[發明專利]用于布置和對齊光電部件的裝置

有效

• 申請號: 201280055345.6
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN104254796A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 卡爾潘都·夏斯特里;拉文德·卡齊魯;基紹·德塞
• 申請（專利權）人: 思科技術公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬

對相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年11月10日提交的美國臨時申請第61/558,006號和于2011年11月11日提交的美國臨時中請第61/558,788號的權益，兩者都通過引用合并于此。

技術領域

本公開一般地涉及光電組件，更具體地，涉及利用精密創建的基準腔(reference?cavity)來提供光電組件的光學部件之間的無源對齊。

背景技術

多種類型的光電模塊包括若干個分立的光學部件和電氣部件，這些部件需要相對于彼此被精確地布置。硅(或玻璃)載體基板(有時稱作中介層(interposer))通常被用作支撐結構來固定這些部件的位置，并且有時還可以提供所選的部件之間所需的電信號路徑和光信號路徑。在其它布置中，光學部件和電氣部件可以被直接布設在基于絕緣硅片(SOI)的光學平臺的硅表層之上和之內。不管支撐裝置的結構如何，都要求各種光學部件之間的光學對齊，以確保維護光信號路徑的完整性。

有源對齊處理一般要求把可視系統和微定位裝置結合使用，以調整第一光學部件相對于另一光學部件的位置。這些有源對齊裝置一般是緩慢并且昂貴的，影響裝配操作的生產量和周期時間。與有源對齊相反，可以利用“無源”光學對齊布置，其依賴于在基板和每一光學部件上形成的匹配和配套的對齊基準點(fiducials)。作為一個缺點，無源對齊裝置由于要求與在每一光學部件上形成基準點相關聯的附加的步驟而增加了制作各個部件的成本和復雜度。此外，這些光電組件通常被構建為個體的單元，因此需要逐個單元地執行(有源或無源)光學對齊，昂貴和耗時。

事實上，隨著對光電模塊的需求持續增長，單個單元地裝配的途徑已成為問題。晶片級封裝被認為是更有效和有成本效益的途徑，我們于2012年5月3日提交的、共同在審的第13/463,408號申請公開了晶片級封裝的一個示例性布置，該申請通過引用方式結合于此。

在我們的共同在審申請中，硅晶片被用作“平臺”(即，中介層或載體)，多個光電模塊的全部部件被安裝或集成于其上，硅中介層的上表面用作基準平面，為光學對齊的目的而限定光信號路徑。使用單一的硅晶片給大量分立的模塊作為平臺允許晶片級裝配處理在相對短的時間段內有效地裝配大量的模塊。

盡管使用晶片級裝配提高了制造工藝的效率，但是使用有源對齊處理在其復雜性和低生產量方面仍然存在缺點。隨著光電組件的大小和復雜性持續增加，越來越難以在基板和光學部件上找到位置來創建用于無源對齊替代方案的對齊基準點。

附圖說明

包含于本公開中并構成了本公開的一部分的附圖圖示了本發明的各種實施例。在附圖中：

圖1是光電模塊組件的等距視圖，圖示了光學部件在對齊的配置中的布局，以及對齊的部件之間的示例性光信號路徑；

圖2是圖1的基板在未經填充的情況下的等距視圖，示出了用于依據本發明用于對光學部件進行布置和無源對齊的多個基準腔；

圖3-圖5圖示了依據本發明的一個實施例用于在覆蓋于基板上的鈍化層內創建基準腔的一組示例性處理步驟，其中圖3(a)、圖4(a)和圖5(a)示出了光學基板的俯視圖，圖3(b)、圖4(b)和圖5(b)示出了同一裝置的側面剖視圖，其中，鈍化層區域被移除以形成基準腔；

圖6圖示了圖3-圖5的配置的替代布置形式，將多個基準腔直接蝕刻在用于支撐多個光學部件的基于SOI的裝置的共同硅基板上，其中圖6(a)是基于SOI的裝置的俯視圖，圖6(b)是基于SOI的裝置沿圖6(a)中的線6-6剖開的側視圖；

圖7示出了本發明的另一實施例，在此情形下優選地包括至少一個基準腔內形成的多個槽，這些槽用于對布置粘接材料進行引導并且允許創建細的接合線，其中，圖7(a)是示例性基板的俯視圖，包括一組基準腔，圖7(b)是一個腔的放大視圖，示出了在腔的底板(floor)上形成的多個槽，圖7(c)是圖7(b)的放大部分沿線7-7剖開的側面剖視圖，以側視圖示出了這些槽；

圖8描繪了本發明的又一實施例，在此情形下包括至少一個基準腔的下表面上形成的多個肋(rib)，這些肋用作隔離件(standoff)來控制光學部件相對于基準腔的布置深度，其中圖8(a)是包括基準腔的示例性基板的俯視圖，圖8(b)是沿線8-8剖開的側面剖視圖并且示出了基準腔內的多個肋，圖8(c)是圖示了把光學部件布置在基準腔內的肋上的側視圖。

具體實施方式

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