一种光电混合封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种光电混合封装结构及其制造方法，涉及半导体芯片封装测试领域。本发明专利技术的光电混合封装结构中，光导组件嵌入于第二布线层的开口中，且突出于第二布线层一定高度，以此来保证焊接至玻璃基板时，多个焊球不会塌陷，保证焊接可靠性的同时，保护光导组件。进一步的，通过在绝缘导热块中设置侧面露出的焊料，直接电连接至玻璃基板的芯片安装槽侧壁的焊盘，可以增加焊接的灵活性，保证光芯片和电芯片驱动路径的简短化。电芯片驱动路径的简短化。电芯片驱动路径的简短化。

【技术实现步骤摘要】
一种光电混合封装结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体芯片封装测试领域，具体涉及一种光电混合封装结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]光通信模块通常是将电芯片和光芯片封装为一体，其在有限的体积内，集成的芯片多为功率型芯片，其需要在短时间内释放大量的热，因此热平衡问题需要去解决。进一步的，对于光芯片的光通路。其需要在出光或接受光的位置设置光导组件，以实现光的准直性和光传播的可靠性。

技术实现思路

[0003]基于解决上述问题，本专利技术提供了一种光电混合封装结构的制造方法，包括以下步骤：（1）在载体上依次形成光芯片层、第一布线层、电芯片层和散热器；（2）移除所述载体，以所述散热器为支撑体，在光芯片层的露出的下表面上形成第二布线层；（3）在所述第二布线层中形成多个开口，并在所述开口中插入光导组件，所述光导组件的厚度大于所述第二布线层的厚度，以使得所述光导组件的一部分突出于所述第二布线层的下表面；（4）切割以进行单体化，形成多个光电封装件，并在所述光电封装件的第二布线层的下表面上设置焊球；（5）提供一玻璃基板，所述玻璃基板具有一芯片安装槽，将一光电封装件嵌入于所述芯片安装槽内，且使得所述焊球与芯片安装槽底面上的第一焊盘接合，其中，所述光导组件的底部贴合于所述芯片安装槽的底面。
[0004]进一步的，所述光芯片层包括多个光芯片和在所述光芯片周围的多个第一绝缘导热块，在所述光芯片和所述第一绝缘导热块之间设置有第一填充层；所述电芯片层包括多个电芯片和在所述电芯片周围的多个第二绝缘导热块，在所述电芯片和所述第二绝缘导热块之间设置有第二填充层。
[0005]进一步的，至少一个第一绝缘导热块具有朝向所述第二布线层的第一凹槽，所述第一凹槽内填有第一焊料，所述第一焊料与所述第二布线层电连接；至少一个第二绝缘导热块具有朝向所述第一布线层的第二凹槽，所述第二凹槽内填有第二焊料，所述第二焊料与所述第一布线层电连接。
[0006]进一步的，在步骤（4）中，所述切割具体包括：沿着切割道进行切割，所述切割道贯穿至少部分所述第一和第二绝缘导热块以及所述第一和第二凹槽，并使得光电封装件的侧面露出所述第一焊料和第二焊料。
[0007]进一步的，所述芯片安装槽的侧壁上具有多个第二焊盘，在步骤（5）中，所述光电
封装件的侧面贴合于所述侧壁上，所述第一焊料和第二焊料的侧面一一对应的朝向所述多个第二焊盘。
[0008]进一步的，还包括步骤（6）：利用激光烧蚀所述第一焊料和第二焊料，以使得所述第一焊料和第二焊料分别电连接至所述多个第二焊盘。
[0009]进一步的，还包括步骤（7）：在所述芯片安装槽中填入第三填充层。
[0010]进一步的，所述第一凹槽的底部具有深度更深的第三凹槽，所述第二凹槽的底部具有深度更深的第四凹槽，所述切割道贯穿所述第三凹槽和第四凹槽。
[0011]进一步的，所述绝缘导热块为方形的LTCC陶瓷块体结构。
[0012]本专利技术还额外提供了一种光电混合封装结构，其由上述的光电混合封装结构的制造方法形成。
[0013]本专利技术的有益效果如下：本专利技术的光导组件嵌入于第二布线层的开口中，且突出于第二布线层一定高度，以此来保证焊接至玻璃基板时，多个焊球不会塌陷，保证焊接可靠性的同时，保护光导组件。进一步的，通过在绝缘导热块中设置侧面露出的焊料，直接电连接至玻璃基板的芯片安装槽侧壁的焊盘，可以增加焊接的灵活性，保证光芯片和电芯片驱动路径的简短化。
附图说明
[0014]图1为载体上光电封装件的剖视图；图2为图1沿A1A2线的截面图；图3为本专利技术的光电封装件未单体化的剖视图；图4为本专利技术的光电封装件单体化后的剖视图；图5为图4的光芯片层的截面图；图6为本专利技术的光电封装件嵌入玻璃基板的剖视图；图7为本专利技术的最终光电混合封装结构的剖视图。
具体实施方式
[0015]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0016]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0017]本专利技术的实施例光电混合封装结构的制造方法，首先参见图1、图2，包括在载体10
上由下至上依次形成光芯片层11、第一布线层12、电芯片层13和散热器14。所述载体10可以是刚性的不锈钢材质、陶瓷材质、硅材质等。光芯片层11包括多个光芯片15以及围绕在所述多个光芯片15多个第一绝缘导热块16，光芯片15可以是发射光芯片或者接收光芯片，例如可以是PIN二极管等。
[0018]如图2所示，每个第一绝缘导热块16可以具有不同的尺寸。多个第一绝缘导热块16中的至少之一具有一朝向所述载体的第一凹槽17，该第一凹槽17横跨切割道C1C2。第一凹槽17的底部还具有更深的第二凹槽18，第二凹槽18也横跨切割道C1C2。其中，第一凹槽17和第二凹槽18中填充有第一焊料19，第一焊料19可以是金锡焊料、锡金焊料等。第一绝缘导热块16可以是方形的LTCC陶瓷块体结构，其导热性能较好，且可以很方便的形成第一凹槽17和第二凹槽18。此外，在光芯片15和第一绝缘导热块16之间设置有第一填充层20，该第一填充层20可以是热固化的透明树脂材料。
[0019]光芯片层11具有平坦的上表面，其可以通过CMP工艺形成。第一布线层12形成在光芯片层11上，其可以包括多层介质层以及介于多层介质层之间的布线图案（未示出）。第一布线层12的顶面具有接合的导电部分，其中电芯片层13的电芯片21通过焊球电连接至所述导电部分。
[0020]电芯片层13包括多个电芯片21和围绕于所述多个电芯片21周围的多个第二绝缘导热块22。电芯片21可以是控制芯片或光调整芯片等，其中的第二绝缘导热块22与第一绝缘导热块16的材质和结构相同，其具有朝向第一布线层12的第三凹槽23，以及在第三凹槽23的底部更深的第四凹槽24，同样的，第三凹槽23和第四凹槽24均横跨所述切割道C1C2，第三凹槽23和第四凹槽24填充有第二焊料25，其中，第二焊料25物理和电连接至第一布线层12的导电部分。在电芯片21和第二绝缘导热块22之间设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电混合封装结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在载体上依次形成光芯片层、第一布线层、电芯片层和散热器；（2）移除所述载体，以所述散热器为支撑体，在光芯片层的露出的下表面上形成第二布线层；（3）在所述第二布线层中形成多个开口，并在所述开口中插入光导组件，所述光导组件的厚度大于所述第二布线层的厚度，以使得所述光导组件的一部分突出于所述第二布线层的下表面；（4）切割以进行单体化，形成多个光电封装件，并在所述光电封装件的第二布线层的下表面上设置焊球；（5）提供一玻璃基板，所述玻璃基板具有一芯片安装槽，将一光电封装件嵌入于所述芯片安装槽内，且使得所述焊球与芯片安装槽底面上的第一焊盘接合，其中，所述光导组件的底部贴合于所述芯片安装槽的底面。2.根据权利要求1所述的光电混合封装结构的制造方法，其特征在于：所述光芯片层包括多个光芯片和在所述光芯片周围的多个第一绝缘导热块，在所述光芯片和所述第一绝缘导热块之间设置有第一填充层；所述电芯片层包括多个电芯片和在所述电芯片周围的多个第二绝缘导热块，在所述电芯片和所述第二绝缘导热块之间设置有第二填充层。3.根据权利要求2所述的光电混合封装结构的制造方法，其特征在于：至少一个第一绝缘导热块具有朝向所述第二布线层的第一凹槽，所述第一凹槽内填有第一焊料，所述第一焊料与所述第二布线层电连接；至少一个第二绝缘导热块具有朝向所述第一布线层的第二凹槽，所述第二凹槽内填有第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张曙光，
申请(专利权)人：威海三维曲板智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：