電－光混合電路板的製作方法

2023-07-18 05:48:56

專利名稱：電－光混合電路板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電-光混合電路板(electro-optic hybrid circuit board)，其包括配線電路板(wiring circuit board)部分和光波導(optical waveguide)部分。
背景技術：
在最近的信息通信技術中，光信號和電信號在傳導信息通信中相互轉換。在該信息通信中，使用具有用於傳送電信號的配線電路板和用於傳送光的光波導的電-光混合電路板。例如，專利文件1中描述了一種電-光混合電路板，其包括彼此通過粘合層疊放的配線電路板和光波導。
專利文件1JP 2001-166165A在高密度信息通信中，需要降低通信設備的尺寸和厚度。因此，仍然需要具有更小厚度的電-光混合電路板。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種比現有技術中的電-光混合電路板薄的電-光混合電路板。
從下面的說明中，本發明的其它目的和效果將顯而易見。
為了實現所述目的，本發明提供一種具有疊放在配線電路板上的光波導的電-光混合電路板，該電-光混合電路板包括絕緣層；形成在絕緣層上的導體圖案；形成在該具有導體圖案的絕緣層上以包圍導體層的下覆蓋層；形成在該下覆蓋層上的核心層；及為覆蓋該核心層和下覆蓋層而形成的上覆蓋層。
在本發明的電-光混合電路板中，光波導的下覆蓋層還充當配線電路板的絕緣覆蓋層。因此，與其中光波導和配線電路板通過粘合層彼此疊放的相關技術的電-光混合電路板相比，本發明的混合的電路板的總厚度，減小了相應於粘合層和配線電路板的絕緣覆蓋層總和的厚度。


圖1為本發明的電-光混合電路板一個實施方案的主要部分剖視圖。
圖2(a)至2(d)為製備圖1所示的電-光混合電路板的方法中各步驟的剖視圖圖2(a)為形成配線電路板部分的步驟；圖2(b)為在該配線電路板部分上形成下覆蓋層的步驟；圖2(c)為在該下覆蓋層上形成核心層的步驟；及圖2(d)為在該核心層上形成上覆蓋層的步驟。
用於附圖中的附圖標記分別表示如下。
1絕緣層2導體圖案3下覆蓋層4核心層5上覆蓋層6配線電路板部分7光波導部分具體實施方式
本發明的電-光混合電路板包括配線電路板和疊放在其上的光波導。如圖1所示，它包括配線電路板部分6和光波導部分7，並且光波導的下覆蓋層3還充當配線電路板的絕緣覆蓋層。
將在下面按順序解釋配線電路板部分6和光波導部分7。
首先，參考圖1解釋配線電路板部分6。
沒有具體限制用於形成配線電路板部分6的絕緣層1的材料，只要它具有絕緣性即可。其實例包括，例如，合成樹脂如聚醯亞胺樹脂、聚(醯胺-醯亞胺)樹脂、丙烯酸樹脂、聚醚腈樹脂、聚醚碸樹脂、聚(對苯二甲酸乙二酯)樹脂、聚(萘二甲酸乙二酯)樹脂、聚(氯乙烯)樹脂、環氧樹脂和聚氨酯樹脂。根據耐熱性的觀點，優選使用聚醯亞胺樹脂。
絕緣層1的厚度優選為5～50μm。
在絕緣層1上形成具有預定形狀的導體圖案2。沒有具體限制用於形成導體圖案2的材料，只要它具有導電性即可。其實例包括，例如，金屬如銅、鉻、鎳、鋁、不鏽鋼、銅-鈹、磷青銅、鐵-鎳和這些金屬的合金。優選使用銅。
導體圖案2的線寬(line width)優選為5～50μm，且線間距優選為5～50μm。導體圖案2的厚度優選為3～50μm。
其次，參考圖1解釋光波導部分7。
在配線電路板部分6的導體圖案2上形成下覆蓋層3。沒有具體限制用於形成下覆蓋層3的材料，只要它具有透明性即可。其實例包括，例如，合成樹脂如環氧樹脂、聚(醯胺酸)樹脂和聚醯亞胺樹脂。
下覆蓋層3的厚度優選為5～100μm。
在下覆蓋層3上形成具有預定圖案的核心層4。沒有具體限制用於形成核心層4的材料，只要它具有透明性即可。其實例包括，例如，環氧樹脂、聚(醯胺酸)樹脂、聚醯亞胺樹脂等。通常，設計核心層4使其具有比下覆蓋層3和上覆蓋層5更高的折射率，將在下面描述它。
核心層4的圖案的線寬優選為5～100μm，且線間距優選為5～500μm。核心層4的厚度優選為5～100μm。
在核心層4上形成上覆蓋層5。沒有具體限制用於形成上覆蓋層5的材料，只要它具有透明性即可。其實例包括，例如，環氧樹脂、聚(醯胺酸)樹脂和聚醯亞胺樹脂。通常，使用與用於下覆蓋層3相同的材料。
上覆蓋層5的厚度優選為5～100μm。
本發明的電-光混合電路板的總厚度優選為15～250μm。
接著，將參考圖2解釋製備本發明的電-光混合電路板的方法。
在製備本發明的電-光混合電路板中，首先形成配線電路板部分6。然後在其上形成光波導部分7，以疊加在部分6的上面，從而製得混合的電路板。
將在下面按順序解釋形成配線電路板部分6和光波導部分7的方法。
首先，如圖2(a)所示，將具有預定形狀的導體圖案2形成在絕緣層1上。對於形成導體圖案2，例如可以使用已知的方法如，減法(subtractive method)、半加法(semi-additive method)或加法(additive method)。
相減法技術中，在絕緣層的全部表面上形成導體層，並通過蝕刻將導體層不必要的部分除去，從而形成具有預定形狀的導體圖案。半相加法和加法技術中，通過電鍍等方法形成具有預定形狀的導體圖案。
根據上述方法，形成配線電路板部分6。
隨後，如圖2(b)所示，在導體圖案2上形成下覆蓋層3。該下覆蓋層3可以通過下列方法形成塗布並乾燥在溶劑中溶解用於形成下覆蓋層3的合成樹脂製得的溶液。
根據形成具有光滑表面的下覆蓋層3的觀點，溶液中的樹脂濃度優選為50～90％重量。
如圖2(c)所示，然後在下覆蓋層3上形成具有預定圖案的核心層4。沒有具體限制形成核心層4的方法。例如，可以利用感光樹脂形成層4。感光樹脂的優選實例包括感光環氧樹脂、感光聚(醯胺酸)樹脂和感光聚醯亞胺樹脂。
隨後，如圖2(d)所示，在核心層4上形成上覆蓋層5。可以按照與形成下覆蓋層3相同的方法形成該上覆蓋層5。
從而，可以得到本發明的電-光混合電路板，其包括配線電路板部分6和形成在其上的光波導部分7。
實施例將參考下面的實施例更詳細地說明本發明，但是不應該意味著本發明限制於此。
實施例1通過半相加法，在絕緣層上形成導體圖案從而製得配線電路板部分，該絕緣層包括厚度為25μm的聚醯亞胺薄膜(見圖2(a))。
在半相加法中，首先利用濺鍍接連沉積厚度為0.01μm的薄鉻層和厚度為0.15μm的薄銅層，在絕緣層上形成薄金屬膜。此後，形成電鍍抗蝕劑以具有與所要形成的導體圖案相反的圖案。然後進行銅電鍍從而形成由20μm-厚的銅製成的金屬配線作為導體圖案，其金屬配線線寬為25μm，且金屬配線間距為25μm。此後，剝離電鍍抗蝕劑，並通過溼蝕刻除去未被導體圖案覆蓋的金屬薄膜。
隨後，按照下面方法，在上面得到的配線電路板部分上形成光波導部分。
首先，根據表1所示的配方，將各種成分混合到一起並利用環己酮作為溶劑將其溶解。從而，製得清漆A和B。對於每種清漆，在波長為633nm測量通過凝固清漆得到的固化樹脂的折射率，也如表1所示。
表1(重量份)

芴衍生物1雙苯氧基乙醇芴二縮水甘油醚(由通式(1)表示，其中R1～R6分別為氫原子且n為1)芴衍生物2雙酚芴二縮水甘油醚(由通式(1)表示，其中R1～R6分別為氫原子且n為0)稀釋劑3′，4′-環氧環己烯羧酸3，4-環氧環己烯基甲基酯(Celoxide 2021P，由DaicelChemical Industries，Ltd.製造)光-酸發生劑4，4-雙[二(β-羥乙氧基)苯基亞磺基]二苯硫醚雙六氟銻酸鹽的50％碳酸亞丙酯溶液

通過旋塗將清漆A塗布到配線電路板部分的導體圖案側，並在90℃下乾燥15分鐘從而形成樹脂層。此後，用紫外線以2000mJ/cm2的照射劑量全部照射樹脂層，然後在100℃下加熱30分鐘從而形成下覆蓋層，該下覆蓋層具有光滑表面且其厚度為30μm(見圖2(b))。
隨後，通過旋塗將清漆B塗布到下覆蓋層上，並在90℃下乾燥15分鐘從而形成樹脂層。通過具有線寬為50μm的線性光-波導圖案的光掩膜(基於合成石英的鉻掩膜)，然後通過接觸式曝光法用紫外線以2000mJ/cm2的照射劑量照射該樹脂層。
接著，在90℃下進行曝光後(post-exposure)加熱60分鐘。將所得到的結構浸入乙腈-基顯影液中。由此顯影樹脂層以在該處得到圖案。然後，在100℃下加熱樹脂層30分鐘。因而，形成間隔為250μm具有橫切面的核心層，該核心層的厚度為50μm，寬度為50μm(見圖2(c))。
通過旋塗將清漆A塗布在下覆蓋層和核心層上，並在90℃下乾燥15分鐘從而形成樹脂層。接著，用紫外線以2000mJ/cm2的照射劑量全部照射該樹脂層，然後在100℃下加熱30分鐘從而形成厚度為80μm的上覆蓋層(見圖2(d))。從而，得到多波型光波導部分，其比折射率差Δ為1.8％。
通過上述過程，製得如圖1所示的電-光混合電路板。
製得的電-光混合電路板的總厚度為135μm。
儘管已經參考其具體實施方案詳述了本發明，但是對本領域的技術人員來說顯而易見，其中可以進行各種變化和修改，而不脫離其構思和範圍。
本申請是基於在2004年12月6日提交的日本專利申請2004-352545，其內容引入本文作為參考。
權利要求
1.一種具有疊放在配線電路板上的光波導的電-光混合電路板，該電-光混合電路板包括絕緣層；形成在該絕緣層上的導體圖案；形成在該具有導體圖案的絕緣層上以包圍該導體圖案的下覆蓋層；形成在該下覆蓋層上的核心層；及為覆蓋該核心層和下覆蓋層而形成的上覆蓋層。
2.根據權利要求1的電-光混合電路板，其總厚度為15～250μm。
全文摘要
本發明提供一種具有疊放在配線電路板上的光波導的電－光混合電路板，該電－光混合電路板包括絕緣層；形成在該絕緣層上的導體圖案；形成在該具有導體圖案的絕緣層上以包圍導體圖案的下覆蓋層；形成在該下覆蓋層上的核心層；及為覆蓋該核心層和下覆蓋層而形成的上覆蓋層。
文檔編號H05K3/46GK1784110SQ20051011812
公開日2006年6月7日 申請日期2005年10月20日 優先權日2004年10月27日
發明者內藤龍介, 薄井英之, 望月周 申請人:日東電工株式會社