JP2008281923A - 光電気混載基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、コストを低減することができると共に、厚さ方向のサイズを小型化することのできる光電気混載基板を提供することを課題とする。
【解決手段】配線及びビアを有した配線基板１１と、第１のクラッド層８１、第２のクラッド層８３、及び第１のクラッド層８１と第２のクラッド層８３との間に設けられたコア部８２を有し、配線基板１１上に設けられた光導波路本体８０と、光信号を反射する一対のミラー８８，８９とを備えた光導波路１２と、光信号を照射する発光素子１３の端子１１７と配線及びビアとを電気的に接続する第１の配線パターン９６と、光信号を受光する受光素子１４の端子１１９と配線及びビアとを電気的に接続する第２の配線パターン９７と、を備えた光電気混載基板１０であって、光導波路本体８０の内部に第１及び第２の配線パターン９６，９７を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、光電気混載基板に係り、特に配線基板上に設けられ、発光素子と受光素子との間の光信号の伝送を行う光導波路を備えた光電気混載基板に関する。
近年、情報通信の高速化に伴い、情報通信の媒体として、電気信号に変えて光が使用されている。このような光通信分野においては、光信号から電気信号への変換や電気信号から光信号への変換を行う必要や、光通信において光に対して変調等の各種処理を行う必要がある。このため、上記変換処理を行う光電気混載基板の開発が進められている。
図１は、従来の光電気混載基板の断面図である。
図１に示すように、従来の光電気混載基板２００は、配線基板２０１と、光導波路２０２と、ビア２０４，２０５と、配線２０７，２０８，２１１，２１２と、ソルダーレジスト２１４と、発光素子２１６と、受光素子２１７とを有する。
配線基板２０１は、基板本体２２１と、貫通ビア２２２，２２３と、上部配線２２５，２２６と、下部配線２２８，２２９と、ソルダーレジスト２３２と、外部接続端子２３３，２３４とを有する。
貫通ビア２２２，２２３は、基板本体２２１を貫通するように設けられている。貫通ビア２２２は、その上端部が上部配線２２５と接続されており、下端部が下部配線２２８と電気的に接続されている。貫通ビア２２３は、その上端部が上部配線２２６と接続されており、下端部が下部配線２２９と電気的に接続されている。
上部配線２２５，２２６は、基板本体２２１の上面２２１Ａに設けられている。下部配線２２８，２２９は、基板本体２２１の下面２２１Ｂに設けられている。ソルダーレジスト２３２は、下部配線２２８の下面の一部を露出する開口部２３２Ａと、下部配線２２９の下面の一部を露出する開口部２３２Ｂとを有する。外部接続端子２３３は、開口部２３２Ａに露出された部分の下部配線２２８に設けられている。外部接続端子２３４は、開口部２３２Ｂに露出された部分の下部配線２２９に設けられている。
光導波路２０２は、接着剤２５１により、配線基板２０１上に接着されている。光導波路２０２は、クラッド層２３６、コア部２３７、及びクラッド層２３８が積層された構成とされており、Ｖ溝２４１，２４２と、貫通孔２４４，２４５と、ミラー２４７，２４８とを有する。Ｖ溝２４１，２４２は、クラッド層２３６、コア部２３７、及びクラッド層２３８に形成されている。Ｖ溝２４１は、傾斜角度が４５度とされた傾斜面２４１Ａを有する。Ｖ溝２４２は、傾斜角度が４５度とされた傾斜面２４２Ａを有する。貫通孔２４４，２４５は、クラッド層２３６、コア部２３７、及びクラッド層２３８を貫通するように形成されている。ミラー２４７は、傾斜面２４１Ａに設けられている。ミラー２４８は、傾斜面２４２Ａに設けられている。
ビア２０４は、貫通孔２４４に設けられている。ビア２０４の下端部は、上部配線２２５と電気的に接続されている。ビア２０５は、貫通孔２４５に設けられている。ビア２０５の下端部は、上部配線２２６と電気的に接続されている。
配線２０７，２０８，２１１，２１２は、クラッド層２３８上に設けられている。配線２０７は、ビア２０４及び発光素子２１６と電気的に接続されている。配線２０８は、発光素子２１６と電気的に接続されている。配線２１１は、ビア２０５及び受光素子２１７と電気的に接続されている。配線２１２は、受光素子２１７と電気的に接続されている。
ソルダーレジスト２１４は、クラッド層２３８の上面と、配線２０７，２０８，２１１，２１２の一部とを覆うように設けられている。ソルダーレジスト２１４は、配線２０７の上面の一部を露出する開口部２１４Ａと、配線２０８の上面の一部を露出する開口部２１４Ｂと、配線２１１の上面の一部を露出する開口部２１４Ｃと、配線２１２の上面の一部を露出する開口部２１４Ｄと、発光素子２１６の光信号を通過させるための開口部２１４Ｅと、受光素子２１７へ光信号を到達させるための開口部２１４Ｆとを有する。
発光素子２１６は、配線２０７，２０８に対してフリップチップ接続されている。発光素子２１６は、光信号を照射する発光部２４７を有する。発光部２４７は、開口部２１４Ｅと対向するように配置されている。受光素子２１７は、配線２１１，２１２に対してフリップチップ接続されている。受光素子２１７は、光信号を受光する受光部２４８を有する。受光部２４８は、開口部２１４Ｆと対向するように配置されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３０４９５３号公報
しかしながら、従来の光電気混載基板２００では、発光素子２１６又は受光素子２１７と接続される配線２０７，２０８，２１１，２１２をクラッド層２３８上に設けていたため、光電気混載基板２００の厚さ方向のサイズが大型化してしまうという問題があった。
また、配線２０７，２０８，２１１，２１２をクラッド層２３８上に配置していたため、発光素子２１６及び受光素子２１７が接続される部分以外の配線２０７，２０８，２１１，２１２を保護するソルダーレジスト２１４を設ける必要があった。これにより、光電気混載基板２００のコストが増加してしまうという問題があった。
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、コストを低減することができると共に、厚さ方向のサイズを小型化することのできる光電気混載基板を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、配線及びビアを有した配線基板と、第１のクラッド層、第２のクラッド層、及び前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられたコア部を有し、前記配線基板上に設けられた光導波路本体と、光信号を反射する一対のミラーとを備えた光導波路と、前記光信号を照射する発光素子の端子と前記配線及びビアとを電気的に接続する第１の配線パターンと、前記光信号を受光する受光素子の端子と前記配線及びビアとを電気的に接続する第２の配線パターンと、を備えた光電気混載基板であって、前記光導波路本体の内部に、前記第１及び第２の配線パターンを配置したことを特徴とする光電気混載基板が提供される。
本発明によれば、発光素子の端子と配線基板に設けられた配線及びビアとを電気的に接続する第１の配線パターンと、受光素子の端子と配線基板に設けられた配線及びビアとを電気的に接続する第２の配線パターンとを光導波路本体の内部に配置することにより、光導波路上に発光素子又は受光素子と接続される配線を配置した従来の光電気混載基板と比較して、光電気混載基板の厚さ方向のサイズの小型化を図ることができる。
また、光導波路の内部に第１及び第２の配線パターンを配置することにより、第２のクラッド層が従来の光電気混載基板に設けられていたソルダーレジストと同様な機能を果たすため、第２のクラッド層上にソルダーレジストを設ける必要がなくなる。これにより、光電気混載基板のコストを低減することができる。
本発明によれば、光電気混載基板のコストを低減することができると共に、光電気混載基板の厚さ方向のサイズを小型化することができる。
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２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る。
図２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、光導波路１２と、発光素子１３と、受光素子１４と、アンダーフィル樹脂１６，１７と、外部接続端子１９とを有する。
配線基板１１は、コア基板２３と、貫通ビア２４，２５と、配線２７，２８，３６，３７，４４，４５，５１，５２と、絶縁層３１，３９，４７と、ビア３３，３４，４８，４９と、内部接続端子用ビア４１，４２と、ソルダーレジスト５４と、拡散防止膜５６とを有する。
コア基板２３は、板状とされており、貫通孔６１，６２を有する。貫通ビア２４は、貫通孔６１に設けられている。貫通ビア２４は、その上端部が配線２７と接続されており、下端部が配線４４と接続されている。貫通ビア２４は、配線２７と配線４４とを電気的に接続するためのものである。
貫通ビア２５は、貫通孔６２に設けられている。貫通ビア２５は、その上端部が配線２８と接続されており、下端部が配線４５と接続されている。貫通ビア２５は、配線２８と配線４５とを電気的に接続するためのものである。
配線２７は、貫通ビア２４の形成領域に対応する部分のコア基板２３の上面２３Ａに設けられている。配線２７は、貫通ビア２４の上端部と接続されている。配線２８は、貫通ビア２５の形成領域に対応する部分のコア基板２３の上面２３Ａに設けられている。配線２８は、貫通ビア２５の上端部と接続されている。
絶縁層３１は、配線２７の上面の一部を露出する開口部６４と、配線２８の上面の一部を露出するか開口部６５とを有する。絶縁層３１は、配線２７，２８を覆うように、コア基板２３の上面２３Ａに設けられている。
ビア３３は、開口部６４に設けられている。ビア３３の下端部は、配線２７と接続されている。ビア３４は、開口部６５に設けられている。ビア３４の下端部は、配線２８と接続されている。
配線３６は、ビア３３の形成領域に対応する部分の絶縁層３１の上面３１Ａに設けられている。配線３６は、ビア３３の上端部と接続されている。配線３７は、ビア３４の形成領域に対応する部分の絶縁層３１の上面３１Ａに設けられている。配線３７は、ビア３４の上端部と接続されている。
絶縁層３９は、配線３６の上面の一部を露出する開口部６７と、配線３７の上面の一部を露出する開口部６８とを有する。絶縁層３９は、配線３６，３７を覆うように、絶縁層３１の上面３１Ａに設けられている。
内部接続端子用ビア４１は、開口部６７に設けられている。内部接続端子用ビア４１の下端部は、配線３６と接続されている。内部接続端子用ビア４１は、後述する第１の配線パターン９６が接続されるビアである。内部接続端子用ビア４２は、開口部６８に設けられている。内部接続端子用ビア４２の下端部は、配線３７と接続されている。内部接続端子用ビア４２は、後述する第２の配線パターン９７が接続されるビアである。
配線４４は、貫通ビア２４の形成領域に対応する部分のコア基板２３の下面２３Ｂに設けられている。配線４４は、貫通ビア２４の下端部と接続されている。配線４５は、貫通ビア２５の形成領域に対応する部分のコア基板２３の下面２３Ｂに設けられている。配線４５は、貫通ビア２５の下端部と接続されている。
絶縁層４７は、配線４４の下面の一部を露出する開口部７１と、配線４５の下面の一部を露出するか開口部７２とを有する。絶縁層４７は、配線４４，４５を覆うように、コア基板２３の下面２３Ｂに設けられている。
ビア４８は、開口部７１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。ビア４９は、開口部７２に設けられている。ビア４９の上端部は、配線４５と接続されている。
配線５１は、ビア４８の形成領域に対応する部分の絶縁層４７の下面４７Ａに設けられている。配線５１は、パッド部７４を有する。配線５１は、ビア４８の下端部と接続されている。配線５２は、ビア４９の形成領域に対応する部分の絶縁層４７の下面４７Ａに設けられている。配線５２は、パッド部７５を有する。配線５２は、ビア４９の下端部と接続されている。なお、貫通ビア２４，２５、配線２７，２８，３６，３７，４４，４５，５１，５２、ビア３３，３４，４８，４９、及び内部接続端子用ビア４１，４２の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
ソルダーレジスト５４は、パッド部７４の下面を露出する開口部５４Ａと、パッド部７５の下面を露出する開口部５４Ｂとを有する。ソルダーレジスト５４は、配線４４，４５を覆うように、絶縁層４７の下面４７Ａに設けられている。
拡散防止膜５６は、Ｎｉ層７７とＡｕ層７８とが積層された構成とされている。Ｎｉ層７７は、開口部５４Ａ，５５Ａに露出されたパッド部７４，７５に設けられている。拡散防止膜５６は、パッド部７４，７５に含まれるＣｕが外部接続端子１９に拡散することを防止するためのものである。
光導波路１２と絶縁層３９の上面は接着シート（図示せず）により接着されている。また、光導波路１２と内部接続端子用ビア４１，４２の上面は導電性接着剤（図示せず）により接着されている。光導波路１２は、光導波路本体８０と、溝部８５，８６と、ミラー８８，８９と、クラッド材９１と、接続部形成用枠９３，９４と、第１の配線パターン９６と、第２の配線パターン９７とを有する。
光導波路本体８０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とを有する。第１のクラッド層８１は、絶縁層３９及び内部接続端子用ビア４１，４２の上面に設けられている。第１のクラッド層８１は、内部接続端子用ビア４１の上面を露出する開口部１０１と、内部接続端子用ビア４２の上面を露出する開口部１０２とを有する。開口部１０１，１０２は、第１のクラッド層８１を貫通するように形成されている。開口部１０１，１０２の直径は、例えば、５００μｍとすることができる。第１のクラッド層８１の厚さＭ１は、例えば、１５０μｍとすることができる。
図３は、図２に示すコア部及び接続部形成用枠を説明するための図である。
図２及び図３を参照するに、コア部８２は、ミラー８８とミラー８９との間に配置された部分の第１のクラッド層８１上に複数設けられている。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Ｍ２は、例えば、８０μｍとすることができる。
第２のクラッド層８３は、コア部８２及び接続部形成用枠９３，９４を覆うように、第１のクラッド層８１の上面８１Ａに設けられている。第２のクラッド層８３は、接続部形成用枠９３の上面の一部及び後述する第１の接続部１０８の上面を露出する開口部１０４と、接続部形成用枠９４の上面の一部及び後述する第２の接続部１１３の上面を露出する開口部１０５とを有する。開口部１０４，１０５の直径は、例えば、５００μｍとすることができる。第２のクラッド層８３の厚さＭ３は、例えば、１５０μｍとすることができる。
溝部８５は、コア部８２の一方の端部側に配置された部分の第１及び第２のクラッド層８１，８３に形成されている。溝部８５は、ミラー８８が形成される傾斜面８５Ａを有する。傾斜面８５Ａと絶縁層３９の上面３９Ａとが成す角度θ１は、４５度となるように設定されている。
溝部８６は、コア部８２の他方の端部側に配置された部分の第１及び第２のクラッド層８１，８３に形成されている。溝部８６は、ミラー８９が形成された傾斜面８６Ａを有する。傾斜面８６Ａと絶縁層３９の上面３９Ａとが成す角度θ２は、４５度となるように設定されている。
ミラー８８は、傾斜面８５Ａに対応する部分のコア部８２の端面を覆うように設けられている。ミラー８８は、発光素子１３から照射された光信号をコア部８２に反射するためのものである。
ミラー８９は、傾斜面８６Ａに対応する部分のコア部８２の端面を覆うように設けられている。ミラー８９は、コア部８２により伝送された光信号を受光素子１４に反射するためのものである。ミラー８８，８９としては、例えば、金属膜（具体的には、例えば、Ａｕ膜）を用いることができる。クラッド材９１は、溝部８５，８６を充填するように設けられている。
接続部形成用枠９３は、開口部１０１の形成位置に対応する部分の第１のクラッド層８１上に設けられている。接続部形成用枠９３は、複数の貫通孔９３Ａを有する。貫通孔９３Ａの直径は、開口部１０１，１０４の直径よりも小さくなるように設定されている。開口部１０１，１０４の直径が５００μｍの場合、貫通孔９３Ａの直径は、例えば、３００μｍとすることができる。接続部形成用枠９３は、コア部８２を形成するときの材料であるコア材により構成されている。接続部形成用枠９３の厚さＭ４は、コア部８２の厚さと略等しくなるように構成されている。
接続部形成用枠９４は、開口部１０２の形成位置に対応する部分の第１のクラッド層８１上に設けられている。接続部形成用枠９４は、複数の貫通孔９４Ａを有する。貫通孔９４Ａの直径は、開口部１０２，１０５の直径よりも小さくなるように設定されている。開口部１０２，１０５の直径が５００μｍの場合、貫通孔９４Ａの直径は、例えば、３００μｍとすることができる。接続部形成用枠９４は、コア部８２を形成するときの材料であるコア材により構成されている。また、接続部形成用枠９４の厚さＭ５は、コア部８２の厚さと略等しくなるように構成されている。
第１の配線パターン９６は、発光素子１３の端子１１７と配線基板１１に設けられた内部接続端子用ビア４１とを電気的に接続するためのものである。第１の配線パターン９６は、光導波路本体８０に内設されている。第１の配線パターン９６は、第１のビア１０７と、第１の接続部１０８と、第１のパッド１０９とを有する。
第１のビア１０７は、第１のクラッド層８１に形成された開口部１０１に設けられている。第１のビア１０７の下端部は、内部接続端子用ビア４１と電気的に接続されている。第１のビア１０７の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
第１の接続部１０８は、接続部形成用枠９３の貫通孔９３Ａに設けられている。第１の接続部１０８は、第１のクラッド層８１の上面８１Ａと略面一とされた第１のビア１０７の上面に設けられている。つまり、第１の接続部１０８は、コア部８２が配設された面と同一平面上に設けられている。第１の接続部１０８の厚さは、コア部８２の厚さＭ２と略等しい。第１の接続部１０８の下端部は、第１のビア１０７と電気的に接続されている。第１の接続部１０８の材料としては、例えば、Ａｇを用いることができる。
このように、第１の接続部１０８の厚さをコア部８２の厚さＭ２と略等しくすると共に、第１の接続部１０８をコア部８２が配設された面と同一平面上に配置することにより、光導波路本体８０の厚さが従来の光電気混載基板２００（図１参照）に設けられた光導波路２０２よりも厚くなることを防止できる。
第１のパッド１０９は、開口部１０４に設けられている。第１のパッド１０９は、その上端部が発光素子１３の端子１１７と接続されており、下端部が第１の接続部１０８と接続されている。第１のパッド１０９は、第１の接続部１０８を介して、第１のビア１０７と電気的に接続されている。第１のパッド１０９の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
このように、発光素子１３の端子１１７と接続される第１のパッド１０９を第２のクラッド層１０４に形成した開口部１０４に設けることにより、第２のクラッド層８３が従来の光電気混載基板２００に設けられていたソルダーレジスト２１４（図１参照）と同様な機能を果たすため、第２のクラッド層８３上にソルダーレジスト２１４を設ける必要がなくなる。これにより、光電気混載基板１０のコストを低減することができる。
第２の配線パターン９７は、受光素子１４の端子１１９と配線基板１１に設けられた内部接続端子用ビア４２とを電気的に接続するためのものである。第２の配線パターン９７は、光導波路本体８０に内設されている。第２の配線パターン９７は、第２のビア１１２と、第２の接続部１１３と、第２のパッド１１４とを有する。
第２のビア１１２は、第１のクラッド層８１に形成された開口部１０２に設けられている。第２のビア１１２の下端部は、内部接続端子用ビア４２と電気的に接続されている。第２のビア１１２の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
第２の接続部１１３は、接続部形成用枠９４の貫通孔９４Ａに設けられている。第２の接続部１１３は、第１のクラッド層８１の上面８１Ａと略面一とされた第２のビア１１２の上面に設けられている。つまり、第２の接続部１１３は、コア部８２が配設された面と同一平面上に設けられている。第２の接続部１１３の厚さは、コア部８２の厚さＭ２と略等しい。第２の接続部１１３の下端部は、第２のビア１１２と電気的に接続されている。第２の接続部１１３の材料としては、例えば、Ａｇを用いることができる。
このように、第２の接続部１１３の厚さをコア部８２の厚さＭ２と略等しくすると共に、第２の接続部１１３をコア部８２が配設された面と同一平面上に配置することにより、光導波路本体８０の厚さが従来の光電気混載基板２００（図１参照）に設けられた光導波路２０２よりも厚くなることを防止できる。
第２のパッド１１４は、開口部１０５に設けられている。第２のパッド１１４は、その上端部が受光素子１４の端子１１９と接続されており、下端部が第２の接続部１１４と接続されている。第２のパッド１１４は、第２の接続部１１３を介して、第２のビア１１２と電気的に接続されている。第２のパッド１１４の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
このように、受光素子１４の端子１１９と接続される第２のパッド１１４を第２のクラッド層１０４に形成した開口部１０５に設けることにより、第２のクラッド層８３が従来の光電気混載基板２００に設けられていたソルダーレジスト２１４（図１参照）と同様な機能を果たすため、第２のクラッド層８３上にソルダーレジスト２１４を設ける必要がなくなる。これにより、光電気混載基板１０のコストを低減することができる。
上記説明したように、発光素子１３と配線基板１１とを電気的に接続する第１の配線パターン９６と、受光素子１４と配線基板１１とを電気的に接続する第２の配線パターン９７とを光導波路本体８０に内設することにより、クラッド層２３８上に配線２０７，２０８，２１１，２１２を形成した従来の光電気混載基板２００（図１参照）と比較して、光電気混載基板１０の厚さ方向のサイズを小型化することができる。
発光素子１３は、第１のパッド１０９及びミラー８８の形成位置に対応する部分の光導波路１２上に設けられている。発光素子１３は、光信号を照射する発光部１１６と、端子１１７とを有する。発光部１１６は、ミラー８８の上方に配置されている。端子１１７は、第１のパッド１０９上に配置されている。端子１１７は、はんだ（図示せず）により、第１のパッド１０９上に固定されている。発光素子１３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１４は、第２のパッド１１４及びミラー８９の形成位置に対応する部分の光導波路１２上に設けられている。受光素子１４は、光信号を受光する受光部１１８と、端子１１９とを有する。受光部１１８は、ミラー８９の上方に配置されている。端子１１９は、第２のパッド１１４上に配置されている。端子１１９は、はんだ（図示せず）により、第２のパッド１１４上に固定されている。受光素子１４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１６は、発光素子１３と光導波路１２との隙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１６は、光導波路１２に発光素子１３を固定するための樹脂である。アンダーフィル樹脂１６としては、光信号を透過可能な透光性樹脂を用いることができる。
アンダーフィル樹脂１７は、受光素子１４と光導波路１２との隙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１７は、光導波路１２に受光素子１４を固定するための樹脂である。アンダーフィル樹脂１７としては、光信号を透過可能な透光性樹脂を用いることができる。
外部接続端子１９は、拡散防止膜５６の下面側に設けられている。外部接続端子１９としては、例えば、はんだボールを用いることができる。
本実施の形態の光電気混載基板によれば、発光素子１３の端子１１７と配線基板１１に設けられた配線及びビア（具体的には、貫通ビア２４，２５、配線２７，２８，３６，３７，４４，４５，５１，５２、ビア３３，３４，４８，４９、及び内部接続端子用ビア４１，４２）とを電気的に接続する第１の配線パターン９６と、受光素子１４の端子１１９と配線基板１１１に設けられた配線及びビアとを電気的に接続する第２の配線パターン９７とを光導波路本体８０の内部に配置することにより、光導波路２０２上に発光素子２１６又は受光素子２１７と接続される配線２０７，２０８，２１１，２１２を配置した従来の光電気混載基板２００と比較して、光電気混載基板１０の厚さ方向のサイズの小型化を図ることができる。
また、発光素子１３の端子１１７と接続される第１のパッド１０９を第２のクラッド層８３に形成した開口部１０４に設けると共に、受光素子１４の端子１１９と接続される第２のパッド１１４を第２のクラッド層８３に形成した開口部１０５に設けることにより、第２のクラッド層８３が従来の光電気混載基板２００に設けられていたソルダーレジスト２１４（図１参照）と同様な機能を果たすため、第２のクラッド層８３上にソルダーレジスト２１４を設ける必要がなくなる。これにより、光電気混載基板１０のコストを低減することができる。
図４〜図１９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４〜図１９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。また、図１５では、図１４に示す構造体から支持基板１２５を取り外した後、支持基板１２５から取り外した構造体を上下反転させた状態を図示する。
図４〜図１９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４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。次いで、図５に示す工程では、予め準備しておいた支持基板１２５の上面１２５Ａに第１のクラッド層８１を形成する。具体的には、支持基板１２５の上面１２５Ａ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硬化させることにより、第１のクラッド層８１を形成する。第１のクラッド層８１の厚さＭ１は、例えば、１５０μｍとすることができる。支持基板１２５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。
次いで、図６に示す工程では、第１のクラッド層８１の上面８１Ａを覆うようにコア材１２７を形成する。具体的には、第１のクラッド層８１の上面８１Ａにシート状のコア材を貼り付ける。コア材１２７の厚さは、例えば、８０μｍとすることができる。
次いで、図７に示す工程では、図６に示すコア材１２７を露光及び現像することで、コア部８２と、貫通孔９３Ａ，９４Ａを有した接続部形成用枠９３，９４とを形成する。コア部８２の厚さＭ２及び接続部形成用枠９３，９４の厚さＭ４，Ｍ５は、例えば、８０μｍとすることができる。また、貫通孔９３Ａ，９４Ａの直径は、例えば、３００μｍとすることができる。
次いで、図８に示す工程では、貫通孔９３Ａ，９４Ａに導電材料を充填し、その後、導電材料をリフロー処理することで、第１及び第２の接続部１０８，１１３を形成する。導電材料としては、例えば、Ａｇを用いることができる。
次いで、図９に示す工程では、図８に示す構造体上に、開口部１０４，１０５を有した第２のクラッド層８３を形成する。具体的には、図８に示す構造体上に、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。このとき、開口部１０４，１０５は、その直径が貫通孔９３Ａ，９４Ａの直径よりも大きくなるように形成する。貫通孔９３Ａ，９４Ａの直径が３００μｍの場合、開口部１０４，１０５は、例えば、５００μｍとすることができる。
次いで、図１０に示す工程では、図９に示す支持基板１２５上に形成された構造体を支持基板１２５から取り外し、その後、第２のクラッド層８３が支持基板１２５の上面Ａと接触するように、支持基板１２５から取り外した構造体を支持基板１２５に貼り付ける。
次いで、図１１に示す工程では、コア部８２の両端、及びその近傍に位置する部分の第２のクラッド層８３の一部及び第１のクラッド層８１を切断（例えば、ダイシングブレードを用いて切断）することで、コア部８２の一方の端面を露出する溝部８５と、コア部８２の他方の端面を露出する溝部８６とを形成する。これにより、溝部８５，８６に露出された部分の第１及び第２のクラッド層８１，８３及びコア部８２に、傾斜面８５Ａ，８６Ａが形成される。傾斜面８５Ａ，８６Ａの角度θ１，θ２は、例えば、４５度にすることができる。
次いで、図１２に示す工程では、溝部８５，８６に露出されたコア部８２の端面に、ミラー８８，８９を形成する。具体的には、例えば、マスクを用いたスパッタ法により、溝部８５，８６に露出されたコア部８２の端面に金属膜を成膜することで、ミラー８８，８９を形成する。ミラー８８，８９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。また、金属膜としてＡｕ膜を用いた場合、Ａｕ膜の厚さは、例えば、０．２μｍとすることができる。
次いで、図１３に示す工程では、ミラー８８，８９が形成された溝部８５，８６をクラッド材９１で充填する。これにより、クラッド材９１によりミラー８８，８９が封止される。
次いで、図１４に示す工程では、第１の接続部１０８を露出する開口部１０１と、第２の接続部１１３を露出する開口部１０２とを第１のクラッド層８１に形成する。具体的には、開口部１０１，１０２は、例えば、エンドミル加工により形成することができる。このとき、開口部１０１，１０２は、その直径が貫通孔９３Ａ，９４Ａの直径よりも大きくなるように形成する。貫通孔９３Ａ，９４Ａの直径が３００μｍの場合、開口部１０１，１０２は、例えば、５００μｍとすることができる。
次いで、図１５に示す工程では、図１４に示す構造体から支持基板１２５を取り外す。次いで、図１６に示す工程では、開口部１０１，１０２，１０４，１０５に金属膜を形成して、第１及び第２のビア１０７，１１２と第１及び第２のパッド１０９，１１４とを形成する。具体的には、例えば、第１及び第２の接続部１０８，１１３を給電層とする電解めっき法により、金属膜（例えば、Ｃｕ膜）を析出成長させて、第１及び第２のビア１０７，１１２と第１及び第２のパッド１０９，１１４とを形成する。これにより、光導波路１２が製造される。
次いで、図１７に示す工程では、導電性接着剤（図示せず）により、配線基板１１上に光導波路１２を接着する。次いで、図１８に示す工程では、はんだ（図示せず）により、第１のパッド１０９上に発光素子１３の端子１１７を固定すると共に、発光素子１３と光導波路１２との隙間を充填するように、アンダーフィル樹脂１６を形成する。次いで、はんだ（図示せず）により、第２のパッド１１４上に受光素子１４の端子１１９を固定すると共に、受光素子１４と光導波路１２との隙間を充填するように、アンダーフィル樹脂１７を形成する。アンダーフィル樹脂１６，１７としては、例えば、光透過性樹脂を用いることができる。
次いで、図１９に示す工程では、拡散防止膜５６の下面側に外部接続端子１９を形成する。これにより、第１の実施の形態の光電気混載基板１０が製造される。
（第２の実施の形態）
図２０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る。図２０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２０を参照するに、第２の実施の形態の光電気混載基板１３０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及び光導波路１２の代わりに、配線基板１３１及び光導波路１３２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１３１は、第１の実施の形態で説明した配線基板１１に設けられた内部接続端子用ビア４１を光電気混載基板１３０の外周付近に位置する部分の配線３６上に配置すると共に、配線基板１１に設けられた内部接続端子用ビア４２を光電気混載基板１３０の外周付近に位置する部分の配線３７上に配置した以外は、配線基板１１と同様に構成される。
光導波路１３２は、第１の実施の形態で説明した光導波路１２に設けられた接続部形成用枠９３，９４、及び第１及び第２の配線パターン９６，９７の代わりに、配線形成用枠１３４，１３５、及び第１及び第２の配線パターン１３７，１３８を設けた以外は光導波路１２と同様に構成される。
図２１は、図２０に示すコア部及び配線形成用枠を説明するための図である。
図２０及び図２１を参照するに、配線形成用枠１３４は、開口部１０１の形成位置に対応する部分の第１のクラッド層８１上に設けられている。配線形成用枠１３４は、複数の貫通溝１４１Ａを有する。配線形成用枠１３４は、コア部８２を形成するときに用いるコア材により構成されている。また、配線形成用枠１３４の厚さＭ６は、コア部８２の厚さＭ２と略等しくなるように構成されている。
配線形成用枠１３５は、開口部１０２の形成位置に対応する部分の第１のクラッド層８１上に設けられている。配線形成用枠１３５は、複数の貫通溝１４２を有する。配線形成用枠１３５は、コア部８２を形成するときに用いるコア材により構成されている。また、配線形成用枠１３５の厚さＭ７は、コア部８２の厚さＭ２と略等しくなるように構成されている。
第１の配線パターン１３７は、第１の実施の形態で説明した第１の配線パターン９６に設けられた第１の接続部１０８の代わりに第１の配線１４５を設けると共に、第１の配線パターン９６に設けられた第１のビア１０７及び第１のパッド１０９の配設位置を第１及び第２のクラッド層８１，８３の面方向にずらした以外は、第１の配線パターン９６と同様に構成される。
第１の配線１４５は、配線形成用枠１３４の貫通溝１４１に設けられている。第１の配線１４５は、第１のクラッド層８１の上面８１Ａ及び第１のクラッド層８１の上面８１Ａと略面一とされた第１のビア１０７の上面に設けられている。つまり、第１の配線１４５は、コア部８２が配設された面と同一平面上に設けられている。第１の配線１４５は、第１のビア１０７の上端部と接続されると共に、第１のパッド１０９の下端部と接続されている。第１の配線１４５の厚さは、コア部８２の厚さＭ２と略等しい。第１の配線１４５の材料としては、例えば、Ａｇを用いることができる。
このように、第１の配線１４５の厚さをコア部８２の厚さＭ２と略等しくすると共に、第１の配線１４５をコア部８２が配設された面と同一平面上に配置することにより、光導波路本体８０の厚さが従来の光電気混載基板２００（図１参照）に設けられた光導波路２０２よりも厚くなることを防止できる。
また、第１のビア１０７の上端部と接続されると共に、第１のパッド１０９の下端部と接続される第１の配線１４５を設けることにより、第１のビア１０７及び第１のパッド１０９を所望の位置に配設することができる。
第２の配線パターン１３８は、第１の実施の形態で説明した第２の配線パターン９７に設けられた第２の接続部１１３の代わりに第２の配線１４６を設けると共に、第２の配線パターン９７に設けられた第２のビア１１２及び第２のパッド１１４の配設位置を第１及び第２のクラッド層８１，８３の面方向にずらした以外は、第２の配線パターン９７と同様に構成される。
第２の配線１４６は、配線形成用枠１３５の貫通溝１４２に設けられている。第２の配線１４６は、第１のクラッド層８１の上面８１Ａ及び第１のクラッド層８１の上面８１Ａと略面一とされた第２のビア１１２の上面に設けられている。つまり、第２の配線１４６は、コア部８２が配設された平面と同一平面上に設けられている。第２の配線１４６は、第２のビア１１２の上端部と接続されると共に、第２のパッド１１４の下端部と接続されている。第２の配線１４６の厚さは、コア部８２の厚さＭ２と略等しい。第２の配線１４６の材料としては、例えば、Ａｇを用いることができる。
このように、第２の配線１４６の厚さをコア部８２の厚さＭ２と略等しくすると共に、第２の配線１４６をコア部８２が配設された面と同一平面上に配置することにより、光導波路本体８０の厚さが従来の光電気混載基板２００（図１参照）に設けられた光導波路２０２よりも厚くなることを防止できる。
また、第２のビア１１２の上端部と接続されると共に、第２のパッド１１４の下端部と接続される第２の配線１４６を設けることにより、第２のビア１１２及び第２のパッド１１４を所望の位置に配設することができる。
上記構成とされた光電気混載基板１３０は、先に説明した第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手法により製造することができる。
本実施の形態の光電気混載基板によれば、第１のビア１０７及び第１のパッド１０９と接続される第１の配線１４５と、第２のビア１１２及び第２のパッド１１４と接続される第２の配線１４６とを設けることにより、第１及び第２のビア１０７，１１２と第１及び第２のパッド１０９，１１４とを所望の位置に配設することができる。
また、本実施の形態の光電気混載基板１３０は、第１の実施の形態の光電気混載基板１０と同様な効果を得ることができる。
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。
本発明は、配線基板上に設けられ、発光素子と受光素子との間の光信号の伝送を行う光導波路を備えた光電気混載基板に適用可能である。
従来の光電気混載基板の断面図である。 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る。 図２に示すコア部及び接続部形成用枠を説明するための図である。 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（その１）である。 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（その２）である。 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（その３）である。 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（その４）である。 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（その５）である。 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（その６）である。 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（その７）である。 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（その８）である。 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（その９）である。 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（その１０）である。 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（その１１）である。 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（その１２）である。 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（その１３）である。 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（その１４）である。 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（その１５）である。 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（その１６）である。 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る。 図２０に示すコア部及び配線形成用枠を説明するための図である。
符号の説明
１０，１３０ 光電気混載基板
１１，１３１ 配線基板
１２，１３２ 光導波路
１３ 発光素子
１４ 受光素子
１６，１７ アンダーフィル樹脂
１９ 外部接続端子
２３ コア基板
２３Ａ，３１Ａ，３９Ａ，８１Ａ，１２５Ａ 上面
２３Ｂ，４７Ａ 下面
２４，２５ 貫通ビア
２７，２８，３６，３７，４４，４５，５１，５２ 配線
３１，３９，４７ 絶縁層
３３，３４，４８，４９ ビア
４１，４２ 内部接続端子用ビア
５４ ソルダーレジスト
５４Ａ，５４Ｂ，６４，６５，６７，６８，７１，７２，１０１，１０２，１０４，１０５ 開口部
５６ 拡散防止膜
６１，６２，９３Ａ，９４Ａ 貫通孔
７４，７５ パッド部
７７ Ｎｉ層
７８ Ａｕ層
８０ 光導波路本体
８１ 第１のクラッド層
８２ コア部
８３ 第２のクラッド層
８５，８６ 溝部
８５Ａ，８６Ａ 傾斜面
８８，８９ ミラー
９１ クラッド材
９３，９４ 接続部形成用枠
９６，１３７ 第１の配線パターン
９７，１３８ 第２の配線パターン
１０７ 第１のビア
１０８ 第１の接続部
１０９ 第１のパッド
１１２ 第２のビア
１１３ 第２の接続部
１１４ 第２のパッド
１１６ 発光部
１１７，１１９ 端子
１１８ 受光部
１２５ 支持基板
１２７ コア材
１３４，１３５ 配線形成用枠
１４１，１４２ 貫通溝
１４５ 第１の配線
１４６ 第２の配線
θ１，θ２ 角度
Ｍ１〜Ｍ７ 厚さ

Claims (3)

  1. 配線及びビアを有した配線基板と、
    第１のクラッド層、第２のクラッド層、及び前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層との間に設けられたコア部を有し、前記配線基板上に設けられた光導波路本体と、光信号を反射する一対のミラーとを備えた光導波路と、
    前記光信号を照射する発光素子の端子と前記配線及びビアとを電気的に接続する第１の配線パターンと、
    前記光信号を受光する受光素子の端子と前記配線及びビアとを電気的に接続する第２の配線パターンと、を備えた光電気混載基板であって、
    前記光導波路本体の内部に、前記第１及び第２の配線パターンを配置したことを特徴とする光電気混載基板。
  2. 前記第１の配線パターンは、前記第２のクラッド層に設けられ、前記発光素子の端子と接続される第１のパッドと、前記第１のクラッド層に設けられた第１のビアと、前記第１のパッドと前記第１のビアとを電気的に接続する第１の接続部とを有し、
    前記第２の配線パターンは、前記第２のクラッド層に設けられ、前記受光素子の端子と接続される第２のパッドと、前記第１のクラッド層に設けられた第２のビアと、前記第２のパッドと前記第２のビアとを電気的に接続する第２の接続部とを有しており、
    前記第１及び第２の接続部の厚さを前記コア部の厚さと略等しくすると共に、前記第１及び第２の接続部を前記コア部が配設された面と同一平面上に配置したことを特徴とする請求項１記載の光電気混載基板。
  3. 前記第１の配線パターンは、前記第２のクラッド層に設けられ、前記発光素子の端子と接続される第１のパッドと、前記第１のクラッド層に設けられた第１のビアと、前記第１のパッドと前記第１のビアとを電気的に接続する第１の配線とを有し、
    前記第２の配線パターンは、前記第２のクラッド層に設けられ、前記受光素子の端子と接続される第２のパッドと、前記第１のクラッド層に設けられた第２のビアと、前記第２のパッドと前記第２のビアとを電気的に接続する第２の配線とを有しており、
    前記第１及び第２の配線の厚さを前記コア部の厚さと略等しくすると共に、前記第１及び第２の配線を前記コア部が配設された面と同一平面上に配置したことを特徴とする請求項１記載の光電気混載基板。
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