KR20040106674A

KR20040106674A - 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그광도파로층 제작 방법

Info

Publication number: KR20040106674A
Application number: KR1020030037479A
Authority: KR
Inventors: 김동수; 박효훈; 조한서; 노병섭; 정선태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2004-12-18

Abstract

본 발명은 광신호를 송수신하는 능동광전소자를 실장하는 광도파로 적층 인쇄회로기판에 있어서, 절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지며, 상부 회로기판 상에 능동광전소자를 실장하는 전기적 회로기판층들과, 전기적 회로기판층들(사이)에 적층되는 광도파로층과, 상부 회로기판에서 능동광전소자가 실장되는 부위에서 광도파로층까지 형성된 홈과, 홈에 삽입되며, 능동광전소자와 상기 광도파로층의 광도파로와의 송수신 광의 연결 경로를 형성하기 위해, 광도파로층에 대응하는 부위에 기울어진 반사면을 구비하는 광연결 블록을 포함하며, 이때 광도파로층의 제작 방법은 전기적 회로기판층에 불투명 기판 또는 광신호를 반사할 수 있는 베이스 기판을 적층하여 형성하고, 코어가 베이스 기판 내부에 형성될 수 있도록 상기 베이스 기판에 홈을 형성하고, 베이스 기판이 불투명 기판일 경우에 홈 내에 하부 클래딩층을 형성하고 이후 하부 클래딩층이 형성된 홈 내에 코어를 형성하고, 코어가 형성된 베이스 기판 상부에 상부 클래딩층을 형성한다.

Description

광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그 광도파로층 제작 방법{STRUCTURES OF OPTICAL WAVEGUIDE LAMINATED PRINTED CIRCUIT BOARD AND OPTICAL CONNECTION BLOCKS AND METHOD FOR CONSTRUCTING WAVEGUIDE LAYER}

본 발명은 광신호(optical signal)의 경로(path)인 광도파로(waveguide)를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)과 함께 적층(lamination)하는 구조와 광신호를 송수신하는 능동광전소자와 광도파로층간의 광접속을 용이하게 하기 위한 광연결 블록(optical connection block)의 구조와 그 광도파로층 제작 방법에 관한 것이다.

통상적으로 인쇄회로기판(PCB)은 에폭시 수지, 폴리미드 수지, 페놀 수지 등의 플라스틱 베이스에 동(copper)으로 회로패턴(circuit pattern)을 형성하고 반도체나 저항, 콘덴서 등 전자부품을 탑재한다. 그런데 현재 생산 및 개발되고 있는 마이크로 프로세서는 수 GHz의 빠른 클록 속도를 갖고 있는데, 동으로 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판으로는 전기적 배선으로 인한 RC 지연, 높은 전력소모, 전자기 간섭 등에 의해 Gbps 이상의 칩간 데이터 전송속도를 얻기 어려워, 시스템 전체의 데이터 처리 속도를 제한하는 병목구간이 되고 있다.

이러한 문제들은 전기적 연결 구조가 아닌 광연결 구조로서 해결될 수 있는데, 광연결은 데이터 전송의 대역폭이 넓고, 전자기 간섭이 적고, 장거리 전송시소비전력이 낮으며, 신호간 간섭이 적기 때문에 배선밀도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 광연결 구조의 장점들을 인쇄회로기판에 적용하기 위해서는 종래의 적층 공정을 그대로 이용하여 한 층 이상의 광도파로층을 인쇄회로기판과 함께 적층할 수 있는 기술과 능동광전소자와 광도파로층간의 광접속 기술이 중요한 고려점이다.

인쇄회로기판 상에서 반도체간의 광학적 신호 송수신을 위해 종래에는 광신호를 출광하거나 광신호가 입사되는 능동광전소자(active optoelectronic components)들을 기판표면에 실장하고, 능동광전소자 표면 위로 렌즈 및 프리즘을 이용하여 폴리머 광도파로나 실리카 또는 폴리머 광섬유 리본 등과 접속하는 기술을 이용하였다["International Trends in Applied Optics", Arthur H. Guenther (editor), pp. 301-333, SPIE Press, 2002]. 이러한 기술은 인쇄회로기판을 제작한 후, 별도의 공정을 통해 기판 표면에 실장된 능동광전소자 위로 렌즈와 프리즘, 광신호가 전달되는 경로인 광도파로 등의 수동광소자를 정렬하여 부착하는 과정이 요구되어 경제적이지 못하다. 또한 수동광소자들이 기판외부에 노출되어 있어, 기판을 취급하는 하는 동안에 수동광소자들의 정렬이 틀어지거나, 손상 받는 경우가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 통상의 인쇄회로기판을 구성하는 동박, 절연기판 및 본딩시트(bonding sheet) 등과 함께 광도파로층을 적층하여 제작된 EOCB(Electro-Optical Circuit Board)를 이용하여 광신호를 인쇄회로기판내부를 통해 전달하는 기술이 제안되었다(미국특허 6370292B1, 미국특허 6396968B, 미국특허6285808B1 등). 이 기술은 전기적 신호를 광신호로 전환하고 반대로 전기적 신호를 광신호로 전환하는데 필요한 능동광전소자들을 EOCB 상에 실장하며, 능동광전소자의 개구부와 광도파로층간의 광연결을 위해 광연결봉 또는 프리즘 등을 사용하거나, 능동광전소자들을 기판내부로 삽입하여 광도파로층에 직접 접속시키는 방식 등을 이용한다.

도 8에는 이러한 기술이 적용되는 EOCB의 일측 단면 구조가 개시되고 있으며, 도 8의 (A)는 측면도, (B)는 정면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 종래의 EOCB에는 코어(a)와 클래드(b)로 구성된 폴리머 광도파로(c)가 도체 패턴(d)이 형성된 전기적 회로 기판층(e, f)과 함께 적층되어 있고, 기판(e) 상에 실장되어 있는 능동광전소자와 광도파로(미도시)간의 광접속을 위해 프리즘(h)과 반사면 없이 광신호 전달 경로를 제공하는 광연결봉과 같은 광연결요소(g)가 기판(e)에 형성된 홈에 설치되는 구조가 구비된다.

도 8에 도시된 바와 같은 기술들은 하나의 인쇄회로기판에 실장된 칩간의 데이터 송수신을 전기적 방식과 광학적 방식 모두를 통해 이룰 수 있다는 장점과 광도파로 및 광연결을 위한 수동광소자들이 모두 인쇄회로기판 내에 집속되어 있어 외부 환경으로부터의 물리적 손상을 받을 우려가 적다는 장점이 있다. EOCB 내부에서 광신호의 경로인 광도파로층으로서 폴리머 광도파로가 사용되는데, 널리 알려진 폴리머 광도파로의 제조방법으로는 핫엠보싱(hot-embossing), 리소그래피(lithography), 레이저 제거(laser ablation) 등이 있다.

그런데, 이러한 기술로 제조된 폴리머 광도파로를 인쇄회로기판 내에 적층하기 위해서는 폴리머 광도파로층을 폴리머 광도파로의 제조상에 필요했던 기판(substrate) 또는 몰드(mold)와 분리하여 필름형태로 만든 후, 별도의 정렬과정을 거쳐 인쇄회로기판에 부착하고 적층공정을 거쳐야하는 공정 상의 어려움이 있다. 특히 통상의 인쇄회로기판 제조방식의 적층공정을 이용하여 광도파로층을 인쇄회로 기판 내에 적층하기 위해서는 고압 고온이 필수적인데, 이로 인해 적층공정 중에 광도파로의 정렬이 어긋나거나, 폴리머 광도파로가 손상되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 종래의 광도파로층을 통상의 인쇄회로 기판과 적층하여 EOCB를 제작하는 방식에서 필름 형태의 폴리머 광도파로를 사용함으로서 발생하는 인쇄회로기판과의 정렬의 어려움과 적층 도중에 발생하는 폴리머 광도파로의 열적 기계적 손상문제들을 해결할 수 있도록 하기 위한 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그 광도파로층 제작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄회로기판 위에 실장된 능동 광전소자와 광도파로층간의 보다 효율적인 광접속을 이룰 수 있는 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그 광도파로층 제작 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 특징은 광신호를 송수신하는 능동광전소자를 실장하는 광도파로 적층 인쇄회로기판에 있어서, 절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지며, 상부 회로기판 상에 능동광전소자를 실장하는 전기적 회로기판층들과, 전기적 회로기판층들(사이)에 적층되는 광도파로층과, 상부 회로기판에서 능동광전소자가 실장되는 부위에서 광도파로층까지 형성된 홈과, 홈에 삽입되며, 능동광전소자와 상기 광도파로층의 광도파로와의 송수신 광의 연결 경로를 형성하기 위해, 광도파로층에 대응하는 부위에 기울어진 반사면을 구비하는 광연결 블록을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지는 전기적 회로기판층에 적층되는 광도파로층을 구비하는 광도파로 적층 인쇄회로기판의 광도파로층 제작 방법에 있어서, 전기적 회로기판층에 불투명 기판 또는 광신호를 반사할 수 있는 베이스 기판을 적층하여 형성하는 과정과, 코어가 베이스 기판 내부에 형성될 수 있도록 상기 베이스 기판에 홈을 형성하는 과정과, 베이스 기판이 불투명 기판일 경우에 홈 내에 하부 클래딩층을 형성하고 이후 하부 클래딩층이 형성된 홈 내에 코어를 형성하는 과정과, 코어가 형성된 베이스 기판 상부에 상부 클래딩층을 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판의 단면 구조도

도 2는 도 1에서 I선을 따른 절단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판에서의 광도파로층 제작 공정을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판에서의 광도파로층 제작 공정을 설명하기 위한 도면

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판에서의 광도파로층 제작 공정을 설명하기 위한 도면

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판 상에 실장된 반도체 칩 및 이들간의 광신호 송수신 경로를 나타낸 개략도

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판 상에 실장된 능동광전소자와 광도파로층간에 광신호를 접속을 위한 광연결 블록의 구조도

도 8은 종래의 광도파로층을 적층하여 제작된 EOCB(Electro-Optical Circuit Board) 구조의 예시도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로층(6)이 적층된 다층 인쇄회로기판(1)의 단면 구조도이다. 도 1을 참조하면, 광도파로층(6)이 적층된 다층 인쇄회로기판(1)은 절연기판(2)과 도체 패턴이 형성된 동박(3)으로 이루어진 전기적 회로기판층(4, 5)과, 전기적 회로기판층(4, 5)사이에 제공되는 광도파로층(6)으로 구성된다.

이러한 다층 인쇄회로기판(1) 상에는 광신호를 송신하거나 수신하는 능동광전소자(7)가 솔더 범프가 형성되어 있는 메탈 패드(11)에 실장되어, 기판방향으로 광신호를 송신하거나 기판방향으로부터의 광신호를 수신한다. 능동광전소자(7)의 송신 광전소자로부터 출사된 광신호는 인쇄회로기판(1)에 형성된 비아홈(8)에 삽입된 광연결블록(9)내로 전달되다가 광연결 블록(9) 끝부분의 경사진 면에 형성된 거울면(10)에서 반사되어 광도파로층(6)에 입사하여 도파하고, 광도파로층(6)에서 능동광전소자(7)로 입사되는 광신호는 다른 쪽에 동일하게 형성된 비아홈(8)과 광연결 블록(9)을 통해 수신 광전소자로 입사한다. 도 1에서는 이러한 광신호의 경로가 화살표로 도시되고 있다. 이때 거울면(10)은 광신호의 반사를 위해 금(Au) 등으로 이루어진 필름형태이다. 비아홈(8)은 광연결 블록(9)과 적층된 광도파로층(6)과 굴절률이 동일하거나 유사한 물질인 충진재로 채워지게 되어, 광연결 블록(9)을 고정시키고 광접속 효율을 높이게 한다.

도 2는 도 1의 i선을 따라 광도파로층이 적층된 인쇄회로기판(1)의 절단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광도파로층(6)은 베이스 기판(24)과 베이스 기판(24)에 형성되는 광신호가 전달되는 다수의 광도파로(25)로 형성된다. 도 2에서는(또한 이하의 도면들에서는) 편의상 광도파로(25)가 4개 형성된광도파로층(24)이 일 예로서 도시되고 있으나, 이는 단지 예시일 뿐이며 광도파로(25)의 수가 임의로 적절히 설정될 수 있음은 물론이다.

도 2의 광도파로(25)를 확대한 'a'부분을 참조하면, 광도파로(25)의 코어(core)(21)는 상부 클래딩(upper cladding)(22)과 하부 클래딩(lower cladding)(23)에 의해서 둘러 싸여져 있고, 코어(21)와 하부 클래딩(23)은 베이스 기판(24)에 형성된 홈 내부에 형성된다. 이때 사용되는 베이스 기판(24)은 통상의 인쇄회로기판(1)에 사용되는 절연기판 또는 동박이거나 별도의 금속판 또는 불투명 플라스틱판 등과 같은 불투명 기판이며, 코어(21)로 사용되는 물질보다 동일 파장에서 굴절률이 작은 폴리머 또는 유리기판일 수도 있다.

이하 도 3을 참조하여 상기 광도파로층(6)의 제작 과정을 설명하기로 한다. 도 3에는 먼저 본 발명의 실시예에 따라 광도파로(25)의 코어(21)로서 광신호가 적은 손실로 전달될 수 있는 폴리머를 이용하고, 베이스 기판(24)으로는 절연기판, 동박, 또는 다른 종류의 금속판 내지는 플라스틱판 등과 같은 불투명 기판을 이용해서 제작할 경우에, 인쇄회로 기판과 함께 적층되는 광도파로층(6)의 제작 과정이 개시되고 있다.

먼저 도 3의 (i)에 도시된 바와 같은 베이스 기판(24)을 인쇄회로기판(1)에 적층하여 형성하고, 이후 도 3의 (ii)에 도시된 바와 같이, 하부 클래딩(23)과 코어(21)가 베이스 기판(24)내부에 형성될 수 있도록 베이스 기판(24)에 홈(31a, 31b, 31c, 31d)을 형성시킨다. 홈(31a, 31b, 31c, 31d)의 형성 방법은 불투명 기판의 재질에 따라 통상적으로 반도체 웨이퍼의 절단에 사용되는 다이아몬드 블레이드커팅 방법 등의 기계 가공이나, 습식 또는 건식 에칭을 이용하거나 레이저 가공 기술을 이용할 수 있다.

이와 같이 불투명 기판으로 이루어진 베이스 기판(24)에서 표면 상태가 광신호를 전반사 시킬 수가 없어서 코어(21)를 통해 도파되는 광신호의 손실이 클 경우에는 도 3의 (iii)에 도시한 바와 같이, 코어보다 작은 굴절률을 가지는 하부 클래딩층(33a, 33b, 33c, 33d)을 홈(31) 내에 형성한다.

이후 도 3의 (iv)에 도시한 바와 같이, 코어층(34a, 34b, 34c, 34d)이 하부 클래딩으로 덮여 있는 홈(33a, 33b, 33c, 33d)안에 형성된다. 또한 광도파로층(6)의 상층이 광신호가 반사 안 되는 통상의 인쇄회로기판에 적층되어 형성되는 기판으로 이루어진 경우에는 도 3의 (v)에 도시한 바와 같이, 상부 클래딩층(35)을 형성한다

상기와 같이 도 3의 (i)~(v)에 개시된 바와 같은 과정에 의해 본 발명의 특징에 따른 광도파로층(6)이 구성될 수 있으며, 이때 상부 클래딩층(35)과 하부클래딩층(33) 모두 금(Au) 또는 구리(Cu)와 같은 금속 필름 형태로 이루어져 코어층(34)을 통해 광신호가 전파되는 구조 일수도 있다.

이외에도, 상기 베이스 기판(24)이 금속판 또는 폴리머나 유리기판 등의 광신호를 반사시킬 수 있는 재질로 이루어져서, 광신호가 코어(37a, 37b, 37c, 37d)를 따라 전달 될 수 있을 때에는 도 3의 (vi)에 도시된 바와 같이 상기 하부 클래딩층(33)을 형성하지 않고, 베이스 기판(24)의 홈(31)에 코어층(34)만을 형성하고 그 위에 상부 클래딩층(38)을 형성하여 전체적인 광도파로층(6)을 구성할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판에서의 광도파로층 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 실리카(silica) 또는 폴리머(polymer) 광섬유를 광도파로로 이용하는 경우의 광도파로층 제작 순서가 개시되고 있다. 먼저 절연기판, 동박, 다른 금속판 또는 불투명 플라스틱판 등과 같은 불투명 베이스 기판(24)에 홈을 형성시키는데 홈의 모양은 각각 도 4의 (i), (ii), (iii)에 개시된 바와 같이 사각형홈(41a, 41b, 41c, 41d), 삼각형홈(42a, 42b, 42c, 42d) 또는 반원홈(43a, 43b, 43c, 43d) 등의 여러 형태가 될 수 있다. 이렇게 형성된 홈에 도 4의 (iv), (v), (vi)에 각각 개시된 바와 같이, 실리카 또는 폴리머 광섬유(44a, 44b, 44c, 44d)가 놓이며, 이들을 정위치에 고정시킬 목적으로 충진재(45) 등이 채워지고, 그 위에 필요에 따라 상판(46)이 덮여질 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판에서의 광도파로층 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 실리카 또는 폴리머 광섬유를 여러 가닥으로 붙여(mounted) 놓은 광섬유 리본 또는 광섬유 필름을 이용하는 경우의 광도파로층 제작 순서가 개시되고 있다. 먼저 도 5의 (i)를 참조하면, 상기 도 3 또는 도 4에 개시된 바와 같은 절연기판, 동박, 다른 금속판 또는 불투명 플라스틱판 등과 같은 불투명 베이스 기판(24)에 일정 폭(52)을 갖는 넓은 홈(51)을 형성한다. 이후 도 5의 (ii)에 개시된 바와 같이, 광섬유들(53a, 53b, 53c, 53d)이 일정간격으로 배열되어 있는 광섬유 리본또는 광섬유 필름(54)이 실장된 다음 충진재(55) 등이 채워지며, 그 위에 필요에 따라 상판(56)이 덮여질 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 광도파로층이 적층된 인쇄회로 기판 상에 실장된 반도체 칩(61, 62, 63)들간의 광신호 송수신 경로(64, 65)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 제1반도체 칩(61)과 제2반도체 칩(62)간에는 일 예로서 직선적으로 형성된 광도파로(64)가 매몰된 광도파로층을 통해 광신호의 송수신이 이루어지고, 제1반도체 칩(61)과 제3반도체 칩(63)간에는 곡선형태의 광도파로(65)가 매몰된 광도파로층 통해 광신호의 송수신이 이루어지는 상태가 도시되고 있다. 곡선형태의 광도파로(65)의 제작도 상기에서 기술한 바와 같이 베이스 기판에의 홈 형성 기술인 기계가공, 습식 및 건식 에칭 또는 레이저 가공기술 등을 이용하여 이루어진다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판 상에 실장된 능동광전소자와 광도파로층간에 광신호를 접속하기 위한 광연결 블록(9)에 대한 구조를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 능동광전소자의 여러 채널에서 출광 또는 수광하는 광신호를 하나의 광연결 블록(9)으로 광도파로층과 연결시켜 주기 위해, 도 7이 (i)에 도시된 바와 같이, 광연결 블록(9)은 폴리머 또는 실리카 광섬유(71a, 71b, 71c, 71d)를 여러 가닥 모아서 충진재(72) 등으로 고정된 필름 형태의 구조를 가질 수 있다. 또한 도 7의 (ii)에 도시된 바와 같이, 광신호가 전달되는 코어가 사각형 형태를 갖고 클래딩(77)으로 덮여 있는 필름 형태의 폴리머 광도파로(76a, 76b, 76c, 76d) 구조를 가질 수 있다. 또한 능동광전소사가 위치하는 상부단면에입사(74)되거나 상부단면으로부터 출사(75)되는 광을 광도파로 쪽으로 입사(75)시키거나 광도파로로부터 출사(74)된 광을 능동광전소자쪽으로 출사(74)시키기 위해 하부 단면은 예를 들어 45도 각도로 기울어진 경사진 측단면을 가지며, 이러한 단면에는 광을 반사시키기 위한 반사 필름(73)이 형성된 구조를 갖는다.

상기한 구조를 가지는 광연결 블록(9)을 도 1에 도시된 바와 같이 비아홈(8)에 삽입되어 광도파로층(6)의 광도파로와 능동광전소자(7)간의 광신호를 전달하게 된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그 광도파로층 제작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조는 통상의 인쇄회로기판의 적층공정을 그대로 이용하여 광도파로층을 인쇄회로기판과 함께 적층하는 데 있어 종래기술의 문제점인 필름 형태의 폴리머 광도파로를 사용함으로서 발생하는 인쇄회로기판과의 정렬의 어려움과 적층 도중에 발생하는 폴리머 광도파로의 열적 기계적 손상문제를 해결할 수 있다. 또한 통상의인쇄회로 기판에 사용되는 절연기판 또는 동박, 또는 별도의 금속판 내지는 불투명 플라스틱판 등의 불투명 베이스 기판이나 코어로 사용되는 물질보다 동일 파장에서 굴절률이 작은 폴리머 또는 유리기판 등의 베이스 기판의 정위치에 광학적 회로 형태의 홈을 만든 후, 폴리머 광도파로를 그 홈에 형성하거나, 광섬유 또는 광섬유 리본 등을 베이스 기판에 형성된 홈에 실장하고 고정시킴으로서 적층 과정 중에 정렬이 어긋나지 않고, 적층 공정 동안에 열적 기계적으로 광도파로가 손실되는 정도를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한 이때 본 발명에서 제안하는 광연결 블록은 능동광전소자의 여러 채널에서 출광 또는 수광하는 광신호를 하나의 광연결 블록으로 광도파로층과 연결시켜 줄 수 있는 장점이 있다.

Claims

광신호를 송수신하는 능동광전소자를 실장하는 광도파로 적층 인쇄회로기판에 있어서,

절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지며, 상부 회로기판 상에 상기 능동광전소자를 실장하는 전기적 회로기판층들과,

상기 전기적 회로기판층들(사이)에 적층되는 광도파로층과,

상기 상부 회로기판에서 상기 능동광전소자가 실장되는 부위에서 상기 광도파로층까지 형성된 홈과,

상기 홈에 삽입되며, 상기 능동광전소자와 상기 광도파로층의 광도파로와의 송수신 광의 연결 경로를 형성하기 위해, 상기 광도파로층에 대응하는 부위에 기울어진 반사면을 구비하여 상기 능동광전소자로부터 출사된 광신호를 반사시켜 상기 광도파로층에 입사시키며, 상기 광도파로층에서 입사되는 광신호를 반사시켜 상기 능동광전소자로 입사시키는 광연결 블록을 포함함을 특징으로 하는 광도파로 적층 인쇄회로기판.
제1항에 있어서, 상기 홈은 상기 광연결 블록과 광도파로층과의 굴절률이 유사한 충진재로 채워짐을 특징으로 하는 광도파로 적층 인쇄회로기판.
제1항에 있어서, 상기 광연결 블록은 다수의 폴리머 또는 실리카 광섬유를 모아 충진재로 고정한 필름 형태의 구조임을 특징으로 하는 광도파로 적층 인쇄회로기판.
제1항에 있어서, 상기 광연결 블록은 광신호가 전달되는 코어가 사각형 형태를 갖고 클래딩으로 덮여 있는 필름 형태의 폴리머 광도파로의 구조임을 특징으로 하는 광도파로 적층 인쇄회로기판.
절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지는 전기적 회로기판층에 적층되는 광도파로층을 구비하는 광도파로 적층 인쇄회로기판의 광도파로층 제작 방법에 있어서,

상기 전기적 회로기판층에 불투명 기판의 베이스 기판을 적층하여 형성하는 과정과,

하부 클래딩과 코어가 상기 베이스 기판 내부에 형성될 수 있도록 상기 베이스 기판에 홈을 형성하는 과정과,

상기 홈 내에 하부 클래딩층을 형성하는 과정과,

상기 하부 클래딩층이 형성된 홈 내에 코어를 형성하는 과정과,

상기 코어가 형성된 베이스 기판 상부에 상부 클래딩층을 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 광도파로층 제작 방법.
제5항에 있어서, 상기 상부 클래딩층과 하부 클래딩층 금(Au) 또는 구리(Cu)의 금속 필름 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 광도파로층 제작 방법.
절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지는 전기적 회로기판층에 적층되는 광도파로층을 구비하는 광도파로 적층 인쇄회로기판의 광도파로층 제작 방법에 있어서,

상기 전기적 회로기판층에 광신호를 반사시키는 재질로 이루어진 베이스 기판을 적층하여 형성하는 과정과,

상기 베이스 기판 내부에 코어가 형성될 수 있도록 상기 베이스 기판에 홈을 형성하는 과정과,

상기 홈 내에 코어를 형성하는 과정과,

상기 코어가 형성된 베이스 기판 상부에 상부 클래딩층을 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 광도파로층 제작 방법.
절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지는 전기적 회로기판층에 적층되는 광도파로층을 구비하는 광도파로 적층 인쇄회로기판의 광도파로층 제작 방법에 있어서,

상기 전기적 회로기판층에 불투명 기판의 베이스 기판을 적층하여 형성하는 과정과,

상기 베이스 기판에 광섬유가 실장되기 위한 다각형 또는 원형의 홈을 형성하는 과정과,

상기 홈에 실리카 또는 폴리머 광섬유를 실장하는 과정과,

상기 실장된 광섬유를 고정시키기 위한 충진재를 채우는 과정을 포함함을 특징으로 하는 광도파로층 제작 방법.
절연기판과 도체 패턴이 형성된 동박으로 이루어지는 전기적 회로기판층에 적층되는 광도파로층을 구비하는 광도파로 적층 인쇄회로기판의 광도파로층 제작 방법에 있어서,

상기 전기적 회로기판층에 불투명 기판의 베이스 기판을 적층하여 형성하는 과정과,

상기 베이스 기판에 광섬유 필름 또는 광섬유 리본을 실장하기 위한 홈을 형성하는 과정과,

상기 홈에 상기 광섬유 필름 또는 광섬유 리본을 실장하는 과정과,

상기 실장된 광섬유 필름 또는 광섬유 리본을 고정시키기 위한 충진재를 채우는 과정을 포함함을 특징으로 하는 광도파로층 제작 방법.