説明

フォトリソグラフィを用いた内部光学経路を備えた回路基板の製造方法

【課題】一部の従来のプリント回路基板工程の利用により、比較的コストパフォーマンスのよい方法および結果として生じる製品を保証することを可能にする回路基板の新規かつ独特の製造方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも1つの直立部材15'に近接する少なくとも1つの端部部分を有する第1のクラッディング層14の上に光学コア33を設ける工程を少なくとも有して、この光学コア33を通過する光信号用の光学経路を提供するように適合されること。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回路基板(たとえば、プリント回路基板およびチップキャリア)に関し、特にその一部として光学伝送を提供するための手段を有する回路基板に関する。
【背景技術】
【0002】
広帯域通信および対話型遠距離通信およびコンピュータサービスによってもたらされたデータ伝送およびデータ処理速度における増大に応じて、電子機器、特にそのような機器の一部を形成する回路基板における増大した相互接続密度および容量に関する必要性がある。この必要性は、従来の電線(たとえば、銅)の伝送線の代替品として光ファイバなどの光学手段に対する依存性の増大をもたらした。長距離伝送を伴ういくつかの状況において、このような需要は、銅の電線を光ファイバにほとんど完全に置き換える結果となった。このような置き換えを行うことの利点としては、より少ない伝送損失および優れた帯域幅特性が挙げられる。光学伝送はまた、たとえば、物理的に隣接する機器ラックとキャビネットの間または所与の建物におけるオフィス間などの短距離に用いられる場合に、システム性能を改善することができる。しかし、光ファイバ伝送の利点は、集積回路内の基板内レベルおよび1つの回路基板(たとえば、回路基板)上の他の構成要素のようなさらに短い距離にまで及ぶ。これはまた、1つの電子モジュールにおいて、きわめて大規模(VLSI)集積回路および超大規模(ULSI)集積回路およびチップサブアセンブリなどの構成要素を相互接続するためのモジュール内レベルに適用される。このような光学接続の利用もまた、そのような近い(およびさらに遠い)伝送がギガバイトの速度で行うことができるため、好都合であると考えられる。基板およびモジュールレベルで電気導体にわたる光学相互接続のさらに別の利点としては、電磁障害(EMI)または電気雑音に対する不感受性、相互接続構成要素の電気的孤立、はるかに少ない周波数依存信号劣化および密に離隔された微細導体間のクロストークがないことによる必要な相互接続のより高い可能な密度が挙げられる。
【0003】
回路基板レベルで光学相互接続を提供するための試みのさらなる実施例が、Advanced Interconnection Technology,LLC(ニューヨーク州イスリップ)によって市販されているような光学フレックス技術およびLM EricssonのMicro Interconnect Research Center(スウェーデン、ストックホルム)におけるApollo Demonstrator計画の一部である光学フレックスフォイル手法(Ericsson review,No.2,1995,vol.72に記載)に示されている。一般に、これらの光学相互接続は、所期の用途に対して特別に製作された所望のパターンに光ファイバの長さを配置し、可撓性フォイルのシートの間に光ファイバを積層し、ファイバ端部に適切なコネクタおよび終端を施すことを伴う。積層により、所望の配置にファイバおよびコネクタの両方を保持する。フレックスフォイルが次に、単に回路基板上でコネクタを対応する接合コネクタにプラグ接続することによって、従来の剛性回路基板に組み立てられる。この目的だけのために、ファイバコネクタに左右されることなく、所定の場所でフレックスフォイルを安定化させるために、機械的支持材が、回路基板上に設けられてもよい。フレックスフォイルは通常、基板における電気構成要素の上に離隔関係で支持される。また、フレックスフォイルが剛性回路基板に積層または接合され、それによって光学的相互接続および電気的相互接続を一体化することも示唆されている。
【0004】
上記の2つの実施例および以下に列挙される特許において代表される実施例は、当分野で利用可能である可能性がある実施例の完全な概要ではないことを理解されたい。さらに、これらの文献の引用は、いずれも本発明にとって従来技術であることを認めているわけではない。
【0005】
特許文献1において、光信号をPCB内の光導波路に伝送するための光学バイアホールを備えたプリント回路基板(以下では、単にPCBとも呼ぶ)および光学バイアホールを形成するための工程について記載されている。この工程は、ドリルを用いて複数の銅製クラッド積層に複数のバイアホールを形成することと、各バイアホールの内壁をメッキすることと、各銅製クラッド積層の上側および下側のメッキされた部分を曝してエッチングして、銅製クラッド積層の上側および下側に回路パターンを形成することと、絶縁樹脂接着剤を用いてパターンの形成された銅クラッド積層を互いの上に積層することと、所定のバイアホール内における絶縁樹脂接着剤を除去して光学バイアホールを形成することとを含む。筆者によれば、この工程は、光信号が外部環境に直接的に曝された光導波路を損傷することなく、PCB内の光導波路に安定して伝送されるために好都合であり、PCBを構成する材料の物理特性に適した光導波路は、内層と外層との間に容易に挿入される。
【0006】
特許文献2において、その上に第1の導電パターンを有する有機絶縁材料から構成される回路基板を含む電気アセンブリについて記載されている。絶縁層およびパターンの少なくとも一部は、有機メモリデバイスの第1のベース部分を形成し、残る部分は、パターンの一部の上に形成される第2のポリマー層およびポリマー層の上に形成される第2の導電回路である。第2の絶縁層が、第2の導電回路および第1の回路パターンの上に形成され、有機メモリデバイスを包囲する。デバイスは、第2の絶縁層を介して、第1の電気構成要素に電気的に結合され、この第1の電気構成要素は、第2の電気構成要素に電気的に結合される。その一部として1つまたは複数のそのような電気アセンブリを用いるのに適合した情報処理システムである場合のように、電気アセンブリの製造方法もまた、提供される。
【0007】
特許文献3において、多チャネル光導波路を有する光学プリント回路基板(PCB)について記載されている。この光学プリント回路基板は、光ビームを伝送するための光学経路を有する光導波路と、光導波路に貫入するための溝と、溝内に挿入され、光導波路を接続して光ビームを伝送する光相互接続ブロックと、を備え、光相互接続ブロックは、90°の角度で曲げられた光ファイババンドルを含む。光相互接続ブロックは、複数の多層光導波路を接続して、光ビームを光導波路に伝送する。光ファイババンドルは、光学PCB内の多チャネル光導波路の媒体として装着される。
【0008】
特許文献4において、回路基板内に画定されるホールに面するファイバ端部で終端した埋め込み型光ファイバと、ファイバ端部との光結合において、ホール内に装着される光電気エミッタモジュールまたは検出器モジュールとを有する回路基板について記載されている。各モジュールは、回路基板上で回路トレースに電気的に接続され、ホールの側面で終端する1つまたは複数の光ファイバに光学的に結合される。モジュールは、ホール内に向けられた光軸と、ホールの側面上でファイバ端部と光エミッタ/検出器に光学的に結合するためのホール内に支持される反射体とを有する。
【0009】
特許文献5において、テーパ光導波路を有する光学プリント回路基板システムについて記載されている。システムは、電気回路を有し、その上に電気回路チップが実装されるプリント回路基板としての基板を含み、システム基板は、基板に結合され、その上で光電気信号チップが電気回路を介して電気回路チップに電気的に接続される光学ベンチと、光電気信号チップに電気的に接続される光学デバイスと、光結合のための光学デバイスに配置される第1の光導波路とを含む。導波路は、光信号を入力するための入力ノードにおけるアパーチャより小さい光信号を出力するための出力ノードにおけるより小さいアパーチャを有するように先細りになっている。システムはさらに、システム基板が挿入される溝と、第1の光導波路に光学的に結合され、入力ノードより出力ノードにおいてより小さいアパーチャを有するように先細りになっている第2の光導波路とを含むバックプレーンをさらに含む。第1の光導波路の入力ノードは、第2の光導波路の出力ノードに光学的に結合されるか、または第1の光導波路の出力ノードが、第2の光導波路の入力ノードに光学的に結合される。
【0010】
特許文献6において、第1の基板と、コアおよびコアの周囲を覆うクラッドを有し、第1の基板の上面に延在する光導波路と、その下面が光導波路の上面に接触するように第1の基板に平行に設けられる第2の基板と、光導波路の端部でコアの断面に設けられ、光導波路のコアを通り、第2の基板に向かって進む光を反射する反射面と、第2の基板に設けられ、第2の基板に向かって反射され、クラッドの上面よりコアに近い位置から第2の基板の上面に向かう光を案内する光ガイドとを含む光伝送基板について記載されている。
【0011】
特許文献7において、表面実装型光電子構成要素および電線を備えた回路基板を有し、光電子構成要素が、回路基板上に表面実装され、光電子構成要素の光軸が、回路基板の表面に対して垂直に延びている光電子伝送および/または受信の構成について記載されている。一実施形態において、光電子構成要素に結合されることになっている光導波路を収容して向けるための保持装置が設けられ、保持装置は、回路基板から遠い光電子構成要素の側面に直接的に隣接する。別の実施形態において、回路基板は、カットアウトを有し、光は、回路基板のカットアウトの方向において光電子構成要素の内外に結合される。
【0012】
特許文献8において、非積層光学基板に埋め込まれた光導波路を有する光電気システム用の光学経路指定基板について記載されている。この光学経路指定基板は、光信号を光学基板の上面に実装される光電気構成要素の中で経路指定することが可能である。光学経路指定基板の製造方法もまた、開示される。導波路は、集束パルスレーザ描画によって形成され、パルスレーザビームの焦点は、非積層基板を介して3次元の態様に移動される。ベベル面は好ましくは、導波路の屈曲を容易にするために、基板に形成される。
【0013】
特許文献9において、少なくとも1つの光電子伝送および/または受信ユニットと、光電子伝送および/または受信ユニットが中に配置されるハウジングと、プリント回路基板上における半導体モジュールの表面実装の場合には、プリント回路基板に面するハウジングの実装側部とを有する表面実装可能半導体モジュールを有する光電子構成について記載されている。この構成はさらに、冷却素子を有し、冷却素子は、光電子伝送および/または受信ユニットを冷却するために、半導体モジュールに熱的に結合される。冷却素子は、実装側部から遠いハウジングの側部に配置される。
【0014】
特許文献10において、外部光ファイバに結合するための一体型光カプラを備えている光学バックプレーンのほか、同光学バックプレーンの製造方法について記載されている。1つの光学バックプレーンは、基板の上面の上に配置される第1のクラッディング層と、第1のクラッディング層の上に配置される少なくとも第1のコア本体とを有し、第1のコア本体は、第1の端部および第2の端部を有する。材料層は、第1のクラッディング層および第1のコア本体の第1の端部の上方に配置され、上面および底面を有する。集束素子が、材料層の上面に形成され、集束素子は、第1のコア本体の第1の端部の上方に位置している。
【0015】
特許文献11において、埋め込み型光導波路デバイスの製造方法について記載されている。この方法は、(1)シリカガラス基板の上に「下クラッディング」層を堆積し、(2)下クラッディング層の上にマスクを形成し、(3)このマスクを用いて、コアを収容するための溝を形成し、(4)下クラッディング層の上にコア層を堆積し、(5)溝内のコア層を残し、化学機械研磨によって下クラッディング層の上にコア層の他の部分を除去することによって、コアを形成し、(6)コアおよび下クラッディング層の上に「上クラッディング」層を形成することによって、光導波路デバイスを製造することを伴う。
【0016】
なお、米国で出願された「Method of Making Circuitized Substrate With Internal Optical Pathway」という名称の出願において、結果として生じる基板は、電気信号および光信号の両方を伝送および/または受信することができるようなその一部として内部光学経路を含む回路基板(たとえば、PCB)の製造方法が定義されている。この方法は、ステンシルを利用して、クラッディング層の上に角度反射体を形成し、その結果として、基板の光学コアを通過する光信号が、反射体に当たり、開口部(その中に光学的に透明な材料を備えた開口部を含む)を介して、たとえば、その一部として少なくとも1つの内部光学経路を有する第2の回路基板に反射され、したがって、2つの基板を光学的に相互接続することを含む。この出願は、本出願人に譲渡されている。
【0017】
本願明細書に定義されているとき、本発明は、回路基板の製造を定義し、その製造中に、少なくとも1つの(可能であれば複数の)光学経路が形成され、その中を光信号を通過させて、最終的には、たとえば、送信器−受信器デバイスなどの外部光電子構成要素に結合されることになっている基板から出射することができる。この製造を実現するために用いられる方法は、プリント回路基板を製造する際に用いられる多くの従来の工程を利用し、したがって、上述の工程に比べて、効果的かつコストを削減する工程を提供することができる。このような方法は、当業界において著しい進歩を構成するであろうと考える。
【特許文献1】米国特許第6,996,305号公報
【特許文献2】米国特許第7,045,897号公報
【特許文献3】米国特許第7,146,551号公報
【特許文献4】米国特許第7,149,376号公報
【特許文献5】米国特許第7,149,389号公報
【特許文献6】米国特許第7,212,713号公報
【特許文献7】米国特許第7,223,023号公報
【特許文献8】米国特許第7,224,857号公報
【特許文献9】米国特許第7,228,020号公報
【特許文献10】米国特許出願第2006/0210213号明細書
【特許文献11】特表2000−121859号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
したがって、本発明の主な目的は、回路基板技術および、特にそのような基板用の内部光学経路の使用を伴う技術のそのような態様を向上させることである。
【0019】
本発明の別の目的は、一部の従来のプリント回路基板工程の利用により、比較的コストパフォーマンスのよい方法および結果として生じる製品を保証することを可能にする回路基板の新規かつ独特の製造方法を提供することである。
【0020】
本発明のさらに別の目的は、大型サイズおよび小型サイズを含む広範囲の回路基板製品を製造するために行われうるそのような方法を提供することであり、したがって、多種多様な最終製品において利用可能である最終生成物を製造する。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明の一態様によれば、少なくとも1つの光学経路を中に含む回路基板の製造方法が定義され、この方法は、第1の絶縁層を設けるステップと、第1の絶縁層の上に第1のクラッディング層を設けるステップと、第1のクラッディング層の上に第1の導電層を設けるステップと、第1の導電層をパターン形成して、少なくとも1つの直立部材を画定するステップと、直立部材に近接する少なくとも1つの端部部分を有する第1のクラッディング層の上に光学コアを設けるステップと、直立部材に隣接するこの光学コアの一部を除去して、角度形成側壁を有するコアの中に第1の開口部を画定するステップと、光学コア、第1の開口部および直立部材の上に第2のクラッディング層を設けるステップと、第2のクラッディング層の上に少なくとも1つの被覆層を設けて、回路基板を形成するステップと、角度形成側壁に対するこの被覆層および第2のクラッディング層の内部に少なくとも1つの第2の開口部を形成して、コアを通過する光信号が、角度形成側壁から反射されて、この第2の開口部を通過するようにするステップとを含む。
【0022】
すなわち、まず、請求項1に係る発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「少なくとも1つの光学経路を中に含む回路基板の製造方法であって、
第1の絶縁層13を設けることと、
第1の絶縁層13の上に第1のクラッディング層14を設けることと、
第1のクラッディング層14の上に第1の導電層15を設けることと、
第1のクラッディング層14の上に第1の導電層15'をパターン形成して、第1のクラッディング層14の上に少なくとも1つの直立部材15'を画定することと、
少なくとも1つの直立部材15'に近接する少なくとも1つの端部部分を有する第1のクラッディング層14の上に光学コア33を設けることであって、光学コア33は、光学コア33を通過する光信号用の光学経路を提供するように適合されることと、
第1のクラッディング層14の上の少なくとも1つの直立部材15'の一部を除去して、少なくとも1つの直立部材15'と光学コア33との間に少なくとも1つの第1の開口部を画定することであって、少なくとも1つの第1の開口部は、少なくとも1つの角度形成面19を有することと、
光学コア33、少なくとも1つの第1の開口部および少なくとも1つの直立部材15'の上に第2のクラッディング層を設けることと、
第2のクラッディング層の上に少なくとも1つの被覆層を設けて、回路基板を形成することと、
少なくとも1つの角度形成面19に対する少なくとも1つの被覆層および第2のクラッディング層の内部に少なくとも1つの第2の開口部を形成して、光学コア33を通過する光信号が、少なくとも1つの角度形成面19から反射されて、少なくとも1つの第2の開口部を通過するようにすることと、
を含む方法」
である。
【0023】
本発明において、第1のクラッディング層14の上に少なくとも1つの直立部材15を画定するための第1の導電層15の前記パターン形成は、フォトリソグラフィ処理を用いることを含み、フォトレジストの層が第1の導電層15の上に位置決めされ、フォトレジストの前記層は、第1の導電層15の上に積層される。
【0024】
また、第1の導電層15の前記パターン形成は、少なくとも1つの直立部材15'の上に少なくとも1つの第1の角度形成面19の製造を結果として生じることがあり、少なくとも1つの第1の開口部を画定するための少なくとも1つの直立部材15'の前記一部の前記除去は、少なくとも1つの第1の角度形成面19の角度とは異なる角度を有する少なくとも1つの直立部材15'の上の少なくとも1つの第2の角度形成面19の製造をさらに結果として生じることがある。
【0025】
少なくとも1つの直立部材15'に近接する少なくとも1つの端部部分を有する第1のクラッディング層14の上の光学コア33の前記形成は、第1のクラッディング層14の上に液体形態の光学コア33を含む材料を堆積することによって実現され、液体形態の光学コア33を含む前記材料の前記堆積は、第1のクラッディング層14の上に前記材料をスピンコーティングすることによって実現される。
【0026】
一方、光学コア33の上の第2のクラッディング層53'の前記形成は、膜形態の第2のクラッディング層53'を含む材料を堆積することによって実現され、前記少なくとも1つの被覆層および第2のクラッディング層53'の内部の前記少なくとも1つの第2の開口部の前記形成は、レーザを用いて実現される。
【0027】
前記被覆層の数は、少なくとも2つであり、前記被覆層の一方は絶縁材料であり、前記被覆層の他方は導電材料であり、前記開口部内に光学的に透過な材料を位置決めするステップをさらに含むことがある。
【0028】
さらに、前記少なくとも1つの被覆層および第2のクラッディング層53'の内部の前記少なくとも1つの第2の開口部に対して、その一部として少なくとも1つの光学コア33を有する第2の回路基板を位置決めし、その結果、前記第2の回路基板の光学コア33は、前記少なくとも1つの第2の開口部を介して、前記第1の回路基板からの光信号の受信および/または前記第1の回路基板への光信号の伝送のために適合されることをさらに含み、前記第1の回路基板および前記第2の回路基板は、電気光アセンブリを形成することがあり、前記第1の回路基板および前記第2の回路基板は、その上に少なくとも1つの光学送信器および/または光学受信器を含むことがある。
【発明の効果】
【0029】
以上、説明した通り、本発明は、
「少なくとも1つの光学経路を中に含む回路基板の製造方法であって、
第1の絶縁層13を設けることと、
第1の絶縁層13の上に第1のクラッディング層14を設けることと、
第1のクラッディング層14の上に第1の導電層15を設けることと、
第1のクラッディング層14の上に第1の導電層15'をパターン形成して、第1のクラッディング層14の上に少なくとも1つの直立部材15'を画定することと、
少なくとも1つの直立部材15'に近接する少なくとも1つの端部部分を有する第1のクラッディング層14の上に光学コア33を設けることであって、光学コア33は、光学コア33を通過する光信号用の光学経路を提供するように適合されることと、
第1のクラッディング層14の上の少なくとも1つの直立部材15'の一部を除去して、少なくとも1つの直立部材15'と光学コア33との間に少なくとも1つの第1の開口部を画定することであって、少なくとも1つの第1の開口部は、少なくとも1つの角度形成面19を有することと、
光学コア33、少なくとも1つの第1の開口部および少なくとも1つの直立部材15'の上に第2のクラッディング層を設けることと、
第2のクラッディング層の上に少なくとも1つの被覆層を設けて、回路基板を形成することと、
少なくとも1つの角度形成面19に対する少なくとも1つの被覆層および第2のクラッディング層の内部に少なくとも1つの第2の開口部を形成して、光学コア33を通過する光信号が、少なくとも1つの角度形成面19から反射されて、少なくとも1つの第2の開口部を通過するようにすることと、
を含む方法」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、回路基板技術および、特にそのような基板用の内部光学経路の使用を伴う技術のそのような態様を向上させることができ、一部の従来のプリント回路基板工程の利用により、比較的コストパフォーマンスのよい方法および結果として生じる製品を保証することを可能にする回路基板を製造することができるのである。
【0030】
また、本発明の製造方法によれば、大型サイズおよび小型サイズを含む広範囲の回路基板製品を製造するために行われうるそのような方法を提供することができるのであり、多種多様な最終製品において利用可能である最終生成物を製造することができるのである。
【0031】
さらに、本発明は、内部に少なくとも1つ、可能であれば複数の内部光学経路を含み、結果として生じる基板が電気信号および光信号の両方を伝送および/または受信することができる回路基板(たとえば、PCB)を製造することができるのである。
特に、本発明に係る製造方法は、光学コアの側面と隣接する直立部材との間に少なくとも1つの開口部を形成し、開口部が少なくとも1つの角度形成面によって画定されるようになっていることを伴うから、光学コア材料を通過する(または上からコア内部に入る)光が、この角度形成面から反射されることになる。従って、開口部内の媒体(たとえば、空気)はまた、隣接する光学コア材料の反射率と比べたそれ自体の反射率のために反射媒体としても機能する。
【0032】
そして、この製造方法は、従来のPCB製造において用いられる多くの工程を利用し、それによって、コストを最小に維持することができて、形成された基板は、類似の容量を有する1つまたは複数の基板に光学的かつ電気的に結合することができ、それによって、そのような基板の電気光学アセンブリを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
本発明をその他の目的および別の目的、利点および性能と共によりよく理解するために、各図面と合わせて以下の開示および添付請求項を参照されたい。各図面中の符号は、図1〜図18における各同一部材について同一符号を付すことによって、同一要素を識別するために用いられる。
【0034】
本願明細書において用いられる「回路基板」なる語によって、通常交互の態様で配置され、その中を通って電気信号を伝導するように動作することができる複数の絶縁層および複数の導電層を有す多層構造を含むものを指す。
【0035】
本願明細書において用いられる「回路基板」なる語はまた、光信号を通過させることができる少なくとも1つの内部光学経路を含むものを指す。
【0036】
絶縁層に用いることができる絶縁材料の例としては、ファイバガラス補強エポキシ樹脂(当業界では「FR4」絶縁材料と呼ばれることがある)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリアミド、シアネート樹脂、光画像化可能材料および他の類似の材料が挙げられる。このような基板用の伝導層は、金属であり、最終生成物において、種々の伝導性能(たとえば、電力、信号および/またはグランド平面)において機能しうる。
【0037】
このような層向けの金属の例としては、銅および銅合金が挙げられるが、他の金属(たとえば、ニッケル、アルミニウムなど)またはその合金を含んでもよい。
【0038】
本発明の教示はまた、(ポリイミドなどの絶縁材料を用いる)「フレックス」回路として周知であるもののほか、今日販売されているようなさらに広く周知のさらに剛性のプリント回路基板およびチップキャリアにも適用可能であると考えられる。
【0039】
本願明細書において用いられる「光学経路」または「コア」なる語によって、矩形、円形または他の断面構成の経路を含み、その中を通って光学データ搬送信号を通過させることができる光学的に伝送可能な材料の画定された経路を指す。このような材料の一例は、純粋なシリカガラスであり、他の材料も当業界では周知である。この材料を通過する光信号は、光電子送信器/受信器モジュール(たとえば、光源としてレーザを有するもの)などの従来の光源から提供されてもよく、その多くが当業界では周知である。したがって、このような経路は、上記の構成要素が互いの間で光学的に通信しうる2つのそのような構成要素間の光接続を提供することができる。
【0040】
本願明細書において用いられる「クラッディング層」なる語によって、光学コアに連続的に接合される(クラッディングされる)ことができ、コアの屈折率より小さい屈折率を含む材料の層を指す。このような材料は、当業界では周知である。一例は、屈折率を増大させるために添加されたドーパントを有するシリコン酸化物に基づく材料である。周知のドーパントの例としては、フッ素およびホウ素が挙げられ、ドーピングは可能であれば、プラズマCVD工程として周知である工程を用いて行われる。他のドーピング工程もまた、当業界では周知である。
【0041】
図1〜図11は、本発明の一実施形態による少なくとも1つの内部光学経路(好ましくは複数)を有する回路基板を製造する初期の共通のステップを示している。前掲のように、これらのステップは、本願明細書に教示された製品を製造するための少なくとも1つの2つの異なる一連の後続のステップより前に行われうる。これらに続く一連のステップは、図12〜図14および図15〜図18にそれぞれ示されている。
【0042】
本発明は、別途記載のない限り、これらのステップの特定の順序に限定されるわけではなく、同ステップを実行するために定義された特定の工程に限定されるわけでもないことは理解されよう。
【0043】
示された各図は、断面において拡大スケールであり、部分的にのみ示されている。したがって、示された構造は、示されている寸法より広いおよび/または厚い寸法を有する可能性があり、さらなる特徴(たとえば、信号パッドおよび/または信号線、伝導スルーホールなど)を含みうることは理解されよう。
【0044】
本発明に係る製造方法を用いて製造された回路基板の2つの実施例は、図14および図18にそれぞれ示されており、隣接する光学コア材料部分を有する2つのみのパターン形成された伝導部材を含み、それぞれはそれに隣接するか、または同じ部分に光学経路を通過する光信号(データ)からの角度反射を提供するように設計された角度形成側壁を含む。しかし、複数のさらなるそのような伝導部材、反射側壁および経路は、本願明細書の独特の教示を用いて製造されうることは理解されよう。
【0045】
従って、本発明は、示された伝導部材、反射側壁および光学経路の数のみを有する回路基板の製造に限定されるわけではない。
【0046】
図1において、第1の絶縁層13(たとえば、上述の「FR4」材料からなる)が、設けられ、約1ミル(ミルは、1インチの1/1000であると理解される)〜30ミルの厚さを含む。第1の絶縁層13の上に、スロットコーティングなどの周知のコーティング工程を用いて第1の絶縁層13の上に形成されることが好ましい第1のクラッディング層14が形成される。
【0047】
第1のクラッディング層14は、上記で挙げた材料(1つまたは複数のドーパントの追加を含む)の1つからなってもよく、またはあるいは、種々の「光学的に」透明な光導波路ポリマー材料からなり、一実施形態において、約1.40の屈折率(所与の媒体における光の速度と比べた真空、空気または他の基準媒体中の光の速度の比を指すものと理解される)を有してもよい。この第1のクラッディング層14は、約40ミル〜約80ミルの厚さを有してもよい。
【0048】
以上のようにしたクラッディング層14の上には、銅または銅合金からなることが好ましい第1の導電層15が形成される。この第1の導電層15は、シートの形態で提供され、約300〜約500ポンド/平方インチ(PSI)圧力、および170℃〜約210℃の温度で、約90分〜120分の時間期間、従来のPCB積層処理を用いて第1のクラッディング層14に接合されてもよい。
【0049】
PCB、つまり回路基板に関するこのような積層は通常、所望の層の位置合わせ(普通は交互の方式で、たとえば、絶縁層−導電層−絶縁層など)と、所定の時間期間の高温でこの「積層物」への加圧と、を伴う。このような処理は、前掲のように、従来周知であり、さらなる詳細な定義は必要でないと思われる。一実施形態において、第1の導電層15は、0.7ミル〜5ミルの厚さを有してもよい。
【0050】
本願明細書の教示を用いて、3つの第1の絶縁層13、第1のクラッディング層14および第1の導電層15をすべて、同時に積層することが可能であり、またはあるいは、第1の絶縁層13および14を積層し、次に、この2層副合成物構造の上に第1の導電層15を積層することも可能である。
【0051】
図1における層状副合成物の上に、フォトレジスト(ここでは単にレジストとも呼ぶ)の層17が、好ましくはこれも従来のPCB積層を用いて、たとえば、約1〜約25ポンド/平方インチ(PSI)の圧力および約25℃〜約45℃の温度で、約1分〜約3分の時間期間、接合される。
【0052】
レジスト層17は、わずか約1ミル〜約2.5ミルの厚さを有してもよく、図1において、下にある導電層15をパターン成形するために、本発明の重要な工程の初期ステップの1つとして加えられる。
【0053】
図2において、フォトレジスト層17は、PCB業界において周知のフォトリソグラフィック処理において通常利用されるマスタ(図示せず)および露光処理を用いて、それ自体にパターン形成される。このような工程において、レジストは、指定された基板(ここでは、第1の導電層15)に接合され、次に、光が、マスクを介して照らされ、レジストの選択された部分を露光する。この露光された部分は、用いられるレジストのタイプ(ポジ型またはネガ型)に応じて、残るか、または除去されることになる。この露光ステップ後に、その上にレジスト層17を有する構造は次に、水性現像溶液に曝され、レジスト17の所望でない部分が除去される。
【0054】
次に、焼成作業では、図2において数字17'および17"として示されている残るレジスト要素を「焼成」する。
【0055】
上述したように、最終的な基板製品に関して所望の光学経路の数に応じて、示された3つ以上のレジスト要素が、本願明細書の教示を用いて形成されてもよい。本発明は、最良形態を示す図面に示されたものに限定されるわけではない。形成されたレジスト要素17'および17"を用いて、今度は、下にある導電層15のパターン形成を完成することを可能にする。
【0056】
図3に示された次のステップは、第1の導電層15の(レジストによって)覆われていない部分のエッチングを伴う。これは好ましくは、塩化第二銅などの従来のエッチング剤を用いたグレーレベル(スケール)エッチングを用いて実現される。このようなグレーレベルエッチングにおいて、所望の45°の側壁特性は、厳密な濃度および厳密なエッチング時間間隔によるエッチング剤を用いて、標準的なリソグラフィステップ中に保護レジストの露光レベルの正確な制御を実現することによって実現されることができる。
【0057】
45°の側壁制御を実現するために用いられることができる別の共通の方法は、銅添加メッキ工程を用いることである。このエッチングまたは添加メッキの結果は、2つの直立部材15'および15"の製造であり、それぞれの直立部材15'および15"は、1対の対向する角度形成面19および19'をそれぞれ有し、各面19および19'は下にあるクラッディング層14の上面に対して約45°の角度を形成する。
【0058】
一実施形態において、各直立部材15'および15"は好ましくは、上から見たとき、実質的に矩形の構成からなり、その結果、各部材15'および15"は、そのような角度形成面19および19'を有する2つのみの対向する「作用」側部を含む。各側部はまた、2つの対向する端部を含み、各端部はまた、可能であれば、角度形成面を有するが、本願明細書に示された実施形態において、これらは通常、角度形成面19および19'に関連するような反射工程の一部として用いられることはない。しかし、本発明のより広義の態様において、より高い反射率が所望である(その上、より多くの光学経路が用いられる)場合には、そのような端部の一方または両方(すなわち、図3に示された各部材において目視者に面する端部)を用いることは可能である。
【0059】
このような追加される角度形成面はまた、面19および19'の製造と同時に形成される。直立部材15'および15"が上から見たときに矩形の形状からなる場合には、各面は、約5ミルの長さ(図面内に向かう寸法)を有してもよい。導電層15のこのパターン形成の一部として、層はまた、予め確立された回路パターンに向けられた複数の信号線および/または信号パッド(図示せず)を備えてもよく、この手順は、当業界では回路化とも呼ぶ。また、直立部材15'および15"のそれぞれは、任意の回路の一部、たとえば、信号パッドまたは信号線として機能してもよいことも付言しておくべきである。
【0060】
図4において、残っているレジストセグメント17'および17"は、(好ましくは含水カリウムまたは炭酸ナトリウムなどの現像液および含水カリウムまたは水酸化ナトリウムまたは半水性のPGMEAまたはS1100Xなどのレジストストリッパを用いて)除去され、第1のクラッディング層14の上の直立部材15'および15"のみを残す。
【0061】
図5に示される次のステップは、本発明用の光学コア33として機能する光学コア材料の層を堆積することである。光学コア33は、上記で定義したような材料の1つなどのきわめて光学的に伝導性の高い材料からなり、一実施形態において、形成されている下にあるクラッディング層14の屈折率より高い1.42の屈折率を有する。
【0062】
既に理解されているように、光学コア33とする層の材料は、第1のクラッディング層14の材料とは、少なくとも光学的に異なっている。実施例として、クラッディング層14は、上述のドーパントの1つを含みうるのに対し、光学コア33は、ドーパントを含まない。
【0063】
クラッディング層14および光学コア33は、対応する支持層である第1の絶縁層13の幅寸法より小さい幅寸法を有してもよいことも理解されたい。たとえば、光学コア33は、当接する直立部材15'および15"のそれぞれの隣接する面19(または19')の長さ(最長寸法)と略同一の幅を有してもよい。
【0064】
また、本願明細書において定義された実施形態において、光学コア層33は、両方の対向する角度形成面19および19'に近接する端部部分を有するように形成されることも理解されたい。光学コア層33は、スピンコーティング工程を用いて液体形態で塗布され、適切な材料の均一な膜が、第1のクラッディング層14の面上に堆積される。光学コア層33は、約1ミル〜約2.5ミルの結果として生じる厚さを有してもよく、この厚さは層(光学コア)33の下の対応する厚さと実質的に同一である。
【0065】
図6において、フォトレジスト37の層が、好ましくは図1においてレジスト層17のために用いられた従来のPCB積層をこの場合も用いて、たとえば、約2.5〜約45PSIの圧力および約25℃〜約45℃の温度で、約1分〜約2.5分の時間期間を用いて、図5の層状の副合成物の上に位置決めされる。
【0066】
フォトレジスト37は、わずか約1ミル〜約2.5ミルの厚さを有してもよく、好ましくは層17に関して用いられた材料と同一の材料からなる。別の組成を用いてもよく、その多くは、当業界において周知である。
【0067】
図7において、フォトレジスト層37は、パターン形成され、一実施形態によれば、層17に関して用いられる類似のフォトリソグラフィ工程を用いて実現されてもよい。前掲のように、この工程は、マスタ(図示せず)および従来の露光処理を用いることを伴う。この場合には、接合されたレジスト37および隣接するマスタは、マスタを通ってレジスト37の選択された部分を露光するように光に曝される。この部分は、用いられるレジスト37のタイプ(ポジ型またはネガ型)に応じて、残るか、または除去されることになる。
【0068】
この露光ステップ後に、その上にレジスト層を有する構造は次に、水性現像溶液に曝され、レジスト37の所望でない部分が除去される。焼成作業は次に、残るレジスト要素を「焼成」することに続く。この特定の実施形態において、複数の開口部39、40、41および42が、レジスト37に形成され、それぞれは、下にある直立部材15'および15"の端部部分の上にある。たとえば、開口部39は、下にある部材15'の左の方の端部分の上にあり、開口部40は、部材15'の右側端部分の上にあるといった具合である。
【0069】
開口部39〜42のそれぞれは、対応する角度形成面(すなわち、部材15'の左で角度形成面19に対する開口部39)と同一の長さ(図面内に向かう寸法)であり、その結果、各開口部もまた、上から見た場合に実質的に矩形の形状である。一実施例において、各開口部39〜42は、約5ミルの幅(開口部39の場合には図7の寸法"W")を有してもよい。
【0070】
既に理解されているように、下にある直立部材15'および15"の数に応じて、示された5つ以上の開口部が、本願明細書の教示を用いて形成されてもよい。従って、本発明は、示された数に限定されるわけではない。本願明細書の教示を用いて、レーザを用いて開口部39〜42を形成することもまた可能であり、レーザの一例は、二酸化炭素レーザである。このようなレーザは、種々のPCB材料において開口部を形成する際に用いられることが多く、たとえば、ブラインドバイアまたはメッキスルーホール(PTH)などのスルーホールの製造などである。さらなる説明は、必要でないと思われる。ここで、形成された開口部39〜42を用いて、下にある直立部材15'および15"の両方の選択された部分を除去し始めることも可能である。
【0071】
このような直立部材15'および15"の両方の選択された部分の除去は、図8に示されており、本発明の一態様において、エッチング剤を用いて実現される。エッチング剤は、図7の構造の上部部分の上に噴射されるか、またはこの構造がそのようなエッチング剤の溶液中に浸漬される。図2における第1の導電層15の場合のように、好ましいエッチング剤は、塩化第二銅である。用いられうる他のエッチング剤としては、塩化第二鉄および過硫酸塩が挙げられる。
【0072】
この目的において、45°の角度の銅が、部分的にエッチングされ、銅と光導波路との間に開口部を形成する。図示されているように、例えば銅のような導電材料によって形成された直立部材15'および15"のみがエッチングされ、エッチング剤は、光学コア33のための材料には悪影響を及ぼさない。重要なことは、エッチング工程は、直立部材15'および15"における相殺的な角度形成面45および45'の対の製造をそれぞれ結果として生じることである。これらの角度形成面45および45'のそれぞれは、約45°の角度に形成されるか、または光学コア33の最も隣接する角度をなした面の角度に実質的に類似であるように形成される。
【0073】
その結果が、直立部材15'および15"の側部と隣接する光学コア33の材料との間に実質的に先細りの開口部47の製造であり、従って、コアはまた、角度形成面49を含み、これは本発明のきわめて重要な特徴である。図示されているように、これらの側壁は、クラッディング層14の下にある面に対して約45°の角度である。
【0074】
図9において、フォトレジスト37の残りは、好ましくはレジスト層17(図4)の除去のために用いられた態様と類似の態様で除去され、図10において、フォトレジスト層51のさらに別の層が施される。フォトレジスト層51は、レジスト17および37と同様に、従来のPCB積層を用いて、たとえば、約1PSI〜約25PSIの圧力および約25℃〜約45℃の温度で、約1分〜約3分の時間期間、施されることが好ましい。レジスト51は、わずか約1ミル〜約2.5ミルの厚さを有してもよく、好ましくはフォトレジスト層17および/またはフォトレジスト層37に関して用いられた材料と同一の材料からなる。別の組成を用いてもよく、その多くは、当業界において周知である。重要なことは、レジスト51は、光学コア33、直立部材15'および15"および開口部47を覆い、従って、これらの開口部の上に「テント形成」を行うことである。ここで、レジスト51の層は、好ましくは層17および層37のために用いられたのと類似のフォトリソグラフィ工程を用いてパターン形成される。
【0075】
その結果は、2つのレジストセグメント51'および51"(図11)の製造であり、これらのそれぞれは、下にある直立部材(すなわち、15')に隣接する開口部(すなわち、47)のそれぞれの対を覆う。従って、セグメント51'および51"は、開口部47の両方の対にわたって「テントを形成」し、両方の直立部材の対応する上面を完全に覆う。このような「テント形成」は、各セグメントの端部が位置している隣接する光学コア33の比較的小さい部分にもかかわらず、可能である。
【0076】
上述のように、上記で定義されたステップは、本願明細書において定義されたような回路基板を製造するように設計された少なくとも次の一連のステップに共通であってもよい。これらの次の一連のステップの最初のステップは、図12〜図14に関して以下で定義され、第2のステップは、図15〜図18に関して以下で定義される。
【0077】
図12〜図14に示される一連のステップは、「液体」クラッディング塗布ステップとも呼ばれてもよいステップである。これらのステップは、液体の形態で第2のクラッディング層53の初期の塗布を伴うからである。
【0078】
この第2のクラッディング層用の材料は、第1のクラッディング層14の材料と同一であってもよく、類似の屈折率を有する。ここで、平坦な基板の上に均一な薄膜を施すために用いられる従来のスピンコーティング工程を利用してもよい。簡単に言えば、過剰な量の液体クラッディングが、光学コア33および残っているレジストセグメント51'および51"の上に配置される。
【0079】
この構造は次に、高速で回転され、遠心力によって液体クラッディング材料を広げる。所望の厚さの膜が実現されるまで、液体が基板の縁から振り落とされている間、回転が継続される。残っている材料は次に、紫外線硬化工程および熱硬化工程を組み合わせた工程などによって硬化される。一実施例において、層53は、2〜3ミルの厚さを有してもよい。ここで、基板は、暫定的な光学コア33および隣接および包囲するクラッディング層14および53によって画定される少なくとも1つの光学経路を含む。液体クラッディング層は、施されるとき、図12に示されているように光学コア33の上部だけでなく、(図12ではコアの前部および同コアの背後に対して)隣接する側部も覆うことを理解されよう。従って、光学コア33は、クラッディング層14および53によって完全に包囲される。
【0080】
図13において、クラッディング層53で硬化されたクラッディング材料は、ここでパターン形成され、レジスト51のそれぞれのセグメント51'および51"の真上に開口部55を形成する。このようなパターン形成は、従来のフォトリソグラフィ処理(たとえば、マスタの位置合わせ、露光など)を用いて実現されてもよく、次のクラッディング材料の除去は、従来のエッチング剤(たとえば、塩化第二鉄)を用いて実現されてもよい。あるいは、開口部55は、開口部39〜42を形成するために(用いられる場合には)上記で用いられたレーザに類似のレーザを用いて、設けられてもよい。
【0081】
図14において、レジストセグメントは、除去され、複数の伝導層および対応する絶縁層を有する多層状の回路基板の場合のように、そのような層が所望である場合には、追加層のさらなる塗布のための次の準備がなされる。これらの追加層(単に被覆層と呼ぶこともある)は、たとえば、従来のPCB積層処理を用いて、パターン形成されたクラッディング層53の上に追加される。既に理解されているように、より多数のそのような層が、より大きな動作容量を有する最終的な多層状回路基板を製造する。これらの各層は、図14中の想像線によって図示され、符号57および59によって表されており、それぞれ、伝導層および絶縁層であってもよい。
【0082】
層59は、絶縁層である場合には、第1の絶縁層13と類似の絶縁材料からなってもよい。層57は、伝導層であり、たとえば、上記で定義されたフォトリソグラフィ処理を用いることによって回路形成されてもよい。また、これも最終生成物の動作電気要件に応じて、3層以上の層が設けられてもよい。一実施形態において、30層以上のさらなる伝導層および絶縁層を追加することが可能であってもよい。層57および59は、従来のPCB層の厚さからなってもよく、または必要に応じて、他の許容可能な厚さからなってもよい。少なくとも1つのさらなる被覆層であって、上記で定義したような材料からなっていない被覆層を追加することもまた、本発明の範囲内にある。このような層または2層以上が所望である場合には複数の層が、最終的な回路基板の一部を形成する下にある光学経路構造(クラッディング−コア−クラッディング)を被覆し、従って保護するように機能する。
【0083】
層57および59の追加の前に、光学的に透過性の(透明な)材料61(想像線)で開口部55のそれぞれを充填することもまた可能である。このような透明材料61は、光学コア層33の材料と同一であってもよい。一実施例において、この透明材料61は、シロキサンであってもよく、インクジェット印刷方法またはスクリーン印刷方法を用いて塗布される。層57および59などの追加層が設けられる場合には、下にある開口部55(ここではその中に材料61を含む)の真上に位置合わせする両方の層における開口部66(想像線)を形成することもまた重要である。
【0084】
このような開口部形成は、好ましくはレーザ、好ましくは本願明細書に定義された他の開口部を形成するために用いられたレーザと同一のレーザを用いて実現される。図示されているように、レーザは、これらの層における絶縁材料および下にある伝導材料の両方を効果的に切除し、透明材料61を露光する。一実施形態において、これらの開口部66のそれぞれは、下にある開口部55と(上から見た場合)同一の形状および寸法である。
【0085】
図14の構造(説明しやすくするために図18をさらに参照する)は、回路基板と呼ぶことも可能であり、ここでその内部に少なくとも1つの光学経路(少なくとも3つの経路"P"が、図14に示されている)を有する。ここで、適切な他の構成要素に結合する場合の動作準備が調う。このような追加構成要素の一例は、電気光学アセンブリ71を製造するために、図18における実施形態の場合の数字65および67によって表されるような追加の回路基板上に実装される光電子モジュールであってもよい。基板65および67は、「ドータカード」であってもよく、本願明細書における教示に基づいて製造される基板は、このようなカードおよびその上に位置し、それに結合される他の構成要素を有するように適合された「マザーボード」を表してもよい。
【0086】
このような場合には、第2の基板の両方はそれぞれ、たとえば、電気コネクタ73および75(図18において想像線で図示される)を用いることによって、電気的に結合されてもよい。このような電気コネクタ73および75は、通常、挿入する基板の外面における対応する伝導経路と嵌合するように設計されたその中に複数の接点を含み、これらの接点は、今度は、コネクタ73および75の本体(ハウジング)から突出し、ホスティング基板の中の対応する収容開口部内に収まるピンなどの種々の内部導体に結合される。2つの基板を電気的に結合するそのような手段は、当業界ではきわめて公知であり、さらなる説明は、必要でないと思われる。従って、上述の接点、ピンおよび収容開口部は、図18には示されていない。
【0087】
本発明の「マザー」基板および実装される光電子モジュール65および67(基板)の場合には、これらの3つの基板はまた、光学的な態様で結合され、光学データ信号は、図示されているように、下部基板の光学コア(光学経路"P"に沿って)を通過し、基板の独特に形成された角度形成側壁49から反射する。このようなデータ信号は、マザー基板から1つまたは複数の上部基板に通過するほか、基板からマザー基板に戻るように通過してもよい。
【0088】
図14および図18における中央経路"P"に沿って進む信号の場合には、光信号が、1つの上部基板からマザー基板に進み、他の(ここでは隣接する)上部基板に戻ってもよい。他の組み合わせも当然のことながら、容易に可能である。図18における符号81によって表されているようなモジュールが用いられる場合には、それぞれは、モジュールに結合される基板の内部で処理される電気信号を発するための発光ダイオードまたはレーザを含みうる。通常は、このタイプの完全な光電子デバイスは、ダイ(半導体)を含み、ダイは、発光体、発光体に対する機械的支持を提供するためのヘッダ、LEDまたはレーザによって生成される光出力を集束するためのレンズおよび適切な電気接続を備える。
【0089】
このデバイスは、光データ信号の送信器および/または同光データ信号の受信器として機能してもよい。受信器である場合には、受信されたデータを直列化するためのシリアライザのほか、そのような光信号を電気信号に変換し、結果として生じた電気信号が次に、ホスティング基板の他の部分に送られ、次に、おそらく基板が任意に接続される他の機器に送られるようにするための手段を含む。このような光電子デバイスおよび同デバイスを接続する手段は、当業界では周知であり、さらなる説明は、必要でないと思われる。図18において分かるように、1つのそのようなモジュール81(基板65の左の方)は、光データ信号を受信するように適合され、他のモジュール81(基板65の右の方)は、ホスティングマザー基板に至る(および隣接する基板67に戻す)光信号を提供する。基板65のモジュールに比べて逆の態様であるにもかかわらず、基板67上のモジュールは、類似の機能を提供する。他のそのようなモジュール(図示せず)は、示された基板の1つまたは複数の基板に光信号を伝送し、示された基板の1つまたは複数の基板からそのような信号を受信するために用いられてもよい。既に理解されているように、本発明は、これらのタイプの送信器および受信器のみを用いることに限定されているわけではなく、他も可能である。
【0090】
図15〜図18に示される一連のステップは、「膜」クラッディング塗布ステップとも呼ばれてもよいステップである。これらのステップは、所望のクラッディング材料の薄膜層の形態で第2のクラッディング層53'の塗布を伴うからである。この第2のクラッディング層用の材料は、本願明細書に定義された他のクラッディング層の材料と同一であってもよく、類似の屈折率を有する。
【0091】
第2のクラッディング層53'を、下にある光学コア33の上面および両方の直立部材に接合するために、従来のPCB積層処理を用いてもよい。液体クラッディングの場合のように、比較的多くの剛性の薄膜にしたクラッディング層53'が、光学コア33と隣接する直立部材との間に上記で画定された態様において形成される開口部47にわたって「テント形成」する。
【0092】
一実施形態において、クラッディング層53'の積層は、約2PSI〜約30PSIの圧力および約25℃〜約45℃の温度で、約1分〜約4分の時間期間で実現されてもよい。結果として生じるクラッディング層53'は、約1.5ミル〜約3ミルの厚さを有しうる。この結果は、図16に示される構造であり、図15に示される構造から始まり、残っているレジストセグメント(図15には図示せず)の除去へと続く。
【0093】
第2のクラッディング層53'はまた、第1のクラッディング層14と同一の屈折率(たとえば、1.40)を有する。光学コア層33はクラッディング材料によって完全に包囲されることが重要であるため、クラッディング層53'は、下にあるコア33の対応する幅より大きい幅で塗布され、その結果、層53に関して生じたように、コアの上側および両側を包囲する。
【0094】
すなわち、光学コア33は、好ましくは実質的に矩形の断面からなり、第2のクラッディング層53'は、コア33の上部平面に接合され、両方の対向する直立側面にも接合される必要がある。既に理解されているように、コア33の残る下側は、下にある第1のクラッディング層14に接合される。従って、本発明は、コア33がクラッディング材料によって効果的に包囲されることを保証する。
【0095】
図17において、開口部61'は、好ましくは開口部61が層53(図14)において形成された態様と同一の態様で光学クラッディング層53'によって形成される。このステップの後に、層57および59が図14の実施形態に追加された態様と同様に、層57および59などの追加層が追加されてもよい。さらなる定義は必要でないと思われる。
【0096】
また、開口部61に関して可能であったように、光学的に透過性の(透明な)材料(図示せず)で開口部61'を充填することもまた可能である。所定の場所にある追加層57および59を用いて、図14における開口部66などの開口部は、光信号が通過しうるように設けられる。これらの開口部はここでは、説明しやすくするために図18に示されている。図18の構造の残る動作および特徴は、図14の構造に関して説明したものと類似であることから、さらなる説明は、提供されない。
【0097】
以上の通り、基板が、他の類似の基板に容易な態様で電気的かつ光学的に結合されうるようなその中に少なくとも1つの(可能であれば複数の)光学経路を有する回路基板である場合について、本発明に係る製造方法について説明してきたが、本願明細書に定義されたような基板は、多くの従来のPCB工程を用いて製造されてもよく、それにより、最終生成物の製造コストを最小に維持することを保証する。
【0098】
定義されたように、本発明に係る製造方法は、光学経路形成処理の一部として、ステンシルまたは類似物の使用を必要としない。代わりに、本発明は、経路反射体の最終的な画定のために、露光およびレジストの除去を含む従来のフォトリソグラフィ処理を用いて正確かつ小型のパターンを画定する。本発明の他の利点は、上述されているか、または本願明細書の教示から認識することができる。
【0099】
現在、本発明の好ましい実施形態である実施形態について図示して、説明してきたが、種々の変更および改変が添付請求項によって定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、本発明において行われうることは当業者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【0100】
【図1】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図2】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図3】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図4】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図5】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図6】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図7】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図8】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図9】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図10】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図11】本発明の一実施形態による回路基板を製造する初期ステップを示しており、これらのステップは、完成基板製品を製作するように設計された少なくとも2つの別個の次に続く一連のステップに共通する部分拡大断面図である。
【図12】本発明の一実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【図13】本発明の一実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【図14】本発明の一実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【図15】本発明の第2の実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる別の一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【図16】本発明の第2の実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる別の一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【図17】本発明の第2の実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる別の一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【図18】本発明の第2の実施形態による回路基板を製造するために、図1〜図11に示されたステップに続きうる別の一連の次のステップを示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【0101】
13 第1の絶縁層
14 第1のクラッディング層
15 第1の導電層
15'・15" 直立部材
17'・17" レジストセグメント
19・19' 角度形成面
33 光学コア
37・51 フォトレジスト
39〜40・55・66 開口部
45・45'・49 角度形成面
53' 第2のクラッディング層
57・59 層
61 透明材料
65・67 光電子モジュール
73・75 電気コネクタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの光学経路を中に含む回路基板の製造方法であって、
第1の絶縁層を設けることと、
前記第1の絶縁層の上に第1のクラッディング層を設けることと、
前記第1のクラッディング層の上に第1の導電層を設けることと、
前記第1のクラッディング層の上に前記第1の導電層をパターン形成して、前記第1のクラッディング層の上に少なくとも1つの直立部材を画定することと、
前記少なくとも1つの直立部材に近接する少なくとも1つの端部部分を有する前記第1のクラッディング層の上に光学コアを設けることであって、前記光学コアは、前記光学コアを通過する光信号用の光学経路を提供するように適合されることと、
前記第1のクラッディング層の上の前記少なくとも1つの直立部材の一部を除去して、前記少なくとも1つの直立部材と前記光学コアとの間に少なくとも1つの第1の開口部を画定することであって、前記少なくとも1つの第1の開口部は、少なくとも1つの角度形成面を有することと、
前記光学コア、前記少なくとも1つの第1の開口部および前記少なくとも1つの直立部材の上に第2のクラッディング層を設けることと、
前記第2のクラッディング層の上に少なくとも1つの被覆層を設けて、回路基板を形成することと、
前記少なくとも1つの角度形成面に対する前記少なくとも1つの被覆層および前記第2のクラッディング層の内部に少なくとも1つの第2の開口部を形成して、前記光学コアを通過する光信号が、前記少なくとも1つの角度形成面から反射されて、前記少なくとも1つの第2の開口部を通過するようにすることと、
を含む方法。
【請求項2】
前記第1のクラッディング層の上に少なくとも1つの直立部材を画定するための前記第1の導電層の前記パターン形成は、フォトリソグラフィ処理を用いることを含み、フォトレジストの層が前記第1の導電層の上に位置決めされる、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
フォトレジストの前記層は、前記第1の導電層の上に積層される、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記第1の導電層の前記パターン形成は、前記少なくとも1つの直立部材の上に少なくとも1つの第1の角度形成面を形成する結果となる、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
少なくとも1つの第1の開口部を画定するための前記少なくとも1つの直立部材の前記一部の前記除去は、さらに、前記少なくとも1つの第1の角度形成面の角度とは異なる角度を有する前記少なくとも1つの直立部材の上の少なくとも1つの第2の角度形成面を形成する結果となる、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも1つの直立部材に近接する少なくとも1つの端部部分を有する前記第1のクラッディング層の上の前記光学コアの前記形成は、前記第1のクラッディング層の上に液体形態の前記光学コアを含む材料を堆積することによって実現される、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
液体形態の前記光学コアを含む前記材料の前記堆積は、前記第1のクラッディング層の上に前記材料をスピンコーティングすることによって実現される、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記光学コアの上の前記第2のクラッディング層の前記形成は、膜形態の前記第2のクラッディング層を含む材料を堆積することによって実現される、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記少なくとも1つの被覆層および前記第2のクラッディング層の内部の前記少なくとも1つの第2の開口部の前記形成は、レーザを用いて実現される、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記被覆層の数は、少なくとも2つであり、前記被覆層の一方は絶縁材料であり、前記被覆層の他方は導電材料である、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記開口部内に光学的に透過な材料を位置決めすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記少なくとも1つの被覆層および前記第2のクラッディング層の内部の前記少なくとも1つの第2の開口部に対して、その一部として少なくとも1つの光学コアを有する第2の回路基板を位置決めし、その結果、前記第2の回路基板の前記光学コアは、前記少なくとも1つの第2の開口部を介して、前記第1の回路基板からの光信号の、少なくとも受信または前記第1の回路基板への光信号の伝送のいずれか一方のために適合されることをさらに含み、前記第1の回路基板および前記第2の回路基板は、電気光アセンブリを形成する、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記第1の回路基板および前記第2の回路基板は、その上に少なくとも1つの光学送信器または光学受信器のいずれか一方を含む、請求項12に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【公開番号】特開2009−93177(P2009−93177A)
【公開日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−258491(P2008−258491)
【出願日】平成20年10月3日(2008.10.3)
【出願人】(503459464)エンディコット インターコネクト テクノロジーズ インク (23)
【Fターム(参考)】