CN101738684B - 光电混合基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光电混合基板及其制造方法，该光电混合基板及其制造方法在对准标记上形成了十字状等识别用的凹部的情况下，通过识别装置等能很容易地识别该凹部部分。该光电混合基板具有光波导路部分(2)、电路基板(1)、安装在该电路基板(1)上的光学元件，在上述光波导路部分(2)的具有透光性的下敷层(21)的表面上形成有光路用的线状的芯(22)、以及在表面具有识别用的凹部(24a)的光学元件定位用的凸状对准标记(24)，上述芯(22)被上敷层(23)覆盖，上述对准标记(24)被具有透光性的树脂薄膜(25)覆盖，上述对准标记(24)的凹部(24a)被形成为充满空气的空心部(A)。

Description

光电混合基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有光波导路部分、电路部分、安装在该电路部分上的光学元件的光电混合基板及其制造方法。
背景技术
例如，如图6所示，用粘接剂5粘合电路部分6和光波导路部分7，在上述电路部分6上安装发光元件3和受光元件4，构成光电混合基板。上述光波导路部分7由从上述电路部分6一侧按顺序形成有下敷层71、芯72、上敷层73而成的光波导路70构成。该光波导路70的两端部形成为相对于光轴倾斜45°的倾斜面，该倾斜面的芯72部分形成为光反射面72a。上述电路部分6是在基板60的一个面上形成电路61而构成的，该电路61的一部分为用于安装上述发光元件3、受光元件4的安装用焊盘61a。在上述基板60上形成有用于在芯72的端部与发光元件3、受光元件4之间传播光L1的光通过用通孔62、63。而且，在图6中，附图标记3a是上述发光元件3的凸块(电极)，附图标记4a是上述受光元件4的凸块。
光L1在上述光电混合基板中传播时，首先，光L1从发光元件3向下方射出。该光L1穿过光波导路70的一端部(在图6中为左端部)的下敷层71，入射到芯72的一端部。接着，该光L1被芯72的一端部的光反射面72a反射，在芯72内沿轴向前进。而且，该光L1在芯72内前进而传播到芯72的另一端部(在图6中为右端部)。接着，该光L1被上述另一端部的光反射面72a向上方反射，穿过下敷层71而射出，被受光元件4接受。因此，发光元件3和受光元件4与光波导路70的芯72的两端部进行准确的定位在获得较高的光传播效率方面是很重要的。
因此，如图7所示，提出了如下所述的光电混合基板的制造方法：在光波导路部分9上形成作为其定位基准的对准标记94，以便能使上述发光元件3和受光元件4相对于光波导路90的芯92的两端部进行定位(例如，参照专利文献1)。该制造方法如下所述：在图7中，首先，作为光波导路部分9，在形成了下敷层91之后，在下敷层91的表面(在图中为下表面)上形成具有芯92形成区域和对准标记94形成区域的感光性树脂层，通过光刻法从该感光性树脂层形成芯92和对准标记94。该对准标记94例如，形成为在中央部具有俯视呈十字状的通孔94a的圆板状，该十字状部分为识别用标记。接着，在暴露出来的上述下敷层91、芯92和对准标记94的表面上涂敷上敷层93形成用的液状材料，通过曝光等使其固化，形成上敷层93。此时，上述十字状的通孔94a内也被上述上敷层93形成用的液状材料所充满，该通孔94a内成为上敷层93的一部分。这样一来，与光波导路90一起在相对于芯92的两端部的规定位置形成了对准标记94。另一方面，准备形成有光通过用通孔82、83及识别上述对准标记94用的通孔84的基板80。然后，在上述光波导路部分9的下敷层91的上表面，用粘接剂5粘贴上述基板80，以上述对准标记94为基准而采用光刻法在该基板80的上表面形成电路81(包含安装用焊盘81a)。由此，隔着粘接剂5在上述光波导路部分9上制作电路部分8。之后，在该安装用焊盘81a上安装发光元件3和受光元件4。在该方法中，以相对于上述芯92的两端部的规定位置形成的对准标记94为基准而形成上述安装用焊盘81a，因此上述安装用焊盘81a被相对于芯92的两端部定位。
但是，在将发光元件3和受光元件4安装在上述安装用焊盘81a上时，这些发光元件3和受光元件4有可能偏离上述安装用焊盘81a。因此，本发明的申请人提出了一种光电混合基板的制造方法，且已经提出了申请(日本特愿2008-114329)，该光电混合基板的制造方法如下所述：如图8所示，在安装发光元件3和受光元件4时，将上述光波导路部分9和电路部分8的接合体固定在安装机的工作台S上，通过安装机所具有的对准识别装置C识别上述对准标记94，以该对准标记94为基准进行安装。由此，能更恰当地将上述发光元件3和受光元件4定位。而且，虽然在后面要进行说明，但在图8中，附图标记L2是在照明等的光被上述工作台S的表面漫反射而成的光中的、通过通孔94a内的上敷层93部分的光。
专利文献1：日本特开2004-302345号公报
这样，出于相对于芯92的端部进行定位这样的考虑，通常通过光刻法在形成光波导路90的芯92的同时，用芯92的材料形成上述对准标记94。而且，用该芯92的形成材料形成的对准标记94在下敷层91的表面上被埋设在上敷层93中，上述对准标记94的中央部的十字状部分成为上敷层93的一部分。另外，在光波导路90的性质方面，用芯92的形成材料形成的对准标记94具有透光性，并且，下敷层91及上敷层(包含十字状部分)93通常也具有透光性。而且，虽然对准标记94(作为芯92的折射率，是1.588左右)与下敷层91及上敷层93(折射率是1.502～1.542左右)存在折射率差，但该折射率差很小(0.05～0.09左右)。
因此，上述对准标记94的十字状部分及其周边部这两者都被清楚地识别，两者间的明暗差小。实际上，如图8所示，通过将安装机的对准识别装置C所采用的模式匹配式(通过将黑白对比度数值化，将图像变换为坐标和数字的方式：多值化识别式)，透过下敷层91来识别上述对准标记94的十字状部分时，很难识别。而且，下敷层91的表面(在对准标记94识别用的通孔84中暴露着的面：在图中为上表面)存在凹凸，由于该凹凸的原因，照明等的光漫反射，存在难以获得恒定对比度的图像的倾向。因此，该识别需要时间，安装工序的时间变长。另外，也有可能发生误识别。在这方面，存在改进的余地。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种在对准标记上形成了十字状等识别用的凹部的情况下、能通过识别装置等更加容易地识别该凹部部分的光电混合基板及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明的第1技术方案的光电混合基板具有光波导路部分、电路部分、安装在该电路部分上的光学元件，在上述光波导路部分上的具有透光性的下敷层的表面上形成有光路用的线状的芯、以及在表面具有识别用的凹部的光学元件定位用的凸状对准标记，上述芯被上敷层覆盖，上述对准标记被具有透光性的树脂薄膜覆盖，上述对准标记的凹部被形成为充满空气的空心部。
另外，本发明的第2技术方案的光电混合基板的制造方法是制造光电混合基板的方法，该光电混合基板具有光波导路部分、电路部分、安装在该电路部分上的光学元件，该光电混合基板的制造方法包括以下工序：制作上述光波导路部分的工序，在上述光波导路部分的具有透光性的下敷层的表面上形成光路用的线状的芯、以及在表面具有识别用的凹部的光学元件定位用的凸状对准标记；用上敷层覆盖上述芯的工序；用具有透光性的树脂薄膜覆盖上述对准标记并将上述凹部形成为充满空气的空心部的工序。
而且，在本发明中，所谓在对准标记的表面上形成的“凹部”是指也包含其底面到达下敷层的表面地贯通对准标记的凹部的意思。
在制造光电混合基板时，在作为光学元件的安装位置的基准的对准标记上形成了十字状等识别用的凹部的情况下，为了能通过识别装置等更容易识别该凹部部分，本发明人对对准标记的结构反复进行了研究。结果发现，将上述凹部形成为充满空气(通常，折射率是1.000)的空心部(参照图1的(a))时，该空心部与其周边部的折射率差变大(0.5～0.6左右)，明暗的差变大，从而完成了本发明。
即，例如，在透过下敷层来识别对准标记的情况下，在树脂薄膜内通过的光到达对准标记的空心部时，则被其界面反射(参照图5)。这是因为与树脂薄膜的折射率(与上敷层大致相同的1.502～1.542左右)相比，上述空心部(空气)的折射率(通常是1.000)非常小的缘故。因此，上述光难以通过空心部，空心部看起来是暗的。而且，在其空心部和其周边部，折射率差大(0.5～0.6左右)，所以明暗的差变大。因此，即使照明等的光被下敷层的表面漫反射，也能获得明显的对比度，容易识别空心部。
本发明的光电混合基板，通过具有作为光学元件的安装位置的基准的识别用凹部的对准标记被具有透光性的树脂薄膜覆盖，上述凹部能形成为充满空气的空心部。因此，在该空心部及其周边部，折射率差变大，两者的明暗差变大。因此，当安装光学元件时，能很容易地识别上述空心部。结果，本发明的光电混合基板能高精度地安装光学元件，提高了光传播效率。
另外，在本发明的光电混合基板的制造方法中，通过具有作为光学元件的安装位置基准的识别用凹部的对准标记被具有透光性的树脂薄膜覆盖，将上述凹部形成为充满空气的空心部。因此，在该空心部及其周边部，折射率差变大，两者的明暗差变大。因此，当安装光学元件时，能很容易地识别上述空心部。结果，能防止误识别，而且能用很短的时间进行识别，提高了生产率。
附图说明
图1的(a)是示意性地表示本发明的光电混合基板的一实施方式的纵剖视图，(b)是放大表示对准标记的立体图。
图2的(a)～(b)是示意性地表示上述光电混合基板的制造方法中的电路基板的制作方法的示意图。
图3的(a)～(d)是示意性地表示上述光电混合基板的制造方法中的光波导路部分的制作方法的示意图。
图4的(a)～(c)是示意性地表示上述光电混合基板的制造方法中的电路基板和光波导路部分的粘接工序的示意图。
图5是示意性地表示上述光电混合基板的制造方法中的光学元件的安装工序的示意图。
图6是示意性地表示以往的光电混合基板的纵剖视图。
图7是示意性地表示以往的另一光电混合基板的纵剖视图。
图8是示意性地表示上述光电混合基板的制造方法中的光学元件的安装工序的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1的(a)表示本发明的光电混合基板的一种实施方式。该光电混合基板包括：在一个面上形成了电路11的电路基板(电路部分)1；用粘接剂5粘接在该电路基板1的另一个面上的、具有光波导路20及对准标记24的光波导路部分2。另外，在上述电路11的与上述光波导路20的端部相对应的部分(安装用焊盘11a)上具有以上述对准标记24为基准安装的光学元件(发光元件3和受光元件4)。在这样的光电混合基板中，如后详细描述的那样，在上述对准标记24上形成有空心部A，因此，在安装上述光学元件时，容易识别上述空心部A，提高了安装精度。这是本发明的特征之一。
更加详细地进行说明。上述光波导路部分2在上述电路基板1一侧具有透光性的下敷层21，在该下敷层21的表面(在图中是下表面)上形成有光路用的线状的芯22以及由该芯22的形成材料构成的对准标记24。如图所示，上述芯22的左右两端面形成为相对于上述电路基板1倾斜45°的光反射面22a。并且，芯22的除了该光反射面22a之外的中间部分被上敷层23覆盖。这样一来，由上述下敷层21、芯22、上敷层23构成光波导路20。另外，如图1的(b)所示，在本实施方式，上述对准标记24形成为圆板状(凸状)，以贯通对准标记24的状态在其表面(在图中是下表面)上形成有俯视呈十字状的识别用的凹部24a。而且，如图1的(a)所示，上述对准标记24被具有透光性的树脂薄膜25覆盖。由此，上述凹部24a被上述树脂薄膜25堵住而形成为充满空气的空心部A。具有该空心部A的对准标记24是本发明的特征之一。而且，在本实施方式，上述光波导路20的暴露着的部分也被上述树脂薄膜25所覆盖。
像上述那样构成，所以在本发明中，如图5所示，在安装光学元件时，例如，在使下敷层21为上、使树脂薄膜25为下的状态下，放置在安装机的工作台S上，在使用安装机所具有的对准识别装置C透过下敷层21而从上方识别对准标记24的情况下，照明等的光被工作台S漫反射而成的光L2从工作台S上的树脂薄膜25到达对准标记24的空心部A时，则被其界面反射。这是由于与树脂薄膜25的折射率(与上敷层相同程度的1.502～1.542左右)相比，上述空心部(空气)A的折射率(通常是1.000)非常小的缘故。因此，上述光L2难以向上方通过空心部A，在上述对准识别装置C中，空心部A看起来很暗。而且，在该空心部A及其周边部，折射率差大(0.5～0.6左右)，所以明暗的差变大。因此，即使照明等的光L2被下敷层21的表面(在识别对准标记24用的通孔14中露出来的面)漫反射，也能获得鲜明的对比度的图像，容易用上述对准识别装置C识别上述十字状空心部A。
相对于此，以往，如图8所示，对准标记94的通孔94a内被上敷层93的形成材料充满，因此在上述安装机的工作台S上方，照明等的光被工作台S的表面漫反射而成的光L2，向上方通过了通孔94a内的上敷层93部分。
另一方面，如图1的(a)所示，上述电路基板1是在不锈钢制成基板10的表面上隔着绝缘层(未图示)形成电路11而构成的，该电路11的一部分为用于安装上述发光元件3、受光元件4的安装用焊盘11a。另外，在上述不锈钢制基板10上，在与上述芯22两端部的光反射面22a的上方对应的部分形成有用于在芯22的端部与发光元件3、受光元件4之间传播光的光通过用通孔12、13，并且，在与上述对准标记24的上方相对应的部分形成有用于从电路11形成面一侧识别对准标记24的通孔14。而且，在图1的(a)中，附图标记3a是上述发光元件3的凸块(电极)，附图标记4a是上述受光元件4的凸块。
而且，如下所述那样在上述光电混合基板中进行光传播。即，如图1的(a)所示，从上述发光元件3发出的光L1在通过形成在上述电路基板1上的光传播用通孔12之后，穿过下敷层21，入射到芯22的一端部。接着，该光L1被上述芯22的一端部的光反射面22a反射，在芯22内沿轴向前进。然后，该光L1传播到芯22的另一端部的光反射面22a。接着，该光L1被上述另一端部的光反射面22a向上方反射，穿过下敷层21而射出。而且，该光L1在通过上述不锈钢制基板10的光通过用通孔13之后，被受光元件4接受。
该实施方式的光电混合基板是经过以下工序(1)～(4)而制造的。
(1)在不锈钢制基板10的表面上形成电路11来制作电路基板1的工序(参照图2的(a)～(b))。
(2)另外，形成上述光波导路20及对准标记24来制作光波导路部分2的工序(参照图3的(a)～(d))。
(3)用粘接剂5粘接上述电路基板1和光波导路部分2的工序(参照图4的(a)～(c))。
(4)将发光元件3及受光元件4安装在上述电路11上的工序(参照图5)。
对上述(1)的电路基板1的制作工序进行说明。在本实施方式，首先，准备上述不锈钢制基板10(参照图2的(a))。作为该不锈钢制基板10，通常使用厚度在20～200μm范围内的不锈钢制基板。
接着，如图2的(a)所示，在上述不锈钢制基板10的表面的规定位置，用光刻法形成规定图案的绝缘层(未图示)。该绝缘层是通过后面的工序(参照图2(b))在除了形成在不锈钢制基板10上的光通过用通孔12、13以及识别对准标记24用的通孔14的部分而形成的。即、上述绝缘层的形成，首先，在上述不锈钢制基板10的一个面(在图中是上表面)的规定位置涂敷感光性环氧树脂等感光性树脂，形成感光性树脂层。接着，隔着形成有与绝缘层的图案相对应的开口图案的光掩膜，通过照射线对上述感光性树脂层进行曝光。接着，采用显影液进行显影，由此溶解除去未曝光部分，将残留的感光性树脂层形成绝缘层的图案。然后，通过加热处理除去残留在该残留感光性树脂层的表面等上的显影液。由此在绝缘层上形成上述残留感光性树脂层。绝缘层的厚度通常被设定在5～15μm的范围内。
接着，如图2的(a)所示，在上述绝缘层的表面上将包含安装用焊盘11a的电路11形成为规定图案。即，该电路11的形成，首先，通过溅镀或非电解电镀等工艺，在上述绝缘层的表面上形成金属层(厚度600～2600左右)。该金属层为进行之后的电解电镀时的种子层(为形成电解电镀层的底子的层)。接着，在由上述不锈钢制基板10、绝缘层及金属层(种子层)构成的层叠体的两面上粘贴了干膜抗蚀剂之后，通过光刻法，在形成有上述金属层一侧的干膜抗蚀剂上形成电路11的图案呈槽部的图案，使上述金属层的表面部分暴露于该槽部的底部。接着，通过电解电镀，在暴露于上述槽部的底部的上述金属层的表面部分上层叠形成电解电镀层(厚度5～20μm左右)。然后，用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。此后，通过软蚀刻除去没有形成上述电解电镀层的金属层部分，由残留的电解电镀层及其下面的金属层构成的层叠部分形成电路11。
接着，如图2的(b)所示，通过蚀刻等在不锈钢制基板10的规定位置形成光通过用通孔12、13及识别对准标记24(参照图1的(a))用的通孔14。在与之后的光波导路部分的制作工序所形成的芯22(参照图1的(a))的两端部的光反射面22a相对应的位置形成该光通过用通孔12、13，在与对准标记24相对应的位置形成上述对准标记24识别用的通孔14。即，这样形成这些通孔12、13、14：首先，在由上述不锈钢制基板10、绝缘层及电路11构成的层叠体的两面粘贴了干膜抗蚀剂之后，通过光刻法在没有形成上述绝缘层一侧的干膜抗蚀剂上形成上述通孔12、13、14的图案的孔部，使上述不锈钢制基板10的表面(在图中是下表面)部分暴露于该孔部的底部。接着，通过使用氯化铁水溶液进行蚀刻等，对暴露于上述孔部的底部的上述不锈钢制基板10部分进行穿孔，形成上述光通过用通孔12、13及对准标记24识别用的通孔14。上述光通过用通孔12、13的直径虽然可以根据光学元件等的型号适当设定，但通常设定在0.05～0.2mm的范围内。上述对准标记24识别用的通孔14的直径虽然可以根据对准标记24的尺寸适当设定，但通常设定在0.1～3.0mm的范围内。这样一来，上述(1)的电路基板1的制作工序完成。
以下，对上述(2)的光波导路部分2的制作工序进行说明。首先，准备制作该光波导路部分2时使用的平板状的基台26(参照图3的(a))。作为该基台26的形成材料，能列举出例如玻璃、石英、硅、树脂、金属等。另外，基台26的厚度例如被设定在20μm～5mm的范围内。
接着，如图3的(a)所示，在上述基台26的表面的规定区域形成下敷层21。该下敷层21的形成例如像如下所述那样进行。即，首先，在上述基台26的表面的规定区域涂敷感光性环氧树脂等形成下敷层21用的感光性树脂溶解在溶剂中而形成的清漆，之后，根据需要，对清漆进行加热处理(50～120℃×10～30分钟左右)而使其干燥，形成下敷层21形成用的感光性树脂层。接着，通过紫外线等照射线对该感光性树脂层进行曝光，形成下敷层21。下敷层21的厚度通常被设定在1～50μm的范围内。
接着，如图3的(b)所示，在上述下敷层21的表面的规定位置同时形成规定图案的芯22、以及在中央部具有俯视呈十字状的凹部24a的圆板状的对准标记24。该芯22和对准标记24的形成例如通过光刻法进行。即，首先，在上述下敷层21的表面的规定位置与上述下敷层21形成用的感光性树脂层的形成方法同样地形成具有芯22形成区域和对准标记24形成区域的感光性树脂层。接着，隔着形成有与芯22和下敷层24的图案(包含十字状的凹部24a的形状的图案)相对应的开口图案的光掩膜，通过照射线对上述感光性树脂层进行曝光。接着，在进行加热处理后，通过采用显影液进行显影，使上述感光性树脂层中的未曝光部分溶解而除去，将残留的感光性树脂层形成为芯22和对准标记24的图案。因此，在对准标记24的上述十字状的凹部24a的底部露出上述下敷层21的表面部分。另外，芯22通过上述曝光形成为线状，其两端面形成为45°倾斜的倾斜面。之后，通过加热处理除去残留在该残留感光性树脂层的表面等上的显影液，将该感光性树脂层形成规定图案的芯22和对准标记24。这样一来，通过1次光刻法，同时形成规定图案的芯22和对准标记24，由此相对于芯22的端部而在规定的位置形成对准标记24。
在上述芯22和对准标记24的形成过程中，在本实施方式中，芯22的两端部形成为被定位在上述光通过用通孔12、13的下方，对准标记24形成为被定位在上述对准标记24识别用的通孔14的下方。芯22的厚度通常被设定在5～60μm的范围内，其宽度通常被设定在5～60μm的范围内。另外，上述圆板状的对准标记24的直径通常被设定在100～1000μm的范围内，其厚度通常被设定在5～60μm的范围内。另外，在对准标记24上形成的凹部24a的十字状的槽宽通常被设定在5～100μm的范围内，十字状的纵横的长度通常被设定在5～900μm的范围内。而且，作为上述芯22和对准标记24的形成材料，能列举出例如与上述下敷层21同样的感光性树脂，可以使用折射率比上述下敷层21和下述上敷层23的形成材料大的材料。例如，能够通过对上述下敷层21、芯22(包含对准标记24)、上敷层23的各形成材料的种类进行选择、对该各形成材料的组成比例进行调整，来调整该折射率。
接着，如图3的(c)所示，以覆盖上述芯22的方式在上述下敷层21的表面上形成规定图案的上敷层23。该上敷层23的形成例如可以通过光刻法进行。即，首先，与上述下敷层21形成用的感光性树脂层的形成方法同样，以覆盖上述芯22和对准标记24的方式在上述上敷层21的表面上形成上敷层23形成用的感光性树脂层。接着，通过使用形成有与上敷层23的图案相对应的开口图案的光掩膜的光刻法形成规定图案的上敷层23。此时，通过设计上述光掩膜，覆盖对准标记24的感光性树脂层并没有被照射线曝光，该未曝光的部分通过显影而除去，露出对准标记24。另外，芯22的两端部的光反射面22a并不被上敷层23覆盖而是暴露出的。该上敷层23的厚度通常被设定在10～2000μm的范围内。而且，作为上述上敷层23的形成材料，能列举出例如与上述下敷层21同样的感光性树脂。
然后，如图3的(d)所示，用具有透光性的树脂薄膜通过层叠(laminate)等方式覆盖暴露出的上述下敷层21、芯22的两端面(光反射面22a)、上敫层23及对准标记24的表面。此时，树脂薄膜并没有进入到对准标记24的十字状的凹部24a内。因此，十字状的凹部24a形成为充满空气的十字状的空心部A。作为上述树脂薄膜25，使用折射率与上述上敷层23同等程度的材料，作为其形成材料，能列举出例如环氧类树脂、丙烯酸类树脂等。其中优选采用具有柔软性、粘性的半固化状态的树脂薄膜25。上述树脂薄膜25的厚度通常被设定在15～20μm的范围内。这样一来，完成了在上述基台26的表面上形成有光波导路20和对准标记24的光波导路部分2的制作工序。
在上述光波导路部分2的制作工序中，在对准标记24上形成空心部A是本发明的特征之一。因此，如后所说明的那样，上述十字状的空心部A与周边部之间的折射率差变大，当利用安装机安装发光元件3和受光元件4时，通过安装机所具有的对准识别装置C识别上述对准标记24时，则上述十字状的空心部A看起来比周边部暗，容易识别。
以下，对上述(3)的上述电路基板1和光波导路部分2的粘接工序进行说明。即，首先，如图4的(a)所示，在上述电路基板1的与电路11形成面相反的一侧的面上涂敷粘接剂5。接着，如图4的(b)所示，将粘贴在上述光波导路部分2上的基台26从下敷层21上剥离下来。然后，如图4的(c)所示，用上述粘接剂5将上述光波导路部分2的下敷层21的表面(剥离了基台26后的面)粘接在上述电路基板1上。此时，将芯22的端部定位在形成于电路基板1上的光通过用通孔12、13的下方，将对准标记24定位在形成于电路基板1上的对准标记24识别用的通孔14的下方。这样一来，完成了上述(3)的上述电路基板1和光波导路部分2的粘接工序。
以下，对上述(4)的安装发光元件3和受光元件4的工序进行说明。即，首先，如图5所示，将上述电路基板1和光波导路部分2的接合体以形成有电路11的面朝上地放置在安装机的工作台S上。然后，用该安装机所具有的对准识别装置C从上方透过下敷层21和对准标记24识别用的通孔14，识别一方(例如图1的(a)的左侧)的对准标记24的十字状空心部A。此时，来自上方的光(照明等的光)被上述安装机的工作台S的表面漫反射。该漫反射而成的光L2向上方进入到上敷层23。在该光L2中的到达对准标记24的十字状空心部A的光L2被上敷层23和十字状空心部A之间的界面向下方反射。这是因为与上敷层23的折射率相比，十字状空心部(空气)A的折射率非常小的缘故。而且，因为在该十字状空心部A及其周边部折射率差(0.5～0.6左右)大，所以，明暗的差变大。因此，用上述对准识别装置C容易识别上述十字状空心部A，用很短的时间就能识别。而且，上述安装机在以上述对准标记24的十字状空心部A为基准的设定位置(光反射面22a的上方)对一个光学元件(例如发光元件3)进行定位，将该光学元件安装在安装用焊盘11a上。对另一个(例如图1的(a)的右侧)对准标记24的十字状空心部A也同样地进行识别，用作安装另一个光学元件(例如受光元件4)时的定位基准。而且，作为上述发光元件3，能列举出VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等，作为受光元件4，能列举出PD(Photo Diode)等。
作为上述发光元件3和受光元件4的安装方法，能列举出采用倒装、焊锡回流、焊锡隆起丝网印刷和焊锡膏丝网印刷进行的C4接合等。其中，出于能减小安装时的错位的考虑，优选通过超声波或加热进行的倒装接合，出于热不对上述不锈钢制基板10带来损伤的考虑，更优选超声波的倒装接合。这样一来，完成了上述(4)的发光元件3和受光元件4的安装工序，获得作为目标的光电混合基板(参照图1的(a))。
而且，在上述实施方式中，虽然是分别制作电路基板1和光波导路部分2，用粘接剂5粘接两者，但也可以在电路基板1上直接形成光波导路部分2。
另外，在上述实施方式中，虽然是用光刻法形成芯22和对准标记24，但也可以采用成形模具来进行加压成形。在这种场合，作为成形模具，使用由能使紫外线等照射线透过的材料(例如石英)构成的模具，即形成有与上述芯22和对准标记24的图案相同形状的模具表面(凹部)的模具。而且，相对于具有芯22形成区域和对准标记24形成区域的感光性树脂层对成形模具进行加压，在该状态下，透过上述成形模具，用紫外线等照射线进行曝光。接着，进行加热处理，然后脱模。也可以这样进行加压成形。
而且，在上述实施方式中，虽然以贯通对准标记24的状态形成了在对准标记24上形成的识别用的凹部24a，但也可以使其为不贯通的形状。作为其方法，例如，在使用上述成形模具进行加压成形时，可以调整成形上述凹部24a的模具表面部分的高度。并且，在上述实施方式中，虽然使对准标记24的凹部24a的形状为俯视呈十字状，但也可以是其它形状。
另外，在上述实施方式中，虽然在制作电路基板1时使用了不锈钢制基板10，但也可以使用由其它金属材料或树脂材料等构成的板材。在该板材是具有绝缘性的材料的情况下，也可以并不形成绝缘层，而是直接在上述基板上形成电路11。上述绝缘层用于防止像上述金属制的板材那样的具有导电性的板材与电路11之间发生短路。
并且，在上述实施方式中，虽然发光元件3及受光元件4与光波导路20相对于电路基板1配置在相反的面上，但也可以配置在同一面上。在该情况下，处于芯22的另一端部的端面不是光反射面22a(倾斜面)，而是形成为光入射端面(与电路基板1垂直的面)。
另外，在上述实施方式中，虽然在基台26的表面上形成了光波导路20和对准标记24之后，剥离了上述基台26，但只要上述基台26具有透光性，则也可以不剥离，而将该基台26粘接在电路基板1上。
以下，与比较例一起对实施例进行说明。但是，本发明并不限定于实施例。
实施例
电路基板
制作了在不锈钢制板材(厚度为25μm的SUS304箔片)的一个面上形成由感光性聚酰亚胺树脂构成的绝缘层(厚度10μm)并在该绝缘层的表面上形成有包含安装用焊盘在内的电路的电路基板。另外，在该电路基板上形成了光传播用的通孔及对准标记识别用的通孔。
下敷层和上敷层的形成材料
将双苯氧基乙醇芴缩水甘油醚(成分A)35重量份、作为脂环式环氧树脂的3’，4’-环氧环己基甲基-3，4-环氧己烷羧酸酯(大赛璐化学工业公司制造、CELLOXIDE2021P)(成分B)40重量份、(3’，4’-环氧环己烷)甲基-3’，4’-环氧环己基-羧酸酯(大赛璐化学工业公司制造、CELLOXIDE2081)(成分C)25重量份、4，4’-双[二(β羟基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-双-六氟锑酸盐的50％碳酸丙二酯溶液(成分D)2重量份混合，调制了下敷层和上敷层的形成材料。
芯和对准标记的形成材料
通过将上述成分A：70重量份、1，3，3-三{4-[2-(3-氧杂环丁烷基)]丁氧基苯基}丁烷：30重量份、上述成分D：1重量份溶解到1重量份的乳酸乙酯中，从而调制了芯和对准标记的形成材料。
光波导路部分的制作
在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(160mm×160mm×188μm(厚度))的表面上，用敷贴器涂敷上述下敷层的形成材料之后，通过照射2000mJ/cm2的紫外线，进行了曝光。接着，通过进行100℃×15分钟的加热处理，形成了下敷层(厚度20μm)。
接着，在上述下敷层的表面上，用敷贴器涂敷上述芯和对准标记的形成材料之后，进行100℃×15分钟的干燥处理，形成了具有芯形成区域和对准标记形成区域的感光性树脂层。然后，在感光性树脂层的上方配置了形成有与芯及对准标记的图案相同形状的开口图案的合成石英类的铬掩膜(光掩膜)。而且，从铬掩膜的上方用接近式曝光法(proximity exposure)照射4000mJ/cm2的紫外线、进行了曝光之后，进行80℃×15分钟的加热处理。然后，在通过使用γ-丁内酯水溶液进行显影、溶解除去未曝光部分之后，进行120℃×30分钟的加热处理，由此形成芯(厚度50μm，宽度50μm)和对准标记(厚度50μm)。芯形成为线状，将两端面形成为倾斜45°的倾斜面。对准标记形成为直径1000μm的圆板状，在其中央部形成俯视呈十字状的凹部。该十字状的槽宽为50μm，纵横的槽的长度为700μm。
接着，用敷贴器在上述下敷层的表面上以覆盖芯和对准标记的方式涂敷上敷层的形成材料。而且，在隔着覆盖对准标记的感光性树脂层未被曝光的形状的光掩膜，照射2000mJ/cm2的紫外线、进行了曝光之后，进行了120℃×15分钟的加热处理。然后，在通过使用γ-丁内酯水溶液进行显影，溶解除去未曝光部分之后，进行了120℃×30分钟的加热处理。由此形成覆盖除两端面(倾斜面)之外的芯部分的上敷层(距芯的表面的厚度是50μm)，另外，使对准标记露出来。
而且，在暴露着的上述下敷层、芯的两端面(光反射面)、上敷层和对准标记的表面上层叠由感光性环氧树脂构成的半固化状态的树脂(敷层)薄膜。由此将对准标记的十字状的凹部形成为充满空气的十字状的空心部。接着，照射紫外线，使上述半固化状态的树脂薄膜固化。这样一来，在上述PET薄膜的表面上制作了形成有光波导路和对准标记的光波导路部分。
电路基板和光波导路部分的粘接
在上述电路基板的与电路形成面相反一侧的面上粘贴了环氧树脂类粘接薄膜(日东电工公司制，NA590)。接着，从下敷层上剥离粘贴在上述光波导路部分上的PET薄膜，用上述环氧树脂类粘接薄膜将该下敷层的表面(剥离后的面)粘接在上述电路基板上。此时，从形成在电路基板上的光通过用通孔能看见其下方的芯的端部。另外，从形成在电路基板上的对准标记识别用的通孔能看见其下方的对准标记。
比较例
在上述实施例中，在形成上敷层时，并不隔着光掩膜对感光性树脂层进行曝光。因此，对准标记被埋设在上敷层中，十字状的凹部内也填充了该上敷层的形成材料。另外，不进行之后的树脂薄膜的层叠。除此之外，与上述实施例同样地粘接电路基板和光波导路部分。
对准标记的识别度测试
使电路侧的面朝上地将上述实施例和比较例的、电路基板和光波导路部分的接合体放置在安装机(ShibauraMechatronics Corporation制，倒装安装机TFC-3200)的工作台上。然后，用该安装机所具有的对准识别装置(模式匹配式)识别实施例的对准标记和比较例的对准标记。结果，实施例的识别度(模式匹配的匹配分数(score))是95％。相对于此，比较例的识别度是70％。
从这一结果可知，实施例的对准标记比比较例的对准标记容易识别。

Claims (3)

1.一种光电混合基板，其具有光波导路部分、电路部分、安装在该电路部分上的光学元件，上述光波导路部分与上述电路部分为上下层叠关系，其特征在于，在上述光波导路部分上的具有透光性的下敷层的表面形成有光路用的线状的芯、以及在表面具有识别用的凹部的光学元件定位用的凸状对准标记，上述芯被上敷层覆盖，上述对准标记被具有透光性的树脂薄膜覆盖，上述对准标记的凹部被形成为充满空气的空心部。
2.一种光电混合基板的制造方法，是制造具有光波导路部分、电路部分、安装在该电路部分上的光学元件的光电混合基板的方法，其特征在于，包括以下工序：
(a)制作电路部分的工序；
(b)制作光波导路部分的工序；
(c)以使上述光波导路部分与上述电路部分为上下层叠关系的状态，将光学元件安装在上述电路部分上的工序，
上述工序(b)包括以下工序：
形成具有透光性的下敷层的工序；
在该下敷层的表面形成光路用的线状的芯以及在表面具有识别用的凹部的光学元件定位用的凸状对准标记的工序；
用上敷层覆盖上述芯的工序；
用具有透光性的树脂薄膜覆盖上述对准标记并将上述凹部形成为充满空气的空心部的工序。
3.根据权利要求2所记载的光电混合基板的制造方法，其特征在于，
上述树脂薄膜的覆盖是半固化状态的树脂薄膜的层叠。
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