柔性光学互连件制造技术

披露一种柔性光学互连件以及形成该互连件的方法。该光学互连件包括由柔性介电材料形成的波导基底。在柔性材料中形成三侧面沟道。沟道的每一侧涂有反射性金属涂层。覆盖件由柔性材料形成并在下侧涂有反射性金属涂层。覆盖件耦合于波导基底以形成具有至少一个中空金属波导的柔性光学总线。中空金属波导配置成承载光信号。横向狭缝形成在覆盖件和波导基底中以形成将中空金属波导对半分的孔腔，从而允许检测和／或再引导光信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性光学互连件
技术介绍
随着电路板上的计算机芯片速度增加至越来越快的速度，芯片间通信中的通信瓶 颈成为较大的问题。一种可能的解决途径是使用光纤光学器件来互连高速计算机芯片。然 而，多数印刷电路板(PCB)包括许多个层并经常在其制造中需要几微米数量级的公差，该 公差明显比传统光纤应用更严格。结果，光纤对计算机芯片的物理布置和连接可能不够精 确并且将其广泛地应用到电路板制造工艺中是耗时的。因此，市场上有售的芯片间光学互 连件已证实是难以使用的，不管宽带数据传输需要如何。附图简述本专利技术的特征和优点可从下面的详细说明，并参照以示例方式共同示出本专利技术的 特征的附图而得以理解。要理解，这些附图仅示出本专利技术的示例性实施例并且不认为如本 文中附图所描述和解说的那样对其范围以及本专利技术的组成构成限定，而是可以配置和设计 成大量不同的结构。然而，利用这些附图对本专利技术进行额外具体和详细的说明和解释，在附 图中附图说明图1是根据本专利技术一示例性实施例的柔性光学互连件的制造工艺的步骤的示意 性透视图；图2是根据本专利技术一示例性实施例的柔性光学互连件的制造工艺的附加步骤的 示意性透视图；图3是根据本专利技术一示例性实施例的柔性光学互连件的制造工艺的附加步骤的 示意性透视图；图4是根据本专利技术一示例性实施例的柔性光学互连件的制造工艺的附加步骤的 示意性透视图；图5是根据本专利技术一示例性实施例的柔性光学互连件的制造工艺的附加步骤的 示意性透视图；图6是根据本专利技术一示例性实施例的制造柔性光学总线的方法的流程图；以及图7是描述根据本专利技术一示例性实施例制造柔性光学互连件的方法的流程图。示例性实施例的详细说明本专利技术的下面详细说明参照附图，附图构成说明书的一部分并以示例方式示出本 专利技术可投入应用的示例性实施例。尽管这些示例性实施例足够详细地记载以使本领域内技 术人员能实现本专利技术，然而要理解，也可实现其它实施例并且可不脱离本专利技术精神和范围 地作出本专利技术的各种变化。同样，下面对示例性实施例更详细的说明不旨在将本专利技术的范 围限定为权利要求书记载的，而是仅以示例为目的给出以描述本专利技术的特征和特点；并 足以使本领域内技术人员实现本专利技术。因此，本专利技术的范围仅由所附权利要求书定义。图1-7中示出针对柔性光学互连件的本专利技术各示例性实施例，该柔性光学互连件 在其芯层具有嵌入到柔性介电材料的条板中以形成柔性光学总线的多个平行中空金属波 导(WG)，用以形成能在计算机组件之间传递数据并在同一组光波导上连接若干外设的柔性 光学总线。柔性光学总线可配置成从几厘米乃至五十厘米或更大的距离上承载光信号。总4线可由柔性聚酰亚胺材料构成，例如杜邦的Kapton ，并可使用工业印刷电路板制造中的 标准制造技术来制成。光学总线可与附加光学组件集成，例如分光器阵列、透镜阵列和光电 子器件，以形成能在多块电路板或其它电子设备之间建立光通信链路的柔性光学互连件。在一个实施例中，柔性光学互连件可通过在聚酰亚胺波导基底上制造一系列平行 的三侧面沟道来形成。沟道可被电镀上反射涂层以产生高度平滑和反射的表面。覆盖件也 可被构造成在其下侧具有反射涂层。波导基底和覆盖件可层叠在一起以形成柔性光学总 线，该柔性光学总线具有形成于其中并配置成承载光信号的多个中空金属波导。将中空金 属波导对半分的十字形狭缝可被预先形成在波导基底和覆盖件中，然后，这两个部件耦合 在一起。当连接时，基底和覆盖件十字狭缝可对准以形成横向狭缝。例如定位孔等附加特 征也可形成在波导基底和覆盖件两者中。由聚酰亚胺或其它聚合物或金属材料制成但比波导基底或覆盖件更厚的加固板 可被添加至柔性光学总线以提供结构支承和保护以及附加光学组件的连接位置。加固板可 具有与光学总线中的横向间隙对准的一系列预先形成的横向“贯通”开口，因此在附连后， 横向狭缝和横向开口调成一直线，以形成垂直于中空金属波导平面的通道，可用于获得分 接的光学信号。例如孔和标杆等对准特征件可形成于加固板和柔性电路波导或光学总线的匹配 部分中，这是为了获得这些结构组件之间的精确对准。这些和其它的精确对准特征，例如形 成在横向开口侧面的凹口或凹腔，可用来实现在之后的组装阶段附连的附加光学和电气组 件的精确定位。对光信号进行分接是可通过如下步骤实现的将分光器阵列插入到形成于柔性光 学总线中的横向狭槽中，直到分光器阵列与穿过光波导的光束的路径相交。分光器以预定 角度将一部分光信号反射出中空金属波导的平面，同时允许剩下的光信号继续沿光学总线 向下至下一分接位置。可通过调整分光器的光学性质而预先确定反射光信号部分相比于透 射信号即反射率/透射率之比。此外，如果柔性光学总线是在不止一个位置处被分接，则可 控制每个分光器阵列的光学特性，以使分接部分可在沿光学互连件的多个分接位置之间变 化。通过将每个分光器阵列安装到形成在或附连于分接基底条板的分接框中，可首先 将分光器阵列插入到横向狭缝中。分接基底条板、分接框和分束器阵列可组装在一起以形 成可附连于柔性光学总线与加固板相反一侧的分接组件。分接基底条板可被挤压以使其与 光学总线的外表面平齐，每个分接框和分光器配置成在横向狭缝中滑动，直到分光器阵列 与光束相交为止。在安装分光器阵列后，可设置部分组装的光学互连的朝向，使得分接组件是作为 底部或底层而定位的，之后通过光学总线和加固板反过来朝上。在该配置中，穿过多个中空 金属波导的光信号可接触分光器阵列并通过加固板中的横向开口而被向上反射。透镜阵列可定位在形成于加固板横向开口中的专门配置的凹口或凹腔中。透镜阵 列可用来调节向上通过每个横贯开口的光信号的反射部分，要么通过汇聚各光束要么校准 光束内的各光波长，或者采用两者。透镜阵列可配置成以准确的深度配合在凹腔内，并被动 地对准在合适的位置以与向上行进中的反射光信号相交。透镜阵列的尺寸和形状可设计成 配合在加固板的凹腔内而不必延伸至加固板板的顶表面之上。本专利技术的柔性光学互连件可包括安装在加固板的顶面且在分光器和透镜阵列上 方的光电子(OE)组件，因此由分光器反射的光信号部分耦合到OE组件中。这些组件可包 括光检测器阵列，配置成检测和捕获离开柔性光学总线的光信号的分接部分；以及光发 射器阵列，配置成将光信号发送至柔性光学总线中。另外，OE组件可由柔性电路板材料形 成，并包括集成电路和制造成可挠尾端的IO触点。OE组件可使用形成在加固板顶面内的定位孔或狭缝附连和被动地对准，并也可使 用视觉系统和其它方法主动地对准。如本文所述并在更详细的说明中，本专利技术的柔性光学互连件给予优于相关现有技 术的若干显著性能优势。例如，与当今计算机中使用的柔性固体导线的互连相比，柔性光学 互连件提供了显著增大的带宽。在移动至光通信介质时，设计者可减少现代高速器件的芯 片间通信的通信瓶颈形成的可能性。封装在柔性衬底中的中空金属光波导的本专利技术申请提供优于具有固体聚合物芯 层的光波导的明显进步。固体芯层波导可以是柔性的，但快速减损光信号的功率。本专利技术的 5cm-50cm范围明显强过由固体芯层波导允许的范围，并允许计算机工程师配置光电路而不 会对芯片和电路板布置施加不适当的限制。还比分接聚合物或玻璃固体芯层波导更易于分 接来自中空波导的一部分光信号，并在透射光信号中具有较少的寄生损耗。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性光学互连件，包括：波导基底，所述波导基底由柔性介电材料形成并具有形成于其中的至少一个三侧面沟道，其中所述至少一个三侧面沟道的每个侧面都涂覆有反射性金属涂层；以及覆盖件，所述覆盖件由柔性介电材料形成并在其下侧涂覆有反射性金属涂层，其中所述覆盖件耦合于所述波导基底以形成柔性光学总线，所述柔性光学总线具有形成于其中的至少一个中空金属化波导，且其中所述至少一个中空金属化波导被配置成承载光信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：P罗森伯格，M谭，S马塔伊，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：US[]