一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，包括步骤：S1：利用导电银胶将硅光芯片上固化的微型焊料凸点与扇出结构基板的引脚对准粘接；S2：对导电银胶进行高温固化加热，以实现硅光芯片与扇出结构基板的电学连接与固定，实现电学封装。第一个实施例中，本发明专利技术通过采用导电银胶来实现电连接，然后通过高温使导电银胶固化，完成硅光芯片和扇出结构基板的电连接，同时因为需要进行升温再降温，所以可以在加速导电银胶固化的同时实现硅光芯片和扇出结构基板的退火，释放内部应力，避免因热失衡导致焊料凸块或者焊球出现裂缝。缝。缝。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，更具体地说，本专利技术涉及一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法。

技术介绍

[0002]台积电在申请号为201210076845.X的专利中对于半导体的封装工艺进行了改进，通过填充平坦化的凸块来解决因热应力作用导致的焊料凸块或焊球内形成裂缝问题，其中对于芯片而言，额外设置金属连接件虽然能够为相对侧提供电信号路径，但是在使用时因为多段连接会存在信号衰减、系统功耗增高等问题，虽然在上述问题对于电芯片而言处于可以接受的范围内，但是对于交换 ASIC 芯片和硅光引擎（光学器件） 在同一高速主板上协同封装，即光电共封装（CPO）而言，交换芯片与光电引擎共同封装在同一基板上，使引擎尽量靠近 ASIC，以最大程度地减少 SerDes 功耗、 高速电通道损耗和阻抗不连续性，从而获得高速率、大密度和低功耗是光电共封装的初衷，因此对于光电共封装而言，设置金属连接件则较为多余，因此如何在不额外设置金属连接件的情况下既能保证焊料凸块或焊球内不会出现裂缝，又能实现电连接是本专利技术要解决的技术问题。因此，有必要提出一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0003]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0004]为至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，包括步骤：S1：利用导电银胶将硅光芯片上固化的微型焊料凸点与扇出结构基板的引脚对准粘接；S2：对导电银胶进行高温固化加热，以实现硅光芯片与扇出结构基板的电学连接与固定，实现电学封装。
[0005]优选的是，步骤S1中包括：S101：通过焊接调整装置在对硅光芯片进行凸点焊接的同时进行表面修整；S102：在扇出结构基板的引脚上进行点胶，使胶点大小不大于硅光芯片上焊点的直径；S103：将硅光芯片和扇出结构基板进行粘贴，并保证硅光芯片上修整后的凸点与扇出结构基板上导电银胶的胶点相对；S104：向下移动使胶点与凸点接触，形成电连接。
[0006]优选的是，步骤S2包括：S201：将贴合好的硅光芯片和扇出结构基板放在退火盘上，
S202：将退火盘送入退火柜；S203：退火柜升温加速导电银胶固化，退火柜内的温度小于凸点的熔点；S204：导电银胶固化后，退火柜停止加热，退火盘缓慢降温释放应力，避免凸点和扇出结构基板出现裂缝。
[0007]优选的是，所述焊接调整装置包括激光焊接装置和平面修整装置；所述平面修整装置通过固定杆套设在所述激光焊接装置的底部，所述激光焊接装置的激光穿过所述平面修整装置对硅光芯片进行凸点焊接。
[0008]优选的是，所述平面修整装置包括固定部、分气部和射流头；所述固定部的顶部通过所述固定杆与所述激光焊接装置连接，所述分气部设置在所述固定部的底部，所述射流头设置在所述分气部的底部，所述分气部分别与吸气装置和送气装置连接，所述固定部、所述分气部和所述射流头沿中心轴线贯通，激光焊接装置的激光依次贯穿所述固定部、所述分气部和所述射流头，所述送气装置用于将气体送进分气部并经由所述射流头喷出，所述吸气装置用于将焊接的烟尘吸入所述分气部。
[0009]优选的是，所述固定部包括固定板和插接管；所述插接管设置在所述固定板的底部，所述固定板通过所述固定杆与所述激光焊接装置连接，所述激光焊接装置的激光发射端贯穿所述固定板并插入至所述插接管的内部，所述插接管的底部与所述分气部的顶部通过螺纹环密封连接。
[0010]优选的是，所述分气部包括气管、分流管和滤网；所述气管的顶部通过所述螺纹环与所述插接管的底部密封连接，所述气管的侧壁沿轴向设置有进气接头和排气接头，所述进气接头位于所述排气接头的上方，所述滤网设置在所述气管的底部，所述分流管设置在所述气管的内部，所述气管的顶部位于所述进气接头和所述排气接头之间，所述气管的底部贯穿所述滤网，所述射流头与所述分流管连接，所述进气接头与所述送气装置连通，所述排气接头通过过滤装置与所述吸气装置连通。
[0011]优选的是，所述退火柜包括外箱和内箱；所述内箱设置在所述外箱的内部，所述内箱的内壁设置有电加热器，所述退火盘通过货架层叠式放入所述内箱内。
[0012]优选的是，所述外箱的内底部设置有支撑台，所述支撑台的顶部贯穿至所述内箱的内部，货架放置在所述支撑台上。
[0013]优选的是，所述外箱的顶部设置有抽气管道，所述抽气管道的一端延伸至所述内箱的内部，所述抽气管道的另一端与气体控制装置连接。：相比现有技术，本专利技术至少包括以下有益效果：第一个实施例中，本专利技术通过采用导电银胶来实现电连接，然后通过高温使导电银胶固化，完成硅光芯片和扇出结构基板的电连接，同时因为需要进行升温再降温，所以可以在加速导电银胶固化的同时实现硅光芯片和扇出结构基板的退火，释放内部应力，避免因热失衡导致焊料凸块或者焊球出现裂缝。
[0014]本专利技术所述的基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0015]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为第一实施例的光电共封装方法的示意图。
[0016]图2为第二实施例的光电共封装方法的示意图。
[0017]图3为本专利技术中焊接调整装置的结构示意图。
[0018]图4为图3中平面修整装置的结构示意图。
[0019]图5为图4的爆炸图。
[0020]图6为图4的剖视图。
[0021]图7为凸点平面修整的示意图。
[0022]图8为本专利技术中退火柜的外部示意图。
[0023]图9为本专利技术中退火柜的结构示意图。
[0024]图10为图9的主视图。
[0025]图中：1导电银胶、2硅光芯片、21凸点、3扇出结构基板、31引脚、4退火盘、5退火柜、51外箱、52内箱、53电加热器、54支撑台、55抽气管道、6激光焊接装置、7平面修整装置、71固定部、711固定板、712插接管、72分气部、721气管、722分流管、723滤网、73射流头、74螺纹环、75进气接头、76排气接头、8固定杆。
具体实施方式
[0026]下面结合附图以及实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0027]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0028]如图1
‑
图10所示，本专利技术提供了一种基于硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，其特征在于，包括步骤：S1：利用导电银胶（1）将硅光芯片（2）上固化的微型焊料凸点（21）与扇出结构基板（3）的引脚（31）对准粘接；S2：对导电银胶（1）进行高温固化加热，以实现硅光芯片（2）与扇出结构基板（3）的电学连接与固定，实现电学封装。2.根据权利要求1所述的基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，其特征在于，步骤S1中包括：S101：通过焊接调整装置在对硅光芯片（2）进行凸点（21）焊接的同时进行表面修整；S102：在扇出结构基板（3）的引脚（31）上进行点胶，使胶点大小不大于硅光芯片（2）上焊点的直径；S103：将硅光芯片（2）和扇出结构基板（3）进行粘贴，并保证硅光芯片（2）上修整后的凸点（21）与扇出结构基板（3）上导电银胶（1）的胶点相对；S104：向下移动使胶点与凸点（21）接触，形成电连接。3.根据权利要求1所述的基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，其特征在于，步骤S2包括：S201：将贴合好的硅光芯片（2）和扇出结构基板（3）放在退火盘（4）上，S202：将退火盘（4）送入退火柜（5）；S203：退火柜（5）升温加速导电银胶（1）固化，退火柜（5）内的温度小于凸点（21）的熔点；S204：导电银胶（1）固化后，退火柜（5）停止加热，退火盘（4）缓慢降温释放应力，避免凸点（21）和扇出结构基板（3）出现裂缝。4.根据权利要求2所述的基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，其特征在于，所述焊接调整装置包括激光焊接装置（6）和平面修整装置（7）；所述平面修整装置（7）通过固定杆（8）套设在所述激光焊接装置（6）的底部，所述激光焊接装置（6）的激光穿过所述平面修整装置（7）对硅光芯片（2）进行凸点（21）焊接。5.根据权利要求4所述的基于硅基光电子集成芯片的光电共封装方法，其特征在于，所述平面修整装置（7）包括固定部（71）、分气部（72）和射流头（73）；所述固定部（71）的顶部通过所述固定杆（8）与所述激光焊接装置（6）连接，所述分气部（72）设置在所述固定部（71）的底部，所述射流头（73）设置在所述分气部（72）的底部，所述分气部（72）分别与吸气装置和送气装置连接，所述固定部（71）、所述分气部（72）和所述射流头（73）沿中心轴线贯通，激光焊接装置（6）的激光依次贯穿所述固定部（71）、所述分气部（72）和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许广俊，陈享郭，王峻岭，廖斐，彭德军，
申请(专利权)人：深圳市光为光通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：