用于提供电光对准的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于提供电光对准的方法和装置
领域
[0001]本发明的至少一些实施例总地涉及光电器件制造，更具体地涉及提供电光对准。 背景
[0002]表面发光源——例如垂直空腔表面发射激光器——一般具有大于边缘发射激光二极管的光发射面积的光发射面积。一般来说，VCSEL为光学电信产业提供成本效率的方案。
[0003]然而，在消费者电子器件产业内，需要节省很多东西以满足其成本需求。例如，集成到消费者电子(CE)器件(例如智能移动设备)中的VCSEL的封装需求不同于电信产业中使用的VCSEL的封装需求。典型地，CE器件的封装件总尺寸减小，其需要进一步优化以配合到小形状因子中。
[0004]图1示出典型的表面发射(SE)激光器器件封装100。如图1所示，衬底102上的SE激光器器件103被布置在安装板101上。SE器件103沿背离板103的方向104射出光。为了将SE激光器103整合入封装件，使用包括棱镜和透镜的射线光学透镜系统106。如图1所不，光学系统106被安装在激光器器件103之上以形成大约90°角弯曲光105以親合至光纤107。
[0005]也就是说，当前封装方案使用具有射线光学透镜系统的90°弯曲光管以将表面发射(SE)激光器器件整合入薄的移动设备的封装件内。这种方案需要昂贵的射线光学透镜系统设计和制造。另外，在制造之后，当前封装方案需要高成本的精确对准组件。
发明概述
[0006]描述了提供电光对准的方法和装置的示例性实施例。在至少一些实施例中，在印刷电路板衬底上形成电连接器，该电连接器延伸到衬底的侧表面上以形成转向(turn)。光电管芯被布置在印刷电路板衬底上。印刷电路板衬底上的光电管芯被竖立在安装板上以提供基本平行于安装板的光耦合。延伸至印刷电路板衬底的第二表面的电连接器被布置在安装板上以通过电连接器转向取代光路转向以耦合光电管芯。
[0007]本发明的其它特征将从附图和从下面的详细说明中变得清楚。
附图简述
[0008]本文描述的实施例在各附图中是作为实施例而非作为限制示出的，在附图中相同的附图标记指代相同的元件。
[0009]图1示出典型表面发射(SE)激光器器件封装。
[0010]图2是根据本发明一个实施例提供电光对准的光电器件组件的图。
[0011]图3A示出根据本发明一个实施例的微型子组件衬底的立体图。
[0012]图3B1示出根据本发明一个实施例用于形成微型子组件的完工的微型子组件衬底的侧视图。
[0013]图3B2是根据本发明一个实施例在将光电器件布置在衬底上的预定义位置后的图，与图3B1相似。
[0014]图3B3是根据本发明一个实施例在将保护盖形成在光电器件上之后的图，与图3B2相似。
[0015]图3C是根据本发明一个实施例在安装板上竖立子组件衬底的表面上的光电器件之后的图，与图3B3相似。
[0016]图3D示出根据本发明一个实施例的微型子组件的俯视立体图。
[0017]图3E示出根据本发明一个实施例的微型光学子组件(MOSA)的横截面图。
[0018]图3F是根据本发明一个实施例在安装板上竖立衬底上的光电器件之后的侧视图，与图3E相似。
[0019]图3G是根据本发明一个实施例示出竖立在安装板上的微型光学子组件(MOSA)的侧视图。
[0020]图4示出根据本发明一个实施例的MOSA的俯视立体图。
[0021]图5A是根据本发明一个实施例的微型子组件衬底的俯视图。
[0022]图5B是根据本发明一个实施例在钻削通路之后的图，与图5A相似。
[0023]图6示出根据本发明一个实施例的子组件的立体图。
[0024]图7示出根据本发明一个实施例的子组件的立体图。
[0025]图8A示出根据本发明一个实施例的组件的仰视立体图。
[0026]图8B是根据本发明一个实施例在安装板上的图8A的组件的俯视立体图。
[0027]图9是根据本发明一个实施例在安装板上的组件的俯视立体图。
[0028]图10是根据本发明一个实施例的微型光学子组件的横截面图。
[0029]图11示出根据本发明一个实施例的数据处理系统。
详细描述
[0030]描述了用于提供电光对准的方法和装置的示例性实施例。本文描述的示例性实施例针对消费者电子器件(CE)应用的低成本和小形状因数的光电器件封装。本文描述的示例性实施例提供了一种使用标准构造模块的低成本、简化的光学对准，例如针对高比特率光学连接链路、细光缆、轻量光缆、消费者光学器件、消费者电子器件、消费者电光器件以及不封闭封装。
[0031]在至少一些实施例中，在印刷电路板衬底上形成电连接器，该电连接器以预定角度延伸到衬底的侧表面上以形成转向。光电管芯被布置在印刷电路板衬底上。印刷电路板衬底上的光电管芯被竖立在安装板上以提供基本平行于安装板的光耦合。延伸至印刷电路板衬底的侧表面的电连接器被布置在安装板上以通过电连接器转向取代光路转向以耦合光电管芯。
[0032]在至少一些实施例中，包括表面发射激光器(例如VCSEL)和光检测器中的至少一者的微型光学子组件(MOSA)被布置在垂直衬底上以促成光纤组件而无需使用90度(“直角”)光管弯曲，该光纤组件包括光学间隔器和具有光纤保持器的透镜保持器，作为具有任选光准直器嵌入件的独立零件。在一个实施例中，本文描述的MOSA对于消费者电光组件和应用允许实现低成本、小覆盖面积的(例如小于3X5mm)有源光缆(AOC)构造模块。去除光轴的直角转向提供优势，因为这使光学对准精度容限增加至少10倍(例如从10 ym至100 μm)并节省了用于发射机和接收器的光学子组件的绝大多数成本。
[0033]在至少一些实施例中，光电器件(例如VCSEL、其它SE器件、光检测器)被表面安装至印刷电路板(PCB)的典型衬底材料上。电极被形成在衬底边缘上以运作光电器件。在至少一些实施例中，塑料盖被形成在光电器件上以使衬底在主板或更高级功能的辅助模块上保持竖立形状，所述更高级功能例如是用于移动高清链路(MHL)、高清多媒体链路(HDMI)、外围组件互连高速(PCIE)、通用串行总线(USB)、雷电(Thunderbolt) ,SATA的高速SERDES (串行化器/解串行化器)以及其它功能。
[0034]一般来说，SerDes指共同用于高速通信以补偿有限的输入/输出的一对功能块。这些模块沿每个方向在串行数据和并行接口之间转换数据。雷电一般指用于经由扩展总线将外围器件连接至计算机的接口，SATA指用于将主机总线适配器连接至海量存储设备(例如硬盘驱动器和光驱)的计算机总线接口。
[0035]在下面的描述中，为了透彻理解本文描述的一个或多个实施例，陈述了许多具体细节，例如具体材料、要素尺寸等等。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实施一个或多个实施例。在其它情况下，尚未对半导体制造工艺、技术、材料、器件等作非常详细的描述以避免不必要地使说明变得晦涩。
[0036]尽管在附图中描述和示出了某些示例性实施例，然而要理解这些实施例仅为解说性的而非限制性的，并且这些实施例不受限于所示和所描述的特定构造和配置，因为本领域内技术人员可作出多种修正。
[0037]在本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇中的多个位置中短语例如“在一个实施例中”和“在实施例中”的出现不一定指的是同一实施例。此外，特定特征、结构、或特性可按照任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。
[0038]另外，创新性方面在于比单个公开的实施例的所有特征更小。因此，详细说明之后的权利要求书在此明确地被包括到本说明书中，其中各个权利要求独立作为单个实施例。尽管本文中已描述了示例性实施例，但本领域内技术人员将认识到这些示例性实施例可通过如本文所述的修正或变化而投入实践。说明书因此应当被视为解说性的而非限定性的。
[0039]图2是根据一个实施例提供电光对准的光电器件组件的图。光电组件200包括在微型子组件衬底202上的电连接器207。衬底202具有表面206、表面212和侧表面205。侧表面205毗邻于表面206和表面212。在一个实施例中，表面212和表面206是相对的表面并基本上彼此平行。在一个实施例中，侧表面205的尺寸显著小于衬底的表面206的尺寸。在一个实施例中，衬底的侧表面205为大约Imm至大约3mm厚。
[0040]电连接器207沿衬底202延伸到侧表面上从而以预定角度(未示出)形成转向。微型子组件衬底202的表面206上的光电管芯203被连接至电连接器207。光电管芯203具有基本与衬底202的表面206平行的光学表面208。如图2所示，微型子组件衬底202的表面206上的光电管芯203竖立在安装板201上。在一个实施例中，微型子组件衬底202是印刷电路板衬底。如本文所述使用印刷电路板以提供电光对准具有低成本处理、易于限定的形状以及快速回转(turnaround)时间的优势。在一个实施例中，安装板201是主板、下一级集成板或任何其它的组件安装板。如图2所示，竖立衬底202的侧表面205被布置在安装板201的顶部上。表面206和表面212沿基本正交于安装板201的轴线Y 210竖立。在一个实施例中，电连接器207的一部分位于侧表面205和安装板201之间。如图2所示，光学表面208沿轴线X 211光耦合至光纤204，该轴线X 211基本平行于安装板。在至少一些实施例中，沿轴线(例如轴线X 211)的光纤基本平行于安装板(例如安装板201)意味着轴线沿