CN110780393A - 光波导以及光电路基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光波导以及光电路基板，光波导具有：下部包层(2)，具有上平面以及下平面；芯体(3)，位于下部包层(2)的上平面，具有线状构造(3a)，在线状构造(3a)的长度方向具有2个端部(3b)；和上部包层(4)，以包覆上平面以及芯体(3)的状态位于下部包层(2)的上平面。芯体(3)具有从线状构造(3a)向平面方向突出的凸构造(3c)。上部包层(4)具有在俯视下将凸构造(3c)露出的开口(4a)。

Description

光波导以及光电路基板
技术领域
本公开涉及光波导以及具有光波导的光电路基板。
背景技术
随着以服务器、超级计算机为代表的电子设备的高性能化，进行着能够高速传输大量信息的高性能的光波导、以及将这种光波导搭载于布线基板上的高性能的光电路基板的开发(例如，JP特许第2985791号公报)。光波导具有下部包层、芯体以及上部包层。在光波导安装垂直谐振器面发光二极管、光电二极管等的光元件。光波导在光元件与外部设备之间经由芯体进行光信号的传输。在安装时，例如以位于上部包层、下部包层或者布线基板的定位标记为基准，将光元件安装于光波导。
发明内容
本公开中的光波导具有：下部包层，具有上平面以及下平面；芯体，位于下部包层的上平面，具有线状构造，在线状构造的长度方向具有2个端部；和上部包层，在下部包层的上平面，包覆上平面以及芯体地设置位置。芯体具有从线状构造向平面方向突出的凸构造，上部包层具有在俯视下将凸构造露出的开口。
本公开中的光电路基板包含上述结构的光波导、布线基板，光波导以下部包层的下平面与布线基板的上表面重叠的状态位于布线基板上。
附图说明
图1是表示本公开的一实施方式所涉及的光波导的示意剖视图。
图2是表示本公开的一实施方式所涉及的光波导的示意俯视图。
图3是表示本公开的一实施方式所涉及的光波导的主要部分的示意立体图。
图4是表示本公开的一实施方式所涉及的光电路基板的示意剖视图。
图5是表示本公开的其他实施方式所涉及的光波导的主要部分的示意俯视图。
具体实施方式
基于图1～图3，对本公开的一实施方式所涉及的光波导1进行说明。图1是通过图2所示的X-X间的剖视图。光波导1包含：下部包层2、芯体3、上部包层4、过孔5以及反射面6。
下部包层2具有上平面以及下平面。下部包层2以与上部包层4一起包覆芯体3的状态被设置位置，具有抑制芯体3内传输的光信号向外部发散的功能。下部包层2的厚度被设定为例如10～20μm。
例如将包含环氧树脂或聚酰亚胺树脂的感光性片或者感光性糊膏覆盖或者涂敷于例如基板等之上，然后将感光性片或者感光性糊膏通过曝光以及显影而整形为规定的形状并进行热固化，由此形成下部包层2。
芯体3位于下部包层2的上平面。芯体3具有线状构造3a，并且在线状构造3a的长度方向具有2个端部3b。线状构造3a具有四边形状的剖面。
芯体3的线状构造3a具有传输在光元件D与外部设备之间进行收发的光信号的功能。线状构造3a的厚度以及宽度分别被设定为例如20～40μm。
芯体3具有从线状构造3a向平面方向突出的凸构造3c。凸构造3c位于接近于一个端部3b的位置，夹着线状构造3a而位于两侧。凸构造3c的厚度以及宽度分别被设定为例如20～40μm。
凸构造3c例如作为将光元件D安装于光波导1时的定位标记而发挥功能。该情况下，例如包含线状构造3a与凸构造3c的交点的位置(本例中，两者相交为直角的4个交叉部3d)在定位时被读取。
例如将包含环氧树脂或聚酰亚胺树脂的感光性片在真空状态下覆盖于下部包层2的上平面通过曝光以及显影来整形之后，进行热固化由此形成芯体3。
构成芯体3用的感光性片的树脂的折射率采用比构成下部包层2以及上部包层4用的感光性片或糊膏的树脂的折射率大的折射率。由此，能够抑制光信号向外部发散，从而在芯体3内传输。
上部包层4以包覆下部包层2的上平面以及芯体3的状态位于下部包层2的上平面。上部包层4如上述那样具有与下部包层2一起抑制芯体3内传输的光信号发散至外部的功能。
上部包层4具有在俯视下露出凸构造3c的开口4a。换言之，与凸构造3c以及凸构造3c连结的线状构造3a的一部分在俯视下位于开口4a内。也就是说，作为上述的定位部位的包含线状构造3a与凸构造3c的交点的位置(本例中，两者相交为直角的4个交叉部3d)位于开口4a内。
开口4a内的凸构造3c以及线状构造3a以露出各自的上表面以及侧面的状态被设置位置。也就是说，凸构造3c、线状构造3a以及两者的交叉部3d未由上部包层4包覆各自的上表面以及侧面。换言之，仅凸构造3c以及线状构造3a的下表面由下部包层2进行包覆。
这样，凸构造3c、线状构造3a以及交叉部3d未由上部包层4进行包覆。因此，有利于提高将光元件D安装于光波导1时的定位时的读取精度。
开口4a在俯视下具有例如2个顶点所对应的部分为曲线的三角形状。换句话说，开口4a的开口直径包含朝向位于靠近开口4a一侧的芯体3的端部3b的方向而缩径的部分。
该情况下，例如即便后述的过孔5位于接近凸构造3c的位置的情况下，也能够将露出凸构造3c的开口4a设置在狭小的空间。对于开口4a的内径，例如与线状构造3a的长度方向垂直的方向的最大宽度被设定为80～100μm，与长度方向平行的方向的最大长度被设定为60～80μm。
凸构造3c以在开口4a内露出的状态被设置位置。由此，如上述那样将光元件D安装于光波导1时，容易将凸构造3c识别为定位标记。
上部包层4在芯体3的上方具有例如10～20μm的厚度，具有平坦的上表面。如果上部包层4的上表面的与后述的光元件D的发光部D1或者受光部D2对置的区域的表面的粗糙度的算术平均粗糙度Ra为10nm以下，则有利于减少光信号发生漫反射而扩散。
在上部包层4的上表面，与光元件D的发光部D1或者受光部D2对置的区域以外的区域的表面的粗糙度的算术平均粗糙度Ra为30～100nm即可。例如，在从光元件D至上部包层4的上表面由树脂一体地密封的情况下，能够增加树脂与上部包层4的上表面的接触面积并提高密封强度。
例如将包含环氧树脂或聚酰亚胺树脂的感光性片或者感光性糊膏覆盖或者涂敷于下部包层2的上平面以使得包覆芯体3，通过曝光以及显影对开口4a等进行加工之后使其热固化，由此形成上部包层4。
过孔5在俯视下以彼此相对置的状态位于与芯体3的线状构造3a的长度方向垂直的方向。在图2的例子中，两个过孔5夹着芯体3而面对，后述的反射面6位于芯体3。这对应于光元件D的两个电极D3以及光元件D的发光部D1或者受光部D2的配置。也就是说，光元件D被配置为在俯视下各电极D3与各过孔5重叠、发光部D1或者受光部D2与反射面6重叠。
从芯体3到各个过孔5的距离为彼此相同的程度。过孔5将光波导1的上表面与下表面贯通。换言之，过孔5位于从上部包层4的上表面到下部包层2的下表面的位置。
过孔5例如通过激光加工或喷射加工等来形成。过孔5也可以在形成下部包层2以及上部包层4时通过曝光以及显影来形成。过孔5的开口直径被设定为例如50～80μm。相对置的过孔5的开口中心的间隔被设定为例如80～110μm。
反射面6由将芯体3的线状构造3a切断的斜面构成。反射面6例如包含：位于光波导1所连接的光元件D的正下方的第1反射面6a、以及位于光波导1所连接的连接器C的正下方的第2反射面6b。
反射面6相对于芯体3的上表面具有例如43～46度的角度。
反射面6具有变更从光元件D发出的光信号的朝向而向连接器C传输光信号的功能。或者，反射面6具有变更从连接器C发送的光信号的朝向而使光元件D进行光信号的受光的功能。
芯体3的中心轴与反射面6的中心位置一致，以该中心轴以及中心位置为基准来传输光信号。在此，所谓中心轴，是指四边形状的芯体3的剖面的一对对角线相交的位置。所谓中心位置，是指四边形状的反射面6的一对对角线相交的位置。
这种反射面6例如通过上部包层4的上方向倾斜方向照射激光来形成。此时，若上部包层4具有将凸构造3c以及凸构造3c所连结的线状构造3a的一部分露出的开口4a，则能够将激光直接照射至芯体3。因此，反射面6的加工变得容易。
激光的照射形状(即将激光垂直地照射于平面上的情况下被照射的区域的形状)与加工的位置的大小以及形状等相匹配地适当变更即可。例如，如上述那样开口4a具有三角形状的情况下，如果与开口4a的形状相匹配而将照射形状设为三角形状则能够提高加工的自由度。
也可以对反射面6进行例如等离子处理、利用显影液的清洗等的表面处理。通过该表面处理能够提高反射精度。
如上述，本公开的光波导1具备：下部包层2，具有上平面以及下平面；芯体3，位于下部包层2的上平面，并且具有线状构造3a，在线状构造3a的长度方向具有2个端部3b；和上部包层4，以包覆下部包层2的上平面以及芯体3的状态，位于下部包层2的上平面。并且，芯体3具有从线状构造3a向平面方向突出的凸构造3c，上部包层4具有在俯视下将凸构造3c露出的开口4a。
由此，例如在将光元件D安装于光波导1时，能够将包含凸构造3c的区域(例如线状构造3a与凸构造3c相交为直角的4个交叉部3d)有效用作为定位标记，定位标记的读取与(识别)变得容易。
其结果，光波导1中能够将光元件D相对于芯体3的反射面6高精度地安装。由此，能够提供光信号的传输特性优异的高性能的光波导。
上部包层4具有将芯体3的一部分露出的开口4a。因此，能够将激光直接照射至芯体3。因此，在提高反射面6的加工性的方面也有利。
接下来，基于图4，说明具有本公开的光波导1的光电路基板30的一实施方式。另外，关于上述的光波导1省略详细的说明。
光电路基板30具备布线基板20和光波导1。布线基板20具有将光波导1、光元件D以及连接器C定位并固定、将光元件D与外部(母板等)电连接的功能。经由光波导1在光元件D与外部设备(光学装置等)之间传输光信号。光元件D例如列举垂直谐振器面发光二极管、光电二极管等，进行光信号与电信号的变换。
布线基板20具备绝缘基板21和布线导体22。绝缘基板21具有芯体用的绝缘层21a和积层用的绝缘层21b。芯体用的绝缘层21a具有多个通孔23。
芯体用的绝缘层21a例如具有确保绝缘基板21的刚性从而保持平坦性等的功能。
例如将在玻璃布含浸有环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂等的半固化状态的预浸料加热的同时压制加工为平坦从而形成芯体用的绝缘层21a。
积层用的绝缘层21b具备多个过孔24。积层用的绝缘层21b例如具有确保后面详细说明的布线导体22的迂回用空间等的功能。
例如将包含环氧树脂、聚酰亚胺树脂等的树脂膜在真空下贴附于芯体用的绝缘层21a并进行热固化从而形成积层用的绝缘层21b。
布线导体22位于芯体用的绝缘层21a的上表面以及下表面、积层用的绝缘层21b的上表面或者下表面、通孔23的内部以及过孔24的内部。
位于通孔23的内部的布线导体22将位于芯体用的绝缘层21a的上下表面的布线导体22间导通。
位于过孔24的内部的布线导体22将位于积层用的绝缘层21b的表面的布线导体22与位于芯体用的绝缘层21a的表面的布线导体22之间导通。
布线导体22例如通过半添加法、减成法，由铜镀覆等的良导电性金属形成。
布线基板20在上表面具有多个第1焊盘25。第1焊盘25经由光波导1的过孔5内的导电材料而被连接于光元件D的电极D3。导电材料例如列举焊料。布线基板20在上表面具有多个第2焊盘26，在下表面具有多个第3焊盘27。第2焊盘26例如与半导体元件等的电子部件S连接。第3焊盘27例如与母板连接。
第1焊盘25、第2焊盘26以及第3焊盘27由布线导体22的一部分构成，在布线导体22形成时同时被形成。
光波导1位于包含第1焊盘25所在的区域的布线基板20的上表面。位于光波导1的过孔5将第1焊盘25作为底面。
光波导1具备：下部包层2，具有上平面以及下平面；芯体3，位于下部包层2的上平面，具有线状构造3a，在线状构造3a的长度方向具有2个端部3b；以及上部包层4，以包覆下部包层2的上平面以及芯体3的状态位于下部包层2的上平面。芯体3具有从线状构造3a向平面方向突出的凸构造3c。上部包层4具有在俯视下将凸构造3c露出的开口4a。
由此，例如在将光元件D安装于光波导1时，能够将包含凸构造3c的区域(例如线状构造3a与凸构造3c相交为直角的4个交叉部3d)有效用作为定位标记，定位标记的读取(识别)变得容易。
其结果，能够在光波导1将光元件D相对于芯体3的反射面6高精度地安装。由此，能够提供光信号的传输特性优异的高性能的光波导。
这样，本公开的光电路基板30由于使高性能的光波导1位于布线基板20的上表面，因此能够提供高性能的光电路基板。
本公开并不限定于上述的实施方式的一例，只要在权利要求书所记载的范围内能够进行各种的变更、改良。
例如，在本例中，表示了开口4a为三角形状的情况，但是也可以如图5所示那样，开口4a为梯形状。该情况下，梯形状的上底(短边)位于芯体3的端部3b侧。在开口4a为梯形状的情况下，例如相比于三角形状，不存在顶点附近的狭小的区域。因此，在提高开口4a的加工性等方面有利。
开口4a的形状根据开口4a的形成位置的状况而设定为圆形状、长圆形状、四边形状、椭圆形状、或者由直线和曲线构成的任意的形状即可。
在本例中，表示了开口4a仅位于搭载光元件D的一侧的上部包层4的情况，但是也可以位于连接器C被连接的一侧的上部包层4。该情况下，有利于容易通过激光加工来形成第2反射面6b。
在本例中，表示了一个芯体3位于一个光波导1的情况，但是也可以设置多个芯体3的位置。该情况下，能够传输更多的光信号，有利于光波导1以及光电路基板30的进一步的高性能化。
在本例中，表示了芯体3具有直线状的线状构造3a的情况，但是也可以具有曲线状。该情况下，在提高光元件D的配置的自由度等方面是有利的。
在本例中，表示了布线基板20不具有阻焊层的一例，但是布线基板20也可以在绝缘基板21的上表面以及下表面的双方或者任意一个面具有阻焊层。由此，例如能够减少由于安装电子部件S时的热处理而布线导体22受到的损伤。

Claims (6)

1.一种光波导，其特征在于，具备：
下部包层，具有上平面以及下平面；
芯体，位于该下部包层的上平面，具有线状构造，在该线状构造的长度方向具有2个端部；和
上部包层，以包覆该上平面以及所述芯体的状态，位于所述下部包层的上平面，
所述芯体具有从所述线状构造向平面方向突出的凸构造，所述上部包层具有在俯视下将所述凸构造露出的开口。
2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，
所述芯体具有：所述线状构造以及所述凸构造相交为直角的交叉部。
3.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，
所述开口的开口直径包含：朝向位于靠近所述开口的一侧的所述芯体的端部的方向而缩径的部分。
4.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，
所述光波导具有以彼此相对的状态位于俯视下与所述线状构造的长度方向垂直的方向的过孔，所述过孔从所述上部包层的上表面贯通到所述下部包层的下表面。
5.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，
所述光波导具有：反射面，该反射面由将所述芯体的线状构造切断的斜面构成，并且相对于所述芯体的上表面具有43～46度的角度。
6.一种光电路基板，其特征在于，包含：
权利要求1至5的任意一项所述的光波导；和
布线基板，
所述光波导以所述下部包层的下平面与所述布线基板的上表面重叠的状态位于所述布线基板上。
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