CN104375238B - 一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板及其制作方法，本发明以半圆锥端面作反射面，制作方法比以前的45°镜面更简单快捷；包括尖头锣刀下钻，锣槽，提刀，形成凹槽，此时凹槽的两端已为半圆锥形凹面，为凹槽化学镀加电镀使其表面金属化，在凹槽里填充光波导材料，刮平，固化，再次在表面进行化学镀加电镀，使光波导表面金属化，即光波导被金属覆盖且全包围，再进行图形转移，给光波导两端上方开窗，露出光波导的进出端，形成光通道，两端的半圆锥面已可直接作为光的反射面，方便快捷；制作方法简单，有利于批量生产。

Description

一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及线路板领域，具体是一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板及其制作方法。

背景技术

随着现代电子产品的发展，传输数据量越来越大，要求传输速度越来越快，而传统以铜作为导线的电路板也受传输损耗、阻抗不匹配、串扰等影响越来越临近它的传输速度极限，因此出现了能传输光信号的具有光波导的光电线路板（Optical-ElectricalPrinted Wiring Board , EOPCB）。

以前光波导中光改变方向都是靠45°平面镜面来当镜子进行反射，但该方法需要切割出该镜面且必须对该镜面进行打磨加工，工序复杂繁琐效率低。

另外，为了提高专利审查效率，发明人提供一些现有专利文献及其总结。

1、中国发明专利CN201210449624.2，提供了一种光学印刷电路板的制造方法。总结：将基材用激光开槽，埋入光纤，盖上B片、铜箔压合，斜边机切割出斜边，激光打磨光纤斜面。

2、中国发明专利CN201310708758.6，提供了一种装有MT插芯的光学印刷电路板的制造方法。总结：把标准的MT插芯整合在光学印制电路板上，提高光学印制电路板上光与电之间的转换效率，同时减少外加光耦合组件的工序。

3、中国实用新型专利CN201220592579.1，提供了一种光学印刷电路板。总结：跟第一个专利一样，将基材用激光开槽，埋入光纤，盖上B片、铜箔压合，斜边机切割出斜边，激光打磨光纤斜面。同一个内容既申请实用新型专利又申请发明专利。

4、中国发明专利CN201210313905.5，提供了一种可使光源准确对位的光电电路板。总结：表面形成两个以上的对位槽，使固定件形状匹配地嵌入对位槽内，光电芯片阵列趋近于光波导，使光电芯片阵列可准确地将光源传至光波导，避免光源对位不准造成损耗。可制作成硬板也可制作成软硬结合板。

5、中国发明专利CN201310525068.7，提供了一种隐埋光波导印制线路板的制造方法。总结：铜层对位基准始终暴露在外，其他层始终使用该标靶，提高层间对位准确度。

6、中国发明专利CN201010115847.6，提供了一种具有光学功能的印刷线路板的制造方法。总结：铜层保护光波导，再将铜层蚀刻掉。挖槽对厚板先机械深度铣，再激光烧蚀，对薄板直接激光烧蚀。优点是保护光波导，最后才将光波导露出。

7、中国发明专利CN201010194139.6，提供了一种光电基板的制作方法。总结：可将光波导材料直接形成在基板上的特定区域中，避免整面涂覆，节约材料，降低光电基板的制作成本。

8、中国发明专利CN201010218265.0，提供了一种光电线路板及其制造方法。总结：金属层直接镀在光波导上，这时光波导可以是芯层直接被金属层包裹。

9、中国发明专利CN201010003685.7，提供了一种线路基板及其制作方法。总结：光通孔为漏斗状，且光通孔中形成有反射层，以提高光通孔的集光效果。优点：克服光电转换元件与光通孔的对位误差造成光信号未能全部有效传输，减少光信号损耗。

10、中国发明专利CN200810125926.8，提供了一种具有光波导层的线路板及其制造方法。总结：光波导层开V槽，对面铜箔开激光窗，激光钻孔，孔底有铜挡住，再把该铜层蚀刻掉，形成光通道。优点：提高盲孔孔形完整度，孔壁平整，提供光信号传输品质。

11、中国发明专利CN200710154767.X，提供了一种光电线路板及其制作方法。总结：在有光波导对应位置机械开出贯穿槽，再压合。不易受挤压变形，成品率较高，且外观较为平整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流程简单、成本低，有利于批量生产的具有半圆锥端面光波导的光电线路板及其制作方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板，包括PCB基板，在PCB基板上通过锣刀锣出凹槽，所述锣刀的尖头夹角为90°±5°，以使锣出的基材两端为半圆锥端面，半圆锥端面边缘与槽底之间的角度为135°±5°，即与槽底延长线的夹角为45°±5°；所述凹槽表面镀有内金属层，且凹槽内填充有光波导材料，所述光波导材料和PCB基材外均镀有外金属层，并将凹槽端部上方的外金属层蚀刻掉。

作为本发明进一步的方案：所述锣刀的尖头夹角为90°±1°。

作为本发明进一步的方案：凹槽宽度即光波导宽度大小通过改变锣刀直径或锣刀的深浅来控制。

所述具有半圆锥端面光波导的光电线路板的制作方法，包括以下步骤：

（1）提供一块PCB基板；

（2）选取尖头的锣刀，锣刀在PCB基材上下刀，控制深度，然后水平移动锣刀，锣出凹槽；

（3）给凹槽进行化学镀和电镀，使其表面金属化，并形成内金属层；

（4）将光波导材料填充进该凹槽内，刮平，固化；

（5）全板进行化学镀加电镀，即在光波导材料表面再形成外金属层；

（6）全板贴干膜；

（7）干膜曝光显影，即将凹槽端部上方的干膜显影掉；

（8）蚀刻，将凹槽端部处露出的外金属层蚀刻掉，露出光波导两端，形成光的进出通道；

（9）退膜，将外金属层表面覆盖的干膜退掉。

（10）光传输板制作完成，形成光波导光传输通道，光信号从凹槽端部垂直于板面进入，到达半圆锥端面再反射到光波导另一端的半圆锥端面，再被反射上去，到达接收端。

作为本发明进一步的方案：在步骤（2）锣凹槽的同时给PCB基板的板边个角钻标靶孔进行定位，以便干膜曝光显影。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以半圆锥端面作反射面，制作方法比以前的45°镜面更简单快捷；包括尖头锣刀下钻，锣槽，提刀，形成凹槽，此时凹槽的两端已为半圆锥形凹面，为凹槽化学镀加电镀使其表面金属化，在凹槽里填充光波导材料，刮平，固化，再次在表面进行化学镀加电镀，使光波导表面金属化，即光波导被金属覆盖且全包围，再进行图形转移，给光波导两端上方开窗，露出光波导的进出端，形成光通道，两端的半圆锥面已可直接作为光的反射面，方便快捷；制作方法简单，有利于批量生产。

附图说明

图1为PCB基材的结构示意图；

图2为锣刀在PCB基材下刀的示意图；

图3为锣刀在PCB基材上锣出凹槽的结构示意图；

图4为给该凹槽进行金属化的结构示意图；

图5为在该凹槽内填充光波导材料的结构示意图；

图6为在该光波导材料上镀上金属层的结构示意图；

图7为在镀上的金属层外贴干膜的结构示意图；

图8为干膜显影后的结构示意图；

图9为蚀刻后的结构示意图；

图10为退膜后的结构示意图；

图11为光通过该光波导的光路示意图；

图中：1-介质层、2-铜箔、A-锣刀、3A-半圆锥端面、3-内金属层、4-光波导材料、5-外金属层、6-干膜、7-凹槽端部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板，包括PCB基板，PCB基板为覆铜板，由介质层1和铜箔组成，在PCB基板上通过锣刀A锣出凹槽，锣刀A的尖头夹角为90°±5°，以使锣后的基材两端为半圆锥端面3A，半圆锥端面3A边缘与槽底之间的角度为135°±5°，即与槽底延长线的夹角为45°±5°，也可适当变化角度；凹槽宽度即光波导宽度大小可通过改变锣刀直径或锣刀的深浅来控制，适当改变锣刀A的尖头夹角及凹槽的宽度，都属于本专利的权利范围；所述凹槽表面镀有内金属层3，且凹槽内填充有光波导材料4，所述光波导材料4和PCB基材外均镀有外金属层5，并将凹槽端部7上方的外金属层5蚀刻掉。

所述具有半圆锥端面光波导的光电线路板的制作方法，包括以下步骤：

（1）提供一块PCB基板，即覆铜板，请参见图1；

（2）选取尖头的锣刀A，锣刀A在PCB基材上下刀，请参见图2，控制深度，然后水平移动锣刀，锣出凹槽；

（3）给凹槽进行化学镀和电镀，使其表面金属化，并形成内金属层3，请参见图4；

（4）将光波导材料4填充进该凹槽内，刮平，固化，请参见图5；

（5）全板进行化学镀加电镀，即在光波导材料4表面再形成外金属层5，请参见图6；

（6）全板贴干膜6，请参见图7；

（7）干膜曝光显影，即将凹槽端部7上方的干膜显影掉，请参见图8；在步骤（2）锣凹槽的同时给PCB基板的板边4个角钻标靶孔进行定位，以便干膜曝光显影；

（8）蚀刻，将凹槽端部7处露出的外金属层5蚀刻掉，露出光波导两端，形成光的进出通道，请参见图9；

（9）退膜，将外金属层5表面覆盖的干膜6退掉，请参见图10。

（10）光传输板制作完成，形成光波导光传输通道，请参见图11，光信号从凹槽端部7垂直于板面进入，到达半圆锥端面3A再反射到光波导另一端的半圆锥端面3A，再被反射上去，到达接收端，请参见图11。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种具有半圆锥端面光波导的光电线路板，包括PCB基板，其特征在于，在PCB基板上通过锣刀锣出凹槽，所述锣刀的尖头夹角为90°±5°，以使锣出的基材两端为半圆锥端面，半圆锥端面边缘与槽底之间的角度为135°±5°，即与槽底延长线的夹角为45°±5°；所述凹槽表面镀有内金属层，且凹槽内填充有光波导材料，所述光波导材料和PCB基材外均镀有外金属层，并将凹槽端部上方的外金属层蚀刻掉。

2.根据权利要求1所述的具有半圆锥端面光波导的光电线路板，其特征在于，所述锣刀的尖头夹角为90°±1°。

3.根据权利要求1所述的具有半圆锥端面光波导的光电线路板，其特征在于，所述凹槽宽度即光波导宽度大小通过改变锣刀直径或锣刀的深浅来控制。

4.一种如权利要求1-3任一所述的具有半圆锥端面光波导的光电线路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴提供一块PCB基板；

⑵选取尖头的锣刀，锣刀在PCB基材上下刀，控制深度，然后水平移动锣刀，锣出凹槽；

⑶给凹槽进行化学镀和电镀，使其表面金属化，并形成内金属层；

⑷将光波导材料填充进该凹槽内，刮平，固化；

⑸全板进行化学镀加电镀，即在光波导材料表面再形成外金属层；

⑹全板贴干膜；

⑺干膜曝光显影，即将凹槽端部上方的干膜显影掉；

⑻蚀刻，将凹槽端部处露出的外金属层蚀刻掉，露出光波导两端，形成光的进出通道；

⑼退膜，将外金属层表面覆盖的干膜退掉；

⑽光传输板制作完成，形成光波导光传输通道，光信号从凹槽端部垂直于板面进入，到达半圆锥端面再反射到光波导另一端的半圆锥端面，再被反射上去，到达接收端。

5.根据权利要求4所述的具有半圆锥端面光波导的光电线路板的制作方法，其特征在于，在步骤（2）锣凹槽的同时给PCB基板的板边四个角，分别钻出四个标靶孔进行定位。