DK161268B - Arrangement til informationsoverfoerende kommunikation mellem elektrisike komponenter eller kredse. - Google Patents

Description

DK 161268 B

i

Opfindelsen angår et arrangement til overføring af information mellem elektriske komponenter eller kredse, f.eks. LSI-kredse, på et substrat under anvendelse af en retningsbestemt eller retningsbestembar, 5 snæverspektret stråling, f.eks. laserstråling.

Problemet for opfindelsen er at forenkle den tidligere kendte, optiske kommunikationsteknik til en enklere og smidigere teknik, der desuden prismæssigt er konkurrencedygtig.

10 Fra GB-A-2.162.336 kender man et arrangement til overføring af information mellem elektroniske komponenter. Dette arrangement indbefatter et transparent legeme og elektroniske komponenter, der er delvis indlagt i dette legeme og udgør indgangs- og udgangselementer 15 mellem hvilke en informationsbærende stråling forplanter sig direkte og i hovedsagen retliniet gennem legemets materiale.

Lignende arrangementer kendes fra JP-A-58.225746 og EP-A-6052 og transparente planar-substrater med til-20 hørende, hosliggende opto-elektroniske komponenter kendes fra EP-A-63626 og wo-A-85/3179. IBM Technical Disclosure Bulletin, bind 22, nr. 8B, januar 1980, side 3519, eksempelvis beskriver et system, hvor der benyttes et bundt af snæverspektret, kohærent lys fra et la-25 ser som informationsbærer mellem elektriske kredse, med optiske lysledere for et sådant lysbundt mellem to kredse.

Opfindelsen beror på den i og for sig overraskende konstatering, at lys af denne art har et væsent-30 ligt bredere anvendelsesområde. Det har vist sig, at brugen af flise- eller chip-formede komponenter med indgangs- og udgangselementer ved de smalle kantsider af et transparent substrat og i veldefinerede, formsvarende recesser i dette substrat overflødiggør behov for 35 at anvende en lysleder, f.eks. en optisk fiber, og at lyset under visse betingelser frit kan forplante sig i substratet.

2

DK 161268 B

Opfindelsen giver således anvisning på et arrangement til informationsoverførende kommunikation mellem elektroniske komponenter på et planar-substrat under anvendelse af en kohærent, snæverspektret strå-5 ling, f.eks. laserlys, som informationsoverførende medium, og af den art, hvor substratet består af et materiale, der er transparent for denne stråling og hvor de elektroniske komponenter er beliggende i givne positioner, i det mindste delvis inden i det transparente ma-10 teriale og har opto-elektroniske elementer, der udgør indgangs- og udgangselementer for komponenterne, således at disse komponenter direkte kommunikerer gennem substratets materiale ved hjælp af nævnte stråling, der forplanter sig i hovedsagen retliniet gennem substra-15 tet, uden reflektion fra substratets yderflader.

Arrangementet er ejendommeligt ved, at de elektroniske komponenter har form som fliser eller brikker og er beliggende i nøje afpassede recesser i en plan flade af substratet og at indgangs- og udgangselemen-20 terne for hver elektronisk komponent er beliggende ved mindst én af komponentens smalle kantflader for at kunne modtage eller udsende stråling fra nævnte henholdsvis indgangs- og udgangselementer.

For at undertrykke strålingsspredningen inden i 25 substratet og undgå strålingsreflektion fra substratets smalle kantflader, kan zoner af substratet, der ikke benyttes aktivt, være belagt med et strålingsreflektionsdæmpende materiale, eksempelvis malet sort.

For at forhindre en uønsket interferens mellem 30 strålingsbaner inden i substratet er nævnte indgangs-og udgangselementer således beliggende, at der ikke forekommer rumligt og tidsmæssigt sameksisterende stråler. Da der er tale om relativt korte forplantningsafstande - normalt er substratet ikke større end A4-for-35 mat - kan indgangs- og udgangselementerne placeres relativt tæt ved hinanden uden risiko for nævnte parallelle sameksistens.

3

DK 161268 B

Man råder i dag over en veludviklet mekanisk mikroteknik, der giver mulighed for akkurat definition af position. Den elektrokemiske og fotografiske halv-lederteknik tillader også en meget præcis positionering 5 af komponenter og dele heraf i en elektrisk kreds.

I en udførelsesform for opfindelsen er sådanne komponenter anbragt i veldefinerede recesser i den ene storflade af substratet, og mindst en af substratets smalle kantflader har midler til modtagelse eller ud-10 sendelse af stråling fra nævnte indgangs- og udgangselementer .

Til strømforsyning til de elektriske kredse på substratet er arrangementet fortrinsvis således udformet, at de to storflader af substratet har ledende 15 yderflader, der elektrisk kan forbindes med komponenterne .

For yderligere at øge smidigheden er indgangs-og udgangselementerne for komponenterne eller kredsene forbundet med et programmerbart net af forbindelsesba-20 ner mellem dele af den pågældende komponent eller kreds.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skemariske tegning, hvor fig. 1 viser, set ovenfra, et arrangement ifølge 25 opfindelsen med kredse, fig. 2 et perspektivisk billede af en af kredsene på eller i substratet, fig. 3 et programmerbart arrangement af indgange og udgange til den ene kantflade af den i fig. 2 viste 30 kreds, og fig. 4 substratet ifølge fig. 1, set fra kanten og med overtræk til etablering af elektriske forbindelser til kredsene på eller i substratet.

Substratet 10 i fig. 1 kan bestå af glas eller 35 af et plastmateriale, der er slagfast og har høj styrke, f.eks. polystyren eller et andet hærdbart piastma- 4

DK 161268 B

teriale eller lignende. Den nødvendige egenskab er, at materialet er transparent for det pågældende, snævre spektrum eller den kohærente stråling, der benyttes til informationsoverføring mellem kredse 11 på eller i 5 substratet. Typen af stråling i den foreliggende udførelsesform er den stråling, der afgives af laserdioder, dvs. dioder, der i aktiveret tilstand udsender kohærent lys af given bølgelængde eller inden for et meget snævert spektrum.

10 Kredsene 11, f.eks. af LSI-typen, er indlagt i substratmaterialet, i veldefinerede og nøjagtigt positionerede recesser 12 i substratet. Disse recesser tilvejebringes ved den i dag tilgængelige, højteknologiske, mikromekaniske teknik, idet de tilvejebringes 15 under støbning eller sprøjtestøbning af substratet eller under et senere behandlingstrin. De punkterede linier 13 anviser den i substratet tilgængelige informationsoverførende strålingsbane mellem flere kredse 11.

20 Langs kanterne 14 af de enkelte kredse 11 findes der "celler" 15, der hver omfatter en laserdiode 16 og en fotofølsom transistor 17. Hver celle af denne art kan programmeres, eksempelvis ved PDA-teknik, til at være en strålingssendende eller en strålingsmod-25 tagende celle, alt efter om dioden 16 eller fototransistoren 17 aktiveres af programmeringsoperationen.

De dele af hver celle 15's frie overflade, der ikke aktivt benyttes til informationsoverføring, er belagt med et strålingsdæmpende eller refleksionsforhin-30 drende materiale til forhindring af strålingsspredning i substratet. Det totale areal af et substrat 10 er normalt ikke større end et A4-ark, hvilket indebærer, at de aktive komponenter 16, 17 kan opstilles relativt tæt ved hinanden uden risiko for interferens mel-35 lem strålebundterne. For at der kan opstå interferens, må der være sammenfald i en og samme retning, såvel

Claims (5)

5 DK 161268 B rumligt som tidsmæssigt, hvilket ikke vil være tilfældet med de moderate strålingsafstande i den foreliggende konfiguration. Der er ikke på tegningen vist krydsende strå-5 lingsbaner, men i grunden er et sådant arrangement muligt. Til strømforsyning af kredsene på eller i substratet, er der fortrinsvis anbragt elektrisk ledende lag 18, 19, der dækker hele de to storflader på sub-10 stratet, f.eks. ledende overtræk. Sådanne lag skaber forbindelser til den elektriske jævnspændingskilde, der normalt tjener til forsyning af kredsene på substratet. Langs kanterne af substratet findes der det fornødne antal konvertere 20 eller overføringselementer 15 til overføring og/eller behandling af udgangssignalerne fra kredsene på substratet.

1. Arrangement til informationsoverførende kom munikation mellem elektroniske komponenter på et pla-nar-substrat under anvendelse af en kohærent, snæverspektret stråling, f.eks. laserlys, som informationsoverførende medium, og af den art, hvor substratet (10) 25 består af et materiale, der er transparent for denne stråling og hvor de elektroniske komponenter (11) er beliggende i givne positioner, i det mindste delvis inden i det transparente materiale og har opto-elektro-niske elementer, der udgør indgangs- og udgangselemen-30 ter (hhv. 17 og 16) for komponenterne, således at disse komponenter direkte kommunikerer gennem substratets materiale ved hjælp af nævnte stråling (13), der forplanter sig i hovedsagen retliniet gennem substratet, uden refleksion fra substratets yderflader, kende-35 tegnet ved, at de elektroniske komponenter har form som fliser eller brikker og er beliggende i nøje DK 161268 B 6 afpassede recesser (12) i en plan flade af substratet og at indgangs- og udgangselementerne for hver elektronisk komponent er beliggende ved mindst én af komponentens smalle kantflader for at kunne modtage eller ud-5 sende stråling fra nævnte hhv. indgangs- og udgangselementer (17, 16).

2. Arrangement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de zoner af substratet, der ikke benyttes aktivt, er belagt med et strålingsrefleksionsdæm- 10 pende materiale.

3. Arrangement ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indgangs- og udgangselementerne (17, 16) er således beliggende, at rumligt og tidsmæssigt sameksisterende stråler undgås.

4. Arrangement ifølge krav 2, kendeteg net ved, at ydersiden af de to storflader af substratet har elektrisk linieledere (18, 19), der elektrisk kan forbindes med komponenterne.

5. Arrangement ifølge krav 4, kendeteg- 20 net ved, at nævnte indgangs- og udgangselementer selektivt kan forbindes med linielederne til dannelse af et programmerbart mønster (fig. 3) af forbindelsesbaner mellem elementer inden for en komponent.