[发明专利]一种测量光互连模块关键位置焊后对准偏移的方法

说明书

本发明公开了一种测量光互连模块关键位置焊后对准偏移的方法，是通过将光互连模块底部夹持后放入温控箱内，对光互连模块施加温度载荷进行焊接，在冷却固化阶段连接迈克尔逊干涉仪，由分束器分开的两束He‑Ne激光被定镜和动镜分别反射回观察屏，从而引起干涉现象，当实验样件测量处发生位移时，会带动动镜一起移动，导致反射回来的两束激光的光程差不断变化，干涉波纹中心就有N个环消失或者涌出，再根据公式可计算光互连模块关键位置处X和Y方向的位移值。该方法可计算出光互连模块关键位置焊后偏移量值，为如何减小焊后初始对准偏移对于提高光互连模块的长期工作及提髙光互连模块耦合效率的关键性问题提供实验数据。

技术领域

本发明涉及微电子封装光互连技术领域，具体是一种利用迈克尔逊干涉仪测量光互连模块关键位置焊后对准偏移的方法。

背景技术

“光互连”(Optical Interconnect，OI)是指用光子作为信息载体，光信号源发射的光信号通过光耦合元件、光传输媒介等器件后传达信号接收端，再由转换器将光信号转换为需要的信息，从而实现信号的发射-传输-接收过程。光互连技术起源于光子计算机的开发研究，光学科学家J.M.Goodman首先提出将光互连技术应用于大型集成电路中，从而提高大型集成电路的信号互连性能，光互连作为一种有效解决电互连弊端的互连方法，近年来在国际上备受关注，逐步运用于实际，发展为一门新型互连技术。传统电互连技术在功率损耗、信号传输速度、信号干扰失真、信号衰减和时延、系统散热等方面存在的问题严重地限制了集成电路技术的进一步发展，对于新型互连方式的探索极为必要。光互连技术因其高空间时间带宽积、抗电磁干扰性强、互连密度高、传输速率快、功率损耗低、优良的系统散热性等优点，有望解决电互连技术所遇到的问题。由于光互连模块对准位置焊后偏移量微小，因此偏移量测量是一直以来的难题。

近年来有学者对LCCC焊点进行了相关研究如文献

[1]黄春跃,吴松,梁颖,等.温度载荷下光互连模块对准偏移分析[J].中国电子科学研究院学报,2014,9(2):120-124.

[2]Krzysztof Nieweglowski,Klaus-Jugen Wolter.Optical Analysis ofShort-Distance Optical Interconnect on the PCB-Level[C].Proceedings of2006Electonic Systemintegration Technology Conference.Newyork:IEEE,2006,392-397.

[3]Fuad E.Doany,Benjamin G.Lee,Daniel M.Kuchta,et at.Terabit/SecVCSEL-Based 48-Channel Optical Module Based on Holey CMOS Transceiver IC[J].Journal of Lightwave Technology,2013,31(4):672-680.

在上述三篇文献中对机械安装后和热循环工作环境中的光互连模块光传输对准偏移与耦合效率进行研究，并未对焊接封装后的光互连模块对准偏移问题进行分析。而光互连模块在焊接封装过程中，基板和PCB的热膨胀系数失配将导致关键位置处产生对准偏移，尽管所带来的对准偏移一般在微米量级，然而由此造成的光功率损耗甚至可能高达50％以上。由于光互连器件使用前需要进行焊接安装，由此产生的光路对准误差属于系统误差，会一直存在于器件的后期使用过程中，持续影响光互连系统的正常工作。因此，如何减小焊后初始对准偏移对于提高光互连模块的长期工作稳定性至关重要，已成为进一步提髙光互连模块耦合效率的关键性问题。对此，本发明制作出典型光互连模块，设计出了基于迈克尔逊干涉仪的光互连模块焊后位移测量系统，并对光互连模块其焊后位置平移进行了测量，研究结果可为研究光互连模块关键位置焊后对准偏移提供实验数据。

发明内容