TWI762308B - 光電複合電路板以及光電複合電路板的製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種光電複合電路板，包括依次連接的第一區、第二區和第三區。第一區包括第一線路基板、第一耦合元件以及晶片，所述第一耦合元件以及所述晶片均與所述第一線路基板電連接；第二區包括光纖以及絕緣層，所述光纖容置於所述絕緣層中；第三區包括第二線路基板、第二耦合元件以及電子元件，所述第二耦合元件以及所述電子元件均與所述第二線路基板電連接；其中，所述第一耦合元件與所述第二耦合元件均與所述光纖光學對位。本申請還提供一種光電複合電路板的製作方法。

Description

光電複合電路板以及光電複合電路板的製作方法
本申請涉及光電子領域，尤其涉及一種光電複合電路板以及光電複合電路板的製作方法。
隨著光通訊技術的發展，人們對高速資料傳輸要求的不斷提高，傳統的電路板、晶片、電子元件之間藉由金屬線的“電互連”方式已遇到了瓶頸，傳統的電路板使用電作為能量介質傳輸資訊的速度很難滿足未來光通訊電路板高傳輸效率以及低損耗的要求。
因此，有必要提供一種傳輸效率高以及損耗低的光電複合電路板，以解決上述問題。
另，還有必要提供一種光電複合電路板的製作方法。
一種光電複合電路板，包括依次連接的第一區、第二區和第三區。第一區包括第一線路基板、第一耦合元件以及晶片，所述第一耦合元件以及所述晶片均與所述第一線路基板電連接；第二區包括光纖以及絕緣層，所述光纖容置於所述絕緣層中；第三區包括第二線路基板、第二耦合元件以及電子元件， 所述第二耦合元件以及所述電子元件均與所述第二線路基板電連接；其中，所述第一耦合元件與所述第二耦合元件均與所述光纖光學對位。
在一些實施方式中，所述絕緣層的材質選自有機玻璃、聚苯乙稀以及聚碳酸酯中的至少一種。
在一些實施方式中，所述第一耦合元件與所述第二耦合元件均藉由透明膠與所述光纖連接。
在一些實施方式中，所述光電複合電路板還包括第一保護層以及第二保護層，所述第一保護層覆蓋所述絕緣層以及所述透明膠的表面，所述第二保護層覆蓋所述絕緣層背離所述第一保護層的表面。
在一些實施方式中，所述第一保護層還延伸並覆蓋所述第一線路基板以及所述第二線路基板的表面，所述第二保護層還延伸並覆蓋所述第一線路基板的表面。
在一些實施方式中，所述第一耦合元件位於所述第一線路基板臨近所述第二區的端部；所述第二耦合元件位於所述第二線路基板臨近所述第二區的端部。
在一些實施方式中，所述電子元件為LED陣列，所述光電複合電路板還包括油墨層，所述油墨層位於所述第二線路基板連接有所述LED陣列的表面。
一種光電複合電路板的製作方法，包括以下步驟：提供一覆銅載板以及負載於所述覆銅載板表面的線路中間體，所述覆銅載板包括基材層以及位於基材層表面的底銅層，所述線路中間體包括第一開槽，所述底銅層暴露於所述第一開槽；在所述第一開槽中形成絕緣層包覆的光纖；在所述光纖的兩端分別形成第一容置槽與第二容置槽，所述底銅層暴露於所述第一容置槽與第二容置槽；在所述第一容置槽中容置第一耦合元件，在所述第二容置槽中容置第 二耦合元件，並用透明膠封裝所述第一耦合元件與所述第二耦合元件；去除所述基材層；去除所述光纖對應的底銅層，所述光纖一側的所述線路中間體與所述底銅層形成第一線路基板，所述光纖另一側的所述線路中間體與所述底銅層形成第二線路基板；以及在所述第一線路基板上電連接晶片，在所述第二線路基板上電連接電子元件，得到所述光電複合電路板。
在一些實施方式中，在“去除所述基材層”的步驟之前，所述製作方法還包括：在所述絕緣層以及所述透明膠背離所述覆銅載板的表面形成第一保護層；在“去除所述光纖對應的底銅層”的步驟之後，所述絕緣層暴露出來，所述製作方法還包括：覆蓋第二保護層於所述絕緣層的表面。
在一些實施方式中，所述第一保護層還延伸至所述線路中間體的表面。
在一些實施方式中，在所述第一開槽中形成所述絕緣層包覆的所述光纖包括以下步驟：在所述第一開槽中填充所述絕緣層；所述絕緣層背離所述覆銅載板的表面形成第二開槽；在所述第二開槽中放置所述光纖；以及採用所述絕緣層覆蓋所述光纖。
在一些實施方式中，所述電子元件為LED陣列，在“在所述第一線路基板上電連接電子元件”的步驟之前，所述製作方法還包括：所述第二線路基板的表面覆蓋油墨層。
本申請提供的光電複合電路板，藉由內埋設置的光纖連接第一區中的晶片以及第三區中的電子元件，替代了現有藉由“金屬線”的電連接方式，能夠提升傳輸資訊的速度，提升光電複合電路板的傳輸效率；另藉由絕緣層將所述光纖包覆起來，以使光信號在光纖中傳輸，可以有效減小光信號傳輸的損失，降低損耗。
100:光電複合電路板
I:第一區
II:第二區
III:第三區
10:覆銅載板
12:基材層
14:底銅層
20:線路中間體
22:第一開槽
24:覆銅板
242:介質層
244:銅層
26:線路層
30:光纖
32:絕緣層
322:第二開槽
42:第一容置槽
43:第二容置槽
45:第一耦合元件
46:第二耦合元件
47:透明膠
52:第一保護層
54:第二保護層
56:油墨層
62:第一線路基板
64:第二線路基板
70:晶片
80:電子元件
圖1為本申請實施例提供的覆銅載板的截面示意圖。
圖2為在圖1所示的覆銅載板表面壓合一覆銅板、並形成貫穿覆銅板的第一開槽後的截面示意圖。
圖3為在圖2所示的第一開槽中填充絕緣層後的截面示意圖。
圖4為對圖3所示的覆銅板進行線路製作以形成線路中間體的截面示意圖。
圖5為在圖4所示的絕緣層的表面形成第二開槽後的截面示意圖。
圖6為在圖5所示的第二開槽中放置光纖後的截面示意圖。
圖7為進行增層並採用絕緣層覆蓋圖6所示的光纖後的截面示意圖。
圖8為在圖7所示的光纖兩端形成第一容置槽與第二容置槽後的截面示意圖。
圖9為在圖8所示的第一容置槽中容置第一耦合元件、在第二容置槽中容置第二耦合元件、並採用透明膠密封第一耦合元件和第二耦合元件後的截面示意圖。
圖10為在圖9所示的絕緣層以及透明膠表面形成第一保護層後去除基材層後的截面示意圖。
圖11為去除圖10所示的光纖對應的底銅層得到第一線路基板和第二線路基板、在絕緣層的表面覆蓋第二保護層、在第二線路基板的表面覆蓋油墨層後的截面示意圖。
圖12為在圖11所示的第一線路基板上連接晶片、在第二線路基板上連接電子元件得到的光電複合電路板的截面示意圖。
圖13為圖12所示的光電複合電路板的俯視圖。
為了能夠更清楚地理解本申請的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本申請進行詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施方式及實施方式中的特徵可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本申請，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本申請。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的所有的和任意的組合。
在本申請的各實施例中，為了便於描述而非限制本申請，本申請專利申請說明書以及申請專利範圍中使用的術語“連接”並非限定於物理的或者機械的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等僅用於表示相對位置關係，當被描述物件的絕對位置改變後，則該相對位置關係也相應地改變。
請參閱圖12以及圖13，本申請提供一種光電複合電路板100，包括依次連接第一區I、第二區II以及第三區III。
所述第一區I包括第一線路基板62、第一耦合元件45以及晶片70，所述第一耦合元件45以及所述晶片70均與所述第一線路基板62電連接。其中，所述第一耦合元件45位於所述第一線路基板62臨近所述第二區II的端部。所述晶片70用於信號處理。
在一些實施方式中，所述第一耦合元件45藉由透明膠47密封於所述第一線路基板62上，以減小光傳輸過程中的信號損失。
所述第二區II包括光纖30以及絕緣層32，所述光纖30容置於所述絕緣層32中，所述絕緣層32用於保護所述光纖30。所述第一耦合元件45與所述光纖30形成的光通道光學對位，可以藉由對光信號的接收與發送進行信號的傳輸。
所述第二區II為光傳輸區。所述光纖30的折射率較高，從而有利於光的折射，所述光纖30的材質可以選擇透明性較高以及柔軟性較好的材料。所述絕緣層32包裹所述光纖30，所述絕緣層32的折射率相較於光纖30的折射率較低，以便光在光纖30中進行全放射的傳輸，防止在光纖30中傳輸的光在絕緣層32中折射而導致光信號的損失。所述絕緣層32的材質可以選自有機玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)或者聚碳酸酯(PC)材料。
所述第三區III包括第二線路基板64、第二耦合元件46以及電子元件80，所述第二耦合元件46以及所述電子元件80均與所述第二線路基板64電連接。其中，所述第二耦合元件46位於所述第二線路基板64臨近所述第二區II的端部。
在一些實施方式中，所述第二耦合元件46與所述光纖30形成的光通道光學對位，可以藉由對光信號的接收與發送進行信號的傳輸。所述第二耦合元件46藉由透明膠47密封於所述第二線路基板64上，以減小光傳輸過程中的信號損失。
所述光纖30的兩端暴露於所述絕緣層32，所述第一耦合元件45與所述第二耦合元件46均藉由所述透明膠47與所述光纖30連接，從而有效減小光在傳輸過程中的信號損失。
所述電子元件80可以包括但不限於LED陣列、發光二極體、波導、光纖、透鏡、光檢測器以及光敏感半導體等光學元件。
在一些實施方式中，所述光電複合電路板100還包括第一保護層52以及第二保護層54。所述第一保護層52覆蓋所述絕緣層32以及所述透明膠47的 表面，所述第二保護層54覆蓋所述絕緣層32背離所述第一保護層52的表面，所述第一保護層52以及所述第二保護層54用於保護所述光纖30、所述第一耦合元件45以及所述第二耦合元件46在光信號傳輸過程中，防止外界信號的干擾而導致光信號損失。
在一些實施方式中，所述第一保護層52還延伸並覆蓋所述第一線路基板62以及所述第二線路基板64的表面，所述第二保護層54還延伸並覆蓋所述第一線路基板62的表面，用於保護所述第一線路基板62與第二線路基板64的線路層26，防止外界信號的干擾而導致電信號損失。
所述第一保護層52與所述第二保護層54的材質可以選自柔性較好的高分子材料，包括但不限於聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、液晶高分子聚合物(LCP)等，從而使得所述光電複合電路板100在所述第二區II具有一定的可撓性。
在一些實施方式中，當所述電子元件80為LED陣列時，所述光電複合電路板100還包括油墨層56，所述油墨層56位於所述第二線路基板64連接有所述電子元件80的表面，所述油墨層56能夠提高所述LED陣列的反射效率。
請參閱圖1至圖13，本申請實施例還提供一種上述光電複合電路板100的製作方法，包括以下步驟：
步驟S1：請參閱圖1、圖2和圖4，提供一覆銅載板10以及負載於所述覆銅載板10表面的線路中間體20，所述覆銅載板10包括基材層12以及位於基材層12表面的底銅層14，所述線路中間體20包括第一開槽22，所述底銅層14暴露於所述第一開槽22。
所述基材層12用於起承載作用，在後續製程後會去除。在滿足一定硬度的前提下，所述基材層12的材質並不限制。所述底銅層14在後續製程中用於線路製作形成線路。
所述線路中間體20包括線路層26與介質層242，所述線路層26與所述介質層242層疊設置。所述線路層26可以為一層或多層，當所述線路層26為多層時，多層線路層26之間電連接。
在一些實施方式中，在所述覆銅載板10表面形成所述線路中間體20的方法可以包括以下步驟：
步驟S101：請參閱圖1，提供所述覆銅載板10。
步驟S102：請參閱圖2，在所述覆銅載板10的表面壓合一覆銅板24，所述覆銅板24包括介質層242與銅層244，其中，所述介質層242覆蓋於所述底銅層14的表面。
步驟S103：請再次參閱圖2，沿所述覆銅載板10與所述覆銅板24疊設方向，形成貫穿所述銅層244以及介質層242的所述第一開槽22，所述底銅層14暴露於所述第一開槽22。
步驟S104：請參閱圖4，對所述銅層244進行線路製作形成線路層26，從而在所述覆銅載板10表面形成所述線路中間體20。
在一些實施方式中，對所述銅層244進行線路製作形成線路之後，還可以再壓合覆銅板24進行線路製作以形成多層線路。
在一些實施方式中，在覆銅載板10的表面形成線路中間體20的步驟也可以是在一基材層12上壓合一雙面覆銅板24，再進行開蓋步驟，形成上述結構。
步驟S2：請參閱圖3、圖5至圖7，在所述第一開槽22中形成絕緣層32包覆的光纖30。
所述光纖30的數量可以為一個或多個。
在一些實施方式中，在所述第一開槽22中形成所述絕緣層32包覆的光纖30的步驟可以包括以下步驟。
步驟S201：請參閱圖3，在所述第一開槽22中填充所述絕緣層32。
可以理解地，所述絕緣層32與所述底銅層14的表面連接。填充所述絕緣層32後烘烤固化，將所述絕緣層32背離所述覆銅載板10的表面磨平。
在一些實施方式中，所述絕緣層32背離所述覆銅載板10的表面可以與線路中間體20的表面平齊或者低於所述線路中間體20的表面，即所述絕緣層32填充全部或部分所述第一開槽22。在本實施方式中，所述絕緣層32填充全部所述第一開槽22，然後再疊加一具有第一開槽22的覆銅板24，所述絕緣層32暴露於所述第一開槽22。其中疊加的覆銅板24在後續製程中會進行線路製作以形成線路層26。
步驟S202：請參閱圖5，在所述絕緣層32背離所述覆銅載板10的表面形成第二開槽322。
步驟S203：請參閱圖6，在所述第二開槽322中放置所述光纖30。
在所述第二開槽322中放置一個或多個光纖30。
步驟S204：請參閱圖7，採用所述絕緣層32覆蓋所述光纖30，即所述光纖30埋設於所述絕緣層32中。
由於光纖30較細，因此可以在將所述絕緣層32覆蓋光纖30前，在光纖30表面沾上膠層，所使用的膠層材料與絕緣層32一致；然後在光纖30上繼續塗覆絕緣層32後烘乾、磨平。
在一些實施方式中，步驟S201也可以在步驟S104之前，即先線路製作後再在第一開槽22中形成光纖30。
步驟S3：請參閱圖8，在所述光纖30的兩端分別形成第一容置槽42與第二容置槽43，所述底銅層14暴露於所述第一容置槽42與第二容置槽43。
所述第一容置槽42與所述第二容置槽43在所述線路中間體20背離所述覆銅載板10的表面向內凹陷形成，直至所述底銅層14暴露於所述第一容置槽42與第二容置槽43。
步驟S4：請參閱圖9，在所述第一容置槽42中容置第一耦合元件45，在所述第二容置槽43中容置第二耦合元件46，並用透明膠47封裝所述第一耦合元件45與所述第二耦合元件46。
所述第一耦合元件45與所述第二耦合元件46均與所述光纖30光學對位，從而便於藉由對光信號的接收與發送進行信號的傳輸。
在一些實施方式中，所述第一容置槽42和第二容置槽43還分別貫穿所述光纖30的端部，即在形成第一容置槽42與第二容置槽43的過程中，去除所述光纖30的端部，以使光纖30暴露於所述第一容置槽42與第二容置槽43的側壁。在所述第一容置槽42容置第一耦合元件45以及在所述第二容置槽43中容置第二耦合元件46並採用透明膠47密封後，所述光纖30的兩端分別與所述第一耦合元件45和和第二耦合元件46藉由所述透明膠47連接，能夠有效減小光傳輸過程中的信號損失。
步驟S5：請參閱圖10，在所述絕緣層32以及所述透明膠47背離所述覆銅載板10的表面形成第一保護層52，去除所述基材層12。
所述第一保護層52用於保護所述光纖30、所述第一耦合元件45以及所述第二耦合元件46在光信號傳輸過程中，防止外界信號的干擾而導致光信號損失。
進一步地，所述第一保護層52還延伸至所述線路中間體20的表面，所述第一保護層52還用於保護所述線路中間體20中的線路層26，防止外界信號的干擾而導致電信號損失。
去除所述基材層12後，所述底銅層14暴露出來，從而便於後續製程中去除所述光纖30對應的底銅層14。
步驟S6：請參閱圖11，去除所述光纖30對應的底銅層14，覆蓋第二保護層54於所述絕緣層32的表面，所述光纖30一側的所述線路中間體20與所述底銅層14形成第一線路基板62，所述光纖30另一側的所述線路中間體20與所述底銅層14形成第二線路基板64。
可以理解地，光纖30對應的底銅層14去除後，所述絕緣層32暴露出來，從而便於形成用於保護所述光纖30的第二保護層54。
在一些實施方式中，所述第二保護層54還覆蓋於所述第一線路基板62的表面，所述第二保護層54還用於保護所述第一線路基板62中的線路層26，防止外界信號的干擾而導致電信號損失。
步驟S7：請參閱圖12以及圖13，在所述第一線路基板62上電連接晶片70，在所述第二線路基板64上電連接電子元件80，得到包括依次連接的第一區I、第二區II以及第三區III的光電複合電路板100。
所述晶片70與所述電子元件80可以藉由錫膏分別與第一線路基板62與第二線路基板64電連接。
在一些實施方式中，當所述電子元件80為LED陣列時，在連接所述電子元件80的步驟之前，所述製作方法還包括在所述第二線路基板64背離所述第一保護層52的表面覆蓋油墨層56的步驟。所述油墨層56位於所述第二線路基板64連接有所述LED陣列的表面，所述油墨層56能夠提高所述LED陣列的反射效率。
本申請提供的光電複合電路板100，藉由內埋設置的光纖30連接第一區I中的晶片70以及第三區III中的電子元件80，替代了現有藉由“金屬線”的電連接方式，能夠提升傳輸資訊的速度，提升光電複合電路板100的傳輸效率；另 藉由絕緣層32將所述光纖30包覆起來，以使光信號在光纖30中傳輸，可以有效減小光信號傳輸的損失，降低損耗。
以上實施方式僅用以說明本申請的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施方式對本申請進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本申請的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本申請技術方案的精神和範圍。
100:光電複合電路板
I:第一區
II:第二區
III:第三區
242:介質層
26:線路層
30:光纖
32:絕緣層
45:第一耦合元件
46:第二耦合元件
47:透明膠
52:第一保護層
54:第二保護層
56:油墨層
62:第一線路基板
64:第二線路基板
70:晶片
80:電子元件

Claims (11)

  1. 一種光電複合電路板，其改良在於，包括：第一區，包括第一線路基板、第一耦合元件以及晶片，所述第一耦合元件以及所述晶片均與所述第一線路基板電連接；第二區，與所述第一區連接，包括光纖以及絕緣層，所述光纖容置於所述絕緣層中；以及第三區，位於所述第二區背離所述第一區的一側，包括第二線路基板、第二耦合元件以及電子元件，所述第二耦合元件以及所述電子元件均與所述第二線路基板電連接；其中，所述第一耦合元件與所述第二耦合元件均與所述光纖光學對位，所述第一耦合元件與所述第二耦合元件均藉由透明膠與所述光纖連接。
  2. 如請求項1所述之光電複合電路板，其中所述絕緣層的材質選自有機玻璃、聚苯乙稀以及聚碳酸酯中的至少一種。
  3. 如請求項2所述之光電複合電路板，其中所述光電複合電路板還包括第一保護層以及第二保護層，所述第一保護層覆蓋所述絕緣層以及所述透明膠的表面，所述第二保護層覆蓋所述絕緣層背離所述第一保護層的表面。
  4. 如請求項3所述之光電複合電路板，其中所述第一保護層還延伸並覆蓋所述第一線路基板以及所述第二線路基板的表面，所述第二保護層還延伸並覆蓋所述第一線路基板的表面。
  5. 如請求項1所述之光電複合電路板，其中所述第一耦合元件位於所述第一線路基板臨近所述第二區的端部；所述第二耦合元件位於所述第二線路基板臨近所述第二區的端部。
  6. 如請求項1所述之光電複合電路板，其中所述電子元件為LED陣列，所述光電複合電路板還包括油墨層，所述油墨層位於所述第二線路基板連接有所述LED陣列的表面。
  7. 一種光電複合電路板的製作方法，其改良在於，包括以下步驟：提供一覆銅載板以及負載於所述覆銅載板表面的線路中間體，所述覆銅載板包括基材層以及位於基材層表面的底銅層，所述線路中間體包括第一開槽，所述底銅層暴露於所述第一開槽；在所述第一開槽中形成絕緣層包覆的光纖；在所述光纖的兩端分別形成第一容置槽與第二容置槽，所述底銅層暴露於所述第一容置槽與第二容置槽；在所述第一容置槽中容置第一耦合元件，在所述第二容置槽中容置第二耦合元件，並用透明膠封裝所述第一耦合元件與所述第二耦合元件；去除所述基材層；去除所述光纖對應的底銅層，所述光纖一側的所述線路中間體與所述底銅層形成第一線路基板，所述光纖另一側的所述線路中間體與所述底銅層形成第二線路基板；以及在所述第一線路基板上電連接晶片，在所述第二線路基板上電連接電子元件，得到所述光電複合電路板。
  8. 如請求項7所述之光電複合電路板的製作方法，其中在“去除所述基材層”的步驟之前，所述製作方法還包括：在所述絕緣層以及所述透明膠背離所述覆銅載板的表面形成第一保護層；在“去除所述光纖對應的底銅層”的步驟之後，所述絕緣層暴露出來，所述製作方法還包括：覆蓋第二保護層於所述絕緣層的表面。
  9. 如請求項8所述之光電複合電路板的製作方法，其中所述第一保護層還延伸至所述線路中間體的表面。
  10. 如請求項7所述之光電複合電路板的製作方法，其中在所述第一開槽中形成所述絕緣層包覆的所述光纖包括以下步驟：在所述第一開槽中填充所述絕緣層；所述絕緣層背離所述覆銅載板的表面形成第二開槽；在所述第二開槽中放置所述光纖；以及採用所述絕緣層覆蓋所述光纖。
  11. 如請求項7所述之光電複合電路板的製作方法，其中所述電子元件為LED陣列，在“在所述第一線路基板上電連接電子元件”的步驟之前，所述製作方法還包括：所述第二線路基板的表面覆蓋油墨層。
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