专利名称：光学印刷电路板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及ー种光学印刷电路板及其制造方法。
背景技术：
一般使用的印刷电路板(PCB)具有在上面形成并涂敷有铜薄膜电路的基板，进而 具有插入在其中的各种部件并且通过电信号的传输来工作。然而，这种一般的印刷电路板受限于传输电信号的能力比部件或电子器件的处理能力低的的基板。具体地，这种电信号对外部环境敏感，并且产生噪声，由此对于需要高精度的电子产品呈现出相当大的阻碍。为了減少这种限制，，已经研发了利用光波导的光学印刷电路板以替代诸如铜的金属电路，该光学印刷电路板大大减小了波干扰和噪音，从而能够制造高精度的先进设备。图I是示出根据现有技术的光学印刷电路板的结构的概念图。參考图1，根据现有技术的用于实现光学连接的光学印刷电路板，包括光发射器件5 ;发送处理芯片7 ;光聚集器件6 ;接收处理芯片8 ;光学连接单元I ;和光波导10。详细地，提供印刷电路板3来安装光发射器件5、发送处理芯片7、光聚集器件6和接收处理芯片8，并且导销2提供在光学连接单元I与光学印刷电路板4之间、在光学连接単元I与光发射器件5及光聚集器件6之间的连接。然而，在该现有技术的光学印刷电路板中，在印刷电路板3与光学印刷电路板4之间的线路连接电信号中产生噪声，且由于在将光发射器件5和光聚集器件与光学连接单元I连接的部分、或在将光学连接单元I与光学印刷电路板4内部的光波导2连接的部分发生的未对准，会造成光损耗。另外，当使用导销2吋，导销2由于使用期间的振动或温度变化会发生脱离或变形。
发明内容
技术问题本发明提供ー种具有新颖结构的光学印刷电路板及其制造方法。本发明还提供ー种在光学连接模块与发送模块和接收模块之间容易进行对准的光学印刷电路板及其制造方法。本发明还提供ー种能够将光学连接模块与发送模块和接收模块牢固地联结的光学印刷电路板及其制造方法。技术方案在一个实施例中，ー种光学印刷电路板包括印刷电路板，设置有至少ー层或多层内层和与所述内层电连接的电路图案；以及光学连接模块，嵌入在所述印刷电路板中，并包括光发送部分、光接收部分和连接所述光发送部分与所述光接收部分的光波导，其中，所述印刷电路板限定对准图案区，使得所述光发送部分和所述光接收部分的顶部形成为比所述印刷电路板的表面低。在另ー实施例中，一种制造光学印刷电路板的方法，包括第一步骤，在绝缘层上形成基底内层，其中该基底内层上面形成有电路图案；第二步骤，处理基底内层或所述基底内层上的内层并将光学连接模块放置在限定的腔中；第三步骤，在除所述光学连接模块之外的区域上形成至少ー层或多层互相电连接的内层；和第四步骤，从至所述少ー层或多层内层中选择性地去除最外侧内层的表面并且形成对准图案区。有益效果本发明可以提供ー种具有新颖结构的光学印刷电路板及其制造方法。
本发明还提供ー种在光学连接模块与发送模块和接收模块之间容易进行对准的光学印刷电路板及其制造方法。本发明还提供ー种能够将光学连接模块与发送模块和接收模块牢固地联结的光学印刷电路板及其制造方法。
图I是示出根据现有技术的光学印刷电路板的结构的概念图。图2和3是示意性示出根据实施例的光学印刷电路板的主要元件的剖视图。图4和5是示出制造根据实施例的光学印刷电路板的制造过程的示意图。图6至8是示意性示出根据另ー实施例的光学印刷电路板的主要元件的剖视图。
具体实施例方式在下文中，将參考附图来详细描述实施例。在參考附图的描述中，不论附图标记如何，对相似的元件给予相似的附图标记，并且不再提供重复的描述。而诸如“第一”、“第二”等术语，可以用于描述各种元件，所述元件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将ー个元件与另ー个元件进行区分。本发明提供ー种与光学印刷电路板一体形成的光学连接模块，其中光学连接模块嵌入在印刷电路板中，并且光学连接模块的露出部分形成得比印刷电路板的表面低，从而可以确保整个光学连接系统的机械可靠性，并可以消除传送/接收噪声。图2是示出根据实施例的光学印刷电路板的内部的剖视图。根据实施例的光学印刷电路板P包括至少ー层或多层内层110、120和130 ;以及与内层110、120和130电连接的电路图案131。光学印刷电路板P包括光学连接模块100，该光学连接模块100具有光传输部分Tx、光波导F、和光接收部分Tr，而对准图案区X形成为在光学印刷电路板P上的光学连接模块100的一部分上露出。具体地，就根据实施例的光学连接模块100的位置而言，将光学连接模块100的部分表面在比光学印刷电路板P的表面低的对准图案区X上露出。因此，对准图案区X被配置为凹陷成比光学印刷电路板P表面低的阶梯状图案。
更详细地，在根据本发明的光学印刷电路板P中，可以将内层110、120和130形成为单个的层或者多个层，下面将在实施例中描述设置有多个层的结构。内层110、120和130通过ー结构连接，该结构具有基底内层110和通过凸起或导电通孔112在基底内层110的顶部或/和底部导电的至少ー层或多层内层120和130。光学连接模块100形成在基底内层110和其他内层120和130上。光学连接模块100 —体地形成有光发送部分Tx和光接收部分Tr以及连接光发送部分Tx与光接收部分Tr的光波导F。此外，光波导F的外部可以由诸如上面的支撑构件的外部构件来保护。光波导F可以采用光纤来发送和接收光信号。具体地，构成光学连接模块100的端部的光发送部分Tx和光接收部分Tr的表面被配置为在光学印刷电路板P的外侧露出。 因此，根据实施例的光学连接模块100可以设置有比光学印刷电路板P的表面低的对准图案区X，并且对准图案区X可以具有被凹陷成比光学印刷电路板P的表面低的阶梯状结构。对准图案区X被配置为凹陷空间，使得形成在以嵌入的形式安装于光学印刷电路板P的光学连接模块100的任意一端的光发送部分Tx和光接收部分Tr的表面露出，且对准图案区X可以具有深度Y，该深度Y为从光学印刷电路板P的最外侧表面140到最外侧内层130的部分的距离。在现有技术中，由于将发送模块和接收模块安装成与光学印刷电路板的表面在相同的高度或在该光学印刷电路板的表面之上，用于固定导销的销孔对准为必需进行的，因此，未对准和其他缺陷导致制造过程延吋。此外，由于仅利用导销来进行固定，因此发送模块和接收模块很脆弱并且减小了光学印刷电路板的整体机械强度。当将发送模块和接收模块安装在布置于根据本发明的对准图案区X上的光发送部分Tx和光接收部分Tr时，可以同时确保对准的便利性和机械强度，下面将提供其详细说明。图3示出根据本发明的对准图案区X的主要元件的放大图。如图3a中所示，将根据实施例的对准图案区X设置成比光学印刷电路板P的表面低的阶梯状凹陷图案的结构，而光学连接模块100的光发送部分Tx和光接收部分Tr在该对准图案区X下部露出。发送模块或接收模块160可以安装和连接在光发送部分Tx或光接收部分Tr处。通过使对准图案区X成为阶梯状，还可以将发送模块或接收模块160嵌入为低于光学印刷电路板P的表面。发送模块可以为E/0 (电光)转换器，而接收模块可以为0/E (光电)转换器。如图3b中所示，根据情况，可以仅将发送模块或接收模块160的一部分布置在对准图案区X中。就是说，可以将光学连接模块100安装为低于光学印刷电路板P的表面，发送模块或接收模块160的一部分可以插入到对准图案区X中，并且可以将发送模块或接收模块160的一部分形成为从光学印刷电路板P的表面上突出。 无论如何，发送模块或接收模块160可以安装在对准图案区X的阶梯状区域上，而无需进行単独的对准，并且通过借助于额外的导销150可以在光学连接模块100与发送模块或接收模块160之间实现另ー连接。当发送模块或接收模块160安装在光发送部分Tx和光接收部分Tr上吋，对准图案区X的存在消除了进行单独对准的需求且在呈凹陷开ロ区域的对准图案区X中可以实施用于直接插入的自动对准功能，因此可以显著地减小进行对准的努力。因此，与仅利用导销150而引起的缺陷不同，可以实现这样的结构，在该结构中，发送模块或接收模块160嵌入到对准图案区X中，这样可以增强联结和提高机械强度。图4和5是示出用于制造根据实施例的 光学印刷电路板的过程的流程和过程示意图。用于制造根据实施例的光学印刷电路板的过程包括在绝缘层上形成限定电路图案的基底内层的第一步骤；处理基底内层或基底内层上的另ー内层并将光学连接模块嵌入到限定的腔中的第二步骤；在除光学连接模块之外的区域上形成至少ー层或多层电互连的内层的第三步骤；以及处理最外侧内层的表面和形成对准图案区的第四步骤。在第二步骤中的嵌入图案处理中，可以直接处理并形成基底内层，或者可以在基底内层的上表面上处理和形成其他叠置内层。下面将详细描述处理基底内层以形成嵌入图案的实例。下面将进ー步详细描述该过程。首先，在第一步骤SI中，基底内层110形成芯层(core layer)。基底内层110可以由绝缘层形成，并且在该绝缘层中形成导电通孔112和电路图案111，以电连接到另ー内层。在第二步骤中，通过机械或化学过程选择性地去除基底内层110以便限定其中可以嵌入光学连接模块100的腔，并将光学连接模块100嵌入该腔中。光学连接模块100包括光发送部分Tx、光接收部分Tr和光波导F。光连接模块100的光发送部分Tx、光接收部分Tr和光波导F可以一体形成，并且外壳可以在光学连接模块100的一部分上形成为支撑単元。用于限定腔的机械处理可以采用诸如利用激光钻的钻孔过程，而用于限定腔的化学处理可以采用利用光刻的图案化方法。在第三步骤中，在除了形成有光学连接模块100的部分之外的区域上形成至少ー层或多层内层120和130。在步骤S31中，将ー层或多层内层120和130中的内层120沉积在基底内层110的上部上，且处理铜(Cu)层以形成电路图案121。在步骤32中，还可以沉积内层130以形成电路图案。当然，可以重复进行内层120和130的形成，以产生多个层的叠层。然而，在步骤S3中，为了将作为光学连接模块100端部的发送部分Tx和接收部分插入到最外侧内层130中，最外侧内层130形成为高于光学连接模块100的高度。在第四步骤中，电路图案131和用于保护电路图案131等的阻焊剂层140形成在最外侧内层130的顶部上。此外，通过机械或化学处理来形成对准图案区X。对准图案区X，作为具有比光学印刷电路板最外层表面低的高度的图案，可以通过进行机械或化学处理来形成。此外，在处理期间，露出光学连接模块100端部处的光发送部分Tx和光接收部分Tr的表面。然后，在步骤S4中，使对准图案区X成为利用发送模块或接收模块进行安装的自动对准点，并且将发送模块或接收模块的至少一部分嵌入到对准图案区X中。因此，由于发送模块或接收模块更牢固的固定，根据本发明的光学印刷电路板减小了发送模块或接收模块由于外部震动导致的分离或损坏，并且可以减小信号传播时的噪声。图6至8是示意性示出根据另ー实施例的光学印刷电路板的主要元件的剖视图。
參考图6的实施例，其中示出光学连接模块100的不同结构，形成光发送部分Tx和光接收部分Tr的単元结构的部分插入到基底内层110中，并且形成光波导F以连接两单元。在光学连接模块100的上部的发送模块或接收模块160可以形成为低于光学印刷电路板的表面。參考图7的实施例，其中示出光学连接模块100的另ー结构，形成光发送部分Tx和光接收部分Tr的単元结构的部分插入到基底内层110中，并且形成光波导F以连接两单元。在光学连接模块100顶部处的发送模块或接收模块160可以形成为高于光学印刷电路板的表面。參考图8的实施例，其中示出光学连接模块100的另ー结构，形成光发送部分Tx和光接收部分Tr的単元结构的部分不插入到基底内层110中，而是插入到布置于基底内层110顶部的内层120中，并且形成光波导F以连接两单元。当然，在光学连接模块100顶部处的发送模块或接收模块160可以形成为高于光学印刷电路板的表面，并且发送模块或接收模块160的一部分可以形成为低于光学印刷电路板的表面。 尽管已经參照本发明的优选实施例描述了本发明，这些描述仅仅是例示性的而不是限制本发明，并且本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改进和变型。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的本发明的所述改进和变型。
权利要求
1.ー种光学印刷电路板，包括 印刷电路板，设置有至少ー层或多层内层和与所述内层电连接的电路图案；以及光学连接模块，嵌入在所述印刷电路板中，并包括光发送部分、光接收部分和连接所述光发送部分与所述光接收部分的光波导，其中， 所述印刷电路板限定对准图案区，使得所述光发送部分和所述光接收部分的顶部形成为比所述印刷电路板的表面低。
2.根据权利要求I所述的光学印刷电路板，其中，所述对准图案区形成为比所述印刷电路板的最外侧表面低的至少ー个凹陷图案。
3.根据权利要求I所述的光学印刷电路板，其中，所述对准图案区的深度为从所述印刷电路板的最外侧表面延伸到所述至少一层或多层内层中的最外侧内层的一部分。
4.根据权利要求I所述的光学印刷电路板，还包括插入到所述对准图案区并连接到所述光学连接模块的发送模块和所述接收模块。
5.根据权利要求4所述的光学印刷电路板，其中，所述发送模块和所述接收模块通过所述光学连接模块和导销来连接。
6.根据权利要求4所述的光学印刷电路板，其中，所述发送模块为E/0(电光)转换器，而所述接收模块包括0/E (光电)转换器。
7.根据权利要求4所述的光学印刷电路板，其中，所述发送模块和所述接收模块中的至少一部分布置为低于所述印刷电路板的表面。
8.—种制造光学印刷电路板的方法，该方法包括 第一步骤，在绝缘层上形成基底内层，该基底内层上面形成有电路图案； 第二步骤，处理基底内层或所述基底内层上的内层并将光学连接模块放置在限定的腔中； 第三步骤，在除所述光学连接模块之外的区域上形成至少ー层或多层互相电连接的内层；和 第四步骤，从至所述少ー层或多层内层中选择性地去除最外侧内层的表面并且形成对准图案区。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第二步骤中，通过利用对所述基底内层或所述基底内层上的所述内层进行机械处理或化学处理的图案形成方法来限定所述腔。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第三步骤包括所述至少一层或多层内层中的最外侧内层形成为在高度上高于所述光学连接模块。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述对准图案区是设置为比所述至少一层或多层内层中的最外侧内层的表面低的阶梯状结构中的凹陷图案。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，利用机械处理或化学处理来形成所述对准图案区。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述对准图案区形成为露出所述光学连接模块的表面的一部分。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述对准图案区形成为阶变为比所述至少ー层或多层内层中的最外侧内层的表面低的区域，并且所述方法还包括第五步骤 形成发送模块和接收模块，该发送模块和接收模块插入到所述对准图案区中并与所述光学连接模块对准，以及安装所述发送模 块和接收模块。
全文摘要
提供一种光学印刷电路板及其制造方法。所述光学印刷电路板包括印刷电路板和光学连接模块。所述印刷电路板设置有至少一层或多层内层和电连接所述内层的电路图案。所述光学连接模块嵌入到所述印刷电路板中，并包括光发送部分、光接收部分和连接光发送部分与光接收部分的光波导。所述印刷电路板限定对准图案区，使得所述光发送部分和所述光接收部分的顶部形成为比所述印刷电路板的表面低。
文档编号G02B6/42GK102656493SQ201080056253
公开日2012年9月5日 申请日期2010年3月18日 优先权日2009年10月9日
发明者崔宰凤 申请人:Lg伊诺特有限公司