CN1794029A - 用于形成光学波导片镜面的加工头及加工设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光电装置及其方法，该装置易于保持设计的灵活性，从而实现设计变化并能实现小量生产和产品的各种变化，在该装置中，加工头设置在毛细单元顶部，且该加工头的尖端部分具有以45°角交叉该加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一和第二平面。该加工头在将成为光学波导端部的位置被钻入光学波导片，在该波导片中形成具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导，从而在所述端部第一和第二平面的形状被转移以形成镜面。

Description

用于形成光学波导片镜面的加工头及加工设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于形成光学波导镜面的加工头、设置有该加工头的加工设备和使用该加工头形成光学波导镜面的方法，具体而言，涉及一种用于形成将包括用于发射光信号的光发射部分的半导体芯片与包括用于接收光信号的光接收部分的半导体芯片光学耦合的光学波导镜面的加工头、设置有该加工头的加工设备和使用该加工头形成光学波导镜面的方法。

背景技术

近来，所公知的是涉及半导体的技术已经得到显著提高，例如在大规模集成电路(LSI)领域例如中央处理单元(CPU)和高速逻辑电路中时钟频率已经超过GHz量级。

近年来，已经增加了例如4000×2000像素的超高清晰度图像数据的处理和以高帧速俘获图像数据的照相机或重现该图像数据的显示器的改进。需要在各种设备之间无处理地传递图像数据。

例如，在4000×2000像素、240帧以及10比特三色的情况下，数据速度变为57.6Gbps，这是极大的。

超过GHz量级信号的互联，无论它在LSI或中间系统内部还是外部，都具有在相关领域中未被重视的缺点。为了改进性能、集成半导体器件或在半导体器件中实现更高速度，克服这些缺点是一个重要因素。上述缺点包括信号完整性、电互联的频率限制、互联损耗、互联延迟、来自互联的辐射、信号畸变和关于互联驱动的功耗增加。

为了克服上述缺点，存在采用光互联代替由例如Al和Cu的金属制成的电互联的方法。

作为上述方法之一，例如已经实验了采用光学波导进行板内或板之间的连接以用光传送信号的方法。

具体地，最近，因为受到施加到内部LSI芯片或不同LSI的时钟畸变的缺点的困扰，所以改进了方法，在板上或LSI上采用完全相等长度的互联，以将时钟信号分成具有大致H形的光互联，所谓的工字形(H-bar)，以抑制互联的畸变。

在使用上述光学波导的光互联结构单元中，通常，需要将光信号转换成电信号或者将电信号转换成光信号。根据组装处理的简化、互联的生产率或制造成本，光发射器件采用垂直腔面发射激光器(VCSEL)且光接收器件采用PIN-PD或其他板型器件，且两器件都安装在LSI或板上，以使光接收板水平面对光发射板。

在具有上述光互联的构造中，需要光发射器件或光接收器件与光学波导光学地且有效地耦合。通常，加工光学波导的端部以形成与光导方向成45°的镜面，且该镜面反射光以将光的传播方向弯折90°。

作为形成镜面的方法，例如，存在将切割半导体芯片的切块机(dicer)的刀片打磨成90°使用的常用方法。

首先，如图1A和相应于图1A的侧视图的图1B所示，虚设基底(dummysubstrate)150在其表面上形成有弛豫层(release layer)151，且弛豫层151在其表面上形成有光学波导片130，该光学波导片由具有第一折射率的覆层130a和具有在覆层130a中沿光导方向的长的图案并具有高于第一折射率的第二折射率的芯130b形成。

在将成为具有上述结构的光学波导的端面的部分中，通过使用上述其中刀片边缘打磨成90°的切块机，芯和覆盖芯的覆层被完全切割或从其表面切割到芯的深度。

切块机切割的结果，如图1C所示，在由覆层130a和芯130b形成的光学波导片130中形成V形凹槽V。V形凹槽V的侧壁表面是镜面MR。

通过上述方法，获得了具有相对高反射率的45°镜面，然而，在纵向的精确度取决于切块机的位置精确度，所以精确度不好。此外，优选形成多个光学波导镜面，其中将成为镜面的端部排成一线，然而，苦于不能形成其中将成为端面的部分交错排列的镜面的缺点。

作为形成上述45°镜面的其他方法，公知采用例如反应离子刻蚀(RIE)的干法刻蚀的方法。

如图2A所示，采用与上述相同的方法，形成由芯130b和覆盖芯的覆层130a所形成的光学波导片130。在光学波导片130上，形成具有图案的抗蚀剂膜R，该图案中，暴露出将成为端面的部分。

如图2B所示，虚设基底150倾斜45°并进行例如RIE的其中可能进行垂直加工的干法刻蚀。刻蚀气体以预定角β(45°)发射到基底平面。

结果，如图2C所示，具有关于芯130b的光学波导方向形成梯度的内侧壁平面的开口部分P形成在由覆层130a和芯130b所形成的光学波导片130中。

在上述方法中，通常，难于将抗蚀剂膜物质的刻蚀选择率应用到光学波导。由于例如蚀刻中掩模的凹陷，而难于获得高的加工精度。而且，在其中基底倾斜45°的刻蚀处理中，随着将成为目标的基底的尺寸增加，在有限的刻蚀腔中难于获得加工角度或刻蚀速度的均匀性。

发明内容

希望提供一种用于形成光学波导片镜面的加工头、采用其的加工设备和形成光学波导片镜面的方法，其中该加工头能保持设计灵活性从而实现设计的变化，并能实现小量生产及产品的各种变化。

根据本发明的实施例，提供了一种用于形成光学波导片镜面的加工头，设置在毛细单元顶部，具有：第一平面和第二平面，以45°角交叉加工头的对称轴，并在加工头的尖端部分彼此垂直交叉，其中该加工头在将成为光学波导端部的位置处钻入光学波导片中，在该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成为片形，所以第一平面和第二平面的形状在光学波导的端部被转移(transfer)以形成镜面。

根据本发明实施例的加工头设置在毛细单元顶部。加工头的尖端部分具有以45°角交叉加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一平面和第二平面。该加工头在将成为光学波导端部的位置处钻入光学波导片中，在该光学波导片中具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成为片形。所以第一平面和第二平面的形状被转移到光学波导的端部以形成镜面。

根据本发明的实施例，提供了一种用于形成具有设置在毛细单元顶部的加工头的光学波导片镜面的加工设备，其中加工头的尖端部分具有以45°角交叉加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一平面和第二平面，且该加工头在将成为光学波导端部的位置处钻入光学波导片中，在该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成为片形，所以第一平面和第二平面的形状在光学波导的端部被转移以形成镜面。

根据本发明实施例的加工设备具有设置在毛细单元顶部的加工头。加工头的尖端部分具有以45°角交叉加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一平面和第二平面。该加工头在将成为光学波导端部的位置处钻入光学波导片中，在该光学波导片中具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成为片形。所以第一平面和第二平面的形状被转移到光学波导的端部以形成镜面。

根据本发明的实施例，提供了一种形成光学波导片的镜面的方法，具有如下步骤：在将成为光学波导端部的位置处将加工头钻入光学波导片，其中该加工头设置在毛细单元顶部，并在加工头的尖端部分具有以45°角交叉加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一平面和第二平面，该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成为片形，并将该加工头从光学波导片中释放出来，以及在光学波导的端部转移第一平面和第二平面的形状以形成镜面。

在根据本发明实施例的形成光学波导片镜面的方法中，首先，在将成为光学波导端部的位置处将加工头钻入光学波导片，其中该加工头设置在毛细单元顶部，并在加工头的尖端部分具有以45°角交叉加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一平面和第二平面，该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成为片形。

然后，将该加工头从光学波导片中释放出来。所以，第一平面和第二平面的形状被转移到光学波导的端部以形成镜面。

根据用于形成本发明实施例的光学波导镜面的加工头，可以保持设计的灵活性以应付设计的变化，并能应付小量生产和产品的各种变化。

根据用于形成本发明的实施例的光学波导镜面的加工设备，能够保持设计的灵活性以应付设计的变化，并能应付小量生产和产品的各种变化。

根据形成本发明实施例的光学波导镜面的方法，能够保持设计的灵活性以应付设计的变化，并能应付小量生产和产品的各种变化。

附图说明

通过参照附图，将更具体地理解本发明实施例的上述和其他特点，在附图中：

图1A到1C是根据相关技术中的第一范例形成光学波导片镜面的方法的示意图；

图2A到2C是根据相关技术中第二范例形成光学波导片镜面的方法的示意图；

图3A是设置有根据本发明第一实施例的用于形成光学波导片镜面的加工头的加工设备的加工头部分的示意性透视图，图3B是该加工头的侧视图，而图3C是垂直于图3B的侧视图；

图4A到4D是根据本发明第一实施例形成光学波导片镜面方法的工艺的截面图；

图5是根据本发明第二实施例的作为多芯片模块的光电器件的截面图；

图6A到6C是制造根据本发明第二实施例的多芯片模块方法的工艺截面图；

图7A到7C是制造根据本发明第二实施例的多芯片模块方法的工艺截面图；

图8A到8C是制造根据本发明第二实施例的多芯片模块方法的工艺截面图；以及

图9A是根据本发明第三实施例的多芯片模块的截面图，而图9B是其平面图。

具体实施方式

将参照附图，更详细地描述用于形成光学波导片镜面的加工头的优选实施例，以及形成根据本发明的光学波导片镜面的方法。

(第一实施例)

图3A是设置有根据本发明实施例的用于形成光学波导片镜面的加工头的加工设备的加工头部分的示意性透视图。

加工头1设置在大致圆柱形毛细管2顶部。毛细管2的与加工头1相反一侧的端部被毛细支持单元3所支持。

图3B是根据本发明实施例的加工头的侧视图，而图3C是垂直于图3B的侧视图。

加工头1的尖端部分具有与加工头1的对称轴AX以预定角度α(45°)相交叉并彼此垂直交叉的第一平面1a和第二平面1b。

加工头具有一形状使得加工头在即将成为光学波导端部的位置处钻入光学波导片中，以在光学波导的端部转移第一平面1a和第二平面1b的形状，且因此形成镜面，其中在该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层的芯的光学波导形成片形。

根据本发明实施例的加工头优选设置有用于加热加工头的加热单元(装置)。

在加工光学波导片中，例如，在光学波导片由热塑树脂形成的情况下，光学波导片通过施加热而软化，以易于加工。或者，例如，在光学波导片由热固树脂形成的情况下，该片通过施加热而固化以保持加工过的形状。在两种情况下，加热温度低于光学波导片树脂的热分解温度。

加工头1优选由：铝、氮化铝、碳化硅、氮化硼或其他陶瓷；蓝宝石、红宝石、金刚石或其他人工(人造)矿石；不锈钢、钨、钛或其他金属或金属合金；钨、钛、铝、硅、钽的碳化物、氮化物或碳氢化物，所谓的超级钢合金；或添加有例如钴、镍、铬和钼的添加剂的超级钢合金形成。

第一平面1a和第二平面1b向对称轴AX突出的长度L设为等于或大于光学波导片将被加工头1加工的厚度，且其至少设为直到芯下表面的厚度，例如整个光学波导片的厚度。

第一平面1a和第二平面1b的宽度设为等于或大于光学波导片将被加工头1加工的宽度。

此后，将描述采用加工头形成光学波导片镜面的方法。

作为将被加工的光学波导片，如图4A所示，弛豫层51形成在例如硅或玻璃的虚设基底50上，光学波导片30形成在它们上面。即，覆层材料覆盖在弛豫层51上并进行硬化处理，芯材料覆盖在硬化的覆层材料上并进行图案曝光和显影处理，以形成预定图案，且覆层材料覆盖在芯上并被平坦化和硬化以形成片形。

如上所述，提供了光学波导片30，该光学波导片形成为片状并具有：具有第一折射率的覆层30a；和被覆层30a覆盖的芯30b，该芯具有沿光导方向长的条状图案，并具有高于第一折射率的第二折射率。

作为弛豫层51，例如，可以采用具有形成光学波导片的树脂材料的、具有差的粘合性的钛铜叠层体，或者对于特定酸可溶的硅氧化膜。

光学波导片对于将要施加的光波长是透明的，例如，它由有机基的材料例如聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、聚降冰片烯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂或其氟化物制成。

假设多模传播，优选芯30b的厚度和宽度大约为5到50μm，且覆层30a的厚度是芯30b的1/4到1/2。

然后，如图4B所示，定位即将成为光学波导和加工头端部的位置，并通过施加预定力将加工头钻入具有上述结构的光学波导片。将加工头1钻入(drive up)以到达作为光学波导片下层的弛豫层51，使得加工头1的尖端部分至少到达芯30b的下表面。

在上述情况下，光学波导片的一部分材料可能被推出，所以有时可能从被加工头1加工过的部分产生加工残余(毛刺)30c。

如图4C所示，加工头1从光学波导片30释放，所以加工头1的第一平面1a和第二平面1b的形状转移到光学波导端部以形成V形凹槽30v。V形凹槽30v的侧壁表面是镜面MR。

光学波导的表面在抛光片上面向下定向，并在该表面上进行打磨处理以除去加工残余30c，如图4D所示。残余有时可能在加工头上产生，所以如果需要的话，通过采用虚设加工基底而清洗加工头，从而除去残余。

结果，光学波导的镜面可以通过使用加工头而形成。

在即将成为光学波导端部的位置进行驱动加工头的步骤，例如，同时通过在图中未示出的较低温度的加热器将光学波导片保持在预定温度下，或者通过在图中未示出的加热单元在预定温度下加热加工头。

在光学波导片由例如热塑树脂制成的情况下，光学波导片被施加的热软化。或者，在其由热固树脂制成的情况下，它被施加的热硬化，以保持加工过的形状。在两种情况下，所施加的温度都小于光学波导片物质的分解温度。

采用上述加工头的加工设备可以通过改装接合线设备，即通过将接合线设备的头替换成根据本发明的加工头而实现。

在通过采用加工设备于光学波导片中形成镜面的情况下，通过预先设定或输入欲被加工头加工的点的坐标，镜面可以高速形成在任何部分，无论光学波导上的任何位置或方向。上述情况下的加工速度大约与用于线接合的接合速度相同，每秒加工五到十个点是可能的。

如上加工的光学波导片30在与弛豫层51的边界表面处被剥离，安装在安装板上，并安装和使用，使得光发射器件或光接收器件的光发射或接收部分与镜面交叠，该镜面是相应于光学波导端部的V形凹槽30v的侧壁表面。

通过采用用于形成光学波导片镜面的加工头、设置有该加工头的加工设备和根据本实施例形成镜面的方法，不需要使用专用掩模及进行光刻工艺，且镜面可以简单和精确地形成，同时抑制成本。且可能容易保持进行设计变化的设计灵活性及实现小量生产和产品的各种变化。

(第二实施例)

图5是根据本实施例的作为多芯片模块的光电器件的截面图。

光学波导片30通过图中未示出的接合层接合到安装板10的表面。通过光学波导片30，其中设置有光发射器件的半导体器件20a和其中设置有光接收器件的半导体器件20b安装在安装板10上。用于将安装板10安装在另一板上的凸块40形成在安装板10的另一表面上。

安装板10是由例如四个加工成图案的互联层(11、13、15、17)、堆叠并设置在其间的树脂绝缘层(12、14、16)、以及垂直连接互联层(11、13、15、17)的垂直互联(18、19)形成的。

附图示出具有四个互联层和三个树脂绝缘层的构造，然而，可以采用其他构造。

光学波导片30具有覆层30a和芯30b，覆层30a具有第一折射率，芯30b具有沿覆层30a中的光导方向延伸的条状图案并具有高于第一折射率的第二折射率，光学波导片30形成片形，并在即将成为光学波导端部的位置形成有V形凹槽30v。V形凹槽30v的侧壁表面是光学波导的镜面。

形成其中设置有光发射器件的半导体器件20a，使得例如VCSEL的光发射器件22a安装在形成有预定电路的半导体芯片21a上，并被树脂层23a密封，在柱24a处形成有凸块25a以穿透树脂层23a并连接半导体芯片21a的连接焊盘，并通过凸块25a安装在安装板10上，使得光发射器件22a的光发射部分的位置与光学波导片30的V形凹槽30v的镜面重叠。

形成其中设置有光接收器件的半导体器件20b，使得例如PIN-PD的光接收器件22b安装在形成有预定电路的半导体芯片21b上，并被树脂层23b密封，在柱24b处形成有凸块25b以穿透树脂层23b并连接半导体芯片21b的连接焊盘，并通过凸块25b安装在安装板10上，使得光发射器件22b的光发射部分的位置与光学波导片30的V形凹槽30v的镜面重叠。

从光发射器件22a的光发射部分发射的光在形成于光学波导片中的光学波导端部的V形凹槽30v的一个镜面反射，以将传播方向弯曲90°角，并在光学波导中传播。当到达光学波导另一端部的V形凹槽30v时，光在凹槽侧壁表面的另一镜面处再次反射，从而将方向弯曲90°角，沿光学波导片平面向外的方向传播，并被光接收器件22b的光接收部分接收。

这样，具有光发射器件的半导体器件和具有光接收器件的半导体器件通过光互联而连接。

光学波导片30对于将采用的光波长是透明的，例如，它由有机基的物质例如聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、聚降冰片烯树脂(polynorbornene resin)、丙烯酸树脂、环氧树脂或其氟化物制成。

半导体器件(20a、20b)通过凸块(25a、25b)安装在安装板10上，以跨过光学波导片30。或者，它们可以通过位于形成在光不被引导的区域中的、穿过光学波导片30的焊盘开口部分中的凸块(25a、25b)连接。

例如，在从光发射器件22a发射的光是时钟信号的情况下，放大器设置在光接收器件22b附近的半导体芯片21b上，并把在光接收器件22b处接收的光时钟信号调制为电时钟信号。

在光互联传送时钟信号的情况下，充当时钟信号的光在光学波导片中被分成多个时钟信号，所以多个时钟信号被光接收器件接收。在上述情况下，把光从设置有光发射器件的光发射部分的位置引导到设置有光接收器件的光接收部分的位置的距离可以优选为在任何通路中相同。

这样，提供时钟信号的光互联是完全等长的互联，所以能够抑制在将时钟信号分成多个光接收部分中产生的畸变。

接着，将描述制造根据本实施例的光电设备的方法。

作为形成光学波导片的方法，首先，如图6A所示，例如在由硅或玻璃制成的虚设基底表面上，通过电子束淀积方法或溅射法形成钛层和铜层的堆体，以形成弛豫层51。或者，可以通过化学气相淀积(CVD)法或溅射法形成氧化硅层，以形成弛豫层51。在这种情况下，虚设基底50由硅制成。

如图6B所示，通过例如旋涂或印刷法形成具有第一折射率并由聚酰亚胺树脂制成的树脂层，并通过进行硬化处理而硬化，以形成第一覆层30a。

如图6C所示，形成具有高于第一折射率的第二折射率并由例如光敏聚酰亚胺制成的光敏树脂层，通过采用图案化的掩模而暴露，并显影和硬化以形成芯30b。

例如，假设多模传播，优选地，芯30b的厚度和宽度大约为5到50μm，且覆层30a的厚度约为芯30b的1/4到1/2。

如图7A所示，采用与上述相同的方法，通过旋涂或印刷法形成具有第一折射率并由聚酰亚胺制成的树脂层，如果需要，通过加热重熔处理(heatingreflow treatment)而重熔，并通过进行硬化处理而硬化，从而形成第一覆层30a。

这样，其中芯30b被覆层30a包围其表面的光学波导片形成为片形。

图7B示出了平行于图7A位置中的芯的延伸方向的截面图，且其为垂直于图7A的截面。下面的步骤将基于此方向的截面描述。

如图7C所示，在第一实施例中描述的加工头定位在将成为光学波导片中的光学波导端部的位置，并通过施加预定力而钻入。这样，加工头被钻入直到例如到达作为光学波导片下层的弛豫层51，使得加工头1的尖端部分至少到达芯30b的下表面。

加工头1被从光学波导片30释放，所以加工头1的第一平面1a和第二平面1b的形状被转移到光学波导的端部，因此形成V形凹槽30v。V形凹槽30v的侧壁表面成为镜面MR。

在形成V形凹槽30v的步骤中，由于光学波导片的一部分材料被推出，可能从被加工头1加工过的部分产生加工残余(毛刺)30c。因此，如果需要，例如光学波导表面在抛光片上面向下定向，并在表面进行打磨处理以除去加工残余30c。

如图8A所示，光学波导片30通过图中未示出的接合层层压到采用其他工艺提前形成的安装板10的表面。

如图8B所示，例如，在钛层和铜层的堆体用作弛豫层51的情况下，其浸入例如盐酸的酸溶液中，以将弛豫层51侧面与光学波导片30侧面在层51与覆层30a的边界表面处分离。

或者，在氧化硅层用作弛豫层51的情况下，其被浸入例如缓冲氢氟酸的酸溶液中以溶解弛豫层51，从而分离光学波导片30。

如图8C所示，通过其他工艺提前形成的半导体器件20a通过光学波导片30采用凸块接合安装在安装板10上，使得光发射器件22a的光发射部分在光进入侧与光学波导片30的V形凹槽30v的镜面MR重叠。通过其他工艺提前形成的半导体器件20b通过光学波导片30采用凸块接合安装在安装板10上，使得光接收器件22b的光接收部分在光发射侧与光学波导片30的V形凹槽30v的镜面MR交叠。

半导体器件(20a、20b)可以安装在安装板10上，使得凸块(25a、25b)跨过光学波导片30，或者设置形成在光不被引导区中、穿过光学波导片30的焊盘开口部分，且半导体器件通过在这些开口部分中的凸块(25a、25b)连接到安装板10。

在设置上述开口部分的情况下，例如，在安装板10上提前形成平台，且在层压光学波导片之后发射例如CO₂激光或准分子激光的激光束，因此在光学波导片30中形成开口，在上述情况下，平台充当激光束的阻挡体。

如果需要，用于安装在另一安装板上的凸块40形成在安装板10的另一表面上。

结果，制造了具有图5所示的构造的光电器件(多芯片模块)。

在形成用在本实施例中的光导片的镜面的方法中，不需要使用专用掩模和进行光刻工艺，所以光学波导片的镜面可以简单和精确地形成，而且可以抑制生产成本。而且可能容易保持进行设计变化的设计灵活性及实现小量生产和产品的各种变化。

(第三实施例)

图9A是根据本实施例的作为多芯片模块的光电器件的截面图。图9B是其平面图。

在半导体芯片IC上，光学波导片PS被图中未示出的接合层层压，且设置有VCSEL的激光二极管芯片LDC和其中设置有PIN-PD的光电二极管芯片PDC通过光学波导片PS安装。激光二极管芯片LDC和光电二极管芯片PDC被树脂层RS密封。用于外部连接的凸块BP形成在分别穿过树脂层RS并连接到半导体芯片IC的焊盘的柱PT上。

在激光二极管LDC中，排列并设置VCSEL的两排阵列(LDAa、LDAb)，且相应于它们，分别提供激光二极管驱动LDD。

VCSEL的两排阵列(LDAa、LDAb)是其中16个激光二极管设置为例如100μm节距且每排分别沿平行的延伸方向移动50μm的阵列。结果，该两排阵列以交错布局设置，其中32个光电二极管基本上设置为50μm节距。

光学波导片PS具有覆层30a和在覆层30a中形成延伸图案的芯30b，其中覆层30a具有第一折射率，芯30b具有高于第一折射率的第二折射率，使得在错开排列的VCSEL阵列(LDAa、LDAb)中的32个VCSEL的光发射部分与在错开排列的PIN-PD阵列(PDAa、PDAb)中的32个PIN-PD光接收部分连接，且光波导片形成片形，而且还形成有与第一和第二实施例中的光学波导片相同的V形凹槽。V形凹槽的侧壁表面是光学波导的镜面。

从激光二极管阵列的各个VCSEL发射出的光在设置于光学波导片中与VCSEL重叠位置的V形凹槽的镜面处被反射，以将传播方向弯曲90°，并沿光学波导传播。光在形成于光学波导片中与PIN-PD重叠位置的V形槽的镜面处被再次反射，以再次被弯曲90°，沿光学波导片平面的外部方向发射，并被光电二极管阵列的各个PIN-PD接收。

在一对LSI(LDC、PDC)上，集成例如VCSEL和激光驱动器的光发射器件和例如PIN-PD和转阻放大器(trans impedance amplifier)的光接收器件。

为了生产这些IC，需要具有大的驱动能力即具有大的栅宽度的晶体管。另一方面，需要在LSI上形成具有相对大尺寸的无源器件作为模拟电路，例如电感。所以，电路块的宽度可能需要至少100μm。

通常，许多用于上述LSI之间高速信号的总线是1千到几千，并优选形成为阵列形。所以，各个沟槽之间的节距优选形成为越小越好。

在本实施例中，光发射器件和光接收器件分别设置成错开的阵列形，所以可能形成100μm节距的光输入-输出电路和50μm节距的光学波导。

在相关技术的方法中，难以在光学波导处形成镜面使之相应于排列成错开阵列形的光发射器件和光接收器件。通过采用上述第一实施例和第二实施例中的加工头形成镜面，错开排列中的镜面可以容易地形成。

通过本实施例，在光学波导中的45°镜面可以没有光刻、简单和低成本地形成。特别是，在用于小量和多种变化的产品生产中，可以在短期内形成实现各种图案的光学波导片。

在具有系统所需的高密度的光学波导片的构成中，可能形成呈错开排列的镜面，或改变引导方向为在二维平面中的各个不同的90°方向，没有限制，所以设计的灵活性大大提高了。

本发明不限于上述描述。

例如，作为施加到光学波导片的光的光发射源，除了例如VCSEL的激光二极管，也可以采用发光二极管。

根据本发明形成光学波导片镜面的方法适用于形成用于MPU或图像加工处理器(image processing processor)结构的方法，在例如计算机设备、用于游戏的计算机、网络服务器、家用服务器、机器人脑、或高速缓存的超高速信号处理LSI的MPU或图像加工处理器中需要高容量和高速信号处理。

根据本发明形成光学波导片镜面的设备适用于形成上述光学波导片的方法。

本领域的技术人员应该理解，可以在所附权利要求或其等同物的范围内，根据设计需要和其他因素进行各种改进、组合、子组合和变化。

Claims (12)

1、一种用于形成光学波导片镜面的加工头，设置在毛细单元顶部，包括：

第一平面和第二平面，以45°角交叉所述加工头的对称轴，并在所述加工头尖端部分彼此垂直交叉，

其中所述加工头在将成为光学波导端部处被钻入光学波导片中，在该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成片形，所以第一平面和第二平面的形状在光学波导端部转移以形成镜面。

2、如权利要求1所述的用于形成光学波导片镜面的加工头，还包括用于加热所述加工头的加热装置。

3、如权利要求1所述的用于形成光学波导片镜面的加工头，其中所述加工头由陶瓷、人工矿石、金属、金属合金、或超级钢金属或其合金制成。

4、一种用于形成光学波导片镜面的、具有设置在毛细单元顶部的加工头的加工设备：

其中所述加工头的尖端部分具有以45°角交叉所述加工头的对称轴并彼此垂直交叉的第一平面和第二平面，且

所述加工头在将成为光学波导端部处被钻入光学波导片，该光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成片形，所以第一平面和第二平面在所述光学波导的端部被转移，以形成镜面。

5、如权利要求4所述的用于形成光学波导片镜面的加工设备，还包括用于加热所述加工头的加热装置。

6、如权利要求4所述的用于形成光学波导片镜面的加工设备，其中所述加工头由陶瓷、人工矿石、金属、金属合金、或超级钢金属或其合金制成。

7、一种形成光学波导片镜面的方法，包括如下步骤：

在将成为光学波导端部的位置将加工头钻入光学波导片，其中所述加工头位于毛细单元顶部，并具有与该加工头对称轴交叉成45°角并在该加工头尖端部分彼此垂直交叉的第一平面和第二平面，所述光学波导片中，具有覆层和埋入覆层中的芯的光学波导形成片形，且

将所述加工头从光学波导片中释放出来，并在光学波导端部转移所述第一平面和第二平面的形状以形成镜面。

8、如权利要求7所述的形成光学波导片镜面的方法，还包括在释放所述加工头之后除去由加工头钻入光学波导片所产生的加工残余的步骤。

9、如权利要求7所述的形成光学波导片镜面的方法，其中在将所述加工头钻入光学波导片的步骤中，所述加工头被加热。

10、如权利要求7所述的形成光学波导片镜面的方法，其中所述光学波导片由热塑树脂制成。

11、如权利要求7所述的形成光学波导片镜面的方法，其中所述光学波导片由热固树脂制成。

12、如权利要求7所述的形成光学波导片镜面的方法，其中所述加工头由陶瓷、人工矿石、金属、金属合金、或超级钢金属或其合金制成。

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