[發明專利]封裝結構

有效

• 申請號: 201710968557.8
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN109683236B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 李冰;辛田
• 申請（專利權）人: 上海信及光子集成技術有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅;林高鋒

本發明的實施例公開了一種封裝結構，包括：芯片；封裝管殼，所述封裝管殼包括管殼底座，所述芯片位于所述管殼底座頂面上方；應力調節結構，所述應力調節結構設置在所述芯片和所述管殼底座之間。通過該實施例可降低由于封裝管殼和芯片之間的熱膨脹系數不同造成芯片內額外的熱應力。

技術領域

本發明涉及封裝領域，尤其涉及用于集成光電子器件的封裝結構。

背景技術

隨著光通訊，光傳輸的普及，傳統的微光學器件正由集成光學，集成光電器件所代替。在通信網絡產業中光互聯的趨勢是建立在距離和數據率之間平衡的基礎上。隨著數據率的增長，在長距離信息傳輸中，光纖已經取代了銅線，因為更高速的信號幾乎不會衰減。就是這一趨勢啟發了“光纖到芯片”的概念，微芯片和外界之間的超高速電信號被光信號取代。微芯片仍然作為全電處理單元，并且光纖作為向微芯片發送或從其接收數據的高速數據的最終通道。

然而，未經保護的光纖、光波導、光柵等光芯片在實際應用時易受到包括碰撞、振動、溫度沖擊和濕氣侵蝕等帶來的損傷，影響其穩定性、靈敏性等性能。因此，在實際應用中，采用各種封裝方法將光芯片封裝起來，既能保證光芯片的性能，也能保證光芯片的使用壽命。然而，現有的光纖、光波導、光柵等光芯片在封裝時會引入應力。與普通芯片不同的是，很多光芯片對材料內應力極其敏感。例如，一般的光芯片由襯底、芯、包層等數層結構組成的，它們各自的摻雜材料不一樣，熱膨脹系數也不一樣，在橫面上即使有很小的應力不對稱，也會導致光芯片芯材料的各向異性，從而通過光彈性效應產生應力雙折射。也就是說，光芯片材料內部的應力將造成光芯片沿不同的方向有不同的有效折射率，即導致光器件的雙折射。因此，對于這類光芯片而言，傳統的封裝結構對其性能具有不利影響。

因此，需要一種低成本的應力可調節的封裝結構和相關工藝來至少部分的解決上述問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，根據本發明的一個實施例，提供一種芯片和管殼底座的連接方式，該方式能夠在保證密閉性的同時降低由于封裝管殼和芯片之間的熱膨脹系數不同造成芯片內額外的熱應力。

在本發明的一個實施例中，提供一種封裝結構，包括：芯片；封裝管殼，所述封裝管殼包括管殼底座，所述芯片位于所述管殼底座頂面上方；應力調節結構，所述應力調節結構設置在所述芯片和所述管殼底座之間。

在本發明的一個實施例中，芯片、管殼底座以及應力調節構不直接接觸。

在本發明的一個實施例中，芯片通過粘合層與管殼底座和/或應力調節結構連接。

在本發明的一個實施例中，管殼底座與所述應力調節結構構成的組合結構的平均熱膨脹系數與所述芯片的熱膨脹系數基本相同。

在本發明的一個實施例中，管殼底座頂面上具有一個或多個第一槽，所述應力調節結構通過粘合層固定在所述第一槽內。

在本發明的一個實施例中，芯片和所述應力調節結構之間具有間隙。

在本發明的一個實施例中，應力調節結構具有孔，所述孔將所述間隙與封裝管殼內部空間連通。

在本發明的一個實施例中，管殼底座還具有設置在應力調節結構下方的第二槽，其中所述第二槽的面積小于所述應力調節結構的面積。

在本發明的一個實施例中，在所述芯片與所述管殼底座相對連接面上，具有多個分立的連接點，所述芯片在所述連接點處通過粘合層固定到所述管殼底座。

在本發明的一個實施例中，封裝管殼和所述管殼底座由同一種材料形成。

在本發明的一個實施例中，封裝管殼和所述管殼底座的熱膨脹系數大于芯片的熱膨脹系數，而所述應力調節結構的熱膨脹系數小于芯片的熱膨脹系數。

在本發明的一個實施例中，封裝管殼和所述管殼底座由鋁或可伐合金形成。