[發(fā)明專利]一種光芯片封裝結(jié)構(gòu)與封裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010565846.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN113816332A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;褚朝軍;徐景輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B81B7/02
• 分類號(hào): B81B7/02;B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 聶秀娜

本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種光芯片封裝結(jié)構(gòu)與封裝方法，涉及封裝技術(shù)，可用于光通信領(lǐng)域。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光芯片封裝結(jié)構(gòu)包括：光學(xué)窗片、光芯片和底部蓋板；所述光芯片固定于所述光學(xué)窗片與所述底部蓋板之間，所述光芯片包括第一區(qū)域和所述第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括所述光芯片的功能元件，所述光芯片的第二區(qū)域通過第一凸臺(tái)與所述光學(xué)窗片連接；該封裝結(jié)構(gòu)利用第一凸臺(tái)將光芯片與光學(xué)窗片進(jìn)行貼裝，既保留了光芯片所需要的活動(dòng)空間，又為其增加了新的散熱路徑，提高了芯片的工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)實(shí)施例涉及封裝技術(shù)，尤其涉及一種光芯片封裝結(jié)構(gòu)與封裝方法。

背景技術(shù)

微電機(jī)系統(tǒng)(micro electro mechanical systems，MEMS)是由半導(dǎo)體材料和其他適于微加工的材料，構(gòu)成可控的微電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通常情況下可將電、機(jī)械、光等的傳感器，執(zhí)行器和信號(hào)取樣等集成為一塊芯片系統(tǒng)；由于其具有微型化、低功耗、高精度等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。MEMS微鏡則是基于微納加工工藝制作的一種光學(xué)器件，其工作原理為反射鏡在微小驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的作用力下，發(fā)生扭轉(zhuǎn)或者變形，通過微鏡一定角度的偏轉(zhuǎn)從而改變光束的傳播方向；可廣泛應(yīng)用于光通訊中的光交換、光譜分析儀器、光投影成像等領(lǐng)域。

MEMS芯片上在同一襯底上集成有多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的MEMS微鏡，并且芯片包含有多個(gè)平面線圈，平面線圈與外部磁鐵相互作用產(chǎn)生洛倫茲力，并靠該洛倫茲力驅(qū)動(dòng)MEMS微鏡轉(zhuǎn)動(dòng)來接收光源。因此，在對(duì)MEMS芯片進(jìn)行封裝時(shí)，芯片懸空固定于光學(xué)窗口與外部磁鐵中間，為保證芯片上的MEMS微鏡可轉(zhuǎn)動(dòng)，芯片與光學(xué)窗口和外部磁鐵之間都有預(yù)留空間。

由于上下器件之間的預(yù)留空間都為空氣，空氣的導(dǎo)熱能力不如固體，因此不利于芯片散熱，當(dāng)芯片散熱性能較差時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致芯片的損耗，芯片性能大大降低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種光芯片封裝結(jié)構(gòu)與封裝方法，用于解決封裝芯片過程中，芯片不能進(jìn)行有效散熱的問題。

本申請(qǐng)實(shí)施例第一方面提供了一種光芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括：

在對(duì)光芯片進(jìn)行封裝時(shí)，可以將光芯片固定在光學(xué)窗片和底部蓋板之間，并且可以將光學(xué)窗片作為基底，通過第一凸臺(tái)將光芯片與光學(xué)窗片進(jìn)行貼裝；一般的，光芯片可以分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域可能包含實(shí)現(xiàn)光芯片功能的功能元件，這些功能元件較為脆弱，且不能與光學(xué)窗片直接貼裝，而第二區(qū)域則可以是光芯片上的可操作區(qū)域，可以通過凸臺(tái)將第二區(qū)域與光學(xué)窗片進(jìn)行連接，同時(shí)第一凸臺(tái)用于導(dǎo)熱，可以將光芯片產(chǎn)生的熱量通過凸臺(tái)傳遞至光學(xué)窗片上，再通過光學(xué)窗片進(jìn)行散熱。

在密封環(huán)境下，當(dāng)光芯片的上下為空氣時(shí)，空氣由于導(dǎo)熱能力差而變成保溫層，嚴(yán)重影響光芯片的散熱，導(dǎo)致光芯片不能正常工作；本申請(qǐng)實(shí)施例通過第一凸臺(tái)將光芯片與光學(xué)窗片相連接，這樣可以通過固體結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱量的傳遞，為光芯片增加了新的散熱途徑，提供了芯片的工作性能，同時(shí)光學(xué)窗片成為了光芯片的基底，使得封裝結(jié)構(gòu)更加緊湊。

基于本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了第一方面的第一種實(shí)施方式：

由于光芯片的第一區(qū)域包括了功能元件，為整個(gè)芯片的核心區(qū)域，那么就可以在光芯片的第二區(qū)域上設(shè)置第一凸臺(tái)，并且根據(jù)設(shè)置好的凸臺(tái)來調(diào)整光學(xué)窗片的位置，在與第一凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的光學(xué)窗片的位置上，設(shè)置附屬結(jié)構(gòu)；附屬結(jié)構(gòu)用來將第一凸臺(tái)貼裝在光學(xué)窗片上，因此和第一凸臺(tái)是一一對(duì)應(yīng)的。

在光芯片的可操作區(qū)域設(shè)置第一凸臺(tái)，并且通過第一凸臺(tái)將光學(xué)窗片與第二區(qū)域連接，這樣避免在光芯片的核心區(qū)域上進(jìn)行加工操作，保證功能元件的基本功能并且減少光芯片在封裝過程中的損耗，同時(shí)光學(xué)窗片將會(huì)覆蓋在光芯片上，對(duì)光芯片上的功能元件起到保護(hù)作用。

基于本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面的第一種實(shí)施方式，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了第一方面的第二種實(shí)施方式：

與第一凸臺(tái)連接的附屬結(jié)構(gòu)可以是金屬化結(jié)構(gòu)、粘合結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱膠或石墨烯。