CN101669053B - 光电复合基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生产率优异的光电复合基板的制造方法，包括：将光波导和薄片状粘接剂贴合的工序；剥离该薄片状粘接剂的支持基材，制作带粘接剂的光波导的工序；将该带粘接剂的光波导和电布线基板粘接，制作带光波导的电布线板的工序；以及在该带光波导的电布线基板的光波导上形成光路转换镜的工序，同时提供一种使用该制造方法而制造的光电复合基板，以及使用该光电复合基板的光电复合组件。

Description

光电复合基板的制造方法

技术领域

本发明涉及光电复合基板的制造方法、由该方法制造的光电复合基板以及使用该基板的光电复合基板组件。 

背景技术

在电子元件间或布线基板间的高速·高密度信号传送中，由以往的电布线进行的传送，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。为了打破该极限，提出了用光连接电子元件间或布线基板间的技术，即，光互连，对于电布线和光布线的复合化进行了各种各样的讨论。特别是近年来，在手机或手提式电脑的铰接部尝试导入光布线，在这些应用中，使用具有挠性的挠性光电复合基板。 

对于光布线和电布线的复合化，例如像专利文献1记载的那样，提出了通过粘接薄片粘接半导体芯片和光波导的方法。但是，在该方法中，光波导的个片化和粘接薄膜的切出由于是分别的工序，因此存在组装繁琐这样的问题。 

另外，在上述光波导个片化的工序中，可以通过加工光波导为具有光路转换用镜子的形状，在电布线板或次载具(submount)上定位带镜子的光波导而进行粘接，来制作光电复合基板或光电复合组件。例如，在专利文献2中公开了使用粘接剂将带镜子的光波导粘接在Si基板的次载具上的方法。但是，在该方法中，由于随着粘接剂加热固化时的基板、光波导和粘接剂的膨胀和收缩而引起尺寸变化的原因，担心镜子位置有很大的改变，受发光元件和光波导的光耦合效率降低。 

专利文献1：日本特开2006-39390号公报 

专利文献2：日本特开2006-11210号公报 

发明内容

本发明鉴于上述问题点，目的在于提供生产率优异的光电复合基板的制造方法、通过该方法制造的光电复合基板以及使用该基板的光电复合基板组件。 

本发明人等反复进行深入研究的结果，发现通过贴合薄膜状粘接剂和光波导，粘接该带粘接剂的光波导和电布线基板，在该带光波导的电布线基板的光波导上形成光路转换镜，从而解决了上述课题。 

即，本发明提供 

一种光电复合基板的制造方法，包括将光波导和薄片状粘接剂贴合的第1工序；剥离该薄片状粘接剂的支持基材，制作带粘接剂的光波导的第2工序；将该带粘接剂的光波导和电布线基板粘接，制作带光波导的电布线板的第3工序；以及在该带光波导的电布线基板的光波导上形成光路转换镜的第4工序； 

使用上述[1]所述的制造方法制造的光电复合基板；和 

使用上述[2]所述的光电复合基板的光电复合组件。 

根据本发明，可以简易地进行光电复合基板的制造，且得到的光电复合基板可以高精度地将受发光元件和光波导结合，得到高光耦合效率。 

附图说明

图1为显示本发明的光电复合基板制造方法一例的示意图。图1中，(a)～(f)为说明(a)薄膜状粘接剂贴合，(b)光波导个片化、(c)支持基材剥离、(d)对电回路基板的粘接、(e)光路转换镜的形成、(f)光元件安装的各工序的图，(a)～(d)和(f)的各左图为宽度方向截面图，(a)～(d)和(f)的各右图为长度方向侧面图。 

图2为显示在本发明中使用的薄片状粘接剂一例的图。 

图3为显示在本发明中使用的薄片状粘接剂另一例的图。 

图4为显示在光波导个片化的工序中，形成了镜子的情况的图。 

图5为显示本发明的光电复合基板制造方法另一例的示意图。图5中，(a)～(f)为说明(a)薄膜状粘接剂贴合，(b)光波导个片化、(c)支持基材剥离、(d)对电回路基板的粘接、(e)光路转换镜的形成、(f)光元件安装的各工序的图，(a)～(d)和(f)的各左图为宽度方向截面图，(a)～(d)和(f)的各右图为长度方向侧面图。 

图6为显示在本发明的光电复合基板的另一例的图。 

图7为显示在本发明的光电复合基板的其它例的图。 

图8为说明在本发明中使用的光波导的制造方法的图。图8中，(a)～(f)为说明(a)下部包层固化；(b)芯层形成用树脂薄膜层压；(c)曝光；(d)显影；(e)上部包层层压、固化；(f)基材薄膜剥离的各工序的图。 

图9为说明光电复合基板的镜子位置偏移量的图。 

图10为说明光电复合基板的光损失评价方法的图。图10中，(a)为说明挠性光波导的光损失的评价方法，(b-I)和(b-II)分别为说明光波导的镜子损失的入射损失和出射损失的评价方法的图。(c-I)和(c-II)分别为说明光电复合基板的复合化损失的入射损失和出射损失的评价方法的图。 

图11为说明光电复合基板的光信号传送评价方法的图。 

图12为光电复合基板的10Gbps传送时的眼孔图样观测结果。 

图13为将光电复合基板以曲率半径1.5mm进行了360°弯曲状态下的10Gbps传送时的眼孔图样观测结果。 

符号说明 

10光波导 

11芯图形 

12包层 

20、20’薄片状粘接剂 

21支持基材 

22粘接剂层 

23粘接剂层 

24粘接着剂层 

25保护薄膜 

30电布线基板 

31基板 

32电布线 

32’光元件搭载用电布线 

33电绝缘层 

40带光波导的电布线板 

50光电复合基板 

51光路转换镜 

51’光路转换镜(倾斜面) 

60光电复合组件 

61光元件(面发光激光器或光电二极管) 

62镜子定位标记(以电布线形成) 

63镜子定位标记中心线 

64光路转换镜中心线 

65镜子位置偏移量 

70覆盖薄膜 

81包层用基材薄膜 

82下部包层 

83芯层 

84芯层用基材薄膜 

85光掩膜 

86芯图形 

87上部包层 

88包层用基材薄膜 

91入射光纤(GI-50/125多模光纤) 

92出射光纤(GI-62.5/125多模光纤) 

934ch-VCSEL阵列 

944ch-PD阵列 

95VCSEL 

96PD 

97脉冲波形发生器 

98示波器 

具体实施方式

本发明的光电复合基板的制造方法的特征在于，包括：将光波导和薄片状粘接剂贴合的第1工序；剥离该薄片状粘接剂的支持基材，制作带粘接剂的光波导的第2工序；将该带粘接剂的光波导和电布线基板粘接，制作带光波导的 电布线板的第3工序；以及在该带光波导的电布线基板的光波导上形成光路转换镜的第4工序。以下，参照图1～图5，对各个工序进行详细说明。 

本发明的制造方法中的第1工序为贴合光波导10和薄片状粘接剂20的工序(参照图1(a))。另外，这里所说的光波导，只要是控制光的传送、分支、反射、折射、放大、衰减等的光波导，就没有特别的限定，但是一般由折射率高的芯和覆盖其的折射率低的包层而构成。 

在本发明中，从能够制造具有可挠性的挠性光电复合基板的观点出发，适宜使用具有可挠性的聚合物光波导。 

本发明中使用的薄膜状粘接剂也可以为在支持基材上直接具有粘接剂层的粘接剂，但是为了容易从支持基材剥离粘接剂层，优选如图2所示的薄膜状粘接剂20那样，在支持基材21上顺次具有粘着剂层22和粘接剂层23的构成。这里使用的支持基材21是如图1(a)所示用于光波导10贴合的支持基材，因此需要具有一定程度的强度。另外，如后面的详细论述，通过紫外线等放射线照射而使粘着剂层22和粘接剂层23的界面密合力降低时，为了从支持基材21侧进行放射线照射，支持基材需要具有对于所使用的放射线的透过性。从以上的观点出发，作为支持基材21，例如可以举出聚四氟乙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚酰亚胺薄膜等塑料薄膜等，其中，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等。 

另外，对于基材的厚度，只要是在实现作为上述支持基材的功能的范围内，就没有特别的限定，通常为10～200μm左右。 

另外，从薄膜状粘接剂20的保管性的观点出发，可以如图2所示在粘接剂层23上设置保护薄膜25。 

然后，上述粘着剂层22为用于连接支持基材和粘接剂层的层，由具有以下性质的材料构成，所述材料的性质为在贴合到光波导后，通过放射线照射等方法，粘接力降低，粘着剂层和粘接剂层界面的密合力降低。具体的可以举出具有放射线固化性碳-碳双键的丙烯酸系粘着剂。 

另外，对于粘着剂层22的厚度，只要是在实现作为上述粘接剂层的功能的范围内，就没有特别的限定，通常为1～100μm左右。 

接着，对于上述粘接剂层23，作为构成该粘接剂层的粘接剂组合物，只 要是可以实现上述制造方法的组合物，就没有特别的限定，但是从粘接性、耐热稳定性、低弹性、应力缓和性、透明性、操作性等观点出发，优选含有(a)环氧树脂、(b)环氧树脂固化剂和(c)重均分子量为10万以上的高分子化合物。作为这样的薄膜状粘接剂，例如有国际公开第01/060938号小册子记载的粘接剂。 

作为(a)环氧树脂只要是固化后呈现粘接作用的树脂，就没有特别的限制。可以使用两官能团以上且优选分子量小于5000，更优选小于3000的环氧树脂。例如，可以使用双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂等两官能环氧树脂，苯酚酚醛清漆型环氧树脂或甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂等。另外，也可以适用多官能环氧树脂或含杂环的环氧树脂等。 

作为这样的环氧树脂，在市售的树脂中，例如可以使用EPIKOTE 807、EPIKOTE 815、EPIKOTE 825、EPIKOTE 827、EPIKOTE 828、EPIKOTE 834、EPIKOTE 1001、EPIKOTE 1002、EPIKOTE 1003、EPIKOTE 1055、EPIKOTE1004、EPIKOTE 1004AF、EPIKOTE 1007、EPIKOTE 1009、EPIKOTE 1003F、EPIKOTE 1004F(以上，日本环氧树脂株式会社制、商品名)，DER-330、DER-301、DER-361、DER-661、DER-662、DER-663U、DER-664、DER-664U、DER-667、DER-642U、DER-672U、DER-673MF、DER-668、DER-669(以上，陶式化学社制，商品名)，YD8125、YD8170(以上，东都化成株式会社制、商品名)等双酚A型环氧树脂；YDF-2004(东都化成株式会社制、商品名)等双酚F型环氧树脂；EPIKOTE 152、EPIKOTE 154(以上，日本环氧树脂株式会社制、商品名)，EPPN-201(日本化药株式会社制、商品名)，DEN-438(陶式化学社制，商品名)等苯酚酚醛清漆型环氧树脂；EPIKOTE 180S65(日本环氧树脂株式会社制、商品名)，Araldite ECN1273、Araldite ECN1280、Araldite ECN1299(以上，汽巴特殊化学品公司制，商品名)，YDCN-701、YDCN-702、YDCN-703、YDCN-704(以上，东都化成株式会社制、商品名)，EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上，日本化药株式会社制、商品名)，ESCN-195X、ESCN-200L、ESCN-220(以上，住友化学工业株式会社制，商品名)等甲酚酚醛清漆型环氧树脂；EPON1031S、EPIKOTE 1032H60、EPIKOTE 157S70(以上，日本环 氧树脂株式会社制、商品名)，Araldite 0163(汽巴特殊化学品公司制，商品名)，Denacol EX-6 11、Denacol EX-614、Denacol EX-614B、Denacol EX-622、DenacolEX-512、Denacol EX-521、Denacol EX-421、Denacol EX-411、DenacolEX-321(以上，长濑化成株式会社制，商品名)，EPPN501H、EPPN502H(以上，日本化药株式会社制、商品名)等多官能环氧树脂；EPIKOTE 604(日本环氧树脂株式会社制、商品名)、YH-434(东都化成株式会社制、商品名)、TETRAD-X、TETRAD-C(以上，三菱气体化学株式会社，商品名)，ELM-120(住友化学工业株式会社，商品名)等胺型环氧树脂；Araldite PT810(汽巴特殊化学品公司制，商品名)等含杂环环氧树脂；ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206(以上，UCC社制，商品名)等脂环式环氧树脂等，可以使用这些中的1种，或并用2种以上。 

在本发明中，从耐热性的观点出发，优选以环氧树脂全体的20质量％以上的量含有在室温下为固体且用环球式测定的软化点为50℃以上的环氧树脂，更优选为40质量％以上，特别优选为60质量％以上。作为像这样的环氧树脂，例如可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚的二缩水甘油醚化物、萘二酚的二缩水甘油醚化物、酚类的二缩水甘油醚化物、醇类的二缩水甘油醚化物，以及它们的烷基取代物、卤化物、氢化物等。这些可以单独的使用，也可以2种以上并用，还可以含有作为杂质的环氧树脂以外的成分。 

(b)固化剂只要是使环氧树脂固化的物质就可以使用，没有特别的限定。作为这样的固化剂，例如可以举出多官能酚类、胺类、咪唑化合物、酸酐、有机磷化合物和它们的卤化物、聚酰胺、聚砜、三氟化硼等。 

作为多官能酚类的例子，可以举出作为单环二官能酚的对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚，作为多环二官能酚的双酚A、双酚F、双酚S、萘二酚类、双酚类和它们的卤化物、烷基取代物等。另外，可以举出作为这些酚类和醛类的缩聚物的苯酚酚醛清漆型树脂、甲阶酚醛树脂、双酚A酚醛清漆型树脂和甲酚酚醛清漆型树脂等酚树脂等。作为市售的优选的多官能酚类，例如可以举出Phenolite LF2882、Phenolite LF2822、Phenolite TD-2090、Phenolite TD-2149、 Phenolite VH4150、Phenolite VH4170(以上，大日本油墨化学工业株式会社制、商品名)等。 

另外，在本发明中，优选使用羟基当量为150g/eq以上的酚树脂。作为这样的酚树脂，只要具有上述值就没有特别的限制，从吸湿时的耐电蚀性优异考虑，优选使用酚醛清漆型或甲酚型的树脂。 

这些固化剂可以单独使用或组合使用。这些固化剂的混合量只要是可以使环氧基的固化反应进行就可以使用，没有特别的限定，优选相对于环氧基1摩尔，为0.01～5.0当量的范围，特别优选在0.8～1.2当量的范围内使用。 

作为(c)重均分子量为10万以上的高分子化合物，例如可以举出丙烯酸系共聚物，特别是丙烯酸橡胶等橡胶、有机硅树脂、有机硅改性聚酰胺酰亚胺等有机硅改性树脂等。 

(c)成分优选为具有反应性基团(官能基)、重均分子量为10万以上的物质。作为反应性基团，例如可以举出羧酸基、氨基、羟基和环氧基等。其中，官能基单体如果是羧酸型的丙烯酸，则交联反应容易进行，会有由于清漆状态下的凝胶化、B阶段状态(半固化状态)下的固化度的上升而引起粘接力降低的情况。因此，更优选使用不产生这些情况，或即使产生时也长时间具有环氧基的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。作为(c)成分，更优选使用重均分子量为10万以上的含环氧基的丙烯酸共聚物。(c)成分在获得高分子化合物的聚合反应中，可以以使未反应单体残存的方式聚合而得到，或者也可以在得到高分子化合物后，通过添加含反应性基的单体而得到。 

另外，重均分子量为用凝胶渗透色谱法(GPC)，使用标准聚苯乙烯的标准曲线的聚苯乙烯换算值。 

作为(c)成分优选方式的丙烯酸系共聚物，例如可以举出作为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和丙烯腈等的共聚物的丙烯酸橡胶。另外，从粘接性和耐热性高考虑，特别优选含有作为官能基单体的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5～6质量％、玻璃化转变温度(以下，简称为“Tg”)为-50℃以上30℃以下、优选为-10℃以上30℃以下、且重均分子量为10万以上的丙烯酸系共聚物。作为含有丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5～6质量％、Tg为-10℃以上、且重均分子量为10万以上的丙烯酸共聚物(以下，有时称 为“含环氧基的丙烯酸共聚物”)，例如可以举出HTR-860P-3(帝国化学产业株式会社制、商品名)。用作官能基单体的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的量更优选为2～6质量％的共聚物比。如果为2质量％以上，则可以得到高粘接力，如果为6质量％以下，则不会凝胶化，因此优选。 

作为剩余部分，可以使用丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等具有碳原子数1～8的烷基的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯，和苯乙烯或丙烯腈等的混合物。其中，特别优选为(甲基)丙烯酸乙酯和/或(甲基)丙烯酸丁酯。 

混合比例优选考虑共聚物的Tg来进行调整。Tg如果为-10℃以上，则B状态下的粘接剂层的粘性不会过度增大，可以维持良好的处理性。 

聚合方法没有特别的限制，例如可以举出珠状聚合、溶液聚合等，可以由这些方法而得到共聚物。 

含环氧基的丙烯酸共聚物的重均分子量优选为30万～300万，特别优选为50万～200万。重均分子量如果为30万以上，则可以得到薄片状、薄膜状的充分的强度和充分的可挠性，粘性不会增大。而另一方面，如果为300万以下，则可以得到充分的流动性，布线的电路填充性不会降低。 

通过上述(c)高分子化合物的添加量，可以减少弹性模量、抑制成型时的流动性，因此，将(a)环氧树脂和(b)固化剂的合计质量设为A、将(c)与环氧树脂不相溶的高分子化合物的质量设为B时，其比例A/B优选为0.24～1.0。如果A/B为0.24以上，则能够得到充分的弹性模量和成型时的流动性抑制效果，而另一方面，如果为1.0以下，则在高温下的处理性良好。 

在构成本发明中使用的粘接剂层的粘接剂组合物中，在不损害透明性的范围内，可以根据需要，进一步添加填充剂、固化促进剂和偶联剂等。 

另外，粘接剂层的厚度优选为5～50μm。如果为5μm以上，则容易涂布为均一的厚度，而且可以得到充分的应力缓和效果。而另一方面，如果为50μm以下，则可以得到充分薄的光电复合基板，由于光元件和光波导的距离近，可以减小光损失。进一步，从确保透过率的观点出发，优选厚度为50μm以下。从这些观点出发，粘接剂层的厚度更优选为7～25μm，进一步优选为10～20μm。 

作为第1工序中的薄片状粘接剂和光波导的贴合方式，从密合性和防止气 泡卷入的观点出发，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℃)～100℃的范围。如果为室温(25℃)以上，则和光波导的密合性提高，如果为100℃以下，则粘接剂层不会流动，能够得到需要的膜厚。从以上的观点出发，更优选为40℃～100℃的范围。压力优选为0.2～1.0MPa(1～10kgf/cm²)，层压速度优选为0.1～3m/min，但是，不特别限定于这些条件中。 

另外，希望所谓平板型层压机，是指在一对平板间夹持叠层材料，通过对平板加压而使其压接的层压机，例如可以适宜使用真空加压式层压机。优选使这里的加热温度为50℃～100℃，优选使压接压力为0.1～1.0MPa(1～10kgf/cm²)，但是，不特别限定于这些条件中。 

在本发明中，使用薄片状粘接剂是本发明的特征。通过使粘接剂为薄片状，可以确保粘接剂厚度的精度，可以达到生产率提高。 

在本发明的制造方法中，第1工序后，如图1(b)所示，也可以具有将光回路基板个片化的工序。这样的个片化通常使用冲切(dicing)等切削加工或冲孔等打孔加工等来进行。以下的说明中，作为例子说明个片化后的基板。 

本发明制造方法的第2工序为，剥离在第1工序中贴合有光波导的薄片状粘接剂的支持基材的工序(参照图1(c))。作为薄片状粘接剂，使用如上所述的在支持基材21上顺次具有粘着剂层22和粘接剂层23的粘接剂时，降低粘着剂层22和粘接剂层23界面的密合力，在该界面剥离支持基材21，制作带粘接剂的光波导。作为该方法，有放射线照射、加热固化等方法，但是为了只选择性地固化放射线固化性粘着剂层，一般采取从支持基材侧照射活性光线，使粘着剂层固化的方法。在这里，作为活性光线的光源，例如可以适宜举出碳弧灯、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公知光源。 

在本发明中，也可以使用如图3所示的在支持基材21上具有粘接着剂层24而成的薄片状粘接着剂20’来代替上述的在支持基材上具有粘接剂层而成的薄片状粘接剂或在支持基材上顺次具有粘着剂层和粘接剂层而成的薄片状粘接剂。这里，所谓粘接着剂层，是指具有兼顾上述粘着剂层和粘接剂层两者功能的性质的层。另外，也可以如图3所示，在粘接着剂层24上设置保护膜25。 

使用粘接着剂层时，是使粘接着剂层和支持基材的界面的密合力下降，在该界面剥离。使用具有该粘接着剂层的薄片状粘接剂时，由于不需要另外准备粘接剂层和粘着剂层，因此薄片状粘接剂的制造工序变得简单。 

对于上述粘接着剂层24，作为构成该粘接着剂层的粘接着剂组合物，只要是可以实现上述制造方法的组合物，就没有特别的限定，从具有作为粘接着剂层所必需的功能且粘接性、耐热稳定性、低弹性、应力缓和性、透明性、操作性等观点出发，优选含有(a)环氧树脂、(b)环氧树脂固化剂、(c)重均分子量为10万以上的高分子化合物、(d)光反应性单体和(e)由紫外线照射而产生碱和自由基的光引发剂。作为这样的薄片状粘接剂例如有国际公开第05/112091号小册子所记载的物质。 

在这里，(a)～(c)成分可以使用与上述同样的物质。 

作为(d)光反应性单体的具体例子，例如可以举出季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异氰尿酸EO改性三丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯这样的多官能丙烯酸酯等，这些光反应性单体可以单独使用，或组合2种以上而使用。从紫外线照射后的残存单体的观点出发，特别优选二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯等。具体有新中村化学社制：A-DPH(二季戊四醇六丙烯酸酯)、A-9300(乙氧基化三聚异氢酸三丙烯酸酯)等。 

(d)成分的使用量，相对于(c)重均分子量为10万以上的高分子化合物100质量份，优选为5～100质量份。如果混合量为5质量份以上，由于由紫外线照射容易产生光反应性单体的聚合反应，因此，在上述第2工序中，从支持基材上容易剥离。而另一方面，如果为100质量份以下，可以维持高分子量成分的充分低弹性，薄膜不会变脆，另外，可以得到充分的耐湿性、高温的电特性等。从以上的点出发，(d)成分的混合量进一步优选为10～70质量份，特别优选为20～50质量份。 

(e)由紫外线照射而产生碱和自由基的光引发剂(以下，称为“光碱产生剂”)是通常被称为α-氨基酮的物质，例如可以使用2-甲基-1-[4-(甲巯基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(汽巴特殊化学品公司制，“IRGACURE 907”)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮(汽巴特殊化学品公司制， “IRGACURE 369”)、六芳基二咪唑衍生物(苯基可以被卤素、烷氧基、硝基、氰基等取代基取代)、苯并异噁唑衍生物等。 

作为前述光碱产生剂，优选使用分子量为500以下的低分子化合物，或者，也可以使用在前述(c)重均分子量为10万以上的高分子化合物的主链和侧链中导入有上述α-氨基酮化合物而得到的化合物。作为这时的分子量，从作为粘接着剂的粘接着性和流动性的观点出发，优选重均分子量为1000～100000，更优选为5000～30000。 

在本发明中使用的具有粘接着剂层而成的薄片状粘接剂中，优选(e)光碱产生剂的使用量相对于(c)重均分子量为10万以上的高分子化合物100质量份，为0.1～20质量份。如果为0.1质量份以上，则能够得到充足的反应性，残存单体不残留。而另一方面，如果为20质量份以下，则聚合反应进行充分，低分子量成分少，可以确保良好的耐流动性。因此，(e)光碱产生剂的使用量进一步优选为0.5～15质量份，更优选为1～5质量份。 

进一步，在构成粘接着剂层的粘接着剂组合物中，在不损害透明性的范围内，可以根据需要，进一步添加填充剂、固化促进剂和偶联剂等。 

粘接着剂层的厚度优选为5～50μm。如果为5μm以上，则容易涂布为均一的厚度，另外，可以得到充分的应力缓和效果。而另一方面，如果为50μm以下，则可以得到充分薄的光电复合基板，由于光元件和光波导的距离近，可以减小光损失。进一步，从确保透过率的观点出发，优选厚度为50μm以下。从这些观点出发，粘接着剂层的厚度更优选为7～25μm，进一步优选为10～20μm。 

本发明制造方法的第3工序为在电布线基板上粘接第2工序中得到的带粘接剂的光波导的工序(参照图1(d))。将带粘接剂的光波导与电布线基板的规定位置对齐后使其贴合，其贴合方法和条件与第1工序相同。 

在如图1(d)所示的例中，将第2工序中得到的带粘接剂的光波导与电布线基板进行位置对齐，所述电布线基板为在基板31上具有电布线32和根据需要而设置的电绝缘层33，然后，通过加热等方法固化粘接剂层，将电布线基板和光波导粘接，得到带光波导的电布线基板40。 

另外，在图1的制造例中，显示的是如上所述在支持基材剥离前，将光波 导个片化成为希望大小的例子(参照图1(b))，但是，也可以在电布线基板上粘接光波导后，和电布线基板一起进行个片化的加工。 

这里，为了制造具有可挠性的挠型光电复合基板，可以使用FPC(FlexiblePrinted Circuit)基板作为电布线基板(图7(a)中的30)。作为FPC基板的基板材料(图1(d)中的31)，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，从耐热性或容易购得的观点出发，通常使用聚酰亚胺。 

接着，本发明制造方法的第4工序为在第3工序中制作的带光波导的电布线基板的光波导上形成光路转换镜51的工序(参照图1(e))。作为形成镜的方法，例如可以举出利用冲切等的切削研磨、利用激光照射的烧蚀等方法。 

在本发明中，如此在光波导粘接后形成镜是本发明的特征。与此相对，在上述的光波导个片化的工序(参照图1(b))中，如图4所示形成镜，粘接其到电布线基板的规定位置上，从而可以制造同样结构的光电复合基板，但是，粘接剂加热固化时的电布线基板由于伴随着光波导和粘接剂的膨胀、收缩而引起的尺寸变化的原因，镜位置从规定位置有很大的变动。而另一方面，如果用本发明的制造方法，不会有这样的问题，可以高精度地将受发光元件和光波导结合，可以得到高的光耦合效率。 

图1中说明了使用在支持基板上具有粘着剂层和粘接剂层的薄片状粘接剂20时的例子，但是使用在支持基材上具有粘接着剂层而成的薄片状粘接着剂20’的情况也采取同样的工序。具体地，如图5所示，在制造带粘接剂的光波导的第2工序(参照图5(c))中，除了在支持基材和粘接着剂层界面剥离之外，和使用在支持基板上具有粘着剂和粘接剂层而成的薄片状粘接剂的情况相同。 

通过本发明的制造方法制造的光电复合基板50，如图1(f)和图5(f)所示，通过安装面发光激光器或光电二极管等光元件61，可以容易地得到光电复合组件60。 

在这样的光电复合组件中，粘接剂层或粘接着剂层的光线透过率为重要的，为了减少光损失，优选固化后的光线透过率为80％以上。另外，从减少光损失的观点出发，该光线透过率更优选为85％以上，进一步优选为90％以上。 在这里，光线透过率为由分光光度计对希望的波长进行测定而得到的，例如可以用日立高新技术公司制造的U-3310分光光度计来测定。 

另外，使用挠性布线基板作为电布线板来制作光电复合基板时，为了使光电复合基板具有可挠性，薄片状粘接剂需要固化后的柔软性。固化后的薄片状粘接剂的弹性模量如果为700MPa以下，可以发现充足的可挠性，因此优选。从该观点出发，该弹性模量更优选为600MPa以下，进一步优选为500MPa以下。 

而另一方面，从作为粘接剂的强度方面考虑，固化后的薄片状粘接剂的弹性模量优选为1MPa以上，更优选为50MPa以上。 

由本发明制造的光电复合基板如上所述使用薄片状粘接剂来制造。 

更具体地，如图1(e)和图5(e)所示的截面图那样，电布线基板为在基板31上具有电布线32和根据需要而设置的电绝缘层33，在该电布线基板的基板31的部分，带粘接剂的光回路基板借助该粘接剂而被粘接到基板31上，实现电布线和光布线的复合化。另外，如图1(e)和图5(e)那样的光透过基板方式时，为了降低损失，基板31的透过率大是重要的。即，基板的透过率优选为80％以上。从减少光损失的观点出发，光线透过率更优选为85％以上，进一步优选为90％以上。作为这样的电布线基板例如可以举出使用Kapton(东丽·杜邦株式会社制，聚酰亚胺)的FPC基板。 

如果使用光线透过高的电布线基板，则不需要在电布线基板上设置用以提高光透过率的通孔。由此，由于省略了通孔加工，或不需要通孔相对于光波导芯或电布线的定位，因此，可以大幅简化制造工序。另外，也可以根据需要在基板上成为光路处设置光透过用通孔，例如，可以通过钻头、冲孔、湿蚀刻、干蚀刻等方法，加工光透过用通孔。进一步，为了折射率的整合和光耦合损失的减少，也可以在该通孔中填充树脂材料。 

另外，图1和图5中显示在电布线基板的一个面上粘接有光波导的例子，但是也可以如图6所示，在电布线基板的两面具有光波导10。通过成为这样的构成，可以增加光电复合基板的光布线数，光传送容量的增加成为可能。另外，由于为上下对称的构造，还能够抑制光电复合基板的翘曲。 

另外，也可以是如图7(a)所示的在光波导的两侧具有粘接剂层23，在 两面具有电布线基板30的构造。由于通过这样的构成而成为上下对称的结构，因此能够抑制光电复合基板的翘曲、提高弯曲耐性。另外，从抑制翘曲、提高弯曲耐性的观点出发，电布线基板不一定在两面，也可以是如图7(b)所示的与电布线基板30具有同等物理特性的物质，例如，也可以将电布线基板的基材或电绝缘层等作为覆盖薄膜70设置在电布线基板30的相反侧。 

进一步，也可以是光波导或光电复合基板多层化而形成的结构，通过这样的结构，信号传送容量的进一步增加成为可能。 

实施例 

以下，通过实施例更具体地说明本发明，但是本发明不受这些实施例限制。 

实施例1 

(1-1)光波导的制作 

[包层形成用树脂薄膜的制作] 

在广口塑料瓶中称量48质量份的作为(A)粘合剂聚合物的苯氧树脂(商品名：非诺托(フエノト一ト)YP-70，东都化成株式会社制)、49.6质量份的作为(B)光聚合性化合物的脂环族二环氧羧酸酯(商品名：KRM-2110，分子量：252，旭电化工业株式会社制)、2质量份的作为(C)光聚合引发剂的三苯基锍六氟锑酸盐(商品名：SP-170，旭电化工业株式会社制)、0.4质量份的作为增感剂的SP-100(商品名，旭电化工业株式会社制)、40质量份的作为有机溶剂的丙二醇单甲醚醋酸酯，使用机械搅拌器、旋转轴和螺旋浆，在温度25℃、转速400rpm的条件下，进行6个小时的搅拌，调制包层形成用树脂清漆A。之后，使用孔径为2μm的聚四氟乙烯滤膜(商品名：PF020、研华东洋株式会社制)，在温度25℃、压力0.4MPa的条件下，进行减压过滤，进一步使用真空泵和玻璃钟罩在减压度50mmHg的条件下，进行15分钟的减压脱泡。 

将上述得到的包层形成用树脂清漆A用涂布机(多功能涂布机TM-MC，株式会社平野科技种子(ヒラノテクシ一ド)制造)涂布在聚酰胺薄膜(商品名：MICTRON，东丽株式会社制，厚度：12μm)的电晕处理面上，在80℃干燥10分钟后，在100℃干燥10分钟，接着，粘贴作为保护薄膜的脱膜PET薄膜(商品名：PurexA31，帝人杜邦薄膜株式会社，厚度：25μm)，使脱膜面 成为树脂侧，得到包层形成用树脂薄膜。这时树脂层的厚度可以通过调节涂布机的缝隙而调整为任意厚度，在本实施例中，固化后的膜厚调节为下部包层为25μm，上部包层为70μm。 

[芯层形成用树脂薄膜的制作] 

除了使用26质量份的作为(A)粘合剂聚合物的苯氧树脂(商品名：非诺托YP-70，东都化成株式会社制)、作为(B)光聚合性化合物的36质量份的9，9-双[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(C)光聚合引发剂的1质量份的双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基磷化氧(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：IRGACURE 2959，汽巴特殊化学品公司制)、40质量份的作为有机溶剂的丙二醇单甲醚醋酸酯以外，在与上述制造例同样的方法和条件下，调制芯层形成用树脂清漆B。之后，在与上述制造例同样的方法和条件下，进行减压过滤，进一步减压脱泡。 

用与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：Cosmoshine A1517，东洋纺织株式会社制，厚度：16μm)的非处理面上，并干燥，接着，粘贴作为保护薄膜的脱膜PET薄膜(商品名：Purex A31，帝人杜邦薄膜株式会社，厚度：25μm)，使脱膜面成为树脂侧，得到芯层形成用树脂薄膜。在本实施例中调节涂布机的缝隙使固化后的膜厚为50μm。 

[光波导的制造] 

对于光波导的制造方法，以下一边参照图8一边进行说明。 

将上述得到的下部包层形成用树脂薄膜的保护薄膜即脱膜PET薄膜(Purex A31)剥离，用紫外线曝光机(株式会社欧酷制作所制(ORCManufacturing Co.，Ltd.)，EXM-1172)从树脂侧(基材薄膜的相反侧)照射1J/cm²的紫外线(波长为365nm)，然后在80℃进行10分钟的加热处理，形成下部包层82(参照图8(a))。 

然后，在该下部包层82上，使用辊层压机(日立化成科技机械设备株式 会社制，HLM-1500)，在压力0.4MPa、温度50℃、层压速度0.2/min的条件下，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)，抽真空至500Pa以下后，在压力0.4MPa、温度50℃、加压时间30秒的条件下，加热压接，形成芯层83(参照图(b))。 

然后，通过宽度为50μm的负型光掩模，用上述紫外线曝光机照射0.6J/cm²的紫外线(波长为365nm)(参照图8(c))，然后在80℃曝光5分钟后进行加热。之后，剥离支持薄膜即PET薄膜，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(参照图8(d))。然后，使用清洗液(异丙醇)进行清洗，在100℃进行10分钟的加热干燥。 

然后，在与上述同样的层压条件下，层压作为上部包层的上述包层形成用树脂薄膜。进一步，对两面照射合计25J/cm²的紫外线(波长为365nm)后，在160℃进行1小时加热处理，从而形成上部包层87，制成基材薄膜被设置在外侧的挠性光波导(参照图8(e))。进一步，为了剥离聚酰胺薄膜，在85℃/85％的高温高湿条件下对该挠性光波导处理24小时，制成除去了基材薄膜的挠性光波导(参照图8(f))。 

另外，用Metricon社制的棱镜偶联器(Model 2010)测定芯层和包层的折射率时，在波长830nm下，芯层为1.584，包层为1.550。另外，使用850nm的面发光激光器(EXFO社制，FLS-300-01-VCL)作为光源，株式会社爱德万测试(Advantest Corporation)制造的Q82214作为受光传感器，由截断法(测定波导路长10、5、3、2cm，入射光纤为GI-50/125多模光纤(NA＝0.20)，出射光纤为SI-114/125(NA＝0.22))测定制作的光波导的传送损失，其结果为0.05dB。 

(1-2)薄片状粘接剂的制作 

加入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℃)、5.4质量份的YDCN-703(东都化成株式会社制，商品名，邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂，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质量份的派来分(プライオ一フエン)LF2882(大 日本油墨化学工业株式会社制，商品名，双酚A酚醛清漆型树脂)、0.1质量份的NUCA-189(日本尤尼吉可株式会社制，商品名，γ-巯基丙基三甲氧基硅烷)、0.3质量份的NUCA-1160(日本尤尼吉可株式会社制，商品名，γ-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，双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)-丁烷-1-酮：I-369)和环己酮，进行搅拌混合后，真空脱气。在厚度为75μm的表面脱膜处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(帝人株式会社制，帝人泰特隆(テトロン)薄膜：A-31)上涂布该粘接剂清漆，80℃加热干燥30分钟，得到粘接着薄片。在该粘接着薄片上重合厚度为80μm的光透过性支持基材(Samo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)，进行层压，从而制成由保护薄膜(表面脱膜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形成的薄片状粘接剂。粘接着剂层的厚度为10μm。 

将这样制作的薄片状粘接剂的粘接着剂层在160℃固化1小时，用日立高新技术公司制造的U-3310紫外可见分光光度计测定光线透过率时，在波长850nm下，具有95％以上的高透过率。 

另外，用Metricon社制的棱镜偶联器(Model 2010)测定折射率时，在波长830nm下为1.505。 

使用Rheometrics社制造的动态粘弹性测定装置固体分析仪RSA II(SolidsAnalyzer RSAII)，测定储存弹性模量(样品尺寸：长35mm、宽5mm、厚度为80μm，升温速度5℃/min，频率10Hz)时，在25℃是350MPa。 

(光电复合基板的制作) 

使用辊层压机(日立化成科技机械设备株式会社制，HLM-1500)，在压力0.4MPa、温度50℃、层压速度0.2/min的条件下，将剥离了保护薄膜的薄片状粘接着剂20’层压在挠性光波导10上，(参照图5(a))。然后，使用切割锯(株式会社DISCO制，DAD-341)，加工波导路成短条状(长47.5mm、宽2mm)(参照图5(b))，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，剥离支持基材，得到带粘接剂层的光波导 (参照图5(c))。 

然后，利用紫外线曝光机(株式会社大日本网屏制，MAO-1200-L)附带的掩模对准机结构来将带粘接剂层的光波导定位在具有光元件搭载用电布线的挠性电布线基板30(长48mm、宽4mm，基材：Kapton EN，25μm，铜电路厚度：12μm)的规定处，使用相同的辊层压机，在压力0.4MPa、温度80℃、层压速度0.2/min的条件下临时压接后，在清洁型恒温箱中于160℃加热1小时，粘接挠性光波导10和电布线基板30，得到带光波导的电布线基板40(参照图5(d))。 

这里，使用株式会社日立高新技术公司制造的U-3310分光光度计测定挠性电布线板30的基材即Kapton EN的光线透过率时，其结果为波长850nm下为85％。透过电布线板时的光损失小于1dB，为低损失，在本实施例中为未设置光透过用通孔的结构。 

然后，使用切割锯(株式会社DISCO制，DAD-341)，在规定位置上形成光路转换用45度镜51，制作挠型的光电复合基板50(参照图5(e))。在这里，两端的镜间距为46mm。本实施例中的镜位置偏移量(参照图9)相对于镜子位置定位标记为5μm以内，可以高精度地定位。 

[光电复合基板的评价] 

(光损失评价) 

由以下的方法对上述制作的光电复合基板50进行测定，评价(1)挠性光波导的光损失，(2)镜损失，(3)复合化引起的过剩损失。进一步，合计这些(1)～(3)，求出全体损失。光损失测定中，使用850nm的面发光激光器(EXFO社制，FLS-300-01-VCL)作为光源，株式会社爱德万测试制造的Q82214作为受光传感器，入射光纤为GI-50/125多模光纤(NA＝0.20)，出射光纤为GI-62.5/125多模光纤(NA＝0.20))。 

(1)挠性光波导的光损失 

将挠性光波导切割为与光电复合基板的镜间距相同的46mm的波导路长，对光波导两端进行90°切割。以图10(a)所示的方法评价该光波导的光损失(插入损失)。即，测定光从VCSEL穿过GI-50/125多模光纤91，入射到挠性光波导10中，通过GI-62.5/125多模光纤92，用PD受光时的光损失。其结果 为，该光波导的光损失(插入损失)是0.3dB。 

(2)镜损失 

在光波导的一端，形成45°的光路转换镜51使波导路长为46mm，在如图10(b-I)所示的构成中测定入射损失，在如图10(b-II)所示的构成中测定出射损失。其结果为入射损失是0.9dB，出射损失是1.0dB。从该值中减去上述(1)的光波导的光损失，求出镜损失，算出镜入射损失为0.6dB，镜出射损失为0.7dB。 

(3)复合化损失 

准备如图10(c-I)和(c-II)所示垂直地砍掉了挠性光电复合布线板50的一方的镜子而形成的波导路长为46mm的样品，测定光电复合基板的光损失。其结果为，如图10(c-I)所示的入射损失和如图(c-II)所示的出射损失都是2.0dB。从该值减去上述(2)测定的入射损失和出射损失，求出由复合化引起的过剩损失，算出入射侧为1.1dB，出射侧为1.0dB。 

合计上述(2)的镜损失和上述(3)的复合化的过剩损失，入射侧光耦合损失和出射侧光耦合损失都为1.7dB。另外，由上述(1)到(3)的光损失合计，即，由光波导损失0.3dB、镜入射损失0.6dB、镜出射损失0.7dB、入射侧复合化损失1.1dB和出射侧复合化损失1.0dB的合计，算出光电复合基板的全体损失为3.7dB，可以说为充分低损失的值。 

光信号传送评价 

如图11所示，在上述制作的光电复合基板50上安装4ch-VCSEL阵列93(AVALON制，AP-A41-0104-0000)和4ch-PD阵列94(Albis制，PDCA04-65)(光元件61)(参照图5(f))，使用脉冲波形发生器(Anritsu制、MP 1758A)和示波器(Hewlett Packard制，HP83480A)，进行光信号传送评价。具体为，以速度10Gbps，驱动VCSLE，观测PD下的受信信号波形(眼孔图样)。得到如图12所示的观测结果，可以确认能够传送光信号。 

另外，以曲率半径1.5mm，将该光元件搭载挠性光电复合基板(光电复合组件60)弯曲360°，同样地进行光信号传送评价，其结果观测到如图13所示的眼孔图样，可以确认能够传送10Gbps的光信号。 

比较例1 

除了在实施例1中，在光波导个片化的工序中(参照图5(b))在光波导两端形成45度镜(参照图4)，粘接其到挠性布线基板上以外，进行与实施例1同样的操作，制成光电复合基板。本比较例中的镜位置偏移量(参照图9)相对于镜子位置定位标记为50μm以上，粘接剂固化后的镜位置偏移大。 

工业上的应用性 

根据本发明，可以简易地进行光电复合基板的制造，且得到的光电复合基板可以高精度地结合受发光元件和光波导，可以得到高的光耦合效率。因此，在电子元件间或布线基板间的高速·高密度信号传送中，以光连接电子元件间或布线基板间的技术，即，光互连时，可以简便且高精度地进行电布线和光布线的复合化。 

Claims (1)

1.一种光电复合基板的制造方法，其特征在于，包括：将光波导和薄片状粘接剂贴合的第1工序；剥离该薄片状粘接剂的支持基材，制作带粘接剂的光波导的第2工序；将该带粘接剂的光波导和电布线基板粘接，制作带光波导的电布线板的第3工序；以及在该带光波导的电布线基板的光波导上形成光路转换镜的第4工序。

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