本公开涉及具有中介件参照物的焊料对准光学插座及其组装方法。根据本公开描述了光电系统及其组装方法。光电系统的示例包括基底和耦接到基底的中介件，中介件包括安装在其上的一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器。中介件被制作成具有一个或多个机械基准，机械基准相对于倒装芯片焊盘定位在中介件上，以将光发射器和光电检测器定位并耦接到中介件。光电系统还包括光学连接器和光学插座，光学插座包括与中介件的机械基准相应的一个或多个机械基准。光学插座被构造成当光学插座耦接到基底且光学连接器接收在光学插座内时将光学连接器与光发射器和光电探测器对准。当光学插座耦接到基底时，光学插座的机械基准接触中介件的相应机械基准。
中介件，所述中介件直接耦接到所述基底，所述中介件包括安装在其上的一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器，所述中介件被制作成具有沿着所述中介件的一个或多个外边缘的一个或多个机械基准，所述光发射器和光电探测器相对于所述机械基准的位置定位在所述中介件上；
光学连接器，所述光学连接器包括插芯和耦接到所述插芯的光纤；
光学插座，所述光学插座包括与所述中介件的所述机械基准相对应的一个或多个机械基准，所述光学插座被构造成接收所述光学连接器，所述光学插座被构造成当所述光学插座直接耦接到所述基底使得所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准，并且所述光学连接器被接收在所述光学插座中时，将所述光学连接器与所述中介件上的所述发射器和所述光电探测器对准。
2.根据权利要求1所述的光电系统，其中，所述光学插座经由焊料回流过程被焊接到所述基底。
3.根据权利要求2所述的光电系统，其中，当所述光学插座在所述焊料回流过程之前被初始定位在所述基底上时，所述光学插座和所述中介件的相应的基准被间隔开100μm至200μm之间的间隙。
4.根据权利要求2所述的光电系统，其中，在所述焊料回流过程期间，所述光学插座经由表面张力被拉向所述中介件，直到所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准。
5.根据权利要求4所述的光电系统，其中，当所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准时，所述光学插座相对于所述中介件的运动停止。
6.根据权利要求1所述的光电系统，其中，所述中介件的所述机械基准或所述插座的所述机械基准中的至少一者包括涂层或由低摩擦材料形成。
7.根据权利要求1所述的光电系统，其中，所述基底包括内部焊盘的阵列和外部焊盘的阵列，所述外部焊盘的阵列围绕所述内部焊盘的阵列的周边延伸。
8.根据权利要求7所述的光电系统，其中，所述中介件通过倒装芯片组装到所述基底的内部焊盘的阵列，并且其中，所述光学插座经由所述外部焊盘的阵列被焊接到所述基底，所述光学插座和所述中介件的相应的基准初始被间隙隔开，其中，在焊料回流过程期间，所述光学插座经由表面张力被拉向所述中介件，直到所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准，使得被接收在所述光学插座内的所述光学连接器与所述中介件上的所述发射器和所述光电探测器对准。
9.根据权利要求8所述的光电系统，其中，所述中介件包括在所述中介件的顶侧上的倒装芯片焊盘，所述一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器经由所述倒装芯片焊盘安装到所述中介件。
10.根据权利要求9所述的光电系统，其中，所述中介件的机械基准和所述倒装芯片焊盘经由光刻过程形成，并且所述机械基准经由蚀刻过程进一步形成，使得所述机械基准相对于所述倒装芯片焊盘精确地对准，并且所述一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器在安装到所述中介件之后相对于所述机械基准精确地对准。
将中介件直接耦接到所述基底，所述中介件包括一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器，所述中介件被制作成具有沿着所述中介件的一个或多个外边缘的一个或多个机械基准，所述发射器和光电探测器相对于所述机械基准的位置定位在所述中介件上；
将光学连接器插入光学插座中，所述光学连接器包括插芯和耦接到所述插芯的光纤；
将所述光学插座直接耦接到所述基底，所述光学插座包括与所述中介件的所述机械基准相对应的一个或多个机械基准，所述光学插座被构造成当所述光学插座耦接到所述基底使得所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准，并且所述光学连接器被接收在所述光学插座中时，将所述光学连接器与所述中介件上的所述发射器和所述光电探测器对准。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述光学插座耦接到所述基底包括经由焊料回流过程将所述光学插座焊接到所述基底。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，当所述光学插座在所述焊料回流过程之前被初始定位在所述基底上时，所述光学插座和所述中介件的相应的基准被间隔开100μm至200μm之间的间隙。
14.根据权利要求12所述的方法，包括在所述焊料回流过程期间经由表面张力将所述光学插座拉向所述中介件，直到所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，当所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准时，所述光学插座相对于所述中介件的运动停止。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述中介件的所述机械基准或所述插座的所述机械基准中的至少一者包括涂层或由低摩擦材料形成。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述基底包括内部焊盘的阵列和外部焊盘的阵列，所述外部焊盘的阵列围绕所述内部焊盘的阵列的周边延伸。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，将所述中介件耦接到所述基底包括将所述中介件通过倒装芯片组装到所述基底的内部焊盘的阵列，并且其中，将所述光学插座耦接到所述基底包括经由所述外部焊盘的阵列将所述光学插座焊接到所述基底，所述光学插座和所述中介件的相应的基准初始被间隙隔开，其中，在焊料回流过程期间，所述光学插座经由表面张力被拉向所述中介件，直到所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准，使得被接收在所述光学插座内的所述光学连接器与所述中介件上的所述发射器和所述光电探测器对准。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述中介件包括在所述中介件顶侧上的倒装芯片焊盘，在将所述中介件耦接到所述基底之前或之后，所述一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器经由所述倒装芯片焊盘安装到所述中介件。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述中介件的机械基准和所述倒装芯片焊盘经由光刻过程形成，并且所述机械基准经由蚀刻过程进一步形成，使得所述机械基准相对于所述倒装芯片焊盘精确地对准，并且所述一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器在安装到所述中介件之后相对于所述机械基准精确地对准。
光电系统和组装光电系统的方法
技术领域
[0001] 本公开涉及光电技术领域，具体涉及光电系统和组装光电系统的方法。
背景技术
[0002] 光电通信(例如，使用光学信号传输电子数据)至少部分地作为对应用(诸如高性能计算系统、大容量数据存储服务器和网络设备)中的高带宽、高质量和低功耗数据传输的不断增长的需求的潜在解决方案变得越来越普遍。光电系统或设备(诸如具有多个电子、光学和光电部件的光子集成电路(photonic integrated circuit，PIC)可以被用于转换、传输或处理光学信号或电子数据。光学信号可以经由包括一个或多个光学连接器的各种传输介质从板到板、芯片到芯片、系统到系统、服务器到服务器、或设备到设备进行承载、传输或传播。
发明内容
[0003] 根据本公开的一方面，提供了一种光电系统，包括：基底；中介件，所述中介件直接耦接到所述基底，所述中介件包括安装在其上的一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器，所述中介件被制作成具有沿着所述中介件的一个或多个外边缘的一个或多个机械基准，所述光发射器和光电探测器相对于所述机械基准的位置定位在所述中介件上；光学连接器，所述光学连接器包括插芯和耦接到所述插芯的光纤；光学插座，所述光学插座包括与所述中介件的所述机械基准相对应的一个或多个机械基准，所述光学插座被构造成接收所述光学连接器，所述光学插座被构造成当所述光学插座直接耦接到所述基底使得所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准，并且所述光学连接器被接收在所述光学插座中时，将所述光学连接器与所述中介件上的所述发射器和所述光电探测器对准。
[0004] 根据本公开的另一方面，提供了一种组装光电系统的方法，所述方法包括：提供基底；将中介件直接耦接到所述基底，所述中介件包括一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器，所述中介件被制作成具有沿着所述中介件的一个或多个外边缘的一个或多个机械基准，所述发射器和光电探测器相对于所述机械基准的位置定位在所述中介件上；将光学连接器插入光学插座中，所述光学连接器包括插芯和耦接到所述插芯的光纤；将所述光学插座直接耦接到所述基底，所述光学插座包括与所述中介件的所述机械基准相对应的一个或多个机械基准，所述光学插座被构造成当所述光学插座耦接到所述基底使得所述光学插座的所述机械基准接触所述中介件的相应的机械基准，并且所述光学连接器被接收在所述光学插座中时，将所述光学连接器与所述中介件上的所述发射器和所述光电探测器对准。
附图说明
[0005] 在以下详细描述中并参考附图描述了某些示例，在附图中：
[0006] 图1A示出了根据本公开的实施方式的光电系统的示例的截面视图；
[0007] 图1B示出了图1A的光电系统的部分的俯视图，其中去除了光学连接器和光电系统的光学插座的部分，以避免模糊光电系统的某些特征；
[0008] 图2A示出了根据本公开的实施方式的图1A的光电系统的中介件的顶部透视图；
[0009] 图2B示出了图2A的中介件的俯视图；
[0010] 图3A示出了根据本公开的实施方式的图1A的光电系统的插座的底部透视图；
[0011] 图3B示出了图3A的中介件的仰视图，其中焊料被施用到中介件的焊盘上；
[0012] 图4示出了根据本公开的实施方式的图1A的光电系统的基底的俯视图；以及[0013] 图5A至图5F示出了根据本公开的实施方式的将图1A至图1B的光电系统的部件组装在一起的步骤的示例序列的各种视图。
具体实施方式
[0014] 一般而言，光电系统或设备包括一个或多个光学连接器，以在光电系统(例如，芯片、基底、封装件、管芯)之上或之外或同一基底上的芯片之间承载、传输或传播光学信号。光学连接器可能需要精确地模制的零件或部件，以在光电系统的某些部件(例如，光电部件和光学连接器的光学插芯)之间提供适当对准(例如，微米级对准或公差)。
[0015] 这种精确零件的示例是被配置成接收光学插芯的光学插座，一个或多个光纤被组装到该光学插芯中，该一个或多个光纤又相对于(例如，设置在光电系统的基底上或基底内的)光电部件对准。光学插座典型地与光电部件精确地对准，并且随后接合到基底上，该基底可以包括或包含以下项的一个或多个：电子印刷电路板(electronic printed circuit board，PCB)或其他合适的电路板(例如，硅、有机材料、玻璃材料)、设置在电路板上面的基底层、硅中介件、或接合到电路板或基底层的顶部上的中介件的组合。由有机基底和Si中介件构成的多个堆叠层构成的更复杂的结构也是可能的。
[0016] 典型地，光电系统包括一个或多个光电部件，诸如安装到中介件(例如，硅中介件)上的光电阵列(例如，光发射器或光电探测器)。中介件被耦接到其下的基底。包括如以上讨论的光学插芯和光纤的光学连接器被配置成经由光学插座与中介件上的光电阵列对准(例如，光学地对准)。光学插座可以经由基底上的焊料焊盘和焊料回流过程对准并且耦接到基底。这典型地需要相对于光学插座上的导向销孔以高精度(例如，严格公差为大约2um或在大约2um以内)放置焊料。由于例如满足这种严格公差所需的精密制造装备、机器视觉对准的组装装备和安装时间，这种精确的组装要求导致组装成本增加。
[0017] 根据本公开的实施方式，本文描述了一种改进的光电系统，该改进的光电系统消除或最小化了将焊料定位在光学插座上以便于相对于基底和中介件精确地定位光学插座(例如，使得接收在光学插座内的光学连接器与中介件上的光电阵列对准)所需的精度。相反地，如以下进一步详细描述的那样，通过将光学插座配准或定位成抵靠中介件上的精确蚀刻边缘(例如，机械基准)，可以增加(例如，高达并且包括30um或更大)可接受的焊料放置公差。进一步，通过使用中介件作为位置或地点参照物(例如，对于要安装在其上的光电阵列、基底和光学插座)，可以提高整体组装公差(例如，减小或削减一半)，使得与使用基底焊料焊盘作为参照物相比，可实现大约2.0RMS(均方根)的公差。因此，提高了放置精度和插座制造的简易性，这可以导致减少的组装时间和成本。
[0018] 本文描述的光电系统包括基底和耦接到基底的中介件，中介件包括安装在其上的一个或多个光发射器和一个或多个光电探测器。中介件被制造成具有一个或多个机械基准。机械基准以倒装芯片焊盘为参照(例如，相对于倒装芯片定位在中介件上)，用于将光发射器和光电探测器定位和耦接到中介件。因此，当经由倒装芯片焊盘耦接到中介件时，光发射器和光电探测器相对于机械基准精确地定位在中介件上，如以下进一步详细描述的那样。光电系统还包括光学连接器，该光学连接器具有插芯和耦接到插芯的光纤。要耦接到基底的光学插座包括与中介件的机械基准相对应的一个或多个机械基准。光学插座被构造成当光学插座被耦接到基底并且光学连接器被接收在光学插座内时，将光学连接器与中介件上的发射器和光电探测器对准。当光学插座被耦接到基底时，光学插座的机械基准接触中介件的相应的机械基准。
[0019] 焊料对准表面安装光学插座被用于相对于光发射器和光电探测器定位和对准光学连接器。光发射器和光电探测器是精确地对准的，并且经由倒装芯片焊盘安装到中介件。机械基准被制作在中介件上并且相对于倒装芯片焊盘精确地定位，并且因此相对于要被安装在其上的发射器和检测器的位置精确地定位。由于机械基准和倒装芯片焊盘经由光刻过程形成在中介件上，并且，经由干法或湿法蚀刻过程进一步形成机械基准，因此两者相对于彼此精确地定位在中介件上。因此，当光发射器和光电探测器经由倒装芯片焊盘安装在中介件上时，它们相对于其上的机械基准精确地进行参照(例如，安置)。例如，光发射器和光电探测器焊料自对准到中介件上的倒装芯片焊盘。
[0020] 光学插座被制作成具有相对应的机械基准和焊料附着特征(例如，金属焊盘)以耦接到基底。在一些实施方式中，当光学插座经受焊料回流过程以将光学插座耦接到基底时，焊料中的表面张力将光学插座拉向中介件，直到光学插座机械基准接触相对应的中介件机械基准。在其他实施方式中，光学插座可以被(例如，由使用者或机器)定位在基底上，使得相对应的机械基准接触彼此。然后可以将光学插座粘附在基底上适当的位置。
[0021] 本文所描述的系统和过程实现了光学插座与光发射器和光电探测器之间的精确定位或安置，使得当光学连接器插入到光学插座中时，光学连接器与光发射器和光电探测器精确对准。本公开的实施方式提供了改进的光电系统或组装该光电系统的方法。这种改进的光电系统可以简化组装过程、去除或减少对精密组装装备的需求、能够使用大批量的自动化倒装芯片组装过程、减少组装时间和成本、或者提高整体组装公差。
[0022] 图1A至图1B示出了根据本公开的光电设备或光电系统100的示例。光电系统100包括：基底102(例如，有机基底层)；中介件112(例如，硅中介件)，该中介件设置在基底102上、具有安装在中介件上的光电部件的阵列(例如，光发射器106的阵列和光电探测器107的阵列)。光电系统100包括光学连接器101，该光学连接器具有插芯110和耦接到插芯110的光纤108(例如，单模光纤、保偏光纤或多模光纤或光纤的阵列)。光电系统100还包括光学插座
114，该光学插座被构造成在其中接收插芯110，以当插芯110被接收在光学插座中并且光学插座114被耦接到基底102时，将光学连接器101(例如，插芯110和光纤108)对准到光发射器
106和光电探测器107的阵列。
[0023] 一旦对准，光学信号可以从光发射器106经由光学连接器101传输离开基底102，反之亦然，从光学连接器101传播的光学信号可以经由光电探测器107接收到基底102上。例如，光电系统可以是光学收发器，该光学收发器在传输模式下将电信号转换成光学信号，这些光学信号传输通过一个或多个光发射器106并且到插芯110中。当在接收模式下操作时，光学信号从插芯110传输到光电探测器108，并且被转换成电信号(例如，用于进行处理)。如图所示，在一些实施方式中，仅这些光学信号(例如，在没有电信号的情况下)通过光学连接器101的插芯110与中介件112上的光发射器106和光电探测器107之间的光学插座114传播。
[0024] 参考图1A至图1B和中介件112的图2A至图2B的详细视图，中介件112被制作成具有一个或多个机械基准122(例如，在中介件112的一个侧面、两个侧面、三个侧面或四个侧面上)。机械基准122相对于倒装芯片焊盘130的位置被制造和定位在中介件112上，用于将光发射器106和光电探测器107安装到中介件112。光发射器106和光电探测器107经由中介件112的顶部或前侧上的倒装芯片焊盘130(参见图5A至图5B)被精确定位并且安装到中介件
112。以这种方式，将要被安装到中介件112的光发射器106和光电探测器107的位置关于或相对于机械基准122被精确地参照或被定位在中介件112上。
[0025] 进一步，由于机械基准122和倒装芯片焊盘130经由光刻过程形成在中介件112上，并且机械基准112经由干法或湿法蚀刻过程进一步形成，因此两者相对于彼此精确地定位在中介件上(例如，公差为1.0μm或在1.0μm内)。因此，当光发射器106和光电探测器107经由倒装芯片焊盘130安装在中介件112上时，它们相对于机械基准122精确地定位在中介件上(例如，公差为1.0μm或在1.0μm内)。中介件112还包括在后部或背侧的焊盘132，使得中介件112可以经由基底102上的内部焊盘140的阵列通过倒装芯片组装到基底102，如相对于图4和图5A至图5B进一步详细描述的那样。
[0026] 虽然在图1A至图1B或图2A至图2B中没有具体示出，但是中介件112可以包括多层(例如，导电层、半导体层、电介质层或绝缘层)。例如，中介件112可以包括夹在半导体层之间的绝缘层。中介件112可以是绝缘体上硅(silicon‑on‑insulator，SOI)或玻璃上硅基底。在一些实施方式中，中介件112包括绝缘层，诸如由二氧化硅或其他绝缘氧化物材料构成的掩埋氧化物(buried oxide，BOX)层。在其他实施方式中，绝缘层由另一绝缘材料(诸如蓝宝石、金刚石或玻璃)构成。
[0027] 参考图1B和图3A至图3B，要耦接到基底102的光学插座114的底部表面还包括与中介件112的机械基准122相对应的一个或多个机械基准124。在组装期间，当光学插座114耦接到基底102时，光学插座114的机械基准124被拉至与中介件112的相应机械基准122接触。如上面所讨论的那样，光学插座114用于相对于光发射器106和光电探测器107定位和对准光学连接器101。光学插座114被制作成具有相对应的机械基准124和焊料附着特征(例如，金属焊盘118)，以经由焊料119耦接到基底102的外部焊盘120的相对应的阵列。在其他实施方式中，如上面所讨论的那样，光学插座114可以定位(例如，由使用者或机器)在基底102上，使得相对应的机械基准122和机械基准124接触彼此。然后，光学插座114可以被粘附在基底102上适当的位置，使得机械基准122和机械基准124保持彼此接触。
[0028] 当光学插座114经受焊料回流过程以将光学插座114耦接到基底102时，焊料中的表面张力将光学插座114拉向耦接到基底102的中介件112，直到光学插座机械基准124与中介件机械基准122接触。一旦相对应的机械基准122和机械基准124彼此接触，终止或停止光学插座114的进一步运动(例如，相对于可以经由底部填充物先前地固定到基底102的中介件112)。当相对应的基准122和基准124接触时，实现了光学插座114相对于光发射器106和光电探测器107的精确定位或安置，使得当光学连接器101被插入到光学插座114中时，光学连接器101与光发射器106和光电探测器107精确对准。
[0029] 在其他实施方式中，光学插座114可以在将中介件112耦接到基底102之前被耦接到基底102，并且利用底部填充物固定在适当的位置。在这种实施方式中，中介件112相对于光学插座114运动，直到中介件112的机械基准122与光学插座的机械基准124接触(例如，终止中介件112的运动)。在又另外的实施方式中，光学插座114和中介件112两者可以相对于彼此运动，直到相对应的机械基准122和机械基准124彼此接触(例如，终止光学插座114和中介件112两者的运动)。
[0030] 虽然机械基准122被示出为蚀刻的直边槽或凹部，并且机械基准124被图示为圆顶状突起，但是在其他实施方式中，突起的机械基准可以具有诸如三角形的成角度的形状，并且凹陷的机械基准可以具有互补的成角度的形状的凹部。在一些实施方式中，相对应的基准122和基准124两者可以是被构造成彼此接触的突起。在一些实施方式中，基于基准122和基准124的形状，它们可以被构造成在点(例如，单个接触点)处或沿着表面或线进行接触。在一些实施方式中，中介件112或光学插座114的相对应的基准122和基准124或基准的外边缘或表面由低摩擦材料形成或涂覆有低摩擦材料，诸如但不限于铁氟龙(Teflon)和聚对二甲苯(Parylene)。这可以提供例如相对于中介件的光学插座的改进的运动(例如，在焊料回流过程期间)。
[0031] 如图所示，光学插座114还被制造为具有一个或多个导向销孔116，该一个或多个导向销孔被构造成当光学连接器101被安装或以其他方式接收在光学插座114内以对准中介件112上的光学连接器101和光电阵列时，接收光学连接器101的相对应的销109。光学插座114包括开口或窗口123，该开口或窗口被构造成当安装在基底102上时围绕光学中介件112延伸。当插座114初始被定位或安置在基底102上时，光学插座114的导向销孔116可能可以相对于基底102上的导向销焊盘104偏移(例如，不径向对准)。由此，在中介件112的机械基准122和光学插座114的机械基准124之间存在间隙。当经历如本文所描述的焊料回流过程时，光学插座114和中介件112的相对运动可以导致导向销孔116径向对准到基底102上的导向销焊盘104。在一些实施方式中，可以通过测量导向销孔116相对于光发射器106或光电探测器107的位置来验证本文所描述的部件(例如，光学连接器101至光电阵列)的对准或相对位置。
[0032] 参考图1A至图1B和图4，如本文所描述的那样，基底102可以包括设置在电路板上的基底层。基底102可以用作被安装或以其他方式设置在中介件112上的用于电子和光电部件的基础或公共承载件。例如，一个或多个电子部件(例如，ASIC，未示出)以及一个或多个光发射器106和光电探测器107可以被设置在中介件112上或中介件内。光电系统100可以结合其他部件或元件(诸如波导、电光调制器或用于将电信号转换成光学信号或反之亦然的其他电光部件)。
[0033] 如上面所讨论的那样，基底102包括在倒装芯片组装过程期间中介件112的相对应的倒装芯片焊盘132可以被安装到其上的焊盘140的内部阵列。附加地，基底102包括围绕焊盘140的内部阵列的周边延伸的焊盘120的外部阵列，光学插座114的焊盘118可以被焊接到该焊盘的外部阵列，以便于将光学插座114安装到基底102。进一步，基底102被制造成具有与光学插座114的导向销孔116相对应的导向销焊盘104。
[0034] 如上面所讨论的那样，中介件112和光学插座114可以包括被配置成彼此接触的一个或多个相对应的机械基准122和机械基准124，使得光学插座114相对于光电阵列被正确地定位在中介件112上。如图所示，机械基准122和机械基准124可以分别沿着中介件112和光学插座114的一个或多个侧部或边缘(例如，窗口123的侧部)延伸。进一步，中介件112和光学插座114可以包括沿着每个侧部或边缘的一个、两个或更多个机械基准122和机械基准124。
[0035] 在一些实施方式中，一个或多个相对应的机械基准(例如，两个)分别定位或安置在中介件112和光学插座114的相同侧或单个侧部上。当仅提供单个机械基准或全部机械基准在相同侧(例如，共线)时，沿单个轴线(例如，x轴或y轴)提供精确对准或参照。当需要沿两个轴线(例如，x轴和y轴两者)精确对准或参照时，中介件112和光学插座114包括分别在中介件112和光学插座114的不同侧或非共线侧上的相对应的两个或更多个(例如，一对)机械基准。例如，机械基准122和机械基准124可以相对于彼此在两侧上以正交、倾斜、锐角或钝角角度(例如，这取决于光学插座和中介件的轮廓或覆盖区域)延伸。进一步，尽管被图示为具有大致矩形的截面覆盖区域，但是光学插座114和中介件112可以具有不同形状的覆盖区域(例如，正方形形状、三角形形状、菱形形状或非几何形状)。
[0036] 参照图5A至图5F，示出了如本文所描述的光电系统100的组装和对准步骤的示例序列。如图5A至图5B所示，光发射器106和光电探测器107可以经由倒装芯片焊盘130通过倒装芯片组装到中介件112。然后，其上安装有光发射器107和光电探测器的中介件112可以经由焊盘140的内部阵列通过倒装芯片组装到基底102。在一些实施方式中，在将光发射器106和光电探测器107耦接到中介件112之前，中介件112可以耦接到基底102。光发射器106和光电探测器107可以通过焊料回流附接到中介件112，并且中介件又可以相应地通过焊料回流附接到基底102。如上面所讨论的那样，因为倒装芯片焊盘130和机械基准122两者利用光刻和/或蚀刻过程形成在中介件112中，所以安装在倒装芯片焊盘130(图5B)上的光发射器106和光电探测器107现在相对于机械基准122精确地定位或安置。
[0037] 如图5C中和图5D中的特写视图所示，光学插座114然后可以在焊料回流过程之前的初始或第一次定位中定位在基底102上。在初始位置(图5D)中，光学插座的导向销孔116和焊料焊盘118与基底102的导向销焊盘104和焊盘120的相对应的外部阵列偏移(例如，不对准)，使得相对应的机械基准122和机械基准124间隔开一定间隙。间隙可以在100μm和200μm之间(例如，150μm)。在焊料回流过程期间，焊料在温度下液化，并且光学插座附接的焊料119中的表面张力将光学插座114拉向中介件112(图5E)，从而减小或最小化机械基准122和机械基准124之间的相对于初始位置的间隙。
[0038] 进一步，如图5F中所示，表面张力继续将光学插座114拉向中介件112，直到机械基准122和机械基准124彼此接触并且基准之间的间隙被消除。一旦机械基准122和机械基准124彼此接触，光学插座114的运动终止或停止，并且光学插座114到达其最终或第二位置。
在最终位置中，当机械基准122和124彼此接触时，光学插座114与光发射器106和光电探测器107精确地对准，使得当光学连接器101被插入到光学插座114中时，光学连接器101与光发射器106和光电探测器107也精确对准。基于具体的实施方式，一旦机械基准到达它们的最终对准位置，非零焊料回复力可以保留或不保留在光学插座114和中介件112之间。
[0039] 如上面所讨论的那样，这种改进的光电系统及组装光电系统的方法可以简化组装过程、去除或减少对精密组装装备的需求、能够使用大批量的自动化倒装芯片组装过程、减少组装时间和成本、或者提高整体组装公差。
[0040] 在前面的描述中，阐述了许多细节以提供对本文公开的主题的理解。然而，可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践实施方式。其他实施方式可以包括来自上面讨论的细节的添加、修改或变化。所附权利要求旨在覆盖这些修改和变化。相应地，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性的。
[0041] 将认识到的是，本文所使用的术语“包含”，“包括”和“具有”被特别地理解为开放式的术语。术语“或”(在涉及两个或更多个项的列表的情况下)涵盖该词的以下所有解释：列表中的项中的任何一个、列表中的全部项以及列表中的项的任何组合。如本文所用，术语“连接”、“耦接”或其任何变型表示两个或更多元件之间的任何直接或间接的连接或耦接；
元件之间的耦接或连接可以是物理的(例如，机械的)、逻辑的、电气的、光学的或它们的组合。
[0042] 在附图中，相同的附图标记标识相同或至少大致相似的元件。为了有助于对任何特定元素进行讨论，任何附图标记中的一个或多个最高位数字指示该元素首次引入的附图。例如，首先参考图1介绍和讨论元件110。
