[发明专利]用于对光电器件的构造阵列构件进行对准的激光锻造技术

说明书

技术领域

本发明一般涉及光电通信系统，并且更具体地涉及用于并行光学通信链路的集成光电模块。

背景技术

在诸如计算机系统、交换系统和网络系统的高数据速率电子系统中，使用光学通信链路来替代铜布线具有许多被公认的优点。这些潜在的优点包括增加带宽和数据速率、避免电磁干涉、限制来自系统的辐射电磁噪音、通过将光/电(OLE)转换部分放置得尽可能靠近信号发生电路(例如计算机处理器)减少延迟以及以更低的每针脚成本来增加封装密度等。

当前，传统地制造的光电换能器通常包括发光器件(例如构造成激光器阵列的垂直腔表面发射激光器(VCSEL))以及光检测器件(例如构造成光电二极管(PD)阵列的光电二极管)。由于用于制造各个半导体器件的光刻工艺的规模和精确度，这些光电换能器通常包括精确地布置的器件阵列。即，形成在单个晶片上的一系列VCSELS被切割或分离，使得阵列包括期望数目的光发射器。这些光电换能器包括精确地布置并具有发射和接收光的各个半导体器件的光学元件。

用于集成电路的生产线是先天有缺陷的，并且总是将杂质引入到构造在半导体材料的晶片上的器件中。图1示出了在期望制造12个单元的阵列时由于晶片10上的六个不能工作的光学器件而导致了产量问题。晶片10上的表面14的每个方格表示基于半导体器件的光学器件的示例。标记有“X”的器件具有使半导体器件不适于其预期目的的缺陷。由于该缺陷、阵列中的元件的期望数目以及通过安装到线性平移支架上的旋转刀具来执行晶片切片处理，通过单个晶片仅能制造有限数目的这种阵列。

在该示例中，标记为灰色的器件是可以被切片即被从晶片10分离的12个器件的光学阵列的各个构件。标记有十字阴影图案的器件是可以工作但被抛弃的半导体器件，因为它们不是12个连续半导体器件的列的构件。图1表明，对于该示例晶片10、相对器件尺寸、错误率以及位置来说，小于2％的错误率(或者晶片上总共336个器件中6个不能工作的器件)导致13个阵列的产量(336个器件中的156个)，生产率仅为46.4％。换言之，晶片10上的约51.8％的可工作器件被丢弃(全部336个器件中的174个器件)，因为它们不在12个连续可工作器件的行中。

存在对于能够以相对低的成本制造的、具有彼此精确对准地布置的光学器件的光电模块的需要。

发明内容

用于对管芯的构造阵列中的管芯的相对位置进行调整的方法的实施例包括以下步骤：提供具有第一安装区域以及从第一安装区域延伸出来的N个突片的垫片，该N个突片包括桥区域和第二安装区域，第二安装区域具有第一表面及相反的第二表面；把具有整数个光电器件的管芯固定地安装到垫片的第一表面上；通过以下步骤调整第二安装区域和管芯的位置：在桥区域内沿着轴线将激光产生的能量施加到垫片的相反两个表面，直到沿着轴线的垫片材料转变为液态；从相反的两个表面移除激光产生的能量，以允许沿着轴线的材料固化，从而使第二安装区域和所安装的管芯沿着与轴线基本正交的方向移动。

一种用于制造光电器件的构造阵列的方法包括以下步骤：把在每个管芯上具有M个可工作的光电器件的N个管芯从半导体晶片分离，其中，N和M是整数；提供第一引线框架，第一引线框架具有边缘以及具有凹陷的表面；在垫片的第一安装区域处将垫片固定地安装到第一引线框架的凹陷中，垫片具有从第一安装区域延伸超过第一引线框架的边缘的N个突片，这N个突片具有桥区域和第二安装区域，第二安装区域具有第一表面以及相反的第二表面，第一表面用于对N个管芯中的一者进行管芯安装；检查安装到垫片的N个管芯中每一者的各个特征的对准情况；在必要时，通过至少在桥区域中进行激光锻造来调整N个管芯中至少一者的相对对准；重复检查以及调整，直到实现期望的对准公差；沿着第二表面安装第二引线框架以与第一引线框架配准。

一种光电模块的实施例，其包括在每个管芯上具有M个可工作的光电器件的N个管芯的构造阵列，其中，N和M是整数，该光电模块包括第一和第二引线框架以及垫片。第一引线框架和第二引线框架具有各自的边缘。各个引线框架的边缘相邻并形成沟槽。该沟槽允许将来自激光源的能量(该能量由激光产生)在沟槽的附近施加到垫片上。垫片具有第一安装区域和N个突片，该N个突片各自包括桥区域和第二安装区域。垫片在第一安装区域处安装到第一引线框架。N个突片从第一安装区域延伸超过第一引线框架的边缘。桥部分越过沟槽。第二安装区域具有第一表面以及第二表面，该第一表面用于固定地安装光电器件。通过对桥区域进行激光锻造来使得构造阵列对准。