TWI574065B - 光學印刷電路板及其製造方法 - Google Patents

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Description

光學印刷電路板及其製造方法
本發明主張於2009年10月09日所申請之韓國專利申請案號10-2009-0096271的優先權，此全文將併入本案以作為參考。
本發明係有關於一種光學印刷電路板及其製造方法。
一般所使用的印刷電路板(PCB)具有一基板，基板上成形並塗有一銅薄膜電線路，之後將各種的元件嵌入插入其中並藉由電子訊號的傳遞來運作。然而，典型印刷電路板的基板，具有傳遞電子訊號的能力不及元件或電子裝置處理電子訊號能力的限制。特別是如此的電子訊號對於外界環境較為敏感且會產生雜訊，因此對於需要高精密的電子產品上便呈現相當大的障礙。而為了減少該限制，以允許高精密、先進設備的生產，一種具有減少更多電波干擾與雜訊而利用一光波導的一光學印刷電路板已經被發展出，以取代例如以銅所作成的金屬電路。
圖1為根據該相關領域光學印刷電路板結構的示意圖。
請參閱圖1，根據該相關領域而用以達成一光學連接的一光學印刷電路板，包含一發光裝置5、一傳送處理晶片7、一光源收集裝置6、一接收處理晶片8、一光學連接區1以及一光波導10。
特別的是，所提供的一印刷電路板3用以嵌裝該發光裝置5、傳送處理晶片7、光源收集裝置6以及接收處理晶片8，並且一導銷2提供介於該光學連接區1與該光學印刷電路板4之間以及介於該光學連接區1與該發光裝置5、光源收集裝置6之間的連接。
然而，於此相關領域的光學印刷電路板，雜訊會產生在介於該印刷電路板3與該光學印刷電路板4之間連接電子訊號的線路中，並且光學損失會發生於光學連接區1連接該發光裝置5與光源收集裝置6之部份的錯位；或者，會發生於該光學印刷電路板4內部的光波導2連接該光學連接區1之部份的錯位。
以及，當使用該導銷2時，該導銷2會於使用期間的震動或溫度變化而移動或變形。
實施例提供一具有新穎結構的光學印刷電路板及其製造方法。
實施例亦提供於一光學連接模組以及傳送模組與接收模組之間易於對位的一光學印刷電路板及其製造方法。
實施例更提供可穩固地耦接一光學連接模組以及一傳送模組與一接收模組的一光學印刷電路板及其製造方法。
於一實施例中，一光學印刷電路板包含：一具有至少一或多個內層的印刷電路板，和與該內層電性連接的一電路圖案(pattern)；以及埋設於該印刷電路板中並包含有一光學傳送部、一光學接收部的一光學連接模組，以及連接該光學傳送部與該光學接收部的一光波導，其中該印刷電路板界定一對位圖案區(align pattern region)，使得成形的該光學傳送部與該光學接收部的頂部低於該印刷電路板的一表面。
於另一實施例中，一光學印刷電路板的製造方法包含：一第一步驟：在一絕緣層上形成一基底內層，該基底內層具有一電路圖案；一第二步驟：加工該基底內層或於該基底內層上的一內層，並將一光學連接模組定位於一預定腔室中；一第三步驟：形成至少一或多個被電性相互連接的內層在除了該光學連接模組以外的一區域上，以及一第四步驟：選擇性地從該至少一或多個內層中移除一最外面之內層的一表面並形成一對位圖案區。
實施例可提供具有新穎結構的光學印刷電路板及其製造方法。
實施例亦可提供於一光學連接模組以及一傳送模組與一接收模組之間易於對位的一光學印刷電路板及其製造方法。
實施例更可提供可穩固地耦接一光學連接模組以及一傳送模組與一接收模組的一光學印刷電路板及其製造方法。
為讓本發明之上述目的、特徵和特點能更明顯易懂，茲配合圖式將本發明相關實施例詳細說明如下。
於附圖所提及的說明中、不論參考數字，例如元件將給予對應的參考數字，以及其重複描述將不提供。同時，如”第一”、”第二”等的術語，可用來作為描述不同元件，且該元件不應限制於此術語。這些術語僅用來分辨不同的元件。
本發明提供與光學連接模組整體形成的光學印刷電路板，其中該光學連接模組埋設於該印刷電路板中，且該光學連接模組的一暴露部份低於該印刷電路板的表面，使得該整個光學連接系統的機械可靠性得以穩固，且可消除傳送/接收的雜訊。
請參閱圖2，圖2為根據本發明一實施例說明光學印刷電路板內部的剖視圖。
根據一實施例的一光學印刷電路板P包含至少一或多個內層110、120以及130，且一電路圖案131電性連接該內層110、120以及130。
該光學印刷電路板P包含具有一光學傳送部Tx、一光波導F以及一光學接收部Tr的一光學連接模組100，且一對位圖案區X形成暴露在該光學印刷電路板P上的光學連接模組100的一部份上。
特別地，根據實施例關於該光學連接模組100的位置，該光學連接模組100的一部份表面暴露在較低於該光學印刷電路板P之表面的該對位圖案區X上。據此，該對位圖案區X為配置成凹陷的，以作為較低於該光學印刷電路板P之該表面的一步階(step)圖案。
更詳盡地，根據實施例該內層110、120以及130可形成作為該光學印刷電路板P中的獨立層或複數層，而具有複 數層的結構將於實施例中作為說明。
利用具有一基底內層110的結構將該內層110、120以及130連接，且至少一或多個內層120與130利用一凸塊或導電通孔112在基底內層110的頂部或/及底部電性導通。該光學連接模組100形成在該基底內層110以及其它內層120與130上。
該光學連接模組100由一光學傳送部Tx、一光學接收部Tr以及連接該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr的一光波導F整體形成。以及，該光波導F的外部可利用例如一支撐件的一外部元件來保護。該光波導F可採用光纖去發射以及接收光學訊號。特別地，建構成該光學連接模組100之端部的該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr的表面，為該光學印刷電路板P外部暴露的部份。
據此，根據實施例的該光學連接模組100可被提供有較低於該光學印刷電路板P之表面的一對位圖案區X，且該對位圖案區X可具有凹陷在該光學印刷電路板P表面下方的一步階結構。
該對位圖案區X被配置為一凹陷空間，使得以嵌入形式嵌裝於該光學印刷電路板P而形成在該光學連接模組100之任一端的該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr的表面得以暴露，並可具有一深度Y，該深度Y為該光學印刷電路板P的最外面表面140至該最外面內層130之一部份的距離。
在相關領域中，由於一傳送模組與一接收模組被安裝 成相同或高於光學印刷電路板之表面的高度，使得用以固定導銷的銷孔對位是必要的，因此錯位與其他缺陷將導致製程中的延誤。以及，由於僅使用導銷來執行固定，因此該傳送模組與該接收模組為不穩固以致降低該光學印刷電路板的整體機械強度。
根據本發明，當一傳送模組與一接收模組被安裝在設置於該對位圖案區X上的該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr上時，對位便利性與機械強度便可同時穩固，且將於以下提供細節說明。
圖3為根據本發明實施例說明對位圖案區X之主要元件的放大剖視圖。
如圖3a所示，根據實施例的一對位圖案區X被提供以一凹陷圖案之結構而成步階狀低於該光學印刷電路板P的表面，且該光學連接模組100的該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr暴露在其中的較低部分。一傳送模組或一接收模組160可被安裝與連接在該光學傳送部Tx或該光學接收部Tr。利用該對位圖案區X的步階，該傳送模組或該接收模組160亦可被嵌入低於該光學印刷電路板P的表面，其中該傳送模組與該接收模組之側邊表面直接與該對位圖案區之內表面連接。該傳送模組可為一電/光(Electro Optical,E/O)轉換器，且該接收模組可為一光/電(Optical Electro,O/E)轉換器。
如圖3b所示，根據此情況，僅有該傳送模組或該接收模組160的一部分可設置在該對位圖案區X中。亦即，該光 學連接模組100可被安裝較低於該光學印刷電路板P的表面，該傳送模組或該接收模組160的一部分可被插入在該對位圖案區X中，且該傳送模組或該接收模組160的一部分可被形成而從該光學印刷電路板P的表面突出。
在任何情況下，該傳送模組或該接收模組160可被安裝在該對位圖案區X的該步階區域上而不需執行個別的對位，且可於該光學連接模組100與該傳送模組或該接收模組160之間利用一額外的導銷150之手段作進一步連接。
當該傳送模組或該接收模組160被安裝在該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr上時，該對位圖案區X的存在免除一個別對位的需求以及允許用於為一凹陷開放區域之該對位圖案區X中而為一凹陷開放區域之直接插入的一自動對位功能被執行，以大幅降低對位時的勞力。因此，有別於使用導銷150所造成的缺陷，一傳送模組或接收模組160埋入嵌入在該對位圖案區X中的結構，以加強耦接以及改善機械強度將可被實現。
圖4與圖5為根據本發明實施例說明用以製造光學印刷電路板之流程圖與示意圖。
根據實施例用以製造光學印刷電路板之流程包含在一絕緣層上形成一基底內層，該基底內層界定一電路圖案的一基底內層的第一步驟；加工該一基底內層或於該基底內層上的另一內層並將一光學連接模組埋入嵌入於一預定腔室中的第二步驟；形成至少一或多個被電性相互連接的內層 在除了該光學連接模組以外的一區域上的第三步驟；以及，加工該最外邊最外面內層的一表面並形成一對位圖案區的第四步驟。於第二步驟該埋入嵌入圖案的流程中，可直接地加工與形成該基底內層，或者可加工與形成在該基底內層頂部上的其他堆疊內層。將於下文中給予加工該基底內層以形成一嵌入圖案的範例說明。
將於以下說明該流程更進一步的細節。
首先，於第一步驟S1中，形成一基底內層110以製作一中心層。該基底內層110可由一絕緣層所構成，且一導電通孔112與電路圖案111被形成在該絕緣層中以電性連接至另一內層。
於第二步驟中，利用一機械或化學加工選擇地移除該基底內層110以界定該光學連接模組100可被嵌入的一腔室(cavity)，並將該光學連接模組100嵌入該腔室中。該光學連接模組100包含一光學傳送部Tx、一光學接收部Tr以及一光波導F。該光學連接模組100的該光學傳送部Tx、該光學接收部Tr以及該光波導F可被整體形成，且可形成一殼體於該光學連接模組100的一部分上以作為一支撐單元。用以界定該腔室的機械加工可利用鑽孔(drilling)加工，例如使用雷射鑽孔，以及用以界定該腔室的化學加工可利用使用光蝕刻法(photolithography)的一圖案方法(patterning method)。
於第三步驟中，至少一或多個內層120與130被形成在除了該光學連接模組100形成的該部分外的區域上。在一或多個 內層120與130，該內層120堆疊在該基底內層110上，且一銅(Cu)層被加工以形成步驟S31中的一電路圖案121。該內層130亦可被堆疊以形成步驟S32中的一電路圖案。當然，該內層120與130的形成可重複地被執行以產生堆疊的一複數層。然而，為了使該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr，也就是該光學連接模組100的端部，被插入至最外面的該內層130中，因此該最外面的該內層130被形成高於步驟S3中的該光學連接模組100的高度。
於第四步驟中，該電路圖案131以及用以保護該電路圖案131的一阻焊層(solder resist layer)140等，被形成在該最外面內層130的頂部上。以及，利用機械或化學加工形成一對位圖案區X。具有小於該光學印刷電路板的該最外面層之該表面一高度以作為一圖案的該對位圖案區X，可利用執行一機械或化學加工來成形。以及，於加工期間，該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr之表面為被暴露於該光學連接模組100端部的部份。
之後，於第五步驟中，該對位圖案區X被作為用以安裝該傳送模組或接收模組的一自動對位點，且該傳送模組或該接收模組的至少一部份被嵌入步驟S4中的該對位圖案區X中。
據此，根據實施例的該光學印刷電路板降低了該傳送模組或接收模組因遭受外界衝擊而被分開或損壞的可能性，且由於傳送模組或接收模組的更加穩固固定，因此當傳送訊號時可降低雜訊。
圖6至圖8為根據本發明其他實施例示意地說明光學印刷電路板的主要元件的剖視圖。
請參閱圖6的實施例，其為光學連接模組100的不同結構，形成該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr之該區塊結構的一部份被插入至該基底內層110，且形成一光波導F以連接兩個區塊。在該光學連接模組100之該上部分的該傳送模組或該接收模組160可被形成較低於該光學印刷電路板的該表面，其中該傳送模組與該接收模組之側邊表面直接與該對位圖案區之內表面連接。
請參閱圖7的實施例，其為光學連接模組100的另一結構，形成該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr之該區塊結構的一部份被插入至該基底內層110，且形成一光波導F以連接兩個區塊。在該光學連接模組100之該上部分的一傳送模組或接收模組160的一部分可被形成較高於該光學印刷電路板的該表面。
請參閱圖8中的實施例，其為光學連接模組100的另一結構，形成該光學傳送部Tx與該光學接收部Tr之一區塊結構的一部份未被插入至該基底內層110上，而是被插入至設置在該基底內層110上的一內層120中，且形成一光波導F以連接兩個區塊。當然，在該光學連接模組100之該上部分的一傳送模組或接收模組160的一部分可被形成較高於該光學印刷電路板的該表面，以及該傳送模組或該接收模組160的一部分可被成形而較低於該光學印刷電路板的該表面。
所述之實施例可被運用至一光學印刷電路板及其製造方法。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧光學連接區
2‧‧‧導銷
3‧‧‧印刷電路板
4‧‧‧光學印刷電路板
5‧‧‧發光裝置
6‧‧‧光源收集裝置
7‧‧‧傳送處理晶片
8‧‧‧接收處理晶片
10‧‧‧光波導
100‧‧‧光學連接模組
110,120,130‧‧‧內層
112‧‧‧導電通孔
111,121,131‧‧‧電路圖案
140‧‧‧最外面表面
150‧‧‧導銷
160‧‧‧接收模組(接收模組)
F‧‧‧光波導
P‧‧‧光學印刷電路板
Tx‧‧‧光學傳送部
Tr‧‧‧光學接收部
X‧‧‧對位圖案區
Y‧‧‧深度
S1~S4‧‧‧步驟
圖1為根據該相關領域光學印刷電路板結構的示意圖；圖2與圖3為根據本發明實施例示意地說明光學印刷電路板的主要元件的放大剖視圖；圖4與圖5為根據本發明實施例說明用以製造光學印刷電路板之流程圖與示意圖；以及圖6至圖8為根據本發明其他實施例示意地說明光學印刷電路板的主要元件的剖視圖。
100．．．光學連接模組
110,120,130．．．內層
112．．．導電通孔
131．．．電路圖案
140．．．最外面表面
P．．．光學印刷電路板
Tx．．．光學傳送部
Tr．．．光學接收部
X．．．對位圖案區
Y．．．深度

Claims (12)

  1. 一種光學印刷電路板，包含：一印刷電路板，包含至少一或多個內層、一電路圖案電性連接該些內層，以及用以保護最外側之該內層或該些內層的頂表面上及該電路圖案之一阻焊層；一光學連接模組，嵌設於該印刷電路板中並包含一光學傳送部、一光學接收部以及連接該光學傳送部與該光學接收部的一光波導，其中該光學連接模組由該光學傳送部、該光學接收部以及該光波導整體形成；以及一傳送模組以及一接收模組，插設在一對位圖案區並且與該光學連接模組連接，其中，該印刷電路板係界定藉由加工最外側該內層或該些內層及該阻焊層所形成之該對位圖案區，使得該光學傳送部與該光學接收部的頂部形成為較低於該印刷電路板的頂表面，其中該傳送模組與該接收模組之側邊表面直接與該對位圖案區之內表面連接，其中該傳送模組及該接收模組之底表面設置為低於該內層或該些內層之最外側該內層或該些內層的頂表面，而該傳送模組及該接收模組之頂表面設置為高於該最外側內層之該頂表面，其中該光波導採用一光纖來發射及接收光學訊號，其中該傳送模組與該接收模組利用設置於該光纖內 的一導銷設置於該光導波上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學印刷電路板，其中該對位圖案區形成為低於該印刷電路板的一最外面表面的至少一凹陷圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學印刷電路板，其中該對位圖案區具有從該印刷電路板的一最外面表面延伸至該最外側內層的一部分的一深度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學印刷電路板，其中該傳送模組為一電/光(Electro Optical)轉換器，且該接收模組包含一光/電(Optical Electro)轉換器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學印刷電路板，其中該傳送模組與該接收模組的該頂表面設置為低於該阻焊層的一頂表面。
  6. 一種光學印刷電路板的製造方法，該方法包含：一第一步驟，在一絕緣層上形成一基底內層，該基底內層具有一電路圖案於其上；一第二步驟，加工該基底內層，並將一光學連接模組定位於一預定腔室中，其中該光學連接模組由一光學傳送部、一光學接收部以及連接該光學傳送部與該光學接收部之一光波導整體形成；一第三步驟，形成至少一或多個電性相互連接的內層在該光學連接模組以外的一區域上；一第四步驟，形成一阻焊層於最外側之至少一或多個內層 上；一第五步驟，選擇性地從該至少一或多個內層及該阻焊層中移除最外側該內層或該些內層的一表面並形成一對位圖案區；以及一第六步驟，形成插設在該對位圖案區中且與該光學連接模組對位並安裝於該光學連接模組的一傳送模組與一接收模組，其中該傳送模組與該接收模組之頂表面配置為低於該光學印刷電路板之頂表面，以及其中該傳送模組與該接收模組之側邊表面直接連接於該對位圖案區之內表面，其中該傳送模組及該接收模組之底表面設置為低於該最外側內層之頂表面，且該傳送模組及該接收模組之該頂表面設置為高於該最外側內層之該頂表面，其中該光波導採用一光纖來發射及接收光學訊號，其中該傳送模組與該接收模組利用設置於該光纖內的一導銷設置於該光導波上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學印刷電路板的製造方法，其中於該第三步驟中，利用使用該基底內層或在該基底內層的該內層的一機械加工或一化學加工的一圖案成形方法界定出該預定腔室。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之光學印刷電路板的製造方法，其中該第四步驟包含在該至少一或多個內層中形成高 度大於該光學連接模組的該最外側內層。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之光學印刷電路板的製造方法，其中該對位圖案區為一步階結構的一凹陷圖案而低於該最外側內層的該頂表面。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之光學印刷電路板的製造方法，其中利用一機械加工或一化學加工以形成該對位圖案區。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之光學印刷電路板的製造方法，其中形成該對位圖案區使得該光學連接模組之一表面的一部分被暴露。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之光學印刷電路板的製造方法，其中形成該對位圖案區以作為較低於該最外側內層的該頂表面而成步階狀的一區域。
TW099108147A 2009-10-09 2010-03-19 光學印刷電路板及其製造方法 TWI574065B (zh)

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