KR20220084053A

KR20220084053A - 집적 전기 광학 가요성 회로 기판

Info

Publication number: KR20220084053A
Application number: KR1020227012697A
Authority: KR
Inventors: 포 레웅 푼 켈빈; 와 체웅 체; 로탄슨 제이슨
Original assignee: 컴퍼스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-06-21
Also published as: EP4045955A1; US11553598B2; US11076491B2; CN114730054A; US20210120680A1; WO2021072987A1; JP2022552301A; EP4045955A4; US20210315108A1

Abstract

집적 전기 광학 회로 기판은 상단측 및 바닥측을 갖는 제1 가요성 기판, 충전된 비아를 통해 상기 상단 표면에 연결된 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측 상의 적어도 하나의 제1 광학 회로, 상기 제1 가요성 기판의 상기 상단측 상의 적어도 하나의 제1 금속 트레이스, 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측을 제2 가요성 기판의 상단측에 연결하는 광학 접착층, 및 충전된 비아에 의해 상기 제2 가요성 기판, 상기 광학 접착층, 및 상기 제1 가요성 기판을 통해 상기 적어도 하나의 제1 금속 트레이스에 연결된 상기 제2 가요성 기판의 바닥측 상의 적어도 하나의 제2 금속 트레이스를 포함한다.

Description

집적 전기 광학 가요성 회로 기판

본 출원은 집적 회로 기판에 관한 것으로, 특히 전기 회로 기판과 광학 회로를 통합하는 것에 관한 것이다.

고성능 컴퓨팅(HPC)과 같은 고속 및 대용량 데이터 전송의 미래 디바이스를 지원하기 위해 광학 상호연결이 선택되는 기술이다. 구리 상호연결이 있는 기존 전기 회로는 데이터 대역폭 제한 및 신호 무결성 문제로 인해 더 이상 실행 가능하지 않다. 광학 상호연결은 고성능 디바이스에 많은 이점을 제공한다. 전자파 간섭 및 노이즈에 거의 영향을 받지 않으면서 더 낮은 감쇠/손실, 대기 시간 및 전력 손실로 대규모 데이터 전송 속도를 가능하게 한다. 한편, 전기 상호연결은 전력 분배 및 신호 처리 및 제어에 더 적합하다. 전기 상호연결은 또한 업계에서 인프라가 잘 구축된 성숙한 기술이므로 상당한 비용 이점을 제공한다.

최근 몇 년 동안 가요성 전자 장치는 인쇄 회로 기판(PCB)의 단단한 대응물에 비해 더 높은 회로 밀도, 더 얇은 프로파일, 더 가벼운 무게 및 형상 일치 기능(접을 수 있고 구부릴 수 있음)을 포함한 수많은 이점을 제공하기 때문에 디바이스 소형화를 위한 유망한 해결방안으로 부상했다. 더 높은 회로 밀도를 위해, 층들 사이의 회로가 신호 전달 물질로 충전된 비아 홀(via hole)을 통해 연결되는 다층 회로가 사용된다.

광학적 상호연결과 전기적 상호연결을 단일 패키지로 통합함으로써, 두 시스템의 장점을 모두 실현할 수 있다. 이는 슈퍼컴퓨터, 사물인터넷(IoT), 통신 네트워크, 이미지 감지, 스마트 디스플레이 등과 같은 고성능 디바이스의 복잡하고 까다로운 기술 요구 사항을 수용하는 매력적인 해결방안이다.

그러나 두 상호연결 시스템을 결합하여 컴팩트한 패키징 모듈을 달성하는 것은 재료 및 처리 관점에서 엄청난 문제를 야기한다. 광학 회로에서, 광학 신호는 피복 재료로 완전히 둘러싸여야 하는 코어 재료를 통해 전송된다. 내부 전반사의 원리에 따라 광학 신호가 전송되기 때문에, 코어 재료의 굴절률은 피복 재료의 굴절률보다 높아야 한다. 광학 신호를 전달하는 도파관 역할을 하는 코어는 일반적으로 실리콘, III-V, 유리 또는 기타 중합체 재료로 만들어진다. 전기 회로에서, 전자 신호는 일반적으로 절연 유전체 재료 사이의 구리 트레이스를 통해 전송된다. 이전에 언급한 바와 같이, 전기 인터페이스의 형성은 구리가 증착되고, 패턴화되고, 회로를 형성하기 위해 일반적으로 가요성 폴리이미드 재료인 유전체 표면의 상단에 에칭되는 방식으로 잘 확립되어 있다. 각 인터페이스에 대한 요구 사항이 크게 다르기 때문에, 재료 스택의 새로운 조합은 집적 전기 광학 가요성 회로 기판 모듈을 달성하는 열쇠이다. 이와 관련하여 유리는 다양한 고유한 특성으로 인해 광학 및 전기 상호연결 모두에 적용할 수 있는 매력적인 재료로 부상하고 있다. 광학 인터페이스에서, 유리는 상대적으로 낮은 굴절률로 인해 광범위한 코어 재료의 피복 재료로 적합하다. 전기 인터페이스에서, 유리는 구리 트레이스 및 비아 상호연결에 대한 유전 손실이 거의 없는 우수한 절연 특성을 제공한다. 유리는 또한 실리콘과 같은 주류 반도체 재료에 가까운 열팽창 계수로 우수한 열 안정성을 가지고 있다.

다양한 미국 특허에서 광전자 통합, 광학 접착제 및 순순환형 올레핀 중합체에 대해 논의한다. 여기에는 미국 특허 6,910,812(Pommer 등), 9,130,254(Izadian), 9,110,200(Nichol 등) 및 10,089,516(Popovich 등) 및 미국 특허 출원 2018/0138346(Simavoryan 등) 및 2018/0138346(Komanduri 등)이 포함된다.

본 발명의 주요 목적은 가요성 전기 회로 상에 광학 회로를 내장하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 집적 전기 광학 가요성 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기적 및 광학적 상호연결 모두와 함께 패키징된 집적 전기-광학 가요성 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적에 따르면, 집적 전기 광학 가요성 회로 기판이 달성된다. 집적 전기 광학 회로 기판은 상단측 및 바닥측을 갖는 제1 가요성 기판, 충전된 비아를 통해 상기 상단 표면에 연결된 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측 상의 적어도 하나의 제1 광학 회로, 상기 제1 가요성 기판의 상기 상단측 상의 적어도 하나의 제1 금속 트레이스, 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측을 제2 가요성 기판의 상단측에 연결하는 광학 접착층, 및 충전된 비아에 의해 상기 제2 가요성 기판, 상기 광학 접착층, 및 상기 제1 가요성 기판을 통해 상기 적어도 하나의 제1 금속 트레이스에 연결된 상기 제2 가요성 기판의 바닥측 상의 적어도 하나의 제2 금속 트레이스를 포함한다.

또한, 본 발명의 목적에 따르면, 집적 전기 광학 가요성 회로 기판이 달성된다. 집적 전기 광학 회로 기판은 상단측 및 바닥측을 갖는 제1 가요성 기판, 충전된 비아를 통해 상기 상단 표면에 연결된 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측 상의 적어도 하나의 제1 광학 회로, 상기 제1 가요성 기판의 상기 상단측 상의 적어도 하나의 제1 금속 트레이스, 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측을 제2 가요성 기판의 상단측에 연결하는 광학 접착층, 및 상기 제2 가요성 기판의 상단측 상의 적어도 하나의 제2 금속 트레이스 및 충전된 비아에 의해 상기 제2 가요성 기판을 통해 상기 적어도 하나의 제2 금속 트레이스에 연결된 상기 제2 가요성 기판의 바닥측 상의 적어도 하나의 제3 금속 트레이스를 포함한다.

이 설명의 중요한 부분을 형성하는 첨부 도면에는 다음이 표시된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 등각 투영도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 등각 투영도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 등각 투영도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제4 실시예의 등각 투영도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제5 실시예의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 완성된 패키지의 단면도이다.

본 발명은 집적 전기 광학 가요성 회로 기판(EOFCB)의 여러 버전을 개시한다. 이러한 회로 기판의 특징에는 전기 및 광학 회로, 가요성 전자 장치 및 유리 재료가 포함된다. 전기 회로는 일반적으로 신호 속도가 낮고 종종 전력 분배에 사용되며 회로 밀도가 더 낮다. 광학 회로는 일반적으로 고속 신호와 더 높은 회로 밀도를 가지고 있다. 가요성 전자 장치는 폼 팩터가 작고 프로파일이 낮다. 이들은 일반적으로 라우팅 밀도가 높으며 접을 수 있고 구부릴 수 있다. 유리 재료는 매끄럽고 투명한 표면과 낮은 유전 신호 손실을 가지고 있다.

본 발명의 개념은 가요성 전기 회로에 광학 회로를 내장하는 것이다. 우수한 절연 특성을 제공하기 위해 가요성 전기 회로에 사용되는 것과 동일한 유리 기판에서 제작된다. 광학 접착제는 도파관에 코어 피복 구조를 만드는 데 사용되며 표면 수정은 유리 표면을 구리로 직접 금속화하는 데 사용된다. 본 발명의 EOFCB는 높은 결합 효율과 낮은 광 감쇠를 제공한다. 커플링 효율은 서로 다른 인터페이스/매체 사이를 이동할 때 신호 손실을 의미하는 반면 감쇠는 인터페이스/매체 내에서 전송 중 신호 강도 저하를 나타낸다.

기판의 매끄러운 유리 표면은 박막 가공에 적합하여 투과 손실을 최소화한다. 유리의 고유한 특성으로 인해 배선 및 비아 라우팅(via routing)에서 유전 손실이 최소화된다. 기존의 인쇄 회로 기판(PCB)에 조립하여 상호연결해야 하는 별도의 광학 및 전자 모듈에 비해 고밀도 라우팅 및 다층 스택-업 및 모듈 조립 공정 단순화로 상당한 크기 감소가 있을 것이다. 이러한 다중 조립 단계를 건너뛸 수 있으므로 전체 공정이 단순화된다.

이제 보다 구체적으로 도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 제1 실시예가 설명될 것이다. 가요성 유리(10)의 베이스 필름 재료가 제공된다. 유리 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께 범위를 갖는다. 대안적으로, 유리 기판은 더 높은 굽힘성과 가요성을 위해 순환형 올레핀 중합체(COP)로 대체될 수 있다. 코어 도파관 재료는 유리 기판(10) 상에 증착된다. 도파관 재료의 굴절률은 가요성 유리 기판(10)의 굴절률보다 높아야 한다. 도파관 재료에 대한 다양한 대안은 실리콘, 이산화규소, 갈륨 비소, 갈륨 인화물 및 다양한 중합체 유형을 포함한다. 도파관 재료의 두께 범위는 약 4 내지 15㎛이다.

도파관 재료는 광학 회로(12)를 형성하도록 패턴화된다. 45°의 각도를 갖는 테이퍼진 형상이 도파관 측벽의 특정 위치에 형성된다. 45°마이크로 미러(14)는 이 테이퍼진 표면 위에 증착된다.

광학 접착 재료(16)는 패턴화된 도파관 광학 회로 및 베이스 필름(10) 위에 적층된다. 광학 접착제는 가요성 유리 재료(10)의 굴절률과 정확히 동일한 굴절률을 가져야 한다. 이 광학 접착 재료에 대한 다양한 대안은 에폭시, 폴리우레탄, 실리콘 엘라스토머, UV 경화 아크릴 및 시아노아크릴레이트를 포함한다. 광학 접착제의 두께 범위는 약 25 내지 50㎛이다.

이제, 가요성 유리 또는 순환형 올레핀 중합체(COP)일 수 있는 베이스 필름 재료의 제2 층(18)이 광학 접착제의 다른 면에 적층된다. 이 제2 베이스 필름(18)의 두께는 약 12.5 내지 100㎛ 범위이다.

관통 유리 비아(TGV)(20, 22)는 지정된 인터페이스를 통해 형성된다. 광학 비아(20)의 경우, TGV는 베이스 필름 인터페이스(10)를 통해서만 수행된다. 이 TGV의 직경은 15 내지 25㎛일 수 있다. 광학 비아(20)를 완전히 채우기 위해 도파관 재료가 선택적으로 증착된다.

가요성 유리 기판(10, 18) 모두의 외측면은 Si 올리고머 구조를 형성하도록 개질되고, 이어서 오각형 링 조정(ring coordination)에 의해 안정하게 유지되는 Pd 촉매 증착이 뒤따른다. 변형된 가요성 유리 표면에 회로 패턴이 형성되어 구리 회로를 구축할 뿐만 아니라 TGV(22)를 채우고 회로의 한 측면을 다른 측면에 연결한다. 구리 회로의 두께는 4 내지 15㎛이다. 전기 인터페이스는 유리 또는 COP 기판(10, 18)의 외측면에 형성된다. 예컨대, Ni-P 또는 구리, 은 또는 니켈-크롬과 같은 모든 유형 금속 합금의 시드층이 기판(10 및 18)의 외측면에 형성되어 원하는 대로 패턴화될 수 있다. 그런 다음 구리 트레이스가 시드층에 도금될 수 있다. 시드층(24) 및 구리 트레이스(26)는 기판(10)의 외측면에 나타나고 시드층(28) 및 구리 트레이스(30)는 기판(18)의 외측면에 나타난다. 충전된 TGV(22)는 구리 트레이스(30) 중 적어도 하나를 적어도 구리 트레이스(26) 중 하나에 연결한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 도시한다. 제1 실시예에서와 같이, 가요성 유리(10)의 베이스 필름 재료가 제공된다. 유리 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께 범위를 갖는다. 코어 도파관 재료는 유리 기판(10) 상에 증착된다. 도파관 재료의 굴절률은 가요성 유리 기판(10)의 굴절률보다 높아야 한다. 도파관 재료에 대한 다양한 대안은 실리콘, 이산화규소, 갈륨 비소, 갈륨 인화물 및 다양한 중합체 유형을 포함한다. 도파관 재료의 두께 범위는 약 4 내지 15㎛이다.

도파관 재료는 광학 회로(12)를 형성하도록 패턴화된다. 45°의 각도를 갖는 테이퍼진 형상이 도파관 측벽의 특정 위치에 형성된다. 45° 마이크로 미러(14)는 이 테이퍼진 표면의 상단에 증착된다.

이 실시예에서, 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 가요성 유리(18)의 제2 베이스 필름 재료가 제공된다. 도파관 재료(12)와 동일한 코어 도파관 재료가 제2 유리 기판(18) 상에 증착된다. 도파관 재료는 패턴화되어 제2 광학 회로(42)를 형성한다. 45°의 각도를 갖는 테이퍼진 형상이 도파관 측벽의 특정 위치에 형성된다. 제2 45° 마이크로 미러(44)는 이 테이퍼진 표면의 상단에 증착된다.

유리 기판(10, 18)은 광학 접착 재료(16)와 함께 적층된다. 광학 회로(12, 42)는 서로 대향하고 광학 접착제에 적층된다. 위와 같이 광학 접착제는 가요성 유리 재료(10 및 18)의 굴절률과 정확히 동일한 굴절률을 가져야 한다. 이 광학 접착제 재료에 대한 다양한 대안은 에폭시, 폴리우레탄, 실리콘 엘라스토머, UV 경화 아크릴 및 시아노아크릴레이트를 포함한다. 광학 접착제의 두께 범위는 약 25 내지 50㎛이다.

패키지는 관통 유리 비아(TGV)(20 및 40)에 의해 광학 회로(12 및 42)에 각각 연결하고 TGV(22)는 제1 유리 기판(12) 상의 구리 트레이스(26)를 제2 유리 기판(18) 상의 구리 트레이스(30)에 연결함으로써 제1 실시예에서와 같이 완성된다.

본 발명의 바람직한 제3 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 유리 기판(18)은 폴리이미드(PI), 개질된 폴리이미드(MPI), 액정 중합체(LCP), 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 에폭시 및 BT와 같은 라미네이트 기판, 또는 테플론 또는 개질된 테플론으로 교체된다. 이러한 제2 베이스 필름(19)의 두께 범위는 12.5 내지 100㎛이다.

유리 기판(10)의 바닥측에는 광학 회로(12)와 마이크로 미러(14)가 형성된다. 제2 베이스 필름(19)의 외측면을 개질하여 5 내지 15nm 두께 범위의 폴리아믹산(PAA)층을 형성하고, 이어서 기판층(19)의 상단측에 시드층(51)을 갖는 전기 회로(53) 및 기판층(19)의 바닥측에 시드층(28)을 갖는 금속 트레이스(30)를 형성하기 전에 Pd 촉매 증착이 뒤따른다. 비아 연결부(54)가 기판을 통해 이루어져서 기판(19)의 일측에 있는 금속 트레이스(53) 중 적어도 하나를 기판(19)의 반대측에 있는 금속 트레이스(30) 중 적어도 하나와 연결한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 제4 실시예를 도시한다. 이 실시예는 제2 베이스 기판(18)이 폴리이미드(PI), 개질된 폴리이미드(MPI), 액정 중합체(LCP), 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 에폭시 및 BT와 같은 라미네이트 기판, 또는 테플론 또는 개질된 테플론 층(19)으로 교체된다. 제4 실시예에서, 단일 기판층(19) 대신에, 전기 인터페이스의 다중 금속층 기판은 인터페이스 사이에 삽입된 접합 필름을 갖는다.

제4 바람직한 실시예에서, 광학 회로(12) 및 마이크로 미러(14)는 유리 기판(10)의 바닥측에 형성된다. 시드층(51)을 갖는 금속 트레이스(53)는 기판층(19)의 상단측에 형성되고 시드층(56)을 갖는 금속 트레이스(58)는 기판층(19)의 바닥측에 형성된다. 비아 연결부(54)는 기판(19)을 통해 이루어져서 기판(19)의 일측 상의 금속 트레이스(53) 중 적어도 하나를 기판(19)의 반대측 상의 금속 트레이스(58) 중 적어도 하나와 연결한다. 마찬가지로, 시드층(62)을 갖는 금속 트레이스(64)는 폴리이미드(PI), 개질된 폴리이미드(MPI), 액정 중합체(LCP), 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 에폭시 및 BT와 같은 라미네이트 기판, 또는 테플론 또는 개질된 테플론 층을 포함하는 제2 기판(49)의 일측 상에 형성된다. 2개의 기판(19, 49)은 그들 사이의 접합층(50)과 함께 적층된다. 접합층은 약 10 내지 50㎛ 범위의 두께를 갖는 에폭시, 시안화물 에스테르, 아크릴 접착제, 에폭시를 사용한 개질된 폴리이미드(MPI) 등과 같은 섬유로 강화된 접착 필름일 수 있으며, 약 10 내지 50㎛ 범위, 바람직하게는 약 25㎛의 두께를 갖는다.

다중 금속층 기판(19/50/49)은 전술한 바와 같이 광학 접착제(16)로 베이스 필름 기판(10)에 적층된다. 이제 상단 및 바닥 비아와 트레이스가 형성된다. 관통 유리 비아(20, 22)는 기판(10) 및 광학 접착제(16)를 통해 형성된다. 도파관 재료는 광학 비아(20)를 완전히 채우기 위해 선택적으로 증착된다. 가요성 유리 기판(10)의 외측면은 Si 올리고머 구조를 형성하도록 개질되고, 이어서 오각형 링 조정을 통해 안정적으로 유지되는 Pd 촉매 증착이 뒤따른다. 전기 인터페이스는 유리 기판(10)의 외측면에 형성된다. 예컨대, Ni-P 또는 구리, 은 또는 니켈-크롬과 같은 임의의 유형의 금속 합금의 시드층이 기판(10)의 외측면에 형성되고 원하는 대로 패턴화될 수 있다. 그런 다음 구리 트레이스가 시드층에 도금될 수 있다. 시드층(24) 및 구리 트레이스(26)는 기판의 외측면에 제시되어 있다. 충전된 TGV(22)는 구부릴 수 있는 다중 금속 기판(19) 상의 구리 트레이스(53) 중 적어도 하나에 구리 트레이스(26) 중 적어도 하나를 연결한다.

마찬가지로, 비아 개구(60, 61)는 구부릴 수 있는 다중 금속 기판의 베이스 필름(49)과 접합 필름(50)을 통해 만들어진다. 외부 베이스 필름(49)의 외측면은 개질되어 5 내지 15nm 범위의 두께를 갖는 폴리아믹산(PAA) 층을 형성하고, 이어서 베이스 필름층(49)의 외측면 상에 시드층(78)을 갖는 전기 회로(80)를 형성하기 전에 Pd 촉매 증착이 뒤따른다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제5 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 접힌 가요성 폴리이미드 기판(47)이 있다. 유리 또는 COF 기판(10)은 접힌 가요성 기판(47)의 두 단부들 사이에 놓여 있다. 마이크로 미러(14)를 갖는 도파관 회로(12)가 형성된 기판(10)의 일면 상에서 광학 접착층(14)이 기판(10)을 가요성 기판(47)에 결합시킨다. 기판(10)의 반대 표면에서, 접합 필름(50)은 기판(10)을 가요성 기판(47)의 반대쪽 암에 결합시킨다.

도 6은 집적 전기 광학 가요성 회로 기판을 도시한다. 가요성 회로 기판은 제1 실시예의 도 1과 유사하다. 그러나, 제1 내지 제5 실시예 중 임의의 것이 이제 설명되는 제조 단계에서 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 증폭기 및 드라이버 집적 회로(100)와 같은 전자 디바이스는 가요성 회로 기판의 한 외측면에 있는 구리 트레이스(26)의 상단에 장착된다. 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL) 및 광 검출기(PD) 모듈과 같은 광전자 디바이스(102)는 가요성 회로 기판의 동일한 외측면 상의 구리 트레이스(26) 상에 장착된다. 이들 디바이스(102)는 광학 비아(20)와 정렬된다. 예컨대, 디바이스(100, 102)는 플립 칩 또는 와이어 접합과 같은 표면 장착 기술(SMT)에 의해 표면 장착 디바이스(SMD)(90)가 장착될 수 있다. 광학 인터페이스(104)는 이 패키지 구성에서 설명된 모듈로부터의 나가는 신호 또는 다른 모듈로부터 들어오는 신호(106)를 위한 도파관(매체)이다.

본 발명은 집적 전기 광학 가요성 회로 기판의 다양한 실시예를 설명하였다. 본 발명의 EOFCB는 고밀도 라우팅 및 다층 스택 업을 통해 높은 결합 효율 및 낮은 광 감쇠뿐만 아니라 상당한 크기 감소를 제공한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하여 그 형태를 상세히 설명하였지만, 본 발명의 사상 또는 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형이 가능함은 당업자에 의해 용이하게 이해될 것이다.

Claims

집적 전기 광학 회로 기판에 있어서,
상단측 및 바닥측을 갖는 제1 가요성 기판;
충전된 비아를 통해 상기 상단 표면에 연결된 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측 상의 적어도 하나의 제1 광학 회로;
상기 제1 가요성 기판의 상기 상단측 상의 적어도 하나의 제1 금속 트레이스;
상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측을 제2 가요성 기판의 상단측에 연결하는 광학 접착층; 및
충전된 비아에 의해 상기 제2 가요성 기판, 상기 광학 접착층, 및 상기 제1 가요성 기판을 통해 상기 적어도 하나의 제1 금속 트레이스에 연결된 상기 제2 가요성 기판의 바닥측 상의 적어도 하나의 제2 금속 트레이스를 포함하는, 집적 전기 광학 회로 기판.
제1항에 있어서,
상기 제1 가요성 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 유리 또는 순환형 올레핀 중합체(COP)를 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 광학 회로는 약 4 내지 15㎛의 두께와 상기 제1 가요성 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 실리콘, 이산화규소, 갈륨 비소, 갈륨 인화물 또는 중합체를 포함하는 도파관인, 디바이스.
제3항에 있어서,
상기 제1 광학 회로와 상기 충전된 비아 사이에 45° 마이크로 미러(micro-mirror)를 더 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 광학 접착 재료는 약 25 내지 50㎛의 두께 및 상기 제1 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 에폭시, 폴리우레탄, 실리콘 엘라스토머, UV-경화 아크릴, 또는 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)를 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 금속 트레이스는 약 4 내지 15㎛의 두께를 갖는 구리 및 약 0.01 내지 0.5㎛의 두께를 갖는 Ni-P의 하부 시드층을 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제2 가요성 기판의 상기 상단 표면 상의 적어도 하나의 제2 광학 회로를 더 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제2 가요성 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 가요성 유리 또는 순환형 올레핀 중합체(COP)를 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 금속 트레이스 상에 장착된 적어도 하나의 전기 디바이스; 및
상기 적어도 하나의 제1 광학 회로 상에 장착된 적어도 하나의 광전자 디바이스를 더 포함하는, 디바이스.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전기 디바이스 및 상기 적어도 하나의 광전자 디바이스는 플립 칩 및 와이어 접합을 포함하는 표면 장착 기술(SMT)에 의해 장착되는, 디바이스.
집적 전기 광학 회로 기판에 있어서,
상단측 및 바닥측을 갖는 제1 가요성 기판;
충전된 비아를 통해 상기 상단 표면에 연결된 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측 상의 적어도 하나의 제1 광학 회로;
상기 제1 가요성 기판의 상기 상단측 상의 적어도 하나의 제1 금속 트레이스;
상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측을 제2 가요성 기판의 상단측에 연결하는 광학 접착층; 및
상기 제2 가요성 기판의 상단측 상의 적어도 하나의 제2 금속 트레이스 및 충전된 비아에 의해 상기 제2 가요성 기판을 통해 상기 적어도 하나의 제2 금속 트레이스에 연결된 상기 제2 가요성 기판의 바닥측 상의 적어도 하나의 제3 금속 트레이스를 포함하는, 집적 전기 광학 회로 기판.
제11항에 있어서,
상기 제1 가요성 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 유리 또는 순환형 올레핀 중합체(COP)를 포함하는, 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 광학 회로는 약 4 내지 15㎛의 두께와 상기 제1 가요성 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 실리콘, 이산화규소, 갈륨 비소, 갈륨 인화물 또는 중합체를 포함하는 도파관인, 디바이스.
제13항에 있어서,
상기 제1 광학 회로와 상기 충전된 비아 사이에 45° 마이크로 미러를 더 포함하는, 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 광학 접착 재료는 약 25 내지 50㎛의 두께 및 상기 제1 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 에폭시, 폴리우레탄, 실리콘 엘라스토머, UV-경화 아크릴, 또는 시아노아크릴레이트를 포함하는, 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 금속 트레이스는 약 4 내지 15㎛의 두께를 갖는 구리 및 약 0.01 내지 0.5㎛의 두께를 갖는 Ni-P의 하부 시드층을 포함하는, 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 제2 가요성 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 폴리이미드(PI), 개질된 폴리이미드(MPI), 액정 중합체(LCP), 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 에폭시 및 BT와 같은 라미네이트 기판, 또는 테플론 또는 개질된 테플론을 포함하는, 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 제2 가요성 기판은 다중 금속층 기판을 포함하는, 디바이스.
제18항에 있어서,
상기 다중 금속층 기판은 접합 필름을 사이에 두고 제3 및 제4 가요성 기판을 포함하고, 제4 및 제5 금속 트레이스는 상기 제3 가요성 기판 상에 그리고 이를 통해 형성되고, 제6 및 제7 금속 트레이스는 상기 제4 가요성 기판 및 상기 접합 필름 상에 그리고 이를 통해 형성되고, 상기 제3 및 제4 가요성 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 폴리이미드(PI), 개질된 폴리이미드(MPI), 액정 중합체(LCP), 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 에폭시 및 BT와 같은 라미네이트 기판, 또는 테플론, 또는 개질된 테플론을 포함하는, 디바이스.
제18항에 있어서,
상기 다중 금속층 기판은 제3 가요성 기판을 포함하고, 상기 제3 가요성 기판은 약 12.5 내지 100㎛의 두께를 갖는 폴리이미드(PI), 개질된 폴리이미드(MPI), 액정 중합체(LCP), 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 에폭시 및 BT와 같은 라미네이트 기판, 또는 테플론, 또는 개질된 테플론을 포함하고;
제4 금속 트레이스들은 상기 제3 가요성 기판의 제1 반부 상에 그리고 이를 통해 형성되고;
상기 제2 및 제3 금속 트레이스는 상기 제3 가요성 기판의 제2 반부 상에 그리고 이를 통해 형성되고;
접합 필름은 상기 제3 가요성 기판의 상기 제1 반부를 상기 제1 가요성 기판의 상단측에 결합하고;
상기 제1 금속 트레이스들과 상기 제2 금속 트레이스들 사이에 전기적 연결부들이 이루어지며; 그리고
상기 광학 접착제는 상기 제1 가요성 기판의 상기 바닥측을 상기 제3 가요성 기판의 상기 제2 반부에 결합하는, 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 금속 트레이스 상에 장착된 적어도 하나의 전기 디바이스; 및
상기 적어도 하나의 제1 광학 회로 상에 장착된 적어도 하나의 광전자 디바이스를 더 포함하는, 디바이스.
제21항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전기 디바이스 및 상기 적어도 하나의 광전자 디바이스는 플립 칩 및 와이어 접합을 포함하는 표면 장착 기술(SMT)에 의해 장착되는, 디바이스.