使用光刻制造具有内部光学路径的电路化衬底的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用光刻制造具有内部光学路径的电路化衬底的方法。明确地说，本发明专利技术涉及一种制造电路化衬底（例如，ＰＣＢ）的方法，所述电路化衬底包含至少一个且可能数个内部光学路径作为其部分，使得所得衬底将能够传输和／或接收电信号和光学信号两者。所述方法涉及在光学芯区的一侧与邻近的直立部件之间形成至少一个开口，使得由至少一个倾斜的侧壁界定所述开口。穿过光学芯区材料（或从上方进入所述芯区）的光被反射离开此倾斜的侧壁。所述开口内的媒介（例如，空气）因此也用作反射媒介，这归因于其与邻近光学芯区材料的折射率相比的自身折射率。所述方法利用许多在常规ＰＣＢ制造中使用的工艺，进而将成本保持为最小。所形成的衬底能够以光学方式和电方式两者耦合到拥有类似能力的一个或一个以上其它衬底，进而形成此些衬底的光电组合件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路化衬底(例如，印刷电路板和芯片载体)，且明确地说，涉及将用 以提供光学传输的构件作为其部分的电路化衬底。
技术介绍
响应于由宽带通信和交互式电信及计算机服务带来的数据传输和数据处理速率方 面的增加，在电子装备中，且尤其在形成此类装备的部分的电路化衬底中，需要增加的 互连密度和容量。这种需要已导致对光学构件的不断增长的依赖，所述光学构件(例如 光纤)作为传统电线(例如，铜)传输线的取代。在一些涉及长距离传输的情形中，此 类需求已导致几乎使用光纤完全取代铜电线。这样做的优点包含较低的传输损耗和优良 的带宽特性。如果短距离地应用光学传输(例如，在物理上邻近的装备机架与机柜之间， 或在给定建筑物中的办公室之间)，那么光学传输也可改进系统性能。然而，光纤传输 的益处延伸到甚至更短的距离，如在单个电路化衬底(例如，电路板)上的集成电路与 其它组件之间的板内级别。这也适用于模块内级别，用于在单个电子模块中互连例如极 大规模(VLSI)和超大规模(ULSI)集成电路和芯片子组合件等组件。使用此类光学 连接也认为是有利的，因为此类较近(以及更远)的传输能够以千兆字节的速度进行。 光学互连在衬底和模块级别处优于电导体的额外优点包含免受电磁干扰(EMI)或电噪 声、经互连组件的电隔离、少得多的频率相关信号降级，以及归因于在紧密间隔的细导 体之间没有串扰而具有必要互连的更高可能密度。在由纽约伊斯里普的高级互连技术有限责任公司销售的光学挠曲技术和作为瑞典 斯德哥尔摩的LM爱立信的微互连研究中心处的阿波罗演示计划的部分的光学挠曲箔片 方法(在爱立信评论中描述，1995年，第2号，第72巻)中说明了在电路化衬底级别 处提供光学互连的成果的额外实例。 一般来说，这些光学互连涉及以针对既定应用定 制的所需图案来布置光纤的长度，在柔性箔片的片之间层压所述光纤，以及将适当的连 接器和终端应用于光纤末端。层压将光纤和连接器两者保持为所需布局。接着简单地通 过将连接器插到电路板上的相应相配连接器而将挠曲箔片组装到常规的刚性电路板。可 在电路板上提供机械支撑件以便将挠曲箔片稳定在适当位置，而不是仅依赖于光纤连接 器来实现此目的。通常将挠曲箔片以间隔开的关系支撑在板上的电组件上方。还已建议， 将挠曲箔片层压或结合到刚性电路板，以进而集成光学互连和电互连。应了解，上文两个实例和下文列举的专利中所表示的那些实例并不是可能可用于所 属领域的那些实例的详尽概括。此外，列举这些文献并不是认可将任何实例作为本专利技术 的现有技术。在第6,996,305号美国专利中，描述一种具有光学通孔以用于将光学信号传输到印 刷电路板中的光学波导的印刷电路板(下文还简称为PCB)，以及一种形成光学通孔的 工艺。所述工艺包括使用钻孔机在多个覆铜层压板上形成多个通孔；镀敷每一通孔的 内壁；暴露并蚀刻每一覆铜层压板的上侧和下侧的镀敷部分，以在覆铜层压板的上侧和 下侧上形成电路图案；使用绝缘树脂粘合剂使经形成图案的覆铜层压板敷层彼此层叠； 以及在预定通孔中移除绝缘树脂粘合剂以形成光学通孔。根据作者，所述工艺是有利的， 因为光学信号被稳定地传输到PCB中的光学波导，而不会破坏直接暴露于外部环境的光 学波导，且适合于构成PCB的材料的物理特性的光学波导易于插在内层与外层之间。在第7,045,897号美国专利中，描述了一种包含电路化衬底的电组合件，所述电路 化衬底由上面具有第一导电图案的有机介电材料组成。介电层和图案的至少一部分形成 有机存储器装置的第一基底部分，剩余部分是形成在图案的所述部分上方的第二聚合物 层以及形成在聚合物层上的第二传导电路。第二介电层形成在第二传导电路和第一电路 图案上方，以封闭所述有机存储器装置。所述装置通过第二介电层电耦合到第一电组件， 且此第一电组件电耦合到第二电组件。还提供一种制造电组合件的方法，如适于使用一 个或一个以上此类电组合件作为其部分的信息处置系统。在第7,146,551号美国专利中，描述了一种具有多通道光学波导的光学印刷电路板 (PCB)，其包括具有用于传输光束的光学路径的光学波导、用于穿透光学波导的凹槽， 以及插在凹槽中并连接到光学波导以传输光束的光学互连区块，其中所述光学互连区块包含弯曲了 90度角度的光纤束。光学互连区块连接多个多层光学波导，以将光束传输 到光学波导。光纤束被安装作为光学PCB中的多通道光学波导的媒介。在第7,149,376号美国专利中，描述了一种电路板，其中嵌入的光纤终止于面向进 入电路板中所界定的孔中的光纤末端中，且光电子发射器和检测器模块以与光纤末端光 学耦合的方式安装在所述孔中。每一模块电连接到电路板上的电路迹线，并光学耦合到 终止于所述孔的侧表面上的一个或一个以上光纤。所述模块具有定向到孔中的光学轴， 以及支撑在孔中的反射体，以用于将光电发射器/检测器模块与孔的侧表面上的光纤末端 光学耦合。在第7,149,389号美国专利中，描述了一种具有锥形光学波导的光学印刷电路板系 统。所述系统包含作为印刷电路板的衬底，其具有电路且上面安装有电路芯片；系统 板，其包含耦合到衬底的光具座且在其上光电信号芯片通过电路电连接到电路芯片；光 学装置，其电连接到所述光电信号芯片；以及第一光学波导，其对准到所述光学装置以 用于光学耦合。波导呈锥形，以在用于输出光学信号的输出节点中具有比在用于输入光 学信号的输入节点中小的孔径。所述系统进一步包含底板，其包含其中插入系统板的凹 槽以及第二光学波导，所述第二光学波导光学耦合到第一光学波导且呈锥形，以在输出 节点中具有比在输入节点中小的孔径。第一光学波导的输入节点光学耦合到第二光学波 导的输出节点，或第一光学波导的输出节点光学耦合到第二光学波导的输入节点。在第7,212,713号美国专利中，描述了一种光学传输衬底，其包含第---衬底光 学波导，其具有包覆芯区和芯区外围的覆层，且在第一衬底的上表面上延伸；第二衬底， 其平行于第一衬底而提供，使得其下表面接触光学波导的上表面；反射表面，其提供在 芯区的横截面上光学波导的末端处且反射光，所述光朝着第二衬底行进通过光学波导的 芯区；以及光导，其提供在第二衬底中且引导光，所述光从比覆层的上表面更靠近芯区 的位置朝着第二衬底、朝着第二衬底的上表面反射。在第7,223,023号美国专利中，描述了光电传输和/或接收布置，其具有表面安装的 光电组件和具备电线的电路板，光电组件经表面安装在电路板上，光电组件的光轴垂直 于电路板的平面而行进。在一个实施例中，提供一种保持设备，其用于接纳光学波导并 将其定向为耦合到光电组件，所述保持设备直接邻接光电组件的与电路板远离的那侧。 在另一实施例中，电路板具有切口，且光在电路板的切口的方向上耦合进入或离开光电 组件。在第7,224,857号美国专利中，描述了一种用于光电系统的光学路由板，其具有嵌 入在非层压光学衬底中的光学波导，所述光学波导使得能够在安装于光学衬底的顶表面上的光电组件之间路由光学信号。还揭示了用于制造光学路由板的方法。通过聚焦脉冲 激光写入来形成波导，其中以三维方式使脉冲激光束的焦点移动通过非层压衬底。优选 在衬底中形成倾斜表面以促进波导的弯曲。在第7，228，020号美国专利中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造在其中包含至少一个光学路径的电路化衬底的方法，所述方法包括：　提供第一介电层；　在所述第一介电层上提供第一包覆层；　在所述第一包覆层上提供第一导电层；　在所述第一包覆层上的所述第一导电层形成图案，以在所述第一 包覆层上界定至少一个直立部件；　在所述第一包覆层上提供具有邻接所述至少一个直立部件的至少一个末端部分的光学芯区，所述光学芯区适于提供用于使光学信号穿过所述光学芯区的光学路径；　移除所述第一包覆层上的所述至少一个直立部件的一部分， 以在所述至少一个直立部件与所述光学芯区之间界定至少一个第一开口，所述至少一个第一开口具有至少一个倾斜的侧壁；　在所述光学芯区、所述至少一个第一开口和所述至少一个直立部件上方提供第二包覆层；　在所述第二包覆层上方提供至少一个覆盖层 以形成电路化衬底；以及　在所述至少一个覆盖层和所述第二包覆层内相对于所述至少一个倾斜的侧壁形成至少一个第二开口，使得穿过所述光学芯区的光学信号将被反射离开所述至少一个倾斜的侧壁并穿过所述至少一个第二开口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本森陈，豪T林，罗伊H马格努森，瓦亚R马科尔维奇，马克D波利科斯，
申请(专利权)人：安迪克连接科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]