CN110187458A - 光纤线路板及其制造方法、光传输装置及混合光纤线路板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光纤线路板及其制造方法、光传输装置及多层混合光纤线路板，光纤线路板包括基板、第一电路图案和第二电路图案、至少一条光纤及结合层；其中，基板开设有一侧开口的定位槽；第一电路图案和第二电路图案分别设置于基板的相对两侧；至少一条光纤设置于定位槽内；结合层将光纤固定于定位槽内，并填充于定位槽内的光纤之外的空间内。通过上述方式，本申请能够提高光电互联的集成度，对光纤起到保护作用及提高光纤线路板的可靠性。

Description

光纤线路板及其制造方法、光传输装置及混合光纤线路板

技术领域

本申请涉及线路板技术领域，特别是涉及一种光纤线路板及其制造方法、光传输装置及多层混合光纤线路板。

背景技术

传统电互联在高频高速下面临着信号延迟、信号串扰、功耗激增等问题。而光互连是指使用导光介质(光纤、光波导等)实现电路板、芯片之间的信号连接，可实现板间/板内功耗低、速率高、信号完整的数据传输。

相关技术中，光背板通过在柔性材料中布光纤，实现光纤交叉互联，最终使用时是将光背板贴装在电背板使用，电背板和光背板是分离的，需要将其组装在一起，长时间使用，固定部分会产生老化异常，影响整体性能。

发明内容

本申请提供一种光纤线路板及其制造方法、光传输装置及多层混合光纤线路板，能够提高光电互联的集成度，对光纤起到保护作用及提高光纤线路板的可靠性。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种光纤线路板，所述光纤线路板包括基板、第一电路图案和第二电路图案、至少一条光纤及结合层；所述基板开设有一侧开口的定位槽；所述第一电路图案和所述第二电路图案分别设置于所述基板的相对两侧；所述至少一条光纤设置于所述定位槽内；所述结合层将所述光纤固定于所述定位槽内，并填充于所述定位槽内的所述光纤之外的空间内。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种光传输装置，所述光传输装置包括如上所述的光纤线路板和设于所述光纤线路板的端部的光学端口，所述光学端口用于与光对接装置连接，以进行光信号传输。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种混合光纤线路板包括：至少一个电路结构、至少一个光纤线路板及连接层；所述至少一个光纤线路板，与所述至少一个电路结构层叠设置，每个所述光纤线路板包括基板、第一电路图案和第二电路图案、至少一条光纤及结合层；所述基板开设有一侧开口的定位槽；所述第一电路图案和所述第二电路图案分别设置于所述基板的相对两侧；所述至少一条光纤设置于所述定位槽内；所述结合层填充于所述定位槽的所述光纤之外的空间内；所述连接层设置于相邻的所述光纤线路板和/或电路结构之间，以将相邻的所述光纤线路板和/或电路结构连接在一起。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种光纤线路板的制造方法，所述制造方法包括：提供两侧分别设置有第一电路图案、第二电路图案的基板，其中，所述基板开设有一侧开口的定位槽；在所述定位槽内设置第一填充层，并在所述第一填充层上排布至少一条光纤，进而在排布所述至少一条光纤后的所述定位槽内进一步设置第二填充层；对所述第一填充层和所述第二填充层进行处理，以使得所述第一填充层与所述第二填充层相互融合以包覆所述光纤，并填充于所述定位槽内的所述光纤之外的空间内，而形成固定所述光纤的结合层，以得到所述光纤线路板。

本申请光纤线路板包括基板、第一电路图案和第二电路图案、至少一条光纤及结合层；其中，第一电路图案和第二电路图案分别设置于基板的相对两侧，至少一条光纤通过结合层而固定于基板上的定位槽内，从而将光纤和电路集成于同一线路板中，从而提高光电互联的集成度，且能够对光纤起到保护作用，提高光纤线路板的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请光纤线路板一实施方式的结构示意图；

图2是本申请光纤线路板另一实施方式的结构示意图；

图3是本申请光传输装置一实施方式的框架图；

图4是本申请光传输装置一实施方式的结构示意图；

图5是本申请混合光纤线路板一实施方式的结构示意图；

图6是本申请光纤线路板制造方法一实施方式的流程示意图；

图7是本申请光纤线路板制造方法一实施方式的结构示意图；

图8是图6中步骤S10的流程图；

图9是图6中步骤S10的流程图；

图10是中步骤S30的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1和图2，图1是本申请光纤线路板一实施方式的结构示意图，图2是本申请光纤线路板另一实施方式的结构示意图。其中，本实施方式中的光纤线路板10可以是能够实现光电互联的线路板。具体地，光纤线路板10包括基板11、第一电路图案12和第二电路图案13、至少一条光纤14及结合层15。

其中，基板11上开设有一侧开口112的定位槽111，第一电路图案12和第二电路图案13分别设置于基板11的相对两侧，定位槽111的开口112朝向第一电路图案12一侧，或朝向第二电路图案13一侧。至少一条光纤14通过结合层15固定于定位槽111内，且结合层15进一步填充于定位槽111内的光纤14之外的空间内。

通过上述方式，一方面能够将光纤14和电路集成于同一线路板中，从而提高光电互联的集成度，且减少光纤线路板10受压对光纤14的损伤，从而对光纤14起到保护作用；另一方面，结合层15填充于定位槽111内的光纤14之外的空间内，从而将光纤14牢靠地固定于定位槽111内，以降低长期使用过程中光纤14松动、产生位移的风险，提高光纤线路板10的可靠性。

其中，第一电路图案12和第二电路图案13可以为印制金属导线，具体可以为印制铜导线。

定位槽111可通过采用相应的刀具铣槽的方式实现。具体地，基板11上开设的定位槽111的数量可以为一个，也可以为多个。

在一个应用场景中，定位槽111的数量为一个，其开口112设置于基板11的朝向第一电路图案12的一侧，相应地，该第一电路图案12设置有与开口112对应的通孔121，此时，结合层15除了填充于定位槽111内除光纤14之外的空间内之外，还进一步填充于通孔121内。

在另一个应用场景中，定位槽111的数量为多个，此时，不同定位槽111的开口112的朝向可以相同也可以不同，且每个定位槽111中的光纤14的数量可以为一条或者至少两条，光纤14的排布方式也可以相同或者不同。

具体地，在定位槽111中光纤14的数量为至少两条时，该至少两条光纤14呈单层并排设置于定位槽111内，如图1所示；或者还可呈多层层叠设置于定位槽111内，如图2所示，此处不做限定。

其中，定位槽111的深度为定位槽111沿垂直于基板11的板面方向上的尺寸。本实施方式中，定位槽111的深度可大于、也可等于、或者小于该定位槽111内所排布的光纤整体沿定位槽111的深度方向上的尺寸，在定位槽111的深度不小于光纤整体的尺寸时，光纤14完全埋入定位槽111的内部而不凸出于基板11的表面。

另外，定位槽111的宽度则为定位槽111沿平行于基板11的板面方向上的尺寸。本实施方式中，定位槽111的宽度与所排布的光纤整体沿定位槽111的宽度方向上的尺寸的差值小于预设差值。其中，该差值具体可根据实际情况进行设定。在一个应用场景中，预设差值为零，即定位槽111的宽度与光纤14整体沿定位槽111宽度方向上的尺寸相等。

需要指出的是，此处的光纤整体是将定位槽111内设置的所有光纤14看作一个整体。

具体地，光纤14可以是高温光纤14，例如，在光纤14的纤芯外表面涂覆可耐100度以上高温的涂覆层，该涂覆层的材质可以为耐高温丙烯酸、耐热硅胶、聚酰亚胺、金属等；或者也可以是普通光纤14，纤芯外围涂覆层的材质可以为环氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯等，此处不做具体限定。

其中，结合层15在第一温度范围和/或第一压力范围内呈固态，在第二温度范围和/或第二压力范围内具有流动性。

在一个应用场景中，第一温度范围中的任意温度值不大于第二温度范围中的任意温度值，具体例如在常温常压下，或者接近常温常压时，结合层15为固态，例如可以为膜状粘性材料，而在将其加热到一定的温度和/或施加一定的压力时，具有一定的流动性，从而能够填充于定位槽111内除光纤14外的空间。具体地，结合层15可以为热塑性材料或热固性材料，在结合层15为热塑性材料时，即便是结合层15在第一温度范围和/或第一压力范围内时固化为固态，当将其再次处于第二温度范围和/第二压力范围内时，仍会具有一定的流动性。

具体地，结合层15的材质可根据实际需求进行选择，例如可以为环氧树脂体系、丙烯酸体系、硅胶体系、丙烯酸体系、硅胶体系等。

在另一个应用场景中，结合层15在常温常压下，或者接近常温常压时为流动态，其能够流动并填充于定位槽111内除光纤14之外的空间内，而在对其进行加热或者紫外光照射等时，能够固化为固态，从而将光纤14固定在定位槽111内。固化后为固态后，再次将该结合层15加热至一定温度时仍可再次转变为流动态，并发生胶黏反应。

采用上述材质的结合层15，可对结合层15采取一定的处理方式使其处于流动态，以包覆于光纤14的外围，并填充于定位槽111中除光纤14之外的空间内，并将定位槽111内的气泡排出，从而将光纤14固定得更加牢靠，以减少长期使用时光纤14由于固定不牢靠而出现松动、发生位移的情况，从而提高光纤线路板10可靠性。

进一步地，在一实施方式中，光纤线路板10还可包括设置于第一电路图案12和基板11上的第一保护层16，以及设置于第二电路图案13和基板11上的第二保护层17。具体地，第一保护层16和第二保护层17的材质可以相同，也可以不同，具体地，二者均可以为光致阻焊剂，用于对第一电路图案12、第二电路图案13以及基板11的表面起保护作用。

请一并参阅图3和图4，图3是本申请光传输装置一实施方式的框架图，图4是本申请光传输装置一实施方式的结构示意图。本实施方式中，光传输装置包括光纤线路板10和与光纤线路板10连接的光学端口20，其中，该光学端口20用于与光对接装置连接，以进行光信号传输。

本实施方式中的光纤线路板10与上述本申请光纤线路板10实施方式中的光纤线路板10的相同，相关详细内容请参阅上述实施方式，此处不再赘述。

其中，光学端口20可包括光纤连接器21及由光纤线路板10的基板11中延伸而出的光纤14，光纤连接器21设有定位结构，具体可设置于光纤连接器21的内腔当中，光纤连接器21可用于接收光纤线路板10中由基板11延伸而出的光纤14，并通过定位结构对光纤14进行定位。

具体地，光学端口20可以包括单路光纤连接器211和/或多路光纤连接器212，以及由基板11延伸而出的光纤14。其中，单路光纤连接器21设有用于定位一路光纤的定位结构，用于接收并定位由基板11延伸而出的一路光纤14。而多路光纤连接器21设有用于定位多路光纤的定位结构，用于接收并定位由基板11延伸而出的多路光纤14。

在实际制作过程中，无论是单路光纤连接器211还是多路光纤连接器212，需先将对应的光纤穿入光纤连接器21的内腔，然后可用胶水对光纤进行固定，并切除多余光纤，然后进行研磨抛光，进而制成满足要求的光学端口20。

请参阅图5，图5为本申请混合光纤线路板一实施方式的结构示意图。本实施方式中混合光纤线路板包括至少一个电路结构30、至少一个光纤线路板10及连接层40。

其中，至少一个光纤线路板10与至少一个电路结构30层叠设置，连接层40设置于相邻的光纤线路板10和/或电路结构30之间，以将相邻的光纤线路板10和/或电路结构30连接在一起。

具体地，本实施方式中，混合光纤线路板可由多层层叠连接的光纤线路板10组成，或由层叠连接的至少一层光纤线路板10与至少一层电路结构30组成。

需要说明的是，本实施方式中的光纤线路板10与本申请上述光纤线路板10实施方式中的光纤线路板10相同，相关详细内容请参见上述实施方式，此处不再赘述。

具体地，电路结构30可以为形成在对应的连接层40上的第三电路图案，或者电路结构30还可以是一侧设置有第四电路图案的电路板，或两侧分别设置有第五电路图案、第六电路图案的电路板，此处不做具体限定。

其中，连接层40的材质可以与上述本申请光纤线路板10实施方式中的结合层15的材质相同，具体请参见上述描述，此处不再赘述。

本实施方式中，混合光纤线路板可由多层光纤线路板10和/或电路结构30一定的温度或压力条件下通过连接层40连接在一起，如可在高温高压下压合形成。

请参阅图6至图10，下面以制造由层叠连接的两层光纤线路板以及两层电路结构组成的混合光纤线路板为例，描述说明本申请光纤线路板10以及多层混合光纤线路板的制造方法。

具体地，光纤线路板10的制造方法包括：

步骤S10：提供两侧分别设置有第一电路图案12、第二电路图案13的基板11，其中，基板11开设有一侧开口112的定位槽111；

具体地，本实施方式中，不限定第一电路图案12和第二电路图案13的形成与定位槽111的形成的顺序。

在一个应用场景中，请参阅图8，步骤S10可包括：

步骤S11：提供基板11；

步骤S12：在基板11上开设一侧开口112的定位槽111；

步骤S13：在基板11的朝向开口112的一侧以及基板11的背离开口112的一侧分别设置第一铜层18和第二铜层19；

步骤S14：分别对第一铜层18和第二铜层19进行蚀刻处理，以形成分别位于基板11的相对两侧的第一电路图案12以及第二电路图案13。

该应用场景中，先在基板11上开设定位槽111，该定位槽111连通基板11的一侧表面，然后再进一步在基板11的两侧分别形成第一电路图案12和第二电路图案13。

在另一个应用场景中，请参阅图9，步骤S10可包括：

步骤S15：提供基板11；

步骤S16：在基板11的相对两侧分别设置第一铜层18和第二铜层19；

步骤S17：分别对第一铜层18和第二铜层19进行蚀刻处理，以得到分别位于基板11的相对两侧的第一电路图案12以及第二电路图案13；

步骤S18：在基板11上开设定位槽111，并使得定位槽111朝向第一电路图案12的一侧贯穿基板11。

该应用场景中，先在基板11的两侧分别形成第一电路图案12和第二电路图案13，然后再进一步在基板11上形成定位槽111。需要注意的是，该应用场景中，基板11上需要开设定位槽111的位置，至少部分不被第一电路图案12或第二电路图案13所遮挡，以便定位槽111的形成。

步骤S20：在定位槽111内设置第一填充层151，并在第一填充层151上排布至少一条光纤14，进而在排布至少一条光纤14后的定位槽111内进一步设置第二填充层；

其中，所排布的光纤14可是相互独立的，也可以是预先拍不好并黏连在一起的光纤14组件。

步骤S30：对第一填充层151和第二填充层进行处理，以使得第一填充层151与第二填充层相互融合以包覆光纤14，并填充于定位槽111内的光纤14之外的空间内，而形成固定光纤14的结合层15，以得到光纤线路板10。

容易理解地，此处的第一填充层151和第二填充层与结合层15的材质相同。

具体地，请参阅图10，步骤S30可包括：

步骤S31：对第一填充层151和第二填充层进行处理，以使第一填充层151和第二填充层处于第一预设温度范围和/或第一预设压力范围内而具有流动性，以使得第一填充层151和第二填充层相互融合以包覆光纤14，并填充于定位槽111内的光纤14之外的空间内，而形成结合层15；

步骤S32：对结合层15进行处理，以使结合层15处于第二预设温度范围和/或第二预设压力范围内而使得结合层15固化以将光纤14固定于定位槽111内，得到光纤线路板10。

进一步地，在形成光纤线路板10后，可进一步利用光纤线路板10与连接层40形成混合线路板，具体可将制造完成第的第一光纤线路板10a和第二光纤线路板10b之间铺设第一连接层40，以将二者层叠连接在一起，并在第一光纤线路板10a背离第二光纤线路板10b一侧形成第二连接层40，进而在该连接层40上形成第三电路图案30a，并在第二光纤线路板10b背离第一光纤线路板10a一侧形成第三连接层40，进而在该第三连接层40上形成第四电路图案30a，最终形成的混合光纤线路板。

需要指出的是，上述形成混合光纤线路板的方法仅作为示例，并不对混合光纤线路板的顺序进行限定。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种光纤线路板，其特征在于，所述光纤线路板包括：

基板，开设有一侧开口的定位槽；

第一电路图案和第二电路图案，分别设置于所述基板的相对两侧；

至少一条光纤，设置于所述定位槽内；

结合层，将所述光纤固定于所述定位槽内，并填充于所述定位槽内的所述光纤之外的空间内。

2.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述光纤的数量为至少两条，至少两条所述光纤呈单层并排设置于所述定位槽内。

3.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述光纤的数量为至少两条，至少两条所述光纤呈多层层叠设置于所述定位槽内。

4.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述定位槽的深度不小于所述至少一条光纤沿所述定位槽的深度方向上的尺寸，所述定位槽的宽度与所述至少一条光纤沿所述定位槽的宽度方向上的尺寸的差值小于预设差值。

5.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述定位槽的宽度与所述至少一条光纤沿所述定位槽的宽度方向上的尺寸相等。

6.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述第一电路图案和所述第二电路图案为印制金属导线。

7.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述开口设置于所述基板的朝向所述第一电路图案的一侧，所述第一电路图案设置有与所述开口对应的通孔，所述结合层进一步填充于所述通孔内。

8.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述结合层在第一温度范围和/或第一压力范围内呈固态，在第二温度范围和/或第二压力范围内具有流动性，其中所述第一温度范围中的任意温度值不大于第二温度范围中的任意温度值。

9.根据权利要求1所述的光纤线路板，其特征在于，所述光纤线路板还包括设置于所述第一电路图案和所述基板上的第一保护层，以及设置于所述第二电路图案和所述基板上的第二保护层。

10.一种光传输装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光纤线路板和与所述光纤线路板连接的光学端口，所述光学端口用于与光对接装置连接，以进行光信号传输。

11.根据权利要求10所述的光传输装置，其特征在于，所述光学端口包括光纤连接器及由所述基板中延伸而出的光纤，所述光纤连接器设有定位结构；

其中，所述光纤连接器用于接收由所述基板中延伸而出的光纤，并通过所述定位结构对所述光纤进行定位。

12.根据权利要求11所述的光传输装置，其特征在于，所述光学端口包括单路光纤连接器和/或多路光纤连接器以及由所述基板中延伸而出的光纤，所述单路光纤连接器设有用于定位一路光纤的定位结构，用于接收并定位由所述基板延伸而出的一路光纤；所述多路光纤连接器设有用于定位多路光纤的定位结构，用于接收并定位由所述基板延伸而出的多路光纤。

13.一种混合光纤线路板，其特征在于，包括：

至少一个电路结构；

至少一个光纤线路板，与所述至少一个电路结构层叠设置，每个所述光纤线路板包括：

基板，开设有一侧开口的定位槽；

第一电路图案和第二电路图案，分别设置于所述基板的相对两侧；

至少一条光纤，设置于所述定位槽内；

结合层，填充于所述定位槽的所述光纤之外的空间内；

连接层，设置于相邻的所述光纤线路板和/或电路结构之间，以将相邻的所述光纤线路板和/或电路结构连接在一起。

14.根据权利要求13所述的混合光纤线路板，其特征在于，所述电路结构为形成在对应的所述连接层上的第三电路图案。

15.根据权利要求13所述的混合光纤线路板，其特征在于，所述电路结构为一侧设置有第四电路图案的电路板，或两侧分别设置有第五电路图案、第六电路图案的电路板。

16.一种光纤线路板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供两侧分别设置有第一电路图案、第二电路图案的基板，其中，所述基板开设有一侧开口的定位槽；

在所述定位槽内设置第一填充层，并在所述第一填充层上排布至少一条光纤，进而在排布所述至少一条光纤后的所述定位槽内进一步设置第二填充层；

对所述第一填充层和所述第二填充层进行处理，以使得所述第一填充层与所述第二填充层相互融合以包覆所述光纤，并填充于所述定位槽内的所述光纤之外的空间内，而形成固定所述光纤的结合层，以得到所述光纤线路板。

17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，提供两侧分别设置有第一电路图案、第二电路图案的基板，其中，所述基板开设有一侧开口的定位槽的步骤，包括：

提供所述基板；

在所述基板上开设一侧开口的所述定位槽；

在所述基板的朝向所述开口的一侧以及所述基板的背离所述开口的一侧分别设置第一铜层和第二铜层；

分别对所述第一铜层和所述第二铜层进行蚀刻处理，以形成分别位于所述基板的相对两侧的第一电路图案以及第二电路图案。

18.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述提供两侧分别设置有第一电路图案、第二电路图案的基板，其中，所述基板开设有一侧开口的定位槽的步骤，包括：

提供所述基板；

在所述基板的相对两侧分别设置第一铜层和第二铜层；

分别对所述第一铜层和所述第二铜层进行蚀刻处理，以得到分别位于所述基板的相对两侧的第一电路图案以及第二电路图案；

在所述基板上开设定位槽，并使得所述定位槽朝向所述第一电路图案的一侧贯穿所述基板。

19.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，对所述第一填充层和所述第二填充层进行处理，以使得所述第一填充层与所述第二填充层相互融合以包覆所述光纤，并填充于所述定位槽内的所述光纤之外的空间内，而形成固定所述光纤的结合层，以得到所述光纤线路板的步骤，包括：

对所述第一填充层和所述第二填充层进行处理，以使所述第一填充层和所述第二填充层处于第一预设温度范围和/或第一预设压力范围内而具有流动性，以使得所述第一填充层和所述第二填充层相互融合以包覆所述光纤，并填充于所述定位槽内的所述光纤之外的空间内，而形成所述结合层；

对所述结合层进行处理，以使所述结合层处于第二预设温度范围和/或第二预设压力范围内而使得所述结合层固化以将所述光纤固定于所述定位槽内，得到光纤线路板。