KR20120072683A - 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120072683A
KR20120072683A KR1020100134545A KR20100134545A KR20120072683A KR 20120072683 A KR20120072683 A KR 20120072683A KR 1020100134545 A KR1020100134545 A KR 1020100134545A KR 20100134545 A KR20100134545 A KR 20100134545A KR 20120072683 A KR20120072683 A KR 20120072683A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
optical waveguide
circuit board
printed circuit
changing unit
Prior art date
Application number
KR1020100134545A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101262499B1 (ko
Inventor
이현정
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100134545A priority Critical patent/KR101262499B1/ko
Priority to EP11850565.0A priority patent/EP2643721B1/en
Priority to CN201180068535.7A priority patent/CN103415796B/zh
Priority to US13/997,396 priority patent/US8977078B2/en
Priority to PCT/KR2011/009911 priority patent/WO2012087014A2/en
Priority to JP2013546012A priority patent/JP6050248B2/ja
Publication of KR20120072683A publication Critical patent/KR20120072683A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101262499B1 publication Critical patent/KR101262499B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10121—Optical component, e.g. opto-electronic component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판은 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 내부에 매립되며, 광신호를 전달하는 코어층과, 상기 코어층 둘레를 감싸는 상부 및 하부 클레드층으로 형성되어 광신호를 전달하는 광 도파로와, 상기 광 도파로의 양 끝단에서 일정 곡률을 가지고 상기 광신호의 전달 경로를 변경하는 광로 변경부를 포함한다.

Description

광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법{OPTICAL PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 절연 부재에 도전층이 적층된 구조를 갖는 동박 적층판에 의해 제조된다. 인쇄회로기판은 동박 적층판에 회로 패턴을 형성함으로써 제조될 수 있으며, 이를 전기 인쇄회로기판이라 한다. 전기 인쇄회로기판은 신호의 전달 매체로서 구리 등의 도전성 금속을 전기 배선으로 이용하기 때문에 초고속, 대용량의 데이터를 전송하는데 한계가 있다.
이를 극복하기 위한 방법으로서, 최근 절연부재 상에 광 도파로를 형성시키는 광 인쇄회로기판 기술이 개발되었다. 이러한 광 인쇄회로기판에서 빛이 통과하는 광 도파로를 구현하기 위하여 고분자 중합체(Polymer)와 유리 섬유(Glass fiber) 등을 이용한 광 파이버(optical fiber)가 적용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도 및 부분 확대도이다.
도 1을 참조하면, 광 인쇄회로기판(104)에 광 도파로(101)가 적층 형성되는데, 이 광 도파로(101)는 광로를 90도 변경시키기 위해 90도로 구부러진 광로 변경부(102)를 구비한다.
이와 같이 광 도파로(101)를 내장 적층하여 제작하는 광 인쇄회로기판(104)의 경우, 그 최종 두께는 적층되는 광 도파로(101)의 두께(t)에 의존하게 된다.
여기서, 광 도파로(101)의 두께(t)라 함은 도 1의 부분 확대도에서와 같이 광도파로(101)의 수평부분으로부터 구부러져 올라가는 끝단까지의 거리를 말한다. 상기 광도파로(101)가 수직으로 적층되어 있는 경우, 광 인쇄회로기판(104)의 상부 면에 드러나게 되는 광도파로(101)의 단면(103)은 광도파로(101)를 수직으로 절단한 단면의 면적을 가지게 된다. 상기 광도파로(101)의 단면적이 작은 경우 광 정렬에 어려움을 겪게 된다.
만일, 최종 광 인쇄회로기판(104)의 두께를 줄이기 위해서 광도파로(101)의 두께를 더 줄이게 되면 광도파로(101)를 더 작은 곡률 반경으로 구부려야 하기 때문에, 그만큼 광도파로(101)가 파손될 우려가 더 커지게 된다.
이와 같이, 광도파로가 수직으로 적층되어 있는 경우 광 인쇄회로기판의 상부면에 드러나게 되는 광도파로의 단면은 광도파로를 수직으로 절단한 단면의 면적을 가지게 되는데, 그 단면이 작은 경우 광 정렬에 어려움을 겪게 되는 문제점이 있었다.
또한, 광로를 90도 변경시키기 위해 광 도파로를 90도로 구부려 광로 변경부를 제작할 때, 구부림에 의한 광 손실이 발생하고, 구부림에 의한 높은 장력에 의해 광도파로가 파손될 수 있으며, 구부림에 의한 광 도파로의 파손을 방지하기 위해 부득이 광 인쇄회로기판의 두께를 두껍게 제작해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 새로운 구조의 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 광 인쇄회로기판 상부면에 노출되는 광도파로의 구경이 획대되도록 하기 위하여 둔각의 곡률로 구부러지는 구조를 가지는 광로 변경부를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 분명하게 이해될 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판은 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 내부에 매립되며, 광신호를 전달하는 코어층과, 상기 코어층 둘레를 감싸는 상부 및 하부 클레드층으로 형성되어 광신호를 전달하는 광 도파로와, 상기 광 도파로의 양 끝단에서 일정 곡률을 가지고 상기 광신호의 전달 경로를 변경하는 광로 변경부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 제조 방법은 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층을 순차적으로 적층하여 광신호를 전달하는 광 도파로를 형성하는 단계와, 상기 형성된 광 도파로의 양 끝단을 절곡시켜 상기 광신호에 대한 전달 경로를 변경하는 광로 변경부를 형성하는 단계와, 인쇄회로기판에 상기 형성된 광 도파로를 매립하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 광 도파로가 둔각의 곡률을 가지도록 함으로써, 광 도파로에 작용하는 장력에 작아져 광 도파로가 파손될 우려가 감소하게 되고, 이에 따라 광 도파로를 적층하여 제작하는 광 인쇄회로기판의 두께를 줄일 수 있다.
또한, 광 도파로를 적층하여 제작한 광 인쇄회로기판의 상부 면에 노출되는 광 도파로의 구경의 면적이 90도로 구부러진 경우보다 커지게 되어 광 소자들의 광 정렬이 보다 용이한 장점이 있다.
또한, 광 도파로가 둔각으로 구부러지는 부분에 상기 광 도파로의 둔각을 유지시키기 위한 모듈을 형성시킴으로써, 상기 광 도파로의 둔각이 유지되어 안정적이고 신뢰성 높은 광 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 영역의 확대도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 제조 방법을 공정 순으로 나타낸 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(200)은 베이스 기판(207)과, 상기 베이스 기판(207)의 내부에 적층 형성되어 광로를 형성하는 광 도파로(210)와, 상기 광 도파로(210)의 양 끝단에 형성되어, 상기 광 도파로(210)의 광로를 둔각으로 변경하는 광로 변경부(206)와, 상기 베이스 기판(207) 위에 적층되어 광을 송신하는 광 송신기(208)와, 상기 광 송신기(208)를 통해 송신된 광을 수신하는 광 수신기(209)를 포함한다.
베이스 기판(207)은 절연층과 전기신호 전송을 위한 회로 패턴(도시하지 않음) 등을 포함할 수 있다. 상기 전기 신호 전송을 위한 회로 패턴은 금, 은, 니켈, 구리 등의 전기 전도성 금속으로 이루어질 수 있으며, 본 실시 예에서는 구리를 사용한다. 절연층은 바람직하게는 보강재가 함침된 열경화성 수지로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 프리프레그, 통상의 수지 기판 자재로서, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 수지를 사용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 절연층의 상부에 형성되는 회로 패턴은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티프 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기에서는 절연층의 상부에만 회로 패턴이 형성된 단면 인쇄회로기판을 베이스 기판(207)의 예로 들어 서술하지만, 베이스 기판(207)은 단면 인쇄회로기판뿐만 아니라, 절연층의 양면에 회로 패턴이 형성된 양면 인쇄회로기판 또는 복수의 회로 패턴을 갖는 다층 인쇄회로기판이 될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 베이스 기판(207)의 내부에는 광 도파로(210)가 매립되어 있다.
이때, 상기 광 도파로(210)는 하부 클래드층(201), 상부 클래드층(203) 및 상기 하부 클래드층(201)과 상부 클래드층(203) 사이에 형성된 코어층(202)을 포함한다.
여기에서, 상기 하부 클래드층(201) 및 상부 클래드층(203)은 코어층(202)을 통해 효율적인 광 신호의 전송이 이루어질 수 있도록 상기 코어층(202)을 감싸는 구성으로 형성된다.
상부 클래드층(203) 및 하부 클래드층(201)은 예를 들면, 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 불소화아크릴, 또는 불소화 폴리이미드 등의 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.
코어층(202)은 상부 클래드층(203)과 하부클래드층(201) 사이에 개재되며, 광신호가 전달되는 경로 역할을 한다. 코어층(202) 역시 상부 클래드층(203) 및 하부 클래드층(201)과 유사한 폴리머 계열의 재질로 이루어지는데, 효율적인 광신호 전송을 위하여 클래드층보다 높은 굴절률을 갖는다. 이때, 상기 코어층(202)은 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2로 형성될 수 있다.
상기 코어층(202)은 상기 클래드층의 양측에서 돌출된 형태로 형성된다. 상기 코어층의 양단은 일정 각도로 절단되어 상기 베이스 기판(207)의 상부로 노출되도록 형성될 수 있으며, 상기 코어층의 양 절단면에는 Al 또는 Ag와 같이 반사도가 높은 물질로 형성된 반사층을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 코어층(202)은 상기 상부 클래드층(203)과 하부 클래드층(201)의 내부에 배치되고, 상기 상부 및 하부 클래드층에 비해 높은 굴절률을 가지기 때문에, 상기 코어층(202)을 지나는 빛은 상기 코어층(202)과 상부/하부 클래드층(201), (203) 사이의 경계면에서 전반사되어 상기 코어층(202)을 따라 진행한다.
한편, 상기와 같은 광 도파로(210)는 광투과성 및 유연성(flexible)이 우수한 고분자 물질 예컨대, 유기-무기 고분자 물질등을 이용하여 엠보싱 공정이나 포토리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다.
이때, 상기 유기-무기 고분자 물질은 예컨대, 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 초저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 아마이드(Amide)계열의 나일론 6(Nylon 6), 나일론 66(Nylon 66), 나일론 6/9(Nylon 6/9), 나일론 6/10(Nylon 6/10), 나일론 6/12(Nylon 6/12), 나일론 11, 나일론 12, 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylenr Terephthalate), 폴리부틸 테레프탈레이트(Polybutyl Terephthalate), 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드(Polyvinylidene Chloride), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 셀룰로스 아세테이트(Cellulose Acetate) 또는 폴리(메트)아크릴레이트(Poly(meth)acrylate) 들 중 어느 하나로 이루어짐이 바람직하며, 이들 재료 중에서 열적 성질 및 기계적 성질을 고려하여 이들 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다.
상기와 같이 구성된 광 도파로(210)의 양 끝단에는 상기 광로를 일정 곡률을 가지고 변경하는 광로 변경부(206)가 형성된다.
상기 광로 변경부(206)는 수평 방향으로 된 광로를 둔각으로 변경한다.
즉, 일반적으로 상기 수평 방향의 광로를 수직 방향으로 변경하는 경우, 상기 광 도파로(210)를 직각으로 하여 상기 광로를 변경하게 된다. 그러나, 이와 같이 상기 광 도파로(210)가 수직으로 적층되는 경우, 상기 광 도파로(210)의 곡률 반경은 작아지게 되며, 이로 인한 벤딩 손실이 발생하게 된다. 또한, 광 도파로(210)에 작용하는 장력이 커지게 됨에 따라 상기 광 도파로(210)가 파손될 위험이 있다.
그러나, 본 발명에 따른 실시 예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 광 도파로(210)를 둔각으로 변경하여 광로를 변경하기 때문에, 상기 광 도파로(210)의 곡률 반경이 수직으로 적층되는 경우보다 커지게 되며, 이에 따라 광 도파로(210)에서 중요한 손실로 작용하는 벤딩 손실을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 광 도파로(210)에 작용하는 장력을 감소시켜 상기 광 도파로(210)가 파손될 위험을 저하시킨다.
이때, 상기 광로 변경부(206) 내부는 상기 광 도파로(210)의 양 끝단에 대한 둔각을 유지시켜주기 위한 열경화성 절연 물질로 충진되어 있다. 다시 말해서, 상기 광로 변경부(206) 내부는 상기와 같은 열경화성 절연 물질로 충진되기 때문에, 상기 광 도파로(210)의 양 끝단을 보호할 뿐만 아니라, 상기 광 도파로(210)의 양 끝단에 대한 둔각에 변화가 발생하지 않도록 유지시킨다.
상기 광로 변경부(206) 내부는 상기 베이스 기판(207)을 형성하는 물질과 상이한 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 광로 변경부(206)는 상기 베이스 기판(207)을 형성하는 물질보다 유리 전이온도가 높은 열경화성 절연 물질로 형성되거나, 상기 베이스 기판(207)을 형성하는 물질과 다른 액상 타입으로 형성될 수 있다.
상기 베이스 기판(207) 위에는 광 송신기(208)와, 상기 광 송신기(208)를 통해 송신된 광을 수신하는 광 수신기(209)가 실장된다.
상기 광 송신기(208) 및 광 수신기(207)는 상기 베이스 기판(207) 위에서 일정 간격을 두고 배치된다. 이때, 상기 광 송신기(208)와 광 수신기(207)의 배치 간격은 상기 베이스 기판(207) 위에 노출된 광 도파로(210)의 양단의 간격에 의해 결정될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 광 송신기(208)는 상기 베이스 기판(207) 위에 노출된 광 도파로(210)의 일단에 배치되고, 상기 광 수신기(209)는 상기 광 도파로(210)의 타단이 노출된 영역에 배치된다.
상기 광 송신기(208)는 광신호를 생성하여 출력하는 것으로, 드라이버 집적 회로(도시하지 않음) 및 발광 소자(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 발광 소자는 상기 드라이버 집적회로에 의해 구동되어 상기 베이스 기판(207)의 상부를 통해 노출된 광 도파로(210)로 광을 발생한다.
이때, 상기 발광 소자는 광 시그널을 조사하는 광원 소자인 VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)를 포함할 수 있다. 상기 VCSEL은 레이저 빔을 수직으로 조사하는 방식으로 광원 시그널을 전송하거나 증폭시키는 광원 소자이다.
상기 광 수신기(209)는 리시버 집적회로(도시하지 않음) 및 수광 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
상기 수광 소자는 상기 광 송신기(208)로부터 발생된 광을 수신하는 것으로, 상기 리시버 집적 회로에 의해 구동된다. 상기 수광 소자는 광 시그널을 검출하는 소자인 PD(Photo detector)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 상기 베이스 기판(207) 내에 하나의 광 도파로(210) 만이 매립되어 있다고 설명하였지만, 이는 본 발명이 실시 예에 불과 할뿐, 복수 개의 광 도파로(210)가 상기 베이스 기판(207) 내에 매립되어 있을 수도 있다.
예를 들어, 동일층 내에서 상기 광 도파로(210)가 복수 개 형성된 다채널 광 도파로를 포함하는 광 인쇄회로기판도 제조할 수 있고, 상기 다채널뿐만 아니라, 다층적으로 복수 개의 광 도파로(210)가 형성된 광 인쇄회로기판도 제조할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(200)은 광 도파로(210)의 양 끝단에 상기 광 도파로(210)에 의해 형성된 광로를 둔각으로 변경하고, 상기 변경한 둔각을 유지시키는 광로 변경부(206)를 형성함으로써, 베이스 기판의 상부로 노출되는 광 도파로(210)의 구경이 확대되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 광 도파로의 벤딩 손실 및 장력을 감소시킬 수 있다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(200)의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
먼저, 소정의 사용 광파장에 대한 광 투명성이 좋은 물질로 된 하부 클래드층(201)을 형성한다.
이후, 상기 하부 클래드층(201) 위에 코어층(202)을 적층한다.
이때, 상기 하부 클래드층(201)은 예를 들면, 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 불소화아크릴, 또는 불소화 폴리이미드 등의 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.
상기 코어층(202)은 하부클래드층(201) 위에 형성되며, 광신호가 전달되는 경로 역할을 한다. 코어층(202) 역시 하부 클래드층(201)과 유사한 폴리머 계열의 재질로 이루어질 수 있으며, 효율적인 광신호 전송을 위하여 클래드층보다 높은 굴절률을 갖는다. 이때, 상기 코어층(202)은 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2로 형성될 수 있다.
또한, 상기 코어층(202)은 광투과성 및 유연성(flexible)이 우수한 고분자 물질 예컨대, 유기-무기 고분자 물질등을 이용하여 엠보싱 공정이나 포토리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다.
이때, 상기 유기-무기 고분자 물질은 예컨대, 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 초저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 아마이드(Amide)계열의 나일론 6(Nylon 6), 나일론 66(Nylon 66), 나일론 6/9(Nylon 6/9), 나일론 6/10(Nylon 6/10), 나일론 6/12(Nylon 6/12), 나일론 11, 나일론 12, 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylenr Terephthalate), 폴리부틸 테레프탈레이트(Polybutyl Terephthalate), 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드(Polyvinylidene Chloride), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 셀룰로스 아세테이트(Cellulose Acetate) 또는 폴리(메트)아크릴레이트(Poly(meth)acrylate) 들 중 어느 하나로 이루어짐이 바람직하며, 이들 재료 중에서 열적 성질 및 기계적 성질을 고려하여 이들 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면 상기 코어층(202) 위에 상부 클래드층(203)을 적층한다.
즉, 상기 코어층(202)을 중심으로 상기 코어층(202)을 보호하기 위한 상부 클래드층(203) 및 하부 클래드층(201)을 적층한다.
결론적으로, 하부 클래드층(201), 코어층(202) 및 상부 클래드층(203)을 순차적으로 적층하거나 일괄 적층하여 도 5에 도시된 바와 같이 광 도파로(210)를 형성한다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 둔각 형성 지그(300)를 이용하여 상기 형성된 광 도파로(210)의 양 끝단에 대한 광로를 변경하는 광로 변경부를 형성한다.
이때, 상기 광로 변경부는 상기 광 도파로(210)의 양 끝단에 대한 광로를 변경하는데, 상기 광로 변경부에서 상기 광 도파로(210)가 기울어지는 각의 크기는 둔각으로 형성된다.
이때, 상기 광로 변경부에 대한 각의 크기는 광 도파로(210) 내에서 전반사가 이루어지기 위한 최대각을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 광로 변경부에 대한 각의 크기는 90도~130도 범위를 만족하도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 둔각 형성 지그(300)의 제 1 영역(204)은 상기 광 도파로(210)의 좌측 끝단을 기울여 둔각을 형성하고, 상기 둔각 형성 지그(300)의 제 2 영역(205)은 상기 광 도파로(210)의 우측 끝단을 기울여 둔각을 형성한다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 둔각 형성 지그(300)의 제 1 영역(204) 및 제 2 영역(205)에 열경화성 절연 물질을 충진하여 상기 광 도파로(210)의 양 끝단에 형성된 둔각이 유지될 수 있도록 한다.
이때, 상기 제 1 영역(204) 및 제 2 영역(205)에 충진되는 열경화성 절연 물질은 추후 상기와 같이 형성되는 광 도파로(210)를 매립하는 베이스 기판(207)의 형성 물질과 상이하다.
즉, 상기 열경화성 절연 물질은 상기 베이스 기판(207)을 형성하는 물질의 유리 전이 온도보다 높거나, 상기 베이스 기판(207)을 형성하는 물질과 다른 액상 타입의 물질임이 바람직하다.
상기와 같이, 상기 제 1 영역(204) 및 제 2 영역(205)에 절연 물질을 충진한 후 경화시키면, 상기 광 도파로(210)의 양 끝단은 상기 절연 물질에 의해 보호됨과 동시에 상기 형성된 둔각을 계속적으로 유지하게 된다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 베이스 기판(207)을 준비하고, 상기 준비된 베이스 기판(207) 내에 상기 형성된 광 도파로(210)를 매립한다.
상기 베이스 기판(207)은 절연층과 상기 절연층의 일면에 형성된 회로 패턴(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 회로 패턴은 금, 은, 구리, 니켈 등의 전기 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 절연층은 프리 프레그와 같은 보강재가 함침된 열경화성 수지로 이루어질 수 있으며, 이와 달리 수지 기판 자재로서, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 수지를 사용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 베이스 기판(207)의 상면에는 상기 매립된 광 도파로(210)의 양 끝단을 외부로 노출시키는 노출 홈(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
보다 바람직하게, 상기 베이스 기판(207)의 상면에는 상기 광 도파로(210)를 이루는 코어층(202)의 좌측 끝단을 노출하는 노출 홈과, 상기 코어층(202)의 우측 끝단을 노출하는 노출 홈이 형성되어 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 베이스 기판(207) 상부에 광 송신가(208)와 광 수신기(209)를 실장한다.
이때, 상기 광 송신기(208)는 광신호를 생성하여 출력하는 것으로, 드라이버 집적 회로(도시하지 않음) 및 발광 소자(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 발광 소자는 상기 드라이버 집적회로에 의해 구동되어 상기 베이스 기판(207)의 상부를 통해 노출된 광 도파로(210)로 광을 발생한다.
이때, 상기 발광 소자는 광 시그널을 조사하는 광원 소자인 VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)를 포함할 수 있다. 상기 VCSEL은 레이저 빔을 수직으로 조사하는 방식으로 광원 시그널을 전송하거나 증폭시키는 광원 소자이다.
다시 말해서, 상기 드라이버 집적 회로는 상기 VCSEL과 결합되어 광 신호가 출력되도록 상기 VCSEL을 구동시키고, 상기 VCSEL은 능동소자로서 전기적 신호를 광신호로 변환하는 역할을 한다.
상기 광 수신기(209)는 리시버 집적회로(도시하지 않음) 및 수광 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
상기 수광 소자는 상기 광 송신기(208)로부터 발생된 광을 수신하는 것으로, 상기 리시버 집적 회로에 의해 구동된다. 상기 수광 소자는 광 시그널을 검출하는 소자인 PD(Photo detector)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 광 송신기(208)는 상기 베이스 기판(207)에 형성된 어느 하나의 노출 홈 상부에 실장될 수 있으며, 상기 광 수신기(209)는 상기 베이스 기판(207)에 형성된 다른 하나의 노출 홈 상부에 실장될 수 있다.
또한, 상기에서는 베이스 기판(207)에 하나의 광 도파로(210)를 매립하는 공정을 설명하였지만, 도 10과 같이 상기 광 도파로(210)는 다채널로 형성될 수 있다. 또한, 다채널뿐만 아니라, 상기 광 도파로(210)는 다층적으로 형성될 수도 있을 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 광 도파로가 둔각의 곡률을 가지도록 함으로써, 광 도파로에 작용하는 장력에 작아져 광 도파로가 파손될 우려가 감소하게 되고, 이에 따라 광 도파로를 적층하여 제작하는 광 인쇄회로기판의 두께를 줄일 수 있다.
또한, 광 도파로를 적층하여 제작한 광 인쇄회로기판의 상부 면에 노출되는 광 도파로의 구경의 면적이 90도로 구부러진 경우보다 커지게 되어 광 소자들의 광 정렬이 보다 용이한 장점이 있다.
또한, 광 도파로가 둔각으로 구부러지는 부분에 상기 광 도파로의 둔각을 유지시키기 위한 모듈을 형성시킴으로써, 상기 광 도파로의 둔각이 유지되어 안정적이고 신뢰성 높은 광 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
200: 광 인쇄회로기판
207: 베이스 기판
208: 광 송신기
209: 광 수신기
210: 광 도파로

Claims (16)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 내부에 매립되며, 광신호를 전달하는 코어층과, 상기 코어층 둘레를 감싸는 상부 또는 하부 클레드층으로 형성되어 광신호를 전달하는 광 도파로; 그리고,
    상기 광 도파로의 양 끝단에서 일정 곡률을 가지고 상기 광신호의 전달 경로를 변경하는 광로 변경부를 포함하는 광 인쇄회로기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 도파로를 구성하는 코어층은 상기 상부 또는 하부 클레드층을 구성하는 물질보다 굴절률이 큰 물질로 형성되는 광 인쇄회로기판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코어층을 형성하는 물질은 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2인 광 인쇄회로기판.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광로 변경부는 상기 광 도파로의 양 끝단에서 상기 광신호의 전달 경로를 둔각으로 변경하는 광 인쇄회로기판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광로 변경부는 열경화성 절연 물질로 구성되어, 상기 변경한 둔각을 유지하는 광 인쇄회로기판.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광로 변경부는 상기 인쇄회로기판을 구성하는 물질과 상이한 물질로 구성되는 광 인쇄회로기판.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 광로 변경부는 상기 인쇄회로기판을 구성하는 물질의 유리 전이온도보다 높은 열경화성 절연 물질 또는 액상 타입의 열경화성 절연 물질로 구성되는 광 인쇄회로기판.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광 도파로는 다채널 구조 또는 다층 구조를 이루는 광 인쇄회로기판.
  9. 코어층 및 상부 또는 클래드층을 적층하여 광신호를 전달하는 광 도파로를 형성하는 단계;
    상기 형성된 광 도파로의 양 끝단을 절곡시켜 상기 광신호에 대한 전달 경로를 변경하는 광로 변경부를 형성하는 단계; 그리고,
    인쇄회로기판에 상기 형성된 광 도파로를 매립하는 단계를 포함하여 이루어지는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광로 변경부를 형성하는 단계는
    상기 광 도파로의 양 끝단을 둔각으로 절곡시키는 광로 변경부를 형성하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 형성된 광로 변경부 내부에 열경화성 절연 물질을 충진하여 상기 형성된 둔각을 유지시키는 단계가 더 포함되는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 열경화성 절연 물질은 상기 인쇄회로기판을 형성하는 물질보다 유리 전이 온도가 높은 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 열경화성 절연 물질은 액상 타입으로 형성되는 인쇄회로기판의 제조 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 광 도파로를 형성하는 단계는
    상기 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층을 복수 개 적층하여 다채널 또는 다층 구조를 이루는 광 도파로를 형성하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 광 도파로를 형성하는 단계는
    상기 상부 또는 하부 클레드층을 형성하는 물질보다 굴절률이 큰 코어층을 형성하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 코어층은 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2로 형성되는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
KR1020100134545A 2010-12-24 2010-12-24 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 KR101262499B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100134545A KR101262499B1 (ko) 2010-12-24 2010-12-24 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
EP11850565.0A EP2643721B1 (en) 2010-12-24 2011-12-21 Optical printed circuit board and method for manufacturing the same
CN201180068535.7A CN103415796B (zh) 2010-12-24 2011-12-21 光学印刷电路板及其制造方法
US13/997,396 US8977078B2 (en) 2010-12-24 2011-12-21 Optical printed circuit board and method for manufacturing the same
PCT/KR2011/009911 WO2012087014A2 (en) 2010-12-24 2011-12-21 Optical printed circuit board and method for manufacturing the same
JP2013546012A JP6050248B2 (ja) 2010-12-24 2011-12-21 光印刷回路基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100134545A KR101262499B1 (ko) 2010-12-24 2010-12-24 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120072683A true KR20120072683A (ko) 2012-07-04
KR101262499B1 KR101262499B1 (ko) 2013-05-08

Family

ID=46314621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100134545A KR101262499B1 (ko) 2010-12-24 2010-12-24 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8977078B2 (ko)
EP (1) EP2643721B1 (ko)
JP (1) JP6050248B2 (ko)
KR (1) KR101262499B1 (ko)
CN (1) CN103415796B (ko)
WO (1) WO2012087014A2 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9594220B1 (en) 2015-09-22 2017-03-14 Corning Optical Communications LLC Optical interface device having a curved waveguide using laser writing and methods of forming
US9766411B2 (en) 2015-11-20 2017-09-19 Corning Optical Communications LLC Optical interface devices and methods employing optical fibers and a support member having a bend section
US10422950B2 (en) 2017-02-20 2019-09-24 Corning Optical Communications LLC Laminated glass bend optical interconnection apparatus and methods
US20190107672A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Globalfoundries Inc. Non-planar waveguide structures
US10234644B1 (en) * 2017-10-20 2019-03-19 Corning Optical Communications LLC Optical-electrical printed circuit boards with integrated optical waveguide arrays and photonic assemblies using same
JP7174046B2 (ja) * 2018-05-29 2022-11-17 京セラ株式会社 電子素子搭載用基板、電子装置および電子モジュール
JPWO2021038643A1 (ko) * 2019-08-23 2021-03-04
US20220404551A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Intel Corporation Through-substrate optical vias

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE222374T1 (de) * 1994-05-18 2002-08-15 Cit Alcatel Optische kopplungsstruktur, verfahren zur realisierung einer derartigen struktur und damit verbundene positionierungsmittel
KR100248055B1 (ko) * 1997-08-26 2000-03-15 윤종용 하이브리드 광도파로 및 그 제작 공정
US6603915B2 (en) * 2001-02-05 2003-08-05 Fujitsu Limited Interposer and method for producing a light-guiding structure
CN1685253A (zh) * 2001-06-26 2005-10-19 Via系统集团公司 将光纤弯入底板内
US6874950B2 (en) * 2002-12-17 2005-04-05 International Business Machines Corporation Devices and methods for side-coupling optical fibers to optoelectronic components
US20040184704A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Bakir Muhannad S. Curved metal-polymer dual-mode/function optical and electrical interconnects, methods of fabrication thereof, and uses thereof
KR20040106674A (ko) * 2003-06-11 2004-12-18 삼성전자주식회사 광도파로 적층 인쇄회로기판 및 광연결 블록의 구조와 그광도파로층 제작 방법
KR100570868B1 (ko) 2003-11-22 2006-04-12 삼성전기주식회사 인쇄회로기판용 광커넥터 및 그 제조 방법
KR100617743B1 (ko) * 2004-04-02 2006-08-28 삼성전자주식회사 광 접속 블록과 그를 이용한 광 모듈
US7263256B2 (en) * 2004-04-02 2007-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical connection block, optical module, and optical axis alignment method using the same
KR100623477B1 (ko) * 2004-08-25 2006-09-19 한국정보통신대학교 산학협력단 광섬유 다발을 이용한 광 인쇄회로기판 및 광연결 블록
KR100679241B1 (ko) * 2004-12-14 2007-02-05 한국전자통신연구원 광 편향기를 구비한 파장가변 다중화기, 역다중화기 및 파장가변 레이저
JP2006189672A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学モジュール
KR100696210B1 (ko) * 2005-09-27 2007-03-20 한국전자통신연구원 광경로 변경기 및 이를 이용한 광백플레인 장치
JP2007271998A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Nec Corp 光コネクタ及び光モジュール
US7574090B2 (en) * 2006-05-12 2009-08-11 Toshiba America Electronic Components, Inc. Semiconductor device using buried oxide layer as optical wave guides
JP2009003096A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光導波路モジュール、光導波路モジュールの製造方法
KR100905140B1 (ko) * 2007-09-28 2009-06-29 한국정보통신대학교 산학협력단 광 도파로가 적층된 광 인쇄회로기판을 이용한 광연결시스템
US7486847B1 (en) * 2008-03-31 2009-02-03 International Business Machines Corporation Chip carrier package with optical vias
US7802927B2 (en) * 2008-05-30 2010-09-28 Corning Cable Systems Llc Bent optical fiber couplers and opto-electrical assemblies formed therefrom
KR20100065013A (ko) * 2008-12-05 2010-06-15 한국과학기술원 둔각의 곡률을 갖는 광 도파로가 내장된 광 인쇄회로기판
KR20100066013A (ko) 2008-12-09 2010-06-17 이아영 솔을 붙인 자
JP5520202B2 (ja) * 2010-11-30 2014-06-11 富士通コンポーネント株式会社 光モジュール、光モジュールコネクタ、光偏向部材

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012087014A3 (en) 2012-10-04
EP2643721B1 (en) 2020-12-02
JP6050248B2 (ja) 2016-12-21
EP2643721A4 (en) 2018-01-10
EP2643721A2 (en) 2013-10-02
CN103415796A (zh) 2013-11-27
US8977078B2 (en) 2015-03-10
US20130322814A1 (en) 2013-12-05
WO2012087014A2 (en) 2012-06-28
KR101262499B1 (ko) 2013-05-08
JP2014504378A (ja) 2014-02-20
CN103415796B (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101262499B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR100623477B1 (ko) 광섬유 다발을 이용한 광 인쇄회로기판 및 광연결 블록
KR102094552B1 (ko) 광전기 혼재 기판
JP4690870B2 (ja) 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム
TWI519220B (zh) 光學印刷電路板及其製造方法
KR100871252B1 (ko) 광섬유를 이용한 광/전기 배선을 갖는 연성 인쇄회로기판
TWI393509B (zh) 光電混載電路板及其製造方法
KR101664478B1 (ko) 광 모듈, 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR101349490B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101856230B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101405611B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101875947B1 (ko) 광 도파로, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101875949B1 (ko) 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101875948B1 (ko) 광 연결 블록, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101856229B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR20130064647A (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101349597B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
TWI480608B (zh) 光學印刷電路板及其製造方法
KR20130065477A (ko) 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101114075B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법
JP4691196B2 (ja) 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム
KR101067117B1 (ko) 광도파로의 미러홈 형성방법, 광도파로 및 광도파로를 갖는인쇄회로기판
KR20140043980A (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR20130074695A (ko) 광 연결 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170405

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee