JP6414839B2 - 光電気混載基板およびその製法 - Google Patents

Description

本発明は、光電気モジュール部と配線部とを備えた光電気混載基板およびその製法に関するものである。

最近の電子機器等では、伝送情報量の増加に伴い、電気配線に加えて、光配線が採用されている。そして、電子機器等の小型化に伴い、配線基板の小型化・高集積化が要求され、限られたスペースに搭載することができるものが望まれている。そのようなものとして、例えば、図１０に示すように、ポリイミド等からなる絶縁層１２の表面の両端（一端でもよい）に、導電パターンからなる電気配線１３と光素子１０とを備えた光電気モジュール部Ｅが形成され、上記絶縁層１２の裏面（電気配線１３の形成面と反対側の面）に、アンダークラッド層２０とコア２１とオーバークラッド層２２とからなる光導波路Ｗ（配線部）が設けられた光電気混載基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記光電気混載基板では、図において一点鎖線Ｐで示すように光導波路Ｗのコア２１を通って伝送されてきた光信号を、光電気モジュール部Ｅの光素子１０において電気信号に変換して電気的な制御を行うことができる。また、電気配線１３を通じて伝送されてきた電気信号を光素子１０において光信号に変換して光導波路Ｗを通じて反対側の光電気モジュール部（図示せず）において、再び電気信号として取り出すことができる。

このような光電気混載基板では、絶縁層（ポリイミド等）１２と光導波路Ｗ（エポキシ樹脂等）とが接しているため、両者の線膨張係数の差から、周囲の温度により、光導波路Ｗに応力や微小な曲がりが発生し、それが原因で光導波路Ｗの光伝播損失が大きくなる。

そこで、光電気モジュール部Ｅにおいて、絶縁層１２の裏面にステンレス等の金属補強層１１を設けて、光導波路Ｗに発生する応力や微小な曲がりを防止して光伝播損失の増加を抑制するとともに、光電気モジュール部Ｅ以外の部分には、このような金属補強層１１は設けないで、光導波路Ｗのフレキシブル性を確保して、狭いスペースへの搭載や複雑な位置関係の光電気結合に対応できるようにしている。

特開２０１２−１９４４０１号公報

しかしながら、このような、金属補強層１１で補強された光電気モジュール部Ｅとフレキシブルな光導波路Ｗとが接合された光電気混載基板では、両者の境界部において、光導波路Ｗが動くたびに剛性の高い金属補強層１１に引っ張られたり、この部分で捩られたりして、境界部において光導波路Ｗに破れや折れが生じるおそれがある。また、境界部以外においても、フレキシブルな光導波路Ｗには、光伝播損失が多少生じるおそれがあり、金属補強層１１を有しない、全体がフレキシブルな光電気混載基板においても、光導波路Ｗを破れや折れから保護することが強く望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路を備えた配線部のフレキシブル性を確保しながら、その屈曲や捩れから光導波路を守り、光伝播損失の増加を抑制することのできる、優れた光電気混載基板とその製法の提供を、その目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、帯状に延びる絶縁層の少なくとも片端部が、その表面に導電パターンからなる電気配線と光素子とを備える光電気モジュール部に形成され、上記絶縁層の、光電気モジュール部から延びる部分が、その裏面に、光信号伝送用のコアを有し上記電気モジュール部の光素子に光結合される帯状の光導波路を備えた、フレキシブルな配線部に形成された光電気混載基板であって、上記配線部における絶縁層表面に、上記配線部のフレキシブル性を保ちながらこの部分を補強する導電ダミーパターンが形成されている光電気混載基板を第１の要旨とする。

また、本発明は、そのなかでも、特に、上記導電ダミーパターンが、配線部における絶縁層表面の、少なくとも長手方向に沿う両縁部に連続的に延びている光電気混載基板を第２の要旨とし、それらのなかでも、特に、絶縁層表面に形成された導電ダミーパターンと、絶縁層裏面に形成された光導波路の光信号伝送用のコアとが、絶縁層を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されている光電気混載基板を第３の要旨とする。

さらに、本発明は、上記第２もしくは第３の要旨である光電気混載基板のなかでも、特に、上記導電ダミーパターンが、配線部における絶縁層表面の、長手方向に沿う両縁部に連続的に延びており、上記導電ダミーパターンに挟まれた、絶縁層表面の長手方向に沿う内側部分に、導電パターンからなる電気配線が設けられている光電気混載基板を第４の要旨とする。

そして、本発明は、そのなかでも、特に、絶縁層表面の、上記導電ダミーパターンに挟まれて形成された電気配線と、絶縁層裏面に形成された光導波路の光信号伝送用のコアとが、絶縁層を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されている光電気混載基板を第５の要旨とする。

また、本発明は、上記第１〜第３のいずれかの要旨である光電気混載基板を製造する方法であって、上記光電気モジュール部の電気配線となる導電パターンと、上記配線部を補強するための導電ダミーパターンとを、同時に形成するようにした光電気混載基板の製法を第６の要旨とする。

さらに、本発明は、上記第４または第５の要旨である光電気混載基板を製造する方法であって、上記光電気モジュール部の電気配線となる導電パターンと、上記配線部を補強するための導電ダミーパターンと、上記導電ダミーパターンに挟まれた電気配線となる導電パターンとを、同時に形成するようにした光電気混載基板の製法を第７の要旨とする。

すなわち、本発明の光電気混載基板は、光電気モジュール部同士をつなぐ、フレキシブルな配線部の表面に、電気配線用の導電パターンを形成する場合と同様の要領で、導電ダミーパターンを設けることにより、上記配線部のフレキシブル性を確保しながら、その屈曲や捩れから光導波路を守るようにしたものである。これにより、本発明の光電気混載基板は、光電気モジュール部や配線部が衝撃を受けたり、配線部に荷重がかかって屈曲したりしても、光導波路のコアにおける応力の発生や微小な曲がりが防止され、光導波路の光伝播損失の増加を抑えることができる。したがって、本発明の光電気混載基板は、フレキシブル性に優れているだけでなく、光伝播損失の増加が抑制され、高品質のものとなる。

そして、本発明のなかでも、特に、上記導電ダミーパターンが、配線部における絶縁層表面の、少なくとも長手方向に沿う両縁部に連続的に延びている光電気混載基板は、とりわけ配線部の長手方向における補強効果に優れるため、配線部が折れたり捩れたりしにくく、光導波路において光伝播損失が生じるのを効果的に防止することができる。

また、本発明のなかでも、特に、絶縁層表面に形成された導電ダミーパターンと、絶縁層裏面に形成された光導波路の光信号伝送用のコアとが、絶縁層を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されているものは、光導波路の光伝播損失がより抑制され、好適である。すなわち、導電ダミーパターンとコアとを上下に重なる配置にすると、光導波路作製工程において、コアを形成するための露光時に、図１１において矢印Ｘで示すように、コア形成用の層８ａが形成された絶縁層１の反対側に設けられた導電ダミーパターン３０から裏面反射が発生し、形成されるコア８の壁面が、その反射光の影響で粗面化し、いわゆる「荒れ」が生じて、得られる光導波路において光伝播損失が発生するおそれがあるが、上記の構成によれば、これを回避することができる。

さらに、本発明のなかでも、特に、上記導電ダミーパターンが、配線部における絶縁層表面の、長手方向に沿う両縁部に連続的に延びており、上記導電ダミーパターンに挟まれた、絶縁層表面の長手方向に沿う内側部分に、導電パターンからなる電気配線が設けられている光電気混載基板は、配線部において、光信号の伝送と電気信号の両方を、良好に伝送することができるため、用途の幅が広がるという利点を有する。

そして、本発明のなかでも、特に、絶縁層表面の、上記導電ダミーパターンに挟まれて形成された電気配線と、絶縁層裏面に形成された光導波路の光信号伝送用のコアとが、絶縁層を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されている光電気混載基板は、前記導電ダミーパターンとコアの配置を、互いに重ならないようにした場合と同様、光導波路作製工程における露光時に、絶縁層のコア形成面と反対側に設けられた電気配線からの裏面反射が発生しても、コア壁面がその反射光の影響を受けることがない。したがって、得られる光導波路の光伝搬損失を、より抑制することができる。

また、本発明の製法によれば、導電ダミーパターンの形成を、本来必要な導電パターンの形成と同時に行うことができるため、余分な工程が不要で、簡単かつ安価に、本発明の光電気混載基板を提供することができる。

（ａ）は本発明の光電気混載基板の一実施の形態を示す模式的な平面図、（ｂ）はその要部断面を拡大して模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、いずれも上記光電気混載基板の製法における光電気モジュール部の作製工程を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、いずれも上記光電気混載基板の製法における配線部の作製工程を模式的に示す説明図である。 （ａ）は上記実施の形態における導電ダミーパターンの形状を示す部分的な斜視図、（ｂ）は上記導電ダミーパターンの変形例を示す部分的な斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）は、いずれも上記導電ダミーパターンの他の変形例を示す部分的な平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、いずれも上記導電ダミーパターンのさらに他の変形例を示す部分的な平面図である。 本発明の光電気混載基板の他の実施の形態を示す部分的な斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、いずれも上記他の実施の形態における導電ダミーパターンの変形例を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに上記他の実施の形態における電気配線の変形例を示す説明図である。 従来の光電気混載基板の一例を示す模式的な縦断面図である。 導電ダミーパターンとコアの配置についての模式的な説明図である。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１（ａ）は、本発明の光電気混載基板の一実施の形態を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、その要部断面を拡大して模式的に示す説明図である。

この光電気混載基板は、左右一対の、平面視略正方形状の光電気モジュール部Ａ、Ａ′と、その間の配線部Ｂとが一体的に設けられ、全体として略帯状になっている。より具体的には、一枚の略帯状の絶縁層（この例では透明ポリイミド層）１を基板として、その左右両端部の表面に、光素子１０、１０′と、導電パターンからなる電気配線２とが形成されて、光電気モジュール部Ａ、Ａ′になっている。なお、この例では、光電気モジュール部Ａにおける光素子１０は受光素子であり、光信号を受信して、電気信号に変換するようになっている。そして、光電気モジュール部Ａ′における光素子１０′は発光素子であり、電気信号を受信して光信号に変換するようになっている（以下、光電気モジュール部Ａ′については説明を省略）。また、上記絶縁層１の、左右の光電気モジュール部Ａ、Ａ′に挟まれる部分の裏面側には、光導波路Ｗが設けられており、この部分が、光信号を伝送する配線部Ｂになっている。さらに、上記光電気モジュール部Ａ、Ａ′には、光素子１０、１０′を駆動するためのＩＣや能動素子等が必要に応じて実装されるが、この例では、その図示と説明を省略している。なお、上記光電気モジュール部Ａ、Ａ′には、他の電気回路基板等と接続するためのコネクタが搭載されていてもよい。

上記光電気モジュール部Ａには、所定の導電パターンからなる電気配線２が形成されており、その一部には、上記光素子１０を実装するためのパッド２ａと、アース用電極２ｂとが含まれている。そして、上記パッド２ａの表面は、導電性を高めるために、金めっき層４で被覆されている。また、上記電気配線２のうち、パッド２ａを除く部分は、カバーレイ３によって被覆され、絶縁保護されている〔図１（ａ）においては、カバーレイ３の図示を省略〕。

そして、上記絶縁層１の裏面には、光電気モジュール部Ａの外形と略一致する外形の金属補強層（この例ではステンレス層）６が設けられており、この部分が安定した平面性を保つようになっている。なお、５は、光素子１０と光導波路Ｗとを光結合するための貫通孔である。

また、上記絶縁層１の裏面側には、配線部Ｂから光導波路Ｗが延びており、金属補強層６における貫通孔５の部分を介して、その先端部が、絶縁層１表面側の光素子１０と光結合されるようになっている。すなわち、光導波路Ｗは、絶縁層１の裏面側から下に向かって、アンダークラッド層７と、その下に複数本平行に並んだ状態で配置されるコア８と、コア８を被覆するオーバークラッド層９とを、この順で備えている。上記アンダークラッド層７は、その一部が上記金属補強層６に接して貫通孔５にも入り込んでいる。

一方、光電気モジュール部Ａ、Ａ′に挟まれる配線部Ｂの、絶縁層１の裏面側には、すでに述べたように、光導波路Ｗが延びているが、この部分の、絶縁層１の表面全面に、電気信号の伝送とは関係のない、斜め格子状の導電ダミーパターン３０が形成されている。この導電ダミーパターン３０によって、絶縁層１と光導波路Ｗとからなる、フレキシブルな配線部Ｂが、そのフレキシブル性を保ちながらも、強度が高められているため、繰り返し屈曲されたり擦れたり捩れたりしても、光電気モジュール部Ａ、Ａ′との境界部やそれ以外の部分が破れたり折れたりすることがない。そして、光導波路Ｗにおいて光伝播損失が増大することがなく、良好な状態で光信号の送受信を行うことができる。これが、本発明の大きな特徴である。

なお、上記導電ダミーパターン３０の表面は、カバーレイ３によって被覆され絶縁保護されており、このカバーレイ３によっても、配線部Ｂの補強効果が高められているといえる。

上記光電気混載基板は、例えば、つぎのようにして製造することができる。

まず、図２（ａ）に示すように、平坦な金属補強層６を準備する。この金属補強層６の形成材料としては、ステンレス、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、白金、金等があげられるが、強度性、屈曲性等の観点から、ステンレスが好ましい。また、上記金属補強層６の厚みは、例えば、１０〜７０μｍの範囲内に設定することが好適である。

そして、上記金属補強層６の表面に、ポリイミド樹脂等からなる感光性絶縁樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ法により、所定パターンの絶縁層１を形成する。この実施の形態では、金属補強層６に接触するアース用電極２ｂを形成するために、所定の配置で、上記金属補強層６の表面を露呈させる孔部１ａを形成する。なお、上記絶縁層１の厚みは、３〜５０μｍの範囲内に設定することが好適である。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記光電気モジュール部Ａの電気配線（光素子１０を実装するためのパッド２ａおよびアース用電極２ｂを含む）２と、配線部Ｂの導電ダミーパターン３０とを、例えばセミアディティブ法により、同時に形成する。この方法によれば、まず、上記絶縁層１の表面に、スパッタリングまたは無電解めっき等により、銅等からなる金属膜（図示せず）を形成する。この金属膜は、後の電解めっきを行う際のシード層（電解めっき層形成の素地となる層）となる。そして、上記金属補強層６、絶縁層１およびシード層からなる積層体の両面に、感光性レジスト（図示せず）をラミネートした後、上記シード層が形成されている側の感光性レジストに、フォトリソグラフィ法により、上記電気配線２の導電パターンとなる孔部を形成し、その孔部の底に上記シード層の表面部分を露呈させる。

つぎに、電解めっきにより、上記孔部の底に露呈した上記シード層の表面部分に、銅等の導電材からなる電解めっき層を積層形成する。そして、上記感光性レジストを水酸化ナトリウム水溶液等により剥離する。その後、上記電解めっき層が形成されていないシード層の部分をソフトエッチングにより除去する。残存したシード層と電解めっき層とからなる積層部分が、上記電気配線（光素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂを含む）２および導電ダミーパターン３０〔図１（ａ）参照〕となる。なお、上記導電材としては、銅の他、クロム、アルミニウム、金、タンタル等、導電性および展性に優れた金属材料が好適に用いられる。また、これらの金属の少なくとも一種を用いた合金も好適に用いられる。そして、上記電気配線２および導電ダミーパターン３０の厚みは、３〜３０μｍの範囲に設定することが好適である。すなわち、この範囲であれば、電気配線２としての使用に支障がなく、しかも導電ダミーパターン３０の光導波路Ｗに対する保護・補強作用も、配線部Ｂのフレキシブル性を損なうことなく充分に発揮されるからである。

そして、図２（ｃ）に示すように、光電気モジュール部Ａの電気配線２の表面に、ニッケル等からなる無電解めっき層（図示せず）を形成した後、上記光素子実装用パッド２ａを除く電気配線２の部分と、導電ダミーパターン３０の部分に、ポリイミド樹脂等からなる感光性絶縁樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ法により、カバーレイ３を形成する。カバーレイ３の厚みは、１〜２０μｍの範囲に設定することが好適である。すなわち、上記の範囲内で、電気配線２と導電ダミーパターン３０に対し、優れた保護作用を果たすだけでなく、特に、配線部Ｂにおいて、上記導電ダミーパターン３０と相俟って、光導波路Ｗに対し、優れた保護・補強効果を奏するからである。

つぎに、図２（ｄ）に示すように、上記電気配線２のうち、パッド２ａに形成された上記無電解めっき層（図示せず）をエッチングにより除去した後、その除去跡に、金やニッケル等からなる電解めっき層（この例では金めっき層）４を形成する。

つぎに、上記金属補強層６と絶縁層１との積層体の両面に、感光性レジスト（図示せず）をラミネートした後、上記金属補強層６の裏面側（電気配線２が設けられた面と反対側の面側）の感光性レジストのうち、金属補強層６を除去したい部分（配線部Ｂとなる部分とおよび光路用の貫通孔形成予定部に対応する部分）に、フォトリソグラフィ法により、孔部を形成して金属補強層６の裏面部分を露呈させる。

そして、図２（ｅ）に示すように、上記孔部から露呈した上記金属補強層６の部分を、その金属補強層６の材質に応じたエッチング用水溶液（例えば、ステンレス層の場合は、塩化第二鉄水溶液）を用いてエッチングすることにより除去し、その除去跡から絶縁層１を露呈させる。その後、上記感光性レジストを水酸化ナトリウム水溶液等により剥離する。

つぎに、上記絶縁層１と金属補強層６の裏面に、光導波路Ｗ〔図１（ｂ）参照〕を形成する。すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、上記絶縁層１および金属補強層６の裏面（図では下面）に、アンダークラッド層７の形成材料である感光性樹脂を塗布した後、その塗布層を照射線により露光して硬化させ、アンダークラッド層７を形成する。アンダークラッド層７の厚み（金属補強層６の裏面からの厚み）は、３〜５０μｍの範囲内に設定することが好適である。なお、上記アンダークラッド層７は、フォトリソグラフィ法によって所定パターンにパターニングして形成してもよい。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層７の表面（図では下面）に、フォトリソグラフィ法により、所定パターンのコア８を形成する。上記コア８の厚みは、２０〜１００μｍの範囲内に設定することが好適である。そして、コア８の幅は、１０〜１００μｍの範囲内に設定することが好適である。上記コア８の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層７と同様の感光性樹脂があげられ、上記アンダークラッド層７および以下に述べるオーバークラッド層９〔図３（ｃ）参照〕の形成材料よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層７、コア８、オーバークラッド層９の各形成材料の種類の選択や組成比率を勘案して行うことができる。

つぎに、図３（ｃ）に示すように、上記コア８を被覆するよう、上記アンダークラッド層７の表面（図では下面）に、フォトリソグラフィ法により、オーバークラッド層９を形成する。このオーバークラッド層９の厚み（アンダークラッド層７の表面からの厚み）は、上記コア８の厚み以上であり、３００μｍ以下に設定することが好適である。上記オーバークラッド層９の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層７と同様の感光性樹脂があげられる。そして、上記オーバークラッド層９を形成する場合も、フォトリソグラフィ法によって所定パターンをパターニングするようにしてもよい。

そして、図３（ｄ）に示すように、絶縁層１の表面に設けられたパッド２ａに対応する光導波路Ｗの部分（図１〔ｂ〕参照、光導波路Ｗの両端部）を、レーザ加工や切削加工等により、コア８の長手方向に対して４５°傾斜した傾斜面に形成し、光反射面８ａとする。ついで、上記パッド２ａに光素子１０を実装して、目的とする光電気混載基板を得ることができる。

このようにして得られた光電気混載基板は、光電気モジュール部Ａ、Ａ′をつなぐ配線部Ｂの表面に、導電ダミーパターン３０が設けられているため、配線部Ｂのフレキシブル性が損なわれることなく、その強度が高められている。したがって、この光電気混載基板の光電気モジュール部Ａ、Ａ′や配線部Ｂが衝撃を受けたり、配線部Ｂに荷重がかかって屈曲したりしても、光電気モジュール部Ａ、Ａ′と配線部Ｂの境界部が破れたり折れたりすることがない。そして、配線部Ｂのどの部分についても、強度が高められているため、光導波路Ｗのコア８における応力の発生や微小な曲がりが防止され、光導波路Ｗの光伝播損失の増加を抑えることができる。

なお、上記の製法では、導電ダミーパターン３０の表面をカバーレイ３で被覆したが、導電ダミーパターン３０は、電気が通る部分ではないため、必ずしもカバーレイ３で被覆する必要はない。ただし、カバーレイ３で被覆する方が、配線部Ｂの保護・補強が高められることになり、好適である。

また、上記の製法では、電気配線２のうち、光素子１０を実装するためのパッド２ａを、金めっき層４で被覆したが、電気配線２の材質や、要求される特性によっては、このようなめっき層による被覆は必要ではない。

そして、上記の実施の形態では、左右の光電気モジュール部Ａ、Ａ′において、それぞれ絶縁層１の裏面に金属補強層６を設けてこれらの部分に一定の剛性を付与して平坦性を確保しているが、上記金属補強層６は必ずしも必要ではなく、全体にフレキシブル性が付与されているものであってもよい。また、光電気モジュール部Ａ、Ａ′は、必ずしも左右一対で配線部Ｂの両側に設けられている必要はなく、光電気モジュール部が片方だけに設けられており、配線部Ｂの先端が、他の光電気モジュール部にコネクタ等を介して接続されるようになっているものであっても差し支えない。

なお、本発明において、上記配線部Ｂの表面に形成される導電ダミーパターン３０の形状は、上記の例では、図４（ａ）に示すように、斜め格子状にしているが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば、図４（ｂ）に示すように、配線部Ｂにおける絶縁層１の表面において、長手方向に沿う両縁部に、連続的に延びる形状にしてもよい。このようにすると、少なくとも配線部Ｂが長手方向に屈曲した場合に補強効果を奏する。

しかも、この例では、絶縁層１の表面に形成された導電ダミーパターンと、絶縁層１の裏面に形成された光導波路Ｗの光信号伝送用のコア８とが、絶縁層１を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されているため、光導波路Ｗ作製工程において、コア８を形成するための露光時に、絶縁層１の裏面に形成された導電ダミーパターン３０から裏面反射（図１１における矢印Ｘを参照）が発生しても、コア８の壁面にいわゆる「荒れ」が生じることがなく、光導波路Ｗの光伝播損失が、より抑制されるという効果を奏する。

一方、図４（ａ）に示す斜め格子状にすると、配線部Ｂが長手方向に屈曲した場合だけでなく、幅方向や斜め方向にねじれて屈曲した場合に対しても補強効果が高く、好適である。このように、配線部Ｂに対する導電ダミーパターン３０の保護・補強効果は、そのパターン形状によっても左右されるが、フレキシブル性と保護・補強効果をバランスよく発揮させるには、導電ダミーパターン３０による配線部Ｂの表面被覆率を、２０〜８０％程度に設定することが好適である。

このように、上記導電ダミーパターン３０の形状は、光導波路Ｗにおけるコア８の配置を考慮する場合と考慮しない場合の両方を含み、しかも要求される補強の程度に応じて、様々なバリエーションのものを提供することができる。例えば、図５（ａ）に示すように、配線部Ｂの表面全面を導電ダミーパターン３０で被覆して、ややフレキシブル性には劣るものの、高い強度をもたせて保護することも可能である。また、図５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、複数の菱形や平行四辺形、正方形、円形等を規則的にくり抜いた形状にして、フレキシブル性を確保しつつ充分な補強効果を奏するようにしてもよい。

また、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、逆に、複数の菱形や平行四辺形、正方形、円形等が規則的に並び、それ以外の部分が、長手方向に沿う両縁部３０ａを残して除去された形状にして、フレキシブル性を確保しつつ充分な補強効果を奏するようにしてもよい。なお、上記両縁部３０ａを残さない形状であってもよいが、そのようにすると、屈曲に対する補強効果が弱くなり、内側の導電ダミーパターン３０ｂが剥げたり欠けたりするおそれがあり、やや好ましくない。

さらに、図７に示すように、上記導電ダミーパターン３０を、配線部Ｂの絶縁層１表面における長手方向に沿う両縁部に、連続的に延びる形状として、その間に挟まれた、絶縁層１の長手方向に沿う内側部分に、所定の導電パターン（この例では長手方向に延びる２本の線状パターン）からなる電気配線３１を設けることができる。この構成によれば、配線部Ｂにおいて、絶縁層１の裏面側に設けられた光導波路Ｗにより光信号の伝送を行い、絶縁層１の表面側に設けられた電気配線３１により電気信号の伝送を行うことができ、より情報量の多いやりとりを実現することができる。

このように、配線部Ｂにおける電気配線３１の配置を、配線部Ｂの長手方向に沿う両側を導電ダミーパターン３０で挟まれた形にすると、配線部Ｂの平面性が確保され、電気的にも光学的にも良好な伝送を実現することができ、好適である。

なお、配線部Ｂに電気配線３１を設ける場合も、その両側に設ける導電ダミーパターン３０は、例えば図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、様々な形状にすることができる。ただし、いずれの場合も、上述のとおり、長手方向に沿う両縁部に、連続的に導電ダミーパターン３０が形成されていることが望ましい。

そして、上記電気配線３１の配置は、前記導電ダミーパターン３０を設ける場合と同様、上記電気配線３１と、光導波路Ｗのコア８とが、絶縁層１を挟んで互いに上下に重ならないようにすることが好適である。例えば、その横断面図である図９（ａ）に示すように、配線部Ｂにおいて、長手方向に延びる複数の電気配線３１と複数のコア８とを、絶縁層１を挟んで互い違いの配置にすることができる。また、その横断面図である図９（ｂ）に示すように、絶縁層１の表面側において、長手方向に沿う両縁部に、導電ダミーパターン３０と電気配線３１とを並べて配置し、広くあいた中央部の裏面側に、複数のコア８を並べて配置するようにしてもよい。これらの構成によれば、導電ダミーパターン３０とコア８の配置を互いに重ならないようにした場合と同様、光導波路作製工程における露光時に、絶縁層１のコア形成面と反対側に設けられた電気配線３１からの裏面反射が発生しても、コア１の壁面がその反射光の影響を受けることがなく、「荒れ」が発生しないため、得られる光導波路の光伝搬損失を、より抑制することができ、好適である。

このように、上記導電ダミーパターン３０において、その内側に電気配線３１を設けるか設けないかは別にして、配線部Ｂが長手方向に屈曲するのを防止するには、絶縁層１表面の、少なくとも長手方向に沿う両縁部に、導電ダミーパターン３０を連続的に形成することが好ましい。その両縁部の各形成幅（図４〔ａ〕においてＱで示す）は、配線部Ｂ全体の大きさにもよるが、一般に、３０〜１０００μｍに設定することが好適である。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるわけではない。

〔実施例１〕
図１に示す光電気混載基板を、前記の製法の記載にしたがって作製した。ただし、配線部Ｂの長さは２０ｃｍとした。また、金属補強層として、厚み２０μｍのステンレス層を設けた。そして、絶縁層の厚みを５μｍ、アンダークラッド層の厚み（絶縁層の裏面からの厚み）を１０μｍ、コアの厚みを５０μｍ、コアの幅を５０μｍ、オーバークラッド層の厚み（アンダークラッド層の表面からの厚み）を７０μｍとした。電気配線および導電ダミーパターンの厚みを５μｍとした。なお、導電ダミーパターンの斜め格子による絶縁層の表面被覆率は、４４％であった。また、長手方向に沿う両縁部に連続して延びる部分の幅〔図４（ａ）においてＱで示す〕は４００μｍであった。

〔実施例２〕
上記実施例１と基本的な構成は同じにして、図７に示す配置で導電ダミーパターンを形成し、電気配線は形成しなかった。なお、導電ダミーパターンによる絶縁層の表面被覆率は、４０％であった。また、長手方向に沿う両縁部に連続して延びる部分の幅（図７においてＱ′で示す）は４００μｍであった。

〔比較例１〕
導電ダミーパターンを設けなかった。それ以外は、上記実施例１と同様にして、光電気混載基板を作製した。

〔光挿入損失の測定〕
上記実施例１、２および比較例１に用いた発光素子、受光素子と同様の発光素子、受光素子を準備した。すなわち、発光素子は、ＵＬＭ社製のＵＬＭ８５０−１０−ＴＴ−Ｃ０１０４Ｕである。受光素子は、Albis optoelectronics社製のＰＤＣＡ０４−７０−ＧＳである。そして、上記発光素子から発光された光を直接、上記受光素子で受光した際の光量Ｉ₀を測定した。つぎに、上記実施例１、２品と比較例１品のそれぞれに対し、配線部Ｂを１回転させて「輪」を１個作り、左右方向に０．５Ｎの力で引っ張った状態で固定し、光電気モジュール部Ａ′に設けられた発光素子から発光された光を、光導波路Ｗのコアを経由して、電気モジュール部Ａに設けられた受光素子で受光し、その受光した光量Ｉを測定した。そして、それらの値から〔−１０×ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ₀）〕を算出し、その値を光挿入損失とした。その結果、実施例１品の光挿入損失は、２．３ｄＢであった。また、実施例２品の光挿入損失は、２．１ｄＢであった。これに対し、比較例１品の光挿入損失は、４．０ｄＢであり、実施例１品の方が、光挿入損失が抑制されており、実施例２品の方が、さらに光挿入損失が抑制されていることがわかった。

〔破断強度〕
上記実施例１、２品と比較例１品のそれぞれに対し、上記光挿入損失の測定時と同様に、配線部Ｂを１回転させて「輪」を１個作った状態で、左右方向に引っ張った。そして、その引張荷重を増加させていき、配線部Ｂが破断する際の値（破断強度）を確認した。その結果、実施例１品、実施例２品とも、その破断強度は１０Ｎであり、比較例１品の破断強度は４Ｎであった。したがって、実施例１品、実施例２品とも、比較例１品に比べて破断強度がはるかに高いことがわかった。

〔フレキシブル性〕
上記実施例１、２品と比較例１品を、それぞれ手に持って変形させたところ、三者のフレキシブル性に殆ど差異はなかった。

本発明の光電気混載基板は、フレキシブル性が要求される各種電子機器、とりわけ小型で高い情報処理性能が要求される民生用画像表示機器、通信用携帯機器、産業・医療等の検査機器等に広く利用可能である。

１ 絶縁層
２ 電気配線
８ コア
１０、１０′ 光素子
３０ 導電ダミーパターン
Ａ、Ａ′ 光電気モジュール部
Ｂ 配線部
Ｗ 光導波路

Claims (7)

1. 帯状に延びる絶縁層の少なくとも片端部が、その表面に導電パターンからなる電気配線と光素子とを備える光電気モジュール部に形成され、上記絶縁層の、光電気モジュール部から延びる部分が、その裏面に、光信号伝送用のコアを有し上記光電気モジュール部の光素子に光結合される帯状の光導波路を備えた、フレキシブルな配線部に形成された光電気混載基板であって、上記配線部における絶縁層表面に、上記配線部のフレキシブル性を保ちながらこの部分を補強する導電ダミーパターンが形成されていることを特徴とする光電気混載基板。
2. 上記導電ダミーパターンが、配線部における絶縁層表面の、少なくとも長手方向に沿う両縁部に連続的に延びている請求項１記載の光電気混載基板。
3. 絶縁層表面に形成された導電ダミーパターンと、絶縁層裏面に形成された光導波路の光信号伝送用のコアとが、絶縁層を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されている請求項１または２記載の光電気混載基板。
4. 上記導電ダミーパターンが、配線部における絶縁層表面の、長手方向に沿う両縁部に連続的に延びており、上記導電ダミーパターンに挟まれた、絶縁層表面の長手方向に沿う内側部分に、導電パターンからなる電気配線が設けられている請求項２または３記載の光電気混載基板。
5. 絶縁層表面の、上記導電ダミーパターンに挟まれて形成された電気配線と、絶縁層裏面に形成された光導波路の光信号伝送用のコアとが、絶縁層を挟んで互いに上下に重ならないよう配置されている請求項４記載の光電気混載基板。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電気混載基板を製造する方法であって、上記光電気モジュール部の電気配線となる導電パターンと、上記配線部を補強するための導電ダミーパターンとを、同時に形成するようにしたことを特徴とする光電気混載基板の製法。
7. 請求項４または５記載の光電気混載基板を製造する方法であって、上記光電気モジュール部の電気配線となる導電パターンと、上記配線部を補強するための導電ダミーパターンと、上記導電ダミーパターンに挟まれた電気配線となる導電パターンとを、同時に形成するようにしたことを特徴とする光電気混載基板の製法。

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