松下电工日前试制出了可表面封装光学与电气零部件的柔性底板“光电柔性布线板”(发布资料)。在底板内部形成环氧树脂制成的多模式导光路径。导光路径主要用于高速数据通信,而电布线则主要用于低速数据通信与电气输送。此次的试制品使用了8条每条传输速度为2.5Gbit/秒的导光路径,传输速度可达20Gbit/秒。主要面向信息处理量不断增大的新一代手机、数码相机和便携游戏机等领域。
该公司在2005年6月举办的“JPCA Show 2005”展会上,发布了能够表面封装光学与电气零部件的刚性底板。此次的试制品使用该公司研制的柔性底板材料“FELIOS”,取代了刚性底板。另外,与上次的刚性底板相比,此次的柔性底板尽管在导光路径材料中仍采用了环氧树脂类材料,但柔软性提高了。
发光元件发出的光线利用底板内部的镜片进行反射,输送到导光路径中,然后再利用镜片进行反射,传送给受光元件。每个镜片的倾斜角度均使光线的入射角达到45度。发光元件使用VCSEL,受光元件使用光敏二极管。用于收发的光波波长约为850nm。从这种波长的光线传输损耗来说,长5cm的导光路径再加上2枚镜片的反射,总计给为2.4dB。
可使用现有生产工序和设备
从此次柔性底板的制造设备与生产工序上来说,只需对现有印刷电路板的制造设备与生产工序略加改进即可,因此能够降低生产成本。生产工序如下(图4):首先按照先包层材料,再线芯材料的顺序,利用导压加工法,将上述2种材料层叠到柔性底板上,然后通过掩膜曝光制成线芯。然后按照在线芯中传输的光线入射角成45度的方式切开线芯,装上反射膜,形成反射镜片。接下来,利用层压加工法加上包层材料和聚亚酰胺覆盖层(cover lay)。按照同样的方法,利用蚀刻法形成铜电路。最后涂上阻焊剂,利用激光加工法,形成电极。整个工序基本上和过去的印刷电路板生产工序一样。在激光加工而成的孔中形成受发光元件的焊点。开孔的位置精度为±数μm。由于普通焊点的大小一般在100μm~200μm之间,因此误差只有几个百分点。
从制造设备来看,也只需对印刷电路板采用的制造设备进行调整。比如,斜着切割线芯的设备,只需改变过去用于切片的设备的刀具。而激光加工设备则可依照镜片的反射光,定位开孔位置。
作为此次的试制品,假如曲率半径在4mm以上,则完全不会增加传输损耗。最小曲率半径为1mm,与不弯曲时相比,此时的损耗约增大1dB。包括阻焊剂在内整个底板的厚度约为180μm,导光路径的厚度为110μm。线芯的尺寸为80μm见方。具体的生产成本与生产时间取决于生产量。用途与规格一旦确定下来,只需半年到1年的时间即可确立量产体制。松下电工希望在2008年~2009年之前使销售额达到10亿日元。此次的试制品准备在2005年10月4日~10月8日举办的“CEATEC JAPAN 2005”展会上展示。