光电混载基板和电子机器的制作方法

专利名称：光电混载基板和电子机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合了具有可挠性的光布线和电布线的光电混载基板和使用该 基板的电子机器。
背景技术：
近年来，电子元件间或布线基板间的高速 高密度信号传送中，在由以往的电布线 传送中，信号的相互干扰或衰减成为障碍，开始看到高速 高密度化的极限。为了打破这个 极限，探讨以光连接电子元件间或布线基板间的技术，即光互联。作为光的传送途径从加工 容易程度、低成本、布线的自由度高、且可以高密度化的角度出发，聚合物光波导受到关注。特别探讨在手机或笔记本电脑等中使用光波导，由于与省空间、薄型化对应，组合 了光布线和电布线的光电混载基板受到关注(参照专利文献1、图2)。这里，在作为光电混载基板用途之一的手机等电子机器中，预想在能够开关的两 个结构部间的信号传送中使用挠性光电混载基板，可以考虑为该挠性光电混载基板跨越两 个结构部的连接部(铰链)。通常弯曲该光电混载基板使挠性电布线基板侧与铰链相接触， 但是，由于弯曲有时在光波导部分产生裂痕或断裂。特别是从近年来电子机器小型化的要 求出发，对铰链要求以R为1. 5 2mm左右的小弯曲半径弯曲，因此，有铰链的裂痕或断裂 的发生变得显著这样的问题。对于上述课题，提出了具有以下特征的挠性光电布线基板部分地接合光波导薄 膜和挠性电布线板，至少在基板面弯曲处不接合(参照专利文献2，权利要求)。专利文献1 日本专利第3193500号公报专利文献2 日本特开2006-284925号公报

发明内容
但是，本发明人等发现如下问题如果光波导薄膜和挠性电布线板是部分分离的 结构，实际上由铰链产生弯曲的情况时，特别是电子机器具有滑动结构，光电混载基板具有 在以弯曲部为中心弯曲的状态下，弯曲部随着滑动而移动的结构时，光波导在与挠性电布 线板的粘接面横方向上容易产生偏移，由于这样的横向偏移，光波导滑动时，就会一边变形 一边移动，因此容易产生破裂这样的问题。特别是光电混载基板是长的情况时，该倾向显 著。另外，为了防止像这样的向光波导横方向的偏移，也可以设置侧面导向结构，但是非常 烦杂，对于要求小型化的电子机器极为不利。即，对于具有像专利文献2公开的分离结构的光电混载基板，其结果为，在光波导 部分中产生应力，不能解决产生裂痕或断裂这样的问题。在这里，本发明是为了解决这样的课题而完成的发明，其目的在于提供一种即使 弯曲或弯折也不产生裂痕或断裂的、接合光波导薄膜和挠性电布线基板而成的光电混载基 板和使用该光电混载基板而成的电子机器。本发明人等着眼于以下方面光电混载基板中，在铰链弯曲时产生应力的部分，构成电布线基板的铜线等电布线受到很大影响，集中在光波导的芯部分。即，推测为由于电 布线中所使用的金属材料的弹性模量与其它材料相比极高，压力中心偏移到电布线部分， 因此，应力集中在光波导的芯部分，光波导容易破裂。反复进行深入研究，结果发现，通过将 弯曲部中光波导的芯和挠性电布线基板的电布线设置为在投影面不重叠，可以解决上述课 题。本发明为基于所述见解而完成的发明。即，提供一种光电混载基板和具有该光电混载基板而成的电子机器，该光电混载 基板是接合具有芯和包层的光波导薄膜和挠性电布线基板而成的光电混载基板，其特征在 于，弯曲部中光波导的芯和挠性电布线基板的电布线设置为在投影面不重叠。本发明的光电混载基板和使用该光电混载基板而成的电子机器，即使经过长时间 反复弯曲，在光电混载基板上也不产生裂痕或断裂，具有极为良好的弯曲耐久性，维持良好 的通讯功能。


图1为表示光电混载基板的模式图。
图2为表示光电混载基板被弯曲的状态的模式图。
图3为表示电子机器具有滑动结构时的光电混载基板的一个例子的模式图。
图ζl·是图2中铰链部分的放大图。
图5为表示本发明的光电混载基板的一个例子的斜视图。
图6是从a方向看图5所示的本发明的光电混载基板的投影图。
Γ为表示本发明的光电混载基板的其它例子的投影图。
图€^为表示本发明的光电混载基板的其它例子的投影图。
符号说明
1光电混载基板
2光波导薄膜
3挠性电布线基板
4铰链
6弯曲部
7弯曲轴
21芯部
31电布线
具体实施例方式
本发明的光电混载基板的特征在于，接合具有芯和包层的光波导薄膜和挠性电布 线基板而成，弯曲部中光波导的芯和挠性电布线基板的电布线设置为在投影面不重叠。本 发明中，只要在弯曲部中，芯部和电布线在投影面上不重叠就可以，弯曲部以外的部分，例 如端部可以重叠也可以不重叠。但是，从使用本发明的光电混载基板的电子机器小型化的 角度出发，由于端部电接触点比布线路宽数倍因而需要取得结合裕度，另外由于光通讯用 芯的层与电布线不同，所以优选在至少一侧端部，更优选两端部(弯曲部以外的至少一部 分)，芯部和电布线在投影面上重叠。
以下，参照附图，详细的说明。本发明的光电混载基板1，如图1所示，接合具有芯和包层的光波导薄膜2和挠性 电布线基板3而成，如果考虑光波导薄膜2和挠性电布线基板3的粘接性，优选进行整面的 粘合。这里，粘合表示粘接或密合，具有弯曲光电混载基板时不剥离程度的粘接性、密合性。本发明的光电混载基板，如图2所示地，适用于具有以铰链4为中心光电混载基板 一部分在旋转方向上可动的结构的电子机器，或如图3所示地，适用于具有滑动结构的电 子机器。在这里，本发明的弯曲部是指一般意义上的进行弯曲的部分或被弯曲的部分，即， 从弯曲开始点到弯曲终止点。例如，使用铰链使光电混载基板弯曲时，本发明的弯曲部是指 在弯曲光电混载基板的状态下，与铰链接触的部分和其外缘部。进一步具体的指如图4的 铰链部放大图所示的部分6，该部分6是以与铰链相接的开始弯曲的弯曲开始点X1、结束弯 曲的弯曲终止点X2、以及相对于X1和X2的光波导薄膜侧部位Y1和Y2所包围的部分，加上进 一步从该部分向外侧扩张的以a、b、c和d所围的部分。这里，被扩张部分的a-X1间的距离 只要是在能够产生本发明效果的范围内，就没有特别的限定，是X1-X2间距离的1 10%左 右ο另外，在如图3所示的具有滑动结构的电子机器中，即使不使用铰链的情况，与上 述具有铰链的情况同样地，使光电混载基板相对于弯曲中心弯曲时，弯曲部是指在光电混 载基板被弯曲的状态下，假想一个相当于铰链4的轴7(以下，称为“弯曲轴”)时，与该弯曲 轴相接的部分及其外缘部，该定义是将上述弯曲部说明中的铰链4置换成弯曲轴7而得到 的。就该弯曲轴来说，可以实际存在，通过旋转该弯曲轴7或不旋转而在水平方向上移动， 来构成滑动结构，也可以不存在弯曲轴7，用盖体等从上下夹持光电混载基板1，通过该盖 体的移动，使光电混载基板1的端部X°在水平方向上移动，来构成滑动结构。另外，光电混 载基板的另一侧端部通常被固定，但是也可以是在与端部X°相反方向上移动的结构。本发明特别适用于如图3所示的具有滑动结构的电子机器中。即，光电混载基板 1在以弯曲部为中心弯曲的状态下，例如，位于上下的挠性电布线基板的直线部具有设置成 互相大致平行的结构。于是具有以下结构在维持该弯曲状态下，光电混载基板1至少一侧 端部X°具有在水平方向上(图3中的右方向)移动时，伴随着该移动而弯曲部移动。艮口， 随着端部X°的运动，弯曲开始点进行移动。即使是这样的情况，通过在弯曲部，光波导的芯 部和挠性电布线基板的电布线设置为在投影面不重叠，来实现本发明的效果。本发明的光电混载基板1如上所述，其特征在于，在弯曲部，光波导的芯部和挠性 电布线基板的电布线设置为在投影面不重叠。图5和图6是表示本发明的光电混载基板方式的一个例子的图。图5为斜视图， 图6是从图5中a方向看的投影图。图5和图6所示的方式中，在光电混载基板1的两外 侧设置电布线31，在中央部设置芯部21，以在投影面互相不重叠的方式设置。然后，图7为表示本发明的光电混载基板其它方式的投影图。电布线31在两外侧 方向描绘出曲线，芯部21在两端间为直线状。在弯曲部，电布线31和芯部21不重叠，而在 端部为重叠的方式。另外，图8是进一步显示本发明的光电混载基板其它方式的投影图，电布线31在 两外侧方向描绘出曲线，芯部21在内侧方向上描绘出曲线。在弯曲部，电布线31和芯部21不重叠，而在端部为两者部分重叠的方式。以下，对本发明中使用的光波导薄膜和挠性电布线板进行说明。[光波导薄膜]本发明的光波导薄膜是具有芯和包层的薄膜，可以利用以往作为光波导薄膜而使 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)光聚合引发 剂的树脂组合物形成的光波导形成用树脂薄膜。(A)原料聚合物是在形成薄膜等的固化物时用于确保其强度的物质，只要是能达 到该目的的物质就没有特别的限定，可以举出苯氧树脂、环氧树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚 碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚醚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜等，或它们的衍生物等。这些原料 聚合物可以使用单独1种，也可以混合2种以上而使用。(B)光聚合性化合物只要是通过紫外线等光照射而进行聚合的化合物，就没有特 别的限制，从对光的反应性的角度出发，优选为在分子内具有乙烯性不饱和基团的化合物。 具体可以举出(甲基)丙烯酸酯、亚乙烯基卤化物、乙烯基醚、乙烯基吡啶、乙烯基酚等，这 些之中，从透明性和耐热性的观点出发，优选(甲基)丙烯酸酯。作为(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官能团性(甲基)丙烯酸酯的任 何一种均可以使用。另外，这里所说的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。作为(C)成分的光聚合引发剂，没有特别的限制，例如可以举出，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-苄基-2-二甲基氨基-l-(4-吗啉代苯基)-丁 烷-1-酮、2，2- 二甲氧基-1，2- 二苯基乙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲 基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2_羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、 1，2- 二甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙烷-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 基蒽醌等醌类，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，苯偶酰二甲基缩酮等苯偶酰衍生物，2-(邻氯苯基)-4，
5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4，5_二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯 基)-4，5- 二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚体、2-(对甲氧基 苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚体等2，4，5-三芳基咪唑二聚体，二(2，4，6-三甲基苯甲酰基) 苯基膦氧化物、二(2，6_ 二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4_三甲基戊基膦氧化物、2，4，6_三甲基 苯甲酰基双苯基膦氧化物等膦氧化物类，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。相对于(A)成分和(B)成分的总量，(A)原料聚合物的混合量优选为10 80质 量％。该混合量如果是10质量％以上，在形成薄膜时，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质量％以下，则充分地进行光固化反应。从以上 的观点出发，(A)原料聚合物的混合量优选为20 70质量％。相对于(A)成分和⑶成分的总量，⑶光聚合性化合物的混合量优选为20 90 质量％。该混合量如果是20质量％以上，则可以容易地结合入原料聚合物中使其固化，而
6另一方面，如果是90质量％以下，则可以容易地形成厚膜的薄膜。从以上的观点出发，(B) 光聚合性化合物的混合量优选为30 80质量％。相对于㈧成分和⑶成分的总量，(C)光聚合引发剂的混合量优选为0. 1 10 质量份。该混合量如果在0.1质量份以上，则光感度充足，而另一方面，如果是10质量份以 下，则在曝光时，感光性树脂组合物表层中的吸收不会增加，内部的光固化变得充分。进一 步，由聚合引发剂本身的光吸收的影响而引起的传送损失不会增加，因而优选。从以上的观 点出发，(C)光聚合引发剂的混合量优选为0. 2 5质量份。本发明的光波导薄膜可以通过将含有(A) (C)成分的树脂组合物溶解在溶剂 中，涂布于基材上，然后除去溶剂，而容易地制造。作为在这里使用的溶剂，只要是能够溶解 该树脂组合物的溶剂就没有特别的限定，例如可以使用丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纤剂、乙 基溶纤剂、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙二醇单甲醚等溶剂或它们的混 合溶剂。树脂溶液中的固体成分浓度通常优选为30 60质量％左右。对于本发明中光波导薄膜的厚度没有特别的限定，以干燥后的厚度计，通常为 10 250 μ m。如果是10 μ m以上，则有可以扩大与接受发光元件或光纤的结合公差这样的 优点，如果是250μπι以下，则有和接受发光元件或光纤结合效率提高这样的优点。从以上 的角度出发，该薄膜的厚度进一步优选为40 90 μ m的范围。在本发明的光波导形成用树脂薄膜的制造过程中使用的基材是支持光波导形成 用薄膜的支持体，对于该材料没有特别的限定，但是从之后容易剥离光波导形成用薄膜、且 具有耐热性和耐溶剂性的角度出发，可以适宜的举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙 烯等。该基材的厚度优选为5 50 μ m的范围。如果是5μπι以上，则有容易得到作为支持 体的强度这样的优点，如果是50 μ m以下，则有图形形成时与掩模的间隙变小，可以形成更 细微的图形这样的优点。从以上的观点出发，该基材的厚度更优选为10 40 μ m的范围， 特别优选为20 30 μ m。在像这样得到的基材上设置的光波导形成用薄膜，例如通过缠绕在辊上而可以容 易储藏。另外，根据需要，也可以在光波导形成用薄膜上设置保护薄膜。关于上述基材和保 护薄膜，为了之后容易剥离光波导形成用薄膜，可以实施防静电处理等。以下，对于使用像上述这样得到的光波导形成用树脂薄膜来形成光波导的制造方 法进行说明。作为该方法，可以举出例如在存在保护薄膜的情况下，除去保护薄膜后，通过 在基板上一边加热一边压接，来层叠从基材剥离的下部包层薄膜的方法等。在这里，从密 合性和追随性的角度出发，优选在减压下进行层叠。该树脂薄膜的加热温度优选为50 1300C，压接压力优选为0. 1 1. OMPa左右(1 IOkgf/cm2左右)，但是对于这些条件没有 特别的限制。下部包层薄膜的厚度没有特别的限定，优选为2 50 μ m。如果是2 μ m以上，则容 易将传输光封闭在芯内部，如果是50 μ m以下，则光波导整体的厚度不会过大。本发明中， 特别是从满足小弯曲半径的弯曲耐久性的角度出发，下部包层薄膜的厚度更优选为2 20 μ m的范围，特别优选为5 15 μ m的范围。另外，下部包层薄膜的厚度是从芯部和下部包层的边界到下部包层的下面为止的值。然后，通过光或加热来固化下部包层薄膜，用同样的方法层叠具有比下部包层薄
7膜高的折射率的芯薄膜。像这样层叠的树脂薄膜通过被称为原图的正或负掩模图形照射活 性光线成画像状。作为活性光线的光源例如可以举出，碳弧灯、水银蒸汽弧灯、超高压水银 灯、高压水银灯、氙灯等有效放射紫外线的已知光源。另外，其它的还可以使用照相用泛光 灯、太阳灯等有效放射可见光的光源。对于芯部31的高度没有特别的限制，优选为10 150μπι。如果芯部的高度为 10 μ m以上，则在光波导形成后的与接受发光元件或光纤的结合中，位置对齐的公差不会变 小，如果是150 μ m以下，则在光波导形成后的与接受发光元件或光纤的结合中，结合效率 不会变小。本发明中，特别是从满足小弯曲半径的弯曲耐久性的角度出发，芯部的高度更优 选为30 120 μ m的范围，特别优选为50 90 μ m的范围。然后，曝光后，用湿式显影、干式显影等除去未曝光部进行显影，来制造芯图形。在 这里，使得芯图形在之后与挠性电布线基板接合时在弯曲部中与电布线不重叠是重要的。关于显影，湿式显影是使用有机溶剂、碱性水溶液、水系显影液等与前述树脂薄膜 的组成相应的显影液，通过例如喷射、摇动浸渍、刷涂、刮涂等公知的方法进行显影。作为显影液，优选使用有机溶剂、碱性水溶液等安全稳定且操作性良好的显影液。 作为前述有机溶剂系显影液，例如可以举出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、环己酮、甲基异丁基酮、Y-丁内酯等。为了防止引火，这些 有机溶剂可以在1 20质量％的范围内添加水。作为上述碱性水溶液的碱，例如可以使用锂、钠或钾的氢氧化物等碱金属氢氧化 物，锂、钠、钾或铵的碳酸盐或碳酸氢盐等碳酸碱金属盐，磷酸钾、磷酸钠等碱金属磷酸盐， 焦磷酸钠、焦磷酸钾等碱金属焦磷酸盐等。另外，作为在显影中使用的碱性水溶液，可以举 出优选例如0. 1 5质量％碳酸钠稀溶液、0. 1 5质量％碳酸钾稀溶液、0. 1 5质量％ 氢氧化钠稀溶液、0. 1 5质量％四硼酸钠稀溶液等。在显影中使用的碱性水溶液的pH优 选为9 14的范围，其温度可以根据感光性树脂组合物的层的显影性来调节。另外，也可 以在碱性水溶液中混入表面活性剂、消泡剂或用于促进显影的少量有机溶剂等。作为上述水系显影液，由水或碱性水溶液和一种以上的有机溶剂组成。在这里，作 为碱性物质，除了前述物质以外，例如可以举出硼砂、偏硅酸钠、四甲基氢氧化铵、乙醇胺、 乙二胺、二乙三胺、2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、1，3- 二氨基丙醇-2、吗啉等。关于 显影液的PH，在抗蚀剂能够充分显影的范围内，优选尽量的小，优选为pH8 12，更优选为 pH9 10。作为上述有机溶剂，例如可以举出三丙酮醇、丙酮、醋酸乙酯、带有碳原子数为 1 4的烷氧基的烷氧基醇、乙醇、异丙醇、丁醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二 醇单丁醚等。这些可以单独使用或组合2种以上来使用。有机溶剂的浓度通常优选为2 90质量％，其温度可以根据显影性来调节。另外，在水系显影液中也可以少量地混入表面活 性剂、消泡剂等。另外，根据需要可以并用两种以上的显影方法。作为显影的方式可以举出浸渍方 式、搅拌方式、高压喷射方式等喷射方式、刷涂、刮涂等作为显影后的处理，可以根据需要，通过进行60 250°C左右的加热或0. 1 1000mJ/cm2左右的曝光，将芯图形进一步固化来使用。然后，用同样的方法层叠具有比芯薄膜低的折射率的上部包层薄膜，制成光波导。 上部包层薄膜的厚度只要是在能够将芯部埋入的范围，就没有特别的限制，以干燥后的厚度计，优选为2 50 μ m，从满足小弯曲半径的弯曲耐久性的角度出发，其厚度更优选为2 20 μ m的范围，特别优选为5 15 μ m的范围。上部包层薄膜的厚度可以与最初形成的下部 包层薄膜的厚度相同，也可以不相同。另外，这里所示的上部包层薄膜的厚度是从芯部和上 部包层的边界到上部包层的上面为止的值。挠性电布线基板作为挠性电布线基板，可以适宜地使用FPC(Flexible Printed Circuit)基板。作 为FPC基板的基板材料，可以使用聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、 液晶聚合物等，通常，从耐热性或容易购买的角度出发，使用聚酰亚胺。作为市售品，可以举 出使用了杜邦膜(KAPTON)(东丽·杜邦株式会社制)的FPC基板。在这里，对于构成挠性电布线基板的基板厚度没有特别的限制，从光电混载基板 自身所要求的厚度，该基板的厚度可以适宜地决定，具体来说，优选为5 50 μ m的范围。另外，使得挠性电布线基板中的电布线在与光波导接合时在弯曲部中与芯部不重 叠是重要的。光电混载基板接合上述光波导薄膜和挠性电布线基板，制造本发明的光电混载基板。在接合光波导薄膜和挠性电布线基板时，根据需要，可以使用粘接剂。作为粘接剂 的种类，可以根据光波导薄膜和挠性电布线基板的材质来适当地决定。为了使光电混载基板具有可挠性，优选粘接剂在固化后具有柔软性，具体地，优选 固化后的弹性模量为700MPa以下，更优选为600MPa以下，特别优选为500MPa以下。另外， 从作为粘接剂的强度的角度出发，优选为IMPa以上，更优选为5MPa以上。关于粘接剂的种类，作为丙烯酸橡胶类粘接剂或市售品，可以适宜地举出日立化 成工业株式会社制的高耐热粘接绝缘材KS7003(弹性模量为700MPa)、日立化成聚合物株 式会社制的挠性印刷布线板用粘接剂Hi-Bon 808 (弹性模量为50MPa)等。对于光波导薄膜和挠性电布线基板的接合方法，没有特别限制，但是从密合性、防 止气泡卷入的角度出发，优选使用辊层压机或平板型层压机的方法。辊层压机的层压温度 优选为室温(25°C ) 100°C的范围。如果是室温(25°C )以上，则与光波导的密合性提高， 如果是100°C以下，则粘接剂层不流动，可以得到需要的膜厚。从以上的角度出发，更优选 为40 100°C的范围。压力优选为0. 2 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)，层压速度优选为0. 1 3m/min,但是不特别限于这些条件中。另外，平板型层压机是指在一对平板之间夹持层叠材料，通过加压平板使其压接 的层压机，例如，可以适宜地使用真空加压式层压机。这里的加热温度优选为50 100°C， 压接压力优选为0. 1 1. 0MPa(l lOkgf/cm2)，但是不特别限于这些条件。实施例以下，进一步具体说明本发明的实施例，但是，本发明不受这些实施例的任何限 制。评价方法1.拉伸弹性模量和拉伸强度从测定对象的薄膜得到宽为10mm、长为70mm的样品，使用拉伸试验机(株式会社 海计测特机(0RIENTEC)制“RTM-100”)，以JIS-K7127为基准，按以下的条件测定。
9
条件夹具间的距离为50mm，温度为25°C，拉伸速度为50mm/min。拉伸弹性模量使用拉伸应力-应变曲线最初的直线部分，由以下式子算出。另外， 在拉伸应力-变形曲线中，到破裂为止的最大强度作为拉伸强度。拉伸弹性模量(MPa)=直线上2点间的应力差(N)-光波导薄膜原本的平均截面 积(mm2) +相同2点间的应变差2.弯曲耐久试验对于各实施例和比较例中制造的光电混载基板，使用如图3所示的使光电混载基 板滑动的形式的弯曲耐久试验机，进行弯曲耐久试验。试验是对于各实施例和比较例中制 造的光电混载基板，针对将光波导薄膜相对于弯曲轴7设置在内侧的情况来进行的。另外， 对于弯曲半径，也是针对1. 5mm的条件和1. Omm的条件这两种条件来进行，在滑动速度为 80mm/秒、X1 X2间距离为20mm的条件下进行试验。关于评价，对于实施例1、比较例1和 参考例1是每1万次，对于比较例2是每1000次，观察有无破裂，求出无破裂的最大次数。实施例1(1-1)光波导薄膜的制造[包层形成用树脂薄膜的制造]在广口的塑料瓶中称量作为㈧粘合剂聚合物的苯氧树脂(商品名非诺托(7 工7卜-卜)ΥΡ_70、东都化成株式会社制)48质量份、作为(B)光聚合性化合物的脂环族二 环氧羧酸酯(商品名KRM-2100、分子量252、旭电化工业株式会社制)49.6质量份、作为 (C)光聚合引发剂的三苯基六氟锑酸硫鐺盐(商品名SP-170、旭电化工业株式会社制)2 质量份、作为增感剂的SP-100(商品名旭电化工业株式会社制)0. 4质量份、作为有机溶 剂的丙二醇单甲醚醋酸酯40质量份，使用机械搅拌机、旋转轴及桨叶，在温度为25°C、转数 为400rpm的条件下，搅拌6个小时，调制成包层形成用树脂清漆A。然后，使用孔径为2 μ m 的聚四氟乙烯树脂膜(商品名PF020、ADVANTEC东洋株式会社制)，在温度为25°C、压力为 0. 4MPa的条件下，进行加压过滤，进一步使用真空泵和钟形罩，在减压度为50mmHg的条件 下，进行15分钟的减压脱泡。使用涂布机(多功能涂覆机TM-MC、株式会社平野金属制)将上述得到的包层形成 用树脂清漆A涂布在聚酰胺薄膜(商品名mictron，东丽株式会社制，厚度12μπι)的电晕 处理面上，在80°C干燥10分钟后，在100°C干燥10分钟，然后，将作为保护薄膜的脱模PET 薄膜(商品名=Purex A31，帝人杜邦株式会社制，厚度25μπι)按照使脱模面为树脂侧的方 式来粘贴，得到包层形成用树脂薄膜。这时的树脂层厚度可以通过调节涂布机的缝隙来任 意地调整，本实施例中固化后的膜厚调节成下部包层为20 μ m,上部包层为70 μ m。[芯层形成用树脂薄膜的制造]使用26质量份的苯氧树脂(商品名非诺托YP-70、东都化成株式会社制)作为 (A)粘合剂聚合物、36质量份的9，9_ 二 [4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(商品名 A-BPEF、新中村化学工业株式会社制)和36质量份的双酚A型环氧丙烯酸酯(商品名 EA-1020、新中村化学工业株式会社制)作为(B)光聚合性化合物、1质量份的二(2，4，6_三 甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(商品名=Irgacure 819、汽巴特殊化学品公司制)和1质量份 的1-[4-(2_羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(商品名:Irgacure2959, 汽巴特殊化学品公司制)作为(C)光聚合引发剂、40质量份的丙二醇单甲醚醋酸酯作为有机溶剂，除此之外，在与上述制造例同样的方法和条件下，调制成芯层形成用树脂清漆B。然 后，在与上述制造例同样的方法和条件下，加压过滤，进而进行减压脱泡。用同上述制造例同样的方法将上述得到的芯层形成用树脂清漆B涂布在PET薄 膜(商品名克斯莫新(二 m ” >)、东洋纺织株式会社制、厚16ym)的非处理面 上，然后，将作为保护薄膜的脱模PET薄膜(商品名PureXA31、帝人杜邦株式会社制、厚 25 μ m)按照使脱模面为树脂侧的方式来粘贴，得到芯层形成用树脂薄膜。本实施例中调整 涂布机的缝隙使固化后的膜厚为50 μ m。[光波导薄膜的制造]剥离上述得到的下部包层形成用树脂薄膜的保护薄膜即脱模PET薄膜(Purex A31)，用紫外线曝光机(株式会社ORC制作所制、EXM-1172)从树脂侧(基材薄膜的相反侧) 照射lj/cm2的紫外线(波长365nm)，然后，在80°C加热处理10分钟，从而形成下部包层。接着，用辊层压机(日立化成技术株式会社制，HLM-1500)，在压力0. 4MPa、温度 50°C、层压速度0. 2m/min的条件下，在该下部包层上层压上述芯层形成用树脂薄膜，然后， 使用作为平板型层压机的真空加压式层压机(株式会社名机制作所制、MVLP-500)，真空抽 吸到500Pa以下后，在压力0. 4MPa、温度50°C、加压时间30秒的条件下，进行加热压接，形 成芯层。然后，使用宽为50 μ m的负型光掩模用紫外线曝光机照射0. 6J/cm2的紫外线(波 长365nm)，然后，在80°C曝光5分钟后进行加热，以使芯部形成如图7所示的形状。剥离作为支持薄膜的PET薄膜，使用显影液(丙二醇单甲醚醋酸酯/N，N-二甲基 乙酰胺=8/2，质量比)，显影芯图形。然后，使用清洗液(异丙醇)进行清洗，在100°C进行 10分钟加热干燥。然后，以与上述同样的层压条件，层压作为上部包层的上述包层形成用树脂薄膜。 进一步通过在两面照射合计25J/cm2的紫外线(波长365nm)后，在160°C进行1小时的加 热处理，制成形成有上部包层、且基板薄膜设置在外侧的挠性光波导。进一步为了聚酰胺薄 膜的剥离，在85°C/85%高温高湿的条件下，24小时处理该挠性光波导，制成除去了基材薄 膜的挠性光波导。另外，用Metricon社制棱镜耦合器(Model 2010)测定芯层和包层的折射率，其 结果为在波长830nm下，芯层是1. 584，包层是1. 550。另外，光源使用850nm的面发光激 光器(EXF0社制、FLS-300-01-VCL)，受光传感器使用爱德万测试股份有限公司(ADVANTEST CORPORATION)制造的Q82214，由截断法(测定导波长10、5、3、2cm，入射纤维GI_50/125多 模纤维(ΝΑ = 0· 20)、出射纤维SI-114/125(NA = 0. 22))测定制成的光波导的传输损失， 其结果为0. 05dB/cm。由上述方法测定制成的光波导薄膜的拉伸弹性模量和拉伸强度，其结果为拉伸弹 性模量是2，OOOMPa,拉伸强度是70MPa。(1-2)薄膜状粘接着剂的制造添加100质量份的HTR-860P_3(帝国化学产业株式会社制、商品名含缩水甘油基 的丙烯酸橡胶、分子量100万、Tg-7°C )、5. 4质量份的YDCN-703 (东都化成株式会社制、商 品名、邻甲酚酚醛清漆环氧树脂、环氧当量210)、16. 2质量份的YDCN-8170C (东都化成株式 会社制、商品名、双酚F型环氧树脂、环氧当量157)、15. 3质量份的朴莱奥分(/，4才一
117 二 > )LF2882(大日本油墨化学工业株式会社制、商品名、双酚A酚醛清漆树脂)、0. 1质 量份的NUCA-189 (日本尤尼卡株式会社制、商品名、Y -巯基丙基三甲氧基硅烷)、0. 3质量 份的NUCA-1160(日本尤尼卡株式会社制、商品名、Y-酰脲基丙基三乙氧基硅烷)、30质量 份的A-DPH(新中村化学工业株式会社制、商品名、二季戊四醇六丙烯酸酯)、1. 5质量份的 Irgacure 369 (汽巴特殊化学品公司制、商品名、2-苄基_2_ 二甲基氨基_1-(4_吗啉代苯 基)_ 丁酮-1-酮1-369)和环己酮，搅拌混合后，进行真空脱气。将该粘接剂清漆涂布在 厚度为75 μ m的表面脱模处理聚对苯二甲酸乙二醇酯(帝人株式会社制、帝人蒂托轮薄膜 A-31)上，80°C加热干燥30分钟后，制成粘接着薄膜。将该粘接着薄膜与厚度为80 μ m的光 透过性支持基材(萨摩(寸一* )株式会社制、低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯/醋酸乙烯 酯/低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯三层薄膜FHF-100)合在一起，通过层压制成由保护薄 膜(表面脱模处理聚对苯二甲酸乙二醇酯)、粘接着剂层和光透过性支持基材构成的薄膜 状粘接着剂。粘接着剂层的厚度为10 μ m。将这样制成的薄膜状粘接着剂的粘接着剂层在160°C固化1小时，用株式会社日 立高新技术公司制的U-3310紫外可见分光光度计测定光透过率，其结果为，在波长850nm 下，具有98%以上的高透过率，0. IdB以下相当的透过损失。用Metricon社制棱镜耦合器(Model 2010)测定折射率，其结果为在波长830nm 下是1. 505。用上述方法测定得到的薄膜状粘接剂的拉伸弹性模量，其结果为拉伸弹性模量是 350MPao(1-3)光电混载基板的制造使用辊层压机(日立化成技术株式会社制，HLM-1500)，在压力0. 4MPa、温度50°C、 层压速度0. 2m/min的条件下，在挠性光波导上层压剥离了保护薄膜的薄膜状粘接着剂。然 后，使用切割锯(株式会社迪斯口 (DISCO International, Inc.)制、DAD-341)，将导波加工 成短长方条状(长120mm、宽2mm)，从支持基材侧照射250mJ/cm2的紫外线(365nm)，降低粘 接着剂层和支持基材界面的密合力，剥下支持基材，制成带有粘接剂的光波导。然后，在具有电布线的挠性电布线基板(长为120mm、宽为2mm、基材杜邦膜 (KAPTON) 100EN(由上述方法测定的拉伸强度为370MPa)、基板厚度25μπι、铜电路厚度 12 μ m)的规定处，利用紫外线曝光机(株式会社大日本网屏制造有限公司制、MAP-1200-L) 附随的掩模对准器机构来确定带粘接剂层光波导的位置，使用同一辊层压机，在压力 0. 4MPa、温度80°C、层压速度0. 2m/min的条件下临时压接后，在洁净恒温器中于160°C加热 1小时，粘接挠性光波导和电布线基板，得到如图7所示投影图那样的光电混载基板。在这里，用株式会社日立高新技术公司制的U-3310分光光度计测定挠性电布线 板的基材即杜邦膜(KAPToN)EN的光线透过率，其结果为波长850nm下是86%。这相当于 0. 7dB的透过损失，即使合算上前述粘接着剂层，透过电布线板时的光损失也不到IdB为低 损失，因此，本实施例为没有设置光透过用通孔的结构。用上述方法评价的结果示于第表1 中。比较例1实施例1中，芯部21和电布线31都为直线状，弯曲部中的芯部21和电布线31在 投影面上重叠，除此之外，按照与实施例1同样的操作，得到光电混载基板。
比较例2比较例1中，只在挠性光波导端部以与实施例1同样的条件层压薄膜状粘接着剂， 不接合中央部分，除此之外，按照与比较例1同样的操作，制造光电混载基板。与实施例1 进行同样评价的结果示于第表1中。参考例1使用在实施例1中制造的光波导单体，进行与实施例1的光电混载基板同样的弯 曲耐久试验。结果示于第表1中。表1第1表
权利要求
1.一种光电混载基板，其为接合具有芯和包层的光波导薄膜和挠性电布线基板而成的 光电混载基板，其特征在于，弯曲部中的光波导的芯部和挠性电布线基板的电布线在投影 面上不重叠。
2.根据权利要求1中所述的光电混载基板，其中，在整面进行光波导薄膜和挠性电布 线基板的接合。
3.根据权利要求1或2中所述的光电混载基板，其中，在弯曲部以外的至少一部分中， 光波导的芯部和挠性电布线基板的电布线在投影面上重叠。
4.一种电子机器，其为具有权利要求1 3中任一项所述的光电混载基板和用于弯曲 该光电混载基板的铰链的电子机器，其特征在于，具有以该铰链为中心该光电混载基板的 一部分在旋转方向上可移动的结构。
5.一种电子机器，其特征在于，具有权利要求1 3中任一项所述的光电混载基板，该 光电混载基板具有如下结构在维持以弯曲部为中心进行弯曲的状态下，光电混载基板至 少一侧的端部在水平方向上移动，伴随该移动，弯曲部进行移动。
全文摘要
本发明提供一种挠性光电混载基板和使用该挠性光电混载基板的电子机器。该光电混载基板是将具有芯和包层的光波导薄膜和挠性电布线基板接合而成，其特征在于，在被弯曲部分的光波导薄膜侧的至少一部分上设置增强材料。本发明可以提供一种即使弯曲或弯折也不产生裂痕或断裂的、接合光波导薄膜和挠性电布线基板而成的光电混载基板和使用该光电混载基板的电子机器。
文档编号G02B6/122GK101995603SQ20091016384
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者八木成行, 柴田智章, 黑田敏裕 申请人:日立化成工业株式会社