[发明专利]用于布置和对齐光电部件的装置

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年11月10日提交的美国临时申请第61/558,006号和于2011年11月11日提交的美国临时中请第61/558,788号的权益，两者都通过引用合并于此。

技术领域

本公开一般地涉及光电组件，更具体地，涉及利用精密创建的基准腔(reference cavity)来提供光电组件的光学部件之间的无源对齐。

背景技术

多种类型的光电模块包括若干个分立的光学部件和电气部件，这些部件需要相对于彼此被精确地布置。硅(或玻璃)载体基板(有时称作中介层(interposer))通常被用作支撑结构来固定这些部件的位置，并且有时还可以提供所选的部件之间所需的电信号路径和光信号路径。在其它布置中，光学部件和电气部件可以被直接布设在基于绝缘硅片(SOI)的光学平台的硅表层之上和之内。不管支撑装置的结构如何，都要求各种光学部件之间的光学对齐，以确保维护光信号路径的完整性。

有源对齐处理一般要求把可视系统和微定位装置结合使用，以调整第一光学部件相对于另一光学部件的位置。这些有源对齐装置一般是缓慢并且昂贵的，影响装配操作的生产量和周期时间。与有源对齐相反，可以利用“无源”光学对齐布置，其依赖于在基板和每一光学部件上形成的匹配和配套的对齐基准点(fiducials)。作为一个缺点，无源对齐装置由于要求与在每一光学部件上形成基准点相关联的附加的步骤而增加了制作各个部件的成本和复杂度。此外，这些光电组件通常被构建为个体的单元，因此需要逐个单元地执行(有源或无源)光学对齐，昂贵和耗时。

事实上，随着对光电模块的需求持续增长，单个单元地装配的途径已成为问题。晶片级封装被认为是更有效和有成本效益的途径，我们于2012年5月3日提交的、共同在审的第13/463,408号申请公开了晶片级封装的一个示例性布置，该申请通过引用方式结合于此。

在我们的共同在审申请中，硅晶片被用作“平台”(即，中介层或载体)，多个光电模块的全部部件被安装或集成于其上，硅中介层的上表面用作基准平面，为光学对齐的目的而限定光信号路径。使用单一的硅晶片给大量分立的模块作为平台允许晶片级装配处理在相对短的时间段内有效地装配大量的模块。

尽管使用晶片级装配提高了制造工艺的效率，但是使用有源对齐处理在其复杂性和低生产量方面仍然存在缺点。随着光电组件的大小和复杂性持续增加，越来越难以在基板和光学部件上找到位置来创建用于无源对齐替代方案的对齐基准点。

附图说明

包含于本公开中并构成了本公开的一部分的附图图示了本发明的各种实施例。在附图中：

图1是光电模块组件的等距视图，图示了光学部件在对齐的配置中的布局，以及对齐的部件之间的示例性光信号路径；

图2是图1的基板在未经填充的情况下的等距视图，示出了用于依据本发明用于对光学部件进行布置和无源对齐的多个基准腔；

图3-图5图示了依据本发明的一个实施例用于在覆盖于基板上的钝化层内创建基准腔的一组示例性处理步骤，其中图3(a)、图4(a)和图5(a)示出了光学基板的俯视图，图3(b)、图4(b)和图5(b)示出了同一装置的侧面剖视图，其中，钝化层区域被移除以形成基准腔；

图6图示了图3-图5的配置的替代布置形式，将多个基准腔直接蚀刻在用于支撑多个光学部件的基于SOI的装置的共同硅基板上，其中图6(a)是基于SOI的装置的俯视图，图6(b)是基于SOI的装置沿图6(a)中的线6-6剖开的侧视图；

图7示出了本发明的另一实施例，在此情形下优选地包括至少一个基准腔内形成的多个槽，这些槽用于对布置粘接材料进行引导并且允许创建细的接合线，其中，图7(a)是示例性基板的俯视图，包括一组基准腔，图7(b)是一个腔的放大视图，示出了在腔的底板(floor)上形成的多个槽，图7(c)是图7(b)的放大部分沿线7-7剖开的侧面剖视图，以侧视图示出了这些槽；

图8描绘了本发明的又一实施例，在此情形下包括至少一个基准腔的下表面上形成的多个肋(rib)，这些肋用作隔离件(standoff)来控制光学部件相对于基准腔的布置深度，其中图8(a)是包括基准腔的示例性基板的俯视图，图8(b)是沿线8-8剖开的侧面剖视图并且示出了基准腔内的多个肋，图8(c)是图示了把光学部件布置在基准腔内的肋上的侧视图。

具体实施方式

概览