[发明专利]用于制备制品的方法及通过该方法制备的相关制品

说明书

本发明整体涉及用于制备制品的方法及通过该方法制备的相关制品。

聚合物波导被确定为取代在印刷电路板(PCB)技术以及硅光子学中的铜互连件的关键技术，这是由于其能够使用光全内反射的原理进行更快数据传输。PWG代表关键优点，因为经由铜的数据传输的损耗和能量是下一代数据中心和移动应用的主要瓶颈。

PWG的常规制造包括一系列步骤，其中将折射率为RI¹的底部包覆层沉积在基底上并对其选择性地照射，以在特定位置处形成交联的结构。然后使用可去除包覆层的未固化区域(即，未交联的区域)的溶剂，使包覆层显影。之后是任选的烘烤步骤，以从显影的包覆层去除溶剂。然后将具有折射率RI²(该折射率大于RI¹)的第二层或芯层沉积在第一包覆层的顶部上并使其选择性地交联，以形成第一堆叠层。接下来使用溶剂选择性地去除未固化区域，使芯层显影。之后是第三层，即具有折射率RI¹(与第一层相同)或任选RI³(该折射率不同于RI¹和RI²)的顶部包覆层，以获得混合的芯和顶部包覆层。将第三层沉积在堆叠层(层1和层2)上并对其选择性地照射，以形成由底部包覆层-芯-顶部包覆层构成的波导特征的完整层叠件，从而使该层叠件能够用于高性能计算和其他应用中的光学数据传输。

包覆层的结构化允许聚合物波导与套管的对齐和连接，所述套管连接到光源和互连件。包覆层的结构化(其中经照射的包覆层表面经过溶剂显影)可能在将芯(第二光学)层涂布到经显影的包覆层上时会带来粘附性挑战。这可能导致无法制造完全功能的光波导。另外，使溶剂蒸发的后续加热步骤可引起柔性基底诸如FR4和聚酰亚胺的过度收缩和卷曲，从而在波导嵌入PCB中期间，或在诸如焊料回流、热冲击等的高温加工(其中波导材料暴露于超过250℃的温度)期间引起破裂和层离。

已被确定的另一个挑战是聚合物波导在集成/嵌入于PCB或硅光子封装架构中期间和之后的可靠性。常规PCB制造具有这样的步骤，其中在相对较高温度(180℃–200℃)下层合FR4、聚酰亚胺和预浸料的多个层，接下来钻取通孔式过孔以便施加焊膏而形成电连接。层合和钻孔的过程造成嵌入的聚合物膜在集成期间破裂并失效，这是由于相关的高应力水平以及FR4、聚酰亚胺与聚合物波导材料之间的较大热膨胀系数(CTE)不匹配。另外，在硅光子封装中，PWG暴露于诸如焊料回流之类的过程，其中回流温度可为280℃或更高，从而可引起失效。

本发明解决了以上确定的某些挑战。

发明内容

本发明提供了用于制备制品的方法。

在一个实施例中，该方法包括将具有第一折射率(RI¹)的第一组合物施加在基底上以在所述基底上形成包含所述第一组合物的第一层。该方法还包括将固化条件施加到所述第一层的靶标部分，而不将固化条件施加到所述第一层的非靶标部分，以形成包括至少一个固化部分和至少一个未固化部分的第一对比层。此外，该方法包括将具有第二折射率(RI²)的第二组合物施加在所述对比层上以形成第二层。该方法还包括将固化条件施加到所述第二层的靶标部分，而不将固化条件施加到所述第二层和第一对比层的非靶标部分，以形成包括至少一个固化部分和至少一个未固化部分的第二对比层。该方法接下来包括选择性地去除第一对比层和第二对比层的所述至少一个未固化部分以制备制品，其中所述制品依次包括基底、具有所述至少一个固化部分且不具有所述至少一个未固化部分的第一对比层、以及具有所述至少一个固化部分且不具有所述至少一个未固化部分的第二对比层。