公开了一种电子装置，包括：包括第一主表面的回路元件；设置在第一主表面中的第一电极；包括第二主表面并且构造成发送或接收光信号的光学元件；设置在第二主表面中的第二电极；设置在第二主表面中并且有光信号穿过的窗；设置在第一主表面和第二主表面上的布线层，该布线层电连接第一电极和第二电极；以及设置在第二主表面上并且光学连接至所述窗的光学波导，光信号穿过该光学波导。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了一种电子装置，包括：包括第一主表面的回路元件；设置在第一主表面中的第一电极；包括第二主表面并且构造成发送或接收光信号的光学元件；设置在第二主表面中的第二电极；设置在第二主表面中并且有光信号穿过的窗；设置在第一主表面和第二主表面上的布线层，该布线层电连接第一电极和第二电极；以及设置在第二主表面上并且光学连接至所述窗的光学波导，光信号穿过该光学波导。【专利说明】电子装置、用于制造电子装置的方法以及电子设备
本文所讨论的本实施方式涉及电子装置、用于制造电子装置的方法以及电子设 备。
技术介绍
在电子设备如服务器的领域，焦点集中在光传输技术上，其中，使用光纤将多个服 务器机柜（server rack)彼此连接以提高电子设备中的信号传输速度。 在光传输技术中，使用构造成发送以及接收光信号的光学元件和构造成驱动光学 元件的回路元件例如驱动1C，并且光学元件光学连接至光纤。 使用金属线材将光学元件和回路元件彼此连接。金属线材优选为尽可能短以减少 布线延迟从而使得能够实现更快的信号传输。 此外，光学传输技术针对减少光信号损耗也有改进的空间。 本专利技术的目的是减少电子装置、用于制造电子装置的方法以及电子设备中的布线 延迟和光信号损耗。
技术实现思路
根据本文所讨论的一个方面，提供了一种电子装置，包括：包括第一主表面的电 子元件；设置在第一主表面中的第一电极；包括第二主表面并且构造成发送或接收光信号 的光学元件；设置在第二主表面中的第二电极；设置在第二主表面中并且有光信号穿过的 窗；设置在第一主表面和第二主表面上的布线层，该布线层电连接第一电极和第二电极； 以及设置在第二主表面上并且光学连接至窗的光学波导，光信号穿过该光学波导。 根据下面的公开内容，使用能够形成高度上比端子例如焊料凸块低的布线层，将 半导体元件和光学元件彼此连接。因此，能够抑制由于布线的高度导致的布线延迟。 此外，光学波导设置在光学兀件的第二主表面上。因此，为了共同安装光学兀件和 光学波导，无需使用难以实现高精度对准的技术如倒装芯片安装。这使得光学波导与窗之 间能够精确对准，其使得能够抑制光学波导与窗之间的光信号损耗。 【专利附图】【附图说明】 图1是电子设备中的光学元件和回路元件的截面图； 图2是示出了回路元件和光学元件被倒装芯片安装在布线基板上的情况的截面 图； 图3是根据本实施方式的电子装置的放大截面图； 图4是示出了根据本实施方式的光学元件的第二主表面的示例的平面图； 图5是示出了如何使用根据本实施方式的电子装置的截面图； 图6是示出了包括根据本实施方式的电子装置的电子设备的示例的示意图。 图7是示出了包括根据本实施方式的电子装置的电子设备的另一示例的示意图； 以及 图8A至图8N是示出了根据本实施方式在制造电子装置的过程中的电子装置的截 面图。 【具体实施方式】 在描述本实施方式之前，给出对【专利技术者】所执行的研究的结果的描述。 可以有效地使用光传输技术以加快电子设备中的信号传输。在光传输技术中，组 合使用光学元件和回路元件，光学元件例如为垂直腔表面发射激光器（VCSEL)或光电二极 管（PD)，回路元件例如为跨阻抗放大器（TIA)或用于驱动光学元件的驱动器。 图1是电子设备中的光学元件和回路元件的截面图。 在图1所示的示例中，回路元件2和光学元件4固定在布线基板1上，并且回路元 件2的电极3和光学元件4的电极6使用接合线7如金线彼此电连接。 光学元件4是例如垂直腔表面发射激光器。光学元件4在其上表面设置有光学透 明的窗5并且沿着布线基板1的法线方向穿过窗5发射光信号L。该光信号L经由设置在 窗5上方的光纤11输出至外侧。 在这样的结构中，必须正确地执行光纤11与光学元件4之间的对准以减少它们之 间的光信号损耗。 此外，在该示例中，根据接合线7的长度，会发生布线延迟，这使得难以在回路元 件2与光学元件4之间以较高的速度发送信号。 图2是示出了回路元件2和光学元件4被倒装芯片安装在布线基板1上以减少这 样的布线延迟的情况的截面图； 在该示例中，作为连接端子8的焊料凸块连结到每个电极3、电极6上。然后，经由 这些连接端子8,布线基板1的布线层10和回路元件2彼此连接。此外，经由连接端子8， 连接布线层10和光学元件4。 连接端子8的高度Η大约为100 μ m，低于图1中接合线7的高度(大约1mm至2mm)。 因此，由于连接端子8的高度Η导致的布线延迟少于图1所示的示例中引起的布线延迟。 在该结构中，光学元件4的窗5通常设置在设置电极6的相同侧。在这种情况下， 穿过窗5朝着布线基板1发射光信号L。出于该原因，在该示例中，在布线基板1中设置光 学波导9以将光信号L输出至外侧，以及将布线基板1与光学元件4对准使得窗5位于光 学波导9的上方。 为了防止损耗光信号L，窗5与光学波导9之间的未对准量必须在沿基板的横向方 向的l〇ym内。然而，难以以这样的高精度对准窗5和光学波导9。特别地，在倒装芯片安 装中，当在回流焊期间熔化连接端子8时光学元件4由其自身的重量而轻微地移动。这使 得更加难以将光学元件4与布线基板1对准。 下面给出对能够减少布线延迟和光信号损耗的本实施方式的描述。 (实施方式） 图3是根据本实施方式的电子装置的放大截面图。 在光学传输技术中，电子装置20构造成发送以及接收光信号，并且具有回路元件 21和光学元件22。 回路兀件21具有第一主表面21a，在第一主表面21a处设置有由铜制成的第一电 极23。 并不特别地限制回路元件21。构造成驱动光学元件22、跨阻放大器、CPU (中央处 理单元)、GPU (图形处理单元)、电阻元件、电容器和电感器的任何一种驱动器均可用作回路 元件21。 光学兀件22也具有第二主表面22a，在第二主表面22a处设置有由铜制成的第二 电极24和由光学透明的氧化硅等制成的窗25。 光学元件22是构造成穿过窗25发送或接收光信号L的发光元件或光接收元件， 并且由半导体材料如硅或砷化镓制成。其中，对于发光元件，可利用垂直腔表面发射激光器 和LED (发光器件)，而对于光接收兀件，可利用光电二极管（PD)。此外，光学传感器可以用 作光学兀件22。 在任何这些光学元件中，穿过窗25的光信号L的方向指向第二主表面22a的法线 方向η。在下文中，给出对垂直腔表面发射激光器元件用作光学元件22的情况的描述。 图4是示出了光学元件22的第二主表面22a的示例的平面图。 如图4所示，在第二主表面22a中设置有两个第二电极24。一个第二电极24用作 正电极，而另一个第二电极24用作负电极。 再次参照图3。 在第二主表面22a上，设置有光学连接至窗25的光学波导38。光学波导38通过 按照顺序叠置下覆层35、芯层36和上覆层37而形成，并且沿着第二主表面22a的面内方向 D延伸。 芯层36是沿着其传播光信号L的光路C的一部分，并且在芯层36端部处具有镜 面36a。镜面36a位于窗25的上方并且构造成反射光信号L。镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子装置，包括：回路元件，所述回路元件包括第一主表面；第一电极，所述第一电极设置在所述第一主表面中；光学元件，所述光学元件包括第二主表面并且构造成发送或接收光信号；第二电极，所述第二电极设置在所述第二主表面中；窗，所述窗设置在所述第二主表面中并且所述光信号穿过所述窗；布线层，所述布线层设置在所述第一主表面和所述第二主表面上，所述布线层电连接所述第一电极和所述第二电极；以及光学波导，所述光学波导设置在所述第二主表面上并且光学连接至所述窗，所述光信号穿过所述光学波导。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木伸也，菅间明夫，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。