TW202346929A - 光迴路基板及光學零件構裝構造體 - Google Patents
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Abstract
有關本發明之光迴路基板係包含：具有包含光學零件的構裝區域之上表面之配線基板，以及位於配線基板之光波導路。光波導路係鄰接地位於構裝區域，並從配線基板的上表面側包含下部包層、纖芯及上部包層。光波導路具有：第1端面，係與構裝區域相對向；以及第2端面，係在同一面內包含下部包層的端面、纖芯的端面及上部包層的端面，並且位於與第1端面為相反側。於第2端面，下部包層的端面及上部包層的端面中之至少一部分係具有較纖芯的端面突出之突出部。
Description
本發明係關於光迴路基板及使用該光迴路基板之光學零件構裝構造體。
近年來，能夠以高速來進行大容量資料的通訊之光纖係被使用在資訊通訊。光訊號的接收傳送係在此光纖與光學零件(矽光子裝置)之間進行。例如專利文獻1及2所記載般，光纖與光學零件係經由光波導路來連接。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2001-330762號公報
[專利文獻2] 日本特許第4678155號公報
專利文獻1及2所記載之以往的光波導路於製品檢查時或輸送時等，在與光纖等連接之連接器側的端面上容易產生損傷。尤其在與光訊號的傳輸相關聯之纖芯中產生損傷時，光訊號的傳輸損失增大。本發明之課題在於提供一種降低在光波導路的端面上造成損傷之疑慮，且光訊號的傳輸損失少之光迴路基板。
有關本發明之光迴路基板係包含：具有包含光學零件的構裝區域之上表面之配線基板、以及位於配線基板之光波導路。光波導路係位於與構裝區域鄰接之位置，並從配線基板的上表面側開始包含下部包層、纖芯及上部包層。光波導路具有第1端面及第2端面，該第1端面係與構裝區域相對向，該第2端面係在同一面內包含下部包層的端面、纖芯的端面及上部包層的端面，並且位於與第1端面為相反側。於第2端面，下部包層的端面及上部包層的端面中之至少一部分係具有較纖芯的端面突出之突出部。
有關本發明之光學零件構裝構造體係具有：上述光迴路基板、以及位於構裝區域並具有光傳輸路之光學零件；於第1端面上，纖芯的端面與光傳輸路的端面相對向。
如上述，本發明之光迴路基板係於第2端面，下部包層的端面及上部包層的端面中之至少一部分具有較纖芯的端面突出之突出部。其結果為，根據本發明之光迴路基板，可降低在光波導路的端面上造成損傷之疑慮，並減少光訊號的傳輸損失。
1:光迴路基板
2:配線基板
3:光波導路
3a:第1端面
3b:第2端面
4:光學零件
5:光纖
5a:光連接器
6:電子零件
7:焊料
10:光學零件構裝構造體
11:曲面部
21a:導體層
21b:電極墊
31:下部包層
32:光波導路用纖芯
33:上部包層
34:突出部
41:光傳輸路(矽波導路(Si波導路))
341:第1突出部
342:第2突出部
L1:突出部的長度
S:突出部所突出之方向
圖1係顯示在本發明的一實施型態之光迴路基板構裝有光學零件及電子零件之光學零件構裝構造體之俯視圖。
圖2係用以說明圖1所示之區域X的剖面之擴大說明圖。
圖3係用以說明圖2所示之區域Y之剖面的一例之擴大說明圖。
圖4係用以說明圖2所示之區域Y之剖面的其他例之擴大說明圖。
圖5係用以說明在圖2所示之區域Y的剖面上，光波導路的第2端面具有曲面形狀之一例之擴大說明圖。
圖6係用以說明在圖2所示之區域Y的剖面上，導體層的厚度在光波導路的第2端面上為最大之擴大說明圖。
根據圖1至3來說明本發明的一實施型態之光迴路基板。圖1為顯示在本發明的一實施型態之光迴路基板1上構裝有光學零件4之光學零件構裝構造體10之俯視圖。
有關本發明的一實施型態之光迴路基板1係包含配線基板2以及光波導路3。有關一實施型態之光迴路基板1所包含之配線基板2可列舉一般使用在光迴路基板之配線基板。
雖於圖中未具體地顯示，惟此配線基板2係包含例如：纖芯基板、以及積層於纖芯基板的雙面之增層。纖芯基板只要是具有絕緣性之
原材料，就無特別限定。具有絕緣性之原材料可列舉例如：環氧樹脂、雙順丁烯二醯亞胺-三嗪(Triazine)樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯醚樹脂等樹脂。此等樹脂亦可混合2種以上而使用。為了電連接纖芯基板的上下表面，纖芯基板通常具有貫通孔導體。
纖芯基板亦可含有補強材料。補強材料可列舉例如：玻璃纖維、玻璃不織布、聚芳醯胺不織布、聚芳醯胺纖維、聚酯纖維等絕緣性布材。補強材料亦可併用2種以上。再者，於纖芯基板中，亦可分散有二氧化矽、硫酸鋇、滑石、黏土、玻璃、碳酸鈣、氧化鈦等無機填充材。
增層係具有絕緣層與導體層交互地積層之構造。位於最表面之導體層(位於配線基板2的上表面之導體層)的一部分，係包含光波導路3所位處之導體層21a。導體層21a例如由銅等金屬所形成。與纖芯基板相同，增層所包含之絕緣層只要是具有絕緣性之原材料，就無特別限定。具有絕緣性之原材料可列舉例如：環氧樹脂、雙順丁烯二醯亞胺-三嗪樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚苯醚樹脂等樹脂。此等樹脂亦可混合2種以上而使用。
於增層中存在有2層以上的絕緣層之情形時，各絕緣層可為相同樹脂或不同樹脂。增層所包含之絕緣層與纖芯基板可為相同樹脂或不同樹脂。增層通常具有用以電連接層間之通孔導體。
再者，於增層所包含之絕緣層中，亦可分散有二氧化矽、硫酸鋇、滑石、黏土、玻璃、碳酸鈣、氧化鈦等無機填充材。
如圖2所示，有關一實施型態之光迴路基板1所包含之光波導路3係位於配線基板2的表面上所存在之導體層21a的表面上。圖2為
說明圖1所示之區域X的剖面之擴大說明圖。光波導路3係具有從導體層21a側依序積層有下部包層31、光波導路用纖芯32及上部包層33之構造。
光波導路3所包含之下部包層31係位於配線基板2的表面，具體而言，下部包層31係位於存在於配線基板2之光波導路形成區域的表面之導體層21a的表面上。形成下部包層31之材料並無限定，可列舉例如環氧樹脂、矽樹脂等樹脂。
關於光波導路3所包含之上部包層33亦與下部包層31相同，係由環氧樹脂、矽樹脂等樹脂所形成。下部包層31與上部包層33可為相同材料或不同材料。再者，下部包層31及上部包層33可具有相同厚度或不同厚度。下部包層31及上部包層33分別具有例如約為5μm以上150μm以下左右的厚度。
光波導路3所包含之光波導路用纖芯32為進入光波導路3之光進行傳遞的部分。具體而言，係定位成構裝於配線基板2的構裝區域之光學零件4所包含之光傳輸路41的側面，與光波導路3之光波導路用纖芯32的側面相對向。如圖2所示，將包含與配線基板2的構裝區域(光學零件4)相對向之此光波導路用纖芯32的側面之光波導路3的側面，設成為第1端面3a。
於此第1端面3a，係在光波導路用纖芯32與光傳輸路41之間進行光訊號的接收傳送。形成光波導路用纖芯32之材料並無限定，可考量例如光的穿透性或所傳送之光的波長特性等來適當地設定。材料可列舉例如環氧樹脂、矽樹脂等樹脂。光波導路用纖芯32具有例如約3μm以上50μm以下左右的厚度。
於光波導路3中，位於與第1端面3a為相反側之側面為第2端面3b，且係在同一面內包含下部包層31的端面、光波導路用纖芯32的端面及上部包層33的端面。具體而言，如圖2所示，於光波導路3中，與光連接器5a相對向之側面為第2端面3b。再者，如圖5所示，第2端面3b亦可具有：在同一面內包含下部包層31的端面、光波導路用纖芯32的端面及上部包層33的端面之曲面部11。所謂曲面部11意指例如在剖面中，下部包層31的端面、光波導路用纖芯32的端面及上部包層33的端面相互無階差而連續地接觸之拱門形狀。此時，拱門形狀的頂部係位於與光連接器5a為相反側。藉由具有此曲面部11，而有可減少光波導路用纖芯32之端面的損傷之優點。
於有關一實施型態之光迴路基板1中，如圖3所示，光波導路3的第2端面3b於下部包層31之端面的一部分，具有較光波導路用纖芯32的端面突出之突出部34。圖3為用以說明圖2所示之區域Y之剖面的一例之擴大說明圖。有關一實施型態之光迴路基板1可藉由具有此突出部34，而降低在光波導路3的端面(第2端面3b，尤其是光波導路用纖芯32的端面)上造成損傷之疑慮，可減少光訊號的傳輸損失。如圖3所示，有時將位於下部包層31的端面之突出部34記載為第1突出部341。
突出部34(第1突出部341)例如由與下部包層31為相同之材料所形成，亦可與下部包層31一體地成形。第1突出部341在下部包層31的厚度方向上，可位於較中間部更下側(配線基板2側)，亦可位於導體層21a的正上方(下部包層31的最下部)。藉由使第1突出部341位於此處，第1突出部341係由相對堅固的導體層21a所支撐而補強。於第1突
出部341位於導體層21a的正上方(下部包層31的最下部)之情形時，由導體層21a所帶來之支撐效果變得更大。再者，藉由將第1突出部341形成於遠離光波導路用纖芯32之位置上，光訊號的傳輸不易受到阻礙，並且可保護光波導路3的第2端面3b(尤其是光波導路用纖芯32的端面)。
突出部34的長度，亦即從光波導路用纖芯32的端面至突出部34的前端為止之長度L1可為例如1μm以上3.5μm以下，尤其在突出部34為第1突出部341之情形時，可為例如1.2μm以上3.3μm以下。突出部34(第1突出部341)具有此長度時，可充分地保護光波導路3的第2端面3b(尤其是光波導路用纖芯32的端面)，並且可亦充分地發揮光訊號的傳輸效率。
導體層21a的端面(導體層端面)亦可位於光波導路3之第2端面3b的正下方。此外，如圖3所示，例如導體層端面在圖3所示之突出部34所突出之方向S上，亦可位於光波導路用纖芯32的端面與突出部34的前端之間。此等只需考量與光連接器5a之連接性來適當地設定即可。於存在有複數個突出部34之情形時，所謂「突出部34的前端」，意指從光波導路用纖芯32的端面至突出部34的前端為止為最長之突出部34的前端。
於導體層端面在突出部34所突出之方向S上位於光波導路用纖芯32的端面與突出部34的前端之間時，可藉由相對柔軟的下部包層31來吸收衝擊，並以相對堅固的導體層21a來保護光波導路3受到衝擊。如圖6所示，導體層21a的厚度L3於導體層端面上可為最大厚度。從光波
導路用纖芯32的端面之導體層端面之長度可為例如0.7μm以上2μm以下。
如圖3所示，突出部34不須僅位於下部包層31的端面上，亦可僅位於上部包層33的端面上，如圖4所示，可位於下部包層31的端面及上部包層33的端面兩者。圖4為用以說明圖2所示之區域Y之剖面的其他例之擴大說明圖。如圖4所示，係將位於上部包層33的端面之突出部34記載為第2突出部342。
第2突出部342於上部包層33的端面可位於上部，例如，第2突出部342可連續地位於上部包層33的上表面。所謂「第2突出部連續地位於上部包層的上表面」，意指第2突出部342之根部的上部與上部包層33的上表面幾乎位於相同平面。藉由將第2突出部342形成於遠離光波導路用纖芯32之位置，光訊號的傳輸不易受到阻礙，並且可保護光波導路3的第2端面3b(尤其是光波導路用纖芯32的端面)。突出部34(第2突出部342)例如由與上部包層33為相同之材料所形成，亦可與上部包層33一體地成形。
於突出部34為第2突出部342之情形時，從光波導路用纖芯32的端面至第2突出部342的前端為止之長度L2可為例如1μm以上3.5μm以下。於第2突出部342具有此長度時，可充分地保護光波導路3的第2端面3b(尤其是光波導路用纖芯32的端面)，並且亦充分地發揮光訊號的傳輸效率。
如圖4所示，於突出部34位於下部包層31及上部包層33兩者之情形時，第2突出部342的長度L2(從光波導路用纖芯32的端面至第
2突出部342的前端為止之長度)可較第1突出部341的長度L1(從光波導路用纖芯32的端面至第1突出部341的前端為止之長度)更長。藉由此構成，在光波導路3的端面上產生損傷之可能性可進一步降低。
雖於圖中未顯示，惟防焊層亦可部分地位於配線基板2的表面上。防焊層係由樹脂所形成，樹脂可列舉例如丙烯酸變性環氧樹脂等。
再者，配線基板2的端面(基板端面)在突出部34所突出之方向S上，亦可位於光波導路用纖芯32的第2端面3b與突出部34的前端之間。於存在有複數個突出部34之情形時，如上述般，所謂「突出部34的前端」，意指從光波導路用纖芯32的端面至突出部34的前端為止為最長之突出部34的前端。
接著說明在光波導路3的第2端面3b上，於下部包層31及上部包層33的至少一方形成突出部34之方法的一實施型態。
首先準備配線基板2。配線基板2係於上表面上具有相互鄰接之光學零件4的構裝區域及光波導路形成區域。於配線基板2的光波導路形成區域中，係包含作為位於最表面之導體層(位於配線基板2的上表面之導體層)的一部分之導體層21a。於配線基板2的構裝區域中，係包含作為位於最表面之導體層的一部分之電極墊21b。導體層21a及電極墊21b例如由銅等金屬所形成。
接著於光波導路形成區域中形成下部包層31。具體而言，係以被覆光波導路形成區域之方式來積層由環氧樹脂、矽樹脂等樹脂所形成之樹脂層。然後進行曝光及顯影而形成下部包層31。
接著形成沿著下部包層31的上表面之光波導路用纖芯32。光波導路用纖芯32係在如上述般將環氧樹脂、矽樹脂等塗佈或貼著於下部包層31上後，進行曝光、顯影處理而形成為預定的形狀。
然後形成被覆下部包層31的上表面及光波導路用纖芯32之上部包層33。上部包層33亦與下部包層31相同，係藉由將環氧樹脂、矽樹脂等樹脂進行曝光、顯影處理而形成。下部包層31與上部包層33可為相同材料或不同材料。再者，下部包層31及上部包層33可具有相同厚度或不同厚度。
接著藉由例如切割器來切斷下部包層31、光波導路用纖芯32及上部包層33的兩端面，而形成第1端面3a及第2端面3b。於藉由切割器進行切斷時，係在形成突出部34之位置上施加壓縮應力。於下部包層31形成第1突出部341之情形時，例如只需使用切割刀來捲起導體層21a以施加壓縮應力即可。於上部包層33形成第2突出部342之情形時，例如只需在使切割刀接觸時施加壓縮應力即可。
然後藉由進行熱處理，使所貯留之壓縮應力被釋放而使下部包層31及上部包層33之至少一方的一部分突出，並形成突出部34(第1突出部341及第2突出部342的至少一方)。熱處理只需在例如120℃以上160℃以下進行30分鐘以上60分鐘以下即可。
接著說明本發明之光學零件構裝構造體。如圖1所示，有關本發明的一實施型態之光學零件構裝構造體10係具有：於有關一實施型態之光迴路基板1中構裝有光學零件4及電子零件6之構造。於構裝於有關一實施型態之光學零件構裝構造體10之光學零件4中，係包含光傳輸路
41。包含此光傳輸路41之光學零件4可列舉例如矽光子裝置等。電子零件6可列舉例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit：特殊應用積體電路)、驅動IC等。
如圖2所示，光學零件4係經由焊料7與位於配線基板2之光學零件4的構裝區域之電極墊21b電連接。電極墊21b為位於配線基板2的上表面之導體層的一部分。
接著說明矽光子裝置來作為光學零件4的一例。矽光子裝置例如為具有以矽(Si)作為纖芯，以二氧化矽(SiO2)作為包層之光傳輸路41之光學零件的1種。矽光子裝置係包含Si波導路作為光傳輸路41，且雖於圖中未顯示，惟更包含鈍化膜、光源部、光偵測部等。如上述般，光傳輸路41(Si波導路41)係在光波導路3之一方的端部上，位於與光波導路3所包含之光波導路用纖芯32相對向之位置。
例如，來自配線基板2之電訊號係經由焊料7而被傳送至光學零件4(矽光子裝置)所包含之光源部。接收了所傳送之電訊號的光源部係進行發光。所發光之光訊號經由光傳輸路41(Si波導路41)及光波導路用纖芯32，而被傳遞至經由光連接器5a所連接之光纖5。
一實施型態之光學零件構裝構造體10係在光迴路基板1所包含之光波導路3的第2端面3b，下部包層31的端面及上部包層33的端面中之至少一部分係具有較光波導路用纖芯32的端面更突出之突出部34。因此可降低在光波導路3的第2端面3b(尤其是光波導路用纖芯32的端面)上造成損傷之疑慮。結果，一實施型態之光學零件構裝構造體10可減少光訊號的傳輸損失。
1:光迴路基板
2:配線基板
3:光波導路
3b:第2端面
5a:光連接器
21a:導體層
31:下部包層
32:光波導路用纖芯
33:上部包層
34:突出部
341:第1突出部
L1:突出部的長度
S:突出部所突出之方向
Claims (12)
- 一種光迴路基板，係包含：具有包含光學零件的構裝區域之上表面之配線基板，以及位於前述配線基板之光波導路；前述光波導路係位於與前述構裝區域鄰接之位置，並從前述配線基板的前述上表面側開始包含下部包層、纖芯及上部包層；前述光波導路具有：第1端面，係與前述構裝區域相對向，以及第2端面，係在同一面內包含前述下部包層的端面、前述纖芯的端面及前述上部包層的端面，並且位於與前述第1端面為相反側；於該第2端面，前述下部包層的端面及前述上部包層的端面中之至少一部分係具有較前述纖芯的端面突出之突出部。
- 如請求項1所述之光迴路基板，其中，導體層位於前述配線基板的上表面，前述光波導路位於前述導體層上。
- 如請求項2所述之光迴路基板，其中，前述導體層係包含位於前述第2端面的正下方之導體層端面，前述導體層端面在前述突出部所突出之方向上，位於前述纖芯的端面與前述突出部的前端之間。
- 如請求項2或3所述之光迴路基板，其中，前述突出部係至少包含位於前述下部包層之第1突出部，前述第1突出部位於前述導體層的正上方。
- 如請求項1至4中任一項所述之光迴路基板，其中，前述突出部係至少包含位於前述上部包層之第2突出部，該第2突出部係連續地位於前述上部包層的上表面。
- 如請求項1至5中任一項所述之光迴路基板，其中，前述配線基板在前述突出部所突出之方向上，具有位於前述纖芯的端面與前述突出部的前端之間之基板端面。
- 如請求項4至6中任一項所述之光迴路基板，其中，前述第1突出部係從前述第2端面上之前述纖芯的端面，突出1.2μm以上3.3μm以下的長度。
- 如請求項5至7中任一項所述之光迴路基板，其中，前述第2突出部係從前述第2端面之前述纖芯的端面，突出1μm以上3.5μm以下的長度。
- 如請求項5至8中任一項所述之光迴路基板，其中，在前述突出部所突出之方向上，從前述第2端面之前述纖芯的端面至前述第2突出部的前端為止之長度，係較從前述第2端面之前述纖芯的端面至前述第1突出部的前端為止之長度更長。
- 如請求項1至9中任一項所述之光迴路基板，其中，前述第2端面係具有在同一面內包含前述下部包層的端面、前述纖芯的端面及前述上部包層的端面之曲面部。
- 如請求項2至10中任一項所述之光迴路基板，其中，前述導體層的厚度係於端面為最大。
- 一種光學零件構裝構造體，係具有：如請求項1至11中任一項所述之光迴路基板、以及位於前述構裝區域並具有光傳輸路之光學零件；於前述第1端面之前述纖芯的端面與前述光傳輸路的端面相對向。
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