專利名稱：光配線基板及光電混載基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用高分子光波導(dǎo)進(jìn)行在光配線基板內(nèi)的光的波導(dǎo)或光路轉(zhuǎn)換的光插頭的定位方法。
背景技術(shù)：
作為光學(xué)零件或光纖的基材，廣泛使用具有光傳播損失小且傳輸頻帶寬廣的特征的石英玻璃或復(fù)合玻璃等無機(jī)系的材料，而在最近還開發(fā)了高分子系的材料，與無機(jī)系材料比較在加工性和價(jià)格方面優(yōu)良，因此作為光波導(dǎo)用材料被關(guān)注。例如，提出了將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯那樣的透明性優(yōu)良的高分子作為芯部，并將折射率比該芯部材料還低的高分子作為金屬包層材料的芯部-金屬包層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的平板光波導(dǎo)(專利文獻(xiàn)1特開平3-188402號(hào)公報(bào))。對(duì)此，使用作為耐熱性高的透明性高分子的聚酰亞胺實(shí)現(xiàn)了低損耗的平板光波導(dǎo)(專利文獻(xiàn)2特開平4-98072號(hào)公報(bào))。
作為高分子光波導(dǎo)的用途之一，可想到光電混載基板。是在印刷電路板上層、下層或內(nèi)層上形成有光波導(dǎo)層的基板。這時(shí)，重要的是搭載在光電混載基板上的面型光元件與光波導(dǎo)層之間的光耦合方法的開發(fā)。面型光元件的光軸與光波導(dǎo)層的光軸相差90度，因此需要進(jìn)行90度的光路轉(zhuǎn)換。作為該光路轉(zhuǎn)換方法，提出了用短的光纖或短的光波導(dǎo)(將這些統(tǒng)稱為光插頭(optical pin))連接面型光元件與光波導(dǎo)層之間的方案(非專利文獻(xiàn)1電子信息通信學(xué)會(huì)論文志2001/9 Vol.J84-C No.9 724頁～725頁)。在使用光插頭的場(chǎng)合，光插頭與光波導(dǎo)層之間的對(duì)位精度比較重要。于是為了進(jìn)行對(duì)位，考慮像連接器那樣在光插頭的與芯部的位置不同的位置上高精度地準(zhǔn)備對(duì)位導(dǎo)向件，并依靠導(dǎo)向件進(jìn)行對(duì)位的方法。然而，由于高精度地要求光插頭的長(zhǎng)度精度、導(dǎo)向件和導(dǎo)向孔的各尺寸精度、導(dǎo)向件和芯部的位置精度等，從而有可能使形成導(dǎo)向件的成本上升。另外，若將光插頭做成連接器形狀，則難以在上面安裝面型光元件或其他元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種為避免上述問題而以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能容易進(jìn)行光插頭的芯部與光波導(dǎo)層的芯部的對(duì)位的光配線基板。
本發(fā)明是一種光配線基板，其特征在于，具備孔；具備插入孔內(nèi)并沿孔的深度方向延伸的芯部和金屬包層的第一光波導(dǎo)；以及具有沿面內(nèi)方向延伸的芯部的第二光波導(dǎo)，在第一光波導(dǎo)的外表面的一個(gè)面上作為對(duì)位導(dǎo)向件形成有凹或凸形狀的一方，在上述孔的一個(gè)壁面上作為對(duì)位導(dǎo)向件形成有凹或凸形狀的另一方，具備將第一光波導(dǎo)的光路轉(zhuǎn)換方向?yàn)榈诙獠▽?dǎo)的光路的反射面。由此，一方的凹部與另一方的凸部相結(jié)合而成為對(duì)位導(dǎo)向件，將作為光波導(dǎo)的光插頭在壓緊于形成有導(dǎo)向件的壁面上的同時(shí)插入光配線基板的孔內(nèi)就可以定位。光插頭的凹部或凸部的位置可以在芯部的位置，也可以在離開芯部的位置。另外，上述孔可以是貫通光配線基板的孔，也可以是一方封閉的孔。再有，光插頭的芯部的兩端面相對(duì)芯部的光軸可以是直角，也可以至少一方的端面相對(duì)芯部的光軸傾斜。前者的場(chǎng)合可以進(jìn)行光配線基板的兩面之間的光波導(dǎo)，后者的場(chǎng)合可以進(jìn)行光路轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明中，最好形成于孔的一個(gè)壁面上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是突起，形成于第一光波導(dǎo)上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是第一凹部，再有，在第一光波導(dǎo)的芯部與金屬包層的邊界上形成有第二凹部，第一凹部形成于第二凹部的正上方。
這時(shí)在作為對(duì)位的對(duì)象的芯部的位置上形成有凹部，所以作為第一光波導(dǎo)的光插頭側(cè)的尺寸誤差極小。另外，該第一及第二凹部具有通過制造工藝可容易形成在芯部的位置上的優(yōu)點(diǎn)。
另外，在本發(fā)明中，最好形成于孔的一個(gè)壁面上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是凹部，形成于第一光波導(dǎo)上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是突起，突起形成于第一光波導(dǎo)的芯部的正上方。這時(shí)在作為對(duì)位的對(duì)象的芯部的位置上形成有突起，所以作為第一光波導(dǎo)的光插頭側(cè)的尺寸誤差極小。另外，該突起具有通過制造工藝可容易形成在芯部的位置上的優(yōu)點(diǎn)。
再有，在本發(fā)明中，最好第二光波導(dǎo)形成為與基板面平行，第二光波導(dǎo)的光軸與第一光波導(dǎo)的光軸相交，在上述兩光軸相交的地方形成有成為反射面的第一光波導(dǎo)的芯部的傾斜的端面。由此可以在光配線基板內(nèi)轉(zhuǎn)換光路而沿基板的厚度方向進(jìn)行波導(dǎo)。
另外，本發(fā)明是一種由以上光配線基板和與之層疊的電路板構(gòu)成的光電混載基板。
以下將該第一光波導(dǎo)稱為光插頭。本發(fā)明人專心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用形成于通過從溶液涂敷樹脂而得到的光波導(dǎo)型的光插頭的芯部位置上的金屬包層的凹部，在插入光插頭的基板側(cè)在光插頭與光波導(dǎo)層之間預(yù)先形成裝入與該凹部嵌合的形狀的空間，從而可以容易進(jìn)行對(duì)位，發(fā)展它而完成本發(fā)明。
在這里，所謂光配線基板是至少具備光波導(dǎo)的剛性或撓性的光配線層的單層或?qū)盈B體。在光配線層上根據(jù)需要形成電配線，另外根據(jù)用途也可以搭載電路元件和受光元件或發(fā)光元件。層疊這些光配線基板與電路板的基板成為光電混載基板。另外，插入光插頭的孔最好通過激光加工形成。由此可以高精度地形成導(dǎo)向件。而且第一光波導(dǎo)的芯部及金屬包層最好由樹脂構(gòu)成。另外，為了容易制造，形成對(duì)位導(dǎo)向件的面最好除了對(duì)位導(dǎo)向件的凹部或凸部處以外是平面。
本發(fā)明具有以下效果。
根據(jù)本發(fā)明的光配線基板只要在設(shè)置于光配線層上的孔內(nèi)插入光插頭就可以實(shí)現(xiàn)芯部的對(duì)位，例如設(shè)置于同一基板上的面型光元件與光波導(dǎo)層之間的光耦合可以變得廉價(jià)且容易進(jìn)行。


圖1是表示本發(fā)明的光配線基板及光插頭的一例的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的光插頭的剖面結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖3是表示本發(fā)明的光配線基板及光插頭的一例的立體圖。
圖4是表示本發(fā)明的光插頭的剖面結(jié)構(gòu)的一列的圖。
圖5是表示用于本發(fā)明的光插頭的制造工藝的一例的圖。
圖6是表示用于本發(fā)明的形成光路轉(zhuǎn)換用反射面的光插頭的一例的圖。
圖7是表示本發(fā)明的光電混載基板的一例的圖。
圖8是表示本發(fā)明的形成于光配線板上的孔與光插頭的對(duì)位的一例的圖。
圖9是表示使用光電混載基板的光信號(hào)傳輸形態(tài)的一例的圖。
圖10是表示用于本發(fā)明的光插頭的制造工藝的概略的圖。
圖11是表示本發(fā)明的光插頭和光配線基板的圖。
圖12是表示本發(fā)明的光電混載基板的制造的一部分的圖。
圖13是表示本發(fā)明的光電混載基板的制造的一部分的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。在這里，作為光配線層以聚酰亞胺光波導(dǎo)為例、作為電路層以覆銅聚酰亞胺薄膜為例進(jìn)行了說明，當(dāng)然，作為光波導(dǎo)及電路層的材料也可以使用聚酰亞胺以外的樹脂。另外，不僅層疊光波導(dǎo)層與電路層的結(jié)構(gòu)，而且還可應(yīng)用于在光波導(dǎo)上直接施加電配線的場(chǎng)合或甚至光波導(dǎo)單體的場(chǎng)合。
圖1表示光波導(dǎo)型光插頭(optical pin)32和具備插入光插頭的孔34的光配線板31的立體圖。在這里在光插頭上形成有2根芯部2。而且在光插頭的一表面上與芯部的位置對(duì)應(yīng)而形成有槽狀的凹部5。在光配線板31上形成有2根波導(dǎo)35，各個(gè)在途中被孔34切斷。而且，在孔的一個(gè)壁面上與波導(dǎo)對(duì)應(yīng)的地方形成有由突起構(gòu)成的導(dǎo)向構(gòu)造33。在將光插頭插入孔34內(nèi)時(shí)，通過將光插頭的槽狀的凹部5與形成于孔的壁面上的作為導(dǎo)向構(gòu)造33的突起對(duì)齊，可以進(jìn)行芯部的對(duì)位。若預(yù)先以45度切斷光插頭的芯部的下端部而形成反射面(未圖示)，則可以進(jìn)行90度的光路轉(zhuǎn)換，所以可實(shí)現(xiàn)光插頭的芯部與光配線板的波導(dǎo)的光連接。在圖2中表示了插入設(shè)置于光配線基板上的孔內(nèi)的光波導(dǎo)型光插頭的一例的剖面。在金屬包層1上形成有槽，在槽內(nèi)埋入芯部2。再用金屬包層4覆蓋它上面，形成光波導(dǎo)。在這里，在芯部2與金屬包層4的邊界形成有凹部3，在其正上方在金屬包層4的表面上也形成有凹部5。
該光插頭由含氟聚酰亞胺構(gòu)成并使用眾所周知的光刻法和氧等離子蝕刻來制作。即，首先將作為成為金屬包層的聚酰亞胺的前驅(qū)體的聚酰胺酸溶液涂敷在硅晶片等基板上。之后，進(jìn)行加熱酰亞胺化。然后涂敷光致抗蝕劑進(jìn)行利用曝光的圖案形成，并將光致抗蝕劑作為掩膜進(jìn)行氧等離子蝕刻，如圖5(a)所示在金屬包層1上形成槽狀的凹部。在該凹部?jī)?nèi)通過旋轉(zhuǎn)涂敷等埋入成為芯部2的前驅(qū)體溶液并進(jìn)行加熱酰亞胺化(圖5(b))。從其上面涂敷金屬包層4的前驅(qū)體溶液并進(jìn)行加熱酰亞胺化而得到埋入式光波導(dǎo)(圖5(c))。
這時(shí)，為了形成芯部2在用旋轉(zhuǎn)涂敷等涂敷聚酰胺酸溶液的場(chǎng)合，如圖5
(b)所示在芯部2的表面上造成槽狀的凹部3。這是因?yàn)?，由于作為聚酰亞胺的前?qū)體的聚酰胺酸溶液包含70％或其以上的溶劑，從而在大量的溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生凹部。同樣，不僅芯部，而且對(duì)于從上覆蓋的金屬包層4在使用聚酰亞胺的前驅(qū)體溶液的場(chǎng)合，在光插頭的最表面上也產(chǎn)生反映芯部上面的凹部的槽狀的凹部5。另外，作為芯部材料的聚酰亞胺也有如圖2所示那樣利用涂敷方法滲出到芯部的兩側(cè)的情況，但由于厚度薄而不會(huì)有問題。
在作為用于光配線層與光元件之間的光耦合的光插頭使用該光波導(dǎo)的場(chǎng)合，該凹部5與形成于基板的孔的壁面上的導(dǎo)向構(gòu)造相結(jié)合而成為對(duì)位用導(dǎo)向件。該場(chǎng)合成為導(dǎo)向件的凹部形成于在芯部與金屬包層的邊界形成的凹部的正上方，所以成為導(dǎo)向件的凹部表示芯部的位置其本身。然后，通過沿著與芯部延伸的方向成直角的方向以所希望的間隔切斷該光波導(dǎo)，可以得到多個(gè)光插頭。
對(duì)于這種凹部不能自然形成的利用制造工藝制造的光波導(dǎo)，也可以使用利用光刻法和氧等離子蝕刻的加工或者切割加工等機(jī)械加工來制作凹部。該場(chǎng)合如圖4所示也可以在與芯部2的位置不同的地方形成凹部6。然后，通過沿著與芯部延伸的方向成直角的方向以所希望的間隔切斷該光波導(dǎo)，可以得到多個(gè)光插頭。圖3表示了該類型的光插頭32和具備孔34的光配線板31的立體圖。在這里將光插頭32的芯部2的下端部預(yù)先以45度切斷而形成反射面(未圖示)即可。
對(duì)位用凹部最好是槽狀。由此，在將光插頭插入孔內(nèi)時(shí)，能夠以孔的壁面的突起與凹部相合的狀態(tài)使光插頭上下自由滑動(dòng)，所以容易進(jìn)行對(duì)位。再有，槽狀的凹部最好形成為在與光插頭內(nèi)的芯部平行的面內(nèi)沿芯部圖案方向延伸。
光插頭和形成于光配線板的孔壁面上的導(dǎo)向構(gòu)造也可以是光插頭為凸部而孔壁面為凹部。以下說明在光插頭上形成對(duì)位用突起的方法。將作為成為金屬包層的聚酰亞胺的前驅(qū)體的聚酰胺酸溶液涂敷在硅晶片等基板上。之后，加熱而酰亞胺化。為了形成芯部在其上面用旋轉(zhuǎn)涂敷等涂敷聚酰胺酸溶液，并加熱固化而酰亞胺化。在其上面涂敷光致抗蝕劑進(jìn)行利用曝光的圖案形成，并將光致抗蝕劑作為掩膜進(jìn)行氧等離子蝕刻，如圖10(a)剖面所示形成成為芯部2的條狀的突起。通過從其上面涂敷金屬包層4的前驅(qū)體溶液并進(jìn)行加熱酰亞胺化而得到光波導(dǎo)(圖10(b))。這時(shí)，如圖10(b)所示在芯部2的上部產(chǎn)生反映芯部的條狀突起的突起13。該突起13成為對(duì)位用導(dǎo)向件。另外，在作為對(duì)位用導(dǎo)向件光插頭的導(dǎo)向件為突起的場(chǎng)合，在光波導(dǎo)層的孔的壁面上設(shè)置凹部，而該形成方法可以只改變形狀而使用在孔的壁面上設(shè)置突起的方法。
光插頭還能附帶光路轉(zhuǎn)換功能。在圖6中表示了帶有光路轉(zhuǎn)換用微鏡的光波導(dǎo)型光插頭的例子。通過對(duì)光插頭的端部進(jìn)行切割加工或照射準(zhǔn)分子激光，能以45度切削到達(dá)芯部2而設(shè)置45度傾斜的端面11。該芯部端面照原樣成為反射鏡。如圖6(b)剖面所示，在該45度端面上最好用金等金屬膜12進(jìn)行涂敷。另外，在垂直地用光插頭在光配線板的上下2面之間進(jìn)行光波導(dǎo)的場(chǎng)合，無需設(shè)置該45度端面，也可以是在互相平行的2面上設(shè)有芯部端面的正方體的光插頭。
以下，作為光配線基板記載包含光配線和電配線的光電混載基板，但本發(fā)明還可應(yīng)用于不使用電路層而形成于硅基板、樹脂基板等上的通常的光波導(dǎo)。
在圖7中表示了光電混載基板的立體圖(圖7(a))和剖視圖(圖7(b))。這是層疊具備具有光波導(dǎo)功能的芯部25(在圖中是5根芯部)的光配線層21與由覆銅層疊板構(gòu)成的電路層22的基板。在這里，用2張電路層夾住光配線層，之間以熱塑性聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂等作為粘接層23，通過堆積、熱壓來制作光電混載基板24。在該光電混載基板上形成如圖1或圖3所示的孔?？?未圖示)只到達(dá)需要與光插頭光接觸的芯部地進(jìn)行開孔即可。
在光電混載基板上形成帶導(dǎo)向構(gòu)造的孔時(shí)，導(dǎo)向構(gòu)造與位于光電混載基板上的芯部的相互位置精度變得非常重要。在光配線層被夾于電路層之間的光電混載基板的場(chǎng)合，在為了開孔進(jìn)行對(duì)位時(shí)，為了觀察光波導(dǎo)的芯部位置，預(yù)先在電路層側(cè)開孔，從而可以看到光波導(dǎo)側(cè)的標(biāo)識(shí)器即可?；蛘撸陔娐穼颖』虮容^透明的場(chǎng)合，沒有銅箔的地方可以看到光波導(dǎo)芯部或形成于光波導(dǎo)上的標(biāo)識(shí)器。在預(yù)先蝕刻一部分銅箔或者施加銅箔的圖案形成后，可以在確認(rèn)芯部或標(biāo)識(shí)器的位置的同時(shí)決定導(dǎo)向構(gòu)造的位置。
導(dǎo)向構(gòu)造用激光加工或鉆孔加工等與開孔同時(shí)形成。激光加工的場(chǎng)合在光學(xué)掩膜上賦予包含導(dǎo)向構(gòu)造的形狀即可。在作為電路層使用覆銅聚酰亞胺薄膜的場(chǎng)合，通過形成有具備導(dǎo)向構(gòu)造的孔形狀的光學(xué)掩膜來照射激光，從而可以容易加工具備與光插頭的凹部或凸部容易嵌合的形狀的凸部或凹部的導(dǎo)向構(gòu)造的孔。
在圖8中表示了在孔內(nèi)嵌合光插頭的方法。在形成于光電混載基板49上的孔41內(nèi)插入光插頭42。這時(shí)，將形成于基板側(cè)的突起狀導(dǎo)向構(gòu)造44與光插頭側(cè)的凹部43對(duì)齊，將光插頭抵接在壁面上進(jìn)行粘接固定。由此可以進(jìn)行芯部的定位。通過使孔的突起部44的尺寸及突起部以外的尺寸與光插頭的外觀形狀、尺寸一致而決定孔尺寸。
深度方向的定位使用如下方法即可。在圖11中表示了對(duì)位的示意圖。例如，在通過激光加工以45度鏡面加工一端面的光插頭47的場(chǎng)合，通過求出光插頭的全長(zhǎng)m和光電混載基板49的厚度n、光電混載基板的光波導(dǎo)層離芯部50的底面的高度o，可以決定鏡面的位置。將光插頭的以45度鏡面加工的位置高度p對(duì)應(yīng)于該基板的芯部位置上進(jìn)行激光加工。若將放入光插頭的光電混載基板放置在平板上，則只要將光插頭插入基板上就可以實(shí)現(xiàn)基板的深度方向的對(duì)位。另外，導(dǎo)向構(gòu)造與光插頭側(cè)的導(dǎo)向件可以是互相緊緊嵌合的尺寸和形狀，而沒必要一定是互相嵌合的形狀，也可以是不同的形狀且具有游隙并以一方的突起的一部分與另一方的凹部的一部分抵接的形式進(jìn)行對(duì)位。
在圖9中表示了使用這樣得到的光電混載基板的光傳輸形態(tài)。在與光配線層60層疊的電路板64上，利用錫球65安裝了發(fā)光元件61和受光元件62。光插頭63利用對(duì)位導(dǎo)向件定位，用相對(duì)發(fā)光元件的激發(fā)波長(zhǎng)透明的樹脂66填埋光插頭63的上部與發(fā)光元件或受光元件之間的空間。在光插頭的芯部端部與受發(fā)光元件之間也可以有間隙。使用這種光電混載基板，可以在發(fā)光元件與受光元件之間通過光路67(用虛線表示)傳輸光信號(hào)。
另外，作為光路轉(zhuǎn)換用反射面的微鏡也可以不形成在光插頭上，而設(shè)在光配線層側(cè)。在圖12中表示了在光配線層上形成光路轉(zhuǎn)換用的微鏡的加工方法的一例。圖中的光電混載基板是通過粘接層74用電路板71夾著具備由芯部72和金屬包層73構(gòu)成的光波導(dǎo)的光配線層進(jìn)行層疊的基板(圖12(a))。從電路板71利用準(zhǔn)分子等激光加工，開出貫通粘接層到達(dá)金屬包層的孔75(圖12(b))。通過調(diào)整激光照射時(shí)間，可以控制形成的孔的深度。在孔的壁面上形成有凸或凹的導(dǎo)向構(gòu)造。通過該孔可看到光配線層的芯部。之后從該孔傾斜朝向芯部72進(jìn)行激光照射，在芯部端面上形成45度微鏡面77(圖12(c))。若需要，則在微鏡面上用蒸鍍等涂敷金屬膜。之后，與導(dǎo)向件對(duì)齊，插入短的光波導(dǎo)型光插頭76并用粘接劑固定(圖12(d))。光波導(dǎo)長(zhǎng)度由電路板厚度、粘接層厚度、基板與光元件之間的距離來計(jì)算決定。這時(shí)的光路為光插頭、金屬包層、芯部層45度微鏡面、芯部層。
另外，在形成插入光插頭的孔時(shí)，在電路層、粘接層不透明而從上難以看到光配線層的芯部位置的場(chǎng)合，如圖13(a)所示，預(yù)先利用激光加工等形成貫通電路板71、粘接層74到達(dá)金屬包層73的孔75。通過該孔，可看到光配線層的芯部72。然后，利用激光加工等向芯部72形成具備導(dǎo)向構(gòu)造的孔77(圖13(b))。之后，與導(dǎo)向件對(duì)齊將光插頭76插入該孔77內(nèi)，并粘接固定(圖13(c))。這時(shí)，在光插頭上預(yù)先利用激光加工或切割加工等形成45度貫通芯部的孔并在其端面上形成鏡面。由此形成如圖13(d)所示的光路78，在電路板、粘接層不透明而難以看到光配線層的場(chǎng)合，也可以實(shí)施。
下面說明實(shí)施例。
將由2，2-雙(3，4-二羧基苯)六氟丙烷二酐(6FDA)和2，2-雙(六氟甲基)-4，4′-二氨基聯(lián)苯(TFDB)形成的聚酰亞胺作為金屬包層，將由6FDA與TFDB及6FDA與4，4′-二氨基聯(lián)苯(ODA)的共聚酰胺酸溶液形成的聚酰亞胺作為芯部使用，在5英寸硅片上利用光刻法和干蝕刻技術(shù)來加工它們而形成了埋入式光波導(dǎo)薄膜。首先，在硅片上涂敷上述聚酰亞胺前驅(qū)體溶液并進(jìn)行加熱聚酰亞胺化而得到的金屬包層上，利用眾所周知的光刻法和干蝕刻形成了寬度60μm、深度48μm的凹部。之后，旋轉(zhuǎn)涂敷成為芯部的上述溶液而埋入該凹部?jī)?nèi)。在進(jìn)行加熱酰亞胺化后，再從其上面旋轉(zhuǎn)涂敷成為金屬包層的溶液并進(jìn)行加熱酰亞胺化而形成了金屬包層。這時(shí)，在金屬包層表面在芯部的上部產(chǎn)生了大約20μm的槽狀的凹部。之后，將該硅晶片上的光波導(dǎo)浸漬在5wt％的氟酸水溶液中，從硅晶片剝離光波導(dǎo)，制作了薄膜光波導(dǎo)。氟化聚酰亞胺光波導(dǎo)的薄膜厚度為70μm，芯部尺寸寬度為60μm，高度為在最低部25μm。之后，為了提高粘接，在氟化聚酰亞胺的兩面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷及熱處理而分別形成只有1μm厚度的熱塑性聚酰亞胺。該熱塑性聚酰亞胺使用了由氧撐二苯二甲酸二酸酐(ODPA)和氨基苯氧基苯(APB)構(gòu)成的聚酰亞胺。
接著，為了制作光電混載基板，準(zhǔn)備了兩張蝕刻覆銅聚酰亞胺薄膜(三井化學(xué)(株)制NEX)的一面的銅層的單面覆銅箔聚酰亞胺薄膜。預(yù)先利用涂抹器在PET薄膜上涂敷25μm厚度的環(huán)氧樹脂，用140℃進(jìn)行了干燥。將該環(huán)氧樹脂膜利用層壓裝置用100℃層壓在光波導(dǎo)兩面上。然后剝離了PET薄膜。將該25μm的厚度的環(huán)氧樹脂(三井化學(xué)(株)制エポツクス(注冊(cè)商標(biāo))AH357)作為粘接層，通過熱壓將兩張單面覆銅箔聚酰亞胺薄膜粘接固定在光波導(dǎo)薄膜的聚酰亞胺薄膜兩面?zhèn)?。以沖壓溫度170℃、沖壓壓力2MPa、沖壓時(shí)間80分鐘實(shí)施了沖壓。還包含銅箔的總厚度是大約160μm。由此得到了成為光配線基板的層疊體。接著，進(jìn)行了電路配線用的銅箔的圖案形成。這時(shí)，蝕刻光電混載基板的一端的銅箔，觀察了預(yù)先安裝在光波導(dǎo)上的標(biāo)識(shí)器。依靠該標(biāo)識(shí)器對(duì)光波導(dǎo)芯部高精度地進(jìn)行了銅圖案形成。
接著，利用準(zhǔn)分子激光加工形成了光的輸入輸出部的孔。使用KrF準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248mm)用200Hz的脈沖，對(duì)成為光配線基板的層疊體以照射能量密度1J/(cm2·脈沖)照射4秒鐘，形成了孔。如圖1及圖3所示，孔的形狀做成設(shè)有與形成于成為光插頭的光波導(dǎo)上的凹部對(duì)應(yīng)的突起的形狀。為了形成該形狀的孔，在進(jìn)行激光照射時(shí)使用了該形狀的光學(xué)掩膜。設(shè)在孔上的突起部的尺寸設(shè)為40μm×40μm?？渍w的尺寸設(shè)為1100μm×200μm。光波導(dǎo)層的芯部中心位置從背面銅箔的底部向上為83μm。
接著，將先制作的成為光插頭的帶凹部的光波導(dǎo)以長(zhǎng)度200μm通過切割加工進(jìn)行了切斷。寬度設(shè)為1mm。進(jìn)行定位使得從端部83μm成為芯部的鏡面中心，并用準(zhǔn)分子激光傾斜地進(jìn)行了加工。在激光加工上使用了200μm方形的掩膜。接著，只在加工面上蒸鍍了大約300μm的金薄膜。將得到的面的角度設(shè)為45度，生成了光路轉(zhuǎn)換用的微鏡。通過這樣，制作了帶光路轉(zhuǎn)換用微鏡的光插頭。
接著，將該光插頭插入到光電混載基板形成的導(dǎo)向孔內(nèi)。在孔內(nèi)涂敷了粘接劑。通過將光插頭接觸到底部，完成了高度方向的對(duì)位。這時(shí)，光插頭向上部突出40μm，而在面型受發(fā)光元件及搭載這些的基板被焊錫安裝的場(chǎng)合，受發(fā)光元件位于從光電混載基板向上相當(dāng)于焊錫的高度的位置。通過突出光插頭，可以用光波導(dǎo)將光引導(dǎo)到受發(fā)光元件的跟前。用150℃/1小時(shí)加熱固化了粘接劑。與形成凹部的面?zhèn)认喾磦?cè)的間隙也同樣用環(huán)氧系粘接劑埋入，并使其固化。通過這樣，可容易進(jìn)行光插頭與光波導(dǎo)層的對(duì)位。通過這樣在發(fā)光側(cè)、受光側(cè)雙方上形成光插頭，在從發(fā)光側(cè)引入光后，可以從受光側(cè)取出光信號(hào)。在將光插頭插入孔內(nèi)時(shí)，通過壓緊光插頭的形成凹部的面與形成孔的導(dǎo)向件的壁面，光插頭的擺動(dòng)可以減小到可忽視的2°以下。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可應(yīng)用于光集成電路、光雙向(或多向)通信用光學(xué)零件、光電混載板等上。
權(quán)利要求
1.一種光配線基板，其特征在于，具備孔，具備插入孔內(nèi)并沿孔的深度方向延伸的芯部和金屬包層的第一光波導(dǎo)，以及具有沿面內(nèi)方向延伸的芯部的第二光波導(dǎo)；在第一光波導(dǎo)的外表面的一個(gè)面和上述孔的一個(gè)壁面上分別形成有凹或凸形狀的對(duì)位導(dǎo)向件，具備將第一光波導(dǎo)的光路轉(zhuǎn)換方向?yàn)榈诙獠▽?dǎo)的光路的反射面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光配線基板，其特征在于，形成于孔的一個(gè)壁面上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是突起，形成于第一光波導(dǎo)上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是第一凹部，再有，在第一光波導(dǎo)的芯部與金屬包層的邊界面上形成有第二凹部，第一凹部形成于第二凹部的正上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光配線基板，其特征在于，形成于孔的一個(gè)壁面上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是凹部，形成于第一光波導(dǎo)上的上述對(duì)位導(dǎo)向件是突起，突起形成于第一光波導(dǎo)的芯部的正上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光配線基板，其特征在于，形成于上述孔的壁面及第一光波導(dǎo)的外表面上的各個(gè)凹或凸形狀的對(duì)位導(dǎo)向件形成于與芯部不同的位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的光配線基板，其特征在于，上述反射面相對(duì)芯部?jī)A斜地形成于第一光波導(dǎo)的端部。
6.一種光電混載基板，由權(quán)利要求1～5的光配線基板和與之層疊的電路板構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能容易進(jìn)行光插頭的芯部與光波導(dǎo)層的芯部的對(duì)位的光配線基板。一種光配線基板，具備包含光波導(dǎo)(35)的光配線層31；以及插入到形成于光配線層上且切斷的光波導(dǎo)的一部分的孔(34)內(nèi)的光插頭(32)，上述光插頭具備芯部(2)和金屬包層，在其外表面的一個(gè)面上形成有第一凹部(5)，在上述孔的一個(gè)壁面上形成有與上述凹部相結(jié)合而成為光插頭的對(duì)位用導(dǎo)向件的突起(33)。
文檔編號(hào)H05K1/02GK101069111SQ20058004112
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者鹽田剛史 申請(qǐng)人:三井化學(xué)株式會(huì)社