CN105393150B - 光电混载模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光电混载模块，该光电混载模块即使使用溶剂的含有率较高的感光性树脂且利用光刻法覆盖电路，也能够恰当地覆盖该电路，并且自身具有挠性。该光电混载模块在光波导路(W)的下包层(1)的表面形成有光路用的线状芯体(2)和具有安装用垫片(4a)的电路(4)。另外，以使光学元件(5)的电极(5a)与该安装用垫片(4a)抵接的状态将光学元件(5)安装于安装用垫片(4a)。利用由芯体材料层(2a)和上包材料层(3a)构成的层叠体(6)覆盖电路(4)的除安装用垫片以外的部分，所述下包层(1)表面的除芯体形成部分以及电路形成部分以外的部分也被所述层叠体(6)覆盖，该层叠体(6)的表面的与下包层的处于安装用垫片(4a)和电路(4)之间的部分对应的部分(B)的高度位置比该层叠体(6)的表面的与电路(4)对应的部分(A)的高度位置低。

Description

光电混载模块
技术领域
本发明涉及一种光电混载模块，该光电混载模块具有：光波导路、直接形成于该光波导路的电路、安装于该电路中的光学元件(发光元件或者受光元件)。
背景技术
通常，光电混载模块单独制造出在绝缘层的表面形成有电路的挠性电路基板和按照下包层、芯体、上包层的顺序层叠形成的光波导路，利用粘接剂将上述挠性电路基板的绝缘层的背面粘合于该光波导路的上包层的表面，并将光学元件安装于上述电路的规定部分(安装用垫片)。上述电路的横截面形成为长方形。另外，上述光电混载模块具有挠性，应对近年来的电子设备等的小型化，适合在较小空间内弯曲的状态下使用、作为铰链部等可动部来使用等。
另外，作为制造得以简化的产品，如图4中横剖视图所示，提出了在光波导路W1的上包层13的表面直接(在没有上述绝缘层的状态下)形成了电路4的光电混载模块(例如，参照专利文献1)。通常，在光电混载模块中，电路4的除安装用垫片4a以外的部分被由绝缘性树脂构成的覆盖层14所覆盖。另外，在图4中，附图标记5是光学元件，附图标记5a是光学元件5的电极，附图标记11是上述光波导路W1的下包层，附图标记12是上述光波导路W1的芯体。
而且，如图5中横剖视图所示，提出了一种光电混载模块，该光电混载模块通过在光波导路W2的下包层21的表面形成电路4，而将光学元件5和芯体22之间的距离缩短，使得光学元件5和芯体22两者之间的光结合效率提高(例如，参照专利文献2)。在该光电混载模块中，上述电路4的部分不是被覆盖层14(参照图4)覆盖，而是被上包层23的局部23a覆盖。另外，在图5中，附图标记22a是定位引导件，该定位引导件以包围安装用垫片4a的方式由芯体22的局部形成，并且用于将光学元件5的电极5a定位于安装用垫片4a。
而且，如上所述，上述光电混载模块因为对挠性有要求，所以优选的是，覆盖上述电路4的覆盖层14、上包层23的局部23a的膜厚较薄。
专利文献1：日本特开2007-156026号公报
专利文献2：日本特开2010-190994号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，作为上述覆盖层14、上包层23的形成材料，如果使用溶剂的含有率较低(15重量％以下)的材料，则即使上述膜厚变薄，也能够恰当地覆盖电路4(参照图4、图5)，如果使用溶剂的含有率较高(25重量％以上)的材料，则当上述膜厚变薄时，有时无法恰当地覆盖电路4，有时电路4的特别是角部暴露出来〔参照图6的(b)〕。
即、对于上述覆盖层14、上包层23的局部23a的形成，通常是将感光性树脂用作形成材料，并像接下来那样利用光刻法来实现的。首先，如图6的(a)所示，以覆盖被形成于基板30的表面的电路4的方式在该基板30的表面涂覆上述感光性树脂而形成感光性树脂层31。接着，如图6的(b)所示，使上述感光性树脂层31干燥。此时，因为上述感光性树脂层31所含有的溶剂蒸发，所以溶剂的含有率越高，上述感光性树脂层31变得越薄。该变薄的比例与上述感光性树脂层31的部分无关，而是恒定的，感光性树脂层31的处于电路4的表面的部分因为最初的厚度较薄，所以变薄的量较少，感光性树脂层31的处于相邻的电路4之间的部分因为最初的厚度较厚，所以变薄的量较多。因此，在电路4的周边部，干燥过的感光性树脂层31的部分的表面的倾斜变大，在其影响下，电路4的局部(特别是角部)暴露出来。而且，暴露出来的部分保持着这样的状态，通过曝光而固化。
这样一来，如果电路4的局部暴露出来，则电路可能会短路(短路)，导致光电混载模块无法恰当地发挥功能。然而，如果上述覆盖层14(参照图4)、上包层23的局部23a(参照图5)的膜厚变厚，则将会损害光电混载模块的挠性。
本发明鉴于这样的情况而完成，其目的在于提供一种光电混载模块，该光电混载模块即使使用溶剂的含有率较高的感光性树脂且利用光刻法覆盖电路，也能够恰当地覆盖该电路，并且自身具有挠性。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的光电混载模块具有：光波导路；电路，其具有直接形成于该光波导路的安装用垫片；光学元件，其安装于该安装用垫片，所述光波导路具有下包层、突出设置于该下包层的表面的线状的光路用的芯体以及覆盖该芯体的上包层，所述光学元件被定位于上包层的覆盖所述光路用的芯体的顶面的部分之上的规定位置，所述电路形成于所述下包层的表面的除芯体形成部分以外的表面部分，所述电路的除所述安装用垫片以外的部分被由芯体材料层和上包材料层构成的层叠体覆盖，该芯体材料层利用与所述芯体相同的材料形成，该上包材料层利用与所述上包层相同的材料形成，所述下包层表面的除芯体形成部分以及电路形成部分以外的部分也被所述层叠体覆盖，所述层叠体的表面的与所述下包层的处于所述安装用垫片和所述电路之间的部分B(参照图1(b))对应的部分相对于所述下包层的表面的高度位置比所述层叠体的表面的与所述电路对应的部分A(参照图1(b))相对于所述下包层的表面的高度位置低。
即、本发明的光电混载模块在下包层的表面形成有电路。由此，能够在所述电路的形成之后形成芯体和上包层。因此，在形成所述芯体之际，利用由该芯体的形成材料构成的芯体材料层覆盖电路的除安装用垫片以外的部分后，在形成所述上包层之际，还能够利用由该上包层的形成材料构成的上包材料层覆盖电路的除所述安装用垫片以外的部分。
由此，如上所述，在芯体形成时，即使电路的除上述安装用垫片以外的部分未被所述芯体材料层恰当地覆盖而使该电路的局部(例如角部)暴露出来，也能够在之后的上包层形成时，利用所述上包材料层恰当地覆盖所述电路的露出部分。
发明的效果
对于本发明的光电混载模块，通过将电路形成于光波导路的下包层的表面，而能够利用由芯体材料层和上包材料层构成的层叠体覆盖电路的除安装用垫片以外的部分，另外，所述下包层表面的除芯体形成部分以及电路形成部分以外的部分也利用所述层叠体覆盖。因此，即使芯体材料层形成得较薄、即、电路的除上述安装用垫片以外的部分未被所述芯体材料层恰当地覆盖而使该电路的局部(例如角部)暴露出来，也能够在之后的上包层形成时，利用所述上包层材料层恰当地覆盖所述电路的暴露部分。由此，即使所述层叠体的厚度变薄，也能够不使所述电路的部分暴露出来。另外，所述层叠体的表面的与下包层的处于所述安装用垫片和所述电路之间的部分对应B(参照图1(b))的部分相对于所述下包层的表面的高度位置比所述层叠体的表面的与所述电路对应的部分A(参照图1(b))相对于所述下包层的表面的高度位置低。将这些情况相结合，使得本发明的光电混载模块具有出色的挠性。
特别是，所述安装用垫片的周缘部被所述层叠体覆盖，通过该覆盖，在所述安装用垫片之上形成有由上述层叠体构成的内周壁，该内周壁成为用于对光学元件的电极进行定位的定位引导件。所述光学元件的电极被上述内周壁包围，定位在所述安装用垫片的中央部，在该情况下，光学元件的安装的定位精度变得更高，光学元件和芯体之间的光传播效率得到提高。
附图说明
图1示意性地表示本发明的光电混载模块的一实施方式，(a)是该光电混载模块的俯视图，(b)是该光电混载模块的横剖视图。
图2的(a)是示意性地表示上述光电混载模块的光波导路的下包层的形成方法的说明图，(b)是示意性地表示上述光电混载模块的电路的形成方法的说明图，(c)～(e)是示意性地表示上述光波导路的芯体的形成方法的说明图。
图3的(a)～(c)是示意性地表示上述光波导路的上包层的形成方法的说明图，(d)是示意性地表示上述光电混载模块的光学元件的安装方法的说明图，(e)是示意性地表示在上述芯体形成光反射面的方法的说明图。
图4是示意性地表示以往的光电混载模块的横剖视图。
图5是示意性表示其他以往的光电混载模块的横剖视图。
图6的(a)～(b)是示意性地表示覆盖电路的现有方法的说明图。
具体实施方式
接着，基于附图详细说明本发明的实施方式。
图1的(a)是示意性地表示本发明的光电混载模块的一实施方式的一端部(主要部分)的俯视图，图1的(b)是该光电混载模块的横剖视图。该实施方式的光电混载模块在光波导路W的下包层1的表面突出设置有光路用的线状的芯体2，并且在下包层1的除了该芯体形成部分以外的表面部分形成有具有安装用垫片4a的电路4。另外，以使光学元件5的电极5a与该安装用垫片4a抵接的状态将光学元件5安装于该安装用垫片4a。上述芯体2被上包层3覆盖，将光学元件5的中央部定位在上包层3的覆盖该芯体2的顶面的部分之上。而且，利用由利用与上述芯体相同的材料形成的芯体材料层2a和利用与上述上包层相同的材料形成的上包材料层3a构成的层叠体覆盖电路4的除上述安装用垫片以外的部分，上述下包层1表面的除芯体形成部分以及电路形成部分以外的部分也利用上述层叠体6覆盖。上述材料是使用溶剂的含有率为25重量％以上的感光性树脂，上述芯体材料层2a和上述上包材料层3a是利用该感光性树脂通过光刻法形成的。而且，上述层叠体6的表面的与下包层的处于上述安装用垫片4a和上述电路4之间的部分对应的部分B相对于上述下包层1的表面的高度位置比上述层叠体6的表面的与上述电路4对应的部分A相对于上述下包层1的表面的高度位置低。
如上所述，通过利用上述层叠体6覆盖上述电路4的部分，即使上述电路主4的部分未被上述芯体材料层2a恰当地覆盖而使该电路4的局部(例如角部)暴露出来，也能够利用上述上包层材料层3a恰当地覆盖上述电路4的暴露部分。由此，即使上述层叠体6的厚度变薄，也能够不使上述电路4的部分暴露出来。如上所述，将该情况和层叠体6的表面的与下包层的处于上述安装用垫片4a和上述电路4之间的部分对应的部分B的高度位置比层叠体6的表面的与上述电路4对应的部分A的高度位置低的情况相结合，使得上述光电混载模块具有出色的挠性。
而且，在该实施方式中，上述安装用垫片4a的周缘部被由上述芯体材料层2a和上包层材料层3a这两层构成的层叠体6覆盖，并且该安装用垫片4a的中央部未被覆盖而暴露出来。由此，在将光学元件5安装于上述安装用垫片4a之际，上述层叠体6的处于上述安装用垫片4a的周缘部的内周壁6a作为用于将光学元件5的电极5a定位于上述安装用垫片4a的中央部的引导件来发挥作用。因此，对于上述光电混载模块而言，光学元件5的定位精度提高，光学元件5和芯体2之间的光传播效率变高。
上述光电混载模块例如能够如接下来那样制造出来。
首先，准备在形成下包层1时所使用的平板状的基台10〔参照图2的(a)〕。作为该基台10的形成材料，例如能够举出不锈钢等金属、玻璃、石英、硅以及树脂等。
接着，如图2的(a)中横剖视图所示，下包层1平坦状地形成在上述基台10的表面。作为该下包层1的形成材料，例如能够举出感光性树脂、热固化性树脂等，能够利用与该形成材料相应的制造方法形成下包层1。下包层1的厚度例如被设定在1μm～100μm的范围内。
然后，如图2的(b)中横剖视图所示，将具有安装用垫片4a的电路4例如通过半添加法形成于上述下包层1的表面。
而且，如图2的(c)中横剖视图所示，以覆盖上述电路4的方式在上述下包层1的表面涂覆溶剂的含有率为25重量％以上的、芯体形成用的感光性树脂，而形成该感光性树脂层2A。
然后，如图2的(d)中横剖视图所示，使上述感光性树脂层2A干燥。此时，上述感光性树脂层2A所含有的溶剂蒸发，上述感光性树脂层2A以恒定的比例变薄。因此，在电路4的周边部，干燥过的感光性树脂层2A的部分的表面处于倾斜状态，在其影响下，电路4的局部(特别是角部)暴露出来。另外，因为安装用垫片4a之间的间隔较窄(200μm以下)，所以在感光性树脂的表面张力等的影响下，该部分的干燥过的感光性树脂层2A几乎不变薄，表面的倾斜不变大。
之后，如图2的(e)中横剖视图所示，通过光刻法将感光性树脂层2A的处于安装用垫片4a之间的部分形成为芯体2，上述感光性树脂层2A的、对安装用垫片4a的周缘部、电路4、下包层1表面的除芯体形成部分以及电路形成部分以外的部分进行覆盖的部分形成为芯体材料层2a。芯体2的尺寸例如设定为高度、宽度均在5μm～100μm的范围内。
接着，如图3的(a)中横剖视图所示，以覆盖上述芯体2和芯体材料2a的方式在上述下包层1的表面涂覆上包层形成用的感光性树脂，而形成该感光性树脂层3A。在该实施方式中，作为上述上包层形成用的感光性树脂，使用溶剂的含有率为25重量％以上的感光性树脂。
接着，如图3的(b)中横剖视图所示，使上述感光性树脂层3A干燥。此时，虽然与芯体形成用的上述感光性树脂层2A〔参照图2的(d)〕一样，使上述感光性树脂层3A所含有的溶剂蒸发，上述感光性树脂层3A以恒定的比例变薄，但是因为上述芯体材料2a以倾斜状形成于该感光性树脂层3A的下层，所以该感光性树脂层3A的表面的倾斜变缓，能够成为已覆盖了电路4的暴露部分的状态。
之后，如图3的(c)中横剖视图所示，通过光刻法将上述感光性树脂层3A的覆盖上述芯体2的部分形成为上包层3，将上述感光性树脂层3A的覆盖上述芯体材料2a的部分形成为上包层材料层3a。由此，在上述电路4的安装用垫片4a的周缘部，形成有由上述芯体材料层2a和上包层材料层3a构成的层叠体6的内周壁6a。另外，上包层3的厚度(膜厚)例如设定在1μm～50μm的范围内。
而且，如图3的(d)中横剖视图所示，使光学元件5的电极5a的下端面与上述电路4的安装用垫片4a的顶面抵接来安装该光学元件5。此时，上述层叠体6的内周壁6a〔参照图3的(c)〕成为用于定位上述光学元件5的电极5a的定位引导件，从而将该上述光学元件5的电极5a恰当地定位于安装用垫片4a的中央部。因此，能够对光学元件5进行高精度地定位。在该安装状态下，将光学元件5的中央部定位于上包层3的覆盖芯体2的顶面的部分之上。
接着，如图3的(e)中纵向剖视图所示，从下包层1的背面将基台10〔参照图3的(d)〕剥离后，通过切削刀刃或者激光加工等，从下包层1的背面侧切掉芯体2的规定部分，而形成相对于芯体2的轴倾斜了45°的光反射面2a。该光反射面2a用于反射光来改变光路，使得能够在芯体2和光学元件5之间进行光传播。如此，获得了光电混载模块。
另外，在上述实施方式中，也可以利用密封树脂将上包层3和光学元件5之间的空隙密封。
接着，将实施例与以往例一起进行说明。但是，本发明并不限于实施例。
实施例
与上述实施方式一样，制作出光电混载模块〔参照图1的(a)、(b)〕。在这里，下包层的厚度为10μm、芯体的厚度为12μm、芯体的宽度为15μm、上包层的膜厚为2μm、铜制电路的厚度为10μm。另外，芯体材料的覆盖该铜制电路的部分的芯体材料层的膜厚为2μm、上包层材料层的膜厚为2μm，芯体材料层的处于该铜制电路和安装用垫片之间的部分的膜厚为4μm、上包层材料层的膜厚为4μm。
〔下包层〕
上述下包层的形成材料通过将2,2-双(三氟甲基)-4,4-二氨基联苯(TFMB)42质量份、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷酐(6FDA)58质量份、MM-500：30质量份、NKS-4：2质量份混合而制备
〔芯体和芯体材料层〕
上述芯体和芯体材料层的形成材料通过将邻甲酚酚醛清漆缩水甘油醚(新日铁住金化学株式会社制造、YDCN-700-10)50质量份、双苯氧基乙醇芴二缩水甘油醚(Osaka GasChemicals Co.,Ltd.制造、OGSOL EG)50质量份、光产酸剂(ADEKA CORPORATION制造、SP170)1质量份、乳酸乙酯(武藏野化学研究所株式会社制造)50质量份混合而制备。
〔上包层和上包材料层〕
上述上包层和上包材料层的形成材料通过将脂肪族改性环氧树脂(DIC株式会社制造、EPICLONEXA-4816)50质量份、脂环式二官能环氧树脂(Daicel ChemicalIndustries,Ltd.制造、CELLOXIDE2021P)30质量份、聚碳酸酯二醇(Daicel ChemicalIndustries,Ltd.制造、PLACCEL CD205PL)20质量份、光产酸剂(ADEKA CORPORATION制造、SP170)2质量份、乳酸乙酯(武藏野化学研究所株式会社制造)40质量份混合而制备。
〔以往例1〕
制作出图4所示的以往的光电混载模块。覆盖层是由感光性聚酰亚胺树脂制成，其膜厚为4μm。除此以外的部分与上述实施例相同。
〔以往例2〕
制作出图5所示的以往的光电混载模块。上包层的覆盖电路的部分的局部的膜厚为4μm。除此以外的部分与上述实施例相同。
〔电路被覆盖部分的截面的膜厚评价〕
与电路垂直地切出上述实施例和以往例1、2的光电混载模块的截面，以确认电路是否暴露出来。其结果，上述实施例中的电路未暴露出来，以往例1、2中的电路的角部暴露出来。根据该结果能够明确，实施例与以往例1、2相比，电路的可靠性更优异。
另外，在上述上包层和上包材料层的形成材料中，即使乳酸乙酯为15重量份，也与上述实施例一样，电路未暴露出来。
另外，即使在上述芯体和芯体材料层的形成材料中，乳酸乙酯为25重量份，在上述上包层和上包材料层的形成材料中，乳酸乙酯为25重量份，也与上述实施例一样，电路未暴露出来。
在上述实施例中，示出了本发明的具体形态，但是上述实施例只是例示，不能做限定性的解释。意图在于对于本领域技术人员而言显而易见的各种变形均在本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的光电混载模块能够应用于即使使用溶剂的含有率较高的感光性树脂并利用光刻法覆盖电路、也能够恰当地覆盖该电路且其自身具有挠性的情况。
附图标记说明
W 光波导路
A 电路上的层叠体的部分
B 安装用垫片和电路之间的层叠体的部分
1 下包层
2 芯体
3 上包层
4 电路
4a 安装用垫片
5 光学元件
5a 电极
6 层叠体

Claims (2)

1.一种光电混载模块，其具有：光波导路；电路，其具有直接形成于该光波导路的安装用垫片；光学元件，其安装于该安装用垫片，所述光波导路具有下包层、突出设置于该下包层的表面的线状的光路用的芯体以及覆盖该芯体的上包层，所述光学元件被定位于上包层的覆盖所述光路用的芯体的顶面的部分之上的规定位置，该光电混载模块的特征在于，
所述电路形成于所述下包层的表面的除芯体形成部分以外的表面部分，所述电路的除所述安装用垫片以外的部分被由芯体材料层和上包材料层构成的层叠体覆盖，该芯体材料层利用与所述芯体相同的材料形成，该上包材料层利用与所述上包层相同的材料形成，所述下包层表面的除芯体形成部分以及电路形成部分以外的部分也被所述层叠体覆盖，所述层叠体的表面的与所述下包层的处于所述安装用垫片和所述电路之间的部分对应的部分相对于所述下包层的表面的高度位置比所述层叠体的表面的与所述电路对应的部分相对于所述下包层的表面的高度位置低。
2.根据权利要求1所述的光电混载模块，其中，
所述安装用垫片的周缘部被所述层叠体覆盖，通过该覆盖，在所述安装用垫片之上形成有由上述层叠体构成的内周壁，上述光学元件的电极被所述内周壁包围，被定位在所述安装用垫片的中央部。
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