KR100765819B1 - 광배선층, 광·전기배선기판, 실장기판 및 그들의 제조방법 - Google Patents

Abstract

평활한 지지기판상에 박리층을 통하여 제 1의 클래드층을 형성한다. 이 제 1의 클래드층의 위에, 빛을 전파하는 코어 및 얼라이먼트마크를 동시에 형성한다. 더욱 이들을 제 2의 클래드로 피복하여 광배선층을 얻는다. 그리고, 지지기판으로부터 광배선층을 박리하고 전기배선을 가진 기판에 접착한 후, 코어를 전파하는 빛을 반사하는 미러와, 광부품 등을 설치하는 패드와, 기판의 전기배선과 패드를 전기적으로 접속하는 비어홀을 형성한다. 이 형성에 있어서는 얼라이먼트마크가 기준으로 된다.

광배선층, 전기배선기판, 코어, 클래드, 미러, 패드, 랜드, 메탈마스크, 얼라이먼트마크, 포토레지스트

Description

광배선층, 광·전기배선기판, 실장기판 및 그들의 제조방법{OPTICAL WIRING LAYER, OPTOELECTRIC WIRING SUBSTRATE, MOUNTED SUBSTRATE, AND METHODS FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 제 1 실시예에 관한 광·전기배선기판을 광부품 실장측에서 본 상면도,

도 2a는 도 1에 있어서의 C - C 방향의 단면도,

도 2b는 제 1 실시예에 관한 다른 광·전기배선기판의 예를 도시하는 도면,

도 3a 및 도 3b는 광부품과 전기접속하기 위한 패드(5)의 일부분만이 노출되어 있는 광·전기배선기판을 도시하는 도면,

도 4는 얼라이먼트마크를 형성하지 않는 광·전기배선기판을 광부품 실장측에서 본 상면도,

도 5a 내지 도 5o는 광·전기배선기판(50)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 6a 내지 도 6m은 광·전기배선기판(50)의 다른 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 7a 내지 도 7p는 광·전기배선기판(53)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 8a 및 도 8b는 수지층(525)을 제조하기 위한 공정도,

도 9a는 광·전기배선기판(55)에 발광소자(58)를 실장한 실장기판(60)을 도시하는 도면,

도 9b는 광·전기배선기판(55)에 수광소자(59)를 실장한 실장기판(62)을 도시하는 도면,

도 10은 광·전기배선기판에 전기부품인 BGA패키지(66)를 실장한 실장기판 (62)을 도시한 도면

도 11a 내지 도 11n은 제 2 실시예에 관한 광·전기배선기판의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 12a 내지 도 12g는 제 2 실시예에 관한 광·전기배선기판의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 13은 제 3 실시예에 관한 광·전기배선기판(70)을 광부품 실장측에서 본 상면도,

도 14a 및 도 14b는 도 13에 있어서의 C-C 방향에서의 단면도,

도 14c는 도 13에 있어서의 D-D 방향에서의 단면도,

도 15는 패드(509)부분 만이 노출되어 있는 광·전기배선기판(74, 76)의 상면도,

도 16a 및 도 16b는 도 15에 있어서의 C-C 방향에서의 단면도를 도시하며, 도 16c는 도 15에 있어서의 D-D 방향에서의 단면도,

도 17a 내지 도 17p는 광·전기배선기판(70)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 18a 내지 도 18c는 광·전기배선기판(70)의 다른 제조방법에 있어서, 도 17j에 계속되는 각 공정을 도시한 도면,

도 19a 내지 도 19o는 광·전기배선기판(74)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 20a, 도 20b 및 도 21은 광·전기배선기판(70, 72, 74, 76)에 광부품(발광소자, 수광소자 등)이나 전기부품을 실장한 실장기판을 도시한 도면,

도 22는 광·전기배선기판(80)을 광부품 실장측에서 본 상면도,

도 23은 도 22에 있어서의 C-C 방향의 단면도,

도 24는 광·전기배선기판(80)의 다른 예를 도시하는 도면,

도 25는 반도체레이저를 납땜한 광·전기배선기판(80)의 단면도,,

도 26은 포트다이오드를 납땜한 광·전기배선기판(80)의 단면도,

도 27a 내지 도 27q는 광·전기배선기판(80)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 28a 내지 도 28ℓ은 광·전기배선기판(80)의 다른 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 29a 내지 도 29p는 광·전기배선기판(83)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 30은 종래의 광배선층의 일예를 도시한 도면,

도 31은 종래의 광배선층의 다른 일예를 도시한 도면,

도 32는 광배선층(87)의 단면도,

도 33은 광배선층(87)의 다른 예를 도시한 도면,

도 34는 광배선층(87)중에서 광신호의 전파를 설명하기 위한 도면,

도 35a 내지 도 35f는 광배선층(87)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 36a 내지 도 36h는 광배선층(87)의 다른 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 37은 광·전기배선기판(86)의 단면도,

도 38은 레이저발광소자를 실장한 광·전기배선기판(86)의 단면도,

도 39는 수광소자를 실장한 광·전기배선기판(86)의 단면도,

도 40a 내지 도 40f는 광·전기배선기판(86)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면,

도 41은 광·전기배선기판(90)의 단면도,

도 42는 광·전기배선기판(90)에서 광신호의 전파를 설명하기 위한 도면, 및

도 43a 내지 도 43j는 광·전기배선기판(90)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면.

본 발명은 빛을 전파하는 광배선, 당해 광배선층 광배선과 전기배선이 혼재하는 광·전기배선기판, 이 광·전기배선기판에 광부품 등을 실장(實裝 : 실제 장 치)한 실장기판 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.

근년 반도체 대규모 집적회로(LSI) 등의 전기소자에서는 트랜지스터의 집적도가 높아지고 있다. 그 중에는 클록(clock)주파수로 IGHz 의 동작속도를 갖는 것까지도 존재한다.

이 고집적화된 전기소자를 전기배선기판에 실장하기 위하여, BGA(Ball Grid Array)나 CSP(Chip Size Package) 등의 패키지가 개발되어 실용화되고 있다.

그런데, 일반적으로 전기소자내부의 클록주파수가 높게 됨에 따라서, 전기소자 외부의 소자사이의 신호속도도 고속으로 된다. 이 소자간 신호의 고속화는, 각 소자간을 연결하는 전기배선의 형상불량에 의한 반사 등의 소음, 또는, 크로스토크(crosstalk)의 영향을 발생시킨다. 또 전기배선에서 다시 많은 전자파를 발생시켜, 주위에 악영향을 미치는 문제도 발생한다. 이 때문에 현상태에서는 이들의 문제가 발생하지 않을 정도로 전기소자간의 신호속도를 낮추어서, 시스템이 구축되어 있다. 그러나 이것으로는 고집적된 전기소자의 기능이 충분히 활용되지 못한다.

최근 이 문제를 해결하기 위하여, 다음과 같은 방법이 고려되고 있다. 그것은 전기배선기판상의 전기배선의 일부를 광파이버에 의한 광배선으로 치환하고, 전기신호 대신에 소음 및 전자파를 발생시키지 않는 광신호를 이용하는 방법이다.

이 방법의 일예가 일본국 특개평 9 - 2541731호 공보에 공개되어 있다. 이것은 전기배선기판상에 광도파로(光導波路)를 형성하는 방법이다. 구체적으로는 세라믹다층 배선기판상에 직접 광도파로를 형성(클래드층, 코어패턴, 클래드층의 순번으로 형성)하는 방법이다.

그렇지만 광배선층의 받침이 되는 전기배선기판표면은, 전기배선이 다층화되어 있다. 이 전기배선에 의해 전기배선기판 표면에는, 매우 큰 요철이 형성되어 있다. 이 때문에, 전기배선기판상에 직접 광도파로를 형성하면, 광신호의 전반(傳搬:전달 반송)손실이 크게된다는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광신호의 전반손실이 작고, 고밀도 실장, 소형화가 가능한 광배선층, 광·전기배선기판, 실장기판 및 그들의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 광·전기배선기판은 전기배선을 갖는 기판과, 당해 기판에 적층된 광배선층을 구비하고, 상기 광배선층은 빛을 전파하는 코어와, 상기 코어를 끼우는 클래드와, 상기 코어를 전파하는 빛을 반사하는 미러와, 당해 광배선층 표면에 형성되어, 상기 미러에 반사된 빛을 수광(受光)하는 수광수단, 또는 상기 미러를 향해서 빛을 발광하는 발광수단을 설치하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과, 상기 제 1의 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단을 갖는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는 전기배선을 갖는 기판에 광배선층을 적층하고, 더욱 광배선층상에 광부품(수광수단, 발광수단)을 실장하기 위한 도전성 설치수단이 설치되어 있다. 그리고, 이 설치수단에 설치된 광부품은, 접속수단에 의해 전기배선과 전기적 접속이 취해진다.

따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 광부품, 미러, 광배선층 사이에 있어서 광신호를 전파시킬 수가 있다. 또 전기배선에 있어서 전기신호의 송수신을 행할 수가 있다.

또한, 본 발명에 관한 다른 광·전기배선기판을 다음에 도시한다.

(1) 전기배선을 갖는 기판과, 당해 기판에 적층된 광배선층을 구비하는 광·전기배선기판으로서, 상기 광배선층은 빛을 전파하는 코어와, 상기 코어를 끼우는 클래드와, 당해 광배선층 표면에 형성되어, 전기부품을 설치하기 위한 제 2의 도전성 설치수단과, 상기 제 2의 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단을 갖는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는 전기배선을 갖는 기판에 광배선층을 적층하고, 더욱이 광배선층상에, 전기부품을 실장하기 위한 도전성 설치수단이 설치되어 있다.

그리고, 이 설치수단에 설치된 전기부품은, 접속수단에 의해 전기배선과 전기적 접속이 취해진다.

따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 광배선층 사이에 있어서 광신호를 전파시킬 수 있다. 또 전기배선, 전기부품에 있어서 전기신호의 송수신을 행할 수가 있다.

(2) 전기배선을 갖는 기판과, 당해 기판에 적층된 광배선층을 구비하는 광·전기배선기판으로서, 상기 광배선층은 빛을 전파하는 코어와, 상기 코어를 끼우는 클래드와, 상기 코어를 전파하는 빛을 반사하는 미러와, 당해 광배선층 표면에 형 성되고, 상기 미러에 반사된 빛을 수광하는 수광수단, 또는 상기 미러를 향해서 빛을 발광하는 발광수단을 설치하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과, 상기 광배선층 표면에 형성되고, 전기부품을 설치하기 위한 제 2의 도전성 설치수단과, 상기 각 도전성설치수단과 상기 전기 배선을 전기적으로 접속하는 접속수단을 갖는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는, 전기배선을 갖는 기판에 광배선층이 적층되어 있다. 더욱이 이 광배선층상에, 광부품을 실장하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과 전기부품을 실장하기 위한 제 2의 도전성 설치수단이 설치되어 있다. 그리고, 각 설치수단에 설치된 광부품 및 전기부품은, 접속수단에 의해 전기배선과 전기적 접속이 취해진다.

따라서 이와 같은 구성에 의하면, 광부품, 미러, 광배선층 사이에 있어서 광신호를 전파시키는 것이 가능하다. 또 전기배선, 전기부품에 있어서 전기신호의 송수신을 행할 수가 있다.

(3) 전기배선을 갖는 기판과, 당해 기판에 적층된 광배선층을 구비하는 광·전기배선기판으로서, 상기 광배선층은, 제 1의 클래드와, 상기 제 1의 클래드상에 형성된 빛을 전파하는 제 1의 코어와, 상기 제 1의 코어를 전파하는 빛을 반사하는 미러와, 상기 제 1의 클래드상에 상기 제 1의 코어와 동일한 소재로 형성된 복수의 제 2의 코어와, 상기 제 2의 코어상에 형성되고, 상기 미러에 반사된 빛을 수광하는 수광수단, 또는, 상기 미러를 향하여 빛을 발광하는 발광수단을 설치하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과 상기 제 1의 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단과 상기 제 1의 클래드, 상기 제 1의 코어, 상기 미러, 상 기 제 2의 코어, 상기 접속수단중, 적어도 하나를 끼우는 제 2의 클래드를 갖는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는, 전기배선을 갖는 기판에 광배선층을 적층하고 더욱이 광배선층상에 관부품을 실장하기 위한 도전성 설치수단이 설치되어 있다. 그리고, 이 설치수단에 설치된 광부품은, 접속수단에 의해 전기배선과 전기적 접속이 취해진다.

따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 광부품, 미러, 광배선층간에 있어서 광신호를 전파시킬 수 있다. 또 전기배선에 있어서 전기신호의 송수신을 행할 수가 있다.

(4) 전기배선을 갖는 기판에 광배선층을 적층한 광·전기배선기판으로서, 상기 광배선층은, 제 1의 클래드와, 상기 제 1의 클래드상에 형성된 빛을 전파하는 제 1의 코어와, 상기 제 1의 클래드상에 상기 제 1의 코어와 동일소재로 형성된 제 2의 코어와, 상기 각 제 2의 코어상에 형성되고, 전기부품을 설치하기 위한 제 2의 도전성 설치수단과, 상기 제 2의 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단과, 상기 제 1의 클래드, 상기 제 1의 코어, 상기 제 2의 코어, 상기 접속수단중, 적어도 하나를 끼우는 제 2의 클래드를 갖는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는 전기배선을 갖는 기판에 광배선층을 적층하고 또한 광배선층상에, 전기부품을 실장하기 위한 도전성 설치수단이 설치되어 있다. 그리고, 이 설치수단에 설치된 전기부품은 접속수단에 의해 전기배선과 전기적 접속이 취해진다.

따라서 이와 같은 구성에 의하면, 광배선층 사이에 있어서 광신호를 전파시키는 것이 가능하다. 또 전기배선, 전기부품에 있어서 전기신호의 송수신을 행할 수 있다.

(5) 전기배선을 갖는 기판에 광배선층을 적층한 광·전기배선기판으로서, 상기 광배선층은, 제 1의 클래드와, 상기 제 1의 클래드상에 형성된 빛을 전파하는 제 1의 코어와, 상기 제 1의 코어를 전파하는 빛을 반사하는 미러와, 상기 제 1의 클래드상에 상기 제 1의 코어와 동일한 소재로 형성된 복수의 제 2의 코어와, 상기 제 2의 코어상에 형성되고, 상기 미러에 반사된 빛을 수광하는 수광수단, 또는 상기 미러를 향하여 빛을 발광하는 발광수단을 설치하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과, 상기 제 2의 코어상에 형성되고, 전기부품을 설치하기 위한 제 2의 도전성 설치수단과, 상기 각 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단과, 상기 제 1의 클래드, 상기 제 1의 코어, 상기 미러, 상기 제 2의 코어, 상기 접속수단중, 적어도 하나를 매몰시키는 제 2의 클래드를 갖는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는 전기배선을 갖는 기판에 광배선층이 적층되어 있다. 또한 이 광배선층상에, 광부품을 실장하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과 상기 전기부품을 실장하기 위한 제 2의 도전성 설치수단이 설치되어 있다. 그리고, 각 설치수단에 설치된 광부품 및 전기부품은, 접속수단에 의해 전기배선과 전기적 접속이 취해진다.

따라서 이와 같은 구성에 의하면, 광부품, 미러, 광배선 사이에서 광신호를 전파시킬 수 있다. 또, 전기배선, 전기부품에서 전기신호의 송수신을 행할 수 있 다.

(6) 본 발명에 관한 다른 광·전기배선기판은, 전기배선을 갖는 기판과, 상기 기판의 한쪽면에 적층되고, 빛을 전파하는 코어와, 당해 코어를 끼우는 클래드를 갖는 제 1의 광배선층과, 상기 기판의 다른 쪽 면에 적층되고, 빛을 전파하는 코어와, 당해 코어를 끼우는 클래드를 갖는 제 2의 광배선층과,상기 기판을 수직방향으로 관통하여 상기 각 광배선층과 접속되고, 빛을 전파하는 코어와, 당해 코어를 끼우는 클래드를 갖는 제 3의 광배선층과, 상기 제 1의 광배선층과 상기 제 2의 광배선층 사이에 설치되고, 한쪽의 광배선층을 전파하는 빛을 다른 쪽 광배선층으로 반사시키는 제 1의 미러와, 상기 제 2의 광배선층과 상기 제 3의 광배선층 사이에 설치되며, 한쪽의 광배선층을 전파하는 빛을 다른 쪽의 광배선층에 반사시키는 제 2의 미러를 구비하는 것이다.

이 광·전기배선기판에서는, 전기배선을 갖는 기판을 따라서 서로 상이한 면에 형성된 제 1의 광배선층과 제 2의 광배선층에, 기판을 수직방향으로 관통하는 제 3의 광배선층이 소정의 각도로 접속되어 있다. 그리고 각 층끼리의 접속영역에 있어서는, 한쪽의 광배선층을 전파하는 빛을 다른 쪽의 광배선층으로 반사시키는 미러가 설치되어 있다.

따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 미러의 반사와 제 3의 광배선층의 전파에 의해 기판의 한쪽면을 따라서 전파하는 광신호를, 다른쪽 면을 따라서 전파시킬 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 광신호의 전반손실이 적고, 고밀도 실장, 소형화 가 가능한 광·전기배선기판을 실현할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 광배선층은 빛을 전파하는 코어와, 당해 코어를 끼우는 클래드를 갖는 제 1의 광배선층과, 빛을 전파하는 코어와, 당해 코어를 끼우는 클래드를 갖는 광배선층으로서, 상기 제 1의 광배선층과 소정의 각도를 이루도록 당해 제 1의 광배선층과 접속된 제 2의 광배선층과, 상기 제 1의 광배선층에서 상기 제 2의 광배선층에 걸쳐서 설치되고, 한쪽의 코어를 전파하는 빛을 다른 쪽 코어에 반사시키는 제 1의 미러를 구비하는 것이다.

이 광배선층에서는, 제 1의 광배선과 제 2의 광배선이 소정의 각도를 이루도록 접속되어 있다. 그리고, 각 층끼리의 접속영역에 있어서, 한쪽의 광배선층을 전파하는 빛을 다른 쪽 광배선층으로 반사시키는 미러가 설치되어 있다.

또한, 본 발명은, 상기 광배선층과 전기배선을 가지며 당해 광배선층을 적층한 기판을 구비하는 광·전기배선기판으로 하는 것도 가능하다.

이 광·전기배선기판은, 상술한 광배선층을 전기배선을 갖는 기판에 적층한 구성으로 되어 있다. 따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 미러, 광배선층 사이에서 광신호를 전파시키는 것이 가능하다. 또, 전기배선에서 전기신호의 송수신을 행할 수 있다.

또한, 본 발명은 이미 설명한 각 광·전기배선기판과, 상기 제 1의 도전성 설치수단에 설치되고, 상기 미러에 반사된 빛을 수광하는 또는 상기 미러를 향하여 빛을 발광하는 광학부품을 구비하는 실장기판으로 하는 것도 가능하다.

이와 같은 구성에 의하면, 광부품, 미러, 광배선층 사이에서 광신호를 전파 시킬 수 있다. 또 전기배선에서 전기신호의 송수신을 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 이미 설명한 각 광·전기배선기판과, 상기 제 2의 도전성 설치수단으로 설치된 전기부품을 구비하는 실장기판으로 하는 것도 가능하다.

이와 같은 구성에 의하면, 미러, 광배선층 사이에서 광신호를 전파시킬 수 있다. 또, 전기배선, 전기부품에 있어서 전기신호의 송수신을 행할 수가 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 광신호의 전반손실이 적고, 고밀도 실장, 소형화가 가능한 광배선층, 광·전기배선기판 및 실장기판을 실현할 수 있다.

본 발명에 관한 광· 전기배선기판 제조방법은, 평활한 제 1의 지지기판에 광배선층을 형성하는 공정과, 상기 광배선층에, 당해 광배선층을 전파하는 빛을 반사하는 미러를 형성하는 공정과, 상기 광배선층을 상기 제 1의 지지기판에서 박리하고, 전기배선을 갖는 기판에 접착하는 공정과, 상기 미러에 반사된 빛을 수광하는 수광수단, 상기 미러를 향해서 빛을 발광하는 발광수단, 전기부품의 어느것인지를 설치하기 위한 설치수단으로서, 상기 전기배선과 전기적으로 접속되어 있는 도전성 설치수단을 상기 광배선층상에 만드는 공정을 구비하는 것이다.

이 광·전기배선기판 제조방법에서는, 평활한 제 1의 지지기판상에 광배선층을 형성한 후, 전기배선을 가진 기판에 광배선층을 적층한다.

따라서, 이와 같은 구성에 의한면, 광배선층의 형성, 설치수단의 형성에 있어서, 전기배선에 의한 요철의 영향을 받지 않는다.

또한, 본 발명에 관한 다른 광·전기배선기판 제조방법을 다음에 표시한다.

(1) 평활한 제 1의 지지기판에 광배선층을 형성하는 공정과 상기 광배선층을 제 1의 지지기판에서 박리하고 제 1의 장착층을 사용하여, 당해 광배선층의 한쪽면을 평활한 제 2의 지지기판에 접착시키는 공정과, 전기배선을 갖는 기판의 표면에, 제 2의 접착제를 도포하는 공정과, 상기 광배선층의 다른 쪽 면을 전기배선을 갖는 기판표면에 도포한 제 2의 접착제에 접착시키는 공정과, 상기 광배선층에서 제 2의 지지기판 및 제 1 접착층을 박리하는 공정을 구비하는 광·전기배선기판 제조방법이다.

이 광·전기배선기판 제조방법에서는, 평활한 제 1의 지지기판상에 형성된 광배선층을 제 2의 지지기판에 접착한다. 그리고 제 2의 지지기판에 접착하고, 평탄한 상태를 유지한채로, 전기배선을 가진 기판에 적층된다.

따라서 이와 같은 구성에 의하면, 광배선층의 형성, 설치수단의 형성에 있어서, 전기배선에 의한 요철의 영향을 받지 않는다.

(2) 평활한 제 2의 지지기판에 광배선층을 형성하는 공정과, 전기배선을 갖는 기판표면에 접착층을 도포하는 공정과, 상기 광배선층을 상기 접착층에 접착시키는 공정과, 상기 광배선층에서 상기 지지기판을 박리하는 공정을 구비하는 광·전기배선기판 제조방법이다.

이 광·전기배선기판 제조방법에서는, 평활한 제 2의 지지기판상에 광배선층을 형성한다. 그리고, 평탄한 상태를 유지한체로, 당해 광배선층을 전기배선을 갖는 기판에 적층한다.

따라서 이와 같은 구성에 의하면, 광배선층의 형성, 설치수단의 형성에 있어서, 전기배선에 의한 요철의 영향을 받지 않는다.

(3) 전기배선을 갖는 기판에 제 1의 관통구멍을 형성하는 공정과, 상기 기판의 양면에 제 1의 클래드층을 형성하고, 상기 제 1의 관통구멍에 클래드를 충족시키는 공정과, 상기 제 1의 관통구멍의 내경보다도 작은 내경을 갖는 제 2의 관통구멍을 제 1의 관통구멍에 형성하는 공정과, 상기 각 클래드층을 코어층으로 피복하여 상기 제 2의 관통구멍을 코어로 충족시키고, 상기 기판을 따른 광배선과 상기 광배선을 관통하는 광배선을 얻는 공정과, 상기 각 코어층 중, 광배선으로서 사용하지 않는 부분을 제거하고, 제 1의 클래드층을 노출시키는 공정과, 상기 제 1의 클래드층 및 상기 코어층이 노출하고 있는 부분의 위에, 상기 제 1의 클래드층과 동등한 굴절률을 갖는 제 2의 클래드층을 형성하는 공정과, 상기 기판을 따른 광배선에서 상기 광배선을 관통하는 광배선에 걸쳐서 빛을 반사하는 미러를 형성하는 공정을 구비하는 광·전기배선기판 제조방법이다.

이 광·전기배선기판 제조방법에 의하면, 미러의 반사와 제 3의 광배선층의 전파에 의해 기판의 한쪽면을 따라서 전파하는 광신호 및 다른 쪽 면을 따라서 전파시키는 광·전기배선기판을 얻을 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 광배선층 제조방법은, 평활한 지지기판상에 박리막을 형성하는 공정과, 상기 박리막의 위에, 제 1의 방향으로 빛을 전파하는 제 1의 코어와 당해 제 1 코어를 끼우는 클래드로 이루어지는 제 1의 광베선층을 형성하는 공정과, 상기 제 1의 광배선층에 대하여 소정의 각도를 이루는 구멍을 형성하는 공정과, 상기 구멍에 코어를 충족시키고, 상기 제 1의 방향에 대하여 상기 소정의 각도를 이루는 제 2의 방향으로 빛을 전파하는 제 2 코어를 형성하는 공정과, 제 1코 어에서 제 2 코어에 걸쳐서 형성하고, 한쪽 코어에서 다른 쪽 코어에 전파하는 빛을 반사하는 미러를 형성하는 공정과, 상기 광배선층을 지지기판에서 박리하는 공정을 구비하는 것이다

이 광배선층 제조방법에 의해 얻게 되는 광배선층은, 미러의 반사에 의해, 한쪽의 광배선층에서 다른 쪽 광배선층에 광신호를 전파시킬 수가 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 광신호의 전반손실이 적고, 고밀도 실장, 소형화가 가능한 광배선층, 광·전기배선기판, 실장기판의 제조방법을 실현할 수 있다.

본 발명의 추가되는 목적과 장점은 다음 내용에서 설명될 것이며 명백하게 될 것이고, 또는 본 발명을 실행함으로써 알게 될 것이다. 본 발명의 목적과 장점은 다음에 특별히 지적되는 수단과 결합에 의하여 현실화 되고 달성하게 될 것이다.

첨부되는 도면은 명세서를 구현하고 구성하며, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고, 상술한 전체 설명서와 아래에 제시된 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함깨 본 발명의 원리를 설명하는데 소용될 것이다.

(실시예)

이하 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 6 실시예를 도면에 의거하여 설명한다

(제 1 실시예)

제 1 실시예에 표시되는 광·전기배선기판의 중요한 점은, 광부품(광소자)을실장하는 광배선층과, 전기배선을 갖는 기판을 적층구조로한 착상에 있다.

도 1은 제 1의 실시예에 관한 광·전기배선기판(50)을 광부품 실장에서 본 상변도를 표시하고 있다.

도 2(a)는 도 1에 있어서의 C-C 방향에서의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 광·전기배선기판(50)은, 기판(52)에 광배선층(51)을 적층한 구조로 되어 있다.

먼저, 도 1 및 도 2에 의거하여 광·전기배선기판(50)의 구성에 관하여, 광배선계, 전기배선계, 광배선계와 전기배선계의 접속의 순서로 설명한다.

광배선층(51)은 광신호가 전반하는 코어(501)와 광신호를 코어(501)에 폐쇄시키는 클래드(503)로 구성된다. 코어(501)를 형성하는 재료의 굴절률을 클래드 (503)의 그것에 비교하여 높게 함으로써, 광신호는 코어(501)내를 전반된다.

코어(501)에는 광신호의 입사각이 45°가 되도록 설치된 미러(505)가 설치되어 있다. 광신호는 미러(505)를 통하여 코어(501)와 광부품(레이저 다이오드나 포토다이오드 등)의 사이에서 전반된다(도 9a, 9b 참조). 미러(505)의 계면(코어(501)와 반대측의 면)은 코어(501)보다 굴절률이 낮은 수지를 접촉시키던지, 공기와 접촉시킨다. 그 밖에 당해 계면에 금속박막을 형성해도 좋다.

도 2b에 도시하는 광·전기배선기판(53)은, 광신호의 입사각이 45°로 되는 다른 미러(512)를 가진 예를 도시하고 있다. 광·전기배선기판(50)과 광·전기배선기판(53)은 당해 미러(512) 형성이외는 동일한 구성을 가진다.

광배선층(51)의 표면에는, 패드(509)가 미러(505) 바로 위의 주변부에 배치되어 있다. 이 패드(509)는, 광배선층(51) 위에 설치되는 광부품과 기판(52)의 전기접속을 취하기 위한 것이다. 패드(509)의 수량은, 설치되는 광부품의 수량에 의 해 결정된다. 따라서 도 1에 도시하는 바와 같이, 4개로 한정될 필요는 없고, 임의의 수량이라도 좋다. 또, 그 형상은 설치되는 광부품의 접속단자의 형상에 의해 결정된다. 따라서 도 1에 도시하는 바와 같이, 원형에 한정될 필요는 없고, 임의의 형상이라도 좋다. 일반적으로는 광부품의 접속을 위한 납땜 볼이나 급속리드 등에 맞춘 형상이 고려된다.

또한 광배선층(51)의 표면에는, 랜드(511), 및 당해 랜드(511)와 패드(509)를 접속하기 위한 전기배선(513)이 설치되어 있다.

기판(52)은 그 표면에 전기배선(519)을 가지고 있다. 그 종류는 단층의 절연기판이라도, 다층전기배선기판이라도 좋다. 기판(52)의 재료로서는, 폴리이미드 필림, 유리포에 에폭시수지 등을 함침시킨 기판, 세라믹기판 등을 사용할 수 있다.

광배선층(51)은, 접착제(521)를 통하여 기판(52)에 고정되어 있다. 또, 광배선층(51)의 위에 설치되는 광부품과 전기배선(519)은, 다음과 같이 해서 전기적으로 접속된다.

즉 랜드(511)와 전기배선(519)을 비어홀(523)을 통하여 전기접속한다. 전기배선(519)으로부터의 전류는 비어홀(523)을 통하여 랜드(511)에 공급되고, 다시 전기배선(513)을 통하여 패드(509)에 흐른다. 광배선층(51)의 위에 설치되는 광부품은, 패드(509)와 전기적 접속을 가지므로써, 필요한 전류를 얻을 수 있다.

또한, 전기부품과 기판(52) 상의 전기배선의 전기접속도 동일하게 행해진다. 도 2a 및 도 2b에 도시한 광·전기배선기판에서는, 광배선층(51)의 표면에 패드(509), 랜드(511) 및 전기배선(513)이 노출되고 있다. 이것에 대하여, 광배선 층(51)의 표면의 랜드(511)와 전기배선(513)은 클래드(503)와 동일한 굴절률의 수지층(525)으로 피복되고, 광부품과 전기접속하기 위한 패드(5)의 일부분만이 노출되고 있는 광·전기배선기판(55, 57)을 도 3a 및 도 3b에 도시한다.

광·전기배선기판(50, 53)과 광·전기배선기판(55, 57)의 제조방법 및 작용효과의 상이점에 관해서는 후술한다.

더욱이, 도 3a, 및 도 3b에는 도시하지 않았는데, 전기부품과 전기 접속하기 위한 패드도 동일하게 노출될 필요가 있다.

다음에 본 발명에 관한 광·전기배선기판의 얼라이먼트에 관하여 설명한다.

본 발명은 광부품을 실장하는 광·전기배선기판이므로, 기판-광부품 사이에 있어서의 얼라이먼트가 중요하다.

그 때문에, 본 발명에 관한 각 광·배선기판(50, 53, 55, 57)에는, 광부품 실장을 위한 패드(509)의 위치를 결정하기 위한 얼라이먼트마크(507)와 밀러(505)의 위치를 결정하기 위한 얼라이먼트마크(515)가 형성되어 있다. 이들의 얼라이먼트마크는, 후술하는 바와 같이 코어(501)와 동시에 형성된다.

또한, 본 실시예에서는 설명하지 않았는데, 얼라이먼트마크는, 필요에 따라서 설치되는 구성이면 좋다. 예컨대 얼라이먼트마크(515)를 형성하지 않는 광·전기배선기판(50)의 광부품 실장면은, 도 4와 같다.

2. 광·전기배선기판의 제조방법

다음에 본 발명에 관한 광·전기배선기판의 제조방법에 관하여 설명한다.

본 발명에 관한 광· 전기배선기판의 제조방법의 개략은 다음과 같다. 먼저 전기 배선을 갖는 기판과는 별체인 지지기판상에, 광배선층을 만든다. 이 때 코어와 얼라이먼트마크를 포토리소그래피(photolithography) 기술에 의해 동시에 만든다.

다음에, 얼라이먼트마크를 기준으로 하여, 코어의 일부에 미러를 설치한다. 다음에 광배선층을 기판에 접착한다.

다음에 얼라이먼트마크를 기준으로 하여, 비어홀을 통하여 기판상의 전기배선과 전기접속하고 있는 패드를 광배선층상에 만든다.

이 제조방법에서 특히 중요한 점은, 미리 별도의 지지기판에 광배선을 제작하고, 전기배선기판에 붙이고 있는 공정을 갖는 것이다. 따라서, 종래와 같이, 요철이 있는 전기배선을 갖는 절연기판상에 즉시 쌓아올려서 광배선을 제작하는 공정은 포함하지 않는다. 이것에 의해, 받침인 전기배선기판의 요철을 완화하고, 요철에 의한 광신호의 손실을 어느정도 저감할 수 있다.

이하, 더욱 상세히 제조방법의 4개 예를 도면에 의거하여 설명한다.

<광·전기배선기판의 제조방법 1-1>

광·전기배선기판의 제조방법의 제 1의 예는 도 2a에 도시한 광·전기배선기판(50)의 제조방법이다. 이하 도 5a 내지 도 5o를 참조하면서 설명한다.

도 5a 내지 도 5o는 광·전기배선기판(50)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면이며, 실행순으로 열거되어 있다.

먼저 도 5a에 도시하는 바와 같이, 실리콘웨이퍼인 기판(559)의 위에, 박리층 (531)으로서 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터링(sputtering)하고, 그 후, 황산동도금 욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다.

다음에 도 5b에 도시하는 바와 같이, 박리층(531)상에, 제 1의 클래드(504)로서 폴리이미드(OPI-N1005) (히다치 가세이 고교 (주) 제)를 스핀코팅하고, 350℃에서 이미드화시킨다. 이 때의 막의 두께는, 예를 들면 20㎛ 정도이다.

도 5c에 도시하는 바와 같이, 제 1의 클래드(504)의 위에, 코어층(532)으로서 폴리이미드(OPI-NI305)(히다치 가세이(주)제)를 동일하게 스핀코팅하고, 350℃로 이미드화 시킨다. 이 때의 막두께는, 예를 들면 8㎛이다. 또한 광배선층(51)에 사용되는 코어(501)(코어층(532)) 및 제 1의 클래드(504)의 재료는 반드시 폴리이미드수지가 아니라도 좋다. 예를 들면, 불소화 또는 중수소화한 에폭시수지, 메터크릴산 에스테르수지등의 고분자재료 중에서, 광신호에 사용되는 광의 파장에 의해 손실이 적은 재료 등을 선택할 수 있다.

또한, 코어층(532) 표면에 Al을 증착하고, 포토레지스트의 소정의 패턴을 형성하고, 에칭처리를 행하여, Al의 메탈마스크(533 및 535)를 형성한다. 메탈마스크 (533)는 광배선으로 되는 코어(501)의 패턴에 대응하고 있다. 또 메탈마스크(535)는 얼라이먼트마크(507)의 패턴에 대응하고 있다.

다음에 도 5d에 도시하는 바와 같이, 산소가스를 사용하고, 반응성이온 에칭으로 코어층(532)을 에칭한다. 또한 메탈마스크인 Al막을 에칭제거하여 코어(광배선)(501)의 패턴 및 얼라이먼트마크(507)의 패턴을 동시에 형성한다. 이 때의 코어(501) 패턴의 선폭은, 예를 들면 8㎛ 이다. 또, 단면형상은, 예를 들면 높이8㎛. 폭 8㎛ 의 정사각형이다. 코어(501)의 단면의 치수는 이것에 한하지 않고, 전송모 드, 코어와 클래드의 굴절률차에 따라서 5㎛로부터 100㎛ 이면 좋다.

도 5e에 도시하는 바와 같이 제 2의 클래드(506)로서 OPI-1005를 코팅하고 이미드화시킨다. 수법은, 제 1의 클래드(504)의 경우와 동일하다. 이 때의 클래드 두께는 예를 들면 코어광배선층상에서 20㎛ 이다. 이렇게 하여, 제 1의 클래드(504)와 제 2의 클래드(506)로 이루어지는 클래드(503)가 형성된다.

그리고, 도 5f에 도시하는 바와 같이, 클래드(503)의 표면에, Cr,Cu 의 금속박막층을 스퍼터링한다. 추가하여, 황산동 도금욕 내에 Cu층을 약 10㎛ 형성한다. 또한 포토리소그래피 기술에 의해 포토레지스트의 패턴을 형성하고, 에칭액으로 에칭한다. 그 결과 패드(509), 전기배선(513) 및 랜드(511)를 형성할 수 있다. 도 5e에서 랜드(511)에는, 미리 설치된 개구부(537)가 도시되어 있다. 이 개구부(537)에는 후에 레이저로 비어홀(523)형성용의 구멍부가 형성된다, 또, 동시에 전기부품 접속을 위한 패드, 전기배선 및 랜드도 형성된다.

다음에 도 5g와 같이 보호막으로서 포토레지스트(539)를 코팅하였다. 이것은 동으로 형성된 패드(509), 전기배선(513) 및 랜드(511)를 박리액에서 보호하기 위하기 때문이다.

다음에 박리액으로서 염화제 2 철액을 사용하여 박리층(22)중의 Cu층을 용해하고, 도 5h에 도시하는 바와 같이 광배선층(51)을 박리하여 광배선필름을 제작하였다.

도 5l에 도시하는 바와 같이 광배선층(51)상의 패드(509), 전기배선(513) 및 랜드(511)이 형성되어 있는 측을 제 2의 지지기판(541)에 접착제로 접착시킨다. 이 때, 제 2의 지지기판(541)은, 광배선층(51)이 접착되어 있지 않은 측에서 얼라이먼트마크(507)가 보이는 투명한 것을 이용한다. 또, 접착제는, 박리하기 쉬운 것을 사용하든지, 또는 자외선으로 경화함으로써 접착력이 저하하는 것을 사용한다.

도 5j에 도시하는 바와 같이, 코어(501)의 패턴을 형성할 때에, 동시에 형성된 얼라이먼트마크(515)(도 4 참조)를 기준으로, 코어(501)패턴의 일부에 기계가공으로 기판과 45°의 각도로 미러(505)를 형성한다.

도 5k에 도시하는 바와 같이, 전기배선(519)을 갖는 기판(52)상에, 접착제(521)로서 열가소성을 표시하는 변성(變成) 폴리이미드수지를 20㎛ 코팅하고, 건조시키고, 광배선층의 미러가공한 면을 붙여서 가열접착한다.

다음에 도 5ℓ에 도시하는 바와 같이, 자외선을 조사(照射)함으로써, 제 2의 지지기판(541)을 박리한다.

그리고, 도 5m에 도시하는 바와 같이, 광배선층(51)상에, 보호막(543)으로서, 도금레지스트를 코팅한다.

도 5n에 도시하는 바와 같이, 비어홀(523)을 형성하는 위치인, 랜드(511)의 개구부(537)에, 레이저로 비어홀(523)용의 구멍(545)을 형성한다. 이 때 사용되는 레이저로서는, 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적합하다.

도 5o에 도시하는 바와 같이, 광배선(51)표면 및 레이저가공을 시행한 구멍(545) 내부표면에, 스퍼터링으로 Cr, Cu의 금속박막을 형성한다. 그리고, 이 금속박막을 전극으로 하여, 황산동욕 내에서 비어홀 내부 및 랜드부에 동도금을 실행한다. 최후에, 보호막인 도금레지스트(543)를 제거하고, 금속박막을 에칭하여 비어 홀(523) 및 랜드(511)를 형성함으로써, 도 2a에 도시하는 광·전기배선기판 (50)을 얻을 수가 있다.

<광·전기배선기판의 제조방법 1-2>

광·전기배선기판의 제조방법의 제 2의 예는 도 2a에 도시한 광·전기배선기판(50)의 다른 제조방법이다. 이하, 도 6a 내지 도 6m을 참조하면서 설명한다.

도 6a 내지 도 6m은, 광·전기배선기판(50)의 다른 제조방법의 각 공정을 도시하는 도면이며 공정순으로 나란히 세워저 있다.

먼저, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 실리콘 웨이퍼인 기판(559)의 위에 박리층(531)으로서 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터링하고, 그 후, 황산동도금욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다.

다음에 도 6b에 도시하는 바와 같이, 박리층(531)상에, 제 1의 클래드(504)로서 폴리이미드(OPI - N1005)(히다치 가세이 고교(주)제)를 스핀코팅하고, 350℃로 이미드화시킨다. 이 때의 막두께는 예를 들면 20㎛ 정도이다.

도 6c에 도시하는 바와 같이, 제 1의 클래드(504)의 위에, 코어층(532)으로서 폴리이미드(OPI-N1305(히다치 가세이(주)제)를 동일하게 스핀코팅하고, 350℃로 이미드화시킨다. 이 때의 막 두께는, 예를 들면 8㎛ 이다. 또한, 광배선층(51)에 사용되는 코어(501)(코어층(532)) 및 클래드(503)의 재료는 반드시 폴리이미드수지가 아니라도 좋다. 예를 들면, 불소화 또는 중수소화한 에폭시수지, 메타구릴산 에스텔수지 등의 고분자재료 중에서 광신호에 사용되는 빛의 파장에 의해 손실이 적은 재료 등을 선택할 수 있다.

또한 코어층(532) 표면에 Al을 증착하고, 포토레지스트의 소정의 패턴을 형성하고, 에칭처리를 행하고, Al의 메탈마스크(533, 535)를 형성한다. 메탈마스크(533)는 광배선으로 되는 코어(501)의 패턴에 대응하고 있다. 또 메탈마스크(535)는 얼라이먼트마크(507)의 패턴에 대응하고 있다.

다음에 도 6d에 도시하는 바와 같이, 산소가스를 사용하고, 반응성 이온에칭으로 코어층(532)을 에칭한다. 또한 메탈마스크인 Al막을 에칭제거하여 코어(광배선)(501)의 패턴 및 얼라이먼트마크(507)의 패턴을 동시에 형성한다. 이 때의 코어(501)패턴의 선폭은, 예를 들면 8㎛ 이다. 또 단면형상은 예를 들면 높이 8㎛, 폭 8㎛ 의 정사각형이다. 코어(501)의 단면의 치수는 이것에 한하지 않고, 전송모드, 코어와 클래드의 굴절률차에 의해서 5㎛ 로부터 100㎛ 이면 좋다.

도 6e에 도시하는 바와 같이, 제 2의 클래드(506)로서 OPI-1005를 코팅하여 이미드화시킨다. 수법은 제 1의 클래드(504)의 경우와 동일하다. 이 때의 클래드 두께는 예를 들면 코어광배선층상에서 20㎛ 이다.

다음에 도 6f에 도시하는 바와 같이, 코어(501)의 패턴을 형성할 때에, 동시에 형성한 얼라이먼트마크(515)(도 4 참조)를 기준으로, 코어(501) 패턴의 일부에 기계가공으로 기판과 45°의 각도로 미러(505)를 형성한다.

그리고, 도 6g에 도시하는 바와 같이, 박리액으로서 염화제 2철액을 사용하여 박리층중의 Cu층을 용해하고, 광배선층을 박리하여 광배선필름을 제작한다.

도 6h에 도시하는 바와 같이, 전기배선(519)을 갖는 기판(52)상에 접착제 (521)로서 열가소성을 표시하는 변성폴리이미드수지를 20㎛ 코팅하고, 건조시키며, 광배선층의 미러가공한 면을 붙여서 가열접착한다.

도 6i에 도시하는 바와 같이, 비어홀(523)을 형성하는 위치에, 레이저로 비어홀(523)용 구멍(545)를 형성한다. 레이저로서는 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적합하다.

다음에 도 6j에 도시하는 바와 같이, 광배선층(51)의 표면 및 레이저가공을 시행한 구멍(545)내부에, 스퍼터링으로 Cr, Cu의 금속박막(547)을 형성한다.

도 6k에 도시하는 바와 같이, 패드(509), 랜드(511) 및 전기배선(513) 이외의 광배선층 표면에 도금레지스트(543)(보호막(543))을 형성한다.

도 6ℓ에 도시하는 바와 같이, 금속박막(547)을 전극으로 하여, 황산동욕 내에서 비어홀(523)내부, 패드(509), 랜드(511) 및 전기배선(513)에 동도금을 행한다.

도 6m에 도시하는 바와 같이, 도금레지스트(543)를 박리하고, 다시, 금속박막(547)을 소프트에칭으로 제거한다. 그리고, 비어홀(523), 패드(509), 랜드(511) 및 전기배선(513)을 형성함으로써, 광·전기배선기판(50)을 얻을 수 있다.

<광·전기배선기판의 제조방법1-3>

광·전기배선기판의 제조방법의 제 3의 예는, 도 2b에 도시한 광·전기배선기판(53)의 다른 제조방법이다. 이하, 도 7a 내지 도 7p를 참조하면서 설명한다

도 7a 내지 도 7p는 광·전기배선기판(53)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면이며, 공정순으로 열거되어 있다.

먼저, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 실리콘웨이퍼인 기판(559)의 위에 박리 층(531)으로서 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터링하고, 그 후, 황산동도금욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다.

다음에 도 7b에 도시하는 바와 같이, 박리층(531) 상에, 제 1의 클래드(504)로서 폴리이미드 OPI-N1005(히다치 가세이 고교(주)제)를 스핀코팅하고, 350℃에서 이미드화시킨다. 이 때의 막두께는 예를 들면 20㎛ 정도이다.

도 7c에 도시하는 바와 같이, 제 1의 클래드(504)의 위에, 코어층(532)으로서 폴리이미드(OPI-N1305)(히다치 가세이(주)제)를 동일하게 스핀 코팅하고, 350℃에서 이미드화시킨다. 이 때의 막두께는, 예를 들면 8㎛ 이다. 또한 광배선층(51)에 사용되는 코어(501)(코어층(532)) 및 클래드(503)의 재료는 반드시 폴리이미드수지가 아니라도 좋다. 예를 들면 불소화 또는 중수소화한 에폭시수지, 메타크릴산 에스테르수지 등의 고분자재료중, 광신호에 사용되는 빛의 파장에 의해 손실이 적은 재료 등을 선택할 수 있다.

또한, 코어층(532) 표면에 Al을 증착하고, 포토레지스트의 소정의 패턴을 형성하고, 에칭처리를 행하여, Al의 메탈마스크(533,535)를 형성한다. 메탈마스크 (533)는 광배선으로 되는 코어(501)의 패턴에 대응하고 있다. 또, 메탈마스크(535)는 얼라이먼트마크(507)의 패턴에 대응하고 있다.

다음에, 도 7d에 도시하는 바와 같이, 산소가스를 사용하고, 반응성 이온에칭으로 코어층(532)을 에칭한다. 또한, 메탈마스크인 Al막을 에칭제거한 코어(광배선)(501)의 패턴 및 얼라이먼트마크(507)의 패턴을 동시에 형성한다. 이 때의 코어(501)패턴의 선폭은, 예를 들면 8㎛ 이다. 또, 단면형상은, 예를 들면 높이 8㎛, 폭 8㎛의 정사각형이다. 코어(501)의 단면의 치수는, 이것에 한하지 않고, 전송모드, 코어와 클래드의 굴절률차에 의해 5㎛ 로부터 100㎛이면 좋다.

도 7e에 도시하는 바와 같이, 제 2의 클래드(506)으로서 OPI-1005를 코팅하고 이미드화시킨다. 수법은, 제 1의 클래드(504)의 경우와 동일하다. 이 때의 클래드 두께는, 예를 들면 코어 광배선층 상에서 20㎛ 이다.

그리고 도 7f에 도시하는 바와 같이, 제 2 클래드(503)의 표면에, Cr, Cu 의 박막층을 스퍼터링한다. 추가하여, 황산동도금욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다. 또한 포토리소그래피기술에 의해 포도레지스트의 패턴을 형성하고, 에칭액으로 에칭한다. 그 결과, 패드(509), 전기배선(519) 및 랜드(511)을 형성할 수 있다. 또한 도 7e에서 랜드(511)에는, 미리 설치된 개구부(537)가 도시되어 있다. 이 개구부(537)에는, 후에 레이저로 비어홀(523) 형성용의 구멍부가 형성된다. 또, 도시는 하지 않았으나, 동시에 전기부품 접속을 위한 패드, 전기배선 및 랜드도 형성하였다.

다음에, 도 7g와 같이, 보호막으로서 포토레지스트(539)를 코팅하였다. 이것은 동으로 형성된 패드(509), 전기배선(513) 및 랜드(511)를 박리액에서 보호하기 때문이다.

다음에 박리액으로서 염화제 2철액을 사용하여 박리층(22)중의 Cu층을 용해하고, 도 7h에 도시하는 바와 같이, 광배선층(51)을 박리하여 광배선 필름을 제작한다,

도 7i에 도시하는 바와 같이, 광배선층(51)상의 패드(509), 전기배선(513) 및 랜드(511)이 형성되어 있는 측을 제 2의 지지기판(541)에 접착제로 접착시킨다. 이 때, 제 2의 지지기판(541)은, 광배선층(51)이 접착되어 있지 않은 측으로부터 얼라이먼트마크(507)가 보이는 투명한 것을 이용한다. 또, 접착제는 박리되기 쉬운것을 사용하든지 또는 자외선으로 경화함으로써 접착력이 저하하는 것을 사용한다.

또한, 도 7i에 있어서, 광배선층(51)의 접착면과는 반대의 면상에, Cr, Cu의 박막층을 스퍼터링하고, 추가하여, 황산동도금욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다. 또한, 포토리소그래피기술에 의해 포토레지스트의 패턴을 형성하고, 에칭액으로 에칭함으로써, 미러형성을 위한 레이저용 마스크(551)를 형성한다. 이 레이저용 마스크(551)의 위치는, 반대면의 패드(509)와 동일하게, 얼라이먼트마크(507)로 규정된다. 또, 레이저용 마스크(551)에는 개구부(553)가 형성되어 있다. 따라서, 레이저광을 조사한 경우에는, 개구부(553)만이 가공된다.

그리고 기판면에 대한 입사각이 45°레이저를 개구부(553)에 조사함으로써 도 7j에 도시하는 바와 같이, 기판과 45°의 각도에 미러(505)가 형성된다. 레이저로서는, 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적합하다.

도 7k에 도시하는 바와 같이 레이저용 마스크(551)를 에칭액으로 제거한다.

도 7ℓ에 도시하는 바와 같이, 전기배선(519)을 가진 기판(52) 상에, 접착제로서 열가소성을 표시하는 변성폴리이미드수지(521)를 20㎛ 코팅하여 건조시키고, 광배선층의 미러가공한 면을 붙여서 가열접착한다.

도 7m에 도시하는 바와 같이, 자외선을 조사함으로써 제 2의 지지기판(541)을 박리한다.

도 7n에 도시하는 바와 같이, 광배선층(54)상에, 보호막으로서, 도금레지스트(543)를 코팅한다.

도 7o에 도시하는 바와 같이, 비어홀(523)을 형성하는 위치로서, 랜드의 개구부(537)에, 레이저로 비어홀용의 구멍(555)을 형성한다. 레이저로서는 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적합하다.

도 7p에 있어서, 광배선층(54) 표면에 늘어서서 레이저가공을 시행한 구멍내부에, 스퍼터링으로 Cr, Cu의 금속박막을 형성한다. 그리고, 이 금속박막을 전극으로 하여, 황산동욕 내에서 비어홀(523) 내부 및 랜드(511)에 동도금을 행한다. 또한 보호막으로서의 도금레지스트(543)를 제거하고, 금속박막을 에칭하여, 비어홀(523) 및 랜드(511)를 형성함으로써, 광·전기배선기판(53)을 얻을 수 있다.

또, 상세히는 설명하지 않는데, 도 7f에 도시하는 공정에 있어서, 패드(509), 랜드(511) 및 전기배선(513)을 형성할 때에 동시에, 미러형성을 위한 레이저용 마스크를 형성하고, 기판과 45°의 각도로 레이저 가공을 행하여 미러를 형성할 수도 있다. 이것에 의해 공정이 간략화될 수 있을 뿐만 아니라, 패드와 미러의 위치를 1장의 포토마스크로 정밀도 좋게 결정지을 수 있다.

<광·전기배선기판의 제조방법 1-4 >

광·전기배선기판의 제조방법의 제 4의 예는, 도 3a에 도시한 광·전기배선기판(55)의 제조방법이다. 이하, 행하면서 설명한다.

광·전기배선기판(55)은, 상술한 바와 같이, 광·전기배선기판(50)에 새로운 수지층(525)(클래드(503)와 동일한 굴절률을 가진)을 설치한 것이다. 따라서, 제 4의 제조방법은 제 1의 제조방법에, 수지층(525)을 제조하기 위한 새로운 공정이 가해진 것이다. 이하, 제 1의 제조방법과 동일한 공정은 그 설명을 생략하고, 새롭게 추가되는 공정만을 다음에 설명한다.

도 8a, 도 8b는 계속되며, 수지층(525)을 제조하기 위한 공정이고, 공정순으로 나열되어 있다.

도 5o에 도시한 공정에 있어서, 광·전기배선기판(50)를 제조한 후, 도 8a에 도시하는 바와같이 광배선층(51) 표면에 클래드(503)을 사용한 폴리이미드 OPI-N1005(히다치 가세이 고교(주)제)를 스핀코팅하고, 350℃에서 이미드화시킨다. 이 때의 막두께는 예를들면 10㎛으로 한다.

마지막으로 도 8b에 도시하는 바와같이 얼라이먼트 마크(507)를 기준으로하고, 패드(509)에 레이저광을 조사하여 패드(509)상의 폴리이미드를 제거한다. 그 결과 개구부(556)가 형성된다. 이때에 사용하는 레이저는 엑시머 레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 바람직하다.

이상의 결과 광·전기배선기판(55)을 얻을 수가 있다.

더욱이 다음 방법에 의해서도 광·전기배선기판(55,57)을 제작할 수가 있다. 즉, 제 2 및 제 3의 제조방법에 있어서 각 광·전기배선기판의 완성후, 클래드를 사용한 폴리이미드 OPI-N1005 (히다치 가세이 고교(주)제)층을 광배선층상에 형성하고 패드상의 폴리이미드를 제거하는 공정을 더 가하면 된다.

3. 실장기판

다음에 상술한 본 발명에 관한 광·전기배선기판에 광부품(발광소자, 수광소 자 등)을 실장한 실장기판에 대하여 설명한다. 이하, 광·전기배선기판(55)을 예로한 실장기판을 설명하지만, 기타의 광·전기배선기판에 대하여도 적용이 가능하다.

도 9a는 광·전기배선기판(55)에 발광소자(58)를 실장한 실장기판(60)을 도시하고 있다.

발광소자(58)의 발광면(581)으로부터 조사된 레이저광(100)은 도 9a에 도시하는 바와같이 미러(505)에서 반사되고 광배선층(56)중의 코어(501)를 전반한다.

도 9b는 광·전기배선기판(55)에 수광소자(59)를 실장한 실장기판(62)을 도시하고 있다.

광배선층(56)의 코어(501)를 전반해온 레이저광(100)은 미러(505)에서 반사되어 수광소자(59)의 수광면(591)에 조사된다.

도 10은 광·전기배선기판에 전기부품인 BGA 패키지(66)를 실장한 실장기판 (62)을 도시하고 있다.

상기 각 광부품 및 전기부품과 광·전기배선기판과의 전기접속은 땜납볼 (557)에 의하여 행한다. 또, 광부품이 금속리드를 갖는 경우의 전기접속은 (509) 패드와 각 광부품과의 땜납 접합에 의하여 행해진다.

다음에 각 실장기판과 각 광부품 및 전기부품과의 얼라이먼트에 대하여 설명한다.

이미 설명한 바와같이, 상기 각 제조방법에 의하면, 코어(501)와 얼라이먼트 마크(507, 515)와를 동시에 형성할 수가 있다. 그리고 각 얼라이먼트 마크(507, 515)를 기준으로 해서, 패드(509)의 위치, 기계가공에 의하여 형성된 미러(505)의 위치, 또는 레이저용 마스크에 의하여 형성된 미러(512)의 위치를 정밀도 좋게 결정할 수가 있다.

또, 패드(509)와 광부품이나 전기부품을 각 광·전기배선기판에 실장하는 경우, 접합에 사용되는 땜납의 셀프 얼라이먼트효과에 의하여, 광부품의 발광면 또는 수광면의 위치가 정밀도 좋게 결정된다.

더욱 더, 광배선층(56,58) 표면에 클래드의 굴절률과 같은 재료의 수지층(597)을 형성한 경우에는 더욱 더 다음과 같은 얼라이먼트 효과가 있다. 즉, 도 8b에 도시한 공정에서 설명한 바와같이 얼라이먼트마크(507)를 기준으로 패드 표면의 수지를 레이저로 제거하므로서, 더욱 더 땜납볼이나 리드의 땜납접합시에 있어서 광부품의 위치정밀도를 높일 수가 있다. 즉 얼라이먼트 마크(507)를 기준으로하여 위치결정된 개구부(556)에는 땜납볼(557)이나 리드선이 삽입되므로 실장하는 광부품등의 위치정밀도를 더욱 더 높일수가 있다.

따라서 전기부품 및 광부품과 광·전기배선기판을 리플로노를 통하여 표면실장하는 것 만으로 정밀도좋게 광부품의 광축과 광도파로 광축을 맞출수가 있다. 그 결과 고도의 인위적 작업을 필요로 하지 않고, 정밀도가 높은 광·전기배선기판, 실장기판을 얻을수가 있고, 코스트다운, 대량 생산이 가능하게 된다.

이상 설명한 구성에 의하면 다음 효과를 얻을 수가 있다.

제 1로 고밀도 실장 또는 소형화가 가능하다. 전기배선을 갖는 기판과 광배선층을 적층하기 때문이다.

제 2로 광배선인 코어와 광부품용 패드와 미러의 위치관계를 설계에 아주 가깝게 제조할 수가 있다. 본 발명에 관한 광·전기배선기판 및 실장기판은 상술한 얼라이먼트 효과를 갖고, 광부품의 광축과 광 배선인 코어의 광축과를 광학적으로 용이하게 일치시킬 수 있기 때문이다.

제 3으로 종래보다 코스트다운, 대량 생산을 실현할 수가 있다. 상기 구성에 따르면 광축 맞춤등 경험을 필요로하는 인위적 작업을 필요로하지 않기 때문이다.

제 3으로 본 발명에 관한 광·전기배선기판은 다시 광배선층상에 전기배선을 설치하는 것도 가능하다. 따라서 전기배선간의 크로스토크를 억제할 수가 있다. 그 결과 노이즈를 저감하는 것이 가능하다.

제 4로 코어의 광전반 손출을 저감할 수가 있다. 본 발명에 관한 광배선층은 평탄한 지지기판위에서 제조된후, 전기배선을 갖는 기판과 접착된다. 따라서 직접(전기배선을 갖는) 기판상에 제조된 광배선층과 비교한 경우, 기판상의 전기배선의 요철(凹凸)의 영향을 적게할 수 있기 때문이다.

(제 2 실시예)

다음에 제 2 의 실시예에 대하여 설명한다.

제 2의 실시예는 광·전기배선기판의 제조로서 더욱 더 높은 얼라이먼트 효과를 얻을수 있는 실시예이다. 이하의 설명에서는 간단하게 하기 위하여 레이저광을 반사하는 미러(505,512)등을 형성하지 않는 제조법을 예로 한다. 이하 설명하는 제조법은 필요에 따라 예를들면 이미 설명한 미러 형성공정을 더하면 미러를 갖 는 광·전기배선기판을 용이하게 제조할 수가 있다.

이하, 도면에 따라 제조방법의 2예를 설명한다.

<광·전기배선기판의 제조방법 2-1>

광·전기배선기판의 제조방법의 제 5예를 이하 도 11a 내지 도 11n을 참조하면서 설명한다. 최종적으로 얻어지는 광·전기배선기판은 도 11n에 도시하는 광·전기배선기판(70)이다.

도 11a 내지 도 11n은 제조방법의 각 공정을 도시한 도면이고, 공정순으로 나열되어 있다.

우선 도 11a에 도시하는 바와같이 실리콘웨이퍼 등의 제 1 지지기판(559)상에 박리층(531)으로서 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터한다. 그후 황산구리 도금욕 내에서 Cu층을 약 1㎛ 형성한다. 그 위에 제 1 클래드(504)로서, 폴리이미드 OPI-N1005(히다치 가세이 고교(주)제)를 스핀코트하고, 350℃에서 이미드화시킨다. 이때의 막두께는 예를들면 15㎛이다. 제 1의 지지기판은 실리콘 웨이퍼에 한하지 않는다. 표면이 평활하고, 400℃ 정도의 내열성이 있고, 견고한 재료이면 좋다.

다음에 도 11b에 도시하는 바와같이 코어층(532)으로서, 폴리이미드 OPI-N1305(히다치 가세이 고교(주)제)를 스핀코트하고, 350℃에서 이미드화시킨다. 이때의 막두께는 예를들면 8㎛이다.

그리고, 코어층(532) 표면에 Al를 증착하고, 포토레지스트의 소정의 패턴을 형성하고, 에칭처리를 행하고, 알루미늄의 메탈마스크를 형성한다. 더욱 더 도 11c에 도시하는 바와같이 산소가스를 사용하여, 반응성 이온에칭으로 코어층(532) 의 일부를 에칭한다. 동일하게 산소가스를 사용하여 알루미늄막을 에칭 제거하고, 광배선으로되는 코어(501)을 형성한다. 이 코어(501)의 형성과 동시에 얼라이먼트마크(도시하지않음)도 코어층(532)으로부터 형성한다. 이 얼라이먼트마크는 후술하는 전기배선기판과의 접합의 기준으로 하는 것이다.

도 11d에 도시하는 바와같이 코어(501) 위에서 제 2의 클래드(506)로서 OPI-N1005를 코팅하고 이미드화시킨다. 이때, 코어(501)위에 새로이 형성된 제 2의 클래드(506)의 막두께는 예를들면 15㎛이다. 그 결과, 코어(501), 이 코어(501)를 매몰시키는 클래드(503)으로 이루어지는 광배선층(67)을 얻을수가 있다.

다음에 도 11e에 도시하는 바와같이 염화 제 1철 용액으로 박리층(531)을 용해 제거하고, 광배선층(67)을 박리한다.

다음에 도 11f로부터 도 11i까지를 참조하여 광배선층(67)을 전기 배선기판(52)에 접합시키는 공정을 설명한다.

전기배선기판(52)의 최(最) 표면에는 전기배선(519)이 형성되어 있다. 이 전기배선기판(52)은 최표면에 막두께단차 18㎛ 정도의 요철을 낳고 있다.

종래의 제조방법에서는 전기배선기판(52)의 표면에 직접 광배선층을 형성하고 있다. 따라서 광배선층은 요철의 영향을 받아서 정밀도가 좋지않다. 이 문제에 대하여 본 발명에 관한 제조방법에서는 다음에 설명하는 공정을 실행하는 것으로 해결을 도모하고 있다.

우선, 도 11f에 도시하는 바와같이, 제 2의 지지기판(541)에 유리기판에 제 1의 접착층(573)을 1㎛ 두께로 코팅하고, 광배선층(67)을 라미네이터로 접합시킨 다. 이때 제 2 의 지지기판(541)과 광배선층(67)과의 위치맞춤은 불필요하다. 라미네이터에 의하여 광배선층(67) 표면은 매우 평활하기 때문이다.

더욱이, 제 2의 지지기판(541)은 유리기판등 어느정도의 강도를 갖고, 평탄하고 투명한 것이면 무엇이든지 좋다. 또 접착제의 종류에 의하여 필요하면 가열처리 또는 자외선 조사처리를 행한다.

본 제조방법에서는 전기배선기판(52)으로서 폴리이미드 다층 배선기판을 사용하고 있다. 그 최표면에는 전기배선(519)이 형성되어 있다. 전기배선기판(52)은 폴리이미드 다층 배선기판에 한하지 않고, 단층의 절연기판이거나 전기배선과 절연층이 번갈아 적층된 다층배선기판일지라도 좋다. 또, 구성재료로서 글라스 포목에 수지를 함침시킨 절연기판이거나 폴리이미드 필름이거나 세라믹 기판이라도 좋다.

이 전기배선기판(52)상에 제 2의 접착층(577)을 약 20㎛ 형성한다. 구체적으로는 열가소성을 나타내는 변형 폴리이미드 수지를 도포하고, 건조시키므로서 형성할 수 있다.

기타, 제 2의 접착층(577)의 재료로서는 예를들면 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-폴리(메타) 아크릴산 에스테르, 부틸라르수지, 폴리아미드계수지, 변성폴리이미드수지등, 열가소성 접착제의 좋은 것을 들수 있다. 본 제조방법에서 이들중에서 변성 폴리이미드수지를 사용한 이유는 접합온도 범위가 250℃로부터 300℃까지이고, 광·전기배선기판상의 땜납내열성을 고려할때 바람직하기 때문이다.

광배선층(67)을 제 1의 접착층(573)과 함께 제 2의 지지기판(541)으로부터, 박리할 필요가 있다. 이 때문에 제 1의 접착층(573)과 제 2의 접착층(577)과의 광배선층(67)에 대한 접착강도를 비교한 경우, 제 2의 접착층(577)의 접착강도의 편이 크게되도록 설계할 필요가 있다.

제 2의 접착층(577)을 코팅한 전기배선기판(52)상에는 도시하지 않는 얼라이먼트마크가 설치되어 있다. 이 얼라이먼트마크는 도 11c에 대응하는 공정에 있어서 형성한 얼라이먼트마크와 대응시키는 위치에 설치된다. 그리고, 도 11g에 도시하는 바와같이 전기배선기판(52) 상에 설치한 얼라이먼트마크(도시하지않음)와, 제 2의 지지기판(541)(유리기판)에 접합시킨 광배선층에 설치한 얼라이먼트마크와를 유리기판 중간부분에 맞추고 쌍방의 위치를 결정한다.

즉, 상술한 바와같이 투명한 기판을 제 2의 기판(541)으로서 사용하고 있다. 유리기판 및 광배선층(67)은 가시광에 대하여 투과성이 높고, 또, 제 1의 접착층(573)의 두께도 충분히 얇다. 따라서, 제 2의 지지기판(541)의 이면(전기배선기판(52)와의 접착층과 반대면)으로 부터 광배선층(67)의 얼라이먼트마크와 전기배선기판(52)의 얼라이먼트마크를 육안으로 볼수있게 된다.

다음에 도 11h에 있어서, 제 2의 지지기판(541)의 이면으로부터 압력 P 를 가하면서, 온도 250℃에서 1시간의 가열처리를 행한다. 이때 필요에 따라 분위기를 감압하여 접착을 행하는 것도 가능하다. 또, 제 2의 접착층(577)이 전자선 경화성 등이면, 제 2의 지지기판(541)으로부터의 전자선등의 조사에 의하여 접착이 가능하다.

그리고, 도 11i에 도시하는 바와같이 제 2의 지지기판(541)을 제 1의 접착층(573)과 함께 광배선층(67)으로부터 박리하여 전기배선기판(52)과 광배선층 (67)과의 접합을 완료한다.

여기서 주목하여야할 것은 광배선층(67)은 하지의 전기배선기판(52)의 요철의 영향을 받지않고, 평활성을 유지하면서 전기배선기판(52)에 접착 고정된 것이다. 도 11f로부터 도 11i의 공정을 경유하므로서 이것이 가능하다.

다음에 본 발명에 의한 광·전기배선기판이 완성되기까지의 공정을 도 11j로부터 도 11n까지의 의거하여 설명한다. 나머지 공정은 전기배선기판(52)에 접합된 광배선층(67)에 광부품이나 전기부품을 탑재하기 위하여 패드와, 이 광부품등과 전기배선기판과의 전기적 도통을 취하기 위한 비어홀을 형성하는 공정이다.

도 11j에 도시하는 바와 같이 레이저를 사용하여 전기배선기판(52)상의 얼라이먼트마크(도시하지 않음)를 기준으로 비어홀 형성을 위한 개구부(570)을 형성한다. 개구부의 형성방법으로서는 탄산가스 레이저나 UV-YAG 레이저나 엑시머 레이저 또는 반응성 이온에칭등의 드라이에칭 등에 의한 천공을 사용할 수가 있다. 이 경우, 밑바탕의 전기배선기판(519)이 천공의 스토퍼의 역할을 담당한다.

다음에 도 11k에 도시하는 바와 같이 스퍼터에 의하여 Cr, Cu의 순으로 금속박막(도시하지 않음)을 형성한다. 더욱 더 스핀코터로 PMER(도쿄 오카 고교(주)제)를 10㎛ 도포하고, 90℃에서 건조시켜, 포토레지스트(541)를 형성한다.

뒤이어 도 11ℓ에 도시하는 바와같이 소정의 패턴을 갖는 포토마스크(574)를 사용하여 전기배선기판(52)상에 형성한 얼라이먼트마크(도시하지 않음)를 기준으로 노광, 현상처리를 행한다. 그리고 비어홀 형성을 위한 개구부(570) 및 패드형성을 위한 개구부(570)를 제작한다. 더욱 더 110℃ 에서 포스트 베이크를 행한다.

도 11m에 도시하는 바와같이 금속박막(도 11k에 도시한 공정설명 참조)을 음극으로서 황산구리욕 중에서 Cu 도금막(576)을 형성한다. 도금막(576)의 두께는 예를들면 포토레지스트의 막두께 정도의 10㎛이다.

마지막으로 도 11n에 도시하는 바와같이 포토레지스트(541)를 전용의 박리액으로 제거하고, 에칭액으로 금속박막을 용해제거하고, 비어홀(523), 패드(509)를 제작한다. 이로서 본 발명에 의한 광·전기배선기판(70)을 완성할 수가 있다.

<광·전기배선기판의 제조방법 2-2>

다음에 제 6의 광·전기배선기판 제조방법에 대하여 설명한다. 제 6의 제조방법은 제 5의 제조방법과 동일하게 투명한 지지기판상에서 광배선층을 형성하는 다른예이다. 최종적으로 얻어지는 광·전기배선기판은 도 11n에 도시한 기판(70)이다.

도 12a 내지 도 12g는 제 6의 제조방법의 각 공정을 도시하고 있고, 실행순으로 나열되어 있다.

우선, 광배선층을 제조한다. 유리기판등인 제 3의 지지기판(584)상에 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터하여, 도 12a에 도시하는 바와같이 박리층(531)을 형성한다. 이 제 3의 지지기판(584)는 유리기판에 한하지 않고, 표면의 평활성, 400℃ 정도의 내열성, 견뢰성을 갖고, 가시광에 대하여 투명성이 높은 재료가 사용되어 있으면 좋다. 이들의 특성은 제 2의 지지기판(541)과 통한다.

그후, 황산구리 도금욕 내에서 Cu층을 약 1㎛ 형성한다(도시하지않음). 이 금속 박막층의 소정위치에 정법인 포토에칭법에 의하여 후술하는 전기배선기판과의 접착의 경우 위치결정의 기준으로 하는 얼라이먼트마크(도시하지 않음)을 형성한다.

더욱 더, 폴리이미드 OPI-N1005 (히다치 가세이 고교(주)제)를 스핀코트하고, 350℃에서 이미드화시키므로서, 도 12a에 도시하는 바와같은 클래드(504)를 형성한다. 이 클래드(504)의 두께는 예를들면 15㎛이다.

다음에 폴리이미드 OPI-N1305(히다치 가세이 고교(주)제)를 동일하게 스핀코트하고, 350℃에서 이미드화시키므로서 도 12b에 도시하는 바와같은 코어층(532)을 형성한다. 이 코어층(532)의 두께는 예를들면 8㎛이다.

그리고 코어층(532) 표면에 알루미늄을 증착하고, 포토레지스트의 소정의 패턴을 형성하고, 에칭처리를 행하고, A1의 메탈마스트를 형성한다. 다시 산소가스를 사용하여 반응성 이온 에칭으로 코어층(532)을 에칭하고, 알루미늄막을 에칭제거한다. 결과, 도 12c에 도시하는 바와같은 코어(501)가 얻어진다. 이때, 광배선층과 동시에 전기배선기판(52)과의 평행하게 맞춤하는 정밀도를 높이기위한 얼라이먼트마크(도시하지않음)를 형성한다.

다음에 코어(501) 및 클래드(504)의 일부위로부터 제 2클래드(506)로서 OPI-N1005을 동일하게 코팅하여 이미드화시켜 코어(501)를 매몰시키는 클래드(503)를 생성한다. 이 공정에서 새로이 적층한 클래드층의 두께는 예를들면 코어(501)상에서 15㎛이다.

이상의 공정에 의하여 광배선층(67)이 얻어진다. 다음에 이 광배선층(67)과, 전기배선기판(52)과를 접합시키는 각 공정에 대하여 도 12e로부터 도 12g까지에 의거하여 설명한다.

우선 전기배선기판(52)상에 제 2의 접착층(577)을 약 20㎛ 형성한다. 구체적으로는 열가소성을 나타내는 변형 폴리이미드수지를 도포하고, 건조시키는 것으로 형성할 수 있다.

기타 제 2의 접착층(577)의 재료로서, 예를들면 에틸렌- 아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-폴리(메타) 아크릴산 에스테르, 부틸라르수지, 폴리아미드계수지, 변성폴리이미드 수지등, 열 가소성 접착제의 좋은 것을 들수있다. 본 제조방법에 있어서 이들중에서 변성폴리이미드 수지를 사용한 이유는 접합 온도범위가 250℃로부터 300℃까지이고, 광·전기배선기판상의 땜납 내열성을 고려하면 바람직하기 때문이다.

제 2 접착층(577)을 코팅한 전기배선기판(52)상에는 도시하지 않은 얼라이먼트마크가 설치되어 있다. 이 얼라이먼트마크는 도 12c에 대응하는 공정에 있어서 형성한 얼라이먼트마크와 대응시키는 위치에 설치된다. 그리고, 도 12e와 같이, 전기배선기판(52)상에 설치한 얼라이먼트마크(도시않음)와 제 2지지기판(541; 유리기판)에 접합시킨 광배선층에 설치한 얼라이먼트마크를 유리기판 너머로 맞추어 쌍방의 위치를 결정한다.

이때, 제 3의 지지기판(584)은 제 5 제조방법에서 설명한 제 2지지기판(541)과 같은 특성을 가지고 있다. 따라서, 광배선층(67)과 전기배선 기판(52)과의 얼라 이먼트를 쉽게 실행할 수 있다.

다음에, 도 12f와 같이, 제 3 지지기판(584)의 이면(접착측과 반대면)에서 압력을 가하여 250℃로 1시간의 가열처리를 행한다. 이때, 필요하면 분위기를 감압하여 접착을 행할 수도 있다. 또, 제 2 접착층(577)이 전자선 경화성등일 경우, 제 3 지지기판(584)으로 부터의 전자선등의 조사에 의해 접착이 가능하다.

그리고, 도 12g와 같이, 염화제 2철액으로 박리층(531)을 용해제거하여 3의 지지기판(584)을 박리한다.

이상의 공정으로 전기배선기판(52)과 광배선층(67)의 접합이 완료된다.

또 다음 공정(패드형성, 비어홀 형성등)은 상기 제 5 제조방법에 있어서의 도 11j 내지 도 11n의 표시공정과 같다.

이상, 제 6 제조방법으로 광·전기배선기판(70)을 얻을 수 있다. 이 제 6 제조방법에 의해서도 광배선층(67)은 전기배선기판(52)의 요철의 영향을 받지 않고, 제 3 지지기판(584)의 평활성을 유지하면서 접착고정할 수 있다.

이상 설명한 구성에 따르면 다음 효과를 얻을 수 있다.

광·전기배선기판의 광배선층은 받침이 되는 전기배선층 표면의 요철에 영향을 받지 않는다. 광신호의 전반 손실을 매우 작게 억제할 수 있다. 광배선층을 평활한 지지기판에 고정하여 평활한 상태를 유지하면서 전기배선기판과 접합시키기 때문이다.

광배선층과 전기배선기판의 접착에 있어서, 전기배선기판 및 광배선층의 얼라이먼트 마크를 쉽게 판독할 수 있기 때문에, 정밀도가 좋게 접합을 행할 수 있 다. 이는 각 지지기판에는 투명성 높은 재료가 사용되고 있기 때문이다. 이 결과, 광배선과 광부품탑재용 패드간의 위치가 우수한 정밀도로 결정될 수 있다.

또, 제 2 실시예에 있어서 설명한 광·전기실장기판(70)에 광부품(발광소자, 수광소자 등)을 실장한 실장기판은 이미 제 1실시예에서 설명한 실장기판 제조방법과 같은 공정을 거침으로써 제조할 수 있다.

(제 3 실시예)

다음에 제 3 실시예에 대하여 설명한다.

제 3 실시예는 다른 종류의 광·전기배선기판 및 그 제조방법에 대하여 설명한다.

제 3 실시예에 표시한 광·전기배선기판의 중요한 점은 제 1실시예와 같이, 광부품(광소자)을 실장하는 광배선층과, 전기배선을 갖는 기판을 적층구조로한 착상에 있다.

또한, 제 3실시예에 표시한 제조방법의 중요한 점은, 광배선으로서의 코어와, 패드의 패턴과, 얼라이먼트마크를 동시에 제조하는 착상에 있다.

이하, 도면에 따라 제 2실시예를 설명한다.

도 13은 제 3실시예에 관한 광·전기배선기판(70)을 광부품실장측에서 본 상면도를 나타낸다.

도 14a는 도 13에 있어서의 C-C 방향으로의 단면도이다.

도 14c는 도 13에 있어서의 D-D 방향으로의 단면도이다.

우선, 도 13, 도 14a 및 14c에 의거하여, 광·전기배선기판(70)의 구성에 대 하여 광배선계, 전기배선계, 광배선계와 전기배선계의 접속순으로 설명한다.

광배선층(71)은 광신호가 전반하는 코어(501)와 광신호를 코어(501)에 밀폐하는 클래드(503)로 이루어진다. 코어(501)를 형성하는 재료의 굴절률을 클래드(503)의 그것에 비해 높게함으로써 광신호는 코어(501)내를 전반한다.

코어(501)에는 광신호의 입사각이 45。가 되게 설치된 미러(505)가 설치되어 있다. 광신호는 미러(505)를 통하여 광도파로와 광부품(레이저 다이오드나 포토다이오드 등) 사이에서 전반된다(도 20a, 20b참조). 미러(505)의 계면은 코어(501)보다 굴절률이 낮은 수지를 접촉시키거나 공기와 접촉시킨다. 기타, 그 계면에 금속박막을 형성하여도 된다.

도 14b에 표시한 광·전기배선기판(72)은 광신호의 입사각이 45。가 되는 다른 미러(512)를 갖는 예를 도시한다. 광·전기배선기판(70)과 광·전기배선기판 (52)은 그 미러(512)형 이외의 동일한 구성을 갖는다.

또, 광배선층(71)은 광배선으로 사용되지 않는 제 2코어(502)를 가지고 있다. 패드(509), 랜드(511), 전기배선(513)은 미러(505) 또는 미러(512) 바로위의 주변부에 배치되도록 이 제 2코어(502)상에 설치된다.

또, 패드(509)의 수, 형상에 대해서는 제 1 실시예에서 설명한대로다.

기판(52)은 그 표면에 전기배선(519)을 가지고 있고, 그 종류, 재질에 대해서는 제 1실시예의 설명과 같다.

광배선층(71)은 접착제(521)를 통하여 기판(52)에 고정된다. 또, 광배선층(51)상에 설치된 광부품과 전기배선(519)은 다음과 같이하여 전기적으로 접속된 다.

즉, 랜드(511)와 전기배선(519)을 비어홀(523)을 통하여 전기접속한다. 전기배선(519)으로 부터의 전류는 비어홀(523)을 통하여 랜드(511)에 공급되고, 또한 전기배선(513)을 통하여 패드(509)로 흐른다. 광배선층(71)상에 설치된 광 부품은 패드(509)와 전기적 접속을 가짐으로써 필요한 전류를 얻을 수 있다.

또, 도시하지 않으나 전기부품과 기판상에 전기배선의 전기접속도 동일하게 행해진다.

도 14a 및 b에 표시된 광·전기배선기판에는 광배선층(51) 표면에 패드 (509), 랜드(511) 및 전기배선(513)이 노출되어 있다. 이에 대해, 광배선층(51) 표면의 랜드(511)와 전기배선(513)은 클래드(503)로 피복되고, 광부품과 전기접속하기 위한 패드(509) 부분만이 노출된 광·전기배선기판(74,76)을 도 15에 상면도로서 표시한다. 또, 도 16a, b에, 도 15에 있어서의 C-C방향의 단면도를 도 16c, 도 15에 있어서의 D-D방향의 단면도를 표시한다.

광·전기배선기판(70,72)과, 광·전기배선기판(74,76)의 제조방법 및 작용효과의 차이에 대해서는 후술한다.

또, 도 16a,b에는 도시하지 않으나, 전기부품과 전기접속하기 위한 패드도 동일하게 노출할 필요가 있다.

다음에, 본 발명에 관한 광·전기배선기판의 얼라이먼트에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 각 광·전기배선기판(70,72,74,76)에는 광부품실장을 위한 패드(509) 위치를 결정하기 위한 얼라이먼트마크(507)와, 미러(505)의 위치를 결정 하기 위한 얼라이먼트마크(515)가 형성되어 있다. 이들 얼라이먼트마크는 후기와 같이 코어(501) 및 패드(509)의 패턴(즉, 제 2 코어(502))과 동시에 형성된다.

또, 본 실시예에서는 설명하지 않으나, 얼라이먼트마크(515)는 필요에 따라 설치하는 구성이라도 좋다. 예를들어, 얼라이먼트마크(515)를 형성하지 않을 경우는 광·전기배선기판(70)의 광부품실장면은 도 4와 같다.

2. 광·전기배선기판의 제조방법

다음에, 본 발명에 관한 광·전기배선기판 제조방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 광·전기배선기판 제조방법의 개략은 다음과 같다.

우선, 전기배선을 갖는 기판과는 달리, 지지기판상에는 광배선층을 만든다. 이 공정에 있어서 특징적인 것은 다음 두가지점이다. 첫째, 광배선은 메탈마스크를 사용하여 드라이에칭으로 형성하나, 광배선패턴, 패드, 얼라이먼트마크를 포토리소그래피 기술로 동시에 형성하는 점이다. 둘째는, 메탈마스크에 사용한 금속막을 그대로 패드도체막으로 사용하는 점이다.

다음에, 얼라이먼트마크를 기준으로하여 코어 일부에 미러를 설치한다.

최후로, 광부품 등을 설치하는 패드와 전기배선기판을 비어홀에 의해 전기에 접속한다.

본 제조방법에 있어서 특히 중요한 점은, 전기배선기판과는 다른, 별개의 지지기판에 있어서 미리 광배선층을 제작하고, 전기배선기판에 첩부하는 공정을 갖는 점이다. 이 공정에 의해 광배선층은 하지의 전기배선기판의 요철을 완화하고, 요철에 의한 광신호의 손실을 어느 정도 저감할 수 있다.

이하, 더 상세히 제조방법의 3가지 예를 도면에 따라 설명한다.

<광·전기배선기판의 제조방법 3-1>

이하, 본 발명에 관한 광배선기판의 제 7 제조방법에 대하여 도 17a 내지 도 17p를 참조하여 설명한다. 최종적으로 얻어지는 광·전기배선기판은 도 13 및 도 14a에 표시한 광·전기배선기판(70)이다.

도 17a 내지 도 17p는 제조방법의 각 공정의 표시도로서, 공정순으로 나열되어 있다.

우선, 도 17a와 같이, 제 1지지기판(559)인 실리콘웨이퍼 상에 박리층(513)으로서 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터하고, 그 후, 황산동 도금욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다.

다음에, 도 17b와 같이, 박리층(531)상에 폴리이미드 OPI-N 1005(히타치 가세이 고교 (주) 제)를 스핀코트하고, 350℃로 이미드화시켜서 제 1 클래드(504)를 형성한다. 이 제 1클래드(504) 박막은 예를들어 20㎛이다.

그리고, 도 17c와 같이, 제 1클래드(504)상에 폴리이미드 OPI-N1305(히타치 가세이 (주) 제)를 동일하게 스핀코트하고, 350℃로 이미드화시켜서 코어층(532)을 형성한다. 이때의 층두께는 예를들어 8㎛이다.

또, 광배선층(71)에 사용되는 코어(501) 및 클래드(503) 재료는 폴리이미드 수지에 한하지 않는다. 예를들어, 불소화 또는 중수산화한 에폭시수지, 메타크릴산 에스테르수지등, 고분자재료중에서 광신호에 사용되는 광의 파장에 따라 손실이 적은 재료라면 무엇이든 좋다.

다음에, 코어층(532)에 Cr, Cu를 스퍼터하고, 또, 황산동 도금욕에 의해 Cu도금막(도시않음)을 형성한다. 이 Cu도금막 두께는 예를들어 10㎛이다. 그후, 소정의 포토레지스트패턴을 형성하고, 에칭처리를 행하여 Cr/Cu의 메탈마스크(534, 536)를 형성한다. 메탈마스크(534)는 광배선이 되는 코어(501)의 패턴을 표시한다. 메탈마스크(536)는 얼라이먼트마크(507)의 패턴을 표시한다. 또, 도시하지 않으나 패드, 랜드 및 전기배선의 패턴도 동일하게 형성한다.

이어서, 산소가스를 사용하여 반응성 이온에칭으로 코어층(532)을 에칭하고, 도 17d에 도시한 바와같은 코어(501)와 얼라이먼트마크(507)를 형성한다.

도 17e와 같이, 포토레지스트를 코팅하여 노광, 현상처리를 행하고 광배선으로서의 코어패턴상의 메탈마스크를 노출시킨다(도시않음). 또한, 노출해 있는 메탈마스크를 에칭제거한다. 예를들어, 이때의 코어패턴 선폭은 8㎛이고, 단면형상은 높이 8㎛, 폭 8㎛의 정방형이다. 단면치수는 이에 한정되지 않고, 전송모드, 코어와 클래드의 굴절률에 따라 5㎛에서 100㎛로 선택할 수 있다.

또, 패드(509), 전기배선(513), 랜드(511)상의 메탈마스크는 전기신호를 통하게하는 도체층으로서 그대로 사용한다. 랜드(511)에는 레이저로 비어홀형성용 구멍부를 형성하기 위한 개구부(537)를 별도로 설치한다. 동시에, 전기부품 접속을 위한 패드, 전기배선 및 랜드도 형성한다.

도 17f에 도시한 바와 같이, 제 2클래드(506)로서 OPI-1005를 동일하게 코팅하여 이미드화시킨다. 이때의 클래드에 도시한 바와같이 두께는 예를들어 코어(501) 상에서 20㎛이다.

다음에, 제 2클래드(506) 표면에 포토리소그래피 기술로 A1 박막의 메탈마스크를 형성한다. 그리고, 산소가스로 반응성이온에칭을 행하고, 적어도 광배선주변부에 클래드가 남도록(도 14참조) 또, 패드(509) 표층의 Cu표면이 노출하도록 도 17g 표시의 클래드(503)의 패턴을 형성한다.

도 17h와 같이, 동으로 형성한 패드(509), 전기배선(513) 및 랜드(511)를 박리액에서 보호하기 위하여 보호막으로 포토레지스트(543)를 코팅한다.

도 17i와 같이, 박리액으로 염화제 2철액을 사용하여 박리층(531)중의 Cu층을 용해하고, 광배선층을 제 1 지지기판(559)에서 박리한다.

도 17j와 같이, 제 2클래드(506) 또는 제 2지지기판(541)에 접착제로 접착시킨다. 제 2지지기판(541)은 광배층이 접착되지 않은 측에서 얼라이먼트마크(507)가 보이도록 투명한 것을 이용한다. 또, 접착제는 박리하기 쉬운 것을 사용하는지, 또는 자외선으로 경화함으로써 접착력이 저하되는 것을 사용한다.

도 17k와 같이, 광배선으로서의 코어(501)의 패턴과 동시에 형성하고 있던 얼라이먼트마크(515; 도 15참조)를 기준으로, 코어(501) 일부에 기계가공에 의해 기판과 45。의 각도를 이루는 미러(505)를 형성한다.

도 17ℓ와 같이, 기판(52)상에 접착제로서 열가소성을 나타내는 변성 폴리이미드수지(521)를 20㎛ 코팅, 건조시킨다. 그리고, 광배선층의 미러(505)측의 면을 접합시켜 가열접착한다.

도 17m과 같이, 자외선을 조사함으로써 제 2지지기판(541)에서 광배선층을 박리한다.

도 17n과 같이, 광배선층상에 보호막으로서 도금레지스트(보호막; 543)을 코팅한다.

도 17o와 같이, 비어홀을 형성하는 위치로서 랜드 개구부(537)에 레이저로 비어홀용 구멍(545)을 형성한다. 레이저는 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적용된다.

도 17p와 같이, 광배선 표면에 병렬로 레이저 가공을 실시한 구멍내부에 스퍼터로 Cr, Cu의 금속박막을 형성한다. 그리고, 이 금속박막을 전극으로서 황산동욕중에서 비어홀내부 및 랜드부에 동도금을 행한다. 또, 보호막인 도금레지스트(543)를 제거하고, 금속박막을 에칭하여 비어홀(523) 및 랜드(511)를 형성한다.

이상의 공정을 거쳐 광·전기배선기판(70)을 얻을 수 있다.

<광·전기배선기판의 제조방법 3-2>

다음에, 도 14b 표시의 광·전기배선기판(72)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 광·전기배선기판(72)은 광·전기배선기판(70)과 비교하여 미러형성에서만 차이를 갖는다. 따라서, 이하의 설명은 이 공통적인 공정에 관한 설명을 생략하고 다른 공정만 설명한다.

도 18a에서 도 18c는 도 17j에 이어지는 각 공정이다.

도 17j에 도시한 공정에 있어, 제 2클래드(506)와 제 2지지기판(541)을 접착한 후, 도 18k와 같이, 제 1클래드(504)에 Cr, Cu의 박막층을 스퍼터한다. 첨가하여 황산동 도금욕 내에서 Cu층을 약 10㎛ 형성한다. 또한, 포토리소그래피 기술에 의해 포토레지스트의 패턴을 형성하고, 에칭액으로 에칭함으로써 미러형성을 위한 레이저용 마스크(551)를 형성한다. 레이저용 마스크(551)에는 개구부(553)가 형성되어 있고, 레이저광을 조사함으로써 개구부(553)만 가공이 가능하다. 또, 본 레이저용 마스크 위치는 얼라이먼트마크(507)로 규정된다.

다음에, 도 18b와 같이, 레이저용 마스크(551)에, 기판면에 대하여 45。 각도로 레이저를 조사하여 기판과 45。 각도를 이루는 미러(512)를 형성한다. 레이저는 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적합하다.

그리고, 도 18c와 같이, 레이저용마스크(551)를 에칭액으로 제거한다. 또, 전기배선(519)을 갖는 기판(52)상에 접착제로서 열가소성을 나타내는 변성폴리이미드수지(접착제; 52)를 20㎛ 코팅,건조시켜 광배선층의 미러가공한 면을 접합가열 접착한다.

이어서, 상기 도 17m에서 도 17p까지의 공정을 거침으로써 최종적으로 광·전기배선기판(72)이 얻어진다.

<광·전기배선기판의 제조방법 3-3>

다음에 도 16a 표시의 광·전기배선기판(74)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

상기와 같이, 광 ·전기배선기판(74)은 광·전기배선기판(70)과 비교할 경우 다음 두가지에 있어서 다른 구성을 갖는다. 첫째는, 클래드(503)에 의해 패드(509)일부, 랜드(511), 전기배선(513)이 피복되어 있다. 둘째는 상이한 클래드(503)의 패턴을 갖는다. 따라서, 본 제조방법은 제조방법 3-1에 있어서의 클래드(503) 패턴 형성공정(도 17f에서 도 17h의 공정)을 생략하고, 패드(509) 일부 등을 피복하는 클래드(503)를 형성하는 공정이 새로 첨가된 것이다. 이하, 도 19a에서 도 19m 표시의 공정은 제조방법 3-1과 동일하므로 그 설명을 생략한다.

도 19n에서 도 19o는 제조방법 3-1에 대하여 새로이 첨가되는 공정(도 17j에 이어지는 각 공정)이다.

도 19m 표시의 공정에 있어서, 비어홀(523)용 개구부(537)를 형성한 후, 도 19n과 같이, 광배선층(75) 표면에 병렬로 레이저 가공을 실시한 구멍내부에, 스퍼터로 Cr, Cu의 금속박막을 형성한다. 이 금속박막을 전극으로 황산동욕중에서 비어홀(523) 내부 및 랜드(511)에 동도금을 행한다. 또한, 보호막(543)인 도금레지스트를 제거하고, 비어홀(523)을 형성하였다.

도 19o와 같이, 패드(509)상의 크래드(503)를 얼라이먼트마크(507)를 기준으로하여 레이저가공으로 제거하고, Cu 표면을 노출시켜 구멍부(508)를 형성한다. 레이저로는 엑시머레이저, 탄산가스레이저, YAG레이저 등이 적합하다.

이상의 공정을 거쳐 광·전기배선기판(74)을 얻을 수 있다.

또, 상세한 설명을 생략하나, 광·전기배선기판의 제조방법에 있어서, 미러(512)를 기계가공이 아니고, 레이저가공용 메탈마스크를 광배선층(75)상에 설치하고, 레이저가공으로 형성하기도 가능하다. 이에 따라 도 16b의 광·전기배선기판(76)을 제작할 수 있다.

3. 실장기판

상기 본 실시예에 관한 광·전기배선기판(70, 72, 74, 76)에 광부품(발광소자, 수광소자 등)이나 전기부품을 실장한 실장기판을 얻기 위하여는 제 1 실시예를 동일적용으로 실행하면 된다.

그 결과, 도 20a, 도 20b 및 도 21과 같은 실장기판을 얻을 수 있다.

이상 설명한 구성에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

제 1에, 전기배선을 갖는 기판상에 광배선층을 설치하므로 고밀도 실장 또는 소형화가 가능해지는 효과가 있다.

제 2에, 광배선인 코어와 광부품용 패드와 미러의 위치관계가 의도된 것에 극히 가깝기 때문에, 광부품의 광축과 광배선인 코어의 광축을 광학적으로 일치시키기가 쉽고, 때문에 광부품과 전기부품을 동시에 실장할 수 있는 효과가 있다.

제 3에, 광배선층상에도 전기배선을 설치할 수 있으므로 전기배선간의 크로스토크를 억제할 수 있는 효과가 있다.

제 4에, 전기배선을 갖는 기판과는 별도로, 지지기판상에 광배선층을 제작하고, 그 광배선층을 기판에 접착하기때문에 기판상의 전기배선상에 직접 광배선층을 제작할 경우와 비교하여 기판상의 전기배선의 요철의 영향을 적게할 수 있고, 코어의 광전반손실을 저감하는 효과가 있다.

(제 4 실시예)

제 4 실시예에 관한, 광·전기배선기판(80)의 중요한 점은, 광배선층(82)과 기판(52) 사이에 그 기판(52)상의 전기배선(519)에 의한 요철을 흡수하기 위한 흡수층(613)을 설치한 착상이다.

이하, 제 4 실시예에 관한 광·전기배선기판(80)에 대하여 도 22 내지 도 29를 참조하여 설명한다.

도 22는 광·전기배선기판(80)을 광부품 실장측에서 본 상면도이다.

도 23은 도 22에 있어서의 C-C방향 단면도이다.

기판(52)상에는 전기배선(519)이 형성되어 있다. 이 전기배선(519)에 따른 요철을 흡수층(613)이 흡수하고 있다. 따라서, 흡수층(613)상에 있는 광배선층(82)은 전기배선(519)에 따른 요철의 영향을 받지 않는다.

이 흡수층(613)의 재료는 소성 또는 탄성 또는 그들 양쪽을 갖는 물질을 사용한다. 일반적으로, 소성을 갖는 물질을 사용한 흡수층을 평활층이라 하고, 탄성을 갖는 물질을 사용한 흡수층을 쿠션층이라 한다. 가장 바람직한 것은 소성 및 탄성을 갖는 접착제를 사용하여 광배선층(82)을 기판(52)에 접착하는 접착층이 흡수층을 겸하는 경우이다.

또, 광·전기배선기판(82)의 제작법에 따라 제 1클래드(504)와 제 2클래드(506)는 도 24와 같이 반대로 되는 경우가 있다. 또, 제 1클래드(504)와 제 2클래드(506)는 반드시 같은 재질일 필요는 없다. 또, 제 2클래드(506)는 상기와 같이 반드시 평탄하다고 한정할 수 없다. 또, 존재하지 않을 경우도 있다.

도 25는 각 패드(509)상에 반도체레이저 등의 레이저 발광소자(58)의 리드(582)를 납땜했을 때의 단면도이다. 레이저 발광소자(58)의 레이저 발광면(581)에서 방출된 레이저광(100)은 미러(505)로 반사되고 코어(501)를 전반한다.

도 26은 각 패드(509)상에 포토다이오드 등의 수광소자(59)의 리드(592)를 납땜했을 때의 단면도이다. 코어(501)를 전반하는 레이저광(100)은 미러(505)로 반사되어 수광소자(59)의 수광면(591)에 입사한다.

또, 광배선층(82)상에 전기부품을 납땜하기 위한 패드(510; 도시 않음)를 설치하여도 되고, 또 전기배선을 설치하여도 된다. 상기 각 실시예와 같이, 전기부품용 패드(510)는 광부품용 패드와 같이하여 비어홀(523)에 의해 기판상의 배선과 전기접속하여도 된다.

또, 광배선층(82)상에 전기배선을 설치할 경우, 패드(510)가 광배선층(82)상의 전기배선하고만 접속하여 기판상의 전기배선과는 접속하지 않는 일이 있어도 좋다. 이 경우는 물론, 패드(510)와 기판상의 전기배선을 전기접속하기 위한 비어홀(523)은 존재하지 않는다.

2. 광·전기배선기판의 제조방법

다음에 광·전기배선기판(80)의 제조방법에 대하여 설명한다.

광·전기배선기판(80)의 제조방법의 개략은 이하와 같다.

우선, 전기배선을 갖는 기판(52)과는 별도의 지지기판상에 광배선층(82)을 만든다.

다음에, 코어(501) 일부에 미러(505)를 설치한다.

다음에, 흡수층(613)을 통하여 광배선층(82)을 기판(52)의 전기배선(519)상에 접착시킨다.

또, 비어홀에 의해 기판의 전기배선과 전기접속하고 있는 패드를 만든다.

이 제조방법에 있어 특히 주요한 점은, 흡수층(613)을 통하여 광배선층(82)과 기판(52)을 접착시키는 공정을 갖는 점이다.

이하, 더 상세한 제조방법의 3가지 예를 도면에 따라 설명한다.

<광·전기배선기판의 제조방법 4-1>

광·전기배선기판(80)의 제 1 제조방법을 설명한다. 이하의 설명은 비어홀(523)에 의해 기판(52)상의 전기배선(519)과 전기접속하는 광부품용 패드(509)에 초점을 맞춘다.

도 27a 내지 도 27q는 광전기배선기판(80)의 제조방법의 각 공정 표시도로 실시순으로 나열되어 있다.

도 27a와 같이, 제 1지지기판(559)상에 박리층(531)을 형성한다. 제 1 지지기판(559)에는 내열성 및 견뢰성이 우수하고 광배선층의 열팽창률이 같거나 또는 그에 가까운 열팽창률을 갖는 것을 사용한다.

도 27b와 같이, 박리층(531)상에 제 1클래드(504)를 형성한다.

제 1클래드(504)상에 코어층(532)을 형성하고, 포토리소그래피 기술에 의해, 도 27c와 같이, 광을 전반시키는 코어(501)와 위치결정을 위한 얼라이먼트마크 (507)를 동시에 만든다. 이에 따라, 코어(501)와 얼라이먼트마크(507)의 위치관계는 의도한 것과 매우 가까운 것이 된다.

도 27d와 같이, 코어(501)와 얼라이먼트마크(507)를 제 2클래드(506)로 피복한다. 이에 따라 제 1클래드(504)와 광을 전반시키는 코어(501)와 제 2클래드(506)로 되는 광배선층이 제작된다.

다음에, 도 27e와 같이, 얼라이먼트마크(507)를 기준으로하여 세미애디티브법에 의해 광배선층상에 랜드(511), 전기부품용 패드(510), 전기배선(513)을 만든다.

또한, 도 27f와 같이, 광배선층상에 만든 랜드(511), 패드(510), 전기배선 (513)을 박리액에서 보호하기 위하여 보호막(539)을 형성한다.

또한, 박리액에 침지하여 박리층(531)을 녹이고, 제 1지지기판(559)에서 광배선층을 벗겨 도 27g와 같은 광배선층을 얻는다.

또한, 보호막(539)을 제거하여 도 27h에 표시된 광배선층(82)을 얻는다.

도 27i와 같이, 광배선층(82)의 랜드(511), 패드(510), 전기배선층 등이 형성된 측을 제 2지지기판(541)에 접착제로 접착시킨다. 제 2지지기판(541)은 광배선층이 접착되지 않은 측에서 얼라이먼트마크(507)가 보이도록 투명한 것을 이용한다. 또, 접착제는 박리하기 쉬운 것을 사용하거나 또는 열 또는 자외선으로 경화되는 것을 사용한다.

도 27j와 같이, 기계가공에 의해 광배선층에 홈을 만들어 미러(505)를 만든다.

도 27k와 같이, 얼라이먼트마크(507)와 기판(52)상에 미리형성되어 있는 얼라이먼트마크(도시않음)를 기준으로하여 광배선층(82)의 미러(505)측을 흡수층(613)을 통하여 기판(52)의 전기배선(64)을 갖는 측에 접착시킨다. 흡수층(613)을 기판(52)상에 만들고나서 광배선층을 접착시키거나 또는 흡수층(613)을 광배선층의 미러(505)측에 만든 후에 기판(52)에 접착시킨다. 상기와 같이 흡수층(613)은 평활층이거나 쿠션층이라도 좋고, 양쪽 성질을 겸비한 것이라도 좋으나, 바람직하게는 양쪽 성질을 겸비한 접착제에 의한 접착층이 좋다.

도 27ℓ과 같이, 제 2 지지기판(541)을 광배선층(82)에서 벗긴다. 제 2지지 기판(541)과 광배선층(82)을 접착하는데 열 또는 자외선으로 경화하는 접착제를 사용할 경우는 열 또는 자외선으로 접착제를 경화하고 나서 벗긴다.

도 27m과 같이, 얼라이먼트마크(507)를 기준으로하여 레이저에 의해 비어홀(523)을 형성하기 위한 구멍(545)을 광배선층(82)에 뚫는다. 다음에, 도시하지 않는 구멍(545)의 표면 및 기판(52)과 반대측에 있는 광배선층(82) 표면을 스퍼터링에 의해 크롬 박막을 형성한다. 그 후, 크롬박막상에 동일하게 스퍼터링에 의해 동박막을 형성한다.

도 27n과 같이, 광배선층(82) 표면에 보호막(543)을 형성한다.

다음에, 얼라이먼트마크(507)와 포토마스크의 패드(510)의 패턴으로 위치를 정하고, 그 포토마스크를 통하여 보호막(543)을 노광한다. 그 후, 현상하여 도 27o와 같이, 구멍(545)만 보호막(543)을 제거한다.

또, 구멍(545) 및 광배선층 표면에 형성한 동박막을 전극으로하여 동을 전기도금하여 도 27p와 같이 광학부품용 패드(509) 및 비어홀(523)을 만든다.

보호막(543)을 제거한다. 그 후, 광배선층 표면에 형성한 크롬 및 동박막을 소프트에칭으로 제거하여 도 27q와 같은 광·전기배선기판(80)을 얻는다.

<광·전기배선기판의 제조방법 4-2>

광·전기배선기판(80)의 다른 제조방법을 설명한다. 본 발명에 있어서도 비어홀(523)에 의해 전기배선(519)과 전기접속하는 패드(509)에 초점을 맞춘다.

도 28a 내지 도 28ℓ은 광·전기배선기판(80)의 다른 제조방법의 각 공정 표시도로서 실시순으로 나열되어 있다.

도 28a와 같이, 제 1지지기판(559)상에 박리층(531)을 형성한다.

도 28b와 같이 박리층(531)상에 제 1클래드(504)를 형성한다.

제 1클래드(504)상에 코어층(532)을 형성하고, 포토리소그래피 기술에 의해 도 28c와 같이, 광을 전반시키는 코어(501)와 위치결정하는 얼라이먼트마크(507)를 동시에 만든다. 이에 따라 코어(501)와 얼라이먼트마크(507)의 위치관계는 의도한 것에 매우 가깝게 된다.

도 28d와 같이, 코어(501)와 얼라이먼트마크(507)를 제 2클래드(506)로 피복한다. 이에 따라 제 1클래드(504)와, 광을 전반하는 코어(501)와, 제 2클래드(506)로 되는 광배선층이 만들어진다.

도 28e와 같이, 기계가공에 의해 광배선층에 홈을 만들고 미러(505)를 제작한다.

또한, 박리액에 침지하여 박리층(531)을 녹여 제 1지지기판(559)에서 광배선층을 벗겨서 도28f 표시의 광배선층(82)을 얻는다.

도 28g와 같이, 얼라이먼트마크(507)와 기판(52)상에 미리 설치된 얼라이먼트마크(도시않음)를 기준으로하여 광배선층(82)의 미러(505)측을 흡수층(613)을 통하여 기판(52)의 전기배선(519)을 갖는 측에 접착시킨다. 흡수층(613)을 기판(52)상에 만들고나서 광배선층을 접착시키거나 또는 흡수층(613)을 광배선층(87)의 미러측에 만든 후에 기판(52)에 접착시킨다.

도 28h와 같이, 얼라이먼트마크(507)를 기준으로하여 레이저에 의해 비어홀을 형성하기 위한 구멍(545)을 광배선층에 뚫는다. 다음에, 도시하지 않으나 구 멍(545)의 표면 및 기판(52)과는 반대측에 있는 광배선층(82) 표면을 스퍼터링에 의해 크롬 박막을 형성하고 그후 크롬박막상에 동일하게 스퍼터링으로 동박막을 형성한다.

도 28i와 같이, 광배선층(82) 표면에 레지스트(보호막; 539)를 도포한다.

다음에, 얼라이먼트마크(507)를 기준으로하여 포토마스크 위치를 정하고, 그 포토마스크를 통하여 레지스트(539)를 노광한다. 그 후, 현상하여 도 28j와 같이, 패드(509, 510), 전기배선(513) 등을 만드는 예정부분만 레지스트(539)를 제거한다.

또한, 구멍(545) 및 광배선층 표면에 형성한 동박막을 전극으로하여 동을 전기도금하고 도 28k와 같이 전기부품용의 패드(510), 전기배선(513), 비어홀(523) 및 광부품용 패드(509)를 만든다.

레지스트(539)를 제거한다. 그 후 광배선층(82) 표면에 형성한 크롬 및 동박막을 소프트에칭으로 제거한다.

이상의 공정을 거쳐 도 28ℓ과 같은 광·전기배선기판(80)을 얻는다.

<광·전기배선기판의 제조방법 4-3>

다음에 다른 광·전기배선기판(83; 도 29p 참조)의 제조방법을 설명한다. 본 설명에 있어서는 비어홀(523)에 의해 전기배선(519)과 전기접속하는 패드(510; 예를들어 전기부품을 설치하는 패드)에 초점을 맞춘다.

도 29a 내지 29p는 광·전기배선기판(83)의 제조방법의 각 공정 표시도로서, 실시순으로 나열되어 있다.

도 29a와 같이, 제 1지지기판(559)상에서 박리층(531)을 형성한다.

도 29b와 같이, 박리층(531)상에 제 1클래드(504)를 형성한다.

도 29c와 같이, 제 1클래드(504)상에 코어층(532)을 형성한다.

도 29d와 같이, 코어층(532)상에 스퍼터링에 의해 크롬박막을 형성하고, 그 후 크롬막상에 동일하게 스퍼터링에 의해 동 박막을 형성함으로써 크롬막과 동막의 2층으로 되는 금속박막(540)을 만든다.

금속박막(540)에 포토리소그래피기술에 의한 가공을 실시함으로써 메탈마스크를 만든다. 이때 메탈마스크에는 도 29e에 보는 것 같이, 광배선인 코어(501) 패턴에 대응한 메탈마스크(533)와, 광부품용 패드(509) 패턴에 대응한 메탈마스크(535)가 포함된다. 쌍방의 패턴은 동시에 형성된다. 때문에, 코어(501)와 패드(509)의 위치관계는 의도된 것과 매우 고정밀도로 일치하게 된다. 또, 패드(510)의 패턴이나 전기배선(513)의 패턴을 표현하는 메탈마스크 부분도 동시에 형성되어도 좋다.

도 29f와 같이, 메탈마스크에 피복되지 않은 코어층(532) 부분을 드라이에칭으로 제거하여 코어(501)를 형성한다.

도 29g와 같이, 포토리소그래피 기술로 코어(501)상의 메탈마스크패턴(533, 535)을 제거한다.

도 29h와 같이, 제 2 클래드(506)를 코팅한다.

포토리소그래피기술로 가공을 실시함으로써 도 29i와 같이 패드(509)상의 제 2클래드(506)를 제거한다. 이 가공에 있어서 패드(509)는 레지스트로서 기능하고 에칭에 침지되지 않는다.

제 2클래드(506) 및 패드(509)상에 박리액 보호막을 형성한 후에 박리액에 침지하여 제 1 지지기판(559)에서 광배선층을 박리한다. 또, 박리막(531)을 제거하여 도 29j 표시의 광배선층(84)을 얻는다.

도 29k와 같이, 광배선층(84)의 패드(509)측을 제 2지지기판(541)에 접착한다. 접착제는 박리하기 쉬운 것을 사용하거나 또는 열 또는 자외선에 경화되는 것을 사용한다.

도 29i와 같이, 기계가공으로 광배선층에 홈을 만들고 미러(505)를 제작한다.

도 29m과 같이, 광배선층(84)의 미러(505) 측을 흡수층(613)을 통하여 기판(52)의 전기배선(519)을 갖는 측에 접착시킨다. 흡수층(613)을 기판(52)상에 만들고나서 광배선층을 접착시키거나 또는 흡수층(613)을 광배선층의 미러(505) 측에 만든 후에 기판(52)에 접착시킨다.

도 29n과 같이, 제 2지지기판(541)을 광배선층(84)에서 벗긴다. 제 2지지기판(541)과 광배선층(84)을 접착하는데 열 또는 자외선으로 경화하는 접착제를 사용한 경우는 열 또는 자외선으로 접착제를 경화시켜서 벗긴다.

도 29o와 같이, 패드(509)의 중심부분에 레이저에 의해 비어홀을 형성하기 위한 구멍(545)을 뚫는다.

또, 도 29p와 같이, 세미애디티브법으로 구멍(545)을 동으로 메우면 비어홀(523)과 그 비어홀(523)에 의해 기판(52)상의 전기배선(519)과 전기접속하고 있 는 패드(509)가 형성된다.

이상의 공정을 거쳐 광·전기배선기판(83)을 얻을 수 있다.

또, 광·전기배선기판(83)의 제조방법에 있어, 제 2클래드(506)을 만들지 않을 수도 있다. 이 경우, 제 2클래드(506)를 코팅할 필요도, 패드(509)상의 제 2클래드(506)를 제거할 필요도 없어지는 것을 제외하고는 상기 제조방법과 같다.

이상의 설명으로 이해할 수 있듯이 본 발명에는 이하의 효과가 있다.

제 1에, 흡수층을 설치함으로써 흡수층이 기판상의 전기배선의 요철을 흡수하므로 광신호전반손실이 없는 효과가 있다. 또, 광배선층을 전기기판에 접착할 때, 그 접착이 의도한 것과 매우 고정밀도로 일치하는 효과가 있다.

제 2에, 전기배선을 갖는 기판상에 광배선층을 설치하기 때문에 고밀도실장 또는 소형화가 가능한 효과가 있다.

제 3에, 본 발명 제조방법의 실시형태에 따르면 광을 전반시키는 광배선이 되는 코어와 광학부품용 패드사이의 위치관계가 의도한 것과 매우 가깝게 되기 때문에 광부품의 광축과 광배선의 광축을 광학적으로 일치시키기가 용이하고, 그때문에 광부품과 전기부품을 동시에 자동적으로 실장할 수 있는 효과가 있다.

제 4에, 광배선층 상에도 전기배선을 설치할 수 있으므로 전기배선간의 간섭이 억제되는 효과가 있다.

(제 5 실시예)

제 5 실시예를 표시하기 전에 종래에 있어서의 광배선층과 광부품의 광학적 결합에 대하여 설명한다.

광부품과 광배선을 광결합하는 종래의 방법에, 광·배선에 미러를 설치하는 것이 있다. 도 30은 특개평 5-241044호에 게재되어 있는 구체예이다. 광도파로 (301)를 전반하는 레이저광(307)은 미러(303)로 반사되어 수광소자(304)의 수광면 (305)에 입사한다.

그러나, 미러(303)로 반사된 레이저광(307)은 확산되므로 수광면(5)이 작을 경우는 광결합효율이 악화되는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 예를들어 특개평 5-241044호 발명에서는 다음과 같은 수단을 강구하고 있다.

도 31은 특개평 5-241044호 기재의 장치예이다. 이 장치는 볼록렌즈(308)를 광도파로(301) 표면에 설치하여 확산된 레이저광(7)을 수광면(5)에 집광시킴으로써 광결합효율을 높이고 있다.

그러나, 도 31 표시의 구성은 수광소자(304)와 광도파로(301)의 상대적 위치관계, 또는 수광면(305)의 크기등의 요인에 의해 최적의 볼록렌즈(308)가 변화한다. 따라서, 여러 종류의 광부품을 실장할 경우는 각 광부품의 종류에 따라 볼록렌즈(308)를 만들지 않으면 안되어서 번거롭게 된다.

본 발명에 관한 제 5 실시예는 광부품 등을 광·전기배선기판의 광배선과의 광결합효율을 더욱 향상시키는 광·전기배선기판에 대하여 설명한다. 또, 이 광전기배선기판은 상기의 모든 광전기배선기판에도 적용가능하다.

제 5 실시예에 예시하는 광·전기배선기판의 주요한 점은 미러에 전파방향을 바꾼 광신호를 전파시키는 새로운 광배선을 설치한 착상이다.

1. 광배선층

도 32는 제 5 실시예에 관한 광·전기실장기판(86; 도 37,38 참조)이 갖는 광배선층(87) 단면도이다. 우선, 동 도면에 따라 광배선층(87)에 대하여 설명한다.

광배선층(87)은 층에 대하여 평행인 제 1코어(600)와, 층에 대하여 수직인 제 2코어(601)을 가지고 있다. 이들 각 코어가 광배선이고, 클래드(603)에 둘러싸여 있다.

제 1코어(600)와 제 2코어(601)가 교차하는 부분에는 층에 대하여 45。 각도로 설치된 미러(505)가 있다. 상기와 같이, 미러(505)의 계면에는 제 1코어(600), 제 2코어(601)보다 굴절률이 낮은 수지를 접촉시키거나, 공기와 접촉시킨다. 또, 도 33 표시의 광배선층(87)과 같이 금속박막(605) (예를들어 알루미늄박막)에 관한 반사층을 설치하여도 좋다.

이 광배선층(87)중에, 광신호는 다음과 같이 전파한다.

도 34는, 광배선층(87)중에 있어서 광신호(레이저광)의 전파를 설명하기위한 도면이다.

도 34에 도시하는 바와같이, 제 1코어 (600)를 전반하는 레이저광(100)은, 미러(505)로 반사되고, 더욱 더 제 2코어(601)를 전반한다. 따라서, 레이저광(100)은, 미러(505)에 의한 반사로 확장된 경우에도 코어(601)중에 가두어져, 코어(601)의 단부로부터 미세한 빔으로서 광부품(도시하지 않음)으로 출사된다.

2. 광배선층의 제조방법

다음에 광배선층(87)의 제조방법에 대하여 설명한다.

우선, 미러(505)에 금속반사층을 설치하지 않는 제조방법에 대하여 설명한 다.

〈광배선층의 제조방법 5-1〉

도 35a 내지 35f는 제조방법의 각 공정을 순번으로 도시하고 있다.

우선, 도 38a에 도시하는 바와같이, 제 1의 지지기판(559)상에 박리층(531)을 형성한다.

도 35b에 도시하는 바와같이, 박리층(531)상에 제 1코어(600)와 클래드(603)로 이루어지는 층(88)을 포토리소그래피 기술을 사용하여 형성한다.

도 35c에 도시하는 바와같이, 층(82)에 수직한 구멍(607)을 레이저에 의하여 연다.

도 35d에 도시하는 바와같이, 구멍(607)을 제 1코어(600)와 같은 재료로 메워서, 제 2코어(601)을 형성한다.

도 35e에 도시하는 바와같이, 제 1코어(600)와 제 2코어(601)가 교차하고 있는 부분에, 기계가공에 의하여 홈을 넣어, 미러(505)를 형성한다.

박리층(531)을 박리액에 담금으로서, 제 1의 지지기판(559)으로부터 광배선층을 벗기고, 도 35f에 도시하는 광배선층(87)을 얻는다.

〈광배선층의 제조방법 5-2〉

다음에, 금속막 반사층을 갖는 미러 (512)를 형성하는 제조방법에 대하여 설명한다.

도 36a 내지 36h는, 제조방법의 각 공정을 순번으로 도시하고 있다.

도 36a에 도시하는 바와같이, 제 1의 지지기판(559)상에 박리층(531)을 형성 한다.

도 36b에 도시하는 바와같이, 박리층(531)상에 제 1코어(600)와 클래드(603)로 이루어지는 층(82)을 포토리소그래피 기술을 사용하여 형성한다.

도 36c에 도시하는 바와같이, 층(88)에 수직한 구멍(607)을 레이저에 의하여 연다.

도 36d에 도시하는 바와같이, 구멍(607)을 제 1코어(600)와 같은 재료로 메워서, 제 2코어(601)를 만든다.

도 36e에 도시하는 바와같이, 층(88)상에 필름(609)을 코팅한다. 필름(609)대신에 레지스트를 사용하여도 좋다.

도 36f에 도시하는 바와같이, 기계가공에 의하여, 층 88에 홈(611)을 만든다.

도 36g에 도시하는 바와같이, 알루미늄 등의 금속막(605)으로 층(88)을 덮고, 미러 (505)를 만든다.

필름(609)을 박리하여, 구멍(607)을 제거하고, 금속막(605)을 박리한다. 더욱 더, 박리층(531)을 박리액에 담그고, 광배선층을 제 1의 지지기판(559)으로부터 벗기고 도 36h에 도시하는 광배선층(87)을 얻는다.

3. 광·전기배선기판

다음에, 광배선층(87)을 갖는 광·전기배선기판(86)에 대하여 설명한다.

도 37은, 제 5실시예에 관한 광·전기실장기판(86)의 제 1코어(600)에 따른 단면도이다. 이 광·전기배선기판(86)은, 광배선층(87)과, 전기배선기판(52)과를 흡수층(613)을 통하여 접착한 것이다. 더욱 더, 광배선층(87)에는, 패드,랜드, 전기배선, 비어홀이 형성되어 있다.

이하, 새로운 구성요소에 대하여 설명한다.

흡수층(613)은, 전기배선(519)의 요철을 흡수해서, 제 1코어(600) 및 제 2코어(601)의 광신호전반손실을 저감시킨다. 따라서, 흡수층(613)에는 소성 또는 탄성 또는 그들 양방을 갖는 물질을 사용한다. 일반으로, 소성을 갖는 물질을 사용한 흡수층을 평활층이라 부르고, 탄성을 갖는 물질을 사용한 흡수층을 쿠션층이라 부른다. 가장 바람직한 것은, 광배선층과 기판(52)과를 접착하는 접착층이 소성 및 탄성을 갖고, 흡수층도 겸하는 경우이다.

미러(505)에 금속막에 의한 반사층을 설치하지않는 경우에는, 제 1코어(600) 및 제 2 코어(601)의 단면인 미러면이, 흡수층(613)과 직접 접촉한다. 이 경우, 레저광이 미러(505)에서 전반사하는 조건은, 흡수층(613)의 굴절률이 코어(600,601)의 굴절률보다도 작은 것이다. 따라서, 흡수층(613)은, 홈(611)을 충전할 수 있을 정도로 유연하고, 동시에 코어보다 작은 굴절률을 갖는 매질인 것이 바람직하다. 흡수층(613)이 이와같은 성질을 갖으면, 홈(611)의 충전과 동시에 접착할 수 있기 때문이다.

또, 미러(505)의 단면과 흡수층(613)과는, 상술한 조건을 만족하는 매질을 통하여 접촉하고 있어도 좋다. 예를 들면 미러(505)의 단면과 흡수층(613)와의 사이에 공기가 존재하여 있어도 상관없다(공기는 상기조건을 만족하기 때문이다)

기술한 광·전기배선기판과 동일하게 본 기판(86)도 광 배선층(87)상에 전기 부품을 땜납하기 위한 패드를 설치하여도 좋고, 또, 전기 배선을 설치하여도 좋다.

전기부품용의 패드는, 광 부품용의 패드와 동일하게하여, 비어홀에 의하여 기판상의 배선과 전기 접속하여도 좋다.

또, 광배선층 상에 전기배선을 설치한 경우, 패드가 광배선층상의 전기배선 하고만 접속하고, 기판상의 전기 배선과는 접속하고 있지 않어도 좋다.

이 경우, 물론, 패드와 기판상의 전기 배선을 전기 접속하기 위한 비어홀은 존재하지 않는다.

도 38은, 패드(509)상에 레이저 발광소자(58)의 리드를 땜납한 광·전기배선기판(86)의 단면도이다. 레이저발광소자(58)의 레이저 발광면(581)에서 방출된 레이저광(100)은, 제 2코어(601)를 전반하고, 미러(505)에서 반사된후, 제 1코어(600)을 전반한다.

도 39는, 패드(509)상에, 수광소자(59)의 리드를 땜납하였을때의 단면도이다. 제 1코어(600)를 전반하는 레이저광(100)은, 미러(505)로 반사되고 제 2코어(601)를 전반하여, 수광소자(59)의 수광면(591)에 입사한다. 상술한 바와같이, 미러(505)에서 반사된 레이저광(100)은 넓어지지만, 제 2코어(601)에 가두어지게 된다. 따라서, 제 2코어(601)의 단부로부터 미세한 빔으로서 출사되고, 수광면(591)에 효율좋게 입사한다.

4. 광·전기배선기판의 제조방법

〈광·전기배선기판의 제조방법 5-3〉

다음에, 본 발명에 관한 광배선층(87)을 전기배선기판에 적층한 광·전기배 선기판(86)의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 40a에서 도 40f까지는, 광·전기배선기판(86)의 제조방법의 각 공정을 순번으로 도시하고 있다.

우선, 도 40에 도시하는 바와같이, 광배선층(87)의 미러(505)측과 기판(52)의 전기배선(519)측과를 흡수층(613)을 통하여 접착한다. 이때, 흡수층(613)을 기판(52)상에 만든뒤에 접착시키든가, 또는, 흡수층(613)을 광배선층(87)의 미러(505)측에 만든뒤에 기판(52)에 접착시킨다. 더욱이, 상술한 바와같이, 미러(505)의 미러면에 금속막에 의한 반사층을 설치하지 않고 미러면에 흡수층이 접하는 경우는, 흡수층의 굴절률은 코어의 굴절을 보다도 작게한다.

도 40b에 도시하는 바와같이, 비어홀을 형성하기 위한 구멍(545)은, 레이저에 의하여 연다. 다음에 도시는 하지 않았지만, 구멍(545)의 표면 및 기판(52)과는 반대측에 있는 광배선층(87)의 표면을 스퍼터링에 의하여 크롬의 박막을 형성하고, 그후 크롬의 박막상에 같이 스퍼터링에 의하여 구리의 박막을 형성한다.

도 40c에 도시하는 바와같이, 광배선층(87)의 표면에 레지스트(554)를 도포한다.

포토마스크를 통하여 레지스트(554)를 노광하고, 그후 현상하여 도 40d에 도시하는 바와같이 패드, 전기배선등을 만들예정부분만 레지스트(554)를 제거한다.

더욱 더 구멍(545) 및 광배선층(87)의 표면에 형성하는 구리의 박막을 전극으로하여 구리를 전기도금하여 도 40e에 도시하는 바와같이 전기부품용의 패드(510), 전기배선(513), 비어홀(523) 및 광부품용의 패드(509)를 만든다.

레지스트(554)를 제거한다. 그후 광배선층(87)의 표면에 형성한 크롬 및 구리의 박막을 소프트 에칭으로 제거하여 도 40f에 도시하는 바와같은 광·전기배선기판(86)을 얻는다.

이상의 설명으로부터 이해될 수 있는 바와같이 본 발명은 이하의 효과가 있다.

제 1로 광배선층에 대하여 수직으로 광을 전반시키는 코어로부터 미세한 빔상의 레이저를 출사하므로 집광용의 볼록렌즈 없이도 수광소자와 광배선을 효율좋게 광결합되게 된다라는 효과가 있다. 따라서 수광소자와 광배선과의 상대적인 위치 관계 또는 수광소자의 수광면의 크기등의 요인과 아울러 집광용의 볼록렌즈를 만들지 않더라도 해결되고, 집광용의 볼록렌즈를 사용하는 종래기술에 비교하여 제조가 용이하게 된다라는 효과도 있다.

제 2의 광·전기배선기판은 전기배선을 갖는 기판상에 광배선층을 설치하므로, 고밀도 실장 또는 소형화가 가능하다는 효과가 있다.

제 3에 광·전기배선기판은 광배선층상에도 전기배선이 설치되므로 전기배선간의 간섭이 억제된다라는 효과가 있다.

제 4로 광·전기배선기판의 제조방법의 실시형태에 의하면, 흡수층을 설치함으로서, 흡수층이 기판상의 전기배선의 요철을 흡수하므로 광신호 전반 손실이 없다라는 효과가 있다. 또, 광배선층을 기판에 접착할때, 그 접착이 의도된 것에 지극히 고정밀도로 일치한다라는 효과도 있다.

(제 6 실시예)

1. 광·전기배선기판

지금까지 설명한 광·전기배선기판은 광부품등을 한쪽면에 실장하는 것이다. 이에 대하여 제 5 실시예에 관한 광·전기배선기판은, 양면에 광부품등을 실장 가능한 기판에 대하여 설명한다.

제 5 실시예에 도시하는 광·전기배선기판의 중요한 점은 미러에 의하여 전반방향을 바꾼 광신호를 전기배선기판의 한쪽면에서 다른쪽면에 전반시키는 새로운 배선을 설치한 착상에 있다.

도 41은 제 6 실시예에 관한 광·전기실장기판(90)의 광전반방향에 따른 단면도이다. 우선 동도에 따라 광·전기실장기판(90)의 구성에 대하여 설명한다.

도 41에 있어서, 전기배선(519)을 갖는 기판(52)의 한쪽면(도 41에서는 상면)에는 제 1 클래드(504)와, 제 2 클래드(506)와, 쌍방의 클래드에 둘러쌓인 코어(501)로 이루어지는 제 1의 광배선층(620)이 있다. 또, 기판(52)의 다른 쪽면(도 41에서는 하면)에는 제 1클래드(504)와, 제 2클래드(506)와, 쌍방의 클래드로 둘러쌓인 코어(501)로 이루어지는 제 2의 광배선층(622)이 있다. 더욱 더 기판(52)을 수직으로 관통하고 제 1클래드(504)로 둘러쌓인 코어(500)로 이루어지는 광스루홀(624)이 있다.

더욱이 본 실시예에 있어서 나타내는 광스루홀은 기판(52)에 수직으로 형성된 것이다. 이는 설명을 간단하게하기 위한 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 광스루홀의 본질은 전기배선기판의 한쪽면에서 다른쪽면으로 전파시키는 광배선이다. 다만, 기판(52)에 대하여 수직이 아닌(따라서, 광의 전파 직각에 변화하 지 않는다) 광스루홀 미러(505)를 형성하는 경우에는 그에따른 적절한 미러 형성이 필요하다.

제 1 광배선층(620)의 코어(501), 광스루홀(624)의 코어(500), 및 제 2 광배선층(622)의 코어(501)는 모두 굴절률이 같다. 광스루홀(624)의 코어(500)의 일단(도 41에서는 상단)은 제 1광배선층(620)의 코어(501)와 접속하고 있다. 이 코어간의 접속영역에는 기판(52)면에 대하여 45도의 각도의 미러면을 갖는 미러(505)가 설치되어 있다.

마찬가지로 광스루홀(624)의 코어(500)의 타단(도 41에서는 하단)은, 제 2 광배선층(622)과 접속하고 있다. 그 접속영역에서는 기판(52)의 면에 대하여 45도의 각도의 미러면을 갖는 미러(505)가 설치되어 있다.

더욱이, 전기배선(519)이 복수층으로되는 경우, 광스루홀(624)을 관통시키기 위한 기판의 구멍의 내면(626)에는 필요에 따라 전기배선의 층간을 전기 접속하는 도체층을 설치하여도 좋다.

도 42에 도시하는 바와같이 제 1 광배선층(620)의 코어(501)를 전반한 레이저광(100)은 상면의 미러(505)에서 반사되고, 광스루홀(624)의 코어(500)를 전반한후, 하면의 미러(505)에서 반사되어 제 2 광배선층(622)의 코어(501)를 전반한다.

2. 광·전기배선기판의 제조방법

<광·전기배선기판의 제조방법 6-1>

다음에 제 6 실시예에 관한 광·전기배선기판(90)의 제조방법을 설명한다. 본 발명에 있어서는 광스루홀(624)에 초점을 맞춘다.

도 43a로부터 도 43j까지는 광·전기배선기판(90)의 제조방법의 각 공정을 도시한 도면이고, 실행순서로 나열되고 있다.

도 43a에 도시하는 바와같이 전기배선(519)을 갖는 기판에 제 1관통구멍(628)을 연다. 제 1관통구멍(628)을 여는 방법으로서는 드릴. 레이저, RIE(Reactive Ion Etching, 반응성 이온에칭)등이 있다. 기판(52)이 복수층으로 이루어진 전기배선을 갖을때, 전기적 스루홀을 관통구멍(628)으로서 사용하여도 좋다. 이 경우, 제 1 관통구멍(628)의 내면에는 전기배선의 층간을 전기접촉하는 유전체층이 있다.

도 43b에 도시하는 바와같이 기판(52)의 양면 및 제 1관통구멍(628)의 내면에 클래드(630)을 코팅한다. 그 결과, 제 1관통구멍(628)은 클래드(630)로 매워진다.

도 43c에 도시하는 바와같이 매워진 제 1관통구멍(628)의 중심부분에 제 1 관통구멍(628)의 내경보다도 작은 내경을 갖는 제 2관통구멍(632)을 연다. 이로서, 제 2관통구멍(632)은 클래드에 의하여 둘러 쌓인다. 제 2 관통구멍(632)를 여는 방법에는 드릴, 레이저, RIE등이 있다.

도 43d에 도시하는 바와같이 기판(52)의 양면 및 제 2관통구멍(632)의 내면에 코어층(532)을 형성한다. 그 결과 제 2 관통구멍(632)은 코어(500)로 메워진다.

다음에 도 43e에 도시하는 바와같이 기판(52)의 양면의 코어층(532)을 금속막(634)으로 덮는다.

도 43f에 도시하는 바와같이 포토리소그래피 기술에 의하여, 광배선으로서 사용되지 않는 코어층(532)에 대응하는 금속막(634) 부분을 제거한다.

기판(52)의 양면을 RIE로 에칭하여, 도 43g에 도시하는 바와같이 남아있는 금속막(634)에 덮여있지 않는 코어층(532)부분을 제거한다.

도 43h에 도시하는 바와같이 기판(52)의 양면에서 나머지의 금속막(634)을 제거하여 광배선으로서의 코어(501)및 코어(500)을 얻는다.

도 43i에 도시하는 바와같이 기판(52)의 양면에 제 2 클래드(506)을 코팅한다.

기판(52)의 면에 평행한 코어와 수직한 코어와의 접속부분의 각각에 90도 날에 의한 기계가공 또는 RIE의 경사진 에칭에 의하여, 기판(52)면에 대하여 45도의 각도의 미러면을 갖는 미러(505)를 형성한다. 미러(505)는 스퍼터, 증착등에 의하여 금속반사막이 형성된 미러(512)일지라도 좋다.

본 발명은 전기배선을 갖는 기판의 양면에 광배선층을 설치하고, 그들을 광스루홀로 광학적으로 접속하므로 복잡한 광배선을 실시하고, 게다가 광부품을 기판의 양면에 실장할 수가 있다. 따라서 광배선 설계의 간이화, 고밀도 배선 및 실장을 도모할 수 있다라는 효과가 있다.

더욱이 각 실시예중에서는 광배선에 형성되는 미러는 이 광배선을 전파하는 광의 입사각이 45도를 이루도록 형성되어 있다. 이는 설명을 간단하게 하기 위한 것이고, 이 각도에 한정되는 것은 아니다. 따라서 입사각이 다른 각도로되는 미러 로 형성한 경우에는 이 각도에 따른 설계(예를들면 패드(509, 510)의 위치, 제 1코어(600)와 제 2코어(601)와 이루는 각, 광스루홀의 형성각도 등을 적절히 맞춘다)를 행하는 것으로 광의 전파경로를 임의로 형성하는 것이 가능하다.

부가적인 장점과 수정은 해당기술의 익숙한 자에게는 쉽게 이해될 것이다. 그러므로 본 발명은 이 명세서에 기재된 특정 설명, 기술구성, 및 도시된 예에 한정되지 않으며 더 넓은 태양을 갖는다. 따라서, 첨부된 청구범위와 그들의 균등물에 의해 규정하는 발명의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정이 가능하다.

Claims (13)

1. 광을 전파하는 코어와, 이 코어를 끼우는 클래드를 갖는 제 1의 광배선층과,

   광을 전파하는 코어와, 이 코어를 끼우는 클래드를 갖는 광배선층이고,

   상기 제 1의 광배선층과 소정의 각도를 이루도록 이 제 1의 광배선층과 접속된 제 2의 광배선층과,

   상기 제 1의 광배선층으로부터 상기 제 2의 광배선층에 걸쳐서 설치되고, 한쪽의 코어를 전파하는 광을 다른쪽의 코어로 반사하는 제 1의 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 광배선층.
2. 제 1 항에 기재된 광배선층과,

   전기배선을 갖고, 이 광배선층을 적층한 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 광·전기배선기판.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 광배선층은,

   상기 제 1의 광배선층 또는 상기 제 2의 광배선층의 적어도 한쪽 표면에 형성되고, 상기 미러에 반사된 광을 수광하는 수광수단, 또는 상기 미러로 향하여 광을 발광하는 발광수단을 설치하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과,

   상기 제 1의 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광·전기배선기판.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 광배선층은,

   상기 광 배선층 표면에 형성되고, 전기부품을 설치하기 위한 제 2의 도전성 설치수단과,

   상기 제 2의 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광·전기배선기판.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 광배선층은,

   상기 광배선층 표면에 형성되고, 상기 미러에 반사된 광을 수광하는 수광수단, 또는 상기 미러를 향하여 광을 발광하는 발광수단을 설치하기 위한 제 1의 도전성 설치수단과,

   상기 광 배선층 표면에 형성되고, 전기부품을 설치하기 위한 제 2의 도전성 설치수단과,

   상기 각 도전성 설치수단과 상기 전기배선을 전기적으로 접속하는 접속수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광·전기배선기판.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 미러가 광의 입사각이 45°로 되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광·전기배선기판.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 미러가 한쪽면으로 금속막이 형성되어 있는 것을 특 징으로 하는 광·전기배선기판.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 미러는 한쪽면을 코어와 접하고, 다른쪽면에 이 코어보다 작은 굴절률을 갖는 매질과 접하고 있는 것을 특징으로 하는 광·전기배선기판.
9. 제 3 항에 기재된 광·전기배선기판과,

   상기 제 1의 도전성 설치수단에 설치되고, 상기 미러에 반사된 광을 수광하는, 또는 상기 미러를 향하여 광을 발광하는 광학부품을 구비한 것을 특징으로 하는 실장기판.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 광학부품은 상기 제 1의 도전성 설치수단과 땜납 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 실장기판.
11. 제 4 항에 기재된 광·전기배선기판과,

    상기 제 2의 도전성 설치수단에 설치된 전기부품을 구비한 것을 특징으로 하는 실장기판.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 전기부품은 상기 제 2의 도전성 설치수단과 땜납접속되어 있는 것을 특징으로 하는 실장기판.
13. 평활한 지지기판에 박리막을 형성하는 공정과,

    상기 박리막위에, 제 1의 방향에 광을 전파하는 제 1의 코어와 이 제 1 코어를 끼우는 클래드로 이루어지는 제 1의 광배선층을 형성하는 공정과,

    상기 제1의 광배선층에 대하여 소정의 각도를 이루는 구멍을 형성하는 공정과,

    상기 구멍에 코어를 채우고, 상기 제 1의 방향에 대하여 상기 소정의 각도를 이루는 제 2의 방향으로 광을 전파하는 제 2 코어를 형성하는 공정과,

    제 1 코어로부터 제 2 코어에 걸쳐서 형성되고, 한쪽 코어로부터 다른쪽 코어로 전파하는 광을 반사하는 미러를 형성하는 공정과,

    상기 광배선층을 지지기판으로부터 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광배선층 제조방법.

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