フレキシブル光インターコネクト

专利摘要:
フレキシブル光インターコネクト、及びそのインターコネクトを形成する方法を提供する。その光インターコネクトは、可撓性誘電体材料から形成される導波路ベースを含む。可撓性材料内に３面チャネルが形成される。チャネルの各側面は反射性金属コーティングで覆われる。可撓性材料からカバー部品が形成され、その下側が反射性金属コーティングで覆われる。カバー部品は導波路ベースに結合され、少なくとも１つの中空金属化導波路を有するフレキシブル光バスが形成される。中空金属化導波路は光信号を搬送するように構成される。カバー部品及び導波路ベース内に横断スロットが形成され、中空金属化導波路を二分する開口部を形成して光信号を検出し且つ／又はその向きを変更できるようにする。
公开号:JP2011515715A
申请号:JP2011501770
申请日:2008-03-28
公开日:2011-05-19
发明作者:タン・マイケル；マータイ・サギー；ローゼンバーグ・ポール
申请人:ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．；
IPC主号:G02B6-42

专利说明:

[0001] 本発明は、フレキシブル光インターコネクトに関する。]
背景技術

[0002] 回路基板上のコンピュータチップ速度のさらなる高速化に伴い、チップ間通信における通信ボトルネックが、より大きな問題になりつつある。
１つの有望な解決策は、光ファイバを用いて、高速コンピュータチップを相互接続することである。
しかしながら、大部分のプリント回路基板（ＰＣＢ）は多数の層を含み、多くの場合に、およそ数ミクロンの製造公差を必要とするが、これは従来の光ファイバ用途よりも大幅に厳しいものである。
その結果、光ファイバを物理的に配置し、それらのファイバをコンピュータチップに接続することは、あまりにも精度が低く、且つ過度に時間がかかるため、回路基板製造工程において広く採用することはできない。
それゆえ、広帯域データ転送が必要とされているにもかかわらず、市場向きのチップ間光インターコネクトは、定義しにくいことがわかっている。]
[0003] 本発明の特徴及び利点は、以下に記述され、添付の図面との関連で取り上げられるときに、一例として本発明の特徴を例示する、詳細な説明から明らかになる。
これらの図面が本発明の例示的な実施の形態を示すにすぎず、その範囲を制限するものと解釈されるべきではないこと、及び本明細書において包括的に記述され、図示されるような本発明の構成要素は、多種多様の異なる構成において配置及び設計することができることは容易に理解されよう。
それにもかかわらず、添付の図面を用いることによって、本発明をさらに具体的に且つ詳細に記述及び説明する。]
図面の簡単な説明

[0004] 本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトの製造工程の１つのステップの概略的な斜視図である。
本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトの製造工程のさらに別のステップの概略的な斜視図である。
本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトの製造工程のさらに別のステップの概略的な斜視図である。
本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトの製造工程のさらに別のステップの概略的な斜視図である。
本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトの製造工程のさらに別のステップの概略的な斜視図である。
本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光バスを製造するための方法を示す流れ図である。
本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトを製造するための方法を示す流れ図である。]
実施例

[0005] 本発明の以下の詳細な説明は添付の図面を参照し、その図面は本明細書の一部を構成しており、その図面には、例示として、本発明が実施される場合がある例示的な実施形態が示される。
これらの例示的な実施形態は、当業者が本発明を実施できるようにするために十分に詳しく記述されるが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態が実現される場合があること、及び本発明に対して種々の変更を行なうことができることは理解されたい。
したがって、例示的な実施形態の以下のさらに詳細な説明は、特許請求されるような本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、例示するためだけに、すなわち、本発明の特徴及び特性を説明するために、且つ当業者が本発明を十分に実施できるようにするために提示される。
したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定められるべきである。]
[0006] 図１〜図７には、フレキシブル光インターコネクトのための本発明の種々の例示的な実施形態が示されており、そのフレキシブル光インターコネクトは、そのコアにおいて、可撓性誘電体材料から成るストリップ内に埋め込まれる複数の平行な中空金属導波路（ＷＧ）を有し、それにより、その１組の光導波路を介して、コンピュータ構成要素間でデータを転送することができ、且ついくつかの周辺装置を接続することができるフレキシブル光バスが形成される。
そのフレキシブル光バスは、数センチメートルから５０センチメートル以上までの距離において光信号を搬送するように構成することができる。
そのバスは、デュポン社のＫａｐｔｏｎ（登録商標）のような可撓性ポリイミド材料から構成することができ、工業用プリント回路基板製造における標準的な製造技法を用いて作製することができる。
その光バスを、ビームスプリッタアレイ、レンズアレイ、及び光電子デバイスのようなさらに別の光学構成要素と一体に構成して、複数の回路基板間又は他の電子デバイス間に光通信リンクを確立することができるフレキシブル光インターコネクトを形成することができる。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７
[0007] 一実施形態において、フレキシブル光インターコネクトは、ポリイミド導波路ベースの中に一連の平行な３面チャネルを形成することによって構成することができる。
そのチャネルに反射性コーティングをめっきして、極めて平滑で且つ反射性の表面を作り出すことができる。
その下側に反射性コーティングを有するカバー部品を構成することもできる。
導波路ベース及びカバー部品を張り合わせて、その中に形成され且つ光信号を搬送するように構成される複数の中空金属導波路を有するフレキシブル光バスを作り出すことができる。
導波路ベース及びカバー部品を互いに結合する前に、その両方の構成要素の中に、中空金属導波路を二分する横方向スロットを予め形成することができる。
接合されるときに、ベース及びカバーの横方向スロットが位置合わせして横断スロットを形成することができる。
位置決め穴のような別の機構を、導波路ベース及びカバー部品の両方の中に形成することもできる。]
[0008] ポリイミド又は他のポリマー或いは金属材料から形成されるが、導波路ベース又はカバー部品よりも厚みがある補強板をフレキシブル光バスに追加して、構造的な支持及び保護を与えるとともに、別の光学構成要素のための取付場所を提供することができる。
補強板は、光バス内の横断スロットと位置合わせされる一連の予め形成される横断「貫通」開口を有することができ、それにより、取り付けた後に、横断スロット及び横断開口が整列して、中空金属導波路の平面に対して垂直な通路を形成し、その通路を用いて、タップされる光信号を得ることができる。]
[0009] これらの構造的な構成要素間の正確な位置合わせを達成するために、補強板とフレキシブル回路導波路、すなわち光バスとを嵌め合わせる部分に、穴又はポストのような位置合わせ機構を形成することができる。
これらの位置合わせ機構、及び横断開口の側面に形成される凹部又はポケットのような他の精密位置合わせ機構を用いて、後の組立段階において取り付けることができる別の光学及び電気構成要素を正確に配置するのを容易にすることができる。]
[0010] フレキシブル光バス内に形成される横断スロットの中に、光導波路を通って進行する光ビームの光路を横切るまでビームスプリッタのアレイを挿入することによって、光信号のタッピングを果たすことができる。
ビームスプリッタは、光信号の一部を中空金属導波路の平面から所定の角度で反射し、一方、光信号の残りの部分が、次のタップ位置まで光バスを下流に進み続けることができるようにする。
ビームスプリッタの光学特性を調整することによって、透過される信号に対する反射される光信号の部分、すなわち反射率／透過率比を予め決定することができる。
さらに、フレキシブル光バスが２つ以上の場所においてタップされる場合には、各ビームスプリッタアレイの光学特性を制御して、タップされる部分が、光インターコネクトに沿ったタップ位置間で異なるようにすることができる。]
[0011] 最初に、タップベースストリップ内に形成されるか、又はタップベースストリップに取り付けられるタップフレームの中に各ビームスプリッタアレイを取り付けることによって、ビームスプリッタアレイを横断スロット内に挿入することができる。
タップベースストリップ、タップフレーム及びビームスプリッタアレイを組み合わせて、タップアセンブリを形成することができ、タップアセンブリは、補強板とは反対側のフレキシブル光バスの面に取り付けることができる。
タップベースストリップは、光バスの外面と同一平面を成すように押し込まれることができ、各タップフレーム及びビームスプリッタアレイは、ビームスプリッタアレイが光ビームを横切るまで、横断スロットの中に滑り込むように構成される。]
[0012] ビームスプリッタアレイが設置された後に、タップアセンブリがボトム又はベース層として配置され、その後、上に向かって順に光バス及び補強板が配置されるように、部分的に組み立てられた光インターコネクトを置くことができる。
この配置において、複数の中空金属導波路を通過する光信号は、ビームスプリッタアレイと接触し、補強板内の横断開口を通って上方に反射される。]
[0013] 補強板内の横断開口内に形成される、特別に構成された凹部又はポケット内にレンズアレイを配置することができる。
レンズアレイは、個々の光ビームを合焦することを通して、又は光ビーム内の光の別々の波長をコリメートすることを通して、又はその両方を通して、各横断開口を上方に通過する光信号の反射された部分を調整するための役割を果たすことができる。
レンズアレイは、正確な深さにおいてポケット内に収まるように、且つ反射された光信号が上方に通過する際にその信号を横切るのに適した場所に受動的に位置合わせされるように構成することができる。
レンズアレイは、補強板の上面から突出することなく、補強板内のポケット内に収まるような大きさ及び形状を成すことができる。]
[0014] 本発明のフレキシブル光インターコネクトは、ビームスプリッタ及びレンズアレイの上方で補強板の上面に取り付けられる光電子（ＯＥ）アセンブリを含むことができ、結果として、ビームスプリッタによって反射された光信号の部分がＯＥアセンブリ内に結合されるようになる。
これらのアセンブリは、フレキシブル光バスからの光信号のタップされる部分を検出及び捕捉するように構成される光検出器アレイ、並びに光信号をフレキシブル光バスに伝送するように構成される発光体アレイの両方を含むことができる。
さらに、ＯＥアセンブリは、フレキシブル回路基板材料から形成することができ、集積電子回路と、可撓線末端部（flex tail）に形成されるＩＯコンタクトとを含むことができる。]
[0015] ＯＥアセンブリは、補強板の上面内に形成される位置決め穴又はスロットを用いて取り付けられ、受動的に位置合わせすることができ、視覚システム及び他の方法を用いて能動的に位置合わせすることもできる。]
[0016] ここで、そしてさらに詳細な説明を通して列挙されるように、本発明のフレキシブル光インターコネクトは、従来の関連技術よりも優れた、いくつかの重要な性能上の利点を与える。
たとえば、フレキシブル光インターコネクトは、現在のコンピュータにおいて現時点で用いられているフレキシブル単線インターコネクトよりもはるかに広い帯域幅を提供する。
光通信媒体に進む際に、設計者は、最新の高速デバイスにおけるチップ間通信において発生しつつある通信ボトルネックを緩和することができる。]
[0017] フレキシブル基板内に収容される中空金属光導波路に関する本発明の出願は、中実ポリマーコアを用いる光導波路よりも大幅な改善を提供する。
中実コア導波路は、可撓性にすることはできるが、光信号の電力を急激に低下させる場合がある。
本発明の５ｃｍ〜５０ｃｍの距離は、中実コア導波路によって許される距離よりもはるかに長く、それにより、コンピュータエンジニアが、チップ及び回路基板の配置に対して過度の制約を受けることなく、光学回路を構成できるようになる。
また、ポリマー又はガラス中実コア導波路をタップする場合よりも、中空導波路から光信号の一部をタップする方が容易であり、透過される光信号内の寄生損失が少ない。]
[0018] 本発明のフレキシブル光インターコネクトは、構成要素の配置及び組立に関してさらに改善を提供する。
本発明のフレキシブル光インターコネクトは、光インターコネクトが接続する回路基板が極めて厳密な許容範囲まで互いに位置合わせされることを必要する既存の基板実装型光インターコネクトの要件を克服することができる。
対照的に、本発明は、硬質のプリント路回路基板（ＰＣＢ）を基にする電子構成要素間のフレキシブル接続を提供し、２つのデバイス間の位置合わせ不良を補償することができる。]
[0019] さらに、フレキシブルＯＥアセンブリ内に形成される電子デバイス及び回路を含む、本発明の全ての主要な構成要素は同じ可撓性ポリイミド材料から作製することができ、同じ熱膨張係数（ＣＴＥ）を共有することができる。
結果として、熱サイクル中に、構成要素間、又は構成要素と、取り付けられる電子デバイスとの間の相対的な動きが大幅に低減される。
電子デバイス及び光インターコネクトの両方が互いに膨張及び収縮するときに、時間が経過しても、システム完全性及び性能がより良好に保持される。]
[0020] 本発明の別の利点は、かなりの距離にわたって光信号を輸送することができる中空金属導波路を形成するのに必要とされる経路の寸法公差及び反射面の表面仕上げの正確な制御を提供する現在の大量生産方法に適合することである。
本発明は、予め製造された光ファイバ及び回路をＰＣＢ上に物理的に取り付け及び位置合わせすることを含む、高いコスト及び時間を要する光学回路製造技法を大幅に改善する。
さらに、大量生産方法を用いることができることによって、光学回路及び電子回路の両方を同じフレキシブル基板内に集積できるようになり、そのデバイスの潜在的な用途を広げることができる。]
[0021] 本発明の以下の詳細な説明及び例示的な実施形態は、添付の図面を参照することによって最も深く理解されるであろう。
本発明の要素及び機構は、通し番号によって指示される。]
[0022] 図１には、本発明の一実施形態の製造工程における１つのステップの概略的な斜視図が示される。
この実施形態において、フレキシブル光インターコネクトは、可撓性誘電体材料の１つ又は複数の層から導波路ベース２０を形成することによって構成することができる。
導波路ベースのための材料は、デュポン社のＫａｐｔｏｎ（登録商標）のような可撓性誘電体ポリイミド、又はフレキシブル光インターコネクトの長さを有する可撓性ストリップへと形成することができる、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、難燃材４（ＦＲ４），紙等の他の類似のＰＣＢ支持材料とすることができる。
導波路ベース２０は、ベース層２２及びチャネル層２４のような複数の層を有することができ、各層の片側又は両側を金属化するか、又は金属コーティングで覆った後に、結合するか又は張り合わせることによって、いくつかの誘電体層及び金属層を有するサンドイッチ構造を形成することができる。] 図１
[0023] プリント回路基板製造における業界標準技法を用いて、導波路ベース２０内に一連の平行な３面チャネル３０を形成することができる。
たとえば、化学エッチング工程を用いて、チャネル層２４の上から金属化ベース層２２まで下方に溝をエッチングすることができる。
それらの溝は、チャネル層の厚みに等しい幅を有するように形成することができ、結果として、側面３２及び底面３４を有する一連の平行なチャネル３０が形成される。
一実施形態において、正方形サブセクション（subsection）を有するチャネルを形成するために、側面及び底面は実質的に同じ寸法を有することができる。
たとえば、それらのチャネルは、約１５０μｍの幅及び深さを有することができる。
代替的には、長方形サブセクションを有するチャネルを形成するために、側面及び底面は異なる寸法を有する場合もある。
図１に示されるチャネル３０は、正方形又は長方形の断面を有する導波路２８を形成するために３面構造であるが（図２〜図５を参照）、代替の実施形態では、それらのチャネルは、上が開いたＶ字形の溝を形成するために２面構造で作製され、それにより三角形の断面を有する導波路を形成することができる。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５
[0024] 極めて平滑で且つ反射性の表面を作り出すために、それらのチャネルに、ニッケル金又はチタン金合金等のような反射性金属コーティング３８をめっきすることができる。
理解され得るように、極めて平滑で且つ反射性の表面を形成するために、他のタイプの金属及び誘電体を用いて、チャネルをコーティングすることもできる。]
[0025] その下側４４にニッケル金合金のような極めて平滑で且つ反射性の金属コーティング４８を有する１つ又は複数のカバー部品層４２から、実質的に平坦なカバー部品４０を形成することができる。
導波路ベース２０及びカバー部品４０を熱接合、接着剤等を用いて結合するか又は張り合わせて、図２においてさらに示されるように、その中に形成され、且つ光信号を搬送するように構成される複数の中空金属導波路２８を有するフレキシブル光バス１０を作り出すことができる。] 図２
[0026] 再び図１を参照すると、導波路ベース２０及びカバー部品４０を結合する前に、導波路ベース２０の中に横方向ベーススロット２６を形成することができ、カバー部品４０の中に横方向カバースロット４６を形成することができる。
横方向スロットは、機械的な溝切り工程、化学エッチング工程、機械的な打抜き、又はフレキシブルプリント回路の製造において用いられる任意の他の大量生産工程技法を用いて形成することができる。
一実施形態において、スロットは約１ｍｍ幅にすることができる。
スロットの実際の幅は、スロット内に取り付けられるハードウエアによる。
図２に示されるように接合されるときに、ベース及びカバーの横方向スロットが互いに位置合わせして、光バス内に形成される一連の中空金属導波路２８を二分する横断スロット３６を形成することができる。
導波路ベース及びカバー部品の両方の中にまた、位置決め穴及びポストのようなさらに別の位置合わせ機構を形成して、これらの２つの部品間の正確な位置合わせを容易にし、且つ後の組立段階において取り付けることができる別の光学及び電気構成要素を正確に配置するのを容易にすることができる。] 図１ 図２
[0027] 図２には、本発明のフレキシブル光インターコネクト５の一実施形態を製造する工程の別のステップがさらに示される。
導波路ベース又はカバー部品よりもさらに厚みがある補強板５０を、フレキシブル光バス１０に結合して、構造的な支持及び保護を与えるとともに、別の光学構成要素のための取付場所を提供することができる。
補強板は、可撓性誘電体材料から成る１つ又は複数の補強板層５２を用いて形成することができるか、又は単一の金属板として形成することができ、ねじ又はレーザ溶接を用いて別の光学デバイスを取り付けることができるようにする。] 図２
[0028] 補強板５０は、光バス内の横断スロット３６と位置合わせされる一連の予め形成される横断「貫通」開口５６を有することができ、それにより、取り付けた後に、横断スロット及び横断開口が整列して、タップされる光信号のための通路が形成される。
一実施形態において、横断スロット及び開口が位置合わせして、中空金属導波路２８の水平面に対して垂直である垂直通路を形成することができる。
代替的には、横断開口は、垂直未満の角度で構成することができる。
これにより、取り付けられるカード又は他のデバイスが或る角度を成すことができるようになり、それにより、システム全体の高さを低くすることができる。
補強板内の横断開口は、他の光学デバイスを収容するために、その側面内に形成される凹部又はポケット５８を有することができ、一方、補強板の上面６０は、さらに別の光学構成要素を取り付け及び位置合わせするために用いることもできる、位置決め穴、切欠き、ポスト等のような位置合わせ機構６２を有するように形成することができる。]
[0029] 図３は、本発明のフレキシブル光インターコネクト５の一実施形態を製造する工程のさらに別のステップを示す。
ビームスプリッタ８２が光導波路２８を通って進行する光ビームの光路を横切るまで、補強板５０の反対側から、フレキシブル光バス内に形成される横断スロット３６（図２）の中にビームスプリッタのアレイ８０を挿入することによって、フレキシブル光バス１０を通って進行する光信号をタップすることができる。
ビームスプリッタは、中空金属導波路から、中空金増導波路の平面に対して垂直に光信号の一部を反射し、一方、光信号の残りの部分が、次のタップ位置まで光バスを下流に進み続けることができるようにする。
ビームスプリッタの光学特性を調整することによって、透過される信号に対する反射される光信号の部分、すなわち反射率／透過率比を予め決定することができる。
さらに、フレキシブル光バスが２つ以上の場所においてタップされる場合には、各ビームスプリッタアレイの光学特性を、その比が光インターコネクトに沿ったタップ位置間で異なるようにすることができるように制御することができる。] 図２ 図３
[0030] 本発明の現在の説明は、フレキシブル光バスから光信号をタップすることを検討するが、ビームスプリッタアレイ８０内のビームスプリッタ８２は光信号を両方向において反射及び透過することができることは理解されたい。
したがって、ビームスプリッタを用いて、レーザのような発光体から放射される光信号を光バス内に結合することができ、且つバスからの光信号を光検出器のような光学検出器に結合することができる。
さらに、単一のビームスプリッタアレイが両方の機能を同時に果たすことができ、それにより、２つの電子構成要素間で全二重双方向通信を可能にする。
光信号全体を光バスの内外に反射することが望ましい場所では、そのビームスプリッタアレイの代わりに、回転ミラー又は反射板アレイを用いることができることをさらに理解されたい。]
[0031] タップされた光信号は、導波路から任意方向に誘導される場合がある。
たとえば、タップされた信号のうちの或る信号が「上方」に、他の信号が「下方」に誘導されるように、隣接するビームスプリッタを互いに９０度だけ回転させることができるか、又は９０度よりも小さいか、又は大きい角度だけ回転させることができる。
上記のように、補強板内の横断開口は、垂直以外の方向にタップされる光ビームを通すことができるように、垂直以外の角度で形成することもできる。]
[0032] タップベースストリップ７２内に形成されるか、又はタップベースストリップ７２に取り付けられるタップフレーム７４の中に各ビームスプリッタアレイを取り付けることによって、ビームスプリッタアレイ８０を横断スロット内に挿入することができる。
タップベースストリップ及びフレームは、可撓性成形プラスチック、打抜き金属、リードフレーム等から作製することができ、ビームスプリッタアレイとともに、タップアセンブリ７０を形成し、そのタップアセンブリは、補強板５０とは反対側のフレキシブル光バスの表面に取り付けることができる。
タップフレームは側面開口７６及び上面開口７８を有することができ、それにより、光信号がタップフレーム内に収容されるビームスプリッタアレイに達し、反射されるようにすることができる。
タップベースストリップは光バスの外面に対して適切に位置合わせされ、同一平面を成すように押し込まれることができ、それにより、各タップフレーム及びビームスプリッタアレイは横断スロットの中に滑り込み、ビームスプリッタアレイが光ビームを横切る深さに達する。
ビームスプリッタアレイ８０を収容するタップフレーム７４は、フレキシブル光バス１０に個別に取り付けることもできる。]
[0033] 補強板５０及びタップアセンブリ７０はいずれも、熱接合、接着剤等、又はフレキシブルプリント回路の製造において用いられる任意の他の結合技法を用いて、フレキシブル光バス１０と結合するか又は張り合わせることができる。]
[0034] タップアセンブリ７０がフレキシブル光バス１０に結合され、ビームスプリッタアレイが適切な深さまで横断スロット内に挿入された後に、タップアセンブリがボトム又はベース層として配置され、その後、上に向かって順に光バス及び補強板５０が配置されるように、部分的に組み立てられた光インターコネクト５を置くことができる。
この配置において、図４に示されるように、複数の中空金属導波路２８を通過する光信号がビームスプリッタアレイと接触し、補強板内の横断開口５６を通って上方に反射される。] 図４
[0035] 図４に示される本発明の実施形態によれば、補強板５０内の横断開口５６内に形成される、特別に構成された凹部又はポケット５８内にレンズアレイ９０を配置することができる。
各レンズアレイ内のレンズ９２を用いて、光信号の反射された部分が各横断開口を通過する際に、その部分を調整することができる。
たとえば、レンズは、個々の光ビームを合焦するために、又は光ビーム内の光の別々の波長をコリメートするために、又はその両方のために用いることができる。] 図４
[0036] ポケット５８は、光ビームが横断開口５６を通過する際に光ビームを捕捉する深さにレンズアレイ９０を設置するように構成することができる。
設置されるときに、レンズアレイは、位置合わせピン、切欠き、ポケットの壁等との位置合わせを通して、下方にあるビームスプリッタアレイに受動的に位置合わせすることができるか、又は能動的に、又は視覚支援によって位置合わせするように構成することができる。
さらに、レンズアレイは、補強板５０の上面６０から突出することなく、ポケット内に収まるような大きさ及び形状を成すことができる。]
[0037] 本発明のフレキシブル光インターコネクト５は、図５に示されるように、横断開口の上方において補強板５０の上面６０に取り付けられる光電子（ＯＥ）モジュール１１０を含むことができる。
ＯＥモジュールは光検出器アレイ１１４を含むことができ、その光検出器アレイは、フレキシブル光バス１０からタップされた光信号の部分を検出及び結合するように構成される光学検出器を有する。
また、ＯＥモジュールは、フレキシブル光バス内に光信号を送信する（broadcast）ように構成される、レーザ又は発光ダイオードのような発光デバイスから成る発光体アレイ１１２を含むこともできる。
ＯＥモジュールが光検出器アレイであるとき、レンズアレイ９０（図４）を用いて、ビームスプリッタからの光を光検出器内に合焦することができる。
ＯＥモジュールが発光体アレイであるとき、レーザ又はＬＥＤからの光がビームスプリッタ又は回転ミラーアレイに達し、中空金属導波路の中に反射される前に、レンズアレイは、その光をコリメート及び／又は合焦することができる。] 図４ 図５
[0038] 代替の実施形態では、レンズアレイ及びビームスプリッタアレイをＯＥアセンブリに直接取り付けることができ、ＯＥ組立工程の一部として、光タップアセンブリ全体をフレキシブル光インターコネクト内に設置することができる。]
[0039] ＯＥモジュール１１０は、同じくフレキシブル回路基板材料から形成することができるさらに大きなＯＥアセンブリ１００内に組み込むことができ、そのＯＥアセンブリは、集積電子回路、可撓線末端部１０２内に形成される電気的な入力／出力コンタクト、及びＯＥアセンブリを補強板に取り付けるためのコネクタリング又は支持板１０４を含むことができる。
ＯＥアセンブリは、補強板の上面６０内に形成される、位置決め穴、切欠き、ピン等の位置合わせ機構６２を用いて受動的に位置合わせされた後に、接着剤、ねじ、レーザ溶接等を用いて補強板５０に取り付けることができる（図２〜図４を参照）。
ＯＥアセンブリは、視覚システム及び他の方法を用いて能動的に位置合わせすることもできる。] 図２ 図３ 図４
[0040] 本発明の一態様では、ＯＥアセンブリ１００は、フレキシブル光バス１０及び補強板５０と同じ可撓性ポリイミド誘電体材料から形成することができ、それにより、フレキシブル光インターコネクトの全ての構成要素が同じ熱膨張係数（ＣＴＥ）を共有することができる。
共通のＣＴＥによって、熱サイクル中にインターコネクト内の構成要素間の相対的な動きが大幅に低減され、光学縦列の位置合わせが保持される。
結果として、ＯＥアセンブリ内に集積される電子デバイス及び光インターコネクトの両方が互いに膨張及び収縮するときに、時間が経過しても、システム完全性及び性能を大幅に改善することができる。]
[0041] 図６には、本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光バスを作製するための方法２００を示す流れ図が示される。
その方法は、その中に形成される複数の３面チャネルを有するフレキシブル導波路ベースを構成する工程（operation）２１０を含む。
３面チャネルは正方形の断面を有することができ、導波路ベース内の各チャネルの深さは、その幅に等しい。
代替的には、各チャネルは長方形の断面を有することができる。
複数のチャネルの側面及び底面は、ニッケル金合金のような、平滑で且つ反射性の金属コーティングで覆うことができる。
導波路ベースは、デュポン社のＫａｐｔｏｎ（登録商標）のようなポリイミドを含む、可撓性誘電体材料から構成することができ、フレキシブルＰＣＢ製造において用いられるのと同じ大量生産方法を用いて製造することができる。] 図６
[0042] その方法は、フレキシブルカバー部品を形成する工程２２０をさらに含む。
一実施形態において、カバー部品は、同じ可撓性誘電体材料から形成することができる。
カバー部品は実質的に平坦であり、且つ導波路ベースに実質的に等しい長さ及び幅を有することができる。
カバー部品の下側は平滑で且つ反射性の金属コーティングで覆うことができ、それにより、カバー部品を導波路ベースに結合するときに、複数の３面チャネル及びカバー部品は、平滑で且つ高い反射性の金属仕上げ剤を施されている内側表面を有する複数の中空金属導波路を形成する（２３０）。
フレキシブル導波路の４つの内壁それぞれに高反射性の仕上げ剤を施すことによって、光信号が内壁と何度も接触する程度まで導波路が曲げられる場合であっても、光ビームが導波路を下流に伝搬できるようになる。
このようにして、本発明のフレキシブル光インターコネクトは、光信号を５０ｃｍまで伝送することができ、その距離は、中実コア導波路によって許される距離よりも大幅に長く、コンピュータエンジニアが、チップ及び回路基板配置に対して過度の制約を受けることなく、光学回路を構成できるようになる。]
[0043] 図７には、本発明の１つの例示的な実施形態による、フレキシブル光インターコネクトを製造するための方法３００を示す流れ図が示される。
その方法は、図６において先に説明されたように、その中に形成される複数の中空金属化導波路を有するフレキシブル光バスを構成する工程３１０を含む。
フレキシブル光バスは、その長さに沿って形成される複数の横断スロットを有することができ、それらのスロットは、複数の中空金属導波路を二分しながら、カバー部品及び導波路ベースの両方を貫通する。
光バスを組み立てた後に横断スロットを切る結果として、削り屑、バリ付きの縁部又は他の凹凸によって、中空金属導波路が塞がれたり、反射性金属コーティングが損傷を受けたりするのを防ぐために、導波路ベース及びカバー部品を結合する前に、これら２つの要素の中に横方向スロットを機械的なルータで切ることができるか、又は他のＰＣＢ製造技法を用いて形成することができる。] 図６ 図７
[0044] コア部材としての役割を果たすフレキシブル光バスを用いて、本方法は、光バスに補強板を結合すること（３２０）をさらに含み、それにより、構造的な支持及び保護を与えるとともに、別の光学構成要素のための取付場所を提供する。
補強板は、可撓性誘電体材料から成る１つ又は複数の層から形成することができるが、導波路ベース又はカバー部品よりも厚みがある。
さらに、補強板は、フレキシブル光バス内の横断スロットと位置合わせする１つ又は複数の予め形成された横断開口を有することができ、それにより、中空金属導波路の水平面に対して垂直な垂直通路が形成される。
補強板内の横断開口は、別の光学構成要素を収容するために、その側面に形成される凹部又はポケットを有することができ、一方、補強板の上面は、他の光学デバイスを取り付け、受動的に位置合わせするために用いることができる位置決め穴、切欠き、ピン又は他の位置合わせ機構を含むことができる。]
[0045] 図７に示される方法は、フレキシブル光バス内の横断スロットの中にビームスプリッタアレイを挿入する工程３３０をさらに含み、それにより、ビームスプリッタアレイが、光導波路を通って進行する任意の光信号を横切るようにスロット内に配置される。
アレイ内のビームスプリッタは、光信号の一部を中空金属導波路の平面から、補強板内の横断開口に向かって上方に反射するように構成することができ、一方、光信号の残りの部分は依然として、次のタップ位置まで光バスを下流に進み続けることができるようにする。
また、ビームスプリッタアレイを用いて、上から放射される光信号を光バス内に結合することもできる。] 図７
[0046] ビームスプリッタアレイは種々の方法を用いて設置することができる。
本発明の一実施形態では、ビームスプリッタアレイは、各ビームスプリッタアレイをタップベースストリップから突出するタップフレームの中に取り付けることによって、横断スロット内に挿入することができる。
タップベースストリップは、その長さ及び幅に関して、フレキシブル光バスと同様の寸法を有することができ、可撓性誘電体材料から、又は成形プラスチック、打抜き金属等から作製することができる。
タップベースストリップから突出するタップフレームは、内部にビームスプリッタアレイを保持するために中空にすることができ、光信号がビームスプリッタアレイに達し、その後、透過できるようにするか、又は上方に反射できるようにするために、前後両側の開口及び上側開口を有することができる。]
[0047] タップベースストリップ、タップフレーム及びビームスプリッタアレイを共に組み立てて、タップアセンブリを形成することができ、タップアセンブリは、補強板とは反対側のフレキシブル光バスの表面に取り付けることができる。
タップベースストリップは、光バスの外面と同一平面を成すように結合されることができ、各タップフレーム及びビームスプリッタアレイは、横断スロットの中に滑り込み、ビームスプリッタアレイが光ビームを横切ることになる深さに達するようにする。]
[0048] その方法は、ビームスプリッタアレイの上方にある補強板内の横断開口内に形成されるポケット内にレンズアレイを設置すること（３４０）をさらに含むことができる。
レンズアレイを用いて、タップされた光信号が横断開口を通過する際に、その光信号を調整することができる。
たとえば、光信号が中空金属化導波路から進んでくる場合には、レンズアレイは、ビームスプリッタからの光を光学検出器の中に合焦することができる。
中空金属化導波路の中に誘導される光信号が、レーザ、ＬＥＤ又は同等の光源のようなビーム発光体から送信される場合には、ビームスプリッタアレイを通って導波路内に結合される前に、レンズアレイがその光をコリメートすることができる。
それらのポケットは、光ビームが横断開口を通過する際に、その光ビームを捕捉する深さにレンズアレイを設置するように構成することができる。
また、ポケットは、位置合わせピン、切欠き、ポケットの壁等の位置合わせ構造を用いて、レンズアレイを下方にあるビームスプリッタアレイに受動的に位置合わせするように構成することもできる。]
[0049] その方法は、光バスと光電子デバイスとの間の光学縦列を完成させるために、レンズ及びビームスプリッタアレイの上方にある補強板に光電子アセンブリを取り付けること（３５０）をさらに含むことができる。
光電子（ＯＥ）アセンブリは、フレキシブル光バスからの光信号のタップされる部分を検出するように構成される光検出器を有する光検出器アレイのような光電子モジュールを含むことができる。
また、ＯＥアセンブリは、光信号をフレキシブル光バスの中に送信するように構成される発光体アレイを含むこともできる。
ＯＥアセンブリは、補強板の上面に形成される、位置決め穴、切欠き、ピン等の位置合わせ機構を用いて取り付けられ、且つ下方にあるレンズアレイ及びビームスプリッタアレイに受動的に位置合わせされることができる。
また、ＯＥアセンブリは、視覚システム及び他の方法を用いて、能動的に位置合わせすることもできることは理解されよう。]
[0050] 上記の詳細な説明は、特定の例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明する。
しかしながら、添付の特許請求の範囲において記述されるような本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び変形を行なうことができることは理解されよう。
詳細な説明及び添付の図面は、限定するものではなく、単なる例示と見なされるべきであり、もしあるなら、全てのそのような変更又は変形は、本明細書において説明され、記述されるような本発明の範囲に入ることが意図されている。]
[0051] さらに具体的には、本発明の説明のための例示的な実施形態が本明細書において説明されてきたが、本発明は、これらの実施形態には限定されず、これまでの詳細な説明に基づいて当業者によって理解されるような、変更、省略、組み合わせ（たとえば、種々の実施形態にわたる複数の態様の組み合わせ）、改変及び／又は修正を有するありとあらゆる実施形態を含む。
特許請求の範囲における制限は、特許請求の範囲において用いられる用語に基づいて広く解釈されるべきであり、これまでの詳細な説明において、又は出願の手続中に記述される例には制限されず、それらの例は非排他的であると見なされるべきである。
たとえば、本開示において、用語「好ましい」は非排他的であり、「好ましいが、限定はしない」を意味することが意図されている。
任意の方法又はプロセスクレームにおいて列挙されるに任意のステップは、任意の順序で実行される場合があり、特許請求の範囲において提示される順序には限定されない。]

权利要求:

請求項1
フレキシブル光インターコネクトであって、可撓性誘電体材料から形成され、その中に形成される少なくとも１つの３面チャネルを有する導波路ベースであって、前記少なくとも１つの３面チャネルの各側面は反射性金属コーティングで覆われる、導波路ベースと、前記可撓性誘電体材料から形成され、その下側が反射性金属コーティングで覆われるカバー部品であって、前記カバー部品は前記導波路ベースに結合され、その中に形成される少なくとも１つの中空金属化導波路を有するフレキシブル光バスを形成し、前記少なくとも１つの中空金属化導波路は光信号を搬送するように構成される、カバー部品とを備えるフレキシブル光インターコネクト。
請求項2
前記フレキシブル光インターコネクトの中に形成される少なくとも１つの横断スロットを有する前記フレキシブル光バスをさらに備え、前記少なくとも１つの横断スロットは、前記少なくとも１つの中空金属化導波路を二分する開口部を形成する請求項１に記載の光インターコネクト。
請求項3
前記少なくとも１つの横断スロットの中に挿入するように構成される少なくとも１つのビームスプリッタアレイをさらに備え、前記ビームスプリッタアレイは、前記少なくとも１つの中空金属化導波路を二分する前記開口部内に配置され、前記フレキシブル光バスからの光信号のタップされる部分を反射する請求項２に記載の光インターコネクト。
請求項4
前記可撓性誘電体材料から形成され、且つ前記フレキシブル光バスに結合される補強板をさらに備え、前記補強板は、前記少なくとも１つの横断スロットと位置合わせされる少なくとも１つの横断開口を有する請求項３に記載の光インターコネクト。
請求項5
前記補強板に物理的に結合され、前記少なくとも１つの横断開口を通って前記光信号の前記タップされる部分に光学的に結合される光電子アセンブリをさらに備える請求項４に記載の光インターコネクト。
請求項6
前記補強板は、前記ビームスプリッタアレイに対する前記光電子アセンブリの受動的な位置合わせを提供する請求項５に記載の光インターコネクト。
請求項7
前記光電子アセンブリは光検出器アレイをさらに備え、前記光検出器アレイは、前記フレキシブル光バスからの前記光信号の前記タップされる部分を検出するように構成される請求項５に記載の光インターコネクト。
請求項8
前記補強板内の前記少なくとも１つの横断開口は、レンズアレイを保持するためのポケットをさらに備え、前記レンズアレイは、前記フレキシブル光バスからの前記光信号の前記タップされる部分を前記光検出器アレイ内に合焦するように構成される請求項７に記載の光インターコネクト。
請求項9
前記ポケットは、前記ビームスプリッタアレイに対する前記レンズアレイの受動的な位置合わせを提供する請求項８に記載の光インターコネクト。
請求項10
前記光電子アセンブリは発光体アレイをさらに備え、前記発光体アレイは、放射される光信号を前記フレキシブル光バス内に結合するように構成される請求項５に記載の光インターコネクト。
請求項11
前記補強板内の前記少なくとも１つの横断開口は、レンズアレイを保持するためのポケットをさらに備え、前記レンズアレイは、前記発光体アレイから進行する光信号を前記フレキシブル光バス内にコリメートするように構成される請求項１０に記載の光インターコネクト。
請求項12
前記ポケットは、前記ビームスプリッタアレイに対する前記レンズアレイの受動的な位置合わせを提供する請求項１１に記載の光インターコネクト。
請求項13
前記可撓性誘電体はポリイミドである請求項１に記載の光インターコネクト。
請求項14
前記反射性金属コーティングは、ニッケル金合金の層を含む請求項１に記載の光インターコネクト。
請求項15
フレキシブル光バスを形成する方法であって、その中に形成される複数の平行なチャネルを有するフレキシブル導波路ベースを構成することであって、前記複数のチャネルは反射性金属コーティングで覆われる、構成することと、前記反射性金属コーティングで覆われた下側を有するフレキシブルカバー部品を形成することと、前記カバー部品を前記導波路ベースに結合することであって、その中に形成され、光信号を伝送するように構成される複数の中空金属化導波路を有するフレキシブル光バスを形成する、結合することとを含むフレキシブル光バスを形成する方法。
請求項16
フレキシブル光インターコネクトを形成する方法であって、導波路ベースを構成することであって、前記方法は、可撓性誘電体材料から成るベースストリップを設けることと、前記ベースストリップ内に複数の平行な３面チャネルを形成することと、前記複数のチャネルそれぞれの各側面を反射性金属コーティングで覆うことと、前記３面チャネルに対して垂直な少なくとも１つの横方向ベーススロットを形成することであって、前記少なくとも１つの横方向ベーススロットは前記複数の３面チャネルを二分する、形成することをさらに含む、構成することと、カバー部品を形成することであって、前記方法は、可撓性誘電体材料から成るカバーストリップを設けることと、前記カバーストリップの下側を反射性金属コーティングで覆うことと、少なくとも１つの横方向カバースロットを形成することをさらに含む、形成することと、前記カバー部品を前記導波路ベースに結合することであって、その中に形成され、光信号を伝送するように構成される複数の中空金属化導波路を有するフレキシブル光バスを形成する、結合することを含み、前記少なくとも１つの横方向カバースロットは、前記少なくとも１つの横方向ベーススロットと整列して前記フレキシブル光バス内に少なくとも１つの横断スロットを形成し、さらに、前記少なくとも１つの横断スロットは、前記複数の中空金属化導波路を二分する開口部を形成する、フレキシブル光インターコネクトを形成する方法。
請求項17
前記方法は、前記フレキシブル光バスに補強板を結合することをさらに含み、前記補強板は、前記少なくとも１つの横断スロットと位置合わせされる少なくとも１つの横断開口を有する請求項１６に記載の方法。
請求項18
ビームスプリッタアレイを前記少なくとも１つの横断スロットの中に挿入することと、前記複数の中空金属化導波路を二分する前記開口部内に前記ビームスプリッタを配置することであって、前記フレキシブル光バスからの前記光信号のタップされる部分を反射する、配置することとをさらに含む請求項１７に記載の方法。
請求項19
前記補強板内の前記少なくとも１つの横断開口内に形成されるポケットの中にレンズアレイを挿入することと、前記レンズアレイを前記ビームスプリッタに位置合わせすることであって、前記光信号の前記タップされる部分を光電子アセンブリ内に光学的に結合する、位置合わせすることとをさらに含む請求項１８に記載の方法。
請求項20
位置合わせ構造を有する前記ポケットを形成することであって、前記レンズアレイを前記光信号の前記タップされる部分と受動的に位置合わせする、形成することをさらに含む請求項１９に記載の方法。
請求項21
前記レンズアレイを前記光信号の前記タップされる部分と能動的に位置合わせすることをさらに含む請求項１９に記載の方法。
請求項22
前記少なくとも１つの横断開口の上方において前記補強板に光電子アセンブリを取り付けることと、前記光電子アセンブリを前記ビームスプリッタアレイに位置合わせすることであって、前記光信号の前記タップされる部分を前記少なくとも１つの横断開口を通して前記光電子アセンブリ内に光学的に結合する、位置合わせすることとをさらに含む請求項１８に記載の方法。
請求項23
前記光電子アセンブリを前記光信号の前記タップされる部分と受動的に位置合わせするための位置合わせ構造を有する前記補強板を形成することをさらに含む請求項２２に記載の方法。
請求項24
前記光電子アセンブリを前記光信号の前記タップされる部分と能動的に位置合わせすることをさらに含む請求項２２に記載の方法。