説明

光電気複合基板及び光電気複合モジュールの製造方法、並びにそれにより得られる光電気複合基板及び光電気複合モジュール

【課題】高精度かつ効率よく光導波路の位置を測定できる検査工程を備えた光電気複合基板及び光電気複合モジュールの製造方法、並びにそれにより得られる光電気複合基板及び光電気複合モジュールを提供すること。
【解決手段】下部クラッドが形成された基板の一方の面上に、コアパターンとともにダミーコアをパターニングする工程(A)と、コアパターン及びダミーコアに反射ミラーを形成する工程(B)と、基板の他方の面上に、電極パターンとともに、反射ミラーによりダミーコアの反射光が投影される投影領域の近傍に遮光パターンをパターニングする工程(C)と、遮光されずに通過したダミーコアの反射光の輝度総量に基づき、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ量を測定する工程(D)とを含むことを特徴とする光電気複合基板の製造方法、及び該製造方法による光電気複合モジュールの製造方法、並びに該製造方法により製造される光電気複合基板及び光電気複合モジュール。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光電気複合基板及び光電気複合モジュールの製造方法、並びにそれにより得られる光電気複合基板及び光電気複合モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インタコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、電気配線板に光伝送路を複合した光電気複合基板の開発がなされている。光伝送路としては、光ファイバーに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。
【0003】
この光電気複合基板の製造においては、光伝送路の位置と光素子の実装位置との関係が高精度であることが必要であり、このような技術としては、例えば、特許文献1には、光素子の搭載溝パターンと、光素子搭載時の目印となる電極パターンや位置合わせマーカーとを同一のフォトマスクで形成する技術が開示されている。しかしながら、この方法は光ファイバーと光素子との位置関係を制御するものであり、コア及びクラッドからなる光導波路の位置と光素子の実装位置との位置合わせに応用できるものではない。
また、特許文献2には、光導波路のコア部と光素子の位置決めの基準点として用いるマーカーとを同一のマスクを用いて形成する方法が開示されている。しかしながらこの方法では、基板に形成された位置合わせマーカーが、その後の種々のプロセスにより熱履歴などに起因する位置ずれを起こすことがあった。
さらに、特許文献3には、電極と同一マスクで形成される基準マークと、光導波路と同一マスクで形成される測定基準マークとの位置関係より、光導波路の位置ずれ量を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−170773
【特許文献2】特開平11−190811
【特許文献3】特開2002−22414
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記特許文献3に記載の製造方法よりも、さらに高精度かつ効率よく光導波路の位置を測定できる検査工程を備えた光電気複合基板及び光電気複合モジュールの製造方法、並びにそれにより得られる光電気複合基板及び光電気複合モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、コアパターンとともにダミーコアをパターニングする工程と、電極パターンとともに、該ダミーコアの反射光が投影される投影領域の近傍に遮光パターンをパターニングする工程とを有する製造方法により、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
1.下部クラッドが形成された基板の一方の面上に、コアパターンとともにダミーコアをパターニングする工程(A)と、コアパターン及びダミーコアに反射ミラーを形成する工程(B)と、基板の他方の面上に、電極パターンとともに、反射ミラーによりダミーコアの反射光が投影される投影領域の近傍に遮光パターンをパターニングする工程(C)と、遮光されずに通過したダミーコアの反射光の輝度総量に基づき、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ量を測定する工程(D)とを含むことを特徴とする光電気複合基板の製造方法、
2.前記工程(A)において、少なくともダミーコアa及びダミーコアbを形成し、前記工程(C)において、ダミーコアaの反射光が投影される投影領域aの、前記基板に平行な任意のxy直交座標系におけるx軸上の正方向側に遮光パターンaを、ダミーコアbの反射光が投影される投影領域bの、x軸上の負方向側に遮光パターンbをそれぞれ形成し、前記工程(D)において、遮光されずに通過したダミーコアa及びダミーコアbの反射光の輝度総量の差を比較することで、x軸方向の位置ずれ量を測定する上記1に記載の光電気複合基板の製造方法、
3.前記工程(C)において、前記遮光パターンaを、前記投影領域aの一部を覆うように設け、前記遮光パターンbを、前記投影領域bの一部を覆うように設ける上記2に記載の光電気複合基板の製造方法、
4.前記工程(A)において、少なくともダミーコアc及びダミーコアdを形成し、前記工程(C)において、ダミーコアcの反射光が投影される投影領域cの、前記xy直交座標系におけるy軸上の正方向側に遮光パターンcを、ダミーコアdの反射光が投影される投影領域dの、y軸上の負方向側に遮光パターンdをそれぞれ形成し、前記工程(D)において、遮光されずに通過したダミーコアc及びダミーコアdの反射光の輝度総量の差を比較することで、y軸方向の位置ずれ量を測定する上記2又は3に記載の光電気複合基板の製造方法、
5.前記工程(A)において、少なくともダミーコアcを形成し、前記工程(C)において、ダミーコアcの反射光が投影される投影領域cの、前記基板に平行な任意のxy直交座標系におけるy軸上の正方向側に遮光パターンc−1を、該y軸上の負方向側に遮光パターンc−2を、それぞれ形成し、前記工程(D)において、遮光されずに通過したダミーコアcの反射光と、前記コアパターン及び/又はダミーコアの反射光の輝度総量の差を比較することでx軸方向の位置ずれ量を測定する上記1〜3のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法、
6.前記工程(C)において、前記遮光パターンc−1及び遮光パターンc−2を、前記投影領域cに接するように設ける上記5に記載の光電気複合基板の製造方法、
7.前記工程(D)において、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ方向をも求める上記1〜6のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法、
8.さらに、前記工程(D)の測定結果に基づき、光電気複合基板を選別する工程(E)をも含む上記1〜7のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法、
9.上記1〜8のいずれかの製造方法により製造された光電気複合基板を、前記工程(D)において求めた位置ずれ量の測定結果に基づき、前記工程(E)において、位置ずれ量が予め定めた量よりも大きいものを不良品とし、残りの光電気複合基板に光素子を実装することを特徴とする光電気複合モジュールの製造方法、
10.前記工程(D)において求めた位置ずれ量及び位置ずれ方向の情報に基づき、工程(E)で選別された光電気複合基板における光素子の実装位置を修正する、上記9に記載の光電気複合モジュールの製造方法、
11.下部クラッドが形成された基板の一方の面上に、コアパターンとともにダミーコアを有し、基板の他方の面上に、電極パターンとともに、反射ミラーによりダミーコアの反射光が投影される投影領域に接するように、あるいは該投影領域の一部を覆うように設けられた遮光パターンを有することを特徴とする光電気複合基板、
12.上記11に記載の光電気複合基板に光素子を実装してなる光電気複合モジュール、及び
13.前記ダミーコアの反射光が投影される投影領域上に光素子を有しない上記12に記載の光電気複合モジュール、
を提供するものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明の光電気複合基板の製造方法によれば、高精度かつ効率よく光導波路の位置を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の光導波路の製造方法によって製造された光電気複合基板の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明の光導波路の製造方法の工程(A)を示す断面図である。
【図3】本発明の光導波路の製造方法の工程(B)を示す断面図である。
【図4】本発明の光導波路の製造方法の工程(C)を示す断面図である。
【図5】本発明の光導波路の製造方法の工程(D)を示す断面図である。
【図6】投影領域の一方の辺に接するように遮光パターンを設けた状態を示す平面図である。
【図7】投影領域の一部を覆うように遮光パターンが設けられた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の光電気複合基板の製造方法は、下部クラッドが形成された基板の一方の面上に、コアパターンとともにダミーコアをパターニングする工程(A)と、コアパターン及びダミーコアに反射ミラーを形成する工程(B)と、基板の他方の面上に、電極パターンとともに、反射ミラーによりダミーコアの反射光が投影される投影領域の近傍に遮光パターンをパターニングする工程(C)と、遮光されずに通過したダミーコアの反射光の輝度総量に基づき、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ量を測定する工程(D)とを含むことを特徴とする。
【0010】
本発明により製造される光電気複合基板20は、図1に示すように、下部クラッド2が形成された基板1の一方の面上に、コアパターン3とともにダミーコア4を有し、基板1の他方の面上に、電極パターン5とともに、反射ミラー6によりダミーコアの反射光が投影される投影領域7の近傍に遮光パターン8を有する。遮光パターン8は、投影領域7に接するように、あるいは投影領域7の一部を覆うように設けられていることが好ましい。
光電気複合基板20は、さらに必要に応じて上部クラッド9等を有していてもよく、また、基板1と下部クラッド2との間に接着層10を有していてもよい。
また、光電気複合基板20は、光素子を実装して光電気複合モジュールとすることができる。上記ダミーコアは、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ量の測定に用いられるため、光素子を実装しないことが好ましい。
【0011】
<工程(A)>
工程(A)では、下部クラッド2が形成された基板1の一方の面上に、コアパターン3とともにダミーコア4をパターニングする(図2参照)。
下部クラッド2の形成方法は、特に限定されず公知の方法によれば良く、例えば、基板1上に下部クラッド2の形成材料をスピンコート等により塗布し、プリベイクを行った後、紫外線を照射して薄膜を硬化させることにより形成できる。また、コアパターン3の形成方法も、特に限定されず、例えば、下部クラッド2上に、下部クラッド2より屈折率の高いコアパターン3を形成し、エッチングによりコアパターン3を形成すれば良い。
コアパターン3上には、必要に応じて上部クラッド9を設けてもよいが、上部クラッド9の形成方法も特に限定されず、例えば、下部クラッド2と同様の方法で形成すれば良い。
この下部クラッド2は、コアパターン3との密着性の観点から、コアパターン3積層側の表面において段差がなく平坦であることが好ましい。また、クラッド形成用樹脂フィルムを用いることにより、下部クラッド2の表面平坦性を確保することができる。
また、基板1と下部クラッド2との間の接着力が不足する場合には、基板1と下部クラッド2との間に接着層10を挟んでもよい。
【0012】
(基板)
本発明において用いられる基板1としては、特に限定されるものではなく、光電気複合基板に用いられる種々の基板を用いることができ、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルムなどが挙げられる。
基板1として柔軟性及び強靭性のある基材、例えば、後述のクラッド形成用樹脂フィルム及びコア層形成用樹脂フィルムのキャリアフィルムを基板として用いることで、フレキシブルな光ファイバコネクタとしてもよい。
【0013】
(下部クラッド及び上部クラッド)
以下、本発明における下部クラッド2及び上部クラッド9(以下、「クラッド層」と略記することがある。)について説明する。クラッド層の形成には、クラッド層形成用樹脂やクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
【0014】
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、コアパターン3及びダミーコア4(以下、「コア層」と略記することがある。)より低屈折率で、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。より好適にはクラッド層形成用樹脂が、(A)ベースポリマー、(B)光重合性化合物及び(C)光重合開始剤を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。なお、クラッド形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、下部クラッド2と上部クラッド9において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。
【0015】
ここで用いる(A)ベースポリマーはクラッドを形成し、該クラッドの強度を確保するためのものであり、該目的を達成し得るものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。これらのベースポリマーは1種単独でも、また2種以上を混合して用いてもよい。上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、3次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂が好ましい。さらに、後に詳述する(B)光重合性化合物との相溶性が、クラッド層形成用樹脂の透明性を確保するために重要であるが、この点からは上記フェノキシ樹脂及び(メタ)アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで(メタ)アクリル樹脂とは、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂を意味するものである。
【0016】
フェノキシ樹脂の中でも、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物又はそれらの誘導体、及びビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物又はそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものは、耐熱性、密着性及び溶解性に優れるため好ましい。ビスフェノールA又はビスフェノールA型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。また、ビスフェノールF又はビスフェノールF型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールF、テトラブロモビスフェノールF型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。ビスフェノールA/ビスフェノールF共重合型フェノキシ樹脂の具体例としては、東都化成(株)製「フェノトートYP−70」(商品名)が挙げられる。
【0017】
室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化学(株)製「エポトートYD−7020、エポトートYD−7019、エポトートYD−7017」(いずれも商品名)、ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1010、エピコート1009、エピコート1008」(いずれも商品名)などのビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。
【0018】
次に、(B)光重合性化合物としては、紫外線等の光の照射によって重合するものであれば特に限定されず、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物や分子内に2つ以上のエポキシ基を有する化合物などが挙げられる。
分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物としては、(メタ)アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらの中で、透明性と耐熱性の観点から、(メタ)アクリレートが好ましい。
(メタ)アクリレートとしては、1官能性のもの、2官能性のもの、3官能性以上の多官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味するものである。
分子内に2つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の2官能又は多官能芳香族グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂等の2官能又は多官能脂肪族グリシジルエーテル、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の2官能脂環式グリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等の2官能芳香族グリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の2官能脂環式グリシジルエステル、N,N−ジグリシジルアニリン等の2官能又は多官能芳香族グリシジルアミン、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート等の2官能脂環式エポキシ樹脂、2官能複素環式エポキシ樹脂、多官能複素環式エポキシ樹脂、2官能又は多官能ケイ素含有エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの(B)光重合性化合物は、単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
【0019】
次に(C)成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば(B)成分にエポキシ化合物を用いる場合の開始剤として、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリルセレノニウム塩、ジアルキルフェナジルスルホニウム塩、ジアルキル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステルなどが挙げられる。発光性の光重合開始剤を用いると発光性のクラッド層を得ることもできる。
【0020】
また、(B)成分に分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合の開始剤としては、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン、2−エチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、2−メルカプトベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類、9−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。なお、クラッド層の透明性を向上させる観点からは、上記化合物のうち、芳香族ケトン及びフォスフィンオキサイド類が好ましい。
これらの(C)光重合開始剤は、単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
【0021】
(A)ベースポリマーの配合量は、(A)成分及び(B)成分の総量に対して、5〜80質量%とすることが好ましい。また、(B)光重合性化合物の配合量は、(A)及び(B)成分の総量に対して、95〜20質量%とすることが好ましい。
この(A)成分及び(B)成分の配合量として、(A)成分が5質量%以上であり、(B)成分が95質量%以下であると、樹脂組成物を容易にフィルム化することができる。一方、(A)成分が80質量%以下あり、(B)成分が20質量%以上であると、(A)ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、コア層を形成する際に、パターン形成性が向上し、かつ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、この(A)成分及び(B)成分の配合量として、(A)成分10〜85質量%、(B)成分90〜15質量%がより好ましく、(A)成分20〜70質量%、(B)成分80〜30質量%がさらに好ましい。
(C)光重合開始剤の配合量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.1〜10質量部とすることが好ましい。この配合量が0.1質量部以上であると、光感度が十分であり、一方10質量部以下であると、露光時に感光性樹脂組成物の表層での吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。さらに、後述するコア層として使用する際には、重合開始剤自身の光吸収の影響により光伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、(C)光重合開始剤の配合量は、0.2〜5質量部とすることがより好ましい。
また、このほかに必要に応じて、クラッド層形成用樹脂中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤などのいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。また、該添加剤に発光性があれば、発光性のクラッド層を得ることもできる。
【0022】
本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。
塗布による場合には、その方法は限定されず、例えば、前記(A)〜(C)成分を含有する樹脂組成物を常法により塗布すれば良い。
また、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、前記樹脂組成物を溶媒に溶解して、キャリアフィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
【0023】
クラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いられるキャリアフィルムは、その材料については特に制限されるものではないが、例えば、FR−4基板、ポリイミド基板、半導体基板、シリコン基板やガラス基板等を用いることができ、可撓性があるフレキシブルな材質でも、非可撓性の固い材質のものであっても良い。
また、キャリアフィルムに可撓性を有する素材を用いることにより、光電気複合基板20にフレキシブル性を付与することができる。可撓性を有する素材の材料としては、特に限定されないが、柔軟性、強靭性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好適に挙げられる。
キャリアフィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、5〜250μmであることが好ましい。5μm以上であると強靭性が得易いという利点があり、250μm以下であると十分な柔軟性が得られる。
ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は30〜80質量%程度であることが好ましい。
【0024】
クラッド層の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、5〜500μmの範囲が好ましい。5μm以上であると、光の閉じ込めに必要な厚さが確保でき、500μm以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、クラッド層の厚さは、さらに10〜100μmの範囲であることがより好ましい。
【0025】
また、クラッド層の厚さは、最初に形成される下部クラッド2と、コア層を埋め込むための上部クラッド9において、同一であっても異なってもよいが、コア層を埋め込むために、上部クラッド9の厚さは、コア層の厚さよりも厚くすることが好ましい。
【0026】
(コアパターン及びダミーコア)
本発明においては、下部クラッド2に積層するコア層の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。コアパターン3とダミーコア4とは、同一マスクで形成される。
コア層形成用樹脂としては、コア層がクラッド層より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコア層を形成し得る樹脂組成物を用いることができ、且つ下部クラッド2からの発光波長によって硬化する感光性樹脂組成物、又は下部クラッド2からの発光波長によって重合を開始させる光重合開始剤を含むコア層形成用樹脂が好適である。具体的には、前記クラッド層形成用樹脂で用いたのと同様の樹脂組成物を用いることが好ましい。
塗布による場合には、方法は限定されず、前記樹脂組成物を常法により塗布すれば良い。
【0027】
以下、ラミネートに用いるコア形成用樹脂フィルムについて詳述する。
コア層形成用樹脂フィルムは、前記樹脂組成物を溶媒に溶解してキャリアフィルム上に塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は、通常30〜80質量%であることが好ましい。
【0028】
コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層の厚さが、通常は10〜100μmとなるように調整される。該フィルムの厚さが10μm以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバーとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、100μm以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバーとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに30〜70μmの範囲であることが好ましい。
【0029】
コア層形成用樹脂の製造過程で用いるキャリアフィルムは、コア層形成用樹脂を支持するキャリアフィルムであって、その材料については特に限定されないが、(キャリアフィルム)の項目で前述したフィルム材が好適に挙げられる。また、コア層形成用樹脂を剥離することが容易であり、かつ、耐熱性及び耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが好適に挙げられる。
キャリアフィルムの厚さは、5〜50μmであることが好ましい。5μm以上であると、キャリアフィルムとしての強度が得やすいという利点があり、50μm以下であると、パターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、キャリアフィルムの厚さは10〜40μmの範囲であることがより好ましく、15〜30μmであることが特に好ましい。
【0030】
本発明の製造方法においては、コア層及びクラッド層を複数層積層して多層構造を有する光電気複合基板を製造してもよい。
【0031】
(接着層)
上述のように、本発明に係る製造方法においては、必要に応じて接着層10を設けることができ、例えば、基板1と下部クラッド2間の接着力を確保するために、基板1と下部クラッド2との間に導入することができる。接着層10の種類としては特に限定されないが、両面テープ、UVまたは熱硬化性接着剤、プリプレグ、ビルドアップ材、電気配線板製造用途に使用される種々の接着剤が好適に挙げられる。
また、光信号が透過する部分の接着には透過率の高い接着剤または接着フィルムが必要であり、接着剤または接着フィルムの材料としては、特に限定されないが、コア層形成用樹脂材料や、クラッド層形成用樹脂材料や、(PCT/JP2008/05465)に記載の接着フィルムを使用することがより好ましい。
接着層10の形成方法に特に限定されるものはないが、接着層10形成用の樹脂を基板1又は光導波路上にスピンコート等により塗布してもよく、あらかじめフィルム状に加工した接着層10をラミネータ等により貼り合わせても良い。
接着層10の厚さは、特に限定されないが、0.1μm〜3.0mmであることが好ましく、1μm〜100μmであることがさらに好ましい。1μm以上であると基板1と下部クラッド2又は光導波路との十分な接着力が期待でき、100μm以下であると薄い光電気複合基板20を得ることができるからである。
【0032】
<工程(B)>
工程(B)では、コアパターン3及びダミーコア4に反射ミラー6を形成する(図3参照)。
反射ミラー6は、コア層に至り、斜辺を有する切り欠き部を設けて形成することができる。切り欠き部の形成方法は、特に限定されず、例えば、ダイシングソーを用いて形成する方法によれば良い。
また、光路変換ミラーとして使用する観点から、切り欠き部により形成される反射ミラー6の斜辺の角度は45度程度であると好ましい。さらにミラー反射部には、金、銀、銅などの全反射金属層を設けても良い。この場合、切り欠き部を樹脂または金属で充填するとなお良い。
【0033】
<工程(C)>
工程(C)では、基板1における、下部クラッド2が形成されていない側の面上に、電極パターン5とともに、反射ミラー6によりダミーコア4の反射光が投影される投影領域7の近傍に遮光パターン8をパターニングする(図4参照)。この工程(C)は、上記工程(A)及び(B)の後に行ってもよいが、これらの工程の前に行ってもよい。
電極パターン5及び遮光パターン8の形成方法は、基板1上に積層した銅層をエッチング等の常法により形成することができ、その形成方法は限定されない。これらの厚さとしては5〜25μmが好ましく、5〜12μmがさらに好ましい。
【0034】
(遮光パターン)
遮光パターン8は、電極パターン5と同一のマスクで形成され、反射ミラー6によりダミーコア4の反射光が投影される投影領域7の近傍に設けられ、好ましくは、投影領域7に接するように、あるいは、投影領域7の一部を覆うように設けることができる。また、ダミーコア4が複数設けられる場合、遮光パターン8は、これらに対応する複数の投影領域7のいずれか1つ以上の近傍に設けられればよく、また、各々の投影領域7の近傍に、それぞれ1つずつ設けられてもよい。
遮光パターン8の形状は、コア層と、電極パターン5及び遮光パターン8(以下、「電極・遮光パターン」と略記することがある。)との位置ずれ量に応じてダミーコア4の反射光の輝度総量が変化するような形状であれば特に限定されないが、少なくとも投影領域側が略直線の形状であることが好ましく、略長方形であることがより好ましい。
【0035】
<工程(D)>
工程(D)では、遮光されずに通過したダミーコア4の反射光の輝度総量に基づき、コアパターン3と電極パターン5との位置ずれ量を測定する(図5参照)。
この工程における輝度総量の測定方法は特に限定されないが、例えば以下のようにして行うことができる。
(輝度総量の測定方法)
CCD(Charge Coupled Device Image Sensor)の最大感度が850nmである場合、光導波路の伝送波長を850nmとすることが好ましい。CCDから得られる各画素の輝度値は電流値で出力され、一般的には8ビット分解のため0〜255で表される。なお、0点決めにおいてはCCDに取付けた拡大レンズの先端にキャップを付けて暗電流値を測定しゼロリセットすることで、ダイナミックレンジが広がり輝度の感度が高くなる。このようにして得られた各画素の輝度値について、閾値を設定して透過/遮光の判定を行い、透過と判定された総画素数を輝度総量とする。
【0036】
以下、上記工程(C)において遮光パターン8を設ける方法、及び上記工程(D)における位置ずれ量(及び位置ずれ方向)の求める方法について、具体例を交えて詳細に説明する。
遮光パターン8を設ける最も簡易な態様としては、1つのダミーコアaに接するように1つの遮光パターンaを設ける方法が挙げられる(図6参照)。例えば、ダミーコアaの断面が50μm×50μmの正方形である場合、その反射光の投影領域aも、50μm×50μmの正方形であるが、当該正方形の一方の辺(仮に、基板1に平行な任意のxy直交座標系におけるx軸上の正方向の辺)に接するように、遮光パターンaを設けるようにして、光電気複合基板20を連続的に生産する。このようにして連続的に生産された光電気複合基板20のうち、例えば、電極・遮光パターンに対し、コア層がxの正方向に相対的に10μmの幅で位置ずれしたものは、投影領域aのx軸上の正方向側が、10μm幅で遮光パターンaにより覆われることとなり、投影領域aの20%に相当する反射光は遮光パターンaに遮光され、反射光の輝度総量が80%に減少する。一方、コアパターン3のいずれかのコア(参照用コア)の断面が50μm×50μmである場合、その反射光の輝度総量は遮光される前のダミーコアaの反射光の輝度総量(100%)に相当する。従って、ダミーコアaの反射光の輝度総量が、参照用コアの反射光の輝度総量の80%である場合には、コア層がx軸上の正方向側に、10μmずれていると言える。このようにして、遮光されずに通過したダミーコアa及び参照用コアの反射光の輝度総量を比較することで、コア層の(すなわち、コアパターン3と電極パターン5との)x軸上の正方向への相対的な位置ずれ量を測定することができる。
【0037】
また、上記ダミーコアaに加えて、同様にしてダミーコアbを設け、その投影領域bのx軸上の負方向の辺に接するように、遮光パターンbを設けることもできる。この態様においては、コア層と電極・遮光パターンとが、x軸方向に位置ずれを有しない場合、ダミーコアaの反射光の輝度総量と、ダミーコアbの反射光の輝度総量とは同一となるが、コア層がx軸上の正方向側に10μmずれている場合、上述のように、ダミーコアaの反射光の輝度総量は80%となるものの、ダミーコアbの反射光の輝度総量は100%のまま変化しないため、遮光されずに通過したダミーコアa及びダミーコアbの反射光の輝度総量を互いに比較することで、コア層のx軸上の正方向への相対的な位置ずれ量を求めることができる。また、コア層がx軸上の負方向側にずれた場合、上記とは逆に、遮光されずに通過するダミーコアbの反射光の輝度総量が減少するため、コア層がx軸上のいずれの方向に位置ずれした場合であっても、位置ずれ量及び位置ずれ方向を同時に測定することができる。
この場合、参照用コアの反射光の輝度総量との比較は必ずしも必要ではない。
【0038】
さらに、上記ダミーコアa及びダミーコアbとは独立して、これらと同様にしてダミーコアc及びダミーコアdを設け、ダミーコアcの反射光が投影される投影領域cの、前記xy直交座標系におけるy軸上の正方向側に遮光パターンcを、ダミーコアdの反射光が投影される投影領域dの、y軸上の負方向側に遮光パターンdをそれぞれ形成し、遮光されずに通過したダミーコアc及びダミーコアdの反射光の輝度総量の差を比較することで、y軸方向の位置ずれ量を測定することもできる。
また、ダミーコアcを設け、その投影領域cのy軸上の正方向の辺に接するように遮光パターンc−1を、該y軸上の負方向の辺に接するように遮光パターンc−2を、それぞれ形成することもできる。この態様においては、コア層と電極・遮光パターンとが、y軸方向に位置ずれを有しない場合、ダミーコアcの反射光の輝度総量と、上記ダミーコアa及びダミーコアbのうち、遮光されていないものの反射光の輝度総量、あるいは、上記参照用コアの反射光の輝度総量とは同一となるが、コア層がy軸上の正方向側又は負方向側に10μmずれている場合、上述と同様に、ダミーコアcの反射光の輝度総量は80%となるものの、ダミーコアa及びダミーコアbのうち、遮光されていないもの、あるいは参照用コアの反射光の輝度総量は100%のまま変化しないため、遮光されずに通過したダミーコアcの反射光と、ダミーコアa、ダミーコアb又は参照用コアの反射光の輝度総量を比較することで、コア層のy軸上の相対的な位置ずれ量の絶対値を求めることができる。
この場合、ダミーコアcの反射光の輝度総量は、ダミーコア4及び参照用コアのいずれかの反射光の輝度総量と比較すればよい。
【0039】
上述のように、遮光パターン8は、投影領域7に接するように設けることもできるが、図7に示すように、投影領域7の一部を覆うように設けると、位置ずれ量に対する感度が向上するため好ましい。
例えば、上述のようにダミーコアa及びダミーコアbを設け、遮光パターンa及び遮光パターンbを、それぞれ投影領域a及び投影領域bを15μm幅で覆うように設けた態様において、コア層がx軸上の正方向に10μmずれている場合、投影領域aは50μm幅中25μm幅が遮光パターンaで覆われるため、投影領域aの反射光はその50%が遮光パターンaに遮光され、遮光されずに通過する反射光の輝度総量は、遮光される前の輝度総量の50%となる。一方、ダミーコアbの反射光は、投影領域bが50μm幅中5μm幅が遮光パターンbで覆われるため、その輝度総量は、遮光される前の90%となる。これらの反射光を互いに比較すると、ダミーコアbの反射光の輝度総量が、ダミーコアaの反射光の輝度総量と比較して1.8倍となる。一方、上述のように、投影領域a及び投影領域bに接するように遮光パターンa及び遮光パターンbを設けた場合、ダミーコアaの反射光の輝度総量が80%となり、ダミーコアbの反射光の輝度総量が100%となるため、その比は1.25倍であるから、遮光パターン8を、投影領域7の一部を覆うように設けることで、位置ずれ量を測定し易くなることは明らかである。
この場合、15μm幅を超えた位置ずれが生じた場合、ダミーコアaの反射光の輝度総量と、ダミーコアbの反射光の輝度総量との単純な比較により位置ずれ量を求めることが難しくなるため、遮光パターン8と投影領域7とのオーバーラップ幅11は、許容ずれ幅を確実に超えるものとすることが好ましい。他方、オーバーラップ幅11が大きすぎる場合、各ダミーコアの反射光の大半が遮光されてしまうため、輝度総量を測定しにくくなる。以上の状況から、オーバーラップ幅11は、0.10D〜0.75D(D:コア径)とすることが好ましく、0.20D〜0.50Dとすることがより好ましい。
【0040】
<工程(E)>
本発明の光電気複合基板の製造方法は、上記工程(A)〜(D)に加え、さらに工程(D)の測定結果に基づき、光電気複合基板を選別する工程(E)を含んでいてもよい。
工程(E)において、上述のようにして得た位置ずれ量及び位置ずれ方向の情報に基づき、光電気複合基板20を選別する方法としては、所定の量よりも位置ずれ量が大きいものは、不良品として分類し、残りの光電気複合基板に光素子を実装する方法が挙げられる。
また、工程(E)において、位置ずれ量が一定範囲内のものを、位置ずれ量及び方向ごとに分類することで、各分類毎に光素子の実装位置を修正することが可能となるため、本来不良品として分類される範囲の一部に光素子を実装することが可能となるため、光電気複合基板の歩留まりが向上し、また、光素子を実装した光電気複合モジュールの歩留まりをも向上する。
【実施例】
【0041】
次に、本発明の光電気複合基板の製造方法について、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
[クラッド層形成用樹脂フィルムの作製]
(A)ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)48質量部、(B)光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート(商品名:KRM−2110、分子量:252、旭電化工業株式会社製)50質量部、(C)光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩(商品名:SP−170、旭電化工業株式会社製)2質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度25℃、回転数400rpmの条件で、6時間撹拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスAを調合した。その後、孔径2μmのポリフロンフィルタ(商品名:PF020、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて、温度25℃、圧力0.4MPaの条件で加圧濾過し、さらに真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度50mmHgの条件で15分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスAを、キャリアフィルムであるポリアミドフィルム(東レ(株)製、商品名「ミクトロン」、厚さ12μm)のコロナ処理面に塗工機(マルチコーターTM−MC、株式会社ヒラノテクシード製)を用いて塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分で溶剤乾燥させ、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。
【0042】
[コア層形成用樹脂フィルムの作製]
(A)ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)26質量部、(B)光重合性化合物として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(商品名:A−BPEF、新中村化学工業株式会社製)36質量部、及びビスフェノールA型エポキシアクリレート(商品名:EA−1020、新中村化学工業株式会社製)36質量部、(C)光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(商品名:イルガキュア819、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名:イルガキュア2959、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスBを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスBを、PETフィルム(商品名:コスモシャインA1517、東洋紡績株式会社製、厚さ:16μm)の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。
【0043】
[フレキシブル光導波路の作製]
上記で得られた下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムである離型PETフィルム(ピューレックスA31)を剥離し、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製、EXM−1172)にて樹脂側(基材フィルムの反対側)から紫外線(波長365nm)を1J/cm2照射し、次いで80℃で10分間加熱処理することにより、厚さ15μmの下部クラッド層を形成した。
次に、該下部クラッド層上に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製、HLM−1500)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度50℃、加圧時間30秒の条件にて加熱圧着して、厚さ50μmのコア層を形成した。
次に、幅50μmのネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を0.6J/cm2照射し、次いで80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いて、コアパターンと、断面が正方形のダミーコアa〜d(コア径:50μm)を現像した。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、100℃で10分間加熱乾燥した。
次いで、上記と同様なラミネート条件にて、上部クラッド層として上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした。さらに、紫外線波長365nmを両面に合計で25J/cm2照射後、160℃で1時間加熱処理することによって、厚さ20μmの上部クラッド層を形成し基材フィルムが外側に配置されたフレキシブル光導波路を作製した。さらにポリアミドフィルム剥離のため、該フレキシブル光導波路を85℃/85%の高温高湿条件で24時間処理し、基材フィルムを除去したフレキシブル光導波路を作製した。
また、得られたフレキシブル光導波路の引張弾性率及び引張強度を上記方法により測定した結果、引張弾性率が2,000MPa、引張強度が70MPaであった。
【0044】
[シート状接着剤の作製]
HTR−860P−3(帝国化学産業株式会社製、商品名、グリシジル基含有アクリルゴム、分子量100万、Tg−7℃)100質量部、YDCN−703(東都化成株式会社製、商品名、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210)5.4質量部、YDCN−8170C(東都化成株式会社製、商品名、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量157)16.2質量部、プライオーフェンLF2882(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名、ビスフェノールAノボラック樹脂)15.3質量部、NUCA−189(日本ユニカー株式会社製、商品名、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)0.1質量部、NUCA−1160(日本ユニカー株式会社製、商品名、γ‐ウレイドプロピルトリエトキシシラン)0.3質量部、A−DPH(新中村化学工業株式会社製、商品名、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)30質量部、イルガキュア369(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1−オン:I−369)1.5質量部、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。この接着剤ワニスを、厚さ75μmの表面離型処理ポリエチレンテレフタレート(帝人株式会社製、テイジンテトロンフィルム:A−31)上に塗布し、80℃で30分間加熱乾燥し粘接着シートを得た。この粘接着シートに、厚さ80μmの光透過性の支持基材(サーモ株式会社製、低密度ポリエチレンテレフタレート/酢酸ビニル/低密度ポリエチレンテレフタレート三層フィルム:FHF−100)をあわせてラミネートすることにより保護フィルム(表面離型処理ポリエチレンテレフタレート)、粘接着剤層、及び光透過性の支持基材からなるシート状接着剤を作製した。粘接着剤層の厚さは10μmとした。
また、得られたシート状接着剤の引張弾性率を上記方法により測定した結果、引張弾性率は350MPaであった。
【0045】
[光電気複合基板の作製]
フレキシブル光導波路に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製、HLM−1500)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、保護フィルムを剥がしたシート状接着剤をラミネートした。続いてダイシングソー(株式会社ディスコ製、DAD−341)を用いて、45°の切り欠き部を形成し、反射ミラーとした。反射ミラーは45度の斜辺を有している。続けて、反射ミラーを金でコーティングした。
次に、フレキシブル光導波路を短冊状(長さ120mm、幅2mm)に加工し、支持基材側から紫外線(365nm)を250mJ/cm2照射し、粘接着剤層と支持基材界面の密着力を低下させ支持基材を剥がして接着剤付き光導波路を得た。
次に、片面銅箔付きポリイミド(宇部日東化成(株)製ユーピレックスVT[商品名])からなる弾性率7400Mpa、厚さ12μmのフレキシブル基材を貼り付け、エッチングして、厚さ9μmで、電極パターンとともに反射ミラーによりダミーコアa〜dの反射光が投影される投影領域の近傍に、それぞれ遮光パターンa〜dを形成し、フレキシブルプリント配線板を得た。
ここで、遮光パターンaは、ダミーコアaの反射光が投影される投影領域aの、基板に平行なxy直交座標系におけるx軸上の正方向側に、遮光パターンbは、ダミーコアbの反射光が投影される投影領域bの、x軸上の負方向側に、遮光パターンcは、ダミーコアcの反射光が投影される投影領域cの、y軸上の正方向側に、遮光パターンdは、ダミーコアdの反射光が投影される投影領域dの、y軸上の負方向側に、それぞれ対応する投影領域を、位置ずれが生じない場合には15μm幅で覆うように設けられた。
さらに前述の所定の箇所に接着剤付き光導波路を、紫外線露光機(株式会社大日本スクリーン製,MAP−1200−L)付随のマスクアライナー機構を利用して位置決めし、同ロールラミネータを用い圧力0.4MPa、温度80℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で仮圧着した後、クリンオーブン中で160℃、1時間加熱しフレキシブル光導波路と電気配線基板を接着して、光電気複合基板を得た。
【0046】
上述のようにして得た光電気複合基板のサンプル100個につき、コア層のx軸及びy軸上の正方向への位置ずれ量を、以下の要領で測定した。
[位置ずれ量の測定方法]
まず、ダミーコアa〜dのそれぞれに、同一の輝度総量を有する光を入力した。ダミーコアa〜dの反射光は、それぞれ遮光パターンa〜dによって部分的に遮光されるが、遮光されずに通過したそれぞれの反射光の輝度総量を測定するため、CCDカメラを設けた。CCDカメラから得られる各画素の電流値を8ビット分解し、0〜255の整数で出力した。
ここで、例えばコア層と電極・遮光パターンとが、x軸上の正方向に10μmの位置ずれを有する場合、投影領域a(50μm×50μm)は、25μmの幅で遮光されることとなるため、ダミーコアaの反射光の輝度総量(Ia)は、遮光される前の50%となる。一方、投影領域b(50μm×50μm)は、5μmの幅で遮光されることとなるため、ダミーコアbの反射光の輝度総量(Ib)は、遮光される前の90%となる。従って、(Ib/Ia)が1.8である場合、コア層と電極・遮光パターンとがx軸上の正方向に10μmの位置ずれを有することとなる。
すなわち、電極・遮光パターンを基準としたコア層のx軸上の正方向への位置ずれ量(ΔX)は、下記式(I)によって求めた。
ΔX(μm)=35−[70/(Ib/Ia+1)] (I)
同様に、電極・遮光パターンを基準としたコア層のy軸上の正方向への位置ずれ量(ΔY)は、下記式(II)によって求めた。
ΔY(μm)=35−[70/(Id/Ic+1)] (II)
サンプル100個のうち、最初の10個のx軸上の正方向への位置ずれ量と、y軸上の正方向への位置ずれ量とを第1表に示す。
【0047】
上述のようにして測定した位置ずれ量に基づき、以下の基準で光電気複合基板を分類した。
良品:ΔX及びΔYが、それぞれ10μm以内のもの。
不良品:ΔX及びΔYの少なくとも一方が、10μm超のもの。
【0048】
[光伝送可否の測定結果]
アンリツ株式会社製パルスジェネレータMP1800Aを用いて10Gbps波形を有する擬似光を形成し、その後ファイバGI50経由にて導波路端面に入射し、出射側のミラー上面には光受光素子の所定位置にファイバGI50を設置してファイバ出射側にアジレント・テクノロジー株式会社製光オシロスコープ86100Cを設置して光伝送のアイパターンを伝送速度10Gbpsにて測定した。
アイパターンが開口している場合は光伝送可能、非開口の場合は光伝送不可と判定した。
上述のようにして測定した光電気複合基板性能を第1表に示す。
【0049】
【表1】

【0050】
第1表より、本発明の製造方法における位置ずれ量の測定結果と、それによって製造された光電気複合基板性能とが高精度で整合することが明らかとなった。
【0051】
さらに、上述のようにしてサンプル10個、50個、100個のΔX及びΔYの測定に要した時間を計測した。結果を第3表に示す。
【0052】
比較例1
各工程において、以下に示すように変更した以外は実施例1と同様にして光電気複合基板を作製した。
フレキシブル光導波路の作製において、ダミーコアa〜dを形成する代わりに、コア層基準マークa及びbを形成した。
また、光電気複合基板の作製において、遮光パターンa〜dを形成する代わりに、電極パターン基準マークa及びbを形成した。電極パターン基準マークa及びbは、位置ずれが生じない場合には、前記コア基準マークa及びbに対して、それぞれx軸及びy軸方向に、それぞれ所定の距離となる位置に形成された。
また、ΔX及びΔYの測定においては、CCDカメラで撮影した画像における、電極パターン基準マークaとコア基準マークaとのx軸上の距離(画素数)からΔXを求め、電極パターン基準マークbとコア基準マークbとのy軸上の距離(画素数)からΔYを求めた。結果を第2表に示す。
また、サンプル10個、50個、100個のΔX及びΔYの測定に要した時間を計測した。結果を第3表に示す。
【0053】
【表2】

【0054】
【表3】

【0055】
第3表より、本発明の製造方法によれば、極めて効率よく光導波路の位置ずれを測定できることが明らかとなった。
【0056】
実施例2
各工程において、以下に示すように変更した以外は実施例1と同様にして光電気複合基板を作製した。
フレキシブル光導波路の作製において、ダミーコアa’〜c’を形成し、光電気複合基板の作製において、遮光パターンa’を、ダミーコアa’の反射光が投影される投影領域a’の、基板に平行なxy直交座標系におけるx軸上の正方向に、遮光パターンb’を、ダミーコアb’の反射光が投影される投影領域b’の、x軸上の負方向に、それぞれ対応する投影領域を、位置ずれが生じない場合には15μm幅で覆うように設け、さらに、遮光パターンc−1を、ダミーコアc’の反射光が投影される投影領域c’のy軸上の正方向に、遮光パターンc−2を、y軸上の負方向に、位置ずれが生じない場合にはそれぞれ投影領域c’に接するように設けた。
実施例1と同様にしてダミーコアa’の反射光の輝度総量(Ia')とダミーコアb’の反射光の輝度総量(Ib')とを測定して、式(I)と同様にしてΔXを求めた。
また、ダミーコアc’の反射光の輝度総量(Ic')を測定し、電極・遮光パターンを基準としたコア層のy軸上の位置ずれ量の絶対値(|ΔY|)を、下記式(III)によって求めた。
|ΔY|(μm)=50[1−7Ic'/5(Ia'+Ib')] (III)
サンプル100個のうち、最初の10個について、ΔX及び|ΔY|を第4表に示す。
また、実施例1と同様にして光電気複合基板性能を測定した結果も第4表に示す。
【0057】
【表4】

【0058】
さらに、上述のようにしてサンプル10個、50個、100個のΔX及び|ΔY|の測定に要した時間を計測した。結果を第5表に示す。
【表5】

【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明の製造方法により得られた光電気複合基板及び光電気複合モジュールは、各種光学装置、光インタコネクション等の幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【0060】
1 基板
2 下部クラッド
3 コアパターン
4 ダミーコア
5 電極パターン
6 反射ミラー
7 投影領域
8 遮光パターン
9 上部クラッド
10 接着層
11 オーバーラップ幅
20 光電気複合基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下部クラッドが形成された基板の一方の面上に、コアパターンとともにダミーコアをパターニングする工程(A)と、コアパターン及びダミーコアに反射ミラーを形成する工程(B)と、基板の他方の面上に、電極パターンとともに、反射ミラーによりダミーコアの反射光が投影される投影領域の近傍に遮光パターンをパターニングする工程(C)と、遮光されずに通過したダミーコアの反射光の輝度総量に基づき、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ量を測定する工程(D)とを含むことを特徴とする光電気複合基板の製造方法。
【請求項2】
前記工程(A)において、少なくともダミーコアa及びダミーコアbを形成し、前記工程(C)において、ダミーコアaの反射光が投影される投影領域aの、前記基板に平行な任意のxy直交座標系におけるx軸上の正方向側に遮光パターンaを、ダミーコアbの反射光が投影される投影領域bの、x軸上の負方向側に遮光パターンbをそれぞれ形成し、前記工程(D)において、遮光されずに通過したダミーコアa及びダミーコアbの反射光の輝度総量の差を比較することで、x軸方向の位置ずれ量を測定する請求項1に記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項3】
前記工程(C)において、前記遮光パターンaを、前記投影領域aの一部を覆うように設け、前記遮光パターンbを、前記投影領域bの一部を覆うように設ける請求項2に記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項4】
前記工程(A)において、少なくともダミーコアc及びダミーコアdを形成し、前記工程(C)において、ダミーコアcの反射光が投影される投影領域cの、前記xy直交座標系におけるy軸上の正方向側に遮光パターンcを、ダミーコアdの反射光が投影される投影領域dの、y軸上の負方向側に遮光パターンdをそれぞれ形成し、前記工程(D)において、遮光されずに通過したダミーコアc及びダミーコアdの反射光の輝度総量の差を比較することで、y軸方向の位置ずれ量を測定する請求項2又は3に記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項5】
前記工程(A)において、少なくともダミーコアcを形成し、前記工程(C)において、ダミーコアcの反射光が投影される投影領域cの、前記基板に平行な任意のxy直交座標系におけるy軸上の正方向側に遮光パターンc−1を、該y軸上の負方向側に遮光パターンc−2を、それぞれ形成し、前記工程(D)において、遮光されずに通過したダミーコアcの反射光と、前記コアパターン及び/又はダミーコアの反射光の輝度総量の差を比較することでx軸方向の位置ずれ量を測定する請求項1〜3のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項6】
前記工程(C)において、前記遮光パターンc−1及び遮光パターンc−2を、前記投影領域cに接するように設ける請求項5に記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項7】
前記工程(D)において、コアパターンと電極パターンとの位置ずれ方向をも求める請求項1〜6のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項8】
さらに、前記工程(D)の測定結果に基づき、光電気複合基板を選別する工程(E)をも含む請求項1〜7のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかの製造方法により製造された光電気複合基板を、前記工程(D)において求めた位置ずれ量の測定結果に基づき、前記工程(E)において、位置ずれ量が予め定めた量よりも大きいものを不良品とし、残りの光電気複合基板に光素子を実装することを特徴とする光電気複合モジュールの製造方法。
【請求項10】
前記工程(D)において求めた位置ずれ量及び位置ずれ方向の情報に基づき、工程(E)で選別された光電気複合基板における光素子の実装位置を修正する、請求項9に記載の光電気複合モジュールの製造方法。
【請求項11】
下部クラッドが形成された基板の一方の面上に、コアパターンとともにダミーコアを有し、基板の他方の面上に、電極パターンとともに、反射ミラーによりダミーコアの反射光が投影される投影領域に接するように、あるいは該投影領域の一部を覆うように設けられた遮光パターンを有することを特徴とする光電気複合基板。
【請求項12】
請求項11に記載の光電気複合基板に光素子を実装してなる光電気複合モジュール。
【請求項13】
前記ダミーコアの反射光が投影される投影領域上に光素子を有しない請求項12に記載の光電気複合モジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−133238(P2012−133238A)
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−286732(P2010−286732)
【出願日】平成22年12月22日(2010.12.22)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】