一种芯片载板及其制备方法

一种芯片载板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电通信技术领域，特别涉及一种芯片载板及其制备方法。
技术背景
[0002]现有光通信模块中的芯片需承载在一个载板上，并通过载板上的电气互连线路和通孔来实现光电信号的传输和互连。现有技术中的芯片载板通常采用硅材料或玻璃材料制成。然而，在采用硅材料制备的芯片载板上制备电气互连线路会造成较大的传输损耗。而若采用玻璃材料制备芯片载板，由于玻璃材料难以加工，很难做出尺寸精准、形貌优良的通孔；此外，玻璃材料的散热性能较差，不利于光通信模块的运行。

【发明内容】

[0003]有鉴于此，本发明实施例提供一种芯片载板及其制备方法，解决了现有技术中芯片载板的电气互连线路传输损耗大、玻璃通孔加工困难以及散热性差的问题。
[0004]本发明实施例提供的一种芯片载板，包括:硅载板和玻璃载板；所述玻璃载板粘合在所述硅载板上；所述玻璃载板表面设置有电气互连线路；
[0005]其中，所述玻璃载板上设有光路优化单元阵列，所述硅载板上设有通孔阵列；所述光路优化单元阵列的透镜与所述通孔阵列的通孔对应设置。
[0006]本发明实施例提供了一种芯片载板的制备方法，包括:
[0007]在硅载板上制备通孔阵列；
[0008]在玻璃载板上制备光路优化单元阵列；
[0009]将所述硅载板粘合在所述玻璃载板上，使所述光路优化单元阵列与所述通孔阵列对准，形成芯片载板；
[0010]在所述芯片载板的玻璃载板上制备电气互连线路。
[0011]本发明实施例提供的一种芯片载板及其制备方法，采用了硅载板和玻璃载板的复合结构。通过在玻璃载板上设置电气互连线路，降低了传输损耗。同时，在硅载板上制备通孔的工艺难度低，制备出的通孔尺寸精准、形貌优良，且硅材料的散热性能较好。利用本发明实施例的芯片载板以及制备方法，一种芯片载板集成了两种材质载板的优点。
【附图说明】
[0012]图1是本发明一实施例所提供的芯片载板的结构示意图。
[0013]图2是本发明一实施例所提供的芯片载板的制备流程示意图。
[0014]图3是本发明一实施例所提供的芯片载板的制备流程示意图。
[0015]图4a?4e是本发明一实施例所提供的芯片载板制备流程的分解示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0017]图1是本发明一实施例所提供的芯片载板的结构示意图。如图1所示:该芯片载板包括:硅载板I和玻璃载板2 ;玻璃载板2粘合在硅载板I上；玻璃载板2表面设置有电气互连线路21 ;其中，玻璃载板2上设有光路优化单元阵列22，硅载板I上设有通孔阵列(via array) 11 ;光路优化单元阵列22的光路优化单元与通孔阵列11的通孔对应设置。该芯片载板在使用时，将芯片3贴装在玻璃载板2上即可与电气互连线路21形成电路连接，在硅载板I上的通孔阵列11中插入光纤即可形成光学通路。
[0018]在本发明一实施例中，光路优化单元阵列22是透镜阵列(lens array)。此时，为了降低光学通路中的传输损耗，可在加工透镜阵列时，使透镜处玻璃材料的折射率高于透镜周围玻璃材料的折射率。这样可以使传输光更好的限制在透镜所在的通道内。当然光路优化单元阵列22也可以采用能够改善芯片3和光纤之间耦合效率的其他形式，本发明对此不做限定。
[0019]在本发明另一实施例中，为了在透镜处和透镜周围实现如上所述的折射率差异，可以在透镜处的玻璃材料中掺杂提高折射率的掺杂剂，例如:Zr02、T12, Al2O3, GeO2, P2O5等；或在透镜周围的玻璃材料中掺杂降低折射率的掺杂剂，例如:B203、F。本发明对形成这种折射率差异的具体方法以及掺杂剂的种类不做限定。
[0020]在本发明另一实施例中，还可在透镜表面设置抗反射光学薄膜，使得透镜的透光效果更好，减少因光反射而导致的传输损耗。此外，在透镜表面设置抗反射光学薄膜还可避免反射光对芯片3的不良影响。例如，当芯片3为垂直腔激光器(VCSEL)的驱动芯片时，反射光若进入该驱动芯片会使VCSEL的发光性能恶化，而通过设置抗反射光学薄膜可有效避免此问题。
[0021]本领域技术人员可以理解，芯片3可以是一个任何类型的光学芯片或电学芯片，本发明对芯片载板所适用的芯片3的种类同样不做限定。
[0022]图2是本发明一实施例所提供的芯片载板的制备流程示意图。如图2所示，该芯片载板的制备流程包括:
[0023]步骤201:在硅载板上制备通孔阵列。
[0024]步骤202:在玻璃载板上制备光路优化单元阵列。
[0025]在本发明一实施例中，光路优化单元阵列为透镜阵列。此时，为了使得传输光更好的限制在透镜所在的通道内，可以使透镜处玻璃材料的折射率高于透镜周围玻璃材料的折射率。具体而言，可以在透镜处的玻璃材料中掺杂提高折射率的掺杂剂，或在透镜周围玻璃材料中掺杂降低折射率的掺杂剂。
[0026]步骤203:将所述硅载板粘合在所述玻璃载板上，使所述光路优化单元阵列与所述通孔阵列对准，形成芯片载板。
[0027]步骤204:在所述芯片载板的玻璃载板上制备电气互连线路。
[0028]这样便形成了具备硅载板和玻璃载板复合结构的芯片载板，电气互连线路21用于后续与芯片形成电路连接，通孔阵列用于插入光纤形成光纤通路，光路优化单元阵列用于改善芯片和光纤之间的耦合效率。
[0029]在本发明一实施例中，为了提尚芯片载板的制备效率，可以在晶圆级尺寸上实现芯片载板的批量生产，下面通过一个实施例进行详细说明。
[0030]图3是本发明一实施例所提供的芯片载板的制备流程示意图。如图3所示，该芯片载板的制备流程包括:
[0031]步骤301:如图4a所示，在娃晶圆(Silicon wafer)上制备通孔阵列11，并划定至少一个芯片载板区域。该至少一个芯片载板区域由硅晶圆上预先划定的切割线构成。
[0032]步骤302:如图4b所示，在玻璃晶圆(Glass wafer)上制备光路优化单元阵列22，并对应所述硅晶圆上的芯片载板区域划定至少一个芯片载板区域。该至少一个芯片载板区域由玻璃晶圆上预先划定的切割线构成。
[0033]本领域技术人员可以理解，操作者可以根据所要制备芯片载板的尺寸大小决定在硅晶圆和玻璃晶圆上预先划定芯片载板区域的数量。操作者既可以将整个硅晶圆和玻璃晶圆制备成一个芯片载板，也可以将硅晶圆和玻璃晶圆按照所划定的芯片载板区域切割成多个芯片载板。本发明对在硅晶圆和玻璃晶圆上划定芯片载板区域的数量不做限定。
[0034]本领域技术人员可以理解，如图4b所示的，玻璃晶圆上光路优化单元阵列的光路优化单元数量也可少于通孔阵列的通孔数量。原因在于，在玻璃晶圆上制备光路优化单元阵列的工艺相对复杂，故只需要在芯片载板实现光学通路的有效范围内制作光路优化单元阵列即可；对于非