【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学封装，尤其涉及一种cpo光模块封装结构及cpo光模块封装结构的制备方法。
技术介绍
1、随着用于数据中心及ai应用相关的asic芯片容量的增加，高速光模块的传输速率由100g gbps已发展至800gbps。对于单个光模块来说，内部pcb（printed circuit board，印制电路板）板上的光电芯片的数量及内部信道数量也随之激增。在满足现有光模块及交换机的封装标准前提下，实现多芯片、高集成度、低损耗的互连，并制造匹配封装设计的可靠、低插损光学耦合封装方案，将是未来光模块及cpo（co-packaged optics，光电共封装）模块面临的重要技术挑战。
2、目前常用的速率400gbps以上的光模块产品主要满足qsfp与osfp相关的模块封装标准，其内部贴片区域的宽度普遍在16mm~18.5mm。目前国内量产的发射模组芯片（激光器芯片、调制器芯片、驱动器芯片）及接收模组芯片（探测器、跨阻放大器）普遍最高速率在400gbps左右。因此随着交换机容量的提升，速率800gbps以上的非相干光模块内部光电芯片数量以及单芯片尺寸的增长是不可避免的问题。同时光模块内部的光电芯片互连依然以cob（chip on board，板上芯片封装）工艺为主，引线键合的互连方式往往占据较大的板上空间，激增的引线数量也会造成延时和功耗的积累。
3、当前，先进封装是在单位面积内提高集成度和i/o接口数量的解决方案之一。但由于pic（photonics integrated circuit，光子集成芯片）是一种
4、专利技术人在光模块封装形式的研究时发现：现有高速光模块的损耗和延迟来源一部分是由于集成度提高累计的引线数量造成的；由于cob的贴片方式，焊盘（pad）类型多以正装为主，因此芯片表面可贴散热片的面积较小。
5、因此，如何提供一种集成度高且损耗低的光模块封装结构成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种cpo光模块封装结构及cpo光模块封装结构的制备方法，解决相关技术中存在的集成度低且损耗高的问题。
2、作为本专利技术的第一个方面，提供一种cpo光模块封装结构，其中，包括：
3、外壳组件，包括相对设置的外壳顶部部分和外壳底部部分；
4、基板组件，位于所述外壳底部部分之上，且与所述外壳底部部分连接；
5、重构电芯片组件，位于所述基板组件背离所述外壳底部部分的一侧，且与所述基板组件键合连接，其中所述重构电芯片组件至少由光电探测器、跨阻放大器和驱动器共同封装形成；
6、光芯片组件，倒装在所述重构电芯片组件背离所述基板组件的一侧，且至少与所述重构电芯片组件的驱动器电性连接；
7、光纤阵列组件，位于所述重构电芯片组件背离所述基板组件的一侧，且分别与所述光电探测器以及所述光芯片组件耦合连接；
8、导热组件，至少包括位于所述重构电芯片组件与所述外壳顶部部分之间的第一导热垫片以及所述重构电芯片组件与所述外壳底部部分之间的第二导热垫片；
9、所述外壳顶部部分位于所述重构电芯片组件背离所述基板组件的一侧，且至少覆盖所述光芯片组件、所述光纤阵列组件及所述第一导热垫片。
10、进一步地，所述重构电芯片组件包括：
11、芯片层，包括注塑材料本体、嵌入在所述注塑材料本体内的电性引入单元以及间隔设置的光电探测器、跨阻放大器和驱动器；
12、第一重布线层，连接于所述芯片层的上表面，能够分别实现所述光电探测器与所述电性引入单元之间、所述驱动器与所述电性引入单元之间以及所述光电探测器与所述跨阻放大器之间的电性连接；其中，所述芯片层的上表面为所述重构电芯片组件背离所述基板组件的一侧；
13、第一电性连接件，位于所述第一重布线层背离所述芯片层的表面，且至少实现所述驱动器与所述光芯片组件之间的电性连接；
14、第二重布线层，连接于所述芯片层的下表面，且与芯片层的电性引入单元电性连接；其中，所述芯片层的下表面为所述重构电芯片组件朝向所述基板组件的一侧；
15、第二电性连接件，位于所述第二重布线层背离所述芯片层的表面，且至少实现所述重构电芯片组件与所述基板组件之间的电性连接。
16、进一步地，所述光芯片组件包括芯片本体和形成在所述芯片本体上的端面耦合器以及第三电性连接件，所述第三电性连接件与所述第一电性连接件接触以实现所述驱动器与所述光芯片组件的电性连接。
17、进一步地，所述光纤阵列组件包括第一光纤阵列组件部分和第二光纤阵列组件部分，
18、所述第一光纤阵列组件部分位于所述重构电芯片组件背离所述基板组件的表面，所述第一光纤阵列组件部分与所述光电探测器之间端面耦合，所述第一光纤阵列组件部分与所述光电探测器之间的耦合区域内填充透明介质材料且在该耦合区域内不存在第一重布线层的金属连接线；
19、所述第二光纤阵列组件部分位于所述光芯片组件背离第一导热垫片的侧面；
20、其中，所述第一光纤阵列组件部分与所述光电探测器耦合，所述第二光纤阵列组件部分与所述光芯片组件耦合。
21、进一步地，所述基板组件包括pcb板和形成在所述pcb板表面的第四电性连接件；
22、所述pcb板上形成有阶梯状pcb通孔，所述阶梯状pcb通孔内填充金属热沉材料；
23、所述第四电性连接件与所述重构电芯片组件的第二电性连接件接触以实现所述重构电芯片组件与所述基板组件的电性连接，所述金属热沉材料与所述重构电芯片组件接触，且位于所述跨阻放大器和所述驱动器的投影区域。
24、作为本专利技术的另一个方面，提供一种cpo光模块封装结构的制备方法，用于制备前文所述的cpo光模块封装结构，其中，所述制备方法包括：
25、基于扇出型工艺制备重构电芯片组件，其中所述重构电芯片组件至少由光电探测器、跨阻放大器和驱动器共同封装形成；
26、基于倒装工艺将光芯片组件与所述重构电芯片组件键合，获得第一键合组件；
27、将所述第一键合组件键合在基板组件上，获得第二键合组件；
28、在所述第一键合组件背离所述基板组件的一侧装配光纤阵列组件，以使得所述光纤阵列组件分别与所述光电探测器以及所述光芯片组件耦合连接；
29、将装配光纤阵列组件后的第二键合组件与外壳组件以及导热组件进行共同装配，获得cpo光模块封装结构。
30、进一步地，基于扇出型工艺制备重构电芯片组件，包括：
31、提供第一临时衬底基板，并在所述第一临时衬底基板上粘贴光电探测器、跨阻放大器和驱动器，以获得临时共封芯片；
32、提供第二临时衬底基板，并在所述第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CPO光模块封装结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的CPO光模块封装结构，其特征在于，所述重构电芯片组件包括：
3.根据权利要求2所述的CPO光模块封装结构，其特征在于，所述光芯片组件包括芯片本体和形成在所述芯片本体上的端面耦合器以及第三电性连接件，所述第三电性连接件与所述第一电性连接件接触以实现所述驱动器与所述光芯片组件的电性连接。
4.根据权利要求1所述的CPO光模块封装结构，其特征在于，所述光纤阵列组件包括第一光纤阵列组件部分和第二光纤阵列组件部分，
5.根据权利要求1所述的CPO光模块封装结构，其特征在于，所述基板组件包括PCB板和形成在所述PCB板表面的第四电性连接件；
6.一种CPO光模块封装结构的制备方法，用于制备权利要求1至5中任意一项所述的CPO光模块封装结构，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，基于扇出型工艺制备重构电芯片组件，包括：
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，基于倒装工艺将光芯片组件与所述重构
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述第一键合组件背离所述基板组件的一侧装配光纤阵列组件，包括：
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将所述第一键合组件键合在基板组件上，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种cpo光模块封装结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的cpo光模块封装结构，其特征在于，所述重构电芯片组件包括：
3.根据权利要求2所述的cpo光模块封装结构，其特征在于，所述光芯片组件包括芯片本体和形成在所述芯片本体上的端面耦合器以及第三电性连接件，所述第三电性连接件与所述第一电性连接件接触以实现所述驱动器与所述光芯片组件的电性连接。
4.根据权利要求1所述的cpo光模块封装结构，其特征在于，所述光纤阵列组件包括第一光纤阵列组件部分和第二光纤阵列组件部分，
5.根据权利要求1所述的cpo光模块封装结构，其特征在于，所述基板组件包括pcb板和形成在...
【专利技术属性】
技术研发人员：于圣韬，葛崇祜，刘军，郝沁汾，
申请(专利权)人：无锡芯光互连技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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