SE524892C2 - Provning av optiska sändar- och mottagarmoduler - Google Patents

Description

25 30 35 40 524 892 2 kretsarna och optokomponentema. Den optiska provningen kan då göras mycket rationell och innefatta ett minimum av manuella arbetssteg, eftersom väsentligen alla sändar- och mottagarmo- duler kan provas på samma gång i sarmna provningsutrustriing. Ett substrat kan innefatta endast ett enda par av optiska sändar- och mottagarmoduler upp till tusentals sådana par, beroende på storle- ken hos sändar- och mottagaranordningarna och hos substratet.

KORT FIGURBESKRIVN ING Uppfinningen skall nu beskrivas i detalj såsom en ej begränsande utíöringsform med hänvis- ning till de bifogade ritningama, i vilka: - fig. 1 är en vy uppifrån av ett parti av ett substrat, som är täckt av en flerskiktsstruktur, vilken bil- dar elektriska signalvägar och optiska vågledare, varvid partiet särskilt visar en sändarmodul och en mottagarmodul, - fig. 2 är en vy uppifrån av ett litet område av substratpartiet, som visar optiska vågledare med däm- parorgan vid en delningsgräns, och - fig. 3 - 6 är vyer uppifrån av ett substratområde, som visar en optisk vågledare med altemativa dämpningsorgan.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Den flerchipsmodul, som skall beskrivas, är gjord av material, såsom beskrivs i M. Roberts- son, A. Dabek, G. Gustafsson, O.-.I. Hagel, M. Popall, "New Pattemable Dielectric and Optical Materials for MCM-L/D- and o/e-MCM-packaging", First IEEE Int. Syrnp. on Polymeric Electro- nics packaging, 26 - 30 okt. 1997, Norrköping, Sweden. I denna artikel visas med hjälp av ljus mönstringsbara polymermaterial, ORMOCER, som är lämpliga för optoelektriska flerchipsmoduler för att uppbygga optiska vågledare. Särskilt kan brytningsindex hos dessa material varieras för att åstadkomma kärnor och mantlar hos optiska vågledarstrukturer.

I fig. 1 visas en vy uppifrån av ett parti av ett substrat, som är täckt med olika skikt och har optiska och elektriska komponenter monterade på sig och är tillverkade, såsom visas i den samtidigt inlämnade svenska patentansökningen "Optoelectric multichip module" ("Optoelektrisk flerchips- modul"). Efter tillverkning av substratet och efter att komponenter har monterats på detta avses det uppdelas i kvadratiska moduler 1, varvid delningslinjerna visas vid 3 och märken för avskärning av substratet visas vid 5. Vid 7 visas en ytemitterande laserkretsplatta innefattande fem enskilda laser- enheter. Dessa utsänder ljus till optiska vågledare 9, som sträcker sig vinkelrätt mot en delningslinje 3 in i en angränsande modul 1. På modulen med laserkretsplattan 7 är en elektronisk drivkretsplatta ll belägen och vidare är elektriska kontaktareor 13 placerade i kantområdet av den betraktade mo- dulen 1. På den angränsande modulen, till vilken de optiska vågledarna 9 sträcker sig, är en ljusde- tektorkretsplatta 15 belägen, som mottar ljus från de optiska vågledama 9. Tre elektroniska driv- kretsplattor 17 är också belägna på denna modul och vidare finns elektriska kontaktareor.

För att prova substratet i fig. l aktiveras drivkretsama ll, 17 och de optiska kretsplattorna 7, 15 genom att t ex elektrisk ström tillförs ett strömförsörjningsplan, ej visat, inuti substratet. Lämpli- ga signaler kan tillföras antingen till kontakterna på substratet eller direkt till motsvarande modul, med användning av lämpliga areor valda bland kontaktareorna 13. Vid provningsförfarandet kan så kallade "eye-opening"-diagrarn studeras och utvärderas. 10 15 20 25 30 35 40 524 892 3 Den optiska inbördes förbindningen av laserenhetema och ljusdetektorkretsplattan via vågledaren 9 kan förses med avsiktligt inlagd optisk dämpning, t ex i det område av vågledama, i vilket de passerar delningslinjema 3 och vilket avlägsnas, när substratet skärs upp till enskilda mo- duler. Detta åskådliggörs i fig. 2, i vilken ett område av vågledarna 9 vid delningslinjen 3 visas.

Vågledarna 9 utgörs av kärnor 19 omgivna av mantelremsor 21. När substratet uppdelas i moduler 1, avlägsnas visst material hos substratet, genom t ex sågning, såsom mellan linjema visade vid 23.

"Vinkelinskärningar" 25 i vågledarkärnorna 19 och vid modulemas gräns 3 åstadkoms genom att låta mantelremsoma 21 ha motsvarande triangelforrnade utskjutande delar vid gränsen 3. Dessa in- skärningar 25 definieras fotolitografiskt, när urtagningarna i ett vågledarkärnskikt tillverkas, som kommer att motta material från ett övre mantelskikt, vilket också intränger i dessa urtagningar och bildar mantelremsoma 29 vid sidan av vågledarkämoma 19, se den ovan nämnda samtidigt inlärn- nade patentansökníngen. Dessa vinkelinskämingar 25 fungerar därnpande på ljus, som fortplantas i vågledarna 9, såsom anges av pilarna 27. Efiersom vinkelinskärningarna är belägna mellan linjema 23, avlägsnas de, när substratet uppdelas i moduler och kommer sålunda inte att påverka de färdiga modulema.

Den ytterligare dämpning, som åstadkoms av sådana dämpande anordningar, kan då lämpli- gen motsvara en "typisk dämpning" eller en "maximal godtagbar dämpning", såsom specificeras för den optiska förbindningen av den optiska sändaren och mottagaren, vilket kan erhållas genom ett korrekt val av storleken hos de geometriska måtten hos inskärningama 25. Om så erfordras, kan flera inskärningar 25 anordnas vid modulkanten 3 mellan linjema 23, såsom visas i fig. 3. Alterna- tiva geometriska utformningar av dämpningsanordningama åskådliggörs i fig. 4 och 5. Här är man- telmaterialet i remsoma 21 utfört att bilda en rak avskärning 29 av vågledarkämoma 19 respektive en sned avskärning 31. Avskärningarna 21 och 31 är sålunda områden eller remsor, som har en lik- formig bredd och sträcker sig från en mantelremsa 21 till den angränsande mantelremsan genom vågledarkärnorna 19.

I fig. 6 är i stället urtagningar 33 gjorda från den övre ytan av substratet, vid modulens kant 13 liksom ovan och avskäming av vågledarkämoma 19. Dessa urskärningar kan om så önskas eller er- fordras under provningsförfarandet fyllas med något lämpligt material, såsom en vätska med ett an- passat brytningsindex. Då kan till och med vätskor med olika brytningsindex användas. En sådan urskärning 33 kan också bildas interaktivt under provningsförfarandet genom att man låter en laser- stråle ablatera material från substratets yta. Då får urtagnjngen ett gradvist ökande djup och en mot- svarande ökande dämpning kommer att erhållas vid gränsen mellan modulema.

Alhnänt kan sålunda den ytterligare dämpning, som kan erfordras för en noggrann provning av komponenterna, erhållas med hjälp av yttre inverkan såsom med hjälp av deformation, fonnning eller borttagande av partier av vågledama, exempelvis på mekaniskt sätt. Med användning av en in- tegrerad terrnoelektrisk Mach-Zender-modulator, ej visad, i vågledama 9, vilken kan tillverkas utan att extra kostnader erfordras, kan dämpningen styras elektriskt av provningsutrustningen. En terrno- optisk kopplare av evanescentfälttyp kan principiellt också tillhandahålla samma funktion. Emeller- tid erfordrar sådana lösningar visst utrymme på modulemas yta och är sålunda inte alltid möjliga.

Genom att styra dämpningen på detta sätt kan en uppskattning av bitfelsförekomsten BER eller 524 892 4 "eye-opening" för länkiörluster eller dynamiskt område (ofta längd hos länken), erhållas på ett rela- tivt enkelt och automatiskt sätt.

Naturligtvis kan det finnas mer än en ljusutsändande kretsplatta på en enskild modul och mer än en ljusdetekterande kretsplatta på den andra modulen. Ett fleital optiska vågledare kan då finnas 5 anordnade, i det allmänna fallet innefattande optiska delande eller kombinerande organ, så att an- ordningarna på alla kretsplattor kan provas.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 524 e92 r) 5 PATENTKRAV

1. F örfarande för att framställa en eller flera provade optiska sändarmoduler och en eller flera provade optiska mottagarmoduler, varvid modulerna framställs på modulornråden (l) inom ett ge- mensamt substrat samt provas, varefter substratet delas längs delningsliiijer (3) mellan niodulorrrrå- dena för att bilda provade optiska moduler, kännetecknat av - att provningen av modulerna utförs parvis, varvid - - varje par av moduler innefattar en optisk sändaranordning ( 7) anbragt på ett första rnodulområde (1) och en mottagaranordning anbragt på ett andra modulområde (l), och - - de första och andra modulorrirådena ( 1) angränsar till varandra och är belägna på motsatta sidor om en första av delningslinj erna (3), - att om flera sådana par av moduler framställs på substratet åtskiljs paren sinsemellan av andra av delningslinj erna (3), vilka sträcker sig vinkelrätt mot nämnda första delningslirij e, samt - att för varje enskilt sådant par av moduler gäller - - att optiska vågledare (9) anbringas på eller i ytan av substratet, så att de passerar från det första rnodulområdet (1) till det andra rnodulorrirådet (1) tvärs över nämnda första delningslinj e, - - att en optisk sändaranordning (7) monteras på det första modulområdet och en optisk mottagaran- ordning (l5) monteras på det andra modulområdet, så att ljus alstrat av den optiska sändaranord- ningen, när denna tillförs energi och aktiveras, sänds genom de optiska vågledama (9) till den optis- ka mottagaranordningen, i vilken ljus mottas och signaler alstras, när den optiska mottagaranord- ningen tillförs energi och aktiveras, - - att vid provningen tillförs energi för att aktivera den optiska sändaranordningen (7) och den optis- ka mottagaranordningen (9), så att ljus fortplantas längs de optiska vågledarria (9) mellan den optis- ka sändaranordningen och den optiska mottagaranordningen, och - - att därefter de signaler, som alstras av mottagaranordningen (9), utvärderas.

2. Förfarande enligt krav l, känneteeknat av att vid anbringandet av de optiska vågledarna (9) förses vågledarna med ljusdämpande organ (25, 29, 31, 33) belägna vid områden hos de optiska vågledarna vid den första delningslinj en (3), tvärs över vilken vågledama passerar.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att de ljusdämpande organen innefattar inskär- ningar (25) in i en vågledarkärna (19) för en optisk vågledare (9).

4. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att de ljusdäinpande organen innefattar ett av- brott (29, 31, 33) av en vågledarkärna (19) för en optisk vågledare (9).

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att avbrottet (29, 3 l, 33) av att avbrottet (29, 3 l, 33) av en vågledarkä1na(19) framställs genom att bilda en remsfonnig urtagning, vilken sträcker sig genom vågledarkärnan.