WO2016063752A1 - 光電気混載基板およびその製法 - Google Patents

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直幸 田中
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Nitto Denko Corp
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Definitions

  • the present invention relates to an opto-electric hybrid board in which an electric circuit board and an optical waveguide are laminated, and a manufacturing method thereof.
  • an opto-electric hybrid board for example, as shown in FIG. 7, an insulating layer 1 made of polyimide or the like is used as a board, and an electric wiring 2 made of a conductive pattern is provided on the surface thereof to form an electric circuit board E.
  • a structure having an optical waveguide W optically coupled to an optical element mounted at a predetermined position of the electrical wiring 2 is known on the back side.
  • the surface of the electric circuit board E is insulated and protected by a cover lay 3.
  • the optical waveguide W is constituted by three layers of an under cladding layer 6, a core 7 that serves as a light path, and an over cladding layer 8.
  • the above-mentioned opto-electric hybrid board 10 is mounted on an electronic device itself, and a connector with an opto-electric connection ferrule attached to the tip thereof is a connector for connecting between a plurality of boards or chips on the board. As a prize.
  • the opto-electric hybrid board 10 When the opto-electric hybrid board 10 is attached to another member such as a ferrule, it is important that the opto-electric hybrid board 10 is correctly positioned with respect to the other party so that no optical loss occurs. For this purpose, it is necessary to accurately set the outer shape of the opto-electric hybrid board 10 to be joined to the mating member and the position of the core 7 serving as a light path. A high dimensional accuracy is required for processing the end face to be joined to the member.
  • the alignment mark 11 is formed based on the same reference as that used when forming the core 7 serving as a light path, so that the alignment mark 11 can be accurately positioned with respect to the core 7. Since the alignment mark 11 can be viewed through the transparent under-cladding layer 6 as indicated by an arrow in FIG. 8, the outer shape of the optical waveguide W is processed with high accuracy on the basis of this. Has the advantage of being able to
  • the insulating layer 1 (see FIG. 7) of the electric circuit board E is usually formed of polyimide having a yellow or brown color, and therefore the colored insulating layer 1.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an opto-electric hybrid board in which alignment marks for external processing are formed in an accurate and easy-to-view arrangement and a manufacturing method thereof.
  • the present invention is provided with an electric circuit board in which electric wiring is formed on the surface of an insulating layer, and an optical waveguide provided on the back side of the electric circuit board, and is provided by contour processing.
  • an opto-electric hybrid board having a predetermined shape is provided with an alignment mark for external processing positioned on the same basis as the electrical wiring on the surface of the insulating layer in the vicinity of the external processing portion on the surface of the insulating layer,
  • a first aspect is an opto-electric hybrid board to which a predetermined shape is given by outer shape processing using the alignment mark for outer shape processing as a reference.
  • the present invention has, in particular, an opto-electric hybrid board in which the alignment mark for outline processing is formed of the same material as that of the electric wiring, and among these,
  • a third aspect is an opto-electric hybrid board in which the insulating layer is formed of a polyimide resin.
  • the present invention also includes a step of preparing an electric circuit board having an electrical wiring formed on the surface of the insulating layer, a step of forming an optical waveguide on the back side of the electric circuit board to obtain an opto-electric hybrid board,
  • a method of manufacturing an opto-electric hybrid board comprising a step of performing an outer shape process on the opto-electric hybrid board and finishing it to a predetermined shape, and in the step of preparing the electric circuit board, In the step of forming an alignment mark for outline processing that is positioned on the same basis as the electrical wiring on the surface of the insulating layer, and applying the outline processing to the opto-electric hybrid board to finish it into a predetermined shape, the alignment for the outline processing is performed.
  • a method for manufacturing an opto-electric hybrid board in which outer shape processing is performed with reference to a mark is a fourth gist.
  • the fifth gist is a method of manufacturing an opto-electric hybrid board in which an alignment mark for external processing is formed using the same material as that for forming an electric wiring.
  • the insulating layer is particularly a polyimide resin.
  • the sixth gist is a method for producing an opto-electric hybrid board using the one formed by the above method.
  • the “outer shape processing” is processing for finishing the opto-electric hybrid board into a predetermined shape, and includes various types of outer shape processing by polishing or cutting in addition to cutting processing by a laser or the like. .
  • the present inventors provide an alignment mark on the surface side of the colored insulating layer, not on the back surface side, to improve visibility. With the idea that it is good, I conducted extensive research. As a result, instead of forming an alignment mark at the same time as the core pattern on the back side of the insulating layer (substrate) as in the past, it is placed on the surface side of the insulating layer with high accuracy for alignment with the optical waveguide.
  • the alignment mark is formed with the same standard as the electrical wiring pattern, an alignment mark with excellent positional accuracy can be obtained, and since this alignment mark is on the surface side of the insulating layer, it can be seen directly and is good It has been found that it has excellent visibility and has reached the present invention.
  • the outer shape is processed with reference to the alignment mark with good visibility, which is positioned with the same reference as the electric wiring, and the electric wiring is formed on the core pattern of the optical waveguide.
  • the shape given by the outer shape processing is also an accurate shape positioned with high accuracy with respect to the core pattern of the optical waveguide. Therefore, when this opto-electric hybrid board is used by being fitted to a ferrule or the like, or attached to a specific part, it can be used satisfactorily without causing problems such as poor fitting and poor connection.
  • this opto-electric hybrid board has an alignment mark on the surface, in the vicinity of the outer shape processing portion, that is, toward the end of the board, further processing is performed based on the alignment mark, and product quality inspection is performed. It has the advantage that it can be performed.
  • the alignment mark for external processing is formed of the same material together with the material for forming the electrical wiring
  • the alignment mark is formed simultaneously with the electrical wiring. Therefore, the processing accuracy of the outer shape can be further increased, which is preferable.
  • the opto-electric hybrid boards of the present invention in particular, those in which the insulating layer is formed of a polyimide-based resin do not look at the alignment mark through the yellow or brown colored insulating layer, Since the outer shape can be processed by directly viewing the alignment mark formed on the surface of the insulating layer, the practical effect is particularly great.
  • the alignment mark can be accurately arranged on the surface of the insulating layer on the same basis as the electric wiring. An accurate positional relationship can be established with respect to the core pattern of the optical waveguide. Then, if the outer shape processing is performed with the alignment mark as a reference, the outer shape processing can be performed with high accuracy on the core pattern.
  • the alignment mark since the alignment mark is arranged on the surface side of the opto-electric hybrid board, it can be directly recognized by a camera or the like, and can be used as a reference for processing as a clear image.
  • the electric wiring is formed in the vicinity of the outline processing scheduled portion simultaneously with the formation of the electric wiring.
  • the electrical wiring and the alignment mark can be formed with a single common reference, so that alignment can be performed more accurately.
  • the positioning of the mark can be performed, and the outer shape can be processed with higher accuracy. And since it is not necessary to form the alignment mark independently, it is advantageous in terms of time and cost.
  • an opto-electric hybrid board in which the insulating layer is formed of a polyimide resin is used for external processing regardless of whether the insulating layer is colored. Since the alignment mark can be visually recognized, the advantage is greater than the conventional manufacturing method.
  • (A) is the longitudinal cross-sectional view which shows typically one Embodiment of the opto-electric hybrid board
  • (b) is the partial top view.
  • (A) to (d) are explanatory views showing steps of producing an electric circuit board in the method for producing an opto-electric hybrid board.
  • (A) to (d) are explanatory views showing the optical waveguide manufacturing process in the method for manufacturing an opto-electric hybrid board. It is explanatory drawing which shows the external shape process in the manufacturing method of the said opto-electric hybrid board. It is explanatory drawing of the external shape process in the other example of this invention.
  • (A)-(e) are explanatory drawings of the modification of the alignment mark used for this invention. It is explanatory drawing of a common opto-electric hybrid board. It is explanatory drawing of the alignment mark in the conventional optical waveguide.
  • FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view schematically showing an example of an opto-electric hybrid board obtained by an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a partial plan view thereof. That is, the opto-electric hybrid board 10 includes an electric circuit board E in which electric wiring 2 is provided on the surface of the insulating layer 1 and an optical waveguide W provided on the back side of the insulating layer 1.
  • the electric circuit board E has an insulating layer 1 made of polyimide or the like on the surface, an optical element mounting pad 2a, an earth electrode 2b, other various element mounting pads, a connector mounting pad or the like (not shown). ) Is formed. Similarly, an alignment mark 20 made of the same material as that of the electric wiring 2 is formed on the surface of the insulating layer 1. As shown in FIG. 1B, the alignment mark 20 is provided in a strip shape in the vicinity of the edge on one side in the longitudinal direction of the opto-electric hybrid board 10 so as to cross the longitudinal direction.
  • the alignment mark 20 has a processing position when performing external processing for finishing the opto-electric hybrid board 10 into a predetermined shape. It is used as a reference for determining, and providing the alignment mark 20 in this arrangement is a major feature of the present invention.
  • the electrical wiring 2 excluding the alignment mark 20 and the pad 2a is insulated and protected by a cover lay 3 made of polyimide or the like. Note that the surfaces of the alignment marks 20 and the pads 2a exposed from the coverlay 3 are covered and protected with an electrolytic plating layer 4 made of gold, nickel, or the like.
  • the optical waveguide W provided on the back surface side of the insulating layer 1 covers the under cladding layer 6, the core 7 formed in a predetermined pattern on the surface (the lower surface in FIG. 1), and the core 7.
  • the over-cladding layer 8 is integrated with the surface of the under-cladding layer 6 in a state.
  • Reference numeral 9 denotes a metal layer provided on the back surface of the insulating layer 1 in order to reinforce the opto-electric hybrid board 10 and is formed in a pattern excluding a portion where flexibility is required.
  • the metal layer 9 has a through hole 5 for securing an optical path between the core 7 and the optical element.
  • the under cladding layer 6 also enters the through hole 5. .
  • the metal layer 9 is formed as necessary and is not necessarily required.
  • the portion of the core 7 corresponding to the optical element mounting pad 2a of the electric circuit board E is formed on an inclined surface of 45 ° with respect to the extending direction of the core 7.
  • This inclined surface is a light reflecting surface 7a, which changes the direction of the light propagated in the core 7 by 90 ° to enter the light receiving portion of the optical element, or conversely, exits from the light emitting portion of the optical element.
  • the direction of the emitted light is changed by 90 ° to enter the core 7.
  • the opto-electric hybrid board 10 can be obtained, for example, as follows by the manufacturing method of the present invention (see FIGS. 2 to 4).
  • a flat metal layer 9 is prepared, a photosensitive insulating resin made of polyimide or the like is applied to the surface, and a predetermined pattern of the insulating layer 1 is formed by photolithography.
  • a predetermined pattern of the insulating layer 1 is formed by photolithography.
  • the thickness of the insulating layer 1 is set within a range of 3 to 50 ⁇ m, for example.
  • the material for forming the metal layer 9 include stainless steel, copper, silver, aluminum, nickel, chromium, titanium, platinum, and gold. Among them, stainless steel is preferable from the viewpoint of rigidity and the like. Further, although the thickness of the metal layer 9 depends on the material, it is set within a range of 10 to 70 ⁇ m, for example, when stainless steel is used.
  • an electrical wiring 2 including an optical element mounting pad 2a, an earth electrode 2b, other pads, and so on;
  • the alignment mark 20 for outline processing is simultaneously formed by, for example, a semi-additive method.
  • a metal film (not shown) made of copper, chromium, or the like is formed on the surface of the insulating layer 1 by sputtering or electroless plating. This metal film becomes a seed layer (layer serving as a base for forming an electrolytic plating layer) when performing subsequent electrolytic plating.
  • a photosensitive resist (not shown) on both surfaces of the laminate composed of the metal layer 9, the insulating layer 1 and the seed layer
  • a photo resist is applied to the photosensitive resist on the side where the seed layer is formed.
  • a hole portion of the pattern of the electric wiring 2 is formed by lithography, and the surface portion of the seed layer is exposed at the bottom of the hole portion.
  • an electrolytic plating layer made of copper or the like is laminated on the surface portion of the seed layer exposed to the bottom of the hole by electrolytic plating.
  • the photosensitive resist is removed with an aqueous sodium hydroxide solution or the like. Thereafter, the portion of the seed layer where the electrolytic plating layer is not formed is removed by soft etching.
  • the laminated portion composed of the remaining seed layer and electrolytic plating layer becomes the electric wiring 2 and the alignment mark 20.
  • a photosensitive insulating resin made of polyimide or the like is applied to a portion of the electrical wiring 2 excluding the pad 2a for mounting the optical element and other pads, and by photolithography, A coverlay 3 is formed.
  • the electroplating layer 4 is formed on the surface of the alignment mark 20 and the pad 2a for mounting the optical element and other pads. In this way, the electric circuit board E is formed.
  • a photosensitive resist is laminated on both sides of the laminate composed of the metal layer 9 and the electric circuit board E, and then the back side of the metal layer 9 (the side opposite to the electric circuit board E) is exposed.
  • the conductive resist holes are formed by photolithography in portions corresponding to the portions where the metal layer 9 is not required and the through-hole formation planned portion for the optical path, and the back surface of the metal layer 9 is partially exposed. .
  • the exposed portion of the metal layer 9 is etched using an aqueous solution for etching corresponding to the metal material of the metal layer 9 (for example, the aqueous solution for etching when the metal layer 9 is a stainless steel layer is ferric chloride aqueous solution).
  • the insulating layer 1 is exposed from the trace of the removal, and then the photosensitive resist is peeled off with an aqueous sodium hydroxide solution or the like.
  • the metal layer 9 is formed only in the region requiring reinforcement, and the through hole 5 for the optical path is also formed at the same time.
  • the optical waveguide W (see FIG. 1A) on the back surface of the insulating layer 1 (the back surface of the metal layer 9 in the portion where the metal layer 9 is formed)
  • a photosensitive resin which is a material for forming the undercladding layer 6
  • the applied layer is irradiated with radiation.
  • the under cladding layer 6 can be formed in a predetermined pattern by a photolithography method.
  • the under clad layer 6 is formed in a state where the metal layer 9 enters and fills the through hole 5 for the optical path.
  • the thickness of the under cladding layer 6 (thickness from the back surface of the insulating layer 1) is usually set to be thicker than the thickness of the metal layer 9.
  • a series of operations for forming the optical waveguide W is performed with the back surface of the insulating layer 1 on which the metal layer 9 is formed facing upward, but is shown as it is in the drawing.
  • a core 7 having a predetermined pattern is formed on the surface (the lower surface in the drawing) of the under cladding layer 6 by photolithography.
  • the thickness of the core 7 is set within a range of 3 to 100 ⁇ m, for example, and the width is set within a range of 3 to 100 ⁇ m, for example.
  • the material for forming the core 7 include the same photosensitive resin as that for the under cladding layer 6, and a material having a higher refractive index than the material for forming the under cladding layer 6 and an over cladding layer 8 described later is used. It is done.
  • the adjustment of the refractive index can be performed, for example, by selecting the types of forming materials of the under cladding layer 6, the core 7, and the over cladding layer 8 and adjusting the composition ratio.
  • an over clad layer 8 is formed by photolithography so as to cover the core 7 so as to cover the surface of the under clad layer 6 (lower surface in the figure).
  • the optical waveguide W is formed.
  • the thickness of the over cladding layer 8 is set to be not less than the thickness of the core 7 and not more than 300 ⁇ m, for example.
  • Examples of the material for forming the over cladding layer 8 include the same photosensitive resin as that for the under cladding layer 6.
  • an optical element mounted on the surface side of the electric circuit board E is formed on the predetermined portion of the optical waveguide W by forming an inclined surface inclined by 45 ° with respect to the extending direction of the core 7 by laser processing or cutting processing. It is assumed that the reflecting surface 7a [see FIG. Then, necessary members are attached, such as mounting an optical element on the pad 2a of the electric wiring 2 provided on the surface side of the electric circuit board E.
  • the electrical mixed substrate 10 (however, the outer shape is not processed). Then, as shown in FIG. 4, while visually confirming the alignment mark 20 with an alignment camera or the like, a position away from the alignment mark 20 by a predetermined distance is specified as a cutting position, and this irradiation is performed by laser irradiation (for example, YAG laser). Cut the part.
  • laser irradiation for example, YAG laser
  • various cutting means such as a dicing saw can be used in addition to laser irradiation.
  • the thus obtained opto-electric hybrid board 10 (with the outer shape processed) was formed on the same basis as the electric wiring 2 provided in the vicinity of one end in the longitudinal direction of the opto-electric hybrid board 10. Since the end face of the alignment mark 20 is cut with high dimensional accuracy, the overall outer dimensions are accurate and there is no dimensional variation. Therefore, when this is used by fitting with a ferrule or the like or when it is attached to a specific part, it can be used satisfactorily without causing problems such as poor fitting or poor connection. Further, with this alignment mark 20 as a reference, further processing or product quality inspection can be performed.
  • the alignment mark 20 for outer shape processing is not provided on the processing line (cutting line in this example) for outer shape processing, but is provided in the vicinity of the processing line apart from the processing line. Therefore, in laser processing or dicing processing, the alignment mark 20 has an advantage that the processing is not affected and a good finish can be obtained. That is, when the alignment mark 20 made of a metal material is provided on the processing line, in laser processing or the like, the processing speed differs between a portion where the alignment mark 20 is present and a portion where the alignment mark 20 is not present, and thus there is a risk of rattling at the boundary portion. is there.
  • the metal powder generated by the polishing may damage the end surface. If such a backlash or scratch is present on the finished surface where high processing accuracy is required, light loss may be caused. Therefore, when the alignment mark 20 is not on the processing line and is provided only in the vicinity thereof as in the above example, an excellent finished product is obtained in combination with the high positional accuracy. .
  • one end edge of the opto-electric hybrid board 10 produced longer than the finally required length is cut to finish the opto-electric hybrid board 10 of an appropriate length.
  • FIG. 5 for example, when a predetermined length of the opto-electric hybrid substrate 10 is continuously cut out from the intermediate product 10 ′ of the opto-electric hybrid substrate manufactured in a long shape by a roll-to-roll method, one point is obtained.
  • the alignment mark 20 can be used as a reference for specifying a cutting position indicated by a chain line P. While confirming the alignment mark 20 with an alignment camera or the like in sequence, positioning and cutting at an appropriate position can continuously obtain an opto-electric hybrid board 10 having a proper length without variation. .
  • various outer shape processing for processing the outer shape of the opto-electric hybrid board 10 into a desired shape according to the shape of the mating member to which the opto-electric hybrid board 10 is fitted or attached. It is effective to use the alignment mark 20 as a dimensional reference for the processing (including processing and polishing).
  • the shape of the alignment mark 20 in plan view is not limited to a single band as shown in FIG. 1B, and for example, as shown in FIGS.
  • the alignment marks 20 may be arranged along the vicinity of the cutting position indicated by the alternate long and short dash line P. Further, as shown in FIG. 6E, a set of two alignment marks 20 each having a cross shape may be provided across the cutting position. Similarly, the fixed region may be completely covered with the electric wiring material, and the inner side thereof may be formed into a circular or polygonal shape to form the alignment mark 20. Thus, in any case, for the reasons described above, it is desirable that the alignment mark 20 is not located on the cutting position P but only in the vicinity thereof.
  • the cover lay 3 is not provided on the alignment mark 20, and the surface is covered and protected with the electrolytic plating layer 4.
  • the alignment mark 20 may be sufficiently visible through the coverlay 3. In that case, the alignment mark 20 may be covered with the cover lay 3 as in the case of the other electric wirings 2.
  • the light reflecting surface 7 a (see FIG. 1A) is formed on the core 7 using the material for forming the electrical wiring 2.
  • a positioning alignment mark and an optical element positioning alignment mark can be formed simultaneously, or a single alignment mark serving as both can be formed simultaneously (see Japanese Patent Application No. 2013-224450). Therefore, if the alignment mark 20 for external processing is simultaneously formed together with these alignment marks, the formation of the electrical wiring 2 and the formation of the various alignment marks 20 and the like can be performed in a single step in a single process. Since it can be performed on the basis, it is possible to obtain the high-quality opto-electric hybrid board 10 with higher accuracy of the mutual positional relationship, which is preferable.
  • the alignment mark 20 for external processing is formed at the same time as the electric wiring 2, but in the present invention, the alignment mark 20 and the electric wiring 2 are not necessarily formed at the same time. . In some cases, either one may be formed first and then the other based on the same standard. However, as shown in the previous example, it is preferable to form both at the same time because the positional relationship between the two becomes more accurate.
  • the present invention can be used for providing an opto-electric hybrid board having a stable quality that is excellent in dimensional accuracy of an outer shape and does not cause inconvenience in fitting with other members or attachment to a predetermined position. it can.

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Abstract

　絶縁層１の表面に電気配線２が形成された電気回路基板Ｅと、上記電気回路基板Ｅの裏面側に設けられる光導波路Ｗとを備えるとともに、外形加工によって付与された所定形状を有する光電気混載基板１０であって、上記絶縁層１の表面の外形加工部の近傍に、電気配線２と同一基準で位置決めされた外形加工用のアライメントマーク２０が設けられており、上記外形加工用のアライメントマーク２０を基準とした外形加工によって所定形状が付与されている。この光電気混載基板１０によれば、その外形が正確な形状であるため、他の部材との取り付けにおいて、嵌合不良や接続不良を生じることがない。

Description

光電気混載基板およびその製法
　本発明は、電気回路基板と光導波路とが積層され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おり、電気信号と光信号を同時に伝送することのできる光電気混載基板が多く用いられている。このような光電気混載基板としては、例えば、図７に示すように、ポリイミド等からなる絶縁層１を基板とし、その表面に、導電パターンからなる電気配線２を設けて電気回路基板Ｅとし、その裏面側に、上記電気配線２の所定位置に実装される光素子と光結合される光導波路Ｗを設けた構造のものが知られている。なお、上記電気回路基板Ｅの表面はカバーレイ３によって絶縁保護されている。また、光導波路Ｗは、アンダークラッド層６と、光の行路となるコア７と、オーバークラッド層８の三層によって構成されている。
　上記光電気混載基板１０は、それ自体が電子機器に搭載される他、その先端に光電気接続用のフェルールを取り付けたものが、複数のボード間やボード上のチップ間を接続する接続用コネクタとして賞用されている。
　上記光電気混載基板１０をフェルール等の他の部材に取り付ける場合、光損失が生じないよう相手に対して正しく位置決めすることが重要となる。そのためには、相手部材に接合される光電気混載基板１０の外形と光の行路となるコア７の位置とを正確に設定する必要があることから、光電気混載基板１０の外形加工、とりわけ相手部材と接合される端面の加工には、高い寸法精度が要求される。
　ところで、光電気混載基板１０に限らず、光導波路Ｗ単体においても、これを光コネクタ等として用いる場合には、上記と同様の理由から、その外形加工には高い精度が要求される。この要求に応えるため、例えば、図８に示すように、アンダークラッド層６を形成した後、そのアンダークラッド層６の表面（図では下側）にコア７を形成する際、そのコア材料を用いて、外形加工用のアライメントマーク１１を同時に形成し、そのアライメントマーク１１を残して、その上（図では下側）をオーバークラッド層８で被覆するようにした光導波路Ｗの製法が提案されている（特許文献１を参照）。
　上記の製法によれば、光の行路となるコア７を形成する際の基準と同一基準でアライメントマーク１１が形成されるため、コア７に対しアライメントマーク１１を正確に位置決めすることができる。そして、そのアライメントマーク１１を、図８において矢印で示すように、透明なアンダークラッド層６を透かして視認することができるため、これを基準として、光導波路Ｗの外形加工を高い精度で行うことができるという利点を有する。
特開２０１２－１５５２１５号公報
　上記のように、コア７の形成と同時に、外形加工用のアライメントマーク１１を形成する方法を、光電気混載基板１０の製法においても採用することが検討されている。しかしながら、光電気混載基板１０において、電気回路基板Ｅの絶縁層１（図７を参照）は、通常、黄色や褐色の色を有するポリイミドによって形成されているため、その色の付いた絶縁層１を通して、裏面側のアライメントマーク１１を視認することは容易でなく、これを基準にして正確な外形加工を行うことは難しいことが判明した。
　本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、外形加工用のアライメントマークが、正確かつ視認しやすい配置で形成された光電気混載基板およびその製法の提供を、その目的とする。
　上記の目的を達成するため、本発明は、絶縁層の表面に電気配線が形成された電気回路基板と、上記電気回路基板の裏面側に設けられる光導波路とを備えるとともに、外形加工によって付与された所定形状を有する光電気混載基板であって、上記絶縁層表面の外形加工部の近傍に、絶縁層表面の電気配線と同一基準で位置決めされた外形加工用のアライメントマークが設けられており、上記外形加工用のアライメントマークを基準とした外形加工によって所定形状が付与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、上記外形加工用のアライメントマークが、上記電気配線の形成材料と同一材料によって形成され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、上記絶縁層が、ポリイミド系樹脂によって形成されている光電気混載基板を第３の要旨とする。
　また、本発明は、絶縁層の表面に電気配線が形成された電気回路基板を準備する工程と、この電気回路基板の裏面側に光導波路を形成して光電気混載基板を得る工程と、上記光電気混載基板に外形加工を施して所定形状に仕上げる工程とを備えた光電気混載基板の製法であって、上記電気回路基板を準備する工程において、絶縁層表面の外形加工予定部の近傍に、絶縁層表面の電気配線と同一基準で位置決めされた外形加工用のアライメントマークを形成しておき、上記光電気混載基板に外形加工を施して所定形状に仕上げる工程において、上記外形加工用のアライメントマークを基準として外形加工を行うようにした光電気混載基板の製法を第４の要旨とする。
　そして、本発明は、そのなかでも、特に、上記電気回路基板を準備する工程において、絶縁層表面に電気配線を形成する際、その電気配線の形成と同時に、外形加工予定部の近傍に、上記電気配線の形成材料と同一材料を用いて外形加工用のアライメントマークを形成するようにした光電気混載基板の製法を第５の要旨とし、それらのなかでも、特に、上記絶縁層がポリイミド系樹脂によって形成されたものを用いる光電気混載基板の製法を第６の要旨とする。
　なお、本発明において、「外形加工」とは、光電気混載基板を所定形状に仕上げるための加工であって、レーザ等による切断加工の他、研磨や切削による各種の外形加工を含む趣旨である。
　すなわち、本発明者らは、光電気混載基板の外形加工の加工精度を向上させるには、色のついた絶縁層の裏面側ではなく、その表面側にアライメントマークを設けて視認性を高める方がよい、との着想を得て鋭意研究を重ねた。その結果、従来のように、絶縁層（基板）裏面側に、コアパターンと同時にアライメントマークを形成するのではなく、絶縁層表面側に、光導波路との位置合わせのために高い精度で配置される電気配線パターンと同一基準でアライメントマークを形成すれば、アライメントマークとしての位置精度に優れたものが得られ、しかもこのアライメントマークは絶縁層の表面側にあるため、直接見ることができ、良好な視認性を有することを見いだし、本発明に到達した。
　本発明の光電気混載基板によれば、電気配線と同一基準で位置決めされた、視認性の良好なアライメントマークを基準として、外形加工がなされており、上記電気配線は、光導波路のコアパターンに対し高い精度で位置決めされているため、この外形加工によって付与された形状も、光導波路のコアパターンに対し高い精度で位置決めされた正確な形状となる。したがって、この光電気混載基板をフェルール等と嵌合して用いる場合や、特定の部位に取り付ける場合等に、嵌合不良や接続不良といった不具合を生じることがなく、良好に使用することができる。
　また、この光電気混載基板は、その表面の、外形加工部の近傍、すなわち基板の端の方にアライメントマークを有することから、このアライメントマークを基準として、さらなる加工を行ったり、製品の品質検査を行ったりすることができるという利点を有している。
　そして、本発明の光電気混載基板のなかでも、特に、上記外形加工用のアライメントマークが、上記電気配線の形成材料とともに同一材料によって形成されているものは、電気配線と同時にアライメントマークを形成して得ることができるため、外形の加工精度をより一層高めることができ、好適である。
　さらに、本発明の光電気混載基板のなかでも、特に、上記絶縁層が、ポリイミド系樹脂によって形成されているものは、黄色や褐色の色のついた絶縁層を通してアライメントマークを見るのではなく、絶縁層の表面に形成されたアライメントマークを直接見て外形加工することができるため、とりわけ実用的効果の大きいものとなる。
　また、本発明の光電気混載基板の製法によれば、絶縁層の表面に、電気配線と同一基準でアライメントマークを正確に配置することができるため、この電気配線に対し高い精度で配置される光導波路のコアパターンに対しても、正確な位置関係をとることができる。そして、このアライメントマークを基準として、外形加工を施せば、コアパターンに対して高い精度で外形加工を行うことができる。しかも、上記アライメントマークが光電気混載基板の表面側に配置されるため、これを直接カメラ等で視認することができ、鮮明な画像として加工時の基準とすることができる。
　そして、本発明のなかでも、特に、上記電気回路基板を準備する工程において、絶縁層表面に電気配線を形成する際、その電気配線の形成と同時に、外形加工予定部の近傍に、上記電気配線の形成材料と同一材料を用いて外形加工用のアライメントマークを形成するようにしたものは、共通する単一の基準で、電気配線とアライメントマークとを形成することができるため、より正確にアライメントマークの位置決めを行うことができ、一層高い精度で外形加工を行うことができるという利点を有する。そして、アライメントマークを単独で形成する必要がないため、時間的にもコスト的にも有利である。
　また、本発明のなかでも、特に、上記絶縁層がポリイミド系樹脂によって形成されたものを用いるようにした光電気混載基板は、絶縁層が着色していても、それに関係なく、外形加工用のアライメントマークを視認することができるため、従来の製法に比べて優位性が大きいものとなる。
（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縦断面図、（ｂ）はその部分的な平面図である。 （ａ）～（ｄ）は、いずれも上記光電気混載基板の製法における電気回路基板の作製工程を示す説明図である。 （ａ）～（ｄ）は、いずれも上記光電気混載基板の製法における光導波路の作製工程を示す説明図である。 上記光電気混載基板の製法における外形加工工程を示す説明図である。 本発明の他の例における外形加工工程の説明図である。 （ａ）～（ｅ）は、いずれも本発明に用いられるアライメントマークの変形例の説明図である。 一般的な光電気混載基板の説明図である。 従来の光導波路におけるアライメントマークの説明図である。
　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。ただし、本発明は、この実施の形態に限るものではない。
　図１（ａ）は、本発明の一実施の形態によって得られる光電気混載基板の一例を模式的に示す縦断面図であり、図１（ｂ）は、その部分的な平面図である。すなわち、この光電気混載基板１０は、絶縁層１の表面に電気配線２が設けられた電気回路基板Ｅと、上記絶縁層１の裏面側に設けられた光導波路Ｗとを備えている。
　上記電気回路基板Ｅは、ポリイミド等からなる絶縁層１の表面に、光素子実装用のパッド２ａや、アース用電極２ｂ、その他各種の素子実装用のパッド、コネクタ実装用のパッド等（図示せず）を含む電気配線２が形成されている。また、同じく上記絶縁層１の表面に、上記電気配線２の形成材料と同一材料からなるアライメントマーク２０が形成されている。このアライメントマーク２０は、図１（ｂ）に示すように、光電気混載基板１０の長手方向片側の縁部近傍に、長手方向を横切るように帯状に設けられている。
　上記アライメントマーク２０は、後述するように、この光電気混載基板１０を製造する過程において、この光電気混載基板１０を、要求される所定形状に仕上げるための外形加工を行う際、その加工位置を決めるための基準として用いられるものであり、アライメントマーク２０をこの配置で設けることが、本発明の大きな特徴である。
　そして、上記アライメントマーク２０と、パッド２ａ等を除く電気配線２が、ポリイミド等からなるカバーレイ３によって絶縁保護された構成になっている。なお、カバーレイ３から露呈した、アライメントマーク２０やパッド２ａ等の表面は、金やニッケル等からなる電解めっき層４で被覆保護されている。
　一方、上記絶縁層１の裏面側に設けられた光導波路Ｗは、アンダークラッド層６と、その表面（図１においては下面）に所定パターンで形成されたコア７と、このコア７を被覆した状態で上記アンダークラッド層６の表面と一体化するオーバークラッド層８とで構成されている。なお、９は、この光電気混載基板１０を補強するために、絶縁層１の裏面に設けられる金属層で、フレキシブル性が要求される部分を除くところに、パターン形成されている。そして、この金属層９には、コア７と光素子との間の光路を確保するための貫通孔５が形成されており、この貫通孔５内にも、上記アンダークラッド層６が入り込んでいる。ただし、上記金属層９は、必要に応じて形成されるものであって、必ずしも必要ではない。
　また、上記電気回路基板Ｅの光素子実装用のパッド２ａに対応するコア７の部分が、コア７の延びる方向に対して４５°の傾斜面に形成されている。この傾斜面は、光の反射面７ａになっており、コア７内を伝播されてきた光の向きを９０°変えて光素子の受光部に入射させたり、逆に光素子の発光部から出射された光の向きを９０°変えてコア７内に入射させたりする役割を果たす。
　上記光電気混載基板１０は、本発明の製法によって、例えば以下のようにして得ることができる（図２～図４を参照）。
　まず、図２（ａ）に示すように、平板状の金属層９を準備し、その表面に、ポリイミド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。なお、この例では、金属層９に接触するアース用電極２ｂ［図１（ａ）を参照］を形成するために、上記金属層９の表面を露呈させる孔部１ａを形成する。上記絶縁層１の厚みは、例えば３～５０μｍの範囲内に設定される。また、上記金属層９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、なかでも、剛性等の観点から、ステンレスが好ましい。また、上記金属層９の厚みは、その材質にもよるが、ステンレスを用いた場合、例えば１０～７０μｍの範囲内に設定される。
　つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記絶縁層１の表面に、電気配線２（光素子実装用のパッド２ａやアース用電極２ｂ、他のパッド等を含む、以下同じ）と、外形加工用のアライメントマーク２０とを、例えばセミアディティブ法により、同時に形成する。この方法は、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、銅やクロム等からなる金属膜（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、上記金属層９、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のパターンの孔部を形成し、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とアライメントマーク２０になる。
　つぎに、図２（ｃ）に示すように、光素子実装用のパッド２ａや他のパッドを除く電気配線２の部分に、ポリイミド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。
　そして、図２（ｄ）に示すように、光素子実装用のパッド２ａや他のパッドと、アライメントマーク２０の表面に電解めっき層４を形成する。このようにして、電気回路基板Ｅが形成される。
　つぎに、上記金属層９と電気回路基板Ｅとからなる積層体の両面に、感光性レジストをラミネートした後、上記金属層９の裏面側（電気回路基板Ｅと反対側の面側）の感光性レジストのうち、金属層９が不要な部分と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、上記金属層９の裏面を部分的に露呈させる。
　そして、上記金属層９の露呈部分を、その金属層９の金属材料に応じたエッチング用水溶液（例えば、金属層９がステンレス層である場合のエッチング用水溶液は、塩化第２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を露呈させた後、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、図３（ａ）に示すように、補強が必要な領域のみに金属層９が形成され、光路用の貫通孔５も同時に形成される。
　つぎに、上記絶縁層１の裏面（金属層９が形成されている部分にあっては金属層９の裏面）に光導波路Ｗ〔図１（ａ）を参照〕を形成するために、まず、図３（ｂ）に示すように、上記絶縁層１および金属層９の裏面（図において下面）に、アンダークラッド層６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硬化させて、アンダークラッド層６に形成する。このとき、上記アンダークラッド層６は、フォトリソグラフィ法によって、所定パターン状に形成することができる。そして、このアンダークラッド層６は、上記金属層９の光路用の貫通孔５に入り込んでこれを埋めた状態で形成される。上記アンダークラッド層６の厚み（絶縁層１の裏面からの厚み）は、通常、金属層９の厚みよりも厚く設定される。なお、光導波路Ｗを形成するための一連の作業は、上記金属層９が形成された絶縁層１の裏面を上に向けた状態で行われるが、図面では、そのままの状態で示している。
　つぎに、図３（ｃ）に示すように、上記アンダークラッド層６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７を形成する。コア７の厚みは、例えば３～１００μｍの範囲内に設定され、幅は、例えば３～１００μｍの範囲内に設定される。上記コア７の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層６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６および後述するオーバークラッド層８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、アンダークラッド層６、コア７、オーバークラッド層８の各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。
　つぎに、図３（ｄ）に示すように、上記コア７を被覆するように、アンダークラッド層６の表面（図では下面）に重ねて、フォトリソグラフィ法により、オーバークラッド層８を形成する。このようにして、光導波路Ｗが形成される。なお、上記オーバークラッド層８の厚み（アンダークラッド層６の表面からの厚み）は、例えば、上記コア７の厚み以上で、３００μｍ以下に設定される。上記オーバークラッド層８の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層６と同様の感光性樹脂があげられる。
　ちなみに、上記光導波路Ｗの形成材料の具体的な組成例を以下に示す。
＜アンダークラッド層６、オーバークラッド層８の形成材料＞
脂環骨格を含むエポキシ樹脂（ダイセル化学工業社製、ＥＨＰＥ３１５０）　２０重量部
液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＥＸＡ－４８１６）　８０重量部
光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）　２重量部
乳酸エチル（武蔵野化学研究所社製）　４０重量部
＜コア７の形成材料＞
ｏ－クレゾールノボラックグリシジルエーテル（新日鐵住金化学社製、ＹＤＣＮ－７００－１０）　５０重量部
ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル（大阪ガスケミカル社製、オグゾールＥＧ）　５０重量部
光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）　１重量部
乳酸エチル（武蔵野化学研究所社製）　５０重量部
　そして、上記光導波路Ｗの所定部分に、レーザ加工や切削加工等により、コア７の延びる方向に対して４５°傾斜した傾斜面を形成し、電気回路基板Ｅの表面側に実装される光素子との光結合のための反射面７ａ［図１（ａ）を参照］とする。そして、電気回路基板Ｅの表面側に設けられた電気配線２のパッド２ａに光素子を実装する等、必要な部材の取り付けを行う。
　このようにして、電気混載基板１０（ただし、外形加工がなされていないもの）を得ることができる。そして、図４に示すように、上記アライメントマーク２０をアライメントカメラ等によって視認しながら、このアライメントマーク２０から所定距離だけ離れた位置を切断位置として特定し、レーザ照射（例えはＹＡＧレーザ）によってこの部分を切断する。このようにして、片方の端面にコア７が露出した所定長の光電気混載基板１０を得ることができる。
　なお、光電気混載基板１０の切り出しには、レーザ照射の他、ダイシングソー等、各種の切断手段を用いることができる。
　このようにして得られた光電気混載基板１０（外形加工を施したもの）は、この光電気混載基板１０の長手方向片端部の近傍に設けられた、電気配線２と同一基準で形成されたアライメントマーク２０を基準として、その端面が高い寸法精度で切断加工されているため、全体の外形寸法も正確で、寸法のばらつきがない。したがって、これをフェルール等と嵌合して用いる場合や、特定の部位に取り付ける場合等に、嵌合不良や接続不良といった不具合を生じることがなく、良好に使用することができる。また、このアライメントマーク２０を基準として、さらなる加工を行ったり、製品の品質検査を行ったりすることができる。
　しかも、上記光電気混載基板１０では、外形加工用のアライメントマーク２０が、外形加工のための加工線（この例では切断線）上ではなく、その加工線から離れた、加工線近傍に設けられているため、レーザ加工やダイシング加工において、このアライメントマーク２０が加工に影響を及ぼすことがなく、良好な仕上がりが得られるという利点を有する。すなわち、加工線上に金属材料からなるアライメントマーク２０を設けた場合、レーザ加工等では、アライメントマーク２０がある部分とない部分とで加工速度が異なるため、その境界部分でがたつきが生じるおそれがある。また、ダイシング加工においても、アライメントマーク２０がある部分とない部分とで硬さが異なるため、同様にがたつきが生じるおそれがある。さらに、研磨加工では、研磨によって生じる金属粉が端面を傷つけるおそれがある。そして、高い加工精度が要求される仕上がり面にこのようながたつきや傷があると、光損失の原因となる。したがって、上記の例のように、アライメントマーク２０が、加工線上になく、その近傍のみに設けられていると、その位置精度が高いことと相俟って、優れた仕上がり品が得られるのである。
　なお、上記の例は、最終的に求められる長さより長めに作製された光電気混載基板１０の片端縁を切断して、適正な長さの光電気混載基板１０に仕上げるようにしたものであるが、例えば、図５に示すように、ロール　トゥ　ロール方式によって長尺状に作製された光電気混載基板の中間品１０′から、所定長の光電気混載基板１０を連続的に切り出す際、一点鎖線Ｐで示される切断位置を特定するための基準として、アライメントマーク２０を用いることができる。上記アライメントマーク２０を順次、アライメントカメラ等で確認しながら、適正な位置に位置決めして切断を行うことにより、ばらつきのない、適正な長さの光電気混載基板１０を連続的に得ることができる。
　もちろん、端面の切断以外に、この光電気混載基板１０を嵌合させたり取り付けたりする相手部材の形状に合わせて、光電気混載基板１０の外形を所望の形状に加工する各種の外形加工（切削加工や研磨加工等を含む）を行う際に、その加工のための寸法基準として、上記アライメントマーク２０を用いることが有効である。
　そして、上記アライメントマーク２０の平面視形状は、図１（ｂ）に示すような１本の帯状に限るものではなく、例えば図６（ａ）～（ｄ）に示すように、各種形状の複数のアライメントマーク２０を、一点鎖線Ｐで示す切断位置の近傍に沿って並べるようにしてもよい。また、図６（ｅ）に示すように、切断位置を挟んで、抜き十字形状となる２個一組のアライメントマーク２０を設けるようにしてもよい。同様に、一定領域を電気配線材料で完全に覆い、その内側を、円形や多角形の抜き形状にしてアライメントマーク２０としてもよい。このように、いずれの場合も、前述の理由から、アライメントマーク２０は、その切断位置Ｐ上にはなく、その近傍のみに配置されていることが望ましい。
　また、上記の例では、アライメントマーク２０の視認性を高めるために、アライメントマーク２０の上にカバーレイ３を設けずそのまま露呈させて、その表面を電解めっき層４で被覆保護しているが、アライメントマーク２０の色や形状、カバーレイ３の透明性によっては、アライメントマーク２０を、カバーレイ３を通しても充分に視認できる場合がある。その場合は、他の電気配線２の部分と同様、アライメントマーク２０の上もカバーレイ３で被覆するようにしても差し支えない。
　なお、光電気混載基板１０において、電気配線２を形成する際に、電気配線２の形成材料を用いて、コア７に光の反射面７ａ（図１（ａ）を参照）を形成する際の位置決め用アライメントマークと、光素子の位置決め用アライメントマークとを同時に形成するか、両者を兼ねた単一のアライメントマークを同時に形成することができる（特願２０１３－２２４４５０を参照）。そこで、これらのアライメントマークとともに、上記外形加工用のアライメントマーク２０を同時に形成すれば、電気配線２の形成と、各種アライメントマーク２０等との形成を、単一の工程で、共通する単一の基準で行うことができるため、より互いの位置関係の精度の高い、高品質の光電気混載基板１０を得ることができ、好適である。
　また、上記一連の例では、外形加工用のアライメントマーク２０を、電気配線２と同時に形成しているが、本発明において、上記アライメントマーク２０と電気配線２とは、必ずしも同時に形成する必要はない。場合によっては、同一の基準にもとづいて、まず、どちらか一方を形成し、つぎに他方を形成するようにしても差し支えない。ただし、先の例に示すように、両者を同時に形成する方が、互いの位置関係がより正確になり、好適である。
　なお、上記実施の形態においては、本発明における具体的な形態について示したが、これらの形態は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、全て本発明の範囲内であることが企図されている。
　本発明は、外形形状の寸法精度に優れ、他の部材との嵌合や所定位置への取り付け等において、不都合を生じることのない、安定した品質の光電気混載基板の提供に利用することができる。
　Ｅ　電気回路基板
　Ｗ　光導波路
　１　絶縁層
　２　電気配線
　１０　光電気混載基板
　２０　アライメントマーク

Claims (6)

  1. 　絶縁層の表面に電気配線が形成された電気回路基板と、上記電気回路基板の裏面側に設けられる光導波路とを備えるとともに、外形加工によって付与された所定形状を有する光電気混載基板であって、上記絶縁層表面の外形加工部の近傍に、絶縁層表面の電気配線と同一基準で位置決めされた外形加工用のアライメントマークが設けられており、上記外形加工用のアライメントマークを基準とした外形加工によって所定形状が付与されていることを特徴とする光電気混載基板。
  2. 　上記外形加工用のアライメントマークが、上記電気配線の形成材料と同一材料によって形成されている請求項１記載の光電気混載基板。
  3. 　上記絶縁層が、ポリイミド系樹脂によって形成されている請求項１または２記載の光電気混載基板。
  4. 　絶縁層の表面に電気配線が形成された電気回路基板を準備する工程と、この電気回路基板の裏面側に光導波路を形成して光電気混載基板を得る工程と、上記光電気混載基板に外形加工を施して所定形状に仕上げる工程とを備えた光電気混載基板の製法であって、上記電気回路基板を準備する工程において、絶縁層表面の外形加工予定部の近傍に、絶縁層表面の電気配線と同一基準で位置決めされた外形加工用のアライメントマークを形成しておき、上記光電気混載基板に外形加工を施して所定形状に仕上げる工程において、上記外形加工用のアライメントマークを基準として外形加工を行うようにしたことを特徴とする光電気混載基板の製法。
  5. 　上記電気回路基板を準備する工程において、絶縁層表面に電気配線を形成する際、その電気配線の形成と同時に、外形加工予定部の近傍に、上記電気配線の形成材料と同一材料を用いて外形加工用のアライメントマークを形成するようにした請求項４記載の光電気混載基板の製法。
  6. 　上記絶縁層がポリイミド系樹脂によって形成されたものを用いる請求項４または５記載の光電気混載基板の製法。
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