KR101153770B1 - 광 상호접속 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

광 상호접속 디바이스 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

광 상호접속 디바이스는, 제 1 기판, 제 2 기판, 광도파로, 전기 배선 및 스위칭 디바이스를 포함한다. 제 1 기판은, 전기 배선 회로, 전기 신호를 광 신호로 변환하는 전기-광 변환기, 및 광을 방출하는 발광 디바이스를 갖는다. 제 2 기판은, 전기 배선 회로, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광-전기 변환기, 및 발광 디바이스로부터의 광을 수용하는 수광 디바이스를 갖는다. 광도파로는, 발광 디바이스와 수광 디바이스를 광학적으로 접속시킨다. 전기 배선은, 제 1 기판과 제 2 기판의 전기 배선 회로들을 전기적으로 접속시킨다. 스위칭 디바이스는, 고속 데이터 신호가 광도파로를 통하여 송신될 것을 결정하고 저속 데이터 신호가 전기 배선을 통하여 송신될 것을 결정한다.
Figure R1020097003530
광 상호접속 디바이스, 기판, 전기 배선 회로, 전기-광 변환기, 광도파로

Description

광 상호접속 디바이스 및 그 제조 방법 {OPTICAL INTERCONNECT DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2006년 9월 19일자로 출원된 미국출원번호 제60/845,501호, 2006년 10월 23일자로 출원된 미국출원번호 제60/853,421호, 및 2006년 11월 29일자로 출원된 미국출원번호 제60/867,716호에 대해 우선권의 이익을 주장한다. 그들 출원들의 내용은 본원에 참조로 완전히 포함된다.
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은, 광 상호접속 디바이스 (optical interconnect device) 및 그 광 상호접속 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 광 컴포넌트와 광도파로 사이에 광 상호접속을 형성하는 방법에 관한 것이다.
배경의 설명
일본공개특허공보 평8-36122호는, 광 컴포넌트와 광도파로를 기계적으로 정렬시켜 광 컴포넌트와 광도파로 간의 접속 손실 (connection loss) 을 감소시키는 방법을 기술한다. 일본공개특허공보 평10-135407호는, 반도체 집적 회로 장치와, 그 반도체 집적 회로 장치에 접속된 외부 장치 사이에서 신호들을 송신하는 수단을 변경하는 시스템을 기술하는데, 여기서, 데이터 신호들은 광학적으로 송신되 고, 전원 및 구동 신호들은 전기적으로 송신된다. 이러한 참조문헌들의 내용은, 본원에 참조로 완전히 포함된다.
발명의 개요
본 발명의 일 양태에 의하면, 광 상호접속 디바이스는, 제 1 기판, 제 2 기판, 광도파로, 전기 배선 및 스위칭 디바이스를 포함한다. 제 1 기판은, 전기 배선 회로, 전기 배선 회로에 접속되고 전기 신호를 광 신호로 변환하는 전기-광 변환기, 및 전기-광 변환기에 접속되고 광을 방출하는 발광 디바이스를 갖는다. 제 2 기판은, 전기 배선 회로, 제 2 기판의 전기 배선 회로에 접속되고 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광-전기 변환기, 및 광-전기 변환기에 접속되고 발광 디바이스로부터의 광을 수용하는 수광 디바이스를 갖는다. 광도파로는 발광 디바이스와 수광 디바이스를 광학적으로 접속시킨다. 전기 배선은, 제 1 기판의 전기 배선 회로와 제 2 기판의 전기 배선 회로를 전기적으로 접속시킨다. 스위칭 디바이스는, 고속 데이터 신호가 광도파로를 통해 송신되고 저속 데이터 신호가 전기 배선을 통해 송신될 것을 결정한다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 광 상호접속 디바이스는, 기판, 광도파로 및 전기 배선 및 스위칭 디바이스를 포함한다. 기판은, 제 1 전기 배선부 및 제 2 전기 배선부를 갖는다. 제 1 전기 배선부는, 전기 신호를 광 신호로 변환하는 전기-광 변환기 및 전기-광 변환기에 접속되고 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함한다. 제 2 전기 배선부는, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광-전기 변환기 및 광-전기 변환기에 접속되고 발광 디바이스로부터의 광을 수용하는 수광 디바이스를 포함한다. 광도파로는, 제 1 전기 배선부의 발광 디바이스와 제 2 전기 배선부의 수광 디바이스를 광학적으로 접속시킨다. 전기 배선은, 제 1 전기 배선부와 제 2 전기 배선부를 전기적으로 접속시킨다. 스위칭 디바이스는, 고속 데이터 신호가 광도파로를 통해 송신되고 저속 데이터 신호가 전기 배선을 통해 송신될 것을 결정한다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 광도파로를 형성하는 방법은, 전기 배선 기판 상에, 광을 방출하도록 구성된 발광 디바이스 및 광을 수용하도록 구성된 수광 디바이스를 제공하는 단계, 발광 디바이스의 발광점의 위치에 대한 정렬 마크, 및 수광 디바이스의 수광점의 위치에 대한 정렬 마크를 제공하는 단계, 발광 디바이스와 수광 디바이스를 기판 상부에 탑재하는 단계, 및 정렬 마크들에 따라 발광 디바이스와 수광 디바이스를 광학적으로 접속시키는 3-차원 광도파로를 형성하는 단계를 포함한다.
도면의 간단한 설명
보다 완전한 본 발명의 이해 및 본 발명의 부수적인 많은 이점들은, 첨부 도면들과 함께 고려했을 때 다음의 상세한 설명을 참조로 더 잘 이해되어 쉽게 획득될 것이다.
도 1 은, 광 상호접속 디바이스의 구조를 나타낸 측면도이다.
도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광 상호접속 디바이스를 나타낸 측면도이다.
도 3 은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광 상호접속 디바이스를 나타 낸 측면도이다.
도 4a 내지 도 4e 는, 본 발명의 실시형태들에 따른 광 상호접속 디바이스들의 예시적인 구조들을 나타낸 측면도들이다.
도 5a 내지 도 5e 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 개략도 및 상부도로, 도파로 시트는 다수의 도파로들을 갖고, 강성 (rigid) 탑재 기판은 다수의 소형 기판들을 가지며, 도파로 시트 및 강성 탑재 기판은 함께 적층되고, 전기 및 광 컴포넌트들은 적층된 기판 상에 탑재되며, 광 상호접속 디바이스는 유닛 단위로 (unit by unit) 절단된다.
도 6a 내지 도 6e 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 개략도들로, 도파로 시트는 다수의 도파로들을 갖고, 가요성 탑재 기판은 다수의 소형 기판들을 가지며, 도파로 시트 및 가요성 탑재 기판은 함께 적층되고, 전기 및 광 컴포넌트들은 적층된 기판 상에 탑재되며, 광 상호접속 디바이스는 유닛 단위로 절단된다.
도 7a 내지 도 7e 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 개시 단계, 2D 광학 기판이 도 7a 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 도 7b 에 도시된 2D 광학 기판이 기판들 상에 고정된 후의 도면, 광 컴포넌트들이 도 7c 에 도시된 기판들 상에 탑재된 후의 도면, 및 3D 광도파로가 형성된 후의 도면을 포함한다.
도 8a 내지 도 8f 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 개시 단계, 하부 클래드층이 도 8a 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 도 8b 에 도시된 기판이 다른 기판들 상에 고정된 후의 도면, 광 컴포넌트들이 도 8c 에 도시된 기판들 상에 탑재된 후의 도면, 3D 광도파로가 형성된 후의 도면, 및 상부 클래드층이 도 8e 에 도시된 기판 표면 상에 형성된 후의 도면을 포함한다.
도 9a 내지 도 9k 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 개시 단계, 하부 클래드층이 도 9a 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 금속층이 도 9b 에 도시된 하부 클래드층 상에 형성된 후의 도면, 광도파로 정렬 마크들이 도 9b 에 도시된 하부 클래드층 상에 형성된 후의 도면, 코어층이 도 9d 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 마스크가 도 9e 에 도시된 코어층 상에 형성된 후의 도면, 도 9f 에 도시된 마스크 바로 아래 부분을 제외한 코어층이 마스크를 이용하여 제거된 후 마스크가 벗겨진 후의 도면, 도 9g 에 도시된 기판이 다른 기판들 상에 고정된 후의 도면, 광 컴포넌트들이 도 9h 에 도시된 기판들 상에 탑재된 후의 도면, 3D 코어가 형성된 후의 도면, 상부 클래드층이 도 9j 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 및 마스크가 코어층 상에 형성된 후의 도면을 포함한다.
도 10a 내지 도 10f 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 마스크가 코어층 상에 형성된 후의 도면, 도 10a 에 도시된 마스크 바로 아래 부분을 제외한 코어층이 마스크를 이용하여 제거된 후 마스크가 벗겨진 후의 도면, 도 10b 에서의 기판이 다른 기판들 상에 고정된 후의 도면, 광 컴포넌트들이 도 10c 에 도시된 기판들 상에 탑재된 후의 도면, 3D 코어가 제조 방법에 따라 형성된 후의 도면, 및 상부 클래드층이 도 10e 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면을 포함한다.
도 11a 내지 도 11c 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 개시 단계, 2D 광학 기판이 도 11a 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 및 광 컴포넌트들이 도 11b 에 도시된 기판 상에 탑재된 후의 도면을 포함한다.
도 12a 내지 도 12c 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 하부 클래드층이 형성된 후의 도면, 도 12a 에 도시된 미완성된 기판이 가요성 기판 상에 적층된 후의 도면, 및 광 컴포넌트들이 도 12b 에 도시된 기판 상에 탑재된 후의 도면을 포함한다.
도 13 은, 레이저 다이오드에 면하는 3D 광도파로를 나타낸 상부도를 포함한다.
도 14a 및 도 14b 는, 포토다이오드에 면하는 3D 광도파로 및 레이저 다이오드와 포토다이오드에 면하는 3D 광도파로를 나타낸 상부도들이다.
도 15 는, 3D 광도파로의 일 예를 나타낸 상부도이다.
도 16a 및 도 16b 는, 광 컴포넌트들을 기판 상에 탑재하는 단계들을 나타낸 측면도들이다.
도 17a 내지 도 17f 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도로, 광도파로 정렬 마크들이 클래드층 상에 형성된 후의 도면, 코어층이 도 17a 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도 면, 마스크가 도 17b 에 도시된 기판 상에 형성된 후의 도면, 3D 광도파로가 도 17c 에 도시된 마스크를 이용하여 형성된 후의 도면, 도 17d 에 도시된 기판이 가요성 기판 상에 적층된 후의 도면, 및 광 컴포넌트들을 위한 탑재 패드들이 형성된 후의 도면을 포함한다.
도 18 은, 일 유형의 포토다이오드들을 나타낸 측면도이다.
도 19a 및 도 19b 는, 커넥터들이 제 1 기판, 제 2 기판 또는 가요성 기판에 부착되는 예들을 나타낸 측면도들이다.
도 20a 및 도 20b 는, 반도체 엘리먼트들이 제 1 기판, 제 2 기판 또는 인쇄 배선 기판 상에 탑재되는 예들을 나타낸 측면도들이다.
도 21 은, 강화층들이 가요성 기판에 부착되는 예를 나타낸 측면도이다.
도 22a 및 도 22b 는, 레이저 다이오들 및 포토 다이오들이 탑재되어 있는 예들을 나타낸 개략도들이다.
도 23 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광-전기 송신 디바이스를 나타낸 상부도이다.
도 24 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스위칭 엘리먼트를 나타낸 개략도이다.
도 25 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 스위칭 엘리먼트에서 카운팅된 예시적인 결과들을 나타낸 도면이다.
도 26 은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광-전기 송신 디바이스를 나타낸 상부도이다.
도 27 은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 스위칭 엘리먼트를 나타낸 개략도이다.
도 28a 내지 도 28d 는, 레이저 다이오드 또는 포토다이오드의 일 표면을 각각 나타낸 상부도들이다.
도 29a 내지 도 29f 는, 발광 엘리먼트와 수광 엘리먼트 사이의 예시적인 접속 방법들을 나타낸 측면도들이다.
도 30 은, 발광 엘리먼트와 수광 엘리먼트 사이의 접속 방법의 다른 예를 나타낸 측면도이다.
도 31 은, 발광 엘리먼트 또는 수광 엘리먼트 상의 패드들을 나타낸 상부도이다.
도 32 는, 레이저 다이오드의 일 예를 나타낸 측면도이다.
도 33 은, 본 발명의 광 상호접속의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 34 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 전기 소비를 감소시키는 예시적인 구조를 나타낸 개략도이다.
도 35 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원 및 전압에 대한 구조를 나타낸 개략도이다.
도 36 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 부스터 회로를 가진 전기-광 회로이다.
도 37 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 표면 발광 엘리먼트를 나타낸 측면도 및 개략도를 포함한다.
실시형태들의 설명
이제, 첨부 도면들을 참조로 실시형태들이 설명될 것이며, 여기서, 동일한 참조 부호들은, 다양한 도면들 전반에 걸쳐 대응 엘리먼트 또는 동일한 엘리먼트를 나타낸다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광 상호접속 디바이스를 나타낸 측면도이다. 제 1 강성 기판 (85; "제 1 전기 배선 기판" 으로도 지칭될 수도 있다) 상에는, 레이저 다이오드 (816) 및 그 구동 회로 (구동기; 829) 가, 제 2 강성 기판 (86; "제 2 전기 배선 기판" 으로도 지칭될 수도 있다) 상에는, 포토다이오드 (817) 및 그 제어 회로 (830; 전치 증폭기 및 비교기, 이하 "프리앰프" 로 지칭) 가 형성 또는 탑재된다. 구동 회로는, 전기-광 변환 회로용 메인 회로의 역할을 하며, 구동 회로 외에, 스위칭 회로, 병렬-직렬 접속 회로, MAX/DEMAX 회로와 같은 하나 이상의 컴포넌트들이 제공될 수도 있다. 전기-광 변환 회로는, 다른 컴포넌트들이 없는 구동 회로일 수도 있다. 전치 증폭기 및 비교기를 가진 제어 회로는, 광-전기 변환 회로용 메인 회로의 역할을 하며, 제어 회로 외에, 스위칭 회로, MAX/DEMAX 회로와 같은 하나 이상의 컴포넌트들이 제공될 수도 있다. 광-전기 변환 회로는, 다른 컴포넌트들이 없는 제어 회로일 수도 있다. 전기-광 변환 회로는, 디지털 전기 신호를 아날로그 전류로 변환하여 레이저 다이오드 (816) 와 같은 발광 디바이스로 공급한다. 광-전기 변환 회로는, 포토다이오드와 같은 수광 디바이스로부터 출력된 약한 전기 신호를 일정한 펄스를 가진 디지털 신호로 증폭시킨다. 광-전기 변환 디바이스는, 전술된 기능을 가진 칩 컴포넌 트일 수도 있다. 전기-광 변환 디바이스는, 전술된 기능을 가진 칩 컴포넌트일 수도 있다. 양자의 기판들은, 가요성 폴리이미드 기판 (84) 상에 형성된 3 차원 광도파로 (818; 이하, "3D 광도파로" 로 지칭) 를 통하여 광학적으로 접속되거나, 전기 배선 (87) 을 통하여 전기적으로 접속된다. 보통, 전기 배선 (87) 은, 도 1 에 도시된 것처럼 폴리이미드 기판 (84) 상에 형성되지만, 상이한 가요성 기판 상에 형성될 수도 있다. 강성 기판들 (85, 86) 은, 저면 상에 형성된 BGA (88) 와 같은 전기 인터페이스를 통하여 라인 카드와 같은 탑재 기판에 접속된다. 또한, 레이저 다이오드 (816) 가 에지-발광형 (edge-emitting type) 이고 포토다이오드 (817) 가 에지-수광형 (edge-receiving type) 이기 때문에, 그들은, 3D 광도파로 (818) 와 직접 광 접속을 이룰 수 있다. 따라서, 표준의 표면-발광형 및 표면-수광형 광 상호접속 디바이스와 비교해서, 광 회로들이 단순화될 수 있다.
도 2 는, 도 1 을 참조로 기술된 광 상호접속 디바이스의 다른 실시형태를 나타낸 측면도이지만, 여기서, 전기 인터페이스는 착탈식 전기 커넥터 단자 (89) 로서 형성된다. 가요성 전기 기판 (827) 은, 강성 기판들 (85, 86) 에 전기적으로 접속되고, 각각의 선단 (end) 은, 그 선단이 커넥터 (828) 에 접속될 수 있도록 단자로서 처리된다.
도 3 은, 도 2 를 참조로 기술된 광 상호접속 디바이스의 예시적인 구조를 나타낸 측면도이지만, 여기서, 강성-가요성 기판 (805) 은 광 및 전기 컴포넌트들을 탑재하는데 사용된다. 2 개의 기판들 사이에 전기 배선 컴포넌트들이 요구되지 않기 때문에, 그 구조는 단순화될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c 는, 도 2 를 참조로 기술된 광 상호접속 디바이스의 예시적인 구조들을 나타낸 측면도들이지만, 여기서, 광 및 전기 컴포넌트들을 탑재하기 위한 탑재 기판은 단일의 가요성 전기 기판 (827) 이다. 가요성 전기 기판 (827) 에서, 레이저 다이오드 (816), 및 전기-광 변환기 회로 또는 전기-광 변환기 엘리먼트 (829) 가 형성 또는 탑재되는 구역이 제 1 전기 배선부이다. 또한, 포토다이오드 (817), 및 광-전기 변환기 회로 또는 광-전기 변환기 엘리먼트 (830) 가 형성 또는 탑재되는 구역이 제 2 전기 배선부이다. 컴포넌트들이 탑재되는 기판부는, 보강재 (80) 등으로 강화될 수도 있다. 모든 컴포넌트들이 단일의 가요성 기판 상에 집적되기 때문에, 그 사이즈는, 컴팩트하게 설계될 수 있고, 그 제조 비용은 감소될 수 있다. 도 4b 에 도시된 것처럼, 광도파로 (818) 는, 가요성 전기 기판 (827) 상에 형성될 수도 있다. 또한, 도 4a 에 도시된 것처럼, 가요성 전기 기판 (827) 과 가요성 기판 (84) 상에 형성된 광도파로 (818) 를 가진 기판은, 프리프레그 (prepreg) 와 같은 점착층 (adhesive layer) 을 이용하여 함께 부착될 수도 있다. 도 4c 에 도시된 것처럼, 가요성 기판 (84) 과 가요성 전기 기판 (827) 사이에는 공간이 형성될 수도 있다. 도 4d 에 도시된 것처럼, 광도파로 (818) 와 가요성 전기 기판 (827) 은, 프리프레그와 같은 점착층을 이용하여 함께 부착될 수도 있다. 도 4d 에 도시된 것처럼, 광도파로 (818) 와 가요성 전기 기판 (827) 사이에는 공간이 형성될 수도 있다.
도 4e 는, 광도파로를 지지하는 가요성 기판 및 전기 배선을 지지하는 다른 가요성 기판이 그들의 에지에 있는 고정 엘리먼트들을 통하여 부착되는 예를 나타 낸 측면도이다. 도 4e 를 참조하면, 강성 기판 (6) 에는, 레이저 다이오드 (102) 와 같은 발광 엘리먼트가 제공되고, 다른 강성 기판 (7) 에는, 포토다이오드와 같은 수광 엘리먼트 (103) 가 제공된다. 광도파로를 가진 가요성 기판 (2000) 및 전기 배선을 가진 다른 가요성 기판 (2001) 은, 그들의 에지부들에서 고정 엘리먼트들 (2002) 을 통하여 서로 접속되어, 2 개의 가요성 기판들 (2000, 2001) 사이에 공간이 형성된다.
도 5a 내지 도 5e 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 개략도 및 상부도이며, 여기서, 탑재 기판은 강성 기판이다. 도 5a 는, 다수의 광도파로들 (900) 이 형성된 도파로 시트 (901) 를 나타낸다. 도파로 시트 (901) 에 있어서, 전기 및 광 컴포넌트들이 탑재될 영역들을 오버랩하는 부분들이 제거되도록 스루-홀들 (through-hole; 902) 이 형성된다. 도 5b 는, 도파로 시트 (901) 가 적층되는 강성 탑재 기판 (904) 을 도시한다. 이 강성 탑재 기판 (904) 상에는, 전기 및 광 컴포넌트들의 전기 배선들 및 탑재 패드들을 배열하기 위한 탑재 영역들 (905) 이 형성된다. 도파로 윈도우들 (903) 은, 그들이 광도파로들을 오버랩하는 영역들 내에 형성된다. 먼저, 도 5c 에 도시된 것처럼, 도파로 시트 (901) 는, 프리프레그 등을 이용함으로써 탑재 기판 (904) 상에 적층된다. 다음에, 도 5d 에 도시된 것처럼, 전기 및 광 컴포넌트들 (906) 이 탑재 영역들 (905) 상에 탑재된 후, 보호를 위해 수지를 포팅 (potting) 함으로써 밀봉된다. 마지막으로, 도 5e 에 도시된 것처럼, 광 상호접속 디바이스들은, 유닛 단위로 절단되고, 탑재 기판 (904), 광도파로 (900) 및 광 및 전기 컴포넌트들 (906) 을 각각 갖는 광 상호접속 디바이스들이 완성된다.
도 6a 내지 도 6e 는, 본 발명의 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 개략도들이며, 여기서, 탑재 기판은 가요성 기판이다. 도 6a 는, 다수의 광도파로들 (900) 이 형성된 도파로 시트 (901) 를 도시한다. 도파로 시트 (901) 에 있어서, 전기 및 광 컴포넌트들이 탑재될 영역들을 오버랩하는 부분들이 제거되도록 스루-홀들 (902) 이 형성된다. 도 6b 는, 도파로 시트 (901) 가 적층되는 가요성 탑재 기판 (904) 을 도시한다. 이 가요성 탑재 기판 (904) 상에는, 전기 및 광 컴포넌트들의 전기 배선들 (907) 및 탑재 패드들을 배열하기 위한 탑재 영역들 (905) 이 형성된다. 먼저, 도 6c 에 도시된 것처럼, 도파로 시트 (901) 는, 프리프레그 등을 이용함으로써 탑재 기판 (904) 상에 적층된다. 다음에, 도 6d 에 도시된 것처럼, 전기 및 광 컴포넌트들 (906) 은, 탑재 영역들 (905) 상에 탑재된 후, 보호를 위해 수지를 포팅함으로써 밀봉된다. 마지막으로, 도 6e 에 도시된 것처럼, 광 상호접속 디바이스들은 유닛 단위로 절단되며, 탑재 기판 (904), 광도파로 (900), 광 및 전기 컴포넌트들 (906) 을 각각 갖는 광 상호접속 디바이스들이 완성된다.
도 7a 내지 도 7e 는, 본 발명의 다른 실시형태들에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도이다. 폴리이미드 기판과 같은 가요성 기판 (1) 이 개시 재료로서 준비된다 (도 7a). 기판 (1) 상에는, 하부 클래드층 (2), 코어층 (3) 및 상부 클래드층 (4) 이 도포된다 (도 7b). 이 단계에서, 가요성 2 차원 광학 기판 (5; 이하, "2D 광학 기판" 으로 지칭) 이 완성된다. 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층에 대해, 이하 표 1 에 도시된 재료들의 조합이 이용될 수도 있다.
[표 1]
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그 후, 가요성 2D 광학 기판 (5) 은, 제 1 기판 (6) 및 제 2 기판 (7) 상에 고정된다 (도 7c). 제 1 기판 (6) 및 제 2 기판 (7) 에 대한 재료로서, 폴리이미드와 같은 가요성 기판 또는 유리 섬유로 강화된 강성 기판이 사용될 수 있다. 그 후, 발광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (10) 를 가진 레이저 다이오드 (8) 가 제 1 기판 상에 탑재되고, 수광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (11) 를 가진 포토다이오드 (9) 가 제 2 기판 상에 탑재된다 (도 7d). 이 예에서, 레이저 다이오드 (8) 상의 정렬 마크 (10) 는, 발광 위치의 중앙부 바로 위에 형성되고, 포토다이오드 (9) 상의 정렬 마크 (11) 는, 수광 위치의 중앙부 바로 위에 형성된다. 그 다음에, 정렬 마크 (10) 와 정렬 마크 (11) 를 연결하는 직선과 평행하며 그 직선으로부터 25㎛ 떨어진 위치에 CO2 레이저를 비춤으로써, 적어도 상부 클래드층과 코어층을 제거한 후에 3D 광도파로 (12; 대략 50㎛ 폭) 가 형성된다 (도 7e). 이 예 1 에서, 3D 광도파로는, 광 컴포넌트들의 발광부 및 수광부를 식별하는 정렬 마크들에 따라 형성된다. 따라서, 레이저 다이오드 (8) 및 포토다이오드 (9) 와 같은 광 컴포넌트들 및 3D 광도파로가 정밀하게 정렬될 수 있으며, 광도파로와 광 컴포넌트들 사이의 접속 손실이 감소된다.
도 8a 내지 도 8d 는, 본 발명의 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도이다. 폴리이미드 기판과 같은 가요성 기판 (21) 이 개시 재료로서 준비된다 (도 8a). 기판 (21) 상에는, 예를 들어, 에폭시계 폴리머 수지를 도포함으로써 하부 클래드층 (22) 이 형성된다 (도 8b). 그 후, 상술된 미완성된 기판 (21) 이 제 1 기판 (26) 및 제 2 기판 (27) 상에 적층된다 (도 8c). 다음에, 발광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (210) 를 가진 레이저 다이오드 (28) 가 제 1 기판 상에 탑재되고, 수광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (211) 를 가진 포토다이오드 (29) 가 제 2 기판 상에 탑재된다 (도 8d). 이 예에서, 레이저 다이오드 (28) 상의 정렬 마크 (210) 는, 발광 위치의 중앙부 바로 위에 형성되고, 포토다이오드 (29) 상의 정렬 마크 (211) 는, 수광 위치의 중앙부 바로 위에 형성된다. 그 후, 정렬 마크들 (210 및 211) 을 연결하는 선 위에, 인크-젯 (ink-jet) 방법을 이용하여 3D 코어 (212) 가 50㎛ 폭과 50㎛ 높이가 되도록 형성된다. 3D 코어 (212) 는, 상기 하부 클래드층 (22) 보다 큰 굴절률을 가진 에폭시형 폴리머 수지로 제조된다 (도 8e). 3D 코어 (212) 가 건조된 후, 하부 클래드층을 형성하는데 사용된 것과 동일한 에폭시형 폴리머 수지가 하부 클래드층과 3D 코어 (212) 상에 도포된다. 따라서, 3D 코어 (212) 가 하부 클래드층 (22) 과 상부 클래드층 (24) 에 의해 동봉되는 3D 광도파로가 제조된다 (도 8f). 이 예에서, 3D 코어를 형성하기 위한 재료는, 정렬 마크들 (210, 211) 에 따라 도포된다. 따라서, 레이저 다이오드 (28) 및 포토다이오드 (29) 및 3D 광도파로는, 정밀하게 정렬될 수 있으며, 광도파로와 광 컴포넌트들 사이의 접속 손실이 감소된다.
도 9a 내지 도 9k 는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도이다. 폴리이미드 기판과 같은 가요성 기판 (31) 이 개시 재료로서 준비된다 (도 9a). 기판 (31) 상에는, 에폭시형 폴리머 수지를 도포함으로써 하부 클래드층 (32) 이 형성된다 (도 9b). 구리, 금, 알루미늄, 티탄, 니켈, 크롬 등과 같은 금속을 기상 증착함으로써 하부 클래드층 (32) 상에 금속층 (39) 이 형성된다 (도 9c). 그 다음에, 금속층 (39) 상에 에칭 레지스트가 형성되는데, 그 후, 하부 클래드층 (32) 상에 광도파로 정렬 마크들 (300) 을 형성하기 위해 노광, 현상 및 에칭되는 프로세스가 실행된다 (도 9d). 그 후, 광도파로 정렬 마크들 (300) 이 형성된 하부 클래드층 (32) 상에는, 하부 클래드층 (32) 보다 큰 굴절률을 가진 에폭시형 폴리머 수지를 도포함으로써 코어층 (33) 이 형성된다 (도 9e). 코어층이 형성된 후, 코어층 상에 에칭 레지스트가 형성되는데, 그 후, 마스크 (301) 를 형성하기 위해 노광 및 현상되는 프로세스가 실행된다 (도 9f). 후술된 반응성 이온 에칭 프로세스를 통하여, 기판 (31) 의 양자의 표면 에지들이 제거되는 부분들에 3D 광도파로를 형성하도록 마스크 (301) 가 형상화된다. 마스크 (301) 의 위치는, 광도파로 정렬 마크들 (300) 에 기초하여 결정된다. 마스크가 형성된 후, 마스크가 형성되지 않은 코어층의 부분들은 반응성 이온 에칭 방법에 의해 제거된다. 따라서, 3D 광도파로 (320) 는, 기판 (31) 의 양자의 측면들에 가까운 부분들을 제외한 영역에 형성된다 (도 9g 는, 마스크가 제거된 후의 기판을 나타낸다). 그 후, 미완성된 기판은, 제 1 기판 (36) 및 제 2 기판 (37) 상에 고정된다 (도 9h). 상기 후에, 발광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (310) 를 가진 레이저 다이오드 (38) 가 제 1 기판 상에 탑재되고, 수광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (311) 를 가진 포토다이오드 (39) 가 제 2 기판 상에 탑재된다 (도 9i). 광 컴포넌트들이 광도파로 정렬 마크 (300) 및 레이저 다이오드 상의 정렬 마크 (310) 에 기초하여 탑재된 후, 2D 코어층 부분 (33-1) 이 CO2 레이저에 의해 제거되어 제 1 접속 3D 광도파로 (331) 가 형성된다. 3D 광도파로 (320) 와 레이저 다이오드 (38) 사이에 위치된 제 1 접속 3D 광도파로 (331) 는, 레이저 다이오드의 발광 위치와 정밀하게 관련하여 있고, 또한, 3D 광도파로 (320) 에 접속된다. 동일한 방식으로, 제 2 접속 3D 광도파로 (332) 가 3D 광도파로 (320) 와 포토다이오드 (39) 사이에 형성된다 (도 9j). 그 후, 코어층 (320, 331, 332) 및 하부 클래드층 상에, 하부 클래드층용으로 사용된 것과 동일한 에폭시형 폴리머 수지를 도포함으로써 상부 클래드층 (34) 이 형성된다 (도 9k). 이 예에서, 3D 광도파로 (320) 와 레이저 다이오드를 접속시키는 제 1 접속 3D 광도파로 (331) 는, 발광 위치에 기초한 정렬 마크 (310) 에 따라 형성될 뿐만 아니라, 3D 광도파로를 형성하기 위한 광도파로 정렬 마크 (300) 에 따라 형성된다. 따라서, 레이저 다이오드(38) 와 제 1 접속 3D 광도파로 (331) 는 물론, 3D 광도파로 (320) 와 제 1 접속 3D 광도파로 (331) 는 정밀하게 정렬될 수 있고, 그에 따라 접속 손실이 감소된다. 또한, 포토다이오드와 제 2 접속 3D 광도파로 사이의 접속 손실이 감소될 수 있다. 이 예에서, 제 1 접속 3D 광도파로와 제 2 접속 3D 광도파로의 적어도 하나의 에지는, 3D 광도파로 (320) 의 연장선으로부터 오프셋 형성될 수 있다. 그렇게 연장선으로부터 오프셋을 형성함으로써, 포토다이오드는 누설된 광에 의해 영향을 받을 가능성이 적다. 정렬 마크들 (300) 은, 하부 클래드층 (32) 상에 형성되지만, 코어층 (33) 과 같은 다른 층들 상에도 형성될 수도 있고, 또는, 금속 패턴 대신에 도파로 패턴을 이용할 수도 있다.
도 10a 내지 도 10e 는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도이다. 이 예가 도 9a 내지 도 9e 에 도시된 예를 참조로 기술된 것과 동일한 단계들을 수행하기 때문에, 그 외의 프로세스가 여기에 기술된다. 코어층이 형성된 후, 코어층 상에 에칭 레지스트가 형성되는데, 그 후, 마스크 (401) 를 형성하기 위해 노광 및 현상되는 프로세스가 실행된다 (도 10a). 후술된 반응성 이온 에칭 프로세스를 이용함으로써, 마스크 (401) 가 기판 (41) 의 중앙부에 형성되고, 3D 광도파로가 후에 형성되게 하도록 형상화된다. 도 9a 내지 도 9k 에 도시된 예에서와 같이, 마스크 (401) 의 위치는, 광도파로 정렬 마크들 (도면들에는 미도시) 에 기초하여 결정된다. 마스크 (401) 가 형성된 후, 마스크가 형성되지 않은 코어층의 부분들은, 반응성 이온 에칭 프로세스에 의해 제거된다. 따라서, 3D 광도파로 (420) 가 기판 (41) 의 중앙부에 형성된다 (도 10b 는, 마스크가 제거된 후의 기판을 나타낸 다). 그 후, 미완성된 기판은, 제 1 기판 (46) 및 제 2 기판 (47) 상에 고정된다 (도 10c). 그 후, 발광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (410) 를 가진 레이저 다이오드 (48) 가 제 1 기판 (46) 상에 탑재되고, 수광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (411) 를 가진 포토다이오드 (49) 가 제 2 기판 (47) 상에 탑재된다 (도 10d). 광 컴포넌트들이 광도파로 정렬 마크 및 레이저 다이오드 상의 정렬 마크 (410) 에 기초하여 탑재된 후, 하부 클래드층 (42) 보다 큰 굴절률을 가진 에폭시형 폴리머 수지가 인크-젯 방법을 이용하여 하부 클래드층 (42) 상에 도포된다. 따라서, 제 1 접속 3D 광도파로 (431) 가 3D 광도파로 (420) 와 레이저 다이오드 (48) 사이에 형성된다. 동일한 방식으로, 제 2 접속 3D 광도파로 (432) 가 3D 광도파로 (420) 와 포토다이오드 (49) 사이에 형성된다 (도 10e). 그 후, 하부 클래드층용으로 사용된 것과 동일한 에폭시형 폴리머 수지를 도포함으로써 코어들 (420, 431, 432) 및 하부 클래드층 상에 상부 클래드층 (44) 이 형성된다 (도 10f). 이 예에서, 3D 광도파로 (420) 와 레이저 다이오드를 접속시키는 제 1 접속 3D 광도파로 (431) 는, 발광 위치에 기초한 정렬 마크 (410) 에 따라 형성될 뿐만 아니라, 3D 광도파로를 형성하기 위한 광도파로 정렬 마크에 따라 형성된다. 따라서, 레이저 다이오드와 제 1 접속 3D 광도파로는 물론, 3D 광도파로와 제 1 접속 3D 광도파로는 정밀하게 정렬될 수 있고, 그에 따라 접속 손실이 감소된다. 또한, 포토다이오드와 제 2 접속 3D 광도파로가 정밀하게 정렬될 수 있고, 그에 따라 접속 손실이 감소된다. 이 예에서, 제 1 접속 3D 광도파로와 제 2 접속 3D 광도파로의 적어도 하나의 에지는, 또한 3D 광도파로 (420) 의 연장선으로부터 오프셋 형성될 수도 있다. 그렇게 연장선으로부터 오프셋을 형성함으로써, 포토다이오드는 누설된 광에 의해 영향을 받을 가능성이 적다.
도 11a 내지 도 11c 는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도이다. 가요성 기판 (500) 이 개시 재료로서 준비되고, 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층이 도 7a 내지 도 7e 에 도시된 예에서 기술된 것처럼 가요성 기판 (500) 의 일 부분 상에 적층된다. 그 후, 하부 클래드층, 코어층, 및 상부 클래드층이 형성되는 구역을 개재하여, 발광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (510) 를 가진 레이저 다이오드 (538) 와 수광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (511) 를 가진 포토다이오드 (539) 가 탑재된다. 레이저 다이오드가 탑재된 영역 (도 11c 에서 광도파로의 좌측) 은 제 1 구역 (제 1 전기 배선부) 으로 지칭되고, 포토다이오드가 탑재된 영역 (도 11c 에서 광도파로의 우측) 은 제 2 구역 (제 2 전기 배선부) 으로 지칭된다. 그 후, 도 7a 내지 도 7e 에 도시된 예와 유사하게, 광 컴포넌트들 상의 정렬 마크들 (510, 511) 에 따라, 3D 광도파로를 제조하기 위해 코어층과 상부 클래드층에 그루브들이 형성된다 (도 7e 참조). 제 1 구역과 제 2 구역 사이에서의 데이터 송신은, 3D 광도파로를 통해 수행된다. 이 예에서는, 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층이 가요성 기판 상에 형성되었지만, 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층으로 구성된 다른 기판이 별도로 준비된 후, 프리프레그 등과 같은 점착제를 이용함으로써 가요성 기판 (5) 상에 적층될 수도 있다.
도 12a 내지 도 12c 는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디 바이스를 제조하는 방법을 나타낸 단면도 및 상부도이다. 하부 클래드층 (602) 이 가요성 홀딩 기판 (670) 상에 도포된다 (도 12a). 그 후, 하부 클래드층 (602) 이 도포된 후의 가요성 홀딩 기판 (670) 과 가요성 기판 (600) 이 프리프레그 (680) 를 통해 적층된다 (도 12b). 그 후, 홀딩 기판 (670) 을 개재하여, 발광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (610) 를 가진 레이저 다이오드 (638) 와 수광 위치에 따라 형성된 정렬 마크 (611) 를 가진 포토다이오드 (639) 가 탑재된다. 레이저 다이오드가 탑재된 영역 (도 12c 에서 광도파로의 좌측) 은 제 1 구역으로 지칭되고, 포토다이오드가 탑재된 영역 (도 12c 에서 광도파로의 우측) 은 제 2 구역으로 지칭된다. 제 1 구역과 제 2 구역 사이에서의 데이터 송신은, 3D 광도파로를 통해 수행된다. 상기 후에, 3D 광도파로는, 도 8e 를 참조로 기술된 유사한 단계들을 수행함으로써 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법이 기술된다. 이 예는, 도 9a 내지 도 9k 에 도시된 예와 실질적으로 유사하다. 도 9a 내지 도 9k 에 도시된 예에서는, 광도파로를 가진 기판이 2 개의 기판들 상에 적층되는 한편, 이 예에서는, 도 12a 내지 도 12c 를 참조한 예에서와 같이, 광도파로를 가진 기판이 하나의 가요성 기판 상에 적층된다. 도 12a 내지 도 12c 를 참조한 예에서의 제조 단계들은, 도 9a 내지 도 9g 를 참조로 기술된 것과 유사하다. 그 후, 도 9a 내지 도 9g 를 참조로 기술된 단계들을 수행함으로써 준비된 미완성된 기판은, 도 12a 내지 도 12c 를 참조한 예에서와 유사한 방식으로 단일의 가요성 기판 상에 적층된다. 그 다음에, 미완성된 기판을 개재 하여, 광 컴포넌트들이 가요성 기판 상에 탑재된다 (도 12c 참조). 광 컴포넌트들을 탑재한 후의 제조 절차들은, 도 9j 및 도 9k 를 참조로 기술된 것과 유사하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 광 상호접속 디바이스를 제조하는 방법이 기술된다. 이 예는, 도 10a 내지 도 10f 를 참조한 예와 실질적으로 유사하다. 도 10a 내지 도 10f 를 참조한 예에서는, 광도파로를 가진 기판이 2 개의 기판들 상에 적층되는 한편, 이 예에서는, 도 12a 내지 도 12c 를 참조한 예에서 기술된 것처럼, 광도파로를 가진 기판이 하나의 가요성 기판 상에 적층된다. 도 12a 내지 도 12c 를 참조한 예에서의 제조 단계들은, 도 10a 및 도 10b 를 참조로 기술된 것과 유사하다. 그 후, 도 10a 및 도 10b 를 참조로 기술된 단계들을 수행함으로써 준비된 미완성된 기판이 도 12a 내지 도 12c 를 참조한 예에서 기술된 것처럼 단일의 가요성 기판 상에 적층된다. 그 다음에, 미완성된 기판을 수평으로 개재하여, 광 컴포넌트들이 가요성 기판 상에 탑재된다 (도 12c 참조). 광 컴포넌트들이 탑재된 후의 제조 단계들은 도 10e 및 도 10f 에서와 유사하다.
전술된 예들에서 기술된 3D 광도파로의 단면 (광 컴포넌트에 면하는 표면) 은 대략 직사각형이다. 그러나, 그 형상은 또한 도 13 및 도 14 에 도시된 것처럼 테이퍼링된 형상일 수도 있다. 도 13 은, 레이저 다이오드에 면하는 3D 광도파로의 상부도를 도시한다. 도 13 을 참조하면, (좌측에 도시된) 레이저 다이오드를 향한 개구는 나머지 도파로보다 넓어지게 된다. 이러한 구조의 경우, 3D 광도파로와 레이저 다이오드 사이의 정렬 갭 허용오차가 더 커지게 된다. 도 14a 는, (우측에 도시된) 포토다이오드에 면하는 3D 광도파로의 상부도를 나타낸 것이다. 도 14a 에서, 포토다이오드를 향한 개구는, 나머지 도파로보다 좁아지게 된다. 3D 광도파로로부터 송신된 광의 스폿 직경이 크기 때문에, 3D 광도파로와 포토다이오드 사이의 정렬 갭 허용오차가 커지게 된다. 도 14b 는, (좌측에 도시된) 레이저 다이오드를 향한 개구가 나머지 도파로보다 넓어지게 되고, (우측에 도시된) 포토다이오드를 향한 개구가 나머지 도파로보다 좁아지게 되는 3D 광도파로를 도시한 것이다.
도 15 는, 포토다이오드 (9) 에 면하는 선단이 스플릿되고 각각의 스플릿된 3D 광도파로가 포토다이오드 (9) 에 접속되는 3D 광도파로의 일 예를 나타낸 상부도이다. 그렇게 함으로써, 3D 광도파로들 중 하나의 광도파로로부터 출력된 광이 포토다이오드로 입력될 수 있다. 따라서, 3D 광도파로와 포토다이오드 사이의 정렬 갭 허용오차가 커지게 된다. 이 예에서는, 3 개로 스플릿되었지만, 스플릿들의 수가 2 이상일 수도 있다.
전술된 예들을 참조하면, 광 컴포넌트들은 제 1 기판, 제 2 기판 및/또는 가요성 홀딩 기판 상에 탑재된다. 그러나, 도 16a 에 도시된 것처럼, 광 컴포넌트들을 탑재하기 위한 강성 기판 또는 가요성 기판 (700) 상에는, 포토다이오드, 레이저 다이오드 등과 같은 광 컴포넌트 (701) 가 탑재된 후, 가요성 기판 및 광 컴포넌트들이 제 1 기판, 제 2 기판 또는 가요성 홀딩 기판 상에 탑재될 수도 있다.
전기 회로는, 광 송신과 전기 송신 양자가 제 1 기판 (제 1 구역) 과 제 2 기판 (제 2 구역) 사이에서의 데이터 송신을 위해 이용되도록 제 1 기판 (제 1 구역) 과 제 2 기판 (제 2 구역) 사이에 형성될 수도 있다.
광 컴포넌트들과 기판들을 접속시키는 것은, 납땜 범프를 통한 접속 (플립-칩 접속) 을 이용하는 것으로 제한되지 않으며; 와이어 본딩과 같은 표면-탑재 방법들이 또한 이용될 수도 있다.
상기 기술된 예들에서, 광 컴포넌트들 상의 정렬 마크들은, 발광 위치나 수광 위치 중 어느 하나의 위치 바로 위에 형성되지만, 정렬 마크들은, 도 7a 내지 도 10f 에서의 예들에서 기술된 위치들 또는 수들로 제한되지 않는다.
상기 기술된 예들에서, 3D 광도파로들은, 광 컴포넌트들 상의 정렬 마크들에 기초하여 형성된다. 그러나, 3D 광도파로를 형성하기 위한 광도파로 정렬 마크들 (1100) 에 따라, 광 컴포넌트들이 정렬된 후, 제 1 기판, 제 2 기판 또는 가요성 홀딩 기판 상에 탑재될 수도 있다. 상기에 대한 예가 도 17a 내지 도 17f 에 도시된다. 광도파로 정렬 마크들 (1100) 은, 하부 클래드층 상에 형성된다 (도 17a 참조). 그 후, 코어층 (1103) 이 형성된다 (도 17b 참조). 그 후, 도 9a 내지 도 9k 에서의 예에서와 유사하게, 광도파로 정렬 마크들 (1100) 에 따라 코어층 (1103) 상에 마스크 (1301) 가 형성된다 (도 17c 참조). 그 후, 3D 광도파로 (1150) 가 마스크 (1301) 를 이용하여 형성된다 (도 17d 참조). 미완성된 기판은, 프리프레그 (1110) 를 통해 가요성 홀딩 기판 (670) 상에 적층된다 (도 17e 참조). 그 후, 광도파로 정렬 마크들 (1100) 에 따라, 가요성 홀딩 기판 (670) 상에 도전성부들 (컴포넌트-탑재 패드들; 1120) 이 형성된다 (도 17f 참조). 도전성 패턴들 (1120) 에 관해서는, 예를 들어, 도전성부 상에 적층된 납땜 레지스트 상에 CO2 레이저를 조사함으로써 패드 개구들이 형성된다. 이러한 컴포넌트-탑재 패드들을 통하여, (레이저 다이오드 및 포토다이오드를 포함한) 광 컴포넌트들이 표면 상에 탑재된다. 도 17a 내지 도 17f 를 참조로 기술된 예에서, 3D 광도파로가 형성되고 광 컴포넌트들이 광도파로 정렬 마크들 (1100) 을 따라 탑재되기 때문에, 3D 광도파로 및 광 컴포넌트들이 정밀하게 정렬될 수 있다.
또한, 전술된 예들에서 기술된 3D 광도파로들은, 도 13, 도 14a 및 도 14b 에 도시된 것처럼 형상화될 수도 있다.
레이저 다이오드는, 에지-발광형인 것이 바람직하고, 포토다이오드는, 에지-수광형인 것이 바람직하다.
레이저 다이오드는, 단일 모드 펄스형일 수도 있고, 광도파로는 멀티모드형일 수도 있다. 그러한 것으로, 광도파로와 광 컴포넌트가 쉽게 정렬될 수 있다.
도 18 은, 포토다이오드가 상이한 구조를 갖는 예를 나타낸 측면도이다. 도면에 도시된 것처럼, 이 예에 따른 포토다이오드는, 포토다이오드로 입력된 광을 수광부에 면하는 미러에서 반사시켜 포토다이오드의 상부 영역 상에 형성된 수광부에 도달하게 한다 (광경로가 도면에 도시된다). 또한, 이 예에서, 커넥터 (101) 가 가요성 기판 (100) 의 각각의 선단에 형성되는데, 이는 커넥터들 (101) 을 통해 다른 기판들 (예를 들어, 마더보드) 에 전기적으로 접속된다.
상기 기술된 예들 중 임의의 예에서, 도 18 에 도시된 포토다이오드가 이용될 수도 있다. 더욱이, 상기 기술된 예들 중 임의의 예에서, 도 19a 에 도시된 것처럼, 기판들이 다른 기판들 (예를 들어, 마더보드) 에 전기적으로 접속되도록 제 1 기판의 단면과 제 2 기판의 단면에 커넥터들이 제공될 수도 있다. 광도파로와 광 컴포넌트들이 (가요성 기판, 강성 기판 및 부분적으로 강성인 가요성 기판을 포함하는) 단일의 기판 상에 탑재되는 도 17a 내지 도 17c 에서의 예에서와 같은 예에서, 커넥터가 또한, 기판이 다른 기판들 (예를 들어, 마더보드) 에 전기적으로 접속되도록 도 19b 에서 도시된 것처럼 기판의 각각의 단면에 제공될 수도 있다.
상기 기술된 예들 중 임의의 예에서, 제 1 기판, 제 2 기판, 제 1 구역 또는 제 2 구역 상에는, 반도체 엘리먼트들이 탑재될 수도 있다 (도 20a 및 도 20b 참조). 반도체 엘리먼트들 사이에서의 신호 송신의 일부가 광도파로를 통해 수행된다. 인쇄 회로 기판 (106), 제 1 기판 (106-1) 및 제 2 기판 (106-2) 상에는, 전기 회로들이 형성된다. 도 20b 를 참조한 예에서, 전기 회로는 광도파로 상에도 형성된다. 신호들이 광도파로를 통하여 반도체 엘리먼트로부터 반도체 엘리먼트로 송신될 수 있고, 전원 및 그라운드는, 전기 회로를 통하여 반도체 엘리먼트로부터 반도체 엘리먼트로 송신될 수 있다. 또한, 소정의 속도 (예를 들어, 1Gb/s) 이상의 신호들은, 광도파로를 통하여 반도체 엘리먼트로부터 반도체 엘리먼트로 송신될 수도 있다 (소정의 속도보다 느린 신호들은, 전기 회로를 통하여 반도체 엘리먼트로부터 반도체 엘리먼트로 송신된다). 그 때, 신호 속도를 결 정하기 위한 회로 또는 엘리먼트가 (제 1 기판 및 제 2 기판을 포함하는) 인쇄 회로 기판 상에 탑재될 수도 있다.
도 21 은, 광 컴포넌트들이 탑재되는 표면의 반대편 표면에 강화층들 (107) 이 부착되는 예를 도시한다. 이러한 구조의 경우, 광 컴포넌트들은 가요성 기판 상에 쉽게 탑재될 수 있다. 접속 손실을 감소시키기 위해, 강화층 (107) 은, 가요성 기판 (100) 이 광 컴포넌트들 (레이저 다이오드, 포토다이오드) 과 광도파로 사이에서 랩 (wrap) 하지 않도록 배치되는 것이 선호된다. 예를 들어, 보드-형상화된 강화층은, 광 컴포넌트들 바로 아래이고 적어도 광도파로의 에지 바로 아래인 영역을 포함하여, 광 컴포넌트들이 탑재되는 표면의 반대편 표면 상에서, 가요성 기판 (100) 상에 형성 또는 적층되는 것이 바람직하다.
도 22a 는, 도 22b 에 도시된 포토다이오드 (에지-수광 컴포넌트) 및 레이저 다이오드 (에지-발광 컴포넌트) 를 이용하는 일 예를 도시한 개략도이다. 레이저 다이오드는, 저면 주위에 발광 스폿을 갖고, 페이스 다운 (face down) 탑재된다. 포토다이오드는, 도 22b 에 도시된 것처럼 수광 스폿의 반대편에 배치된 반사면을 갖고, 페이스 업 (face up) 탑재된다. 도시된 것처럼, 수광 엘리먼트 (포토다이오드) 에서, 반사면 (미러) 은 엘리먼트 기판 상에 형성된다. 도 22b 에 도시된 것처럼, 수광 엘리먼트는, 일 표면 상에 P-전극과 N-전극을 가질 수도 있고, 발광 엘리먼트는 또한, 일 표면 상에 P-전극과 N-전극을 가질 수도 있다.
정렬 마크를 가진 레이저 다이오드 및 정렬 마크를 가진 포토다이오드는, 예를 들어, 표면 탑재형 LD/PD 모듈 (1994년 8월에 발행된 일본의 전자 정보 및 통신 기술자 협회의 기술 보고, OPE94-39, 13p), 또는 포토다이오드를 PLC 플랫폼 상에 탑재할 때 마커에 기초한 패시브 정렬 (전자 정보 및 통신 기술자 협회, 1997 년 전국 대회, C-3-56, 241p) 에서 참조된다.
전술된 예들 (도 7e, 도 8f, 도 9k, 도 10f, 도 11c, 도 12c, 도 18, 도 19a, 도 19b, 도 20a, 도 20b, 도 21, 및 도 22a) 에서 도시된 실시형태들에서, 레이저 다이오드의 구동 회로 (구동기; 829) 및 포토다이오드의 제어 회로 (830; 프리앰프 및 비교기) 가 또한 제공될 수도 있다. 더욱이, 이하-기술된 스위칭 엘리먼트 (12a) 가 제공될 수도 있다 (도 23 참조). 스위칭 엘리먼트 (12a) 에 더하여, 스위치 (130a) 가 또한 제공될 수도 있다 (도 23 참조).
도 1 내지 도 4c 에서의 예들에서, 이하 기술된 스위칭 엘리먼트가 제공될 수도 있다. 스위칭 엘리먼트 (12a) 에 더하여, 스위치 (130a) 가 또한 제공될 수도 있다 (도 23 참조).
도 28a, 도 28b, 도 28c 및 도 28d 는 각각 레이저 다이오드 또는 포토다이오드의 일 표면을 도시한 것이다. 그 도면들에는, 패드들이 도시된다. 도 28a 및 도 28c 에 도시된 것처럼, 하나 또는 2 개의 패드들이 형성된다면, 광 컴포넌트를 표면-탑재하기가 어렵다. 따라서, 도 28b 및 도 28d 에 도시된 것처럼, P-전극 및 N-전극 외에, 더미 패드들을 형성하는 것이 바람직하다. 더미 패드들은, 패드들의 총 개수를 3 개 이상으로 하도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 1 내지 도 4d, 도 7e, 도 8f, 도 9k, 도 10f, 도 11c, 도 12c, 도 17f, 도 19a-19b, 도 20a-20b, 및 도 21 에 있어서, 레이저 다이오드 및 포토다이오드는, 도 28b 및 도 28d 에 도시된 유형의 레이저 다이오드 및 포토다이오드인 것이 바람직하다.
도 28a 및 도 28c 에 도시된 것처럼, 레이저 다이오드 또는 포토다이오드 상의 P-전극 및 N-전극이 하나의 표면 상에 형성될 수도 있고 (도 28a), 또는 분리된 표면들 상에 형성될 수도 있다 (도 28c). 광 컴포넌트들과 광도파로 사이의 다양한 접속 방법들이 도 29 에 도시된다.
도 29a 는, 발광 스폿 (발광부) 이 저면 가까이에 있는 에지-발광 레이저 다이오드와 수광부 (수광 구역) 가 상면 (가요성 기판에 면하는 표면의 반대편 표면) 상에 형성되는 포토다이오드의 조합이다. 도 29a 에 도시된 레이저 다이오드에서, InP 기판 또는 GaAs 기판 상에 에피택셜층이 형성된다. 레이저 다이오드는, 에피택셜층이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 포토다이오드는, P-전극이 상면 상에 형성되고 N-전극이 저면 (탑재면, 기판에 면하는 표면의 반대편) 상에 형성되는 일 유형의 포토다이오드이다. 도 29a 에 도시된 것처럼, 포토다이오드에서, 수광부가 형성되는 표면의 반대편 표면 상에 미러가 형성된다. 에지를 통해 입력된 광은 미러에 의해 반사되고 수광부 (P-전극) 에 도달한다. 그 후, 그 광은, P-전극에 접속된 패드 상의 와이어 (909) 를 통하여 가요성 기판의 전기 배선으로 송신된다.
도 29b 는, 발광 스폿 (발광부) 이 저면 가까이에 있는 에지-발광형 레이저 다이오드와 수광부 (수광 구역, P-전극) 가 저면 (가요성 기판에 면하는 표면) 상에 형성되는 포토다이오드의 조합이다. 도 29b 에 도시된 레이저 다이오드는, 에피택셜층이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 도 29b 에 도시된 포토다이오드는, 에피택셜층이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 도면에 도시된 포토다이오드에서, 수광부 (수광 구역, P-전극), N-전극 및 미러는 동일면 상에 형성된다. 포토다이오드의 에지를 통해 입력된 광은 미러에 의해 반사되고 저면 상에 형성된 수광부 (P-전극) 에 도달한다. 그 후, 그 광은, 패드들을 통해 송신되고 가요성 기판의 전기 배선에 범핑한다.
도 29c 는, 발광 스폿 (발광부) 이 저면 가까이에 있는 에지-발광형 레이저 다이오드와 수광부 (수광 구역, P-전극) 가 저면 (가요성 기판에 면하는 표면) 상에 형성되는 포토다이오드의 조합이다. 도 29c 에 도시된 레이저 다이오드는, 에피택셜층이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 도 29c 에 도시된 포토다이오드는, P-전극과 N-전극이 동일면 상에 형성되는 일 유형의 포토다이오드이다. P-전극과 N-전극이 형성되는 표면의 반대편 표면 상에는 미러가 형성된다. 포토다이오드는, P-전극과 N-전극이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 포토다이오드 상의 P-전극과 N-전극, 및 레이저 다이오드 상의 P-전극과 N-전극은, 납땜 범프를 통하여 가요성 기판의 전기 배선에 접속된다. 도 29c 에서, 레이저 다이오드 상의 발광 스폿의 높이와 미러의 높이는 상이하다. 따라서, 광도파로의 입력부와 출력부는 상이한 높이에 위치된다. 입력부는, 레이저 다이오드에서의 발광부의 높이와 정렬되고, 출력부는, 포토다이오드에서의 미러 위치와 정렬된다.
도 29d 에 도시된 예에서, 광도파로의 출력측에서, 출력측에서의 코어의 높이를 포토다이오드에서의 미러의 높이와 정렬시키기 위해, 광도파로와 가요성 기판 사이에 높이-조정 부재가 놓여진다. 도 29e 에 도시된 예에서, 출력측에서의 코어의 높이를 포토다이오드에서의 미러의 높이와 정렬시키기 위해, 광도파로와 가요성 기판 사이에 높이-조정 본드가 놓여진다. 도 29f 에 도시된 예에서, 가요성 기판에 면하는 측에서, 출력측에서의 코어의 높이를 포토다이오드에서의 미러의 높이와 정렬시키기 위해, 광도파로에서의 클래드층 두께가 조정된다.
도 30 은, 발광 스폿 (발광부) 이 저면 가까이에 있는 에지-발광형 레이저 다이오드와 수광부 (수광 구역, P-전극) 가 저면 (가요성 기판에 면하는 표면) 상에 형성되는 포토다이오드의 조합이다. 도 30 에 도시된 레이저 다이오드는, 에피택셜층이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 도 30 에 도시된 포토다이오드는, P-전극 (에피택셜층) 과 N-전극이 동일면 상에 형성되는 일 유형의 포토다이오드이다. P-전극과 N-전극이 형성되는 표면의 반대편 표면 상에 미러가 형성된다. 포토다이오드는, P-전극과 N-전극이 형성되는 표면이 가요성 기판에 면하는 방식으로 플립-칩 탑재된다. 도 30 에서, 포토다이오드는, 가요성 기판에 형성된 공동부 (cavity portion) 에 탑재된다. 공동부의 깊이는, 광도파로에서의 코어의 높이와 포토다이오드에서의 미러 위치를 정렬시키도록 설정된다.
도 31 은, P-전극과 N-전극, 회로를 통하여 P-전극에 접속하는 패드, 회로를 통하여 N-전극에 접속하는 패드, 및 더미 패드들을 도시한다. 플립-칩 탑재를 위한 범프들은, P-전극 패드, N-전극 패드 및 더미 패드들 상에 형성된다.
도 1 내지 도 4d, 도 7e, 도 8f, 도 9k, 도 10f, 도 11c, 도 12c, 도 17f, 도 19a-19b, 도 20a-20b, 및 도 21 에서, 포토다이오드, 레이저 다이오드, 및 포토다이오드와 레이저 다이오드를 접속시키기 위한 광도파로는, 도 29a, 도 29b, 도 29c, 도 29d, 도 29e, 도 29f, 또는 도 30 에 도시된 실시형태들 중 임의의 실시형태를 이용할 수도 있다. 상기 설명에서, 전자 컴포넌트들은, 납땜 범프를 통해 플립-칩 탑재되지만, 그들은, 골드 스터드 범프를 통해 플립-칩 탑재될 수도 있다. 예를 들어, 광도파로는, 25㎛ 두께를 가진 하부 클래드층, 50㎛ 두께를 가진 코어층, 및 25㎛ 두께를 가진 상부 클래드층을 가질 수도 있다. 이런 광도파로는, 10㎛ 두께를 가진 점착층을 통하여 기판에 부착될 수도 있다. 따라서, 광도파로는, 기판의 표면으로부터 약 60㎛ 에 위치된 광축을 가질 수도 있다. 레이저 다이오드는, 그 에피택셜 구조가 형성되는 표면으로부터 약 5㎛ 에 위치된 발광점을 가질 수도 있다. 이러한 예에서, 이 레이저 다이오드는, 예를 들어, 직경이 80㎛ 인 점착성 패드 또는 직경이 90㎛ 인 납땜 볼을 이용하여 기판의 표면으로부터 약 55㎛ 에 탑재될 수도 있다. 한편, 포토다이오드는, 기판의 표면으로부터 떨어져 에피택셜 구조를 가진 채 페이스 업 탑재될 수도 있으며, 약 15㎛ 에 위치된 수광점을 가질 수도 있다. 이러한 예에서, 이 포토다이오드는, 예를 들어, 직경이 80㎛ 인 점착성 패드 또는 직경이 80㎛ 인 납땜 볼을 이용하여 기판의 표면으로부터 45㎛ (60㎛ - 15㎛) 에 탑재될 수도 있다. 이하 표 2 는, 발광/수광 디바이스들의 높이와 점착성 패드와 납땜 볼의 직경 간의 관계를 보여주는 실 험적 결과들을 포함한다.
[표 2]
Figure 112009010666653-pct00002
도 1 내지 도 4d, 도 7e, 도 8f, 도 9k, 도 10f, 도 11c, 도 12c, 도 17f, 도 19a-19b, 도 20a-20b, 및 도 21 에서, 레이저 다이오드는, 트랜스버스 멀티모드 여기형 (transverse multimode excitation type) 일 수도 있고, 광도파로는, 멀티모드 송신형일 수도 있다.
도 1 내지 도 4d, 도 7e, 도 8f, 도 9k, 도 10f, 도 11c, 도 12c, 도 17f, 도 19a-19b, 도 20a-20b, 및 도 21 에서, 레이저 다이오드는, 도 32 에 도시된 유형의 광 컴포넌트일 수도 있다. 레이저 다이오드는, 기판에 형성된 미러 (반사면) 에서 대략 90 도로 발광 구역으로부터 출력된 광을 변환하고, 레이저 다이오드 의 에지로부터 광을 방출한다.
도 29a, 도 29b, 도 29c, 도 29d, 도 29e, 도 29f, 도 30 및 도 32 에 도시된 점선들은 광 경로를 나타낸다.
도 33 은, 본 발명의 광 상호접속의 다른 예를 도시한다. 이동 장비에서 사용하기 위한 광 상호접속은, 소비된 전기량을 실질적으로 억제하도록 요구된다. 전력 소비를 감소시키기 위해, 전기-광 변환기 회로, 발광 엘리먼트, 광-전기 변환기 회로, 및 수광 엘리먼트와 같은 액티브 엘리먼트들을 구동시키도록 저 전압을 이용하는 것이 효과적이다. 전기-광 변환기 회로 및 광-전기 변환기 회로는, 대략 1.2V 에서 구동될 수도 있다. 그러나, 발광 및 수광 엘리먼트들은, 정상적으로 동작시키기 위해 적어도 대략 2V 이상의 바이어스 전압을 요구한다. 보통, 전기-광 변환기 회로, 및 광-전기 변환기 회로, 또는 모든 액티브 엘리먼트들은 3.3V 의 단일의 전력 공급기를 이용한다. 전력 소비를 감소시키기 위해, 전력 공급 전압의 감소가 시도되었다. 발광 및 수광 엘리먼트들에 대해 요구된 최소 로드 전압은 약 2.2V 이다. 도 34 는, 본 발명에서 전력 소비를 감소시키기 위한 예시적인 구조이다. 최소 전원 전압이 전기-광 변환기 회로와 발광 엘리먼트 (광-전기 변환기 회로 및 수광 엘리먼트) 에 개별적으로 공급된다. 예를 들어, 전기-광 변환기 회로에는, 1.2V 가 공급되고, 발광 엘리먼트에는, 3.3V 가 공급된다. 따라서, 전류와 전압이 승산된 산출물인 소비 전력은, 실질적으로 감소될 수도 있다. 도 35 는, 상이한 전원 전압들을 공급하는 방법의 일 예를 도시한다. 별도의 레귤레이터가 전기-광 (광-전기) 변환기 회로 외부에 배 치되어 다중 전원 전압들이 공급된다. 레귤레이터는, 상호접속 디바이스 외부에 배치될 수도 있고, 다중 전원 전압들이 전력 입력부를 통하여 공급될 수도 있다. 도 36 에서, 전압 변환기 (부스터 회로) 가 전기-광 (광-전기) 변환기 회로 내부에 배치된다. 저전압, 예를 들어, 1.2V 가 전기-광 (광-전기) 변환기 회로에 공급되어 회로가 구동되며; 동시에, 전기-광 (광-전기) 변환기 회로 내부의 부스터 회로에서 3.3V 로 부스팅된 전압이 발광 엘리먼트에 공급된다. 전기-광 변환기 회로는, 전기 신호들을 광 신호들로 변환한다. 광-전기 변환기 회로는, 광 신호들을 전기 신호들로 변환한다.
도 37 은, 내부에 반사면을 갖고 에지-형 발광 엘리먼트로서의 기능을 하는 표면 발광 엘리먼트를 도시한 개략도이다. 저부의 제 1 반사면은, 이방성 습식 에칭에 의해 형성될 수 있다. 약 55°각을 가진 반사면의 경우, 반사광은, 수평면에 대하여 약 20°의 각을 가진 발광 엘리먼트의 측면으로 향하게 된다. 수직 측면의 경우, 약 3.6 의 굴절률을 가진 엘리먼트는, 측면에서 완전 반사를 야기하고, 반사광은, 엘리먼트의 외부로 전달하지 않는다. 복사광 (radiating light) 을 엘리먼트의 외부로 전달하기 위해, 측면은 경사진 면 (제 2 반사면) 이어야 한다. 수평면과 평행인 방출된 광을 획득하기 위해, 경사진 면의 각 θ2 은, 관계, n1cos(2(θ1-45)+θ2)=n2cosθ2 를 대략 만족해야 하며, 여기서, 엘리먼트의 굴절률은 n1 이고, 제 1 반사면의 각은 θ1 이며, 매체 주변 (meidum surrounding) 엘리먼트의 굴절률은 n2 이다. 공기가 매체 주변 엘리먼트인 경우, θ2 는 약 63°이고, 1.4 의 굴절률을 가진 수지가 매체 주변 엘리먼트인 경 우, θ2 는 약 58°이다.
스위칭 엘리먼트 (스위칭 회로)
도 23 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광-전기 송신 디바이스를 나타낸 상부도이다. 본 실시형태에 따른 광-전기 송신 디바이스는, 제 1 기판 (1a), 제 2 기판 (2a) 및 제 1 기판 (1a) 과 제 2 기판 (2a) 사이에서 신호들을 송신하는 송신 기판 (3a) 으로 구성된다. 제 1 기판 (1a) 상에는, 로직 (11a), 스위칭 엘리먼트 (12a), 구동기 (13a), 레이저 다이오드 (14a) 와 같은 컴포넌트들이 탑재된다. 제 2 기판 (2a) 상에는, 포토다이오드 (21a), 증폭기 (22a), 스위치 (130a) 와 같은 컴포넌트들이 탑재된다. 송신 기판 (3a) 상에는, 제 1 기판 (1a) 과 제 2 기판 (2a) 사이에서 신호들을 송신하도록 전기 회로 및 광도파로가 형성된다.
레이저 다이오드는, 에지-발광형인 것이 바람직하고, 포토다이오드는, 에지-수광형인 것이 바람직하다. 또한, 레이저 다이오드는, 단일 모드인 것이 바람직하고, 광도파로는, 멀티모드인 것이 바람직하다.
스위칭 엘리먼트 (12a) 는, 제 1 기판 (1a) 으로부터 제 2 기판 (2a) (광 또는 전기 수단 중 어느 하나) 으로 신호들을 송신할 때 사용될 수단을 결정하는 컴포넌트이다. 도 24 에 도시된 것처럼, 스위칭 엘리먼트 (12a) 는, 레벨 변환기 (121a), 사이클 결정 엘리먼트 (122a), 제 1 카운터 (123-1a), 제 2 카운터 (123-2a), 제 1 비교기 (124-1a), 제 2 비교기 (124-2a), 제 1 보유 회로 (125-1a), 제 2 보유 회로 (125-2a), 어큐뮬레이터 (126a), 선택기 (127a), 지연선 (128a) 및 버퍼 (129a) 로 구성된다. 컴포넌트들 각각의 역할은 도 24 및 도 25 를 참조로 기술된다. 도 25 는, 스위칭 엘리먼트로 입력된 후 카운팅될 2 사이클의 데이터에 관한 정보를 나타낸다. 레벨 변환기는 입력 엘리먼트로 입력되는 데이터를, 그 데이터가 스위칭 엘리먼트에서 프로세싱될 수 있도록 변환한다. 데이터 또는 다른 요인들에 의존하여, 입력 데이터 (300a) 의 Vcc 레벨 및 그라운드 레벨은, 스위칭 엘리먼트에서 프로세싱되기 전에는 일정하지 않을 수도 있다. 레벨 변환기 (121a) 는, 입력 데이터 (300a) 의 Vcc 및 그라운드를 소정의 Vcc-상수 및 그라운드-상수로 변환하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 3.3V 의 Vcc 및 0.8V 의 그라운드를 갖는 입력 데이터는, 레벨 변환기에 의해, 2.2V 의 Vcc 및 0.2V 의 그라운드를 갖는 데이터로 변환된다. 또한, 1.8V 의 Vcc 및 1.2V 의 그라운드를 갖는 입력 데이터는, 레벨 변환기에 의해, 2.2V 의 Vcc 및 0.2V 의 그라운드를 갖는 데이터로 변환된다. 상이한 전압들을 갖는 데이터는 또한, 레벨 변환기에 의해, 2.2V 의 Vcc 및 0.2V 의 그라운드를 갖는 데이터로 변환된다. 값들, 즉, 2.2V 의 Vcc-상수 및 0.2V 의 그라운드-상수는 예시적인 전압들이다. 상기 기술된 것처럼, 레벨 변환기가 입력 신호들 (300a) 을, 데이터가 스위칭 엘리먼트에서 프로세싱될 수 있도록 변환하기 때문에, 입력 데이터 (300a) 가 스위칭 엘리먼트에서 프로세싱할 준비가 되어 있다면 레벨 변환기는 불필요하다. 레벨 변환기에 의해 변환된 데이터는, 지연선 (128a) 및 버퍼 (129a) 를 통하여 선택기 (127a) 로 송신된다. 데이터는, 버퍼 (129a) 에서 보유된 후, 사이클 결정 엘 리먼트 (122a) 로부터 입력된 신호 (클록 신호) 에 따라 사이클 단위로 선택기로 출력된다. 레벨 변환기에서 프로세싱되는 데이터는, 선택기 (127a) 로 송신된다. 동시에, 그 데이터는, 제 1 카운터 (123-1a) 및 제 2 카운터 (123-2a) 로 송신되어, 그 데이터가 고속 데이터인지 저속 데이터인지에 대한 정보를 획득한다. 데이터가 카운터들에 도달할 때, 그라운드로부터 Vcc 까지 송신된 횟수가 카운팅된다. 송신된 데이터가 고속 신호인지 저속 신호인지를 결정하기 위해, 시간 뿐만 아니라 횟수에 관한 정보가 이용된다. 따라서, 사이클 (T) 에 관한 정보가 사이클 결정 엘리먼트 (122a) 로부터 제 1 카운터 (123-1a) 및 제 2 카운터 (123-2a) 로 입력된다 (도 25 의 (1) 참조). 사이클 (T) 에 기초하여, 제 1 카운터 (123-1a) 및 제 2 카운터 (123-2a) 는, 소정의 시간 내에 그라운드로부터 Vcc 까지 송신되는 횟수 (송신 횟수) 를 카운팅한다 (또한, Vcc 로부터 그라운드까지 송신될 때의 횟수가 카운팅될 수도 있다). 예를 들어, 제 1 카운터는, 사이클 결정 엘리먼트로부터 수신된 데이터가 하이 레벨 (Vcc) 에 있을 때의 횟수를 카운팅한다. 제 2 카운터는, 사이클 결정 엘리먼트로부터 수신된 데이터가 로우 레벨 (그라운드) 에 있을 때의 횟수를 카운팅한다. 도 25 의 (2) 에 도시된 것처럼, 동일한 데이터가 제 1 카운터 및 제 2 카운터로 연속적으로 송신된다. 순차로 입력된 데이터의 송신 횟수는, 제 1 카운터 및 제 2 카운터를 이용하여 사이클 (T) 에 의해 연속적으로 카운팅된다. 제 1 카운터는, 사이클 (T) 의 전반 동안 송신된 횟수를 카운팅하고, 제 2 카운터는, 후반 동안 송신된 횟수를 카운팅한다. 도면에서, 2 개의 사이클의 파형이 일 예로 도시된다 (도 25 의 (2) 를 참조로, 좌측 사이클 (T) 의 데이터는 좌측 데이터로 지칭되고, 우측 사이클 (T) 의 데이터는 우측 데이터로 지칭된다). 그러나, 실제로는, 연속적인 데이터가 카운터로 입력된다. 좌측 데이터의 송신 횟수는, 사이클 (T) 의 전반 동안 6 회이고, 후반 동안 7 회이며, 우측 데이터의 송신 횟수는, 사이클 (T) 의 전반 동안 1 회이고, 후반 동안 0 회이다. 좌측 데이터 및 우측 데이터는 연속적이지만, 서로 일 사이클 떨어져 있다. 제 1 카운터는, 로우 레벨에서의 횟수를 카운팅할 수도 있고, 제 2 카운터는 하이 레벨에서의 횟수를 카운팅할 수도 있다. 사이클 (T) 은, 고정이거나 가변이거나 둘 중 하나 일 수도 있지만, 가변 사이클이 바람직하다. 제 1 카운터에서, 하나의 사이클 동안 하이 레벨에서 카운팅된 횟수에 관한 정보 (좌측 데이터의 횟수에 대한 최종 정보는 6 이고, 우측 데이터의 횟수에 대한 최종 정보는 1 이다) 가 제 1 비교기 (124-1a) 로 송신된다. 제 1 비교기에서, 제 1 카운터로부터 수신된 횟수 정보는, 제 1 비교기에 보유된 횟수 (예를 들어, 5 회) 와 비교된다. 그 후, 횟수에 대해 수신된 정보가 제 1 비교기에 보유된 횟수와 동일하거나 그보다 크다면, 신호는, 송신 횟수가 제 1 카운터에서 카운팅되는 데이터가 고속 신호들이라는 것을 제 1 비교기 (124-1a) 로부터 제 1 보유 회로 (125-1a) 로, 어큐뮬레이터 (126a) 로 출력한다. 결정된 결과는, 제 1 보유 회로 (125-1a) 및 어큐뮬레이터 (126a) 에 일 사이클 동안 보유된다. 동일한 것이 제 2 카운터 (123-2a), 제 2 비교기 (124-2a), 제 2 보유 회로 (125-2a) 및 어큐뮬레이터 (126a) 에서 수행된다. 즉, 제 2 카운터에서, 일 사이클 동안 로우 레벨에서 카운팅된 횟수에 관한 정보 (좌측 데이터의 횟수에 대 한 최종 정보는 7 이고, 우측 데이터의 횟수에 대한 최종 정보는 0 이다) 가 제 2 비교기 (124-2a) 로 송신된다. 제 2 비교기에서, 제 2 카운터로부터 수신된 횟수에 대한 정보는, 제 2 비교기에 보유된 횟수 (예를 들어, 5 회) 와 비교된다. 그 후, 횟수에 대해 수신된 정보가 제 2 비교기에 보유된 횟수와 동일하거나 그보다 크다면, 신호는, 송신 횟수가 제 2 카운터에서 카운팅되는 데이터가 고속 데이터들이라는 것을 제 2 비교기 (124-2a) 로부터 제 2 보유 회로 (125-2a) 로, 어큐뮬레이터 (126a) 로 출력한다. 결정된 결과는, 제 2 보유 회로 (125-2a) 및 어큐뮬레이터 (126a) 에서 일 사이클 동안 보유된다. 상기에서는, 결과가 고속인 것으로 결정될 때의 예들이 기술된다. 다음은, 결과가 저속인 것으로 결정될 때의 예들을 기술한다. 카운팅이 완료된 후 (사이클의 전반이 제 1 카운터에서 완료된 후 및 일 사이클이 제 2 카운터에서 완료된 후), 제 1 카운터 및 제 2 카운터는 리셋된다 (송신 횟수는 0 회가 된다). 제 1 보유 회로, 제 2 보유 회로 및 어큐뮬레이터에 보유된 데이터 (고속이라면 1, 또는 저속이라면 0) 는 사이클에 의해 0 으로 리셋된다. 그 후, 제 1 카운터에서 카운팅된 송신 횟수가 일 사이클 (사이클 (T) 의 전반) 동안 제 1 비교기에 보유된 횟수 정보에 도달하지 않는다면, 제 1 보유 회로 및 어큐뮬레이터에 보유된 제 1 결정된 결과는 저속 (0) 이다. 제 2 결과는, 동일한 방식으로 결정된다. 제 2 카운터에서 카운팅된 송신 횟수가 일 사이클 (사이클 (T) 의 후반) 동안 제 2 비교기에 보유된 횟수 정보에 도달하지 않는다면, 제 2 보유 회로 및 어큐뮬레이터에 보유된 제 2 결정된 결과는 저속 (0) 이다. 제 1 보유 회로를 통하여 어큐뮬레이터로 입력된 결정된 결과 (제 1 결정된 결과) 및 제 2 보유 회로를 통하여 어큐뮬레이터로 입력된 다른 결정된 결과 (제 2 결정된 결과) 에 기초하여, 어큐뮬레이터는 축적된 결정된 결과를 생성한다. 축적된 결정된 결과는, 적어도, 제 1 결정된 결과나 제 2 결정된 결과 중 어느 하나가 고속 (1) 이라면 고속인 것으로 결정된다. 버퍼 (129a) 는, 사이클 결정 엘리먼트 (122a) 로부터의 클록 신호에 기초하여 데이터를 선택기 (127a) 로 출력한다. 선택기 (127a) 는, 사이클 결정 엘리먼트 (122a) 로부터의 클록 신호에 기초하여 어큐뮬레이터에서 생성된, 축적된 결정된 결과를 픽업한다. 그 후, 축적된 결정된 결과에 기초하여, 버퍼 (129a) 로부터 선택기 (127a) 에 도달하는 데이터는, 송신 기판 상의 전기 회로나 광 회로 중 어느 하나로 출력된다. 그 때, 어큐뮬레이터에서 고속 신호인 것으로 결정된 데이터는, 구동기 및 레이저 다이오드를 통해 송신 기판 상의 광 회로로 출력되고, 저속 신호인 것으로 결정된 데이터는, 전기 회로로 출력된다. 전기적으로 송신할 때, 광 송신 회로를 턴 오프하도록 구동기 IC, 레이저 다이오드, 포토다이오드, 및 증폭기를 스위치 오프하는 것이 바람직하다. 또한, 어큐뮬레이터는, 축적된 결정된 결과를 스위치 (130a) 로 출력한다 (신호 (203a)). 송신 기판 상의 광도파로를 통해 제 2 기판으로 송신된 데이터는 포토다이오드 (21a) 및 증폭기 (22a) 를 통해 스위치 (130a) 에 도달한다 (도 24 의 (200a), 루트 (200a)). 또한, 송신 기판 상의 전기 회로를 통해 제 2 기판으로 송신된 데이터는, 스위치 (130a) 에 도달한다 (도 24 의 (201a), 루트 (201a)). 어큐뮬레이터로부터의 신호 (203a; "식별 신호" 로도 지칭될 수도 있다) 에 기초하여, 스위치 (130a) 는, 루트 (200a), 또는 루트 (201a) 중 어느 것이 데이터를 스위치로 송신하는데 사용될 것인지를 인식한다. 그 후, 인식에 따라, 스위치는, 루트들, 루트 (200a) 와 루트 (202a) 나 루트 (201a) 와 루트 (202a) 중 어느 하나를 접속시키고, 데이터를 제 2 기판 상에 형성된 단일 루트 (202a) 로 출력한다.
상기 설명에서, 일 사이클은 데이터 속도를 결정하는데 사용되지만, 절반의 사이클이 또한 데이터 속도를 결정하는데 사용될 수도 있다. 즉, 회로는, 버퍼 (129a) 및 선택기 (127a) 에 대해, 사이클 결정 엘리먼트 (122a) 로부터의 클록 신호에 기초하여 구동되도록 설정될 수도 있다. 선택기는, 매 절반의 사이클 마다 어큐뮬레이터에서 결정된 결과를 픽업한다 (어큐뮬레이터는, 제 1 결정된 결과와 제 2 결정된 결과를 더함으로써 축적된 결정된 결과를 생성하지 않는다. 제 1 결정된 결과 및 제 2 결정된 결과 각각에 기초하여, 선택기는, 매 절반의 사이클 마다 데이터를 출력한다).
상기 설명은, 제 1 기판으로부터 제 2 기판으로의 송신 방법에 관한 것이다. 또한, 로직 및 스위칭 엘리먼트와 같은 컴포넌트들이 제 2 기판 상에 탑재될 수도 있다.
또한, 제 2 기판으로부터 제 1 기판으로의 송신은, 송신 데이터에 따라 스위칭 엘리먼트를 이용함으로써 선택된 광 회로 또는 전기 회로 중 어느 하나를 통하여 수행될 수도 있다.
제 2 기판으로부터 제 1 기판으로의 송신은, 전기 회로만을 통하여 수행될 수도 있다.
도 26 은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광-전기 송신 디바이스를 나타낸 것이다. 이 실시형태에서, 로직 (11a), 스위칭 엘리먼트 (12a), 구동기 (13a), 레이저 다이오드 (14a), 포토다이오드 (21a), 증폭기 (22a) 및 광도파로 (26a) 는 하나의 가요성 기판 (25a) 상에 탑재된다.
광도파로를 개재하여, 로직 (11a), 스위칭 엘리먼트 (12a), 구동기 (13a) 및 레이저 다이오드 (14a) 와 같은 컴포넌트들이 탑재되는 제 1 구역, 및 포토다이오드 (21a) 및 증폭기 (22a) 와 같은 컴포넌트들이 탑재되는 제 2 구역이 배열된다. 제 1 구역과 제 2 구역 사이에서의 데이터 송신은, 광도파로 (26a) 또는 제 1 구역과 제 2 구역을 접속시키는 전기 회로를 이용함으로써 수행된다. 상기 이전의 실시형태에서와 같이, 광도파로는, (이전의 실시형태에서의 송신 기판 (3a) 과 동등한) 가요성 기판 (25a) 상에 형성될 수도 있고, 또는 후에 가요성 기판 (25a) 상에 적층되는 또 다른 가요성 기판 상에 형성될 수도 있다. 이 실시형태의 스위칭 엘리먼트를 포함하는 회로를 도시하는 개략도가 도 27 에 도시된다. 이 실시형태에서, 입력 데이터 (300a) 가 스위칭 엘리먼트에서 프로세싱될 수 있기 때문에, 이전의 실시형태의 레벨 변환기 (121a) 가 제공되지 않는다. 또한, 선택기 (127a) 로부터 출력되는 데이터 (200a, 201a) 는, 스위치 (130a) 를 통과하지 않고 루트 (202a) 에 접속된다. 또한, 버퍼 (129a) 가 제공되지 않는다.
데이터 속도를 결정하기 위해, 카운터, 비교기, 보유 회로 및 어큐뮬레이터에서 프로세싱 (프로세싱 시간) 이 수행된다. 따라서, 버퍼가 제공되지 않는 이 실시형태에서는, 축적된 결정된 결과가 생성되기 전에 입력 데이터 (300a) 가 선택기에 도달한다. 따라서, 버퍼가 제공되지 않는 이 실시형태에서는, 현재의 사이클 전의 일 사이클에서 결정된 결과를 이용함으로써 선택기로부터 광 회로 또는 전기 회로로 데이터가 출력된다. 도 25 를 참조하면, 좌측 데이터는, 우측 데이터 (좌측 데이터 전의 일 사이클에서 송신된 데이터) 에서 송신된 결과를 이용함으로써 선택기로부터 출력된다. 보통, 신호들은, 데이터가 잘못된 루트를 통하여 선택기로부터 송신 기판으로 송신되었더라도 잠시동안 고속 또는 저속 중 어느 하나로 그들의 속도를 유지하기 때문에, 그것은, 데이터 속도가 고속에서 저속으로 또는 저속에서 고속으로 변경되었을 때의 제 1 사이클 정도 동안만일 것이다.
이 실시형태에서, 레벨 변환기 (121a), 버퍼 (129a) 및 스위치 (130a) 는, 이전의 실시형태에서와 같이 제공될 수도 있다.
버퍼는, 선택기 회로에 내장될 수도 있다.
버퍼 (130a) 또는 지연선 (129a) 중 어느 하나가 제공될 수도 있다. 데이터는, 버퍼 (130a) 및 지연선 (129a) 을 통과하지 않고 선택기 (127a) 로 직접 송신될 수도 있다.
도 23 및 도 26 을 참조하면, 로직 (11a) 이 기판 상에 탑재되지만, 로직 (11a) 이 제외될 수도 있다.
본 발명의 실시형태들에 따른 광-전기 송신 디바이스들은, 이동 장비 상에서 적절하게 사용된다. 제 1 기판 (제 1 구역) 을 (키보드가 제공되는) 바디로서 사용하고, 제 2 기판 (제 2 구역) 을 이미지 디스플레이로서 사용하는 것이 바람직하다.
스위칭 엘리먼트는 구동기에 내장될 수도 있다.
광 송신 회로와 전기 송신 회로 간을 스위칭하기 위해, 이동 장비 상의 온/오프 신호들 (예를 들어, 슬립 모드를 위한 온/오프 신호들) 이 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 이러한 전술된 실시형태들은, 전기 및 광 회로들의 집적된 구조를 갖는 광 상호접속 디바이스들에 관한 것이고, 또한, 제한하려는 것은 아니지만, 광 컴포넌트 상에 형성된 정렬 마크에 따라 광도파로를 형성하는 방법, 또는 광도파로 상에 형성된 정렬 마크들에 기초하여 광 컴포넌트들에 대한 탑재 패드들을 형성하는 방법을 포함하는, 광 상호접속 디바이스들을 제조하는 방법에 관한 것이다.
명백하게, 본 발명의 다수의 변형 및 변경이 상기 교시에 비추어 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위 내에서, 여기에 구체적으로 기술된 것과 달리 본 발명이 실시될 수도 있다는 것을 이해하게 될 것이다.

Claims (27)

  1. 전기 배선 회로, 상기 전기 배선 회로에 접속되고 전기 신호를 광 신호로 변환하는 전기-광 변환기, 및 상기 전기-광 변환기에 접속되고 광을 방출하는 발광 디바이스를 갖는 제 1 기판;
    제 2 기판으로서, 전기 배선 회로, 상기 제 2 기판의 상기 전기 배선 회로에 접속되고 상기 광 신호를 상기 전기 신호로 변환하는 광-전기 변환기, 및 상기 광-전기 변환기에 접속되고 상기 발광 디바이스로부터의 상기 광을 수용하는 수광 디바이스를 갖는, 상기 제 2 기판;
    상기 발광 디바이스와 상기 수광 디바이스를 광학적으로 접속시키는 광도파로;
    상기 제 1 기판의 상기 전기 배선 회로와 상기 제 2 기판의 상기 전기 배선 회로를 전기적으로 접속시키는 전기 배선; 및
    고속 데이터 신호가 상기 광도파로를 통하여 송신될 것을 결정하고, 저속 데이터 신호가 상기 전기 배선을 통하여 송신될 것을 결정하는 스위칭 디바이스를 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는, 사이클을 결정하는 사이클 결정부, 상기 사이클 이내의 송신들의 제 1 세트의 횟수를 카운팅하는 제 1 카운터, 상기 제 1 세트의 횟수를 제 1 비교기에 보유된 횟수와 비교하는 상기 제 1 비교기, 상기 사이클 동안 상기 제 1 비교기로부터의 결과를 보유하는 제 1 보유 디바이스, 상기 사이클 이내의 송신들의 제 2 세트의 횟수를 카운팅하는 제 2 카운터, 상기 제 2 세트의 횟수를 제 2 비교기에 보유된 횟수와 비교하는 상기 제 2 비교기, 상기 사이클 동안 상기 제 2 비교기로부터의 결과를 보유하는 제 2 보유 디바이스, 상기 제 1 보유 디바이스 및 상기 제 2 보유 디바이스로부터 수신된 결과들을 축적하는 어큐뮬레이터, 및 상기 사이클에 기초하여 상기 어큐뮬레이터에서 축적된 결과들을 픽업하는 선택기를 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스와 상기 수광 디바이스 중 적어도 하나에 공급될 전압을 생성하는 부스터 디바이스를 더 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도파로 및 상기 전기 배선을 지지하는 가요성 기판을 더 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스는, 에지 표면형 발광 디바이스를 포함하고 상기 제 1 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스는, 에지 표면형 수광 디바이스를 포함하고 상기 제 2 기판으로부터 떨어져 페이스 업하는 에피택셜 표면을 갖는, 광 상호접속 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스는, 에지 표면형 발광 디바이스를 포함하고 상기 제 1 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스는, 에지 표면형 수광 디바이스를 포함하고 상기 제 2 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖는, 광 상호접속 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스는, 에지 표면형 발광 디바이스를 포함하고 상기 제 1 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스는, 에지 표면형 수광 디바이스를 포함하고 상기 제 2 기판으로부터 떨어져 면하는 반사면 및 상기 제 2 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스의 광 반사면은, 상기 발광 디바이스로부터의 상기 광 신호를 상기 에피택셜 표면을 향하여 반사시키도록 위치되는, 광 상호접속 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도파로는, 상기 발광 디바이스에 면하는 제 1 에지부 및 상기 수광 디바이스에 면하는 제 2 에지부를 갖고, 상기 광도파로는, 상기 제 2 에지부가 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판에 대하여 상기 제 1 에지부보다 높게 위치되도록 위치되며, 상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스는, 상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스의 광축들이 상기 광도파로의 상기 제 1 에지부 및 상기 제 2 에지부의 높이의 차이를 매칭시키는 높이의 차이를 갖도록 위치되는, 광 상호접속 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도파로를 지지하는 제 1 가요성 기판 및 상기 전기 배선을 지지하는 제 2 가요성 기판을 더 포함하며,
    상기 제 1 가요성 기판은, 상기 제 1 가요성 기판의 단부들에서 상기 제 2 가요성 기판에 고정되는, 광 상호접속 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도파로는, 상기 발광 디바이스에 면하고 상기 광도파로의 다른 부분들의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 에지부를 갖는, 광 상호접속 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광-전기 변환기와 상기 수광 디바이스 중 적어도 하나에 전압을 공급하는 레귤레이터를 더 포함하며,
    상기 레귤레이터는, 상기 수광 디바이스로의 전압보다 작은 전압을 상기 광-전기 변환기에 공급하는, 광 상호접속 디바이스.
  12. 제 1 전기 배선부 및 제 2 전기 배선부를 갖는 기판으로서, 상기 제 1 전기 배선부는, 전기 신호를 광 신호로 변환하는 전기-광 변환기 및 상기 전기-광 변환기에 접속되고 광을 방출하는 발광 디바이스를 포함하고, 상기 제 2 전기 배선부는, 상기 광 신호를 상기 전기 신호로 변환하는 광-전기 변환기 및 상기 광-전기 변환기에 접속되고 상기 발광 디바이스로부터의 상기 광을 수용하는 수광 디바이스를 갖는, 상기 기판;
    상기 제 1 전기 배선부의 상기 발광 디바이스와 상기 제 2 전기 배선부의 상기 수광 디바이스를 광학적으로 접속시키는 광도파로;
    상기 제 1 전기 배선부와 상기 제 2 전기 배선부를 전기적으로 접속시키는 전기 배선; 및
    고속 데이터 신호가 상기 광도파로를 통하여 송신될 것을 결정하고 저속 데이터 신호가 상기 전기 배선을 통하여 송신될 것을 결정하는 스위칭 디바이스를 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 상에 제공된 복수의 강화 기판들을 더 포함하며,
    상기 기판은, 가요성 기판으로 이루어지고, 상기 강화 기판들은, 상기 강화 기판들이, 서로 면하는 상기 발광 디바이스와 상기 광도파로의 에지부들 및 서로 면하는 상기 수광 디바이스와 상기 광도파로의 에지부들에서 상기 가요성 기판을 지지하도록 위치되는, 광 상호접속 디바이스.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스는, 사이클을 결정하는 사이클 결정부, 상기 사이클 이내의 송신들의 제 1 세트의 횟수를 카운팅하는 제 1 카운터, 상기 제 1 세트의 횟수를 제 1 비교기에 보유된 횟수와 비교하는 상기 제 1 비교기, 상기 사이클 동안 상기 제 1 비교기로부터의 결과를 보유하는 제 1 보유 디바이스, 상기 사이클 이내의 송신들의 제 2 세트의 횟수를 카운팅하는 제 2 카운터, 상기 제 2 세트의 횟수를 제 2 비교기에 보유된 횟수와 비교하는 상기 제 2 비교기, 상기 사이클 동안 상기 제 2 비교기로부터의 결과를 보유하는 제 2 보유 디바이스, 상기 제 1 보유 디바이스 및 상기 제 2 보유 디바이스로부터 수신된 결과들을 축적하는 어큐뮬레이터, 및 상기 사이클에 기초하여 상기 어큐뮬레이터에서 축적된 결과들을 픽업하는 선택기를 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스와 상기 수광 디바이스 중 적어도 하나에 공급될 전압을 생성하는 부스터 디바이스를 더 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광도파로 및 상기 전기 배선을 지지하는 가요성 기판을 더 포함하는, 광 상호접속 디바이스.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스는, 에지 표면형 발광 디바이스를 포함하고 상기 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스는, 에지 표면형 수광 디바이스를 포함하고 상기 기판으로부터 떨어져 페이스 업하는 에피택셜 표면을 갖는, 광 상호접속 디바이스.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스는, 에지 표면형 발광 디바이스를 포함하고 상기 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스는, 에지 표면형 수광 디바이스를 포함하고 상기 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖는, 광 상호접속 디바이스.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스는, 에지 표면형 발광 디바이스를 포함하고 상기 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 갖고, 상기 수광 디바이스는, 에지 표면형 수광 디바이스를 포함하고 상기 기판으로부터 떨어져 면하는 반사면 및 상기 기판을 향하여 페이스 다운하는 에피택셜 표면을 가지며, 상기 수광 디바이스의 광 반사면은, 상기 발광 디바이스로부터의 상기 광 신호를 상기 에피택셜 표면을 향하여 반사시키도록 위치되는, 광 상호접속 디바이스.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 광도파로는, 상기 발광 디바이스에 면하는 제 1 에지부 및 상기 수광 디바이스에 면하는 제 2 에지부를 갖고, 상기 광도파로는, 상기 제 2 에지부가 상기 기판에 대하여 상기 제 1 에지부보다 높게 위치되도록 위치되며, 상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스는, 상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스의 광축들이 상기 광도파로의 상기 제 1 에지부와 상기 제 2 에지부의 높이의 차이를 매칭시키는 높이의 차이를 갖도록 위치되는, 광 상호접속 디바이스.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 광도파로를 지지하는 제 1 가요성 기판 및 상기 전기 배선을 지지하는 제 2 가요성 기판을 더 포함하며,
    상기 제 1 가요성 기판은, 상기 제 1 가요성 기판이 공간에 의해 상기 제 2 가요성 기판으로부터 분리되도록 상기 제 1 가요성 기판의 단부들에서 상기 제 2 가요성 기판에 고정되는, 광 상호접속 디바이스.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기-광 변환기와 상기 발광 디바이스 중 적어도 하나에 전압을 공급하는 레귤레이터를 더 포함하며,
    상기 레귤레이터는, 상기 발광 디바이스로의 전압보다 작은 전압을 상기 전기-광 변환기에 공급하는, 광 상호접속 디바이스.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 광-전기 변환기와 상기 수광 디바이스 중 적어도 하나에 전압을 공급하는 레귤레이터를 더 포함하며,
    상기 레귤레이터는, 상기 수광 디바이스로의 전압보다 작은 전압을 상기 광-전기 변환기에 공급하는, 광 상호접속 디바이스.
  24. 광도파로를 형성하는 방법으로서,
    발광 디바이스의 발광점의 위치에 대한 정렬 마크 및 수광 디바이스의 수광점의 위치에 대한 정렬 마크를 제공하는 단계;
    상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스를 기판 상부에 탑재하는 단계; 및
    상기 정렬 마크들에 따라 상기 발광 디바이스와 상기 수광 디바이스를 광학적으로 접속시키는 3-차원 광도파로를 형성하는 단계를 포함하는, 광도파로의 형성 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 3-차원 광도파로는, 중간부, 상기 중간부와 상기 발광 디바이스의 상기 발광점을 광학적으로 접속시키는 발광부, 및 상기 중간부와 상기 수광 디바이스의 상기 수광점을 광학적으로 접속시키는 수광부를 포함하며,
    상기 정렬 마크들을 제공하는 단계는, 상기 발광 디바이스의 상기 발광점에 대한 정렬 마크, 상기 수광 디바이스의 상기 수광점에 대한 정렬 마크, 및 적어도, 상기 3-차원 광도파로의 광축에 대한 정렬 마크를 제공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 3-차원 광도파로를 형성하는 단계는, 상기 발광 디바이스의 상기 발광점과 상기 수광 디바이스의 상기 수광점 사이에 상기 중간부를 형성하고, 상기 발광 디바이스와 상기 발광부에 대한 상기 정렬 마크들에 따라 상기 발광부를 형성하며, 상기 수광 디바이스와 상기 수광부에 대한 상기 정렬 마크들에 따라 상기 수광부를 형성하는 단계를 포함하는, 광도파로의 형성 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스의 상기 발광점과 상기 수광 디바이스의 상기 수광점이 상기 3-차원 광도파로의 광축의 높이와 정렬하는 높이를 갖도록 상기 기판 상의 상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스에 대해 복수의 전기적 패드들을 제공하는 단계를 더 포함하는, 광도파로의 형성 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 발광 디바이스의 상기 발광점과 상기 수광 디바이스의 상기 수광점이 상기 3-차원 광도파로의 광축의 높이와 정렬하는 높이를 갖도록 상기 기판 상의 상기 발광 디바이스와 상기 수광 디바이스 중 적어도 하나에 대해 적어도 하나의 범프를 제공하는 단계를 더 포함하는, 광도파로의 형성 방법.
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