測量對準的無源光學組件的定位的製作方法
2023-08-12 23:01:56 1
專利名稱：測量對準的無源光學組件的定位的製作方法
技術領域：
本發明大致涉及用於光學通信網絡的組件裝配。
背景技術：
在光學網絡中，許多部件能夠放置於諸如光學臺或平面光波線路的結構中。適於使用高精度倒裝接合機來精確定位這些結構。儘管如此，這些接合機只能提供X和Z坐標上對準，這些坐標基本上是在對應光學臺或平面光波線路的平面的平面上的。
這些接合機不控制垂直於平臺或線路表面的橫向或Y方向上的定位。不幸的是，組件之間的光學耦合效率是高度依賴於Y軸高度的布置。然而，本發明者知道尚未有提供Y高度布置方面的方法或措施。
這樣，就需要為構造無源光學設備提供更佳的對準操作。
圖1是本發明一個實施例的放大、橫截面視圖；圖2是圖1示出實施例的示意性描述；圖3是本發明另一個實施例的放大、橫截面描述；圖4是圖3示出實施例的示意性描述；圖5是本發明再一個實施例的放大、橫截面視圖；圖6是圖5示出實施例的示意性描述；以及圖7是另一個實施例的示意性描述。
具體實施例方式
參見圖1，在本發明的一個實施例中，在矽光學臺或平面光波線路12上放置光學放大器14。在本發明的一個實施例中，光學臺12的橫截面可以是L型的。光學臺12和光學放大器14都具有最終需要加以對準的波導16的部分16a和16b。這樣，就期望使用高精度倒裝接合機或其他晶片布置工具將放大器14精確定位在光學臺12上，使得分別位於光學臺12和放大器14上的部分波導16a與部分波導16b排成一直線。
雖然本發明的說明書談及放大器和光學臺，但是本發明適用於將任何光學組件與有關的任何光學組件進行對準和定位。這樣，對光學放大器和平臺的討論僅作為一個示意性的實例。
放大器14可具有包括了多個部分18a-18d的焊盤18。在一個實施例中，每個部分18a-18d都是從放大器14向下延伸的獨立部分並與鄰近部分分開。
相反地，在一個實施例中，光學臺12上可以提供多個焊盤20a-20d，這些焊盤向上伸出並且是獨立的與其各自的鄰近部分分開。在一個實施例中，焊盤20和焊盤18是由諸如金的相同材料製成。儘管如此，焊盤20a-20d具有階梯式結構使得焊盤20a的高度要高於焊盤20b的高度，而焊盤20b又高於焊盤20c，焊盤20c又高於焊盤20d。
這樣，當放大器14下放到光學臺12上時，一個或更多的焊盤18與一個或更多的焊盤20發生物理接觸。儘管如此，如圖1所示因為將在Y方向上放置放大器14和光學臺12，所以在任何的焊盤18或任何的焊盤20之間都沒有接觸。在特定焊盤18和20之間的接觸也可閉合由焊盤18和20形成接觸的電開關21。
這樣就參見圖2，焊盤18和20形成多個開關21(當焊盤18與其對準的焊盤20接觸時開關閉合)。示出開關21處於斷開位置是因為在圖1中焊盤18和20間沒有建立連接。圖2中的開關21d-21d與觸件22a-22d相耦合。可由探測工具或其他設備來探測觸件22以確定開關21是斷開還是閉合。
依靠開關21的閉合，可以互相確定放大器14和光學臺12的精確的Y維定向。尤其在一個實施例中，因為每個焊盤20的高度都不同，所以任何開關21的閉合都表示了放大器14和光學臺12之間的相對間隔。
例如，參見圖3，現在焊盤18a如B處所示已與焊盤20a接觸。這樣就參見圖4，開關21a閉合但是其他的開關21仍然斷開。如A』處所示，波導部分16a和16b仍然未被精確對準。
參見圖5，在Y維上進一步位移之後，現在焊盤18b如B』處所示已與焊盤20b接觸。為達此目的，在一個實施例中焊盤18a發生變形。如A」處所示，在此位置上精確對準波導部分16a和16b。在此如圖6所示開關21b和21a都閉合，而開關21c和21d斷開。這樣Y維上的精確相對位置就可確定至任何期望的微小程度。提供更多或更少的開關21以達到期望的結果，同時在其高度上以例如0.2nm或者用於特定應用所期望的諸如0.05nm或0.5nm的任意其他值為單位進行變化。
倒裝接合機可在X和Z坐標上進行精確對準。通過提供開關21，就可獲得Y方向上的精確對準。因此，在本發明的某些實施例中可以實現對部件的實時精確對準。在完成了接合步驟後可使用例如探測器快速地完成非破壞性的篩選和分類，用以確定這些開關的電阻。
在某些實施例中，在晶片處理期間使用掩模與幹法或溼法蝕刻的組合以及如沉積、通孔蝕刻等等的相同工藝來製造開關21。開關21的精確度分別由焊盤18和20的厚度所限定。因為焊盤18和20定義開關21，所以可在焊盤18和20的相對的表面上要提供便於電接觸的材料(諸如金)。
在接合處理期間，放大器14側的金屬可能會變形或收縮使得可以建立放大器14和光學臺12之間的接合。當撤回接合力時，變形就停止。所述動作便於放大器14上接合盤18的連接在不同的階梯高度上連接或短路開關21。依靠在放大器14上接合盤18的變形或變換程度，會有更多的或更少的觸點閉合。通過測量接合後的開關21的電阻，就可確定Y維上放大器14相對於光學臺12的距離(和/或變形)。依據整個的過程順序，也可顛倒開關21的結構。在另一個實施例中，不同高度的焊盤可以做在放大器14上而配對的焊盤則設於光學臺12。開關21的概念也可擴展至檢查確定耦合效果的其他關鍵接合因素，諸如接合完整度、傾斜角度和旋轉角度等等。
緊接在接合之後就可使用晶片探測方法檢查開關21從而確定Y高度。在某些實施例中在光學臺是晶片並且使用本方法對準多個組件的情況下，探測器可提供晶片映射用以分類並且該晶片映射可減少測試劣質光學臺/放大器組合10的費用，從而降低產品的整個成本。通過儀表或探測器與接合機的持續通信，除了X和Z坐標之外，也可將實時Y高度接合數據反饋給接合機用於實時控制。該反饋有利於光學無源對準以及提高生產量，因此將進一步降低生產成本。
參見圖7，可由集成的開關21代表放大器14和光學臺12。這些開關21能測出放大器14與光學臺12之間的距離。這些信息可由晶片探測器或連續性檢測器26利用觸件22讀出。關於開關21是斷開還是閉合的信息隨後可轉換為Y方向上的相對位置。隨後這些信息將由探測器26回饋給接合機24。然後接合機24將基於期望的定向對放大器14和光學臺12進行恰當的定位。
雖然以有限實施例描述本發明，本領域普通技術人員應該認識到這些實施例還存在著眾多的修改和變化。這意味著所附的權利要求涵蓋了所有的修改和變化，因為它們都屬於本發明的真實精神和範圍之內。
權利要求
1.一種方法，該方法包括提供兩個要耦合的光學組件之間的對準；通過提供至少兩個有差別的觸點來測量一個組件相對於另一個的位置；以及電氣確定觸點中的一個或兩個是否接觸。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，使用接合機來提供要耦合的光學組件之間的對準以便在二維中定位所述組件。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，測量其中一個組件相對於另一個的位置包括測出多個階梯式元件的位置。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，包括通過提供至少三個相對偏移的觸點並且電氣確定這些觸點是否已接觸，來測量一個組件相對於另一個的位置。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括在所述組件之一上提供第一組階梯式觸件以及在另一個組件上提供多個觸件，並且測出所述一個組件上的觸件與另一個組件上的觸件之間是否接觸。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括對準兩個光學組件，它們包括從一個組件延伸到另一個的波導，以及通過對準所述組件對準所述波導。
7.一種方法，該方法包括使用接合機兩維對準兩個光學組件；以及使用兩個組件上的表面特徵來確定所述組件在第三維度中相對於彼此的位置。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述表面特徵包括在所述第三個維度上具有階梯的階梯式配置。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，包括檢測一個組件上的階梯式配置與另一個組件上的觸件之間的電連接。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，包括使所述階梯中的至少一個變形以接觸所述階梯中的另一個。
11.一種光學組件，該組件包括主體；以及在所述主體上的階梯式接觸表面。
12.如權利要求11所述的組件，其特徵在於，所述階梯式接觸表面包括電觸件。
13.如權利要求12所述的組件，其特徵在於，所述觸件被對準以耦合到另一個組件上的觸件，從而完成電路。
14.如權利要求13所述的組件，其特徵在於，所述觸件由金構成。
15.如權利要求12所述的組件，其特徵在於，所述階梯式接觸表面包括多個直立的階梯，其中至少一個可以物理上變形並且其中每一個都包括電觸件。
16.一種光學設備，該設備包括具有階梯式表面配置的第一組件；具有觸件以與所述階梯式表面配置選擇性配合的第二組件；並且其中在所述觸件中的至少一個接觸所述階梯中的至少一個的位置，結合所述第一和第二組件。
17.如權利要求16所述的設備，其特徵在於，階梯和與所述階梯相接觸的觸件閉合一個電開關。
18.如權利要求17所述的設備，其特徵在於，包括耦合至所述電開關的探頭墊片，使得可以確定所述開關的狀態。
19.如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述組件中的一個是光學臺。
20.如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述組件中的一個是平面光波線路。
21.如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述組件中的一個是光學放大器。
全文摘要
諸光學組件可在三個維度上相互予以精確定位。可使用具有使(光學)部件精確二維定位能力的接合機。所述組件可設有不同高度的觸件(20a－d)，使得能夠感知所述結合了第三個維度的組件的相對位置。這些信息可以反饋給接合機用於控制精確在第三個維度上的對準。
文檔編號G02B6/42GK1802580SQ200480015654
公開日2006年7月12日 申請日期2004年6月23日 優先權日2003年6月30日
發明者U·特蘭, H·埃斯蘭波爾 申請人:英特爾公司