阅读说明：本技术 一种光通信模块及其制造方法 (Optical communication module and manufacturing method thereof ) 是由 侯新飞 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种光通信模块及其制造方法。本发明的光通信模块选用铝质基板形成在光通孔侧壁和基板上下表面的多孔氧化铝层,该多孔氧化铝层作为吸光层,其具有多孔结构；且多孔结构连成多个通道,可以实现高效的散热。此外,在光通孔的侧壁上还具有导热性较差的金属反射层,提高光通过的同时,隔绝多孔氧化铝层中热量干扰,提高光通信的精确度。(The invention provides an optical communication module and a manufacturing method thereof. The optical communication module adopts an aluminum substrate to form porous alumina layers on the side wall of the optical through hole and the upper and lower surfaces of the substrate, and the porous alumina layers are used as light absorption layers and have porous structures; and the porous structure is connected into a plurality of channels, so that high-efficiency heat dissipation can be realized. In addition, still have the metal reflecting layer that the thermal conductivity is relatively poor on the lateral wall of light through-hole, when improving light and passing through, isolated porous alumina layer heat interference improves optical communication's accuracy.)

一种光通信模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装领域，具体涉及一种光通信模块及其制造方法。

背景技术

对于半导体封装，光通信模块可以实现小型化、多功能化以及低成本化，但是随着要集成度的不断提升，其产热效率，以及光传输质量都受到极大的限制。现有的光通信模块往往是将光电芯片与控制芯片、存储芯片、转化芯片等集成到同一PCB板上，然后再将其统一电连接至封装基板上，例如母板上。通常的，若光电芯片正对母板，则需要在母板上形成光通孔，以便于光通过。该种设置其光的准直性以及光的衰减都受到了很多的干扰，不利于光通信模块。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种光通信模块的制造方法，其包括以下步骤：

(1)提供一铝质基板，其包括相对的第一表面和第二表面；

(2)在所述铝质基板中形成相互连通的凹槽和通孔，其中，所述凹槽和通孔共同贯通所述铝质基板；

(3)利用阳极氧化在所述凹槽的侧壁上形成第一多孔氧化铝层，在所述通孔的侧壁上形成第二多孔氧化铝层；

(4)利用电镀工艺在所述第二多孔氧化铝层上形成一金属层；

(5)将光电芯片设置于所述凹槽中，且所述光电芯片的有源面正对所述通孔。

其中，步骤(3)还包括利用阳极氧化同时在所述第一表面上形成第三多孔氧化铝层以及在所述第二表面上形成第四多孔氧化铝层。

其中，所述第一至第四多孔氧化铝层中具有多个孔隙，多个孔隙相互连通构成多个通道。

其中，所述金属层包括铂(Pt)、锌(Zn)、铝锌合金中的一种。

其中，所述光电芯片设置于PCB板的背面，所述背面朝向所述铝质基板。

根据本发明的实施例，还包在所述第三多孔氧化铝层中形成开口，并在所述开口中形成焊球，所述PCB板通过所述焊球与所述铝质基板上的布线层电连接。

根据本发明的实施例，还包括其他芯片，其设置于所述PCB板的正面。

其中，所述金属层封闭所述第二多孔氧化铝的外表面的多个孔隙。

本发明还提供了一种光通信模块，其由上述的光通信模块的制造方法形成。

本发明的优点如下：

本发明的光通信模块选用铝质基板形成在光通孔侧壁和基板上下表面的多孔氧化铝层，该多孔氧化铝层作为吸光层，其具有多孔结构；且多孔结构连成多个通道，可以实现高效的散热。此外，在光通孔的侧壁上还具有导热性较差的金属反射层，提高光通过的同时，隔绝多孔氧化铝层中热量干扰，提高光通信的精确度。

附图说明

图1为本发明的光通信模块的剖面图；

图2-7为制造上述光通信模块的过程示意图。

具体实施方式

本技术将通过参考实施例中的附图进行描述，本技术涉及一种光通信模块，该光通信模块选择铝质基板作为母板结构，进行阳极氧化形成多孔氧化铝层进行吸光和散热，同时进行通孔侧面的电镀导热性较差的金属反射层，提高光的传输准确性。

可以理解的是，本技术可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。当然，提供这些实施例，为的是使本公开彻底且全面，并且将该技术充分地传达给本领域技术人员。的确，该技术旨在涵盖这些实施例的替代、修改和等同物，其包含在由所附权利要求所限定的技术的范围和精神内。此外，在本技术的以下具体描述中，大量特定的细节被提出，以便提供对本技术彻底的理解。但是，对本领域技术人员显而易见的是，本技术在没有这些特定的细节时是可以实现的。

本文所用的术语“顶部的”和“底部的”，上部的”和“下部的”以及“垂直的”和“水平的”和它们的各种形式，只作示例和说明的目的，并不意味着限定本技术的描述，因为提及的项目可以在位置和方向上交换。并且，这里所用的术语“大体上”和/或“大约”的意思是，指定的尺寸或参数在给定应用的可接受制造公差内是可以变化的。

首先参考图1，本发明的光通信模块其母板选择为铝质基板，即铝质基板10。该铝质基板10可以是具有微量掺杂(约小于5wt％)的铝质基板，其具有一定的厚度，例如5mm至7mm。该铝质基板10上下表面具绝缘层以及绝缘层上的布线层(未示出)，其可以是板状的长方形、多边形、圆形等形状。

所述铝质基板10包括上表面11和下表面12，在所述上表面11具有一凹槽13。该凹槽13为碗形，其开口孔径应大于光电芯片21的尺寸，以使得该光电芯片21可以放入所述凹槽13。在所述凹槽13的底部还具有一通孔14，该通孔14的孔径小于所述凹槽13的孔径，且所述凹槽13和通孔14共同贯通所述铝质基板10的上表面11和下表面12。其中，所述通孔14作为光通过的光通孔使用。

在所述上表面11、下表面12以及所述凹槽13和通孔14的侧壁上具有一层多孔氧化铝层15。该多孔氧化铝层15通过阳极氧化所述铝质基板10原位形成，其具有大致500-1000μm的厚度。该多孔氧化铝层15内部具有纳米或微米级的孔隙，该些孔隙使得所述多孔氧化铝层15可以吸收外界光或者光电芯片21的杂散光。此外，所述孔隙还相互连通以形成多个通道，该通道用于散热。

在本实施例中，所述下表面12位置处设置抽风机(未示出)，以使得下表面12处呈负压状态，多孔氧化铝层15中的空气由于气压差而从所述下表面12处的多孔氧化铝中溢出，即图1的箭头F3所示。如图1的箭头F1所示，光电芯片21的热量在凹槽13中向四周辐射，并且热量随着凹槽13内的气体被吸入多孔氧化铝层15中，然后随着多孔氧化铝层15中的多个通道沿着图1中的空心箭头被输送至下表面12处直至溢出。

此外，所述多孔氧化铝层15的热量部分传导至铝质基板10的基质材料中去，实现第二次散热，即图1中的箭头F2所示。

最为重要的，在所述通孔14的侧壁位置还设置有电镀金属层16，该金属层16覆盖在多孔氧化层15上，且封闭所述多孔氧化铝层15的外表面的多个孔隙。该金属层16的厚度小于所述多孔氧化铝层15的厚度。

优选的，该金属层16为散热性较差但是反光性较好的金属材料，例如铂(Pt)、锌(Zn)、铝锌合金等。其散热性较差，可以防止多孔氧化铝层15中热量进入通孔14中，以防止干扰光通信；而反光性较好，可以提高光的通过率，防止光的衰减，保证准直度。

可以知道的是，在铝质基板10的上表面11和下表面12均设置多孔氧化铝层，其利用多孔结构可以作为吸光层，来吸收来自外界的光干扰。而在凹槽13中的多孔氧化铝层则可以吸收来自光电芯片21的杂散光，其保证了光通信的精确性。

所述光电芯片21集成于一中介基板18上，例如PCB板、DBC基板等。在该中介基板18上还具有其他的芯片，例如芯片19、20。芯片19、20可以是控制芯片、转换芯片、整流芯片等，其设置于所述中介基板18的上表面上，而所述光电芯片21设置于所中介基板18的下表面。

所述中介基板18通过焊球22电连接至所述铝质基板10上，为了实现该电连接，可以先形成在多孔氧化铝层15中的开口17，然后植球形成焊球22。为了散热的需要，所述中介基板18紧贴于所述多孔氧化铝层15上。

下面将结合图2-7介绍上述光通信模块的制造方法，其具体包括以下步骤：

(1)提供一铝质基板，其包括相对的第一表面和第二表面；

(2)在所述铝质基板中形成相互连通的凹槽和通孔，其中，所述凹槽和通孔共同贯通所述铝质基板；

(3)利用阳极氧化在所述凹槽的侧壁上形成第一多孔氧化铝层，在所述通孔的侧壁上形成第二多孔氧化铝层；

(4)利用电镀工艺在所述第二多孔氧化铝层上形成一金属层；

(5)将光电芯片设置于所述凹槽中，且所述光电芯片的有源面正对所述通孔。

首先参见图2，提供一铝质基板10，其包括相对的上表面11和下表面12。

然后参见图3，在所述铝质基板10中形成相互连通的凹槽13和通孔14，其中，所述凹槽13和通孔14共同贯通所述铝质基板10。其中，该通孔14的孔径R2小于所述凹槽13的孔径R1。所述凹槽13和通孔14通过两步湿法刻蚀或者两步激光钻蚀形成，所述凹槽13和通孔14具有较为光滑的表面。

参见图4，将上述具有凹槽13和通孔14的铝质基板进行阳极氧化。具体的，将铝质基板10作为阳极，将Pt或石墨作为阴极对该铝质基板10进行阳极氧化，在所述上表面11、下表面12以及所述凹槽13和通孔14的侧壁上形成一层多孔氧化铝层15。达到预定厚度后，停止氧化，然后烘干，清洗。

接着参见图5，利用电镀工艺在所述通孔14的侧壁上的多孔氧化铝层15上形成一金属层16。该金属层16封闭所述多孔氧化铝层15的外表面的多个孔隙，且包括铂(Pt)、锌(Zn)、铝锌合金中的一种。

参见图6，在所述上表面11的多孔氧化铝层15中形成开口17，该开口17应当露出铝质基板10上的布线层结构。

然后参见图7，提供具有中介基板18的集成结构，该集成结构包括在中介基板18上的其他芯片19、20以及在中介基板18下的光电芯片20。在上述开口17中植球形成焊球22，并将中介基板18通过该焊球22焊接于所述上表面11上。优选的，所述中介基板18紧贴所述多孔氧化铝层15。

综上，本发明的光通信模块选用铝质基板形成在光通孔侧壁和基板上下表面的多孔氧化铝层，该多孔氧化铝层作为吸光层，其具有多孔结构；且多孔结构连成多个通道，可以实现高效的散热。此外，在光通孔的侧壁上还具有导热性较差的金属反射层，提高光通过的同时，隔绝多孔氧化铝层中热量干扰，提高光通信的精确度。

为了说明和描述的目的，本技术的前面的详细描述已经呈现。其并不旨在将本技术详尽或限制于所公开的精确形式。根据上述教导的许多修改和变化是可以的。选择所描述的实施例是为了最好地解释本技术的原理及其实际应用，从而确保其他本领域的技术人员最好地利用各种实施例中的技术和适用于预期的特定用途的各种修改。本技术的范围由所附的权利要求限定。

本发明中使用的表述“示例性实施例”、“示例”等不是指同一实施例，而是被提供来着重描述不同的特定特征。然而，上述示例和示例性实施例不排除他们与其他示例的特征相组合来实现。例如，即使在另一示例中未提供特定示例的描述的情况下，除非另有陈述或与其他示例中的描述相反，否则该描述可被理解为与另一示例相关的解释。

本发明中使用的术语仅用于示出示例，而无意限制本发明。除非上下文中另外清楚地指明，否则单数表述包括复数表述。

虽然以上示出并描述了示例实施例，但对本领域技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出变型和改变。