CN104115043B - 光学印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种光学印刷电路板，包括：第一绝缘层，所述第一绝缘层上形成有至少一个收纳槽，所述收纳槽的至少一端形成有倾斜角；光波导，形成在所述第一绝缘层的所述收纳槽中；以及第二绝缘层，形成在所述第一绝缘层上，并且掩埋形成在所述收纳槽中的所述光波导。

Description

光学印刷电路板及其制造方法
技术领域
本申请要求分别于2011年12月8日、2011年12月9日和2011年12月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0131362、No.10-2011-0132354和No.10-2011-0132355，这些案件的全部内容以引用的方式并入本文中。
本发明涉及光学印刷电路板及其制造方法。
背景技术
常用的印刷电路板(PCB)是电学印刷电路板，通过在形成有薄铜电路的基板上涂布并且插入各种类型的组件到基板中来传输电信号。由于传统的电学印刷电路板中基板具有与电学器件的组件处理能力相比较低的电信号传输能力，传输信号的传输存在问题。
特别地，这些电学信号对外部环境敏感，并且产生噪声现象。因此，这成为需要高精度的电气设备的一大障碍。因此，为了解决这个问题，开发了使用光波导的光学印刷电路板来替代具有例如铜的金属电路的电学印刷电路板，可以生产对干扰和噪声现象等更稳定的高精度和高技术设备。
按照传统技术，在现有参考文献1(公开No.10-2011-0038522)所公开的光学印刷电路板的情况中，通过将光纤弯折90°来生产光波导(如现有参考文献2(公开No.10-2010-0112731)所公开)，通过在内部芯层处形成反射镜来生产光波导，或者如现有参考文献3(公开No.10-2011-0038524)所公开，通过制造印刷电路板和独立地制造光连接模块，并将独立制造的光连接模块插入到所制造的印刷电路板中来制造光学印刷电路板。
然而，在现有参考文献1中，当制造光学印刷电路板时，应用了将光纤弯折90°来将光纤与信号发射器TX和信号接收器RX连接的结构，并且在将光纤弯折90°时，产生了光学损耗。另外，在掩埋印刷电路板的层的层压过程中，可能会出现印刷电路板的各层与光纤弯折区域之间的台阶差，由于高压力而产生传输损耗。
另外，包括弯折区域的光学模块的总厚度增加了印刷电路板的总厚度。
另外，在现有参考文献2中，在掩埋印刷电路板的层的层压过程中，由于受热、压力和树脂流动导致的变形(滚动或扭曲)，使得难以维持芯层暴露到外部的角度。
此外，根据现有参考文献3，由于在弯折方面的限制以及所制造的光波导的长度和厚度方面的限制，克服小且薄的印刷电路板的限制是困难的。而且，由于印刷电路板和光学连接模块是分别制造的，存在制造光学电路板的工序复杂的问题。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供了一种具有新结构的光学印刷电路板及其制造方法。
本发明的另一个方面提供了一种光学印刷电路板及其制造方法，其中在该光学印刷电路板上直接形成并加工出光波导。
本发明所要取得的技术目标不限于上述技术目标。根据以下描述，所提出的示例性实施例所属领域的普通技术人员可以清楚地理解没有提到的其他技术目标。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种光学印刷电路板，包括：第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成有至少一个收纳槽，所述收纳槽的至少一端形成有倾斜角；光波导，形成在所述第一绝缘层的所述收纳槽中；以及第二绝缘层，形成在所述第一绝缘层上，并且掩埋形成在所述收纳槽中的所述光波导。
根据本发明的另一个方面，提供了一种光学印刷电路板，包括：第一绝缘层；光波导，形成在所述第一绝缘层上并且包括上包层、芯层和下包层；以及第二绝缘层，形成在所述第一绝缘层上并且掩埋所述光波导，其中，所述上包层形成为包围所述芯层的侧表面。
根据本发明的又一个方面，提供了一种光学印刷电路板的制造方法，包括：制备绝缘基板，在所述绝缘基板的至少一个表面上形成有电路图案；通过加工所述绝缘基板来形成收纳槽，所述收纳槽在其至少一端具有倾斜角；以及在所述收纳槽中形成光波导。
根据本发明的又一个方面，提供了一种光学印刷电路板的制造方法，包括：制备绝缘基板，在所述绝缘基板上形成有电路图案；在所述绝缘基板上形成下包层；在所述上包层上形成芯层；以及在所述芯层上形成包围所述芯层侧表面的上包层。
有益效果
根据本发明，由于通过激光刻槽工艺或精密切割工艺形成具有倾斜角的收纳槽，可以防止由于光波导厚度引起的台阶差，从而使层压印刷电路板的工艺可以容易地执行。此外，由于在掩埋光波导时准确地布置了反射镜，所以可以改善光损失性质，并且通过掩埋光波导也能改善铜电路设计的自由度。
根据本发明的示例性实施例，由于光波导是通过在形成有内层的印刷电路板上印刷或涂布用于光波导的液态树脂形成的，或者是通过在印刷电路板上接合用于光波导的薄片型材料形成的，所以可以提高布线的自由度，可以减少形成用于掩埋光波导的收纳空间的工序，并能提高阵列精度。
附图说明
包括附图以提供本发明的进一步理解，附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示例性实施例，并且与说明书一起，用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明第一示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；
图2是沿着图1中的A-A’截取的截面图；
图3是沿着图1中的B-B’截取的截面图；
图4到图17是说明图1至图3所示出的光学印刷电路板的制造方法的按工序的视图；
图18是根据本发明第二示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；
图19是沿着图18中的A-A’截取的截面图；
图20是沿着图18中的B-B’截取的截面图；
图21至图31是说明图18至图20所示出的光学印刷电路板的制造方法的按工序的视图；
图32是根据本发明第三示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；
图33是图32所示出的光学印刷电路板的截面图；
图34至图49是说明图32和图33所示出的光学印刷电路板的制造方法的按工序的视图；
图50是根据本发明第四示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；
图51是根据本发明第五示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；
图52和图53是更具体地说明根据本发明示例性实施例的光学印刷电路板的制造方法的视图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述，以使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应理解为受限于本文描述的实施例。
将会进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”及其相关形式具体说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或群组的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或群组的存在或添加。
根据本发明的一个示例性实施例，由于通过激光刻槽工艺或者精密切割工艺形成具有倾斜角的收纳槽并且将光波导掩埋在收纳槽130中，所以可以防止由于光波导厚度引起的台阶差，从而能容易地进行印刷电路板的层压工艺。此外，由于在掩埋光波导时准确地布置了反射镜和光波导，可以改善光损耗性质，并且通过掩埋光波导也能提高铜电路设计的自由度。
在本发明的另一个示例性实施例中，由于通过在形成有内层的印刷电路板上印刷或涂布用于光波导的液态树脂来形成光波导，或者通过将用于光波导的薄片型材料接合到印刷电路板上来形成光波导，可以提高布线设计的自由度，形成用于掩埋光波导的收纳空间的工序可以省略，并且可以提高阵列精度。
图1是根据本发明第一示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；图2是沿着图1中的A-A’截取的截面图；图3是沿着图1中的B-B’截取的截面图。
参见图1至图3，光学印刷电路板100包括：第一绝缘层110；电路图案125，形成在第一绝缘层110的至少一个表面上；光波导140，形成在收纳槽130中，收纳槽130在绝缘层110中，两端具有恒定倾斜角；第一反射镜，形成在收纳槽130的第一端并且具有与收纳槽130的第一端的倾斜角相对应的倾斜角；第二反射镜135，形成在收纳槽130的第二端，并且具有与收纳槽130的第二端的倾斜角相对应的倾斜角；以及第二绝缘层150，形成在第一绝缘层110的上表面和下表面上，并且掩埋电路图案125和光波导140。
第一绝缘层110和第二绝缘层150执行基本部件的功能来提供光学印刷电路板的耐用性。
第一绝缘层110和第二绝缘层150可以是在其中形成单一电路图案的光学印刷电路板的支撑基板，也可以是绝缘层区域，在该绝缘层区域中形成有光学印刷电路板的具有多重层压结构的一个电路图案125。
当第一绝缘层110和第二绝缘层150表示多重层压结构中的一个绝缘层时，多个电路图案可以依序形成在第一绝缘层110和第二绝缘层150的上部或下部。
在第一绝缘层110上形成导电通路(未示出)，使得在互不相同的层之间的电路图案相互电连接。
电路图案125可以由导电金属形成，例如Au、Ag、Ni和Cu来传输电学信号，并且，优选地，可以使用Cu。
电路图案125可以通过加成工艺、减成工艺、改良型半加成工艺(MSAP)、半加成工艺(SAP)等形成。这些工艺是制造印刷电路板的一般工艺。此处，关于它们的详细说明将被省略。
第一绝缘层110和第二绝缘层150可以是热固性或热塑性聚合物基板、陶瓷基板、有机-无机化合物基板或者浸渍玻璃纤维基板，并且在包括聚合树脂的情况下可以包括环氧基绝缘树脂，例如FR-4、BT(双马来酰亚胺三嗪)、ABF膜(Ajinomoto Build up Film，味之素所开发的内置薄膜)等。与此不同，第一绝缘层110和第二绝缘层150可以包括聚酰亚胺基树脂。然而，本发明不特别受限于此。
通过激光刻槽工艺或精密切割工艺形成的收纳槽130(见图9)形成在第一绝缘层110中。当通过激光工艺形成接收槽130时，可以容易地调整收纳槽130的高度。因此，可以调节收纳槽130的高度使得集成的光波导能完全掩埋在收纳槽130中。同时，与此不同的是，可以调整收纳槽130的高度使得部分集成的光波导暴露到收纳槽130上。由于光通过芯层142，只有下包层141和芯层142掩埋到收纳槽130中。上包层143可以形成为突起到收纳槽130上。
收纳槽130的两端形成为具有恒定倾斜角。优选地，收纳槽130包括：下表面130a；左侧表面130b，在下表面130a的一端向上延伸为具有恒定倾斜角；以及右侧表面130c，在下表面130a的另一端向上延伸为具有恒定倾斜角。
此时，优选地，在下表面130a与左侧表面130b之间形成的内角为135°以有效地反射光信号。换句话说，左侧表面130b在下表面130a的一端具有135°的倾斜角，并且形成为在向上的方向上延伸。
另外，在下表面130a与右侧表面130c之间形成的内角为135°以有效地反射光信号。换句话说，右侧表面130c在下表面130a的另一端在向上的方向上延伸以具有135°的倾斜角。
此时，收纳槽130的倾斜角对应于光发射器和光接收器形成在第一绝缘层110上表面上的情况下产生的倾斜角。也就是说，当光发射器和光接收器形成在第一绝缘层110的下表面上时，收纳槽130的倾斜角可以形成为与上述倾斜角不同。例如，当光发射器和光接收器形成在第一绝缘层110的下表面上时，下表面130a和左侧表面130b之间形成的内角可以为45°。类似地，下表面130a和右侧表面130c之间形成的内角可以为45°。
第一反射镜132形成在收纳槽130的一端，第二反射镜135形成在收纳槽130的另一端。
通过在收纳槽130的两端均层压包括金属材料的金属层形成第一反射镜132和第二反射镜135，此时，第一反射镜132和第二反射镜135可以由能反射光的金属材料形成。
第一反射镜132形成在与光发射器(未示出)下部相对应的位置。此时，第一反射镜132形成为具有预设倾斜角。第一反射镜132的倾斜角设置为与形成在收纳槽130一端的倾斜角相等。
也就是说，通过在具有倾斜角的收纳槽130的一端，用涂布、层压、喷涂金属材料的方法形成第一反射镜132。因此，第一反射镜132形成为自身具有与收纳槽130所设置的倾斜角相应(相等)的倾斜角。
第一反射镜132接收来自光发射器(未示出)的光，从而以与入射光的方向垂直的方向反射所接收的光。
第二反射镜135形成在与光接收器(未示出)下部相应的位置。此时，第二反射镜135形成为具有预设倾斜角。第二反射镜135的倾斜角设置为与形成在收纳槽130另一端的倾斜角相等。
也就是说，通过在具有倾斜角的收纳槽130的另一端，用涂布、层压、喷涂金属材料的方法形成第二反射镜135。因此，第二反射镜135形成为自身具有与收纳槽130所设置的倾斜角相应的倾斜角。
第二反射镜135接收通过第一反射镜132反射的光，从而以与入射光的方向垂直的方向反射所接收的光。
光波导140掩埋在形成有第一反射镜132和第二反射镜135的收纳槽130中。
同时，与此不同，通过在具有倾斜角的收纳槽130的一端和另一端执行溅射工艺，可以形成金属反射面来替代第一反射镜132和第二反射镜。
光波导140包括下包层141、芯层142和上包层。此时，光波导140是下包层141、芯层142和上包层143一体形成的单个产品。可以通过将形成为单个产品的光波导插入到收纳槽中来形成光波导140。
下包层141和上包层143形成为包围芯层的形状，使得通过芯层可以有效地执行光的传输。
下包层141和上包层143可以由聚合物类材料构成。例如，丙烯酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、氟化丙烯酸酯或氟化聚酰亚胺。
芯层142插设在上包层143和下包层141之间，用于执行光信号传输的路径的功能。芯层142也由与构成上包层143和下包层141的材料类似的聚合物类材料构成，并且具有比上包层和下包层更高的折射率以有效地传输光信号。此时，芯层142可以由混合有硅石或聚合物的SiO2形成。
也就是说，光波导140是单个产品，其中下包层141、上包层143和在下包层141与上包层143之间的芯层142一体形成。可以根据收纳槽130的大小来切削一体形成的光波导来形成光波导140。
分别形成在收纳槽130的一端和另一端的第一反射镜132和第二反射镜135位于包括光波导140的芯层142的切割面。如上所说明，第一反射镜132和第二反射镜135由例如铝或银的具有高反射率的材料形成，以有效地传输光。
此时，芯层142设置在上包层143和下包层141的内部，并且具有高于上包层143和下包层141的折射率。因此，通过芯层142的光在芯层142与下包层141和上包层143之间的边界全反射，从而沿着芯层142行进。
此时，由于光移动通过芯层142，芯层142可以设置在其上具有第一反射镜132和第二反射镜135的收纳槽130中，并且下包层143可以形成为突起到收纳槽130之上。
同时，光波导140可以由例如有机-无机材料等优良透光率和弹性的聚合物材料使用压花工艺或光刻工艺形成。
此时，该有机-无机聚合物材料可以由以下材料中的任意一种构成，例如低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯、聚丙烯、酰胺类尼龙6、尼龙66、尼龙6/9、尼龙6/10、尼龙6/12、尼龙11、尼龙12、聚苯乙烯、聚乙二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、乙酸纤维素或聚(甲基)丙烯酸酯。另外，考虑到热学性质和力学性质在内，有机-无机聚合物材料可以由选自以上这些材料中的任意一种或它们的组合物构成。
同时，在收纳槽130中，光波导140的侧表面(即，上包层143、下包层141和芯层142的侧表面)暴露出来。另外，如附图中所示出，光波导140可以形成为其上表面和侧表面成直角。然而，根据示例性实施例，光波导140可以具有与收纳槽130具有的倾斜角相应的倾斜角，为此，当以单个产品生产的光波导140被切割时，考虑到收纳槽130的大小和尺寸以及设置在收纳槽130上的倾斜角，应当执行切割工序。
光发射器(未示出)形成在第一反射镜132的上部位置，并且光接收器(未示出)形成在第二反射镜134的上部位置。优选地，光发射器连接到位于第一反射镜132上部的电路图案，并且光接收器连接到位于第二反射镜135上部的电路图案125。光发射器产生并输出光信号，并且包括驱动器集成电路(未示出)以及发光装置(未示出)。发光装置由驱动器集成电路驱动并且向着形成第一反射镜132的方向发光。
此时，该发光装置可以包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)，它是辐射光信号的光源装置。VCSEL是使用垂直辐射激光光束的方法传输或放大光信号的光源装置。
光接收器包括接收器集成电路(未示出)和光接收装置(未示出)。
光接收装置接收来自光发射器的光，并且由接收器集成电路驱动。光接收装置可以包括用于检测光信号的光电检测器(PD)。
另外，如附图所示出，光学印刷电路板100包括多通道光波导，其中同一层中光波导140形成为多个。同多个通道一样，也可以制造出光波导140形成为多个或多层形状的光学印刷电路板。根据示例性实施例的光波导140的数量(优选地，芯层142的数量)可以进一步地增加和减少。
如上所描述，在根据本发明示例性实施例的光学印刷电路板100中，由于通过激光刻槽工艺或精密切割工艺形成具有倾斜角的收纳槽，并且单个产品的光波导140形成在收纳槽130中，所以可以防止由光波导厚度引起的台阶差，因此能容易地执行光学印刷电路板的层压工艺。此外，由于在掩埋光波导140时可以精确地布置第一反射镜132、第二反射镜135和光波导140，可以改善光损耗性质，并且同样可以通过掩埋光波导来改善铜电路设计的自由度。
以下，将参照附图对图1至图3所示的光学印刷电路板100的制造方法进行说明。
图4到图17是说明图1至图3所示出的光学印刷电路板的制造方法的按工序的视图。
参见图4，首先制备绝缘基板110(即，绝缘层)。此时，当绝缘基板110是层压了导电层120的绝缘层时，层压结构的绝缘层和导电层120可以是普通的覆铜箔层压板(CCL)。
与此不同，导电层120可以是由无电镀绝缘层110形成的镀层。此时，当导电层通过无电镀形成时，绝缘层110的上表面和下表面上设置有粗糙度使得电镀可以顺利进行。
接下来，如图5和图6所示，通过蚀刻形成在绝缘层110上表面和下表面上的导电层形成电路图案125。图6是沿图5中的A-A’截取的截面图。
电路图案125可以形成为与后续安装光发射器或光接收器的位置对应。
可以按照干膜层压工艺、曝光工艺、显影工艺、蚀刻工艺和剥离工艺的顺序形成电路图案125。
接下来，如图7、图8和图9所示出，在绝缘层110上，通过执行激光刻槽工艺或精密切割工艺形成收纳槽130。图8是沿图7中的A-A’截取的截面图。图9是沿图7中的B-B’截取的截面图。
收纳槽130提供用于在绝缘层110中安装光波导140的安装空间。
收纳槽130形成为使得其至少一端具有预设倾斜角，此时，倾斜角可以仅形成在收纳槽130的一端。与此不同，倾斜角可以形成在这一端和与之相对的另一端。
也就是说，为了使光传输和光接收能在光学印刷电路板100中执行，应当在收纳槽130的一端和另一端分别形成倾斜角。当印刷电路板100形成为具有接收来自外部设备的光信号或向外部设备传输光信号的功能时，倾斜角可以仅形成在收纳槽130的一端。
倾斜角可以形成为45°来有效地以与入射光信号的方向垂直的方向反射光信号。
更具体地，如图9所示出，收纳槽130包括：下表面130a；左侧表面130b，在下表面130a的一端向上延伸为具有恒定倾斜角；以及右侧表面130c，在下表面130a的另一端向上延伸为具有恒定倾斜角。
此时，下表面130a与左侧表面130b之间所成的内角可以形成为135°，以有效地反射光信号。换句话说，左侧表面130b在下表面130a的一端具有135°的倾斜角，并且在向上的方向延伸。
另外，下表面130a和右侧表面130c之间所成的内角可以形成为135°，以有效地反射光信号。换句话说，右侧表面130c在向上的方向延伸，同时在下表面130a的另一端具有135°的倾斜角。
同时，收纳槽130的倾斜角与光发射器和光接收器形成在第一绝缘层110的上表面上的情况下所产生的倾斜角相对应。也就是说，当光发射器和光接收器形成在第一绝缘层110的下表面时，收纳槽130的倾斜角可以形成为与上述倾斜角不同。例如，当光发射器和光接收器形成在第一绝缘层110的下表面上时，下表面130a和左侧表面130b之间所成的内角可以为45°。与此类似，下表面130a和右侧表面130c之间所成的内角可以为45°。
在本发明的示例性实施例中，为了形成用于改变收纳槽130自身中的光信号路径的反射部件以形成光波导，收纳槽130的两端均形成为具有恒定倾斜角以对应于反射部件的安装角。
接下来，如图10和图11所示，第一反射镜132和第二反射镜135形成在收纳槽130的两端。图11是沿图10中B-B’截取的截面图。
第一反射镜132和第二反射镜135可以通过在收纳槽130的左侧表面130b和右侧表面130c上使用涂布、层压、喷镀方法形成金属层来形成。
第一反射镜132和第二反射镜135形成在左侧表面130b和右侧表面130c上以分别具有与左侧表面130b和右侧表面130c所具有的倾斜角相对应的倾斜角。
换句话说，第一反射镜132具有与设置在左侧表面的倾斜角(即，相对于下表面130a成135°角)对应的(优选地，相等的)倾斜角。同样地，第二反射镜135具有与设置在右侧表面130b的倾斜角(即，相对于下表面130a成135°角)对应的(优选地，相等的)倾斜角。
接下来，如图12、图13和图14所示出，光波导140形成在收纳槽130中。图13是沿图12中A-A’截取的截面图，图14是沿图12中B-B’截取的截面图。
此时，光波导140包括下包层141、芯层142和上包层143。
另外，光波导140是单个产品，其中下包层141、芯层142和上包层143一体生产。通过在收纳槽130中插入形成为单个产品的光波导，光波导140可以形成在收纳槽130中，如图12、图13和图14所示出。
下包层141和上包层143形成为包围芯层，从而可以通过芯层有效地执行光的传输。下包层141和上包层143可以由聚合物类材料形成，例如，丙烯酸(酯)、环氧树脂、聚酰亚胺、氟化丙烯酸(酯)或氟化聚酰亚胺。
芯层142插设在上包层143与下包层141之间，用于执行光信号传输的路径的功能。芯层142也由与形成上包层143和下包层141的材料类似的聚合物类材料形成，并且具有比上包层和下包层更高的折射率以有效地传输光信号。此时，芯层142可以由混合有硅石或聚合物的SiO2形成。
也就是说，光波导140是单个产品，其中下包层141、上包层143和在下包层141与上包层143之间的芯层142一体形成。可以根据收纳槽130的大小切割一体形成的光波导来形成光波导140。
形成在收纳槽130的一端和另一端的第一反射镜132和第二反射镜135位于在光波导140中所包括的芯层142的切割面。如上所说明，第一反射镜132和第二反射镜135由例如铝或银的具有高反射率的材料形成，以有效地传输光。
此时，芯层142设置在上包层143和下包层141的内部，并且具有高于上包层143和下包层141的折射率。因此，通过芯层142的光在芯层142与下包层141和上包层143之间的界面处全反射，从而沿着芯层142行进。
此时，由于光移动通过芯层142，芯层142可以设置在其上具有第一反射镜132和第二反射镜135的收纳槽130中，并且上包层143可以形成为突起到收纳槽130之上。
同时，光波导140可以由例如有机-无机材料等优良透光率和弹性的聚合物材料使用压花工艺或光刻工艺形成。
同时，在收纳槽130中，光波导140的侧表面(即，上包层143、下包层141和芯层142的侧表面)暴露出来。另外，如附图中所示出，光波导140可以形成为其上表面和侧表面成直角。然而，根据示例性实施例，光波导140可以具有与收纳槽130具有的倾斜角相对应的倾斜角。为此，当切割单个产品的光波导140时，考虑到收纳槽130的大小和设置在收纳槽130上的倾斜角，执行切割工序，并且被切割的光波导140插入到收纳槽130中。
另外，由于光波导在按上述切割后插入到收纳槽130中，下包层141、芯层142和上包层143的每一个侧表面暴露给形成在收纳槽130中的第一反射镜132和第二反射镜135。
然后，如图15、图16和图17所示，掩埋光波导140和电路图案125的第二绝缘层150形成在上述形成有光波导140的绝缘层110的上表面和下表面上。图16是沿着图15中的A-A’截取的截面图。图17是沿着图15中的B-B’截取的截面图。
在此之前，光发射器(未示出)可以形成在第一反射镜132的上部，光接收器(未示出)可以形成在第二反射镜134的上部。更优选地，光发射器形成在位于第一反射镜132上部的电路图案上，并且光接收器形成在位于第二反射镜135的上部的电路图案125上。
图18是根据本发明第二示例性实施例的光学印刷电路板的透视图；图19是沿着图18中的A-A’截取的截面图；以及图20是沿着图18中的B-B’截取的截面图。以下，将在考虑到根据第一示例性实施例和第二示例性实施例的光学印刷电路板的不同之处的情况下，介绍第二示例性实施例。
参见图18到图20，根据第二示例性实施例的光学印刷电路板与图1至图3中所示的光学印刷电路板100类似，但它们之间在关于光波导140方面有不同之处。也就是说，与根据第一示例性实施例的光波导相同，根据第二示例性实施例的光波导140包括下包层141、芯层142和上包层143。然而，光波导140是通过顺次地层叠下包层141、芯层和上包层143而在收纳槽130中形成。
优选地，在收纳槽130中形成下包层141，在下包层141中形成芯层142，之后在芯层142上形成用于掩埋收纳槽的上包层。
下包层141和上包层143形成为包围芯层，从而可以通过芯层有效地执行光传输。
形成在收纳槽130的一端和另一端的第一反射镜132和第二反射镜135位于光波导140中的芯层142的侧表面。如参照图1至图3所述，第一反射镜132和第二反射镜135由例如铝和银的具有高反射率的材料形成，以有效地传输光。
另外，光波导140可以具有与设置在收纳槽130上的倾斜角对应的倾斜角，并且可以通过掩埋收纳槽130的内部形成。
与此不同，在收纳槽130中，只有在光波导140中的上包层143的侧表面被暴露出来。或者，在收纳槽130中，上包层143和下包层141的每一个侧表面都被暴露出来。
光发射器(未示出)形成在第一反射镜132的上部位置，并且光接收器(未示出)形成在第二反射镜134的上部位置。优选地，光发射器连接到位于第一反射镜132上部的电路图案125，并且光接收器连接到位于第二反射镜135上部的电路图案125。光发射器和光接收器与光波导140一起掩埋在第二绝缘层150中。
在根据本发明第二示例性实施例的光学印刷电路板100中，由于通过激光刻槽工艺或精密切割工艺形成具有倾斜角的收纳槽，并且，通过在收纳槽130中顺次地层压下包层141、芯层142和上包层143形成光波导，可以防止由光波导厚度引起的台阶差，因此能容易地执行光学印刷电路板的层压工艺。此外，由于在形成光波导时可以准确地布置反射镜和光波导，可以改善光损耗性质，并且同样可以通过掩埋光波导来改善铜电路设计的自由度。以下，将参照附图对图18至图20所示的光学印刷电路板的制造方法进行说明。
图21至图31是说明图18至图20所示出的光学印刷电路板的制造方法的按工序的视图。对与图4至图17所示出的工序重复的工序的说明将被省略。
如图4至图11所说明，首先制备绝缘基板110(即，绝缘层)，通过对在绝缘层110的上表面和下表面上形成的导电层120蚀刻来形成电路图案125，通过在绝缘层110上执行激光刻槽工艺或精密切割工艺来形成收纳槽130，然后，在收纳槽130的两端形成第一反射镜132和第二反射镜135。
接下来，如图21、图22和图23所示出，下包层141形成在收纳槽130中。图22是沿图21中A-A’截取的截面图，图23是沿图21中B-B’截取的截面图。
下包层141可以由聚合物类材料形成，例如，丙烯酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、氟化丙烯酸酯或氟化聚酰亚胺，以有效地执行光传输。
接下来，如图24、图25和图26所示出，芯层142形成在下包层141上。图25是沿图24中A-A’截取的截面图，图26是沿图24中B-B’截取的截面图。
芯层形成在下包层141上，用于执行光信号传输的路径的功能。芯层142也由与形成上包层143和下包层141的材料类似的聚合物类材料形成，并且具有比上包层和下包层更高的折射率以有效地传输光信号。此时，芯层142可以由混合有硅石或聚合物的SiO2形成。
接下来，如图27、图28和图29所示出，用于掩埋收纳槽的上包层143形成在芯层142上。
上包层144可以由聚合物类材料形成，例如，丙烯酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、氟化丙烯酸酯或氟化聚酰亚胺，使得可以通过芯层142有效地执行光传输。
因此，形成在收纳槽130的一端和另一端的第一反射镜132和第二反射镜135位于光波导140中的芯层142的侧表面。如上所说明，第一反射镜132和第二反射镜135由例如铝或银的具有高反射率的材料形成，以有效地传输光。
同时，在收纳槽130中，光波导140的侧表面(即上包层143的侧表面、下包层141的侧表面以及芯层142的侧表面)被暴露出来。
另外，由于上包层143的侧表面、下包层141的侧表面以及芯层142的侧表面形成为掩埋收纳槽130的内部，所以上包层143的侧表面、下包层141的侧表面以及芯层142的侧表面可以形成为具有与在收纳槽130两端形成的倾斜角相对应的倾斜角。
根据本发明的又一个示例性实施例，在收纳槽130中，根据形成上包层143、下包层141和芯层142的方法，可以仅有上包层143的侧表面暴露出来。
因此，只有上包层143的侧表面可以具有与形成在收纳槽130两端的倾斜角相对应的倾斜角。
也就是说，如在图30中所示，下包层141的上表面暴露给芯层142，芯层142形成于下包层141上。因此，可以形成下包层141的侧表面和上表面，并且可以将上包层142形成为掩埋收纳槽130的内部同时包围芯层142的侧表面和上表面。
根据又一个示例性实施例，在收纳槽130中，根据形成上包层143、下包层141和芯层142的方法，可以只有上包层143的侧表面和下包层141的侧表面暴露出来。因此，上包层143的侧表面和下包层141的侧表面可以具有与形成在收纳槽130两端的倾斜角相对应的倾斜角。
也就是说，如图31所示出，下包层141的上表面暴露给芯层142，芯层142形成于下包层141上。因此，可以形成下薄层141的侧表面和上表面，并且可以将上包层142形成为掩埋收纳槽130的内部同时包围芯层142的侧表面和上表面。
根据图30和图31，由于上包层143和下包层141包围芯层142的侧表面，减小了芯层142的暴露表面的大小，从而保护芯层不受外部因素的影响。
然后，如图15至图17所说明，用于光波导140和电路图案125的第二绝缘层150形成在绝缘层110的上表面和下表面上，绝缘层110上形成有光波导140。
根据本发明第二示例性实施例，由于通过激光刻槽工艺或精密切割工艺形成具有倾斜角的收纳槽，可以防止由光波导厚度引起的台阶差，因此能容易地执行光学印刷电路板的层压工艺。此外，由于在掩埋光波导时可以准确地布置反射镜和光波导，所以可以改善光损耗性质，并且同样可以通过掩埋光波导改善铜电路设计的自由度。
图32是根据本发明第三示例性实施例的光学印刷电路板的透视图。图33是图32所示出的光学印刷电路板的截面图。
参见图32和图33，根据本发明第三示例性实施例的印刷电路板包括：第一绝缘层210；电路图案220，形成在第一绝缘层210的至少一个表面上；下包层235，形成在第一绝缘层210上；芯层245，形成在下包层235上；上包层255，形成在芯层245上；以及，第二绝缘层，形成在第一绝缘层210的上表面和下表面上，并且掩埋下包层235、芯层245和上包层255。
光波导形成在第一绝缘层210上。更优选地，下包层235、芯层245和上包层255顺次形成在第一绝缘层210上。
通过在第一绝缘层210上顺次层压用于光波导的薄片型材料来形成下包层235、芯层245和上包层255。
在本发明中，通过在第一绝缘层210上印刷或涂布用于光波导的液态树脂顺次形成下包层235、芯层245和上包层255，或者通过在第一绝缘层210上接合用于光波导的薄片型材料顺次形成下包层235、芯层245和上包层255。因此，可以提高布线设计的自由度，形成收纳空间的工序可以省略，并且可以提高精度。
在本发明第三示例性实施例中，上包层255形成为包围下包层235的侧表面以及芯层245的侧表面和上表面。
也就是说，可以依据形成上包层255的方法通过调整掩模的位置或曝光和显影的位置，将上包层255形成为包围芯层245的侧表面和下包层235的侧表面。
反射光信号的反射板可以形成在芯层245的一个表面上。反射板由例如铝或银的具有高反射率的材料形成。
此时，芯层245设置在上包层255和下包层235的内部，并且具有与上包层255和下包层235相比更高的折射率。因此，通过芯层142的光在芯层245与上包层255和下包层235之间的界面处全反射，从而沿着芯层245行进。
光发射器(未示出)和光接收器(未示出)形成在下包层235、芯层245和上包层225的侧表面。
也就是说，光发射器(未示出)布置在芯层245的一端以在芯层245的这一端产生光信号。
也就是说，光接收器(未示出)布置在芯层245的另一端以接收入射并传输到芯层245的一端的光信号。
换句话说，由于由下包层235、芯层245和上包层255构成的光波导的侧表面不具有能反射光的结构(例如，具有恒定倾斜角并且其中形成有反射板的结构)，光发射器和光接收器存在于与光波导相同的平面上，并产生或接收光信号。
总之，光发射器和光接收器形成在光波导的侧表面上，并且光波导(即芯层)位于将光发射器和光接收器连接的假想直线上。
在本发明第三示例性实施例中，由于通过用于光波导的液态树脂印刷或涂布到形成有内侧的印刷电路板上来形成光波导，或者通过将用于光波导的薄片型材料附接到印刷电路板上来形成光波导，可以提高布线设计的自由度，可以缩短形成用于掩埋光波导的收纳空间的工序，并且可以提高对准精度。
图34至图49是说明图32和图33所示出的光学印刷电路板的制造方法的按工序的视图。以下，将结合相似的光学印刷电路板的透视图和截面图说明根据本发明第三示例性实施例的光学印刷电路板200的方法。
参见图34和图35，首先制备绝缘基板210，电路图案225形成在绝缘层210的至少一个表面上。图34是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图，图35是图34的截面图。
然后，通过蚀刻导电层形成电路图案220。
可以按照干膜层压工艺、曝光工艺、显影工艺和剥离工艺的顺序形成电路图案220。
接下来，如图36和图37所示出，第一光波导层230形成在第一绝缘层210的形成有电路图案220的上表面上。图36是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图。图37是图36的截面图。
如上文所说明，第一光波导层230是形成下包层235的基础层，并且由聚合物类材料形成，例如，丙烯酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、氟化丙烯酸酯或氟化聚酰亚胺。
此时，如图21所示出，可以通过在形成有印刷电路图案220的第一绝缘层210上形成掩模270，并且相应地使用挤压来在掩模上印刷用于光波导的液态树脂280来形成第一光波导230。另外，与此不同，如图22所示出，可以通过在第一绝缘层210上形成掩模270，并且相应地使用喷淋器290涂布用于光波导的液态树脂280来形成第一光波导层230。
接下来，如图38和图39所示出，通过曝光和显影第一光波导层230来形成下包层235。图38是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图，图39是图38的截面图。
接下来，如图40和图41所示出，第二光波导240形成在上面形成有下包层235的第一绝缘层上。
图40是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图，图41是图40的截面图。
第二光波导层240是形成芯层245的基础层。如上文所说明，第二光波导层240由与形成第一光波导层230的聚合物类材料类似的材料形成，并且具有比第一光波导层230更高的折射率以有效地传输光信号。此时，第二光波导层240可以由混合有硅石或聚合物的SiO2形成。
此时，如图52所示出，可以通过在形成有下包层235的第一绝缘层210上形成掩模270，并且使用挤压在掩模上印刷用于光波导的液态树脂280来形成第二光波导240。另外，与此不同，如图53所示出，可以通过在第一绝缘层210上形成掩模270，并且相应地使用喷淋器290在掩模上涂布用于光波导的液态树脂280形成第二光波导层240。
接下来，如图42和图43所示出，通过曝光和显影第二光波导层204来形成芯层245。图42是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图，图43是图42的截面图。
接下来，如图44和图45所示出，在形成有芯层245的第一绝缘层210上形成第三光波导层250。图44是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图，图45是图44的截面图。
如上文所说明，第三光波导层250是形成上包层255的基础层，并且由聚合物类材料形成，例如，丙烯酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、氟化丙烯酸酯或氟化聚酰亚胺。
此时，如图52所示出，可以通过在形成有芯层245的第一绝缘层210上形成掩模270，并且使用挤压器290在掩模上印刷用于光波导的液态树脂280来形成第三光波导250。另外，与此不同，如图53所示出，可以通过在第一绝缘层210上形成掩模270，并且使用喷淋器290在掩模上涂布用于光波导的液态树脂280来形成第三光波导层250。
接下来，如图46和图47所示，通过曝光和显影第三光波导层250来形成上包层255。图46是用于说明制造工序的光学印刷电路板的透视图，图47是图46的截面图。
此时，上包层255形成为包围芯层245的上表面和侧表面，以及下包层235的侧表面。
如上文所描述，芯层245设置在上包层255和下包层235的内部，并且具有高于上包层255和下包层235的折射率。因此，通过芯层245的光在芯层245与下包层235和上包层255之间的界面处全反射，从而沿着芯层245行进。
接下来，如图48和图49所示出，用于掩埋光波导和电路图案220的第二绝缘层形成在绝缘层210的上表面和下表面上。
在此之前，光发射器(未示出)和光接收器(未示出)可以分别形成在光波导的两侧。
也就是说，光发射器(未示出)布置在芯层245的一端，从而在芯层245的这一端产生光信号。
另外，光接收器(未示出)布置在芯层245的另一端，从而接收入射并传输到芯层245的这一端中的光信号。
换句话说，由于由下包层235、芯层245和上包层255构成的光波导的侧表面不具有能反射光的结构(例如，具有恒定倾斜角并且其中形成有反射板的结构)，光接发射器和光接收器位于与光波导相同的平面上，产生或接收光信号。
总之，光发射器和光接收器形成在光波导的侧表面上，并且光波导(即芯层)位于将光发射器和光接收器连接的假想直线上。
图50是根据本发明第四示例性实施例的光学印刷电路板300的截面图。
参见图50，根据本发明第四实施例的光学印刷电路板300包括：第一绝缘层310；电路图案320，形成在第一绝缘层310的至少一个表面上；下包层335，形成在第一绝缘层310上；芯层345，形成在下包层335上；上包层355，形成在芯层345上；以及第二绝缘层360，形成在第一绝缘层310的上表面和下表面上，并且掩埋下包层335、芯层345和上包层355。
根据第四示例性实施例的光学印刷电路板300与根据第三示例性实施例的光学印刷电路板200仅在关于光波导的形状方面有所不同，其余结构彼此相同。
也就是说，根据第四示例性实施例的光学印刷电路板300包括下包层335、芯层345和上包层355。上包层355掩埋芯层345的上表面和侧表面，并且形成为将下包层335的侧表面暴露出来。
图51是根据本发明第五示例性实施例的光学印刷电路板400的截面图。
参见图51，根据本发明第五示例性实施例的光学印刷电路板400包括：第一绝缘层410；电路图案420，形成在第一绝缘层410的至少一个表面上；下包层435，形成在第一绝缘层410上；芯层445，形成在下包层435上；上包层455，形成在芯层445上；以及第二绝缘层460，形成在第一绝缘层410的上表面和下表面上，并且掩埋下包层435、芯层445和上包层455。
根据第五示例性实施例的光学印刷电路板400与根据第四示例性实施例的光学印刷电路板300仅在关于光波导的形状方面有所不同，其余结构彼此相同。
也就是说，根据第五示例性实施例的光学印刷电路板400包括下包层435、芯层445和上包层455。上包层455掩埋芯层445的上表面和侧表面，并且形成为暴露下包层435的上表面的一部分以及下包层435的侧表面。因此，芯层445形成为将下包层435的上表面的该部分暴露出来。
因此，在根据第五示例性实施例的光学印刷电路板400中，下包层435、芯层445和上包层455形成为台阶结构。
根据本发明的示例性实施例，由于通过在形成有内部侧面的印刷电路板上印刷或涂布用于光波导的液态树脂来形成光波导，或者通过在其上附接用于光波导的薄片形材料来形成光波导，可以提高布线设计的自由度，可以缩短形成用于掩埋光波导的收纳空间的工序，并可以改进对准精度。
如前文所描述，在详细描述本发明时，描述了本发明示例性实施例的细节。显然，在不脱离本发明精神或范围的情况下，本领域技术人员可以做出多种修改和变化。因此，应当理解，前文是对本发明示例性的说明，不应被理解为受限于对所公开的具体实施例。并且，对所公开的实施例的修改和其它实施例意欲被包括在所附权利要求书及其等同物的范围内。

Claims (10)

1.一种光学印刷电路板，包括：
第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成有至少一个收纳槽，所述收纳槽的两端形成有倾斜角；
光波导，形成在所述第一绝缘层的所述收纳槽中；以及
第二绝缘层，形成在所述第一绝缘层和所述光波导上，并且所述第二绝缘层掩埋设置在所述收纳槽中的所述光波导，
第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜形成在所述收纳槽的左端部和右端部，
其中，所述收纳槽包括：
下表面；
左侧表面，所述左侧表面在所述下表面的一端向上延伸为具有恒定倾斜角；以及
右侧表面，所述右侧表面在所述下表面的另一端向上延伸为具有恒定倾斜角，
其中，所述左侧表面在所述下表面的一端具有135°的倾斜角，并且形成为在向上的方向上延伸，
其中，所述右侧表面在所述下表面的另一端在向上的方向上延伸以具有135°的倾斜角，
其中，通过在所述收纳槽的左侧表面和右侧表面上层压包括金属材料的金属层形成所述第一反射镜和所述第二反射镜，
其中，所述第一反射镜的倾斜角与所述收纳槽的左端部的倾斜角相对应，所述第二反射镜的倾斜角与所述收纳槽的右端部的倾斜角相对应，
其中，所述收纳槽凹陷地形成在所述第一绝缘层的表面上，
其中，所述光波导被配置为使下包层、芯层和上包层顺次层压，
其中，所述芯层设置于所述下包层上，以使所述下包层的上表面暴露给所述芯层，
其中，所述上包层掩埋所述收纳槽的内部同时包围所述下包层的侧表面、所述芯层的侧表面和所述芯层的上表面，
其中，只有所述上包层的侧表面暴露在所述收纳槽中，并且只有所述上包层的所述侧表面具有与形成在所述收纳槽的两端的倾斜角相对应的倾斜角，
其中，所述上包层的侧表面与所述第一反射镜或所述第二反射镜直接物理接触，
其中，所述芯层的光接收表面和光发射表面被所述上包层覆盖，
其中，所述第一反射镜的倾斜角与所述收纳槽的左端的倾斜角相同，所述第二反射镜的倾斜角与所述收纳槽的右端的倾斜角相同，
其中，所述上包层的宽度比所述下包层和所述芯层的宽度的每个宽度宽，
其中，所述上包层的一部分设置在所述第一绝缘层的所述收纳槽上。
2.根据权利要求1所述的光学印刷电路板，其中，所述芯层的所述光接收表面和所述光发射表面与所述第一反射镜和所述第二反射镜分隔开。
3.根据权利要求2所述的光学印刷电路板，其中，所述收纳槽的高度与所述光波导的高度相同。
4.根据权利要求3所述的光学印刷电路板，其中，在所述第一绝缘层的至少一个表面上形成电路图案，光发射器电连接到形成在所述第一反射镜的上部的所述电路图案，并且光接收器电连接到形成在所述第二反射镜的上部的所述电路图案。
5.根据权利要求4所述的光学印刷电路板，其中，所述光发射器和所述光接收器被掩埋在所述第二绝缘层中。
6.一种制造光学印刷电路板的方法，包括：
制备绝缘基板，在所述绝缘基板的至少一个表面上形成有电路图案；
加工所述绝缘基板以形成收纳槽，所述收纳槽在其两端具有倾斜角；
在形成所述收纳槽之后，在所述收纳槽的左侧表面和右侧表面上形成第一反射镜和第二反射镜，以及
在所述收纳槽中形成光波导，
其中，所述收纳槽包括：
下表面；
左侧表面，所述左侧表面在所述下表面的一端向上延伸为具有恒定倾斜角；以及
右侧表面，所述右侧表面在所述下表面的另一端向上延伸为具有恒定倾斜角，
其中，所述左侧表面在所述下表面的一端具有135°的倾斜角，并且形成为在向上的方向上延伸，
其中，所述右侧表面在所述下表面的另一端在向上的方向上延伸以具有135°的倾斜角，
其中，通过在所述收纳槽的所述左侧表面和所述右侧表面上层压包括金属材料的金属层形成所述第一反射镜和所述第二反射镜，
其中，所述第一反射镜的倾斜角与所述收纳槽的左端部的倾斜角相对应，所述第二反射镜的倾斜角与所述收纳槽的右端部的倾斜角相对应，
其中，所述收纳槽凹陷地形成在所述绝缘基板的表面上，
其中，所述光波导设置为顺次地层叠下包层、芯层和上包层，
其中，所述芯层设置于所述下包层上，以使所述下包层的上表面暴露给所述芯层，
其中，所述上包层掩埋所述收纳槽的内部同时包围所述下包层的侧表面、所述芯层的侧表面和所述芯层的上表面，
其中，只有所述上包层的侧表面暴露在所述收纳槽中，并且只有所述上包层的所述侧表面具有与形成在所述收纳槽的两端的倾斜角相对应的倾斜角，
其中，所述上包层的侧表面与所述第一反射镜或所述第二反射镜直接物理接触，
其中，所述芯层的光接收表面和光发射表面被所述上包层覆盖，
其中，所述第一反射镜的倾斜角与所述收纳槽的左端的倾斜角相同，所述第二反射镜的倾斜角与所述收纳槽的右端的倾斜角相同，
其中，所述上包层的宽度比所述下包层和所述芯层的宽度的每个宽度宽，
其中，所述上包层的一部分设置在所述绝缘基板的所述收纳槽上，
其中，所述芯层的侧表面与所述第一反射镜和所述第二反射镜分离。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过以下方式进行形成所述收纳槽：通过对所述绝缘基板的上表面应用激光刻槽工艺或精密切割工艺来形成所述收纳槽。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述收纳槽的高度与所述光波导的高度相同。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，通过以下方式进行形成所述光波导：将单个产品的光波导插入到所述收纳槽中，在所述单个产品中，下包层、芯层和上包层彼此一体形成。
10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
在形成在所述第一反射镜上部的所述电路图案上形成光发射器；
在形成在所述第二反射镜上部的所述电路图案上形成光接收器；以及
在形成所述光波导后，在所述绝缘基板上形成掩埋所述光波导、所述光发射器和所述光接收器的绝缘层。
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