专利名称：光电混合基板的制造方法和由该方法获得的光电混合基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合设置有光波导路和电配线的光电混合基 板的制造方法和由该制造方法获得的光电混合基板。
背景技术：
最近以光作为介质的信息通讯得到普及。在此，作为信息 通讯用电子设备等所使用的基板，采用混合搭载有光波导路和 电配线的光电混合基板(例如，参照专利文献l)。
该光电混合基板通常是层叠电配线(导线)形成为规定图 案的电配线基板和作为光通路的芯(光配线)形成为规定图案
的光波导路的结构。图3表示光电混合基板的一例。该图3所示 的光电混合基板B是在电配线基板a上形成有光波导路p的双层 的层叠结构。在上述电配线基板a中，多条电配线96埋设于绝 缘层95中，形成在该状态下由另一绝缘层94支承的状态。在上 述光波导路(3中，多个芯93埋设于上敷层98中，形成在该状态下 由下敷层92支承的状态。
专利文献l:日本特开2001-7463号乂>才艮
发明内容
发明要解决的问题
可是，在制造上述以往的光电混合基板B的方法中，制作 了电配线基板a后，进行光波导路P的制作，而且，在各自的制 作中需要多道工序，因此，制造光电混合基板B需要很长时间。 例如，形成电配线基板a的电配线96的图案需要经过如下的多 道工序通过曝光和显影等将抗蚀剂形成图案后，对该抗蚀剂
3以外的部分进行电镀，之后，去除上述抗蚀剂等。此外，形成
光波导路(3的芯93的图案也需要曝光和显影等多道工序。
此外，上述以往的光电混合基板B为在电配线基板a上层叠
有光波导路(3的双层结构，因此，不利于薄型化，无法应对最近
薄型化的要求。
本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种
能够减少制造光电混合基板时的工序，而且能够实现所制造的
光电混合基板的薄型化的光电混合基板的制造方法和由该制造
方法获得的光电混合基板。 用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的第l技术方案提供一种光电 混合基板的制造方法，包括在下敷层上形成芯用树脂层的芯 用树脂层形成工序；在该芯用树脂层上形成抗蚀剂层的抗蚀剂 层形成工序；通过图案加工将上述抗蚀剂层与芯用树脂层一同 形成为规定图案，并使上述芯用树脂层形成芯的图案加工工序； 在具有形成了图案的抗蚀剂层和芯的下敷层上，以覆盖抗蚀剂 层和芯的状态形成金属薄膜的金属薄膜形成工序；将由上述金 属薄膜覆盖的抗蚀剂层与金属薄膜 一 同去除的抗蚀剂层去除工 序；通过对形成了图案且呈突出状态的芯的侧面的金属薄膜和 芯与芯之间的下敷层上的金属薄膜实施电解电镀，用电镀层填 埋上述芯和与之相邻的芯之间的槽部，将该电镀层作为电配线 的电解电镀工序；在覆盖上述芯和上述电配线的状态下形成上 敷层的上敷层形成工序。
此外，本发明的第2技术方案提供一种光电混合基板，该 光电混合基板是由上述光电混合基板的制造方法获得的，包括 在下敷层上突出形成为规定图案的多个芯；沿着该突出形成的 芯的侧面和除该芯形成部分之外的下敷层的正面部分形成的金
4属薄膜；由填埋在该芯和与之相邻的芯之间的槽部中的电解电 镀层构成的电配线；在覆盖上述芯和上述电配线的状态下形成 的上敷层。
发明的效果
在本发明的光电混合基板的制造方法中，使多个芯(光配 线)突出形成为规定图案之后，通过进行电解电镀所生成的电 镀层填埋该相邻的芯与芯之间的槽部，将该电镀层作为电配线 (导线)。即，在本发明中，利用作为光波导路等构成要素的芯 与芯之间的槽部而制作电配线，因此不必形成新的电配线的图 案，能够减少制造光电混合基板时形成新的电配线的图案那部 分的工序。其结果，能够缩短光电混合基板的制造时间，能够 提高生产效率。此外，如上所述，利用芯的图案形成电配线的 图案，因此，能够自动地提高芯与电配线之间的定位精度。而 且，利用光波导路的芯与芯之间的槽部形成上述电配线，因此 所制造的光电混合基板可以说是单层结构，与以往的双层结构 相比能够相当薄。
此外，在金属制基台上形成下敷层时，在该金属制基台上 制造了光电混合基板后，通过蚀刻仅将上述金属制基台去除， 从而能够简单地获得光电混合基板。
特别是在金属制基台是不锈钢制基台时，由于该不锈钢制 基台耐腐蚀性和尺寸稳定性优异，所以能够在稳定的状态下在 不锈钢制基台上制造光电混合基板。
而且，本发明的光电混合基板如上所述，利用相邻的芯与 芯之间的槽部形成电配线，因此可以说是单层结构。因而，在 相同的高度位置形成有上述芯与电配线。因此，本发明的光电 混合基板与以往的双层结构相比能够相当薄。
图l的(a) ~ ( d)示意性地表示本发明的光电混合基板的 制造方法的一实施方式的说明图。
图2的(a) ~ (c)示意性地表示上述光电混合基板的制 造方法的说明图。
图3是示意性地表示以往的光电混合基板的说明图。
具体实施例方式
接着，#4居附图对本发明的实施方式进^f亍详细地说明。 图l的(a) ~ (d)、图2的(a) ~ (c)表示本发明的光 电混合基板的制造方法的一实施方式。在该实施方式中，首先， 在由不锈钢板等构成的基台l的上表面的整个面上形成由绝缘 材料构成的下敷层2[参照图l的(a)]。接着，在该下敷层2上， 形成由绝缘材料构成的芯用树脂层3a,之后，在该芯用树脂层 3a上形成抗蚀剂层4[参照图l的(b)]。接着，使上述抗蚀剂层 4与芯用树脂层3a—同形成为规定图案[参照图l的(c)]。形成 该规定图案且呈突出状态的芯用树脂层3a部分形成芯(光配线) 3。接着，利用溅射或无电解电镀等，在具有形成上述图案的抗 蚀剂层4和芯3的下敷层2上以覆盖抗蚀剂层4和芯3的状态形成 金属薄膜5[参照图1的(d)]。之后，利用蚀刻去除上述抗蚀剂 层4[参照图2的(a)]。此时，形成于抗蚀剂层4的表面上的金 属薄膜5也与上述抗蚀剂层4一同被去除。剩余的金属薄膜5成为 形成在下敷层2的正面上和芯3的两侧面32上的状态。然后，通 过对该剩余的金属薄膜5实施电解电镀，用电解电镀层7a填埋相 邻的芯3彼此之间的槽部6[参照图2的(b)]。在该状态下，位 于上述相邻的芯3与芯3之间的槽部6内的电解电镀层7a形成电 配线(导线)7。然后，以覆盖上述芯3和上述电配线7的状态形
6成由绝缘材料构成的上敷层8[参照图2的(c)]。这样，获得芯 (光配线)3和电配线7 (导线)交替配置的可以说是单层结构 的光电混合基板A。由于该光电混合基板A被形成于基台l上， 所以利用酸等对由不锈钢板等构成的基台l进行处理，去除该基 台1而使该光电混合基板A产品化，或者使该光电混合基板A与 基台l一同产品化。
在该光电混合基板A中，由下敷层2、芯3、上敷层8形成光 波导i 各，在芯3与芯3之间的槽部6内形成电配线7。并且，该电 配线7是利用下敷层2、芯3、上敷层8的绝缘性而形成的，所以 可靠性高。此外，在芯3的两侧面32形成有金属薄膜5，能够将 金属薄膜5作为光的反射面发挥作用，因此光的传播变得更加可 靠。
对以上进行更加详细的说明，形成有上述下敷层2的基台 l[参照图l的(a)]是平板状，使用了如上所述的不锈钢板等金 属板，但不限于此，也能够使用由玻璃、石英、硅、合成树脂 等构成的基台。此外，基台l的厚度例如被设定在20)iim (薄膜 状的基台1 ) ~ 5mm (板状的基台1 )的范围内。
上述下敷层2的形成[参照图l的(a)]例如如下面的步骤进 行。即，首先，在上述基台l上涂敷在溶剂中溶解有以往公知的 感光性树脂(富有绝缘性的树脂)而成的清漆，之后利用加热 处理使其干燥，从而形成感光性树脂层。接着，利用照射线使 该感光性树脂层曝光后，进行加热处理，使光反应完成。由此， 在下敷层2上形成上述感光性树脂层。下敷层2(感光性树脂层) 的厚度通常被设定在10 1000jim的范围内。
在上述下敷层2的形成中，例如采用旋涂法、浸渍法、浇 铸法、注射法、喷墨法等涂敷上述清漆。然后，对其进行50~ 120°CxlO ~ 30分钟的加热处理而使其干燥。并且，上述曝光用的照射线例如可采用可见光、紫外线、红外线、X射线、(x射线、
卩射线、Y射线等。最好采用紫外线。采用紫外线时，通过照射 大能量能得到快的固化速度，而且照射装置也小型且便宜，能 实现降低生产成本。紫外线光源例如采用低压水银灯、高压水
银灯、超高压水银灯等。紫外线照射量通常为10 ~ 10000mJ/cm2, 优选为50~ 3000mJ/cm2。之后的力口热处理，在80 250。C、优选 在100~ 200。C的范围、在10秒~ 2小时、优选在5分钟~ l小时的 范围内进行。
作为下道工序的芯用树脂层3a的形成[参照图l的(b)]， 是例如通过与下敷层2的形成工序中的感光性树脂层同样地形 成感光性树脂层而进行的。芯用树脂层3a(芯3 )的形成材料采 用折射率比上述下敷层2和后述上敷层8[参照图2的(c)]的形 成材料的折射率大的材料。例如通过对上述下敷层2、芯3、上 敷层8的各形成材料种类进行选择、对该各形成材料的组成比例 进行调整，能够调整该折射率。芯用树脂层3a的厚度通常被设 定在IO ~ 100pm的范围内。
作为之后形成的上述抗蚀剂层4[参照图l的(b)]的形成材 料，在本实施方式中使用感光性的光致抗蚀剂。并且，在芯用 树脂层3a上涂敷上述光致抗蚀剂后，进行加热处理而使其干燥， 从而形成上述抗蚀剂层4。例如采用旋涂法、浸渍法、浇铸法、 注射法、喷墨法等涂敷上述光致抗蚀剂。或者也可以在芯用树 脂层3a上贴合干式薄膜抗蚀剂。上述抗蚀剂层4的厚度通常被设 定在IO ~ 30pm的范围内。
作为下道工序的上述芯用树脂层3 a和抗蚀剂层4的图案形 成[参照图l的(c )]例如如下进行。即，首先，隔着形成有与 芯3的图案对应的开口图案的曝光掩模，与上述下敷层2的形成 工序同样地用照射线使上述抗蚀剂层4曝光，并且利用照射线透过该抗蚀剂层4而使上述芯用树脂层3a曝光之后，进行加热处 理。接着，用显影液进行显影，使芯用树脂层3a的未曝光部分 溶解而将其去除，由此，将残存在下敷层2上的芯用树脂层3a 形成为芯3的图案，并且使抗蚀剂层4残存在芯3的图案上。之后， 通过加热处理去除该残存的芯用树脂层3a中的显影液以及抗蚀 剂层4中的显影液。由此，在芯3上形成上述残存的芯用树脂层 3a部分。芯3的宽度通常被设定在8 50nm的范围内。
在形成上述芯3等的图案时，上述显影例如采用浸渍法、 喷射法、搅拌法等。另外，显影液例如可采用有机溶剂、含有 碱性水溶液的有机溶剂等。根据芯用树脂层3a、抗蚀剂层4的感 光性树脂组合物的成分适当选择这样的显影液和显影条件。上 述显影后的加热处理，通常是在80~ 120°CxlO~ 30分钟的范围 内进行。
之后被形成的上述金属薄膜5[参照图l的(d)]是在进行之 后的电解电镀[参照图2的(b)]时作为阴极使用的金属层。作 为上述金属薄膜5的金属材料列举出铬、铜等。上述金属薄膜5 的厚度通常设定在600 ~ 2600A的范围内。
(a)]是为了在相邻的芯3与芯3之间的槽部6中仅残留金属薄膜 5而进行的。原因在于，在金属薄膜5残留在抗蚀剂层4表面的状 态下，通过之后电解电镀[参照图2的(b)]，在该抗蚀剂层4表 面的金属薄膜5上形成电镀层7 a ，位于相邻的芯3与芯3之间的槽 部6内的电镀层7a (电配线7)发生短路。上述蚀刻是如下进行 的将整体[图l的(d)的整体]浸渍于蚀刻液中，使蚀刻液自 抗蚀剂层4的端面(露出的面)浸透到抗蚀剂层4内，去除抗蚀 剂层4。在进行上述蚀刻时，被去除的抗蚀剂层4的表面上的金 属薄膜5通过去除抗蚀剂层4而失去抗蚀剂层4的支承，所以去除抗蚀剂层4的同时金属薄膜5也被去除。作为上述蚀刻液列举出 氢氧化钠水溶液等。
在上述蚀刻后的电解电镀[参照图2的(b)]是通过在电解 槽中，将上述金属薄膜5作为阴极，向上述电解槽中施加电压而 进行的。由此，利用电解电镀在上述金属薄膜5的表面上形成电 镀层7a。作为利用上述电解电镀所形成的电镀层7a的金属材料， 列举有铜、镍、金、锡等。作为上述电解电镀优选填孔镀。之 所以这样优选是因为填孔镀适于将电镀层7a填埋在相邻的芯3 与芯3之间的槽部6[参照图2的(a)]内。另外，上述槽部6内的 电镀层7a也可以处于不完全填埋槽部6的状态，还可以处于自槽 部6的上端面突起的状态。
在上述电解电镀后进行的上敷层8的形成[参照图2的(c)] 与上述下敷层2的形成同样地进行。即，在覆盖上述芯3和上述 电配线7地形成感光性树脂层后，进行曝光和加热处理，使上述 感光性树脂层形成为上敷层8。上敷层8(感光性树脂层)的厚 度通常被设定在IO ~ 1000nm的范围内。
这样，在基台1上制造光电混合基板A[参照图2的(c)]。 该光电混合基板A如上所述，可以在设置于基台l上的状态下使 用，也可以通过剥离基台l或通过蚀刻等来去除基台l来使用。
在上述光电混合基板A中，由多个芯3、自上下夹持这些芯 3的下敷层2和上敷层8构成光波导路，在该光波导路内的相邻的 芯3与芯3之间形成有电配线7。即，上述光电混合基板A在光波 导路内的与芯(光配线)3同 一面上(相同层)形成电配线(导 线)7。由此，上述光电混合基板A与以往的双层结构的光电混 合基板B (参照图3)相比，相当薄。而且，如上所述，在芯3 的两侧面32形成有金属薄膜5，因此，能够使该金属薄膜5作为 在芯3内传播光的反射面而发挥作用。能够使光传播更可靠。另
10外，配置在各电配线7的周围的下敷层2、芯3和上敷层8是构成 上述光波导路的绝缘体，所以电配线7不会发生短路。
另外，在上述实施方式中，通过曝光和显影等形成芯3和 抗蚀剂层4的图案，也可以通过除此之外的方法形成该图案，例 如，使用旋转刀具等进行切削而进行。此时，芯3和抗蚀剂层4 的形成材料不限定于感光性材料，也可以是热固性树脂。
另外，在上述实施方式中，通过使用蚀刻液进行蚀刻来去 除抗蚀剂层4和抗蚀剂层4表面上的金属薄膜5，但也可以通过除 此之外的方法去除抗蚀剂层4和抗蚀剂层4表面上的金属薄膜5。 例如，也可以通过研磨等物理方法来进行。
另外，在上述实施方式中，在下敷层2、上敷层8的形成中， 使用感光性树脂作为材料，通过曝光等进行其形成，但也可以 是除此之外的情况。例如，也可以使用聚酰亚胺树脂、环氧树 脂等热固性树脂作为下敷层2、上敷层8的材料，在涂敷该热固 性树脂溶解于溶剂而成的清漆等之后，通过加热处理(通常， 300 ~ 400°Cx60~ 1S0分钟)进行固化等，形成下敷层2、上敷 层8。另外，作为下敷层2、上敷层8还可以使用树脂薄膜。
接着，说明实施例。但是，本发明不限于实施例。
实施例
(下敷层和上敷层的形成材料)
将下述通式(1 )所示的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，-环氧环己基曱基 -3,4-环氧己烷羧酸酯(大赛璐化学公司制造、 CELLOXIDE2021P )(成分B ) 40重量<分、(3，，4，-环氧环己烷) 曱基_3，，4，-环氧环己基-羧酸酯(大赛璐化学公司制造、 CELLOXIDE2081 )(成分C) 25重量份、4，4，-双[二 (卩羟基乙氧 基)苯基锍]苯石克醚-双-六氟锑酸盐的50%碳酸丙二酯溶液(成
ii分D) l重量份混合，调制下敷层和上敷层的形成材料。
化1
(式中，R广R6全部为氢原子，n=l) (芯的形成材料)
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: l重量份溶 解到乳酸乙酯28重量份中，从而调制芯的形成材料。
(光电混合基板的制作)
利用旋涂法在不锈钢制基台(厚度为20pm)的正面上涂敷 上述下敷层的形成材料后，通过进行10(TC x 15分钟的加热处理 使其干燥。接下来，隔着形成有希望开口图案的光掩模(曝光 掩模)，由2000mJ/cn^的紫外线照射进行了曝光。接着，通过进 行100。Cxi5分钟的加热处理形成了下敷层。用接触式膜厚计测 量该下敷层的厚度为25pm。另外，该下敷层的、波长830nm的 折射率为1.542。
接着，利用旋涂法在上述下敷层的正面上涂敷上述芯的形 成材料后，通过进行100。Cxl5分钟的加热处理使其干燥，形成 了芯用树脂层。接着，利用旋涂法在该芯用树脂层上涂敷了光 致抗蚀剂后，通过加热处理使其干燥，形成了抗蚀剂层(厚度 为20pm)。接着，在该抗蚀剂层上方配置了形成有与芯的图案 相同形状的开口图案的光掩模。然后，从其上方，利用接触曝 光法用4000mJ/cm2的紫外线照射进行曝光后，进行了 120 °C x30分钟的加热处理。接着，使用y- 丁内酯水溶液进行显影，溶解
去除上述抗蚀剂层和芯用树脂层的未曝光部分之后，进行了 120 。Cx30分钟的加热处理。由此，将残存的规定图案的芯用树脂 层部分作为芯。用SEM (电子显微镜)测量该芯的截面尺寸为 宽50(imx高50jim。相邻的芯与芯之间的间隙为50pm。另夕卜，该 芯的、波长830nm的折射率为1.588。
接着，利用溅射在具有形成图案的抗蚀剂层和芯的下敷层 上以覆盖抗蚀剂层和芯的状态形成了由铬和铜的合金构成的金 属薄膜(厚度1500A)。之后，浸渍于由氢氧化钠水溶液构成的 蚀刻液中，将抗蚀剂层和形成于其表面上的金属薄膜一同去除。 然后，在残存的金属薄膜(下敷层的正面的金属薄膜和芯的两 侧面的金属薄膜)的表面上，利用电解电镀，形成由铜构成的 电镀层，用上述的电镀层填埋了相邻的芯与芯之间的槽部。以 该电镀层作为电配线。
然后，与形成上述下敷层相同，覆盖上述芯和上述电配线
地形成了上敷层。用接触式膜厚计测量该下敷层的厚度为 25pm。另外，该下敷层的、波长830nm的折射率为1.542。
这样一来，能够在基台上制造下述的光电混合基板芯(光 配线)和电配线(导线)处于相同高度位置且交替配置，其上 下分别配置了下敷层和上敷层。
1权利要求
1.一种光电混合基板的制造方法，其特征在于，包括以下工序在下敷层上形成芯用树脂层的芯用树脂层形成工序；在该芯用树脂层上形成抗蚀剂层的抗蚀剂层形成工序；通过图案加工将上述抗蚀剂层与芯用树脂层一同形成为规定图案，并使上述芯用树脂层形成芯的图案加工工序；在具有形成图案的抗蚀剂层和芯的下敷层上，以覆盖抗蚀剂层和芯的状态形成金属薄膜的金属薄膜形成工序；将由上述金属薄膜覆盖的抗蚀剂层与金属薄膜一同去除的抗蚀剂层去除工序；通过对形成图案且呈突出状态的芯的侧面的金属薄膜和芯与芯之间的下敷层上的金属薄膜实施电解电镀，用电镀层填埋上述芯和与之相邻的芯之间的槽部，将该电镀层作为电配线的电解电镀工序；在覆盖上述芯和上述电配线的状态下形成上敷层的上敷层形成工序。
2. 根据权利要求l所述的光电混合基板的制造方法，在金 属制基台上形成下敷层。
3. 根据权利要求2所述的光电混合基板的制造方法，金属 制基台是不锈钢制基台。
4. 一种光电混合基板，是通过上述权利要求l所述的光电 混合基板的制造方法而获得的，其特征在于，包括在下敷层 上突出形成为规定图案的多个芯；沿着该突出形成的芯的侧面 和除该芯形成部分之外的下敷层的正面部分形成的金属薄膜； 由填埋在该芯和与之相邻的芯之间的槽部中的电解电镀层构成 的电配线；在覆盖上述芯和上述电配线的状态下形成的上敷层。
全文摘要
本发明提供能够减少制造光电混合基板时的工序，且能够实现所制造的光电混合基板的薄型化的光电混合基板的制造方法和由该方法获得的光电混合基板。在芯用树脂层上形成抗蚀剂层后，使芯用树脂层和抗蚀剂层形成为规定图案，将该芯用树脂层部分作为芯(光配线)(3)。接着，以覆盖抗蚀剂层和芯(3)的状态在下敷层(2)上形成金属薄膜(5)，之后，将抗蚀剂层与其表面的金属薄膜(5)一同去除。接着，通过对残存的金属薄膜(5)实施电解电镀，用电解电镀生成的电镀层(7a)填埋相邻的芯(3)与芯(3)之间的槽部(6)，将该电镀层(7a)作为电配线7。
文档编号G02B6/13GK101493547SQ20091000118
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月24日
发明者内藤俊树, 大薮恭也, 宗和范, 疋田贵巳 申请人:日东电工株式会社