TW202121626A - 接合結構以及製造接合結構之方法 - Google Patents

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畢爾哈德 史特瑞
柯林 史蒂爾
尚 法蘭索瓦 蘇林
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Abstract

一種接合結構(1)包括：基板組件(20)，其具有佈置在基板組件(20)的表面(22)上或之內的複數個第一墊體(21)；以及積體電路組件(10)，其具有佈置在積體電路組件(10)的表面(12)上或之內的複數個第二墊體(11)。接合結構(1)進一步包括複數個連接組件(31)，其將第一墊體(21)物理連接到第二墊體(11)。積體電路組件(10)的表面(12)相對於基板組件(20)的表面(22)以傾斜角(α)傾斜，該傾斜角(α)是由第一和第二墊體(21、11)的表面尺寸的公稱變化引起的。

Description

接合結構以及製造接合結構之方法
本揭示內容係關於覆晶接合結構以及製造覆晶接合結構的方法。
覆晶安裝是將積體電路裸晶物理和電氣連接到諸如電路板的基板的常用方法。在本文中，「覆晶」是指裸晶的有效面朝下安裝在基板上的事實。兩個組件上的電氣接合墊體彼此對齊，並藉由導電連接器(例如金屬焊球)之手段進行連接。覆晶安裝方法消除兩個組件之間的接合線的使用，導致更牢固的裸晶與基板的接合，並提高可靠性。
同樣對於將光子積體電路(photonic integrated circuit，PIC)安裝到單獨裸晶上的光學應用，覆晶安裝也已成為一種常見技術。這些應用中的許多應用在第一晶片上採用集成光源，例如垂直腔表面發射雷射(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)，該第一晶片覆晶安裝到第二晶片上，該第二晶片還包括用於接收來自光源的光並將其耦合到該波導結構之其他光學元件(例如光波導結構和耦合組件)。通常，這些耦合組件被配置為以與耦合元件的垂直方向相差幾度的某個耦合角運作。由於 VCSEL通常沿著其裸晶表面的垂直方向發射，PIC裸晶和包括光源的裸晶之間需要傾斜才能有效運行。傳統方法係藉由採用不同尺寸的連接器(例如具有不同直徑的焊球)來實現這種傾斜。然而，由於形成所述連接器時的缺陷，這導致複雜的製造過程並且潛在地導致可靠性較差的結果。
要實現之目的在於，提供一種用於傾斜覆晶接合結構的改進概念以及用於形成這種覆晶接合結構的方法。
該目的藉由獨立請求項的標的解決。在附屬請求項中定義實施例和改進概念的發展。
改進的概念係基於以下思想：使用關於其材料、形狀和尺寸的單一類型的連接組件，並經由改變要被接合的兩個裸晶上的接合墊體的表面尺寸來實現公稱(nominal)傾斜角。特別地，在製造過程中的回流過程中，連接組件分布在接合墊體的全部表面上，從而實現連接組件的變化的垂直範圍，導致一個裸晶相對於另一個裸晶的期望傾斜角。
根據改進思想的接合結構包括：基板組件，其具有佈置在該基板組件的表面上或之內的複數個第一墊體；以及積體電路組件，其具有佈置在該積體電路組件的表面上或之內的複數個第二墊體。接合結構進一步包括將該第一墊體物理連接到所述第二墊體之複數個連接組件。所述積體電路組件的所述表面相對於所述基板組件的所述表面以傾斜角傾斜。所述傾斜角(α)是由所述第一和第二墊體的表面尺寸的公稱變化(nominal variation)引起的。
基板組件例如是半導體基板，其可以包括具有例如光子積體電路PIC的積體電路部分。PIC可以包括光波導結構和用於將光輻射耦合到及/或出光波導內和或外的耦合區域。耦合區域可以是光柵耦合組件，例如布拉格光柵耦合器。
基板組件的表面可以是與基板組件的延伸的主平面平行的加工表面，且可以稱為基板組件的頂表面。第一墊體是佈置在所述表面上或內的接合墊體，使得它們暴露於基板組件的環境中以用於接合至積體電路組件。
積體電路組件例如包括有源電路，例如專用積體電路。此外，積體電路組件可以包括光電組件，例如光源，尤其是表面發射器(例如VCSEL)及/或光電探測器。
類似於基板組件，積體電路組件的表面可為加工表面，該加工表面與積體電路組件的延伸的主平面平行，且同樣可以被稱為積體電路組件的頂表面。第二墊體是佈置在所述表面上或內的接合墊體，使得它們暴露於積體電路組件的環境中以用於接合至基板組件。
連接組件被配置為在第一墊體和第二墊體之間建立物理連接。換句話說，連接組件是實現基板組件和積體電路組件之間的接合的接合元件。例如，連接組件是焊料凸塊。
通常，在建立接合之後，這些裝置中的積體電路組件和基板組件之間的傾斜角大於2°且小於10°。傾斜角是由所有連接組件的相等直徑(即體積)與第一和第二墊體的表面的公稱變化相結合所導致的。在本文中，公稱是指表面的所欲設計差異。
VCSEL和所有雷射一樣，如果部分的發射光被反射回雷射，則會失去功率。因此，具有相對於基板組件傾斜的積體電路組件的接合結構實現有效地防止從積體電路組件的表面向VCSEL的背反射。
在一些具體例中，複數個連接組件之各個係分布橫跨該複數個第一墊體之各自一個的全部表面和該複數個第二墊體之各自一個的全部表面上。
在這些具體例中，各連接組件係分布橫跨各自的第一和第二墊體的表面上，即，彼等在其之間連接組件建立物理連接的墊體，是藉由回流焊接過程之手段來實現的。在製造過程中，將連接組件的材料升高到其共晶溫度，通常為約200℃，以使連接組件變成液體，並因此在冷卻時硬化之前散佈橫跨第一和第二墊體的全部表面上。
在一些具體例中，複數個連接組件的直徑變化小於5%，特別是小於2%。
由於所採用的所有連接組件的直徑及/或體積等於製造公差(可能高達5%)，僅墊體表面的公稱變化會引起所需的傾斜角。
在一些具體例中，複數個連接組件之各自一個的垂直範圍取決於藉由所述連接組件彼此連接的第一墊體和第二墊體的表面尺寸，該垂直範圍係從基板組件的表面沿垂直方向測量的。
如果連接組件被配置為係分布橫跨各自的第一和第二墊體的表面上，則其垂直範圍是連接組件的直徑及/或體積以及所述第一和第二墊體的表面尺寸的函數。例如，與相同直徑及/或體積的另一連接組件的公稱較大的第一和第二墊體相比，公稱較小的第一和第二墊體導致所述墊體之間的各個連接組件的更大的垂直範圍。因此，對於不同的連接組件，墊體尺寸的公稱變化會導致接合後的所欲傾斜角度。
在一些具體例中，第一和第二墊體的表面尺寸的公稱變化是由至少一個第一和第二墊體相較於其餘的第一和第二墊體的公稱尺寸的增大或減小所引起。
為了實現所需的傾斜角，僅改變第一和第二墊體中的單個墊體的表面尺寸可能就足夠。例如，第一墊體中之一個具有公稱第一表面尺寸，而其餘第一墊體及/或第二墊體具有公稱第二表面尺寸。在這些具體例中，第一表面尺寸可以小於或大於第二表面尺寸，以實現公稱傾斜角。替代地，第二墊體中之一個可以具有公稱第一表面尺寸，而其餘第二墊體及/或第一墊體具有公稱第二表面尺寸。可替代地，與其餘的墊體相比，第一和第二墊體中的超過一個可以具有不同的表面。
在一些具體例中，連接組件是焊料組件，例如焊料球或焊料盤。
為了接合，可以以自動化的大量生產方式方便地將諸如預製的錫焊球或盤的焊料元件佈置在接合墊體上。例如，將焊料元件放置在基板組件的第一墊體上，然後進行第一回流過程，以熔化焊料元件並填充第一墊體的可用表面尺寸。隨後，將積體電路組件面朝下佈置並對準，使得第二墊體對準並與焊料元件接觸。第二回流過程再次熔化焊料元件，以現在填充第一和第二墊體的可用表面尺寸。該回流方法的另一優點在於，由於在回流過程中使焊料組件的表面能最小化，所以使基板組件和積體電路元件彼此相對自對準。
在一些具體例中，複數個連接組件中的一部分還將第一墊體電氣連接到第二墊體。
通常，除物理連接之外，接合元件還被配置為在接合墊體之間建立電氣連接。將接合墊體和連接組件兩者的材料選擇為導電的，以確 保接合之後在各自的第一和第二墊體之間的足夠期望的電氣連接。合適的材料包括諸如錫的金屬。
在一些具體例中，基板組件包括光波導和耦合區域，該耦合區域用於將光輻射耦合到及/或出光波導內及/或外。
在一些具體例中，傾斜角對應於耦合區域的耦合角。
傾斜角可以常規地設計成對應於耦合區域的耦合角。例如，基板主體包括以一定耦合角為特徵的反射鏡(例如布拉格鏡)或光柵耦合器(例如布拉格光柵)，並且積體電路組件包括發射光的VCSEL光源，該VCSEL光源配置為以耦合區域被耦合到波導結構中之手段。為此，可以將傾斜角設計為與耦合角相對應，以實現有效的耦合。通常，光柵耦合器的耦合角約為2至10°。
在一些具體例中，基板元件是專用積體電路，光子積體電路或印刷電路板。
在一些具體例中，第一墊體和第二墊體具有圓形墊體表面。
圓形墊體表面由於其對稱性而可以增強連接組件橫跨第一和第二墊體的全部表面上的均勻分布。
該目的係進一步藉由包括根據上述具體例之一的接合結構的感測裝置來解決，其中，該感測裝置被配置為氣體感測器、顆粒感測器、生物感測器及/或壓力感測器。
該目的係藉由一種用於製造接合結構的方法進一步解決。該方法包括：提供基板組件，其具有佈置在該基板組件的表面上或之內的複數個第一墊體；在該複數個第一墊體的每一個上沉積連接組件；藉由覆晶組裝的方法而佈置積體電路組件，其具有佈置在該積體電路組件的表面上或之內的複數個第二墊體，使得該複數個第二墊體之各個都位於連接組件 的上方。該方法還包括藉由回流之手段而將積體電路組件連接到基板組件，其中該積體電路組件的該表面相對於該基板組件的該表面以傾斜角傾斜。該傾斜角是由第一和第二墊體的表面尺寸的公稱變化引起的。
在一些具體例中，該方法包括進行用於將連接組件與第一墊體連接之回流的第一步驟，，以及進行用於將連接組件與第二墊體連接之回流的第二步驟。
藉由上述接合結構的具體例，該方法的其他具體例對於發明所屬技術領域中具通常知識者而言是顯而易見的。
以下對例示性實施例的附圖的描述可以進一步示出和解釋改進概念的各態樣。具有相同結構和相同效果的接合結構的組件和零件分別以等效的附圖標記顯示。只要不同附圖中接合結構的組件和零件在它們的功能方面彼此對應，以下各圖中的描述不再重複。
1:接合結構
10:積體電路組件
10a:(另一)積體電路組件
11:第二墊體
12:表面
20:基板組件
20a:基板部分
20b:積體電路部分
21:第一墊體
22:表面
23:耦合區域
23a:耦合區域
24:波導結構
31:連接組件
α:傾斜角
圖1出示根據改進概念的基板組件和積體電路組件在接合之前的橫截面示意圖。
圖2至圖4出示根據改進概念的接合結構的例示性具體例的中間步驟的橫截面。
圖5至圖7出示根據改進概念的最終接合結構的例示性具體例。
圖1出示在接合之前根據改進概念的基板組件20和積體電路組件10的例示性實施例的截面示意圖。
基板組件20例如包括可以是諸如矽的半導體基板的基板部分20a和積體電路部分20b。後者可以是基板組件的處理部分，該基板組件包括專用積體電路的有源電路及/或光子積體電路的組件，例如波導結構和耦合組件。積體電路部分20b中的基板組件20進一步包括第一墊體21，第一墊體21是佈置在基板組件20的表面22上或內的接合墊體且背向基板部分20a。在該具體例中，第一墊體21佈置在形成在積體電路部分20b內的凹部內。在接合之前，第一墊體21暴露於基板組件20的環境。
在該特定具體例中，積體電路部分10b包括耦合區23，例如光柵耦合器，光該柵耦合器佈置在第一墊體21之間。通常，光柵耦合器23可以相對於表面22的垂直距離實現不同的位置。在本文中，垂直是指垂直於表面22的方向。例如，光柵耦合器23可以被佈置為與第一墊體21相比更靠近表面22或遠離表面22。換句話說，光柵耦合器23可以被佈置在第一墊體水平之上的水平。就是這種情況，當在例如後加工流程中製造波導及/或光柵耦合器時，晶片鈍化後進行PE-CVD SiN沉積。替代地，光柵耦合器23位於金屬層下方，即第一墊體層下方。對於由SOI基板製造的基於Si的波導而言，這是典型情況。
圖1進一步出示例示性積體電路組件10。類似於基板組件20的積體電路組件包括第二墊體11，第二墊體11同樣是佈置在積體電路組件10的表面12上或之內的接合墊體，該表面可以被稱為加工過的表面或頂表面。積體電路組件10同樣可以包括專用積體電路的有源電路及/或光子積體電路的組件。特別地，積體電路組件10可以包括諸如VCSEL之類的表面發射光源，該表面發射光源被配置為在該佈置中在朝向基板組件 20的方向通過表面12發射光。通常，VCSEL被配置為相對於其所包含的裸晶的延伸的主平面以垂直方式發光，在這種情況下，其對應於相對於表面12的垂直方向。
關於第一和第二墊體11、21，藉由設計和製造具有實質上不同表面的接合墊體中的至少一個來實現表面尺寸的公稱變化。在該例示性具體例中，與其餘的第一和第二墊體11、21相比，第一墊體21中的一個具有明顯更大的表面。
圖2出示根據改進概念的接合結構的例示性具體例的中間步驟的橫截面。在該步驟中，將連接組件31放置在基板組件20上。連接組件31是例如藉由落球模板放置在接合墊體21上之錫焊球。連接組件31在材料、形狀和尺寸方面在小於5%，特別是小於2%的公差內為單一類型。這樣，在晶片規模上，可以晶由已建立的大量生產過程同時放置大量的連接組件31。
為了保持儘可能低的公差，與使用錫膏絲網印刷相比，首選為使用預製的錫球。此外，為了在回流階段之後建立足夠的物理及/或電氣接觸，可在放置連接組件31之前將助焊劑32佈置在第一墊體21上。可經由旋塗或經由旋轉的方式施加助焊劑。助焊劑進一步有助於在回流過程中連接組件31處於液態時改善自對準效果，因為助焊劑去除可能存在的氧化物層，並促進連接組件與凸點下金屬(under bump metallization，UMB)之間的充分潤濕，UMB指的是第一墊體21上的可焊層。
圖3出示根據改進概念的接合結構的例示性實施例的另一中間步驟的橫截面。在圖2中描述和示出的連接組件的放置之後，在該步驟中應用第一回流工藝。基板組件20或包括複數個基板組件20的晶片和連接組件31被加熱到大約260℃的溫度。在此溫度，助焊劑32蒸發，而 連接組件31熔化並完全填充可用的墊體尺寸。換句話說，連接組件橫跨第一墊體21的全部表面上分布。在回流工藝之後，即在冷卻使得連接組件31重新固化之後，連接組件31的形狀僅是其直徑和第一墊體21的表面尺寸的函數。由於重力在該範圍內可以忽略不計一連接組件的直徑通常小於500μm直徑一連接組件31的材料的表面張力會產生完美的球形。
在第一回流工藝之後，連接組件31的垂直範圍係由第一墊體21的表面尺寸(即UBM表面)以及連接組件31的直徑及/或體積來定義。如清楚地示出的，由於第一墊體21的表面尺寸不同，連接組件31的垂直範圍基本不同。
圖4出示根據改進概念的接合結構的例示性具體例的另一中間步驟的橫截面。在第一回流工藝之後，積體電路組件10在該步驟中以覆晶的方式佈置，即面朝下且其表面12面向基板組件20的表面22。類似地，第二墊體11與基板10對準。與連接組件31放置之前的第一墊體21類似，出於上述相同的原因，在將積體電路組件10放置到連接組件31之前，也可將助焊劑32施加到第二墊體11上，以在第二回流工藝之前改善積體電路組件10的黏附性。積體電路組件10係藉由具有大量生產能力的拾取和放置過程放置，該過程通常表現出約25μm的對準精度。同樣地，可以將一些積體電路組件10佈置在晶片上，使得可以進行該步驟以將複數個積體電路組件10放置在相應數量的基板組件20上。
圖5出示根據改進概念的接合結構的最終例示性實施例的橫截面。為了完成接合，應用類似於第一回流工藝的第二回流工藝，使連接組件31再次熔化並也分布在第一第二墊體11的表面上。在回流之後，即在重新固化連接組件31之後，完成在基板組件20和積體電路組件10之間的具有傾斜角的接合結構1。
在該第二回流步驟期間，積體電路組件10的橫向位置可能是VCSEL晶片，以最小化連接組件31的表面能的方式來調節。因此，第一墊體21與第二墊體11的對準是自調整的。由於藉由微影將雷射光束出口的位置對準墊體，實現雷射光束到光柵組件23的高度對準精度。
圖6出示限定傾斜角α的幾何形狀。由於採用單一類型的連接組件31且公稱上改變第一和第二墊體11、21的表面尺寸，傾斜角α係由連接組件31在第一和第二墊體11中的各個墊體上的分布而產生。特別地，傾斜角α是連接組件31的直徑及/或體積和第一和第二墊體11、21的表面的函數，且墊體之間的間距同樣用作光束的開放空間。
例如，如圖6所示，選擇焊球a的圓形墊體表面的直徑為75μm，焊球b的圓形墊體表面的直徑為53μm，並選擇節距為166μm，直徑為80μm(通常大小)的焊球會導致大約5°的傾斜角，該角度對應於普通光柵耦合器的耦合角。可以藉由進一步單獨地或成對地改變墊體表面來微調該傾斜角。
圖7出示包括另外的積體電路組件10a的接合結構的具體例。雖然第一積體電路組件10包括光源，例如VCESL，另一積體電路組件10a可包括光感測器，其用於分析從所述光源接收的光。在該具體例中，基板組件包括另一個耦合區域23a和用於將光引導向感測器的波導結構24。
另一個積體電路組件10a相對於基板組件20的傾斜角可以對應於積體電路組件10的傾斜角，例如，在兩個光柵元件23、23a具有相等的耦合角的情況下，或者它可以是不同的，這可以藉由各自的第一和第二墊體11、21的表面尺寸的不同公稱變化來實現。
在各個具體例中，連接組件31建立物理連接和電氣連接。關於圖7的實施例，光源和光感測器都可電氣連接到ASIC，該ASIC堆疊到基板組件20上或者作為基板組件20的一部分。在後一種情況下，可以藉由對ASIC的頂部的後處理來實現光子組件。
以上示出和描述的接合結構1的實施例可以方便地用於具有波導的光學感測的應用中。應用包括基於環形諧振器的光學感測器，Mach-Zehnder干涉儀或Fabry-Perot干涉儀。矽基光子學是一種利用半導體電子設備中建立的先進處理技術的技術。但是，相對於光源，矽是間接半導體，因此不適於發光。可基於具有直接帶隙的其他類型的半導體(例如在最終步驟中接合到PIC的III/V基板)來製造在大於1050nm的波長下工作的VCSEL和光感測器之類的光源。
1:接合結構
11:第二墊體
21:第一墊體
23:耦合區域
31:連接組件

Claims (16)

  1. 一種接合結構(1)，包括：
    基板組件(20)，其具有佈置在該基板組件(20)的表面(22)上或之內的複數個第一墊體(21)；
    積體電路組件(10)，其具有佈置在該積體電路組件(10)的表面(12)上或之內的複數個第二墊體(11)；及
    複數個連接組件(31)，其將該第一墊體(21)物理連接到所述第二墊體(11)，其中，
    該積體電路組件(10)的該表面(12)相對於該基板組件(20)的該表面(22)以傾斜角(α)傾斜；
    該傾斜角(α)是由所述第一和第二墊體(21、11)的表面尺寸的公稱變化引起的。
  2. 如請求項1所述之接合結構(1)，其中，該複數個連接組件(31)之各個係分布橫跨該複數個第一墊體(21)之各自一個的全部表面和該複數個第二墊體(11)之各自一個的全部表面。
  3. 如請求項1或2所述之接合結構(1)，其中，該複數個連接組件(31)的直徑變化小於5%。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之接合結構(1)，其中，該複數個連接組件(31)之各自一個的垂直範圍取決於藉由該連接組件(31)彼此連接的該第一墊體(21)和該第二墊體(11)的表面尺寸，該垂直範圍係從該基板組件(20)的該表面(22)沿垂直方向測量的。
  5. 如請求項1至4項中任一項所述之接合結構(1)，其中，該第一和第二墊體(21、11)的表面尺寸的該公稱變化是由該第一和第二墊體 (21、11)之至少一個相較於其餘的該第一和第二墊體(21、11)的該公稱尺寸的增大或減小所引起。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之接合結構(1)，其中，該連接組件(31)是焊料組件，例如焊料球或焊料盤。
  7. 如請求項1至6項中任一項所述之接合結構(1)，其中，該複數個連接組件(31)的一部分也將該第一墊體(21)電氣連接到該第二墊體(11)。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之接合結構(1)，其中，該基板組件(20)包括光波導(24)和耦合區域(23)，該耦合區域(23)用於將光輻射耦合到及/或出光波導(24)內及/或外。
  9. 如請求項8所述之接合結構(1)，其中，該傾斜角(α)對應於該耦合區域(23)的耦合角。
  10. 如請求項8或9所述之接合結構(1)，其中，該耦合區域(23)包括光柵耦合器及/或反射鏡。
  11. 如請求項1至10中任一項所述之接合結構(1)，其中，該積體電路組件(10)包括光電組件，例如光源，特別是表面發射器，例如VCSEL、及/或光電探測器。
  12. 如請求項1至11項中任一項所述之接合結構(1)，其中，該第一墊體(21)和該第二墊體(11)具有圓形的墊體表面。
  13. 如請求項1或2項所述之接合結構(1)，其中，該第一墊體(21)及/或該第二墊體(11)佈置在形成在相應表面(22、12)上的凹槽中。
  14. 一種感測裝置，其包括如請求項1至12項中任一項所述之接合結構(1)，其中，該感測裝置被配置為氣體感測器、粒子感測器、生物感測器及/或壓力感測器。
  15. 一種用於製造接合結構(1)之方法，該方法包括：
    提供基板組件(20)，其具有佈置在該基板組件(20)的表面(22)上或之內的複數個第一墊體(21)；
    在該複數個第一墊體(21)的每一個上沉積連接組件(31)；
    藉由覆晶組裝的方法而佈置積體電路組件(10)，其具有佈置在該積體電路組件(10)的表面(12)上或之內的複數個第二墊體(11)，使得該複數個第二墊體(11)之各個都位於連接組件(31)的上方；以及
    藉由回流將該積體電路組件(10)連接到該基板組件(20)；其中，
    該積體電路組件(10)的該表面(12)相對於該基板組件(20)的該表面(22)以傾斜角(α)傾斜；以及
    該傾斜角(α)是由該第一和第二墊體(21、11)的表面尺寸的公稱變化引起的。
  16. 如請求項15所述之方法，其中，該方法包括：
    進行用於將該連接組件(31)與該第一墊體(21)連接的回流的第一步驟；以及
    進行用於將該連接組件(31)與該第二墊體(11)連接的回流的第二步驟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782463A (zh) * 2021-08-24 2021-12-10 芯盟科技有限公司 一种键合强度的测试方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5499312A (en) * 1993-11-09 1996-03-12 Hewlett-Packard Company Passive alignment and packaging of optoelectronic components to optical waveguides using flip-chip bonding technology
US6312974B1 (en) * 2000-10-26 2001-11-06 Industrial Technology Research Institute Simultaneous bumping/bonding process utilizing edge-type conductive pads and device fabricated
JP4882644B2 (ja) * 2006-08-10 2012-02-22 パナソニック電工株式会社 光電気変換装置
US8154134B2 (en) * 2008-05-12 2012-04-10 Texas Instruments Incorporated Packaged electronic devices with face-up die having TSV connection to leads and die pad
KR102009979B1 (ko) * 2012-06-07 2019-08-12 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 이를 포함하는 반도체 장치
US8859335B2 (en) * 2012-11-02 2014-10-14 Fujitsu Limited Method and system for controlling chip inclination during flip-chip mounting
DE102013011581B4 (de) * 2013-07-04 2015-05-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung aus einem Substrat mit mindestens einem optischen Wellenleiter und einer optischen Koppelstelle und aus einem optoelektronischen Bauelement und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung
CN109239861A (zh) * 2018-09-11 2019-01-18 武汉光迅科技股份有限公司 一种硅光光收发模块

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