TWI303330B - An optical sub-assembly - Google Patents

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TWI303330B
TWI303330B TW095110746A TW95110746A TWI303330B TW I303330 B TWI303330 B TW I303330B TW 095110746 A TW095110746 A TW 095110746A TW 95110746 A TW95110746 A TW 95110746A TW I303330 B TWI303330 B TW I303330B
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    • 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
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    • 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
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/4232—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using the surface tension of fluid solder to align the elements, e.g. solder bump techniques

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Description

1303330 九、發明說明： 【發明所屬之技術，域】 發明領域 本發明係關於光學互連件；更特定地，本發明係關於 5將輻射能從一積體電路耦合至一波導。 【先前技術j 發明背景
極為常見地，光學輸入/輸出（I/O)正被用於電腦系統而 使得資料可在系統組件之間傳輸。光學1/0較傳統的1/0方法 10更能夠達到較高的系統頻寬卻伴隨較低的電磁干擾。為了 貝施光學I/O，輻射能從一波導被耦合至一光電積體電路 (1C) 〇 在光學互連件系統中，從一光電ic將光搞合至波導 (或纖維）係重要的，以將整個系統之光學漏失減至最低。 15然而，這並非總是可行的因為此種耦合必須依賴所實施的 特別結構與所利用的光學組件。此種耦合漏失的最小化導 致系統整個電力預估的降低，這種整個間置電力的保存對 於超短到達(USR)光學互連件之應用是更加地重要。 务明内3 20發明概要 本發明揭示一種系統，其包括：一印刷電路版(PCB)， —安裝在該PCB上的基材，一安裝在該基材上的積體.電路 (IC) ’ 一安裝在該基材上且耦合至該汇的光電次總成，及 一圖案化在該基材上的波導。 5 l3〇333〇 圖式簡單說明 5
10 15
從以下之詳細描述及從本發明各種實施例之附加圖 式’本發明將被更完全地了解。然而，這些圖式不應被用 來限制本發明於特定的實施例，而係僅用來解釋及瞭解。 第1圖顯示一電腦系統之一實施例； 第2圖顯示一積體光學套件之一實施例的側視圖； 第3圖顯示一積體光學套件之一實施例的頂視圖；及 第4圖顯示一積體光學套件之另一實施例的頂視圖。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 依據一實施例，揭露了一種光學次總成。說明書中所 指稱的r一個實施例」或「一實施例」意指與本發明至少 一個實施例中所包括之實施例相關連描述之特性、結構或 特徵。在說明書各種地方出現的片語「在一實施例中」並 不必然總是指稱相同的實施例。 於下列描述中，將說明多個細節。然而，習於此藝者 很明白無需這些特別的細節本發明仍能被實施。在其他例 子中’熟知的結構與裝置將用方塊圖顯示而非詳細地說明 以避免混淆了本發明。 第一圖係電腦系統100之一實施例的方塊圖。電腦系統 1〇〇包括耦合至一匯流排105的一中央處理器（CPU)102。於 一實施例中，CPU102為一種屬於Pentium®處理器家族之處 理器’ Pentium®處理器家族包括pentium®II處理器家族、 Pentium® III處理器及Pentium® IV處理器，這些處理器可 6
1303330 由位於加州聖塔克拉拉（Santa Clara，California)之英特爾 (Intel)公司購得。或者，也可以使用其他的CPUs。 依據一實施例，匯流排105係一種與晶片組107之記憶 體控制集線器（MCH)ll〇組件相溝通的前側匯流排(FSB)。 5 MCH11〇包括一耦合至主系統記憶體115的記憶體控制器 112。主系統記憶體115儲存由資料信號所呈現之指令及編 碼的資料與次序，該等資料信號可被CPU 102或包括在系統 100内之任何裝置所執行。 在一實施例中，主系統記憶體丨15包括動態隨機存取記 10憶體(DRAM);然而，主系統記憶體115也可以使用其他記 憶體形式而實施。依據一實施例，MCH110經由一集線器介 面106被耦合至一輸入/輸出控制集線器（ICH) 14〇。在系統電 腦系統100内，ICH140提供了至輸入/輸出（I/O)裝置的一介 面。 15 第2圖顯示安裝在基材套件上之光學次總成之一實施 例的側面圖。於一實施例中，可實行光學次總成套件以麵 合電腦系統100内部組件之間的光學I/O，例如光學次總成 套件可耦合CPU102與MCH110,及/或MCH110與主記憶體 115之間的光學I/O。於其他實施例中，光學次總成套件可 2〇 將電腦系統1〇〇之内部組件耦合至另一電腦系統。 參看第2圖，一套件基材210係安裝在一印刷電路版 (PCB)200上。在PCB200與基材210之間係一球栅狀陣列 (BGA)205以提供介於PCB200與基材210之間的導電性。一 積體電路(IC)220係經由焊料凸塊215安裝在基材210上。於 7
1303330 一實施例中，IC 220係一電腦系統100之1C組件，諸如 CPU102、MCH110、ICH140 等等。 依據一實施例，光學次總成230被耦合至IC220。光學 次總成230包括一電氣互連件232、玻璃基材234及晶粒 236。互連件232將IC220耦合至玻璃基材234且被用於傳輸 高速電氣信號至安裝於其上之光電晶粒。於一實施例中， 互連件232係一撓性、高頻PCB。玻璃基材234係安裝在互 連件232上。於一實施例中，玻璃基材234以電極及用作電 氣接觸之凸塊圖案化。 10 晶粒236係安裝在玻璃基材234上。於一實施例中，晶 粒236係安裝在玻璃基材234上之覆晶。於另一實施例中， 玻璃基材234之尺寸較晶粒236為大。依據一實施例，晶粒 236係一傳輸及接收光學I/O之光電ic。於另一實施例中， 晶粒236係一垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)。然而，於另 15 一實施例中，晶粒236可被用作為一光偵測器或任何其他光 電裝置。 晶粒236從一安裝在基材210上之波導接收一光學輸入 並將該輸入資料轉換為一電氣形式。此外，晶粒236接收一 來自IC220之電氣輸出並轉換為一經由波導245傳輸至也安 20裝在基材210上之光學連接器250的光學信號。 依據一實施例，波導245係在基材210表面上直接製 造。所以在套件製造過程中，波導245係隨基材21〇而被圖 案化。結果，光學次總成230能夠直接耦合至波導245以利 用晶粒236貢獻之好處。於一實施例中，光學次總成23〇「開 8 1303330 啟電子（turns electr〇ns up)」以建立晶粒236之光軸及波導 • 245的完全對齊。於一實施例中，一焊料自我對齊的技術使 該對齊更加便利。 第3圖顯示安裝在基材21〇上之光學次總成之一實施例 5的頂視圖。如第3圖所示，因為波導245被圖案化為基材21〇 " 套件的一組件，所以晶粒236可被直接與波導245對齊而無 • 須轉動鏡子或其他對齊輔助物。 第3圖進一步顯示實施安裝連接器25〇至基材21〇的機 制連接為25〇包括以波導245閉鎖及對齊連接器MO之閉鎖 1〇機制31〇。此外，連接器250包括鉤320。 ； 第4圖顯示安裝在基材210上之光學次總成之另一實施 例的頂視圖。此貫施例表示對齊標記及溝槽440之製 造。利用對齊標記42〇及溝槽44〇以安I光學連接器25〇至 基材210上。 ^ ’本發％關技術領財具有itf知識者閱讀前 0 述之Λ明後無疑地會明白本發明可為許多的更改及修飾， 二了解的是藉由圖式表示及說明的任何特定實施例絕非 代=著限制。所以，各種實施例細節的參考資料並不意味 I專利耗圍之限制，巾請專利範圍本身僅係界定著視為 20本發明的技術特徵。 【圖式簡幕說明】 第1圖顯示—電腦系統之-實施例； 第2圖顯不一積體光學套件之一實施例的側視圖； 第3圖顯不一積體光學套件之一實施例的頂視圖；及 9 1303330 第4圖顯示一積體光學套件之另一實施例的頂視圖。 【主要元件符號說明】
100…電腦系統 215…焊料凸塊 102…中央處理器 220...積體電路 105…匯流排 230...光學次總成 106…集線器介面 232...電氣互連件 107...晶片組 234…玻璃紐 110...記憶體控制集線器 236…晶粒 112...記憶體控制器 245…波導 115···主系統記憶體 250…光學連接器 140…輸入/輸出控制集線器 310...閉鎖機制 200…印刷電路版 320···鉤 205...球柵狀陣列 420…對齊標記 210…毅 440···溝槽 10

Claims (1)

  1. Ϊ303330 第95110746號專利申請案申請專利範圍修正本97.05.26
    1· 一種光學互連系統，包括： 一印刷電路版(PCB); 一女裝在該PCB上的基材； 一安裝在該基材上的積體電路(1C); 一安裝在該基材上的光電次總成，包含： 一透過該基材耦合至該1C的撓性高頻PCB ;及 一安裝在該撓性PCB之第二端之金屬圖案化的玻璃基 材， 其中該撓性PCB具有與該基材平行的第一端以及與該 基材不平行但與該玻璃基材平行的第二端；以及 一圖案化在該基材上的波導，其中該光電次總成開啟電子 (turns electrons up)以建立光電1C之光軸與該波導之間的 直接對齊。 2·如申請專利範圍第1項之系統，其中該光電次總成更包 括： 一安裝在該玻璃基材上的光電1C。 3.如申請專利範圍第2項之系統，其中該光電1C係安裝在該 玻璃基材上的覆晶。 4·如申請專利範圍第2項之系統，其中該光電ic係一垂直共 振腔面射型雷射(VCSEL)。 5·如申請專利範圍第2項之系統，其中該光電1C係一光偵測 器。 6.如申請專利範圍第2項之系統，其中該光電1C係直接地對 Ϊ303330 齊該波導。 7. 如申請專利範圍第2項之系統，更包括一安裝於該基材上 之小型因子(SFF)光學連接器。 8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該光學連接器包括： 5 一將光學連接器閉鎖至該基材的閉鎖機制；及 一鉤。 9. 一種光電次總成，包括： 一撓性印刷電路版(PCB)，其具有透過第一基材耦合至一 積體電路(1C)的第一端； 10 一安裝在該撓性PCB之第二端上的玻璃基材， 其中該撓性PCB具有與該第一基材平行的第一端以及與 該玻璃基材平行但與該第一基材不平行的第二端；及 一光電1C，其安裝在該玻璃基材上以建立該光電1C之光 軸與一波導之間的直接對齊。 15 10.如申請專利範圍第9項之光電次總成，其中該光電1C係 安裝在該玻璃基材上的覆晶。 11. 如申請專利範圍第9項之光電次總成，其中該光電1C係 一垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)。 12. 如申請專利範圍第9項之光電次總成，其中該光電1C係 20 一光偵測器。 13. 如申請專利範圍第9項之光電次總成，其中該基材係一 玻璃基材。 14. 一種用於製造光學互連系統的方法，包括： 在一基材上圖案化一波導； 12 1303330 在該基材上安裝一積體電路(ic);及 在該基材上安裝一光電次總成以建立一光電1C之光軸與 該波導之間的直接對齊，其係藉由： 透過該基材將一撓性印刷電路版(PCB)與該1C耦合；並 5 安裝一玻璃基材在不與該基材平行之撓性PCB的第二端 上，其中該撓性PCB具有與該基材平行的第一端以及與該 基材不平行但與該玻璃基材平行的第二端。 15·如申請專利範圍第14項之方法，其中安裝該光電次總成 包括： 10 在該玻璃基材上安裝一光電1C。 16·如申請專利範圍第15項之方法，更包括在該基材上安裝 一光學連接器。 17_如申請專利範圍第16項之方法，其中在該基材上安裳該 光學連接器包括： 15 將該光學連接器與該波導對齊；及 閉鎖該光學連接器於該基材上。 18_如申請專利範圍第16項之方法，更包括在一印刷電路版 (PCB)上安裝該基材。 13
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