[發明專利]一種光波導線路制作方法及光波導線路、光電印制電路板

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• 申請號: 201710602133.X
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN109283618A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 趙麗;劉劍鋒;劉哲;王玉
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G02B6/13
• 分類號: G02B6/13;G02B6/122
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 韓輝峰;李丹

本發明公開了一種光波導線路制作方法及光波導線路、光電印制電路板，包括：分別制作聚合物光波導線路和玻璃基光波導線路，所述聚合物光波導線路中的光波導和玻璃基光波導線路中的光波導尺寸和間距一致；在聚合物光波導線路上設置用于放置玻璃基光波導線路的凹槽；將玻璃基光波導線路與聚合物光波導線路對準后置于凹槽內，并進行固化處理。本發明通過聚合物光波導和玻璃基光波導聯合制成光波導線路，利用聚合物光波導與現有PCB工藝完全兼容的特點，通過聚合物光波導實現長光波導線路；利用玻璃基光波導優良的熱性能和物理性能，在聚合物光波導線路的端頭設置玻璃基光波導，在玻璃基光波導的端面上進行輸入或輸出耦合，有效降低了耦合損耗。

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，尤其涉及一種光波導線路制作方法及光波導線路、光電印制電路板。

背景技術

隨著云計算、流媒體和移動互聯網等各種數據通信業務和電信業務需求的爆炸性增長，路由器、終端設備、交換機的吞吐量迅速增大，這些設備的功能模塊中，板到板、板到背板之間的互連遇到了新問題，如瓶頸阻塞、時鐘歪斜、串話、功耗等。隨著芯片集成度、互連密度和傳輸速率的不斷提高，這些問題造成的影響變得日益突出。而且，由于電互連內在物理機制的限制，在電互連的范疇，這些問題很難得到根本的解決。

光互連的引入為解決上述問題開辟了新途徑。光纖傳輸網絡在全球范圍內大規模鋪展，并且不斷從長距離向短距離和超短距離滲透。繼光纖在全球網、廣域網、城域網和局域網中成功取代傳統的銅連線之后，以光作為載波的數據傳輸在存儲區域網絡及更短距離的傳輸系統中也獲得日益廣泛的應用。典型地，光纖作為數據傳輸的媒介在數據中心內部不同層次的數據連接，如機柜之間和機柜內部，目前，電路板之間和電路板上的光互連成為下一步重點突破的目標。

目前，光互連研究與發展的熱點集中在三個方面：系統間互連(100m以下)、系統內互連(30m以下)、板級光互連(1m以下)。對于系統間互聯與系統內互聯，光纖是最合適的方式，且已經開始較大范圍應用。受硅光子技術推動，板級光互連是下一個重點突破的目標，一旦實現，將使現有的系統設計發生革新性的變化。當前板級光互連有三種實現方式：板級光纖互連、聚合物光波導互連和玻璃基光波導互連。

板級光纖互連有三種實現方式，第一種方式是以分立光纖元件方式實現，將光纖盤繞起來緊密貼合在印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)上，這種方式的優點是不用考慮光連接層與PCB生產工藝的兼容性；第二種方式是制作嵌入式光纖實現無源的背板連接，將光纖整齊排列，集合成一個光背板的形式；第三種方式是將光纖埋入到PCB中，這種方式利用了已成熟的光纖陣列定位針技術，耦合方便。但是，板級光纖互聯始終存在以下幾個問題：1)光纖端面切割困難；2)受限于光纖結構尺寸的限制，難以實現很高的互聯密度；3)難以實現小的彎曲半徑；4)難以實現自動化裝配；5)難以利用大規模生產實現低成本封裝。

聚合物光波導互連與玻璃基光波導互連都屬于嵌入平面波導式的光互連，這種方式可以提供高密度互連通道，在板級、模塊級或芯片級等層次上的互連方面具有優勢，其特點是板內同時存在電路層與光路層，實現光電混合一體化，也被稱作光電印制電路板(Optical-Electronic Printed Circuit Board，OEPCB)。

玻璃基光波導互連通過在玻璃基薄板上，采用濕法蝕刻或者離子交換技術制作出光波導線路，然后涂覆聚合物作為包層，最后再與PCB整板壓合起來。這種方式的優點是：1)傳輸損耗低；2)光波導的橫截面的折射率具有梯度特性，是光波導具有更大的傳輸帶寬；3)玻璃材料的熱穩定性更好。這種方式的缺點是：1)難以制作大尺寸，長線路光波導層；2)與PCB工藝兼容性差，生產工藝不易控制。