CN211045437U - 电子设备 - Google Patents

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CN211045437U CN201922136339.5U CN201922136339U CN211045437U CN 211045437 U CN211045437 U CN 211045437U CN 201922136339 U CN201922136339 U CN 201922136339U CN 211045437 U CN211045437 U CN 211045437U
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F·珀明加特
R·科菲
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Abstract

本公开的实施例涉及电子设备。载体衬底包括第一电连接网络和凹部。电子芯片在凹部内被安装到载体衬底。电子芯片包括集成光学波导和第二电连接网络。细长光学线缆的端部利用纵向光学波导被安装在电子芯片的一侧，该纵向光学波导被光学地耦合到集成光学波导。电连接元件被插入在电子芯片的面与凹部的底壁之间，使得第一电连接网络的第一连接焊盘通过电连接元件连接到第二电连接网络的第二连接焊盘。

Description

电子设备
技术领域
本实用新型的实施例涉及包括被安装有光学线缆的电子芯片的电子设备领域。
背景技术
在本领域中已知一种包括被配置为处理光学信号的集成电路芯片的系统。在光学线缆之上传输光学信号在本领域中也是已知的。需要在集成电路芯片处的接口，以耦合到光学线缆的端部。在接口的这一位置处，需要将光学线缆牢固地安装到集成电路芯片。还需要以能够支持光学线缆的耦合的方式来配置集成电路芯片到载体衬底的安装。
实用新型内容
本申请人已经发现，对于包括光学线缆的电子设备，电子设备的体积通常较大。
为了克服上述问题，本实用新型因此提供了一种电子设备。
在一个方面中，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：载体衬底，包括第一电连接网络；第一电子芯片，包括至少一个集成光学波导和第二电连接网络；细长光学线缆，具有被平坦地安装在第一电子芯片的一侧的端部，并且包括被光学地耦合到集成光学波导的至少一个纵向光学波导；其中载体衬底具有凹部，第一电子芯片至少部分地被接合在凹部中；以及电连接元件，被插入在第一电子芯片的面与凹部的底壁之间，电连接元件被连接到第一电连接网络的第一连接焊盘、以及第二电连接网络的第二连接焊盘。
在一些实施例中，载体衬底被配置为使光学线缆通过。
在一些实施例中，凹部被配置为使光学线缆通过。
在一些实施例中，位于与凹部相对的一侧的载体衬底的面被设置有第一电连接网络的外部焊盘。
在一些实施例中，位于凹部的一侧的载体衬底的面被设置有第一电连接网络的外部焊盘。
在一些实施例中，载体衬底在凹部的底部中具有至少一个通道，并且细长光学线缆的端部的至少一部分被保持在至少一个通道内。
在一些实施例中，该电子设备还包括第二电子芯片，第二电子芯片被安装到第一电子芯片，并且其中第二电子芯片被保持在至少一个通道内。
在一些实施例中，载体衬底包括两个部分：第一部分，由板形成，板具有与凹部的底壁相对应的中间区域、以及与中间区域相邻的外部区域；以及第二部分，被粘合地结合到第一部分的外部区域，以形成凹部的侧向壁。
在一些实施例中，载体衬底的第一部分被设置有第一电连接网络。
在一些实施例中，第一部分和第二部分被设置有第一电连接网络的被连接在一起的两个部分。
在一些实施例中，第一电子芯片包括：基础晶片，包括集成光学波导；以及正面层，包括第二电连接网络；其中正面层包括局部沟槽，细长光学线缆的端部至少部分地被接合在局部沟槽内，细长光学线缆的端部被定位成使得至少一个纵向光学波导经由在局部沟槽的区域中的侧向耦合被光学地耦合到集成光学波导。
在一些实施例中，细长光学线缆关于第一电子芯片位于载体衬底的底壁的一侧，其中与基础晶片相对的正面层的面被设置有第二电连接网络的焊盘。
在一些实施例中，细长光学线缆关于第一电子芯片位于与载体衬底的底壁相对的一侧，其中与正面层相对的基础晶片的面被设置有第二电连接网络的焊盘。
在一些实施例中，该电子设备包括第二电子芯片，第二电子芯片被安装在第一电子芯片的正面层上，并且被连接到第二电连接网络。
在一些实施例中，载体衬底被配置为接纳第二电子芯片。
在一些实施例中，载体衬底被安装在印刷电路板上，第一电连接网络被连接到印刷电路板的第三电连接网络。
根据本公开的实施例，被包括在载体衬底中的电连接是短的，并且电子设备的体积减小。
附图说明
现在将通过由附图示出的非限制性的示例性实施例来描述电子设备，在附图中：
图1示出了电子设备的纵向截面；
图2示出了沿着线II-II切割的图1的电子设备的横向截面；
图3示出了沿着线III-III切割的图1的电子设备的另一横向截面；
图4示出了另一电子设备的纵向截面；
图5示出了沿着线V-V切割的图4的电子设备的横向截面；
图6示出了另一电子设备的纵向截面；
图7示出了沿着线VII-VII切割的图6的电子设备的横向截面；
图8示出了另一电子设备的纵向截面图；以及
图9示出了沿着线IX-IX切割的图8的电子设备的横向截面。
具体实施方式
图1至3所示的电子设备1包括：以板的形式的载体衬底2、被安装在载体衬底2上的电子芯片3、以及被安装在芯片3上的细长光学线缆4。
载体衬底2具有凹部5，芯片3至少部分自由地被接合在凹部5中。
载体衬底2具有相对的面6和面7。凹部5由面7形成，并且具有平行于面6和7的底壁8、以及沿纵向方向延伸的相对的侧向壁9和10。
有利地，凹部5具有横向的端壁11，并且在载体衬底2的横向侧2a面对该端壁11是敞开的。
芯片3的面12被定位面对载体衬底2的凹部5的底壁8。
电连接元件13被插入在芯片3的面12与载体衬底2的底壁8之间。
载体衬底2设置有集成电连接网络14(图2)，其被连接到电连接元件13。为此，集成电连接网络14包括在底壁8中产生的电连接焊盘15，电连接元件13被放置在该电连接焊盘15上。
电连接网络14包括外部电连接焊盘16，其在载体衬底2的面6中产生。
在其底壁8上被设置有焊盘15的凹部5、以及被设置有焊盘16的面6因此位于在载体衬底2的相对侧。
由于凹部5的存在，在面6与底壁8之间的载体衬底2的厚度较小，使得电连接网络14的电连接是短的，电连接网络14的电连接将凹部5的底壁8的焊盘15和面6的焊盘16连接。此外，凹部5允许电子设备1的厚度、并且因此它的体积减小。
芯片3的面12设置有正电连接焊盘17，电连接元件13被放置在正电连接焊盘17上。
芯片3包括至少一个集成光学波导或光波导18，并且细长光学线缆4具有平坦地被安装在芯片3的一侧的端部分，以及包括光学地被耦合到芯片3的光学波导18的至少一个纵向光学波导或光波导4a。
载体衬底2并且特别是凹部5被配置成使光学线缆4通过。
如图1所示，芯片3包括基础晶片19(例如，由硅制成)，该基础晶片19在正面20的一侧上设置有集成电子组件21和集成光学波导18。
光学波导18具有有利地为直线形的端部22，该端部22与正面20相邻。该端部22有利地位于靠近芯片3的侧23的区域中，并且例如在上述纵向方向上垂直于该侧23延伸。
芯片3包括正面层24，正面层24形成在基础晶片19的正面20上，并且正面层24的正面形成芯片3的上述面12，使得芯片3的正面层24位于载体衬底2的底壁8的一侧。
芯片3的正面层24设置有集成电连接网络25，该集成电连接网络25将电子组件21连接到芯片3的面12的焊盘17。
光学波导18连接到电子组件21中的至少某些电子组件，使得通过进入光学波而传输的信号被转换成电信号，和/或从电子组件21中的至少某些电子组件发出的电信号被转换成光学信号，该光学信号通过出射光学波而传输。
在芯片3的正面层24中，从芯片3的面12产生局部沟槽26，该局部沟槽26位于光学波导18的端部22所位于的区域上方，并且其从芯片3的侧向侧23载体衬底2的凹部5的端壁11相对地延伸。
局部沟槽26在深度方向上延伸到基础晶片19的面20，并且在上述纵向方向上平行于基础晶片19的面20延伸。
光学线缆4的端部分，在纵向上，被接合在局部沟槽26中，并且通过粘合层27固定在该局部沟槽26中，粘合层27由能够传输通过光学波的材料制成。
光学线缆4的光学波导4a经由局部沟槽26的区域中的侧向耦合，而被光学地耦合到芯片3的光学波导18的端部22。
载体衬底2具有在凹部5的中间产生的空间构成(space-making)局部纵向贯穿通路(通道)28，底壁8具有位于该贯穿通路28的任一侧的两个部分，并且焊盘15位于这两个部分上。纵向贯穿通路28从凹部5的横向端11延伸一直到载体衬底2的横向壁2a，纵向贯穿通路28在该横向壁2a处敞开。
光学线缆4的端部分在侧向上，被部分地接合在芯片3的局部沟槽26中。
由于芯片3的面12与载体衬底2的凹部5的底壁8之间的小距离，光学线缆4的端部分在侧向上，被部分且自由地接合(图3)在载体衬底2的贯穿通路28中，光学线缆4在载体衬底2的外部连续地离开凹部5的端壁11。
根据一个变型实施例，芯片3包括多个集成光学波导18，多个集成光学波导18具有连接到电子组件21的平行且相邻的端部22。
如图3所示，光学线缆4包括以带状彼此平行放置的多个光学波导4a。光学线缆4的端部分平坦地被接合在对应的凹部26中。光学线缆4的光学波导4a经由侧向耦合，而分别被光学地耦合到芯片3的光学波导18。
电子设备1还包括附加芯片29，该附加芯片29被安装在芯片3的面12上方，并且自由地被接合在载体衬底2的贯穿通路28中。附加芯片29通过特定电连接元件30被连接到芯片3的电连接网络25，该特定电连接元件30被插入在芯片3的面12的特定电连接焊盘17a与附加芯片29的电连接焊盘29a之间。
根据一个变型实施例(未示出)，代替具有贯穿通路28，载体衬底2可以具有由凹部11的底壁8产生的局部空间构成盲通道或两个局部空间构成贯穿通道或盲通道，芯片29和光学线缆4的端分别自由地被接合在该局部通道或这些局部通道中。
电子设备1通过电连接元件32或直接连接被安装在位于载体衬底2的面6的一侧的印刷电路板31上，电连接元件32被放置在载体衬底2的电连接网络14的外部焊盘16与印刷电路板31的电连接网络34的焊盘33之间。
图4和5示出了电子设备1A，电子设备1A与图1-3的电子设备1的不同之处在于，配备有光学线缆4和附加芯片29的芯片3(相对于图1-3的实现)被倒置安装在载体衬底2上。
芯片3的基础晶片19是在载体衬底2的凹部5的底壁8的一侧，与面12相对的芯片3的面12a位于面对载体衬底2的底壁8处。芯片3的层24是在载体衬底2的凹部5的外部侧。光学线缆4和附加芯片29关于芯片3与载体衬底2的凹部5的底壁8相对。
这一次，芯片3的电子组件21和/或电连接网络25通过贯穿过孔25A(TSV)而被连接到电连接元件13，贯穿过孔25A是贯穿基础晶片19产生的，并且包括芯片3的背面12a的电连接焊盘25b。
有利地，不需要载体基底2的通孔28，并且其可以被移除，从而凹部5的底壁8是连续的。
图6和7示出了图1-3的电子设备1的变型实施例，其中载体衬底2包括两个部分35和36。
部分35由片形成，部分35具有与凹部5的底壁8相对应的中间区域和与该中间区域相邻的外部区域8a。
部分36被粘合地结合到部分35的外部区域8a，并且形成凹部5的端壁11的相对的侧向壁9和10。
部分35包括刚性薄膜，该刚性薄膜设置有电连接网络14，并且在一侧，在凹部5的底部处因此形成有焊盘15，而在另一侧形成外部焊盘16。部分36不具有电连接并且加强部分35。
部分35具有贯穿通路28、或者局部通路或局部通道，用于接纳附加芯片29并且使光学线缆4通过。
根据等效于图4和5所示的电子设备1A的一个变型实施例(未示出)，载体衬底2的部分35由没有局部通路或局部通道的薄膜来形成。
图8和9示出了电子设备101，该电子设备101包括载体衬底102，并且等效于上面描述的示例，包括电子芯片3，其配备有光学线缆4和附加芯片29。
载体衬底102被配置成接纳芯片3和附加芯片29并且使光学线缆4通过。
载体衬底102具有相对的面103和面104，并且具有凹部105，凹部105由面103形成并且具有底壁106。
载体衬底102具有在凹部105的底部中产生的贯穿通路(通道)107。
芯片3被自由地接合在凹部105中，并且附加芯片29被自由地接合在贯穿通路107中。这种布置等效于上述电子设备1的布置。
载体衬底102包括电连接网络108，该电连接网络108包括在底壁106中产生的电连接焊盘109、以及在与凹部105相邻的面103中产生的外部电连接焊盘110。
焊盘109通过电连接元件111连接到芯片3的正焊盘17。该电连接等效于通过上述电子设备1的电连接元件13实现的电连接。
因此，与上述示例相反，芯片3的连接焊盘109与外部连接焊盘110是在载体衬底102的同一侧。
电子设备101被安装在印刷电路板112上，面103和凹部105面对该板112。
电连接元件113被插入在载体衬底102的面103的外部焊盘110与印刷电路板112的电连接焊盘114之间。
凹部105的深度可以与芯片3和连接元件111的厚度相结合，使得芯片3的背面12a位于面对印刷电路板112、且距印刷电路板112一定距离处。在相反的情况下，为了减小凹部105的深度，印刷电路板112将必须具有适合于自由地接纳该背部分的通道或贯穿通路。
等效于前述示例实施例的电子设备，由于凹部105的存在，面103与底壁106之间的载体衬底102的厚度是小的，使得电连接网络108的电链路是短的，该电连接网络108连接凹部105的底壁106的焊盘109和面103的焊盘110。此外，凹部105允许获取具有小的厚度并且因此具有小的体积的电子设备101。
根据电子设备101的一个变型实施例(未示出)，芯片3可以以等效于上述电子设备1A如何被安装，而被安装在载体衬底102的底壁106上。
在这种情况下，光学线缆4和附加芯片29位于关于载体衬底102的印刷电路板112的一侧。如上所述，为了减小凹部105的深度，印刷电路板112可以具有通道或贯穿通路，其适合于自由地接纳附加芯片29、以及可选地接纳与凹部105的底壁106相对的芯片3的背部分，并且能够使光学线缆4通过。
根据电子设备101的一个变型实施例(未示出)，载体衬底102可以包括两个被粘合地结合部分，其等效于上述被粘合地结合的部分35和部分36，唯一的区别是，载体衬底102的这两个部分将设置有电连接网络108的两个互连部分。

Claims (16)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：
载体衬底，包括第一电连接网络；
第一电子芯片，包括至少一个集成光学波导和第二电连接网络；
细长光学线缆，具有被平坦地安装在所述第一电子芯片的一侧的端部，并且包括被光学地耦合到所述集成光学波导的至少一个纵向光学波导；
其中所述载体衬底具有凹部，所述第一电子芯片至少部分地被接合在所述凹部中；以及
电连接元件，被插入在所述第一电子芯片的面与所述凹部的底壁之间，所述电连接元件被连接到所述第一电连接网络的第一连接焊盘、以及所述第二电连接网络的第二连接焊盘。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述载体衬底被配置为使所述光学线缆通过。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述凹部被配置为使所述光学线缆通过。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，位于与所述凹部相对的一侧的所述载体衬底的面被设置有所述第一电连接网络的外部焊盘。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，位于所述凹部的一侧的所述载体衬底的面被设置有所述第一电连接网络的外部焊盘。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述载体衬底在所述凹部的底部中具有至少一个通道，并且所述细长光学线缆的所述端部的至少一部分被保持在所述至少一个通道内。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，还包括第二电子芯片，所述第二电子芯片被安装到所述第一电子芯片，并且其中所述第二电子芯片被保持在所述至少一个通道内。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述载体衬底包括两个部分：
第一部分，由板形成，所述板具有与所述凹部的所述底壁相对应的中间区域、以及与所述中间区域相邻的外部区域；以及
第二部分，被粘合地结合到所述第一部分的所述外部区域，以形成所述凹部的侧向壁。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述载体衬底的所述第一部分被设置有所述第一电连接网络。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分被设置有所述第一电连接网络的被连接在一起的两个部分。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一电子芯片包括：
基础晶片，包括所述集成光学波导；以及
正面层，包括所述第二电连接网络；
其中所述正面层包括局部沟槽，所述细长光学线缆的所述端部至少部分地被接合在所述局部沟槽内，所述细长光学线缆的所述端部被定位成使得所述至少一个纵向光学波导经由在所述局部沟槽的区域中的侧向耦合被光学地耦合到所述集成光学波导。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述细长光学线缆关于所述第一电子芯片位于所述载体衬底的所述底壁的一侧，其中与所述基础晶片相对的所述正面层的面被设置有所述第二电连接网络的焊盘。
13.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述细长光学线缆关于所述第一电子芯片位于与所述载体衬底的所述底壁相对的一侧，其中与所述正面层相对的所述基础晶片的面被设置有所述第二电连接网络的焊盘。
14.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，包括第二电子芯片，所述第二电子芯片被安装在所述第一电子芯片的所述正面层上，并且被连接到所述第二电连接网络。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述载体衬底被配置为接纳所述第二电子芯片。
16.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述载体衬底被安装在印刷电路板上，所述第一电连接网络被连接到所述印刷电路板的第三电连接网络。
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