TW202407911A

TW202407911A - 電子元件封裝體及其製造方法

Info

Publication number: TW202407911A
Application number: TW112129470A
Authority: TW
Inventors: 宓君緯
Original assignee: 華信光電科技股份有限公司
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2023-08-04
Publication date: 2024-02-16
Also published as: JP2024022583A; US20240047936A1; EP4318829A1; CN117526077A

Abstract

本發明係關於一種新型電子元件封裝體及其製造方法，特別是一種光電元件的封裝體。該封裝體包括一導電底座、一導電頂蓋和至少一電子元件。該底座具有一上表面、一下表面和至少一個通孔，該通孔以被絕緣材料環圍繞的導電穿通線密封。該電子元件固定於該底座的上表面，並與導電穿通線及/或底座電連接。該底座與蓋子係以焊接密封。

Description

電子元件封裝體及其製造方法

本發明係關於一種電子元件封裝體及其製造方法，特別是一種光電元件封裝體。

封裝形式係電子元件（包括半導體雷射）的一關鍵部分。其不僅需要考慮晶片的適用性，還直接影響產品可應用領域和使用方式。即使使用相同的晶片，良好的封裝設計也可以使產品具有更好的性能與可靠性，進而提供更好的使用者體驗。

半導體雷射通常採用電晶體外形（Transistor outline，TO）、基板上晶片（Chip on submount）或表面黏著元件（Surface mount device，SMD）的形式封裝。其中，TO封裝因其氣密的金屬外殼結構、可靠性和量產能力而成為主流封裝方式。目前最常用的TO封裝半導體雷射是TO56，其直徑為5.6毫米。由於其悠久的使用歷史，TO封裝的製造工藝在可靠性和大量生產方面已經相當成熟。圖1是標準的半導體雷射TO封裝的示意圖。其結構主要由一帶引腳的扁圓柱金屬底座、一圓柱形上蓋、以及一雷射晶片組成。一般來說，最典型的設計是長度為 6.5毫米的三引腳設計。包括底座和頂蓋的總長度約為10毫米。除了直徑5.6毫米形式外，還有直徑3.5毫米、9.0毫米或更大的其他不同規格。除了尺寸之外，這些規格之間的結構沒有顯著差異。

但TO封裝也有體積大，以及只能以插件方式使用等缺點。這種封裝形式的侷限在幾個面向都很明顯。首先，TO封裝形式採用引腳插件供電，其體積較大，而佔用較多空間。在當前追求小型化的趨勢下，傳統TO封裝將變得越來越不利。其次，由於全球勞動力成本日益上漲，製造商將不可避免地轉向自動化組裝。表面黏著技術（Surface mount technology）的自動封裝與插件的焊接相比，在效率和成本上都具有優勢。第三，插件的焊接使得封裝體的散熱更加困難，而限制了產品的工作溫度。因此，需要開發一種新的封裝設計以解決上述問題。

本發明提供一種新型電子元件封裝體及其製造方法。該新設計結合了TO封裝和表面黏著元件的概念，創造了一種新型封裝，以下命名為「SM-TO」。在較佳的實施例中，本發明提供了一種底部基本上平坦的金屬底座，其可以透過焊接與一薄金屬頂蓋結合。在SM-TO封裝中，電子元件固定在金屬底座與頂蓋的內部空間之中。如此一來，在封裝結構全為金屬的前提下，可以有效縮小封裝體的體積。由於金屬底座的平面沒有突出的引腳（穿通線），因此使用者可以利用表面黏著技術進行後續工序，大大增強了產品的使用便利性、空間要求和散熱性能。

本發明的一個面向係提供一種電子元件封裝用底座，其包括一上表面、定義一貼合平面的一下表面，以及至少一通孔，其中該貼合平面係與該下表面有最大接觸面積的虛擬平面。該底座本質上由導電材料製成，該至少一個通孔中的每一個均以被一環絕緣材料圍繞的導電穿通線密封，且該導電性穿通線和該絕緣材料環均不突出於該貼合平面。在一較佳實施例中，該底座本質上由金屬製成。

在一實施例中，該上表面基本上是平坦的；在另一實施例中，該上表面在中心區域向內凹陷。

該下表面的形狀可以是任何形狀，只要該底座能夠穩定地放置於該貼合平面並且良好地貼合即可。在一實施例中，該下表面基本上是平坦的；在另一實施例中，該下表面在穿通線周圍的區域處凹陷；在又一實施例中，該下表面在中心區域處凹陷。

在一個實施例中，該導電性穿通線的最低端位於該貼合平面上。

在一個實施例中，該底座包括兩個通孔和兩個導電穿通線，該兩個通孔中的每一個均以被一環絕緣材料圍繞的一導電穿通線密封。

在一個實施例中，每個穿通線的橫截面積小於該底座面積的1%。在一較佳實施例中，該底座基本上呈圓形，而該底座的直徑約為5.6毫米，該穿通線的直徑約為0.45毫米。

在一改良實施例中，該底座還包括位於該上表面上的一個隆起部。在此實施例中，該二穿通線在該上表面一側上可以具有不同的長度。

本發明的另一面向係提供一種電子元件封裝體，其包括一底座、一頂蓋以及至少一電子元件，其中該底座與該頂蓋本質上由導電材料製成，且較佳地由金屬製成。該底座具有一上表面以及一下表面。該下表面定義一貼合平面，該貼合平面是與下表面具有最大接觸面積的虛擬平面。該電子元件固定於該上表面。此外，該底座具有一或多個通孔，其由被絕緣材料圍繞的導電穿通線密封，且該導電穿通線和該絕緣材料不凸出於該貼合平面。該至少一電子元件電性連接至該導電穿通線及/或該底座。最後，該底座和該頂蓋係以焊接密封，焊接方式包括但不限於電阻焊及雷射焊接。在一較佳實施例中，該上表面中央向內凹陷，該至少一電子元件固定於該上表面的凹陷部分。在一個實施例中，該下表面基本上是平坦的。

在一實施例中，該電子元件為可發射或接收光的光電元件，且該頂蓋的中心具有一開口，其由透明材料密封以使得光能夠通過。在一實施例中，該封裝體還包括固定在該上表面上以改變光路的一個或多個光學元件。該光學元件可以是一幾何光學部件，例如一反射棱鏡。

在一實施例中，該電子元件安裝於該金屬底座上，並通過一或多根導線連接至該導電穿通線。在一較佳實施例中，該導線是金線。

在一實施例中，該電子元件封裝體中穿通線的導電材料和絕緣材料不突出於該貼合平面。

本發明的再一方面提供一種電子元件封裝方法，其包括下列步驟：(1)提供具有一上表面及一下表面的一導電底座；(2)提供一導電頂蓋；(3)將至少一電子元件固定於該上表面； (4)將該底座與該頂蓋焊接密封。該導電底座的下表面定義了一貼合平面，該貼合平面是與該下表面接觸面積最大的虛擬平面。該底座具有一或多個通孔，其由被絕緣材料圍繞的導電穿通線密封，且該導電穿通線與該絕緣材料不凸出於該貼合平面。該焊接方法可以是電阻焊或雷射焊接。該導電底座和該頂蓋較佳由金屬製成。

在一較佳實施例中，該至少一電子元件為可發射或接收光的光電元件，且該頂蓋的中心具有一開口，該開口由一透明材料密封。

在一實施例中，該電子元件封裝方法還包括在密封底座與頂蓋之前，將一或多個光學元件固定於該上表面以改變光路。在一個實施例中，該光學元件是一反射棱鏡。

通過下面結合附圖的詳細描述，本發明的其他目的、優點和新穎特徵將會更加明顯。【圖示簡單說明】

圖1為常見的TO-56封裝雷射二極體的尺寸規格，其直徑為5.6毫米。圖中表示長度的數字單位為毫米（mm）。

圖2A（立體圖）、圖2B（俯視圖）和圖2C（橫向截面圖）顯示用於SM-TO封裝的底座結構。圖2D顯示一實施例中底座的材質。圖中表示長度的數字單位為毫米（mm）。

圖3A（立體圖）和圖3B（橫向截面圖）顯示用於SM-TO封裝的下表面之示例。圖3C顯示下表面及貼合平面。

圖4A（立體圖）和圖4B（橫向截面圖）顯示一改良實施例中用於SM-TO封裝的底座結構。

圖5A（分解圖）和圖5B（仰視圖）顯示SM-TO封裝體的結構，其包括一底座、一頂蓋和一電子元件。

圖6A（分解圖）和圖6B（仰視圖）顯示用於光電元件的SM-TO封裝的結構。該電子元件為發射或接收光的光電元件，且頂蓋的中心具有由透明材料密封的開口。

圖7A顯示SM-TO封裝體封蓋前的三視圖，圖7B顯示SM-TO封裝體封蓋後的三視圖。

圖8為顯示光電元件以TO封裝的製造步驟流程圖。

圖9為顯示光電元件以SMD封裝的製造步驟流程圖。

圖10為顯示光電元件以SM-TO封裝的製造步驟流程圖。

以下於本說明書中使用的術語旨在以其最廣泛的合理方式進行解釋，即使它與本技術的某些特定實施例的詳細實施方式結合使用。某些術語甚至可能在以下被特別強調；然而，旨在以任何受限方式解釋的任何術語將在本詳細實施方式部分中具體定義。

本申請案提供了一種電子元件封裝體及其製造方法。該電子元件封裝的新設計尤其適用於半導體雷射的封裝，但其亦可用於其他種類的電子元件。

用於SM-TO封裝的底座結構

用於SM-TO封裝的底座之結構如圖2A（立體圖）、圖2B（俯視圖）和圖2C（橫向剖面圖）所示。該底座110由導電材料製成，較佳為金屬材料。該底座110具有一上表面111和一下表面112。上表面111可以具有任何形狀，只要該形狀不妨礙頂蓋和底座的密封即可。其例子包括平坦的上表面，或者如圖2A所示在中心區域處向內凹陷的上表面。下表面112的形狀可以是平坦的，也可以是其他形狀（例如，某些部分向內凹陷），只要不妨礙表面安裝即可。其例子包括但不限於如圖3A所示的在穿通線周圍的區域處凹陷的下表面的設計，或者如圖3B所示的在中心區域處凹陷的下表面的設計。更一般地說，下表面112定義了一貼合平面，該貼合平面係與該下表面具有最大接觸面積的虛擬平面，如圖3C所示。下表面112的形狀可以是任何形狀，只要該底座能夠穩定地放置於該貼合平面並且良好地貼合在印刷電路板（Printed circuit board，PCB）上即可。在圖2C所示的實施例中，下表面112基本上是平坦的。底座110還包括至少一個通孔，每個通孔均以被一環絕緣材料114圍繞的導電穿通線113密封。該穿通線113與底座110電性隔離，並且使得底座110的兩側之間能夠以導電材料構成穿通線113電性連接。在圖2D所示的一較佳實施例中，底座110由冷軋鋼（Cold rolled steel，SPC）製成，穿通線113由具有與玻璃實質相同的熱膨脹特性之鎳鈷鐵合金（例如Kovar®合金）製成，而絕緣材料114由玻璃材料製成。在一些特定的實施例中，基座110上有兩個通孔。出於表面安裝的目的，穿通線113和絕緣材料環114均不突出於貼合平面。在一較佳實施例中，導電穿通線113的最低端位於貼合平面上。然而，在製造封裝體時，穿通線113及/或絕緣材料114可能會因精度問題而從下表面112稍微凸出。這不會影響封裝體的使用，只要導電穿通線113及/或絕緣材料114的最低端基本上位於層壓平面上。舉例來說，如圖2C所示，在直徑為5.6mm的封裝體中允許(+0/-0.1)毫米的小誤差。

在圖2A-2C所示的實施例中，底座110具有兩個通孔，其中具有穿通線113。底座基本上呈圓形。該底座110的直徑為5.6毫米，穿通線113的直徑為約0.45毫米，而穿通線113在通孔區域內的高度約為0.7毫米至1.0毫米。該穿通線113的尺寸小於傳統表面黏著元件（SMD）封裝的穿通線尺寸。本實施例中的每個穿通線113的截面積小於底座110面積的1%。

上述設計旨在同時降低穿通線113的電阻和電容。穿通線的電阻和電容對發射或接收電訊號有很大影響。電阻和電容越高，則電訊號的上升/下降時間越長。當發送/接收高頻電訊號時，過長的上升/下降時間會導致訊號的完整性不足。例如，在高頻光通訊的應用中，太長的上升/下降時間會導致眼圖（Eye pattern）變小，使傳輸的訊號容易出錯。金屬線的電阻由以下關係式給出：，其中 R是導線的電阻，ρ是電阻率， l是導線的長度， A是導線的橫截面積。一對平行導線的電容由以下關係式給出：，其中 C是一對平行導線的電容，ε是導線之間的介電常數， l是導線的長度， d是導線之間的距離， a是導線的半徑。從上述公式可以看出，減小穿通線113的長度和直徑可以同時減小穿通線113的電阻和電容，因此有利於降低上升/下降時間。

在圖2A-2C所示的實施例中，通孔（即具有絕緣材料114的區域）的直徑約為 1.1 毫米。相較之下，傳統 TO-56 封裝的引腳（穿通線）絕緣區域直徑設計為 1.0 毫米。在本實施例中的絕緣區域大於對應的TO-56封裝體的絕緣區域。當使用於引腳插件製程時，較小絕緣區域的絕緣設計在印刷電路板（PCB）上可以正常工作。然而，在表面黏著製程中，如果絕緣面積太小，則引腳處的焊料可能會溢出而與底座110短路。為了解決這個問題，將絕緣面積增大至直徑1.1毫米，以降低短路的風險。此特徵使得該封裝體能夠作為SMD使用。

在如圖4A所示的改良實施例中，底座110包含在上表面111的一隆起部115。該隆起部115使得邊射型雷射（Edge emitting laser，EEL）能夠在貼附於隆起部115的側邊時發射垂直於底座的光束。透過這種設計，則整個SM-TO封裝體不需要反射棱鏡。另外，兩個穿通線113在其上表面一側可以具有不同的長度，如圖4A-4B所示。該設計使得穿通線113和貼附的EEL之間的打線接合（wire bonding）更加容易。

SM-TO封裝體的結構

本申請案所揭露的SM-TO封裝體之結構如圖5A（俯視圖）和圖5B（仰視圖）所示。該SM-TO封裝體100包括一金屬底座110、一頂蓋120，以及一電子元件130。該金屬底座具有一上表面111和一下表面112，其中該下表面112基本平坦，如圖5B所示。上表面111可以是任何形狀，只要該形狀不妨礙頂蓋與底座的密封即可。在圖5A所示的一實施例中，上表面111在中央區域向內凹陷。如此，上表面上的凹槽可容納電子元件130，且封裝產品可緊密地設置於電路板的表面上以最小化其尺寸。該金屬基底110還具有一或多個穿通線113，其具有被絕緣材料114包圍的導電材料。穿通線113與金屬底座110電性隔離，且其透過構成的導電材料實現金屬基底110的兩側之間的電性連接。下表面112的形狀可以是平坦的，也可以是其他形狀（例如部分向內凹陷），只要不妨礙表面安裝即可。其例子包括但不限於如圖3A所示在穿通線周圍的區域處凹陷的下表面的設計，或者如圖3B所示的在中心區域處凹陷的下表面的設計。電子元件130固定於上表面111的凹陷部，且分別與金屬基座110及/或一或多個穿通線113電性連接。在使用二極體作為電子元件130的情況下，需要至少一個穿通線113；若該電子元件130為電晶體，則至少需要兩個穿通線113。最後，透過焊接將金屬底座110與金屬頂蓋120密封。將導電材料密封在一起的常用方法包括但不限於電阻焊和雷射焊接。

SM-TO封裝體的較佳實施例如圖6A和6B所示。在本實施例中，SM-TO封裝體100用於封裝光電元件130。光電元件係指能夠發射或接收光的電子元件，例如雷射晶片。該發射或接收的光的波長可以根據需要選擇，其包括但不限於紅外光、可見光和紫外光。為了配合光電元件的功能，該金屬頂蓋120在中心處具有一開口121以使得光能夠通過。為了提供封裝的氣密性，金屬頂蓋121的開口以一透明材料122密封。頂蓋的開口121可以通過電阻焊接、雷射焊接或其他密封方法來密封。密封該開口121的透明材料122可根據光電組件130設計發射或接收的光的波長來選擇。常用的基板材料大多包含二氧化矽（SiO ₂）作為主要化學成分，例如玻璃、石英等。然而，也可以使用對於選定波長區間透明的其他材料。除基板外，通常還會塗覆一或多層塗層。在透明材料122塗層的選擇上，採用介電多層法（ Dielectric multi-layer method），根據波長調整厚度和層數，以達到最佳的穿透係數。其例子包括但不限於介電多層塗層，例如交錯的二氧化矽（SiO ₂）膜及氧化鋁（Al ₂O ₃）膜。透過調整化學成分、厚度和層數，可以生產出對各種波長具有高透射率、反射率或吸收率的材料。

在一較佳實施例中，該光電元件130為一或多個雷射晶片。此外，還可以根據雷射晶片的類型加上合適的光電二極體（PD）和自動功率控制IC（APC-IC）作為輸出穩定性控制元件。在一修改的版本中，光感測器晶片可以與雷射晶片一起使用或代替雷射晶片。底座110的材質為表面鍍金的金屬。底座110上的導電穿通線113以玻璃膠燒結固定並與底座絕緣，且該導電穿通線113在底座下表面112上的高度與金屬底座110本身的高度相同，使穿通線113不從底座110的底部向外延伸。底座上表面111的中心設計為向內凹進，以保證底座材料的結構強度和加工過程中的位置穩定性，同時減小封裝體的體積。頂蓋120的結構為一金屬殼體，其中心具有一開口121，該開口121的區域與一透明材料122（如玻璃）黏合，使得光線可以穿過頂蓋120。該封裝方法可以應用於至少兩種類型的產品，即邊射型雷射（EEL）和垂直腔面射型雷射（Vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL），這兩種產品在半導體雷射中都很常見。當使用EEL時，可以添加諸如反射棱鏡的光學元件140來改變光路。如此一來，光束經光學元件140改變為垂直於基座110並穿過頂蓋120的透明材料122。光學元件140表面上的塗層類型主要基於光的波長來選擇。對於如反射棱鏡之光學元件，通常使用鋁作為可見光波長的高反射塗層材料，而金或介電質多層膜則作為紅外光波長的反射塗層材料。

這種封裝方法可以在單個封裝體中封裝單個或多個雷射晶片，且雷射波長不受限制。封裝體的形狀可以是圓形或任何其他合適的形狀。圖7A和圖7B顯示SM-TO封裝體在封蓋之前（圖7A）和之後（圖7B）的三視圖。

SM-TO封裝體的製造

傳統上，半導體雷射封裝上常用兩種形式的封裝，即電晶體外形（TO）和表面黏著元件（SMD）。TO封裝和SMD封裝的製造過程的示例性流程圖分別如圖8和圖9所示。簡而言之，TO封裝採用電阻焊作為封蓋方式，其比黏著劑連接具有更高的氣密性。然而，從 TO 封裝底部突出的穿通線（引腳）阻礙了其表面安裝之應用。另一方面，SMD封裝是為表面安裝而設計的，但它通常使用黏膠來貼合不導電的頂蓋與底座，這限制了其氣密性。當 SMD 需要氣密密封時，雷射焊接是一種廣泛採用的方法，但它比電阻焊速度慢且成本更高。

本發明提供的SM-TO封裝保留了TO封裝和SMD封裝兩者的優點。為了製造SM-TO封裝100，製備各個部件（底座110、頂蓋120、電子元件130，在某些情況下還有光學元件140），然後進行組裝。SM-TO封裝體100的封裝包括以下步驟：(1)晶片接合，(2)導線接合，以及(3)封蓋和密封。在晶片接合步驟中，使用黏合劑或共晶合金將被稱為晶片（Chips）或晶粒（Dice）的電子元件130附接至底座110。在晶片接合步驟之後，執行將晶片130與其封裝之間相互連接的導線接合步驟。導線接合步驟中使用的導線可以由金、銀、銅、鋁或其他導電材料製成。當每個元件都安裝到正確的位置時，就會進行封蓋和密封步驟以封閉封裝並保護內部晶片。使用黏合劑以黏合頂蓋120與底座110是密封封裝體的常用手段。或者，若頂蓋120與底座110皆為導電材料，則可以通過焊接來密封封裝體。在SM-TO封裝的一些實施例中，在封蓋之前還可以包含一棱鏡接合步驟，以將諸如反射棱鏡的光學元件140黏附在底座上以改變光路，如圖6A所示。

圖10顯示用於製造SM-TO封裝體較佳流程的示例性流程圖，其包含棱鏡接合步驟。步驟S101為晶片接合步驟。使用金錫（AuSn）合金作為共晶焊料以將晶片130接合在作為一金屬的基底110上。步驟S103為光學元件貼合步驟。銀膏用以將光學元件140固定於上表面111上。步驟S105為固化步驟，通過加熱然後冷卻以乾燥銀膏。步驟S107為打線步驟，使用純金線將各引腳（穿通線）與各電子元件正確連接。球形接合、楔形接合及順應接合是常用的導線接合方法的一些示例。封裝的最後一步為S109的封蓋步驟。在本步驟中，通過電阻焊將金屬底座110和金屬頂蓋120焊接在一起。為了保護封裝體的部件免於生鏽，在封蓋過程中也可以使用乾燥空氣或惰性氣體。應當注意的是，上述一些步驟的順序可以互換，只要前面的步驟不妨礙後面的步驟即可。例如，導線接合步驟可以直接在晶片接合步驟之後。

SM-TO與其他傳統封裝的比較

圖2B和圖2C顯示對應於傳統雷射二極體TO56封裝的SM-TO封裝中使用的金屬底座尺寸。該金屬底座的直徑為5.6毫米，高度約為1毫米。金屬頂蓋的高度約為1毫米。為了進行比較，以下表 1 提供了 SMD、TO (TO56) 和 SM-TO (SM-TO56) 封裝體的特性。

表 1：SMD、SM-TO 和 TO 封裝體的比較

封裝體	SMD	SM-TO56	TO56
高度	~1.5 mm	~2 mm	~3.5 mm（不含引腳） ~10 mm（包括引腳）
表面黏著技術	可	可	不可
氣密性	非氣密	氣密	氣密

如表1所示，與傳統TO封裝相比，SM-TO封裝體的尺寸大大減小。除了縮小尺寸外，將傳統電晶體外形（TO）改為SM-TO封裝的另一個優點是表面安裝的設計有利於散熱，因此與傳統TO設計相比可以允許更高的工作溫度。這可以透過以下提供的實例證明。由於雷射的發光功率受熱的影響，當溫度較高時，雷射的發光效率會因散熱不良而下降。因此，可以透過比較相同溫度下的發光效率來評估不同封裝體的散熱能力。該評估中，對直徑為5.6mm的TO和SM-TO封裝的相同晶片進行了測試比較。當達到7mW的相同光功率時，傳統TO需要28mA的電流，而SM-TO只需要25mA。此結果表明，採用SM-TO設計時，電光轉換效率提高了12%，表明散熱能力更好。

另一方面，雖然高度比SMD封裝稍大，但本發明的SM-TO封裝利用電阻焊接來提供更高的氣密水平。傳統SMD封裝通常採用膠黏方式連接底座和頂蓋，但其難以達到相當於焊接方法可提供的氣密水準。當 SMD 需要氣密密封時，雷射焊接是一種廣泛採用的方法，但其速度較慢且成本較高。因此，SM-TO設計因其更好的氣密性而優於SMD設計，特別是考慮到量產時的價格。

綜上所述，本發明提供了一種具有高氣密性和相對較小封裝尺寸的新型SM-TO封裝體。該封裝產品是一種適合表面黏著技術的小尺寸電子元件，其應用於印刷電路板上時，比傳統TO封裝體具有更低的成本和更高的生產速度。與傳統 SMD 相比，SM-TO 提供了可靠、相對便宜且快速的氣密密封的封裝工藝。因此，SM-TO 的特性非常適合小型化設備及/或惡劣環境中的應用。其例子包括但不限於用於行動裝置的晶片、在惡劣或工業環境中運行的晶片以及用於汽車的雷射晶片。

前述實施例的描述係提供以使任何本領域的技術人員能夠製造和使用本案所請。對這些實施例的各種修改對於本領域技術人員來說屬顯而易見，並且本文公開的新穎原理及所請發明可以應用於其他實施例而不需要使用創新能力。於請求項中請求保護的範圍並不旨在限於本文所示的實施例，而是符合與本文公開的原理及新穎特徵的最寬廣範圍。額外的實施例被預期落在所揭露的發明之精神與所請範圍內。因此，本發明旨在涵蓋落入請求項範圍內的修改及變化。

110:底座 111:上表面 112:下表面 113:穿通線 114:絕緣材料 115:隆起部 120:頂蓋 121:開口 122:透明材料 130:電子元件 140:光學元件

110:底座

111:上表面

113:穿通線

114:絕緣材料

Claims

一種電子元件封裝用底座，包括：一上表面；一下表面，其定義一貼合平面；以及至少一通孔；其中：該底座本質上由導電材料製成；該貼合平面係與該下表面有最大接觸面積的一虛擬平面；以及該至少一個通孔中的每一個均以被一環絕緣材料圍繞的導電穿通線密封，且該導電穿通線和該絕緣材料均不突出於該貼合平面。
如請求項1之底座，其中該底座本質上由金屬製成。
如請求項1之底座，其中該上表面在中心區域向內凹陷。
如請求項1之底座，其中該下表面基本上平坦。
如請求項1之底座，其中該導電穿通線的最低端位於該貼合平面上。
如請求項1之底座，其中該底座包括兩個通孔和兩個導電穿通線。
如請求項6之底座，其中每個穿通線的橫截面積小於該底座面積的1%。
如請求項7之底座，其中該底座基本上呈圓形，而該底座的直徑約為5.6毫米，該穿通線的直徑約為0.45毫米。
如請求項1之底座，更包括位於該上表面上的一個隆起部。
一種電子元件封裝體，包括：一底座，其具有一上表面以及一下表面，該下表面定義一貼合平面；一頂蓋；以及至少一電子元件，其固定於該上表面；其中：該貼合平面係與該下表面有最大接觸面積的一虛擬平面；該底座具有一或多個通孔，其由被絕緣材料圍繞的導電穿通線密封；該導電穿通線和該絕緣材料不凸出於該貼合平面；該至少一電子元件電性連接至該導電穿通線及/或該底座；該底座及該頂蓋本質上由導電材料製成；以及該底座與該頂蓋係以焊接密封。
如請求項10之電子元件封裝體，其中該上表面中央向內凹陷，且該至少一電子元件固定於該上表面的凹陷部分。
如請求項10之電子元件封裝體，其中該下表面基本上平坦。
如請求項10之電子元件封裝體，其中該焊接方式係電阻焊或雷射焊接。
如請求項10之電子元件封裝體，其中：該頂蓋的中心具有一開口，其由一透明材料密封；以及該電子元件為可發射或接收光的一光電元件。
如請求項10之電子元件封裝體，其中該電子元件安裝於該底座上，並通過一或多根導線連接至該導電穿通線。
如請求項14之電子元件封裝體，更包括固定在該上表面上以改變光路的一個或多個光學元件。
如請求項16之電子元件封裝體，其中該一個或多個光學元件為一反射稜鏡。
如請求項15之電子元件封裝體，其中該導線為金線。
一種電子元件封裝方法，包括： (1) 提供具有一上表面及一下表面的一導電底座，其中：該下表面定義一貼合平面，其為與該下表面有最大接觸面積的一虛擬平面；該底座具有一或多個通孔，其由被絕緣材料圍繞的導電穿通線密封；以及該導電穿通線及該絕緣材料不凸出於該貼合平面； (2) 提供一導電頂蓋； (3) 將至少一電子元件固定於該上表面；以及 (4) 將該底座與該頂蓋焊接密封。
如請求項19之方法，其中該焊接方法為電阻焊或雷射焊接。
如請求項19之方法，其中：該頂蓋的中心具有一開口，其由一透明材料密封；以及該至少一電子元件為可發射或接收光的一光電元件。
如請求項21之方法，在密封該底座與該頂蓋之前更包括將一或多個光學元件固定於該上表面以改變光路。