次に、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
図13は、本発明の第1の実施の形態に係る光電気混載基板の断面図であり、図14は、図13に示す光電気混載基板の平面図である。
図13及び図14を参照するに、第1の実施の形態の光電気混載基板10は、配線基板11と、2つの光導波路12と、光ファイバ15と、発光素子17と、受光素子18と、アンダーフィル樹脂21,22とを有する。
配線基板11は、コア基板25と、貫通ビア26,27と、配線28,29,43,44と、絶縁層32,45と、ビア33,34,47,48と、配線パターン35,36,49,51と、ソルダーレジスト38,53と、はんだ41とを有する。
コア基板25は、板状とされており、貫通孔55,56を有する。貫通ビア26は、貫通孔55に設けられている。貫通ビア26は、その一方の端部が配線28と接続されており、他方の端部が配線43と接続されている。貫通ビア26は、配線28と配線43とを電気的に接続するためのものである。
貫通ビア27は、貫通孔56に設けられている。貫通ビア27は、その一方の端部が配線29と接続されており、他方の端部が配線44と接続されている。貫通ビア27は、配線29と配線44とを電気的に接続するためのものである。
配線28は、貫通ビア26の形成領域に対応する部分のコア基板25の上面25Aに設けられている。配線28は、貫通ビア26の上端部と接続されている。配線29は、貫通ビア27の形成領域に対応する部分のコア基板25の上面25Aに設けられている。配線29は、貫通ビア27の上端部と接続されている。
絶縁層32は、配線28,29を覆うように、コア基板25の上面25Aに設けられている。絶縁層32は、配線28の上面の一部を露出する開口部58と、配線29の上面の一部を露出する開口部59とを有する。
ビア33は、開口部58に設けられている。ビア33の下端部は、配線28と接続されている。ビア34は、開口部59に設けられている。ビア34の下端部は、配線29と接続されている。
配線パターン35は、ビア33の形成領域に対応する部分の絶縁層32の上面32Aに設けられている。配線パターン35は、ビア33の上端部と接続されている。配線パターン35は、パッド部62を有する。配線パターン36は、ビア34の形成領域に対応する部分の絶縁層32の上面32Aに設けられている。配線パターン36は、ビア34の上端部と接続されている。配線パターン36は、パッド部63を有する。
ソルダーレジスト38は、パッド部62,63を除いた部分の配線パターン35,36を覆うように、絶縁層32の上面32Aに設けられている。ソルダーレジスト38は、パッド部62の上面を露出する開口部65と、パッド部63の上面を露出する開口部66とを有する。はんだ41は、パッド部62,63上に設けられている。
配線43は、貫通ビア26の形成領域に対応する部分のコア基板25の下面25Bに設けられている。配線43は、貫通ビア26の下端部と接続されている。配線44は、貫通ビア27の形成領域に対応する部分のコア基板25の下面25Bに設けられている。配線44は、貫通ビア27の下端部と接続されている。
絶縁層45は、配線43,44を覆うように、コア基板25の下面25Bに設けられている。絶縁層45は、配線43の下面の一部を露出する開口部68と、配線44の下面の一部を露出する開口部69とを有する。
ビア47は、開口部68に設けられている。ビア47の上端部は、配線43と接続されている。ビア48は、開口部69に設けられている。ビア48の上端部は、配線44と接続されている。
配線パターン49は、ビア47の形成領域に対応する部分の絶縁層45の下面45Bに設けられている。配線パターン49は、ビア47の下端部と接続されている。配線パターン49は、外部接続用パッド部71を有する。配線パターン51は、ビア48の形成領域に対応する部分の絶縁層45の下面45Bに設けられている。配線パターン51は、ビア48の下端と接続されている。配線パターン51は、外部接続用パッド部72を有する。
ソルダーレジスト53は、外部接続用パッド部71,72を除いた部分の配線パターン49,51を覆うように、絶縁層45の下面45Bに設けられている。ソルダーレジスト53は、外部接続用パッド部71の下面を露出する開口部53Aと、外部接続用パッド部72の下面を露出する開口部53Bとを有する。
図13及び図14を参照するに、2つの光導波路本体75は、2つの光導波路本体75に設けられた後述する光ファイバ位置規制手段77が対向するように、ソルダーレジスト38上に設けられている。2つの光導波路本体75は、複数の光ファイバ15と2つの光導波路本体75との間において光信号の伝送が可能なように、複数の光ファイバ15と接続されている。
図15は、図13に示す光導波路の斜視図であり、図16は、図15に示す光導波路のA−A線方向の断面図であり、図17は、図15に示す光導波路のB−B線方向の断面図である。
図13〜図17を参照するに、光導波路12は、光導波路本体75と、光ファイバ位置規制手段77と、ミラー78とを有する。光導波路本体75は、接着剤により、ソルダーレジスト38上に固着されている。光導波路本体75は、第1のクラッド層81と、コア部82と、第2のクラッド層83とが積層された構成とされている。光導波路本体75は、光ファイバ15の端面と対向する部分の面75Aが垂直面とされている。また、光導波路本体75の面75Aの反対側に位置する光導波路本体75の端面75Bは、傾斜面とされている。光導波路本体75の端面75Bは、第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83により構成される面である。光導波路本体75の端面75Bと第1のクラッド層81の面81Bとの成す角度θ1は、45度とされている。
第1のクラッド層81は、第2のクラッド層83の面83Aとコア部82の面82Bとを覆うように設けられている(図17参照)。第1のクラッド層81の厚さは、例えば、40μmとすることができる。
コア部82は、第1のクラッド層81と第2のクラッド層83との間に設けられている。コア部82の面82A及びコア部82の側面82Cは、第2のクラッド層83に覆われている(図17参照)。また、コア部82の面82Bは、第1のクラッド層81に覆われている。コア部82は、光信号の伝送を行うためのものである。コア部82は、第1及び第2のクラッド層81,83よりも屈折率の大きい材料により構成されている。コア部82の厚さは、例えば、40μmとすることができる。
第2のクラッド層83は、接着剤により、ソルダーレジスト38上に固着されている。第2のクラッド層83は、第1のクラッド層81の面81Aとコア部82の面82A及び側面82Cとを覆うように設けられている。
光ファイバ位置規制手段77は、光ファイバ挿入部84と、突出部85とを有する。光ファイバ挿入部84は、光ファイバ15の端部が挿入される部分である。光ファイバ挿入部84の幅W1は、光ファイバ15の直径よりも少し小さくなるように設定されている。光ファイバ15の直径が125μmの場合、光ファイバ挿入部84の幅W1は、例えば、130μmとすることができる。
突出部85は、光ファイバ挿入部84の両側に設けられている。突出部85は、光ファイバ挿入部84に挿入された光ファイバ15と接触することにより、光ファイバ15の端部の位置を規制するためのものである。突出部85の長さL1は、例えば、2mmとすることができる。また、突出部85の幅W2は、例えば、120μmとすることができる。
突出部85は、第1の突出部88と、第2の突出部89とが積層された構成とされている。第1の突出部88は、光ファイバ挿入部84の両側に突出するように配置された部分の第1のクラッド層81により構成されている。第2の突出部89は、光ファイバ挿入部84の両側に突出するように配置された部分の第2のクラッド層83により構成されている。第2の突出部89の厚さM1は、例えば、85μmとすることができる。
このように、光ファイバ15の端部が挿入される光ファイバ挿入部84と、光ファイバ挿入部84に挿入された光ファイバ15と接触することで光ファイバ15の端部の位置を規制する突出部85とを備えた光ファイバ位置規制手段77を光導波路12に設けることにより、従来、光導波路303と光ファイバ305とを接続する際に必要であった光ファイバ固定部材302(図1参照)が不要となるため、光電気混載基板10のコストを低減することができる。
また、突出部85を第1及び第2のクラッド層81,83により構成することで、突出部85を構成するための材料を別途用意する必要がないため、光電気混載基板10のコストを低減することができる。
ミラー78は、光導波路本体75の端面75Bに対応する部分の第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83に設けられている。ミラー78は、光信号を反射するためのものである。ミラー78としては、例えば、金属膜を用いることができる。ミラー78となる金属膜としては、例えば、Au膜を用いることができる。ミラー78としてAu膜を用いた場合、ミラー78の厚さは、例えば、0.2μmとすることができる。
図13及び図14を参照するに、光ファイバ15の一方の端部は、一方の光導波路12に形成された光ファイバ挿入部84に挿入されており、光ファイバ15の他方の端部は、他方の光導波路12に形成された光ファイバ挿入部84に挿入されている。光ファイバ挿入部84に挿入された複数の光ファイバ15の端部は、接着剤により、配線基板11及び光導波路12に固着されている。
光ファイバ15は、コア部91と、クラッド部92とを有する。コア部91の側面は、クラッド部92により覆われている。コア部91は、光信号の伝送を行うためのものである。コア部91は、光導波路12のコア部82と対向するように配置されている。コア部91は、クラッド部92よりも屈折率の大きい材料により構成されている。光ファイバ15は、光導波路12のコア部82に光信号を伝送するためのものである。
発光素子17は、配線基板11上に設けられている。発光素子17は、配線パターン35及び配線パターン35の近傍に設けられたミラー78の上方に配置されている。発光素子17は、光信号を発信する発光部94と、端子部95とを有する。発光部94は、コア部82に設けられた部分のミラー78に対して光信号を照射可能な位置に配置されている。端子部95は、はんだ41により、配線パターン35のパッド部62上に固定されている。これにより、発光素子17は、配線パターン35と電気的に接続される。
発光素子17の発光部94から発信された光信号は、ミラー78により、図13に示す光ファイバ15の左側に配置された光導波路12のコア部82に反射され、その後、光ファイバ15のコア部91を介して、図13に示す光ファイバ15の右側に配置された光導波路12のコア部82に伝送され、その後、受光素子18の近傍に配置されたミラー78により、受光素子18の受光部97へ反射される。発光素子17としては、例えば、面発光レーザ素子(VCSEL)を用いることができる。
受光素子18は、配線基板11上に設けられている。受光素子18は、配線パターン36及び配線パターン36の近傍に設けられたミラー78の上方に配置されている。受光素子18は、光信号を受光する受光部97と、端子部98とを有する。受光部97は、受光素子18の近傍に配置されたミラー78により反射される光信号(発光素子17から発信された光信号)を受光可能な位置に配置されている。端子部98は、はんだ41により、配線パターン36のパッド部63上に固定されている。これにより、受光素子18は、配線パターン36と電気的に接続される。受光素子18としては、例えば、フォトダイオード素子(PD)を用いることができる。
アンダーフィル樹脂21は、発光素子17と対向する部分の配線基板11及び光導波路12と発光素子17との間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂21は、発光素子17から照射される光信号を透過可能な透光性樹脂である。アンダーフィル樹脂21は、発光素子17を配線基板11に固定するための樹脂である。
アンダーフィル樹脂22は、受光素子18と対向する部分の配線基板11及び光導波路12と受光素子18との間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂22は、受光素子18から照射される光信号を透過可能な透光性樹脂である。アンダーフィル樹脂22は、受光素子18を配線基板11に固定するための樹脂である。
本実施の形態の光電気混載基板によれば、光ファイバ15の端部が挿入される光ファイバ挿入部84と、光ファイバ挿入部84に挿入された光ファイバ15と接触することで光ファイバ15の端部の位置を規制する突出部85とを備えた光ファイバ位置規制手段77を光導波路12に設けることにより、従来、光導波路303と光ファイバ305とを接続する際に必要であった光ファイバ固定部材302(図1参照)が不要となるため、光電気混載基板10のコストを低減することができる。
また、突出部85を第1及び第2のクラッド層81,83により構成することで、突出部85を構成するための材料を別途用意する必要がないため、光電気混載基板10のコストを低減することができる。
図18〜図27は、本発明の第1の実施の形態に係る光電気混載基板の製造工程を示す図である。図18〜図27において、第1の実施の形態の光電気混載基板10と同一構成部分には同一符号を付す。
図18〜図27を参照して、第1の実施の形態の光電気混載基板10の製造方法について説明する。始めに、図18に示す工程では、周知の手法により、配線基板11を形成する(配線基板形成工程)。次いで、図19に示す工程では、予め準備しておいた支持基板102の上面102Aに複数の第1の突出部88を有した第1のクラッド層81を形成する(第1のクラッド層形成工程)。第1の突出部88は、光ファイバ15が挿入される光ファイバ挿入部84の両側に形成する。具体的には、支持基板102の上面102Aにシート状のクラッド層を貼り付け、その後、シート状のクラッド層を露光及び現像することで第1のクラッド層81を形成する。支持基板102としては、例えば、ポリカーボネート板、アクリル板、PET板等を用いることができる。光ファイバ挿入部84の幅W1は、例えば、130μmとすることができる。第1の突出部88の幅W3は、例えば、120μmとすることができる。第1の突出部88の長さL2は、例えば、2mmとすることができる。また、第1のクラッド層81の厚さは、例えば、40μmとすることができる。
次いで、図20に示す工程では、第1のクラッド層81の面81Aに複数のコア部82を形成する(コア部形成工程)。具体的には、第1のクラッド層81の面81Aにシート状のコア層を貼り付け、その後、シート状のコア層を露光及び現像することで複数のコア部82を形成する。このとき、複数のコア部82は、その一方の端面が光ファイバ挿入部84と対向するように形成する。コア部82の厚さは、例えば、40μmとすることができる。コア部82の幅は、例えば、40μmとすることができる。
次いで、図21に示す工程では、複数のコア部82が形成された第1のクラッド層81の面81Aを覆うように、第2の突出部89を有した第2のクラッド層83を形成する(第2のクラッド層形成工程)。このとき、第2の突出部89は、第1の突出部88上に積層させる。具体的には、第1のクラッド層81の面81Aにシート状のクラッド層を貼り付け、その後、シート状のクラッド層を露光及び現像することで第2のクラッド層83を形成する。これにより、光ファイバ挿入部84と、第1及び第2の突出部88,89からなる突出部85とを備えた光ファイバ位置規制手段77が形成される。第2の突出部89の厚さM1は、例えば、85μmとすることができる。突出部85の長さL1は、例えば、2mmとすることができる。また、突出部85の幅W2は、例えば、120mmとすることができる。
次いで、図22に示す工程では、図21に示す構造体の光ファイバ位置規制手段77が形成された側とは反対側に位置する部分の第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83を切断して、端面75Bが傾斜面とされた光導波路本体75を形成する(傾斜面形成工程)。このとき、光導波路本体75の端面75Bと第1のクラッド層81の面81Bとの成す角度θ1が45度となるように、第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83を切断する。第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83の切断には、例えば、ダイサーを用いることができる。
次いで、図23に示す工程では、光導波路本体75の傾斜面75Bに金属膜を成膜して、金属膜よりなるミラー78を形成する(ミラー形成工程)。具体的には、スパッタ法や蒸着法等の方法を用いて、光導波路本体75の端面75Bに金属膜を成膜する。これにより、支持基板102上に、光導波路12に相当する構造体が形成される。金属膜としては、例えば、Au膜を用いることができる。ミラー78としてAu膜を用いた場合、ミラー78の厚さは、例えば、0.2μmとすることができる。
次いで、図24に示す工程では、図23に示す構造体から支持基板102を除去する(支持基板除去工程)。これにより、光導波路12が形成される(図19〜図24に示す工程が光導波路形成工程に相当する)。
このように、第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83を有した光導波路12を形成する光導波路形成工程において、光ファイバ15の端部が挿入される光ファイバ挿入部84と、光ファイバ挿入部84の両側に設けられ、光ファイバ15と接触して光ファイバ15の端部の位置を規制する第1及び第2の突出部88,89(突出部85)とを形成することにより、光ファイバ挿入部84と第1及び第2の突出部88,89とを形成する工程を別途設ける必要がないため、光電気混載基板10の製造コストを低減することができる。
次いで、図25に示す工程では、接着剤により、ソルダーレジスト38上に2つの光導波路12を固着させる。このとき、2つの光導波路12は、2つの光導波路12に設けられた光ファイバ挿入部84が対向するように配置する。
次いで、図26に示す工程では、2つの光導波路12に設けられた光ファイバ挿入部84に複数の光ファイバ15を挿入すると共に、接着剤により、複数の光ファイバ15を配線基板11及び光導波路12に固着させる。
次いで、図27に示す工程では、パッド部62上に配置されたはんだ41を溶融させて、発光素子17の端子部95をパッド部62上に固定し、パッド部63上に配置されたはんだ41を溶融させて、受光素子18の端子部98をパッド部63上に固定する。その後、発光素子17と対向する部分の配線基板11及び光導波路12と発光素子17との間にアンダーフィル樹脂21を充填し、受光素子18と対向する部分の配線基板11及び光導波路12と受光素子18との間にアンダーフィル樹脂22を充填する。これにより、光電気混載基板10が製造される。
本実施の形態の光電気混載基板の製造方法によれば、第1のクラッド層81、コア部82、及び第2のクラッド層83を有した光導波路12を形成する光導波路形成工程において、光ファイバ15の端部が挿入される光ファイバ挿入部84と、光ファイバ挿入部84の両側に設けられ、光ファイバ15と接触して光ファイバ15の端部の位置を規制する第1及び第2の突出部88,89(突出部85)とを形成することにより、光ファイバ挿入部84と第1及び第2の突出部88,89とを形成する工程を別途設ける必要がないため、光電気混載基板10の製造コストを低減することができる。
(第2の実施の形態)
図28は、本発明の第2の実施の形態に係る光電気混載基板の断面図であり、図29は、図28に示す光電気混載基板の平面図である。図28及び図29において、第1の実施の形態の光電気混載基板10と同一構成部分には同一符号を付す。
図28及び図29を参照するに、第2の実施の形態の光電気混載基板110は、第1の実施の形態の光電気混載基板10に設けられた配線基板11の代わりに配線基板111,112を設けると共に、さらにCPU用半導体チップ114と、メモリー用半導体チップ115と、アンダーフィル樹脂121,122とを設けた以外は光電気混載基板10と同様に構成される。
配線基板111は、コア基板125と、貫通ビア126,127と、配線128,129,143,144と、絶縁層132,145と、ビア133,134,147,148と、配線パターン135,136,149,151と、ソルダーレジスト138,153と、はんだ141とを有する。
コア基板125は、板状とされており、貫通孔155,156を有する。貫通ビア126は、貫通孔155に設けられている。貫通ビア126は、その一方の端部が配線128と接続されており、他方の端部が配線143と接続されている。貫通ビア126は、配線128と配線143とを電気的に接続するためのものである。
貫通ビア127は、貫通孔156に設けられている。貫通ビア127は、その一方の端部が配線129と接続されており、他方の端部が配線144と接続されている。貫通ビア127は、配線129と配線144とを電気的に接続するためのものである。
配線128は、貫通ビア126の形成領域に対応する部分のコア基板125の上面125Aに設けられている。配線128は、貫通ビア126の上端部と接続されている。配線129は、貫通ビア127の形成領域に対応する部分のコア基板125の上面125Aに設けられている。配線129は、貫通ビア127の上端部と接続されている。
絶縁層132は、配線128,129を覆うように、コア基板125の上面125Aに設けられている。絶縁層132は、配線128の上面の一部を露出する開口部158と、配線129の上面の一部を露出する開口部159とを有する。
ビア133は、開口部158に設けられている。ビア133の下端部は、配線128と接続されている。ビア134は、開口部159に設けられている。ビア134の下端部は、配線129と接続されている。
配線パターン135は、ビア133の形成領域に対応する部分の絶縁層132の上面132Aに設けられている。配線パターン135は、ビア133の上端部と接続されている。配線パターン135は、CPU用半導体チップ114と電気的に接続されるパッド部162を有する。
配線パターン136は、ビア134の形成領域に対応する部分の絶縁層132の上面132Aに設けられている。配線パターン136は、ビア134の上端部と接続されている。配線パターン136は、発光素子17と電気的に接続されるパッド部163と、CPU用半導体チップ114と電気的に接続されるパッド部164とを有する。
ソルダーレジスト138は、パッド部162〜164を除いた部分の配線パターン135,136を覆うように、絶縁層132の上面132Aに設けられている。ソルダーレジスト138は、パッド部162の上面を露出する開口部165と、パッド部163の上面を露出する開口部166と、パッド部164の上面を露出する開口部167とを有する。はんだ141は、開口部166に露出されたパッド部163上に設けられている。
配線143は、貫通ビア126の形成領域に対応する部分のコア基板125の下面125Bに設けられている。配線143は、貫通ビア126の下端部と接続されている。配線144は、貫通ビア127の形成領域に対応する部分のコア基板125の下面125Bに設けられている。配線144は、貫通ビア127の下端部と接続されている。
絶縁層145は、配線143,144を覆うように、コア基板125の下面125Bに設けられている。絶縁層145は、配線143の下面の一部を露出する開口部168と、配線144の下面の一部を露出する開口部169とを有する。
ビア147は、開口部168に設けられている。ビア147の上端部は、配線143と接続されている。ビア148は、開口部169に設けられている。ビア148の上端部は、配線144と接続されている。
配線パターン149は、ビア147の形成領域に対応する部分の絶縁層145の下面145Bに設けられている。配線パターン149は、ビア147の下端部と接続されている。配線パターン149は、外部接続用パッド部171を有する。配線パターン151は、ビア148の形成領域に対応する部分の絶縁層145の下面145Bに設けられている。配線パターン151は、ビア148の下端部と接続されている。配線パターン151は、外部接続用パッド部172を有する。
ソルダーレジスト153は、外部接続用パッド部171,172を除いた部分の配線パターン149,151を覆うように、絶縁層145の下面145Bに設けられている。ソルダーレジスト153は、外部接続用パッド部171の下面を露出する開口部153Aと、外部接続用パッド部172の下面を露出する開口部153Bとを有する。
配線基板112は、コア基板175と、貫通ビア176,177と、配線178,179,193,194と、絶縁層182,195と、ビア183,184,197,198と、配線パターン185,186,199,201と、ソルダーレジスト188,203と、はんだ191とを有する。
コア基板175は、板状とされており、貫通孔205,206を有する。貫通ビア176は、貫通孔205に設けられている。貫通ビア176は、その一方の端部が配線178と接続されており、他方の端部が配線193と接続されている。貫通ビア176は、配線178と配線193とを電気的に接続するためのものである。
貫通ビア177は、貫通孔206に設けられている。貫通ビア177は、その一方の端部が配線179と接続されており、他方の端部が配線194と接続されている。貫通ビア177は、配線179と配線194とを電気的に接続するためのものである。
配線178は、貫通ビア176の形成領域に対応する部分のコア基板175の上面175Aに設けられている。配線178は、貫通ビア176の上端部と接続されている。配線179は、貫通ビア177の形成領域に対応する部分のコア基板175の上面175Aに設けられている。配線179は、貫通ビア177の上端部と接続されている。
絶縁層182は、配線178,179を覆うように、コア基板175の上面175Aに設けられている。絶縁層182は、配線178の上面の一部を露出する開口部208と、配線179の上面の一部を露出する開口部209とを有する。
ビア183は、開口部208に設けられている。ビア183の下端部は、配線178と接続されている。ビア184は、開口部209に設けられている。ビア184の下端部は、配線179と接続されている。
配線パターン185は、ビア183の形成領域に対応する部分の絶縁層182の上面182Aに設けられている。配線パターン185は、ビア183の上端部と接続されている。配線パターン185は、メモリー用半導体チップ115と電気的に接続されるパッド部212を有する。
配線パターン186は、ビア184の形成領域に対応する部分の絶縁層182の上面182Aに設けられている。配線パターン186は、ビア184の上端部と接続されている。配線パターン186は、受光素子18と電気的に接続されるパッド部213と、メモリー用半導体チップ115と電気的に接続されるパッド部214とを有する。
ソルダーレジスト188は、パッド部212〜214を除いた部分の配線パターン185,186を覆うように、絶縁層182の上面182Aに設けられている。ソルダーレジスト188は、パッド部212の上面を露出する開口部215と、パッド部213の上面を露出する開口部216と、パッド部214の上面を露出する開口部217とを有する。はんだ191は、開口部216に露出されたパッド部213上に設けられている。
配線193は、貫通ビア176の形成領域に対応する部分のコア基板175の下面175Bに設けられている。配線193は、貫通ビア176の下端部と接続されている。配線194は、貫通ビア177の形成領域に対応する部分のコア基板175の下面175Bに設けられている。配線194は、貫通ビア177の下端部と接続されている。
絶縁層195は、配線193,194を覆うように、コア基板175の下面175Bに設けられている。絶縁層195は、配線193の下面の一部を露出する開口部218と、配線194の下面の一部を露出する開口部219とを有する。
ビア197は、開口部218に設けられている。ビア197の上端部は、配線193と接続されている。ビア198は、開口部219に設けられている。ビア198の下端部は、配線194と接続されている。
配線パターン199は、ビア197の形成領域に対応する部分の絶縁層195の下面195Bに設けられている。配線パターン199は、ビア197の下端部と接続されている。配線パターン199は、外部接続用パッド部221を有する。配線パターン201は、ビア198の形成領域に対応する部分の絶縁層195の下面195Bに設けられている。配線パターン201は、ビア198の下端部と接続されている。配線パターン201は、外部接続用パッド部222を有する。
ソルダーレジスト203は、外部接続用パッド部221,222を除いた部分の配線パターン199,201を覆うように、絶縁層195の下面195Bに設けられている。ソルダーレジスト203は、外部接続用パッド部221の下面を露出する開口部203Aと、外部接続用パッド部222の下面を露出する開口部203Bとを有する。
2つの光導波路12は、一方の光導波路12が配線基板111のソルダーレジスト138上に配設されており、他方の光導波路12が配線基板112のソルダーレジスト188上に配設されている。2つの光導波路12は、それぞれに設けられた光ファイバ挿入部84が対向するように配置されている。
複数の光ファイバ15は、その一方の端部が配線基板111に配設された光導波路12の光ファイバ挿入部84に挿入されており、他方の端部が配線基板112に配設された光導波路12の光ファイバ挿入部84に挿入されている。複数の光ファイバ15は、光導波路12のコア部82と光ファイバ15のコア部91とが対向するように配置されている。複数の光ファイバ15は、接着剤により、光導波路12及び配線基板111,112に対して固着されている。
このように、光ファイバ15の端部が挿入される光ファイバ挿入部84と、光ファイバ15と接触することで光ファイバ15の端部の位置を規制する突出部85とを有する光ファイバ位置規制手段77を備えた光導波路12を配線基板111,112に設けることにより、従来、光導波路303と光ファイバ305とを接続する際に必要であった光ファイバ固定部材302(図1参照)が不要となるため、光電気混載基板110のコストを低減することができる。
発光素子17は、配線基板111上に設けられている。発光素子17は、配線パターン136及び配線パターン136の近傍に設けられたミラー78の上方に配置されている。発光素子17は、発光部94と、端子部95を有する。発光部94は、発光部94の下方に配置されたコア部82に設けられたミラー78に対して光信号を照射可能な位置に配置されている。端子部95は、はんだ141により、配線パターン136のパッド部163上に固定されている。これにより、発光素子17は、配線パターン136と電気的に接続される。
発光素子17の発光部94から発信された光信号は、ミラー78により、図28に示す光ファイバ15の左側に配置された光導波路12のコア部82に反射され、その後、光ファイバ15のコア部91を介して、図28に示す光ファイバ15の右側に配置された光導波路12のコア部82に伝送され、その後、受光素子18の近傍に配置されたミラー78により、受光素子18の受光部97へ反射される。
受光素子18は、配線基板112上に設けられている。受光素子18は、配線パターン186及び配線パターン186の近傍に設けられたミラー78の上方に配置されている。受光素子18は、光信号を受光する受光部97と、端子部98とを有する。受光部97は、配線基板112に配設された光導波路12のミラー78により反射される光信号を受光可能な位置に配置されている。端子部98は、はんだ191により、配線パターン186のパッド部216上に固定されている。これにより、受光素子18は、配線パターン186と電気的に接続される。
アンダーフィル樹脂21は、発光素子17と配線基板111及び光導波路12との間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂21は、発光素子17から照射される光信号を透過可能な透光性樹脂である。アンダーフィル樹脂21は、発光素子17を配線基板111に固定するための樹脂である。
アンダーフィル樹脂22は、受光素子18と配線基板112及び光導波路12との間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂22は、受光素子18から照射される光信号を透過可能な透光性樹脂である。アンダーフィル樹脂22は、受光素子18を配線基板112に固定するための樹脂である。
CPU用半導体チップ114は、パッド部162,164に対してフリップチップ接続されている。CPU用半導体チップ114は、バンプ117及び配線パターン136を介して、発光素子17と電気的に接続されている。
メモリー用半導体チップ115は、パッド部212,214に対してフリップチップ接続されている。メモリー用半導体チップ115は、バンプ118及び配線パターン186を介して、受光素子18と電気的に接続されている。
アンダーフィル樹脂121は、配線基板111とCPU用半導体チップ114との間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂122は、配線基板112とメモリー用半導体チップ115との間を充填するように設けられている。
本実施の形態の光電気混載基板によれば、光ファイバ15の端部が挿入される光ファイバ挿入部84と、光ファイバ15と接触することで光ファイバ15の端部の位置を規制する突出部85とを有する光ファイバ位置規制手段77を備えた光導波路12を配線基板111,112に設けることにより、従来、光導波路303と光ファイバ305とを接続する際に必要であった光ファイバ固定部材302(図1参照)が不要となるため、光電気混載基板110のコストを低減することができる。
図30〜図33は、本発明の第2の実施の形態に係る光電気混載基板の製造工程を示す図である。図30〜図33において、第2の実施の形態の光電気混載基板110と同一構成部分には同一符号を付す。
図30〜図33を参照して、第2の実施の形態の光電気混載基板110の製造方法について説明する。始めに、図30に示す工程では、周知の手法により、配線基板111,112を形成する(配線基板形成工程)。
次いで、図31に示す工程では、接着剤により配線基板111のソルダーレジスト138上に1つの光導波路12を固着すると共に、接着剤により配線基板112のソルダーレジスト188上に1つの光導波路12を固着する。このとき、2つの光導波路12に設けられた光ファイバ挿入部84が対向するように配置する。
次いで、図32に示す工程では、2つの光導波路12に設けられた光ファイバ挿入部84に複数の光ファイバ15を挿入すると共に、複数の光ファイバ15を光導波路12及び配線基板111,112に固着させる。上記2つの光導波路12は、第1の実施の形態で説明した図19〜図24に示す工程と同様な処理を行うことで形成する(光導波路形成工程)。
次いで、図33に示す工程では、パッド部172上に配置されたはんだ141を溶融させて、発光素子17の端子部95をパッド部163上に固定し、パッド部213上に配置されたはんだ191を溶融させて、受光素子18の端子部98をパッド部213上に固定する。次いで、発光素子17と配線基板111及び光導波路12との間にアンダーフィル樹脂21を充填し、受光素子18と配線基板112及び光導波路12との間にアンダーフィル樹脂22を充填する。
次いで、パッド部162,164にCPU用半導体チップ114をフリップチップ接続し、パッド部212,214にメモリー用半導体チップ115をフリップチップ接続する。その後、CPU用半導体チップ114と配線基板111との間を充填するようにアンダーフィル樹脂121を形成し、メモリー用半導体チップ115と配線基板112との間を充填するようにアンダーフィル樹脂122を形成する。これにより、光電気混載基板110が製造される。
上記説明した本実施の形態の光電気混載基板の製造方法は、第1の実施の形態の光電気混載基板10の製造方法と同様な効果を得ることができる。
(第3の実施の形態)
図34は、本発明の第3の実施の形態に係る光電気混載基板の断面図であり、図35は、図34に示す光電気混載基板の平面図である。図34及び図35において、第1の実施の形態の光電気混載基板10と同一構成部分には同一符号を付す。
図34及び図35を参照するに、第3の実施の形態の光電気混載基板230は、第1の実施の形態の光電気混載基板10に設けられた2つの光導波路12及び複数の光ファイバ15の代わりに、2つの光導波路232及び複数の光ファイバ233を設けると共に、さらにコネクタ234を設けた以外は光電気混載基板10と同様に構成される。
図34及び図35を参照するに、2つの光導波路本体232は、配線基板11に形成されたソルダーレジスト38上に配設されている。2つの光導波路本体232は、2つの光導波路本体232に設けられた後述するコネクタ位置規制手段238が対向するように配置されている。2つの光導波路本体232は、複数の光ファイバ233と介して、光信号の授受が可能なように接続されている。
図36は、図34に示す光導波路の斜視図であり、図37は、図36に示す光導波路のC−C線方向の断面図であり、図38は、図36に示す光導波路のD−D線方向の断面図である。
図34〜図38を参照するに、光導波路232は、光導波路本体236と、コネクタ位置規制手段238と、ミラー78とを有する。光導波路本体236は、第1のクラッド層241と、コア部242と、第2のクラッド層243とが積層された構成とされている。コネクタ234に収容された複数の光ファイバ233と対向する部分の光導波路本体232の面236Aは、垂直面とされている。また、光導波路本体232の面236Aとは反対側に位置する光導波路本体236の端面236Bは、傾斜面とされている。光導波路本体236の端面236Bと第1のクラッド層241の面241Bとが成す角度θ2は、45度となるように設定されている。
第1のクラッド層241は、第2のクラッド層243の面243Aとコア部242の面242Bとを覆うように設けられている(図38参照)。第1のクラッド層241の厚さは、例えば、40μmとすることができる。
コア部242は、第1のクラッド層241と第2のクラッド層243との間に設けられている。コア部242の面242A及びコア部242の側面242Cは、第2のクラッド層243に覆われている(図38参照)。コア部242の面242Bは、第1のクラッド層241に覆われている。コア部242は、光信号の伝送を行うためのものである。コア部242は、第1クラッド層241及び第2クラッド層243よりも屈折率の大きい材料により構成されている。コア部242の厚さは、例えば、40μmとすることができる。第2のクラッド層243は、第1のクラッド層241の面241Aとコア部242の面242A及び側面242Cとを覆うように設けられている。
コネクタ位置規制手段238は、コネクタ挿入部245と、2つの突出部247とを有する。コネクタ挿入部245は、複数の光ファイバ233の位置を規制するコネクタ234が挿入される部分である。コネクタ挿入部245の幅W4は、コネクタ234の幅よりも少し大きくなるように設定されている。コネクタ234の幅が3mmの場合、コネクタ挿入部245の幅W4は、例えば、コネクタ234の幅よりも5μm程度大きくするとよい。
2つの突出部247は、コネクタ挿入部245の両側に設けられている。2つの突出部247は、コネクタ挿入部245に挿入されたコネクタ234と接触することで、コネクタ234の端部の位置を規制するためのものである。突出部247の長さL3は、例えば、2mmとすることができる。また、突出部247の幅W5は、例えば、0.5mmとすることができる。
突出部247は、第1の突出部251と、第2の突出部252とが積層された構成とされている。第1の突出部251は、コネクタ挿入部245の両側に突出するように配置された部分の第1のクラッド層81により構成されている。第2の突出部252は、コネクタ挿入部245の両側に突出するように配置された第2のクラッド層243により構成されている。第2の突出部252の厚さM2は、例えば、1mmとすることができる。
上記構成とされた突出部247は、コネクタ挿入部246に挿入された複数の光ファイバ15の位置を規制するためのものである。
ミラー78は、光導波路本体236の端面236Bに対応する部分の第1のクラッド層241、コア部242、及び第2のクラッド層243を覆うように設けられている。
図34及び図35を参照するに、複数の光ファイバ233は、光信号を伝送するコア部255と、コア部255を覆うように設けられたクラッド部256とを有する。複数の光ファイバ233の側面は、コネクタ234により覆われている。複数の光ファイバ233は、複数の光ファイバ233に設けられたコア部255が光導波路232のコア部242と対向するように、コネクタ234により各光ファイバ233の位置が規制されている。
図34及び図35を参照するに、コネクタ234は、複数の光ファイバ233を収容すると共に、対向する2つの光導波路232のコネクタ挿入部245に挿入された状態で、接着剤により、2つの光導波路232及び配線基板11に固着されている。
図39は、複数の光ファイバを収容したコネクタの斜視図であり、図40は、図39に示すコネクタの断面図である。
図39及び図40を参照するに、複数の光ファイバ233の一方の端面233A(発光素子17の近傍に設けられた光導波路232のコア部242と対向する面)は、コネクタ234の端面234Aと略面一とされており、複数の光ファイバ233の他方の端面233B(受光素子18の近傍に設けられた光導波路232のコア部242と対向する面)は、コネクタ234の端面234Bと略面一とされている。コネクタ234は、複数の光ファイバ233の端面233A,233Bが光導波路232のコア部242と対向するように複数の光ファイバ233の位置を規制するためのものである。
本実施の形態の光電気混載基板によれば、光導波路232のコア部242と対向するように複数の光ファイバ233の位置を規制するコネクタ234を設けると共に、コネクタ234の少なくとも一部が挿入されるコネクタ挿入部245と、コネクタ挿入部245の両側に設けられ、コネクタ234の接触する突出部274とを有したコネクタ位置規制手段238を対向する2つの光導波路232に設けたことにより、従来、必要であった光導波路とコネクタとを支持する支持部材を設ける必要がなくなるため、光電気混載基板230のコストを低減することができる。
図41〜図43は、本発明の第3の実施の形態に係る光電気混載基板の製造工程を示す図である。図41〜図43において、第3の実施の形態の光電気混載基板230と同一構成部分には同一符号を付す。
図41〜図43を参照して、第3の実施の形態の光電気混載基板230の製造工程について説明する。始めに、第1の実施の形態で説明した図18に示す工程と同様な処理を行って、配線基板11を形成する(配線基板形成工程)。次いで、図41に示す工程では、予め準備しておいた支持基板102の上面102Aに2つの第1の突出部251を有した第1のクラッド層241を形成する(第1のクラッド層形成工程)。第1の突出部251は、コネクタ234が挿入されるコネクタ挿入部245の両側に形成する。具体的には、支持基板102の上面102Aにシート状のクラッド層を貼り付け、その後、シート状のクラッド層を露光及び現像することで第1のクラッド層241を形成する。コネクタ挿入部245の幅W4は、例えば、3mmとすることができる。第1のクラッド層241の厚さは、例えば、40μmとすることができる。
次いで、図42に示す工程では、第1のクラッド層241の面241Aに複数のコア部242を形成する(コア部形成工程)。具体的には、第1のクラッド層241の面241Aにシート状のコア層を貼り付け、その後、シート状のコア層を露光及び現像することで複数のコア部242を形成する。コア部242の厚さは、例えば、40μmとすることができる。コア部242の幅は、例えば、40μmとすることができる。
次いで、図43に示す工程では、複数のコア部82が形成された第1のクラッド層241の面241Aを覆うように、第2の突出部252を有した第2のクラッド層243を形成する(第2のクラッド層形成工程)。具体的には、第1のクラッド層241の面241Aにシート状のクラッド層を貼り付け、その後、シート状のクラッド層を露光及び現像することで第2のクラッド層243を形成する。これにより、第1の突出部251と第2の突出部252とを有する2つの突出部247と、コネクタ挿入部245とを備えたコネクタ位置規制手段238が形成される。突出部247の長さL3は、例えば、2mmとすることができる。また、突出部247の幅W5は、例えば、0.5mmとすることができる。また、第2の突出部252の厚さM2は、例えば、1mmとすることができる。
次いで、第1の実施の形態で説明した図22〜図24と同様な処理を行うことにより、先に説明した図36に示す光導波路232が形成される(本実施の形態の場合、図41〜図43及び図22〜図24に示す工程が光導波路形成工程)。
このように、第1のクラッド層241、コア部242、及び第2のクラッド層243を有した光導波路232を形成する光導波路形成工程において、コネクタ234の一部が挿入されるコネクタ挿入部245と、コネクタ挿入部245の両側に設けられ、コネクタ234と接触することでコネクタ234の端部の位置を規制する第1及び第2の突出部251,252(突出部247)を形成することにより、コネクタ挿入部245と第1及び第2の突出部251,252とを形成する工程を別途設ける必要がなくなるため、光電気混載基板230の製造コストを低減することができる。
次いで、第1の実施の形態で説明した図25〜図27に示す工程と同様な処理を行うことにより、先に説明した図34に示す光電気混載基板230が製造される。
本実施の形態の光電気混載基板の製造方法によれば、第1のクラッド層241、コア部242、及び第2のクラッド層243を有した光導波路232を形成する光導波路形成工程において、コネクタ234の一部が挿入されるコネクタ挿入部245と、コネクタ挿入部245の両側に設けられ、コネクタ234と接触することでコネクタ234の端部の位置を規制する第1及び第2の突出部251,252(突出部247)を形成することにより、コネクタ挿入部245と第1及び第2の突出部251,252とを形成する工程を別途設ける必要がなくなるため、光電気混載基板230の製造コストを低減することができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、第2の実施の形態の光電気混載基板110に設けられた光導波路12及び複数の光ファイバ15の代わりに、第3の実施の形態で説明した光導波路234、複数の光ファイバ233、及びコネクタ234を光電気混載基板110に設けてもよい。