專利名稱：測(cè)量對(duì)準(zhǔn)的無(wú)源光學(xué)組件的定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及用于光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)的組件裝配。
背景技術(shù)：
在光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中，許多部件能夠放置于諸如光學(xué)臺(tái)或平面光波線路的結(jié)構(gòu)中。適于使用高精度倒裝接合機(jī)來(lái)精確定位這些結(jié)構(gòu)。盡管如此，這些接合機(jī)只能提供X和Z坐標(biāo)上對(duì)準(zhǔn)，這些坐標(biāo)基本上是在對(duì)應(yīng)光學(xué)臺(tái)或平面光波線路的平面的平面上的。
這些接合機(jī)不控制垂直于平臺(tái)或線路表面的橫向或Y方向上的定位。不幸的是，組件之間的光學(xué)耦合效率是高度依賴于Y軸高度的布置。然而，本發(fā)明者知道尚未有提供Y高度布置方面的方法或措施。
這樣，就需要為構(gòu)造無(wú)源光學(xué)設(shè)備提供更佳的對(duì)準(zhǔn)操作。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的放大、橫截面視圖；圖2是圖1示出實(shí)施例的示意性描述；圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的放大、橫截面描述；圖4是圖3示出實(shí)施例的示意性描述；圖5是本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的放大、橫截面視圖；圖6是圖5示出實(shí)施例的示意性描述；以及圖7是另一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在硅光學(xué)臺(tái)或平面光波線路12上放置光學(xué)放大器14。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)臺(tái)12的橫截面可以是L型的。光學(xué)臺(tái)12和光學(xué)放大器14都具有最終需要加以對(duì)準(zhǔn)的波導(dǎo)16的部分16a和16b。這樣，就期望使用高精度倒裝接合機(jī)或其他芯片布置工具將放大器14精確定位在光學(xué)臺(tái)12上，使得分別位于光學(xué)臺(tái)12和放大器14上的部分波導(dǎo)16a與部分波導(dǎo)16b排成一直線。
雖然本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)談及放大器和光學(xué)臺(tái)，但是本發(fā)明適用于將任何光學(xué)組件與有關(guān)的任何光學(xué)組件進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)和定位。這樣，對(duì)光學(xué)放大器和平臺(tái)的討論僅作為一個(gè)示意性的實(shí)例。
放大器14可具有包括了多個(gè)部分18a-18d的焊盤(pán)18。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)部分18a-18d都是從放大器14向下延伸的獨(dú)立部分并與鄰近部分分開(kāi)。
相反地，在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)臺(tái)12上可以提供多個(gè)焊盤(pán)20a-20d，這些焊盤(pán)向上伸出并且是獨(dú)立的與其各自的鄰近部分分開(kāi)。在一個(gè)實(shí)施例中，焊盤(pán)20和焊盤(pán)18是由諸如金的相同材料制成。盡管如此，焊盤(pán)20a-20d具有階梯式結(jié)構(gòu)使得焊盤(pán)20a的高度要高于焊盤(pán)20b的高度，而焊盤(pán)20b又高于焊盤(pán)20c，焊盤(pán)20c又高于焊盤(pán)20d。
這樣，當(dāng)放大器14下放到光學(xué)臺(tái)12上時(shí)，一個(gè)或更多的焊盤(pán)18與一個(gè)或更多的焊盤(pán)20發(fā)生物理接觸。盡管如此，如圖1所示因?yàn)閷⒃赮方向上放置放大器14和光學(xué)臺(tái)12，所以在任何的焊盤(pán)18或任何的焊盤(pán)20之間都沒(méi)有接觸。在特定焊盤(pán)18和20之間的接觸也可閉合由焊盤(pán)18和20形成接觸的電開(kāi)關(guān)21。
這樣就參見(jiàn)圖2，焊盤(pán)18和20形成多個(gè)開(kāi)關(guān)21(當(dāng)焊盤(pán)18與其對(duì)準(zhǔn)的焊盤(pán)20接觸時(shí)開(kāi)關(guān)閉合)。示出開(kāi)關(guān)21處于斷開(kāi)位置是因?yàn)樵趫D1中焊盤(pán)18和20間沒(méi)有建立連接。圖2中的開(kāi)關(guān)21d-21d與觸件22a-22d相耦合?？捎商綔y(cè)工具或其他設(shè)備來(lái)探測(cè)觸件22以確定開(kāi)關(guān)21是斷開(kāi)還是閉合。
依靠開(kāi)關(guān)21的閉合，可以互相確定放大器14和光學(xué)臺(tái)12的精確的Y維定向。尤其在一個(gè)實(shí)施例中，因?yàn)槊總€(gè)焊盤(pán)20的高度都不同，所以任何開(kāi)關(guān)21的閉合都表示了放大器14和光學(xué)臺(tái)12之間的相對(duì)間隔。
例如，參見(jiàn)圖3，現(xiàn)在焊盤(pán)18a如B處所示已與焊盤(pán)20a接觸。這樣就參見(jiàn)圖4，開(kāi)關(guān)21a閉合但是其他的開(kāi)關(guān)21仍然斷開(kāi)。如A’處所示，波導(dǎo)部分16a和16b仍然未被精確對(duì)準(zhǔn)。
參見(jiàn)圖5，在Y維上進(jìn)一步位移之后，現(xiàn)在焊盤(pán)18b如B’處所示已與焊盤(pán)20b接觸。為達(dá)此目的，在一個(gè)實(shí)施例中焊盤(pán)18a發(fā)生變形。如A”處所示，在此位置上精確對(duì)準(zhǔn)波導(dǎo)部分16a和16b。在此如圖6所示開(kāi)關(guān)21b和21a都閉合，而開(kāi)關(guān)21c和21d斷開(kāi)。這樣Y維上的精確相對(duì)位置就可確定至任何期望的微小程度。提供更多或更少的開(kāi)關(guān)21以達(dá)到期望的結(jié)果，同時(shí)在其高度上以例如0.2nm或者用于特定應(yīng)用所期望的諸如0.05nm或0.5nm的任意其他值為單位進(jìn)行變化。
倒裝接合機(jī)可在X和Z坐標(biāo)上進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)提供開(kāi)關(guān)21，就可獲得Y方向上的精確對(duì)準(zhǔn)。因此，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部件的實(shí)時(shí)精確對(duì)準(zhǔn)。在完成了接合步驟后可使用例如探測(cè)器快速地完成非破壞性的篩選和分類，用以確定這些開(kāi)關(guān)的電阻。
在某些實(shí)施例中，在晶片處理期間使用掩模與干法或濕法蝕刻的組合以及如沉積、通孔蝕刻等等的相同工藝來(lái)制造開(kāi)關(guān)21。開(kāi)關(guān)21的精確度分別由焊盤(pán)18和20的厚度所限定。因?yàn)楹副P(pán)18和20定義開(kāi)關(guān)21，所以可在焊盤(pán)18和20的相對(duì)的表面上要提供便于電接觸的材料(諸如金)。
在接合處理期間，放大器14側(cè)的金屬可能會(huì)變形或收縮使得可以建立放大器14和光學(xué)臺(tái)12之間的接合。當(dāng)撤回接合力時(shí)，變形就停止。所述動(dòng)作便于放大器14上接合盤(pán)18的連接在不同的階梯高度上連接或短路開(kāi)關(guān)21。依靠在放大器14上接合盤(pán)18的變形或變換程度，會(huì)有更多的或更少的觸點(diǎn)閉合。通過(guò)測(cè)量接合后的開(kāi)關(guān)21的電阻，就可確定Y維上放大器14相對(duì)于光學(xué)臺(tái)12的距離(和/或變形)。依據(jù)整個(gè)的過(guò)程順序，也可顛倒開(kāi)關(guān)21的結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，不同高度的焊盤(pán)可以做在放大器14上而配對(duì)的焊盤(pán)則設(shè)于光學(xué)臺(tái)12。開(kāi)關(guān)21的概念也可擴(kuò)展至檢查確定耦合效果的其他關(guān)鍵接合因素，諸如接合完整度、傾斜角度和旋轉(zhuǎn)角度等等。
緊接在接合之后就可使用晶片探測(cè)方法檢查開(kāi)關(guān)21從而確定Y高度。在某些實(shí)施例中在光學(xué)臺(tái)是晶片并且使用本方法對(duì)準(zhǔn)多個(gè)組件的情況下，探測(cè)器可提供晶片映射用以分類并且該晶片映射可減少測(cè)試劣質(zhì)光學(xué)臺(tái)/放大器組合10的費(fèi)用，從而降低產(chǎn)品的整個(gè)成本。通過(guò)儀表或探測(cè)器與接合機(jī)的持續(xù)通信，除了X和Z坐標(biāo)之外，也可將實(shí)時(shí)Y高度接合數(shù)據(jù)反饋給接合機(jī)用于實(shí)時(shí)控制。該反饋有利于光學(xué)無(wú)源對(duì)準(zhǔn)以及提高生產(chǎn)量，因此將進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
參見(jiàn)圖7，可由集成的開(kāi)關(guān)21代表放大器14和光學(xué)臺(tái)12。這些開(kāi)關(guān)21能測(cè)出放大器14與光學(xué)臺(tái)12之間的距離。這些信息可由晶片探測(cè)器或連續(xù)性檢測(cè)器26利用觸件22讀出。關(guān)于開(kāi)關(guān)21是斷開(kāi)還是閉合的信息隨后可轉(zhuǎn)換為Y方向上的相對(duì)位置。隨后這些信息將由探測(cè)器26回饋給接合機(jī)24。然后接合機(jī)24將基于期望的定向?qū)Ψ糯笃?4和光學(xué)臺(tái)12進(jìn)行恰當(dāng)?shù)亩ㄎ弧?br> 雖然以有限實(shí)施例描述本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這些實(shí)施例還存在著眾多的修改和變化。這意味著所附的權(quán)利要求涵蓋了所有的修改和變化，因?yàn)樗鼈兌紝儆诒景l(fā)明的真實(shí)精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法包括提供兩個(gè)要耦合的光學(xué)組件之間的對(duì)準(zhǔn)；通過(guò)提供至少兩個(gè)有差別的觸點(diǎn)來(lái)測(cè)量一個(gè)組件相對(duì)于另一個(gè)的位置；以及電氣確定觸點(diǎn)中的一個(gè)或兩個(gè)是否接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用接合機(jī)來(lái)提供要耦合的光學(xué)組件之間的對(duì)準(zhǔn)以便在二維中定位所述組件。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測(cè)量其中一個(gè)組件相對(duì)于另一個(gè)的位置包括測(cè)出多個(gè)階梯式元件的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，包括通過(guò)提供至少三個(gè)相對(duì)偏移的觸點(diǎn)并且電氣確定這些觸點(diǎn)是否已接觸，來(lái)測(cè)量一個(gè)組件相對(duì)于另一個(gè)的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括在所述組件之一上提供第一組階梯式觸件以及在另一個(gè)組件上提供多個(gè)觸件，并且測(cè)出所述一個(gè)組件上的觸件與另一個(gè)組件上的觸件之間是否接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)光學(xué)組件，它們包括從一個(gè)組件延伸到另一個(gè)的波導(dǎo)，以及通過(guò)對(duì)準(zhǔn)所述組件對(duì)準(zhǔn)所述波導(dǎo)。
7.一種方法，該方法包括使用接合機(jī)兩維對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)光學(xué)組件；以及使用兩個(gè)組件上的表面特征來(lái)確定所述組件在第三維度中相對(duì)于彼此的位置。
8.如權(quán)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個(gè)維度上具有階梯的階梯式配置。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，包括檢測(cè)一個(gè)組件上的階梯式配置與另一個(gè)組件上的觸件之間的電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，包括使所述階梯中的至少一個(gè)變形以接觸所述階梯中的另一個(gè)。
11.一種光學(xué)組件，該組件包括主體；以及在所述主體上的階梯式接觸表面。
12.如權(quán)利要求11所述的組件，其特征在于，所述階梯式接觸表面包括電觸件。
13.如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述觸件被對(duì)準(zhǔn)以耦合到另一個(gè)組件上的觸件，從而完成電路。
14.如權(quán)利要求13所述的組件，其特征在于，所述觸件由金構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，所述階梯式接觸表面包括多個(gè)直立的階梯，其中至少一個(gè)可以物理上變形并且其中每一個(gè)都包括電觸件。
16.一種光學(xué)設(shè)備，該設(shè)備包括具有階梯式表面配置的第一組件；具有觸件以與所述階梯式表面配置選擇性配合的第二組件；并且其中在所述觸件中的至少一個(gè)接觸所述階梯中的至少一個(gè)的位置，結(jié)合所述第一和第二組件。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，階梯和與所述階梯相接觸的觸件閉合一個(gè)電開(kāi)關(guān)。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，包括耦合至所述電開(kāi)關(guān)的探頭墊片，使得可以確定所述開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述組件中的一個(gè)是光學(xué)臺(tái)。
20.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述組件中的一個(gè)是平面光波線路。
21.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述組件中的一個(gè)是光學(xué)放大器。
全文摘要
諸光學(xué)組件可在三個(gè)維度上相互予以精確定位?？墒褂镁哂惺?光學(xué))部件精確二維定位能力的接合機(jī)。所述組件可設(shè)有不同高度的觸件(20a－d)，使得能夠感知所述結(jié)合了第三個(gè)維度的組件的相對(duì)位置。這些信息可以反饋給接合機(jī)用于控制精確在第三個(gè)維度上的對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G02B6/42GK1802580SQ200480015654
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者U·特蘭, H·埃斯蘭波爾 申請(qǐng)人:英特爾公司