專利名稱：光半導體器件在支承襯底上的安裝方法及二者構成的組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對光半導體器件和支承襯底的組件的各種改進和光半導體器件安裝到支承襯底上的方法的各種改進。
光纖用于傳輸由發(fā)光二極管或激光二極管發(fā)射的光信號和/或光電二極管接收到的光信號。因此，在光信號通信領域中，光纖與光半導體器件，如，發(fā)光二極管、激光二極管或光電二極管的連接，是重要的參量。為提高光信號通信技術并使光信號通信技術廣泛地用于社會團體的交流中，開發(fā)能用于光纖和光半導體器件耦合和非耦合的裝置是一種長期任務。
要求這種裝置有使光纖和光半導體器件的光軸以相互精確對準的方式而連接的功能，和不用任何特殊技術而使光纖和光半導體器件連接和斷開的功能。
這種裝置的一個例子已由題為“Development of a surfacemounting optical module”Written by Kurata et a1.and presented at aconvention of Electronics Society held by Institute of ElectronincsInformation and Communication Engineers.1995的一篇技術文獻中公開。
以下參見


該文獻中公開的光半導體器件和支承襯底的組件。
見圖1，支承襯底(1)由Si板構成，頂表面覆蓋有SiO2膜，其上設一對定位標記(1a)，其上構成電極圖形(1b)，和容納光纖(未畫)的V槽(1c)。用虛線表示的方塊是后面要說明的光半導體器件規(guī)定放置的位置。
參見圖2，光半導體器件(2)有設置在其頂表面上的陽極(沒畫)和在其新表面上設置的陰極(沒畫)，在其背面上相當于支承襯底(1)上形成的所述定位標記(1a)的位置設置有一對定位標記(2a)，并設置有在陰極表面上的電極圖形(2b)。
參見圖3，光半導體器件(2)放到支承襯底(1)上。，紅外線向支承襯底(1)的背面輻射，在處于光半導體器件(2)上面的屏幕(4)上觀察兩對標記(1a)和(2a)的圖像。光半導體器件(2)沿著支承襯底(1)的表面輕輕滑動，使兩對標記(1a)和(2a)的圖像對準。按該方式，以小于1μm的精度調節(jié)光半導體器件(2)在支承襯底(1)上的位置，之后，光半導體器件(2)焊到支承襯底(1)上。
但是，所述光半導體器件和支承襯底的組件和光半導體器件安裝到支承底上的方法存在以下缺陷。
1、光半導體器件安裝到支承襯底上的工藝復雜需要大量時間和空間。特別是調節(jié)兩個標記的工藝比較麻煩。
2、兩對定位標記的調節(jié)精度不能令人滿意，因為，光半導體器件(2)和支承襯底(1)的粗糙表面引起紅外線的不規(guī)則反射。
3、由于光半導體器件的有源層或光軸的高度，隨固定光半導體器件和支承襯底的焊料層厚度而必然發(fā)生變化，因此，光半導體器件的有源層或光軸的高度和光纖芯中心高度的調節(jié)精度不能令人滿意。
本發(fā)明的目的是，提供各種光半導體器件和支承襯底的組件，它不需任何特殊技術而能在所有方向以令人滿意的精度容易地進行組裝，在時間和勞動量上均明顯改善。
本發(fā)明的另一目的是，提供各種在支承襯底上組裝光半導體器件的方法，這些方法不需任何特殊技術而在所有方向以令人滿意的方法完成裝配工作。
為實現所述目的，按本發(fā)明的光半導體器件和支承襯底的各種組件，和在支承襯底上安裝光半導體器的方法的基礎是“自對準效果”，這是在兩塊有限面積的材料板之間插熔融金屬，而所述兩塊材料板對其間的熔融金屬有良好浸潤性，所觀察到的現象。
換言之，當插入兩塊有限面積的材料板之間的金屬熔化時，表面張力使熔融金屬變成球，產生推力，把兩塊板中的每一塊推向相互精確對準的相互位置中。以下將參見圖10和11詳細說明“自對準效果”。
“自對準效果”用于實現光半導體器件和支承襯底在相互位置中水平方向的高精度。
要實現光半導體器件和支承襯底在相互位置中垂直方向的精度，對各個實施例有各種具體的方式。
因此，按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件和支承襯底的組件是這樣一種組件，其中，支承襯底的頂表面上有至少兩個內部形成有電極圖形的槽和沿其頂表面構成的溝，光半導體器件在其背面上相當于槽中構成的電極圖形的位置處構成至少兩個電極，并在其背面構成的電極圖形上設置至少兩個焊料凸點，每個焊料凸點放到每個槽內之后，一旦焊料凸點熔化和固化，則使光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括把光半導體器件背面上構成的每個電極圖形上設置的每個焊料凸點放到支承襯底頂表面上構成的槽中的步驟，和熔化并固化焊料凸點，使光半導體器件固定到支承襯底上的步驟。
按本發(fā)明第2實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括給支承襯底頂表面上形成的每個槽中加乳狀焊料的步驟，刮去多余的乳狀焊料的步驟，把光半導體器件背面上構成的每個電極圖形放到槽中加的乳狀焊料上的步驟，和熔化并固化乳狀焊料把光半導體器件固定到支承襯底上的步驟。
按本發(fā)明第3實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法與本發(fā)明第2實施例的方法基本相同，只是電極圖形的位置偏離相應的槽的位置。
按本發(fā)明第4實施例的光半導體器件和支承襯底的組件與按本發(fā)明第1實施例的組件基本相同，只是至少兩個溝與沿支承襯底頂表面延伸的至少一個溝相接。
按本發(fā)明第5實施例的光半導體器件和支承襯底的組件是這樣一個組件，其中，支承襯底有在其頂表面上構成的至少兩個槽和至少一個電極圖形和沿其頂表面的溝，并在至少一個電極圖形上設置焊料塊，光半導體器件具有在其背面與槽中構成的電極圖形相應的位置處構成的至少一個電極圖形，和在其背面構成的至少兩個凸點，當每個凸點放到每個槽上時，一旦焊料塊熔化和固化，則光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第5實施例的光導體元件安裝到支承襯底上的方法包括在支承襯底的頂表面上形成的至少一個電極圖形上設置大塊焊料的步驟把光半導體器件放到支承襯底上，使光半導體器件背面上構成的至少兩個凸點的每一個放入支承襯底頂表面上構成的至少兩個槽中的每一個，并把光半導體器件背面上構成的至少一個電極圖形放到焊料塊上的步驟；熔化并固化焊料凸點把光半導體器件和支承襯底固定的步驟。
按本發(fā)明第6實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底在其頂表面構成至少3個槽和至少一個電極圖形，和沿其頂表面構成的溝，和其頂表面上構成的至少一個電極圖形上設置的大塊焊料，光半導體器件有在其背面相當于支承襯底頂表面上構成的電極圖形位置上構成的至少一個電極圖形，還包括設置在每個槽中的金屬球，當光半導體器件放到支承襯底上后，一旦焊料塊熔化并固化，則光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第6實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括在支承襯底頂表面上構成的至少3個槽中的每一個設置金屬球的步驟；支承襯底頂表面上構成的至少一個電極圖形上設置焊料塊的步驟；光半導體器件放到支承襯底上，使至少一個電極圖形放到焊料塊上的步驟；和熔化并固化焊料塊，把光半導體器件和支承襯底固定的步驟。
按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件是這樣一個組件，其中，支承襯底有基層和在其頂表面構成的至少一個電極圖形和沿其頂表面構成用于接收光纖的溝，和在至少一個電極圖形上設置的至少一塊焊料塊。光半導體器件在其背面相應于支承襯底上構成的至少一個電極圖形的位置構成有至少一個電極圖形，光半導體器件放到支承襯底上后，一旦焊料塊熔化和固化，光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括在其上已形成有基層的支承襯底頂表面上構成的至少一個電極圖形上設置焊料塊的步驟，光半導體器件放到支承襯底上，把光半導體器件背面上構成的至少一個電極圖形放到每個焊料塊上的步驟；熔化焊料塊并向下壓光半導體器件直到光半導體器件的背面接觸基層頂表面為止，并固化焊料塊，固定光半導體器件和支承襯底的步驟。
第7實施例中，基層的水平形狀可以交叉。
而且，本發(fā)明第7實施例中，基層可以是Ti/Pt/Au層，SiO2層或Si層的疊層體。
按本發(fā)明第8實施例的光半導體器件和支承襯底的組件是這樣一個組件，其中，支承襯底有至少三個槽，由電極圖形覆蓋其中每一個的底表面，支承襯底的頂表面上構成電極圖形，覆蓋支承襯底中構成的槽的底表面的電極圖形上設置焊料塊，光半導體器件在其背面上構成有至少3個電極圖形，光半導體器件放到支承襯底上之后，一旦焊料塊熔化并固化，光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第8實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括在其上已構成Ti/Pt/Au疊層的支承襯底中構成的至少3個槽中構成的每個電極圖形上設置焊料塊的步驟；光半導體器件放到支承襯底上，使至少3個電極圖形放到每個焊料塊上的步驟；光半導體器件放到支承襯底上之后，熔化焊料塊，并向下壓光半導體器件，和固化焊料塊使光半導體器件和支承襯底固定的步驟。
按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底的頂表面上有形成的金屬基層和至少一個電極圖形，光半導體器件有在其背面構成的至少一個電極圖形，和在其背面上構成的電極圖形上構成的凸點，當光半導體器件放到支承襯底上后，熔化和固化凸點，使光半導體器件和支承襯底相互固定。
本發(fā)明第9實施例中，金屬基層的水平形狀可以交叉。
本發(fā)明第9實施例中，金屬基層可以制成Ti/Pt/Au的疊層結構。
按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括在支承襯底的頂表面上制造金屬基層和至少一個電極圖形的步驟，在光半導體器件背面制造至少一個電極圖形的步驟；在光半導體器件背面上構成的至少一個電極圖形上構成至少一個凸點的步驟；和光半導體器件放到支承襯底上之后，熔化和固化至少一個凸點使光半導體器件和支承襯底固定的步驟。
本發(fā)明第9實施例中，金屬基層的水平形狀可以交叉。
按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件與按本發(fā)明第9實施例的組件相同，其中金屬基層是有矩形水平形狀的鍍銅膜，在支承襯底的頂表面上構成多個電極圖形，在每個電極圖形上構成至少兩個凸點。
按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件在支承襯底上的安裝方法包括在支承襯底的頂表面上設置矩形鍍銅膜，用焊料膜覆蓋支承襯底的頂和背表面，并在支承襯底頂表面上設置至少兩個電極圖形的步驟，在支承襯底上構成的兩個電極圖形的每一個上構成至少兩個凸點的步驟；把光半導體器件背面上構成的至少兩個電極圖形的每一個和光半導體器件背面上構成的一個矩形電極圖形分別放到支承襯底上構成的至少兩個凸點的每一個上和矩形鍍銅膜上的步驟；熔化和固化至少兩個凸點的步驟。
按本發(fā)明第11實施例的光半導體器件和支承襯底的組件與本發(fā)明第9實施例的組件基本相同，其中金屬基層是4個金屬圓盤的組合，支承襯底的頂表上構成四個電極圖形，每個電極圖形上形成4個凸點。
按本發(fā)明第12實施例的光半導體器件和襯底的組件是與按本發(fā)明第9實施例基本相同的組件，其中，金屬基層是光半導體器件背面上構成的一個圓環(huán)形電極與支承襯底上構成的另一個圓形環(huán)電極之間用焊料布線構成的圓環(huán)，在支承襯底頂表面上構成4個電極圖形，每個電極圖形上構成4個凸點。
按本發(fā)明第13實施例的光半導體器件和支承襯底的組件是與本發(fā)明第9實施例的組件基本相同的組件，其中，金屬基層是用焊料線構成的圓環(huán)，焊料線構成的圓環(huán)與支承襯底之間有一個圓環(huán)形電極圖形，支承襯底頂表面上構成4個電極圖形，每個電極圖形上構成4個凸點。
按本發(fā)明第14實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有設置在其頂表面上的布線構成的圓環(huán)形金屬基層和在其頂表面上構成的4個電極圖形和4個電極圖形上構成的4個凸點，和其背表面上相應于支承襯底頂表面上構成的4個電極圖形中每個電極圖形的位置上構成的4個電極圖形，當光半導體器件放到支承襯底上時，熔化和固化凸點，使光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第15實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在垂直其頂表面和背表面方向穿過其中的通孔，形成的電極圖形環(huán)繞每個通孔的頂端，所設置的焊料凸點覆蓋每個通孔，光半導體器件有構成在其背表面上相應于至少3個通孔的位置處的至少3個電極圖形，光半導體器件放到支承襯底上之后，熔化和固化凸點，使光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第15實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括放置至少3個焊料凸點以覆蓋穿過支承襯底構成的每個通孔頂端周圍的每個電極圖形的步驟，排除通孔中的空氣的步驟；放置光半導體器件，使光半導體器件背面上構成的每個電極圖形覆蓋每個焊料凸點的步驟；和熔化和固化焊料凸點的步驟。
按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中支承襯底有由具有垂直表面的臺階分開的相互平行的兩個頂表面，兩個頂表面中低的頂表面有按垂直于臺階的垂直面方向延伸的槽和在槽中構成的至少兩個電極圖形，和每個電極圖形上構成的至少兩個凸點，高的一個頂表面有接納光纖的溝，溝與臺階的垂直表面垂直，光半導體器件有在其背表面上構成的至少兩個電極圖形，光半導體器件放到支承襯底上時，熔化和固化凸點，使光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括在支承襯底上構成將其頂表面分隔成高度不同而相互平行的兩個表面的臺階的步驟；構成按垂直于臺階的方向沿低表面延伸的槽的步驟；在槽的底表面上構成至少兩個電極圖形的步驟；在每個電極圖形上構成凸點的步驟，和在高表面上構成槽的步驟，槽與低表面上構成的槽對準；在光半導體器件背面上相應于槽的底表面上構成的每個電極圖形的位置處構成至少兩個電極圖形的步驟；光半導體器件背表面上構成的電極圖形放到槽中構成的電極圖形上的步驟；朝臺階的垂直表面推光半導體器件的步驟；和熔化和固化凸點的步驟。
按本發(fā)明第17實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有其中至少構成兩個電極圖形的矩形槽，每個電極圖形上構成有至少兩個凸點，沿槽的縱向邊的垂直線上設置兩個凸點，接納光纖并且其中心線與槽的中心線對準的溝，光半導體器件有在其表面上構成的至少兩個電極圖形，光半導體器件放到支承襯底上之后，熔化和固化焊料凸點，使光半導體器件和支承襯底相互固定。
按本發(fā)明第17實施例的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法包括在支承襯底頂表面上構成一對凸點的步驟，構成沿支承襯底頂表面按垂直于兩個凸點連線的方向延伸的矩形槽的步驟，在槽底上構成至少兩個電極圖形的步驟，每個電極圖形上構成凸點的步驟，在支承襯底頂表面上構成槽的步驟，槽與矩形槽對準；光半導體器件背面上相應個矩形槽底上構成的每個電極圖形的位置處構成至少兩個電極圖形的步驟；把光半導體器件的背表面上構成的電極圖形放到槽中構成的電極圖形上的步驟；朝一對凸點推光半導體器件的步驟，和熔化和固化凸點的步驟。
以下結合附圖對本發(fā)明的更詳細說明能容易地了解本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點。
圖1是現有的構成光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底的平面圖；圖2是現有的構成光半導體器件的支承襯底的組件的光半導體器件的后視圖；圖3是調節(jié)光半導體器件和支承襯底之間的相互幾何位置時放在支承襯底上的光半導體器件的側視圖；圖4是構成按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底的平面圖；圖5是用含KOH的腐蝕劑進行腐蝕處理時Si板的橫截面圖；圖6是結束了用含KOH的腐蝕劑進行的腐蝕處理時Si板的橫截面圖；圖7是構成按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件的后視圖；圖8是按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面示意圖；圖9是按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面放大示意圖，橫截面集中在槽和與槽連接的電極圖形；圖10是說明“自對準效果”現象的側視示意圖；圖11是說明“自對準效果”現象的側視示意圖；圖12是構成按本發(fā)明第1實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光導體器件的后視圖；圖13是構成按本發(fā)明第2實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在加入乳狀焊料的過程中的橫截面示意圖；圖14是構成按本發(fā)明第2實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在刮去多余的乳狀焊料過程中的橫截面示意圖；圖15是按本發(fā)明第2實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面示意圖，主要是槽內和與槽連接的電極圖形的橫截面圖；圖16是按本發(fā)明第3實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面示意圖；主要是與電極圖形連接的槽和與槽連接的電極圖形的橫截面示意圖17是構成按本發(fā)明第4實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底的平面圖；圖18是構成按本發(fā)明第4實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件的后視圖；圖19是按本發(fā)明第4實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面示意圖；圖20是按本發(fā)明第4實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面放大圖，橫截面展示出凸點熔化之前的位置。
圖21是按本發(fā)明第4實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面放大圖，橫截面展示出凸點熔化和固化時的位置。
圖22是構成按本發(fā)明第5實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底的平面圖；圖23是構成按本發(fā)明第5實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件的后視圖；圖24是按本發(fā)明第5實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫切面局部示意圖；圖25是構成按本發(fā)明第6實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底的平面圖；圖26是構成按本發(fā)明第6實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件的后視圖；圖27是按本發(fā)明第6實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面的局部示意圖；圖28是構成按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖29是構成按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖30是構成按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖31是構成按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖32是構成按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件在制造中的后視圖；圖33是按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件在制造中的側視圖；圖34是按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖35是按本發(fā)明第7實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖36是按本發(fā)明第8實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的橫截面示意圖；圖37是按本發(fā)明第8實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖38是構成按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖39是構成按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖40是構成按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖41是按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖42是按本發(fā)明第9實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖43是構成按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖44是構成按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的側視圖；圖45是按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件在制造中的側視圖46是按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖47是按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖48是按本發(fā)明第11實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖49是按本發(fā)明第11實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖50是按本發(fā)明第12實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖51是按本發(fā)明第12實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖52是按本發(fā)明第13實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖53是按本發(fā)明第13實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖54是按本發(fā)明第14實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的側視圖；圖55是按本發(fā)明第14實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的平面圖；圖56是構成按本發(fā)明第15實施例的光半導體件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的橫截面圖；圖57是構成按本發(fā)明第15實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的橫截面示意圖；圖58是按本發(fā)明第15實施例的光半導體器件和支承襯底的組件在制造中的橫截面示意圖；圖59是構成按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的橫截面示意圖；圖60是構成按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底在制造中的平面圖；圖61是構成按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件在制造中的后視圖；圖62是按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件和支承襯底的組件在制造中的橫截面示意圖；圖63是按本發(fā)明第16實施例的光半導體器件和支承襯底的組件在制造中橫截面示意圖；圖64是按本發(fā)明第16實施例的橫截面示意圖；圖65是按本發(fā)明第17實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的透視圖。
以下將參見

按本發(fā)明的各個實施例的光半導體器件和支承襯底的組件和光半導體器件在支承襯底上的安裝方法。
第1實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在其頂表面上制成的兩個槽，其中有Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au疊層或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形。光半導體器件有用其熔點溫度低于電極圖形材料的熔點溫度的Au-Su焊料構成的多個凸點，凸點在相當于所述槽的位置上構成。由此，用水平方向的“自對準效果”使光半導體器件和支承襯底相互高精度地固定，用熔化和固化實現自對準效果，并使光半導體器件和支承襯底在垂直方向“面對面地接觸”。
參見圖4，在用SiO2膜(沒畫)覆蓋其頂表面的用Si板構成的支承襯底(10)上設置至少兩個槽(附圖中示出4個槽)(11)和沿Si板頂表面水平延伸的接納光纖(沒畫)的V形溝(12)。Si板的典型厚度是1.1mm。槽(11)的邊長選自70至110μm的范圍，槽(11)的深度選自50至78μm的范圍。選用Si的原因是，選用含KOH的腐蝕劑進行腐蝕，構成其底角恰好是70.5°的槽。參見圖5，如果在未用SiO2掩模(10a)覆蓋的Si板(10)的其余部分的頂表面上的有限區(qū)域進行腐蝕工藝，會構成邊緣角為54.75°的槽。參見圖6，當制成有底角為70.5°的槽時，結束腐蝕工藝。
再見圖4，由于槽(11)的典型水平形狀是方形，槽(11)的形狀將變成錐形四面體。錐形四面體的基長范圍是70-110μm，深度在50-78μm范圍內變化。每個槽(11)的內表面上形成有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形(13)，電極圖形(13)沿Si板頂表面或支承襯底(20)的頂表面延伸，構成多個電極(14)。虛線所示的方形展示放置以后要說明的光半導體器件的設計位置。
參見圖7，光半導體器件(20)是激光二極管，在本例中的典型尺寸是300-350μm(邊長)和100μm(高度)，它設置有電極圖形(21)，每個電極圖形的形狀是圓環(huán)形，其直徑還似于以下要說明的焊料凸點(22)的直徑。電極圖形(22)的材料是Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au的疊層。電極圖形(21)的位置相應于支承襯底(10)的每個槽(11)的位置。
每個電極圖形(21)上構成用Au-Sn焊料制成的凸點(22)。熔化和固化焊料凸點(22)實現“自對準效果”。根據支承襯底(10)中構成的槽(11)的深度選擇凸點(22)的高度。凸點(22)的典型高度是75μm。由于電極圖形(21)和焊料凸點(22)相互完全覆蓋，因此，附圖中不能分開展示。
已知的激光二極管的基層結構中，在上下反射層之間設置有有源層或發(fā)光層，該層結構還被夾在電流限制層(上層)和襯底(下部件)之間?；鶎咏Y構的頂表面用上電極(通常是P側電極)覆蓋，基層結構的底表面用下電極(通常是n側電極)覆蓋。重要的是有源層或光軸的高度應與光纖芯的高度一致。
除激光二極管之外構成按本發(fā)明的光半導體器件和支承襯底的組件的光半導體器件(20)可以是發(fā)光二極管，光電二極管等。以二極頂表面發(fā)光的情況下，二極管設置在支承襯底(10)上，使光軸平行于二極管的頂表面。換言之，二極管設置的位置使其一邊放在支承襯底上。
以下將說明光半導體器件，本例中是激光二極管，在支承襯底上的安裝方法。
參見圖8和9，在內部有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊成構成的電極圖形(13)的每個槽(11)中放置一定量的含Au80％，Sn20％的Au-Sn焊料。所選的Au-Sn焊料量當其與凸點(22)一起熔化時要足夠填充槽(11)?？捎谜婵照舭l(fā)工藝，電鍍工藝和絲網印刷工藝把焊料加到槽(11)中。
用芯片自動安裝設備把光半導體器件(20)放到支承襯底(10)上，并在每個槽中插入一個焊料凸點。用回流焊設備把襯底(10)加熱到例如330℃。在該溫度下Au-Sn焊料容易焊化，但是用熔點溫度高于Au-Sn焊料的熔點溫度的Au-Sn合金構成的凸點很難熔化。
冷卻支承襯底(10)，Au-Sn焊料固化時，由于水平方向的“自對準效果”和垂直方向“面與面的接觸”，使光半導體器件(20)在其間的相互位置高精度地固定在支承襯底上。由于所選Au-Sn焊料量必須充分填充每個槽(11)，因此焊料不會溢出而使相互位置中水平方向的精度受損。
以下將參見圖10和11說明“自對準效果”。
假設插在對焊料有良好浸潤性的材料制成的一對基層(21a)之間的焊料凸點熔化，熔融的焊料塊(22a)由于表面張力的作用傾斜而變成球，產生如圖10中箭頭所示的推力。結果，襯底(10c)上構成的基層(21a)滑至與基層(21a)準確地彼此相對的位置中，如圖11所示。相互幾何位置中的精度約1μm以下，而與芯片自動安裝設備的約10μm的精度無關。這種現象解釋成“自對準效果”，利用“自對準效果”的優(yōu)點使兩個基層(21a)在使其相互精確對準的位置中對準的方法叫做焊料凸點法，并廣泛地用于半導體器件制造領域，使兩個部件以高精度固定在各自的幾何位置中。
之后，作為光半導體器件(20)的最終頂層的陽極連到電源(沒畫)的正端，與光半導體器件(20)的陰極連接的電極(14)連到電源(沒畫)的負端。按光半導體器件(20)至少光軸尺寸與光纖(沒畫)芯的尺寸相同的方式把光纖放到V-溝(12)中。
上述說明證明，按本發(fā)明的第1實施例成功地提供了一種光半導體器件和支承襯底的組件，它易于裝配。不需大量時間和空間而能使相互位置中部件之間的所有方向的精度為1μm以下，容易進行光半導體器件在支承襯底上的安裝方法，并使在所有方向有極好的安裝精度。
第2實施例把光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，光半導體器件有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層在其背表面上構成的電極圖形，支承襯底有在其頂表面上構成的槽，槽的內部形成有Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層制成的電極圖形，基于“自對準效果”用乳狀焊料把各個電極圖形相互連接，進行安裝步驟之前，刮去多余的乳狀焊料。
第3次參見圖4，其頂表面覆蓋有SiO2膜(沒畫)的用Si板構成的支承襯底(10)設置至少兩個槽(圖中是4個槽(11)和沿Si板頂表面水平延伸的用于接納光纖(沒畫)的V-溝(12)。每個槽(11)的內表面設置有Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形(13)，電極圖形(13)沿Si板或支承襯底(20)的頂表面延伸，構成多個電極(14)。虛線所示的方形是以后要說明的放置光半導體器件的設計位置。
參見圖12，光半導體器件(20)，在本例中是老化激光二極管，按與參見圖7上述的方式相同的方式設置電極圖形(21)。
參見圖13和14，把Au-Si焊料粉和粘接溶劑混合制成的乳狀焊料(23)放入每個槽(11)中，并刮去每個槽(11)頂上多余的焊料(24)。也可以用絲網印刷工藝來加乳狀焊料(23)，也可用刮刀進行刮焊料工藝。
參見圖15，用自動芯片安裝設備把光半導體器件放到支承襯底(10)上，使電極圖形(21)放入槽(11)中。用回流焊設備把支承襯底(10)加熱到330℃，并熔化和固化乳狀焊料。
按此方式，按水平方向精度為1μm以下的精度利用“自對準效果”把光半導體器件(20)的電極圖形(21)固定到槽(11)中。換言之，由于熔融乳狀焊料23的表面變成最小，電極圖形(21)的中心與槽(11)的槽對準，光半導體器件(20)滑進電極圓形(21)的中心與槽(11)的中心對準的位置。
按此方式，可使光半導體器件按相互位置中與支承襯底之間的精度在1μm下的高精度到用水平方向的“自對準效果”和垂直方向光半導體器件的背面與支承襯底“面對面接觸”的方式安裝到支承襯底上。
第3實施例光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，光半導體器件有在其背表面上用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形，支承襯底有在頂表面上構成的槽，槽內有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形，基于“自對準效果”用乳狀焊料使用電極圖形相互連接，其中，光半導體器件背面上用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的每個電極圖形的中心偏離每個槽的中心，由此，從所有方向增加加入槽中的乳狀焊料量。
第4次參見圖4，其頂表面用SiO2膜(沒畫)覆蓋的用Si板制成的支承襯底(10)設置有至少兩個槽(圖中是4個槽)(11)和沿Si板頂表面水平延伸的V溝(12)。用于接納光纖(沒畫)。每個槽(11)內表面有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形(13)，電極圖形(13)沿Si板或支承襯底(20)的頂表面延伸，構成多個電極(14)。虛線所示的方塊是其上要放置以下要說明的光半導體器件的設計位置。
再見圖12，光半導體器件(20)，是本例中用于第3次的激光二極管，按上述方式設置有電極圖(21)，見圖7。但是，在本實施例中，電極圖形(21)之間的距離與槽(11)之間的距離不同。換言之，每個電極圖形(21)部分地面向每個槽(11)。電極圖形(21)的位置選在光半導體器件(20)的底表面邊緣。例如，電極圖形(21)之間的距離選成280μm，而槽(11)之間的距離是330μm，構成20μm的偏差。
再見圖13，把Au-Sn焊料粉與粘接劑混合制成的乳狀焊料(23)放入每個槽(11)內，從每個槽(11)的頂上刮去多余的焊料(24)。
參見圖16，光半導體器件(20)放到支承襯底(16)上。本實施例中，光半導體器件(20)背表面上構成的電極圖形(21)不完全覆蓋槽(11)。換言之，槽(11)的一部分不被光半導體器件(20)的背面上構成的電極圖形(21)覆蓋。因此，沒被覆蓋的剩余空間起到調節(jié)乳狀焊料存儲器的作用。換言之，可以補償乳狀焊料的不足。如圖16所示，并通過位于光導體器件(20)邊緣上剩下的位置上的開口使多余的乳狀焊料溢出。
按該方式，各個方向的大空間使乳狀焊料加進槽(11)中。能使光半導體器件和支承襯底在共同的位置中有相同的精度。
第4實施例光半導體器件和支承襯底的組件中，支承襯底有至少兩個槽，所述槽用支承襯底頂表面上構成的至少一個V溝連接，槽內有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Ar或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形，光半導體器件有在其背表面上相應于槽內構成的電極圖形的位置處構成的至少兩個電極圖形，和在相當于所述槽的位置用Au-Sn焊料構成的至少兩個凸點。由此，用水平方向的“自對準效果”和垂直方向的“面對面接觸”使光半導體器件和支承襯底按1μm以下的良好精度相互固定，用伴隨每個槽的V溝調節(jié)多余的焊料量。由此提高光半導體器件和支承襯底的相互位置中的精度。
參見圖17，其頂表面用SiO2膜(沒畫)覆蓋的Si板制成的支承襯底(10)設置至少兩個槽(圖中是4個槽)(11)，每個槽與至少一個V溝(15)(圖中是兩個溝)連接，與槽(11)連接的V溝沿Si板頂表面水平延伸，接納光纖(沒畫)。槽(11)的邊長范圍選擇成70至110μm，槽(11)的深度范圍選為50-78μm。V溝(15)的典型寬度是50μm，典型長度是100μm，典型深度是20μm，比槽(11)窄很多。
每個槽(11)的內表面設置有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的電極圖形(13)，電極圖形(13)沿Si板頂表面或支承襯底(20)延伸，構成多個電極(14)。虛線所示的方塊是其上要放置以下要說明的光半導體器件的設計位置。
參見圖18，光半導體器件(20)，在本例中是具有邊長為300-350μm，高100μm的典型尺寸的激光二極管，設置有電極圖形(21)，每個電極圖形是Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的圓環(huán)。本實施例中，電極圖形(21)設置在光半導體器(20)的邊緣。每個電極圖形(21)上設置用Au-Sn焊料制成的凸點。
參見圖19，給用V溝(15)連接的槽(11)中加一定量的Au-Sn焊料，把凸點(22)放入槽(11)中的方式把光半導體器件(20)放到支承襯底(10)上之后，用回流焊設備使凸點(20)熔化和固化。用此工藝，利用水平方向的“自對準效果”，按共同的幾何精度為1μm以下的高精度，固定光半導體器件(20)和支承襯底(10)。
參見圖20，如果凸點(22)的高度大于預定值。光半導體器件(20)的背面與支承襯底的頂表面之間留有空隙。
但是，參見圖21，凸點(22)熔化和固化后，光半導體器件底表面與支承襯底(10)的頂表面直接接觸。該熔化過程中，多余的Au-Sn焊料朝V溝(15)溢出。
由于光半導體器件(20)的背面與支承襯底(10)的頂表面直接接觸，在垂直方向能達到高精度，適當控制光半導體器件(20)的光軸高度。
以上說明證實，按本發(fā)明第4實施例成功地提供了光半導體器件和支承襯底的組件，它易于組裝，不用大量的時間和空間而能在所有方向達到1μm以下的高精度，和光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，該方法易于進行，并能在所有方向獲得高精度。應指出的是，能改善到槽中的焊料量的多變性。
第5實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在其頂表面上構成的至少兩個槽和電極圖形，光半導體器件有在與支承襯底頂表面上構成的槽和電極圖形相應位置用Au-Sn焊料構成的至少兩個凸點。
參見圖22，其頂表面用SiO2膜(沒畫)覆蓋的Si板制成的支承襯底(10)設置有至少兩個槽(圖中是4個槽)(11)和沿Si板頂表面水平延伸的接納光纖(沒畫)的V溝(12)。此外，在支承襯底的頂表面上相當于以后要說明的光半導體器件(20)的中心的位置用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成方電極圖形(16)。電極圖形(16)沿支承襯底(20)的頂表面延伸，形成電極(17)。可用真空蒸發(fā)工藝，金屬鍍膜工藝，或絲網印刷工藝制造電極圖形(16)和電極(17)。
參見圖23，光半導體器件(20)，在本例中是有邊長為300-350μm，高為100μm的典型尺寸的激光二極管，在其背面相應于支承襯底(10)的頂表面上構成的方電極(16)的位置有用Au-Sn合金層或Cr/Ni/Au或Ti/Pt/Au疊層構成的方電極圖形(25)，并在其背面相當于每個槽(11)的位置構成至少兩個凸點(22)。
參見圖24，給方形電極圖形(16)加上一定量的Au-Sn焊料(30)后，以方形電極圖形(25)與Au-Sn焊料接觸和凸點(22)放入每個槽(11)中的方式把光半導體器件(20)放到支承襯底(10)上。參見圖8和9，進行上述的回流焊工藝，熔化和固化Au-Sn.焊料(30)和凸點(22)，結果，實現了“自對準效果”。結果，使光半導體器件(20)和支承襯底(10)按水平方向在相互幾何位置實現1μm以下的高精度。
第6實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在其頂表面上構成的至少3個槽和至少一個電極圖形，并在至少一個電極圖形上設置Au-Sn焊料塊，光半導體器件在相當于支承襯底的所述圖形的位置設置至少一個電極圖形，每個槽中設置金屬球，以確定光半導體器件的底表面與支承襯底頂表面之間的垂直距離，相互位置中之半導體器件與支承襯底之間的精度用使Au-Sn焊料塊熔化和固化的回流焊工藝實現的“自對準效果”確定。
參見圖25，其頂表面用SiO2膜(沒畫)覆蓋的Si板制成的支承襯底(10)設置至少兩個槽(圖中是4個槽)(11)，和沿Si板頂表面水平延伸的接納光纖(沒畫)的V溝(12)。此外，支承襯底(10)的頂表面上構成至少一個電極圖形(18)(圖中是4個電極圖形)。至少一個電極圖形(18)沿支承襯底(10)的頂表面延伸，構成電極(19)。可用真空蒸發(fā)工藝，金屬鍍膜工藝或絲網印刷工藝制造電極圖形(18)和電極(19)。
參見圖26，光半導體器件(20)，本例中是激光二極管，有在其背面設置的至少一個電極圖形(圖中是4個電極圖形)(26)。
參見27，用真空蒸發(fā)工藝，金屬鍍膜工藝或絲網印刷工藝給電極圖形(18)上加一定量的Au-Sn焊料(30)，每個槽(11)中放入直徑為50至100μm的不銹鋼球(40)。不銹鋼球(40)的直徑精度是0.1μm。用自動芯片安裝設備把光半導體器件(20)放至支承襯底(10)上，使兩個電極圖形(18)和(26)彼此相對。用回流焊設備熔化和固化Au-Sn焊料塊(30)，實現“自對準效果”，以有效地達到光半導體器件(20)和支承襯底(10)中水平方向的高精度。由于槽(11)和金屬球(40)的尺寸極精確，因而同樣能精確地確定光半導體器件(20)的背面與支承襯底的(10)頂表面之間的距離。
應指出，本例中，支承襯底(10)的槽(11)不起導電路徑作用，但它是確保光半導體器件(20)和支承襯底(10)的相互幾何方向中1μm以下的高精度的因素。用夾在兩個電極圖形(18)和(26)之間的Au-Sn焊料塊(30)的熔化和固化實現的“自對準效果”來確保水平方向的水平精度。用金屬球(40)的尺寸精度實現垂直方向的精度。
第7實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在其頂表面上構成的有高垂直精度的基層和在其頂表面上構成的至少一個電極圖形，光半導體器件有在其背面上構成的至少一個電極圖形，支承襯底的至少一個電極圖形用Au-Sn焊料塊與光半導體器件的一個相應的電極圖形連接，用所述基層的尺寸精度確定垂直精度，用“自對準效果”實現水平精度。
參見圖28，在厚1.1mm的Si襯底(50)的頂表面上構成厚100μm的水平交叉形的SiO2膜(53)。
參見圖29，給Si襯底(50)上加含KOH的腐蝕劑進行腐蝕工藝。按該工藝，SiO2膜(53)用作腐蝕掩模。用該工藝，在Si襯底(50)上形成厚100μm的Si臺面基底(52)。
參見圖30，在有水平交叉形的SiO2膜(53)上，選擇地構成厚1μm的Ti/Pt/Au疊層(54)。該工藝可用去除工藝或CVD工藝和腐蝕工藝結合。
Ti/Pt/Au疊層體(54)，SiO2層(53)和Si臺面型晶體管(52)在Si襯底(50)的頂表面上延伸構成電極(52a)。
在Si襯底(50)的頂表面上構成至少3個電極圖形(55)。
構成V溝(沒畫)，接納要與以下說明的光半導體器件連接的光纖。
參見圖31，每個電極圖形(55)上放置焊料球(20)。該工藝可用鍍膜工藝或“焊料球供給工藝”。本工藝的重點是使焊料(70)的高度高于Ti/Pt/Au疊層(54)的頂表面。為此，焊料球(70)的直徑選擇為例如120μm。
參見圖32，光半導體器件(60)的背面上構成至少3個電極圖形(61)。
參見圖33，用自動芯片安裝設備把光半導體器件(60)放到焊料球(70)上，使各電極圖形(61)與位置中的焊料球(70)相互接觸，使電極圖形(55)和(61)彼此相對。
參見圖34和35，用回流焊設備熔化焊料球(70)。由于焊料球(70)的表面張力而引起的“自對準效果”，使光半導體器件(60)按水平方向滑動，使電極圖形(55)和(61)彼此精確對準。此后，緩慢降低焊料球(70)的溫度。溫度達到200℃以下時，熔融的焊料球(70)在此溫度下固化，向下壓光半導體器件(60)，使熔融焊料球(70)變形。由于精確調節(jié)Si襯底(50)頂表面上的Ti/Pt/Au疊層(54)，SiO2層(53)和Si臺面(52)的高度。使光半導體器件(60)的光軸或有源層高度與設計成要與光半導體器件(60)連接的光纖的芯的高度一致。
盡管附圖中沒畫出，Si襯底(50)有沿其頂表面構成的V溝，用于接納要與其連接的光纖。
結果，由于水平方向的“自對準效果”和垂直方向的Ti/Pt/Au疊層(54)，SiO2層(53)和Si臺面(52)的精確高度，使光半導體器件(60)和支承襯底(50)的相互幾何位置能達到1μm以下的高精度。
第8實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底設置至少3個槽，每個槽中構成電極圖形，接納焊料球，在其頂表面構成Ti/Pt/Au疊層，光半導體器件有在其背面上相當于槽中構成的電極圖形上設置的所述焊料的位置構成的電極圖形，用所述基層的尺寸精度確定垂直精度，用“自對準效果”達到水平精度。
參見圖36和37，Si襯底(50)中構成深100μm的至少3個槽(56)(圖中是4個槽)。用含KOH的腐蝕劑的腐蝕工藝。每個槽(56)的底上構成其上接納焊料球(70)的電極圖形(55)。Si襯底(50)頂表面上構成水平交叉形的Ti/Pt/Au疊層(54)。Ti/Pt/Au疊層(54)沿Si襯底(50)的頂表面延伸，構成電極(54a)。
光半導體器件(60)的背面上構成至少3個(圖中是4個)電極圖形(61)。
焊料球(70)放到每個電極圖形(55)上。本工藝可用鍍膜工藝或“焊料球供給工藝”。本工藝的重點是使焊料球(70)的高度高于Ti/Pt/Au疊層(54)的頂表面。
用自動芯片安裝設備把光半導體器件(60)背面上構成的電極圖形(61)放到各槽中的焊料球(70)上，使電極圖形(61)與焊料球(70)接觸。用回流焊設備熔化焊料球(70)。由于熔融焊料球(70)的表面張力引起的“自對準效果”，使光半導體器件(60)按水平方向滑動，使電極圖形(55)和(61)精確地彼此對準。此后，緩慢降低焊料球(70)的溫度。溫度到200℃時，熔融焊料球(70)在此溫度下固化，向下壓光半導體器件(60)，使熔融焊料球(70)變形。由于精確調節(jié)Si襯底(50)頂表面上的Ti/Pt/Au疊層，SiO2膜(53)和Si臺面(52)的高度，能使光半導體器件(60)的有源層或光軸的高度與規(guī)定要與光半導體器件(60)連接的光纖的芯的高度準確地一致。
盡管圖中沒畫，Si襯底(50)設置有沿其頂表面構成的V溝，以接納規(guī)定要與其連接的光纖。
第9實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在其頂表面上形成的有高垂直精度的交叉形金屬基層，并在其頂表面上構成至少一上電極圖形。在支承襯底的頂表面上構成的至少一個電極圖形用“焊料凸點法”制成的Au-Sn焊料凸點連接光半導體器件背面上構成的相應的電極圖形。用所述基層的尺寸精度達到垂直精度，用“自對準效果”實現水平精度。
參見圖38，在厚度約為1μm的Si襯底(50)上構成厚度是0.1μm有水平交叉形的Ti/Pt疊層(53a)(在附圖中交叉形截面是夾在其它兩個矩形(52a)之間的小矩形)。同時，在Si襯底(50)上構成厚0.1μm的Ti/Pt疊層(52a)。Si襯底(50)的其余部分用厚120μm的光刻膠層(71)覆蓋。
參見圖39，進行鍍膜工藝，在Si襯底(50)上構成Au層。除去光刻膠層(71)之后，磨拋去除Au層，制成有水平交叉形厚100μm的Au制成的金屬基層(53)和厚100μm的至少一個(圖中是2個)Au電極圖形(52)。
參見圖40，光半導體器件，本例中是激光二極管，背面上構成至少一個(圖中是2個)電極圖形(61)之后，電極圖形(61)上構成Sn含量超過普通Au-Sn焊料中的Sn含量的Au-Sn焊料制成的焊料凸點(70)。用自動貼片設備按焊料凸點(70)可插入電極圖形(52)和(61)之間的方式把光半導體器件(60)放到支承襯底(50)上。
參見圖41和42，用回流焊設備熔化焊料凸點(70)。該工藝中，Au電極圖形(52)與焊料凸點(70)合金化，按Au與Sn的比例為8∶2構成Au-Sn焊料。結果，實現“自對準效果”，使光半導體器件(60)按水平方向滑動，使電極圖形(52a)和(61)在水平方向精確對準。
逐漸降低溫度，并向下壓光半導體器件(60)，當溫度達到200℃時，由于精確控制交叉形基層(53)和(53a)的高度，使光半導體器件(60)的光軸高度與要與其連接的光纖高度精確地一致。交叉形基層(53)和(53a)沿Si支承襯底(50)的頂表面延伸，構成電板。
盡管圖中沒畫，Si襯底(50)上設置接納光纖的V溝。
結果，由于水平方向的“自對準效果”和垂直方向的金屬基層(53)和(53a)的精確高度而使光半導體器件(60)和支承襯底(50)的相互幾何位置精度達到1μm以下。
第10實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有在其頂表面上構成的有高垂直精度的矩形銅基層，并在其頂表面上構成至少兩個電極圖形，并在其上構成的至少兩個電極圖形上構成至少兩個Au-Sn焊料凸點，光半導體器件在其背面上構成至少兩個電極圖形，支承襯底上構成的電極圖形用“焊料凸點法”在電極圖形上構成的Au-Sn焊料凸點連接光半導體器件上構成的相應電極圖形，用所述銅基層的尺寸精度達到垂直精度，用“自對準效果”達到水平精度。
參見圖43，厚度為1mm的Si襯底(50)上，有矩形墊圈層(57)和用Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au疊層構成的至少一個電極圖形(52c)。墊圈層(57)和電極圖形(52c)的典型厚度是1μm。參見圖44，在各電極圖形(52c)上構成Au-Sn焊料凸點(70)。Au-Sn焊料凸點(70)的典形高度是120μm?？捎谩昂噶贤裹c法”構成Au-Sn焊料凸點(70)。用自動芯片安裝設備把矩形基層(72)放到墊圈層(57)上。矩形基層(72)是金屬板，例如銅板，其長度例如是350μm(長度幾乎等于光半導體器件(50)的相應長度)，寬度例如是100μm，其上下兩邊用鍍膜工藝形成厚0.5-1μm的焊料層(72a)。
參見圖45，用自動芯片安裝設備把其背面設置有電極圖形(61)和矩形隔離層(61a)的光半導體器件(60)放到支承襯底(50)上，使焊料凸點(70)能插入電極圖形(52c)和(61)之間。用Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au疊層或Au-Sn合金構成電極圖形(61)和矩形墊圈層(61a)。
參見圖46和47，用回流焊設備熔化焊料凸點(70)和焊料層(72a)。用該工藝，用“自對準效果”使電極圖形(61)和(52c)按水平方向對準。
逐漸降低溫度，并向下壓光半導體器件(60)，當溫度達到約200℃時，由于相對于支承襯底(50)的頂表面高度精確控制矩形基層(72)的高度，可使光半導體器件(60)的光軸高度與連接到光半導體器件(60)的光纖高度精確地一致。
盡管圖中沒畫，Si襯底(50)上設置有接納光纖的V溝。
結果，能因水平方向的“自對準效果”和金屬基層(72)在垂直方向的精確高度而使光半導體器件(60)與支承襯底(50)在相互的幾何位置中達到1μm以下的高精度。
第11實施例按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，用多個圓盤形基層代替單個矩形基層。
參見圖48和49，由4個圓盤形焊料層(72c)貼面的4個圓盤形墊圈層(57a)和4個圓盤形基層(72b)，代替構成按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的由矩形焊料層(72a)貼面的矩形墊圈層(57)和矩形基層(72)。還用4個圓盤形墊圈層(62)代替光半導體器件(60)背面上構成的矩形墊圈層(61a)。其它構件及其功能和結果與第10實施例相同。
第12實施例按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，用絲或有圓形橫截面的棒構成的圓環(huán)代替單個矩形基層。
參見圖50和51，構成圖46和47所示的按本發(fā)明第10實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的矩形焊料層(72a)貼面的矩形墊圈層(57)和矩形基層(72)，用有水平雙圓環(huán)形(57b)和圓環(huán)(74)的墊圈層代替，圓環(huán)(74)的直徑約300μm，它用絲或有圓形橫截面直徑約100μm的棒構成，具有圓形橫截面的棒涂有焊料層(74a)，或用圓環(huán)形焊料層(74a)覆蓋具有圓形橫截面(74)的棒。用水平圓環(huán)形墊圈層(67a)代替光半導體器件(60)背面上構成的矩形墊圈層(61a)，其它構件及其功能和結果與第10實施例相同。
第13實施例按本發(fā)明第12實施例，其中，光半導體器件沒有在其背面上設置的墊圈層。用墊圈層與涂有焊料層的絲構成的圓環(huán)連接。
參見圖52和53，省去光半導體器件(60)背面上構成的墊圈層(62a)。換言之，涂有焊料層(74a)的絲構成的圓環(huán)(74)直接與光半導體器件(60)的背面接觸。其它構成及其功能和結果與第10實施相同。按本實施的光半導體器件和支承襯底組件是在光半導體器件的背面不需連接用涂焊料層(74a)的絲制成的圓環(huán)(74)的情況下使用。
第14實施例按本發(fā)明第13實施例的光半導體器件和支承襯底的組件，其中，光半導體器件和支承襯底均無分別構成在光半導體器件背面上面支承襯底頂表面上的墊圈層。
參見圖54和55，省去光半導體器件背面上構成的墊圈層62a和支承襯底(50)上構成的電極圖形(57b)。用絲構成的圓環(huán)(74)不覆蓋焊料層(74a)，而直接與光半導體器件的背面和支承襯底(50)的頂表面接觸。其它構件及其功能和結果與第11實施例相同。按本實施例的光半導體器件和支承襯底的組件可在光半導體器件背面不需連接絲構成的圓環(huán)(74)和支承襯底頂表面不需連接絲構成的圓環(huán)(74)的情況下使用。
第15實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底設置至少兩個按垂直于支承襯底頂表面和底表面的方向穿通支承襯底的通孔。每個電極圖形有在支承襯底上構成的通孔，并環(huán)繞每個通孔，每個焊料凸點有構成在每個電極圖形上的通孔，光半導體器件有在其背面上相當于通孔的位置構成的至少3個電極圖形，支承襯底的每個電極圖形經通孔內空間與每個焊料凸點連接，利用“自對準效果”使光半導體器件的每個電極圖形與支承襯底的每個電極圖形精確對準。
參見圖56，用真空蒸發(fā)工藝或鍍膜工藝在厚度約為1mm的Si襯底(80)上制成Au-Sn層或Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au疊層。用電火花加工工藝對Au-Sn電層或Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au疊層刻圖；構成直徑約50μm的至少3個環(huán)形電極圖形(82)。附圖中，假定有4個環(huán)形電極圖形。用腐蝕工藝構成至少3個通孔(81)，其中每個通孔與每個環(huán)形電極圖形(82)對準。
參見圖57，每個環(huán)形電極圖形(82)上設置Au-Sn焊料凸點(30)。Au-Sn焊料凸點(30)是直徑為30μm的圓盤。把每個通孔(81)中的空氣抽成真空，把Au-Sn焊料凸點(30)朝環(huán)形電極圖形(82)向下推。由于精確地構成了通孔(81)和Au-Sn焊料凸點(30)，Au-Sn焊料凸點30用精確的相互位置固定到環(huán)形電極圖形(82)。
參見圖58，在其背面上有Au-Sn電極圖形(61)的光半導體器件(60)放到Au-Sn焊料凸點(30)上之后，進行回流焊工藝，熔化和固化Au-Sn焊料凸點(30)。由于“自對準效果”，光半導體器件(60)的每個電極圖形和支承襯底(80)的每個環(huán)形電極圖形(82)精確對準。換言之，由于在上下電極圖形(61)和(82)對準的位置熔融Au-Sn焊料凸點(30)的表面積變成最小。光半導體器件(60)的每個電極圖形(61)和支承襯底(80)的每個環(huán)形電極圖形(82)精確對準。
如上所述，可用水平方向的“自對準效果”精確調節(jié)光半導體器件(60)和支承襯底的相互幾何位置，并能用垂直方向的通孔內的真空把Au-Sn焊料凸點(30)推向支承襯底(80)。結果，可使光半導體器件的光軸中心和與其連接的光纖中心對準。誤差調節(jié)到1μm以下。
盡管圖中沒畫，支承襯底(80)有沿其頂表面設置的V溝，用于接納要與光半導體器件連接的光纖。
第16實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有用有垂直表面的臺階分開的彼此平行的兩個表面，支承襯底的兩個頂表面中低的一個表面有矩形槽，矩形槽的長邊垂直于臺階的垂直表面，矩形槽中形成有至少兩個電極圖形，槽中形成的每個電極圖形上構成至少兩個凸點，支承襯底的兩個表面中高的一個表面有接納光纖的V溝，V溝垂直于臺階的垂直表面，光半導體器件有在其背面上構成的至少兩個電極圖形，因此，用熔化和固化在上下電極圖形之間設置的焊料凸點實現的“自對準效果”使光半導體器件和支承襯底以水平方向的高精度和高低表面的高度差精度相互固定。
參見圖59和60，腐蝕厚度約1mm的Si襯底(90)的部分表面，制成用有垂直表面的臺階(93)隔開的相互平行的兩個表面(91)和(92)。用含KOH的腐蝕劑加到表面(91)上進行腐蝕工藝，制成長200μm，寬70-110μm和深50-70μm的矩形槽Si襯底90中的槽的縱向邊垂直于臺階(93)的垂直邊矩形槽(94)的底上用Au-Sn層或Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au疊層構成至少兩個電極圖形(96)。如圖60所示，電極圖形(96)延伸到表面(91)上構成的電極(97)。用含KOH的腐蝕劑再次加到表面(92)上進行腐蝕工藝，在Si襯底(90)中構成V溝(95)。接納光纖(沒畫)的V溝(95)的軸與矩形槽(94)的軸對準。
參見圖61，光半導體器件100，本例中是激光二極管，在其背面設置有用Au-Sn層或Ti/Pt/Au或Cr/Ni/Au疊層構成的至少兩個電極圖形(圖中是4個電極圖形)?？捎谜婵照舭l(fā)或鍍膜工藝制造電極圖形(101)。激光二極管的典型尺寸是長(L)是300至350μm，寬(W)是300至350μm和高(H)是100μm。
每個電極圖形(101)上用含Au80％，Sn20％其熔點為280℃的Au-Sn焊料，制成焊料凸點(102)。
參見圖62，用自動芯片安裝設備把光半導體器件(100)放到支承襯底(90)上用光半導體器件(100)覆蓋矩形槽(94)的位置中。
參見圖63，其上有光半導體器件(100)的支承襯底(90)利用光半導體器件(100)的自重放到傾斜基層(110)上。按附圖中箭頭rn指示的水平方向滑向支承襯底(90)的臺階(93)。用該工藝，使光半導體器件(100)的光軸和要與其連接的光纖的光軸對準。利用附加的重量按圖中箭頭所指方向把光導體器件(100)推向臺階(93)。
參見圖64，用回流焊設備把與光半導體器件(100)連接的支承襯底(90)加熱到例如330℃。結果，焊料凸點(102)熔化，實現“自對準效果”。換言之，由熔融焊料凸點的表面張力使光半導體器件(100)水平滑動，使電極圖形(101)與電極圖形(96)對準。
此外，光半導體器件(100)的背面與支承襯底(90)的頂表面以面對面接觸的方式固定。
結果，用本例的方法把光半導體器件(100)安裝到支承襯底(90)上，使光半導體器件(100)的光軸與要連接光半導體器件(100)的光纖的光軸對準，精度是1μm以下。
第17實施例光半導體器件和支承襯底的組件，其中，支承襯底有矩形槽，矩形槽內構成至少兩個電極圖形，槽內構成的兩個電極圖形的每一個上構成至少兩個凸點，兩個凸點設置在槽的縱向邊的垂直線上，凸點表面與槽表面彼此靠近，接納光纖的V溝，V溝的中心線與槽的中心線對準，光半導體器件有在其背面上構成的至少兩個電極圖形，用上下電極圖形之間的焊料凸點熔化和固化實現的“自對準效果”在水平方向達到高精度和高低表面的高度差精度使光半導體器件和支承襯底相互固定。
參見圖65，構成按本實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的支承襯底(110a)有單一頂表面(91a)，單一頂表面(91a)設置有接納光半導體器件(本例中是激光二極管)100的兩個凸點(97)。盡管沒有限制按第17實施例的光半導體器件和支承襯底組件的隔開支承襯底(90)的兩個表面(91)和(92)的臺階(93)的高度要低于光半導體器件(100)的光軸高度，按本實施例的光半導體器件和支承襯底組件的支承襯底(110a)上構成的凸點(97)的高度是完全自由的。
其它構件及其功能和結果與第17實施例同。
由于用含KOH的腐蝕劑進行腐蝕工藝，在支承襯底(90)中制成的V溝(95)和矩形槽(94)是V形。如果用CCl4，CF4等進行其它腐蝕例如干腐蝕，V溝(95)和矩形槽(94)會變成矩形。在其中進行“焊料凸點方法”的矩形槽數不限于一個。如果焊料凸點數是2以上，矩形槽數可選為2以上?？梢园岩贿呏信c光纖連接的激光二極管和另一邊的與另一光纖連接的光電二極管的組合激光二極管和光電二極管組合安裝在一個單獨的支承襯底上。
上述說明證實，本發(fā)明能成功地提供各種光半導體器件和支承襯底的組件，它們不需用大量的時間和空間在全方向以令人滿意的精度容易地組裝，本發(fā)明提供了光半導體器件在支承襯底上的各種安裝方法，這些方法容易實施，而且在全方向有令人滿意的最終精度。
盡管用具體實施例說明了本發(fā)明。其中，把光半導體器件限定為例如激光二極管，本說明不限于構成敏感器件的方式。換言之，構成光半導體器件和支承襯底組件的光半導體器件可以是其光軸垂直于光半導體器件層的發(fā)光二極管或光電二極管。按本發(fā)明第1至第6實施例的半導體器件和支承襯底組件的支承襯底中構成的槽的形狀可以是有多邊形的錐體，圓錐形，圓柱體或有方形截面的柱形。
按本發(fā)明第10或11實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的基層形狀不限于矩形或圓環(huán)形。按本發(fā)明第11實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的圓環(huán)形基層的數量不限于4個。按本發(fā)明10至13實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的基層不需鍍焊料。按本發(fā)明第12，第13或第14實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的基層形狀不限于圓環(huán)形。它可以是三角形，矩形或L形。按本發(fā)明第15實施例的光半導體器件和支承襯底的組件的通孔的形狀不限于圓環(huán)形，它可以是多邊形。實現“自對準效果”用的焊料不限于Au-Sn焊料。但要求在熔融狀態(tài)下要求有大的表面張力，在金屬固化狀態(tài)下要求有大導電率。對本行業(yè)技術人員而言可以根據本發(fā)明的說明對所公開的實施例以及本發(fā)明其它實施例改型。因此認為，這些改型或實施例均落入要求保護的本發(fā)明范圍內。
權利要求
1.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有在其頂表面上構成的由電極圖形貼面的至少兩個槽，和沿其頂表面構成的溝；以及所述光半導體器件有在其背面上相當于所述槽內構成的電極圖形位置構成的至少兩個電極圖形，和在所述背面上構成的電極圖形上設置的至少兩個焊料凸點，每個所述焊料凸點放入每個所述槽內后，熔化和固化所述焊料凸點，使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
2.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下步驟把所述光半導體器件背面上構成的每個電極圖形上設置的每個焊料凸點放入所述支承襯底頂表面上構成的每個槽內的步驟；和熔化和固化所述焊料凸點使所述光半導體器件和所述支承襯底固定的步驟。
3.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下步驟把乳狀焊料加到所述支承襯底頂表面上構成的每個槽中的步驟；把所述光半導體器件的背面上構成的每個電極圖形放到加到所述槽內的所述乳狀焊料上的步驟；和熔化和固化所述乳狀焊料固定所述光半導體器件和所述支承襯底的步驟。
4.按權利要求3的光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，其中，所述電極圖形的位置偏離所述槽的對應位置。
5.按權利要求1的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，用沿所述支承襯底頂表面延伸的至少一個溝連接所述的至少兩個槽。
6.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有在其頂表面上構成的至少兩個槽和至少一個電極圖形，和沿其頂表面構成的溝，和設置在所述至少一個電極圖形上的焊料塊，和所述光半導體器件有在其背面上在相當于所述槽內構成的電極圖形位置構成的至少一個電極圖形和其背面上構成的至少兩個凸點，每個所述的凸點放入每個所述槽中之后，熔化和固化所述焊料塊，使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
7.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下工藝步驟在所述支承襯底頂表面上構成的至少一個電極圖形上設置焊料塊的步驟，把所述光半導體器件放到所述支承襯底上，把所述光半導體器件背面上構成的至少兩個凸點的每一個放入所述支承襯底頂表面上構成的至少兩個槽的每個槽中和把所述光半導體器件背面上構成的至少一個電極圖形放到焊料塊上的步驟，和熔化和固化所述焊料塊固定所述光半導體器件和所述支承襯底的步驟。
8.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有在其頂表面上構成的至少3個槽和至少一個電極圖形和沿其頂表面構成的溝和設置在其頂表面上構成的至少一個電極圖形上的焊料塊，和所述光半導體器件有在其背面上在相當于所述支承襯底頂表面上構成的所述電極圖形的位置構成的至少一個電極圖形，還包括設置于每個所述槽中的金屬球，所述光半導體器件放到所述支承襯底上之后，熔化和固化所述焊料塊，使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
9.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下工藝步驟把金屬球設置到所述支承襯底頂表面上構成的至少3個槽的每個槽中的步驟，焊料塊設置于所述支承襯底頂表面上構成的至少一個電極圖形上的步驟；把所述光半導體器件放到所述支承襯底上把至少一個電極圖形放到所述焊料塊上的步驟，和熔化和固化所述焊料塊固定所述光半導體器件和所述支承襯底的步驟。
10.光半導體器件和支承襯底的組件，其中，所述支承襯底有在其頂表面上構成的基層，在其頂表面上構成的至少一個電極圖形，和沿其頂表面構成的用于接納光纖的溝和設置在其上構成的至少一個電極圖形上的至少一個焊料塊，所述光半導體器件有在其背面上相當于所述支承襯底上構成的所述至少一個電極圖形的位置構成的至少一個電極圖形。所述光半導體器件放到所述支承襯底上后，熔化和固化所述焊料凸點使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
11.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下步驟把焊料塊設置到其上已構成有基層的所述支承襯底頂表面上構成的至少一個電極圖形上的步驟，把所述光半導體器件放到支承襯底上使所述光半導體器件背面上構成的至少一個電極圖形放到每個所述焊料塊上的步驟，和熔化所述焊料塊并向下壓所述光半導體器件至所述光半導體器件的背面接觸所述基層頂表面為止和固化所述焊料塊以固定所述光半導體器件和支承襯底的步驟。
12.按權利要求10的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述基層是水平交叉形狀。
13.按權利要求10或12的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述基層是Ti/Pt/Au層，SiO2層和Si層疊層體。
14.光半導體器件和支承襯底的組件，其中，所述支承襯底有至少3個槽，其中每個槽的底表面覆蓋有電極圖形；所述支承襯底頂表面上形成的電極圖形，和設置在覆蓋所述支承襯底中構成的槽的底表面的所述電極圖形上的焊料塊，和所述光半導體器件有在其背面上構成的至少3個電極圖形。所述光半導體器件放到所述支承襯底上后，熔化和固化所述焊料塊，使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
15.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下步驟把焊料塊放到其上已構成有Ti/Pt/Au疊層的所述支承襯底中構成的至少3個槽中構成的每個電極圖形上的步驟；把光半導體器件放到所述支承襯底上使至少3個電極圖形放到每個所述焊料塊上的步驟，光半導體器件放到所述支承襯底上之后，熔化所述焊料塊，推壓所述光半導體器件，和固化所述焊料塊使所述光半導體器件和支承襯底固定的步驟。
16.按權利要求14的光半導體器件和支承襯底構成的組件，還包括設置在所述光半導體器件和所述支承襯底之間的金屬層。
17.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有在其頂表面上構成的金屬基層和至少一個電極圖形，和所述光半導體器件有在其背面上構成的至少一個電極圖形和在其背面上構成的所述電極圖形上構成的至少一個凸點，所述光半導體器件放到所述支承襯底上之后，熔化和固化所述凸點，使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
18.按權利要求17的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述金屬基層是水平交叉形。
19.按權利要求17的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述金屬基層是有水平交叉形的Ti/Pt/Au的疊層。
20.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下工藝步驟在所述支承襯底頂表面上構成金屬基層和至少一個電極圖形的步驟，在所述光半導體器件背面上制成至少一個電極圖形的步驟，所述光半導體器件的背面上構成的至少一個所述電極圖形上構成至少一個凸點的步驟，和所述光半導體器件放到所述支承襯底上后，熔化和固化所述至少一個凸點以固定所述光半導體器件和支承襯底的步驟。
21.按權利要求17的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述金屬基層是銅板，它有水平矩形，在所述支承襯底頂表面上構成的電極圖形至少是2個，每個電極圖形上構成的凸點也至少是2個。
22.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下工藝步驟將其頂表面和背表面均涂敷焊料膜的矩形銅板放到所述支承襯底頂表面上，并放至少兩個電極圖形的步驟，所述支承襯底上構成的所述兩個電極圖形的每一個上構成至少兩個凸點的步驟，和光半導體器件背面上構成的至少兩個電極圖形的每一個電極圖形和光半導體器件背面上構成的一個矩形電極圖形分別放到所述支承襯底上構成的所述至少兩個凸點的每個凸點上和所述矩形銅板上的步驟，和熔化和固化至少兩個凸點的步驟。
23.按權利要求17的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述金屬基層是4個金屬圓盤的組合體，所述支承襯底頂表面上構成的所述電極圖形數量和每個所述電極圖形上構成的所述凸點數均是4。
24.按權利要求17的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述金屬基層是涂有焊料的金屬絲構成的圓環(huán)，用涂敷有焊料的絲構成的圓環(huán)位于所述光半導體器件背面上構成的一個圓環(huán)形電極圖形與支承襯底上構成的另一圓環(huán)形電極圖形之間，所述支承襯底的頂表面上構成的電極圖形數量和每個電極圖形上構成的凸點數量是4。
25.按權利要求17的光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述金屬基層是用涂敷了焊料的絲構成的圓環(huán)，在用涂敷了焊料的絲構成的圓環(huán)與所述支承襯底之間插入有一圓環(huán)電極圖形，所述支承襯底頂表面上構成的所述電極圖形數和每個所述電極圖形上構成的凸點數是4個。
26.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有設置在其頂表面上的金屬絲構成的圓環(huán)形金屬基層，和在其頂表面上構成的4個電極圖形和在所述4個電極圖形上構成的4個凸點，和所述光半導體器件有在其背面上相當于所述支承襯底頂表面上構成的所述4個電極圖形的每個電極圖形的位置構成的4個電極圖形。所述光半導體器件放到所述支承襯底上后，熔化和固化所述凸點，使所述光半導體器件和支承襯底相互固定。
27.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有穿過它的按垂直于其頂和背表面方向構成的至少3個通孔，構成的電極圖形環(huán)繞所述通孔的每個頂端和放置的覆蓋每個所述通孔的焊料凸點，和所述光半導體器件有在其背面上相當于所述至少3個通孔位置構成的至少3個電極圖形，所述光半導體器件放到所述支承襯底上后，熔化和固化所述凸點，使所述光半導體器件和所述支承襯底相互固定。
28.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下步驟在環(huán)繞穿過所述支承襯底構成的每個通孔頂端的電極圖形上放至少3個焊料凸點以覆蓋各電極圖形的步驟。抽去所述通孔中的空氣的步驟，放置所述光半導體器件，用所述光半導體器件背面上構成的每個電極圖形覆蓋每個所述焊料凸點的步驟，熔化和固化所述焊料凸點的步驟。
29.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有用具有垂直表面的臺階隔開的相互平行的兩個頂表面，所述兩個頂表面中的低頂表面有按垂直于所述臺階的垂直面的方向延伸的槽，在所述槽中構成有至少兩個電極圖形和在每個電極圖形上構成的至少兩個凸點，所述兩個頂表面中的高頂表面有接納光纖的溝，所述溝垂直于所述臺階的垂直表面，和所述光半導體器件有在其背面上構成的至少兩個電極圖形，所述光半導體器件放到所述支承襯底上后，熔化和固化所述焊料凸點，使光半導體器件和支承襯底相互固定。
30.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，構成一個臺階，把所述支承襯底的頂表面分隔成高度不同而相互平行的兩個表面的步驟；構成按垂直于臺階的方向沿所述低表面延伸的槽的步驟；在所述槽的底上構成至少兩個電極圖形的步驟；每個所述電極圖形上構成凸點的步驟；所述高表面上構成槽的步驟，所述槽與所述低表面上構成的槽對準，所述光半導體器件的背面上相當于所述槽的底上構成的每個所述電極的位置構成至少兩個電極圖形的步驟；所述光半導體器件背表面上構成的所述電極圖形放到所述槽中構成的所述電極圖形上的步驟；所述光半導體器件推向所述臺階的垂直面的步驟，和熔化和固化所述凸點的步驟。
31.光半導體器件和支承襯底構成的組件，其中，所述支承襯底有矩形槽，槽內構成有至少兩個電極圖形，所述兩個電極圖形每一個上構成有至少兩個凸點。沿所述槽的縱向邊的垂直線設置的兩個凸點，和接納光纖的溝，所述溝的中線與所述槽的中線對準，所述光半導體器件有在其背面上構成的至少兩個電極圖形，所述光半導體器件放到所述所述支承襯底上后，熔化和固化所述凸點，使所述光半導體器件和支承襯底相互固定。
32.光半導體器件安裝到支承襯底上的方法，包括以下步驟所述支承襯底頂表面上構成一對凸點的步驟，構成按垂直于所述兩個凸點連線方向沿所述支承襯底頂表面延伸的矩形槽的步驟，所述槽的底上構成至少兩個電極圖形的步驟，每個所述電極圖形上構成凸點的步驟；所述支承襯底頂表面上構成槽的步驟，所述槽與所述矩形槽對準，所述光半導體器件背面上相當于所述矩形槽底上構成的每個所述電極圖形的位置構成至少兩個電極圖形的步驟，所述光半導體器件背面上構成的電極圖形放入所述槽中構成的所述電極圖形上的步驟，所述光半導體器件推向一對凸點的步驟，熔化和固化所述凸點的步驟。
全文摘要
光半導體器件和支承襯底的組件,二者均有在其背面上構成的一個以上的電極圖形,熔化和固化電極圖形之間的一個以上的焊料凸點使其相互固定,使在其間的水平方向具有高精度,凸點的熔融金屬傾斜現象使其變成以表面張力為基礎的球,以及把光半導體器件按水平方向的高精度安裝到支承襯底上的方法。
文檔編號H05K13/04GK1189087SQ9712280
公開日1998年7月29日 申請日期1997年10月5日 優(yōu)先權日1997年10月5日
發(fā)明者松倉壽夫, 工藤保彥, 堀田一, 平川明夫, 菅原正樹, 宇都宮次郎, 黑澤清 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社