[实用新型]晶圆级光互连模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光互连模块，具体是涉及一种晶圆级光互连模块。

背景技术

光通信技术由于其传输损耗低、带宽极大、抗电磁干扰、传输质量好、保密性好等特点而广受人们青睐。而要实现电信号与光信号的相互转换，需要用到光互连模块，通过包括光电转换芯片、带有驱动控制芯片和布线电路的电路板(基板)和用于传输光信号的光纤，光电转换芯片连接到该电路板时，通常其功能面与电路板平行，而用于光信号传输的光纤与光电转换芯片的功能面垂直才能保证耦合效率较高。但是，目前实现光电转换芯片与光纤较好耦合的方法主要有两种，一种是弯曲光纤，使光纤头垂直于光电转换芯片的功能面，一种是在两者间引入一45°反射板，使光路偏转90°，连通光纤和光电转换芯片功能面。前一种方法受光纤柔韧度的限制，要求封装的垂直方向尺寸较大；后一种方法需要光线同时对准光电转换芯片功能区、反射板及光纤安装位置，才能确保光路的顺利的连通，人力损耗大，生产效率低，影响产能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种晶圆级光互连模块，能够实现晶圆级的光互连模块封装，且在保证封装体积小型化的同时，能够降低对准操作的难度，有效降低人力成本，提高生产效率，增加产能。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种晶圆级光互连模块，包括基板、控制芯片、至少一光纤和对应所述光纤的光电转换芯片，所述基板的一表面形成有用于电路互连的金属布线层，且所述基板的该表面上形成有对应所述光纤的条形凹槽，所述光纤嵌入定位于所述基板上对应的凹槽内；所述凹槽具有与所述光纤的端面相对的斜坡状第一端面，所述第一端面上形成有一层反光层；所述控制芯片和所述光电转换芯片焊接于所述基板上，其中至少所述光电转换芯片是以倒装的形式焊接于所述基板上，且所述控制芯片与所述光电转换芯片通过所述金属布线层电连接；所述光电转换芯片的功能区位于所述反光层的上方，且所述光电转换芯片的功能区的表面与所述基板的表面呈设定角度，使光束路线依次经过所述光电转换芯片的功能区、所述凹槽的第一端面上的反光层和所述凹槽内的光纤。

作为本实用新型的进一步改进，所述光电转换芯片为光电二极管芯片或激光二极管芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述凹槽垂直长度方向的截面为V形或方形或倒等腰梯形或上方形下V形的组合或上倒等腰梯形下V形的组合。

作为本实用新型的进一步改进，所述基板为各向异性的单晶硅基板，所述凹槽垂直长度方向的截面为V形，所述凹槽的两侧壁和第一端面均与单晶硅基板的表面形成固定夹角。

作为本实用新型的进一步改进，所述反光层为至少一层的反光金属膜。

作为本实用新型的进一步改进，所述光电转换芯片具有第一焊料凸点，所述控制芯片具有第二焊料凸点，所述金属布线层上具有对应所述第一焊料凸点和所述第二焊料凸点的第一连接盘和第二连接盘，所述第一、第二焊料凸点焊接于对应的第一、第二连接盘上。

作为本实用新型的进一步改进，所述凹槽的第一端面与所述光纤的端面之间或/和所述反光层与所述光电转换芯片的功能面之间设有聚焦透镜。

作为本实用新型的进一步改进，所述基板上还形成有用于与外电路电连接的若干个导电金属块，该导电金属块通过所述金属布线层与所述控制芯片电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制芯片以倒装的形式或键合引线的形式焊接于所述基板上，与所述金属布线层电性相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种晶圆级光互连模块，将控制芯片与光电转换芯片通过倒装焊芯片(Flip-Chip)技术倒装于基板上，且在该基板上形成对应光纤且便于光纤嵌入其中并固定的凹槽，在凹槽与光纤端面相对的斜坡状第一端面上形成一层反光层；并使光电转换芯片的功能区位于反光层的上方，使光电转换芯片的功能区的表面与基板的表面呈设定角度，这样，通过调节该设定角度，即可使光束路线依次经过光电转换芯片的功能区、凹槽的第一端面上的反光层和凹槽内的光纤。上述设计能够使该晶圆级光互连模块在封装前后尺寸接近1:1；较佳的，基板为单晶硅基板，由于单晶硅从100面沿110面湿法刻蚀，将形成特定倾角的V形凹槽及其第一端面，即可确定反光层与单晶硅基板表面的夹角，此时，仅需调节光电转换芯片功能面与硅基板表面(或反光层面)之间的夹角，便可确定光传播的路线，连通光路，因此，本实用新型能够实现晶圆级的光互连模块封装，且在保证封装体积小型化的同时，能够降低对准操作的难度，有效降低人力成本，提高生产效率，增加产能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；