CN103529514A

CN103529514A - 一种隐埋光波导印制线路板的制造方法

Info

Publication number: CN103529514A
Application number: CN201310525068.7A
Authority: CN
Inventors: 严惠娟; 梅莉嘉.伊莫宁; 朱龙秀; 吴金华
Original assignee: SHANGHAI MEADVILLE ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI MEADVILLE ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-10-30
Also published as: CN103529514B

Abstract

一种隐埋光波导印制线路板的制造方法，包括如下步骤：1）光波导层底部的基板制作；2）光波导下包层的制作；3）光波导芯层的制作；4）光波导上包层的制作；5）铜蚀刻；6）叠层光波导印制线路板制作，在光波导上包层区域上制作至少一基材层，且可见的铜层对位基准图形始终暴露在外，便于后续耦合固定，获得所述含有高精度对位基准图形的隐埋光波导印制线路板。本发明使用光波导层上的图形作为对位基准，该对位图形可被肉眼或者机器识别，不涉及光波导与耦合对位图形的对位偏差及叠层错位叠加；同时由于其低耦合损耗，使得系统功耗降低，极大地节约了能源，也不必因为高能耗导致其对系统散热的特别要求。

Description

一种隐埋光波导印制线路板的制造方法

技术领域

本发明涉及光电印制板制造领域，尤其涉及一种隐埋光波导印制线路板的制造方法。

背景技术

在带有光电印制板的信号传输系统中，光信号需要在不同部件之间进行传输及耦合。常见的一种光信号传输路径如：光源（如VCSEL激光器等）—耦合器件（如45度反射微镜等）—光电印制板—耦合器件（如光连接器等）—光电印制板—耦合器件（如光连接器等）—光电印制板—耦合器件（如45度反射微镜）—接收器（如Photo diode光敏二极管等）。

在每一个耦合过程中，都需要将输入/输出端与光电印制板中的光波导对准，使得光信号进入光波导中进行传输或从光波导输出进入下一环节。如果未对准，光信号就会有很大的损耗，导致最终信号不完整，出现丢包或者图像失真等现象。所以说，如何提高每个耦合过程中的对位精度，是该系统中很重要的一个方面。

目前通常的做法是：先通过某一层铜层上的基准图形，制作光波导层，再在耦合过程中，通过该层铜层上的同一图形（或其它图形），或者与该层铜层图形已有一定对准度的其它铜层图形作为对位基准，将所需要的器件贴装固定在需要的位置上。

每经过一次基准图形对位的叠加，其对准程度就会有一定下降。如两层图形根据一层图形制作，其对准精度是0-10μm，三层图形也是根据一层图形制作，其对准精度是0-5μm（不同过程的对准精度可能不同），那么三层图形与两层图形的对准程度就会是0-15μm。

由于耦合器件需要对准光电印制板上的光波导层，如果直接根据光波导层上的基准图形进行耦合的话，其对准精度是最高的。但光波导层是完全透明的，无法被肉眼或者机器识别，也就是说按照通常的做法无法根据光波导层上的对位基准进行耦合固定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隐埋光波导印制线路板的制造方法，采用光波导层上的图形作为对位基准，同时利用底部铜层增加可视性，增加肉眼或者机器的识别能力；由于其低耦合损耗，使得系统设计的功耗降低，从而极大地节约了能源，也不必因为高能耗导致其对系统散热的特别要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种隐埋光波导印制线路板的制造方法，包括如下步骤：

1)光波导层底部的基板制作

制作光波导层底部的基板，该基板包括第一铜层、位于第一铜层之上的第一基材层和位于第一基材层之上的第二铜层；

2)光波导下包层（即clad-1层）的制作

先把光波导材料膜贴在基板的第二铜层上，再采用曝光显影或者曝光加激光开窗的方式获得光波导下包层，同时暴露出对位用的第二铜层对位区域；

3)光波导芯层（core层）的制作

先把光波导材料膜贴在光波导下包层上，再采用曝光显影的方式进行光波导芯层图形制作，图形中包括芯层对位基准图形；

4)光波导上包层（clad-2层）的制作

先把光波导材料膜贴在光波导芯层上，再采用曝光显影的方式获得光波导上包层，同时暴露出第二铜层对位区域和盖在第二铜层对位区域上的光波导芯层对位基准图形；

5)铜蚀刻

蚀刻掉暴露出来的铜层区域，留下被光波导芯层对位基准图形保护的铜层区域，形成可见的与芯层对位基准图形一致的铜层对位基准图形，与光波导芯层图形没有对准误差；

6)叠层光波导印制线路板的制作

在光波导上包层区域上制作至少一个基材层，且可见的铜层对位基准图形始终暴露在外，便于后续耦合固定，获得所述含有铜层对位基准图形的隐埋光波导印制线路板。

进一步，步骤1）中，第一、第二铜层的铜面为未经处理的或经过棕化、黑化或者粗化处理的铜面。

另外，步骤2）、3）和4）中，所述光波导材料膜采用湿膜类光波导材料或干膜类光波导材料，其中，湿膜类光波导材料包括环氧类、硅氧烷类、硅烷类、丙烯酸类或聚酰亚胺类液态材料；干膜类光波导材料包括环氧类、硅氧烷类、硅烷类、丙烯酸类或聚酰亚胺类制成的薄膜材料。

本发明所获得的含有高精度对位基准图形的隐埋光波导印制线路板，其对位偏差不大于2μm，耦合损耗不高于2.5dB。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

由于耦合器件需要对准光电印制板上的光波导层，但因为光波导层是完全透明的，无法被肉眼或者机器识别，通常的做法无法直接使用光波导层上的对位基准进行耦合固定，而是先通过某一层铜层上的基准图形，制作光波导层，再在耦合过程中，通过该层铜层上的同一图形（或其它图形），或者与该层铜层图形已有一定对准度的其它铜层图形作为对位基准，将所需要的器件贴装固定在需要的位置上，存在对位偏差以及叠层错位叠加。

本发明可以直接使用光波导层上的图形作为对位基准，而且该对位图形是可以被肉眼或者机器识别的，其光波导芯层与下面的对位铜不涉及对位偏差，以及叠层错位叠加；同时由于其低耦合损耗，使得系统设计的功耗降低，从而极大地节约了能源，也不必因为高能耗导致其对系统散热的特别要求。

附图说明

图1-图6为本发明隐埋光波导印制线路板的工艺流程图。

图中，1为第一铜层，2为第一基材层，3为第二铜层，31为被芯层图形保护的铜层区域，4为光波导下包层（即clad-1层），5为光波导芯层；6为光波导上包层（即clad-2层），7为第二基材层，8为第三铜层，9为第三基材层，10为第四铜层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细描述。

如图1～图6所示，本发明隐埋光波导印制线路板的制造方法，包括如下步骤：

1）光波导层底部的基板制作：

制作光波导层底部的基板，该基板包括第一铜层1、位于第一铜层1之上的第一基材层2和位于第一基材层2之上的第二铜层3，参见图1。

2）光波导下包层（即clad-1层）的制作：

先把光波导材料膜贴在基板的第二铜层3上，再采用曝光显影或者曝光加激光开窗的方式获得光波导下包层4即clad-1层，同时暴露出对位用的第二铜层对位区域31，参见图2。

3）光波导芯层（core层）的制作：

先把光波导材料膜贴在光波导下包层4上，再采用曝光显影的方式进行光波导图形制作，获得光波导芯层5，图形中包括对位基准图形51，参见图3。

4）光波导上包层（clad-2层）的制作：

先把光波导材料膜贴在光波导芯层上，再采用曝光显影的方式获得光波导上包层6，同时暴露出第二铜层对位区域31和盖在第二铜层对位区域31上的光波导芯层5对位基准图形51，参见图4。

5）铜蚀刻：

蚀刻掉暴露出来的铜层区域，留下被光波导芯层对位基准图形51保护的铜层区域，形成可见的与芯层对位基准图形一致的铜层对位基准图形311，与光波导芯层图形没有对准误差；参见图5。

6）叠层光波导印制线路板的制作：

在光波导上包层区域上制作第二基材层7、第三铜层8、第三基材层9和第四铜层10，且可见的铜层对位基准图形需要过在叠层印制线路板上铣槽的方法始终暴露在外，便于后续耦合固定，获得所述含有高精度对位基准图形的隐埋光波导印制线路板，参见图6。

实施例1和实施例2采用上述制造方法分别制造获得含有高精度对位基准图形的隐埋光波导印制线路板。

实施例1和实施例2直接使用光波导芯层区域（即core层）的图形作为耦合固定的对位基准。耦合固定使用倒装焊机，其设备对位能力是0.5μm，最后波导与耦合器件的对位偏差为2μm。实施例1使用的耦合器件是45度反射微镜+凸透镜，实施例2使用的耦合器件是45度反射微镜。其对位偏差和耦合损耗如表1所示。

对照例1为光波导芯层图形制作与耦合固定均使用了同一层铜层，但使用了不同的对位基准图形。光波导芯层图形制作是对位基准图形在板边的位置，耦合固定时使用的对位基准图形在耦合器件附近。该做法是行业的通常的做法。该对位偏差是10μm，主要受到光波导芯层图形制作时，与铜层偏差的影响。使用的耦合器件是45度反射微镜。其对位偏差和耦合损耗如表1所示。

对照例2为光波导图形制作时使用了印制板内层铜面作为基准，耦合固定时，采用了印制板外层图形进行对位。外层图形是根据内层上的对位基准图形制作。使用的耦合器件是45度反射微镜。其对位偏差和耦合损耗如表1所示。

表1

Claims

1.一种隐埋光波导印制线路板的制造方法，包括如下步骤：

1)光波导层底部的基板制作

2)光波导下包层的制作

3)光波导芯层的制作

4)光波导上包层的制作

5)铜蚀刻

蚀刻掉暴露出来的铜层区域，留下被光波导芯层对位基准图形保护的铜层区域，形成可见的与芯层对位基准图形一致的铜层对位基准图形；

6)叠层光波导印制线路板的制作

2.如权利要求1所述的隐埋光波导印制线路板的制造方法，其特征在于，步骤1）中，第一、第二铜层的铜面为未经处理的或经过棕化、黑化或者粗化处理的铜面。

3.如权利要求1所述的隐埋光波导印制线路板的制造方法，其特征在于，步骤2）、3）和4）中，所述光波导材料膜采用湿膜类光波导材料或干膜类光波导材料，其中，湿膜类光波导材料包括环氧类、硅氧烷类、硅烷类、丙烯酸类或聚酰亚胺类液态材料；干膜类光波导材料包括环氧类、硅氧烷类、硅烷类、丙烯酸类或聚酰亚胺类制成的薄膜材料。