JP2009008764A - Photoelectric transducer and method of manufacturing the same - Google Patents

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忠寛 山路
Yutaka Kinugasa
豊 衣笠
Nobuyuki Miyagawa
展幸 宮川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric transducer in which the covering of an electrode for mounting by a resin for clad is suppressed, and to provide a method of manufacturing the photoelectric transducer. <P>SOLUTION: The photoelectric transducer 1 is provided with a substrate 3 on which the electrode 36 for mounting is formed for mounting components around a waveguide 31 which transmits an optical signal. A resin material 35 which sheds the liquid resin 31b' for clad before hardened is coated around a groove 32 for forming waveguide on the substrate 3. Thus, the coated resin material 35 blocks the flow of the liquid resin 31b' for clad and the covering of the electrode 36 for mounting with a resin 31b' is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電気変換装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric conversion device and a method for manufacturing the same.

従来、光信号を伝搬する導波路の周辺に、部品実装のための実装用電極を形成した基板を備えた光電気変換装置がある(引用文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an optoelectric conversion device including a substrate on which mounting electrodes for component mounting are formed around a waveguide that propagates an optical signal (see Reference 1).

ところで、基板に導波路を形成する工程は、図9(a)のように、基板60に導波路形成用溝61と実装用電極62とを形成し、図9(b)のように、導波路形成用溝61に液状クラッド用樹脂(エポキシ)63を塗布し、図9(c)(d)のように、金型64でコア用溝65のエンボス成型を行い、図9(e)のように離型して、その後は、具体的に図示しないが、コア用溝65にコア用樹脂を充填して導波路を形成するものである。   By the way, in the step of forming the waveguide on the substrate, the waveguide forming groove 61 and the mounting electrode 62 are formed on the substrate 60 as shown in FIG. 9A, and the waveguide is formed as shown in FIG. A liquid clad resin (epoxy) 63 is applied to the waveguide forming groove 61, and the core groove 65 is embossed by a mold 64 as shown in FIGS. After the mold release, the waveguide is formed by filling the core groove 65 with the core resin, although not specifically shown.

このエンボス成型のような型転写方法では、熱硬化性あるいは熱可塑性のいずれの樹脂材であっても、プロセスの過程で型転写するために、一度は流動的な状態(液状)にする必要がある。   In the mold transfer method such as emboss molding, it is necessary to make a fluid state (liquid state) once in order to transfer the mold in the course of the process regardless of whether the resin material is thermosetting or thermoplastic. is there.

このために、液状のクラッド用樹脂63は、図9(d)のエンボス成型時に、図10のように、金型64の型圧力によって基板60の上に溢れ出し(二点鎖線a参照)、導波路形成用溝61の周辺に実装用電極62が有る場合、実装用電極62がクラッド用樹脂63で覆われると、部品実装時に接合不良が発生することから、溢れ出したクラッド用樹脂63を除去する必要がある。
特開平10−170769号公報
For this reason, the liquid cladding resin 63 overflows on the substrate 60 by the mold pressure of the mold 64 as shown in FIG. 10 during the embossing of FIG. 9D (see the two-dot chain line a), When the mounting electrode 62 is provided around the waveguide forming groove 61, if the mounting electrode 62 is covered with the cladding resin 63, bonding failure occurs during component mounting. Need to be removed.
JP-A-10-170769

しかしながら、クラッド用樹脂63は、特にエポキシ等に代表される熱硬化性の樹脂である場合、化学的にも機械的にも耐性が強いので、任意の部位のみを除去することは困難であるが、その対策として、図9(f)のように、エキシマレーザーLB等による樹脂除去を行っていたが、エキシマレーザーLB等の影響が実装用電極62にも及んで、実装用電極62の密着性が低下するという問題があった。   However, when the clad resin 63 is a thermosetting resin typified by epoxy or the like, it is difficult to remove only an arbitrary portion because it has high chemical and mechanical resistance. As a countermeasure, the resin was removed by the excimer laser LB or the like as shown in FIG. 9 (f), but the influence of the excimer laser LB or the like affected the mounting electrode 62, and the adhesion of the mounting electrode 62 was reduced. There was a problem that decreased.

本発明は、前記問題を解決するために成されたもので、実装用電極がクラッド用樹脂で覆われるのを抑制できるようにした光電気変換装置およびその製造方法を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a photoelectric conversion apparatus and a method for manufacturing the photoelectric conversion apparatus that can prevent a mounting electrode from being covered with a cladding resin.

前記課題を解決するために、本発明の光電気変換装置は、光信号を伝搬する導波路の周辺に、部品実装のための実装用電極を形成した基板を備えた光電気変換装置であって、前記基板の導波路形成用溝の周辺に、硬化前の液状クラッド用樹脂を弾く樹脂材をコーティングしたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device including a substrate on which a mounting electrode for component mounting is formed around a waveguide that propagates an optical signal. The substrate is coated with a resin material that repels the liquid clad resin before curing around the waveguide forming groove of the substrate.

請求項2のように、前記樹脂材は、光硬化性樹脂であることが好ましい。   As in claim 2, the resin material is preferably a photocurable resin.

請求項3のように、前記樹脂材は、実装部を開口して実装用電極上にコーティングしている構成とすることができる。   According to a third aspect of the present invention, the resin material may have a configuration in which a mounting portion is opened and coated on a mounting electrode.

請求項4のように、前記樹脂材は、実装用電極の間の基板上にコーティングしている構成とすることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the resin material may be coated on the substrate between the mounting electrodes.

本発明の光電気変換装置の製造方法は、光信号を伝搬する導波路の周辺に、部品実装のための実装用電極を形成した基板を備えた光電気変換装置の製造方法であって、基板に導波路形成用溝を形成する工程の後に、導波路形成用溝の周辺に、硬化前の液状クラッド用樹脂を弾く樹脂材をコーティングし、次に導波路形成用溝に液状クラッド用樹脂を塗布した後にコア用溝のエンボス成型を行い、このコア用溝にコア用樹脂を充填して導波路を形成することを特徴とするものである。   A method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention is a method for manufacturing a photoelectric conversion device including a substrate on which a mounting electrode for component mounting is formed around a waveguide that propagates an optical signal. After the step of forming the waveguide forming groove, a resin material that repels the liquid clad resin before curing is coated around the waveguide forming groove, and then the liquid forming resin is applied to the waveguide forming groove. After coating, the core groove is embossed, and the core groove is filled with a core resin to form a waveguide.

請求項6のように、前記樹脂材を実装用電極上にコーティングした後に、実装用電極の実装パターン部を開口する工程を設けた構成とすることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, a step of opening a mounting pattern portion of the mounting electrode after coating the resin material on the mounting electrode can be provided.

請求項7のように、前記導波路を形成した後に、所定位置の前記樹脂材を剥離する工程を設けた構成とすることができる。   According to a seventh aspect of the present invention, after the waveguide is formed, a step of peeling the resin material at a predetermined position can be provided.

本発明の光電気変換装置およびその製造方法によれば、導波路形成用溝の周辺に、硬化前の液状クラッド用樹脂を弾く樹脂材をコーティングすることで、液状クラッド用樹脂の塗布時やコア用溝のエンボス成型時に、余剰となった液状クラッド用樹脂が導波路形成用溝より基板上に溢れ出そうとしても、コーティング樹脂材が液状クラッド用樹脂の流動を阻止するので、実装用電極がクラッド用樹脂で覆われるのを抑制できるようになる。   According to the photoelectric conversion device and the manufacturing method thereof of the present invention, a resin material that repels the liquid clad resin before curing is coated around the waveguide forming groove so that the liquid clad resin is applied or the core is coated. When embossing the groove, the surplus liquid clad resin overflows from the waveguide forming groove onto the substrate, and the coating resin material prevents the liquid clad resin from flowing. It becomes possible to prevent the clad resin from being covered.

請求項2によれば、光硬化性樹脂を用いることで、熱硬化性樹脂と比べて、簡単なプロセスでコーティング樹脂材をパターニングできるようになる。   According to the second aspect, by using the photocurable resin, the coating resin material can be patterned by a simple process as compared with the thermosetting resin.

請求項3および請求項6によれば、実装部に樹脂材がコーティングされていないので、部品実装に支障が無いとともに、後工程での部品実装のリフロー時に、コーティング樹脂材は、半田等が実装用電極上を流れることを抑制するソルダレジストの役割を果たすようになる。   According to claim 3 and claim 6, since the mounting portion is not coated with a resin material, there is no hindrance to component mounting, and at the time of reflow of component mounting in a later process, the coating resin material is mounted with solder or the like. It plays a role of a solder resist that suppresses the flow on the electrode.

請求項4によれば、コーティング樹脂材のコーティング幅や厚みを変えることで、実装用電極の間の誘電率制御が行えるので、高周波デバイスにおける特性を向上させることができる。   According to the fourth aspect, since the dielectric constant between the mounting electrodes can be controlled by changing the coating width and thickness of the coating resin material, the characteristics of the high-frequency device can be improved.

請求項7によれば、実装用電極がクラッド用樹脂で覆われていない箇所は、必要に応じて、エキシマレーザー等で基板からコーティング樹脂材を剥離することができ、この場合には、実装用電極にエキシマレーザー等の影響が及ばない。   According to the seventh aspect, the portion where the mounting electrode is not covered with the cladding resin can be peeled off from the substrate with an excimer laser or the like, if necessary. The electrode is not affected by excimer laser or the like.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図7および図8は、光電気変換装置1の基本構造であり、この光電気変換装置1は、発光側光電気変換部1Aと、受光側光電気変換部1Bと、これらの変換部1A,1Bを光学的に連結する外部の導波路9とを備えている。なお、図7において、図7の上下方向を上下方向、紙面と直交する方向を左右方向というとともに、発光側光電気変換部1Aに対しては図7の右側を前方、左側を後方といい、受光側光電気変換部1Bに対しては図7の左側を前方、右側を後方という。   7 and 8 show the basic structure of the photoelectric conversion device 1. The photoelectric conversion device 1 includes a light emission side photoelectric conversion unit 1A, a light reception side photoelectric conversion unit 1B, and the conversion units 1A, 1A, And an external waveguide 9 that optically connects 1B. In FIG. 7, the vertical direction in FIG. 7 is referred to as the vertical direction, the direction orthogonal to the paper surface is referred to as the horizontal direction, and the right side of FIG. For the light-receiving side photoelectric conversion unit 1B, the left side in FIG.

発光側光電気変換部1Aは、配線基板2と、この配線基板2の上面に所定の間隔を隔てて実装されるマウント基板3とを備えている。また、マウント基板3の下面3aには、電気信号を光信号に変換する発光素子4Aと、この発光素子4Aに電気信号を送信するためのIC回路50Aが形成されたIC基板5Aとが実装されている。そして、マウント基板3には、発光素子4Aと光学的に結合する導波路31が形成されている。   The light emission side photoelectric conversion unit 1A includes a wiring board 2 and a mount board 3 mounted on the upper surface of the wiring board 2 at a predetermined interval. On the lower surface 3a of the mount substrate 3, a light emitting element 4A for converting an electric signal into an optical signal and an IC substrate 5A on which an IC circuit 50A for transmitting the electric signal to the light emitting element 4A is formed are mounted. ing. In the mount substrate 3, a waveguide 31 that is optically coupled to the light emitting element 4A is formed.

発光素子4Aとしては、上面から上方に発光する平面視で300μm□の大きさのVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が採用されている。IC基板5Aは、VCSELを駆動させるドライバICであり、発光素子4Aの近傍に配置されている。そして、発光素子4AおよびIC基板5Aは、金バンプ11(図8参照)でマウント基板3の下面3aに形成された図略の配線パターン(発光素子4Aは、後述する実装用電極36)に接続されている。なお、発光素子4Aとしては、LED等も採用可能であるが、LED等は指向性がなく、導波路31に光結合する割合が小さいので、光の効率に余裕があることが条件となり、その場合には低価格という点で有利である。   As the light emitting element 4A, a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) having a size of 300 μm □ in a plan view that emits light upward from the upper surface is employed. The IC substrate 5A is a driver IC that drives the VCSEL, and is disposed in the vicinity of the light emitting element 4A. The light emitting element 4A and the IC substrate 5A are connected to an unillustrated wiring pattern (the light emitting element 4A is a mounting electrode 36 to be described later) formed on the lower surface 3a of the mount substrate 3 with gold bumps 11 (see FIG. 8). Has been. As the light emitting element 4A, an LED or the like can also be adopted. However, the LED or the like has no directivity, and the ratio of optical coupling to the waveguide 31 is small. In some cases, it is advantageous in terms of low price.

マウント基板3は、平面視で前後方向に延びる長方形状をなしており、半田バンプ10で配線基板2の上面に形成された図略の配線パターンに接続されている。このマウント基板3は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子から受光素子までの光伝送効率が必要になるので、光素子を高精度に実装することや使用中の位置変動を極力抑制する必要がある。このため、マウント基板3としては、シリコン基板が採用されている。また、マウント基板3は、発光素子4Aと線膨張係数の近い材料で構成されていることが好ましく、シリコン以外には、VCSEL材料と同系統のGaAs等の化合物半導体で構成されていてもよい。   The mount substrate 3 has a rectangular shape extending in the front-rear direction in plan view, and is connected to an unillustrated wiring pattern formed on the upper surface of the wiring substrate 2 by solder bumps 10. The mount substrate 3 needs to be rigid in order to avoid the influence of heat during mounting and the influence of stress due to the use environment. In the case of optical transmission, since light transmission efficiency from the light emitting element to the light receiving element is required, it is necessary to mount the optical element with high accuracy and to suppress position fluctuation during use as much as possible. For this reason, a silicon substrate is employed as the mount substrate 3. The mount substrate 3 is preferably made of a material having a linear expansion coefficient close to that of the light emitting element 4A, and may be made of a compound semiconductor such as GaAs of the same system as the VCSEL material other than silicon.

また、マウント基板3には、発光素子4Aの真上となる位置に、光路を90°屈曲させるための45°ミラー33が形成されている。   The mount substrate 3 is provided with a 45 ° mirror 33 for bending the optical path by 90 ° at a position directly above the light emitting element 4A.

導波路31は、45°ミラー33から前方に延在していて、マウント基板3の前端面と略面一となる端面を有している。この導波路31は、図8に示すように、断面略正方形状のコア31aと、コア31aを周囲から覆うクラッド31bとからなっており、マウント基板3に形成された導波路形成用溝32内に配設されている。   The waveguide 31 extends forward from the 45 ° mirror 33 and has an end face that is substantially flush with the front end face of the mount substrate 3. As shown in FIG. 8, the waveguide 31 includes a core 31 a having a substantially square cross section and a clad 31 b that covers the core 31 a from the periphery, and is inside the waveguide forming groove 32 formed on the mount substrate 3. It is arranged.

コア31aおよびクラッド31bのサイズは、発光素子4Aから導波路31までの距離、発光素子4Aの発散角度および後述する受光素子4Bのサイズから光効率を優先して決定される。   The sizes of the core 31a and the clad 31b are determined giving priority to light efficiency from the distance from the light emitting element 4A to the waveguide 31, the divergence angle of the light emitting element 4A, and the size of the light receiving element 4B described later.

例えば、5〜10Gbps以上の高速伝送に使用される一般的なVCSELや受光素子4BであるPD(フォトダイオード)では、VCSELの発光径が5〜10μm、発散角度が20°程度であり、PDの受光径が60μm程度であるので、コア31aのサイズを40μm□、クラッド31bの厚みを2〜10μmとする。   For example, in a general VCSEL used for high-speed transmission of 5 to 10 Gbps or more and a PD (photodiode) which is a light receiving element 4B, the emission diameter of the VCSEL is 5 to 10 μm and the divergence angle is about 20 °. Since the light receiving diameter is about 60 μm, the size of the core 31 a is 40 μm □, and the thickness of the clad 31 b is 2 to 10 μm.

マウント基板3の前端部には、下面3aに導波路31を挟んで離間する左右一対の樹脂構造部6が設けられているとともに、アダプタ7Aが取り付けられている。そして、アダプタ7Aに、外部の導波路9の端部に設けられた光コネクタ8Aが着脱可能に装着されることによって、外部の導波路9がマウント基板3の導波路31に光学的に結合されるようになっている。   At the front end of the mount substrate 3, a pair of left and right resin structures 6 spaced apart from each other with the waveguide 31 interposed between the lower surface 3a and an adapter 7A are attached. An optical connector 8A provided at the end of the external waveguide 9 is detachably attached to the adapter 7A, whereby the external waveguide 9 is optically coupled to the waveguide 31 of the mount substrate 3. It has become so.

外部の導波路9は、所定幅を有したフレキシブルなフィルム状のものであり、具体的に図示しないが、下クラッドの上にコアが載置され、このコアが上クラッドで覆われた構成となっている。   The external waveguide 9 is a flexible film having a predetermined width, and although not specifically illustrated, the core is placed on the lower cladding, and the core is covered with the upper cladding. It has become.

そして、光コネクタ8Aがアダプタ7Aに装着されると、マウント基板3の導波路31のコア31aの位置と外部導波路9のコアの位置とが合致するようになる。   When the optical connector 8A is attached to the adapter 7A, the position of the core 31a of the waveguide 31 of the mount substrate 3 matches the position of the core of the external waveguide 9.

受光側光電気変換部1Bの基本的な構成は、発光側光電気変換部1Aと同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、発光側光電気変換部1Aと異なる点としては、マウント基板3の下面3aに、光信号を電気信号に変換する受光素子4Bと、この受光素子4Bから電気信号を受信するためのIC回路50Bが形成されたIC基板5Bとが実装されている点である。受光素子4Bとしては、PDが採用されており、IC基板5Bは、電流・電圧の変換を行うTIA(Trans−impedance Amplifier)素子である。また、マウント基板3には、アンプ素子が実装されることもある。   Since the basic configuration of the light-receiving side photoelectric conversion unit 1B is the same as that of the light-emitting side photoelectric conversion unit 1A, detailed description thereof is omitted. The light emitting side photoelectric conversion unit 1A differs from the light receiving element 4B that converts an optical signal into an electric signal on the lower surface 3a of the mounting substrate 3, and an IC circuit for receiving an electric signal from the light receiving element 4B. The IC board 5B on which 50B is formed is mounted. PD is adopted as the light receiving element 4B, and the IC substrate 5B is a TIA (Trans-impedance Amplifier) element that performs current / voltage conversion. In addition, an amplifier element may be mounted on the mount substrate 3.

次に、本発明の光電気変換装置1の製造方法を図5に基づいて説明する。なお、光電気変換装置1は、発光側光電気変換部1Aと受光側光電気変換部1Bとを別々に製造することが可能であり、それらの製造方法は同じであるため、代表して発光側光電気変換部1Aの製造方法を説明する。なお、図5では、作図の都合により、マウント基板3の下面3aを上向きに表示している。   Next, the manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus 1 of this invention is demonstrated based on FIG. The photoelectric conversion device 1 can separately manufacture the light emission side photoelectric conversion unit 1A and the light reception side photoelectric conversion unit 1B, and the manufacturing method thereof is the same. A method for manufacturing the side photoelectric conversion unit 1A will be described. In FIG. 5, the lower surface 3a of the mount substrate 3 is displayed upward for convenience of drawing.

初めに、図1を参照しながら、マウント基板3に導波路31と45°ミラー(45°の傾斜面)33とを形成する方法を簡単に説明する。なお、通常は、シリコンウエハ(シリコン基板)を用いて、複数個のマウント基板3を同時に形成し、最終的にシリコンウエハを切断してマウント基板3を個片化するものであるが、以下では、マウント基板3として説明する。   First, a method of forming the waveguide 31 and the 45 ° mirror (45 ° inclined surface) 33 on the mount substrate 3 will be briefly described with reference to FIG. Normally, a plurality of mount substrates 3 are simultaneously formed using a silicon wafer (silicon substrate), and finally the silicon wafer is cut to separate the mount substrates 3 into pieces. The mounting substrate 3 will be described.

先ず、図5(a)の工程のように、マウント基板3に、導波路形成用溝32および45°ミラー33を形成する。これらは、シリコン結晶のエッチング速度の違いを利用した異方性エッチングにより形成する。   First, as shown in FIG. 5A, the waveguide forming groove 32 and the 45 ° mirror 33 are formed on the mount substrate 3. These are formed by anisotropic etching utilizing the difference in etching rate of silicon crystals.

次に、マウント基板3上に発光素子4Aを実装するための実装用電極36を形成する。
この電極36は、マウント基板3上に金を蒸着することによりパターンニングを行う。このとき、45°ミラー33にも金(反射率が高い)を同時に蒸着する。なお、使用する波長にもよるが、45°ミラー33に金を蒸着しないことも可能である。
Next, a mounting electrode 36 for mounting the light emitting element 4 </ b> A is formed on the mount substrate 3.
The electrode 36 is patterned by depositing gold on the mount substrate 3. At this time, gold (high reflectivity) is simultaneously deposited on the 45 ° mirror 33. Although depending on the wavelength used, it is possible not to deposit gold on the 45 ° mirror 33.

そして、図5(b)の工程のように、導波路形成用溝32の周辺のマウント基板3上に、図1の第1実施形態では、導波路形成用溝32の上辺に沿って、実装用電極36を覆わないように、硬化前の液状クラッド用樹脂31b´を弾く樹脂材(以下、コーティング樹脂材と称することがある。)35をコーティングして(いわゆる撥水コート)、熱硬化または光硬化で硬化させる。その後、導波路形成用溝32に液状クラッド用樹脂(エポキシ…下クラッド樹脂)31b´を塗布する。   Then, as in the step of FIG. 5B, mounting is performed on the mount substrate 3 around the waveguide forming groove 32 along the upper side of the waveguide forming groove 32 in the first embodiment of FIG. A resin material (hereinafter sometimes referred to as a coating resin material) 35 that repels the liquid clad resin 31b ′ before curing is coated (so-called water-repellent coating) so as not to cover the electrode 36 for curing, Cured by light curing. Thereafter, a liquid clad resin (epoxy... Lower clad resin) 31 b ′ is applied to the waveguide forming groove 32.

次いで、図5(c)(d)の工程のように、金型39でコア用溝37のエンボス成型を行い(例えば120℃、30分)、図5(e)のように離型して、その後は、具体的に図示しないが、コア用溝37にコア用樹脂を充填してコア31aを形成し、最後にコア31aの上に上クラッド樹脂を塗布して、クラッド31bを形成することで、導波路31が形成されるようになる。   Next, as shown in FIGS. 5C and 5D, the core groove 37 is embossed with a mold 39 (for example, 120 ° C. for 30 minutes), and then released as shown in FIG. 5E. Thereafter, although not specifically shown, the core groove 37 is filled with the core resin to form the core 31a, and finally the upper clad resin is applied on the core 31a to form the clad 31b. Thus, the waveguide 31 is formed.

なお、図5(e)の離型工程の後、つまり、導波路31を形成した後に、実装用電極36がクラッド用樹脂31b´で覆われていない箇所では、必要に応じて、エキシマレーザー等でマウント基板3からコーティング樹脂材35を剥離することができ、この場合には、実装用電極36にエキシマレーザー等の影響が及ばない。   In addition, after the mold release step shown in FIG. 5E, that is, after the waveguide 31 is formed, an excimer laser or the like may be used as necessary at a portion where the mounting electrode 36 is not covered with the cladding resin 31b ′. Thus, the coating resin material 35 can be peeled from the mount substrate 3, and in this case, the mounting electrode 36 is not affected by an excimer laser or the like.

マウント基板3に発光素子4Aを実装する時は、発光素子4Aに、スタッドバンプボンディングにより金バンプ11を形成し、マウント基板3と発光素子4Aを200℃に加熱して、発光素子4Aをマウント基板3の実装用電極36に超音波接合等で実装する。なお、IC基板5Aは、発光素子4Aと同時にマウント基板3に実装される。   When the light emitting element 4A is mounted on the mount substrate 3, gold bumps 11 are formed on the light emitting element 4A by stud bump bonding, the mount substrate 3 and the light emitting element 4A are heated to 200 ° C., and the light emitting element 4A is mounted on the mount substrate. 3 is mounted on the mounting electrode 36 by ultrasonic bonding or the like. The IC substrate 5A is mounted on the mount substrate 3 simultaneously with the light emitting element 4A.

図1の第1実施形態は、前述したように、マウント基板3の導波路形成用溝32の上辺に沿って、実装用電極36を覆わないように、硬化前の液状クラッド用樹脂31b´を弾く樹脂材35をコーティングしたものである。   In the first embodiment of FIG. 1, as described above, the liquid clad resin 31b ′ before curing is applied so as not to cover the mounting electrode 36 along the upper side of the waveguide forming groove 32 of the mount substrate 3. The resin material 35 to be repelled is coated.

第1実施形態によれば、導波路形成用溝32の上辺に沿って、硬化前の液状クラッド用樹脂31b´を弾く樹脂材35をコーティングすることで、液状クラッド用樹脂31b´の塗布時やコア用溝37のエンボス成型時に、余剰となった液状クラッド用樹脂31b´が導波路形成用溝32よりマウント基板3上に溢れ出そうとしても、コーティング材である樹脂材35が液状クラッド用樹脂31b´の流動を阻止するので、実装用電極36が液状から硬化した後のクラッド用樹脂31b´で覆われるのを抑制できるようになる。   According to the first embodiment, by coating the resin material 35 that repels the liquid clad resin 31b ′ before curing along the upper side of the waveguide forming groove 32, the liquid clad resin 31b ′ can be applied or When emboss molding of the core groove 37 is performed, an excess of the liquid clad resin 31 b ′ overflows from the waveguide forming groove 32 onto the mount substrate 3. Since the flow of 31b ′ is prevented, it is possible to prevent the mounting electrode 36 from being covered with the clad resin 31b ′ after being cured from the liquid state.

したがって、実装用電極36がクラッド用樹脂31b´で覆われないから、発光素子4A(部品)の実装時に接合不良が発生しなくなる。   Therefore, since the mounting electrode 36 is not covered with the clad resin 31b ′, no bonding failure occurs when the light emitting element 4A (component) is mounted.

図2は、第2実施形態であり、第1実施形態と相違するのは、マウント基板3の導波路形成用溝32の周辺に位置する実装用電極36のみを覆うように、硬化前の液状クラッド用樹脂31b´を弾く樹脂材35をコーティングしたものである。   FIG. 2 shows the second embodiment, which is different from the first embodiment in a liquid before curing so as to cover only the mounting electrode 36 located around the waveguide forming groove 32 of the mount substrate 3. A resin material 35 that repels the clad resin 31b 'is coated.

この場合、コーティング樹脂材35は、図2(b)のように、実装用電極36の実装部35aを開口して実装用電極36上にコーティングする。具体的には、図5(b)の工程において、実装用電極36の上に樹脂材35をコーティングした後に、実装用電極36の実装部35aを開口する(つまり、コーティング樹脂材35を除去する)工程を追加する。   In this case, the coating resin material 35 is coated on the mounting electrode 36 by opening the mounting portion 35a of the mounting electrode 36 as shown in FIG. Specifically, in the step of FIG. 5B, after the resin material 35 is coated on the mounting electrode 36, the mounting portion 35a of the mounting electrode 36 is opened (that is, the coating resin material 35 is removed). ) Add a process.

第2実施形態によれば、コーティング樹脂材35は、実装部35aを開口して実装用電極36上にコーティングしているから、液状クラッド用樹脂31b´の塗布時やコア用溝のエンボス成型時に、余剰となった液状クラッド用樹脂31b´が導波路形成用溝32よりマウント基板3上に溢れ出しても〔図2(a)の二点鎖線a参照〕、コーティング材である樹脂材35が液状クラッド用樹脂31b´の流動を阻止するので、実装用電極36が液状から硬化した後のクラッド用樹脂31b´で覆われるのを抑制できるようになる。   According to the second embodiment, since the coating resin material 35 opens the mounting portion 35a and coats the mounting electrode 36, the liquid clad resin 31b 'is applied or the core groove is embossed. Even if the surplus liquid clad resin 31b ′ overflows from the waveguide forming groove 32 onto the mount substrate 3 (see the two-dot chain line a in FIG. 2A), the resin material 35 as the coating material remains. Since the flow of the liquid clad resin 31b ′ is prevented, it is possible to suppress the mounting electrode 36 from being covered with the clad resin 31b ′ after being cured from the liquid state.

また、実装部35aに樹脂材35がコーティングされていないので、発光素子4Aの実装に支障が無いとともに、後工程での発光素子4Aの実装のリフロー時に、コーティング樹脂材35は、半田等が実装用電極36上を流れることを抑制するソルダレジストの役割を果たすようになる。   In addition, since the mounting portion 35a is not coated with the resin material 35, there is no hindrance to the mounting of the light emitting element 4A, and at the time of reflowing the mounting of the light emitting element 4A in a later process, the coating resin material 35 is mounted with solder or the like Thus, it plays the role of a solder resist that suppresses the flow on the electrode 36.

図3は、第2実施形態の変形例であり、第2実施形態のように、実装用電極36のみを覆うように樹脂材35をコーティングするのでは無く、導波路形成用溝32の上辺、実装用電極36、およびその周辺のマウント基板3を覆うように、略四角形状で樹脂材35をコーティングしたものである。この場合も、実装用電極36の実装部35aを開口する。   FIG. 3 shows a modification of the second embodiment. Instead of coating the resin material 35 so as to cover only the mounting electrode 36 as in the second embodiment, the upper side of the waveguide forming groove 32 is shown in FIG. A resin material 35 is coated in a substantially square shape so as to cover the mounting electrode 36 and the mounting substrate 3 around it. Also in this case, the mounting portion 35a of the mounting electrode 36 is opened.

図4は、第3実施形態であり、第1実施形態と相違するのは、硬化前の液状クラッド用樹脂31b´を弾く樹脂材35を実装用電極36の間のマウント基板3上にコーティングしたものである。   FIG. 4 shows the third embodiment, which is different from the first embodiment in that a resin material 35 that repels the liquid clad resin 31 b ′ before curing is coated on the mount substrate 3 between the mounting electrodes 36. Is.

第3実施形態によれば、コーティング樹脂材35のコーティング幅Wや厚みを変えることで、実装用電極36の間の誘電率制御が行えるので、高周波デバイスにおける特性を向上させることができる。   According to the third embodiment, since the dielectric constant between the mounting electrodes 36 can be controlled by changing the coating width W and thickness of the coating resin material 35, the characteristics of the high-frequency device can be improved.

前述した液状クラッド用樹脂31b´を弾く樹脂材35、つまりコーティング樹脂材35は、熱硬化性樹脂としては、アモルファス(3M社製 商品名 テフロン(登録商標)AF)、フッ素系コート材(旭ガラス社製 商品名 サイトップ)、シリコン系コート材(松下電工製 商品名 フレッセラDA100)等がある。   As the thermosetting resin, the resin material 35 that repels the liquid clad resin 31b ′ described above, that is, the coating resin material 35 is amorphous (trade name Teflon (registered trademark) AF manufactured by 3M), fluorine coating material (Asahi Glass). There is a product name “CYTOP” manufactured by the company, and a silicon-based coating material (product name “FRESERA DA100” manufactured by Matsushita Electric Works).

また、光硬化性樹脂としては、フッ素系コート材等がある。   Examples of the photocurable resin include a fluorine-based coating material.

熱硬化性樹脂は、リフトオフ法による製造方法に用いられ、図6(a)のように、マウント基板3に実装用電極36を形成した後、図6(b)のように、レジスト45を塗布し、図6(c)のように、レジストパターニング(露光・現像)によって実装用電極36の部分のレジストを除去し、図6(d)のように、実装用電極36の部分にコーティング樹脂材35をコーティングし、図6(e)のように、コーティングした実装用電極36の部分のコーティング樹脂材35を残して、その周辺のレジストを剥離することで、実装用電極36を覆うように樹脂材35をコーティングすることができる。   The thermosetting resin is used in a manufacturing method by a lift-off method, and after forming a mounting electrode 36 on the mount substrate 3 as shown in FIG. 6A, a resist 45 is applied as shown in FIG. 6B. Then, as shown in FIG. 6C, the resist on the mounting electrode 36 is removed by resist patterning (exposure / development), and the coating resin material is applied on the mounting electrode 36 as shown in FIG. 6D. As shown in FIG. 6E, the coating resin material 35 of the coated mounting electrode 36 is left, and the resist around the resin is peeled off to cover the mounting electrode 36 as shown in FIG. The material 35 can be coated.

また、光硬化性樹脂は、UVパターニング法による製造方法に用いられ、図6(f)のように、マウント基板3に実装用電極36を形成した後、図6(g)のように、コーティング樹脂材35をコーティングし、図6(h)のように、パターニング(露光・現像)によってコーティング樹脂材35を除去することで、実装用電極36を覆うように樹脂材35をコーティングすることができる。   The photo-curable resin is used in a manufacturing method by UV patterning, and after forming the mounting electrode 36 on the mount substrate 3 as shown in FIG. 6 (f), the coating is applied as shown in FIG. 6 (g). By coating the resin material 35 and removing the coating resin material 35 by patterning (exposure / development) as shown in FIG. 6H, the resin material 35 can be coated so as to cover the mounting electrode 36. .

したがって、コーティング樹脂材35として、光硬化性樹脂を用いることで、熱硬化性樹脂と比べて、簡単なプロセスでコーティング樹脂材35をパターニングできるようになる。   Therefore, by using a photo-curing resin as the coating resin material 35, the coating resin material 35 can be patterned by a simple process as compared with the thermosetting resin.

本発明の第1実施形態に係る光電気変換装置であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線拡大断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the photoelectric conversion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is the AA line expanded sectional view of (a). 第2実施形態に係る光電気変換装置であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線拡大断面図である。It is the photoelectric conversion apparatus which concerns on 2nd Embodiment, (a) is a top view, (b) is the BB line expanded sectional view of (a). 第2実施形態の変形例の平面図である。It is a top view of the modification of 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る光電気変換装置の平面図である。It is a top view of the photoelectric conversion apparatus concerning a 3rd embodiment. (a)〜(e)は、本発明の第1実施形態に係る光電気変換装置の基板に導波路を形成する工程図である。(A)-(e) is process drawing which forms a waveguide in the board | substrate of the photoelectric conversion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)〜(e)はリフトオフ法を示す工程図、(f)〜(h)はUVパターニング法を示す工程図である。(A)-(e) is process drawing which shows the lift-off method, (f)-(h) is process drawing which shows UV patterning method. 本発明に係る光電気変換装置の基本構造の側面図である。It is a side view of the basic structure of the photoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. (a)はマウント基板の側面図、(b)は(a)のA−A線断面図である。(A) is a side view of a mount substrate, (b) is the sectional view on the AA line of (a). (a)〜(f)は、従来の基板に導波路を形成する工程図である。(A)-(f) is process drawing which forms a waveguide in the conventional board | substrate. 基板の上に液状クラッド用樹脂が溢れ出した状態の平面図である。It is a top view in the state where resin for liquid clad overflowed on the substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1 光電気変換装置
3 マウント基板(基板)
31 導波路
31a コア
31b クラッド
31b´ 硬化前の液状クラッド用樹脂
32 導波路形成用溝
33 45°ミラー
35 液状クラッド用樹脂を弾く樹脂材(コーティング樹脂材)
35a 実装部
36 実装用電極
37 コア用溝
39 金型
4A 発光素子(光素子)
1 Photoelectric conversion device 3 Mount substrate (substrate)
31 Waveguide 31a Core 31b Clad 31b ′ Liquid clad resin 32 before curing 32 Waveform forming groove 33 45 ° mirror 35 Resin material that repels liquid clad resin (coating resin material)
35a Mounting part 36 Mounting electrode 37 Core groove 39 Mold 4A Light emitting element (optical element)

Claims (7)

光信号を伝搬する導波路の周辺に、部品実装のための実装用電極を形成した基板を備えた光電気変換装置であって、
前記基板の導波路形成用溝の周辺に、硬化前の液状クラッド用樹脂を弾く樹脂材をコーティングしたことを特徴とする光電気変換装置。
A photoelectric conversion device comprising a substrate on which a mounting electrode for component mounting is formed around a waveguide that propagates an optical signal,
A photoelectric conversion device, wherein a resin material that repels a liquid clad resin before curing is coated around a waveguide forming groove of the substrate.
前記樹脂材は、光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。   The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the resin material is a photocurable resin. 前記樹脂材は、実装部を開口して実装用電極上にコーティングしていることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。   The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the resin material is coated on the mounting electrode by opening a mounting portion. 前記樹脂材は、実装用電極の間の基板上にコーティングしていることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。   The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the resin material is coated on a substrate between mounting electrodes. 光信号を伝搬する導波路の周辺に、部品実装のための実装用電極を形成した基板を備えた光電気変換装置の製造方法であって、
基板に導波路形成用溝を形成する工程の後に、導波路形成用溝の周辺に、硬化前の液状クラッド用樹脂を弾く樹脂材をコーティングし、次に導波路形成用溝に液状クラッド用樹脂を塗布した後にコア用溝のエンボス成型を行い、このコア用溝にコア用樹脂を充填して導波路を形成することを特徴とする光電気変換装置の製造方法。
A method of manufacturing a photoelectric conversion device comprising a substrate on which a mounting electrode for component mounting is formed around a waveguide that propagates an optical signal,
After the step of forming the waveguide forming groove on the substrate, the periphery of the waveguide forming groove is coated with a resin material that repels the liquid clad resin before curing, and then the waveguide forming groove is liquid clad resin. A method for manufacturing an optoelectric conversion device, comprising: embossing a core groove after coating and filling a core resin into the core groove to form a waveguide.
前記樹脂材を実装用電極上にコーティングした後に、実装用電極の実装パターン部を開口する工程を設けたことを特徴とする請求項5に記載の光電気変換装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 5, further comprising a step of opening a mounting pattern portion of the mounting electrode after coating the resin material on the mounting electrode. 前記導波路を形成した後に、所定位置の前記樹脂材を剥離する工程を設けたことを特徴とする請求項5に記載の光電気変換装置の製造方法。   6. The method of manufacturing an optoelectric conversion device according to claim 5, further comprising a step of peeling the resin material at a predetermined position after forming the waveguide.
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