TWI480608B - 光學印刷電路板及其製造方法 - Google Patents

Description

光學印刷電路板及其製造方法

本發明是關於一種採用光纖之光學印刷電路板及一種製造該光學印刷電路板之方法。

印刷電路板為使各種器件能夠安裝於其上或藉由將金屬線整合於其中使該等器件能夠電性互連的電子組件。隨著技術進步，已製造出具有各種功能及形式的印刷電路板。

由於快速之資訊技術的進步，信號之傳播速度已被視為例如攜帶型終端機、筆記型電腦等之電子設備中的重要參數。因為藉由在銅包層壓板上形成電路圖案而形成之印刷電路板使用電線作為信號傳播媒體，且該等電線主要由例如銅及其類似物之導電金屬形成，所以在傳播極大量之資料時會受到限制。

近來，已開發出一種一光波導形成於一絕緣部件上的光學印刷電路板技術。為在光學印刷電路板中實現使光穿過之光波導，使用聚合物及玻璃纖維之光纖已經開始被運用。

實施例提供一種具有發明性結構之光學印刷電路板及一種製造該印刷電路板之方法。

實施例亦提供一種薄型之光學印刷電路板及一種製造該印刷電路板之方法。

實施例亦提供一種可經由一簡單製程製造之光學印刷電路板及一種製造該印刷電路板之方法。

在一實施例中，一種光學印刷電路板包括：一絕緣部件；一光纖，其安置於該絕緣部件中且具有向該絕緣部件之一側暴露的相對末端部分；及至少一支撐部件，其具備一耦接至該光纖之該等相對末端部分且導引該光纖之彎曲的導引部分。

在另一實施例中，一種製造一光學印刷電路板之方法，該方法包括：在一第一絕緣部件上形成一光纖安置區；將該光纖及耦接至該光纖之相對末端的第一支撐部件及第二支撐部件安裝於該光纖安置區中；及用一第二絕緣部件覆蓋該光纖安置區。

一或多個實施例之細節陳述於附圖及下文之描述中。將自該描述及附圖且自申請專利範圍明顯看出其他特徵。

該等實施例提供一種具有發明性結構之光學印刷電路板及一種製造該印刷電路板之方法。

該等實施例亦提供一種薄型之光學印刷電路板及一種製造該印刷電路板之方法。

該等實施例亦提供一種可經由一簡單製程製造之光學印刷電路板及一種製造該印刷電路板之方法。

【發明模式】

在以下描述中，應理解，在一層(或膜)被稱為在另一層或基板「上」時，其可直接在另一層或基板上，或亦可存在介入層。另外，應理解，在一層被稱為在另一層「下」時，其可直接在另一層下，且亦可存在一或多個介入層。另外，亦應理解，在一層被稱為在兩個層「之間」時，其可為該兩個層之間的唯一層，或亦可存在一或多個介入層。

在各圖中，為說明之清楚起見，誇示層及區之尺寸。相似參考數字在全文中指代相似元件。

現將詳細地參考本發明之實施例，其實例說明於附圖中。

圖1為根據一實施例之光學印刷電路板之橫截面圖。

參看圖1，包括一絕緣部件110、安置於該絕緣部件110中之光纖120及支撐該光纖120之相對末端部分的第一支撐部件130及第二支撐部件140。

該絕緣部件110可由含有玻璃纖維之環氧樹脂或酚樹脂所形成。該光纖120可形成於該絕緣部件110上。一由導電金屬(例如：銅)形成之電路圖案150亦可形成於該絕緣部件110上。該絕緣部件110可由各自具有一電路圖案150之複數個層形成。

另外，該絕緣部件110具備用於形成於不同層上之電路圖案150之間的電連接的通孔151。導電金屬塗佈於該等通孔151之內表面上。

該光纖120為用於傳輸光信號之薄纖維。該光纖120具有0.02μm~0.05μm之直徑。一束光纖120可安置於該絕緣部件110中。

圖2為說明圖1之光纖的視圖。

一束光纖120安置於該絕緣部件110中。然而，在除了圖2外之其他圖式中，為便於描述，僅描述一個光纖120。

該等光纖120中之每一者包括：一核心121，其為用於傳播光之媒體；及一包層122，其用於防止信號自一個光纖120之核心121洩漏至另一光纖120之核心121的無線電干擾。該核心121可由石英基玻璃、矽石基玻璃或聚合化合物形成。該包層122具有比該核心121低之折射率，且塗佈於該核心121之外圓周表面上。用於保護該包層122免受外部影響之保護層可額外塗佈於該包層122之外圓周表面上。

如圖2所示，入射於該光纖120之第一末端上的光在該核心121與該包層122之間的邊界部分上連續地全反射且傳播至光纖120之第二末端。

該第一支撐部件130及該第二支撐部件140支撐該光纖120之相對末端部分，以使得該光纖120之末端部分安置於該絕緣部件110之表面上。

該第一支撐部件130及該第二支撐部件140可安置於形成於該絕緣部件110上之第一安裝凹槽130a及第二安裝凹槽140a(見圖6)中。該第一部件130及該第二部件140可經安置以使得其頂表面與該絕緣部件110之表面在同一平面上。

該光纖120可安置成與該絕緣部件110之主表面平行且埋入於該絕緣部件110中。該光纖120在其相對末端部分處以預定角度彎曲。

一用於將光信號輸入至光纖120的傳輸器模組160安置於該第一支撐部件130上方。一發出該光信號之光源的垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)161裝設於該傳輸器模組160上。該垂直共振腔面射型雷射161為在雷射束發出至光纖120之通路中傳輸光信號的光源。

一用於接收穿過該光纖120之光信號的接收模組170裝設於該第二支撐部件140上方。該接收模組170用以將自該光纖120傳輸之光信號轉換成電信號。一光偵側器171，即，用於偵側光信號之器件，安裝於該接收模組170上。

來自該傳輸器模組160之垂直共振腔面射型雷射161的光信號穿過該光纖120並到達該接收模組170之光偵側器171。該光信號經全反射且穿過該光纖120。此處，該光纖120之相對末端部分彎曲以在該絕緣部件110之頂表面上暴露。然而，藉由該第一支撐部件130及該第二支撐部件140使該光纖120彎曲以實現全反射。

圖3為圖1之第一支撐部件的透視圖，且圖4為光纖安裝於其上之第一支撐部件及第二支撐部件的橫截面圖。

參看圖3，該第一支撐部件130經成形以對應於該第一支撐部件130之第一安裝凹槽130a。如圖3所示，該第一支撐部件130可形成為長方體。

該第一支撐部件130包括一導引部分，該導引部分用於導引該光纖120在使光信號全反射之範圍內的彎曲。該導引部分能以穿過該第一支撐部件130所形成之導孔131的形式來提供。

該導孔131具備一相對於該絕緣部件110之主表面以預定角度傾斜的傾斜表面132。在此實施例中，該導孔131形成為上方部分之面積大於下方部分之面積的圓錐形狀。然而，本發明不限於此。亦即，導孔131可形成為上方部分與下方部分具有相同面積之圓柱形狀。

另外，該第二支撐部件140與該第一支撐部件130可形成為相同之結構。因此，對該第二支撐部件140之描述將引用上文對第一支撐部件130之描述。

參看圖4，該等光纖120是以束形式提供且插入至導孔131及141中。該束光纖120之相對末端部分可與該第一支撐部件130及該第二支撐部件140之頂表面安置於大體上相同之平面上。

該第一支撐部件130及該第二支撐部件140安裝於該絕緣部件110上，以使得該束光纖120可位於該絕緣部件110中。

在此實施例之光學印刷電路板中，因為該等光纖120是由該第一支撐部件130及該第二支撐部件140裝設，所以可容易經由一簡單製程實現該束光纖120之裝設。

根據此實施例之光學印刷電路板，因為藉由該第一支撐部件130及該第二支撐部件140使該束光纖120在可能實現全反射之範圍內彎向該傳輸器模組160及該接收模組170，所以可經由該等光纖120穩定地傳輸光信號。

根據此實施例，因為該束光纖120固定地埋入於該絕緣部件110中，所以不需要用於固定該束光纖120之結構。因此，可實現較薄型之光學印刷電路板。亦即，可減小圖1之絕緣部件之厚度A。

通常，在對該通孔151電鍍時，該通孔151之直徑對該絕緣部件110之厚度A的比(亦即，值(B/A))必須大於一預定參考值。該值(B/A)是藉由用於對該通孔151電鍍之化學材料或裝置確定。

因此，在該絕緣部件110之厚度A減小時，該通孔151之直徑B亦可減小，且因此安置於該絕緣部件110之頂表面或下表面上的電路圖案或電子器件之整合度可增加。結果，可增加設計電路之自由度。

下文將描述根據一實施例之製造光學印刷電路板的方法。

圖5至圖9為說明根據一實施例之製造光學印刷電路板之方法的視圖。

首先參看圖5，在一第一絕緣部件111上形成一光纖安置區113。可藉由選擇性地蝕刻形成為平板類型之第一絕緣部件111來形成該光纖安置區113。

參看圖6，在該光纖安置區113中形成用於安裝該第一支撐部件130及該第二支撐部件140之第一安裝凹槽130a及第二安裝凹槽140a。可經由光微影製程、蝕刻製程或鑽孔製程來形成第一安裝凹槽130a及第二安裝凹槽140a。

參看圖7，在該第一安裝凹槽130a及該第二安裝凹槽140a中安裝耦接至該光纖120之第一支撐部件130及第二支撐部件140。此處，藉由該第一支撐部件130及該第二支撐部件140之導孔131及141，該光纖120之相對末端部分保持其彎曲狀態。

參看圖8，以一第二絕緣部件112覆蓋該光纖安置區113。經由一按壓製程將該第二絕緣部件112堆疊於該第一絕緣部件111上。在施加熱及壓力時，該第一絕緣部件111及該第二絕緣部件112熔融以具有黏著力，且該光纖120由於處於高溫狀態下的該第二絕緣部件112的流動而自然地保持其彎曲狀態。

在使該第一絕緣部件111及該第二絕緣部件112冷卻並硬化時，將該第二絕緣部件112穩固地黏著至該第一絕緣部件111。此處，該第一絕緣部件111與該第二絕緣部件112彼此整合以形成上文參看圖1描述之絕緣部件110。在使該第一絕緣部件111及該第二絕緣部件112冷卻並硬化之製程中，將該光纖120固定於該第一絕緣部件111與該第二絕緣部件112之間。

在如上所述將該光纖120埋入於該絕緣部件110中後，額外地執行用於形成電路圖案150之製程、用於堆疊另一絕緣部件之製程、用於安裝該傳輸器模組160及該接收模組170之製程及用於形成通孔151之製程等等。

雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發明、圖式及所附申請專利範圍之範疇內，所主張組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。對於熟習此項技術者而言，除了零部件及/或配置之變化及修改外，替代用途亦將顯而易見。

【產業利用性】

該等實施例可應用於光學印刷電路板領域及製造光學印刷電路板之方法。

110．．．絕緣部件

111．．．第一絕緣部件

112．．．第二絕緣部件

113．．．光纖安置區

120．．．光纖

121．．．核心

122．．．包層

130．．．第一支撐部件

130a．．．第一安裝凹槽

131．．．導孔

132．．．傾斜表面

140．．．第二支撐部件

140a．．．第二安裝凹槽

141．．．導孔

150．．．電路圖案

151．．．通孔

160．．．傳輸器模組

161．．．垂直共振腔面射型雷射

170．．．接收模組

171．．．光偵側器

A．．．絕緣部件之厚度

B．．．通孔之直徑

圖1　為根據一實施例之光學印刷電路板之橫截面圖。

圖2　為說明圖1之光纖的視圖。

圖3　為圖1之第一支撐部件的透視圖。

圖4　為光纖安裝於其上之第一支撐部件及第二支撐部件的橫截面圖。

圖5至圖9為說明根據一實施例之製造光學印刷電路板之方法的視圖。

110．．．絕緣部件

120．．．光纖

130．．．第一支撐部件

140．．．第二支撐部件

150．．．電路圖案

151．．．通孔

160．．．傳輸器模組

161．．．垂直共振腔面射型雷射

170．．．接收模組

171．．．光偵側器

A．．．絕緣部件之厚度

B．．．通孔之直徑

Claims (11)

1. 一種光學印刷電路板，包含：一絕緣部件；一光纖，其安置於該絕緣部件中且具有向該絕緣部件之一側暴露的複數個相對末端部分；及至少一支撐部件，其具備耦接至該光纖之該些相對末端部分且導引該光纖之彎曲的一導引部分，其中該導引部分包含一導孔，係穿過該支撐部件而形成，其中該導孔包含一第一開口及一第二開口相對形成於該支撐部件之表面，以及一內表面位於該第一開口與該第二開口之間，其中該內表面之一部分垂直於該絕緣部件之一主表面，且該內表面之另一部分傾斜至該絕緣部件之該主表面，其中該光纖之該些相對末端部分直接連接至該內表面之該另一部分。
2. 如請求項1之光學印刷電路板，其中該第一開口具有比該第二開口大的一面積。
3. 如請求項1之光學印刷電路板，其中該絕緣部件包含一第一絕緣部件及熔接至該第一絕緣部件及該光纖的一第 二絕緣部件。
4. 如請求項1之光學印刷電路板，其中該支撐部件包含彼此間隔開且向該絕緣部件之一外側暴露的一第一支撐部件及一第二支撐部件。
5. 如請求項4之光學印刷電路板，其中該光纖之該些相對末端部分經由該第一支撐部件及該第二支撐部件向該絕緣部件之該外側暴露。
6. 如請求項4之光學印刷電路板，其進一步包含與經由該第一支撐部件向該外側暴露之該光纖相對設置的一傳輸器模組及與經由該第二支撐部件向該外側暴露之該光纖相對設置的一接收模組。
7. 一種製造光學印刷電路板之方法，該方法包含：在一第一絕緣部件上形成一光纖安置區；在該光纖安置區中安裝一光纖及耦接至該光纖之複數個相對末端的第一及第二支撐部件；及用一第二絕緣部件覆蓋該光纖安置區，其中該第一及第二支撐部件包含一導孔，其中該導孔包含一第一開口及一第二開口相對形成於該第一支撐部件之表面及該第二支撐部件之表面，以及一內表面位於該第一開口與該第二開口之間，其中該內表面之一部分垂直於該第一絕緣部件之一 主表面，且該內表面之另一部分傾斜至該第一絕緣部件之該主表面，其中該光纖之該些相對末端部分直接連接至該內表面之該另一部分。
8. 如請求項7之方法，其進一步包含，在該第一絕緣部件上形成該光纖安置區後，在該光纖安置區中形成用於安裝該第一支撐部件及該第二支撐部件的安裝孔。
9. 如請求項7之方法，其中該第二絕緣部件經由一按壓形成製程而耦接至該第一絕緣部件。
10. 如請求項7之方法，其中該第一支撐部件及該第二支撐部件彼此間隔開且至少部分向該第一絕緣部件及該第二絕緣部件之外側暴露。
11. 如請求項7之方法，其進一步包含形成一傳輸器模組以使得該傳輸器模組與經由該第一支撐部件向外側暴露之該光纖相對設置，及形成一接收模組以使得該接收模組與經由該第二支撐部件向該外側暴露之該光纖相對設置。