CN101726794B - 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

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Abstract

本发明提供能够抑制成本损失的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分别准备中央部分(1)用的第1基板、发光侧端部部分(2)用的第2基板和受光侧端部部分(3)用的第3基板，之后，对上述第2和第3基板检查光传播状态，将通过该检查被判断为合格品的上述第2和第3基板与上述第1基板连接，从而制造光电混合组件，该第1基板具有从一端向另一端延伸的光波导路(10)，该第2基板具有发光元件(23)以及能与该光波导路(10)的一端部连接的光波导路(20)，第3基板具有受光元件(33)以及能与中央部分(1)的光波导路(10)的另一端连接的光波导路(30)。

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
本发明涉及混合设置有光波导路和安装了光学元件的电路的光电混合组件的制造方法和由该制造方法获得的光电混合组件。
背景技术
如图7所示，例如，光电混合组件的制造方法如下所述这样进行：分别制作电路基板80和光波导路单元70，通过粘接剂90将两者粘合，在上述电路基板80的与上述光波导路单元70的两端部相对应的部分分别安装发光元件23和受光元件33(例如，参照专利文献1)。上述电路基板80是在不锈钢制板材81的一个面(图中的上表面)上隔着绝缘层(未图示)形成电路82而构成的，该电路82的一部分成为用于安装上述发光元件23和受光元件33的安装用焊盘82a。上述光波导路单元70是从上述不锈钢制板材81的另一个面(图中的下表面)侧(在图中从上开始)依次形成上敷层73、芯72、下敷层71而构成的。并且，上述光波导路单元70的两端部形成为与光轴呈45°倾斜的倾斜面，芯72的位于该倾斜面的端部成为光反射面72a、72b。在该光电混合组件中，在上述电路基板80的发光元件23侧形成有光传播用的通孔81a，使得从发光元件23发出的光(光信号)L入射到发光元件23侧的芯72的端部。此外，在上述电路基板80的受光元件33侧也形成有光传播用的通孔81b，使得从发光元件23发出的、通过光波导路单元70的芯而被受光元件33侧的光反射面72b反射的光L被受光元件33接受。另外，在图7中，附图标记23a是上述发光元件23的凸块(电极)，附图标记33a是上述受光元件33的凸块(电极)。
上述光电混合组件中的光L的传播如下所述这样进行。首先，光L从发光元件23向下方射出。该光L穿过光波导路单元70的一端部(图7中的左端部)的上敷层73，入射到芯72的一端部。接着，该光L被芯72的一端部的光反射面72a反射而在芯72内沿轴向前进。然后，该光L在芯72内前进，传播到芯72的另一端部(图7中的右端部)。接着，该光L被上述另一端部的光反射面72b向上方反射，穿过上敷层73而射出，被受光元件33接受。
专利文献1：日本特开2000-199827号公报
此外，在制造后，检查上述光电混合组件的光传播状态、上述发光元件23和受光元件33的安装状态、动作状态等。通过该检查被判断为不良品的光电混合组件被废弃。上述光波导路单元70的形成材料的价格非常高，被废弃时，造成较大的损失。
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和由该制造方法获得的光电混合组件。
为了实现上述目的，本发明的第1技术方案提供一种光电混合组件的制造方法，该光电混合组件由中央部分、该中央部分的一端侧的发光侧端部部分、另一端侧的受光侧端部部分构成，其包括以下工序：准备上述中央部分用的第1基板的工序，该第1基板具有从其一端向另一端延伸的光波导路；准备上述发光侧端部部分用的第2基板的工序，该第2基板具有发光元件以及能与上述中央部分用的第1基板的光波导路的一端部连接的光波导路；准备上述受光侧端部部分用的第3基板的工序，该第3基板具有受光元件以及能与上述中央部分用第1基板的光波导路的另一端连接的光波导路；还包括以下工序：检查从发光元件发出的光是否从上述发光侧端部部分用的第2基板的光波导路的一端部射出，在能确认到该射出时，将第2基板组装到上述中央部分用的第1基板的一端侧，将上述第2基板的光波导路与上述中央部分用的第1基板的光波导路连接起来的工序；检查从上述受光侧端部部分用的第3基板的光波导路的一端部入射的光是否被受光元件接受，在能确认到被受光元件接受时，将第3基板组装到上述中央部分用的第1基板的另一端侧，将上述第3基板的光波导路与上述中央部分用的第1基板的光波导路连接起来的工序。
此外，本发明的第2技术方案提供一种光电混合组件，通过定位用引导件对上述第2和第3基板的光波导路的两侧部进行定位的状态下，上述第2和第3基板的光波导路与上述第1基板的光波导路的端部连接起来。
在本发明的光电混合组件的制造方法中，分别准备构成该光电混合组件的中央部分用的第1基板、其一端侧的发光侧端部部分用的第2基板、另一端侧的受光侧端部部分用的第3基板，将第1基板、第2基板、第3基板组合而形成光电混合组件，在形成光电混合组件之前，检查上述发光侧端部部分用的第2基板和受光侧端部部分用的第3基板的光学元件(发光元件、受光元件)与光波导路之间的光传播状态。然后，将通过该检查被判断为光传播正常的发光侧端部部分用的第2基板和受光侧端部部分用的第3基板分别组装到上述中央部分用的第1基板的左右两端侧，上述发光侧端部部分用的第2基板和受光侧端部部分用的第3基板的光波导路与上述中央部分用的第1基板的光波导路的两端部连接起来。另一方面，通过上述检查被判断为光传播不正常的发光侧端部部分用的第2基板和受光侧端部部分用的第3基板未被组装到上述中央部分用的第1基板上。这样，在本发明的光电混合组件的制造方法中，仅是通过上述检查被判断为不良品的发光侧端部部分用的第2基板和受光侧端部部分用的第3基板被废弃，因此就不会产生第2基板、第3基板与中央部分用的第1基板连接而导致连第1基板也被浪费这样的情况，能实现大幅度降低成本。
特别是，在上述第2和第3基板上，在相对于光波导路的规定位置形成有对位标记，以该对位标记为基准安装上述发光元件和受光元件的情况下，能将上述发光元件和受光元件安装在相对于光波导路的适当的位置。因此，发光元件和受光元件与光波导路之间的光传播状态良好，检查该光传播状态时，被判断为不良品的上述第2和第3基板大幅地减少。其结果，能大幅地抑制材料的浪费和成本损失。
并且，在上述第1基板上形成有对上述第2和第3基板的光波导路的两侧部进行定位的定位用引导件，利用上述定位用引导件来进行上述第2和第3基板的光波导路与上述第1基板的光波导路之间的连接的情况下，上述光波导路的连接变得容易，能使该连接状态良好。其结果，能使上述第2和第3基板的光波导路和上述第1基板的光波导路之间的光传播良好。
而且，本发明的光电混合组件在上述第2和第3基板的光波导路的两侧部通过定位用引导件进行定位的状态下，上述第2和第3基板的光波导路与上述第1基板的光波导路的端部连接，因此上述第2和第3基板的光波导路与上述第1基板的光波导路之间的光传播良好。
附图说明
图1是示意性地表示通过本发明的光电混合组件的制造方法所获得的光电混合组件的一实施方式的纵剖视图。
图2是示意性地表示上述光电混合组件的制造方法的一实施方式的说明图。
图3是示意性地表示由图2中的椭圆部C标识的、上述光电混合组件的中央部分用的第1基板的芯的端部附近的立体图。
图4的(a)～(d)是示意性地表示上述第1基板的光波导路的制作工序的说明图。
图5的(a)～(d)是示意性地表示上述光电混合组件的发光侧端部部分用的第2基板的制作工序的前半部分的说明图。
图6的(a)～(d)是示意性地表示上述第2基板的制作工序的后半部分的说明图。
图7是示意性地表示以往的光电混合组件的说明图。
具体实施方式
接着，根据附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1是表示通过本发明的光电混合组件的制造方法所获得的光电混合组件的一实施方式。该光电混合组件由中央部分1、其一端侧的发光侧端部部分2、另一端部的受光侧端部部分3构成。上述中央部分1由第1基板构成，该第1基板由从一端向另一端延伸的光波导路10构成。上述发光侧端部部分2由第2基板构成，该第2基板包括：与上述中央部分1的光波导路10的一端部连接的光波导路20；向该光波导路20发出光L的发光元件23；形成有该光波导路20并安装有上述发光元件23的电路基板24。上述受光侧端部部分3由第3基板构成，该第3基板包括：与上述中央部分1的光波导路10的另一端部连接的光波导路30；接受来自该光波导路30的光L的受光元件33；形成有该光波导路30并安装有上述受光元件33的电路基板34。如图2所示，分别独立地准备这些中央部分1用的第1基板、发光侧端部部分2用的第2基板和受光侧端部部分3用的第3基板，之后，对上述第2和第3基板的光传播状态进行检查，选择仅通过该检查被判断为合格品的第2和第3基板与上述第1基板连接，构成光电混合组件。
下面进行更详细地说明，上述中央部分1用的第1基板(由光波导路10构成的基板)包括：下敷层11；在该下敷层11的正面形成为规定图案的芯12；以覆盖除了该芯12的两端部的部分的方式形成在上述下敷层11的正面上的上敷层13。并且，上述芯的两端面12a、12b在露出的状态下与下敷层1呈直角地形成，能与第2和第3基板的端部芯22、32紧密结合。并且在本实施方式中，如图3所示，在上述下敷层11的正面，在上述芯12的两端侧的延伸方向的两侧部形成有由一对平行的带状突条构成的定位用引导件14，利用该定位用引导件14，容易组装上述第2和第3基板(参照图2)。在图3中，附图标记12a是芯12的端面，附图标记13是上敷层。
在上述发光侧端部部分2用的第2基板中，作为其主体的上述电路基板24的横向宽度形成为与图3所示的下敷层11宽度相同的尺寸，如图2所示，在不锈钢制板材25的一个面(图中的上表面)上隔着绝缘层(未图示)形成电路26而构成电路基板24。上述电路26的一部分形成为安装用焊盘26a，在该安装用焊盘26a上安装有上述发光元件23。并且，在上述不锈钢制板材25的与上述发光元件23相对应的部分形成有向光波导路20传播光用的通孔25a。上述光波导路20包括：形成在上述不锈钢制板材25的另一个面上(图中的下表面)的端部敷层21；形成在该端部敷层21的表面(图中的下表面)上的端部芯22。该端部芯22呈细长板状，收纳在定位用引导件14的一对平行的带状突条之间，并在长度方向大致对齐地形成于电路基板24的背面的中央部。并且，该端部芯22的两端面露出，其中的一个端面成为与上述中央部分1用的第1基板的光波导路10的芯12的露出的一端面12a连接的连接面22a，并与上述电路基板24呈直角地形成。上述端部芯22的另一端面定位在上述发光元件23和光传播用的通孔25a的下方，形成为与上述电路基板24成45°倾斜的倾斜面。该倾斜面成为光反射面22b，作用在于对来自上述发光元件23的光L(参照图1)进行反射而使光L朝向上述端部芯22的一个端面(连接面22a)的方向。并且，在该实施方式中，在上述端部敷层21的表面(图中的下表面)上，在离开上述端部芯22的规定位置形成有俯视呈十字状的对位标记27，上述发光元件23被安装在以该对位标记为基准的规定位置上。在上述电路基板24的与上述对位标记27的上方相对应的部分形成有通孔25b，透过该通孔25b并进一步透过端部敷层21，通过安装机的摄像机A(参照图6的(d))等从上表面侧确认对位标记27，以该对位标记27为基准来安装上述发光元件23。另外，作为上述发光元件23，能列举出VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等。在图中，附图标记23a是上述发光元件23的凸块(电极)。
上述受光侧端部部分3用的第3基板形成为，替代上述发光侧端部部分2用的第2基板中的上述发光元件23，而安装受光元件33。除此之外的部分与上述发光侧端部部分2用的第2基板相同。即、在受光侧端部部分3用的第3基板中，如图2所示，上述电路基板34是在不锈钢制板材35的一个面(图中的上表面)上隔着绝缘层(未图示)地形成电路36而构成的，在作为该电路36的一部分的安装用焊盘36a上安装有上述发光元件33。并且，在上述不锈钢制板材35的与该发光元件33相对应的部分形成有传播来自光波导路30的光用的通孔35a。上述光波导路30形成在上述不锈钢制板材35的另一个面上(图中的下表面)，由端部敷层31和端部芯32构成。该端部芯32的一端的露出面是与上述中央部分1用的第1基板的芯12的露出的另一端面12b连接的连接面32a，与上述电路基板34成直角地形成。上述端部芯32的另一端的露出面位于上述受光元件33和光传播用的通孔35a的下方，形成为与上述电路基板34成45°倾斜的倾斜面。该倾斜面成为光反射面32b，作用在于对从上述端部芯32的一端面(连接面32a)入射到端部芯32内的光L(参照图1)进行反射而使该光L朝向上述受光元件33的方向。并且，在该实施方式中，在上述端部敷层31的表面(图中的下表面)上，在离开上述端部芯32的规定位置形成有成为安装上述受光元件33时的位置基准的俯视呈十字状的对位标记37。并且，上述电路基板34的与上述对位标记37的上方相对应的部分形成有用于从上面侧确认对位标记37的通孔35b，以该对位标记37为基准安装上述受光元件33。另外，作为上述受光元件33，能列举出PD(Photo Diode)等。另外，在图中，附图标记33a是上述受光元件33的凸块(电极)。
并且，本发明的上述光电混合组件构成为，通过上述光检查被判断为合格品的第2和第3基板的端部芯22、32收纳在上述第1基板的定位用引导件14的一对平行的带状突条之间来定位，这些端部芯22、32的露出的一端面(连接面22a、32a)分别与上述第1基板的芯12的露出的两端面12a、12b连接。
上述光电混合组件中的光传播如下所述这样进行。即，如图1所示，从上述第2基板的发光元件23发出的光L在通过形成在上述电路基板24上的光传播用的通孔25a之后，透过端部敷层21入射到端部芯22的另一端部。接着，该光L被上述端部芯22的光反射面(倾斜面)22b反射，在端部芯22内沿该一端面(连接面22a)的方向行进。然后，该光L从上述端部芯22沿轴向透过上述第1基板的光波导路10的芯12，从上述第3基板的端部芯32的一端面(连接面32a)入射到该端部芯32中。接着，该光L被该端部芯32的光反射面(倾斜面)32b向上方反射，透过端部敷层31而射出。并且，该光L在通过形成在上述电路基板34上的光传播用的通孔35a之后，被受光元件33接受。
该实施方式的光电混合组件是经由下述(1)～(4)的工序而制造的。
(1)制作上述光电混合组件的中央部分1用的第1基板的工序(参照图4的(a)～(d))。
(2)制作上述光电混合组件的一端侧的发光侧端部部分2用的第2基板和另一端侧端部部分3用的第3基板的工序(参照图5的(a)～(d)至图6的(a)～(d))。
(3)对上述第2基板，检查从发光元件23发出的光L(参照图1)是否从端部芯22的一端面(连接面22a)射出的工序。以及对上述第3基板，检查是否由受光元件33接受入射到端部芯32的一端面(连接面32a)的光L的工序。
(4)将通过上述检查被判断为合格品的第2和第3基板组装在上述第1基板的两端侧，将该第2和第3基板的光波导路20、30的端部芯22、32的露出的一端面(连接面22a、32a)分别与上述第1基板的光波导路10的芯12的露出的两端面12a、12b连接的工序(参照图2)。
对上述(1)的中央部分1用的第1基板的制作工序进行说明。首先，准备在制作构成该第1基板的光波导路10时所采用的平板状的基台(参照图4的(a))15。作为该基台15的形成材料，例如能列举出玻璃、石英、硅、树脂、金属等。此外，基台15的厚度例如被设定在20μm～5mm的范围内。
接着，如图4的(a)所示，在上述基台15的正面的规定区域形成下敷层11。该下敷层11的形成例如如下所述这样进行。即，首先，在上述基台15的正面的规定区域上涂敷在溶剂中溶解有感光性环氧树脂等下敷层11形成用的感光性树脂而成的清漆，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，从而形成下敷层11形成用的感光性树脂层。接着，利用紫外线等照射线使该感光性树脂层曝光后，形成为下敷层11。下敷层11的厚度通常被设定在1～50μm的范围内，优选被设定在5～30μm的范围内。
接着，如图4的(b)所示，在上述下敷层11的正面形成规定图案的芯12和带状的定位用引导件14。该芯12和定位用引导件14的形成例如通过光刻法进行。即，首先，与上述下敷层11形成用的感光性树脂层的形成方法同样地在上述下敷层11的正面形成具有芯12形成区域和定位用引导件14形成区域的感光性树脂层。接着，在该感光性树脂层之上配置形成有与芯12和定位用引导件14相对应的开口图案的光掩模，隔着该光掩模、通过照射线对上述感光性树脂层的与上述开口图案相对应的部分进行曝光。接着，进行加热处理之后，使用显影液进行显影，从而将上述感光性树脂层的未曝光部分溶解而除去，将残存在下敷层11上的感光性树脂层形成为芯12和定位用引导件14的图案。然后，通过加热处理除去残存在该感光性树脂层的正面等上的显影液，将该感光性树脂层形成为芯12和定位用引导件14。另外，上述芯12的形成材料采用折射率比上述下敷层11和后述上敷层13(参照图4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11、芯12、上敷层13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12的厚度通常被设定在5～150μm的范围内，优选被设定在5～100μm的范围内。芯12的宽度通常被设定在5～150μm的范围内，优选被设定在5～100μm的范围内。定位用引导件14的厚度通常被设定与上述芯12的厚度相同，定位用引导件14的宽度通常被设定在50～2000μm的范围内，优选被设定在300～500μm的范围内。定位用引导件14的一对平行的带状突条之间的间隙通常被设定为与第2和第3基板的端部芯22、32(参照图2)的宽度相同或稍大于(10μm以下)端部芯22、32的宽度的数值。定位用引导件14的长度通常被设定在5～20mm的范围内。上述芯12和定位用引导件14既可以一体地形成，也可以形成为分开的状态(图中是一体的)。在形成分开的状态的情况下，芯12的端面12a、12b与定位用引导件14的端面之间的间隙通常被设定在100μm以下。
然后，如图4的(c)所示，以覆盖除了定位用引导件14和芯12两端部之外的芯12的部分的方式在上述下敷层11的正面侧形成上敷层13。该上敷层13的形成与通过图4的(a)说明的下敷层11的形成方法同样地经由感光性树脂层的形成、曝光、加热处理等来进行。上敷层13的厚度(距芯12的正面的厚度)通常被设定在5～100μm的范围内，优选被设定在10～80μm的范围内。
这样，在基台15的正面上形成中央部分1用的第1基板的光波导路10。之后，如图4的(d)所示，将该光波导路10从上述基台15剥离。由此，完成了上述(1)的中央部分1用的第1基板的制作工序。
接着，对上述(2)中的发光侧端部部分2用的第2基板的制作工序进行说明。首先，准备构成该第2基板的上述电路基板24用的不锈钢制板材25(参照图5的(a))。作为该不锈钢制板材25，通常使用厚度为20～200μm的范围内的板材。
接着，通过光刻法在上述不锈钢制板材25的一个面(图中的上表面)的规定位置形成规定图案的绝缘层(未图示)。该绝缘层是在除了通过后述工序(参照图5的(b))中形成于不锈钢制板材25上的光传播用的通孔25a和对位标记27(参照图2)确认用的通孔25b的部分之外的部分上形成的。即，上述绝缘层的形成例如如下所述这样进行。首先，在上述不锈钢制板材25的一个面(图中的上表面)的规定位置涂敷感光性环氧树脂等感光性树脂，形成感光性树脂层。接着，隔着形成有与绝缘层的图案相对应的开口图案的光掩模通过照射线使上述感光性树脂层曝光。接着，采用显影液来进行显影，从而使未曝光部分溶解并除去，将残存的感光性树脂层形成为绝缘层的图案。之后，通过加热处理除去残存在该残存感光性树脂层的正面等上的显影液。由此，将上述残存感光性树脂层形成为绝缘层。绝缘层的厚度通常被设定在5～15μm的范围内。
接着，如图5的(a)所示，在上述绝缘层的正面上将包含安装用焊盘26a的电路26形成为规定图案。即，该电路26的形成例如如下所述这样进行。首先，在上述绝缘层的正面通过溅射或非电解电镀等形成金属层(厚度左右)。该金属层成为进行之后的电解电镀时的种子层(成为电解电镀层的基础的层)。接着，在由上述不锈钢制板材25、绝缘层和金属层(种子层)构成的层叠体的两面粘附了干式薄膜抗蚀剂(dry filmresist)之后，通过光刻法在形成有上述金属层的一侧的干式薄膜抗蚀剂上形成电路26的图案的槽部，使上述金属层的表面部分露出在该槽部的底部上。接着，通过电解电镀，在露出在上述槽部的底部的上述金属层的表面部分层叠形成有电解电镀层(厚度5～20μm左右)。然后，通过氢氧化钠水溶液剥离上述干式薄膜抗蚀剂。之后，通过软蚀刻(soft etching)将未形成有上述电解电镀层的金属层部分除去，将由残存的电解电镀层和电解电镀层之下的金属层构成的层叠部分形成为电路26。
接着，如图5的(b)所示，通过蚀刻等在不锈钢制板材25的规定位置形成光传播用的通孔25a和对位标记27(参照图2)确认用的通孔25b。该光传播用的通孔25a形成在与在后面的端部芯22形成工序中所形成的端部芯22的光反射面(倾斜面)22b相对应的位置，对位标记27确认用的通孔25b形成在与后面的端部芯22形成工序中与形成在上述端部芯22附近的对位标记27相对应的位置。即，上述通孔25a、25b的形成例如如下所述这样进行。首先，在由上述不锈钢制板材25、绝缘层和电路26构成的层叠体的两面粘附了干式薄膜抗蚀剂之后，通过光刻法在未形成有上述绝缘层的一侧的干式薄膜抗蚀剂上形成上述两通孔25a、25b的图案的孔部，使上述不锈钢制板材25的另一个面(图中的下表面)部分露出在该孔部的底部上。接着，通过采用了氯化铁溶液的蚀刻等，对露出在上述孔部的底部的上述不锈钢制板材25部分进行穿孔，形成上述光传播用的通孔25a和对位标记27确认用的通孔25b。上述光传播用的通孔25a的直径根据发光元件23的设计被适当地设定，通常被设定在0.05～0.2mm的范围内。上述对位标记27确认用的通孔25b的直径根据对位标记27的大小进行适当地设定，通常被设定在0.1～3.0mm的范围内。这样，制作了构成发光侧端部部分2用的第2基板的电路基板24。
然后，如图5的(c)所示，在上述电路基板24的不锈钢制板材25的另一个面(图中的下表面)上形成上述端部敷层21。该端部敷层21的形成是与在上述(1)的中央部分1用的第1基板的制作工序(参照图4的(a)～图4的(d))中形成光波导路10的下敷层11的方法同样地经由感光性树脂层的形成、曝光、加热处理等来进行的。端部敷层21的厚度通常被设定在1～50μm的范围内，优选被设定在5～30μm的范围内。另外，端部敷层21的长度通常被设定成与定位用引导件14(参照图2)大致相等(5～20mm左右)。
接着，如图5的(d)所示，在上述端部敷层21的表面(图中的下表面)上形成具有端部芯22(参照图2)形成区域和对位标记27(参照图2)形成区域的感光性树脂层22A。该感光性树脂层22A的形成与上述下敷层11(参照图4的(a))形成用的感光性树脂层同样地进行。接着，如图6的(a)所示，准备用于将上述端部芯22和对位标记27加压成形为规定形状的成形模4。该成形模4由使紫外线等照射线透过的材料(例如石英)构成，形成有与上述端部芯22和对位标记27的表面形状相同的形状的模面(凹部)4a。然后，如图6的(b)所示，上述成形模4的模面4a以相对于形成在上述电路基板24上的上述光传播用的通孔25a和对位标记27确认用的通孔25b定位在规定位置的方式相对于上述感光性树脂层22A按压成形模4，将该感光性树脂层22A成形为端部芯22和对位标记27。接着，在该状态下，透过上述成形模4用紫外线等照射线使端部芯22和对位标记27曝光之后，进行加热处理。该曝光和加热处理与上述下敷层11(参照图4的(a))的形成方法同样地进行。之后，如图6的(c)所示，进行脱模。由此，形成端部芯22和对位标记27。这些端部芯22和对位标记27是通过采用了1个成形模4的加压成形而同时形成的，因此能将端部芯22相对于上述对位标记27的位置设定为规定的位置关系。上述端部芯22的厚度和宽度被设定为与上述中央部分1用的第1基板的光波导路10的芯12相同的数值。另外，上述对位标记27通常形成为十字状。上述对位标记27的厚度通常被设定在5～60μm的范围内。上述十字状的线的宽度通常被设定在20～200μm的范围内，十字状的纵横的长度通常被设定在200～1000μm的范围内。
接着，如图6的(d)所示，将发光元件23安装在上述电路26的安装用焊盘26a上。该发光元件23的安装例如如下所述这样进行。首先，将上述电路基板24的电路26形成面朝上而放置在安装机的工作台上。然后，通过设置在该安装机上的摄像机A通过端部敷层21和对位标记27确认用的通孔25b来读取对位标记27。由此，上述安装机以上述对位标记27为基准，算出上述端部芯22的光反射面22b的位置。然后，以使发光元件23的光轴与该算出的光反射面22b的位置对合的方式覆盖在上述光传播用的通孔25a的上方地将该发光元件23安装在安装用焊盘26a上。这样，完成了上述(2)中的发光侧端部部分2(参照图2)用的第2基板的制作工序。
上述(2)中的受光侧端部部分3用的第3基板的制作工序是在上述发光侧端部部分2用的第2基板的制作工序中替代上述发光元件23而安装受光元件33来进行的。除此之外的部分与上述第2基板的制作工序相同。这样，完成了上述(2)中的受光侧端部部分3(参照图2)用的第3基板的制作工序。
之后，在上述(3)中的上述发光侧端部部分2用的第2基板的检查工序中，如图2所示，首先，对该第2基板的电路26发送电信号，从发光元件23发出光L(参照图1)。然后，确认光L是否从与端部芯22的一端面(与中央部分1用的第1基板的芯12的一端面12a连接的连接面22a)射出。能确认到射出光L可判断为合格品。相对于此，无法确认到上述射出光L的第2基板由于发光元件23发生故障或由于发光元件23的安装状态不适当等原因，发光元件23和端部芯22之间的光传播状态不适当等而被判断为不良品。
另外，在上述(3)中的受光侧端部部分3用的第3基板的检查工序中，如图2所示，首先，使光L(参照图1)入射到该第3基板的端部芯32的一端面(与中央部分1用的第1基板的芯12的另一端面12b连接的连接面32a)。然后，确认从受光元件33发送到电路36中的电信号。能够确认到该电信号的第3基板被判断为合格品。相对于此，无法确认到上述电信号的第3基板由于受光元件33发生故障或受光元件33的安装状态不适当等原因，受光元件33和端部芯32之间的光传播状态不适当而被判断为不良品。
然后，如图2所示，将在上述(3)的检查工序中被判断为合格品的第2和第3基板组装到在上述(1)的工序中制作的第1基板的两端部，将第2和第3基板的端部芯22、32的露出的一端面(连接面22a、32a)分别与上述第1基板的芯12的露出的两端面12a、12b连接(上述(4)的连接工序)。该连接是在将上述第2和第3基板的各端部芯22、32收纳在上述第1基板的定位用引导件14的一对平行的带状突条之间而定位的状态下来进行的。该组装和连接例如使用芯片焊接机来进行。并且，在上述连接后进行固定的情况下，优选在上述连接部分的周围涂敷与上述下敷层11(参照图4的(a))相同的感光性树脂，通过紫外线等照射线进行曝光来固定。这样一来，能形成为上述连接部分被上述感光性树脂覆盖、免受物理损伤的同时在芯的周围存在敷层这样的作为光波导路一般的构造。这样能完成作为目的的光电混合组件。
在上述实施方式中，分别准备构成光电混合组件的中央部分1用的第1基板、发光侧端部部分2用的第2基板、受光侧端部部分3用的第3基板，因此在完成光电混合组件之前，能检查上述第2和第3基板的光传播状态。因此，能防止通过上述检查被判断为不良品的第2、第3基板与上述第1基板连接而使整个光电混合组件(制成品)成为不良品这样的情况。
另外，在上述实施方式中，在中央部分1用的第1基板中，将定位用引导件14采用与芯12相同的材料并与芯12同时形成，但既可以采用不同的材料形成，也可以不同时形成。另外，根据情况的不同，也可以不形成上述定位用引导件14。
并且，在上述实施方式中，在发光侧端部部分2用的第2基板和受光侧端部部分3用的第3基板中，将对位标记27、37采用与端部芯22、32相同的材料并与端部芯22、32同时形成，但既可以采用不同的材料，也可以不同时形成。另外，根据情况的不同，也可以不形成上述对位标记27、37。
另外，在上述实施方式中，在上述第2和第3基板的制作工序中，通过采用了成形模4的加压成形来进行端部芯22、32和对位标记27、37的形成，但也可以通过光刻法进行。即，也可以隔着光掩模通过照射线对在端部敷层21的正面形成的具有端部芯22、32形成区域和对位标记27、37形成区域的感光性树脂层22A进行曝光，之后经由显影、加热处理等来形成端部芯22、32和对位标记27、37，该光掩模形成有与上述端部芯22、32和对位标记27、37相对应的开口图案。
并且，在上述实施方式中，在上述第2和第3基板中，光学元件(发光元件23、受光元件33)和光波导路20、30配置在电路基板24、34的相反的面上，但也可以配置在相同的面上。这样的情况下，端部芯22、32的另一端面不是光反射面(倾斜面)22b、32b，而形成为光入射、射出端面(与电路基板24、34呈直角的面)。
而且，在上述实施方式中，电路基板24、34的制作采用了不锈钢制板材25、35，但也可以采用由其他金属材料或树脂材料等形成的板材。该板材具有绝缘性的情况下，也可以不形成绝缘层，而直接将电路26、36形成在上述板材上，上述绝缘层用于防止上述金属制板材那样的具有导电性的板材与电路26、36之间的短路。
并且，在上述实施方式中，在上述第2和第3基板中，形成了端部敷层21、31，但也可以不形成端部敷层21、31，而将端部芯22、32和对位标记27、37直接形成在不锈钢制板材25、35等板材上。
另外，在上述实施方式中，在基台15的正面上制作了第1基板的光波导路10之后，将该光波导路10从上述基台15剥离，也可以不剥离而作为带有基台的光波导路来使用。另外，在上述实施方式中，第1基板(由光波导路10构成的基板)的上敷层13的正面是对外开放的，但也可以在第1基板的上敷层13的正面上设置电路基板。这样设置时，能有效利用空出的空间。
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：第1基板
端部敷层的形成材料：第2和第3基板
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，调制了下敷层和上敷层以及端部敷层的形成材料。
芯的形成材料：第1基板
端部芯的形成材料：第2和第3基板
通过将上述成分A：70重量份、1，3，3-三{4-[2-(3-氧杂环丁烷基)]丁氧基苯基}丁烷：30重量份、上述成分D：1重量份溶解到28重量份乳酸乙酯中，从而调制了芯和端部芯的形成材料。
第1基板的光波导路和定位用引导件的制作
通过敷贴器在聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜(160mm×160mm×188μm(厚度))的正面上涂敷上述下敷层的形成材料之后，由2000mJ/cm2的紫外线照射进行了曝光。接着，通过进行100℃×15分钟的加热处理，形成了下敷层(厚度20μm)。
接着，通过敷贴器在上述下敷层的正面上涂敷上述芯的形成材料之后，进行100℃×15分钟的干燥处理，形成了具有芯形成区域和定位用引导件形成区域的感光性树脂层。接着，在感光性树脂层的上方配置了形成有与芯和定位用引导件的图案相同的形状的开口图案的合成石英系的铬掩模(光掩模)。然后，从铬掩模的上方，利用接近式曝光法(proximity exposure)由4000mJ/cm2的紫外线照射进行了曝光之后，进行了80℃×15分钟的加热处理。接着，使用γ-丁内酯水溶液进行显影，溶解去除未曝光部分之后，进行了120℃×30分钟的加热处理，从而形成了芯(厚度为50μm，长度为100mm)和定位用引导件(厚度50μm)。芯的两端部形成为随着向端面去而宽度逐渐扩大的扩幅部。该扩幅部的端面的宽度为100μm，扩幅部的根部和芯的中央部分的宽度为50μm，扩幅部的长度为30mm。上述定位用引导件距上述芯的两端面隔开100μm的间隙地形成，长度为10mm、宽度为300μm，定位用引导件的一对平行带状突条之间的间隔为80μm。
接着，利用敷贴器以覆盖除了对位用引导件和芯两端部之外的芯部分的方式在上述下敷层的正面涂敷了上敷层的形成材料。然后，由2000mJ/cm2的紫外线照射进行了曝光之后，进行了120℃×15分钟的加热处理。由此，形成了上敷层(距芯的正面的厚度为25μm)。这样，制作了第1基板的光波导路。
第2和第3基板的电路基板的制作
如下所述这样制作了第2和第3基板的电路基板。在不锈钢制板材(厚度为25μm的SUS304箔)的一个面上，首先，利用光刻法将由感光性聚酰亚胺构成的绝缘层(厚度为10μm)形成为规定图案。接着，在上述绝缘层的正面通过溅射形成了由铜/镍/铬合金构成的种子层。接着，在由上述不锈钢制板材、绝缘层和种子层构成的层叠体的两面上贴附干式薄膜抗蚀剂之后，利用光刻法，在形成有上述种子层的一侧的上述干式薄膜抗蚀剂上形成包含安装用焊盘的电路的图案的槽部，使上述种子层的表面部分露出到该槽部的底部。接着，通过电解镀铜，在露出到上述槽部的底部的上述种子层的表面部分层叠形成了电解镀铜层(厚度为10μm)。然后，利用氢氧化钠水溶液剥离上述干式薄膜抗蚀剂。之后，利用软蚀刻除去未形成有上述电解镀铜层的种子层部分，将由残存的电解镀铜层和电解镀铜层之下的种子层构成的层叠部分形成为电路。并且，在由上述不锈钢制板材、绝缘层和电路构成的层叠体的两面上贴附干式薄膜抗蚀剂之后，利用光刻法在单面侧的上述干式薄膜抗蚀剂上形成光传播用的通孔和对位标记确认用的通孔的图案的孔部，使上述不锈钢制板材的背面部分露出在该孔部的底部。接着，通过采用氯化铁水溶液进行蚀刻，对露出到上述孔部的底部的上述不锈钢板材部分进行穿孔，形成了上述光传播用的通孔和对位标记确认用的通孔。之后，在上述安装用焊盘的表面上形成了金/镍合金镀层。
第2和第3基板的光波导路和对位标记的制作
在上述不锈钢制板材的另一个面(与形成有上述电路的面相反的一侧的面)上，采用上述端部敷层的形成材料，与上述第1基板的光波导路的下敷层的形成同样地形成了端部敷层(厚度为10μm)。
然后，通过敷贴器在上述端部敷层的正面上涂敷上述端部芯的形成材料之后，进行100℃×15分钟的干燥处理，形成了具有端部芯形成区域和对位标记形成区域的感光性树脂层。接着，准备了形成有与上述端部芯和对位标记的表面形状相同的形状的模面(凹部)的石英制的成形模。然后，将该成形模相对于形成在上述电路基板上的上述光传播用的通孔和对位标记确认用的通孔定位在规定位置，相对于上述感光性树脂层按压成形模。在该状态下，透过上述成形模，由2000mJ/cm2的紫外线照射进行了曝光之后，进行了80℃×15分钟的加热处理。之后，进行了脱模。接着，使用γ-丁内酯水溶液进行显影，溶解去除未曝光部分之后，进行了120℃×30分钟的加热处理，从而形成了端部芯(宽度为50μm，厚度为50μm，长度为15mm)和对位标记(长为1mm，宽为1mm，厚度为50μm)。该对位标记形成为十字状，其线的宽度为50μm，十字状的纵向长度为700μm，十字状的横向长度为700μm。这样，制作了第2和第3基板的光波导路和对位标记。
发光元件和受光元件的安装
以电路一侧的面朝上地将上述电路基板放置在安装机的工作台上。然后，以上述对位标记为基准，利用超声波倒装接合方式将发光元件和受光元件安装在安装用焊盘上。作为上述发光元件，使用VCSEL(Ulm Photonics公司制，波长850nm)，作为上述受光元件，使用了PD(Roithner laser Technik公司制)。这样，制作了第2和第3基板。
第2基板的检查
对上述第2基板的电路发送电信号，使发光元件发光，确认了有无从端部芯的一端面(连接面)射出的射出光。能够确认到该射出光的第2基板被判断为合格品，无法确认到上述射出光的第2基板被判断为不良品。
第3基板的检查
使光入射到上述第3基板的端部芯的一端面(连接面)，确认了有无从受光元件发送给电路的电信号。能够确认该电信号的第3基板被判断为合格品，无法确认到上述电信号的第3基板被判断为不良品。
光电混合组件的制造
通过上述第1基板的定位用引导件对通过上述检查被判断为合格品的第2和第3基板的端部芯的两侧部进行定位，在该状态下，将上述端部芯的一端面(连接面)分别与上述第1基板的芯的两端面连接。之后，在该连接部分的周围涂敷上述下敷层的形成材料，由2000mJ/cm2的紫外线照射进行曝光，从而将上述第1基板与第2、第3基板固定。这样，制造了光电混合组件。

Claims (2)

1.一种光电混合组件的制造方法，该光电混合组件由中央部分、该中央部分的一端侧的发光侧端部部分、另一端侧的受光侧端部部分构成，其特征在于，包括以下工序：
准备上述中央部分用的第1基板的工序，该第1基板具有光波导路，该光波导路形成有从其一端向另一端延伸的芯；
准备上述发光侧端部部分用的第2基板的工序，该第2基板具有电路基板、发光元件以及光波导路，该光波导路形成有能与上述中央部分用的第1基板的光波导路的芯的一端部连接的端部芯；
准备上述受光侧端部部分用的第3基板的工序，该第3基板具有另一电路基板、受光元件以及光波导路，该光波导路形成有能与上述中央部分用的第1基板的光波导路的芯的另一端部连接的端部芯；
还包括以下工序：
在形成上述中央部分用的第1基板的上述芯时，利用使用了一个光掩模的光刻法从一个感光性树脂层同时形成该芯和用于对上述第2及第3基板的光波导路的端部芯的两侧部进行定位的定位用引导件的工序；
在制作了上述发光侧端部部分用的第2基板的上述电路基板之后形成第2基板的上述端部芯时，利用使用了一个成形模的加压成形同时形成该端部芯和对准标记，在以该对准标记为基准安装发光元件之后，检查从发光元件发出的光是否从上述发光侧端部部分用的第2基板的光波导路的端部芯的一端部射出，在能确认到该射出时，将该第2基板组装到上述中央部分用的第1基板的一端侧，利用上述定位用引导件将上述第2基板的光波导路的端部芯与上述中央部分用的第1基板的光波导路的芯连接起来的工序；
在制作了上述受光侧端部部分用的第3基板的上述另一电路基板之后形成第3基板的上述端部芯时，利用使用了一个成形模的加压成形同时形成该端部芯和对准标记，在以该对准标记为基准安装受光元件之后，检查从上述受光侧端部部分用的第3基板的光波导路的端部芯的一端部入射的光是否被受光元件接受，在能确认到该受光时，将该第3基板组装到上述中央部分用的第1基板的另一端侧，利用上述定位用引导件将上述第3基板的光波导路的端部芯与上述中央部分用的第1基板的光波导路的芯连接起来的工序。
2.一种光电混合组件，是通过上述权利要求1所述的光电混合组件的制造方法而获得的，其特征在于，
该光电混合组件由中央部分、该中央部分的一端侧的发光侧端部部分、另一端侧的受光侧端部部分构成，
上述中央部分由第1基板构成，该第1基板具有光波导路和定位用引导件，光波导路形成有从其一端向另一端延伸的芯，该定位用引导件相对于上述芯被定位，用于对上述发光侧端部部分和受光侧端部部分进行定位，
上述发光侧端部部分由第2基板构成，该第2基板具有电路基板、形成有端部芯的光波导路、相对于该端部芯被定位的对准标记、以及以该对准标记为基准安装的发光元件，该第2基板使从该发光元件发出的光从上述第2基板的端部芯射出，
上述受光侧端部部分由第3基板构成，该第3基板具有另一电路基板、形成有端部芯的光波导路、相对于该端部芯被定位的对准标记、以及以该对准标记为基准安装的受光元件，该第3基板使从该第3基板的端部芯入射的光由上述受光元件受光，
在通过定位用引导件对上述第2和第3基板的光波导路的端部芯的两侧部进行定位的状态下，使上述第2和第3基板的光波导路的端部芯与上述第1基板的光波导路的芯的端部连接起来。
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