介质适配器制造技术

本文中描述的示例实现方式包括介质适配器，该介质适配器被配置成为多模波导(MMWG)互连提供电/光和光/电转换，该介质适配器包括：一个或更多个球栅阵列；以及尾切光纤阵列块(tcFAB)，其从直接光引线(DOW)接合连接至第一光电二极管阵列和第二激光二极管阵列。光电二极管阵列和第二激光二极管阵列。光电二极管阵列和第二激光二极管阵列。

【技术实现步骤摘要】
介质适配器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请基于和要求于2021年9月24日提交的临时美国专利申请第63/248,241号的优先权的权益，该临时美国专利申请的全部公开内容在此出于所有目的通过引用并入本文中。


[0003]本公开内容一般地涉及具有光子集成电路(PIC)的电子系统，并且更具体地，涉及用于多模波导互连的介质适配器。

技术介绍

[0004]最近在具有用于提供要转换为电信号的光以及用于提供要转换为光的电信号的嵌入式光波导的电气印刷电路板方面有了进展。这样的系统被称为印刷光学电路板，并且在本文中被称为印刷光学板(POB)。
[0005]在POB上具有PIC的系统(在下文中，其被称为
‘
PIC系统
’
)中，随着PIC系统的铜迹线朝零塌陷，光连接器在紧邻片上系统(SoC)处变得拥挤。不幸地是，对于这种拥挤的总线环境，没有光学输入/输出(I/O)标准。PIC的输入和输出(相当于电气系统的I/O缓冲器和接合焊盘)，也称为片外光学总线，没有任何候选解决方案、行业共识或标准活动。这样的解决方案的缺乏是涉及PIC部件的连接器制造商面临的近期挑战。
[0006]最近在涉及电路板内的嵌入式波导的印刷光学板(POB)的设计方面有了进展。图1示出了示例POB系统。具体地，图1示出了嵌入在印刷电路板(PCB)材料和工艺中的光波导核心层。箭头指示从光模块到SoC的光路方向。由于光学层和电气层在制造中是对准的，因此组装厂不需要提供额外的对准。然而，材料系统需要新的层压工艺，这增加了成本并产生未知的现场产品可靠性。
[0007]图2示出了多模波导(MMWG)系统。在图2中所示的示例中，存在一个或更多个多模波导(MMWG)PIC 206，所述多模波导(MMWG)PIC 206连接至POB 210以与小芯片208接口连接，所述小芯片208通过波导到光纤电缆连接器202连接至超光纤电缆203。一个或更多个MMWG PIC 206中的每一个包括被配置成促进从MMWG PIC到POB的光信号的MMWG 205，并且经由双向信道连接至被配置成实施电信号/光信号转换的嵌入式数字均衡器201。在本文中所描述的系统中，取决于期望的实现方式，MMWG PIC 206和PIC 208可以被配置成实施聚合、光交换(例如，交换功能)和电功能。这样的实现方式可以避免单模方法。
[0008]嵌入式数字均衡器201被配置成：针对从MMWG PIC 206到MMWG 205的出口信号实施电信号到光信号的转换，或者针对从MMWG 205到MMWG PIC 206的进口信号实施光信号到电信号的转换。在示例中，嵌入式数字均衡器201可以包括串行器/解串器(SERDES)线性或非线性均衡器方案，以对MMWG 205将产生的损伤进行补偿。由MMWG 205(来自多模波导或光纤)引起的损伤是模态色散的形式。这是确定性噪声如反射和插入，其可以由嵌入式数字均衡器201补偿，无论嵌入式数字均衡器201是线性均衡器还是非线性均衡器。嵌入式数字均
衡器201通过芯片到波导连接器211在MMWG PIC 206与MMWG 205之间接口连接。如本文中所述，嵌入式数字均衡器201用于光路上的信道信号损伤。
[0009]MMWG总线204包括嵌入在POB 210中的波导，所述波导经由波导到波导连接器207连接至PIC 206以聚合通过POB 210的光信号。波导到波导连接器207是光信号到光信号接口，该光信号到光信号接口针对出口信号引导光信号沿信号流方向200通过MMWG总线204，或者针对进口信号引导光信号从MMWG总线204到MMWG PIC 206。
[0010]PIC 208可以包括MMWG PIC和单模波导(SMW)PIC两者，并且被配置成通过波导到光纤电缆连接器202连接至超光纤电缆203。PIC 208还通过芯片到波导连接器211连接至POB 210，以将PIC 208与MMWG总线204接口连接。类似地，PIC 208也可以包括均衡器，以针对从MMWG PIC 206到PIC 208的出口信号200促进光信号到电信号，或者针对进口信号促进电信号到光信号到MMWG总线204。PIC 208被配置成将通过芯片到波导连接器211从MMWG总线204接收到的光信号转换为电信号，然后该电信号可以被转换为光信号以输出至超光纤电缆203诸如单模光纤(SMF)电缆。
[0011]在图2的示例中，PIC 206可以是传输PIC(tPIC)的形式，并且PIC 208可以是交换机PIC(swPIC)的形式。在本文中描述的示例实现方式中，tPIC被配置成具有由波导连接器211促进的多模波导接口，而交换机PIC具有多模波导接口以及用于电缆203的SMF接口两者。

技术实现思路

[0012]本公开内容的各方面包括介质适配器，该介质适配器被配置成为多模波导(MMWG)互连提供电/光和光/电转换，该介质适配器包括：一个或更多个球栅阵列；以及尾切光纤阵列块(tail
‑
cut fiber array block，tcFAB)，其从直接光引线(direct optical wire，DOW)接合连接至第一光电二极管阵列和第二激光二极管阵列。
[0013]本公开内容的各方面包括可以包括介质适配器的多模波导(MMWG)互连，该介质适配器被配置成为多模波导(MMWG)互连提供电/光和光/电转换，该介质适配器包括：一个或更多个球栅阵列；从直接光引线(DOW)接合连接至第一光电二极管阵列和第二激光二极管阵列的尾切光纤阵列块(tcFAB)；以及包括MMWG的印刷电路板，该MMWG通过DOW接合连接至介质适配器。
附图说明
[0014]图1示出了相关技术的示例印刷光学板(POB)系统。
[0015]图2示出了示例多模波导系统。
[0016]图3示出了根据示例实现方式的通过使用光多模波导(MMWG)和介质/MMWG适配器(MA)的芯片到模块的示例建议互连方案。
[0017]图4示出了建议的MMWG互连的框图。
[0018]图5示出了建议的MMWG互连的抽象链路模型。
[0019]图6示出了根据示例实现方式的MMWG互连系统。
[0020]图7(A)和图7(B)示出了根据第一实施方式的示例介质适配器。
[0021]图7(C)示出了标准FAB与tcFAB之间的比较。
[0022]图8示出了根据第二实施方式的示例介质适配器。
[0023]图9示出了根据第三实施方式的示例介质适配器。
[0024]图10示出了根据第四实施方式的示例介质适配器。
[0025]图11和图12示出了根据第五实施方式的示例介质适配器。
具体实施方式
[0026]下面的具体实施方式进一步提供本申请的附图和示例实现方式的细节。为了清楚，省略了附图之间冗余元素的附图标记和描述。整个说明书中所使用的术语被作为示例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介质适配器，所述介质适配器被配置成为多模波导MMWG互连提供电/光和光/电转换，所述介质适配器包括：一个或更多个球栅阵列；以及尾切光纤阵列块tcFAB，其从直接光引线DOW接合连接至第一光电二极管阵列和第二激光二极管阵列。2.根据权利要求1所述的介质适配器，所述一个或更多个球栅阵列包括伪球栅阵列，所述伪球栅阵列经由焊料将所述介质适配器连接至印刷电路板以将所述tcFAB与所述MMWG互连的MMWG对准，其中，所述tcFAB经由DOW接合连接至所述MMWG互连的MMWG。3.根据权利要求1所述的介质适配器，其中，所述一个或更多个球栅阵列包括将所述介质适配器连接至芯片的信号球栅阵列，其中，所述tcFAB的光纤经由电接合连接至所述信号球栅阵列，并且其中，所述芯片电连接至所述信号球栅阵列。4.根据权利要求1所述的介质适配器，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：金起泓，杰里米，
申请(专利权)人：广濑电机株式会社，
类型：发明
国别省市：