【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光模块，尤其涉及一种三维封装光电集成芯片。
技术介绍
1、随着物联网、自动驾驶业务的不断开展及互联网信息交互量的飞速提升，推动了数据中心流量和带宽的快速增长，作为光通信系统中的关键器件，光模块起着光电转换和电光转换的作用。随着通信系统的数据量呈爆炸式增长，带动了数据中心光模块的不断升级，对光模块的需求也逐步向高密度、大容量、高速率、小型化的方向发展。
2、传统的光模块大多采用2d或2.5d的封装方案实现模块内部的电气连接。2d封装方案中，光芯片与电芯片并列水平排布在pcb板上，通过键合金丝实现电互联，这种互联方法导致输入和输出引脚数受限，且互联距离长。2.5d封装方案中通过转接板中的tsv/tgv通孔取代键合金丝，可以缩短互联距离，提高数据传输速率，但是2.5d封装方案中的光芯片与电芯片仍处于同一平面，未能较大程度上缩短互联距离，此外封装密度难以提升。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种三维封装光电集成芯片，用于解决现有的光模块存在互联距离长，导致电延时高、信号传输速率低的问题。
2、本专利技术实施例提供一种三维封装光电集成芯片，包括：
3、电芯片，包括第一电芯单元和第二电芯单元，所述第一电芯单元和所述第二电芯单元沿第一方向间隔布设；
4、光芯片；
5、电路板，所述电路板、所述光芯片和所述电芯片沿第二方向间隔布设，所述第二方向垂直于所述第一方向；
6、第一电连接件，设置于所述电芯片和所
7、第二电连接件，部分设置于所述光芯片和所述电路板之间，部分设置于所述光芯片内，且所述第二电连接件与所述第一电连接件电连接，所述第一电连接件和所述第二电连接件用于电连接所述电芯片和所述电路板。
8、根据本专利技术的实施例，所述第一电连接件包括第一焊球阵列层和第二焊球阵列层；
9、所述第一电芯单元通过所述第一焊球阵列层与所述光芯片电连接，所述第二电芯单元通过所述第二焊球阵列层与所述光芯片电连接。
10、根据本专利技术的实施例，所述第一电连接件还包括第一重布线层和第二重布线层；
11、所述第一重布线层与所述第一焊球阵列层沿所述第二方向依次设置，且所述第一重布线层的一个表面与所述第一焊球阵列层电连接，所述第一重布线层的另一个表面与所述光芯片电连接；
12、所述第二重布线层与所述第二焊球阵列层沿所述第二方向依次设置，且所述第二重布线层的一个表面与所述第二焊球阵列层电连接，所述第二重布线层的另一个表面与所述光芯片电连接。
13、根据本专利技术的实施例，所述第二电连接件包括第一导电层、第二导电层和第三焊球阵列层；
14、所述第一导电层和所述第二导电层均设置于所述光芯片内，且均沿所述第二方向延伸设置，所述第三焊球阵列层设置于所述光芯片和所述电路板之间；
15、所述第一导电层的一端与所述第一重布线层电连接，另一端与所述第三焊球阵列层电连接；所述第二导电层的一端与所述第二重布线层电连接，另一端与所述第三焊球阵列层电连接。
16、根据本专利技术的实施例，所述第一导电层构造为tsv阵列结构，和/或所述第二导电层构造为tsv阵列结构。
17、根据本专利技术的实施例，所述光芯片包括硅衬底以及设置于所述硅衬底上呈层叠设置的第三隔离层、第二功能层、第二隔离层、第一功能层和第一隔离层；
18、所述第一功能层上设置有第一光纤阵列，所述第一功能层通过所述第一光纤阵列与外部进行光信号传输；
19、所述第二功能层上设置有第二光纤阵列，所述第二功能层通过所述第二光纤阵列与外部进行光信号传输。
20、根据本专利技术的实施例，所述第一功能层中集成有发射端组件，所述发射端组件与所述第一光纤阵列连接，所述第二功能层中集成有接收端组件，所述接收端组件与所述第二光纤阵列连接；
21、所述发射端组件包括第一模斑变换器、第一光波导、电光调制器、第二光波导和第二模斑变换器；
22、所述接收端组件包括第三模斑变换器、第三光波导和探测器。
23、根据本专利技术的实施例，所述发射端组件还包括波分复用器，所述接收端组件还包括波分解复用器。
24、根据本专利技术的实施例，所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层的厚度为2～3μm；
25、所述第一功能层和所述第二功能层的厚度为220～600nm；
26、所述硅衬底的厚度为80～120μm。
27、根据本专利技术的实施例，所述第一电芯单元和所述第二电芯单元中的一者为驱动芯片，另一者为跨阻放大器芯片。
28、根据本专利技术实施例提供的三维封装光电集成芯片，至少能够实现以下技术效果：第一电芯单元和第二电芯单元沿第一方向间隔设置，电路板、光芯片和电芯片沿第二方向间隔设置，第一电连接件位于电芯片和光芯片之间，第二电连接件的部分区段位于光芯片和电路板之间，且第二电连接件穿设光芯片与第一电连接件电连接，使得电芯片、光芯片和电路板三者之间的互联路径趋向于与电芯片、光芯片和电路板三者的厚度方向一致，有效缩短了互联距离，进而有利于降低电延时，提升信号传输速率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种三维封装光电集成芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一电连接件包括第一焊球阵列层和第二焊球阵列层；
3.根据权利要求2所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一电连接件还包括第一重布线层和第二重布线层；
4.根据权利要求3所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第二电连接件包括第一导电层、第二导电层和第三焊球阵列层；
5.根据权利要求4所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一导电层构造为TSV阵列结构，和/或所述第二导电层构造为TSV阵列结构。
6.根据权利要求1所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述光芯片包括硅衬底以及设置于所述硅衬底上呈层叠设置的第三隔离层、第二功能层、第二隔离层、第一功能层和第一隔离层；
7.根据权利要求6所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一功能层中集成有发射端组件，所述发射端组件与所述第一光纤阵列连接，所述第二功能层中集成有接收端组件，所述接收端组件与所述第二光纤阵列连接；
8
9.根据权利要求6所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层的厚度为2～3μm；
10.根据权利要求1至9任一项所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一电芯单元和所述第二电芯单元中的一者为驱动芯片，另一者为跨阻放大器芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种三维封装光电集成芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一电连接件包括第一焊球阵列层和第二焊球阵列层；
3.根据权利要求2所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一电连接件还包括第一重布线层和第二重布线层；
4.根据权利要求3所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第二电连接件包括第一导电层、第二导电层和第三焊球阵列层；
5.根据权利要求4所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述第一导电层构造为tsv阵列结构，和/或所述第二导电层构造为tsv阵列结构。
6.根据权利要求1所述的三维封装光电集成芯片，其特征在于，所述光芯片包括硅衬底以及设置于所述硅衬底上呈层叠设置的第三隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，李方萍，李伟，杨先超，任之良，赵志勇，孙雨舟，杜金峰，关梦圆，曹旭华，谢毓俊，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。