TWI497659B - 電路模組 - Google Patents

電路模組 Download PDF

Info

Publication number
TWI497659B
TWI497659B TW100108529A TW100108529A TWI497659B TW I497659 B TWI497659 B TW I497659B TW 100108529 A TW100108529 A TW 100108529A TW 100108529 A TW100108529 A TW 100108529A TW I497659 B TWI497659 B TW I497659B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
photon conversion
circuit module
heat sink
fastener
Prior art date
Application number
TW100108529A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201212184A (en
Inventor
Terrel Morris
Original Assignee
Hewlett Packard Development Co
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 Hewlett Packard Development Co filed Critical Hewlett Packard Development Co
Publication of TW201212184A publication Critical patent/TW201212184A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI497659B publication Critical patent/TWI497659B/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
    • G02B6/4266—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
    • G02B6/4256—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
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G02B6/428—Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • G02B6/4285—Optical modules characterised by a connectorised pigtail
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4093—Snap-on arrangements, e.g. clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • 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
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • 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
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • 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
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H01L2924/143—Digital devices
    • H01L2924/1433—Application-specific integrated circuit [ASIC]
    • 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
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H01L2924/143—Digital devices
    • H01L2924/1434—Memory
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1517—Multilayer substrate
    • H01L2924/15192—Resurf arrangement of the internal vias
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15313—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a land array, e.g. LGA
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10121—Optical component, e.g. opto-electronic component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10393—Clamping a component by an element or a set of elements
    • 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.
    • Y10T29/49126—Assembling bases
    • 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.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49144—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by metal fusion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

電路模組 發明的技術領域
本發明係有關一種電路模組。
 發明之技術背景
光子學可於連續整合階層實行於電腦與網路連結系統中。利用工業標準插入式模組的有線式解決方案是一種普通的機構，雖然可能也是最難與周邊電氣基礎建設整合的機構。替代地，矽光子學以較高程度整合了光子學與電子學。該等二個端點實行方案之間存在著多種結合電氣功能而提供從電子學轉換為光子學的解決方案。因此，便需要用以把該等解決方案整合到封裝應用的方法。
 發明的概要說明
依據本發明之一實施例，係特地提出一種電路模組，其包含：一基板；設置在該基板上的多個光子轉換單元；以及一保持總成，該保持總成包含：與該等多個光子轉換單元處於熱接觸的一散熱器；以及機械性地與該基板以及該散熱器耦合的一扣件，該扣件受組配成能使該散熱器朝著該等多個光子轉換單元壓抵；其中該等多個光子轉換單元藉由該保持總成可移除地固定至該基板，而不需使用一黏合材料。
圖式的簡要說明
第1圖以橫截面圖展示出根據本發明一實施例的一種電路模組100；第2圖以俯瞰圖展示出根據本發明一實施例的一種封裝基板10；第3圖以俯瞰圖展示出根據本發明一實施例之一面向的一種中介件插座28；以及第4圖以俯瞰圖展示出一種電路模組100，例如展示於第1圖中的電路模組。
現在將參照所展示出的例示實施例來進行解說，且在本文中將使用特定的語言來進行解說。儘管如此，將可瞭解的是，並不意圖限制本發明的範圍。
 較佳實施例的說明
在揭露與解說本發明之前，要瞭解的是，本發明的揭示內容不限於本文所揭露的特定結構、程序步驟、或材料，但本發明的揭示內容可延伸到該等的等效者，如熟知技藝者可瞭解的。亦應該了解的是，本文中使用的用語僅用於解說特定實施例的用途，且不意圖為具有限制性的。
在解說與請求本發明時，將根據下面的定義來使用以下的用語。
應該要注意的是，如本發明說明書以及伴隨申請專利範圍中所使用地，單數形式的”一”、“一種”、以及“該”包括該等用語的複數形式，除非本文中清楚地另外表示出來以外。
如本文中使用地，可針對方便的目地，把多個物件、結構性元件、組合式元件、及/或材料呈現在一共同列表中。然而，闡述該等清單的方式應該如同該清單中各個部件係個別地表示為一分別與獨特部件一般。因此，事實上，若沒有相反表示的話，單單地根據在一共同群組中的呈現方式，該種清單中沒有任何個別部件應該要被闡述為相同清單中之任何其他部件的一等效物。
如本文中使用地，“封裝”一語係特別地表示積體電路結構，其中二或更多個電子及/或光子元件係透過一基體板(substrate board)所支援的連結而互連，其在本文中亦稱為一“封裝基板(package substrate)”或“基板(substrate)”。
如本文中使用地，“熱接觸”表示二個實體之間之物理接觸的一種介面，而可以透過該介面來傳輸熱能。然而，要注意的是，熱接觸可包括直接表面對表面接觸，以及透過一導熱化合物薄層的接觸，例如散熱膏或散熱膠。同樣地，“朝著或抵接(against)”一語係表示一種狀態，其中一第一結構係與一第二結構接觸，且排除了設置在其間之其他結構的出現狀況。然而，這種定義並未排除施加在該等結構之間之該介面上一非黏性化合物薄層的出現狀況，例如散熱膏或散熱膠。
本發明所述的實施例允許共同封裝(co-packaging)電子與光子功能，而同時能避免區分附接件材料的相關聯困難。例如，當在一積體電路封裝上想要使用永久電氣連結時，該等電氣連結往往被焊接在適當位置。替代地，當想要使用永久光子光纖連結時，往往使該等光纖與特殊環氧化合物一起保持在適當位置。然而，當一整合式總成包含一光子連結以及一電氣連結二種時，程序互動可出現一項挑戰。焊接程序，尤其是無鉛程序，牽涉到接近於或超過許多環氧化合物之工作範圍的溫度。因此，在不使環氧光子附接件降級的條件下，要達到一可靠焊接電子附接件是相當具有挑戰性的。此外，當光子轉換單元永久地附接至一多晶片模組時，一單一單元上的一單一故障通道可能會迫使整個模組受到置換。
通常與多晶片模組相關聯的議題可藉由本發明所述的實施例來解決。尤其，本發明實施例提供方便替換電疇與光疇的技術。
根據一實施例，一種電路模組可提供共同封裝電疇與光疇。在一特定面向中，該電路模組可包括用以提供電疇以及板下光子功能之間之可連結性的多個可分離光子轉換單元。
更確切來說，本發明所述實施例允許使一或多個ASIC與光子轉換功能共同封裝在一起。以信號完整性的角度來看，這是令人滿意的。包含一電氣邏輯功能的一模組(例如體現於一ASIC的電氣邏輯功能)結合了整合式光子連結後，對運算與網路連結系統中的數種系統與切換功能是一種有用的尺寸外型。該種結合方式允許該ASIC功能以及該光子轉換功能之間的電子路徑能經過相對短的距離(相較於把電路導線設置在一較大電路板邊緣的一種解決方案)，且因為缺乏長板通孔與插板階層連接器的關係，而經過一較不具挑戰性的電氣環境。該種信號路由面向的結果可以改善信號完整性並且縮減功率需求。
此外，可以解決往往與多晶片模組相關聯的部分產量與可測試性問題，因為可容易地置換致能該等電疇與光疇之間之轉換的該等單元，而不會使該模組暴露在焊接流回溫度或外來修護程序之下。
在本發明所述實施例的另一面向中，該電路模組可包括一種熱解決方案，其可在多個光子轉換單元之間共用且亦可使該等光子轉換單元固定在適當位置。更確切來說，本發明所述實施例另提供一種機會，其用以於模組階層整合一散熱器，而不是每個光子轉換單元一個散熱器的方式。此外，可把該散熱器整合到一保持總成中，進而提供一種容易使用的簡單、整合式的熱解決方案。因此，該散熱器與感熱介面不需要暴露在焊接流回溫度下，因此可以在替換電疇或光疇的過程中，保護感熱介面的完整性，使其不會分裂。
電路模組100的一例示實施例以橫截面圖展示於第1圖中。該電路模組可包含適於使一或多個電子功能與一或多個光子功能共同封裝的基板10。更確切來說，該基板可為由一種普通封裝材料製成的一種標準封裝基板，例如陶瓷材料或有機材料。該基板可另包括封裝導線12，其針對該等範疇內以及該等範疇之間的電氣連結而受組配，例如大型積體電路(LSI)以及超大型積體(VLSI)電路中的電氣連 結。在一特定實施例中，基板10為一VLSI基板。
該電路模組可另包含至少一種電子功能。在一特定實施例中，一種電子功能可包含附接至該基板的一特定應用積體電路(ASIC)14。該ASIC可為多個積體電路裝置中的任何一個，例如一微處理器、記憶體、橫桿、快取控制器等等。該電子功能可包含一單一ASIC或多個該種裝置。
ASIC 14可利用技藝中已知的數種技術與材料中的任一種而附接至基板10。在一特定面向中，該ASIC係固定式附接至該基板。在一較特定面向中，該ASIC係被焊接到該基板。在一更特定面向中，可使用無鉛焊料來附接該ASIC。第1圖展示出利用一例示球柵陣列(BGA)焊接附接件16附接至一基板的一ASIC。所展示的該基板亦受到位於其相反面上之另一個BGA的組配而作為一印刷電路板的附接件；然而，亦可闡述具有不同附接件構件的基板，例如岸面柵陣列或接腳柵陣列，以供用於本發明的實施例中。
該電路模組可另包含至少一種光子功能。在一特定實施例中，該光子功能可包括一或多個光子轉換單元18。該光子轉換單元可為技藝中用來把封裝上電子信號轉換為光子信號(或把光子信號轉換成電子信號)之數種已知結構中的任一種。因此，多個光子轉換單元可包括發射器、接收器與收發器中的任一種。在一特定實施例中，一光子轉換單元可包括一垂直腔面射型雷射(VCSEL)。在一面向中，一光子轉換單元可受組配成能界接於標準光學連結，例如多纖推拉式(MPO)或多纖終止推拉式(MTP)連接器。
插入式模組，例如SNAP-12模組，係普遍地於插板階層而用於業界中，以在光子與電子信號之間進行轉換。然而，在某些狀況中，該等模組的大小可能不適於用在一共同封裝解決方案中。此外，用以界接於該等模組之可分離電子連接器的電氣效能可能會因為高頻率而受害。再者，因為這種光子轉換的方法係用於插板階層，而非用於模組上，從一ASIC通往該基板的導線長於一共同封裝模組上的導線。此外，該等導線通常必須穿過一相當厚PCB總成的至少二個電鍍通孔，因而進一步縮減了高速信號完整性。在瞭解了該等考量之後，本發明實施例提供可用於一共同封裝模組中的光子轉換單元，而該等光子轉換單元同時與該基板分離。在一特定實施例中，可使用藉由軟辮線連結20連接至光纖的光子轉換單元，如第1圖所示。
如第2圖中之基板10的俯瞰圖所示，該基板可包括用來做為導線12以及經封裝元件之間之連結點的接點22。為了展示目的，在第2圖中展示了幾條導線。然而，應該要注意的是，該基板可包括任何數量的導線，依據電路模組100中所需的連結數量而定。接點可在接點區24中成組，其中各個欄位可包含利用對應於一封裝元件上之輸入或輸出終端之方式來配置的數個接點。可藉著使各個元件定向來備置元件之間的連結性，以使得各個元件的終端能與適當導線接點接觸。因此，本發明實施例的光子轉換單元18可在基板10上定向，以便與導線接點界接，並且進而透過該等導線與ASIC 14或在該模組上封裝的其他元件連接。
在一實施例中，可藉著把引導機構包括在基板10中來針對一或多個光子轉換單元18備置適當定向。在一特定實施例中，可使用一種接腳與導孔機構。該種配置係展示於第1圖與第2圖中，其中導孔26係包括在該基板中以收納光子轉換單元上所包括的導銷27。在另一實施例中，該基板可包括中介件插座28，如第3圖分別展示地，其中該中介件插座提供該等光子轉換單元以及該基板上之接點之間的校準。
在該等實施例的一特定面向中，光子轉換單元18係直接地設置在基板10上並且與接點22對齊，而不必使用一黏合材料。更確切來說，該等光子轉換單元係與該基板的一特徵直接接觸，例如一接點板或中介件插座，且係保持為適當位置，而不需要在該光子轉換單元以及該特徵之間使用焊接或任何其他黏合材料。根據該實施例，與該基板的接觸可由一機構來維持，該機構可固定該單元，而同時保持可分離性。在一特定實施例中，電路模組100包含一保持總成，其受組配成能把光子轉換單元可移除地固定到該基板。以此種方式安裝的各個光子轉換單元可進而連接至該模組上的其他範疇，而同時維持與該電路模組分離。再者，此方法允許使用不需要導銷插座的光子轉換單元，其大小往往對小型尺寸外型的封裝模組來說並不恰當。
在一較特定實施例中，該保持總成包含與光子轉換單元18處於熱接觸狀況的散熱器30，以及一扣件，而藉著該扣件，可使該散熱器以及光子轉換單元固定至該電路模組。可藉著把該散熱器朝著光子轉換單元18設置來備置此種配置，以提供熱接觸，以使得該光子轉換單元所產生的熱能能進入到該散熱器且在該散熱器中遍佈及/或從該散熱器散發出去。因此，可使該散熱器朝著該光子轉換單元的任何可得表面設置，透過該表面可以產生充分的熱能傳輸。在一特定面向中，可使該散熱器從基板10朝著該光子轉換單元的相反側設置。該種配置的一實例係展示於第1圖中。在一較特定實施例中，係把多個光子轉換單元以及一散熱器設置為能使得該散熱器與該等多個光子轉換單元處於熱接觸狀況。於此，可在多個光子轉換單元之間共享一單一熱解決方案。
散熱器30以及光子轉換單元18之間的熱接觸可包括直接表面對表面接觸。應該要注意的是，所述的配置亦允許透過對該等接觸表面中之一施加的導熱化合物31薄層而接觸。根據該實施例，導熱糊、導熱膠、導熱膏等可包括在介於該散熱器與光子轉換單元之間的一薄層中。
該保持總成可另包含一扣件，其受組配成能使散熱器30朝著光子轉換單元18壓抵。在一面向中，該扣件可機械性地耦合至基板10，且亦耦合至該散熱器，以便對設置在該等二個部件之間的該等光子轉換單元施加壓力。在一特定實施例中，由該扣件備置的該壓力可使得該等光子轉換單元朝著該基板壓抵。因此，該實施例的一面向是可由該保持總成把該等光子轉換單元固定到電路模組100，而不必使用一種黏合材料。另一個面向中，該保持總成可維持一光子轉換單元相對於接點22的一定向，以便保存該單元以及其他封裝元件之間的連結。
該扣件可包含任何適於使散熱器30針對光子轉換單元18壓抵的機構。該實施例的一面向是，該等光子轉換單元係由該保持總成可移除地固定至該基板。因此，可以組配扣件，以使它能解除與該等轉換單元的接合狀況，或替代地，整體地從該基板移除。在一特定實施例中，如第1圖與第3圖所示，該扣件可包含耦合至基板10以及該散熱器的彈簧夾32。然而，可以使用用以使該散熱器朝著該等光子轉換單元壓抵的其他構件，例如從該基板延伸到該散熱器的一螺釘。
根據使用一扣件的狀況，該基板可包括安裝孔34，該扣件可藉著該等安裝孔耦合至基板10。當該扣件包含彈簧夾32時，該等安裝孔可做為用以固定該彈簧夾的插入點。當該扣件包含一螺釘時，該安裝孔可容納該螺釘的插入狀況，並且可另包括螺紋或用以固定該螺釘的其他構件。此外，散熱器30可包括用以耦接於該扣件的適應構造物。當該扣件包含一彈簧夾時，該散熱器可包括用以收納該彈簧夾的止動裝置36，如第1圖所示。當該扣件包含一螺釘時，該散熱器可包括用以容納該螺釘之一端的孔、插座、螺紋等。
該扣件可呈現出整合到電路模組100之結構中的各種不同階層。該扣件與散熱器30可耦合，以便構成一單一結構性單元。例如，一彈簧夾可永久地連接至該散熱器、永久地連接至基板10、或為該等二種狀況。在另一實例中，可把一或多個螺釘的螺釘頭整合到該散熱器的主體中。在一替代實施例中，可把該基板與該扣件組配成使該扣件能收放式地耦合至該基板、收放式地耦合至該散熱器、或該等二種狀況。
在本發明所述的實施例中，光子轉換單元18係可移除地固定到基板10。更確切來說，光子轉換單元可藉著鬆開該保持總成而各個別地與電路模組100分離。在一面向中，鬆開動作可藉著改變該扣件的組態而完成，以縮減透過散熱器30對該等光子轉換單元施加的壓力。例如，當該扣件為一彈簧夾32時，可使該彈簧夾從該基板拉開以鬆開一光子轉換單元。在另一實施例中，可解除該扣件與該基板或該散熱器的耦合狀態，以鬆開一光子轉換單元。
一種用以在一電路模組中共同封裝電子與光子功能的方法可包含：在基板10上設置多個光子轉換單元18，並且把一電子功能附接到該基板中。在一特定實施例中，該電子功能可包含ASIC 14。在本實施例的一面向中，該ASIC係固定式地附接至該基板。在一特定實施例中，該ASIC係被焊接到該基板。在一較特定面向中，可使用無鉛焊料來附接該ASIC。
該方法可包含直接地在基板10上設置該等多個光子轉換單元18，而不需要使用一種黏合材料來使該等單元附接至該基板。該等光子轉換單元可反之利用一種熱解決方案(其以上述方式把該等單元保持在該基板上)而成為可移除地固定的。因此，該方法另包含朝著該等多個光子轉換單元設置一散熱器，以便提供該散熱器以及該等光子轉換單元之間的熱接觸。在一特定實施例中，可藉著在該散熱器以及至少一光子轉換單元之間包括一導熱化合物層來另提供熱接觸。
該方法可另包含使一扣件耦合至該基板以及該散熱器，以使該扣件朝著該等多個光子轉換單元壓抵該散熱器。該等多個光子轉換單元可藉此可移除地固定到該基板。
具有電子與光子功能的電路模組100可被安裝到一印刷電路板上。該電路模組可藉由一附接件附接至該印刷電路板，如技藝中已知的附接件，包括但不限於一接腳柵陣列、一岸面柵陣列、一球柵陣列等等。在一特定實施例中，該電路模組可被焊接到一印刷電路板。在一較特定實施例中，可利用一種無鉛焊料來焊接該電路模組。
本發明方法的一面向是光子轉換單元18係可移除地固定到基板10，而不必使用一黏合材料。因此，該電路模組可接受焊接步驟，而不會因為焊接流回溫度使該光子轉換單元附接件斷裂。因此，在一實施例中，在已經把該等光子轉換單元附接到該基板之後，可把該電路模組焊接到一印刷電路板。在另一實施例中，可以在不使光子轉換單元附接件斷裂的狀況下，使焊接附接件還原或重新製造焊接附接件，進而允許替換經焊接的元件。在一面向中，可以替換焊接至該基板的一ASIC，而同時維持光子轉換單元附接到該基板的狀況。
總結說明並且做某種程度的重申，本發明揭露一種電路模組，其允許共同封裝電子與光子功能，而同時避免區分附接件材料的相關聯困難度。該電路模組可包括安裝在一基板上的一電子功能，且該電子功能可固定式地附接至該基板。該電路模組可另包括可移除地固定到該基板的一光子功能。尤其，可利用一種保持總成來固定該光子功能的元件，該保持總成包含一種可在該等元件之間共享的熱解決方案。
本發明所述的實施例可避免用於永久光子連結以及永久電子連結之程序之間之需求而產生的衝突，進而允許改良式模組產出以及增進製程操作中的彈性。它們另提供一種與以BGA焊接到該主要印刷電路板之模組相容的機構、與附接至該主要印刷電路板之PGA插座相容的機構、或與附接至該主要印刷電路板之LGA插座相容的機構。此種解決方案亦可緩和傳統多晶片模組的測試、產量與修補性的議題，進而降低整體模組風險。
儘管上面的例示實施例展示了本發明的原則，熟知技藝者應該了解的是，在不脫離本發明原則與概念的狀況以及不施行本發明能力的條件下，可做出實行方案之形式、用途與細節上的多種修改方式。因此，並不意圖使本發明受限，除了由以下申請專利範圍所限制的之外。
100．．．電路模組
10．．．封裝基板
12．．．封裝導線
14．．．特定應用積體電路(ASIC)
16．．．球柵陣列(BGA)焊接附接件
18．．．光子轉換單元
20．．．軟辮線連結
22．．．接點
24．．．接點區
26．．．導孔
27．．．導銷
28．．．中介件插座
30．．．散熱器
31．．．導熱化合物薄層
32．．．彈簧夾
34．．．安裝孔
36．．．止動裝置
第1圖以橫截面圖展示出根據本發明一實施例的一種電路模組100；
第2圖以俯瞰圖展示出根據本發明一實施例的一種封裝基板10；
第3圖以俯瞰圖展示出根據本發明一實施例之一面向的一種中介件插座28；以及
第4圖以俯瞰圖展示出一種電路模組100，例如展示於第1圖中的電路模組。
100．．．電路模組
10．．．封裝基板
12．．．封裝導線
14．．．特定應用積體電路(ASIC)
16．．．球柵陣列(BGA)焊接附接件
18．．．光子轉換單元
20．．．軟辮線連結
27．．．導銷
30．．．散熱器
31．．．導熱化合物薄層
32．．．彈簧夾

Claims (15)

  1. 一種電路模組，其包含：一基板；設置在該基板上的多個光子轉換單元；以及一保持總成，其包含：與該等多個光子轉換單元處於熱接觸的一散熱器；以及機械性地與該基板以及該散熱器耦合的一扣件，該扣件係受組配成能使該散熱器朝著該等多個光子轉換單元壓抵；其中該等多個光子轉換單元係藉由該保持總成可移除地固定至該基板，而不需使用一黏合材料。
  2. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其另包含焊接至該基板且與該等光子轉換單元中之至少一個處於電氣連結的一特定應用積體電路(ASIC)。
  3. 如申請專利範圍第2項之電路模組，其中該特定應用積體電路係藉由無鉛焊料焊接至該基板。
  4. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其另包含處於該散熱器以及至少一光子轉換單元之間的一導熱化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該扣件係收放式地耦合至該基板。
  6. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該扣件係收放式地耦合至該散熱器。
  7. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該扣件包括一彈 簧夾以及一螺釘中的一個。
  8. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該等光子轉換單元係由一接腳與導孔機構在該基板上受定向。
  9. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該等光子轉換單元係由一中介件插座在該基板上受定向。
  10. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該等光子轉換單元包括一光纖軟辮線。
  11. 如申請專利範圍第1項之電路模組，其中該等光子轉換單元包括一垂直腔面射型雷射(VCSEL)。
  12. 一種用以在電路模組中共同封裝電子與光子功能的方法，其包含下列步驟：將一特定應用積體電路焊接至一基板；直接地在該基板上設置多個光子轉換單元，而不使用一黏合材料；將一散熱器抵接該等多個光子轉換單元設置，以提供該散熱器與該等光子轉換單元中之至少一個之間的熱接觸；將一扣件耦合至基板並且耦合至該散熱器，以使該扣件朝著該等多個光子轉換單元壓抵該散熱器，進而能把該等多個光子轉換單元可移除地固定到該基板。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其另包括把該基板焊接至一印刷電路板。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中可藉著在該散熱器以及至少一光子轉換單元之間包括一導熱化合物層來另 提供熱接觸。
  15. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該扣件包括一彈簧夾以及一螺釘中的一個。
TW100108529A 2010-04-30 2011-03-14 電路模組 TWI497659B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2010/033313 WO2011136819A1 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Circuit module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201212184A TW201212184A (en) 2012-03-16
TWI497659B true TWI497659B (zh) 2015-08-21

Family

ID=44861851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100108529A TWI497659B (zh) 2010-04-30 2011-03-14 電路模組

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9082745B2 (zh)
TW (1) TWI497659B (zh)
WO (1) WO2011136819A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9900102B2 (en) * 2015-12-01 2018-02-20 Intel Corporation Integrated circuit with chip-on-chip and chip-on-substrate configuration
US11333907B2 (en) 2017-05-23 2022-05-17 Rockley Photonics Limited Optical engine
CN112567650A (zh) * 2018-04-12 2021-03-26 洛克利光子有限公司 光学引擎
US11573387B2 (en) 2018-04-12 2023-02-07 Rockley Photonics Limited Optical engine
GB2587961B (en) 2018-04-12 2022-05-18 Rockley Photonics Ltd Electro-optical package and method of fabrication
WO2019207363A1 (en) 2018-04-25 2019-10-31 Rockley Photonics Limited Electro-optical package and method of fabrication

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473510A (en) * 1994-03-25 1995-12-05 Convex Computer Corporation Land grid array package/circuit board assemblies and methods for constructing the same
US6381137B1 (en) * 2000-01-27 2002-04-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor module

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625732A (en) 1993-11-05 1997-04-29 Motorola Optical interface unit with detachable photonic device
US5653280A (en) * 1995-11-06 1997-08-05 Ncr Corporation Heat sink assembly and method of affixing the same to electronic devices
US5699229A (en) * 1996-03-28 1997-12-16 Intel Corporation Compliant hinge clip attachment
US6249436B1 (en) * 1999-08-30 2001-06-19 Sun Microsystems, Inc. Wire heat sink assembly and method of assembling
US6392887B1 (en) * 1999-12-14 2002-05-21 Intel Corporation PLGA-BGA socket using elastomer connectors
US6588943B1 (en) 2000-08-07 2003-07-08 Teradyne, Inc. Electro-optic connector module
AU2002231027A1 (en) 2000-12-13 2002-06-24 Teraconnect, Inc. A packaging system for two-dimensional optoelectronic arrays
US6816375B2 (en) * 2001-08-03 2004-11-09 Texas Instruments Incorporated Heat sink attachment
KR20020035819A (ko) 2002-04-25 2002-05-15 주식회사 포스기술 방수, 방진 구조를 가진 방열판 겸용 반사면을 구비한발광소자 매트릭스 모듈 및 그 형성방법
US6972958B2 (en) 2003-03-10 2005-12-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Multiple integrated circuit package module
US6981542B2 (en) * 2003-10-29 2006-01-03 Rotys Inc. Multi-heatsink integrated cooler
EP1754323A2 (en) 2004-06-02 2007-02-21 Wilbur C. Vogley Chip to chip optic alleys and method
EP1834355B1 (de) 2004-12-30 2011-04-27 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Kühlvorrichtung zur kühlung eines halbleiterbauelementes, insbesondere eines optoelektronischen halbleiterbauelementes
CN2810112Y (zh) * 2005-05-20 2006-08-23 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置
US7570490B2 (en) * 2005-08-31 2009-08-04 Ati Technologies Ulc Variable spring rate thermal management apparatus attachment mechanism
US7310226B2 (en) * 2005-11-22 2007-12-18 Super Micro Computer, Inc. Modularized redundant heat sink for dissipating heat generated from chips
JP2007286553A (ja) 2006-04-20 2007-11-01 Mitsumi Electric Co Ltd 電気光変換モジュール
US7626822B2 (en) * 2007-12-12 2009-12-01 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Heat sink assembly for multiple electronic components
US7740380B2 (en) * 2008-10-29 2010-06-22 Thrailkill John E Solid state lighting apparatus utilizing axial thermal dissipation
CN102378529A (zh) * 2010-08-09 2012-03-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 引导装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473510A (en) * 1994-03-25 1995-12-05 Convex Computer Corporation Land grid array package/circuit board assemblies and methods for constructing the same
US6381137B1 (en) * 2000-01-27 2002-04-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
TW201212184A (en) 2012-03-16
US20130050949A1 (en) 2013-02-28
US20150260932A1 (en) 2015-09-17
WO2011136819A1 (en) 2011-11-03
US9244232B2 (en) 2016-01-26
US9082745B2 (en) 2015-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230251441A1 (en) Transceiver and interface for ic package
WO2021212849A1 (zh) 一种光模块
TWI497659B (zh) 電路模組
JP5943372B2 (ja) 小型高速光モジュール
US7084496B2 (en) Method and apparatus for providing optoelectronic communication with an electronic device
EP1022822B1 (en) Optical module
JP3511389B2 (ja) チップ・パッケージ
US7137744B2 (en) Fiber optic transceiver module with rigid and flexible circuit boards
JP4825739B2 (ja) 光電気混載基板と光電気パッケージとの構造体
US6497518B1 (en) Miniature opto-electronic transceiver
US20130017715A1 (en) Visual Indicator Device and Heat Sink For Input/Output Connectors
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
US20140071632A1 (en) Semiconductor device, communication device, and semiconductor package
US8867231B2 (en) Electronic module packages and assemblies for electrical systems
KR20100092861A (ko) 광 전기 복합 배선 모듈 및 그 제조 방법
US8189645B2 (en) Adapted semiconductor laser package
US7249896B2 (en) Array optical sub-assembly
CN114035286A (zh) 一种光模块
TWI477838B (zh) 用以轉換信號之裝置及方法、以及用以製造該裝置之方法
US20230341640A1 (en) Optical module
US7128472B2 (en) Method and apparatus for providing optoelectronic communication with an electronic device
CN218767433U (zh) 一种光模块
CN216248442U (zh) 一种光模块
TW201602663A (zh) 具有散熱結構的主動光學組件
WO2023109297A1 (zh) 光模块连接组件、共封装光学结构和网络设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees