專利名稱：光電混載基板和電子機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合了具有可撓性的光布線和電布線的光電混載基板和使用該 基板的電子機(jī)器。
背景技術(shù)：
近年來，電子元件間或布線基板間的高速 高密度信號(hào)傳送中，在由以往的電布線 傳送中，信號(hào)的相互干擾或衰減成為障礙，開始看到高速 高密度化的極限。為了打破這個(gè) 極限，探討以光連接電子元件間或布線基板間的技術(shù)，即光互聯(lián)。作為光的傳送途徑從加工 容易程度、低成本、布線的自由度高、且可以高密度化的角度出發(fā)，聚合物光波導(dǎo)受到關(guān)注。特別探討在手機(jī)或筆記本電腦等中使用光波導(dǎo)，由于與省空間、薄型化對(duì)應(yīng)，組合 了光布線和電布線的光電混載基板受到關(guān)注(參照專利文獻(xiàn)1、圖2)。這里，在作為光電混載基板用途之一的手機(jī)等電子機(jī)器中，預(yù)想在能夠開關(guān)的兩 個(gè)結(jié)構(gòu)部間的信號(hào)傳送中使用撓性光電混載基板，可以考慮為該撓性光電混載基板跨越兩 個(gè)結(jié)構(gòu)部的連接部(鉸鏈)。通常彎曲該光電混載基板使撓性電布線基板側(cè)與鉸鏈相接觸， 但是，由于彎曲有時(shí)在光波導(dǎo)部分產(chǎn)生裂痕或斷裂。特別是從近年來電子機(jī)器小型化的要 求出發(fā)，對(duì)鉸鏈要求以R為1. 5 2mm左右的小彎曲半徑彎曲，因此，有鉸鏈的裂痕或斷裂 的發(fā)生變得顯著這樣的問題。對(duì)于上述課題，提出了具有以下特征的撓性光電布線基板部分地接合光波導(dǎo)薄 膜和撓性電布線板，至少在基板面彎曲處不接合(參照專利文獻(xiàn)2，權(quán)利要求)。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3193500號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-284925號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)如下問題如果光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線板是部分分離的 結(jié)構(gòu)，實(shí)際上由鉸鏈產(chǎn)生彎曲的情況時(shí)，特別是電子機(jī)器具有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，光電混載基板具有 在以彎曲部為中心彎曲的狀態(tài)下，彎曲部隨著滑動(dòng)而移動(dòng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，光波導(dǎo)在與撓性電布 線板的粘接面橫方向上容易產(chǎn)生偏移，由于這樣的橫向偏移，光波導(dǎo)滑動(dòng)時(shí)，就會(huì)一邊變形 一邊移動(dòng)，因此容易產(chǎn)生破裂這樣的問題。特別是光電混載基板是長的情況時(shí)，該傾向顯 著。另外，為了防止像這樣的向光波導(dǎo)橫方向的偏移，也可以設(shè)置側(cè)面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，但是非常 煩雜，對(duì)于要求小型化的電子機(jī)器極為不利。即，對(duì)于具有像專利文獻(xiàn)2公開的分離結(jié)構(gòu)的光電混載基板，其結(jié)果為，在光波導(dǎo) 部分中產(chǎn)生應(yīng)力，不能解決產(chǎn)生裂痕或斷裂這樣的問題。在這里，本發(fā)明是為了解決這樣的課題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種即使 彎曲或彎折也不產(chǎn)生裂痕或斷裂的、接合光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板而成的光電混載基 板和使用該光電混載基板而成的電子機(jī)器。本發(fā)明人等著眼于以下方面光電混載基板中，在鉸鏈彎曲時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力的部分，構(gòu)成電布線基板的銅線等電布線受到很大影響，集中在光波導(dǎo)的芯部分。即，推測為由于電 布線中所使用的金屬材料的彈性模量與其它材料相比極高，壓力中心偏移到電布線部分， 因此，應(yīng)力集中在光波導(dǎo)的芯部分，光波導(dǎo)容易破裂。反復(fù)進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將 彎曲部中光波導(dǎo)的芯和撓性電布線基板的電布線設(shè)置為在投影面不重疊，可以解決上述課 題。本發(fā)明為基于所述見解而完成的發(fā)明。即，提供一種光電混載基板和具有該光電混載基板而成的電子機(jī)器，該光電混載 基板是接合具有芯和包層的光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板而成的光電混載基板，其特征在 于，彎曲部中光波導(dǎo)的芯和撓性電布線基板的電布線設(shè)置為在投影面不重疊。本發(fā)明的光電混載基板和使用該光電混載基板而成的電子機(jī)器，即使經(jīng)過長時(shí)間 反復(fù)彎曲，在光電混載基板上也不產(chǎn)生裂痕或斷裂，具有極為良好的彎曲耐久性，維持良好 的通訊功能。


圖1為表示光電混載基板的模式圖。
圖2為表示光電混載基板被彎曲的狀態(tài)的模式圖。
圖3為表示電子機(jī)器具有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)的光電混載基板的一個(gè)例子的模式圖。
圖ζl·是圖2中鉸鏈部分的放大圖。
圖5為表示本發(fā)明的光電混載基板的一個(gè)例子的斜視圖。
圖6是從a方向看圖5所示的本發(fā)明的光電混載基板的投影圖。
Γ為表示本發(fā)明的光電混載基板的其它例子的投影圖。
圖€^為表示本發(fā)明的光電混載基板的其它例子的投影圖。
符號(hào)說明
1光電混載基板
2光波導(dǎo)薄膜
3撓性電布線基板
4鉸鏈
6彎曲部
7彎曲軸
21芯部
31電布線
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的光電混載基板的特征在于，接合具有芯和包層的光波導(dǎo)薄膜和撓性電布 線基板而成，彎曲部中光波導(dǎo)的芯和撓性電布線基板的電布線設(shè)置為在投影面不重疊。本 發(fā)明中，只要在彎曲部中，芯部和電布線在投影面上不重疊就可以，彎曲部以外的部分，例 如端部可以重疊也可以不重疊。但是，從使用本發(fā)明的光電混載基板的電子機(jī)器小型化的 角度出發(fā)，由于端部電接觸點(diǎn)比布線路寬數(shù)倍因而需要取得結(jié)合裕度，另外由于光通訊用 芯的層與電布線不同，所以優(yōu)選在至少一側(cè)端部，更優(yōu)選兩端部(彎曲部以外的至少一部 分)，芯部和電布線在投影面上重疊。
以下，參照附圖，詳細(xì)的說明。本發(fā)明的光電混載基板1，如圖1所示，接合具有芯和包層的光波導(dǎo)薄膜2和撓性 電布線基板3而成，如果考慮光波導(dǎo)薄膜2和撓性電布線基板3的粘接性，優(yōu)選進(jìn)行整面的 粘合。這里，粘合表示粘接或密合，具有彎曲光電混載基板時(shí)不剝離程度的粘接性、密合性。本發(fā)明的光電混載基板，如圖2所示地，適用于具有以鉸鏈4為中心光電混載基板 一部分在旋轉(zhuǎn)方向上可動(dòng)的結(jié)構(gòu)的電子機(jī)器，或如圖3所示地，適用于具有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)的電 子機(jī)器。在這里，本發(fā)明的彎曲部是指一般意義上的進(jìn)行彎曲的部分或被彎曲的部分，即， 從彎曲開始點(diǎn)到彎曲終止點(diǎn)。例如，使用鉸鏈?zhǔn)构怆娀燧d基板彎曲時(shí)，本發(fā)明的彎曲部是指 在彎曲光電混載基板的狀態(tài)下，與鉸鏈接觸的部分和其外緣部。進(jìn)一步具體的指如圖4的 鉸鏈部放大圖所示的部分6，該部分6是以與鉸鏈相接的開始彎曲的彎曲開始點(diǎn)X1、結(jié)束彎 曲的彎曲終止點(diǎn)X2、以及相對(duì)于X1和X2的光波導(dǎo)薄膜側(cè)部位Y1和Y2所包圍的部分，加上進(jìn) 一步從該部分向外側(cè)擴(kuò)張的以a、b、c和d所圍的部分。這里，被擴(kuò)張部分的a-X1間的距離 只要是在能夠產(chǎn)生本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，就沒有特別的限定，是X1-X2間距離的1 10%左 右ο另外，在如圖3所示的具有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)的電子機(jī)器中，即使不使用鉸鏈的情況，與上 述具有鉸鏈的情況同樣地，使光電混載基板相對(duì)于彎曲中心彎曲時(shí)，彎曲部是指在光電混 載基板被彎曲的狀態(tài)下，假想一個(gè)相當(dāng)于鉸鏈4的軸7(以下，稱為“彎曲軸”)時(shí)，與該彎曲 軸相接的部分及其外緣部，該定義是將上述彎曲部說明中的鉸鏈4置換成彎曲軸7而得到 的。就該彎曲軸來說，可以實(shí)際存在，通過旋轉(zhuǎn)該彎曲軸7或不旋轉(zhuǎn)而在水平方向上移動(dòng)， 來構(gòu)成滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，也可以不存在彎曲軸7，用蓋體等從上下夾持光電混載基板1，通過該蓋 體的移動(dòng)，使光電混載基板1的端部X°在水平方向上移動(dòng)，來構(gòu)成滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。另外，光電混 載基板的另一側(cè)端部通常被固定，但是也可以是在與端部X°相反方向上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明特別適用于如圖3所示的具有滑動(dòng)結(jié)構(gòu)的電子機(jī)器中。即，光電混載基板 1在以彎曲部為中心彎曲的狀態(tài)下，例如，位于上下的撓性電布線基板的直線部具有設(shè)置成 互相大致平行的結(jié)構(gòu)。于是具有以下結(jié)構(gòu)在維持該彎曲狀態(tài)下，光電混載基板1至少一側(cè) 端部X°具有在水平方向上(圖3中的右方向)移動(dòng)時(shí)，伴隨著該移動(dòng)而彎曲部移動(dòng)。艮口， 隨著端部X°的運(yùn)動(dòng)，彎曲開始點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)。即使是這樣的情況，通過在彎曲部，光波導(dǎo)的芯 部和撓性電布線基板的電布線設(shè)置為在投影面不重疊，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。本發(fā)明的光電混載基板1如上所述，其特征在于，在彎曲部，光波導(dǎo)的芯部和撓性 電布線基板的電布線設(shè)置為在投影面不重疊。圖5和圖6是表示本發(fā)明的光電混載基板方式的一個(gè)例子的圖。圖5為斜視圖， 圖6是從圖5中a方向看的投影圖。圖5和圖6所示的方式中，在光電混載基板1的兩外 側(cè)設(shè)置電布線31，在中央部設(shè)置芯部21，以在投影面互相不重疊的方式設(shè)置。然后，圖7為表示本發(fā)明的光電混載基板其它方式的投影圖。電布線31在兩外側(cè) 方向描繪出曲線，芯部21在兩端間為直線狀。在彎曲部，電布線31和芯部21不重疊，而在 端部為重疊的方式。另外，圖8是進(jìn)一步顯示本發(fā)明的光電混載基板其它方式的投影圖，電布線31在 兩外側(cè)方向描繪出曲線，芯部21在內(nèi)側(cè)方向上描繪出曲線。在彎曲部，電布線31和芯部21不重疊，而在端部為兩者部分重疊的方式。以下，對(duì)本發(fā)明中使用的光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線板進(jìn)行說明。[光波導(dǎo)薄膜]本發(fā)明的光波導(dǎo)薄膜是具有芯和包層的薄膜，可以利用以往作為光波導(dǎo)薄膜而使 用的薄膜。例如，可以使用由含有(A)原料聚合物、(B)光聚合性化合物和(C)光聚合引發(fā) 劑的樹脂組合物形成的光波導(dǎo)形成用樹脂薄膜。(A)原料聚合物是在形成薄膜等的固化物時(shí)用于確保其強(qiáng)度的物質(zhì)，只要是能達(dá) 到該目的的物質(zhì)就沒有特別的限定，可以舉出苯氧樹脂、環(huán)氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚 碳酸酯樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚酰胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜等，或它們的衍生物等。這些原料 聚合物可以使用單獨(dú)1種，也可以混合2種以上而使用。(B)光聚合性化合物只要是通過紫外線等光照射而進(jìn)行聚合的化合物，就沒有特 別的限制，從對(duì)光的反應(yīng)性的角度出發(fā)，優(yōu)選為在分子內(nèi)具有乙烯性不飽和基團(tuán)的化合物。 具體可以舉出(甲基)丙烯酸酯、亞乙烯基鹵化物、乙烯基醚、乙烯基吡啶、乙烯基酚等，這 些之中，從透明性和耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選(甲基)丙烯酸酯。作為(甲基)丙烯酸酯，1 官能性(甲基)丙烯酸酯、2官能性(甲基)丙烯酸酯、3官能團(tuán)性(甲基)丙烯酸酯的任 何一種均可以使用。另外，這里所說的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。作為(C)成分的光聚合引發(fā)劑，沒有特別的限制，例如可以舉出，二苯甲酮、N， N’ -四甲基_4，4’ - 二氨基二苯甲酮(米蚩酮)、N，N’ -四乙基_4，4’ - 二氨基二苯甲酮、
4-甲氧基-4’- 二甲基氨基二苯甲酮、2-芐基-2-二甲基氨基-l-(4-嗎啉代苯基)-丁 烷-1-酮、2，2- 二甲氧基-1，2- 二苯基乙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲 基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2_羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、 1，2- 二甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮等芳香族酮，2-乙基蒽醌、 菲醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1，2-苯并蒽醌、2，3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2，3-二苯 基蒽醌、1-氯代蒽醌、2-甲基蒽醌、1，4_萘醌、9，10-菲醌、2-甲基-1，4-萘醌、2，3_ 二甲 基蒽醌等醌類，苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻苯基醚等苯偶姻醚化合物，苯偶姻、甲基苯 偶姻、乙基苯偶姻等苯偶姻化合物，苯偶酰二甲基縮酮等苯偶酰衍生物，2-(鄰氯苯基)-4，
5-二苯基咪唑二聚體、2-(鄰氯苯基)-4，5_二(甲氧基苯基)咪唑二聚體、2-(鄰氟苯 基)-4，5- 二苯基咪唑二聚體、2-(鄰甲氧基苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚體、2-(對(duì)甲氧基 苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚體等2，4，5-三芳基咪唑二聚體，二(2，4，6-三甲基苯甲酰基) 苯基膦氧化物、二(2，6_ 二甲氧基苯甲?；?-2，4，4_三甲基戊基膦氧化物、2，4，6_三甲基 苯甲酰基雙苯基膦氧化物等膦氧化物類，9-苯基吖啶、1，7_ 二(9，9’_吖啶基)庚烷等吖啶 衍生物，N-苯基甘氨酸、N-苯基甘氨酸衍生物、香豆素系化合物等。相對(duì)于(A)成分和(B)成分的總量，(A)原料聚合物的混合量優(yōu)選為10 80質(zhì) 量％。該混合量如果是10質(zhì)量％以上，在形成薄膜時(shí)，即使是膜厚50 μ m以上的厚膜薄膜， 也可以容易地制造，而另一方面，如果是80質(zhì)量％以下，則充分地進(jìn)行光固化反應(yīng)。從以上 的觀點(diǎn)出發(fā)，(A)原料聚合物的混合量優(yōu)選為20 70質(zhì)量％。相對(duì)于(A)成分和⑶成分的總量，⑶光聚合性化合物的混合量優(yōu)選為20 90 質(zhì)量％。該混合量如果是20質(zhì)量％以上，則可以容易地結(jié)合入原料聚合物中使其固化，而
6另一方面，如果是90質(zhì)量％以下，則可以容易地形成厚膜的薄膜。從以上的觀點(diǎn)出發(fā)，(B) 光聚合性化合物的混合量優(yōu)選為30 80質(zhì)量％。相對(duì)于㈧成分和⑶成分的總量，(C)光聚合引發(fā)劑的混合量優(yōu)選為0. 1 10 質(zhì)量份。該混合量如果在0.1質(zhì)量份以上，則光感度充足，而另一方面，如果是10質(zhì)量份以 下，則在曝光時(shí)，感光性樹脂組合物表層中的吸收不會(huì)增加，內(nèi)部的光固化變得充分。進(jìn)一 步，由聚合引發(fā)劑本身的光吸收的影響而引起的傳送損失不會(huì)增加，因而優(yōu)選。從以上的觀 點(diǎn)出發(fā)，(C)光聚合引發(fā)劑的混合量優(yōu)選為0. 2 5質(zhì)量份。本發(fā)明的光波導(dǎo)薄膜可以通過將含有(A) (C)成分的樹脂組合物溶解在溶劑 中，涂布于基材上，然后除去溶劑，而容易地制造。作為在這里使用的溶劑，只要是能夠溶解 該樹脂組合物的溶劑就沒有特別的限定，例如可以使用丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纖劑、乙 基溶纖劑、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙二醇單甲醚等溶劑或它們的混 合溶劑。樹脂溶液中的固體成分濃度通常優(yōu)選為30 60質(zhì)量％左右。對(duì)于本發(fā)明中光波導(dǎo)薄膜的厚度沒有特別的限定，以干燥后的厚度計(jì)，通常為 10 250 μ m。如果是10 μ m以上，則有可以擴(kuò)大與接受發(fā)光元件或光纖的結(jié)合公差這樣的 優(yōu)點(diǎn)，如果是250μπι以下，則有和接受發(fā)光元件或光纖結(jié)合效率提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。從以上 的角度出發(fā)，該薄膜的厚度進(jìn)一步優(yōu)選為40 90 μ m的范圍。在本發(fā)明的光波導(dǎo)形成用樹脂薄膜的制造過程中使用的基材是支持光波導(dǎo)形成 用薄膜的支持體，對(duì)于該材料沒有特別的限定，但是從之后容易剝離光波導(dǎo)形成用薄膜、且 具有耐熱性和耐溶劑性的角度出發(fā)，可以適宜的舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙 烯等。該基材的厚度優(yōu)選為5 50 μ m的范圍。如果是5μπι以上，則有容易得到作為支持 體的強(qiáng)度這樣的優(yōu)點(diǎn)，如果是50 μ m以下，則有圖形形成時(shí)與掩模的間隙變小，可以形成更 細(xì)微的圖形這樣的優(yōu)點(diǎn)。從以上的觀點(diǎn)出發(fā)，該基材的厚度更優(yōu)選為10 40 μ m的范圍， 特別優(yōu)選為20 30 μ m。在像這樣得到的基材上設(shè)置的光波導(dǎo)形成用薄膜，例如通過纏繞在輥上而可以容 易儲(chǔ)藏。另外，根據(jù)需要，也可以在光波導(dǎo)形成用薄膜上設(shè)置保護(hù)薄膜。關(guān)于上述基材和保 護(hù)薄膜，為了之后容易剝離光波導(dǎo)形成用薄膜，可以實(shí)施防靜電處理等。以下，對(duì)于使用像上述這樣得到的光波導(dǎo)形成用樹脂薄膜來形成光波導(dǎo)的制造方 法進(jìn)行說明。作為該方法，可以舉出例如在存在保護(hù)薄膜的情況下，除去保護(hù)薄膜后，通過 在基板上一邊加熱一邊壓接，來層疊從基材剝離的下部包層薄膜的方法等。在這里，從密 合性和追隨性的角度出發(fā)，優(yōu)選在減壓下進(jìn)行層疊。該樹脂薄膜的加熱溫度優(yōu)選為50 1300C，壓接壓力優(yōu)選為0. 1 1. OMPa左右(1 IOkgf/cm2左右)，但是對(duì)于這些條件沒有 特別的限制。下部包層薄膜的厚度沒有特別的限定，優(yōu)選為2 50 μ m。如果是2 μ m以上，則容 易將傳輸光封閉在芯內(nèi)部，如果是50 μ m以下，則光波導(dǎo)整體的厚度不會(huì)過大。本發(fā)明中， 特別是從滿足小彎曲半徑的彎曲耐久性的角度出發(fā)，下部包層薄膜的厚度更優(yōu)選為2 20 μ m的范圍，特別優(yōu)選為5 15 μ m的范圍。另外，下部包層薄膜的厚度是從芯部和下部包層的邊界到下部包層的下面為止的值。然后，通過光或加熱來固化下部包層薄膜，用同樣的方法層疊具有比下部包層薄
7膜高的折射率的芯薄膜。像這樣層疊的樹脂薄膜通過被稱為原圖的正或負(fù)掩模圖形照射活 性光線成畫像狀。作為活性光線的光源例如可以舉出，碳弧燈、水銀蒸汽弧燈、超高壓水銀 燈、高壓水銀燈、氙燈等有效放射紫外線的已知光源。另外，其它的還可以使用照相用泛光 燈、太陽燈等有效放射可見光的光源。對(duì)于芯部31的高度沒有特別的限制，優(yōu)選為10 150μπι。如果芯部的高度為 10 μ m以上，則在光波導(dǎo)形成后的與接受發(fā)光元件或光纖的結(jié)合中，位置對(duì)齊的公差不會(huì)變 小，如果是150 μ m以下，則在光波導(dǎo)形成后的與接受發(fā)光元件或光纖的結(jié)合中，結(jié)合效率 不會(huì)變小。本發(fā)明中，特別是從滿足小彎曲半徑的彎曲耐久性的角度出發(fā)，芯部的高度更優(yōu) 選為30 120 μ m的范圍，特別優(yōu)選為50 90 μ m的范圍。然后，曝光后，用濕式顯影、干式顯影等除去未曝光部進(jìn)行顯影，來制造芯圖形。在 這里，使得芯圖形在之后與撓性電布線基板接合時(shí)在彎曲部中與電布線不重疊是重要的。關(guān)于顯影，濕式顯影是使用有機(jī)溶劑、堿性水溶液、水系顯影液等與前述樹脂薄膜 的組成相應(yīng)的顯影液，通過例如噴射、搖動(dòng)浸漬、刷涂、刮涂等公知的方法進(jìn)行顯影。作為顯影液，優(yōu)選使用有機(jī)溶劑、堿性水溶液等安全穩(wěn)定且操作性良好的顯影液。 作為前述有機(jī)溶劑系顯影液，例如可以舉出1，1，1-三氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲 基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、Y-丁內(nèi)酯等。為了防止引火，這些 有機(jī)溶劑可以在1 20質(zhì)量％的范圍內(nèi)添加水。作為上述堿性水溶液的堿，例如可以使用鋰、鈉或鉀的氫氧化物等堿金屬氫氧化 物，鋰、鈉、鉀或銨的碳酸鹽或碳酸氫鹽等碳酸堿金屬鹽，磷酸鉀、磷酸鈉等堿金屬磷酸鹽， 焦磷酸鈉、焦磷酸鉀等堿金屬焦磷酸鹽等。另外，作為在顯影中使用的堿性水溶液，可以舉 出優(yōu)選例如0. 1 5質(zhì)量％碳酸鈉稀溶液、0. 1 5質(zhì)量％碳酸鉀稀溶液、0. 1 5質(zhì)量％ 氫氧化鈉稀溶液、0. 1 5質(zhì)量％四硼酸鈉稀溶液等。在顯影中使用的堿性水溶液的pH優(yōu) 選為9 14的范圍，其溫度可以根據(jù)感光性樹脂組合物的層的顯影性來調(diào)節(jié)。另外，也可 以在堿性水溶液中混入表面活性劑、消泡劑或用于促進(jìn)顯影的少量有機(jī)溶劑等。作為上述水系顯影液，由水或堿性水溶液和一種以上的有機(jī)溶劑組成。在這里，作 為堿性物質(zhì)，除了前述物質(zhì)以外，例如可以舉出硼砂、偏硅酸鈉、四甲基氫氧化銨、乙醇胺、 乙二胺、二乙三胺、2-氨基-2-羥甲基-1，3-丙二醇、1，3- 二氨基丙醇-2、嗎啉等。關(guān)于 顯影液的PH，在抗蝕劑能夠充分顯影的范圍內(nèi)，優(yōu)選盡量的小，優(yōu)選為pH8 12，更優(yōu)選為 pH9 10。作為上述有機(jī)溶劑，例如可以舉出三丙酮醇、丙酮、醋酸乙酯、帶有碳原子數(shù)為 1 4的烷氧基的烷氧基醇、乙醇、異丙醇、丁醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二 醇單丁醚等。這些可以單獨(dú)使用或組合2種以上來使用。有機(jī)溶劑的濃度通常優(yōu)選為2 90質(zhì)量％，其溫度可以根據(jù)顯影性來調(diào)節(jié)。另外，在水系顯影液中也可以少量地混入表面活 性劑、消泡劑等。另外，根據(jù)需要可以并用兩種以上的顯影方法。作為顯影的方式可以舉出浸漬方 式、攪拌方式、高壓噴射方式等噴射方式、刷涂、刮涂等作為顯影后的處理，可以根據(jù)需要，通過進(jìn)行60 250°C左右的加熱或0. 1 1000mJ/cm2左右的曝光，將芯圖形進(jìn)一步固化來使用。然后，用同樣的方法層疊具有比芯薄膜低的折射率的上部包層薄膜，制成光波導(dǎo)。 上部包層薄膜的厚度只要是在能夠?qū)⑿静柯袢氲姆秶?，就沒有特別的限制，以干燥后的厚度計(jì)，優(yōu)選為2 50 μ m，從滿足小彎曲半徑的彎曲耐久性的角度出發(fā)，其厚度更優(yōu)選為2 20 μ m的范圍，特別優(yōu)選為5 15 μ m的范圍。上部包層薄膜的厚度可以與最初形成的下部 包層薄膜的厚度相同，也可以不相同。另外，這里所示的上部包層薄膜的厚度是從芯部和上 部包層的邊界到上部包層的上面為止的值。撓性電布線基板作為撓性電布線基板，可以適宜地使用FPC(Flexible Printed Circuit)基板。作 為FPC基板的基板材料，可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、 液晶聚合物等，通常，從耐熱性或容易購買的角度出發(fā)，使用聚酰亞胺。作為市售品，可以舉 出使用了杜邦膜(KAPTON)(東麗·杜邦株式會(huì)社制)的FPC基板。在這里，對(duì)于構(gòu)成撓性電布線基板的基板厚度沒有特別的限制，從光電混載基板 自身所要求的厚度，該基板的厚度可以適宜地決定，具體來說，優(yōu)選為5 50 μ m的范圍。另外，使得撓性電布線基板中的電布線在與光波導(dǎo)接合時(shí)在彎曲部中與芯部不重 疊是重要的。光電混載基板接合上述光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板，制造本發(fā)明的光電混載基板。在接合光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板時(shí)，根據(jù)需要，可以使用粘接劑。作為粘接劑 的種類，可以根據(jù)光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板的材質(zhì)來適當(dāng)?shù)貨Q定。為了使光電混載基板具有可撓性，優(yōu)選粘接劑在固化后具有柔軟性，具體地，優(yōu)選 固化后的彈性模量為700MPa以下，更優(yōu)選為600MPa以下，特別優(yōu)選為500MPa以下。另外， 從作為粘接劑的強(qiáng)度的角度出發(fā)，優(yōu)選為IMPa以上，更優(yōu)選為5MPa以上。關(guān)于粘接劑的種類，作為丙烯酸橡膠類粘接劑或市售品，可以適宜地舉出日立化 成工業(yè)株式會(huì)社制的高耐熱粘接絕緣材KS7003(彈性模量為700MPa)、日立化成聚合物株 式會(huì)社制的撓性印刷布線板用粘接劑Hi-Bon 808 (彈性模量為50MPa)等。對(duì)于光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板的接合方法，沒有特別限制，但是從密合性、防 止氣泡卷入的角度出發(fā)，優(yōu)選使用輥層壓機(jī)或平板型層壓機(jī)的方法。輥層壓機(jī)的層壓溫度 優(yōu)選為室溫(25°C ) 100°C的范圍。如果是室溫(25°C )以上，則與光波導(dǎo)的密合性提高， 如果是100°C以下，則粘接劑層不流動(dòng)，可以得到需要的膜厚。從以上的角度出發(fā)，更優(yōu)選 為40 100°C的范圍。壓力優(yōu)選為0. 2 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)，層壓速度優(yōu)選為0. 1 3m/min,但是不特別限于這些條件中。另外，平板型層壓機(jī)是指在一對(duì)平板之間夾持層疊材料，通過加壓平板使其壓接 的層壓機(jī)，例如，可以適宜地使用真空加壓式層壓機(jī)。這里的加熱溫度優(yōu)選為50 100°C， 壓接壓力優(yōu)選為0. 1 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)，但是不特別限于這些條件。實(shí)施例以下，進(jìn)一步具體說明本發(fā)明的實(shí)施例，但是，本發(fā)明不受這些實(shí)施例的任何限 制。評(píng)價(jià)方法1.拉伸彈性模量和拉伸強(qiáng)度從測定對(duì)象的薄膜得到寬為10mm、長為70mm的樣品，使用拉伸試驗(yàn)機(jī)(株式會(huì)社 海計(jì)測特機(jī)(0RIENTEC)制“RTM-100”)，以JIS-K7127為基準(zhǔn)，按以下的條件測定。
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條件夾具間的距離為50mm，溫度為25°C，拉伸速度為50mm/min。拉伸彈性模量使用拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線最初的直線部分，由以下式子算出。另外， 在拉伸應(yīng)力-變形曲線中，到破裂為止的最大強(qiáng)度作為拉伸強(qiáng)度。拉伸彈性模量(MPa)=直線上2點(diǎn)間的應(yīng)力差(N)-光波導(dǎo)薄膜原本的平均截面 積(mm2) +相同2點(diǎn)間的應(yīng)變差2.彎曲耐久試驗(yàn)對(duì)于各實(shí)施例和比較例中制造的光電混載基板，使用如圖3所示的使光電混載基 板滑動(dòng)的形式的彎曲耐久試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行彎曲耐久試驗(yàn)。試驗(yàn)是對(duì)于各實(shí)施例和比較例中制 造的光電混載基板，針對(duì)將光波導(dǎo)薄膜相對(duì)于彎曲軸7設(shè)置在內(nèi)側(cè)的情況來進(jìn)行的。另外， 對(duì)于彎曲半徑，也是針對(duì)1. 5mm的條件和1. Omm的條件這兩種條件來進(jìn)行，在滑動(dòng)速度為 80mm/秒、X1 X2間距離為20mm的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。關(guān)于評(píng)價(jià)，對(duì)于實(shí)施例1、比較例1和 參考例1是每1萬次，對(duì)于比較例2是每1000次，觀察有無破裂，求出無破裂的最大次數(shù)。實(shí)施例1(1-1)光波導(dǎo)薄膜的制造[包層形成用樹脂薄膜的制造]在廣口的塑料瓶中稱量作為㈧粘合劑聚合物的苯氧樹脂(商品名非諾托(7 工7卜-卜)ΥΡ_70、東都化成株式會(huì)社制)48質(zhì)量份、作為(B)光聚合性化合物的脂環(huán)族二 環(huán)氧羧酸酯(商品名KRM-2100、分子量252、旭電化工業(yè)株式會(huì)社制)49.6質(zhì)量份、作為 (C)光聚合引發(fā)劑的三苯基六氟銻酸硫鐺鹽(商品名SP-170、旭電化工業(yè)株式會(huì)社制)2 質(zhì)量份、作為增感劑的SP-100(商品名旭電化工業(yè)株式會(huì)社制)0. 4質(zhì)量份、作為有機(jī)溶 劑的丙二醇單甲醚醋酸酯40質(zhì)量份，使用機(jī)械攪拌機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸及槳葉，在溫度為25°C、轉(zhuǎn)數(shù) 為400rpm的條件下，攪拌6個(gè)小時(shí)，調(diào)制成包層形成用樹脂清漆A。然后，使用孔徑為2 μ m 的聚四氟乙烯樹脂膜(商品名PF020、ADVANTEC東洋株式會(huì)社制)，在溫度為25°C、壓力為 0. 4MPa的條件下，進(jìn)行加壓過濾，進(jìn)一步使用真空泵和鐘形罩，在減壓度為50mmHg的條件 下，進(jìn)行15分鐘的減壓脫泡。使用涂布機(jī)(多功能涂覆機(jī)TM-MC、株式會(huì)社平野金屬制)將上述得到的包層形成 用樹脂清漆A涂布在聚酰胺薄膜(商品名mictron，東麗株式會(huì)社制，厚度12μπι)的電暈 處理面上，在80°C干燥10分鐘后，在100°C干燥10分鐘，然后，將作為保護(hù)薄膜的脫模PET 薄膜(商品名=Purex A31，帝人杜邦株式會(huì)社制，厚度25μπι)按照使脫模面為樹脂側(cè)的方 式來粘貼，得到包層形成用樹脂薄膜。這時(shí)的樹脂層厚度可以通過調(diào)節(jié)涂布機(jī)的縫隙來任 意地調(diào)整，本實(shí)施例中固化后的膜厚調(diào)節(jié)成下部包層為20 μ m,上部包層為70 μ m。[芯層形成用樹脂薄膜的制造]使用26質(zhì)量份的苯氧樹脂(商品名非諾托YP-70、東都化成株式會(huì)社制)作為 (A)粘合劑聚合物、36質(zhì)量份的9，9_ 二 [4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(商品名 A-BPEF、新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)和36質(zhì)量份的雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯(商品名 EA-1020、新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)作為(B)光聚合性化合物、1質(zhì)量份的二(2，4，6_三 甲基苯甲?；?苯基氧化膦(商品名=Irgacure 819、汽巴特殊化學(xué)品公司制)和1質(zhì)量份 的1-[4-(2_羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(商品名:Irgacure2959, 汽巴特殊化學(xué)品公司制)作為(C)光聚合引發(fā)劑、40質(zhì)量份的丙二醇單甲醚醋酸酯作為有機(jī)溶劑，除此之外，在與上述制造例同樣的方法和條件下，調(diào)制成芯層形成用樹脂清漆B。然 后，在與上述制造例同樣的方法和條件下，加壓過濾，進(jìn)而進(jìn)行減壓脫泡。用同上述制造例同樣的方法將上述得到的芯層形成用樹脂清漆B涂布在PET薄 膜(商品名克斯莫新(二 m ” >)、東洋紡織株式會(huì)社制、厚16ym)的非處理面 上，然后，將作為保護(hù)薄膜的脫模PET薄膜(商品名PureXA31、帝人杜邦株式會(huì)社制、厚 25 μ m)按照使脫模面為樹脂側(cè)的方式來粘貼，得到芯層形成用樹脂薄膜。本實(shí)施例中調(diào)整 涂布機(jī)的縫隙使固化后的膜厚為50 μ m。[光波導(dǎo)薄膜的制造]剝離上述得到的下部包層形成用樹脂薄膜的保護(hù)薄膜即脫模PET薄膜(Purex A31)，用紫外線曝光機(jī)(株式會(huì)社ORC制作所制、EXM-1172)從樹脂側(cè)(基材薄膜的相反側(cè)) 照射lj/cm2的紫外線(波長365nm)，然后，在80°C加熱處理10分鐘，從而形成下部包層。接著，用輥層壓機(jī)(日立化成技術(shù)株式會(huì)社制，HLM-1500)，在壓力0. 4MPa、溫度 50°C、層壓速度0. 2m/min的條件下，在該下部包層上層壓上述芯層形成用樹脂薄膜，然后， 使用作為平板型層壓機(jī)的真空加壓式層壓機(jī)(株式會(huì)社名機(jī)制作所制、MVLP-500)，真空抽 吸到500Pa以下后，在壓力0. 4MPa、溫度50°C、加壓時(shí)間30秒的條件下，進(jìn)行加熱壓接，形 成芯層。然后，使用寬為50 μ m的負(fù)型光掩模用紫外線曝光機(jī)照射0. 6J/cm2的紫外線(波 長365nm)，然后，在80°C曝光5分鐘后進(jìn)行加熱，以使芯部形成如圖7所示的形狀。剝離作為支持薄膜的PET薄膜，使用顯影液(丙二醇單甲醚醋酸酯/N，N-二甲基 乙酰胺=8/2，質(zhì)量比)，顯影芯圖形。然后，使用清洗液(異丙醇)進(jìn)行清洗，在100°C進(jìn)行 10分鐘加熱干燥。然后，以與上述同樣的層壓條件，層壓作為上部包層的上述包層形成用樹脂薄膜。 進(jìn)一步通過在兩面照射合計(jì)25J/cm2的紫外線(波長365nm)后，在160°C進(jìn)行1小時(shí)的加 熱處理，制成形成有上部包層、且基板薄膜設(shè)置在外側(cè)的撓性光波導(dǎo)。進(jìn)一步為了聚酰胺薄 膜的剝離，在85°C/85%高溫高濕的條件下，24小時(shí)處理該撓性光波導(dǎo)，制成除去了基材薄 膜的撓性光波導(dǎo)。另外，用Metricon社制棱鏡耦合器(Model 2010)測定芯層和包層的折射率，其 結(jié)果為在波長830nm下，芯層是1. 584，包層是1. 550。另外，光源使用850nm的面發(fā)光激 光器(EXF0社制、FLS-300-01-VCL)，受光傳感器使用愛德萬測試股份有限公司(ADVANTEST CORPORATION)制造的Q82214，由截?cái)喾?測定導(dǎo)波長10、5、3、2cm，入射纖維GI_50/125多 模纖維(ΝΑ = 0· 20)、出射纖維SI-114/125(NA = 0. 22))測定制成的光波導(dǎo)的傳輸損失， 其結(jié)果為0. 05dB/cm。由上述方法測定制成的光波導(dǎo)薄膜的拉伸彈性模量和拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果為拉伸彈 性模量是2，OOOMPa,拉伸強(qiáng)度是70MPa。(1-2)薄膜狀粘接著劑的制造添加100質(zhì)量份的HTR-860P_3(帝國化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社制、商品名含縮水甘油基 的丙烯酸橡膠、分子量100萬、Tg-7°C )、5. 4質(zhì)量份的YDCN-703 (東都化成株式會(huì)社制、商 品名、鄰甲酚酚醛清漆環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量210)、16. 2質(zhì)量份的YDCN-8170C (東都化成株式 會(huì)社制、商品名、雙酚F型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量157)、15. 3質(zhì)量份的樸萊奧分(/，4才一
117 二 > )LF2882(大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、商品名、雙酚A酚醛清漆樹脂)、0. 1質(zhì) 量份的NUCA-189 (日本尤尼卡株式會(huì)社制、商品名、Y -巰基丙基三甲氧基硅烷)、0. 3質(zhì)量 份的NUCA-1160(日本尤尼卡株式會(huì)社制、商品名、Y-酰脲基丙基三乙氧基硅烷)、30質(zhì)量 份的A-DPH(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、商品名、二季戊四醇六丙烯酸酯)、1. 5質(zhì)量份的 Irgacure 369 (汽巴特殊化學(xué)品公司制、商品名、2-芐基_2_ 二甲基氨基_1-(4_嗎啉代苯 基)_ 丁酮-1-酮1-369)和環(huán)己酮，攪拌混合后，進(jìn)行真空脫氣。將該粘接劑清漆涂布在 厚度為75 μ m的表面脫模處理聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(帝人株式會(huì)社制、帝人蒂托輪薄膜 A-31)上，80°C加熱干燥30分鐘后，制成粘接著薄膜。將該粘接著薄膜與厚度為80 μ m的光 透過性支持基材(薩摩(寸一* )株式會(huì)社制、低密度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/醋酸乙烯 酯/低密度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯三層薄膜FHF-100)合在一起，通過層壓制成由保護(hù)薄 膜(表面脫模處理聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、粘接著劑層和光透過性支持基材構(gòu)成的薄膜 狀粘接著劑。粘接著劑層的厚度為10 μ m。將這樣制成的薄膜狀粘接著劑的粘接著劑層在160°C固化1小時(shí)，用株式會(huì)社日 立高新技術(shù)公司制的U-3310紫外可見分光光度計(jì)測定光透過率，其結(jié)果為，在波長850nm 下，具有98%以上的高透過率，0. IdB以下相當(dāng)?shù)耐高^損失。用Metricon社制棱鏡耦合器(Model 2010)測定折射率，其結(jié)果為在波長830nm 下是1. 505。用上述方法測定得到的薄膜狀粘接劑的拉伸彈性模量，其結(jié)果為拉伸彈性模量是 350MPao(1-3)光電混載基板的制造使用輥層壓機(jī)(日立化成技術(shù)株式會(huì)社制，HLM-1500)，在壓力0. 4MPa、溫度50°C、 層壓速度0. 2m/min的條件下，在撓性光波導(dǎo)上層壓剝離了保護(hù)薄膜的薄膜狀粘接著劑。然 后，使用切割鋸(株式會(huì)社迪斯口 (DISCO International, Inc.)制、DAD-341)，將導(dǎo)波加工 成短長方條狀(長120mm、寬2mm)，從支持基材側(cè)照射250mJ/cm2的紫外線(365nm)，降低粘 接著劑層和支持基材界面的密合力，剝下支持基材，制成帶有粘接劑的光波導(dǎo)。然后，在具有電布線的撓性電布線基板(長為120mm、寬為2mm、基材杜邦膜 (KAPTON) 100EN(由上述方法測定的拉伸強(qiáng)度為370MPa)、基板厚度25μπι、銅電路厚度 12 μ m)的規(guī)定處，利用紫外線曝光機(jī)(株式會(huì)社大日本網(wǎng)屏制造有限公司制、MAP-1200-L) 附隨的掩模對(duì)準(zhǔn)器機(jī)構(gòu)來確定帶粘接劑層光波導(dǎo)的位置，使用同一輥層壓機(jī)，在壓力 0. 4MPa、溫度80°C、層壓速度0. 2m/min的條件下臨時(shí)壓接后，在潔凈恒溫器中于160°C加熱 1小時(shí)，粘接撓性光波導(dǎo)和電布線基板，得到如圖7所示投影圖那樣的光電混載基板。在這里，用株式會(huì)社日立高新技術(shù)公司制的U-3310分光光度計(jì)測定撓性電布線 板的基材即杜邦膜(KAPToN)EN的光線透過率，其結(jié)果為波長850nm下是86%。這相當(dāng)于 0. 7dB的透過損失，即使合算上前述粘接著劑層，透過電布線板時(shí)的光損失也不到IdB為低 損失，因此，本實(shí)施例為沒有設(shè)置光透過用通孔的結(jié)構(gòu)。用上述方法評(píng)價(jià)的結(jié)果示于第表1 中。比較例1實(shí)施例1中，芯部21和電布線31都為直線狀，彎曲部中的芯部21和電布線31在 投影面上重疊，除此之外，按照與實(shí)施例1同樣的操作，得到光電混載基板。
比較例2比較例1中，只在撓性光波導(dǎo)端部以與實(shí)施例1同樣的條件層壓薄膜狀粘接著劑， 不接合中央部分，除此之外，按照與比較例1同樣的操作，制造光電混載基板。與實(shí)施例1 進(jìn)行同樣評(píng)價(jià)的結(jié)果示于第表1中。參考例1使用在實(shí)施例1中制造的光波導(dǎo)單體，進(jìn)行與實(shí)施例1的光電混載基板同樣的彎 曲耐久試驗(yàn)。結(jié)果示于第表1中。表1第1表
權(quán)利要求
1.一種光電混載基板，其為接合具有芯和包層的光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板而成的 光電混載基板，其特征在于，彎曲部中的光波導(dǎo)的芯部和撓性電布線基板的電布線在投影 面上不重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光電混載基板，其中，在整面進(jìn)行光波導(dǎo)薄膜和撓性電布 線基板的接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的光電混載基板，其中，在彎曲部以外的至少一部分中， 光波導(dǎo)的芯部和撓性電布線基板的電布線在投影面上重疊。
4.一種電子機(jī)器，其為具有權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的光電混載基板和用于彎曲 該光電混載基板的鉸鏈的電子機(jī)器，其特征在于，具有以該鉸鏈為中心該光電混載基板的 一部分在旋轉(zhuǎn)方向上可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
5.一種電子機(jī)器，其特征在于，具有權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的光電混載基板，該 光電混載基板具有如下結(jié)構(gòu)在維持以彎曲部為中心進(jìn)行彎曲的狀態(tài)下，光電混載基板至 少一側(cè)的端部在水平方向上移動(dòng)，伴隨該移動(dòng)，彎曲部進(jìn)行移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種撓性光電混載基板和使用該撓性光電混載基板的電子機(jī)器。該光電混載基板是將具有芯和包層的光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板接合而成，其特征在于，在被彎曲部分的光波導(dǎo)薄膜側(cè)的至少一部分上設(shè)置增強(qiáng)材料。本發(fā)明可以提供一種即使彎曲或彎折也不產(chǎn)生裂痕或斷裂的、接合光波導(dǎo)薄膜和撓性電布線基板而成的光電混載基板和使用該光電混載基板的電子機(jī)器。
文檔編號(hào)G02B6/122GK101995603SQ20091016384
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者八木成行, 柴田智章, 黑田敏裕 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社