【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体封装领域，特别涉及一种用于将光纤对准连接到芯片的封装结构及其制作方法。
技术介绍
1、随着人工智能技术的发展，数据通信正在蓬勃发展，因为人工智能严重依赖数据处理，需要通过网络传输大量数据进行处理。这导致对高速数据通信网络的需求不断增加，这些网络可以处理人工智能应用所需的大量数据。
2、而当前的数据通信系统/基础设施很可能是基于铜的，并且在数据传输过程中存在带宽、延迟、干扰和距离的关键限制。作为一种替代或产业趋势，光网络正在成为我们数字基础设施的重要组成部分，随着我们越来越依赖数字通信和数据交换，它们的重要性只会继续增长。
3、光网络涉及几个关键技术组件，这些组件能够远距离传输大量数据，如光纤、光收发器、光放大器；光交叉连接和密集波分复用等。光纤到芯片连接是覆盖所有上述应用的一项基本技术，也是一项重要技术。这项技术实现了设备和数据中心之间的高速数据传输，从而实现更快、更高效的数据处理。以下是光纤到芯片连接所涉及的一些挑战：
4、1.对准：光纤和芯片之间的精确对准，以确保数据传输准确高效。任何错位都可能导致插入损耗并降低连接的有效性。
5、2.增加光纤数量或更大尺寸的光纤阵列：近年来，对网络间大量数据传输的需求急剧增加，尤其是随着人工智能出现在市场上。
6、3.封装：一旦光纤和芯片对齐，就需要将它们封装在一起，以防止损坏，确保稳定性并保持对齐。由于部件的小尺寸以及对精度和耐用性的需要，这可能是困难的。
7、4.成本：光纤到芯片的连接是一个劳动
8、基于上述原因，如何提供一种用于将光纤自对准连接到芯片的封装结构及其制作方法，已成为一项亟待解决的课题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于将光纤对准连接到芯片的封装结构及其制作方法，用以解决将光纤精确对准连接到芯片，以及实现封装固定的可靠性等问题。
2、本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
3、根据本专利技术的一方面，提供用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，包括：
4、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，在所述第一表面上设置有光耦合区以及用于定位外部光纤阵列中的光纤的定位区，其中，所述光耦合区内设置有光耦合接口；
5、多个定位组件，所述多个定位组件设置在所述定位区的上方且沿第一方向排列设置，在将外部光纤阵列中的光纤放置在所述第一半导体芯片的所述第一表面上时，所述定位组件对外部光纤阵列中的光纤进行定位，其中，外部光纤阵列中的光纤沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直；
6、多个光束整形元件，所述多个光束整形元件设置在所述第一表面上，并且所述多个光束整形元件沿第一方向排列设置，所述光束整形元件对所述光纤输入的光线进行调整，通过调制所述光束整形元件与所述光耦合接口之间的距离以将入射于其上的光耦合至对应的所述光耦合接口。
7、进一步地，针对定位每根光纤的定位组件，所述定位组件包括一个或多个凸起单元；
8、每个凸起单元包括沿第一方向相对设置且间隔的第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部具有第一斜面，所述第二凸起部具有第二斜面，在将外部光纤阵列中的光纤放置在所述第一半导体芯片的所述第一表面上时，每个凸起单元的所述第一斜面和所述第二斜面被构造成夹持对应的所述光纤。
9、进一步地，针对定位每根光纤的定位组件，所述多个凸起单元沿第二方向间隔排列设置。
10、进一步地，每个凸起单元的所述第一斜面和所述第二斜面与位于所述第一斜面以及第二斜面之间的所述第一表面构造成光纤笼，以在将外部光纤阵列中的光纤放置在所述第一半导体芯片的所述第一表面上时，使得对应的所述光纤分别与所述第一斜面、所述第二斜面以及所述第一表面抵接。
11、进一步地，每个凸起单元的所述第一斜面和所述第二斜面分别与所述第一表面呈锐角。
12、进一步地，所述第一凸起部、所述第二凸起部的材质为有机物。
13、在一些实施方式中，所述光束整形元件包括至少一个第一棱镜透镜单元，每个所述第一棱镜透镜单元构造成对入射至其上的所有波长的光进行反射；所述第一棱镜透镜单元包括第一棱镜；
14、沿所述第二方向，所述第一棱镜透镜单元距所述定位区的靠近所述光耦合区一侧的边缘处于第一横向距离位置，所述第一棱镜透镜单元距所述第一半导体芯片的所述光耦合接口处于第二横向距离位置。
15、进一步地，所述第一棱镜透镜单元还包括设置在靠近所述光纤的出光端口的第一凸透镜，所述第一凸透镜对所述光纤输入的光线进行准直和汇聚。
16、进一步地，用于将光纤对准连接到芯片的封装结构还包括：多个止挡结构，所述多个止挡结构设置在所述第一表面上并且位于所述定位区的靠近所述光耦合区一侧的边缘，所述多个止挡结构沿第一方向排列设置。
17、在一些实施方式中，在所述第一表面上设置有第一沟槽，其中，所述第一沟槽位于所述定位区的靠近所述光耦合区的一侧边缘，所述第一沟槽的远离所述定位区的侧壁构造成与外界光线耦合的第一端面；
18、所述光束整形元件包括第二棱镜透镜单元和第三棱镜透镜单元，其中，所述第二棱镜透镜单元设置在靠近所述光纤的出光端口，所述第三棱镜透镜单元设置在所述第一沟槽内，通过调制所述第二棱镜透镜单元、所述第三棱镜透镜单元与所述第一端面之间的距离以将入射于其上的光耦合至对应的所述光耦合接口。
19、进一步地，所述第二棱镜透镜单元包括至少一个第二棱镜，所述第三棱镜透镜单元包括少一个第三棱镜；每个所述第二棱镜构造成对入射至其上的所有波长的光进行反射，每个所述第三棱镜构造成对入射至其上的所有波长的光进行反射；
20、所述第二棱镜透镜单元距所述第一半导体芯片的所述第一端面处于第三横向距离位置，所述第三棱镜透镜单元距所述第一半导体芯片的第一端面处于第四横向距离位置。
21、进一步地，所述第二棱镜透镜单元还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜设置在所述第二棱镜的出射端；
22、所述第三棱镜透镜单元还包括第三凸透镜和第四凸透镜，所述第三凸透镜设置在所述第三棱镜的入射端，所述第四凸透镜设置在所述第三棱镜的出射端。
23、可选地，所述第一半导体芯片包括光子集成电路芯片或者光子中介板。
24、根据本专利技术的另一方面，还提供一种用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，所述方法包括：
25、提供第一半导体芯片，所述第一半导体芯片具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上设置有光耦合区以及用于定位外部光纤阵列中的光纤的定位区，其中，所述光耦合区内设置有光耦合接口；
26、在所述定位区上形成多个定位组件，所述多个定位组件沿第一方向排列设置，在将外部光纤阵列中的光纤放置在所述第一半导体芯片的所述第一表面上时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，针对定位每根光纤的定位组件，所述定位组件包括一个或多个凸起单元；
3.如权利要求2所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
4.如权利要求2所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
5.如权利要求4所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
6.如权利要求2所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
7.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
8.如权利要求7所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
9.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，还包括：
10.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
11.如权利要求10所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
13.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
14.一种用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
15.如权利要求14所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
16.如权利要求15所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
17.如权利要求15所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
18.如权利要求16所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
19.如权利要求14所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
20.如权利要求19所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
21.如权利要求14所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构的制作方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，针对定位每根光纤的定位组件，所述定位组件包括一个或多个凸起单元；
3.如权利要求2所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
4.如权利要求2所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
5.如权利要求4所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
6.如权利要求2所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
7.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
8.如权利要求7所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
9.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，还包括：
10.如权利要求1所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，其特征在于，
11.如权利要求10所述的用于将光纤对准连接到芯片的封装结构，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟怀宇，沈亦晨，吴建华，苏湛，徐燕青，陈奔，埃尔万·迪维塔，徐叶龙，
申请(专利权)人：上海曦智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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