TW201335653A - 光學連接技術及組態 - Google Patents

光學連接技術及組態 Download PDF

Info

Publication number
TW201335653A
TW201335653A TW101142034A TW101142034A TW201335653A TW 201335653 A TW201335653 A TW 201335653A TW 101142034 A TW101142034 A TW 101142034A TW 101142034 A TW101142034 A TW 101142034A TW 201335653 A TW201335653 A TW 201335653A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
socket
package substrate
plug
optical
optoelectronic assembly
Prior art date
Application number
TW101142034A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI561878B (en
Inventor
Henning Braunisch
Shawna M Liff
Peter L Chang
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of TW201335653A publication Critical patent/TW201335653A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI561878B publication Critical patent/TWI561878B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256—Details of housings
    • G02B6/426—Details of housings mounting, engaging or coupling of the package to a board, a frame or a panel
    • G02B6/4261—Packages with mounting structures to be pluggable or detachable, e.g. having latches or rails
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4239—Adhesive bonding; Encapsulation with polymer material
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256—Details of housings
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256—Details of housings
    • G02B6/4257—Details of housings having a supporting carrier or a mounting substrate or a mounting plate
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4266—Thermal aspects, temperature control or temperature monitoring
    • G02B6/4268—Cooling
    • G02B6/4269—Cooling with heat sinks or radiation fins
    • 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
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G02B6/4278—Electrical aspects related to pluggable or demountable opto-electronic or electronic elements
    • 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
    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
    • 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
    • G02B6/46—Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49128—Assembling formed circuit to base

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本揭露之實施例提供光學連接技術及組態。在一實施例中，一種設備包括用於安裝在封裝基板之表面上的插座，該插座具有可插拔表面以接收光耦合器插頭，使得當光電子裝配附加至封裝基板時，光耦合器插頭與光電子裝配之一或更多個光學孔徑光學對準，該光電子裝配組態成使用該一或更多個光學孔徑以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收光。可說明其他實施例並/或主張其專利權。

Description

光學連接技術及組態
本揭露之實施例主要有關於積體電路之領域，且詳言之，有關於積體電路之光學連接技術及組態。
光學組件可用來互相光學連接處理器為基之系統。然而，目前的光學組件無法插拔(例如，無豬尾式接頭)，或可能有太大的剖面或形式因子，或無法與和處理器為基之系統的製造關聯之回焊溫度相容。另外，新興的光學組態可能需要自光學組件移除熱之解決方法。
本揭露之實施例提供光學連接技術及組態。在下列詳細說明中，參考形成詳細說明之一部分的附圖，其中類似的參考符號標示所有圖中之類似的部件，且其中以可實踐本揭露之標的之例示實施例舉例顯示。應可了解到可使用其他實施例且可做出結構或邏輯改變而不背離本揭露之範疇。因此，不應限制性解釋下列詳細說明，且實施例的範圍係由所附之申請專利範圍及其等效者界定。
以最能幫助理解主張專利權之標的之方式將各種操作陸續說明為多個離散操作。然而，說明順序不應視為暗示這些操作一定得為順序相依。
針對本揭露之目的，詞組「A及/或B」意指(A)、 (B)、或(A及B)。針對本揭露之目的，詞組「A、B、及/或C」意指(A)、(B)、(C)、(A及B)、(A及C)、(B及C)、或(A、B、及C)。
說明可使用透視為基之說明，比如頂部/底部或側面。這種說明僅用來促進討論且不打算將本文中所述之實施例的應用侷限至任何特定方位。
說明可使用詞組「在一實施例中」或「在諸實施例中」，其各可指相同或不同實施例的一或更多者。此外，如相關於本揭露之實施例所用的用語「包含」、「包括」、「具有」、及類似者為同義詞。用語「耦合的」可指直接連接、間接連接、或間接通訊。
如在此所用，用語「模組」可指、為下列的一部分、或包括特定應用積體電路(ASIC)、電子電路、執行一或更多個軟體或韌體程式的處理器(分享、專用、或群組)及/或記憶體(分享、專用、或群組)、組合型邏輯電路、及/或提供所述功能之其他適當的組件。
根據各種實施例，本揭露敘述一種系統，包括具有其上安裝處理器之表面的封裝基板、與該封裝基板及該處理器電性耦合的光電子裝配，該光電子裝配具有以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收光的一或更多個光學孔徑、及安裝在該封裝基板上的插座，該插座具有可插拔表面以接收光耦合器插頭，使得當該光耦合器插頭插入該插座的該可插拔表面時，該光耦合器插頭與該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑光學對準。
在一些實施例中，該插座包括電性絕緣材料並使用一或更多個假互連結構來附接到該封裝基板。在一些實施例中，該一或更多個假互連結構包括焊接互連結構且該插座及該光電子裝配不互相實體接觸以促成該插座相較於該封裝基板的焊接自對準。
在一些實施例中，該光電子裝配及該插座係安裝在該封裝基板的終止邊緣旁，該插座具有U形狀並實質上環繞該光電子裝配。該插座可包括在與焊料回焊程序關聯之溫度條件下抗軟化之材料。該插座可包括液晶聚合物(LCP)且該些溫度條件包括少於或等於260℃之峰值溫度。
在一些實施例中，該處理器包括行動裝置的中央處理單元(CPU)，且由該處理器控制該光電子裝配以為該處理器發射及/或接收具有光形式之光學信號，該光電子裝配包括使用一或更多個電性互連結構而安裝在該封裝基板上之收發器晶粒，及具有複數垂直腔表面發射雷射(VCSEL)及/或光檢測器(PD)之另一個晶粒，該另一個晶粒係安裝在該收發器晶粒上並透過該收發器晶粒電性耦合到該封裝基板。距離該封裝基板最遠之該插座的一表面比距離該封裝基板最遠之該處理器的一表面更接近該封裝基板之該表面。
在一些實施例中，該系統可進一步包括該光學耦合器插頭，該光學耦合器插頭係使用該光學插頭的一或更多個可插拔特徵來附接到該插座之該可插拔表面，使得該光學 耦合器插頭與該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑光學對準。該光學耦合器插頭可包括在由該光電子裝配之該些光學孔徑所發射及/或接收的該光之波長為光學透明的材料，且該光學耦合器插頭可組態成重定向往返該光電子裝配之該光90度。
在一些實施例中，該光學插頭的該一或更多個可插拔特徵組態成與該插座之該可插拔表面對接及解對接多次。該光學耦合器插頭可包括全氟環丁基(PFCB)或玻璃。該封裝基板在一些實施例中可為最終產品。
根據各種實施例，本揭露敘述一種設備，包括用於安裝在封裝基板之表面上的插座，該插座具有可插拔表面以接收光耦合器插頭，使得當該光電子裝配附加至該封裝基板時，該光耦合器插頭與光電子裝配之一或更多個光學孔徑光學對準，該光電子裝配組態成使用該一或更多個光學孔徑以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收光。
在一些實施例中，該插座包括電性絕緣材料並使用一或更多個假互連結構來附接到該封裝基板。在一些實施例中，該插座具有U形狀並組態成當該插座係附接到該封裝基板時實質上環繞該光電子裝配。該插座可包括在與焊料回焊程序關聯之溫度條件下抗軟化之材料。在一些實施例中，該插座包括液晶聚合物(LCP)且該些溫度條件包括少於或等於260℃之峰值溫度。
在一些實施例中，當該插座係附接至該封裝基板時， 且當該處理器係安裝在該封裝基板上時，距離該封裝基板最遠之該插座的一表面比距離該封裝基板最遠之該處理器的一表面更接近該封裝基板之該表面。
根據各種實施例，本揭露敘述一種方法，包括沈積焊料互連材料以促成組件至封裝基板之表面的附接；放置該些組件以供附接至該封裝基板，該些組件包括至少下列者：組態成為處理器發射及/或接收具有光形式之光學信號的光電子裝配，該光電子裝配具有以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收該光之一或更多個光學孔徑，及具有可插拔表面以接收光耦合器插頭之插座，使得當該光耦合器插頭插入該插座時，該光耦合器插頭為光學對準以往返該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑路由該光；及回焊該已沈積的焊料互連材料以在該些組件與該封裝基板之間形成結合。
在一些實施例中，沈積該焊料互連材料包括在該封裝基板的該表面上沈積焊料互連材料並使用取放程序來執行放置該些組件。在一些實施例中，回焊該已沈積的焊料互連材料形成電性耦合該光電子裝配與該封裝基板之電性互連結構並形成結構上耦合該插座與該封裝基板的假互連結構。放置該些組件可包括放置該插座及該光電子裝配，使它們不互相實體接觸。
在一些實施例中，回焊該已沈積的焊料互連材料造成該插座及該光電子裝配相較於該封裝基板的焊接自對準，以在當該光耦合器插頭插入該插座的該可插拔表面時，提 供該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑與該光耦合器插頭之間的光學對準。
在一些實施例中，放置該些組件包括將該光電子裝配及該插座放置在該封裝基板的終止邊緣旁，該插座具有U形狀並實質上環繞該光電子裝配。該些組件可包括處理器。在一些實施例中，在回焊該已沈積的焊料互連材料之後，距離該封裝基板最遠之該插座的一表面比距離該封裝基板最遠之該處理器的一表面更接近該封裝基板之該表面。
在一些實施例中，該方法進一步包括執行清理程序以清理該封裝基板及該些組件；沈積底填材料以填充該些組件與該封裝基板之間的區域；及形成耦合至該光電子裝配及該處理器之整合型散熱器以在操作時從該光電子裝配及該處理器移除熱。在一些實施例中，在回焊該已沈積的焊料互連材料之後，該封裝為不具有已附接之該光耦合器插頭的最終產品。在一些實施例中，該方法進一步包括使用該光耦合器插頭之可插拔特徵來附著至該插座的該可插拔表面以附接該光耦合器插頭至該插座。
第1圖示意性繪示一示範光學互連系統100之上視圖。光學互連系統100包括使用一或更多個光耦合元件114光耦合在一起的第一處理器為基的系統125及第二處理器為基的系統150，以透明虛線形式描繪該光耦合元件114以避免混淆第一處理器為基的系統125之底層組件。該一或更多個光耦合元件114可包括，例如，光耦合器插 頭(例如，第3圖之光耦合器插頭324)、光纖、及/或波導，但不限於這些範例。該一或更多個光耦合元件114可以在第一處理器為基的系統125與第二處理器為基的系統150之間發送或接收到的光之形式來提供光學路徑給光學信號(例如，箭頭155)。
在一實施例中，第一處理器為基的系統125包括安裝在封裝基板102上之光電子裝配106及插座108。光電子裝配106可包括一或更多個光學孔徑(例如，第2圖之一或更多個光學孔徑220)，其以和第1圖中可見的封裝基板102之表面實質上垂直的方向發射並/或接收光。亦即，在第1圖中，光電子裝配106的光學孔徑可以進出頁面的方向發射並/或接收光。光電子裝配106可包括任何多種適當的組件來促進往返光學孔徑的光之接收或發射，包括，例如，具有複數垂直腔表面發射雷射(VCSEL)及光檢測器(PD)之裝置或晶粒、收發器裝置或晶粒、及/或平面光波電路(PLC)。光電子裝配106在其他實施例中可包括其他適當的裝置或結構。
可相較於光電子裝配106設置插座108，使得當該一或更多個光耦合元件114與插座108耦合時，該一或更多個光耦合元件114與光電子裝配106的該一或更多個光學孔徑光學對準。在一實施例中，插座108從上視角度來看具有U形狀，如可見於第1圖中。
第一處理器為基的系統125可進一步包括安裝在封裝基板102上的處理器104。處理器104可與光電子裝配 106操作性耦合(例如，箭頭101及103)以控制往返第二處理器為基的系統150之光學信號的發送及/或接收。在一些實施例中，處理器104可為一中央處理單元(CPU)或以若干處理器構成。雖未圖示，可和第一處理器為基的系統125類似地裝備第二處理器為基的系統150。
第一處理器為基的系統125及/或第二處理器為基的系統150在一些實施例中可包括額外的組件。例如，第一處理器為基的系統125及/或第二處理器為基的系統150可順應相關於第16圖之示範系統1600所述之實施例。
第2圖示意性繪示根據一些實施例之一處理器為基的系統200之剖面側視圖。處理器為基的系統200在一些實施例中可代表沿著虛線X的第1圖之第一處理器為基的系統125的剖面側視圖。
第2圖之處理器為基的系統200包括具有安裝在收發器晶粒210上用於履行光電光能之光電子晶粒206的光電子裝配(例如，第1圖之光電子裝配106)。收發器晶粒210安裝在封裝基板202上。光電子晶粒206包括一或更多個光學孔徑220(此後稱為「光學孔徑」220)，其發射或接收具有光形式之光學信號(例如，箭頭250)。可見到可以和其上安裝處理器204的封裝基板202之表面S實質上垂直的方向發射或接收該光。在一些實施例中，表面S可稱為封裝基板之「頂」側。在一些實施例中，光學孔徑220可與VCSEL及/或PD關聯。第2圖中所繪製之光 電子晶粒206可稱為背側發射及/或接收裝置，因為光學孔徑220係設置在與光電子晶粒206之一主動表面相對的光電子晶粒206之一表面上，該主動表面包括可覆晶式安裝在收發器晶粒210上的電性結構(例如，比如電晶體、雷射二極體、或PD二極體之主動裝置)，可見於第2圖中。
雖第2圖的實施例繪示安裝在收發器晶粒210上之光電子晶粒206，在其他實施例中，光電子晶粒206可直接安裝在封裝基板202上。在又其他實施例中，光電子晶粒206可安裝在用於熱傳導且安裝在封裝基板202上之插入件上。收發器晶粒210可安裝在封裝基板202上在插入件旁。
光電子晶粒206可使用一或更多個互連結構212d來耦合至收發器晶粒210。該一或更多個互連結構212d可包含任何適當的導電材料，包括，例如，金屬、可焊式材料、或導電環氧樹脂，並可包括任何適當的結構，包括，例如，凸塊或柱體。在其他實施例中，該一或更多個互連結構212d可使用其他材料及/或結構。可沈積底填材料214以實質上填充光電子晶粒206與收發器晶粒210之間的區域並密封該一或更多個互連結構212d。可以電性絕緣材料構成底填材料214。
收發器晶粒210可使用一或更多個互連結構212b來耦合至封裝基板202。該一或更多個互連結構212b可順應相關於該一或更多個互連結構212d已述之實施例。收發 器晶粒210可具有形成於其中之一或更多個貫通基板孔(TSV)215，比如貫通矽孔，以促成光電子晶粒206與封裝基板202之間的電性信號之路由。例如，可使用該一或更多個TSV 215及該一或更多個互連結構212b路由藉由收發器晶粒210使用該一或更多個互連結構212d而從光電子晶粒206所接收之電性信號至封裝基板202。可使用該一或更多個TSV 215及該一或更多個互連結構212d來路由藉由收發器晶粒210經由封裝基板202所接收到的電性信號至光電子晶粒206。封裝基板202可包括比如跡線或互連層(未圖示)之特徵，其路由處理器204及包括收發器晶粒210和光電子晶粒206之光電子裝配之間的電性信號。
處理器204可使用順應相關於該一或更多個互連結構212d已述之實施例的一或更多個互連結構212a來耦合到封裝基板202。在一些實施例中，可見到底填材料214可置於收發器晶粒210與封裝基板202之間及/或處理器204與封裝基板202之間。
處理器為基的系統200進一步包括安裝在封裝基板202上之插座208。插座208可設置在光電子裝配(例如，第2圖之光電子晶粒206及收發器晶粒210)旁，並可包括可插拔表面以接收光耦合器插頭(例如，第3圖之光耦合器插頭324)，使得當光耦合器插頭插入插座208的可插拔表面中時，光耦合器插頭與光電子裝配的光學孔徑220光學對準。相關於第4至7圖繪示並說明插座208 的可插拔表面之示範組態。
插座208可使用一或更多個假互連結構212c來與封裝基板202耦合。用語「假」係用來指出互連結構212c為無功能性且當處理器為基的系統200在操作時為非電性主動。插座208可使用覆晶程序來安裝在封裝基板202上以提供「覆晶式插座」(flip-chip receptacle；FCR)。該一或更多個假互連結構212c可包括假墊、凸塊、或支柱，其促成焊接/回焊程序的使用，以將插座208接合到封裝基板202。在一些實施例中，插座208的一表面設有凸塊並定位在封裝基板202上以供回焊。
插座208可以電性絕緣材料構成，比如，例如，聚合物。在一些實施例中，插座208係以在與焊料回焊程序(比如，例如，球柵陣列(BGA)焊料回焊程序)關聯的溫度條件下抗軟化之材料構成。該些溫度條件可在一些實施例中包括少於或等於260℃之峰值溫度。在一實施例中，插座208係以可液晶聚合物(LCP)或在與焊料回焊程序關聯的溫度條件下承受熱(抗軟化)之其他適合的材料所構成。根據各種實施例，處理器為基的系統200係以耐溫度組件所構成，使得組件可承受與焊料回焊程序關聯的溫度條件(例如，抗軟化)。
在一些實施例中，定位插座208使其不實體接觸光電子裝配之組件(例如，光電子晶粒206及收發器晶粒210)以允許或促成插座208相較於封裝基板202之焊接自對準。例如，可在插座208與光電子裝配之組件之間設 有氣隙218。使用焊接自對準技術來附接插座208到封裝基板202可促成光電子裝配與可插入插座208中的光耦合器插頭(例如，第3圖之光耦合器插頭324)之被動對準。在一些實施例中，包括，例如，插座208、處理器204、及光電子裝配之多個組件可設有凸塊、放置在封裝基板202上、並經過回焊程序，其在組件與封裝基板202之間同時形成焊料結合。針對插座208使用耐熱材料可允許使用回焊程序來附接插座208。
插座208可包括各種形狀及組態。在一些實施例中，組態插座208以容置或實質上環繞光電子裝配。在一些實施例中，插座208可以光電子裝配為中心設置(例如，第1圖之光電子裝配106或第2圖的光電子晶粒206/收發器晶粒210)，使得插座不會蓋住光電子裝配之光學孔徑220。在一實施例中，插座208具有U形狀(例如，參見第1圖之插座108的上視圖)。可見到插座208可設置在封裝基板202之終止邊緣290旁或與其齊平。
在一些實施例中，插座208可跨越光電子裝配，使得當從上視角度觀看時，光電子裝配之一或更多個組件可延伸於插座208之終止邊緣的下方及/或超出插座208之終止邊緣。例如，概略參照第1圖，插座108可跨越光電子裝配106，以允許光電子裝配106朝處理器104的方向延伸超出插座108的終止邊緣。這種組態可例如用於光電子裝配包括PLC裝置的情況中。參照第2圖，插座208在一些實施例中可以單一連續材料結構所構成。
針對光電子裝配及插座208所述之組態可為處理器為基的系統200提供可擴縮之低剖面光學連接。例如，在封裝基板202之遠端或最遠處的插座208之一表面可能比在封裝基板202的表面S之遠端或最遠處之處理器204的一表面更接近封裝基板202的表面S。亦即，自封裝基板202的表面S之處理器204的高度H1大於自封裝基板202的表面S之插座208的高度H2。這種尺寸可允許還將比如整合型散熱器(IHS)之散熱器(未圖示)應用到光電子裝配，可耦合該散熱器以從處理器204的頂表面移除熱。
雖未圖示，處理器為基的系統200可包括安裝於其上之各種其他的組件，包括，例如，電容器、散熱器、及類似者。在一些實施例中，處理器為基的系統200為最終產品。用語「最終產品」可指準備好運送給客戶之產品。
第3圖示意性繪示根據一些實施例的具有光耦合器插頭324之處理器為基的系統300之剖面側視圖。處理器為基的系統300可包括使用一或更多第二層互連結構(例如，焊球379)來與封裝基板202耦合之比如印刷電路板(PCB)377的另一個電子裝置。PCB 377可透過該一或更多個焊球379路由往返安裝在封裝基板202上之組件(例如，處理器204、收發器晶粒210、及光電子晶粒206)的電性信號。在一些實施例中，可在使用第二層互連結構耦合PCB 377前將插座208耦合至封裝基板202。插座208可在與回焊焊球379關聯之溫度條件下抗軟化以 形成第二層互連。其他適合的電路板或電子裝置可使用其他類型的第二層互連結構來耦合到封裝基板202。
處理器為基的系統300可進一步包括附接至插座208的光耦合器插頭324，使光耦合器插頭324得以與光電子裝配的光學孔徑220光學對準。光耦合器插頭324可大致上以在由光電子裝配之光學孔徑220所發射及/或接收的光(例如，箭頭350)之波長為光學透明之材料構成。光耦合器插頭324可組態成以90度重定向往返光電子裝配之光學孔徑220，這可促成處理器為基的系統300之較小形式因子或較低剖面。在一些實施例中，光耦合器插頭324可包括比如全內反射(TIR)鏡或金屬化鏡之反射表面328以重定向光。
在一些實施例中，光耦合器插頭324可包括透鏡陣列結構326a及326b來增加耦合效率。例如，透鏡陣列結構326a及326b可在光耦合器插頭324中提供光的擴束或準直束(例如，箭頭350)，其可藉由緩和光耦合器插頭324與比如光電子裝配之光學孔徑220的其他組件之間的對準容限來促進對準。透鏡陣列結構326a可直接附接到光學孔徑220。在一些實施例中，可使用晶圓級製造技術將透鏡陣列結構326a一體成形在光學孔徑220上。可在沿(諸)光學信號路徑的組件之間的各個介面設置額外的透鏡結構。
光耦合器插頭324可進一步耦合到一或更多個其他的光耦合器元件，比如列如，光學陣列結構330(例如，光 纖或波導)及/或光學聯合結構340(例如，多終端(MT)套圈或微聯合連接器)。在一些實施例中，光耦合器插頭324可包括一或更多個對準導孔或接腳以促進光學陣列結構330及/或光學聯合結構340至光耦合器插頭324的耦合。在其他實施例中可使用將處理器為基的系統300與其他處理器為基之系統光耦合的其他適合之結構。
在一些實施例中，光耦合器插頭324可以在與焊料回焊程序關聯的溫度條件(例如，260℃的峰值溫度或以下)下不抗軟化之材料構成。例如，光耦合器插頭324可以聚醚或聚碳酸酯材料及類似者構成。在這種實施例中，可在會導致光耦合器插頭324軟化之任何回焊程序或其他較高溫程序之後將光耦合器插頭324附接到插座208。在一些實施例中，可由第2圖之處理器為基的系統200之客戶附接光耦合器插頭324。
在其他實施例中，光耦合器插頭324可以在與焊料回焊程序關聯的溫度條件(例如，260℃的峰值溫度或以下)下抗軟化之材料構成。例如，光耦合器插頭324可以全氟環丁基(PFCB)、玻璃、或其他類似的材料構成。可藉由添加具有提供低光學損耗之匹配折射率的較低熱膨脹係數(CTE)粒子(例如，矽土粒子)來減少PFCB之CTE。在這種實施例中，可在耦合封裝基板202及PCB377之前將光耦合器插頭324附接到插座208。在其他實施例中，可一體成形光耦合器插頭324及插座208。亦即，光耦合器插頭324及插座208可為單一連續的材料結 構，在一些實施例中稱為「覆晶式耦合器(FCC)」。在不使用焊接自對準來附接插座208之一些實施例中，可使用例如可設置於光電子裝配(例如，光電子晶粒206)上之運動特徵來將插座208對準至光學孔徑220。可使用黏合劑(比如，例如，晶粒附接膜)將這種插座208永久性附接至光電子裝配。
雖未圖示，處理器為基的系統300可包括安裝於其上之各種其他組件，包括電容器、散熱器、及類似者。在一些實施例中，處理器為基的系統300為最終產品。在其他實施例中，無PCB及焊球379之處理器為基的系統300為最終產品。第2圖的處理器為基的系統200或第3圖的處理器為基的系統300可與比如蓋子之可移除式保護結構(未圖示)一起加以運送以覆蓋光學組件(例如，206及/或324)。保護結構可用來在組裝處理器為基的系統300之期間覆蓋光學組件。
在一些實施例中，可藉由使用一或更多個可插拔特徵來將光耦合器插頭324插入或否則緊固於插座208的可插拔表面中而將光耦合器插頭324附接到插座208。在第4圖中描繪一種示範組態400，其示意性繪示根據一些實施例的將光耦合器插頭324與插座208耦合之一種技術的側視圖組態。概略參照第4圖，光耦合器插頭324可包括可插拔特徵452，其可滑動或否則與插座208之比如插口特徵454的可插拔表面囓合。在一些實施例中，可見到組態400允許水平插入方向(例如，以箭頭方向)。第5圖示 意性繪示根據一些實施例的光耦合器插頭324使用可插拔特徵452及插口特徵454與插座208耦合之另一個側視圖組態500。側視圖組態500可代表從另一個角度之組態400。
第6圖示意性繪示根據一些實施例的插座208之可插拔表面的上視圖組態600。概略參照第6圖，插座208可包括一或更多個插口結構554，其組態成接收光耦合器插頭324的可插拔特徵。例如，概略參照第7圖，一側視圖組態700包括光耦合器插頭324之一或更多個可插拔特徵552，其可組態成與插座208之該一或更多個插口結構554對接(例如，以箭頭的方向)。在一些實施例中，可見到組態700允許光耦合器插頭324之垂直插入方向(例如，以箭頭的方向)。
在一些實施例中，在本文中所述之可插拔特徵針對光耦合器插頭324及插座208可顛倒。例如，第7圖之插座208可包括一或更多個可插拔特徵(例如，與該一或更多個可插拔特徵552類似)且光耦合器插頭324可包括一或更多個插口結構(例如，與該一或更多個插口結構554類似)。光耦合器插頭324之可插拔特徵可包括更多或更少的特徵或與所描繪不同之其他類型的緊固結構。
在一些實施例中，光耦合器插頭324之可插拔特徵(例如，第4及5圖之可插拔特徵452或第6及7圖之一或更多個插口結構554)組態成與插座208之可插拔表面(例如，第4及5圖之插口特徵454或第6及7圖之一或 更多個插口結構554)對接及解對接多次。例如，光耦合器插頭324之可插拔特徵可組態成對接及解對接至少25次。可使用扣件(未圖示)來提供光耦合器插頭324與插座208之間的應力釋放及/或將光耦合器插頭324保持為緊固。在其他實施例中，光耦合器插頭324之可插拔特徵組態成永久附加光耦合器插頭324到插座208。光耦合器插頭324到插座208之永久緊固可用於當封裝基板202處於球柵陣列(BGA)組態中時的實施例中。
第8至10圖示意性繪示根據一些實施例的用於將光電子裝配(例如，光電子晶粒206及收發器晶粒210)及插座(例如，插座208)耦合到封裝基板(例如，封裝基板202)之一種技術。參照第8圖，在一些實施例中，在耦合光電子裝配及插座208到封裝基板202之前將具有光學孔徑220之光電子裝配與插座208耦合。可使用，例如，運動對準特徵及比如環氧樹脂之黏合劑來將光電子裝配對準並附接至插座208以形成如第9圖中所描繪之子裝配900。可使用機械止件(未圖示)來控制垂直對準(例如，以第8圖之箭頭方向)。可使用，例如，焊接及底填程序來接著將第9圖之子裝配900與封裝基板202耦合以形成第10圖中所描繪之裝配1000的該一或更多個互連結構212b及底填材料214。
第11圖示意性繪示根據一些實施例的用於將光電子裝配耦合到封裝基板202之一種技術。在一些實施例中，光電子裝配包括稱為「前側發射及/或接收」光電子晶粒 之光電子晶粒1106。在前側發射及/或接收光電子晶粒中，光學孔徑220係形成在光電子晶粒1106的主動表面上，該主動表面包括形成逾期上之電性結構(例如，比如電晶體、雷射二極體、或PD二極體之主動裝置)。亦即，光電子晶粒1106的光學孔徑220可設置在與第2圖之光電子晶粒206的光學孔徑220相反之表面上。
插入件1166或載具可與光電子晶粒1106之主動表面耦合以提供光電子晶粒1106與封裝基板202之間的電性路由(例如，跡線1167及互連1168)。可見到可在插入件1166中形成一或更多個開口以允許由光電子晶粒1106的光學孔徑220發射及/或接收光(例如，箭頭1150)。在一些實施例中，插入件1166可以比如矽之半導體材料構成。插入件1166可進一步包括其他材料，比如，例如，二氧化矽，來提供電性絕緣及/或鈍化。可使用導電材料(比如，例如，銅)來形成互連1168及/或跡線1167。插入件1166在一些實施例中可具有約200微米的尺寸D。可使用任何適當的手段，比如回焊或熱壓縮接合程序，以箭頭1155所示之方向，將包括插入件1166及光電子晶粒1106之插入件裝配1100與封裝基板202耦合。插入件裝配1100可用於本文中所述之光電子裝配的其他組態中。
第12圖示意性繪示根據一些實施例的與封裝基板202耦合之光電子裝配(例如，光電子晶粒206及收發器晶粒210)及熱插入件1277。熱插入件1277可提供散熱離開光 電子裝配之水平熱路徑(例如，以箭頭1222的方向)並可進一步為光電子裝配之電性信號提供至封裝基板202之電性路徑。例如，熱插入件1277可朝一處理器為基的系統之IHS傳導熱，且一或更多個互連結構1212可提供光電子晶粒206及/或收發器晶粒210之電性信號的電性路徑。雖未圖示，插座(例如，第2圖之插座208)可組態成跨越熱插入件1277，使得熱插入件1277可延伸超過插座的終止邊緣或邊界(例如，朝向第2圖的處理器204)。在一些實施例中，U形插座(例如，第1圖之插座108)可自第1圖中所繪之組態旋轉180度以允許熱插入件延伸超過插座的終止邊緣(例如，朝向第1圖的處理器104)。
可例如使用比如矽之半導體材料來形成熱插入件1277。在其他實施例中可使用其他適當的材料。在一些實施例中，收發器晶粒210可與熱插入件1277整合或為其之一部分，這可從第12圖所示之堆疊免除一個晶粒並減少裝配複雜度。
第13圖示意性繪示根據一些實施例的用於從封裝基板202上之組件移除熱的組態1300。收發器晶粒210及光電子晶粒206可如所示般耦合到封裝基板202。可使用一或更多個熱傳導互連1312熱耦合由熱傳導材料構成之熱舌片1388到收發器晶粒210及光電子晶粒206。在一些實施例中，熱舌片1388可與處理器為基之系統的IHS熱耦合。熱舌片1388可以光學透明材料所構成且/或包括形成 於其中之光學通孔(OTH)1333以允許由光學孔徑220所發射及/或接收之光穿過熱舌片1388到光耦合器插頭324。
光耦合器插頭324可以箭頭方向耦合到一插座(例如，第2圖之插座208)，其並未顯示在第13圖中以避免混淆組態1300之態樣。雖未顯示，插座可組態成跨過熱舌片1388或否則組態成(例如，如相關於第12圖所述般)允許熱舌片1388延伸超過插座的終止邊緣。雖未圖示，透鏡陣列結構(例如，與第3圖之透鏡陣列結構326a類似)可形成在光學孔徑220上或在熱舌片1388上來提供光電子晶粒206與光耦合器插頭324之間的準直光。
第14圖示意性繪示根據一些實施例的光學通孔(OTH)1333之組態1400。使用比如焊料之接合劑來接合第13圖的熱舌片1388與第13圖之光電子晶粒206可能會導致過多的接合劑擴散及光學孔徑的污染。可形成一或更多個環形口袋1499以環繞熱舌片1388的OTH 1333以容納任何過多的接合劑。相關於第1至14圖所述之實施例在一些實施例中可結合。
第15圖為根據一些實施例的製造處理器為基之系統(例如，第2圖之處理器為基的系統200)的方法1500之流程圖。方法1500可順應相關於第1至14圖所述之技術及組態。
在1502，方法1500可包括沈積焊接互連材料(例如，互連結構212a、212b、212c之焊接互連材料)以促 成一或更多個組件至封裝基板(例如，第2圖之封裝基板202)的一表面之附接。該一或更多個組件可包括至少一個光電子裝配(例如，第2圖之光電子晶粒206及收發器晶粒210)，並可進一步包括，例如，插座(例如，第2圖之插座208)及/或處理器(例如，第2圖之處理器204)。這些組件可包括其他結構或裝置，比如，例如，晶粒側電容器。可在待附接到封裝基板之組件的表面上或在封裝基板的表面上沈積焊接互連材料，或上述之組合。可使用任何適當的技術，包括，例如，印刷焊料膏及/或使用噴塗助焊劑程序來沈積焊接互連材料。
在1504，方法1500可進一步包括放置該一或更多個組件以供附接至封裝基板。在一些實施例中，可使用取放程序來放置組件以將組件設置在封裝基板的一表面(例如，第2圖之表面S)上以供回焊程序。在一實施例中，可放置插座及光電子裝配於封裝基板上，使得它們不互相實體接觸以促成這些組件的焊接自對準。根據各種實施例，光電子裝配及插座係放置在封裝基板的終止邊緣(例如，第2圖的終止邊緣290)旁。
在1506，方法1500可進一步包括回焊焊接互連材料以在該一或更多個組件與封裝基板之間形成結合。回焊程序可包括熱的施加以導致焊接互連材料之軟化。熱的施加可包括，在一實施例中，使焊接互連材料受到260℃或更低之峰值溫度。回焊程序的溫度條件可隨焊接互連材料類型而變。
在一些實施例中，單一回焊程序同時接合光電子裝配及插座至封裝基板。在其他實施例中，單一回焊程序同時接合光電子裝配、插座、及處理器至封裝基板。回焊已沈積的焊接互連材料可形成電性耦合光電子裝配與封裝基板之電性互連結構，及結構上耦合插座與封裝基板之假互連結構。根據各種實施例，回焊程序造成插座及光電子裝配相較於封裝基板的焊接自對準，以在光耦合器插頭插入或否則緊固至插座時提供光電子裝配之一或更多個光學孔徑(例如，第2圖之光學孔徑220)與光耦合器插頭之間的光學對準。回焊程序之後可進行清理或除助焊劑程序來移除過多的助焊劑或殘留物及/或底填充程序來在組件與封裝基板之間沈積底填。
在1508，方法1500可進一步包括熱耦合IHS或其他熱移除結構(例如，第12圖之熱插入件1277或第13圖之熱舌片1388)至接合到封裝基板之組件的一或更多者。可使用，例如，熱傳導互連結構或熱黏劑來接合熱移除結構。可在熱移除結構中形成一或更多個開口(例如，第13圖之OTH 1333)來允許進接光電子裝配之一或更多個光學孔徑。
在1510，方法1500可進一步包括光學耦合光耦合器插頭(例如，第3圖之光耦合器插頭324)到光電子裝配。光耦合器插頭可包括可插拔特徵，其組態成緊固光耦合器插頭至插座，使得光耦合器插頭與光電子裝配之一或更多個光學特徵光學對準。在一些實施例中，光耦合器插 頭係使用光耦合器插頭之可插拔特徵來附著到插座之可插拔表面以附接到插座。
可使用任何適當的硬體及/或軟體來如所需般組態而將本揭露之實施例實施成系統。第16圖示意性繪示根據一些實施例的示範系統1600(例如，第1圖之第一處理器為基的系統125)，其可為本文中所述之光學互連系統(例如，第1圖之光學互連系統100)的一部分。在一實施例中，系統1600包括一或更多個處理器1604。該一或更多個處理器1604之一可相應於，例如，第1圖的處理器104或第2圖的處理器204。
系統1600可進一步包括耦合到處理器1604的至少一者之系統控制模組1608、耦合到系統控制模組1608之系統記憶體1612、耦合到系統控制模組1608之非依電性記憶體(NVM)/貯存1616、及耦合到系統控制模組1608之一或更多個通訊介面1620。
一實施例之系統控制模組1608可包括任何適合的介面控制器以提供任何適當的面至處理器1604的至少一者及/或至與系統控制模組1608通訊之任何適當的裝置或組件。
系統控制模組1608可包括記憶體控制器模組1610以提供至系統記憶體1612的介面。記憶體控制器模組1610可為硬體模組、軟體模組、及/或韌體模組。
系統記憶體1612可用來載入及儲存例如系統1600的資料及/或指令。一實施例之系統記憶體1612可包括任何 適合的依電性記憶體，比如，例如，適合的動態隨機存取記憶體(DRAM)。
一實施例之系統控制模組1608可包括一或更多個輸入/輸出(I/O)控制器以提供介面至NVM/貯存1616及通訊介面1620。
NVM/貯存1616可用來儲存例如資料及/或指令。NVM/貯存1616可包括任何適合的非依電性記憶體，比如，例如，相變記憶體(PCM)或快閃記憶體，且/或可包括任何適合的非依電性儲存裝置，比如，例如，一或更多個硬碟驅動機(HDD)、一或更多個光碟(CD)驅動機、及/或一或更多個數位多功能碟(DVD)驅動機。
NVM/貯存1616可包括儲存資源，其為安裝有系統1600之裝置的一實體部分，或可由該裝置存取但非絕對為其之一部分。例如，可經由通訊介面1620透過一網路存取NVM/貯存1616。
通訊介面1620可為系統1600提供介面以透過一或更多個有線或無線網路及/或與任何其他適合的裝置通訊。
針對一實施例，處理器1604的至少一者可與系統控制模組1608之一或更多個控制器(例如，記憶體控制器模組1610)的邏輯封裝在一起。針對一實施例，處理器1604的至少一者可與系統控制模組1608之一或更多個控制器的邏輯封裝在一起來形成系統級封裝(SiP)。針對一實施例，處理器1604的至少一者可與系統控制模組1608之一或更多個控制器的邏輯整合在相同晶粒上。針對 一實施例，處理器1604的至少一者可與系統控制模組1608之一或更多個控制器的邏輯整合在相同晶粒上來形成系統級晶片(SoC)。
在各種實施例中，系統1600可為，但不限於，伺服器、工作站、桌上型電腦裝置、或行動電腦裝置(例如，膝上型電腦裝置、手持電腦裝置、手機、平板電腦、智慧型手機、小筆電、等等)。在各種實施例中，系統1600可有更多或更少的組件，及/或不同架構。
雖已在此為了說明而繪示並敘述某些實施例，可以打算實現相同目的之各種的替代及/或等效實施例或實作取代所示及所述之實施例而不背離本揭露之範疇。本申請案應涵蓋在此所討論之實施例的任何調適或變異。因此，在此所述之實施例顯然應僅由申請專利範圍及其等效者所限定。
100‧‧‧光學互連系統
102‧‧‧封裝基板
104‧‧‧處理器
106‧‧‧光電子裝配
108‧‧‧插座
114‧‧‧光耦合元件
125‧‧‧第一處理器為基的系統
150‧‧‧第二處理器為基的系統
200‧‧‧處理器為基的系統
202‧‧‧封裝基板
204‧‧‧處理器
206‧‧‧光電子晶粒
208‧‧‧插座
210‧‧‧收發器晶粒
212a‧‧‧互連結構
212b‧‧‧互連結構
212c‧‧‧互連結構
212d‧‧‧互連結構
214‧‧‧底填材料
215‧‧‧貫通基板孔
218‧‧‧氣隙
220‧‧‧光學孔徑
290‧‧‧終止邊緣
300‧‧‧處理器為基的系統
324‧‧‧光耦合器插頭
326a‧‧‧透鏡陣列結構
326b‧‧‧透鏡陣列結構
328‧‧‧反射表面
330‧‧‧光學陣列結構
340‧‧‧光學聯合結構
379‧‧‧焊球
377‧‧‧印刷電路板
400‧‧‧組態
452‧‧‧可插拔特徵
454‧‧‧插口特徵
500‧‧‧組態
552‧‧‧可插拔特徵
554‧‧‧插口結構
900‧‧‧子裝配
1000‧‧‧裝配
1100‧‧‧插入件裝配
1106‧‧‧光電子晶粒
1166‧‧‧插入件
1167‧‧‧跡線
1168‧‧‧互連
1277‧‧‧熱插入件
1212‧‧‧互連結構
1300‧‧‧組態
1312‧‧‧熱傳導互連
1333‧‧‧光學通孔
1388‧‧‧熱舌片
1400‧‧‧組態
1499‧‧‧環形口袋
1600‧‧‧系統
1604‧‧‧處理器
1608‧‧‧系統控制模組
1610‧‧‧記憶體控制器模組
1612‧‧‧系統記憶體
1616‧‧‧非依電性記憶體/貯存
1620‧‧‧通訊介面
藉由上述詳細說明並連同附圖可更輕易理解實施例。為了促進此說明，類似參考符號標示類似結構元件。在附圖的圖示中舉例而非限制性繪示實施例。
第1圖示意性繪示一示範光學互連系統之上視圖。
第2圖示意性繪示根據一些實施例之一處理器為基的系統之剖面側視圖。
第3圖示意性繪示根據一些實施例的具有光耦合器插頭之處理器為基的系統之剖面側視圖。
第4圖示意性繪示根據一些實施例的用於將光耦合器插頭耦合到插座之一種技術的剖面組態。
第5圖示意性繪示根據一些實施例的與插座耦合之光耦合器插頭之另一個側視圖組態。
第6圖示意性繪示根據一些實施例的插座之可插拔表面的上視圖組態。
第7圖示意性繪示根據一些實施例的用於將光耦合器插頭耦合到插座之另一種技術的剖面組態。
第8至10圖示意性繪示根據一些實施例的用於將光電子裝配及插座耦合到封裝基板之一種技術。
第11圖示意性繪示根據一些實施例的用於將光電子裝配耦合到封裝基板之一種技術。
第12圖示意性繪示根據一些實施例的與封裝基板耦合之光電子裝配及熱插入件。
第13圖示意性繪示根據一些實施例的用於從封裝基板上之組件移除熱的組態。
第14圖示意性繪示根據一些實施例的光學通孔(OTH)之組態。
第15圖為根據一些實施例的製造處理器為基之系統的方法之流程圖。
第16圖示意性繪示根據一些實施例的可為本文中所述之光學互連系統的一部分之示範系統。
100‧‧‧光學互連系統
101‧‧‧箭頭
102‧‧‧封裝基板
103‧‧‧箭頭
104‧‧‧處理器
106‧‧‧光電子裝配
108‧‧‧插座
114‧‧‧光耦合元件
125‧‧‧第一處理器為基的系統
150‧‧‧第二處理器為基的系統
155‧‧‧箭頭

Claims (30)

  1. 一種用於光學連接之系統，包含：封裝基板，具有其上安裝處理器之表面；光電子裝配，與該封裝基板及該處理器電性耦合，該光電子裝配具有以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收光的一或更多個光學孔徑；及插座，安裝在該封裝基板上，該插座具有可插拔表面以接收光耦合器插頭，使得當該光耦合器插頭插入該插座的該可插拔表面時，該光耦合器插頭與該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑光學對準。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該插座包括電性絕緣材料並使用一或更多個假互連結構來附接到該封裝基板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中：該一或更多個假互連結構包括焊接互連結構；及該插座及該光電子裝配不互相實體接觸以促成該插座相較於該封裝基板的焊接自對準。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該光電子裝配及該插座係安裝在該封裝基板的終止邊緣旁，該插座具有U形狀並實質上環繞該光電子裝配。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該插座包括在與焊料回焊程序關聯之溫度條件下抗軟化之材料。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該插座包括液晶聚合物(LCP)且該些溫度條件包括少於或等於 260℃之峰值溫度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中：該處理器包括行動裝置的中央處理單元(CPU)；及由該處理器控制該光電子裝配以為該處理器發射及/或接收具有光形式之光學信號，該光電子裝配包括使用一或更多個電性互連結構而安裝在該封裝基板上之收發器晶粒及具有複數垂直腔表面發射雷射(VCSEL)及/或光檢測器(PD)之另一個晶粒，該另一個晶粒係安裝在該收發器晶粒上並透過該收發器晶粒電性耦合到該封裝基板。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中距離該封裝基板最遠之該插座的一表面比距離該封裝基板最遠之該處理器的一表面更接近該封裝基板之該表面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之系統，進一步包含：該光學耦合器插頭，該光學耦合器插頭係使用該光學插頭的一或更多個可插拔特徵來附接到該插座之該可插拔表面，使得該光學耦合器插頭與該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑光學對準，其中該光學耦合器插頭包括在由該光電子裝配之該些光學孔徑所發射及/或接收的該光之波長為光學透明的材料，且其中該光學耦合器插頭組態成重定向往返該光電子裝配之該光90度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中該光學插頭的該一或更多個可插拔特徵組態成與該插座之該可插 拔表面對接及解對接多次。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中該光學耦合器插頭包含全氟環丁基(PFCB)或玻璃。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該封裝基板為最終產品。
  13. 一種光學互連設備，包含：插座，用於安裝在封裝基板之表面上，該插座具有可插拔表面以接收光耦合器插頭，使得當該光電子裝配附加至該封裝基板時，該光耦合器插頭與光電子裝配之一或更多個光學孔徑光學對準，該光電子裝配組態成使用該一或更多個光學孔徑以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收光。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該插座包括電性絕緣材料並使用一或更多個假互連結構來附接到該封裝基板。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該插座具有U形狀並組態成當該插座係附接到該封裝基板時實質上環繞該光電子裝配。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該插座包括在與焊料回焊程序關聯之溫度條件下抗軟化之材料。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之設備，其中該插座包括液晶聚合物(LCP)且該些溫度條件包括少於或等於260℃之峰值溫度。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中，當該 插座係附接至該封裝基板時，且當該處理器係安裝在該封裝基板上時，距離該封裝基板最遠之該插座的一表面比距離該封裝基板最遠之該處理器的一表面更接近該封裝基板之該表面。
  19. 一種用於光學連接之方法，包含：沈積焊料互連材料以促成組件至封裝基板之表面的附接；放置該些組件以供附接至該封裝基板，該些組件包括至少下列者光電子裝配，組態成為處理器發射及/或接收具有光形式之光學信號，該光電子裝配具有以和該封裝基板的該表面實質上垂直之方向發射及/或接收該光之一或更多個光學孔徑，及插座，具有可插拔表面以接收光耦合器插頭，使得當該光耦合器插頭插入該插座時，該光耦合器插頭為光學對準以往返該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑路由該光；及回焊該已沈積的焊料互連材料以在該些組件與該封裝基板之間形成結合。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中沈積該焊料互連材料包括在該封裝基板的該表面上沈積焊料互連材料。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中使用取放程序來執行放置該些組件。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中回焊該已沈積的焊料互連材料形成電性耦合該光電子裝配與該封裝基板之電性互連結構並形成結構上耦合該插座與該封裝基板的假互連結構。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中放置該些組件包括放置該插座及該光電子裝配，使它們不互相實體接觸。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中回焊該已沈積的焊料互連材料造成該插座及該光電子裝配相較於該封裝基板的焊接自對準，以在當該光耦合器插頭插入該插座的該可插拔表面時，提供該光電子裝配之該一或更多個光學孔徑與該光耦合器插頭之間的光學對準。
  25. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中放置該些組件包括將該光電子裝配及該插座放置在該封裝基板的終止邊緣旁，該插座具有U形狀並實質上環繞該光電子裝配。
  26. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該插座包括在與回焊該已沈積的焊料互連材料關聯之溫度條件下抗軟化之材料。
  27. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中：該些組件包括處理器；及在回焊該已沈積的焊料互連材料之後，距離該封裝基板最遠之該插座的一表面比距離該封裝基板最遠之該處理器的一表面更接近該封裝基板之該表面。
  28. 如申請專利範圍第19項所述之方法，進一步包含：執行清理程序，以清理該封裝基板及該些組件；沈積底填材料，以填充該些組件與該封裝基板之間的區域；及形成耦合至該光電子裝配及該處理器之整合型散熱器，以在操作時從該光電子裝配及該處理器移除熱。
  29. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中，在回焊該已沈積的焊料互連材料之後，該封裝為不具有已附接之該光耦合器插頭的最終產品。
  30. 如申請專利範圍第19項所述之方法，進一步包含：使用該光耦合器插頭之可插拔特徵來附著至該插座的該可插拔表面以附接該光耦合器插頭至該插座。
TW101142034A 2011-11-16 2012-11-12 System and method for optical connection, and optical interconnection apparatus TWI561878B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2011/061083 WO2013074103A1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Optical connection techniques and configurations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201335653A true TW201335653A (zh) 2013-09-01
TWI561878B TWI561878B (en) 2016-12-11

Family

ID=48430007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101142034A TWI561878B (en) 2011-11-16 2012-11-12 System and method for optical connection, and optical interconnection apparatus

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9310553B2 (zh)
TW (1) TWI561878B (zh)
WO (1) WO2013074103A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107030010A (zh) * 2017-04-26 2017-08-11 江苏浙宏科技股份有限公司 一种焊球选分装置
TWI730130B (zh) * 2016-06-29 2021-06-11 新加坡商海特根微光學公司 包括光電裝置次組件的光電模組及其製造方法
US11460659B2 (en) 2016-06-29 2022-10-04 ams Sensors Singapore Pte. Ltd Optical and optoelectronic assemblies including micro-spacers, and methods of manufacturing the same

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9939578B2 (en) 2013-05-10 2018-04-10 Intel Corporation Low cost integration of optical components in planar lightwave circuits
US10884551B2 (en) 2013-05-16 2021-01-05 Analog Devices, Inc. Integrated gesture sensor module
KR101844535B1 (ko) * 2013-12-27 2018-04-02 인텔 코포레이션 광전자 패키징 어셈블리
US20170237228A1 (en) * 2014-11-05 2017-08-17 Innovative Micro Technology Microfabricated optical apparatus
US9678271B2 (en) 2015-01-26 2017-06-13 Oracle International Corporation Packaged opto-electronic module
US9681032B1 (en) 2015-03-17 2017-06-13 Amazon Technologies, Inc. Imager module with molded packaging
US9848111B1 (en) * 2015-03-17 2017-12-19 Amazon Technologies, Inc. Imager module with molded packaging
WO2017091206A1 (en) 2015-11-24 2017-06-01 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Interfacing a ferrule with a socket
CN112180520A (zh) * 2016-01-28 2021-01-05 申泰公司 光收发器
WO2017146722A1 (en) 2016-02-26 2017-08-31 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical connector assembly
US10050409B2 (en) * 2016-09-22 2018-08-14 Innovative Micro Technology Microfabricated optical apparatus with grounded metal layer
US10678006B2 (en) * 2016-09-30 2020-06-09 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical interfaces with solder that passively aligns optical socket
US10591689B2 (en) 2017-02-06 2020-03-17 Oracle International Corporation Reflow-compatible optical I/O assembly adapter
US10267988B2 (en) 2017-06-30 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photonic package and method forming same
US10795091B2 (en) 2017-07-14 2020-10-06 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Adaptor for optical component of optical connector
CN207082649U (zh) * 2017-07-14 2018-03-09 番禺得意精密电子工业有限公司 连接器组合
JP2019021866A (ja) * 2017-07-21 2019-02-07 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体レーザ装置
US10712197B2 (en) * 2018-01-11 2020-07-14 Analog Devices Global Unlimited Company Optical sensor package
CN114830003A (zh) 2019-10-31 2022-07-29 埃亚尔实验室公司 用于封装内光互连的垂直集成光子小芯片
CN112799180A (zh) 2019-11-14 2021-05-14 讯芯电子科技（中山）有限公司 光通讯模块及其制作方法
EP3840543A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-23 Knowledge Development for POF SL Fiber optic connector
US20220334310A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Structure and process for photonic packages

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873756B2 (en) * 2001-09-07 2005-03-29 Analog Devices, Inc. Tiling of optical MEMS devices
US6516129B2 (en) * 2001-06-28 2003-02-04 Jds Uniphase Corporation Processing protective plug insert for optical modules
US7084496B2 (en) * 2004-01-14 2006-08-01 International Business Machines Corporation Method and apparatus for providing optoelectronic communication with an electronic device
JP5050361B2 (ja) 2006-02-07 2012-10-17 富士ゼロックス株式会社 光コネクタ
US7350985B2 (en) * 2006-03-24 2008-04-01 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Miniature MT optical assembly (MMTOA)
JP2007310083A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Fuji Xerox Co Ltd 光伝送モジュールおよびその製造方法
US7802927B2 (en) * 2008-05-30 2010-09-28 Corning Cable Systems Llc Bent optical fiber couplers and opto-electrical assemblies formed therefrom

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI730130B (zh) * 2016-06-29 2021-06-11 新加坡商海特根微光學公司 包括光電裝置次組件的光電模組及其製造方法
US11460659B2 (en) 2016-06-29 2022-10-04 ams Sensors Singapore Pte. Ltd Optical and optoelectronic assemblies including micro-spacers, and methods of manufacturing the same
CN107030010A (zh) * 2017-04-26 2017-08-11 江苏浙宏科技股份有限公司 一种焊球选分装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20160124166A1 (en) 2016-05-05
WO2013074103A1 (en) 2013-05-23
US9310553B2 (en) 2016-04-12
US9435967B2 (en) 2016-09-06
TWI561878B (en) 2016-12-11
US20130272649A1 (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201335653A (zh) 光學連接技術及組態
JP6766049B2 (ja) パッケージ化された光電子モジュール
US10591689B2 (en) Reflow-compatible optical I/O assembly adapter
US9256026B2 (en) Hybrid integrated photonic chip package
US9715064B1 (en) Multi-chip modules with vertically aligned grating couplers for transmission of light signals between optical waveguides
US9250403B2 (en) Hybrid-integrated photonic chip package with an interposer
US9507086B2 (en) Optical I/O system using planar light-wave integrated circuit
US9297971B2 (en) Hybrid-integrated photonic chip package with an interposer
US7504701B2 (en) Optical unit featuring both photoelectric conversion chip and semiconductor chip wrapped with flexible sheet
EP2859394B1 (en) Tsv substrate with mirror and its application in high-speed optoelectronic packaging
JP2004253456A (ja) インターフェイスモジュール付ｌｓｉパッケージ及びその実装方法
US10976508B2 (en) Optical modules
EP2085802B1 (en) Optical-electrical transmission connector, optical-electrical transmission device and electronic device
US11169335B2 (en) Slim connector plug and active optical cable assembly using same
TWI721112B (zh) 光電子收發器總成
US8625938B2 (en) Electronic device having optical communicating part
KR101266616B1 (ko) 광전 배선 모듈
TW569053B (en) Techniques for attaching rotated photonic devices to an optical sub-assembly in an optoelectronic package
Lau et al. Embedded 3D hybrid IC integration system-in-package (SiP) for opto-electronic interconnects in organic substrates
US9354410B2 (en) Monolithically integrated, self-aligning, optical-fiber ferrule
WO2024066360A1 (zh) 光模块
De Dobbelaere Optoelectronic integration for reduced power dissipation in optical interconnect
TW201409103A (zh) 可使光源準確對位的光電電路板