一种光模块封装结构及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种形成光模块混合集成电路封装的转接板结构的方法，包括：在晶圆的一个表面上形成方形孔结构；在所述方形孔结构侧壁上形成绝缘层并进行金属填充；在所述方形孔结构一侧进行槽体刻蚀，从而暴露所述方形孔结构的一个侧面的至少一部分；去除所述方形孔结构暴露部分的绝缘层，从而暴露所述方形孔结构填充金属的至少一部分；形成光纤孔及用于晶圆分割的槽，所述用于晶圆分割的槽与所述方形孔结构的暴露部分相邻；以及对晶圆进行背面减薄，从而使得光纤孔贯通晶圆，同时所述用于晶圆分割的槽将晶圆分割成所需尺寸的转接板结构，其中所述方形孔结构的暴露部分在转接板结构的一个侧面上。

【技术实现步骤摘要】
一种光模块封装结构及制作方法
本专利技术涉及封装领域，尤其涉及一种光模块封装结构及制作方法。
技术介绍
随着光通讯，光传输的普及，传统的微光学器件正由集成光学、集成光电器件所代替。在通信网络产业中光互联的趋势是建立在距离和数据率之间平衡的基础上。随着数据率的增长，在长距离信息传输中，光纤已经取代了铜线，因为更高速的信号几乎不会衰减。就是这一趋势启发了“光纤到芯片”的概念，微芯片和外界之间的超高速电信号被光信号取代。微芯片仍然作为全电处理单元，并且光纤作为向微芯片发送或从其接收数据的高速数据的最终通道。目前，光芯片已经能够在封装中与光纤耦合。对更高数据率和更大总带宽的要求引导了包括光芯片、电芯片和驱动芯片的混合集成电路封装的发展。这种混合方法直接把光信号带进封装内部的硅微芯片，由此缓解了高速电信号传输的大量设计和制造所带来的挑战。当前的混合集成电路封装通常依赖于硅基光电转接板和光模块的加工。然而，目前硅基光电转接板及光模块加工工艺复杂、工艺可控性差、加工良率低、在硅腔侧壁打线要求高、打线良率低、可靠性差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的一个实施例提供一种形成光模块混合集成电路封装的转接板结构的方法，包括：在晶圆的一个表面上形成方形孔结构；在所述方形孔结构侧壁上形成绝缘层并进行金属填充；在所述方形孔结构一侧进行槽体刻蚀，从而暴露所述方形孔结构的一个侧面的至少一部分；去除所述方形孔结构暴露部分的绝缘层，从而暴露所述方形孔结构填充金属的至少一部分；形成光纤孔及用于晶圆分割的槽，所述用于晶圆分割的槽与所述方形孔结构的暴露部分相邻；以及对晶圆进行背面减薄，从而使得光纤孔贯通晶圆，同时所述用于晶圆分割的槽将晶圆分割成所需尺寸的转接板结构，其中所述方形孔结构的暴露部分在转接板结构的一个侧面上。在本专利技术的一个实施例中，该方法还包括：在所述方形孔结构填充金属的暴露部分上形成NiPaAu层。在本专利技术的一个实施例中，通过化学镀的方法形成NiPaAu层。在本专利技术的一个实施例中，该方法还包括：在所述晶圆的表面上形成重布线层，所述重布线层与所述方形孔结构内的金属电连接；和/或在晶圆的重布线层上进行光芯片和/或电芯片的安装。在本专利技术的一个实施例中，该方法还包括：将组装后的转接板结构垂直安装到基板上，其中方形孔结构暴露部分朝上与基板安装表面平行；对方形孔结构暴露部分与基板表面焊盘或安装在基板表面上的其他转接板或芯片焊盘直接进行打线互连。在本专利技术的一个实施例中，用于晶圆分割的槽的深度比所述方形孔的深度深。在本专利技术的一个实施例中，所述方形孔结构的宽度在50-200微米范围内，厚度在3-10微米的范围内，深度在50-200微米的范围内。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种光模块混合集成电路封装的转接板结构，包括：顶面、与顶面相对的底面、连接所述顶面和底面的侧面以及贯穿顶面和底面的光纤孔，所述转接板的顶面具有重布线结构，所述转接板的侧面具有一个或多个侧面金属层，其中所述侧面金属层通过：在顶面上形成方形孔，在所述方形孔结构侧壁上形成绝缘层并进行金属完全填充，在所述方形孔结构一侧进行槽体刻蚀，从而暴露所述方形孔结构的一个侧面的至少一部分，去除所述方形孔结构一侧暴露部分的绝缘层，从而暴露所述方形孔结构填充金属的至少一部分形成。在本专利技术的另一个实施例中，该光模块混合集成电路封装的转接板结构还包括：光芯片，所述光芯片安装在所述转接板的顶面，并与所述光纤孔相对，光纤通过光纤孔耦合到所述光芯片。在本专利技术的另一个实施例中，光模块混合集成电路封装的转接板结构还包括电芯片，所述电芯片安装在所述转接板的顶面，所述转接板结构垂直安装到基板上，其中方形孔结构暴露部分朝上与基板安装表面平行，所述方形孔结构暴露部分与基板表面焊盘或安装在基板表面上的其他转接板或芯片焊盘直接进行打线互连。本专利技术的各实施例采用低成本硅基光电转接板加工，采用TSV通孔填充金属的工艺在硅基转接板相互垂直的两个面上形成金属层，转接板加工工艺简单、可靠性高、良品率高，芯片贴装工艺简单。本专利技术只在槽体打线一侧形成金属化，其它三面和槽体底部没有金属，不需要去除，避免了复杂且不可靠的去金属工艺。本专利技术槽体底部没有氧化硅，不需要去除工艺。由于侧面和底部没有金属和氧化硅，刻蚀沟槽容易，因此DBG工艺容易实现。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出光模块混合集成电路封装结构100的侧面示意图。图2示出第一转接板130的放大图。图3示出根据本专利技术的一个实施例形成光模块混合集成电路封装的转接板结构的流程图。图4示出具有方形TSV结构的硅晶圆的截面示意图。图5A示出在方形TSV结构侧壁上形成绝缘层并进行金属完全填充后的硅晶圆的截面示意图。图5B示出图5A所示结构的俯视图。图6A示出完成槽体刻蚀后的硅晶圆的截面示意图。图6B示出图6A所示结构的俯视图。图7A示出完成去除部分绝缘层后的硅晶圆的截面示意图。图7B示出图7A所示结构的俯视图。图8A示出形成光纤孔801及用于DBG的槽802后的硅晶圆的截面示意图。图8B示出图8A所示结构的俯视图。图9示出形成NiPaAu层后的硅晶圆的截面示意图。图10示出根据本专利技术的一个实施例的转接板结构的截面示意图。图11示出根据本专利技术的一个实施例的在转接板结构上组装光纤和芯片后的截面示意图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。图1示出光模块混合集成电路封装结构100的侧面示意图。如图1所示，该封装结构100包括基板110、设置在基板110的第一面110a上的光纤块120、设置在基板110的第一面110a上并且与光纤块120光耦合的第一转接板130，设置在第一转接板130的第一面130a上的光芯片140、设置在基板110的第一面110a上的第二转接板150以及设置在第二转接板150的第一面上的第二芯片160。光纤块120可以是标准口光纤块。第一转接板130可以是硅基光电转接板，光芯片140设置在第一转接板130的第一面130a上，第一转接板130的第二面13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成光模块混合集成电路封装的转接板结构的方法，包括：在晶圆的一个表面上形成方形孔结构；在所述方形孔结构侧壁上形成绝缘层并进行金属填充；在所述方形孔结构一侧进行槽体刻蚀，从而暴露所述方形孔结构的一个侧面的至少一部分；去除所述方形孔结构暴露部分的绝缘层，从而暴露所述方形孔结构填充金属的至少一部分；形成光纤孔及用于晶圆分割的槽，所述用于晶圆分割的槽与所述方形孔结构的暴露部分相邻；以及对晶圆进行背面减薄，从而使得光纤孔贯通晶圆，同时所述用于晶圆分割的槽将晶圆分割成所需尺寸的转接板结构，其中所述方形孔结构的暴露部分在转接板结构的一个侧面上。

【技术特征摘要】
1.一种形成光模块混合集成电路封装的转接板结构的方法，包括：在晶圆的一个表面上形成方形孔结构；在所述方形孔结构侧壁上形成绝缘层并进行金属填充；在所述方形孔结构一侧进行槽体刻蚀，从而暴露所述方形孔结构的一个侧面的至少一部分；去除所述方形孔结构暴露部分的绝缘层，从而暴露所述方形孔结构填充金属的至少一部分；形成光纤孔及用于晶圆分割的槽，所述用于晶圆分割的槽与所述方形孔结构的暴露部分相邻；以及对晶圆进行背面减薄，从而使得光纤孔贯通晶圆，同时所述用于晶圆分割的槽将晶圆分割成所需尺寸的转接板结构，其中所述方形孔结构的暴露部分在转接板结构的一个侧面上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述方形孔结构填充金属的暴露部分上形成NiPaAu层。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过化学镀的方法形成NiPaAu层。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述晶圆的表面上形成重布线层，所述重布线层与所述方形孔结构内的金属电连接；和/或在晶圆的重布线层上进行光芯片和/或电芯片的安装。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：将组装后的转接板结构垂直安装到基板上，其中方形孔结构暴露部分朝上与基板安装表面平行；对方形孔结构暴露部分与基板表面焊盘或安装在基板表面上的其他转接板或芯片焊盘直接进行打线互连。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴风伟，李昭强，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32