[發明專利]一種含有錐形光波導的印制線路板的制造方法

有效

• 申請號: 201310011751.9
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103926647B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 吳金華;嚴惠娟;朱龍秀
• 申請（專利權）人: 上海美維科技有限公司
• 主分類號: G02B6/13
• 分類號: G02B6/13;G02B6/136
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及印制電路技術領域，特別涉及一種含有錐形光波導的印制線路板的制造方法。

背景技術

隨著高速信息通信網的飛速發展，傳統的電互聯方式由于金屬線的電磁干擾、RC延遲、高傳輸損耗，已經越來越不適應高速信息處理與傳輸的要求。在這樣的背景下，大量公司開始研究一種全新的光互連方式。光互連取代電互連，具有明顯的優勢，在光互連高速傳輸時信號發散小、失真小，損耗低，能輕易實現并保持良好的信號完整性。如今光互連廣泛地應用于系統內印刷電路板之間、板到背板之間、芯片之間的互連研究上。

光互連一般分為三種：光纖互連、自由空間光互連和波導光互連。其中波導光互連，即以沿波導傳播的光信號為媒質進行數據傳輸，其工藝能與CMOS工藝兼容，波導的集成與對準也較容易解決，具有廣泛的應用前景，是現今印制電路板級光互連技術研究中的熱點。

光波導是一種由三層結構組成的，上下兩層為外包裹層，中間為芯層，中間芯層的折射率略大于外包裹層，光通過全反射的方式傳遞信號。

印制電路板中的光波導是通過光纖與光學器件進行耦合的。目前常用的多模光纖主要有IEC-60793-2光纖產品規范中的A1a類(50/125μm)和A1b類(62.5/125μm)兩種，多模光纖的纖芯直徑為50μm和62.5μm，與之相匹配的光波導芯層的尺寸主要是50μm和62.5μm。通常光波導的芯層截面是矩形，并且截面是恒定的，輸入端截面尺寸等于輸出端截面尺寸。而對應耦合器件的光纖截面為圓形，相同尺寸的矩形光波導和圓形光纖進行耦合時總是存在不同程度的耦合損耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含有錐形光波導的印制線路板的制造方法，可以有效降低線路板光波導耦合損耗；在相同耦合損耗的要求下，可以增大光纖或者光波導的對位公差；并且該線路板制造簡單，易于實現現有條件下的規模化生產。

本發明的技術方案是：

一種含有錐形光波導的印制線路板的制造方法，包括如下步驟：

1)基板制作

用覆銅板制作基板，該覆銅板中間為介質層，兩面為銅層；

2)光波導層制作

在基板上分別依次制作包括上包裹層、芯層和下包裹層；光波導材料包括干膜類和濕膜類光波導材料；錐形光波導的形成主要在芯層進行，沿著光信號傳播方向上，光波導芯層截面面積逐漸減小，光波導芯層輸入端截面面積大于輸出端截面面積，呈錐形；

3)印制電路板制作

制作需要與帶有光波導層的基板進行壓合的配套印制電路板；

4)印刷電路板與帶有光波導層的基板進行壓合，形成帶光波導層和銅層的混合板；

5)混合板的后續加工，包括鉆孔、電鍍、圖形制作、綠油、表面處理、清洗、檢驗、清洗、包裝。

進一步，所述的錐形光波導芯層通過增大常規恒定截面光波導芯層的輸入端截面面積，或，減小常規恒定截面光波導芯層輸出端截面面積，或，增大常規恒定截面光波導芯層的輸入端截面面積、同時減小光波導芯層輸出端截面面積的方法形成。

步驟1)制作基板時，覆銅板蝕刻掉銅，或，對覆銅板進行粗化處理。

所述的濕膜類光波導材料包括環氧類、硅氧烷類、硅烷類、丙烯酸類或聚酰亞胺類液態材料；干膜類光波導材料包括環氧類、硅氧烷類、硅烷類、丙烯酸類或聚酰亞胺類制成的薄膜材料。

本發明的一種印制線路板中光波導層的結構，其特征在于，沿著光信號傳播方向上光波導芯層截面面積逐漸減小，光波導芯層輸入端截面面積大于輸出端截面面積，呈錐形。

進一步，所述的光波導芯層輸入端的長寬為5～150μm，光波導芯層輸出端的長寬為1～140μm。

光波導是光波的傳播所規定的通道，是光集成的核心，大部分集成光學器件，都是以光波導為基礎的。光波導與光纖耦合是各種集成光學器件走向實用化的關鍵一步。一個理想的耦合應該是效率高，能獲得盡可能大的輸出功率，以利于擴展系統的傳輸距離和提高系統的信噪比。如果光纖與波導之間是理想的對準，光波導總的插入損耗包括光波導的傳輸損耗及光波導和光纖間的耦合損耗。而耦合損耗又包括菲涅耳反射(兩端面多次反射)損耗和光纖與波導間的模場失配損耗。菲涅耳反射損耗一般可以通過使用折射率匹配液或在波導端面鍍上一層抗反射層而消減。在總插入損耗中，模場失配損耗是個主要因素，因為波導中的光束能量向光纖的轉移是通過波導模場和光纖中模場的匹配來完成的。