JP5877756B2 - 光電気混載基板およびその製法 - Google Patents
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Description
本発明は、光導波路と電気回路基板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いる。そのようなものとして、例えば、図１１に示すように、ポリイミド等からなる絶縁性基板５１の表面に電気配線５２が形成されてなる電気回路基板Ｅ0 の上記絶縁性基板５１の裏面（電気配線５２の形成面と反対側の面）に、エポキシ樹脂等からなる光導波路（光配線）Ｗ0 （アンダークラッド層５６，コア５７，オーバークラッド層５８）が積層さ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）。
しかしながら、上記光電気混載基板では、絶縁性基板５１（ポリイミド樹脂等）と光導波路Ｗ0 （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Ｗ0 に応力や微小な曲がりが発生し、それが原因で、光導波路Ｗ0 の光伝播損失が大きくなる。
一方、光電気混載基板として、図１２に示すように、上記絶縁性基板５１と光導波路Ｗ0 との間にステンレス層Ｍ0 を全面的に設けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このものでは、上記ステンレス層Ｍ0 が補強材として作用するため、上記光導波路Ｗ0 に発生する応力や微小な曲がりが防止され、光伝播損失の増加が抑制される。
光電気混載基板は、上記のように、光伝播損失の増加を抑制することが求められるが、それに加えて、場合によって、フレキシブル性も求められる。しかしながら、光伝播損失を小さくするために、上記のように（図１２参照）ステンレス層Ｍ0 を全面的に設けると、そのステンレス層Ｍ0 がフレキシブル性の妨げとなる。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光伝播損失の増加を抑制することができるとともに、フレキシブル性にも優れている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てなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた帯状の光電気混載基板であって、その帯状の光電気混載基板の少なくとも長手方向の両端部の間の上記金属層の部分が、下記の（Ａ）および（Ｂ）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めている光電気混載基板を第１の要旨とする。
（Ａ）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成されている。
（Ｂ）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成されている。
また、絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた光電気混載基板であって、上記光電気混載基板の一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分が、下記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めている光電気混載基板を第２の要旨とする。
（Ａ２）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、その最も小さいドット状凸部が分布している。
（Ｂ２）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、その最も大きいドット状凹部が分布している。
さらに、絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた光電気混載基板であって、上記光電気混載基板の一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分が、下記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めている光電気混載基板を第３の要旨とする。
（Ａ３）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ｂ３）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ａ）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成されている。
（Ｂ）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成されている。
また、絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた光電気混載基板であって、上記光電気混載基板の一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分が、下記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めている光電気混載基板を第２の要旨とする。
（Ａ２）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、その最も小さいドット状凸部が分布している。
（Ｂ２）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、その最も大きいドット状凹部が分布している。
さらに、絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた光電気混載基板であって、上記光電気混載基板の一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分が、下記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めている光電気混載基板を第３の要旨とする。
（Ａ３）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ｂ３）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
そして、本発明は、金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する帯状の光電気混載基板の製法であって、上記光導波路の形成に先立って、上記帯状の光電気混載基板の少なくとも長手方向の両端部の間の上記金属層の部分をエッチングにより、下記の（Ａ）および（Ｂ）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記第１の要旨の光電気混載基板を得る光電気混載基板の製法を第４の要旨とする。
（Ａ）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成されている。
（Ｂ）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成されている。
また、金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する光電気混載基板の製法であって、上記光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、上記光導波路の形成に先立って、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分を、エッチングにより、下記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記第２の要旨の光電気混載基板を得る光電気混載基板の製法を第５の要旨とする。
（Ａ２）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、その最も小さいドット状凸部が分布している。
（Ｂ２）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、その最も大きいドット状凹部が分布している。
さらに、金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する光電気混載基板の製法であって、上記光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、上記光導波路の形成に先立って、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分を、エッチングにより、下記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記第３の要旨の光電気混載基板を得る光電気混載基板の製法を第６の要旨とする。
（Ａ３）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ｂ３）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ａ）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成されている。
（Ｂ）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成されている。
また、金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する光電気混載基板の製法であって、上記光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、上記光導波路の形成に先立って、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分を、エッチングにより、下記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記第２の要旨の光電気混載基板を得る光電気混載基板の製法を第５の要旨とする。
（Ａ２）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、その最も小さいドット状凸部が分布している。
（Ｂ２）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、その最も大きいドット状凹部が分布している。
さらに、金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する光電気混載基板の製法であって、上記光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、上記光導波路の形成に先立って、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分を、エッチングにより、下記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記第３の要旨の光電気混載基板を得る光電気混載基板の製法を第６の要旨とする。
（Ａ３）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ｂ３）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
本発明の第１の要旨の光電気混載基板は、少なくとも長手方向の両端部の間の金属層の部分が、上記（Ａ）および（Ｂ）のいずれか一方のパターン形成状態になっている。すなわち、金属層が全面的ではなく部分的に形成された状態になっている。そのため、少なくとも長手方向の両端部の間の部分では、フレキシブル性に富むものとなっている。これにより、本発明の第１の要旨の光電気混載基板を変形させた状態で用いることができ、本発明の第１の要旨の光電気混載基板の用途の自由度が広がる。また、本発明の第１の要旨の光電気混載基板が衝撃を受ける等しても、容易に変形して、上記衝撃を緩和することができる。そして、上記パターン形成状態の金属層部分が補強材として作用するため、少なくとも長手方向の両端部の間の部分では、上記光導波路のコアに発生する応力や微小な曲がりが防止され、光導波路の光伝播損失の増加を抑えることができる。さらに、上記金属層のパターン形成による除去跡は、空洞ではなく、光導波路のクラッド層が入り込んで埋めているため、光導波路のコアの形状が安定し、適正な光伝播を維持することができる。このように、本発明の第１の要旨の光電気混載基板は、少なくとも長手方向の両端部の間の部分において、フレキシブル性に優れているとともに、光伝播損失の増加抑制にも優れている。
また、本発明の第２の要旨の光電気混載基板は、一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する金属層の部分が、上記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態になっている。それにより、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に金属層の密度が低くなり、上記屈曲予定部では金属層の密度が最も低くなっているため、屈曲の妨げになる金属層の部分が少なく、屈曲性に優れている。しかも、上記屈曲予定部を繰り返し屈曲させても、破断が起こる金属層の部分が殆どないことから、光導波路のコアの破断も起こらず、繰り返し屈曲に対する耐性にも優れている。
さらに、本発明の第３の要旨の光電気混載基板は、一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する金属層の部分が、上記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態になっている。それにより、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に金属層の密度が低くなり、上記屈曲予定部では金属層がないため、屈曲の妨げになる金属層の部分がなく、屈曲性により優れている。しかも、上記屈曲予定部を繰り返し屈曲させても、破断が起こる金属層の部分がないことから、光導波路のコアの破断も起こらず、繰り返し屈曲に対する耐性にもより優れている。
そして、本発明の第４の要旨の光電気混載基板の製法では、光導波路の形成に先立って、少なくとも長手方向の両端部の間の金属層の部分をエッチングにより、上記（Ａ）および（Ｂ）のいずれか一方のパターン形成状態にするため、上記のような、少なくとも長手方向の両端部の間の部分において、フレキシブル性に優れているとともに、光伝播損失の増加抑制にも優れている光電気混載基板を簡単に得ることができる。
また、本発明の第５の要旨の光電気混載基板の製法では、光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する金属層の部分を、上記エッチングにより、上記（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態にする。それにより、屈曲予定部において、屈曲の妨げになる金属層の部分を少なくするとともに、破断が起こる金属層の部分を殆どないようにすることができるため、上記のような、屈曲性および繰り返し屈曲に対する耐性にも優れている光電気混載基板を容易に得ることができる。
さらに、本発明の第６の要旨の光電気混載基板の製法では、光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する金属層の部分を、上記エッチングにより、上記（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態にする。それにより、屈曲予定部において、屈曲の妨げになる金属層の部分をなくすとともに、破断が起こる金属層の部分をないようにすることができるため、上記のような、屈曲性および繰り返し屈曲に対する耐性にもより優れている光電気混載基板を容易に得ることができる。
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第１の実施の形態を模式的に示す縦断面図であり、図１（ｂ）は、上記光電気混載基板の、金属層Ｍからパターン形成された複数のドット状凸部Ｍａの分布を示す底面図であり、図１（ｃ）は、上記光電気混載基板の横断面〔図１（ａ）のＡ−Ａ断面〕の拡大図である。なお、図１（ｂ）では、ドット状凸部Ｍａ等の金属部分を明確にするため、そのドット状凸部Ｍａにハッチングを入れ、さらに、そのドット状凸部Ｍａの分布をわかり易くするため、光導波路Ｗのコア７等を実線ではなく二点鎖線で図示している。この実施の形態の光電気混載基板は、図１（ａ）に示すように、絶縁層１の表面に電気配線２が形成されてなる電気回路基板Ｅと、この電気回路基板Ｅの上記絶縁層１の裏面に金属層Ｍを介して形成された光導波路Ｗとを備えた帯状のものとなっている。そして、図１（ｂ）に示すように、上記金属層Ｍは、複数の均一な大きさのドット状凸部Ｍａを正方格子状に分布形成した規則的パターンに形成されている。そして、隣り合う上記ドット状凸部Ｍａの間の部分に、図１（ａ），（ｃ）に示すように、上記光導波路Ｗの第１クラッド層（アンダークラッド層）６が入り込んで埋めている。
上記光電気混載基板は、金属層Ｍが全面的に形成されているのではなく、それに代えて、複数のドット状凸部Ｍａが分散的に形成されているパターンとなっているため、フレキシブル性に富むものとなっている。そして、その分散的なドット状凸部Ｍａが補強材として作用し、光導波路Ｗのコア７に発生する応力や微小な曲がりを防止することができる。その結果、光導波路Ｗの光伝播損失の増加を抑えることができる。
上記ドット状凸部Ｍａの平面視形状は、図１（ｂ）では円形を図示したが、他でもよく、例えば、三角形，四角形等の多角形でもよい。また、上記ドット状凸部Ｍａの平面視の大きさは、例えば、直径０．０１０〜１．０ｍｍの範囲内（平面視多角形の場合は、その直径の円に内接する程度の大きさ）に設定される。そして、上記ドット状凸部Ｍａの密度は、要求されるフレキシブル性および補強性により、適宜設定される。例えば、上記密度を高く設定すると、フレキシブル性は低くなり、補強性は高くなる。逆に上記密度を低く設定すると、フレキシブル性は高くなり、補強性は低くなる。
より詳しく説明すると、上記電気回路基板Ｅは、上記のように、絶縁層１と、その表面に形成された電気配線２とを備えている。さらに、上記光電気混載基板の長手方向の両端部では、上記絶縁層１の表面に、光学素子実装用パッド２ａが露呈した状態で形成されているとともに、上記絶縁層１を貫通して裏面の金属層Ｍに接触するアース用電極２ｂが露呈した状態で形成されている。これら光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂは、上記電気配線２の一部であり、それら以外の電気配線２の部分は、カバーレイ３により被覆され絶縁保護されている。また、上記絶縁層１は、透光性を有している。
上記金属層Ｍは、上記のように、複数のドット状凸部Ｍａが正方格子状に分布した規則的パターンに形成されている。さらに、長手方向の両端部では、上記電気回路基板Ｅの光学素子実装用パッド２ａに対応する位置に、光路用の貫通孔５が形成されている〔図１（ａ）参照〕。そして、その貫通孔５が形成されている金属層Ｍの部分は、上記アース用電極２ｂに接触している。
上記光導波路Ｗは、上記第１クラッド層（アンダークラッド層）６と、この第１クラッド層６の表面〔図１（ａ），（ｃ）では下面〕に所定パターン形成されたコア７と、このコア７を被覆した状態で上記第１クラッド層６の表面に形成された第２クラッド層（オーバークラッド層）８とを備えている。そして、上記第１クラッド層６は、その裏面（コア７の形成面と反対側の面）で上記ドット状凸部Ｍａ（金属層Ｍ）に接し、隣り合う上記ドット状凸部Ｍａの間の部分および光路用の貫通孔５に入り込んで埋めている。さらに、長手方向の両端部では、上記電気回路基板Ｅの光学素子実装用パッド２ａに対応するコア７の部分が、コア７の長手方向に対して４５°の傾斜面に形成されている。その傾斜面は、光を反射して、上記光学素子実装用パッド２ａに実装される光学素子とコア７との間の光伝播を可能にする反射面７ａになっている。すなわち、その反射面７ａでは、コア７の屈折率の方が、その反射面７ａの外側にある空気の屈折率よりも大きいため、発光素子（光学素子）からの光やコア７内を伝播してきた光が上記反射面７ａに当たると、その光の大部分が反射して９０°光路を変換するようになる。
つぎに、上記光電気混載基板の製法について説明する〔図２（ａ）〜（ｄ），図３，図４（ａ）〜（ｃ）参照〕。
まず、平坦状の上記金属層Ｍ〔図２（ａ）参照〕を準備する。この金属層Ｍ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、屈曲性等の観点から、ステンレスが好ましい。また、上記金属層Ｍの厚みは、例えば、１０〜７０μｍの範囲内に設定される。
ついで、図２（ａ）に示すように、上記金属層Ｍ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、金属層Ｍに接触するアース用電極２ｂを形成するために、長手方向の両端部に、上記金属層Ｍ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の範囲内に設定される。
つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記電気配線（光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂを含む）２を、例えばセミアディティブ法により形成する。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。ついで、上記金属層Ｍ，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（光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂを含む）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（光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂを含む）２である。
そして、図２（ｃ）に示すように、上記電気配線（光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂを含む）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、上記光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂ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。
ついで、図２（ｄ）に示すように、上記光学素子実装用パッド２ａおよびアース用電極２ｂ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４を形成する。このようにして、前記金属層Ｍの表面に、電気回路基板Ｅが形成される。
つぎに、上記金属層Ｍ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（図示せず）をラミネートした後、上記金属層Ｍ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、隣り合うドット状凸部Ｍａ〔図１（ｂ）参照〕の間の隙間に対応する部分および光路用の貫通孔５〔図１（ａ）参照〕の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、その孔部の底（図では上面）に上記金属層Ｍの裏面部分を露呈させる。
そして、図３（上側の図が縦断面図、下側の図が底面図）に示すように、上記孔部の底に露呈した上記金属層Ｍの部分を、その金属層Ｍの金属材料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、その除去跡の底（縦断面図では上面）に上記絶縁層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。
そして、上記金属層Ｍの裏面に光導波路Ｗ〔図１（ａ）参照〕を形成するために、まず、図４（ａ）に示すように、上記金属層Ｍの裏面（図では下面）に、第１クラッド層（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て硬化させ、第１クラッド層６に形成する。その第１クラッド層６は、上記金属層Ｍのうち、エッチング除去された除去跡（隣り合うドット状凸部Ｍａの間の隙間および光路用の貫通孔５）に入り込んで埋めた状態で形成される。上記第１クラッド層６の厚み（絶縁層１の裏面からの厚み）は、この実施の形態では、金属層Ｍの厚みよりも厚く設定される。なお、光導波路Ｗの形成時（上記第１クラッド層６，下記コア７，下記第２クラッド層８の形成時）は、上記金属層Ｍの裏面は上に向けられる。
ついで、図４（ｂ）（上側の図が縦断面図、下側の図が底面図）に示すように、上記第１クラッド層６の表面（縦断面図では下面）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。上記コア７の厚みは、２０〜１００μｍの範囲内に設定され、幅は、１０〜１００μｍ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、上記第１クラッド層６と同様の感光性樹脂があげられ、上記第１クラッド層６および下記第２クラッド層８〔図４（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、上記第１クラッド層６，コア７，第２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４（ｃ）に示すように、上記コア７を被覆するよう、上記第１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、第２クラッド層８を形成する。この第２クラッド層８の厚み（第１クラッド層６の表面からの厚み）は、上記コア７の厚み以上であり、３００μｍ以下に設定される。上記第２クラッド層８の形成材料としては、例えば、上記第１クラッド層６と同様の感光性樹脂があげられる。
そして、上記電気回路基板Ｅの光学素子実装用パッド２ａに対応する（図では下方に位置する）光導波路Ｗの部分（両端部）を、レーザ加工または刃先角度４５°の回転刃等を用いた切削加工等により、コア７の長手方向に対して４５°傾斜した傾斜面に形成する〔図１（ａ）参照〕。その傾斜面のコア７の部分が光反射面７ａとして作用する。このようにして、前記金属層Ｍの裏面に、光導波路Ｗが形成され、図１（ａ）〜（ｃ）に示す光電気混載基板を得る。
なお、この実施の形態では、ドット状凸部Ｍａのパターンを正方格子状としたが、他でもよく、例えば、図５に示すように、三角格子状としてもよい。さらに、ドット状凸部Ｍａのパターンを不規則的（ランダム）パターン（図示せず）としてもよいし、様々な大きさのドット状凸部Ｍａをランダムに分布形成（図示せず）してもよい。
図６は、本発明の光電気混載基板の第２の実施の形態の、ドット状凸部Ｍａの分布を模式的に示す底面図である。この実施の形態では、上記第１の実施の形態の光電気混載基板〔図１（ａ）〜（ｃ）参照〕において、その長手方向の中央部を中心に長手方向の両端部（図では左右両端部）を持ち上げ（図面に直角な方向に持ち上げ）られるよう、その中央部が屈曲予定部Ｃとなっている。そして、上記屈曲予定部Ｃの周辺部Ｄでは、上記ドット状凸部Ｍａの大きさが、上記屈曲予定部Ｃに近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部Ｃでは、その最も小さいドット状凸部Ｍａが分布している。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
この実施の形態の光電気混載基板は、上記第１の実施の形態の作用・効果に加え、つぎのような作用・効果を奏する。すなわち、上記屈曲予定部Ｃに近づくにつれて徐々にドット状凸部Ｍａの密度が低くなり、上記屈曲予定部Ｃではドット状凸部Ｍａの密度が最も低くなっているため、屈曲の妨げになるドット状凸部Ｍａが少なく、屈曲性に優れている。しかも、上記屈曲予定部Ｃを繰り返し屈曲させても、破断が起こるドット状凸部Ｍａが殆どないことから、光導波路Ｗのコア７〔図１（ａ）参照〕の破断も起こらず、繰り返し屈曲に対する耐性にも優れている。また、上記パターン形成による金属層Ｍ〔図１（ａ）参照〕の除去跡は、空洞ではなく、光導波路Ｗの第１クラッド層（アンダークラッド層）６が入り込んで埋めているため、上記屈曲予定部Ｃで屈曲させても、光導波路Ｗのコア７の形状が安定し、適正な光伝播を維持することができる。なお、上記屈曲は、光導波路Ｗを内側にしても外側にしてもよい。
図７は、本発明の光電気混載基板の第３の実施の形態の、ドット状凸部Ｍａの分布を模式的に示す底面図である。この実施の形態では、上記第２の実施の形態（図６参照）において、屈曲予定部Ｃに対応するドット状凸部Ｍａ（金属層Ｍ）の部分が除去されている。そして、その除去跡にも、上記光導波路Ｗの第１クラッド層（アンダークラッド層）６が入り込んで埋めている。それ以外の部分は、上記第２の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
この実施の形態では、上記屈曲予定部Ｃに金属層Ｍ（ドット状凸部Ｍａ）がないことから、屈曲の妨げになる金属層Ｍの部分がなく、屈曲性により優れている。しかも、上記屈曲予定部Ｃを繰り返し屈曲させても、破断が起こる金属層Ｍの部分がないことから、光導波路Ｗのコア７の破断も起こらず、繰り返し屈曲に対する耐性にもより優れている。
この実施の形態の光電気混載基板の製法は、まず、金属層Ｍの表面に電気回路基板Ｅを形成するまでは、上記第１の実施の形態と同様にして行われる〔図２（ａ）〜図２（ｄ）参照〕。その後、上記金属層Ｍをエッチングする際に（図３参照）、隣り合うドット状凸部Ｍａの間の隙間および光路用の貫通孔５に対応する部分に加えて、上記屈曲予定部（長手方向の中央部）Ｃの部分も、エッチング除去する。その後の光導波路Ｗの形成から、また上記第１の実施の形態と同様にして行われる〔図４（ａ）〜図４（ｃ）参照〕。
図８は、本発明の光電気混載基板の第４の実施の形態の、金属層Ｍにパターン形成した複数のドット状凹部Ｍｂの分布を示す底面図である。なお、図８では、ドット状凹部Ｍｂを明確にするため、そのドット状凹部Ｍｂを除く金属層Ｍの部分にハッチングを入れている。この実施の形態では、上記金属層Ｍに、複数の均一な大きさのドット状凹部Ｍｂを正方格子状に分布形成した規則的パターンが形成されている。そして、そのドット状凹部Ｍｂに、上記光導波路Ｗの第１クラッド層（アンダークラッド層）６が入り込んで埋めている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態〔図１（ａ）〜（ｃ）参照〕と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。そして、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
上記ドット状凹部Ｍｂの平面視形状は、図８では円形を図示したが、他でもよく、例えば、三角形，四角形等の多角形でもよい。また、上記ドット状凹部Ｍｂの平面視の大きさは、例えば、直径０．０１０〜１．０ｍｍの範囲内（平面視多角形の場合は、その直径の円に内接する程度の大きさ）に設定される。そして、上記ドット状凹部Ｍｂの密度は、要求されるフレキシブル性および補強性により、適宜設定される。例えば、上記密度を高く設定すると、フレキシブル性は高くなり、補強性は低くなる。逆に上記密度を低く設定すると、フレキシブル性は低くなり、補強性は高くなる。
なお、この実施の形態では、ドット状凹部Ｍｂのパターンを正方格子状としたが、他でもよく、例えば、三角格子状（図５参照）としてもよいし、不規則的（ランダム）パターン（図示せず）としてもよいし、様々な大きさのドット状凹部Ｍｂをランダムに分布形成（図示せず）してもよい。
図９は、本発明の光電気混載基板の第５の実施の形態の、ドット状凹部Ｍｂの分布を模式的に示す底面図である。この実施の形態では、上記第２の実施の形態（図６参照）と同様に、長手方向の中央部が屈曲予定部Ｃとなっている。そして、上記屈曲予定部Ｃの周辺部Ｄでは、上記ドット状凹部Ｍｂの大きさが、上記屈曲予定部Ｃに近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部Ｃでは、その最も大きいドット状凹部Ｍｂが分布している。それ以外の部分は、上記第４の実施の形態（図８参照）と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
この実施の形態の光電気混載基板は、上記第４の実施の形態の作用・効果に加え、つぎのような作用・効果を奏する。すなわち、上記屈曲予定部Ｃに近づくにつれて徐々にドット状凹部Ｍｂの密度が高くなり、上記屈曲予定部Ｃではドット状凹部Ｍｂの密度が最も高くなっているため、屈曲の妨げになる、ドット状凹部Ｍｂ以外の金属層Ｍの部分が少なく、屈曲性に優れている。しかも、上記屈曲予定部Ｃを繰り返し屈曲させても、破断が起こる金属層Ｍの部分が殆どないことから、光導波路Ｗのコア７の破断も起こらず、繰り返し屈曲に対する耐性にも優れている。また、上記パターン形成による金属層Ｍ〔図１（ａ）参照〕の除去跡は、空洞ではなく、光導波路Ｗの第１クラッド層（アンダークラッド層）６が入り込んで埋めているため、上記屈曲予定部Ｃで屈曲させても、光導波路Ｗのコア７の形状が安定し、適正な光伝播を維持することができる。なお、上記屈曲は、光導波路Ｗを内側にしても外側にしてもよい。
図１０は、本発明の光電気混載基板の第６の実施の形態の、ドット状凹部Ｍｂの分布を模式的に示す底面図である。この実施の形態では、上記第５の実施の形態（図９参照）において、屈曲予定部Ｃに対応する金属層Ｍの部分が除去されている。そして、その除去跡にも、上記光導波路Ｗの第１クラッド層（アンダークラッド層）６が入り込んで埋めている。それ以外の部分は、上記第５の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。そして、上記第３の実施の形態（図７参照）と同様の作用・効果を奏する。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
〔実施例１〜３〕
上記第１の実施の形態のものを実施例１とし、上記第２の実施の形態のものを実施例２とし、上記第３の実施の形態のものを実施例３とした。いずれも、ステンレス層（金属層）の厚みを１８μｍ、絶縁層の厚みを５μｍ、第１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８０μｍ、第２クラッド層の厚み（第１クラッド層の表面からの厚み）を７０μｍとした。
上記第１の実施の形態のものを実施例１とし、上記第２の実施の形態のものを実施例２とし、上記第３の実施の形態のものを実施例３とした。いずれも、ステンレス層（金属層）の厚みを１８μｍ、絶縁層の厚みを５μｍ、第１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８０μｍ、第２クラッド層の厚み（第１クラッド層の表面からの厚み）を７０μｍとした。
実施例１では、ドット状凸部の直径を０．５００ｍｍとし、ドット状凸部のピッチを０．１００ｍｍとした。実施例２では、長手方向の両端側におけるドット状凸部の直径およびピッチを上記実施例１と同様とし、屈曲予定部におけるドット状凸部の直径を０．０５０ｍｍ、ピッチを０．５００ｍｍとし、屈曲予定部の周辺部では、屈曲予定部に近づくにつれて徐々に、ドット状凸部の直径を小さくした。実施例３では、屈曲予定部にドット状凸部を形成せず、長手方向の両端側および屈曲予定部の周辺部におけるドット状凸部の直径およびピッチを上記実施例２と同様とした。
〔比較例１，２〕
図１１に示す光電気混載基板を比較例１とし、図１２に示す光電気混載基板を比較例２とした。ステンレス層等の各構成の寸法は、上記実施例１〜３と同様とした。
図１１に示す光電気混載基板を比較例１とし、図１２に示す光電気混載基板を比較例２とした。ステンレス層等の各構成の寸法は、上記実施例１〜３と同様とした。
〔光伝播損失の測定〕
発光素子（ＵＬＭ社製、ＵＬＭ８５０−１０−ＴＴ−Ｃ０１０４Ｕ）および受光素子（Albis optoelectronics 社製、ＰＤＣＡ０４−７０−ＧＳ）を準備し、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。ついで、上記発光素子を、上記実施例１〜３および比較例１，２の光電気混載基板の一端部の光学素子実装用パッドに実装し、上記受光素子を、他端部の光学素子実装用パッドに実装した。つぎに、上記発光素子から発光された光を、光導波路のコアを介して、上記受光素子で受光した際の光量Ｉを測定した。そして、それらの値から〔−１０×ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0 ）〕を算出し、その値をコアの長さで割った値を光伝播損失とした。その結果を下記の表１に示した。
発光素子（ＵＬＭ社製、ＵＬＭ８５０−１０−ＴＴ−Ｃ０１０４Ｕ）および受光素子（Albis optoelectronics 社製、ＰＤＣＡ０４−７０−ＧＳ）を準備し、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。ついで、上記発光素子を、上記実施例１〜３および比較例１，２の光電気混載基板の一端部の光学素子実装用パッドに実装し、上記受光素子を、他端部の光学素子実装用パッドに実装した。つぎに、上記発光素子から発光された光を、光導波路のコアを介して、上記受光素子で受光した際の光量Ｉを測定した。そして、それらの値から〔−１０×ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0 ）〕を算出し、その値をコアの長さで割った値を光伝播損失とした。その結果を下記の表１に示した。
〔フレキシブル性〕
上記実施例１〜３および比較例１，２の光電気混載基板を、手に持って変形させ、フレキシブル性を評価した。その結果、比較的変形し易いものをフレキシブル性に優れるとして○、比較的変形し難いものをフレキシブル性に劣るとして×を下記の表１に示した。
上記実施例１〜３および比較例１，２の光電気混載基板を、手に持って変形させ、フレキシブル性を評価した。その結果、比較的変形し易いものをフレキシブル性に優れるとして○、比較的変形し難いものをフレキシブル性に劣るとして×を下記の表１に示した。
上記表１の結果から、光伝播損失は、実施例１〜３は、ステンレス層を備えた比較例２と大きな差がないことがわかる。しかし、フレキシブル性は、実施例１〜３は、比較例２と比較して、優れていることがわかる。また、比較例１は、フレキシブル性を有しているものの、光伝播損失が大きいことがわかる。
また、上記実施例１〜３では、ドット状凸部を形成したが、上記第４〜６の実施の形態のようにドット状凹部を形成した実施例でも、同様の傾向を示す結果が得られた。
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場合等に利用可能である。
Ｅ 電気回路基板
Ｍ 金属層
Ｍａ ドット状凸部
Ｗ 光導波路
１ 絶縁層
２ 電気配線
６ 第１クラッド層
Ｍ 金属層
Ｍａ ドット状凸部
Ｗ 光導波路
１ 絶縁層
２ 電気配線
６ 第１クラッド層
Claims (6)
- 絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた帯状の光電気混載基板であって、その帯状の光電気混載基板の少なくとも長手方向の両端部の間の上記金属層の部分が、下記の（Ａ）および（Ｂ）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めていることを特徴とする光電気混載基板。
（Ａ）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成されている。
（Ｂ）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成されている。 - 絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた光電気混載基板であって、上記光電気混載基板の一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分が、下記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めていることを特徴とする光電気混載基板。
（Ａ２）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、その最も小さいドット状凸部が分布している。
（Ｂ２）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、その最も大きいドット状凹部が分布している。 - 絶縁層の表面に電気配線が形成されてなる電気回路基板と、この電気回路基板の上記絶縁層の裏面に金属層を介して形成された光導波路とを備えた光電気混載基板であって、上記光電気混載基板の一部が屈曲予定部に形成され、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分が、下記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態になっており、そのパターン形成により除去された上記金属層の除去跡に上記光導波路のクラッド層が入り込んで埋めていることを特徴とする光電気混載基板。
（Ａ３）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ｂ３）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。 - 金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する帯状の光電気混載基板の製法であって、上記光導波路の形成に先立って、上記帯状の光電気混載基板の少なくとも長手方向の両端部の間の上記金属層の部分をエッチングにより、下記の（Ａ）および（Ｂ）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記請求項１記載の光電気混載基板を得ることを特徴とする光電気混載基板の製法。
（Ａ）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成されている。
（Ｂ）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成されている。 - 金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する光電気混載基板の製法であって、上記光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、上記光導波路の形成に先立って、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分を、エッチングにより、下記の（Ａ２）および（Ｂ２）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記請求項２記載の光電気混載基板を得ることを特徴とする光電気混載基板の製法。
（Ａ２）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、その最も小さいドット状凸部が分布している。
（Ｂ２）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、その最も大きいドット状凹部が分布している。 - 金属層の表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電気配線を形成した後、上記金属層の裏面に光導波路を形成する光電気混載基板の製法であって、上記光電気混載基板の一部を屈曲予定部とし、上記光導波路の形成に先立って、その屈曲予定部およびその周辺部に対応する上記金属層の部分を、エッチングにより、下記の（Ａ３）および（Ｂ３）のいずれか一方のパターン形成状態にし、上記請求項３記載の光電気混載基板を得ることを特徴とする光電気混載基板の製法。
（Ａ３）上記金属層が、複数のドット状凸部を分布形成したパターンに形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凸部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に小さくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
（Ｂ３）上記金属層に、複数のドット状凹部を分布形成したパターンが形成され、上記屈曲予定部の周辺部では、上記ドット状凹部の大きさが、上記屈曲予定部に近づくにつれて徐々に大きくなっており、上記屈曲予定部では、上記金属層が除去されている。
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