TW201338640A - 光電電路板及其製造設備與製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光電電路板，其包括一可撓性的第一基材，一位於所述第一基材上的第一包覆層，一位於所述第一包覆層上的內芯層，一位於所述內芯層上的第二包覆層及一位於所述第二包覆層上的可撓性的第二基材。所述內芯層上形成有光波導圖案。所述內芯層的折射率大於所述第一包覆層的折射率及所述第二包覆層的折射率。本發明還涉及一種光電電路板的製造設備及製造方法。

Description

光電電路板及其製造設備與製造方法

本發明涉及半導體積體電路技術中的印刷電路板加工技術領域，特別涉及一種光電電路板(Optical Printed Circuit Board, OPCB)製造方法及其製造設備與製造方法。

隨著電子產業的不斷發展，訊號傳輸頻率，傳輸速率不斷提高。傳統上是金屬導線傳遞訊號，但是由於金屬導線本身的物理特性，導致會產生LC延時、串擾等問題，已經越來越難於滿足訊號對於高速高頻的要求。光電電路板由於帶寬大、抗干擾能力強，越來越受到人們的關注。現在的光電電路板一般採用硬質基材，因此儲存起來不方便。

有鑒於此，有必要提供一種儲存方便的光電電路板及光電電路板的製造設備與製造方法。

一種光電電路板，其包括一可撓性的第一基材，一位於所述第一基材上的第一包覆層，一位於所述第一包覆層上的內芯層，一位於所述內芯層上的第二包覆層及一位於所述第二包覆層上的可撓性的第二基材。所述內芯層上形成有光波導圖案。所述內芯層的折射率大於所述第一包覆層的折射率及所述第二包覆層的折射率。

一種光電電路板的製造設備，其包括一工作臺、一放卷機、一收卷機、設置在所述工作臺的上方且沿所述第一基材的傳輸方向上依次設置的一第一滾輪壓印機、一第二滾輪壓印機、一第三滾輪壓印機及一第四滾輪壓印機。所述第一滾輪壓印機包括第一壓印輪、第一供料管及第一固化器。所述第一供料管用於向所述第一基材塗布第一材料。所述第一壓印輪及所述工作臺相配合，用於將塗布於所述基板上的所述第一材料壓印以形成第一材料層。所述第一固化器用於將所述第一材料層固化。所述第二滾輪壓印機包括第二壓印輪、第二供料管及第二固化器。所述第二壓印輪的外圓周面上設有微結構壓印圖案。所述第二供料管用於向所述第一材料層上塗布第二材料。所述第二壓印輪及所述工作臺相配合，用於將塗布於所述第一材料層上的所述第二材料壓印以形成第二材料層。所述第二固化器用於將所述第二材料層固化。所述第三滾輪壓印機包括第三壓印輪、第三供料管及第三固化器。所述第三供料管用於向所述第二材料層上塗布第三材料。所述第三壓印輪及所述工作臺相配合，用於將塗布於所述第二材料層上的所述第三材料壓印以形成第三材料層。所述第三固化器用於將所述第三材料層固化。所述第四滾輪壓印機包括一第四壓印輪及一卷輪。所述卷輪用於提供一第二基材。所述第四壓印輪與所述工作臺相配合，用於將所述第二基材壓設在所述第三材料層上。

一種光電電路板的製造方法，其包括如下步驟：

提供一可撓性的第一基材及上述光電電路板的製造設備，將所述第一基材放置在一工作臺上，且將所述基材的一端纏繞在一放卷機上，另一端固定在一收卷機上，所述放卷機與所述收卷機之間間隔一定距離；

使用所述第一滾輪壓印機在所述第一基材上形成一層第一包覆層；

使用所述第二滾輪壓印機在所述第一包覆層上形成一層具有光波導圖案的內芯層；

使用所述第三滾輪壓印機在所述內芯層上形成一層第二包覆層；

使用所述第四滾輪壓印機將一層具有可撓性的第二基材壓印在所述第二包覆層上，以形成一光電電路板；及

使用所述收卷機對所述光電電路板進行收卷。

相較於先前技術，本發明的光電電路板及其製造設備與製造方法，通過使用可撓性基材來取代傳統的硬質基材，可以使得所述光電電路板的製造方法簡單，可撓性基材相對於硬質基材儲存方便，而且能夠大面積及低成本的製作可撓性光電電路板，進而可極大提高所述光電電路板的生產效率和應用範圍。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，為本發明實施方式提供的一種光電電路板100，其包括一第一基材10、一第一包覆層20、一內芯層30、一第二包覆層40及一第二基材50。

所述第一包覆層20位於所述第一基材10上，所述內芯層30位於所述第一包覆層20上，所述內芯層30上形成有光波導圖案30a，所述第二包覆層40位於所述內芯層30上，所述第二基材50位於所述第二包覆層40上。

所述第一基材10及所述第二基材50均為可撓性基材，用於保護所述第一包覆層20及所述第二包覆層40。在本實施方式中，在本實施方式中，所述第一基材10及所述第二基材50均為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，在其他實施方式中，所述第一基材10及所述第二基材50也可為PES（聚醚碸樹脂）。

所述第一包覆層20及所述第二包覆層40用於保護所述內芯層30，且將光線的傳遞路徑限定在所述內芯層30內，防止光線的洩漏。所述第一包覆層20及所述第二包覆層40由低折射率的材料製成，比如聚丙烯酸酯、聚矽氧烷、聚醯亞氨、聚碳酸酯、氟化聚合物之一或者其混合物。

所述內芯層30的折射率大於所述第一包覆層20的折射率及所述第二包覆層40的折射率。所述內芯層30由高折射率的材料製成，比如具有感光基團的聚丙烯酸酯、聚矽氧烷、聚醯亞氨、聚碳酸酯、氟化聚合物之一或者其混合物。

如圖2所示，一種光電電路板的製造設備200，用於製造所述光電電路板100，並包括一工作臺210、一放卷機221、一收卷機222，及在所述工作臺210的上方且沿所述第一基材10的傳輸方向上依次設置的一第一滾輪壓印機230、一第二滾輪壓印機240、一第三滾輪壓印機250及一第四滾輪壓印機270。所述第一基材10放置在所述工作臺210上，且所述第一基材10的一端纏繞在所述放卷機221上，另一端固定在所述收卷機222上。所述第一滾輪壓印機230用於在所述第一基材10上形成所述第一包覆層20。所述第二滾輪壓印機240用於在所述第一包覆層20上形成具有光波導圖案的所述內芯層30。所述第三滾輪壓印機250用於在所述內芯層30上形成所述第二包覆層40。所述第四滾輪壓印機270用於在所述第二包覆層40上形成所述第二基材50。

所述第一滾輪壓印機230包括從所述放卷機221到所述收卷機222的方向上依次設置一第一供料管231、一第一壓印輪232及一第一固化器233，所述第一壓印輪232的外圓周面為光滑表面。所述第一供料管231用於提供熔融的用於形成所述第一包覆層20的原料。所述第一壓印輪232與所述工作臺210共同擠壓所述第一基材10及所述用於形成所述第一包覆層20的原料，以將所述用於形成所述第一包覆層20的原料壓印在所述第一基材10上，以形成所述第一包覆層20。所述第一固化器233用於將所述第一包覆層20進行固化。在本實施方式中，所述第一固化器233為紫外光源。

所述第二滾輪壓印機240包括從所述放卷機221到所述收卷機222的方向上依次設置一第二供料管241、一第二壓印輪242及一第二固化器243。所述第二壓印輪242的外圓周面上形成有微結構壓印圖案。所述第二供料管241用於提供熔融的用於形成所述內芯層30的原料。所述第二壓印輪242用於與所述工作臺210共同擠壓所述用於形成所述內芯層30的原料、所述第一包覆層20及所述第一基材10，以將所述用於形成所述內芯層30的原料壓印在所述第一包覆層20上，並將所述微結構壓印圖案轉印在所述用於形成所述內芯層30的原料上，形成具有光波導圖案的所述內芯層30。所述第二固化器243用於將所述內芯層30進行固化。在本實施方式中，所述第二固化器243為紫外光源。

所述第三滾輪壓印機250包括從所述放卷機221到所述收卷機222的方向上依次設置一第三供料管251、一第三壓印輪252及一第三固化器253。所述第三壓印輪252的外圓周面為光滑表面。所述第三供料管251用於提供熔融的用於形成所述第二包覆層40的原料。所述第三壓印輪252用於與所述工作臺210共同擠壓所述用於形成所述第二包覆層40的原料、所述內芯層30、所述第一包覆層20及所述第一基材10，以將所述用於形成所述第二包覆層40的原料壓印在所述內芯層30上，以形成所述第二包覆層40，所述第三固化器253用於將所述第二包覆層40進行固化。在本實施方式中，所述第三固化器253為紫外光源。

所述第四滾輪壓印機270包括從所述放卷機221到所述收卷機222的方向上依次設置一第四壓印輪271及一卷輪272。所述第二基材50的一端纏繞在所述卷輪272上，另一端繞過所述第四壓印輪271面向所述第三滾輪壓印機250的側面，然後放置在所述第四壓印輪271與所述工作臺210之間的間隙中，使得所述第四壓印輪271能夠將所述第二基材50壓設在所述第二包覆層40上，以形成所述光電電路板100。所述收卷機222用於將所述光電電路板100進行收卷。

如圖3所示，為本發明實施方式提供的一種光電電路板的製造方法，其使用所述光電電路板的製造設備200製造所述光電電路板100，並包括如下步驟：

S1：提供所述第一基材10，將所述第一基材10放置在所述工作臺210上，且所述第一基材10的一端纏繞在所述放卷機221上，另一端固定在所述收卷機222上，所述放卷機221與所述收卷機222之間間隔一定距離，然後對所述第一基材10進行清潔。

在本實施方式中，所述第一基材10是由PET製成的可撓性基材，並採用氧離子清潔法對所述第一基材10進行清潔。當清潔時，所述放卷機221對所述第一基材10進行放卷並使得所述第一基材10向著所述收卷機222方向前進，在此過程中，一氧離子清潔機(未圖示)對所述第一基材10進行清潔，最後由所述收卷機222對所述第一基材10進行收卷。本發明不限於本實施方式所限定的，例如，可以採用吹風機對所述第一基材10進行清潔。

S2：使用所述第一滾輪壓印機230在所述第一基材10上形成所述第一包覆層20。具體的，所述第一基材10通過所述第一壓印輪232及所述工作臺210之間的間隙，使得所述第一壓印輪232將所述用於形成所述第一包覆層20的原料壓印在所述第一基材10上，以形成所述第一包覆層20，然後所述第一固化器233將所述第一包覆層20進行固化。

S3：使用所述第二滾輪壓印機240在所述第一包覆層20上形成所述具有光波導圖案30a的內芯層30。具體的，所述形成有所述第一包覆層20的第一基材10通過所述第二壓印輪242及所述工作臺210之間的間隙，使得所述第二壓印輪242將所述用於形成所述內芯層30的原料壓印在所述第一包覆層20上，並將所述微結構壓印圖案轉印在所述用於形成所述內芯層30的原料上，形成具有光波導圖案的所述內芯層30，然後所述第二固化器243將所述內芯層30進行固化。

S4：使用所述第三滾輪壓印機250在所述內芯層30上形成所述第二包覆層40。具體的，所述形成有所述第一包覆層20及所述內芯層30的第一基材10通過所述第三壓印輪252及所述工作臺210之間的間隙，使得所述第三壓印輪252將所述用於形成第二包覆層40的原料壓印在所述內芯層30上，以形成所述第二包覆層40，然後所述第三固化器253將所述第二包覆層40進行固化。

S5：使用所述第四滾輪壓印機270將所述具有可撓性的第二基材50壓設在所述第二包覆層40上，從而得到所述光電電路板100。具體的，所述形成有所述第一包覆層20、所述內芯層30及所述第二包覆層40的第一基材10通過所述第四壓印輪271與所述工作臺210之間的間隙，使得所述第四壓印輪271將所述第二基材50壓設在所述第二包覆層40上。

S6：使用所述收卷機222對所述光電電路板100進行收卷。

S7：將所述光電電路板100切割成所需的尺寸。在本實施方式中，用鐳射刀對所述光電電路板100進行切割。

相較於先前技術，通過使用可撓性基材來取代傳統的硬質基材，可以使得所述光電電路板的製造方法簡單，可撓性基材相對於硬質基材儲存方便，而且能夠大面積且低成本的製作可撓性光電電路板，進而可極大提高所述光電電路板的生產效率和應用範圍。同時被切割後形成的光學電路板的光波導的端面平整光滑，與其他的光學電路板的光耦合效率高，從而有效提高訊號的傳遞品質。

可以理解，將所述第一基材10進行清潔主要是為了提高所述第一包覆層20在所述第一基材10上的附著力。在其他實施方式中，若所述第一基材10本身就比較乾淨，也可省去將所述第一基材10進行清潔的步驟。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．光電電路板

10．．．第一基材

20．．．第一包覆層

30．．．內芯層

30a．．．光波導圖案

40．．．第二包覆層

50．．．第二基材

200．．．光電電路板的製造設備

210．．．工作臺

221．．．放卷機

222．．．收卷機

230．．．第一滾輪壓印機

231．．．第一供料管

232．．．第一壓印輪

233．．．第一固化器

240．．．第二滾輪壓印機

241．．．第二供料管

242．．．第二壓印輪

243．．．第二固化器

250．．．第三滾輪壓印機

251．．．第三供料管

252．．．第三壓印輪

253．．．第三固化器

270．．．第四滾輪壓印機

271．．．第四壓印輪

272．．．卷輪

S1~S7．．．步驟

圖1係本發明較佳實施方式的光電電路板的結構示意圖。

圖2係本發明較佳實施方式的光電電路板的製造設備的示意圖。

圖3係本發明較佳實施方式的光電電路板的製造方法的流程圖。

100．．．光電電路板

10．．．第一基材

20．．．第一包覆層

30．．．內芯層

30a．．．光波導圖案

40．．．第二包覆層

50．．．第二基材

Claims (7)

1. 一種光電電路板，其包括一可撓性的第一基材，一位於所述第一基材上的第一包覆層，一位於所述第一包覆層上的內芯層，一位於所述內芯層上的第二包覆層及一位於所述第二包覆層上的可撓性的第二基材；所述內芯層上形成有光波導圖案，所述內芯層的折射率大於所述第一包覆層的折射率及所述第二包覆層的折射率。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光電電路板，其中，所述第一包覆層的材料選自：聚丙烯酸酯、聚矽氧烷、聚醯亞氨、聚碳酸酯、氟化聚合物之一或者其混合物，所述第二包覆層的材料選自：聚丙烯酸酯、聚矽氧烷、聚醯亞氨、聚碳酸酯、氟化聚合物之一或者其混合物。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光電電路板，其中，所述內芯層的材料選自：具有感光基團的聚丙烯酸酯、聚矽氧烷、聚醯亞氨、聚碳酸酯、氟化聚合物之一或者其混合物。
4. 一種光電電路板的製造設備，其包括一用於支撐第一基材的工作臺、一放卷機、一收卷機、設置在所述工作臺的上方且沿所述第一基材傳輸方向上依次設置的一第一滾輪壓印機、一第二滾輪壓印機、一第三滾輪壓印機及一第四滾輪壓印機；所述第一滾輪壓印機包括第一壓印輪、第一供料管及第一固化器，所述第一供料管用於向所述第一基材塗布第一材料，所述第一壓印輪及所述工作臺相配合，用於將塗布於所述基板上的所述第一材料壓印以形成第一材料層，所述第一固化器用於將所述第一材料層固化；所述第二滾輪壓印機包括第二壓印輪、第二供料管及第二固化器，所述第二壓印輪的外圓周面上開設有微結構壓印圖案，所述第二供料管用於向所述第一材料層上塗布第二材料，所述第二壓印輪及所述工作臺相配合，用於將塗布於所述第一材料層上的所述第二材料壓印以形成第二材料層，所述第二固化器用於將所述第二材料層固化；所述第三滾輪壓印機包括第三壓印輪、第三供料管及第三固化器，所述第三供料管用於向所述第二材料層上塗布第三材料，所述第三壓印輪及所述工作臺相配合，用於將塗布於所述第二材料層上的所述第三材料壓印以形成第三材料層，所述第三固化器用於將所述第三材料層固化；所述第四滾輪壓印機包括一第四壓印輪及一卷輪，所述卷輪用於提供一第二基材，所述第四壓印輪與所述工作臺相配合，用於將所述第二基材壓設在所述第三材料層上。
5. 如申請專利範圍第4項所述的光電電路板的製造設備，其中，所述第一壓印輪輪、所述第三壓印輪及所述第四壓印輪的外圓周面均為光滑表面。
6. 一種光電電路板的製造方法，其包括如下步驟：
   提供一可撓性的第一基材及如申請專利範圍第4項所述的光電電路板的製造設備，將所述第一基材放置在所述工作臺上，且將所述第一基材的一端纏繞在所述放卷機上，另一端固定在所述收卷機上，所述放卷機與所述收卷機之間間隔一定距離；
   使用所述第一滾輪壓印機在所述第一基材上形成一層第一包覆層；
   使用所述第二滾輪壓印機在所述第一包覆層上形成一層具有光波導微結構圖案的內芯層；
   利用所述第三滾輪壓印機在所述內芯層上形成一層第二包覆層；
   使用所述第四滾輪壓印機將一層可撓性的第二基材壓設在所述第二包覆層上，以形成一光電電路板；及
   使用所述收卷機對所述光電電路板進行收卷。
7. 如申請專利範圍第6項所述的光電電路板的製造方法，其中，所述光電電路板的製造方法還包括將所述光電電路板切割成所需的尺寸的步驟。