KR20060052266A

KR20060052266A - 전기-광학 하이브리드 회로 기판

Info

Publication number: KR20060052266A
Application number: KR1020050101821A
Authority: KR
Inventors: 류우스케 나이토우; 히데유키 우스이; 아마네 모치즈키
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-05-19
Also published as: JP2006154684A; TW200626026A; EP1653274A2; US20060086533A1; EP1653274A3; US7212700B2

Abstract

본 발명은 배선 회로 기판 상에 위치한 광도파로를 갖는 전기-광학 하이브리드 회로 기판으로서, 절연층; 상기 절연층 상에 형성된 도전체 패턴; 상기 도전체 패턴을 갖는 절연층 상에, 상기 도전체 패턴을 둘러싸도록 형성된 언더클래딩층; 상기 언더클래팅층 상에 형성된 코어층; 및 상기 코어층 및 언더클래딩층을 덮도록 형성된 오버클래딩층을 포함하는 전기-광학 하이브리드 회로 기판을 제공한다.

Description

전기-광학 하이브리드 회로 기판{ELECTRO-OPTIC HYBRID CIRCUIT BOARD}

도 1은 본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판(electro-optic hybrid circuit board)의 한 실시태양의 주요부를 도시하는 단면도이다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 전기-광학 하이브리드 회로 기판의 제조방법의 단계를 도시하는 단면도로, 도 2a는 배선 회로 기판 부분을 형성하는 단계를 도시하고, 도 2b는 상기 배선 회로 기판 부분 상에 언더클래딩층을 형성하는 단계를 도시하고, 도 2c는 상기 언더클래딩층 상에 코어층을 형성하는 단계를 도시하며, 도 2d는 상기 코어층 상에 오버클래딩층을 형성하는 단계를 도시한다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 절연층 2: 도전체 패턴

3: 언더클래딩층 4: 코어층

5: 오버클래딩층 6: 배선 회로 기판 부분

7: 광도파로 부분

본 발명은 배선 회로 기판 부분 및 광도파로 부분을 포함하는 전기-광학 하이브리드 회로 기판에 관한 것이다.

최근의 정보 통신 기술에서는, 정보 통신을 수행할 때 광 신호와 전기 신호를 상호 전환시킨다. 이러한 정보 통신에서는, 전기 신호를 전송하기 위한 배선 회로 기판 및 광을 전송하기 위한 광도파로 둘 다를 갖는 전기-광학 하이브리드 회로 기판이 사용된다. 예컨대, 일본 특허공개 제 2001-166165 호 공보에 기재된 전기-광학 하이브리드 회로 기판은 접착제층을 통해 서로 적층된 배선 회로 기판 및 광도파로를 포함하고 있다.

고밀도 정보 통신에서는, 통신 장치가 감소된 크기 및 두께를 가질 것이 요망되고 있다. 이 때문에, 전기-광학 하이브리드 회로 기판도 보다 작은 두께를 가질 것이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 전기-광학 하이브리드 회로 기판보다 얇은 전기-광학 하이브리드 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 효과는 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 배선 회로 기판 상에 위치한 광도파 로를 갖는 전기-광학 하이브리드 회로 기판으로서,

절연층;

상기 절연층 상에 형성된 도전체 패턴;

상기 도전체 패턴을 갖는 절연층 상에, 상기 도전체 패턴을 둘러싸도록 형성된 언더클래딩층;

상기 언더클래팅층 상에 형성된 코어층; 및

상기 코어층 및 언더클래딩층을 덮도록 형성된 오버클래딩층

을 포함하는 전기-광학 하이브리드 회로 기판을 제공한다.

본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판에서는, 광도파로의 언더클래딩층이 배선 회로 기판의 절연 커버층으로서도 기능한다. 이 때문에, 광도파로와 배선 회로 기판이 접착제층을 통해 서로 적층된 종래 기술의 전기-광학 하이브리드 회로 기판에 비해, 본 발명의 하이브리드 회로 기판은 배선 회로 기판의 절연 커버층과 접착제층의 합계에 상당하는 두께만큼 총 두께가 감소될 수 있다.

본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판은 배선 회로 기판 및 그 위에 위치한 광도파로를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판은 배선 회로 기판 부분(6) 및 광도파로 부분(7)을 포함하고, 상기 광도파로의 언더클래딩층(3)이 배선 회로 기판의 절연 커버층으로서도 기능한다.

이하, 배선 회로 기판 부분(6) 및 광도파로 부분(7)을 순서대로 설명한다.

우선, 배선 회로 기판 부분(6)을 도 1을 참조로 하여 설명한다.

배선 회로 기판 부분(6)의 절연층(1)을 형성하는데 사용되는 재료는 절연 특성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 그 예로는 예컨대 폴리이미드 수지, 폴리(아마이드이미드) 수지, 아크릴 수지, 폴리에터 나이트릴 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 수지, 폴리(에틸렌 나프탈레이트) 수지, 폴리(바이닐 클로라이드) 수지, 에폭시 수지 및 폴리우레탄 수지와 같은 합성 수지를 들 수 있다. 내열성의 관점에서, 폴리이미드 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

절연층(1)의 두께는 바람직하게는 5 내지 50㎛이다.

상기 절연층(1) 상에는 소정의 형상을 갖는 도전체 패턴(2)이 형성된다. 도전체 패턴(2)을 형성하는데 사용되는 재료는 전기 전도성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 그 예로는 예컨대 구리, 크롬, 니켈, 알루미늄, 스테인레스강, 구리-베릴륨, 인 청동 및 철-니켈과 같은 금속, 및 이들의 합금을 들 수 있다. 바람직하게는 구리를 사용한다.

도전체 패턴(2)은 바람직하게는 5 내지 50㎛의 선 폭을 갖고, 상기 선 사이의 간격은 바람직하게는 5 내지 50㎛이다. 도전체 패턴(2)의 두께는 바람직하게는 3 내지 50㎛이다.

다음으로, 광도파로 부분(7)을 도 1을 참조로 하여 설명한다.

배선 회로 기판 부분(6)의 도전체 패턴(2) 상에는 언더클래딩층(3)이 형성된다. 언더클래딩층(3)을 형성하는데 사용되는 재료는 투명성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 그 예로는 예컨대 에폭시 수지, 폴리(아민산) 수지 및 폴리이미드 수지와 같은 합성 수지를 들 수 있다.

언더클래딩층(3)의 두께는 바람직하게는 5 내지 100㎛이다.

상기 언더클래딩층(3) 상에는 소정의 패턴을 갖는 코어층(4)이 형성된다. 코어층(4)을 형성하는데 사용되는 재료는 투명성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 그 예로는 예컨대 에폭시 수지, 폴리(아민산) 수지, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 통상적으로, 코어층(4)은 언더클래딩층(3) 및 후술하는 오버클래딩층(5)보다 높은 굴절률을 갖도록 설계된다.

코어층(4)의 패턴은 바람직하게는 5 내지 1000㎛의 선 폭을 갖고, 상기 선 사이의 간격은 바람직하게는 5 내지 500㎛이다. 코어층(4)의 두께는 바람직하게는 5 내지 100㎛이다.

상기 코어층(4) 상에는 오버클래딩층(5)이 형성된다. 오버클래딩층(5)을 형성하는데 사용되는 재료는 투명성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 그 예로는 예컨대 에폭시 수지, 폴리(아민산) 수지 및 폴리이미드 수지를 들 수 있다. 통상적으로, 언더클래딩층(3)에 사용되는 재료와 동일한 것을 사용한다.

오버클래딩층(5)의 두께는 바람직하게는 5 내지 100㎛이다.

본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판의 총 두께는 바람직하게는 15 내지 250㎛이다.

다음으로, 본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판의 제조방법을 도 2를 참조로 하여 설명한다.

본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판을 제조할 때는, 우선 배선 회로 기판 부분(6)을 형성한다. 이어서, 상기 부분(6)을 씌우도록 상기 부분(6) 상에 광도파로 부분(7)을 형성하여 하이브리드 회로 기판을 제조한다.

이하, 배선 회로 기판 부분(6) 및 광도파로 부분(7)의 형성방법을 순서대로 설명한다.

우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 도전체 패턴(2)을 절연층(1) 상에 형성한다. 도전체 패턴(2)을 형성하기 위해서는, 예컨대 감법(subtractive method), 반-가법(semi-additive method) 또는 가법(additive method)과 같은 공지된 방법을 사용할 수 있다.

감법은 도전체층을 절연층의 전체 표면 상에 형성하고, 불필요한 도전체층 부분을 에칭에 의해 제거하여, 소정의 형상을 갖는 도전체 패턴을 형성하는 기법이다. 반-가법 및 가법은 소정의 형상을 갖는 도전체 패턴을 도금 등에 의해 형성하는 기법이다.

상기 방법에 따라 배선 회로 기판 부분(6)을 형성한다.

계속해서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 도전체 패턴(2) 상에 언더클래딩층(3)을 형성한다. 언더클래딩층(3)은 언더클래딩층(3)을 형성하기 위한 합성 수지를 용매에 용해시켜 제조된 용액을 도포하여 건조시키는 방법이다.

상기 용액의 수지 농도는 평활한 표면을 갖는 언더클래딩층(3)을 형성하는 관점에서 50 내지 90중량%인 것이 바람직하다.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 소정의 패턴을 갖는 코어층(4)을 언더클래딩층(3) 상에 형성한다. 코어층(4)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 코어층(4)을 형성하는데 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지의 바람직한 예로는 감광성 에폭시 수지, 감광성 폴리(아민산) 수지 및 감광성 폴리이미드 수지를 들 수 있다.

계속해서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 코어층(4) 상에 오버클래딩층(5)을 형성한다. 이 오버클래딩층(5)은 언더클래딩층(3)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.

이렇게 하여, 배선 회로 기판 부분(6) 및 광도파로 부분(7)을 포함하는 본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판을 수득할 수 있다.

실시예

본 발명을 하기 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이 실시예로 한정되는 것으로 해석되지는 않아야 한다.

실시예 1

두께 25㎛의 폴리이미드 필름으로 이루어진 절연층 상에 반-가법에 의해 도전체 패턴을 형성하여 배선 회로 기판 부분을 제조하였다(도 2a 참조).

상기 반-가법에서는, 우선 절연층 상에 두께 0.01㎛의 크롬 박층 및 두께 0.15㎛의 구리 박층을 스퍼터링에 의해 순차적으로 증착시킴으로써 금속 박층을 형성하였다. 그 후, 형성할 도전체 패턴에 대해 반대인 패턴을 갖도록 도금 레지스트를 형성하였다. 이어서, 구리 전기도금을 수행하여 20㎛ 두께의 구리로 이루어진 금속 배선을 도전체 패턴으로서 형성하였는데, 이는 25㎛의 금속 배선 선 폭을 갖고 금속 배선 선 사이의 간격이 25㎛이었다. 그 후, 도금 레지스트를 스트리핑시키고, 도전체 패턴으로 덮이지 않은 금속 박막을 습식 에칭에 의해 제거하였다.

계속해서, 상기에서 수득된 배선 회로 기판 부분 상에 광도파로 부분을 하기 방법으로 형성하였다.

우선, 표 1에 나타낸 조성에 따라 성분을 함께 혼합하고, 용매로서 사이클로헥산온을 사용하여 용해시켰다. 이렇게 하여, 바니시 A 및 B를 제조하였다. 각 바니시에 대해, 바니시를 경화시켜 수득된 경화된 수지의 굴절률(633nm에서 측정)을 또한 표 1에 나타내었다.

플루오린 유도체 1: 비스페녹시에탄올플루오린 다이글라이시딜 에터(하기 화학식 1로 표시되고, 식에서 R₁ 내지 R₆은 각각 수소원자이며, n은 1이다)

플루오린 유도체 2: 비스페놀플루오린 다이글라이시딜 에터(하기 화학식 1로 표시되고, 식에서 R₁ 내지 R₆은 각각 수소원자이며, n은 0이다)

희석제: 3,4-에폭시사이클로헥센일메틸 3',4'-에폭시사이클로헥세인카복실레이트(셀록사이드(Celoxide) 2021P, 다이셀 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Daicel Chemical Industries, Ltd.) 제조)

광-산 발생제: 4,4-비스[다이(β-하이드록시에톡시)페닐설피니오]페닐 설파이드 비스헥사플루오로안티모네이트의 50% 프로필렌 카보네이트 용액

바니시 A를 스핀 코팅에 의해 배선 회로 기판 부분의 도전체 패턴 측에 도포하고, 90℃에서 15분 동안 건조시켜 수지층을 형성하였다. 그 후, 상기 수지층에 2,000mJ/㎠의 노광량으로 자외선을 전면 조사하고, 이어서 100℃에서 30분 동안 가열하여 평활한 표면 및 30㎛의 두께를 갖는 언더클래딩층을 형성하였다(도 2b 참조).

계속해서, 바니시 B를 스핀 코팅에 의해 상기 언더클래딩층 상에 도포하고, 90℃에서 15분 동안 건조시켜 수지층을 형성하였다. 이어서, 선 폭 50㎛의 선형 광도파로 패턴을 갖는 포토마스크(합성 석영계 크롬 마스크)를 통해 상기 수지층에 2,000mJ/㎠의 노광량으로 접촉 노광법에 의해 자외선을 조사하였다.

그 후, 노광후 가열을 90℃에서 60분 동안 수행하였다. 생성된 구조물을 아세토나이트릴계 현상액에 침지시켰다. 이렇게 하여 수지층을 현상시켜 수지층에 패턴을 부여하였다. 그 후, 상기 수지층을 100℃에서 30분 동안 가열하였다. 이렇게 하여, 두께 50㎛ 및 폭 50㎛의 정방형 단면을 갖는 코어층을 250㎛의 간격으로 형성하였다(도 2c 참조).

바니시 A를 상기 언더클래딩층 및 코어층 상에 스핀 코팅에 의해 도포하고, 90℃에서 15분 동안 건조시켜 수지층을 형성하였다. 그 후, 상기 수지층에 2,000mJ/㎠의 노광량으로 자외선을 전면 조사하고, 이어서 100℃에서 30분 동안 가열하여 두께 80㎛의 오버클래딩층을 형성하였다(도 2d 참조). 이렇게 하여, 1.8%의 비굴절률 차 △를 갖는 멀티모드 광도파로 부분을 수득하였다.

상기 절차에 의해, 도 1에 도시된 전기-광학 하이브리드 회로 기판을 제조하였다.

수득된 전기-광학 하이브리드 회로 기판의 총 두께는 135㎛이었다.

본 발명을 그의 특정 실시태양을 참조로 하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있다는 것은 당해 기술분야의 숙련자에게 자명할 것이다.

본 출원은 2004년 12월 6일자로 출원된 일본 특허출원 제 2004-352545 호에 기초한 것으로, 이의 내용은 본원에서 참고로 인용된다.

본 발명의 전기-광학 하이브리드 회로 기판은 광도파로의 언더클래딩층이 배선 회로 기판의 절연 커버층으로서도 기능하기 때문에, 광도파로와 배선 회로 기판이 접착제층을 통해 서로 적층된 종래 기술의 전기-광학 하이브리드 회로 기판에 비해, 배선 회로 기판의 절연 커버층과 접착제층의 합계에 상당하는 두께만큼 총 두께가 감소될 수 있다.

Claims

배선 회로 기판 상에 위치한 광도파로를 갖는 전기-광학 하이브리드 회로 기판으로서,

절연층;

상기 절연층 상에 형성된 도전체 패턴;

상기 도전체 패턴을 갖는 절연층 상에, 상기 도전체 패턴을 둘러싸도록 형성된 언더클래딩층;

상기 언더클래팅층 상에 형성된 코어층; 및

상기 코어층 및 언더클래딩층을 덮도록 형성된 오버클래딩층

을 포함하는 전기-광학 하이브리드 회로 기판.
제 1 항에 있어서,

15 내지 250㎛의 총 두께를 갖는 전기-광학 하이브리드 회로 기판.