JP2002107560A

JP2002107560A - 実装用基板

Info

Publication number: JP2002107560A
Application number: JP2000297982A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yagi; 裕八木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】光デバイスと電子デバイスの両者を混載する
ための実装用基板であって、簡単に製造できる構造の実
装用基板を提供する。【解決手段】光デバイスＡと電子デバイスＢを搭載す
る側の面に電気的な配線２が形成されているとともに、
反対側の面には光導波路３が形成されており、その光導
波路３から光デバイスＡの受発光部ａに向けて光信号を
直角に曲げるように光導波路３の端部に全反射ミラー部
４が形成され、基板内部には光導波路３の全反射ミラー
部４と光デバイスＡの受発光部ａとをつなぐ光導波路部
分５が形成されている構成とする。従来技術のように４
５度全反射ミラーを形成した光導波路を反転しなくて
も、簡単な構造により、光導波路内の光信号を効率よく
光デバイスに伝え、また光デバイスからの光信号を光導
波路に受けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイスと電子
デバイスの両者を搭載するオプトエレトクロニクス用の
実装用基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットの急激な普及によ
り、ネットワーク上の情報量は飛躍的に増大しており、
このため膨大なデータを伝達し処理する技術が必要とな
ってきている。例えば、処理速度を向上するために、Ｃ
ＰＵはクロック速度が１ＧＨｚを越えるようになり、さ
らにより広帯域幅のデータ転送を可能とするために、バ
ス幅を増やしてデータ転送速度を向上させる努力がなさ
れている。

【０００３】しかしながら、これらの技術的な開発は、
電気信号による能力向上を目指しており、電気配線上の
電気信号の伝達では、信号処理を高速で行うに際して電
気信号特有の課題がある。すなわち、信号の高速化に伴
うＲＣ遅延、クロストークによるノイズ、電磁輻射ノイ
ズ等の解決すべき問題があり、将来の要求に見合う高速
信号処理・伝送が電気信号では困難な状況となり、シス
テムの能力向上のネックとなっている。

【０００４】一方、光信号は、高速、低損失、無誘導等
の特徴をもっている。そこで、この特徴を活かし、伝送
部を光信号で行い、処理部を電気信号で行うという光電
子技術（オプトエレクトロニクス）が注目されてきた。
これは、半導体レーザーやフォトダイオードのような光
の受発光素子の着実な進歩によるところがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光デバイスと電子デバ
イスを同じ基板上に混載してオプトエレクトロニクス用
モジュールを作製するに際し、個々のデバイス、特に光
デバイスは光ファイバーの接続部を持つピッグテールタ
イプが使用されるが、システムの規模が大きくなると、
光デバイスの余丁の光ファイバー部でデバイスを搭載す
る基板が埋め尽くされる事態となる。このため、電子デ
バイスを電気信号配線を形成したプリント基板に搭載す
る表面実装の概念を適用した光表面実装技術（光ＳＭ
Ｔ）が注目されてきた。すなわち、基板表面に電気信号
用の配線と光信号用の光導波路を形成し、電子デバイス
や光デバイスを表面実装しようとするものである。

【０００６】この光表面実装技術によれば、基板の表面
に電気信号用の配線及び光信号用の導波路が平面状に形
成されるが、光デバイスは基板に垂直に搭載されるため
に、受発光素子部が基板表面に対向することとなる。し
たがって、基板表面の光導波路から垂直に光路を形成す
る必要がある。このため、光路を曲げるために、４５度
の全反射ミラーを光導波路部に形成する構造が提案され
ている（エレクトロニクス実装技術、Vol.16，No.1、三
上、ｐ32−37、「光エレクトロニクス実装技術の現状と
課題」）。

【０００７】しかしながら、この文献に示された方法で
は、ダイヤモンドブレードにより光導波路を切断して４
５度の端面を作りだすことから、光は基板上面に曲げら
れるのではなく、基板下面方向に曲がることになる。そ
のため、４５度全反射ミラーを形成した光導波路は、他
の基板に転写して反対向きにしなければならない。

【０００８】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、４５度全反
射ミラーを形成した光導波路を反転する必要がなく、し
たがって簡単に製造できる構造の実装用基板を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、光デバイスと電子デバイスの両者を混載
するための実装用基板であって、光デバイスと電子デバ
イスを搭載する側の面に電気的な配線が形成されている
とともに、反対側の面には光導波路が形成されており、
その光導波路から光デバイスの受発光部に向けて光信号
を直角に曲げるように光導波路の端部に全反射ミラー部
が形成され、基板内部には光導波路の全反射ミラー部と
光デバイスの受発光部とをつなぐ光導波路部分が形成さ
れていることを特徴としている。

【００１０】上記の構成の実装用基板において、基板の
材料にシリコン（Ｓｉ）を用いることが好ましい。

【００１１】また、上記構成の実装用基板において、光
導波路の全反射ミラー部と光デバイスの受発光部とをつ
なぐ基板内部の光導波路部分が樹脂で形成されているこ
とが好ましい。そして、その光導波路部分を形成する樹
脂に電着樹脂が用いられていることが好ましいものであ
る。

【００１２】また、上記構成の実装用基板において、光
デバイスの受発光部と光デバイス搭載面である基板面と
の間を中空でない構造とすることが好ましい。そして、
その光デバイスの受発光部と光デバイス搭載面である基
板面との間を樹脂で充填することが好ましいものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る実装用基板に
光デバイスと電子デバイスを搭載した状態を示す概略構
成図である。

【００１４】実装用基板１は、一方の面に電気信号、電
源、グランド等の電気的な配線２が形成され、その配線
２の上に光デバイスＡと電子デバイスＢが搭載されると
ともに、他方の面に光導波路３が形成されている。そし
て、その光導波路３から光デバイスＡの受発光部ａに向
けて光信号を直角に曲げるように光導波路３の端部に全
反射ミラー部４が形成されている。さらに、基板１の内
部には光導波路３の全反射ミラー部４と光デバイスＡの
受発光部ａとをつなぐ光導波路部分５が形成されている

【００１５】上記構成の実装用基板１を用いたモジュー
ルでは、光信号が光導波路３の端部の全反射ミラー部４
により基板１の反対面に垂直に曲げられ、基板内部の光
導波路部分５を通って効率よく光デバイスＡに伝わるこ
とになる。

【００１６】さらに、基板１の材料として半導体素子作
製に用いられるシリコンを使用することにより、基板１
の加工工程において、基板面に垂直に深い穴を形成する
ことが可能となる。

【００１７】また、基板１の内部の光導波路部分５にポ
リイミド、アクリル等の電着樹脂を用いることにより、
シリコン基板に形成した穴に樹脂を充填することが可能
となる。

【００１８】さらに、上記のような構造を持つ実装用基
板１に光デバイスＡを搭載する際に、光デバイスＡの受
発光部ａと基板面の間を中空でない構造、例えば樹脂６
にて充填すると光導波路部分５を通ってきた光信号が空
間という樹脂とは大きく異なる屈折率を持つ部分を通る
ことなく効率よく光デバイスＡに到達する。

【００１９】図２〜図４は本発明に係る実装用基板の製
造手順を示す工程図であり、以下にこれらの図面を参照
して製造手順を説明する。

【００２０】まず、図２（ａ）に示すようにシリコンか
らなる基板１０を用意する。そして、この基板１０に所
定の前処理を施した後、フォトレジストをコーティング
してから、所定のフォトマスクを介しての露光とそれに
続く現像により、図２（ｂ）に示す如くレジスト層１１
を形成する。次に、ベーキングを行ってレジスト層１１
を硬化させた後、ＣＦ₄，ＳＦ₆等のガスにＯ₂を添加
した混合ガスを使用して基板１０のプラズマエッチング
を行い、図２（ｃ）に示すように基板１０に垂直に深い
穴１２を形成する。しかる後、図２（ｄ）に示すように
レジスト層１１を剥離する。

【００２１】次いで、図３（ａ）に示すように、電着ポ
リイミド液にて基板１０の表面及び穴の内部に樹脂層１
３を形成する。なお、コーティングにより樹脂層を形成
してもよいが、この例のようにポリイミド等の電着樹脂
を使用した方が小さな穴も確実に埋まるので好ましい。
続いて、図３（ｂ）に示すように、樹脂層１３の上に銅
箔を貼り合わせて導電層１４を形成する。なお、メッキ
で導電層を形成しても構わない。そして、電気配線をフ
ォトエッチングによりパターニングするため、レジスト
製版を行う。具体的には、フォトレジストをコーティン
グしてから、所定のフォトマスクを介しての露光とそれ
に続く現像により、図３（ｃ）に示す如くレジスト層１
５を形成し、図３（ｄ）に示すように、導電層１４をエ
ッチングして配線１６をパターニングする。その後、配
線１６の端子部にＮｉ下地のＡｕメッキを行う。

【００２２】このように一方の面に電気配線をパターニ
ングした後、図４（ａ）に示すように、基板１０の裏面
を研磨して樹脂層１３の樹脂で充填された穴１２の部分
を露出させる。次いで、図４（ｂ）に示すように、基板
１０の研磨面に樹脂層１７を形成する。この場合も、ポ
リイミド等の電着樹脂を使用するのが好ましい。続い
て、図４（ｃ）に示すように、アクリル系の感光性樹脂
を用いて光導波路１８のパターンを形成し、それを覆っ
てカバーレイヤ１９を形成する。この場合、ポリイミド
系材料を用いてカバーレイヤを形成するのが好ましい。
そして、ダイヤモンドブレードを用いた加工法により、
光導波路１８の端部に４５度の角度の全反射ミラー部を
形成する。これにより、図４（ｄ）に示すように、実装
用基板が得られる。

【００２３】上記のようにして作製した実装用基板の所
定位置に、必要に応じて樹脂を間に挟んだ状態で、光デ
バイスと電子デバイスを搭載することにより、図１に示
す如きモジュールを製造することができる。

【００２４】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明してきたが、本発明による実装用基板は、上記実
施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であること
は当然のことである。

【００２５】例えば、本発明は、光導波路と電気的な配
線とを基板の両面に分離することが大きな特徴である
が、これは基板全体から見ると一部の構成である。した
がって、マザーボードとの接続の観点から、光導波路が
形成されている面から電気的な配線の接続もした方がよ
い場合などにあっては、光導波路のある面に電気的な接
続部を形成すればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実装用基
板は、光デバイスと電子デバイスの両者を混載するため
の実装用基板であって、光デバイスと電子デバイスを搭
載する側の面に電気的な配線が形成されているととも
に、反対側の面には光導波路が形成されており、その光
導波路から光デバイスの受発光部に向けて光信号を直角
に曲げるように光導波路の端部に全反射ミラー部が形成
され、基板内部には光導波路の全反射ミラー部と光デバ
イスの受発光部とをつなぐ光導波路部分が形成されてい
ることを特徴としているので、４５度全反射ミラーを形
成した光導波路を反転しなくても、簡単な構造により、
光導波路内の光信号を効率よく光デバイスに伝え、また
光デバイスからの光信号を光導波路に受けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実装用基板に光デバイスと電子デ
バイスを搭載した状態を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る実装用基板の製造手順を示す工程
図である。

【図３】図２に続く工程図である。

【図４】図３に続く工程図である。

【符号の説明】

Ａ光デバイスａ受発光部Ｂ電子デバイス１基板２配線３光導波路４全反射ミラー部５光導波路部分６樹脂１０基板１１レジスト層１２穴１３樹脂層１４導電層１５レジスト層１６配線１７樹脂層１８光導波路１９カバーレイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光デバイスと電子デバイスの両者を混載
するための実装用基板であって、光デバイスと電子デバ
イスを搭載する側の面に電気的な配線が形成されている
とともに、反対側の面には光導波路が形成されており、
その光導波路から光デバイスの受発光部に向けて光信号
を直角に曲げるように光導波路の端部に全反射ミラー部
が形成され、基板内部には光導波路の全反射ミラー部と
光デバイスの受発光部とをつなぐ光導波路部分が形成さ
れていることを特徴とする実装用基板。
【請求項２】基板の材料がシリコンであることを特徴
とする請求項１に記載の実装用基板。
【請求項３】光導波路の全反射ミラー部と光デバイス
の受発光部とをつなぐ基板内部の光導波路部分が樹脂で
形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
の実装用基板。
【請求項４】光導波路部分を形成する樹脂に電着樹脂
が用いられていることを特徴とする請求項３に記載の実
装用基板。
【請求項５】光デバイスの受発光部と光デバイス搭載
面である基板面との間を中空でない構造としたことを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の実装用基板。
【請求項６】光デバイスの受発光部と光デバイス搭載
面である基板面との間を樹脂で充填したことを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の光電子基板。