[發明專利]柔性嵌入式光互連結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201410041869.0
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103779323B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 李寶霞;劉豐滿;薛海韻
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙)31258
• 代理人: 任益

技術領域

本發明涉及集成電子技術領域，特別是一種光互連結構及其制作方法。

背景技術

隨著信息技術的發展以及光通信技術的應用和普及，電子系統的性能日益受到短距離（如框架間、機柜間、板間及板內芯片間）通信容量的限制。不同規格和不同標準的有源光纜已經用來解決框架間和機柜間的通信瓶頸問題，光PCB板可以解決板間及板內的高速互連問題。

光PCB板通常分為兩類，剛性光PCB板和柔性光PCB板。其中剛性光PCB板的研究結果也有大量報道，一類是將玻璃光纖直接埋入剛性PCB板，另一種是將有機光波導埋入剛性PCB板內部或置于剛性PCB板表面，無論是埋光纖，還是埋入有機光波導，都是在剛性PCB板的制備工藝過程中插入某些工藝步驟來實現的。2011年IBM報道了將純電的剛性PCB板和實現光波導傳輸的有機膜（其上沒有金屬布線層）分別制備，然后再組裝在一起的研究結果。電板光板分開制備再結合的制備方法降低了光PCB板的制備難度和成本。另外單獨的柔性光PCB板在智能手機、平板電腦等手持式電子產品中也有廣泛的應用前景，受到各公司的關注。無論是剛性光PCB板還是柔性光PCB板，都需要應用到有機光波導，目前由于有機光波導材料還遠沒有成熟和大批量生產，無形中成為了制約光PCB板普及的重要因素。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種制作工藝簡單、適合于大批量生產的柔性嵌入式光互連結構及其制作方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

柔性嵌入式光互連結構，包括由包覆材料以及嵌裝在包覆材料中的光波導構成的光波導板材，光波導板材上開設有開口朝下的帶光反射界面的激光燒蝕槽，光波導板材上激光燒蝕槽的兩側垂直設置有貫穿光波導板材的通孔；所述光波導板材的上下表面上自內向外依次設置有帶圖形的化學鍍銅層、金屬電鍍層以及金屬保護層，光波導板材上表面的金屬保護層上方安裝有光電芯片和電芯片，光電芯片和電芯片上覆蓋有密封膠體；所述光波導板材表面設置有對外電接口。

本發明的改進在于：所述光波導板材表面的金屬保護層表面設置的對外電接口為焊球。焊球作為所述柔性嵌入式光互連結構的對外電接口，在實際應用時可以直接焊接在印制電路板表面的焊盤上。

本發明的改進在于：所述光波導板材表面設置的對外電接口為金手指，即所述柔性嵌入式光互連結構可以同金手指結構相結合，在實際應用時，金手指通過連接器電連接到印制電路板上。

本發明的改進在于：所述激光燒蝕槽的形狀為三角形或者梯形，激光燒蝕槽的內側面形成光反射界面。

本發明的進一步改進在于：所述光反射界面與光波導板材的上下表面的夾角為40°到50°。所述光反射界面與光波導板材的上下表面的夾角優選為45°。

柔性嵌入式光互連結構的制作方法，主要包括以下步驟：

第一步，制備片狀或卷狀的光波導板材，所述光波導板材的光波導嵌裝在包覆材料中層；

第二步，在光波導板材上通過激光燒蝕工藝制備開口朝下的激光燒蝕槽，激光燒蝕槽的內表面形成光反射界面；

第三步，采用鉆孔工藝在光波導板材上激光燒蝕槽的兩側鉆貫穿上下表面的通孔，通孔垂直光波導板材設置；

第四步，對第三步制備的光波導板材進行化學鍍銅工藝，并在光波導板材表面形成化學鍍銅層；

第五步，在化學鍍銅層上進行圖形化電鍍，形成金屬電鍍層；

第六步，采用刻銅工藝處理第五步包覆有金屬電鍍層和化學鍍銅層的光波導板材；

第七步，對經過刻銅工藝處理后的光波導板材進行表面金屬化處理，在金屬電鍍層表面形成金屬保護層；

第八步，光波導板材上表面的金屬保護層上方安裝有光電芯片和電芯片；

第九步，在光電芯片和電芯片上覆蓋有密封膠體，并在光波導板材下表面的金屬保護層下方設置有焊球。

由于采用了以上技術方案，本發明所取得技術進步如下。

本發明制利用較成熟的塑料光纖材料和與制備塑料光纖相兼容的制備工藝制備片狀或卷狀的光波導板材，再在光波導板材的基礎上制備柔性嵌入式光互連結構，制作工藝簡單，適合于大批量生產，為光PCB板的普及提供了基礎。

附圖說明

圖1為本發明所述光互連結構的部分結構示意圖。

圖2為本發明制作柔性嵌入式光互連結構的工藝流程圖。

圖3為本發明光信號走向示意圖。

圖4為本發明應用在印制電路板上的結構示意圖。

圖5為本發明應用在金手指上的結構示意圖。