本案涉及一種光電模組及其制造方法，尤其涉及可應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝中的光電模組及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)與行動(dòng)通信的快速發(fā)展，大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笠搽S的到來，而通過電子信號來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其速度似乎已達(dá)瓶頸，因此在數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓歉缮线\(yùn)用光信號來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸已成未來的趨勢。請參見圖1，其是光發(fā)射接收器的公知功能方塊示圖，光發(fā)射接收器1中經(jīng)由等化模組(Equalization module)11來降低電子信號的衰減(attenuation)與抖動(dòng)(jitter)，然后電子信號再通過由激光驅(qū)動(dòng)器(Laser Driver)120、激光光源121、監(jiān)視用檢光器(MPD，Monitor PhotoDiode)122與自動(dòng)增益控制器(Automatic Gain Controller；AGC)123所構(gòu)成的光傳送器12的轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生帶有大量信息的光信號，光信號經(jīng)由光纖13被傳送到光接收器14，而光接收器14主要由光檢測器141、轉(zhuǎn)阻放大器142(TransImpedence Amplifier,簡稱TIA)、時(shí)鐘脈沖及數(shù)據(jù)回復(fù)電路(Clock and Data Recovery,簡稱CDR)143以及預(yù)加強(qiáng)(Pre-emphasis)電路144來組成，用以將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娮有盘柡笤佥敵觥?/p>

再請參見圖2，其是將上述光發(fā)射接收器1以硅光學(xué)平臺(Silicon Optical Bench,SiOB)為基礎(chǔ)所完成的主動(dòng)式光纜(Active Optical Cable，簡稱AOC)結(jié)構(gòu)示意圖，其中以其上完成有等化模組(Equalization module)11與其他相關(guān)電路(例如圖1中的激光驅(qū)動(dòng)器120、監(jiān)視用檢光器122與自動(dòng)增益控制器123)的集成電路芯片20是用以發(fā)出載有數(shù)據(jù)的電子信號，通過外部金屬線201與硅光學(xué)平臺(Silicon Optical Bench,SiOB)21上的傳輸線(transmission line)211的傳送，載有數(shù)據(jù)的電子信號將被送入激光光產(chǎn)生器22來產(chǎn)生光信號，而激光光產(chǎn)生器22可由圖1中的激光光源121所 構(gòu)成，而以垂直共振腔面射型激光(vertical cavity surface emitting laser,簡稱VCSEL)所完成的激光光產(chǎn)生器22所產(chǎn)生的激光光信號經(jīng)由硅光學(xué)平臺(Silicon Optical Bench,SiOB)21上的45度反射面210來反射至光纖23，接著被傳送到另一個(gè)硅光學(xué)平臺25，通過其45度反射面250來導(dǎo)入光檢測器141，而圖1中的轉(zhuǎn)阻放大器142(TransImpedence Amplifier,簡稱TIA)、時(shí)鐘脈沖及數(shù)據(jù)回復(fù)電路(Clock and Data Recovery,簡稱CDR)143以及預(yù)加強(qiáng)(Pre-emphasis)電路144是可完成于集成電路芯片26中。通過外部金屬線261與硅光學(xué)平臺(Silicon Optical Bench,SiOB)25上的傳輸線(transmission line)251，集成電路芯片26與硅光學(xué)平臺25的傳輸線251是可完成電性連接。

但是當(dāng)市場需求提升到更高速的傳輸速度(由10Gbps提升到40～100Gbps)時(shí)，上述以垂直共振腔面射型激光(vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)為主體的技術(shù)手段，將受限于激光光源121與激光驅(qū)動(dòng)器120的價(jià)格昂貴且技術(shù)尚不成熟而改以互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，以下簡稱CMOS)光子平臺(PHOTONICS platform)平臺技術(shù)來完成。互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺是利用CMOS工藝技術(shù)在同一硅基板來完成圖1中所示光發(fā)射接收器1的大部分元件，主要不同處之一是在于將原本的激光驅(qū)動(dòng)器(Laser Driver)120與激光光源121改以如圖3所示的馬赫-曾德爾干涉儀(Mach–Zehnder Interferometer，簡稱MZI)調(diào)制器來完成。

由圖3可以看出，在典型的MZI調(diào)制器內(nèi)，輸入波導(dǎo)30被分成上方波導(dǎo)31與下方波導(dǎo)32。在不加電壓時(shí)，光又被耦合在一起形成輸出波導(dǎo)33，并產(chǎn)生一個(gè)‘開啟’信號。當(dāng)施加合適的電壓到相位延遲器35時(shí)，該電壓就改變了波導(dǎo)折射率，使得上方波導(dǎo)31路徑中的光產(chǎn)生半個(gè)波長(或相位180°)的延遲。在這種情況下，這兩個(gè)路徑光的能量將互相抵消，因而產(chǎn)生‘關(guān)閉’信號。如此一來，只需控制相位延遲器35的動(dòng)作便可以讓持續(xù)發(fā)光的激光光源產(chǎn)生開啟與關(guān)閉的效果，而不需要直接控制激光光源的亮滅，因此可以大幅降低電路的復(fù)雜程度并增加傳輸?shù)乃俣取?/p>

如圖4所示，其是互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺的剖面構(gòu)造示意圖，其是于硅基板4上完成有光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)40、光柵結(jié)構(gòu)41、晶體管結(jié)構(gòu) 42以及調(diào)制器結(jié)構(gòu)43。其中該光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)40中完成有用以導(dǎo)入外部激光光源以及將調(diào)制完成的光信號輸出至外部光纖的過程中所需的各種元件(本圖未能示出)，例如光輸入納米錐(NANOTAPER)、光分歧器(splitters)、光濾波器(filters)以及光耦合器(couplers)以及光輸出納米錐等元件。光柵結(jié)構(gòu)41主要用以完成布拉格光柵(Bragg Grating)，晶體管結(jié)構(gòu)42則用以完成相位移器(phase shifter)以及波導(dǎo)檢測器(waveguide detector)等元件，至于調(diào)制器結(jié)構(gòu)43則是可以用來完成如圖3所示的MZI調(diào)制器。

請參見圖5，其為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺51與邊射型激光光源52通過中介層(Interposer)50來進(jìn)行封裝的公知構(gòu)造示意圖，其方法主要是將邊射型激光光源52設(shè)置在一個(gè)承載基板(sub-mount)53上，然后在設(shè)計(jì)上讓處于外部的邊射型激光光源52的出光口的高度與互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺51的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(本圖未示出)中的光輸入端的高度位置一致。但由于邊射型激光光源52的光信號520主要是通過狹縫繞射而經(jīng)由準(zhǔn)直器(collimator，圖未示出)、隔離器(isolator，圖未示出)以及聚焦透鏡(focus lens，圖未示出)來耦合至互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺51的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，而通過主動(dòng)對準(zhǔn)的技術(shù)手段來對聚焦透鏡進(jìn)行調(diào)整，在進(jìn)行對準(zhǔn)組裝時(shí)，邊射型激光光源52必需持續(xù)操作產(chǎn)生光信號520，同時(shí)以圖像處理等方法實(shí)際檢測耦合效果，再以回授控制找到最佳組裝位置，進(jìn)而可使光信號耦合至圖4中光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)40的效果達(dá)到最佳化。而上述主動(dòng)對準(zhǔn)的技術(shù)手段對于組裝誤差值的要求，在三個(gè)軸向上皆約為+/-4微米(μm)左右，否則過大的位移誤差將無法讓光信號耦合至光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)40的光耦合效率達(dá)到要求。而在現(xiàn)今的技術(shù)中，對于X軸、Y軸上的位移誤差是屬于比較容易控制的部分，但是在Z軸上，也就是高度上的誤差是現(xiàn)今的技術(shù)比較難掌握的部分。此外，光電元件必需通電流操作，組裝設(shè)備必需要有額外的供電及檢偵電路，所以組裝設(shè)備昂貴且復(fù)雜，其對準(zhǔn)時(shí)間較長更不利批量生產(chǎn)。由于中介層(Interposer)50與互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺51間的焊接層501厚度變異以及中介層(Interposer)50與互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺51本身厚度變異所共同造成的誤差，再加上邊射型激光光源52以及承載基板(sub-mount)53厚度變異所造成的誤差，累積起來的組裝誤差就極可能大于+/-4微米(μm)， 而如何改善此一缺失，為發(fā)展本案的主要目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

故本案主要是改善公知組裝技術(shù)誤差過大的缺失，通過構(gòu)造上與工藝上的巧思來提升組裝橫的精確度，使得良率大幅提升。

本發(fā)明主要目的在于提供一種光電模組，其包含：一中介層基底，其同一表面上包含一第一凹槽與一第二凹槽；一接合材料層，填充于該第一凹槽中與該第二凹槽中；一第一光電元件，置放在該第一凹槽中并通過該接合材料層接合至該中介層基底，該第一光電元件的一側(cè)面發(fā)出或通過一光信號；以及一第二光電元件，置放在該第二凹槽中并通過該接合材料層接合至該中介層基底，該第二光電元件的一側(cè)面是朝向于該第一光電元件的該側(cè)面，用以耦合接收該第一光電元件的該側(cè)面所發(fā)出或通過的該光信號。

于一實(shí)施例中，該中介層基底為一硅中介層基底。

于一實(shí)施例中，該中介層基底包含：

一接線墊，設(shè)置于該中介層基底的一表面，且通過一金屬線與該第一光電元件或該第二光電元件的一接腳電性連接；

一模組接腳，設(shè)置于該中介層基底的另一表面；以及

一層間結(jié)構(gòu)，電性連接該模組接腳與該接線墊。

于一實(shí)施例中，該第一光電元件為一光信號發(fā)射源的光電元件，該第二光電元件為一光電芯片的光電元件，該光信號發(fā)射源的光電元件發(fā)出的該光信號是平行于該中介層基底的表面，而該第一光電元件的發(fā)光點(diǎn)水平高度等于該第二光電元件的受光點(diǎn)水平高度。

于一實(shí)施例中，還包含第三光電元件，設(shè)置于該第一光電元件與該第二光電元件之間。

于一實(shí)施例中，該第一光電元件及該第二光電元件為激光二極管、發(fā)光二極管、光檢測器、光電芯片、聚光鏡片、分光器、光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、光隔離器、光準(zhǔn)直器或光纖連接器。

于一實(shí)施例中，該第一凹槽中該接合材料層的厚度與該第二凹槽中該接合材料層的厚度不相等。

于一實(shí)施例中，該第一光電元件的一第一厚度與該第二光電元件的一第二厚度不同。

于一實(shí)施例中，該第一光電元件的一第一光信號對凖處距離該第一光電元件的頂部表面為第一長度，該第二光電元件的的第二光信號對凖處距離該第二光電元件的頂部表面為第二長度，且該第一長度實(shí)質(zhì)上等于該第二長度。

于一實(shí)施例中，該接合材料層為一合金焊料材料、銀膠、環(huán)氧樹脂、非導(dǎo)電膠或紫外線固化膠。

本案的另一方面為一種光電模組制造方法，其包含下列步驟：提供一中介層基底，其同一表面上包含一第一凹槽與一第二凹槽；于該第一凹槽中與該第二凹槽中填充一接合材料層；將一第一光電元件置放在該第一凹槽中并通過該接合材料層接合至該中介層基底，其中該第一光電元件的一側(cè)面的一第一光信號對凖處發(fā)出或通過一光信號，該第一光信號對凖處距離該第一光電元件的頂部表面為第一長度；以及將一第二光電元件置放在該第二凹槽中并通過該接合材料層接合至該中介層基底，其中該第二光電元件的一側(cè)面的一第二光信號對凖處是朝向于該第一光電元件的該側(cè)面，該第二光信號對凖處距離該第二光電元件的頂部表面為第二長度，并使該第一光電元件的該第一光信號對凖處水平高度等于該第二光電元件的該第二光信號對凖處水平高度，用以耦合接收該第一光電元件的該第一光信號對凖處所發(fā)出或通過的該光信號。

于一實(shí)施例中，是使用一治具來置放該第一光電元件至該第一凹槽中，該治具設(shè)置有一空腔來容置該第一光電元件，且該治具接觸至該中介層基底時(shí)，使得該空腔內(nèi)部與該第一光電元件的頂部表面間的接觸面與該中介層基底間形成一第一距離，亦使用該治具來置放該第二光電元件至該第二凹槽中，該空腔來容置該第二光電元件，且該治具接觸至該中介層基底時(shí)，使得該空腔內(nèi)部與該第二光電元件的頂部表面間的接觸面與該中介層基底間形成一第二距離，該第一距離等于該第二距離，用以使該第一光電元件的該第一光信號對凖處點(diǎn)水平高度等于該第二光電元件的該第二光信號對凖處水平高度。

于一實(shí)施例中，是使用一第一治具來置放該第一光電元件至該第一凹 槽中，該第一治具設(shè)置有一第一空腔來容置該第一光電元件，且該第一治具接觸至該中介層基底時(shí)，使得該第一空腔內(nèi)部與該第一光電元件的頂部表面間的接觸面與該中介層基底間形成一第一距離，另使用一第二治具來置放該第二光電元件至該第二凹槽中，該第二治具設(shè)置有一第二空腔來容置該第二光電元件，且該第二治具接觸至該中介層基底時(shí)，使得該第二空腔內(nèi)部與該第二光電元件的頂部表面間的接觸面與該中介層基底間形成一第二距離，該第一距離與該第二距離的差值差值實(shí)質(zhì)上等于該第一長度與該第二長度的差值，或?qū)嵸|(zhì)上等于該第一長度與該第二長度的差值加上一治具深度，用以確保該第一光電元件的該第一光信號對凖處水平高度等于該第二光電元件的該第二光信號對凖處水平高度。

于一實(shí)施例中，使用該第一治具來置放該第一光電元件至該第一凹槽中時(shí)，該第一治具的一底部結(jié)構(gòu)容置于該中介層基底中具有該治具深度的一治具槽。

于一實(shí)施例中，將該第一光電元件置放在該第一凹槽中并通過該接合材料層接合至該中介層基底的步驟中，是對該接合材料層進(jìn)行加熱回焊或固化，將該第二光電元件置放在該第二凹槽中并通過該接合材料層接合至該中介層基底的步驟中，是對該接合材料層進(jìn)行加熱回焊或固化。

于一實(shí)施例中，該中介層基底為一硅中介層基底，該接合材料層為一合金焊料材料、銀膠、環(huán)氧樹脂、非導(dǎo)電膠或紫外線固化膠。

附圖說明

圖1是光發(fā)射接收器的公知功能方塊示圖。

圖2是將上述光發(fā)射接收器以硅光學(xué)平臺為基礎(chǔ)所完成的主動(dòng)式光纜結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是馬赫-曾德爾干涉儀調(diào)制器的功能方塊示意圖。

圖4是互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺的公知剖面構(gòu)造示意圖。

圖5是互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺與邊射型激光光源通過中介層來進(jìn)行封裝的公知構(gòu)造示意圖。

圖6A～6C是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于光電模組的制造方法示意圖。

圖7是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于光電模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8，其是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于一種光電模組的另一制造方法示意圖。

圖9是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于光電模組的再一種制造方法示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

光發(fā)射接收器 1

等化模組 11

激光驅(qū)動(dòng)器 120

激光光源 121

監(jiān)視用檢光器 122

自動(dòng)增益控制器 123

光傳送器 12

光纖 13

光接收器 14

光檢測器 141

轉(zhuǎn)阻放大器 142

時(shí)鐘脈沖及數(shù)據(jù)回復(fù)電路 143

預(yù)加強(qiáng)電路 144

集成電路芯片 20

外部金屬線 201

硅光學(xué)平臺 21

傳輸線 211

激光產(chǎn)生器 22

45度反射面 210

光纖 23

硅光學(xué)平臺 25

45度反射面 250

集成電路芯片 26

外部金屬線 261

傳輸線 251

輸入波導(dǎo) 30

上方波導(dǎo) 31

下方波導(dǎo) 32

輸出波導(dǎo) 33

相位延遲器 35

硅基板 4

光波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 40

光柵結(jié)構(gòu) 41

晶體管結(jié)構(gòu) 42

調(diào)制器結(jié)構(gòu) 43

邊射型激光光源 52

承載基板 53

互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺 51

光信號 520

中介層 50

焊接層 501

中介層基底 60

表面 600

第一凹槽 601

第二凹槽 602

接合材料層 603

第一光電元件 61

第二光電元件 62

側(cè)面 610

側(cè)面 620

發(fā)光點(diǎn) 6100

頂部表面 611

受光點(diǎn) 6200

頂部表面 621

治具 69

空腔 690

底部結(jié)構(gòu) 69a,69b,69c,91a,91b,92a,92b

信號 680

治具槽 600a

第一長度 d1

第二長度 d2

第一距離 T1

第二距離 T2

第一治具 71,91

第一空腔 710,910

第二治具 72,92

第二空腔 720,920

底部結(jié)構(gòu) 71a,71b

底部結(jié)構(gòu) 72a,72b

第一厚度 K1

第二厚度 K2

光電模組 8

中介層基底 80

第一凹槽 801

第二凹槽 802

接合材料層 803

第一光電元件 81

第二光電元件 82

側(cè)面 820

側(cè)面 810

上表面 800

發(fā)光點(diǎn) 8100

受光點(diǎn) 8200

光信號 880

模組接腳 85,85a,85b

接線墊 88a,88b

金屬線 89a,89b

球狀焊料 86

層間結(jié)構(gòu) 87a,87b

下表面 800b

接腳 81a,82b

系統(tǒng)PCB主板 90

接線墊 901

治具深度 V1

第三距離 T3

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本案特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本案能夠在不同的樣態(tài)上具有各種的變化，其皆不脫離本案的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本案。

請參見圖6A～6C，其是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于一種光電模組(裝置)的制造方法示意圖，其中主要包含下列步驟：首先，圖6A中表示出本案是提供一中介層基底60，并于其同一表面600完成有至少包含有第一凹槽601與第二凹槽602的凹槽結(jié)構(gòu)，并于凹槽結(jié)構(gòu)中填充有接合材料層603。其中，有第一凹槽601與第二凹槽602的凹槽結(jié)構(gòu)可以是矩形、U形或V形等形狀的凹槽結(jié)構(gòu)，而上述中介層基底60可以是常見的硅中介層基底或是其他可于芯片封裝工藝中使用的中介層基底，例如玻璃或陶瓷材質(zhì)。至于接合材料層603則可以使用任何可以因應(yīng)光電元件置入的壓力而有厚度調(diào)整空間的材料，即在未固化時(shí)可隨壓力形變的軟性材質(zhì)，合理來說，利用常見的合金焊料材料、銀膠、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、非導(dǎo)電膠、紫外線固化膠等接合劑便可以來完成，常見的合金焊料材料可以是錫金合金材料、錫銀銅合金材料、錫銀合金材料、銅錫合金材料、鉛 錫合金材料、金錫合金材料、錫鈷合金材料、錫鉍合金材料、錫鋅合金材料、錫鎳合金材料、鋁錫合金材料，若選用金屬型的接合材料可以具有較佳的散熱效果，使光電元件溫度降低。而由于第一凹槽601與第二凹槽602的凹槽結(jié)構(gòu)可以利用半導(dǎo)體工藝中的光刻蝕刻工藝來完成定義，因此其精確度可以相當(dāng)高，有利于最后光耦合的效率。

接著請參見圖6B，將第一光電元件61置放在該第一凹槽601中并通過該接合材料層603接合至該中介層基底60，以及將第二光電元件62置放在該第二凹槽602中并通過該接合材料層603接合至該中介層基底60，其中該第一光電元件61的一側(cè)面610的發(fā)光點(diǎn)6100可發(fā)出或通過一光信號680，而該第二光電元件62的一側(cè)面620的受光點(diǎn)6200是朝向于該第一光電元件的該側(cè)面610，便可用以耦合接收該第一光電元件61的該側(cè)面610所發(fā)出的該光信號680。而本實(shí)施例是先假設(shè)第一光電元件61與該第二光電元件62的厚度預(yù)設(shè)值差不多，只要誤差范圍小于第一凹槽601與第二凹槽602的深度，而且發(fā)光點(diǎn)6100距離第一光電元件61的頂部表面611的第一長度d1與受光點(diǎn)6200距離第二光電元件62的頂部表面621的第二長度d2是一致的情況下來進(jìn)行，如此一來，在本實(shí)施例中，只要使該中介層基底60的表面600到該第一光電元件61的頂部表面611的第一距離T1可以等于該中介層基底60的表面600到該第二光電元件62的頂部表面621的第二距離T2，便可以確保第一光電元件61的發(fā)光點(diǎn)6100的水平位置高度與第二光電元件62的受光點(diǎn)6200的水平位置高度是一致(對準(zhǔn)高度h)，達(dá)到自動(dòng)地被動(dòng)式對準(zhǔn)(passive alignment)的功效，進(jìn)而讓第一光電元件發(fā)出或通過的光信號680耦合至第二光電元件中光波傳導(dǎo)或光耦合的效率達(dá)到要求。

第一光電元件61或第二光電元件62，其功能可以是處理光電信號，例如電信號與光信號之間的轉(zhuǎn)換，光信號的調(diào)制、聚光、分光、導(dǎo)光、導(dǎo)直(collimating)、濾光、光耦合等。將電信號轉(zhuǎn)換為光信號的發(fā)光式光電元件可以是激光二極管(Laser Diode)、發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)，其樣式為面射型(Surface Emitting)或邊射型(Edge-Emitting)。將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的光檢測式光電元件，即光檢測器(photodetector)，可以是半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的光二極管(photo diode)，例如p-n接面二極管、p-i-n 二極管，或是雪崩型光二極管(avalanche photo diode)。另外金屬-半導(dǎo)體-金屬(Metal-Semiconductor-Metal,MSM)光檢測器，或是利用材料在照光時(shí)電阻值會(huì)改變的光導(dǎo)體(photoconductor)也可以是光檢測式光電元件。

光信號的調(diào)制、聚光、分光、導(dǎo)光、導(dǎo)直(collimating)、濾光、光耦合等功能可以由光電芯片(photonics IC)、聚光鏡片、分光器(optical splitter)、光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(waveguide)、光隔離器(optical isolator)、光準(zhǔn)直器(collimator)、光纖連接器(fiber connector)等光電元件實(shí)現(xiàn)。光電裝置或光電模組中一般會(huì)有光信號的發(fā)送及接收兩個(gè)功能，其功能分別是發(fā)送具有數(shù)據(jù)的光信號及接收具有數(shù)據(jù)的光信號，其中最易受元件對準(zhǔn)狀況影響的是發(fā)送光信號的相關(guān)光電元件。例如：激光二極管產(chǎn)生的光源依序會(huì)經(jīng)由鏡片式的光準(zhǔn)直器將激光二極管產(chǎn)生的散射光導(dǎo)直，接著由光隔離器慮光，聚光鏡片聚光，之后由光電芯片調(diào)制及分光產(chǎn)生具有大量信息的多個(gè)光信號(多通道)，最后經(jīng)由光纖連接器與外部光纖耦合，將具有大量信息的多個(gè)光信號傳送到模組外部的光纖。本案技術(shù)可應(yīng)用在每一個(gè)光電元件的對準(zhǔn)，元件對準(zhǔn)狀況的影響主要因素在于光電芯片與發(fā)光式光電元件，下列實(shí)施例中，第一光電元件61為發(fā)光式光電元件，第二光電元件62為光電芯片，且以本案技術(shù)對準(zhǔn)時(shí)，可以使光電模組達(dá)到較好光波傳導(dǎo)效率或光耦合效率。

于是乎，本實(shí)施例是提供一個(gè)其剖面如圖所示的治具69，該治具69設(shè)置有一空腔690來容置該第一光電元件61或第二光電元件62，當(dāng)使用該治具69接合該第一光電元件61來置放至該第一凹槽601時(shí)，該治具69會(huì)頂住該第一光電元件61向下擠壓接合材料層603形變，直到該治具69的至少一底部結(jié)構(gòu)69a,69b,69c(例如外緣底部結(jié)構(gòu)69a,69c)接觸至該中介層基底60的表面600，接合材料層603才會(huì)停止形變，使得該治具69設(shè)置有一空腔690內(nèi)部與該第一光電元件61的頂部表面611間的接觸面與該中介層基底60的表面600間確定形成一固定距離(第一距離T1)。于是，若亦使用該治具69來接合該第二光電元件62置放至該第二凹槽602時(shí)，該空腔690內(nèi)部與該第二光電元件62的頂部表面621間的接觸面與該中介層基底60的表面600間將可確定形成一固定距離(第二距離T2)， 且上述兩個(gè)固定距離為相等(T1＝T2)。而治具69與第一光電元件61或第二光電元件62的接合與脫離可以真空吸引的技術(shù)來完成，當(dāng)然也可以采用其它技術(shù)手段來完成上述需求，例如電磁力吸引等等。而上述物件的誤差可以利用接合材料層603的厚度變化來加以吸收其可能的變異。也就是說，當(dāng)?shù)谝还怆娫?1置放至第一凹槽601以及第二光電元件62置放至該第二凹槽602的時(shí)候，可以通過加熱回焊(reflow)、快速加熱固化(snap cure)或是紫外線固化(UV cure)等工藝來使接合材料層603進(jìn)行厚度調(diào)整后能快速達(dá)到定位及固定，最后完成所需的高度調(diào)整。

另外，也可是使用兩個(gè)不同的治具來進(jìn)行上述的封裝作業(yè)，如圖6C所示，其中是使用第一治具71來置放該第一光電元件61至該第一凹槽601中，該第一治具71設(shè)置有一第一空腔710來容置該第一光電元件61時(shí)，該第一治具71會(huì)頂住該第一光電元件61向下擠壓接合材料層603形變，直到該第一治具71的至少一底部結(jié)構(gòu)71a,71b接觸至該中介層基底60的表面600，接合材料層603才會(huì)停止形變，使得該第一空腔710內(nèi)部與該第一光電元件61的頂部表面611間的接觸面與該中介層基底60的表面600間固定形成一第一距離T1，另使用一第二治具72來置放該第二光電元件62至該第二凹槽602中，該第二治具72設(shè)置有一第二空腔720來容置該第二光電元件62時(shí)，該第二治具72會(huì)頂住該第二光電元件62向下擠壓接合材料層603形變，直到該第二治具72的至少一底部結(jié)構(gòu)72a,72b接觸至該中介層基底60的表面600，接合材料層603才會(huì)停止形變，使得該第二空腔720內(nèi)部與該第二光電元件62的頂部表面621間的接觸面與該中介層基底60的表面600間固定形成一第二距離T2。而當(dāng)上述假設(shè)第一光電元件61的發(fā)光點(diǎn)6100(第一光信號對凖處)距離第一光電元件61的頂部表面611的第一長度d1與該第二光電元件62的受光點(diǎn)6200(第二光信號對凖處)距離第二光電元件62的頂部表面621的第二長度d2是一致的時(shí)候(d1＝d2)，當(dāng)然該第一距離T1是預(yù)設(shè)為等于該第二距離T2(T1＝T2)，意即讓兩者的差值趨近于零。但是在一些實(shí)施例中，在第一光電元件61的第一厚度K1與該第二光電元件62的第二厚度K2彼此不同(K1≠K2)下，不論是第一長度d1與第二長度d2一致或是第一長度d1與第二長度d2不相等的狀況，，通過精確控制第一空腔710與第二空腔 720的深度，使第一距離T1與第二距離T2的的差值實(shí)質(zhì)上等于第一長度d1與第二長度d2的差值，意即讓兩者差值一樣，即可確保完成封裝的光電模組中光電元件發(fā)光點(diǎn)的位置高度與受光點(diǎn)的水平位置高度對準(zhǔn)，進(jìn)而讓第一光電元件或通過發(fā)出的光信號680耦合至第二光電元件中的光波傳導(dǎo)效率或光耦合效率達(dá)到要求。而上述第一光電元件61可以是常見的邊射型激光光源，可以通過狹縫繞射而經(jīng)由準(zhǔn)直器、隔離器以及聚焦透鏡來微幅調(diào)整其出光角度，而第二光電元件62則可以是金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺，其受光點(diǎn)6200便可以是金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺中的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

而通過上述兩種實(shí)施例所完成的光電模組則如圖7所示的結(jié)構(gòu)示意圖，其中該光電模組8包含有中介層基底80，其同一表面上包含一第一凹槽801與一第二凹槽802，而接合材料層803填充于該第一凹槽801中與該第二凹槽802中，至于第一光電元件81，置放在該第一凹槽801中并通過該接合材料層803接合至該中介層基底80，而第二光電元件82則置放在該第二凹槽802中并通過該接合材料層803接合至該中介層基底80，該第二光電元件82的一側(cè)面820是朝向于該第一光電元件81的該側(cè)面810，用以耦合接收該第一光電元件81的該側(cè)面810所發(fā)出或通過的一光信號880，通過該第一光電元件81的側(cè)面810發(fā)出或通過該光信號880。其中該第一光電元件81可以是一光信號發(fā)射源的光電元件，例如上述的邊射型激光光源，該第二光電元件82可以是一光信號接收的光電元件，例如上述的金屬氧化物半導(dǎo)體光子平臺，而該光信號發(fā)射源的光電元件發(fā)出或通過的該光信號880是平行于該中介層基底80的上表面800。上述接合材料層可以是合金焊料、銀膠、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、非導(dǎo)電膠、紫外線固化膠等接合劑，可以通過加熱回焊(reflow)、快速加熱固化(snap cure)或是紫外線固化(UV cure)等工藝來使接合材料層803可通過治具進(jìn)行厚度調(diào)整后迅速固化，最后完成所需的高度調(diào)整，在不同凹槽內(nèi)固化后的接合材料層803可以有不同的厚度，但可確保完成封裝的裝置中發(fā)光點(diǎn)8100的位置高度與受光點(diǎn)8200的水平位置高度對準(zhǔn)，進(jìn)而讓光信號880耦合至電光元件的光波傳導(dǎo)效率或光耦合效率達(dá)到要求。

于本實(shí)施例中，該光電模組8還包含有多個(gè)模組接腳85a,85b,85、接 線墊(pad)88a,88b、金屬線89a,89b以及球狀焊料86，且中介層基底80內(nèi)具有硅穿孔(Through Silicon Via,TSV)的層間結(jié)構(gòu)87a,87b。其中層間結(jié)構(gòu)87a,87b電性連接在下表面800b的模組接腳85,85a,85b與上表面800的接線墊(pad)88a,88b之間，球狀焊料86可以是錫、錫銀、錫銅等錫合金的焊料，在對準(zhǔn)壓合工藝之后，可進(jìn)行植球工藝，將球狀焊料86接合于每一個(gè)模組接腳85的下表面。于本實(shí)施例中，更可包含一打線工藝，將金屬線89a,89b電性連接在中介層基底80的接線墊88a,88b與光電元件81,82的接腳(pin)81a,82b之間，光電元件81,82的電性信號可以經(jīng)由金屬線89a,89b傳送到中介層基底80、中介層基底80上的其他元件(未圖示)或模組接腳85a,85b,85。該光電模組8焊接在系統(tǒng)PCB主板90時(shí)，該光電模組下表面的模組接腳85會(huì)對應(yīng)與系統(tǒng)PCB主板90的接線墊(pad)901連性接合。

請參見圖8，其是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于一種光電模組(裝置)的另一制造方法示意圖，不同于圖6C，于本實(shí)施例中，是先分別對應(yīng)放置第一光電元件61及第二光電元件62至第一凹槽601及第二凹槽602中后，再利用第一治具71對第一光電元件61向下擠壓接合材料層603形變，以及利用第二治具72對第二光電元件62向下擠壓接合材料層603形變。

請參見圖9，其是本案為改善公知技藝缺失所發(fā)展出來關(guān)于光電模組(裝置)的再一種制造方法示意圖，其是應(yīng)用于第一光電元件61及第二光電元件62不具有相同的厚度，因此第一厚度K1不等于第二厚度K2，第一長度d1也不等于第二長度d2。此外，兩個(gè)治具的高度也不相同，甚至在同一個(gè)第一治具91中的兩個(gè)底部結(jié)構(gòu)91a,91b的長度也不相同(第二治具92中的兩個(gè)底部結(jié)構(gòu)92a,92b的長度相同)，因此中介層基底60中還多了一個(gè)具一治具深度V1的治具槽600a來容納不同長度的底部結(jié)構(gòu)91b，使得第一治具91的第一距離T1、第二治具92的第二距離T2與第一治具91的第三距離T3也不相同。但是，T1＝d1+h；T2＝d2+h；T3＝d1+h+V1，其中對準(zhǔn)高度h＝T1-d1；h＝T2-d2；h＝T3-d1-V1。通過精確控制第一空腔910與第二空腔920的深度，使第一距離T1與第二距離T2的差值實(shí)質(zhì)上等于第一長度d1與第二長度d2的差值，或是第三距離T3與第二距離T2 的差值實(shí)質(zhì)上等于第一長度d1與第二長度d2的差值加上該治具深度V1，即可確保完成封裝的光電模組中光電元件發(fā)光點(diǎn)的位置高度與受光點(diǎn)的水平位置高度對準(zhǔn)，進(jìn)而讓第一光電元件發(fā)出或通過的光信號680耦合至第二光電元件中的光波傳導(dǎo)效率或光耦合效率達(dá)到要求。

綜上所述，本文提出的光電模組與光電模組制造方法，其所達(dá)成的功效增進(jìn)將可以改善公知手段誤差過大的問題，因?yàn)榘l(fā)光點(diǎn)8100在第一光電元件本身的位置高度變異通常在1.4微米范圍內(nèi)，而受光點(diǎn)8200在第二光電元件本身的水平位置高度變異通常在1.0微米范圍內(nèi)，所以發(fā)光點(diǎn)8100到受光點(diǎn)8200的水平位置高度變異將可被控制在1.4微米的范圍內(nèi)，相較公知手段的2.24～5.4微米的變異范圍，確實(shí)有大幅度的改善，而且也可以讓組裝時(shí)間從原先的1～2分鐘大幅縮短到約10秒。另外，本案得由熟知此技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護(hù)者。