CN116338872A - 一种硅光芯片封装结构及封装方法 - Google Patents

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CN116338872A CN202111591215.1A CN202111591215A CN116338872A CN 116338872 A CN116338872 A CN 116338872A CN 202111591215 A CN202111591215 A CN 202111591215A CN 116338872 A CN116338872 A CN 116338872A
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Abstract

本申请公开了一种硅光芯片封装结构及封装方法。硅光芯片封装结构包括承载基板、硅光芯片以及封装盖体。封装盖体的封装主体与承载基板之间形成容纳腔，硅光芯片容置于容纳腔内，硅光芯片包括耦合器，封装主体具有用于形成容纳腔的内壁面，封装主体包括能够供激光穿过的通光部、一体成型于内壁面的光学部，光学部可随封装主体一起移动至与耦合器的耦合端面对位，无需再单独对光学部的位置进行调整。光学部改变激光的传播方向，使穿过通光部的激光聚焦后到达耦合器的耦合端面，有效降低耦合损耗，并可通过设计光学部的光学参数使光学部与尺寸不同的耦合端面匹配，有效增大耦合容差，从而有效提高耦合效率。

Description

一种硅光芯片封装结构及封装方法
技术领域
本申请涉及集成光学技术领域，尤其涉及一种硅光芯片封装结构及封装方法。
背景技术
光电探测器内的测量电路采用CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺制备，由于CMOS制备工艺的发展，光电探测器同集成电路一样，逐步向小型化、集成化方向发展，尤其是将整合了各种无源、有源器件的硅光芯片应用于光电探测器内的技术发展迅速，并开始广泛应用于光通信、车载激光雷达等行业。硅光芯片应用于光电探测器时需要将激光信号通过光纤等方式耦合进硅光芯片的波导，常容易出现耦合效率低的问题。
发明内容
为解决上述问题，本申请实施例提供一种硅光芯片封装结构及封装方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种硅光芯片封装结构，硅光芯片封装结构包括承载基板、硅光芯片以及封装盖体。承载基板包括安装面，硅光芯片安装于所述安装面，所述硅光芯片包括耦合器，所述耦合器具有耦合端面。封装盖体包括安装于所述安装面的封装主体，所述封装主体与所述承载基板之间形成容纳腔，所述硅光芯片容置于所述容纳腔内；其中，所述封装主体包括能够供激光穿过的通光部，所述封装主体还具有用于形成所述容纳腔的内壁面，所述封装盖体还包括一体成型于所述内壁面的光学部，所述光学部与所述耦合端面耦合对接，且所述光学部接收穿过所述通光部的激光并改变激光的传播方向以将激光聚焦后投射至所述耦合端面。
在一些示例性的实施例中，所述硅光芯片封装结构还包括光纤组件，所述通光部包括与所述光纤组件连接的外壁面，所述光纤组件传递的激光经所述外壁面进入所述通光部内并到达所述光学部，并经过所述光学部后投射至所述耦合端面。
在一些示例性的实施例中，所述外壁面为平面，且所述光纤组件传递的激光沿垂直于所述外壁面的方向进入所述通光部内。
在一些示例性的实施例中，所述光纤组件包括至少一条的光纤，所述耦合端面的数量和所述光学部的数量均与所述光纤的数量相等且一一对应；
所述光纤具有与所述外壁面贴合的光纤端面，所述光纤传递的激光穿过所述通光部后经对应的所述光学部投射至对应的所述耦合端面。
在一些示例性的实施例中，所述光纤组件还包括盖体，所述盖体具有与所述外壁面贴合的连接面以及与所述光纤数量相等并一一对应的安装通道，所述安装通道贯穿所述盖体并连通至所述连接面，所述光纤穿设于对应的所述安装通道后所述光纤端面与所述外壁面贴合；
所述硅光芯片封装结构还包括安装或一体成型于所述封装主体的连接针，所述盖体具有与所述连接针对应的连接孔，所述连接针过盈插接于所述连接孔内。
在一些示例性的实施例中，所述连接针的数量为至少两个，至少两个的所述连接针均匀分布于所述光纤外围，且所述连接针的长度方向与所述光纤的长度方向平行。
在一些示例性的实施例中，所述通光部邻近所述安装面设置，且所述通光部连接于所述安装面，所述内壁面包括位于所述通光部的第一壁面、设于所述硅光芯片背离所述安装面一侧的第二壁面，所述第一壁面和第二壁面均与所述硅光芯片间隔设置。
在一些示例性的实施例中，所述耦合器为端面耦合器，所述端面耦合器的所述耦合端面对应所述第一壁面设置；所述光学部包括第一透镜并形成于所述第一壁面，且所述第一透镜对应所述端面耦合器的所述耦合端面设置，穿过所述通光部的激光经所述第一透镜聚焦后投射至所述耦合端面。
在一些示例性的实施例中，所述耦合器为光栅耦合器，所述光栅耦合器的所述耦合端面与所述第二壁面对应；
所述光学部包括第二透镜和多个光反射元件，所述第一壁面和所述第二壁面分别形成至少一个所述光反射元件，所述第二透镜连接位于所述第二壁面的其中一个所述光反射元件，且所述第二透镜对应所述光栅耦合器的所述耦合端面设置，穿过所述通光部的激光分别经所述光反射元件改变光路和所述第二透镜聚焦后投射至所述耦合端面。
在一些示例性的实施例中，所述安装面包括第一安装区和设于所述第一安装区外围的第二安装区，所述硅光芯片安装于所述第一安装区，所述封装盖体安装于所述第二安装区，且所述第二安装区包括粘接区，所述粘接区设有粘接层，所述粘接层密封连接于所述封装盖体和所述第二安装区之间。
在一些示例性的实施例中，硅光芯片封装结构还包括与所述硅光芯片电性连接的电连接部，所述电连接部设于所述承载基板，且所述电连接部设于所述第一安装区和所述第二安装区之间。
在一些示例性的实施例中，所述第一安装区和所述第二安装区均包括凹槽面；
或，所述第一安装区和所述第二安装区内均设有定位点。
在一些示例性的实施例中，所述光学部和所述通光部由相同的透光材质制得。
第二方面，本申请实施例提供了一种硅光芯片封装方法，包括：
提供承载基板，所述承载基板包括安装面；
提供硅光芯片，将所述硅光芯片安装于所述安装面，所述硅光芯片包括耦合端面；
提供封装盖体，所述封装盖体包括封装主体；
移动所述封装盖体安装于所述安装面，所述封装主体与所述承载基板之间形成容纳腔，所述硅光芯片容置于所述容纳腔内；
其中，所述移动所述封装盖体安装于所述安装面前还包括：设置所述封装主体包括能够供激光穿过的通光部，设置所述封装主体还具有用于形成所述容纳腔的内壁面，以及设置所述封装盖体还包括一体成型于所述内壁面的光学部，以在所述移动所述封装盖体安装于所述安装面时，所述光学部与所述硅光芯片的所述耦合端面耦合对接，从而使所述光学部接收穿过所述通光部的激光并改变激光的传播方向后将激光聚焦后投射至所述耦合端面。
在一些示例性的实施例中，所述硅光芯片封装方法还包括：提供光纤组件，并在设置所述光学部一体成型于所述内壁面后，设置所述光纤组件固定于所述封装盖体，且设置所述光纤组件与所述通光部对接，以使所述光纤组件传递的激光能够穿过所述通光部并到达所述光学部。
本申请实施例的硅光芯片封装结构及封装方法，通过设置光学部一体成型于封装主体的内壁面，使光学部可随封装主体一起移动至与耦合器的耦合端面对位，无需再单独对光学部的位置进行调整，光学部改变激光的传播方向，使激光聚焦后到达耦合器的耦合端面，有效降低耦合损耗，并可通过设计光学部的光学参数使光学部与尺寸不同的耦合端面匹配，有效增大耦合容差，从而有效提高耦合效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种实施例的硅光芯片封装结构剖视图；
图2为本申请一种实施例的连接针插接于插接孔的剖视图；
图3为本申请一种实施例的光纤组件未与通光部连接的剖视图；
图4为本申请一种实施例的连接针在外壁面的排布示意图；
图5为本申请一种实施例的光反射元件和第二透镜安装于容纳腔的剖视图；
图6为本申请一种实施例的安装面内第一安装区和第二安装区的分布示意图。
附图标记：100、承载基板；101、安装面；101a、第一安装区；101b、第二安装区；200、硅光芯片；210、耦合器；210a、耦合端面；220、基体；231、金线；232、焊接点；300、封装盖体；310、封装主体；311、通光部；312、安装部；313、承载部；320、光学部；321、第一透镜；322、第二透镜；323、光反射元件；324、准直镜；301、内壁面；301a、第一壁面；301b、第二壁面；302、外壁面；30、容纳腔；400、光纤组件：410、光纤；410a、光纤端面；411、纤芯；412、包层；420、盖体；420a、连接面；420c、连接孔；500、连接针；600、粘接层。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
相关技术中，光电探测器的耦合器主要两种：采用垂直耦合的光栅耦合器和采用侧面耦合的端面耦合器。发明人发现，光栅耦合器耦合容差大，但是耦合效率低，导致光损耗较大，进而导致降低使用光电探测器的系统的测距能力；并且光栅耦合器耦合采用的垂直耦合技术受限于光纤组件的结构无法在小空间内弯折，会导致整体尺寸较大，不便于小型化集成。端面耦合器由于模斑尺寸小，采用悬臂梁结构进行模斑放大可匹配单模光纤的纤芯直径，但是由于安装于硅光芯片的耦合器的制程工艺限制，耦合器的模斑尺寸无法放大到完美匹配光纤的模场直径，导致端面耦合容差很小。另外，硅光芯片与光纤组件的耦合工艺中通过添加折射率匹配液可有效提升耦合效率，但在工艺操作上的要求很高。本申请实施例提供了一种硅光芯片封装结构，能够有效提高耦合效率，硅光芯片封装结构能够应用于光通信和车载激光雷达等领域的光电探测器中。
如图1所示，为本申请一种实施例的硅光芯片封装结构剖视图，硅光芯片封装结构包括承载基板100、硅光芯片200以及封装盖体300，硅光芯片200固定安装于承载基板100，封装盖体300罩设于安装在承载基板100上的硅光芯片200，并将封装盖体300与承载基板100之间密封连接。
具体地，承载基板100包括安装面101，硅光芯片200包括安装于安装面101的基体220和安装于基体220的耦合器210，耦合器210具有用于接收激光的耦合端面210a。封装盖体300包括安装于安装面101的封装主体310，封装主体310密封安装于安装面101，且封装主体310与承载基板100之间形成容纳腔30，硅光芯片200容置于容纳腔30内。
其中，封装主体310包括能够供激光穿过的通光部311，封装主体310还具有用于形成容纳腔30的内壁面301，封装盖体300还包括一体成型于内壁面301的光学部320，光学部320与耦合端面210a耦合对接，且光学部320接收穿过通光部311的激光并改变激光的传播方向以将激光聚焦后投射至耦合端面210a。可通过设计光学部320的光学参数使光学部320与尺寸不同的耦合端面210a匹配，有效增大耦合容差，从而有效提高耦合效率。无需再在光学部320与耦合端面210a之间采用添加折射率匹配液等方式来降低耦合损耗。
设置光学部320一体成型于封装主体310的内壁面301，在将封装主体310安装于承载基板100上时，光学部320可随封装主体310一起移动至与耦合器210的耦合端面210a对接，无需再单独对光学部320的位置进行调整，有效简化封装工艺流程。光学部320一体成型于封装主体310的内壁面301，由封装主体310与承载基板100进行大面积连接，可确保安装稳定性，进而提高激光从光学部320到达耦合端面210a的光路稳定性。
封装主体310还包括与承载基板100连接的安装部312，安装部312和通光部311共同罩设于硅光芯片200外围。其中，光学部320和通光部311由透光材质制得，使激光可从通光部311和光学部320穿过到达耦合端面210a。进一步地，光学部320和通光部311可由相同的透光基料制得，以降低光线在光学部320和通光部311之间传递的损耗。制备安装部312时，也可设置安装部312、光学部320和通光部311由相同的透光基料制得。制备光学部320、通光部311和安装部312的基料可为PEI(聚醚酰亚胺，Polyetherimide)、PSU(Polysulfone，聚砜)、PES(Polyethersulfone，聚醚砜)等透光原料，采用上述透光基料制得的光学部和通光部具有优异的光学性能、较高的结构强度和较好的耐热性。
硅光芯片封装结构还包括光纤组件400，通光部311包括与光纤组件400连接的外壁面302，光纤组件400传递的激光经外壁面302进入通光部311内并到达光学部320，并经过光学部320后投射至耦合端面210a。可设置光纤组件400直接与通光部311连接，并调整光纤组件400与通光部311的连接位置，使光纤组件400传递激光的安装通道与光学部320准确对位后，再一起转移封装主体310和光纤组件400安装于承载基板100，简化工艺流程。当然，也可设置封装主体310安装于承载基板100，并精确调整封装主体310安装于承载基板100上的位置，使光学部320与耦合端面210a精确对位后，再将光纤组件400与通光部311对位连接。
光纤组件400传递的激光进入通光部311内后可沿直线传播至光学部320，可设置通光部311的外壁面302为平面，并设置光纤组件400传递的激光沿垂直于外壁面302的方向进入通光部311内，避免激光从外壁面302进入通光部311内时存在偏折导致出现光损耗。光纤组件400可为特殊设计的FA(Fiber Array)光纤阵列或者光通信使用的MT跳线等。
具体地，如图2所示，光纤组件400包括至少一条的用于传递激光的光纤410，耦合端面210a的数量和光学部320的数量均与光纤410的数量相等且一一对应，使得光纤410传递的激光可穿过通光部311经对应地光学部320改变光路方向后汇聚至对应的耦合端面210a。
如图3所示，光纤410具有与外壁面302贴合的光纤端面410a，光纤410传递的激光从光纤端面410a射出，经外壁面302进入通光部311并到达对应的光学部320，穿过光学部320后投射至对应的耦合端面210a。光纤410可包括纤芯411和包覆于纤芯411外围的包层412，光纤端面410a可位于纤芯411朝向通光部311的端面，同时，可设置包层412朝向通光部311的表面与通光部311的外壁面302贴合，确保光纤端面410a与外壁面302的对接稳定性。
光纤组件400还包括盖体420，盖体420具有与外壁面302贴合的连接面420a以及与光纤410数量相等并一一对应的安装通道，安装通道贯穿盖体420并连通至连接面420a，光纤410穿设于对应的安装通道后，光纤端面410a与外壁面302贴合。盖体420的连接面420a也可为平面，将平面的连接面420a与平面的外壁面302连接，并且包层412朝向通光部311的表面、盖体420的连接面420a以及光纤端面410a可设于同一平面内，提高光纤端面410a与外壁面302对接时的连接稳定性。
如图4所示，可在通光部311的外壁面302加工出标记点302a，通过标记点指示光纤组件400与通光部311的连接位置，以使光纤组件400的光纤410与对应的光学部320准确对位。
进一步地，如图2和图3所示，硅光芯片封装结构还包括安装或一体成型于封装主体310的连接针500，盖体420具有与连接针500对应的连接孔420c，连接针500过盈插接于连接孔420c内，以便于光纤组件400拆卸或安装于封装盖体300。可设置连接孔420c的内径小于连接针500的外径，且差值范围为0.8μm～1.2μm，以实现连接针500与连接孔420c的稳定配合，保证光纤组件400安装于封装主体310的安装稳定性。
可设置连接针500部分埋设于封装主体310内，连接针500伸出封装主体310的部分过盈插接于连接孔420c内。其中，连接针500可部分埋设于通光部311内，连接针500也可部分埋设于安装部312内，埋设连接针500的对象具体可根据实际的通光部311的壁厚和连接针500的长度进行选择。需要注意的是，在设置连接针500时应避免连接针500远离光纤组件400的一端伸至容纳腔30内，从而避免连接针500伸至容纳腔30内的部分与容纳腔30内的结构接触。
连接针500的数量为至少两个，至少两个的连接针500分布于光纤410外围，且连接针500的长度方向与光纤410的长度方向平行，以实现沿光纤410长度方向移动光纤组件400即可将连接针500插接于连接孔420c内，便于组装。进一步地，光纤410的长度方向可与外壁面302垂直，便于光纤410传输的激光可沿垂直于外壁面302的方向投射至外壁面302。需要说明的是，光纤410具有一定的长度，基于不同的走线需求，各光纤410可不完全沿一条直线排布，但考虑到光纤410与通光部311对接处的连接稳定性和光路的稳定性，可设置光纤410至少邻近通光部311的部分沿一条直线排布，上述的光纤410的长度方向即为光纤410邻近通光部311的部分长度所在的方向。
当光纤410的数量为多个时，可设置多条光纤410沿平行于外壁面302的方向并排设置。至少两个的连接针500可均匀分布于光纤410外围，例如，当连接针500的数量为两个时，可设置两个连接针500沿多条光纤组件400并排设置的方向设于多条光纤410相对的两侧，以确保光纤组件400与封装主体310连接的稳定性。
通光部311可设于硅光芯片200远离安装面101的一侧；通光部311也可邻近安装面101设置，使通光部311直接连接于安装面101。
当通光部311邻近安装面101设置时，封装主体310还包括设于通光部311的外壁面302所在一侧的承载部313，承载部313也可与通光部311一体成型。光纤组件400连接于外壁面302时，光纤组件400还连接于承载部313，可设置盖体420朝向承载部313的表面与承载部313的表面表贴合，使光纤组件400承靠于承载部313，承载部313背离光纤组件400的表面固定于承载基板100，无需再采用胶体粘接的方式即可将光纤组件400稳定安装。
当通光部311邻近安装面101设置时，内壁面301包括位于通光部311的第一壁面301a、设于硅光芯片200背离安装面101一侧的第二壁面301b，第一壁面301a和第二壁面301b均与硅光芯片200间隔设置，以便于移动封装主体310使光学部320与对应的耦合端面210a对位时具有足够的活动空间。
光学部320可为透镜、光反射元件也可为透镜与光反射元件的组合。
具体地，如图1所示，当耦合器210为端面耦合器210时，可设置端面耦合器210的耦合端面210a对应第一壁面301a设置，光学部320包括第一透镜321并形成于第一壁面301a，且第一透镜321对应端面耦合器210的耦合端面210a设置，穿过通光部311的激光经第一透镜321聚焦后投射至耦合端面210a。可设置耦合器210的波导延伸至基体220的边缘，耦合端面210a位于波导朝向光学部320的端面，使耦合器210的波导直接与光学部320对接；也可设置耦合器210包括与波导连接的模斑转换器，并设置模斑转换器延伸至基体220边缘，耦合端面210a位于模斑转换器朝向光学部320的表面，可通过调节模斑转换器的尺寸来调节耦合端面210a的面积，使耦合端面210a可适应不同的光纤端面410a模场尺寸。
如图5所示，当耦合器210为光栅耦合器210时，可设置光栅耦合器210的耦合端面210a与第二壁面301b对应，光学部320包括第二透镜322和多个光反射元件323，第一壁面301a和第二壁面301b分别形成有至少一个光反射元件323，第二透镜322连接位于第二壁面301b的其中一个光反射元件323，且第二透镜322对应光栅耦合器210的耦合端面210a设置，穿过通光部311的激光分别经光反射元件323改变传播方向、第二透镜322聚焦后投射至耦合端面210a。各光反射元件323用于反光的面可为平面或异形面，并设置相邻两个光反射元件323用于反光的面呈夹角，以使激光于各光反射元件323处被反射后改变传播方向，从而可到达与第二壁面301b对应的光栅耦合器210的耦合端面210a。
光学部320还可包括准直镜324，准直镜324可连接于第一壁面301a、第二壁面301b或其中一个光反射元件323，且准直镜324设于激光穿过通光部311到达第二透镜322的光路上，使激光转变为平行光进入第二透镜322。
第一透镜321和第二透镜322的表面可为球面或非球面，通过设置第一透镜321和第二透镜322的曲率半径、焦距等参数，改变第一透镜321和第二透镜322对光路的偏折效果，以满足耦合距离、耦合容差等耦合需求，有效提高耦合效率。
如图6所示，安装面101包括第一安装区101a和设于第一安装区101a外围的第二安装区101b，硅光芯片200安装于第一安装区101a，封装盖体300安装于第二安装区101b，且第二安装区101b包括粘接区，粘接区内设有粘接层600，粘接层600密封连接于封装盖体300，形成密封结构，保护硅光芯片200等安装于容纳腔30内的结构。
硅光芯片封装结构还包括与硅光芯片200电性连接的电连接部，电连接部设于承载基板100，且电连接部设于第一安装区101a和第二安装区101b之间。电连接部可为与硅光芯片200电性连接的连接金线231、焊接点232等，以使硅光芯片200通过电连接部与外部电路电性连接。也可在承载基板100位于第一安装区101a和第二安装区101b之间的部分设置硅通孔(图中未示出)，以便于硅光芯片200的倒装焊接，使硅光芯片200可与外部电路电性连接。
承载基板100可为陶瓷基板、硅基基板、金属热沉或电路板等。
第一安装区101a和第二安装区101b可均包括凹槽面，硅光芯片200可对应安装于第一安装区101a的凹槽面内，封装主体310可对应安装于第二安装区101b的凹槽面内。或者，第一安装区101a和第二安装区101b内均设有定位点，可对应各定位点安装硅光芯片200和封装主体310的位置。按照上述两种定位方法，可便于硅光芯片200和封装主体310快速定位，无需再调整封装主体310的位置使光学部320与对应的耦合端面210a对位。
本申请实施例还提供了一种硅光芯片200封装方法，用于制备如上所述的硅光芯片封装结构。具体地，封装方法包括：
步骤S101、提供承载基板100，承载基板100包括安装面101。
步骤S102、提供硅光芯片200，将硅光芯片200安装于安装面101，硅光芯片200包括耦合端面210a。
步骤S103、提供封装盖体300，封装盖体300包括封装主体310。
步骤S104、移动封装盖体300安装于安装面101，封装主体310与承载基板100之间形成容纳腔30，硅光芯片200容置于容纳腔30内。
其中，移动封装盖体300安装于安装面101前还包括：
步骤S105、设置封装主体310包括能够供激光穿过的通光部311，设置封装主体310还具有用于形成容纳腔30的内壁面301，以及设置封装盖体300还包括一体成型于内壁面301的光学部320，以在移动封装盖体300安装于安装面101时，光学部320与硅光芯片200的耦合端面210a耦合对接，从而使光学部320接收穿过通光部311的激光并改变激光的传播方向后将激光聚焦后投射至耦合端面210a。
进一步地，移动封装盖体300安装于安装面101前还可包括在承载基板100的安装面101丝印出定位点或蚀刻出凹槽面，用于快速定位硅光芯片200和封装主体310的安装位置，使光学部320与对应的耦合端面210a无源耦合。当然，在其他一些实施例中，也可不设置定位点或凹槽面等结构，直接移动封装主体310调整光学部320与耦合端面210a的相对位置，采用光功率计等有源耦合的方式测量光学部320与对应的耦合端面210a之间的耦合参数达到最大时，封装主体310对应的位置即为合适的安装位。
通光部311接收的激光可为光纤组件400传输的激光，硅光芯片200的封装方法还可包括：提供光纤组件400，并在设置光学部320一体成型于内壁面301后、以及移动封装盖体300安装于安装面101前，设置光纤组件400固定于封装盖体300，且设置光纤组件400与通光部311对接，以使光纤组件400传递的激光能够穿过通光部311并到达光学部320。在其他一些实施例中，也可在封装盖体300安装于安装面101后将光纤组件400安装于封装盖体300。可在封装主体310上设置连接针500，并在光纤组件400的盖体420上设置与连接针500对应的连接孔420c，连接孔420c可过盈插接于连接孔420c内，以便于光纤组件400插接于封装主体310或从封装主体310上拔下。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种硅光芯片封装结构，其特征在于，包括：
承载基板，包括安装面；
硅光芯片，安装于所述安装面，所述硅光芯片包括耦合器，所述耦合器具有耦合端面；及
封装盖体，包括安装于所述安装面的封装主体，所述封装主体与所述承载基板之间形成容纳腔，所述硅光芯片容置于所述容纳腔内；其中，所述封装主体包括能够供激光穿过的通光部，所述封装主体还具有用于形成所述容纳腔的内壁面，所述封装盖体还包括一体成型于所述内壁面的光学部，所述光学部与所述耦合端面耦合对接，且所述光学部接收穿过所述通光部的激光并将激光聚焦后投射至所述耦合端面。
2.根据权利要求1所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述硅光芯片封装结构还包括光纤组件，所述通光部包括与所述光纤组件连接的外壁面，所述光纤组件传递的激光经所述外壁面进入所述通光部内并到达所述光学部，并经过所述光学部后投射至所述耦合端面。
3.根据权利要求2所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述外壁面为平面，且所述光纤组件传递的激光沿垂直于所述外壁面的方向进入所述通光部内。
4.根据权利要求2所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述光纤组件包括至少一条的光纤，所述耦合端面的数量和所述光学部的数量均与所述光纤的数量相等且一一对应；
所述光纤具有与所述外壁面贴合的光纤端面，所述光纤传递的激光穿过所述通光部后经对应的所述光学部投射至对应的所述耦合端面。
5.根据权利要求4所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述光纤组件还包括盖体，所述盖体具有与所述外壁面贴合的连接面以及与所述光纤数量相等并一一对应的安装通道，所述安装通道贯穿所述盖体并连通至所述连接面，所述光纤穿设于对应的所述安装通道后所述光纤端面与所述外壁面贴合；
所述硅光芯片封装结构还包括安装或一体成型于所述封装主体的连接针，所述盖体具有与所述连接针对应的连接孔，所述连接针过盈插接于所述连接孔内。
6.根据权利要求5所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述连接针的数量为至少两个，至少两个的所述连接针均匀分布于所述光纤外围，且所述连接针的长度方向与所述光纤的长度方向平行。
7.根据权利要求1所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述通光部邻近所述安装面设置，且所述通光部连接于所述安装面，所述内壁面包括位于所述通光部的第一壁面、设于所述硅光芯片背离所述安装面一侧的第二壁面，所述第一壁面和第二壁面均与所述硅光芯片间隔设置。
8.根据权利要求7所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述耦合器为端面耦合器，所述端面耦合器的所述耦合端面对应所述第一壁面设置；所述光学部包括第一透镜并形成于所述第一壁面，且所述第一透镜对应所述端面耦合器的所述耦合端面设置，穿过所述通光部的激光经所述第一透镜聚焦后投射至所述耦合端面。
9.根据权利要求7所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述耦合器为光栅耦合器，所述光栅耦合器的所述耦合端面与所述第二壁面对应；
所述光学部包括第二透镜和多个光反射元件，所述第一壁面和所述第二壁面分别形成至少一个所述光反射元件，所述第二透镜连接位于所述第二壁面的其中一个所述光反射元件，且所述第二透镜对应所述光栅耦合器的所述耦合端面设置，穿过所述通光部的激光分别经所述光反射元件改变光路和所述第二透镜聚焦后投射至所述耦合端面。
10.根据权利要求1所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，
所述安装面包括第一安装区和设于所述第一安装区外围的第二安装区，所述硅光芯片安装于所述第一安装区，所述封装盖体安装于所述第二安装区，且所述第二安装区包括粘接区，所述粘接区设有粘接层，所述粘接层密封连接于所述封装盖体和所述第二安装区之间。
11.根据权利要求10所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，硅光芯片封装结构还包括与所述硅光芯片电性连接的电连接部，所述电连接部设于所述承载基板，且所述电连接部设于所述第一安装区和所述第二安装区之间。
12.根据权利要求10所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，
所述第一安装区和所述第二安装区均包括凹槽面；
或，所述第一安装区和所述第二安装区内均设有定位点。
13.根据权利要求1所述的硅光芯片封装结构，其特征在于，所述光学部和所述通光部由相同的透光材质制得。
14.一种硅光芯片封装方法，其特征在于，包括：
提供承载基板，所述承载基板包括安装面；
提供硅光芯片，将所述硅光芯片安装于所述安装面，所述硅光芯片包括耦合端面；
提供封装盖体，所述封装盖体包括封装主体；
移动所述封装盖体安装于所述安装面，所述封装主体与所述承载基板之间形成容纳腔，所述硅光芯片容置于所述容纳腔内；
其中，所述移动所述封装盖体安装于所述安装面前还包括：设置所述封装主体包括能够供激光穿过的通光部，设置所述封装主体还具有用于形成所述容纳腔的内壁面，以及设置所述封装盖体还包括一体成型于所述内壁面的光学部，以在所述移动所述封装盖体安装于所述安装面时，所述光学部与所述硅光芯片的所述耦合端面耦合对接，从而使所述光学部接收穿过所述通光部的激光并将激光聚焦后投射至所述耦合端面。
15.根据权利要求14所述的硅光芯片封装方法，其特征在于，所述硅光芯片封装方法还包括：提供光纤组件，并在设置所述光学部一体成型于所述内壁面后，设置所述光纤组件固定于所述封装盖体，且设置所述光纤组件与所述通光部对接，以使所述光纤组件传递的激光能够穿过所述通光部并到达所述光学部。
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