一种混合集成半导体封装及其制造方法

摘要

本发明涉及一种混合集成半导体封装及其制造方法，涉及半导体封装技术领域。在本发明的混合集成半导体封装的制造过程中，通过在第一导热板的第二表面的第一沟槽中填充第一绝热树脂层，并在所述第一绝热树脂层中嵌设电芯片，并在所述第一导热板的第一表面形成第二沟槽，所述第二沟槽暴露所述第一绝热树脂层，并在所述第二沟槽中填充第二绝热树脂层，并在所述第二绝热树脂层中嵌设光芯片，上述结构的设置有效提高了混合集成半导体封装的集成度，且减少了混合集成半导体封装的整体厚度。且由于第一绝热树脂层和第二绝热树脂层直接接触，提高了在第一导热板上装配光芯片和电芯片的稳固性。

权利要求

1.一种混合集成半导体封装的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：提供第一导热板，所述第一导热板包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；

在所述第一导热板的第二表面形成第一沟槽，并在所述第一沟槽中填充第一绝热树脂层，并在所述第一绝热树脂层中嵌设电芯片；

在所述第一导热板的第一表面形成第二沟槽，所述第二沟槽暴露所述第一绝热树脂层，并在所述第二沟槽中填充第二绝热树脂层，并在所述第二绝热树脂层中嵌设光芯片；

在所述第一导热板的第一表面形成第三沟槽；

提供第一制冷器，所述第一制冷器包括第一制冷板、制冷支撑柱以及第二制冷板，所述第一制冷板通过所述制冷支撑柱与所述第二制冷板连接；

将所述第一制冷器设置在所述第一导热板上，使得所述第一制冷板的一部分嵌入到所述第三沟槽中；

在所述第一制冷板上设置多个第一激光器，在所述第二制冷板上设置多个第二激光器；

在所述光芯片的正上方设置一偏光装置，所述多个第一激光器和所述多个第二激光器发出的光均通过所述偏光装置照射至所述光芯片；

提供一电路基板，将所述第一导热板设置在所述电路基板上。

2.根据权利要求1所述的混合集成半导体封装的制造方法，其特征在于：所述第一导热板包括金属基底以及覆盖所述金属基底的绝缘保护膜。

3.根据权利要求1所述的混合集成半导体封装的制造方法，其特征在于：所述电芯片的表面相对于第一导热板的第二表面更接近第一导热板的内部。

4.根据权利要求1所述的混合集成半导体封装的制造方法，其特征在于：所述光芯片的表面与所述第一导热板的第一表面齐平。

5.根据权利要求1所述的混合集成半导体封装的制造方法，其特征在于：所述第三沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度。

6.根据权利要求3所述的混合集成半导体封装的制造方法，其特征在于：在所述电芯片的表面设置导电结构，所述电芯片通过所述导电结构与所述电路基板电连接。

7.一种混合集成半导体封装，其特征在于，其采用权利要求1‑6任一项所述的混合集成半导体封装的制造方法制造形成的。

说明书

一种混合集成半导体封装及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种混合集成半导体封装及其制造方法。

背景技术

[0002] 光子芯片采用光波或者电磁波来作为信息传输或数据运算的载体，一般依托于集成光学或硅基光电子学中介质光波导来传输导模光信号，将光信号和电信号的调制、传输、解调等集成在同一块衬底或芯片上。相比于电子集成电路或电互联技术，光子集成电路与光互连展现出了更低的传输损耗 、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。如何改善光子芯片集成封装的设置方式，以提高光子芯片集成封装的综合性能，这引起了相关技术人员的广泛关注。

发明内容

[0003] 本发明的目的之一在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种混合集成半导体封装及其制造方法。

[0004] 本发明提供一种混合集成半导体封装的制造方法，包括以下步骤：

[0005] 提供第一导热板，所述第一导热板包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面。

[0006] 在所述第一导热板的第二表面形成第一沟槽，并在所述第一沟槽中填充第一绝热树脂层，并在所述第一绝热树脂层中嵌设电芯片。

[0007] 在所述第一导热板的第一表面形成第二沟槽，所述第二沟槽暴露所述第一绝热树脂层，并在所述第二沟槽中填充第二绝热树脂层，并在所述第二绝热树脂层中嵌设光芯片。

[0008] 在所述第一导热板的第一表面形成第三沟槽。

[0009] 提供第一制冷器，所述第一制冷器包括第一制冷板、制冷支撑柱以及第二制冷板，所述第一制冷板通过所述制冷支撑柱与所述第二制冷板连接；

[0010] 将所述第一制冷器设置在所述第一导热板上，使得所述第一制冷板的一部分嵌入到所述第三沟槽中。

[0011] 在所述第一制冷板上设置多个第一激光器，在所述第二制冷板上设置多个第二激光器。

[0012] 在所述光芯片的正上方设置一偏光装置，所述多个第一激光器和所述多个第二激光器发出的光均通过所述偏光装置照射至所述光芯片。

[0013] 提供一电路基板，将所述第一导热板设置在所述电路基板上。

[0014] 根据本发明的实施例，所述第一导热板包括金属基底以及覆盖所述金属基底的绝缘保护膜。

[0015] 根据本发明的实施例，所述电芯片的下表面位于所述第一导热板的内部。

[0016] 根据本发明的实施例，所述光芯片的表面与所述第一导热板的第一表面齐平。

[0017] 根据本发明的实施例，所述第三沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度。

[0018] 根据本发明的实施例，在所述电芯片的表面设置导电结构，所述电芯片通过所述导电结构与所述电路基板电连接。

[0019] 本发明还提出一种混合集成半导体封装，其采用上述混合集成半导体封装的制造方法制造形成的。

[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0021] 在本发明的混合集成半导体封装的制造过程中，通过在第一导热板的第二表面的第一沟槽中填充第一绝热树脂层，并在所述第一绝热树脂层中嵌设电芯片，并在所述第一导热板的第一表面形成第二沟槽，所述第二沟槽暴露所述第一绝热树脂层，并在所述第二沟槽中填充第二绝热树脂层，并在所述第二绝热树脂层中嵌设光芯片，上述结构的设置有效提高了混合集成半导体封装的集成度，且减少了混合集成半导体封装的整体厚度。且由于第一绝热树脂层和第二绝热树脂层直接接触，提高了在第一导热板上装配光芯片和电芯片的稳固性。

[0022] 且通过在第一导热板的第一表面形成第三沟槽，第一制冷器包括第一制冷板、制冷支撑柱以及第二制冷板，所述第一制冷板通过所述制冷支撑柱与所述第二制冷板连接；将所述第一制冷器设置在所述第一导热板上，使得所述第一制冷板的一部分嵌入到所述第三沟槽中，进而提高了第一制冷器与第一导热板的接触面积，进而提高了散热性能。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0024] 图1为本发明中在第一导热板的第一沟槽中设置第一绝热树脂层和电芯片的结构示意图；

[0025] 图2为本发明中在第一导热板的第二沟槽中设置第二绝热树脂层和光芯片结构示意图；

[0026] 图3为本发明中在第一导热板的第三沟槽中设置第一制冷器的结构示意图；

[0027] 图4为本发明中在第一制冷器上设置激光器以及在光芯片的正上方设置一偏光装置的结构示意图；

[0028] 图5为本发明中在电路基板上设置第一导热板的结构示意图。

[0029] 附图标记说明：

[0030] 100、第一导热板；1001、第一表面；1002、第二表面；1003、第一沟槽；1004、第二沟槽；1005、第三沟槽；101、第一绝热树脂层；102、第二绝热树脂层；201、电芯片；202、光芯片；301、第一制冷板；302、制冷支撑柱；303、第二制冷板；401、第一激光器；402、第二激光器；
500、偏光装置；600、电路基板；601、导电结构；700、树脂封装层。

具体实施方式

[0031] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0032] 请参阅图1～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

[0033] 如图1～图5所示，本实施例提供一种混合集成半导体封装的制造方法，包括以下步骤：

[0034] 如图1所示，提供第一导热板100，所述第一导热板100包括第一表面1001以及与所述第一表面1001相对的第二表面1002。

[0035] 在具体的实施例中，所述第一导热板100包括金属基底以及覆盖所述金属基底的绝缘保护膜，更具体的，所述金属基底为铜板或铝板，所述绝缘薄膜为氮化铝、氧化铝、氮化硅等导热性能优异的绝缘材料。

[0036] 如图1所示，在所述第一导热板100的第二表面1002形成第一沟槽1003，并在所述第一沟槽1003中填充第一绝热树脂层101，并在所述第一绝热树脂层101中嵌设电芯片201。

[0037] 在具体的实施例中，通过机械切割、湿法刻蚀或干法刻蚀工艺形成所述第一沟槽1003，进而通过模塑、滴涂、印刷等合适的工艺在所述第一沟槽1003中设置所述第一绝热树脂层101。

[0038] 在具体的实施例中，所述电芯片201的下表面位于所述第一导热板100的内部，进而方便所述电芯片201与后续的电路基板电连接。

[0039] 如图2所示，在所述第一导热板100的第一表面1001形成第二沟槽1004，所述第二沟槽1004暴露所述第一绝热树脂层101，并在所述第二沟槽1004中填充第二绝热树脂层102，并在所述第二绝热树脂层102中嵌设光芯片202。

[0040] 在具体的实施例中，通过机械切割、湿法刻蚀或干法刻蚀工艺形成所述第二沟槽1004，进而通过模塑、滴涂、印刷等合适的工艺在所述第二沟槽1004中设置所述第二绝热树脂层102。

[0041] 在具体的实施例中，所述光芯片202的表面与所述第一导热板100的第一表面1001齐平。

[0042] 如图3所示，在所述第一导热板100的第一表面1001形成第三沟槽1005。

[0043] 在具体的实施例中，通过机械切割、湿法刻蚀或干法刻蚀工艺形成所述第三沟槽1005。

[0044] 在具体的实施例中，所述第三沟槽1005的深度大于所述第二沟槽1004的深度。

[0045] 如图3所示，提供第一制冷器，所述第一制冷器包括第一制冷板301、制冷支撑柱302以及第二制冷板303，所述第一制冷板301通过所述制冷支撑柱302与所述第二制冷板
303连接；

[0046] 在具体的实施例中，第一制冷板301和第二制冷板303为TEC基板，所述制冷支撑柱302为固定连接所述第一制冷板301和第二制冷板303的金属柱，具体为铜柱。

[0047] 如图3所示，将所述第一制冷器设置在所述第一导热板100上，使得所述第一制冷板301的一部分嵌入到所述第三沟槽1005中。

[0048] 在具体的实施例中，通过导热粘结材料将所述第一制冷板301粘结在所述第三沟槽1005中。

[0049] 如图4所示，在所述第一制冷板301上设置多个第一激光器401，在所述第二制冷板303上设置多个第二激光器402。在所述光芯片202的正上方设置一偏光装置500，所述多个第一激光器401和所述多个第二激光器402发出的光均通过所述偏光装置500照射至所述光芯片202。

[0050] 在具体的实施例中，所述偏光装置500为转光镜。

[0051] 如图5所示，提供一电路基板600，将所述第一导热板100设置在所述电路基板600上。

[0052] 在具体的实施例中，在所述电芯片201的表面设置导电结构601，所述电芯片201通过所述导电结构601与所述电路基板600电连接。

[0053] 在具体的实施例中，所述导电结构601可以为焊球或铜柱。

[0054] 在具体的实施例中，在所述电路基板600上设置一树脂封装层700，所述树脂封装层700上表面不是平面结构，且在所述光芯片202所对应的区域具有凹部，以与其他封装结构配合安装，进而减少电子装置的提及，提高电子装置的空间利用率。

[0055] 如图5所示，本发明还提出一种混合集成半导体封装，其采用上述混合集成半导体封装的制造方法制造形成的。

[0056] 在本发明的混合集成半导体封装的制造过程中，通过在第一导热板100的第二表面1002的第一沟槽1003中填充第一绝热树脂层101，并在所述第一绝热树脂层101中嵌设电芯片201，并在所述第一导热板100的第一表面1001形成第二沟槽1004，所述第二沟槽1004暴露所述第一绝热树脂层101，并在所述第二沟槽1004中填充第二绝热树脂层102，并在所述第二绝热树脂层102中嵌设光芯片202，上述结构的设置有效提高了混合集成半导体封装的集成度，且减少了混合集成半导体封装的整体厚度。且由于第一绝热树脂层101和第二绝热树脂层102直接接触，提高了在第一导热板100上装配光芯片202和电芯片201的稳固性。

[0057] 且通过在第一导热板100的第一表面1001形成第三沟槽1005，第一制冷器包括第一制冷板301、制冷支撑柱302以及第二制冷板303，所述第一制冷板301通过所述制冷支撑柱302与所述第二制冷板303连接；将所述第一制冷板301设置在所述第一导热板100上，使得所述第一制冷板301的一部分嵌入到所述第三沟槽1005中，进而提高了第一制冷板301与第一导热板100的接触面积，进而提高了散热性能。

[0058] 以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。