一种封装结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种封装结构，其包括：第一半导体芯片，其具有相对的第一表面和第二表面，在第一表面设置有光耦合区以及非光耦合区，其中，所述光耦合区被所述非光耦合区包围，所述光耦合区内设置有光耦合接口；保护结构，其设置在第一表面的所述光耦合区的外围的非光耦合区上，并且环绕所述光耦合区；塑封层，其覆盖第一表面的非光耦合区并且被保护结构阻隔在光耦合区之外。通过保护结构，使得在第一半导体芯片的非光耦合区上制作塑封层时，令光耦合区的上表面不被塑封层覆盖，保护光耦合区内光耦合接口不被塑封层中的有机物污染的同时，还保证了光耦合区的表面纯净，有利于后续光耦合接口能够与外部光输入维持较高的耦合效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种封装结构


[0001]本技术涉及半导体封装领域，特别涉及一种封装结构。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的日益发展，具有高的集成密度的封装结构越来越重要。例如，采用3D封装结构可以实现芯片与芯片之间的相互堆叠。
[0003]目前现有的硅光芯片中的电子集成电路（Electronic integrated circuit， EIC）芯片和光子集成电路（Photonic integrated circuit，PIC）芯片由于采用不同的晶圆生成工艺制程，采用芯片级别的互连（例如打线或倒装的互连方式）来实现电子集成电路芯片与光子集成电路芯片之间的连接，形成三维互连结构。
[0004]在光子集成电路芯片和电子集成电路芯片的三维封装中，为了避免打薄光子集成电路芯片时造成翘曲从而导致光子集成电路芯片和电子集成电路芯片的连接点错位或失效，或者为了使光子集成电路芯片和电子集成电路芯片的封装具有较高的强度，通常需要在光子集成电路芯片表面形成塑封层。然而，光子集成电路芯片具有用于输入光的光纤耦合接口，直接对光子集成电路芯片的表面进行塑封会导致光纤耦合界面的损坏，从而导致光纤耦合接口的插入损耗大幅增加并影响封装的光电芯片的实际使用。
[0005]而传统的无塑封的3D光电芯片则存在多层芯片堆叠过程中翘曲过大、良率低以及无法应用于大尺寸光子集成电路芯片和电子集成电路芯片之间的堆叠，同时也不利于实现具有硅通孔（Through Silicon Via，TSV）结构的超薄光子集成电路芯片的贴装。

技术实现思路

>[0006]为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种封装结构，其可以在使用塑封材料固定光电集成芯片以提高封装强度和避免光子集成电路芯片翘曲的同时，还对光子集成电路芯片上的光耦合接口界面形成保护。
[0007]本技术的目的采用以下技术方案实现：
[0008]根据本技术的实施例，一种封装结构包括：
[0009]第一半导体芯片，所述第一半导体芯片具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面设置有光耦合区以及非光耦合区，其中，所述光耦合区被所述非光耦合区包围，所述光耦合区内设置有光耦合接口；
[0010]保护结构，所述保护结构位于所述第一表面的非光耦合区上并且环绕所述光耦合区，其中，所述保护结构包括直接形成在所述第一表面上的光刻胶或者在所述第一表面上电镀形成的铜结构；
[0011]塑封层，所述塑封层覆盖所述第一表面的非光耦合区并且被所述保护结构阻隔在所述光耦合区之外。
[0012]在本技术的一些实施例中，在垂直于所述第一表面的方向上，所述保护结构远离所述第一表面的顶面与所述塑封层远离所述第一表面的顶面齐平。在本技术的一
些实施例中，所述保护结构介于所述塑封层与所述光耦合区之间，并且与该塑封层接触。
[0013]在本技术的一些实施例中，所述封装结构还包括至少一个第二半导体芯片，所述至少一个第二半导体芯片设置在所述第一表面的所述非光耦合区并且被所述塑封层包围。在本技术的一些实施例中，所述至少一个第二半导体芯片的远离所述第一表面的顶面从所述塑封层露出，并且与所述保护结构的顶面齐平。
[0014]在本技术的一些实施例中，所述保护结构具有露出所述光耦合接口的开口。在本技术的一些实施例中，所述封装结构还包括：在所述光耦合接口上方设置的导光结构或者倒置的光发射装置。在本技术的一些实施例中，所述光耦合接口具有一个或多个光栅结构。
[0015]在本技术的一些实施例中，所述第一半导体芯片具有贯通的导电通孔（例如，硅通孔），所述导电通孔的第一端从所述第一半导体芯片的所述第一表面露出并与所述第二半导体芯片电连接，所述导电通孔的第二端从所述第一半导体芯片的第二表面露出并具有导电凸点。
[0016]在本技术的一些实施例中，所述封装结构还包括封装基板，所述第一半导体芯片安装在所述封装基板上，并且所述导电凸点与封装基板电连接。
[0017]实施本技术具有以下优点：
[0018]本技术实施例提供的封装结构，能够令光耦合区的上表面不被塑封层覆盖，保护光耦合区内光耦合接口不被塑封层中的有机物污染，保证了光耦合区的表面纯净，该封装结构解决了三维堆叠封装中的塑封工艺和耦合空间冲突的问题，同时对芯片提供了保护。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施方式。
[0020]图1是根据本技术实施例1的封装结构的剖视示意图。
[0021]图2是根据本技术的封装结构的第一半导体芯片的第一表面的平面示意图。
[0022]图3是根据本技术实施例2的封装结构的剖视示意图。
[0023]图4是根据本技术实施例3的封装结构的剖视示意图。
实施方式
[0024]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
[0025]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的
普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]针对现有的光电芯片封装方式存在无法进行塑封、封装互连的可靠性较差、封装面积较大以及性能较差等问题，本技术实施例提出了一种带有光互连接口的封装结构的制作方法，并且采用将电子集成电路芯片与光子集成电路芯片堆叠后进行塑封，保证了封装互连的可靠性，同时又实现了光纤耦合接口的保护。
[0027]为使本技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0028]图1示出了本技术的封装结构的实施例1。在本实施例中，所述封装结构包括第一半导体芯片101、保护结构103、以及塑封层104。
[0029]所述第一半导体芯片101具有相对的第一表面（例如，上表面）和第二表面（例如，下表面）。如图2所示，在所述第一表面设置有光耦合区101
‑
1以及非光耦合区101
‑
2，其中，所述光耦合区101
‑
1被所述非光耦合区101
‑
2包围，所述光耦合区101
‑
1内设置有光耦合接口102。所述保护结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装结构，其特征在于，包括：第一半导体芯片，所述第一半导体芯片具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面设置有光耦合区以及非光耦合区，其中，所述光耦合区被所述非光耦合区包围，所述光耦合区内设置有光耦合接口；保护结构，所述保护结构位于所述第一表面的非光耦合区上并且环绕所述光耦合区，其中，所述保护结构包括直接形成在所述第一表面上的光刻胶或者在所述第一表面上电镀形成的铜结构；塑封层，所述塑封层覆盖所述第一表面的非光耦合区并且被所述保护结构阻隔在所述光耦合区之外。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，在垂直于所述第一表面的方向上，所述保护结构远离所述第一表面的顶面与所述塑封层远离所述第一表面的顶面齐平。3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述保护结构介于所述塑封层与所述光耦合区之间，并且与该塑封层接触。4.如权利要求1至3中任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括至少一个第二半导体芯片，所述至少一个第二半导体芯片设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟怀宇，沈亦晨，严其新，
申请(专利权)人：北京光智元科技有限公司，
类型：新型
国别省市：