CN107068663B - 具有光接口的半导体芯片封装 - Google Patents

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Abstract

具有光接口的半导体芯片封装。一种半导体封装包括：芯片，其具有第一表面和第二表面；模塑件，其被配置为包封所述芯片；垂直导电通道，其在穿过所述模塑件的同时电连接至形成在所述芯片的第二表面上的焊盘；布线图案，其电连接至形成在所述芯片的第一表面上的焊盘并且被配置为在所述半导体封装中执行电连接；光器件，其被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；以及外部连接端子，其被配置为将所述半导体封装电连接至外部。

Description

具有光接口的半导体芯片封装
技术领域
本发明涉及具有光接口的半导体芯片封装。
背景技术
随着数字网络信息时代的到来，诸如多媒体产品、数字家用电器、个人数字装置等的产品快速增长。半导体芯片封装技术在于利用环氧模塑化合物(EMC)来安全地覆盖半导体芯片以保护半导体芯片免受外部冲击、光、水分等的影响。此技术已从在一个封装中仅包括一个芯片的技术发展为在一个封装中包括多个芯片的多芯片封装(MCP)技术或多芯片模块(MCM)技术。
发明内容
光通信模块应该包括机械装置，该机械装置固定用于发送光信号的光缆、将从光缆发送的光信号转换为电信号或者将要发送至光缆的光信号转换为电信号的光器件以及与光器件交换信息的接口电路。在根据现有技术的光通信模块中，光缆固定构件、光器件和接口电路芯片应该根据不同的工艺被布置为在电路板上彼此间隔开。因此，电路板的面积增大，制造光通信模块的工艺复杂。另外，从光器件供应的电信号经由形成在电路板上的导电条带被提供给光电电路，因此可能劣化。
为了解决上述现有技术的问题，本文所阐述的实施方式涉及一种光通信模块，其中光器件和光接口电路形成在同一封装中以减小电路板的面积并且防止信号经由形成在电路板上的导电条带被发送。因此，最终电路可按照简单和经济的方式制造，并且可阻止电信号劣化。
根据本发明的一方面，一种半导体封装包括：芯片，其具有第一表面和第二表面；模塑件，其被配置为包封所述芯片；垂直导电通道，其在穿过所述模塑件的同时电连接至形成在所述芯片的第二表面上的焊盘；布线图案，其电连接至形成在所述芯片的第一表面上的焊盘并且被配置为在所述半导体封装中执行电连接；光器件，其被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；以及外部连接端子，其被配置为将所述半导体封装电连接至外部。
根据本发明的另一方面，一种半导体封装包括：芯片，其具有第一表面；模塑件，其被配置为包封所述芯片；垂直导电通道，其穿过所述模塑件；光器件，其被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；布线图案，其被配置为将所述垂直导电通道和形成在所述芯片的第一表面上的焊盘电连接，并且在所述半导体封装中执行电连接；以及外部连接端子，其被配置为将所述半导体封装电连接至外部。
根据本发明的另一方面，一种半导体封装包括：芯片，其包括形成在其第一表面上的焊盘；通孔基板，其包括通孔；模塑件，其被配置为包封所述芯片和所述通孔基板；垂直导电通道，其在穿过所述模塑件的同时连接至所述通孔；光器件，其被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；布线图案，其被配置为将所述通孔和所述焊盘彼此电连接；以及外部连接端子，其被配置为将所述半导体封装电连接至外部。
根据本发明的另一方面，一种半导体封装包括：芯片，其包括焊盘；光器件，其包括焊盘；模塑件，其被配置为包封所述光器件和所述芯片；布线图案，其被配置为将所述光器件和所述芯片电连接；以及外部连接端子，其被配置为将所述半导体封装电连接至外部。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施方式，对于本领域普通技术人员而言，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更显而易见，附图中：
图1至图3是根据第一实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图；
图4是根据第二实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图；
图5是根据第三实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图；
图6是根据第四实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图；
图7中的(a)至图7中的(d)是示意性地示出根据实施方式的光缆固定构件的示图；
图8中的(a)至图8中的(d)是示意性地示出光缆固定构件被固定的状态的示图；
图9中的(a)和图9中的(b)是示出当光器件被布置在模塑件的表面上时用于使光器件和光缆固定构件之间的光损失最小化的结构的示图；
图10中的(a)至图10中的(d)是示意性地示出根据实施方式的半导体封装的外部连接端子的示图；
图11中的(a)至图11中的(d)是示意性地示出根据其它实施方式的半导体封装的外部连接端子的示图；
图12中的(a)和图12中的(b)是示出根据第五实施方式的半导体封装和外部装置彼此组合的状态的示例的示意性横截面图；以及
图13是示出根据第五实施方式的半导体封装和外部装置彼此组合的状态的另一示例的示意性横截面图。
附图标号
10,12,14,16：半导体封装 100：光模块
110：光器件 120：透镜部
200a,200b：垂直导电通道 300,301：芯片
310：第一表面 312：焊盘
320：第二表面 322：焊盘
400：模塑件 410：开口
510：钝化层 520：布线图案
530：外部连接端子 600：通孔基板
610：通孔 620：薄膜基板
700：子封装 810：开口
820：壳体 830a,830b：突起
w：线 c：光缆
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。尽管结合其示例性实施方式示出和描述本发明，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种修改。
本发明的以下描述仅提供描述本发明的结构和功能特性的实施方式，因此本发明的范围不应被解释为受本文阐述的实施方式限制。即，可对这些实施方式进行形式和细节上的各种改变，因此本发明的范围应该被理解为包括落入本发明的范围内的等同物。
本文所使用的术语应该如下面将描述的理解。
诸如第一、第二等的术语仅用于将一个元件与另一元件相区分，因此，本发明的范围不应受这些术语限制。例如，第一元件可被称为第二元件，第二元件可被称为第一元件。
将理解，当元件被称作“在”另一元件“上”时，所述元件可直接在另一元件上，或者有中间元件。相比之下，当元件被称作“与”另一元件“接触”时，它们之间不存在中间元件。描述元件之间的关系的其它表达(例如，“经由”、“直接经由”、“在…之间”、“直接在…之间”、“邻近”、“直接邻近”等)应该相似地理解。
如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。还将理解，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时指明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
本文所述的所有方法的操作可按照与本文所述的顺序不同的顺序来执行，除非上下文清楚地另外指示。即，操作可按照本文所述的顺序执行，可与本文所述的顺序基本上同时执行，或者可按照与本文所述的顺序相反的顺序执行。
在描述本发明的实施方式所参考的附图中，为了说明方便并且为了更好地理解本发明，元件的尺寸、高度、厚度等被故意夸大，元件的尺寸未必按比例扩大或缩小。另外，在附图中，一些元件的尺寸可被故意缩小，一些元件的尺寸可被故意扩大。
除非另外定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，诸如常用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的背景下的含义一致的含义，将不从理想化或过于形式的意义上解释，除非本文中明确地如此定义。
第一实施方式
图1是根据第一实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图。参照图1，根据本实施方式的半导体封装10包括具有焊盘312的芯片300和301、具有焊盘112的光器件110、用于包封光器件110以及芯片300和301的模塑件400、用于将光器件110与芯片300和301彼此电连接的布线图案520以及用于将半导体封装10与外部电连接的外部连接端子530。
光模块100包括光器件110，其将供应给它的光信号转换为与光信号对应的电信号或者将供应给它的电信号转换为与电信号对应的光信号。光模块100还可包括在光器件110上的透镜部120。在一个实施方式中，光器件110可以是生成与供应给它的光对应的电信号的光电二极管。光电二极管经由连接至焊盘312的布线图案520将电信号供应给芯片300和301。
在另一实施方式中，光器件110可以是生成与经由布线图案520供应的电信号对应的光信号的发光二极管(LED)或者在与芯片300和301的表面垂直的方向上发射光信号的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。从光器件110供应的光或者供应给光器件110的光不限于诸如红外线、可见光、激光等的光的波长，可以是使得至少两方可彼此通信的任何类型的光。
透镜部120包括透镜，光器件110可通过该透镜来有效地提供或聚集光。尽管图1示出透镜部120包括凸透镜，本发明不限于此，透镜部120可包括凸透镜、凹透镜和/或包括凸透镜和凹透镜的复合透镜，或者透镜以外的透明膜。
在图1的实施方式中，光器件110经由连接至焊盘112的布线图案520来与接口芯片交换电信号。在图2和图3的实施方式中，光器件110的接合引线w与通孔610的一个表面接触，布线图案(520)与通孔610的另一表面接触，从而将光器件110、通孔610和布线图案520彼此电连接。在本实施方式中，当光器件110是光接收器件时，光器件110生成与接收的光信号对应的电信号并且将它提供给芯片300和301。当光器件110是光发射器件时，芯片300和301生成电信号并且将它们提供给光器件110，光器件110将与接收的电信号对应的光信号提供给外部。
接口芯片300包括执行期望的操作的电路(未示出)以及向电路提供输入信号并且向外部提供输出信号的焊盘312和322。在一个实施方式中，当光器件110是光发射器件时，接口芯片300可包括驱动器电路，该驱动器电路供应电信号以使得光发射器件可提供光。当光器件110是光接收器件时，芯片300可包括放大器电路，该放大器电路放大与光接收器件所生成的光信号对应的电信号或者将电信号放大为差分信号。在一个实施方式中，如图1所示，焊盘312形成在芯片300的第一表面310上，并且将信号发送至电路或者从电路接收信号。在另一实施方式中，如图4所示，焊盘312和322形成在芯片300的第一表面310和第二表面320上以将信号发送至电路或者从电路接收信号。
图1示出多个芯片形成在一个封装中的系统封装。在图1中，与芯片300封装的芯片301可以是例如包括与信号处理系统有关的电路的芯片。在根据另一实施方式的半导体封装中，芯片和子封装可形成在同一封装中(参见图3)。在另一实施方式中(未示出)，具有光发射器件、光发射器件的驱动器电路、光接收器件和光接收器件的放大器电路的芯片以及至少一个信号处理芯片可形成在半导体封装中。
模塑件400包封芯片300。在一个实施方式中，芯片300和301被布置在载体基板(未示出)上，二者间有剥离胶带(未示出)，在其上形成环氧模塑化合物(EMC)层并硬化，然后对所得结构执行表面平坦化。然后，利用剥离胶带使硬化的EMC层和载体基板彼此分离，从而获得硬化的模塑件400。
在一个实施方式中，模塑件400是透明的。模塑件400是透明的应该被理解为包括模塑件400的材料是透明的情况以及模塑件400的厚度t足够薄以将从外部供应的光信号透射至光器件110或者将从光器件110供应的光透射至半导体封装10的外部的情况。因此，光信号可被供应给光器件110或者可通过透明的模塑件400从光器件110被供应至外部。在另一实施方式中，模塑件400是不透明的。当模塑件400不透明时，无法从外部将光信号供应至光器件110，或者光器件110无法将光信号供应至外部。因此，插入光缆的开口410(参见图2)形成在模塑件400中以将光信号发送至光器件110或者从光器件110接收光信号。
在一个实施方式中，介电层或钝化层510、布线图案520和外部连接端子530形成在第一表面310上。这里，如果需要，介电层或布线图案520中的每一个可按照多个层形成。介电层或钝化层510是将多个层的布线图案彼此绝缘或者将暴露的第二表面320与外部隔绝并且保护半导体的表面免受对半导体的表面有害的环境影响以使半导体的特性稳定的膜。介电层或钝化层510吸收改变半导体的表面的特性的离子或者防止离子的移动。
布线图案520在半导体封装10中执行电连接。在一个实施方式中，布线图案520电连接至芯片300和301的焊盘322，并且执行电气布线功能以将电处理的信号发送至芯片301或者将从芯片301供应的信号发送至芯片300。例如，布线图案520可通过溅射、蒸发等来形成。布线图案520由诸如金、银、铜或铝的导电金属形成，但不限于此。
外部连接端子530经由布线图案520电连接至形成在第二表面320上的焊盘322。外部连接端子530将从半导体封装10的外部供应的电信号提供给半导体封装10，或者将由半导体封装10生成的电信号提供至半导体封装10的外部。在一个实施方式中，外部连接端子530是如图1所示的焊球。在另一实施方式中(未示出)，外部连接端子530可以是金属凸块。
在图2的实施方式中，光器件110可被设置在通孔基板600上，并且可通过形成在通孔基板600上的通孔610来与芯片通信电信号。通孔基板600包括薄膜基板620以及穿过薄膜基板620的通孔610。光器件110被设置在薄膜基板620的一个表面上。例如，如图2所示，光器件110通过引线w电连接至在薄膜基板620的一个表面上暴露的通孔610。在另一实施方式中(未示出)，当形成在光器件110的后表面上的焊盘112(参见图1)连接至在薄膜基板620的一个表面上暴露的通孔610时，光器件110电连接至通孔610。通孔610的另一表面可连接至布线图案520以将电信号发送至芯片300和301或者从芯片300和301接收电信号。
当模塑件400是不透明模塑件时，光器件110和光缆c中的每一个无法将光信号发送至另一个或者从另一个接收光信号。因此，插入光缆c的开口410形成在模塑件400中。开口410可通过经由激光穿透模塑件400来形成，或者可如半导体工艺中一样根据图案形成和蚀刻工艺来形成。
在一个实施方式中，可在光器件110或透镜部120上进一步形成保护图案(未示出)。保护图案在形成开口410时保护光器件110或透镜部120免受激光影响，并且可以是被构图的金属层。
在图3的实施方式中，设置在薄膜基板620上并且电连接至通孔610的光器件110与透明膜630模塑，从而形成子封装700。在图3的实施方式中，子封装700可进一步包括设置在透明膜630的表面上的保护图案(未示出)。当执行穿孔时，保护图案防止光器件110、透镜部120或透明膜630受到激光或蚀刻工艺损坏。
光缆c经由开口410插入半导体封装10中以将光信号发送至光器件110或者从光器件110接收光信号。在图2的实施方式中，通过光缆c将光信号发送至光器件110或者从光器件110接收光信号。在图3的实施方式中，通过光缆c经由透明膜630将光信号发送至光器件110或者从光器件110接收光信号。光器件110经由通孔610和布线图案520从芯片接收电信号或者将电信号发送至芯片。
第二实施方式
图4是根据第二实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图。下面将参照图4描述根据第二实施方式的具有光接口的半导体封装。为了简明和清楚的描述，这里可不再描述与先前实施方式相同或基本上相同的部件。
参照图4，根据本实施方式的半导体封装12包括具有第一表面310和第二表面320的芯片300、包封芯片300的模塑件400、在穿过模塑件400的同时电连接至形成在芯片300的第二表面320上的焊盘322的垂直导电通道200a和200b、电连接至形成在芯片300的第一表面310上的焊盘312并且在半导体封装12中执行电连接的布线图案520、布置在半导体封装12的表面上并且电连接至垂直导电通道200a和200b的光器件110以及将半导体封装12电连接至外部的外部连接端子530。
在一个实施方式中，光器件110通过形成在光器件110的一个表面上的焊盘以及接合至光器件110的引线w来电连接至垂直导电通道200a，并且当形成在光器件110的另一表面上的焊盘与垂直导电通道200b接触时电连接至垂直导电通道200b。在另一实施方式中(未示出)，光器件110通过形成在光器件110的一个表面上的焊盘以及分别连接至垂直导电通道200a和200b的引线来电连接至垂直导电通道200a和200b。在另一实施方式中(未示出)，当形成在光器件110的另一表面上的焊盘与垂直导电通道200a和200b接触时，光器件110可电连接至垂直导电通道200a和200b。
垂直导电通道200a和200b穿过模塑件400并且电连接至形成在芯片300的第一表面310上的焊盘312。在一个实施方式中，垂直导电通道200a和200b可通过经由激光穿透模塑件400来形成，或者通过根据图案形成和蚀刻工艺形成穿孔并且利用导电金属填充穿孔来形成。垂直导电通道200a和200b可由诸如金、银或铜的金属形成，但是不限于此，可由任何导电金属形成。垂直导电通道200a和200b可通过经由溅射、蒸发或镀覆利用导电金属填充穿孔，然后将模塑件400的表面平坦化来形成。
在本实施方式中，术语“垂直导电通道”应该被理解为包括在物理垂直方向上形成的导电通道以及电信号通过其在模塑件的表面上流动，穿过模塑件，然后被供应给芯片的导电通道。因此，即使导电通道被形成为倾斜地穿过模塑件400的表面并且延伸至包括在模塑件400中的芯片300，该导电通道也应该被理解为落入根据本实施方式的垂直导电通道的范围内。在一个实施方式中，光器件110通过接合至光器件110的引线w来电连接至垂直导电通道200a和200b。引线w可以是例如金引线。
用来将输入信号供应至电路或者将输出信号供应至外部的焊盘312和322形成在芯片300的第一表面310和第二表面320上。形成在芯片300的第二表面320上的焊盘322电连接至垂直导电通道200a和200b以与光器件110通信电信号，形成在芯片300的第一表面310上的焊盘312电连接至布线图案520以与半导体封装12的外部或者包括在半导体封装12中的另一芯片通信电信号。
第三实施方式
图5是根据第三实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图。下面将参照图5描述根据第三实施方式的具有光接口的半导体封装。为了简明和清楚的描述，这里可不再描述与先前实施方式相同或基本上相同的部件。参照图5，根据本实施方式的半导体封装14包括具有第一表面310的芯片300、包封芯片300的模塑件400、在穿过模塑件400的同时连接至模塑件400的垂直导电通道200a和200b、布置在半导体封装14的表面上以电连接到垂直导电通道200a和200b的光器件110、将垂直导电通道200a和200b与形成在芯片300的第一表面310上的焊盘电连接并且在半导体封装14中执行电连接的布线图案520以及将半导体封装14电连接至外部的外部连接端子530。
光器件110通过形成在光器件110的一个表面上的焊盘来电连接至垂直导电通道200a和200b。在图1的第一实施方式中，当形成在光器件110的后表面上的焊盘112和布线图案520彼此接触时，光器件110电连接至垂直导电通道200a和200b。相比之下，在本实施方式中，形成在光器件110的顶表面上的焊盘(未示出)与垂直导电通道200a和200b经由引线电连接。如先前实施方式中一样，引线可以是金引线。
在根据第三实施方式的半导体封装14中，垂直导电通道200a和200b通过穿过模塑件400来形成，垂直导电通道200a的暴露的一端与垂直导电通道200b的暴露的一端通过布线图案520电连接至芯片300和芯片301，并且通过钝化层510来保护。
例如，当光器件110是光接收器件时，从光器件110供应的电信号通过引线w被发送至垂直导电通道200a和200b。电信号通过电连接至垂直导电通道200a和200b的布线图案520被发送至芯片300和301。芯片300和301处理电信号。作为另一示例，当光器件110是光发射器件时，芯片300和301生成用于驱动光发射器件的电信号并且经由焊盘312将其发送至布线图案520。布线图案520将电信号发送至垂直导电通道200a和200b，光器件110经由引线从垂直导电通道200a和200b接收电信号，生成与电信号对应的光信号，并且将光信号发送至垂直导电通道200a和200b。
第四实施方式
图6是根据第四实施方式的具有光接口的半导体封装的示意性横截面图。下面将参照图6描述根据第四实施方式的具有光接口的半导体封装。为了简明和清楚的描述，这里可不再描述与先前实施方式相同或基本上相同的部件。参照图6，根据本实施方式的半导体封装16包括在其第一表面310上形成有焊盘的芯片300、具有通孔610的通孔基板600、包封芯片300和通孔基板600的模塑件400、在穿过模塑件400的同时连接至通孔610的垂直导电通道200a和200b、布置在半导体封装16的表面上以电连接至垂直导电通道200a和200b的光器件110、将通孔610和焊盘电连接的布线图案520以及将半导体封装16电连接至外部的外部连接端子530。
光器件110经由引线电连接至垂直导电通道200a和200b。垂直导电通道200a和200b电连接至形成在通孔基板600上的通孔610的一侧。通孔基板610包括由薄膜形成的薄膜基板620以及穿过薄膜基板620的通孔610。通孔基板600与芯片300和芯片301模塑以被包括在同一封装中。布线图案520电连接至通孔610的另一侧。因此，从光器件110供应的电信号或者供应给光器件110的电信号穿过通孔基板600的通孔610。
图7中的(a)至图7中的(d)是示意性地示出根据本发明的实施方式的光缆固定构件的示图。参照图7中的(a)和图7中的(b)，光缆固定构件包括：壳体820，其具有开口810，光缆c被插入该开口810中；两个或更多个突起830a和830b，其要被插入目标对象中以固定壳体。光缆固定构件在光缆c被插入开口410中时引导光缆c(参见图4)并且固定光缆c使其不分离。
在图7中的(c)和图7中的(d)的实施方式中，光缆固定构件还可包括通过反射或折射经由光缆c供应的光信号来改变光路的光路改变构件840。例如，光路改变构件840可包括棱镜、反射镜、凸透镜和凹透镜中的至少一种。
图8中的(a)至图8中的(d)是示意性地示出光缆固定构件被固定的状态的示图。参照图8中的(a)，光缆固定构件800可与光接收器件110对准以使具有光接口的半导体封装10a的模塑件中的光损失最小化。参照图8中的(b)，光缆固定构件800可被布置在印刷电路板(未示出)上以与半导体封装10a的光接收器件对准，以使光损失最小化。参照图8中的(c)，光缆固定构件800引导光缆c被插入半导体封装10b的开口中并且固定光缆c使其不从半导体封装10b分离。光缆固定构件800可如图8中的(c)所示被固定在半导体封装10b的模塑件上，或者可如图8中的(d)所示被固定在印刷电路板(未示出)上。
尽管未示出，图8中的(a)和图8中的(c)所示的光缆固定构件800可被布置在印刷电路板(未示出)上，图8中的(b)和图8中的(d)所示的光缆固定构件800可分别被布置在半导体封装10a和10b的模塑件上。
尽管示出了根据图8中的(a)和图8中的(b)的实施方式的光缆固定构件800包括透镜部，本发明不限于此，光缆固定构件800可不包括透镜部。另外，在图8中的(c)和图8中的(d)的实施方式中，光缆c经由开口被插入模塑件中，但是当模塑件是透明模塑件时，光缆c可与光器件通信而不必将光缆c如上所述插入开口中。
图9中的(a)和图9中的(b)是示出当光器件被布置在模塑件的表面上时用于使光器件与光缆固定构件之间的光损失最小化的结构的示图。孔H1和H2形成在模塑件400的表面上以使光缆固定构件对准。如图9中的(a)所示，与光器件110相邻的孔H2被形成为直径小于比孔H2更远离光器件110的孔H1。另外，孔H1的中心和孔H2的中心之间的距离d2被设定为大于孔H2的中心和光器件110的中心之间的距离d1。
图9中的(b)是示意性地示出使光缆固定构件和光器件110彼此对准的工艺的示图。光缆固定构件包括用于固定的目的的两个突起830a和830b。这两个突起830a和830b分别被插入孔H1和H2中。突起830a和830b的直径等于孔H2的直径并且小于孔H1的直径。因此，随着突起830a移动，光缆固定构件可绕插入孔H2中的突起830b枢转。
附接至光缆固定构件的光路改变构件840在从位置840a至位置840b的范围内移动，如图9中的(b)所示。即，由于孔H1和孔H2的中心之间的距离d2大于孔H2和光器件110的中心之间的距离d1，所以尽管突起830a在孔H1内移动，光缆固定构件的移动范围不大。因此，为了使从光缆固定构件提供的光的损失最小化，可在模塑件400上布置光路改变构件840。在布置光路改变构件840之后，光路改变构件840被固定到模塑件400上。
图9中的(a)和图9中的(b)示出光缆固定构件被固定到模塑件400的表面上的情况。然而，本发明不限于此，根据本发明的实施方式的封装可被固定在印刷电路板(未示出)上，然后光缆固定构件可通过应用图9中的(a)或图9中的(b)所示的结构被固定在印刷电路板上。
第五实施方式
图10中的(a)至图10中的(d)是示意性地示出根据实施方式的如上所述的半导体封装的外部连接端子的示图。图10中的(a)是根据第五实施方式的半导体封装的示例的顶视图。参照图10中的(a)，外部连接端子530可包括形成在模塑件400的表面上的导电条带532。在一个实施方式中，导电条带532的布置方式、规格和功能满足数据传输标准。例如，导电条带532满足诸如通用串行总线(USB)、IEEE 1394火线、雷电(Thunderbolt)、闪电(lightning)、高清多媒体接口(HDMI)等的数据传输标准。
图10中的(b)至图10中的(d)是根据第五实施方式的半导体封装的示例的横截面图。参照图10中的(b)至图10中的(d)，形成在模塑件400的表面上的导电条带532经由穿过模塑件400的垂直导电通道200电连接至布线图案520，并且经由布线图案520电连接至芯片300的焊盘312以将电信号发送至芯片300或者从芯片300接收电信号。
在图10中的(b)的实施方式中，导电条带532可从模塑件400的表面突出。在图10中的(c)的实施方式中，导电条带532的电连接至外部的表面可从模塑件400暴露以与模塑件400的表面平行。另外，在图10中的(d)的实施方式中，导电条带532可被包括在模塑件400中，使得它们从模塑件400的表面突出。
图11中的(a)至图11中的(d)是示意性地示出根据其它实施方式的如上所述的半导体封装的外部连接端子的示图。图11中的(a)是根据第五实施方式的半导体封装的另一示例的顶视图。参照图11中的(a)，外部连接端子530可包括形成在钝化层510的表面上的导电条带532。在一个实施方式中，导电条带532的布置方式、规格和功能满足数据传输标准。例如，导电条带532满足诸如USB、IEEE 1394火线、雷电(Thunderbolt)、闪电(lightning)、HDMI等的数据传输标准。
图11中的(b)至图11中的(d)是根据第五实施方式的半导体封装的示例的横截面图。参照图11中的(b)至图11中的(d)，形成在钝化层510的表面上的导电条带532电连接至布线图案520。导电条带532经由布线图案520电连接至芯片300的焊盘312以将电信号发送至芯片300或者从芯片300接收电信号。
在图11中的(b)的实施方式中，导电条带532可从钝化层510的表面突出。在图11中的(c)的实施方式中，导电条带532的电连接至外部的表面可从钝化层510暴露以与钝化层510的表面平行。另外，在图11中的(d)的实施方式中，导电条带532可被包括在模塑件400上，使得其电连接至外部的表面从钝化层510的表面突出。
在一个实施方式中(未示出)，导电条带532可经由垂直导电通道200电连接至形成在芯片(参见图4)的第二表面320上的焊盘以将电信号发送至芯片300或者从芯片300接收电信号。在另一实施方式中(未示出)，导电条带532可经由垂直导电通道200电连接至形成在通孔基板600(参见图6)上的通孔610。可经由连接至通孔基板600的引线路径将电信号发送至芯片300或者从芯片300接收电信号。
图12中的(a)和图12中的(b)是示出根据第五实施方式的半导体封装与外部装置彼此组合的状态的示例的示意性横截面图。参照图12中的(a)，导电条带532形成在根据第五实施方式的半导体封装10上。外部装置20可具有开口I，半导体封装10被插入该开口I中以与外部装置20机械固定。在开口I中，可形成与导电条带532(半导体封装10的外部连接端子)对应的外部连接端子534。作为形成在半导体封装10上的外部连接端子的导电条带532与形成在开口I中的外部连接端子534可彼此电连接，使得导电条带532和外部连接端子534中的一个可向另一个发送电信号和/或从另一个接收电信号，并且向另一个供应驱动电力。在图12中的(a)的实施方式中，半导体封装10和外部装置20通过将它们中的一个插入另一个中来将它们组合从而彼此固定。
图12中的(b)是示出根据第五实施方式的半导体封装10与外部装置20彼此组合的状态的另一示例的示意性横截面图。参照图12中的(b)，根据第五实施方式的半导体封装10包括导电条带532，外部装置20包括开口I，半导体封装10被插入该开口I中。在开口I中，布置有突起部P。要电连接至形成在半导体封装10中的导电条带532的外部连接端子534被设置在突起部P上。在图12中的(b)的实施方式中，外部连接端子534可电连接至形成在半导体封装10中的导电条带532，并且具有弹簧形式以向半导体封装10施加弹力，以使得被插入开口I中的半导体封装10可被固定在开口I中。在图12中的(b)的实施方式中，半导体封装10和外部装置20通过将它们中的一个插入另一个中和/或通过由形成在外部装置20中的外部连接端子534施加的弹力来彼此组合并固定。
图13是示出根据第五实施方式的半导体封装10与外部装置20彼此组合的状态的另一示例的示意性横截面图。参照图13，根据第五实施方式的半导体封装10可从光缆c接收信号或者将信号发送至光缆c。与先前实施方式相比，半导体封装10还可包括壳体H，并且可通过壳体H更安全地固定光缆c。
在壳体H中，提供中间连接端子536。中间连接端子536电连接至导电条带532(半导体封装10的外部连接端子)。另外，中间连接端子536电连接至外部装置20的外部连接端子534以使得外部装置20和半导体封装10可彼此电连接。
设置在壳体H中的中间连接端子536可具有弹簧形式，因此通过对外部装置20施加弹力来与外部装置20组合，如图13所示。在实施方式中(未示出)，外部装置20可被插入壳体H中以与壳体H组合，中间连接端子536可具有条带形式并且电连接至外部装置20的外部连接端子534。
在附图中，为了更好地理解本发明仅示出了一个光器件，可提供光接收器件和光发射器件以形成能够发送和接收光信号的封装。
根据上述实施方式，光器件被配置为将从光缆供应的光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号并且将光信号提供给光缆，并且包括芯片的光接口可被包括在与芯片相同的封装中以用于处理电信号。因此，可克服现有技术的问题(例如，当用于处理电信号的光接口和芯片彼此间隔开时所导致的电信号的劣化以及电路板的大面积)，并且可在单个封装内形成具有较小面积的基板并且能够发送和/或接收光信号并且转换和处理光信号的系统。
根据上述实施方式，光器件以及能够处理电信号的电路或系统可被包括在同一封装中。因此，电路板的面积可减小并且可防止电信号劣化。
尽管参照附图中所示的实施方式具体地示出和描述了本发明以帮助理解本发明，本领域普通技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种形式和细节上的改变。因此，本发明的范围由所附权利要求书限定。
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月11日提交的韩国专利申请No.10-2015-0158096以及2016年10月28日提交的韩国专利申请No.10-2016-0141808的优先权和权益，其公开内容通过引用全部并入本文。

Claims (82)

1.一种半导体封装，该半导体封装包括：
芯片，该芯片具有第一表面和第二表面；
模塑件，该模塑件被配置为包封所述芯片；
垂直导电通道，该垂直导电通道在穿过所述模塑件的同时电连接至形成在所述芯片的所述第二表面上的焊盘；
布线图案，该布线图案电连接至形成在所述芯片的所述第一表面上的焊盘并且被配置为在所述半导体封装中执行电连接；
光器件，该光器件被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；
外部连接端子，该外部连接端子被配置为将所述半导体封装电连接至外部；以及
光缆固定构件，该光缆固定构件被配置为使与所述半导体封装进行光信号通信的光缆固定。
2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述芯片包括下列项中的至少一个：
放大器电路，该放大器电路被配置为处理从所述光器件供应的电信号；以及
驱动器电路，该驱动器电路被配置为将所述电信号供应给所述光器件。
3.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片，
其中，所述多个芯片包括下列项中的至少一个：
包括放大器电路的芯片；以及
包括驱动器电路的芯片。
4.根据权利要求1所述的半导体封装，该半导体封装还包括至少一个信号处理芯片。
5.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述模塑件是硬化的环氧模塑化合物EMC。
6.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片，
其中，所述布线图案将所述多个芯片彼此电连接。
7.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光器件包括下列项中的至少一个：
光发射器件；以及
光接收器件。
8.根据权利要求7所述的半导体封装，其中，所述光发射器件包括下列项中的一个：
发光二极管；以及
垂直腔表面发射激光器VCSEL，并且
其中，所述光接收器件是光电二极管。
9.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光器件包括下列项中的至少一个：
光模块，该光模块被配置为使光分散或会聚；以及
透明膜。
10.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光器件和所述垂直导电通道经由形成在所述光器件的一个表面上的焊盘并且通过与所述垂直导电通道引线接合来彼此电连接，或者在形成在所述光器件的后表面上的焊盘连接至所述垂直导电通道时彼此电连接。
11.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括焊球或金属凸块。
12.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件包括：
壳体；以及
开口，该开口被形成为所述光缆通过该开口被插入所述壳体中。
13.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件还包括光路改变构件，该光路改变构件被配置为使在所述光缆和所述光器件之间供应的光信号反射或折射，以改变所述光信号的路径。
14.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件与所述光器件对准，并且被布置在所述模塑件上或者被布置在上面具有所述半导体封装的电路板上。
15.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件还包括光模块，该光模块被配置为使经由所述光缆供应的光信号或者要供应给所述光缆的光信号分散或会聚。
16.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括设置在所述半导体封装的表面上的导电条带。
17.根据权利要求16所述的半导体封装，其中，所述导电条带被布置为满足数据传输标准。
18.根据权利要求17所述的半导体封装，其中，所述数据传输标准包括通用串行总线USB、IEEE1394火线、雷电、闪电和高清多媒体接口HDMI中的一个。
19.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体使光缆固定，该光缆被用来向所述光器件发送光信号或者从所述光器件接收光信号。
20.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体包括被配置为将外部装置和所述半导体封装彼此电连接的中间连接端子。
21.一种半导体封装，该半导体封装包括：
芯片，该芯片具有第一表面；
模塑件，该模塑件被配置为包封所述芯片；
垂直导电通道，该垂直导电通道穿过所述模塑件；
光器件，该光器件被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；
布线图案，该布线图案被配置为将所述垂直导电通道和形成在所述芯片的所述第一表面上的焊盘电连接，并且在所述半导体封装中执行电连接；
外部连接端子，该外部连接端子被配置为将所述半导体封装电连接至外部；以及
光缆固定构件，该光缆固定构件被配置为使光缆固定，该光缆从所述半导体封装的外部向所述光器件发送光信号或者从所述光器件向所述半导体封装的外部发送光信号。
22.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述芯片包括下列项中的至少一个：
放大器电路，该放大器电路被配置为处理从所述光器件供应的电信号；以及
驱动器电路，该驱动器电路被配置为将所述电信号供应给所述光器件。
23.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片，
其中，所述多个芯片包括下列项中的至少一个：
包括放大器电路的芯片；以及
包括驱动器电路的芯片。
24.根据权利要求21所述的半导体封装，该半导体封装还包括至少一个信号处理芯片。
25.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述模塑件是硬化的环氧模塑化合物EMC。
26.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片，
其中，所述布线图案将所述多个芯片彼此电连接。
27.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光器件包括下列项中的至少一个：
光发射器件；以及
光接收器件。
28.根据权利要求27所述的半导体封装，其中，所述光发射器件包括下列项中的一个：
发光二极管；以及
垂直腔表面发射激光器VCSEL，并且
其中，所述光接收器件是光电二极管。
29.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光器件包括被配置为使光分散或会聚的光模块。
30.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光器件和所述垂直导电通道经由形成在所述光器件的一个表面上的焊盘并且通过与所述垂直导电通道引线接合来彼此电连接，或者在形成在所述光器件的后表面上的焊盘连接至所述垂直导电通道时彼此电连接。
31.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括焊球或金属凸块。
32.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件包括：
壳体；以及
开口，该开口被形成为所述光缆通过该开口被插入所述壳体中。
33.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件还包括光路改变构件，该光路改变构件被配置为使在所述光缆和所述光器件之间供应的光信号反射或折射，以改变所述光信号的路径。
34.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件与所述光器件对准，并且被布置在所述模塑件上或者被布置在上面具有所述半导体封装的电路板上。
35.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件还包括光模块，该光模块被配置为使经由所述光缆供应的光信号或者要供应给所述光缆的光信号分散或会聚。
36.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括设置在所述半导体封装的表面上的导电条带。
37.根据权利要求36所述的半导体封装，其中，所述导电条带被布置为满足数据传输标准。
38.根据权利要求37所述的半导体封装，其中，所述数据传输标准包括通用串行总线USB、IEEE1394火线、雷电、闪电和高清多媒体接口HDMI中的一个。
39.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体使光缆固定，该光缆被用来向所述光器件发送光信号或者从所述光器件接收光信号。
40.根据权利要求21所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体包括被配置为将外部装置和所述半导体封装彼此电连接的中间连接端子。
41.一种半导体封装，该半导体封装包括：
芯片，该芯片包括形成在该芯片的第一表面上的焊盘；
通孔基板，该通孔基板包括通孔；
模塑件，该模塑件被配置为包封所述芯片和所述通孔基板；
垂直导电通道，该垂直导电通道在穿过所述模塑件的同时连接至所述通孔；
光器件，该光器件被布置在所述半导体封装的表面上以电连接至所述垂直导电通道；
布线图案，该布线图案被配置为将所述通孔和所述焊盘彼此电连接；
外部连接端子，该外部连接端子被配置为将所述半导体封装电连接至外部；以及
光缆固定构件，该光缆固定构件被配置为使光缆固定，该光缆从所述半导体封装的外部向所述光器件发送光信号或者从所述光器件向所述半导体封装的外部发送光信号。
42.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述芯片包括下列项中的至少一个：
放大器电路，该放大器电路被配置为处理从所述光器件供应的电信号；以及
驱动器电路，该驱动器电路被配置为将所述电信号供应给所述光器件。
43.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片，
其中，所述多个芯片包括下列项中的至少一个：
包括放大器电路的芯片；以及
包括驱动器电路的芯片。
44.根据权利要求41所述的半导体封装，该半导体封装还包括至少一个信号处理芯片。
45.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述模塑件是硬化的环氧模塑化合物EMC。
46.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片和至少一个通孔基板，
其中，所述布线图案将所述多个芯片和所述至少一个通孔基板电连接。
47.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光器件包括下列项中的至少一个：
光发射器件；以及
光接收器件。
48.根据权利要求47所述的半导体封装，其中，所述光发射器件包括下列项中的一个：
发光二极管；以及
垂直腔表面发射激光器VCSEL，并且
其中，所述光接收器件是光电二极管。
49.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光器件包括被配置为使光分散或会聚的光模块。
50.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光器件和所述垂直导电通道经由形成在所述光器件的一个表面上的焊盘并且通过与所述垂直导电通道引线接合来彼此电连接，或者在形成在所述光器件的后表面上的焊盘连接至所述垂直导电通道时彼此电连接。
51.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括焊球或金属凸块。
52.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件包括：
壳体；以及
开口，该开口被形成为所述光缆通过该开口被插入所述壳体中。
53.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件还包括光路改变构件，该光路改变构件被配置为使在所述光缆和所述光器件之间供应的光信号反射或折射，以改变所述光信号的路径。
54.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件与所述光器件对准，并且被布置在所述模塑件上或者被布置在上面具有所述半导体封装的电路板上。
55.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件还包括光模块，该光模块被配置为使经由所述光缆供应的光信号或者要供应给所述光缆的光信号分散或会聚。
56.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述通孔基板包括：
薄膜基板；以及
穿过所述薄膜基板的通孔。
57.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括设置在所述半导体封装的表面上的导电条带。
58.根据权利要求57所述的半导体封装，其中，所述导电条带被布置为满足数据传输标准。
59.根据权利要求58所述的半导体封装，其中，所述数据传输标准包括通用串行总线USB、IEEE1394火线、雷电、闪电和高清多媒体接口HDMI中的一个。
60.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体使光缆固定，该光缆被用来向所述光器件发送光信号或者从所述光器件接收光信号。
61.根据权利要求41所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体包括被配置为将外部装置和所述半导体封装彼此电连接的中间连接端子。
62.一种半导体封装，该半导体封装包括：
芯片，该芯片包括焊盘；
光器件，该光器件包括焊盘；
模塑件，该模塑件被配置为包封所述光器件和所述芯片；
布线图案，该布线图案被配置为将所述光器件和所述芯片电连接；
外部连接端子，该外部连接端子被配置为将所述半导体封装电连接至外部；以及
光缆固定构件，该光缆固定构件被配置为使光缆固定，该光缆从所述半导体封装的外部向所述光器件发送光信号或者从所述光器件向所述半导体封装的外部发送光信号。
63.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述模塑件是透明模塑件，
其中，所述半导体封装的外部与所述光器件利用穿过所述透明模塑件的光信号来彼此通信。
64.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，在所述模塑件中形成开口，用于供应光信号的光缆被插入所述开口中。
65.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述芯片包括下列项中的至少一个：
放大器电路，该放大器电路被配置为处理从所述光器件供应的电信号；以及
驱动器电路，该驱动器电路被配置为将所述电信号供应给所述光器件。
66.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括多个芯片，
其中，所述多个芯片包括下列项中的至少一个：
包括放大器电路的芯片；以及
包括驱动器电路的芯片。
67.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述半导体封装还包括被配置为执行至少一个信号处理功能的芯片。
68.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述模塑件是硬化的环氧模塑化合物EMC。
69.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述半导体封装包括：
多个光器件；以及
多个芯片，
其中，所述布线图案将所述多个光器件和所述多个芯片电连接。
70.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述光器件包括下列项中的至少一个：
光发射器件；以及
光接收器件。
71.根据权利要求70所述的半导体封装，其中，所述光发射器件包括下列项中的一个：
发光二极管；以及
垂直腔表面发射激光器VCSEL，并且
其中，所述光接收器件是光电二极管。
72.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述光器件还包括被配置为使光分散或会聚的光模块。
73.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述光器件被包括在光器件子封装中，
其中，所述光器件子封装包括：
通孔基板，该通孔基板包括通孔；以及
光器件，该光器件被布置在所述通孔基板上以通过所述通孔电连接至所述布线图案。
74.根据权利要求73所述的半导体封装，其中，所述光器件子封装还包括被配置为包封所述通孔基板和所述光器件的透明模塑件。
75.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括焊球或金属凸块。
76.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件包括：
壳体；以及
开口，该开口被形成为所述光缆通过该开口被插入所述壳体中。
77.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述光缆固定构件被布置在所述模塑件上或者被布置在上面具有所述半导体封装的电路板上。
78.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述外部连接端子包括设置在所述半导体封装的表面上的导电条带。
79.根据权利要求78所述的半导体封装，其中，所述导电条带被布置为满足数据传输标准。
80.根据权利要求79所述的半导体封装，其中，所述数据传输标准包括通用串行总线USB、IEEE1394火线、雷电、闪电和高清多媒体接口HDMI中的一个。
81.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体使光缆固定，该光缆被用来向所述光器件发送光信号或者从所述光器件接收光信号。
82.根据权利要求62所述的半导体封装，其中，所述半导体封装被容纳在壳体中，
其中，所述壳体包括被配置为将外部装置和所述半导体封装彼此电连接的中间连接端子。
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