光布线印刷基板的制造方法和光布线印刷电路基板技术

本发明专利技术提供在传输装置等设备内传输在芯片间、电路板间收发的高速光信号的光布线印刷基板的光布线单元和光连接单元的制造方法、以及在电路板上对所收发的光信号进行成批处理的光布线印刷电路基板。本发明专利技术使用如下的光布线印刷基板的制造方法，即：在包覆层（１１）上图案化形成镜（２２）的芯部件（１３），并且由该芯部件（１３）在包覆层（１１）的任意位置上分别形成定位用标识图案（１４）。另外，根据定位标识（１４）进行定位，并且通过对芯图案（１３）进行物理切削形成倾斜部和凹部（２３），在倾斜部表面通过涂覆形成反射用的金属膜（１８）后，根据定位标识（１４）进行定位，并且在与镜（２２）相邻的包覆层（１１）上形成布线芯图案（２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光布线印刷基板的制造方法和光布线印刷电路基板，尤其涉及在传输 装置等设备内传输在芯片间、电路板(board)间收发的高速光信号的光布线印刷基板的光 布线单元和光连接单元的制造方法、以及在电路板上对所收发的光信号进行成批处理的光 布线印刷电路基板。
技术介绍
近年来，在信息通信领域，正在急速地进行使用光高速地交换大容量数据的通信 交通的建设，迄今对于城域网骨干层、汇聚层、接入层这些数km以上的较长距离开展了光 纤网。今后，为了无延迟地处理大容量数据，进一步对于传输装置间(数m 数百m)或者 装置内(数cm 数十cm)这种极近的距离，进行信号布线光学化，也是有效的。关于设备内的光学布线化，例如在路由器/交换机等传输装置中，将通过光纤从 以太(Ether)等外部传输来的高频信号输入到线卡(line card)。对于1块背板设置多块 线卡，发往各个线卡的输入信号进而经由背板汇集到开关卡，由开关卡内的LSI进行处理 后，再次经由背板输出到各个线卡。这里，在现有的装置中，现有300Gbit/s以上的信号从 各个线卡经由背板汇集到开关卡。在以现有的电气布线传输这些信号时，考虑到传播损耗， 需要在每一条布线上划分1 3Gbit/s左右，因此需要100条以上的布线数量。再者，对于这些高频线路需要采用波形整形电路、反射或者布线间串扰的对策。今 后，随着系统大容量化的进一步发展而成为处理Tbit/s以上的信息的装置时，对于现有的 电气布线，布线条数、串扰对策等课题将愈发深入。对此，通过将装置内线卡_背板_开关卡 的电路板间、进而电路板内芯片间的信号传输线路光学化，能够以较低的损耗传播IOGbps 以上的高频信号，因此，只需较少的布线条数即可，而且即使对高频信号也不需要采用上述 对策，所以前景广阔。为了实现这种高速光互连电路，并将其适用于设备内，需要能以廉价的制造方法 制造性能、部件装配性优良的光布线印刷电路基板。作为高速光互连电路的一个例子，专利 文献1公开了能够使用多层光波导阵列以高密度与光电变换元件阵列进行光连接的光互 连电路形式。如图7所示。在该例中，通过以2维方式排列了多条光波导阵列等的光布线 层101A、101B进一步在基板的厚度方向层叠多层，并与安装在基板表面的面发(受)光型 的光电变换元件阵列100进行光连接，能以更小的安装面积实现布线的高密度化，因而是 有效的。另外，将镜部106、光波导阵列101A、101B的末端部配置在同列，所述镜部106用于 使上述光波导阵列内传播光在基板垂直方向发生光路变换，由此能够通过切换等统一形成 多条芯，因此，这部分的制造工程变得简单。并且，专利文献2公开了一体化形成光布线层和光路变换镜部件的光互连电路形 式的其他例子。在该例子中，形成包括如下部分的光·电气布线基板具有电气布线的基 板、具有位于基板的至少一个面上的芯和包覆层的光布线层、埋入上述基板与上述光布线 层之间的镜部件。另外，该基板是使用下述制造方法制造的，该制造方法包括在基板上配置上述镜部件的步骤、和以在上述基板上覆盖上述镜部件的形式形成光布线层的步骤。如此， 通过在光布线基板上配置镜部件，以覆盖镜部件的形式形成光布线层，能够将镜部件配置 在基板上的任意的位置，提高安装布局的灵活性。另外，通过另外制作镜部件，将其载置于 基板上，能够避免伴随镜部件制造工序而产生的基板制造成品率的恶化。日本专利第3748528号日本特开2003-50329号公报
技术实现思路
在专利文献1所公开的多层光波导阵列的制造方法中，使用粘接剂将光布线部、 与通过切削加工等进行了锥形加工的各个光波导粘接，并分别层叠。在这种情况下，为了 满足与光元件之间的高效率的光连接而以Pm级的高位置精度安装另外制作的光波导存 在困难，并且工艺步骤多，非常繁杂。另外，镜部用于将光波导内的传播光与光波导上的光 元件进行光连接，可以将光弯折90度，该镜部形成如下结构对于光波导上面形成倒锥形 形状，利用光波导的芯与空气的折射率差进行光反射。在本结构中，能够在镜表面产生空洞 部，因此，由于异物的附着、或因热膨胀等导致变形而难以确保可靠性。另一方面，在专利文献2所公开的、将另外制作的镜部件安装在基板上、埋入光波 导的制造方法和结构中，以μ m级的高位置精度分别安装另外制作的镜也存在困难，部件 和工艺步骤数、甚至节拍时间(takt time)都会变大。另外，为了高效率地反射光，需要镜部件是金属，在这种情况下，可能由于埋入了 镜部件的有机光波导的线膨胀系数差、或由金属界面接合不良导致的芯剥离，从而造成成 品率、可靠性恶化。于是，本专利技术的目的在于提供一种制造方法，所述制造方法能够相对容易地以μ m 级的高位置精度形成镜和布线芯，能够避免因异物的附着、或由热膨胀等造成的变形等导 致的可靠性和性能的劣化。因此，本专利技术的目的在于提供一种布线单元和光连接单元的制造方法，所述制造 方法能够在于传输装置等设备内传输在芯片间、电路板间收发的高速光信号的光布线印刷 基板中，在削减部件数和使工艺简单化的同时，能以高位置精度和高成品率制造布线单元 和光连接单元，并且本专利技术提供一种光布线印刷电路基板，所述光布线印刷电路基板具有 能以低损耗与所收发的光信号进行光连接的布线单元和光连接结构。在本专利技术中，为了解决上述课题，采用如下的制造方法，S卩在光波导层和光布线 印刷基板中，在包覆层上图案化形成镜的芯部件，并且由该芯部件在包覆层的任意位置分 别形成至少两个以上的定位用标识图案，所述光波导层层叠在基板上，由布线芯形成，所述 布线芯被包覆层围绕、且由折射率比包覆层高的材料构成，所述光布线印刷基板由镜构成， 所述镜用于使上述光波导层中从光元件输入输出的光在基板垂直方向发生弯折，从而与上 述布线芯进行光连接。另外，在根据定位标识进行定位的同时，通过对于芯图案进行物理切 削形成倾斜部和凹部，在倾斜部表面通过涂覆形成反射用金属膜，然后，在根据定位标识进 行定位的同时，在与镜相邻的包覆层上形成布线芯图案。另外，本专利技术采用如下的制造方法，即在基板上通过依次增层(build up)的方 式反复进行层叠、加工而形成包覆层、镜部、布线芯。对于包覆层、镜的芯部件、布线芯分别5使用感光聚合物材料，芯图案通过使用了紫外光的光刻而形成。并且，对于形成在包覆层 上的镜的芯图案，通过使用了金属刀片等的切削形成对于基板平行构成正锥形形状的倾斜 部。另外，光布线印刷电路基板采用如下的结构，即，在光波导层的上面的上述镜的正上方 分别载置光元件阵列，镜由如下部分构成包覆层和配置在包覆层上的芯部件、包覆层和芯 部件的至少一个面对于基板平行构成锥形形状的倾斜部、设置在包覆层内的凹部、以及形 成在倾斜部表面的反射金属膜，在从镜离开的、被镜的凹部隔开的包覆层上形成有布线芯。使用本专利技术的制造方法，通过使用了在形成镜时一并设置的定位标识的光刻，能 够相对容易地以μm级的高位置精度形成镜和布线芯。另外，镜对于光波导上面成正锥形形状，通过在镜表面施以金属，进而以包覆层完 全覆盖镜部，从而不设置空洞部，所以能够避免因异物的附着、由热膨胀等造成的变形等导 致的可靠性和性能的劣化。由此，通过本专利技术，能够提供一种布线单元和光连接单元的制造方法，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光布线印刷基板的制造方法，其特征在于，包括：准备基板的步骤；在所述基板上形成第一包覆层，进而在所述第一包覆层上层叠由折射率比该包覆层高的材料构成的第一芯部件的步骤；使用具有所希望的图案的掩模对所述第一芯部件进行加工，在所述第一包覆层上形成至少两个以上的定位用标识图案和镜用芯图案的步骤；一边以所述定位用标识图案为基准进行与所述基板的定位一边通过切削或者激光加工在所述镜用芯图案的侧面形成倾斜部，并且在所述第一包覆层的表面形成与所述倾斜部相接的凹部的步骤；使用具有所希望的图案的掩模在包括所述镜用芯图案的倾斜部的区域选择性地淀积反射用的金属膜，形成镜部的步骤；在所述基板上，层叠第二芯部件的步骤；一边以所述定位用标识图案为基准进行与所述基板的定位一边使用具有所希望的图案的掩模对所述第二芯部件进行加工，在与所述镜用芯图案相邻的所述第一包覆层上，在与所述镜用芯图案相交的方向形成布线芯图案的步骤；以及在包括所述镜部和所述布线芯图案的区域上形成第二包覆层，形成由所述第一包覆层、所述布线芯图案、所述第二包覆层构成的光波导层的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松冈康信，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]