CN101605428B - 具有光波导层的线路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有光波导层的线路板及其制造方法。首先，在基板上依序形成绝缘层、金属层以及光波导层。接着，移除部分光波导层，以形成多个V型沟槽。这些V型沟槽的深度大于光波导层的厚度。在形成这些V型沟槽之后，移除基板，以裸露出绝缘层。接着，形成介电层与导电层于绝缘层上，而介电层位于导电层与绝缘层之间。接着，形成多个盲孔，而这些盲孔局部暴露金属层，且各个这些盲孔位于一个这些V型沟槽的槽壁的上方。接着，移除这些盲孔所局部暴露的部分金属层，以局部暴露光波导层。接着，图案化导电层，以形成线路层。

Description

具有光波导层的线路板及其制造方法 

技术领域

本发明涉及一种线路板(wiring board)的制造方法，且特别涉及一种具有光波导层(optical waveguide layer)的线路板的制造方法。 

背景技术

在现今的线路板技术中，目前已发展出具有光波导层的线路板。这种线路板不仅能传递电信号(electric signal)，同时也能传递光信号(optical signal)。 

1是已知一种具有光波导层的线路板的剖面示意图。请参阅图1，已知具有光波导层的线路板100包括光波导层110、三层介电层120a、120b、120c以及三层铜线路层130a、130b、130c，并具有一对V型沟槽(V-cut)V1以及一对盲孔B1(即导光孔)。 

介电层120b与介电层120c分别配置于光波导层110的相对二表面，而铜线路层130b与铜线路层130c分别配置于介电层120b上以及介电层120c上。铜线路层130a配置于介电层120a上，而介电层120a配置于介电层120b与铜线路层130a之间。 

这些盲孔B1位于铜线路层130a与光波导层110之间，并分别对应这些V型沟槽V1。当光线L1从其中一个盲孔B1入射至光波导层110时，V型沟槽V1的反射介面S1会反射光线L1至光波导层，且光线L1会在光波导层110内以全反射方式传递，并到达另一个V型沟槽V1的反射介面S1。 

当光线L1在光波导层110内传递至另一个反射介面S1时，此反射介面S1亦会将光线L1向上反射，以使光线L1从另一个盲孔B1出射，如图1所示。如此，光线L1得以在具有光波导层的线路板100内传递。 

承上述，现今具有光波导层的线路板100大多是采用叠层法(laminate)而形成。详细而言，这些介电层120a、120b、120c以及这些铜线路层130a、130b、130c是利用压合的方式来形成。在压合之前，这些介电层120a、120b、120c以及这些铜线路层130a、130b、130c上都会形成二个开口。当进行压 合时，将这些介电层120a、120b、120c与这些铜线路层130a、130b、130c进行对位程序，以使这些开口对准。 

然而，目前的对位程序仍会产生误差，以至于这些开口的对准度偏低。这样会造成这些盲孔B1偏移，并使各盲孔B1的孔壁不平整，如图1所示。也由于盲孔的有效尺寸缩小，造成光通量变小(光线L2无法顺利通过)，因而无法传递大量的有效光线，以至降低光信号的传输品质。 

发明内容

本发明提供一种具有光波导层的线路板的制造方法，以提高光信号的传输品质及盲孔的孔形完整度。 

本发明提供一种具有光波导层的线路板，具有良好的光信号的传输品质。 

本发明提出一种具有光波导层的线路板的制造方法，包括，首先，在基板上依序形成绝缘层、金属层以及光波导层。接着，移除部分光波导层，以形成多个V型沟槽，其中这些V型沟槽的深度大于光波导层的厚度。在形成这些V型沟槽之后，移除基板，以裸露出绝缘层。接着，形成第一介电层与第一导电层于绝缘层上，其中第一介电层位于第一导电层与绝缘层之间。接着，形成多个盲孔，其中这些盲孔局部暴露金属层，且各个这些盲孔位于一个这些V型沟槽的槽壁的上方。接着，移除这些盲孔所局部暴露的部分金属层，以局部暴露光波导层。接着，图案化第一导电层，以形成第一线路层。 

在本发明的一实施例中，上述形成光波导层的方法包括，形成第一包覆层(first cladding layer)于金属层上。接着，形成核心层(core layer)于第一包覆层上。接着，形成第二包覆层于核心层上。 

在本发明的一实施例中，上述形成这些盲孔的方法包括，移除部分第一导电层，以形成多个暴露第一介电层的开口。接着，利用激光光束，移除位于这些开口内的第一介电层与绝缘层，以使这些开口裸露出金属层。 

在本发明的一实施例中，上述形成这些V型沟槽的方法包括对光波导层进行V型切割。 

在本发明的一实施例中，上述具有光波导层的线路板的制造方法还包括形成位于基板与绝缘层之间的粘着层，其中绝缘层通过粘着层粘合于基板上。 

在本发明的一实施例中，上述移除基板的方法包括，将基板从粘着层剥离。接着，移除粘着层。 

在本发明的一实施例中，上述具有光波导层的线路板的制造方法还包括，形成第二介电层与第二导电层于光波导层上，其中第二介电层位于第二导电层与光波导层之间。接着，当形成第一线路层时，图案化第二导电层，以形成第二线路层。 

在本发明的一实施例中，上述形成金属层之后，金属层经图案化而形成阻挡层以及多个对位件，而形成这些V型沟槽之后还包括侦测这些对位件的所在位置，并根据这些对位件的所在位置，进行对位程序。 

在本发明的一实施例中，在侦测这些对位件的所在位置以前，还包括移除位于这些对位件上方的部分第一导电层。 

在本发明的一实施例中，上述侦测这些对位件的所在位置的方法包括利用照射X射线来侦测这些对位件的所在位置。 

本发明又提出一种具有光波导层的线路板，其具有多个盲孔。具有光波导层的线路板包括光波导层、金属层、绝缘层、第一介电层以及第一线路层。光波导层具有多个V型沟槽、第一表面以及相对第一表面的第二表面，其中各个V型沟槽具有反射界面以及开口。这些反射界面彼此相对，且这些开口位于第一表面。金属层配置于第二表面。绝缘层配置于金属层上。第一介电层配置于绝缘层上。第一线路层配置于第一介电层上，其中这些盲孔位于第一线路层与光波导层之间，并局部暴露光波导层。这些盲孔位于这些反射界面的上方，而这些盲孔之间的距离小于这些V型沟槽之间的距离。 

在本发明的一实施例中，上述光波导层包括第一包覆层、第二包覆层以及核心层。第一包覆层配置于金属层以下，而第二包覆层配置于金属层以下，并接触金属层。核心层配置于第一包覆层与第二包覆层之间。 

在本发明的一实施例中，上述金属层包括多个对位件，而各个对位件邻近其中一个V型沟槽。 

在本发明的一实施例中，上述具有光波导层的线路板还包括第二线路层以及第二介电层。第二线路层配置于第一表面以下，而第二介电层配置于光波导层与第二线路层之间。 

综上所述，通过上述金属层的开口，激光光束可以移除位于这些开口内的第一介电层与绝缘层，以使这些开口裸露出金属层。如此，本发明能提高 这些盲孔的对准度，进而提高具有光波导层的线路板的光信号的传输品质。 

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举一些实施例，并配合附图，作详细说明如下。 

附图说明

图1是已知一种具有光波导层的线路板的剖面示意图。 

图2A至图2G为本发明一实施例的具有光波导层的线路板的制造方法的流程剖面示意图。 

图3A至图3I为本发明另一实施例的具有光波导层的线路板的制造方法的流程剖面示意图。 

附图标记说明 

100、200、300：具有光波导层的线路板 

110、230：光波导层                    120a、120b、120c：介电层 

130a、130b、130c：铜线路层            202：基板 

210：绝缘层                           220、320’：金属层 

230a：第一表面                        230b：第二表面 

232：第一包覆层                       234：核心层 

236：第二包覆层                       240：粘着层 

250a：第一介电层                      250b：第二介电层 

260a：第一导电层                      260a’：第一线路层 

260b：第二导电层                      260b’：第二线路层 

320：金属材料层                       321、321’：阻挡层 

322：对位件                           A：夹角 

B1、B2、B3：盲孔                      C1、C2：开口 

D1：深度                              L1：光线 

L2：光线                              T1：厚度 

S1：反射介面                          S2：槽壁 

V1、V2、V3：V型沟槽 

具体实施方式

图2A至图2G为本发明一实施例的具有光波导层的线路板的制造方法 的流程剖面示意图。请参阅图2A，首先，在基板202上依序形成绝缘层210、金属层220以及光波导层230。基板202可以是硅芯片，而绝缘层210的材料可以是高分子材料，其例如是聚酰亚胺(polyimide，PI)。 

此外，在本实施例中，还可以形成粘着层240于基板202与绝缘层210之间，而绝缘层210可以通过粘着层240粘合于基板202上。当然，在其他未绘示的实施例中，绝缘层210亦可以不透过粘着层240而附着于基板202上，故图2A所示的粘着层240仅为举例说明，并非限定本发明。 

光波导层230可以包括第一包覆层232、核心层234以及第二包覆层236，其中第一包覆层232、核心层234以及第二包覆层236皆为由透明材料所制成，而第一包覆层232与第二包覆层236二者的材料与折射率可以相同。 

核心层234的折射率会比第一包覆层232以及第二包覆层236高。如此，光线得以在核心层234与第一包覆层232之间，或在核心层234与第二包覆层236之间发生全反射。另外，有关形成光波导层230的方法，首先，形成第一包覆层232于金属层220上。接着，形成核心层234于第一包覆层232上。之后，在形成第二包覆层236于核心层234上。 

请参阅图2A与图2B，接着，移除部分光波导层230，以形成多个V型沟槽V2。这些V型沟槽V2的深度D1大于光波导层230的厚度T1。也就是说，这些V型沟槽V2的底部位于金属层220内。这些V型沟槽V2的二槽壁S2之间所形成的夹角A实质上可以等于90度。当然，端视产品的用途，夹角A不限定是90度。 

请参阅图2B与图2C，在形成这些V型沟槽V2之后，移除基板202，以裸露出绝缘层210。在本实施例中，由于绝缘层210可以通过粘着层240粘合于基板202上，因此移除基板202的方法可以是将基板202从粘着层240剥离。之后，再移除粘着层240，其中粘着层240可以透过化学药剂来移除。 

请参阅图2D，接着，形成第一介电层250a与第一导电层260a于绝缘层210上，其中第一介电层250a位于第一导电层260a与绝缘层210之间。形成第一介电层250a与第一导电层260a的方法有多种，其中一种可以是通过胶片(prepreg)，压合铜箔于绝缘层210上。也就是说，第一介电层250a可以是由胶片所形成，而第一导电层260a可以是由铜箔所形成。 

此外，本实施例更可以形成第二介电层250b与第二导电层260b于光波导层230上，其中第二介电层250b位于第二导电层260b与光波导层230之 间。另外，第二介电层250b会覆盖这些V型沟槽V2，以密封这些V型沟槽V2。上述形成第二介电层250b与第二导电层260b的方法可以第一介电层250a与第一导电层260a相同，故在此不再赘述。 

请参阅2D与图2E，接着，移除部分第一导电层260a，以形成多个开口C1。这些开口C1局部暴露第一介电层250a，并对应这些V型沟槽V2。详细而言，各个开口C1会位于其中一个V型沟槽V2的槽壁S2的上方，而这些开口C1之间的距离G1会小于这些V型沟槽V2之间的距离G2，如图2E所示。此外，形成这些开口C1的方法例如是对第一导电层260a进行光刻与蚀刻工艺。 

请参阅图2E与图2F，接着，利用激光光束，移除位于这些开口C1内的第一介电层250a与绝缘层210，以使这些开口C1裸露出金属层220，并且形成二个盲孔B2。这些盲孔B2之间的距离实质上等于这些开口C1之间的距离G1，因此这些盲孔B2之间的距离亦小于这些V型沟槽V2之间的距离G2。 

在本实施例中，上述激光光束例如是由二氧化碳激光装置所提供。二氧化碳激光装置所提供的激光光束可以仅烧熔第一介电层250a与绝缘层210，而不易对金属层220造成破坏，因此采用二氧化碳激光装置所提供的激光光束较能使这些盲孔B2准确地形成于这些开口C1。这样可以提高这些盲孔B2形成在正确位置的机率，进而提高这些盲孔B2的对准度。 

其次，由于上述的激光光束不易对金属层220造成破坏，因此金属层220能避免光波导层230遭受激光光束所伤害。换句话说，金属层220可以作为一种激光致抗蚀剂障层，以保护光波导层230。 

请参阅图2F与图2G，接着，图案化第一导电层260a以及第二导电层260b，以形成第一线路层260a’以及第二线路层260b’。第一线路层260a’配置于第一介电层250a上，而第二介电层250b配置于光波导层230与第二线路层260b’之间。此外，进行图案化工艺时，显露于盲孔B2中的部分金属层220可同时或依序被移除而形成图案化的金属层220’，进而局部暴露下方的光波导层230。 

图案化第一导电层260a以及第二导电层260b的方法可以采用光刻与蚀刻工艺，而图案化金属层220的方法可以采用蚀刻工艺。待第一线路层260a’、第二线路层260b’以及图案化金属层220’形成之后，一种具有光波导层的线 路板200大体上已制造完成。 

承上述，就结构而言，具有光波导层的线路板200具有多个盲孔B2，并包括绝缘层210、图案化金属层220’、光波导层230、第一介电层250a、第二介电层250b、第一线路层260a’以及第二线路层260b’，其中图案化金属层220’配置于第二表面230b，绝缘层210配置于图案化金属层220’上，而第一介电层250a配置于绝缘层210上。 

这些盲孔B2位于第一线路层260a’与光波导层230之间，并局部暴露光波导层230。光波导层230具有这些V型沟槽V2、第一表面230a以及第二表面230b，而第一表面230a相对于第二表面230b。各个V型沟槽V2具有开口C2以及反射界面，而这些开口C2位于第一表面230a。上述反射界面为各个V型沟槽V2的其中一个槽壁S2，而这些反射界面彼此相对，其中这些盲孔B2位于这些反射界面的上方，如图2G所示。 

综合前述的内容，由于本实施例能提高这些盲孔B2的孔形完整度，因此，相较于已知技术而言，这些盲孔B2的孔壁较为平整，进而提高盲孔B2的有效尺寸。如此，光波导层230能接收并传递大量的光线，提高光通量，进而提高光信号的传输品质。 

图3A至图3I为本发明另一实施例的具有光波导层的线路板的制造方法的流程剖面示意图。请参阅图3A，关于本实施例的具有光波导层的线路板的制造方法，首先，在基板202上依序形成粘着层240、绝缘层210以及金属材料层320，其中金属材料层320全面覆盖绝缘层210。 

请参阅图3A与图3B，接着，图案化金属材料层320，以形成金属层320’。金属层320’包括阻挡层321以及多个对位件322，而图案化金属材料层320的方法可以采用光刻与蚀刻工艺。 

请参阅图3C，接着，形成光波导层230于绝缘层210上，其中光波导层230可包括第一包覆层232、核心层234以及第二包覆层236。光波导层230的形成方法与前述实施例相同，故在此不再赘述。 

请参阅图3C与图3D，接着，移除部分光波导层230，以形成多个V型沟槽V3，其中这些V型沟槽V3邻近这些对位件322，而阻挡层321位于这些对位件322之间。V型沟槽V3的深度、形状以及形成的方法皆于前述实施例的V型沟槽V2相同，因此不再重复介绍。 

请参阅图3D与图3E，在形成这些V型沟槽V3之后，移除基板202， 以裸露出绝缘层210。移除基板202的方法可以与前述实施例相同，例如将基板202从粘着层240剥离。之后，再移除粘着层240，其中粘着层240可以透过化学药剂来移除。 

请参阅图3F，接着，形成第一介电层250a与第一导电层260a于绝缘层210，以及形成第二介电层250b与第二导电层260b于光波导层230。第一介电层250a位于第一导电层260a与绝缘层210之间，而第二介电层250b位于第二导电层260b与光波导层230之间。第一介电层250a、第二介电层250b、第一导电层260a以及第二导电层260b的形成方法与前述实施例相同，故以下不再重复叙述。 

请参阅图3F与图3G，接着，可以移除位于这些对位件322上方的部分第一导电层260a，以使位于这些对位件322上方的第一介电层250a裸露出来。之后，侦测这些对位件322的所在位置。详细而言，侦测这些对位件322的所在位置的方法例如是利用照射X射线来侦测这些对位件322的所在位置。在侦测到这些对位件322的所在位置之后，根据这些对位件322的所在位置，进行对位程序。 

请参阅图3G与图3H，在进行对位程序以后，形成多个盲孔B3。这些盲孔B3例如以激光烧蚀第一介电层以及绝缘层，但不会烧蚀阻挡层，因此能避免光波导层230遭受激光光束所伤害。这些盲孔B3局部暴露部分阻挡层321，并分别对应这些V型沟槽V3。这些对位件322能显示这些盲孔B3所要形成的位置，因此，透过这些对位件322，本实施例可以增加这些盲孔B3形成在正确位置的机率。须说明的是，这些盲孔B3的形成方法、结构、之间的距离以及与这些V型沟槽V3之间的关系皆与前述实施例相同，所以在此不再重复叙述。 

在形成这些盲孔B3之后，接着，图案化第一导电层260a与第二导电层260b，以分别形成第一线路层260a’以及第二线路层260b’，其中图案化第一导电层260a与第二导电层260b的方法皆与前述实施例相同，故不再重复叙述。此外，在图3I中，进行图案化工艺时，显露于盲孔B3中的部分阻挡层321可同时或依序被移除而形成图案化的阻挡层321’。图案化阻挡层321的方法可以采用蚀刻工艺。 

在第一线路层260a’以及第二线路层260b’形成之后，基本上，一种具有多个盲孔B3及包括绝缘层210、多个对位件322、图案化阻挡层321’、光波  导层230、第一介电层250a、第二介电层250b、第一线路层260a’以及第二线路层260b’的线路板300大致上制造完成。 

综上所述，通过上述金属层的开口，激光光束可以移除位于这些开口内的第一介电层与绝缘层，以使这些开口裸露出金属层(或阻挡层)。相较于已知技术而言，本发明能提高这些盲孔的孔形完整度，并使这些盲孔的孔壁较为平整。如此，本发明可以提高具有光波导层的线路板的光信号的传输品质。 

其次，通过金属层的多个对位件，可以准确地显示盲孔所要形成的位置。也就是说，这些对位件能做为显示这些盲孔所要形成的处的记号。如此，本发明能提高这些盲孔形成在正确位置上的机率，进而提高这些盲孔的对准度。 

虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。 

Claims (15)

1.一种具有光波导层的线路板的制造方法，包括：

在基板上依序形成绝缘层、金属层以及光波导层；

移除部分该光波导层，以形成多个V型沟槽，其中这些V型沟槽的深度大于该光波导层的厚度；

在形成这些V型沟槽之后，移除该基板，以裸露出该绝缘层；

形成第一介电层与第一导电层于该绝缘层上，其中该第一介电层位于该第一导电层与该绝缘层之间；

形成多个盲孔，其中这些盲孔局部暴露该金属层，且各个这些盲孔位于一个这些V型沟槽的槽壁的上方；

移除这些盲孔所局部暴露的部分金属层，以局部暴露该光波导层；以及

图案化该第一导电层，以形成第一线路层。

2.如权利要求1所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中形成该光波导层的方法包括：

形成第一包覆层于该金属层上；

形成核心层于该第一包覆层上；以及

形成第二包覆层于该核心层上。

3.如权利要求1所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中形成这些盲孔的方法包括：

移除部分第一导电层，以形成多个暴露该第一介电层的开口；以及

利用激光光束，移除位于这些开口内的该第一介电层与该绝缘层，以使这些开口裸露出该金属层。

4.如权利要求1所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中形成这些V型沟槽的方法包括对该光波导层进行V型切割。

5.如权利要求1所述的具有光波导层的线路板的制造方法，还包括形成位于该基板与该绝缘层之间的粘着层，其中该绝缘层通过该粘着层粘合于该基板上。

6.如权利要求5所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中移除该基板的方法包括：

将该基板从该粘着层剥离；以及 

移除该粘着层。

7.如权利要求1所述的具有光波导层的线路板的制造方法，还包括：

形成第二介电层与第二导电层于该光波导层上，其中该第二介电层位于该第二导电层与该光波导层之间；以及

当形成该第一线路层时，图案化该第二导电层，以形成第二线路层。

8.如权利要求1所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中形成该金属层之后，该金属层经图案化而形成阻挡层以及多个对位件，该阻挡层位于这些对位件之间。

9.如权利要求8所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中形成这些V型沟槽之后，还包括侦测这些对位件的所在位置，并根据这些对位件的所在位置，进行对位程序。

10.如权利要求9所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中在侦测这些对位件的所在位置以前，还包括移除位于这些对位件上方的部分该第一导电层。

11.如权利要求9所述的具有光波导层的线路板的制造方法，其中侦测这些对位件的所在位置的方法包括利用照射X射线来侦测这些对位件的所在位置。

12.一种具有光波导层的线路板，其具有多个盲孔，该具有光波导层的线路板包括：

光波导层，具有多个V型沟槽、第一表面以及相对该第一表面的第二表面，其中各该V型沟槽具有反射界面以及开口，这些反射界面彼此相对，这些开口位于该第一表面；

金属层，配置于该第二表面；

绝缘层，配置于该金属层上；

第一介电层，配置于该绝缘层上；以及

第一线路层，配置于该第一介电层上，其中这些盲孔位于该第一线路层与该光波导层之间，并局部暴露该光波导层，这些盲孔位于这些反射界面的上方，而这些盲孔之间的距离小于这些V型沟槽之间的距离。

13.如权利要求12所述的具有光波导层的线路板，其中该光波导层包括：

第一包覆层，配置于该金属层以下； 

第二包覆层，配置于该金属层以下，并接触该金属层；以及

核心层，配置于该第一包覆层与该第二包覆层之间。

14.如权利要求12所述的具有光波导层的线路板，其中该金属层包括多个对位件，各该对位件邻近其中一个V型沟槽。

15.如权利要求12所述的具有光波导层的线路板，还包括：

第二线路层，配置于该第一表面以下；以及

第二介电层，配置于该光波导层与该第二线路层之间。 

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