CN104254796A - 用于布置和对齐光电部件的装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置使用一组基准腔来提供在共同基板上的光学部件的无源对齐，其中每一光学器件被定位在分立的基准腔内。这些基准腔被形成为具有预定的深度，并且周边略大于它们的相关联的光学部件的覆盖区。基准腔包括至少一个直角拐角，该至少一个直角拐角被用作对准拐角，相关联的光学部件的直角拐角紧贴着其被定位。将每一光学部件布局在它自己的基准腔内允许通过将每一光学部件紧贴着它的预定义的对准拐角放置实现无源光学对齐。

Description

用于布置和对齐光电部件的装置
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
提供了包括基板(一般为硅或玻璃的)的光电组件，该基板用于支撑多个互连的光学部件和电气部件。穿过基准腔的表面在光学元件要被放置的位置上形成基准腔。每一基准腔被形成为具有不大于约30微米的深度，并且具有略大于相关联的光学部件的覆盖区(footprint)的周界。每一基准腔包括至少一个直角拐角，该至少一个直角拐角用作对准拐角(registration corner)，相关联的光学部件的直角拐角紧贴着对准拐角进行定位。把每一光学部件放置在它自己的基准腔中允许通过将每一部件紧贴着它的预定义的对准拐角进行放置来实现无源光学对齐。传统的接合技术可以用于将每一部件永久地固定于其精确的位置。可替代地，本发明的另外的特征包括在基准腔的“底板”内形成槽或肋，接合材料优选地布设在槽内(或者介于肋之间)以形成细的接合线。
示例实施例
下面的详细描述参照了附图。只要有可能，在附图和下面的描述中所使用的相同的附图标记就指代相同或类似的元件。尽管可能描述的是本发明的实施例，但也可以有修改的、改编的和其它实现的方式。例如，可以对附图中所示出的元件进行替换、添加和修改，并且可以通过替换、重新排序、或者向所公开的方法添加阶段对本文所述的方法做出修改。因此，下面的详细描述不限制本发明。而是，由所附权利要求书限定本发明的恰当的范围。
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。如图所示，基板10被用作支撑元件，以接纳处于对齐的配置中的多个分立的光学部件。在这种具体布置中，该组件包括激光二极管12，激光二极管12作为传播的光信号的源。微透镜14被示作置于从激光二极管12发出的光输出信号的路径中。光隔离器16被定位在微透镜14之外并且用于防止反射的光信号重新进入激光二极管12。从光隔离器16出射的光信号随后穿过微透镜阵列18并且进入CMOS光子芯片20。
对光子芯片20内的光信号执行信号处理操作(例如，用数据信号进行调制)，产生输出光信号；如图所示，该输出光信号将从光子芯片20出射，再次穿过微透镜阵列18，并且被耦合进入光耦合接口装置30。在图1所示的具体实施例中，光耦合接口装置30以分解视图的形式被示出，并且包括微透镜阵列32和相关联的光纤阵列34，其中光纤阵列34由基板36进行支撑。光耦合接口装置30还被示作为输入的(所接收的)光信号提供信号路径，该信号沿光纤阵列34的一根或多根光纤进行传播。输入光信号随后穿过微透镜阵列32，然后被引导通过准直透镜40进入光接收部件42。
要理解的是该组光学部件仅仅是示例性的，图示了要求在各种光学部件之间进行光学对齐的一个具体布置。一般而言，被安置在共同基板上并且需要被布置成在光学上对齐的配置中的(无源和/或有源)光学部件的任何布置都可以利用本发明的基准腔无源对齐属性。
在光信号路径通过图1中所示的系统中，各种光学部件之间的光学对齐明显是重要的。例如，来自激光二极管12的输出光信号具有相对较小的束腰并且需要在微透镜14的焦点的几微米的范围内进行对齐。例如，沿着通过隔离器16、微透镜阵列18进入光子芯片20的光输入端口(未示出)的信号路径也需要维持光学对齐。迄今为止，上述技术(比如，使用视频系统进行的有源对齐、或使用部件和基板上的配对基准点特征进行的无源对齐)会被用于实现光学对齐。
依据本发明，光学部件之间的无源对齐是通过利用在支撑这些光学部件的基板的上表面内形成的基准腔实现的，单独的基准腔用于容纳(contain)和恰当地定位每一光学部件，从而实现各光学部件之间的无源光学对齐。图2是基板10在其未经填充的情况下的等距视图，示出了用于依据本发明对光学部件进行布置和无源对齐的多个基准腔。
具体地，图2图示了依据本发明的多个分立的基准腔50，它们穿过基板10的上表面11而形成，并且用于提供无源光学对齐。此后所述的各种处理可用于在预定义的位置把基准腔形成为具有预定义的深度并且具有预定义的x-y尺寸(x-y平面定义基板10的上表面11)。与现有技术的无源对齐方案相比，本发明的布置不需要使用对齐基准点，并且因此不需要对光学部件进行额外的处理来创建无源对齐结构。消除基板上的对齐基准点在下述系统中也是有益的：在这些系统中，用于这样的元件的额外的空间非常短缺。
对于图1中所示的这组具体光学部件而言，基板10被处理成包括一组七个分立的基准腔：激光器基准腔52、微透镜基准腔54、隔离器基准腔56、微透镜阵列基准腔58、光子芯片基准腔60、光接口连接器基准腔62和接收器透镜阵列腔64。在如图2中所示的具体布置中，每一基准腔都呈现出矩形周界(在基板10的x-y平面中)，深度d足以支撑相关联的光学部件。每一基准腔被形成为包括相同的深度d，深度d一般小于约30μm并且优选地在5-20μm级。
通过将如图1中所示的光学部件与如图2中所示的它们各自的基准腔相比较，每一基准腔被示作包括基本上与它的相关联的光学部件的“覆盖区”相匹配的x-y周界(即，诸如激光二极管12之类的方形部件具有方形基准腔52、诸如光子芯片20之类的矩形部件具有矩形基准腔60)。匹配周界的这种配置是这种创新性布置的优选要素但不是强制性的要素。一般而言，只要每一光学部件包括至少一个直角拐角，具有匹配的直角拐角的基准腔就可以用于相对于光学基板10的x-y平面固定(即，“对准(register)”)光学部件的位置。通过预定义将用于此目的的对准拐角，多个基准腔50能够相对于彼此而形成，使得当将这些光学部件布置在它们各自的基准腔中时发生无源光学对齐，每一光学部件的预定义的拐角紧贴着其相关联的基准腔的预定义的拐角而定位。
要理解的是，在将光学部件布置在它们各自的基准腔中之前，向腔内注入接合材料(比如，环氧基树脂，未示出)，于是在布置了光学部件布局粘合材料将会被硬化，提供了光学部件在其各自的基准腔内的永久附接。
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并且图3(b)、图4(b)和图5(b)示出了相同的布置的侧面剖视图，将钝化层区域移除以形成基准腔。
特别地，图3(a)是光学基板100的在创建任何基准腔之前的俯视图，图3(b)是光学基板100沿图3(a)的线3-3剖开的侧视图。如在图3(b)的视图中所见，光学基板100包括支撑层110，相对较薄的钝化层112置于支撑层110之上。在与图3-图5相关联的具体实施例中，基准腔是通过在钝化层112中创建开口而形成的。因此，钝化层112的厚度t定义了基准腔的深度。如上所述，5-20μm级的深度适合本发明的目的(但是也可以使用小于或大于这一优选范围的值，只要当将光学部件放置在它们的基准腔中时不会阻挡光学路径)。
本公开的这一实施例可以采用中介层配置的形式，该配置被用于在较大的封装结构内支持光学器件和电子器件；根据该实施例，可以用各种材料来形成支撑层110和钝化层112。例如，支撑层110可以由硅或玻璃材料形成，而钝化层112由诸如聚酰亚胺之类的聚合材料或任何其它适合的介电材料(例如，二氧化硅)形成。
图4图示了示例性的在光学基板100内形成的一组三个基准腔。如图4(a)的俯视图所示，该布置被形成为包括方形基准腔120、矩形基准腔122和“边缘”矩形基准腔124。这些腔是通过将包含于定义的区域内的那些部分的钝化层112移除而形成的。图4(b)是图4(a)的布置沿图4(a)的线4-4剖开的侧面剖视图。本领域已知的各种技术可以用于精确地定义这些基准腔中的每个的位置和尺寸，以及移除每一基准腔中的钝化层112的那些部分。例如，用于标准CMOS工艺的传统的光刻法可以用于将钝化层112图案化以定义每一基准腔的x-y周界，随后使用蚀刻工艺将所选择的钝化材料的部分移除。通过知道针对光学部件的、被确定来提供光学对齐的一组定义的位置，能够定义它们各自的基准腔在光学基板上的位置。本领域技术人员将认识到，有大量技术可用于创建这些具有所希望的性质的腔。
如图所示，每一基准腔包括至少一个直角拐角，这个直角拐角其被用作对准拐角，以相对于光学基板精确地对齐所放置的光学部件。参照图4(a)，基准腔120被定义为具有对准拐角A，基准腔122被定义为具有对准拐角B并且基准腔124被定义为具有对准拐角C。每一腔还略大于它将要支撑的光学部件的覆盖区，使得光学部件可以被置于它的腔内并且随后被移动到与形成该基准腔的对准拐角的那对侧壁在实体上接触。对于本发明的目的而言，“略大”被视为意味着具有的长度和宽度比相关联的光学部件的长度和宽度大1-5微米之间。在下文中，基准腔的这些“略大”的长度和宽度(x和y)尺寸将被定义为创建“过大的(oversized)”基准腔。
在形成了过大的基准腔后，在每一腔内布设粘接材料(比如，适当的焊料或接合材料，未示出)，然后将光学部件放置在它们各自的基准腔中。图5中示出了这一步骤，其中图5(a)是俯视图，示出了放置在方形基准腔120中的第一光学部件121、放置在矩形基准腔122中的第二光学部件123和放置在边缘矩形腔124中的第三光学部件125。依据本发明，这些光学部件的各个基准拐角是紧贴着它们各自的对准拐角A、B和C放置的。通过固定这些光学部件中每一光学部件的x-y位置，实现了这些光学部件之间的无源光学对齐，并且将维持每一部件之间的光信号路径的完整性。
图5(a)和图5(b)示出了这些基准腔相对于它们的光学部件的相对大小，表明了基准腔的过大性质。尽管并不过分，基准腔124的边缘E和光学部件125的边缘e之间的间隙是清晰可见的。在每种情形下，显然，提供了基准腔的定义的对准拐角和相关联的光学部件的拐角之间的对准，产生了依据本发明的光学部件之间的无源对齐。
图3-图5中所概述的示例处理是基于由支撑层和钝化层的两层组合形成的基板的。这一布置通常可以在光电组件的中介层(或载体)元件的构造中找到。如上面所提到的，也可以直接在基于SOI的光学组件的硅表层内形成本发明的基准腔。图6图示了图3-图5的配置的可替代布置，将多个基准腔直接蚀刻在基于SOI的布置的共同硅基板上，该基板用于支撑多个光学部件，其中图6(a)是基于SOI的布置的俯视图并且图6(b)是基于SOI的布置沿图6(a)中的线6-6剖开的侧视图。
特别地，图6图示了本发明的基于SOI的实施例，其中多个基准腔形成于基于SOI的装置210的硅表层200内。图6(a)示出了在硅表层200上的预定义的位置中形成的一组三个基准腔300、310和320。在图6(b)的侧视图中，基准腔320被示作穿过硅表层200的一段深度而形成。介电层214(本领域也称作埋氧层(buried oxide layer))和硅基板216被示作使所定义的基于SOI的结构210完整。在此情形下，深度反应离子蚀刻(deep RIE)工艺能够用于形成该组基准腔300、310和320。如上面所述的，也可以使用其它公知类型的硅处理来定义这些基准腔中的每个基准腔的精确位置和尺寸，以及形成这些腔以创建(一个或多个)必要的直角拐角。
一旦所有的光学部件都已经紧贴着基准腔内的、它们的相关联的对准直角放置，就可以执行单次接合操作来将这些光学部件永久地附连到它们的位置。在一些情形下，沿每一光学部件的下表面并且在每一基准腔的“底板”上形成细的接合线。在一些情形下，可以使用填充有少量填充剂的粘接剂来执行粘合，填充剂颗粒具有在理想接合线极限(例如，0.1μm)内变化的大小。后面这种途径要求在每一基准腔内散布一些少量的点。
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。要理解的是，并非所有的腔都需要被形成为包括这些接合槽；包括浅槽被认为是可以由个人酌情使用的设计特征。图7(a)是图5(b)中所示的同一布置的俯视图，示出了基板100和一组三个基准腔120、122和124。图7(b)是基准腔122的放大视图，示出了在基准腔122的下表面410内形成的多个槽400。图7(c)是基准腔122的侧面剖视图，示出了多个槽400的位置。依据本发明，这些浅槽用于接纳粘接材料，从而防止粘接线的粗细和/或位置发生变化，现有技术在这方面是有问题的。
槽400可以是V形、方形、矩形、U形或任何想要的几何形状，深度范围在例如1μm到10μm，宽度范围也在例如1μm到10μm。已经确定，在基准腔内使用这些粘接槽400将有助于在整个部件的尺度上实现粘合线的粗细变化在0.1μm内。另外，使用这些槽将有助于在整个腔的尺度上实现粘接剂的均匀布局，提高插入的光学部件和基板之间的粘接的质量。
还可以在基准腔的底板中包括多个肋，而不在基准腔的底部中形成槽，这些肋将实现将粘接材料导入肋之间的通道的相同的目的。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，这些肋用作隔离件，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。
特别地，图8(a)是被形成为包括基准腔510的基板500的俯视图。图8(b)是图8(a)的视图沿线8-8剖开的侧面剖视图，示出了包括沿基准腔500的下表面511布设的多个肋520。在提供流道方面，多个肋520以与多个槽400类似的方式发挥作用，以引导粘接材料随其流动而形成多个定义的接合线。
另外，多个肋520在基准腔520内形成隔离件装置，提供了对相关联的光学部件在其相关联的基准腔内的深度的更多控制程度。图8(c)图示了这一方面，图8(c)示出了将示例性的光学元件550放置在基准腔510内以落在多个肋520之上。粘接材料540被布设在相邻肋520之间的通道中并且用于将光学部件550永久地接合在其位置。通过控制肋520的高度来控制光学部件550相对于基板500的上表面501的高度h。
尽管已经按照不同的实施例描述了本发明，本领域技术人员将认识到本发明能够以被认为落在由所附权利要求书最佳地限定的本发明的精神和范围内的各种修改方式来实施。此外，尽管说明书已经以专用于结构特征和/或方法动作的语言进行了描述，但是权利要求不限于上面所述的这些特征和动作。而是，上面所述的具体的特征和动作是作为本发明的实施例的示例而公开的。

Claims (20)

1.一种在布设在共同基板上的光学部件之间提供无源光学对齐的装置，所述装置包括：
穿过所述共同基板的上表面形成的多个基准腔，所述多个基准腔以一一对应的关系与多个光学部件相关联，其中，每一基准腔包括直角对准拐角，相关联的光学部件紧贴着所述直角对准拐角放置，所述多个基准腔被布设在所述共同基板上的预定义的位置处，使得在将所述多个光学部件布置在所述多个基准腔中并且每一光学部件的拐角定位为紧贴着它的相关联的对准拐角时，所述光学部件之间实现无源对齐。
2.如权利要求1所限定的装置，其中，每一基准腔被形成为呈现基本上相同的高度。
3.如权利要求2所限定的装置，其中，所述多个基准腔被形成为具有小于30μm的深度。
4.如权利要求3所限定的装置，其中，所述多个基准腔被形成为具有在5-20μm范围内的深度。
5.如权利要求1所限定的装置，其中，每一基准腔呈现出的周边在形状上类似于它的相关联的光学部件的周边。
6.如权利要求5所限定的装置，其中，每一基准腔在周边的尺寸超过它的相关联的光学部件的周边。
7.如权利要求6所限定的装置，其中，每一基准腔在所述周边的每一维度上超过1-5μm范围内的量。
8.如权利要求1所限定的装置，其中，所述共同基板包括双层结构，所述双层结构包括下部的支撑层和上部的钝化层，所述多个基准腔穿过所述钝化层而形成。
9.如权利要求8所限定的装置，其中，所述下部的支撑层包括从由硅和玻璃组成的组中选出的材料。
10.如权利要求8所限定的装置，其中，所述上部的钝化层包括聚合材料。
11.如权利要求10所限定的装置，其中，所述上部的钝化层的聚合材料包括聚酰亚胺。
12.如权利要求8所限定的装置，其中，所述上部的钝化层包括介电材料。
13.如权利要求12所限定的装置，其中，所述上部的钝化层的所述介电材料包括二氧化硅。
14.如权利要求1所限定的装置，其中，所述共同基板包括基于绝缘硅片(SOI)的光学装置的硅层。
15.如权利要求1所限定的装置，其中，至少一个基准腔包括形成于其下表面上的多个槽，所述多个槽用于对布置接合材料进行引导，所述接合材料用于将光学部件附接到所述至少一个基准腔。
16.如权利要求1所限定的装置，其中，至少一个基准腔包括形成于其下表面上的多个肋，所述多个肋用于对把接合材料布置于它们之间进行引导，所述多个肋形成隔离件，所述隔离件限定了相关联的光学部件在所述至少一个基准腔内布置的深度。
17.一种在布设于共同基板上的多个光学部件之间提供无源光学对齐的方法，所述方法包括：
在所述共同基板的上表面上定义所述多个光学部件的多个位置；
基于所定义的多个位置将所述共同基板的上表面图案化，以定义每一相关联的基准腔的长度尺寸和宽度尺寸；
从每一定义的位置移除部分基板材料以创建基准腔，每一基准腔被形成为包括直角的基准拐角；
将每一光学部件定位在它的相关联的基准腔内，使得每一光学部件的拐角与它的相关联的对准拐角发生实体接触，以这种方式定位所述多个光学部件提供了无源光学对齐；以及
将所述多个光学部件接合在每一基准腔内的所定义的位置。
18.如权利要求17所限定的方法，其中，蚀刻工艺被用于从每一定义的位置移除部分基板材料。
19.如权利要求17所限定的方法，其中，所述共同基板包括硅支撑基板和覆盖在所述硅支撑基板之上的钝化材料层，使得所述定义步骤和所述图案化步骤是在所述钝化材料层的上表面上执行的，并且所述钝化材料的多个部分被移除以创建所述多个基准腔。
20.如权利要求17所限定的方法，其中，所述共同基板包括基于SOI的装置的硅表层，并且所述多个基准腔是使用深度反应离子蚀刻(deepRIE)工艺穿过所述硅表层的上表面创建的。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110402492A (zh) * 2017-03-03 2019-11-01 微软技术许可有限责任公司 柔性导电粘合
CN111492281A (zh) * 2017-12-13 2020-08-04 思科技术公司 带uv窗口的无源光纤耦合器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9497073B2 (en) 2011-06-17 2016-11-15 International Business Machines Corporation Distributed link aggregation group (LAG) for a layer 2 fabric
US8750129B2 (en) 2011-10-06 2014-06-10 International Business Machines Corporation Credit-based network congestion management
US9065745B2 (en) * 2011-10-06 2015-06-23 International Business Machines Corporation Network traffic distribution
US8830466B2 (en) 2011-11-10 2014-09-09 Cisco Technology, Inc. Arrangement for placement and alignment of opto-electronic components
US9261652B2 (en) * 2012-01-17 2016-02-16 Cisco Technology, Inc. Optical components including bonding slots for adhesion stability
US9417413B2 (en) 2014-04-17 2016-08-16 Cisco Technology, Inc. Compact multiple channel optical receiver assembly package
WO2015162734A1 (ja) * 2014-04-23 2015-10-29 三菱電機株式会社 中継装置およびデータ転送方法
US9874693B2 (en) 2015-06-10 2018-01-23 The Research Foundation For The State University Of New York Method and structure for integrating photonics with CMOs
US10840396B2 (en) 2016-04-15 2020-11-17 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optoelectronic modules with alignment spacers and methods for assembling the same
US11156790B2 (en) * 2018-06-07 2021-10-26 University College Cork Fiber-less photonic system in an integrated package
US10712499B2 (en) * 2018-11-27 2020-07-14 Globalfoundries Inc. Semiconductor devices and methods of forming same
US11443998B2 (en) * 2019-06-05 2022-09-13 Te Connectivity Solutions Gmbh Electronic assembly including optical modules
US11953737B2 (en) * 2020-05-01 2024-04-09 Smiths Interconnect Canada Inc. Systems and methods for coupling light

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1341226A (zh) * 1999-02-19 2002-03-20 艾利森电话股份有限公司 一种对准光纤的结构
EP1308757A1 (en) * 2001-11-06 2003-05-07 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Fibre module apparatus and method therefor
US20030223672A1 (en) * 2002-03-08 2003-12-04 Joyner Charles H. Insertion loss reduction, passivation and/or planarization and in-wafer testing of integrated optical components in photonic integrated circuits (PICs)
CN102203652A (zh) * 2008-07-28 2011-09-28 集成光子学中心有限公司 混合集成光学元件

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3907547C2 (de) * 1989-03-06 1997-01-09 Siemens Ag Verbindung zwischen einem optoelektronischen Halbleiterbauelement und einem Lichtwellenleiterende
JP2985830B2 (ja) 1997-05-19 1999-12-06 日本電気株式会社 光モジュール及びその製造方法
US6095697A (en) 1998-03-31 2000-08-01 Honeywell International Inc. Chip-to-interface alignment
DE10128269B4 (de) 2001-06-12 2004-05-27 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Eine Chipflächen-Justierstruktur
JP4118590B2 (ja) * 2002-04-19 2008-07-16 富士通株式会社 光回路アセンブリ
US6853778B2 (en) 2002-09-18 2005-02-08 Agilent Technologies, Inc. Optical module with alignment waveguide
US7308167B2 (en) 2004-09-01 2007-12-11 Agilent Technologies, Inc. Optical assembly with optoelectronic device alignment
US7229219B2 (en) 2004-09-17 2007-06-12 Fujitsu Limited Apparatuses and methods for integrating opto-electric components into the optical pathways of routing substrates with precision optical coupling and compact electrical interconnection
US7613368B2 (en) 2004-11-12 2009-11-03 International Business Machines Corporation Mixed electrical and optical LGA interposer for facilitating chip to board communications by dual signal types
US7855377B2 (en) 2008-08-05 2010-12-21 Fujitsu Limited Alignment structures for an optical assembly
US7978940B2 (en) 2009-09-14 2011-07-12 Tyco Electronics Services Gmbh Self-aligned carrier assembly for optical device supporting wafer scale methods
US8977088B2 (en) 2010-07-30 2015-03-10 Tyco-Electronics Corporation Interposer with alignment features
US9036955B2 (en) * 2011-01-25 2015-05-19 Tyco Electronics Corporation Optical interposer
US8830466B2 (en) 2011-11-10 2014-09-09 Cisco Technology, Inc. Arrangement for placement and alignment of opto-electronic components

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1341226A (zh) * 1999-02-19 2002-03-20 艾利森电话股份有限公司 一种对准光纤的结构
EP1308757A1 (en) * 2001-11-06 2003-05-07 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Fibre module apparatus and method therefor
US20030223672A1 (en) * 2002-03-08 2003-12-04 Joyner Charles H. Insertion loss reduction, passivation and/or planarization and in-wafer testing of integrated optical components in photonic integrated circuits (PICs)
CN102203652A (zh) * 2008-07-28 2011-09-28 集成光子学中心有限公司 混合集成光学元件

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110402492A (zh) * 2017-03-03 2019-11-01 微软技术许可有限责任公司 柔性导电粘合
CN110402492B (zh) * 2017-03-03 2023-09-08 微软技术许可有限责任公司 柔性导电粘合
CN111492281A (zh) * 2017-12-13 2020-08-04 思科技术公司 带uv窗口的无源光纤耦合器
CN111492281B (zh) * 2017-12-13 2022-06-17 思科技术公司 带uv窗口的无源光纤耦合器

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