CH700464A2 - Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen auf einer elektro-optischen Leiterplatte. - Google Patents

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CH700464A2
CH700464A2 CH2512009A CH2512009A CH700464A2 CH 700464 A2 CH700464 A2 CH 700464A2 CH 2512009 A CH2512009 A CH 2512009A CH 2512009 A CH2512009 A CH 2512009A CH 700464 A2 CH700464 A2 CH 700464A2
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Markus Halter
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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Lichtwellenleiterstrukturen (0) auf einem Substrat (1) zur Bildung von elektro-optischen Leiterplatten vorgestellt, wobei die mehrschichtige Lichtwellenleiterstruktur (0) aus transparenten Schichten nach dem Aufbringen von optisch sichtbaren unstrukturierten flächigen Referenzmarken auf das Substrat (1) entsteht. Eine Unterschicht (2), eine Kernschicht (4) und eine Mantelschicht (5) aus UV-härtendem Polymer werden relativ zu den optisch sichtbaren unstrukturierten flächigen Referenzmarken ausgerichtet, wonach anschliessend eine einfache Kopplung von elektro-optischen Komponenten (9a) an die elektro-optische Leiterplatte durchführbar ist.

Description


  Technisches Gebiet

  

[0001]    Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Lichtwellenleiterstrukturen auf einem Substrat zur Bildung von elektro-optischen Leiterplatten.

Stand der Technik

  

[0002]    Die elektro-optische Leiterplattentechnologie kombiniert Leiterplatten umfassend elektronische, elektro-optische und optische Komponenten, wie beispielsweise Lichtwellenleiterstrukturen.

  

[0003]    Lichtwellenleiterstrukturen bestehen aus einer Mehrzahl von transparenten Schichten, basierend auf UV-härtenden Polymermaterialien mit unterschiedlichen Brechungsindices. Aufgrund der Transparenz können die Lichtwellenleiterstrukturen nicht mittels Bilderkennungssystemen detektiert werden. Eine präzise Ausrichtung von elektro-optischen Komponenten (LED's, Laserquellen, Photodioden) oder anderen Elementen (Referenzmarken, optische Fasern, etc.) anhand der Lichtwellenleiterstrukturen und relativ zu den Lichtwellenleiterstrukturen ist aufgrund der Transparenz nicht möglich. Die präzise Ausrichtung der einzelnen Komponenten relativ zueinander sind aber zwingend erforderlich.

  

[0004]    Ein Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen mittels Maskenbelichtung offenbart das Dokument EP2 000 837, welches ein Herstellungsverfahren für mehrschichtige Lichtwellenleiterstrukturen, umfassend eine Unterschicht (under-cladding layer), eine Kernschicht (core) und eine Mantelschicht (over-cladding layer) beschreibt.

  

[0005]    Auf einem Substrat werden die unterschiedlichen Schichten schrittweise aufgebracht und schrittweise durch eine Mehrzahl von Belichtungsmasken belichtet. Im ersten Schritt wird eine Unterschicht auf ein Substrat aufgebracht. Anschliessend findet mit Hilfe einer ersten Belichtungsmaske und einer entsprechenden Belichtung und Entfernung der nicht belichteten Abschnitte statt, wobei Referenzmarken aus dem Material der Unterschicht erzeugt werden.

  

[0006]    In einem weiteren Schritt werden diese Referenzmarken mit dünnen Metallfilmen überdeckt. Die Referenzmarken werden durch die Metallfilme optisch erkennbar, wodurch Positionierungen von weiteren Belichtungsmasken und Komponenten relativ zur transparenten Unterschicht unter Verwendung der optisch erkennbaren Referenzmarken mit Metallfilmen erreichbar sind.

  

[0007]    Mit dem in EP2 000 837 beschriebenen Verfahren sind nahezu beliebige planare optische Lichtwellenleiterstrukturen erreichbar, indem ausschliesslich die Maskenbelichtung eingesetzt wird.

  

[0008]    Zur Schaffung der sichtbaren Referenzmarken muss die hergestellte Unterschicht mit einer Abdeckung abgedeckt werden, bevor eine Beschichtung des Substrates mit Metallen an gewünschten Stellen erfolgen kann. Die Positionierung der Abdeckung relativ zur transparenten Unterschicht ist aufgrund der Durchsichtigkeit schwierig.

  

[0009]    Ausserdem muss das Verfahren des schichtweisen Aufbaus der Lichtwellenleiterstruktur unterbrochen werden, um die Metallfilme im Vakuum aufzudampfen oder durch sputtering zu erzeugen. Das mit der Unterschicht bedeckte Substrat muss dazu mit positionierter Abdeckung versehen beispielsweise in eine Vakuumkammer eingebracht werden, wodurch eine Unterbrechung auftritt.

  

[0010]    Am Ende des gesamten Herstellungsverfahrens sind mit Metallfilmen versehene Referenzmarken auf dem Substrat angeordnet, wobei eine weitere Verwendung dieser Referenzmarken nicht offenbart ist.

Darstellung der Erfindung

  

[0011]    Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Lichtwellenleiterstrukturen auf Leiterplatten zu schaffen, welches die hochpräzise Anordnung einzelner Schichten von Lichtwellenleiterstrukturen zueinander und in Relation zu einem Substrat in aufeinander folgenden Verfahrensschritten ermöglicht.

  

[0012]    Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung einer aktiven Justage von elektro-optischen Komponenten relativ zur Lichtwellenleiterstruktur während der Ankopplung an die Lichtwellenleiterstruktur und somit die Schaffung eines zeitsparenden Verfahrens zur Herstellung von kompletten elektro-optischen Leiterplatten, umfassend optische Lichtwellenleiterstrukturen und elektro-optische Komponenten.

  

[0013]    Diese Aufgabe erfüllt das Verfahren gemäss Patentanspruch 1.

  

[0014]    Das beschriebene Verfahren nutzt eine geeignete Reihenfolge und Kombination der Aufbringung der einzelnen transparenten Schichten der Lichtwellenleiterstruktur unter Verwendung der Maskenbelichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

  

[0015]    Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Verfahrensschritte eines erfindungsgemässen Verfahrens wird nachstehend im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben.
<tb>Fig. 1a<sep>zeigt einen Schnitt durch eine elektro-optische Leiterplatte umfassend ein Substrat mit aufgebrachter optisch sichtbarer unstrukturierter flächigen Referenzmarke, während


  <tb>Fig. 1b<sep>einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte mit aufgetragener Unterschicht während des UV-Belichtungsvorganges mit einer ersten Maske zeigt.


  <tb>Fig. 1c<sep>zeigt einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte, nachdem das unbelichtete Material der Unterschicht weggewaschen wurde.


  <tb>Fig. 1d<sep>zeigt einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte mit aufgetragener Kernschicht während des UV-Belichtungsvorganges mit einer zweiten Maske, während


  <tb>Fig. 1e<sep>einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte, nachdem das unbelichtete Material der Kernschicht weggewaschen wurde, zeigt.


  <tb>Fig. 1f<sep>zeigt einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte mit aufgetragener Mantelschicht während des UV-Belichtungsvorganges mit einer dritten Maske, während


  <tb>Fig. 1g<sep>einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte zeigt, nachdem das unbelichtete Material der Mantelschicht weggewaschen wurde.


  <tb>Fig. 1h<sep>zeigt einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte, nachdem Teile der Referenzmarke mittels Ätzverfahren entfernt wurden und strukturierte Referenzmarken erstellt wurden.


  <tb>Fig. 1i<sep>zeigt einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte, nachdem ein Loch das Substrat und die unstrukturierte Referenzmarke querend angeordnet wurde, während


  <tb>Fig. 1j<sep>eine, an die Leiterplatte formschlüssig angekoppelte elektro-optische Komponente zeigt.


  <tb>Fig. 2a<sep>zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektro-optischen Leiterplatte mit angekoppeltem Spiegelmodul, während


  <tb>Fig. 2b<sep>eine perspektivische Ansicht einer elektro-optischen Leiterplatte mit angekoppelter Diode und


  <tb>Fig. 2c<sep>eine perspektivische Ansicht einer elektro-optischen Leiterplatte mit Teilen angekoppelter Glasfasern zeigt.


  <tb>Fig. 3a<sep>zeigt eine Aufsicht auf eine Referenzmarke in Form eines Kreuzes, während


  <tb>Fig. 3b<sep>eine Aufsicht auf eine quadratische Referenzmarke mit zwei auf der selben Diagonalen der Referenzmarke angeordneten Löchern,


  <tb>Fig. 3c<sep>eine Aufsicht auf eine quadratische Referenzmarke mit einem zentralen Loch und


  <tb>Fig. 3d<sep>eine Aufsicht auf mehrere voneinander beabstandete Referenzmarken, zeigt.


  <tb>Fig. 4<sep>zeigt einen Schnitt durch die elektro-optische Leiterplatte, nachdem die Unterschicht mit der Kernschicht bedeckt wurde und die Referenzmarke mit einem UV-härtenden Photolack bedeckt wurde.


  <tb>Fig. 5<sep>zeigt einen Schnitt durch eine elektro-optische Leiterplatte, mit teilweise freigelegter Unterschicht, die als Referenzlage für eine vertikale Ausrichtung von elektro-optischen Komponenten dient.

Beschreibung

  

[0016]    Eine elektro-optische Leiterplatte wird von einem Substrat 1 zum Beispiel aus FR4, Polyamid, Glas oder Silizium gebildet, auf welchem auch metallische Strukturen für elektrische Schaltungen angeordnet sein können.

  

[0017]    In einem ersten Schritt werden unstrukturierte flächige Referenzmarken 3 auf das Substrat 1 aufgebracht. Diese unstrukturierten Referenzmarken 3 müssen optisch sichtbar sein und eine grosse Opazität aufweisen, damit sie in einem späteren Verfahrensschritt zur Ausrichtung von Belichtungsmasken dienen können. Darum bieten sich unstrukturierte Referenzmarken 3 aus Metallfilmen, beispielsweise aus dünnen Kupferschichten an. Die Schichtdicke kann von etwa 10 [micro]m bis 100 [micro]m Dicke variieren, wodurch ausreichend gut sichtbare Referenzmarken 3 erreichbar sind. Ein mit unstrukturierten Referenzmarken 3 versehenes Substrat 1 ist in Fig. 1agezeigt.

  

[0018]    Im nächsten Schritt wird eine Unterschicht 2, bestehend aus einem ersten UV-härtendem Polymer, auf dem Substrat 1 aufgebracht. Dies geschieht durch Rakeln, Spincoating, Inkjet oder andere bekannte Verfahren.

  

[0019]    Anschliessend wird die Unterschicht 2 unter UV-Licht ausgehärtet. Zur Definition der auszuhärtenden Regionen wird eine erste Maske 8a verwendet. Die Positionierung der ersten Maske 8a ist problemlos durch Ausrichtung relativ zu den gut sichtbaren unstrukturierten Referenzmarken 3 möglich.

  

[0020]    Als Maske können herkömmliche Belichtungsmasken verwendet werden, welche in der Leiterplatten- und Chipherstellung gebräuchlich sind. Typischerweise handelt es sich um chrombeschichtete Glasplatten, welche entsprechend strukturiert sind. Das nicht belichtete erste Polymer wird anschliessend weggewaschen, wobei die Unterschicht 2 nur in den gewünschten Bereichen auf dem Substrat 1 stehen bleibt, wie in Fig. 1c erkennbar. Die Anbringung der Unterschicht 2 auf dem Substrat, sowie die Anbringung weiterer Schichten transparenter Polymere erfolgt durch bekannte fotolithografische Verfahrensschritte, welche jeweils Belichtungsmasken nutzen.

  

[0021]    Im nächsten Schritt wird eine Kernschicht 4, das Substrat 1 bedeckend mit den gleichen, vorher beschriebenen Methoden aufgebracht. Wie Fig. 1dzeigt, kann die Kernschicht 4 auch die unstrukturierten Referenzmarken 3 überdecken.

  

[0022]    Beim Material der Kernschicht 4 handelt es sich um ein zweites UV-härtendes Polymer welches verglichen mit dem Material der Unterschicht 2 einen unterschiedlichen Brechungsindex besitzt. Nach der Beschichtung wird das Kernmaterial mittels UV-Licht ausgehärtet. Dazu wird eine zweite Maske 8b verwendet, welche ebenfalls relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken 3 ausrichtbar ist. Da die Unterschicht 2 transparent ist, kann eine genaue Positionierung der zweiten Maske 8b indirekt zur Unterschicht 2, relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken 3 erfolgen. Nach der Belichtung wird das nicht belichtete Material weggewaschen, wobei die Kernschicht 4 insbesondere auf der Unterschicht 2 gebildet worden ist.

  

[0023]    Fig. 1e zeigt die erstellte Kernschicht 4 auf der Unterschicht 2, wobei zusätzlich auch die unstrukturierten Referenzmarken 3 mit ausgehärtetem Polymer der Kernschicht 4 bedeckt sind. Diese Bedeckung kann zur späteren Verwendung der Referenzmarken 3 nach Abschluss des Herstellungsverfahrens nützlich sein, ist aber nicht zwingend für die Weiterverarbeitung der elektro-optischen Leiterplatten oder die Ankopplung von elektro-optischen Komponenten an die Lichtwellenleiterstruktur erforderlich.

  

[0024]    Im nächsten Schritt wird ein drittes UV-härtendes Polymer zur Bildung einer Mantelschicht 5 zum Schutz der mehrschichtigen Lichtwellenleiterstruktur 0 grossflächig auf dem Substrat 1 aufgebracht und anschliessend unter UV-Licht ausgehärtet (Fig. 1f). Dazu wird eine dritte Maske 8c verwendet. Die Ausrichtung der dritten Maske 8c relativ zur transparenten Kernschicht 4 bzw. zur transparenten Unterschicht 2 erfolgt problemlos optisch detektierbar über die unstrukturierten Referenzmarken 3. Da das dritte und das erste Polymer ähnliche oder gleiche optische Eigenschaften aufweist, kann als drittes Polymer das erste Polymer erneut eingesetzt werden.

  

[0025]    In der in Fig. 1g gezeigten Ausführungsform wurden die Bereiche der unstrukturierten Referenzmarken 3 nicht belichtet und durch einen Wasch-Schritt wieder vom Material der Mantelschicht 5 befreit.

  

[0026]    Die Erzeugung der optischen Lichtwellenleiterstrukturen 0 ist nun abgeschlossen, wobei weitere optische oder elektrische Schichten auf die drei Schichten der Lichtwellenleiterstruktur 0, Unterschicht 2, Kernschicht 4 und Mantelschicht 5 mittels Verpressung auflaminiert werden können. Die einzelnen Schichten haben typischerweise Dimensionen von einigen 10 um. Dank des Brechungsindexunterschiedes sind sie in der Lage, Licht mit geringer Dämpfung über grössere Distanzen zu übertragen. Durch die äusserst genaue Ausrichtung der zweiten Maske 8b relativ zu den gut sichtbaren unstrukturierten Referenzmarken 3, ist eine äusserst präzise Herstellung der Kernschicht 4 auf der Unterschicht 2, relativ zur transparenten Unterschicht 2 möglich.

   Eine ebenso präzise Ausrichtung und Herstellung der Mantelschicht 5 relativ zur Kernschicht 4 ist durch die exakte Positionierung der dritten Maske 8c anhand der unstrukturierten Referenzmarken 3 möglich.

  

[0027]    Die verwendeten Belichtungsmasken 8a, 8b, 8c weisen Markierungsvorrichtungen auf, mit welchen eine präzise Positionierung der Belichtungsmasken relativ zum Substrat 1 und zu den Schichten der Lichtwellenleiterstruktur 0 möglich ist.

  

[0028]    Zur weiteren Verwendung der unstrukturierten Referenzmarken 3 auf der elektro-optischen Leiterplatte, beispielsweise zur präzisen Ausrichtung von optischen oder elektronischen Komponenten relativ zur Lichtwellenleiterstruktur 0, können die unstrukturierten Referenzmarken 3 mit geeigneten Mitteln in strukturierte Referenzmarken 30 mit räumlich veränderter Ausdehnung umgewandelt werden. Wie in Fig. 1hgezeigt werden Bereiche der unstrukturierten Referenzmarken 3, welche nicht von einer Kernschicht 4 bedeckt sind, durch einen Ätzvorgang entfernt, wodurch die strukturierten Referenzmarken 30 eine andere räumliche Form erhalten, als die anfänglich unstrukturierten Referenzmarken 3.

   Durch die Bedeckung von Bereichen der unstrukturierten Referenzmarken 3 ist der Ätzvorgang und die Schaffung strukturierter Referenzmarken 30 möglich, sodass die strukturierten Referenzmarken 30 elektro-optisch mit anderen elektro-optischen Komponenten 9a, 9b, 9c, wie später in einer weiteren Ausführungsform in Fig. 1jgezeigt, koppelbar und weiterverwendbar sind.

  

[0029]    Fig. 1h zeigt die elektro-optische Leiterplatte mit definitiv angeordneten strukturierten Referenzmarken 30, an welchen elektro-optischen Komponenten 9a, 9b, 9c präzise an die Lichtwellenleiterstruktur 0 ankoppelbar sind, wobei Licht von den elektro-optischen Komponenten 9 in die Kernschicht 4 einkoppelbar ist. Ausserdem können die strukturierten Referenzmarken 30 auch als Verankerung von elektro-optischen Komponenten 9 dienen.

  

[0030]    Die Enden der unsichtbaren Schichten der Lichtwellenleiterstruktur 0 und die sichtbaren strukturierten Referenzmarken 3, 30 beispielsweise aus Kupfer sind hochpräzis zueinander positioniert. Die Genauigkeit ist nur von der verwendeten zweiten Maske 8b abhängig und liegt im Bereich von wenigen 10 nm.

  

[0031]    An das Herstellungsverfahren angeschlossene Behandlungsschritte Während eine Koppelung und eine präzise Ausrichtung der elektro-optischen Komponenten 9 direkt auf den unstrukturierten Referenzmarken 3 und strukturierten Referenzmarken 30 erfolgen kann, sind weitere Arbeitsschritte zur Optimierung der strukturierten Referenzmarken 30 vorteilhaft.

  

[0032]    Fig. 1i zeigt eine mögliche nachfolgende Bearbeitung. Anhand der strukturierten Referenzmarken 30 werden mechanisch oder mittels Laser Löcher 11 in die elektro-optische Leiterplatte gebohrt. In Fig. 1j werden diese Löcher 11 dazu verwendet, elektro-optische Komponenten 9 in Form von beispielsweise Spiegelmodulen 9a mit Positionierstiften 12 relativ zu der Lichtwellenleiterstruktur 0, insbesondere zur Kernschicht 4 hochpräzise zu positionieren und zu fixieren, wobei eine formschlüssige Verbindung der elektro-optischen Komponenten 9 mit der elektro-optischen Leiterplatte möglich ist.

  

[0033]    In Fig. 2a ist eine perspektivische Ansicht einer elektro-optische Leiterplatte, umfassend das Substrat 1, auf welchem die Lichtwellenleiterstruktur 0, welche mit einem Spiegelmodul 9a gekoppelt ist, dargestellt.

  

[0034]    Neben den oben beschriebenen Spiegelmodulen 9a können elektro-optische Leiterplatten mit elektro-optischen Komponente 9b in Form von Laserdioden, Photodioden allgemein LEDs bestückt sein. Die elektro-optische Komponente 9b wird mit Hilfe der hochpräzisen Referenzmarken 30 auf dem Substrat 1 der Leiterplatte relativ zur Lichtwellenleiterstruktur 0 ausgerichtet und dort befestigt (Fig. 2b). Für die genaue Justage der elektro-optischen Komponenten 9 ist keine Detektion oder Ausmessung der Position der Lichtwellenleiterstruktur 0 nötig, da die elektro-optischen Komponenten 9 einfach in Relation zu den strukturierten Referenzmarken 30 auf der Leiterplatte positionierbar sind. Es entfällt damit ein aktive Anpassung der elektro-optischen Komponente 9 an die Kernschicht 4.

  

[0035]    Die Positionierung der elektro-optischen Komponenten 9 kann auch relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken 3 erfolgen, welche gar nicht oder nur teilweise von einer Kernschicht 4 bedeckt sind.

  

[0036]    Oftmals ist es nötig optische Signale aus Glasfasern in die elektro-optische Leiterplatte einzukoppeln. Fig. 3d zeigt eine mögliche Lösung für dieses Problem. Mehrere strukturierte Referenzmarken 30 können voneinander beabstandet sein und Zwischenräume ausbilden, in welche Glasfasern 9c einlegbar sind. Anstatt der Zwischenräume können auch Nuten in die Referenzmarken 3, 30 eingeformt sein, in welchen die Glasfasern 9c einlegbar sind. Aufgrund der präzisen Ausrichtung der Referenzmarken 3, 30 relativ zu den Kernschichten 4 der Lichtwellenleiterstruktur 0 ist eine präzise Justage der Glasfasern 9c relativ zur Kernschicht 4 gegeben. Die Glasfasern 9c müssen damit nicht aktiv zur Einkopplung von Licht in die Kernschicht 4 justiert werden.

  

[0037]    In den Fig. 3a bis 3d sind Beispiele von strukturierten Referenzmarken 30 dargestellt, welche eine präzise Ausrichtung elektro-optischer Komponenten 9 an die Lichtwellenleiterstruktur 0, genauer an die Kernschicht 4 ermöglichen.

  

[0038]    Versuche haben gezeigt, dass die verwendeten Photopolymere im ausgehärteten Zustand ausgezeichnete Haftungswerte auf Kupfer aufweisen. Falls aus anwendungstechnischen Gründen ein anderes Material verwendet werden muss, welches auf Kupfer schlecht haftet kann auch partiell ein herkömmlicher, UV-härtender Photolack 10 die unstrukturierten Referenzmarken 3 überdeckend, aufgetragen werden. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt. Anstatt der Kernschicht 4 wird partiell eine Schicht aus Photolack 10 auf den unstrukturierten Referenzmarken 3 im gleichen Schritt zusammen mit der Kernschicht 4, welche auf die Unterschicht 2 aufgebracht wird, aufgetragen.

  

[0039]    Anschliessend wird die zweite Maske 8b anhand der Referenzmarken 3 positioniert und die elektro-optische Leiterplatte belichtet. Alle anderen Prozessschritte werden wie oben erläutert beibehalten. Eine Ein- und Auskopplung von Licht in und aus der Kernschicht 4 der Lichtwellenleiterstruktur 0 kann trotzdem erfolgen, wenn die elektro-optischen Komponenten 9 relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken 3 ausgerichtet werden.

  

[0040]    Die elektro-optischen Leiterplatten können hochkomplexe optische Strukturen enthalten, mit einer sehr grossen Anzahl an Lichtwellenleiterstrukturen 0. Auf den elektro-optischen Leiterplatten mit Lichtwellenleiterstrukturen 0 können weitere Leiterplatten aufgebaut werden, so dass die optischen Lichtwellenleiterstrukturen 0 Innenlagen zwischen Leiterplatten bilden.

  

[0041]    Alternativ zur Verwendung von flüssigen Polymeren können dieselben Schritte mit polymeren Trockenfilm Materialien durchgeführt werden. Einziger Unterschied ist, dass die äussere Form der Unterschicht 2, der Kernschicht 4 und der Mantelschicht 5 nicht mehr durch Belichten, sondern durch mechanische Bearbeitung z.B. Schneiden oder Fräsen entstehen.

  

[0042]    Die Schichtdicken der Unterschicht 2, der Kernschicht 4 und der Mantelschicht 5 können mit einer Präzision von einigen wenigen um erzeugt werden. Diese Präzision reicht in vielen Fällen aus, um elektro-optische Komponenten auch in der Höhe zu den Lichtwellenleiterstrukturen 0 auszurichten. Falls eine höhere Präzision verlangt ist, wird die obere Mantelschicht 5 so belichtet, dass beim späteren Waschschritt, die Unterschicht 2 teilweise an definierten Aussparungsstellen 13 freigelegt wird. Diese Aussparungsstellen 13 können direkt dazu verwendet werden elektro-optische Komponenten 9a, 9b, 9c in der Höhe ohne aktive Justage, präzise relativ zu den Lichtwellenleiterstrukturen 0 auszurichten.

Bezugszeichenliste

  

[0043]    
<tb>0<sep>Lichtwellenleiterstruktur


  <tb>1<sep>Substrat


  <tb>2<sep>Unterschicht


  <tb>3<sep>Unstrukturierte Referenzmarke


  <tb><sep>30 strukturierte Referenzmarke


  <tb>4<sep>Kernschicht


  <tb>5<sep>Mantelschicht


  <tb><sep>8a Erste Maske


  <tb><sep>8b Zweite Maske


  <tb><sep>8c Dritte Maske


  <tb>9<sep>elektro-optische Komponente


  <tb><sep>9a Spiegelmodul


  <tb><sep>9b Laserdioden, Photodioden (allgemein LEDs)


  <tb><sep>9c Glasfasern

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Lichtwellenleiterstrukturen (0) auf einem Substrat (1) zur Bildung von elektro-optischen Leiterplatten, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Aufbringen von optisch sichtbaren unstrukturierten flächigen Referenzmarken (3) auf das Substrat (1), anschliessend
- Anbringung einer transparenten Unterschicht (2) auf dem Substrat (1) relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken (3), anschliessend
- Anbringung einer transparenten Kernschicht (4) relativ zur Unterschicht (2) durch Ausrichtung relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken (3) und abschiessend
- Beschichtung der Kernschicht (4) mit einer transparenten Mantelschicht (5) zur transparenten Kernschicht (4) indirekt relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken (3) ausgerichtet.
2. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringung der Unterschicht (2), der Kernschicht (4) und der Mantelschicht (5) relativ zu den unstrukturierten Referenzmarken (3) jeweils mittels bekannten fotolithografischen Verfahren schritten:
- Beschichtung des Substrates mit einem transparentem UV-härtenden Polymer,
- Belichtung durch eine, relativ zu den Referenzmarken (3) ausgerichtete Belichtungsmaske (8a, 8b, 8c), sowie anschliessender
- Entfernung von unbelichtetem Polymer durchgeführt wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die optisch sichtbaren strukturierten Referenzmarken (3) Metalle, insbesondere Kupfer mit Schichtdicken von mindestens annähernd 10 um bis 100 um verwendet werden.
4. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Unterschicht (2) und die Mantelschicht (5) ein anderes UV-härtendes Polymer mit einem anderen Brechungsindex als das UV-härtende Polymer der Kernschicht (4) gewählt wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsmasken (8a, 8b, 8c) Markierungsvorrichtungen umfassen, sodass die Belichtungsmasken (8a, 8b, 8c) relativ zu den sichtbaren unstrukturierten Referenzmarken (3) und damit relativ zum Substrat (1) präzise ausrichtbar sind.
6. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein UV-härtender Photolack (10) die unstrukturierten Referenzmarken (3) ganz oder teilweise überdeckend, aufgetragen wird.
7. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-härtende Photolack (10) nach Anbringung der transparenten Unterschicht (2) auf dem Substrat (1), auf den Referenzmarken (3) aufgebracht wird.
8. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unstrukturierten Referenzmarken (3) teilweise oder vollständig mit der Kernschicht (4) bedeckt werden.
9. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (4) auf den unstrukturierten Referenzmarken (3) gleichzeitig bei der Herstellung der Kernschicht (4) auf der Unterschicht (2) erstellt wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unstrukturierten Referenzmarken (3) durch einen Ätzvorgang nach Abschluss des Verfahrens gemäss Anspruch 1 in strukturierte Referenzmarken (30) umgewandelt werden.
11. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektro-optische Komponenten (9) nach der Herstellung der Lichtwellenleiterstruktur (0) präzise an die Lichtwellenleiterstruktur (0) durch eine formschlüssige Verbindung angekoppelt werden, wodurch Licht von den elektro-optischen Komponenten (9) in die Kernschicht (4) einkoppelbar ist.
12. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleiterstrukturen (0) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Mantelschicht (5) so belichtet wird, dass beim späteren Waschschritt, die Unterschicht (2) teilweise an definierten Aussparungsstellen (13) freigelegt wird, sodass elektro-optische Komponenten (9a, 9b, 9c) in der Höhe ohne aktive Justage relativ zu den Lichtwellenleiterstrukturen (0) ausrichtbar sind.
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