TWI625562B - Photoelectric hybrid substrate and preparation method thereof - Google Patents

Photoelectric hybrid substrate and preparation method thereof Download PDF

Info

Publication number
TWI625562B
TWI625562B TW103135645A TW103135645A TWI625562B TW I625562 B TWI625562 B TW I625562B TW 103135645 A TW103135645 A TW 103135645A TW 103135645 A TW103135645 A TW 103135645A TW I625562 B TWI625562 B TW I625562B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
optical
optical element
optical waveguide
layer
Prior art date
Application number
TW103135645A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201523049A (zh
Inventor
Yuichi Tsujita
Naoki Shibata
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of TW201523049A publication Critical patent/TW201523049A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI625562B publication Critical patent/TWI625562B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4221—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera
    • G02B6/4224—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera using visual alignment markings, e.g. index methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4245—Mounting of the opto-electronic elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274—Electrical aspects
    • G02B6/428—Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0269—Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09818—Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09918—Optically detected marks used for aligning tool relative to the PCB, e.g. for mounting of components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10121—Optical component, e.g. opto-electronic component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/166—Alignment or registration; Control of registration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

本發明之光電混合基板具有由絶緣層與金屬補強層所構成的基板，並在其表面側設有電路部，在其背面側設有光波導部。上述金屬補強層設有光結合用貫通孔與校準用貫通孔，又，上述電路部設有電氣配線、光元件、鏡部定位用之第1校準標誌、及光元件定位用之第2校準標誌。且，上述光波導部之鏡部透過上述校準用貫通孔，以可辨視之第1校準標誌為基準來定位，且上述電路部之光元件以上述第2校準標誌為基準來定位。根據該構成，可用非常高的精度來定位光元件與光波導部之光波導。

Description

光電混合基板及其製法 發明領域
本發明是有關於一種光電混合基板及其製法，其具有安裝有光元件之電路部與光波導部。
發明背景
在最近之電子機器等，廣泛使用了以下光電混合基板，其伴隨著傳送資訊量之增加，除了電氣配線，亦採用了光配線，將安裝有光元件之電路部與光波導部一體地設置。
上述光電混合基板會是例如以下構造：沿著基板之背面側來設置光波導部，在表面側設置以電氣配線為基礎的電路部，並在該電路部內之預定的位置安裝光元件。且，光元件為受光元件時，傳送至上述光波導內之光，在設於光波導下游端之鏡部被反射，並改變光之方向，且與安裝於基板表面側之光元件的受光部來光結合。又，光元件為發光元件時，從發光元件朝向基板背面側所出射的光會在設於光波導之上游端的鏡部來反射，並改變光之方向，而朝光波導部內來入射。
因此，在上述光元件與光波導之光結合，要實現 較高之光傳播效率，使光波導部之光軸、與光元件之受發光部的光軸正確地位置吻合是相當的重要，故，製作光電混合基板時，為了光結合，必須將反射光之鏡部的位置、與安裝於電路上之光元件的位置盡可能正確地定位。
因此，為了盡可能以高精度定位上述鏡部之位 置、與光元件之位置，提案了各式各樣的校準方法。例如，本申請人提案有一種光電混合基板之構造與其製法(參照專利文獻1)，其在光電混合基板，在基板表面側與背面側各自設置校準標誌，以提高光元件之安裝位置的精度。
即，如圖7所示，上述光電混合基板具有電路部 分1、與光波導部分2，上述電路部分1具有金屬製基板10、絶緣層(未圖示)、電路11、及第2校準標誌15。且，上述電路11當中，光元件安裝用之墊件11a安裝有光元件3。又，上述光波導部分2是在上述基板10之背面側透過黏接層5來設置，並具備有：具有透光性之底覆層21、光路用之核心22、定位於該核心22之端部22a(成為光反射用之鏡部)之第1校準標誌24、及被覆上述核心22與第1校準標誌24的上覆層23。且，上述第2校準標誌15之識別用標誌是以基板背面側之第1校準標誌24為基準來定位。而，上述基板10設有光結合用之貫通孔12，光L之光路會如圖中箭頭所示。又，14是用以從基板表面側辨視第1校準標誌24之貫通孔。
根據該構成，上述第1校準標誌24定位於核心22 之端部22a，並以該第1校準標誌24為基準，第2校準標誌15亦定位於核心22之端部22a，故，光元件3之安裝位置亦等 於定位在核心22之端部22a，與分別地進行兩者之定位的情形相比，定位精度便會變高。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本特開2010-128200號公報
發明概要
然而，上述構成中，第2校準標誌15即使定位於核心22之端部22a，亦不保證與核心22之端部22a跟電路11之墊件11a的位置可正確地定位，若是墊件11a之位置不是處於與核心22之端部22a正確的位置關係，墊件11a與光元件3會偏移，會有無法將光元件3以適當狀態安裝於墊件11a之上之虞。又，將電路部分1與光波導部分2用黏接層5來貼合，故，在將基板背面側之第1校準標誌24從基板表面側辨視且定位第2校準標誌15的識別標誌時，亦會有上述黏接層5成為辨視時之錯誤主因之虞。
本發明是有鑑於上述事實而成者，其目的在於提供一種優秀的光電混合基板及其製法，其可將光元件與光波導以非常高之精度來定位。
為了達成上述目的，本發明之第1要旨是一種光電混合基板，其具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於其背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板 之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透光性之底覆層、光路用之核心和具有透光性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，又，其特徵在於：上述基板表面側形成有：由電氣配線用之金屬所構成並與上述電氣配線以相同基準來定位之鏡部定位用的第1校準標誌、與相同地由電氣配線用之金屬所構成並與上述電氣配線以相同基準來定位的光元件定位用的第2校準標誌，並且上述金屬補強層形成有用以將上述基板表面側之第1校準標誌從基板背面側來辨視的校準用貫通孔，上述光波導部之鏡部透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側可辨視認之第1校準標誌為基準來定位，且上述電路部之光元件以上述第2校準標誌為基準來定位。
又，本發明之第2要旨是一種光電混合基板，其 具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於其背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透光性之底覆層、光路用之核心和具有透光性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又， 上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，又，其特徵在於：上述基板表面側形成有：由電氣配線用之金屬所構成且與上述電氣配線以相同基準來定位且兼作鏡部定位用與光元件定位用的校準標誌，並且上述金屬補強層形成有用以將上述基板表面側之校準標誌從基板背面側辨視的校準用貫通孔，上述光波導部之鏡部透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側可辨認的校準標誌為基準來定位，且上述電路部之光元件相同地以上述校準標誌為基準來定位。
進而，本發明之第3要旨是一種光電混合基板之 製法，是製造第1要旨之光電混合基板的方法，該光電混合基板具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於其背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透光性之底覆層、光路用之核心和具有透光性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，其特徵在於：在製造該光電混合基板時，會包含有：與使用電氣配線用之金屬來形成上述電氣配線的同時，形成鏡部定位用之第1校準標誌與光元件定位用之第2校準標誌的步驟；與在上述金屬補強層形成光結合用貫通孔的同時，形成用以辨視上述第1校準標誌之校 準用貫通孔的步驟；又，使其透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側辨視之第1校準標誌為基準來決定上述鏡部的形成位置，並且以上述第2校準標誌為基準來決定上述光元件的安裝位置。
且，本發明之第4要旨是一種光電混合基板之製 法，是製造第2要旨之光電混合基板的方法，該光電混合基板具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於其背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透光性之底覆層、光路用之核心和具有透光性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，其特徵在於：在製造該光電混合基板時，會包含有：與使用電氣配線用之金屬來形成上述電氣配線的同時，形成兼作鏡部定位用與光元件定位用之校準標誌的步驟；與在上述金屬補強層形成光結合用貫通孔的同時，用以辨視上述校準標誌的校準用貫通孔的步驟；又，使其透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側辨視之校準標誌為基準，來決定上述鏡部的形成位置，並且相同地以上述校準標誌為基準，來決定上述光元件的安裝位置。
即，本發明會為以下構造：光電混合基板中，在 基板表面側之電路部，與包含光元件安裝用之墊件的電氣配線一起，設有與該電氣配線以相同基準而定位且由電氣配線用之金屬所構成之鏡部定位用的校準標誌與光元件定位用的校準標誌，或是兼作鏡部定位用與光元件定位用的單一校準標誌。且，在基板背面側，光波導部之鏡部會在以透過光波導與基板所辨視之上述鏡部定位用的校準標誌為基準而定位的狀態下來形成，並在基板表面側，電路部所安裝之光元件會在以上述光元件定位用之校準標誌為基準而定位的狀態下安裝於墊件。
根據上述構成，電路部之光元件的安裝位置、與 光波導部之鏡部兩者均利用與包含光元件安裝用之墊件之電氣配線配置相同的校準基準而定位，故，兩者之位置吻合可以高精度來進行。且，其基準是與包含墊件之電氣配線之配置共通的基準，故，不會有光元件與墊件偏宜之虞，會以非常高之精度將光元件與光波導加以光結合。因此，該光電混合基板可將光傳播損失抑制到很低，成為高品質者。又，光波導之核心亦利用與包含光元件安裝用之墊件的電氣配線相同基準所定位且由電氣配線用的金屬所構成的校準標誌，在定位之狀態下來形成時，更進一步地，光結合之精度變高，可將光傳播損失壓低，成為更高品質者。
且，根據本發明之光電混合基板的製法，可將上 述鏡部定位用之校準標誌與光元件定位用之校準標誌、或是兼作鏡部定位用與光元件定位用之單一校準標誌，與電氣配線一起，使其為相同金屬模式，在相同步驟獲得，故， 不需要用於形成校準標誌的另外步驟。又，用以從基板背面側辨視基板表面側之校準標誌之校準用貫通孔的形成亦可與習知之光結合用貫通孔的形成，在相同步驟完成，故，不需要另外的步驟。因此，具有可在不花費高成本且效率高之情形下製造上述優異品質的光電混合基板的優點。
而，本發明中，所謂的「具有透明性」是意指該 光透過性在波長600nm以上且40%以上，不一定必須為無色透明，亦可為有色透明。又，所謂的「辨視」是意指不單是利用肉眼直接看見，亦包含看見利用顯微鏡或各種之圖像顯示裝置來表示的圖像的情形。
1‧‧‧電路部分
2‧‧‧光波導部分
3‧‧‧光元件
5‧‧‧黏接層
10‧‧‧金屬製基板
11‧‧‧電路
11a‧‧‧墊件
12‧‧‧光結合用之貫通孔
14‧‧‧貫通孔
15‧‧‧第2校準標誌
21‧‧‧底覆層
22‧‧‧光路用核心
22a‧‧‧核心之端部
23‧‧‧上覆層
24‧‧‧第1校準標誌
30‧‧‧絶緣層
31‧‧‧金屬補強層
31a‧‧‧光結合用貫通孔
31b‧‧‧校準用貫通孔
32‧‧‧基板
33‧‧‧電路部
34‧‧‧光波導部
35‧‧‧電氣配線
35a‧‧‧墊件
36‧‧‧第1校準標誌
36a、37a‧‧‧十字狀貫通孔之識別標誌
37‧‧‧第2校準標誌
38‧‧‧包覆層
40‧‧‧底覆層
41‧‧‧光路用之核心
42‧‧‧上覆層
43‧‧‧鏡部
45‧‧‧鍍金層
50‧‧‧光元件
d‧‧‧直徑
e‧‧‧寬度
f‧‧‧長度
I‧‧‧光量
L‧‧‧光
W‧‧‧光波導
[圖1]是將本發明之光電混合基板之一實施形態部分地顯示的示意截面圖。
[圖2](a)~(d)均是顯示上述光電混合基板之製作步驟的示意說明圖。
[圖3]是(a)~(d)均是顯示上述光電混合基板之製作步驟的示意說明圖。
[圖4]是(a)、(b)均是顯示上述光電混合基板之製作步驟的意說明圖。
[圖5]是(a)~(e)均是顯示上述光電混合基板之校準標誌中識別標誌之例的說明圖。
[圖6]是將本發明之光電混合基板之其他實施形態部分地顯示的示意截面圖。
[圖7]是將習知之光電混合基板之一例部分地顯示的示 意截面圖。
接著，將本發明之實施形態根據圖式來詳細地說明。
圖1是顯示本發明之光電混合基板之一實施形態。該光電混合基板具備：具有透明性之絶緣層30、與由設於其背面之金屬補強層31所構成的基板32，又，在基板32之表面側，即上述絶緣層30之表面側，形成有電路部33。又，在基板32之背面側，即上述金屬補強層31之背面側形成有光波導部34。且，圖中省略了其之右半部的圖示，但其之右半部設有與所圖示之左側左右對稱的構造(省略說明)。
上述電路部33，形成有包含光元件安裝用之墊件35a的電氣配線35，且該電氣配線35之墊件35a，透過鍍金層45，安裝有光元件50。而，該例中，所圖示之該光元件50是發光元件，設於未圖示之右側的光元件是受光元件。因此，該光電混合基板中，光L是如圖中用虛線所示的光路。又，在上述墊件35a之附近，利用與電氣配線35相同的金屬材料，設有鏡部定位用之第1校準標誌36、與光元件定位用之第2校準標誌37。上述校準標誌36、37均是與上述電氣配線35具有相同厚度的圓板狀，如由上觀察這些的俯視圖即圖5(a)所示，在其中央，形成有由十字狀貫通孔所構成之識別標誌36a、37a。且，這些電氣配線35與2個校準標誌36、37除了墊件35a，利用透明之包覆層38來被覆，而被絶 緣保護。
又，上述絶緣層30之背面側的金屬補強層31形成 有光結合用貫通孔31a，並且形成有用以從基板32之背面側辨視上述第1校準標誌36之校準用貫通孔31b。
且，上述金屬補強層31之背面側的光波導部34 設有具有透光性之底覆層40、光路用之核心41及具有透光性之上覆層42所構成的光波導W，該光波導W之端部形成有以45°之角度傾斜之反射面所構成的鏡部43。而，上述底覆層40或是上覆層42會進入至金屬補強層31中光結合用貫通孔31a與校準用貫通孔31b之內側並充滿。
根據上述構成，使安裝於上述基板表面側之光元 件50、與設於基板背面側之光波導W所形成的鏡部43，正確地位置吻合，並透過金屬補強層31之光結合用貫通孔31a，以高精度來光結合。因此，在上述光元件50與光波導W之光結合部的光傳播損失較小，便成為高品質者。
上述光電混合基板可例如以下所述地製造。即， 首先，如圖2(a)所示，準備平坦的金屬補強層31。作為該金屬補強層31之形成材料可舉例有，不銹鋼、銅、銀、鋁、鎳、鉻、鈦、白金、金等，但從強度性、屈曲性等的觀點來看，宜為不銹鋼。又，上述金屬補強層31之厚度通常宜設定在10~200μm之範圍內。
且，在上述金屬補強層31之表面，利用光學微影 法來形成預定模式之絶緣層30。藉此，便可獲得絶緣層30與金屬補強層31所構成之基板32。而，上述絶緣層30之模 式是考慮將金屬補強層31與電路之接地連接等，電路部33之構成等，成為已除去預定部分之模式。且，上述絶緣層30必須具有可從背面側辨視設於基板表面側之第1校準標誌36的透明性，宜使用聚醯亞胺樹脂等。當中，亦宜使用透明度較高之氟系聚醯亞胺樹脂。且，上述絶緣層30之厚度通常宜設定在3~50μm之範圍內。
接著，如圖2(b)所示，在上述絶緣層30之表面， 利用例如半加成法同時地形成：包含光元件安裝用之墊件35a的電氣配線35，與第1、第2校準標誌36、37。即，首先，在上述絶緣層30之表面，利用濺鍍或無電鍍等形成由銅等所構成之金屬膜(未圖示)。該金屬膜會成為進行隨後之電鍍時的種層(成為電鍍層形成之基礎的層)。且，在由上述金屬補強層31、絶緣層30及種層所構成之積層體的兩面，將乾膜光阻(dry film resist)黏貼之後，在形成有上述種層之側的乾膜光阻，利用光學微影法來將會成為電氣配線35之模式、與第1、第2校準標誌36、37之模式的孔部加以形成，並在該孔部之底使上述種層之表面部分露出。
且，利用電鍍，在上述孔部之底已露出之上述種 層的表面部分，來積層形成由銅等所構成的電鍍層(厚度3~30μm左右)。且，將上述乾膜光阻利用氫氧化鈉水溶液等來剝離。之後，將未形成有上述電鍍層之種層的部分利用軟式蝕刻來除去，且由殘存之電鍍層與其下之種層所構成的積層部分會成為電氣配線35、與第1、第2校準標誌36、37。而，作為用以形成上述電氣配線35與第1、第2校準標 誌36、37的材料，可適宜地使用銅以外，鉻、鋁、金、鉭等，導電性與展性優異的金屬材料。
接著，如圖2(c)所示，在電氣配線35與第1、第2 校準標誌36、37之表面，形成由鎳等所構成之無電鍍層(未圖示)之後，對除了上述光元件安裝用之墊件35a以外之電氣配線35的部分、與第1、第2校準標誌36、37的部分，塗布聚醯亞胺樹脂等所構成之感光性絶緣樹脂，並利用光學微影法，形成包覆層38。包覆層38之厚度宜設在1~20μm之範圍。即，在上述範圍內，對於電氣配線35與第1、第2校準標誌36、37，發揮優異之保護作用。
而，第2校準標誌37不用包覆層38保護，與光元 件安裝用之墊件35a相同，當進行電鍍處理時，光元件安裝且辨視此之際，就可鮮明地看到標誌，故，辨視性便會提升。因此，根據基板32之強度或辨視方法，會有不用包覆層38保護，期望進行電鍍處理的情形，此時，可適宜地選擇最適合之處理方法(用包覆層38包覆、進行電鍍處理、或是進行其他處理等)。
接著，如圖2(d)所示，上述電氣配線35當中，將 形成於墊件35a之上述無電鍍層(未圖示)利用蝕刻來除去之後，在該除去痕跡，形成由金或鎳等所構成之電鍍層(該例中為鍍金層)45。
接著，如圖3(a)所示，在上述金屬補強層31之預 定位置，利用蝕刻等，形成光結合用貫通孔31a與校準用貫通孔31b(參照圖1)。即，這些貫通孔31a、31b之形成是首先 在上述金屬補強層31、絶緣層30及電氣配線35等所構成之積層體的兩面，將乾膜光阻黏貼之後，對形成有上述金屬補強層31之側的乾膜光阻，利用光學微影法將成為上述貫通孔31a、31b之模式的孔部加以形成，且在該孔部之底使上述金屬補強層31之背面部分露出。且，使用根據上述金屬補強層31之材質的蝕刻用水溶液(例如，不銹鋼之情形下，為氯化鐵水溶液)來蝕刻，將從上述孔部露出之金屬補強層31的部分除去，形成上述光結合用貫通孔31a與校準用貫通孔31b。如此一來，便可獲得電路部33。
上述光結合用貫通孔31a之直徑根據光元件50之 規格等來適宜設定，但通常宜設定在0.05~0.2mm之範圍內。又，校準用貫通孔31b之直徑亦會根據第1校準標誌36之大小，但通常宜設定在0.1~3.0mm之範圍內。
接著，在上述金屬補強層31之背面，形成具有光 波導W(參照圖1)之光波導部34。即，首先，如圖3(b)所示，在上述金屬補強層31之背面(圖中為下面)，將底覆層40之形成材料即感光性樹脂加以塗布之後，使該塗布層利用照射線來曝光並硬化，形成底覆層40。但，上述底覆層40之形成材料必須具有透明性而使基板表面側之第1校準標誌36從基板背側可穿透地辨視。上述底覆層40亦會進入金屬補強層31之2個貫通孔31a、31b之內側而充滿。上述底覆層40之厚度(距金屬補強層31之背面的厚度)宜設定在1~50μm之範圍內。而，上述底覆層40可利用光學微影法依預定模式來圖樣化而形成。
接著，如圖3(c)所示，在上述底覆層40之表面(圖 中為下面)，利用光學微影法，形成預定模式之核心41。上述核心41之厚度宜設定在5~100μm之範圍內。且，核心41之寬度宜設定在5~100μm之範圍內。作為上述核心41之形成材料，例如可舉例有與上述底覆層40相同之感光性樹脂，使用比上述底覆層40與以下所述之上覆層42〔參照圖3(d)〕的形成材料，折射率更大的材料。該折射率之調整可考慮例如上述底覆層40、核心41、上覆層42之各形成材料之種類的選擇或組成比率來進行。
接著，如圖3(d)所示，在上述底覆層40之表面(圖 中為下面)，利用光學微影法來形成上覆層42而使其被覆上述核心41。該上覆層42之厚度(距底覆層40之表面的厚度)是在上述核心41之厚度以上，宜設定在10~2000μm。上述上覆層42之形成材料與上述底覆層40之形成材料相同，必須具有透明性，例如可舉例有與上述底覆層40相同之感光性樹脂。且，形成上述上覆層42時，亦可利用光學微影法來將預定模式圖樣化。
且，如圖4(a)所示，利用雷射加工或切削加工 等，在與核心41之長邊方向傾斜45°之傾斜面，形成與設於絶緣層30之表面的墊件35a對應之光波導W的部分(參照圖1，光波導W之端部)，並當作鏡部43。此時，形成鏡部43之位置是定位於以基板表側之第1校準標誌36為基準，並從該基準只離開預定距離(具體而言是第1校準標誌36之中心與墊件35a之中心的距離)的位置。藉此，上述鏡部43之位 置可相對於基板表側之墊件35a之位置，即與光元件50之光結合之位置，成為正確地定位的配置。
接著，在基板表側之墊件35a安裝光元件50。此 時，上述光元件50之安裝位置會定位於以基板表側之第2校準標誌37為基準，並從該基準只離開預定距離(具體而言是第2校準標誌37之中心與墊件35a之中心的距離)的位置。藉此，上述光元件50之安裝位置是墊件35a之位置可正確地定位，進而，使其成為與上述鏡部43之位置地正確地位置吻合的配置。
而，作為上述光元件50之安裝方法，可舉例有熔 焊、焊料凸塊與焊膏之網板印刷的C4接合等之倒裝晶片安裝方法。當中，亦從可使安裝時之位置偏移變小的觀點來看，宜為超音波或加熱之倒裝晶片安裝方法，特別是，從不對基板32之金屬補強層31帶來因熱之損傷的觀點來看，超音波之安裝方法最為適當。如此一來，便可獲得目標之光電混合基板。
上述光電混合基板中，電路部33之光元件50的安 裝位置、與光波導部34之鏡部43的形成位置均利用與包含光元件安裝用之墊件35a之電氣配線35的配置相同的校準基準來定位，故，兩者之位置吻合會以高精度來進行。且，該基準是與包含墊件35a之電氣配線35的配置共通的基準，故，亦無光元件50與墊件35a偏移之虞。因此，該光電混合基板可將光傳播損失抑制較低，成為高品質者。
而，上述例中，如圖5(a)所示，第1、第2校準標 誌36、37在俯視下為圓形且在其之中央具有十字之貫通孔所構成的識別標誌36a、37a，但上述校準標誌36、37之直徑d通常設定在100~1000μm之範圍內。且，識別標誌36a、37a之貫通孔之十字的縱横各邊的寬度e通常設定在10~300μm之範圍內，縱横各邊之長度f通常設定在10~900μm之範圍內。
且，上述識別標誌36a、37a之俯視形狀不限於上 述之例，只要是可發揮作為用於定位之識別標誌之功能的形狀，可為任何形狀都無妨。例如，如圖5(b)所示，四個邊配置成十字狀的形狀，或是如圖5(c)所示，在中心連結之十字形狀，或是如圖5(d)、圖5(e)所示，全體形狀為四角形(亦可為圓形)，且在其內側，設有角形或圓形貫通孔。
又，上述之例中，電氣配線35當中，將用以安裝 光元件50之墊件35a以鍍金層45來被覆，但根據電氣配線35之材質、或所要求之特性，上述電鍍層之被覆便並非必要。
進而，上述之例中，在絶緣層30之表面，設置了 第1校準標誌36與第2校準標誌37，但如圖6所示，可不設置第2校準標誌37，只設置第1校準標誌36，並將該校準標誌36用於形成鏡部43時之定位、與安裝光元件50時之定位兩方。即，圖6所示之構成中，首先，在基板背面側，如粗箭頭X所示，透過基板表側之校準標誌36來觀察，並且以其識別標誌36a之中心位置為基準，從該基準位置以預定之配置，在光波導W形成鏡部43。又，在基板表側，如粗箭頭Y所示，這次直接觀察校準標誌36之識別標誌36a，並且亦以 其之中心位置為基準，從該基準位置用預定之配置安裝光元件50。
根據該構成，定位之基準成為單一之校準標誌 36，故，可用更加優異的精度，使鏡部43之形成位置與光元件50之安裝位置吻合，進而成為光傳播損失更小且更優異之光電混合基板。而，針對上述校準標誌36，亦與前述例中第2校準標誌37之情形相同，為了提升辨視性，不以包覆層38來保護，便可進行電鍍處理。因此，根據基板之強度或辨視方法，此時，可適當地選擇最適合之處理方法(以包覆層38包覆、進行電鍍處理，或是進行其他處理等)。
接著，針對實施例，與比較例合併地來說明。但， 本發明並不限定於以下之實施例。
【實施例】 〔實施例1〕
將圖1所示之具有第1、第2校準標誌36、37之光電混合基板遵循前述製法的記載來製作。
〔實施例2〕
將圖6所示之只具有校準標誌36的光電混合基板遵循前述製法的記載來製作。
〔比較例1〕
將圖7所示之習知之光電混合基板遵循前述製法的記載來製作。但，針對各構件之材質或厚度，遵循上述實施例1、2之構成。
〔光插入損失之測定〕
準備與使用於上述實施例1、2及比較例1之發光元件、受光元件相同的發光元件、受光元件。即，發光元件是ULM社製之ULM850-10-TT-C0104U。受光元件是Albis optoelectronics社製之PDCA04-70-GS。且，測定從上述發光元件所發光之光直接用上述受光元件來受光時之光量I0。接著，在上述實施例1品項與比較例1品項之每一個，將從安裝於基板之其中一方側的發光元件所發光的光，經由光波導W之核心(長度20cm)，用安裝於基板之相反側的受光元件來受光，並測定該受光之光量I。且，從這些值算出〔-10×log(I/I0)〕，並將其之值當作光插入損失。
從上述結果來看，可得知實施例1、2品項與比較 例1品項相比，可大幅抑制光插入損失，用於光結合之位置吻合可以更高精度來進行。
而，上述實施例中，已針對本發明之具體的形態來顯示，但上述實施例單純只是例示，並非限定地解釋。對於該業者，企圖使明顯的各種變形全部在本發明之範圍內。
產業上之可利用性
本發明可廣泛利用於光元件與光波導以非常高精度定位之優秀的光電混合基板及其製法。

Claims (4)

  1. 一種光電混合基板，其具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於該絕緣層背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線，與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透光性之底覆層、光路用之核心和具有透光性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，又，該光電混合基板之特徵在於：在上述基板表面側形成有：由電氣配線用之金屬所構成並與上述電氣配線以相同基準來定位之鏡部定位用的第1校準標誌、與相同地由電氣配線用之金屬所構成並與上述電氣配線以相同基準來定位的光元件定位用的第2校準標誌，並且在上述金屬補強層形成有用以將上述基板表面側之第1校準標誌從基板背面側來辨視的校準用貫通孔，上述光波導部之鏡部透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側可辨視認之第1校準標誌為基準來定位，且上述電路部之光元件以上述第2校準標誌為基準來定位。
  2. 一種光電混合基板，其具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於該絕緣層背面之金屬補強層所構成；電路 部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透明性之底覆層、光路用之核心和具有透明性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，又，該光電混合基板之特徵在於：在上述基板表面側形成有：由電氣配線用之金屬所構成且與上述電氣配線以相同基準來定位且兼作鏡部定位用與光元件定位用的第1校準標誌，並且上述金屬補強層形成有用以將上述基板表面側之第1校準標誌從基板背面側辨視的校準用貫通孔，上述光波導部之鏡部透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側可辨認的第1校準標誌為基準來定位，且上述電路部之光元件相同地以上述第1校準標誌為基準來定位。
  3. 一種光電混合基板之製法，是製造如請求項1之光電混合基板的方法，該光電混合基板具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於該絕緣層背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透明性之底覆層、光路用之核心和具有 透明性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，該光電混合基板之製法的特徵在於：在製造該光電混合基板時，會包含有：與使用電氣配線用之金屬來形成上述電氣配線的同時，形成鏡部定位用之第1校準標誌與光元件定位用之第2校準標誌的步驟；與在上述金屬補強層形成光結合用貫通孔的同時，形成用以辨視上述第1校準標誌之校準用貫通孔的步驟；透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側辨視之第1校準標誌為基準來決定上述鏡部的形成位置的步驟；以及，以上述第2校準標誌為基準來決定上述光元件的安裝位置的步驟。
  4. 一種光電混合基板之製法，是製造如請求項2之光電混合基板的方法，該光電混合基板具有：基板，由具有透明性之絶緣層與設於該絕緣層背面之金屬補強層所構成；電路部，形成於上述基板之表面側；光波導部，形成於上述基板之背面側；又，上述金屬補強層設有光結合用貫通孔，上述電路部設有包含光元件安裝用之墊件的電氣配線、與安裝於上述墊件的光元件，上述光波導部設有：用具有透明性之底覆層、光路用之核心和具有透明性的上覆層所構成的光波導，與光結合用之鏡部，又，上述基板表面側之光元件與基板背面側之光波導透過上述鏡部來光結合，該光電混合基板之製法的特徵在於：在製造該光電混合基板時，會包含有：與使用電氣 配線用之金屬來形成上述電氣配線的同時，形成兼作鏡部定位用與光元件定位用之第1校準標誌的步驟；與在上述金屬補強層形成光結合用貫通孔的同時，形成用以辨視上述第1校準標誌的校準用貫通孔的步驟；透過上述校準用貫通孔，以從基板背面側辨視之第1校準標誌為基準，來決定上述鏡部的形成位置的步驟；以及，同樣以上述第1校準標誌為基準，來決定上述光元件的安裝位置的步驟。
TW103135645A 2013-10-29 2014-10-15 Photoelectric hybrid substrate and preparation method thereof TWI625562B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013224450A JP6202566B2 (ja) 2013-10-29 2013-10-29 光電気混載基板およびその製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201523049A TW201523049A (zh) 2015-06-16
TWI625562B true TWI625562B (zh) 2018-06-01

Family

ID=53003965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103135645A TWI625562B (zh) 2013-10-29 2014-10-15 Photoelectric hybrid substrate and preparation method thereof

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9618710B2 (zh)
EP (1) EP3045945A1 (zh)
JP (1) JP6202566B2 (zh)
KR (1) KR102307422B1 (zh)
CN (1) CN105612444B (zh)
TW (1) TWI625562B (zh)
WO (1) WO2015064355A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6319762B2 (ja) * 2013-10-31 2018-05-09 日東電工株式会社 光電気混載基板およびその製法
TWI549235B (zh) * 2014-07-03 2016-09-11 矽品精密工業股份有限公司 封裝結構及其製法與定位構形
JP6525240B2 (ja) 2014-10-24 2019-06-05 日東電工株式会社 光電気混載基板およびその製法
CN104661430A (zh) * 2015-03-17 2015-05-27 京东方科技集团股份有限公司 一种对位标识、电路板和显示装置
JP6955852B2 (ja) * 2016-07-27 2021-10-27 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
DE102016221137A1 (de) * 2016-10-26 2018-04-26 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Elektrisch-optischer Aufbau
JP6941460B2 (ja) * 2017-03-31 2021-09-29 日東電工株式会社 光電気混載基板および光電気混載基板アセンブリ
JP6838528B2 (ja) 2017-08-31 2021-03-03 日亜化学工業株式会社 基板の製造方法と発光装置の製造方法
JP6677232B2 (ja) * 2017-09-29 2020-04-08 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
CN111048501B (zh) * 2019-12-25 2022-02-22 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种小体积高线性度的线性光耦器件及其制作方法
CN113453414A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 三赢科技（深圳）有限公司 双面二维码及其制作方法、柔性电路板
US20230341639A1 (en) * 2020-09-30 2023-10-26 Nitto Denko Corporation Opto-electric hybrid board, optical-element-mounted opto-electric hybrid board, and method of manufacturing optical-element-mounted opto-electric hybrid board

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054569A1 (ja) * 2004-11-17 2006-05-26 Hitachi Chemical Co., Ltd. 光電気混載回路実装基板およびそれを用いた伝送装置
WO2007105419A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Ibiden Co., Ltd. 光電気混載基板、光電気混載基板の製造方法
TW200848815A (en) * 2007-05-11 2008-12-16 Shinko Electric Ind Co Optical waveguide and method of manufacturing the same, and method of manufacturing optical/electrical hybrid substrate
CN101454701A (zh) * 2006-05-30 2009-06-10 住友电木株式会社 光元件安装用基板、光线路基板以及光元件安装基板
TW200925690A (en) * 2007-12-03 2009-06-16 Shinko Electric Ind Co Optical interconnection device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000347051A (ja) * 1999-03-30 2000-12-15 Toppan Printing Co Ltd 光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板
TW460717B (en) * 1999-03-30 2001-10-21 Toppan Printing Co Ltd Optical wiring layer, optoelectric wiring substrate mounted substrate, and methods for manufacturing the same
JP2001196643A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Toppan Printing Co Ltd 光・電気素子搭載用チップキャリア及びその実装方法並びに光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板
KR101084407B1 (ko) * 2006-12-26 2011-11-18 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 광 전기 혼재 기판 및 그의 제조 방법
JP5055193B2 (ja) 2008-04-24 2012-10-24 日東電工株式会社 光電気混載基板の製造方法
JP4796615B2 (ja) 2008-11-26 2011-10-19 日東電工株式会社 光電気混載基板およびその製造方法
JP4754613B2 (ja) * 2008-11-27 2011-08-24 日東電工株式会社 光電気混載基板およびその製造方法
JP6202662B2 (ja) * 2012-11-27 2017-09-27 日東電工株式会社 光電気混載基板およびその製法
JP2014219536A (ja) * 2013-05-08 2014-11-20 日立化成株式会社 光導波路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054569A1 (ja) * 2004-11-17 2006-05-26 Hitachi Chemical Co., Ltd. 光電気混載回路実装基板およびそれを用いた伝送装置
WO2007105419A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Ibiden Co., Ltd. 光電気混載基板、光電気混載基板の製造方法
CN101454701A (zh) * 2006-05-30 2009-06-10 住友电木株式会社 光元件安装用基板、光线路基板以及光元件安装基板
TW200848815A (en) * 2007-05-11 2008-12-16 Shinko Electric Ind Co Optical waveguide and method of manufacturing the same, and method of manufacturing optical/electrical hybrid substrate
TW200925690A (en) * 2007-12-03 2009-06-16 Shinko Electric Ind Co Optical interconnection device

Also Published As

Publication number Publication date
EP3045945A1 (en) 2016-07-20
JP6202566B2 (ja) 2017-09-27
KR20160078341A (ko) 2016-07-04
TW201523049A (zh) 2015-06-16
JP2015087475A (ja) 2015-05-07
US9618710B2 (en) 2017-04-11
US20160274317A1 (en) 2016-09-22
WO2015064355A1 (ja) 2015-05-07
KR102307422B1 (ko) 2021-09-29
CN105612444B (zh) 2019-03-29
CN105612444A (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI625562B (zh) Photoelectric hybrid substrate and preparation method thereof
TWI578040B (zh) 光電混合基板
KR101560404B1 (ko) 광전기 혼재 기판의 제조 방법
KR101560407B1 (ko) 광전기 혼재 모듈과 그 제조 방법
US8915657B2 (en) Opto-electric hybrid board and manufacturing method therefor
US10073232B2 (en) Opto-electric hybrid board, and production method therefor
US9201203B2 (en) Photoelectric composite substrate and method of manufacturing the same
KR102576475B1 (ko) 광 전기 혼재 기판
US20170082810A1 (en) Optical connector and method for producing optical connector
JP5608122B2 (ja) 光電気混載基板およびその製法
JP2016085402A (ja) 光電気混載基板
JP2005134444A (ja) 光導波路モジュール及びその製造方法
JP2016170375A (ja) ミラー付き光導波路及びその製造方法