[发明专利]半导体封装结构及其形成方法

说明书

本发明公开了一种半导体封装结构及其形成方法。半导体封装结构包括：光集成电路；光纤阵列单元，与光集成电路横向间隔布置；连接结构，横跨在光集成电路和光纤阵列单元之间；以及胶体，设置在光集成电路和连接结构之间；其中，光集成电路和连接结构的相对表面中的至少一个表面上设有凹部，并且胶体填入凹部内，以使得光集成电路和连接结构之间的距离小于5微米。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体来说，涉及一种半导体封装结构及其形成方法。

背景技术

在现行硅光子(siliconphotonics)产品中，因为光集成电路(PIC)与光纤阵列元件(fiber arrayunit，FAU)必须进行六轴对位接合，因而设计了连接结构(shelf)接合在芯片上并与FAU连接，以加快对位的速度，达到降低FAU附接制程成本的目的，由于连接件可视为FAU的延伸。因此，为了光学的精准对位、接合与传输，X、Y轴的精度必须被控制在例如6-8微米之内，且Z轴精度则必须小于例如5微米；由于现行使用的接合技术与机台使用施加力来控制接合机制，而不是以高度进行控制，且其所使用的胶材都含有大于5微米的填充物(filler)成分，以至于很难将接合的胶材厚度控制在5微米以内，且为了使FAU与透镜(Lens)可以顺利接合，并且胶材更不能溢出(no bleed out)芯片的边界，故需要一种新的方案来完成上述的挑战与限制。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种半导体封装结构及其形成方法，以使得胶材厚度可以小于5微米，并且可避免胶材溢出芯片边界的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体封装结构，包括：光集成电路；光纤阵列单元，与光集成电路横向间隔布置；连接结构，横跨在光集成电路和光纤阵列单元之间；以及胶体，设置在光集成电路和连接结构之间。其中，光集成电路和连接结构的相对表面中的至少一个表面上设有凹部，并且胶体填入凹部内，以使得光集成电路和连接结构之间的距离小于5微米。

在一些实施例中，凹部为矩形的凹陷区域。

在一些实施例中，凹部为细长延伸的凹槽，其中，凹槽具有两个第一支部和第二支部，每个第一支部在第一方向上延伸，第二支部在垂直于第一方向的第二方向上延伸且连接每个第一支部的一端。

在一些实施例中，胶体不超出光集成电路的侧壁。

在一些实施例中，半导体封装结构还包括透镜，透镜横向上位于光集成电路和光纤阵列单元之间，并且连接结构跨越透镜。连接结构具有用于容纳透镜并与凹部间隔布置的另一凹部。

根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体封装结构，包括：光集成电路；光纤阵列单元，与光集成电路横向间隔布置；连接结构，横跨在光集成电路和光纤阵列单元之间；以及胶体，设置在光集成电路和连接结构之间。其中，光集成电路与连接结构相对设置的上表面设置有围绕胶体的突出部。

在一些实施例中，突出部为围绕在光集成电路的边缘设置的突出部。

在一些实施例中，突出部为金属材料。

在一些实施例中，突出部为介电材料。

根据本发明的又一个方面，提供了一种形成半导体封装结构的方法，包括：提供光集成电路；将胶体设置于光集成电路上；借由热压接合(TC bonding)设备将连接结构压制在胶体上，使得光集成电路与连接结构之间的距离小于5微米。

在一些实施例中，胶体中具有填充物，填充物的尺寸小于5微米。

在一些实施例中，胶体为借由分配(dispensing)方式设置的粘合物。

在一些实施例中，胶体为借由涂布(inkjetting)方式设置的环氧树脂(epoxy)。环氧树脂在涂布期间的同时，借由紫外光进行固化。