CN1245653C - 电极结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基片和电极结构，特别涉及搭载了电子元件等的光波导器件基片的电极结构。本发明提供了一种电极结构，该电极结构具有基片和设在该基片上的电极，其特征是：该基片具有含氟的聚酰亚胺层，不含氟的树脂层介于该含氟的聚酰亚胺层和电极之间。本发明特别提供了一种其表面是金，铝介于基片和金之间的所述基片的电极结构。本发明的电极结构，不会因电极粘合力不足而造成的电极剥离，基片和设在其上面的电极间的界面不会因超声波的能量而被破坏，具有足够的强度。
Description
技术领域
本发明涉及基片和电极结构，特别涉及搭载了电子元件等的光波导器件基片的电极结构。
背景技术
伴随着近年来的计算机和因特网的普及，信息传输的需求急剧增加。为此，就希望将传输速度快的光传输普及到计算机等的终端信息处理装置上。为实现这个目的，就需要廉价且大量地制造用于光学互接的高性能的光波导。
作为光波导的材料，已知的有玻璃和半导体材料等无机材料以及树脂。用无机材料制造光波导时，需先通过真空蒸镀装置和溅射装置等成膜装置制成无机材料膜，再对其进行蚀刻处理得到所希望的光波导的形状来进行制造。但是，真空蒸镀装置和溅射装置由于必须使用真空排气设备，故装置庞大且价格昂贵。而且，由于真空排气工序的必要使得工序变得复杂。与此相反，在由树脂制造光波导时，由于在常压下就可以通过涂布和加热进行成膜工序，因此具有装置和工序简单的优点。
此外，作为构成光波导和包层的树脂，虽然已知有许多种，但玻璃化转变温度(Tg)高、耐热性强的聚酰亚胺是特别期望的。在光波导和包层是由聚酰亚胺制成的情况下，可以期待其长期的可靠性，并且其还能够耐受锡焊焊接。考虑到在聚酰亚胺中的穿透率及折射率特性，通常使用含氟的聚酰亚胺树脂。
光波导器件需要同激光二极管、光电二极管等光学元件及电子元件进行电性连接。该电性连接一般采用的是通过超声波连接金丝的引线接合法。作为这种引线接合法的连接电极在以前采用了如图6所示的在钛(Ti)15上形成有铂(Pt)16、在最上层上形成了金(Au)14的电极引出部。或采用如图7所示的形成铬(Cr)11，并在最上层形成了金(Au)的电极引出部。
但是，使用含氟的聚酰亚胺的光波导中，在形成作为电极的Ti、Pt、Au叠层膜和Cr、Au叠层膜之际，存在含氟的聚酰亚胺和电极的粘合力低，在形成电极图案的工序中，电极膜发生剥离的问题。
另外，对于Ti、Pt、Au叠层膜，为将这些金属加工成规定的图案，若采用使用药水的湿式蚀刻法，则由于Ti、Pt、Au的耐化学药品性高，蚀刻不容易进行，加工出来的图案精度差的问题。因此，通过利用氯类气体的反应性干蚀刻和离子蚀刻来形成图案的方法得到应用，但该方法存在设备成本高，基于安全要求还必须使用大型的设备等问题。由此，采用了如图7所示的形成铬(Cr)11并在最顶层上形成金(Au)层14的电极引出部。这些金属容易通过药水进行湿式蚀刻，加工出来的图案精度较高。但是，在进行引线接合时存在的问题是，Cr和基片间的界面会被引线接合的超声波能量所破坏，从而得不到足够的强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种不会由于前述问题造成的电极的粘合力不足而产生电极剥离，且图案精度较高的电极。同时，还提供基片和形成于其上的电极间的界面不会因超声波的能量所破坏，可得到足够强度的电极结构。
本发明提供以下电极结构。
(1)、电极结构，其具有基片和设置在该基片上的电极，其特征在于，所述基片含有含氟的聚酰亚胺层，不含氟的树脂层介于所述含氟的聚酰亚胺层和所述电极之间。通过夹有该不含氟的树脂层提高与电极的粘结性。
(2)、上述(1)的电极结构，其特征在于，所述不含氟的树脂为不含氟的聚酰亚胺，通过夹有该不含氟的聚酰亚胺层提高与电极的粘结性。
(3)、上述(1)或(2)的电极结构，其中所述基片是在硅晶片上叠层含氟的聚酰亚胺层而得到。
(4)、上述(1)或(2)的电极结构，其中所述基片是在硅晶片上依次叠层氧化硅覆膜及含氟的聚酰亚胺层而得到。
(5)、上述(1)或(2)的电极结构，其中所述基片是光波导基片。
(6)、上述(1)或(2)的电极结构，其中所述电极表面为金，且铝介于基片和所述金之间。
(7)、上述(6)的电极结构，其中所述电极表面是金，且铝介于基片和所述金之间，在所述金和铝之间夹有高熔点材料。
(8)、上述(7)的电极结构，其中所述高熔点材料含有从铬、钛、钼、钨及由这些材料中的2种或2种以上的混合物组成的组中选择的材料。
(9)、上述(7)的电极结构，其中，所述高熔点材料为陶瓷。
(10)、上述(7)的电极结构，其中所述高熔点材料含有从一氧化硅、二氧化硅、一氧化钛、二氧化钛、三氧化二钛、碳化硅、氮化硅、氧化铬、五氧化钽及由这些材料中的2种或2种以上的混合物组成的组中选择的材料。
(11)、上述(6)的电极结构，其中，含有所述金和所述铝的电极整层厚度小于等于4μm。
附图说明
图1是表示实施例中的模式化光波导器件的制造方法的切口斜视图；
图2是表示实施例中模式化光波导器件的制造方法的切口斜视图；
图3是表示模块化光波导器件的制造方法的斜视图；
图4是示出电极成膜工序的说明图；
图5是实施例中的模式化电极的截面图；
图6是用于说明已有技术的电极的截面图；
图7是用于说明已有技术的电极的截面图。
具体实施方式
本发明中的电极结构具有基片和设置在该基片上的电极，其特征在于，该基片含有含氟的聚酰亚胺层，在该含氟的聚酰亚胺层和该电极之间介有不含氟的树脂层。
作为在本发明中使用的不含氟的树脂，可使用聚酰亚胺系树脂、硅系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、环氧系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、苯酚系树脂等各种树脂。但对于在元件的制造过程和使用环境等对树脂耐热性的要求而言，使用聚酰亚胺系树脂、聚喹啉系树脂等较为理想。但最为理想的是以含氮的树脂作为不含氟的树脂。
作为在本发明中使用的不含氟的聚酰亚胺，可以列举出聚酰亚胺树脂、聚(酰亚胺·异吲哚喹唑啉二酮酰亚胺(イソインドロキナゾリンジオンイミド))树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂等。作为本发明中使用的不含氟的树脂，可以选择用含量比含氟聚酰亚胺系树脂的氟含量低得多的树脂代替完全不含氟的树脂。具体来说，氟含量在10wt％以下的树脂是理想的，氟含量在2wt％以下的树脂是更理想的。
作为本发明中使用的含氟的聚酰亚胺系树脂，可以列举出含氟的聚酰亚胺树脂、含氟的聚(酰亚胺·异吲哚喹唑啉二酮酰亚胺)树脂、含氟的聚醚酰亚胺树脂、含氟的聚酰胺酰亚胺树脂等。在得到聚酰胺酰亚胺树脂时使用了氯化偏苯三酸酐等。聚酰亚胺系树脂的前驱体溶液是在N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、二甲亚砜等的极性溶剂中，通过四羧酸二酐和二胺的反应制得。含氟的聚酰亚胺系树脂的前驱体溶液可通过含氟的四羧酸二酐和二胺的反应制得。通过四羧酸二酐和含氟的二胺的反应，也可以制备含氟的聚酰亚胺类树脂的前驱体溶液。当四羧酸二酐和二胺都不含氟时，可以制备不含氟的聚酰亚胺系树脂的前驱体溶液。
作为不含氟的四羧酸二酐的具体例子可列举如下：均苯四酸二酐、苯-1，2，3，4-四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基四羧酸二酐、2，2’，3，3’-二苯基四羧酸二酐、2，3，3’，4’-二苯基四羧酸二酐、对联三苯-3，4，3”，4”-四羧酸二酐、间联三苯-3，4，3”，4”-四羧酸二酐、1，2，5，6-萘四羧酸二酐、2，3，6，7-萘四羧酸二酐、1，2，4，5-萘四羧酸二酐、1，4，5，8-萘四羧酸二酐、2，6-二氯萘-1，4，5，8-四羧酸二酐、2，7-二氯萘-1，4，5，8-四羧酸二酐、2，3，6，7-四氯萘-1，4，5，8-四羧酸二酐、2，3，5，6-吡啶四羧酸二酐、3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，2’，3，3’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，3，3’，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3，3’，4，4’-联苯醚四羧酸二酐、4，4’-磺酰联苯二甲酸二酐、3，3’，4，4’-四苯基硅烷四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基醚四羧酸二酐、1，3-二(3，4-二羧基苯基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷二酐、1-(2，3-二羧基苯基)-3-(3，4-二羧基苯基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷二酐、2，2-二(3，4-二羧基苯基)丙烷二酐、2，2-二(2，3-二羧基苯基)丙烷二酐、1，1-二(2，3-二羧基苯基)乙烷二酐、1，1-二(3，4-二羧基苯基)乙烷二酐、二(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐、二(3，4-二羧基苯基)甲烷二酐、二(3，4-二羧基基)砜二酐、菲-1，8，9，10-四羧酸二酐、吡嗪-2，3，5，6-四羧酸二酐、噻吩-2，3，4，5-四羧酸二酐、二(3，4-二羧基苯基)二甲基硅烷二酐、二(3，4-二羧基苯基)甲基苯硅烷二酐、二(3，4-二羧基苯基)二苯基硅烷二酐、1，4-二(3，4-二羧基苯基二甲基甲硅烷基)苯二酐、1，3-二(3，4-二羧基苯基)-1，1，3，3-四甲基二环己烷二酐、对苯基二(偏苯三酸单酯酸酐)、乙二醇双(偏苯三酸酐)、丙二醇双(偏苯三酸酐)、丁二醇双(偏苯三酸酐)、戊二醇双(偏苯三酸酐)、己二醇双(偏苯三酸酐)、辛二醇双(偏苯三酸酐)、癸二醇双(偏苯三酸酐)、乙烯四羧酸二酐、1，2，3，4-丁烷四羧酸二酐、萘烷-1，4，5，8-四羧酸二酐、4，8-二甲基-1，2，3，5，6，7-六氢化萘-1，2，5，6-四羧酸二酐、环戊烷-1，2，3，4-四羧酸二酐、吡咯烷-2，3，4，5-四羧酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、二(外-二环[2，2，1]庚烷-2，3-二羧酸酐)砜、二环-(2，2，1)-8(7)-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、4，4’-二(3，4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、5-(2，5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸酐、四氢呋喃-2，3，4，5-四羧酸二酐等，也可以将两种或两种以上混合使用。
作为含氟的二胺的具体例子，可以列举如下：4-(1H，1H，11H-二十氟代十一烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H-全氟代-1-丁氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H-全氟代-1-庚氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H-全氟代-1-辛氧基)-1，3-二氨基苯、4-五氟代苯氧基-1，3-二氨基苯、4-(2，3，5，6-四氟代苯氧基)-1，3-二氨基苯、4-(4-氟代苯氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟代-1-己烷氧基)-1，3-二氨基苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟代-1-十二烷氧基)-1，3-二氨基苯、2，5-二氨基三氟甲基苯、二(三氟甲基)对苯二胺、二氨基四(三氟甲基)苯、二氨基(五氟乙基)苯、2，5-二氨基(全氟代己基)苯、2，5-二氨基(全氟代丁基)苯、1，4-二(4-氨基苯基)苯、对二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、二(氨基苯氧基)二(三氟甲基)苯、二(氨基苯氧基)四(三氟甲基)苯、二{2-[(氨基苯氧基)苯基]六氟异丙基}苯、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、八氟联苯胺、二{(三氟甲基)氨基苯氧基}联苯、4，4’-二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4，4’-二(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)联苯、1，4-二(苯胺基)八氟丁烷、1，5-二(苯胺基)十氟戊烷、1，7-二(苯胺基)十四氟庚烷、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯基醚、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯基砜、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯基砜、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基砜、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基砜、4，4’-二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、4，4’-二(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)二苯基砜、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’-二氟-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四氟-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯基六氟丙烷、2，2-二(4-氨基苯基)六氟丙烷、1，3-二(苯胺基)六氟丙烷、2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(3-氨基苯氧基)苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(2-氨基苯氧基)苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)-3，5-二甲基苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(4-氨基苯氧基)-3，5-二三氟甲基苯基}六氟丙烷、2，2-二{4-(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯基}六氟丙烷、二[{(三氟甲基)氨基苯氧基}苯基]六氟丙烷、1，3-二氨基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，3-二氨基-4-甲基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，3-二氨基-4-甲氧基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，3-二氨基-2，4，6-三氟-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，3-二氨基-4-氯-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，3-二氨基-4-溴-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，2-二氨基-4-(全氟代壬烯氧基)苯、1，2-二氨基-4-甲基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，2-二氨基-4-甲氧基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，2-二氨基-3，4，6-三氟-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，2-二氨基-4-氯-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，2-二氨基-4-溴-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，4-二氨基-3-(全氟代壬烯氧基)苯、1，4-二氨基-2-甲基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，4-二氨基-2-甲氧基-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，4-二氨基-2，3，6-三氟-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，4-二氨基-2-氯-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，4-二氨基-2-溴-5-(全氟代壬烯氧基)苯、1，3-二氨基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，3-二氨基-4-甲基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，3-二氨基-4-甲氧基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，3-二氨基-2，4，6-三氟-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，3-二氨基-4-氯-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，3-二氨基-4-溴-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，2-二氨基-4-(全氟代己烯基氧基)苯、1，2-二氨基-4-甲基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，2-二氨基-4-甲氧基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，2-二氨基-3，4，6-三氟-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，2-二氨基-4-氯-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，2-二氨基-4-溴-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，4-二氨基-3-(全氟代己烯基氧基)苯、1，4-二氨基-2-甲基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，4-二氨基-2-甲氧基-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，4-二氨基-2，3，6-三氟-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，4-二氨基-2-氯-5-(全氟代己烯基氧基)苯、1，4-二氨基-2-溴-5-(全氟代己烯基氧基)苯等，也可以将两种或两种以上混合使用。
作为不含氟的二胺的具体例子，可以列举如下：对亚苯基二胺、间亚苯基二胺、2，6-二氨基吡啶、1，5-二氨基萘、2，6-二氨基萘、联苯胺、3，3’-二甲基联苯胺、3，3’-二甲氧基联苯胺、3，3’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯甲酮、4，4’-二氨基二苯基醚、3，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二氨基二苯醚、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二异丙基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四乙基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二异丙基-5，5’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二异丙基-5，5’-二乙基-4，4’-二氨基二苯基醚、4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二乙基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四异丙基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’，5，5’-四异丙基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二异丙基-5，5’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二异丙基-5，5’-二乙基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二异丙基-5，5’-二甲基-4，4’-二氨基二苯丙烷、3，3’-二异丙基-5，5’-二乙基-4，4’-二氨基二苯基丙烷、4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二异丙基-5，5’-二甲基-4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二异丙基-5，5’-二乙基-4，4’-二氨基二苯砜、4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二乙氧基-4，4’-二氨基二苯硫醚、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’-二溴-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四甲氧基-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四乙氧基-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基二苯基硫醚、3，3’，5，5’-四溴-4，4’-二氨基二苯基硫醚、1，4-二-(4-氨基苯氧基)苯、1，3-二-(4-氨基苯氧基)苯、2，2-二-(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、二-(4-氨基苯氧基苯基)砜、二-(4-氨基苯氧基苯基)硫醚、二-(4-氨基苯氧基苯基)联苯、4，4’-二氨基二苯基醚-3-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基醚-4-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基醚-3’-砜酰胺、3，3’-二氨基二苯基醚-4-砜酰胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷-3-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基甲烷-4-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基甲烷-3’-砜酰胺、3，3’-二氨基二苯基甲烷-4-砜酰胺、4，4’-二氨基二苯基砜-3-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基砜-4-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基砜-3’-砜酰胺、3，3’-二氨基二苯基砜-4-砜酰胺、4，4’-二氨基二苯基硫醚-3-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基硫醚-4-砜酰胺、3，3’-二氨基二苯基硫醚-4-砜酰胺、3，4’-二氨基二苯基硫醚-3’-砜酰胺、1，4-二氨基苯-2-砜酰胺、4，4’-二氨基二苯基醚-3-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基醚-4-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基醚-3’-香芹酮酰胺、3，3’-二氨基二苯基醚-4-香芹酮酰胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷-3-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基甲烷-4-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基甲烷-3’-香芹酮酰胺、3，3’-二氨基二苯基甲烷-4-香芹酮酰胺、4，4’-二氨基二苯基砜-3-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基砜-4-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基砜-3’-香芹酮酰胺、3，3’-二氨基二苯基砜-4-香芹酮酰胺、4，4’-二氨基二苯基硫醚-3-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基硫醚-4-香芹酮酰胺、3，3’-二氨基二苯基硫醚-4-香芹酮酰胺、3，4’-二氨基二苯基硫醚-3’-香芹酮酰胺、1，4-二氨基苯-2-香芹酮酰胺、4-氨基苯基-3-氨基安息香酸、2，2-二(4-氨基苯基)丙烷、二-(4-氨基苯基)二乙基硅烷、二-(4-氨基苯基)二苯基硅烷、二-(4-氨基苯基)乙基膦化氧、二-(4-氨基苯基)-N-丁胺、二-(4-氨基苯基)-N-甲胺、N-(3-氨基苯基)-4-氨基苯酰胺、2，4-二-(β-氨基叔丁基)甲苯、二-(对-β-氨基叔丁基苯基)醚、二-(对-β-甲基-γ-氨基戊基)苯、二-对(1，1-二甲基-5-氨基戊基)苯、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、丁二胺、丙二胺、3-甲基庚二胺、4，4’-二甲基庚二胺、2，11-二氨基十二烷、1，2-二-(3-氨基丙氧基)乙烷、2，2-二甲基丙二胺、3-甲氧基己二胺、2，5-二甲基己二胺、2，5-二甲基庚二胺、5-甲基壬二胺、2，17-二氨基二十烷、1，4-二氨基环己烷、1，10-二氨基-1，10-二甲基癸烷、1，12-二氨基十八烷等，也可以将两种或两种以上混合使用。
也可以使用硅酮二胺作为二胺的一部分。作为硅酮二胺可列举如下：1，3-二(3-氨基丙基)-1，1，1-四苯基二硅氧烷、1，3-二(3-氨基丙基)-1，1，1-四甲基二硅氧烷、1，3-二(4-氨基丁基)-1，1，1-四甲基二硅氧烷等。使用硅酮二胺时，其用量相对于二胺的的总量来说，为0.1～10mol％时较好。也可以同时使用两种或两种以上的前述四羧酸二酐和二胺。作为聚酰亚胺系树脂的前驱体溶液，还可以使用具有感光性的物质。
聚酰亚胺前驱体溶液通过旋涂器或印刷等方法涂布在基片表面上，在最终温度为200-400℃下进行热处理，使其固化，形成含氟的聚酰亚胺类树脂覆膜。含氟的聚酰亚胺类树脂覆膜的厚度可以通过改变聚酰亚胺前驱体溶液的浓度、粘度、旋涂器的旋转数等来控制达到规定值。含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜，根据需要可以采用已公开的方法，采用蚀刻或利用含光的电磁波或含电子射线的粒子射线照射的方法来形成光波导。在形成光波导时，采用已公开的方法可以得到含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜由折射率不同的覆膜构成的光波导。
不含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜是通过旋涂器或印刷等方法将不含氟的聚酰亚胺系前驱体溶液涂布在基片表面上，在最终温度为200～400℃下进行热处理使其固化后制得。不含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜的厚度可以通过改变聚酰亚胺前驱体溶液的浓度、粘度、旋涂器的旋转数等来控制达到规定值。
不含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜的厚度，最好大于等于0.1μm，小于等于10μm以下。厚度超过10μm时，含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜和不含氟的聚酰亚胺系树脂覆膜的整体厚度变大，和基片的膨胀系数的差引起的应力容易造成翘曲的发生。并且，树脂覆膜整体厚度的均一性也难以达成。另一方面，若厚度小于0.1μm，则涂膜形成性差，进行均匀涂布变难。
上述基片采用的是硅晶片，此外，也可以在其上形成氧化硅。在硅晶片上形成氧化硅，进而可提供在由聚酰亚胺形成的光波导上设有电极的光波导器件。
本发明中，对于基片和设在该基片上的电极，该电极的表面是金，最好在该基片和金之间介有铝。
另外，对于上述电极结构，最好在金和铝之间介有高熔点材料，这里说指的高熔点材料是指熔点在1000℃以上的材料。
作为上述高熔点材料，其最好是含有从由含有铬(Cr)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(Wu)组成的组中选出的至少一种的高熔点金属的材料。
此外，作为上述高熔点的材料并不限于上述高熔点金属，也可以是含有从一氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO2)、一氧化钛(TiO)、二氧化钛(TiO2)、三氧化二钛(Ti2O3)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氧化铬(Cr2O3)、五氧化钽(Ta2O5)组成的组中选出的至少一种的陶瓷的材料。
本发明中，Al的厚度为0.2～2μm，高熔点材料的厚度为0.02～0.4μm，Au的厚度为0.1～2μm左右较好。此外，高熔点材料层也可以使用两种或两种以上的高熔点金属的混合物，还可以采用两层或两层以上的多层结构。这不仅仅限于高熔点金属，SiO、SiO2、TiO、TiO2、Ti2O3、SiC、Si3N4、Cr2O3、Ta2O5等陶瓷材料也可以使用两种或两种以上的混合物，采用两层或两层以上的多层结构。或者，还可以使用高熔点金属和陶瓷的混合物。
形成电极时，可以采用各种方法。例如，真空蒸镀法和涂布法，作为真空蒸镀法又可利用电子束蒸镀法、溅射法、阻抗加热法等。另外，Cr的厚度最好在0.02～0.4μm左右，Au的厚度最好在0.1～2μm左右。并且，可以使用由Cr、Ti、Mo、W或它们的混合物组成的组中选出的高熔点金属来代替Cr，也可以形成多层的高熔点金属。
上述基片采用的是硅晶片，另外，也可以在其上形成氧化硅。并且，该基片可以做成是上述硅晶片和聚酰亚胺层的叠层结构。又，当电极层的整体厚度超过4μm时，随着厚度的增加膜应力变大，易于从基片上剥离，因此，含有金和铝的电极层的整体厚度最好小于等于4μm。当这样的电极结构形成在光波导器件上时，就可以提供连接强度优良的电极结构。
实施例
通过光波导器件对本发明实施例进行说明。光波导器件100在基片上形成。基片可以采用如硅基片、表面为二氧化硅的硅基片、玻璃基片等。这里，在硅基片上备有光波导叠层体10。
实施例1
本实施例中对光波导器件的制造方法进行说明。在本实施例中，准备直径是76mm的硅晶片作为基片1，在该基片1上排列多个具备图3的结构的构成单元完成后，将对应于每个构成单元的部分进行切割分离，一次就可以制成若干个图3的光波导器件100。本实施例中，成膜和制作布线图案等是在晶片状的基片1上整体一次进行的。另外，为图示方便，用图1(a)-(c)及图(d)-(f)表示了晶片状的基片1中的构成一个光波导器件100的上述构成单元切割出来的状态。
(1)下部包层形成工序
在基片1的全体表面上，旋转涂布OPI-N1005(含氟的聚酰亚胺树脂，商品名，日立化成工业株式会社制造)，形成材料溶液膜。随后，使用干燥器在100℃加热干燥30分钟，接着在200℃加热30分钟以蒸发掉溶剂，继续在370℃加热60分钟使树脂固化，形成厚度6μm的下部包层3(图1(b))。
(2)光波导形成工序
在该下部包层3上，旋转涂布OPI-N3205(含氟的聚酰亚胺树脂，商品名，日立化成工业株式会社制造)，形成材料溶液膜。随后，使用干燥器100℃加热30分钟，接着在200℃加热30分钟以蒸发掉溶剂，继续在350℃加热60分钟使树脂固化，形成作为光波导4的厚度为6μm的聚酰亚胺膜。
得到的聚酰亚胺膜经过光蚀刻法进行布线处理形成光波导4的形状。具体地说，在形成光波导4的聚酰亚胺层上，旋转涂布抗蚀剂，在100℃下干燥后，用汞灯对掩模像进行照射，曝光后，形成抗蚀剂图案层。该抗蚀剂图案层是用于将上述的聚酰亚胺膜加工成光波导4的形状的掩模，通过在氧气存在下对该聚酰亚胺层进行反应离子蚀刻(O2-R1E)，在基片1上排列并形成多个光波导4(图1(c))。然后，剥离抗蚀剂图案层。
(3)上部包层形成工序
然后，旋转涂布OPI-N1005(含氟的聚酰亚胺树脂，商品名，日立化成工业株式会社制造)，以覆盖光波导4和下部包层3。将得到的材料溶液膜在干燥器中于100℃加热30分钟，接着在200℃加热30分钟以蒸发掉材料溶液膜中的溶剂，再在350℃加热60分钟，形成聚酰亚胺膜的上部包层5(图2(d))。
(4)粘结层的形成
然后，旋转涂布PIQ13(不含氟的聚酰亚胺树脂，商品名，日立化成工业株式会社制造)以覆盖上部包层5。将得到的材料溶液膜在干燥器中于100℃加热30分钟，接着在200℃加热30分钟以蒸发掉材料溶液膜中的溶剂，再在350℃加热60分钟，形成不含氟的厚度为1μm的聚酰亚胺膜的粘结层6(图2(e))。
(5)电极形成工序
相对于粘结层6、上部包层5、光波导4、下部包层3的叠层膜，沿着叠层方向切入切口，从基片1上剥离除去在硅上用于形成电极7的区域内形成的粘结层6、以及从上部包层5至下部包层3的部分。这样，得到图2(f)所示的形状的光波导叠层体10，在基片1上形成电极7的区域露出硅基片1。
(6)抗蚀层62的形成
如图4(a)所示，在基片61(形成了硅基片1、下部包层3、光波导4、上部包层5及粘结层6的部分)的粘结层6的表面以及硅基片1的表面上，用正型的酚醛清漆苯酚树脂形成抗蚀层62，再将其通过光刻蚀法进行布线处理得到规定的图案。
(7)叠层膜63的形成
在抗蚀层62上，通过真空蒸镀法形成0.05μm的Cr膜，进而再形成0.5μm的Au膜，形成叠层膜63。
(8)抗蚀层62的剥离
接着，剥离抗蚀层62，得到形成有由叠层膜63(图4(b))组成的电极7(图3的7a及7b)的基片61(图4(b)、图5)。
在此，为除去不需要部分的金属，可以采用预先形成抗蚀剂层，在开口处形成电极后，将抗蚀剂层剥离，从而得到规定图案的剥离(lift off)法；也可以先在基片上全面预先形成电极后，再形成抗蚀剂层，对不需要的区域通过离子蚀刻和反应性干蚀刻除去。
(9)切割工序
随后，对晶片状的基片1以图3所示的形状进行切割，从而完成光波导器件100的制备。
通过上述处理，可以得到具有电极的光波导器件。在其连接部(电极7a及7b)上超声波连接有Au丝。这样，在电极7a及7b中的任何一个上Au丝都保持良好的连接，其强度大于等于5g，破坏的位置是球颈(ボ一ルネツク，ball neck)。此外，共用强度(share strength)是50～60g。
对比例1
除了省略去实施例1中的工序(4)粘结层的形成外，与实施例1中同样地制作光波导器件100。这时，在形成叠层膜63(电极)、剥离抗蚀层62时，叠层膜63(电极7a)剥落。
实施例2
除了在实施例1中形成叠层膜63时，在基片上的作为不含氟的树脂的聚酰亚胺粘结层6上，用真空蒸镀法形成0.05μm的Cr、在其上用真空蒸镀法形成1.5μm的Al膜、再在其上形成0.1μm的Cr膜作为高熔点材料，进而再形成0.5μm的Au膜，形成叠层膜63，其他工艺和实施例1中相同制作光波导器件100。
这样制得的带有电极结构的光波导器件，其连接部分(电极7a及7b)超声波连接有金丝。这样，在电极7a及7b中的任何一个上Au丝都保持良好的连接，其强度大于等于5g，破坏的位置是球颈。此外，共用强度高，在70～100g间。
如实施例1和实施例2所述的基片，在含氟的聚酰亚胺层形成后，再在其表面涂布不含氟的树脂粘结层6，采用该基片不会产生电极剥离，金丝的强度大于等于5g，从而极大改善了由电极粘合力不强造成的电极剥离现象。
通过介入基片上的铝层，引线接合时产生的能量通过铝得到缓冲，从而使基片和电极界面间的连接强度保持良好。
本发明中的电极结构由于是在含有氟化聚酰亚胺的基片上介入了不含氟的树脂层后形成的电极，因此不会产生电极剥离，并具有足够的连接强度。本发明的电极结构适宜于在含有氟化聚酰亚胺的光波导基片的光波导上，介入不含氟的树脂层而形成电极的情况。
Claims (11)
1.电极结构，其具有基片和设置在该基片上的电极，其特征在于，所述基片含有含氟的聚酰亚胺层，不含氟的树脂层介于所述含氟的聚酰亚胺层和所述电极之间。
2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述不含氟的树脂为不含氟的聚酰亚胺。
3.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述基片是在硅晶片上叠层含氟的聚酰亚胺层而得到。
4.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述基片是在硅晶片上依次叠层氧化硅覆膜及含氟的聚酰亚胺层而得到。
5.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述基片是光波导基片。
6.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述电极表面为金，且铝介于基片和所述金之间。
7.根据权利要求6所述的电极结构，其特征在于，所述电极表面为金，且铝介于基片和所述金之间，在金和铝之间进一步夹有高熔点材料。
8.根据权利要求7所述的电极结构，其特征在于，所述高熔点材料含有从铬、钛、钼、钨及由这些材料中的2种或2种以上的混合物组成的组中选择的材料。
9.根据权利要求7所述的电极结构，其特征在于，所述高熔点材料为陶瓷。
10.根据权利要求7所述的电极结构，其特征在于，所述高熔点材料含有从一氧化硅、二氧化硅、一氧化钛、二氧化钛、三氧化二钛、碳化硅、氮化硅、氧化铬、五氧化钽及由这些材料中的2种或2种以上的混合物组成的组中选择的材料。
11.根据权利要求6所述的电极结构，其特征在于，含有所述金和铝的电极的整层厚度小于等于4μm。
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