[发明专利]制造具有内部光学路径的电路化衬底的方法

说明书

对共同待决的申请案的交叉参考

在代理人案号EI-2-007-014下与本申请案同时申请的题为“使用光刻制造具有内部光学路径的电路化衬底的方法(Method of Making Circuitized Substrate With InternalOptical Pathway Using Photolithography)”的序列号(S.N.)__/___,___中，定义了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若干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核心的一侧与邻近的直立部件之间形成至少一个开口，使得由至少一个有角度侧壁界定所述开口。穿过光学核心材料(或从上方进入所述核心)的光被反射离开此有角度侧壁。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核心材料的折射率相比之下的自身折射率。所述方法利用许多用于常规PCB制造的工艺，进而将成本保持为最小。所述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。

技术领域

本发明涉及电路化衬底(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。

背景技术

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另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。

在例如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卷)中说明了在电路化衬底级别处提供光学互连的当前成果的两个实例。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，引用这些文献并不是认可将任何实例作为本发明的现有技术。

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图案化的覆铜层压板敷层在彼此之上；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。