专利名称：倒装焊光电电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电电路领域。具体而言，本发明涉及经由焊料凸点(solder bump)技术耦合到封装衬底的光电电路。
背景技术：
光电路包括但不限于光源、检测器和/或提供例如多路复用、多路分解和/或开关功能的波导。平面光波电路(PLC)是在电路的平面中被加工和操作的光电路。PLC技术是有优势的，因为它可以用来形成小尺寸的部件，例如阵列波导光栅(AWG)过滤器、光分插复用器(分解器)、光开关、单片以及混合光电集成器件。与光纤一起形成的这样的器件一般地会大得多。此外，PLC结构可以在硅晶片上批量制造。
光电器件电路结合了电和光功能两者。一种光电电路是用马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉仪制成的热光开关(TOS)。在TOS中，通过提供电输入(即，电流)以加热与光波导相邻的热元件来切换光信号，所述光波导由对温度敏感的材料制成，例如硅沉积二氧化硅(silica-on-silicon)。如同公知的那样，加热温度敏感的光波导改变了折射系数并且控制光波导的路径长度，这使得光信号在TOS中转换其光程。各种类型的热光开关都已经商品化，例如1×1、1×2、2×2、4×4、8×5和8个2×2阵列等种类。
例如热光开关的光电器件一般通过从电源连接到热光开关的热元件的导线而被耦合到外部电源。
图1是示出光电电路的一个实施例的示意图。
图2是示出安装到电路板的光电器件的截面的示例的示意图。
具体实施例方式
光电电路通过焊料凸点耦合到封装衬底。焊料凸点提供到光电电路的电连接。在一个实施例中，焊料凸点被耦合到热光开关(TOS)的热元件上。
图1是示出光电电路的一个实施例的示意图。在此实施例中，TOS105被制造在第一衬底100上。第一热元件110耦合到TOS105的一个部分，第二热元件112耦合到TOS105的第二部分。在一个实施例中，热元件110、112被应用一个处理步骤，其中使得热元件110、112在第一衬底100的顶表面上至少部分地暴露。接着衬底100被上下翻转以耦合到封装衬底150。
封装衬底150包括多个导电条，例如导电条151、152和153。导电条151、152和153被设计来与TOS105暴露的导电表面进行电接触，所述TOS 105暴露的导电表面例如是热元件110、112。在一个实施例中，TOS105经由焊料凸点技术在导电条151、152和153处被耦合到封装衬底150。
焊料凸点技术，也被称为倒装焊或者受控塌陷芯片连接(C4)技术，使用焊料凸点来连接到封装衬底150并且建立到封装衬底150的电连接。利用此技术，焊料凸点被回流以连接到封装衬底150上的终端焊盘。
在图1的示例中，热元件110、112的一端分别与导电条151和152接触，并且热元件110、112的另一端与作为“共用”的导电条153接触，在一个实施例中导电条153可以被耦合到共用的地。
在一个实施例中，导电条151、152和153分别通过通孔171、172、173分别耦合到封装衬底相对面上的导电焊盘161、162、163。导电焊盘161、162、163耦合到引线或者焊料凸点，将封装衬底连接到电路板。此外导电焊盘161、162、163可以帮助从TOS105散热。
图2是示出安装到电路板220的光电器件200的截面的示例的示意图。光电衬底205经由焊料凸点技术耦合到封装衬底210，焊料凸点技术包括在光电衬底上的导电焊盘230、焊料凸点232和在封装衬底210上的导电条234。
在一个实施例中，封装衬底210的导电条234耦合到封装衬底210背面上的导电焊盘240，并且导电焊盘240经由焊料凸点242连接到电路板220。或者，封装衬底的导电条234可以耦合到引线，将封装衬底210连接到电路板220。在一个实施例中，引线是可以表面安装的针型栅格阵列，或者各种其他类型中的任何一种。
具有多个层的封装衬底210允许在封装衬底210内具有互联250。这对设计光电衬底205的导电焊盘230和封装衬底210的导电条234的布局提供了更大的灵活性。多个层还有助于散热。
电控制器260可以耦合到光电器件200，以对到光电器件200的电输入提供控制。在一个实施例中，电控制器260和光电器件200都被表面安装到电路板220，并且通过电路板220内的互连262得到电控制器260和光电器件200之间的电耦合。
返回图1，在其他实施例中，电控制器300可以被集成到封装衬底150上。电控制器管芯可以或者经由封装衬底150上的迹线或者通过封装衬底150内的多层互连而被耦合到电条。
因此，公开了经由焊料凸点耦合到封装衬底的光电器件。然而，此处说明的特定实施例和方法仅仅是举例说明性的。例如，虽然说明了具有两个热元件的TOS，但在公开的结构中可以使用任何数量的热元件。可以进行形式和细节上的大量修改而不会背离以下声明的本发明的范围。本发明仅仅由所附权利要求的范围进行限制。
权利要求
1.一种器件，包括光电电路，被制造在具有导电表面的第一衬底上；和封装衬底，经由焊料凸点在所述导电表面处耦合到所述光电电路。
2.如权利要求1所述的器件，其中所述光电电路还包括至少两个平面波导；和至少耦合到所述两个平面波导之一的热元件，所述热元件经由所述焊料凸点耦合到所述封装衬底。
3.如权利要求2所述的器件，还包括在所述封装衬底上的导电条，所述导电条将所述热元件耦合到所述封装衬底。
4.如权利要求3所述的器件，还包括在所述封装衬底的与所述导电条相对的一侧上的导电焊盘，所述导电焊盘经由通孔耦合到所述导电条，所述导电焊盘被用来表面安装所述封装衬底。
5.如权利要求2所述的器件，其中所述封装衬底包括陶瓷。
6.如权利要求2所述的器件，其中所述热元件在所述封装衬底的第一节点和第二节点处被耦合到所述封装衬底。
7.如权利要求6所述的器件，还包括连接到所述封装衬底的所述第一节点和所述第二节点的导电条。
8.一种制造光电器件的方法，包括将具有第一多个电触点的光电电路对准到具有相应的第二多个电触点的封装衬底；和使用焊料凸点将所述光电电路连接到所述封装衬底。
9.如权利要求8所述的方法，其中对准所述光电电路的步骤还包括将热光开关的热元件与所述封装衬底的导电条对准。
10.如权利要求9所述的方法，其中将所述光电电路连接到所述封装衬底的步骤还包括使用焊料凸点将所述热光开关的所述热元件连接到所述封装衬底的所述导电条。
11.一种操作具有热元件的热光开关的方法，所述方法包括通过将所述热元件耦合到封装衬底的第一和第二焊料凸点节点，向所述热元件提供电流；和使得光信号由所述电流造成的所述热元件的发热而改变方向。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述电流通过表面安装的引线而被提供给所述封装衬底。
13.如权利要求12所述的方法，还包括由电控制器控制所述电流，所述电控制器与所述封装衬底一起被表面安装到电路板。
14.如权利要求12所述的方法，还包括由安装在所述封装衬底上的电控制器控制所述电流。
15.一种系统，包括表面安装到电路板的热光开关；和表面安装到所述电路板的电控制器，所述电控制器通过所述电路板向所述热光开关提供电信号。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述热光开关还包括具有热元件的第一衬底；第二衬底，所述热元件经由焊料凸点耦合到所述第二衬底。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述热光开关还包括非常接近所述热元件的波导，所述波导包括热敏材料。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述波导包括硅沉积二氧化硅。
全文摘要
一种热光开关，其包括两个平面波导和至少耦合到两个平面波导之一的热元件。使用焊料凸点将热元件耦合到封装衬底。
文档编号H05K1/02GK1608225SQ02825986
公开日2005年4月20日 申请日期2002年12月5日 优先权日2001年12月27日
发明者苏军 申请人:英特尔公司