光电混合封装结构的制作方法和保护结构件技术

本发明专利技术揭示了一种光电混合封装结构的制作方法和保护结构件，包括步骤：提供一载板和光芯片，光芯片一侧面设置有至少一光接口；提供至少一电芯片，设置于光芯片上表面；提供至少一保护结构件，其为盖状结构，内部形成有腔体，其表面还形成有至少一通孔，将保护结构件对应光接口贴于光芯片上表面，使得光接口完全位于腔体内；提供具有流动性的胶体，于通孔处填充胶体，并对腔体外环境进行降压处理，当腔体外压降低，腔体内的气体沿未凝固的胶体和通孔之间的缝隙排出，直至腔体内的气压处于低压环境后，将胶体固化，使得胶体完全堵住通孔；形成塑封体。将该腔体形成一密闭的低压空间，以满足注塑工艺及后续制程作业中的可靠性要求。满足注塑工艺及后续制程作业中的可靠性要求。满足注塑工艺及后续制程作业中的可靠性要求。

【技术实现步骤摘要】
光电混合封装结构的制作方法和保护结构件


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种光电混合封装结构的制作方法和保护结构件。

技术介绍

[0002]光电芯片的混合封装已经逐渐成为未来发展的主流，光电封装的主要作用为进行光信号和电信号的互相转化，或者使用光芯片进行运算。与传统的电芯片封装相比，最大的差异在于，光芯片存在一个供光导入的光口，该光口的质量直接影响了光耦合的质量，对于光电转换的效率或光运算的速度、精度都起着举足轻重的作用。然而也因为光芯片中光口的存在，传统封装经常采用的SIP封装(System In Package，系统级封装)形式也难以实施，因为SIP封装采用的注塑制程会直接将光口连同光芯片一起包覆其中，无法进行有效的光耦合/光传输。而光电封装一旦无法采用SIP封装，势必会在封装产品可靠性、通用性与迭代性上处于劣势，影响光电封装在未来的发展。
[0003]常用技术中，通常会在注塑之前提供一光口保护结构，将其贴装于光芯片上表面，并与光芯片上表面形成一密闭腔体，即将光口保护于该密闭腔体内，然后进行注塑工艺。但是，在晶圆级注塑制程中，需要将环境压力降低到最低值(百帕斯卡数量级)，如果光口保护结构内(即密闭空腔)的压力为常压(万帕斯卡数量级)时，较大的气压差异容易导致注塑以及后续高温制程中产生裂性失效等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种光电混合封装结构的制作方法和保护结构件，以满足注塑工艺以及后续制程作业性以及可靠性要求。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种光电混合封装结构的制作方法，包括步骤：
[0006]提供一载板和一光芯片，所述光芯片一侧面设置有至少一光接口，将所述光芯片具有所述光接口的一侧面背离所述载板设置于所述载板上表面；
[0007]提供至少一电芯片，将所述电芯片设置于所述光芯片上表面，并与所述光芯片实现电性连接；
[0008]提供至少一保护结构件，所述保护结构件为盖状结构，所述盖状结构内部形成有一腔体，所述保护结构件的表面还形成有至少一通孔，所述通孔连通所述保护结构件内外表面，将所述保护结构件对应所述光接口贴装于所述光芯片上表面，使得所述光接口完全位于所述腔体内；
[0009]提供具有流动性的胶体，于所述通孔处填充所述胶体，并对所述腔体外环境进行降压处理，当所述腔体外压降低，所述腔体内的气体沿未凝固的所述胶体和所述通孔之间的缝隙排出，直至所述腔体内的气压处于低压环境后，将所述胶体固化，使得所述胶体完全堵住所述通孔；
[0010]提供塑封料，将所述塑封料覆盖所述保护结构件外侧面、所述电芯片表面以及所
述光芯片未被遮蔽的上表面，形成塑封体。
[0011]进一步的，所述提供至少一保护结构件，所述保护结构件为盖状结构，所述盖状结构内部形成有一腔体，所述保护结构件的表面还形成有至少一通孔，所述通孔连通所述保护结构件内外表面，具体包括：
[0012]所述保护结构件的顶壁上表面还形成有一凹槽，所述凹槽的形成深度为所述保护结构件的顶壁厚度的一半；
[0013]所述通孔连通所述保护结构件的内表面和所述凹槽的底面。
[0014]进一步的，所述提供具有流动性的胶体，于所述通孔处填充所述胶体，具体包括：
[0015]配合所述通孔的尺寸，控制所述胶体用量，以避免所述未凝固的胶体沿所述通孔流至所述腔体内；
[0016]所述胶体为具有流动性的底部填充胶，在低压环境下，空气可从所述未凝固的胶体中穿过。
[0017]进一步的，所述对所述腔体外环境进行降压处理，在降压的过程中，所述腔体内的气体沿未凝固的所述胶体和所述通孔之间的缝隙排出，直至所述腔体内的气压处于低压环境后，将所述胶体固化，使得所述胶体完全堵住所述通孔，具体包括：
[0018]提供一真空烘烤设备，将封装好的所述载板、光芯片、电芯片以及保护结构件放置于所述真空烘烤设备内；
[0019]对所述腔体外环境进行降压处理，直至所述腔体内外压处于平衡状态，所述未凝固的胶体通过回填将所述通孔堵住；
[0020]升温，将所述未凝固的胶体固化，使得固化后的所述胶体完全堵住所述通孔，并使得所述固化后的胶体完全位于所述凹槽内部。
[0021]进一步的，所述提供至少一电芯片，将所述电芯片设置于所述光芯片上表面，并与所述光芯片实现电性连接，具体包括：
[0022]所述光芯片内形成有多个硅通孔，将所述电芯片的功能面朝向所述光芯片上表面设置，通过所述硅通孔实现所述电芯片与光芯片之间的电性连接。
[0023]进一步的，所述方法还包括步骤：
[0024]将所述光芯片与所述载板解键合；
[0025]于所述光芯片未贴装所述电芯片的一侧面形成重布线层，并通过所述硅通孔实现所述光芯片与所述重布线层之间的电性连接。
[0026]进一步的，所述方法还包括步骤：
[0027]减薄所述塑封体，直至暴露出所述结构保护件的顶壁；
[0028]减薄所述结构保护件的顶壁，直至完全暴露出所述光接口。
[0029]本专利技术还提供一种保护结构件，所述保护结构件用于如上任意一项实施方式所述的光电混合封装结构的制作方法中，所述保护结构件为一盖状结构，所述盖状结构内部设置一腔体，所述保护结构件的表面还设置至少一通孔，所述通孔连通所述保护结构件内外表面；当所述保护结构件对应所述光接口贴装于所述光芯片上表面时，所述光接口完全位于所述腔体内。
[0030]进一步的，所述保护结构件的顶壁上表面还设置一凹槽，所述通孔连通所述凹槽底面和所述保护结构件内表面。
[0031]进一步的，所述凹槽设置为圆柱形结构，其深度设置为所述保护结构件的顶壁厚度的一半。
[0032]本专利技术的有益效果在于：通过在光接口处设置一保护结构件，且保护结构件上设置一通孔，用于填充具有流动性的胶体，方便在后续工艺制程中，将光接口所处的腔体内气压降低较低值后，升温将通孔处胶体固化使得该腔体形成一密闭的低压空间，防止形成的腔体内气压过高导致注塑及后续高温制程中产生裂性失效等问题，以满足注塑工艺及后续制程作业中的可靠性要求。
附图说明
[0033]图1为本专利技术一实施方式中的光电混合封装结构的制作方法流程示意图。
[0034]图2～图9为本专利技术一实施方式中的对应光电混合封装结构制作方法的工艺步骤图。
[0035]图10为本专利技术一实施方式中的保护结构件的侧视结构示意图。
[0036]图11为本专利技术一实施方式中的保护结构件的俯视结构示意图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施方式及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电混合封装结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：提供一载板和一光芯片，所述光芯片一侧面设置有至少一光接口，将所述光芯片具有所述光接口的一侧面背离所述载板设置于所述载板上表面；提供至少一电芯片，将所述电芯片设置于所述光芯片上表面，并与所述光芯片实现电性连接；提供至少一保护结构件，所述保护结构件为盖状结构，所述盖状结构内部形成有一腔体，所述保护结构件的表面还形成有至少一通孔，所述通孔连通所述保护结构件内外表面，将所述保护结构件对应所述光接口贴装于所述光芯片上表面，使得所述光接口完全位于所述腔体内；提供具有流动性的胶体，于所述通孔处填充所述胶体，并对所述腔体外环境进行降压处理，当所述腔体外压降低，所述腔体内的气体沿未凝固的所述胶体和所述通孔之间的缝隙排出，直至所述腔体内的气压处于低压环境后，将所述胶体固化，使得所述胶体完全堵住所述通孔；提供塑封料，将所述塑封料覆盖所述保护结构件外侧面、所述电芯片表面以及所述光芯片未被遮蔽的上表面，形成塑封体。2.根据权利要求1所述的光电混合封装结构的制作方法，其特征在于，所述提供至少一保护结构件，所述保护结构件为盖状结构，所述盖状结构内部形成有一腔体，所述保护结构件的表面还形成有至少一通孔，所述通孔连通所述保护结构件内外表面，具体包括：所述保护结构件的顶壁上表面还形成有一凹槽，所述凹槽的形成深度为所述保护结构件的顶壁厚度的一半；所述通孔连通所述保护结构件的内表面和所述凹槽的底面。3.根据权利要求2所述的光电混合封装结构的制作方法，其特征在于，所述提供具有流动性的胶体，于所述通孔处填充所述胶体，具体包括：配合所述通孔的尺寸，控制所述胶体用量，以避免所述未凝固的胶体沿所述通孔流至所述腔体内；所述胶体为具有流动性的底部填充胶，在低压环境下，空气可从所述未凝固的胶体中穿过。4.根据权利要求3所述的光电混合封装结构的制作方法，其特征在于，所述对所述腔体外环境进行降压处理，在降压的过程中，所述腔体内的气体沿未凝固的所述胶体和所述通孔之间的缝隙排出，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，周莎莎，丁科，
申请(专利权)人：江苏长电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：