[发明专利]具有光学功能的印刷电路板的形成方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请依据U.S.C.§119(e)要求2006年12月31日提交的临时申请No.60/883047的优先权，该文献引入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明一般涉及光电子学领域。具体地，本发明涉及具有光学功能的印刷电路板的形成方法。

背景技术

在高速通讯和数据传输中采用光脉冲序列的信号传输正变得日益重要。例如，对于高带宽光学互联光学，集成电路的重要性正在增加。结果是，例如波导、滤波器、光学互联、透镜、衍射光栅等的光学组件的集成正变得日益重要。

以嵌入的光波导的形式结合到印刷电路板(PCBs)的光学层是公知的。例如，Shelnet等人的美国专利No.6,731,857和美国已公开申请No.US20040105652公开了在印刷电路板衬底上嵌入由硅倍半氧烷化学物质形成的光波导。光波导包括一个芯和包围芯的包覆层，由于与包覆层相比芯的高折射率，从而在芯内传输光辐射。光波导可以通过以下方式形成：在衬底上涂布底部包覆层，在底部包覆层上涂布可光成像的芯层，通过光刻法使得芯层图案化，来形成芯结构，以及在底部包覆层和芯结构上形成顶部包覆层。

在印刷电路板的形成中使用的衬底通常由通过织物布料强化的树脂构成。通常使用的材料包括，例如，环氧树脂、聚酰亚胺和氰酸酯，玻璃丝为常用的织物。在这些材料中，一般使用例如玻璃纤维强化的环氧树脂例如FR-4印刷电路板衬底。当例如如上所述的光波导直接形成在这样的印刷电路板衬底上时，会损害光学性能。认为在波导中的光学损失至少部分是由印刷电路板衬底的表面形貌变化造成的。

发明内容

因而本领域需要能够解决与本领域的情形相关的这个问题的具有光学功能的印刷电路板的形成方法。本发明提供了一种具有光学功能的印刷电路的形成方法。本方法包括向印刷电路板衬底施加一个干膜层，以及在干膜层上直接形成光波导。光波导包括芯和包围芯的包覆层。根据本发明的进一步的方面，可以通过层叠工艺，例如真空层叠、加热辊层叠或切片层叠，在印刷电路板衬底上施加干膜层。干膜层可以由能作为焊料掩模或电介质干膜层的材料形成。光波导芯和/或包覆层可以包括化学式(RSiO_1.5)的单元，其中R为取代的或未取代的有机基团。在包覆层形成之前，可以处理干膜层的表面来改善与波导的粘着性。这种处理可以包括，例如，以下处理中的一种或多种：机械抛光或应用电晕放电、火焰、臭氧或等离子体的处理。本发明进一步提供了通过本发明的方法形成印刷电路板的方法。本发明的方法和器件可以提供具有改进的光学损耗性能的光波导。

本领域的普通技术人员通过以下的说明书，权利要求书和所附附图的，可以很容易了解本发明的其它目标和优点。

附图说明

下面将通过参考下面的附图来讨论本申请，其中相同的数字表示相同的特征，以及其中：

附图1A-C说明了可用于本发明的示例性的干膜；

附图2A-E说明了根据本发明的一个方面的在其形成的不同阶段的具有光学功能的印刷电路板；以及

附图3说明了根据本发明的另一方面的包括层叠设置的多个波导的印刷电路板；

具体实施方式

本发明提供了一种具有光学功能的印刷电路板的形成方法。本方法包括将干膜层施加到印刷电路板衬底以及在干膜层上形成光波导。

附图1A-C显示了在本申请的方法中使用的示例性干膜1的横截面。合适的干膜包括，例如，在形成焊料掩膜或电介质层中一般使用的干膜。合适的这种干膜材料包括，例如，丙烯酸酯、聚氨酯、以及环氧树脂。合适的干膜可从，例如，美国麻萨诸塞州马尔博罗的罗门哈斯电子材料(Rohm and Hass ElectronicMaterials，Marlborough，MA USA)，日本的日合摩顿(Nichigo-Morton)和台湾的永恒化学公司(Eternal Chemical Company)购得。合适的商业材料包括例如：来自罗门哈斯电子材料有限公司的LAMMINAR^TME9112干膜，日本的日合摩顿销售的商品名为Alpho的材料，购自永恒化学公司的可用的Dynamask^TM5016光热-固化环氧丙烯酸干膜。