NO171335B - Anordning for informasjonsoverfoerende kommunikasjon mellom elektriske komponenter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for infor-mas jonsoverførende kommunikasjon mellom elektroniske komponenter på et planarsubstrat under anvendelse av en koherent, smalspektret stråling, f.eks. laserlys, som informasjonsoverførende medium, og av den type hvor substratet "består av et materiale som er gjennomsiktig for denne stråling og hvor de elektroniske komponenter er beliggende i gitte posisjoner, i det minste delvis innenfor det gjennomsiktige materialet og har optoelektroniske elementer, hvilke utgjør inngangs- og utgangselementer for komponentene, således at disse komponenter direkte kommuniserer gjennom substratets materiale ved hjelp av nevnte stråling, hvilken forplanter seg i hovedsak rettlinjet gjennom substratet, uten refleksjon fra substratets ytterflater.

Problemet med den foreliggende oppfinnelse er å forenkle den kjente teknikks optiske kommunikasjonsteknikk til en teknikk som er enklere og mere fleksibel enn den kjente teknikks og i tillegg er konkurransedyktig fra et kostnadssynspunkt.

Det er kjent å anvende lys med smalt spektrum eller koherent lys for en laser som en informasjonsbærer mellom elektriske kretser på et substrat. IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 22, No. 8B, januar 1980 beskriver eksempelvis et system hvor optiske lysledere anvendes for slikt lys mellom to kretser.

Imidlertid er det ganske overraskende, i henhold til foreliggende oppfinnelse funnet at slikt lys har et vesentlig bredere anvendelsesfelt. Man har funnet at der, i grunntrekk, ikke er noe behov for å anvende en tvungen innpakning i en lysleder, dvs. en optisk fiber, idet istedet lyset kan forplante seg fritt innenfor substratet under visse beting-elser .

Således tilveiebringer oppfinnelsen en anordning for infor-masjonsoverføring av kommunikasjon mellom komponenter eller kretser på et substrat ved å anvende direktiv, smal-spekter-stråling, eksempelvis laserlys, som et informasjonsover-førende medium.

Anordningen kjennetegnes ved at de elektroniske komponenter har form av fliser eller brikker og er beliggende i nøye tilpassede fordypninger i en plan flate av substratet, og at inngangs- og utgangselementene for hver elektronisk komponent er beliggende ved minst en av komponentens smale kantflater for å kunne motta eller utsende stråling fra nevnte respektive inngangs- og utgangselementer.

For å eliminere strøbelysning innenfor substratet og uønskede refleksjoner av stråling i de smale sidekantene av substratet, er de soner av substratet som ikke benyttes aktivt, belagt med et strålingsrefleksjonsdempende materiale som hindrer eller i stor grad demper refleksjon av stråling.

For å hindre en uønsket interferens mellom stråling innenfor substratet, er inngangs- og utgangselementene således beliggende at romlig og tidsmessig sameksisterende stråler unngås. Ettersom der involveres relativt korte forplantnings-distanser, idet substratet normalt har en dimensjon som ikke er større enn A4-format, kan inngangs og utgangselementene pakkes relativt tett uten noen risiko for nevnte parallelle sam-eksistens.

Der er idag tilgjengelig en godt utviklet mekanisk mikro-teknikk som tillater en nøyaktig definisjon av posisjon. Den elektrokjemiske og fotografiske halvlederteknikken tillater også en meget nøyaktig plassering av komponenter og kompo-nentdeler i en elektrisk krets.

I en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse plasseres slike komponenter i godt definerte fordypninger i en bredside av en substrat, og minst noen av de smale kantsider av substratet har respektive midler for å motta eller å sende stråling fra nevnte utgangs- og inngangselementer.

For å tilveiebringe en strømtilførsel til de elektriske kretser på substratet er anordningen fortrinnsvis slik at yttersiden av de to storflatene av substratet har elektriske linjeledere som elektrisk kan forbindes med komponenten.

For ytterligere å forbedre fleksibiliteten kan nevnte inngangs- og utgangselementer selektivt forbindes med linjelederne for dannelse av et programmerbart mønster av forbindelsesbaner mellom elementer innenfor en komponent.

Oppfinnelsen skal nå eksemplifiseres med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor

figur 1 i et riss ovenfra viser et substrat i henhold til oppfinnelsen forsynt med kretser,

figur 2 i et perspektivriss viser en av de elektriske kretser på/i substratet,

figur 3 viser en programmerbar oppstilling av innganger og utganger til en sidekant av kretsen i figur 2, og

figur 4 i et enderiss viser substratet i henhold til figur 1 og et dekke eller belegg for å tilveiebringe elektriske forbindelsesmuligheter for kretser på/i substratet.

Substratet 10 i figur 1 kan eksempelvis omfatte glass, plastmateriale som er støtmotstandsdyktig og har høy styrke, eksempelvis polystyren, eventuelt visse herdbare plastmateri-aler eller lignende. Den nødvendige betingelse er at materialet er gjennomsiktig overfor det faktiske smale spektrum eller koherente stråling som anvendes for informa-sjonsoverføring mellom kretser 11 på/i substratet. Typene av stråling i den aktuelle utførelsesform er stråling fra såkalte laserdioder, dvs. dioder som når de eksiteres utstråler et koherent lys med en bestemt bølgelengde eller innenfor et meget smalt spektralintervall.

Kretsene 11, som eksempelvis er av LSI-typen, ligger fordypet i substratets materiale i meget godt definerte og nøyaktig plasserte fordypninger 12 i substratet. Nevnte fordypninger er dannet ved å anvende den høyteknologiske mikromekaniske teknikk som er tilgjengelig i dag, idet de dannes enten når substratet formes eller sprøytestøpes, eller ved et senere behandlingstrinn. De brutte linjer 13 angir informasjons-overførings-strålingsveien som er tilgjengelig i substratet, mellom flere kretser 11.

Langs kantsidene 14 av de individuelle kretser 11 er der "celler" 15, som hver inneholder en laserdiode 16 og en fotofølsom transistor 17. Hver slik celle kan programmeres, eksempelvis av PLA-teknikk, til å være en strållngsutsend-ende eller strålingsmottagende celle avhengig av hvorvidt dioden 16 eller fototransistoren 17 aktiveres av program-mer ingsoperasj onen.

Delene av den frie overflaten av hver celle 15 som ikke anvendes aktivt for informasjonsoverføring belegges med et eller annet strålingsdempende eller refleksjonshindrende materiale for å hindre strø-stråling innenfor substratet. Den totale overflaten av et substrat 10 er normalt ikke større enn maksimum en A4-side, hvilket betyr at aktive elementer 16, 17 kan pakkes relativt tett uten risiko for interferens mellom strålene. For å oppnå interferens er det nødvendig med en sam-eksistens i en og den samme retning, i det tredimensjonale rom samt tid, hvilket ikke vil være tilfellet med de moderate strålingsdistanser i den foreliggende sammenheng.

I figurene er der ikke blitt vist noen kryssende strålings-baner. Imidlertid er en slik løsning i grunntrekk mulig. For å mate kretsene på/i substratet med strøm, er der fortrinnsvis anordnet elektrisk ledende lag 18, 19 som dekker fullstendig de to brede sider av substratet, eksempelvis som ledende belegg. Slike lag danner koplingsorganer til den elektriske likestrømskilden som normalt anvendes for energitilførsel til kretsene på substratet.

Langs kantsidene av substratet er der det nødvendige antall av omformere 20 eller overføringselementer for å overføre og/eller behandle utgangssignaler fra de tallrike kretser på substratet.

Claims (5)

1. Anordning for informasjonsoverførende kommunikasjon mellom elektroniske komponenter på et planarsubstrat under anvendelse av en koherent, smalspektret stråling, f.eks. laserlys, som informasjonsoverførende medium, og av den type hvor substratet (10) består av et materiale som er gjennomsiktig for denne stråling og hvor de elektroniske komponenter (11) er beliggende i gitte posisjoner, i det minste delvis innenfor det gjennomsiktige materialet og har optoelektroniske elementer, hvilke utgjør inngangs- og utgangselementer (hhv. 17 og 16) for komponentene, således at disse komponenter direkte kommuniserer gjennom substratets materiale ved hjelp av nevnte stråling (13), hvilken forplanter seg i hovedsak rettlinjet gjennom substratet, uten refleksjon fra substratets ytterflater, karakterisert ved at de elektroniske komponenter har form av fliser eller brikker og er beliggende i nøye tilpassede fordypninger i en plan flate av substratet, og at inngangs-og utgangselementene for hver elektronisk komponent er beliggende ved minst en av komponentens smale kantflater for å kunne motta eller utsende stråling fra nevnte respektive inngangs- og utgangselementer (17, 16).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de soner av substratet som ikke benyttes aktivt, er belagt med et strålingsrefleksjonsdempende materiale.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at inngangs- og utgangselementene (17, 16) er således beliggende at romlig og tidsmessig sameksisterende stråler unngås.

4. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at yttersiden av de to storflatene av substratet har elektriske linjeledere som elektrisk kan forbindes med komponenten.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte inngangs- og utgangselementer selektivt kan forbindes med linjelederne for dannelse av et programmerbart mønster (fig. 3) av forbindelsesbaner mellom elementer innenfor en komponent.