KR20130006287A - Opto-electric circuit board including metal-slotted optical waveguid and opto-electric simultaneous communication system - Google Patents

Opto-electric circuit board including metal-slotted optical waveguid and opto-electric simultaneous communication system Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 슬롯 광도파로를 포함하는 광전 회로 기판과 광전 동시 통신 시스템에 관한 것으로서, 하부 금속박막; 상기 하부 금속박막의 상부에 형성되는 유전체; 상기 유전체의 상부에 형성되는 상부 금속박막; 및 상기 유전체 내의 동일 평면 상에서 일정 거리를 두고 광도파로를 형성하는 중간 금속박막을 포함한다.The present invention relates to an optical circuit board and a photoelectric simultaneous communication system including a metal slot optical waveguide, comprising: a lower metal thin film; A dielectric formed on the lower metal thin film; An upper metal thin film formed on the dielectric; And an intermediate metal thin film forming an optical waveguide at a predetermined distance on the same plane in the dielectric.

Description

금속 슬롯 광도파로를 포함하는 광전 회로 기판과 광전 동시 통신 시스템{Opto-electric Circuit Board Including Metal-slotted Optical Waveguid and Opto-electric Simultaneous Communication System}Opto-electric Circuit Board Including Metal-slotted Optical Waveguid and Opto-electric Simultaneous Communication System

본 발명은 광전 회로 기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다층의 금속박막과 그 중앙에 삽입된 유전체를 가지는 금속 슬롯 광도파로를 포함하는 광전 회로 기판과 광전 동시 통신 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an optoelectronic circuit board, and more particularly, to an optoelectronic circuit board and a photoelectric simultaneous communication system including a metal slot optical waveguide having a multilayer metal thin film and a dielectric inserted in the center thereof.

광통신 기술을 이용한 반도체 칩 사이 또는 보드-보드 사이의 정보 처리 기술은 구리배선이 갖는 전자기간섭(EMI), 임피던스 부정합(Mismatch) 및 신호왜곡(Skew) 등의 문제를 해결할 수 있어 각광을 받고 있다. 이에 따라, 인쇄회로기판의 배선으로 광배선 및 전기배선을 사용한 광전 배선 모듈이 제안되었다. 그러나 광전 배선 모듈에 사용되는 유전체 광도파로는 제조 단가가 높은 단점이 있다.BACKGROUND ART Information processing technology between semiconductor chips or board-to-board using optical communication technology has been spotlighted because it can solve problems such as electromagnetic interference (EMI), impedance mismatch and signal skew of copper wiring. Accordingly, a photoelectric wiring module using optical wiring and electric wiring has been proposed as wiring of a printed circuit board. However, the dielectric optical waveguide used in the photoelectric wiring module has a disadvantage of high manufacturing cost.

최근에는 유전체 물질에 금속선을 삽입한 금속선 광도파로가 유전체 광도파로를 대체할 수 있는 기술로서 각광받고 있다. 하지만, 금속선 광도파로의 도파 손실은 유전체 광도파로의 도파 손실보다 매우 높다. 또한, 매우 얇은 두께의 금속선을 요구하고 금속선 자체의 높은 저항으로 고전압의 전력선 또는 전기신호를 광신호와 동시에 보내기 어렵다.
Recently, a metal wire optical waveguide in which a metal wire is inserted into a dielectric material has been spotlighted as a technology that can replace a dielectric optical waveguide. However, the waveguide loss of the metal optical waveguide is much higher than that of the dielectric optical waveguide. In addition, it requires a very thin metal wire and the high resistance of the metal wire itself, it is difficult to send a high voltage power line or electrical signal at the same time with the optical signal.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속박막을 이용하여 광신호 및 전기신호를 동시에 전송 가능한 금속 슬롯 광도파로를 포함하는 광전 회로 기판과 광전 동시 통신 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, to provide an optical circuit board and a photoelectric simultaneous communication system comprising a metal slot optical waveguide capable of transmitting optical signals and electrical signals simultaneously using a metal thin film. There is a purpose.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 광전 회로 기판은, 하부 금속박막; 상기 하부 금속박막의 상부에 형성되는 유전체; 상기 유전체의 상부에 형성되는 상부 금속박막; 및 상기 유전체 내의 동일 평면 상에서 일정 거리를 두고 광도파로를 형성하는 중간 금속박막을 포함한다.According to a first embodiment of the present invention for achieving the above object, an optical circuit board according to the present invention, the lower metal thin film; A dielectric formed on the lower metal thin film; An upper metal thin film formed on the dielectric; And an intermediate metal thin film forming an optical waveguide at a predetermined distance on the same plane in the dielectric.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 광전 동시 통신 시스템은, 하부 금속박막과, 상기 하부 금속박막의 상부에 형성되는 유전체와, 상기 유전체의 상부에 형성되는 상부 금속박막과, 상기 유전체 내의 동일 평면 상에서 일정 거리를 두고 광도파로를 형성하는 중간 금속박막과, 상기 상부 금속박막의 상부 또는 상기 하부 금속박막의 하부에 형성되는 전기배선을 포함하고, 상기 전기배선이 비아를 통해 상기 상부 금속박막, 상기 중간 금속박막 및 상기 하부 금속박막과 서로 연결되어 통전 가능한 광전 회로 기판; 상기 전기배선을 통해 전기 통신을 수행하는 커넥터부; 및 상기 광도파로를 통해 광 통신을 수행하는 광전소자를 포함한다.
According to a second embodiment of the present invention, a photoelectric simultaneous communication system according to the present invention includes a lower metal thin film, a dielectric formed on an upper portion of the lower metal thin film, an upper metal thin film formed on an upper portion of the dielectric, and An intermediate metal thin film forming an optical waveguide at a predetermined distance on the same plane in the dielectric, and electrical wiring formed on an upper portion of the upper metal thin film or on a lower portion of the lower metal thin film, wherein the electrical wiring is connected to the upper portion through a via. An optoelectronic circuit board connected to the metal thin film, the intermediate metal thin film, and the lower metal thin film to be energized; A connector unit for performing electrical communication through the electric wiring; And an optoelectronic device for performing optical communication through the optical waveguide.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 금속박막에 삽입된 유전체를 통해 광신호를 전달하고, 금속박막을 통해 전기신호를 전달하는 금속 슬롯 광도파로를 포함하는 광전 회로 기판과 광전 동시 통신 시스템을 제공함으로써, 적은 도파 손실을 가지면서 전기신호와 광신호를 동시에 보낼 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, an optical circuit board and a photoelectric circuit communication system including a metal slot optical waveguide for transmitting an optical signal through a dielectric inserted into the metal thin film and transmitting an electrical signal through the metal thin film are provided. By doing so, there is an effect that the electrical signal and the optical signal can be sent simultaneously with little waveguide loss.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 회로 기판의 구성을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 회로 기판의 광 가이드 모드를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 회로 기판의 도파 손실을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 전기배선이 추가로 실장된 광전 회로 기판의 구성을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 회로 기판을 포함하는 광전 동시 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
1 is a cross-sectional view showing the configuration of an optical circuit board according to a first embodiment of the present invention;
2 is a view showing a light guide mode of an optical circuit board according to a first embodiment of the present invention;
3 is a graph illustrating a simulation result of waveguide loss of an optical circuit board according to a first exemplary embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view showing a configuration of an optical circuit board on which electric wiring is further mounted;
5 is a diagram showing the configuration of a photoelectric simultaneous communication system including a photonic integrated circuit board according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 회로 기판의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of an optical circuit board according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광전 회로 기판은 유전체(140) 내의 동일 평면 상에서 일정 거리(W)를 두고 광도파로를 형성하는 중간 금속박막(110), 중간 금속박막(110)의 상부에 형성되는 상부 금속박막(120), 중간 금속박막(110)의 하부에 형성되는 하부 금속박막(130) 및 상부 금속박막(120)과 하부 금속박막(130) 사이에 형성되는 유전체(140) 등을 포함한다. 여기서, 상부 금속박막(120)과 하부 금속박막(130)은 일정 거리(D)를 유지한다. 이때, 상부 금속박막(120)은 생략될 수 있다.Referring to FIG. 1, an optoelectronic circuit board according to the present invention may be disposed on an intermediate metal thin film 110 and an intermediate metal thin film 110 that form an optical waveguide at a predetermined distance W on the same plane in the dielectric 140. The upper metal thin film 120 to be formed, the lower metal thin film 130 formed below the intermediate metal thin film 110, and the dielectric 140 formed between the upper metal thin film 120 and the lower metal thin film 130. Include. Here, the upper metal thin film 120 and the lower metal thin film 130 maintain a predetermined distance (D). In this case, the upper metal thin film 120 may be omitted.

금속박막(110, 120, 130)은 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 등의 금속으로 구성되고, 이 중 어느 하나를 포함하거나 둘 이상에 의한 합금 또는 혼합 형태로 이루어질 수 있다.The metal thin films 110, 120, and 130 are made of metals such as silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), and copper (Cu), and include any one or an alloy or mixture of two or more thereof. It may be made in the form.

유전체(140)는 유연성을 가지는 광학 폴리머를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 광전 회로 기판은 유연성이 필요한 PCB 보드 간의 광전 통신에 이용될 수 있다.Dielectric 140 includes an optical polymer having flexibility. Therefore, the optoelectronic circuit board according to the present invention can be used for photoelectric communication between PCB boards requiring flexibility.

또한, 금속박막(110, 120, 130)은 0.1 ~ 100 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the metal thin film (110, 120, 130) is preferably formed to a thickness of 0.1 ~ 100 ㎛.

중간 금속박막(110)은 유전체(140) 내에서 상부 금속박막(120)의 하면 또는 하부 금속박막(130)의 상면에 형성될 수 있다. 또한, 중간 금속박막(110)은 단층 또는 다수의 층으로 이루어질 수 있다.
The intermediate metal thin film 110 may be formed on the lower surface of the upper metal thin film 120 or the upper surface of the lower metal thin film 130 in the dielectric 140. In addition, the intermediate metal thin film 110 may be formed of a single layer or a plurality of layers.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 회로 기판의 광 가이드 모드를 나타낸 도면이다. 자세하게는, 도 2의 (a)는 1310㎚ 파장에 대한 유사 TE 모드를 나타내고, 도 2의 (b)는 1310㎚ 파장에 대한 유사 TM 모드를 나타낸다. 이때, 금속박막(110, 120, 130)의 두께는 14㎛이고, 중앙에 위치한 유전체(140)의 높이 및 폭은 각각 50㎛이다.2 is a view showing a light guide mode of an optical circuit board according to a first embodiment of the present invention. In detail, (a) of FIG. 2 shows a pseudo TE mode for a 1310 nm wavelength, and FIG. 2 (b) shows a pseudo TM mode for a 1310 nm wavelength. At this time, the thickness of the metal thin film (110, 120, 130) is 14㎛, the height and width of the dielectric 140 located in the center is 50㎛ respectively.

광전 회로 기판에서 중간 금속박막(110)이 없는 경우, 광전 회로 기판은 금속-유전체-금속 구조의 광도파로이다. 따라서, 수직 방향으로 구속된 광은 유전체를 통해 면에 수직한 방향으로 진행하지만, 수평 방향으로는 구속되지 않아 광통신에 응용할 수 없다.In the absence of the intermediate metal thin film 110 in the optoelectronic circuit board, the optoelectronic circuit board is an optical waveguide of a metal-dielectric-metal structure. Therefore, the light constrained in the vertical direction proceeds in a direction perpendicular to the plane through the dielectric, but is not constrained in the horizontal direction and thus cannot be applied to optical communication.

본 발명에 따른 광전 회로 기판은 유전체(140)에 일정 거리를 두고 중간 금속박막(110)이 삽입되어, 광은 수직 방향 및 수평 방향으로 구속받아 소위 가이드 모드를 형성한다.In the optoelectronic circuit board according to the present invention, the intermediate metal thin film 110 is inserted at a predetermined distance from the dielectric 140 so that light is constrained in the vertical direction and the horizontal direction to form a so-called guide mode.

따라서, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 유사 TE 모드의 경우, 수평 방향으로 유전체(140) 가장자리에서 전기장의 위상이 변화한다. 이는 금속박막(110, 120, 130)과 유전체(140) 경계면에서 여기되는 표면 플라즈몬 효과이다.Thus, as shown in FIG. 2A, in the pseudo TE mode, the phase of the electric field changes at the edge of the dielectric 140 in the horizontal direction. This is a surface plasmon effect that is excited at the interface between the metal thin films 110, 120, 130 and the dielectric 140.

또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 유사 TM 모드의 경우, 수직 방향으로 유전체(140) 가장자리에서 전기장의 위상이 변화한다.
In addition, as shown in FIG. 2B, in the pseudo TM mode, the phase of the electric field changes at the edge of the dielectric 140 in the vertical direction.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 회로 기판의 도파 손실을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating a simulation result of waveguide loss of an optical circuit board according to a first exemplary embodiment of the present invention.

일반적으로 광전 회로 기판은 금속박막과 유전체 경계면에서 발생하는 표면 플라즈몬 효과에 의해 도파 손실이 발생한다.In general, optical waveguides generate waveguide due to surface plasmon effects occurring at the metal thin film and dielectric interfaces.

도 3을 참조하면, 유전체의 가로, 세로의 크기가 증가할수록 도파 손실이 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 유전체의 가로, 세로의 크기가 50㎛ 이상인 경우, 1db/㎝ 이하의 도파 손실을 나타낸다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the waveguide loss decreases as the width and length of the dielectric material increase. That is, when the width and length of the dielectric material are 50 µm or more, waveguide loss of 1 db / cm or less is shown.

또한, 도 3을 참조하면, 광파의 파장이 짧아질수록 도파 손실이 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 편광에 따라 두드러진 차이를 나타내지는 않지만, 유사 TM 모드가 유사 TE 모드보다 약간 높은 도파 손실을 보인다.3, it can be seen that the waveguide loss decreases as the wavelength of the light wave becomes shorter. That is, although there is no noticeable difference depending on the polarization, the pseudo TM mode shows a slightly higher waveguide loss than the pseudo TE mode.

이에 반해, 금속박막의 두께에 대한 도파 손실의 의존성은 크지 않다.
In contrast, the dependence of the waveguide loss on the thickness of the metal thin film is not large.

도 4는 전기배선이 추가로 실장된 광전 회로 기판의 구성을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the configuration of an optoelectronic circuit board on which electric wiring is further mounted.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 광전 회로 기판은 하부 금속박막(130)의 하부 또는 상부 금속박막(120)의 상부에 PCB 기판에 쓰이는 전기배선(150)이 놓일 수 있다. 이에 따라, 광신호는 광전 회로 기판의 광도파로를 통해서 전달되고, 전기신호는 추가로 구비된 전기배선(150)을 통해서 전달될 수 있다.Referring to FIG. 4, in the optoelectronic circuit board according to the present invention, an electrical wiring 150 used for the PCB substrate may be disposed on the lower metal thin film 130 or the upper metal thin film 120. Accordingly, the optical signal may be transmitted through the optical waveguide of the optoelectronic circuit board, and the electrical signal may be transmitted through the additionally provided electrical wiring 150.

또한, 전기배선(150)은 비아(Via)(160)를 통해 하부 금속박막(130), 중간 금속박막(110) 및 상부 금속박막(120)과 전기적으로 통전될 수 있다. 따라서, 전기배선(150)의 전기신호는 하부 금속박막(130), 중간 금속박막(110) 및 상부 금속박막(120)을 통해 전달될 수 있다.
In addition, the electrical wiring 150 may be electrically connected to the lower metal thin film 130, the intermediate metal thin film 110, and the upper metal thin film 120 through the vias 160. Therefore, the electrical signal of the electrical wiring 150 may be transmitted through the lower metal thin film 130, the intermediate metal thin film 110, and the upper metal thin film 120.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 회로 기판을 포함하는 광전 동시 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the configuration of a photoelectric simultaneous communication system including a photonic integrated circuit board according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 동시 통신 시스템의 광전 회로 기판은 도 1 및 도 4의 광전 회로 기판과 마찬가지로 중간 금속박막(110), 상부 금속박막(120), 하부 금속박막(130), 유전체(140) 및 금속배선(150)을 포함한다. 여기서, 광전 동시 통신 시스템의 광전 회로 기판을 구성하는 각각의 구성 요소의 기능은 도 1 및 도 4의 광전 회로 기판과 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 5, the optoelectronic circuit board of the optoelectronic simultaneous communication system according to the second embodiment of the present invention is similar to the optoelectronic circuit boards of FIGS. 1 and 4, and the intermediate metal thin film 110, the upper metal thin film 120, and the lower portion thereof. The metal thin film 130, the dielectric 140, and the metal wiring 150 are included. Here, since the functions of the respective components constituting the optoelectronic circuit board of the optoelectronic simultaneous communication system are the same as those of the optoelectronic circuit board of FIGS. 1 and 4, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 동시 통신 시스템은 광전 회로 기판의 양끝에 위치하는 송신 커넥터부(510), 수신 커넥터부(520), 광전 회로 기판과 송신 커넥터부(510) 사이에 위치하는 발광소자(530) 및 광전 회로 기판과 수신 커넥터부(520) 사이에 위치하는 수광소자(540)를 더 포함한다. 이외에도, 광전 동시 통신 시스템은 광전 회로 기판의 양끝에 발광소자(530) 및 수광소자(540)의 동작을 제어하는 IC 칩(550, 560) 및 전기회로를 더 포함할 수 있다.The photoelectric simultaneous communication system according to the second embodiment of the present invention is located between the transmission connector portion 510, the receiving connector portion 520, the photoelectric circuit board and the transmission connector portion 510 located at both ends of the optical circuit board. The light emitting device 530 may further include a light receiving device 540 positioned between the photonic integrated circuit board and the receiving connector 520. In addition, the photoelectric simultaneous communication system may further include IC chips 550 and 560 and electrical circuits for controlling the operation of the light emitting device 530 and the light receiving device 540 at both ends of the photonic integrated circuit board.

발광소자(530)는 광통신용 표면방출레이저(VCSEL), 레이저 다이오드(Laser Diode: LD) 및 LED(Light Emitting Diode) 등이 될 수 있다.The light emitting device 530 may be an optical communication surface emitting laser (VCSEL), a laser diode (LD), a light emitting diode (LED), or the like.

또한, 본 발명에 따른 광전 동시 통신 시스템은 발광소자(530)와 광도파로 간의 광결합 효율을 증대시키기 위해 광도파로의 끝부분에 미러(570)를 구비한다.In addition, the photoelectric simultaneous communication system according to the present invention includes a mirror 570 at the end of the optical waveguide to increase the optical coupling efficiency between the light emitting device 530 and the optical waveguide.

또한, 광전 동시 통신 시스템은 발광소자(530)의 하부에 수직 광신호의 편광 특성을 조절하기 위한 편광기(미도시) 및 발광소자(530)와 수광소자(540)의 하부에 수직 광신호의 집광을 위한 렌즈(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the photoelectric simultaneous communication system includes a polarizer (not shown) for adjusting the polarization characteristic of the vertical optical signal under the light emitting element 530 and a condensation of the vertical optical signal under the light emitting element 530 and the light receiving element 540. It may further include a lens (not shown) for.

이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 동시 통신 시스템의 동작에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the photoelectric simultaneous communication system according to the second embodiment of the present invention will be described.

임의의 PCB 보드에서 발생된 저속의 전기신호는 송신 커넥터부(510)를 통하여 광전 회로 기판에 인가된다.The low speed electrical signal generated from any PCB board is applied to the optoelectronic circuit board via the transmission connector portion 510.

이후, 저속의 전기신호(100)는 광전 회로 기판 상에 형성된 전기배선(150) 및 금속박막(110, 120, 130)을 통하여 수신 커넥터부(520)로 전달된다.Thereafter, the low-speed electrical signal 100 is transmitted to the receiving connector unit 520 through the electrical wiring 150 and the metal thin films 110, 120, and 130 formed on the photonic integrated circuit board.

또한, 고속의 전기신호는 발광소자(530)에 의해 광신호(200)로 변환되고, 변환된 광신호(200)는 광전 회로 기판의 광도파로를 통하여 수광소자(540)로 전달된 후, 수광소자(540)에 의해 광전변환되어 임의의 PCB 기판으로 전달된다. 따라서, IC 칩(550, 560)은 광신호(200)를 통해서 통신할 수 있다.In addition, the high-speed electrical signal is converted into the optical signal 200 by the light emitting element 530, the converted optical signal 200 is transmitted to the light receiving element 540 through the optical waveguide of the optical circuit board, and then received Photoelectrically converted by device 540 is transferred to any PCB substrate. Thus, the IC chips 550 and 560 can communicate through the optical signal 200.

본 발명에서 발광소자(530)로부터 광전 회로 기판으로 광신호(200)의 유입 및 광전 회로 기판으로부터 수광소자(540)로 광신호(200) 유입은 미러(570)를 통해서 이루어지나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광소자(530) 및 수광소자(540) 각각이 광전 회로 기판과 수직으로 만나서 전기/광 통신을 수행할 수도 있다.In the present invention, the inflow of the optical signal 200 from the light emitting element 530 to the optoelectronic circuit board and the inflow of the optical signal 200 from the optoelectronic circuit board to the light receiving element 540 are made through the mirror 570, but is not limited thereto. The light emitting device 530 and the light receiving device 540 may each meet perpendicularly to the optoelectronic circuit board to perform electrical / optical communication.

이와 같은 원리를 통해, 광전 회로 기판은 광신호 및 전기신호를 동시에 전달할 수 있는 광전 동시 통신 시스템으로 활용될 수 있다. 이와 더불어, 광전 회로 기판의 유전체가 유연성 있는 광학 폴리머로 이루어져 있으므로, 본 발명에 따른 광전 회로 기판은 유연성이 필요한 PCB 보드 간의 광전 통신에 이용될 수 있다.
Through this principle, the photonic integrated circuit board can be utilized as a photoelectric simultaneous communication system capable of simultaneously transmitting an optical signal and an electrical signal. In addition, since the dielectric of the optoelectronic circuit board is made of a flexible optical polymer, the optoelectronic circuit board according to the present invention can be used for photoelectric communication between PCB boards requiring flexibility.

본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
The embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

110: 중간 금속박막 120: 상부 금속박막
130: 하부 금속박막 140: 유전체
150: 전기배선 160: 비아
510: 송신 커넥터부 520: 수신 커넥터부
530: 발광소자 540: 수광소자
550, 560: IC 칩 570: 미러
110: intermediate metal thin film 120: upper metal thin film
130: lower metal thin film 140: dielectric
150: electrical wiring 160: via
510: transmitting connector portion 520: receiving connector portion
530: light emitting element 540: light receiving element
550, 560: IC chip 570: mirror

Claims (18)

하부 금속박막;
상기 하부 금속박막의 상부에 형성되는 유전체;
상기 유전체의 상부에 형성되는 상부 금속박막; 및
상기 유전체 내의 동일 평면 상에서 일정 거리를 두고 광도파로를 형성하는 중간 금속박막;
을 포함하는 광전 회로 기판.
Lower metal thin film;
A dielectric formed on the lower metal thin film;
An upper metal thin film formed on the dielectric; And
An intermediate metal thin film forming an optical waveguide at a predetermined distance on the same plane in the dielectric;
Optoelectronic circuit board comprising a.
제1항에 있어서,
상기 중간 금속박막, 상기 상부 금속박막 및 상기 하부 금속박막은 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method of claim 1,
The intermediate metal thin film, the upper metal thin film and the lower metal thin film include at least one of silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al) and copper (Cu).
제1항에 있어서,
상기 중간 금속박막, 상기 상부 금속박막 및 상기 하부 금속박막 각각의 두께는 0.1 ~ 100㎛인 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method of claim 1,
The intermediate metal thin film, the upper metal thin film and the lower metal thin film thickness of each of the optical circuit board, characterized in that 0.1 to 100㎛.
제1항에 있어서,
상기 중간 금속박막은 상기 상부 금속박막의 하면 또는 상기 하부 금속박막의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method of claim 1,
The intermediate metal thin film is formed on the lower surface of the upper metal thin film or the upper surface of the lower metal thin film.
제1항에 있어서,
상기 중간 금속박막은 다수의 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method of claim 1,
The intermediate metal thin film is an optical circuit board, characterized in that consisting of a plurality of layers.
제1항에 있어서,
상기 상부 금속박막의 상부 또는 상기 하부 금속박막의 하부에 형성되는 전기배선;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method of claim 1,
Electrical wiring formed above the upper metal thin film or below the lower metal thin film;
Optoelectronic circuit board further comprising.
제6항에 있어서,
상기 전기배선은 비아를 통해 상기 상부 금속박막, 상기 중간 금속박막 및 상기 하부 금속박막과 연결되어 통전 가능한 구조인 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method according to claim 6,
The electrical wiring is connected to the upper metal thin film, the intermediate metal thin film and the lower metal thin film through a via structure, characterized in that the structure capable of energizing.
제6항에 있어서,
상기 광전 회로 기판은 상기 전기배선, 상기 중간 금속박막, 상기 상부 금속박막 및 상기 하부 금속박막을 통하여 전기신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method according to claim 6,
The photonic integrated circuit board of claim 1, wherein the photonic integrated circuit board transmits an electrical signal through the electrical wiring, the intermediate metal thin film, the upper metal thin film, and the lower metal thin film.
제1항에 있어서,
상기 유전체는 유연성을 가지는 광학 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 회로 기판.
The method of claim 1,
And said dielectric comprises an optical polymer having flexibility.
하부 금속박막과, 상기 하부 금속박막의 상부에 형성되는 유전체와, 상기 유전체의 상부에 형성되는 상부 금속박막과, 상기 유전체 내의 동일 평면 상에서 일정 거리를 두고 광도파로를 형성하는 중간 금속박막과, 상기 상부 금속박막의 상부또는 상기 하부 금속박막의 하부에 형성되는 전기배선을 포함하는 광전 회로 기판;
상기 전기배선을 통해 전기 통신을 수행하는 커넥터부; 및
상기 광도파로를 통해 광 통신을 수행하는 광전소자;
를 포함하는 광전 동시 통신 시스템.
A lower metal thin film, a dielectric formed on top of the lower metal thin film, an upper metal thin film formed on top of the dielectric, an intermediate metal thin film forming an optical waveguide at a predetermined distance on the same plane in the dielectric, and An optoelectronic circuit board including electrical wiring formed on the upper metal thin film or on the lower metal thin film;
A connector unit for performing electrical communication through the electric wiring; And
An optoelectronic device for performing optical communication through the optical waveguide;
Photoelectric simultaneous communication system comprising a.
제10항에 있어서,
상기 전기배선은 비아를 통해 상기 상부 금속박막, 상기 중간 금속박막 및 상기 하부 금속박막과 연결되어 통전 가능한 구조인 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
The method of claim 10,
And the electrical wiring is connected to the upper metal thin film, the intermediate metal thin film and the lower metal thin film through vias, and has a structure capable of conducting electricity.
제10항에 있어서, 상기 커넥터부는,
외부로부터 들어오는 저속의 전기신호를 상기 전기배선을 통해 전달하는 송신 커넥터부; 및
상기 송신 커넥터부로부터 수신한 저속의 전기신호를 외부로 송출하는 수신 커넥터부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
The method of claim 10, wherein the connector portion,
A transmission connector unit for transmitting a low speed electrical signal from an external device through the electrical wiring; And
A receiving connector unit for transmitting a low speed electrical signal received from the transmitting connector unit to the outside;
Photoelectric simultaneous communication system comprising a.
제10항에 있어서, 상기 광전소자는,
고속의 전기신호를 광신호로 변환하고, 변환된 광신호를 상기 광도파로를 통해 전달하는 발광소자; 및
상기 발광소자로부터 수신한 광신호를 전기신호로 변환하는 수광소자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
The method of claim 10, wherein the optoelectronic device,
A light emitting device for converting a high speed electrical signal into an optical signal and transferring the converted optical signal through the optical waveguide; And
A light receiving element for converting an optical signal received from the light emitting element into an electrical signal;
Photoelectric simultaneous communication system comprising a.
제13항에 있어서,
상기 발광소자는 광통신용 표면방출레이저(VCSEL), 레이저 다이오드(Laser Diode: LD) 및 LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
The method of claim 13,
The light emitting device is any one of a surface emitting laser (VCSEL), a laser diode (LD) and a light emitting diode (LED) for optical communication.
제13항에 있어서,
상기 발광소자와 상기 광도파로 간의 광결합 효율을 증대시키기 위해 상기 광도파로의 끝부분에 위치하는 미러;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
The method of claim 13,
A mirror positioned at an end of the optical waveguide to increase optical coupling efficiency between the light emitting element and the optical waveguide;
The photoelectric simultaneous communication system further comprising.
제15항에 있어서,
상기 발광소자의 하부에 위치하여 수직 광신호의 편광 특성을 조절하는 편광기;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
16. The method of claim 15,
A polarizer positioned under the light emitting device to adjust polarization characteristics of a vertical optical signal;
The photoelectric simultaneous communication system further comprising.
제15항에 있어서,
상기 발광소자 및 상기 수광소자의 하부에 위치하여 수직 광신호를 집광하는 렌즈;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
16. The method of claim 15,
A lens condensing a vertical optical signal under the light emitting element and the light receiving element;
The photoelectric simultaneous communication system further comprising.
제10항에 있어서,
상기 유전체는 유연성을 가지는 광학 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 동시 통신 시스템.
The method of claim 10,
And said dielectric comprises a flexible optical polymer.
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