JP2009151072A - 光基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受発光素子と光導波路及び光信号路変換部品が接続する構造を、安価な材料かつ簡便なプロセスで提供する。これにより低コストかつ接続特性のよい光基板とその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 第１面に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の前記第１面上に設けられ、受発光面を、前記絶縁樹脂層の前記第１面に対向する側に向けて配置した受発光素子と、光配線と、前記受発光素子と前記光配線を接続する光信号路変換部品と、を有する光基板であって、前記光信号路変換部品に受発光素子の位置決め枠が一体成形されていることを特徴とする光基板とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気配線及び光配線を有する光基板及びその製造方法に関する。

近年の高度情報化の進展に伴い、情報通信に用いられるルータやサーバ等の情報処理装置の高性能化はめざましく進んでおり、これら機器においては、通信信号の更なる高速化が求められている。この高速化においては、電子回路や電気回路における電気配線の通信品質が性能向上の障害となるために、通信速度を高速化する上でこの障害が無視できなくなってきている。そのため、処理信号の高速化や電気ノイズの低減を始めとして、高速通信の障害となる課題解決に向けた有望な技術として、光信号を利用することで、高速の伝送速度で情報を送受信することが可能な光配線を用いた技術が注目を集めている。特に、光配線を用いた大容量光インターコネクションを実現するために、光配線の高密度化や低損失接続が重要であり、高性能かつ価格低減に向けての様々な技術検討が行われている。

光信号は、発光素子や光配線から出力されると拡散される。このため、光信号の接続部品はできるだけ近い間隔で接続する必要がある。また、光接続はその接続位置がずれると光信号が漏洩損失するため、正確に位置をあわせて接続する必要がある。また、光信号を伝播する光導波路は基板平面内に水平方向に設けられるため、受発光素子の受発光面に光信号を入出力するためには、光信号路を概略９０°変換する必要がある。

従来これらの部品を高精度に実装するために、シリコン等をエッチングした実装枠を用い、各部品を枠にはめ込む形で実装を行う手法がとられてきた（特許文献１参照）。しかし、こうした実装はモジュール製造には向くものの、高密度実装基板に適用するには実装密度が上がらない問題がある。

また、光導波路の端面に９０°ミラーを形成し、受発光素子をサブマウント基板に実装し、サブマウント基板をセルフアライメント実装する手法が報告されている（特許文献２）。しかしこの手法では受発光素子の実装精度、セルフアライメント実装精度、光導波路の実装精度の各プロセスを全て高精度に保つ必要があり、歩留まりが低下する問題がある。また基板上にミラー部品を設置し、光導波路と受発光素子を実装する手法が報告されている（特許文献３）。しかしこの手法では、ミラー部品の実装に高い精度が要求され、後の受発光素子実装時などにミラー部品の位置ずれ、変形等が発生する可能性がある。

特開昭６３−２６６４０７ 特開２００６−２３４８５０ 特開２００２−８２２４４

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、受発光素子と光導波路及び光信号路変換部品が接続する構造を、安価な材料かつ簡便なプロセスで提供する。これにより低コストかつ接続特性のよい光基板とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明において上記の課題を達成するために為された第１の発明は、第１面に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の前記第１面上に設けられ、受発光面を、前記絶縁樹脂層の前記第１面に対向する側に向けて配置した受発光素子と、光配線と、前記受発光素子と前記光配線を接続する光信号路変換部品と、を有する光基板であって、前記光信号路変換部品に受発光素子の位置決め枠が一体成形されていることを特徴とする光基板である。

第２の発明は、前記光基板の発明において、前記光配線及び前記一体成型部品は、前記絶縁樹脂層がパターニング除去された領域に配置されていることを特徴とする光基板である。

第３の発明は、上記光基板の発明において、前記絶縁樹脂層が感光性絶縁樹脂で形成されており、フォトリソグラフィーにより前記光配線の配置部及び前記光信号路変換部品の設置部がパターニング除去されていることを特徴とする光基板である。

第４の発明は、上記光基板の発明において、前記光配線は、前記光信号路変換部品と接続された光導波路と、該光導波路と接続された光ファイバを有することを特徴とする光基板である。

第５の発明は、上記光基板の発明において、少なくとも光基板上の前記光配線及び受発光素子がモールド樹脂で覆われていることを特徴とする光基板である。

第６の発明は、金属層上の絶縁樹脂層をパターニングして、除去領域を設ける絶縁樹脂層形成工程と、キャリアフィルム上に、絶縁樹脂層面を該キャリアフィルムに対向させて貼り合せる絶縁樹脂基板設置工程と、前記金属層をパターニングし、配線パターンを形成する電気配線形成工程と、前記除去領域に光信号路変換部品及び受発光素子の位置決め枠からなる一体成型部品を配置する工程と、前記位置決め枠に受発光素子配置して実装するとともに、光配線を前記除去領域に配置し前記光信号路変換部品に接続して実装する実装工程と、前記キャリアフィルムを除去するキャリアフィルム除去工程と、を備える事を特徴とする光基板の製造方法である。
また、第７の発明は、該光基板の製造方法において、絶縁樹脂層の一部もしくは全体をモールド樹脂で覆うモールド樹脂形成工程を供えることを特徴とする光基板の製造方法である。

第８の発明は、金属層上の絶縁樹脂層をパターニングして、除去領域を設ける絶縁樹脂層形成工程と、キャリアフィルム上に、絶縁樹脂層面を該キャリアフィルムに対向させて貼り合せる絶縁樹脂基板設置工程と、前記金属層をパターニングし、配線パターンを形成する電気配線形成工程と、前記除去領域に光信号路変換部品及び受発光素子の位置決め枠からなる一体成型部品を配置する工程と、前記位置決め枠に受発光素子配置して実装するとともに、光配線のダミーフィルムを前記除去領域に前記光信号路変換部品に突き合わせて配置する工程と、前記キャリアフィルム上の少なくとも前記ダミーフィルムをモールド樹脂で覆うモールド樹脂形成工程と、前記キャリアフィルム及び前記ダミーフィルムを除去するフィルム除去工程と、前記ダミーフィルムが配置されていた部位に光配線を配置する光配線配置工程と、備える光基板の製造方法である。

第９の発明は、上記光基板の製造方法の発明において、前記絶縁樹脂層形成工程において、前記絶縁樹脂層は感光性樹脂からなり、該感光性樹脂をフォトリソグラフィーによりパターニングして前記除去領域を形成することを特徴とする光基板の製造方法である。

第１０の発明は、上記光基板を備える事を特徴とする光部品である。
また第１１の発明は、上記光基板を備える事を特徴とする電子機器である。

本発明は、次のような効果がある。
第１の発明によれば、光信号路変換部品と受発光素子の位置決め枠とが一体成型されていることで、受発光素子と光信号路変換部品との位置決めを高精度かつ容易に行うことが可能となる。

第２の発明によれば、絶縁樹脂層において光配線及び一体成型部品の配置部がパターニング除去されているため、光配線及び一体成型部品の位置合わせが容易であり、また高密度に実装することが可能となる。

第３の発明によれば、絶縁樹脂層が感光性絶縁樹脂で形成されていることにより、膜厚を薄くすることができ、作製時に容易に制御することが可能であることから、光信号路変換部品４５の受発光素子位置決め枠部４５ｂの下面の高さ、つまり光信号変換部４５ａの高さと、絶縁樹脂層及び電気配線、半田バンプ９０の受発光素子接合部分を足し合わせた厚さを合わせることができるため、電気配線との接続が容易となる。また、フォトリソグラフィーにより高精度にパターニングできることから、精度良く各部品を位置合わせすることが可能であるため、低損失接続が可能な光基板が実現できる。

第４の発明によれば、光基板中に光導波路及び光ファイバを配置することによって、両者を同時に高精度実装することが可能となる。これにより光接続効率が向上し、製造コストも低減する。

第５の発明によれば、光基板上をモールド樹脂でモールドすることにより光基板の環境信頼性が向上する。

第６の発明によれば、キャリアフィルム上で光基板を製造する事で、一体成型部品及び光配線はキャリアフィルム状に配置されるため、光基板下面はキャリアフィルム面を基準として平坦となる。これにより光基板下面へのＬＧＡ実装や電気コネクタ実装が容易となる。
また第７の発明によれば、光基板上をモールド樹脂でモールドすることにより光基板の環境信頼性が向上する。

第８の発明によれば、前述のように光基板上面をモールド樹脂で覆うことで光基板の環境信頼性を向上させることができるが、この場合、光導波路設置部分および光ファイバ設置部分にまずダミーフィルムを設置して、モールドを行うことで、モールド工程の高温プロセスによる光導波路の破損を防ぐ事ができる。また、光配線部分を除く電気回路パッケージの中間体をあらかじめ製造することにより、光基板を生産性良く製造することが可能となる。

第９の発明によれば、絶縁樹脂層に感光性絶縁樹脂を用いる事で、紫外線照射によるフォトリソグラフィーで、絶縁樹脂をパターニングすることができる。これにより、光配線設置部分及び光信号路変換部品設置部分を高精度に造形することが可能となり、外形突き当て位置合わせにより光導波路及び光信号路変換部品を実装することができる。

本発明の光基板を備えた光部品、電子機器とすることで、ノイズの影響を受けずに効率的に信号の送受信が可能となる。

＜光基板＞
本発明に係る光基板の断面図を図１（Ａ）に、その平面図を図１（Ｂ）に示した。本発明の光基板では、第１面に金属層がパターニングされた配線パターン２１を有する絶縁樹脂層１１があり、この絶縁樹脂層の第１面上に受発光素子６０が設けられている。受発光素子は、受発光素子位置決め枠４５ａよって位置決めされて配置されている。また受発光素子位置決め枠４５ａは、図２に示すように光信号路変換部品４５ｂと一体成形されて一体成形部品４５を構成している。また受発光素子は光信号変換部４５ｂに光学的に接続されている。さらに、光信号路変換部品は、光導波路５０と、光ファイバ５５とを有する光配線の接続部に光学的に接続されている。そして、光配線及び一体成型部品は、絶縁樹脂層がパターニング除去された領域に配置されている。以下、本発明の光基板について詳細に説明する。

絶縁樹脂層１１は、図３に示すように一体成形部品４５及び光配線に応じた領域が除去されてパターニングされている。また、多層基板配線を構成する場合には、絶縁樹脂層の第１面に形成される配線パターンと裏面とで導通をとるためのバイアホール部分を除去しても良い。光配線領域において、複数の光ファイバを配置する場合、光ファイバ間の絶縁樹脂層部分は独立している場合があるが、これらはモールド樹脂７０あるいはキャリアフィルムにより保持される。絶縁樹脂層は、任意の有機材料及び無機材料を選択することができる。具体的にはアクリル材料、シリコーン材料、シリコンウェハ、金属材料、硝子材料、プリプレグ、積層板材料などが使用できるが、特に感光性樹脂で形成されていることが望ましい。これは、後述のように感光性樹脂を用いて絶縁樹脂層を形成することで、精度良くパターニング可能であり、このため光導波路及び光ファイバが位置精度良く接続できるためである。このため、本発明により低損失接続が可能な光基板を実現することができる。感光性樹脂の例としては、感光性ポリイミド樹脂、感光性アクリル樹脂、感光性エポキシ樹脂、またこれらを重合させた感光性エポキシアクリレート樹脂などを用いることができる。

さらに絶縁樹脂層１１の膜厚についても、感光性樹脂であれば膜厚を薄くすることができ、作製時に容易に制御することが可能である。絶縁樹脂層の膜厚には特に制限はないが、絶縁樹脂層の膜厚の調整によって、光信号路変換部品４５の受発光素子位置決め枠部４５ｂの下面の高さ、つまり光信号変換部４５ａの高さと、絶縁樹脂層及び電気配線、半田バンプ９０の受発光素子接合部分を足し合わせた厚さを合わせることができるため、電気配線との接続が容易となる。半田バンプの厚さは電気配線のピッチによっても変わるため、要求される電気配線基板によって異なるからである。そのため絶縁樹脂層の膜厚を制御することが好ましい。また当然ながら、少なくとも受発光素子位置決め枠部の高さ以下であることが必要である。受発光素子位置決め枠部の高さ、つまり光信号変換部の高さは、光導波路の高さと一致している場合に、最も光基板を高密度化することができるために望ましい。従って、この場合には絶縁樹脂層の厚さは光導波路の厚さ以下であることが望ましい。例えば、マルチモードの場合の光導波路の厚さは１００μｍ程度であり、電気配線の膜厚を１０μｍ程度であることから、半田バンプの高さが４０μｍの場合は、絶縁樹脂層の膜厚を５０μｍとする。

一体成形部品４５は、前述のように、受発光素子位置決め枠４５ａと光信号路変換部品４５ｂとで構成されている。受発光素子位置決め枠は、受発光素子外形に概略等しい形状をとり、受発光素子を受発光素子位置決め枠にはめ込むことで高精度位置決め実装を行うことができる。光信号路変換部品は、受発光素子から光配線あるいは光配線から受発光素子への光信号の進行方向を変換する。従来、受発光素子と、光信号路変換部品の実装には高精度な位置合わせが必要とされていた。そこで本発明では、受発光素子位置決め枠によって、受発光素子の高精度位置決め実装を可能とし、また光信号路変換部品が受発光素子位置決め枠と一体成形されていることにより、実装段階において受発光素子の受発光部（光信号の入出力位置）を所定の光信号路変換部品の光信号路変換位置に一致させる位置合わせが不要となる。このことにより、容易に受発光素子の高精度な位置決め実装が可能な光基板を製造することが可能となる。

光信号路変換部品４５ｂは、ミラー、グレーティング、ＭＥＭＳなどの構造を用いる事ができる。光信号路変換部品を構成する材料としては、ポリマー材料、金属材料等を用いることができ、ミラー構造を形成する場合には、ミラー面への金属蒸着、同ミラー面への誘電体多層膜蒸着などを選択することができる。前述のように、光信号路変換部品の高さは、光導波路の厚さと一致していることが好ましい。光導波路の厚さよりも光信号路変換部品の高さが低いと、受発光素子の下面が光導波路と接触してしまうことから突合せにより接合することができなくなり、また光導波路の厚さよりも光信号路変換部品の高くなると、光信号路変換部品が不必要に大きくなり高密度化の妨げとなる。

受発光素子位置決め枠４５ａは、光信号路変換部品上で受発光素子を固定可能な形状であれば特に制限はない。受発光素子位置決め枠を形成する材料としては、光信号路変換部品と同様の材料を用いる事ができる。一体成形部品は、外形加工精度を向上させるため、金型加工もしくは切削加工などの手段を用いて成形することが望ましい。

光配線は、少なくとも光変換部品４５に光学接続された光導波路５０と、該光導波路と光学接続された光ファイバ５５で構成されている。また、本発明の光基板に実装する光配線を光導波路部分のみとして、光基板外で光ファイバと接続するような構成としても良い。この場合には、絶縁樹脂層１１は、光導波路部分がパターニング除去されて、絶縁樹脂層の縁部に切り欠き部分が形成されていることになる。

光導波路５０には、コアと、コアの外周を覆うクラッドとで構成される一般的な光配線光導波路を用いる事ができる。材質として、カーボネート系、エポキシ系、アクリル系、イミド系、ウレタン系、ノルボルネン系などの高分子材料及び石英などの無機材料を用いる事ができる。伝送モードとして、シングルモード、マルチモード、シングルマルチ混合配線などの構成をとることができる。

光ファイバ５５には、一般的な光ファイバを用いる事ができる。具体的には、石英系光ファイバ、ポリマー光ファイバなどを用いる事ができる。光接続損失を低減するため、光導波路５０と膜厚（あるいは光ファイバ直径）をあわせる事が望ましい。また光導波路の膜厚と光ファイバの膜厚を一致させることにより、図１に示したように絶縁樹脂層の下面と、光導波路及び光ファイバの下面が同一平面で平坦となることから光基板下面に高精度にコネクタを設置することができる。具体的には、ＬＧＡ、ＰＧＡ、小型電気コネクタ等を設置することができる。

受発光素子６０には、単チャンネルもしくは複数チャンネルの光素子を用いる事ができる。具体的には、端面発光型ＬＤ、面発光型ＬＤ、面受光型ＰＤなどを使用する事ができる。受発光素子６０の実装は、図１に示したような半田バンプ９０によるフリップチップ実装以外にも、ワイヤボンディングなどの方法を取る事ができる。

また必要に応じて、配線パターン２１上に、受発光素子６０のコントロールチップ４０を実装することができる。コントロールチップ４０の実装は、ワイヤボンディング、フリップチップ実装などの方法を取る事ができる。

また必要に応じて光路変換品と光導波路５０の光入出力面界面や、光導波路５０と光ファイバ５５の間隙に透明樹脂８０を充填する事ができる。透明樹脂８０には一般に用いられている高分子材料を用いる事ができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。また、界面の屈折率差を無くすため、光導波路５０と同等の屈折率を持った光学樹脂を用いる事が望ましい。透明樹脂８０を充填する事により、受発光素子と光導波路の接続部分での光学損失を低減しつつ、接続部分の強度を向上させて環境信頼性の高い光基板とすることができる。

さらに基板上の任意の部分をモールド樹脂７０によりモールドすることで、基板及び実装部品の環境信頼性を高める事ができる。この場合、受発光素子６０と光信号路変換部品４５ｂとの界面にモールド樹脂が入る事を防ぐため、あらかじめ前記透明樹脂８０を充填することが望ましい。

本発明の光基板は、多量の情報入出力を伴う電子機器、あるいは光部品に有効である。光基板を搭載した電子機器の具体例としては、ノートパソコンや業務用大型コンピュータを含む様々な電子計算機、家庭用ゲーム機、録画再生機、テレビ、あるいは、ルータなどの大きな情報の入出力を伴う情報・通信機器に用いることで、ノイズの影響を受けずに効率的に信号の送受信が可能となるために有効である。また、光基板１を搭載する光部品の具体例としては、光インターコネクション（光電気配線板）、光コネクタ、光カプラ、光結合器、光スイッチ、光スプリッタ、あるいは、光送受信機などの、光部品にも搭載することで、同様の効果を期待することができる。

＜光基板の製造方法＞
次に、本発明の光基板の製造方法について説明する。以下の説明では、特に絶縁樹脂層に感光性樹脂を用いた場合について説明する。

まず配線パターンを形成する金属層２０と、絶縁樹脂層１０を張り合わせたフィルムを用いて、絶縁樹脂フィルムの絶縁樹脂層をパターニングし、光配線設置部、一体成型部品設置部、バイアホール領域の絶縁樹脂層を除去する。上記配線パターンを形成する金属層としては、例えば銅箔を用いることができる。絶縁樹脂層に用いる感光性樹脂としては、感光性ポリイミド樹脂、感光性アクリル樹脂、感光性エポキシ樹脂、またこれらを重合させた感光性エポキシアクリレート樹脂などを用いることができる。フォトリソグラフィー工程として、図３のような感光性樹脂のパターンに対応するマスクを用いて露光し、現像を行って絶縁樹脂層を形成する（図４（ｂ））。

このとき絶縁樹脂層１０の厚さは、光導波路５０の厚さより薄くし、絶縁樹脂１０、金属層２０、実装用半田バンプ９０の各膜厚の合計が、光導波路５０の厚さと同じとする事が望ましい。これにより受発光素子と光導波路との高さが合致し、互いが直接接合する事ができる。

次に絶縁樹脂面をキャリアフィルム３０上に張り合わせる（図４（ｃ））。張り合わせには一般的なラミネート方法を用いることができる。キャリアフィルム３０には、一般に用いられている高分子材料を用いることができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。また、キャリアフィルム３０上に紫外線剥離型の粘着層を設けることもできる。

キャリアフィルム上で各プロセスを行う事で、光基板下面を平坦とすることができる。これにより、光基板下面に高精度にコネクタを設置することができる。具体的には、ＬＧＡ、ＰＧＡ、小型電気コネクタ等を設置することができる。また、キャリアフィルムにより絶縁樹脂層が保持固定されるため、絶縁樹脂層の膜厚が薄い場合でも安定して光基板を実装することができる。

次に銅箔２０をパターニングし、配線パターンや実装用パットを形成する（図４（ｄ））。銅箔のパターニング方法としては、公知の金属加工方法を用いることが可能である。具体的には、配線パターン、実装用パットに合わせてレジストパターンを形成し、エッチングにより配線パターンを形成する。また必要に応じてＮｉ，Ａｕメッキやソルダーレジスト印刷を行っても良い。

また前述のように、必要に応じて受発光素子のコントロールチップを実装しても良い（図５（ｅ））。この場合はパターニングされた銅箔２１上に、受発光素子６０のコントロールチップ４０を実装することができる。コントロールチップ４０の実装は、ワイヤボンディング、フリップチップ実装などの方法を取る事ができる。

次に、一体成型部品４５を実装する（図５（ｆ））。一体成型部品配置領域の絶縁樹脂層１１が図４（ｂ）の工程でパターニング除去されているため、除去領域に合わせて容易に精確な位置あわせをすることが可能である。

次に、一体成型部品４５の受発光素子位置決め枠４５ｂに合わせて受発光素子６０を実装する（図５（ｇ））。受発光素子と配線パターンとの実装は、図に示したような半田バンプ９０によるフリップチップ実装以外にも、ワイヤボンディングなどの方法を取る事ができる。

次に、絶縁樹脂層を除去した光配線設置部分に、光導波路及び光ファイバを実装する（図４（ｈ））。このとき一体成型部品同様、絶縁樹脂層１１が図４（ｂ）の工程でパターニング除去されているため、各光配線の除去領域に合わせて容易に精確な位置あわせをすることが可能である。また、光導波路の高さと光ファイバの高さが一致していれば、両コア領域の中心位置を合わせることができるため、光学的な接続が容易にできる。なお、光配線及び受発光素子の実装工程の順序は特に限定されず、各光配線の実装を受発光素子の実装の前に行っても良い。

次に基板全体もしくは任意の箇所をモールド樹脂でモールドすることができる（図５（ｉ））。前述のように、光配線及び受発光素子をモールド樹脂で覆うことにより、光基板の環境信頼性を向上させることができる。この場合にはモールド樹脂により最後にキャリアフィルムを剥離して、本発明の光基板１０１とすることができる（図５（ｊ））。なお、キャリアフィルム３０に紫外線剥離型の粘着層を設けた場合には、紫外線照射によりキャリアフィルムを剥離することができる。

以上のように、キャリアフィルム上で各光基板の製造プロセスを行うことで、光基板下面を平坦とすることができる。これにより光基板下面へのバンプ実装や高精度にコネクタ等を実装することが可能となり、光基板の電気的接続方法の選択枝が増える効果がある。具体的には、ＬＧＡ、ＰＧＡ、小型電気コネクタ等を設置することができる。また、光配線及び光信号路変換部品が、絶縁樹脂層の除去領域に一致させて配置して行われ、さらには光信号路変換部分と受発光素子が一体成型部品により位置決めされることから、精度良く実装することができる。

また図５（ｈ）〜（ｊ）の代わりに、ダミーフィルムを用いて本発明の光基板を作製することができる。この場合には、受発光素子を実装した後（図６（ｇ））、光導波路及び光ファイバの配置位置に、光導波路及び光ファイバとそれぞれ同じ高さのダミーフィルム５３及びダミーフィルム５８を配置する（図６（ｈ））。各ダミーフィルムは別個のものでも一体となったものでも良い。また、受発光素子の実装前にダミーフィルムを配置しても良い。ダミーフィルム５３及び５８には、高分子フィルムを使用することができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコーン材料、無機フィラー混入有機材料などが使用できるが、これに限定されるものではない。ダミーフィルムには、モールド時の加熱工程を通すため、同加熱工程に耐えうるフィルムを用いることが望ましい。またダミーフィルム上下面に耐熱粘着層を設けることで、モールド樹脂のしみ込みを防ぐこともできる。

次に、光基板をモールド樹脂でモールドする前に、図６（ｉ）のように受発光素子６０の受発光面と光信号路変換部品４５ｂの界面に透明樹脂を充填することが好ましい。前述のように、モールド樹脂が受発光素子と光導波路の間に入り込むことを防ぎ、受発光素子と光導波路の接続部分での光学損失を低減することができるからである。同様に、光信号路変換部品と光導波路配置箇所に相当するダミーフィルムの界面、光導波路配置箇所に相当するダミーフィルムと、光ファイバ配置箇所に相当するダミーフィルムの界面でも透明樹脂を充填しても良い。

次に基板全体もしくは任意の箇所をモールド樹脂でモールドし（図６（ｊ））、キャリアフィルム及び各ダミーフィルムを剥離する（図６（ｋ））。少なくともダミーフィルムをモールド樹脂で覆うことにより、ダミーフィルムを剥離した箇所が、光配線の配置部分として形成される。キャリアフィルム３０に紫外線剥離型の粘着層を設けた場合には、前述のように紫外線照射によりキャリアフィルムを剥離することができる。

以上の工程により、光導波路及び光ファイバの光配線以外の部分が実装された電気回路パッケージ１００が製造される。電気回路パッケージは、平面視において略四角形に形成することができる。従って、絶縁樹脂基板２０として、公知のロールツーロール方式の製造装置等に適用できる材質からなるものを選択すれば、電気回路パッケージの中間体を水平方向に連続して形成して一括に樹脂モールドし、単位パッケージごとに裁断することによって電気回路パッケージを大量に製造することができる。つまり、光導波路及び光ファイバからなる光配線部分を除いた電気回路パッケージを前段階として製造することにより、光基板を生産性良く製造することが可能となる。

最後に、ダミーフィルムを除去した箇所に光導波路及び光ファイバをそれぞれはめ込んで接合することで、本発明の光基板１０１を製造することができる（図６（ｌ））。本製造方法では、絶縁樹脂層のパターン及びモールド樹脂によって、光導波路及び光ファイバの配置部分が溝状の開口部となっているので、光導波路と受発光素子との接続、光導波路と光ファイバとの接続が容易であり、精度良く実装することができる。また光導波路の実装より前にモールドするために、モールド工程の高温プロセスによる光導波路の破損を防ぐ事ができる。

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明がそれらに限定解釈されるものではない。また、例えば、光基板の光導波路を１層として説明するが、必ずしも１層である必要はない。また、以下の記載では光導波路をマルチモードとして説明するが、必ずしもマルチモードである必要はない。

＜実施例１＞
まず感光性絶縁材料として、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（リポキシＶＲ−９０：昭和高分子）５２重量部と無水フタル酸１５重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶媒中で１１０℃３０分攪拌してアルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニス原料を調製した。更に、前記アルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニス原料を５０重量部、脂環式エポキシ類化合物（ＥＨＰＥ３１５０：ダイセル化学）１７重量部、光硬化型エポキシ樹脂（サイクロマーＭ１００：ダイセル化学）３０重量部、光開始剤（ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ：ＢＡＳＦ）３重量部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶剤を加えて連続式横型サンドミルにて約３時間分散し、アルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニスを調製した。

次に銅箔上に前記アルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニスをスリットコーターにて塗布し、７０℃２０分乾燥して、約５０μｍ厚の半硬化状態の感光性絶縁樹脂層を形成し、片側銅箔付き感光性絶縁樹脂を製造した。

次に感光性絶縁樹脂層１０にフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯により５００ｍＪ／ｃｍ^２で露光、紫外線硬化させた。その後約５％有機アミン系アルカリ水溶液にて現像、水洗し、９０℃オーブンで十分乾燥させることで、パターニングされた絶縁樹脂層１１を得た。

次に、絶縁樹脂層１１をキャリアフィルム３０（ＰＥＴ：東洋インキ製）にラミネートした。

次に、銅箔２０上にエッチングレジストパターン２５を形成し、銅箔をエッチングすることで、パターニングされた銅箔（配線パターン２１）を得た。

次に、配線パターン２１上にコントロールチップ４０（ＶＣＳＥＬドライバーチップ：ＨＥＬＩＸ ＡＧ製）を実装し、ワイヤボンディングにより電気接続を行った。

次に、パターニングにより絶縁樹脂が除去されたキャリアフィルム上に一体成型部品４５（ステンレス製、切削加工品）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。

次に、パターニングにより絶縁樹脂が除去されたキャリアフィルム上に光導波路フィルム５１（マルチモードエポキシ系光導波路フィルム：ＮＴＴ−ＡＴ製）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。

次に、パターニングにより絶縁樹脂が除去されたキャリアフィルム上に光ファイバ５６（マルチモード石英系裸芯光ファイバ：フジクラ製）を設置した。

次に、銅箔２１上及び、光信号路変換部品及び一体成形された受発光素子位置合わせ枠４５上に発光素子６１（４ｃｈ ＶＣＳＥＬ：ＵＬＭ製）を実装した。また、光素子６１と銅箔２１の接続にはマイクロ半田バンプ９０を使用した。

次に、キャリアフィルム３０を剥離することで、光基板１００を作製した。

作製した光基板を光学特性評価した結果、各チャンネルで０．９〜１．１ｍＷの安定した光出力を確認した。

＜実施例２＞
まず実施例１と同様に、アルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニスを調製した後、該ワニスを用いて片側銅箔付き感光性絶縁樹脂を製造した。

次に、感光性絶縁樹脂層１０にフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯により５００ｍＪ／ｃｍ^２で露光、紫外線硬化させた。その後約５％有機アミン系アルカリ水溶液にて現像、水洗し、９０℃オーブンで十分乾燥させることで、パターニングされた絶縁樹脂層１１を得た。

次に、絶縁樹脂層１１をキャリアフィルム３０（ＰＥＴ：東洋インキ製）にラミネートした。

次に、銅箔２０上にエッチングレジストパターン２５を形成し、銅箔をエッチングすることで、パターニングされた銅箔２１を得た。

次に、銅箔２１上にコントロールチップ４０（ＶＣＳＥＬドライバーチップ：ＨＥＬＩＸ ＡＧ製）を実装し、ワイヤボンディングにより電気接続を行った。

次に、パターニングにより絶縁樹脂が除去されたキャリアフィルム上に光信号路変換部品及び一体成形された受発光素子位置合わせ枠４５（ステンレス製、切削加工品）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。

次に、パターニングにより絶縁樹脂が除去されたキャリアフィルム上に光導波路ダミーフィルム５３（ポリイミドフィルム：デュポン製）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。

次に、パターニングにより絶縁樹脂が除去されたキャリアフィルム上に光ファイバダミーフィルム５８（ポリイミドフィルム：デュポン製）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。

次に、銅箔２１上及び、光信号路変換部品及び一体成形された受発光素子位置合わせ枠４５上に発光素子６１（４ｃｈ ＶＣＳＥＬ：ＵＬＭ製）を実装した）。また、光素子６１と銅箔２１の接続にはマイクロ半田バンプ９０を使用した。

次に、光導波路ダミーフィルム５３と発光素子６１の界面及び光導波路ダミーフィルム５３と光ファイバダミーフィルム５８の界面に、屈折率整合材料８１（エポキシ系接着剤：ＮＴＴ−ＡＴ製）を注入し、屈折率整合材料８１周辺を５００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線露光により硬化した。

次に、全体をモールド樹脂７０によりモールドした。

次に、キャリアフィルム３０及び光導波路ダミーフィルム５３及び光ファイバダミーフィルム５８を剥離した。

次に、光導波路ダミーフィルムを剥離した場所に、光導波路フィルム５２（マルチモードエポキシ系光導波路フィルム：ＮＴＴ−ＡＴ製）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。

次に、光ファイバダミーフィルムを剥離した場所に、光ファイバ５７（マルチモード石英系裸芯光ファイバ：フジクラ製）を設置した。設置位置合わせは、絶縁樹脂層１１の外形を利用した突き当て位置合わせを行った。以上の工程により、光基板１００を作製した。

作製した光基板を光学特性評価した結果、各チャンネルで０．９〜１．１ｍＷの安定した光出力を確認した。

本発明の光基板の説明図である（（Ａ）：平面図、（Ｂ）：断面図）。 本発明の光基板に係る一体成型部品の説明図である（（Ａ）：平面図、（Ｂ）：断面図）。 本発明の光基板に係るパターニングされた絶縁樹脂層の説明図である。 本発明の光基板の製造方法の説明図である。 本発明の光基板の製造方法の説明図である。 本発明の光基板の製造方法の説明図である。

符号の説明

１０ 絶縁樹脂層
１１ パターニングされた絶縁樹脂層
２０ 金属層
２１ 配線パターン
３０ キャリアフィルム
４０ コントロールチップ
４５ 一体成形部品
４５ａ 受発光素子位置決め枠
４５ｂ 光信号路変換部品
５０ 光導波路
５１ 光導波路フィルム
５２ 光導波路フィルム
５３ 光導波路ダミーフィルム
５５ 光ファイバ
５６ 光ファイバ
５７ 光ファイバ
５８ 光ファイバダミーフィルム
６０ 受発光素子
６１ 光学素子（ＶＣＳＥＬ）
７０ モールド樹脂
８０ 透明樹脂
９０ 半田バンプ
１００ 電気回路パッケージ
１０１ 光基板

Claims (11)

1. 第１面に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、
   前記絶縁樹脂層の前記第１面上に設けられ、受発光面を、前記絶縁樹脂層の前記第１面に対向する側に向けて配置した受発光素子と、
   光配線と、
   前記受発光素子と前記光配線を接続する光信号路変換部品と、
   を有する光基板であって、
   前記光信号路変換部品に受発光素子の位置決め枠が一体成形されていることを特徴とする光基板。
2. 前記光配線及び前記一体成型部品は、前記絶縁樹脂層がパターニング除去された配置部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光基板。
3. 前記絶縁樹脂層が感光性絶縁樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光基板。
4. 前記光配線は、前記光信号路変換部品と接続された光導波路と、該光導波路と接続された光ファイバを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光基板。
5. 少なくとも光基板上の前記光配線及び受発光素子がモールド樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１乃至４記載の光基板。
6. 金属層上の絶縁樹脂層をパターニングして、除去領域を設ける絶縁樹脂層形成工程と、
   キャリアフィルム上に、絶縁樹脂層面を該キャリアフィルムに対向させて貼り合せる絶縁樹脂基板設置工程と、
   前記金属層をパターニングし、配線パターンを形成する電気配線形成工程と、
   前記除去領域に光信号路変換部品及び受発光素子の位置決め枠からなる一体成型部品を配置する工程と、
   前記位置決め枠に受発光素子配置して実装するとともに、光配線を前記除去領域に配置し前記光信号路変換部品に接続して実装する実装工程と、
   前記キャリアフィルムを除去するキャリアフィルム除去工程と、
   を備える事を特徴とする光基板の製造方法。
7. 絶縁樹脂層の一部もしくは全体をモールド樹脂で覆うモールド樹脂形成工程を供えることを特徴とする請求項６に記載の光基板の製造方法。
8. 金属層上の絶縁樹脂層をパターニングして、除去領域を設ける絶縁樹脂層形成工程と、
   キャリアフィルム上に、絶縁樹脂層面を該キャリアフィルムに対向させて貼り合せる絶縁樹脂基板設置工程と、
   前記金属層をパターニングし、配線パターンを形成する電気配線形成工程と、
   前記除去領域に光信号路変換部品及び受発光素子の位置決め枠からなる一体成型部品を配置する工程と、
   前記位置決め枠に受発光素子配置して実装するとともに、光配線のダミーフィルムを前記除去領域に前記光信号路変換部品に突き合わせて配置する工程と、
   前記キャリアフィルム上の少なくとも前記ダミーフィルムをモールド樹脂で覆うモールド樹脂形成工程と、
   前記キャリアフィルム及び前記ダミーフィルムを除去するフィルム除去工程と、
   前記ダミーフィルムが配置されていた部位に光配線を配置する光配線配置工程と、
   備える光基板の製造方法。
9. 前記絶縁樹脂層形成工程において、前記絶縁樹脂層は感光性樹脂からなり、該感光性樹脂をフォトリソグラフィーによりパターニングして前記除去領域を形成することを特徴とする請求項６乃至８に記載の光基板の製造方法。
10. 請求項１乃至５のいずれかに記載の光基板を備える事を特徴とする光部品。
11. 請求項１乃至５のいずれかに記載の光基板を備える事を特徴とする電子機器。