光电混载柔性印刷布线板的制造方法和光电混载柔性印刷布线板的制作方法
【专利摘要】本发明目的在于兼顾光半导体元件与柔性印刷布线板间的接合强度和光半导体元件的搭载位置精度。根据本发明的一个方式的制造方法，具备：在将包覆层3a和芯层贴合之后，通过使所述芯层模式化来形成一端的宽度比面发光元件4的发光部4a大且另一端的宽度比面光接收元件5的光接收部5a小的芯3b的工序；通过以包覆芯3b的方式将具有可挠性的包覆层3c贴合于包覆层3a来制作柔性光波导3的工序；经由粘接剂片材6将柔性光波导3贴合于柔性印刷布线板2的下表面的规定的位置的工序；以及通过加工柔性光波导3来在芯3b的一端和另一端分别形成利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的光路变换反射镜7、8的工序。
【专利说明】光电混载柔性印刷布线板的制造方法和光电混载柔性印刷布线板
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电混载柔性印刷布线板的制造方法，更详细而言，涉及具备柔性印刷布线板和设置于该柔性印刷布线板的柔性光波导的光电混载柔性印刷布线板的制造方法和光电混载柔性印刷布线板。
【背景技术】
[0002]近年，电子设备的小型化和高功能化日益发展，随此，柔性印刷布线板以笔记本计算机、数字摄像机、便携式电话、游戏机等小型电子设备为中心而被广泛使用。
[0003]上述的电子设备所用的信息量特别趋于增加，信号传输速度日益高速化。例如，在计算机的情况下，从2010年到2011年传输速度向6Gbps的规范转移，考虑传输线路中的信号损失的重要性日益增加。
[0004]另外，由于近年以高速发送脉冲信号，所以信号源的信号振幅电压趋于低电压化。因此，由于从外部或信号源自身发射的尖峰噪声而变为正确的信号传输容易被妨碍的状况。通常，进行高速信号传输的基板具有进行了阻抗匹配的传输线路。然而，即使在使用这样的基板的情况下，也正变为不能容许传输线路中的信号损失的状况。
[0005]对于上述的尖峰噪声，需要在传输线路、电子设备中采取噪声对策。具体而言，对于传输线路必须设置电磁屏蔽，但由于设置电磁屏蔽而使传输线路的厚度增加。因此，例如，存在难以确保连结笔记本计算机的显示器和键盘的铰链的弯曲性的情况。
[0006]于是，为了解决高速传输电信号时的传输损失、噪声耐受性的问题而讨论了将在长距离信号传输的领域中被实用化的利用光纤的高速信号传输技术应用于上述的小型电子设备。
[0007]进而，已知有为了将利用光的高速信号传输技术应用于笔记本计算机的铰链等而将由具有可挠性的有机聚合物构成的聚合物光波导和柔性印刷布线板(以下，也简称为“FPC”)进行了组合的光电混载柔性印刷布线板(例如，参照专利文献1~3)。
[0008]现有技术文献专利文献
专利文献1:特开2010-054617号公报；
专利文献2:特开2009-58923号公报；
专利文献3:特开2010-286777号公报。
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
面型的光半导体元件(面发光元件或面光接收元件)被安装于光电混载柔性印刷布线板的FPC，以使得能经由柔性光波导进行通信。关于光半导体元件的搭载位置，有严格的条件。因此，即使回流的加热温度是光半导体元件的耐热温度(例如，300° C)以下，光半导体元件的安装通常也不是通过回流而是通过超声波接合(金-金超声波接合等)来进行。其理由在于，在回流的情况下，由于焊膏的熔融而造成载置在FPC上的光半导体元件从规定的位置移动，因此，难以满足搭载位置精度(例如，±10ym以下)。
[0010]另一方面，在超声波接合的情况下，在向FPC的厚度方向施加适当的压力的状态下，施加在FPC的面方向上行进的超声波。通过被超声波诱发的原子扩散来电接合光半导体元件的电极和FPC的焊盘。因此，期待安装工序中的光半导体元件的位置偏移变得比回流的情况小。
[0011]然而，实际上，在对光电混载柔性印刷布线板使用了超声波接合的情况下，产生了以下新的问题。
[0012]光电混载柔性印刷布线板的柔性光波导由有机聚合物等弹性率低的材料构成。因此，难以使进行超声波接合时被施加的压力、超声波有效地作用于光电混载柔性印刷布线板。即，即使厚度方向的压力增加，但与其相应地柔性光波导发生变形，因此，不对光半导体元件和FPC接触的部分施加充分的压力。因而，存在不能得到光半导体元件和FPC间的充分的接合强度这样的问题。
[0013]对于该问题，为了确保充分的接合强度，可想到将超声波输出设定得高。然而，在使超声波输出变高的情况下，超声波的振幅也变大，光半导体元件的搭载位置精度降低。设想，由于搭载位置的偏移而造成信号光的一部分变为不照射在光路变换反射镜的事态。这样，接合强度和搭载位置精度处于权衡的关系而有当使接合强度增加时搭载位置精度降低这样的问题。
[0014]如上所述，历来，难以兼顾接合强度和位置精度，这成为使光电混载柔性印刷布线板的成品率降低的主要原因。
[0015]本发明是基于上述的技术性认识而完成的，其目的在于兼顾光半导体元件与柔性印刷布线板间的接合强度和光半导体元件的搭载位置精度而改善光电混载柔性印刷布线板的成品率。
[0016]用于解决课题的方案
根据本发明的一个方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，具备:具有第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面的柔性印刷布线板、沿着所述柔性印刷布线板的所述第一主面而设置的柔性光波导、以及均安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面的面发光元件和面光接收元件，其特征在于，具备:在将具有可挠性的第一包覆层和具有可挠性的芯层贴合之后，通过使所述芯层模式化(pattern)来形成一端的宽度比所述面发光元件的发光部大且另一端的宽度比所述面光接收元件的光接收部小的芯的工序；通过以包覆所述芯的方式将具有可挠性的第二包覆层贴合于所述第一包覆层来制作所述柔性光波导的工序；经由粘接剂片材将所述柔性光波导贴合于所述柔性印刷布线板的所述第一主面的规定的位置的工序；以及通过加工被贴合于所述柔性印刷布线板的所述柔性光波导来在所述芯的所述一端和所述另一端分别形成利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的第一光路变换反射镜和第二光路变换反射镜的工序。
[0017]此外，根据本发明的其他方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，具备:具有第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面的柔性印刷布线板、沿着所述柔性印刷布线板的所述第一主面而设置的柔性光波导、以及均安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面的面发光元件和面光接收元件，其特征在于，具备:将具有可挠性和粘接性的第一包覆层贴合于所述柔性印刷布线板的所述第一主面的规定的位置的工序；将具有可挠性的芯层贴合于所述柔性印刷布线板上的所述第一包覆层的工序；通过使所述芯层模式化来形成一端的宽度比所述面发光元件的发光部大且另一端的宽度比所述面光接收元件的光接收部小的芯的工序；通过以包覆所述芯的方式将具有可挠性的第二包覆层贴合于所述第一包覆层来制作所述柔性光波导的工序；以及通过加工所述柔性光波导来在所述芯的所述一端和所述另一端分别形成利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的第一光路变换反射镜和第二光路变换反射镜的工序。
[0018]本发明的一个方式的光电混载柔性印刷布线板，其特征在于，具备:柔性印刷布线板，具有第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面，且在所述第二主面设有第一和第二焊盘；柔性光波导，具有芯和包覆所述芯的外围的包覆物，沿着所述柔性印刷布线板的所述第一主面而被设置，在所述柔性光波导的一端和另一端分别设有利用在端面的光反射来变换信号光的光路的第一和第二光路变换反射镜；面发光元件，具有出射信号光的发光部和与所述发光部设在相同面的第一电极，以从所述发光部出射的信号光在所述第一光路变换反射镜反射而在所述柔性光波导的芯内传播的方式被安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面；以及面光接收元件，具有对信号光进行光接收的光接收部和与所述光接收部设在相同面的第二电极，以在所述第二光路变换反射镜反射的信号光入射到所述光接收部的方式被安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面，所述芯的所述一端的宽度比所述发光部大且所述芯的所述另一端的宽度比所述光接收部小，所述面发光元件的所述第一电极通过超声波接合与所述柔性印刷布线板的所述第一焊盘电连接，所述面光接收元件的所述第二电极通过超声波接合与所述柔性印刷布线板的所述第二焊盘电连接。
[0019]发明效果
根据本发明，能通过形成一端的宽度比面发光元件的发光部大且另一端的宽度比面光接收元件的光接收部小的芯来增加面发光元件和面光接收元件的、对于芯宽度方向的搭载位置偏移的容限(容许量)。由此，即使为了确保接合强度而将超声波输出设定得高，也能将信号光功率的减少率抑制得低。
[0020]因而，根据本发明，能兼顾光半导体元件与柔性印刷布线板间的接合强度和光半导体元件的搭载位置精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1A是用于说明本发明的第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0022]图1B是接着图1A的用于说明本发明的第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0023]图1C是接着图1B的用于说明本发明的第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0024]图1D是接着图1C的用于说明本发明的第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0025]图1E是示出本发明的第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的概略性结构的截面图。
[0026]图2A是用于说明本发明的第二实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0027]图2B是接着图2A的用于说明本发明的第二实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0028]图2C是接着图2B的用于说明本发明的第二实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法的图。
[0029]图2D是示出本发明的第二实施方式的光电混载柔性印刷布线板的概略性结构的截面图。
[0030]图3是示出柔性光波导的芯形状的示例的平面图。
[0031]图4示出通过模拟信号光功率的减少率而求得的结果。
【具体实施方式】
[0032]以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。在各图中对具有同等功能的构成要素附加相同的附图标记，省略了相同附图标记的构成要素的详细说明。此外，附图是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与现实的不同。此外，实施方式的说明中的数值均是例示性的值，本发明不限定于那些值。
[0033](第一实施方式)
首先，对第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的概略性的结构进行说明。
[0034]图1E不出了第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板I的截面图。如图1E所不，根据本实施方式的光电混载柔性印刷布线板I具备:具有可挠性的柔性印刷布线板2、经由粘接剂片材6被贴合于柔性印刷布线板2的下表面(第一主面)的具有可挠性的柔性光波导3、被安装于柔性印刷布线板2的上表面(第二主面)的面发光元件4和面光接收元件5。再有，在以下的说明中，存在将面发光元件4和面光接收元件5统称为光半导体元件的情况。
[0035]如图1E所示，由面发光元件4和面光接收元件5夹着的区域为光电混载柔性印刷布线板I的线缆部。光电混载柔性印刷布线板I能在线缆部进行弯曲。
[0036]柔性印刷布线板2具有聚酰亚胺等绝缘基膜，在上表面(第二主面)设有面发光元件4用的焊盘2a和面光接收元件5用的焊盘2b。该焊盘2a、2b与布线图案(未图示)呈一体地设置。焊盘2a、2b例如是将铜箔加工为规定的形状并对表面进行了镀金。再有，虽然未图示，但在柔性印刷布线板2除了光半导体元件与柔性光波导的位置对准用的目标标记之外还形成有光半导体元件驱动用的电路、信号变换用的电路布线等。
[0037]再有，在图1E中，作为柔性印刷布线板2示出了单层的单面柔性印刷布线板，但不限于此。柔性印刷布线板2例如既可以是不仅在上表面也在下表面设有布线图案的双面柔性印刷布线板，或者也可以是多层柔性印刷布线板。
[0038]柔性光波导3具有由包覆层3a、3b构成的包覆物和被加工为规定的形状的芯3b。芯3b的外围被包覆物包覆。芯的折射率比包覆物的折射率高。在后面对芯3b的形状进行详细叙述。
[0039]此外，如图1E所示，在柔性光波导3的一端和另一端分别设有利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的光路变换反射镜7、8。如图1E所示，这些光路变换反射镜7、8被设于信号光的光路。
[0040] 面发光元件4和面光接收元件5通常是裸片型元件。面发光元件4具有出射信号光的发光部4a和与发光部4a设于相同面的电极4b。电极4b通过超声波接合与焊盘2a电连接。作为该面发光元件4，使用了例如VCSEL (Vertical Cavity Surface EmittingLASER:垂直腔面发射激光器)。面光接收元件5具有对信号光进行光接收的光接收部5a和与光接收部5a设于相同面的电极5b。电极5b通过超声波接合与焊盘2b电连接。作为该面光接收元件5，使用了对面发光元件4的波长(例如850nm)具有灵敏度的光电二极管。[0041 ] 再有，在面发光元件4和面光接收元件5的安装工序中，在作为超声波接合使用了金-金超声波接合的情况下，预先对电极4b、5b的表面进行镀金。
[0042]关于面发光元件4和面光接收元件5的尺寸，一边的长度为约0.3mm。发光部4a的直径为约30 μ m，光接收部5a的直径为约80 μ m。
[0043]接下来，使用图认~图1E来说明第一实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法。
[0044]首先，如图1A (I)所示，将具有可挠性的包覆层3a和具有可挠性的芯层贴合。包覆层3a和芯层的厚度分别是例如20 μπι和50 μm。其后，通过使该芯层模式化来形成一端的宽度(Wl)比面发光元件4的发光部4a大且另一端的宽度(W2)比面光接收元件5的光接收部5a小的芯3b。宽度Wl和W2例如分别为80μπι和30μπι。再有，图1A (1L)和(IR)分别是从左侧和右侧看图1A (I)所示的包覆层3a和芯3b的侧视图。
[0045]在本工序中，芯3b的一端的宽度(Wl)优选为以比照射在光路变换反射镜7的信号光的、芯3b的宽度方向的直径加上后述的超声波接合工序中产生的面发光元件4的宽度方向的位置偏移量后的值大的方式来形成。另外，芯3b的另一端的宽度(W2)优选为以比照射在光路变换反射镜8的信号光的、芯3b的宽度方向的直径加上后述的超声波接合工序中产生的面光接收元件5的宽度方向的位置偏移量后的值大的方式来形成。
[0046]再有，作为芯层的加工方法，能列举包括利用UV光的曝光工序和使用了碱性溶液(或有机溶剂)等的显影工序的光刻手法。此外，不限于此，也可以使用光漂白手法或压印手法。光漂白手法能从单一的材料仅通过曝光/加热处理来制作具有折射率不同的芯和包覆物的聚合物光波导。由于能从单一的材料制作聚合物光波导，所以在成本上是有利的。此夕卜，压印手法使用了具有与芯的图案对应的图案的凹凸的原版。使该原版接触于由UV固化型的折射率不同的透明的芯材料和包覆物材料构成的光波导材料，其后，照射UV光来使芯材料固化。其后，通过从固化后的芯材料拉离原版而得到期望的光波导图案。上述的光漂白手法和压印手法均不需要显影工序。此外，芯3b的平面形状不限于直线状，既可以是曲线状，也可以是具有分歧的形状。
[0047]接下来，如图1B(2)所示，以包覆芯3b的方式将具有可挠性的包覆层3c贴合于包覆层3a。然后，通过用UV光或热等使包覆层3a、3c和芯3b固化来制作柔性光波导3。包覆层3c的厚度例如为70 μ m。再有，图1B (2L)和(2R)分别是从左侧和右侧看图1B (2)所示的柔性光波导3的侧视图。柔性光波导3优选为聚合物光波导，芯3b和包覆层3a、3c均由使用透明性高且柔软的基体树脂(丙烯酸树脂等)的有机聚合物构成。
[0048]接下来，如图1C (3)所示，经由粘接剂片材6 (片材状的光学粘接剂)将柔性光波导3贴合于柔性印刷布线板2的下表面的规定的位置。其后，通过照射UV光等来使粘接剂片材6固化。
[0049]再有，粘接剂片材6优选为在从面发光元件4出射的信号光的波长吸收少。在由粘接剂片材6造成的信号光的吸收是能容许的情况下，如图1C (3)所示，也可以以跨信号光的光路的方式配置粘接剂片材6。另一方面，在不能容许的情况下，使用以避开光路的方式设置开口的粘接剂片材6。
[0050]此外，粘接剂片材6不需要遍及柔性光波导3的全体而设置，例如，也可以仅在柔性光波导3的端部设置粘接剂片材层6。
[0051]再有，柔性印刷布线板2的绝缘基膜的厚度例如是12.5μπι、25μπι或50μπι，焊盘2a,2b的厚度例如为12 μ m。
[0052]此外，在柔性印刷布线板2中，也可以在与光路对应的区域设置贯通孔(未图示)。由此，即使在由柔性印刷布线板2的绝缘基膜造成的信号光的吸收大的情况下，也能提高面光接收元件5接收的信号光的强度。
[0053]接下来，如图1C (4)所述，对被贴合于柔性印刷布线板2的柔性光波导3进行加工。由此，在芯3b的一端形成光路变换反射镜7，在芯3b的另一端形成光路变换反射镜8。这些光路变换反射镜7、8以与柔性印刷布线板2的下表面成规定的角度(例如45度)的方式而形成，其位置基于信号光的光路来决定。更具体而言，光路变换反射镜7、8分别形成于面发光元件4的发光部4a和面光接收元件5的光接收部5a的安装预定位置的正下方。
[0054]光路变换反射镜7、8的形成例如通过切割加工中使用的圆形的刀片来进行。在该情况下，以精密级控制刀片的刃端与柔性印刷布线板2的间隔，形成与刀片的刃尖的形状相应的倾斜面。另外，也可以通过激光加工来形成光路变换反射镜7、8。
[0055]在用密封树脂10来保护光路变换反射镜7、8的情况下，使用溅射法或沉积法等通过金(Au)等金属膜(未图示)来预先覆盖光路变换反射镜7、8。密封树脂10既可以接着金属膜的形成而形成，或者也可以在形成后述的密封树脂11的工序中形成。
[0056]接下来，如图1D (5)所示，将面发光元件4和面光接收元件5安装于柔性印刷布线板2的上表面。更详细而言，面发光元件4和面光接收元件5通过使用倒装式焊接器等高精度的定位以光轴符合于光路变换反射镜的方式进行安装。
[0057]关于面发光元件4，以从发光部4a出射的信号光在光路变换反射镜7反射而在芯3b内传播的方式安装于柔性印刷布线板2。该安装通过超声波接合来进行。更详细而言，对载置于柔性印刷布线板2的规定的位置的面发光元件4施加厚度方向的压力，并对面发光元件4施加在芯3b的宽度方向S (短轴方向)上行进的超声波。由此，面发光元件4的电极4b电连接于柔性印刷布线板2的焊盘2a。
[0058]关于面发光元件5，以在光路变换反射镜8反射的信号光入射到面光接收元件5的光接收部5a的方式安装于柔性印刷布线板2。该安装通过超声波接合来进行。更详细而言，对载置于柔性印刷布线板2的规定的位置的面光接收元件5施加厚度方向的压力，并对面光接收元件5施加在芯3b的宽度方向S (短轴方向)上行进的超声波。由此，面光接收元件5的电极5b电连接于柔性印刷布线板2的焊盘2b。
[0059]再有，超声波的施加方向S不限于图1D的向下方向而也可以是向上方向。此外，为了避免由于回流工序而对光半导体元件加热，优选为在安装光半导体元件之前，将光半导体元件的控制1C、无源元件等电子部件预先安装于柔性印刷布线板2。
[0060]接下来，如图1E所示，用透明性高的(即信号光的吸收少的)密封树脂11固定面发光元件4和面光接收元件5。该密封树脂11固定光半导体元件并且填充于光半导体元件与柔性印刷布线板2之间的空间，保护连接部分。再有，由于信号光在该密封树脂11内传播，所以作为密封树脂11优选为使用透明性高的(即信号光的吸收少的)树脂。此外，在用于通过信号光的贯通孔被设于柔性印刷布线板2的情况下，将密封树脂11填充于该贯通孔，以使得不产生空洞。
[0061]在本工序中，也可以用密封树脂10埋设由金属膜覆盖的光路变换反射镜7、8。作为该密封树脂10，也可以不考虑透明性而使用与密封树脂11不同的树脂。
[0062]经过上述的工序，得到图1E所示的光电混载柔性印刷布线板I。
[0063]如上所述，与面发光元件4的发光部4a的大小(Φ 30 μ m)相比，芯3b的输入端的宽度(Wl=80 μπι)足够大。进而，以在芯3b的宽度方向(超声波的振动方向)上产生由于面发光元件4的超声波接合而造成的位置偏移的方式，将在芯3b的宽度方向(短轴方向)上行进的超声波施加于面发光元件4。由此，即使在为了确保接合强度而提高超声波的输出的情况下，也能将面发光元件4搭载于良好的搭载位置，即从面发光元件4出射的信号光不照射在光路变换反射镜7之外的位置。这样，即使由于提高超声波输出而在搭载位置产生偏移(例如±10~± 15 μ m)，从面发光元件4出射的信号光也照射在光路变换反射镜7内。
[0064]此外，与面光接收元件5的光接收部5a的大小(Φ 80 μ m)相比，芯3b的输出端的宽度(W2=30 μπι)足够小。进而，以在芯3b的宽度方向(超声波的振动方向)上产生由于面光接收元件5的超声波接合而造成的位置偏移的方式，将在芯3b的宽度方向(短轴方向)上行进的超声波施加于面光接收元件5。由此，即使在为了确保接合强度而提高超声波的输出的情况下，也能将面光接收元件5搭载于良好的搭载位置，即在光路变换反射镜8反射的信号光不照射在光接收部5a之外的位置。这样，即使由于提高超声波输出而在搭载位置产生偏移(例如土 10~± 15 μ m)，在光路变换反射镜8反射的信号光也入射到光接收部5a内。
[0065]因而，根据本实施方式，能兼顾光半导体元件(面发光元件4、面光接收元件5)与柔性印刷布线板2间的接合强度和光半导体元件的搭载位置精度。其结果，能变得容易使光半导体元件的安装工序稳定化，而改善光电混载柔性印刷布线板的成品率。
[0066](第二实施方式)
接下来，对根据第二实施方式的光电混载柔性印刷布线板的制造方法进行说明。第二实施方式与第一实施方式的不同点之一是有无粘接剂片材6。以下，使用图2A~图2D以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0067]图2D示出了根据第二实施方式的光电混载柔性印刷布线板IA的截面图。如图2D所示，根据本实施方式的光电混载柔性印刷布线板IA具备:具有可挠性的柔性印刷布线板2、直接贴合于柔性印刷布线板2的下表面(第一主面)的具有可挠性的柔性光波导3、被安装于柔性印刷布线板2的上表面(第二主面)的面发光元件4和面光接收元件5。包覆层3a具有粘接性，柔性光波导3不经由粘接剂层而直接贴合于柔性印刷布线板2。再有，如图2D所示，由面发光元件4和面光接收元件5夹着的区域为光电混载柔性印刷布线板IA的可弯曲的线缆部。
[0068]接下来，参照图2A~图2D并说明光电混载柔性印刷布线板IA的制造方法。图2A的上侧的图示出了柔性印刷布线板2、包覆层3a以及芯3b的截面图，下侧的图示出了包覆层3a和芯3b的仰视图。图2B的上侧的图示出了柔性印刷布线板2和柔性光波导3的截面图，下侧的图示出了柔性光波导3的仰视图。图2C的上侧的图是安装了面发光元件4和面光接收元件5的柔性印刷布线板2的俯视图，下侧的图是其截面图。
[0069]首先，如图2A所示，将具有可挠性和粘接性的包覆层3a贴合于柔性印刷布线板2的下表面(第一主面)的规定的位置。再有，在贴合包覆层3a之后，为了使包覆层3a变化为期望的材料特性，也可以照射UV光等。
[0070]接下来，将具有可挠性的芯层贴合于柔性印刷布线板2上的包覆层3a。
[0071]再有，在使用了在信号光的光路设有贯通孔的柔性印刷布线板2的情况下，为了避免在贴合时包覆层、芯层的一部分进入到该贯通孔，优选为使用容易得到平面性的平板按压等。
[0072]接下来，如图2A所示，通过使芯层模式化来形成一端的宽度比面发光元件4的发光部4a大且另一端的宽度比面光接收元件5的光接收部5a小的芯3b。芯3b的形成与在第一实施方式中说明的方法同样地进行。再有，在通过光刻手法来加工芯层的情况下，也可以在本工序中形成柔性印刷布线板2的焊盘2a、2b。
[0073]接下来，如图2B所示，以包覆芯3b的方式将具有可挠性的包覆层3c贴合于包覆层3a。作为包覆层3c，也可以使用与包覆层3a相同的材料。然后，通过用UV光或热等使包覆层3a、3c以及芯3b固化来制作贴附于柔性印刷布线板2的柔性光波导3。
[0074]接下来，如图2C所示，通过加工柔性光波导3来在芯3b的一端和另一端分别形成利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的光路变换反射镜7和光路变换反射镜8。光路变换反射镜7,8的形成与在第一实施方式中说明的方法同样地进行。
[0075]再有，在用密封树脂10保护光路变换反射镜7、8的情况下，如在第一实施方式中说明的那样，利用金属膜(未图示)覆盖光路变换反射镜7、8。
[0076]接下来，如图2C所示，与在第一实施方式中说明的方法同样地，通过超声波接合将面发光元件4和面光接收元件5安装于柔性印刷布线板2的上表面。其后，如图2D所示，用透明性高的密封树脂11来固定面发光元件4和面光接收元件5。
[0077]经过上述的工序，得到图2D所示的光电混载柔性印刷布线板1A。
[0078]第二实施方式的制造方法取得与第一实施方式同样的作用效果。g卩，根据第二实施方式，能兼顾光半导体元件与柔性印刷布线板2间的接合强度和光半导体元件的搭载位置精度。其结果，能变得容易使光半导体元件的安装工序稳定化，而改善光电混载柔性印刷布线板的成品率。
[0079](芯形状的变形例)
在上述第一和第二实施方式中，芯的平面形状是一样的锥状，但也能设想其他的芯形状。关于芯的平面形状，芯宽度以信号光的入射端的宽度比发光部4a宽、出射端比光接收部5a窄的方式变化即可。因而，作为芯，不仅可以是芯宽度从入射端到出射端连续变化的芯，还可以是芯宽度连续变化的区域和芯宽度一定的区域混在一起的芯。
[0080]使用图3来对芯形状的变形例进行说明。图3 (a)、(b)、(c)是包覆层3a和形成在其上的芯3b的平面图。
[0081]图3 (a)所示的芯在形成光路变换反射镜7、8的区域M、N中，芯3b的宽度是一定的。即，区域M中的芯3b的宽度等于左端(一端)的宽度，区域N中的芯3b的宽度等于右端(另一端)的宽度。此外，在由区域M、N夹着的传播区域P (长度10mm)中，芯3b的宽度从光路变换反射镜7侧(一端)向光路变换反射镜8侧(另一端)单调减小。
[0082]在光路变换反射镜7、8以与柔性印刷布线板2的下表面成45度的方式而形成的情况下，区域M、N的长度等于芯3b的厚度。在图3 (a)的变形例中，芯3b的厚度为50 μ m，因此，区域M、N的长度也为50 μπι。关于图3 (b)和(c)也是同样的。通过使区域M、N的芯宽度一定，从而变得容易确保对光半导体元件的搭载位置偏移的容限。
[0083]接下来，图3 (b)所示的芯具有3个传播区域(A、B、C)。传播区域A、B以及C的长度分别是10mm、80mm以及10mm。传播区域A是由形成光路变换反射镜7的区域M和传播区域B夹着的区域。传播区域C是由传播区域B和形成光路变换反射镜8的区域N夹着的区域。
[0084]如图3 (b)所示，芯3b的宽度在传播区域A中从光路变换反射镜7侧(一端)向光路变换反射镜8侧(另一端)单调减小，在传播区域B中是一定的，在传播区域C中与传播区域B相同或从光路变换反射镜7侧(一端)向光路变换反射镜8侧(另一端)单调减小。
[0085]具体而言，芯宽度在传播区域A中从60~80 μπι减小到50 μm，在传播区域B中维持为50 μ m，在传播区域C中从50 μ m最大减少到30 μ m。再有，传播区域C的芯宽度也可以维持为与传播区域B的宽度相同的值。此外，传播区域B的平面形状不限于直线状，也可以是S字状等曲线。芯的厚度在任一传播区域中均相同，例如是50 μπι~80 μπι。
[0086]接下来，图3 (C)所示的芯具有3个传播区域(Α、B、C)。传播区域Α、B以及C的长度分别是10mm、80mm以及10mm。传播区域A是由形成光路变换反射镜7的区域M和传播区域B夹着的区域。传播区域C是由传播区域B和形成光路变换反射镜8的区域N夹着的区域。
[0087]如图3 (C)所示，芯3b的宽度在传播区域A和C中是一定的，在传播区域B中从光路变换反射镜7侧(一端)向光路变换反射镜8侧(另一端)单调减小。具体而言，芯宽度在传播区域A中是一定的，在传播区域B中从60~80 μ m减小到30~50 μ m，在传播区域C中是一定的。芯的厚度在任一传播区域中均相同，例如是50 μπι~80 μπι。
[0088]接下来，关于图3 (a)~ (c)所示的3种芯，对模拟信号光的功率的减少率的结果进行说明。图4 (a)~ (c)分别关于图3 (a)~ (c)的芯示出了与芯宽度遍及传播区域的全长是一定(50 μ m)的情况相比较的信号光功率的减少率。再有，各表中的“入射侧”和“出射侧”分别示出了各传播区域的入射端和出射端的芯宽度。此外，“功率(mW)”示出了从芯出射的信号光功率。
[0089]如从图4 (a)~ (c)可知，关于上述3种芯的任一种，信号光功率的减少率均收敛于5%以内。5%的减少率相当于传输损失增加约0.ldB。另一方面，由于光半导体元件的搭载位置偏移而造成的信号光功率的减少率是约20%。该减少率相当于传输损失增加0.8dB。这样，由于使芯宽度变化而造成的传输损失的增加比由于光半导体元件的搭载位置偏移而造成的增加小得多。能通过使芯宽度变化来使光半导体元件的搭载位置精度的容限增加。因而，根据本发明，变得能兼顾接合强度和搭载位置精度。
[0090]基于上述的记载，如果是本领域技术人员，则也许能想到本发明的追加的效果、各种变形，本发明的方式不限于上述的各个实施方式。也可以适当组合涉及不同实施方式的构成要素。在不偏离从权利要求的范围所规定的内容及其等价物导出的本发明的概念性思想和主旨的范围中，各种追加、变更以及部分性删除是可能的。
[0091]附图标记说明
1、IA:光电混载柔性印刷布线板；
2:柔性印刷布线板；
2a、2b:焊盘；
3:柔性光波导；
3a、3c:包覆层；
3b:芯；
4:面发光元件；
4a:发光部；
4b:电极；
5:面光接收元件；
5a:光接收部；
5b:电极；
6:粘接剂片材；
7、8:光路变换反射镜；
10、11:密封树脂；
A、B、C、D:传播区域；
M、N:光路变换反射镜形成区域；
S:超声波施加方向。
【权利要求】
1.一种光电混载柔性印刷布线板的制造方法，具备: 柔性印刷布线板，具有第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面； 柔性光波导，沿着所述柔性印刷布线板的所述第一主面而被设置；以及 面发光元件和面光接收元件，均安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面， 其特征在于，具备: 在将具有可挠性的第一包覆层和具有可挠性的芯层贴合之后，通过使所述芯层模式化来形成一端的宽度比所述面发光元件的发光部大且另一端的宽度比所述面光接收元件的光接收部小的芯的工序； 通过以包覆所述芯的方式将具有可挠性的第二包覆层贴合于所述第一包覆层来制作所述柔性光波导的工序； 经由粘接剂片材将所述柔性光波导贴合于所述柔性印刷布线板的所述第一主面的规定的位置的工序；以及 通过加工被贴合于所述柔性印刷布线板的所述柔性光波导来在所述芯的所述一端和所述另一端分别形成利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的第一光路变换反射镜和第二光路变换反射镜的工序。
2.根据权利要求1所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于，还具备: 第一超声波接合工序，以从所述面发光元件的发光部出射的信号光在所述第一光路变换反射镜进行反射而在所述芯内传播的方式将所述面发光元件安装于所述柔性印刷布线板，通过向载置于所述柔性印刷布线板的规定的位置的所述面发光元件施加厚度方向的压力并将在所述芯的宽度方向上行进的超声波施加于所述面发光元件来将被设于与所述发光部相同的面的所述面发光元件的第一电极电连接到被设于所述柔性印刷布线板的所述第二主面的第一焊盘；以及 第二超声波接合工序，以在所述第二光路变换反射镜反射的信号光入射到所述面光接收元件的光接收部的方式将所述面光接收元件安装于所述柔性印刷布线板，通过向载置于所述柔性印刷布线板的规定的位置的所述面光接收元件施加厚度方向的压力并将在所述芯的宽度方向上行进的超声波施加于所述面光接收元件来将被设于与所述光接收部相同的面的所述面光接收元件的第二电极电连接到被设于所述柔性印刷布线板的所述第二主面的第二焊盘。
3.根据权利要求2所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 所述芯的所述一端的宽度比照射在所述第一光路变换反射镜的信号光的所述宽度方向的直径加上所述第一超声波接合工序中产生的所述面发光元件的所述宽度方向的位置偏移量后的值大， 所述芯的所述另一端的宽度比照射在所述第二光路变换反射镜的信号光的所述宽度方向的直径加上所述第二超声波接合工序中产生的所述面光接收元件的所述宽度方向的位置偏移量后的值大。
4.根据权利要求1所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 至少在由形成所述第一光路变换反射镜和所述第二光路变换反射镜的区域夹着的传播区域中，所述芯的宽度从所述一端向所述另一端单调地减小。
5.根据权利要求1所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 所述芯具有第一传播区域、由形成所述第一光路变换反射镜的区域和所述第一传播区域夹着的第二传播区域、以及由所述第一传播区域和形成所述第二光路变换反射镜的区域夹着的第三传播区域， 所述芯的宽度在所述第二传播区域中从所述一端向所述另一端单调地减小，在所述第一传播区域中是一定的，在所述第三传播区域中维持与所述第一传播区域相同的宽度或者从所述一端向所述另一端单调地减小。
6.根据权利要求1所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 所述芯具有第一传播区域、由形成所述第一光路变换反射镜的区域和所述第一传播区域夹着的第二传播区域、以及由所述第一传播区域和形成所述第二光路变换反射镜的区域夹着的第三传播区域， 所述芯的宽度在所述第二和第三传播区域中是一定的，在所述第一传播区域中从所述一端向所述另一端单调地减小。
7.根据权利要求1所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 形成所述第一光路变换反射镜的区域中的所述芯的宽度等于所述一端的宽度，形成所述第二光路变换反射镜的区域中的所述芯的宽度等于所述另一端的宽度。
8.根据权利要求1所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 利用金属膜覆盖所述第一和第二光路变换反射镜。
9.根据权利要求8所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 在形成了所述金属膜之后，用密封树脂埋设所述第一和第二光路变换反射镜。
10.一种光电混载柔性印刷布线板的制造方法，具备: 柔性印刷布线板，具有第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面； 柔性光波导，沿着所述柔性印刷布线板的所述第一主面而被设置；以及 面发光元件和面光接收元件，均安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面， 其特征在于，具备: 将具有可挠性和粘接性的第一包覆层贴合于所述柔性印刷布线板的所述第一主面的规定的位置的工序； 将具有可挠性的芯层贴合于所述柔性印刷布线板上的所述第一包覆层的工序； 通过使所述芯层模式化来形成一端的宽度比所述面发光元件的发光部大且另一端的宽度比所述面光接收元件的光接收部小的芯的工序； 通过以包覆所述芯的方式将具有可挠性的第二包覆层贴合于所述第一包覆层来制作所述柔性光波导的工序；以及 通过加工所述柔性光波导来在所述芯的所述一端和所述另一端分别形成利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的第一光路变换反射镜和第二光路变换反射镜的工序。
11.根据权利要求10所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于，还具备: 第一超声波接合工序，以从所述面发光元件的发光部出射的信号光在所述第一光路变换反射镜进行反射而在所述芯内传播的方式将所述面发光元件安装于所述柔性印刷布线板，通过向载置于所述柔性印刷布线板的规定的位置的所述面发光元件施加厚度方向的压力并将在所述芯的宽度方向上行进的超声波施加于所述面发光元件来将被设于与所述发光部相同的面的所述面发光元件的第一电极电连接到被设于所述柔性印刷布线板的所述第二主面的第一焊盘；以及 第二超声波接合工序，以在所述第二光路变换反射镜反射的信号光入射到所述面光接收元件的光接收部的方式将所述面光接收元件安装于所述柔性印刷布线板，通过向载置于所述柔性印刷布线板的规定的位置的所述面光接收元件施加厚度方向的压力并将在所述芯的宽度方向上行进的超声波施加于所述面光接收元件来将被设于与所述光接收部相同的面的所述面光接收元件的第二电极电连接到被设于所述柔性印刷布线板的所述第二主面的第二焊盘。
12.根据权利要求11所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 所述芯的所述一端的宽度比照射在所述第一光路变换反射镜的信号光的所述宽度方向的直径加上所述第一超声波接合工序中产生的所述面发光元件的所述宽度方向的位置偏移量后的值大， 所述芯的所述另一端的宽度比照射在所述第二光路变换反射镜的信号光的所述宽度方向的直径加上所述第二超声波接合工序中产生的所述面光接收元件的所述宽度方向的位置偏移量后的值大。
13.根据权利要求10所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 至少在由形成所述第一光路变换反射镜和所述第二光路变换反射镜的区域夹着的传播区域中，所述芯的宽度从所述一端向所述另一端单调地减小。
14.根据权利要求10所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于，所述芯具有第一传播区域、由形成所述第一光路变换反射镜的区域和所述第一传播区域夹着的第二传播区域、以及由所述第一传播区域和形成所述第二光路变换反射镜的区域夹着的第三传播区域， 所述芯的宽度在所述第二传播区域中从所述一端向所述另一端单调地减小，在所述第一传播区域中是一定的，在所述第三传播区域中维持与所述第一传播区域相同的宽度或者从所述一端向所述另一端单调地减小。
15.根据权利要求10所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 所述芯具有第一传播区域、由形成所述第一光路变换反射镜的区域和所述第一传播区域夹着的第二传播区域、以及由所述第一传播区域和形成所述第二光路变换反射镜的区域夹着的第三传播区域， 所述芯的宽度在所述第二和第三传播区域中是一定的，在所述第一传播区域中从所述一端向所述另一端单调地减小。
16.根据权利要求10所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 形成所述第一光路变换反射镜的区域中的所述芯的宽度等于所述一端的宽度，形成所述第二光路变换反射镜的区域中的所述芯的宽度等于所述另一端的宽度。
17.根据权利要求10所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 利用金属膜覆盖所述第一和第二光路变换反射镜。
18.根据权利要求17所述的光电混载柔性印刷布线板的制造方法，其特征在于， 在形成了所述金属膜之后，用密封树脂埋设所述第一和第二光路变换反射镜。
19.一种光电混载柔性印刷布线板，其特征在于，具备: 柔性印刷布线板，具有第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面，且在所述第二主面设有第一和第二焊盘； 柔性光波导，具有芯和包覆所述芯的外围的包覆物，沿着所述柔性印刷布线板的所述第一主面而被设置，在所述柔性光波导的一端和另一端分别设有利用在端面的光反射对信号光的光路进行变换的第一和第二光路变换反射镜； 面发光元件，具有出射信号光的发光部和与所述发光部设于相同面的第一电极，以从所述发光部出射的信号光在所述第一光路变换反射镜进行反射而在所述柔性光波导的芯内传播的方式被安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面；以及 面光接收元件，具有对信号光进行光接收的光接收部和与所述光接收部设于相同面的第二电极，以在所述第二光路变换反射镜反射的信号光入射到所述光接收部的方式被安装于所述柔性印刷布线板的所述第二主面， 所述芯的所述一端的宽度比所述发光部大且所述芯的所述另一端的宽度比所述光接收部小，所述面发光元件的所述第一电极通过超声波接合与所述柔性印刷布线板的所述第一焊盘电连接，所述面光接收元件的所述第二电极通过超声波接合与所述柔性印刷布线板的所述第二焊盘电连接。
20.根据权利要求19所述的光电混载柔性印刷布线板，其特征在于， 利用金属膜覆盖所述第一和第二光路变换反射镜。
【文档编号】H01L31/0232GK104508522SQ201280073536
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】松田文彦 申请人:日本梅克特隆株式会社