JP2002277694A - 光導波路および電気回路を有する基板およびその製造方法 - Google Patents

光導波路および電気回路を有する基板およびその製造方法

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JP2002277694A
JP2002277694A JP2001077815A JP2001077815A JP2002277694A JP 2002277694 A JP2002277694 A JP 2002277694A JP 2001077815 A JP2001077815 A JP 2001077815A JP 2001077815 A JP2001077815 A JP 2001077815A JP 2002277694 A JP2002277694 A JP 2002277694A
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substrate
electric circuit
optical
electric
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JP2001077815A
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Seiki Hiramatsu
星紀 平松
Hirofumi Fujioka
弘文 藤岡
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装密度と光の伝播効率が向上した光導波路
および電気回路を有する基板を得る。 【解決手段】 基板本体1に、光導波路3と、光導波路
3側に受光部または発光部を有する光電変換素子4とが
設けられ、反射部材2は、光導波路3のコア部3bに光
導波路3の光軸に対して傾斜して対向し、かつ塊状の金
属からなるもので、光導波路3を伝播した光を上記光電
変換素子4に光学的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路および電
気回路を有する基板(以下、光―電気回路基板と略す)
およびその製造方法に関するものである。なお、光―電
気回路基板とは、光信号の伝播を行なう光導波路と、電
気信号の伝送を行なう電気回路の両方を併せ持つ回路基
板を意味する。
【0002】
【従来の技術】高速大容量の光通信システムや多数のプ
ロセッサ間を並列信号処理する超並列コンピュータの開
発に向けて、高密度で装置内を通信する光インターコネ
クションの開発が勢力的に行なわれている。この様な光
インタコネクションを行なう際、伝播された光信号の処
理は電子デバイスが担うため、それらを接続する境界デ
バイスには光導波路、光電変換素子、電子制御用のLS
Iやスイッチ、または電子部品を駆動させるための電気
回路があわさった光―電気混合システムが必要になる。
中でも高速広帯域な通信システムを実現するためにVe
rtical Cavity Surface Emi
tting Laser(VCSEL)、Laser
Diode(LD)やフォトダイオード(PD)のよう
な光電変換素子を実装できる光―電気回路基板の要求が
高まっている。
【0003】図9は、特開2000―47044号公報
に記載された光信号伝播システムの構成を示す断面図で
あり、図中、60は受光素子、61は基板、62はクラ
ッド、63はコア、64はミラー、65は入射側反射
面、66は出射側反射面、67は発光素子である。即
ち、基板61上の、クラッド62とコア63とからなる
光導波路に設けたミラー64により、発光素子67から
の光の進行方向を曲げることにより受光素子60に受光
させる光信号伝播システムである、ミラー64はクラッ
ド62ともコア63とも異なる材料を用い、かつその端
面をコア63の端面に対して所定の角度θをもって対向
させたもので、例えば石英等の無機材料、エポキシ系や
アクリル系の紫外線硬化樹脂、ポリイミド等の高分子材
料を用いることができるというものである。
【0004】また、特開平11―183761号公報に
は、基板に設けられたクラッド部とコア部とからなる光
導波路と、上記基板上に実装され、下面に受光部または
発光部を有する光電変換素子とを、上記光導波路の端面
に対向するとともに上記光電変換素子の下方で対向する
鏡面を介して光学的に接続した光接続構造で、上記光導
波路の端面と上記鏡面の間に上記コア部とほぼ同じ屈折
率を有する樹脂を充填したものである。例えば上記鏡面
は、クラッド部と同様に積層された層に、基板の上面に
対して所定の斜面を形成し、その斜面に金属を蒸着やス
パッタ法等により被着することによって形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開2
000―47044号公報に記載されたものは、ミラー
として例えば石英等の無機材料を用いているので、応力
により割れやすいことや、またエポキシ系やアクリル系
の紫外線硬化樹脂、ポリイミド等の高分子材料を用いて
いるので、線膨張率が大きいことのため、光の伝播特性
が安定しないという課題があり、さらに上記ミラーが光
の一部を通過させるため反射効率が悪く光の伝播効率が
悪いという課題があった。また、特開平11―1837
61号公報に記載されたものは、鏡面は金属を被着させ
たもので、金属厚さが薄いため、ミラーが光の一部を通
過させるため反射効率が悪く光の伝播効率が悪いという
課題があった。
【0006】本発明はかかる課題を解消するためになさ
れたもので、実装密度と光の伝播効率とが向上し、かつ
安定した伝播特性を有する光導波路および電気回路を有
する基板、並びに製造効率が良い光導波路および電気回
路を有する基板の製造方法を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の光導
波路および電気回路を有する基板は、基板本体と、この
基板本体に設けられた光導波路と、この光導波路上また
は上記基板本体に設けられ、上記光導波路または基板本
体側に受光部または発光部を有する光電変換素子と、上
記光導波路と上記光電変換素子とを光学的に接続する反
射部材とを備え、上記反射部材は、上記光導波路に埋設
され、上記光導波路との対向面が光導波路の光軸に対し
て傾斜し、塊状の金属からなるものである。
【0008】本発明に係る第2の光導波路および電気回
路を有する基板は、上記第1の光導波路および電気回路
を有する基板において、光導波路が下部クラッド部と、
この下部クラッド部に設けたコア部と、このコア部に設
けた上部クラッド部とからなり、反射部材は少なくとも
上記コア部と対向するものである。
【0009】本発明に係る第3の光導波路および電気回
路を有する基板は、上記第1または第2の光導波路およ
び電気回路を有する基板において、光導波路内に電気配
線が設けられ、光導波路上または基板本体に設けられた
電気配線と電気的に接続されているものである。
【0010】本発明に係る第4の光導波路および電気回
路を有する基板は、上記第1ないし第3のいずれかの光
導波路および電気回路を有する基板が複数積層されたも
ので、上記光導波路および電気回路を有する一方の基板
に設けられた第1の反射部材と、上記光導波路および電
気回路を有する他方の基板に設けられた第2の反射部材
との光接続、並びに上記光導波路および電気回路を有す
る一方の基板に設けられた第1の電気配線と、上記光導
波路および電気回路を有する他方の基板に設けられた第
2の電気配線との電気的接続の少なくとも一方が施され
ているものである。
【0011】本発明に係る第1の光導波路および電気回
路を有する基板の製造方法は、下部クラッド部とこの下
部クラッド部に設けたコア部とこのコア部に設けた上部
クラッド部とからなり、基板本体に設けられた光導波路
の、少なくとも上記コア部に対向して、反射部材が埋設
される上記第2ないし第4のいずれかの光導波路および
電気回路を有する基板の製造方法であって、上記基板本
体に、上記光導波路の光軸に対して傾斜する面を備えた
塊状の金属からなる反射部材を設ける工程、並びに上記
反射部材を埋設するように光導波路を設ける工程を施す
方法である。
【0012】本発明に係る第2の光導波路および電気回
路を有する基板の製造方法は、上記第1の光導波路およ
び電気回路を有する基板の製造方法において、基板本体
に反射部材を設ける工程の前に、基板本体上に予め光導
波路の下部クラッド部を設ける工程を施す方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の第
1の実施の形態の光―電気回路基板を説明する断面図で
あり、光信号の伝播を行なう光導波路と、電気信号の伝
送を行なう電気回路の両方を併せ持つ基板である。な
お、図中、1は基板本体で、図は電気配線を有する電気
回路基板であり、2は反射部材、3は下部クラッド部3
aとコア部3bと上部クラッド部3cとからなる光導波
路、4は光電変換素子、51〜54は電気配線である。
【0014】即ち、図1に示すように、本実施の形態の
光―電気回路基板は、基板本体1に、光導波路3とこの
光導波路3側に受光部または発光部を有する光電変換素
子4とが設けられ、上記光導波路3に埋設された反射部
材2により上記光導波路3を伝播した光を上記光電変換
素子4に光学的に接続することができる。
【0015】本発明の実施の形態に係わる反射部材2
は、塊状の金属からなり、光導波路3を伝播してきた光
信号を効率よく光電変換素子に光学的に接続させるため
のもので、光導波路3との対向面が光導波路3の光軸に
対して傾斜し、約45°の傾斜を持つと、光路を約90
°曲げる作用を有する。しかし、上記対向面は、効率良
く光学的に接続できるように、傾斜角度を調節されるも
ので、上記傾斜角度に限定されるものではない。また、
図2(a)〜(c)は本実施の形態の光―電気回路基板
において、反射部材2と光導波路が対向する領域を示す
断面図である。即ち、図1では反射部材2が基板本体1
の上面からコア部3bの上面まで作製されているが、反
射部材2は図2に示す様に、少なくともコア部3bに対
向するように作製されていれば、所期目的を達成するこ
とができる。
【0016】また、反射部材2としては、Au、Ag、
Cu、Ni、Pd、Pt、Zn、Co、Fe、Mn、C
r、Al、Sn、Pb、In、Bi、Tiなどの金属ま
たはその合金を用いることができる。反射部材2が塊状
の金属またはその合金であるので、光導波路を伝播した
光を効率良く反射することができ光の伝播効率が向上す
るとともに、反射部材2を電気回路を構成する電気配線
の一部として利用することができ、実装密度が向上す
る。
【0017】本発明の実施の形態に係わる光導波路3
は、図1に示すように、下部クラッド部3aと、この下
部クラッド部に設けたコア部3bと、このコア部に設け
た上部クラッド部3cとからなり、光信号は、クラッド
部3a、3cの屈折率より大きい屈折率を持つコア部3
bを通じて、基板本体1と平行な方向に伝播する。な
お、図1ではコア部3b中を光が直進するように描かれ
ているが、実際は所定の臨界角の範囲内で入射した光が
コア部3bと上部クラッド部3aおよび下部クラッド部
3cとの界面で全反射を繰り返しながら伝播することは
言うまでもない。また、光導波路3に使用される材料は
SiO、TiOもしくはAlなどのセラミッ
クス、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂も
しくはポリカーボネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂
などの有機高分子、シリコーン樹脂などの無機高分子、
GaAs、GaP、InP、InAs、ZnO、ZnS
もしくはCdSなどの化合物半導体、またはそれらの誘
導体、共重合体もしくは混合体であり、光信号の伝播波
長により前記材料の官能基をフッ素化、重水素化もしく
はハロゲン化したものを用いても良い。また光導波路内
を伝播する光のモードはシングルモードであってもマル
チモードであっても良い。
【0018】本発明の実施の形態に係わる光電変換素子
は、VCSEL(VerticalCavity Su
rface Emitting Laser)、LD
(Laser Diode)またはPD(Photo
Diode)など光信号を電気信号に変換する作用があ
る。また、上記光電変換素子は、Au、Ag、Cu、N
i、Pd、Pt、Zn、Co、Fe、Mn、Cr、A
l、Sn、Pb、In、Bi、Tiなどの金属もしくは
その合金を用いた金属バンプ接続、上記金属もしくはそ
の合金からなる導電性の粒子を樹脂に混入した導電性接
着材による接合、またはSnO、ZnO、In
、CdO、CdIn、ZnSnO、T
iO、ZrN、TiNもしくはCなど金属ではない導
電体、上記金属ではない導電体の粒子を樹脂に混入した
導電性樹脂による接合、Au、Alなどの金属ワイヤ接
合により例えば図1における電気配線52と電気的に接
続される。
【0019】本発明の実施の形態に係わる基板本体は、
絶縁材料からなり、絶縁材料はエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、テフロン(登録商標)、ポリフェニレンエーテ
ル、BTレジン(ビスマレイミドとトリアジンの共重合
体)などの有機樹脂、SiO、B、BaO、L
iO、MgO、CaO、Al、AlN、BN、
SiNなどのセラミックスやガラス、Si、Geなどの
単体、またはGaAs、GaP、InP、InAs、Z
nO、ZnS、CdSなどの化合物半導体が用いられ
る。また、上記絶縁材料がガラス、カーボンのような無
機繊維、アラミドのような有機繊維による織布や不織布
を内包したり、金属酸化物(SiO、B3、Al
3、TiO、LiO、ZnO、CaO、Mg
O、FeO、SnO、Sb )、金属窒化物(B
N、AlN)、金属水酸化物(CaOH、、MgOH、
Al(OH))、金属有機酸塩(CaSiO、Mg
CO、ZnCO、BaCO、CaSO、BaS
)、金属無機酸塩(CaSiO、CaTiO
MoS、Zn(BO)または有機高分子量体(ポ
リスチレン、ポリアクリル、ポリフェノール、ポリブタ
ジエン)などの粒子を含有しても良い。
【0020】なお、上記基板本体は、特に電気配線を必
要としない場合は上記絶縁材料の基板を用いるが、電気
配線が設けられた電気回路基板でも良い。電気回路基板
の電気配線は片面のみに電気配線を作製した片面板、両
面に電気配線を作製した両面板がある。さらに、上記絶
縁材料で隔離された3層以上の電気配線の層を有する多
層板であっても良い。
【0021】上記基板本体1や上記光導波路3に設けら
れる電気配線は、Au、Ag、Cu、Ni、Pd、P
t、Zn、Co、Fe、Mn、Cr、Al、Sn、P
b、In、Bi、Tiなどの金属もしくはその合金、上
記金属もしくはその合金からなる導電性の粒子を樹脂に
混入した導電性樹脂、SnO、ZnO、In
CdO、CdIn、ZnSnO、TiO
ZrN、TiN、Cなど金属ではない導電体または上記
金属ではない導電体の粒子を樹脂に混入した導電性樹脂
を用いて作製される。
【0022】なお、上記両面板や多層板の電気回路基板
において、電気配線は、補強された穴やスルーホールメ
ッキによって互いに電気的に接続されても良い。ここ
で、上記補強された穴とはAu、Ag、Cu、Ni、P
d、Pt、Zn、Co、Fe、Mn、Cr、Al、S
n、Pb、In、Bi、Tiなどの金属もしくはその合
金、上記金属もしくはその合金からなる導電性の粒子を
樹脂に混入した導電性樹脂、SnO、ZnO、In
、CdO、CdIn、Zn SnO、Ti
、ZrN、TiN、Cなど金属ではない導電体、ま
たは上記金属ではない導電体の粒子を樹脂に混入した導
電性樹脂で満たされている穴のことを指す。また、上記
スルーホールメッキとは上記金属もしくはその合金、上
記金属ではない導電体、またはそれらを混入した導電性
樹脂で穴の壁面を覆ったものであり、内部は空洞であっ
ても良く、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、テフロン、
ポリフェニレンエーテル、BTレジン(ビスマレイミド
とトリアジンの共重合体)などの有機樹脂、SiO
、BaO、LiO、MgO、CaO、Al
、AlN、BN、SiNなどのセラミックスやガラ
ス、Si、Geなどの単体、またはGaAs、GaP、
InP、InAs、ZnO、ZnS、CdSなどの化合
物半導体を用いて埋められていても良い。さらにスルー
ホールメッキを埋める材料がガラス、カーボンのような
無機繊維、アラミドのような有機繊維を内包したり、金
属酸化物(SiO、B3、Al3、Ti
、LiO、ZnO、CaO、MgO、FeO、S
nO、Sb)、金属窒化物(BN、AlN)、金
属水酸化物(CaOH、、MgOH、Al(O
H))、金属有機酸塩(CaSiO、MgCO
ZnCO 、BaCO、CaSO、BaSO)、
金属無機酸塩(CaSiO、CaTiO、MoS、
Zn(BO)、有機高分子量体(ポリスチレン、
ポリアクリル、ポリフェノール、ポリブタジエン)など
の粒子を含有していても良い。
【0023】また、上記電気回路基板の下面には所定の
間隔で上記のように電気配線を設けても良く、Au、A
g、Cu、Ni、Pd、Pt、Zn、Co、Fe、M
n、Cr、Al、Sn、Pb、In、Bi、Tiなどの
金属もしくはその合金からなる金属バンプ接続、上記金
属もしくはその合金からなる導電性の粒子を樹脂に混入
した導電性接着材による接合、またはSnO、Zn
O、In、CdO、CdIn、ZnSn
、TiO、ZrN、TiNもしくはCなど金属で
はない導電体、上記金属ではない導電体の粒子を樹脂に
混入した導電性樹脂による接合、Au、Alなどの金属
ワイヤ接合によりにより他の電気回路基板に電気的に接
続できる形状であっても良い。
【0024】実施の形態2.上記実施の形態1におい
て、反射部材の光導波路との対向面に、特に反射率の高
い材料の膜が反射膜として備えられていると、光導波路
と光電変換素子との光接続の効率をより高めることがで
きる。また、波長選択性を有する反射膜を用いることに
より、光導波路を伝播してきた光信号のうち所望の波長
のものだけを光電変換素子に接続させることができる。
上記反射膜に用いられる材料はAu、Al、Ag、I
n、Pb、Tiなどの反射率の高い金属もしくはその合
金、MgFなどの金属塩化合物、SiO、Ti
、Alなどのセラミックス、ポリイミド樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ベンゾシクロブテン樹脂などの有機高分子、シリコ
ーン樹脂などの無機高分子、またはGaAs、GaP、
InP、InAs、ZnO、ZnS、CdSなどの化合
物半導体を用いることができる。さらに、上記材料の少
なくともひとつを含む誘導体、共重合体または混合体を
用いることができ、光信号の伝播波長により上記材料の
官能基をフッ素化、重水素化、ハロゲン化したものを用
いても良い。また作製される反射膜は単層膜でも多層膜
でも良く、成膜はスピンコート、スプレーコート、カー
テンコート、火炎堆積法、CVD(Chemical
Vapor Deposition)、蒸着、スパッタ
などの方法を用いて行なう。
【0025】実施の形態3.上記実施の形態1におい
て、図1に示すように、基板本体1の上面に作製された
電気配線51および光導波路3上に作製された電気配線
52が、互いに電気配線53により、電気的に接続され
ると、光―電気回路基板を小型化できる。また、図3
は、本発明の実施の形態に係わる、電気配線を形成でき
る層を説明する断面図であり、図中矢印に示すように、
電気配線は光導波路3内の下部クラッド部3a、コア部
3b、上部クラッド部3c、光導波路3上、または基板
本体1内のどの層に作製しても良く、各層に形成された
電気配線同士を電気的に接続してもよく、電気配線同士
の電気的接続は、上記電気回路基板内に設けられた電気
配線の接続と同様におこなう。つまり、上記のようにし
て、補強された穴またはスルーホールメッキによって互
いに電気的に接続される。
【0026】実施の形態4.上記実施の形態1〜3の光
―電気回路基板を積層して貼りあわせることができ、光
信号および電気信号とも各基板間を効率よく接続でき、
さらに小型化できる。図4、図5は本発明の実施の形態
の光―電気回路基板を、2枚積層して貼りあわせた光―
電気回路基板の断面図であり、図中、6は貫通孔、7は
貼り合わせ部、101は積層される一方の光―電気回路
基板、102は他方の光―電気回路基板、12、15は
各々光―電気回路基板101に設けられた第1の反射部
材および第1の電気配線、22、25は各々光―電気回
路基板102に設けられた第2の反射部材および第2の
電気配線であり、図4は、光導波路面の一部を利用して
貼り合わせた場合、図5は光導波路面の全面を利用して
貼り合わせた場合である。なお、電気回路基板同士を貼
り合わせた場合は、基板本体の上下両面に光導波路を作
製するのと同様である。また、図4、図5において、上
記貼り合わせ部に、両面に光導波路を作製した光―電気
回路基板を挟み込みさらに多層化を行ってもよい。ま
た、図は2枚の光―電気回路基板を積層した場合を示す
が複数の上記基板を積層することができる。
【0027】つまり、積層は、図4、図5に示すよう
に、一方の光―電気回路基板101に設けられた第1の
反射部材12と、他方の光―電気回路基板102に設け
られた第2の反射部材22とが光接続するか、または一
方の光―電気回路基板101に設けられた第1の電気配
線15と、他方の光―電気回路基板102に設けられた
第2の電気配線25とが電気的に接続されるように行
う。また、図5に示すように、積層される2枚の光―電
気回路基板の全面を利用する場合は基板本体1に貫通孔
6を設け、反射部材2より反射された光信号を光電変換
素子4に接続させる。貫通孔の内部は空気でも良く、光
電変換素子4との光接続効率を良くするため貫通孔に光
導波体を設けても良い。ここで光導波体はクラッド部の
屈折率より大きい屈折率を持つコア部が上記クラッド部
に埋め込まれた構造をもつものであり、光導波路、光フ
ァイバーなどを指す。
【0028】光−電気回路基板を貼り合わせるには、上
記基板の光導波路の上面にコア部またはクラッド部と同
等の屈折率を持つ接着剤を用いて接着する。上記接着剤
としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂な
どの有機高分子、シリコーン樹脂などの無機高分子、ま
たは上記樹脂の少なくともひとつを含む誘導体、共重合
体、混合体が用いられ、光信号の伝播波長により前記材
料の官能基をフッ素化、重水素化、ハロゲン化したもの
を用いても良い。また、上記接着剤が、ガラス、カーボ
ンのような無機繊維、アラミドのような有機繊維を内包
したり、金属酸化物(SiO、B3、Al
3、TiO 、LiO、ZnO、CaO、MgO、F
eO、SnO、Sb)、金属窒化物(BN、Al
N)、金属水酸化物(CaOH、、MgOH、Al(O
H) )、金属有機酸塩(CaSiO、MgCO
ZnCO、BaCO、CaSO、BaSO)、
金属無機酸塩(CaSiO、CaTiO、MoS、
Zn(BO)、有機高分子量体(ポリスチレン、
ポリアクリル、ポリフェノール、ポリブタジエン)など
の充填材を含有しても良い。
【0029】また、互いに積層される光―電気回路基板
にそれぞれ設けられた第1および第2の電気配線の接続
は、Au、Ag、Cu、Ni、Pd、Pt、Zn、C
o、Fe、Mn、Cr、Al、Sn、Pb、In、B
i、Tiなどの金属もしくはその合金、上記金属もしく
はその合金からなる導電性の粒子を樹脂に混入した導電
性樹脂、SnO、ZnO、In、CdO、Cd
In、ZnSnO 、TiO、ZrN、Ti
N、Cなどの金属ではない導電体の粒子を樹脂に混入し
た導電性樹脂を用いて行なうことができる。
【0030】実施の形態5.図6(a)〜(e)は、本
発明の実施の形態の光―電気回路基板の製造方法の説明
図で、(a)〜(d)では製造工程、(e)では反射部
材を説明する。図中、20は反射部材基部、30はダイ
シングソー、31は反射部材に設けた傾斜面、32は傾
斜角である。まず、基板本体1上に下部クラッド部3a
と反射部材の基部20を作製する{図6(a)}。この
時、反射部材基部20は予め基板本体1上に作製された
電気配線を用いても良く、下部クラッド部3aを作製し
た後にメッキ、スパッタ、蒸着などの方法により作製し
ても良い。予め電気回路基板1上に電気配線が作製され
ている場合は、スピンコート、スプレーコート、カーテ
ンコート、火炎堆積法、CVD(Chemical V
apor Deposition)、蒸着、スパッタな
どの方法を用いて下部クラッド部3aを作製する。一
方、クラッド部3aを先に作製する場合は紫外線硬化樹
脂を用いたリソグラフィー、感光性を持たない樹脂につ
いては、ウェットエッチング、反応性イオンエッチング
(RIE)、イオンビームエッチング(IBE)または
型成形することにより、下部クラッド部3aをパターン
化した後、反射部材基部を作製する。
【0031】次に、電解メッキ、スパッタまたは蒸着な
どの方法により反射部材基部21の上部に金属またはそ
の合金の反射部材残部を堆積して塊状の反射部材を設け
る{図6(b)}。この時、下部クラッド部3aの上面
に金属またはその合金が付着しないようレジストを用い
て一時的に下部クラッド部3aを保護しても良く、機械
研磨、CMP(Chemical Mechanica
l Polishing)、反応性イオンエッチング
(RIE)、イオンビームエッチング(IBE)、ウェ
ットエッチングなどの方法により余分な金属を取り除い
ても良い。
【0032】次に、所定の角度を持ったダイシングソー
にて光導波路3の光軸に対して所定の角度を持った傾斜
面を反射部材に形成する{図6(c)}。図中では90
°の角度を持ったダイシングソーにて光導波路3の光軸
に対して45°の傾斜角32を持つ傾斜面{図6
(e)}を形成したが、傾斜面は機械研磨、CMP(C
hemical Mechanical Polish
ing)、反応性イオンエッチング(RIE)、イオン
ビームエッチングまたはウェットエッチングにより形成
しても良く、傾斜角も任意に調整できる。
【0033】図7に示すように、ダイシングソーを用い
れば、切断面と同一方向に並べられた反射部材ならば一
度に複数の傾斜面を作製でき、機械研磨、CMP(Ch
emical Mechanical Polishi
ng)、反応性イオンエッチング(RIE)、イオンビ
ームエッチング(IBE)、ウェットエッチングなどの
方法を用いれば一度に同一基板上に複数の傾斜面を作製
できる。なお、図7は、本発明の実施の形態に係わるダ
イシングソーにより、反射部材に傾斜面を設ける方法示
す説明図であり、図中、5は電気配線、点線は切断面で
ある。
【0034】次に、スピンコート、スプレーコート、カ
ーテンコート、火炎堆積法、CVD(Chemical
Vapor Deposition)、蒸着、スパッ
タなどの方法を用いてコア部3bと上部クラッド部3c
を作製する{図6(d)}。この時コア部3bは紫外線
硬化樹脂によるリソグラフィー、また感光性を持たない
樹脂については、ウェットエッチング、反応性イオンエ
ッチング(RIE)、イオンビームエッチング(IB
E)、型成形などの方法により任意のパターンを作製す
る。なお、図6では反射部材2が電気回路基板1の上面
よりコア部3bの上面まで作製されているが、図2に示
す様に反射部材2がコア部3bと対向するように作製さ
れていればよい。
【0035】また、図6に示す一連の作製方法は金属ま
たはその合金を反射部材とする光−電気回路基板の作製
方法の一例であり、各工程に平坦化のための機械研磨、
CMP(Chemical Mechanical P
olishing)、反応性イオンエッチング(RI
E)、イオンビームエッチング(IBE)、ウェットエ
ッチングなどの工程を含んでも良い。
【0036】また、図8に示す様に反射部材2と光電変
換素子との光接続効率を向上させるために、上部クラッ
ド部3c内にコア部を形成する材料からなる領域3ca
を設けてもよい。図8は、本発明の実施の形態におい
て、反射部材と光導波路が対向する領域を示す断面図
で、3caは上部クラッド部3c内にコア部を形成する
材料からなる領域である。上記コア部を形成する材料か
らなる領域3caを設ける方法としては、図8に示すよ
うに、反射部材2の上部クラッド部3cをパターン化
し、コア部を形成する材料をスピンコート、スプレーコ
ート、カーテンコート、火炎堆積法、CVD(Chem
ical Vapor Deposition)、蒸
着、スパッタするか、または反射部材2の上部に紫外線
硬化樹脂によるリソグラフィー、また感光性を持たない
樹脂については、ウェットエッチング、反応性イオンエ
ッチング(RIE)、型成形などの方法によりコア部材
料からなる領域3caをパターン化して形成し、上記ク
ラッド部3cをスピンコート、スプレーコート、カーテ
ンコート、火炎堆積法、CVD(Chemical V
apor Deposition)、蒸着、スパッタす
る方法がある。
【0037】
【発明の効果】本発明の第1の光導波路および電気回路
を有する基板は、基板本体と、この基板本体に設けられ
た光導波路と、この光導波路上または上記基板本体に設
けられ、上記光導波路または基板本体側に受光部または
発光部を有する光電変換素子と、上記光導波路と上記光
電変換素子とを光学的に接続する反射部材とを備え、上
記反射部材は、上記光導波路に埋設され、上記光導波路
との対向面が光導波路の光軸に対して傾斜し、塊状の金
属からなるもので、実装密度と光の伝播効率が向上し、
安定した伝播特性を有するという効果がある。
【0038】本発明の第2の光導波路および電気回路を
有する基板は、上記第1の光導波路および電気回路を有
する基板において、光導波路が下部クラッド部と、この
下部クラッド部に設けたコア部と、このコア部に設けた
上部クラッド部とからなり、反射部材は少なくとも上記
コア部と対向するもので、実装密度と光の伝播効率が向
上するという効果がある実装密度と光の伝播効率が向上
するという効果がある。
【0039】本発明の第3の光導波路および電気回路を
有する基板は、上記第1または第2の光導波路および電
気回路を有する基板において、光導波路内に電気配線が
設けられ、光導波路上または基板本体に設けられた電気
配線と電気的に接続されているもので、特に実装密度が
向上するという効果がある。
【0040】本発明の第4の光導波路および電気回路を
有する基板は、上記第1ないし第3のいずれかの光導波
路および電気回路を有する基板が複数積層されたもの
で、上記光導波路および電気回路を有する一方の基板に
設けられた第1の反射部材と、上記光導波路および電気
回路を有する他方の基板に設けられた第2の反射部材と
の光接続、並びに上記光導波路および電気回路を有する
一方の基板に設けられた第1の電気配線と、上記光導波
路および電気回路を有する他方の基板に設けられた第2
の電気配線との電気的接続の少なくとも一方が施されて
いるもので、特に小型化できるという効果がある。
【0041】本発明の第1の光導波路および電気回路を
有する基板の製造方法は、下部クラッド部とこの下部ク
ラッド部に設けたコア部とこのコア部に設けた上部クラ
ッド部とからなり、基板本体に設けられた光導波路の、
少なくとも上記コア部に対向して、反射部材が埋設され
る上記第2ないし第4のいずれかの光導波路および電気
回路を有する基板の製造方法であって、上記基板本体
に、上記光導波路の光軸に対して傾斜する面を備えた塊
状の金属からなる反射部材を設ける工程、並びに上記反
射部材を埋設するように光導波路を設ける工程を施す方
法で、製造が容易であるという効果がある。
【0042】本発明の第2の光導波路および電気回路を
有する基板の製造方法は、上記第1の光導波路および電
気回路を有する基板の製造方法において、基板本体に反
射部材を設ける工程の前に、基板本体上に予め光導波路
の下部クラッド部を設ける工程を施す方法で、製造が容
易であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の光―電気回路基板を説
明する断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態の光―電気回路基板にお
いて、反射部材と光導波路が対向する領域を示す断面図
である。
【図3】 本発明の実施の形態に係わる、電気配線を形
成できる層を説明する断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態の光―電気回路基板の断
面図である。
【図5】 本発明の実施の形態の光―電気回路基板の断
面図である。
【図6】 本発明の実施の形態の光―電気回路基板の製
造方法の説明図である。
【図7】 本発明の実施の形態に係わる、反射部材に傾
斜面を設ける方法示す説明図である。
【図8】 本発明の実施の形態において、反射部材と光
導波路が対向する領域を示す断面図である。
【図9】 従来の光信号伝播システムの構成を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 基板本体、2 反射部材、3 光導波路、3a 下
部クラッド部、4 光電変換素子、51〜54 電気配
線、101、102 光―電気回路基板、12第1の反
射部材、15 第1の電気配線、22 第2の反射部
材、25 第2の電気配線。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 1/02 H01L 31/02 D Fターム(参考) 2H037 AA01 BA02 BA11 CA37 DA02 DA03 DA06 2H047 LA09 MA07 PA02 PA04 PA05 PA22 PA24 QA01 QA04 QA05 RA08 TA32 TA43 5E338 AA03 AA16 BB63 BB71 BB75 CC01 CC10 EE11 EE21 EE32 5F073 AB17 AB25 AB29 BA01 FA30 5F088 BB01 JA14

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板本体と、この基板本体に設けられた
    光導波路と、この光導波路上または上記基板本体に設け
    られ、上記光導波路または基板本体側に受光部または発
    光部を有する光電変換素子と、上記光導波路と上記光電
    変換素子とを光学的に接続する反射部材とを備え、上記
    反射部材は、上記光導波路に埋設され、上記光導波路と
    の対向面が光導波路の光軸に対して傾斜し、塊状の金属
    からなることを特徴とする光導波路および電気回路を有
    する基板。
  2. 【請求項2】 光導波路が下部クラッド部と、この下部
    クラッド部に設けたコア部と、このコア部に設けた上部
    クラッド部とからなり、反射部材は少なくとも上記コア
    部と対向することを特徴とする請求項1に記載の光導波
    路および電気回路を有する基板。
  3. 【請求項3】 光導波路内に電気配線が設けられ、光導
    波路上または基板本体に設けられた電気配線と電気的に
    接続されていることを特徴とする請求項1または請求項
    2に記載の光導波路および電気回路を有する基板。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の光導波路および電気回路を有する基板が複数積層さ
    れたもので、上記光導波路および電気回路を有する一方
    の基板に設けられた第1の反射部材と、上記光導波路お
    よび電気回路を有する他方の基板に設けられた第2の反
    射部材との光接続、並びに上記光導波路および電気回路
    を有する一方の基板に設けられた第1の電気配線と、上
    記光導波路および電気回路を有する他方の基板に設けら
    れた第2の電気配線との電気的接続の少なくとも一方が
    施されていること特徴とする光導波路および電気回路を
    有する基板。
  5. 【請求項5】 下部クラッド部とこの下部クラッド部に
    設けたコア部とこのコア部に設けた上部クラッド部とか
    らなり、基板本体に設けられた光導波路の、少なくとも
    上記コア部に対向して、反射部材が埋設される請求項2
    ないし請求項4のいずれかに記載の光導波路および電気
    回路を有する基板の製造方法であって、上記基板本体
    に、上記光導波路の光軸に対して傾斜する面を備えた塊
    状の金属からなる反射部材を設ける工程、並びに上記反
    射部材を埋設するように光導波路を設ける工程を施す光
    導波路および電気回路を有する基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 基板本体に反射部材を設ける工程の前
    に、基板本体上に予め光導波路の下部クラッド部を設け
    る工程を施すことを特徴とする請求項5に記載の光導波
    路および電気回路を有する基板の製造方法。
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