專利名稱：鏡頭支撐件和鍵合線保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鏡頭支撐件和鍵合線(wirebond)保護(hù)器。
背景技術(shù)：
在光通信網(wǎng)絡(luò)中，使用光學(xué)發(fā)送器模塊、光學(xué)接收器模塊和光學(xué)收發(fā) 器模塊來通過光纖發(fā)送和接收光信號。在這種光學(xué)模塊的發(fā)送部分中，激 光器生成表示數(shù)據(jù)的經(jīng)調(diào)制光信號，這些經(jīng)調(diào)制光信號然后被通過光纖發(fā) 送。激光器例如可以是垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)或邊緣發(fā)射激光 器。在這種模塊的接收部分中，光學(xué)系統(tǒng)將從光纖末端中傳播出的光定向 到光學(xué)檢測器或光電檢測器，該檢測器將光能轉(zhuǎn)換成電能。光電檢測器通 常是半導(dǎo)體光電二極管器件，例如PIN (p型/本征/n型)光電二極管。光 學(xué)收發(fā)器模塊通常包括用于發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)信號的多個(gè)激光器和用于接收多 個(gè)數(shù)據(jù)信號的多個(gè)光電二極管。
光學(xué)模塊通常是通過將光學(xué)器件(即，激光器或光學(xué)檢測器)安裝在 基板(也稱為引線框)上而組裝的。因?yàn)楣鈱W(xué)器件通常包括微電子半導(dǎo)體 管芯，所以管芯和基板上的導(dǎo)體之間的電連接是通過己知的引線鍵合 (wirebonding)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。引線鍵合是這樣的技術(shù)利用熱能或超聲能 將非常細(xì)微的線的一端鍵合到管芯上的焊盤，并將另一端鍵合到基板上的 導(dǎo)體之一。鏡頭組件可與管芯的發(fā)送或接收光學(xué)端口對準(zhǔn)，并相對于管芯 和基板固定安裝。
因?yàn)榫€是極其細(xì)微的，即直徑很細(xì)，所以鍵合線是極其易損壞的。對 光學(xué)組件的粗糙處理可能容易地破壞或者移走鍵合線。在一些光學(xué)組件 中，鍵合線受圍繞整個(gè)光學(xué)組件的機(jī)殼或模塊體的保護(hù)。在一些組件中， 鍵合線被封裝在電介質(zhì)樹脂中以受到保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及鍵合線保護(hù)器、微電子器件和用于保護(hù)鍵合線的 方法。鍵合線保護(hù)器沿著微電子器件的邊緣具有與細(xì)長的鍵合線陣列相對 應(yīng)的細(xì)長的形狀，鍵合線將半導(dǎo)體管芯與基板上的電連接件相連接。在制 造微電子器件時(shí)，首先以傳統(tǒng)方式形成鍵合線。然后以沿著鍵合線陣列延 伸的方位將鍵合線保護(hù)器附接到微電子器件，以至少部分地覆蓋并從而保 護(hù)鍵合線。
在查看了附圖和詳細(xì)描述之后，其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)對于本 領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是或?qū)⒆兊蔑@而易見。希望所有這種其他的系統(tǒng)、方 法、特征和優(yōu)點(diǎn)包括在該描述中、在說明書的范圍內(nèi)并受所附權(quán)利要求保 護(hù)。
參考附圖可更好地理解本發(fā)明。附圖中的組件不一定是按比例的，而 是將終點(diǎn)放在清楚地圖示本發(fā)明的原理上。
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的鍵合線保護(hù)器的透視圖。
圖2是圖1的鍵合線保護(hù)器的側(cè)視圖。 圖3是圖1-2的鍵合線保護(hù)器的末端視圖。 圖4是圖1-3的鍵合線保護(hù)器的底視圖。 圖5是沿圖2的線5-5獲得的鍵合線保護(hù)器的剖視圖。 圖6示出將圖1-5的鍵合線保護(hù)器附接到微電子器件的其余部分以保 護(hù)鍵合線。
圖7是包括圖1-5的鍵合線保護(hù)器的微電子器件的透視圖。 圖8是圖7的微電子器件的頂視圖。 圖9是圖7的微電子器件的側(cè)視圖。
圖IO是沿圖8的線10-10獲得的圖7的微電子器件的剖視圖。
圖11是與圖7類似的透視圖，其中在鍵合線保護(hù)器上安裝了附加器件。
圖12是示出一種制作具有鍵合線保護(hù)器的微電子器件的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l-5所示，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，鍵合線保護(hù)器100具有由上
壁102和側(cè)壁104定義的細(xì)長形狀。在鍵合線保護(hù)器IOO的相對末端上是 腳106和108，腳106和108共同定義鍵合線保護(hù)器IOO的底部。在鍵合 線保護(hù)器IOO的相應(yīng)末端處的凹口 110和112有利于對準(zhǔn)和附接鍵合線保 護(hù)器100，如以下所述。應(yīng)當(dāng)注意，上壁102和側(cè)壁104相交，在鍵合線 保護(hù)器IOO中定義了內(nèi)部空間或腔114。
鍵合線保護(hù)器100可由任何適當(dāng)材料制成，包括塑料、環(huán)氧樹脂或其 他樹脂、金屬等等?？赏ㄟ^注模、鑄造、擠壓或任何其他適當(dāng)傳統(tǒng)工藝來 形成鍵合線保護(hù)器100。鍵合線保護(hù)器IOO例如可以是從透明、半透明或 者不透明的液晶聚合物(LCP)所注模的。
如圖6所示，可通過附接鍵合線保護(hù)器100來保護(hù)微電子器件組件 118的鍵合線陣列116。鍵合線陣列116包括沿著基板120的邊緣延伸的多 條鍵合線。如本領(lǐng)域中所熟知的(因此為了清楚起見未詳細(xì)示出)，每條 鍵合線包括一條細(xì)線，該細(xì)線的一端鍵合到半導(dǎo)體管芯122的焊盤并且另 一端鍵合到基板120的導(dǎo)體。鍵合線陣列116是由鍵合線的線條定義的， 如本發(fā)明的所示實(shí)施例中那樣，線條通常是直的或線性的，但也可以具有 一個(gè)或多個(gè)彎曲。注意，鍵合線保護(hù)器100的細(xì)長形狀與鍵合線陣列116 的細(xì)長形狀相對應(yīng)或者相一致。因此，在要保護(hù)具有非線性形狀的鍵合線 陣列的實(shí)施例中，鍵合線保護(hù)器將具有相應(yīng)的或者相一致的形狀。例如， 在一種替代實(shí)施例(未示出)中，鍵合線保護(hù)器可以是L形的，以保護(hù)L 形的鍵合線陣列。
在該示例性實(shí)施例中，基板120包括引線框124和附接到引線框124 的上表面的安裝核心125。盡管術(shù)語"基板"和"引線框"在本領(lǐng)域中有 時(shí)被可互換地使用，但是在本專利說明書("這里")所使用的術(shù)語"基 板"不限于引線框；而是，術(shù)語"基板"在其含義的范圍內(nèi)廣泛地包括任 何適當(dāng)元件和元件的組件。在該示例性實(shí)施例中，數(shù)個(gè)半導(dǎo)體管芯122由于被安裝在安裝核心125上、安裝核心125又被安裝在基板120的引線框 124上而被安裝在基板120上。盡管在該示例性實(shí)施例中，基板120包括 引線框124和安裝核心125，但是在其他實(shí)施例中，基板可具有任何其他 適當(dāng)結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體管芯122可包括本領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)類型的器件。例如， 在微電子器件組件118是光學(xué)收發(fā)器模塊的一部分的實(shí)施例中，半導(dǎo)體管 芯可以是光學(xué)發(fā)送器(例如VCSEL)和接收器(例如光電二極管)。盡 管該示例性實(shí)施例包括多個(gè)半導(dǎo)體管芯122，其中一些是光學(xué)發(fā)送器，另 一些是光學(xué)接收器，但是其他實(shí)施例可具有少至單個(gè)管芯。
可通過一般在圖6所示的箭頭方向上將鍵合線保護(hù)器100移動(dòng)至與微 電子器件組件118對準(zhǔn)，來將鍵合線保護(hù)器100附接到微電子器件組件 118。當(dāng)鍵合線保護(hù)器IOO接近微電子器件組件118時(shí)，凹口110和112中 錐形的或有角度的表面引導(dǎo)基板120 (的安裝核心125)上的相應(yīng)凸起126 和128。凸起126和128以扣合(snap)嚙合或者按壓配合(也稱為干涉 配合)方式與凹口 110和112 (見圖1、 2和5)配對。這種引導(dǎo)動(dòng)作防止 在鍵合線保護(hù)器100移至對準(zhǔn)時(shí)鍵合線保護(hù)器100的一些部分與鍵合線相 碰撞和損壞鍵合線。當(dāng)鍵合線保護(hù)器100完全與微電子器件組件118配對 時(shí)，腳106和108靠在基板120 (的引線框124)的表面上以穩(wěn)定該結(jié)構(gòu) 使其不做不希望的移動(dòng)。腳106和108的凸起部分還用作限位器，從而在 鍵合線保護(hù)器100完全與微電子器件組件118配對時(shí)與基板120的一些部 分鄰接。
在一些實(shí)施例中，也可以替代上述機(jī)械配對部件而使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?或者除了上述機(jī)械配對部件之外還使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿詫㈡I合線保護(hù)器 100緊固到微電子器件組件118。注意，盡管在該示例性實(shí)施例中，鍵合 線保護(hù)器100附接到安裝核心125，但是在其他實(shí)施例中，鍵合線保護(hù)器 可附接到基板的任何其他元件或部分。
在該示例性實(shí)施例中，兩個(gè)這種鍵合線保護(hù)器100和100'被附接到基 板120的相對邊緣，以相應(yīng)地保護(hù)相對的鍵合線陣列116和116'，如圖6-IO所示。注意，陣列116和116'的各鍵合線分別被腔114和114'覆蓋或者分別半封在腔114和114'內(nèi)。盡管在該示例性實(shí)施例中，鍵合線保護(hù)器 100和100'幾乎完全遮蔽或者保護(hù)鍵合線陣列116和116'，但是在其他實(shí) 施例中，鍵合線保護(hù)器至少部分地覆蓋鍵合線也是合適的。
在圖6-10中可見，附接了鍵合線保護(hù)器100和100'的微電子器件組件 118保護(hù)鍵合線不受粗糙處理的不利影響。應(yīng)當(dāng)注意，鍵合線保護(hù)器100 和100'還用來保護(hù)半導(dǎo)體管芯122和其他元件不受諸如污垢和塵粒之類的 污染物的污染。
除了保護(hù)鍵合線不受損壞并保護(hù)鍵合線和其他區(qū)域不受污染物污染的 鍵合線保護(hù)器100之外，鍵合線保護(hù)器100的上壁102的平坦表面(flat surface)也可用作附加器件或輔助器件的安裝或承受表面。如圖ll所示， 在微電子器件組件118是光學(xué)收發(fā)器模塊的一部分的示例性實(shí)施例中，這 種附加器件可以是鏡頭組件130。本領(lǐng)域中已知，光學(xué)鏡頭常常被包括在 光學(xué)收發(fā)器模塊中，以在光學(xué)檢測器上聚焦由諸如VCSEL之類的光學(xué)發(fā) 送器所產(chǎn)生的光或者聚焦所接收的光。
如上所述，例如一些或全部管芯122可以是VCSEL。鏡頭組件130可 被安裝為使其相對邊緣在相應(yīng)鍵合線保護(hù)器100和IOO，的上壁102和102， 的平坦表面上，而鏡頭組件130的主體跨越微電子器件組件118的內(nèi)部。 在鍵合線保護(hù)器100和100'上支撐鏡頭組件130有利于將鏡頭組件130的 鏡頭(未示出)與VCSEL端口 (未示出)光學(xué)對準(zhǔn)。施加到上壁102和 102'的平坦表面的環(huán)氧樹脂或其他適當(dāng)粘合劑可用于將鏡頭組件130緊固 到鍵合線保護(hù)器100和100'。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂被布置在與VCSEL端口的光 軸垂直或正交的平面中，所以環(huán)氧樹脂固化所造成的力并不沿著試圖拉出 鏡頭組件130的鏡頭使其不與VCSEL端口光學(xué)對準(zhǔn)的方向上。還應(yīng)注 意，在鏡頭組件130覆蓋微電子器件組件118內(nèi)部的情況下，鍵合線保護(hù) 器100和100'與鏡頭組件130的組合還用來密封內(nèi)部使其不受污染物的污 染，在使用環(huán)氧樹脂或其他密封劑的情況下尤其如此。
還應(yīng)當(dāng)注意，在鍵合線保護(hù)器100和100'是透明的或者至少半透明的 實(shí)施例中，即使在鍵合線保護(hù)器100和100'己被附接到微電子器件組件 118之后，或者即使在鏡頭組件130或其他這種輔助器件已被附接之后，制造人員也可以在視覺上檢査鍵合線。
例如通過執(zhí)行圖12所示的方法可根據(jù)本發(fā)明來保護(hù)微電子器件的鍵 合線。如步驟132所示，首先在半導(dǎo)體管芯122和基板120之間形成鍵合 線陣列116。如本領(lǐng)域所熟知的，引線鍵合伴隨著用熱能或超聲能將非常 細(xì)微的線的一端鍵合到管芯122上的悍盤(未示出)，并將線的另一端鍵 合到基板120的導(dǎo)體(未示出)之一。
各種其他步驟可包括在該方法的一些實(shí)施例中。例如，如步驟134所 示，樹脂、粘合劑或其他材料可被施加到鍵合線保護(hù)器100的一部分或者 半導(dǎo)體器件組件U8的配對元件。該材料可用于將鍵合線保護(hù)器100粘合 到半導(dǎo)體器件組件118的配對部分，以封裝鍵合線或者用于其他適當(dāng)目 的。例如，材料可被施加到內(nèi)部或腔114以封裝鍵合線，或者施加到上壁 102的表面以粘附鏡頭組件130。
如步驟136所示，然后以至少部分地覆蓋鍵合線陣列116的方位來附 接鍵合線保護(hù)器100。在要保護(hù)兩個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)的鍵合線陣列的實(shí)施例 中，可以附接兩個(gè)或更多個(gè)這樣的鍵合線保護(hù)器。如圖6-10所最佳示出 的，陣列116和116'的鍵合線因此分別封在腔114和114'內(nèi)。
如步驟138所示，在施加粘合劑或其他材料的實(shí)施例中，這些材料可 被固化以使其變硬或者使之固定。在鍵合線保護(hù)器100是透明的或者能以 其它方式透過紫外(UV)光的實(shí)施例中，材料可以是可由UV光固化的樹 脂或環(huán)氧樹脂。注意，在環(huán)氧樹脂和鍵合線保護(hù)器100足夠透明或清澈的 實(shí)施例中，可在視覺上檢查鍵合線。
如步驟140所示，在一些實(shí)施例中，輔助器件可被安裝在一個(gè)或多個(gè) 鍵合線保護(hù)器100上。如上所述，在該示例性實(shí)施例中，鏡頭組件130被 安裝在兩個(gè)鍵合線保護(hù)器100和100，之間。盡管在該示例性實(shí)施例中，該 輔助器件是鏡頭組件，但是在其他實(shí)施例中，也可以是任何其他適當(dāng)類型 的器件。
任何適當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)步驟也可被包括，例如將整個(gè)組件安裝在適當(dāng)?shù)氖瞻l(fā) 器模塊封裝或機(jī)殼中。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，并非所有實(shí)施例都需要包括所 有上述步驟。例如， 一些實(shí)施例不包括步驟134、 138和140中的一些或
9全部。此外，除非以其他方式明確聲明，否則可按任何適當(dāng)順序執(zhí)行歩 驟。
以上描述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)說明性實(shí)施例。然而，將會(huì)了解，本 發(fā)明由所附權(quán)利要求限定，且不限于所描述的具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)微電子器件的鍵合線的方法，包括將半導(dǎo)體管芯的焊盤引線鍵合到安裝有該管芯的基板的一部分的電連接件上，以形成細(xì)長的鍵合線陣列；以及將細(xì)長的鍵合線保護(hù)器沿著所述鍵合線陣列附接到所述微電子器件，以至少部分地覆蓋所述鍵合線。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，附接細(xì)長的鍵合線保護(hù)器的步驟 包括將所述鍵合線保護(hù)器的部件與所述基板的配對部件相嚙合。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，嚙合步驟包括使所述鍵合線保護(hù) 器的部件扣合到所述基板的配對部件。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述鍵合線保護(hù)器的承受表面 上安裝器件。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，安裝器件的步驟包括以光學(xué)組件 在所述基板上從一個(gè)鍵合線保護(hù)器到另一個(gè)鍵合線保護(hù)器延伸的方位，在 多個(gè)鍵合線保護(hù)器的相應(yīng)接收表面上安裝該器件。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述鍵合線保護(hù)器的溝道中提 供粘合劑。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括使光照射在所述鍵合線保護(hù)器的 透光外表面上以光學(xué)地使所述溝道中的粘合劑固化。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過所述鍵合線保護(hù)器的清澈壁 來在視覺上檢査所述鍵合線。
9. 一種微電子器件組件，包括 基板；安裝在所述基板上的半導(dǎo)體管芯；在所述半導(dǎo)體管芯的焊盤與所述基板的一部分的電連接件之間的細(xì)長 的鍵合線陣列；以及沿著所述鍵合線陣列延伸并且至少部分地覆蓋所述鍵合線的細(xì)長的鍵 合線保護(hù)器。
10. 如權(quán)利要求9所述的微電子器件組件，其中，所述鍵合線保護(hù)器 由透光材料制成。
11. 如權(quán)利要求10所述的微電子器件組件，其中，所述鍵合線保護(hù)器 是透明的。
12. 如權(quán)利要求9所述的微電子器件組件，其中，所述鍵合線保護(hù)器 具有沿著其長度方向延伸的腔。
13. 如權(quán)利要求9所述的微電子器件組件，其中，所述鍵合線保護(hù)器 具有可與所述基板的配對部件配對的嚙合部件。
14. 如權(quán)利要求13所述的微電子器件組件，其中，所述嚙合部件是扣 合嚙合件。
15. 如權(quán)利要求9所述的微電子器件組件，其中，所述鍵合線保護(hù)器 具有沿著其長度方向延伸的外壁、與該外壁共同延伸的上壁以及至少部分 地由所述上壁和所述外壁限定的內(nèi)部，所述內(nèi)部限定了布置所述鍵合線的 溝道。
16. 如權(quán)利要求15所述的微電子器件組件，其中，所述鍵合線保護(hù)器 的上壁具有基本平坦的表面。
17. 如權(quán)利要求16所述的微電子器件組件，還包括至少部分地安裝在 鍵合線保護(hù)器的上壁上的器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了鏡頭支撐件和鍵合線保護(hù)器。一種鍵合線保護(hù)器沿著微電子器件的邊緣具有與細(xì)長的鍵合線陣列相對應(yīng)的細(xì)長的形狀，鍵合線將半導(dǎo)體管芯與基板上的電導(dǎo)體相連接。在制造具有鍵合線保護(hù)的微電子器件時(shí)，首先以傳統(tǒng)方式形成鍵合線。然后以沿著鍵合線陣列延伸的方位將鍵合線保護(hù)器附接到該器件，以至少部分地覆蓋鍵合線。
文檔編號H01L21/60GK101625988SQ200910146249
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者大衛(wèi)·J·K·麥都卡夫特 申請人:安華高科技光纖Ip(新加坡)私人有限公司