CN102262266A - 光电基板的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种光电基板的制作方法。提供一基板。在基板上形成一第一光波导材料层。在第一光波导材料层上形成一第二光波导材料层。在第一光波导材料层上形成一第三光波导材料层，且第三光波导材料层覆盖第二光波导材料层，其中第一光波导材料层、第二光波导材料层与第三光波导材料层至少其中之一的制程步骤如下所述。在基板上形成一掩膜层。图案化掩膜层，以在掩膜层上形成一开口。在开口中形成一光波导材料。固化光波导材料。移除掩膜层。

Description

光电基板的制作方法

技术领域

本发明是关于一种光电元件的制作方法，且特别是关于一种光电基板的制作方法。

背景技术

随着信息容量的增大，不仅在中继线和存取系统等通信领域，而且在路由器(router)或服务器(server)内的信息处理中也正在推进使用光信号的光互连(interconnection)技术的开发。具体而言，为了在路由器或服务器装置内的板(board)间或板内的短距离信号传递中使用光，正在开发在电路板上复合有光传递路径的光电基板。就光传递路径而言，光波导较光纤的配线自由度高，且光波导可以进行高密度化。

在传统技术中，多以旋转涂布的方式将光波导材料涂布在基板的一表面上，以得到一光波导材料层，之后，再图案化光波导材料层。当采用旋转涂布的方式形成光波导材料层时，光波导材料层需形成在整个基板的表面上，以致于光波导材料的使用量相当大。然而，由于光波导材料的价格相当昂贵，因此，传统的光波导制程的制作成本偏高。再者，若是基板表面上配置有线路而不平整，则会影响光波导材料层的厚度均匀性。

发明内容

本发明提供一种光电基板的制作方法，可将光波导材料直接形成在基板上的特定区域中，以降低光电基板的制作成本。

本发明提出一种光电基板的制作方法如下所述。提供一基板。在基板上形成一第一光波导材料层。在第一光波导材料层上形成一第二光波导材料层。在第一光波导材料层与第二光波导材料层上形成一第三光波导材料层，且第一光波导材料层与第三光波导材料层完全包覆第二光波导材料层，其中第一光波导材料层、第二光波导材料层与第三光波导材料层至少其中之一的制程步骤如下所述。在基板上形成一掩膜层。图案化掩膜层，以在掩膜层上形成一开口。在开口中形成一光波导材料。固化光波导材料。移除掩膜层。

在本发明的一实施例中，第一光波导材料层与第二光波导材料层的制程步骤如下所述。在基板上形成一第一掩膜层。图案化第一掩膜层，以在第一掩膜层上形成一第一开口，第一开口暴露出部分基板。在第一开口中形成第一光波导材料层。固化第一光波导材料层。移除第一掩膜层。在基板上形成一第二掩膜层，第二掩膜层覆盖第一光波导材料层与基板。图案化第二掩膜层，以在第二掩膜层上形成一第二开口，第二开口暴露出部分第一光波导材料层。在第二开口中形成第二光波导材料层。固化第二光波导材料层。移除第二掩膜层。

在本发明的一实施例中，第三光波导材料层的制程步骤如下所述。在基板上形成一第三掩膜层，第三掩膜层覆盖第一光波导材料层、第二光波导材料层与基板。图案化第三掩膜层，以在第三掩膜层上形成一第三开口，第三开口暴露出全部第二光波导材料层与部分未被第二光波导材料层所遮盖的第一光波导材料层。在第三开口中形成第三光波导材料层。固化第三光波导材料层。移除第三掩膜层。

在本发明的一实施例中，在开口中形成光波导材料的方法包括刮刀涂布、网板印刷(screen printing)或是模板印刷(stencil printing)。

在本发明的一实施例中，掩膜层的材质包括高分子材料或金属。

在本发明的一实施例中，当掩膜层的材质为感光性高分子材料时，图案化掩膜层的方法包括曝光显影。

在本发明的一实施例中，第一光波导材料层的光折射率与第三光波导材料层的光折射率均小于第二光波导材料层的光折射率。

在本发明的一实施例中，基板为一印刷电路板。

在本发明的一实施例中，在形成第三光波导材料层之前，还包括图案化第二光波导材料层。

在本发明的一实施例中，当第二光波导材料层的材质为感光材料时，图案化第二光波导材料层的方法包括对第二光波导材料层进行一激光直接成像(Laser Direct Imaging)制程，以及对第二光波导材料层进行一显影制程。

基于上述，本发明是借由将光波导材料层形成在掩膜层的开口中的方式来定义光波导材料层的形成位置与范围，因此，本发明可将光波导材料层直接形成在特定区域中，而毋须如传统技术一般需整面涂布，故可大幅减少价格昂贵的光波导材料的使用量，进而降低光波导材料层的制作成本。

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

附图说明

图1A至图1N示出本发明一实施例的光电基板的制程剖面图。

图2A至图2B示出本发明一实施例的第一光波导材料层的制程剖面图。

图3A至图3B示出本发明一实施例的第一光波导材料层的制程剖面图。

主要元件符号说明

110：基板

112：介电层

114、116：导电层

120：第一掩膜层

122：第一开口

130：第一光波导材料层

130a：第一光波导材料

140：第二掩膜层

142：第二开口

150：第二光波导材料层

160：第三掩膜层

162：第三开口

170：第三光波导材料层

210：钢板

212：开口

220、320：刮刀

310：网板

B：刮刀

H：高度

T1、T2、T3：厚度

具体实施方式

图1A至图1N示出本发明一实施例的光电基板的制程剖面图。图2A至图2B示出本发明一实施例的第一光波导材料层的制程剖面图。图3A至图3B示出本发明一实施例的第一光波导材料层的制程剖面图。

首先，请参照图1A，提供一基板110，基板110例如为一印刷电路板、一双面板(单一介电层的两面分别具有一导电层的板材)、一单面板(单一介电层的单面具有一导电层的板材)、单一介电层或是一多层板(交替堆叠的多层介电层与多层导电层)，本实施例是以双面板为例，亦即基板110包括一介电层112与分别配置在介电层112的上下表面的二导电层114、116。

接着，请参照图1B，在基板110上选择性地压合形成一第一掩膜层120，第一掩膜层120的材质包括高分子材料(例如干膜)或金属(例如铜箔)。

然后，请参照图1C，图案化第一掩膜层120，以在第一掩膜层120上形成一第一开口122，第一开口122暴露出部分基板110。在本实施例中，当第一掩膜层120的材质为感光性高分子材料时，图案化第一掩膜层120的方法可为曝光显影，当第一掩膜层120的材质为金属时，图案化第一掩膜层120的方法可为微影蚀刻。

之后，请参照图1D，例如以刮刀涂布的方式在第一开口122中形成第一光波导材料层130。值得注意的是，本实施例是借由将第一光波导材料层130形成在第一开口122中的方式来定义第一光波导材料层130的形成位置与范围，因此，本实施例可将第一光波导材料层130直接形成在特定区域中，而毋须如传统技术一般需整面涂布，故可大幅减少价格昂贵的光波导材料的使用量，进而降低第一光波导材料层130的制作成本。

此外，在本实施例中，可借由调整第一掩膜层120的厚度T1来调整第一光波导材料层130的厚度T2。举例来说，刮刀B相对于基板110的高度H可相等于第一掩膜层120的厚度T1，而在刮刀B刮过配置在第一开口122中的第一光波导材料(未示出)之后所形成的第一光波导材料层130的厚度T2可等于第一掩膜层120的厚度T1。

接着，请参照图1E，固化第一光波导材料层130，并且移除第一掩膜层120。

然后，请参照图1F，在本实施例中，在基板110上压合形成一第二掩膜层140，第二掩膜层140覆盖第一光波导材料层130与基板110。

之后，请参照图1G，图案化第二掩膜层140，以在第二掩膜层140上形成一第二开口142，第二开口142暴露出部分第一光波导材料层130。

接着，请参照图1H，例如以刮刀涂布的方式在第二开口142中形成第二光波导材料层150。

然后，请参照图1I，可选择性地图案化第二光波导材料层150(图1I中并未示出被图案化的部分)，其中当第二光波导材料层150的材质为感光材料时，图案化第二光波导材料层150的的其中一种方法如下所述。首先，对第二光波导材料层150进行一激光直接成像(Laser Direct Imaging)制程，之后，对第二光波导材料层150进行一显影制程。

之后，请参照图1J，固化第二光波导材料层150，并且移除第二掩膜层140。

接着，请参照图1K，在基板110上压合形成一第三掩膜层160，第三掩膜层160覆盖第一光波导材料层130、第二光波导材料层150与基板110。

然后，请参照图1L，图案化第三掩膜层160，以在第三掩膜层160上形成一第三开口162，第三开口162暴露出全部第二光波导材料层150与部分未被第二光波导材料层150所遮盖的第一光波导材料层130。

之后，请参照图1M，在第三开口162中形成第三光波导材料层170，其中第三光波导材料层170位于第一光波导材料层130与第二光波导材料层150上，且第三光波导材料层170与第一光波导材料层130完全包覆第二光波导材料层150。

接着，请参照图1N，固化第三光波导材料层170，以及移除第三掩膜层160。在本实施例中，第一光波导材料层130的光折射率与第三光波导材料层170的光折射率均小于第二光波导材料层150的光折射率。在本实施例中，第一光波导材料层130、第二光波导材料层150与第三光波导材料层170的材质例如为压克力(acrylate)，环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(polyimide)...等。不过，本发明并不限于前述材料。对光波导材料而言，只要符合对某一或某些光波长的吸收率低(透射率高)的特性，并可透过改质的方式使同材料得到不同光折射系数，而得以于介面间产生全内反射的现象，这样的材料就可使用作为本发明的光波导材料。

此外，值得注意的是，在第一开口122(或第二开口142、第三开口162)中形成第一光波导材料层130(或第二光波导材料层150、第三光波导材料层170)的方法还包括网板印刷(screen printing)或是模板印刷(stencilprinting)。

举例来说，请参照图2A，可在第一掩膜层120上配置一钢板210，钢板210具有一开口212，且开口212位于第一开口122上方，且开口212与第一开口122的尺寸及形状相同。接着，可在开口212与第一开口122中配置第一光波导材料130a，并以一刮刀220刮平第一光波导材料130a，以形成第一光波导材料层130(如图2B所示)。在本实施例中，第一光波导材料层130的厚度T2约为钢板210的厚度T3与第一掩膜层120的厚度T1的总和。此外，请参照图2B，当使用钢板210进行模板印刷时，部分未使用的第一光波导材料130a可回收再利用，进而可增加第一光波导材料130a的利用率并降低第一光波导材料层130的制作成本。

请参照图3A，可在基板110上配置一网板310，且可借由一刮刀320使第一光波导材料130a透过网板310上的多个开口(未示出)而涂布于第一开口122中，以形成第一光波导材料层130(如图3B所示)。

值得注意的是，图2A至图2B与图3A至图3B仅例举以网板印刷(或模板印刷)的方式形成第一光波导材料层130，当然，在其他实施例中，也可以网板印刷(或模板印刷)的方式形成第二光波导材料层150或第三光波导材料层170。

综上所述，本发明是借由将光波导材料层形成在掩膜层的开口中的方式来定义光波导材料层的形成位置与范围，因此，本发明可将光波导材料层直接形成在特定区域中，而毋须如传统技术一般需整面涂布，故可大幅减少价格昂贵的光波导材料的使用量，进而降低光波导材料层的制作成本。此外，本发明可借由调整掩膜层的厚度来调整光波导材料层的厚度。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种光电基板的制作方法，包括：

提供一基板；

在该基板上形成一第一光波导材料层；

在该第一光波导材料层上形成一第二光波导材料层；

在该第一光波导材料层与该第二光波导材料层上形成一第三光波导材料层，且该第一光波导材料层与该第三光波导材料层完全包覆该第二光波导材料层，其中该第一光波导材料层、该第二光波导材料层与该第三光波导材料层至少其中之一的制程步骤包括：

在该基板上形成一掩膜层；

图案化该掩膜层，以在该掩膜层上形成一开口；

在该开口中形成一光波导材料；

固化该光波导材料；以及

移除该掩膜层。

2.根据权利要求1所述的光电基板的制作方法，其中该第一光波导材料层与该第二光波导材料层的制程步骤包括：

在该基板上形成一第一掩膜层；

图案化该第一掩膜层，以在该第一掩膜层上形成一第一开口，该第一开口暴露出部分该基板；

在该第一开口中形成该第一光波导材料层；

固化该第一光波导材料层；

移除该第一掩膜层；

在该基板上形成一第二掩膜层，该第二掩膜层覆盖该第一光波导材料层与该基板；

图案化该第二掩膜层，以在该第二掩膜层上形成一第二开口，该第二开口暴露出部分该第一光波导材料层；

在该第二开口中形成该第二光波导材料层；

固化该第二光波导材料层；以及

移除该第二掩膜层。

3.根据权利要求2所述的光电基板的制作方法，其中该第三光波导材料层的制程步骤包括：

在该基板上形成一第三掩膜层，该第三掩膜层覆盖该第一光波导材料层、该第二光波导材料层与该基板；

图案化该第三掩膜层，以在该第三掩膜层上形成一第三开口，该第三开口暴露出全部该第二光波导材料层与部分未被该第二光波导材料层所遮盖的该第一光波导材料层；

在该第三开口中形成该第三光波导材料层；

固化该第三光波导材料层；以及

移除该第三掩膜层。

4.根据权利要求1、2或3所述的光电基板的制作方法，其中在该开口中形成该光波导材料的方法包括刮刀涂布、网板印刷或是模板印刷。

5.根据权利要求1、2或3所述的光电基板的制作方法，其中该掩膜层的材质包括高分子材料或金属。

6.根据权利要求1、2或3所述的光电基板的制作方法，其中当该掩膜层的材质为感光性高分子材料时，图案化该掩膜层的方法包括曝光显影。

7.根据权利要求1或3所述的光电基板的制作方法，其中该第一光波导材料层的光折射率与该第三光波导材料层的光折射率均小于该第二光波导材料层的光折射率。

8.根据权利要求1所述的光电基板的制作方法，其中该基板为一印刷电路板。

9.根据权利要求1或3所述的光电基板的制作方法，其中在形成该第三光波导材料层之前，还包括：

图案化该第二光波导材料层。

10.根据权利要求9所述的光电基板的制作方法，其中当该第二光波导材料层的材质为感光材料时，图案化该第二光波导材料层的方法包括：

对该第二光波导材料层进行一激光直接成像制程；以及

对该第二光波导材料层进行一显影制程。

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