專利名稱：光電混合基板的制造方法和由該方法獲得的光電混合基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣泛地應(yīng)用在光通訊、光信息處理等利用光學(xué) 的各種電氣和電子技術(shù)中的光電混合基板的制造方法和由該制 造方法獲得的光電混合基板。
背景技術(shù)：
近年來，隨著關(guān)于光通訊、光信息處理等技術(shù)的急速進(jìn)步， 將光配線(光波導(dǎo)路)和電配線(金屬配線圖案)混合搭載于 同 一基板上而形成的光電混合基板的需求增高。
作為上述光電混合基^1，例如，如圖20所示，廣泛應(yīng)用有 由形成有金屬配線圖案1的基板2和由敷層3、4夾著芯層5構(gòu)成的 光波導(dǎo)路6隔著粘接劑層7層疊成一體化而形成的基板(例如， 參照專利文獻(xiàn)l )。
更詳細(xì)地說明，在上述金屬配線圖案l上連接有將電信號 變換為光信號的發(fā)光元件8和將光信號變換為電信號的受光元 件9,自發(fā)光元件8發(fā)出的光經(jīng)由貫穿上述基板2的通孔10和光波 導(dǎo)路6的芯層5，傳播到受光元件9。用虛線箭頭L'表示該光路。 另外，為了使光路改變90。，在上述芯層5上形成有具有45。的傾 斜面的光路變換反射鏡11 。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2004-20767號7>才艮

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
在這樣的光電混合基板中，將與金屬配線圖案l連接的發(fā) 光元件8和受光元件9的受發(fā)光點與光波導(dǎo)路6的入射點、射出點配置在同一軸上在光傳播效率上是非常重要的，為了在將光波
導(dǎo)路6層疊于基板2時進(jìn)行位置對合，需要高的精度。為此，在 基板2和光波導(dǎo)路6上預(yù)先印刷有校準(zhǔn)標(biāo)記，層疊兩者時，利用 圖像處理識別上述校準(zhǔn)標(biāo)記，在規(guī)定位置將兩者粘在 一 起。
可是，伴隨著圖像處理的上述一系列的定位操作，存在以 下的問題不僅需要非常費事，而且由于加工時、層疊粘接時 的熱、張力造成光波導(dǎo)路、基板易產(chǎn)生變形，難以獲得準(zhǔn)確的 精度。
本發(fā)明是鑒于這樣的情況而做成的，其目的在于提供一種 能夠簡單且高精度地對安裝在電配線基板上的受發(fā)光元件和設(shè) 于光配線基板上的光波導(dǎo)路進(jìn)行光耦合的光電混合基板的制造 方法和由該制造方法獲得的光電混合基板。
用于解決問題的方案
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第l技術(shù)方案提供一種光電 混合基板的制造方法，其包括以下工序
(a)制作電配線基板的工序，工序(a)包括以下的工序
利用光刻法在電配線用的第l金屬基板上一并復(fù)制導(dǎo)體和 開口圖案的工序，上述開口圖案和導(dǎo)體表示校準(zhǔn)用開口和安裝 受發(fā)光元件用的焊盤、配線的配置；
根據(jù)上述開口圖案和導(dǎo)體，在第l金屬基板上形成校準(zhǔn)用 開口和配置有安裝受發(fā)光元件用的焊盤以及配線的導(dǎo)體層的工序。
(b)制作光配線基板的工序，工序(b)包括以下的工序 利用光刻法在光配線用的第2金屬基板上一并復(fù)制開口圖 案的工序，上述開口圖案表示光耦合用開口和校準(zhǔn)用開口的配 置；
根據(jù)上述開口圖案，在第2金屬基板上形成光耦合用開口和校準(zhǔn)用開口的工序；
在第2金屬基板上形成以上述校準(zhǔn)用開口作為校準(zhǔn)標(biāo)記的 光波導(dǎo)路的工序。
(c) 對上述電配線基板和光配線基板進(jìn)行位置對合的工 序，工序(c)包括以下的工序
準(zhǔn)備分別具有第l端部和第2端部的校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷的工
序；
分別使上述各引導(dǎo)銷的第l端部嵌入上述電配線基板的校
準(zhǔn)用開口 、分別使上述各引導(dǎo)銷的第2端部嵌入上述光配線基板 的校準(zhǔn)用開口的工序。
(d) 在該狀態(tài)下，對上述引導(dǎo)銷和各校準(zhǔn)用開口的嵌合 部進(jìn)行固定的工序。
此外，本發(fā)明的第2技術(shù)方案提供一種光電混合基板，其 包括以下工序
(a)設(shè)置帶狀金屬基板的工序，工序(a)包括以下的工
序
準(zhǔn)備帶狀金屬基板的工序，該帶狀金屬基板具有作為電配 線用第l金屬基板使用的第l長度方向的端部和作為光配線用第 2金屬基板使用的第2長度方向的端部；
利用光刻法將校準(zhǔn)用開口的開口圖案復(fù)制到上述帶狀金 屬基板的作為第1金屬基板使用的第1區(qū)域和作為第2金屬基板 使用的第2區(qū)域上的工序，上述校準(zhǔn)用開口是為了通過折返上述 帶狀金屬基板在使上述第1和第2區(qū)域相面對的狀態(tài)下進(jìn)行位置 對合而使用的；
根據(jù)上述開口圖案，在第1和第2區(qū)域形成校準(zhǔn)用開口的工序。
(b)制作電配線基板部的工序，工序(b)包括以下的工序
以上述校準(zhǔn)用開口作為校準(zhǔn)標(biāo)記，利用光刻法將導(dǎo)體圖案 復(fù)制到上述帶狀金屬基板的第l區(qū)域上的工序，上述導(dǎo)體圖案表
示安裝受發(fā)光元件用的焊盤和配線；
根據(jù)上述導(dǎo)體圖案，在上述第l區(qū)域形成配置有安裝受發(fā) 光元件用的焊盤和配線的導(dǎo)體層的工序。
(c) 制作光配線基板部的工序，工序(c)包括以下的工
序
以上述校準(zhǔn)用開口作為校準(zhǔn)標(biāo)記，在上述帶狀金屬基板的 第2區(qū)域形成光波導(dǎo)路的工序。
(d) 對上述電配線基板部和光配線基板部進(jìn)行位置對合 的工序，工序(d)包括以下的工序
準(zhǔn)備分別具有第l端部和第2端部的校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷的工
序；
通過折返上述帶狀金屬基板，在使電配線基板部和光配線 基板部相面對的狀態(tài)下，分別使上述各引導(dǎo)銷的第1端部嵌入上 述電配線基板部的校準(zhǔn)用開口 、分別使上述各引導(dǎo)銷的第2端部 嵌入上述光配線基板部的校準(zhǔn)用開口的工序。
(e) 在該狀態(tài)下，對上述引導(dǎo)銷和各校準(zhǔn)用開口的嵌合 部進(jìn)行固定的工序。
而且，本發(fā)明的第3技術(shù)方案提供一種光電混合基板，其 特征在于，其包括電配線基板、光配線基板和校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷
上述電配線基板，具有以下構(gòu)件第l金屬基板；形成于 上述第l金屬基板的、配置有安裝受發(fā)光元件用的焊盤和配線的 導(dǎo)體層；形成于上述第l金屬基板的校準(zhǔn)用開口 ；
上述光配線基板，具有以下構(gòu)件第2金屬基板；形成于 上述第2金屬基板的光波導(dǎo)路；形成于上述第2金屬基板的、光；形成于上述第2金屬基板的校準(zhǔn)用開 cr ;
端部和嵌入上述光配線基板的校準(zhǔn)用開口的第2端部，由此，進(jìn) 行上述電配線基板與光配線基板的位置對合，在該狀態(tài)下，對 各校準(zhǔn)用開口和校準(zhǔn)用引導(dǎo)銷的嵌合部進(jìn)行固定。
而且，本發(fā)明的第4技術(shù)方案提供一種光電混合基板，是 具有設(shè)有電配線基板部的第l長度方向的端部和設(shè)有光配線基 板部的第2長度方向的端部的帶狀金屬基板，其特征在于，其包 括上述電配線基板部、上述光配線基板部和校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷
上述電配線基板部，具有以下構(gòu)件形成于帶狀金屬基板 中的作為第l金屬基板而使用的第l區(qū)域、且配置有安裝受發(fā)光 元件用的焊盤和配線的導(dǎo)體層；形成于帶狀金屬基板的第1區(qū)域 的校準(zhǔn)用開口；
上述光配線基板部，具有以下構(gòu)件形成于帶狀金屬基板 中的作為第2金屬基板而使用的第2區(qū)域的光波導(dǎo)路；形成于帶 狀金屬基板的第2區(qū)域的、光波導(dǎo)路用的光耦合用開口 ；形成于 帶狀金屬基板的第2區(qū)域的校準(zhǔn)用開口 ；
折返上述帶狀金屬基板，在使上述電配線基板部和光配線 基板部相面對的狀態(tài)下，上述引導(dǎo)銷具有嵌入上述電配線基板 部的校準(zhǔn)用開口的第l端部和嵌入上述光配線基板部的校準(zhǔn)用 開口的第2端部，由此，進(jìn)行上述電配線基^反部與光配線基板部 的位置對合，在該狀態(tài)下，對上述引導(dǎo)銷和各校準(zhǔn)用開口的嵌 合部進(jìn)行固定。
即，本發(fā)明人對于能夠簡單且高精度地對安裝在電配線基 板上的受發(fā)光元件和設(shè)于光配線基板上的光波導(dǎo)路進(jìn)行光耦合 的方法進(jìn)行了深入地研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若電配線基板和光配
10線基板分別使用金屬基板，利用光刻法分別在兩金屬基板上形 成校準(zhǔn)用開口后，嵌入貫穿兩校準(zhǔn)用開口的引導(dǎo)銷并將兩金屬 基板固定，則能夠簡單且高精度地進(jìn)行光耦合，最終完成了本 發(fā)明。
發(fā)明的效果
根據(jù)作為本發(fā)明的第l技術(shù)方案的光電混合基板的制造方 法，如上所述，利用光刻法分別在電配線基板與光配線基板上 形成校準(zhǔn)用開口，用l根引導(dǎo)銷將該兩者同軸地進(jìn)行固定，因 此，能夠簡單且準(zhǔn)確地對兩者進(jìn)行定位，能夠以高精度進(jìn)行光 耦合。而且，具有能夠用l張光掩模在上述電配線基板上同時形 成上述校準(zhǔn)用開口與焊盤和配線等的導(dǎo)體圖案，能夠?qū)ο嗷サ?配置進(jìn)行準(zhǔn)確地定位這樣的優(yōu)點。同樣地，具有能夠用l張光掩 模在上述光配線基板上同時形成上述校準(zhǔn)用開口與光耦合用開 口，能夠?qū)ο嗷サ呐渲眠M(jìn)行準(zhǔn)確地定位這樣的優(yōu)點。而且，電 配線基板和光配線基板雙方均使用金屬基板，因此具有基板的 尺寸穩(wěn)定性高，能夠穩(wěn)定地保持各構(gòu)件準(zhǔn)確地配置于上述位置 這樣的優(yōu)點。因此，為了實現(xiàn)高精度的光耦合，不需要像以往 那樣的費事，能夠大幅地降低制造成本和操作時間。
此外，根據(jù)作為本發(fā)明的第2技術(shù)方案的光電混合基板的 制造方法，在一端側(cè)設(shè)有電配線基板部且在另 一端側(cè)設(shè)有光配 線基板部的帶狀金屬基板的各基板部上與上述情況相同地形成 有校準(zhǔn)用開口，并使帶狀金屬基板折返，在重疊電配線基板部
此，能夠簡單且準(zhǔn)確地對兩者進(jìn)行定位，能夠以高精度進(jìn)行光 耦合。而且，具有能夠用l張光掩模同時形成設(shè)于上述電配線基 板部和光配線基板部的校準(zhǔn)用開口和設(shè)于光配線基板部的光耦 合用開口，能夠?qū)ο嗷サ呐渲眠M(jìn)行準(zhǔn)確地定位這樣的優(yōu)點。而且，由于電配線基板部和光配線基板部由共同的金屬基板構(gòu)成， 所以具有基板的尺寸穩(wěn)定性高，能夠穩(wěn)定地保持各構(gòu)件準(zhǔn)確地 配置于上述位置這樣的優(yōu)點。因此，為了實現(xiàn)高精度的光耦合， 不需要像以往那樣的費事，能夠大幅地降低制造成本和操作時 間。
而且，由于由上述的制造方法獲得的光電混合基板在高精 度定位的狀態(tài)下對層疊的電配線基板和光配線基板進(jìn)行光耦 合，因此能夠高效率地傳播光。


圖l (a)是本發(fā)明的一實施例的電配線基板制造工序的說
明圖、圖1 ( b)是其剖視圖。
圖2 (a)是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖、
圖2 ( b)是其剖視圖。
圖3是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖。
圖4 ( a)是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖、
圖4 ( b)是其剖視圖。
圖5是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖。
圖6 (a)是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖、
圖6 ( b)是其剖視圖。
圖7是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖。
圖8 (a)是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖、
圖8 ( b)是其剖視圖。
圖9 ( a)是上述實施例的電配線基板制造工序的說明圖、
圖9 ( b)是其剖視圖。
圖10(a)、圖10(b)均是上述實施例的電配線基板制造
工序的說明圖。圖ll (a)、圖ll (b)均是上述實施例的電配線基板制造 工序的說明圖、圖ll (c)是圖ll (b)的X-X'-Y'-Y剖視圖。
圖12 ( a)是上述實施例的光配線基板制造工序的說明圖、 圖12 ( b)是其剖視圖。
圖13是上述實施例的光配線基板制造工序的說明圖。
圖14 ( a)是上述實施例的光配線基板制造工序的說明圖、 圖14 ( b)是其剖視圖。
圖15(a)、圖15(b)、圖15 (c)均是上述實施例的光配 線基板制造工序的說明圖。
圖16是組裝上述實施例的電配線基板和光配線基板工序 的說明圖。
圖17 ( a)是組裝上述實施例的電配線基板和光配線基板 的工序的說明圖、圖17(b)是在上述組裝工序中使用的引導(dǎo)銷 和間隔4牛( spacer) 的說明圖。
圖18是本發(fā)明的另 一 實施例的說明圖。
圖19 (a)是上述另一實施例中使用的帶狀金屬基板的說 明圖、圖19 ( b)是表示本發(fā)明的光耦合用開口的變形例的說明 圖。
圖20是表示以往的光電混合基板的示意說明圖。
具體實施例方式
接著，對用于實施本發(fā)明的最佳實施方式進(jìn)4亍說明。 作為本發(fā)明最佳實施方式的光電混合基板的制造方法，包 括(1 )電配線基板的制作、(2)光配線基板的制作、(3 )兩基 板的校準(zhǔn)和固定這3道工序，以下，按照順序說明它們。 (1 )電配線基板的制作
首先，如圖l (a)和作為其剖視圖的圖l (b)所示，在平板狀的金屬基板2 0的 一 個表面的左右兩個部位的規(guī)定區(qū)域形成 絕緣層21。
作為上述金屬基板20,優(yōu)選使用不銹鋼(SUS等)，其厚度 根據(jù)作為目的的光電混合基板的用途來適當(dāng)設(shè)定，但通常設(shè)定 為l-5mm為佳。此外，上述絕緣層21適宜采用感光性聚酰亞胺 樹脂、感光性聚酰胺樹脂、感光性環(huán)氧樹脂、感光性硅有機樹 脂等感光性樹脂，通常使用光掩模進(jìn)行曝光后，利用下層曝光 后烘干(PEB)使曝光部和未曝光部的感光性樹脂中的溶解度 有差別，對其進(jìn)行顯影并去除未曝光部，利用加熱進(jìn)行后烘干， 從而能夠形成絕緣層21。另外，上述絕緣層21的厚度最好設(shè)定 為5 ~ 15 [im 。
接著，如圖2 (a)和作為其剖視圖的圖2 (b)所示，在形 成有上述絕緣層21的金屬基板20的表面的整個面上，例如用濺 射裝置等金屬薄膜形成裝置形成金屬電鍍形成用的晶種(seed) 層22。上述晶種層22的材質(zhì)是根據(jù)在下述的金屬電鍍工序中使 用的電鍍金屬而采用適當(dāng)?shù)牟牧?，例如，電鍍金屬為Cu時，晶 種層22適宜使用Cu/NiCr。而且，上述晶種層22的厚度設(shè)定為5 ~ 20pm、特別是10~ 12pm為最佳。
接著，如圖3所示，在形成有上述絕緣層21、晶種層22的 金屬基板20的兩表面上層壓干式薄膜抗蝕劑(DFR)23后，用 光掩模對形成有上述絕緣層21、晶種層22的表面進(jìn)行曝光、顯 影，從而如圖4 ( a)和作為其剖視圖的圖4 ( b)所示，去除與 上述絕緣層21重疊的區(qū)域的干式薄膜抗蝕劑23，露出晶種層22。
然后，如圖5所示，對該部分進(jìn)行例如金屬電鍍(添加法)， 在上述晶種層22的露出部分形成導(dǎo)體準(zhǔn)備層24。作為在上述金 屬電鍍中使用的金屬，列舉Cu、 Ni、 Pb、 Ag等，其中Cu為最 佳。而且，上述導(dǎo)體準(zhǔn)備層24的厚度，設(shè)定為5 20fim、特別是10~ 12nm為最佳。
接著，利用堿性水溶液剝離兩表面的干式薄膜抗蝕劑23, 利用采用有氯化亞鐵水溶液等的蝕刻液的蝕刻去除形成有導(dǎo)體 準(zhǔn)備層24的部位之外的、不要部分的晶種層22。由此，如圖6 (a)和作為其剖視圖的圖6 ( b)所示，在金屬基板20的一表面 上隔著絕緣層21形成導(dǎo)體準(zhǔn)備層24 (包括下部的晶種層)。
然后，如圖7所示，在上述金屬基板20的兩表面上再次層 壓干式薄膜抗蝕劑25后，對光掩模30進(jìn)行定位，對形成有上述 絕緣層21和導(dǎo)體準(zhǔn)備層24的表面進(jìn)行曝光，從而能夠?qū)⒆鳛殚_ 口而設(shè)置在光掩模30上的復(fù)制圖案(未圖示)復(fù)制到干式薄膜 抗蝕劑25上。在上述復(fù)制圖案中，至少設(shè)有表示用于載置受發(fā) 光元件的焊盤位置的圖案、用于電連接所載置的受發(fā)光元件的 配線圖案、與光配線基板位置對合時使用的校準(zhǔn)用開口圖案。 因此，利用曝光上述復(fù)制圖案被從1張光掩模復(fù)制到干式薄膜抗 蝕劑25側(cè)，并被顯影，因此，能夠?qū)副P、配線、校準(zhǔn)用開口 這三者的配置進(jìn)行高精度地定位。
然后，溶解去除被復(fù)制的部分以外的、干式薄膜抗蝕劑25 的不要部分，如圖8 (a)和作為其剖視圖的圖8 (b)所示，僅 規(guī)定部分(用格子狀的陰影表示的部分)被干式薄膜抗蝕劑25 覆蓋，能夠獲得導(dǎo)體準(zhǔn)備層24和金屬基板20局部露出的半成品。
因此，如圖9 ( a)和作為其剖視圖的圖9 ( b)所示，通過 例如蝕刻去除復(fù)制有表示焊盤位置的圖案和配線圖案的導(dǎo)體準(zhǔn) 備層24的不要部分(減除法)，形成導(dǎo)體層31。
此外，通過用氯化亞鐵等蝕刻液蝕刻去除作為校準(zhǔn)用開口 圖案的被復(fù)制的部分(去除了干式薄膜抗蝕劑25從而金屬基板 20露出的部分)，形成校準(zhǔn)用開口32。圖10(a)表示該狀態(tài)。
將處于上述狀態(tài)的半成品整體干凈地沖洗后，利用堿性水溶液剝離兩表面的干式薄膜抗蝕劑25[參照圖10 ( b)],再次進(jìn) 行沖洗以免由于堿化而變色。然后，能夠通過在搭載受發(fā)光元 件用的焊盤上進(jìn)行鍍Ni-鍍Au處理，獲得電配線基板A。 (2)光配線基板的制作
另一方面，如圖ll (a)所示，準(zhǔn)備金屬基板40，用干式 薄膜抗蝕劑層41覆蓋其兩表面。然后，用形成有表示校準(zhǔn)用開 口和光耦合用開口的配置的開口圖案的光掩模，通過光刻法將 上述開口圖案復(fù)制到干式薄膜抗蝕劑層41上，并進(jìn)行顯影。由 此，校準(zhǔn)用開口和光耦合用開口的形成預(yù)定部的金屬基板40的 表面露出，因此，通過對其進(jìn)行蝕刻，剝離去除干式薄膜抗蝕 劑層41,如圖ll (b)和作為其X-X'-Y'-Y剖視圖的圖11 (c)所 示，能夠獲得左右分別形成有校準(zhǔn)用開口 42和光耦合用開口 43 的金屬基板40。利用曝光使用l張光掩模將上述校準(zhǔn)用開口 42 和光耦合用開口 43兩者的開口圖案復(fù)制到干式薄膜抗蝕劑層41 側(cè)，并被顯影，因此，能夠?qū)ι鲜鲂?zhǔn)用開口 42和光耦合用開 口 43的配置進(jìn)行高精度地定位。
接著，如圖12 ( a)和作為其剖視圖的圖12 ( b)所示，將 聚酯粘接薄膜44層壓于上述金屬基板40的背面，在金屬基板40 的正面形成下敷層45。但是，上述下敷層45的形成區(qū)域為與光 耦合用開口43重疊而不與校準(zhǔn)用開口 42重疊的區(qū)域。
上述下敷層4 5使用將 一 般的敷層形成材料例如感光性樹 脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等溶解于溶劑中而形成的清漆， 其厚度并沒有特別的限定。另外，其形成方法利用光刻法，但 在限定特定區(qū)域形成下敷層45時利用光刻法為最佳。
接著，如圖13所示，在上述下敷層45的上表面涂敷芯形成 材料，將光掩模46定位在其上方，進(jìn)行曝光、顯影，如圖14(a) 和作為其剖視圖的圖14 ( b)所示，形成2條線狀的芯層47。此時，以上述4交準(zhǔn)用開口 42作為4交準(zhǔn)標(biāo)記，與光掩才莫46側(cè)的校準(zhǔn) 標(biāo)記進(jìn)行位置對合，因此，能夠高精度地將芯層47的配置相對 于光耦合用開口 43進(jìn)行定位。
上述芯層4 7也能夠使用將 一 般的芯形成材料例如感光性 樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等溶解于溶劑中而形成的清漆， 其厚度并沒有特別的限定。但是，上述芯層47的折射率要大于 上述下敷層45和下述上敷層48[參照圖15 ( a)]的折射率。例如 通過對上述下敷層45、芯層47、上敷層48的各形成材料種類進(jìn) 行選擇、對該各形成材料的組成比例進(jìn)行調(diào)整，能夠調(diào)整該折 射率。
接著，如圖15(a)所示，形成覆蓋上述芯層47的上敷層 48。上述上敷層48也能夠使用將一般的敷層形成材料例如感光 性樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等溶解于溶劑中而形成的清 漆，其厚度并沒有特別的限定。而且，其形成方法也利用光刻 法，但在限定特定區(qū)域形成上敷層48時利用光刻法為最佳。當(dāng) 然也可以使用石英模具等注模成形覆層形成材料。
接著，如圖15(b)所示，通過使用沖切刀51的沖切處理， 在光耦合用開口 43的上方形成45。反射鏡49后，如圖15 (c)所 示，對上述45。反射鏡49形成面實施賊射處理等而形成金屬蒸鍍 膜50，剝離背面?zhèn)鹊木埘フ辰颖∧?4。由此，能夠在金屬基板 40上荻得層疊形成有由下敷層45、芯層47和上敷層48構(gòu)成的光 波導(dǎo)路的光配線基板B。
(3 )兩基才反的校準(zhǔn)和固定
首先，如圖16所示，在形成有上述導(dǎo)體層31和校準(zhǔn)用開口 32的電配線基板A上，相對地在左側(cè)的焊盤上安裝發(fā)光元件 (VCSEL) 60，同樣在右側(cè)的焊盤上安裝受光元件(PD) 61。 然后，如圖17(a)所示，使安裝有上述受發(fā)光元件61、6 0的電配線基板A和層疊形成有上述光波導(dǎo)路的光配線基板B 上下平行地相對，使用如圖17(b)所示的設(shè)有引導(dǎo)銷70和用于 使引導(dǎo)銷70穿過的通孔72的間隔件71,進(jìn)行兩基板A、B的校準(zhǔn)。
即，如圖17 ( a)和圖17 ( b)所示，利用上述引導(dǎo)銷70進(jìn) 行校準(zhǔn)時，通過將間隔件71夾在電配線基板A和光配線基板B 之間，z使電配線基玲反A的^&準(zhǔn)用開口 32、間隔件71的的通孔72 和光配線基才反B的才交準(zhǔn)用開口42同軸配置，嵌入引導(dǎo)銷70，從 而進(jìn)行兩基4反A、 B的校準(zhǔn)。
另外，通過夾設(shè)上述間隔件71,在兩基板A、 B之間形成規(guī) 定的間隙。這是為了不損傷兩基板A、 B之間的受發(fā)光元件61、 60的接合線而考慮的。而且，通過形成上述間隙，能夠一并獲 得如下的效果能夠使產(chǎn)生于基板A、B周邊的熱從該間隙散熱， 能夠長期確保光電混合基板的高性能。
然后，用紫外線固化型粘接劑等粘接劑、樹脂等固定上述 引導(dǎo)銷70和各校準(zhǔn)用開口 32、 42的嵌合部，從而能夠獲得作為 目標(biāo)的光電混合基板。
根據(jù)這樣獲得的光電混合基板，在圖17(a)中，能夠形 成如用點劃線L表示的光路。而且，電配線基^反A和光配線基板 B的配線等是通過相對于兩基壽反A、 B的各4交準(zhǔn)用開口準(zhǔn)確地配 置而形成的，所以安裝于電配線基板A上的受發(fā)光元件61、 60 的受發(fā)光點和光配線基板B的光波導(dǎo)路的入射點、射出點被高 精度地位置對合，能夠高效率地傳播光。因此，該光電混合基 板能夠作為0/E (光電)連接器(例如移動電話的鉸鏈(hinge) 等)、觸摸面板等各種光通訊、光信息處理、利用光學(xué)的電氣和 電子零件的基4反而廣泛地被應(yīng)用。
另外，在本發(fā)明中，在制作電配線基板A時，為了復(fù)制表 示受發(fā)光元件61、 60安裝用的焊盤、配線、校準(zhǔn)用開口32的配置的導(dǎo)體和開口圖案而需要使用光刻法，在制作光配線基板B
時，為了復(fù)制表示校準(zhǔn)用開口42和光耦合用開口43的配置的開 口圖案而需要使用光刻法，但對于其它的工序，使用什么樣的 方法都可以。
例如，在上述例中，利用蝕刻進(jìn)行了才交準(zhǔn)用開口32、 42的 形成，但不一定必須使用蝕刻，也能夠利用激光加工、沖孔加 工等來進(jìn)行。
而且，校準(zhǔn)用開口32、 42的數(shù)量在上述例中為在金屬基板 20、 40的兩端部各設(shè)有2個，但為了進(jìn)一步提高精度，可以增加 該數(shù)量(例如各設(shè)4個)。
此外，導(dǎo)體層31的形成也不限于上例，能夠適當(dāng)?shù)夭捎脺p 除法、添加法、半添加法等。
而且，在制作光配線基板B時，形成45。反射鏡的方法也不 限于沖切，能夠采用激光加工等適當(dāng)?shù)姆椒?。?dāng)然，根據(jù)設(shè)于 光配線基板B的光波導(dǎo)路的形態(tài)有時不需要形成上述4 5 。反射 鏡。例如，光波導(dǎo)路可以是經(jīng)由規(guī)定的光連接器而配置的光波 導(dǎo)路薄膜、光纖。此外，能夠在光配線基板B上安裝在剛性的 樹脂構(gòu)件內(nèi)部形成有光波導(dǎo)路的、特定的光傳播部件。
此外，在上述例中，用引導(dǎo)銷70對電配線基板A和光配線 基板B進(jìn)行位置對合時，使間隔件71夾設(shè)在兩基板A、 B之間而 在兩基板A、 B之間設(shè)置間隙，但不需要特意地準(zhǔn)備帶有供引導(dǎo) 銷70穿過的通孔72的間隔件71,例如，也可以在電配線基4反A 或光配線基板B的、與對方相對的面上預(yù)先安裝形成間隙用的 間隔件。而且，根據(jù)受發(fā)光元件61、 60的種類、安裝方式，能 夠不在電配線基板A和光配線基板B之間設(shè)置間隙，而直接層疊 固定兩基板A、 B。此時，不需要間隔件71。
另外，在上述例中，分別由各自獨立的金屬基板20、 40制作電配線基板A和光配線基板B，例如，如圖18所示，使用l張 帶狀金屬基板80，在其長度方向的一端側(cè)制作與上述例中電配 線基板A相同的電配線基板部A',相同地在其長度方向的另一 端側(cè)制作與上述例中光配線基板B相同的光配線基板部B'，在 折返帶狀金屬基板80而使電配線基板部A'與光配線基板部B'相 對的情況下，通過使用引導(dǎo)銷70進(jìn)行固定，能夠獲得與上述例 相同的、優(yōu)異的光電混合基板(對與上述例相同的部分標(biāo)注相 同的附圖標(biāo)記，省略其說明)。
此時，最好上述電配線基板部A'與光配線基板部B'不形成 于帶狀金屬基板80的同一面，而形成于相互相反側(cè)的面，只通 過將該交界部折返成圓弧狀，就能夠使兩者相面對。當(dāng)然，也 可以通過在帶狀金屬基板80的同 一面上并列形成上述電配線基 板部A'與光配線基才反部B', ^吏該交界部反轉(zhuǎn)180。地折返，4吏兩 者相面對。
而且，在制作上述電配線基纟反部A'與光配線基々反部B'時， 如圖19(a)所示，最好用l張光掩模同時將電配線基板部A'的 校準(zhǔn)用開口 32的開口圖案和光配線基板部B'的校準(zhǔn)用開口 42 以及光耦合用開口 43的開口圖案復(fù)制到帶狀金屬基板80上而形 成開口后，進(jìn)行各基板部A'、 B'的制作。
另外，在如圖18所示的例的情況下，若使受發(fā)光元件61、 60中的、安裝在折返部附近的受發(fā)光元件(此時為受光元件61 ) 的導(dǎo)體配線朝向折返部地延伸，則難于與其它部位進(jìn)行連結(jié)， 因此，電配線基板部A'的導(dǎo)體配線最好沿基板8 0的寬度方向 (圖18中紙面前的方向)延伸地配置。
此外，在本發(fā)明中，如圖19(b)所示，安裝于電配線基 板A (包括電配線基板部A')上的受光元件(PD等)61為陣列 類型時，需要根據(jù)上述受光元件61的受光部的數(shù)量和配置來構(gòu)成形成于光配線基板B (包括設(shè)有光配線基板部B'的帶狀金屬 基板80)的光耦合用開口43'。
實施例
實施例1
與上述最佳實施方式(圖l ~圖17)相同地制造了光電混 合基板。更具體的說明如下所述。 (1 )電配線基板的制作
在厚度為0.025mm、寬50mmx長150mm的SUS基板上，涂 敷厚度為10^im的感光性聚酰亞胺樹脂后，用光掩模對絕緣層形 成預(yù)定部進(jìn)行曝光，利用下層PEB使曝光部和未曝光部的聚酰 亞胺樹脂的溶解度具有差別。然后，利用顯影去除未曝光部后， 利用加熱進(jìn)行聚酰亞胺樹脂固化，從而將固化了的曝光部作為 絕緣層(參照圖1 )。
接著，在上述SUS基板的、形成有絕緣層的表面上，用濺 射裝置形成了鍍Cu用的Cu/NiCr晶種層(Cu的厚度O. 15|im/NiCr 的厚度0.15pm)(參照圖2)。然后，在上述SUS基板的兩表面上 層壓干式薄膜抗蝕劑(DFR)、利用光掩模對在形成有該絕緣層 的表面上形成的干式薄膜抗蝕劑層進(jìn)行曝光、顯影，去除曝光 部分的干式薄膜抗蝕劑，從而使成為安裝受發(fā)光元件的焊盤的 部分的晶種層露出(參照圖3、圖4)。
接著，在上述露出的晶種層上形成鍍Cu (厚度10~ 12pm) (參照圖5),剝離干式薄膜抗蝕劑后，利用晶種蝕刻去除了不 要的部分的晶種層(參照圖6)。
劑，利用光刻法形成了包括電配線等的導(dǎo)體圖案、校準(zhǔn)用開口 圖案(參照圖7、圖8)。然后，沿著上述導(dǎo)體圖案，通過Cu蝕 刻(減除法工序)形成了Cu配線(參照圖9)后，通過SUS蝕刻在SUS基板上形成了校準(zhǔn)用開口 (參照圖IO)。然后，通過用堿
性水溶液剝離兩表面的千式薄膜抗蝕劑，在sus基板上獲得借 助絕緣層而形成有導(dǎo)體層的、帶有校準(zhǔn)用開口的電配線基板。
(2)光配線基板的制作
在厚度為0.025mm、寬50mmx長150mm的SUS基板的兩表 面上，層壓干式薄膜抗蝕劑[參照圖11 ( a)],利用光刻法形成 了光耦合用開口和校準(zhǔn)用開口的開口圖案。然后，通過SUS蝕 刻形成光耦合用開口和校準(zhǔn)用開口后，用堿性水溶液剝離兩表 面的干式薄膜抗蝕劑[參照圖11 (b)、圖ll (c)]。
接著，將聚酯粘接薄膜層壓于上述SUS基板的背面，在上 述SUS基板的正面以厚度為25pm涂敷下述成分的下敷層用清 漆后，利用光刻法進(jìn)行曝光、顯影，形成了下敷層(參照圖12)。 (下敷層用清漆的成分)
雙苯氧基乙醇茴縮水甘油醚35重量份 (3，,4，-環(huán)氧環(huán)己烷)甲基-3，，4，-環(huán)氧環(huán)己基-羧酸酯40
重量份
脂環(huán)式環(huán)氧樹脂(大賽璐化學(xué)公司制造、 CELLOXIDE2021P): 25重量份
4,4，-雙[二 ( B羥基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-雙-六氟銻酸鹽 的重量50 %碳酸丙二酯溶液(光酸發(fā)生劑)l重量份
接著，在上述下敷層上以厚度為50pm涂敷下述成分的芯用 清漆后，利用光刻法進(jìn)行曝光、顯影，形成了芯層(參照圖13、 圖14)。
(芯用清漆的成分) 雙苯氧基乙醇藥縮水甘油醚70重量份 1,3,3-三{4-[2- (3-氧雜環(huán)丁烷基)]丁氧基苯基}丁烷30 重量份4，4，-雙[二 (B羥基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-雙-六氟銻酸鹽 的重量50 %碳酸丙二酯溶液(光酸發(fā)生劑)0.5重量份 乳酸乙酯28重量份
接著，在上述芯層上以厚度為25(am涂敷與上述下敷層用清 漆相同成分的上敷層用清漆后，利用光刻法進(jìn)行曝光、顯影， 形成了上敷層[參照圖15 (a)]。
然后，在由上述下敷層、芯層、上敷層構(gòu)成的光波導(dǎo)路(總 厚度100nm)中，利用沖切在光耦合用開口之上的部分形成45。 反射鏡[參照圖15 (b)],而且，利用濺射處理在其上表面形成 了金屬蒸鍍膜(金屬Ag)[參照圖15 ( c)]。這樣一來，獲得 了具有能夠?qū)⒐饴犯淖?0。的光波導(dǎo)路的光配線基板。 (3 )兩基板的4交準(zhǔn)和固定
在設(shè)置于上述電配線基板的左右兩個部位的焊盤中，在一 焊盤上安裝了發(fā)光元件(UlmPhotonics公司制、VCSEL,垂直 腔面反射激光器波長850nm),在另 一焊盤上安裝了受光元件 (Albis Optoelectronics AG公司制的GaAs光電二極管)(參照圖 16)。然后，用2個引導(dǎo)銷和間隔件，使上述引導(dǎo)銷的一端側(cè)和 另 一端側(cè)分別嵌入電配線基板的校準(zhǔn)用開口和光配線基板的校 準(zhǔn)用開口，對兩基板進(jìn)行位置對合后，用紫外線固化型粘接劑 固定該嵌合部(參照圖17)。這樣一來，能夠獲得作為目的的光 電混合基板。
可知在上述光電混合基板上，進(jìn)行光耦合的發(fā)光元件和光 波導(dǎo)路以及光波導(dǎo)路和受光元件以相互光軸士10iim左右的累計 公差分別進(jìn)行光耦合，實現(xiàn)了光損失為ldB以下這樣的全被動 校準(zhǔn)。
實施例2
準(zhǔn)備厚度為0.025mm、寬50mmx長300mm的帶狀SUS基板，一端側(cè)作為電配線基板部使用，另 一端側(cè)作為光配線基板部使 用。然后，利用光刻法和SUS蝕刻，同時制作了作為電配線基 板部使用的部分和作為光配線基板部使用的部分的校準(zhǔn)用開
口 、作為光配線基板部使用的部分的光耦合用開口 [參照圖19 (a)]。除此之外，與上述實施例l相同地制作了電配線基板部 的構(gòu)成，并且制作了光配線基板部的構(gòu)成。但是，上述電配線 基板部和光配線基板部是以帶狀SUS基板的相互相反側(cè)的面作 為表面的方式制作的。
而且，在中央將上述帶狀SUS基板折返，在將光配線基板 部平行地配置于電配線基板部的上方的狀態(tài)下，與上述實施例1 相同地將引導(dǎo)銷嵌入上下各自的校準(zhǔn)用開口 ，用紫外線固化型 粘接劑固定嵌合部，從而獲得了作為目標(biāo)的光電混合基板。
可知在上述光電混合基板上，進(jìn)行光耦合的發(fā)光元件和光 波導(dǎo)路以及光波導(dǎo)路和受光元件也以相互光軸士10(im左右的累 計公差分別進(jìn)行光耦合，實現(xiàn)了光損失為ldB以下這樣的全被 動校準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種光電混合基板的制造方法，其特征在于，包括以下工序(a)制作電配線基板的工序，該工序(a)包括以下的工序利用光刻法在電配線用的第1金屬基板上一并復(fù)制導(dǎo)體和開口圖案的工序，上述導(dǎo)體和開口圖案表示安裝受發(fā)光元件用的焊盤、配線和校準(zhǔn)用開口的配置；根據(jù)上述開口圖案和導(dǎo)體，在第1金屬基板上形成校準(zhǔn)用開口和配置有安裝受發(fā)光元件用的焊盤以及配線的導(dǎo)體層的工序；(b)制作光配線基板的工序，該工序(b)包括以下的工序利用光刻法在光配線用的第2金屬基板上一并復(fù)制開口圖案的工序，上述開口圖案表示光耦合用開口和校準(zhǔn)用開口的配置；根據(jù)上述開口圖案，在第2金屬基板上形成光耦合用開口和校準(zhǔn)用開口的工序；以上述校準(zhǔn)用開口作為校準(zhǔn)標(biāo)記在第2金屬基板上形成光波導(dǎo)路的工序；(c)對上述電配線基板和光配線基板進(jìn)行位置對合的工序，該工序(c)包括以下的工序準(zhǔn)備分別具有第1端部和第2端部的校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷的工序；分別使上述各引導(dǎo)銷的第1端部嵌入上述電配線基板的校準(zhǔn)用開口、分別使上述各引導(dǎo)銷的第2端部嵌入上述光配線基板的校準(zhǔn)用開口的工序；(d)在該狀態(tài)下，對上述引導(dǎo)銷和各校準(zhǔn)用開口的嵌合部進(jìn)行固定的工序。
2. —種光電混合基板的制造方法，其特征在于，包括以下 工序(a)設(shè)置帶狀金屬基板的工序，該工序(a)包括以下的工序準(zhǔn)備帶狀金屬基板的工序，該帶狀金屬基板具有作為電配 線用第l金屬基板使用的第l長度方向的端部和作為光配線用第 2金屬基板使用的第2長度方向的端部；利用光刻法將校準(zhǔn)用開口的開口圖案復(fù)制到上述帶狀金 屬基板的作為第l金屬基板使用的第l區(qū)域和作為第2金屬基板 使用的第2區(qū)域上的工序，上述校準(zhǔn)用開口是為了通過折返上述 帶狀金屬基板在使上述第1和第2區(qū)域相面對的狀態(tài)下進(jìn)行位置 對合而使用的；根據(jù)上述開口圖案，在第1和第2區(qū)域形成校準(zhǔn)用開口的工序；(b)制作電配線基板部的工序，該工序(b)包括以下的 工序以上述校準(zhǔn)用開口作為校準(zhǔn)標(biāo)記，利用光刻法將導(dǎo)體圖案 復(fù)制到上述帶狀金屬基板的第1區(qū)域上的工序，上述導(dǎo)體圖案表 示安裝受發(fā)光元件用的焊盤和配線；根據(jù)上述導(dǎo)體圖案，在上述第l區(qū)域形成配置有安裝受發(fā) 光元件用的焊盤和配線的導(dǎo)體層的工序；(c) 制作光配線基板部的工序，該工序(c)包括以下的工序以上述校準(zhǔn)用開口作為校準(zhǔn)標(biāo)記，在上述帶狀金屬基板的 第2區(qū)域形成光波導(dǎo)路的工序；(d) 對上述電配線基板部和光配線基板部進(jìn)行位置對合的工序，該工序(d)包括以下的工序準(zhǔn)備分別具有第l端部和第2端部的校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷的工序；通過折返上述帶狀金屬基板，在使電配線基板部和光配線 基板部相面對的狀態(tài)下，分別使上述各引導(dǎo)銷的第l端部嵌入上 述電配線基板部的校準(zhǔn)用開口 、分別使上述各引導(dǎo)銷的第2端部 嵌入上述光配線基板部的校準(zhǔn)用開口的工序；(e )在該狀態(tài)下，對上述引導(dǎo)銷和各校準(zhǔn)用開口的嵌合部 進(jìn)4亍固定的工序。
3. —種光電混合基板，其特征在于，其包括以下構(gòu)件 電配線基板，具有以下構(gòu)件第l金屬基板；形成于上述第l金屬基板的、配置有安裝受發(fā)光元件用的焊盤和配線的導(dǎo)體 層；形成于上述第l金屬基板的校準(zhǔn)用開口 ；光配線基板，具有以下構(gòu)件第2金屬基板；形成于上述 第2金屬基板的光波導(dǎo)路；形成于上述第2金屬基板的、光波導(dǎo) 路用的光耦合用開口 ；形成于上述第2金屬基板的校準(zhǔn)用開口 ；校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷；上述引導(dǎo)銷具有嵌入上述電配線基板的校準(zhǔn)用開口的第1 端部和嵌入上述光配線基板的校準(zhǔn)用開口的第2端部，由此，進(jìn) 行上述電配線基板與光配線基板的位置對合，在該狀態(tài)下，對 各校準(zhǔn)用開口和校準(zhǔn)用引導(dǎo)銷的嵌合部進(jìn)行固定。
4. 一種光電混合基板，是具有設(shè)有電配線基板部的第l長 度方向的端部和設(shè)有光配線基板部的第2長度方向的端部的帶 狀金屬基板，其特征在于，該光電混合基板包括以下構(gòu)件電配線基板部，具有以下構(gòu)件形成于帶狀金屬基板中的 作為第l金屬基板使用的第l區(qū)域的、配置有安裝受發(fā)光元件用 的焊盤和配線的導(dǎo)體層；形成于帶狀金屬基板的第1區(qū)域的校準(zhǔn)用開口 ；光配線基板部，具有以下構(gòu)件形成于帶狀金屬基板中的 作為第2金屬基板使用的第2區(qū)域的光波導(dǎo)路；形成于帶狀金屬 基板的第2區(qū)域的、光波導(dǎo)路用的光耦合用開口；形成于帶狀金 屬基板的第2區(qū)域的校準(zhǔn)用開口；校準(zhǔn)用的引導(dǎo)銷；折返上述帶狀金屬基板，在使上述電配線基板部和光配線 基板部相面對的狀態(tài)下，上述引導(dǎo)銷具有嵌入上述電配線基板 部的校準(zhǔn)用開口的第l端部和嵌入上述光配線基板部的校準(zhǔn)用 開口的第2端部，由此，進(jìn)行上述電配線基板部與光配線基板部 的位置對合，在該狀態(tài)下，對上述引導(dǎo)銷和各校準(zhǔn)用開口的嵌 合部進(jìn)行固定。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠簡單且高精度地對安裝在電配線基板上的受發(fā)光元件和設(shè)于光配線基板上的光波導(dǎo)路進(jìn)行光耦合的光電混合基板的制造方法和由該方法獲得的光電混合基板。引導(dǎo)銷(70)的一端側(cè)嵌入下述的電配線基板(A)的校準(zhǔn)用開口(32)，上述引導(dǎo)銷(70)的另一端側(cè)嵌入下述的光配線基板(B)的校準(zhǔn)用開口(42)，對兩者進(jìn)行位置對合。電配線基板(A)在金屬基板(20)上形成有校準(zhǔn)用開口(32)和配置了安裝受發(fā)光元件用的焊盤以及配線的導(dǎo)體層(31)。光配線基板(B)在金屬基板(40)上形成有光波導(dǎo)路、該光耦合用開口(43)和校準(zhǔn)用開口(42)。
文檔編號G02B6/12GK101509989SQ20091000695
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者程野將行 申請人:日東電工株式會社