CN115308850A - 光电复合电路板以及光电复合电路板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种光电复合电路板，包括依次连接的第一区、第二区和第三区。第一区包括第一线路基板、第一耦合元件以及芯片，所述第一耦合元件以及所述芯片均与所述第一线路基板电连接；第二区包括光纤以及绝缘层，所述光纤容置于所述绝缘层中；第三区包括第二线路基板、第二耦合元件以及电子元件，所述第二耦合元件以及所述电子元件均与所述第二线路基板电连接；其中，所述第一耦合元件与所述第二耦合元件均与所述光纤光学对位。本申请还提供一种光电复合电路板的制作方法。

Description

光电复合电路板以及光电复合电路板的制作方法
技术领域
本申请涉及光电子领域，尤其涉及一种光电复合电路板以及光电复合电路板的制作方法。
背景技术
随着光通讯技术的发展，人们对高速数据传输要求的不断提高，传统的电路板、芯片、电子元件之间通过金属线的“电互连”方式已遇到了瓶颈，传统的电路板使用电作为能量介质传输信息的速度很难满足未来光通讯电路板高传输效率以及低损耗的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种传输效率高以及损耗低的光电复合电路板，以解决上述问题。
另，还有必要提供一种光电复合电路板的制作方法。
一种光电复合电路板，包括依次连接的第一区、第二区和第三区。第一区包括第一线路基板、第一耦合元件以及芯片，所述第一耦合元件以及所述芯片均与所述第一线路基板电连接；第二区包括光纤以及绝缘层，所述光纤容置于所述绝缘层中；第三区包括第二线路基板、第二耦合元件以及电子元件，所述第二耦合元件以及所述电子元件均与所述第二线路基板电连接；其中，所述第一耦合元件与所述第二耦合元件均与所述光纤光学对位。
在一些实施方式中，所述绝缘层的材质选自有机玻璃、聚苯乙稀以及聚碳酸酯中的至少一种。
在一些实施方式中，所述第一耦合元件与所述第二耦合元件均通过透明胶与所述光纤连接。
在一些实施方式中，所述光电复合电路板还包括第一保护层以及第二保护层，所述第一保护层覆盖所述绝缘层以及所述透明胶的表面，所述第二保护层覆盖所述绝缘层背离所述第一保护层的表面。
在一些实施方式中，所述第一保护层还延伸并覆盖所述第一线路基板以及所述第二线路基板的表面，所述第二保护层还延伸并覆盖所述第一线路基板的表面。
在一些实施方式中，所述第一耦合元件位于所述第一线路基板临近所述第二区的端部；所述第二耦合元件位于所述第二线路基板临近所述第二区的端部。
在一些实施方式中，所述电子元件为LED阵列，所述光电复合电路板还包括油墨层，所述油墨层位于所述第二线路基板连接有所述LED阵列的表面。
一种光电复合电路板的制作方法，包括以下步骤：提供一覆铜载板以及负载于所述覆铜载板表面的线路中间体，所述覆铜载板包括基材层以及位于基材层表面的底铜层，所述线路中间体包括第一开槽，所述底铜层暴露于所述第一开槽；在所述第一开槽中形成绝缘层包覆的光纤；在所述光纤的两端分别形成第一容置槽与第二容置槽，所述底铜层暴露于所述第一容置槽与第二容置槽；在所述第一容置槽中容置第一耦合元件，在所述第二容置槽中容置第二耦合元件，并用透明胶封装所述第一耦合元件与所述第二耦合元件；去除所述基材层；去除所述光纤对应的底铜层，所述光纤一侧的所述中间体与所述底铜层形成第一线路基板，所述光纤另一侧的所述中间体与所述底铜层形成第二线路基板；以及在所述第一线路基板上电连接芯片，在所述第二线路基板上电连接电子元件，得到所述光电复合电路板。
在一些实施方式中，在“去除所述基材层”的步骤之前，所述制作方法还包括：在所述绝缘层以及所述透明胶背离所述覆铜载板的表面形成第一保护层；在“去除所述光纤对应的底铜层”的步骤之后，所述绝缘层暴露出来，所述制作方法还包括：覆盖第二保护层于所述绝缘层的表面。
在一些实施方式中，所述第一保护层还延伸至所述线路中间体的表面。
在一些实施方式中，在所述第一开槽中形成所述绝缘层包覆的所述光纤包括以下步骤：在所述第一开槽中填充所述绝缘层；所述绝缘层背离所述覆铜载板的表面形成第二开槽；在所述第二开槽中放置所述光纤；以及采用所述绝缘层覆盖所述光纤。
在一些实施方式中，所述电子元件为LED阵列，在“在所述第一线路基板上电连接电子元件”的步骤之前，所述制作方法还包括：所述第二线路基板的表面覆盖油墨层。
本申请提供的光电复合电路板，通过内埋设置的光纤连接第一区中的芯片以及第三区中的电子元件，替代了现有通过“金属线”的电连接方式，能够提升传输信息的速度，提升光电复合电路板的传输效率；另通过绝缘层将所述光纤包覆起来，以使光信号在光纤中传输，可以有效减小光信号传输的损失，降低损耗。
附图说明
图1为本申请实施例提供的覆铜载板的截面示意图。
图2为在图1所示的覆铜载板表面压合一覆铜板、并形成贯穿覆铜板的第一开槽后的截面示意图。
图3为在图2所示的开槽中填充绝缘层后的截面示意图。
图4为对图3所示的覆铜板进行线路制作以形成线路中间体的截面示意图。
图5为在图4所示的绝缘层的表面形成第二开槽后的截面示意图。
图6为在图5所示的第二开槽中放置光纤后的截面示意图。
图7为进行增层并采用绝缘层覆盖图6所示的光纤后的截面示意图。
图8为在图7所示的光纤两端形成第一容置槽与第二容置槽后的截面示意图。
图9为在图8所示的第一容置槽中容置第一耦合元件、在第二容置槽中容置第二耦合元件、并采用透明胶密封第一耦合元件和第二耦合元件后的截面示意图。
图10为在图9所示的绝缘层以及透明胶表面形成第一保护层后去除基材层后的截面示意图。
图11为去除图10所示的光纤对应的底铜层得到第一线路基板和第二线路基板、在绝缘层的表面覆盖第二保护层、在第二线路基板的表面覆盖油墨层后的截面示意图。
图12为在图11所示的第一线路基板上连接芯片、在第二线路基板上连接电子元件得到的光电复合电路板的截面示意图。
图13为图12所示的光电复合电路板的俯视图。
主要元件符号说明
Figure BDA0003056034370000041
Figure BDA0003056034370000051
Figure BDA0003056034370000061
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
在本申请的各实施例中，为了便于描述而非限制本申请，本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“连接”并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参阅图12以及图13，本申请提供一种光电复合电路板100，包括依次连接第一区I、第二区II以及第三区III。
所述第一区I包括第一线路基板62、第一耦合元件45以及芯片70，所述第一耦合元件45以及所述芯片70均与所述第一线路基板62电连接。其中，所述第一耦合元件45位于所述第一线路基板62临近所述第二区II的端部。所述芯片70用于信号处理。
在一些实施方式中，所述第一耦合元件45通过透明胶47密封于所述第一线路基板62上，以减小光传输过程中的信号损失。
所述第二区II包括光纤30以及绝缘层32，所述光纤30容置于所述绝缘层32中，所述绝缘层32用于保护所述光纤30。所述第一耦合元件45与所述光纤30形成的光通道光学对位，可以通过对光信号的接收与发送进行信号的传输。
所述第二区II为光传输区。所述光纤30的折射率较高，从而有利于光的折射，所述光纤30的材质可以选择透明性较高以及柔软性较好的材料。所述绝缘层32包裹所述光纤30，所述绝缘层32的折射率相较于光纤30的折射率较低，以便光在光纤30中进行全放射的传输，防止在光纤30中传输的光在绝缘层32中折射而导致光信号的损失，所述绝缘层32的材质可以选自有机玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)或者聚碳酸酯(PC)材料。
所述第三区III包括第二线路基板64、第二耦合元件46以及电子元件80，所述第二耦合元件46以及所述电子元件80均与所述第二线路基板64电连接。其中，所述第二耦合元件46位于所述第二线路基板64临近所述第二区II的端部。
在一些实施方式中，所述第二耦合元件46与所述光纤30形成的光通道光学对位，可以通过对光信号的接收与发送进行信号的传输。所述第二耦合元件46通过透明胶47密封于所述第二线路基板64上，以减小光传输过程中的信号损失。
所述光纤30的两端暴露于所述绝缘层32，所述第一耦合元件45与所述第二耦合元件46均通过所述透明胶47与所述光纤30连接，从而有效减小光在传输过程中的信号损失。
所述电子元件80可以包括但不限于LED阵列、发光二极管、波导、光纤、透镜、光检测器以及光敏感半导体等光学元件。
在一些实施方式中，所述光电复合电路板100还包括第一保护层52以及第二保护层54。覆盖所述绝缘层32以及所述透明胶47的表面，所述第二保护层54覆盖所述绝缘层32背离所述第一保护层52的表面，用于保护所述光纤30、所述第一耦合元件45以及所述第二耦合元件46在光信号传输过程中，防止外界信号的干扰而导致光信号损失。
在一些实施方式中，所述第一保护层52还延伸并覆盖所述第一线路基板62以及所述第二线路基板64的表面，所述第二保护层54还延伸并覆盖所述第一线路基板62的表面，用于保护所述第一线路基板62与第二线路基板64的线路层26，防止外界信号的干扰而导致电信号损失。
所述第一保护层52与所述第二保护层54的材质可以选自柔性较好的高分子材料，包括但不限于聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、液晶高分子聚合物(LCP)等，从而使得所述光电复合电路板100在所述第二区II具有一定的可挠性。
在一些实施方式中，当所述电子元件80为LED阵列时，所述光电复合电路板100还包括油墨层56，所述油墨层56位于所述第二线路基板64连接有所述电子元件80的表面，所述油墨层56能够提高所述LED阵列的反射效率。
请参阅图1至图13，本申请实施例还提供一种上述光电复合电路板100的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1：请参阅图1、图2和图4，提供一覆铜载板10以及负载于所述覆铜载板10表面的线路中间体20，所述覆铜载板10包括基材层12以及位于基材层12表面的底铜层14，所述线路中间体20包括第一开槽22，所述底铜层14暴露于所述第一开槽22。
所述基材层12用于起承载作用，在后续制程后会去除。在满足一定硬度的前提下，所述基材层12的材质并不限制。所述底铜层14在后续制程中用于线路制作形成线路层26。
所述线路中间体20包括线路层26与介质层242，所述线路层26与所述介质层242层叠设置。所述线路层26可以为一层或多层，当所述线路层26为多层时，多层线路层26之间电连接。
在一些实施方式中，在所述覆铜载板10表面形成所述线路中间体20的方法可以包括以下步骤：
步骤S101：请参阅图1，提供所述覆铜载板10。
步骤S102：请参阅图2，在所述覆铜载板10的表面压合一覆铜板24，所述覆铜板24包括介质层242与铜层244，其中，所述介质层242覆盖于所述底铜层14的表面。
步骤S103：请再次参阅图2，沿所述覆铜载板10与所述覆铜板24叠设方向，形成贯穿所述铜层244以及介质层242的所述第一开槽22，所述底铜层14暴露于所述第一开槽22。
步骤S104：请参阅图4，对所述铜层244进行线路制作形成线路层26，从而在所述覆铜载板10表面形成所述线路中间体20。
在一些实施方式中，对所述铜层244进行线路制作形成线路之后，还可以再压合覆铜板24进行线路制作以形成多层线路。
在一些实施方式中，在覆铜载板10的表面形成线路中间体20的步骤也可以是在一基材层12上压合一双面覆铜板24，再进行开盖步骤，形成上述结构。
步骤S2：请参阅图3、图5至图7，在所述第一开槽22中形成绝缘层32包覆的光纤30。
所述光纤30的数量可以为一个或多个。
在一些实施方式中，在所述第一开槽22中形成所述绝缘层32包覆的光纤30的步骤可以包括以下步骤。
步骤S201：请参阅图3，在所述第一开槽22中填充所述绝缘层32。
可以理解地，所述绝缘层32与所述底铜层14的表面连接。填充所述绝缘层32后烘烤固化，将所述绝缘层32背离所述覆铜载板10的表面磨平。
在一些实施方式中，所述绝缘层32背离所述覆铜载板10的表面可以与线路中间体20的表面平齐或者低于所述线路中间体20的表面，即所述绝缘层32填充全部或部分所述第一开槽22。在本实施方式中，所述绝缘层32填充全部所述第一开槽22，然后在叠加一具有第一开槽22的覆铜板24，所述绝缘层32暴露于所述第一开槽22。其中叠加的覆铜板24在后续制程或中会进行线路制作以形成线路层26。
步骤S202：请参阅图5，在所述绝缘层32背离所述覆铜载板10的表面形成第二开槽322。
步骤S203：请参阅图6，在所述第二开槽322中放置所述光纤30。
在所述第二开槽322中放置一个或多个光纤30。
步骤S204：请参阅图7，采用所述绝缘层32覆盖所述光纤30，即所述光纤30埋设于所述绝缘层32中。
由于光纤30较细，因此可以在设置光纤30前将光纤30沾上胶层，所使用的胶层材料与绝缘层32一致；然后在光纤30上继续涂覆绝缘层32后烘干、磨平。
在一些实施方式中，步骤S201也可以在步骤S104之前，即先线路制作后再在第一开槽22中形成光纤30。
步骤S3：请参阅图8，在所述光纤30的两端分别形成第一容置槽42与第二容置槽43，所述底铜层14暴露于所述第一容置槽42与第二容置槽43。
所述第一容置槽42与所述第二容置槽43在所述线路中间体20背离所述覆铜载板10的表面向内凹陷形成，直至所述底铜层14暴露于所述第一容置槽42与第二容置槽43。
步骤S4：请参阅图9，在所述第一容置槽42中容置第一耦合元件45，在所述第二容置槽43中容置第二耦合元件46，并用透明胶47封装所述第一耦合元件45与所述第二耦合元件46。
所述第一耦合元件45与所述第二耦合元件46均与所述光纤30光学对位，从而便于通过对光信号的接收与发送进行信号的传输。
在一些实施方式中，所述第一容置槽42和第二容置槽43还分别贯穿所述光纤30的端部，即在形成第一容置槽42与第二容置槽43的过程中，去除所述光纤30的端部，以使光纤30暴露于所述第一容置槽42与第二容置槽43的侧壁。在所述第一容置槽42容置第一耦合元件45以及在所述第二容置槽43中容置第二耦合元件46并采用透明胶47密封后，所述光纤30的两端分别与所述第一耦合元件45和和第二耦合元件46通过所述透明胶47连接，能够有效减小光传输过程中的信号损失。
步骤S5：请参阅图10，在所述绝缘层32以及所述透明胶47背离所述覆铜载板10的表面形成第一保护层52，去除所述基材层12。
所述第一保护层52用于保护所述光纤30、所述第一耦合元件45以及所述第二耦合元件46在光信号传输过程中，防止外界信号的干扰而导致光信号损失。
进一步地，所述第一保护层52还延伸至所述线路中间体20的表面，所述第一保护层52还用于保护所述线路中间体20中的线路层26，防止外界信号的干扰而导致电信号损失。
去除所述基材层12后，所述底铜层14暴露出来，从而便于后续制程中去除所述光纤30对应的底铜层14。
步骤S6：请参阅图11，去除所述光纤30对应的底铜层14，覆盖第二保护层54于所述绝缘层32的表面，所述光纤30一侧的所述线路中间体20与所述底铜层14形成第一线路基板62，所述光纤30另一侧的所述线路中间体20与所述底铜层14形成第二线路基板64。
可以理解地，光纤30对应的底铜层14去除后，所述绝缘层32暴露出来，从而形成用于保护所述光纤30的第二保护层54。
在一些实施方式中，所述第二保护层54还覆盖于所述第一线路基板62的表面，所述第二保护层54还用于保护所述线路基板中的线路层26，防止外界信号的干扰而导致电信号损失。
步骤S7：请参阅图12以及图13，在所述第一线路基板62上电连接芯片70，在所述第二线路基板64上电连接电子元件80，得到包括依次连接的第一区I、第二区II以及第三区III的光电复合电路板100。
所述芯片70与所述电子元件80可以通过锡膏分别与第一线路基板62与第二线路基板64电连接。
在一些实施方式中，当所述电子元件80为LED阵列时，在连接所述电子元件80的步骤之前，所述制作方法还包括在所述第二线路基板64背离所述第一保护层52的表面覆盖油墨层56的步骤。所述油墨层56位于所述第二线路基板64连接有所述LED阵列的表面，所述油墨层56能够提高所述LED阵列的反射效率。
本申请提供的光电复合电路板100，通过内埋设置的光纤30连接第一区I中的芯片70以及第三区III中的电子元件80，替代了现有通过“金属线”的电连接方式，能够提升传输信息的速度，提升光电复合电路板100的传输效率；另通过绝缘层32将所述光纤30包覆起来，以使光信号在光纤30中传输，可以有效减小光信号传输的损失，降低损耗。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种光电复合电路板，其特征在于，包括：
第一区，包括第一线路基板、第一耦合元件以及芯片，所述第一耦合元件以及所述芯片均与所述第一线路基板电连接；
第二区，与所述第一区连接，包括光纤以及绝缘层，所述光纤容置于所述绝缘层中；以及
第三区，位于所述第二区背离所述第一区的一侧，包括第二线路基板、第二耦合元件以及电子元件，所述第二耦合元件以及所述电子元件均与所述第二线路基板电连接；
其中，所述第一耦合元件与所述第二耦合元件均与所述光纤光学对位。
2.根据权利要求1所述的光电复合电路板，其特征在于，所述绝缘层的材质选自有机玻璃、聚苯乙稀以及聚碳酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的光电复合电路板，其特征在于，所述第一耦合元件与所述第二耦合元件均通过透明胶与所述光纤连接。
4.根据权利要求3所述的光电复合电路板，其特征在于，所述光电复合电路板还包括第一保护层以及第二保护层，所述第一保护层覆盖所述绝缘层以及所述透明胶的表面，所述第二保护层覆盖所述绝缘层背离所述第一保护层的表面。
5.根据权利要求4所述的光电复合电路板，其特征在于，所述第一保护层还延伸并覆盖所述第一线路基板以及所述第二线路基板的表面，所述第二保护层还延伸并覆盖所述第一线路基板的表面。
6.根据权利要求1所述的光电复合电路板，其特征在于，所述第一耦合元件位于所述第一线路基板临近所述第二区的端部；所述第二耦合元件位于所述第二线路基板临近所述第二区的端部。
7.根据权利要求1所述的光电复合电路板，其特征在于，所述电子元件为LED阵列，所述光电复合电路板还包括油墨层，所述油墨层位于所述第二线路基板连接有所述LED阵列的表面。
8.一种光电复合电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一覆铜载板以及负载于所述覆铜载板表面的线路中间体，所述覆铜载板包括基材层以及位于基材层表面的底铜层，所述线路中间体包括第一开槽，所述底铜层暴露于所述第一开槽；
在所述第一开槽中形成绝缘层包覆的光纤；
在所述光纤的两端分别形成第一容置槽与第二容置槽，所述底铜层暴露于所述第一容置槽与第二容置槽；
在所述第一容置槽中容置第一耦合元件，在所述第二容置槽中容置第二耦合元件，并用透明胶封装所述第一耦合元件与所述第二耦合元件；
去除所述基材层；
去除所述光纤对应的底铜层，所述光纤一侧的所述中间体与所述底铜层形成第一线路基板，所述光纤另一侧的所述中间体与所述底铜层形成第二线路基板；以及
在所述第一线路基板上电连接芯片，在所述第二线路基板上电连接电子元件，得到所述光电复合电路板。
9.根据权利要求8所述的光电复合电路板的制作方法，其特征在于，在“去除所述基材层”的步骤之前，所述制作方法还包括：
在所述绝缘层以及所述透明胶背离所述覆铜载板的表面形成第一保护层；
在“去除所述光纤对应的底铜层”的步骤之后，所述绝缘层暴露出来，所述制作方法还包括：
覆盖第二保护层于所述绝缘层的表面。
10.根据权利要求9所述的光电复合电路板的制作方法，其特征在于，所述第一保护层还延伸至所述线路中间体的表面。
11.根据权利要求8所述的光电复合电路板的制作方法，其特征在于，在所述第一开槽中形成所述绝缘层包覆的所述光纤包括以下步骤：
在所述第一开槽中填充所述绝缘层；
所述绝缘层背离所述覆铜载板的表面形成第二开槽；
在所述第二开槽中放置所述光纤；以及
采用所述绝缘层覆盖所述光纤。
12.根据权利要求8所述的光电复合电路板的制作方法，其特征在于，所述电子元件为LED阵列，在“在所述第一线路基板上电连接电子元件”的步骤之前，所述制作方法还包括：所述第二线路基板的表面覆盖油墨层。
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