一种VCSELCPO转接板结构及其制作方法与流程

本发明涉及半导体封装，特别涉及一种vcsel cpo转接板结构及其制作方法。

背景技术：

1、随着云计算、大数据、人工智能和分布式计算需求的快速发展，服务器间的大量数据交换对数据互联带宽提出了更高的要求。光电互连技术作为一种新兴的技术方向，融合了光计算的高带宽和高速度优势，以及电计算的灵活性为未来的高速信息传输带来了新的机遇。光学互联在较低的衰减/损耗、延迟以及功耗以及较低的功耗下实现了大量数据的传输速率；电子互联更适合于功率分配和信号处理及控制；光与电集成至关重要，如何将光学模块和电学模块进行良好的组合封装，是亟待解决的问题。

2、相关技术中，共封装光学器件(cpo)大多直接将光芯片和电芯片连接于基板上，通过打线或倒置贴合与基板电连接。由于硅光工艺节点相对电芯片工艺而言，比较落后，这种光电共封结构的性能难以满足高密度和多通道通信封装需求。又或者是采用硅基板制作cpo转接板，其制程复杂、成本高，且对于光信号的传输效率的提高有限。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种vcsel cpo转接板结构及其制作方法，该vcsel cpo转接板结构能够有效提高vcsel光信号的传输效率，制成简单，成本低，良率高、适合大规模量产。

2、为达到上述目的，本发明第一方面提出了一种vcsel cpo转接板结构的制作方法，其包括以下步骤：

3、提供一玻璃基衬底，所述玻璃基衬底具有相对的第一表面和第二表面；

4、自所述第一表面对所述玻璃基衬底开孔形成盲孔；

5、将所述玻璃基衬底的第一表面临时键合于载板上；

6、自所述第二表面对所述玻璃基衬底进行减薄处理至所述第二表面靠近所述盲孔的底侧；

7、于所述玻璃基衬底的第二表面上制作重布线结构，所述重布线结构在对应所述盲孔的位置形成贯通的开口；

8、于所述重布线结构上制作若干外接焊盘，并于部分所述外接焊盘上制作焊球；

9、将所述玻璃基衬底的第一表面与所述载板解键合；

10、自所述开口对所述玻璃基衬底的第二表面开孔至贯通所述盲孔，以形成玻璃通孔。

11、根据本发明的一种vcsel cpo转接板结构的制作方法，该方法采用玻璃基衬底作为转接板的基板，玻璃基衬底在可见光和近红外波段具有很低的光学损耗，适合用于光学传输，能够有效提高vcsel光信号的传输效率；玻璃是电绝缘体，可以减少电气噪声和电磁干扰，对高精度光电系统的性能更加有利；该方法先在玻璃基衬底上形成盲孔的otgvs，接着完成正面临时键合与背面rdl布线和bga制程后，再从背面开孔使得盲孔形成通孔otgvs；其整体流程简单；因玻璃的绝缘性能，可免于沉积绝缘层，进一步简化流程、成本低、良率高，具有适合大规模量产的优势。

12、另外，根据本发明上述提出的一种vcsel cpo转接板结构的制作方法，还可以具有如下附加的技术特征：

13、可选地，所述玻璃通孔具有锥形孔段和直孔段，所述直孔段的一端暴露于所述第二表面，所述锥形孔段自所述第一表面逐渐收缩至所述直孔段的另一端。

14、可选地，所述盲孔或/和所述玻璃通孔采用干法刻蚀、湿法刻蚀、激光诱导或激光烧蚀的方式制作形成。

15、可选地，制作所述重布线结构的方法包括加成法、减成法或大马士革工艺。

16、可选地，于所述重布线结构上制作若干外接焊盘，并于部分所述外接焊盘上制作焊球的方法包括以下步骤：

17、在所述重布线结构的外表面上覆盖光敏材料层；

18、对所述光敏材料层图案化，形成贯穿所述光敏材料层的若干焊盘空腔；

19、将导电材料填充满各所述焊盘空腔以制作出若干所述外接焊盘，各所述外接焊盘与所述重布线结构的金属布线层电连接；

20、于部分的所述外接焊盘上植入焊球。

21、进一步，所述外接焊盘延伸出所述焊盘空腔并覆盖位于所述焊盘空腔周缘的光敏材料层的顶部。

22、为达到上述目的，本发明第二方面提出了一种vcsel cpo转接板结构，采用上述的vcsel cpo转接板结构的制作方法制作而成。

23、根据本发明的vcsel cpo转接板结构，在vcsel cpo共封装时，能够有效提高vcsel光信号的传输效率，减少了信号在光电转换过程中的损耗和延迟，提高了系统的整体性能和集成度。

24、另外，根据本发明上述提出的一种vcsel cpo转接板结构，还可以具有如下附加的技术特征：

25、可选地，所述vcsel cpo转接板结构包括：

26、玻璃基衬底，具有相对的第一表面和第二表面；

27、至少一玻璃通孔，贯穿所述玻璃基衬底并暴露于所述第一表面和所述第二表面；

28、重布线结构，形成于所述玻璃基衬底的第二表面上，所述重布线结构在对应所述玻璃通孔的位置形成贯通的开口；

29、若干外接焊盘，形成于所述重布线结构上，所述外接焊盘与所述重布线结构的金属布线层电连接；

30、焊球，连接在部分所述外接焊盘上。

31、进一步，所述玻璃通孔具有锥形孔段和直孔段，所述直孔段的一端暴露于所述第二表面，所述锥形孔段自所述第一表面逐渐收缩至所述直孔段的另一端。

32、进一步，所述重布线结构在靠近所述开口的两侧均布置有所述外接焊盘，所述焊球设置在远离所述开口的所述外接焊盘上。

33、为达到上述目的，本发明第三方面提出了一种集成光电的半导体封装结构，包括转接板，所述转接板为上述的vcsel cpo转接板结构；

34、至少一vcsel芯片，所述vcsel芯片倒装在所述开口两侧的所述外接焊盘上且对准于所述玻璃通孔；

35、透镜，插入所述玻璃通孔。

36、根据本发明的集成光电的半导体封装结构，采用上述的vcsel cpo转接板结构实现光电共封装，可以有效提高vcsel光信号的传输效率，减少了信号在光电转换过程中的损耗和延迟，提高了系统的整体性能和集成度，具有短距离信号传输，低损、低功耗、高带宽和小尺寸的优势，并且成本低、良率高，适合大规模量产。

技术特征：

1.一种vcsel cpo转接板结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述玻璃通孔具有锥形孔段和直孔段，所述直孔段的一端暴露于所述第二表面，所述锥形孔段自所述第一表面逐渐收缩至所述直孔段的另一端。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述盲孔或/和所述玻璃通孔采用干法刻蚀、湿法刻蚀、激光诱导或激光烧蚀的方式制作形成。

4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，制作所述重布线结构的方法包括加成法、减成法或大马士革工艺。

5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，于所述重布线结构上制作若干外接焊盘，并于部分所述外接焊盘上制作焊球的方法包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述外接焊盘延伸出所述焊盘空腔并覆盖位于所述焊盘空腔周缘的光敏材料层的顶部。

7.一种vcsel cpo转接板结构，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一项所述的vcselcpo转接板结构的制作方法制作而成。

8.如权利要求7所述的vcsel cpo转接板结构，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的vcsel cpo转接板结构，其特征在于，所述玻璃通孔具有锥形孔段和直孔段，所述直孔段的一端暴露于所述第二表面，所述锥形孔段自所述第一表面逐渐收缩至所述直孔段的另一端。

10.如权利要求8所述的vcsel cpo转接板结构，其特征在于，所述重布线结构在靠近所述开口的两侧均布置有所述外接焊盘，所述焊球设置在远离所述开口的所述外接焊盘上。

11.一种集成光电的半导体封装结构，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种VCSEL CPO转接板结构及其制作方法，该方法包括提供一玻璃基衬底，玻璃基衬底具有相对的第一表面和第二表面；自第一表面对玻璃基衬底开孔形成盲孔；将玻璃基衬底的第一表面临时键合于载板上；自第二表面对玻璃基衬底进行减薄处理至第二表面靠近盲孔的底侧；于玻璃基衬底的第二表面上制作重布线结构，重布线结构在对应盲孔的位置形成贯通的开口；于重布线结构上制作若干外接焊盘，并于部分外接焊盘上制作焊球；将玻璃基衬底的第一表面与载板解键合；自开口对玻璃基衬底的第二表面开孔至贯通盲孔，以形成玻璃通孔。该VCSEL CPO转接板结构能够有效提高VCSEL光信号的传输效率，制成简单，成本低，良率高、适合大规模量产。

技术研发人员：王曼玉,罗霄,于大全
受保护的技术使用者：厦门云天半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/31