200409979 五、發明說明α) 【發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種光電傳輸匯流排，特別是—種可 同時傳輸光訊號與電訊號且具可撓性之光電傳輪匯流排 先前技術】 因應南速寬頻之光電傳輸需求，在硬式印刷電路板 的製作光波導及收發光元件，以形成光電整合型基板（ Electronic-Optical Circuit Board， E0CB)成為目 1 主要的解決方案。所謂的光電基板是為了解決現有以g 傳送光訊號之瓶頸所提出的一種技術手段。如F第靖甩 所示’係為將光通訊的概念引入基板，例如在光電模°組 2 1 0與光電模組2 2 0當中，將光波導2 3 0埋入印刷電路板、 200中’即為一種光電基板的應用。 在已提出的光電基板習知技術中，如美國專八生 第6 2 4 3 5 0 9號專利（專利名稱：：？/^1^(；11^5：關八1^^° BOARD LEVEL OPTP- ELECTRONIC INTERCONNECTS)中所 ;=;r=rded)於印刷電路』 動；藏於印刷電路板中 將電訊號轉換成光訊號，由波導傳送到另ϋ、： 射鏡反射至光電轉換器轉換而，再由反 的訊號。 和谀q迅汛旎，再由1C處理後續 這種埋藏於印刷電路板中 題，係因其製程難产& s Μ Μ ^先波v有些待克服的問 難度及及材料成本會因基板面積增加而 (2)200409979 五、發明說明 提高’相 尺寸基板 内元件或 式之光傳 光學特性 或衰減等 库馬合器、 DWDM)等 用電能進 放大的元 件最大的 訊號轉換 Diode ) 電基板多 而在 方式，勢 設備投資 及傳輸能 同時又可 疊連接器 統之成本 小型彳匕的 發明内 鑒於 問題’本發明 的主要目的在於提供 大幅 限制 連接 元件 訊號 光連 與高 是主 號的 與光 主動 ，因 極重 使得 方面 前僅 靠元 、分 光跳 波多 ，係 或是 ，與 須擔 二極 色。 ί ί利用光作為高速傳輸 g 270件，此舉將大幅加 有 > 二有/、主動光電轉換 ΐϊ電性連接介面相容， 问咦元件武 令 將I rfr —拉、、且間撓曲堆 光電模細忐 整合糸 、中，以因應系統 在中 ，在 限於 件本 歧、 接線 工器 指需 將光 光被 負有 體（ 而目 對其生 之應用 糸統與 導介質 對傳輪 作用， 光隔離 。相對 行光電 件，包 不同點 或強化 在該類 屬於被 現有印 必修改 及製造 力，與 以作為 之可撓 ，同時 趨勢。 容】 以上的 產良率 有其先 模組間 。所謂 於光纖 該類元 器、光 於被動 (或電 括有光 在於， 光訊號 元件中 動元件 刷電路 其路線 成本。 印刷電 大尺寸 性基板 亦應用 因此而 天上之 的光路 光被動 内的光 件包括 衰減器 元件的 光）訊 收發器 由於光 的能力 扮演有 〇 板中， 及增加 因此， 路板現 基板内 結構’ 於小型 降低， 。另一 器，目 是指， 作接續 接器、 密度分 動元件 轉換， 放大器 元件必 此雷射 要的角 大型 系統 被動 身的 濾、波 、光 ( 要利 訊號 動元 光電
Laser 前光 種 五 、發明說明（3) 光電傳輸匯流排 可以 同時傳輸光訊號與電訊號。、'且間的訊號傳輸 本龟明的另一目的在於提一種-p 匯流排，係以可撓性之高分子材 y祝性之光電傳輪 以應用於立體空間 ，斗，為光波導的材質， 接，有效利用“系同ί統間訊號傳 的赵勢。 間，付合系統縮小化 11明的又一目的在於提一 輸拉組，使其具備光波導及全 ^主動光電轉換及傳 ’以間化與現有系統之光電 > 為共構之傳輸匯流排 因此，為、聿 卸。 排，包以光以工，可撓性之光 =號分流/併合器+ 電皮¥上形成有金屬線路，設有 二」錯由金屬接專輸益以及光電接收器， 盥傳輪通道之高速電子口阳，係用以將共用同一 送^發送（write)訊號，或將^^攻流為一接收（read)訊號 、音（Wri te)訊號，合併為:二*之接收（read)訊號與發 =二ί流後的發送訊號號再共用同一電子傳輸通 节窆悲由光波導傳发:=电光傳輪器處理後，以光 3可由電匯流傳輸，；以；流處理之低速電子訊 ;:虎’由電子訊號型態轉；2輸器，係用以將該發送 错由光波導中的第一反射型悲，而光波導傳輸； 人弟二反射鏡來改變光訊號
200409979 五 '發明說明（4) 傳輸行進的方向，將光訊號傳送至 器，將光型態之訊號轉換成電浐 曰$ i接收 號併合器將接收（read)m於鱼虎型怨，取後再以訊 電：t輸通道’以傳輸至下-個光電模"。 本备明所揭露的架構具有具主帝 力，可與印刷電路板現有之電性入=I二及傳輪能 可以作為大尺寸基板内高速元件同時又 =可撓性基板結構，亦可應用於曲”連接 因應糸統小型化的趨勢。 先包杈、、且中，以 為使對本發明的目的、構造、 ίΠ;】兹配合實施例詳細說明：‘能有進 屬接i發：所揭露之架構係在可撓性之光波… ，軟式印刷電路板與具有光；動與連結，再 壓合3成具可撓曲之光路件的光波導 排!架V圖i r ’為本發明所揭^ ”構不思圖，匯流排中古 兒傳輪匯流 1 10以及供電路傳輸 ，、2傳輪的光波 ，光波導110係由可撓性八1者係相疊和在一起 110上方覆蓋有一光薄膜製成，光波導 ί 一電薄膜m。光波導110係由\匯/:排⑴下方則覆蓋 成，而電匯流排1 20係為軟性’的 ^之尚分子材質製 方式將光波導110與電； 起成為一可撓 200409979 五、發明說明（5) 性之光電傳輸匯流排，可同時傳輸光 光薄膜11 1裝設有訊號分流併合/ f與'^虎,。 m，以金屬接墊170與光薄膜ηι做電性：ι觸 般I C或模組電訊號做前置處 妾觸，用乂對一 )發送或接收的訊號分流（de_strj腳位（i/0 Plns serialize) 。 Se]： 1 a 1 i ze)或合併（ if I Ϊ光電訊號傳輸中，係將光訊號轉換成+ + 1， 亚與其他電子訊號於同一電子傳 '成包子甙唬， 括有高速訊號以及低速訊號，高 =中傳輪，其中包 轉換而來，低速訊號通常為原本之+ =通常為由光訊號 ί發明所揭露之光電匯流排傳輸上。因此，以 兩速訊號中接收訊號或發送訊號分時，必須先將 號與發送訊號係為單向訊號。 出來，因為接收訊 、、訊號分流併合器131係將高速訊 發送訊號，分流後的發送訊號由 ^刀 < 為接收訊號與 電訊號則由電匯流排丨2 〇傳送， /導1 1 〇傳送，低速之 收訊號與發送訊號合併回同一命°就併合器1 32係將接 下一個光電模組。訊號分流併二哭、f通道，再傳送至 可為特殊用途積體電路（Appllc；a\. I、机號併合器132 integrated Circuit，AS I C)。 n Specific 光薄膜1 1 1上亦裝設有一電光傳於哭Ί 墊170與光薄膜111做電性耦接，用以^…八41，以金屬接 併合器1 3 1的發送訊號轉換為光發送：刀凌自訊號分流 可以以光的型態在光波導11〇中傳輸°。=略，得發送訊號 ”电光傳輪器141
200409979 五 發明說明（6) 的同 方向上裝設有一第一反射鏡1 6 1，係位於光波 1 〇中，轉換後的光發送訊號則透過光波導i丨〇中之第— 反射鏡1 6 1將光發送訊號導入光波導1 1 〇内傳遞。 一 當光訊號在光波導11 〇另一端’光訊號則透過第二 射鏡1 6 2反射進入一光電接收器1 4 2，光電接收哭可為 光檢知器（Photo Detector)。由光電接收器了4 ”所一 從的光訊號轉換成電訊號，再透過一放大器1 52將 訊號放大並解調（de-mo dul at ion)為相容之泰j味》， 經過訊號併合器1 3 2處理轉換後，傳送至以、鱼=^ ’並 ~端電子元件或模組。 、至以連接器連接另 如此可形成一組單向之主動光電轉拖 徑。使用兩組或兩組以上之收發器與光皮、遮收發路 向傳輪目的。 、先波導則可達成雙 上述之電光轉換器141係為一發光雷 ^s0r Diode)，透過驅動器151的驅身一極^ ( 先矾號得以在光波導110中傳輸。動传以發光，使得 不同光訊號的波長而決定。而光兩 、剧态1 4 1係依據 知器（Photo detector) ’ = = "2係為一光檢 來選，，與電光轉換器141皆為積體%路曰長與系統特性 弟一反射鏡1 6 1與第-反鼾Θ ! 9 曰曰片。 率的光•合，“光路在光反皮身=二係用以提供有效 波導110在同一製程步驟中完皮=傳輪路徑，與光 積體電路晶片與光電 f菌妾墊1 7 0係用以將 的訊號分流併合器Γ4輸與匯 儿货口口口 i d 2。因此，將光 200409979 五、發明說明（7) --------- 電主被動元件焊接連接組努： 、 接兩端晶片或模組電訊號Π丄可透過金屬接墊1 7 0，連 光電訊號連結、轉換、及儳^在此光電軟板上同時進行 搭載功能性晶片，執行复仙剧其上亦可根據系統需求 目的。 /、吧功能’達到不同訊號處理的 本發明所揭露的光電传^ 能力，且輸出入以電性接t _匯流排具備主動光電傳輸 電路板架構下，達成高速:^成，可在不改變現有印刷 撓曲軟板特性，除可在同〜=整合系統。同時，具備可 亦可用於三維空間中進杆^，板内進行二維平面連結， 接。 于糸統或模组間光電堆疊連 接著說明本發明所揭霞 程。請參考『第3A圖』至g ί，笔傳輸匯流排的製作過 之可撓性光電傳輸匯流排之;作，I :為本發明所揭露 膜J，先如在『一第基3V°0i依：形成」光波導310與… 3 2 0, 30^| /；^3Ba^^ ^ 31 〇t_„ « - € , 5/r^3c hGs::光薄膜310與電匯流排3 3 0壓合以成為-电，輸匯流排，如『第3D圖』所示。 光傳訊號分流併合器131、訊號併合器132、電 導31^做電性連^及光電接收器142以金屬接墊I70與光波 太連接’以完成整體之製作過程。 受明可挽性光波導軟膜（Flexible waveguide
200409979 五、發明說明（8) film)及軟式印刷電路板（Flexible PCB)之主動光電 連結及傳輸架構及製作方法，利用本架構之功能性光電 轉換模組及内置之光波導/電共構匯流排，可直接以模組 表面接合組裝方式，應用於現有印刷電路板内元件及模 組間之高速光訊號傳輸，或各子系統印刷電路板間立體 撓曲堆疊之光電連接，解決目前光電整合型基板（E0CB )製程複雜及無法重工的問題，並可應用於大尺寸印刷 電路板上小區域光匯流排之實現，同時可利用立體堆疊 特性減少光電整合系統組裝空間。 本發明所揭露之架構，具備主動光電傳輸能力，且 輸出入以電性接點達成，可在不改變現有印刷電路板架 構下，達成高速光電整合系統。同時，因為本發明所揭 露之架構具備:可撓曲軟板特性，除了可在同一基板内進 行二維平面連結，亦可用於三維空間中進行子系統或模 組間光電堆疊連結。亦即藉由可撓曲之光波導及金屬導 線共構之傳輸匯流排匯流，可以應用於立體空間堆疊之 光電模組/子系統間訊號傳輸與連接，以節省空間。 匯流排上的可設置主動光電轉換及傳輸模組，以簡 化與現有系統之光電介面，提升擴充性。除此之外，更 可以在基板上承載與連結主、被動元件，做其他的訊號 處理。在無需大幅改變現有PCB製程及電器‘特性，可突破 光電整合型基板技術瓶頸兼顧低成本及產業升級相容性 ，提前實現光電整合系統普及化。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並
第13頁 200409979 五、發明說明（9) 非用以限定本發明，任何熟習相像技藝 發明之精神和範圍内，當可作些許之更 本發明之專利保護範圍須視本說明書所 圍所界定者為準。 者，在不脫離本 動與潤飾，因此 附之申請專利範 200409979 圖式簡單說明 第1圖係為本習知埋藏於印刷電路板中之光電訊號傳輸系 統； 第2圖係為本發明之可撓性光電傳輸匯流排之架構示意 圖；以及 第3A圖至第3D圖，係為本發明所揭露之可撓性光電傳輸 匯流排之製作方法。 【圖式符號說明】 100 光 電 傳 匯 流 排 110 光 波 導 111 光 薄 膜 120 電 匯 流 排 121 電 薄 膜 131 訊 號 分 流 併 合 器 132 訊 號 分 流 併 合 器 141 電 光 傳 輸 器 142 光 電 接 收 器 151 焉區 動 器 152 放 大 器 161 第 — 反 射 鏡 162 第 二 反 射 鏡 170 金 屬 接 墊 200 印 刷 電 路 板 210 光 電 模 組 220 光 電 模 組
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