KR101034213B1 - 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 광경로가 형성된 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정된 광도파로 블록을 제공하는 단계; 및 상기 광도파로 블록을 인쇄회로기판들 사이에 적층하고 가압 성형하여 일체화시키는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 광 인쇄회로기판에 대하여 개시하고 있다.

광도파로, 광 인쇄회로기판

Description

광 인쇄회로기판 및 그 제조방법{OPTICAL PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광도파로 블록을 인쇄회로기판 사이에 적층하여 가압 성형 방식을 제조되는 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

정보 가전 기기나 컴퓨터에서의 데이터 전송 요구량 증가와, 온실 가스 배출 감소를 위한 저전력 시스템 개발 요구를 만족시키기 위하여, 다양한 기능을 가진 소자들을 하나의 소자에 집적하는 소형화, 경량화 기술이 절실히 요구되고 있다. 또한 칩간, 보드간의 초고속 대용량 데이터 처리를 위하여, 전기 신호를 대신하여 광을 이용하는 움직임이 활발하며 광을 이용하여 초고속 대용량 데이터 전송을 하는 상용 제품도 이미 출시되어 있다.

현재 개발되어 출시되어 있는 광 인쇄회로기판 응용 부품은, 광도파로가 광 인쇄회로기판의 표면에 접하여 노출된 형태로 설치되거나 플렉서블한 형태의 광도 파로가 광 인쇄회로기판의 상부에서 광 송신기와 광 수신기 사이를 연결해 주는 구조로 형성되어 있다. 그 이유는 상용 광 인쇄회로기판 제품들이 현재 기술 초기 단계로서 비교적 쉽게 적용할 수 있는 구조로 형성된 것도 있지만, 광 인쇄회로기판에 있는 광 송신기와 광도파로, 광도파로와 광 수신기 사이의 광 연결 효율 및 광도파로들과 수동 광패키징이 가능한 광 인쇄회로기판용 광 송/수신기 제작이 어렵기 때문이다.

종래의 광 인쇄회로기판에서는, 광도파로가 내장된 광 인쇄회로기판 내에서 진행하는 광신호와 광 인쇄회로기판 표면의 광 송/수신 모듈과의 광연결을 위하여 광 인쇄회로기판과 나란한 방향으로부터 광 인쇄회로기판의 상부로 올라가는 방향으로 광신호를 보낼 수 있도록 빛의 방향을 90ㅀ 꺽어주는 광부품을 필요로 한다. 빛의 방향을 90ㅀ 꺾어주는 상기 광 부품들은, 광 인쇄회로기판에 상기 광부품들이 위치할 수 있도록 홈을 만들어 주어, 홈에 상기 광부품들을 위치시키는 방법을 장착된다. 그러나 이러한 방법은 광 인쇄회로기판 제작에 상기 홈을 만드는 공정을 필요로 하며, 상기 광부품을 제작하고 광신호 입/출력 광도파로 단면을 연마해주어야 하는 과정이 필요하다. 또한 상기 광부품과 광 인쇄회로기판과의 광연결을 위하여 정밀한 광정렬이 필요하고, 광 인쇄회로기판의 광도파로 단면을 연마해주어야만 하는 여러 공정과 부품을 필요로 하고 있다.

종래의 다른 광 인쇄회로기판 기술로는 상기 빛의 방향을 90도 꺽어주는 광부품과 광도파로를 하나의 부품으로 만들어 광 인쇄회로기판 적층에 사용하는 방법으로 상기 광부품의 광도파로와 광 인쇄회로기판 내부의 광도파로가 연속적으로 이 루어져 광도파로 사이에 일어나는 반사 손실 등을 줄 일 수 있으며, 광 부품의 수를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있으나, 광 인쇄회로기판 제작 공정 중의 하나인 가압 성형 조건에서 광도파로에 충격을 주어 광도파로가 단락되는 현상이 발생할 수 있어 세밀한 고려가 필요하고 상기 광도파로의 충격을 방지하기 위하여 상기 광부품과 광도파로를 하나의 부품으로 만든 광부품이 적층될 수 있도록 광 인쇄회로기판 내에 삽입되는 일반적인 인쇄회로기판 재료로부터 달리하거나 기하학적으로 해결을 하여야 하는 문제가 있다. 또한 종래의 다른 종래로서 광도파로의 양단을 45도 거울면을 만들어 광 송/수신기 모듈과 광연결하는 방식이 있으나 이 또한 제작의 번거로움, 광정렬의 어려움, 광 인쇄회로기판 내부에 광도파로의 적층이 불가능하다는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광도파로와 광도파로의 양단을 지지하는 페롤을 에폭시 수지 등과 같은 고분자 폴리머 내에 고정한 광도파로 블록을 제공하고, 상기 광도파로 블록을 인쇄회로기판 사이에 적층 가압 성형함으로써, 광 인쇄회로기판 제조의 용이성 및 광 인쇄회로기판 제조 과정 중의 광도파로 단절 가능성을 제거한 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 적어도 하나의 광경로가 형성된 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정된 광도파로 블록을 제공하는 단계; 및 상기 광도파로 블록을 인쇄회로기판들 사이에 적층하고 가압 성형하여 일체화시키는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

본 발명에 의하면, 상기 광도파로 블록은, 성형틀 내에 상기 광도파로 및 상기 광도파로 양단에 고정된 페롤을 위치시킨 상태로, 상기 성형틀에 고분자 폴리머를 주입하여 경화하여 제조된다.

본 발명에 의하면 상기 광도파로 블록에서는 상기 페롤에 의해 지지되는 상기 광도파로의 양측 단면이 상기 광도파로 블록의 상부 표면으로 노출된 형태로 제 공되거나, 상기 광도파로의 일측 단면이 상기 광도파로 블록의 상부 또는 하부 표면을 향해 노출되고, 타측 단면은 대향하는 표면 및 측면으로 노출된 형태로 제공되거나, 상기 광도파로의 양측 단면이 각각 측면으로 노출된 형태로 제공된다.

또한, 본 발명은, 적어도 하나의 광경로가 형성된 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 일체로 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정된 형성된 광도파로 블록; 및 상기 광도파로 블록을 개재하여 적층되는 인쇄회뢰기판을 포함하여, 가압 성형을 통해 일체로 성형된 광 인쇄회로기판을 제공한다.

본 발명에 의하면, 광도파로와 광도파로의 양단을 지지하는 페롤을 에폭시 수지 등과 같은 고분자 폴리머 내에 고정한 광도파로 블록을 제공하고, 상기 광도파로 블록을 인쇄회로기판 사이에 적층 가압 성형함으로써, 광 인쇄회로기판 제조가 용이하고, 광 인쇄회로기판 제조 과정 중의 광도파로 단절되거나 정렬이 흩뜨려지는 등의 문제점이 발생하지 않게 된다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은, 적어도 하나의 광경로가 형성된 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 일체로 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정되어 형성된 광도파로 블록; 및 상기 광도파로 블록을 개재하여 적층되는 인쇄회뢰기판을 포함하여, 가압 성형을 통해 일체로 성형된 광 인쇄회로기판을 포함한다. 이러한 광 인쇄회로기판의 제조방법은, 적어도 하나의 광경로를 형성하는 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정된 광도파로 블록을 제공하는 단계; 상기 광도파로 블록을 인쇄회로기판들 사이에 적층하고 가압 성형하는 단계를 포함한다.

도 1 은 본 발명에 따른 광 인쇄회로기판의 광도파로 블록의 일 예를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 광도파로 블록(10)은 적어도 하나의 광경로를 구성하는 광도파로(12)를 포함한다. 광도파로는 빛을 이용한 데이터의 전송 경로로서 광경로 기능을 하는 광섬유로 구성가능하며, 하나의 광섬유 또는 광섬유 다발로 구성될 수 있다.

이러한 광도파로(12)의 양단에는 페롤(14)이 결합되어 일체로 고정된다. 페롤(14)은 광도파로(12)의 양단에 일체로 결합된 상태로 광도파로 블록(10) 내에 포함되는 데, 광도파로(12)의 양측 단면 방향으로 위치한 페롤(14)의 일측 표면이 외부로 노출된 상태로 위치한다. 즉, 광도파로(12)의 양측 단면은 페롤(14)에 의해 지지된 상태로 외부로 노출된다.

도 2 는 본 발명에 따른 광도파로 블록(10)에서 광도파로(12)와 결합되는 페롤(14)을 도시한 도면으로서, 페롤(14)에는 광도파로(12)가 되는 광섬유가 끼워져 고정되는 삽입홈(15)이 형성되어 있으며, 상기 삽입홈(15)을 통해 광섬유가 삽입된 상태로 고정된다. 페롤(14)은 광도파로 블록(10)의 제조시 광도파로의 양단을 지지하여 광도파로 일정하게 배열될 수 있도록 하는 지지구로서의 기능을 한다.

또한 페롤(14)은 삽입홈(15)의 외측으로 추가의 정렬보조홀(16)을 구비할 수 있는 데, 정렬보조홀(16)은 광정렬을 위한 보조홈으로서 기능하여 광접속구 등과의 접속시 광접속구가 고정되는 고정홈으로 기능할 수 있다. 따라서, 광 인쇄회로기판 상태에서 다른 광도파로 및 광접속구가 광도파로(12)와 광 정렬/연결될 때 페롤(14)은 접속구로서의 기능을 한다. 광도파로(12)의 양측 단면은 페롤(14)에 의해 지지되어 있으므로 다른 광접속구 등을 페롤(14)에 고정하므로써, 광경로의 연결을 용이하게 이룰 수 있다.

본 발명에 의하면 광도파로(12)와 페롤(14)이 일체로 결합된 상태로 광도파로 블록(10)으로 제조되며, 후술하는 바와 같이 페롤(14)의 배치에 의해 다양한 형태의 광경로가 형성되어 광 인쇄회로기판 내에 부가되는 별도의 광부품 없이 광도파로(12)가 광 인쇄회로기판의 표면으로 노출되어 다른 광접속구 및 광도파로와의 광연결이 가능하게 구성된다.

본 발명에 의하면, 광도파로(12) 및 광도파로(12)에 일체로 고정된 페롤(14)은 고분자 폴리머(13) 내부에 고정되어 블록 형태로 제조된다. 페롤(14)이 광도파로(12)와 일체로 결합된 상태로 고분자 폴리머(13)에 내에 고정되므로 충격 등이 가하여지는 경우에도 광도파로(12)와 페롤(14)의 연결 및 정렬이 흩뜨려지지 않으며, 분리 및 파단되는 경우를 방지할 수 있다.

도 3 은 광도파로 블록(10)의 제조방법의 일 예를 도시하고 있는 데, 도 3 에 도시된 바와 같이 성형틀(17) 내에 광도파로(12) 및 광도파로(12) 양단에 고정된 페롤(14)을 위치시킨 상태로 성형틀(17) 내부로 에폭시 수지와 같은 고분자 폴리머를 주입하여 경화시키고 연마 등을 통해 돌출된 부분 등을 제거함으로써, 고분자 폴리머(13)에 의해 광도파로(12) 및 페롤(14)이 고정된 광도파로 블록을 제조할 수 있다. 고분자 폴리머(13)는 인쇄회로기판용 소재 및 인쇄회로기판 소재와의 융합성이 있는 소재로 선택되며, 에폭시 수지가 사용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 광도파로 블록(10)에서 광도파로의 양측 단면은 다양하게 배치될 수 있다. 도 1, 도 4 내지 도 6 는 다양한 형태의 페롤(12)의 배치를 도시하고 있는 데, 광도파로(12)의 양측 단면은 페롤(14)에 의해 지지된 상태로 외부로 노출되므로, 페롤(14)의 배치는 광도파로 블록(10) 내에서 형성될 수 있는 다양한 형태의 광경로를 보여준다.

도 1 을 참조하면, 광도파로 블록(10) 내에서 양측 페롤(14)의 노출 표면 즉, 광도파로(12)의 양측 단면은 광도파로 블록(10)의 상부 표면에 위치한다. 따라서 광도파로(12)는, 광도파로 블록(10) 내에서 수평 광경로와 상기 수평 광경로와 연결되는 양측의 상부 방향 수직 광경로를 포함한다. 도 4 및 도 5 를 참조하면, 광도파로(12)의 양측 단면 중 일측 단면은 상부 표면으로 노출되어 있으며, 타측 단면은 하부 표면 또는 측면으로 노출되어 있다. 또한 도 6 을 참조하면, 광도파로(12)의 양측 단면이 광도파로의 서로 대향하는 측면으로 노출되어 있다. 본 발명에 의하면 이와 같이 광도파로에 의한 광경로를 광 인쇄회로기판 내에서 다양하게 형성하는 것이 가능하게 된다.

도 7 은 본 발명에 따른 광도파로 블록을 이용한 광 인쇄회로기판의 제조방법을 도시하고 있다.

도 7 을 참조하면, (a)와 같이 광도파로 블록(10)을 인쇄회로기판(20a, 20b, 20c)들 사이에 적층하여 요구하는 광 인쇄회로기판 형태로 배치한 후, 가압 성형하여 (b)와 같이 일체로 성형된 광 인쇄회로기판을 제조한다. 광도파로 블록(10)과 함께 적층되는 인쇄회로기판(20a, 20b, 20c, 20)은 일반적인 인쇄회로기판을 이루는 소재로 형성된 플레이트로서 광도파로 블록(10)과 일체로 성형된다.

구체적으로 살펴보면, 광도파로 블록(10)의 상부 표면으로 제1 인쇄회로기판(20a)이 적층되고, 광도파로 블록(10)의 측면으로 제2 인쇄회로기판(20b)들이 적층되고, 하부로 제3 인쇄회로기판(20c)이 적층되어 가압 성형된다. 광도파로 블록(10)의 상부 표면에 제1 인쇄회로기판(20a)이 적층되기 위한 홈이 형성될 수 있다. 이와 같이 광도파로 블록 제조시 홈이 형성되게 하여 인쇄회로기판을 제조하는 것도 가능하며, 별도의 홈이 없이 인쇄회로기판을 적층하는 것도 가능하다. 인쇄회로기판의 적층에 의한 단차는 가압, 성형 공정 및 추가될 수 있는 마무리 연마 공정 등을 통해 해소될 수 있다.

이와 같이 광도파로 블록 및 인쇄회로기판을 적층하여, 가압 성형함으로써 광 인쇄회로기판이 제작될 수 있다.

도 8 의 (a) 내지 (c)는 도 4 내지 도 6 에 도시된 광도파로 블록을 인쇄회로기판 사이에 적층하여 가압, 성형함으로써 제조된 광 인쇄회로기판을 도시한 것으로서, 이와 같이 본 발명에 의하면, 광도파로(12) 및 광도파로 양단의 페롤(14) 을 고분자 폴리머(13)를 이용하여 광도파로 블록(10) 형태로 미리 성형함으로써, 가압 성형 공정 과정에서 광도파로(12)에 가해지는 충격에 의해 광도파로(12)의 단절됨이 광경로가 다양하게 형성된 광 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 상기 실시예에 의한 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 당업자들에 의해 다양하게 변형될 수 있는 첨부된 청구범위의 범위 내에서의 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 속하는 것이 명확하다.

도 1 은 본 발명에 따른 광 인쇄회로기판의 제조방법에 제공되는 광도파로 블록의 일 예를 도시한 도면이다.

도 2 는 본 발명에 따른 광도파로 블록에서 광도파로와 결합되는 페롤을 도시한 도면이다.

도 3 은 본 발명에 따른 광도파로 블록의 제조방법의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6 는 본 발명에 따른 광도파로 블록에서 형성된 다양한 광경로를 보여주는 도면이다.

도 7 은 본 발명에 따른 광도파로 블록을 이용한 광 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한 도면이다.

도 8 은 본 발명에 따른 광 인쇄회로기판의 다양한 예를 도시한 도면이다.

Claims (6)

1. 적어도 하나의 광경로가 형성된 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정된 광도파로 블록을 제공하는 단계; 및

   상기 광도파로 블록을 인쇄회로기판들 사이에 적층하고 가압 성형하여 일체화시키는 단계를 포함하는 것을 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광도파로 블록은, 성형틀 내에 상기 광도파로 및 상기 광도파로 양단에 고정된 페롤을 위치시킨 상태로, 상기 성형틀에 고분자 폴리머를 주입하여 경화함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 광 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로 블록에서는,

   상기 페롤에 의해 지지되는 상기 광도파로의 양측 단면이 상기 광도파로 블록의 상부 표면으로 노출된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로 블록에서는,

   상기 페롤에 의해 지지되는 상기 광도파로의 양측 단면 중 일측 단면이 상기 광도파로 블록의 상부 또는 하부 표면을 향해 노출되고, 타측 단면은 대향하는 표면 또는 측면으로 노출된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 인쇄회로기판의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로 블록에서는,

   상기 페롤에 의해 지지되는 상기 광도파로의 양측 단면이 각각 광도파로 블록의 측면으로 노출된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 인쇄회로기판의 제조방법.
6. 적어도 하나의 광경로가 형성된 광도파로와 상기 광도파로의 양단을 지지하는 페롤이 일체로 결합된 상태로 고분자 폴리머 내에 고정되어 형성된 광도파로 블록; 및

   상기 광도파로 블록을 개재하여 적층되는 인쇄회뢰기판을 포함하여, 가압 성형을 통해 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 광 인쇄회로기판.

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