本發(fā)明涉及一種將電路基板與光波導層疊而成的光電混合基板及其制法。
背景技術:
在最近的電子設備等中,伴隨著傳輸信息量的增加,除了電布線外,光布線也已被采用,而使能夠同時傳輸電信號與光信號的光電混合基板被大量使用。作為這種光電混合基板,已知的有如下構造:例如如圖13所示,以由聚酰亞胺等形成的絕緣層1作為基板,在其表面設置由導電圖案構成的電布線2以做成電路基板e,并在其背面?zhèn)雀糁訌娪玫慕饘賹?設置有光波導w(例如參照專利文獻1)。另外,上述電路基板e的表面通過覆蓋層3而受到絕緣保護。此外,在上述金屬層9上,設置有用于使安裝在電路基板e的表面?zhèn)鹊墓庠?未圖示)與光波導w進行光耦合的貫通孔5、5’。而且,上述光波導w是由下包層6、成為光的路徑的芯7、及上包層8這三層構成的。
上述金屬層9是為了避免下列情形而設置的結構:由于絕緣層1與背面?zhèn)鹊墓獠▽的線膨脹系數(shù)不同,所以當將兩者直接層疊時,會因為周圍的溫度而在光波導w上產生應力、微小彎曲進而使光傳播損失變大。然而,近年來,隨著電子設備等的小型化、高集成化的趨勢,上述光電混合基板也被要求要有撓性的情形變多,以便可以做到在小空間的使用、在鉸鏈部等的可動部的使用。于是,在如上述地隔著金屬層9而設置有光波導w的光電混合基板上,為了也提高其撓性而提出下列方案:通過將金屬層9自身局部地去除且使光波導w的包層進入該去除部分,從而提高撓性(例如參照專利文獻2)。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2009-265342號公報
專利文獻2:日本特開2013-195532號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
此外,最近為了更進一步提升光電混合基板的撓性,大多會使用到下列的光電混合基板:如從光波導w側看光電混合基板的圖14的(a)所示,僅在作為光耦合部、連接器連接部的兩側將電路基板e的寬度加寬并利用金屬層9、9’進行加強,將其中間部的寬度縮窄。
然而,已清楚了解會有下列的問題:由于像這樣撓性高的光電混合基板大多會有被大幅度地拉伸或被扭轉的情形,所以會在材質不同的金屬層9、9’與光波導w間產生不同的應力,該應力差會集中在光波導w的兩端的角部p[圖14的(a)中以小圓圈圍起來的部分],并以變形、翹曲的形式顯現(xiàn),容易從此部分剝離。
此外,已清楚了解:如圖14的(b)所示,在不具有金屬層9、9’的類型的光電混合基板中,雖然是形成為光波導w的兩端直接配置在聚酰亞胺等的絕緣層1的背面的結構,但即便是該情況,雖說是樹脂之間的接合,由于彼此材質不同,所以還是會發(fā)現(xiàn)存在光波導w因該應力的差而變得容易從該角部p剝離的傾向。
本發(fā)明是鑒于如此情形而作成的發(fā)明,其目的在于提供一種以使電路基板背面?zhèn)鹊?、和金屬層或絕緣層重疊的配置來設置的光波導的端部不會從金屬層、絕緣層剝離,從而能夠長期良好地使用的光電混合基板及其制法。
用于解決問題的方案
為達成上述的目的,本發(fā)明是以下列的光電混合基板為第1要旨,該光電混合基板具備:電路基板,其在絕緣層的表面形成有電布線;以及光波導,其隔著金屬層設置在上述電路基板的絕緣層背面?zhèn)?,其中,對于上述光波導的至少一端部而言,對于上述光波導的至少一端部而言,其與上述電路基板的背面的金屬層以使光波導端部的輪廓位于金屬層的輪廓的內側的配置形式重疊,上述金屬層中的與光波導端部的輪廓部重疊的區(qū)域的至少一部分被去除而形成開口部,以光波導的一部分進入該開口部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,特別以下列的光電混合基板為第2要旨,上述金屬層的開口部沿光波導端部的輪廓部間斷地形成多個。
此外,本發(fā)明是以下列的光電混合基板為第3要旨,該光電混合基板其具備:電路基板,其在絕緣層的表面形成有電布線;以及光波導,其隔著金屬層設置在上述電路基板的絕緣層背面?zhèn)?,其中,對于上述光波導的至少一端部而言,其與上述電路基板的背面的金屬層以使彼此的輪廓重疊或使光波導端部的輪廓位于金屬層的輪廓的外側的配置形式重疊,上述金屬層中的金屬層自身的輪廓部與光波導端部重疊的區(qū)域的至少一部分被去除而形成開口部,以光波導的一部分進入該開口部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,特別以下列的光電混合基板為第4要旨,上述金屬層的開口部沿金屬層自身的輪廓部間斷地形成多個。
另外,本發(fā)明是以下列的光電混合基板為第5要旨,其具備:電路基板,其在絕緣層的表面形成有電布線;以及光波導,其直接設置在上述電路基板的絕緣層背面?zhèn)?,其中,對于上述光波導的至少一端部而言,其與上述電路基板的背面的絕緣層以使光波導端部的輪廓位于絕緣層的輪廓的內側的配置形式重疊,上述絕緣層中的與光波導端部的輪廓部重疊的區(qū)域的至少一部分形成為凹部,以光波導的一部分進入該凹部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,還特別以下列的光電混合基板為第6要旨,上述絕緣層的凹部沿光波導端部的輪廓部間斷地形成多個。
并且,本發(fā)明是以下列的光電混合基板為第7要旨,其具備:電路基板,其在絕緣層的表面形成有電布線;以及光波導,其直接設置在上述電路基板的絕緣層背面?zhèn)龋渲?,對于上述光波導的至少一端部而言,其與上述電路基板的背面的絕緣層以使彼此的輪廓重疊或使光波導端部的輪廓位于絕緣層的輪廓的外側的配置形式重疊,上述絕緣層中的絕緣層自身的輪廓部與光波導端部重疊的區(qū)域的至少一部分形成為凹部,以光波導的一部分進入該凹部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,還特別以下列的光電混合基板為第8要旨,上述絕緣層的凹部沿絕緣層自身的輪廓部間斷地形成多個。
另外,本發(fā)明是以下列的光電混合基板的制法為第9要旨,其為上述第1要旨的光電混合基板的制法,具備:準備電路基板的工序,該電路基板在絕緣層的表面形成有電布線且同樣地在絕緣層的背面形成有金屬層;及光波導形成工序,其針對上述電路基板的背面?zhèn)鹊慕饘賹?、以光波導的至少一端部配置成光波導端部的輪廓位于金屬層的輪廓的內側的狀態(tài)來形成光波導,在上述準備電路基板的工序中,將上述金屬層的與光波導端部的輪廓部重疊的預定區(qū)域的至少一部分去除而形成開口部,在上述光波導形成工序中,以使光波導的一部分進入上述金屬層的開口部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,還特別以下列的光電混合基板的制法為第10要旨,其是在上述準備電路基板的工序中,將上述金屬層的開口部沿光波導端部的輪廓部間斷地形成多個。
另外,本發(fā)明是是以下列的光電混合基板的制法為第11要旨,其為上述第3要旨的光電混合基板的制法,具備:準備電路基板的工序,該電路基板在絕緣層的表面形成有電布線且同樣地在絕緣層的背面形成有金屬層;及光波導形成工序,其針對上述電路基板的背面?zhèn)鹊慕饘賹印⒁怨獠▽У闹辽僖欢瞬颗渲贸晒獠▽Ф瞬颗c金屬層彼此的輪廓重疊或光波導端部的輪廓位于金屬層的輪廓的外側的狀態(tài)來形成光波導,在上述準備電路基板的工序中,將上述金屬層的金屬層自身的輪廓部與光波導端部重疊的預定區(qū)域的至少一部分去除而形成開口部,在上述光波導形成工序中,以使光波導的一部分進入上述金屬層的開口部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,還特別以下列的光電混合基板的制法為第12要旨,其是在上述準備電路基板的工序中,將上述金屬層的開口部沿金屬層自身的輪廓部間斷地形成多個。
并且,本發(fā)明是以下列的光電混合基板的制法為第13要旨,其為上述第5要旨的光電混合基板的制法,且具備:準備電路基板的工序,該電路基板在絕緣層的表面形成有電布線;及光波導形成工序,其針對上述電路基板的背面?zhèn)鹊慕^緣層、以使光波導的至少一端部配置成光波導端部的輪廓位于絕緣層的輪廓的內側的狀態(tài)來形成光波導,在上述準備電路基板的工序中,在上述絕緣層的與光波導端部的輪廓部重疊的預定區(qū)域的至少一部分形成凹部,在上述光波導形成工序中,以使光波導的一部分進入上述絕緣層的凹部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,還特別以下列的光電混合基板的制法為第14要旨,將上述絕緣層的凹部沿光波導端部的輪廓部間斷地形成多個。
另外,本發(fā)明是以下列的光電混合基板的制法為第15要旨,其為上述第7要旨的光電混合基板的制法,具備:準備電路基板的工序,該電路基板在絕緣層的表面形成有電布線;及光波導形成工序,其針對上述電路基板的背面?zhèn)鹊慕^緣層、以光波導的至少一端部配置成光波導端部與絕緣層彼此的輪廓重疊或光波導端部的輪廓位于絕緣層的輪廓的外側的狀態(tài)來形成光波導,在上述準備電路基板的工序中,在上述絕緣層的絕緣層自身的輪廓部與光波導端部重疊的預定區(qū)域的至少一部分形成凹部,在上述光波導形成工序中,以使光波導的一部分進入上述絕緣層的凹部內的狀態(tài)來形成光波導,其中,還特別以下列的光電混合基板的制法為第16要旨,將上述絕緣層的凹部沿絕緣層自身的輪廓部間斷地形成多個。
發(fā)明的效果
即,本發(fā)明的光電混合基板是做成下列形式的光電混合基板:將電路基板的背面?zhèn)鹊呐c光波導的端部重疊的金屬層或絕緣層的與光波導端部的輪廓部重疊的區(qū)域、或者金屬層或絕緣層的輪廓部與光波導端部重疊的區(qū)域局部地去除而形成凹部(在金屬層中為除去了金屬層后的開口部),使光波導的一部分進入該凹部內。
依據(jù)該結構,在與金屬層或絕緣層的背面重疊的光波導的端部中的應力會集中而容易剝離的、彼此的輪廓部中,光波導的一部分進入設置在金屬層上的開口部內或設置在絕緣層上的凹部內。因此,使進入上述開口部內或凹部內的光波導的一部分起到所謂的錨固的效果,與平坦面間彼此相接合的情況相比,光波導變得難以剝離。
尤其,金屬層與光波導由于其層疊界面中的剝離強度較小,所以在金屬層上設置開口部而使光波導的一部分進入該開口部內的結構會使光波導的一部分變成與金屬層背側的絕緣層直接接合的狀態(tài),而能夠使兩者間的剝離強度飛躍性地增大。因此,在金屬層與光波導的層疊部中、或絕緣層與光波導的層疊部中,即便由于來自外部的載荷、由熱產生的內部應力在兩者間不同,也不會有起因于該應力的差所造成的翹曲、變形對光波導端部造成影響的情況。
因此,在安裝光元件等的制造工序、將光電混合基板組裝到電子設備等上的工序、還有實際使用時,都不會有像光波導w要從端部剝離開的情況,能夠長期良好地使用此光電混合基板。
另外,在本發(fā)明中,尤其是在將上述金屬層的開口部或絕緣層的凹部沿著光波導端部的輪廓部、或沿著金屬層自身的輪廓部或絕緣層自身的輪廓部間斷地形成多個的情況下,成為在光波導w的防剝離效果上優(yōu)異的光電混合基板,是適合的。
并且,依據(jù)本發(fā)明的光電混合基板的制法,能夠高效地獲得本發(fā)明的光電混合基板。
附圖說明
圖1的(a)是示意地顯示本發(fā)明的一實施方式的局部縱剖面圖,圖1的(b)是圖1的(a)的箭頭a-a’的向視圖,圖1的(c)是圖1的(b)的b-b’剖面圖。
圖2是圖1的(b)的c-c’剖面圖。
圖3的(a)~圖3的(d)均是顯示上述光電混合基板的制法中的電路基板的制作工序的說明圖。
圖4的(a)~圖4的(d)均是顯示上述光電混合基板的制法中的光波導的制作工序的說明圖。
圖5的(a)、圖5的(b)均是顯示上述的例子中的金屬層的開口形狀的變形例的說明圖。
圖6的(a)~圖6的(f)均是顯示上述的例子中的金屬層的開口形狀的變形例的說明圖。
圖7的(a)~圖7的(d)均是顯示上述的例子中的金屬層的開口形狀的變形例的說明圖。
圖8是示意地顯示本發(fā)明的其他實施方式的局部縱剖面圖。
圖9的(a)~圖9的(c)均是顯示上述光電混合基板的制法中的光波導的制作工序的說明圖。
圖10的(a)~圖10的(f)均是顯示本發(fā)明的其他實施方式中的金屬層的開口形狀的變形例的說明圖。
圖11的(a)~圖11的(e)均是顯示本發(fā)明的又一其他實施方式中的金屬層的開口形狀的變形例的說明圖。
圖12的(a)是顯示本發(fā)明的其他實施方式的說明圖,圖12的(b)、圖12的(c)均是顯示該制作工序的說明圖。
圖13是示意地顯示以往的光電混合基板的一例的縱剖面圖。
圖14的(a)、圖14的(b)均是用以說明以往的光電混合基板的技術問題的說明圖。
附圖標記說明
e…電路基板、w…光波導、1…絕緣層、2…電布線、9…金屬層、10…光電混合基板、20…開口部
具體實施方式
接著,根據(jù)附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。然而,本發(fā)明并非是限定于該實施方式的發(fā)明。
圖1的(a)是示意地顯示本發(fā)明的光電混合基板的一實施方式的局部縱剖面圖,圖1的(b)是圖1的(a)的箭頭a-a’的向視圖,圖1的(c)是圖1的(b)的b-b’剖面圖。另外,圖2是圖1的(b)的c-c’剖面圖。即,該光電混合基板10具備在絕緣層1的表面設置有電布線2的電路基板e以及設置在上述絕緣層1的背面?zhèn)鹊墓獠▽。
上述電路基板e形成為如下結構:在由聚酰亞胺等形成的絕緣層1的表面上形成電布線2,該電布線2包含光元件安裝用的墊2a、連接器安裝用的墊2b、其他各種元件安裝用的墊以及接地用電極等(未圖示),通過由聚酰亞胺等形成的覆蓋層3來絕緣保護電布線2中的除了上述墊2a等之外的部分。另外,未通過覆蓋層3加以保護的墊2a等的表面被由金、鎳等形成的電鍍層4覆蓋。
另一方面,設置在上述絕緣層1的背面?zhèn)鹊墓獠▽,其俯視形狀為在左右方向上細長的大致矩形形狀,且包括:下包層6、在其表面[圖1的(a)中為下表面]上以預定圖案形成的芯7以及以覆蓋該芯7的狀態(tài)與上述下包層6的表面一體化的上包層8。
接著,將芯7的與上述電路基板e的光元件安裝用的墊2a相對應的部分形成為相對于芯7的延伸方向成45°的傾斜面。該傾斜面成為光的反射面7a,且起到下列作用:將在芯7內傳播而來的光的方向改變90°而使其入射至光元件的受光部,或是相反地將從光元件的發(fā)光部所射出的光的方向改變90°而使其入射至芯7內。
另外,在上述電路基板e與光波導w之間設置有用以加強該光電混合基板10的金屬層9,并在要求有撓性的中間部以外的兩側部[參照圖14的(a)]以與光波導w的兩端部部分地重疊的形式形成圖案。并且,在該金屬層9中,形成有用以確保光波導w的芯7與光元件之間的光路的貫通孔5,使上述下包層6也進入該貫通孔5內。
另外,上述金屬層9中,如圖1的(b)所示,在上述金屬層9的與光波導w的輪廓部重疊的區(qū)域中,沿光波導w的長度方向的兩側部各將2處局部地去除,而形成有總計4個的俯視為長方形的開口部20。并且,如圖1的(c)及圖2所示,下包層6進入這些開口部20內,該進入的下包層6與絕緣層1直接牢固地接合著。這是本發(fā)明最大的特征。另外,在圖1的(b)中,省略了上述貫通孔5的圖示,并將形成有金屬層9的部分以間隔較大的向右下傾斜的斜線表示(在以下圖中也是同樣)。
另外,在圖1的(a)、(b)、圖2中,上述光電混合基板10的相對的右側的部分,與圖示的左側的部分成左右對稱,由于除此之外的結構相同,所以省略其圖示與說明。
接著,針對上述光電混合基板10的制法進行說明(參照圖3、圖4)。
首先,準備平板狀的金屬層9,在其表面涂布由聚酰亞胺等形成的感光性絕緣樹脂,并通過光刻法形成預定圖案的絕緣層1[參照圖3的(a)]。上述絕緣層1的厚度設定在例如3μm~50μm的范圍內。另外,作為上述金屬層9的形成材料,可列舉不銹鋼、銅、銀、鋁、鎳、鉻、鈦、鉑、金等,其中,從剛性等的觀點來看,優(yōu)選的是不銹鋼。另外,上述金屬層9的厚度也取決于其材質,在使用不銹鋼的情況下,設定在例如10μm~70μm的范圍內。即,這是因為,少于10μm時會有無法充分地獲得加強效果的擔憂,相反地超過70μm的話,會使在金屬層9的貫通孔5內移動的光的距離變長,而有光損失變大的擔憂。
接著,如圖3的(b)所示,在上述絕緣層1的表面通過例如半加成法形成電布線2(包含光元件安裝用的墊2a、連接器用墊2b、其他的墊、接地用電極等,以下相同)。該方法首先是在上述絕緣層1的表面通過噴鍍或化學鍍等而形成由銅、鉻等形成的金屬膜(未圖示)。該金屬膜會成為進行之后的電鍍時的種層(成為形成電鍍層的基底的層)。并且,在由上述金屬層9、絕緣層1及種層構成的層疊體的兩面層疊有感光性光阻劑(未圖示)后,在形成有上述種層的側的感光性光阻劑上,藉由光刻法形成上述電布線2的圖案的孔部,并使上述種層的表面部分顯露于該孔部的底。接著,通過電鍍在上述種層的顯露于上述孔部的底上的表面部分層疊形成由銅等形成的電鍍層。然后,藉由氫氧化鈉水溶液等將上述感光性光阻劑剝離。之后,藉由軟蝕刻將種層的未形成有上述電鍍層的部分去除。由殘留的種層與電鍍層構成的層疊部分即成為上述電布線2。
接著,如圖3的(c)所示,在電布線2的除了光元件安裝用的墊2、連接器用墊2b的一部分等以外的部分,涂布由聚酰亞胺等形成的感光性絕緣樹脂,通過光刻法形成覆蓋層3。
接著,如圖3的(d)所示,在未被覆蓋層3所覆蓋的光元件安裝用的墊2a、連接器用墊2b的一部分等的表面上形成電鍍層4。如此進行,來形成電路基板e。
接著,在由上述金屬層9與電路基板e構成的層疊體的兩面層疊感光性光阻劑后,在上述金屬層9的背面?zhèn)?與電路基板e相反側的面這一側)的感光性光阻劑中的、不需要金屬層9的部分、與光路用的貫通孔5的形成預定部相對應的部分[參照圖1的(a)]、還有上述的開口部20的形成預定部分(參照圖2),藉由光刻法形成孔部,使上述金屬層9的背面局部地顯露。
接著,使用與該金屬層9的金屬材料相對應的蝕刻用水溶液(例如,金屬層9為不銹鋼層的情況下的蝕刻用水溶液為氯化鐵水溶液)進行蝕刻來去除上述金屬層9的顯露部分并使絕緣層1從該去除遺址中顯露后,藉由氫氧化鈉水溶液等將上述感光性光阻劑剝離。藉此,如圖4的(a)所示,僅在需要加強的區(qū)域形成金屬層9,且同時形成光路用的貫通孔5[參照圖1的(a)]以及用于使光波導w的一部分進入的開口部20。
接著,為了在上述絕緣層1的背面(在形成有金屬層9的部分為金屬層9的背面)形成光波導w[參照圖1的(a)],首先,如圖4的(b)所示,在上述絕緣層1及金屬層9的背面(圖中的下表面)涂布了下包層6的形成材料即感光性樹脂后,利用照射線將該涂層曝光而使其固化,形成下包層6。上述下包層6通過光刻法形成為預定圖案狀。并且,使上述金屬層9的光路用的貫通孔5成為被該下包層6所填埋的狀態(tài)[參照圖1的(a)]。另外,下包層6的一部分也會進入金屬層9的開口部20內,成為與絕緣層1的背面直接接合的狀態(tài)。上述下包層6的厚度(從絕緣層1的背面起的厚度),通常設定為比金屬層9的厚度厚。另外,用于形成光波導w的一連串的作業(yè)在形成有上述金屬層9的絕緣層1的背面朝上的狀態(tài)下進行,但在附圖中則是以原樣的狀態(tài)顯示。
接著,如圖4的(c)所示,在上述下包層6的表面(在圖中為下表面)藉由光刻法而形成預定圖案的芯7。芯7的厚度設定在例如3μm~100μm的范圍內,寬度設定在例如3μm~100μm的范圍內。作為上述芯7的形成材料,可舉例如與上述下包層6同樣的感光性樹脂,采用的是折射率比上述下包層6及后述的上包層8的形成材料大的材料。該折射率的調整能夠通過例如調整下包層6、芯7、上包層8的各形成材料的種類的選擇、組成比例來進行。
接著,如圖4的(d)所示,以覆蓋上述芯7的方式重疊于下包層6的表面(在圖中為下表面)地藉由光刻法形成上包層8。如此進行,以形成光波導w。另外,上述上包層8的厚度(從下包層6的表面起的厚度)設定在例如上述芯7的厚度以上且在300μm以下。作為上述上包層8的形成材料,可舉例如與上述下包層6同樣的感光性樹脂。
順道一提,上述光波導w的形成材料的具體的組成例如以下所示。
<下包層6、上包層8的形成材料>
含有脂環(huán)族骨架的環(huán)氧樹脂(大賽璐(daicel)化學工業(yè)公司制、ehpe3150)20重量份
液態(tài)長鏈雙官能半脂肪族環(huán)氧樹脂(dic公司制、exa-4816)80重量份
光產酸劑(adeka公司制、sp170)2重量份
乳酸乙酯(武藏野化學研究所公司制)40重量份
<芯7的形成材料>
鄰甲酚酚醛清漆縮水甘油醚(新日鐵住金化學公司制、ydcn-700-10)50重量份
雙苯氧基乙醇芴二縮水甘油醚(大阪gaschemicals公司制、ogsoleg)50重量份
光產酸劑(adeka公司制、sp170)1重量份
乳酸乙酯(武藏野化學研究所公司制)50重量份
接著,在上述光波導w的預定部分,藉由激光加工、切削加工等形成相對于芯7的延伸方向傾斜了45°的傾斜面,作為用以與安裝于電路基板e的表面?zhèn)鹊墓庠怦詈系姆瓷涿?a[參照圖1的(a)]。并且,在設置于電路基板e的表面?zhèn)鹊碾姴季€2的墊2a上進行安裝光元件等必要的構件的安裝。
如此進行,能夠得到如圖1所示的光電混合基板10。對于該光電混合基板10,電路基板e的背面?zhèn)鹊呐c光波導w的端部重疊的金屬層9中的、與該光波導w的輪廓部重疊的區(qū)域被局部地去除而形成4個開口部20,光波導w的下包層6進入該開口部20中而直接與絕緣層1接合。
因此,根據(jù)該構成,在金屬層9與光波導w的層疊部中,即便因為來自外部的載荷、由熱產生的內部應力在兩者間有差異而作用有想要將光波導w剝離的力,但由于光波導w端部的輪廓部局部地與絕緣層1直接接合,所以該接合部分中的剝離強度高,整體的剝離強度變得非常高。因此,在安裝光元件等的制造工序、將光電混合基板10組裝至電子設備等的工序、還有實際使用時,都不會有光波導w想要從端部剝離開的情況,能夠長期良好地使用此光電混合基板10。
而且,在上述光電混合基板10中,當在金屬層9形成圖案時,只要在與光波導w的端部輪廓部重疊的預定部分以形成開口部20的方式進行圖案化即可,因此不需要特別的工序即可簡單地制得,具有制造效率佳的優(yōu)點。
另外,為了比較金屬層9與光波導w接合在一起的情況,及絕緣層1與光波導w直接接合在一起的情況的剝離強度的差異,進行了以下的試驗。
<剝離強度試驗>
準備通用的不銹鋼板(新日鐵公司制、sus304、厚度0.02mm)作為光電混合基板的金屬層,在其表面使用上述的光波導w的形成材料形成下包層的厚度25μm、芯的厚度50μm、上包層的厚度25μm的三層構造的擬光波導(樣本1)。另外,作為光電混合基板的絕緣層,在上述金屬層上形成聚酰亞胺(日東電工公司制、厚度0.01mm),并于金屬層經蝕刻過的表面上與上述同樣地形成擬光波導(樣本2)。
并且,在樣品1、2中,依據(jù)日本工業(yè)標準jisc5016:1994的試驗法測量了將擬光波導剝離時的90°剝離強度。其結果為,樣品1(基底為不銹鋼板)的剝離強度是0.209n/cm(21.3g/cm),樣品2(基底是聚酰亞胺)的剝離強度是1.986n/cm(202.6g/cm)。
因此,可以得知,如上述的例子中所示,當將光波導w的一部分直接接合到絕緣層1上的話,能夠對光波導w賦予非常優(yōu)異的防剝離性能。
另外,在上述的例子中,在將開口部20形成于金屬層9的情況下,優(yōu)選的是,藉由該開口部20將光波導w的與金屬層9重疊的端部的輪廓線[在圖1的(b)中以鋸齒狀的線x表示]的全長中5%~95%的部分形成為直接與絕緣層1的背面相接。即,藉由開口部20與絕緣層1的背面相接的輪廓線的比例,若比上述范圍小的話,有無法充分得到光波導w的防剝離效果的擔憂,相反地,若比上述范圍大的話,有因光電混合基板10的構造而使金屬層9所形成的加強變得不足的擔憂,存在不理想的情況。
另外,上述開口部20的形狀并不受限于上述的例子的形狀,例如,如圖5的(a)、圖5的(b)所示,藉由將多個帶狀的開口部20做成平行地排列的配置,從而能夠做成使該開口在與光波導w的輪廓部重疊的部分間斷地重疊。
另外,在圖1所示的例子中,雖然沿著光波導w的輪廓部在金屬層9上設置了4個開口部20,然而也可例如如圖6的(a)所示,僅在光波導w的輪廓部中的與頂端的2個角部重疊的2個部分設置開口部20。這是因為,只要光波導w與絕緣層1至少在該2處角部直接以高剝離強度接合的話,就能夠防止該部份的剝離,可良好地使用。另外,如圖6的(b)所示,當在與頂端的2個角部重疊的2個部分以及這2個部分之間的與光波導w的端緣部重疊的部分的總計3處設置開口部20時,就能夠更加提升光波導w的端緣部的防剝離效果。
或者,可將設置于上述金屬層9上的開口部20的形狀(俯視形狀,以下相同)如圖6的(c)所示做成沿在光波導w的長度方向上延伸的兩邊緣部延伸的2條帶狀,或如圖6的(d)所示做成沿光波導w的端部輪廓部的具有2個角部的1條帶狀。
另外,在與光波導w的端部頂端的2個角部重疊的部分形成開口部20的情況下,可將該2個開口部20的形狀如圖6的(e)所示做成沿角彎折的形狀,或如圖6的(f)所示做成圓形。
另外,上述2個開口部20的形狀,如圖7的(a)所示,可以是在角部上帶有r角的矩形形狀,也可以是如圖7的(b)所示,相對于光波導w的角部斜向延伸的帶狀。另外,也可為如圖7的(c)、(d)所示的三角形狀。
像這樣,開口部20的形狀可設定成一面考慮到欲藉由金屬層9而賦予剛性的區(qū)域與欲賦予撓性的區(qū)域的均衡、一面在光波導w的端部的防剝離上得到效果的各式各樣的形狀。
并且,在上述的例子中,雖然是在金屬層9上設置了開口部20而使光波導w的一部分進入到了該開口部20內,但也可以例如如圖8所示,不僅是將金屬層9的一部分去除而形成開口部20,還藉由將因上述開口部20而顯露的絕緣層1進一步加工成凹狀來形成凹部21而加深該高度差,從而能夠更加提升兩者間的剝離強度。依據(jù)該結構,會更加使光波導w的端部變得難以剝離,且成為顯示更優(yōu)異的耐久性的結構。
將上述絕緣層1作成凹狀的加工可以例如如下進行。即,首先,如圖9的(a)所示,與上述的例子同樣地形成電路基板e,并且在其背面?zhèn)鹊慕饘賹?上形成開口部20及光耦合用的貫通孔5(參照圖1)。然后,如圖9的(b)所示,對絕緣層1的從上述金屬層9的開口部20顯露的部分,在使除此以外的部分已作了保護的狀態(tài)來進行堿性蝕刻,藉此形成凹部21。然后,如圖9的(c)所示,與上述的例子同樣地形成光波導w之后,藉由進行光元件等的安裝、反射面7a的形成等就能夠得到所要的光電混合基板。
然而,凹部21的深度優(yōu)選的是設定成絕緣層1整體的厚度的5%~70%(例如在絕緣層1的整體厚度為10μm的情況下,優(yōu)選的是以使藉由蝕刻而形成了凹部21的部分中的絕緣層1的厚度成為3μm~9.5μm的方式來形成凹部21)。即,若凹部21過淺的話,就算特地設置凹部21,也無法在光波導w的防剝離效果上看出差異,相反地,若凹部21過深的話,則有產生絕緣層1從該部分破裂等的不良狀況的擔憂,因而不佳。
另外,將絕緣層1加工成凹狀的方法并不限定于上述的方法,例如,也可以在圖9的(a)所示的結構的階段對從金屬層9的開口部20顯露的絕緣層1照射yag激光、準分子激光,從而使絕緣層1的背面(圖9中的下表面)的預定區(qū)域僅溶融去除預定厚度以得到凹部21。
另外,在上述一連串的例子中,是使光波導w的端部以與在光電混合基板10的兩側將寬度設定得較寬的金屬層9重疊的配置方式來進行設置、光波導w的端部的輪廓位于金屬層9的輪廓的內側的例子,然而本發(fā)明對于光電混合基板10整體為相同寬度的帶狀的結構也能夠適用。另外,對于使金屬層9與光波導w的端部為彼此的輪廓重疊的結構,或使光波導w的端部的輪廓位于金屬層9的輪廓的外側的結構也能夠適用。這些情況下,在光波導w的端部與金屬層9的端部重疊的部分,藉由以適宜的配置將金屬層9的一部分去除而形成開口部20,也可以得到光波導w的防剝離效果。
順道一提,將金屬層9與光波導w的端部以彼此的輪廓大致重疊的狀態(tài)配置的情況的一例顯示于圖10的(a)中。在該例子中,為了易于理解,以使光波導w的輪廓位于金屬層9的輪廓的稍微內側的形式來顯示[圖10的(b)以下的圖也是同樣的]。在該例子中,在與光波導w的端部的輪廓大致重疊的配置的金屬層9中,使其頂端的2個角部成為缺口而形成為開口部20’。依據(jù)該結構,由于光波導w的頂端的2個角部直接與絕緣層1接合,所以可有效地防止光波導w的頂端部分的剝離。因此,在本發(fā)明中,所謂形成在金屬層9上的「開口部」,其含義不僅指四周被圍起來而封閉的開口部,也包含使金屬層9的邊緣部成為缺口而形成的缺口部。
另外,在金屬層9與光波導w的端部為與上述同樣的配置的情況下,也可如圖10的(b)所示,將金屬層9的輪廓部中的頂端邊緣部以及沿光波導w的長度方向的兩側緣這三方向的部分完全去除來做成開口部20’。另外,也可如圖10的(c)所示,僅將金屬層9的輪廓部中的頂端邊緣部去除來做成開口部20’。
或者,在不將金屬層9的輪廓部中的頂端邊緣部完全去除、而是如圖10的(d)所示以留下其兩端部的形式來進行去除而做成開口部20’的情況下,也能夠充分得到光波導w的防剝離效果。即,這是因為,由于該開口部20’中的光波導w的接合強度變高,因此即便是在未形成有開口部20’的該兩端部中、光波導w的自由度也會受到限制,其結果,形成為在兩端部中即便有金屬層9隔著,但光波導w也不易剝離的結構。
同樣地,也可以如圖10的(e)所示,在金屬層9的輪廓部中的沿著光波導w的長度方向的兩側緣部以分別留有其兩端部的形式進行去除而做成開口部20’,也可以如圖10的(f)所示,以將沿光波導w的長度方向的兩側緣部的各自頂端側的端部留下的形式進行去除來做成開口部20’。
另外,依據(jù)光電混合基板10的不同,存在光波導w的輪廓部位于電路基板e的輪廓部的外側的情況。在該情況下,藉由使金屬層9的預定部分成為缺口來形成開口部20’,就能夠與上述一連串的例子同樣,使光波導w的端部變得難以剝離。例如如圖11的(a)所示,在以光波導w的端部的輪廓部位于電路基板e的輪廓的外側的配置來重疊的情況下,藉由將位于光波導w的端部的輪廓的內側的金屬層9的輪廓部中的頂端邊緣部、沿光波導w的長度方向的兩側緣這三方向的部分完全去除來做成開口部20’,能夠使光波導w的端部變得難以剝離。而且,在該例子中,是光波導w的頂端配置于電路基板e的頂端的外側,然而例如如圖11的(b)所示,在使電路基板e的頂端與光波導w的頂端大致重疊或使光波導w的頂端這一方進入內側的情況下,也可以與圖11的(a)的情況同樣,將金屬層9的輪廓部中的三方向的部分完全地去除來做成開口部20’。
另外,如圖11的(c)所示,在光波導w的頂端配置在電路基板e的頂端的外側、長度方向的兩側緣為大致重疊或是光波導w這一方進入內側的情況下,也是與上述圖11的(a)、(b)的情況同樣,可以藉由將金屬層9的輪廓部中的三方向的部分完全去除來做成開口部20’,能夠使光波導w的端部變得難以剝離。
另外,也可以如圖11的(d)所示,使金屬層9中的頂端的2個角部成為缺口來形成開口部20’,而在這些開口部20’中將光波導w的輪廓部的一部分與絕緣層1直接接合,并將與金屬層9的輪廓部重疊的光波導w的輪廓部配置在電路基板e的輪廓部的外側。
另外,也可以如圖11的(e)所示,與上述同樣,使金屬層9中的頂端的2個角部成為缺口來形成開口部20’,且在這些開口部20’中將光波導w的輪廓部的一部分與絕緣層1直接接合,并將與絕緣層1的輪廓部重疊的光波導w的輪廓部配置在電路基板e的輪廓部的外側。
另外,在上述一連串的開口部20’的例子中,也可以如圖5的(a)與圖5的(b)所示的例子,將多個帶狀的開口部20’平行地排列來形成。另外,也可以做成沿金屬層9的輪廓部以預定間隔形成多個小面積的開口部20’。
并且,如上述一連串的例子,在光波導w的端部與金屬層9彼此的輪廓重疊、或以光波導w的端部的輪廓位于金屬層9的輪廓的外側的配置來重疊的情況下,優(yōu)選的是與光波導w重疊的金屬層9的俯視形狀形成為沒有棱角、而帶有r角的形狀。這是因為,藉由該r角形狀可得到在有金屬層9的部分與沒有金屬層9的部分的交界處的應力緩和效果。
另外,如圖12的(a)所示,本發(fā)明對于未設置有金屬層9而直接將光波導w重疊在絕緣層1的背面的光電混合基板10也能夠適用。即,絕緣層1與光波導w的層疊部雖說是樹脂相互之間的接合,但由于彼此材質不同,所以會有因該應力的差而在光波導w上產生翹曲、變形因而變得容易剝離的情況。因此,為了更進一步提升兩者的剝離強度,可以如圖示一般做成在絕緣層1的與光波導w重疊的背面形成凹部22,并使光波導w的一部分進入該凹部22內。上述凹部22的配置可以根據(jù)上述開口部20、20’的配置來形成。
依據(jù)該構成,由于藉由使上述光波導w的一部分進入而得到相對于絕緣層1錨固的效果,所以相較于絕緣層1與光波導w的接合面為平坦的情況,可使剝離強度變得更高,可以得到進一步的光波導w的防剝離效果。
而且,在上述絕緣層1上形成凹部22時,例如,如圖12的(b)所示,由與上述的例子同樣地形成電路基板e之后,藉由針對絕緣層1的背面、在已將上述凹部22的形成預定部以外的部分予以保護的狀態(tài)下來進行堿性蝕刻,從而能夠形成凹部22。然后,如圖12的(c)所示,與上述的例子同樣地形成光波導w之后,藉由進行光元件等的安裝、反射面7a的形成等,從而能夠得到所要的光電混合基板。對于上述凹部22的深度,根據(jù)與形成上述的凹部21的情況同樣的理由,以設定成絕緣層1的厚度的5%~70%為較佳。
當然,不藉由堿性蝕刻來形成凹部22,而是藉由在絕緣層1的背面照射yag激光、準分子激光,也能夠以預定的圖案形成凹部22。
另外,上述的例子為在左右兩側設置有光電結合部而形成為左右對稱形的構造的例子,但也可以僅在單方設置光電結合部,并使另一方形成為僅在連接器連接下的結構。在該情況下,將本發(fā)明的形狀應用到使用于光電結合上這一方的光波導w的端部,是適合的。
另外,在上述一連串的例子中,光波導w的外形是以下包層6與上包層8兩者所形成的,然而即使光波導w的外形是僅以上包層8所形成,或僅以芯7所形成也可以。
另外,在上述實施方式中,雖然顯示了關于本發(fā)明的具體的形態(tài),但上述實施方式僅為例示,不應被限定解釋。對于本領域技術人員而言顯而易見的各種變形,全部均視為在本發(fā)明的范圍內。
產業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠利用在難以使光波導從電路基板部分的背面?zhèn)葎冸x、可長期安心使用的優(yōu)異的光電混合基板上。