CN108780141A - 具有孔的薄光电模块及其制造 - Google Patents

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Abstract

晶圆级制造方法使得制造诸如光电模块的超薄光学器件成为可能。将透明封装施用于包括有源光学部件和晶圆尺寸基底的初始晶圆。在其上,产生可光致结构化的不透明涂层,其包括孔。然后,产生沟槽,沟槽延伸穿过透明封装并建立中间产品的侧壁。然后,向中间产品施用不透明封装,从而填充沟槽。切穿存在于沟槽中的不透明封装材料,制造分离的光学模块,其中中间产品的侧壁被不透明封装材料覆盖。在大多数工艺步骤期间,晶圆尺寸的基底可以附接到刚性载体晶圆上。

Description

具有孔的薄光电模块及其制造
技术领域
本公开分别涉及制造光学器件(诸如光电模块,例如接近传感器)的方法,以及相应的器件和模块。制造可以是晶圆级大规模制造。光学器件可以非常薄并且可以包括精确定位的孔。相应的光学器件可以集成在例如面向消费者的产品(诸如智能手机、游戏***、笔记本电脑、平板电脑和可穿戴技术)中。
背景技术
定义
“晶圆”:基本上为盘状或板状形状的物品,其在一个方向(z方向或垂直方向)上的延伸相对于其在另外两个方向(x和y方向或横向或水平方向)上的延伸是小的。通常,在(非空白)晶圆上,在其中(例如,在矩形网格上)布置或设置多个相似的结构或物品。晶圆可以具有开口或开孔,并且晶圆甚至可以在其横向区域的主要部分中没有材料。晶圆可以具有任何横向形状,其中圆形形状和矩形形状非常常见。虽然在许多情境下,晶圆被理解为主要由半导体材料制成,但在本专利申请中,这明确地不是限制。因此,晶圆可以主要由例如半导体材料、聚合物材料、包括金属和聚合物或聚合物和玻璃材料的复合材料制成。特别地,可硬化的材料,诸如可热固化或可紫外固化的聚合物可用作与本发明结合的晶圆材料。
“水平”:参见“晶圆”
“横向”:参见“晶圆”
“垂直”:参见“晶圆”
“光”:最常见的电磁辐射;更特别地,电磁波谱的红外、可见或紫外部分的电磁辐射。
光电模块,例如接近传感器,在无数高科技,尤其是面向消费者的产品中无处不在。这些应用需要大规模、成本高效地制造具有最佳性能和最小尺寸的光电模块。成本效率可以通过经由晶圆级技术或其他大规模制造技术制造光电模块来实现。然而,这些技术通常在最小化尺寸(即,占用空间和/或高度)和最佳性能之间引入折衷。
例如,孔及其相应的孔径光阑(也简称为光阑)对于许多光电模块的性能是不可或缺的。已经充分确立了它们对光学***的影响。因此,为实现最佳性能,它们的精确定位至关重要。
在某些情况下,这通过经由单独的孔径光阑晶圆或挡板晶圆(诸如具有通孔的不透明的扁平晶圆)将孔径光阑集成到光电模块来实现。然而,这种单独晶圆的高度促进了所得光电模块的高度的增加。
替代地,可以通过在晶圆级涂覆光电部件的表面来施用孔径光阑。然而,在分离部件时,涂覆的孔径光阑会分层或开裂。
此外,例如,为了改善孔径光阑涂层的附着力以降低裂纹和分层的风险,或者为了固化所涉及的材料,将光电模块加热到相当高的温度可能导致额外的问题,诸如降低模块功能的显著翘曲。
已知使用间隔物晶圆(或其他中间部件),其垂直地分隔不同的晶圆,诸如承载无源光学部件(例如透镜或滤光器)的晶圆与承载有源光学部件(例如光发射器和/或光检测器)的晶圆。这样做会导致晶圆之间的相对小的直接接触面积。这可以是一种减少翘曲问题的方法,但是代价是间隔物晶圆促进了模块厚度的增加。
为了通过省略这种间隔物晶圆并接受晶圆之间增加的直接接触面积来减小模块的厚度,翘曲问题趋于强烈增加。当使用具有不同的热膨胀系数(CTE)的材料和/或当使用在固化和/或凝固时趋于显著收缩的聚合物材料时,翘曲问题会很显著。
此外,如果应省去间隔物晶圆,则可能必须以某种方式替代经常由间隔物晶圆实现的另一功能,即光学隔离光电模块的有源光学部件,以避免由模块的有源光学部件沿着不希望的路径发射光和/或避免光可以沿着不希望的路径进入模块并被模块的有源光学部件检测到;换言之,该功能可以是隔离有源光学部件与杂散光。
另外,单独的间隔物晶圆需要具有至少一些最小壁宽度以便具有所需的机械稳定性。这会促进增加的光电模块的占用空间。
提供用于无源光学部件(诸如透镜或挡板)的单独晶圆也可以被认为促进增加的光电模块的厚度,其在要实现非常小厚度的光电模块时可能是要避免的。
发明内容
本公开描述了可以是超薄的光学器件和光学器件晶圆,及其经由大规模制造技术的制造。描述了各种实施方式,其可以提供以下一种或多种:精确定位的孔径光阑;不会出现分层问题的孔径光阑;可以是非透明的(不透明的)并且可以具有最小占用空间的模块侧壁;可以是超薄的基底和基底晶圆;低翘曲。
本发明的一个版本的优点的一个例子是生成非常薄的光学器件,例如光电模块。一方面,应提供相应的光学器件本身,另一方面,应提供制造光学器件的相应方法。
本发明的一个版本的优点的另一个例子是提供具有非常小的占用空间的光学器件。
本发明的一个版本的优点的另一个例子是使孔的精确定位成为可能。
本发明的一个版本的优点的另一个例子是在光学器件的制造期间和/或使用期间不会发生或仅发生非常小的分层和/或开裂问题。
本发明的一个版本的优点的另一个例子是实现光学器件的有源光学部件与杂散光的良好光学隔离。
本发明的一个版本的优点的另一个例子是能够高产量地制造光学器件。
本发明的一个版本的优点的另一个例子是生成光学器件,其-在需要时-特别是光密封的。
从以下描述和实施例中得出了进一步的目的和各种优点。
这些优点中的至少一个至少部分地通过根据专利权利要求的装置和方法来实现。
在本专利申请中描述了若干方面,这些方面可以单独地采用,但也可以彼此组合。
第一方面:
在根据第一方面的方法中,制造光学器件,每个光学器件包括至少一个有源光学部件。每个有源光学部件可以是可操作的以发射或感测特定波长范围的光。
在实例中,光学器件是双通道器件,诸如,例如接近传感器,包括至少一个光发射器和至少一个光检测器。对于这些有源光学部件,所述特定波长范围可以是相同的。
应指出,除了所述特定波长范围的所述光之外,光发射器和光检测器还可选地分别可以发射和感测另外的光,即还有另外波长范围的光。
所述特定波长范围可以是例如电磁波谱的红外范围。
提供初始晶圆,其包括有源光学部件和晶圆尺寸基底。作为选择,有源光学部件包括在基底中。在替代选择中,有源光学部件安装在基底上。
在后续的步骤中,向有源光学部件施用透明封装。透明封装的施用可以包括在基底上施用透明封装材料,例如液体聚合物材料,其对于特定波长范围的光是半透明的。
在其施用之后,可以硬化(例如固化)透明封装材料。
可以提供透明封装以为有源光学部件提供机械保护。此外,它可以是光学器件的其他组成部分的结构基础。
在后续的步骤中,将不透明涂层材料施用于透明封装的表面上。该表面可以例如平行对准于基底。该表面可以与基底相对布置。
不透明涂层材料可以是可光致结构化材料,诸如光致抗蚀剂。借助光致结构化,可以以非常高的精度完成结构化,并且可以使用非常薄的涂层。这可以允许例如待生产的高质量孔的生产。
后续地,例如通过光刻法结构化不透明涂层材料,以在透明封装的表面上产生不透明涂层,该涂层对于特定波长范围的光是不透明的。在结构化期间,不透明涂层材料可以选择性地暴露于诸如UV辐射的辐射。在后续的显影过程中,可以从透明封装中选择性地除去部分不透明涂层材料(被照射部分或未被照射部分)。
不透明涂层限定多个孔,其中每个孔可以与有源光学部件中的一个相关联,并且可以相对于各自相关联的有源光学部件对准。参照相应的孔径光阑,可以替代地说,不透明涂层包括多个光阑,其中每个光阑可以与有源光学部件中的一个相关联并且相对于各自相关联的有源光学部件对准。
以上并不排除一些孔和光阑分别与两个(或更多个)有源光学部件相关联。并且也不排除一些有源光学部件不分别与孔和孔径光阑中的一个相关联。
在后续的步骤中,产生中间产品的晶圆级布置,其中每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分、有源光学部件中的一个、并且如果其中一个孔与所述有源部件相关联,则还有各自的相关联的孔。制造中间产品的晶圆级布置包括产生延伸穿过透明封装材料并建立侧壁的沟槽。
沟槽可以延伸穿过不透明涂层。
透明封装的部分可以彼此分开,没有透明封装的透明封装材料将它们互连。
物品(例如中间产品)的术语“晶圆级布置”包括保持在固定的相对位置(横跨晶圆上)的物品。这可以通过例如基底完成。
在后续的步骤中,向中间产品施用不透明封装,其包括向中间产品的晶圆级布置施用不透明封装材料,例如液体聚合物材料,从而填充沟槽(以不透明封装材料)。通过填充沟槽,中间产品(例如所有中间产品)的侧壁(例如所有侧壁)被不透明封装材料覆盖。
后续地,硬化不透明封装材料。不透明封装材料(至少在硬化之后)对于特定波长范围的光是不透明的。为了实现硬化,例如通过固化,可以施用热处理。
在后续的步骤中,产生分离的光学模块。这包括切割沟槽中存在的不透明封装材料。分离的光学模块各自包括一个中间产品,并且每个各自中间产品的至少一个侧壁(例如,每个所述侧壁)被不透明封装材料的相应部分覆盖。
例如,可以通过沿着在相邻中间产品的相互相对的侧壁之间延伸的分割线切割存在于沟槽中的不透明封装材料来实现分割。分割线可以沿着沟槽延伸并穿过沟槽。
分割可以包括切割,诸如借助激光切割或借助切割锯切割。
光学器件可以包括无源光学部件,例如每个光学器件一个和/或每个通道一个。
无源光学部件可包括例如透镜或透镜元件。
每个无源光学部件可以与有源光学部件中的一个相关联。
每个无源光学部件可以相对于一个孔对准。
在实例中,透明封装的制造包括成型步骤,例如在液态透明封装材料的施用期间或之后,以及在硬化透明封装材料之前。在所述成型步骤中,确定透明封装的形状(在“固定”的意义上)。
在无源光学部件包括在透明封装中的情况下,在实例中,也可以在所述成型步骤中对无源光学部件进行成型。
例如,可以使用复制技术来施用透明封装。例如,可以使用诸如真空注塑成型的模塑工艺用于施用透明封装。
因此,可以在复制工艺中产生透明封装,包括产生(在相同的复制工艺中)无源光学部件。
例如,透明封装可以借助诸如模具的复制工具成型。
这种复制工具可以包括多个成型区段,每个成型区段具有成型表面,该成型表面是无源光学部件之一的表面的阴复制品。
在一些实施例中,该方法包括在施用透明封装之前,将弹性封装施用于有源光学部件。为了实现这一点,可以将弹性的并对于特定波长范围的光半透明的弹性封装材料施用于有源光学部件上。
在一些实施例中,透明封装具有台阶式结构,包括由台阶限制的凹陷和/或突起。在台阶处,可以停止裂纹在不透明涂层中的传播。以此方式,例如在制造沟槽期间,可以保护孔(和各自相应的光阑)免受损坏。
在实例中,产生台阶式结构包括从透明封装中移除一部分透明封装材料,诸如通过在透明封装材料中产生凹槽,例如在硬化透明封装材料之后。
在其他实例下,在施用透明封装材料期间,向透明封装提供台阶式结构。例如,台阶式结构可以使用结构化复制工具来产生,该复制工具包括用于在复制工艺中成型透明封装材料的台阶式结构的阴复制品。
在实例中,复制工具被结构化用于产生台阶式结构和无源光学部件。
在一些实施例中,每个孔通过至少一个没有不透明涂层材料的区域与任何沟槽分开。在产生沟槽之前可能就是这种情况。例如,该至少一个区域可以通过结构化不透明涂层材料来产生。
该至少一个区域可以保护孔免受例如裂纹的损坏。
因此,不透明涂层可以被结构化成包括至少一个没有不透明涂层材料的区域,例如,在产生沟槽之前。
例如,在一个且相同的结构化过程中,诸如在一个且相同的光刻过程中,可以产生孔和所述区域。
在一些实施例中,沟槽沿沟槽线。
沟槽线可以限定矩形网格。
在一些实施例中,施用不透明封装包括执行复制工艺。在复制工艺中,可以使用复制工具用于成型不透明封装材料。
复制工艺可以包括例如真空注塑成型过程。
在一些实施例中,施用不透明封装包括使用包括至少一个弹性内壁的弹性复制工具执行复制工艺。弹性内壁可以由例如硅树脂(诸如PDMS)制成。不透明封装材料可以由弹性内壁成型。不透明封装材料可以由复制表面成型,该复制表面由弹性内壁的表面构成。
由于弹性,复制工具可以在一定程度上调整以适应可能存在的晶圆缺乏平坦度。
在一些实施例中,施用不透明封装包括使用包括弹性内壁的模具的模塑工艺。模塑工艺可以是真空注塑工艺。
在一些实施例中,施用不透明封装包括
-使用复制工具在复制工艺中使不透明封装材料成型,所述复制工具包括表面,该表面包括用于使不透明封装材料成型的复制表面;和
-在使不透明封装材料成型时,将复制表面压靠在不透明涂层上。
复制工具可以是例如弹性复制工具,其包括至少一个弹性内壁,诸如如上所述。
在压靠过程中,可以建立多个空腔,并且可以建立多个密封件。每个密封件可以完全围绕其中一个空腔,并防止任何不透明封装材料进入各自的被包围的空腔。每个空腔可以包围一个孔。每个密封件可以由不透明涂层的相应部分形成,该部分邻接复制工具的表面的相应部分。
因此,可以避免不透明封装材料在其施用期间对孔的污染或损坏。
不透明封装可以与不透明涂层邻接和/或部分重叠。这可以促进光学器件的光密封性。
不透明封装材料的施用可以限于远离任何孔的位置。这是一种确保孔仅由不透明涂层限定而不是由不透明封装限定的方式。这可以使得产生更高精度的孔(和相应的光阑)成为可能,例如,在不透明涂层的厚度比不透明封装的厚度低,例如低三倍或更多的情况下。这些厚度可以沿垂直方向确定,即垂直于基底。
在一些实施例中,该方法包括在不透明封装材料中产生切口。产生切口可以保留基底、不透明封装和中间产品的布置不被分段。尽管存在不透明封装材料中的切口,但透明封装仍可保持未切割。可以在硬化不透明封装之后并且在产生分离的光学模块之前产生切口。
在实例中,切口可以放松晶圆中存在的机械应力。
在实例中,切口可以减少由后续步骤(诸如后续的热处理)引起的晶圆中的机械应力的聚集。
在实例中,可以在事先执行热处理之后产生切口,其中不透明封装材料被硬化,例如固化。
在实例中,在产生切口之后,对晶圆施用热处理,例如,用于改善不透明涂层与透明封装的粘合的热处理和/或在分割之前进行的热处理。该热处理可以在例如从用于使不透明封装材料成型的复制工具中取出晶圆之后进行(参见上文)。
在一些实施例中,不透明封装材料的硬化包括施用第一热处理,并且在第一热处理之后产生不透明封装材料中的切口;并且在产生切口之后和在分割之前,施用第二热处理。
切口可以沿切割线延伸。并且它们可以只部分延伸到不透明封装中。并且切口可以根本不延伸到透明封装中。
可以在不将不透明封装或任何中间产品分段成段的情况下产生切口。
在实例中,该方法包括在施用不透明封装之后并且在产生分离的光学模块之前-并且如果产生切口:在产生切口之前-施用热处理的步骤。
可以施用该热处理用于加强不透明涂层和透明封装之间的粘合。
在一些实施例中,该方法包括将光谱滤光器层施用于分离的光学模块上。
可以在产生分离的光学模块之后施用光谱滤光器层。滤光器可以使例如IR光通过。
光谱滤光器层的施用可以包括硬化步骤,诸如用光照射,例如用UV光照射。
在一些实施例中,光谱滤光器层覆盖孔。
在一些实施例中,不透明封装材料中的切口至少部分地由光谱滤光器层的材料填充。然而,在替代实施例中,不透明封装材料中的切口不含光谱滤光器层的材料。
当在施用光谱滤光器层之前发生分割时,可以减少由于施用光谱滤光器层引起的机械应力,例如固化期间收缩引起的应力,以及诸如裂纹形成和分层的其有害影响。
在一些实施例中,该方法包括在产生分离的光学模块之后施用热处理。在这种热处理中,分离的光学模块可以是热稳定的。如果提供,则可以在施用光谱滤光器层之后进行热处理(参见上文)。
可以通过所描述的制造方法之一制造的光学器件可以包括所描述的分离的光学模块。它们可以例如与其相同。
在下文中,通过描述它们各自可能的结构特征来公开光学器件。当然,光学器件可以继承可能未在下面明确提及但是由该制造方法产生和/或结合该制造方法描述的特征。
光学器件可以包括
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
-对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料,;
-对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与所述一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔;
-不透明的壁结构,由对于特定波长范围的光是不透明的不透明封装材料制成。
一个或多个有源光学部件可以附接到基底元件。
透明封装材料可以为一个或多个有源光学部件建立包覆成型。
透明封装材料可以为基底元件的至少一部分建立包覆成型。
一个或多个有源光学部件可以由透明封装材料封装。
不透明涂层材料可以是与不透明封装材料不同的材料。
不透明涂层材料可以是可光致结构化的。
基底元件可以是板状的。
基底元件可具有相互平行且相对的第一和第二元件表面。
大多数透明封装材料可以被不透明封装材料包围。
不透明涂层材料可以存在于透明封装材料上并与其接合。
不透明涂层材料可以存在于透明封装材料的表面上,其中所述表面可以与透明封装材料的面对基底元件的另一个表面相对。
壁结构可包括一个或多个垂直对准的壁。
不透明的壁结构可以与基底元件、透明封装材料和不透明涂层材料接合。
在一些实施例中,光学器件包括由透明封装材料制成的一个或多个无源光学部件。
在一些实施例中,基底元件在不透明的壁结构邻接基底元件的第一区域中的厚度小于由第一区域围绕的第二区域中的基底元件的厚度。例如,一个或多个有源光学部件可以在第二区域中附接到基底元件上。
在一些实施例中,光学器件包括弹性封装材料,其为一个或多个有源光学部件建立包覆成型,其中透明封装材料为弹性封装材料建立包覆成型。在这样的实施例中,透明封装材料仍然可以为一个或多个有源光学部件建立包覆模制。同时,它可以为弹性封装材料建立包覆成型。
在一些实施例中,透明封装具有包括一个或多个台阶的台阶式结构。不透明涂层可以在一个或多个台阶中延伸。不透明涂层也可以具有台阶式结构。
在一些实施例中,不透明的壁结构包括至少一个在横截面中呈现L形的壁。L形可以与上述台阶式结构相关。横截面可以穿过基底元件、透明封装材料、不透明涂层材料和不透明的壁结构。横截面也可以穿过一个或多个无源光学部件中的至少一个。横截面可以是垂直横截面。
在一些实施例中,基底元件对于特定波长范围的光是不透明的,并且除了至少一个孔之外,一个或多个有源光学部件对于特定波长范围的光被基底元件、不透明的壁结构和不透明涂层材料光密封地封闭。当一个或多个有源光学部件(除了至少一个孔)对于特定波长范围的光被基底元件、不透明的壁结构和不透明涂层材料完全不透明的地覆盖时,可以抑制不希望的光路。
在一些实施例中,光学器件没有任何中空内含物。术语中空内含物意味着内含物包含真空或气体或液体并且完全被(光学器件的)固体材料包围。通过堆叠晶圆而生产的几种现有技术的光学器件包括大的中空内含物,例如,在透镜晶圆的一部分、间隔物晶圆的一部分和基底晶圆的一部分之间的空间中。
在一些实施例中,光学器件是双通道器件,例如接近传感器。双通道器件可以包括(作为有源光学部件)至少一个光发射器和至少一个光传感器。并且不透明的壁结构可以包括有助于光学器件的外壳的壁,此外,作为双通道器件的内壁的壁可以可选地将通道彼此光学地分开。
以下描述的任何方面可以与上述第一方面组合,例如,可以实现为第一方面的特定实施例。但是,它们也可以与第一方面分开实施。并且,如所指出的,各个方面也可以彼此组合、成对、或者组合它们中的三个或更多个。
第二方面:
该方面涉及弹性封装,例如,涉及上面已经描述的弹性封装和/或本文其他地方所述的弹性封装。
根据第二方面的方法是一种用于制造光学器件的方法,每个光学器件包括有源光学部件,有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学元件,其中该方法包括:
-提供包括有源光学部件和晶圆尺寸基底的初始晶圆;
-通过向有源光学部件施用弹性封装材料,将弹性封装施用于有源光学部件,该弹性封装材料具有弹性并且对于特定波长范围的光是半透明的。
弹性封装可以减小有源光学部件所暴露到的应力,例如,在进一步的制造步骤期间的应力。
在实例中,不仅有源光学部件本身,而且有源光学部件和基底之间的电连接也可以由弹性封装材料涂覆。这种电连接可以是例如引线键合或焊球。
因为柔顺,弹性封装可以至少部分地吸收本来作用在有源光学部件上和/或有源光学部件与基底之间的电连接上的力。
例如,弹性封装材料可以施用在基底上。因此,可以产生晶圆尺寸的弹性封装。然而,也可以仅将弹性封装材料局部地施用于有源光学部件上。
在一些实施例中,弹性封装材料是硅树脂,例如PDMS。
在一些实施例中,弹性封装材料通过喷涂工艺的帮助来施用。
在一些实施例中,硬化(例如固化)施用的弹性封装材料。这可以借助光诸如用UV光照射来实现。替代地或另外地,可以施用热量以实现硬化。
在一些实施例中,弹性封装材料以两个或更多个连续的喷涂步骤施用。
一些实施例中,除了在施用弹性封装的应用结束时的最终硬化步骤之外,在一个或多个这样的连续喷涂步骤之后使施用的弹性封装材料硬化。
在一些实施例中,该方法包括在施用弹性封装之后:
-对有源光学部件施用透明封装,包括在基底上施用透明封装材料,该封装材料对于特定波长范围的光是半透明的。
透明封装可以为有源光学部件提供机械保护。此外,如上所述,可以通过透明封装来建立无源光学部件。
在存在弹性封装的情况下,在一些实施例中,透明封装没有与基底的任何直接接触。弹性封装可以将透明封装与晶圆尺寸基底分开。在透明封装材料仅局部存在的其他情况下,存在透明封装与基底直接接触的区域,并且存在透明封装与晶圆尺寸基底被弹性封装分开的其他区域。
根据第二方面的光学器件包括:
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
-对于特定波长范围的光是半透明的弹性封装材料;
其中,所述一个或多个有源光学部件附接到基底元件,并且其中弹性封装材料为所述一个或多个有源光学部件建立包覆成型。
在一些实施例中,光学器件另外包括:
-对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料。
在一些实施例中,透明封装材料和弹性封装材料一起为一个或多个有源光学部件建立包覆成型。
在一些实施例中,至少在存在一个或多个有源光学部件的区域中,透明封装材料与基底元件被弹性封装材料分开。
第三方面:
该方面涉及存在于特定结构化的封装上的涂层,例如,上面已经描述的不透明涂层和/或本文其他地方描述的不透明涂层,存在于上述透明封装上和/或本文其他地方描述的透明封装。封装可以结构化以具有上面描述和/或下面描述的台阶式结构。
根据第三方面的方法是一种制造光学器件的方法,其中该方法包括:
-提供晶圆,该晶圆包括在其上存在封装的晶圆尺寸基底,例如,在其上存在对于特定波长范围的光是半透明的透明封装;
-在封装的表面上施用涂层材料,例如不透明涂层材料;
-在透明封装的表面上产生由涂层材料制成的涂层,例如对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层;
其中封装具有表面,在所述表面处具有台阶式结构,所述台阶式结构包括由台阶限制的凹陷和/或突起。
这可以在台阶处停止涂层中的裂纹扩展。这可以保护涂层的部分免于分层,例如,保护特定的结构化部分,诸如形成孔的部分。
凹陷可以是凹槽。
在一些实施例中,涂层也具有台阶式结构。该台阶式结构可以是封装的台阶式结构的再现,其中再现不一定需要是相同的再现。例如,台阶高度可以是不同的,例如,差高达1.5倍,并且台阶的位置可以是不同的,例如,移位例如涂层厚度的高达5倍。
在一些实施例中,涂层的台阶式结构从将涂覆材料施用于封装材料的表面上时出现。
在一些实施例中,封装建立无源光学部件,例如透镜。
在一些实施例中,表面是背离基底的表面。
在一些实施例中,涂层材料是可光致结构化的。
在一些实施例中,涂层的厚度为1μm至10μm之间。
在一些实施例中,产生(可选地不透明的)涂层包括结构化(可选地不透明的)涂层材料。
在一些实施例中,产生(可选地不透明的)涂层包括硬化(可选地不透明的)涂层材料。
在一些实施例中,涂层限定多个孔。
在一些实施例中,光学器件各包括有源光学部件,有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学部件。
在一些实施例中,涂层限定多个孔,每个孔与有源光学部件中的一个相关联并且相对于相应的相关联的有源光学部件对准。
在一些实施例中,当封装包括多个无源光学部件(例如透镜)时,涂层限定多个孔,每个孔与无源光学部件中的一个相关联并且相对于相应的相关联的无源光学器件对准。
在一些实施例中,该方法包括
-将(可选地透明的)封装施用于有源光学部件;
其中,施用封装包括在基底上施用封装材料,例如,在基底上施用对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料。
在一些实施例中,该方法包括在复制工艺中,例如在模塑工艺中,例如在真空注塑工艺中,产生台阶式结构。例如,可以使用结构化复制工具用于成型封装材料以呈现台阶式结构。替代地,该方法可包括通过去除一部分透明封装材料来产生台阶式结构。这可以借助例如切割锯来实现。
在一些实施例中,涂层限定多个孔,并且每个孔被台阶式结构的至少一个台阶围绕。
在一些实施例中,该方法包括,在产生涂层之后,
-产生延伸穿过(可选地不透明的)涂层并延伸到或穿过(可选地透明的)封装材料的沟槽。
在一些实施例中,该方法包括在产生涂层之后,
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括(可选地透明的)封装的一部分(以及-如果存在的话-有源光学部件之一);
其中产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过(可选地透明的)封装材料并穿过(可选地不透明的)涂层并建立侧壁。
产生沟槽会在涂层中产生相当大的应力,这会导致涂层中的分层问题。可以在台阶式结构的台阶处停止涂层中相应裂纹的传播。
可以存在涂层被结构化的区域,例如,以形成孔,诸如已经描述或下面描述的孔,并且借助台阶式结构的台阶,可以保护这些区域,例如通过提供台阶式结构的台阶存在于每个沟槽和每个区域之间。例如,每个区域可以通过至少一个没有不透明涂层材料的区域与任何沟槽分开。
例如,每个孔可以通过至少一个没有(可选地不透明的)涂层材料的区域与任何沟槽分开。
在一些实施例中,其中涂层形成孔并且其中产生沟槽,台阶式结构的台阶沿着台阶线延伸,并且在每个孔和任何沟槽之间,存在台阶线之一。
一些实施例中,该方法包括产生台阶式结构,并且产生台阶式结构包括在透明封装材料中产生凹槽。这些凹槽可以沿着台阶线延伸。
在一些实施例中,沟槽和凹槽彼此平行地对准。
在一些实施例中,涂层的厚度小于台阶式结构的台阶的台阶高度,例如,厚度等于台阶高度的小于两倍。
根据第三方面的光学器件包括
-封装材料,例如,对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-涂层材料,例如对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料;
其中封装材料具有其上存在涂层材料的面,并且其中封装材料在所述面处具有台阶式结构。
在一些实施例中,涂层也具有台阶式结构,例如,在封装材料的面处复制台阶式结构。
在一些实施例中,台阶式结构包括由至少一个台阶限制的至少一个凹陷和/或至少一个突起。
在一些实施例中,光学器件包括侧壁结构,诸如,例如侧向围绕封装材料的侧壁。在这种情况下,台阶式结构的台阶可以被侧壁结构包围。例如,台阶式结构的任何台阶都可以由侧壁结构的侧壁横向围绕。
在一些实施例中,涂层建立至少一个孔,并且至少一个孔通过台阶式结构的台阶与壁结构横向分开。
在一些实施例中,光学器件包括在其上存在封装材料的基底元件。(这并不排除弹性封装材料位于其间,参见例如上述第二方面。)
在一些实施例中,光学器件包括
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光。
它们可以封装在(可选地透明的)封装材料中。
第四方面:
该方面涉及沟槽,诸如,例如已经描述的沟槽和/或本文其他地方所述的沟槽,其可以填充有不透明封装材料,诸如已经描述的不透明封装材料和/或本文其他地方所述的不透明封装材料。例如,以便能够生产具有由不透明封装材料制成的侧壁的光学模块。
根据第四方面的方法是一种用于制造光学器件的方法,每个光学器件包括有源光学部件,有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学元件,其中该方法包括:
-提供晶圆,该晶圆包括其上具有对于特定波长范围的光是半透明的透明封装的晶圆尺寸基底;
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分和有源光学部件之一,产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过透明封装材料并建立侧壁;
-向中间产品施用不透明封装,包括向中间产品的晶圆级布置施用不透明封装材料,从而填充沟槽,并硬化不透明封装材料,不透明封装材料对于特定波长范围的光是不透明的。
这可以使生产具有所需程度的光密封性的光学器件成为可能。
例如,可以通过用切割锯切割来制造沟槽。
在一些实施例中,沟槽延伸到基底中,但不穿过基底。这可以有助于可再现地实现高的光密封性,例如,在沟槽分别接近或延伸到基底中的区域中。
如果存在上文和下文所述的弹性封装,则沟槽也可以延伸穿过相应的弹性封装材料。
在一些实施例中,该方法包括
-产生分离的光学模块,包括切穿存在于沟槽中的不透明封装材料,分离的光学模块每个包括中间产品中的一个,每个相应中间产品的至少一个侧壁被不透明封装材料的相应部分覆盖。
在一些实施例中,该方法包括
-向有源光学部件施用透明封装,其中施用透明封装包括在基底上施用对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料。
在一些实施例中,该方法包括
-在透明封装物的表面上施用可光致结构化的不透明涂层材料;和
-在透明封装的表面上产生对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层,其中产生不透明涂层包括结构化不透明涂层材料。
其中,不透明涂层可以限定多个孔,每个孔与有源光学部件中的一个相关联并且相对于相应的相关联的有源光学部件对准。
可以以这种方式生产光学器件,除了由光学器件的不透明涂层材料限定的一个或多个孔之外,光学器件是不透光的(相对于特定波长范围的光)。
不透明涂层的产生可以在施用不透明封装之前完成。其可能的后果可能是在这种情况下施用可能与不透明涂层的产生有关的工艺,例如,在光致结构化不透明涂层材料期间施用的工艺,例如旋涂工艺(用于施用不透明涂层材料)和/或(可选地湿化学)显影工艺,而透明封装材料仍然是晶圆-尺寸物品而不是中间产品的晶圆级布置。这可以增强可制造性和/或可实现的精度。例如,取决于所施用的方法,一些中间产品可能会因施用的工艺而离开它们的位置和/或中间产品的相对位置可能会因施用的工艺而改变。
沟槽的宽度可以在50μm和1000μm之间,或者在实例中,在100μm和800μm之间。这种宽度一方面适合于生成具有小横向尺寸的光学器件,另一方面可重复地产生沟槽并用不透明封装材料填充它们。
在一些实施例中,不透明封装材料的施用是使用复制技术完成的,诸如模塑工艺,例如真空注塑工艺。
根据第四方面的光学器件包括:
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
-对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-不透明的壁结构,由不透明封装材料制成,对于特定波长范围的光是不透明的;
其中所述一个或多个有源光学部件附接到基底元件,并且其中透明封装材料为所述一个或多个有源光学部件建立包覆成型,其中不透明的壁结构邻接透明封装材料的侧壁。
不透明的壁结构可以横向围绕透明封装材料。
该装置还可以包括
-对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔。
在一些实施例中,不透明的壁结构邻接基底元件的第一区域中的基底元件的厚度小于由第一区域围绕的第二区域中的基底元件的厚度。这可以有助于提高光学器件的光密封性。
在一些实施例中,不透明涂层材料的垂直延伸可以与不透明的壁结构的不透明封装材料的垂直延伸重叠。在实例中,不透明涂层材料的垂直延伸可以包括在不透明的壁结构的不透明封装材料的垂直延伸部分中。
在一些实施例中,不透明涂层材料的垂直延伸部(例如,在远离基底元件的方向上)可以与不透明的壁结构的不透明封装材料的垂直延伸部一起终止。
在一些实施例中,不透明的壁结构包括至少一个在横截面中呈现L形的壁。例如,当透明封装材料呈现台阶式结构时,例如,当第四方面与第三方面结合时(参见上文),可能是这种情况。
在一些实施例中,不透明的壁结构包括至少一个在横截面中呈现(至少基本上)T形的壁。例如,当透明封装材料呈现台阶式结构时,例如,当第四方面与第三方面结合时(参见上文),可能是这种情况。此外,如果光学器件包括至少两个中间产品和/或是多通道器件(因此具有至少两个通道),则可能是这种情况。
第五方面:
该方面涉及减少晶圆级制造中的应力的方法以及相应的晶圆级制造的器件。这可以在例如本文所述的其他方法中找到应用,诸如用于制造光学器件的所述方法。并且晶圆级制造的器件可以是例如本文所述的光学器件。
该方面可以例如涉及在不透明封装中产生切口,诸如上文或本专利申请中的其他地方所述。
根据第五方面的方法可以是用于制造包括有源光学部件的光学器件的方法,有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学部件,其中该方法包括:
-提供包括有源光学部件和晶圆尺寸基底的初始晶圆;
-向有源光学部件施用透明封装,包括在基底上施用对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分和有源光学部件之一,产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过透明封装材料并建立侧壁;
-向中间产品施用不透明封装,包括向中间产品的晶圆级布置施用不透明封装材料,从而填充沟槽,并硬化不透明封装材料,不透明封装材料对于特定波长范围的光是不透明的;
-在保持透明封装和中间产品的布置未被切口切割,特别是未分段的同时,在不透明封装中产生切口;
-产生分离的光学模块,包括切穿存在于沟槽中的不透明封装材料,分离的光学模块每个包括中间产品中的一个,每个相应中间产品的至少一个侧壁被不透明封装材料的相应部分覆盖。
产生切口还可以保留未分段的不透明封装。
可以在产生分离的模块之前,在施用不透明封装材料之后完成产生切口。例如,可以在施用不透明封装之后完成。
在实例中,在产生切口之后,对晶圆施用热处理,例如在产生切口之前进行的热处理。该热处理可以在例如从用于成型不透明封装材料的复制工具(参见上文)中取出晶圆之后进行。
切口可沿切割线行进。
在一些实施例中,切口仅部分地延伸到沟槽中存在的不透明封装材料中。
在一些实施例中,切口横向定位在沟槽的横向位置内。
在一些实施例中,该方法包括
-在透明封装的表面上施用不透明涂层材料,其中不透明涂层材料可以是可光致结构化的;和
-在透明封装的表面上产生不透明涂层,其对于特定波长范围的光是不透明的并且限定多个孔,每个孔与有源光学部件中的一个相关联并且相对于相应的相关联的有源光学部件对准,其中产生不透明涂层包括结构化不透明涂层材料。
这些步骤可以例如在施用透明封装之后并且在产生中间产品的晶圆级布置之前完成。
根据第五方面的器件,其可以例如是光学器件,包括
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
–对特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-不透明的壁结构,由对于特定波长范围的光是不透明的不透明封装材料制成;
其中所述一个或多个有源光学部件附接到基底元件,并且其中透明封装材料为所述一个或多个有源光学部件建立包覆成型,并且其中存在至少一个延伸到不透明的壁结构中的切口。
在一些实施例中,至少一个切口仅部分地延伸到(并因此不穿过)不透明的壁结构的不透明封装材料中。
在一些实施例中,至少一个切口不延伸到透明封装材料中。换言之,至少一个切口位于与透明封装材料相距一定距离处。
在一些实施例中,至少一个切口位于器件的外边缘。该器件还可以包括
-对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔。
第六方面:
该方面涉及光谱滤波器层的应用,例如,涉及上面已经描述的光谱滤波器层和/或本文其他地方所述的光谱滤波器层。更具体地,第六方面涉及在完成其中已经生成了分离的光学模块的晶圆级布置的分离步骤(诸如,例如,在产生分离的光学模块的所述步骤中)之后施用光谱滤光器层。
在第六方面的第一子方面中,该方法是用于生成光学器件的方法,其中该方法以如下所示的顺序包括:
-提供前体晶圆;
-产生分离的光学模块的晶圆级布置,包括切穿前体晶圆;
-向分离的光学模块的晶圆级布置施用光谱滤波器层。
在产生分离的光学模块的晶圆级布置之后(而不是之前)施用光谱滤光器层可以具有以下效果中的一个或两个:光谱滤光器层不受由于切穿前体晶圆来产生光学模块的晶圆级布置的影响(例如机械应力)。前体晶圆不受由于硬化光谱滤光器层的影响(诸如施用热量)。
在一些实施例中,施用光谱滤光器层包括硬化步骤,诸如,例如用光照射,诸如用UV光,和/或施用热处理。
在一些实施例中,分离的光学模块的晶圆级布置包括辅助层,分离的光学模块附接到辅助层。辅助层可以是例如胶带。分离的光学模块可以通过辅助层保持在固定的相对位置(遍布晶圆上)。
在实例中,在切穿前体晶圆之前将辅助层施用于前体晶圆上。
施用光谱滤光器层可以包括例如喷涂或旋涂工艺。
在一些实施例中,光谱滤光器层构成IR滤光器。
在一些实施例中,在施用光谱滤光器层之后,向分离的光学模块的晶圆级布置施用热处理。在实例中,这种热处理可以具有增强光谱滤光器层和光学模块之间的粘合的效果。
如将理解的,第六方面(例如其第一子方面)可以从本文描述的其他方法继承各种特征和步骤。第六方面的第二子方面是其示例:
在第六方面的第二子方面中,该方法是一种用于制造光学器件的方法,其中该方法包括:
-提供包括晶圆尺寸基底的初始晶圆;
-施用透明封装,包括在基底上施用透明封装材料,该封装材料对于特定波长范围的光是半透明的;
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分,产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过透明封装材料并且建立侧壁;
-向中间产品施用不透明封装,包括向中间产品的晶圆级布置施用不透明封装材料,从而填充沟槽,并硬化不透明封装材料,不透明封装材料对于特定波长范围的光是不透明的;
-产生分离的光学模块,包括切割存在于沟槽中的不透明封装材料,分离的光学模块每个包括中间产品中的一个,每个相应中间产品的至少一个侧壁被不透明封装材料的相应部分覆盖;
-将光谱滤波器层施用于分离的光学模块的晶圆级布置。
在一些实施例中,该方法包括
-在透明封装的表面上施用涂层材料,其中涂层材料可以是不透明涂层材料,并且其中涂层材料可以是可光致结构化的;
-在限定多个孔的透明封装的表面上产生涂层,例如对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层,其中产生涂层包括结构化涂层材料。
第七方面:
该方面涉及将不透明封装材料成型为例如上面已经描述的不透明封装材料和/或本文其他地方所述的不透明封装材料的细节。
根据第七方面的方法是一种用于制造光学器件的方法,每个光学器件包括有源光学部件,有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学元件,其中该方法包括:
-提供包括有源光学部件和晶圆尺寸基底的初始晶圆;
-向有源光学部件施用透明封装,包括在基底上施用对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-在透明封装的表面上施用不透明涂层材料,该涂层材料可以是例如可光致结构化的;
-在透明封装的表面上产生不透明涂层,其对于特定波长范围的光是不透明的并且限定多个孔,每个孔与一个有源光学部件相关联并相对于相应的相关联的有源光学部件对准,其中产生不透明涂层包括结构化不透明涂层材料;
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分和有源光学部件之一,产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过透明封装材料并建立侧壁;
-向中间产品施用不透明封装,包括向中间产品的晶圆级布置施用不透明封装材料,从而填充沟槽,并硬化不透明封装材料,不透明封装材料对于特定波长范围的光是不透明的;
其中施用不透明封装包括
-使用复制工具在复制工艺中使不透明封装材料成型,所述复制工具包括表面,该表面包括用于使不透明封装材料成型的复制表面;和
-在使不透明封装材料成型时,将复制表面压靠在不透明涂层上。
并且在压靠期间,建立多个空腔并建立多个密封件,每个密封件完全围绕其中一个空腔并防止任何不透明封装材料进入相应的被包围的空腔。并且每个空腔包围一个孔,并且每个密封件由不透明涂层的相应部分形成,该部分邻接复制工具的表面的相应部分。
因此,在不透明封装材料的成型期间,不透明封装与复制工具(并且更精确地与复制工具的表面的部分)相互作用,以防止不透明封装材料渗透到某些区域中,即进入形成的空腔中。
可以避免不透明封装材料对孔的污染或损坏。
可以通过这种方式使用复制工具的平坦(非结构化)表面。并且,在实例中,当使用其表面包括复制表面(该复制表面是平坦(非结构化)表面)的复制工具时,可以省去用于实现不透明封装材料的成型的复制工具的精确横向调节。
在一些实施例中,包括复制表面的复制工具的表面是平坦的(非结构化的)。
在实例中,复制工具是弹性复制工具,其包括至少一个弹性内壁。例如,弹性内壁可以包括包含复制表面的复制工具的表面。
不透明封装材料的成型可以包括真空注塑成型工艺。
在一些实施例中,由透明封装建立的无源光学部件(例如透镜)有助于限定空腔。
在一些实施例中,该方法包括
-产生分离的光学模块,包括切穿存在于沟槽中的不透明封装材料,分离的光学模块每个包括中间产品中的一个,每个相应中间产品的至少一个侧壁被不透明封装材料的相应部分覆盖。
在一些实施例中,每个空腔受限于
-透明封装材料的一部分,其中该部分在实例中可以包括由透明封装材料形成的无源光学部件;
-不透明涂层的一部分;和
-复制表面的一部分。
并且在实例中,每个空腔都被不超过这三个项目限制。
根据第七方面的器件是光学器件,包括
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
-对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与所述一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔;
-不透明的壁结构,由对于特定波长范围的光是不透明的不透明封装材料制成;
其中所述一个或多个有源光学部件附接到基底元件,并且其中透明封装材料为所述一个或多个有源光学部件建立包覆成型,并且其中不透明涂层材料的背离透明封装材料的面布置在第一平面中,所述第一平面平行对准由基底元件限定的横向平面(水平平面),并且其中不透明的壁结构具有也布置在第一平面中的另一个面。
该另一面可以背离基底元件。
不透明涂层的表面可以邻接不透明封装材料的另一面。
当不透明的壁结构的不透明封装材料和不透明涂层都延伸到共同平面时,它可以有助于光学器件的机械稳定性。例如,不透明的壁结构可以为不透明涂层提供侧向机械保护。
第八方面:
该方面涉及包括两种不同的不透明材料的光学器件,其中一种限定孔,其中不透明的材料邻接和/或重叠,以及制造光学器件的方式。光学器件可以是例如上面已经描述的光学器件和/或本文其他地方描述的光学器件。并且两种不同的不透明材料可以是例如上面已经描述的和/或在本文其他地方描述的不透明涂层材料和不透明封装材料。
根据第八方面的方法是一种用于制造光学器件的方法,每个光学器件包括有源光学部件,有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学部件,其中该方法包括:
-施用不透明涂层材料,其中不透明涂层可以是例如可光致结构化的;
-产生不透明涂层,该涂层对于特定波长范围的光是不透明的并且限定多个孔,每个孔与有源光学部件中的一个相关联并且相对于相应的相关联的有源光学部件对准,其中产生不透明涂层包括结构化不透明涂层材料;
-施用不透明封装,包括施用不透明封装材料和硬化不透明封装材料,不透明封装材料对于特定波长范围的光是不透明的;
其中施用不透明封装材料以邻接不透明涂层。
不透明涂层材料可以使得重复地实现具有高精度对准的高精度孔成为可能。选择可光致结构化的不透明涂层材料可以有助于它,并且选择小厚度的不透明涂层也可以有助于它。
不透明封装例如可以是可硬化的聚合物材料,例如可固化的环氧树脂,其可以提供光学器件的机械稳定性。它可以建立不透明的壁结构,其例如可以建立光学器件的侧壁。
在实例中,在产生不透明涂层之后施用不透明封装。
在实例中,不透明涂层具有多个区域,每个区域包括至少一个孔,并且不透明封装仅在所述区域外部施用。
不透明封装和不透明涂层可以彼此重叠,这可以有助于增强光学器件的光密封性(至少就特定的波长范围而言)。例如,如果在透明封装材料的表面上产生不透明涂层,并在晶圆尺寸基底上施用透明封装材料,例如,跨越包括在初始晶圆中的基底(包括基底和有源光学部件的初始晶圆),可以应用以下内容:存在横向限定的区域,其中沿指向远离基底的垂直方向的材料顺序是:透明封装材料/不透明涂层材料/不透明封装材料。此外,可实现的光密封性在某种意义上可以特别持久,使得在各个光学器件暴露于热和/或机械应力之后它仍然可以继续存在。
在一些实施例中,该方法包括
-提供包括有源光学部件和晶圆尺寸基底的初始晶圆;
-向有源光学部件施用透明封装,包括在基底上施用对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
其中将不透明涂层材料施用到透明封装的表面上,并且其中在透明封装的表面上产生不透明涂层。
在一些实施例中,该方法包括
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分和有源光学部件之一,产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过透明封装材料并建立侧壁;
其中将不透明封装施用于中间产品,并且其中将不透明封装材料施用于中间产品的晶圆级布置,从而填充沟槽。
在一些实施例中,该方法包括
-产生分离的光学模块,包括切穿存在于沟槽中的不透明封装材料,分离的光学模块每个包括中间产品中的一个,每个相应中间产品的至少一个侧壁被不透明封装材料的相应部分覆盖。
在一些实施例中,不透明封装材料以真空注塑工艺施用。
在一些实施例中,通过喷涂施用不透明涂层材料。
在一些实施例中,不透明涂层材料是光刻结构化的。
根据第八方面的光学器件包括
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
-对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与所述一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔;
-不透明的壁结构,由对于特定波长范围的光是不透明的不透明封装材料制成;
其中一个或多个有源光学部件附接到基底元件上,并且其中不透明涂层材料和不透明封装材料重叠。
在一些实施例中,作为对重叠的替代或另外地,其适用于存在至少一个横向限定的区域,其中沿指向远离基底元件的垂直方向的材料顺序是:
-透明封装材料;
-不透明涂层材料;
-不透明封装材料。
当然,这里使用的术语“横向”表示平行于由基底元件限定的平面(横向平面/水平平面)的方向;并且“垂直”表示垂直于所述平面的方向(因此垂直于任何横向方向)。
在一些实施例中,透明封装材料为一个或多个有源光学部件建立包覆成型。
在一些实施例中,至少一个横向限定的区域横向地环绕至少一个孔。
进一步的实施例从从属权利要求和附图中显现。如将理解的,以上已经描述了各个方面的进一步的特征和细节,并且在下面进一步描述。
附图说明
下面,借助实施例和附图更详细地描述本发明。附图示意地示出:
图1A是初始晶圆的横截面图;
图1B是包括人造晶圆的初始晶圆的横截面图;
图1C是包括接触板的初始晶圆的横截面图;
图1D是包括半导体晶圆的初始晶圆的横截面图;
图1E是载体组件的横截面图示;
图2是弹性涂层晶圆的横截面图;
图3是透明封装晶圆的横截面图;
图4是图3的透明封装晶圆和复制工具的横截面图;
图4A是载体组件和用于模制透明封装的模具的横截面图;
图5A是台阶结构式晶圆的横截面图;
图5B是图5A的台阶结构式晶圆的细节的俯视图;
图5C是复制工具和由复制工具成型的台阶结构式晶圆的横截面图;
图6A是处于未完成状态的晶圆的横截面图,即在透明封装材料的表面上具有非结构化的不透明涂层材料;
图6B是可以通过结构化图6A的晶圆的不透明涂层材料获得的不透明涂层晶圆的横截面图;
图6C是具有以特定方式结构化的不透明涂层的不透明涂层晶圆的横截面图;
图6D是图6C的不透明涂层晶圆的细节的俯视图;
图7是沟槽化晶圆的横截面图;
图8是不透明封装晶圆的细节的横截面图,例如,可获自可以通过施用不透明封装材料从图7的沟槽化晶圆获得的不透明封装晶圆。
图9是在不透明封装中具有切口的晶圆的细节的横截面图,例如,可获自图8的不透明封装晶圆;
图9A是具有穿过不透明封装晶圆的沟道的基底布置的细节的横截面图,例如,可获自图8的不透明封装晶圆;
图9B是图9A的基底布置的一部分的示意性俯视图;
图10是其上存在光谱滤光器层的分离的光学模块的晶圆级布置的细节的横截面图;
图11是用于在晶圆级制造光学器件的方法的示例的流程图;
图12A是没有无源光学部件并且没有透明封装的台阶结构的单通道光学器件的横截面图;
图12B是与图12A中的一个相对应的光学器件的横截面图,但是其中有源光学部件由弹性封装材料弹性封装;
图12C是对应于图12A的光学器件的光学器件的横截面图,但是其中无源光学部件由透明封装材料建立;
图12D是对应于图12C的光学器件的横截面图,但是其中有源光学部件包括在源自人造晶圆的基底部分中;
图12E是对应于图12A的光学器件的光学器件的横截面图,但是其中透明封装是台阶式的;
图12F是对应于图12E的光学器件的横截面图,但是包括无源光学部件和光谱滤光器层;
图12G是双通道光学器件的横截面图,其包括每个通道一个无源光学部件,并且在两个通道中具有透明封装的台阶结构;
图13A是已施用临时层的载体组件的横截面图;
图13B是通过在图13A的临时层上分割而获得的单个模块的横截面图。
描述的实施例是指作为示例或用于阐明本发明,并且不应限制本发明。
具体实施方式
在下文中,描述了一种特别精细的方法,其具有各种选择和变型,这些选择和变型可以作为但不一定需要作为要求保护的发明的一部分。
借助于所描述的方法,可以在晶圆级上制造器件,更具体地说是光学器件。
所有附图仅为示意图。
图1A以横截面图描绘了包括多个有源光学部件2和晶圆尺寸基底3的初始晶圆1a。
每个有源光学部件2可以是光发射器,例如发光二极管(LED)、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、边缘发射激光器、任何前述元件的阵列、和/或任何前述元件的任何组合。
光发射器可以是可操作的以发射调制光,诸如空间调制光或时间调制光。
光发射器可以是可操作的以产生特定波长范围的光,例如红外光(IR)、紫外光(UV)或可见光。例如,它们可以是可操作来产生红外(IR)或紫外(UV)或可见光的一个或多个跨度的选择。
在其他情况下,每个有源光学部件2可以是光检测器,例如光电二极管(PD)、互补金属氧化物半导体器件(CMOS器件)、电荷耦合器件(CCD)、解调像素、任何前述元件的阵列、和/或任何前述元件的任何组合。
光检测器可以是可操作的以检测调制光,诸如空间调制光或时间调制光。
光检测器可以是可操作的以检测特定波长范围的光,例如红外光(IR)、紫外光(UV)或可见光。例如,它们可以是可操作的以检测红外(IR)或紫外(UV)或可见光的一个或多个特定跨度的选择。
应指出,上面并未排除有源光学部件2可以是可操作的以分别发射和检测其他波长范围的光(除了所述特定波长范围之外)。
所述特定波长范围可以是例如在IR范围内,例如在800nm和900nm之间,诸如在850nm±20nm的范围内。
在制造单通道器件的情况下,所有有源光学部件2可以是但不必须是同类有源光学部件,例如,或者所有光发射器或者所有光检测器。
在双通道器件的情况下,有源光学部件2的一部分可以是光发射器,而有源光学部件2的另一部分可以是光检测器。例如,多个有源光学部件2中的一半可以是光发射器而另一半可以是光检测器。
有源光学部件可以是裸芯片。在替代中,有源光学部件2可以是封装部件,例如芯片级封装。
基底3可以具有非常小的厚度(垂直延伸,z-高度),例如,小于200μm,甚至小于100μm。在特定情况下,厚度可以小于70μm或甚至小于50μm。
与在制造方法期间(或在制造方法结束时)以要变薄的较厚晶圆开始的制造方法相比,当分别以薄的初始晶圆和薄的基底开始时,可能省去这种变薄步骤。
可以规定,基底3不是自支撑的。这可能是由于基底3的材料的选择和/或由于基底3的低厚度所致。
基底3可以是板状的。例如,基底3可以具有两个相对且相互平行的基底表面。这些基底表面的表面积可以大于基底的任何其他表面的表面积。基底3可以没有任何开口。
基底3可以包括连续的介电体,例如聚合物或聚合物复合体,其中聚合物可以是例如环氧树脂或聚酰亚胺。介电体可以是纤维增强的。
基底3可以是印刷电路板(PCB)。
有源光学部件2可以安装在基底3上并且电连接到基底3,例如通过引线键合4或通过焊球(图1A中未示出)。
在其他情况下,基底3可以包括人造晶圆。人造晶圆由多个半导体芯片(例如,构成有源光学部件2的裸芯片或芯片级封装)组成,它们通过互连框架5机械互连以形成连续晶圆,例如,互连框架可以是栅格形状,有源光学部件2位于由栅格形成的开孔中(并填充)。互连框架5可以由电介质制成,例如由聚合物材料制成,诸如环氧树脂。
基底3可以包括有源光学部件2,并且在这种情况下,初始晶圆1a可以与基底3相同。例如,当基底3包括人造晶圆时可以是这种情况。
图1B以横截面图描绘了包括多个有源光学部件2和晶圆尺寸基底3的初始晶圆1a,晶圆尺寸基底3包括人造晶圆。人造晶圆可以使用模塑工艺制造,其中有源光学部件2在其垂直侧嵌入模塑化合物中,例如嵌入聚合物材料中。
在其他情况下,基底3可以是接触板。接触板由多个导电板3a、3b(例如,诸如铜板的金属板)组成,它们通过互连框架3c机械互连以形成连续的板状板,例如类似于结合图1B描述的人造晶圆的互连框架5。互连框架3c可以描述栅格,导电板3a,3b位于(并填充)由栅格形成的开孔中。互连框架3c可以由电介质制成,例如由聚合物材料制成,诸如环氧树脂。
像晶圆一样,接触板也是基本上盘状或板状的物品,其在一个方向(z方向或垂直方向)上的延伸(厚度)相对于其它两个方向(x方向和y方向或横向或水平方向)的延伸(宽度)较小。导电板3a、3b可以完全延伸穿过接触板的厚度。接触板的厚度在导电板3a和互连框架3c处可以是相同的,但是,不一定必须是这种情况。
如图1C所示,可以有两种导电板:导电板3a和导电板3b。导电板3a和导电板3b彼此机械互连,但通过互连框架3c彼此电绝缘。
在每个导电板3a上安装有源光学部件2,其可以与相应的导电板3a电接触和/或热接触。并且每个有源光学部件2与导电板3b中的一个电接触,例如通过引线键合4。
导电板3a可以是实心金属板。这可以改善与其连接的相应有源光学部件2的散热。
导电板3b也可以是实心金属板。
导电板3a、3b可以被认为是接触板的贯通触点或实心通孔。
与标准PCB相比,在电介质互连框架互连框架3c上没有任何横向行进的电连接存在的意义上,接触板可以没有任何导体轨道,例如,电互连两个贯穿触点。
在其他情况下,基底3可以是半导体晶圆,例如硅晶圆,包括有源光学部件2,参见例如图1D。
当基底3是半导体晶圆时,初始晶圆1a可以与基底3相同。
半导体晶圆可以是单片半导体晶圆。
半导体晶圆可以具有硅通孔(TSV),使得它在其主面之间(即跨越其厚度)具有电连接。
图1D以横截面图描绘了包括多个有源光学部件2和作为半导体晶圆的晶圆尺寸基底3的初始晶圆1a。
在下文中,为了简单起见,初始晶圆1a和基底3将主要如图1A所示,其中基底3构成例如PCB。然而,至少在大多数情况下,其他初始晶圆1a和基底3(例如,如图1B所示)也可以在下文中应用。
在图1D中,描绘了指示横向x,y和垂直方向z的坐标系,其也适用于其他横截面图。
在各种处理步骤期间,初始晶圆1a及其后续晶圆(参见下文)可以附接到载体晶圆,例如,如图1E中所示,到载体晶圆6。载体组件66(其中,待处理的晶圆附接到载体晶圆6)可以有助于最小化晶圆所暴露到的应力。例如,可以在很大程度上防止晶圆的弯曲。晶圆,诸如初始晶圆1a,可以例如借助双面胶带65附接到载体晶圆6上。
例如,胶带65可以是高温胶带,即在施用热量时强烈降低其粘合性质的胶带。
载体晶圆6可以是刚性的。
载体晶圆6可以由例如玻璃制成。
如下面将描述的,载体组件可以保持组装,例如,直到分割步骤,或者更精确地直到将晶圆转移到另一个层,诸如下面进一步描述的临时层,在该临时层上,晶圆将例如通过切割被分离成单独的光学模块。
由于下面说明的原因并且如图1E所示,可以提供的是,载体晶圆6在周向上横向突出超过晶圆或基底3,并且它还可以在周向上横向突出超过胶带65。此外,胶带65也可以周向地横向突出超过晶圆或超出基底3。
如果初始晶圆1a包括基底3,其中在基底3上需要组装有源光学部件2,例如通过拾取和放置,则可以在基底3包括在载体组件中时完成组装。
替代地,基底3可以在组装期间附接到初始胶带。
为了能够在组装的(初始)晶圆附接到载体晶圆6上时处理组装的(初始)晶圆(以便形成载体组件66),必须实现从初始胶带到载体晶圆6(或到胶带65)的转移。
为了使这种转移期间的应力最小化,应尽可能分别避免基底3和初始晶圆1a的弯曲。
实现该目标的一种方式是在组装之后将初始晶圆1a附接到特殊的真空吸盘。真空吸盘具有多个开口,在该开口处可以施用负压,并且这些开口分布在初始晶圆110a上。另外,在基底的不存在有源光学部件的周边部分中,真空吸盘可以具有一个或多个另外的开口,在该开口处可以施用负压并且可以例如连续地或逐段地围绕初始晶圆1a的有源光学部件布置。
为了提供开口可以与基底3接触的空间,可以在基底3上提供空白空间,该空白空间分散在有源光学部件之间。
开口可以位于真空吸盘的突出部分的端部,以避免真空吸盘和初始晶圆之间的不期望的机械接触,例如在有源光学部件处或在不应接触的其他部分处。
为了便于真空吸盘和初始晶圆之间的对准,诸如基准的对准标记可以存在于初始晶圆上。可以通过真空吸盘的观察开口由一个或多个相机观察对准标记。
从初始胶带到载体晶圆6(或到胶带65)的转移可以如下完成:将真空吸盘相对于初始晶圆横向对准,例如借助于对准标记。然后,使真空吸盘和初始晶圆(例如基底3)接触,并施加负压。
以此方式,初始晶圆1a由真空吸盘保持,并且可以去除初始胶带(存在于基底3的相对侧)。初始胶带可以是例如UV胶带,其在暴露于UV辐射的反应中强烈降低其粘合性质。在这种情况下,可以通过UV照射促进初始胶带的去除。
然后,在载体晶圆6仍然被真空吸盘保持的同时,载体晶圆6可以附接到初始晶圆1a上,例如,通过在它们之间提供胶带65。此后,可以去除负压并且可以从初始晶圆1a移除真空吸盘。
即使在随后的处理步骤期间晶圆可以组装在载体组件66中,载体晶圆6和胶带65在各种情况下未在图中示出。
图2以横截面图描绘了通过将弹性封装材料7施用于初始晶圆1a(参见图1A)而获得的弹性涂覆的晶圆1b,从而产生有源光学部件2的弹性封装。弹性封装可以是可选的。
弹性封装材料7是弹性的并且因此可以为有源光学部件2提供一些保护,特别是减少施加到有源光学部件2上及其电连接上(诸如在引线键合4上)的机械应力。机械应力可能是由于温度变化结合所涉及材料的不同热膨胀系数(CTE)引起的和/或由于所涉及材料对湿度变化的响应引起的。温度变化和湿度变化可以例如通过在进一步的制造步骤期间的热处理或在成品的使用期间而发生。另一种可能的机械应力源可以是在可能稍后进行的模塑工艺的脱模期间发生的应力,例如参见下面进一步描述的透明封装和/或不透明封装的生成。再另一种可能的机械应力源可以是由作为固化工艺的结果的尺寸变化引起的应力,诸如下面进一步描述的透明封装材料和/或不透明封装的固化。
减小应力可以提高所制造器件的制造产量和可靠性。
弹性封装材料7可以是柔韧材料,诸如柔韧聚合材料,例如硅树脂,诸如PDMS(聚二甲基硅氧烷)。也可以使用其他弹性材料。
弹性封装材料7对于由有源光学部件2发射或可由有源光学部件2检测的特定波长范围的光是半透明的。
作为选择,弹性封装材料7可以包括光谱影响材料,诸如吸收由有源光学部件2发射或可由有源光学部件2检测的特定波长范围之外的波长的光的光吸收颗粒或颜料,或者光谱选择性反射颗粒。
在实例中,这可以使得所生产的器件在检测有源光学部件的情况下对不被检测的波长的入射光不太敏感,和/或如果器件是发射有源光学部件,则缩小由发射有源光学部件发射的波长范围。因此,透明封装可以建立光学滤波器。
在进一步的实例下,光谱影响材料可以影响弹性封装材料7的期望视觉外观。
弹性封装材料7的应用可以通过例如喷涂来实现。例如,可以顺序地施用单个或两个(可能甚至多于两个)喷涂层,其中材料可以在最终硬化步骤中硬化,其中可以施用一个或多个中间硬化步骤。例如,在施用另一层之前,每个喷涂层可以部分或完全硬化。也可以应用蒸发或施用弹性封装材料7的其他方式。
弹性封装材料7的硬化可以通过例如用紫外(UV)光照射弹性封装材料7来实现。用于硬化弹性封装材料7的替代或附加措施可以是施用热处理。
每个单个喷涂层的层厚度(平均厚度)可以例如在4μm和40μm之间,更具体地在8μm和25μm之间。
弹性封装的层厚度t可以例如在5μm和50μm之间,更具体地在10μm和50μm之间。
不管是否已经应用了可选的弹性封装,制造方法可以通过分别对初始晶圆1a和弹性涂覆晶圆1b施用透明封装来继续。
为简单起见,可选的弹性封装材料7将不会在下面的图中绘制,至少在大多数情况下-即使它可以存在。
可以通过向晶圆(1a或1b)施用对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料8来施用透明封装。
获得的晶圆将被称为透明封装晶圆1c。
透明封装可以为有源光学部件2提供保护,例如防止机械损坏和/或防止污染。
作为选择,透明封装材料8可以包括光谱影响材料,诸如吸收颗粒或颜料,吸收在有源光学部件2发射的或可由有源光学部件2检测的特定波长范围之外的波长的光,或光谱选择性反射颗粒。
这可以使得生产的器件在检测有源光学部件的情况下对不被检测的波长的入射光不太敏感和/或如果该器件是发射有源光学部件则缩小由发射有源光学部件发射的波长范围。因此,透明封装可以建立光学滤波器。
在其他实例下,光谱影响材料可以实现透明封装材料8的所需视觉外观。
图3以横截面图描绘了透明封装晶圆1c。如图3所示,透明封装可以可选地包括无源光学部件9,其可以是透镜元件。透镜元件可以是例如折射或衍射或折射-衍射透镜元件。无源光学部件9不需要包括透镜元件,它们可以是例如棱镜或其他无源光学部件。
每个无源光学部件9可以与有源光学部件2中的一个相关联。这当然可以包括每个无源光学部件9与两个(或甚至更多个)有源光学部件2相关联的情况,并且还有除了与(至少)一个有源光学部件2相关联的无源光学部件9之外,初始晶圆1a还包括又另外的无源光学部件(其不与有源光学部件2之一相关联)的情况。
每个无源光学部件9可以相对于有源光学部件2中的一个对准,诸如相对于其相关联的有源光学部件2。
透明封装材料8可以是可硬化材料,诸如可固化环氧树脂。
透明封装可以是整体部件,并因此是连续件。它可以有晶圆尺寸。
透明封装可以具有与基底3的界面。如果存在透明封装材料7,则透明封装可以另外或者替代地具有与弹性封装材料7的界面(参见图2),例如,透明封装材料7可以仅粘附于弹性封装材料7。
透明封装可以具有与基底3相对的表面10,其可以例如通过包括无源光学部件9来结构化,或者可以是非结构化的(“平坦的”)。
透明封装材料8可以在复制工艺中施用,诸如在模塑工艺中,例如通过真空注塑(VIM)。VIM是已知的模塑工艺,其中借助于施用于模具上的负压将待模塑的材料引入模具中。
在复制工艺中,透明封装材料借助复制工具(诸如通过模具)成型,例如,在仍然是液体或粘性时。此后,使透明封装材料硬化,例如固化。
硬化可以通过施用热处理和/或通过透明封装材料8的照射(例如用紫外(UV)光)来完成。
硬化可以从两侧完成,即从基底侧和从存在透明的环氧树脂的一侧完成。例如,硬化可包括用来自两侧的UV光照射晶圆。在透明封装材料以相当厚的层施用和/或如果透明封装材料覆盖载体晶圆的侧面(参见下面的细节)的情况下,这会是特别有益的。
在一些情况下,当制造具有非常低z高度的器件时,通过照射进行硬化(例如,固化)可以使得透明封装晶圆1c的翘曲可能比硬化包括热处理时更不明显。
为了在后续工艺期间的提高的机械和化学稳定性,此时透明封装材料8可以完全硬化,例如完全固化。
可以规定,透明封装材料8的硬化仅通过照射完成,即没有补充热处理。以此方式,在某些实例中,透明封装晶圆1c的翘曲量可以保持很低。当然,照射本身可以诱发一些热量,但这不被认为是热处理。在某些实例中,在热处理中,施用高于80℃的温度,例如高于100℃的温度。
图4描绘了图3的透明封装晶圆1c和复制工具11的一部分,复制工具11可操作以形成图3的透明封装晶圆1c,其被绘制在距透明封装的表面10一定距离处,诸如像将透明封装材料8固化后从透明封装材料8移除。
复制工具11包括多个成型区段12,其中每个成型区段12具有成型表面13,成型表面13是无源光学部件9之一的表面的阴复制品。
如果在复制工艺期间在透明封装材料8中将不产生无源光学部件,则复制工具11可以是非结构化的,即平坦的。在这种情况下,表面10可以是平坦的(非结构化的)。
在复制工艺中,基底3可以由载体晶圆(未示出)支撑。
图4A是用于产生/成型透明封装的载体组件和复制工具(诸如模具)的横截面图。该工具包括一个或多个侧部11b和顶部11a,它们可以在模塑期间彼此邻接。
空心箭头指示透明封装材料可以进入在工具和载体组件之间形成的空间。由于载体组件的特殊的金字塔状分层结构,胶带65的表面83和载体晶圆6的上表面的一部分82和载体晶圆6的侧面81暴露成可以被透明封装材料覆盖。这可以导致透明封装与胶带65,特别是与载体晶圆6的非常稳定的互连。透明封装在载体组件的周边部分中的良好锚定可以使透明封装晶圆对诸如热诱导压力的各种应力相对不敏感。并且这种方式也可以强烈减少透明封装的潜在分层问题。
复制工具的特殊特征在于它包括顶部11a和一个或多个侧部11b,它们可彼此拆卸/移除。以此方式,顶部11a可以从透明封装中以一个方向移除(例如,在硬化之后),该方向与沿可以从透明封装移除一个或多个侧部11b(例如,在硬化之后)的方向相反。
在一些实施例中,复制工具仅包括单个侧部11b(例如,除了顶部之外)。它可以是例如环形的。侧部11b可以是整体部件(单件部件)。
如图4A所示,侧部11b可以具有倒角侧成型表面11c。表面11c被倒角以在与侧部11b的移除方向相反的方向上打开。在模塑期间,侧成型表面11c与透明封装材料接触。
侧成型表面11b可以没有面向在具有从基底3指向载体晶圆6的垂直方向上行进的部件的方向上的表面区段(在模塑位置)。
因此,施用透明封装可以包括:
-将侧部11b和载体组件布置在模塑位置,其中侧部11b围绕(更具体地:横向围绕)载体组件,使得侧成型表面被倒角以在从载体晶圆6指向基底3的垂直方向上打开;和
–保持模塑位置同时,借助侧成型表面11b使透明封装材料成型。
在借助复制工具使透明封装材料成型之后,可以使透明封装材料硬化(同时保持模塑位置)。侧成型表面11c的倒角形状可以当复制工具(并且特别是当侧部11b)从硬化的封装材料移除时,减小载体组件(特别是透明封装晶圆)所暴露到的机械应力。
同样对于下面更详细描述的不透明封装材料,可以使用具有相应特性的复制工具(可分离的顶部和侧部;倒角侧成型表面)。
在后续的步骤中,将不透明涂层施用在透明封装的表面10上(参见下面关于不透明涂层的细节)。并且在又另外的步骤中,应力施加于该不透明涂层上,该应力潜在地可能造成不透明涂层中的裂纹和/或不透明涂层与透明封装的分层。可能的应力源可以是在透明封装中沟槽的生成(参见下面关于沟槽的细节),特别是其中不透明涂层被切穿以生成沟槽。
为了避免不透明涂层的某些区域中的分层和/或裂纹,例如,在不透明涂层限定孔的区域中(参见下面关于孔的细节),可以采取预防措施。
一种这样的措施是提供透明封装的表面10具有台阶式结构。可以在台阶处停止裂纹和分层的传播。
因此,台阶可以使得避免或至少减少在某些区域裂纹或分层出现的可能性。因此,台阶式结构在表面10处建立台阶。
表面10可以具有由台阶限定的凹陷和/或突起。
例如,表面10可以具有凹槽。
图5A以横截面图描绘了具有台阶式结构的被称为台阶结构式晶圆1d的晶圆。图5B以俯视图描绘了图5A的台阶结构式晶圆1d的细节。
在图5A、5B的示例,台阶式结构包括呈凹槽19形式的凹陷17,其形成台阶18,台阶沿着台阶线20延伸。台阶线(如图5B中的粗虚线所示)可以是直线。凹槽19可以限定矩形网格。
当然,可以实现凹陷和/或突起以及凹槽(如果存在的话)的其他分布和形状。
台阶的台阶高度h可以在5μm和50μm之间,特别是在10μm和30μm之间。关于稍后施用在表面10上的上面提及的和下面描述的不透明涂层23的厚度d(参见图6B),可以应用台阶高度h是厚度d的至少三倍或至少四倍。可以应用台阶高度h在两倍厚度d和十倍厚度d之间,或者高度h在三倍厚度d和八倍厚度d之间。
参考上面提及的和下面描述的沟槽和孔,可以规定在每个孔和任何沟槽之间存在台阶线,表面10沿着台阶线形成台阶。例如,所述沟槽可以在凹槽19内延伸,具有比凹槽更小的宽度。
凹槽19可以具有在50μm和1000μm之间,例如在150μm和800μm之间的宽度。
在透明封装材料8已经施用并硬化之后,可以通过去除一部分透明封装材料8来生成台阶式结构及因此例如凹槽19。这可以例如借助切割锯来实现。例如,可以调节切割锯的刀片进入透明封装材料8的深度以产生所需的台阶高度h,可以选择切割刀片的宽度以产生所需的凹槽宽度,并且可以选择刀片从透明封装沿其移除材料的锯切线以沿着所需台阶线产生台阶。用切割锯切割的替代方法可以是例如磨料水射流烧蚀、激光烧蚀或研磨。
生成台阶式结构的另一种方式是在施用透明封装材料8时已经生成台阶式结构。例如,如果透明封装材料在复制工艺中成型,则可以结构化相应的复制工具以产生(在复制工艺中)台阶式结构。在实例中,这可以简化制造工艺,例如,通过消除诸如前述步骤的步骤,即去除透明封装材料8的一部分以生成台阶式结构。
图5C描绘了复制工具21,其被结构化以用于在透明封装中产生台阶式结构,以及如此获得的台阶式结构晶圆1d,该台阶式结构晶圆1d可以具有与图5A的台阶式结构晶圆1d相同的形状。复制工具21可以类似于图4的复制工具11,即两者都被结构化用于产生无源光学部件9(这仅是一种选择),但是复制工具21与复制工具11不同,其被结构化用于产生透明封装的台阶式结构。特别地,复制工具21因此可以具有突起22,并且因此例如具有用于产生凹槽19的突起22。
复制工具21可以用于模塑工艺,例如,用于如上所述的VIM工艺。
避免不透明涂层的某些区域中的分层和/或裂纹的另一种方式是基于结构化该不透明涂层的特定方式并将在下面进一步描述,其可以是上述在透明封装中提供台阶式结构的替代或附加措施。
在后续的步骤中,将不透明涂层施用于透明封装。不透明涂层的功能是限定孔,其中每个孔与有源光学部件中的一个相关联并相应地对准。
每个孔,即每个开口,可以通过止动件限定,其中止动件被包括在不透明涂层中。尽管在本专利申请中,其主要是指孔,但也可以指限定孔的材料结构,即指包括在不透明涂层中的止动件。
可以提供每个孔,用于限定分别从一个(或多个)有源光学部件发出的光及由其检测的光的光锥。这并不排除存在另外的孔的情况,所述孔提供对相同的光锥的额外限定。
可能的是可以存在与孔之一不相关联的有源光学部件,并且还可能的是两个(或甚至更多个)有源光学部件与单个孔相关联。然而,在孔和有源光学部件之间可以存在一对一的关系,即每个孔与不超过恰好一个有源光学部件相关联,反之亦然,每个有源光学部件与不超过恰好一个有源光学部件相关联。
图6B以横截面图描绘了不透明涂层晶圆1e。在所描绘的示例中,包括无源光学部件9的图5A的台阶式结构晶圆1d是下面的晶圆,其上施用有不透明涂层23。然而,也可能的是将不透明涂层23施用在非台阶式的晶圆上(不包括台阶式结构,例如,如图3、4所示)和/或施用在不包括任何无源光学部件9的晶圆上,并因此甚至施用到在透明封装中的既不包括台阶式结构也不包括无源光学部件9的非结构化晶圆上。
不透明涂层23对由有源光学部件2发射或可由有源光学部件2检测的特定波长范围的光是不透明的。
产生结构化不透明涂层的一种方式,例如,如图6B所示的,是使用可光致结构化的材料。例如,将可光致结构化材料施用在下面的晶圆上,然后选择性地照射并后续显影。
例如,可以使用抗蚀剂材料(诸如光致抗蚀剂材料),但也可以使用其他可光致结构化的材料。
图6A以横截面图描绘了在不透明涂层23完成之前晶圆的状态,即在将不透明涂层材料24施用到透明封装材料8的表面10之后的状态。在图6A中,不透明涂层材料24仍然是非结构化的。此后,它被结构化以产生多个孔25并因此生成如图6B所示的不透明涂层23。
可以将不透明涂层材料24喷涂到透明封装材料8上。可以使用施用不透明涂层材料24的其他方式,例如旋涂。
不透明涂层材料24可以例如通过借助于例如激光直接成像(LDI)或使用掩模的选择性照明来结构化。
可以例如通过旋转,即通过转动晶圆同时将合适的显影剂(例如,液体显影剂)施用到所施用的不透明涂层材料24上来完成显影选择性照明的不透明涂层材料24。显影选择性照明的不透明涂层材料24的其他方式也是可能的。
如果无源光学部件9存在于透明封装材料8中,如在图6A、6B中所示,每个无源光学部件9可以与孔25中的一个相关联。例如,每个无源光学部件9可以相对于其相关联的孔25居中。
为了生产明确限定且充分对准的孔25,将孔25限定在特别薄的不透明涂层材料24中会是有利的。
可以高精度地完成光刻结构化,这可以有利于产生明确限定的和/或小的孔。
不透明涂层23的厚度d可以例如在0.5μm和10μm之间,并且更特别地在1μm和8μm之间,例如,在2μm和6μm之间。
如上所公布,下面将描述避免不透明涂层的某些区域中的分层和/或裂纹的另一种方式。这可以是上述在透明封装中提供台阶式结构的替代方案,或者是除此之外应用的措施。
可能的是应用结构化不透明涂层23的特定方式,即,例如,以这样的方式产生区域,该区域没有不透明涂层24并且(完全或部分地)围绕要被“保护”的区域,诸如,孔25由不透明涂层23限定的区域。
图6C以横截面图描绘了具有适当结构化的不透明涂层23的不透明涂层晶圆1e。图6D以俯视图描绘了图6C的不透明涂层晶圆le的细节。
图6C、6D中的不透明涂层23类似于图6B中的一个,但是除了孔25之外,它还包括没有不透明涂层材料24的区域26。
区域26可以在结构化所施用的不透明涂层材料24期间产生,例如通过适当地照明(和显影)所施用的不透明涂层材料24。
在图6D中,还示出了沟槽27,借助该沟槽生成中间产品的侧壁,如下面将描述的(参见图7)。如图6D所示,沟槽27可以在区域26内部延伸。因此,在图6D的示例中,沟槽27不穿过不透明涂层23。这可以如此,但不一定必须如此。
并且区域26可以分别位于凹陷17和凹槽19内,如图6C所示。
可以规定,每个孔25通过至少一个区域26与任何沟槽27(待生产,参见下面)分开,该区域26没有不透明涂层材料24。这规定沟槽27可以至少部分地穿过不透明涂层23的不透明涂层材料24。
对于各种应用,有利的是尽可能多地将不希望的杂散光保持在所产生的光学器件之外和/或尽可能完全地防止光沿着不希望的路径离开器件。
这是后续制造步骤的一个可能原因,其中通过制造延伸穿过透明封装的沟槽并通过不透明封装材料覆盖侧壁来制造侧壁。
这些后续制造步骤的另一个可能原因是可以因此增强成品的可靠性和/或机械稳定性。
为简单起见,进一步的步骤将至少部分地用图6B的不透明涂层晶圆1e作为下面的晶圆来说明。但是,该步骤也可以基于其他晶圆完成。
在第一个后续步骤中,产生沟槽化晶圆1f,如图7中的横截面图所示。沟槽化晶圆1f通过生成完全延伸穿过透明封装的沟槽27而产生。如图7所示,沟槽27可以部分地延伸到基底3中。
为了保留沟槽化晶圆1f的粘聚力,并且保留透明封装材料8的各个部分的精确相对定位,可以规定沟槽27不完全延伸穿过基底3。
使沟槽27部分地延伸到基底3中可以有助于在基底3附近的相应位置实现良好的光密封性,这将在下面进一步清楚。
沟槽27可以延伸到基底3中0μm和50μm之间,更特别地在2μm和30μm之间,例如在5μm和25μm之间。侧壁30可以是垂直对准的壁。
沟槽27可以延伸到基底3中的厚度为基底3的厚度的5%至75%之间,更特别地在10%至50%之间,例如在15%至35%之间。
沟槽27可以通过例如锯切,例如使用切割锯来产生。在调整切割锯的刀片移除材料的深度时必须小心。
产生沟槽27在透明封装中生成侧壁30。侧壁30可以是垂直对准的壁。产生侧壁30也可以理解为产生多个中间产品28。其中,每个中间产品可以包括透明封装的一部分、一个(或多个)有源光学部件2和相应的相关联的孔25。后者并不排除存在一些不包括孔的中间产品28,也不排除存在包括两个(或更多个)孔的中间产品。
每个中间产品还可以包括至少一个,特别是至少三个,例如四个侧壁30。
产生侧壁30可以更具体地理解为产生中间产品28的晶圆级布置29。
物品的晶圆级布置意味着存在多个具有固定相对位置的物品(横跨晶圆,诸如横跨沟槽化晶圆1f)。例如,将物品(中间产品28)保持在适当位置以具有恒定的相对位置(至少横向)可以通过基底3实现-至少如果基底3没有被分成单独的部分,例如通过产生沟槽27。
最终生产的设备可以包括一个或多个中间产品28。例如,在单通道器件的情况下,它可以包括例如不超过单个中间产品28。并且例如在双通道器件的情况下,它可以包括例如不超过恰好两个中间产品28,例如,它们可以是在晶圆级布置29中相邻的中间产品28。
如上所述,产生沟槽27可以在不透明涂层23中引起裂纹或分层。上面已经描述了可以采取以避免孔25由于这种裂纹或分层而劣化的各种措施。
在图6D中描绘了沟槽的示例性可能位置。
沟槽27可以限定矩形网格。
如从示例中清楚地看出,可以规定每个沟槽27(相对于其横向位置和延伸)位于凹陷17中的一个凹陷内,例如在凹槽19中的一个内。
如从示例中清楚地看出(参见图6D),可以规定每个沟槽27(相对于其横向位置和延伸)位于区域26中的一个区域内。
当然,很多变化在本文是可能的。
沟槽27的宽度可以例如在50μm和1000μm之间,更特别地在100μm和600μm之间。
在进一步的后续步骤中,沟槽27由不透明封装材料填充。
图8以横截面图描绘了不透明封装晶圆1g的细节,该封装晶圆可以通过将不透明封装材料31施用于沟槽化晶圆1f,诸如图7的沟槽化晶圆1f而获得。之前生成的沟槽27(参见图7)可以通过施用不透明封装材料31来填充。
图8示出了不透明封装材料31可以施用于图7中所示的中间产品28的晶圆级布置29。
以此方式,中间产品28的侧壁30被不透明封装材料31覆盖。
每个中间产品28可以由不透明封装材料31横向围绕。
每个有源光学部件2可以由不透明封装材料31横向围绕。
相邻中间产品28的相互相对的侧壁之间存在的空间可以用不透明封装材料31填充,特别是完全填充。
不透明封装材料31对由有源光学器件发射或可由有源光学部件2检测的特定波长范围的光是不透明的。
在施用不透明封装材料31之后,使其硬化,例如固化。因此,它可以变成刚性的。
不透明封装材料31可以是基于聚合物的材料,其可以硬化,例如固化,其中硬化可以通过例如向材料施用能量,例如以热的形式和/或以辐射的形式实现。例如,不透明封装材料31可以包括环氧树脂,诸如可固化环氧树脂。
可以实现硬化(例如固化)工艺,以便由此在此时分别使不透明封装材料31完全硬化并完全固化。
硬化工艺可以包括热处理,例如,应用至少100℃的温度,例如,至少110℃的温度,诸如110℃和140℃之间的温度,持续例如至少10分钟,诸如10分钟和60分钟之间。
可以规定,在不透明封装材料31的硬化工艺之前,在所述制造工艺(从初始晶圆1a开始)中不施用热处理。这可以使在施用不透明封装材料31之前减少晶圆的翘曲成为可能。
除了热处理之外,还可以施用例如UV辐射的照射。这可以加速硬化过程。
如此获得的不透明封装32可以有助于成品的光密封性(在需要的地方)并且还可以增强成品的机械稳定性,这将在下面进一步阐明。
不透明封装材料31的施用可以以这样的方式实现,即孔25保持不含不透明封装材料31。
不透明封装材料31可以以这样的方式施用,即不透明封装32与不透明涂层23一起或与不透明涂层23的部分一起构成连续部分。
不透明封装32和不透明涂层23一起可以为每个中间产品28形成连续的不透明壳,其中每个壳包含有(在其内侧)透明封装材料8的相应部分,并且每个壳限定(经由不透明涂层23)相应的孔25。
不透明封装32和不透明涂层23可以相互邻接和/或重叠。它们可以相互邻接和/或重叠,以避免在不透明封装32和不透明涂层23之间存在狭缝,所述特定波长范围的光可以通过所述狭缝。
在不透明封装32和不透明涂层23之间具有重叠可以有助于在避免所述狭缝方面更安全的制造工艺。
在没有重叠时,必须非常好地控制不透明封装材料31的施用,以防止形成狭缝,例如,由不透明封装32和不透明涂层23应邻接处的空气内含物或空隙形成。
施用不透明封装材料31的一种方式是在复制工艺中进行,诸如在模塑工艺中。例如,不透明封装材料31可以通过真空注塑(VIM)施用。
在图8中,描绘了不透明封装晶圆1g以及可操作以成型不透明封装材料31的复制工具33。
如上对于通过复制透明封装进行成型的解释,不透明封装也可以借助复制工具成型,复制工具包括一个或多个具有倒角侧成型表面的侧部(参见图4A中的物品1c)。同样地,这可以提供不透明封装到透明封装的改进锚定。这可以减少晶圆暴露于机械应力。图9A(参见下文)示出了所得到的不透明封装的示例。
并且,不透明封装材料的硬化可以从两侧实现,即从基底侧和从存在透明的环氧树脂的一侧实现。例如,硬化可包括用来自两侧的UV光照射晶圆和/或包括从两侧施用热量。在不透明封装材料以相当厚的层施用和/或如果不透明封装材料覆盖载体晶圆的侧面和/或覆盖载体晶圆侧面的透明封装的面的情况下,这可以尤其有益。
复制工具33可以包括至少一个弹性内壁34。不透明封装材料31可以由弹性内壁34成型,或者更具体地,由弹性内壁34的表面35构成的复制表面36成型。在那种情况下,复制工具33也可以称为弹性复制工具33。此外,复制工具33可以包括刚性背部37作为弹性内壁34的机械支撑。
在使不透明封装材料31成型期间,复制表面36可以与不透明涂层材料31接触以使其成型。
弹性内壁34可以由柔韧聚合材料制成,例如由硅树脂(例如PDMS)制成。在实例中,提供弹性内壁34可以提高产量和/或可制造性,特别是对于非常薄的沟槽化晶圆1f。
在复制工艺中,基底3可以由载体晶圆支撑,参见以上的详细信息(图8中未示出)。
弹性内壁34的弹性在某种程度上可以适应沟槽化晶圆1f和不透明封装晶圆1g的翘曲,这可以有助于最小化裂纹形成和分层。
作为用于硬化不透明封装材料31的热处理和晶圆(沟槽化晶圆1f或不透明封装晶圆lg)暴露的其他机械应力源的结果而发生的CTE不匹配问题可以通过弹性内壁的弹性来减轻。
如果适当地设计中间产品28的晶圆级布置29,如图8所示的示例中的情况,复制工具33可以是非结构化的,即平坦的。在这种情况下,表面35可以是平坦的。
替代地,可以提供复制工具33包括多个成型区段,其中每个成型区段具有结构化表面。
复制工具33的可能功能是避免不透明封装材料31进入任何孔25中,并且避免进入任何无源光学部件9(如果存在)。
弹性内壁34的弹性可以支持这种功能。
如图8中用空心箭头所象征,复制工具33(更具体地说:弹性内壁34)的表面35在施用不透明封装材料31期间被压靠在沟槽化晶圆1f上,并且更具体地,表面35直接地与不透明涂层23的区段42接触。
施用的压力可以是由于为VIM工艺施用的负压。替代地或另外地,可以施用(外部)进一步的压力。以此方式,不透明涂层23的区段42和复制工具33的表面35的区段43可以一起形成密封件41,其中密封件41在不透明封装材料31施用于沟槽化晶圆1f期间不能被不透明封装材料31穿过。
密封件41可以防止不透明封装材料31从密封件41的一侧通过密封件41扩散到密封件41的另一侧。
在压靠期间,可以建立多个空腔44,并且可以建立多个密封件41,其中每个密封件41完全(横向地)围绕空腔44中的一个。
密封件41可以防止任何不透明封装材料31进入相应的被包围的空腔44,其中每个空腔44可以包围一个孔25。如果提供无源光学部件9,它们也可以被空腔封闭。并且每个密封件41可以由不透明涂层23的相应区段42形成,该区段42邻接复制表面33的表面35的相应区段43。围绕每个空腔44,密封件41可以由不透明涂层23的一区段形成,该区段邻接复制工具33的表面35的一部分。
每个空腔44可以被如下限制
-透明封装材料8的表面10的一部分45,其中该部分可以(但不必须)包括无源光学部件9的表面部分,例如透镜表面;
-不透明涂层23的一部分46;和
-复制工具33的表面35的一部分47。
可以规定,空腔仅由这三个物品限制。
在施用不透明封装材料31期间,每个空腔44可以相对于不透明封装材料31的穿透而密封地封闭。
例如,如图7、8所示,可以规定,对于每个无源光学部件9,距离基底3最远的相应无源光学部件9的点比距离基底最远的透明封装材料8的点或者至少比距离基底3最远的不透明涂层23的点更靠近基底3。
类似地,可以规定,无源光学部件9的任何部分都不延伸(在从基底3指向不透明涂层23的方向上)超过不透明涂层23。
在这些情况下,例如,可以使用非结构化复制工具33(具有平坦表面35),使得可以避免用于相对于沟槽化晶圆1f横向调节复制工具33的精确对准步骤。
然而,如果无源光学部件的部分(或甚至透明封装材料8的其他部分)延伸超出不透明涂层材料24,则在通过使用适当结构化的复制工具施用不透明封装材料31(用于保持孔25和无源光学部件9没有不透明封装材料31)期间可以形成空腔和密封件。例如,这种复制工具可以被结构化以包括相对于孔横向对准的开口(距基底3的距离大于距孔25的基底3的距离),以便容纳无源光学部件9的所述部分。
鉴于后续的热处理和随之而来的尺寸问题(例如,CTE不匹配问题)可能导致翘曲、分层、开裂,但也为了松弛已经存在于不透明封装晶圆lg中的应力,例如,由于为了硬化不透明封装材料31的加热处理,可以采取以下与不透明封装中的切口有关的措施。
由于上述一个或多个原因,切口48可以在不透明封装材料31中产生。那些切口48不对基底3或不透明封装32分段(并且不对中间产品28的晶圆级布置29分段)。
图9以横截面图描绘了具有切口48的晶圆1h的细节,晶圆1h例如可以从图8的不透明封装晶圆1g获得。切口48可以例如通过激光切割或使用切割锯产生。
当使用诸如模具(参见例如图8的物品33)的复制工具施用不透明封装32时,不透明封装晶圆1g可以保持附接到复制工具,使得不透明封装晶圆1g被机械支撑,并且在施用不透明封装32期间,其组成部分保持其相对位置。例如,可以施用应用真空和/或机械夹持,以确保不透明封装晶圆1g保持附接到复制工具。
在产生切口48之前,移除复制工具33以便接近不透明封装晶圆1g的上表面(其与基底3相对)以产生切口48。在此期间,由刚性载体晶圆(图9中未示出)继续提供机械支撑。
切口48可以沿着透明封装材料8中的沟槽27行进,并且它们可以在沟槽27内部行进。
它们可以定义矩形网格。
切口48可以沿着切割线行进,切割线相对于沟槽27对准,例如,相对于沟槽27居中。
切口48可以非常窄。切口48的宽度可以例如在1μm和500μm之间,更特别地在5μm和300μm之间。
当切口48沿着沟槽27行进时,它们可以具有小于沟槽27的宽度的(横向)宽度。例如,它们可以具有至多是,例如,相应沟槽27(切口位于其中)的宽度的0.8倍的宽度,或者例如,是所述相应沟槽27的所述宽度的至多0.5倍的宽度。
切口48进入不透明封装材料31的穿透深度可以是例如在5μm和1000μm之间,例如在50μm和300μm之间。这可以取决于例如材料特性和处理期间施用的温度。
可以规定,切口48不延伸到透明封装材料8中,即,在施用切口时,透明封装材料8可以保持未切割。
在产生切口48之后,不透明封装32仍然完全覆盖中间产品的所有侧壁30。
切口48可以在产生分离的光学模块的分割步骤之前产生。参看在下面的分割步骤,例如图10。并且可以在施用进一步的热处理之前产生切口48,其中所述进一步的热处理是在分割步骤之前施用。
另一种选择可以是分别产生延伸(完全)穿过不透明封装晶圆1g和(完全)穿过具有切口的晶圆1h的一个或多个沟道。这种沟道70在图9A中以横截面图描绘。沟道70(完全)延伸(完全)穿过不透明封装材料31,(完全)穿过透明封装材料8并且(完全)穿过基底3。沟道70可以分别部分地延伸到或甚至延伸(完全)穿过晶圆1g和lh。
一个或多个沟道70可以横向围绕,例如完全围绕其中布置所有中间产品的区域。这在图9B的顶视图中示出。因此,待分割的所有光学模块(在图9B中以小方块示出)可以横向地位于由一个或多个沟道70描述的线内。
一个或多个沟道70可以有助于最小化当晶圆从胶带65(和从载体晶圆6)移除时(例如在分割之前)晶圆所暴露到的应力。在从胶带65移除(沿与垂直方向平行的方向)期间,沟道70可以为晶圆(或晶圆部分)提供一些引导。并且可以(至少部分地)防止源自外周部分63的变形不利地影响晶圆的内部并因此也影响待分割的光学模块。
一个或多个沟道70可以延伸到基底3中,例如,穿过基底3。
一个或多个沟道70可以延伸到胶带65中,例如穿过胶带65。
因此,作为在上述不透明封装(以及如果存在,沟道70)中产生切口48之后的步骤,可以可选地应用另一热处理,诸如为了加强不透明涂层23对透明封装材料8的粘合性。不透明涂层23对透明封装材料8的粘合性太小会导致不透明涂层23在产生分离的光学模块的后续分割步骤期间与透明封装材料8分层。
通过提供上述切割,在热处理之前晶圆1h的翘曲非常低(足够低以确保没有或仅有很少的分层)并且可以保持在热处理期间和热处理后的冷却期间非常低(足够低以确保没有或仅有很少的分层)。
如下顺序(次序)的处理:
-施用热处理来硬化不透明封装材料31,然后
-产生切口(以及可选地还有沟道70),然后
-用于加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘合的热处理
(所有这些在下面描述的分割之前)可以使得生产没有或仅具有很少分层的产品成为可能,以实现高产量,并且生产高可靠性的产品。
在用于加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘合性的热处理期间,可以施用高于100℃的温度,诸如温度在110℃和160℃之间,例如在115℃和150℃之间。
可以规定,施用的温度至少与用于硬化不透明封装材料31所施用的温度一样高。
加热可以施用5分钟和120分钟之间的持续时间,例如10分钟和60分钟之间。
可以施用热量,例如至少10分钟。
可以施用热量,例如至多50分钟。
可以规定,在所述制造工艺中,在不透明封装材料31的硬化工艺之后和用于加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘合性的热处理之前,不施用热处理。
并且,例如,同时可以规定在所述制造工艺中(从初始晶圆1a开始)在不透明封装材料31的硬化工艺之前不施用热处理。
在已经公布的分割步骤中,晶圆(不透明封装晶圆1g,或具有切口48并且可选地具有沟道70的晶圆1h,具有或没有经受用于加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘合性的热处理)被分割以产生分离的光学模块。
特别地,可以以这种方式获得分离的光学模块的晶圆级布置。
在图9中,用粗虚线示出了晶圆(在所示的情况下,具有切口48的晶圆1h)被分段(用于分割)的位置。如该示例中所示,以这种方式生产的每个分离的光学模块50可以包括例如两个通道,每个通道包括一个有源光学部件2和(可选地)一个无源光学部件9。单通道光学模块或其他模块当然可以以相应的方式生产。
在分割步骤中,基底3可以变换为基底部分49a。分割可以借助切割来完成,例如使用切割锯。可以应用实现分割的其他方式,例如激光切割。
在分割期间,可以将临时层(诸如粘合胶带)施用到晶圆上,例如施用到与基底3相对的晶圆面上。因此,临时层可以粘附到不透明涂层23的至少一部分上。然后可以从晶圆的基底侧进行分割,使得在分割期间不透明涂层23所暴露到的应力(例如,使用切割锯切割的机械应力)很低。
临时层可以是胶带,并且更特别是粘合胶带,诸如,例如UV胶带,其在暴露于UV光时强烈降低其粘合性能。
如果如在选择中所提出的,在大多数制造步骤期间,例如经由胶带65将基底3附接到载体晶圆6,则在分割之前将从其移除基底3(或者甚至是晶圆lg和lh),以便允许从载体晶圆65(或例如从胶带65)到临时层68的转移。这在横截面图13A和13B中用符号表示。在图13A中示出了包括晶圆1g的载体组件66(其以非常简化的方式示出,并且在另一个实施例中,也可以是晶圆1h)附接到临时层68。在此期间,临时层68可以附接到晶圆框架69,晶圆框架69可以是环形的。然后,例如通过加热强烈降低胶带65的粘合性,从晶圆1g上除去胶带65(以及载体6)。
图13B示出了在载体晶圆6移除之后和分割之后的情况。因此,分离的光学模块50的晶圆级布置55附接到临时层68。小箭头指示完成分离的位置。基底部分49(未在图13A、13B中具体指示)背向临时层68。
在分割之后,可以从晶圆移除临时层68,例如包括用UV光照射。
在从布置55移除临时层68之前,可以将辅助层53(参见图10)(诸如粘合胶带)施用到晶圆的相对侧,即基底部分49a。
以此方式,尽管移除了临时层68,但是可以保留分离的光学模块的相对位置(并且因此保留分离的光学模块的晶圆级布置)。
在某些情况下,可能希望成品包括光谱滤光器。
例如,光谱滤光器可以至少存在于所有孔25中。以此方式,分别由有源光学部件2发射和检测的光可以在穿过相应的孔25时被光谱滤光器层过滤。
可以在分割之前将光谱滤光器层应用于晶圆。在这种情况下,可以在施用热处理以加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘附之后,或者在这种热处理之前-如果施用这样的热处理,完成光谱滤光器层的施用。
然而,也可以在分割之后施用光谱滤波器层。
图10以截面图描绘了分离的光学模块50的晶圆级布置55的细节,其上存在光谱滤光器层52。可能存在于侧壁30处或侧壁30之间的光谱滤光器层52的部分未在图10中绘出。
在分离的光学模块50的晶圆级布置55中,存在相邻的分离的光学模块50之间的间隙56。它们可以是由于分割工艺。每个分离的光学模块50可以具有不透明的壁结构54,其可以包括垂直定向的壁(其可以形成分离的光学模块50的不透明的侧壁),其可以由不透明封装材料31的部分51制成和/或其可以限定间隙56。中间产品28的侧壁30可以被不透明封装材料31的部分51覆盖。
光谱滤光器层52的施用可以例如通过喷涂,或通过旋转或以其他方式实现。特别是当在分割之后施用光谱滤光器层52时,喷涂可能比旋转更合适。
可以将光谱滤光器层52选择性地施用到孔25。
光谱滤光器层52可以使一个或多个特定波长范围内的光通过,同时阻挡(例如吸收)其他波长范围内的光。例如,可以规定,光谱滤光器层52对于由有源光学部件2发射或可由有源光学部件2检测的特定波长范围的光是半透明的。
例如,光谱滤光器层52可以是IR滤光器,并且无源光学部件2可操作以发射IR光和/或可操作以检测IR光。
光谱滤光器层52的厚度可以例如在0.5μm和50μm之间,例如在1μm和20μm之间,例如在1μm和10μm之间。
在将光谱滤光器层52施用到晶圆上或分离的光学模块50的晶圆级布置55上之后,可以使光谱滤光器层硬化,例如固化。硬化可以通过例如光谱滤光器层52的照射,例如用UV辐射来完成。替代地或另外地,可以施用热处理或干燥步骤来实现硬化。
结合上述步骤,作为示例并且参照图10,可以产生分离的光学模块52的晶圆级布置55,其中通过例如施用到光学模块50的基底侧的辅助层53来确保分离的光学模块50在制造分离的光学模块期间保持在固定相对位置。然后,将光谱滤光器层52施用到分离的光学模块50的晶圆级布置55,例如通过喷涂。然后,光谱滤光器层52被硬化,例如固化,例如通过UV照射。
在分割之后(而不是在分割之前)施用及硬化光谱滤光器层52可以减少分层问题和/或裂纹形成。
在分割之后,即在产生分离的光学模块50之后,例如以分离的光学模块50的晶圆级布置55的形式,可以施用另一热处理,这可以是制造工艺的最终热处理。如果施用光谱滤光器层52(参见图10),则可以在施用光谱滤光器层52之后施用该热处理。
借助该热处理,可以使分离的光学模块50热稳定。可以改善不同材料之间的粘合性和/或可以在不同材料之间减少和/或平衡机械应力。
在该热处理期间,分离的光学模块50被加热到的温度可以在100℃和160℃之间,例如在115℃和150℃之间。
施用的温度可以例如至少与用于硬化不透明封装材料31的温度一样高。
施用的温度可以例如在10℃内与在热处理中施用的温度相同,以加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘附。
加热可以施用30分钟和240分钟之间的持续时间,例如60分钟和180分钟之间。
可以施用热量,例如,2次和15次之间,诸如施用3次和10次之间,该时间期间施用用于加强不透明涂层23与透明封装材料8的粘附的热量。
自动光学检查(AOI)可以例如在执行上述制造步骤中的最后一个之后完成。例如,AOI可以施用于分离的光学模块50的晶圆级布置55(施用或不施用光谱滤波器层52)。
为制造非常薄的晶圆,特别设计若干步骤和/或步骤顺序,并且在晶圆主要由聚合物基材料制成的情况下,例如,超过晶圆体积的50%或甚至超过70%可以是聚合物基材料。在这种情况下,必须并且已经特别注意材料特性,诸如聚合物基材料的CTE(与通常使用的金属或半导体材料的CTE相比,实际上相对较高)和它们的湿度吸收及其相应的膨胀(也可能相对较高)。此外,至少在实例中,必须并且已经考虑了在硬化期间,特别是在固化期间材料的收缩。
例如,不试图在所有处理步骤期间迫使晶圆完全平坦,而是建议允许晶圆在一定程度上显示翘曲,这可以通过使用弹性材料例如通过弹性模具和/或附接的弹性层来实现。
并且,作为另一个示例,在可能的情况下,热处理朝着制造工艺的结束推迟(可能到分割后)和/或被分离成各个热处理,而在各个热处理之间,机械应力降低,例如,通过分段基底和/或通过分割。
此外,制造的器件可以没有任何空腔和气体内含物。
图11是前述方法的示例的流程图,其中并非在图11中明确地示出了所有选择。
可选步骤100可以涉及例如将有源光学部件安装在基底上。步骤101涉及初始晶圆的提供。可选步骤105可以涉及例如弹性封装的提供。步骤105可以另外地或替代地涉及将初始晶圆附接到载体晶圆和/或将初始晶圆从初始胶带转移到载体晶圆,例如借助本文之前描述的特殊真空吸盘。在步骤110中,施用透明封装。可选步骤115可涉及例如台阶式结构的生成。步骤120涉及将不透明涂层材料施用到透明封装上。在步骤130中,结构化不透明涂层材料以产生包括孔的不透明涂层。步骤140涉及延伸穿过透明封装材料的沟槽的生成和侧壁的建立,以便产生中间产品的晶圆级布置,其中每个中间产品具有侧壁。步骤150涉及向中间产品施用不透明封装,包括用不透明封装材料填充沟槽。可选步骤155可以涉及例如在不透明封装中提供沟道和/或热处理,例如,用于加强不透明涂层与透明封装材料的粘附的目的。步骤160涉及切穿存在于沟槽中的不透明封装材料以产生分离的光学模块,其中每个分离的产品包括中间产品,并且其中每个中间产品的侧壁被不透明封装材料覆盖。可选步骤165可以涉及例如光谱滤光器的应用和/或热处理,其可以是该方法和/或AOI步骤的最终处理。
可以通过所述制造方法制造的光学器件可以包括所述的分离的光学模块50。它们可以例如与其相同。
在下文中,将描述一些示例性光学器件,其中它们对应于分离的光学模块。然而,应当理解,根据所描述的方法,可以分别根据所执行的步骤和省略哪些步骤来制造许多其他类型的光学器件。
图12A以横截面图描述了单通道光学器件60,其不包括无源光学部件并且没有透明封装的台阶结构,并且其中不透明涂层23和不透明封装32仅仅邻接。
光学器件60包括基底部分49a、有源光学部件2、不透明的壁结构54(由不透明封装材料31制成,参见例如图8-10)和限定孔25的不透明涂层23(由不透明涂层材料24制成)。它还包括透明封装材料8,其被不透明的壁结构54(侧面)、不透明涂层23(顶部)和基底部分49a(下面)包围。在所示的示例中,有源光学部件2安装在基底部分49a上并通过例如引线键合4与其电连接。有源光学部件2被透明封装材料8封装。这也可以被认为是有源光学部件2被透明封装材料8的包覆成型。在假设基底部分49a也是不透明的情况下(本文中总如此,在对于由有源光学部件2发射或可由有源光学部件2检测的特定波长范围的光是不透明的意义中),封装材料8完全被不透明的地覆盖(由不透明的壁结构54,不透明涂层23和基底部分49a),仅孔25作为例外。透明封装材料8和有源光学部件2可以以所描述的方式被光密闭地封闭-除了孔25之外。
当描述最终包括在光学器件中的初始晶圆的区段时,代替参照基底部分49a和至少一个有源光学部件2(其中至少一个有源光学部件2可以可选地包括在基底部分49a中),还可以说初始晶圆的区段包括基底元件61,此外还包括至少一个有源光学部件2。在该术语中,如果基底部分49a不包括至少一个有源光学部件2,则基底元件61可以与基底部分49a相同,并且如果基底部分49a包括至少一个有源光学部件2,则它可以与没有至少一个有源光学部件2的基底部分49a相同。
基底元件61可以包括两个相对且相互平行的元件表面(位于横向平面中)。这些元件表面的表面积可以大于基底元件61的任何其他表面的表面积。
基底元件61可以包括多个开口。例如,当至少一个有源光学部件2包括在基底部分49a中时,情况可以如此。参见例如,图12D和相应地,图1B和1D。
开口可以例如从一个元件表面延伸到另一个元件表面。
在替代方案中,基底元件61可以没有任何开口。例如,当至少一个有源光学部件2不包括在基底部分49a中时,情况可以如此。参见例如,图12A-C和12E-G以及相应的图1A和1C。
在图12A的光学器件60中,基底部分49a在邻接不透明的壁结构54处(或者更确切地:在邻接不透明的壁结构54的横向限定区域中),具有相对于其横向位于不透明的壁结构54之间的厚度D1减小的厚度D2;例如,基底部分49a在其邻接不透明的壁结构54处的平均厚度可以小于其横向位于不透明的壁结构54的相对壁之间的平均厚度。这可能是由于产生沟槽27(参见图7),该沟槽27不仅完全穿过透明的密封材料8,而且(并且仅部分地)延伸到基底3中并因此延伸到基底部分49a中。该特征可以存在于任何光学器件中,也可以存在于未在下面的相应图中示出的情况(诸如在图12E至12G中)。
图12B以截面图描绘了与图12A中的光学器件相对应的光学器件60,但不同之处在于有源光学部件2由弹性封装材料7弹性封装(也与图2比较)。该特征可以存在于任何光学器件中,也可以存在于下面的相应图中未示出的情况中。
图12C以截面图描绘了与图12A中的光学器件相对应的光学器件60,但不同之处在于无源光学部件9由透明封装材料8建立。该特征可以存在于任何光学器件,也可以存在于下面的相应图中未示出的情况中。
无源光学部件9和孔25可以横向重叠。它们可以例如相对于彼此横向居中。
图12D以截面图描绘了与图12C中的光学器件相对应的光学器件60,但是有源光学部件2包括在源自包括人造晶圆(参见图1B)的基底3的基底部分49a中。在这种情况下,基底部分49a可以包括有源光学部件2和人造晶圆的互连框架5的部分5a,参见图1B。
该特征可以存在于任何光学器件中,也可以存在于下面的相应图中未示出的情况中。
当然,光学器件也可以基于其他初始晶圆和相应不同的基底3来生产,除了图1A和1B外还参见例如图1C和1D。
图12E以截面图描绘了与图12A中的光学器件相对应的光学器件60,但不同之处在于透明封装是台阶式的,如表示台阶的18所示。不透明涂层材料24不是平坦的,如图12A所示,而还是台阶式的,如由表示在不透明涂层23中的台阶的18所表示。
在图12E中,不透明封装材料31和不透明涂层材料24相互重叠。因此,在横向限定的区域中,存在不透明封装材料31和不透明涂层材料24两者。
所述区域可以例如描述封闭的形状,例如环(其中环不需要是圆形的,而是可以描述例如矩形线)。
不透明的壁结构54的壁在垂直横截面中可以呈现L形,例如,如图12E所示。
当然,类似于图12E的光学器件,光学器件60也可以制造成包括无源光学部件,诸如,例如图12C或12D中的无源光学部件。
这种光学器件60在图12F中示出,包括无源光学部件9,其中另外地,光学滤波器层52包括在光学器件60中。光谱滤波器层52至少覆盖由孔25横向限定的区域。如图12F所示,它可以完全覆盖光学器件60的上侧。所述上侧可以与基底部分49a相对。
图12G以横截面图描绘了双通道光学器件60,其每个通道包括一个无源光学部件9,并且在两个通道中具有透明封装的台阶结构。图12G的光学器件60可以被理解为图12F的单通道光学器件的双通道版本,只是在图12G中省略了可选的光谱滤波器层52。
虽然在之前描述的单通道光学器件中,不透明的壁结构54的所有壁(由不透明封装材料31制成)可以形成不透明的侧壁,其可以是相应光学器件的外壁,在双通道(或甚至更多通道)光学器件60中,如在图12G所示的光学器件中,不透明的壁结构54除了(不透明的)壁54”之外还可以包括(不透明的)壁54'。其中,壁54'是光学器件的内壁54',其光学地分开通道,而壁54”是光学器件的外壁。
不透明的壁54'在垂直的横截面中可以呈现T形,例如,如图12G所示。T形仍然(基本上)为T形,在壁中存在裂纹或切口48的情况下也是如此。
当然,双通道(或甚至更多通道)光学器件60也可以包括基底部分49a,其在与(不透明的)壁(54或54')中的一个邻接处的厚度相对于其横向位于壁54和/或54'之间的厚度减小,类似于图12A和12B所示。
具有壁54'的光学器件可以包括切口48(参见图12G以及图9)。这种切口48可以延伸到(但不穿过)不透明的壁54'中。切口48可以位于壁54'的顶端,顶端背向基底元件61。
在图12G中,绘制了指示横向x,y和垂直方向z的坐标系,其也适用于其他横截面图。
如上所述,制造的光学器件可以在透明封装材料8的上表面(可以与基底部分49a相对)上包括不透明涂层23,其是可光致结构化的并且特别薄,而它可以包括由不透明封装材料31制成的外壁(不透明的壁结构54),其可以具有不透明涂层23的厚度的至少5倍,例如至少10倍,在实例中甚至至少20倍的厚度。不透明封装材料31可以例如不是可光致结构化的。
可以提供不透明封装材料31以改善光学器件的机械稳定性,同时可以提供不透明涂层23以限定孔25。
光学器件可以包括
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作以发射或感测特定波长范围的光;
-对于特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-对于特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与所述一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔;
-不透明的壁结构,由对于特定波长范围的光是不透明的不透明封装材料制成。
一个或多个有源光学部件2可以附接到基底元件61。在一些实施例中,它可以放置在基底元件61上,参见例如图12A-12C,12E-12G和相应的图1A,1C。在其他实施例中,它可以集成在基底元件61中和/或由基底元件61横向围绕,参见例如图12D,以及相应的图1B,1D。
透明封装材料可以为一个或多个有源光学部件2建立包覆成型。参见例如,图12A-12G。
透明封装材料可以为基底元件的至少一部分建立包覆成型。参见例如,12A-12G。
不透明涂层材料31可以存在于透明封装材料5的表面上,其中所述表面可以与透明封装材料5的面对基底元件61的另一个表面相对。参见例如,图12A-12G。
不透明的壁结构54可以是单件模制部件。参见例如图12A-12G。
不透明的壁结构54可以与基底元件61、透明封装材料8和不透明涂层材料24接合。参见例如,图12A-12G。如果存在,它也可以与弹性封装材料7接合,参见图12B。
不透明的壁结构的不透明封装材料距由基底元件61限定的平面的最大距离可以等于不透明涂层材料距所述平面的最大距离,参见例如图12A-12G。示例性平面在图12G中由虚线示出,并且所述距离由点状双端箭头示出。平面是垂直平面。并且平面可以穿过基底元件61。
这可以与在现有技术中已知的在孔晶圆和基底晶圆之间构建具有不同的孔晶圆和间隔物晶圆的光学器件形成对比;在这种情况下,可以通过间隔物晶圆的部分建立壁,并且可以通过孔晶圆的部分建立孔,并且孔承载部分(孔晶圆的一部分)到所述平面的最大距离大于所述侧壁建立部分(间隔物晶圆的一部分)到所属平面的最大距离。它通常大孔晶圆的厚度。
此外,不透明涂层材料的垂直延伸可以与不透明的壁结构的不透明封装材料的垂直延伸重叠。例如,不透明涂层材料的垂直延伸可以包括在不透明的壁结构的不透明封装材料的垂直延伸中。并且,不透明涂层材料的垂直延伸可以与不透明的壁结构的不透明封装材料的垂直延伸一起终止。所有这些的例子示于例如图12A-12G。
光学器件60可以没有任何中空内含物。参见例如图12A-12G。术语中空内含物意指内含物包含真空或气体或液体并且完全被固体材料包围。这可以有助于提高可制造性并改善光学器件60的稳定性和耐用性。

Claims (31)

1.一种制造各自包括有源光学部件的光学器件的方法,所述有源光学部件是用于发射或感测特定波长范围的光的光学部件,所述方法包括:
-提供包括有源光学部件和晶圆尺寸基底的初始晶圆;
-向有源光学部件施用透明封装,包括在基底上施用对于所述特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-在透明封装的表面上施用不透明涂层材料,所述不透明涂层材料是可光致结构化的;
-在透明封装的表面上产生不透明涂层,所述不透明涂层对于所述特定波长范围的光是不透明的并且限定多个孔,每个孔与有源光学部件中的一个相关联并且相对于相应的相关联的有源光学部件对准,其中产生不透明涂层包括结构化所述不透明涂层材料;
-产生中间产品的晶圆级布置,每个中间产品具有侧壁并且包括透明封装的一部分和有源光学部件之一,产生中间产品的晶圆级布置包括产生沟槽,其中沟槽延伸穿过透明封装材料并建立所述侧壁;
-向所述中间产品施用不透明封装,包括向中间产品的晶圆级布置施用不透明封装材料,从而填充所述沟槽,并硬化不透明封装材料,不透明封装材料对于所述特定波长范围的光是不透明的;
-产生分离的光学模块,包括切穿存在于所述沟槽中的不透明封装材料,分离的光学模块每个包括中间产品之一,每个相应中间产品的至少一个侧壁被不透明封装材料的相应部分覆盖。
2.根据权利要求1所述的方法,包括提供刚性载体晶圆并通过在施用透明封装之前将基底附接到载体晶圆来产生包括基底和载体晶圆的载体组件,其中所述载体组件在以下期间保持组装:
-施用不透明涂层材料并产生不透明涂层;
-产生中间产品的晶圆级布置,和
-施用不透明封装。
3.根据权利要求2所述的方法,其中在所述载体组件中
-载体晶圆具有第一载体侧,基底位于第一载体侧;和
-第一载体侧的边缘部分未被基底覆盖。
4.根据权利要求3所述的方法,其中在所述载体组件中,第一载体侧的边缘部分完全环绕基底。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法,包括提供具有第一粘合侧和第二粘合侧的胶带,其中将基底附接到载体晶圆包括将基底附接到第一粘合侧并将载体晶圆附接到第二粘合侧。
6.根据权利要求5所述的方法,其中在所述载体组件中,第一粘合侧的边缘部分未被基底覆盖。
7.根据权利要求6所述的方法,其中在所述载体组件中,第一粘合侧的边缘部分完全环绕基底。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法,其中在所述载体组件中,第一载体侧的边缘部分保持未被胶带覆盖。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法,所述载体晶圆具有上侧和下侧以及将上侧和下侧互连的一个或多个侧面,其中施用透明封装包括用透明封装材料的一部分至少部分地覆盖所述一个或多个侧面。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述一个或多个侧面在以下期间保持被透明封装的一部分至少部分地覆盖:
-施用不透明涂层材料并产生不透明涂层;
-产生中间产品的晶圆级布置,和
-施用不透明封装。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的方法,包括提供第一复制工具,所述第一复制工具包括具有倒角侧成型表面的侧部,其中
-施用透明封装;和
-施用不透明封装;
中的一个或两个包括:
-将所述侧部和载体组件布置在模塑位置,其中侧部围绕载体组件,使得侧成型表面被倒角,以在从载体晶圆指向基底的垂直方向上打开;
-在保持模塑位置的同时,借助侧成型表面分别成型透明封装材料和不透明封装材料。
12.根据权利要求11所述的方法,其中在所述模塑位置中,侧成型表面的任何部分指向具有在从载体晶圆指向基底的垂直方向上延伸的分量的方向。
13.根据权利要求11或12所述的方法,包括通过将所述侧部移动到从基底指向载体晶圆的垂直方向,分别从透明封装和不透明封装移除所述侧部。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,包括:在施用不透明封装之后并且在产生分离的模块之前,产生延伸到基底中的一个或多个沟道。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述一个或多个沟道将中间产品的晶圆级布置与基底的***部分分开,所述***部分不存在任何中间产品。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其中在产生所述一个或多个沟道期间,基底附接到刚性载体晶圆,其间具有带,其中所述一个或多个沟道延伸到带中。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,包括通过向有源光学部件施用弹性封装材料来将弹性封装施用于有源光学部件,所述弹性封装材料是有弹性的并对所述特定波长范围的光是半透明的。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法,其中,
-透明封装具有台阶式结构,包括由台阶限制的凹陷和/或突起;和/或
-其中每个孔通过至少一个区域与任何沟槽分开,所述至少一个区域没有不透明涂层材料。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述方法包括以下中的至少一个:
-通过从透明封装中移除一部分透明封装材料或通过在施用透明封装材料期间提供具有台阶式结构的透明封装来产生台阶式结构;
-结构化不透明涂层材料以包括所述至少一个区域。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法,包括在产生分离的光学模块之后,施用热处理。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法,其中所述光学器件是接近传感器。
22.一种光学器件,包括:
-基底元件;
-一个或多个有源光学部件,其可操作来发射或感测特定波长范围的光;
-对于所述特定波长范围的光是半透明的透明封装材料;
-对于所述特定波长范围的光是不透明的不透明涂层材料,其限定与所述一个或多个有源光学部件相关联的至少一个孔;
-不透明的壁结构,其由对于所述特定波长范围的光是不透明的不透明封装材料制成;
其中所述一个或多个有源光学部件附接到基底元件,并且其中透明封装材料为所述一个或多个有源光学部件建立包覆成型。
23.根据权利要求22所述的光学器件,其中所述不透明的壁结构包括至少一个壁,所述壁具有背离基底元件的顶端,其中,
-壁的在顶端的不透明封装材料是***开的;和/或
-壁的顶端存在切口。
24.根据权利要求23所述的光学器件,包括由光谱滤光器层材料制成的光谱滤光器层,其中切口至少部分地由光谱滤光器层材料填充。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的光学器件,包括由透明封装材料制成的一个或多个无源光学部件。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的光学器件,其中所述基底元件在不透明的壁结构邻接基底元件的第一区域中的厚度小于基底元件在由第一区域围绕的第二区域中的厚度。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的光学器件,包括弹性封装材料,所述弹性封装材料为所述一个或多个有源光学部件建立包覆成型,其中透明封装材料为弹性封装材料建立包覆成型。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的光学器件,其中所述不透明的壁结构包括至少一个在横截面中呈现L形的壁。
29.根据权利要求22至27中任一项所述的光学器件,其中所述不透明的壁结构包括至少一个在横截面中呈现基本上T形的壁。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的光学器件,其中所述基底元件对于所述特定波长范围的光是不透明的,并且其中光学器件包括除了至少一个孔之外对于所述特定波长范围的光是光密封性的外壳,外壳包括基底元件的至少一部分、不透明的壁结构的至少一部分和不透明涂层材料的至少一部分,并且其中所述一个或多个有源光学部件位于外壳内。
31.根据权利要求22至30中任一项所述的光学器件,其中所述光学器件是接近传感器。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190355886A9 (en) * 2015-03-31 2019-11-21 Cree, Inc. Light emitting diodes and methods
US10566467B2 (en) * 2015-11-17 2020-02-18 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optical device
EP3471146B1 (en) * 2017-10-16 2020-09-09 ams AG Method for manufacturing an optical sensor and optical sensor
TWI646618B (zh) * 2018-01-09 2019-01-01 宏碁股份有限公司 微元件轉移設備和相關方法
US11742381B2 (en) * 2020-07-14 2023-08-29 Semiconductor Components Industries, Llc Monolithic semiconductor device assemblies
CN116917775A (zh) * 2021-02-22 2023-10-20 尼尔特瑞士有限公司 包括位于衬底上的光学层的光学装置
CN117317035B (zh) * 2023-10-09 2024-05-24 讯芯电子科技(中山)有限公司 一种光感传感器封装结构及其封装方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6345903B1 (en) * 2000-09-01 2002-02-12 Citizen Electronics Co., Ltd. Surface-mount type emitting diode and method of manufacturing same
US20030173506A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 Phone-Or Ltd. Optical transducers and methods of making same
CN101779281A (zh) * 2007-06-29 2010-07-14 肖特公开股份有限公司 用于封装半导体构件的方法以及根据该方法制备的产品
CN103124912A (zh) * 2010-10-04 2013-05-29 罗伯特·博世有限公司 用于分离光学路径的光学屏蔽装置
CN103512595A (zh) * 2011-07-19 2014-01-15 赫普塔冈微光有限公司 光电模块及其制造方法与包含光电模块的电器及装置
CN103512596A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 英特赛尔美国有限公司 晶片级光电子器件封装及其制造方法
CN103858230A (zh) * 2011-08-10 2014-06-11 七边形微光学私人有限公司 光电子模块和用于制造该光电子模块的方法
CN103959465A (zh) * 2011-10-06 2014-07-30 新加坡恒立私人有限公司 用于物体的晶片级制造的方法以及相应的中间产品
CN104009030A (zh) * 2013-02-20 2014-08-27 马克西姆综合产品公司 多芯片型晶圆级封装(wlp)光学器件

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI237546B (en) * 2003-01-30 2005-08-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor-component sending and/or receiving electromagnetic radiation and housing-basebody for such a component
US7288679B2 (en) * 2004-08-06 2007-10-30 Agfa-Gevaert Device provided with a dedicated dye compound
US7837369B2 (en) 2007-01-22 2010-11-23 Seiko Epson Corporation Light-emitting device, image-printing device, and manufacturing method of sealing member
US8324723B2 (en) * 2008-03-25 2012-12-04 Bridge Semiconductor Corporation Semiconductor chip assembly with bump/base heat spreader and dual-angle cavity in bump
KR20090108233A (ko) * 2008-04-11 2009-10-15 삼성전자주식회사 카메라 모듈의 제조 방법, 이에 의해 제작된 카메라 모듈및 상기 카메라 모듈을 포함하는 전자 시스템
US9237264B2 (en) * 2010-08-17 2016-01-12 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Method of manufacturing a plurality of optical devices for cameras
US8841597B2 (en) * 2010-12-27 2014-09-23 Avago Technologies Ip (Singapore) Pte. Ltd. Housing for optical proximity sensor
DE102011050450A1 (de) * 2011-05-18 2012-11-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip, optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
US9490287B2 (en) * 2011-12-21 2016-11-08 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optical devices and opto-electronic modules and methods for manufacturing the same
US9735198B2 (en) * 2012-03-30 2017-08-15 Cree, Inc. Substrate based light emitter devices, components, and related methods
US9177992B2 (en) * 2013-01-09 2015-11-03 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Active LED module with LED and transistor formed on same substrate
US9094593B2 (en) * 2013-07-30 2015-07-28 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules that have shielding to reduce light leakage or stray light, and fabrication methods for such modules
US10061057B2 (en) * 2015-08-21 2018-08-28 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Molded range and proximity sensor with optical resin lens

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6345903B1 (en) * 2000-09-01 2002-02-12 Citizen Electronics Co., Ltd. Surface-mount type emitting diode and method of manufacturing same
US20030173506A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 Phone-Or Ltd. Optical transducers and methods of making same
CN101779281A (zh) * 2007-06-29 2010-07-14 肖特公开股份有限公司 用于封装半导体构件的方法以及根据该方法制备的产品
CN103124912A (zh) * 2010-10-04 2013-05-29 罗伯特·博世有限公司 用于分离光学路径的光学屏蔽装置
CN103512595A (zh) * 2011-07-19 2014-01-15 赫普塔冈微光有限公司 光电模块及其制造方法与包含光电模块的电器及装置
CN103858230A (zh) * 2011-08-10 2014-06-11 七边形微光学私人有限公司 光电子模块和用于制造该光电子模块的方法
CN103959465A (zh) * 2011-10-06 2014-07-30 新加坡恒立私人有限公司 用于物体的晶片级制造的方法以及相应的中间产品
CN103512596A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 英特赛尔美国有限公司 晶片级光电子器件封装及其制造方法
CN104009030A (zh) * 2013-02-20 2014-08-27 马克西姆综合产品公司 多芯片型晶圆级封装(wlp)光学器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
THORSTEN MATTHIAS等: "CMOS图像传感器晶圆级封装工艺的进展", 《功能材料与器件学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW201742269A (zh) 2017-12-01
US11018269B2 (en) 2021-05-25
CN108780141B (zh) 2023-04-18
WO2017146645A1 (en) 2017-08-31
TWI718260B (zh) 2021-02-11
US20190051762A1 (en) 2019-02-14

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