一种光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块技术

本发明专利技术实施例提供了一种光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块，其中的光学芯片包括：基板，包括第一表面和与所述第一表面相垂直的第二表面；至少一个光学单元，设置在所述第一表面；以及，至少一个焊盘组，设置在所述第二表面，其中的每个焊盘组与一个所述光学单元电连接。本发明专利技术实施例提供的光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块，解决了现有光学芯片的装配结构复杂、光耦合实现难度大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块
本专利技术涉及光电互连
，具体涉及一种光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块。
技术介绍
数据中心和服务器机房需要使用大量中短距离(小于300m)的光互连传输产品，此类产品的核心部件包括一个光学芯片(例如，激光器发光芯片或探测器芯片)和与该光学芯片电连接的集成芯片(例如，激光器驱动芯片或探测器放大芯片)。图1所示为现有技术中的一种光学芯片的结构示意图。如图1所示，该光学芯片包括光学单元11(例如，发光单元或探测单元)、金属线12和焊盘13，其中光学单元11和焊盘13位于同一平面内。该光学芯片在装配使用时，一般需要首先通过焊盘13固定在一个转接板上，再进一步通过该转接板上的金属布线层和焊盘实现与集成芯片之间的电连接。在现有光互连模块的结构设计中，为了避免光纤弯曲以实现整个产品的小型化，光学芯片可与外接光纤平行设置。为了使得光纤与光学芯片之间能够形成光学通路，有两种现有的方法来实现光路的90度转向。一种是采用45度光反射镜实现光路的90度转向(如美国专利US7543994B2)，然而这会使得装配难度增加，同时增加的光学部件会引起额外的损耗，导致光耦合效率降低。虽然可将光纤端部裸露纤芯被加工成45°光学平面(如中国专利ZL03128028.5)，然而这需要光纤端面研磨和角度控制，同时耦合效率也没有光纤端面直接耦合高。另一种方法是利用柔性印制电路板的可绕折特性，将柔性印制电路板弯折90度，实现电路的90度转向(如美国专利US6712527B1)，但柔性印制电路板的制作成熟度还远不及刚性印制电路板，目前柔性印制电路板的层数不多(2-4层)，板材的高频特性也没有刚性板材好，价格较贵，成本较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块，解决了现有光学芯片的装配结构复杂、光耦合实现难度大的问题。本专利技术一实施例提供了一种光学芯片，包括基板，包括第一表面和与所述第一表面相垂直的第二表面；至少一个光学单元，设置在所述第一表面；以及，至少一个焊盘组，设置在所述第二表面，其中的每个焊盘组与一个所述光学单元电连接。进一步地，所述至少一个光学单元为发光单元或光电探测单元。进一步地，所述焊盘组包括两个焊盘，分别用作所述光学芯片的阴极和阳极。本专利技术一实施例提供一种制备权利要求1所述光学芯片的方法，包括：制备或获取基板，所述基板包括第一表面和与所述第一表面相垂直的第二表面，所述第一表面上制备有至少一个光学单元；在所述第一表面上刻蚀与所述至少一个光学单元分别一一对应的至少一个盲孔组；在所述第一表面上制备金属布线层，并在所述至少一个盲孔组中填充金属材料，其中每个光学单元通过所述金属布线层与一个所述盲孔组中填充的金属材料电连接；以及，沿与所述第二表面相平行的方向刻蚀所述基板，以露出所述至少一个盲孔组中填充的金属材料。进一步地，所述在所述第一表面上制备金属布线层，并在所述至少一个盲孔组中填充金属材料包括：在所述第一表面制备光刻胶层；对所述光刻胶层进行曝光和显影，显影后裸露出的第一表面形成金属布线层图案，并裸露出所述至少一个盲孔组；以及，采用金属溅射工艺填充所述第一表面裸露的部分和所述至少一个盲孔组，然后去除所述光刻胶层。进一步地，所述第一表面上制备有至少一个光学单元包括：所述第一表面上制备有呈阵列布置的至少一个光学单元；其中，在所述第一表面上刻蚀与所述至少一个光学单元分别一一对应的至少一个盲孔组包括：将相邻两列光学单元所对应的所有盲孔呈平行的两列设置；以及，沿与所述第二表面相平行的方向刻蚀所述基板包括：刻蚀掉每相邻两列盲孔之间的基板部分。本专利技术一实施例提供一种光互连模块，包括：光学芯片，采用如前所述的光学芯片结构，其中的每个光学单元与一根外接光纤光学耦合；以及，集成芯片，所述集成芯片与所述光学芯片上的至少一个焊盘组电连接。进一步地，所述集成芯片与所述光学芯片上的至少一个焊盘组电连接包括：所述集成芯片与所述光学芯片上的至少一个焊盘组采用金属绑定线实现电连接；或，所述集成芯片倒装在所述光学芯片的至少一个焊盘组上；或，所述集成芯片与所述光学芯片上的至少一个焊盘组直接采用焊盘键合的方式实现电连接。进一步地，所述光学芯片为发光芯片，所述集成芯片为激光器驱动芯片；或，所述光学芯片为探测器芯片，所述集成芯片为探测器放大芯片。进一步地，所述光互连模块进一步包括：光纤固定块，所述光学固定块包括至少一个光纤通道，其中的每个光纤通道呈V型槽形状，用于固定一根外接光纤。本专利技术实施例提供的一种光学芯片、制备方法及应用该光学芯片的光互连模块，该光学芯片在装配使用时可被立着设置在产品的电路板上，这样第一表面与外接光纤垂直，第一表面上的光学单元可直接与外接光纤实现耦合，光耦合实现难度低。此外，由于焊盘所在的平面与光学单元所在的平面相互垂直，焊盘处于与产品电路板相平行的第二表面，使得该光学芯片与集成芯片之间的电连接更为便利，避免了在转接板上进行额外的电路设计，简化了装配结构，提高了可靠性。附图说明图1所示为现有技术中的一种光学芯片的结构示意图。图2a所示为本专利技术一实施例提供的光学芯片的结构俯视图。图2b所示为图2a所示光学芯片的结构正视图。图3所示为本专利技术一实施例提供的一种光互连模块的结构示意图。图4a～图4d所示为本专利技术一实施例提供的光学芯片的制备过程的分解示意图。图5a～图5d所示为本专利技术另一实施例提供的光学芯片的制备过程的分解示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2a所示为本专利技术一实施例提供的光学芯片的结构俯视图。图2b所示为图2a所示光学芯片的结构正视图。如图2a和2b所示，该光学芯片1包括：基板10、至少一个光学单元11(图中2a和2b示出4个)和至少一个焊盘组13(图2a和2b中示出4个焊盘组13，每个焊盘组13包括两个焊盘)。基板10包括第一表面A和与第一表面A相垂直的第二表面B。至少一个光学单元11设置在第一表面A。至少一个焊盘组13设置在第二表面B，其中的每个焊盘组13与一个光学单元11电连接。在本专利技术一实施例中，每个焊盘组13可通过第一表面A上的金属布线层12与一个光学单元11实现电连接。应当理解，上述的每个焊盘组13是与一个光学单元11相对应的，但焊盘组13的数量和光学单元11的数量可根据所要实现的光互连结构而调整，本专利技术对焊盘组13和光学单元11的数量不做限定。此外，一个焊盘组13中所具体包括的焊盘数量也同样不受限定。例如，在一实施例中，每个焊盘组13可仅包括两个焊盘，分别用作该光学单元的阴极和阳极。图3所示为本专利技术一实施例提供的一种光互连模块的结构示意图。从图3中可以看出，该光互连模块包括：本专利技术实施例所提供的光学芯片1，以及与该光学芯片1电连接的集成芯片2。应当理解，该光互连模块中光学芯片1和集成芯片2的数量可根据模块实际需求确定，因此本专利技术对该光互连模块中光学芯片1和集成芯片2的具体数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学芯片，其特征在于，包括：基板，包括第一表面和与所述第一表面相垂直的第二表面；至少一个光学单元，设置在所述第一表面；以及，至少一个焊盘组，设置在所述第二表面，其中的每个焊盘组与一个所述光学单元只通过布设于第一表面上的金属布线层建立电连接；其中，所述光学单元、所述焊盘组、所述金属布线层一体成型在所述基板上；所述至少一个光学单元为发光单元或光电探测单元；所述焊盘组包括两个焊盘，分别用作所述光学单元的阴极和阳极。

【技术特征摘要】
1.一种光学芯片，其特征在于，包括：基板，包括第一表面和与所述第一表面相垂直的第二表面；至少一个光学单元，设置在所述第一表面；以及，至少一个焊盘组，设置在所述第二表面，其中的每个焊盘组与一个所述光学单元只通过布设于第一表面上的金属布线层建立电连接；其中，所述光学单元、所述焊盘组、所述金属布线层一体成型在所述基板上；所述至少一个光学单元为发光单元或光电探测单元；所述焊盘组包括两个焊盘，分别用作所述光学单元的阴极和阳极。2.一种制备权利要求1所述光学芯片的方法，其特征在于，包括：制备或获取基板，所述基板包括第一表面和与所述第一表面相垂直的第二表面，所述第一表面上制备有至少一个光学单元，所述至少一个光学单元为发光单元或光电探测单元；在所述第一表面上刻蚀与所述至少一个光学单元分别一一对应的至少一个盲孔组，所述盲孔组包括两个盲孔，分别用于形成所述光学单元的阴极和阳极；在所述第一表面上制备金属布线层，并在所述至少一个盲孔组中填充金属材料，其中每个光学单元只通过所述金属布线层与一个所述盲孔组中填充的金属材料电连接；以及，沿与所述第二表面相平行的方向刻蚀所述基板，以露出所述至少一个盲孔组中填充的金属材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述第一表面上制备金属布线层，并在所述至少一个盲孔组中填充金属材料包括：在所述第一表面制备光刻胶层；对所述光刻胶层进行曝光和显影，显影后裸露出的第一表面形成金属布线层图案，并裸露出所述至少一个盲孔组；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰满，薛海韵，曹立强，何慧敏，
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