KR20130134060A - 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130134060A
KR20130134060A KR1020120057311A KR20120057311A KR20130134060A KR 20130134060 A KR20130134060 A KR 20130134060A KR 1020120057311 A KR1020120057311 A KR 1020120057311A KR 20120057311 A KR20120057311 A KR 20120057311A KR 20130134060 A KR20130134060 A KR 20130134060A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
insulating substrate
optical waveguide
optical element
substrate
Prior art date
Application number
KR1020120057311A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101405611B1 (ko
Inventor
이건천
안재현
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 KR1020120057311A priority Critical patent/KR101405611B1/ko
Publication of KR20130134060A publication Critical patent/KR20130134060A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101405611B1 publication Critical patent/KR101405611B1/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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G02B6/428—Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • 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
    • G02B2006/12035—Materials
    • G02B2006/12069—Organic material
    • G02B2006/12073—Epoxy
    • 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
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

실시 예에 따른 광 인쇄회로기판은, 상면 및 하면을 관통하는 관통 홀이 형성된 코어 기판; 상기 코어 기판에 형성된 관통 홀 내에 형성된 광 도파로; 상기 코어 기판의 상부 및 하부에 각각 형성되며, 상기 코어 기판에 형성된 광 도파로를 매립하는 절연 기판; 상기 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 회로 패턴; 및 상기 절연 기판의 표면과 접촉하며, 상기 절연 기판에 형성된 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 광소자를 포함한다.

Description

광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법{Optical Printed Circuit Board and Fabricating method of the same}
실시 예는, 광 인쇄회로기판에 관한 것으로, 특히 광소자 및 광도파로가 매립된 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
통상 이용되고 있는 인쇄회로기판(PCB)은 전기적 인쇄회로기판으로 구리 박막 회로가 구현된 기판을 코팅 처리하여 각종 부품을 꽂아 전기 신호 전송에 의해 이용된다. 이와 같은 기존의 전기적 인쇄회로기판은 전기 소자인 부품의 처리능력보다 기판의 전기적 신호 전송능력이 따라가지 못하여 신호 전송에 문제가 있다.
특히 이러한 전기신호는 외부환경에 민감하고 잡음현상이 발생하여 고정밀을 요구하는 전자제품에 커다란 장애가 된다. 이에 대한 보완으로 전기적 인쇄회로기판의 구리와 같은 금속성 회로 대신, 광 도파로를 이용한 광 인쇄회로기판이 개발되어, 전파방해, 잡음현상 등에 더욱 안정적인 고정밀 첨단장비의 생산이 가능해 졌다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 1은 선행문헌(공개번호 10-2005-0072736)에 개시된 광 인쇄회로기판이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 광 인쇄회로기판(1)은 폴리머 광도파로층(2), 구리배선층(3), 유전체층(4) 및 필름 덮개층(5) 등으로 이루어진다.
상기 폴리머 광도파로층(2)에는 광신호를 직각으로 전달시켜주는 기능을 하는 45°반사면(6)이 송신부 및 수신부에 있고, 통상적인 대로 상기 도 2에서 보여지는 바와 같이 코어(core)와 크래드(clad)층으로 이루어진다.
또한 폴리머 광도파로층(2)은 통상적인 리소그라피 공정으로 제작되거나 hot embossing 및 rolling등의 방법으로 제작되며, 45°반사면(6,7)은 diamond blade에 의한 grooving 방법 등으로 정밀한 위치에 형성되고, 반사효율 높이기 위한 목적으로 반사면에 금 또는 알루미늄과 같은 금속을 코팅한다.
광 인쇄회로기판(1)의 최상층에는 전기신호를 광신호로 변화시켜주는 기능을 하는 광 송신 모듈(10)과 광신호를 전기신호로 변환시켜주는 기능을 하는 광 수신 모듈(20)이 집적되어 있다.
광 송신 모듈(10)에서 출사된 광신호는 해당되는 파장에 대해 투명한 유전체층(4)을 통과하여 폴리머 광도파로층(2)에 형성되어 있는 45°반사면(6)에서 반사되어 폴리머 광도파로(2)를 따라 도파하다가 반대편의 광 수신 모듈(20) 밑에 있는 45°반사면(7)에서 반사되어 광 수신 모듈(200)로 입사된다. 광 송신 모듈(20)을 구동시키기 위한 전기적 신호는 광 인쇄회로기판(1) 끝에 있는 전기적 커넥터(8)에 의해서 입력되고, 광 수신 모듈(20)에서 출력되는 전기적 신호는 그 반대편에 있는 전기적 커넥터(9)를 통해서 출력된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 광 인쇄회로기판의 경우, 광 도파로와 광소자 간의 정렬 확보를 위해 액티브 방식 또는 인터포저 등 다양한 기구물을이용한 방식으로 제작되었으며, 이는 비용, 시간의 증대 및 수율 저하의 문제점을 가지고 있다.
또한, 금속 패드와 수/발광 부위가 반대 면에 존재하는 광소자 적용시, 추가적인 기구물 등에 의한 광 인쇄회로기판의 전체적인 사이즈가 증대하는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술과 같이, 금속 패드와 수/발광 부위가 동일면에 존재하는 광소자 적용시, 회로 패턴과 상기 금속 패드를 전기적으로 연결해야 하기 때문에 광 인쇄회로기판의 최상층에 형성된 회로 패턴이나 솔더 레지스트의 개방 영역을 임의의 조절할 수 없으며, 상기 광 도파로와 광소자의 정렬에 제약이 따르는 문제가 있다.
실시 예는, 새로운 구조의 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법을 제공하도록 한다.
실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 광 인쇄회로기판은, 상면 및 하면을 관통하는 관통 홀이 형성된 코어 기판; 상기 코어 기판에 형성된 관통 홀 내에 형성된 광 도파로; 상기 코어 기판의 상부 및 하부에 각각 형성되며, 상기 코어 기판에 형성된 광 도파로를 매립하는 절연 기판; 상기 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 회로 패턴; 및 상기 절연 기판의 표면과 접촉하며, 상기 절연 기판에 형성된 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 광소자를 포함한다.
또한, 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 제조 방법은, 코어 기판을 준비하는 단계; 상기 준비된 코어 기판을 개방하여, 상기 코어 기판의 상면 및 하면을 관통하는 관통 홀을 형성하는 단계; 상기 형성된 관통 홀 내에 광 도파로를 형성하는 단계; 적어도 일면에 회로 패턴이 형성된 절연 기판을 상기 코어 기판의 상부 및 하부에 각각 형성하여, 상기 광 도파로를 매립하는 단계; 및 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결된 광소자를 상기 절연 기판에 부착하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따르면, 수동적인 정렬을 통해 능동적인 정렬 대비 비용과 시간의 절감이 가능하며, 또한 광 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 광 도파로 형성 후, 상기 형성된 광 도파로의 특성 검사와 코어의 좌표 추출을 동시에 수행할 수 있으며, 수동적인 정렬 방식을 적용하여 광소자를 부착함으로써 광 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 내부 코어 기판에 정밀성이 낮은 수용 홀을 가공하고, 상기 가공한 수용 홀 내에 광 도파로를 형성함으로써, 각 공정별 수율이 향상될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 2는 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3 내지 14는 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하는 도면이다.
도 15는 제 2 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
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.
도 2 내지 14는 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 2 내지 14를 참조하여 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(100)은 코어 기판(110), 상기 코어 기판(110)의 적어도 일면에 형성된 제 1 회로 패턴(125), 상기 코어 기판(110)에 형성된 관통 홀(140) 내에 형성된 광 도파로(150), 상기 코어 기판(110)의 상부에 형성되며, 상기 코어 기판(110)의 상부에 형성된 제 1 회로 패턴(125) 및 상기 광 도파로(150)의 상면을 매립하는 제 1 절연 기판(160), 상기 제 1 절연 기판(160)의 표면에 형성된 제 2 회로 패턴(180), 상기 코어 기판(110)의 하부에 형성된 제 1 회로 패턴(125) 및 상기 광 도파로(150)의 하면을 매립하는 제 2 절연 기판(170), 상기 제 2 절연 기판(170)의 표면에 형성된 제 3 회로 패턴(190), 제 2 회로 패턴(180)의 일부를 노출하며, 상기 제 1 절연 기판(160)의 표면을 덮는 제 1 보호층(185), 상기 제 3 회로 패턴(190)의 일부를 노출하며 상기 제 2 절연 기판(170)의 표면을 덮는 제 2 보호층(195), 상기 제 1 절연 기판(160) 위에 부착된 광소자(200, 300), 상기 광소자(200, 300)를 보호하는 몰딩 부재(M1, M2) 및 상기 광소자(200,300)에 형성된 금속 패드와 상기 제 2 회로 패턴(180)을 전기적으로 연결하는 연결 부재(W)를 포함한다.
코어 기판(110)은 광 인쇄회로기판(100)에 내구력을 제공하는 기초 부재로서의 기능을 한다.
상기 코어 기판(110)은 단일 회로 패턴이 형성되는 광 인쇄회로기판의 지지 기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 광 인쇄회로기판 중 어느 하나의 회로 패턴(125)이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수 있다.
코어 기판(110)이 복수의 적층 구조 중 어느 하나의 절연층을 의미하는 경우, 상기 코어 기판(110)의 상부 또는 하부에는 복수의 제 1 회로 패턴(125)이 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 코어 기판(110) 내에는 도전 비아(130)가 형성되어, 복수의 적층 구조를 가지는 광 인쇄회로기판에서 서로 다른 층간의 회로 패턴을 상호 전기적으로 연결한다.
상기 제 1 회로 패턴(125)은 전기 신호 전송을 위하여 금, 은, 니켈 및 구리 등과 같은 전기 전도성 금속으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 구리를 사용하여 형성될 수 있다.
상기 제 1 회로 패턴(125)은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 코어 기판(110)은 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합소재 기판 또는 글라스 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리이미드계 수지를 포함할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 코어 기판(110)에는 관통 홀(140)이 형성되어 있으며, 상기 관통 홀(140)에는 광 도파로(150)가 형성된다.
광 도파로(150)는 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드 층을 포함한다. 이때, 상기 광 도파로(150)는 상기 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드가 일체로 제작된 단품일 수 있으며, 상기 단품으로 제작된 광 도파로(150)가 상기 관통 홀(140) 내에 삽입될 수 있다.
이와 다르게, 상기 광 도파로(150)는 상기 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드를 상기 관통 홀(140) 내에 순차적으로 적층하여 형성될 수 있다.
상부 클래드 및 하부 클래드는 코어를 통해 효율적인 광의 전송이 이루어질 수 있도록 상기 코어를 감싸는 형태로 형성된다.
상부 클래드 및 하부 클래드는, 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 불소화아크릴, 또는 불소화 폴리이미드 등의 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.
코어는 상기 상부 클래드와 하부 클래드 사이에 개재되며, 광신호가 전달되는 경로 역할을 한다. 코어 역시 상기 상부 클래드 및 하부 클래드와 유사한 폴리머 계열의 재질로 이루어지는데, 이때 효율적인 광신호의 전송을 위하여 상기 코어는 상기 상부 클래드 및 하부 클래드보다 높은 굴절률을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 코어는 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2로 형성될 수 있다.
상기 광 도파로(150)는 하부 클래드, 상부 클래드 및 상기 상부 및 하부 클래드 사이에 코어가 일체로 형성된 단품이며, 상기 단품으로 형성된 광 도파로(150)를 상기 관통 홀(140)의 사이즈에 맞게 절단하여, 상기 관통 홀(140) 내에 삽입할 수 있다.
상기와 같은, 광 도파로(150)는 광 투과성 및 유연성이 우수한 고분자 물질, 예를 들어, 유기-무기 고분자 물질 등을 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
이때, 상기 광 도파로(150)의 양 측면은 일정 경사각을 가지며 형성된다.
이때, 상기 광 도파로(150)의 하면과 좌측면의 내각은 상기 광의 전송 경로에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 상부에서 입사되는 광을 입사 방향에 대해 수직 방향으로 반사시키기 위해서는, 상기 광 도파로(150)의 하면과 좌측면의 내각은 135 °로 형성된다.
또한, 상기 하면과 우측면의 내각도 상기 광의 전송 경로에 따라 변경될 수 있는데, 입사되는 광을 수직한 상측 방향으로 반사시키기 위해서는 상기 하면과 우측면의 내각은 135°로 형성된다.
또한, 상기 광 도파로(150)의 양 측면에는 광의 반사 효율을 높이기 위해 알루미늄이나 은과 같은 반사성이 높은 물질이 형성된다.
이에 따라, 상기 광 도파로(150)는 코어가 상부 클래드 및 하부 클래드의 내부에 배치되고, 상기 상부 클래드 및 하부 클래드에 비해 높은 굴절률을 가지기 때문에, 상기 코어를 지나는 광은 상기 코어와 상부/하부 클래드 사이의 경계면에서 전반사되어, 상기 코어를 따라 진행한다.
상기 코어 기판(110)의 상부에는 제 1 절연 기판(160)이 형성되고, 상기 코어 기판(110)의 하부에는 제 2 절연 기판(170)이 형성된다.
또한, 상기 제 1 절연 기판(160)의 적어도 일면에는 제 2 회로 패턴(180)이 형성되고, 상기 제 2 절연 기판(180)의 적어도 일면에는 제 3 회로 패턴(190)이 형성된다.
이때, 상기 제 1 절연 기판(160)은 상기 광 도파로(150)에 포함된 코어와 유사한 성질의 광 투과성 재질로 형성되며, 그에 따라 광소자(200)에서 발생하는 광이 내부로 투과될 수 있도록 한다.
상기 제 1 절연 기판(160)의 표면에는 제 2 회로 패턴(180)의 일부를 노출하는 제 1 보호층(185)이 형성되고, 제 2 절연 기판(170)의 표면에는 제 3 회로 패턴(190)의 일부를 노출하는 제 2 보호층(195)이 형성된다.
상기 제 1 및 2 보호층(185, 195)은 상기 제 1 절연 기판(160) 및 제 2 절연 기판(170)의 표면이나 상기 제 2 및 3 회로 패턴(180, 190)의 표면을 보호하기 위한 것으로, 솔더 레지스트, 산화물 및 Au 중 적어도 하나를 이용하여 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 절연 기판(160) 위에는 광소자(200, 300)가 부착된다.
이때, 상기 광소자(200, 300)의 표면은 상기 제 1 절연 기판(160)의 표면과 직접 접촉하며, 상기 제 1 절연 기판(160) 위에 부착된다.
상기 광소자(200, 300)에는 금속 패드(210, 310)가 형성되어 있다.
이때, 상기 광소자(200, 300)는 상기 금속 패드(210, 310)와, 수/발광 부위가 서로 반대 면에 위치한다.
다시 말해서, 상기 광소자(200, 300)의 제 1 면(예를 들어, 상면)에는 금속 패드(210, 310)가 형성되며, 상기 제 1 면의 반대 면인 제 2 면(예를 들어, 하면)에 수/발광 부위가 형성된다.
이때, 상기 광소자(200, 300)는 상기 제 2 면이 상기 제 1 절연 기판(160)과 접촉하도록 형성된다.
한편, 상기 광소자(200, 300)의 제 2 면에는 에폭시(220, 320)가 형성되며, 상기 에폭시(220, 320)에 의해 상기 광소자(200, 300)는 상기 제 1 절연 기판(160) 위에 부착된다.
또한, 상기 광소자(200, 300)의 금속 패드(210, 310)와 상기 제 2 회로 패턴(180)은 연결 부재(W, 예를 들어, 와이어)에 의해 전기적으로 접속한다.
상기 광소자(200, 300)는 광 송신기(200) 및 광 수신기(300)를 포함한다.
광 송신기(200)는 광신호를 생성하여 출력하는 것으로, 드라이버 집적회로(도시하지 않음) 및 발광 소자(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 발광 소자는 상기 드라이버 직접 회로에 의해 구동되어, 광을 발생한다.
이때, 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(300)는 리시버 집적회로(도시하지 않음) 및 수광 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
상기 수광 소자는 상기 광 송신기로부터 발생된 광을 수신하는 것으로, 상기 리시버 집적 회로에 의해 구동된다. 상기 수광 소자는 광 시그널을 검출하는 소자인 PD(Photo detector)를 포함할 수 있다.
상기와 같이, 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(100)은 코어 기판(110) 내에 광 도파로(150)를 매립하고, 그에 따라 상기 코어 기판(110)의 상부에 형성된 제 1 절연 기판(180) 위에 상기 제 1 절연 기판(180)과 직접 접촉하는 광소자(200, 300)를 부착한다.
또한, 상기 광소자(200, 300)는 금속 패드의 형성 면과, 수/발광 부위가 반대 면에 형성되어 있으며, 상기 수/발광 부위가 상기 제 1 절연 기판(180)과 직접 접촉하도록 상기 제 1 절연 기판(180) 위에 부착된다.
상기 광소자(200, 300)의 주위에는 상기 광소자(200, 300)를 보호하기 위한 몰딩 부재(M1, M2)가 형성된다.
이에 따라, 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판은 수동적인 정렬을 통해 능동적인 정렬 대비 비용과 시간의 절감이 가능하며, 또한 광 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 광 도파로 형성 후, 상기 형성된 광 도파로의 특성 검사와 코어의 좌표 추출을 동시에 수행할 수 있으며, 수동적인 정렬 방식을 적용하여 광소자를 부착함으로써 광 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 내부 코어 기판에 정밀성이 낮은 수용 홀을 가공하고, 상기 가공한 수용 홀 내에 광 도파로를 형성함으로써, 각 공정별 수율이 향상될 수 있다.
도 3 내지 14는 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하는 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면 코어 기판(110)을 준비하고, 상기 준비한 코어 기판(110)의 적어도 일면에 금속층(120)을 형성한다.
이때, 상기 코어 기판(110)이 절연층인 경우, 상기 절연층과 금속층(120)의 적층 구조는 통상적인 CCL(Copper Clad Laminate)일 수 있다.
또한, 상기 금속층(120)은 상기 코어 기판(110) 위에 비전해 도금을 수행하여 형성할 수 있으며, 상기 금속층(120)이 비전해 도금으로 형성되는 경우, 상기 코어 기판(110)의 표면에 조도를 부여하여 도금이 원활히 수행되도록 할 수 있다.
이러한 코어 기판(110)은 열전도율이 높은 세라믹 재질을 사용하지 않고, 에폭시계 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있으며, 상기 금속층(120)은 전기 전도도가 높고 저항이 낮은 구리를 포함하는 얇은 박막인 동박일 수 있다.
이후, 도 4와 같이 상기 형성된 금속층을 소정의 패턴으로 식각하여 상기 제 1 회로 패턴(125)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 회로 패턴(125)은 포토리소그래피 공정을 통한 애칭을 수행하거나, 레이저로 직접 패턴을 형성하는 레이저 공정을 수행하여 형성할 수 있다.
또한, 도면상에는 상기 코어 기판(110)의 양면에 상기 제 1 회로 패턴(125)이 모두 형성된다고 도시하였으나, 이와 달리 상기 코어 기판(110)의 상부에만 상기 제 1 회로 패턴(125)이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5와 같이 상기 코어 기판(100)의 상면 및 하면을 관통하는 관통 홀(140)을 형성한다.
상기 관통 홀(140)은 기계 가공, 레이저 가공 및 화학 가공 중 어느 하나의 가공 방식을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 관통 홀(140)은 추후 삽입되는 광 도파로(150)의 폭과 동일하거나, 넓은 폭을 가지며 형성될 수 있다.
이때, 상기 관통 홀(140)이 기계 가공에 의해 형성되는 경우에는 밀링(Milling), 드릴(Drill) 및 라우팅(Routing) 등의 방식을 사용할 수 있고, 레이저 가공에 의해 형성되는 경우에는 UV나 Co2 레이저 방식을 사용할 수 있으며, 화학 가공에 의해 형성되는 경우에는 아미노실란, 케톤류 등을 포함하는 약품을 이용하여 상기 코어 기판(110)을 개방할 수 있다.
한편, 상기 레이저 공정은 광학 에너지를 표면에 집중시켜 재료의 일부를 녹이고 증발시켜, 원하는 형태를 취하는 절단 방법으로, 컴퓨터 프로그램에 의한 복잡한 형성도 쉽게 가공할 수 있고, 다른 방법으로는 절단하기 어려운 복합 재료도 가공할 수 있다.
또한, 상기 레이저 공정은 절단 직경이 최소 0.005mm까지 가능하며, 가공 가능한 두께 범위로 넓은 장점이 있다.
상기 레이저 공정에 대한 레이저 드릴로, YAG(Yttrium Aluminum Garnet)레이저나 CO2 레이저나 자외선(UV) 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. YAG 레이저는 동박층 및 절연층 모두를 가공할 수 있는 레이저이고, CO2 레이저는 절연층만 가공할 수 있는 레이저이다.
다음으로, 도 6과 같이 상기 형성된 관통 홀(150) 내에 광 도파로(150)를 형성한다.
광 도파로(150)는 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드 층을 포함한다. 이때, 상기 광 도파로(150)는 상기 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드가 일체로 제작된 단품일 수 있으며, 상기 단품으로 제작된 광 도파로(150)가 상기 관통 홀(140) 내에 삽입될 수 있다.
이와 다르게, 상기 광 도파로(150)는 상기 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드를 상기 관통 홀(140) 내에 순차적으로 적층하여 형성될 수 있다.
상부 클래드 및 하부 클래드는 코어를 통해 효율적인 광의 전송이 이루어질 수 있도록 상기 코어를 감싸는 형태로 형성된다.
상부 클래드 및 하부 클래드는, 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 불소화아크릴, 또는 불소화 폴리이미드 등의 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.
코어는 상기 상부 클래드와 하부 클래드 사이에 개재되며, 광신호가 전달되는 경로 역할을 한다. 코어 역시 상기 상부 클래드 및 하부 클래드와 유사한 폴리머 계열의 재질로 이루어지는데, 이때 효율적인 광신호의 전송을 위하여 상기 코어는 상기 상부 클래드 및 하부 클래드보다 높은 굴절률을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 코어는 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2로 형성될 수 있다.
상기 광 도파로(150)는 하부 클래드, 상부 클래드 및 상기 상부 및 하부 클래드 사이에 코어가 일체로 형성된 단품이며, 상기 단품으로 형성된 광 도파로(150)를 상기 관통 홀(140)의 사이즈에 맞게 절단하여, 상기 관통 홀(140) 내에 삽입할 수 있다.
상기와 같은, 광 도파로(150)는 광 투과성 및 유연성이 우수한 고분자 물질, 예를 들어, 유기-무기 고분자 물질 등을 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
이때, 상기 광 도파로(150)의 양 측면은 일정 경사각을 가지며 형성된다.
이때, 상기 광 도파로(150)의 하면과 좌측면의 내각은 상기 광의 전송 경로에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 상부에서 입사되는 광을 입사 방향에 대해 수직 방향으로 반사시키기 위해서는, 상기 광 도파로(150)의 하면과 좌측면의 내각은 135 °로 형성된다.
또한, 상기 하면과 우측면의 내각도 상기 광의 전송 경로에 따라 변경될 수 있는데, 입사되는 광을 수직한 상측 방향으로 반사시키기 위해서는 상기 하면과 우측면의 내각은 135°로 형성된다.
또한, 상기 광 도파로(150)의 양 측면에는 광의 반사 효율을 높이기 위해 알루미늄이나 은과 같은 반사성이 높은 물질이 형성된다.
이에 따라, 상기 광 도파로(150)는 코어가 상부 클래드 및 하부 클래드의 내부에 배치되고, 상기 상부 클래드 및 하부 클래드에 비해 높은 굴절률을 가지기 때문에, 상기 코어를 지나는 광은 상기 코어와 상부/하부 클래드 사이의 경계면에서 전반사되어, 상기 코어를 따라 진행한다.
또한, 상기 코어 기판(110)의 상부 및 하부에 각각 형성된 제 1 회로 패턴(125)을 전기적으로 연결하는 도전 비아(130)를 형성한다.
상기 도전 비아(130)는 상기 코어 기판(110)을 개방하는 비아 홀을 형성하고, 그에 따라 상기 형성된 비아 홀 내부를 금속 물질로 충진하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도 7과 같이 상기 코어 기판(110)의 상부에 제 1 절연 기판(160)을 형성하고, 상기 코어 기판(110)의 하부에 제 2 절연 기판(170)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 절연 기판(160) 및 제 2 절연 기판(170)의 일면에는 금속층(165, 175)이 형성되어 있다.
상기 제 1 절연 기판(160) 및 제 2 절연 기판(170)은 상기 광 도파로(150)를 구성하는 코어와 동일한 특성을 갖는 광 투과성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 8과 같이 상기 제 1 절연 기판(160) 및 제 2 절연 기판(170)의 일면에 형성된 금속층(165, 175)을 선택적으로 식각하여 제 2 회로 패턴(180) 및 제 3 회로 패턴(190)을 형성한다.
다음으로, 도 9와 같이 레이저(laser) 및 검출기(detector)를 이용하여, 상기 코어 기판(110)의 관통 홀(140)에 삽입된 광 도파로(150)의 도파 손실 측정 및 좌표 추출 공정을 진행한다.
다시 말해서, 상기 레이저 및 검출기를 이용하여, 상기 제 1 절연 기판(160)의 표면 중 광 전송 효율이 가장 높은 영역을 검출한다.
이때, 상기 검출되는 영역은 광 송신기(200)가 형성될 영역 및 광 수신기(300)가 형성될 영역을 포함한다.
다음으로, 도 10과 같이 광소자(200, 300)를 준비한다.
이때, 상기 광소자(200, 300)는 상기 금속 패드(210, 310)와, 수/발광 부위가 서로 반대 면에 위치한다.
다시 말해서, 상기 광소자(200, 300)의 제 1 면(예를 들어, 상면)에는 금속 패드(210, 310)가 형성되며, 상기 제 1 면의 반대 면인 제 2 면(예를 들어, 하면)에 수/발광 부위가 형성된다.
한편, 상기 광소자(200, 300)의 제 2 면에는 에폭시(220, 320)가 형성되어 있다.
또한, 상기 광소자(200, 300)는 광 송신기(200) 및 광 수신기(300)를 포함한다.
광 송신기(200)는 광신호를 생성하여 출력하는 것으로, 드라이버 집적회로(도시하지 않음) 및 발광 소자(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 발광 소자는 상기 드라이버 직접 회로에 의해 구동되어, 광을 발생한다.
이때, 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(300)는 리시버 집적회로(도시하지 않음) 및 수광 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
상기 수광 소자는 상기 광 송신기로부터 발생된 광을 수신하는 것으로, 상기 리시버 집적 회로에 의해 구동된다. 상기 수광 소자는 광 시그널을 검출하는 소자인 PD(Photo detector)를 포함할 수 있다.
상기와 같이, 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(100)은 코어 기판(110) 내에 광 도파로(150)를 매립하고, 그에 따라 상기 코어 기판(110)의 상부에 형성된 제 1 절연 기판(180) 위에 상기 제 1 절연 기판(180)과 직접 접촉하는 광소자(200, 300)를 부착한다.
다음으로, 도 11과 같이 상기 검출된 영역에 상기 광소자(200, 300)를 부착한다.
이때, 상기 광소자(200, 300)는 상기 제 2 면이 상기 제 1 절연 기판(160)과 접촉하도록 형성된다.
보다 구체적으로는, 상기 광소자(200, 300)의 제 2 면에는 에폭시(220, 320)가 형성되며, 상기 에폭시(220, 320)에 의해 상기 광소자(200, 300)는 상기 제 1 절연 기판(160) 위에 부착된다.
다음으로, 도 12와 같이, 상기 제 1 절연 기판(160)의 표면에 제 2 회로 패턴(180)의 일부를 노출하는 제 1 보호층(185)을 형성하고, 상기 제 2 절연 기판(170)의 표면에 제 3 회로 패턴(190)의 일부를 노출하는 제 2 보호층(195)을 형성한다.
상기 제 1 및 2 보호층(185, 195)은 상기 제 1 절연 기판(160) 및 제 2 절연 기판(170)의 표면이나 상기 제 2 및 3 회로 패턴(180, 190)의 표면을 보호하기 위한 것으로, 솔더 레지스트, 산화물 및 Au 중 적어도 하나를 이용하여 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 13과 같이 상기 부착된 광소자(200, 300)의 금속 패드(210, 310)와 상기 제 2 회로 패턴(180)을 연결 부재(W, 예를 들어, 와이어)를 이용하여 전기적으로 연결한다.
다음으로, 도 14와 같이 상기 부착된 광소자(200, 300)를 보호하기 위한 몰딩 부재(M1, M2)를 형성한다.
이와 같이 실시 예에 따르면, 수동적인 정렬을 통해 능동적인 정렬 대비 비용과 시간의 절감이 가능하며, 또한 광 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 광 도파로 형성 후, 상기 형성된 광 도파로의 특성 검사와 코어의 좌표 추출을 동시에 수행할 수 있으며, 수동적인 정렬 방식을 적용하여 광소자를 부착함으로써 광 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따르면, 내부 코어 기판에 정밀성이 낮은 수용 홀을 가공하고, 상기 가공한 수용 홀 내에 광 도파로를 형성함으로써, 각 공정별 수율이 향상될 수 있다.
도 15는 제 2 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 제 2 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(400)은 코어 기판(410), 상기 코어 기판(410)의 적어도 일면에 형성된 제 1 회로 패턴(425), 상기 코어 기판(410)에 형성된 관통 홀(440) 내에 형성된 광 도파로(450), 상기 코어 기판(410)의 상부에 형성되며, 상기 코어 기판(410)의 상부에 형성된 제 1 회로 패턴(425) 및 상기 광 도파로(450)의 상면을 매립하는 제 1 절연 기판(460), 상기 제 1 절연 기판(460)의 표면에 형성된 제 2 회로 패턴(480), 상기 코어 기판(410)의 하부에 형성된 제 1 회로 패턴(425) 및 상기 광 도파로(450)의 하면을 매립하는 제 2 절연 기판(470), 상기 제 2 절연 기판(470)의 표면에 형성된 제 3 회로 패턴(490), 제 2 회로 패턴(480)의 일부를 노출하며, 상기 제 1 절연 기판(460)의 표면을 덮는 제 1 보호층(485), 상기 제 3 회로 패턴(490)의 일부를 노출하며 상기 제 2 절연 기판(470)의 표면을 덮는 제 2 보호층(495), 상기 제 1 절연 기판(460) 위에 제 1 광소자(500), 상기 제 2 절연 기판(470) 위에 부착된 제 2 광소자(600), 상기 광소자(500, 600)를 보호하는 몰딩 부재(M1, M2) 및 상기 광소자(500,600)에 형성된 금속 패드와 상기 제 2 및 3 회로 패턴(480, 490)을 전기적으로 연결하는 연결 부재(W)를 포함한다.
코어 기판(410)은 광 인쇄회로기판(400)에 내구력을 제공하는 기초 부재로서의 기능을 한다.
상기 코어 기판(410)은 단일 회로 패턴이 형성되는 광 인쇄회로기판의 지지 기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 광 인쇄회로기판 중 어느 하나의 회로 패턴(425)이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수 있다.
코어 기판(410)이 복수의 적층 구조 중 어느 하나의 절연층을 의미하는 경우, 상기 코어 기판(410)의 상부 또는 하부에는 복수의 제 1 회로 패턴(425)이 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 코어 기판(410) 내에는 도전 비아(430)가 형성되어, 복수의 적층 구조를 가지는 광 인쇄회로기판에서 서로 다른 층간의 회로 패턴을 상호 전기적으로 연결한다.
상기 제 1 회로 패턴(425)은 전기 신호 전송을 위하여 금, 은, 니켈 및 구리 등과 같은 전기 전도성 금속으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 구리를 사용하여 형성될 수 있다.
상기 제 1 회로 패턴(425)은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 코어 기판(410)은 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합소재 기판 또는 글라스 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리이미드계 수지를 포함할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 코어 기판(410)에는 관통 홀(440)이 형성되어 있으며, 상기 관통 홀(440)에는 광 도파로(450)가 형성된다.
광 도파로(450)는 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드 층을 포함한다. 이때, 상기 광 도파로(450)는 상기 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드가 일체로 제작된 단품일 수 있으며, 상기 단품으로 제작된 광 도파로(450)가 상기 관통 홀(440) 내에 삽입될 수 있다.
이와 다르게, 상기 광 도파로(450)는 상기 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드를 상기 관통 홀(440) 내에 순차적으로 적층하여 형성될 수 있다.
상부 클래드 및 하부 클래드는 코어를 통해 효율적인 광의 전송이 이루어질 수 있도록 상기 코어를 감싸는 형태로 형성된다.
상부 클래드 및 하부 클래드는, 아크릴(acryl), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 불소화아크릴, 또는 불소화 폴리이미드 등의 폴리머 계열의 재질로 이루어진다.
코어는 상기 상부 클래드와 하부 클래드 사이에 개재되며, 광신호가 전달되는 경로 역할을 한다. 코어 역시 상기 상부 클래드 및 하부 클래드와 유사한 폴리머 계열의 재질로 이루어지는데, 이때 효율적인 광신호의 전송을 위하여 상기 코어는 상기 상부 클래드 및 하부 클래드보다 높은 굴절률을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 코어는 실리카 또는 폴리머가 혼합된 SiO2로 형성될 수 있다.
상기 광 도파로(450)는 하부 클래드, 상부 클래드 및 상기 상부 및 하부 클래드 사이에 코어가 일체로 형성된 단품이며, 상기 단품으로 형성된 광 도파로(450)를 상기 관통 홀(440)의 사이즈에 맞게 절단하여, 상기 관통 홀(440) 내에 삽입할 수 있다.
상기와 같은, 광 도파로(450)는 광 투과성 및 유연성이 우수한 고분자 물질, 예를 들어, 유기-무기 고분자 물질 등을 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
이때, 상기 광 도파로(450)의 양 측면은 일정 경사각을 가지며 형성된다.
이때, 상기 광 도파로(450)의 하면과 좌측면의 내각은 상기 광의 전송 경로에 따라 변경될 수 있다. 제 2 실시 예에서, 상부에서 입사되는 광을 입사 방향에 대해 수직 방향으로 반사시키기 위해서는, 상기 광 도파로(150)의 하면과 좌측면의 내각은 135 °로 형성된다.
또한, 상기 하면과 우측면의 내각도 상기 광의 전송 경로에 따라 변경될 수 있는데, 입사되는 광을 수직한 하측 방향으로 반사시키기 위해서는 상기 하면과 우측면의 내각은 45°로 형성된다.
또한, 상기 광 도파로(450)의 양 측면에는 광의 반사 효율을 높이기 위해 알루미늄이나 은과 같은 반사성이 높은 물질이 형성된다.
즉, 상기 제 1 실시 예에서는, 상기 광 도파로(450)의 우측면 및 하면의 내각과, 좌측면 및 하면의 내각은 서로 동일하게 형성되었지만, 제 2 실시 예에서는 서로 다르게 형성된다.
이에 따라, 제 2 실시 예에서의 광 인쇄회로기판은 광 입사 방향과 광 출사 방향이 서로 다르게 된다.
상기 코어 기판(410)의 상부에는 제 1 절연 기판(460)이 형성되고, 상기 코어 기판(410)의 하부에는 제 2 절연 기판(470)이 형성된다.
또한, 상기 제 1 절연 기판(460)의 적어도 일면에는 제 2 회로 패턴(480)이 형성되고, 상기 제 2 절연 기판(480)의 적어도 일면에는 제 3 회로 패턴(490)이 형성된다.
이때, 상기 제 1 및 2 절연 기판(460, 480)은 상기 광 도파로(450)에 포함된 코어와 유사한 성질의 광 투과성 재질로 형성되며, 그에 따라 광소자(500, 600)에서 발생하는 광이 내부로 투과될 수 있도록 한다.
상기 제 1 절연 기판(460)의 표면에는 제 2 회로 패턴(480)의 일부를 노출하는 제 1 보호층(485)이 형성되고, 제 2 절연 기판(470)의 표면에는 제 3 회로 패턴(490)의 일부를 노출하는 제 2 보호층(495)이 형성된다.
상기 제 1 및 2 보호층(485, 495)은 상기 제 1 절연 기판(460) 및 제 2 절연 기판(470)의 표면이나 상기 제 2 및 3 회로 패턴(480, 490)의 표면을 보호하기 위한 것으로, 솔더 레지스트, 산화물 및 Au 중 적어도 하나를 이용하여 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 절연 기판(460) 위에는 제 1 광소자(500)가 부착된다.
또한, 제 2 절연 기판(470) 위에는 제 2 광소자(600)가 부착된다.
이때, 상기 광소자(500, 600)의 표면은 상기 제 1 절연 기판(460)의 표면 및 제 2 절연 기판(470)의 표면과 직접 접촉하며, 상기 제 1 및 2 절연 기판(460, 470) 위에 부착된다.
상기 광소자(500, 600)에는 금속 패드가 형성되어 있다.
이때, 상기 광소자(500, 600)는 상기 금속 패드와, 수/발광 부위가 서로 반대 면에 위치한다.
다시 말해서, 상기 광소자(500, 600)의 제 1 면(예를 들어, 상면)에는 금속 패드가 형성되며, 상기 제 1 면의 반대 면인 제 2 면(예를 들어, 하면)에 수/발광 부위가 형성된다.
이때, 상기 제 1 광소자(500)는 상기 제 2 면이 상기 제 1 절연 기판(460)과 접촉하도록 형성되고, 상기 제 2 광소자(600)는 상기 제 2 면이 상기 제 2 절연 기판(470)과 접촉하도록 형성된다.
또한, 상기 광소자(500, 600)의 금속 패드와 상기 제 2 및 3 회로 패턴(480, 490)은 연결 부재(W, 예를 들어, 와이어)에 의해 전기적으로 접속한다.
상기 광소자(500, 600)는 광 송신기(500, 제 1 광소자) 및 광 수신기(600, 제 2 광소자)를 포함한다.
광 송신기(500, 제 1 광소자)는 광신호를 생성하여 출력하는 것으로, 드라이버 집적회로(도시하지 않음) 및 발광 소자(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 발광 소자는 상기 드라이버 직접 회로에 의해 구동되어, 광을 발생한다.
이때, 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(600, 제 2 광소자)는 리시버 집적회로(도시하지 않음) 및 수광 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
상기 수광 소자는 상기 광 송신기로부터 발생된 광을 수신하는 것으로, 상기 리시버 집적 회로에 의해 구동된다. 상기 수광 소자는 광 시그널을 검출하는 소자인 PD(Photo detector)를 포함할 수 있다.
상기와 같이, 제 2 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(400)은 상기 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(100)과 전반적으로 유사하며, 광 도파로의 형상 및 광소자의 부착 면에 있어서만 상이하다.
한편, 상기 제 2 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(400)의 제조 방법은 상기 제 1 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판의 제조 방법과 유사하며, 상기 삽입되는 광 도파로의 형상 및 상기 부착되는 광소자(500, 600)의 부착 면에 있어서만 상이하다.
이에 따라, 상기 제 2 실시 예에 따른 광 인쇄회로기판(400)의 제조 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 400: 광 인쇄회로기판
110, 410: 코어 기판
125, 425: 제 1 회로 패턴
130, 430: 도전 비아
150, 450: 광 도파로
160, 460: 제 1 절연 기판
170, 470: 제 2 절연 기판
180, 480: 제 2 회로 패턴
190, 490: 제 3 회로 패턴
185, 485: 제 1 보호층
195, 495: 제 2 보호층
200, 300, 500, 600: 광소자
W: 연결 부재
M1, M2: 몰딩 부재

Claims (25)

  1. 상면 및 하면을 관통하는 관통 홀이 형성된 코어 기판;
    상기 코어 기판에 형성된 관통 홀 내에 형성된 광 도파로;
    상기 코어 기판의 상부 및 하부에 각각 형성되며, 상기 코어 기판에 형성된 광 도파로를 매립하는 절연 기판;
    상기 절연 기판의 적어도 일면에 형성된 회로 패턴; 및
    상기 절연 기판의 표면과 접촉하며, 상기 절연 기판에 형성된 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 광소자를 포함하는 광 인쇄회로기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광소자는,
    금속 패드와, 수/발광 부위가 서로 반대 면에 존재하며,
    상기 광소자의 수/발광 부위에 대응하는 면이 상기 절연 기판과 접촉하는 광 인쇄회로기판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수/발광 부위에 대응하는 면에는 에폭시가 형성되며,
    상기 광소자는,
    상기 수/발광 부위에 형성된 에폭시에 의해 상기 절연 기판의 표면과 접촉하는 광 인쇄회로기판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광소자에 형성된 금속 패드와, 상기 절연 기판 위에 형성된 회로 패턴을 전기적으로 연결하는 연결 부재가 더 포함되는 광 인쇄회로기판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광소자 및 연결 부재를 보호하기 위해, 상기 광소자 및 연결 부재의 주위를 감싸며 형성되는 몰딩 부재가 더 포함되는 광 인쇄회로기판.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 광 도파로의 양단은 일정 경사각을 가지는 광 인쇄회로기판.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 경사각을 가지는 광 도파로의 양단에는 반사성이 높은 금속 물질이 형성되는 광 인쇄회로기판.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 절연 기판은,
    상기 코어 기판의 상부에 형성되는 제 1 절연 기판과,
    상기 코어 기판의 하부에 형성되는 제 2 절연 기판을 포함하는 광 인쇄회로기판.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광소자는,
    광을 발생하는 제 1 광소자와,
    상기 발생한 광을 수신하는 제 2 광소자를 포함하며,
    상기 제 1 광소자 및 제 2 광소자는,
    상기 제 1 및 2 절연 기판 중 어느 하나의 동일한 절연 기판에 각각 부착되는 광 인쇄회로기판.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광소자는,
    광을 발생하는 제 1 광소자와,
    상기 발생한 광을 수신하는 제 2 광소자를 포함하며,
    상기 제 1 광소자는
    상기 제 1 절연 기판 위에 부착되며,
    상기 제 2 광소자는,
    상기 제 2 절연 기판 아래에 부착되는 광 인쇄회로기판.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 광 도파로의 하면과 좌측면이 이루는 내각은,
    상기 광 도파로의 하면과 우측면이 이루는 내각과 동일한 광 인쇄회로기판.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 광 도파로의 하면과 좌측면이 이루는 내각은,
    상기 광 도파로의 하면과 우측면이 이루는 내각과 상이한 광 인쇄회로기판.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 절연 기판의 표면을 덮으며, 상기 절연 기판 위에 형성된 회로 패턴의 일부를 노출하는 보호층을 더 포함하는 광 인쇄회로기판.
  14. 코어 기판을 준비하는 단계;
    상기 준비된 코어 기판을 개방하여, 상기 코어 기판의 상면 및 하면을 관통하는 관통 홀을 형성하는 단계;
    상기 형성된 관통 홀 내에 광 도파로를 형성하는 단계;
    적어도 일면에 회로 패턴이 형성된 절연 기판을 상기 코어 기판의 상부 및 하부에 각각 형성하여, 상기 광 도파로를 매립하는 단계; 및
    상기 회로 패턴과 전기적으로 연결된 광소자를 상기 절연 기판에 부착하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 부착하는 단계는,
    금속 패드와 수/발광 부위가 서로 반대 면에 존재하는 광소자를 준비하는 단계와,
    상기 준비된 광소자의 수/발광 부위에 대응하는 면이 상기 절연 기판의 표면과 접촉하도록 상기 광소자를 부착하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 준비된 광소자의 수/발광 부위에 대응하는 면에 에폭시를 형성하는 단계가 더 포함되며,
    상기 부착하는 단계는,
    상기 수/발광 부위에 형성된 에폭시가 상기 절연 기판의 표면과 접촉하도록 상기 광소자를 부착하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 부착된 광소자의 금속 패드와, 상기 절연 기판에 형성된 회로 패턴을 전기적으로 연결하는 연결 부재를 형성하는 단계가 더 포함되는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 부착된 광소자 위에 상기 광소자 및 연결 부재를 보호하는 몰딩 부재를 형성하는 단계가 더 포함되는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 광 도파로를 매립하는 단계는,
    상기 코어 기판의 상부에 제 1 절연 기판을 형성하는 단계와,
    상기 코어 기판의 하부에 제 2 절연 기판을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 형성된 제 1 절연 기판 위에는 제 1 회로 패턴이 형성되고,
    상기 형성된 제 2 절연 기판 아래에는 제 2 회로 패턴이 형성되는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 광소자를 부착하는 단계는,
    상기 제 1 및 2 절연 기판 중 어느 하나의 절연 기판의 표면과 접촉하는 제 1 광소자를 부착하는 단계와,
    상기 제 1 광소자가 부착된 동일한 절연 기판에 제 2 광소자를 부착하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 광 도파로의 양단은 일정 경사각을 가지며,
    상기 광 도파로의 하면과 좌측면이 이루는 내각은,
    상기 광 도파로의 하면과 우측면이 이루는 내각과 동일한 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 광소자를 부착하는 단계는,
    상기 제 1 절연 기판 위에 상기 제 1 절연 기판의 표면과 접촉하는 제 1 광소자를 부착하는 단계와,
    상기 제 2 절연 기판 아래에 상기 제 2 절연 기판의 표면과 접촉하는 제 2 광소자를 부착하는 단계를 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 광 도파로의 양단은 일정 경사각을 가지며,
    상기 광 도파로의 하면과 좌측면이 이루는 내각은,
    상기 광 도파로의 하면과 우측면이 이루는 내각과 상이한 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  24. 제 19항 및 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사각을 가지는 광 도파로의 양단에는 반사성이 높은 금속 물질이 형성되어 있는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
  25. 제 14항에 있어서,
    상기 절연 기판의 표면을 덮으며, 상기 절연 기판 위에 형성된 회로 패턴의 일부를 노출하는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광 인쇄회로기판의 제조 방법.
KR1020120057311A 2012-05-30 2012-05-30 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 KR101405611B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057311A KR101405611B1 (ko) 2012-05-30 2012-05-30 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057311A KR101405611B1 (ko) 2012-05-30 2012-05-30 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130134060A true KR20130134060A (ko) 2013-12-10
KR101405611B1 KR101405611B1 (ko) 2014-06-10

Family

ID=49981746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120057311A KR101405611B1 (ko) 2012-05-30 2012-05-30 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101405611B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220030166A (ko) * 2020-09-02 2022-03-10 주하이 엑세스 세미컨덕터 컴퍼니., 리미티드 지향성 광전 전송 채널을 구비한 캐비티 기판 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7492982B2 (en) * 2006-02-06 2009-02-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical module
JP5076860B2 (ja) 2007-12-13 2012-11-21 凸版印刷株式会社 光基板の製造方法
JP5313849B2 (ja) 2009-11-30 2013-10-09 新光電気工業株式会社 光導波路装置及びその製造方法
KR101228547B1 (ko) * 2009-12-08 2013-01-31 한국과학기술원 광도파로층 내장 광 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220030166A (ko) * 2020-09-02 2022-03-10 주하이 엑세스 세미컨덕터 컴퍼니., 리미티드 지향성 광전 전송 채널을 구비한 캐비티 기판 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101405611B1 (ko) 2014-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4690870B2 (ja) 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム
KR101262499B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
CN104115043B (zh) 光学印刷电路板及其制造方法
US11378763B2 (en) Optical waveguide having support member, optical waveguide mounting substrate and optical transceiver
KR20120035757A (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
JP2011118163A (ja) 光電気モジュール及びその製造方法並びに光電気モジュール基板
KR20160102903A (ko) 광회로 기판 및 그 제조방법
KR101405611B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
JP2004302345A (ja) 光電気プリント配線板とその製造方法
KR101349490B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101349597B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101059642B1 (ko) 광도파로를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법
JP2013228467A (ja) 光電気混載フレキシブルプリント配線板、及びその製造方法
KR20140043980A (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101856230B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101865933B1 (ko) 광 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR20130064647A (ko) 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101875948B1 (ko) 광 연결 블록, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR101875952B1 (ko) 광 연결 모듈, 이를 포함하는 광 인쇄회로기판 및 이의 제조 방법
KR101856229B1 (ko) 광 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
JP4698728B2 (ja) 光電気集積配線基板および光電気集積配線システム
KR101875953B1 (ko) 광 연결 모듈, 이를 포함하는 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
US20230333337A1 (en) Component Carrier and Method of Manufacturing the Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20170512

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee