dāng)去掉熱和壓力時(shí)，焊料將凝固，保持與元件的持久電氣連接(以他們所需的相對(duì)位置)。
圖6和9中說(shuō)明了這種操作。圖6示出類似于圖1中的組件，此時(shí)的組件已經(jīng)翻轉(zhuǎn)，并且裝入圖4類型的模板和引線框組件中的適當(dāng)位置。圖6示出基片16的下側(cè)(已經(jīng)將硅片翻轉(zhuǎn))，在如圖6所示的具體設(shè)置中，已經(jīng)修改了基片16，設(shè)置額外的穿透基片厚度的熱通路39，以在接合操作中協(xié)助熱的通過(guò)，使焊料熔化。除了設(shè)置得穿過(guò)框25的擱板的熱通路38以外，基片中還可設(shè)置熱通路39。圖7示出穿透位于基片16下面的擱板26的通路38。如圖7所說(shuō)明的，將擱板26設(shè)置得位于框相對(duì)端部之間一半處，從而當(dāng)基片16放置在適當(dāng)位置，并且硅片11在其下表面上時(shí)，框內(nèi)的元件從端部朝內(nèi)形成空間，從而可將密封材料加到基片16兩側(cè)上，對(duì)著外部環(huán)境密封光電器件。
圖8示出圖6中的組件的下視圖，類似于圖5的視圖，其基片和硅片在適當(dāng)位置。圖9說(shuō)明與圖7相同的組件，但是回到基片16位于硅片下面的位置。
應(yīng)該知道，通過(guò)使用設(shè)置在引線框?qū)w28端部上，并面對(duì)面接合的焊料突出物陣列，不再需要將使引線橫向長(zhǎng)度從基片16延長(zhǎng)的第二次引線接合操作。另外，不需要在基片16邊緣與周圍的框25之間插入任何的引線接合工具。因此，“進(jìn)入”不再是問(wèn)題，因?yàn)橥ㄟ^(guò)框25頂部和底部端口施加熱和壓力，由此不再限制“進(jìn)入”。應(yīng)該知道，通過(guò)單次操作同時(shí)形成黏結(jié)多個(gè)，最好是所有焊料突出物18。
一旦發(fā)生黏結(jié)，封裝可以各種不同方式密封。消除框內(nèi)的大氣以便提供惰性氣氛。圖10中的一個(gè)例子中說(shuō)明了這種情況的開(kāi)始點(diǎn)，此時(shí)已經(jīng)將組件固定在適當(dāng)位置，但是還沒(méi)有將材料加到框25的任何一端以密封單元?；凸杵?1可由一種硅樹(shù)脂密封劑材料包圍，如圖11中基片16兩側(cè)上40和41是表示的。這種硅樹(shù)脂材料可完全密封基片16和硅片11，雖然不一定填入框25以達(dá)到框的兩端。如圖11中說(shuō)明的，可由上蓋和下蓋42和43密封封裝。作為替換，可使用環(huán)氧樹(shù)脂填充或部分填充框25中的腔體。在圖12中，已經(jīng)使用硅樹(shù)脂層44覆蓋基片的安裝硅片11的主表面。在這種方法中，硅片本身固定在硅樹(shù)脂密封劑內(nèi)。然后使用如45和46表示的環(huán)氧樹(shù)脂，在基片16兩側(cè)上部分填入框的相對(duì)側(cè)。蓋子42和43將封閉封套(這在圖11中已經(jīng)描述了)，在如圖13所示的替換設(shè)置的情況下，與如圖12所示的情況類似，基片16安裝有硅片11的表面被裝入硅樹(shù)脂層44中。在這種情況下，模板框25中的腔體的剩余部分由環(huán)氧材料47和48填入基片16相對(duì)的兩側(cè)，從而框完全由環(huán)氧樹(shù)脂填滿到封裝的相對(duì)端。按照這種安排，不再需要額外蓋子42和43。
本發(fā)明不限于上述例子的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1．一種將光電器件連接到引線框組件的方法，其特征在于包含以下步驟將所述光電器件安裝到平面的基片上，所述平面的基片具有連接到所述光電器件的電氣連接電路；將所述器件連接到所述連接電路；在所述基片主表面上的邊緣附近設(shè)置多個(gè)焊料突出物，所述焊料突出物與所述連接電路電氣連接；將所述基片安裝到引線框支持件上，所述支持件在所述主表面邊緣附近與其接合，所述引線框支持件具有暴露于其上，以便接觸所述焊料突出物的引線框?qū)w；和施加熱以熔化焊料，由此在引線框?qū)w和焊料突出物之間形成安全的電氣連接。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，同時(shí)將用于熔化焊料的熱施加給多個(gè)焊料突出物，以在單個(gè)操作中將突出物接合到各個(gè)引線框?qū)w。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述引線框支持件形成外殼部分，所述外殼部分位于基片周圍，并被密封，以封裝光電器件。
4．如上述權(quán)利要求任一條所述的方法，其特征在于，引線框支持件形成模板部分，所述模板部分圍繞基片，并且所述方法包括在模板內(nèi)，在光電器件和基片周圍模制密封材料，以形成密封產(chǎn)品。
5．如權(quán)利要求1到4任一條所述的方法，其特征在于，將焊料突出物設(shè)置在基片周圍區(qū)域，并在光電器件和表面所述邊緣之間，從而當(dāng)被設(shè)置在引線框支持件上時(shí)，擱置在引線框?qū)w上。
6．如權(quán)利要求1到5任一條所述的方法，其特征在于，將焊料突出物與光電器件設(shè)置在基片同一主表面上，并且翻轉(zhuǎn)所述基片，以在將基片安裝到引線框支持件上時(shí)，將焊料突出物設(shè)置在基片下面。
7．如權(quán)利要求1到6任一條所述的方法，其特征在于，施加壓力以及熱，以使基片與引線框支持件接合，使焊料突出物與引線框?qū)w形成可靠的電氣連接。
8．如權(quán)利要求1到7任一條所述的方法，其特征在于，將熱進(jìn)入通道設(shè)置得穿過(guò)所述基片的厚度，并在所述焊料突出物附近，并且當(dāng)將基片連接到引線框時(shí)，熱傳送通過(guò)所述通道，以熔化焊料。
9．如權(quán)利要求1到8任一條所述的方法，其特征在于熱進(jìn)入通道設(shè)置得穿過(guò)引線框支持件，并且當(dāng)將基片連接到引線框時(shí)，熱傳送通過(guò)所述引線框支持件中的該通道，以便使焊料熔化。
10．如權(quán)利要求1到9任一條所述的方法，其特征在于，基片包括一剛性支持件，提供光纖和集成光波導(dǎo)器件之間具有位置和方向的固定關(guān)系的連接，所述光波導(dǎo)器件包括至少一個(gè)光電光源或接收機(jī)，并形成所述光電器件中的至少一部分。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，特征在于，光電器件包含集成硅片，所述集成硅片提供光波導(dǎo)，并且包含光電的光源和/或接收機(jī)。
12．如權(quán)利要求1到11任一條所述的方法，其特征在于，基片是陶瓷基片。
13．一種光電組件，其特征在于包含具有電氣連接電路的平面基片，和安裝在所述平面基片上，并電氣連接到所述電氣連接電路的光電器件，所述基片設(shè)置有多個(gè)焊料突出物，在所述平面支持件主表面上其邊緣附近，所述焊料突出物與所述電氣連接電路電氣連接，由此可將所述組件設(shè)置在引線框支持件上，同時(shí)通過(guò)施加熱使焊料突出物與引線框?qū)w接合，以固定在那里。
14．如權(quán)利要求13所述的光電組件，其特征在于，將所述焊料突出物設(shè)置在基片主表面周圍區(qū)域，并位于光電器件和所述支持件邊緣之間。
15．如權(quán)利要求13或14所述的組件，特征在于，熱傳導(dǎo)通道設(shè)置得穿透所述焊料突出物附近的平面支持件。
16．如權(quán)利要求13到15任一條所述的光電組件以及引線框組件，其特征在于所述引線框組件包含其上具有多個(gè)引線框?qū)w的引線框支持件，所述支持件與平面基片的焊料突出物接合，從而通過(guò)對(duì)焊料突出物的加熱處理將引線框?qū)w固定到各個(gè)焊料突出物。
17．如權(quán)利要求16所述的組件，其特征在于，將固定裝置設(shè)置在基片的邊緣區(qū)域與引線框支持件之間，以將基片固定在支持件適當(dāng)位置。
18．如權(quán)利要求16或17所述的光電組件，其特征在于，引線框支持件形成外殼部分，所述外殼部分位于基片周圍，并密封，以封閉光電器件。
19．如權(quán)利要求18所述的組件，其特征在于引線框支持件形成基片周圍的模板部分，所述模板包含位于光電器件和基片周圍的密封材料，用于形成密封的產(chǎn)品。
20．如權(quán)利要求16到19任一條所述的組件，其特征在于，將焊料突出物設(shè)置在有光電器件的基片表面上，并將基片翻轉(zhuǎn)，以將焊料突出物設(shè)置在基片下面，與引線框?qū)w接合。
21．如權(quán)利要求16到20任一條所述的組件，其特征在于將熱進(jìn)入通道設(shè)置得穿透引線框支持件，以在將焊料突出物連接到引線框?qū)w時(shí)，將熱傳送到焊料突出物。
22．一種將光電器件連接到引線框組件的方法，所述引線框組件基本上如前面參照附圖所述。
23．一種光電組件，其特征在于包含平面支持件，所述平面支持件上安裝有光電器件和連接到基片的引線框組件，所述引線框組件如上面參照附圖所述。
全文摘要
將光電器件安裝在與基片邊緣附近的焊料突出物電氣連接的平板上,并且通過(guò)將基片的邊緣放置在引線框支持件上而連接到引線框,其中引線框?qū)w與焊料突出物結(jié)合,并且施加熱來(lái)熔化焊料。
文檔編號(hào)H01L23/48GK1320278SQ9981148
公開(kāi)日2001年10月31日 申請(qǐng)日期1999年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月30日
發(fā)明者B·蒙德 申請(qǐng)人:博克漢姆技術(shù)股份有限公司