光电混载基板及其制造方法与流程

本发明涉及将电路基板和光波导路层叠而成的光电混载基板及其制造方法。

背景技术：

在最近的电子设备等中，随着传送信息量的增加大多采用光电混载基板，光电混载基板除了电布线以外，还采用光布线，能够同时传送电信号和光信号。作为这样的光电混载基板，例如，如图7所示，公知有一种以如下方式构成的光电混载基板：将由聚酰亚胺等构成的绝缘层1作为基板，在该基板的表面设置由导电图案构成的电布线2而制成电路基板E，在该电路基板E的背面侧设置用于与安装于上述电布线2的规定位置的光元件进行光耦合的光波导路W。此外，上述电路基板E的表面被覆盖层3绝缘保护。另外，光波导路W由下包层6、成为光路径的芯体7以及上包层8这三层构成。

上述光电混载基板10除了其本身能搭载于电子设备以外，还在其前端安装光电气连接用的金属环(ferrule)之后用作对多个板之间、板上的芯片之间进行连接的连接用连接器。

在要将上述光电混载基板10安装于金属环等其他构件的情况下，为了不产生光损失，相对于对象构件正确地定位是很重要的。为此，需要准确地设定与对象构件相接合的光电混载基板10的外形和成为光路径的芯体7的位置，因此，对光电混载基板10的外形加工、尤其是对与对象构件相接合的端面的加工要求较高的尺寸精度。

另外，并不限于光电混载基板10，在单个光波导路W中，在要将该光波导路W用作光连接器等的情况下，出于与上述相同的理由，对该光波导路W的外形加工要求较高的精度。为了满足该要求，例如，如图8所示，提出如下一种光波导路W的制造方法：在形成下包层6之后，在该下包层6的表面(在图中为下侧)形成芯体7时，使用该芯体材料来同时形成外形加工用的对准标记11，除该对准标记11外，使上包层8覆盖在芯体7上(在图中为下侧)(参照专利文献1)。

采用上述制造方法，能够以与形成成为光路径的芯体7时的基准相同的基准来形成对准标记11，因此，能够相对于芯体7准确地定位对准标记11。并且，如图8中的箭头所示，由于能够透过透明的下包层6地识别该对准标记11，因此，具有能够以此为基准以较高的精度来进行光波导路W的外形加工这样的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-155215号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在光电混载基板10的制造方法中，也研究采用上述那样在形成芯体7的同时形成外形加工用的对准标记11的方法。然而，在光电混载基板10中，发现了，电路基板E的绝缘层1(参照图7)通常由具有黄色、褐色的颜色的聚酰亚胺形成，因此并不容易透过带有该颜色的绝缘层1来识别背面侧的对准标记11，从而难以以对准标记11为基准来进行准确的外形加工。

本发明是考虑到这样的情况而做出的，其目的在于，提供以准确且容易识别的配置来形成有外形加工用的对准标记的光电混载基板及其制造方法。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的第1技术方案提供一种光电混载基板，其具备：电路基板，在该电路基板的绝缘层的表面形成有电布线；以及光波导路，其设于上述电路基板的背面侧，并且，该光电混载基板具有通过外形加工而被赋予的规定形状，其中，在上述绝缘层表面的外形加工部的附近设有以与绝缘层表面的电布线相同的基准定位了的外形加工用的对准标记，该光电混载基板通过以上述外形加工用的对准标记为基准进行的外形加工而被赋予规定形状。

另外，本发明的第2技术方案根据所述光电混载基板，特别是，上述外形加工用的对准标记由与上述电布线的形成材料相同的材料形成，其中，第3技术方案根据所述光电混载基板，特别是，上述绝缘层由聚酰亚胺类树脂形成。

另外，本发明的第4技术方案提供一种光电混载基板的制造方法，该光电混载基板的制造方法包括以下工序：准备在绝缘层的表面形成有电布线的电路基板；在该电路基板的背面侧形成光波导路而获得光电混载基板；以及对上述光电混载基板实施外形加工而将其精加工成规定形状，其中，在准备上述电路基板的工序中，在绝缘层表面的外形加工预定部的附近，预先形成以与绝缘层表面的电布线相同的基准定位了的外形加工用的对准标记，在对上述光电混载基板实施外形加工而将其精加工成规定形状的工序中，以上述外形加工用的对准标记为基准来进行外形加工。

并且，本发明的第5技术方案根据所述光电混载基板的制造方法，特别是，在准备上述电路基板的工序中，在绝缘层表面形成电布线时，与形成该电布线同时地，使用与上述电布线的形成材料相同的材料在外形加工预定部的附近形成外形加工用的对准标记，第6技术方案根据所述光电混载基板的制造方法，特别是，上述绝缘层使用由聚酰亚胺类树脂形成的绝缘层。

此外，在本发明中，“外形加工”指的是将光电混载基板精加工成规定形状的加工，其意思是不仅包括利用激光等进行的切断加工，还包括利用研磨、切削进行的各种外形加工。

发明的效果

即，为了提高光电混载基板的外形加工的加工精度，本发明者想到不在带有颜色的绝缘层的背面侧设置对准标记、而是在带有颜色的绝缘层的表面侧设置对准标记以提高识别性的做法较好，并反复潜心研究。其结果，发现了，若不像以往那样在绝缘层(基板)背面侧与芯体图案同时形成对准标记、而是在绝缘层表面侧利用与为了与光波导路进行对位而以较高的精度配置的电布线图案相同的基准来形成对准标记，则能够获得位置精度优异的对准标记，并且，由于该对准标记位于绝缘层的表面侧，因此能够直接看到，具有良好的识别性，从而完成了本发明。

采用本发明的光电混载基板，将以与电布线相同的基准定位了的、识别性良好的对准标记作为基准进行外形加工，上述电布线相对于光波导路的芯体图案被以较高的精度定位，因此，通过该外形加工而被赋予的形状也成为相对于光波导路的芯体图案被以较高的精度定位的准确的形状。因而，在以与金属环等相嵌合的方式使用该光电混载基板时、将该光电混载基板安装于指定的部位时等情况下，不会产生嵌合不良、连接不良这样的不良情况，能够良好地使用。

另外，由于该光电混载基板在其表面的、外形加工部的附近、即基板的一端具有对准标记，因此具有能够以该对准标记为基准进行进一步的加工或进行产品的品质检查这样的优点。

并且，在本发明的光电混载基板中，尤其是在上述外形加工用的对准标记连同上述电布线的形成材料一起由相同材料形成的光电混载基板中，由于能够与电布线同时形成并获得对准标记，因此能够进一步提高外形的加工精度，故此优选。

并且，在本发明的光电混载基板中，尤其是在上述绝缘层由聚酰亚胺类树脂形成的光电混载基板中，并不是透过带有黄色、褐色的颜色的绝缘层看到对准标记，而是能够直接看到形成于绝缘层的表面的对准标记并进行外形加工，因此，其实用的效果尤其显著。

另外，采用本发明的光电混载基板的制造方法，由于能够以与电布线相同的基准在绝缘层的表面准确地配置对准标记，因此，对于相对于该电布线以较高的精度配置的光波导路的芯体图案，也能够获取准确的位置关系。并且，若以该对准标记为基准进行外形加工，则能够相对于芯体图案以较高的精度进行外形加工。并且，由于上述对准标记配置于光电混载基板的表面侧，因此能够利用照相机等直接识别上述对准标记，从而能够以清晰的图像将上述对准标记作为加工时的基准。

并且，在本发明中，尤其是，在准备上述电路基板的工序中，在绝缘层表面形成电布线时，与形成该电布线同时地，使用与上述电布线的形成材料相同的材料在外形加工预定部的附近形成外形加工用的对准标记，由于能够以共同的单个基准来形成电布线和对准标记，因此具有以下优点：能够更准确地进行对准标记的定位，能够以更高的精度进行外形加工。并且，由于不必单独地形成对准标记，因此，在时间上和成本上都有优势。

另外，在本发明中，尤其是在上述绝缘层使用由聚酰亚胺类树脂形成的绝缘层的光电混载基板中，即使绝缘层带有颜色，也能够与此无关地识别外形加工用的对准标记，因此，与以往的制造方法相比，具有较大的优势。

附图说明

图1的(a)是示意性表示本发明的光电混载基板的一实施方式的纵剖视图，图1的(b)是其局部的俯视图。

图2的(a)～图2的(d)均是表示上述光电混载基板的制造方法中的电路基板的制作工序的说明图。

图3的(a)～图3的(d)均是表示上述光电混载基板的制造方法中的光波导路的制作工序的说明图。

图4是表示上述光电混载基板的制造方法中的外形加工工序的说明图。

图5是本发明的另一个例子中的外形加工工序的说明图。

图6的(a)～图6的(e)均是表示在本发明中使用的对准标记的变形例的说明图。

图7是通常的光电混载基板的说明图。

图8是以往的光波导路的对准标记的说明图。

具体实施方式

接着，根据附图来详细说明本发明的实施方式。但是，本发明并不限于该实施方式。

图1的(a)是示意性表示通过本发明的一实施方式获得的光电混载基板的一个例子的纵剖视图，图1的(b)是其局部的俯视图。即，该光电混载基板10包括在绝缘层1的表面设有电布线2的电路基板E和设于上述绝缘层1的背面侧的光波导路W。

在上述电路基板E的由聚酰亚胺等构成的绝缘层1的表面上形成有包括光元件安装用的焊盘2a、接地用电极2b、其他各种元件安装用的焊盘、连接器安装用的焊盘等(未图示)在内的电布线2。另外，同样地，在上述绝缘层1的表面形成有由与上述电布线2的形成材料相同的材料形成的对准标记20。如图1的(b)所示，该对准标记20以横穿长度方向的方式呈带状设于光电混载基板10的长度方向上的一侧的缘部附近。

如后述那样，上述对准标记20被用作在制造该光电混载基板10的过程中进行用于将该光电混载基板10精加工成所要求的规定形状的外形加工时、用以决定该加工位置的基准，以该配置来设置对准标记20是本发明的一大特征。

并且，电布线2的除了上述对准标记20和焊盘2a等以外的部分成为被由聚酰亚胺等形成的覆盖层3绝缘保护起来的结构。此外，对准标记20、焊盘2a等的从覆盖层3暴露的表面被由金、镍等形成的电解镀层4覆盖保护起来。

另一方面，设于上述绝缘层1的背面侧的光波导路W由下包层6、以规定图案形成于下包层6的表面(在图1中为下表面)的芯体7、以覆盖该芯体7的状态与上述下包层6的表面一体化的上包层8构成。此外，附图标记9是为了加强该光电混载基板10而在绝缘层1的背面设置的金属层，该金属层图案形成于除了要求挠性的部分以外的部位。并且，在该金属层9上形成有用于确保芯体7与光元件之间的光路的通孔5，在该通孔5内还有上述下包层6进入。其中，上述金属层9是根据需要形成的，不是必需的。

另外，芯体7的与上述电路基板E的光元件安装用的焊盘2a相对应的部分形成为相对于芯体7延伸的方向倾斜45°的倾斜面。该倾斜面成为光的反射面7a，该反射面7a发挥以下作用：将在芯体7内传播过来的光的朝向改变90°后使其入射到光元件的光接收部，或者相反地将自光元件的发光部射出的光的朝向改变90°后使其入射到芯体7内。

上述光电混载基板10能够通过本发明的制造方法以例如以下方式制得(参照图2～图4)。

首先，如图2的(a)所示，准备平板状的金属层9，在金属层9的表面涂覆由聚酰亚胺等构成的感光性绝缘树脂，利用光刻法使其形成规定图案的绝缘层1。此外，在该例子中，为了形成与金属层9相接触的接地用电极2b(参照图1的(a))，形成用于使上述金属层9的表面暴露的孔部1a。上述绝缘层1的厚度设定在例如3μm～50μm的范围内。另外，作为上述金属层9的形成材料，可列举出不锈钢、铜、银、铝、镍、铬、钛、铂、金等，其中，从刚性等观点考虑，优选为不锈钢。另外，上述金属层9的厚度还取决于其材质，在使用不锈钢的情况下，例如设定在10μm～70μm的范围内。

接着，如图2的(b)所示，在上述绝缘层1的表面利用例如半添加法同时形成电布线2(包括光元件安装用的焊盘2a、接地用电极2b、其他焊盘等，以下是同样的)和外形加工用的对准标记20。在该方法中，首先，利用溅射或非电解镀等在上述绝缘层1的表面上形成由铜、铬等构成的金属膜(未图示)。该金属膜成为进行之后的电解镀时的晶种层(成为供电解镀层形成的基底的层)。然后，在由上述金属层9、绝缘层1以及晶种层构成的层叠体的两面上层压感光性抗蚀剂(未图示)，之后利用光刻法在形成有上述晶种层的一侧的感光性抗蚀剂上形成上述电布线2的图案的孔部，使上述晶种层的表面部分暴露于该孔部的底部。接着，利用电解镀，在上述晶种层的暴露于上述孔部的底部的表面部分层叠形成由铜等构成的电解镀层。然后，利用氢氧化钠水溶液等将上述感光性抗蚀剂剥离。之后，利用软蚀刻将晶种层的未形成有上述电解镀层的部分去除。由残留下来的晶种层和电解镀层构成的层叠部分成为上述电布线2和对准标记20。

接着，如图2的(c)所示，在电布线2的除了光元件安装用的焊盘2a、其他焊盘以外的部分上涂覆由聚酰亚胺等构成的感光性绝缘树脂，并利用光刻法来形成覆盖层3。

然后，如图2的(d)所示，在光元件安装用的焊盘2a、其他焊盘、以及对准标记20的表面形成电解镀层4。通过上述方式，从而形成电路基板E。

接着，在由上述金属层9和电路基板E构成的层叠体的两面上层压感光性抗蚀剂，之后，在上述金属层9的背面侧(与电路基板E相反的那一侧的面侧)的感光性抗蚀剂中的、不需要金属层9的部分和与光路用的通孔预定形成部相对应的部分，利用光刻法形成孔部，使上述金属层9的背面局部地暴露。

然后，通过使用与该金属层9的金属材料相应的蚀刻用水溶液(例如，在金属层9为不锈钢层的情况下，蚀刻用水溶液使用氯化铁水溶液)进行蚀刻来将上述金属层9的暴露部分去除，从而使绝缘层1从该去除痕迹暴露出来，之后，利用氢氧化纳水溶液等剥离上述感光性抗蚀剂。由此，如图3的(a)所示，仅在需要加强的区域中形成有金属层9，还同时形成有光路用的通孔5。

接着，为了在上述绝缘层1的背面(在形成有金属层9的部分则是金属层9的背面)形成光波导路W(参照图1的(a))，首先，如图3的(b)所示，在上述绝缘层1和金属层9的背面(在图中为下表面)涂覆作为下包层6的形成材料的感光性树脂，之后利用辐射线对该涂覆层进行曝光而使其固化，从而形成为下包层6。此时，上述下包层6能够通过光刻法形成为规定的图案状。并且，该下包层6以进入并埋入到上述金属层9的光路用的通孔5中的状态形成。通常，上述下包层6的厚度(距绝缘层1的背面的厚度)设定得大于金属层9的厚度。此外，用于形成光波导路W的一系列的作业是在使绝缘层1的形成有上述金属层9的背面朝上的状态下进行的，但在附图中，示出了绝缘层1的形成有上述金属层9的背面朝下的状态。

接着，如图3的(c)所示，在上述下包层6的表面(在图中为下表面)上，利用光刻法形成规定图案的芯体7。芯体7的厚度设定在3μm～100μm的范围内，芯体7的宽度设定在3μm～100μm的范围内。作为上述芯体7的形成材料，可列举出例如与上述下包层6相同的感光性树脂，并使用折射率比上述下包层6和后述的上包层8的形成材料的折射率大的材料。例如，能够通过选择下包层6、芯体7、上包层8的各形成材料的种类、调整组成比例来调整该折射率。

接着，如图3的(d)所示，以覆盖上述芯体7的方式，利用光刻法与下包层6的表面(在图中为下表面)重叠地形成上包层8。通过这样设置，从而形成光波导路W。此外，上述上包层8的厚度(距下包层6的表面的厚度)例如设定为上述芯体7的厚度以上且为300μm以下。作为上述上包层8的形成材料，可列举出例如与上述下包层6相同的感光性树脂。

此外，以下示出上述光波导路W的形成材料的具体的组成例。

<下包层6、上包层8的形成材料>

具有脂环骨架的环氧树脂(日本大赛璐化学工业公司制造、EHPE3150) 20重量份

液状长链二官能半脂肪族环氧树脂(DIC公司制造、EXA-4816) 80重量份

光产酸剂(ADEKA公司制造、SP170) 2重量份

乳酸乙基(武藏野化学研究所公司制造) 40重量份

<芯体7的形成材料>

邻甲酚酚醛清漆缩水甘油基醚(新日铁住金化学公司制造、YDCN-700－10) 50重量份

双苯氧基乙醇芴二缩水甘油基醚(大阪燃气化学公司制造、オグゾールEG) 50重量份

光产酸剂(ADEKA公司制造、SP170) 1重量份

乳酸乙基(武藏野化学研究所公司制造) 50重量份

然后，在上述光波导路W的规定部分上，利用激光加工、切削加工等形成相对于芯体7延伸的方向倾斜了45°的倾斜面，将该倾斜面作为用于与安装于电路基板E的表面侧的光元件进行光耦合的反射面7a(参照图1的(a))。然后，将光元件安装于在电路基板E的表面侧设置的电布线2的焊盘2a上等，进行所需构件的安装。

通过上述方式，能够获得光电混载基板10(但尚未进行外形加工)。然后，如图4所示，一边利用对准照相机等来识别上述对准标记20，一边将与该对准标记20分开规定距离的位置指定为切断位置，利用激光照射(例如YAG激光)来切断该部分。通过这样设置，能够获得在一侧的端面暴露有芯体7的规定长度的光电混载基板10。

此外，在裁切光电混载基板10时，除了激光照射以外，还能够使用切割锯等各种切断部件。

由于如此获得的光电混载基板10(被施加了外形加工)的端面以设于该光电混载基板10的长度方向上的单个端部的附近的、以与电布线2相同的基准形成的对准标记20为基准而被以较高的尺寸精度切断加工，因此，该光电混载基板10的整体的外形尺寸也很准确，没有尺寸的偏差。因而，在以与金属环等相嵌合的方式使用该光电混载基板10时、将该光电混载基板10安装于指定的部位时等情况下，不会产生嵌合不良、连接不良这样的不良情况，能够良好地使用。另外，能够以该对准标记20为基准进行进一步的加工或进行产品的品质检查。

并且，在上述光电混载基板10中，由于外形加工用的对准标记20没有位于用于进行外形加工的加工线(在该例子中为切断线)上、而是设于与该加工线分开的、加工线附近，因此具有以下优点：在激光加工、切割加工中，该对准标记20不会对加工造成影响，能够获得良好的精加工。即，在加工线上设有由金属材料构成的对准标记20的情况下，在激光加工等中，由于存在对准标记20的部分处的加工速度与不存在对准标记20的部分处的加工速度不同，因此，有可能在存在对准标记20的部分与不存在对准标记20的部分之间的交界部分产生间隙。另外，在切割加工中，由于存在对准标记20的部分的硬度与不存在对准标记20的部分的硬度不同，因此有可能同样地产生间隙。并且，在研磨加工中，因研磨而产生的、金属粉末有可能划伤端面。并且，当要求较高的加工精度的精加工面存在这样的间隙、伤痕时，会导致光损失。因而，若对准标记20如上述例子那样不位于加工线上而仅设于加工线附近，则伴随着对准标记20的位置精度较高，能够获得优异的成品。

此外，在上述例子中，将制作成比最终要求的长度长的光电混载基板10的单个端缘切断，精加工成适当长度的光电混载基板10，但能够是，例如，如图5所示，在从以辊对辊方式制作成纵长状的光电混载基板的半成品10′连续地裁切规定长度的光电混载基板10时，使用对准标记20作为用于指定单点划线P所示的切断位置的基准。通过一边利用对准照相机等对上述对准标记20依次进行确认一边在适当的位置进行定位并进行切断，能够连续地获得没有偏差的、适当长度的光电混载基板10。

当然，除了进行端面的切断以外，在与供该光电混载基板10嵌合或供该光电混载基板10安装的对象构件的形状相对应地进行将光电混载基板10的外形加工成期望的形状的各种外形加工(包括切削加工、研磨加工等)时，使用上述对准标记20作为用于进行该加工的尺寸基准的做法是有效的。

并且，上述对准标记20的俯视形状并不限于图1的(b)所示那样的1条带状，例如，也可以是，如图6的(a)～图6的(d)所示，使各种形状的多个对准标记20沿着单点划线P所示的切断位置的附近排列。另外，也可以是，如图6的(e)所示，设置两个为一组的对准标记20，该一组对准标记20隔着切断位置地成为抽出十字后的形状(日文：抜き十字形状)。同样地，也可以是，利用电布线材料来完全覆盖特定区域，使该特定区域的内侧成为抽出圆形、多边形后的形状，从而形成对准标记20。这样，不管在哪一种情况下，出于上述理由期望的是，对准标记20不位于该切断位置P上，而仅配置于切断位置P的附近。

另外，在上述例子中，为了提高对准标记20的识别性，未在对准标记20上设置覆盖层3，而是使对准标记20直接暴露，利用电解镀层4来覆盖保护对准标记20的表面，但因对准标记20的颜色、形状、覆盖层3的透明性的不同而存在透过覆盖层3也能够充分地识别对准标记20的情况。在该情况下，与其他的电布线2的部分同样地，也可以使覆盖层3覆盖在对准标记20上。

此外，在光电混载基板10中，在形成电布线2时，能够使用电布线2的形成材料来同时形成光元件的定位用对准标记和在芯体7上形成光的反射面7a(参照图1的(a))时的定位用对准标记，或者能够使用电布线2的形成材料来同时形成兼具二者功能的单个对准标记(参照日本特愿2013-224450)。因此，若连同这些对准标记一起同时形成上述外形加工用的对准标记20，则能够利用单个工序以共同的单个基准来进行电布线2的形成和各种对准标记20等的形成，因此能够获得相互间的位置关系的精度更高的、高品质的光电混载基板10，故此优选。

另外，在上述一系列的例子中，与电布线2同时形成了外形加工用的对准标记20，但在本发明中，上述对准标记20和电布线2未必需要同时形成。根据情况的不同，也可以是，根据相同基准来先形成对准标记20和电布线2中的一者，接着形成对准标记20和电布线2中的另一者。但是，如前面的例子所示，同时形成对准标记20和电布线2这两者会使相互间的位置关系更准确，故此优选。

此外，在上述实施方式中，示出了本发明的具体的形态，但这些形态仅仅是例示，并不能作为限定性的解释。意图在于对于本领域技术人员而言明显的各种变形均在本发明的范围内。

产业上的可利用性

本发明能够应用于提供一种外形形状的尺寸精度优异且在与其他构件之间的嵌合、向规定位置安装等中不会产生问题的、品质稳定的光电混载基板。

附图标记说明

E、电路基板；W、光波导路；1、绝缘层；2、电布线；10、光电混载基板；20、对准标记。