TW202113411A - 光波導線路基板及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種光波導線路基板，包括線路板以及配置於線路板的下表面的光波導結構。線路板的多個接墊設置於線路板的上表面上。光波導結構包括第一包覆層、第二包覆層、核心層及反射層。核心層位於第一包覆層與第二包覆層之間，且具有孔徑從第一包覆層往第二包覆層逐漸變大的壓印開口。第二包覆層的第一部分填滿壓印開口且具有連接面。第二包覆層的第二部分接觸連接面且覆蓋核心層的底面。反射層位於核心層與第一部分之間，且反射層與連接面之間的夾角介於44度至46度之間。反射層於上表面上的正投影位於接墊之間。

Description

光波導線路基板及其製作方法
本發明是有關於一種線路基板及其製作方法，且特別是有關於一種光波導線路基板及其製作方法。
一般而言，伴隨資訊容量的增大，資訊處理領域中皆積極開發光信號的光互連(light interconnection)技術。在現今的線路基板技術中，目前已發展出具有光波導結構的線路基板。這種線路基板可以作為光傳送路徑傳遞光訊號(optical signal)。
目前此種具有光波導結構的線路基板的製作方法通常是於核心層中藉由雷射(laser)製程形成一開口，利用空氣與核心層的折射率差異產生全反射(total reflection)，進而將光訊號傳遞出去。然而，使用雷射製程要形成45度的特定角度以進行全反射的開口非常困難，且也須耗費較大的生產成本。
本發明提供一種光波導線路基板及其製作方法，其製程簡易、良率高且可以降低製作成本。
本發明的光波導線路基板，包括線路板以及光波導結構。線路板具有彼此相對的上表面與下表面以及設置於上表面上的多個接墊。光波導結構配置於線路板上且位於下表面。光波導結構包括第一包覆層、第二包覆層、核心層以及反射層。第二包覆層包括第一部分與第二部分。核心層位於第一包覆層與第二包覆層之間，且具有一壓印開口。第一包覆層位於線路板與核心層之間，其中壓印開口的孔徑從第一包覆層往第二包覆層逐漸變大。第二包覆層的第一部分填滿壓印開口且具有連接面。第二包覆層的第二部分接觸連接面且覆蓋核心層的底面，而連接面切齊底面。反射層位於核心層與第二包覆層的第一部分之間。反射層與連接面之間的夾角介於44度至46度，且反射層於線路板的上表面上的正投影位於多個接墊之間。
本發明的一種光波導線路基板的製作方法，包括提供線路板。線路板具有彼此相對的上表面與下表面以及設置於上表面上的多個接墊。形成第一包覆層於線路板的下表面上。形成核心層於第一包覆層上。以壓印的方式於核心層上形成壓印開口，其中壓印開口的孔徑從第一包覆層往遠離第一包覆層的方向逐漸變大。形成反射層於壓印開口的側壁上，其中反射層於線路板的上表面上的正投影位於多個接墊之間。形成第二包覆層於核心層上。第二包覆層包括第一部分與第二部分。第一部分填滿壓印開口且具有連接面。第二部分接觸連接面且覆蓋核心層的底面，連接面切齊底面。反射層位於核心層與第二包覆層的第一部分之間，且反射層與連接面之間的夾角介於44度至46度。
在本發明的一實施例中，上述的線路板包括至少一絕緣層以及至少一圖案化線路層。至少一圖案化線路層，包括多個導電線路與多個接墊，其中絕緣層位於圖案化線路層與光波導結構之間。
在本發明的一實施例中，上述的線路板更包括防銲層以及表面處理層。防銲層包覆多個導電線路。表面處理層包覆多個接墊。
在本發明的一實施例中，上述的線路板更包括支撐層。支撐層配置於絕緣層與光波導結構之間，且支撐層的第一側邊相對於第一包覆層的第二側邊內縮一距離。
在本發明的一實施例中，上述的支撐層具有開口。開口於上表面上的正投影位於多個接墊之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一包覆層填滿開口且覆蓋部分絕緣層。
在本發明的一實施例中，上述的開口於上表面上的正投影與壓印開口於上表面上的正投影部分重疊。
在本發明的一實施例中，上述的第一包覆層的光折射率與第二包覆層的光折射率皆不同於核心層的光折射率。
在本發明的一實施例中，上述的部分第二包覆層與第一包覆層直接接觸。
在本發明的一實施例中，上述的第二包覆層的第一部分的剖面形狀包括等腰梯形。
基於上述，本發明的光波導線路基板的第二包覆層的第一部分填滿第一包覆層的壓印開口，而反射層位於核心層與第二包覆層的第一部分之間，且反射層與連接面之間的夾角介於44度至46度之間。藉此，後續從線路板的接墊之間進入的光訊號可以藉由反射層在核心層以全反射的方式且傳遞出去。此外，由於本發明使用壓印方式製作壓印開口，因此相較於習知採用雷射製程的方式形成的開口而言，本發明的光波導線路基板的製作簡單、良率高且可有效地降低生產成本。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示為本發明的一實施例一種光波導線路基板的剖面示意圖。請參考圖1，在本實施例中，光波導線路基板100包括一線路板110以及一光波導結構120，其中光波導結構120包括一第一包覆層122、一核心層124、一反射層126以及一第二包覆層128。
詳細來說，本實施例的線路板110具有彼此相對的一上表面110a與一下表面110b以及設置於上表面110a上的多個接墊114b。更進一步來說，本實施例的線路板110可以包括至少一絕緣層（圖1中示意地繪示一個絕緣層112）以及至少一圖案化線路層（圖1中示意地繪示一個圖案化線路層114）。絕緣層112的材料例如是聚醯亞胺(Polyimide)。圖案化線路層114的材料例如是銅。絕緣層112具有上表面110a與下表面110b，且絕緣層112位於圖案化線路層114與光波導結構120之間。圖案化線路層114位於絕緣層112的上表面110a上且包括多個導電線路114a與接墊114b。須說明的是，本發明不限制絕緣層112的層數及圖案化線路層114的層數，可視實際線路板110的設計需求而定。
再者，為了有效地維持圖案化線路層114的特性，本實施例的線路板110還包括一表面處理層115以及一防銲層116。表面處理層115包覆接墊114b，其中表面處理層115的材質例如是鎳、金、銀、鎳金、鎳銀、鎳鈀金或其他適當的金屬材料。防銲層116包覆導電線路114a，以避免導電線路114a產生氧化，其中防銲層116的材料例如是綠漆。此外，為了提高結構強度，本實施例的線路板110還包括一支撐層118，其中支撐層118配置於絕緣層112與光波導結構120之間，且支撐層118的一第一側邊118a相對於第一包覆層122的一第二側邊122a內縮一距離L。如圖1所示，本實施例的支撐層118還具有一開口118c，其中開口118c於上表面110a上的正投影位於接墊114b之間。此處，線路板110可例如是一軟性電路板，而支撐層118的材質例如是銅，但並不以此為限。
請再參考圖1，本實施例的光波導結構120包括依序堆疊於線路板110上且位於下表面110b的第一包覆層122、核心層124、第二包覆層128以及位於核心層124與第二包覆層128之間的反射層126。此處，第一包覆層122的光折射率與第二包覆層128的光折射率皆不同於核心層124的光折射率。
詳細來說，光波導結構120的第一包覆層122填滿支撐層118的開口118c且覆蓋部分絕緣層112。具體而言，支撐層118相對於側邊118a的側邊118b與第一包覆層122相對於側邊122a的側邊122b切齊，其中第一包覆層122覆蓋支撐層118的側邊118a，並與部分絕緣層112直接接觸。
再者，光波導結構120的核心層124配置於第一包覆層122上，且第一包覆層122位於絕緣層112與核心層124之間。詳細來說，核心層124具有一壓印開口124c，其中壓印開口124c的孔徑從第一包覆層122往第二包覆層128逐漸變大，即壓印開口124c的孔徑從第一包覆層122往遠離第一包覆層122的方向逐漸變大。換句話說，壓印開口124c的孔徑從核心層124的頂面124a往核心層124的底面124b逐漸變大。在一實施例中，支撐層118的開口118c於上表面110a上的正投影與壓印開口124c於上表面110a上的正投影部分重疊。
此外，光波導結構120的第二包覆層128配置於第一包覆層122上，其中核心層124位於第一包覆層122與第二包覆層128之間。在一實施例中，第二包覆層128與第一包覆層122直接接觸。更進一步來說，第二包覆層128包括彼此相連的一第一部分128a與一第二部分128b。第二包覆層128的第一部分128a填滿核心層124的壓印開口124c。第一部分128a與第二部分128b之間具有一連接面128s，其中連接面128s切齊核心層124的底面124b。第二包覆層128的第二部分128b接觸連接面128s且覆蓋核心層124的底面124b。在一實施例中，第二包覆層128的第一部分128a的剖面形狀例如是等腰梯形，但並不以此為限。
請再參考圖1，本實施例的光波導結構120的反射層126位於核心層124與第二包覆層128的第一部分128a之間。詳細來說，反射層126與連接面128s之間的夾角θ例如是介於44度至46度之間。較佳地，夾角θ為45度。反射層126於線路板110的上表面110a上的正投影位於接墊114b之間。更進一步來說，反射層126位於核心層124的壓印開口124c鄰近支撐層118的開口118c的側壁124s上，且反射層126是面向支撐層118的開口118c。
在一實施例中，可於本實施例的光波導線路基板100上設置一雷射二極體（未繪示），其中雷射二極體可以以覆晶的方式電性連接至線路板110的接墊114b上，以產生一光訊號。光訊號會依序穿過接墊114b、絕緣層112、支撐層118的開口118c以及第一包覆層122後，藉由反射層126而於核心層124中產生全反射且傳遞至外界，上述光訊號所經過的路徑可稱為光傳遞路徑。在一實施例中，光訊號離開核心層124後可以連接光纖或光偵測器，以將光訊號轉換成電訊號，而電訊號可以再進入另一電子裝置中，或是電訊號可以再傳遞至上述雷射二極體，以將電訊號再轉回光訊號重新回到光波導線路基板100中。
以上僅介紹本發明的光波導線路基板100的結構，並未介紹本發明的光波導線路基板100的製作方法。對此，以下將以圖1中的光波導線路基板100的結構作為舉例說明，並配合圖2A至圖2D對本發明的光波導線路基板100的製程進行詳細的說明。
圖2A至圖2D繪示為圖1的光波導線路基板的製作方法的剖面示意圖。請先參考圖2A，依照本實施例的光波導線路基板100的製作方法，首先，提供線路板110。在本實施例中，線路板110具有彼此相對的上表面110a與下表面110b以及設置於上表面110a上的接墊114a。詳細來說，本實施例的線路板110包括絕緣層112以及圖案化線路層114，其中絕緣層112具有上表面110a與下表面110b，且圖案化線路層114位於絕緣層112的上表面110a上且包括多個導電線路114a與接墊114b。再者，為了有效地維持圖案化線路層114的特性，本實施例的線路板110還包括表面處理層115以及防銲層116。表面處理層115包覆接墊114b，而防銲層116包覆導電線路114a，以避免導電線路114a產生氧化。此外，為了提高結構強度，本實施例的線路板110還更包括支撐層118，其中支撐層118配置於絕緣層112的下表面110b上。如圖1所示，本實施例的支撐層118還具有開口118c，其中開口118c於上表面110a上的正投影位於接墊114b之間。此處，線路板110可例如是軟性電路板。
接著，請參考圖2B，形成第一包覆層122於線路板110的下表面110b上，其中第一包覆層122的材料例如是絕緣材料。在一實施例中，第一包覆層122的材料可如是光阻材料。此處，形成第一包覆層122的方法例如是塗佈法，但並不以此為限。
請參考圖2C，形成核心層124於第一包覆層122上，其中核心層124的材料例如是絕緣材料。此處，形成核心層124的方法例如是塗佈法，但並不以此為限。在一實施例中，第一包覆層122的材料與核心層124的材料不同，因此第一包覆層122與核心層124具有不同光折射率。接著，以壓印(imprint)的方式於核心層124上形成壓印開口124c。由於本實施例中的壓印開口124c是使用壓印的方式製作，因此相較於習知採用雷射製程所形成的開口而言，本實施例可以使用較簡易的製程即可形成特定角度(如44度至46度)的壓印開口124c，可降低光波導線路基板100的製作成本。
然後，請再參考圖2C，形成反射層126於壓印開口124c的側壁124s上，其中反射層126的材料為金屬，例如是鋁，但本發明不限於此。此處，反射層126的形成方法例如是濺鍍法。相較於空氣而言，使用壓印方式形成的壓印開口124c與光波導線路基板100中其他材料的折射率差異較不明顯，因此進一步於壓印開口124c的側壁124s上形成反射層126，可以使光訊號進行良好的全反射，進而提升之後的光電轉換效能。
最後，請參考圖2D，形成第二包覆層128於核心層124上，其中第二包覆層128填滿壓印開口124a。此處，第二包覆層128的材料是絕緣材料或光阻材料，而形成核心層124的方法例如是塗佈法。在一實施例中，第二包覆層128的材料可以是與第一包覆層122相同或不同。較佳地，第一包覆層122的光折射率與第二包覆層128的光折射率可以是皆不同於核心層124的光折射率，以確保光訊號透過反射層126的反射可在核心層124內產生全反射。至此，已完成光波導線路基板100的製作。
綜上所述，本發明的光波導線路基板的第二包覆層的第一部分填滿第一包覆層的壓印開口，而反射層位於核心層與第二包覆層的第一部分之間，且反射層與連接面之間的夾角介於44度至46度之間。藉此，後續從線路板的接墊之間進入的光訊號可以藉由反射層在核心層以全反射的方式且傳遞出去。此外，由於本發明使用壓印方式製作壓印開口，因此相較於習知採用雷射製程的方式形成的開口而言，本發明的光波導線路基板的製作簡單、良率高且可有效地降低生產成本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:光波導線路基板 110:線路板 110a:上表面 110b:下表面 112:絕緣層 114:圖案化線路層 114a:導電線路 114b:接墊 115:表面處理層 116:防銲層 118:支撐層 118a、118b、122a、122b:側邊 118c:開口 120:光波導結構 122:第一包覆層 124:核心層 124a:頂面 124b:底面 124c:壓印開口 124s:側壁 126:反射層 128:第二包覆層 128a:第一部分 128b:第二部分 128s:連接面 L:距離 θ:夾角
圖1繪示為本發明的一實施例一種光波導線路基板的剖面示意圖。 圖2A至圖2D繪示為圖1的光波導線路基板的製作方法的剖面示意圖。
100:光波導線路基板
110:線路板
110a:上表面
110b:下表面
112:絕緣層
114:圖案化線路層
114a:導電線路
114b:接墊
115:表面處理層
116:防銲層
118:支撐層
118a、118b、122a、122b:側邊
118c:開口
120:光波導結構
122:第一包覆層
124:核心層
124a:頂面
124b:底面
124c:壓印開口
124s:側壁
126:反射層
128:第二包覆層
128a:第一部分
128b:第二部分
128s:連接面
L:距離
θ:夾角

Claims (20)

  1. 一種光波導線路基板，包括： 一線路板，具有彼此相對的一上表面與一下表面以及設置於該上表面上的多個接墊；以及 一光波導結構，配置於該線路板上且位於該下表面，該光波導結構包括： 一第一包覆層； 一第二包覆層，包括一第一部分與一第二部分； 一核心層，位於該第一包覆層與該第二包覆層之間，且具有一壓印開口，該第一包覆層位於該線路板與該核心層之間，其中該壓印開口的孔徑從該第一包覆層往該第二包覆層逐漸變大，該第二包覆層的該第一部分填滿該壓印開口且具有一連接面，該第二包覆層的該第二部分接觸該連接面且覆蓋該核心層的一底面，該連接面切齊該底面；以及 一反射層，位於該核心層與該第二包覆層的該第一部分之間，其中該反射層與該連接面之間的夾角介於44度至46度之間，且該反射層於該線路板的該上表面上的正投影位於該些接墊之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光波導線路基板，其中該線路板包括： 至少一絕緣層；以及 至少一圖案化線路層，包括多個導電線路與該些接墊，其中該絕緣層位於該圖案化線路層與該光波導結構之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光波導線路基板，其中該線路板更包括： 一防銲層，包覆該些導電線路；以及 一表面處理層，包覆該些接墊。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的光波導線路基板，其中該線路板更包括： 一支撐層，配置於該絕緣層與該光波導結構之間，且該支撐層的一第一側邊相對於該第一包覆層的一第二側邊內縮一距離。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光波導線路基板，其中該支撐層具有一開口，該開口於該上表面上的正投影位於該些接墊之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光波導線路基板，其中該第一包覆層填滿該開口且覆蓋部分該絕緣層。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的光波導線路基板，其中該開口於該上表面上的正投影與該壓印開口於該上表面上的正投影部分重疊。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光波導線路基板，其中該第一包覆層的光折射率與該第二包覆層的光折射率皆不同於該核心層的光折射率。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光波導線路基板，其中部分該第二包覆層與該第一包覆層直接接觸。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光波導線路基板，其中該第二包覆層的該第一部分的剖面形狀包括等腰梯形。
  11. 一種光波導線路基板的製作方法，包括： 提供一線路板，該線路板具有彼此相對的一上表面與一下表面以及設置於該上表面上的多個接墊； 形成一第一包覆層於該線路板的該下表面上； 形成一核心層於該第一包覆層上； 以壓印的方式於該核心層上形成一壓印開口，其中該壓印開口的孔徑從該第一包覆層往遠離該第一包覆層的方向逐漸變大； 形成一反射層於該壓印開口的一側壁上，其中該反射層於該線路板的該上表面上的正投影位於該些接墊之間；以及 形成一第二包覆層於該核心層上，該第二包覆層包括一第一部分與一第二部分，該第一部分填滿該壓印開口且具有一連接面，該第二部分接觸該連接面且覆蓋該核心層的一底面，該連接面切齊該底面，該反射層位於該核心層與該第二包覆層的該第一部分之間，且該反射層與該連接面之間的夾角介於44度至46度之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該線路板包括： 至少一絕緣層；以及 至少一圖案化線路層，包括多個導電線路與該些接墊，其中該絕緣層位於該圖案化線路層與該光波導結構之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該線路板更包括： 一防銲層，包覆該些導電線路；以及 一表面處理層，包覆該些接墊。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該線路板更包括： 一支撐層，配置於該絕緣層與該光波導結構之間，且該支撐層的一第一側邊相對於該第一包覆層的一第二側邊內縮一距離。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該支撐層具有一開口，該開口於該上表面上的正投影位於該些接墊之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該第一包覆層填滿該開口且覆蓋部分該絕緣層。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該開口於該上表面上的正投影與該壓印開口於該上表面上的正投影部分重疊。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該第一包覆層的光折射率與該第二包覆層的光折射率皆不同於該核心層的光折射率。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的光波導線路基板的製作方法，其中部分該第二包覆層與該第一包覆層直接接觸。
  20. 如申請專利範圍第11項所述的光波導線路基板的製作方法，其中該第二包覆層的該第一部分的剖面形狀包括等腰梯形。
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