專利名稱：用于光電子模塊的光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光電子模塊的光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光電子模塊通常設(shè)計(jì)為在模塊的接收光纖的一端以及插入到電子系統(tǒng)中的相對(duì)端具有相對(duì)較小的面積。小的面積允許將光電子模塊布置為密集陣列，以并行處理大量光信號(hào)。然而，這種光電子模塊具有基本的封裝問(wèn)題，即，包含光源(例如，發(fā)光二極管(LED)和垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL))或光探測(cè)器(例如，光電二極管和PIN探測(cè)器)的芯片一般要求光路垂直于該芯片的上表面。包含光源和/或探測(cè)器的一個(gè)芯片或多個(gè)芯片可以定位為平行于接收光纖的一端，但是該端的面積一般太小，以至于不能容納光電子模塊中所需的所有的光電子器件、集成電路(IC)和其他部件。
一種光電子模塊封裝方案安排光電子芯片，使主要表面平行于光電子模塊的端面，并且使用柔性電路(flex circuit)的電彎曲(electrical bend)來(lái)將光電子芯片連接到包含光電子模塊的其他電路的垂直電路板。垂直電路板沿光電子模塊的長(zhǎng)度方向延伸，并且不干擾陣列中的光電子模塊的期望封裝密度。
光電子模塊的另一個(gè)封裝考慮是使分立的光學(xué)元件與光電子芯片上的光源和/或探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。具體地說(shuō)，光電子模塊一般要求光源(例如，發(fā)射側(cè)的激光器或LED，或者接收側(cè)的光纖)、居間透鏡元件以及目標(biāo)(例如，用于發(fā)射側(cè)的光纖，或者用于接收側(cè)的光電二極管)之間高精度的對(duì)準(zhǔn)。
對(duì)于光電子模塊封裝，另一個(gè)技術(shù)障礙是在具有溫度敏感的光電子器件的光電子模塊中的高功率IC(例如，微控制器、編碼器、解碼器或者驅(qū)動(dòng)器)的熱管理。熱管理尤其重要，因?yàn)橹T如VCSEL之類的光電子器件的性能可能對(duì)溫度波動(dòng)極其敏感。優(yōu)選的，使光電子器件與光電子模塊中的高功率IC所產(chǎn)生的熱隔離開(kāi)，或者將其保護(hù)起來(lái)。
圖1示意性地示出了傳統(tǒng)的光電子模塊100，其使用柔性電路110將光電子芯片130連接到其上安裝有高功率IC 150的垂直電路板140。共享的傳熱器160幫助將在高功率IC 150和芯片130中產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)到散熱器170，其一般具有用于散熱的散熱片。柔性電路110提供光電子芯片130與垂直電路板140或IC 150之間的電通路，以使得垂直于光電子芯片130表面的光路可以與光纖190和居間光學(xué)元件180對(duì)準(zhǔn)。
與光電子芯片130相比，IC 150一般對(duì)熱較不敏感。因此，電路板140可以選擇為提供低的熱傳導(dǎo)率，以允許IC 150自加熱。然而，傳熱器160提供了高功率IC 150與溫度敏感的芯片130之間的熱路徑，使得電路板140或IC 150與芯片130之間的距離需要相對(duì)較大，以控制熱從IC 150流動(dòng)到光電子芯片130。增加該距離一般增加了所需要的柔性電路110的大小和成本。
關(guān)于光電子模塊的另一個(gè)考慮是生產(chǎn)率。制造光電子模塊100的典型工藝將光電子芯片130附接到柔性電路110，在該點(diǎn)，芯片/柔性電路組件被測(cè)試。然而，將該組件附接到傳熱器160并進(jìn)行到電路板140的連接要求芯片/柔性電路組件的進(jìn)一步處理。這些額外的處理增加了損壞的風(fēng)險(xiǎn)，降低了可操作的光電子模塊的生產(chǎn)率。
不管是由于額外的處理還是其他原因而導(dǎo)致產(chǎn)率下降，都是代價(jià)高昂的。例如，光學(xué)模塊的測(cè)試一般要求老化(burn-in)測(cè)試，在此期間，光電子芯片130中的VCSEL或者其他激光器以一定的功率在一定的溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作，以清除有故障的。如果芯片130發(fā)生故障，則要求附接柔性電路110進(jìn)行芯片130的老化測(cè)試的傳統(tǒng)制造工藝將要承受損失柔性電路110的代價(jià)。這是極大的額外代價(jià)，因?yàn)槿嵝噪娐?10一般可能是光學(xué)子組件成本的50％，尤其是在柔性電路110必須足夠大以提供上述的電彎曲時(shí)。
需要開(kāi)發(fā)出這樣的光電子模塊能夠以高生產(chǎn)率、低成本制造，并且提供所期望的模塊外形、所要求的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)、以及所要求的熱管理。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，光電子模塊使用光旋轉(zhuǎn)來(lái)將光信號(hào)引導(dǎo)入或引導(dǎo)出光電子模塊。利用這種光旋轉(zhuǎn)，一個(gè)和多個(gè)光電子芯片可以被安裝到基板上，例如，電路板、陶瓷安裝底座，或者柔性電路和支持傳熱器的組合。在對(duì)基板上的光電子芯片進(jìn)行測(cè)試之后，光學(xué)透鏡元件、以及包括集成的旋轉(zhuǎn)鏡和對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的帽可以被附接到基板或者光電子芯片，來(lái)完成光學(xué)子組件。散熱器也可以被附接到鄰近帽的基板。然后，可以使用線接合來(lái)將光學(xué)子組件電連接到包含高功率IC的主模塊。光學(xué)子組件和主模塊可以具有到共享散熱器的分別的熱路徑，以最小化從高功率IC產(chǎn)生的熱干擾。
用于光電子模塊的制造過(guò)程可以將光電子芯片附接到基板，并且測(cè)試(例如，老化測(cè)試)所得到的結(jié)構(gòu)。測(cè)試過(guò)的結(jié)構(gòu)具有相對(duì)較低的投資成本，從而提供了較低的缺陷芯片損失成本。在一種特定實(shí)施例中，基板包括比傳統(tǒng)使用的柔性電路小很多、簡(jiǎn)單很多的柔性電路。高度依賴于大小和復(fù)雜性的柔性電路成本可以被極大地減少，例如，在本發(fā)明某些實(shí)施例中，成本以10倍的量級(jí)減少。提供對(duì)光電子芯片密封的帽可以包括彎曲的或平面的旋轉(zhuǎn)鏡和對(duì)準(zhǔn)柱，可以用諸如塑料之類的低成本材料將它們制作為一片的結(jié)構(gòu)。將帽附接到基板完成了光學(xué)組件。當(dāng)與具有較大的附接柔性電路相比時(shí)，該光學(xué)子組件是相對(duì)彈性結(jié)構(gòu)，并且在將光學(xué)子組件組裝到光電子模塊中時(shí)，可以減少損壞的機(jī)會(huì)，并提高產(chǎn)率。在主模塊和光學(xué)子組件被附接到散熱器并例如通過(guò)線接合被電互連之前，包含高功率IC的主模塊可以分別地制造。
本發(fā)明一種特定的實(shí)施例是這樣的光電子模塊其包括光學(xué)子組件，主模塊和散熱器，光學(xué)子組件被安裝在主模塊上，散熱器被安裝在光學(xué)子組件上。光學(xué)子組件包括基板和光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，基板基本平行于主模塊，光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)在垂直于基板到平行于基板之間旋轉(zhuǎn)光學(xué)子組件的光路。另外，光學(xué)子系統(tǒng)可以包括安裝在基板上的光電子芯片，并且該光電子芯片可以包含用于平行光學(xué)應(yīng)用的多個(gè)器件，例如光源或探測(cè)器。具有平面或彎曲的旋轉(zhuǎn)鏡的帽可以包圍并保護(hù)光電子芯片，該光電子芯片具有延伸到帽之外的電跡線，并且接合線可以將光學(xué)子組件和主模塊電連接起來(lái)。
本發(fā)明的另一種特定的實(shí)施例是用于制造光電子模塊的過(guò)程。該過(guò)程一般地包括制造包括光旋轉(zhuǎn)的光學(xué)子組件，并把該光學(xué)子組件附接到主模塊。散熱器可以被附接到光學(xué)子組件。附接時(shí)，光學(xué)子組件中的基板基本平行于主模塊。光學(xué)子組件和主模塊可以例如使用線接合而被電連接。


圖1示出了使用電彎曲來(lái)放置用于光信號(hào)的器件的傳統(tǒng)光電子模塊。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括透鏡和旋轉(zhuǎn)鏡的光電子模塊的部分剖視圖。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括聚焦光信號(hào)的旋轉(zhuǎn)鏡的光電子模塊的部分剖視圖。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有多個(gè)光通道的光電子模塊的頂視圖。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光電子模塊的熱流。
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光電子模塊的制造工藝的流程圖。
在不同的附圖中，使用相同的標(biāo)號(hào)指示相似或等同的項(xiàng)目。
具體實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，光電子模塊的光學(xué)子組件(OSA)利用光學(xué)旋轉(zhuǎn)。由于能夠與制造包含高功率集成電路的主要模塊相分離地制造光學(xué)子組件，所以光學(xué)子組件的制造工藝可以實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度和高生產(chǎn)率。在不允許不期望的熱流的情況下，光學(xué)子組件可以被附接到主模塊電路板，并且使用接合線電連接。散熱器可以被附接到光學(xué)子組件，來(lái)改善光電子模塊的熱特性。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光電子模塊200。光電子模塊200包括光電子芯片210，其包括一個(gè)或多個(gè)光電子器件，例如，發(fā)光二極管(LED)、垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)、光電二極管或者PIN探測(cè)器。下面的描述集中于本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中，芯片210包含并行工作的VCSEL陣列，但是，從下面的描述中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)將明白包含其他類型光源和/或光探測(cè)器的本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和組件。
VCSEL在光電子模塊中具有廣泛的用途，因?yàn)樵诳梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)IC制造方法制造的高密度陣列中，VCSEL的制造成本較低。另外，VCSEL表現(xiàn)了光電子模塊的某些基本封裝問(wèn)題。具體地說(shuō)，從VESEL發(fā)出的光束垂直于芯片210的主表面，以準(zhǔn)許在緊湊陣列中排列光電子模塊，但是光學(xué)模塊封裝件的端面積一般較小，例如，大約14mm×14mm或者更小。另外，VCSEL的特性是溫度敏感的，要求對(duì)高功率IC進(jìn)行熱管理。
芯片210被安裝在基板220上?；?20充當(dāng)光學(xué)子組件240的基底，并且在電氣功能上提供到芯片210上的焊盤(pán)或者其他電觸點(diǎn)的電連接?；?20還包括在光學(xué)子組件240完成之后可接觸的焊盤(pán)。在所示實(shí)施例中，基板220包括附接到傳熱器224的柔性電路222。柔性電路222可以是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的，并且包括導(dǎo)電跡線(未示出)，它們從對(duì)應(yīng)于芯片210上的觸點(diǎn)的電位置延伸到柔性電路222的可接觸區(qū)域。一般的柔性電路222例如包括一層或多層導(dǎo)電金屬跡線(例如大約25到50微米厚的銅或鋁)，這些跡線利用大約25到100微米厚的諸如聚酰亞胺之類的材料層而彼此絕緣。在典型的實(shí)施例中，柔性電路222大約為3mm×5mm，其顯著小于一般的電彎曲所要求的柔性電路面積。傳熱器224可以用熱傳導(dǎo)材料制成，例如大約0.2到數(shù)毫米厚的鋁，并且還充當(dāng)柔性電路222的加強(qiáng)構(gòu)件?；?20的替換實(shí)施例包括具有用于電連接到芯片210和外部接合線的適當(dāng)?shù)嫩E線的有機(jī)印刷電路板，或者硅或陶瓷安裝底座(sub-mount)。
帽230附接到基板220，并且密封或者以其他方式將芯片210從周圍環(huán)境保護(hù)起來(lái)。在圖2中，帽230的一部分被切除以更好地圖示芯片210。帽230包括集成光學(xué)元件，這些集成光學(xué)元件包括旋轉(zhuǎn)鏡232和對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234。旋轉(zhuǎn)鏡232可以對(duì)光路202 45°定向，來(lái)提供90°的光旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，模塊200中的芯片210的表面可以垂直于接收光纖(未示出)的端面。對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234優(yōu)選是諸如柱(post)或缺口之類的結(jié)構(gòu)，其可以與光纖組件配合來(lái)自動(dòng)將光纖組件對(duì)準(zhǔn)到芯片210上的光電子器件。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，成型工藝可以將包括對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234的帽230和旋轉(zhuǎn)鏡232的光學(xué)表面形成為一片結(jié)構(gòu)的多個(gè)部分，該結(jié)構(gòu)由諸如聚醚酰亞胺(Polyetherimide，商品名ULTEM)之類的材料制成，或者由諸如丙烯酸或聚碳酸酯之類的其他光透明塑料制成。最終，材料選擇將依賴于應(yīng)用波長(zhǎng)；例如，硅可以用在1310nm的波長(zhǎng)處，在此波長(zhǎng)處硅是透明的。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)鏡232或者依賴全內(nèi)反射，或者依賴旋轉(zhuǎn)鏡232區(qū)域中的諸如金、銀或銅之類的反射涂層來(lái)反射光信號(hào)。
在圖2的實(shí)施例中，由諸如藍(lán)寶石或高純硅之類的材料制成的透鏡元件212在光電子芯片210上，在芯片210中的光電子器件的各個(gè)光孔的上方。對(duì)于芯片210中的VCSEL或其他光源，對(duì)應(yīng)的透鏡元件212具有這樣的焦距，其被設(shè)計(jì)使得來(lái)自VCSEL的出射光在從旋轉(zhuǎn)鏡232反射之后被準(zhǔn)直，或者聚焦，以入射到對(duì)應(yīng)的光纖的芯中。對(duì)于光電子芯片210中的光探測(cè)器，透鏡元件212收集光線，并且將光線集中到探測(cè)器的光敏區(qū)域上。在示例性實(shí)施例中，使用諸如在題為“Large Tolerance Fiber OpticTransmitter and Receiver”的序列號(hào)No.10/795,064的美國(guó)專利申請(qǐng)中所述的技術(shù)，將透鏡212制作在光電子芯片210上。
圖3示出了包括使用替換光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)子組件340的光電子模塊300。具體地說(shuō)，光學(xué)子組件340使用了具有聚焦鏡332的帽330。利用聚焦鏡332，在光電子芯片210上就不再需要透鏡。對(duì)于芯片210中的光源，聚焦鏡332可以使來(lái)自光源的光旋轉(zhuǎn)并聚焦，以使得出射光束被入射到對(duì)應(yīng)的光纖的芯上。對(duì)于光電子芯片210中的光探測(cè)器，聚焦鏡332可以收集光，并且將光集中到探測(cè)器的光敏區(qū)域上。包括聚焦鏡332的帽330例如可以使用注射成型的塑料來(lái)產(chǎn)生所期望的光學(xué)表面。
帽230或330到基板220的附接可以在監(jiān)控芯片210上的光電子器件的性能的同時(shí)進(jìn)行。具體地說(shuō)，帽230或330可以被對(duì)準(zhǔn)，來(lái)優(yōu)化出射光束相當(dāng)于對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234的位置，或者在輸入光束具有相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234的期望的位置時(shí)，優(yōu)化探測(cè)器的性能。當(dāng)光路具有相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234的期望位置時(shí)，可以使用粘合劑或者其他附接技術(shù)將帽230或330固定到位。一種成本有效的附接方法使用環(huán)氧樹(shù)脂或者環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)。例如，光固化樹(shù)脂(Light-Cure Resin，LCR)可以被用來(lái)將帽230或330固定到基板220上的位置中，然后，當(dāng)帽230或330在適當(dāng)位置中時(shí)，可以添加結(jié)構(gòu)粘合劑來(lái)提供強(qiáng)度和穩(wěn)定性。一種替換方法使用可以用光來(lái)初步交聯(lián)的雙固化粘合劑，但是隨后需要熱固化來(lái)達(dá)到該粘合劑的最佳材料性能。將帽230或330附接到基板220完成了光學(xué)子組件240或340。
圖4示出了光電子模塊200的頂視圖，并且具體示出了在平行光學(xué)應(yīng)用中，光路202相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234的位置。對(duì)于圖4所示的實(shí)施例，光纖組件400包括對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)410(例如，縫或孔)，其大小和位置適合配合帽230上的對(duì)應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)234和410配合時(shí)，組件400中的光纖420與和各個(gè)光電子器件相關(guān)聯(lián)的光路202對(duì)準(zhǔn)。
與制造光學(xué)子組件并行進(jìn)行的制造工藝可以制造主模塊，其包括電路板260以及光電子模塊200的有源電路的其他部分。電路板260一般包含一個(gè)或多個(gè)充當(dāng)電氣子組件(ESA)的IC 250，其控制如何接收或者發(fā)射光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字輸出，并且與主機(jī)板或服務(wù)器通信。IC 250一般包含功能陣列，并依賴于模塊的應(yīng)用，但是IC 250一般將包括控制器、激光器和/或PIN的驅(qū)動(dòng)器IC、PIN的前置放大器/后置放大器IC，以及允許對(duì)該模塊編程的EEPROM。這些IC常常是定制的，并且可以包括關(guān)鍵功能，例如，A/D轉(zhuǎn)換器和用于激光器的溫度控制傳感器。在示例性實(shí)施例中，電路板260是這樣的印刷電路板，其包含諸如聚酰亞胺、FR-4之類的有機(jī)絕緣材料，或者其他PCB材料，以及可以利用接合線或者其他電連接連接到IC 250的金屬跡線。用于光電子模塊的這些電路板在本領(lǐng)域中是公知的，并且可以使用多種不同的結(jié)構(gòu)和材料來(lái)制造。
光學(xué)子組件被安裝在電路板260上，并且散熱器280可以被安裝在光學(xué)子組件中的基板220的多個(gè)部分上。這樣，散熱器接近其中空氣可以流過(guò)模塊200的模塊200的頂部。具體地說(shuō)，光學(xué)子組件240和電路板260可以配裝在外殼(未示出)中，并且該外殼可以包括散熱器，但是一般來(lái)說(shuō)散熱器280是分離的部分，其夾到或者附接到外殼和/或傳熱器224。圖4示出了傳熱器224的相對(duì)兩端的暴露區(qū)域，在該處，散熱器280的多個(gè)部分可以直接接觸傳熱器224，而柔性電路222和帽230位于傳熱器224的兩個(gè)暴露部分之間。散熱器280可以由諸如鋁之類的金屬材料制成，其被成型為包括散熱片或者其他結(jié)構(gòu)，幫助散發(fā)由電路板260和光學(xué)子組件240所產(chǎn)生的熱。
電路板260與光學(xué)子組件240相分離，但是與其平行。因此，不需要用于光學(xué)子組件240和電路板260之間的電連接的柔性電路。而是，接合線270將光學(xué)子組件240電連接到電路板260或IC 250。一般期望在光學(xué)子組件240或340與電路板260上的接觸焊盤(pán)之間有大約25到100微米的間隔，以允許接合線將光學(xué)子組件240或340電連接到電路板260或者電路板260上的集成電路250。一般期望較短的接合線長(zhǎng)度，以最小化阻抗和電噪聲。盡管接合線很適于子組件240、IC 250和電路板260之間的連接，但是，其他連接技術(shù)也可以用于某些或所有期望的電連接。例如，接焊(tab bonding)可以提供柔性電路222與電路板260之間的直接電連接。
使用分離的光學(xué)子組件240準(zhǔn)許從光電子芯片210到散熱器280的直接熱路徑，以及從IC 250到光電子芯片210的高阻抗熱路徑。圖5示意性地示出了光電子模塊200中的熱流路徑。從芯片210通過(guò)柔性電路222和傳熱器224到散熱器280的熱阻RA、RB和RC較低，這是因?yàn)槿嵝噪娐?22較薄，并且傳熱器224將來(lái)自光電子芯片210的熱傳播到了大面積的散熱器280上。然而，從IC 250通過(guò)電路板260到傳熱器224或散熱器280的熱阻RW、RX、RY相對(duì)較高，這是因?yàn)闊岜仨毩鬟^(guò)粘合劑和電路板260。通過(guò)控制粘合劑或接合材料(例如，散熱器280和電路板260之間的熱阻RX)，可以使到芯片210的反向流較小。因此，存在兩個(gè)近乎獨(dú)立的散熱路徑。熱阻RA、RB和RC控制芯片210的溫度，熱阻RW和RX控制電路板260上的IC 250的溫度。這允許芯片210和IC 250在相同的環(huán)境條件中以不同的溫度工作。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)子組件制造過(guò)程600。過(guò)程600包括分別的制造過(guò)程610和620，它們分別生產(chǎn)光學(xué)子組件和主電路板。
光學(xué)子組件的制造開(kāi)始于步驟612中的構(gòu)造柔性電路/基板組件。充當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)件和傳熱器的基板可以由諸如鋁之類的廉價(jià)導(dǎo)體制成。柔性電路被切開(kāi)，以使得部分基板被暴露出來(lái)，以與散熱器直接接觸，這還帶來(lái)了最小化柔性電路面積從而降低材料成本的好處。步驟614是管芯附接過(guò)程，該過(guò)程將光電子芯片附接并電連接(例如，線接合)到柔性/加強(qiáng)組件。此時(shí)，例如圖2所示，透鏡組件可以被附接到光電子芯片。另外，例如當(dāng)隨后要附接的帽包括橢圓鏡來(lái)準(zhǔn)直并旋轉(zhuǎn)光束時(shí)，在芯片上不需要透鏡。
在步驟616中，可以對(duì)尚未完成的光學(xué)子組件進(jìn)行老化測(cè)試，以篩選出不可靠的激光器或芯片上的其他器件。這種測(cè)試可以與對(duì)使用電彎曲的系統(tǒng)中的芯片/柔性電路組件的測(cè)試非常相似，但是本發(fā)明實(shí)施例中的柔性電路可以更小，并且因此具有更低的成本，提供了低多了的產(chǎn)率損失成本。如果測(cè)試顯示出芯片良好，則在附接步驟618中，對(duì)準(zhǔn)并附接帽，以完成光學(xué)子組件。
制造過(guò)程620生產(chǎn)主模塊。主模塊包括上述印刷電路板，其可以在步驟622中使用公知技術(shù)而被制造。然后，在步驟624中附接集成電路、連接器和主模塊的其他電子部件。
過(guò)程630組裝光學(xué)子組件和主模塊。圖6的過(guò)程630在步驟632中將光學(xué)子組件附接到主模塊。然后，線接合步驟634將光學(xué)子組件電連接至主模塊的電路板，或者主模塊中的特定芯片。然后，后端組裝636完成該模塊。具體地說(shuō)，后端組裝636可以包括將完成的OSA/ESA組合放入到外殼中，然后將散熱器附接到該外殼(也使其與光學(xué)子組件中的傳熱器接觸)。
就過(guò)程600的流程來(lái)說(shuō)，光學(xué)子組件的制造過(guò)程610可以與主模塊的制造過(guò)程620并行進(jìn)行。在一個(gè)部件(即，光學(xué)子組件或主模塊)中出現(xiàn)缺陷只影響該部件。相反，傳統(tǒng)的電彎曲方案通常要求線性制造流程，其中最昂貴的部件(例如，VCSEL和柔性電路)經(jīng)歷了大多數(shù)的處理。在組裝主模塊期間出現(xiàn)的損壞或缺陷可能需要將好的光學(xué)子組件丟棄，在傳統(tǒng)的制造過(guò)程中導(dǎo)致昂貴的累積產(chǎn)率損失。相反，過(guò)程600避免了線性流程，并且不需要大量處理柔性電路。該制造過(guò)程從而可以提高產(chǎn)率并降低制造成本。
盡管已參考具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是該描述只是本發(fā)明的應(yīng)用的示例，而不應(yīng)被看作是限制。所公開(kāi)的實(shí)施例的特征的各種修改和組合都在由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光電子模塊，包括主模塊；和安裝在所述主模塊上的光學(xué)子組件，其中，所述光學(xué)子組件包括基板和光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述基板基本平行于所述主模塊，所述光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)在垂直于所述基板到平行于所述基板之間旋轉(zhuǎn)所述光學(xué)子組件的光路。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊，還包括與所述光學(xué)子組件中的所述基板直接接觸的散熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的模塊，還包括電連接所述光學(xué)子組件和所述主模塊的接合線。
4.如權(quán)利要求1所述的模塊，其中，所述光學(xué)子組件還包括安裝在所述基板上的光電子芯片；和包圍所述光電子芯片的帽。
5.如權(quán)利要求4所述的模塊，其中，所述光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括被集成為所述帽的一部分的旋轉(zhuǎn)鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的模塊，其中，所述旋轉(zhuǎn)鏡具有彎曲反射表面。
7.如權(quán)利要求5所述的模塊，還包括在所述光電子芯片上的透鏡。
8.如權(quán)利要求4所述的模塊，其中，所述光電子芯片包括多個(gè)光電子器件，所述光電子器件中的每個(gè)具有分別的光路，所述光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)在垂直于所述基板到平行于所述基板之間旋轉(zhuǎn)所述分別的光路中的每條。
9.如權(quán)利要求8所述的模塊，其中，所述光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括被集成為所述帽的一部分的旋轉(zhuǎn)鏡。
10.如權(quán)利要求9所述的模塊，其中。所述旋轉(zhuǎn)鏡具有彎曲反射表面。
11.如權(quán)利要求9所述的模塊，還包括在所述光電子芯片上的多個(gè)透鏡。
12.如權(quán)利要求4所述的模塊，其中，所述帽還包括標(biāo)示所述光路位置的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求1所述的模塊，其中，所述光學(xué)子組件中的所述基板包括加強(qiáng)構(gòu)件；和安裝在所述加強(qiáng)構(gòu)件上的柔性電路。
14.一種用于制造光電子模塊的過(guò)程，包括制造包括光旋轉(zhuǎn)的光學(xué)子組件；制造主模塊；將所述光學(xué)子組件附接到所述光電子模塊的所述主模塊，其中，所述光學(xué)子組件中的基板基本平行于所述主模塊；以及將所述光學(xué)子組件電連接到所述主模塊。
15.如權(quán)利要求14所述的過(guò)程，其中，制造所述光學(xué)子組件包括將柔性電路附接到加強(qiáng)構(gòu)件以形成所述基板；將光電子芯片附接并電連接到所述柔性電路，所述光電子芯片具有平行于所述基板的主表面；以及附接帽來(lái)將所述光電子芯片從周圍環(huán)境保護(hù)起來(lái)。
16.如權(quán)利要求15所述的過(guò)程，其中，所述帽包括實(shí)現(xiàn)所述光旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)鏡。
17.如權(quán)利要求15所述的過(guò)程，還包括在附接所述帽之前測(cè)試所述柔性電路上的所述光電子芯片。
18.如權(quán)利要求17所述的過(guò)程，其中，所述光電子芯片的測(cè)試包括老化測(cè)試。
19.如權(quán)利要求14所述的過(guò)程，還包括在將所述光學(xué)子組件附接到所述主模塊之前測(cè)試所述光學(xué)子組件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于光電子模塊的光旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。用于光電子模塊的光學(xué)子組件(OSA)使用允許將該OSA安裝到主模塊的電路板上的光旋轉(zhuǎn)。由于能夠與制造主模塊分離地制造OSA，OSA的制造過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜性和高產(chǎn)率。制造OSA可以包括對(duì)柔性電路上的光電子芯片進(jìn)行老化測(cè)試，該柔性電路較小，以減少光電子芯片存在缺陷時(shí)的產(chǎn)率損失成本。OSA和主模塊可以被機(jī)械附接，并且使用線接合技術(shù)電連接。
文檔編號(hào)H01L21/50GK1779970SQ20051011703
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者羅伯特·H·伊, 布倫頓·A·鮑, 吉姆·H·威廉斯, 羅伯特·E·威爾遜, 理查德·A·路 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司