[发明专利]一种密闭型系统级光电模块封装方式和工艺

说明书

本发明公开了一种密闭型系统级光电模块封装方式和工艺，包括如下步骤：101）底座处理步骤、102）盖板处理步骤、103）封装步骤；本发明提供批量制作，成本较之前的封装方式大大降低的一种密闭型系统级光电模块封装方式和工艺。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种密闭型系统级光电模块封装方式和工艺。

背景技术

通常卫星搭载的载荷有相控阵雷达、高清相机、惯性导航及各类传感器，随着载荷性能的逐渐提高，对于数据传输的速率要求逐渐增加，光纤数传由于具有重量轻、电磁屏蔽特性好、通信容量大、易于复用集成等优点，成为了数据传输中高频电缆线的良好替代品。

但是在某些特定环境中，苛刻的过热或者过冷条件以及未知的辐射会严重影响到光芯片对光纤内光子的感应和传输，甚至对高速工作的光芯片带来致命的伤害。对于此类光模块，一般会用耐辐射的光纤来做，但是对于光芯片来说，则需要通过密封工艺对其进行保护，使其具备隔热防冻以及防辐射等功能。

为保证气密性，传统的方法是用陶瓷基板，PCB板等把模块的功能芯片通过粘贴打线的方式进行焊接，然后用胶进行密封，使其达到隔离外界环境的目的，但是目前来讲，符合该要求的胶水较少，且不能完全保证在更苛刻的环境下还能否发挥作用。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供批量制作，成本较之前的封装方式大大降低的一种密闭型系统级光电模块封装方式和工艺。

本发明的技术方案如下：

一种密闭型系统级光电模块封装方式和工艺，具体处理包括如下步骤：

101）底座处理步骤：在底座表面通过光刻和干法刻蚀工艺制作硅孔，硅孔深度在10nm到800um，硅孔形状为方形、梯形或圆柱形，其边长或者直径范围在10um到40000um之间，在底座该表面沉积透光材料，并通过CMP工艺使沉积透光材料只留在硅孔，透光材料为氧化硅、有机树脂或有机玻璃；

在底座另一表面通过光刻和电镀的工艺制作焊盘，焊盘厚度范围在1nm到100um，焊盘本身结构是一层或多层，焊盘的金属材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种；在底座该表面上通过光刻和干法刻蚀工艺制作凹槽，其深度在10nm到800um之间，凹槽形状为方形、梯形、圆柱形，其边长或者直径范围在10um到40000um之间；

102）盖板处理步骤：盖板通过光刻、刻蚀工艺在盖板表面制作TSV孔，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在盖板上方沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化形成绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间，通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构为一层或多层，种子层的金属材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或者多种；通过电镀铜，使铜金属充满TSV孔，并在200到500度温度下密化铜，用CMP工艺使硅片表面只剩下填铜形成铜柱；

在盖板的表面制作RDL，其过程包括制作相应绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，其材质为氧化硅或者氮化硅，通过光刻、干法刻蚀工艺开窗，使RDL能与铜柱一端连接，再通过光刻、电镀工艺在盖板表面制作RDL，RDL包括走线和键合；

通过光刻、电镀工艺在盖板表面制作键合金属形成，焊盘高度范围在10nm到1000um，键合金属采用铜，铝，镍，银，金，锡中的一种或多种，键合金属本身结构为一层或多层；此处焊盘和RDL位于铜柱露出的同一面；

对盖板的另一面进行减薄，通过光刻、电镀工艺制作金属焊盘；厚度范围在1nm到100um，金属焊盘本身结构为一层或多层，金属焊盘的材质为钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种；