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CN101859006B - 光电混合组件的制造方法和由该方法获得的光电混合组件 - Google Patents

光电混合组件的制造方法和由该方法获得的光电混合组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光电混合组件的制造方法和由该方法获得的光电混合组件。该光电混合组件的制造方法能够抑制成本损失。该光电混合组件分别制作形成有电路部分(E1)定位用的突起(4)的光波导路部分(W1)、形成有与该突起(4)嵌合的通孔(8)的电路部分(E1)，将光学元件(11)安装在该电路部分(E1)之后，检查该光学元件(11)的安装状态，在能够确认适当的安装时，使上述电路部分(E1)的上述通孔(8)与上述电路部分(E1)定位用的突起(4)嵌合，将安装有光学元件(11)的电路部分(E1)和光波导路部分(W1)一体化而形成光电混合组件。

Description

光电混合组件的制造方法和由该方法获得的光电混合组件
技术领域
本发明涉及一种包括光波导路部分、电路部分及安装于该电路部分的光学元件的光电混合组件的制造方法和用该方法获得的光电混合组件。
背景技术
如图10所示，以往的光电混合组件是如下所述这样制造成的：分别制作按照下敷层51、芯52及上敷层53这样的顺序形成的光波导路部分W0、在基板55上形成有电路57(包括光学元件11安装用焊盘57a)的电路部分E0，利用粘接剂(未图示)将上述电路部分E0的基板55的背面粘合在该光波导路部分W0的上敷层53的表面上之后，将光学元件11安装在上述电路部分E0中的电路57的光学元件11安装用焊盘57a上(例如参照专利文献1)。这样，在将光波导路部分W0和电路部分E0粘合之后，以上述光学元件11安装用焊盘57a为标记在该电路部分E0上安装光学元件11时，易于将光学元件11相对于光波导路部分W0的芯52定位在适当的位置。因而，通常在将光波导路部分W0和电路部分E0粘合之后安装光学元件11。
然后，在安装了上述光学元件11之后，经过老化(burn in)(暴露于比通常的使用条件更严格的条件(例如高温度、高电压)下的处理)工序来检查上述光学元件11的安装状态。在该检查中，光学元件11的安装状态适当的光电混合组件(合格品)作为产品而出货，不适当的光电混合组件(不合格)被废弃。
专利文献1：日本特开2004-302345号公报
但是，若像上述以往技术那样在将光波导路部分W0和电路部分E0粘合之后、在该电路部分E0上安装光学元件11来进行上述光电混合组件的制造，则在上述光学元件11的安装检查过程中被判断为不合格的情况下，整个光电混合组件被废弃。上述光波导路部分W0的形成材料非常昂贵，若被废弃，则造成很大的损失。但是，由于以往重视光学元件11向适当位置的安装，因此，无视该损失。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种能够抑制成本损失的光电混合组件的制造方法、以及利用该方法获得的光电混合组件。
为了达到上述目的，本发明的第1技术方案是一种光电混合组件的制造方法，该光电混合组件包括光波导路部分、电路部分和安装于该电路部分的光学元件，其中，在下敷层的表面形成光路用的线状芯之后，利用模具成形法在形成包覆上述芯的上敷层的同时，在规定的适当位置形成电路部分定位用的突起，从而来制作上述光波导路部分，在基板上形成有包含光学元件安装用焊盘的电路，并且，形成用于与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔，从而来制作上述电路部分，在将光学元件安装在上述电路部分的光学元件安装用焊盘上之后，检查该光学元件的安装状态，在能够确认到为适当的安装时，使上述电路部分的上述通孔与上述电路部分定位用的突起嵌合，使安装有光学元件的电路部分和光波导路部分一体化而形成光电混合组件。
另外，本发明的第2技术方案是一种光电混合组件，其是利用上述制造方法获得的，该光电混合组件包括光波导路部分、电路部分和安装于该电路部分的光学元件，其中，上述光波导路部分包括下敷层、该下敷层的表面上的光路用的线状芯、包覆该芯的上敷层、该上敷层上的电路部分定位用的突起，上述电路部分包括基板、形成在该基板上的包含光学元件安装用焊盘的电路、用于与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔，上述光学元件是在安装于上述光学元件安装用焊盘的状态下的适当安装检查的合格品，由安装有光学元件的电路部分和光波导路部分一体化而进行的光电混合组件化是通过使上述电路部分的上述通孔与上述光波导路部分中的上述电路部分定位用的突起嵌合来进行的。
本发明的光电混合组件的制造方法在制作光波导路部分的工序中，在适当位置形成电路部分定位用的突起，在制作电路部分的工序中，在适当位置形成与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔。然后，在将光学元件安装在该电路部分上之后检查该光学元件的安装状态，利用上述通孔仅将通过该检查能够确认到为适当的安装光学元件的合格品(被判断为合格品的、已安装有光学元件的电路部分)与光波导路部分的上述突起嵌合，形成光电混合组件。因此，能够防止以下情况：利用上述检查被判断为不合格品的已安装有光学元件的电路部分组装于光波导路部分而使整个光电混合组件成为不良品。结果，能够实现大幅度地降低成本。另外，在本发明的光电混合组件的制造方法中，如上所述那样通过使电路部分的上述通孔与光波导路部分的上述突起嵌合，使安装有光学元件的电路部分和光波导路部分一体化而形成光电混合组件，因此，能够在该一体化时容易进行上述光学元件与光波导路部分之间的相互适当的定位。
特别是，在上述电路部分定位用的突起相对于上述芯的端部被定位在适当位置、用于与该突起嵌合的通孔相对于光学元件安装用焊盘被定位在适当位置的情况下，通过使上述光波导路部分和在上述光学元件安装用焊盘安装有光学元件的电路部分一体化，能够将上述芯的端部和光学元件更适当地定位。
并且，上述电路部分的基板是金属制的，上述电路部分的制作工序包括以下工序：在该金属制基板的表面形成了绝缘层之后，在该绝缘层的表面形成包含上述光学元件安装用焊盘的电路的同时，在上述通孔预定形成部的周缘部分形成通孔定位用的电路；以上述通孔定位用的电路为基准而利用蚀刻除去上述通孔预定形成部的上述金属制基板部分，并且，利用蚀刻除去上述通孔预定形成部的绝缘层部分而形成上述通孔；在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路和通孔定位用的电路的表面实施安装用的电镀处理的工序，在这种情况下，能够利用上述通孔定位用的电路将用于与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔的预定形成位置定位在更适当的位置。而且，上述基板是金属制的，因此能够利用蚀刻高精度地除去通孔预定形成部的上述金属制基板部分。由此，能够将上述芯的端部和光学元件更加适当地定位。并且，通过对除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路和通孔定位用的电路的表面进行上述安装用的电镀处理，能够提高上述电路等的防锈效果。
另外，本发明的光电混合组件是通过使电路部分的通孔与光波导路部分中的电路部分定位用的突起嵌合而使安装有光学元件的电路部分和光波导路部分一体化而成的，因此，成为上述光学元件与光波导路部分相互适当地定位的状态。而且，安装于电路部分的光学元件安装用焊盘上的光学元件是适当安装检查的合格品，因此，本发明的光电混合组件能够可靠地传播光。
特别是，在上述电路部分定位用的突起相对于上述芯的端部被定位在适当位置、用于与该突起嵌合的通孔相对于光学元件安装用焊盘被定位在适当位置的情况下，成为上述芯的端部与光学元件被更加适当地定位的状态。因此，提高了光传播效率。
并且，上述电路部分的基板是金属制的，在该金属制基板的表面隔着绝缘层形成有通孔定位用的电路和包含上述光学元件安装用焊盘的电路、在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路和通孔定位用的电路的表面形成有由安装用的电镀处理形成的电镀层的情况下，用于与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔利用上述通孔定位用的电路被定位形成在更加适当的位置。因此，成为上述芯的端部与光学元件更加适当地定位的状态，更提高了光传播效率。并且，利用形成在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路和通孔定位用的电路的表面上的电镀层，上述电路等不会生锈。
附图说明
图1的(a)是示意性地表示本发明的光电混合组件的一个实施方式的俯视图，图1的(b)是图1的(a)A-A剖视图。
图2是安装有上述图1的(a)的光学元件的电路部分的B-B截面的放大图。
图3的(a)是示意性地表示上述光电混合组件的制造方法的、形成光波导路部分的下敷层的工序的说明图，图3的(b)～(c)是示意性地表示形成芯的工序的说明图。
图4的(a)～(b)是示意性地表示形成上述光波导路部分的上敷层的工序的说明图，图4的(c)是示意性地表示上述芯端部的光反射面的形成工序的说明图。
图5的(a)～(e)是将上述光电混合组件的制造方法的电路部分的制作工序放大地示意性表示的说明图。
图6的(a)是将上述光电混合组件的制造方法的光学元件的安装工序放大地示意性表示的说明图，图6的(b)是将用树脂密封上述光学元件的工序放大地示意性表示的说明图。
图7是示意性地表示将上述电路部分组装于上述光波导路部分的工序的说明图。
图8的(a)～(d)是示意性地表示上述电路部分的另一制作工序的说明图。
图9是示意性地表示本发明的光电混合组件的其他实施方式的剖视图。
图10是示意性地表示以往的光电混合组件的制造方法的说明图。
具体实施方式
接着，根据附图详细地说明本发明的实施方式。
图1的(a)是示意性地表示本发明的光电混合组件的一个实施方式的俯视图，图1的(b)是其A-A剖视图。该光电混合组件是如下这样构成的：分别制作具有电路部分E1定位用的突起4的光波导路部分W1、具有与该突起4嵌合的通孔8的电路部分E1，在将光学元件11安装在该电路部分E1上之后，检查该光学元件11的安装状态，利用上述通孔8仅将能够确认到为适当的安装的合格品(被判断为合格品的、已安装有光学元件11的电路部分E1)与光波导路部分W1的上述突起4嵌合，从而与光波导路部分W1一体化。
更详细地说明，上述光波导路部分W1包括下敷层1、以规定图案的线状形成在该下敷层1的表面上的光路用的芯2、以包覆该芯2的状态形成在上述下敷层1的表面上的上敷层3以及在与上述芯2的一端部相对应的上述上敷层3上的电路部分E 1定位用的4根突起4。这些突起4相对于上述芯2的一端部被定位在适当的位置。并且，在本实施方式中，各突起4形成为圆锥台状。另外，在上述芯2的一端部及与其对应的下敷层1的部分如图所示那样形成有倒V字状的缺口部40，该倒V字状的缺口部40的芯2侧的一侧面形成为相对于上述芯2的轴线方向倾斜45°的倾斜面，位于该倾斜面的芯2的端部成为光反射面2a。该光反射面2a被定位形成在上述光学元件11的下方。并且，在本实施方式中，形成有上述突起4的上敷层3的一端部分3a为了确保组装电路部分E1的空间，其厚度形成得较薄，上敷层3的另一端部形成为表面朝向外侧弯曲的大致1/4圆弧状的透镜部3b。
如图2中将其截面(图1的(a)的B-B截面)放大地所示那样，上述电路部分E1包括四边形的不锈钢制基板5、形成在该不锈钢制基板5的下表面的绝缘层6、形成在该绝缘层6下表面的包括光学元件11安装用焊盘7a的电路7以及与上述电路部分E1定位用的突起4嵌合的4个(参照图1的(a))通孔8。这些通孔8形成在上述四边形的四角部(参照图1的(a))。另外，在本实施方式中，在上述绝缘层6的下表面的上述通孔8周缘部分形成有通孔8定位用的电路9。该通孔8定位用的电路9可用作定位形成上述通孔8时的标记。并且，利用安装用的电镀处理在除了上述光学元件11安装用焊盘7a之外的电路7和通孔8定位用的电路9的表面上形成有电镀层10。
在本实施方式中，上述光学元件11可采用引线接合型的元件。因此，上述光学元件11的安装这样地进行，即，通过银焊锡的硬化层(未图示)将该光学元件11上表面的电极(阴极)电连接在上述光学元件11安装用焊盘7a的下表面，利用接合线12将上述光学元件11下表面的电极(阳极)电连接于上述电路7的2nd接合用焊盘。并且，在上述实施方式中，上述光学元件11及其周边部被透明树脂13浇注封装。另外，上述光学元件11的发光部或受光部形成在该光学元件11的下表面上。
而且，如图1的(a)、(b)所示，上述本发明的光电混合组件成为使上述电路部分E1的通孔8与上述光波导路部分W1的电路部分E1定位用的突起4嵌合的构造，由此，使安装有光学元件11的电路部分E1与光波导路部分W1一体化。上述光电混合组件的光学元件11是经过上述安装检查被判断为合格的光学元件。另外，在本实施方式中，上述光学元件11将其下表面侧(形成有发光部或者受光部的一侧)朝向光波导路部分W1的芯2侧(图1的(b)中的下方)地配置。
在上述光电混合组件中，光L如下所述这样进行传播。即，例如在上述光学元件11为发光元件的情况下，从该光学元件11的发光部向下方发出的光L在穿过上敷层3之后入射到芯2的一端部。接着，该光L在上述芯2的一端部的光反射面2a反射，在芯2内沿轴线方向前进。然后，该光L从芯2的处于另一端部的端面射出，之后，利用上敷层3的另一端部的透镜部3b的折射作用，以抑制了光L的发散的状态从该透镜部3b的透镜面射出。
另一方面，在上述光学元件11为受光元件的情况下，虽未图示，但光向与上述相反的方向前进。即，光从上敷层3的另一端部的透镜部3b的透镜面入射，利用该透镜部3b的折射作用，以集中而聚束的状态从上述芯2的处于另一端部的端面向芯2内入射。接着，该光在芯2内沿轴线方向前进，在芯2的一端部的光反射面2a向上方反射，在穿过上敷层3而射出之后，被上述光学元件11的受光部接受。
而且，上述本发明的光电混合组件如下所述那样能够用作触摸面板中的手指等的触摸位置的检测部件。即，将以上述光学元件11为发光元件的多个构件(光射出侧)并列设置在触摸面板的四边形显示器的画面周缘部的一侧部，将以上述光学元件11为受光元件的多个构件(光入射侧)并列设置在上述显示器的画面周缘部的另一侧部。此时，上述光电混合组件的透镜面以沿着上述显示器的画面周缘的状态并列设置，能够使来自光射出侧的射出光入射到光入射侧。由此，来自光射出侧的多个射出光在显示器的画面上能够与该画面平行地以格子状行进。因此，在用手指接触显示器的画面时，该手指遮挡射出光的一部分，通过在光入射侧感知该被遮挡的部分，能够检测上述手指所接触的部分的位置。
上述本发明的光电混合组件是经由下述(1)～(4)的工序来制造的。另外，表示该制造工序的图3的(a)～图7中的、图5的(a)～(e)和图6的(a)、(b)是将与图1的(a)的B-B截面相当的部分的截面放大的图，除此之外的图是与图1的(a)的A-A截面相当的部分的剖视图。
(1)制作上述光波导路部分W1的工序(参照图3的(a)～(c)、图4的(a)～(c))。
(2)制作上述电路部分E1的工序(参照图5的(a)～(e))。
(3)在将光学元件11安装到上述电路部分E1上之后，检查该光学元件11的安装状态的工序(参照图6的(a)、(b))。
(4)仅将经过上述检查工序能够确认到为适当的安装的合格品(被判断为合格品的、已安装有光学元件11的电路部分E1)组装于上述光波导路部分W1的工序(参照图7)。
对上述(1)的光波导路部分W1的制作工序进行说明。首先，准备形成下敷层1时所采用的平板状的基台20(参照图3的(a))。作为该基台20的形成材料，例如能列举出玻璃、石英、硅、树脂、金属等。另外，基台20的厚度例如被设定在20μm～5mm的范围内。
接着，如图3的(a)所示，在上述基台20的表面的规定区域涂敷感光性环氧树脂等下敷层1形成用的感光性树脂溶解于溶剂而成的清漆之后，根据需要对其进行加热处理(50～120℃×10～30分钟左右)而使其干燥，形成下敷层1形成用的感光性树脂层1A。然后，通过利用紫外线等照射线使该感光性树脂层1A曝光而形成为下敷层1。下敷层1的厚度通常被设定在1～50μm的范围内。
接着，如图3的(b)所示，在上述下敷层1的表面，与上述下敷层1形成用的感光性树脂层1A的形成方法同样地形成芯2形成用的感光性树脂层2A。然后，隔着形成有与芯2的图案相对应的开口图案的光掩模，利用照射线使该感光性树脂层2A曝光。接着，通过在进行加热处理之后使用显影液进行显影，如图3的(c)所示，使上述感光性树脂层2A的未曝光部分溶解而将其除去，将残留的感光性树脂层2A形成为芯2的图案。芯2的厚度(高度)通常被设定在5～60μm的范围内。芯2的宽度通常被设定在5～60μm的范围内。
另外，作为上述芯2的形成材料，例如能列举出与上述下敷层1同样的感光性树脂，可采用折射率比上述下敷层1和下述上敷层3(参照图4的(b))的形成材料的折射率大的材料。例如能够通过选择上述下敷层1、芯2、上敷层3的各形成材料的种类、调整各形成材料的组成比率来调整该折射率。
接着，准备用于对上敷层3(参照图4的(b))和电路部分E 1定位用的突起4(参照图4的(b))同时进行模具成形时所采用的成形模具30(参照图4的(a))。在该成形模具30的下表面形成有凹部31，该凹部31具有与上述上敷层3的形状相对应的模具面。该凹部31具有电路部分E1(参照图1的(b))组装用的部分31a以及透镜部3b(参照图4的(b))形成用的部分31b。而且，在上述凹部31的电路部分E1组装用的部分31a形成有与上述电路部分E1定位用的突起4的形状相对应的凹处32。在上述成形模具30的上表面还形成有对准标记(未图示)，该对准标记用于在使用成形模具30时与芯2的处于一端部的端面(图4的(a)中的右端面)对位而将成形模具30适当地定位，在以该对准标记为基准的规定的适当位置形成有上述凹部31和凹处32。
即，以上述对准标记为基准放置上述成形模具30，在该状态下进行成形时，能够以芯2的处于一端部的端面为基准而在适当的位置同时对上敷层3和电路部分E1定位用的突起4进行模具成形。另外，上述成形模具30的放置是通过使该成形模具30的下表面紧贴在下敷层1的表面来进行的，由此，由上述凹部31和凹处32的模具面、下敷层1的表面和芯2的表面围成的空间成为成形空间33。并且，在上述成形模具30中，以与上述凹部31和凹处32连通的状态形成有注入孔(未图示)，该注入孔用于向上述成形空间33中注入形成上敷层3和电路部分E 1定位用的突起4用的感光性树脂。另外，作为上述成形模具30，需要透过该成形模具30而利用紫外线等照射线对充满上述成形空间33中的上敷层3形成用的感光性树脂进行曝光，因此，可采用由使照射线透过的材料构成的构件(例如石英制的构件)。
接着，如图4的(a)所示，在将上述成形模具30的对准标记对位于上述芯2的处于一端部的端面、将整个成形模具30适当地定位的状态下，使该成形模具30的下表面紧贴在下敷层1的表面。然后，从形成于上述成形模具30的注入孔将形成上敷层3及电路部分E1定位用的突起4用的感光性树脂注入到由上述凹部31、凹处32的模具面、下敷层1的表面和芯2的表面围成的成形空间33中，用上述感光性树脂充满上述成形空间33。接着，在使紫外线等照射线透过上述成形模具30来进行曝光之后进行加热处理。由此，上述感光性树脂硬化，同时形成上敷层3和电路部分E1定位用的突起4。接着，进行脱模，如图4的(b)所示，获得上敷层3和电路部分E1定位用的突起4。该电路部分E1定位用的突起4是如上所述那样使用上述成形模具30而以芯2的处于一端部的端面为基准形成的，因此，能够相对于芯2的处于一端部的端面被定位在规定的适当位置。另外，上述上敷层3的透镜部3b也被定位在适当的位置。
对于上述上敷层3的厚度(距下敷层1的表面的厚度)，芯2的一端侧(图中右侧)的较薄部分被设定在超出芯2的厚度150μm以下的范围内，芯2的另一端侧(图中左侧)的较厚部分被设定在超出芯2的厚度1200μm以下的范围内。另外，上述电路部分E1定位用的突起4被形成为圆锥台状，其高度被设定在500～1200μm的范围内，其底面的直径被设定在800～3000μm的范围内，其顶面直径被设定在500～2000μm的范围内。如上所述，若将上述电路部分E1定位用的突起4形成为圆锥台状，则在后续工序中使电路部分E1的通孔8与该突起4嵌合时，即使上述突起4的外径、上述通孔8的内径稍稍脱离设计值，上述突起4和通孔8也同轴地嵌合，能够防止光波导路部分W1和电路部分E1在与该同轴的轴线成直角的平面方向上错位。
另外，作为上述上敷层3的形成材料，例如能列举出与上述下敷层1同样的感光性树脂。为了能够注入到上述成形空间33中，其粘度优选被设定在100～2000mPa·s的范围内。
接着，在自下敷层1的背面剥离基台20之后，使用刀尖角度90°的V字形刀尖的切割刀等从下敷层1的背面侧切削芯2的一端部，如图4的(c)所示，在与芯2的一端部相对应的部分形成倒V字形的缺口部40。由此，该倒V字的芯2部分形成为以45°倾斜的光反射面2a。该光反射面2a形成在后续工序中安装的光学元件11的下方。由此，完成上述(1)的光波导路部分W1的制作工序。
接着，说明上述(2)的电路部分E 1的制作工序。首先，准备四边形的不锈钢制基板5(参照图5的(a))。对于该不锈钢制基板5的大小，例如纵向长度×横向长度被设定在10～40mm×20～40mm的范围内，厚度被设定在0.04～0.2mm的范围内。
接着，如图5的(a)所示，在上述不锈钢制基板5的整个表面涂敷感光性聚酰亚胺树脂等绝缘层6形成用的感光性树脂溶解于溶剂而成的清漆之后，根据需要对其进行加热处理而使其干燥，形成绝缘层6形成用的感光性树脂层6A。然后，利用紫外线等照射线使该感光性树脂层6A曝光而形成为绝缘层6。绝缘层6的厚度通常被设定在5～15μm的范围内。
接着，如图5的(b)所示，利用半添加法，在上述绝缘层6的表面同时形成通孔8(参照图5的(d))定位用的电路9以及包含光学元件11安装用焊盘7a的电路7。由此，上述通孔8定位用的电路9以相对于上述光学元件11安装用焊盘7a适当地定位的状态形成。另外，在本实施方式中，上述电路7形成在上述四边形的中央部，上述通孔8定位用的电路9形成在通孔8预定形成部(上述四边形的四角部)的周缘部分。
另外，例如，如下所述那样利用半添加法形成上述电路7及通孔8定位用的电路9。即，首先，利用溅射法或者非电解电镀等在上述绝缘层6的表面形成金属层(厚度600～2600
Figure GSA00000057359400131
左右)。该金属层成为进行之后的电解电镀时的晶种层(成为电解电镀层形成的基底的层)。接着，将干膜抗蚀剂粘附在由上述不锈钢制基板5、绝缘层6及晶种层构成的层叠体的两面之后，利用光刻法，在形成有上述晶种层一侧的干膜抗蚀剂上同时形成上述电路7和通孔8定位用的电路9的图案的槽部，使上述晶种层的表面部分露出到该槽部的底。接着，利用电解电镀，于在上述槽部的底露出的上述晶种层的表面部分层叠形成电解电镀层(厚度为5～20μm左右)。然后，利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。之后，利用软蚀刻除去未形成有上述电解电镀层的晶种层部分，由残留的电解电镀层和其下的晶种层构成的层叠部分形成为电路7和通孔8定位用的电路9。
然后，将所获得的构造体放置在曝光机上，用摄像机拍摄表面侧(电路7侧)和背面侧(不锈钢制基板5侧)，根据该图像，以上述通孔8定位用的电路9为标记而将上述不锈钢制基板5的通孔8预定形成部的位置适当地定位。接着，用干膜抗蚀剂覆盖除了该通孔8预定形成部之外的部分。接着，如图5的(c)所示，通过使用氯化亚铁水溶液进行蚀刻来除去所露出的上述通孔8预定形成部的不锈钢制基板5部分。由此，如图5的(c)所示，上述绝缘层6的部分自该除去部分5a露出。
接着，如图5的(d)所示，通过使用化学蚀刻液进行蚀刻来除去上述露出的绝缘层6的部分。由此，在上述通孔8预定形成部形成通孔8。该通孔8是利用上述半添加法并以与光学元件11安装用焊盘7a同时形成的通孔8定位用的电路9为基准而形成的，因此，上述通孔8相对于上述光学元件11安装用焊盘7a自动地定位形成在规定的适当位置。
然后，用抗蚀剂包覆上述光学元件11安装用焊盘7a，实施安装用的电解电镀处理。由此，如图5的(e)所示，在除了上述光学元件11安装用焊盘7a之外的电路7和通孔8定位用的电路9的表面形成电镀层10。作为该电镀层10的成分，能够列举出金、镍等。另外，该电镀层10的厚度通常被设定在0.2～0.5μm的范围内。之后，通过用碱性液进行冲洗来除去包覆上述光学元件11安装用焊盘7a的抗蚀剂。由此，完成上述(2)的电路部分E1的制作工序。
接着，说明上述(3)的光学元件11的安装、检查工序。首先，在上述电路部分E1的光学元件11安装用焊盘7a的表面涂敷银焊锡(未图示)。之后，如图6的(a)所示，使用高精度芯片焊接机(安装装置)在上述银焊锡上安装上述光学元件11。此时，使光学元件11的下表面的电极(阴极)与上述银焊锡接触。之后，进行固化处理，使上述银焊锡硬化。接着，使用引线接合机(连接装置)，利用接合引线12将上述光学元件11的上表面的电极(阳极)和上述电路7的2nd接合用焊盘电连接。之后，如图6的(b)所示，利用透明树脂13对上述光学元件11及其周边部进行浇注封装。由此，完成光学元件11的安装工序。在安装有该光学元件11的电路部分E1中，如上所述，在图5的(d)的工序中形成的通孔8相对于上述光学元件11安装用焊盘7a被定位在规定的适当位置，因此，安装于该光学元件11安装用焊盘7a的光学元件11与上述通孔8成为规定的适当的位置关系。
然后，在对安装有上述光学元件11的电路部分E1进行老化(暴露于比通常的使用条件严酷的条件(例如高温度、高电压)下的处理)之后，检查上述光学元件11的安装状态。在该检查中，在上述光学元件11为发光元件的情况下，向电路部分E 1的电路7中通入电流，对是否从发光元件发出光进行确认。能够确认到发光的安装有发光元件的电路部分E1能够判断为合格品，无法确认到发光的安装有发光元件的电路部分E1能够判断为不合格品。另一方面，在上述光学元件11为受光元件的情况下，使光照到该受光元件，对自该受光元件是否向电路7发送电信号进行确认。能够确认到电信号的安装有受光元件的电路部分E 1可以判断为合格品，无法确认到电信号的安装有受光元件的电路部分E 1可以判断为不合格品。由此，完成上述(3)的光学元件11的检查工序。
接着，说明上述(4)的组装工序。首先，如图7所示，将在上述(3)的检查工序中被判断为合格品的安装有光学元件11的电路部分E1以上述光学元件11的安装侧朝向光波导路部分W1的芯2侧(图7中的下方)的状态定位。然后，使上述电路部分E1的通孔8与上述光波导路部分W1的电路部分E1定位用的突起4嵌合，使上述光波导路部分W1和电路部分E1一体化。在这种情况下，还可以利用粘接剂固定上述突起4与通孔8的嵌合部。这样，完成作为目标的光电混合组件(参照图1的(a)、(b))。
在此，如上所述，在上述光波导路部分W1中，芯2的处于一端部的端面和电路部分E1定位用的突起4处于适当的位置关系。另外，在安装有上述光学元件11的电路部分E1中，光学元件11和嵌合于上述突起4的通孔8处于适当的位置关系。结果，在将上述通孔8与上述突起4嵌合而成的上述光电混合组件中，芯2的处于一端部的端面与光学元件11自动地处于适当的位置关系，因此，能够适当地传播光。
而且，在这样的光电混合组件的制造方法中，能够在完成光电混合组件之前检查安装于电路部分E1的光学元件11的安装状态，因此，能够防止通过上述检查被判断为不合格品的安装有光学元件11的电路部分E1组装于光波导路部分W1而使整个光电混合组件(成品)成为不良品。
另外，在上述实施方式中，在制作电路部分E1的过程中，在通孔8预定形成部的周缘部分形成了通孔8定位用的电路9，但也可以不形成该电路9地制作电路部分E2(参照图8的(d))。首先，如图8的(a)所示，该电路部分E2的制作方法如下所述：利用光刻法在上述不锈钢制基板5的表面中的、除通孔8(参照图8的(c))预定形成部之外的部分形成绝缘层6。接着，如图8的(b)所示，与上述实施方式同样地利用半添加法在上述绝缘层6的表面形成包含光学元件11安装用焊盘7a的电路7。接着，在使干膜抗蚀剂粘俯在由上述不锈钢制基板5、绝缘层6及电路7构成的层叠体的两面之后，利用光刻法，以上述光学元件11安装用焊盘7a为基准而在单面侧的干膜抗蚀剂中形成上述通孔8预定形成部的图案的孔部，使上述不锈钢制基板5的表面部分露出到该孔部的底部。接着，如图8的(c)所示，通过使用氯化亚铁水溶液进行蚀刻来除去露出到上述孔部的底部的上述不锈钢制基板5部分。由此，在上述通孔8预定形成部形成通孔8。之后，如图8的(d)所示，与上述实施方式同样地实施安装用的电解电镀处理，在除了上述光学元件11安装用焊盘7a之外的电路7的表面形成电镀层10。也可以这样地制作上述电路部分E2。在这种情况下，能够缩短制造工序。
另一方面，在上述实施方式中，如图1的(a)、(b)所示，将上敷层3的另一端部(图中的左端部)形成为透镜部3b，但如图9所示，也可以与一端部同样地形成芯2和上敷层3的另一端部来制作光波导路部分W2，在该另一端部也与上述实施方式同样地组装有安装了光学元件11的电路部分E1或E2而构成。在这种情况下，将一端侧的光学元件11作为发光元件，将另一端侧的光学元件11作为受光元件，能够经由芯2而由受光元件接受发光元件的光。
并且，在上述实施方式中，在对上敷层3、电路部分E1、E2定位用的突起4进行模具成形时，在放置成形模具30之后向成形空间33中注入感光性树脂，但也可以利用采用上述成形模具30的按压成形来进行。即，也能以包覆芯2的方式形成具有上敷层3形成区域和电路部分E1、E2定位用的突起4形成区域的感光性树脂层，使上述成形模具30对该感光性树脂层进行按压，在该状态下，使紫外线等照射线透过上述成形模具30进行曝光，进行加热处理。
另外，在上述实施方式中，在电路部分E1、E2的制作工序中，在除了光学元件11安装用焊盘7a之外的电路7的表面、通孔8定位用的电路9的表面形成了电镀层10，但该电镀层10根据需要而形成，在不需要的情况下也可以不形成该电镀层10。
并且，在上述实施方式中，将不锈钢制基板5用于制作电路部分E1、E2，但也可以采用由其他金属材料或者树脂材料等构成的基板5。在该基板5具有绝缘性的情况下，也可以不形成绝缘层6而在上述基板5上直接形成电路7。上述绝缘层6用于防止上述金属制基板5那样的具有导电性的基板5与电路7之间的短路。
另外，在上述实施方式中，作为光学元件11采用引线接合型的元件，但也可以采用倒装型的元件。
接着，说明实施例。但是，本发明并不限定于实施例。
实施例1
下敷层、上敷层及电路部分定位用的突起的形成材料
将双苯氧基乙醇芴缩水甘油醚(成分A)35重量份、作为脂环式环氧树脂的3’，4’-环氧环己基甲基-3，4-环氧己烷羧酸酯(大赛璐化学公司制造、CELLOXIDE2021P)(成分B)40重量份、(3’，4’-环氧环己烷)甲基-3’，4’-环氧环己基-羧酸酯(大赛璐化学公司制造、CELLOXIDE2081)(成分C)25重量份、4，4’-双[二(β羟基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-双-六氟锑酸盐的50％碳酸丙二酯溶液(成分D)2重量份混合，调制了下敷层、上敷层以及电路部分定位用的突起的形成材料。
芯的形成材料
通过将上述成分：70重量部、1，3，3-三(4-(2-(3-乙氧甲基酸))正戊基苯甲酸)丁烷：30重量部、上述成分D：1重量部溶解于乳酸乙基，调制出芯的形成材料。
光波导路部分的制作
首先，利用敷贴器在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度188μm)的表面涂敷上述下敷层的形成材料之后，通过照射2000mJ/cm2的紫外线(波长365nm)进行曝光，从而形成了下敷层(厚度25μm)(参照图3的(a))。
接着，利用敷贴器在上述下敷层的表面涂敷上述芯的形成材料之后，进行100℃×15分钟的干燥处理，形成了感光性树脂层(参照图3的(b))。接着，在感光性树脂层的上方配置了形成有与芯图案相同形状的开口图案的合成石英类的铬掩模(光掩模)。然后，通过以接近式曝光法照射4000mJ/cm2的紫外线(波长365nm)进行曝光之后，进行80℃×15分钟的加热处理。接着，在通过使用γ-丁内酯水溶液进行显影，将未曝光部分溶解除去之后，进行120℃×30分钟的加热处理，从而形成了芯(厚度50μm，宽度50μm)(参照图3的(c))。
接着，以芯的一端面为基准，将对上敷层和电路部分定位用的突起同时进行模具成形的石英制的成形模具放置在规定的适当位置(参照图4的(a))。然后，在将上述上敷层和电路部分定位用的突起的形成材料注入到成形空间中之后，透过该成形模具，照射2000mJ/cm2的紫外线进行曝光。接着，在进行120℃×15分钟的加热处理之后进行脱模，获得了上敷层和电路部分定位用的4根突起(参照图4的(b))。上述上敷层的一端侧形成得较薄，其另一端侧形成得较厚，在用接触式膜厚计测定时，较薄部分的厚度(距下敷层表面的厚度)为90μm，较厚部分的厚度为1000μm。另外，上述突起形成为圆锥台状，在使用电子显微镜测定时，其高度为800μm，底面直径为2000μm，顶面直径为1000μm。
接着，在从下敷层的背面剥离上述PET膜之后，使用刀尖角度90°的V字形刀尖的切割刀等从下敷层的背面侧切削芯的一端部，将芯的一端部形成为以45°倾斜的光反射面。该光反射面形成在后续工序中安装的发光元件的发光部的下方(参照图4的(c))。这样制作了光波导路部分。
电路部分的制作
在不锈钢制基板(25mm×30mm×35μm(厚度))的整个表面形成了由感光性聚酰亚胺树脂构成的绝缘层(厚度10μm)(参照图5的(a))。接着，利用半添加法在上述绝缘层的表面形成通孔定位用的电路和包含光学元件安装用焊盘的电路(参照图5的(b))，该光学元件安装用焊盘是层叠电解铜镀层(厚度10μm)和由铜/镍/铬合金构成的晶种层而形成的。
然后，使用曝光机，以上述通孔定位用的电路为基准来对通孔预定形成部的不锈钢制基板部分进行定位。接着，在用干膜抗蚀剂覆盖除该通孔预定形成部之外的部分之后，通过使用氯化亚铁水溶液进行蚀刻来除去所露出的上述通孔预定形成部的不锈钢制基板部分(参照图5的(c))。然后，通过使用用于蚀刻的化学蚀刻液对聚酰亚胺进行蚀刻来除去自该除去部分露出的上述绝缘层部分，形成了通孔(参照图5的(d))。
之后，用抗蚀剂覆盖上述光学元件安装用焊盘，实施安装用的电解电镀处理，在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路和通孔定位用的电路的表面形成了包括由金构成的电镀层和由镍构成的电镀层这2层的电镀层(厚度0.5μm)(参照图5的(e))。这样制作了电路部分。
发光元件的安装
在上述光学元件安装用焊盘的表面涂敷银焊锡之后，使用高精度芯片焊接机(安装装置)在上述银焊锡上安装引线接合型的发光元件(0ptwell公司制，SM85-1N001)。此时，使发光元件的背面的电极(阴极)与上述银焊锡接触。之后，进行固化处理，使上述银焊锡硬化。接着，使用引线接合机(连接装置)，利用接合引线将上述发光元件的表面的电极(阳极)和上述电路的2nd接合用焊盘电连接(参照图6的(a))。之后，利用透明树脂(日东电工公司制，NT-8038)对上述光学元件及其周边部进行浇注封装。这样将发光元件安装在上述电路部分。
发光元件的安装检查
在对安装有上述光学元件的电路部分进行老化处理之后，使用恒流产生源向上述电路部分的电路中通入电流，对是否从发光元件发出光进行确认。能够确认到发光的安装有发光元件的电路部分判断为合格品，无法确认到发光的安装有发光元件的电路部分判断为不合格品。
光电混合组件的制造
将在上述检查中被判断为合格品的安装有发光元件的电路部分组装在光波导路部分的一端部。即，使上述电路部分的通孔与上述光波导路部分的电路部分定位用的突起嵌合。之后，用粘接剂固定该嵌合部。这样制造了光电混合组件(参照图1的(a)、(b))。
实施例2
在上述实施例1中，如下所述这样制作电路部分。除此之外，与上述实施例1同样地制造光电混合组件。
电路部分的制作
利用光刻法，在上述不锈钢制基板的表面中的、除通孔预定形成部之外的部分形成绝缘层(厚度10μm)(参照图8的(a))。接着，与上述实施例1同样地在上述绝缘层的表面形成了包含光学元件安装用焊盘的电路(参照图8的(b))，该光学元件安装用焊盘是层叠电解铜镀层(厚度10μm)和由铜/镍/铬合金构成的晶种层而形成的。
接着，在使干膜抗蚀剂粘附在由上述不锈钢制基板、绝缘层及电路构成的层叠体的两面之后，利用光刻法，在单面侧的干膜抗蚀剂上形成上述通孔预定形成部的图案的孔部，使上述不锈钢制基板的表面部分在该孔部的底部露出。接着，通过使用氯化亚铁水溶液进行蚀刻来除去在上述孔部的底部露出的上述不锈钢制基板部分，在上述通孔预定形成部形成了通孔(参照图8的(c))。之后，与上述实施例1同样地实施安装用的电解电镀处理，在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路的表面形成了包括由金构成的电镀层和由镍构成的电镀层这2层的电镀层(厚度0.5μm)(参照图8的(d))。这样制作了电路部分。
光传播试验
向上述实施例1、2的光电混合组件的发光元件中通入电流，自发光元件射出光。然后，确认到自光电混合组件的端部射出光。
由该结果可知，利用上述制造方法获得的光电混合组件适当地传播光。另外，在上述制造方法中，通过在完成光电混合组件之前检查安装于电路部分的光学元件的安装状态，能够防止利用该检查被判断为不合格品的安装有光学元件的电路部分组装于光波导路部分而使整个光电混合组件(完成品)成为不良品。
工业实用性
本发明的光电混合组件能够用于触摸面板中的手指等的接触位置的检测部件、或者高度地传送、处理声音、图像等数字信号的信息通信仪器、信号处理装置等。

Claims (6)

1.一种光电混合组件的制造方法，该光电混合组件包括光波导路部分、电路部分和安装于该电路部分的光学元件，其特征在于，
在下敷层的表面形成光路用的线状芯之后，利用模具成形法在形成包覆上述芯的上敷层的同时，在规定的适当位置形成电路部分定位用的突起，从而来制作上述光波导路部分，在基板上形成包含光学元件安装用焊盘的电路，并且，形成用于与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔，从而来制作上述电路部分，在将光学元件安装在上述电路部分的光学元件安装用焊盘上之后，检查该光学元件的安装状态，在能够确认到为适当的安装时，使上述电路部分的上述通孔与上述电路部分定位用的突起嵌合，使安装有光学元件的电路部分和光波导路部分一体化而做成光电混合组件。
2.根据权利要求1所述的光电混合组件的制造方法，其中，
上述电路部分定位用的突起相对于上述芯的端部被定位在适当位置，用于与该突起嵌合的通孔相对于光学元件安装用焊盘被定位在适当位置。
3.根据权利要求1或2所述的光电混合组件的制造方法，其中，
上述电路部分的基板是金属制的，上述电路部分的制作工序包括以下工序：
在该金属制基板的表面形成了绝缘层之后，在该绝缘层的表面形成包含上述光学元件安装用焊盘的电路的同时，在上述通孔预定形成部的周缘部分形成通孔定位用的电路；
以上述通孔定位用的电路为基准而利用蚀刻除去上述通孔预定形成部的上述金属制基板部分，并且，利用蚀刻除去上述通孔预定形成部的绝缘层部分而形成上述通孔；
在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路和通孔定位用的电路的表面实施安装用的电镀处理。
4.一种光电混合组件，其是由权利要求1的制造方法获得的，该光电混合组件包括光波导路部分、电路部分和安装于该电路部分的光学元件，其特征在于，
上述光波导路部分包括下敷层、该下敷层的表面上的光路用的线状芯、包覆该芯的通过模具成形而制作的上敷层、该上敷层上的电路部分定位用的突起，上述电路部分定位用的突起使用与该上敷层相同的材料形成、通过上述模具成形而制作，上述电路部分包括基板、形成在该基板上的包含光学元件安装用焊盘的电路以及用于与上述电路部分定位用的突起嵌合的通孔，上述光学元件是在安装于上述光学元件安装用焊盘的状态下的适当安装检查的合格品，由安装有光学元件的电路部分和光波导路部分一体化而进行的光电混合组件化是通过使上述电路部分的上述通孔与上述光波导路部分中的上述电路部分定位用的突起嵌合来进行的。
5.根据权利要求4所述的光电混合组件，其中，
上述电路部分定位用的突起相对于上述芯的端部被定位在适当位置，用于与该突起嵌合的通孔相对于光学元件安装用焊盘被定位在适当位置。
6.根据权利要求4或5所述的光电混合组件，其中，
上述电路部分的基板是金属制的，在该金属制基板的表面隔着绝缘层形成有通孔定位用的电路和包含上述光学元件安装用焊盘的电路，在除了上述光学元件安装用焊盘之外的电路及通孔定位用的电路的表面形成有由安装用的电镀处理形成的电镀层。
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