用于光通信的裝置和方法
【專利摘要】一種集成電路封裝包括一個(gè)具有凹口的基板，所述凹口至少沿著所述基板周邊的一部分形成，以及一個(gè)具有光電電路的光芯片，所述光芯片耦合到所述基板，使得具有所述光電電路的光芯片的一部分懸于所述凹口之上。所述集成電路封裝還包括一個(gè)設(shè)置在所述凹口中的光單元，使得將所述光電電路發(fā)出的光信號(hào)反射遠(yuǎn)離所述基板且將入射光信號(hào)反射到所述光電電路上。
【專利說明】用于光通信的裝置和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案交叉申請(qǐng)
[0002] 本發(fā)明要求2012年2月13日由于飛等人遞交的發(fā)明名稱為"用于光通信的裝置 和方法"的第13372246號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)的內(nèi)容以引入的 方式并入本文本中，如全文再現(xiàn)一般。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明大體涉及集成電路，尤其涉及一種用于光通信的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 多芯片模塊允許多個(gè)單獨(dú)制造的集成電路組合在單一封裝內(nèi)，它的發(fā)展使得單一 封裝的功能顯著增加。然而，隨著功能的增加，通常對(duì)高數(shù)據(jù)速率通信的需求會(huì)相應(yīng)增加。
[0005] 用于光通信的光電電路與電路的集成已使集成電路具有非常高的數(shù)據(jù)速率通信。 然而，光電電路一般很難制作。此外，需要很高的精確度來保持光電電路的合適的耦合對(duì) 準(zhǔn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的示例實(shí)施例提供一種用于光通信的裝置和方法。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)示例實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種集成電路封裝。所述集成電路 封裝包括一種具有一凹口的基板，所述凹口至少沿著基板周邊的一部分形成。所述集成電 路封裝還包括具有光電電路的光芯片，所述光芯片耦合到基板上，以便具有光電電路的光 芯片的一部分懸于凹口之上。所述集成電路封裝還包括設(shè)置在凹口中的光單元，以便由光 電電路發(fā)出的光信號(hào)被反射遠(yuǎn)離基板，并且入射光信號(hào)也被反射到光電電路上。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種集成電路封裝。所述集成電 路封裝包括基板以及耦合到基板一端的光單元。所述集成電路封裝還包括具有光電電路的 光電芯片，所述光電芯片稱合到所述基板，以便具有光電電路的光電芯片的一部分懸于末 尾處并在所述光單元之上。其中由所述光電電路發(fā)出的光信號(hào)被所述光單元反射遠(yuǎn)離所述 基板，并且入射光信號(hào)也被光單元反射到光電電路上。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)示例實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種制造多芯片模塊的方法。所 述方法包括制作一個(gè)具有凹口的基板，所述凹口至少沿著基板周邊的一部分形成，還包括 將具有光電電路的光芯片附著在基板上，以便具有所述光電電路的光芯片的至少有一部分 懸于凹口之上。所述方法還包括將光單元放置于凹口之中，這樣光單元就確定了方向，從而 使光電電路發(fā)出的光信號(hào)被反射遠(yuǎn)離基板，并且入射光信號(hào)也被反射到光電電路上。
[0010] 實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于降低了保持光電電路合適的耦合對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)所需要的精確度。 精確度的降低有助于簡(jiǎn)化制造，并因此降低制造成本。
[0011] 實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于光芯片及其電驅(qū)動(dòng)器互連（在電芯片上）可以彼此相鄰 放置于基板的兩側(cè)，這樣可允許高速運(yùn)行。此外，由于基板不需要帶孔，該實(shí)施例可非常緊 湊。
[0012] 實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于不需要光路引導(dǎo)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化制造并降低成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，其中：
[0014] 圖1示出根據(jù)本文所述的示例實(shí)施例的多芯片模塊的俯視圖。
[0015] 圖2a到2e示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的多芯片模塊的示例側(cè)視圖。
[0016] 圖3示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的多芯片模塊一側(cè)的示例側(cè)視圖，其中示出 了所述多芯片模塊的整個(gè)單側(cè)面。
[0017] 圖4示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的多芯片模塊的一個(gè)示例透視圖。
[0018] 圖5示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的具有多個(gè)凹口的多芯片模塊的示例俯視 圖。
[0019] 圖6a和圖6b示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的具有光無源部件的多芯片模塊的 示例側(cè)視圖，所述光無源部件附著到多芯片模塊的一側(cè)。
[0020] 圖7a示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的制造第一多芯片模塊的示例操作流程 圖。
[0021] 圖7b到7f示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的多芯片模塊在不同制造階段的示例 側(cè)視圖。
[0022] 圖8a示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的制造多層基板的示例操作順序。
[0023] 圖8b和圖8c示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的多層基板的示例俯視圖和側(cè)視 圖。
[0024] 圖9a示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例所述的制造第二多芯片模塊的示例操作流 程圖。
[0025] 圖9b到9f示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的第二多芯片模塊在不同制造階段的 示例側(cè)視圖。
[0026] 圖10a所示為根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的制造第三多芯片模塊中的操作的一 個(gè)示例流程圖。
[0027] 圖10b到10f示出根據(jù)本文描述的示例實(shí)施例的第三多芯片模塊在不同制造階段 的示例側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下文將詳細(xì)討論當(dāng)前示例實(shí)施例及其結(jié)構(gòu)的制造。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明提供可在 各種具體上下文中體現(xiàn)的許多適用的發(fā)明性概念。所論述的具體實(shí)施例僅說明本發(fā)明的具 體結(jié)構(gòu)和制造本發(fā)明的方法，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0029] 本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例涉及一種集成電路中的光通信。例如，位于凹口里的光單元 將由懸于凹口之上的芯片上的光電電路發(fā)出的光信號(hào)反射遠(yuǎn)離基板，并且將入射光信號(hào)也 反射到光電電路上，其中凹口沿著基板周邊的一部分形成。例如，附著在基板的一個(gè)邊緣上 的光單元將由懸于凹口之上的芯片上的光電電路發(fā)出的光信號(hào)反射遠(yuǎn)離基板并將入射光 信號(hào)反射到光電電路上。
[0030] 本發(fā)明將針對(duì)具體上下文中的示例實(shí)施例進(jìn)行描述，S卩，用于提供高數(shù)據(jù)速率通 信的具有光電電路的集成電路。本發(fā)明還可適用于多芯片模塊等等。
[0031] 通常，在垂直發(fā)射或接收光芯片中，比如利用垂直共振腔表面放射型激光部件 (VCSEL)和/或光電二極管（如PIN二極管），芯片的附著物正面朝上，然后用線纜綁定至 載體或基板上。通常來說，相比于覆晶光芯片，這對(duì)于光互連和電互連來說均比較容易設(shè)計(jì) 和實(shí)施。引線接合在高達(dá)lOGbps或12.5Gbps的速度下工作良好。然而，當(dāng)速度接近或超 過20Gbps到25Gbps時(shí)，引線結(jié)合可能無法提供足以滿足數(shù)據(jù)速率要求的帶寬。覆晶芯片 也許能夠滿足和/或超過帶寬要求。
[0032] 圖1示出多芯片模塊100的俯視圖。多芯片模塊100可在多種應(yīng)用中使用，比如路 由器到路由器和數(shù)據(jù)中心機(jī)柜等之間的短距離光互連。多芯片模塊100包括具有凹口（在 一項(xiàng)實(shí)施例中，所述凹口也可稱為凹槽或臺(tái)階）110的基板105,所述凹口沿著基板周邊117 的一部分形成。反射鏡115可設(shè)置在凹口 110內(nèi)并可用于反射光（例如，光信號(hào)）。芯片 120具有光電電路，可安裝在基板105的表面上。根據(jù)一項(xiàng)示例實(shí)施例，芯片120安裝在基 板105的表面上，該表面上還包括凹口 110和反射鏡115。在其他項(xiàng)之間，比如信號(hào)放大、信 號(hào)過濾等等，芯片120上的光電電路可用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和/或?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換成 光信號(hào)。芯片120的一部分懸于凹口 110之上，芯片120的懸于凹口 110之上的部分包括 光探測(cè)器和/或光發(fā)射器。芯片125也可安裝在基板105的表面上。芯片125可電耦合到 芯片120.
[0033] 根據(jù)一項(xiàng)示例實(shí)施例，芯片120和芯片125可與球柵陣列（BGA)球、電連接器（比 如柵格陣列封裝（LGA)插座連接器）、引線結(jié)合、或電連接的任何其他形式，連接到基板105 上。芯片120和芯片125可通過電連接器，比如電跡線、金線焊接等等進(jìn)行電連接。此外，雖 然圖1所示為連接至基板105的單個(gè)表面上，但芯片120和芯片125可連接到基板105的 不同表面。芯片107和芯片109的布置可取決于大小、電力需求、性能要求等應(yīng)用和參數(shù)， 以優(yōu)化信號(hào)和/或熱性能。
[0034] 雖然圖1所示為凹口 110沿著基板105的單個(gè)側(cè)面形成，但凹口 110可以沿著基 板105的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面形成的。一般來說，凹口 110根據(jù)需要可大可小，以允許集成足夠 數(shù)量的光發(fā)射器和/或光探測(cè)器來滿足多芯片模塊100的通信需求。
[0035] 圖2a示出了第一多芯片模塊200的側(cè)視圖。第一多芯片模塊200的側(cè)視圖可以說 明沿著虛線A-A'的多芯片模塊100的側(cè)視圖。第一多芯片模塊200包括具有一凹口（或 者凹槽或臺(tái)階）218的基板205,凹口 218沿著基板周長(zhǎng)的一部分在一端219上形成。具有 光電電路的芯片207和具有電路的芯片209可以安裝在基板205的表面上。芯片207的一 部分懸于凹口 218之上，該懸于凹口 218之上的芯片207的一部分包括光探測(cè)器和/或光 發(fā)射器。如圖2a所示的示例，光探測(cè)器213懸于凹口 218之上。
[0036] 反射鏡211可設(shè)置于凹口 218之中。反射鏡211可以確定方向，以使由芯片207 上的光電電路發(fā)出的光被反射遠(yuǎn)離基板205,與此同時(shí)入射到基板205的光被反射到所述 光電電路上。此外，粘合劑（或者膠水等等）217可用于為芯片207以及反射鏡211提供機(jī) 械支撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑對(duì)光探測(cè)器和/或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來 說，是光學(xué)透明的。粘合劑217是可選的。如圖2a所示，入射到基板205的光束215由反 射鏡211反射到光探測(cè)器213上。作為一項(xiàng)不例，對(duì)于平行于基板205的光，可相對(duì)于基板 205的Z軸將反射鏡211調(diào)整至約45度左右，使得入射到基板205的光被反射到光電電路 上且由光電電路發(fā)出的光被反射遠(yuǎn)離基板105。根據(jù)一項(xiàng)示例實(shí)施例，反射鏡211不需要精 確地調(diào)整到45度，相反反射鏡211可以調(diào)整為45度加或減一個(gè)差數(shù)，其中所述差數(shù)取決于 所述光探測(cè)器和/或光發(fā)射器的大小、所述光探測(cè)器和/或光發(fā)射器與反射鏡的距離、外部 光發(fā)射器和/或光探測(cè)器的大小、外部光發(fā)射器和/或光探測(cè)器與基板205的距離等等。
[0037] 根據(jù)一項(xiàng)示例實(shí)施例，反射鏡211可以單獨(dú)制作并放置在凹口 218中。反射鏡211 可利用某種形式的膠粘劑附著在基板205上。根據(jù)另一項(xiàng)示例實(shí)施例，反射鏡211可以直接 由基板205的材料制作。作為一項(xiàng)示例，制作凹口 218本身也可以制作反射鏡211。根據(jù)一 項(xiàng)示例實(shí)施例，反射鏡211可以由一種具有在光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射特性的材料來制作，所 述光波長(zhǎng)范圍包含所述光發(fā)射器和/或光探測(cè)器使用的光的波長(zhǎng)。根據(jù)另一示例實(shí)施例， 反射鏡211可以通過激光蝕刻或化學(xué)蝕刻來制作。此外，可將銅、鋁、膠片、金等反射性材料 噴在或鍍?cè)诜瓷溏R211的表面。根據(jù)另一示例實(shí)施例，反射鏡211可以制作成一個(gè)具有集 成反射鏡、透鏡、機(jī)械傳送環(huán)（比如多光纖推入/拔出（ΜΡ0)環(huán)）等等的模型制品。反射鏡 211，具有集成反射鏡、透鏡、ΜΡ0環(huán)等等的模型制品，可稱為一個(gè)光單元。
[0038] 雖然圖2a所示芯片207具有單個(gè)光探測(cè)器，但芯片207可具有多個(gè)光探測(cè)器和/ 或光發(fā)射器。所述多個(gè)光探測(cè)器可布置成一個(gè)線性陣列或者一個(gè)二維陣列。
[0039] 圖2b示出了第二多芯片模塊220的側(cè)視圖。第二多芯片模塊220的側(cè)視圖可以說 明沿著虛線A-A'的多芯片模塊100的側(cè)視圖。第二多芯片模塊220包括具有一凹口或臺(tái) 階的基板225,所述凹口或臺(tái)階沿著基板周邊的一部分形成。具有光電電路的芯片227和具 有電路的芯片229可以安裝在基板225的表面上。芯片227的一部分懸于凹口之上，其懸 掛部分包括光探測(cè)器和/或光發(fā)射器。如圖2a所示的示例，光探測(cè)器233懸于凹口之上。 反射鏡231可設(shè)置在所述凹口中。可調(diào)整反射鏡231以使芯片227上的光電電路發(fā)出的光 被反射遠(yuǎn)離基板225,而入射到基板225的光被反射到所述光電電路上。此外，粘合劑（或 者膠水等等）237可用于為芯片227以及反射鏡231提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中所 述粘合劑對(duì)光探測(cè)器和/或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。粘合劑237 是可選的。如圖2b所不，反射鏡231反射由光發(fā)射器233發(fā)出的光束235遠(yuǎn)離基板225。
[0040] 圖2c示出了第三多芯片模塊240的側(cè)視圖。第三多芯片模塊240包括具有一凹口 或臺(tái)階的基板245,所述凹口或臺(tái)階沿著基板周邊的一部分形成。具有光電電路的芯片247 和具有電路的芯片249可以安裝在基板245的表面上。芯片247的一部分懸于凹口之上， 其懸掛部分包括光探測(cè)器和/或光發(fā)射器。如圖2a所示的示例，光探測(cè)器253懸于凹口之 上。反射鏡251可設(shè)置在所述凹口之中。如圖2c所示，入射到基板245的光束255由反射 鏡251反射到光探測(cè)器253上。光路引導(dǎo)257幫助將光對(duì)準(zhǔn)和/或遠(yuǎn)離基板245。如圖2c 所示，光路引導(dǎo)257可不與光探測(cè)器253直接接觸。此外，粘合劑（或者膠水等等）259可 用于為芯片247以及光路引導(dǎo)257提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑對(duì)光探 測(cè)器和/或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。粘合劑259是可選的。雖然 圖2c示出了第三多芯片模塊240具有一個(gè)光探測(cè)器，但第三多芯片模塊240也可以包括一 個(gè)光發(fā)射器或只具有一個(gè)光發(fā)射器。
[0041] 圖2d示出了第四多芯片模塊260的側(cè)視圖。第四多芯片模塊260包括具有一凹 口或臺(tái)階的基板265,所述凹口或臺(tái)階沿著基板周邊的一部分形成。具有光電電路的芯片 267和具有電路的芯片269可以安裝在基板265的表面上。芯片267的一部分懸于凹口之 上，其懸掛部分包括光探測(cè)器和/或光發(fā)射器。如圖2a所示的示例，光探測(cè)器273懸于凹 口之上。反射鏡271可設(shè)置在所述凹口中。如圖2d所示，入射到基板265的光束275由反 射鏡271反射到光探測(cè)器273上。光路引導(dǎo)277幫助將光對(duì)準(zhǔn)和/或遠(yuǎn)離基板245。如圖 2d所示，光路引導(dǎo)277可與光探測(cè)器273直接接觸。此外，粘合劑（或者膠水等等）279可 用于為芯片267以及光路引導(dǎo)277提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑對(duì)光探 測(cè)器和/或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。粘合劑279是可選的。雖然 圖2d示出了第四多芯片模塊260具有一個(gè)光探測(cè)器，但第四多芯片模塊260也可以包括一 個(gè)光發(fā)射器或只具有一個(gè)光發(fā)射器。
[0042] 圖2e不出了第五多芯片模塊280的側(cè)視圖。根據(jù)一項(xiàng)不例實(shí)施例，如反射鏡子 211、231、251，以及271等反射鏡也可以直接附著在基板的一側(cè)而不是一個(gè)凹口中。第五多 芯片模塊280包括基板285。具有光電電路的芯片287和具有電路的芯片289可以安裝在 基板285的表面上。芯片287的一部分懸掛于基板285之上，其懸掛部分包括光探測(cè)器和 /或光發(fā)射器。如圖2e所示的示例，光探測(cè)器懸于基板285之上。反射鏡291可直接附著 在基板285的一端295上。如圖2e所示，入射到基板285的光束由反射鏡291反射到光探 測(cè)器上。此外，粘合劑（或者膠水等等）293可用于為芯片287以及反射鏡291提供機(jī)械支 撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑對(duì)光探測(cè)器和/或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是 光學(xué)透明的。粘合劑293也可以幫助將鏡子291附著在基板285的一側(cè)295上。粘合劑 293是可選的。雖然圖2e圖示了第五多芯片模塊280具有一個(gè)光探測(cè)器，但第五多芯片模 塊280也可以包括一個(gè)光發(fā)射器或只具有一個(gè)光發(fā)射器。
[0043] 圖3示出了多芯片模塊300 -側(cè)的側(cè)視圖，其中示出了多芯片模塊300的整個(gè)單 側(cè)面。如圖3所示，多芯片模塊300包括具有一凹口（或臺(tái)階）307的基板305,所述凹口 或臺(tái)階沿著基板周邊的一部分形成。具有光電電路的第一芯片310和具有電路的第二芯片 312可以安裝在基板305的表面上。第一芯片310的一部分懸掛于凹口 307之上，其中懸掛 部分包括光檢測(cè)器和/或光發(fā)射器。同樣地，第二芯片312的一部分懸掛于凹口 307之上， 其中懸掛部分包括光檢測(cè)器和/或光發(fā)射器。作為一項(xiàng)示例，懸于凹口 307之上的第一芯 片310的一部分可包括光探測(cè)器（或光發(fā)射器），而懸于凹口 307之上的第二芯片312的一 部分可包括光發(fā)射器（或光探測(cè)器）。應(yīng)注意的是，光探測(cè)器320和322等光探測(cè)器顯示為 無陰影方框，光放射器325等光放射器顯示為陰影虛線方框。作為另一項(xiàng)示例，作為由多芯 片模塊300實(shí)現(xiàn)的第一組功能，第一芯片310懸于凹口 307之上的部分可包括光探測(cè)器和 光放射器，而作為由多芯片模塊300實(shí)現(xiàn)的第二組功能，第二芯片312懸于凹口 307之上的 部分可包括光探測(cè)器和光發(fā)射器。
[0044] 多芯片模塊300還可包括凹口 307中的反射鏡315,其可將由第一芯片310和/或 第二芯片312中的光電電路發(fā)出的光反射遠(yuǎn)離基板305并將入射到基板305的光反射到第 一芯片310和/或第二芯片312中的光電電路上。根據(jù)一項(xiàng)不例實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)芯片 (例如，第一芯片310和第二芯片312)可將單片鏡使用在單個(gè)凹口中。根據(jù)一項(xiàng)替代示例 實(shí)施例，每個(gè)懸于凹口之上的芯片可使用其自身單獨(dú)的反射鏡。應(yīng)注意的是，圖3并沒有示 出光學(xué)透明的，并用于為反射鏡315和/或芯片310和芯片312提供機(jī)械支撐和/或物理 保護(hù)的光粘合劑和/或膠水，以保持圖3的簡(jiǎn)潔。
[0045] 雖然基板305中的凹口 307被顯示為正在從基板305的一個(gè)邊緣向另一個(gè)邊緣延 伸，但是為了使凹口 307在延伸到基板305的其中一個(gè)或兩個(gè)邊緣之前停止延伸，可以形成 凹口 307。
[0046] 圖4示出多芯片模塊400的透視圖。如圖4所示，多芯片模塊400包括一個(gè)具有 一凹口或臺(tái)階的基板405,所述凹口或臺(tái)階沿著基板周邊的一部分形成。具有光電電路的芯 片410和具有電路的芯片415可以安裝在基板405的表面上。芯片410的一部分懸于凹口 之上，其懸掛部分包括光探測(cè)器和/或光發(fā)射器。第一芯片410可電稱合到第二芯片415。
[0047] 反射鏡420可設(shè)置在基板405的所述凹口之中。如圖4所示，反射鏡420可由一 個(gè)邊緣到另一邊緣形成于基板405的一側(cè)。同樣如圖4所示，是由第一芯片410發(fā)出的光 束可由反射鏡420反射遠(yuǎn)離基板405以及示可由反射鏡420反射到第一芯片410的光電電 路上。圖4未示出可選地粘合劑或膠水以保持簡(jiǎn)潔性。
[0048] 圖5所示為具有多個(gè)凹口的多芯片模塊500的一個(gè)俯視圖。如圖5所示，多芯片 模塊500包括一個(gè)具有第一凹口 510和第二凹口 515的基板505,第一凹口位于基板505 的第一側(cè)之上，第二凹口位于基板505的第二側(cè)之上。應(yīng)注意的是，如圖5所示，第一凹口 510并不延伸到第一側(cè)的邊緣，而第二凹口 515延伸到第二側(cè)的邊緣。此外，第一凹口 510 包括用于獨(dú)立芯片（例如，芯片525和芯片527)的獨(dú)立反射鏡（例如，反射鏡520和反射 鏡 522)。
[0049] 圖6a不出了第一多芯片模塊600的側(cè)視圖，第一多芯片模塊600具有一個(gè)設(shè)置在 一凹口之中的光無源部件。第一多芯片模塊600包括基板605,以及具有光電電路的芯片 610和具有電路的芯片612,芯片610和芯片612可安裝在基板605的表面上。芯片610的 一部分懸于基板605中的凹口之上。光無源部件615設(shè)置在所述凹口之中。如上文所述，無 源光部件615可以是模型制品等制造件，其包括一個(gè)集成反射鏡、透鏡、機(jī)械傳送環(huán)等等， 并使用膠水和/或粘合劑附著在基板605的凹口中。
[0050] 光無源部件615可選地具有幫助處理光的透鏡以及幫助安置（以及潛在地固定） 光無源部件615的導(dǎo)針和/或孔。光無源部件615將芯片610的光電電路發(fā)出的光反射遠(yuǎn)離 基板650,而將入射到基板605的光反射到光電電路上。此外，粘合劑（或者膠水等等）620 可用于為芯片610以及光無源部件615提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑對(duì) 光探測(cè)器和/或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。
[0051] 圖6b不出了第二多芯片模塊650的側(cè)視圖。第二多芯片模塊650具有一個(gè)附著 在其一端的無源光部件。第二多芯片模塊650包括基板655,以及具有光電電路的芯片660 和具有電路的芯片662,它們可安裝在基板655的表面上。芯片660的一部分懸于基板655 的一端之上。光無源部件665附著在基板655的一端?？墒褂媚z水、粘貼劑和/或粘合劑 將無源光部件附著在基板655的一端。
[0052] 光無源部件665將芯片660的光電電路發(fā)出的光反射遠(yuǎn)離基板655,而將入射到基 板655的光反射到所述光電電路上。此外，粘合劑（或者膠水等等）670可用于為芯片660 以及光無源部件665提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑對(duì)光探測(cè)器和/或光 發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。
[0053] 圖7a示出了制造第一多芯片模塊的操作700的流程圖。操作700可表示制造多 芯片模塊的操作，所述多芯片模塊具有一個(gè)設(shè)置在一凹口中的反射鏡，所述凹口在多芯片 模塊的基板內(nèi)形成。
[0054] 操作700可從制作基板開始，所述基板有一個(gè)凹口，所述凹口位于至少基板周邊 的一部分（方框705)。如上所述，凹口的大小可根據(jù)需要設(shè)置，以支持集成足夠數(shù)目的光探 測(cè)器和/或光發(fā)射器來滿足多芯片模塊的通信需求。圖7b示出了多芯片模塊730在制造 初期的側(cè)視圖。多芯片模塊730處于制造的初期，并且包括具有一凹口的基板735,所述凹 口沿著基板周邊的一部分形成。
[0055] 回顧圖7a，具有凹口的基板制作之后，光集成電路可附著在所述基板上（方框 707)。所述光集成電路可附著在所述基板的一側(cè)，使得所述光集成電路的一部分懸于所述 凹口之上。圖7c示出了多芯片740在制造初期的側(cè)視圖。多芯片模塊740包括具有一個(gè) 凹口的基板745以及一個(gè)懸于所述凹口之上的光集成電路747,其中凹口沿著基板周邊的 一部分形成。
[0056] 回顧圖7a，所述光集成電路附著在基板上之后，電集成電路可附著在所述基板上 (方框709)并電耦合到所述光集成電路（方框711)。所述電集成電路可以與光集成電路 一樣附著在基板的同側(cè)，或者附著在基板不同側(cè)。圖7d示出了多芯片模塊750的一個(gè)側(cè)視 圖。多芯片模塊750處于一個(gè)制造階段，其中電集成電路757已經(jīng)附著在基板755上并且 已經(jīng)電稱合到一光集成電路。
[0057] 回顧圖7a，電集成電路附著在所述基板上并電耦合到所述光集成電路之后，可將 一面反射鏡放置并附著在所述基板的凹口之中（方框713)。所述反射鏡可附著在所述凹 口中，凹口的朝向允許將光集成電路發(fā)出的光反射出所述基板以及將入射到所述基板的光 反射到所述光集成電路上。圖7e示出了多芯片模塊760的側(cè)視圖。多芯片模塊760處于 制造的初期，其中反射鏡767已經(jīng)附著在基板765上?？墒褂媚z水或粘合劑將反射鏡767 附著在基板765上。應(yīng)注意的是，所述膠水或粘合劑的光特性并不重要，因?yàn)樵诙嘈酒K 760中所述膠水或粘合劑很可能不與通信中的光信號(hào)交互。
[0058] 再參考圖7a，反射鏡附著在基板上之后，粘合劑或膠水可用于為反射鏡以及光集 成電路（方框715)提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中所述粘合劑或膠水對(duì)光探測(cè)器和/ 或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。粘合劑或膠水的數(shù)量取決于所需機(jī)械 支撐和/或物理保護(hù)的程度。少量的粘合劑或膠水可用于提供程度小的機(jī)械支撐和/或物 理保護(hù)，而大量的粘合劑或膠水可用于提供程度大的機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)。圖7f示出 了多芯片770的側(cè)視圖。多芯片770處于一個(gè)制造階段，其中粘合劑或膠水777涂在光集 成電路和反射鏡之間以提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)。
[0059] 圖8a示出了制造多層基板的一系列操作800。所述序列操作800可表示制造一個(gè) 多層陶瓷基板的操作。所述多層陶瓷基板的制造可包括層壓和切割多層隨后可以形成多層 基板的材料。多層燒制的工藝，使得多層基板形成多個(gè)層次。
[0060] 圖8b示出了由多層材料形成的多層基板830的俯視圖。多層基板830包括一個(gè) 在邊緣形成的凹口。應(yīng)注意的是，沒有所述凹口的多層基板830的一部分可由材料835的 一個(gè)長(zhǎng)片形成，而有凹口的多層基板830的一部分可由材料840的一個(gè)短片形成。
[0061] 圖8c示出了由多層材料組成的多層基板850的側(cè)視圖。多層基板830可由不同 長(zhǎng)度的多層材料形成。如圖8c所示，材料的較長(zhǎng)層（比如層855)可用來形成沒有凹口的 多層基板830的一部分，而材料的較短層（比如層860)可用來形成有凹口 865的多層基板 830的一部分。
[0062] 根據(jù)一項(xiàng)示例實(shí)施例，有凹口的基板也可以通過一個(gè)蝕刻工藝（或銑削工藝）來 形成，其中蝕刻（或銑削）可用來從基板中移除材料，留下基板上的凹口。根據(jù)一項(xiàng)示例實(shí) 施例，有凹口的基板也可以通過一個(gè)物理基板切割工藝來形成，其中一種機(jī)械式切割機(jī)，t匕 如鋸，可用于從凹口中移除材料。
[0063] 圖9a示出了制造第二多芯片模塊的操作900的流程圖。操作900可表示制造第 二多芯片模塊的操作，第二多芯片模塊具有一個(gè)設(shè)置在一凹口中的光無源部件，所述凹口 在所述第二多芯片模塊的基板內(nèi)形成。
[0064] 操作900可從制作基板開始，基板有一個(gè)凹口，所述凹口位于至少基板周邊的一 部分（方框905)。如上所述，凹口的大小可根據(jù)需要設(shè)置，以支持集成足夠數(shù)目的光探測(cè)器 和/或光發(fā)射器來滿足多芯片模塊的通信需求。圖9b示出了多芯片模塊930在制造初期 的側(cè)視圖。多芯片模塊930處于制造的初期，并且包括具有一凹口的基板935,所述凹口沿 著基板周邊的一部分形成。
[0065] 回顧圖9a，具有凹口的基板制作之后，光集成電路可附著在基板上（方框907)。所 述光集成電路可附著在基板的一側(cè)，使得光集成電路的一部分懸于所述凹口之上。圖9c示 出了多芯片940在制造初期的側(cè)視圖。多芯片模塊940包括具有一個(gè)凹口的基板945以及 一個(gè)懸于凹口之上的光集成電路947,其中所述凹口沿著基板周邊的一部分形成。
[0066] 回顧圖9a，光集成電路附著在基板上之后，電集成電路可附著在基板上（方框 909)并電耦合到光集成電路（方框911)。所述電集成電路可以與光集成電路一樣附著在 基板的同側(cè)，或者附著在基板不同側(cè)。圖9d示出了多芯片模塊950的一個(gè)側(cè)視圖。多芯片 模塊950處于一個(gè)制造階段，其中電集成電路957已經(jīng)附著在基板955上并且已經(jīng)電耦合 到一光集成電路。
[0067] 回顧圖9a，電集成電路附著在基板上并電耦合到光集成電路之后，可將一面反射 鏡放置并附著在基板的凹口之中（方框913)。反射鏡可附著在凹口中，凹口的朝向允許將 光集成電路發(fā)出的光反射出所述基板以及將入射到所述基板的光反射到光集成電路上。圖 9e示出了多芯片模塊960的側(cè)視圖。多芯片模塊960處于制造的初期，其中反射鏡967已 經(jīng)附著在基板965上?？墒褂媚z水或粘合劑將反射鏡967附著在基板965上。也示出了一 項(xiàng)示例光無源部件的俯視圖和側(cè)視圖。應(yīng)注意的是，膠水或粘合劑的光特性并不重要，因?yàn)?在多芯片模塊960中膠水或粘合劑很可能與通信中的光信號(hào)交互。
[0068] 回顧圖9a，反射鏡附著在基板上之后，粘合劑或膠水可用于為反射鏡以及光集成 電路（方框915)提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中粘合劑或膠水對(duì)光探測(cè)器和/或光發(fā) 射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。粘合劑或膠水的數(shù)量取決于所需機(jī)械支撐和/ 或物理保護(hù)的程度。少量的粘合劑或膠水可用于提供程度小的機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)， 而大量的粘合劑或膠水可用于提供程度大的機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)。圖9f示出了多芯 片970的側(cè)視圖。多芯片970處于一個(gè)制造階段，其中粘合劑或膠水977涂在光集成電路 和反射鏡之間以提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)。
[0069] 圖10a示出了制造第三多芯片模塊的操作1000的流程圖。操作1000可表示制造 第三多芯片模塊的操作，第三多芯片模塊具有一個(gè)附著在第三多芯片模塊的基板一側(cè)的光 無源部件。第三多芯片模塊可由基板形成，比如印刷線路板、有機(jī)封裝基板、陶瓷高溫共燒 陶瓷基板、陶瓷低溫共燒陶瓷基板等等。應(yīng)注意的是，雖然光無源部件被論述為附著在基板 的一側(cè)，但也可能是將一面反射鏡附著在基板的一側(cè)。
[0070] 操作1000可從基板的制作開始然后將光集成電路附著在所述基板上（方框 1005)。如上所述，光集成電路可通過光集成電路的一部分懸于基板的方式附著在基板上。 圖10b示出了多芯片模塊1030在制造初期的側(cè)視圖。多芯片模塊1030處于制造的初期， 并且包括基板1035。圖10c示出了多芯片1040在制造初期的側(cè)視圖。多芯片模塊1040包 括基板1045以及一個(gè)懸于基板1045 -側(cè)的光集成電路1047。
[0071] 回顧圖10a，光集成電路附著在基板上之后，電集成電路可附著在基板上（方框 1007)并電耦合到光集成電路（方框1009)。電集成電路可以與光集成電路一樣附著在基 板的同側(cè)，或者附著在基板不同側(cè)。圖l〇d示出了多芯片模塊1050的一個(gè)側(cè)視圖。多芯片 模塊1050處于一個(gè)制造階段，其中電集成電路1057已經(jīng)附著在基板1055上并且已經(jīng)電耦 合到一光集成電路。
[0072] 回顧圖10a，電集成電路附著在基板上并電耦合到光集成電路之后，可將一面反射 鏡放置并附著在基板的凹口之中（方框1011)。反射鏡可附著在凹口中，凹口的朝向允許 將光集成電路發(fā)出的光反射出基板以及將入射到基板的光反射到光集成電路上。圖l〇e示 出了多芯片模塊1060的側(cè)視圖。多芯片模塊1060處于制造的初期，其中光無源部件1067 已經(jīng)附著在基板1065的一側(cè)上?？墒褂媚z水或粘合劑將光無源部件1067附著在基板1065 上。應(yīng)注意的是，膠水或粘合劑的光特性并不重要，因?yàn)樵诙嘈酒K1060中膠水或粘合 劑很可能與通信中的光信號(hào)交互。
[0073] 回顧圖10a，光無源部件附著在基板上之后，粘合劑或膠水可用于為反射鏡以及光 集成電路（方框1013)提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)，其中粘合劑或膠水對(duì)光探測(cè)器和/ 或光發(fā)射器使用的光線的波長(zhǎng)來說，是光學(xué)透明的。粘合劑或膠水的數(shù)量取決于所需機(jī)械 支撐和/或物理保護(hù)的程度。少量的粘合劑或膠水可用于提供程度小的機(jī)械支撐和/或物 理保護(hù)，而大量的粘合劑或膠水可用于提供程度大的機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)。圖l〇f示 出了多芯片1070的側(cè)視圖。多芯片1070處于一個(gè)制造階段，其中粘合劑或膠水1077涂在 光集成電路和反射鏡之間以提供機(jī)械支撐和/或物理保護(hù)。
[0074] 盡管已詳細(xì)描述本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求書界定的本 發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在本文中進(jìn)行各種改變、替代和更改。
【權(quán)利要求】
1. 一種集成電路封裝，其特征在于，包括： 具有一凹口的基板，所述凹口至少沿著所述基板周邊的一部分形成； 具有光電電路的光芯片，所述光芯片耦合到所述基板，以便所述具有所述光電電路的 光芯片的一部分懸于所述凹口之上；以及 設(shè)置在所述凹口中的光單元，以便將所述光電電路發(fā)出的光信號(hào)反射遠(yuǎn)離所述基板并 且將入射光信號(hào)反射到所述光電電路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述光單元包括一面反射鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路封裝，其特征在于，所述反射鏡的方向調(diào)整為45度 左右。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述光單元包括光無源封裝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路封裝，其特征在于，所述光無源封裝包括集成反射 鏡、機(jī)械傳送環(huán)、透鏡或其組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，還包括光學(xué)穿透的粘合劑，設(shè)置 在所述光芯片和所述光單元之間的空隙中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述光電電路包括光探測(cè)器、光 放射器或其組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，還包括具有電路的電芯片，所述 電芯片耦合到所述基板并可操作地耦合到所述光芯片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述基板包括： 具有第一長(zhǎng)度的第一基板層；以及 具有第二長(zhǎng)度的第二基板層，層疊于所述第一基板層之上，其中所述凹口是由所述第 一程度和所述第二長(zhǎng)度之間的差值形成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述凹口是通過蝕刻所述基板 形成的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述凹口是通過銑削所述基板 形成的。
12. -種集成電路封裝，其特征在于，包括： 基板； 耦合到所述基板的一端的光單元；以及 具有光電電路的光電芯片，所述光電芯片耦合到所述基板，使得所述具有光電電路的 光電芯片的一部分懸于末尾處并在所述光單兀之上， 其中光單元將所述光電電路發(fā)出的光信號(hào)反射遠(yuǎn)離所述基板且所述光單元將入射光 信號(hào)反射到所述光電電路上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路封裝，其特征在于，所述光單元包括反射鏡或光 無源封裝。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路封裝，其特征在于，所述基板包括印刷線路板、有 機(jī)封裝基板、陶瓷高溫共燒陶瓷基板或者陶瓷低溫共燒陶瓷基板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路封裝，其特征在于，還包括光學(xué)透明的粘合劑，設(shè) 置在所述光芯片和所述光單元之間的空隙中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路封裝，其特征在于，還包括具有電路的電芯片，所 述電芯片耦合到所述基板并可操作地耦合到所述光電芯片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路封裝，其特征在于，所述光電芯片通過球柵陣列、 柵格陣列封裝、鍵合連線或其組合耦合到所述電路。
18. 多芯片模塊的制作方法，其特征在于，所述方法包括： 制作一個(gè)具有一凹口的基板，所述凹口至少沿著所述基板周邊的一部分形成； 將具有光電電路的光芯片附著在所述基板上，使得至少所述具有光電電路的光芯片的 一部分懸于所述凹口之上；以及 將光單元放置在所述凹口之中，所述光單元是可調(diào)整的，使得將所述光電電路發(fā)出的 光信號(hào)反射遠(yuǎn)離所述基板且將入射光信號(hào)反射到所述光電電路上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括在所述光單元和所述光芯片之 間涂上光學(xué)透明的粘合劑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括： 將具有電路的電芯片附著在所述基板上；以及 電耦合所述電芯片到所述光芯片。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述光單元包括反射鏡或光無源封裝。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，形成所述基板包括將第一長(zhǎng)度的第一 基板層層疊到第二長(zhǎng)度的第二基板層，其中所述凹口由所述第一長(zhǎng)度和所述第二長(zhǎng)度之間 的差值形成。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，形成所述基板包括從所述基板中銑削 所述凹口。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，形成所述基板包括將所述凹口蝕刻在 所述基板之中。
【文檔編號(hào)】G02B6/12GK104126137SQ201380008327
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年2月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月13日
【發(fā)明者】于飛, 鄧琪 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司