TWI622820B - 光學電路板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學電路板及其製造方法。光學電路板具備：線路基板，係包含層疊複數層的絕緣層和設置在絕緣層間的線路導體；光波導，係配設在線路基板的上表面，朝1個方向延伸，該光波導包含下部包覆層、上部包覆層、和夾持在該等包覆層之間的核心；反射面，係形成在該光波導的核心的一部分，由在俯視觀察下與延伸方向成直角、且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度的溝槽的內面所構成；以及金屬層，係設置在較線路基板的線路導體還上側的絕緣層上表面，形成為溝槽的底面。

Description

光學電路板及其製造方法
本發明關於一種具有進行光信號的方向變換的反射面的光學電路板及其製造方法。
根據第3圖來說明習知的光學電路板。如第3圖所示，習知的光學電路板B具備線路基板20和光波導(optical waveguide)形成部21。
線路基板20具備下層的絕緣層22a和上層的絕緣層22b。在各絕緣層22a、22b形成連接孔23。在下層的絕緣層22a上表面以及連接孔23內形成下層的線路導體24a。在上層的絕緣層22b上表面以及連接孔23內形成上層的線路導體24b。在下層的絕緣層22a的下表面形成外部連接焊墊25。
光波導形成部21形成在線路基板20上。在光波導形成部21形成有光波導26以及電子零件連接焊墊27。
光波導26由下部包覆層(clad)26a、核心(core)26b和上部包覆層26c形成。光波導26中傳輸光信號。
電子零件連接焊墊27形成在光波導26(上部包覆層26c)的上表面。在電子零件連接焊墊27安裝未圖示的電子零件。在該電子零件與光波導26之間進行光信號的授受。
在光波導形成部21以貫通光波導形成部21之方式形成連接孔28。在連接孔28內貼附有連接導體28a。經由該連接導體28a將電子零件連接焊墊27和上層的線路導體24b連接。
構成光波導形成部21的下部包覆層26a和上部包覆層26c是整體狀(密接狀)的絕緣層。核心26b是剖面為四邊形的細帶狀。下部包覆層26a以及上部包覆層26c以緊貼在核心26b的表面之方式包圍核心26b。
核心26b在其一端具有反射面M。反射面M係由在俯視觀察下與核心26b的延伸方向成直角且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度的溝槽的內面所構成。經由該反射面M，在光波導26與電子零件之間進行光信號的授受。
接下來，根據第4A圖至第4I圖所示的主要部分放大圖來說明習知的光學電路板的製造方法。對與第3圖相同的構件標注相同標號來進行說明。
首先，如第4A圖所示，準備在上表面貼附有下層的線路導體24a、在下表面貼附有外部連接焊墊25的下層的絕緣層22a。
接下來，如第4B圖所示，在下層的絕緣層 22a的上表面層疊上層的絕緣層22b，且形成以下層的線路導體24a為底面的連接孔23。
接下來，如第4C圖所示，藉由在上層的絕緣層22b的上表面以及連接孔23內貼附上層的線路導體24b而形成線路基板20。
接下來，如第4D圖所示，在線路基板20的上表面形成下部包覆層26a。
接下來，如第4E圖所示，在下部包覆層26a的上表面形成核心26b。
接下來，如第4F圖所示，藉由在核心26b的上表面形成上部包覆層26c而形成光波導26。
接下來，如第4G圖所示，在光波導26形成將上層的線路導體24b的一部分作為底面而露出的連接孔28。
接下來，如第4H圖所示，在連接孔28內貼附連接導體28a，在上部包覆層26c的上表面形成電子零件連接焊墊27。
最後，如第4I圖所示，以從光波導26的斜上方照射雷射光之方式將核心26b切斷，形成由與核心26b的延伸方向成直角且相對於線路基板20的上表面具有預定的角度的溝槽的內面所形成的反射面M，藉此形成第3圖所示的習知的光學電路板B。
例如在日本特開2006-330066號公報中，記載為了使在核心層傳播的光信號能直角彎曲，而具備：高折 射率核心層，其在基板上剖面為大致矩形形狀；低折射率上部包覆層，其覆蓋該高折射率核心層；以及溝槽，其在高折射率核心層形成用於使在高折射率核心層傳播的光信號直角地向上方或下方彎曲而傳播的光反射面。從低折射率上部包覆層上方對高折射率核心層照射CO2雷射光束，來形成相對於高折射率核心層具有大致45°的傾斜、且至少較高折射率核心層的寬度還寬的溝槽，用該溝槽壁的平面部構成光反射面。
近年來，隨著以便攜帶型的通信設備或音樂播放器為代表的電子設備的小型化和高功能化的發展，搭載於這些電子設備的光學電路板也要求小型化和高功能化。因此，對構成光學電路板的線路基板的線路導體也高密度形成微細的線路導體。
但是，在藉由習知的光學電路板B的製造方法形成反射面M時，會有在從斜上方照射的雷射光貫通上層的絕緣層22b並到達高密度形成的微細的下層的線路導體24a而帶來損傷的情況。結果，會有電信號難以傳播到下層的線路導體24a而使電子零件不能穩定工作的問題。
本發明的實施方式的課題在於：提供一種光學電路板及其製造方法，藉由形成防止形成反射面時的雷射光到達形成於線路基板的線路導體的金屬層來防止線路導體的損傷，從而使電子零件穩定工作。
本發明的實施方式的光學電路板具備以下的 構成要素。
線路基板，係包含層疊的多個絕緣層、和設置在絕緣層間的線路導體；光波導，係配設在前述線路基板的上表面，朝1個方向延伸，該光波導包含下部包覆層、上部包覆層、和挾持在該等包覆層之間的核心；反射面，係形成在該光波導的核心的一部分，由在俯視觀察下與延伸方向成直角且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度的溝槽的內面構成；以及金屬層，係設置在較前述線路基板的線路導體還上側的前述絕緣層上表面，形成為前述溝槽的底面。
本發明的實施方式的光學電路板的製造方法，係在層疊複數層的絕緣層間具有線路導體的線路基板的上表面，使在下部包覆層以及上部包覆層間夾持有核心的光波導以沿著上表面而延伸之方式配設，用從前述光波導的斜上方照射的雷射光將核心切斷，來在核心的一部分形成由在俯視觀察下與延伸方向正交且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度的溝槽的內面所構成的反射面，其中，該光學電路板的製造方法係包含：在前述雷射光的照射軸與較前述線路導體還上側的前述絕緣層上表面相交的區域設置防止前述雷射光到達前述上表面的下側的金屬層。
1‧‧‧光波導
10‧‧‧線路基板
11‧‧‧光波導形成部
12a‧‧‧下層的絕緣層
12b‧‧‧上層的絕緣層
13‧‧‧連接孔
14a‧‧‧下層的線路導體
14b‧‧‧上層的線路導體
15‧‧‧外部連接焊墊
16‧‧‧光波導
16a‧‧‧下部包覆層
16b‧‧‧核心
16c‧‧‧上部包覆層
17‧‧‧電子零件連接焊墊
18‧‧‧連接孔
18a‧‧‧連接導體
20‧‧‧線路基板
21‧‧‧光波導形成部
22a‧‧‧下層的絕緣層
22b‧‧‧上層的絕緣層
23‧‧‧連接孔
24a‧‧‧下層的線路導體
24b‧‧‧上層的線路導體
25‧‧‧外部連接焊墊
26‧‧‧光波導
26a‧‧‧下部包覆層
26b‧‧‧核心
26c‧‧‧上部包覆層
27‧‧‧電子零件連接焊墊
28‧‧‧連接孔
28a‧‧‧連接導體
A‧‧‧光學電路板
B‧‧‧光學電路板
M‧‧‧反射面
S‧‧‧金屬層
第1A圖是表示本發明的1個實施方式的光學電路板 的概略剖面圖。
第1B圖是表示第1A圖所示的光學電路板中的核心的部分俯視圖。
第2A圖至第2I圖是表示本發明的1個實施方式的光學電路板的製造方法的主要部分放大剖面圖。
第3圖是表示用習知的製造方法形成的光學電路板的概略剖面圖。
第4A圖至第4I圖是表示習知的光學電路板的製造方法的主要部分放大剖面圖。
首先，根據第1圖來詳細說明本發明的1個實施方式的光學電路板A。
如第1圖所示，本實施方式的光學電路板A具備線路基板10和光波導形成部11。
線路基板10具備下層的絕緣層12a和上層的絕緣層12b。在兩絕緣層12a、12b形成連接孔13。在下層的絕緣層12a上表面以及連接孔13內形成下層的線路導體14a。在上層的絕緣層12b上表面以及連接孔13內形成上層的線路導體14b。在上層的絕緣層12b上表面形成阻斷雷射光用的金屬層S。在下層的絕緣層12a的下表面形成外部連接焊墊15。
光波導形成部11形成在線路基板10的上表面。在光波導形成部11形成光波導16以及電子零件連接焊墊17。
光波導16由下部包覆層16a、核心16b、及上部包覆層16c所形成。光波導16形成為沿著線路基板10的上表面延伸。光波導16中傳輸光信號。
電子零件連接焊墊17形成在上部包覆層16c的上表面。在電子零件連接焊墊17安裝未圖示的電子零件。在該電子零件與光波導16之間進行光信號的授受。
在光波導形成部11以貫通光波導形成部11之方式形成連接孔18。在連接孔18內貼附連接導體18a。經由該連接導體18a將電子零件連接焊墊17和上層的線路導體14b連接。
構成光波導形成部11的下部包覆層16a和上部包覆層16c是整體狀的絕緣層。核心16b是剖面為四邊形的細帶狀。下部包覆層16a以及上部包覆層16c以緊貼在核心16b的表面之方式包圍核心16b。
核心16b在其一端具有反射面M。如第1A圖以及第1B圖中箭頭所示，反射面M由在俯視觀察下與核心16b的延伸方向成直角、且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度(35至50°)的溝槽的內面所構成。經由該反射面，在光波導16與電子零件連接焊墊17上的電子零件之間進行光信號的授受。
接下來，根據第2A圖至第21圖對本發明的光學電路板的製造方法詳細進行說明。對與第1圖相同的構件標注相同標號來進行說明。
首先，如第2A圖所示，準備在上表面貼附了下層的線路導體14a、且在下表面貼附了外部連接焊墊15的下層的絕緣層12a。
下層的絕緣層12a例如藉由使玻璃布浸透環氧樹脂或雙馬來醯亞胺三嗪樹脂等並熱固化而形成。下層的線路導體14a以及外部連接焊墊15例如用周知的鍍覆法以銅等良導電性金屬所形成。
接下來，如第2B圖所示，在下層的絕緣層12a的上表面層疊上層的絕緣層12b，並形成使下層的線路導體14a作為底面而露出的連接孔13。
上層的絕緣層12b例如藉由使由雙馬來醯亞胺三嗪樹脂或聚醯亞胺樹脂等構成的絕緣片在真空狀態下貼附在下層的絕緣層12a的上表面之後進行熱固化而形成。連接孔13例如藉由雷射光加工而形成。
接下來，如第2C圖所示，在上層的絕緣層12b的上表面以及連接孔13內貼附上層的線路導體14b，並在用於形成後述的反射面M的雷射光的照射軸與上層的絕緣層12b的上表面相交的區域貼附阻斷雷射光用的金屬層S，藉此形成線路基板10。
上層的線路導體14b以及金屬層S例如用周知的鍍覆法以銅等良導電性金屬所形成。金屬層S的厚度較宜為大約10至15μm左右。若薄於10μm，則有雷射光的阻斷不完全的情況。若厚於15μm，則有光波導16的薄型化變得困難的情況。
接下來，如第2D圖所示，在線路基板10的 上表面形成下部包覆層16a。
將由例如環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂所構成的感光性薄片在真空狀態下貼附在線路基板10上，並藉由曝光以及顯影而成為預定的形狀後進行熱固化，藉此形成下部包覆層16a。下部包覆層16a的厚度為大約10至20μm左右。
接下來，如第2E圖所示在下部包覆層16a的上表面形成核心16b。將由例如環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂所構成的感光性薄片在真空狀態下貼附在下部包覆層16a上，並在藉由曝光以及顯影而形成為帶狀後進行熱固化，藉此形成核心16b。用以形成核心16b形成用的感光性薄片的樹脂的折射率是大於用以形成下部以及上部包覆層16a、16c形成用的感光性薄片的樹脂的折射率。核心16b的厚度為大約30至40μm左右。
接下來，如第2F圖所示，藉由在核心16b的上表面形成上部包覆層16c而形成光波導16。
將由例如環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂所構成的感光性薄片在真空狀態下貼附為被覆下部包覆層16a以及核心16b，並進行曝光以及顯影，之後進行熱固化而形成上部包覆層16c。上部包覆層16c的厚度為大約10至20μm左右。
接下來，如第2G圖所示，在光波導16形成使上層的線路導體14b的一部分作為底面而露出的連接孔18。連接孔18例如以藉由雷射光加工使上層的線路導體14b為底面之方式而形成。
接下來，如第2H圖所示，在連接孔18內貼 附連接導體18a，並在上部包覆層16c的上表面形成電子零件連接焊墊17。連接導體18a以及電子零件連接焊墊17例如用周知的鍍覆法以銅等良導電性金屬所形成。
最後，如第2I圖所示，從光波導16的斜上方照射雷射光來將核心16b切斷，從而形成由與核心16b的延伸方向成直角且相對於線路基板10的上表面具有預定的角度的溝槽的內面所構成的反射面M。藉由對被雷射光切斷的光波導16的切斷面、即溝槽的內面以噴砂等進行表面處理，來形成第1圖所示的光學電路板A。
根據本實施方式的光學電路板，在較線路基板的線路導體還上側的絕緣層12b的上表面設置成為溝槽的底面的金屬層S。即，在用於形成反射面M的雷射光的照射軸與上層的絕緣層12b的上表面相交的區域形成阻斷雷射光用的金屬層S。因此，形成反射面M時所照射的雷射光在將核心16b切斷後，被雷射光阻斷用的金屬層S阻止到達金屬層S的下側。藉此，由於能避免因雷射光而使下層的線路導體14a受到損傷，因此能使下層的線路導體14a穩定地傳播電信號，從而能提供能使電子零件穩定工作的可靠性高的光學電路板。
本發明並不限定於上述的實施方式，能在申請專利範圍所記載範圍內進行各種變更和改善。例如示出了金屬層S由銅所形成的情況，但也可以由鈦、鎳、或鉻的金屬、或者由該等的合金層所形成。

Claims (4)

  1. 一種光學電路板，具備：線路基板，係以在下層絕緣層的上表面層疊上層絕緣層的方式形成，該下層絕緣層係於上表面形成有下層的線路導體，而該上層絕緣層係於上表面形成有上層的線路導體；光波導，係配設在前述線路基板的上表面，且向一個方向延伸，該光波導包含下部包覆層、上部包覆層、和夾持在該等包覆層之間的核心；反射面，係形成在該光波導的核心的一部分，由在俯視觀察下與延伸方向成直角、且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度的溝槽的內面所構成；以及金屬層，係設置在前述線路基板的前述上層絕緣層的上表面，且形成為前述溝槽的底面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學電路板，其中，在前述光波導設置了連接孔，該連接孔具有與前述線路導體連接的連接導體。
  3. 一種光學電路板的製造方法，係在線路基板的上表面，使在下部包覆層以及上部包覆層間夾持有核心的光波導以沿著上表面而延伸之方式配設，該線路基板係以在下層絕緣層的上表面層疊上層絕緣層的方式形成，該下層絕緣層係於上表面形成有下層線路導體，而該上層絕緣層係於上表面形成有上層線路導體，用從前述光波導的斜上方照射的雷射光將核心切 斷，從而在核心的一部分形成由在俯視觀察下與延伸方向成直角且在剖面觀察下相對於上表面具有預定的角度的溝槽的內面所構成的反射面，其中該光學電路板的製造方法係：在前述雷射光的照射軸與前述上層絕緣層的上表面相交的區域，形成防止前述雷射光到達前述上表面的下側的金屬層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光學電路板的製造方法，其中，在前述光波導設置連接孔，前述連接孔具有與前述線路導體連接的連接導體。
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