FR2895147A1 - Boitier hyperfrequences a connexions electriques et optiques - Google Patents
Boitier hyperfrequences a connexions electriques et optiques Download PDFInfo
- Publication number
- FR2895147A1 FR2895147A1 FR0512842A FR0512842A FR2895147A1 FR 2895147 A1 FR2895147 A1 FR 2895147A1 FR 0512842 A FR0512842 A FR 0512842A FR 0512842 A FR0512842 A FR 0512842A FR 2895147 A1 FR2895147 A1 FR 2895147A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- chip
- optical
- substrate
- face
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01058—Cerium [Ce]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
L'invention concerne un boîtier hyperfréquences (40) de type BGA et son procédé de fabrication.Le boîtier, destiné à être reporté sur un circuit d'interconnexion (160), comporte une puce hyperfréquences (44) reportée par une face active (46) de la puce sur un substrat (50) du boîtier ;La puce comporte, du coté de sa face active, des éléments électroniques (60), des éléments optiques (62, 64), des accès optiques de la puce (72) aux éléments optiques de la puce ;Le substrat comporte, du coté de la face de report de la puce (80), des accès optiques du substrat (100) face aux accès optiques de la puce (72), du coté de sa face de report du boîtier (90) sur le circuit d'interconnexion, des accès optiques du boîtier (110) ;Des liaisons optiques (112) reliant un accès optique (100) du coté de la face de report de la puce à un accès optique (110) du coté de la face de report du boîtier.Application : Boîtiers hyperfréquences, circuits logiques rapides.
Description
BOITIER HYPERFREQUENCES A CONNEXIONS ELECTRIQUES ET OPTIQUES
L'invention concerne un boitier electronique notamment de type boitier a billes, ou BGA <<Ball grid Array >> en langue anglaise, comportant des fonctions electroniques fonctionnant a des tres hautes frequences. Depuis plusieurs decennies la frequence de fonctionnement des composants electroniques et notamment des circuits logiques, augmente regulierement. Aujourd'hui, ces composants logiques possedent des sorties fonctionnant a plusieurs GHz. Le principal standard de tension utilise pour les sorties de ce type de composant est le LVDS dont la dynamique de tension differentielle est de +/-0,6V ce qui est faible pour une bonne immunite au bruit.
Les boltiers hyperfrequences comportent au moins une puce (ou circuit integre) en materiau semiconducteur notamment du silicium sur laquelle ont ete graves des elements electroniques actifs et passifs, comme des transistors, capacites resistances ou autres composants, relies electriquement entre eux et a des plots de report du boitier sur un circuit d'interconnexion. La montee en frequence de fonctionnement de la puce conduit a une diminution de la largeur de trait pour la gravure du silicium ce qui impose des tensions d'alimentation et donc de signal de plus en plus petits. L'ensemble de ces facteurs conduit aujourd'hui a transmettre les signaux rapides sur une carte ou dans un coffret avec des liaisons optiques et donc d'essayer d'implanter des fonctions optiques sur des circuits imprimes. Pour cela it est necessaire d'avoir un minimum d'interfaces entre ('emission du signal lumineux of la reception de celui ci. Dans I'etat de ('art des cartes d'interconnexion de circuits electroniques et optiques, Ies solutions possibles sont rarement utilisees. Elles necessitent d'utiliser les signaux sortant des composants logiques pour commander des drivers de diodes LED ou de diodes laser. Ces composants sont dotes de prises pour la connexion de fibres optiques vers I'exterieur de la carte.
Si une liaison optique doit titre faite sur une carte, it faut alors passer par un recepteur transformant le signal optique en signal electrique. Ce signal est alors utilisable par les composants logiques. C'est donc une solution lourde, gourmande en energie et couteuse en temps de cablage (de la fibre optique). Une telle solution de I'etat de I'art est montree a la figure 1. La figure 1 montre une carte d'interconnexion des boitiers de I'etat de ('art comportant des interconnexions electriques et optiques. Une carte d'interconnexion 10 comportant des circuits electroniques C1, C2, C3 fonctionnant a des tres hautes frequences sont interconnectees par des conducteurs electriques 12 de la carte 10. La transmission de certains signaux utiles entre un premier circuit Cl et un deuxieme circuit C2 ne peut pas titre realisee a travers des conducteurs electriques de la carte d'interconnexion du fait des tres hautes frequences du signal a transmettre. Pour surmonter ce probleme, le signal utile a transmettre de Cl vers C2 module un emetteur optique 14 dans le premier circuit C1, I'emetteur optique comportant par exemple des diodes laser ou des LED. Le signal optique module par le signal utile est transmis vers le circuit C2 par une liaison optique 16, par exemple une fibre de verre. Le circuit C2 comporte un recepteur optique 18 extrayant le signal utile transmis par la liaison optique, sous forme d'un signal electrique exploitable par le deuxieme circuit C2 Cette solution presente ('inconvenient d'utiliser des liaisons optiques couteuses necessitent ('utilisation des prises optiques P1 et P2 pour les raccordements de la liaison optiques aux deux circuits Cl et C2. En outre I'encombrement d'une telle carte d'interconnexion n'est pas toujours compatible avec la demande de miniaturisation croissante de dispositifs electroniques. Afin de palier les inconvenients des dispositifs electroniques de I'etat de ('art et notamment des dispositifs logiques fonctionnant a des frequences tres elevees, ('invention propose un boitier hyperfrequences de type BGA destine a titre reporte sur un circuit d'interconnexion, le boitier comportant une puce hyperfrequences reportee par une face active de la puce sur un substrat du boitier, - la puce ayant, du cote de sa face active, des elements electroniques, des conducteurs electriques de la face active et parmi ces conducteurs des plots electriques de report de la puce sur le substrat du boitier ; - le substrat ayant une face de report de la puce comportant des conducteurs electriques du substrat et parmi ces conducteurs electriques du substrat des plages metalliques de report de la puce sur le substrat et une face de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, opposee a la face de report de la puce, comportant des conducteurs electriques de la face de report du boitier, caracterise en ce que la puce comporte, du cote de sa face active : - des elements optiques ; - des acces optiques de la puce aux elements optiques de la puce ; et en ce que le substrat comporte : - du cote de la face de report de la puce, des acces optiques du substrat face aux acces optiques de la puce ; - du cote de la face de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, des acces optiques du boitier ; - des liaisons optiques reliant un acces optique du cote de la face de report de la puce a un acces optique du cote de la face de report du boitier. Dans une realisation du boitier, les elements optiques sont des emetteurs optiques a diodes (LED ou laser), les recepteurs optiques, des capteurs photosensibles. Les circuits electroniques sont des circuits logiques rapides. La puce est reportee sur le substrat du boitier selon la technologie flip chip assurant un fonctionnement du boitier a des frequences tres elevees. Aujourd'hui it est possible d'integrer sur du silicium des fonctions d'emission et de reception de lumiere. L'idee de ('invention est d'integrer sur une puce en materiau semiconducteur, en plus des elements electroniques classiques, des elements optiques pour la transmission et la reception de signaux optiques par le boitier. Dans une realisation preferentielle du boitier de type BGA selon I'invention le substrat comporte, du cote de la face de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, des acces electriques et optiques du substrat ayant des billes pour le report du boitier sur le circuit d'interconnexion, respectivement de billes metalliques pour les acces electriques du boitier et des billes en materiau transparent pour les acces optiques du boiter. Un principal objet du boitier selon ('invention est d'effectuer en plus des liaisons electriques, des liaisons optiques directes avec les boitiers et ainsi simplifier et diminuer le coat de cartes electroniques comportant d'elements optiques. Un autre objet de cette invention est de realiser des liaisons a tres haute frequence avec les boitiers hyperfrequences en assurant une tits bonne immunite aux parasites electromagnetiques.
Le report du boitier de type BGA selon ('invention sur un circuit imprime est ainsi grandement facilite. A cet effet, ('invention propose en outre un circuit d'interconnexion pour !'interconnexion de boitiers selon ('invention comportant une face de report des boitiers ayant des acces optiques du circuit d'interconnexion face aux billes des acces optiques du boitier et, des liaisons optiques integrees dans I'epaisseur du circuit d'interconnexion pour effectuer Ies liaisons optiques entre boitiers selon !'invention. L'invention sera mieux comprise a ('aide d'exemples de realisation de boitiers selon !'invention et des circuits d'interconnexion entre ces types de boitiers en reference aux dessins indexes dans lesquels : - Ia figure 1 montre une carte d'interconnexion des boitiers de I'etat de ('art ; - Ia figure 2 montre une realisation du boitier de type BGA selon !'invention ; - la figure 3 montre le boitier de type BGA selon ('invention reporte 25 sur un circuit d'interconnexion ; - Ia figure 4 montre un circuit d'interconnexion de deux boitiers selon ('invention. La figure 2 represente un exemple de realisation d'un boitier 40 selon ('invention de type BGA. Dans ce type de boitier, des billes sont 30 reparties sur tout le fond du boitier pour assurer les liaisons electriques et optiques avec le circuit d'interconnexion. Le boitier 40 comporte une puce en silicium 44 ayant une face active 46 et une face arriere 48 opposee a la face active, la puce est reportee, par sa face active 46, sur un substrat 50 du boitier. 35 La face active de la puce comporte : - de composants electroniques 60, notamment des composants actifs, passifs, des circuits logiques rapides ; - des emetteurs optiques 62, par exemple des diodes electroluminescentes (LED) ou laser fournissant de la lumiere modulee par 5 un signal utile a transmettre vers I'exterieur du boitier ; - des recepteurs optiques 64, comme par exemple de capteurs photosensibles, recevant un faisceau lumineux module et fournissant un autre signal electrique utile aux elements electroniques de la puce ; des conducteurs electriques 68 de la face active de la puce pour 10 I'interconnexion entre differents elements electriques et optiques de la puce et parmi ces conducteurs electriques des plots metalliques 69 de report de la puce sur le substrat 50 du boitier ; -des acces optiques 72 de la puce pour la transmission de faisceaux lumineux entre les elements optiques 62, 64 de la puce et 15 I'exterieur de la puce. Le substrat 50 comporte : -une premiere face metallisee 80 comportant des conducteurs electriques 82 pour les liaisons electriques avec les elements electroniques de la puce et parmi ces conducteurs 82 de la premiere face metallisee 80, 20 des conducteurs de report 86 pour le report de la puce 44 sur le substrat 50 , - une deuxieme face metallisee 90, opposee a la premiere face metallisee 80, pour le report du boitier 40 sur un circuit d'interconnexion, cette deuxieme face metallisee 90 comportant des conducteurs electriques 25 91 relies par des connexions electriques 92 du substrat aux conducteurs electriques 82 de la premiere face metallisee 80 et parmi les conducteurs electriques 91 de la deuxieme face metallisee des premiers plots metalliques 94 du substrat 50 comportant des billes de soudure 96 pour I'interconnexion des acces electriques du boitier avec le circuit d'interconnexion. 30 Le substrat comporte en outre, selon I'invention : - du cote de sa premiere face metallisee 80, des acces optiques 100 du substrat 86 face aux acces optiques 72 de la puce, les acces optiques 100 de la premiere face du substrat et ceux 72 de la puce etant relies optiquement par des plots en matiere transparente 102 ; - du cote de la deuxieme face metallisee 90, des acces optiques 110 du boitier, des liaisons optiques 112 reliant respectivement un acces optique 100 de la premiere face metallisee 80 du substrat a un acces optique 110 de la deuxieme face metallisee 90 du substrat, les acces optiques du bolter comportant des billes 114 en materiau transparent pour I'interconnexion des acces optiques 110 du boitier avec le circuit d'interconnexion. Les liaisons optiques 112 reliant les acces optiques des deux faces du substrat 50 peuvent titre des fibres optiques integrees dans le substrat. Dans cette realisation du boitier de la figure 2, les billes en materiau transparent 114 des acces optiques du boitier sont soudees sur des deuxiemes plots metalliques 116 du cote de la face de report du boitier. Les deuxiemes plots metalliques 116 comportent une ouverture 117 pour le passage de la lumiere au niveau des acces optiques 110 de la deuxieme face metallisee 90. La figure 3 montre le boitier 40 de la figure 2 reporte sur un circuit d'interconnexion 160. Le circuit d'interconnexion 160 assure I'interconnexion des acces electriques et optiques du boitier 40 avec I'exterieur du circuit mais aussi avec d'autres boitiers de meme type reportes sur le circuit comportant des acces electriques et optiques. Le circuit d'interconnexion est habituellement un circuit multicouches comportant n couches Chi, Ch2, ...Chn assurant les interconnexions optiques et electriques par les differents niveaux des couches. Le circuit d'interconnexion 160 comporte une face metallisee 162 de report d'au moins un boitier 40 selon ('invention, la face metallisee du circuit comportant : - des conducteurs electriques 170 pour les differentes liaisons electriques avec le boitier et parmi ces conducteurs electriques de la face metallisee du circuit des premiers plots metalliques 172 pour le report des billes du boitier ; - des acces optiques 178 face aux billes 114 en materiau transparent du boitier 40, un acces optique 178 du circuit d'interconnexion etant face a une bille 114 en materiau transparent du boitier ; - des deuxiemes plots metalliques 173 pour le report des billes en matiere transparente du boitier, ces deuxiemes plots comportant une ouverture 174 pour le passage de la lumiere entre les acces optiques 178 du circuit d'interconnexion et les billes en materiau transparent du boitier.
Le circuit d'interconnexion comporte, outre les connexions electriques sur ses differentes couches, des connexions optiques 180, par exemple sous la forme de fibres de verre, enfouies dans la masse (ou I'epaisseur) du circuit a differents niveaux des couches du circuit. Dans un procede de fabrication du circuit d'interconnexion, des rainures de profondeur determinee pour chaque fibre optique passant dans le circuit, sont pratiquees perpendiculairement a la surface du circuit d'interconnexion, puis la fibre optique est introduite dans la rainure pour realiser la liaison optique avec un des acces optiques du boitier. La Iongueur de la rainure pratiquee dans le circuit d'interconnexion est telle qu'une extremite de la fibre optique affleure la face metallisee 162 du circuit au niveau de la bille en materiau transparent 114 du correspondant acces optique du boitier. L'autre extremite de la fibre optique peut, soit affleurer de la meme fawn a Ia surface du circuit pour effectuer une liaison optique avec un acces optique d'un autre boitier selon ('invention, soit titre connectee a un acces optique du circuit, par exemple a une prise optique. La figure 4 montre deux boitiers 200, 202 selon ('invention reportes sur un circuit d'interconnexion 210. Les connexions optiques entre les acces optiques des deux boitiers sont effectuees par des fibres optiques Fb1, Fb2, Fb3,...Fbn integrees dans la masse du circuit d'interconnexion. Par exemple selon la methode decrite precedemment en inserant des fibres optiques dans des rainures pratiquees dans I'epaisseur du circuit. Chacune des fibres optiques relie un acces optique d'un boitier 200 a un acces optique de I'autre boitier 2002.
Les connexions electriques entre boitiers ou vers I'exterieur du boitier sont effectuees, de fapon connue, par des conducteurs electriques dans les differentes couches du circuit d'interconnexion. L'invention concerne aussi un procede de fabrication du boitier de type BGA selon ('invention destine a titre reporte sur un circuit d'interconnexion, le boitier ayant une puce electronique et un substrat pour le report de la puce dans le boitier, caracterise en ce qu'il comporte au moins les etapes suivantes : A - realisation d'une puce 44 comportant sur une face active 46 : des elements electroniques 60, des conducteurs electriques 68 de la face active et parmi ces conducteurs des plots electriques 69 comportant des plots de soudure pour le report de la puce sur le substrat du boitier ; -des elements optiques 60, 62 ; - des acces optiques 72 de la puce aux elements optiques de la puce ; - des plots 102 en materiau transparent au niveau des acces optiques de la puce pour les liaisons optiques entre la puce et le substrat, B - realisation du substrat 50 ayant : - une premiere face metallisee 80 de report de la puce comportant des conducteurs electriques du substrat et parmi ces conducteurs electriques du substrat des plots de report de la puce sur le substrat et une deuxieme face metallisee 90 de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, opposee a la premiere face metallisee de report de la puce, comportant des conducteurs electriques de la premiere face metallisee de report du boitier et, parmi ces conducteurs electriques, des plages metalliques pour le report de billes du boitier ; - du cote de la premiere face 80 de report de la puce, des acces optiques du substrat tels que, tors du report de la puce sur le substrat, un acces optique du substrat se trouve face a un acces optique de la puce ; - du cote de la face deuxieme face 90 de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, des acces optiques 110 du boitier ; - des liaisons optiques 100 reliant un acces optique du cote de la face de report de la puce a un acces optique du cote de la face de report du boitier. C - report de la puce 44 sur le substrat 50 selon la technologie flip chip par fusion des plots de soudure sur les plots metalliques de report de la puce et des plots en materiau transparent 102 des acces optiques de la puce ; D - fermeture du boitier par un couvercle 130 ; E- soudure sur les plots metalliques de report du boitier des billes de soudure metalliques 96 pour les acces electriques du boitier et des billes en materiau transparent 114 pour les acces optiques du boitier. La puce est reportee sur le substrat selon la technologie flip chip, les connexions electriques de la puce sur le substrat s'effectuant directement sans fits de cablage, ce qui assure une frequence de fonctionnement tits elevee compatible avec les circuits logiques rapides. Les materiaux des plots transparents 102 pour le report de la puce sur le substrat seront choisis tels qu'ils presentent une temperature de fusion proche de celle des plots de soudure pour le report de la puce sur le substrat. De la meme fawn, les materiaux des billes transparentes 114 du boitier seront choisis tels qu'ils presentent une temperature de fusion proche de celle de la brasure utilisee pour les autres billes du boitier.
Les materiaux transparents peuvent titre choisis parmi les plastiques, des melanges de plastique, des verres a faible temperature de fusion. Les billes pour les acces electriques du boitier peuvent titre en etain ou des melanges a base d'etain. Les billes en etain assurent entre autre ('alimentation electrique de la puce, les billes transparentes assurent la focalisation et la transmission des signaux lumineux entre la puce et les fibres optiques noyes dans le circuit imprime (circuit d'interconnexion). Des liaisons optiques directes sont donc possibles facilement, le report des boitiers de type BGA sur le circuit imprime est donc facilite.
Pour les billes transparentes it est possible d'utiliser du verre ayant un point de fusion proche de celui de la soudure. Dans le boitier selon I'invention, dans la mesure ou ce type de liaison optique est utilisee, I'immunite aux parasites electromagnetiques est bien assuree.30
Claims (15)
1. Boitier hyperfrequences (40, 200, 202) de type BGA destine a titre reporte sur un circuit d'interconnexion (160, 210), le boitier comportant une puce hyperfrequences (44) reportee par une face active (46) de la puce sur un substrat (50) du boitier, - Ia puce ayant, du cote de sa face active, des elements electroniques (60), des conducteurs electriques (68) de la face active et parmi ces conducteurs, des plots electriques (69) de report de la puce sur le substrat du boitier ; - le substrat ayant une face de report de la puce (80) comportant des conducteurs electriques du substrat (82) et parmi ces conducteurs electriques du substrat des plages metalliques (86) de report de la puce sur le substrat et une face de report du boitier (90) sur le circuit d'interconnexion, opposee a la face de report de la puce, comportant des conducteurs electriques (91) de la face de report du boitier, caracterise en ce que la puce (44) comporte, du cote de sa face active : - des elements optiques (62, 64); - des acces optiques de la puce (72) aux elements optiques de la 20 puce ; et en ce que le substrat (50) comporte : - du cote de la face de report de la puce (80), des acces optiques du substrat (100) face aux acces optiques de la puce (72) ; - du cote de la face de report du boitier (90) sur le circuit 25 d'interconnexion, des acces optiques du boitier (110) ; - des liaisons optiques (112) reliant un acces optique (100) du cote de la face de report de la puce a un acces optique (110) du cote de la face de report du boitier. 30
2. Boitier hyperfrequences selon la revendication 1, caracterise en ce que le substrat (50) comporte, du cote de la face de report du boitier (90) sur le circuit d'interconnexion, des acces electriques et optiques du substrat ayant des billes pour le report du boitier sur le circuit d'interconnexion, respectivement de billes metalliques (96) pour les acceselectriques du boitier et des billes en materiau transparent (114) pour les acces optiques du boiter.
3. Boitier hyperfrequences selon rune des revendications 1 ou 2, caracterise en ce qu'il comporte une puce en silicium (44) ayant la face active (46) et une face arriere (48) opposee a la face active, la puce etant reportee, par sa face active (46), sur le substrat (50) du boitier, Ia face active de la puce comportant : - de composants electroniques (60) ; - des emetteurs optiques (62), par exemple des diodes electroluminescentes (LED) ou laser fournissant de la lumiere modulee par un signal utile a transmettre vers I'exterieur du boitier ; - des recepteurs optiques (64), comme par exemple de capteurs photosensibles, recevant un faisceau lumineux module et fournissant un autre signal electrique utile aux elements electroniques de la puce ; - des conducteurs electriques 68 de la face active de la puce pour I'interconnexion entre differents elements electriques et optiques de la puce et parmi ces conducteurs electriques des plots metalliques 69 de report de la puce sur le substrat 50 du boitier ; - des acces optiques 72 de la puce pour la transmission de faisceaux lumineux entre les elements optiques 62, 64 de la puce et I'exterieur de la puce ;
4. Boitier hyperfrequences selon rune de revendications 2 ou 3, 25 caracterise on ce que le substrat 50 comporte : -une premiere face metallisee (80) comportant des conducteurs electriques (82) pour les liaisons electriques avec les elements electroniques de la puce et parmi ces conducteurs (82) de la premiere face metallisee (80), des conducteurs de report (86) pour le report de la puce (44) sur le substrat 30 (50) ; -une deuxieme face metallisee (90), opposee a Ia premiere face metallisee (80), pour le report du boitier (40) sur un circuit d'interconnexion, cette deuxieme face metallisee comportant des conducteurs electriques (91) relies par des connexions electriques (92) du substrat aux conducteurs 35 electriques (82) de la premiere face metallisee et parmi les conducteurselectriques (91) de la deuxieme face metallisee, des plots metalliques du substrat (94) comportant des billes de soudure (96) pour I'interconnexion des acces electriques du boitier avec le circuit d'interconnexion, le substrat comportant en outre : - du cote de sa premiere face metallisee (80), des acces optiques (100) du substrat (86) face aux acces optiques (72) de la puce, les acces optiques (100) de la premiere face du substrat et ceux (72) de la puce etant relies optiquement par des plots en matiere transparente (102) ; - du cote de la deuxieme face metallisee (90), des acces optiques (110) du boitier, des liaisons optiques (112) reliant respectivement un acces optique (100) de la premiere face metallisee (80) du substrata un acces optique (110) de la deuxieme face metallisee (90) du substrat, les acces optiques du bolter comportant des billes (114) en materiau transparent pour I'interconnexion des acces optiques (110) du boitier avec le circuit d'interconnexion.
5. Boitier hyperfrequences selon la revendication 4, caracterise en ce que les billes en materiau transparent (114) des acces optiques du boitier sont soudees sur des deuxiemes plots metalliques (116) du cote de la face de report du boitier, les deuxiemes plots metalliques (116) comportant une ouverture (117) pour le passage de la lumiere au niveau des acces optiques de la deuxieme face metallisee.
6. Procede de fabrication d'un boitier hyperfrequences du selon Tune des revendications 1 a 5, destine a titre reports sur un circuit d'interconnexion, le boitier ayant une puce electronique et un substrat pour le report de la puce dans le boitier, caracterise en ce qu'il comporte au moins les stapes suivantes : A - realisation d'une puce (44) comportant sur une face active (46) : des elements electroniques (60), des conducteurs electriques (68) de Ia face active et parmi ces conducteurs des plots electriques (69) comportant des plots de soudure pour le report de la puce sur le substrat du boitier ; - des elements optiques (60, 62) ; - des acces optiques (72) de la puce aux elements optiques de la puce ;-des plots (102) en materiau transparent au niveau des acces optiques de la puce pour les liaisons optiques entre la puce et le substrat, B -realisation du substrat (50) ayant : - une premiere face metallisee (80) de report de la puce comportant des conducteurs electriques du substrat et parmi ces conducteurs electriques du substrat des plots de report de la puce sur le substrat et une deuxieme face metallisee (90) de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, opposee a la premiere face metallisee de report de la puce, comportant des conducteurs electriques de la premiere face metallisee de report du boitier et, parmi ces conducteurs electriques, des plages metalliques pour le report de billes du boitier ; - du cote de la premiere face (8) de report de la puce, des acces optiques du substrat tels que, tors du report de la puce sur le substrat, un acces optique du substrat se trouve face a un acces optique de la puce ; - du cote de la face deuxieme face (90) de report du boitier sur le circuit d'interconnexion, des acces optiques 110 du boitier ; - des liaisons optiques 100 reliant un acces optique du cote de la face de report de la puce a un acces optique du cote de la face de report du boitier. C report de la puce (44) sur le substrat (50) selon la technologie flip chip par fusion des plots de soudure sur les plots metalliques de report de la puce et des plots en materiau transparent (102) des acces optiques de la puce ; D - fermeture du boitier par un couvercle (130) ; E- soudure sur les plots metalliques de report du boitier des billes de soudure metalliques (96) pour les acces electriques du boitier et des billes en materiau transparent (114) pour les acces optiques du boitier.
7. Procede de fabrication selon la revendication 6, caracterise en ce que les materiaux des plots transparents (102) pour le report de la puce sur le substrat seront choisis tels qu'ils presentent une temperature de fusion proche de celui des plots de soudure pour le report de la puce sur le substrat du boitier.35
8. Procede de fabrication selon la revendication 6 a 7, caracterise en ce que les materiaux des billes transparentes du boitier seront choisis tels qu'ils presentent une temperature de fusion proche de celui de la brasure utilisee pour les autres billes du boitier.
9. Procede de fabrication selon rune des revendications 6 a 8, caracterise en ce que les materiaux transparents peuvent titre choisis parmi les plastiques, des melanges de plastique, des verres a faible temperature de fusion.
10. Procede de fabrication selon rune des revendications 6 a 9, caracterise en ce que les billes (96) pour les acces electriques du boitier peuvent titre en etain ou des melanges a base d'etain.
11. Procede de fabrication selon rune des revendications 6 a 10, caracterise en ce que les billes transparentes sont en verre ayant un point de fusion proche de celui de la soudure. 20
12. Circuit d'interconnexion pour I'interconnexion de boitiers selon rune des revendications 1 a 5, caracterise en ce qu'il comporte une face de report des boitiers (162) ayant des acces optiques (174) du circuit d'interconnexion face aux billes (114) des acces optiques du boitier et des liaisons optiques integrees (180, Fb1, F2,...Fbn) dans I'epaisseur du circuit 25 d'interconnexion pour effectuer les liaisons optiques entre boitiers.
13. Circuit d'interconnexion selon la revendication 12, caracterise en ce qu'il comporte n couches chi, ch2, ...chn assurant les interconnexions optiques et electriques par les differents niveaux des couches.
14. Circuit d'interconnexion selon rune des revendications 12 ou 13, caracterise en ce qu'il comporte une face metallisee (162) de report d'au moins un boitier (40) selon I'invention, la face metallisee du circuit comportant : 10 15 30- des conducteurs electriques (170) pour les differentes liaisons electriques avec le boitier et parmi ces conducteurs electriques de la face metallisee du circuit des premiers plots metalliques (172) pour le report des billes du boitier ; - des acces optiques (178) face aux billes (114) en materiau transparent du boitier, un acces optique (178) du circuit d'interconnexion etant face a une bille (114) en materiau transparent du boitier ; - des deuxiemes plots metalliques (173) pour le report des billes en matiere transparente du boitier, ces deuxiemes plots comportant une ouverture (174) pour le passage de la lumiere entre les acces optiques (178) du circuit d'interconnexion et les billes en materiau transparent du boitier.
15. Procede de fabrication du circuit d'interconnexion selon rune des revendications 12 a 14, caracterise en ce que des rainures, de profondeur determinee pour chaque fibre optique (180, Fb1, F2,...Fbn) passant dans le circuit, sont pratiquees perpendiculairement a la surface du circuit d'interconnexion, et en ce qu'on introduit la fibre optique dans la rainure pour realiser la liaison optique avec un des acces optiques du boitier.20
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0512842A FR2895147B1 (fr) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | Boitier hyperfrequences a connexions electriques et optiques |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0512842A FR2895147B1 (fr) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | Boitier hyperfrequences a connexions electriques et optiques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2895147A1 true FR2895147A1 (fr) | 2007-06-22 |
| FR2895147B1 FR2895147B1 (fr) | 2008-07-11 |
Family
ID=36600183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0512842A Expired - Fee Related FR2895147B1 (fr) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | Boitier hyperfrequences a connexions electriques et optiques |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2895147B1 (fr) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4169001A (en) * | 1976-10-18 | 1979-09-25 | International Business Machines Corporation | Method of making multilayer module having optical channels therein |
| US5045867A (en) * | 1987-09-02 | 1991-09-03 | Alps Electric Co., Ltd. | Optical writing head with curved surface formed by one end of any optical fiber bundle |
| US20020196997A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Chakravorty Kishore K. | Packaging and assembly method for optical coupling |
| US6525944B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-02-25 | Intel Corporation | Windowed package for electronic circuitry |
| US20030147580A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-08-07 | Worley Eugene Robert | Packaging optically coupled integrated circuits using flip-chip methods |
| US6693736B1 (en) * | 1992-09-10 | 2004-02-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and components of same |
| US20040126075A1 (en) * | 2000-12-29 | 2004-07-01 | Venkatesan Murali | Multi-level waveguide |
| US6845184B1 (en) * | 1998-10-09 | 2005-01-18 | Fujitsu Limited | Multi-layer opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making |
| JP2005202382A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光プリント回路基板、面実装型半導体パッケージ、及びマザーボード |
| US20050207693A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | Kishio Yokouchi | Optical structures and methods for connecting optical circuit board components |
| US20050220437A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-06 | Dong-Su Kim | Optical connection block, optical module, and optical axis alignment method using the same |
-
2005
- 2005-12-16 FR FR0512842A patent/FR2895147B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4169001A (en) * | 1976-10-18 | 1979-09-25 | International Business Machines Corporation | Method of making multilayer module having optical channels therein |
| US5045867A (en) * | 1987-09-02 | 1991-09-03 | Alps Electric Co., Ltd. | Optical writing head with curved surface formed by one end of any optical fiber bundle |
| US6693736B1 (en) * | 1992-09-10 | 2004-02-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and components of same |
| US6845184B1 (en) * | 1998-10-09 | 2005-01-18 | Fujitsu Limited | Multi-layer opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making |
| US6525944B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-02-25 | Intel Corporation | Windowed package for electronic circuitry |
| US20040126075A1 (en) * | 2000-12-29 | 2004-07-01 | Venkatesan Murali | Multi-level waveguide |
| US20020196997A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Chakravorty Kishore K. | Packaging and assembly method for optical coupling |
| US20030147580A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-08-07 | Worley Eugene Robert | Packaging optically coupled integrated circuits using flip-chip methods |
| JP2005202382A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光プリント回路基板、面実装型半導体パッケージ、及びマザーボード |
| US20050207693A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | Kishio Yokouchi | Optical structures and methods for connecting optical circuit board components |
| US20050220437A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-06 | Dong-Su Kim | Optical connection block, optical module, and optical axis alignment method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2895147B1 (fr) | 2008-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10962728B2 (en) | Co-packaged optics and transceiver | |
| US7470069B1 (en) | Optoelectronic MCM package | |
| US8265432B2 (en) | Optical transceiver module with optical windows | |
| US8285087B2 (en) | Optical interconnection system using optical printed circuit board having one-unit optical waveguide integrated therein | |
| US7766559B2 (en) | Fiber orientation for optical transceiver | |
| US7275937B2 (en) | Optoelectronic module with components mounted on a flexible circuit | |
| WO2019060473A1 (fr) | Configuration d'interconnexion opto-électronique haute densité utilisant un alignement passif | |
| JP5681566B2 (ja) | 光導波路構造を有する信号伝送モジュール | |
| US20130223800A1 (en) | Surface mount (smt) connector for vcsel and photodiode arrays | |
| US20110243509A1 (en) | Opto-electronic transceiver module system | |
| US9103999B2 (en) | Optical data communication module having EMI cage | |
| US20010033497A1 (en) | Alignment of optical interfaces for data communication | |
| US8348522B2 (en) | Attachable components for providing an optical interconnect between/through printed wiring boards | |
| US11886023B2 (en) | Photonic optoelectronic module packaging | |
| US7366367B2 (en) | Optical data link and method of manufacturing optical data link | |
| US20030007750A1 (en) | Passive self-alignment technique for array laser transmitters and receivers for fiber optic applications | |
| US8363988B2 (en) | Opto-electronic connector module and opto-electronic communication module having the same | |
| US7046871B2 (en) | Optoelectronic transmission module and fabrication method thereof | |
| JP2006053266A (ja) | 光半導体モジュールとそれを用いた半導体装置 | |
| CN117930445A (zh) | Cpo光模块封装结构及其制备方法 | |
| US6736552B2 (en) | Optically interconnecting integrated circuit chips | |
| JP2004093606A (ja) | 光モジュール及び光伝送装置 | |
| FR2895147A1 (fr) | Boitier hyperfrequences a connexions electriques et optiques | |
| EP3402096B1 (fr) | Module fsoi compact resistant aux environnements severes | |
| CN113514923A (zh) | 封装结构及其封装方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140829 |