利用微结构对准的通过单组装件悬垂倒装芯片光学器件管芯的光学连接的制作方法

专利名称：利用微结构对准的通过单组装件悬垂倒装芯片光学器件管芯的光学连接的制作方法
利用微结构对准的通过单组装件悬垂倒装芯片光学器件管 芯的光学连接技术领域
本发明的实施例一般涉及光学连接器，更具体地涉及光学部件之间的被动对准连接。
版权声明/许可
本专利文档的公开内容的多个部分可能包含受版权保护的资料。版权所有者不反 对任何人复制如呈现在专利和商标局专利文件或记录中的本专利文档或专利公开内容，但 在别的方面无论如何都保留所有版权。本版权声明适用于以下描述及其相关附图中的所有 数据，以及以下描述的任何软件英特尔公司版权所有 2010,保留所有权利。
背景技术：
传统的光学收发机包括光学收发机部件,诸如光电二极管和VCSEL(垂直腔面发射 激光器)以及机械固定的光学透镜。为了获得光学连接器所需要的精确度，透镜的固定是耗 费时间的，而且是昂贵的并且在技术上是有挑战性的。缺乏精确度是限制光学连接器应用 于更小形状因数的一个原因。传统地，收发机组装是耗费时间以及麻烦的过程，该过程通常 需要若干制造步骤，包括管芯安置、引线接合、透镜安置、环氧树脂固化以及可能的其它步 骤。附加地，所得组装件的对准通常是“主动的”，其中在制造过程期间通过光纤发送光以对 准连接器，以能够实现必要的精确度以与标准公差相容。


以下描述包括对附图的讨论，这些附图具有通过本发明的实施例的实现的示例的 方式给出的例示。这些附图应被理解成作为示例，而不是作为限制。如本申请中所使用的， 对一个或多个“实施例”的引述应该被理解为描述了本发明的至少一个实现方式中所包括 的特定特征、结构或特性。因此，本申请中出现的诸如“在一个实施例中”或“在替代实施例 中”之类的短语描述本发明的多个实施例和实现方式，但不一定都指示同一实施例。然而， 它们也不一定是相互排斥的。
图1A和IB示出在衬底之上悬垂且包括对准销和沟槽的光子收发机组装件的实施 例的框图的不同视图。
图2是具有用于对准销的沟槽的光子收发机组装件的实施例的框图。
图3是光子收发机组装件的实施例的框图，该光子收发机组装件具有用于对准销 的沟槽且具有连接至衬底的球栅阵列(BGA)连接。
图4A和4B示出光子收发机组装件的实施例的框图的不同视图，该光子收发机组 装件具有用于对准销的沟槽且具有用于将对准销固定至光子管芯的支承件。
图5是光子收发机组装件的实施例的框图，该光子收发机组装件具有用于与自由 空间光学透镜对接的对准销。
图6A-6E示出制备通过光学透镜与光子收发机组装件对接的光学连接器的实施例。
图7是通过经由弹簧力对准和固定的光学透镜与光子收发机组装件对接的光学 连接器的实施例的框图。
图8是用于制备光子收发机组装件的过程的实施例的流程图。
以下是对某些细节和实现的描述，包括对可描绘部分或全部下述实施例的附图的 描述，以及对此处呈现的发明概念的其它潜在实施例或实现的讨论。以下提供了对本发明 各实施例的概览，随后是参考附图的更详细的描述。
详细描述
如本申请中描述，一组装件包括具有倒装芯片连接触点的光学收发机、在连接衬 底之上悬垂的管芯、以及用于被动地对准光学部件的对准特征。在一个实施例中，对准特征 包括该组装件中的一个或多个对准销，该一个或多个对准销与光学收发机半导体管芯中的 微加工结构对接以实现对准销的精确对准，该精确对准进而允许与相应光学部件(例如光 学透镜)的精确被动对准。因此，被动对准可用于实现标准公差相容。
利用光学收发机半导体管芯中的微结构，可实现更加针对特定管芯的对准。例如， 如果微结构在半导体管芯的处理期间被正确地处理到光学收发机半导体管芯之中/之上， 则可进一步实现相对于特定管芯的提高的对准针对性。被纳入到半导体管芯之上的对准特 征可提高对准的精确度，而无需之前进行的复杂制造。通过在制造过程中预先提供对准机 构(例如将被动对准与半导体管芯集成)，可减少用于制造光学收发机组装件所需的花费和 时间。
此外，利用光学收发机半导体管芯与衬底的倒装芯片连接，可实现更低的轮廓和/ 或形状因数。与引线接合相关的处理步骤可被完全排除。光学透镜与光学收发机的被动对 准允许光学透镜在制造过程中比传统方法所允许的连接更晚地连接。因此，回流焊工艺可 在更晚添加透镜的半导体管芯以及其它部件上使用。这样的方法防止了透镜的翘曲或损 伤，同时仍确保光学透镜的正确对准。
如下文更详细描述，其上具有光子收发机的半导体管芯包括该半导体管芯之上的 一个或多个沟槽或其它微结构。在一个实施例中，利用产生光子收发机的一个或多个部件 的处理，在半导体管芯上处理沟槽。因此，该沟槽可相对于光子收发机的光模或波导的刻面 精确地对准。
一个或多个对准销或柱(也可称为引导销或柱)与相应的沟槽对接以从半导体管 芯伸出，以提供用于所得的包括半导体管芯、衬底以及对准销的完成光学收发机组装件的 被动对准特征。可包括支承机构以将对准销相对于半导体管芯固定于沟槽处。
图1A和IB示出在衬底之上悬垂且包括对准销和沟槽的光子收发机组装件的实施 例的框图的不同视图。首先参考图1A，光子管芯102包括V沟槽130。光子管芯102代表 具有处理到管芯之中和/或之上的光学收发机电路的半导体(例如硅、SiGe或多种II1-V组 合中的任一种)管芯。光学收发机电路包括产生处于活动模式的一个或多个波导110的电 子电路。波导可被视为管芯的“活动区”，而且在其上处理了电路的半导体管芯的表面或面 处或其附近产生。这样的表面可被视为最接近波导的管芯的面。
V沟槽130是微结构或微加工结构的一个示例。结构的其它类型可包括使用对准 销可对准的柱(例如排成一行的一系列柱)或墙(例如向半导体管芯的面或沟槽的对面突出的细长结构)。例如，通过蚀刻或通过用锯条制造沟槽，V沟槽130可被处理到半导体管芯 上。此外，通过使用激光切割的精确处理可用于创建沟槽。通过生长晶体结构或通过处理 掉材料以留下微结构，可产生柱或墙。
在一个实施例中，V沟槽130被蚀刻到光子管芯102的半导体块之中。在一个实施 例中，利用光刻工艺将沟槽处理到光子管芯102之中，该光刻工艺用于产生光学电子电路 的一个或多个部件。因此，可利用用于产生电路的相同技术来处理沟槽。这样的沟槽将通 过光刻方式与光子器件的波导刻面对准。波导刻面是在光子收发机操作期间管芯发射光或 接收光的面或边缘。沟槽与波导刻面的对准允许对准销与实际被处理的波导的精确对准， 而不是理论或设计的布置。
光子管芯102在操作时产生和/或接收光。如本领域普通技术人员所理解，光产 生或接收的区域可被称为波导或光模或活动光学区域。光子管芯102包括一个或多个波导 110。虽然在附图中示出了四个波导，但波导的数量对本申请中讨论的主题并不重要，而且 可以是任何数量。
光子管芯102接合至衬底104，该衬底104也可被称为封装衬底。衬底104允许 光子管芯的封装，且可包括光子管芯与电源和可能的其它部件的互连(其它电连接)。与将 光子器件互连到衬底的传统引线接合技术相反，光子管芯102以倒装芯片方式连接至衬底 104。如本领域普通技术人员所理解，倒装芯片连接包括将经处理的半导体集成电路(IC)翻 转以在其上处理了电路的同一面上连接到衬底。因此，光子管芯102的面106是被处理以 产生电路的面，而且面106之上(或其附近)的波导110将是活动的。面106也是包括互连 至衬底104的触点的面。
将理解，光子管芯102通常与其它电路部件结合使用，其它电路部件诸如导致光 子管芯(即光学收发机)发送光学信号和/或接收并处理经由光学收发机接收的光学信号的 处理单元。因此，光子管芯102上的触点将对应于衬底104上的触点，以建立所设计的互连。 倒装芯片触点120表示衬底104和光子管芯102之间的接触或连接。在一个实施例中，触 点120是将光子管芯102的触点连接至衬底104上的相应触点的焊球。为讨论目的，触点 120表示互连的任何和所有部分。
将理解，光子管芯102可回流焊至衬底104，因为当透镜未连接或以其它方式集成 到该光子器件之上时，没有使光学透镜变形的风险。由于本申请中讨论的对准特征，光学透 镜不必与光子器件接合。
对准销140表示光学收发机组装件的对准特征(例如光子管芯102、衬底104、以 及诸如V沟槽130和销140之类的对准机构)。对准销140在V沟槽130处接触光子管芯 102。因此，对准销140沿销的长轴接触光子管芯102的微结构。将理解，对准销140可以 是多刻面的或圆形的，其主体大致为圆柱形(或矩形)。
参考图1B，光子管芯102被安装在衬底104上以在衬底之上悬垂。在IC处理中， 衬底的表面积大于半导体管芯的表面积是常见的，因此衬底可被视为在管芯之上“悬垂”。 然而，如图1B可见，光子管芯102被安装在衬底104之上，其中管芯在衬底之上悬垂。悬垂 150表不光子管芯102从衬底104的边缘悬垂的量。
将看到，V沟槽130 “指向(point) ”离开衬底104的边缘的方向，光子管芯102在 该边缘之上悬垂。因此，V沟槽130 (以及与V沟槽130对接的对准销140)的长轴在在悬垂在衬底104的边缘之上的光子管芯102的面106上延伸超过衬底104的边缘。对准销140 在V沟槽130处在悬垂150内接触或抵靠光子管芯102。在一个实施例中，对准销140抵靠 衬底104，不过不要求衬底与对准销之间的接触。
在一个实施例中，对准销140的直径或横截面长度比沟槽的宽度大，或至少足够 大以防止对准销140完全适配在V沟槽130内。因此，在一个实施例中，V沟槽130 (或其 它微结构)被设计和制造成具有在半导体管芯与对准销之间的空间。以下提供关于将对准 销固定至半导体管芯的更多细节。
将理解，多个细节在附图中被强调，且不旨在按比例示出。相反，附图仅为了说明 该系统的部件和特征，而不一定示出比例或尺寸。
虽然已具体参考图1A和IB描述了某些细节，但将理解，这些细节可提供非限制性 示例。一般而言，具有光学电路的半导体管芯在连接衬底之上悬垂，且包括微结构和对准销 以使光学收发机与光学通道被动地对准。
本申请中描述的技术允许低轮廓的光学封装，其可利用BGA互连来实现。通过悬 垂倒装芯片半导体管芯并经由微结构和引导销实现被动对准，可产生光学封装而不需附加 高度。在一个实施例中，波导对应于光子管芯之上的边发射激光器或边检测器。悬垂部份 允许在封装中部使用对准销。将理解，对准机构(通过对准或引导销)和波导二者位于封装 中部处，这减少了实现光学收发机所需的高度。通过悬垂微结构对准特征，将安装光学收发 机的电路板之间的空间可被用于销和销支承件。优点基于波导的有机封装概念以及被动 对准。
除了悬垂和微结构对准之外，还可相对于传统方法改善光学透镜和光纤耦合。与 传统的机械固定的光学透镜不同，在一个实施例中，光学透镜将悬置在光学连接器与光学 收发机装置之间，如下文所详细讨论以及例如图7中所见。光学透镜利用在光学收发机附 连过程期间定位的对准销或对准特征来接合。
如本申请中所讨论，光学连接器组装件和光学透镜是预先组装的，这能减少与透 镜组装件有关的时间和复杂度。此外，光学部件不一定必须通过IR回流工艺。最后，如本 申请中所描述，通过减少或去除抛光光纤的需要，可简化与光纤的耦合；相反，光纤可刚好 在清洁解理之后被安装到外壳之中。
图2是具有用于对准销的沟槽的光子收发机组装件的实施例的框图。光子管芯 202包括具有“U”形状的沟槽210。将U沟槽210与图1的V沟槽130作比较。当沟槽被 用作半导体管芯中的对准特征时，其形状可以是V形或U形槽。除附图中描绘的更平滑的 U形之外，U形槽可理解为包括具有更加方形化或矩形的横截面的槽。
另外指出，半导体管芯与衬底之间的接触互连可以是或可包括焊球，如通过倒装 芯片焊球230所指示。因此，光子管芯202可经由焊球230连接至衬底204。将理解，附图 中示出的触点数量从示出特征的意义上而言是任意的。将理解，所需要的触点的数量取决 于该组装件的功能以及利用该光子器件的系统中需要的互连。
对准销220被示出“未设置”，其中箭头表明该销将被定位成在沟槽210处与光子 管芯202接触。沟槽210的U形横截面表明沟槽210的槽的横截面的面积将不完全包含对 准销220。因此，即使对准销被定位，也将在对准销与光子管芯202之间留下空间。对准销 220的边缘将不触碰沟槽210的槽的“最深”部分，在该“最深”部分处的深度被视为与其中存在沟槽的光子管芯202的面相距的正交距离有关。
图3是光子收发机组装件的实施例的框图，该光子收发机组装件具有用于对准销 的沟槽且具有连接至衬底的球栅阵列(BGA)连接。相对于图1和2的附图，图3示出“底视 图”，其中光子管芯310离页面最远，接着是对准销330和BGA 340，最后是衬底320。
对准销330是以上讨论的内容的示例，其中对准销在沟槽(未示出)处接触光子管 芯310。沟槽可以或可以不沿光子管芯310延伸至光子管芯310和衬底320交迭的区域。 至少，沟槽(或其它微结构)存在于光子管芯310中的悬垂区域350中，以允许设置对准销 330 (以及可能的其它对准销)。
光子管芯310和衬底320通过BGA 340互连，该BGA 340包括触点342的阵列。在 一个实施例中，衬底320具有比光子管芯310大的面积，且悬垂仅用于对准。因此，衬底320 可在除了存在悬垂350之外的所有其它边缘中延伸超出光子管芯310的区域。
图4A和4B示出光子收发机组装件的实施例的框图的不同视图，该光子收发机组 装件具有用于对准销的沟槽且具有用于将对准销固定至光子管芯的支承件。图4A和4B分 别类似于以上讨论的图1A和1B。图4A和4B进一步示出包括支承件420和底填料460的 实施例。
光子管芯402包括沟槽410，倚靠沟槽410设置了对准销440。根据图4A的视图， 衬底404被示出在支承件420后方。支承件420相对于光子管芯402在沟槽410处将对准 销440保持在适当的位置。支承件420包括销通道430，该销通道430包括支承件中的凹陷 部，在凹陷部处对准销440将被保持在沟槽410与支承件420之间。在一个实施例中，销通 道430的槽或凹陷部宽度比对准销440的直径大，以允许该销完全放置在凹陷部内。接合 材料用于将支承件420固定在适当的位置，从而将对准销440固定在适当的位置。
在一个实施例中，接合材料包括如图4B中所示的底填料460。底填料(诸如环氧树 脂)可填充触点之间的间隙(即光子管芯402与衬底404之间的空间，包括触点之间的空间) 以及对准销440周围的空间。对准销440周围的空间是对准销与衬底之间的空间、对准销 与支承件之间的空间以及对准销与光子管芯之间的空间。当底填料凝固或固化时，光子管 芯402、衬底404、支承件420以及对准销440粘合在一起作为单模块组装件。
图5是光子收发机组装件的实施例的框图，该光子收发机组装件具有用于与自由 空间光学透镜对接的对准销。示出了将所有组装件部件接合到一起的结果。衬底510是如 上所示的衬底。光学收发机520是如上所示的光子管芯。对准销540允许光学收发机与光 学通道的被动对准。衬底510进一步包括收发机框架530，该收发机框架530设定该组装件 的框架，并允许该组装件连接至包括一个或多个光纤通道的光纤组装件。在一个实施例中， 将对准销540保持在适当位置的支承件是收发机框架530的一部分。然而，它不一定是单 一零件。
将观察到，光学收发机是与光学透镜对接的单个预先组装件的模块。下文相对于 图6和7更详细地讨论光学透镜与该组装件的接合。
图6A-6E示出制备通过光学透镜与光子收发机组装件对接的光学连接器的实施 例。在一个实施例中，对接通过光学透镜电缆组装件进行，该光学透镜电缆组装件包括光学 透镜、光学跳线器连接器以及连接器闭锁装置。
参考图6A，电缆连接器610提供用于安装一个或多个光纤622的位置。将理解，本申请中描述的技术可用于单条光纤，但也可适用于包括4、8、12或16条光纤或更多光纤的 光缆。电缆连接器610可被视为光学跳线器连接器的底座。连接器610包括光纤底板620， 光纤底板620是将要安装的光纤622。在一个实施例中，电缆连接器包括用于将被安装的每 条光纤622的引导孔。光纤底板620可包括每条光纤将放置的通道或凹陷部。
参考图6B，一旦剥开和清洁的光纤(不一定要被抛光)被插入电缆连接器610，则施 加密封剂630。例如，密封剂630可以是环氧树脂。连接器610还包括在连接器610与光纤 底板620相反的一侧上的连接器柱640。
参考图6C和图6D，一旦光纤被安装并且环氧树脂已固化，则安装光学闭锁装置。 弹簧642被安装在柱640上，且连接器被插入连接器闭锁装置650中。连接器闭锁装置650 经由弹簧642提供恒定的弹力，以使光学透镜电缆组装件抵靠在光学收发机上。连接器闭 锁装置650包括孔652，以允许柱640通过孔的移动，以允许弹簧642的压缩和减压。
参考图6E，示出压缩孔652以及未压缩的弹簧670。当弹簧被压缩时，柱640将通 过闭锁装置中的孔(即压缩孔652 ;例如参见图7的730)突出。一旦连接器闭锁装置被安 装，则将悬置的光学透镜660插入光学跳线器连接器。在一个实施例中，光学透镜660包括 闭锁装置以与连接器闭锁装置的相应的闭锁钩对接。
光学透镜660包括对准孔662，如附图的高亮区域的放大图中所示。对准孔662对 应于之前讨论的对准销。即，光学收发机组装件上的对准销将被插入光学透镜电缆组装件 的对准孔662之中。此外，光纤连接器和光学透镜660的配合可通过类似的技术被动地实 现。例如，光纤连接器可具有孔或柱，且透镜具有配合柱或孔。将理解，对孔和相应柱的引 用也可应用于其它类型的凹陷槽口和相应的突出部。因此，光纤连接器和光学透镜通过被 动对准相配合，以提供从光纤到光学电路的对准。
光学透镜660与光学收发机组装件的光子收发机对接。对准孔和通过弹簧压缩提 供的弹力使对准销被动地对准光学透镜中的匹配间隙(孔)。在一个实施例中，光学透镜包 括扩展(准直)并且聚焦在波导与光纤通道之间的光学信号的自由空间光学透镜。
图7是通过经由弹簧力对准和固定的光学透镜与光子收发机组装件对接的光学 连接器的实施例的框图。图6的电缆组装件可与光学收发机组装件接合。光学收发机和电 缆组装件二者可预先组装，并且可在二者之间插入透镜，在该连接中发生被动对准。利用光 学收发机组装件710上的闭锁机构安装光学透镜电缆组装件上的连接器闭锁装置。在一个 实施例中，光学透镜电缆组装件连接器闭锁装置连接至收发机框架720的闭锁装置722，并 通过闭锁作用和来自压缩弹簧730的弹力的组合来机械地固定。
图8是用于制备光子收发机组装件的过程的实施例的流程图。本申请中示出的流 程图提供多个处理动作的序列的示例，该序列可由处理逻辑执行，该处理逻辑可包括硬件、 软件或其组合。尽管以特定顺序或次序示出，但是这些动作的次序可被更改，除非另行指 出。因此，所示实现方式应仅被理解为示例，而该过程可按照不同的次序来执行，且某些动 作可并行地执行。此外，在本发明的多个实施例中，一个或多个动作可被省略；因此，并非在 每个实现中都需要所有动作。其它过程流程是可能的。
从光学IC或半导体管芯以及处理在该管芯上的光子收发机电路来产生光学收发 机组装件。将电路处理到管芯上的实体不一定是产生光学收发机组装件的同一实体。然而， 在一些点，将光子收发机电路处理到半导体管芯上以及为了组装件而制备的管芯上(802)。
作为独立的过程，或作为在半导体管芯上产生光子收发机电路的过程的一部分， 在半导体管芯上处理一个或多个沟槽(804)。替代地，如上所述，可使用其它微结构。也如上所述，与电路同时地产生沟槽的优点是获得沟槽与波导刻面对准时的更高精确度。
以倒装芯片的方式将具有光子电路和微加工沟槽的半导体管芯连接至衬底 (806)。衬底可提供用于半导体管芯的电连接、热传输、机械结构或其它功能。当管芯通过倒装芯片方式连接时，半导体管芯上的沟槽将面向衬底，且最接近光子收发机电路的波导(例如活动区)的半导体面的面将面向衬底。
以倒装芯片方式连接半导体管芯包括以在衬底之上悬垂波导刻面和沟槽的方式来定位半导体管芯。当半导体管芯被正确地布置时，经由回流处理将半导体管芯接合至衬底(808)。借助于半导体管芯接合至衬底，使对准销在相应的沟槽处与半导体管芯接触 (810)。
通过支承零件使对准销保持在适当的位置或固定(812)。然后利用接合材料将对准销固定至半导体管芯和衬底(814)。在一个实施例中，将对准销固定至半导体管芯包括经由底填料工艺将对准销粘附至半导体管芯，该底填料工艺在半导体管芯与衬底之间以及对准销到半导体管芯周围插入底填料接合材料。
所得的组装件是收发机组装件。在一个实施例中，然后可将收发机组装件接合至光学透镜(816)。光学透镜是与收发机组装件上的对准销被动对准的悬置透镜，且经由弹力被保持在收发机组装件上适当的位置。在一个实施例中，光学透镜是耦合至收发机组装件的电缆组装件或光纤连接器组装件的一部分(818)。·
在本申请中描述的各个操作或功能的意义上，它们可被描述或限定为软件代码、 指令、配置和/或数据。内容可以是可直接执行的(“对象”或“可执行”形式)、源代码、或差异代码(“ Δ ”或“补丁”代码)。本申请中描述的实施例的软件内容可经由其上存储有内容的制品来提供，或通过操作通信接口以经由通信接口发送数据的方法来提供。计算机可读存储介质可导致机器执行所描述的功能或操作，且包括以机器(例如计算设备、电子系统等等)可存取的形式存储信息的任意机构，诸如可记录/不可记录介质(诸如，只读存储器 (ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备，等等)。通信接口包括通过接口连接至硬接线、无线、光学等介质中的任一种介质以向另一设备通信的任何机构，诸如存储器总线接口、处理器总线接口、因特网连接、盘控制器等等。可通过提供配置参数和/或发送信号来准备该通信接口以提供描述该软件内容的数据信号，来配置该通信接口。可经由发送至该通信接口的一个或多个命令或信号来访问该通信接口。
本申请中描述的多个部件可以是用于执行所述操作或功能的装置。本申请中所描述的各个部件包括软件、硬件或它们的组合。这些部件可实现为软件模块、硬件模块、专用硬件(例如专用硬件、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)等)、嵌入式控制器、硬连接电路系统等。
除本文中描述的内容之外，可对所公开的本发明的实施例和实现方式作出多种修改，而不背离它们的范围。因此，本文中的说明和示例应当以说明而非限制性的意义来解释。本发明的范围应当仅参照所附权利要求来度量。
权利要求
1.一种装置，包括封装衬底，提供用于光子收发机的封装底座；包括光子收发机电路的半导体管芯，所述半导体管芯以倒装芯片方式接合至所述封装衬底，所述半导体管芯在所述半导体管芯的将在光子收发机的光模下活动的边缘之上在所述封装衬底上悬垂，所述半导体管芯具有被处理到所述半导体管芯的半导体块中的沟槽， 所述沟槽在所述半导体管芯被接合到封装衬底时面对所述封装衬底；对准销，在所述沟槽处接触所述半导体管芯并且远离所述封装衬底延伸超出所述半导体管芯，以提供光子收发机的光模与光学透镜的被动对准；以及支承件，用于在所述沟槽处将所述对准销固定至所述半导体管芯。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述沟槽包括通过用于产生所述电路的一个或多个部件的光刻工艺而蚀刻到所述半导体块中的沟槽。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述沟槽包括通过光刻方式与所述电路的波导刻面对准的沟槽。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述沟槽包括V形槽。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述对准销在所述半导体管芯的悬垂内在所述沟槽处抵靠所述半导体管芯。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述对准销的直径大于所述沟槽的宽度，而且其中所述支承件具有凹陷部，其中所述对准销将被保持在所述沟槽与所述支承件的凹陷部之间。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述对准销进一步抵靠所述封装衬底。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括底填料接合材料，用于填充半导体管芯、封装衬底和支承件之间以及对准销和半导体管芯周围的空间，用于将封装衬底、半导体管芯、对准销以及支承件固定到一起作为单模块组装件。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括与所述光子收发机对接的光学透镜，所述光学透镜通过弹簧机构与所述光子收发机对接，且在光学透镜中的配合间隙中与所述对准销被动地对准。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述光学透镜包括扩展和聚焦在光学模式与光纤之间的光学信号的自由空间光学透镜。
11.一种装置，包括包括光子收发机电路的半导体管芯，所述半导体管芯包括在所述半导体管芯最接近所述收发机电路的波导的面之上的球栅阵列(BGA)接触接口，所述半导体管芯通过所述BGA 接触接口以倒装芯片方式接合，所述半导体管芯具有与对准销对接的微加工结构，所述微加工结构在所述半导体管芯最接近所述波导的面之上，所述半导体管芯在衬底之上悬垂，所述半导体管芯以倒装芯片方式接合至所述衬底；对准销，在所述微加工结构处接触所述半导体管芯，并且远离所述悬垂延伸超出所述半导体管芯，所述对准销提供所述光子收发机的波导与光学透镜的被动对准；以及支承件，用于在所述微加工结构处将所述对准销固定至所述半导体管芯。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述微加工结构包括被处理到所述半导体管芯中的沟槽。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述沟槽包括V形或U形槽。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，进一步包括底填料接合材料，用于将所述半导体管芯接合至所述衬底并将所述对准销接合至所述半导体管芯。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，进一步包括与所述光子收发机对接的光学透镜，所述光学透镜通过弹簧机构与所述光子收发机对接，且在光学透镜中的配合间隙中与所述对准销被动地对准。
16.—种方法,包括以倒装芯片方式将半导体管芯连接至衬底，所述半导体管芯的面上的沟槽在以倒装芯片方式连接时将面对所述衬底，并且所述半导体管芯最接近光子收发机的波导的面在以倒装芯片方式连接时面对所述衬底，其中所述半导体管芯经处理为具有所述半导体管芯上的光子收发机电路，而且其中所述半导体管芯包括所述半导体管芯上的微加工沟槽，其中以倒装芯片方式连接包括在所述衬底的边缘之上悬垂所述半导体管芯，其中所述光学模式的刻面在所述衬底之上悬垂；以及在所述沟槽处将对准销固定至所述半导体管芯，所述对准销使所述光子收发机与光学透镜被动地对准。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述半导体管芯上的微加工沟槽进一步包括与所述光子收发机电路的处理一起以光刻方式在所述半导体管芯上处理的沟槽。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，以倒装芯片方式将所述半导体管芯连接至所述衬底进一步包括利用球栅阵列(BGA)将所述半导体管芯连接至所述衬底。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，将所述对准销固定至所述半导体管芯进一步包括经由底填料工艺将所述对准销粘附至所述半导体管芯，所述底填料工艺将底填料接合材料插入半导体管芯与衬底之间以及对准销至半导体管芯周围。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括将光学透镜接合至光子收发机的波导；以及经由机械弹力将光学透镜固定至半导体管芯。
全文摘要
一种系统包括光学收发机组装件，包括半导体管芯与光子收发机的倒装芯片连接，该半导体管芯在其所连接的衬底之上悬垂。该组装件还包括对准销，该对准销在半导体管芯中的微加工结构处被固定至该半导体管芯。该对准销提供光子收发机与光学透镜的被动对准，该光学透镜将光子收发机对接至一个或多个光学通道。
文档编号G02B6/42GK103026279SQ201180036624
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者B·H·金, S·S·李 申请人:英特尔公司