128 × 128 silicon photonic MEMS switch package using glass interposer and pitch reducing fibre array

采用玻璃中介层和减小间距光纤阵列的128×128硅光子MEMS开关封装

引用

Hwang, H. Y., Morrissey, P., Lee, J. S., Brien, P. O., Henriksson, J., Wu, M. C. 和 Seok, T. J. (2017) “采用玻璃中介层和减小间距光纤阵列的128×128硅光子MEMS开关封装”，2017年第19届电子封装技术会议，新加坡，12月6日至9日（4页）。 doi:10.1109/EPTC.2017.8277436

关键词

  • 硅光子学
  • 光学封装
  • MEMS 开关
  • 玻璃中介层
  • 玻璃通孔 (TGV)
  • 缩窄间距光纤阵列
  • 数据流量增长
  • 可扩展性
  • 行/列寻址
  • 光栅耦合器
  • 离子交换波导阵列

简介

本文介绍了 128x128 硅光子 MEMS 开关封装的设计和制造，该封装利用玻璃中介层和缩窄间距光纤阵列来增强光网络。

摘要

本文介绍了一种大规模硅光子 MEMS 开关封装解决方案的设计和制造，旨在满足日益增长的数据流量需求。该交换机具有 128x128 个端口（16,384 个 MEMS 交换机单元），采用行/列寻址方案，将电气互连数量从 16,384 个减少到 512 个。这一减少使得电气互连的设计和实现更易于管理。

以下是该封装解决方案的一些关键方面：

  • 电气封装：采用双层重分布线 (2L-RDL) 设计，位于玻璃通孔 (TGV) 中介层上，可容纳 512 个电气互连。中介层一侧连接到交换机器件，另一侧连接到五层测试板。
  • 光学封装：该交换机采用 272 个光栅耦合器进行光输入和输出。采用离子交换波导的缩节光耦合阵列解决了耦合器小间距（63.5µm）带来的挑战。该阵列将波导间距逐渐增加到 127µm，以便于与标准光纤阵列耦合。
  • 平面耦合方法：光学接口采用平面耦合方法，与垂直耦合相比，其封装完整性更高。为了弥补该方法中波导深度较浅的问题，在耦合面上涂覆了一层铝涂层。

本文重点介绍了开发过程中遇到的挑战，例如由于光耦合要求而导致的布线空间受限，以及难以在光通道上实现均匀的插入损耗。虽然在本文发表时，完整封装的测试和特性分析仍在进行中，但本文强调了该封装解决方案的重要性，它朝着实现面向未来数据中心应用的高密度硅光子MEMS开关迈出了重要的一步。

来源：https://www.semanticscholar.org/paper/128-%C3%97-128-silicon-photonic-MEMS-switch-package-and-Hwang-Morrissey/d63132c11095c045085bc4133c654dbb2434d697

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