CN103809237B - 光电混载基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够大幅度降低作用于弯曲部分的应力的光电混载基板。该光电混载基板包括：电路基板（E），其在绝缘层（1）的表面上形成有电布线（2）和覆盖该电布线（2）而保护该电布线（2）的绝缘性的布线覆盖层（3）；以及光波导路（W），其在第1包层（6）的表面图案形成有芯（7）且该芯（7）被第2包层（8）覆盖，该光电混载基板使上述电路基板（E）和上述光波导路（W）在上述第1包层（6）接触于上述绝缘层（1）的背面的状态下层叠起来，其中，该光电混载基板的一部分被设定为预定弯曲部，在该预定弯曲部中，上述布线覆盖层（3）和上述光波导路（W）以不重叠的状态配置。

Description

光电混载基板
技术领域
本发明涉及一种将电路基板和光波导路层叠而成的光电混载基板。
背景技术
在最近的电子设备等中，随着传输信息量的增加，除了采用电布线以外，还采用光布线。作为这样的电子设备，例如，提出有一种图7所示那样的光电混载基板（例如，参照专利文献1）。该光电混载基板是通过在电路基板E0的挠性基板51的背面（与电布线52的形成面相反的那一侧的面）层叠由环氧树脂等构成的光波导路（光布线）W0（下包层56、芯57以及上包层58）而形成的，其中，该电路基板E0是通过在绝缘性的挠性基板（绝缘层）51的表面上形成电布线52和用于覆盖该电布线52来保护该电布线52的绝缘性的覆盖层（布线覆盖层）53而构成的电路基板。由于电路基板E0和光波导路W0均较薄，因此，该光电混载基板具有挠性，该光电混载基板能够与最近的电子设备等的小形化相对应地以弯曲后的状态使用在小空间内或使用在铰链部等可动部等。
专利文献1：国际公开第2010/058476号
通常，在上述光电混载基板中，用于覆盖电布线52而保护电布线52的覆盖层53与光波导路W0以重叠（在图7中，沿上下方向重叠）的状态配置。因此，上述光电混载基板的厚度为电路基板E0的厚度与光波导路W0的厚度的合计厚度，当使这样的光电混载基板弯曲时，因该光电混载基板的厚度而在其弯曲部分上作用有应力。其结果，有可能在弯曲部分产生断裂、裂纹而不能适当地进行信息传递。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于提供一种能够大幅度降低作用于弯曲部分的应力的光电混载基板。
为了达到上述目的，本发明的光电混载基板采用如下结构：该光电混载基板包括：电路基板，其在绝缘层的表面上形成有电布线和覆盖该电布线而保护该电布线的绝缘性的布线覆盖层；以及光波导路，其在包层的表面图案形成有芯，该光电混载基板使上述电路基板和上述光波导路层叠以上述包层接触于上述绝缘层的背面的状态层叠起来，其中，该光电混载基板的一部分被设定为预定弯曲部，在该预定弯曲部中，上述布线覆盖层和上述光波导路以不重叠的状态配置。
在本发明的光电混载基板中，由于布线覆盖层和光波导路在预定弯曲部中以不重叠的状态配置，因此，光电混载基板在该预定弯曲部处的厚度薄于电路基板的厚度和光波导路的厚度的合计厚度。因此，即使使光电混载基板在上述预定弯曲部弯曲，也能够大幅度降低作用于其弯曲部分的应力，在该弯曲部分不会产生断裂、裂纹，能够适当地进行信息传递。
即，在光电混载基板弯曲后的状态下的弯曲部分的厚度TA相对于电路基板的厚度TE和光波导路的厚度TW满足下述式（1）的情况下，能够大幅度降低作用于该弯曲部分的应力，在该弯曲部分不会产生断裂、裂纹，能够适当地进行信息传递。
数学式1
TA<TE+TW......（1）
附图说明
图1是示意性表示本发明的光电混载基板的第1实施方式的立体图。
图2的（a）～图2的（e）是示意性表示上述光电混载基板的制造方法的说明图。
图3是示意性表示本发明的光电混载基板的第2实施方式的主视图。
图4是示意性表示本发明的光电混载基板的第3实施方式的主视图。
图5是示意性表示本发明的光电混载基板的第4实施方式的主视图。
图6是示意性表示本发明的光电混载基板的第5实施方式的主视图。
图7是示意性表示以往的光电混载基板的立体图。
具体实施方式
下面，根据附图来详细说明本发明的实施方式。
图1是示意性表示本发明的光电混载基板的第1实施方式的立体图。该实施方式的光电混载基板形成为带状，在该光电混载基板的宽度方向的两侧部分的表面侧（在图1中是上侧），沿着光电混载基板的长边方向形成有电路基板E的电布线2和覆盖该电布线2而保护该电布线2的绝缘性的覆盖层（布线覆盖层）3，在该光电混载基板的宽度方向的中央部分的背面侧（在图1中是下侧）形成有光波导路W。并且，在该实施方式中，覆盖层3和光波导路W以在带状的光电混载基板的整个长边方向上不重叠的状态配置。
更详细地进行说明，上述电路基板E形成有：绝缘层1，其形成为带状；电布线2，其电路基板E的沿长边方向形成于该绝缘层1的宽度方向的两侧部分的表面；以及覆盖层3，其用于对该电布线2进行绝缘保护。
上述光波导路W包括：第1包层（下包层）6；芯7，其以规定图案形成于该第1包层6的表面；以及第2包层（上包层）8，其以覆盖了该芯7的状态形成于上述第1包层6的表面。并且，上述第1包层6在其背面（与芯7的形成面相反的那一侧的面）与上述电路基板E的绝缘层1相接触。
即，由于上述带状的光电混载基板在整个长边方向上使覆盖层3和光波导路W以不重叠的状态配置，因此，即使在该长边方向的任意部分使上述光电混载基板沿长边方向弯曲（沿图示的箭头B方向弯曲），光电混载基板在其弯曲部分处的厚度（TA）也为电路基板E的厚度（TE）、或者光波导路W的厚度（TW）与绝缘层1的厚度相加后的厚度，光电混载基板在其弯曲部分处的厚度（TA）薄于电路基板E和光波导路W的合计厚度（TE+TW）。因此，作用于上述弯曲部分的应力变小，在该弯曲部分会不产生断裂、裂纹，能够适当地由电路基板E和光波导路W进行信息传递。
接下来，说明上述光电混载基板的制造方法（参照图2的（a）～图2的（e））。
首先，准备上述绝缘层1（参照图2的（a））。作为该绝缘层1，可列举出树脂片等，作为该绝缘层1的形成材料，从弯曲性的观点考虑，优选聚酰亚胺等。另外，从弯曲性的观点考虑，绝缘层1的厚度较薄为好，优选为100μm以下，更优选为20μm以下。此外，在电路基板E与光波导路W之间进行光通信的情况下，上述绝缘层1优选为透光性较高的绝缘层。
接着，如图2的（a）所示，在上述绝缘层1的宽度方向的两侧部分的表面上，利用例如半添加法形成上述电布线2。在该方法中，首先，在上述绝缘层1的表面上，利用溅射或非电解电镀等形成由铜、铬等构成的金属膜（未图示）。该金属膜成为进行后面的电解电镀时的晶种层（作为形成电解电镀层的基底的层）。接下来，在由上述绝缘层1和晶种层构成的层叠体的两面上层压感光性抗蚀剂（未图示），之后在形成有上述晶种层的一侧的感光性抗蚀剂上，利用光刻法形成上述电布线2的图案的孔部，使上述晶种层的表面部分暴露于该孔部的底部。接着，通过电解电镀，在上述晶种层的暴露于上述孔部的底部的表面部分层叠形成由铜等构成的电解电镀层。然后，利用氢氧化纳水溶液等剥离上述感光性抗蚀剂。之后，利用软蚀刻去除晶种层的未形成有上述电解电镀层的部分。由剩余的晶种层和电解电镀层构成的层叠部分为上述电布线2。此外，从弯曲性的观点考虑，上述电布线2的厚度较薄为好，优选为100μm以下，更优选为20μm以下。此外，除了利用上述半添加法来形成上述电布线2之外，还可以利用添加法、减去法等来形成上述电布线2。
接着，如图2的（b）所示，对上述电布线2的部分涂敷由聚酰亚胺树脂等构成的感光性绝缘树脂，并利用光刻法形成覆盖层3。从弯曲性的观点考虑，该覆盖层3的厚度（距绝缘层1的表面的厚度）较薄为好，优选为200μm以下，更优选为50μm以下。这样一来，形成了上述电路基板E。
然后，为了在该电路基板E的绝缘层1的背面（在图中是下表面）形成光波导路W（参照图2的（e）），首先，如图2的（c）所示，在上述绝缘层1的背面涂敷作为第1包层（下包层）6的形成材料的感光性环氧树脂等感光性树脂，之后利用辐射线对该涂敷层的宽度方向的中央部分进行曝光而使其固化，从而形成为第1包层6。从弯曲性的观点考虑，上述第1包层6的厚度的较薄为好，优选为80μm以下，更优选为40μm以下。此外，在形成光波导路W时（在形成上述第1包层6、下述芯7以及下述第2包层（上包层）8时），使上述绝缘层1的背面朝向上方。
接着，如图2的（d）所示，在上述第1包层6的表面（在图中是下表面）上，利用光刻法形成规定图案的芯7。从减小光损失的观点考虑，上述芯7的厚度较厚为好，优选为5μm以上，更优选为20μm以上，从弯曲性的观点考虑，上述芯7的厚度较薄为好，优选为400μm以下，更优选为100μm以下。
作为上述芯7的形成材料，例如可列举出与上述第1包层6相同的感光性树脂，并使用在形成有上述芯7的状态下的折射率比上述第1包层6和下述第2包层8（参照图2的（e））的形成材料的折射率大的材料。例如，能够通过选择上述第1包层6、芯7以及第2包层8的各形成材料的种类、调整组成比例来进行上述折射率的调整。
接着，如图2的（e）所示，利用光刻法以覆盖上述芯7的方式在上述第1包层6的表面（在图中是下表面）形成第2包层8。从弯曲性的观点考虑，该第2包层8的厚度（距芯7的厚度）较薄为好，优选为200μm以下，更优选为100μm以下。作为上述第2包层8的形成材料，例如可列举出与上述第1包层6相同的感光性树脂。这样一来，在上述绝缘层1的背面形成了光波导路W，从而制得了作为目标的光电混载基板。
图3是示意性表示本发明的光电混载基板的第2实施方式的主视图。在该实施方式的光电混载基板中，在宽度方向的一侧（在图3中是左侧）部分的表面侧（在图3中是上侧）形成有电布线2和覆盖层3，在宽度方向的另一侧（在图3中是右侧）部分的背面侧（在图1中是下侧）形成有光波导路W。并且，在该实施方式中，也取得与上述第1实施方式相同的作用、效果。
图4是示意性表示本发明的光电混载基板的第3实施方式的主视图。在该实施方式的光电混载基板中，在宽度方向的两侧部分的表面侧（在图4中是上侧）形成有电布线2和覆盖层3，还在宽度方向的中央部分的表面侧（图4中是上侧）形成有光波导路W。即，光电混载基板的第3实施方式是通过在图1所示的第1实施方式中在绝缘层1的形成有电布线2和覆盖层3的形成面上形成光波导路W而成的光电混载基板。并且，在该实施方式中，也取得与上述第1实施方式相同的作用、效果。并且，在该实施方式中，能够使光电混载基板的整体厚度较薄，从而能够在更小的空间内使用。
图5是示意性表示本发明的光电混载基板的第4实施方式的主视图。在该实施方式的光电混载基板中，在宽度方向的中央部分的表面侧（在图5中是上侧）形成有电布线2和覆盖层3，在宽度方向的两侧部分的背面侧（在图5中是下侧）形成有光波导路W。并且，在该实施方式，也取得与上述第1实施方式相同的作用、效果。
图6是示意性表示本发明的光电混载基板的第5实施方式的主视图。在该实施方式的光电混载基板中，在宽度方向的中央部分的表面侧（在图6中是上侧）形成有电布线2和覆盖层3，还在宽度方向的两侧部分的表面侧（在图6中是上侧）形成有光波导路W。并且，在该实施方式中，也取得与上述第3实施方式相同的作用、效果。
此外，在上述各实施方式中，构成为覆盖层3和光波导路W以在带状的光电混载基板的整个长边方向上不重叠的状态配置，但也可以是，覆盖层3和光波导路W如上所述那样仅在光电混载基板的预定弯曲部以不重叠的方式配置，而覆盖层3和光波导路W在预定弯曲部以外的部分以重叠的方式配置。
另外，在上述各实施方式中，形成了第2包层（上包层）8，但有时也可以不形成第2包层（上包层）8。
接着，与比较例一并说明实施例。但是，本发明并不限定于实施例。
实施例
实施例1～实施例5
将上述第1实施方式～第5实施方式的光电混载基板（参照图1、图3～图6）作为了实施例1～实施例5。此处，使绝缘层为厚度为5μm的透明聚酰亚胺膜，使电布线为利用添加法形成的厚度为5μm的铜布线，使覆盖层为厚度（距铜布线的顶面的厚度）为5μm的聚酰亚胺制的覆盖层。另外，使第1包层为利用光刻法形成的厚度为20μm的环氧树脂制的包层，使芯为利用光刻法形成的厚度为50μm的环氧树脂制的芯，使第2包层为利用光刻法形成的厚度（距芯的厚度）为10μm的环氧树脂制的包层。
比较例
将以重叠的状态配置有覆盖层和光波导路的光电混载基板（参照图7）作为了比较例。使绝缘层等的厚度与上述实施例1～实施例5相同。
弯曲试验
以使光波导路处于内侧的方式对上述实施例1～实施例5和比较例的光电混载基板进行弯曲，使长边方向的一端侧与另一端侧相面对，在该状态下将上述实施例1～实施例5和比较例的光电混载基板设置于滑动试验机。接着，以使上述一端侧与另一端侧彼此沿相反方向滑动的方式使上述一端侧和另一端侧重复地进行往复运动。使该弯曲状态下的光电混载基板的间隙为2mm，使上述滑动的行程为20mm。并且，对直到上述光电混载基板断裂为止的往复运动的次数进行了计数。其结果，在实施例1～实施例5中，进行了1万次的往复运动也没有发生断裂，而在比较例中，在350次时发生了断裂。
由上述结果可知，与覆盖层和光波导路相重叠的比较例相比，在覆盖层和光波导路不重叠的实施例1～实施例5中，能够大幅度降低作用于弯曲部分的应力。
此外，在上述弯曲试验中，使光波导路处于内侧而进行了弯曲，但即使使光波导路处于外侧而弯曲，也获得了与上述相同的结果。
产业上的可利用性
本发明的光电混载基板能够应用于以弯曲后的状态使用的情况。
附图标记说明
E、电路基板；W、光波导路；1、绝缘层；2、电布线；3、覆盖层；6、第1包层；7、芯；8、第2包层。

Claims (2)

1.一种光电混载基板，其包括：电路基板，其在绝缘层的表面上形成有电布线和覆盖该电布线而保护该电布线的绝缘性的布线覆盖层；以及光波导路，其在包层的表面图案形成有芯，该光电混载基板使上述电路基板和上述光波导路以上述包层接触于上述绝缘层的表面或背面的状态层叠起来，该光电混载基板的特征在于，
该光电混载基板的一部分被设定为预定弯曲部，在该预定弯曲部中，上述布线覆盖层和上述光波导路以不重叠的状态配置，在上述预定弯曲部以外的部分中，上述布线覆盖层和上述光波导路以重叠的状态配置。
2.根据权利要求1所述的光电混载基板，其中，
在光电混载基板弯曲后的状态下的弯曲部分的厚度TA相对于电路基板的厚度TE和光波导路的厚度TW满足下述式(1)，
数学式1：TA<TE+TW……(1)。
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