[發(fā)明專利]一種基于印刷電路板的平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210099574.3
• 申請(qǐng)日: 2022-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN114488397B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明娣;湯子麟;陸文淵;李祥;王昊;李朋坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/122
• 分類號(hào): G02B6/122;G02B6/13;H05K3/14;H05K3/24
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發(fā)明公開了一種基于印刷電路板的平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及其制作方法，其中制作方法包括如下步驟：S1、制作印刷電路板；S2、在印刷電路板的一側(cè)面設(shè)置下包層，進(jìn)行固化及退火處理；S3、通過(guò)電流體動(dòng)力噴印設(shè)備將光波導(dǎo)材料以預(yù)設(shè)的路徑涂覆在下包層的上表面上，形成待固化的光波導(dǎo)線路，光波導(dǎo)材料為包含銀離子及UV固化劑的漿液；S4、通過(guò)紫外光照射使得光波導(dǎo)線路固化，其中紫外光通過(guò)具有狹縫的鏡組照射到光波導(dǎo)線路上；S5、在下包層及光波導(dǎo)線路上設(shè)置上包層，進(jìn)行固化處理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了集成光路與集成電路的融合，最大限度保證了傳輸信號(hào)的完整性，能夠有效提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，大大降低了成本，尤其適合于小批量光電混合印刷電路板的生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及印制電路板、集成電路或集成光路的制造技術(shù)，特別涉及一種基于印刷電路板的平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著高速數(shù)據(jù)傳輸需求的不斷提高，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)印刷電路板之間和/或印刷電路板上芯片之間的互連速率、帶寬和通道密度均提出了更高的要求。傳統(tǒng)的印刷電路板上芯片間基于金屬線的電互連方式，由于金屬線本身固有的物理特性使其在高速數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中存在嚴(yán)重的傳輸損耗、有限的傳輸距離、嚴(yán)重串?dāng)_等一系列瓶頸問(wèn)題，使得電互連方式不能夠滿足高速信息的處理和傳輸需求。相比傳統(tǒng)的電互連技術(shù)，光互連技術(shù)采用光波作為信息傳輸?shù)妮d體，具有高時(shí)空帶寬積、高集成密度、可波分復(fù)用、抗電磁干擾以及低傳輸損耗等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合光互連技術(shù)與電互連技術(shù)，發(fā)展一種光電混合印刷電路板，對(duì)于促進(jìn)未來(lái)數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展具有極其重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。

一般地，采用光互連技術(shù)的結(jié)構(gòu)稱為光波導(dǎo)。光波導(dǎo)是一種由光透明介質(zhì)構(gòu)成、引導(dǎo)光波在其中傳播的導(dǎo)行介質(zhì)裝置。光波導(dǎo)的傳輸原理為：在不同折射率的介質(zhì)分界面上，電磁波的全反射現(xiàn)象使光波局限在波導(dǎo)及其周圍有限區(qū)域內(nèi)傳播。常見的光波導(dǎo)包括光導(dǎo)纖維（即光纖）、平面光波導(dǎo)、帶狀光波導(dǎo)等。其中平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)呈平板狀，能夠以印刷電路板為基底，實(shí)現(xiàn)集成光路與集成電路的融合，提高信號(hào)傳輸效率。

目前批量生產(chǎn)的平面光波導(dǎo)芯層的制作方法主要為絲網(wǎng)印刷：以絲網(wǎng)作為版基，并通過(guò)感光制版方法，制成帶有圖案的絲網(wǎng)印版，利用絲網(wǎng)印版有圖案部分網(wǎng)孔可透過(guò)材料、非圖案部分網(wǎng)孔不能透過(guò)的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在絲網(wǎng)印版的一端部導(dǎo)入光波導(dǎo)材料，用刮板對(duì)絲網(wǎng)印版上的光波導(dǎo)材料部位施加一定的壓力，同時(shí)絲網(wǎng)印版另一端部勻速移動(dòng)，光波導(dǎo)材料在移動(dòng)中被刮板從圖案部分的網(wǎng)孔中擠壓到下包層材料上。上述絲網(wǎng)印刷的主要缺點(diǎn)在于：（1）印刷精度低，印刷線路寬度基本保持在30μm左右；（2）小批量生產(chǎn)成本高，光波導(dǎo)設(shè)計(jì)路線每改變一次，均需要重新設(shè)計(jì)絲網(wǎng)印版，生產(chǎn)不夠柔性化。

綜上所述，目前缺少一種適用于小批量生產(chǎn)光電混合印刷電路板的技術(shù)，能夠在提高印刷精度的同時(shí)有效控制成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種適用于小批量生產(chǎn)的基于印刷電路板的平面光波導(dǎo)及其制作方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于印刷電路板的平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的制作方法，所述制作方法包括如下步驟：

S1、制作印刷電路板；

S2、在所述印刷電路板的一側(cè)面設(shè)置下包層，然后對(duì)所述下包層進(jìn)行固化處理及退火處理；

S3、通過(guò)電流體動(dòng)力噴印設(shè)備將光波導(dǎo)材料以預(yù)設(shè)的路徑涂覆在所述下包層的上表面上，形成待固化的光波導(dǎo)線路，所述光波導(dǎo)材料為包含銀離子及UV固化劑的漿液；

S4、通過(guò)紫外光照射使得所述光波導(dǎo)線路固化，其中，所述紫外光通過(guò)具有狹縫的鏡組照射到所述光波導(dǎo)線路上，所述紫外光的投射形狀與所述光波導(dǎo)線路的形狀相同，所述紫外光不照射在所述下包層上；

S5、在所述下包層及所述光波導(dǎo)線路上設(shè)置上包層，然后對(duì)所述上包層進(jìn)行固化處理。