[发明专利]一种光芯片与电芯片的集成封装结构及制造方法

说明书

本发明公开了一种光芯片与电芯片集成封装结构，包括：塑封层；光芯片，所述光芯片侧面被所述塑封层环绕包覆，所述光芯片的顶面具有光纤入口；电芯片，所述电芯片侧面被所述塑封层环绕包覆；重新布局布线层，所述重新布局布线层电连接所述光芯片和所述电芯片；以及介质层。

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种光芯片与电芯片的集成封装 结构及制造方法。

背景技术

在光电封装模块中，主要包括两个部分：光学部分芯片和控制电路及控制 芯片。其中，光子芯片主要包括有源和无源的两种。有源的主要包括光电调制 器(modulator)、光电探测器(photodetector)，无源器件则主要是一些复用 /解复用(mux、demux)和光学波导等。电芯片则主要涉及到光电调制器的驱 动(Driver)、光电探测器的放大器(跨阻放大器TIA或者限制放大器LA或 者其他类型的放大器)、还有其他一些匹配和控制电路，例如时钟恢复(CDR)、 串并转换(Serdes)、开关电路(Switches)等。

现有高速光电集成方案有COB(Chip on Board)集成方案、TSV集成方 案等。目前常用的COB方案是将分立的电芯片与光芯片通过引线键合或Flip chip的方式装配到PCB板上，如图1所示，实现光芯片与电芯片的高速互连。 虽然该方案成本低、装配方便，但是由于光芯片与电芯片互连路径较长损耗大， 使其在高频高速系统中应用受限，尤其在目前光模块已经发展到100G甚至 400G高频情况下，无法满足要求。

为了满足光电封装的小型化、高频高速的要求，需要采用系统级的光电封 装，即将光芯片和电芯片封装到一个封装结构中，形成特定功能的系统模块， 从而降低路径损耗。在现有的技术中，是通过在光芯片打TSV实现光芯片与 电芯片的三维集成封装，具体实现方式如专利CN103787268B、CN103787264B， 其封装结构如图2所示，需要在光芯片的衬底上打TSV孔然后进行导电填充， 存在工艺复杂、良率低、成本高、可靠性低等不足之处。

发明内容

为了克服现有的光芯片与电芯片的三维集成封装存在的互连路径损耗大、 工艺复杂、良率低、成本高、可靠性低等问题，本发明提出一种光芯片与电芯 片集成封装结构及制造方法，至少部分的上述问题。

针对现有的光芯片与电芯片的三维集成封装存在的互连路径损耗大、工艺 复杂、良率低、成本高、可靠性低等问题，根据本发明的一个方面，提供一种 一种光芯片与电芯片集成封装结构，包括：

塑封层；

光芯片，所述光芯片侧面被所述塑封层环绕包覆，所述光芯片的顶面具有 光纤入口；

电芯片，所述电芯片侧面被所述塑封层环绕包覆；

重新布局布线层，所述重新布局布线层电连接所述光芯片和所述电芯片； 以及

介质层。

在本发明的一个实施例中，光芯片与电芯片集成封装结构还包括与所述最 外层重新布局布线层电连接的外接焊球。

在本发明的一个实施例中，光芯片与电芯片集成封装结构还包括设置在所 述电芯片背面的散热结构。

在本发明的一个实施例中，所述重新布局布线层具有M层，其中M≥2。

在本发明的一个实施例中，所述光芯片为光电调制器、光电探测器或光学 波导；所述电芯片为驱动芯片、信号放大芯片或控制芯片。

根据本发明的另一个实施例，提供一种光芯片与电芯片集成封装结构，包 括：

塑封层；

光芯片，所述光芯片三个侧面被所述塑封层环绕包覆，所述光芯片的第四 侧面具有光纤入口；

电芯片，所述电芯片侧面被所述塑封层环绕包覆；