[发明专利]光电混合封装结构的制作方法和保护结构件

说明书

本发明揭示了一种光电混合封装结构的制作方法和保护结构件，包括步骤：提供一载板和光芯片，光芯片一侧面设置有至少一光接口；提供至少一电芯片，设置于光芯片上表面；提供至少一保护结构件，保护结构件为盖状结构，内部形成有一腔体，保护结构件的表面还形成有至少一通孔，将保护结构件对应光接口贴装于光芯片上表面，使得光接口完全位于腔体内；对腔体内环境进行降压处理，并于保护结构件外表面部分区域压覆薄膜层，使得腔体为低压密封腔体；形成塑封体。使得该腔体形成一密闭的低压空间，防止腔体内气压过高导致注塑及后续高温制程中产生裂性失效等问题，以满足注塑工艺及后续制程作业中的可靠性要求。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种光电混合封装结构的制作方法和保护结构件。

背景技术

光电芯片的混合封装已经逐渐成为未来发展的主流，光电封装的主要作用为进行光信号和电信号的互相转化，或者使用光芯片进行运算。与传统的电芯片封装相比，最大的差异在于，光芯片存在一个供光导入的光口，该光口的质量直接影响了光耦合的质量，对于光电转换的效率或光运算的速度、精度都起着举足轻重的作用。然而也因为光芯片中光口的存在，传统封装经常采用的SIP封装(System In Package，系统级封装)形式也难以实施，因为SIP封装采用的注塑制程会直接将光口连同光芯片一起包覆其中，无法进行有效的光耦合/光传输。而光电封装一旦无法采用SIP封装，势必会在封装产品可靠性、通用性与迭代性上处于劣势，影响光电封装在未来的发展。

常用技术中，通常会在注塑之前提供一光口保护结构，将其贴装于光芯片上表面，并与光芯片上表面形成一密闭腔体，即将光口保护于该密闭腔体内，然后进行注塑工艺。但是，在晶圆级注塑制程中，需要将环境压力降低到最低值(百帕斯卡数量级)，如果光口保护结构内(即密闭空腔)的压力为常压(万帕斯卡数量级)时，较大的气压差异容易导致注塑以及后续高温制程中产生裂性失效等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电混合封装结构的制作方法和保护结构件，以满足注塑工艺以及后续制程作业性以及可靠性要求。

为实现上述发明目的，本发明提供一种光电混合封装结构的制作方法，包括步骤：

提供一载板和一光芯片，所述光芯片一侧面设置有至少一光接口，将所述光芯片具有所述光接口的一侧面背离所述载板设置于所述载板上表面；

提供至少一电芯片，将所述电芯片设置于所述光芯片上表面，并与所述光芯片实现电性连接；

提供至少一保护结构件，所述保护结构件为盖状结构，所述盖状结构内部形成有一腔体，所述保护结构件的表面还形成有至少一通孔，所述通孔连通所述保护结构件内外表面，将所述保护结构件对应所述光接口贴装于所述光芯片上表面，使得所述光接口完全位于所述腔体内；

对所述腔体内环境进行降压处理，并于所述保护结构件外表面至少部分区域压覆薄膜层，使得所述腔体为低压密封腔体；

提供塑封料，将所述塑封料覆盖所述薄膜层上表面、所述电芯片上表面和侧表面、所述保护结构件未被遮蔽的上表面和侧表面、以及所述光芯片未被遮蔽的上表面，形成塑封体。

进一步的，对所述腔体内环境进行降压处理，具体包括：

提供一真空压膜设备，所述真空压膜设备包括真空装置和压膜装置，将封装好的所述载板、光芯片、电芯片以及保护结构件放置于所述真空压膜设备内；

开启真空装置，设置目标真空度，对所述腔体外环境进行降压处理，直至所述腔体内气压达到所述目标真空度。

进一步的，所述于所述保护结构件外表面至少部分区域压覆薄膜层，使得所述腔体为低压密封腔体，具体包括：

开启压膜装置，于所述光芯片上方覆盖一层薄膜层，并使得所述薄膜层贴紧所述保护结构件和所述电芯片的上表面和侧表面、以及所述光芯片未被遮蔽的上表面；