SE508068C2 - Mikroreplikering i metall - Google Patents

Description

508 068 2 10 15 20 25 30 resistansen kommer att bli betydligt lägre än i de fall där chipet är lodmonterat på en bärare av keramik eller kisel.

Genom att använda ett verktyg för prägling/pressning är det möjligt att framställa en mikrostruktur till låg kostnad med stor precision för upplinjering av en vàgledare eller en fiber i en metallyta.

Präglingen skulle kunna utföras på en metallbärare eller direkt på en benram av metall avsedd för plastkapsling. Ett präglingsförfarande är relativt lätt att automatisera, då material som skall präglas kan bearbetas i forn1 av korta remsor eller långa remsor pá rullar. Ett byggsätt där optiska chip löds mot metallbärare med präglade spàr för vàgledare eller fiber ger pá grund av bättre värmeavledning komponenten en väsentligt ökad livslängd med (MTF)tid. den färdiga utökad Median Tid för Fel, FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en Inikrostruktur i ett metallstycke enligt uppfinningen.

Figur 2 A och B visar underifrån och i snitt ett präglingsvertyg enligt uppfinning.

Figur 3A och B visar från sidan och ovanifràn i detalj präglingsverktygets aktiva del enligt uppfinningen.

FÖREDRAGNA UTFöRINGs roman Praktiska försök har visat att det är möjligt att prägla mikrostrukturer i koppar med upprepad god máttnoggrannhet och med ringa förslitning av ett använt präglingsverktyg.

Med präglade mikrostrukturer i metall kan optiska komponenter upplinjeras och monteras direkt på en benram av koppar eller någon legering för att sedan ingå som ett byggelement i exempelvis en plastkapsel. 10 15 20 25 508 068 Präglingstekniken innebär två uppenbara fördelar jämfört med hittills monterade lasrar anordnade på en bärare, som sedan monteras på en benram. För det första skulle kostnaden för inköp och tillverkning av bärare falla bort och för det andra skulle fördelar uppnås när det gäller att avleda den värme som alstras i lasrarnas aktiva områden. Dock tillkommer en kostnad för präglingen och det verktyg som behövs för detta. De precisionsverktyg som skall användas för prägling av mikrorepliker kan tillverkas genom slipning eller annan bearbetning direkt i verktygsmaterialet eller exempelvis på följande sätt: - På en kiselskiva spinns en fotoresist.

- En fotomask med lämpligt spårmönster passas in över kiselskivan.

- Fotoresisten exponeras i de öppningar som finns i fotomasken.

- Exponerad alternativt oexponerad resist tvättas bort.

- Skivan etsas till den önskade strukturen framträder.

- Resterna av fotoresist tvättas bort.

Med, fotomasker av ett tvàdimensionellt slag har i kislet därigenom àstadkommits ett antal lika tredimensionella strukturer. Den ovannämnda tekniken är i och för sig känd helhetsbild av åstadkomma ett men omnämns här för att skapa en bättre tillverkningsproceduren för att präglingsverktyg med önskad precision. Nedan beskrivs två alternativa vägar för den fortsatta processen. lO 15 20 508 068 Alternativ A 1. En mönstrad kiselskiva beläggs med ett skikt av något material med tillräcklig hårdhet. 2. Skivan pläteras med nickel eller annan lämplig metall. 3. Pläteringen planariseras. 4. Den pläterade och planariserade avgjutningen separeras från kislet genom att kislet etsas bort. För att öka hàrdheten på den pläterade ytan kan den sputtras eller pläteras ytterligare med någon metall. 5. Avgjutningen sågas itu för att separera de inbördes lika strukturerna. 6. En struktur sätts i en för strukturen anpassad hållare i ett präglingsverktyg. 7. Präglingsverktygets olika delar monteras ihop och verktyget är klart för prägling.

Alternativ B 1-4. Enligt alternativ A. 5. Den icke planariserade sidan beläggs med skikt som senare möjliggör separering. 6. Skivan pläteras med nickel eller annan metall. 7. Pläteringen planariseras. 10 15 20 25 5 sos oss 8. De båda från varandra. planariserade avgjutningarna separeras 9. Den gjorda avgjutningen sågas itu för att separera de inbördes lika strukturerna. 10. Avgjutningen sätts i en hållare för gnistbearbetning i en EDM (Electro Discharge Machine). ll. Gnistbearbetning sker direkt i det material som genom prägling skall åstadkomma mikrostrukturer i metallen/benramen. 12. Präglingverktygets olika delar monteras ihop och verktyget är klart för prägling.

I figur l visas ett exempel på en präglad mikrostruktur i ett metallstycke l innefattande en nedsänkt yta 2 med ett v-spår 3 för upplinjering av en optofiber eller vàgledare.

Metallytan kan för att underlätta monteringen av ett chip förses med en monteringsyta 4 för ett även chip med passmärken i form av spår 5. Den präglade metallytan kan ge en upplinjering med mycket stor noggrannhet av ett chip mot en vágledare eller fiber.

Präglingverktyget 6 kan som i figur 2A och B vara utformat som en stanskropp, skyddande tillhàllare 8. form för att kunna prägla spår såsom v-spår i en metallyta. kring vilkens aktiva del 7 är anordnad en Den aktiva delen uppvisar lämplig Den skyddande hàllaren kan vara avfjädrad med exempelvis en adiprene bricka 9 för att kunna frilägga den aktiva delen vid själva präglingen.

I figur 3A och B visas hur den aktiva delen 7, kan vara utformad med en präglande yta, vilken i detta fall utgöres '508 068 6 av en plan yta 10 och en àsform ll för bildandet av en plan eventuellt nedsänkt yta och ett v-spår vid prägling i en metallyta. För att v-spåret skall kunna passa en optofiber kan exempelvis bredden. på den aktiva delen vara 1,20 mm, bredden pà åsen vara 0,16 mm, åsens längd vara 3,20 mm och vinkeln d vara 45°.

Med denna mikroreplikering i metall kan i en tillverkningsprocess automatiskt bärare i. fonn av benramar exempelvis i bandform förses med v-spår och förbindas med chip sásom lasrar eller fotodioder. Sedan kan vàgledare eller fibrer upplinjeras automatiskt med hjälp av de präglade spåren och fås en riktig inriktning av vàgledaren eller fibern mot lasern eller fotodioden pà bäraren. Den automatiska tillverkningsprocessen kan med präglingstekniken enligt uppfinningen ge hög tillförlitlighet med stor precision till låg kostnad.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till den ovan beskrivna och i figurerna visade utföringsformen, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (4)

10 15 20 25 30 7 508 oss PATENTKRAV

1. Förfarande för mikroreplikering i en metallyta för att anordna en struktur i metallytan såsom ett v-spår för exempelvis upplinjering av minst en vågledare eller optofiber i spåret i metallytan, där med ett präglingsverktyg präglas minst ett spår såsom ett v-spår i metallytan, där spåret är anordnat att till sin form passa en däri ilagd vågledare eller optofiber för upplinjering av vågledaren/optofibern mot exempelvis en laser eller fotodiod anordnad på metallytan, kännetecknat av att en aktiv del på präglingsvertyget för prägling av spåret på metallytan framställes genom att en med en struktur etsad kiselskiva, som uppvisar en form med minst ett spår såsom ett v-spår, pläteras med nickel för bildning av en metallform, som avskild och planad anordnad på präglingsverktyget sedan kan användas för prägling av spår såsom v-spår i metallytan för vågledare eller optofiber.

2. Medel för att utföra mikroreplikering i en metallyta för att anordna en struktur i nætallytan såsom ett v-spår för exempelvis upplinjering av minst en vågledare eller optofiber i spåret i metallytan, där medlet är utformat som ett präglingsverktyg, vars aktiva del uppvisar en form, som vid prägling av metallytan bildar minst ett spår såsom ett v-spår i nætallytan, där spåret är anordnat att till sin form passa en däri anordnad vågledare eller optofiber för upplinjering av vågledaren/optofibern mot exempelvis en laser eller en fotodiod anordnad på metallytan, kännetecknat av att den aktiva delen (7) består av en från en næd en uppvisande minst ett spår såsom avskild, planad och bildad (1) bildar minst ett struktur etsad kiselskiva ett v-spår, pläterad med nickel, form, som vid prägling av metallytan spår såsom ett v-spår (3) i nætallytan för en däri ilagd vågledare eller optofiber. 508 Û68 8

3. Medel enligt patentkrav 2, kännetecknat av att den därvid med nickelplätering bildade ytan pà den aktiva delen (7) är sputtrad eller ytterligare pläterad med någon metall för att öka hàrdheten på den aktiva delen.

4. Medel enligt patentkrav 2, kännetecknat av att kring den aktiva delen (7) är anordnad en skyddande och avfjädrad tillhållare (8) för att kunna frilägga den aktiva delen vid själva präglingen.