一種光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，包括光波導(dǎo)芯片和光電芯片，所述光波導(dǎo)芯片的端面拋光成45°角的端面，所述光波導(dǎo)芯片與所述光電芯片之間還設(shè)有光波可以穿透的透明基板。本實(shí)用新型能夠直接實(shí)現(xiàn)光電芯片的緊湊氣密封裝，提高封裝密度，同時(shí)能夠?qū)獠▽?dǎo)芯片進(jìn)行有效保護(hù)，緩沖光波導(dǎo)芯片與上層電路以及光電芯片間的應(yīng)力。
【專利說明】一種光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖通信，尤其涉及一種光波導(dǎo)與光電芯片之間的耦合結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，信息數(shù)據(jù)海量劇增，對(duì)信息計(jì)算、傳輸?shù)燃夹g(shù)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。光通信憑借其諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛，傳輸速率越來越高。從城市間的超長(zhǎng)距離傳輸，到設(shè)備間的局域網(wǎng)傳輸，光互連的范圍不斷增加，目前業(yè)界的研究熱點(diǎn)已經(jīng)延伸到芯片間以及同一芯片內(nèi)的芯片級(jí)光互連。芯片級(jí)的光互連，目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)提出了多種方案。其中一個(gè)重要方向，采用光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)芯片間的光傳輸。集成密度、耦合效率、可靠性以及成本都是目前研究的重點(diǎn)。
[0003]芯片間依靠光波導(dǎo)進(jìn)行光電傳輸?shù)牡湫蛯＠桨钢?，光波?dǎo)芯片是多層印刷電路板中的一層，光波導(dǎo)端面到光電芯片表面存在孔隙連接，電路板與光波導(dǎo)各層之間采用膠水粘結(jié)。這種封裝結(jié)構(gòu)要求光電芯片(如光電探測(cè)器)已經(jīng)做好足夠的氣密性封裝，不適合更高密度的裸芯片級(jí)封裝。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決以上問題，本實(shí)用新型提供了一種光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)與光電芯片間引入一層透明基板，能夠直接實(shí)現(xiàn)光電芯片的緊湊氣密封裝，提高封裝密度。該透明基板同時(shí)能夠?qū)獠▽?dǎo)芯片進(jìn)行有效保護(hù)，緩沖光波導(dǎo)芯片與上層電路以及光電芯片間的應(yīng)力。
[0005]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種光波導(dǎo)與光電芯片的新型稱合結(jié)構(gòu)，包括光波導(dǎo)芯片和光電芯片，所述光波導(dǎo)芯片的端面拋光成45°角的端面，所述光波導(dǎo)芯片與所述光電芯片之間還設(shè)有光波可以穿透的透明基板。
[0007]優(yōu)選地，所述透明基板的上表面光波穿過的地方設(shè)有一定位槽，所述定位槽內(nèi)固定一柱狀透鏡。
[0008]優(yōu)選地，在透明基板的上表面光波穿過的地方設(shè)有一定位槽，所述定位槽固定一球狀透鏡。
[0009]優(yōu)選地，所述透明基板的上表面設(shè)有一半球面透鏡，所述半球面透鏡的半球面面向所述光電芯片。
[0010]優(yōu)選地,在所述透明基板的上下表面之間設(shè)置一沿光束傳播方向的光波導(dǎo)。
[0011]優(yōu)選地，在所述透明基板上下兩側(cè)加工漸變折射率透鏡，兩個(gè)所述透鏡相對(duì)，并且位于同一直線上。
[0012]優(yōu)選地，所述光波導(dǎo)芯片為硅波導(dǎo)芯片或石英基波導(dǎo)芯片或離子交換波導(dǎo)芯片或聚合物波導(dǎo)芯片。
[0013]優(yōu)選地，所述透明基板上制作有焊接點(diǎn)，所述光電芯片通過所述焊接點(diǎn)與所述透明基板焊接，所述透明基板與所述光波導(dǎo)芯片通過膠水粘接
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型在光波導(dǎo)芯片與光電芯片之間設(shè)置光波可以穿透的透明基板，能夠直接實(shí)現(xiàn)光電芯片的緊湊氣密封裝，提高封裝密度。該透明基板同時(shí)能夠?qū)獠▽?dǎo)芯片進(jìn)行有效保護(hù)，緩沖光波導(dǎo)芯片與上層電路以及光電芯片間的應(yīng)力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的定位槽和柱狀透鏡的俯視圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0021]圖6是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:
[0024]I……光電芯片 2……焊接點(diǎn)3……透明基板
[0025]4......光波導(dǎo)芯片5......柱狀透鏡6......定位槽
[0026]7……球狀透鏡 8……漸變折射率透鏡9……光波導(dǎo)
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖中的圖1至圖7對(duì)本實(shí)用新型的光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，請(qǐng)參考圖1，包括光波導(dǎo)芯片4和光電芯片1，光波導(dǎo)芯片4的端面拋光成45°角的端面，光波導(dǎo)芯片4與光電芯片I之間還設(shè)有光波可以穿透的透明基板3。透明基板3上制作有焊接點(diǎn)2，光電芯片I通過焊接點(diǎn)2與透明基板3焊接，透明基板3與光波導(dǎo)芯片4通過膠水粘接。光波導(dǎo)芯片4中傳輸?shù)墓獠ń?jīng)45°角的端面反射后，改變90°方向后向上傳輸，穿過透明基板3到達(dá)光電芯片I。透明基板3用作光電芯片I的密封窗口，提供密封保護(hù)，允許光波的通過，另外，還可以緩沖光波導(dǎo)芯片4與上層電路、光電芯片I間的應(yīng)力，保護(hù)光波導(dǎo)芯片4，使其免受損傷。
[0029]本實(shí)施例中光波導(dǎo)芯片4可以為硅波導(dǎo)芯片、石英基波導(dǎo)芯片、離子交換波導(dǎo)芯片或聚合物波導(dǎo)芯片；透明基板3為允許通信光波穿透的物質(zhì)，例如玻璃、硅片、聚合物等。
[0030]本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，請(qǐng)參考圖2和圖3，在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在透明基板3的上表面光波穿過的地方，加工一定位槽6，將一柱狀透鏡5固定于定位槽6中，對(duì)光波導(dǎo)出射端過來的光束進(jìn)行整形，解決光束到達(dá)光電芯片I表面的發(fā)散問題，實(shí)現(xiàn)光束與小面積光電芯片I的聞效I禹合。
[0031]本實(shí)用新型的第三實(shí)施例，請(qǐng)參考圖4，在第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將柱狀透鏡5換為球狀透鏡7，固定于定位槽6中，同樣能對(duì)光波導(dǎo)出射端過來的光束進(jìn)行整形，解決光束的發(fā)散問題，提高光束與光電芯片I的耦合效率。
[0032]本實(shí)用新型的第四實(shí)施例，請(qǐng)參考圖5，在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在透明基板3的上表面固定一半球面透鏡8,半球面透鏡8的半球面面向光電芯片1，可對(duì)光波導(dǎo)出射端過來的光束進(jìn)行聚焦整形，提高光束與光電芯片I的耦合效率。
[0033]本實(shí)用新型的第五實(shí)施例，請(qǐng)參考圖6，在透明基板3的上下表面之間設(shè)置一沿光束傳播方向的光波導(dǎo)9,電磁波的全反射現(xiàn)象使光波被限制在光波導(dǎo)9內(nèi)傳播,光波導(dǎo)9限制光波發(fā)散，從而提高光束與光電芯片I的耦合效率。
[0034]本實(shí)用新型的第六實(shí)施例，請(qǐng)參考圖7，在所述透明基板3上下兩側(cè)的內(nèi)表面分別加工漸變折射率透鏡8，兩個(gè)透鏡8的半球面相對(duì)，同樣能起到對(duì)光束進(jìn)行整形的作用，有效提高光束與光電芯片I之間的耦合效率。
[0035]本實(shí)用新型的有益效果為:通過在光波導(dǎo)芯片與光電芯片之間設(shè)置透明基板，該透明基板作為光電芯片的密封窗口，提供密封保護(hù)，允許光波的通過，能夠直接實(shí)現(xiàn)光電芯片的緊湊氣密封裝，提高封裝密度。該透明基板同時(shí)能夠?qū)獠▽?dǎo)芯片進(jìn)行有效保護(hù)，緩沖光波導(dǎo)芯片與上層電路以及光電芯片間的應(yīng)力。通過在透明基板上設(shè)置整形結(jié)構(gòu)，解決光束從光波導(dǎo)出射端到光電芯片表面的發(fā)散問題，實(shí)現(xiàn)光束與小面積光電芯片的高效I禹合。
[0036]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但并不能作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本實(shí)用新型中的設(shè)計(jì)精神所做出的等效變化或修飾或等比放大或縮小等，均應(yīng)認(rèn)為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光波導(dǎo)與光電芯片的新型稱合結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括光波導(dǎo)芯片和光電芯片，所述光波導(dǎo)芯片的端面拋光成45°角的端面，所述光波導(dǎo)芯片與所述光電芯片之間還設(shè)有光波可以穿透的透明基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述透明基板的上表面光波穿過的地方設(shè)有一定位槽，所述定位槽內(nèi)固定一柱狀透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于:在透明基板的上表面光波穿過的地方設(shè)有一定位槽，所述定位槽固定一球狀透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述透明基板的上表面設(shè)有一半球面透鏡，所述半球面透鏡的半球面面向所述光電芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述透明基板的上下表面之間設(shè)置一沿光束傳播方向的光波導(dǎo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述透明基板上下兩側(cè)加工漸變折射率透鏡，兩個(gè)所述透鏡相對(duì)，并且位于同一直線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型稱合結(jié)構(gòu),其特征在于:所述光波導(dǎo)芯片為硅波導(dǎo)芯片或石英基波導(dǎo)芯片或離子交換波導(dǎo)芯片或聚合物波導(dǎo)芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的光波導(dǎo)與光電芯片的新型稱合結(jié)構(gòu),其特征在于:所述透明基板上制作有焊接點(diǎn)，所述光電芯片通過所述焊接點(diǎn)與所述透明基板焊接，所述透明基板與所述光波導(dǎo)芯片通過膠水粘接。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK203720412SQ201320865929
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】高陽(yáng), 孔祥君, 焦俊濤, 付勇, 楊棟 申請(qǐng)人:深圳市中興新地通信器材有限公司