CN101794003A - 光电混载布线板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种可靠性、特别是连接可靠性较高的光电混载布线板及其制造方法。光电混载布线板(10)具备：挠性布线板(13)；通过挠性布线板相互连接的第一刚性布线板(11)和第二刚性布线板(12)；发光元件(502)和受光元件(501)，该发光元件和受光元件中的一方设置于第一刚性布线板且另一方设置于第二刚性布线板；以及使发光元件和受光元件光耦合的挠性光波导(600)。挠性布线板的一端被装入到第一刚性布线板内且另一端被装入到第二刚性布线板内而被支承，在该装入部分上，这些第一和第二刚性布线板中至少一个的布线与挠性布线板的布线被通路孔连接，由此刚性布线板(11、12)与挠性布线板(13)相互被电连接。

Description

光电混载布线板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备刚挠性布线板和通过设置在该刚挠性布线板上的挠性光波导而相互光学耦合的发光元件以及受光元件的光电混载布线板及其制造方法。
背景技术
以往，作为这种光电混载布线板例如已知有在专利文献1中记载的光电混载布线板。该光电混载布线板大致由两端具有连接器连接部的挠性布线板(FPC基板)、光波导、发光元件以及受光元件构成。发光元件以及受光元件和挠性光波导被安装在挠性布线板上。该光电混载布线板通过连接挠性布线板的连接器连接部和母板等连接器来被电连接在母板等上，由此安装于母板等。
专利文献1：美国专利第7130511B号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，在连接了挠性布线板的连接器连接部和母板等的连接器的情况下，担心在该连接部分产生连接电阻的增加、连接不良，因此，在连接可靠性这一点上具有改善的余地。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种可靠性、特别是连接可靠性较高的光电混载布线板及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的第一观点所涉及的光电混载布线板具备：挠性布线板；通过上述挠性布线板相互被连接的第一刚性布线板以及第二刚性布线板；发光元件以及受光元件，该发光元件以及受光元件中的一方设置在上述第一刚性布线板上且另一方设置在上述第二刚性布线板上；以及使上述发光元件以及上述受光元件光耦合的挠性光波导，其中，上述挠性布线板的至少一端被装入到上述第一刚性布线板内或者上述第二刚性布线板内而被支承，在被装入部分上该第一或者第二刚性布线板的布线与上述挠性布线板的布线被通路孔连接，由此该第一或者第二刚性布线板与上述挠性布线板相互电连接。
本发明的第二观点所涉及的光电混载布线板的制造方法具备以下工序：第一工序，以能够将挠性布线板配置于第一刚性基材和第二刚性基材之间的方式对该第一刚性基材、该第二刚性基材以及该挠性布线板进行位置对准，在该第一刚性基材、该第二刚性基材以及该挠性布线板的两面形成绝缘层；第二工序，在上述第一工序之后，使上述挠性布线板的一部分露出在上述第一刚性基材和上述第二刚性基材之间；以及第三工序，在上述第二工序之后，在通过上述第一工序形成于上述第一刚性基材的上述绝缘层上设置发光元件，在通过上述第一工序形成于上述第二刚性基材的上述绝缘层上设置受光元件，在通过上述第二工序露出的上述挠性布线板的一部分设置光连接上述发光元件以及上述受光元件的挠性光波导。
此外，除了特别规定顺序的工序以外，第一至第三工序的顺序不同。
本发明的第三观点所涉及的光电混载布线板的制造方法具备以下工序：第一工序，将发光元件以及受光元件固定到挠性布线板，其中，该挠性布线板为配置有用于光连接上述发光元件以及上述受光元件的挠性光波导的布线板；第二工序，准备具有粘接层的支承基材，在上述第一工序之后，以能够将上述挠性布线板配置在第一刚性基材和第二刚性基材之间的方式对该第一刚性基材、该第二刚性基材以及该挠性布线板进行位置对准，在上述支承基材的上述粘接层上载置上述第一刚性基材和上述第二刚性基材以及上述挠性布线板；第三工序，在上述第二工序之后，将上述挠性布线板分别固定到上述第一刚性基材以及上述第二刚性基材；第四工序，在上述第三工序之后，去除上述支承基材；第五工序，在上述第四工序之后，在上述第一刚性基材和上述第二刚性基材以及上述挠性布线板的两面形成绝缘层；以及第六工序，在上述第五工序之后，去除上述绝缘层的一部分，使上述挠性布线板的一部分露出在上述第一刚性基材和上述第二刚性基材之间。
此外，除了特别规定顺序的工序以外，第一至第六工序的顺序不同。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种可靠性、特别是连接可靠性较高的光电混载布线板及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的光电混载布线板的截面图。
图2是挠性布线板的截面图。
图3是图1的局部放大图。
图4A是光电混载布线板的俯视图。
图4B是光电混载布线板的俯视图。
图5是表示在本发明的实施方式1所涉及的光电混载布线板的制造方法中从共用于多个产品的材料中切出挠性布线板的工序的图。
图6是表示从共用于多个产品的材料中切出绝缘层的工序的图。
图7是表示从共用于多个产品的材料中切出隔片的工序的图。
图8A是表示制作刚性布线板的芯的工序的图。
图8B是表示制作刚性布线板的芯的工序的图。
图8C是表示制作刚性布线板的芯的工序的图。
图8D是表示制作刚性布线板的芯的工序的图。
图9A是表示在布线板的两面进行层叠的工序的图。
图9B是表示在布线板的两面进行层叠的工序的图。
图9C是表示在布线板的两面进行层叠的工序的图。
图9D是表示在布线板的两面进行层叠的工序的图。
图10A是表示在布线板的单面进一步进行层叠的工序的图。
图10B是表示在布线板的单面进一步进行层叠的工序的图。
图11A是表示使挠性布线板的一部分露出并设置光学部件的工序的图。
图11B是表示使挠性布线板的一部分露出并设置光学部件的工序的图。
图11C是表示使挠性布线板的一部分露出并设置光学部件的工序的图。
图11D是表示使挠性布线板的一部分露出并设置光学部件的工序的图。
图12是本发明的实施方式2所涉及的光电混载布线板的截面图。
图13A是表示将第一刚性基材和第二刚性基材以及挠性布线板载置到支承基材的粘接层上的工序的图。
图13B是表示将第一刚性基材和第二刚性基材以及挠性布线板载置到支承基材的粘接层上的工序的图。
图13C是表示将第一刚性基材和第二刚性基材以及挠性布线板载置到支承基材的粘接层上的工序的图。
图14A是表示对布线板进行层叠的工序的图。
图14B是表示对布线板进行层叠的工序的图。
图14C是表示对布线板进行层叠的工序的图。
图14D是表示对布线板进行层叠的工序的图。
图15A是表示使挠性光波导和挠性布线板的层叠体的一部分露出的工序的图。
图15B是表示使挠性光波导和挠性布线板的层叠体的一部分露出的工序的图。
图15C是表示使挠性光波导和挠性布线板的层叠体的一部分露出的工序的图。
图16A是表示挠性布线板的变形例的截面图。
图16B是表示光电混载布线板的变形例的截面图。
图17是表示光电混载布线板的变形例的截面图。
图18是表示光电混载布线板的变形例的截面图。
图19是表示光电混载布线板的变形例的截面图。
图20A是表示光电混载布线板的变形例的俯视图。
图20B是表示光电混载布线板的变形例的俯视图。
图21A是表示省略了主面一侧的上层通路孔的光电混载布线板的例子的截面图。
图21B是表示在刚性布线板上设置了挠性光波导的光电混载布线板的例子的截面图。
图22是表示通过形成于芯基板的填充通路孔来电连接刚性布线板的布线与挠性布线板的布线的光电混载布线板的例子的截面图。
图23是表示具有在刚性布线板的厚度方向(上下)上错开配置的两个以上的挠性布线板的光电混载布线板的例子的截面图。
图24A是表示并排配置了挠性布线板和挠性光波导的光电混载布线板的例子的图。
图24B是表示并排配置了挠性布线板和挠性光波导的光电混载布线板的例子的图。
图24C是表示以挠性布线板和挠性光波导交叉的方式配置了它们的光电混载布线板的例子的图。
图25A是表示刚性布线板与挠性布线板之间的连接结构的截面图。
图25B是表示刚性布线板与挠性布线板之间的连接结构的变形例的截面图。
图25C是表示刚性布线板与挠性布线板之间的连接结构的变形例的截面图。
附图标记说明
10、20：光电混载布线板；11、12：第一、第二刚性布线板；13：挠性布线板；13b：树脂；110a：通孔(贯通孔)；111、113、115、117：绝缘层；112：刚性基材；112a、112b、120a、120b、124、128：导体图案；112c、114a、114b、116a、116b：通路孔；112d、118a、118b：导体；121、125：层间绝缘层；122、126：通路孔；123、127：导体；131：基材；132、133：导体层；134、135：绝缘膜；141、142：阻焊膜；145、146：焊盘(凸块)；171：支承带(支承基材)；291、292：隔片；501：受光元件；502：发光元件；503：放大器；504：驱动装置；600：挠性光波导；600a：上包层；600b：下包层；600c：芯层；700、700a、700b：模块；701、701a、701b：模制树脂。
具体实施方式
(实施方式1)
对本发明的实施方式1所涉及的光电混载布线板10及其制造方法进行说明。
光电混载布线板10是所谓的积层多层印刷布线板，如图1示出其截面结构那样，大致由第一刚性布线板11和第二刚性布线板12、挠性布线板13以及被安装于第一或者第二刚性布线板11或者12的各种光学部件(受光元件501、发光元件502、受光元件501的放大器503、发光元件502的驱动装置504、挠性光波导600)构成。在此，相互夹持挠性布线板13且平行地相向配置第一刚性布线板11和第二刚性布线板12。第一和第二刚性布线板11和12被配置在挠性布线板13的水平方向上。此外，第一和第二刚性布线板11和12是所谓的母板。详细地说，第一和第二刚性布线板11和12具有充分大小且具备用于安装的连接用端子，以便能够安装多个电子部件。
上述光学部件都被设置在光电混载布线板10的同一面(主面10a和10b中的主面10b)。并且，挠性光波导600由上包层600a、下包层600b以及芯层600c构成。受光元件501和发光元件502通过芯层600c以光学方式连接。通过将上述光学部件设置在同一面(主面10b)，容易进行受光元件501以及发光元件502与挠性光波导600之间的位置对准。此外，挠性光波导600例如由氟化聚酰亚胺树脂构成。但是，并不限于树脂，挠性光波导600例如也可以是玻璃等光纤。
挠性布线板13例如如图2示出其详细结构那样，该挠性布线板13具有由基材131、导体层132以及133、绝缘膜134以及135层叠而成的结构。
基材131由绝缘性挠性板、例如厚度“20～50μm”、期望“30μm”左右厚度的聚酰亚胺板构成。在基材131的表面和背面分别形成有导体层133、132。导体层132以及133例如由具有“5～15μm”左右厚度的条状的铜图案构成。通过这些导体层132以及133，第一以及第二刚性布线板11以及12的电路图案之间相互被电连接。
另一方面，如图1所示，第一以及第二刚性布线板11以及12大致由刚性基材112、分别层叠于刚性基材112的表面和背面的布线层以及绝缘层、覆盖布线板的表面和背面的阻焊膜141以及142构成。详细地说，在这些第一以及第二刚性布线板11以及12的刚性基材112的主面10a侧，依次层叠有导体图案112a、第一绝缘层119a、导体图案120a、层间绝缘层121、导体图案124、层间绝缘层125、导体图案128、阻焊膜141。另一方面，在刚性基材112的主面10b侧，依次层叠有导体图案112b、第二绝缘层119b、导体图案120b、阻焊膜142。
刚性基材112例如由玻璃环氧树脂等刚性绝缘材料构成。并且，刚性基材112例如具有“50～150μm”、期望是“100μm”左右的厚度。该刚性基材112相当于第一以及第二刚性布线板11以及12的芯基板，对第一以及第二刚性布线板11以及12提供刚性。另外，在刚性基材112的表面和背面分别形成有例如由铜构成的导体图案112b、112a。这些导体图案112a以及112b分别在规定的位置与更上层的导体(布线)电连接。另外，在刚性基材112形成有对其两面的导体图案112a以及112b进行相互电连接的通孔(贯通孔)110a。
第一、第二绝缘层119a、119b中的第一绝缘层119a由绝缘层111和绝缘层115构成，第二绝缘层119b由绝缘层113和绝缘层117构成。在此，绝缘层111、113、115、117例如由含有二氧化硅填料或者玻璃填料等无机材料的预浸料构成。尤其期望使用具有低流动特性的低流动性预浸料作为该预浸料。例如能够通过如下方式制作低流动性预浸料：对玻璃纤维布浸渍环氧树脂之后，对树脂进行热固化而预先加快固化度。另外，通过对玻璃纤维布浸渍粘度较高的树脂，或者对玻璃纤维布浸渍含有无机填料(例如二氧化硅填料)的树脂，或者降低玻璃纤维布的树脂浸渍量，也能够制作预浸料。此外，第一、第二绝缘层119a、119b分别具有“50～100μm”的厚度，期望是“50μm”左右的厚度。
第一、第二刚性布线板11、12与挠性布线板13在第一、第二刚性布线板11、12的芯基板(刚性基材112)的部分上相连接。详细地说，通过形成在刚性基材112的两面上的第一以及第二绝缘层119a以及119b分别夹持挠性布线板13的两端，来支承以及固定挠性布线板13。图3放大示出图1中的区域R1(第一刚性布线板11和挠性布线板13之间的接合部分)。此外，第二刚性布线板12和挠性布线板13之间的连接部分的结构与第一刚性布线板11和挠性布线板13之间的连接部分的结构相同，因此，在此，仅详细说明第一刚性布线板11和挠性布线板13之间的连接部分的结构(图3)，省略其它连接部分的详细说明。
如图3所示，在第一刚性布线板11的刚性基材112与第二刚性布线板12的刚性基材112之间，与该第一刚性布线板11的刚性基材112和第二刚性布线板12的刚性基材112并排地配置挠性布线板13。在第一刚性布线板11与挠性布线板13之间的连接部分中，第一以及第二绝缘层119a以及119b分别从表面和背面两侧覆盖刚性基材112的大致整体和挠性布线板13的端部，并且使挠性布线板13的一部分(中央部)露出。
如图4A示出光电混载布线板10的俯视结构那样，在用于由第一以及第二绝缘层119a以及119b夹持挠性布线板13的区域R3内不存在刚性基材112。即，在第一以及第二刚性布线板11以及12中去除了区域R3部分的刚性基材112，从而刚性基材112变得比第一、第二刚性布线板11、12小。在该图4A的例子中，将第一以及第二刚性布线板11以及12的宽度方向(与这些刚性布线板的连接方向正交的方向)的整个区域设为区域R3。其中，区域R3的位置以及形状并不限于此，是任意的，例如，如图4B所示，也可以选择性地去除被装入了挠性布线板13的部分的刚性基材112，形成凹部11a、12a，并将该部分设为区域R3。
如图3所示，在由刚性基材112、挠性布线板13、绝缘层111以及113分隔的空间(这些部件之间的空隙R2)内填充有树脂13b。树脂13b是例如在制造时从构成绝缘层111以及113的低流动性预浸料中渗出的树脂，该树脂13b与绝缘层111以及113被固化成一体。
在第一以及第二绝缘层119a以及119b中，在分别与挠性布线板13的导体层132以及133的连接焊盘13a相向的各部分形成有通路孔(接触孔)114a、116a。通路孔114a以及116a分别贯通挠性布线板13的绝缘膜134以及135，使由导体层132、133构成的各连接焊盘13a露出。
对通路孔114a、116a分别填充例如由铜构成的导体118a、118b，导体118a、118b分别与导体层132、133的各连接焊盘13a相连接。并且，在第一、第二绝缘层119a、119b的各表面分别形成有与导体118a、118b电连接的导体图案120a、120b(相当于布线)。这些导体图案120a以及120b例如分别由铜镀层构成。
在光电混载布线板10的主面10a(图1)侧进一步形成有上层的布线(导体图案124以及128)。即，不仅在绝缘层115上，在其上的导体图案120a上也进一步层叠有层间绝缘层121。并且，在层间绝缘层121上形成有与导体图案120a相连接的通路孔122，例如填充有由铜构成的导体123。在层间绝缘层121的表面形成有导体图案124，并与导体123电连接。另外，在其上进一步层叠有层间绝缘层125。并且，在层间绝缘层125上形成有与导体图案124相连接的通路孔126，例如填充有由铜构成的导体127。在层间绝缘层125的表面形成导体图案128，并与导体127电连接。这样，在刚性基材112的主面10b侧形成有在规定的位置被电连接的两层布线(导体图案112b以及120b)，在刚性基材112的主面10a侧形成有在规定的位置被电连接的四层布线(导体图案112a、120a、124以及128)。
这样，在本实施方式所涉及的光电混载布线板10中，挠性布线板13被安装(嵌入)到第一、第二刚性布线板11、12，通过该装入部分(被嵌入的部分)，挠性布线板13分别与各刚性布线板电连接(参照图3)。第一、第二刚性布线板11、12与挠性布线板13不是通过连接器而是通过通路孔连接来被电连接，因此，即使在因落下等而受到冲击的情况下，也不会因连接器脱落而产生接触不良。另外，与连接器连接相比，能够降低连接电阻。从而，其结果是能够降低噪声、传输滞后。
另外，挠性布线板13的一部分被嵌入到第一、第二刚性布线板11、12，由此挠性布线板13与第一、第二刚性布线板11、12电连接的位置的表面和背面两面被第一、第二刚性布线板11、12粘接以及加强。因此，即使在光电混载布线板10因落下而受到冲击的情况下，或者在温度环境发生变化，由于第一、第二刚性布线板11、12与挠性布线板13之间的CTE(热线膨胀率)的差而产生应力的情况下，也能够确保挠性布线板13与第一、第二刚性布线板11、12之间的电连接。
在意味着光电混载布线板10与连接器连接的基板相比，具有可靠性更高的电连接。
另外，用挠性布线板13进行连接，因此第一以及第二刚性布线板11以及12的连接不需要连接器、夹具。由此，能够降低制造成本等。
另外，将挠性布线板13的端部嵌入到第一、第二刚性布线板11、12，由此不用大幅改变第一以及第二刚性布线板11以及12的设计，就能够使第一以及第二刚性布线板11以及12相互电连接。而且，在布线板内部进行连接，因此与在布线板表面进行连接器连接的情况相比，在布线板表面确保较大的安装区域，能够安装更多的电子部件。
另外，挠性布线板13的导体层132、133与第一、第二刚性布线板11、12的导体图案(布线图案)120a、120b通过锥形状的填充通路孔相连接，由此承受落下等的冲击的部分为整个通路孔，与通孔连接、保形通路孔连接相比，不容易产生裂纹。
如图1所示，在光电混载布线板10的表面和背面的阻焊膜141、142的规定的位置处形成有规定数量的孔143、144。并且，在各个孔143、144上分别形成有例如由金等导电性材料构成的焊盘(凸块)145、146。上述各种光学部件中的受光元件501以及其放大器503被安装于第一刚性布线板11的主面10b的焊盘146，并且发光元件502以及其驱动装置504被安装于第二刚性布线板12的主面10b的焊盘146。另外，挠性光波导600被配置在受光元件501和发光元件502之间，例如通过粘接剂等被固定在挠性布线板13上(主面10b侧)。
在光电混载布线板10的主面10b中，在与放大器503相比更靠近第二刚性布线板12侧的位置处设置受光元件501，在与驱动装置504相比更靠近第一刚性布线板11侧的位置处设置发光元件502。这些受光元件501以及发光元件502隔着挠性光波导600相对置。挠性光波导600在受光元件501和发光元件502之间，具有芯层600c，使受光元件501和发光元件502光耦合。即，发光元件502被驱动装置504驱动而发出激光，从发光元件502发出的光通过芯层600c后被受光元件501接收。然后，由受光元件501制作(光-电转换)与接收到的光的规定参数(例如光量)相应的电信号，该电信号在放大器503中被放大。第一、第二刚性布线板11、12以及挠性布线板13除了承担上述光学部件之间的通信以外，还能够承担这些光学部件与连接于第一或者第二刚性布线板11或者12的其它电子部件(CPU等运算电路、信号处理电路等)之间的通信等。另外，焊盘145根据需要可以使用于对光电混载布线板10安装其它电子部件或者将光电混载布线板10安装到其它母板等。
在挠性布线板13的中央部没有形成层间绝缘层，因此挠性布线板13能够与挠性光波导600一起向其表面和背面(层叠方向)弯曲。这种特征有益于将光电混载布线板10配置到较窄空间内的情况下等。
在制造光电混载布线板10时，首先制造挠性布线板13。具体而言，在加工成规定尺寸的由聚酰亚胺构成的基材131的两面形成铜膜。接着，通过对铜膜进行图案成形来形成导体层132以及133。然后，以层叠的方式在导体层132、133的各表面分别形成例如由聚酰亚胺构成的绝缘膜134、135。
经过这样的一系列工序，完成具有之前图2示出的层叠结构的挠性布线板13。然后，如图5所示，例如利用激光等来将该挠性布线板13切割(cut)成规定大小以及形状，由此得到具有规定大小且规定形状的挠性布线板13。
接着，将这样制作出的挠性布线板13分别与第一、第二布线板11、12进行接合。在接合该挠性布线板13和第一、第二刚性布线板11、12时，例如如图6所示，例如利用激光等来切割共用于多个产品的绝缘基材100，准备规定大小的绝缘层111以及113。另外，例如如图7所示，例如利用激光等来切割共用于多个产品的隔板200，准备规定大小的隔片291以及292。此外，隔片291以及292例如由固化的预浸料或者聚酰亚胺膜等构成。将隔片291、292的厚度分别设定为与绝缘层111、113的厚度相同程度。
另外，制作成为第一以及第二刚性布线板11以及12的芯的刚性基材112。例如如图8A所示，准备两面覆铜层压板，该两面覆铜层压板是例如在由玻璃环氧树脂等刚性绝缘材料构成的板材110的两面(表面和背面)分别层压例如厚度“18μm”的铜箔111b、111a而形成。然后，如图8B所示，例如利用钻头或者激光在规定的位置形成(穿设)通孔110a。接着，例如如图8C所示，通过进行镀铜(无电解度以及电解镀)，在铜箔111a、111b上进一步形成铜膜，在使各铜膜厚膜化之后，例如经过规定的光刻工序(前处理、层压、曝光、显影、蚀刻、剥膜、内层检查等)来对各铜膜进行图案成形。这样，得到导体图案112a、112b。接着，如图8D所示，例如利用激光等来去除晶圆的规定部分，从而得到表面和背面具有导体图案112b、112a的刚性基材112。之后，对这样制作出的刚性基材112的导体图案表面进行处理来形成粗糙面。
接着，对在图5、图6以及图8A～图8D的工序中切割得到的绝缘层111、113、刚性基材112、以及挠性布线板13进行位置对准，例如如图9A示出那样进行配置。此时，以挠性布线板13的各端部被夹入到绝缘层111以及113之间的方式进行位置对准。
接着，在这样进行了位置对准的状态下，对该结构体进行加压。此时，从构成绝缘层111以及113的各预浸料中分别挤出树脂13b，如之前的图3示出那样，利用该树脂13b来填充刚性基材112与挠性布线板13之间的空隙R2。这样，通过将树脂13b填充到空隙R2来可靠地粘接挠性布线板13和刚性基材112。例如使用液压装置在温度摄氏“200度”、压力“40kgf”、加压时间“3hr”左右的条件下进行这种加压。
接着，通过对整体进行加热等，使构成绝缘层111以及113的预浸料固化并使其成为一体。这样，通过树脂13b聚合来利用树脂13b固定导体118a以及118b(在以后工序中形成)的周围，从而提高导体118a与导体层132(或者导体118b与导体层133)的各连接部位的连接可靠性。
接着，例如如图9B所示，在第一刚性布线板11和第二刚性布线板12之间露出的挠性布线板13的两面分别与绝缘层111、113并排地配置在图7的工序中切割得到的隔片291、292。并且，在其外侧(分别在表面和背面)配置例如由预浸料构成的绝缘层115、117，在绝缘层115、117的外侧进一步配置例如由铜箔构成的导体膜161、162。例如利用粘接剂来固定隔片291以及292。通过设置这样的隔片291以及292，能够防止或者抑制镀液渗入到挠性布线板13的表面和背面的空隙而铜箔被损坏等问题。
接着，在这样进行了位置对准的状态下，例如使用液压装置来对该结构体进行加压。然后，根据需要进行加热处理。由此，形成第一以及第二绝缘层119a以及119b。
接着，例如在规定的前处理之后，例如通过从CO2激光加工装置照射CO2激光，来如图9C示出那样，形成用于分别连接挠性布线板13的导体层132、133(图3)和第一、第二刚性布线板11、12的通路孔114a和116a、以及作为层间连接的通路孔114b和116b。
接着，在进行去沾污(沾污去除)、软蚀刻之后，通过PN镀(例如化学镀铜以及电镀铜)来在整个结构体的表面实施镀铜。通过该镀铜得到的铜和已有导体膜161、162成为一体，也包括通路孔内在内，在整个基板的表面形成铜膜。此时，挠性布线板13被导体膜161以及162所覆盖，不会直接接触镀液。因而，挠性布线板13不会因镀液而受到损伤。
之后，例如经过规定的光刻工序(前处理、层压、曝光、显影、蚀刻、剥膜、内层检查等)来对基板表面的铜膜进行图案成形。由此，如图9D所示，形成分别与挠性布线板13的导体层132、133连接的导体118a、118b以及导体图案120a、120b(参照图3)。此时，在隔片291、292的上方分别残留导体膜120c、120d。之后，对铜箔表面进行处理来形成粗糙面。此外，关于导体118a、118b、导体图案120a、120b以及导体膜120c、120d，还能够通过用图案成形后的抗镀层覆盖其形成面并且对其没有镀层的部分选择性地进行电解镀的方法即所谓的半加成(SAP：SemiAdditive Process)法来进行。
接着，例如如图10A所示，在结构体的主面一侧(图1的主面10b侧)形成保护膜163，在该单面被保护膜163覆盖的状态下，经过与图9B～图9D的工序相同的工序，仅在另一侧(主面10a侧)的面进一步形成上层的布线层(布线层和层间绝缘层以及层间连接等)。即，例如通过加压来例如使由预浸料构成的层间绝缘层121固化并使其成为一体。接着，例如通过激光加工来在层间绝缘层121形成通路孔122，例如通过PN镀(例如化学铜镀以及电铜镀)来填充例如由铜构成的导体123，并且使层间绝缘层121表面的导体膜厚膜化。之后，对该表面的导体膜进行图案成形，例如形成由铜构成的导体图案124。进一步，经过相同的工序，形成例如由预浸料构成的层间绝缘层125、通路孔126、例如由铜构成的导体127、例如由铜构成的导体图案128。之后，剥离保护膜163。由此，在刚性基材112的主面一侧(图1的主面10b侧)形成在规定的位置处电连接的两层布线(导体图案112b以及120b)，在另一侧(主面10a侧)形成在规定的位置处电连接的四层布线(导体图案112a、120a、124以及128)。
接着，如图10B所示，例如通过丝网印刷，在结构体的表面和背面分别形成阻焊膜142、141。接着，如图11A所示，经过规定的光刻工序，对阻焊膜141以及142进行图案成形(形成孔143以及144)，使各焊盘(导体图案120b、128)露出在结构体的表面和背面。此外，也能够使用激光来形成孔143以及144。
之后，例如进行加热等来使进行了图案成形的阻焊膜141以及142固化。并且，如该图11A所示，例如通过激光加工，在隔片292的各端部形成从表面(主面10a侧)至挠性布线板13的激光切割部147a、147b。然后，如图11B所示，通过激光切割部147a、147b来进行分离，以从挠性布线板13剥离的方式去除由隔片292和该隔片292上层的层叠物构成的结构体301。此时，由于配置有隔片292，因此容易分离。
接着，对隔片291的端部(参照图11B中的虚线)等也同样地进行开孔以及外形加工，如图11C所示，以从挠性布线板13剥离的方式去除由隔片291和该隔片291上层的层叠物构成的结构体302。此时，由于配置有隔片291，因此容易分离。这样，通过使挠性布线板13的中央部露出，在挠性布线板13的表面和背面(层叠方向)形成用于挠性布线板13弯曲(弯折)的空间。由此，能够将光电混载布线板10在其挠性布线板13的部分进行弯折等。
接着，如图11D所示，例如通过化学镀金来在阻焊膜141、142的孔143、144上分别形成焊盘145、146。并且，在设置于布线板的同一面(图1的主面10b)的焊盘146上安装受光元件501、发光元件502、受光元件501的放大器503以及发光元件502的驱动装置504。另外，在挠性布线板13上(主面10b侧)设置挠性光波导600，并且例如利用粘接剂来固定。由此，在受光元件501与发光元件502之间设置挠性光波导600，受光元件501与发光元件502通过芯层600c而光耦合。
之后，经过外形加工、翘曲调整、通电检查、外观检查以及最终检查，完成之前的图1示出的光电混载布线板10。
根据上述制造方法，能够很好地制造连接可靠性较高的光电混载布线板10。
(实施方式2)
以与上述实施方式1之间的不同点为中心来对本发明的实施方式2所涉及的光电混载布线板20及其制造方法进行说明。此外，在此，对与上述图1等示出的要素相同的要素分别标上相同的附图标记，方便起见，省略对已经说明的共用部分即说明所重复的部分的说明。
光电混载布线板20也与实施方式1的光电混载布线板10同样地是所谓积层多层印刷布线板。光电混载布线板20如图12示出其截面结构那样，大致由第一刚性布线板11以及第二刚性布线板12、挠性布线板13、安装于第一或者第二刚性布线板11或者12的各种光学部件(受光元件501、发光元件502、受光元件501的放大器503、发光元件502的驱动装置504、挠性光波导600)构成。其中，在该光电混载布线板20中，受光元件501、发光元件502、放大器503以及驱动装置504被内置在第一或者第二刚性布线板11或者12内。详细地说，挠性布线板13例如利用模制树脂701，与受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504以及挠性光波导600成为一体而构成模块700。并且，第一刚性布线板11以及第二刚性布线板12通过第一绝缘层119a以及第二绝缘层119b来夹持并支承模块700的端部，其中，该模块700包括挠性布线板13和挠性光波导600被重叠的部分。模块700中的受光元件501、发光元件502、放大器503以及驱动装置504被容纳到第一或者第二刚性布线板11或者12内，挠性光波导600在主面10b露出。
挠性布线板13与第一、第二刚性布线板11、12在主面10a、10b侧电连接。在挠性布线板13的主面10a侧，导体118a与导体层132相互电连接或者物理连接，在主面10b侧，导体118b与导体层133在相互电连接或者物理连接(参照图3)。
在模块700中，受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504以及挠性光波导600被安装于挠性布线板13的同一面(主面10b侧)。并且，挠性光波导600在受光元件501与发光元件502之间具有芯层600c。受光元件501与发光元件502通过芯层600c被光耦合。在此，关于受光元件501、发光元件502、放大器503以及驱动装置504，将各自的电极端子作为主面10b侧(与挠性布线板13相反方向)进行安装，通过形成在电极端子上的通路孔116a来分别与第一、第二刚性布线板11、12电连接。
在制造这种光电混载布线板20时，首先，通过与之前图5示出的工序相同的工序来制作挠性布线板13，在该挠性布线板13上安装上述光学部件(受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504以及挠性光波导600)。例如利用粘接剂来固定受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504以及挠性光波导600。由此，在挠性布线板13的中央部形成挠性布线板13与挠性光波导600的层叠体。
接着，如图13A所示，例如准备单面涂覆有粘接剂的UV带等支承带171(相当于支承基材)。接着，如图13B所示，在涂覆有该粘接剂的一面(相当于粘接层)上载置安装有上述光学部件的挠性布线板13。由此，利用粘接剂将挠性布线板13固定在支承带171上。此外，支承带171是任意的，也可以是其它粘接带。
接着，通过与图8A～图8D的工序相同的工序，与挠性布线板13并排地将形成有通孔(贯通孔)110a和导体图案112a以及112b的刚性基材112载置在支承带171上。该刚性基材112以挠性布线板13被夹持在第一刚性布线板11的刚性基材112(第一刚性基材)和第二刚性布线板12的刚性基材112(第二刚性基材)之间的方式被位置对准并被配置。由此，通过粘接剂第一以及第二刚性布线板11以及12的刚性基材112也被固定在支承带171上。
接着，利用模制树脂701来对挠性布线板13以及设置在该挠性布线板13上的各种光学部件进行密封。由此，挠性布线板13、受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504以及挠性光波导600成为一体(模块化)而成为模块700。另外，通过模制树脂701，挠性布线板13被固定在第一刚性布线板11的刚性基材112和第二刚性布线板12的刚性基材112两者上。之后，去除支承带171。
接着，例如如图14A所示，以覆盖该结构体的中央以外的部分的方式配置绝缘层111、113。另外，在这些绝缘层111、113之间的露出模块700的部分配置在与图7的工序相同的工序中切割出的隔片291、292。并且，在其外侧(分别在表面和背面)配置例如由预浸料构成的绝缘层115、117，在其外侧上进一步配置例如由铜箔构成的导体膜161、162。例如利用粘接剂来固定隔片291以及292。通过设置这样的隔片291以及292，能够防止或者抑制镀液渗入到挠性布线板13的表面和背面的空隙而铜箔被损坏等问题。
接着，在这样进行了位置对准的状态下，对该结构体进行加压。此时，从构成绝缘层111以及113的各预浸料分别挤出树脂，利用该树脂来填充刚性基材112与挠性布线板13之间的间隙。这样，通过将树脂填充到空隙来可靠地粘接挠性布线板13和刚性基材112。例如使用液压装置在温度摄氏“200度”、压力“40kgf”、加压时间“3hr”左右的条件下进行这种加压。
接着，对整体进行加热等来使构成绝缘层111、113、115以及117的预浸料固化。由此，形成第一以及第二绝缘层119a以及119b。
接着，如图14B所示，例如通过与之前示出的图9C以及图9D的工序相同的工序来形成通路孔114a、114b、116a、116b、导体118a、118b、导体图案120a、120b以及导体膜120c、120d。
接着，如图14C所示，例如通过与之前示出的图9C以及图9D的工序相同的工序，在结构体的主面一侧(图12的主面10b侧)形成保护膜，在该单面被保护膜覆盖的状态下，经过与图9B～图9D的工序相同的工序，仅在另一侧(主面10a侧)的面进一步形成上层的布线层(布线层和层间绝缘层以及层间连接等)。由此，在刚性基材112的主面一侧(主面10a侧)分别形成在规定的位置处电连接的四层布线(导体图案112a、120a、124以及128)。
接着，如图14D所示，例如通过丝网印刷，在结构体的表面和背面分别形成阻焊膜142、141。接着，如图15A所示，经过规定的光刻工序来对阻焊膜141以及142进行图案成形(形成孔143以及144)，使各焊盘(导体图案120b、128)露出到结构体的表面和背面。之后，例如进行加热等来使进行了图案成形的阻焊膜141以及142固化。并且，如该图15A所示，例如通过激光加工，在隔片292的各端部形成从表面至挠性布线板13的激光切割部147a、147b、147c、147d。然后，如图15B所示，用激光切割部147a、147b、147c、147d来进行分离，以从挠性布线板13剥离的方式去除由隔片292和该隔片292上层的层叠物构成的结构体301以及由隔片291和该隔片291上层的层叠物构成的结构体302。此时，由于配置有隔片291以及292，因此容易分离。
通过使模块700的中央部(挠性布线板13以及挠性光波导600重叠的部分)露出，由此在其表面和背面(层叠方向)上形成用于挠性布线板13以及挠性光波导600(相当于挠性部分)弯曲(弯折)的空间。由此，能够将光电混载布线板10在其露出部分上进行弯折等。
接着，如图15C所示，例如通过化学镀金来在阻焊膜141、142的孔143、144上分别形成焊盘145、146。这些焊盘145以及146可以根据需要使用于其它电子部件的安装或者向其它母板的安装等。
之后，经过外形加工、翘曲调整、通电检查、外观检查以及最终检查，完成之前图12示出的光电混载布线板20。
此外，本发明并不限于上述各实施方式，例如也可以如下那样进行变更并实施。
关于实施方式2的光电混载布线板20，也可以将光元件(受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504)的电极作为主面10a侧(挠性布线板13的方向)来进行安装。例如如图16A所示，也可以在挠性布线板13上设置由导体层133构成的焊盘133a，在绝缘层135上形成露出焊盘133a的开口部136之后，在焊盘133a上形成焊锡等的凸块137。通过使用这样的挠性布线板13能够制造图16B示出那样的光电混载布线板20。
在上述实施方式2中，将安装于挠性布线板13的各种光学部件形成为一体(模块化)。但是，并不限于此，例如如图17所示，也可以与挠性布线板13分开地，利用模制树脂701a、701b来分别对受光元件501以及放大器503、发光元件502以及驱动装置504进行密封，将密封后的模块700a、700b嵌入到各刚性布线板内。在该图17的例子中，利用模制树脂701a、701b来将模块700a(包括受光元件501)固定到挠性布线板13与挠性光波导600的层叠体的一端，将模块700b(包括发光元件502)固定到另一端。另外，该层叠体的端部、即挠性布线板13与挠性光波导600重叠的部分被第一绝缘层119a以及第二绝缘层119b夹持而被支承。即使通过这种结构，也能够将挠性布线板13以及挠性光波导600很好地固定到第一、第二刚性布线板11、12内部。并且，能够对内置在各刚性布线板内的受光元件501以及发光元件502提供芯层600c来使两者光耦合。并且，还能够得到利用通路孔连接的上述效果。
另外，如图18所示，还能够将受光元件501以及发光元件502分别安装在第一、第二刚性布线板11、12的内部，将放大器503、驱动装置504分别安装在第一、第二刚性布线板11、12的表面。并且，如图19所示，还能够使用两面具备电极的光元件。在这种情况下，光元件通过焊锡凸块等的倒装法连接与挠性布线板13相连接，通过通路孔连接与第一、第二刚性布线板11、12相连接。
另外，即使是这种结构，区域R3(第一以及第二绝缘层119a以及119b用于夹持挠性布线板13的区域)的位置以及形状也是任意的。即，例如如图20A所示，也可以将第一以及第二刚性布线板11以及12的宽度方向的整个区域设为区域R3。另外，例如如图20B所示，也可以选择性地去除刚性基材112的装入挠性布线板13等的部分，形成凹部11a、12a，并将该部分设为区域R3。
如图21A所示，也可以省略主面一侧(例如主面10b侧)的上层通路孔。在该图21A的例子中，第一以及第二刚性布线板11以及12利用第一绝缘层119a以及阻焊膜142(相当于第二绝缘层)来夹持并支承挠性布线板13的端部。另外，挠性光波导600通过粘接剂被粘贴在挠性布线板13的正上方。另一方面，如图21B所示，挠性光波导600也可以被粘贴在第一以及第二刚性布线板11以及12上。
如图22所示，也可以在刚性基材112(芯基板)形成通路孔112c，将导体112d填充到该通路孔112c，由此形成填充通路孔，通过该填充通路孔来电连接第一、第二刚性布线板11、12的布线与挠性布线板13的布线。
也可以设为多个挠性布线板13分别与各刚性布线板在该刚性布线板的厚度方向(上下)上错开连接的结构。例如如图23所示，也可以设为如下结构：两个挠性布线板13被配置成隔着规定的间隔在上下方向上被重叠，其一端与第一刚性布线板11相连接，另一端与第二刚性布线板12相连接。如果是这种结构，则能够在光电混载布线板的两面(主面10a以及10b)分别设置各种光学部件(受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504、挠性光波导600)。两个挠性布线板13的各端部在第一、第二刚性布线板11、12中分别被第一绝缘层119a以及共用的第二绝缘层119b夹持而被支承。
也可以在横方向(与厚度方向正交的方向)错开且并列地配置挠性布线板13和挠性光波导600。在这种情况下，例如如图24A所示，可以仅将挠性布线板13装入到第一以及第二刚性布线板11以及12，将挠性光波导600粘贴到第一以及第二刚性布线板11以及12。另外，如图24B所示，也可以将光元件(受光元件501、发光元件502、放大器503、驱动装置504)内置到第一、第二刚性布线板11、12，将挠性布线板13以及挠性光波导600两者都装入到第一以及第二刚性布线板11以及12。
并且，如图24C所示，也可以将挠性布线板13和挠性光波导600配置成相互交叉。
如图25A所示，在上述实施方式中，通过填充通路孔来分别电连接第一、第二刚性布线板11、12与挠性布线板13(参照图3)。但是，并不限于此，例如如图25B所示，也可以通过填充有绝缘材料(绝缘树脂)118c的保形通路孔来连接两个布线板。另外，例如如图25C所示，也可以通过填充有绝缘材料(绝缘树脂)118c的通孔来连接两个布线板。通常，与通孔相比保形通路孔更耐冲击等而不容易产生裂纹等，另外，与保形通路孔相比填充通路孔更耐冲击等而不容易产生裂纹等。此外，也可以在上述保形通路孔内或者通孔内填充导电树脂。
受光元件501、发光元件502、放大器503以及驱动装置504的连接方法并不限于倒装法连接，而是任意的，例如也可以是引线接合、镀通孔连接等。另外，电极、布线的材质等也是任意的。例如也可以通过ACF(Anisotropic Conductive Film：异方性导电膜)连接或者Au-Au连接来相互电连接两个布线板。
在上述实施方式中，能够任意地改变各层的材质、尺寸、层数等。例如代替预浸料(绝缘层111、113、115以及117等)，也能够使用RCF(Resin Coated copper Foil：涂树脂铜箔)。
上述实施方式及其变形例等能够进行组合。
以上，说明了本发明的实施方式，但是应该理解为因设计上的方便或其它要素所需的各种修改、组合包含于“权利要求”所记载的发明、与“具体实施方式”所记载的具体例对应的发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的光电混载布线板适合于电子部件等的电路。另外，本发明的光电混载布线板的制造方法适合于光电混载布线板的制造。

Claims (17)

1.一种光电混载布线板，其特征在于，具备：
挠性布线板；
通过上述挠性布线板相互被连接的第一刚性布线板以及第二刚性布线板；
发光元件以及受光元件，该发光元件以及受光元件中的一方设置于上述第一刚性布线板且另一方设置于上述第二刚性布线板；以及
使上述发光元件以及上述受光元件光耦合的挠性光波导，
其中，上述挠性布线板的至少一端被装入到上述第一刚性布线板内或者上述第二刚性布线板内而被支承，在被装入部分上该第一刚性布线板或者第二刚性布线板的布线与上述挠性布线板的布线被通路孔连接，由此该第一刚性布线板或者第二刚性布线板与上述挠性布线板相互被电连接。
2.根据权利要求1所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述挠性光波导设置在上述挠性布线板上。
3.根据权利要求1所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述挠性光波导的至少一侧端部设置在上述第一刚性布线板或者上述第二刚性布线板上。
4.根据权利要求1所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述第一刚性布线板以及上述第二刚性布线板中的至少一个具有由刚性基材构成的芯基板和形成在该芯基板的表面和背面上的第一绝缘层以及第二绝缘层，由上述第一绝缘层以及上述第二绝缘层来夹持并支承上述挠性布线板的端部。
5.根据权利要求4所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述第一绝缘层以及上述第二绝缘层分别是预浸料、涂树脂铜箔或者阻焊膜。
6.根据权利要求4所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述第一刚性布线板以及上述第二刚性布线板中的至少一个通过上述第一绝缘层以及上述第二绝缘层来夹持并支承上述挠性布线板的端部中的上述挠性布线板和上述挠性光波导被重叠的部分。
7.根据权利要求6所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述发光元件以及上述受光元件分别内置在上述第一刚性布线板或者上述第二刚性布线板内。
8.根据权利要求1所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述挠性布线板与上述发光元件、上述受光元件以及上述挠性光波导形成为一体而构成模块，
上述第一刚性布线板以及上述第二刚性布线板中的至少一个具有由刚性基材构成的芯基板和形成在该芯基板的表面和背面上的第一绝缘层以及第二绝缘层，由上述第一绝缘层以及上述第二绝缘层夹持并支承上述模块的端部。
9.根据权利要求8所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述模块的挠性部分露出在上述第一刚性布线板以及上述第二刚性布线板之间。
10.根据权利要求8所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述发光元件以及上述受光元件分别内置在上述第一刚性布线板或者上述第二刚性布线板内。
11.根据权利要求8所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述第一绝缘层以及上述第二绝缘层分别是预浸料、涂树脂铜箔或者阻焊膜。
12.根据权利要求1所述的光电混载布线板，其特征在于，
上述第一刚性布线板以及上述第二刚性布线板中的至少一个具有由刚性基材构成的芯基板，通过形成于该芯基板的通路孔来电连接具有上述芯基板的刚性布线板的布线与上述挠性布线板的布线。
13.根据权利要求12所述的光电混载布线板，其特征在于，
形成在上述芯基板上的通路孔是填充通路孔。
14.一种光电混载布线板的制造方法，其特征在于，具备以下工序：
第一工序，以能够将挠性布线板配置于第一刚性基材和第二刚性基材之间的方式对该第一刚性基材、该第二刚性基材以及该挠性布线板进行位置对准，并在该第一刚性基材、该第二刚性基材以及该挠性布线板的两面形成绝缘层；
第二工序，在上述第一工序之后，使上述挠性布线板的一部分露出在上述第一刚性基材和上述第二刚性基材之间；以及
第三工序，在上述第二工序之后，在通过上述第一工序形成于上述第一刚性基材上的上述绝缘层上设置发光元件，在通过上述第一工序形成于上述第二刚性基材上的上述绝缘层上设置受光元件，在通过上述第二工序露出的上述挠性布线板的一部分上设置光连接上述发光元件以及上述受光元件的挠性光波导。
15.一种光电混载布线板的制造方法，其特征在于，具备以下工序：
第一工序，将发光元件以及受光元件固定到挠性布线板上，其中，该挠性布线板为配置有用于光连接上述发光元件以及上述受光元件的挠性光波导的布线板；
第二工序，准备具有粘接层的支承基材，在上述第一工序之后，以能够将上述挠性布线板配置于第一刚性基材和第二刚性基材之间的方式对该第一刚性基材、该第二刚性基材以及该挠性布线板进行位置对准，在上述支承基材的上述粘接层上载置上述第一刚性基材以及上述第二刚性基材和上述挠性布线板；
第三工序，在上述第二工序之后，将上述挠性布线板分别固定到上述第一刚性基材以及上述第二刚性基材；
第四工序，在上述第三工序之后，去除上述支承基材；
第五工序，在上述第四工序之后，在上述第一刚性基材以及上述第二刚性基材和上述挠性布线板的两面形成绝缘层；以及
第六工序，在上述第五工序之后，去除上述绝缘层的一部分，使上述挠性布线板的一部分露出在上述第一刚性基材和上述第二刚性基材之间。
16.根据权利要求15所述的光电混载布线板的制造方法，其特征在于，
在上述第一工序中，将上述发光元件以及上述受光元件和上述挠性光波导安装到上述挠性布线板的同一面上。
17.根据权利要求15所述的光电混载布线板的制造方法，其特征在于，
在上述第一工序中，将上述发光元件固定到上述挠性布线板的一端，将上述受光元件固定到上述挠性布线板的另一端。
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