CN116338875A - 集成光学封装 - Google Patents

Abstract

本公开内容总体上涉及集成光学封装。本文的实施例涉及用于创建包括模制在单个封装内的光子IC、电子IC和光学耦合连接器的集成光子封装的系统、设备和过程。在实施例中，可以使用帽状物在制造期间保护光学部件。可以描述其他实施例和/或主张对其的保护。

Description

集成光学封装

技术领域

本公开的实施例总体上涉及封装组件领域，并且特别涉及晶圆上的集成光学封装组件领域。

背景技术

移动电子装置(例如，智能手机和超级本)的尺寸的不断缩小是降低封装尺寸以及提高封装内的部件的速度的驱动力。

附图说明

图1A-1B示出了根据各种实施例的作为扇出晶圆级封装(fanout wafer levelpackage，FOWLP)和全向互连^TM(Omni-directional interconnect，ODI)封装的集成光学封装的截面侧视图示例。

图2示出了根据各种实施例的包括处于水平配置(HOCC)和垂直配置(VOCC)的光学耦合连接器(OCC)的FOWLP的示例。

图3示出了根据各种实施例的具有光波导的FOWLP HOCC的示例。

图4示出了根据各种实施例的具有反射镜阵列的FOWLP HOCC的示例。

图5示出了根据各种实施例的具有绝热光学耦合器的FOWLP HOCC的示例。

图6示出了根据各种实施例的具有聚焦透镜阵列的FOWLP HOCC的示例。

图7示出了根据各种实施例的具有与光子集成电路(photonic integratedcircuit，PIC)上的准直透镜(collimation lens)耦合的聚焦透镜阵列的FOWLP HOCC的示例。

图8示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP HOCC帽状物的另一示例。

图9示出了根据各种实施例的在制造期间将OCC密封至PIC的示例。

图10示出了根据各种实施例的FOWLP VOCC的另一示例。

图11示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP VOCC帽状物的示例。

图12示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP VOCC帽状物的另一示例。

图13示出了根据各种实施例的FOWLP VOCC微透镜阵列和用于光纤附接单元(FAU)的插座的示例。

图14示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP VOCC帽状物的另一示例。

图15A-15I示出了根据各种实施例的创建FOWLP集成光学封装体(packet)的制造过程中的阶段。

图16A-16I示出了根据各种实施例的创建FOWLP集成光学封装体的另一制造过程中的阶段。

图17A-17G示出了根据各种实施例的创建ODI集成光学封装体的制造过程中的阶段。

图18示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的ODI VOCC帽状物的示例。

图19示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光学透镜阵列的ODI VOCC帽状物的示例。

图20示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP HOCC帽状物的另一示例。

图21示出了根据各种实施例的具有与PIC上的准直透镜耦合的聚焦透镜阵列的FOWLP HOCC的另一示例，其中，所述耦合借助于包括v形沟槽和突起的被动对准特征(passive alignment feature)。

图22A-22I示出了根据各种实施例的创建包括VOCC的FOWLP集成光学封装体的另一制造过程中的阶段。

图23示出了根据实施例的用于制造集成光学封装的过程的示例。

图24示意性地示出了根据实施例的计算装置。

具体实施方式

本公开的实施例可以总体上涉及关注用以创建集成光子封装(integratedphotonics package)的系统、设备、技术和/或工艺，所述集成光子封装包括位于单个封装中的PIC、电子IC(EIC)和OCC。在实施例中，PIC、EIC和OCC可以部分地或者完全嵌入在模制化合物中。在实施例中，集成光子封装可以是使用扇出晶圆级封装(FOWLP)制造技术或ODI(全向互连)制造技术创建的。在实施例中，集成光子封装可以被称为光学模块或集成光学模块。

在实施例中，集成光子封装可以是在晶圆上创建的，并且接下来被划片或单个化。在实施例中，OCC可以具有用以在OCC的任一侧上光学耦合光纤波导的开口，该耦合可以被称为水平HOCC光学耦合，或者OCC可以具有用以在OCC的顶部上光学耦合光纤波导的开口，该耦合可以被称为VOCC光学耦合。本文描述的实施例包括帽状物或其他保护措施，其可以附接至OCC，从而在制造之后保持光子封装的光学完整性，例如，通过防止模制材料阻挡OCC的光学路径。在实施例中，可以在晶圆划片工艺(wafer dicing process)期间去除这些帽状物。在实施例中，可以使用引导孔和/或其他物理特征便于在制造期间PIC、EIC和OCC部件的适当对准。如本文的实施例中所述的在制造过程的早期将OCC封装至PIC可以被称为“先光学器件”制造方案。

通过将EIC、PIC和OCC完全嵌入在模制物中，能够实现高性能光学模块的集成，并且高性能光学模块可以获得紧凑形状因子，并具有高光/电带宽和带宽密度以及增大的I/O数量。在实施例中，可以通过优化重新分布层(RDL)内的被精确制作以实现阻抗匹配的RF信号传输线以及消除对接合线的需求而提高射频(RF)性能。在实施例中，由于嵌入在模制化合物内，因而这些光学模块可以被牢固地保持在适当位置上，并因而具有抵御外力的能力。此外，可以使因管芯与管芯(die-to-die)或者管芯与板(die-to-board)封装工艺和处置引起的损害所造成的污染降至最低，从而改善总的周期时间(cycle time)和成品率，并且通过在晶圆级执行封装工艺(例如，使用玻璃或硅晶圆作为载体)或者在面板级执行封装工艺(例如，使用玻璃面板作为临时载体)来降低成本。在实施例中，可以通过例如插入多光纤插拔式(multi-fiber push on，MPO)连接器完成与光学模块的外部光学互连。在实施例中，组装后的最终光学模块可以是无衬底的，并因此是可通过回流或倒装芯片接合工艺进行表面安装的。

在管芯级或板级制造和/或实施光学封装的旧有实施方式具有很多挑战。例如，它们具有和其单个管芯与管芯组件进行光学封装的较长总周期时间相关联的较高成本。这将因封装过程期间的处置问题和污染而导致较低成品率。此外，旧有实施方式具有在集成较小形状因子的高性能光学模块方面的技术限制，其原因在于对于诸如数据中心交换系统、人工智能和CPU与CPU(存储器)互连的应用而言对高带宽、带宽密度和I/O数量具有提高的要求。此外，在旧有实施方式中，存在由于在光子器件与电器件之间使用接合线而引起的有限的信号完整性和电I/O数量。此外，可以位于印刷电路板(PCB)上的信号传输线可能劣化信号带宽和I/O数量。

用于FOWLP工艺内的光学封装的旧有实施方式使用“后光学器件”方案，这意味着光纤阵列或光学耦合连接器不与包括所述PIC和EIC在内的其他部件一起嵌入在模制物内。而且，PIC的耦合器阵列区域在“后光学器件”的FOWLP工艺中被露出，从而在封装的最后阶段中对准光纤阵列，这给FOWLP工艺的优化造成了困难并且减弱了最终集成模块的鲁棒性。与旧有PIC实施方式进行光纤耦合的另一种方案是将光纤阵列插入至PIC的背面的盲过孔(BVS)，如果光纤阵列被垂直插入到该PIC内，那么这样做将带来问题。这要求旧有封装模块具有更高的轮廓，这使得在标准外壳内进行模块化集成面临挑战。

此外，在旧有实施方式中，悬垂光纤阵列将给大批量生产带来处置问题。其他旧有实施方式仅将EIC集成在模制物内并且分开组装PIC和光纤阵列，这增加了封装成本和制造时间。“后光学器件”工艺的其他旧有实施方式伴有在PIC/EIC集成之后集成最终光学模块的情况，这将因光学耦合器区域遭受污染和损害而带来成品率问题。

在下文的详细描述中，将参考构成了所述详细描述一部分的附图，其中，通篇以同样的附图标记表示同样的部分，并且其中，以举例说明的方式示出了可以实践本公开的主题的实施例。应当理解，可以采用其他实施例，并且可以做出结构和逻辑上的改变，而不脱离本公开的范围。因此，不应从限制的意义上理解下文的详细描述，并且实施例的范围由所附权利要求及其等同方案限定。

出于本公开的目的，短语“A和/或B”是指(A)、(B)或者(A和B)。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。

本说明书可以使用基于视角的描述，例如，顶部/底部、内/外、上/下等。这样的描述只是用于便于讨论，而非意在使本文描述的实施例的应用局限于任何特定取向。

本说明书可以使用短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”，其每者均可以指相同或不同实施例中的一个或多个实施例。此外，针对本公开的实施例使用的词语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。

本文可以使用词语“与……耦合”连同其派生词。“耦合”可以表示下述含义中的一个或多个。“耦合”可以表示两个或更多个元件直接物理或电接触。然而，“耦合”也可以表示两个或更多个元件间接相互接触，但是仍然相互协作或相互作用，并且可以表示一个或多个其他元件耦合或者连接在被称为相互耦合的元件之间。词语“直接耦合”可以表示两个或更多个元件直接接触。

可以按照对理解所主张保护的主题最有帮助的方式将各项操作描述成了顺次的多个分立操作。但是不应将描述顺序理解为暗示这些操作必然是顺序相关的。

如本文所使用的，词语“模块”可以指执行一个或多个软件或固件程序的ASIC、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和/或存储器(共享、专用或群组)、组合逻辑电路以及/或者其他提供所描述功能的适当部件，可以指其所述ASIC、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和/或存储器(共享、专用或群组)、组合逻辑电路以及/或者其他提供所描述功能的适当部件的部分，或者包括所述ASIC、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和/或存储器(共享、专用或群组)、组合逻辑电路以及/或者其他提供所描述功能的适当部件。

本文的各个附图可以描绘一个或多个封装组件的一个或多个层。本文描绘的层是作为不同封装组件的各层的相对位置的示例进行描绘的。描绘这些层是为了进行解释的目的，并且这些层不是按比例绘制的。因此，不应当根据附图假设各层的相对尺寸，并且仅在具体指示或论述的情况下，对于一些实施例可以假设尺寸、厚度或尺度。

图1A-1B示出了根据各种实施例的作为FOWLP和ODI封装的集成光学封装的截面侧视图示例。图1A示出了被实施为FOWLP并且包括PIC 102、EIC 104和OCC 106的集成光学封装100a。在实施例中，PIC 102的底侧可以包括互连108，互连108可以是焊料球、焊盘或者某种其他电连接技术。多个导电贯穿硅过孔(TSV)110可以延伸到PIC 102内或者延伸穿过PIC102，并且可以与EIC 104电耦合。模制化合物112(例如，环氧树脂)可以完全包封或者部分包封PIC 102、EIC 104和OCC 106。

在实施例中，PIC 102可以包括通过波导116光学耦合至光探测器(PD)118或激光二极管/调制器(LD-MOD)120的一个或多个光学耦合器114。在实施例中，EIC 104可以包括用于PD 118的跨阻抗放大器(TIA)(未示出)以及用于LD-MOD 120的驱动器集成电路(IC)(未示出)。OCC 106可以包括用以耦合去往和来自PIC 102的耦合器114的光的嵌入式光纤阵列或波导阵列(未示出，但是下文将对其做出更详细论述)。OCC 106还可以包括一个或多个引导孔122，以便于与外部MPO连接器光缆(未示出)的被动光学耦合。注意，在实施例中，OCC 106是没有悬垂光纤阵列的专门设计的芯片类型的光学连接器。应当注意，如下文进一步论述的，在实施例中，光学耦合器114可以被实施为边缘耦合器、垂直耦合器或者消散波耦合器(evanescent coupler)。

在实施例中，图1A示出了用于光学模块集成的完全嵌入式FOWLP工艺的基础封装结构。EIC 104可以被倒装芯片接合在PIC 102上，并且在实施例中，芯片类型的OCC 106可以使用可UV固化环氧树脂附接至PIC 102的管芯。在实施例中，作为芯片类型的OCC 106允许通过直接取放管芯附接工艺(使用可UV固化环氧树脂)进行组装。如下文所进一步论述的，在FOWLP工艺中的模制化合物112流动期间，使用保护技术来保护光学刻面(facet)和引导孔122。

图1B示出了被实施为包括PIC 152、EIC 154和OCC 156的ODI封装的集成光学封装100b。在实施例中，PIC 152的底侧可以与堆积层(buildup layer)157电及物理耦合，堆积层157可以包括互连158，互连158可以包括焊料、焊盘或者使用某种其他电连接技术。多个导电贯穿硅过孔(TSV)160可以延伸到PIC 152内或者延伸穿过PIC 152，并且可以与EIC154电耦合。在实施例中，PIC 152可以位于层153内。层153可以包括导电TSV 161，从而与EIC 154电耦合。模制化合物162(例如，环氧树脂)可以完全包封或者部分包封PIC 152、EIC154和OCC 156。

在实施例中，PIC 152可以包括通过波导159光学耦合至光探测器/调制器(LD-MOD)170的一个或多个光学耦合器164。在实施例中，EIC 154可以包括跨阻抗放大器(TIA)(未示出)以及用于LD-MOD 170的驱动器集成电路(IC)(未示出)。OCC 156可以包括用以耦合去往和来自PIC 152的光学耦合器164的光的嵌入式光纤阵列或波导阵列159。OCC 156还可以包括一个或多个引导孔172，以便于与外部MPO连接器光缆(未示出)的被动光学耦合。注意，在实施例中，OCC 156是没有悬垂光纤阵列的专门设计的芯片类型的光学连接器。

在实施例中，OCC 156可以具有被形成为将光纤阵列或波导阵列159与光学耦合器164物理及光学耦合的延伸部分156a。在实施例中，可以在层153的顶部上创建布线层155，以在集成光学封装100b的各种部件之间提供电布线。应当注意，在实施例中，光学耦合器164可以被实施为边缘耦合器、垂直耦合器或者消散波耦合器。

图2示出了根据各种实施例的包括作为HOCC和VOCC的光学耦合连接器(OCC)的FOWLP的示例。局部的集成光学封装200a可以与图1A的集成光学封装100a类似。局部的集成光学封装200a包括OCC 206、模制化合物220的部分和PIC 202的包括光学耦合器214的部分，它们可以与图1A的OCC 106、模制化合物120、PIC 102和光学耦合器114类似。OCC 206包括用以耦合去往和来自PIC 202的耦合器214的光的嵌入式光纤阵列或波导阵列259。引导孔222可以用于将FAU(未示出)与嵌入式光纤阵列或波导阵列259对准。OCC 206的实施例可以被称为HOCC实施方式。

局部的集成光学封装200b可以与图1A的集成光学封装100a类似。局部的集成光学封装200b包括OCC 207、模制化合物220的部分和PIC 202的包括光学耦合器215的部分。这些可以与图1A的OCC 106、模制化合物120、PIC 102和光学耦合器114类似。OCC 207包括延伸至OCC 207的顶部的光纤阵列或波导阵列259。多个引导孔223可以用于将FAU(未示出)与嵌入式光纤阵列或波导阵列259对准。OCC 207的实施例可以被称为VOCC实施方式。

图3示出了根据各种实施例的具有光波导的FOWLP HOCC的示例。图示300示出了可以与图2的OCC 200a类似的HOCC 306的透视图。可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列359从HOCC 306的端部延伸，并且向下弯曲到HOCC306的底表面中，从而提供了90°弯转。引导孔322可以置于嵌入式光纤阵列或波导阵列359的任一侧或两侧。在实施例中，对准基准339可以置于HOCC 306的底表面上，并且可以用于与PIC(例如，图2的PIC 202)的顶表面上的互补基准对准。

在实施例中，在将HOCC 306置于集成光学封装内之前，可以将临时盖333置于HOCC306的端部上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列359的端部。在实施例中，临时盖333防止在制造期间(例如，在使图2的模制化合物220流动时)由模制化合物的流动对光纤刻面和引导孔322造成污染。在实施例中，临时盖333可以是制造的盖子或带状物。

图示300a示出了HOCC 306的截面侧视图，其示出了划片线337，该划片线337指示了应当对晶圆做出切割的位置，从而在单个化阶段切穿临时盖333并且露出引导孔322以及嵌入式光纤阵列或波导阵列359的刻面。在实施例中，在单个化之后，可以去除临时盖333的残余物，并且可以执行额外的抛光，从而获得露出引导孔322和刻面的更高表面质量。

图示300b和300c示出了可以用以替代临时盖333使用的备选帽状物335。帽状物335包括腔体335a。在将帽状物335置于HOCC 306的端部上时，腔体335a提供围绕嵌入式光纤阵列或波导阵列359的端部的孔隙空间。因而，沿划片线337划片将划穿腔体335a，从而使可能阻挡嵌入式光纤阵列或波导阵列359的残余物的量降至最低。

图4示出了根据各种实施例的具有反射镜阵列的FOWLP HOCC的示例。图示400示出了可以与图2的OCC 200a类似的HOCC 406的透视图。可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列459从HOCC 406的端部延伸至该HOCC的相对端部406a，该相对端部呈45°角。反射镜阵列461可以置于端部406a上，使得去往和来自嵌入式光纤阵列或波导阵列459的光按照90°角传输，如图所示。在实施例中，反射镜阵列461可以是全内反射(TIR)反射镜阵列。在实施例中，对准基准439可以置于HOCC 406的底表面上，从而与PIC(例如，图2的PIC 202)的顶表面上的互补基准对准。

在实施例中，在将HOCC 406置于集成光学封装内之前，可以将临时盖433置于HOCC406的端部上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列459的端部。在实施例中，临时盖433可以与图3的临时盖333、300a、300b和300c类似。图示400a示出了HOCC 406的截面侧视图。

图5示出了根据各种实施例的具有绝热光学耦合器的FOWLP HOCC的示例。图示500示出了可以与图2的OCC 200a类似的HOCC 506的透视图。可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列559从HOCC 506的端部延伸，并且过渡至位于HOCC 506的底部处的绝热耦合器559a。在实施例中，对准基准539可以置于HOCC 506的底表面上，所述对准基准539可以用于与PIC(例如，图2的PIC 202)的顶表面上的互补基准对准。

在实施例中，在将HOCC 506置于集成光学封装内之前，可以将临时盖533置于HOCC506的端部上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列559的端部。在实施例中，临时盖533可以与图3的临时盖333、300a、300b和300c类似。图示500a示出了HOCC 506的截面侧视图。

图6示出了根据各种实施例的具有聚焦透镜阵列的FOWLP HOCC的示例。图示600示出了可以与图2的OCC 200a类似的HOCC 606的透视图。可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列659从HOCC 606的一个端部一直延伸至HOCC606的相对端部。在实施例中，嵌入式光纤阵列或波导阵列659可以位于HOCC 606的底部处或者在HOCC 606的底部附近。聚焦透镜阵列661可以与嵌入式光纤阵列或波导阵列659耦合，并且可以用于聚焦和/或对准来自PIC(例如，图2的PIC 202)的光束663。在实施例中，对准基准639可以置于HOCC 606的底表面上，所述对准基准639可以用于与PIC(例如，图2的PIC 202)的顶表面上的互补基准对准。

在实施例中，在将HOCC 606置于集成光学封装内之前，可以将临时盖633置于HOCC606的端部上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列659的端部。在实施例中，临时盖633可以与图3的临时盖333、300a、300b和300c类似。图示600a示出了HOCC 606的截面侧视图。在实施例中，临时盖633可以包括聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)材料。

注意，在实施例中，图3-6可能需要与PIC的光学耦合器(例如，图2的PIC 202的光学耦合器214)精确对准。在实施例中，这一精确度根据三西格玛可以小于0.5μm。

图7示出了根据各种实施例的具有与光子集成电路(PIC)上的准直透镜耦合的聚焦透镜阵列的FOWLP HOCC的示例。图示700示出了透视图，并且图示700b示出了可以与图2的OCC 200a类似的位于PIC上的HOCC 706的截面图。图示700a示出了HOCC 706和PIC 702的截面侧视图。

可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列759从HOCC 706的一个端部一直延伸至HOCC 706的相对端部。在实施例中，嵌入式光纤阵列或波导阵列759可以位于HOCC 706的底部处或者在HOCC 706的底部附近。在其他实施例中，嵌入式光纤阵列或波导阵列759可以位于HOCC 706的底表面内的V形沟槽774内和PIC 702(其可以与图2的PIC 202类似)的顶表面中的V形沟槽776内。在实施例中，可以通过中等精确度(<3μm)取放机器将V形沟槽774与V形沟槽776对准。

在实施例中，聚焦透镜阵列761可以与嵌入式光纤阵列或波导阵列759耦合，并且可以用于聚焦和/或对准光束763。在实施例中，微透镜阵列766可以用于进一步对准光束763。微透镜阵列766可以包括与HOCC 706耦合的第一透镜阵列770和与PIC 702的光学耦合器714耦合的第二透镜阵列768。在实施例中，隔离器772可以置于第一透镜阵列770和第二透镜阵列768之间。

在实施例中，对准基准739可以置于HOCC 706的底表面上，所述对准基准739可以用于与PIC 702的顶表面上的互补基准对准。在实施例中，在将HOCC 706置于集成光学封装内之前，可以将临时盖733置于HOCC 706的端部上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列759的端部。在实施例中，临时盖733可以与图3的临时盖333、300a、300b和300c类似。

图8示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP HOCC帽状物的另一示例。图示800和800a示出了可以与图2的OCC 200a类似的HOCC 806的透视图。可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列859从HOCC 806的一个端部一直延伸至HOCC 806的底部。延伸式外壳806a可以从HOCC 806的主体突出。在实施例中，可以去除HOCC 806的主体的部分，以提供延伸式外壳806a。

帽状物835可以装配在延伸式外壳806a之上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列859的端部。在实施例中，临时帽状物835可以与图3的临时盖333类似。帽状物835可以包括腔体835a，其提供挨着光纤阵列或波导阵列859的空气空间(airspace)。图示800b示出了HOCC 806和帽状物835的截面侧视图。划片线837示出了可以穿过腔体835a对帽状物835划片从而露出光纤阵列或波导阵列859的位置。

图9示出了根据各种实施例的在制造期间将OCC密封至PIC的示例。图示900a示出了包括密封至PIC 902的帽状物935的HOCC 906的透视图。HOCC 906和PIC 902可以与图2的HOCC 206和PIC 202类似。帽状物935可以与图8的帽状物835类似。如图所示，在HOCC 906和帽状物935的边缘与PIC 902的表面相接的位置处围绕HOCC 906和帽状物935的所述边缘施加环氧树脂923。在实施例中，环氧树脂923可以是可UV固化的聚合物粘合剂。

可以与图示900a类似的图示900b示出了从顶部孔906a分配的额外环氧树脂，其用于在嵌入式光纤阵列或波导阵列959的光学刻面与PIC 902的表面相接的位置处密封所述光学刻面的周围。图示900b1示出了HOCC 906和顶部孔906a的详细透视图，额外的环氧树脂923a可以插入到所述顶部孔906a中。图示900b2是包括具有围绕嵌入式光纤阵列或波导阵列959的光学刻面的额外环氧树脂923a和围绕HOCC 906和帽状物935的环氧树脂923的HOCC906的底视图。在施加液态模制化合物时，环氧树脂923和923a为光学刻面提供了额外保护。

图10示出了根据各种实施例的FOWLP VOCC的另一示例。图示1000包括具有引导孔1023和嵌入式光纤阵列或波导阵列1059的VOCC 1007，它们可以与图2的VOCC 207、引导孔223和嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似。此外，还示出了可以用于将VOCC 1007与PIC(例如，图2的PIC 202)对准的基准1039。注意，引导孔1023不延伸至VOCC 1007的顶部，因而在组装期间引导孔1023不会被FOWLP工艺期间的模制物流动(mold flow)所填充。

图示1000a示出了在嵌入式光纤阵列或波导阵列1059处VOCC 1007的截面侧视图。在实施例中，在FOWLP工艺期间的模制物流动之后，可以将VOCC 1007的部分1007a向下抛光或研磨至抛光线1037，从而露出引导孔1023的顶部开口并提供了通向该顶部开口的通道。这在与VOCC 1007的光学附接之前提供了通向FAU(未示出)内的对应柱的容易且干净的通道。

图11示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP VOCC帽状物的示例。图示1100示出了包括引导孔1123和嵌入式光纤阵列或波导阵列1159的VOCC 1107的透视图，它们可以与图10的VOCC 1007、引导孔1023和嵌入式光纤阵列或波导阵列1059类似。此外，还示出了可以用于将VOCC 1107与PIC(例如，图2的PIC 202)对准的基准1139。此外，还示出了覆盖VOCC 1107的顶部的帽状物1109。在实施例中，帽状物1109可以是铺设在VOCC 1107的顶部之上的带状物或其他材料。在实施例中，帽状物1109可以是包括腔体1109a的结构。

图示1100a示出了帽状物1109和腔体1109a的透视图。注意，在将帽状物1109放置就位时，FOWLP工艺期间的任何模制物流动都不会进入引导孔1123中，也不会遮挡嵌入式光纤阵列或波导阵列1159。图示1100b示出了截面侧视图，其中，帽状物1109的至少部分被向下抛光至抛光线1137，从而露出引导孔1123并且还露出嵌入式光纤阵列或波导阵列1159的端部。

图12示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP VOCC帽状物的另一示例。图示1200示出了包括引导孔1223和嵌入式光纤阵列或波导阵列1257的VOCC1207的透视图，它们可以与图10的VOCC 1007、引导孔1023和嵌入式光纤阵列或波导阵列1059类似。此外，还示出了可以用于将VOCC 1207与PIC(例如，图2的PIC 202)对准的基准1239。此外，还示出了帽状物1209，帽状物1209覆盖VOCC 1207的顶部，并且可以装配在围绕VOCC 1207的顶部的缺口1207a内。在实施例中，帽状物1209可以是包括腔体1209a的盖结构。

图示1200a示出了VOCC 1207的顶部上的帽状物1209的透视图。注意，在将帽状物1209放置就位时，FOWLP工艺期间的任何模制物流动都不会进入引导孔1223中，也不会遮挡嵌入式光纤阵列或波导阵列1259。图示1200b示出了截面侧视图，其中，帽状物1209的至少部分被向下抛光至抛光线1237，从而露出引导孔1223并且还露出嵌入式光纤阵列或波导阵列1259的端部。

图13示出了根据各种实施例的FOWLP VOCC微透镜阵列和用于光纤附接单元(FAU)的插座的示例。图示1300示出了VOCC 1307的透视图，其中，微透镜阵列1355位于VOCC 1307的腔体1307a内。在实施例中，VOCC 1307可以用于与FAU对准和光学耦合，FAU例如是下文论述的FAU 1309、1311。在实施例中，VOCC 1307可以包括可以用于将VOCC 1307与PIC(例如，图2的PIC 202)对准的基准1339。

图示1300a示出了与VOCC 1307物理和光学耦合的FAU 1309的侧视截面图。VOCC1307的微透镜阵列1355与PIC 1302的耦合器阵列1325物理耦合。FAU 1309的光纤/波导阵列1359光学耦合至VOCC 1307的微透镜阵列1355。如图所示，FAU 1309的部分在腔体1307a内延伸并且与透镜阵列1355对准。图示1300b示出了FAU 1311的另一侧视截面图，FAU 1311包括与FAU 1311耦合的重新聚焦透镜1311a。在实施例中，重新聚焦透镜1311a可以对去往/来自该FAU的光纤/波导的准直光束重新聚焦，其中，该准直光束可以传输至和/或接收自透镜阵列1355。

图14示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP VOCC帽状物的另一示例。图示1400示出了VOCC 1407的透视图，并且包括位于腔体1407a内的透镜阵列1455，它们可以与图13的VOCC 1307、透镜阵列1355和腔体1307a类似。帽状物1409可以置于VOCC 1407的顶部之上，使得FOWLP工艺期间的任何模制物流动都不会进入到腔体1407a中并遮挡透镜阵列1455。

图示1400a示出了截面侧视图，其示出了将帽状物1409向下研磨或抛光至抛光线1437。这一抛光发生在模制物流动之后，从而露出干净的腔体1407a和不受遮挡的透镜阵列1455，因而接下来可以光学附接FAU，例如，图13的FAU 1309或者FAU 1311。

图15A-15I示出了根据各种实施例的创建FOWLP集成光学封装体的制造过程中的阶段。这一制造过程可以是使用本文描述的技术、工艺、设备和/或系统执行的。

图15A示出了该制造过程中的将PIC 1502置于载体晶圆1501上的阶段。在实施例中，该载体晶圆可以是玻璃晶圆或者硅晶圆。在实施例中，PIC 1502可以包括多个导电TSV1510、光探测器1518、LD-MOD 1520以及与光学耦合器1514光学耦合的光波导1516。这些可以与图1A的PIC 102、多个导电TSV 110、光探测器118、LD-MOD 120和光波导116类似。

图15B示出了该制造过程中的将EIC 1504物理及电耦合至PIC 1502的表面并且可以将HOCC 1506物理及光学耦合至PIC 1502的表面的阶段。EIC 1504可以与图1A的EIC 104类似，并且HOCC 1506可以与图2的HOCC 206类似。可以与图9的环氧树脂923类似的环氧树脂1523可以用于将HOCC 1506固定至PIC 1502。在实施例中，HOCC 1506可以包括帽状物1533，其可以与图3的帽状物333类似。

图15C示出了该制造过程中的可以将模制化合物1512(其可以与图1A的模制物112类似)施加至整个结构的阶段。在实施例中，模制物1512可以部分或完全包住整个结构。

图15D示出了该制造过程中的将模制物1512的部分研磨并清除至HOCC 1506的顶表面的阶段。

图15E示出了该制造过程中的对载体1501解除接合并且将其去除的阶段。

图15F示出了该制造过程中的对PIC 1502的底侧平面化从而露出导电TSV 1510的阶段。在实施例中，该阶段可能需要使用附接至模制物表面的顶部的临时载体使该封装翻转。

图15G示出了该制造过程中的可以将重新分布层(RDL)1507置于PIC 1502的表面上，并且可以施加焊料凸点1508(其可以与图1A的凸点108类似)的阶段。

图15H示出了该制造过程中的沿划片线1537执行划片流程从而将在晶圆上创建的封装分开的阶段。在实施例中，这一划片线将使帽状物1533的全部或部分被去除，从而露出HOCC 1506的干净侧，现在HOCC 1506准备好了进行光学耦合。

图15I示出了该制造过程中的在划片之后并且在已经去除了任何残余物之后的阶段。

图16A-16I示出了根据各种实施例的创建FOWLP集成光学封装体的另一制造过程中的阶段。这一制造过程可以是使用本文描述的技术、工艺、设备和/或系统执行的。

图16A示出了该制造过程中的将PIC 1602置于载体晶圆1601上的阶段。在实施例中，该载体晶圆可以是玻璃晶圆或者硅晶圆。在实施例中，PIC 1602可以包括多个导电TSV1610、光探测器1618、LD-MOD 1620以及与光学耦合器1614光学耦合的光波导1616。这些可以与图1A的PIC 102、多个导电TSV 110、光探测器118、LD-MOD 120和光波导116类似。

图16B示出了该制造过程中的将EIC 1604物理及电耦合至PIC 1602的表面并且可以将HOCC 1606物理及光学耦合至PIC 1602的表面的阶段。EIC 1604可以与图1A的EIC 104类似，并且HOCC 1606可以与图2的HOCC 206类似。可以与图9的环氧树脂923类似的环氧树脂1623可以用于将HOCC 1606固定至PIC 1602。在实施例中，HOCC 1606可以包括可以与图3的帽状物333类似的帽状物1633，其中，在该帽状物与HOCC 1606的边缘之间存在腔体1631。在实施例中，腔体1631可以是提供空气隙的孔隙空间。

图16C示出了该制造过程中的可以将模制化合物1612(其可以与图1A的模制物112类似)施加至整个结构的阶段。在实施例中，模制物1612可以部分或完全包住整个结构。

图16D示出了该制造过程中的将模制物1612的部分研磨并清除至HOCC 1606的顶表面的阶段。

图16E示出了该制造过程中的对载体1601解除接合并且将其去除的阶段。

图16F示出了该制造过程中的对PIC 1602的底侧平面化从而露出导电TSV 1610的阶段。在实施例中，该阶段可能需要使用附接至模制物表面的顶部的临时载体使该封装翻转。

图16G示出了该制造过程中的可以将重新分布层(RDL)1607置于PIC 1602的表面上，并且可以施加焊料凸点1608(其可以与图1A的凸点108类似)的阶段。

图16H示出了该制造过程中的沿划片线1637执行划片流程从而将在晶圆上创建的封装分开的阶段。在实施例中，这一划片线1637延伸穿过孔隙1631，这将分开帽状物1633的全部或部分，从而露出HOCC 1606的干净侧面，现在HOCC 1606准备好了进行光学耦合。

图16I示出了该制造过程中的在划片之后并且在已经去除了任何残余物之后的阶段。

图17A-17G示出了根据各种实施例的创建ODI集成光学封装体的制造过程中的阶段。这一制造过程可以是使用本文描述的技术、工艺、设备和/或系统执行的，并且可以用于制造与针对图1B描述的集成光学封装体类似的集成光学封装体。

图17A示出了该制造过程中的在玻璃层1701上形成与图1B的导电柱161类似的导电柱1761的阶段。在实施例中，环氧树脂层1701a可以位于玻璃层1701的顶部上。在实施例中，导电柱1761可以是铜柱并且可以是使用本领域已知的技术形成的。

图17B示出了该制造过程中的将可以与图1B的PIC 152类似的PIC 1752置于玻璃层1701上的阶段。在实施例中，PIC 1752可以包括多个导电TSV 1760，并且还可以包括光学耦合器1764，它们可以与图1B的TSV 160和光学耦合器164类似。牺牲材料1782可以置于光学耦合器1764之上，以保护该光学耦合器，使其免受接下来的制造阶段的影响。在实施例中，可以施加可以与图1B的模制物162类似的模制物1762。

图17C示出了该制造过程中的可以将额外牺牲层1784置于牺牲层1782之上并且可以将各种布线层和其他堆积层1755置于PIC 1752的顶部上并与PIC 1752电耦合的阶段。可以与图1B的EIC 154类似的EIC 1754可以电及物理耦合至堆积层1755。

图17D示出了该制造过程中的去除了牺牲膜1782和牺牲层1784并且施加了环氧树脂1786的阶段。在实施例中，环氧树脂是被优化为具有适当折射率的光学透明环氧树脂(optically clear epoxy)。

图17E示出了该制造过程中的将可以与图1B的OCC 156类似的OCC 1756与PIC1752的光学耦合器1764耦合的阶段，其中，光学耦合器1764与OCC 1756内的波导1759光学耦合。在实施例中，可以与图1B的引导孔172类似的引导孔1772可以用于在FAU(未示出)与OCC 1756光学耦合时适当地对准FAU(未示出)。可以与图6的633类似的帽状物1733可以置于OCC 1756的一侧上并且覆盖波导1759和引导孔1772的端部，以防止模制材料或其他异物遮挡它们。

图17F示出了该制造过程中的可以使可以与图1B的模制物162类似的模制化合物1762围绕EIC 1754、OCC 1756和帽状物1733流动的阶段。

图17G示出了该制造过程中的已经去除了模制化合物1762的部分以露出OCC 1756的顶表面的阶段。此外，可以通过抛光或者研磨去除帽状物1733的全部或部分。此外，可以添加可以与图1B的堆积层157类似的堆积层1757，并且还可以附加可以与图1B的焊料凸点158类似的焊料凸点1758。在这一阶段，可以应用单个化工艺，以分开晶圆上的集成光学封装。

图18示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的ODI VOCC帽状物的示例。图示1800示出了可以与图1B的OCC 156类似的VOCC 1856的透视图。VOCC 1856可以包括从VOCC 1856的第一侧延伸至与该第一侧相对的第二侧的嵌入式光纤阵列或波导阵列1859。在实施例中，引导孔1823可以被用作用于与FAU(未示出)光学耦合的对准机构。

图示1800a是VOCC 1856的截面侧视图并且包括引导孔1823。此外，可以使用VOCC1856的底表面中的缺口1856a来便于在嵌入式光纤阵列或波导阵列1859与PIC的光学耦合器(例如，图1B的光学耦合器164)之间的光学耦合。在实施例中，VOCC 1856的顶侧可以覆盖引导孔1823的顶部。这可以允许模制化合物(例如，图1B的模制化合物162)在VOCC 1856之上流动并且不阻挡引导孔1823或者嵌入式光纤阵列或波导阵列1859的刻面。在实施例中，可以将VOCC 1856的顶侧向下抛光或研磨至抛光线1837，从而打开通向引导孔1823的通道，并且为嵌入式光纤阵列或波导阵列1859提供干净的刻面表面。在实施例中，可以使用基准1839使VOCC 1856与衬底对准。

图19示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光学透镜阵列的ODI VOCC帽状物的示例。图示1900示出了VOCC 1956的透视图，VOCC 1956包括位于在VOCC 1956内的腔体1956a内的透镜阵列1955。在实施例中，帽状物1957可以覆盖腔体1956a，并且防止材料(例如，可以与图1B的模制物162类似的模制材料)遮挡透镜阵列1955的表面。

图示1900a是VOCC 1956的截面侧视图，并且示出了抛光线1937，可以施加直至该抛光线1937的研磨和/或抛光工艺，以去除帽状物1957。在实施例中，这一研磨和/或抛光工艺可以是在图1B的162已经固化之后完成的，以露出透镜阵列1955，从而与FAU(未示出)进行光学耦合。

图20示出了根据各种实施例的用以在制造期间保护光波导的FOWLP HOCC帽状物的另一示例。图示2000a示出了可以与图2的OCC 200a类似的HOCC 2006的透视图。可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列2059从HOCC 2006的一个端部一直延伸至HOCC 2006的底部。

帽状物2035可以装配在外壳2006a的一侧之上，并且覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列2059的端部。在实施例中，临时帽状物2035可以与图3的临时盖333类似。图示2000b示出了HOCC 2006和帽状物2035的截面侧视图。划片线2037示出了可以对帽状物2035划片从而露出光纤阵列或波导阵列2059的位置。

图21示出了根据各种实施例的具有与PIC上的准直透镜耦合的聚焦透镜阵列的FOWLP HOCC的另一示例，其中，所述耦合借助于包括v形沟槽和突起的被动对准特征。图示2100a示出了HOCC 2106的透视图。图示2100b示出了位于PIC 2102上的HOCC 2106的侧视图，并且图示2100c示出了图示2100b的A-A'截面图。图示2100d示出了HOCC 2106的侧视图，并且图示2100e示出了HOCC 2106的正视图。

可以与图2的嵌入式光纤阵列或波导阵列259类似的嵌入式光纤阵列或波导阵列2159从HOCC 2106的一个端部一直延伸至HOCC 2106的相对端部。在实施例中，嵌入式光纤阵列或波导阵列2159可以位于HOCC 2106的底部处或者在HOCC 2106的底部附近。在实施例中，HOCC 2106可以包括对准基准2139，对准基准2139可以置于HOCC 2106的底表面上，所述对准基准2139可以用于与PIC 2102的顶表面上的互补基准对准。HOCC 2106内的引导孔2122可以用于外部光纤的对准。

在实施例中，在将HOCC 2106置于集成光学封装中之前，可以将临时盖2133置于HOCC 2106的端部上，并且临时盖2133覆盖嵌入式光纤阵列或波导阵列2159的端部。在实施例中，可以具有位于2133的边缘和HOCC 2106之间的腔体2131。在实施例中，腔体2131可以是包含空气的孔隙。在实施例中，临时盖2133可以与图3的临时盖333、300a、300b和300c类似。

在实施例中，可以通过使用与PIC 2102的V形沟槽2190对准的V形突起2188来将HOCC 2106与PIC 2102被动对准。在实施例中，V形突起2188和V形沟槽2190可以是自对准的任何互补结构，例如但不限于肋和槽，或者插针和插口。在实施例中，聚焦透镜阵列2161可以与嵌入式光纤阵列或波导阵列2159耦合，并且可以用于在光束2163与准直透镜2165(准直透镜2165可以与PIC 2102耦合)相互作用时聚焦和/或对准该光束2163。

图22A-22I示出了根据各种实施例的创建包括VOCC的FOWLP集成光学封装体的另一制造过程中的阶段。这一制造过程可以是使用本文描述的技术、工艺、设备和/或系统执行的。

图22A示出了该制造过程中的将PIC 2202置于载体晶圆2201上的阶段。在实施例中，该载体晶圆可以是玻璃晶圆或者硅晶圆。在实施例中，PIC 2202可以包括多个导电TSV2210、光探测器2218、LD-MOD 2220以及与光学耦合器2214光学耦合的光波导2216。这些可以与图1A的PIC 102、多个导电TSV 110、光探测器118、LD-MOD 120和光波导116类似。

图22B示出了该制造过程中的将EIC 2204物理及电耦合至PIC 2202的表面并且可以将HOCC 2206物理及光学耦合至PIC 2202的表面的阶段。EIC 2204可以与图1A的EIC 104类似，并且VOCC 2207可以与图11的VOCC 1107类似。可以与图9的环氧树脂923类似的环氧树脂2223可以用于将VOCC 2207固定至PIC 2202。在实施例中，VOCC 2207可以包括可以与图11的帽状物1109类似的帽状物2209，其中，在帽状物2209与VOCC 2207的内部之间存在腔体2207a。

图22C示出了该制造过程中的可以将模制化合物2212(其可以与图1A的模制物112类似)施加至整个结构的阶段。在实施例中，模制物2212可以部分或完全包住整个结构。

图22D示出了该制造过程中的将模制物2212的部分研磨并清除至VOCC 2207的顶表面并且去除帽状物2209的阶段。

图22E示出了该制造过程中的对载体2201解除接合并且将其去除的阶段。

图22F示出了该制造过程中的对PIC 2202的底侧平面化从而露出导电TSV 2210的阶段。在实施例中，该阶段可能需要使用附接至模制物表面的顶部的临时载体使该封装翻转。

图22G示出了该制造过程中的可以将重新分布层(RDL)2217置于PIC 2202的表面上，并且可以施加焊料凸点2208(其可以与图1A的凸点108类似)的阶段。

图22H示出了该制造过程中的沿划片线2237执行划片流程从而将在晶圆上创建的封装分开的阶段。在实施例中，该划片线2237沿VOCC 2207的一侧延伸。

图22I示出了该制造过程中的在划片之后并且在已经去除了任何残余物之后的阶段。

图23示出了根据实施例的用于制造集成光学封装的过程的示例。过程2300可以由可以在本文所述的(并且特别是是针对图1A-22I描述的)一种或多种元件、技术或系统执行

在块2302，该过程可以包括提供PIC。

在块2304，该过程可以进一步包括提供EIC。

在块2306，该过程可以进一步包括提供OCC。

在块2308，该过程可以进一步包括将EIC与PIC的一侧耦合。

在块2310，该过程可以进一步包括将OCC与该PIC的所述侧耦合。

在块2312，该过程可以进一步包括将所述PIC、EIC和OCC的至少部分包封在模制材料内。

图24是根据本发明实施例的计算机系统2400的示意图。如图所示的计算机系统2400(又称为电子系统2400)可以包括根据本公开中阐述的几个所公开的实施例中的任何实施例及其等同方案的集成光学封装。计算机系统2400可以是诸如上网本计算机之类的移动装置。计算机系统2400可以是诸如无线智能电话之类的移动装置。计算机系统2400可以是台式计算机。计算机系统2400可以是手持式阅读器。计算机系统2400可以是服务器系统。计算机系统2400可以是超级计算机或高性能计算系统。

在实施例中，电子系统2400是包括用以对电子系统2400的各种部件进行电耦合的系统总线2420的计算机系统。根据各种实施例，系统总线2420是单条总线或任何总线组合。电子系统2400包括向集成电路2410提供电力的电压源2430。在一些实施例中，电压源2430通过系统总线2420向集成电路2410供应电流。

集成电路2410电耦合至系统总线2420并且包括根据实施例的任何电路或者电路组合。在实施例中，集成电路2410包括处理器2412，该处理器可以是任何类型的。如本文所使用的，处理器2412可以表示任何类型的电路，例如但不限于微处理器、微控制器、图形处理器、数字信号处理器或其他处理器。在实施例中，处理器2412包括如本文所公开的集成光学封装或与如本文所公开的集成光学封装耦合。在实施例中，SRAM实施例被用到处理器的存储器高速缓存中。可以包含在集成电路2410中的其他类型的电路是定制电路或专用集成电路(ASIC)，例如用于无线装置中的通信电路2414或者用于服务器中的通信电路，例如，所述无线装置为蜂窝电话、智能电话、寻呼机、便携式计算机、对讲机和类似的电子系统。在实施例中，集成电路2410包括管芯上存储器2416，例如，静态随机存取存储器(SRAM)。在实施例中，集成电路2410包括嵌入式管芯上存储器2416，例如，嵌入式动态随机存取存储器(eDRAM)。

在实施例中，使用后续集成电路2411对集成电路2410进行补充。可用实施例包括双处理器(dual processor)2413和双通信电路(dual communications circuit)2415、以及双管芯上存储器2417(dual on-die memory)，例如SRAM。在实施例中，双集成电路2410包括诸如eDRAM之类的嵌入式管芯上存储器2417。

在实施例中，电子系统2400还包括外部存储器2440，其又可以包括适于特定应用的一个或多个存储器元件，例如采用RAM的形式的主存储器2442、一个或多个硬盘驱动器2444、和/或一个或多个处置可拆卸介质2446的驱动器，例如，可拆卸介质可以是磁盘、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、闪存驱动器和本领域已知的其他可拆卸介质。根据实施例，外部存储器2440也可以是嵌入式存储器2448，例如，管芯堆叠体中的第一管芯。

在实施例中，电子系统2400还包括显示装置2450、音频输出2460。在实施例中，电子系统2400包括输入装置，例如，控制器2470，其可以是键盘、鼠标、跟踪球、游戏控制器、话筒、语音识别装置或者任何其他向电子系统2400输入信息的输入装置。在实施例中，输入装置2470是相机。在实施例中，输入装置2470是数字录音机。在实施例中，输入装置2470是相机和数字录音机。

如本文所示，可以按照多种不同实施例来实施集成电路2410，其中，集成电路2410包括具有根据几个所公开实施例中的任何实施例及其等同方案的集成光学封装的封装衬底，多种不同实施例即是电子系统、计算机系统、一种或多种制作集成电路的方法、以及一种或多种制作电子组件的方法，其中，电子系统、计算机系统、集成电路以及电子组件包括具有根据本文在各种实施例中阐述的几个所公开实施例中的任何实施例及本领域所认可的其等同方案的集成光学封装的封装衬底。根据几个所公开的具有集成光学封装的封装衬底的实施例中的任何实施例及其等同方案，元件、材料、几何结构、尺寸和操作顺序全都可以发生变化，以适应针对嵌入在处理器安装衬底内的微电子管芯的特定I/O耦合要求(包括阵列触点数量、阵列触点配置)。可以包含如图24中的虚线所表示的基础衬底。还可以包含同样如在图24中所示的无源装置。

示例

以下段落描述了各种实施例的示例。

示例1是一种封装，包括：光子集成电路(PIC)；与所述PIC电及物理耦合的电子集成电路(EIC)；与所述PIC物理及光学耦合的光学耦合连接器(OCC)；并且其中，所述PIC、EIC和OCC嵌入在模制物中。

示例2可以包括示例1的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述OCC和所述PIC与一个或多个透镜光学耦合。

示例3可以包括示例2的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述PIC包括光学耦合器，并且其中，所述OCC包括与所述PIC的光学耦合器光学耦合的一个或多个光波导。

示例4可以包括示例3的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述OCC的所述一个或多个光波导终止于所述OCC的与所述PIC的一侧垂直的一侧。

示例5可以包括示例4的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，进一步包括位于所述OCC的所述一侧处的覆盖所述一个或多个光波导的帽状物。

示例6可以包括示例3的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述OCC的所述一个或多个光波导终止于所述OCC的与所述PIC的一侧平行的顶部处。

示例7可以包括示例6的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，进一步包括位于所述OCC的所述顶部处的覆盖所述一个或多个光波导的帽状物。

示例8可以包括示例1的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述OCC通过消散波耦合(evanescent coupling)与所述PIC光学耦合。

示例9可以包括示例1的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述PIC具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，其中，所述EIC和OCC与所述PIC的第一侧耦合。

示例10可以包括示例9的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述PIC的第二侧包括电和物理耦合部。

示例11可以包括示例1的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述PIC借助于一个或多个电布线层与所述EIC电耦合。

示例12可以包括示例11的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述一个或多个电布线层包括铜。

示例13可以包括示例1的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述OCC和PIC包括物理对准特征。

示例14可以包括示例1的或者本文的任何其他示例或实施例的封装，其中，所述模制物是环氧树脂化合物。

示例15是一种方法，包括：提供光子集成电路(PIC)；提供电子集成电路(EIC)；提供光学耦合连接器(OCC)；将所述EIC与所述PIC的一侧耦合；将所述OCC与所述PIC的所述一侧耦合；以及将所述PIC、EIC和OCC的至少部分包封在模制材料内。

示例16可以包括示例15的或者本文的任何其他示例或实施例的方法，其中，将所述EIC与所述PIC的所述一侧耦合进一步包括将所述EIC与所述PIC电耦合。

示例17可以包括示例16的或者本文的任何其他示例或实施例的方法，其中，所述PIC的所述一侧是第一侧并且进一步包括与所述第一侧相对的第二侧；并且进一步包括从所述PIC的第一侧延伸到所述PIC的第二侧的一个或多个导电过孔，其中，所述EIC与所述一个或多个导电过孔电耦合。

示例18可以包括示例15的或者本文的任何其他示例或实施例的方法，其中，耦合所述OCC进一步包括将所述OCC中的一个或多个光波导光学耦合至所述PIC中的一个或多个光学耦合器。

示例19可以包括示例18的或者本文的任何其他示例或实施例的方法，进一步包括在将所述OCC与所述PIC的所述一侧耦合之前，将帽状物置于所述OCC的接近所述OCC中的所述一个或多个光波导的终止部的一侧上。

示例20可以包括示例19的或者本文的任何其他示例或实施例的方法，进一步包括在将所述OCC与所述PIC的所述一侧耦合之后去除所述帽状物。

示例21可以包括示例20的或者本文的任何其他示例或实施例的方法，其中，所述PIC、EIC和OCC位于晶圆上；并且其中，去除所述帽状物进一步包括下述操作中的选定操作：对所述晶圆划片或者研磨所述帽状物。

示例22是一种系统，包括光子封装，所述光子封装包括：具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧的光子集成电路(PIC)；与所述PIC的第一侧电及物理耦合的电子集成电路(EIC)；与所述PIC的第一侧物理及光学耦合的光学耦合连接器(OCC)；并且其中，所述PIC、EIC和OCC至少部分地嵌入在模制物中；以及与所述PIC的第二侧耦合的衬底。

示例23可以包括示例22的或者本文的任何其他示例或实施例的系统，进一步包括与所述衬底电及物理耦合的一个或多个管芯。

示例24可以包括示例23的或者本文的任何其他示例或实施例的系统，其中，所述一个或多个管芯包括CPU、GPU、存储器、或专用集成电路(ASIC)、人工智能芯片、加速器、SERDES中选定的一个或多个。

示例25可以包括示例22的或者本文的任何其他示例或实施例的系统，其中，所述模制物是环氧树脂化合物。

各种实施例可以包括上文描述的实施例的任何适当组合，包括上文以结合形式(“和”)描述的实施例中的备选(“或”)实施例(例如，“和”可以是“和/或”)。此外，一些实施例可以包括一种或多种具有存储于其上的指令的制品(例如，非暂态计算机可读介质)，所述指令在被执行时进行上文描述的实施例中的任何实施例的动作。此外，一些实施例可以包括具有用于实施上文描述的实施例的各种操作的任何适当单元的设备或系统。

上文对所例示的实施例的描述(包括摘要中描述的内容)并非意在进行穷举或者将实施例局限于所公开的确切形式。尽管文中出于举例说明的目的描述了具体的实施例，但是在这些实施例的范围内可能存在各种等同修改，这是本领域技术人员将认识到的。

鉴于上文的详细描述，可以对实施例做出这些修改。不应将所附权利要求中使用的词语解释为将实施例局限于说明书和权利要求书中公开的具体实施方式。相反，本发明的范围将完全由所附权利要求决定，应当根据权利要求的既定原则来对权利要求加以解释。

Claims (25)

1.一种封装，包括：

光子集成电路(PIC)；

与所述PIC电及物理耦合的电子集成电路(EIC)；

与所述PIC物理及光学耦合的光学耦合连接器(OCC)；并且

其中，所述PIC、所述EIC和所述OCC嵌入在模制物中。

2.根据权利要求1所述的封装，其中，所述OCC和所述PIC与一个或多个透镜光学耦合。

3.根据权利要求2所述的封装，其中，所述PIC包括光学耦合器，并且其中，所述OCC包括与所述PIC的所述光学耦合器光学耦合的一个或多个光波导。

4.根据权利要求3所述的封装，其中，所述OCC的所述一个或多个光波导终止于所述OCC的与所述PIC的一侧垂直的一侧。

5.根据权利要求4所述的封装，进一步包括位于所述OCC的所述一侧处的覆盖所述一个或多个光波导的帽状物。

6.根据权利要求3所述的封装，其中，所述OCC的所述一个或多个光波导终止于所述OCC的与所述PIC的一侧平行的顶部处。

7.根据权利要求6所述的封装，进一步包括位于所述OCC的顶部处的覆盖所述一个或多个光波导的帽状物。

8.根据权利要求1所述的封装，其中，所述OCC通过消散波耦合与所述PIC光学耦合。

9.根据权利要求1所述的封装，其中，所述PIC具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，其中，所述EIC和所述OCC与所述PIC的所述第一侧耦合。

10.根据权利要求9所述的封装，其中，所述PIC的所述第二侧包括电和物理耦合部。

11.根据权利要求1所述的封装，其中，所述PIC借助于一个或多个电布线层与所述EIC电耦合。

12.根据权利要求11所述的封装，其中，所述一个或多个电布线层包括铜。

13.根据权利要求1所述的封装，其中，所述OCC和所述PIC包括物理对准特征。

14.根据权利要求1所述的封装，其中，所述模制物是环氧树脂化合物。

15.一种方法，包括：

提供光子集成电路(PIC)；

提供电子集成电路(EIC)；

提供光学耦合连接器(OCC)；

将所述EIC与所述PIC的一侧耦合；

将所述OCC与所述PIC的所述一侧耦合；以及

将所述PIC、所述EIC和所述OCC的至少部分包封在模制材料内。

16.根据权利要求15所述的方法，

其中，将所述EIC与所述PIC的所述一侧耦合进一步包括将所述EIC与所述PIC电耦合。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述PIC的所述一侧是第一侧，并且所述PIC进一步包括与所述第一侧相对的第二侧；并且进一步包括从所述PIC的所述第一侧延伸到所述PIC的所述第二侧的一个或多个导电过孔，其中，所述EIC与所述一个或多个导电过孔电耦合。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，耦合所述OCC进一步包括将所述OCC中的一个或多个光波导光学耦合至所述PIC中的一个或多个光学耦合器。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

在将所述OCC与所述PIC的所述一侧耦合之前，将帽状物置于所述OCC的接近所述OCC中的所述一个或多个光波导的终止部的一侧上。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

在将所述OCC与所述PIC的所述一侧耦合之后，去除所述帽状物。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述PIC、所述EIC和所述OCC位于晶圆上；并且

其中，去除所述帽状物进一步包括下述操作中的选定操作：对所述晶圆划片或者研磨所述帽状物。

22.一种系统，包括：

光子封装，包括：

具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧的光子集成电路(PIC)；

与所述PIC的所述第一侧电及物理耦合的电子集成电路(EIC)；

与所述PIC的所述第一侧物理及光学耦合的光学耦合连接器(OCC)；并且

其中，所述PIC、所述EIC和所述OCC至少部分地嵌入在模制物中；以及

与所述PIC的所述第二侧耦合的衬底。

23.根据权利要求22所述的系统，进一步包括与所述衬底电及物理耦合的一个或多个管芯。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述一个或多个管芯包括CPU、GPU、存储器、或专用集成电路(ASIC)、人工智能芯片、加速器、SERDES中选定的一个或多个。

25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述模制物是环氧树脂化合物。

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