專利名稱：用于光學(xué)芯片與芯片互連的連接器連接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例總體上涉及光學(xué)組件，具體的但不是排他的，涉及以連接器連接以易于連接到其它光學(xué)設(shè)備的光學(xué)組件。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備通常由許多模塊組成，其以它們完成任務(wù)的方式而合并在一起，整個電子設(shè)備是為該任務(wù)而設(shè)計的。設(shè)備的特有功能經(jīng)常要求在組成設(shè)備的模塊之間和之中的大量的通信。在許多設(shè)備中，模塊之間的通信用電信號來執(zhí)行。然而，隨著通信速度的增加，電通信受到帶寬的限制。光通信已經(jīng)出現(xiàn)，作為相對于電通信的有吸引力的備選方案，因為其不會遭受電通信所受的相同的帶寬問題。
然而，盡管其有優(yōu)勢，但在設(shè)備中部件之間的光通信伴隨著其自身一些挑戰(zhàn)。模塊化設(shè)備設(shè)計的部分優(yōu)點在于單個模塊易于安裝，且為了或者替換或者升級而易于從設(shè)備移去。涉及光通信模塊的時候，由模塊化設(shè)計引起的一個挑戰(zhàn)是如何“以連接器連接”單個模塊，給予每個模塊一個或多個單獨的接口，以使得它們易于插入并連接到設(shè)備及在必要時從設(shè)備中移去。
一個當(dāng)前的解決方法是預(yù)先制造一個已經(jīng)以連接器連接的波導(dǎo)，并將其安裝在封裝襯底的上表面上。該預(yù)先制造的以連接器連接的波導(dǎo)具有與柔性波導(dǎo)的端點相連的剛性連接器。將已經(jīng)以連接器連接的波導(dǎo)連接到一個模塊要求在部件的模塊上(經(jīng)常在是模塊一部分的襯底上)準(zhǔn)確的定位，部件包括剛性連接器和柔性波導(dǎo)。這存在相當(dāng)大的制造困難，主要由于用于制造模塊的機器經(jīng)常只能處理剛性部件或柔性部件，而不是包括剛性和柔性部分的部件。盡管在一些情況下能使現(xiàn)有的機器處理包括剛性和柔性部分的部件，但這顯著增加了制造模塊的成本，并顯著影響了連接器連接到模塊的精確度(即尺寸公差)。


參照隨后的附圖來說明本發(fā)明的非限制性和非窮舉性實施例，其中貫穿各個視圖，相同的參考數(shù)字標(biāo)記指代相同的部分，除非指明了不同。
圖1是包括本發(fā)明實施例的光學(xué)組件的實施例的頂面俯視圖。
圖2A是本發(fā)明的裝配的連接器的實施例的側(cè)視圖，大體上沿圖1中的剖面線A-A得到。
圖2B是本發(fā)明的裝配的連接器的可選實施例的側(cè)視圖，大體上沿圖1中的剖面線A-A得到。
圖3是可用于本發(fā)明的波導(dǎo)陣列的實施例的側(cè)視圖和俯視圖。
圖4是可用于本發(fā)明的套圈的實施例的側(cè)視圖和俯視圖。
圖5-8是示出用于裝配本發(fā)明連接器實施例的方法的實施例的側(cè)視圖。
圖9是本發(fā)明連接器和波導(dǎo)的實施例的側(cè)視圖，示出了連接器和波導(dǎo)的橫向和縱向定位。
圖10是示出本發(fā)明連接器的可選實施例的側(cè)視圖。
圖11是示出本發(fā)明連接器的另一實施例的側(cè)視圖。
圖12和13是示出保持機構(gòu)的實施例的側(cè)視圖，其用于保持在本發(fā)明連接器的實施例與外部光學(xué)設(shè)備之間的連接。
圖14是包括根據(jù)本發(fā)明的連接器實施例的系統(tǒng)的實施例的俯視圖。
具體實施例方式
在此說明了用于封裝級光學(xué)互連的設(shè)備和方法的實施例。在以下的說明中，描述了許多特定細(xì)節(jié)，以提供本發(fā)明實施例的透徹的理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)識到無需一個或多個細(xì)節(jié)，或者以其它方法、部件、材料等也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的其它實施例。在其它實例中，未示出或詳細(xì)說明公知的結(jié)構(gòu)、材料、或操作，但仍然包含在本說明的范圍內(nèi)。
本說明書全文中提及的“一個實施例”意味著連同實施例描述的具體的特征、結(jié)構(gòu)、或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，在本說明書中短語“在一個實施例中”的出現(xiàn)不一定全部指代同一實施例。而且，具體的特征、結(jié)構(gòu)、或特性可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞胶喜⒃谝粋€或多個實施例中。
圖1示出了包括本發(fā)明連接器的一個實施例的光學(xué)組件100的一個實施例。光學(xué)組件100包括襯底102，在其上安裝了光學(xué)芯片104和各種支持部件，例如電容器110和射頻(RF)連接器112。電容器110連接到芯片104，類似的，RF連接器112連接到光學(xué)芯片104。在其它實施例中，光學(xué)組件100可以包括更多，更少，或不同的部件。
光學(xué)芯片104通常是安裝到襯底102的倒裝芯片，通過光波導(dǎo)陣列114發(fā)射并接收光信號，光波導(dǎo)陣列114從光學(xué)芯片104的下面延伸到襯底的邊緣116。為了使光學(xué)組件100能夠構(gòu)成更大系統(tǒng)的一部分，并易于插入到這樣的系統(tǒng)，及從其移去，應(yīng)該有一個可分離的接口，其允許波導(dǎo)陣列114易于與其它設(shè)備的相應(yīng)的波導(dǎo)陣列連接或斷開連接。與其它部件的這個可分離的連接通過一個或多個連接器118來實現(xiàn)，連接器118放置并安裝在襯底102的邊緣116或其附近。在所示的實施例中，連接器118是陰連接器，在其中具有一對對準(zhǔn)孔126。為了將光學(xué)組件100連接到其它光學(xué)部件，相應(yīng)的外部陽連接器120與陰連接器118相配合，以使得在陽連接器120上的對準(zhǔn)插針124與在陰連接器118中的對準(zhǔn)孔126緊密配合。在其它實施例中，連接器118可以是陽連接器，而連接器120可以是陰連接器。一旦連接器118和120配對連接，光信號就能從光學(xué)芯片104通過到波導(dǎo)陣列114傳送到連接器118，在此，它們被傳遞到外部波導(dǎo)陣列122，以傳輸?shù)绞褂霉鈱W(xué)組件100的系統(tǒng)中的其它部件?？蛇x的，能在連接器120從外部波導(dǎo)陣列122接收外部信號，在此信號通過連接器118被傳遞到波導(dǎo)陣列14和光學(xué)芯片104上。
圖2A是大體上沿圖1中的剖面線A-A得到的橫截面圖，其示出了連接器118的一個實施例的細(xì)節(jié)。連接器118位于襯底102的邊緣116或其附近。在所示實施例中，襯底102包括多層材料，例如核心202，層間電介質(zhì)204位于核心之上，導(dǎo)電層206位于內(nèi)層電介質(zhì)204之上，阻焊劑208位于導(dǎo)電層206之上。在襯底的一個實施例中，核心202可以包含單一材料，諸如半導(dǎo)體(例如硅)，有機材料(例如雙馬來酰亞胺三雜氮苯)，陶瓷材料(例如高溫或低溫共燒結(jié)陶瓷)或金屬，或者可以包含不同材料的多個不同層。在一個實施例中，例如，核心202可以包含核心層，交替的電介質(zhì)層和導(dǎo)體層覆在核心的任一側(cè)上。導(dǎo)電層206沉積在底層襯底上；在一個實施例中，導(dǎo)電層由銅(Cu)構(gòu)成，在可選實施例中，其可以包含其它導(dǎo)電材料，諸如金(Au)，銀(Ag)或鋁(Al)，以及其它金屬或者金屬化合物或合金。導(dǎo)電的非金屬也可以用于導(dǎo)電層206。阻焊劑208沉積在導(dǎo)電層206之上，以阻擋來自倒裝芯片焊接或其它連接的焊料對襯底的影響。換句話說，阻焊劑防止了在焊料和導(dǎo)電層206之間的不想要的接觸。在其它實施例中，襯底102可以包括更多或更少數(shù)量的層，并可以包括以與所述不同的順序?qū)盈B的不同材料。
襯底102包括溝槽214，其形成于襯底的一個或多個層中，在該例子中是在阻焊劑208和導(dǎo)電層206中。在所示實施例中，溝槽214被構(gòu)圖和蝕刻在阻焊劑208和導(dǎo)電層206中。然而，蝕刻僅是形成溝槽的一種方法。在其它實施例中，可以選擇性地印刷焊接掩膜層，避免溝槽區(qū)域或材料被顯微機械加工或激光消融去掉。選擇溝槽214的寬度以允許波導(dǎo)陣列114置于溝槽內(nèi)，并計算溝槽的深度以容納波導(dǎo)陣列114的高度的至少一部分。在一個實施例中，波導(dǎo)陣列114位于溝槽內(nèi)，并用粘合劑層212將其固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫M管在其它實施例中，波導(dǎo)陣列可以以其它方式固定到溝槽的底部，或可以固定到溝槽的其它部位。為了完成連接器118，套圈216被直接放置在波導(dǎo)陣列114上，并通過粘合劑210將其固定到襯底102。有對準(zhǔn)孔126的套圈216用來將波導(dǎo)陣列114與其將要耦合到的外部波導(dǎo)陣列122(見圖1)對準(zhǔn)。下面結(jié)合附圖3和4來說明波導(dǎo)陣列114和套圈216更多的細(xì)節(jié)。
圖2B示出了連接器118的可選實施例，其中波導(dǎo)陣列114被集成到襯底102，即，不是單獨構(gòu)成的，并隨后通過粘合劑層212連接到襯底102，在襯底內(nèi)構(gòu)成波導(dǎo)陣列114，作為在核心202上構(gòu)造層204，206，208的處理的一部分。這樣的波導(dǎo)集成可以改善連接器118的可制造性。
圖3示出了波導(dǎo)陣列114的一個實施例的結(jié)構(gòu)的兩個視圖。波導(dǎo)陣列114具有寬度γ并包括一個或多個單獨的波導(dǎo)302，其嵌入在包覆層304內(nèi)。在波導(dǎo)陣列114的末端，每個波導(dǎo)302形成孔徑，通過其光信號可以進(jìn)入和離開波導(dǎo)。在所示實施例中，單獨的波導(dǎo)302沿大體上在波導(dǎo)中部的直線有規(guī)則的隔開，并且還大體上關(guān)于波導(dǎo)中心線308對稱。然而，在波導(dǎo)陣列114的其它實施例中，可以不同地布置光波導(dǎo)。例如，可以布置光波導(dǎo)以使得它們不沿著直線，可以是不規(guī)則的隔開，或二者都有。在其它實施例中，波導(dǎo)可以包括一個或多個彎曲，用于選定光信號的路線。波導(dǎo)陣列114還包括設(shè)置在陣列一側(cè)或兩側(cè)的一個或多個對準(zhǔn)記號306。在所示實施例中，對準(zhǔn)記號在包覆層304上，并沿波導(dǎo)的中心線308設(shè)置，盡管在其它實施例中，對準(zhǔn)記號可以設(shè)置在波導(dǎo)上的其它位置。在波導(dǎo)上設(shè)置對準(zhǔn)記號可以用諸如絲網(wǎng)印刷，蝕刻，模制成型之類的技術(shù)或其它技術(shù)或者本領(lǐng)域中已知技術(shù)的組合。
圖4示出了顯示套圈216的一個實施例的結(jié)構(gòu)的兩個視圖。套圈216具有總長度L和大體上是矩形的截面，在其一側(cè)有凹部404。凹部404具有寬度W，并沿套圈216的總長度L延伸。選擇寬度W為至少與波導(dǎo)陣列114的寬度γ一樣大。凹部404在兩側(cè)與一對支撐402相接，并具有底面406，在其上設(shè)置了一個或多個對準(zhǔn)記號408。在所示實施例中，對準(zhǔn)記號408沿套圈216的中心線410設(shè)置在凹部的底面406上，盡管在其它實施例中，對準(zhǔn)記號可以設(shè)置在套圈的其它位置。在連接器上設(shè)置對準(zhǔn)記號408可以用諸如激光加工，蝕刻，模制成型之類的技術(shù)，或其它技術(shù)或者本領(lǐng)域中已知技術(shù)的組合。在所示實施例中，套圈是凹形的，并包括一對對準(zhǔn)孔126，以容納來自配套陽連接器(見圖1)的對準(zhǔn)插針124。然而，在其它實施例中，套圈216可以是凸形的，連接器120是凹形的。在一個實施例中，套圈216用聚合物制成，其是精確模制成型的，例如注塑成型。傳遞模塑技術(shù)，其結(jié)合了具有低成型收縮量的新的熱固性聚合物，可以產(chǎn)生具有幾分之一微米級的尺寸公差的套圈。然而，在不同實施例中，可以使用不同材料和制造技術(shù)。
圖5-8示出了用于構(gòu)造連接器118的實施例的方法的一個實施例。圖5示出了開始點，其要獲得襯底102，其中具有溝槽214，如上面接合圖1所述的。在所示實施例中，溝槽214被構(gòu)圖和蝕刻在阻焊劑208和導(dǎo)電層206中。然而，蝕刻僅是形成溝槽的一種方法。在其它實施例中，可以選擇性地印刷焊接掩膜，避免溝槽區(qū)域或材料被顯微機械加工或激光消融去掉。
圖6示出了波導(dǎo)陣列114的在溝槽214中的布置。在組裝期間及其后，粘合劑層212在溝槽內(nèi)固定波導(dǎo)陣列114，并保持其位置。在一個實施例中，粘合劑212首先放置在溝槽內(nèi)，波導(dǎo)陣列114放置在溝槽內(nèi)及粘合劑之上，例如用已知的拾放(pick-and-place)技術(shù)，其適合于諸如波導(dǎo)陣列114之類的柔性部件。在另一個實施例中，波導(dǎo)陣列114可以被提供有在釋放層上的紫外線(UV)或熱固化黏性薄膜，并可以用與當(dāng)前標(biāo)記被提取和設(shè)置相同的方式來提取和設(shè)置波導(dǎo)陣列114。波導(dǎo)陣列114還包括一個或多個對準(zhǔn)記號306，以幫助適合地對準(zhǔn)波導(dǎo)和套圈216。對準(zhǔn)記號306還可以用于幫助對準(zhǔn)波導(dǎo)和襯底102，其可以包括一個或多個對準(zhǔn)記號，以使波導(dǎo)和圖1中所示的芯片104的光耦合更容易。
圖7示出了在襯底102上套圈216的放置。套圈216包括一對支撐402，在其之間有凹部404。凹部404又具有底面406，其上設(shè)置對準(zhǔn)記號408。在波導(dǎo)陣列114被固定在溝槽214中之后，粘合劑滴702，例如UV和熱固化粘合劑，被分配到溝槽的每一側(cè)。套圈216放置在波導(dǎo)陣列114上并且對準(zhǔn)以便一起使用在套圈上的對準(zhǔn)記號408與在波導(dǎo)上的對準(zhǔn)記號306，來將套圈與波導(dǎo)大體上對準(zhǔn)。在一個實施例中，用分光系統(tǒng)來對齊對準(zhǔn)記號，例如那些來自新罕布什爾州的Besi Die Handling ofLondonderry的M9系列結(jié)合器上所得到的。在所示實施例中，對準(zhǔn)記號306沿著波導(dǎo)陣列114的中心線，對準(zhǔn)記號408沿著套圈216的中心線，所以套圈和波導(dǎo)的對準(zhǔn)通過準(zhǔn)確的對齊對準(zhǔn)記號來實現(xiàn)。然而，在其它實施例中，在套圈216上的對準(zhǔn)記號408可以偏移于在波導(dǎo)陣列114上的對準(zhǔn)記號306。在此，只要在對準(zhǔn)記號之間的適當(dāng)?shù)钠剖且阎模O(shè)置在套圈和波導(dǎo)上的對準(zhǔn)記號306和408就是不相關(guān)的。在再另一個實施例中，在襯底上可以有對準(zhǔn)記號。在此情況下，在套圈216和波導(dǎo)陣列114上的對準(zhǔn)記號相對于在襯底上的對準(zhǔn)記號來對準(zhǔn)，產(chǎn)生了在套圈和波導(dǎo)陣列之間適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)。
一旦套圈216和波導(dǎo)陣列114大體上對準(zhǔn)，套圈216被向下壓到粘合劑滴702上，向連接器施加一個力，將凹部404的底面406用力推入以與波導(dǎo)陣列114的表面704直接接觸。沒有粘合劑或其它物質(zhì)插入到底面406和表面704之間，以便波導(dǎo)起到精確機械停止的作用，用于以對準(zhǔn)孔126放置套圈216。在UV固化粘合劑的情況下，在施加力保持連接器上時，可以將UV光照射在粘合劑上，來基本上立刻部分地固化粘合劑。部分的固化粘合劑會將連接器保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。通常要求后熱固化步驟來完全固化粘合劑材料702。后固化步驟是批處理過程，可以在批處理爐中一次處理多個單元。如果在完成焊接之后，波導(dǎo)陣列114和套圈216的末端沒有與襯底102的邊緣平齊，整個組件的邊緣可以被拋光，以使得它們平齊，以便實現(xiàn)與配套連接器更好的連接。圖8示出了完成形式的連接器，如在上面接合圖2所述的。
圖9示出了在套圈216和波導(dǎo)陣列114之間的定位。為確保當(dāng)連接器120被插入到連接器118中時(見圖1)，波導(dǎo)陣列114與外部波導(dǎo)陣列122適合的配合，套圈216必須與波導(dǎo)陣列114適合的對準(zhǔn)，意味著在對準(zhǔn)孔126的中心和分布各個波導(dǎo)302所沿的線之間的距離Δ必須與配套連接器120上的對等尺寸相匹配。類似的，在對準(zhǔn)孔126的中心和波導(dǎo)陣列114的中心線之間的距離β必須與在連接器120上的相應(yīng)尺寸相匹配。
通過將連接器的凹部404的底面406與波導(dǎo)陣列114的表面704直接接觸來實現(xiàn)配合距離Δ。通?？梢砸浴?微米的公差來構(gòu)成套圈216，同時包覆層304的厚度也可以以±2微米的公差來構(gòu)成。通過將兩個表面置于彼此直接接觸，公差建立被最小化，能夠非常精確地控制距離Δ。如上所述，套圈216和波導(dǎo)陣列114的橫向?qū)?zhǔn)，—即配合距離β，用在兩個部件上得到的對準(zhǔn)記號來實現(xiàn)。對準(zhǔn)記號連同精密光學(xué)器件一起使用來將它們對準(zhǔn)，也能夠非常準(zhǔn)確的控制該距離。距離Δ和β不必為任何特定值，只要它們與在配套連接器上的相應(yīng)尺寸相匹配。在所示實施例中，Δ具有正值，但在其它實施例中其可以取不同值。例如，在公知的多端(MT)型連接器中，波導(dǎo)與導(dǎo)向孔精確對準(zhǔn)，以使得Δ具有大體上等于0的值。
在最不利的偏移情況下，偏移穿過相等尺寸的孔而對角出現(xiàn)，在外部陣列122中的波導(dǎo)和波導(dǎo)陣列114中的波導(dǎo)之間的總偏移大約為5微米。在波導(dǎo)陣列114和122的一個實施例中，在兩個陣列中的各個波導(dǎo)是多模式的，并具有大約50微米的孔徑尺寸，對于諸如組件100之類的光學(xué)組件，由于偏移導(dǎo)致了完全在光鏈接預(yù)算內(nèi)的可接受的損失。以這些公差，在一個陣列中的波導(dǎo)被耦合到具有更大孔徑的波導(dǎo)，且被陣列傳送的光信號從較小孔徑傳播到較大孔徑的實施例中，由于偏移所引起的損失可以被完全消除。例如，從50微米孔徑到55微米孔徑，或從45微米孔徑到50微米孔徑的5微米的偏移根本不會導(dǎo)致由于偏移引起的信號損失。
圖10示出了連接器組件的可選實施例1000的結(jié)構(gòu)。連接器組件1000與連接器組件118(見圖2)的設(shè)計相似，但被設(shè)計為具有更低的外形輪廓。換句話說，在襯底表面上的套圈216的高度h更小，以使總厚度H被減小。如同連接器組件118一樣，連接器組件1000具有位于溝槽中的波導(dǎo)陣列，溝槽在多層襯底102的至少一層中形成。然而，與連接器組件118不同的，連接器組件1000包括與在其中放置波導(dǎo)陣列114的溝槽214相鄰的一對套圈溝槽1002。套圈溝槽形成在與溝槽214相鄰的襯底邊緣，具有與套圈216的長度L(見圖4)相對應(yīng)的長度，并具有設(shè)計成容納套圈的支撐402的寬度。以套圈216的尺寸和以連接器1000的外形輪廓要求來確定套圈溝槽1002的深度。以與連接器118大部分相同的方式(見圖5-8)來制造連接器1000，除了套圈的支撐402被插入到套圈溝槽1002中，而不是放置在襯底表面上。用粘合劑1004將套圈支撐402固定在套圈溝槽1002中，在一個實施例中粘合劑1004在插入支撐402之前就被分配到溝槽中。如同連接器組件118一樣，波導(dǎo)陣列可以與襯底102集成，而不是通過粘合劑層212連接到襯底102。
圖11示出了連接器的可選實施例1100的結(jié)構(gòu)。連接器1100大體上與連接器1000結(jié)構(gòu)相同。在連接器1100與連接器1000之間的主要差別是設(shè)計連接器1100以用于襯底102比在套圈216中的凹部404的深度薄的情況。在此情況下，連接器1000的套圈溝槽1002被一對套圈狹槽1102所代替，該套圈狹槽1102延伸穿過襯底102的全部厚度。在其它方面，套圈狹槽1102與套圈溝槽1002相類似套圈狹槽在襯底邊緣初與溝槽214相鄰設(shè)置，具有與套圈216的長度L(見圖4)相對應(yīng)的長度，并具有設(shè)計成容納套圈的支撐402的寬度。當(dāng)套圈支撐402被插入到狹槽1102中時，通過在狹槽內(nèi)和襯底的一側(cè)或兩側(cè)使用粘合劑1104，它們被固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 圖12和13一起示出了保持機構(gòu)1200的一個實施例，其用于使配套連接器固定在一起，例如圖1中所示的連接器118和120。圖12示出了外部連接器120連接到連接器組件118。為了連接這二者，在外部連接器120上的對準(zhǔn)插針124被插入到在連接器118的套圈216上相應(yīng)的對準(zhǔn)孔126中。外部連接器120被推向連接器組件，直到在波導(dǎo)陣列114中的各個波導(dǎo)與在外部波導(dǎo)陣列122中它們的相應(yīng)的波導(dǎo)緊密配合。一旦兩個連接器位于它們的最終位置，夾具1200就被用于和連接器在一起，以便保持光連接。夾具1200包括在一端上的一對鉤子1202和在另一端上的一個或多個彈簧1204。在一個實施例中，夾具1200由金屬制成，但在其它實施例中，它也可以由其它材料制成。一旦兩個連接器118和120配合連接，在夾具的一端上的鉤子1202就被插入到在套圈216的后部中的孔或狹槽1206中。
圖13示出了用夾具1200固定在一起的裝配連接。夾具1200在配對的連接器上被向下壓，直到彈簧1204與連接器的前端接合，鉤子1202與連接器的后端接合。于是彈簧的彈力允許夾具1200將保持與連接器在一起。
圖14示出了包括本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)1400的一個實施例。系統(tǒng)1400包含倒裝芯片處理器1404，其以倒裝法安裝到襯底1402。在一個實施例中，襯底1402可以具有與結(jié)合設(shè)備100所述的襯底102相似的結(jié)構(gòu)。處理器1404包含倒裝芯片，其包括一對光區(qū)域，可以包括光源，光學(xué)檢測器，連接元件等。
處理器1404連接到存儲設(shè)備1406，在多個實施例中其可以是諸如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)，同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)，快閃隨機存取存儲器(RAM)等之類的存儲器。處理器1404還連接到輸入/輸出設(shè)備1408，其允許處理器向系統(tǒng)之外的設(shè)備發(fā)送并從其接收命令和數(shù)據(jù)。盡管在該實施例中以到處理器1404的電連接示出，但是在可選實施例中存儲單元1406和輸入/輸出單元1408可以是光學(xué)連接到該處理器。此外，不必將存儲設(shè)備1406和輸入/輸出設(shè)備1408安裝在與處理器1404相同的襯底1402上。
處理器1404通過波導(dǎo)1412連接到另一個倒裝芯片1410。倒裝芯片1410與處理器1404在同一襯底1402上。處理器1404還經(jīng)波導(dǎo)1416和連接器1420連接到外部光學(xué)組件1418。外部光學(xué)組件1418包括安裝在襯底1428上的倒裝芯片1426。波導(dǎo)陣列1424將芯片1426連接到在襯底邊緣上的連接器1422。光學(xué)組件1418的結(jié)構(gòu)與光學(xué)組件100的結(jié)構(gòu)相似，特別的，連接器1422可以具有與前述連接器實施例中任意一個相似的結(jié)構(gòu)。通過將連接器1420與連接器1422相連接，芯片1426被連接到處理器1404，以使得信號能夠從波導(dǎo)陣列1416傳播到波導(dǎo)陣列1424中，或從波導(dǎo)陣列1424傳播到波導(dǎo)陣列1416中，或者雙向的。
在設(shè)備1400的一種運行模式中，處理器從存儲單元1406讀取指令或數(shù)據(jù)，或者從輸入/輸出單元1408接收指令或數(shù)據(jù)。處理器對數(shù)據(jù)或指令執(zhí)行一些操作，并經(jīng)波導(dǎo)1412，1416，和1424光學(xué)發(fā)送數(shù)據(jù)或指令到芯片1410和1426之一或二者。光學(xué)芯片1410和1414隨后可以對數(shù)據(jù)或指令執(zhí)行進(jìn)一步的操作，在芯片1426的情況中，包括經(jīng)波導(dǎo)1430和連接器1432向其它芯片發(fā)送數(shù)據(jù)或指令。在第二運行模式中，處理器1404分別經(jīng)波導(dǎo)1412和1416從一個或多個芯片1410和1426光學(xué)接收數(shù)據(jù)。處理器隨后在存儲設(shè)備1406中存儲該信息或?qū)⑵浒l(fā)送到輸入/輸出設(shè)備1408。
本發(fā)明所示實施例的上述說明，包括在摘要中所述的，不是意欲徹底無遺漏的，或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開的確切形式。盡管出于說明性的目的，在此描述了本發(fā)明的特定實施例和實例，正如相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識到的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)各種等價的修改都是可能的。依據(jù)上述的詳細(xì)說明，能夠?qū)Ρ景l(fā)明作出這些修改。
在隨后權(quán)利要求書中所用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將本發(fā)明限于在說明書和權(quán)利要求書中公開的特定實施例。相反，本發(fā)明的范圍完全由隨后的權(quán)利要求書來確定，其應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求解釋的既定原則來解釋。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括；襯底，在其中具有溝槽，溝槽延伸到襯底的邊緣；位于溝槽內(nèi)的波導(dǎo)陣列，該波導(dǎo)陣列延伸到襯底的邊緣；和套圈，連接在襯底的邊緣或其附近，并橫跨波導(dǎo)陣列的寬度，該套圈與波導(dǎo)陣列的表面直接接觸。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中波導(dǎo)和套圈包括在其上的對準(zhǔn)記號，用于對準(zhǔn)套圈和波導(dǎo)。
3.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中波導(dǎo)陣列是柔性的。
4.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中波導(dǎo)與襯底集成在一起。
5.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中套圈包括具有底面的凹部，其中該底面與波導(dǎo)陣列直接接觸。
6.如權(quán)利要求5的設(shè)備，其中在凹部的底面上設(shè)置至少一個對準(zhǔn)記號。
7.如權(quán)利要求1的設(shè)備，進(jìn)一步包括與溝槽相鄰并位于襯底邊緣或其附近的一對套圈溝槽。
8.如權(quán)利要求7的設(shè)備，其中套圈包括在一對支撐之間的凹部，其中該凹部具有與波導(dǎo)陣列直接接觸的底面，且其中該支撐位于套圈溝槽內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于在套圈溝槽內(nèi)固定該支撐的粘合劑。
10.如權(quán)利要求1的設(shè)備，進(jìn)一步包括一對套圈狹槽，其與該溝槽相鄰并位于襯底邊緣或其附近，該套圈狹槽延伸貫穿襯底的厚度。
11.如權(quán)利要求10的設(shè)備，其中套圈包括在一對支撐之間的凹部，其中該凹部具有與波導(dǎo)陣列直接接觸的底面，并且其中該支撐位于套圈狹槽內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于在套圈狹槽內(nèi)固定該支撐的粘合劑。
13.如權(quán)利要求1的設(shè)備，進(jìn)一步包括保持機構(gòu)，用于將外部連接器固定到套圈。
14.如權(quán)利要求13的設(shè)備，其中保持機構(gòu)包括彈簧夾。
15.一種方法，包括將波導(dǎo)放置在襯底上的溝槽內(nèi)，該波導(dǎo)沿伸到襯底的邊緣；和在襯底的邊緣或其附近連接套圈，該套圈包括具有底面的凹部，其中該底面與波導(dǎo)的表面直接接觸。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中將波導(dǎo)陣列放置在溝槽內(nèi)包括將粘合劑分配到溝槽的底面中；和將波導(dǎo)陣列插入到溝槽中的粘合劑之上。
17.如權(quán)利要求15的方法，其中將波導(dǎo)陣列放置在溝槽內(nèi)包括在構(gòu)造包括襯底的一個或多個層期間，將波導(dǎo)集成到襯底內(nèi)。
18.如權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括對準(zhǔn)套圈和波導(dǎo)。
19.如權(quán)利要求18的方法，其中對準(zhǔn)套圈和波導(dǎo)包括在波導(dǎo)陣列附近放置套圈；將在套圈上的對準(zhǔn)記號與在波導(dǎo)上的對準(zhǔn)記號對準(zhǔn)；和將套圈向下壓到波導(dǎo)上。
20.如權(quán)利要求15的方法，其中將套圈連在襯底上包括相鄰于溝槽分配粘合劑滴；和將套圈放置在粘合劑上。
21.如權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括構(gòu)成與溝槽相鄰的一對套圈溝槽。
22.如權(quán)利要求21的方法，其中套圈包括在一對支撐之間的凹部，其中該凹部具有與波導(dǎo)陣列直接接觸的底面，且其中該支撐位于套圈溝槽內(nèi)。
23.如權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括相鄰于該溝槽構(gòu)成一對套圈狹槽，該狹槽延伸穿過襯底的整個厚度。
24.如權(quán)利要求23的方法，其中套圈包括在一對支撐之間的凹部，其中該凹槽具有與波導(dǎo)陣列直接接觸的底面，且其中該支撐位于套圈狹槽內(nèi)。
25.一種系統(tǒng)，包括第一光學(xué)組件，其包括第一襯底，在其中具有溝槽，在其上具有光學(xué)芯片，溝槽從光學(xué)芯片延伸到襯底的邊緣，位于溝槽內(nèi)的波導(dǎo)陣列，該波導(dǎo)陣列從光學(xué)芯片延伸到襯底的邊緣，和套圈，連接在襯底的邊緣或其附近，并橫跨波導(dǎo)陣列的寬度，該套圈與波導(dǎo)陣列的表面直接接觸；第二光學(xué)組件，其包括第二襯底，在其上具有光學(xué)芯片，和連接到光學(xué)芯片的同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)；和外部波導(dǎo)，其連接到外部連接器，其中通過將外部連接器連接到套圈，第一光學(xué)組件的光學(xué)芯片連接到第二光學(xué)組件的光學(xué)芯片。
26.如權(quán)利要求25的設(shè)備，其中套圈包括具有底面的凹部，其中該底面與波導(dǎo)直接接觸。
27.如權(quán)利要求25的設(shè)備，進(jìn)一步包括與該溝槽相鄰并位于第一襯底的邊緣或其附近的一對套圈溝槽。
28.如權(quán)利要求27的設(shè)備，其中套圈包括在一對支撐之間的凹部，其中該凹部具有與波導(dǎo)陣列直接接觸的底面，并且其中該支撐位于套圈溝槽內(nèi)。
29.如權(quán)利要求25的設(shè)備，進(jìn)一步包括一對套圈狹槽，其與該溝槽相鄰并位于第一襯底的邊緣或其附近，該套圈狹槽延伸貫穿第一襯底的厚度。
30.如權(quán)利要求29的設(shè)備，其中套圈包括在一對支撐之間的凹部，其中該凹部具有與波導(dǎo)陣列直接接觸的底面，并且其中該支撐位于套圈狹槽內(nèi)。
31.如權(quán)利要求25的設(shè)備，進(jìn)一步包括保持機構(gòu)，用于將外部連接器固定到套圈。
32.如權(quán)利要求31的設(shè)備，其中該保持機構(gòu)包括彈簧夾。
全文摘要
一種光學(xué)組件(100)，包括光電元件(104)和具有溝槽(214)的襯底(102)，該溝槽(214)延伸到襯底(102)的邊緣，波導(dǎo)陣列(114)位于溝槽(214)內(nèi)，波導(dǎo)陣列(114)延伸到襯底(102)的邊緣，蓋子(216)連接到襯底(102)的邊緣(116)或其附近，并橫跨波導(dǎo)陣列(114)的寬度，蓋子(116)包括凹部(404)，具有底面(406)，其中底面(406)與波導(dǎo)陣列(114)的表面(704)直接接觸。蓋子(116)和襯底(102)構(gòu)成連接器(118)，用于將光學(xué)組件(100)光學(xué)連接到其它部件。
文檔編號G02B6/42GK101065695SQ200580033326
公開日2007年10月31日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者S·托爾, D·盧, H·布勞尼施 申請人:英特爾公司