高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构的制作方法

1.本实用新型属于半导体封装领域，涉及一种光电集成的2.5维扇出型封装结构。


背景技术：

2.硅光子器件与互补金属氧化物半导体(cmos)工艺兼容，具有信号衰减小、能耗低、高带宽等优势，这些因素也直接影响到i/o的带宽和能耗，因此，为增加i/o带宽并最大限度地降低能耗，引入硅光技术十分必要。其中，光与电集成至关重要，如何将光集成电路(pic)和电集成电路(eic)进行良好的组合封装，是亟待解决的问题。
3.目前，常用将光电模块集成于pcb板上，例如通过引线键合(wire-bonds)或倒置贴合(flip-chip)将分立的电芯片与光芯片装配于pcb板上。然而，随着cmos工艺节点的不断缩小，继续降低pcb板的电路线宽和线距的难度加大，而且硅光工艺的工艺节点相对于电芯片而言比较落后，例如目前单片集成开发的最先进的硅光工艺节点是45nm和32nm制程，这与电芯片10nm以下的工艺节点相比相差甚远，因而两者在工艺节点上不匹配决定了光学部分和电学部分不适于利用同种cmos工艺来完成。现有工艺中，还采用系统级芯片(soc)封装的方式改变芯片设计以提高封装集成密度，但这种soc方式需要在前道工艺中对光芯片进行改进，以使得光芯片和电芯片的工艺节点均达到10nm以下，但这样封装方式无疑增加了工艺成本。
4.因此，提供一种2.5维扇出型封装结构以满足高密度光电共封装的需求，同时兼顾散热能力。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构，用于解决现有技术中光子集成电路与电子集成电路的高密度集成难度大、散热性能差等问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构，包括：
7.基板，所述基板上设置有载板；
8.重新布线层，所述重新布线层设置于所述载板上且包括相对的第一主面及第二主面，所述重新布线层的第一主面显露出金属布线层，所述重新布线层的第二主面与所述载板接触；
9.电芯片，所述电芯片键合于所述重新布线层的第一主面上且通过电芯片焊盘与相应的所述金属布线层电连接；
10.光纤耦合器，所述光纤耦合器设于所述基板上并位于所述载板附近；
11.光芯片，所述光芯片具有位于同一侧面的光芯片焊盘和感光区，所述光芯片以所述光芯片焊盘与相应的所述金属布线层电连接、以所述感光区与所述光纤耦合器光耦合的状态架设于所述重新布线层和所述光纤耦合器上，所述光芯片通过所述重新布线层使其与
所述电芯片互连；
12.电连接部件，所述电连接部件耦接于所述重新布线层的第一主面与所述基板之间，用于实现所述重新布线层与所述基板之间电信号的连接；
13.散热盖板，所述散热盖板架设于所述基板上方，所述散热盖板至少包覆所述电芯片和所述光芯片且邻接所述光芯片的一侧设置有开口以使所述光纤耦合器的一端穿过所述开口而与所述光芯片的感光区光耦合。
14.可选地，所述重新布线层的第一主面上设置有键合焊盘，所述电芯片与所述光芯片于所述键合焊盘上并排布置且通过所述键合焊盘与所述金属布线层电连接。
15.可选地，所述光纤耦合器具有光纤主体和玻璃板，所述玻璃板高度与所述载板及所述重新布线层的高度相适配。。
16.可选地，述电连接部件包括连接线以及电性连接于所述连接线两端的电连接器，所述电连接部件耦接于所述键合焊盘与基板第一主面之间。
17.可选地，所述电连接部件包括桥接芯片和与所述桥接芯片接触的连接凸块，所述桥接芯片耦接于所述键合焊盘与位于基板第一主面的所述连接凸块之间。
18.可选地，所述桥接芯片耦接于所述键合焊盘与位于基板第一主面的连接凸块之间，所述基板第一主面相对的第二主面上还设置有焊球。
19.可选地，所述重新布线层还包括无机介质层，所述重新布线层具有低至0.4μm的线宽和线距。
20.可选地，所述电芯片焊盘通过凸点焊接与所述金属布线层电连接，所述重新布线层的第一主面与所述电芯片界面处填充有底部填料。
21.可选地，所述电芯片与所述金属布线层通过两者界面处的混合键合结构电连接。
22.如上所述，本实用新型的2.5维扇出型封装结构，利用扇出型封装结构，可以通过后道工艺将具有不同工艺节点的光芯片及电芯片集成，利用重新布线层实现光芯片及电芯片之间的信号连接，提高组装兼容性，有效缩短光芯片及电芯片的传输路径，增加效能；通过连接器实现所述重新布线层与基板之间电信号的桥接，从而实现低成本、高密度的光电共封装结构，同时使电集成电路封装与散热盖板平整接触，以及提升光电封装结构的散热效果。
附图说明
23.图1显示为本实用新型的高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构的结构示意图。
24.图2显示为本实用新型制作高密度光电集成的2.5扇出型封装结构的工艺流程图。
25.图3至图9显示为本实用新型实施例高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构的制备方法各阶段呈现的结构示意图。
26.图10显示为本实用新型实施例高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构的制备方法于步骤s5设置电连接部件之后的结构示意图。
27.图11显示为本实用新型的高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构另一示例的结构示意图。
28.元件标号说明：
29.100载板
30.200重新布线层
31.210键合焊盘
32.211底部填料
33.300电芯片
34.301电芯片焊盘
35.400光芯片
36.401感光区
37.402光芯片焊盘
38.410光纤
39.500连接器
40.501无源元件
41.800桥接芯片
42.802连接凸块
43.600散热盖板
44.601开口
45.610导热粘接材料
46.700基板
47.701焊球
48.702基板焊盘
49.s110～s160步骤
具体实施方式
50.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
51.如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
52.术语“耦合”和“连接”及其衍生词可以在本文中用来描述组件之间的功能或结构关系。应当理解的是，这些术语不意在作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可用来表示两个或更多个元件彼此直接物理、光或电接触。“耦合”可用来表示两个或更多个元件彼此直接或间接地(在它们之间有其他的中间元件)物理、光或电接触，和/或两个或更多个元件彼此配合或交互(例如，成因果关系)。
53.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。其中，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，
它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
54.此处可能使用诸如“介于
……
之间”，该表述表示包括两端点值，以及可能使用诸如“多个”，该表达表示两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
55.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实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型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，其组件布局型态也可能更为复杂。
56.如图1所示，本实施例提供一种高密度光电集成的2.5维光电集成结构，利用扇出型封装结构，可以通过后道工艺将具有不同工艺节点的光芯片及电芯片集成，利用重新布线层实现光芯片及电芯片之间的信号连接，提高组装兼容性，有效缩短光芯片及电芯片的传输路径，增加效能，从而实现低成本、高密度的光电共封装结构，同时使电集成电路封装与散热盖板平整接触、兼顾光电封装结构散热的需求；
57.此外，通过大马士革工艺形成重新布线层，所述重新布线层的线宽/线距低至0.2μm，增加i/o端的密度，使光芯片和电芯片进行高密度整合封装，通过于后续工艺中设置连接器部件实现重新布线层与基板之间的信号传输，优化了高密度集成的布局。
58.此后，将结合附图2和图3～图11对制作高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构的工艺步骤进行具体描述。
59.首先，参阅图3，执行步骤s1，提供载板100，于所述载板100上形成重新布线层200，所述重新布线层200包括相对的第一主面及第二主面，所述重新布线层200的第一主面上显露出金属布线层(未图示)。
60.具体地，所述载板100可包括玻璃载板和硅基载板中的一种，步骤s1处，通过大马士革工艺形成重新布线层200的步骤，包括：采用化学气相沉积工艺、物理气相沉积或其它合适的工艺于所述载板100上形成无机介质层(未图示)；于所述无机介质层的表面光刻定义通孔图形，以及基于通孔图形中定义的窗口进行干法刻蚀以于所述无机介质层中形成通孔；于所述通孔内填充金属层以形成金属布线层。通过大马士革工艺形成重新布线层200，所述重新布线层200具有低至0.4μm的线宽和线距，减小金属布线之间的线距，利用重新布线层200使不同工艺节点的电芯片和光芯片实现水平互连，提高组装兼容性，增加i/o的端口密度，有效缩短光芯片及电芯片的传输路径。本实施例中，所述干法刻蚀工艺包括但不限于，例如反应离子蚀刻(rie)、离子束蚀刻、等离子体蚀刻。
61.需要说明的是，可以根据需要堆叠多层无机介质层及金属布线层，相邻金属布线层通过于无机介质层的通孔中形成导电栓塞实现电性互连，不以本实施例为限制。
62.作为示例，采用包括但不限于溅射法、电镀法、化学镀等方法中的一种或多种的结合于所述载板100上形成金属层，以及对所述金属层进行图形化处理以形成金属布线层，所述金属布线层的材质包括但不限于金、银、铜、铝等金属中的一种或多种的结合；优选地，所述金属布线层选用为铜层。
63.作为示例，在载板100的上方形成无机介质层之前，还包括在所述载板100的表面上形成刻蚀停止层(未图示)。
64.如图3所示，步骤s1还包括对填充金属层之后所得的结构进行平坦化，去除位于无机介质层表面的金属材料；于重新布线层200的第一主面上形成键合焊盘210，所述键合焊盘210与显露的金属布线层接触。
65.在其他示例中，重新布线层200还包括有机介质层，所述重新布线层200具有低至2μm的线宽和线距，其中所述有机介质层的材质包括但不限于环氧树脂、硅胶、pi、pbo和bcb中的一种或多种的结合。
66.接着，继续参阅图4，执行步骤s2，将电芯片300键合于所述重新布线层200上方以使电芯片300与所述金属布线层电连接。
67.具体地，将电芯片焊盘301与所述重新布线层200第一主面上的键合焊盘210对应键合以使所述电芯片300与重新布线层200第一主面显露的所述金属布线层电连接。
68.作为示例，所述电芯片300可以通过凸点焊接与所述重新布线层200第一主面上的键合焊盘210接合，从而使所述电芯片300与金属布线层电性连接，所述凸点焊接包括倒装焊工艺和热压键合工艺中的一种。
69.参见图5，步骤s2还包括：将所述电芯片焊盘301与所述重新布线层200第一主面上的键合焊盘210对应键合之后，于所述电芯片300与所述重新布线层200的第一主面之间的键合界面处形成底部填料211，所述底部填料211一方面可以对所述电芯片300与所述键合焊盘210的连接处提供保护，防止腐蚀或连接损坏，另一方面可以提高所述电芯片300与所述键合焊盘210的粘结性能，提高机械强度。关于所述底部填料211的材质可根据需要进行选择，为绝缘材质即可，此处不作过分限制。
70.作为示例，所述重新布线层200的第一主面还形成有第一钝化层(未图示)，所述键合焊盘210嵌入于所述第一钝化层中(未图示)，相应地所述电芯片焊盘301形成为嵌入于第二钝化层(未图示)，通过使所述键合焊盘210与所述电芯片焊盘301对应键合，于所述重新布线层200的第一主面与所述电芯片300界面处形成混合键合结构，由于混合键合(hybrid bonding)结合了金属-金属键合和介质-介质键合，在获得垂直金属互连的同时，采用介质粘合的辅助作用来增强重新布线层200与芯片之间的物理机械性能，提高所述2.5维封装结构的综合性能。详细地，混合键合技术与传统的凸点焊接技术不同，混合键合技术没有突出的凸点，介质层表面非常光滑。在室温将两个芯片附着在一起，升高温度并对它们进行退火，铜膨胀并牢固地键合在一起，从而形成电气连接，具有高的电流负载能力与低的互连长度，降低每个互连通道的功耗，获得低的时间延迟；除了金属键合在一起，介质层也会键合在一起，介质层间没有空隙，无需填充胶，具有更好的散热性能与结合强度。本实施例中，图式所示的电芯片的数量显示为2个，但根据实际功能系统的需求，所述电芯片300的数量可以为1个、3个或3个以上，通过将电芯片300以及后续工艺中的光芯片400与重新布线层200的第一主面之间形成混合键合结构，实现一个更加完整的功能系统或多功能系统，灵活性高，具有广泛的相容性。
71.接着，参见图6，执行步骤s3，提供基板700及光纤耦合器410，于所述基板700上固定所述载板100及所述光纤耦合器410。
72.具体地，基板700可包括玻璃基板、陶瓷基板、聚合物基板和类似的非金属基板中
的一种，其形状可以为圆形、方形或其它任意所需形状。其中，所述基板700的尺寸可根据需要进行选择，此处不作特别限定。
73.作为示例，参考图6、图9所示，所述载板100固定于所述基板的第一主面上，所述基板700还包括：焊球701，所述焊球701设置于所述基板700第一主面相对的第二主面，即背离所述重新布线层200的一面，基板焊盘702，所述基板焊盘702设置于所述基板700第一主面，所述基板700的焊球701与位于第一主面的基板焊盘702电性导通。需要说明的是，尽管在此基于焊球方式实现封装结构的外部互连，但本实用新型亦涵盖包括金属凸块、焊料凸块以及实现外部互连的其他方式。优选的，所述光纤耦合器410与位于所述载板100上电性连接光芯片的相应的键合焊盘210呈相邻状设置于所述基板700上，以利于光芯片架设于所述光纤耦合器410与所述载板100上。
74.作为示例，所述光纤耦合器410具有光纤主体和玻璃板100b，所述玻璃板100b高度与所述载板100及所述重新布线层200的高度相适配，所述光纤耦合器410以其玻璃板100b以将所述光纤主体垫高，从而便于实现所述光纤耦合器410的光纤主体与后续贴装的光芯片光耦合。本实施例中，所述光纤耦合器410的光纤主体与所述光芯片之间通过端面耦合和光栅耦合中的一种进行光耦合。本实施例中，所述光纤耦合器410优选为单模光纤，单模光纤的带宽比较高，其传输速率比较高。
75.接着，参见图7，执行步骤s4，提供光芯片400，所述光芯片400具有位于同一侧面的光芯片焊盘402和感光区401，将所述光芯片400键合于所述重新布线层200的第一主面上以使所述光芯片焊盘402与所述金属布线层电连接，同时所述感光区401与所述光纤耦合器410光耦合，从而实现所述光芯片与所述电芯片的水平互连。
76.具体地，提供光芯片400，所述光芯片400包括感光区401，将所述光芯片400水平跨设于所述重新布线层200与所述光纤耦合器410之间，以及使所述光芯片的感光区401与光纤耦合器410光耦合。通过光纤耦合器410的玻璃板100b将光纤主体垫高，使光芯片400平稳键合于重新布线层200的第一主面上，有利于键合界面的焊接强度，同时促成所述光芯片的感光区401与光纤耦合器410贴合以实现光耦合。由于通过大马士革工艺形成的重新布线层200具有低至0.4μm的线宽和线距，而且电芯片300与光芯片400均位于重新布线层200和载板100的同侧，提高了信号的传输速率，同时提高了散热效果。
77.作为示例，所述光芯片400的具体种类可根据需要进行选择，所述光芯片400可为工艺节点较大的芯片，例如45nm和32nm制程的光芯片等。
78.作为示例，多个光芯片400键合于所述键合焊盘210上，相应地所述基板上设置有多个光纤耦合器410，所述光芯片的感光区401与相应键合焊盘210呈错位且相邻设置而与相应的光纤耦合器410相贴合。
79.参见图7～图8，执行步骤s5：于所述重新布线层200与所述基板700上设置电连接部件，所述电连接部件耦接于所述重新布线层200的第一主面与所述基板700之间。
80.如图7所示，所述电连接部件包括连接线500以及分别电连接设置于所述连接线500两端的电连接器501和502，所述电连接部件通过连接线500、电连接器501和502耦接于所述键合焊盘210与所述基板700的第一主面之间，依次通过电连接部件的电连接器501、连接线500和电连接器502将所述重新布线层200的电信号传输并电引出到基板700第二主面的焊球701，便于后续的电性引出。其中所述电连接器501和502可与所述连接线500插接连
接，所述贴片元件包括无源器件。所述连接线500具有若干连接线，其若干连接线均分别连接于电连接器501的相应端子和电连接器502的相应端子之间。
81.作为示例，如图10所示，于所述基板700上设置电连接部件的步骤，包括：于所述基板的第一主面上形成连接凸块802，于所述重新布线层200的第一主面上键合桥接芯片800；使所述桥接芯片800耦接于所述连接凸块802与所述键合焊盘210之间，用于实现所述重新布线层200与所述基板700之间电信号的连接，其中所述连接凸块801如采用回流焊工艺制备的锡球等，但并非局限于此。如图10所示，由于利用桥接芯片800将重新布线层200与基板700之间电信号的连接，结合连接凸块802使所述桥接芯片800能够平整地耦接于所述基板700与所述重新布线层200的第一主面之上，确保形成良好的导电接触，同时提升热传导和散热能力，以及提升封装结构的机械强度，所述连接凸块802的高度可以基于基板700与重新布线层200的顶面之间高度差进行调整，在此不作特别限定。
82.作为示例，所述连接凸块802可包括或选用为焊料凸点和金属凸块中的一种。
83.作为示例，所述金属凸块的材质可包括铜、镍中的一种或组合，所述焊料凸点的材质可包括铜、镍、金、锡及银中的一种或组合。
84.接着，参阅图9和图11，执行步骤s6，将散热盖板600架设于所述基板700上方以使所述散热盖板600至少包覆所述电芯片300、所述光芯片400和所述电连接部件。所述散热盖板600邻接所述光芯片400的一侧设置有开口601以允许所述光纤耦合器410穿过所述开口601而延伸。
85.具体地，将散热盖板600架设于所述基板700上方，所述散热盖板600至少包覆所述电芯片300及所述光芯片400，所述散热盖板600分别与所述电芯片300和所述光芯片400直接或间接接触，以导出所述电芯片300运行时产生的热量，降低温度对所述电芯片300和所述光芯片400的影响，且所述散热盖板600邻接所述光芯片的一侧设置有开口601以使所述光纤远离所述光芯片的一端穿过所述开口601而显露。
86.作为示例，所述散热盖板120的材质可采用铝、铁、铜或其他材质的散热盖板。
87.如图9所示，步骤s6还包括：于贴装散热盖板600之前，于所述电芯片300和所述光芯片400的表面施加导热粘接材料610，所述导热粘接材料610与所述散热盖板600接触，使得所述散热盖板120与所述电芯片300和所述光芯片400通过介于两者之间的所述导热粘接材料610间接接触导热，即所述电芯片的电芯片焊盘301与所述光芯片的光芯片焊盘402设置于重新布线层200的同一侧，重新布线层200具有提升的互连密度，利于所述电芯片300、所述光芯片400及其他元件高密度集成布局，有效缩短所述电芯片300与所述光芯片400之间的传输路径，并且所述导热粘接材料610能够补偿所述电芯片300与所述光芯片400之间的高度差，利于后续散热盖板120与所述电芯片300与所述光芯片400更好的热接触和散热效果。
88.作为示例，所述散热盖板600与基板700之间还设置有粘接材料(未标号)。具体的，位于基板700支承所述散热盖板600位置处通过粘接材料(未标号)粘接所述散热盖板600，以进一步固定所述散热盖板600。
89.参阅图1和图11，本实施例还提供一种2.5维扇出型封装结构，所述2.5维扇出型封装结构包括基板700、重新布线层200、电芯片300、光纤耦合器410、光芯片400、电连接部件和散热盖板600，所述基板700上设置有载板100；所述重新布线层200形成于所述载板100上
且包括相对的第一主面及第二主面，所述重新布线层200的第一主面显露出金属布线层，所述重新布线层200的第二主面与所述载板100接触；所述电芯片300键合于所述重新布线层200的第一主面上且通过电芯片焊盘301与相应的所述金属布线层电连接；所述光纤耦合器410设于所述基板700上并位于所述载板100附近；所述光芯片400具有位于同一侧面的光芯片焊盘402和感光区401，所述光芯片400以所述光芯片焊盘402与相应的所述金属布线层电连接、以所述感光区401与所述光纤耦合器410光耦合的状态架设于所述重新布线层200和所述光纤耦合器410上，所述光芯片400通过所述重新布线层200使其与所述电芯片300互连；所述电连接部件耦接于所述重新布线层200的第一主面与所述基板700之间，用于实现所述重新布线层200与所述基板700之间电信号的连接；所述散热盖板600架设于所述基板700上方，所述散热盖板600至少包覆所述电芯片300、所述光芯片400和所述电连接部件且邻接所述光芯片400的一侧设置有开口601以允许所述光纤耦合器410穿过所述开口601而与所述光芯片的感光区401光耦合。
90.返回参见图1，所述重新布线层200的第一主面上设置有键合焊盘210，所述电芯片300与所述光芯片400于所述键合焊盘210上并排布置且通过所述键合焊盘210与所述金属布线层200电连接，通过重新布线层200使所述电芯片300与所述光芯片400互连，可以实现不同工艺节点的电芯片300和光芯片400之间的电信号传输，可以有效缩短光芯片300及电芯片400的传输路径，兼顾成本效益的同时实现高密度集成。
91.作为示例，所述光纤耦合器410具有光纤主体和玻璃板100b，所述光纤耦合器410以其玻璃板100b以将所述光纤主体垫高，从而便于实现所述光纤耦合器410的光纤主体与光芯片400光耦合。
92.作为示例，所述载板100包括玻璃载板和硅基载板中的一种。
93.作为示例，重新布线层200包括金属布线层及无机介质层，所述重新布线层200具有低至0.4μm的线宽和线距，其中所述无机介质层的材质包括但不限于磷硅玻璃，所述金属布线层的材质包括但不限于金、银、铜、铝等金属中的一种或多种的结合；优选地，所述金属布线层选用为铜层。
94.作为示例，重新布线层200包括金属布线层及有机介质层，所述重新布线层200具有低至2μm的线宽和线距，其中所述有机介质层的材质包括但不限于环氧树脂、硅胶、pi、pbo和bcb中的一种或多种的结合。
95.作为示例，如图1所示，所述电连接部件包括连接线500以及电连接于所述连接线500两端的的电连接器501和502，所述电连接器包括无源器件，所述电连接部件耦接于所述键合焊盘210与所述基板700的第一主面之间。
96.作为另一示例，所述电连接部件包括桥接芯片800以及与所述桥接芯片800接触的连接凸块802，所述桥接芯片800耦接于所述键合焊盘210与位于基板700第一主面的连接凸块802之间，如图11所示，所述桥接芯片800与键合焊盘210接触而设置成凸出于所述载板100的端面，通过连接凸块802与所述基板700电连接。
97.作为示例，所述电芯片焊盘301通过凸点焊接与所述重新布线层200的金属布线层电性相连；较佳地，所述重新布线层200的第一主面与所述电芯片之间填充有底部填料211。
98.作为示例，所述电芯片400与所述重新布线层200第一主面显露的金属布线层通过两者界面处的混合键合结构电连接，以实现电信号的连接。
99.作为示例，还包括导热粘接材料610，所述导热粘接材料610施加于所述电芯片和所述光芯片的表面且使所述散热盖板与所述电芯片300和所述光芯片400之间间接接触设置，通过所述导热粘接材料610间接接触导热。
100.作为示例，所述散热盖板600与基板700之间还设置有粘接材料(未标号)。具体的，位于基板700支承所述散热盖板600位置处通过粘接材料(未标号)粘接所述散热盖板600，以进一步固定所述散热盖板600。
101.作为示例，所述基板700还包括焊球701，所述焊球701设置于所述基板700第一主面相对的第二主面，即所述基板700背离重新布线层200的一面，所述焊球701与位于第一主面的基板焊盘702电性导通。
102.综上所述，本实用新型的高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构，利用重新布线层实现光芯片及电芯片之间的信号连接，提高组装兼容性，有效缩短光芯片及电芯片的传输路径，增加效能；通过连接器部件实现所述重新布线层与所述基板之间电信号的桥接，从而实现低成本、高密度的光电共封装结构，同时使电集成电路封装与散热盖板平整接触，以及提升光电封装结构的散热效果。
103.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构，其特征在于，包括：基板，所述基板上设置有载板；重新布线层，所述重新布线层设置于所述载板上且包括相对的第一主面及第二主面，所述重新布线层的第一主面显露出金属布线层，所述重新布线层的第二主面与所述载板接触；电芯片，所述电芯片键合于所述重新布线层的第一主面上且通过电芯片焊盘与相应的所述金属布线层电连接；光纤耦合器，所述光纤耦合器设于所述基板上并位于所述载板附近；光芯片，所述光芯片具有位于同一侧面的光芯片焊盘和感光区，所述光芯片以所述光芯片焊盘与相应的所述金属布线层电连接、以所述感光区与所述光纤耦合器光耦合的状态架设于所述重新布线层和所述光纤耦合器上，所述光芯片通过所述重新布线层使其与所述电芯片互连；电连接部件，所述电连接部件耦接于所述重新布线层的第一主面与所述基板之间，用于实现所述重新布线层与所述基板之间电信号的连接；散热盖板，所述散热盖板架设于所述基板上方，所述散热盖板至少包覆所述电芯片和所述光芯片且邻接所述光芯片的一侧设置有开口以使所述光纤耦合器的一端穿过所述开口而与所述光芯片的感光区光耦合。2.根据权利要求1所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述重新布线层的第一主面上设置有键合焊盘，所述电芯片与所述光芯片于所述键合焊盘上并排布置且通过所述键合焊盘与所述金属布线层电连接。3.根据权利要求1所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述光纤耦合器具有光纤主体和玻璃板，所述玻璃板高度与所述载板及所述重新布线层的高度相适配。4.根据权利要求2所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述电连接部件包括连接线以及电性连接于所述连接线两端的电连接器，所述电连接部件耦接于所述键合焊盘与基板第一主面之间。5.根据权利要求2所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述电连接部件包括桥接芯片和与所述桥接芯片接触的连接凸块，所述桥接芯片耦接于所述键合焊盘与位于基板第一主面的所述连接凸块之间。6.根据权利要求5所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述桥接芯片耦接于所述键合焊盘与位于基板第一主面的连接凸块之间，所述基板第一主面相对的第二主面上还设置有焊球。7.根据权利要求1所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述重新布线层还包括无机介质层，所述重新布线层具有低至0.4μm的线宽和线距。8.根据权利要求2所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述电芯片焊盘通过凸点焊接与所述金属布线层电连接，所述重新布线层的第一主面与所述电芯片界面处填充有底部填料。9.根据权利要求1所述的2.5维扇出型封装结构，其特征在于：所述电芯片与所述金属布线层通过两者界面处的混合键合结构电连接。

技术总结
本实用新型提供一种高密度光电集成的2.5维扇出型封装结构，2.5维扇出型封装结构包括重新布线层以及设置于重新布线层第一主面上的电芯片和光芯片，通过后道工艺将具有不同工艺节点的光芯片及电芯片集成，利用重新布线层实现光芯片及电芯片之间的信号连接，提高组装兼容性，有效缩短光芯片及电芯片的传输路径，增加效能，从而实现低成本、高密度的光电共封装结构，同时使电芯片和光芯片均位于基板的同侧且远离所述基板的一面与散热盖板平整接触、提升传输速率，而且兼顾光电封装结构散热的需求。求。求。


技术研发人员：陈彦亨 林正忠
受保护的技术使用者：盛合晶微半导体（江阴）有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/9/3