KR20040050581A - 섬유 블록과 파이프 블록, 및 이를 이용하여 다층인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법 - Google Patents

섬유 블록과 파이프 블록, 및 이를 이용하여 다층인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다층 인쇄회로기판에 있어서, 층간 광신호의 연결을 위하여 층간 연결용의 소정 형상의 홈을 갖는 섬유 블록(Fiber Block) 또는 파이프 블록(Pipe Block)에 플라스틱 광섬유(Plastic Optical Fiber; POF)를 삽입하고, 광도파로 소자 및 광섬유를 상호 연결하는 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호 연결 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법은, ⅰ) 광신호를 전달하기 위한 광도파로가 부착된 다층 인쇄회로기판에 복수의 광비아홀을 형성하는 단계; ⅱ) 광도파로와 연결되어 광신호를 전달할 수 있도록 광신호 연결용 블록을 복수의 광비아홀에 각각 삽입하는 단계; ⅲ) 광도파로와 광신호 연결용 블록의 신호 연결을 위해 연결부를 형성하는 단계; 및 ⅳ) 광도파로와 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하여 상호 연결시키는 단계를 포함하여 이루어지며, 광신호 연결용 블록은 소정 형상의 홈을 형성한 섬유 블록 또는 파이프 블록일 수 있다. 본 발명에 따르면, 종래의 마이크로 렌즈를 사용하지 않고도 광신호 파장의 전달 길이를 늘릴 수 있고, 또한 다층 인쇄회로기판의 정렬 특성을 향상시켜 다층 PCB의 층간 상호 연결을 용이하게 할 수 있다.

Description

섬유 블록과 파이프 블록, 및 이를 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법 {Fiber blocks and pipe blocks, and methods for connecting optical signals of multi-layer PCB by using them}
본 발명은 섬유 블록과 파이프 블록, 및 이를 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 PCB를 다층으로 형성할 경우, 층간 광신호의 연결을 위하여 층간 연결용 소정 형상의 홈을 갖는 섬유 블록(Fiber Block) 또는 파이프 블록(Pipe Block)에 플라스틱 광섬유(Plastic Optical Fiber; POF)를 삽입하고, 광도파로 소자 및 광섬유(Glass Fiber)를 상호 연결(Optical Interconnection)하는 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호 연결 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 여러 종류의 많은 부품을 페놀 수지 또는 에폭시 수지로 된 평판 위에 밀집 탑재하고, 각 부품간을 연결하는 회로를 수지 평판의 표면에 밀집 단축하여 고정시킨 회로기판이다. 이 PCB는 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 한 쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 후에, 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거함)하여 필요한 회로를 구성하고, 부품들을 부착 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 만든다.
이러한 PCB는 배선 회로면의 수에 따라 단면 기판, 양면 기판, 다층 기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하여 고정밀 제품에 채용된다. 다층 PCB는 각 층간 절연 재질로 분리 접착되어진 표면 도체층을 포함하여 3층 이상에 도체 패턴이 있는 프린트 배선판을 말한다.
한편, 종래에는 PCB를 제조할 경우, 구리판에 회로 패턴을 형성(Patterning)하여 PCB의 내층(Inner Layer)/외층(Out Layer)을 형성하였으나, 최근 고분자 중합체(Polymer)와 유리 섬유(Glass fiber)를 이용하여 빛으로 신호를 송수신할 수 있는 광도파로를 PCB에 삽입하게 되었으며, 이를 EOCB(Electro-Optical Circuit Board)라고 한다. 이러한 EOCB는 전기적인 신호와 광신호를 혼재하여 동일 보드 내에서의 초고속 데이터 통신은 광신호로 인터페이싱(interfacing)되며, 소자 내에서는 데이터의 저장/신호 처리를 위해 전기적인 신호로 변환할 수 있도록 구리판 회로 패턴을 형성한 상태에서 광도파로 및 유리판을 삽입한 PCB를 말한다.
한편, 현재 인쇄회로기판을 다층(Multi Layer)으로 광신호를 연결하기 위한 방법들로 여러 가지 커플링(Coupling) 방식을 제안하고 있으며, 일반적으로 다채널 층간 연결 방법으로는 1) 직접 기록(Direct Writing) 방법, 2) 빔 반사(Beam Reflection) 방법, 3) 반사 거울(Reflection Mirror)을 이용하는 방법, 4) 직접 커플링(Direct Coupling) 방법 등을 적용하고 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 종래의 PCB 내에서 광이 인터페이싱 되는 예를 설명한다.
도 1은 빔 반사 마이크로 미러(Beam Reflecting Micro Mirror)를 사용하여 빔 커플링하는 것을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 프로세서 보드(2)로부터 전기 신호가 인가되면, 실장된 송신 모듈(3) 내의 레이저 다이오드(1)로부터 광신호가 변환되어 조사되고, 이후 좌측의 렌즈(8a, 8b)를 거쳐 PCB 내에 삽입되어 있는 좌측의 마이크로 미러(4a)를 통해 반사된다. 이와 같이 반사된 신호는 광도파로를 거쳐 우측의 반사 미러(4b)로반사된 후 우측의 렌즈(8c, 8d)를 거쳐 수신 모듈(7) 내의 포토 다이오드(6)로 전달된다. 여기서, 광도파로는 저손실의 다중모드 중합체 도파로 코어(waveguide core; 5a, 5b)를 통해 전달되며, 이 코어의 상하부에 도파로 클래드(waveguide clad; 9)가 형성되어 있다. 결국, 좌측의 프로세서 보드(2)로부터 전송된 신호는 광신호로 변환되어 전달된 후 다시 전기적인 신호로 변환되어 우측의 프로세서 보드에 전달되게 된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여, 종래의 기술에 따른 광신호를 연결하는 다층 PCB에 대해 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 광신호를 연결하는 다층 PCB의 전면 및 측면의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종래에는 광원소자인 수직 동공 표면발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser; 이하 "VCSEL"라 함)(13)로부터 빛이 발산하면 마이크로 렌즈(micro-lens; 17)에서 그 빛을 모아 PCB 광비아홀(16)을 통해 광도파로 소자(14, 15)에 빛을 전달하는 방식을 사용하고 있으며, 이때 각 층과 층 사이의 신호 연결도 같은 방식으로 전달된다. 여기서, PCB(11) 상부에는 SiOB(Silicon Optical Bench; 12)가 형성되어 있는데, SiOB(12)는 실리콘웨이퍼의 통칭으로 사용되며, 또한 SiOB(12) 대신에 중합체 기판이 사용될 수 있다. 상기 광도파로 소자는 통상적으로 클래드(14)와 코어(15)로 이루어지며, 상기 VCSEL(13)로부터 렌즈(17)를 통해 전달된 빛을 전달해 주게 되며, 이후 광신호(19)는 다른 층의 광도파로 소자로 전달되게 된다. 이때, 상기 광비아홀(16)은 절연재(18)로절연되어 있다. 또한, 마이크로 렌즈(17')는 광신호를 보다 확실하게 전달하기 위해서 광비아홀(16) 내부에 삽입될 수 있다.
상기 VCSEL(13)은 원형의 레이저 빔(laser beam)이 기판 표면에 수직으로 방출되는 방식으로 광원 데이터의 전송 및 증폭을 위한 광 모듈에 사용되는 광원을 말한다. 지금까지는 LED와 Edge Emitting LD(Laser Diode)가 널리 사용되어 왔으며, 90년대 들어 개발된 표면발광 레이저(Surface-Emitting Laser: SEL)가 이들을 대체하는 광원으로 각광받고 있으며, 이러한 VCSEL은 광섬유 통신용, 인터페이스용, 대용량 정보 병렬 처리용 등에 사용되고 있다.
그러나, 종래의 경우와 같은 광신호(19)의 전달을 위해 광비아홀(16)을 사용하는 방법에서는 반드시 마이크로 렌즈(17)를 사용하여야 하며, 또한 전달될 수 있는 파장이 최대 200㎛ 까지라는 제한이 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 곡면 반사 거울이나 프리즘을 이용한 도파로 소자들의 커플링 방식이 많이 제시되고 있으나, 이러한 반사 거울이나 프리즘을 다층 PCB 내에 삽입하여 부착하기 어려울 뿐만 아니라, 다층 PCB 제작시 다채널 신호 연결을 위해 여러 개의 기계식 드릴을 사용하여 일렬로 가공할 경우에 반사 거울이나 프리즘과 PCB 간의 정렬 오류가 발생하게 된다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정렬 특성이 향상되고, 층간 상호 연결을 용이하게 할 수 있는 섬유 블록과 파이프 블록, 및 이를 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다층 PCB 제작시 다채널 신호 연결을 위해 여러 개의 기계식 드릴을 사용하여 일렬로 가공할 경우의 정렬 오류를 방지할 수 있는 섬유 블록과 파이프 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 종래의 마이크로 렌즈를 사용하지 않고도 보다 먼 거리까지 파장이 전달될 수 있는 다층 인쇄회로기판을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 기술에서 광이 인터페이싱 되는 예를 설명하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따라 광신호를 연결하는 다층 PCB의 전면 및 측면의 단면을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 섬유블록 또는 파이프 블록을 이용한 광섬유를 삽입하여 광신호를 연결하는 다층 PCB의 전면 및 측면의 단면을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 따른 광신호 연결용 V자 형상의 홈(V-groove)을 갖는 여러 가지 섬유 블록(fiber block)의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광신호 연결용 파이프 블록(pipe block)의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 직접 기록(direct writing) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 빔 반사 커플링 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 빔 반사 커플링 방법에 따라 "L(elbow)"자형의 블록으로 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 도 9의 다층 PCB 제조시 "L(elbow)"자형의 블록을 연결 및 접합하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 빔 반사 커플링 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 빔 반사 커플링 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 빔 반사 커플링 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 14a 내지 도 14e는 각각 본 발명에 따른 섬유 블록을 광도파로에 부착하는 것을 예시하기 위한 도면들이다.
도 15a 및 도 15f는 각각 본 발명에 따른 파이프 블록을 광도파로에 부착하는 것을 예시하기 위한 도면들이다.
도 16a 내지 16d는 본 발명에 따른 파이프 블록을 형성하는 것을 예시하기 위한 도면들이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법은, ⅰ) 광신호를 전달하기 위한 광도파로가 부착된 다층 인쇄회로기판에 복수의 광비아홀을 형성하는 단계; ⅱ) 상기 광도파로와 연결되어 상기 광신호를 전달할 수 있도록 광신호 연결용 블록을 상기 복수의 광비아홀에 각각 삽입하는 단계; ⅲ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 신호 연결을 위해 연결부를 형성하는 단계; 및 ⅳ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하여 상호 연결시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 연결부는 45도 곡면이 형성되어 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형상으로 연결하는 것이 바람직하다. 또는, 상기 연결부는 반사 거울이 부착될 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록은 섬유 블록―여기서 섬유 블록은, 일정 간격으로 소정 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록; 및 상기 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재를 포함함―인 것을 특징으로 하며, 이때, 상기 소정 형상의 홈은 V자 형상의 홈인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 상부 블록을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록은 파이프 블록―여기서 파이프 블록은, 광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드(underclad); 상기 언더클래드 상부에서 파이프 형상으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어(core); 상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재; 및 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 오버클래드(overclad)를 포함함―인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 광신호 연결부재에 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로일 수 있다.
또한, 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, ⅰ) 상호간에 광신호로 연결될 2개의 광신호 연결용 블록에 각각 광신호 연결부재를 삽입하는 단계; ⅱ) 상기 광신호 연결용 블록중 어느 하나를 45도 각도로 식각하는 단계; ⅲ) 상기 45도 식각된 부분을 폴리싱하는 단계; ⅳ) 상기 2개의 광신호 연결용 블록이 접착하여 L자형(elbow) 광신호 연결용 블록을 형성하는 단계; 및 ⅴ) 광도파로와 광신호로 연결되도록 상기 L자형 광신호 연결용 블록과 상기 광도파로의 위치를 정렬하여 접합시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 폴리싱된 부분에 반사 거울을 부착할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, ⅰ) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록에 광신호 연결부재를 삽입하는 단계; ⅱ) 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 90도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 45도 각도로 절단하는 단계; ⅲ) 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하는 단계; 및 ⅳ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 반사면에 반사 거울을 부착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것이 바람직하다.
또한, 상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러일 수 있다.
여기서, 상기 ⅰ) 단계는, 실리콘 기판을 식각하여 복수개의 V자 형상의 홈을 형성하는 단계; 상기 V자 형상의 홈에 상기 광섬유를 삽입하는 단계; 및 45도 반사면이 형성될 반대면 실리콘 기판에 홈을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 ⅱ) 단계는 다이아몬드 블레이드를 사용하여 45도 절단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, ⅰ) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록에 광신호 연결부재를 삽입하는 단계; ⅱ) 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하는 단계; ⅲ) 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하는 단계; 및 ⅳ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 광신호 연결용 블록은 상기 하부 블록 상의 V자 형상의 홈에 삽입된 상기 광신호 연결부재가 광비아홀 측벽에 바닥으로 위치하도록 접합시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록은 상기 하부 블록이 광비아홀 측벽에 바닥으로 위치하도록 접합시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록에 광도파로 소자를 형성하는 방법은, ⅰ) 광신호 연결용 블록의 실리콘 기판을 식각하여 홈을 형성하는 단계; ⅱ) 광도파로 소자를 삽입하고 에폭시 수지를 이용하여 접착하는 단계; ⅲ) 상기 광도파로 소자의 삽입 에지 부분을 절단하는 단계; 및 ⅳ) 광 접속 방향에 따라 상기 광도파로의 끝단을 45도 절단하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 ⅳ) 단계의 광 접속 방향이 실리콘 기판 쪽이면 기판 쪽에서 다이아몬드 블레이드로 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 ⅳ) 단계의 광 접속 방향이 광도파로 쪽이면 실리콘 기판을 식각하여 홈을 형성한 후에, 상기 광도파로 쪽에서 다이아몬드 블레이드로 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에폭시 수지는 자외선(UV) 경화성 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판은, a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판; b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; c) 상기 복수의 광비아홀에 각각 삽입되어 상기 복수의 광도파로와 각각 연결되어 광신호를 전달하는 복수의 광신호 연결용 블록; 및 d) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 연결해주는 연결부를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 연결부는 45도 곡면이 형성되어 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형상으로 연결하는 것을 특징으로 하며, 또한,상기 연결부는 반사 거울이 부착될 수 있다.
여기서, 상기 광신호 연결용 블록은 섬유 블록―여기서 섬유 블록은, 일정 간격으로 소정 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록; 및 상기 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재를 포함함―인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소정 형상의 홈은 V자 형상의 홈인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 상부 블록을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록은 파이프 블록―여기서 파이프 블록은, 광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드; 상기 언더클래드 상부에서 파이프 형상으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어; 상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재; 및 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 오버클래드를 포함함―인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 광신호 연결부재에 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것이 바람직하다.
또한, 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판은, a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판; b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; 및 c) 상기 광도파로와 광신호로 연결되도록 광신호 연결부재가 삽입된 광신호 연결용 블록을 포함하되, 상기 광신호 연결용 블록은 상호간에 L자형(elbow)으로 접착되는 2개의 광신호 연결용 블록으로 이루어지며, 상기 2개의 광신호 연결용 블록중 어느 하나는 45도 각도로 식각되어 폴리싱되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판은, a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판; b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; 및 c) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록을 포함하되, 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분은 90도로 절단되고, 상기 광신호 연결용 블록은 45도 각도로 절단되며, 상기 45도 절단된 광신호 연결용 블록의 곡면은 폴리싱하여 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판은, a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판; b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; 및 c) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록을 포함하되, 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분은 45도로 절단되고, 상기 광신호 연결용 블록은 90도 각도로 절단되며, 상기 45도 절단된 광도파로의 곡면은 폴리싱하여 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록은, 일정 간격으로 소정 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록; 및 상기 소정 형상의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 소정 형상은 V자형인 것이 바람직하며, 상기 V자 형상의 홈은 레이저 이온 식각에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하부 블록은 실리콘웨이퍼인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 광섬유인 것이 바람직하며, 상기 광섬유는 플라스틱 광섬유인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광신호 연결부재는 광도파로인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 상부 블록을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 상부 블록은 광투과율이 95% 이상인 피락스 유리로 형성되거나, 상기 상부 블록은 고분자 중합체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 블록은 상기 하부 블록에 형성된 V자 형상의 홈과 동일한 형상의 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 45도 또는 90도의 각도로 절단되어, 상기 광도파로와 연결 시에 "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록은, a) 광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드; b) 상기 언더클래드 상부에서 소정 형상으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어; c) 상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재; 및 d) 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 오버클래드를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 소정 형상은 파이프 형상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 코어는 고분자 중합체로 형성되며, 상기 광신호 연결부재를 지지하는 가이드 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수개의 홈은 레이저 이온 식각에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 광섬유인 것이 바람직하며, 상기 광섬유는 플라스틱 광섬유인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 오버클래드는 광투과율이 95% 이상인 피락스 유리로 형성되거나, 고분자 중합체 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결부재는 45도 또는 90도의 각도로 절단되어, "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 광 PCB를 다층으로 형성할 경우, 층간 광신호의 연결을 위하여, 층간 연결용 V자 형상의 홈(V-Groove)을 갖는 섬유 블록 또는 파이프 블록에 POF를 삽입하고, PCB의 광비아홀 또는 캐비티(Cavity)를 형성하여 삽입함으로써, 광도파로 소자 및 광섬유 사이에 광신호가 연결되어 다층 PCB의 각각의 층과 층 사이를 안정적으로 연결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 섬유 블록과 파이프 블록을 이용하여 광신호를 연결하는 다층 인쇄회로기판 및 그 연결 방법에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법에 대해 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 섬유 블록 또는 파이프 블록을 이용한 광섬유를 삽입하여 광신호를 연결하는 다층 PCB의 전면 및 측면의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명은 광원소자인 VCSEL(33)로부터 빛이 발산하면 광비아홀(36)에 삽입된 섬유 블록 또는 파이프 블록(40) 내의 광섬유(39)를 통해 광도파로 소자(34, 35)에 빛을 전달하는 방식을 사용하고 있으며, 이때 각 층과 층 사이의 신호 연결도 같은 방식으로 전달된다. 여기서, PCB(31) 상부에는 SiOB(32)가 형성되어 있다. 상기 광도파로 소자(34, 35)는 통상적으로 클래드(34)와 코어(35)로 이루어지며, 상기 VCSEL(33)로부터 전달된 빛이 상기 섬유 블록 또는 파이프 블록(40) 내의 광섬유(39)를 따라 전달되도록 해주며, 이후 광신호(38)는 다른 층의 광도파로 소자로 전달되게 된다. 이때, 각각의 PCB 층의 광비아홀(36)은 PCB 층간 절연재(37)로 절연되어 있다. 종래에는 반드시 렌즈가 필요하지만, 본 발명에서는 광섬유(39)를 따라 직접 빛이 전달되므로 렌즈가 필요 없다는 점에 유의하여야 한다. 하지만, 상기 광신호 연결용 섬유블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 섬유 블록 또는 파이프 블록(40)에 광을 조사하게 된다.
본 발명에 따르면, 층간 광신호를 연결하는 다층 인쇄회로기판(PCB)에 있어서 층간 광신호가 광도파로(34, 35)와 연결되도록 광신호 연결용 섬유 블록 또는 파이프 블록(40)을 이용하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법은, 다층 인쇄회로기판에 복수의 광비아홀(36)을 형성하고, 상기 광신호 연결용 섬유블록(40)을 상기 복수의 광비아홀(36)에 각각 삽입하게 된다. 이후, 상기 다층 인쇄회로기판에 탑재된 광도파로(34, 35)와 상기 광신호 연결용 섬유블록(40)의 연결을 위해 반사 거울이나 45도 곡면을 형성하고, 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 섬유블록(40)의 위치를 정렬하여 상호 연결시키게 된다.
여기서, 상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러(micro mirror)일 수 있다.
여기서, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록으로 대체될 수도 있다.
따라서 PCB에 광비아홀 또는 캐비티(Cavity)를 가공하여 섬유 블록(40)과 파이프 블록을 삽입한 후에 광도파로(34, 35) 및 광섬유(39)를 해당 층에 부착한 후에 빌드-업(Build-up) 방식으로 접합(Lamination)하여 신호를 연결하는 층을 구성하게 된다.
도 3b에서, 도면부호 E로 표시된 부분은 상기 VCSEL(33)로부터 종래의 렌즈없이 광이 들어오는 것을 나타내고 있고, 도면부호 D로 표시된 부분의 접속 방법은 도 6 내지 도 14를 참조하여 여러 실시예로 후술하기로 한다.
한편, 전술한 본 발명에 따른 섬유 블록을 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명하고, 본 발명에 따른 파이프 블록을 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a는 하부에 V자 형상의 홈(V-groove)을 갖고 상부는 홈이 없는 광신호 연결용 섬유 블록(fiber block)의 단면도이며, 도4b는 하부에만 V자 형상의 홈을 갖는 섬유 블록이며, 도 4c는 하부 및 상부 모두 V자 형상의 홈을 갖는 섬유 블록을 예시하고 있다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광신호 연결용 섬유 블록은, 다층 인쇄회로기판(PCB)에서 층간 광신호를 연결해주기 위해 광도파로와 상호 연결(interconnection)할 경우, a) 일정 간격으로 V자 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록(21); b) 상기 V자 형상의 홈에 삽입되는 복수개의 광섬유(22); 및 c) 상기 광섬유(22) 상부에 형성되는 상부 블록(24)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하부 블록(21)은 실리콘웨이퍼 또는 고분자 중합체로 형성되며, 상기 V자 형상의 홈(A)은 레이저 이온 식각에 의해 형성될 수 있다.
상기 광섬유(22)는 유리섬유(glass fiber)가 사용될 수 있으며, 상기 광섬유는 플라스틱 광섬유(Plastic optical fiber: POF)인 것이 바람직하다. 한편, 상기 광섬유(22)는 광도파로(optical waveguide)로 대체될 수 있으며, 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 상부 블록(24)은 광투과율이 95% 이상인 피락스 유리(Pyrax glass)로 형성되거나 또는, 고분자 중합체(polymer)로 형성될 수 있다.
또한, 도 4b를 참조하면, 도 4c에 도시된 상부 블록 없이 하부 블록(21')만으로도 사용될 수 있다.
또한, 도 4c를 참조하면, 상기 상부 블록(24')은 상기 하부 블록(21')에 형성된 V자 형상의 홈과 동일한 형상의 홈이 형성될 수 있다.
상기 광섬유(22)는 45도 또는 90도의 각도로 절단되어, 상기 광도파로와 연결 시에 "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 상호 연결될 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 섬유 블록은 Si 기판((Silicon Wafer; 21)에 V자 형상의 홈(A)을 파서 광섬유(22)를 삽입하게 되며, 상기 광섬유(22)와 광도파로를 연결하여 주는 매개체 역할을 하게 된다.
한편, 도 5는 광신호 연결용 파이프 블록(pipe block)의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 광신호 연결용 파이프 블록은 a) 광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드(underclad; 25); b) 상기 언더클래드(25) 상부에서 파이프 형상(B)으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어(core; 26); c) 상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광섬유(22); 및 d) 상기 광섬유(22) 상부에 형성되는 오버클래드(overclad; 27)를 포함하여 구성된다.
상기 코어(26)는 고분자 중합체로 형성되며, 광을 전송하지 않고 가이드 역할만을 하게 된다. 즉, 상기 코어(26)는 광을 전달하는 매개체가 아니라 광 전달을 안내하도록 상기 광섬유(22)를 지지하는 가이드 역할만을 하게 되며, 상기 코어(26), 언더클래드(25) 및 오버클래드(27)가 적층되어 복수의 파이프 형상(B)을 띠게 되고, 이 파이프 블록 내에 상기 광섬유(22)가 삽입된다.
여기서, 상기 복수개의 홈은 레이저 이온 식각에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 광섬유(22)는 유리섬유(glass fiber)일 수 있으며, 플라스틱 광섬유(Plastic optical fiber: POF)인 것이 바람직하다.
상기 오버클래드(27)는 광투과율이 95% 이상인 피락스 유리(Pyrax glass), 또는 고분자 중합체(polymer) 물질로 형성될 수 있다.
상기 광섬유(22)는 45도 또는 90도의 각도로 절단되어, "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 상호 연결될 수 있다.
다시 말하면, 도 4a 내지 도 4c 및 도 5에 따른 본 발명의 광신호 연결용 블록은 중합체(Polymer) 또는 Si 기판(21) 상에 V자 형상의 홈으로 형성하여 한 쪽은 광섬유(22)를 45도 또는 90도로 절단하고, 나머지 한쪽은 90도 또는 45로 절단하여 "ㄱ"자 또는 "ㄴ"자 모양으로 광신호 접속용 섬유 블록과 파이프 블록을 제작함으로써, 다층 PCB의 서로 다른 층간의 신호를 자유로이 교환할 수 있도록 연결할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 다층 인쇄회로기판(PCB)에서 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결할 경우, 상기 광신호 연결용 블록을 다층 인쇄회로기판의 광도파로와 상호 연결시키는 방법에 대해 각각의 실시예별로 설명하기로 한다.
제1 내지 제9 실시예에 대해서, 도면부호 41은 PCB의 절연재를 나타내며, 도면부호 42는 광도파로 소자의 클래드, 도면부호 43은 광도파로 소자의 코어를 나타낸다. 도면부호 45는 조사되는 빛(Ray)을 나타내며, 도면부호 44는 광섬유를 나타낸다. 그리고 도면부호 46은 상부 블록, 도면부호 47은 하부 블록을 나타내며, 도면부호 48은 반사 거울, 도면부호 49는 45도 곡면을 나타낸다.
제1 실시예
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 광섬유(44)를 상기 광신호 연결용 섬유블록에 삽입하고, 상기 광신호 연결용 섬유블록에서 상기 광도파로와 연결되는 부분을 45도 각도로 식각하여 상기 45도 식각된 부분에 반사 거울(48)을 부착하게 된다. 이후 상기 광도파로(42, 43)와 상기 반사 거울(48)이 형성된 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하게 된다.
이때, 상기 광신호 연결용 섬유블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 광신호 연결부재에 광을 조사하게 된다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로로 대체될 수도 있다.
제2 실시예
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 직접 기록 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 제2 실시예는 광섬유(44)를 상기 광신호 연결용 섬유블록에 삽입하고, 상기 광섬유(44)에서 상기 광도파로(42, 43)와 연결되는 부분을 45도 각도로 절단하며, 상기 45도 절단된 곡면(49)을 폴리싱하게 된다. 여기서, 상기 곡면의 폴리싱은 빛의 반사율을 높이기 위해서 곡면의 표면을 매끈하게 해주는 것을 말한다. 이후 상기 광도파로(42, 43)와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하게 된다. 종래의 마이크로 렌즈 및 광비아홀 부분을 함께 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 정렬하는 것에 비하면, 본 발명에서는 미리 광신호 연결용 블록이 삽입된 상태이므로 위치 정렬이 용이하다.
여기서, 상기 반사면은 반사 거울인 마이크로 미러(micro mirror)를 부착할 수도 있는데, 상기 반사면을 형성한 후에 상기 반사 거울을 부착하는 이유는 광 전송 효율을 높이기 위해서 반사 거울을 삽입할 수도 있다는 것을 의미한다. 이때, 상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러일 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 광섬유(44)에 광을 조사(45)하게 된다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로로 대체될 수 있다.
제3 실시예
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광신호 연결용 섬유 블록을 다층 인쇄회로기판의 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, 광섬유(44)를 상기 광신호 연결용 섬유블록에 삽입하고, 이후 상기 광도파로(42, 43) 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 90도 각도로 절단하여, 상기 광도파로의 45도 절단된 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하게 된다. 상기 반사면은 반사 거울(48)인 마이크로 렌즈를 부착할 수도 있다. 여기서, 상기 반사면을 형성한 후에 상기 반사 거울(48)을 부착하는 이유는 광 전송 효율을 높이기 위해서 반사 거울(48)을 삽입할 수도 있다는 것을 의미한다. 이때, 상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러일 수 있다.
이후, 상기 광도파로(42, 43)와 상기 광신호 연결용 섬유블록의 위치를 정렬하게 된다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록을 PCB 절연재(41)의 일측에 고정하기 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로로 대체될 수 있다.
제4 실시예
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 "L(elbow)"자형의 블록으로 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 도 9의 다층 PCB 제조시 "L(elbow)"자형의 섬유 블록을 연결 및 접합하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 광신호 연결용 블록을 다층 인쇄회로기판의 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, 광도파로와 L자형(elbow) 광신호 연결용 블록(51)의 연결 부분에 광신호 연결용 블록의 일부가 삽입되게 된다.
2개의 광신호 연결용 블록, 즉 광비아홀에 삽입되는 광신호 연결용 블록과 광도파로에 연결되는 광신호 연결용 블록의 일부에 각각 광섬유(44)를 각각 삽입하고, 상기 광신호 연결용 블록중 어느 하나를 45도 각도로 식각한 후, 상기 45도 식각된 부분에 상기 반사 거울(48)을 부착하게 된다. 이 때 도7에 도시된 바와 같이 상기의 2개의 광신호 연결용 블록 중 어느 하나의 광섬유를 45도 각도로 식각하여 연결할 수도 있다. 이후 L자형(elbow) 광신호 연결용 블록(51)이 되도록 정렬하고, 상기 광도파로(42, 43)와 상기와 같이 형성된 L자형 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하여 PCB 절연재에 접합하게 된다. 도 9에 도시된 도면 부호 F는 광도파로(42, 43)부와 상기 L자형 광신호 연결용 블록(51)이 연결되는 것을 예시하고 있다. 이때, 상기 L자형 광신호 연결용 블록(51)은 광신호 연결용 블록과는 별도로 따로 제작되게 된다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 도 10a는 상기 두 개의 블록중 하나인 D-1과 다른 하나인 D-3을 PCB인 D-2에 접합하는 것을 도시하고 있고, 여기서 D-1은 광도파로(42, 43)와 미리 접합된 상태를 도시하고 있다. 도 10b는 두 개의 광신호 연결용 블록이 결합된 상태(D-5)에 광도파로(42, 43)를 부착하는 것을 도시하고 있다.
여기서, 상기 광신호 연결용 블록을 PCB 절연재의 일측에 고정하기 위해 각각의 위치를 정렬한 후 에폭시로 접착할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로로 대체될 수 있다.
제5 실시예
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 광신호 연결용 블록을 다층 인쇄회로기판의 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, V자 형상의 홈이 하부 블록(47)에만 형성된 광신호 연결용 블록에 광섬유(44)를 삽입한다.
이후 상기 광도파로(42, 43) 부분을 90도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 섬유블록을 45도 각도로 절단하며, 상기 45도 절단된 광섬유의 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성한다.
다음에, 상기 반사면에 반사 거울(48)을 부착하고, 상기 광도파로(42, 43)와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하게 된다. 여기서, 상기 반사면을 형성한 후에 상기 반사 거울(48)을 부착하는 이유는 광 전송 효율을 높이기 위해서 반사 거울(48)을 삽입할 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로로 대체될 수 있다.
여기서 상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러일 수 있다.
제6 실시예
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 광신호 연결용 블록을 다층 인쇄회로기판의 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, 먼저 V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록에 광섬유(44)를 삽입하고, 상기 광도파로 부분(42, 43)을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하게 된다.
다음에, 상기 45도 절단된 광도파로의 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하고, 상기 반사면에 반사 거울(48)을 부착하고, 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하게 된다. 여기서, 상기 반사면을 형성한 후에 상기 반사 거울(48)을 부착하는 이유는 광 전송 효율을 높이기 위해서 반사 거울(48)을 삽입할 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 상기 광신호 연결용 블록을 PCB 절연재의 일측에 고정하기 위해 위치 정렬 후에 에폭시로 접착할 수 있다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유(44)는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로(45)로 대체될 수 있다.
여기서 상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러일 수 있다.
상기 광신호 연결용 섬유블록은 상기 하부 블록(47) 상의 V자 형상의 홈에 삽입된 상기 광섬유(44)가 광비아홀 측벽에 바닥으로 위치하도록 접합시키게 된다.
제7 실시예
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 빔 반사 커플링(beam reflection coupling) 방법에 따라 상호 연결되는 다층 PCB의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 광신호 연결용 블록을 다층 인쇄회로기판의 광도파로와 상호 연결시키는 방법은, 상기 광신호 연결용 블록에서 상기 하부 블록(47)이 광비아홀 측벽에 바닥으로 위치하도록 접합시키는 점을 제외하면 전술한 제6 실시예와 동일하다.
즉, 광도파로 소자(42, 43)와 섬유블록의 접합면이 확대되도록 제6 실시예와 반대로 뒤집어서 섬유블록을 부착하게 된다. 이에 따라 접합면이 확대되므로 안정성이 좋아진다.
또한, 이와 형태로 섬유블록을 부착할 경우에는, 섬유블록의 단면과 광도파로(42, 43) 사이에 접합 재료가 침투되지 않도록 방지하여야 한다.
또한, 상기 광신호 연결용 섬유블록은 파이프 블록일 수 있으며, 또한 상기 광섬유는 유리섬유일 수 있으며, 광도파로로 대체될 수 있다.
한편, 도 14a 내지 도 14e는 각각 본 발명에 따른 섬유 블록의 제조 방법을 예시하기 위한 도면들이다.
전술한 섬유블록, 예를 들어, 상부 블록이 없이 하부 블록(61) 상에 광섬유(62)가 삽입될 경우에 대해 다음과 같이 제작될 수 있다.
먼저, 실리콘 기판(61)을 식각하여 복수개의 V자 형상의 홈을 형성하고, 상기 V자 형상의 홈에 상기 광섬유(62)를 삽입하게 된다(도 14a 참조).
이후, 45도 반사면이 형성될 반대면 실리콘 기판(61)에 홈을 형성하고(도 14b 참조), 여기서, 설명을 용이하게 하기 위해서 도 14b는 도 14a의 측면의 단면도을 나타낸다.
이후, 다이아몬드 블레이드(diamond blade)(63)를 사용하여 45도 절단하게 된다(도 14c 참조). 여기서, 상기 다이아몬드 블레이드(63)로는 통상적으로 45도 절단이 가장 용이하다.
다음에, 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하고(도 14d 참조), 이때 상기 반사면에 반사 거울(64)을 부착할 수도 있다(도 14e 참조).
결국, 이와 같은 방법으로 제1 내지 제7 실시예에서 요구되는 형상에 따라 적절히 변형하여 광신호 연결용 섬유 블록을 제작하게 된다.
한편, 도 15a 및 도 15f는 각각 본 발명에 따른 섬유블록 대신에 사용될 수있는 광도파로를 제조하는 공정을 예시하기 위한 도면들이다.
먼저, 실리콘 기판(71)을 식각하여 홈을 형성하며(도 15a 참조), 다음에 전술한 광섬유 대신에 광도파로(72)를 삽입하고, 이후 에폭시 수지를 이용하여 상기 광도파로 소자(72)를 접착하게 된다(도 15b 참조). 여기서, 상기 에폭시 수지는 자외선(UV) 경화성(curable) 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
다음에, 상기 광도파로 소자(72)의 삽입 후에 삽입 에지(edge) 부분을 절단하게 된다(도 15c 참조).
이때, 상기 광 접속 방향이 실리콘 기판 쪽이면, 기판 쪽에서 다이아몬드 블레이드(73)로 상기 광도파로(72)의 끝단을 45도 절단하게 된다(도 15d 참조).
또한, 상기 광 접속 방향이 광도파로 쪽이면, 전술한 도 15a 내지 도 15c의 공정을 수행한 후 도 15e 및 도 15f의 공정을 수행할 수도 있다.
도 15e를 참조하면, 상기 광 접속 방향이 광도파로 쪽이면 실리콘 기판(71)을 식각하여 홈을 형성한 후에, 이후 상기 광도파로(72) 쪽에서 다이아몬드 블레이드(73)로 절단하게 된다(도 15f 참조).
한편, 도 16a 내지 16d는 본 발명에 따른 파이프 블록을 형성하는 것을 예시하기 위한 도면들로서, 전술한 실시예들에서 섬유블록 대신에 사용될 수 있는 파이프 블록을 제조하는 공정을 나타낸다.
본 발명에 따른 광신호 연결용 파이프 블록은 광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드(81) 상부에 파이프 형상으로 일정 간격의 홈이 예를 들어, 레이저 이온 식각에 의해 복수개의 코어(82)가 형성되게 된다(도 16a 참조).
도 16b는 도 16a의 G 영역의 상세 도면으로서, a 및 b의 크기는 125㎛이며, c의 크기는 250㎛, d는 100∼125㎛로 제조될 수 있다. 여기서, 코어의 길이(b)와 홈의 길이(a)는 거의 동일한 크기인 125㎛를 가질 수 있다.
다음에, 상기 복수개의 홈에 복수개의 광섬유(83)가 삽입되고(도 16c 참조), 이후, 상기 광섬유(83) 상부에 오버클래드(84)를 형성함으로써(도 16d 참조), 파이프 블록이 완성된다.
결국, 본 발명은, 광 PCB를 다층으로 형성할 경우, 층간 광신호의 연결을 위하여, 층간 연결을 위해 소정 형상의 홈을 갖는 섬유 블록 또는 파이프 블록에 플라스틱 광섬유(POF)를 삽입하고, PCB의 광비아홀 또는 캐비티(Cavity) 내에 삽입함으로써, 광도파로 소자 및 광섬유가 광신호로 연결되어 다층 PCB의 각각의 층과 층 사이를 연결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 마이크로 렌즈를 사용하지 않고도 광신호 파장의 전달 길이를 늘릴 수 있는 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호 연결 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다층 인쇄회로기판의 정렬 특성을 향상시킬 수 있고, 다층 PCB의 층간 상호 연결을 용이하게 할 수 있다.

Claims (72)

  1. ⅰ) 광신호를 전달하기 위한 광도파로가 부착된 다층 인쇄회로기판에 복수의 광비아홀을 형성하는 단계;
    ⅱ) 상기 광도파로와 연결되어 상기 광신호를 전달할 수 있도록 광신호 연결용 블록을 상기 복수의 광비아홀에 각각 삽입하는 단계;
    ⅲ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 신호 연결을 위해 연결부를 형성하는 단계; 및
    ⅳ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하여 상호 연결시키는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 45도 곡면이 형성되어 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형상으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 반사 거울이 부착되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록은 섬유 블록―여기서 섬유 블록은,
    일정 간격으로 소정 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록; 및
    상기 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재
    를 포함함―인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소정 형상의 홈은 V자 형상의 홈인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 상부 블록을 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록은 파이프 블록―여기서 파이프 블록은,
    광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드(underclad);
    상기 언더클래드 상부에서 파이프 형상으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어(core);
    상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재; 및
    상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 오버클래드(overclad)
    를 포함함―인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 광신호 연결부재에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  9. 제4항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 다층 인쇄회로기판의 층간 광신호를 연결하는 방법.
  13. ⅰ) 상호간에 광신호로 연결될 2개의 광신호 연결용 블록에 각각 광신호 연결부재를 삽입하는 단계;
    ⅱ) 상기 광신호 연결용 블록중 어느 하나를 45도 각도로 식각하는 단계;
    ⅲ) 상기 45도 식각된 부분을 폴리싱하는 단계;
    ⅳ) 상기 2개의 광신호 연결용 블록이 접착하여 L자형(elbow) 광신호 연결용 블록을 형성하는 단계; 및
    ⅴ) 광도파로와 광신호로 연결되도록 상기 L자형 광신호 연결용 블록과 상기 광도파로의 위치를 정렬하여 접합시키는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴리싱된 부분에 반사 거울을 부착하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  17. ⅰ) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록에 광신호 연결부재를 삽입하는 단계;
    ⅱ) 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 90도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 45도 각도로 절단하는 단계;
    ⅲ) 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하는 단계; 및
    ⅳ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 반사면에 반사 거울을 부착하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러(micro mirror)인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계는,
    실리콘 기판을 식각하여 복수개의 V자 형상의 홈을 형성하는 단계;
    상기 V자 형상의 홈에 상기 광섬유를 삽입하는 단계; 및
    45도 반사면이 형성될 반대면 실리콘 기판에 홈을 형성하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 ⅱ) 단계는 다이아몬드 블레이드(diamond blade)를 사용하여 45도 절단하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  24. ⅰ) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록에 광신호 연결부재를 삽입하는 단계;
    ⅱ) 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하는 단계;
    ⅲ) 상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하여 반사면을 형성하는 단계; 및
    ⅳ) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록의 위치를 정렬하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 반사면에 반사 거울을 부착하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 반사 거울은 은(Au) 또는 알루미늄(Al)을 코팅하여 형성된 마이크로 미러인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계는,
    실리콘 기판을 식각하여 복수개의 V자 형상의 홈을 형성하는 단계;
    상기 V자 형상의 홈에 상기 광섬유를 삽입하는 단계; 및
    45도 반사면이 형성될 반대면 실리콘 기판에 홈을 형성하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 ⅱ) 단계는 다이아몬드 블레이드(diamond blade)를 사용하여 45도 절단하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록은 상기 하부 블록 상의 V자 형상의 홈에 삽입된 상기 광신호 연결부재가 광비아홀 측벽에 바닥으로 위치하도록 접합시키는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  32. 제24항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록은 상기 하부 블록이 광비아홀 측벽에 바닥으로 위치하도록 접합시키는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 광도파로와 상호 연결시키는 방법.
  33. ⅰ) 광신호 연결용 블록의 실리콘 기판을 식각하여 홈을 형성하는 단계;
    ⅱ) 광도파로 소자를 삽입하고 에폭시 수지를 이용하여 접착하는 단계;
    ⅲ) 상기 광도파로 소자의 삽입 에지(edge) 부분을 절단하는 단계; 및
    ⅳ) 광 접속 방향에 따라 상기 광도파로의 끝단을 45도 절단하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 광신호 연결용 블록에 광도파로 소자를 형성하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 ⅳ) 단계의 광 접속 방향이 실리콘 기판 쪽이면 기판 쪽에서 다이아몬드 블레이드로 절단하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록에 광도파로 소자를 형성하는 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 ⅳ) 단계의 광 접속 방향이 광도파로 쪽이면 실리콘 기판을 식각하여 홈을 형성한 후에, 상기 광도파로 쪽에서 다이아몬드 블레이드로 절단하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록에 광도파로 소자를 형성하는 방법.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 자외선(UV) 경화성(curable) 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록에 광도파로 소자를 형성하는 방법.
  37. a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판;
    b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로;
    c) 상기 복수의 광비아홀에 각각 삽입되어 상기 복수의 광도파로와 각각 연결되어 광신호를 전달하는 복수의 광신호 연결용 블록; 및
    d) 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 연결해주는 연결부
    를 포함하여 구성되는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 연결부는 45도 곡면이 형성되어 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형상으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 연결부는 반사 거울이 부착되어 상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록을 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형상으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록은 섬유 블록―여기서 섬유 블록은,
    일정 간격으로 소정 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록; 및
    상기 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재
    를 포함함―인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 소정 형상의 홈은 V자 형상의 홈인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 상부 블록을 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  43. 제37항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록은 파이프 블록―여기서 파이프 블록은,
    광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드(underclad);
    상기 언더클래드 상부에서 파이프 형상으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어(core);
    상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재; 및
    상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 오버클래드(overclad)
    를 포함함―인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  44. 제37항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 광신호 입력단은 수직 동공 표면발광 레이저(VCSEL)와 60㎛ 이내로 배치하여 상기 광신호 연결부재에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  45. 제40항 또는 제43항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유이거나 광도파로인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  46. 제38항에 있어서,
    상기 45도 절단된 곡면을 폴리싱하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  47. 제38항에 있어서,
    상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분을 45도로 절단하고, 상기 광신호 연결용 블록을 90도 각도로 절단하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  48. 제37항에 있어서,
    상기 광신호 연결용 블록의 고정을 위해 위치 정렬 후 에폭시로 접착하는 단계를 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  49. a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판;
    b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; 및
    c) 상기 광도파로와 광신호로 연결되도록 광신호 연결부재가 삽입된 광신호 연결용 블록
    을 포함하되,
    상기 광신호 연결용 블록은 상호간에 L자형(elbow)으로 접착되는 2개의 광신호 연결용 블록으로 이루어지며, 상기 2개의 광신호 연결용 블록중 어느 하나는 45도 각도로 식각되어 폴리싱되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  50. a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판;
    b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; 및
    c) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록
    을 포함하되,
    상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분은 90도로 절단되고, 상기 광신호 연결용 블록은 45도 각도로 절단되며, 상기 45도 절단된 광신호 연결용 블록의 곡면은 폴리싱하여 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  51. a) 복수의 광비아홀을 갖는 베이스기판;
    b) 상기 베이스기판에 부착되어 광신호를 전달하는 복수의 광도파로; 및
    c) V자 형상의 홈이 하부 블록에만 형성된 광신호 연결용 블록
    을 포함하되,
    상기 광도파로와 상기 광신호 연결용 블록이 광신호로 연결되도록 상기 광도파로 부분은 45도로 절단되고, 상기 광신호 연결용 블록은 90도 각도로 절단되며, 상기 45도 절단된 광도파로의 곡면은 폴리싱하여 반사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록을 이용하여 층간 광신호를 연결하는 인쇄회로기판.
  52. 일정 간격으로 소정 형상의 홈이 복수개 형성되는 하부 블록; 및
    상기 소정 형상의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재
    를 포함하는 광신호 연결용 블록.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 소정 형상은 V자형인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  54. 제52항에 있어서,
    상기 하부 블록은 실리콘웨이퍼인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  55. 제52항에 있어서,
    상기 소정 형상의 홈은 레이저 이온 식각에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  56. 제52항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유(optical fiber)인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 광섬유는 플라스틱 광섬유(Plastic optical fiber: POF)인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  58. 제52항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광도파로(optical waveguide)인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  59. 제52항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 상부 블록을 추가로 포함하는 광신호 연결용 블록.
  60. 제52항에 있어서,
    상기 상부 블록은 광투과율이 95% 이상인 피락스 유리(Pyrax glass)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  61. 제52항에 있어서,
    상기 상부 블록은 고분자 중합체(polymer)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  62. 제52항에 있어서,
    상기 상부 블록은 상기 하부 블록에 형성된 홈과 동일한 형상의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  63. 제52항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 45도 또는 90도의 각도로 절단되어, 상기 광도파로와 연결 시에 "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  64. a) 광도파로용 매질로 형성되는 언더클래드(underclad);
    b) 상기 언더클래드 상부에서 소정 형상으로 일정 간격의 홈이 복수개 형성되는 코어(core);
    c) 상기 복수개의 홈에 삽입되는 복수개의 광신호 연결부재; 및
    d) 상기 광신호 연결부재 상부에 형성되는 오버클래드(overclad)
    를 포함하여 구성되는 광신호 연결용 블록.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 소정 형상은 파이프 형상인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  66. 제64항에 있어서,
    상기 코어는 고분자 중합체로 형성되며, 상기 광신호 연결부재를 지지하는가이드 역할을 하는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  67. 제64항에 있어서,
    상기 복수개의 홈은 레이저 이온 식각에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  68. 제64항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 광섬유인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 광섬유는 플라스틱 광섬유인 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  70. 제64항에 있어서,
    상기 오버클래드는 광투과율이 95% 이상인 피락스 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  71. 제64항에 있어서,
    상기 오버클래드는 고분자 중합체 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
  72. 제64항에 있어서,
    상기 광신호 연결부재는 45도 또는 90도의 각도로 절단되어, "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 광신호 연결용 블록.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040106674A (ko) * 2003-06-11 2004-12-18 삼성전자주식회사 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그광도파로층 제작 방법
KR100679253B1 (ko) * 2004-09-10 2007-02-06 한국정보통신대학교 산학협력단 광 피씨비, 광 피씨비용 송수신 모듈 및 광연결블록연결구조
KR100815343B1 (ko) * 2004-11-04 2008-03-19 삼성전기주식회사 회절형 박막 압전 마이크로 미러 및 그 제조 방법
KR20130065477A (ko) * 2011-12-09 2013-06-19 엘지이노텍 주식회사 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101875949B1 (ko) * 2011-12-09 2018-07-06 엘지이노텍 주식회사 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6694068B2 (en) * 2000-11-17 2004-02-17 Viasystems Technologies Corp. PCB embedded and surface mounted optical distribution systems
JP3833132B2 (ja) * 2002-03-25 2006-10-11 キヤノン株式会社 光導波装置の製造方法
DE10238741A1 (de) * 2002-08-19 2004-03-04 Infineon Technologies Ag Planare optische Komponente und Kopplungsvorrichtung zur Kopplung von Licht zwischen einer planaren optischen Komponente und einem optischen Bauteil
CA2424820C (en) * 2003-04-08 2010-06-22 Institut National D'optique Prismatic reflection optical waveguide device
US20050063637A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-24 Mershon Jayne L. Connecting a component with an embedded optical fiber
US7062132B2 (en) * 2003-12-23 2006-06-13 Lucent Technologies Inc. Coupler assembly for an optical backplane system
JP2005195651A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光接続基板、光伝送システム、及び製造方法
JP4931793B2 (ja) * 2004-03-05 2012-05-16 オイ コーポレイション 質量分析計の焦点面検出器アセンブリ
US7251393B2 (en) * 2004-03-30 2007-07-31 Lockheed Martin Corporation Optical router
US7442920B2 (en) * 2004-08-16 2008-10-28 O. I. Corporation Optical bench for a mass spectrometer system
TWI282633B (en) * 2005-08-29 2007-06-11 Phoenix Prec Technology Corp Optical electronics integrated semiconductor device and method for fabricating the same
TWI290820B (en) * 2005-10-13 2007-12-01 Phoenix Prec Technology Corp Circuit board structure of integrated optoelectronic component
TWI283490B (en) * 2005-10-17 2007-07-01 Phoenix Prec Technology Corp Circuit board structure of integrated optoelectronic component
TWI280081B (en) 2005-11-08 2007-04-21 Phoenix Prec Technology Corp Optical component integrated in semiconductor device
US7486847B1 (en) 2008-03-31 2009-02-03 International Business Machines Corporation Chip carrier package with optical vias
DE102009051188A1 (de) * 2009-10-29 2011-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Lichtsignalgeber und Lichtempfänger für einen optischen Sensor
EP3215877A4 (en) 2014-11-05 2018-06-27 Fastlight Techonologies Ltd. Electro-optically based network infrastructures for telecommunication systems
CN108351469B (zh) * 2015-11-19 2020-09-08 日本电信电话株式会社 硅光路
US10141623B2 (en) 2016-10-17 2018-11-27 International Business Machines Corporation Multi-layer printed circuit board having first and second coaxial vias coupled to a core of a dielectric waveguide disposed in the circuit board
US11668875B2 (en) 2020-03-31 2023-06-06 Cisco Technology, Inc. Periscope optical assembly with inserted components
US11199671B2 (en) * 2020-04-21 2021-12-14 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Glass-as-a-platform (GaaP)-based photonic assemblies comprising shaped glass plates
KR20220007444A (ko) 2020-07-10 2022-01-18 삼성전자주식회사 패키지 기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지
US11650381B1 (en) 2022-02-12 2023-05-16 Globalfoundries U.S. Inc. PIC die and package with cover for multiple level and multiple depth connections of fibers to on-chip optical components

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4225213A (en) * 1977-12-23 1980-09-30 Texas Instruments Incorporated Connector apparatus
US4465333A (en) * 1982-01-15 1984-08-14 Grumman Aerospace Corporation Electro-optical plug-in interconnection
US5218654A (en) * 1992-04-16 1993-06-08 Unisys Corporation Grin rod lens optical backplane bus
JP3705873B2 (ja) * 1996-10-17 2005-10-12 株式会社アドバンテスト 光・電気混在配線板
JP2000019357A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Toshiba Corp 光アレイモジュール及び反射鏡アレイ
KR100274662B1 (ko) * 1998-10-13 2001-01-15 김정식 다층 인쇄 회로 기판의 층간 비아 제조 방법
US6477303B1 (en) * 2000-05-15 2002-11-05 Litton Systems, Inc. MEMS optical backplane interface
US6390690B1 (en) * 2000-05-17 2002-05-21 3M Innovative Properties Company Fiber optic connector for coupling devices on intersecting planes
US6580865B1 (en) * 2000-06-05 2003-06-17 Infineon Technologies North America Corp. Optical fiber systems
KR20010113289A (ko) 2000-06-19 2001-12-28 김연환 팬클럽 커뮤니티 사이트에 있어서 메시지 전송 방법
US6528145B1 (en) * 2000-06-29 2003-03-04 International Business Machines Corporation Polymer and ceramic composite electronic substrates
JP2002022976A (ja) * 2000-07-03 2002-01-23 Aica Kogyo Co Ltd 光・電子プリント配線板およびその製造方法
US6600853B2 (en) * 2000-09-21 2003-07-29 Corona Optical Systems, Inc. Electro-optic interconnect circuit board
US6623177B1 (en) * 2001-07-09 2003-09-23 Emc Corporation Systems and methods for providing fiber optic communications between circuit boards
US20030128933A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-10 International Business Machines Corporation Light-coupling device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040106674A (ko) * 2003-06-11 2004-12-18 삼성전자주식회사 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그광도파로층 제작 방법
KR100679253B1 (ko) * 2004-09-10 2007-02-06 한국정보통신대학교 산학협력단 광 피씨비, 광 피씨비용 송수신 모듈 및 광연결블록연결구조
KR100815343B1 (ko) * 2004-11-04 2008-03-19 삼성전기주식회사 회절형 박막 압전 마이크로 미러 및 그 제조 방법
KR20130065477A (ko) * 2011-12-09 2013-06-19 엘지이노텍 주식회사 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101875949B1 (ko) * 2011-12-09 2018-07-06 엘지이노텍 주식회사 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법

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