CN111090038A - 探测装置及包括探测装置的测试装置 - Google Patents

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Abstract

提供了探测装置和包括其的测试装置。所述探测装置包括：光纤阵列，所述光纤阵列包括将与光学集成电路板光学通信的光纤和固定所述光纤的基体基板，所述光学集成电路板包括光耦合元件和反射镜；以及中间基板，所述中间基板包括孔和探测镜，所述光纤插入到所述孔中，所述探测镜用于在所述反射镜和所述光耦合元件之间反射光信号。

Description

探测装置及包括探测装置的测试装置
相关申请的交叉引用
于2018年10月24日在韩国知识产权局提交的标题为“Probe Device and TestDevice Including the Same(探测装置及包括探测装置的测试装置)”的韩国专利申请No.10-2018-0127442通过引用整体并入本文。
技术领域
实施例涉及探测装置及包括该探测装置的测试装置。
背景技术
对电子设备中的大量数据的高速传输和接收的需求不断增长。因此，正在探索用光信号替换电信号。使用其上具有光耦合元件的光学集成电路板来传输光信号。为了输入用于测试光学集成电路板是否正确传输光信号的光信号，需要使用于接收或发送光信号的光纤与光学集成电路板之间对准。这种对准可能花费长时间，从而降低了测试过程的效率。
发明内容
根据一个或更多个实施例，一种探测装置包括：光纤阵列，所述光纤阵列包括将与光学集成电路板光学通信的光纤和固定所述光纤的基体基板，所述光学集成电路板包括光耦合元件和反射镜；以及中间基板，所述中间基板包括所述光纤要插入其中的孔和探测镜，所述探测镜用于在所述反射镜和所述光耦合元件之间反射光信号。
根据一个或更多个实施例，一种探测装置包括：光纤阵列，所述光纤阵列包括传输光信号的多根光纤和在其中设置所述多根光纤的基体基板，所述多根光纤在第一方向上布置，并且具有延伸到所述基体基板外部的突出区域；中间基板，所述中间基板具有所述突出区域要插入其中的多个孔和多个探测镜，所述多个孔在所述第一方向上布置，所述多个探测镜在与所述第一方向交叉的第二方向上与所述多个孔以预定距离间隔开；以及间隔物基板，所述间隔物基板位于所述中间基板的下部并由透光材料形成。
根据一个或更多个实施例，一种测试装置包括：光源，所述光源输出用于测试光学集成电路板的光信号，所述光学集成电路板包括光波导、第一光耦合元件、第二光耦合元件、与所述第一光耦合元件相邻的第一反射镜以及与所述第二光耦合元件相邻的第二反射镜；光纤阵列，所述光纤阵列包括使所述光信号入射在所述第一反射镜上的光纤以及固定所述光纤的基体基板；中间基板，所述中间基板位于所述光纤阵列和所述光学集成电路板之间，并且具有孔和探测镜，所述光纤的至少一个区域插入到所述孔中，所述探测镜反射由所述第一反射镜反射的光信号以使其传播到所述第一光耦合元件上；光电探测器，所述光电探测器用于探测在所述光波导中传播以输出到所述第二光耦合元件的光信号；以及控制器，所述控制器用于基于由所述光电探测器探测的所述光信号来检查所述光学集成电路板。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：
图1示出了根据示例实施例的包括能够利用测试装置进行测试的光学集成电路板的光学集成电路封装件；
图2示出了根据示例实施例的包括能够利用测试装置进行测试的光学集成电路板的光学集成电路封装件；
图3示出了沿图2中的线I-I'截取的截面图；
图4示出了根据示例实施例的探测装置的分解透视图；
图5示出了图4的探测装置的局部截面图；
图6示出了根据示例实施例的探测装置的分解透视图；
图7示出了图6的探测装置的局部截面图；
图8A、图9A、图10A和图11A分别示出了根据示例实施例的光学集成电路板、探测装置、探测装置的第一级对准以及探测装置的第二级对准的俯视图；
图8B、图9B、图10B和图11B分别示出了根据示例实施例的光学集成电路板、探测装置、探测装置的第一级对准以及探测装置的第二级对准的截面图；
图12示出了图10A的区域A的放大视图；
图13示出了根据示例实施例的探测装置和光学集成电路板的对准过程；
图14A和图14B示出了根据示例实施例的探测装置的视图；
图15A至图15D示出了光纤和孔之间的不同对准程度；
图16和图17示出了根据示例实施例的测试装置；以及
图18示出了根据示例实施例的电子设备。
具体实施方式
图1示出了根据示例实施例的包括能够利用测试装置进行测试的光学集成电路板的光学集成电路封装件。
参照图1，光学集成电路封装件10可以是用于发送和接收光信号的光通信装置。光学集成电路封装件10可以包括光源11、集成电路元件12、光调制器13等。光学集成电路封装件10还可以包括：光电元件，例如光电探测器等；光信道优化器，例如波分复用(WDM)元件等；和/或具有或不具有光学功率的无源光学元件，例如光波导、光耦合元件、反射器等。此外，光学集成电路封装件10还可以包括光学接口，例如光纤阵列。
集成电路元件12可以基于从外部源接收的数据DATA生成电信号VD。光调制器13可以通过根据传输的电信号VD调制由光源11生成的光信号LI来生成调制后的光信号LM。调制后的光信号LM可以通过光纤输出到外部装置。例如，光调制器13可以通过调制光信号LI的强度或相位来生成调制后的光信号LM。
包括在光学集成电路封装件10中的光源11、集成电路元件12和光调制器13可以设置在单个基板中，或者可以分开地设置在多个基板中。例如，当光源11和光调制器13在分开的基板中时，用于将由光源11输出的光信号LI传输到光调制器13的光波导和反射器可以在至少一个基板中。
图2示出了根据示例实施例的包括能够利用测试装置进行测试的光学集成电路板的光学集成电路封装件。图3是沿图2中的线I-I'截取的截面图。
参照图2和图3，光学集成电路封装件100可以包括具有光学集成电路板的第一基板S1、堆叠在第一基板S1上的对光信号透明的第二基板S2以及堆叠在第二基板S2上的包括光源140的第三基板S3。在图2中，点状阴影表示与第一基板S1上的组件相区分的第三基板S3上的组件。第一基板S1、第二基板S2和第二基板S3可以在竖直方向(例如，Z轴方向)上堆叠。粘合层可以位于第一基板S1和第二基板S2之间，以及位于第二基板S2和第三基板S3之间，从而使第一基板S1、第二基板S2和第三基板S3相结合。
第一基板S1可以包括主体部分101，主体部分101包括支撑基板111、第一绝缘层112、设置有光学元件的光学核心层113以及第二绝缘层114。光学元件可以设置在光学核心层113中，并且第一基板S1可以设置为光学集成电路板。第一基板S1还可以包括第一反射镜162和第二反射镜168，第一反射镜162和第二反射镜168例如穿过第二绝缘层114并且部分地或完全地穿过第一绝缘层112而位于第一绝缘层112和第二绝缘层114中的凹部中。在示例实施例中，第一基板S1可以安装在封装基板上，并且可以通过单独的电信号传输单元与封装基板交换电信号。还可以在第一基板S1上安装光调制器124和/或将电信号传输到光调制器124的集成电路元件。
第一基板S1可以包括一个或更多个对准标记190。例如，如图2所示，一对对准标记190可以位于第一基板S1的左侧边缘上，并且另一对对准标记190可以位于当堆叠时第三基板S3上的反射器与第一基板S1上的反射器之间，它们沿X轴方向朝向第一基板S1的上边缘和下边缘彼此分离。
支撑基板111和光学核心层113可以包括半导体材料，例如，第IV族半导体，诸如硅、锗、硅锗等。支撑基板111可以设置为体晶片或外延层，并且光学核心层113也可以设置为外延层。第一绝缘层112和第二绝缘层114可以由绝缘材料(例如，氧化硅)形成。详细地，第二绝缘层114可以由折射率低于光学核心层113的折射率的材料形成。在示例实施例中，支撑基板111、第一绝缘层112和光学核心层113可以形成绝缘体上硅(SOI)基板。
包括光耦合元件的各种光学元件可以位于光学核心层113中。详细地，光波导126、第一光耦合元件122A、第二光耦合元件122B和光调制器124可以位于光学核心层113中。光波导126可以连接光学核心层113中的其他元件。
第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B可以分别用于输入和输出光，例如接收和发送光。第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B可以使从第一基板S1在水平方向(X轴方向)上传播的光耦合为沿竖直方向(Z轴方向)，即，向上耦合，或者耦合为沿从竖直方向以预定角度倾斜的方向。因此，第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B可以形成为与光波导126的两端相邻。
光调制器124可以位于第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B之间，并且可以通过改变光的强度或相位来生成光信号。光调制器124可以是例如电场吸收调制器、干涉测量调制器等。例如，光调制器124可以是Mach-Zehnder干涉测量调制器，其将光分成两个路径或更多个路径，调制至少一个路径上的光的相位，并且使用不同相位的光之间的相长干涉来调制光。光波导126可以使第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B以及光调制器124彼此连接，并且可以提供光在其中传播的通道。根据示例实施例，诸如光电探测器的光电转换元件可以位于光学核心层113中。
第一反射镜162和第二反射镜168可以反射光信号。例如，第一反射镜162和第二反射镜168可以将从第三基板S3传输到第一基板S1的光信号反射回至第三基板S3。第一反射镜162可以反射从光源140或第三基板S3的第一反射器152传输的光信号，使其传输到第三基板S3的第三反射镜164。第二反射镜168可以反射从第三基板S3的第四反射镜166传输的光信号，使其传输到第三基板S3的光纤180或第二反射器154。这将在下面详细描述。
第一反射镜162和第二反射镜168可以位于第一基板S1的上表面的第一绝缘层112和第二绝缘层114中的凹部中，并且可以是凹面镜。第一绝缘层112的在第一反射镜162下方剩余的厚度D5可以大于0。换句话说，第一反射镜162可以不形成为凹入到整个第一绝缘层112中。
因此，第一反射镜162的中心部分可以位于支撑基板111的上表面的水平高度处或更高。例如，当第一反射镜162设置得最深(即，凹部穿过整个第一绝缘层112)时，第一反射镜162的下表面可以与支撑基板111的上表面接触。第二反射镜168的布置和结构可以类似于第一反射镜162的布置和结构，并且可以同样地应用第一反射镜162的上述描述。
第一反射镜162可以与光学核心层113在横向(Y轴方向)上以第一距离D1间隔开。第一距离D1可以是例如几微米到几十微米。第一反射镜162可以设置为与第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B以预定距离间隔开。第二反射镜168也可以在横向上与第一光耦合元件122A和第二光耦合元件122B间隔开。第一反射镜162的直径和第二反射镜168的直径可以均例如在50μm至200μm的范围内。
第一反射镜162和第二反射镜168可以通过在凹面上形成反射层来构造。反射层可以包括至少位于凹部中的区域，并且在俯视图中可以为圆形或矩形的形状。在另一个实施方式中，除了在光信号的路径中之外，反射层还可以在第二绝缘层114的上表面的区域中延伸。反射层可以包括具有高反射性质的材料，例如铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)等中的至少一种。
对准标记190不仅可以位于第一基板S1中，还可以位于第三基板S3中，并且可以位于彼此相对(例如，彼此面对)的侧中。当第一基板S1和第三基板S3结合时，对准标记190可以用于改善一致性。例如，通过使用对准标记190，位置被定义为由与第一反射镜162的中心的距离表示的坐标值，因此可以使第一基板S1和第三基板S3对准。
第二基板S2可以位于第一基板S1和第三基板S3之间，并且可以具有由透光材料形成的主体部分102。第二基板S2可以用于调节第一基板S1和
第三基板S3之间的焦距。第二基板S2可以与第一基板S1和第三基板S3接触，并且可以在它们之间添加粘合层。第二基板S2的主体部分102可以由能够在传输光信号的同时减少光信号的损失的材料形成，并且可以包括例如SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、HfO、TiO2、ZrO等。第二基板S2可以具有腔CA，安装在第三基板S3上的光源140的至少一个区域容纳在腔CA中。在一种实施方式中，可以省略第二基板S2，并且例如空气可以填充第一基板S1和第三基板S3之间的空间。
第三基板S3可以与第一基板S1光学对准，其中第二基板S2位于第三基板S3和第一基板S1之间。第三基板S3可以包括主体部分103、光源140、第一反射器152、第三反射镜164、第四反射镜166、第二反射器154和光纤180。
光源140可以输出光信号以将光信号传输到第一基板S1的第一反射镜162。光源140可以是光电元件，例如激光二极管或发光二极管。光源140可以安装在第三基板S3的下表面中的凹槽区域RC中。光源140可以沿着Z轴方向从主体部分103的下表面朝向第一基板S1延伸。光源140可以例如通过倒装芯片键合安装在第三基板S3上。
第一反射器152可以改变由光源140输出的光信号的传输方向，以将光信号传输到第一基板S1。第一反射器152可以是具有倾斜表面的平面镜。第一反射器152可以包括在倾斜表面上具有高反射率的反射层。第一反射器152可以与例如第一基板S1的第一反射镜162水平地交叠预定长度D3，但是不限于此。例如，第一反射器152可以在平面上不与第一基板S1的第一反射镜162交叠。
可以在主体部分103从第三基板S3的下表面凹进的同时，设置第三反射镜164和第四反射镜166。换句话说，第一基板S1的第一反射镜162和第二反射镜168以及第三基板S3的第三反射镜164和第四反射镜166可以设置在彼此相对的表面上。详细地，第三反射镜164可以在一个方向(Y轴方向)上与光源140以第二距离D2间隔开。第三反射镜164可以例如沿着Y轴方向与第一基板S1的第一反射镜162水平地交叠预定长度D4。在一种实施方式中，第三反射镜164可以不与第一基板S1的第一反射镜162在平面上交叠。第三反射镜164可以具有沿着Y轴方向与第一基板S1的光耦合元件122A和122B中的至少一个交叠的区域。例如，当第一反射器152、第一反射镜162、第三反射镜164和第一光耦合元件122A中的至少一部分在一个方向(Y轴方向)上彼此交叠时，可以进一步改善集成度。
第三反射镜164和第四反射镜166可以是在主体部分103的凹进表面上具有反射层的凹面镜。反射层可以包括具有高反射性质的材料，例如，铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)等中的至少一种。可以同样地适用第一反射镜162和第二反射镜168的描述。
第二反射器154可以改变从第一基板S1的第二反射镜168传输的光信号的传输方向，并将光信号传输到光纤180。第二反射器154具有倾斜的表面，在倾斜的表面上具有高反射率的反射层。第二反射器154可以具有与第一反射器152的构造类似的构造，但是以不同的角度倾斜。例如，第二反射器154可以将来自第二反射镜168的中心的光引导到光纤180的中心上，而第一反射器152可以将来自光源140的光引导到第一反射镜162的中心上。
光纤180可以输出通过第一基板S1传输的光信号，或者可以从外部装置接收光信号。光纤180可以包括芯层和围绕芯层的包覆材料，使得光信号被全反射。这里，可以各种各样地改变根据示例实施例的光纤的构造。
在光学集成电路封装件100中，如使用图3中的箭头所示，由第三基板S3的光源140产生的光信号可以在第一反射镜162和第三反射镜164上被反射，以传输到第一基板S1中的光学核心层113。第一光耦合元件122A可以通过光波导126在水平方向(例如，Y轴方向)上传输所接收的光信号，使其传输到光调制器124。光调制器124可以基于由第一基板S1中的集成电路元件接收的电信号来调制光信号的强度和/或相位。由第二光耦合元件122B输出的调制光信号被传输到第三基板S3，由第四反射镜166和第二反射镜168反射，然后通过光学接口(例如，光纤180)向外输出。由于第一基板S1、第二基板S2和第三基板S3相堆叠，所以第一反射镜162、第二反射镜164、
第三反射镜166和第四反射镜168相互对准。因此，光信号可以传播和传输，而损失显著降低。
此外，如图2所示，在示例实施例中，光源140可以包括多个光源，以发射不同波长的光。另外，多个光调制器124可以成阵列，以便改变从相应的光源140发射的光的强度和相位。第一反射镜162、第二反射镜164、第三反射镜166和第四反射镜168可以设置为多个反射镜，以对应于相应的光源140和光纤180的阵列。
从多个光源140传输到多个光调制器124中的每个光调制器124而生成的多个光信号可以传输彼此不同的数据和信息。此外，光信号可以通过多根光纤180输出而没有干扰和交叠。这里，可以根据示例实施例对光源140、光调制器124、第一反射镜162、第二反射镜164、第三反射镜166、第四反射镜168和光纤180的数量和布置进行各种修改。
图4和图5示出了根据示例实施例的探测装置。参照图4和图5，探测装置300可以包括中间基板310、包括至少一根光纤321的光纤阵列320等。探测装置300可以与光学集成电路板200对准。当对准时，探测装置300和光学集成电路板200进行光学通信，例如，光信号可以从光纤321入射在光学集成电路板200上，或者光信号可以从光学集成电路板200入射在光纤321上。当光纤321提供光信号时，光学集成电路板200可以将光信号向外输出到光电探测器，以对光学集成电路板200进行测试。当光学集成电路板200提供光信号时，光纤321可以将光信号输出到光电探测器，以对光学集成电路板200进行测试。
在图4和图5中所示出的示例实施例中，光学集成电路板200可以包括多个层，例如，支撑基板211、第一绝缘层212、其中设置有光学元件的光学核心层213以及第二绝缘层214。支撑基板211和光学核心层213可以包括半导体材料，并且光波导226和光调制器224以及第一光耦合元件222A和第二光耦合元件222B可以设置在光学核心层213中。
此外，光学集成电路板200可以包括在一个方向(Y轴方向)上与光学核心层213相邻的第一反射镜262和第二反射镜268。第一反射镜262和第二反射镜268可以通过在第一绝缘层212和第二绝缘层214凹进的区域中形成由具有高反射率的材料形成的反射层来构造。
根据示例实施例的探测装置300可以包括中间基板310、光纤阵列320等。光纤阵列320可以包括基体基板323和325，基体基板323和325中的一个或二者具有在其中安装光纤321的凹槽324。中间基板310可以包括反射光信号的探测镜311以及在一个方向(Y轴方向)上与探测镜311间隔开预定距离的孔313。
光纤阵列320和中间基板310可以以光纤321插入到孔313中的形式彼此结合。光纤321的至少一个区域可以延伸到基体基板323和325的外部以从基体基板323和325突出，使得光纤321容纳在孔313中。
在示例实施例中，光纤阵列320可以包括在第一方向(X轴方向)上布置的多根光纤321。多根光纤321可以容纳在凹槽324(例如，V形凹槽)中。例如，凹槽324可以形成在第一基体基板323和第二基体基板325每者中，或者可以仅形成在第一基体基板323中。当凹槽324仅形成在第一基体基板323中时，第二基体基板325的与第一基体基板323相对(例如，面对)的表面可以具有平坦的形状。
中间基板310可以包括用于使多根光纤321插入到其中的多个孔313。为了易于结合到光纤321，孔313的直径可以大于光纤321的直径。例如，孔313的直径和光纤321的直径之差可以由下述中的至少一项确定：光纤321和孔313的制造公差、在其中容纳光纤321的凹槽324的制造公差、其中形成有凹槽324的基体基板323和325与光纤321的结合公差以及光纤阵列320和中间基板310的对准公差。
当测试工艺开始时，通过使用中间基板310的对准标记390和光学集成电路板200的对准标记290，中间基板310可以在光学集成电路板200上对准。对准标记290可以与图2中的对准标记190相同，或者作为图2中的对准标记190的补充。对准标记290可以沿着X轴方向和Y轴方向与一个或全部两个外侧第一反射镜262(例如沿着X轴方向的最远的第一反射镜262)的中心相邻并且间隔开。对准标记390可以与沿X轴方向最远的一个外侧探测镜311和一个外侧孔313相邻并位于它们之间，或与沿X轴方向最远的全部两个外侧探测镜311和全部两个外侧孔313相邻并位于它们之间。对准标记390沿着X轴方向和Y轴方向与一个或全部两个外侧探测镜311的中心间隔的量可以和与第一反射镜262间隔的量相同，但是在相反的方向上。对准标记290和390可以具有沿X轴方向和Y轴方向延伸的特征，例如十字形。
当光学集成电路板200和中间基板310对准时，光纤321插入中间基板310的孔313中，因此光纤阵列320和中间基板310可以彼此结合。换句话说，在使用对准标记390、对准标记290将中间基板310和光学集成电路板200对准之后，中间基板310的孔313已经恰当地对准。因此，通过简单地将光纤阵列320插入到孔313中，光纤阵列320与光学集成电路板200恰当地对准。
在示例实施例中，通过如上所述的这种简单过程，如图5中所示，光纤321可以位于光学集成电路板200的第一反射镜262的上部。因此，由测试装置生成的光信号可以通过光纤321被第一反射镜262和探测镜311反射，以入射在第一光耦合元件222A上。入射在第一光耦合元件222A上的光信号可以穿过光波导226，从而输出到第二光耦合元件222B中的测试装置的光电探测器。测试装置可以通过分析输出到光电探测器的光信号的强度、波长、相位等来执行光学集成电路板200的测试工艺。
为了执行光学集成电路板200的测试工艺，用于将测试装置的光源和第一光耦合元件222A对准和将测试装置的光电探测器和第二光耦合元件222B对准的过程可能是必需的。根据相关技术，可以使用主动对准方法，其是通过将光源和光电探测器分别定位在第一光耦合元件222A和第二光耦合元件222B中并略微地改变它们的位置来使用光电探测器探测光信号的强度的方法。然而，在上述主动对准方法中，消耗相对长的时间，因此会显著降低测试工艺的效率。
然而，在示例实施例中，通过使用分别形成在光学集成电路板200和中间基板310中的对准标记290和对准标记390，光学集成电路板200和中间基板310能够容易地被动地对准，例如，在不使用来自光源的光通过光学集成电路板200和中间基板310进行传输的情况下对准。虽然本文公开了标记，但是其他被动对准特征(例如，匹配特征)可以用于被动地对准中间基板310和光学集成电路板200。然后，将光纤321插入到已经与光学集成电路板200对准的中间基板310的孔313中。因此，可以快速地执行光纤阵列320和光学集成电路板200的对准，结果，可以改善测试工艺的效率。
根据示例实施例，探测装置300可以位于光波导226的两侧。在这种情况下，由第二光耦合元件222B从光波导226输出的光信号可以由中间基板310的探测镜311以及第一反射镜262反射，以入射在光纤321上。测试装置的光电探测器连接到光纤321的一端，并且可以探测由第一反射镜262反射以入射在光纤321上的光信号。如上所述，探测装置300可以位于光波导226的两侧中的每一侧，因此可以进一步快速执行测试工艺所需的对准过程。
图6和图7示出了根据示例实施例的探测装置。在图6和图7中所示出的示例实施例中，除了中间基板310和光纤阵列320之外，探测装置300还可以包括间隔物基板330。间隔物基板330可以位于中间基板310和作为测试对象的光学集成电路板200之间。
间隔物基板330可以由对光信号具有透光性的材料(例如，SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、HfO、TiO2、ZrO等)形成。可以考虑到第一反射镜262和探测镜311的焦距、光信号的波长以及相位来确定间隔物基板330的厚度。换句话说，间隔物基板330可以允许确定第一反射镜262和探测镜311之间的距离，使得光信号被第一反射镜262和探测镜311反射以精确地入射在第一光耦合元件222A上。
在图6和图7中所示的示例实施例中，间隔物基板330的厚度大于中间基板310的厚度。在实施方式中，间隔物基板330的厚度可以小于中间基板310的厚度。同时，在图6和图7中所示的示例实施例中，可以参考上面参照图4和图5描述的示例实施例来理解光学集成电路板200、中间基板310和光纤阵列320的构造。
图8A、图9A、图10A和图11A分别示出了根据示例实施例的光学集成电路板、探测装置、探测装置的第一级对准以及探测装置的第二级对准的俯视图。图8B、图9B、图10B和图11B分别示出了根据示例实施例的光学集成电路板、探测装置、探测装置的第一级对准以及探测装置的第二级对准的截面图。图12示出了图10A的区域A的放大视图。
图8A和图8B示出了根据示例实施例的作为测试工艺的对象的光学集成电路板400。图9A和图9B示出了根据示例实施例的探测装置的中间基板510。
首先，参照图8A和图8B，光学集成电路板400可以包括支撑基板411、第一绝缘层412、第二绝缘层414以及限定在第一绝缘层412和第二绝缘层414之间的光学核心层413。光学核心层413可以包括光波导426和第一光耦合元件422A，并且第一反射镜462可以形成在与第一光耦合元件422A相邻的区域中。例如，第一反射镜462可以通过将反射层设置在通过使第一绝缘层412和第二绝缘层414的一部分凹进而形成的区域中来构造。
其次，参照图9A和图9B，中间基板510可以包括探测镜511和孔513。孔513可以提供容纳光纤的空间，因此，孔513的直径可以大于光纤的直径。可以考虑到光纤和孔513的制造公差来确定孔513的直径。探测镜511可以是凹面镜，例如具有相反朝向的第一反射镜462。
图10A至图11B示出了光学集成电路板400和中间基板510的结合过程。参照图10A至图11B，中间基板510可以相对于光学集成电路板400定位。为了在光学集成电路板400上对准中间基板510，可以使用形成在光学集成电路板400和中间基板510中的每一个中的对准标记AM，下面参考图12详细描述。对准标记AM指示光学集成电路板400和中间基板510上的相应的对准标记何时对准。
在图10A和图10B所示的示例实施例中，当对准完成时，中间基板510的孔513可以位于第一反射镜462的上部。此外，第一反射镜462和探测镜511可以在一个方向(Y轴方向)上彼此不交叠，并且探测镜511和第一光耦合元件422A可以在一个方向(Y轴方向)上彼此不交叠。
另一方面，在图11A和图11B所示的示例实施例中，当对准完成时，中间基板510的孔513位于第一反射镜462的上部，并且探测镜511A可以在一个方向(Y轴方向)上与第一反射镜462和第一光耦合元件422A交叠。换句话说，在图11A和图11B所示的示例实施例中，与图10A和图10B所示的示例实施例相比，探测镜511A、第一反射镜462和第一光耦合元件422A可以沿Y轴方向彼此更靠近。例如，在图10A至图11B所示的示例实施例中，第一反射镜462、第一光学耦合元件422A与探测镜511和511A之间的距离可以根据第一反射镜462与探测镜511和511A的焦距而变化。
图12是图10A的区域A的放大图。参照图12，可以使用光学集成电路板400和中间基板510中的每一个中的对准标记AM来执行光学集成电路板400和中间基板510的对准过程。对准标记AM可以具有各种形状，并且在
图12中被示出为十字形。
在示例实施例中，中间基板510的对准标记AM可以位于相对于探测镜511在第一方向(x轴方向)和第二方向(y轴方向)中的每个方向上以预定偏移分隔开的位置处。此外，光学集成电路板400的对准标记AM可以形成在相对于第一反射镜462在第一方向(X轴方向)和第二方向(Y轴方向)中的每个方向上以预定偏移分隔开的位置处。在这种情况下，施加到中间基板510的偏移值和施加到光学集成电路板400的偏移值可以在第一方向(X轴方向)上具有相同的大小。在第二方向(Y轴方向)上，根据示例实施例，偏移值可以具有相同或不同的大小。
在示例实施例中，形成在光学集成电路板400和中间基板510中的每一个中的对准标记AM彼此匹配，因此，光学集成电路板400和中间基板510可以对准。例如，调整中间基板510的位置以使形成在光学集成电路板400和中间基板510中的每一个中的对准标记AM在视觉上彼此匹配，从而可以使光学集成电路板400和中间基板510对准。
如上所述，在示例实施例中，在中间基板510和光学集成电路板400首先对准之后，包括光纤的光纤阵列结合到中间基板510，从而容易地使光学集成电路板400的第一反射镜462与光纤对准。光纤阵列和中间基板510可以通过将光纤的至少一个区域插入到中间基板510的孔513中而容易彼此结合。在下文中将参照图13来描述用于发光器件的连接结构。
图13示出了根据示例实施例的探测装置500和光学集成电路板400的对准过程。参照图13，由于对准标记AM，中间基板510和光学集成电路板400可以对准。如上所述，在中间基板510和光学集成电路板400首先对准之后，包括光纤521的光纤阵列520结合到中间基板510，从而使光纤521与第一反射镜462对准。
参照图13，光纤阵列520可以包括光纤521以及均固定光纤521的基体基板523和525。光纤521可以在基体基板523和525的纵向方向(例如，与Z轴方向成微小的角度)上延伸到基体基板523和525的外部。因此，如
图13所示，光纤521的至少一个区域可以从基体基板523和525的下部突出。在中间基板510和光学集成电路板400对准之后，光纤521的从基体基板523和525的下部突出的至少一个区域可以插入到中间基板510的孔513中。因此，在示例实施例中，可以省略直接对准光纤521和光学集成电路板400的过程，这样，光纤521和光学集成电路板400可以使用中间基板510容易地且快速地对准。
使用光纤521插入到孔513中的方法将光纤阵列520和中间基板510彼此结合。因此，孔513的直径可以大于光纤521的直径。在示例实施例中，可以考虑到各种因素(例如光纤521和孔513的制造公差、在将光纤521设置在基体基板523和525中的过程中可能发生的公差等)来确定孔513的直径，如将参照图14A至图15D所描述的。
图14A和图14B示出了根据示例实施例的探测装置。图14A示出了光纤阵列600的侧视图，图14B示出了中间基板700的俯视图。
光纤阵列600可以包括固定到基体基板603和605的多根光纤601。多根光纤601可以容纳在形成在第一基体基板603中的凹槽604中。多根光纤601可以沿第一方向(X轴方向)布置。
中间基板700可以包括多个探测镜701和多个孔703。多个孔703沿第一方向(X轴方向)布置，并且可以形成在与多根光纤601对应的相应位置。探测镜701可以在第二方向(Y轴方向)上与多个孔703以预定距离间隔开，并且可以对应于多个孔中的相应孔。
在示例实施例中，在作为测试对象的光学集成电路板600和中间基板700首先对准之后，光纤601被插入到中间基板700的孔703中，这样，可以将光纤阵列600和中间基板700彼此结合。因此，多个孔703中的每个孔的直径可以大于光纤601中的每根光纤的直径。可以考虑到各种制造公差来确定多个孔703中的每个孔的直径与光纤601中的每根光纤的直径之差。
例如，在制造光纤601或孔703的过程中可能出现公差。或者，由于在第一基板603中形成用于固定光纤601的每个凹槽604的尺寸和形状的差异，可能出现公差。此外，在光纤601设置在凹槽604中并固定到凹槽604的过程中可能出现公差。在示例实施例中，考虑到上述各种制造公差，可以确定多个孔703的直径。
参照图15A至图15D，在光纤阵列600和中间基板700彼此结合的过程中，孔703的中心和光纤601的中心可以彼此重合或者可以彼此偏移。图15A示出了没有发生偏移的理想情况，即，孔703的中心和光纤601的中心完全重合。另一方面，图15B和图15C均示出了在特定方向上(即，分别在Y轴方向和X轴方向上)发生偏移的情况。图15D示出了在两个方向上发生偏移的情况。
如图15A至15D所示，当光纤601结合到多个孔703时，可能在各个方向上发生偏移。在示例实施例中，考虑到公差来确定多个孔703中的每个孔的直径，因此可以解决光纤阵列600和中间基板700由于制造公差而未彼此结合的问题。
图16和图17示出了根据示例实施例的测试装置。参照图16，根据示例实施例的测试装置1000可以包括控制器1010、光源1020、探测装置1030、光电探测器1040等。测试装置1000可以通过探测装置1030将来自光源1020的光信号输入到将被测试的光学集成电路板2000。光电探测器1040可以通过探测装置1030接收从光学集成电路板2000输出的光信号以执行测试工艺。
控制器1010可以控制光源1020以生成用于执行测试过程的光信号。由光源1020输出的光信号可以通过探测装置1030入射在光学集成电路板2000上。如上所述，探测装置1030可以包括：光纤阵列，包括传输光信号的光纤；以及用于使光纤与光学集成电路板2000对准的中间基板。
入射在光学集成电路板2000的光信号可以再次通过探测装置1030输出到光电探测器1040。在示例实施例中，探测装置1030既连接到光学集成电路板2000的发送侧也连接到其光接收侧，以使光源1020和光电探测器1040与光学集成电路板2000对准。控制器1010可以通过分析由光电探测器1040探测的光信号的强度、相位等来执行光学集成电路板2000的测试工艺。
参照图17，光学集成电路板2000可以包括支撑基板2011、第一绝缘层2012、光学核心层2013和第二绝缘层2014。光学核心层2013可以包括光波导2026，光波导2026具有在一个方向上(例如，沿Y轴方向)位于相对两侧的第一光耦合元件2022A和第二光耦合元件2022B。第一反射镜2062和第二反射镜2068可以分别与第一光耦合元件2022A和第二光耦合元件2022B相邻，并且位于第一绝缘层2012和第二绝缘层2014的至少一部分中的相应的凹部中，相应的凹部上具有反射层。
测试装置的控制器1010可以控制光源1020和光电探测器1040。通过探测装置1030A和1030B，光源1020可以将光信号输入到光学集成电路板2000，光电探测器1040可以探测由光学集成电路板2000输出的光信号。探测装置1030A和1030B可以包括第一探测装置1030A和第二探测装置1030B。
第一探测装置1030A可以包括中间基板1031A和光纤阵列1035A。光纤阵列1035A可以包括光纤1036A以及基体基板1037A和1038A，每个基体基板均具有固定光纤1036A的凹槽。中间基板1031A可以包括探测镜1033A和孔1034A。当光纤1036A的至少一个区域插入到孔1034A中时，中间基板1031A和光纤阵列1035A彼此结合。第二探测装置1030B的构造可以与第一探测装置1030A的构造相同。
在示例实施例中，在第一探测装置1030A和第二探测装置1030B的中间基板1031A和1031B在光学集成电路板2000上对准之后，光纤阵列1035A和1035B可以分别结合到中间基板1031A和1031B。因此，探测装置1030和光学集成电路板2000可以容易地对准，从而有效地执行测试工艺。当探测装置1030A、1030B和光学集成电路板2000的对准完成时，控制器1010可以通过使光源1020向测试对象输出光信号并且使光电探测器1040探测来自测试对象的光信号来执行测试工艺。
图18是根据示例实施例的电子设备的框图。参照图18，计算机系统1100可以包括信号处理系统、显示系统、通信系统或能够光学传输信号的系统。计算机系统1100可以包括处理器1110、半导体存储装置1120、用户接口1130、电源装置1140和光学总线1150。
处理器1110可以通过光学总线1150与其他组件通信。处理器1110可以包括通过根据参照图1至图17描述的各种示例实施例的测试工艺的光学集成电路板或光学集成电路封装件。
半导体存储装置1120可以耦合到光学总线1150。半导体存储装置1120可以包括通过根据参照图1至图17描述的各种示例实施例的测试工艺的光学集成电路板或光学集成电路封装件。因此，半导体存储装置1120可以通过光学总线1150与其他组件通信。
电源装置1140可以通过光学总线1150与其他组件通信。同时，用户接口1130可以由此向用户提供输入/输出。
如上所述，根据示例实施例，光学集成电路板和中间基板使用光学集成电路板的对准标记和中间基板的对准标记来被动地对准，并且光纤阵列的光纤插入到中间基板的孔中，以使光纤与光学集成电路板对准。因此，可以快速地执行用于光学集成电路板的测试的对准过程，从而可以提高测试工艺的效率。一个或更多个实施例提供了一种能够在光学集成电路板的测试工艺中容易地且快速地执行输出光信号的光纤和光学集成电路板的对准的探测装置，以及包括该探测装置的测试装置。
本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性意义来使用和解释，而不是出于限制的目的。在某些情况下，如本领域普通技术人员在提交本申请时显而易见的，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外特别指出。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种探测装置，所述探测装置包括：
光纤阵列，所述光纤阵列包括将与光学集成电路板光学通信的光纤和固定所述光纤的基体基板，所述光学集成电路板包括光耦合元件和反射镜；以及
中间基板，所述中间基板包括所述光纤要插入其中的孔和用于在所述反射镜和所述光耦合元件之间反射光信号的探测镜。
2.根据权利要求1所述的探测装置，其中：
所述光纤包括多根光纤，并且
所述基体基板具有多个凹槽，所述多根光纤分别固定到所述多个凹槽。
3.根据权利要求2所述的探测装置，其中，所述基体基板包括第一基体基板和第二基体基板，所述第一基体基板具有所述多个凹槽，所述第二基体基板位于所述第一基体基板上并固定所述多根光纤。
4.根据权利要求3所述的探测装置，其中，所述第一基体基板的长度大于所述第二基体基板的长度。
5.根据权利要求1所述的探测装置，其中，在所述光纤的纵向方向上，所述光纤具有延伸到所述基体基板外部的突出区域。
6.根据权利要求5所述的探测装置，其中，所述突出区域插入到所述中间基板的所述孔中。
7.根据权利要求1所述的探测装置，其中，所述孔的直径大于所述光纤的直径。
8.根据权利要求7所述的探测装置，其中，所述孔的直径基于所述光纤的直径、所述光纤的制造公差、所述孔的制造公差、所述基体基板与所述光纤的结合公差以及所述光纤阵列与所述中间基板的对准公差中的至少一个来确定。
9.根据权利要求1所述的探测装置，其中，所述探测镜为凹面镜。
10.根据权利要求1所述的探测装置，其中，所述中间基板包括用于与所述光学集成电路板对准的对准特征。
11.根据权利要求10所述的探测装置，其中，所述对准特征相对于所述探测镜在第一方向和第二方向上均以预定偏移间隔开，所述第一方向和所述第二方向与所述光纤的纵向方向交叉。
12.根据权利要求10所述的探测装置，其中，当使用所述对准特征对准时，所述探测镜的至少一个区域与所述反射镜交叠。
13.根据权利要求10所述的探测装置，其中，当使用所述对准特征对准时，所述探测镜的至少一个区域与所述光耦合元件交叠。
14.根据权利要求1所述的探测装置，所述探测装置还包括位于所述中间基板的下部的间隔物基板。
15.根据权利要求14所述的探测装置，其中：
所述光信号通过所述光纤输出，并入射在所述反射镜上；或者
所述光信号通过所述光耦合元件输出，入射在所述探测镜和所述反射镜上，并入射在所述光纤上。
16.一种探测装置，所述探测装置包括：
光纤阵列，所述光纤阵列包括传输光信号的多根光纤和在其中设置所述多根光纤的基体基板，所述多根光纤在第一方向上布置，并且具有延伸到所述基体基板外部的突出区域；
中间基板，所述中间基板具有所述突出区域要插入其中的多个孔和多个探测镜，所述多个孔在所述第一方向上布置，所述多个探测镜在与所述第一方向交叉的第二方向上与所述多个孔以预定距离间隔开；以及
间隔物基板，所述间隔物基板位于所述中间基板的下部并由透光材料形成。
17.一种测试装置，所述测试装置包括：
光源，所述光源输出用于测试光学集成电路板的光信号，所述光学集成电路板包括光波导、第一光耦合元件、第二光耦合元件、与所述第一光耦合元件相邻的第一反射镜以及与所述第二光耦合元件相邻的第二反射镜；
光纤阵列，所述光纤阵列包括光纤和固定所述光纤的基体基板，所述光纤输出所述光信号以使所述光信号入射在所述第一反射镜上；
中间基板，所述中间基板位于所述光纤阵列和所述光学集成电路板之间，并且具有孔和探测镜，所述光纤的至少一个区域插入到所述孔中，所述探测镜反射由所述第一反射镜反射的光信号以使所述光信号入射在所述第一光耦合元件上；
光电探测器，所述光电探测器用于探测由所述第二光耦合元件输出的在所述光波导中传播的所述光信号；以及
控制器，所述控制器用于基于由所述光电探测器探测的所述光信号来检查所述光学集成电路板。
18.根据权利要求17所述的测试装置，所述测试装置还包括位于所述中间基板和所述光学集成电路板之间的间隔物基板。
19.根据权利要求18所述的测试装置，其中，所述间隔物基板的厚度基于所述探测镜和所述第一反射镜中的至少一者的焦距来确定。
20.根据权利要求17所述的测试装置，其中，所述控制器使用由所述光电探测器探测的所述光信号的强度来检查所述光学集成电路板。
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