專利名稱：短程光學互連的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及形成光學互連結構的方法與材料。
背景技術：
包括光學互連器件的系統(tǒng)常常用于在高數(shù)據率下傳輸信息。例如，這種系統(tǒng)用于板對板、底板、局域網(LAN)、廣域網(WAN)和類似的應用中。當與電學互連系統(tǒng)相比時，光學系統(tǒng)具有一些優(yōu)點。光學系統(tǒng)通常對電磁干擾不那么敏感，從而導致提高的傳輸效率。
用于芯片對芯片和板對板光通信的短程(＜2m)光學互連已開發(fā)了10多年，主要由美國國防部提供資金。對這些光學互連的需求受到帶寬、安全性、可靠性和下一代(未來)計算機與電信系統(tǒng)的尺寸要求驅動。采用當今接近3GHz且在接下來的幾年中設計達到5GHz的內時鐘頻率的情況下，限制未來計算機系統(tǒng)速度的瓶頸是以與時鐘頻率相當或者更高的數(shù)據率下從源計算機處理器芯片傳輸數(shù)據并發(fā)送到其它計算機處理器、DSP和數(shù)據存儲器件的步驟。
已開發(fā)了許多技術來解決這一互連瓶頸，其中包括光學互連。典型的光學互連系統(tǒng)通常包括發(fā)光器件，例如激光發(fā)射器和光檢測器件，例如通過波導管材料連接的光電二極管。與生產光學互連系統(tǒng)有關的成本高昂，這是因為所使用的制造方法復雜。因此，本領域需要制造波導管光程(或者光鏈路)的成本有效的方法，所述波導管光程將光從發(fā)射器導引到可能包埋在標準印刷線路板(PWB)制造工藝或者包埋在撓性電路中的接收器。
仍需要多模光鏈路，它可連接在基板表面，優(yōu)選印刷線路板(PWB)表面上的任何兩點。這種光鏈路要求多模聚合物波導管的制造工藝，所述制造工藝可以成本有效地按比例放大到大面積基板，包括玻璃和各種剛性和撓性PWB板組合物，例如玻璃光纖-樹脂(FR4)和聚酰亞胺。然后多模波導管與平面外(out-of-plane)反射鏡結合，產生光鏈路。過去，已采用了數(shù)種不同的技術來制造聚合物波導管中的平面外反射鏡，所述技術包括激光燒蝕、反應性離子蝕刻(RIE)、切片工藝、成型和玻璃插入器件。所有這些已有的技術或者要求昂貴的工具來實施該方法，或者產生具有高損耗的反射鏡，結果該技術不可能應用于商業(yè)上可行的方法中。平面外反射鏡和波導管應當足夠堅固以耐受PWB制造工藝所要求的溫度、壓力和化學環(huán)境。
發(fā)明概述光鏈路包括在PWB或其它支撐基板上的聚合物波導管，所述聚合物波導管具有頂部包層、聚合物芯層和底部包層。在波導管的一端或兩端上通過平面外反射鏡和通路完成光鏈路，以促進光通過板。光鏈路包括在單或多層網絡內的單個、多個或者大量平行的通道。芯、包層或這二者聚合物層優(yōu)選包括具有粒度小于光鏈路所考慮的最短波長1/10的納米顆粒填料的硅氧烷聚合物材料。
還公開了生產光鏈路的方法，該方法包括下述步驟使用印刷工藝，形成具有頂部包層、聚合物芯層和底部包層的聚合物波導管，芯、包層或者這二者聚合物層包括具有粒度小于的光鏈路所考慮的最短波長的1/10的納米顆粒填料的聚合物材料。
附圖簡述

圖1是根據本發(fā)明的波導管和印刷電路板的示意圖；圖2是形成本發(fā)明的波導管的平面外反射鏡的步驟的示意圖；圖3是形成本發(fā)明的波導管和印刷電路板方法的方框圖；圖4是根據本發(fā)明，在多級當中具有幾個光波導管鏈路路徑(1-4)、具有平面內和平面相鄰的波導管交叉的多層結構的截面的示意圖；圖5是幾個光波導管陣列的三維示意圖，所述光波導管陣列包括交錯、高密度和三維幾何形狀的各種尺寸的多鏈路；圖6是根據本發(fā)明，使用寬針頭，在12個波導管的陣列上形成的平面外反射鏡表面的示意圖。
優(yōu)選實施方案的詳細說明參考圖1，其示出了本發(fā)明的光鏈路5。示出了具有電學層15和光學層20的印刷線路板(PWB)10。光源25和光接收器30安裝在PWB 10的頂部電學表面15上。光源和光接收器25、30在PWB 10的頂部電學層15上與高速電子器件相連。光鏈路5連接光源和光接收器25、30，從而允許數(shù)據從光源傳輸?shù)浇邮掌鳌?br> 光鏈路5包括聚合物波導管35，所述聚合物波導管35包括頂部包層40、聚合物芯層45和底部包層50。在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，聚合物芯層45的折射指數(shù)比上部和下部包層40、50大0.5-5％。波導管35通過在PWB 10內形成的通路或者層間傳導路徑55將光源連接到光接收器25、30上。從圖1可看出，光源和光接收器25、30在連接到波導管35的通路55上方固定到PWB 10的頂部電學層15上。
波導管35包括所示的在平面外的反射鏡60以將波導光學信號耦合到PWB的電學層上的電氣元件上。在優(yōu)選的方面中，反射鏡60包括相對于波導管35具有小于或等于約45°角度的全內反射(TUR)鏡。在相對端處反射鏡60與波導管35一體化形成，且與以上所述的通路55相連。波導管35的厚度優(yōu)選最多100微米，且具有優(yōu)選的正方形截面，但本發(fā)明可采用其它截面和厚度的波導管35。波導管35也可包括在波導管35的底表面70上形成的任選的保護性聚合物涂層65以保護波導管35避免外部磁性源以及因接觸導致的損壞。
參考圖4，其示出了具有多層光學層20的光鏈路5的可供替代的實施方案。在這一實施方案中，在兩個印刷線路板(PWB1，PWB2)10之間夾有帶反射鏡60和通路55的幾層光學層(OL1、OL2、OL3)20。箭頭表示光從已調制光發(fā)射器行進到安裝在任何一側上或者板元件內的光敏檢測器的可能路徑，其中包括層內和層間的交叉。
參考圖5，其示出了本發(fā)明的光鏈路5的額外實施方案。在該描述的最顯著部分，示出了在頂部層上沿著X方向排列的4個光鏈路5。在第4個光鏈路5處切割這一三維陣列的截面，以顯示下方的6個波導管35層。這一陣列的平面外反射鏡60沿著Y-方向在適當?shù)奈恢锰幗诲e，產生24個波導管35的2-D陣列，這可沿著Z方向觀察到。在左上方示出了具有交替的交錯反射鏡60和單獨通路55的一束12個波導管35。在該圖的右邊示出了在開槽通路55上的平面外反射鏡60終止的24個波導管35的高密度線性陣列。精確校準孔或管腳(pin)80允許無源校準光電元件。根據本發(fā)明，每一鏈路被基板10或相鄰層支撐，且擁有波導管35、通路55和反射鏡60。
本發(fā)明的波導管35中的聚合物芯層45包括具有高的熱分解溫度且耐腐蝕性溶劑的有機和無機聚合物。尤其優(yōu)選的聚合物包括含硅氧烷的無機組合物。甚至更優(yōu)選的聚合物是硅氧烷聚合物-納米顆?；祀s材料體系。這種聚合物足夠堅固，以耐受PWB制造工藝中所要求的溫度、壓力和化學環(huán)境并提供必不可少的低損耗。
聚合物-納米顆?；祀s物優(yōu)選包括可固化且含有官能團(例如環(huán)氧基、乙烯基醚、乙烯基酯、乙烯基、olephinic和丙烯酸酯基)的硅氧烷聚合物。本領域通常已知的包括合適催化劑和交聯(lián)劑的額外材料也可包括在本發(fā)明的芯聚合物內。
優(yōu)選地，本發(fā)明的芯聚合物可光固化。在美國專利5861467中公開了尤其優(yōu)選的可光固化的陽離子聚合物，在此通過參考將其引入?？晒夤袒年栯x子聚合物涉及包括下述物質的可固化的涂料組合物(A)硅氧烷共聚物和(B)可光解離的酸。用于本發(fā)明組合物的合適的可光解離的酸包括鎓鹽和一些硝基芐基磺酸酯。優(yōu)選用于本發(fā)明組合物的是具有下述通式的鎓鹽R2I+MXn-、R3S+MXn-、R3Se+MXn-、R4P+MXn-和R4N+MXn-，其中R是具有1-30個碳原子的相同或不同的有機基團，其中包括具有6-20個碳原子的芳族碳環(huán)基團，所述芳族碳環(huán)基團可被選自具有1-8個碳原子的烷氧基、具有1-8個碳原子的烷基、硝基、氯、溴、氰基、羧基、巰基中的1-4個單價烴基取代，和芳族雜環(huán)基團，包括吡啶基、噻吩基、吡喃基等。在上式中的符號M是金屬或準金屬，包括過渡金屬，例如Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ga、In、Ti、Zr、Sc、V、Cr、Mn、Cs，稀土金屬，例如鑭系，例如Cd、Pr、Nd等，和準金屬，例如B、P、As等。MXn-是非堿、非親核陰離子，例如BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、SbCl6-、HSO4-、ClO4-、FeCl4＝、SnCl6-、BiCl5＝和類似物。
優(yōu)選雙二芳基 鹽，例如雙(十二烷基苯基)六氟砷酸 和雙(十二烷基苯基)六氟銻酸 、二烷基苯基六氟銻酸 和全氟苯基硼酸 可在本發(fā)明的組合物中用作可光解離酸的硝基芐基磺酸酯具有下述通式 其中Z選自烷基、芳基、烷芳基、鹵素取代的烷基、鹵素取代的芳基、鹵素取代的烷芳基、硝基取代的芳基、硝基取代的烷芳基、具有硝基和鹵素取代基的芳基、具有硝基和鹵素取代基的烷芳基，和具有通式C6H4SO3CHR’C6H4-mQm(NO)2的基團，R’選自氫、甲基和硝基取代的芳基，每一Q獨立地選自烴基、烴氧基、NO2、鹵素原子、和有機基硅化合物，m的數(shù)值為0、1或2，條件是Q不是酸性基團。
除了以上列出的可光固化的陽離子聚合物以外，本發(fā)明也可使用可光固化的自由基聚合物，例如在美國專利No.2892716中公開的那些，在此通過參考將其引入。本發(fā)明的自由基聚合物包括丙烯酸、甲基丙烯酸、硫醚、乙烯基酮、乙酸乙烯酯和不飽和聚酰亞胺基聚合物。
除了以上列出的可光固化的聚合物以外，本發(fā)明也可使用可熱固化的聚合物?？蔁峁袒捏w系可采用具有氫化硅組分的鉑催化劑，或者可以包括或者不包括氫化硅官能團的過氧化物催化的體系。優(yōu)選的可熱固化的聚合物包括每一分子平均具有至少兩個反應性官能團、數(shù)均分子量為最多80,000和每一分子平均具有0-90mol％與硅鍵合的苯基的至少一種有機基聚硅氧烷。有機基聚硅氧烷可具有直鏈或者支鏈結構。有機基聚硅氧烷可以是均聚物或共聚物。反應性基團可以是典型地具有2-10個碳原子，或者2-6個碳原子的鏈烯基。在有機基聚硅氧烷內的鏈烯基可以位于末端、側鏈或者同時位于末端和側鏈上。鏈烯基的實例包括但不限于乙烯基、烯丙基、丁烯基和己烯基?；蛘撸磻曰鶊F可含有環(huán)氧基、醇基或者硅烷醇官能團。
在有機基聚硅氧烷內(除了反應性基團以外)的其余與硅鍵合的有機基團獨立地選自烴基和鹵素取代的烴基，二者均不含脂族不飽和。這些單價基團典型地具有1-20個碳原子，或者1-10個碳原子，或者1-6個碳原子。烴基的實例包括但不限于烷基，例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1，2-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基；環(huán)烷基，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和甲基環(huán)己基；芳基，例如苯基和萘基；烷芳基，例如甲苯基和二甲苯基；和芳烷基，例如芐基和苯乙基。鹵素取代的烴基的實例包括但不限于3，3，3-三氟丙基、3-氯丙基、氯苯基和二氯苯基。選擇組合物和側基的摩爾量，以便所得聚合物的折射指數(shù)產生光散射損耗最小的納米顆粒/聚合物復合材料。
混雜材料中的納米顆粒部分可由平均粒度比待制造的光學器件所考慮的最短波長的1/10小的任何可分散的納米顆粒組成。例如，對于透射800-1000nm波長來說，顆粒應當具有小于80nm的分散尺寸。優(yōu)選地，納米顆粒包括二氧化硅，其中包括熔凝硅石、熱解法二氧化硅、膠態(tài)二氧化硅、氧化鈦、硅或其它納米尺寸的材料，所有這些顆?？梢杂帽砻嫣幚韯┨幚砘蛘呶刺幚?。表面處理劑的實例包括有機和硅基材料以改進聚合物/納米顆粒體系的分散度和穩(wěn)定性。在優(yōu)選的方面中，本發(fā)明可使用粒度小于80nm的熔凝硅石。
如上所述，納米顆粒和聚合物應當相容，以避免當結合這兩種組分時光散射。優(yōu)選地，聚合物和納米顆粒應當具有彼此接近的折射指數(shù)。優(yōu)選地，聚合物的折射指數(shù)在納米顆粒的±0.03以內。例如，使用熔凝硅石納米顆粒時，在850nm下，得到1.45的折射指數(shù)。因此，聚合物的折射指數(shù)范圍優(yōu)選應當介于1.48至1.42。
聚合物/納米顆?；祀s材料還應當具有優(yōu)選的觸變性能，以允許使用以下更加詳細地描述的方法形成波導管。具體地，聚合物/納米顆粒混雜材料應當具有在1s-1的測量頻率下小于1的tgδ，或G``/G`。這便于形成相鄰的波導管，同時在聚合物層固化之前，維持波導管之間的分離。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，制造波導管結構容易按比例放大到在印刷線路板工業(yè)內常見的大面積應用中。優(yōu)選地，滿足印刷線路板應用的工業(yè)規(guī)模要求的制造技術是絲網印刷或者雕版印刷聚合物材料。絲網印刷是同時沉積和構圖聚合物材料以供電子和顯示應用的一種公知技術。然而，這一技術還沒有被開發(fā)用于波導管制造工藝。
參考圖3，其示出了列出本發(fā)明優(yōu)選方法的步驟的方框圖。在第一步中，在印刷線路板(PWB)中形成用于連接器和通路的孔。在第二步中，將連接器管腳預成型體粘結到PWB的電學側上；于是確定連接器孔的位置。第三步包括用合適的試劑清洗PWB，并施加粘合促進劑到電學和光學表面上，以輔助施加隨后的聚合物層。第四步包括施加保護層到光學表面上。第五步包括在PWB的電學表面上的開放通路內施加聚合物包層。第六步包括使用在第二步中粘結的連接器管腳作為參考位置，在PWB的電學表面上微成型和聚合窗口、通路或子透鏡陣列。第七步包括施加粘合膜或焊接掩膜到PWB上，以保護PWB的電學表面避免隨后的加工步驟。第八步包括從PWB的光學表面上除去保護膜。第九步包括施加下部包層到光學表面上?？梢孕俊⒁好嫱坎?、浸涂、幕涂或絲網印刷下部包層。在施加下部包層之后，平面化下部包層，然后固化。可在粘合劑背襯的膜上涂布下部包層，然后層壓到板上。下部包層可包括聚合物，例如有機和無機材料，其中優(yōu)選的材料包括具有以上列出的性能的無機硅氧烷基聚合物。第十步包括任選地施加粘合促進處理劑到對應于在PWB上波導管位置的下部包層上。第十一步包括沉積聚合物芯層，以獲得所需的膜高度?？赏ㄟ^旋涂、液面涂布、幕涂或優(yōu)選絲網印刷來施加聚合物芯層。另外，可通過直接接觸構圖的掩膜與隔層，來沉積聚合物芯層。第十二步包括通過相對于通路位置校準芯圖案，橫向確定波導管，然后優(yōu)選通過UV固化來固化聚合物芯層。第十三步包括使用機械輔助的溶劑，從芯層上洗掉未固化的聚合物，并且視需要采用照相平版印刷或者其它替代絲網或者雕版印刷的方式。第十四步包括將PWB曝光于UV光下，充分聚合任何殘留的芯聚合物材料。第十五步包括施加粘合促進處理劑到下部包層和波導管上。第十六步包括在波導管和下部包層上施加含填料的頂部包層?？墒褂脡|帶刮涂技術，例如液面涂布、幕涂或流延，來施加頂部包層，但優(yōu)選選擇性絲網印刷頂部包層。頂部包層可包括聚合物，例如有機和無機材料，其中優(yōu)選的材料包括具有以上所列性能的無機硅氧烷基聚合物。在第十七步中，通過施加整片(flood)、掩蔽或定向點曝光的UV光，使用UV固化，固化并聚合與平面外反射鏡位置相鄰(但不包括它)的區(qū)域。第十八步包括使用低粘合性針尖(stylus)或光纖頭，在未固化的頂部包層內成型平面外反射鏡。參考圖2，其示出了形成平面外反射鏡的步驟的示意圖。優(yōu)選使用微成型工藝結合紫外固化聚合物體系，來形成反射鏡。從圖2可看出，平面外反射鏡的制造工藝包括四個基本的步驟。在步驟A中，將少量的芯聚合物材料施加到以45°拋光過的光纖頭上。光纖頭典型地為大于或等于100微米。優(yōu)選以45度取向的具有扁平表面的光纖頭允許該角度轉移到形成本發(fā)明平面外反射鏡的聚合物上。此外，光纖頭導引UV固化光到其中將放置平面外反射鏡的基板表面上的位置處。在優(yōu)選的方面中，光纖僅僅固化在待形成的平面外反射鏡的幾微米內的聚合物，從而允許其它平面外反射鏡在步驟和反復工藝中按序形成。在第一步A中，也可通過絲網或者雕版印刷沉積聚合物，從而不需要在步驟A中裝載聚合物到光纖頭上。在步驟B中，在將要制造的平面外反射鏡的位置上布置光纖，并相對于聚合物芯層沉積聚合物。在步驟C和D中，固化聚合物，形成與聚合物芯層一體的平面外反射鏡，然后在步驟D中除去或者收回光纖。已證明這一方法產生每一反射鏡表面小于0.1dB損耗的平面外反射鏡。
在圖6所示的可供替代的實施方案中，可省去步驟A的裝載步驟，在此情況下，在頂部包層以及聚合物芯層內形成平面外反射鏡。具體地，在施加頂部包層之后，可施加光纖頭到頂部包層和芯層上，隨后按以上列出的步驟C和D進行固化。
在第十九步中，用UV光整片曝光PWB，以固化任何殘留的聚合物材料。第二十步包括金屬涂布平面外反射鏡?？墒褂檬a罩施加金屬，或者可通過濺射涂布鋁或者通過無電金屬沉積來施加金屬。在第二十一步中，將罩面層施加到PWB的光學表面上，隨后固化，以保護底下層避免環(huán)境損壞。若PWB具有多層光學互連層，則將罩面層施加到頂部包層和金屬涂布的平面外反射鏡上，隨后固化，如第二十二步詳述。另外，可在固化之前，平面化罩面層?；蛘?，可使用多層中的第一頂部包層作為下一芯層的下部包層。然后重復步驟9-20，形成下一光學互連層。
以例舉的方式描述了本發(fā)明，要理解，所使用的術語打算為說明的性質而不是限制。
鑒于上述教導，本發(fā)明的許多改性和變化是可能的。因此，要理解，可在所附權利要求書的范圍內而不是具體地描述的發(fā)明基礎上，實踐本發(fā)明。
權利要求
1.一種光鏈路，其包括能支撐光學和電子元件以及電路的基板；具有頂部包層、聚合物芯層和底部包層的聚合物波導管，其中聚合物芯層、或者頂部和底部包層、或者這二者包括具有納米顆粒填料的聚合物材料；用于將通過聚合物波導管傳輸?shù)墓鈱б焦鈱W和電子元件或者另一聚合物波導管的反射鏡；和允許光傳輸通過基板和所述各層的通路。
2.權利要求1的光鏈路，其中聚合物材料是硅氧烷聚合物。
3.權利要求1的光鏈路，其中納米顆粒填料具有結合以支持光傳輸和最小化通過散射或吸收導致的損耗的尺寸、分布和折射指數(shù)，和其中所述尺寸小于光鏈路所考慮的最短波長的1/10。
4.權利要求1的光鏈路，其中波導管的厚度為最多100微米。
5.權利要求1的光鏈路，其中聚合物芯層、或者頂部和底部包層、或者這二者在1秒-1的測量頻率下的tgδ小于1。
6.權利要求2的光鏈路，其中聚合物芯層、或者頂部和底部包層、或者這二者包括硅氧烷/納米顆粒混雜材料。
7.權利要求6的光鏈路，其中硅氧烷包括具有選自環(huán)氧基、乙烯基醚、乙烯基酯、乙烯基、olephenic和丙烯酸酯基的官能團的硅氧烷聚合物。
8.權利要求7的光鏈路，其中硅氧烷聚合物可UV固化。
9.權利要求8的光鏈路，其中硅氧烷聚合物包括可光固化的陽離子聚合物。
10.權利要求9的光鏈路，其中硅氧烷聚合物包括具有可光解離酸的硅氧烷共聚物。
11.權利要求8的光鏈路，其中硅氧烷聚合物包括可光固化的自由基聚合物。
12.權利要求11的光鏈路，其中可光固化的自由基聚合物選自丙烯酸、甲基丙烯酸、硫醚、乙烯基酮、乙酸乙烯酯和不飽和聚酰亞胺基聚合物。
13.權利要求7的光鏈路，其中硅氧烷聚合物包括可熱固化的聚合物。
14.權利要求13的光鏈路，其中硅氧烷聚合物包括每一分子平均具有至少兩個反應性官能團、數(shù)均分子量為最多80,000和每一分子平均具有0-90mol％與硅鍵合的苯基的至少一種有機基聚硅氧烷。
15.權利要求1的光鏈路，其中納米顆粒選自熔凝硅石、熱解法二氧化硅、膠態(tài)二氧化硅、氧化鈦和硅。
16.權利要求15的光鏈路，其中納米顆粒填料包括二氧化硅。
17.權利要求1的光鏈路，其中波導管包括在其相對端形成的反射鏡，和其中反射鏡與波導管一體化形成。
18.權利要求17的光鏈路，其中反射鏡包括全內反射表面。
19.權利要求1的光鏈路，其中光鏈路包括多個波導管。
20.權利要求19的光鏈路，其中光鏈路包括具有多個波導管的多層結構。
21.一種生產光鏈路的方法，該方法包括下述步驟使用印刷工藝，形成具有頂部包層、聚合物芯層和底部包層的聚合物波導管，其中聚合物芯層、或者頂部和底部包層、或者這二者包括具有納米顆粒填料的聚合物材料，所述納米顆粒填料的粒度小于光鏈路所考慮的最短波長的1/10。
22.權利要求21的方法，其中印刷工藝包括絲網印刷工藝。
23.權利要求21的方法，該方法包括下述步驟1)在印刷線路板中形成用于連接器、元件和通路的孔；2)將連接器管腳預成型體粘結到印刷線路板的電學側上；3)用合適的試劑清洗印刷線路板，并任選地施加粘合促進處理劑到印刷線路板的電學和光學表面上；4)施加保護層到光學表面上；5)施加聚合物包層到印刷線路板的電學表面上的開放通路內；6)在印刷線路板的電學表面上微成型和聚合窗口、通路或子透鏡陣列；7)施加粘合膜或焊接掩膜到印刷線路板上，以保護電學表面避免隨后加工步驟的損害；8)從印刷線路板的光學表面上除去保護膜；9)施加下部包層到光學表面上；10)任選地施加粘合促進處理劑到下部包層上；11)沉積聚合物芯層，以獲得所需的膜高度；12)通過相對于通路位置校準芯聚合物圖案，來橫向確定波導管，然后固化聚合物芯層；13)視需要使用機械輔助的溶劑，從聚合物芯層上洗掉未固化的聚合物；14)將印刷線路板曝光于UV光下，以充分聚合任何殘留的芯聚合物材料；15)任選地施加粘合促進處理劑到下部包層和波導管上；在波導管和下部包層上施加含填料的頂部包層；16)固化與反射鏡位置相鄰的區(qū)域；17)使用低粘合性針尖或光纖頭，在未固化的頂部包層內成型平面外反射鏡；18)通過用UV光整片曝光，來固化任何殘留的聚合物材料，從而固化印刷線路板；19)金屬涂布反射鏡表面；20)將罩面層施加到印刷線路板的光學表面上，隨后固化，以保護底下層避免環(huán)境損壞。
24.權利要求23的方法，其包括下述步驟利用多層中的第一頂部包層作為下一芯層的下部包層，之后重復步驟9-20。
25.權利要求23的方法，其中在沉積頂部包層之前成型平面外反射鏡的步驟包括下述步驟a)施加少量的芯聚合物材料到以45°拋光過的光纖頭上；b)在其中將要制造的平面外反射鏡的位置上布置光纖頭，并沉積聚合物；c)固化沉積的聚合物，形成與聚合物芯層一體的平面外反射鏡；d)除去光纖頭。
26.權利要求25的方法，其中省去施加少量的芯聚合物材料到光纖頭上的步驟，并將光纖頭施加到在固化的芯層上沉積的頂部聚合物包層的未固化區(qū)域上。
27.權利要求25的方法，其中使用全內反射或者反射內表面，通過傳輸UV光通過成型針尖并受限于成型針尖，使反射鏡刻面的聚合局部化。
28.權利要求26的方法，其中使用全內反射或者反射內表面，通過傳輸UV光通過成型針尖并受限于成型針尖，使反射鏡刻面的聚合局部化。
29.權利要求25的方法，其中使用反射鏡，同時使用具有單個或多個成型表面的寬針尖，刻畫具有沿著一個或多個軸校準的端部的波導管陣列。
30.權利要求26的方法，其中使用反射鏡，同時使用具有單個或多個成型表面的寬的針尖，刻畫具有沿著一個或多個軸校準的端部的波導管陣列。
全文摘要
光鏈路，包括具有頂部包層、聚合物芯層和底部包層，通過具有反射鏡和光學通路的基板支撐的聚合物波導管。聚合物芯層包括具有粒度小于光鏈路所考慮的最短波長的1/10的納米顆粒的聚合物材料。光鏈路包括在單或多層網絡內單個、多個或者大量平行的通道。
文檔編號G02B6/12GK101044422SQ200580026673
公開日2007年9月26日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權日2004年7月8日
發(fā)明者J·小德格魯特, S·格羅沃, W·K·貝斯克伊, M·J·戴爾 申請人:陶氏康寧公司, 格姆法爾公司