专利名称：测量对准的无源光学组件的定位的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及用于光学通信网络的组件装配。
背景技术：
在光学网络中，许多部件能够放置于诸如光学台或平面光波线路的结构中。适于使用高精度倒装接合机来精确定位这些结构。尽管如此，这些接合机只能提供X和Z坐标上对准，这些坐标基本上是在对应光学台或平面光波线路的平面的平面上的。
这些接合机不控制垂直于平台或线路表面的横向或Y方向上的定位。不幸的是，组件之间的光学耦合效率是高度依赖于Y轴高度的布置。然而，本发明者知道尚未有提供Y高度布置方面的方法或措施。
这样，就需要为构造无源光学设备提供更佳的对准操作。
图1是本发明一个实施例的放大、横截面视图；图2是图1示出实施例的示意性描述；图3是本发明另一个实施例的放大、横截面描述；图4是图3示出实施例的示意性描述；图5是本发明再一个实施例的放大、横截面视图；图6是图5示出实施例的示意性描述；以及图7是另一个实施例的示意性描述。
具体实施例方式
参见图1，在本发明的一个实施例中，在硅光学台或平面光波线路12上放置光学放大器14。在本发明的一个实施例中，光学台12的横截面可以是L型的。光学台12和光学放大器14都具有最终需要加以对准的波导16的部分16a和16b。这样，就期望使用高精度倒装接合机或其他芯片布置工具将放大器14精确定位在光学台12上，使得分别位于光学台12和放大器14上的部分波导16a与部分波导16b排成一直线。
虽然本发明的说明书谈及放大器和光学台，但是本发明适用于将任何光学组件与有关的任何光学组件进行对准和定位。这样，对光学放大器和平台的讨论仅作为一个示意性的实例。
放大器14可具有包括了多个部分18a-18d的焊盘18。在一个实施例中，每个部分18a-18d都是从放大器14向下延伸的独立部分并与邻近部分分开。
相反地，在一个实施例中，光学台12上可以提供多个焊盘20a-20d，这些焊盘向上伸出并且是独立的与其各自的邻近部分分开。在一个实施例中，焊盘20和焊盘18是由诸如金的相同材料制成。尽管如此，焊盘20a-20d具有阶梯式结构使得焊盘20a的高度要高于焊盘20b的高度，而焊盘20b又高于焊盘20c，焊盘20c又高于焊盘20d。
这样，当放大器14下放到光学台12上时，一个或更多的焊盘18与一个或更多的焊盘20发生物理接触。尽管如此，如图1所示因为将在Y方向上放置放大器14和光学台12，所以在任何的焊盘18或任何的焊盘20之间都没有接触。在特定焊盘18和20之间的接触也可闭合由焊盘18和20形成接触的电开关21。
这样就参见图2，焊盘18和20形成多个开关21(当焊盘18与其对准的焊盘20接触时开关闭合)。示出开关21处于断开位置是因为在图1中焊盘18和20间没有建立连接。图2中的开关21d-21d与触件22a-22d相耦合。可由探测工具或其他设备来探测触件22以确定开关21是断开还是闭合。
依靠开关21的闭合，可以互相确定放大器14和光学台12的精确的Y维定向。尤其在一个实施例中，因为每个焊盘20的高度都不同，所以任何开关21的闭合都表示了放大器14和光学台12之间的相对间隔。
例如，参见图3，现在焊盘18a如B处所示已与焊盘20a接触。这样就参见图4，开关21a闭合但是其他的开关21仍然断开。如A’处所示，波导部分16a和16b仍然未被精确对准。
参见图5，在Y维上进一步位移之后，现在焊盘18b如B’处所示已与焊盘20b接触。为达此目的，在一个实施例中焊盘18a发生变形。如A”处所示，在此位置上精确对准波导部分16a和16b。在此如图6所示开关21b和21a都闭合，而开关21c和21d断开。这样Y维上的精确相对位置就可确定至任何期望的微小程度。提供更多或更少的开关21以达到期望的结果，同时在其高度上以例如0.2nm或者用于特定应用所期望的诸如0.05nm或0.5nm的任意其他值为单位进行变化。
倒装接合机可在X和Z坐标上进行精确对准。通过提供开关21，就可获得Y方向上的精确对准。因此，在本发明的某些实施例中可以实现对部件的实时精确对准。在完成了接合步骤后可使用例如探测器快速地完成非破坏性的筛选和分类，用以确定这些开关的电阻。
在某些实施例中，在晶片处理期间使用掩模与干法或湿法蚀刻的组合以及如沉积、通孔蚀刻等等的相同工艺来制造开关21。开关21的精确度分别由焊盘18和20的厚度所限定。因为焊盘18和20定义开关21，所以可在焊盘18和20的相对的表面上要提供便于电接触的材料(诸如金)。
在接合处理期间，放大器14侧的金属可能会变形或收缩使得可以建立放大器14和光学台12之间的接合。当撤回接合力时，变形就停止。所述动作便于放大器14上接合盘18的连接在不同的阶梯高度上连接或短路开关21。依靠在放大器14上接合盘18的变形或变换程度，会有更多的或更少的触点闭合。通过测量接合后的开关21的电阻，就可确定Y维上放大器14相对于光学台12的距离(和/或变形)。依据整个的过程顺序，也可颠倒开关21的结构。在另一个实施例中，不同高度的焊盘可以做在放大器14上而配对的焊盘则设于光学台12。开关21的概念也可扩展至检查确定耦合效果的其他关键接合因素，诸如接合完整度、倾斜角度和旋转角度等等。
紧接在接合之后就可使用晶片探测方法检查开关21从而确定Y高度。在某些实施例中在光学台是晶片并且使用本方法对准多个组件的情况下，探测器可提供晶片映射用以分类并且该晶片映射可减少测试劣质光学台/放大器组合10的费用，从而降低产品的整个成本。通过仪表或探测器与接合机的持续通信，除了X和Z坐标之外，也可将实时Y高度接合数据反馈给接合机用于实时控制。该反馈有利于光学无源对准以及提高生产量，因此将进一步降低生产成本。
参见图7，可由集成的开关21代表放大器14和光学台12。这些开关21能测出放大器14与光学台12之间的距离。这些信息可由晶片探测器或连续性检测器26利用触件22读出。关于开关21是断开还是闭合的信息随后可转换为Y方向上的相对位置。随后这些信息将由探测器26回馈给接合机24。然后接合机24将基于期望的定向对放大器14和光学台12进行恰当的定位。
虽然以有限实施例描述本发明，本领域普通技术人员应该认识到这些实施例还存在着众多的修改和变化。这意味着所附的权利要求涵盖了所有的修改和变化，因为它们都属于本发明的真实精神和范围之内。
权利要求
1.一种方法，该方法包括提供两个要耦合的光学组件之间的对准；通过提供至少两个有差别的触点来测量一个组件相对于另一个的位置；以及电气确定触点中的一个或两个是否接触。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用接合机来提供要耦合的光学组件之间的对准以便在二维中定位所述组件。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量其中一个组件相对于另一个的位置包括测出多个阶梯式元件的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括通过提供至少三个相对偏移的触点并且电气确定这些触点是否已接触，来测量一个组件相对于另一个的位置。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在所述组件之一上提供第一组阶梯式触件以及在另一个组件上提供多个触件，并且测出所述一个组件上的触件与另一个组件上的触件之间是否接触。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括对准两个光学组件，它们包括从一个组件延伸到另一个的波导，以及通过对准所述组件对准所述波导。
7.一种方法，该方法包括使用接合机两维对准两个光学组件；以及使用两个组件上的表面特征来确定所述组件在第三维度中相对于彼此的位置。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述表面特征包括在所述第三个维度上具有阶梯的阶梯式配置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括检测一个组件上的阶梯式配置与另一个组件上的触件之间的电连接。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括使所述阶梯中的至少一个变形以接触所述阶梯中的另一个。
11.一种光学组件，该组件包括主体；以及在所述主体上的阶梯式接触表面。
12.如权利要求11所述的组件，其特征在于，所述阶梯式接触表面包括电触件。
13.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述触件被对准以耦合到另一个组件上的触件，从而完成电路。
14.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述触件由金构成。
15.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述阶梯式接触表面包括多个直立的阶梯，其中至少一个可以物理上变形并且其中每一个都包括电触件。
16.一种光学设备，该设备包括具有阶梯式表面配置的第一组件；具有触件以与所述阶梯式表面配置选择性配合的第二组件；并且其中在所述触件中的至少一个接触所述阶梯中的至少一个的位置，结合所述第一和第二组件。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，阶梯和与所述阶梯相接触的触件闭合一个电开关。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，包括耦合至所述电开关的探头垫片，使得可以确定所述开关的状态。
19.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述组件中的一个是光学台。
20.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述组件中的一个是平面光波线路。
21.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述组件中的一个是光学放大器。
全文摘要
诸光学组件可在三个维度上相互予以精确定位。可使用具有使(光学)部件精确二维定位能力的接合机。所述组件可设有不同高度的触件(20a－d)，使得能够感知所述结合了第三个维度的组件的相对位置。这些信息可以反馈给接合机用于控制精确在第三个维度上的对准。
文档编号G02B6/42GK1802580SQ200480015654
公开日2006年7月12日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年6月30日
发明者U·特兰, H·埃斯兰波尔 申请人:英特尔公司