TWI638193B - 光電混合基板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠大幅度降低作用於彎曲部分的應力的光電混合基板。該光電混合基板包括：電路基板，係在絕緣層的表面形成有電佈線和覆蓋該電佈線加以保護的絕緣性覆蓋膜者；及光波導，係在第1包層的表面經圖案形成有芯且該芯被第2包層覆蓋者；並且，上述電路基板和上述光波導係以上述第1包層接觸上述絕緣層背面的狀態形成積層；其中，該光電混合基板的一部分被設定為預定彎曲部，在該預定彎曲部，上述覆蓋膜和上述光波導以不重疊的狀態配置。

Description

光電混合基板 發明領域
本發明係關於一種由電路基板和光波導積層而成的光電混合基板。
發明背景
在最近的電子設備等中，隨著傳輸資訊量的增加，除了採用電佈線以外，還採用光佈線。作為這樣的電子設備，例如，提出有一種圖7所示之光電混合基板(參照專利文獻1為例)。該光電混合基板係於絕緣性撓性基板(絕緣層)51的表面形成電佈線52、與覆蓋該電佈線52加以保護的絕緣性覆蓋膜(佈線覆蓋層)53而構成電路基板E0，並於該電路基板E0的上述撓性基板51的背面(與電佈線52的形成面為相反側的面)積層由環氧樹脂等構成的光波導(光佈線)W0(下包層56、芯57以及上包層58)而形成者。由於電路基板E0和光波導W0均較薄，因此該光電混合基板具有撓性，在對應最近的電子設備等的小形化時，可呈彎曲狀態使用在小空間內或使用在鉸鏈部等可動部等。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2010/058476號
發明概要
通常，上述光電混合基板係配置有用以覆蓋保護電佈線52的覆蓋膜53與光波導W0且其等呈重疊(在圖7中為上下重疊)的狀態。因此，上述光電混合基板的厚度為電路基板E0的厚度與光波導W0的厚度之合計厚度，當使這樣的光電混合基板彎曲時，因該光電混合基板的厚度而有應力作用在其彎曲部分上。其結果，恐有彎曲部分產生斷裂或裂紋而不能適當地進行資訊傳遞之虞。
本發明即有鑒於這樣的情況而做出者，其目的在於提供一種能夠大幅度降低作用於彎曲部分的應力的光電混合基板。
為了達到上述目的，本發明之光電混合基板採用如下結構：該光電混合基板包括：電路基板，係在絕緣層的表面形成有電佈線和覆蓋該電佈線加以保護的絕緣性佈線覆蓋層者；及光波導，係在包層的表面經圖案形成有芯者；且，上述電路基板和上述光波導係以上述包層接觸上述絕緣層背面的狀態形成積層；其中，該光電混合基板的一部分被設定為預定彎曲部，在該預定彎曲部，上述佈線覆蓋層和上述光波導以不重疊的狀態配置。
本發明之光電混合基板，係於預定彎曲部使佈線覆蓋層和光波導以不重疊的狀態配置，故光電混合基板在該預定彎曲部處的厚度薄於電路基板的厚度和光波導的厚度之合計厚度。因此，即使使光電混合基板在上述預定彎曲部彎曲，也能夠大幅度降低作用於其彎曲部分的應力，不致在該彎曲部分產生斷裂或裂紋，而可適當地進行資訊傳遞。
即，在光電混合基板業經彎曲的狀態下彎曲部分的厚度TA相對於電路基板的厚度TE和光波導的厚度TW滿足下述式(1)的情況下，能夠大幅度降低作用於該彎曲部分的應力，不致在該彎曲部分產生斷裂或裂紋，而可適當地進行資訊傳遞。
數學式1 TA<TE+TW......(1)
1‧‧‧絕緣層
2‧‧‧電佈線
3‧‧‧覆蓋膜(佈線覆蓋層)
6‧‧‧第1包層
7‧‧‧芯
8‧‧‧第2包層
51‧‧‧撓性基板
52‧‧‧電佈線
53‧‧‧覆蓋膜(佈線覆蓋層)
56‧‧‧下包層
57‧‧‧芯
58‧‧‧上包層
B‧‧‧箭頭
E‧‧‧電路基板
E0‧‧‧電路基板
W‧‧‧光波導
W0‧‧‧光波導(光佈線)
TA‧‧‧彎曲部分的厚度
TE‧‧‧電路基板的厚度
TW‧‧‧光波導的厚度
圖1係示意性表示本發明之光電混合基板之第1實施形態的透視圖。
圖2(a)~圖2(e)係示意性表示上述光電混合基板之製造方法的說明圖。
圖3係示意性表示本發明之光電混合基板之第2實施形態的前視圖。
圖4係示意性表示本發明之光電混合基板之第3實施形態的前視圖。
圖5係示意性表示本發明之光電混合基板之第4實施形 態的前視圖。
圖6係示意性表示本發明之光電混合基板之第5實施形態的前視圖。
圖7係示意性表示習知光電混合基板的透視圖。
用以實施發明之形態
以下，根據附圖詳細說明本發明之實施形態。
圖1係示意性表示本發明之光電混合基板之第1實施形態的透視圖。該實施形態之光電混合基板形成帶狀，在其寬度方向的兩側部分的表面側(在圖1中為上側)，沿長邊方向形成有電路基板E的電佈線2和覆蓋該電佈線2加以保護的絕緣性覆蓋膜(佈線覆蓋層)3，並在寬度方向的中央部分的背面側(在圖1中為下側)形成有光波導W。且，該實施形態中，覆蓋膜3和光波導W跨帶狀的長向全體均以不重疊的狀態配置。
更詳細說明之，上述電路基板E形成有：絕緣層1，其形成為帶狀；電佈線2，其係沿長邊方向形成於該絕緣層1的寬度方向的兩側部分的表面；及覆蓋膜3，其係用以對該電佈線2進行絕緣保護。
上述光波導W包括：第1包層(下包層)6；芯7，其以預定圖案形成於該第1包層6的表面；及第2包層(上包層)8，其以覆蓋該芯7的狀態形成於上述第1包層6的表面。並且，上述第1包層6以其背面(與芯7的形成面為相反側的面)與上述電路基板E的絕緣層1相接觸。
即，上述帶狀的光電混合基板係使覆蓋膜3和光波導W跨整個長向均以不重疊的狀態配置，無論在該長向的任何部分使上述光電混合基板於長向上彎曲(朝圖示的箭頭B方向彎曲)，光電混合基板在其彎曲部分處的厚度(TA)皆為電路基板E的厚度(TE)、或者光波導W的厚度(TW)與絕緣層1的厚度相加後之厚度，均薄於電路基板E和光波導W的合計厚度(TE+TW)。因此，作用於上述彎曲部分的應力變小，不致在該彎曲部分產生斷裂或裂紋，而可適當地由電路基板E和光波導W進行資訊傳遞。
接下來，說明上述光電混合基板之製造方法(參照圖2(a)~圖2(e))。
首先，準備上述絕緣層1(參照圖2(a))。作為該絕緣層1，可列舉出樹脂片等，從彎曲性的觀點而言，其形成材料以聚醯亞胺等為佳。另外，從彎曲性的觀點而言，絕緣層1的厚度宜薄，以100μm以下為佳，以20μm以下為更佳。此外，在電路基板E與光波導W之間進行光通信時，上述絕緣層1宜為透光性較高者。
繼之，如圖2(a)所示，在上述絕緣層1之寬度方向的兩側部分的表面，利用例如半加成法形成上述電佈線2。該方法首先在上述絕緣層1的表面，利用濺鍍或無電解電鍍等形成由銅或鉻等構成的金屬膜(未予圖示)。該金屬膜成為進行後續電解電鍍時的晶種層(作為形成電解電鍍層的基底的層)。接下來，在上述絕緣層1和晶種層所構成的積層體的兩面層壓感光性抗蝕劑(未予圖示)後，利用光刻法 在形成有上述晶種層該側的感光性抗蝕劑上形成上述電佈線2的圖案的孔部，使上述晶種層的表面部分暴露於該孔部的底部。接著，藉由電解電鍍，在上述晶種層之暴露於上述孔部的底部的表面部分積層形成由銅等構成的電解電鍍層。然後，利用氫氧化鈉水溶液等剝離上述感光性抗蝕劑。之後，利用軟蝕刻去除晶種層之未形成有上述電解電鍍層的部分。剩餘的晶種層和電解電鍍層所構成的積層部分即為上述電佈線2。此外，從彎曲性的觀點而言，上述電佈線2的厚度宜薄，以100μm以下為佳，以20μm以下為更佳。又，除了利用上述半加成法來形成上述電佈線2之外，還可以利用加成法、減成法等形成。
接著，如圖2(b)所示，對上述電佈線2的部分塗佈由聚醯亞胺樹脂等構成的感光性絕緣樹脂，並利用光刻法形成覆蓋膜3。從彎曲性的觀點而言，該覆蓋膜3的厚度(距離絕緣層1表面的厚度)宜薄，以200μm以下為佳，以50μm以下為更佳。如此一來，即形成上述電路基板E。
然後，為於該電路基板E的絕緣層1的背面(在圖中為下表面)形成光波導W(參照圖2(e))，首先，如圖2(c)所示，在上述絕緣層1的背面塗佈作為第1包層(下包層)6的形成材料之感光性環氧樹脂等感光性樹脂後，利用放射線對該塗佈層的寬度方向的中央部分進行曝光而使其固化，從而形成為第1包層6。從彎曲性的觀點而言，上述第1包層6的厚度宜薄，以80μm以下為佳，以40μm以下為更佳。此外，形成光波導W時(形成上述第1包層6、下述芯7以及下述第2 包層(上包層)8時)，使上述絕緣層1的背面朝向上方。
接著，如圖2(d)所示，利用光刻法在上述第1包層6的表面(在圖中為下表面)形成預定圖案的芯7。從減少光損耗的觀點而言，上述芯7的厚度宜厚，以5μm以上為佳，以20μm以上為更佳，再從彎曲性的觀點而言，上述芯7的厚度宜薄，故以400μm以下為佳，以100μm以下為更佳。
作為上述芯7的形成材料，例如可列舉出與上述第1包層6相同的感光性樹脂，並使用在上述芯7業已形成之狀態下的折射率大於上述第1包層6和下述第2包層8(參照圖2(e))的材料。上述折射率的調整，譬如可經由選擇上述第1包層6、芯7以及第2包層8的各形成材料的種類、調整組成比例來進行。
接著，如圖2(e)所示，利用光刻法以覆蓋上述芯7的方式在上述第1包層6的表面(在圖中為下表面)形成第2包層8。從彎曲性的觀點而言，該第2包層8的厚度(距離芯7的厚度)宜薄，以200μm以下為佳，以100μm以下為更佳。作為上述第2包層8的形成材料，例如可列舉出與上述第1包層6相同的感光性樹脂。如此一來，即於上述絕緣層1的背面形成光波導W，從而製得目標的光電混合基板。
圖3係示意性表示本發明之光電混合基板之第2實施形態的前視圖。該實施形態之光電混合基板係在寬度方向的一側(在圖3中為左側)部分的表面側(在圖3中為上側)形成有電佈線2和覆蓋膜3，並在另一側(在圖3中為右側)部分的背面側(在圖1中為下側)形成有光波導W者。並且，該 實施形態亦達到與上述第1實施形態相同的作用．效果。
圖4係示意性表示本發明之光電混合基板之第3實施形態的前視圖。該實施形態之光電混合基板係在寬度方向的兩側部分的表面側(在圖4中為上側)形成有電佈線2和覆蓋膜3，而在寬度方向的中央部分，亦於其表面側(圖4中為上側)形成有光波導W者。即，係於圖1所示的第1實施形態中在絕緣層1之形成有電佈線2和覆蓋膜3的形成面上形成光波導W。並且，該實施形態亦達到與上述第1實施形態相同的作用．效果。進而，該實施形態可使光電混合基板的整體厚度變薄，從而能夠在更小的空間內使用。
圖5係示意性表示本發明之光電混合基板之第4實施形態的前視圖。該實施形態之光電混合基板係在寬度方向的中央部分的表面側(在圖5中為上側)形成有電佈線2和覆蓋膜3，並在寬度方向的兩側部分的背面側(在圖5中為下側)形成有光波導W者。並且，該實施形態亦達到與上述第1實施形態相同的作用．效果。
圖6係示意性表示本發明之光電混合基板之第5實施形態的前視圖。該實施形態之光電混合基板係在寬度方向的中央部分的表面側(在圖6中為上側)形成有電佈線2和覆蓋膜3，而在寬度方向的兩側部分，亦於其表面側(在圖6中為上側)形成有光波導W者。並且，該實施形態亦達到與上述第3實施形態相同的作用．效果。
此外，在上述各實施形態中，係使覆蓋膜3和光波導W跨帶狀之長向全體均以不重疊的狀態配置，但亦可 僅於光電混合基板的預定彎曲部使覆蓋膜3和光波導W如上所述以不重疊的方式配置，而在預定彎曲部以外的部分使覆蓋膜3和光波導W以重疊的方式配置。
另外，在上述各實施形態中，形成有第2包層(上包層)8，但有時不形成第2包層(上包層)8亦可。
接著，與比較例一併說明實施例。惟，本發明並不限定於實施例。
實施例 實施例1~實施例5
令上述第1實施形態~第5實施形態之光電混合基板(參照圖1、圖3~圖6)為實施例1~實施例5。此處，令絕緣層為厚度5μm的透明聚醯亞胺薄膜，令電佈線為利用加成法形成之厚度5μm的銅佈線，並令覆蓋膜為厚度(距離銅佈線頂面的厚度)5μm的聚醯亞胺製者。另外，令第1包層為利用光刻法形成之厚度20μm的環氧樹脂製者，令芯為利用光刻法形成之厚度50μm的環氧樹脂製者，並令第2包層為利用光刻法形成之厚度(距離芯的厚度)10μm的環氧樹脂製者。
比較例
令以重疊狀態配置有覆蓋膜和光波導的光電混合基板(參照圖7)為比較例。絕緣層等的厚度則設為與上述實施例1~實施例5相同。
彎曲測試
令上述實施例1~實施例5和比較例的光電混合基板以光波導處於內側的方式進行彎曲，使長向上的一端側與另 一端側相面對，並在該狀態下設置於滑動測試機。接著，以使上述一端側與另一端側互朝相反方向滑動的方式使上述一端側和另一端側重複進行往復運動。令該彎曲狀態下的光電混合基板的間隙為2mm，並令上述滑動的行程為20mm。且，計算上述光電混合基板直到斷裂為止的往復運動次數。其結果顯示，在實施例1~實施例5中，進行了1萬次的往復運動仍未發生斷裂，而在比較例中，在350次時發生了斷裂。
由上述結果可知，相較於覆蓋膜和光波導相重疊的比較例，在覆蓋膜和光波導不重疊的實施例1~實施例5中，能夠大幅度降低作用於彎曲部分的應力。
此外，在上述彎曲測試中係使光波導處於內側而進行彎曲，但即使使光波導處於外側而彎曲，也獲得了與上述相同的結果。
產業上之可利用性
本發明之光電混合基板能夠應用於在業經彎曲之狀態下使用的情況。

Claims (2)

  1. 一種光電混合基板，其包括：電路基板，係在絕緣層的表面形成有電佈線和覆蓋該電佈線加以保護的絕緣性佈線覆蓋層者；及光波導，其芯係在與包層相接之狀態下以圖案形成者；且，上述電路基板和上述光波導係以上述包層接觸上述絕緣層之表面或背面的狀態形成積層，該光電混合基板的特徵在於，該光電混合基板的一部分被設定為預定彎曲部，在該預定彎曲部，上述佈線覆蓋層和上述光波導以不重疊的狀態配置，且在上述預定彎曲部以外的部分，上述佈線覆蓋層和上述光波導以重疊的狀態配置。
  2. 如請求項1之光電混合基板，其中，在光電混合基板業經彎曲的狀態下彎曲部分的厚度TA相對於電路基板的厚度TE和光波導的厚度TW滿足下述式(1)，數學式1：TA<TE+TW......(1)。
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