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TW201903449A - 用於高資料率之矽光子積體電路之整合 - Google Patents

用於高資料率之矽光子積體電路之整合 Download PDF

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TW201903449A
TW201903449A TW107108204A TW107108204A TW201903449A TW 201903449 A TW201903449 A TW 201903449A TW 107108204 A TW107108204 A TW 107108204A TW 107108204 A TW107108204 A TW 107108204A TW 201903449 A TW201903449 A TW 201903449A
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TW
Taiwan
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pcb
pic
driver
package
interposer
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TW107108204A
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宏 劉
良平 浦田
權雲勝
泰奎 姜
Original Assignee
美商谷歌有限責任公司
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Publication date
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Abstract

高速應用中之信號完整性取決於基礎裝置效能及電子封裝方法兩者。使用線接合之板上晶片(COB)封裝技術的成熟使其成為高速光學收發器之大量生產的成本有利選項。然而，線接合引入與接合線之長度相關聯的寄生電感，該寄生電感限制系統用於更高資料輸送量的可擴充性。根據第一建議組態之高速光學收發器封裝藉由使用倒裝晶片接合法垂直地整合組件來使封裝相關的寄生電感減至最小。根據第二建議組態之高速光學收發器封裝使用一晶片載體及倒裝晶片接合法利用組件的水平平鋪來使封裝相關的寄生電感減至最小。

Description

用於高資料率之矽光子積體電路之整合
本申請案係關於用於高資料率之矽光子IC之整合。
高速應用中之信號完整性取決於基礎裝置效能及電子封裝方法兩者。對於高速光收發器，最小化由於封裝造成的射頻(RF)損耗係有價值的。使用線接合的板上晶片(COB)封裝技術之成熟使其成為高速光學收發器之大量生產的成本有利選項。然而，線接合引入與接合線之長度相關聯的寄生電感，該寄生電感限制系統用於更高資料輸送量之可擴充性。
根據一個態樣，本發明中所描述之標的係關於一種積體組件封裝，其包括：一印刷電路板(PCB)；一光子積體電路(PIC)，其在該PIC之一第一側上以機械方式耦接至該PCB；及一驅動器積體電路(驅動器IC)，其具有一第一側。該驅動器IC之該第一側經由一第一集合的凸塊接合連接件以機械及電方式直接地耦接至該PIC之一第二側。該驅動器IC之該第一側亦經由一第二集合的凸塊接合連接件電耦接至該PCB。
根據另一態樣，本發明中所描述之標的係關於一種積體組件封裝，其包括：一印刷電路板(PCB)，其具有在該PCB之一第一側中之一PCB空腔，該PCB空腔經尺寸設定以收納一光纖；複數個BGA連接件，該複數個BGA連接件在該PCB之該第一側上以機械及電方式耦接至該PCB；及一載體，其經由該等BGA連接件中之至少一者在該載體之一第一側上以機械方式直接地耦接至該PCB。該載體包括安置於該載體之該第一側上的一再分佈層(RDL)且包括複數個RDL互連件。該積體組件封裝進一步包括以機械方式耦接至該載體之一光子積體電路(PIC)，及以機械方式耦接至該載體之一驅動器IC。該驅動器IC的一第一側經由該等RDL互連件中之至少一者及該等BGA連接件中之至少一者電耦接至該PCB的一第一側。該驅動器IC之該第一側亦經由該等RDL互連件中之至少一者電耦接至該PIC的一第一側。
根據另一態樣，本發明中所描述之標的係關於一種組裝一積體組件封裝之方法，該方法包括：在一光子積體電路(PIC)之一第一側上將該PIC以機械方式耦接至一印刷電路板(PCB)；經由一第一集合的凸塊接合連接件將一驅動器IC之一第一側以機械及電方式直接地耦接至該PIC之一第二側；及經由一第二集合的凸塊接合連接件將一驅動器IC之該第一側電耦接至該PCB。
根據另一態樣，本發明中所描述之標的係關於一種組裝一積體組件封裝之方法，該方法包括在一印刷電路板(PCB)之第一側上將複數個BGA連接件以機械及電方式耦接至該PCB。該PCB具有一PCB空腔，該PCB空腔經尺寸設定以收納一光纖。該方法包括經由該等BGA連接件中之至少一者在該載體之一第一側上將該載體以機械方式耦接至該PCB。該載體包括安置於該載體之該第一側上的一再分佈層(RDL)且包括複數個RDL互連件。該方法亦包括將一光子積體電路(PIC)以機械方式耦接至該載體及將一驅動器IC以機械方式耦接至該載體。該方法進一步包括經由該等RDL互連件中之至少一者及該等BGA連接件中之至少一者將該驅動器IC的一第一側電耦接至該PCB的一第一側，及經由該等RDL互連件中之至少一者將該驅動器IC之該第一側電耦接至該PIC的第一側。
高速應用中之信號完整性取決於基礎裝置效能及電子封裝方法兩者。對於高速光收發器，最小化由於封裝造成的射頻(RF)損耗係有價值的。使用線接合的板上晶片(COB)封裝技術之成熟使其成為高速光學收發器之大量生產的成本有利選項。然而，線接合引入與接合線之長度相關聯的寄生電感，該寄生電感限制用於更高資料輸送量之系統可擴充性。隨著高速光收發器之板載(on-board)資料率增加超過25 Gbps/通道，由線接合引起之電問題成為瓶頸。
根據本發明之積體組件封裝可用於高速光收發器的光電封裝整合。典型地，高速光學收發器之積體組件封裝包括電耦接至光子積體電路(PIC)及印刷電路板(PCB)兩者的驅動器積體電路(驅動器IC)。在一些習知封裝組態中，驅動器IC經由線接合互連至PIC及PCB。在其他習知封裝組態中，驅動器IC可經由凸塊接合而互連至PIC且經由線接合而互連至PCB。然而，此等組態均受到與接合線之長度相關聯的寄生電感電限制。替代地，驅動器IC可經由凸塊接合而互連至PIC且經由PIC而互連至PCB。驅動器IC至PCB的經由PIC之互連可使用整合至PIC中之矽穿孔(TSV)。然而，此組態之限制包括貫穿PIC整合TSV之複雜性，以及藉由TSV晶粒堆疊引入的寄生電感。
本發明之某些高速光學收發器封裝及封裝組裝方法利用垂直堆疊之組件及倒裝晶片接合法來減小封裝相關的寄生電感。本發明之其他高速光學收發器封裝及封裝組裝方法利用垂直堆疊之組件與水平平鋪之組件的組合來減小封裝相關的寄生電感。本文中所揭示之積體組件封裝至少包括一電子積體電路(EIC)，諸如與印刷電路板(PCB)上的光子積體電路(PIC)整合之驅動器晶片或驅動器IC。積體封裝亦包括各種組件之間的電及實體連接。驅動器IC電連接至PIC及PCB兩者。在一些實施，PIC可實體地連接至PCB。
圖1A為根據一實例實施的第一積體組件封裝組態100之俯視圖的圖。圖1B為圖1A中所示的第一積體組件封裝結構100之側視圖的圖。第一積體組件封裝組態100包括印刷電路板(PCB) 105、光子IC (PIC) 115、諸如驅動器IC 110的電子IC (EIC)以及插入器130。PCB 105 具有組件定位所在之頂側(亦被稱為PCB 105之第一側或組件側)。PCB 105亦具有底側或第二側。PIC 115、驅動器IC 110及插入器130各自亦具有第一側及第二側。驅動器IC 110直接地電連接至PIC 115，且經由插入器130間接地電連接至PCB 105。
PIC 115位於PCB 105之頂側或組件側上。PIC 115之第一側經實體地連接至PCB 105之頂側的表面。在一些實施中，PIC 115之第一側係表面黏著至PCB 105之頂側上。在一些實施中，PIC 115可為將多個光子功能併入至單一裝置中的外部調變雷射(EML)、單塊可調雷射、寬泛可調雷射或其他光學發射器。
驅動器IC 110垂直地堆疊在PIC 115之第二側上，使得驅動器 IC 110的一部分與PIC 115之第二側重疊，同時驅動器IC 110的一部分與插入器130重疊。
如上文所提及，驅動器IC 110電連接至PIC 115及PCB 105兩者。驅動器IC 110的與PIC 115之第二側重疊的部分係用一或多個凸塊接合件150 (BB)以倒裝晶片方式直接地連接至PIC 115之第二側。BB 150提供驅動器IC 110與PIC 115之間的電介面。BB 150亦提供驅動器IC 110與PIC 115之第二側之間的實體或機械介面。除了電連接至PIC 115之外，驅動器IC 110亦電連接至PCB 105。驅動器IC 110經由插入器130而實體地連接至PCB 105。驅動器IC 110的與插入器130重疊之部分係用一或多個凸塊接合件(BB) 140以倒裝晶片方式直接地連接至插入器130之第一側。插入器130之第二側經由一或多個其他凸塊接合件(BB) 145而實體及電連接至PCB 105之頂側的表面。插入器130與BB 140及BB 145一起提供驅動器IC 110與PCB 105之間的電及機械介面。
在一些實施中，插入器130可包括一多層基板，該多層基板進一步包括導體及介電質之交替層。在一些實施中，插入器130可包括玻璃。在一些實施中，插入器130可進一步包括一或多個鍍通孔(PTH) 160，且驅動IC 110與PCB 105之間的經由插入器130之電連接可包括PTH 160中之一或多個。在一些實施中，插入器130可包括矽且一或多個PTH 160可為矽穿孔(TSV)。如圖1A及圖1B中所示，驅動器IC 110與PIC 115及PCB 105的倒裝晶片垂直整合使該等組件之間的互連件之長度減小，從而減小封裝相關的寄生電感。
圖2A為根據一實例實施的第二積體組件封裝組態200之俯視圖的圖。圖2B為圖2A中所示的第二積體組件封裝組態200之側視圖的圖。第二積體組件封裝組態200包括印刷電路板(PCB) 205、光子IC (PIC) 215及諸如驅動器IC 210的電子IC (EIC)。PCB 105具有組件定位所在之頂側(亦被稱為PCB 205之第一側或組件側)。PCB 205亦具有底側或第二側。PIC 215具有第一側及第二側。驅動器IC 210亦具有第一側及第二側。驅動器IC 210電連接至PIC 215及PCB 205兩者。
PCB 205之頂側包括凹槽或空腔，諸如空腔125。PIC 215位於空腔 225內。PIC 215之第一側在空腔225內實體地連接至PCB 205。在一些實施中，PIC 215之第一側可表面黏著至空腔225之底板上。如圖2B中所示，當PIC 215位於空腔225內且PIC 255之第一側實體地連接至空腔225之底板時，PIC 215的第二側與PCB 205的頂側對準。藉由改變空腔的高度或在將PIC 215表面黏著至空腔225之底板時所使用的底部填充劑之高度來實現該對準。如圖1A及圖1B中所示，在一些實施中，PIC 215可為將多個光子功能併入至單一裝置中的外部調變雷射(EML)、單塊可調雷射、寬泛可調雷射或其他光學發射器。
驅動器IC 210垂直地堆疊在PIC 215之第二側上，使得驅動器 IC 210的一部分與PIC 215之第二側重疊，同時驅動器IC 210的一部分與PCB 205之頂側重疊。
如上文所提及，驅動器IC 210電連接至PIC 215及PCB 205兩者。驅動器IC 210的與PIC 215之第二側重疊的部分係用一或多個凸塊接合件(BB) 250以倒裝晶片方式直接地連接至PIC 215之第二側。BB 250提供驅動器IC 210與PIC 215之間的電介面。BB 250亦提供驅動器IC 210與PIC 215之第二側之間的實體或機械介面。
如上文所提及，除了被電連接至PIC 215之外，驅動器 IC 210亦被電連接至PCB 205。驅動器IC 210之與PCB 205重疊的部分係用一或多個凸塊接合件(BB) 240以倒裝晶片方式直接地連接至PCB 105之組件側的表面。BB 240提供驅動器IC 210與PCB 205之間的電介面。BB 240亦提供在驅動器IC 210與PCB 205之組件側之間的實體或機械介面。
藉由將驅動器IC 210以倒裝晶片方式直接地連接至PCB 205及PIC 215兩者，即，在驅動器IC 210與PCB 205之間不使用插入器，圖2A及圖2B中所示的第二積體組件封裝200可使封裝相關的寄生電感進一步減小。
圖3A為根據一實例實施之第三積體組件封裝組態300a之側視圖的圖。積體組件封裝組態300a包括PCB 305a、諸如驅動器IC 310 的電子IC (EIC)、光子IC (PIC) 315，以及諸如載體365的晶片載體。PCB 305a具有組件定位所在之頂側(亦被稱為PCB 305之第一側或組件側)。PCB 305a亦具有底側或第二側。PIC 315具有第一側及第二側。驅動器IC 310亦具有第一側及第二側。驅動器IC 310經電連接至PIC 315及PCB 305a兩者。封裝組態300亦包括複數個球柵陣列(BGA)連接件，諸如BGA連接件335。BGA連接件335經實體地連接至PCB 305a之頂側。載體365具有第一側及第二側。載體365包括經安置於載體365之第一側之一部分上的再分佈層(RDL) 380。
如圖3A中所示，封裝組態300a包括垂直堆疊之組件與水平平鋪之組件的組合。載體365經連接至PCB 305a，使得載體365之第一側與PCB 305a之頂側相對。載體365係經由BGA連接件335中之一或多個而實體及電連接至PCB 305a。
驅動器IC 310及PIC 315相對於彼此經水平地平鋪且實體地連接至載體365之第一側。因此，驅動器IC 310及PIC 315位於載體365之第一側與PCB 305a之頂側之間。驅動器310與PIC 315經實體地連接以在載體365之第一側的不同部分上彼此相鄰。在一些實施中，驅動器IC 310及PIC 315根據驅動器IC 310及PIC 315之晶粒間距要求而在載體365上被水平地隔開。驅動器IC 310之第一側經實體地連接至載體365之包括RDL 380的一部分。驅動器IC 110之第一側係用一或多個凸塊接合件(BB) 340以倒裝晶片方式直接地連接至RDL 380。BB 340提供驅動器IC 310與載體365之間的機械介面。PIC 315之第一側亦係用一或多個凸塊接合件(BB) 350以倒裝晶片方式直接地連接至RDL 380。BB 150提供PIC 315之第一側與載體365之第一側之間的機械介面。
驅動器IC 310電連接至PIC 315及PCB 305a兩者。驅動器IC 310經由BB 340、一或多個RDL互連件360及BB 350電連接至PIC 315。驅動器IC 310經由一或多個RDL互連件360及BGA 連接件335中之一或多個電連接至PCB 305。
如圖3A中所示，鄰近PIC 315定位且由載體365之第一側及PCB 305a之頂側界定的空間327無法進行尺寸設定以收納光纖320，從而防止光纖320與PIC 315之間的在空間327內之直接光學耦合。因此，在圖3A中，光纖320位於載體365之第二側上方且經由載體365與PIC 315光學耦合。在一些實施中，載體365可由諸如玻璃之透明材料構成，由此視訊經由載體365的光纖320與PIC 315之間的光學耦合。
圖3B為根據一實例實施的第四積體組件封裝組態300b之側視圖的圖。第四積體封裝組態300b與第三積體組件封裝組態300a類似。積體組件封裝組態300b包括PCB 305b、諸如驅動器IC 310的電 子IC (EIC)、光子IC (PIC) 315以及諸如載體365的晶片載體。PCB 305b具有組件定位所在之頂側(亦被稱為PCB 305之第一側或組件側)。PCB 305b亦具有底側或第二側。PIC 315具有第一側及第二側。驅動器IC 310亦具有第一側及第二側。驅動器IC 310電連接至PIC 315及PCB 305b兩者。封裝組態300亦包括複數個球柵陣列(BGA)連接件，諸如BGA連接件335。BGA連接件335實體地連接至PCB 305a之頂側。載體365具有第一側及第二側。載體365包括安置於載體365的第一側之一部分上的再分佈層(RDL) 380。
如圖3B中所示，封裝組態300b包括垂直堆疊之組件與水平平鋪之組件的組合。載體365連接至PCB 305b，使得載體365之第一側與PCB 305b之頂側相對。載體365經由BGA連接件335中之一或多個而實體及電連接至PCB 305b。
驅動器IC 310及PIC 315相對於彼此水平地平鋪且實體地連接至載體365之第一側。因此，驅動器IC 310及PIC 315位於載體365之第一側與PCB 305b的頂側之間。驅動器310與PIC 315實體地連接以在載體365之第一側的不同部分上彼此相鄰。在一些實施中，驅動器IC 310及PIC 315根據驅動器IC 310及PIC 315之晶粒間距要求而在載體365上水平地隔開。驅動器IC 310之第一側實體地連接至載體365的包括RDL 380之一部分。驅動器IC 110之第一側係用一或多個凸塊接合件(BB) 340以倒裝晶片方式直接地連接至RDL 380。BB 340提供驅動器IC 310與載體365之間的機械介面。PIC 315之第一側亦係用一或多個凸塊接合件(BB) 350以倒裝晶片方式直接地連接至RDL 380。BB 150提供PIC 315之第一側與載體365之第一側之間的機械介面。
驅動器IC 310電連接至PIC 315及PCB 305a兩者。驅動器IC 310經由BB 340、一或多個RDL互連件360及BB 350電連接至PIC 315。驅動器IC 310經由一或多個RDL互連件360及BGA連接件335中一或多個電連接至PCB 305。
在一些實施中，光纖320與PIC 315直接地光學耦合。在一些實施中，PCB 305a之頂側可進一步包括PCB空腔325，該PCB空腔定位成鄰近於PIC 315且與載體365的第一側相對。在一些實施中，PCB空腔325可界定處於載體365的第一側與PCB空腔325之間的鄰近於PIC 315之光纖空腔326。在一些實施中，光纖空腔326經尺寸設定以收納光纖320。光纖空腔實現PIC 315與光纖320之間的在光纖空腔內之直接光學耦合，由此減小積體組件封裝結構300b的整體高度或外觀尺寸(form factor)。
在沒有對於實現PCB之組件或部分之間的垂直對準之要求的情況下，積體組件封裝組態300a及300b提供PIC 315與驅動器IC 310之間的直接電連接，由此促進封裝之製造，同時仍然避免該等組件之間的線接合，由此相對於傳統封裝減小封裝之感應負載。
圖4A為根據一實例實施的第五積體組件封裝組態400a之側視圖的圖。積體組件封裝組態400包括PCB 405a、諸如驅動器IC 410的電子IC (EIC)、光子IC (PIC) 415及諸如載體465的晶片載體。PCB 405a具有組件定位所在之頂側(亦被稱為PCB 405之第一側或組件側)。PCB 405a亦具有底側或第二側。PIC 415具有第一側及第二側。驅動器IC 410亦具有第一側及第二側。驅動器IC 410電連接至PIC 415及PCB 405兩者。封裝組態400亦包括複數個球柵陣列(BGA)連接件，諸如BGA連接件435。BGA連接件435實體且電連接至PCB 405之頂側。載體465具有第一側及第二側。載體465包括安置於載體465的第一側之一部分上的再分佈層(RDL) 480。在一些實施中，使用疊層封裝(package on package，PoP)技術及封裝格式，諸如扇出型晶圓級封裝(FO-WLP)、嵌入式晶粒層壓或模組化嵌入式晶粒，可整合載體465、驅動器IC 140及PIC 415。在一些實施中，載體465可由包覆驅動器1C 410晶粒及PIC 415晶粒的模製化合物形成。
驅動器IC 410及PIC 415相對於彼此水平地平鋪且嵌入於載體465內。驅動器IC 410之第一側實體地連接至載體465的第一側之安置有RDL 480之一部分。驅動器IC 410之第一側直接地連接至RDL 480。PIC 415之第一側亦直接地連接至RDL 380。
驅動器IC 410電連接至PIC 415及PCB 405。驅動器410 經由RDL互連件460中之一或多者電連接至PIC 415。驅動器IC 410經由RDL互連件460中之一或多者、一或多個模具穿孔(TMV) 470及BGA連接件435電連接至PCB 405。位於載體 465的第二側上方之光纖420可與PIC 415直接光學耦合。
圖4B為第六積體組件封裝組態400b的圖。第六積體封裝組態400b與第五積體組件封裝組態400a類似。與第五積體封裝組態400a相比，第六積體封裝組態400b包括PCB 405b，該PCB包括PCB空腔425。PCB空腔425界定載體465的第一側與PCB空腔425之間的光纖空腔427。光纖空腔427經尺寸設定以收納光纖420。在一些實施中，當載體465垂直地堆疊至PCB 405b上時，光纖空腔427可定位成鄰近於PIC 415。在一些實施中，PIC 415之第一側的第一部分可與PCB空腔425重疊，且PIC 415之第一側的第二部分可與PCB 405b之頂面重疊。在一些實施中，RDL 480可跨PIC 415之第一側的第二部分安置，該第二部分與PCB 405b之頂部部分重疊。如圖4B中所示，光纖空腔427實現光學空腔420與PIC 415之間的在光纖空腔427內之直接光學耦合，由此減小積體組件封裝組態400b之整體高度及外觀形狀。
如上文所提及，圖1A至圖3B中所示的積體封裝組態100、200、300a及300b可包括使用一或多個凸塊接合件(諸如凸塊接合件 (BB) 140、145、150、240、250、340及350)的組件之間的倒裝晶片連接。在一些實施中，可使用焊料形成凸塊接合件。在一些實施中，可使用除了焊料之外的材料形成凸塊接合件，該等材料諸如但不限於銅、錫或金、其合金，或一般技術者己知的在形成凸塊接合件時有用的其他導電材料或複合材料。
圖5為在執行時可產生圖1A至圖2B中所示之封裝的方法 500之流程圖。方法500包括垂直地整合PCB、PIC及驅動器IC。方法500包括：在光子積體電路(PIC)之第一側上將該PIC機械耦接至印刷電路板(PCB) (階段505)；經由一第一集合的凸塊接合連接件將驅動器IC之第一側以機械及電方式直接地耦接至該PIC之第二側(階段510)；及經由一第二集合的凸塊接合連接件將驅動器IC之第一側電耦接至該PCB (階段515)。
方法500之一實例實施在執行時產生具有圖1A及圖1B中所示之第一封裝組態100的封裝。如上文所提及，方法500包括在光子積體電路(PIC) 115之第一側上將PIC 115以機械方式耦接至印刷電路板(PCB) 105 (階段505)。方法500進一步包括經由諸如BB 150的一第一集合的凸塊接合連接件將驅動器IC 110之第一側以機械及電方式耦接至PIC 115之第二側(階段510)。方法500進一步包括經由諸如BB 140的一第二集合的凸塊接合連接件將驅動器IC 110之第一側電耦接至PCB 105 (階段515)。在一些實施中，方法500之階段515可進一 步包括經由諸如BB 145的一第三集合的凸塊接合連接件將插入器130之第一側以機械方式耦接至PCB 105。在一些實施中，方法500之階段515亦可包括經由第二集合的凸塊接合連接件BB 140將插入器130之第二側以機械方式耦接至驅動器IC 110之第一側。在一些實施中，方法500之階段515可包括經由第二集合的凸塊接合連接件BB 140、插入器130及第三集合的凸塊接合連接件BB 145將驅動器IC 110之第一側電耦接至PCB 105。
方法500之一實例實施在執行時產生具有圖2A及圖2B中所示之第二封裝組態200的封裝。方法500包括在光子積體電路(PIC) 215之第一側上將PIC 215以機械方式耦接至印刷電路板(PCB)205 (階段505)。在一些實施中，方法500之階段505可包括將PIC 215置放在處於PCB 205之第一側中的PCB空腔225內，且將PIC 215表面接合至PCB空腔225的底板，使得PIC 215的第一側面向PCB空腔225的底板。方法500進一步包括經由諸如BB 250之第一集合的凸塊接合連接件，將驅動器1C 210的第一側以機械及電方式直接地耦接至PIC 215的第二側(階段510)。方法500進一步包括經由諸如BB 240之第二集合的凸塊接合連接件，將驅動器IC 210的第一側電耦接至PCB 205 (階段515)。在一些實施中，方法500的階段515可進一步包括經由諸如BB 240之第二集合的凸塊接合連接件、插入器230及諸如BB 245之第三集合的凸塊接合連接件，將驅動器IC 215的第一側電耦接至PCB 205。
圖6為在執行時可產生圖3B及圖4B中所示之第四及第六封裝組態300b及400b之方法600的流程圖。方法600包括相對於彼此水平地平鋪PIC及驅動器IC且將該PIC及該驅動器IC與PCB垂直地整合。方法600包括在印刷電路板(PCB)之第一側上將複數個BGA連接件以機械及電方式耦接至該PCB (階段605)。該PCB具有經尺寸設定以收納光纖之PCB空腔。方法600進一步包括經由該等BGA連接件中之至少一者，在載體之第一側上，將該載體以機械方式耦接至該PCB，該載體包括經安置於該載體之該第一側上之一再分佈層(RDL)，且包括複數個RDL互連件(階段610)。方法600進一步包括將光子積體電路(PIC)以機械方式耦接至該載體(階段615)，且將驅動器IC以機械方式耦接至該載體(階段620)。方法600進一步包括經由該等RDL連接件中之至少一者及該等BGA連接件中之至少一者，將該驅動器IC的第一側電耦接至該PCB的第一側(階段625)。方法600包括經由該等RDL互連件中之至少一者，將該驅動器IC之該第一側電耦接至該PIC的第一側(階段630)。
方法600之一實例實施在執行時產生具有圖3B中所示之第四封裝組態300b的封裝。方法600包括在PCB 305b之第一側上將諸如BGA連接件335的複數個BGA連接件以機械及電方式耦接至印刷電路板(PCB) 305b。具有PCB空腔325之PCB 305b經尺寸設定以收納光纖320 (階段605)。方法600包括經由BGA 335中之至少一者，在載體365的第一側上，將載體365以機械方式耦接至PCB 305b，載體365包括經安置於載體365之第一側上的再分佈層(RDL) 380，且包括複數個RDL互連件360 (階段610)。方法600進一步包括將光子積體電路(PIC) 315以機械方式耦接至載體365 (階段615)，且將驅動器IC 310以機械方式耦接至載體365 (階段620)。在一些實施中，方法600之階段620亦可包括使光子積體電路(PIC) 315位於RDL 380的第二側與PCB 305b的第一側之間，且經由諸如BB 350的至少一個第一凸塊接合連接件，將PIC 315之第一側以機械方式耦接至RDL 380之第二側。該方法包括經由RDL互連件360中之至少一者及BGA 335中之至少一者，將驅動器IC 310的第一側電耦接至PCB 305b的第一側(階段625)。在一些實施中，方法600之階段625可包括使驅動器IC 310位於RDL 380的第二側與PCB 305b的第一側之間。方法600進一步包括經由RDL互連件360中之至少一者，將驅動器IC 310的第一側電耦接至PIC 315的第一側(階段630)。在一些實施中，方法600之階段630亦可包括經由諸如BB 340的複數個第二凸塊接合連接件，將驅動器IC 365的第一側以機械及電方式耦接至RDL 380的第二側。在一些實施中，方法600之階段630可包括經由諸如BB 340之第一凸塊接合連接件中之至少一者、RDL互連件360中之至少一者，以及諸如BB 350之第二凸塊接合連接件中之至少一者，將驅動器IC 310的第一側電耦接至PIC 315的第一側。
在一些實施中，方法600在執行時產生具有圖4B中所示之 第六封裝組態的封裝。方法600包括在PCB 405b的第一側上將諸如BGA連接件435的複數個BGA連接件以機械及電方式耦接至印刷電路板(PCB) 405b，PCB 405b具有PCB空腔425，該PCB空腔經尺寸設定以收納光纖420 (階段605)。方法600包括經由至少一個BGA連接件435在載體465的第一側上將載體465以機械方式耦接至PCB 405b，載體465包括安置於載體465之第一側上的再分佈層(RDL) 480且包括複數個RDL互連件460 (階段610)。方法600進一步包括將光子積體電路(PIC) 415以機械方式耦接至載體465 (階段615)且將驅動器IC 410以機械方式耦接至載體465 (階段620)。在一些實施中，方法600之階段620可進一步包括使光子積體電路(PIC) 415位於載體465內且使驅動器IC 410位於載體465內。在一些實施中，方法600之階段620可進一步包括使PIC 415位於處於PCB 415之第一側中的PCB空腔425中，使得PIC 415之第一側的第一部分與PCB空腔425重疊，且PIC 415之第一側的第二部分與PCB 405b的第一側重疊。RDL 480跨PIC 415之第一側及驅動器IC 410之第一側安置。該方法包括經由RDL互連件460中之至少一者及至少一個BGA連接件435將驅動器1C 410的第一側電耦接至PCB 405b的第一側(階段625)。方法600進一步包括經由RDL互連件460中之至少一者將驅動器1C 410的第一側電耦接至PIC 415的第一側(階段630)。在一些實施中，RDL 480可跨PIC 415之第一側的與PCB 405b重疊之第二部分安置。
如上文所提及，方法500及600可包括藉由倒裝晶片連接組件與一或多個凸塊接合件在該等組件之間建立電及/或機械連接。在一些實施中，可使用焊料形成凸塊接合件。在一些實施中，可使用除了焊料之外的材料形成凸塊接合件，該等材料諸如但不限於銅、錫或金、其合金，或一般技術者己知的在形成凸塊接合件時有用的其他導電材料或複合材料。
儘管本說明書包含許多特定實施細節，但此等細節不應被解釋為對任何發明或可主張之內容的範圍的限制，而是作為對特定於特定發明之特定實施之特徵的描述。在本說明書中在單獨實施之上下文中所描述的某些特徵亦能夠在單一實施中以組合方式實施。相反，在單一實施之上下文中所描述的各種特徵亦能夠在多個實施中單獨地或以任何合適的子組合來實施。此外，儘管特徵在上文可描述為以某些組合起作用且甚至最初要求如此，但來自所要求之組合的一或多個特徵在某些情況下可自該組合中刪除，且所要求之組合可以針對子組合或子組合的變化。
類似地，儘管操作在附圖中係按特定次序描述，但此不應被理解為要求以所示之特定次序或按順序次序執行此等操作，或執行所有所說明操作，以達成期望的結果。在某些情況下，多任務及並行處理可為有利的。此外，在上述的實施中之各種系統組件的分離不應被理解為在所有實施中都需要此分離，且應理解，所描述之程式組件及系統通常能夠一起整合在單一軟體產品中或封裝成多個軟體產品。
對「或」的引用可被解釋為包括性的，使得使用「或」描述的任何術語可指示單一、多於一個及全部所描述術語中之任一者。標籤「第一」、「第二」、「第三」等不一定意謂指示排序且通常僅用於區分相同或相似的項目或要素。
對於熟習此項技術者而言，對本發明中所描述之實施的各種修改為可顯而易見的，且在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，可將本文中所定義的一般原理應用於其他實施。因此，申請專利範圍不欲限於本文中所示之實施，而應依照與本發明一致的最寬範圍、本文中所揭示之原理及新穎特徵。
100‧‧‧第一積體組件封裝組態
105‧‧‧印刷電路板(PCB)
110‧‧‧驅動器積體電路(IC)
115‧‧‧光子積體電路(PIC)
130‧‧‧插入器
140‧‧‧凸塊接合件(BB)
145‧‧‧凸塊接合件(BB)
150‧‧‧凸塊接合件(BB)
160‧‧‧鍍通孔(PTH)
200‧‧‧第二積體組件封裝組態
205‧‧‧印刷電路板(PCB)
210‧‧‧驅動器IC
215‧‧‧光子積體電路(PIC)
225‧‧‧PCB空腔
240‧‧‧凸塊接合件(BB)
250‧‧‧凸塊接合件(BB)
300a‧‧‧第三積體組件封裝組態
300b‧‧‧第四積體組件封裝組態
305a‧‧‧PCB
305b‧‧‧PCB
310‧‧‧驅動器IC
315‧‧‧光子積體電路(PIC)
320‧‧‧光纖
325‧‧‧PCB空腔
326‧‧‧光纖空腔
327‧‧‧空間
335‧‧‧BGA連接件
340‧‧‧凸塊接合件(BB)
350‧‧‧凸塊接合件(BB)
365‧‧‧載體
380‧‧‧再分佈層(RDL)
400a‧‧‧第五積體組件封裝組態
400b‧‧‧第六積體組件封裝組態
405a‧‧‧PCB
405b‧‧‧PCB
410‧‧‧驅動器IC
415‧‧‧光子積體電路(PIC)
420‧‧‧光纖
425‧‧‧PCB空腔
435‧‧‧BGA連接件
460‧‧‧RDL互連件
465‧‧‧載體
470‧‧‧模具穿孔(TMV)
480‧‧‧再分佈層(RDL)
500‧‧‧方法
505‧‧‧階段
510‧‧‧階段
515‧‧‧階段
600‧‧‧方法
605‧‧‧階段
610‧‧‧階段
615‧‧‧階段
620‧‧‧階段
625‧‧‧階段
630‧‧‧階段
如附圖中所圖示，前述內容將自本發明之實例實施的以下更特定描述變得顯而易見。附圖不一定按比例繪製，而是將重點放在圖示本發明之實施上。
圖1A為根據一實例實施的第一積體組件封裝組態之俯視圖的圖。
圖1B為圖1A中所示的第一積體組件封裝組態之側視圖的圖。
圖2A為根據一實例實施的第二積體組件封裝組態之俯視圖的圖。
圖2B為圖2A中所示的第二積體組件封裝組態之側視圖的圖。
圖3A為根據一實例實施的第三積體封裝組態之側視圖的圖。
圖3B為根據一實例實施的第四積體組件封裝之側視圖的圖。
圖4A為根據一實例實施的第五積體組件封裝組態之側視圖的圖。
圖4B為根據一實例實施的第六積體組件封裝組態之側視圖的圖。
圖5為用於組裝圖1A至圖2B中所示的積體組件封裝之方法的流程圖。
圖6為用於組裝圖3A至圖4B中所示的積體組件封裝之方法的流程圖。
為了清楚起見，並非每個組件都可在每個圖中加以標註。圖式不欲按比例繪製。各種圖中的相似參考數字及標記指示相似元件。

Claims (20)

  1. 一種積體組件封裝，其包含： 一印刷電路板(PCB)； 一光子積體電路(PIC)，該PIC在其之一第一側上以機械方式耦接至該PCB； 一驅動器IC，該驅動器IC具有一第一側，其中該驅動器IC之該第一側 (i)經由一第一集合的凸塊接合連接件以機械及電方式直接地耦接至該PIC之一第二側，且 (ii)經由一第二集合的凸塊接合連接件電耦接至該PCB。
  2. 如請求項1之封裝，進一步包含處於該PCB之一第一側中ˊ一空腔，其中該PIC係在該PCB空腔內，且該PIC之該第一側面對該PCB空腔之一底板。
  3. 如請求項2之封裝，其中該驅動器IC之該第一側係經由該第二集合的凸塊接合連接件以機械方式直接地耦接至該PCB。
  4. 如請求項1之封裝，進一步包含具有一第一側及一第二側之一插入器，其中： 該插入器之該第一側係經由一第三集合的凸塊接合連接件以機械方式耦接至該PCB， 該插入器之該第二側係經由該第二集合的凸塊接合連接件以機械方式耦接至該驅動器IC之該第一側，且 該驅動器IC之該第一側係經由該第二集合的凸塊接合連接件、該插入器及該第三集合的凸塊接合連接件電耦接至該PCB。
  5. 如請求項4之封裝，其中該插入器包含一多層基板，該多層基板包括導體及介電質之交替層。
  6. 如請求項4之封裝，其中該插入器包含一或多個鍍通孔(PTH)。
  7. 如請求項6之封裝，其中該驅動器IC之該第一側至該PCB之經由該插入器的電耦接包括至少一個PTH。
  8. 如請求項4之封裝，其中該插入器包含玻璃。
  9. 如請求項6之封裝，其中該插入器包含矽，且該一或多個鍍通孔為矽穿孔(TSV)。
  10. 如請求項1之封裝，其中該PIC係表面黏著至該PCB上。
  11. 如請求項1之封裝，其中該PIC係以倒裝晶片方式接合至該PIC之該第二側，且該第一集合的凸塊接合連接件包括一或多個凸塊接合件(BB)。
  12. 一種組裝一積體組件封裝之方法，該方法包含： 在一光子積體電路(PIC)之一第一側上，將該PIC以機械方式耦接至一印刷電路板(PCB)； 經由一第一集合的凸塊接合連接件，將一驅動器IC之一第一側以機械及電方式直接地耦接至該PIC之一第二側；及 經由一第二集合的凸塊接合連接件，將一驅動器IC之該第一側電耦接至該PCB。
  13. 如請求項12之方法，其中將該PIC耦接至一PCB包含將該PIC置放在處於該PCB之一第一側中之一PCB空腔內，使得該PIC之該第一側面對該PCB空腔之一底板。
  14. 如請求項13之方法，進一步包含經由一第二集合的凸塊接合連接件，將該驅動器IC之該第一側以機械方式直接地耦接至該PCB。
  15. 如請求項12之方法，進一步包含： 經由一第三集合的凸塊接合連接件，將一插入器之一第一側以機械方式耦接至該PCB， 經由該第二集合的凸塊接合連接件，將該插入器之一第二側以機械方式耦接至該驅動器IC之該第一側；及 經由該第二集合的凸塊接合連接件、該插入器及該第三集合的凸塊接合連接件，將該驅動器IC之該第一側電耦接至該PCB。
  16. 如請求項12之方法，其中該插入器包含一多層基板，該多層基板包括導體及介電質之交替層。
  17. 如請求項15之方法，其中該插入器包含一或多個鍍通孔(PTH)。
  18. 如請求項17之方法，其中該驅動器IC之該第一側至該PCB之經由該插入器的電耦接包括至少一個PTH。
  19. 如請求項15之方法，其中該插入器包含玻璃。
  20. 如請求項17之方法，其中該插入器包含矽，且該一或多個鍍通孔為矽穿孔(TSV)。
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