JP6474060B2 - 光電気混載基板 - 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８（ａ）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、パッド１３aに実装される光素子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という問題がある。また、光電気モジュール部Ｅにおいて、信号を光から電気、電気から光に変換する光素子やそれを駆動するＩＣを実装する際、補強層がないと実装対象面が不安定で、うまく実装できないか、実装できたとしても充分な信頼性を確保した接合が得られないという問題もある。

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を設けてこの部分に一定の剛性を与え、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以外の配線部には、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たものが提案されている。

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を備えた配線部Ｂとが接合された光電気混載基板では、図８（ｂ）に模式的に示すように、金属補強層１１が設けられている部分（細かい斜線で示された領域）と設けられていない部分とにまたがって光導波路Ｗ(粗い斜線で示す)が形成されているため、その境界部Ｘ、Ｘ′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、光導波路Ｗに破れや折れが生じやすいことが判明した。

また、最近では、光電気混載基板のフレキシブル性を高めるために、図８（ｃ）に示すように、配線部Ｂの幅を狭くすることが提案され、光電気モジュール部Ｅと配線部Ｂとの境界部における強度を高めるために、金属補強層１１の一部を配線部側に突出させた形状にすることが検討されている。しかし、この形状においても、前記の場合と同様、金属補強層１１が設けられている部分と設けられていない部分の境界部Ｙ、Ｙ′において光導波路Ｗに破れや折れが生じやすいだけでなく、幅を狭くした角部Ｚ、Ｚ′においても、金属補強層１１の反りや捩れによって光導波路Ｗに応力がかかり、ダメージを受けやすいことが判明した。

このため、フレキシブル性を備えた光電気混載基板において、金属補強層１１が設けられている部分と設けられていない部分の境界部において、光導波路Ｗに無理な応力がかからない構造に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、その表面側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、その裏面側に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る配線部に形成された光電気混載基板であって、上記絶縁層の厚みが３〜５０μｍであり、上記絶縁層裏面の、上記光電気モジュール部と配線部にまたがる部分に金属補強層が設けられており、上記金属補強層のうち、配線部に設けられた部分の幅Ｔ’が、光電気モジュール部に設けられた部分の幅Ｔに比べて狭く設定され、上記Ｔ：Ｔ’は１：０．９８〜１：０．０５であり、上記金属補強層の幅が狭くなったところの根元角部に、曲率半径Ｒが０．３〜５ｍｍのアールが付けら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、上記配線部が、光導波路とともに電気配線を備えたものである光電気混載基板を第２の要旨とする。

さらに、本発明は、上記第１または第２の要旨である光電気混載基板のなかでも、特に、上記金属補強層が、配線部の長手方向に沿って途中まで延びて途切れた形状になっており、その途切れた先端角部にアールが付けられている光電気混載基板を第３の要旨とし、そのなかでも、特に、上記先端角部におけるアールの曲率半径Ｒ′が０．１〜５ｍｍに設定されている光電気混載基板を第４の要旨とする。

また、本発明は、同じく上記第１または第２の要旨である光電気混載基板のなかでも、上記金属補強層の配線部を補強する部分が、配線部の長手方向に沿う全体に延びている光電気混載基板を第５の要旨とする。

なお、本発明において、「幅」とは、帯状に延びる絶縁層をベースとして構成された光電気混載基板の平面視形状において、その長手方向を垂直に横切る方向を「幅方向」とし、その「幅方向」の長さ寸法を意味する趣旨である。

すなわち、本発明の光電気混載基板は、ベースとなる絶縁層裏面の、光電気モジュール部と配線部にまたがる部分に金属補強層を設け、上記絶縁層の厚みを３〜５０μｍに限定するとともに、上記金属補強層の幅を、配線部側において、特定の割合で狭くしてその幅が狭くなったところの根元角部に、曲率半径Ｒが０．３〜５ｍｍのアール（円弧状の輪郭形状）を付けるようにしたものである。この形状によれば、金属補強層の、幅が狭くなった根元角部に、所定の丸みのアールが付いているため、配線部が屈曲したり捩れたりしても、金属補強層が設けられ剛性が高められた光電気モジュール部に、配線部が直接引っ張られて配線部の柔軟な部分に集中して応力がかかることがなく、上記アール部分においてその応力が分散、緩和されるようになっている。このため、配線部の特定の領域に切り目が入ったり、無理な折り目がついたり、あるいは途中に破断したりすることがなく、長期にわたって良好な状態で使用することができる。そして、配線部に、偏った応力がかからないため、配線部に沿って設けられる光導波路のコアに微小な曲がり等が生じず、光導波路の光伝播損失の増加を抑えることができる。

そして、本発明のなかでも、特に、上記配線部が、光導波路とともに電気配線を備えたものであるものは、光信号による情報と電気信号による情報とを伝送することができるため、より多くの情報をやりとりすることができ好適である。

さらに、本発明のなかでも、特に、上記金属補強層が、配線部の長手方向に沿って途中まで延びて途切れた形状になっており、その途切れた先端角部にアールが付けられているものは、帯状に延びる配線部の途中まで、金属補強層で補強し、しかもその先端角部に応力が集中せず分散されるため、配線部および光導波路への悪影響がより一層抑制され、好適である。

そして、上記先端角部におけるアールの曲率半径Ｒ′が０．１〜５ｍｍに設定されているものは、とりわけ、この部分にかかる応力を分散する効果に優れるため、好適である。

また、本発明において、上記金属補強層の配線部を補強する部分が、配線部の長手方向に沿う全体に延びているものは、配線部全体が長手方向に金属補強層で補強されているため、配線部が、フレキシブル性がありながら、折れたり捩れたりしにくいものとなり、より好適である。

（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。 上記一実施の形態における金属補強層の形状を示す模式的な説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに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）〜（ｃ）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）〜（ｃ）は、いずれも上記金属補強層の平面視形状の変形例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ともに上記金属補強層の平面視形状の他の変形例を示す説明図である。 （ａ）は従来の光電気混載基板の一例を示す模式的な縦断面図、（ｂ）はその問題点を説明するための模式的な平面図、（ｃ）は従来の光電気混載基板の他の形状における問題点を説明するための模式的な平面図である。

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、全体として帯状になっている。なお、本発明において、多少幅方向に凹凸があっても長手方向に延びているものを「帯状」という。より具体的には、一枚の帯状の絶縁層（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、幅の広い部分の表面に、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。

また、上記絶縁層１の、左右の光電気モジュール部Ａ、Ａ′に挟まれた、幅の狭い帯状部分には、その裏面側に光導波路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。そして、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。さらに、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。なお、光電気モジュール部Ａ′の構成は、基本的に光電気モジュール部Ａと左右対称になっており、以下、光電気モジュール部Ａについてのみ説明し、光電気モジュール部Ａ′の説明を省略する。

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と配線部Ｂにまたがる金属補強層（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。

上記金属補強層６について、より詳しく説明すると、この金属補強層６は、上記光電気混載基板の光電気モジュール部Ａを裏面側から見た図２に示すように、光電気モジュール部Ａの外形と略一致する形状の幅広部６ａと、この幅広部６ａの一端から配線部Ｂ側に延設され、配線部Ｂの幅と同様幅が狭く設定された幅狭部６ｂとで構成されている。５は光結合用の貫通孔である〔図１（ｂ）参照〕。なお、この金属補強層６の下側には光導波路Ｗが設けられているが、その図示を省略している（輪郭のみ一点鎖線で表示）。

そして、上記幅狭部６ｂの、幅が狭くなったところの根元角部３０にアールが付けられているとともに、同じくその幅狭部６ｂの、配線部Ｂ上に突出して途切れた先端縁の、両端角部３１にもアールが付されている。これらの部分にアールが付されていることにより、配線部Ｂが屈曲したり捩れたりしても、金属補強層６が設けられ剛性が高められた光電気モジュール部Ａに、配線部Ｂが直接引っ張られて配線部の柔軟な部分に集中して応力がかかることがなく、上記根元角部３０と先端角部３１のアール部分において、その応力が分散、緩和されるようになっている。このため、配線部Ｂの特定の領域に切り目が入ったり、無理な折り目がついたり、あるいは途中に破断したりすることがなく、長期にわたって配線部Ｂを良好な状態で使用することができる。これが、本発明の大きな特徴である。

一方、上記絶縁層１〔図１（ｂ）に戻る〕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。

したがって、上記光電気混載基板は、自在に屈曲するフレキシブル性に優れているだけでなく、光電気モジュール部Ａ、Ａ′と配線部Ｂとが相対的に大きく屈曲した配置になったり互いに引っ張り合ったり捩れたりしても、その動きに伴って生じる応力が、金属補強層６の、配線部Ｂ側に連なる部分（幅狭部６ｂの根元角部３０、先端角部３１）に付されたアールによって、均一に分散され緩和される。このため、すでに述べたように、上記配線部Ｂが損傷したり破断したりすることなく、長期にわたって良好な状態で使用することができる。そして、配線部Ｂに、偏った応力がかからないため、配線部Ｂに沿って設けられた光導波路Ｗのコア８に微小な曲がり等が生じず、光導波路Ｗの光伝播損失の増加を抑えることができる。

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３（ａ）に示すように、平坦で帯状の金属補強層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。すなわち、上記の範囲よりも薄すぎると、光電気混載基板に対する補強効果が充分に得られなくなるおそれがあり、逆に、厚すぎると、剛性が高くなりすぎて、光電気混載基板全体の屈曲性が損なわれるおそれがあるとともに、全体の厚みが厚くなりすぎて嵩張り、使い勝手が悪くなるおそれがあるからである。

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必要である。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、上記光電気モジュール部Ａの電気配線２（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）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２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、上記の範囲よりも薄いと、電気配線としての性能が損なわれるおそれがあり、逆に、上記の範囲よりも厚いと、裏面側の金属補強層６の厚みと相俟って、光電気モジュール部Ａ全体の厚みが厚くなりすぎて嵩張るおそれがあるからである。

そして、図４（ａ）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、上記光素子実装用のパッド２ａを除く電気配線２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４（ｂ）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４（ｃ）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。これにより、金属補強層６を、図１に示すような、光電気モジュール部Ａ、Ａ′の各裏面と配線部Ｂの両端部とにまたがる左右２つに分かれた形状のものとして得ることができる。

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５（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５（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５（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５（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５（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。

なお、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。

また、上記の実施の形態では、配線部Ｂを挟んで、その左右両側に光電気モジュール部Ａ、Ａ′が一体的に設けられた構成になっているが、上記光電気モジュール部Ａ、Ａ′は、必ずしも左右一対で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。

ここで、上記の実施の形態において、金属補強層６における幅狭部６ｂ（図２を参照）に付けるアールのうち、幅が狭くなったところの根元角部３０に付けるアールの曲率半径Ｒは、０．３〜５ｍｍに設定される。なかでも、０．５〜５ｍｍに設定することが好ましい。アールを、この範囲の大きさに設定することにより、この部分にかかる応力を分散する効果をとりわけ効果的に発揮させることができ、配線部Ｂを良好に維持することができる。また、同様の趣旨から、幅狭部６ｂの先端角部３１に付けるアールの曲率半径Ｒ′は、０．１〜５ｍｍに設定することが好適であり、なかでも、０．３〜５ｍｍがより好ましい。

なお、上記アールを付ける部分は、根元角部３０だけであっても差し支えない。すなわち、その先端角部３１については、アールが付いていなくても、根元角部３０においてアールが付いていれば、配線部Ｂにかかる応力を、ある程度均一に分散させることができるため、一定の効果を奏することができるからである。

そして、上記の実施の形態において、金属補強層６の幅広部６ａの幅（図２においてＴで示す）と、幅狭部６ｂの幅（図２においてＴ′で示す）との割合（Ｔ：Ｔ′）は、１：０．９８〜１：０．０５に設定することが必要である。すなわち、幅広部６ａの幅に対し幅狭部６ｂの幅があまり狭くなっていないと、配線部Ｂのフレキシブル性が充分に発揮されなくなるおそれがあり、逆に、幅狭部６ｂの幅が狭すぎると、配線部Ｂの強度が不充分となるおそれがあるからである。

そして、上記金属補強層６の形状は、上記の実施の形態に限らず、各種のパターンにすることができる。例えば、図６（ａ）に示すように、幅狭部６ｂを、長手方向に延びる２本の帯状部４１、４２とし、その間にスリット４０を設けるようにしてもよい（光結合用の貫通孔５の図示を省略、以下の図においても同じ）。このとき、各帯状部４１、４２の先端角部４３と、上記スリット４０の根元角部４４のそれぞれに、アールを付けることが好適である。この形状によれば、配線部Ｂのフレキシブル性が、図２の形状に比べて高められており、しかも補強効果も低下することがない。

また、図６（ｂ）に示すように、上記金属補強層６の幅狭部６ｂにおいて、その内側に、長手方向に延びる長孔状のスリット４５を設けることにより、配線部Ｂに対し補強効果をもたせながら、この部分のフレキシブル性を高めることができる。

あるいは、図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）で示した２本の帯状部４１、４２を、反対側の光電気モジュール部Ａ′まで延ばして、配線部Ｂの長手方向に沿う全体に設けるようにしても差し支えない。この形状によれば、配線部Ｂがフレキシブル性を備えながら、不規則な方向に捩れにくく、狭いスペースへの搭載に好適である。

また、図７（ａ）に示すように、幅狭部６ｂの幅をごく狭くして、反対側の光電気モジュール部Ａ′まで延ばして、配線部Ｂの長手方向に沿う全体に設けるようにしても差し支えない。この形状によれば、配線部Ｂのフレキシブル性が高められており、比較的自由な方向に配線部Ｂを屈曲させる用途に好適である。

さらに、図７（ｂ）に示すように、幅狭部６ｂを、途中で途切れた２本の帯状部４１、４２で構成し、配線部Ｂの長手方向に長く延ばすとともに、配線部Ｂの中央部に、長手方向に延びる補助帯状部５０を設けるようにしてもよい。この補助帯状部５０と、左右から延びる２本の帯状部４１、４２との重なりによって、配線部Ｂが、図中破線で囲った部分Ｓにおいて屈曲しやすく、かつ折れにくいものとなり、狭いスペースへの搭載に好適である。

また、上記の形状とは反対に、図７（ｃ）に示すように、幅狭部６ｂを、途中で途切れた１本の幅の狭い帯状とし、配線部Ｂの中央部両側に、長手方向に延びる２本の補助帯状部５１を設けることにより、配線部Ｂの左右両側において、屈曲しやすく、かつ折れにくいものとすることができる。

そして、上記一連の実施形態では、左右の光電気モジュール部Ａ、Ａ′の幅に対してその間の配線部Ｂの幅が狭い形状になっており、その形状に合わせて、金属補強層６も、その左右の光電気モジュール部Ａ、Ａ′裏面に設けられる部分が幅広部６ａになっており、幅の狭い配線部Ｂの裏面に設けられる部分が幅狭部６ｂになっているが、例えば図７（ｃ）に一点鎖線で示すように、光電気混載基板全体が同じ幅の帯状で、その帯状の、配線部Ｂとなる部分の裏面に設けられる金属補強層６の形状のみが、幅狭部６ｂになっている構成であっても差し支えない。この場合も、上記一連の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記一連の実施形態では、配線部Ｂに、光導波路Ｗのみが設けられた構造になっているが、配線部Ｂには、光導波路Ｗと電気配線の両方が設けられた構造になっていてもよい。

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、金属補強層のうち、幅狭部の根元角部のアールの曲率半径Ｒを１．５ｍｍとし、その配線部側に突出した先端角部のアールの曲率半径Ｒ′を０．８ｍｍとした。また、幅広部の幅Ｔと幅狭部の幅Ｔ′との割合（Ｔ：Ｔ′）は、１：０．３とした。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。そして、電気配線の厚みを５μｍとした。

〔比較例１〕
金属補強層にアールを設けず、図８（ｂ）に示すような形状とした。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品と比較例１品のそれぞれに対し、幅方向に１周ねじった状態にして、左右方向に０．５Ｎの力で引っ張って固定し、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。これに対し、比較例１品の光挿入損失は、２．８ｄＢであり、実施例１品の方が、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、幅方向に１周ねじった状態にして、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品の破断強度は１２Ｎ、比較例１品の破断強度は６Ｎであり、実施例１品の方が、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。

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
６ 金属補強層
１０、１０′ 光素子
Ａ、Ａ′ 光電気モジュール部
Ｂ 配線部

Claims (5)

1. 帯状に延びる絶縁層の少なくとも片端部が、その表面側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、その裏面側に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る配線部に形成された光電気混載基板であって、上記絶縁層の厚みが３〜５０μｍであり、上記絶縁層裏面の、上記光電気モジュール部と配線部にまたがる部分に金属補強層が設けられており、上記金属補強層のうち、配線部に設けられた部分の幅Ｔ’が、光電気モジュール部に設けられた部分の幅Ｔに比べて狭く設定され、上記Ｔ：Ｔ’は１：０．９８〜１：０．０５であり、上記金属補強層の幅が狭くなったところの根元角部に、曲率半径Ｒが０．３〜５ｍｍのアールが付けられていることを特徴とする光電気混載基板。
2. 上記配線部が、光導波路とともに電気配線を備えたものである請求項１記載の光電気混載基板。
3. 上記金属補強層が、配線部の長手方向に沿って途中まで延びて途切れた形状になっており、その途切れた先端角部にアールが付けられている請求項１または２記載の光電気混載基板。
4. 上記先端角部におけるアールの曲率半径Ｒ′が０．１〜５ｍｍに設定されている請求項３記載の光電気混載基板。
5. 上記金属補強層の配線部を補強する部分が、配線部の長手方向に沿う全体に延びている請求項１または２記載の光電気混載基板。

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