半导体封装件的制作方法

本技术涉及一种半导体封装件。

背景技术：

1、目前与半导体工艺兼容的光学引擎(optical engine)的耦光方案包括如图1所示的光栅耦合(grating coupler，gc)和如图2所示的端面/水平耦合(edge coupler，ec，下述称之为端面耦合)。

2、参考图1，光子集成电路(photonic integrated circuit，pic)1的光栅5与光纤3光耦合，光栅耦合方案可借由表面快速耦光来测量数据。这种耦合方式可以与大量制造和封装工艺相兼容、允许在晶圆上存取光电路的任意部分、以及容易对齐，但是光栅耦合也具有耦合效率低(损耗高，约1～4db)；频谱窄；以及极化相依的缺陷。

3、如图2所示，端面耦合是指光讯号从光子集成电路(photonic integratedcircuit，pic)1的波导(waveguide，wg)2水平射出，因此需要从水平方向做光耦合的动作，通常需要将元件从晶圆(wafer)切成如图1所示的单元(unit)级pic并露出波导2，才有办法从侧边做光纤耦合并接光量测，无法做晶圆级(wafer-level)的光学测试动作。并且为了要使光纤(optical fiber or optical fiber array/ribbon)3顺利与波导2耦合连接，通常会使用光纤阵列单元(fau，fiber array unit)做为光纤3。

4、端面耦合具有耦合效率高、平带宽、无极化相依等优点，因此相比于光栅耦合，端面耦合的性能更佳。但其无法进行量产工艺中所需要的晶圆级光学测试、制作不易且成本高昂、对波导2和光纤3之间的对齐要求较为严格。

5、端面耦合中的光纤3和波导2的截面尺寸差异大，二者之间对位不准会对耦合效率起到负面影响。现有技术中在波导2上方设计v槽(v-groove)，以实现波导2和光纤3的主动对准。当采用v槽实现对准时，已知技术通常都是在光纤3上方放置一盖子(lid)，但一般难以同时夹取盖子与光纤20，使组装上制具的设计困难。

6、图3示出了现有的硅光子(siph)结构，电子集成电路(eic)8设置在pic 1上，pic 1的厚度为565μm至700μm，在与fau 4做端面耦合时一般先进行光学对位，确认可以耦光后，将fau 4退开，接着以透光的环氧树脂(epoxy)6在耦合的区域点胶，再将fau 4靠近并附接pic 1，部分环氧树脂6会填充于fau 4与衬底7之间的间隙。此时fau 4会由下方的衬底7支撑，之后再使用紫外线(uv)光将环氧树脂6固化，完成后的结构fau 4的一侧会与pic 1通过环氧树脂6固定，fau 4的底侧也会借由环氧树脂6固定在衬底7上。随着产品微小化、薄化的趋势，pic 1的厚度大幅减薄到约150μm,但是因为pic 1过薄，组装过程容易造成pic 1的毁损，fau 4容易撞到衬底7，因此会将衬底7截短，但也因此fau 4会缺少支撑面，结构稳定性差。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种半导体封装件，以至少实现提高半导体封装件的结构稳定性。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种半导体封装件，包括：载体；光子集成电路，设置在载体上；电子集成电路，设置在光子集成电路上；光纤固定组件，包括：光纤阵列单元，通过胶体与光子集成电路的侧边固定粘接；支撑部，固定于光纤阵列单元，胶体覆盖支撑部的部分，支撑部与电子集成电路并排地设置在光子集成电路上。

3、在一些实施例中，支撑部是光纤阵列单元的位于光子集成电路上方的部分。

4、在一些实施例中，胶体还连接支撑部的底面和光子集成电路的顶面。

5、在一些实施例中，胶体还连接支撑部的侧壁和光纤阵列单元的侧壁。

6、在一些实施例中，支撑部的底面通过连接结构固定在光子集成电路的顶面上。

7、在一些实施例中，支撑部是伪管芯，连接结构是管芯粘接膜或第二胶体。

8、在一些实施例中，半导体封装件还包括：功能管芯，与支撑部、电子集成电路并排地设置在光子集成电路上；焊球，连接功能管芯和光子集成电路；底部填充层，位于支撑部和光子集成电路之间，底部填充层围绕焊球。

9、在一些实施例中，半导体封装件还包括：阻挡结构，设置于功能管芯和光纤固定组件之间。

10、在一些实施例中，阻挡结构围绕功能管芯。

11、在一些实施例中，功能管芯位于光子集成电路中的波导的正上方。

12、在一些实施例中，支撑部位于光子集成电路中的波导的侧上方。

13、在一些实施例中，支撑部是功能管芯，连接结构是焊球。

14、在一些实施例中，半导体封装件还包括：底部填充层，位于支撑部和光子集成电路之间，底部填充层围绕连接结构。

15、在一些实施例中，半导体封装件还包括：阻挡结构，设置于底部填充层和胶体之间。

16、在一些实施例中，阻挡结构是从光子集成电路的顶面凸出的坝体。

17、在一些实施例中，阻挡结构是从光子集成电路的顶面凹陷的沟槽。

18、在一些实施例中，沟槽与光子集成电路中的波导错开。

19、在一些实施例中，光纤阵列单元通过胶体与光子集成电路的整个侧壁固定粘接。

20、在一些实施例中，光子集成电路具有位于侧边的角部处的内陷的台阶结构，光纤阵列单元通过胶体与台阶结构的侧壁和底面固定粘接。

21、在一些实施例中，胶体透光，光纤阵列单元发出的光通过胶体到达光子集成电路。

22、本实用新型的有益技术效果在于：

23、本申请的实施例通过设置支撑在光子集成电路上的支撑部，增大了光纤阵列单元的附着面积，从而增大了粘附强度，增强半导体封装件的结构稳定性。

技术特征：

1.一种半导体封装件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述支撑部是所述光纤阵列单元的位于所述光子集成电路上方的部分。

3.根据权利要求2所述的半导体封装件，其特征在于，所述胶体还连接所述支撑部的底面和所述光子集成电路的顶面。

4.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述胶体还连接所述支撑部的侧壁和所述光纤阵列单元的侧壁。

5.根据权利要求4所述的半导体封装件，其特征在于，所述支撑部的底面通过连接结构固定在所述光子集成电路的顶面上。

6.根据权利要求5所述的半导体封装件，其特征在于，所述支撑部是伪管芯，所述连接结构是管芯粘接膜或第二胶体。

7.根据权利要求5所述的半导体封装件，其特征在于，所述支撑部是功能管芯，所述连接结构是焊球。

8.根据权利要求7所述的半导体封装件，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的半导体封装件，其特征在于，所述阻挡结构是从所述光子集成电路的顶面凹陷的沟槽，所述沟槽与所述光子集成电路中的波导错开。

10.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述光子集成电路具有位于所述侧边的角部处的内陷的台阶结构，所述光纤阵列单元通过所述胶体与所述台阶结构的侧壁和底面固定粘接。

技术总结
本技术提供了一种半导体封装件，包括：载体；光子集成电路，设置在载体上；电子集成电路，设置在光子集成电路上；光纤固定组件，包括：光纤阵列单元，通过胶体与光子集成电路的侧边固定粘接；支撑部，固定于光纤阵列单元，胶体覆盖支撑部的部分，支撑部与电子集成电路并排地设置在光子集成电路上。本技术的目的在于提供一种半导体封装件，以至少实现提高半导体封装件的结构稳定性。本申请的实施例通过设置支撑在光子集成电路上的支撑部，增大了光纤阵列单元的附着面积，从而增大了粘附强度，增强半导体封装件的结构稳定性。

技术研发人员：吕美如,林桎苇,杨佩蓉,游长峯
受保护的技术使用者：日月光半导体制造股份有限公司
技术研发日：20230414
技术公布日：2024/1/13