JP2009192818A - 光電気混載基板の製法およびそれによって得られる光電気混載基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電気配線基板に実装された受発光素子と、光配線基板に設けられた光導波路とを、簡単に、しかも高精度で光結合させることのできる光電気混載基板の製法と、それによって得られる光電気混載基板を提供する。
【解決手段】ガイドピン７０の一端側が、下記の電気配線基板（Ａ）のアライメント用開口３２に嵌入され、上記ガイドピン７０の他端側が、下記の光配線基板（Ｂ）のアライメント用開口４２に嵌入されて、両者の位置合わせがなされている。
（Ａ）金属基板２０に、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層３１と、アライメント用開口３２とが形成された電気配線基板。
（Ｂ）金属基板４０に、光導波路と、その光結合用開口４３と、アライメント用開口４２とが形成された光配線基板。
【選択図】図１７

Description

本発明は、光通信、光情報処理等、光学を利用した各種電気・電子技術に広く用いられる光電気混載基板の製法と、それによって得られる光電気混載基板に関するものである。

近年、光通信、光情報処理等に関する技術の急速な進歩を受けて、光配線（光導波路）と電気配線（金属配線パターン）を同一基板上に混載してなる光電気混載基板の需要が高まっている。

上記光電気混載基板としては、例えば、図２０に示すように、金属配線パターン１が形成された基板２と、クラッド層３、４に挟まれたコア層５からなる光導波路６とが、接着剤層７を介して積層一体化されたものが汎用されている（例えば、特許文献１参照）。

これをより詳しく説明すると、上記金属配線パターン１上には、電気信号を光信号に変換する発光素子８と、光信号を電気信号に変換する受光素子９とが接続されており、上記基板２に穿設された貫通孔１０と、光導波路３のコア層５を介して、発光素子８から発せられた光が、受光素子９に伝達されるようになっている。この光路を破線矢印Ｌ′で示す。なお、上記コア層５には、光路を９０°変更させるために、４５°の傾斜面を有する光路変換ミラー１１が形成されている。
特開２００４−２０７６７号公報

このような光電気混載基板では、金属配線パターン１に接続された受発光素子８，９の受発光点と、光導波路６の入射点、出射点とを同一軸上に配置することが、光伝送効率上、非常に重要であり、光導波路６を基板２に積層する際の位置合わせには、高い精度が要求される。このため、基板２と光導波路６には、予めアライメントマークを印刷しておき、両者を積層する際、画像処理によって上記アライメントマークを認識し、両者を定位置で貼り合わせることが行われている。

しかしながら、画像処理を伴う上記一連の位置決め作業は、非常に煩雑な手間を要するだけでなく、加工時や積層接着時の熱や張力によって光導波路や基板が変形しやすく、正確な精度が得られにくいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、電気配線基板に実装された受発光素子と、光配線基板に設けられた光導波路とを、簡単に、しかも高精度で光結合させることのできる、光電気混載基板の製法とそれによって得られる光電気混載基板の提供を、その目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、電気配線用の金属基板ａに、フォトリソグラフィによって受発光素子実装用のパッド、配線およびアライメント用開口の配置を示す導体・開口パターンを一括転写し、その導体・開口パターンに基づいて、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層とアライメント用開口を形成することにより、電気配線基板Ａを作製する工程と、光配線用の金属基板ｂに、フォトリソグラフィによって光結合用開口およびアライメント用開口の配置を示す開口パターンを一括転写し、その開口パターンに基づいて、光結合用開口とアライメント用開口を形成した後、上記アライメント用開口をアライメントマークとして光導波路を形成することにより、光配線基板Ｂを作製する工程と、アライメント用のガイドピンを準備し、その一端側を上記電気配線基板Ａのアライメント用開口に嵌入し、他端側を上記光配線基板Ｂのアライメント用開口に嵌入することにより、上記電気配線基板Ａと光配線基板Ｂの位置合わせを行い、その状態で、上記ガイドピンと各アライメント用開口との嵌合部を固定する工程とを備えた光電気混載基板の製法を第１の要旨とする。

また、本発明は、長手方向の一端側を電気配線用の金属基板ａとして用い、長手方向の他端側を光配線用の金属基板ｂとして用いる帯状金属基板を準備し、上記帯状金属基板の金属基板ａとして用いる領域および金属基板ｂとして用いる領域に、フォトリソグラフィによって、上記２つの領域を折り返して対峙させた状態で位置合わせを行うためのアライメント用開口の開口パターンを転写し、その開口パターンに基づいて、アライメント用開口を形成する工程と、上記帯状金属基板の金属基板ａとして用いる領域に、上記アライメント用開口をアライメントマークとして、フォトリソグラフィによって受発光素子実装用のパッドおよび配線を示す導体パターンを転写し、その導体パターンに基づいて、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層を形成することにより、電気配線基板部Ａ′を作製する工程と、上記帯状金属基板の金属基板ｂとして用いる領域に、上記アライメント用開口をアライメントマークとして光導波路を形成することにより、光配線基板部Ｂ′を作製する工程と、アライメント用のガイドピンを準備し、上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′を折り返して対峙させた状態で、上記ガイドピンの一端側を上記電気配線基板部Ａ′のアライメント用開口に嵌入し、他端側を上記光配線基板部Ｂ′のアライメント用開口に嵌入することにより、上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′の位置合わせを行う工程と、その状態で、上記ガイドピンと各アライメント用開口との嵌合部を固定する工程とを備えた光電気混載基板の製法を第２の要旨とする。

さらに、本発明は、前記第１の要旨である製法によって得られる光電気混載基板であって、下記の電気配線基板（Ａ）と、光配線基板（Ｂ）と、アライメント用のガイドピンとを備え、上記ガイドピンの一端側が上記電気配線基板（Ａ）のアライメント用開口に嵌入され、他端側が上記光配線基板（Ｂ）のアライメント用開口に嵌入されて、上記電気配線基板（Ａ）と光配線基板（Ｂ）の位置合わせがなされており、その状態で、各アライメント用開口とアライメント用ガイドピンとの嵌合部が固定されている光電気混載基板を第３の要旨とする。
（Ａ）金属基板ａに、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層と、アライメント用開口とが形成された電気配線基板。
（Ｂ）金属基板ｂに、光導波路と、その光結合用開口と、アライメント用開口とが形成された光配線基板。

そして、本発明は、前記第２の要旨とである製法によって得られる光電気混載基板であって、長手方向の一端側に下記の電気配線基板部（Ａ′）が設けられ、同じく他端側に下記の光配線基板部（Ｂ′）が設けられた帯状金属基板と、アライメント用のガイドピンとを備え、上記帯状金属基板が折り返され、上記電気配線基板部（Ａ′）と光配線基板部（Ｂ′）が互いに対峙した状態で、上記ガイドピンの一端側が上記電気配線基板部（Ａ′）のアライメント用開口に嵌入され、他端側が上記光配線基板部（Ｂ′）のアライメント用開口に嵌入されて、上記電気配線基板部（Ａ′）と光配線基板部（Ｂ′）の位置合わせがなされており、その状態で、上記ガイドピンと各アライメント用開口との嵌合部が固定されている光電気混載基板を第４の要旨とする。
（Ａ′）帯状金属基板の、金属基板ａとして用いられる領域に、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層と、アライメント用開口とが形成された電気配線基板部。
（Ｂ′）帯状金属基板の、金属基板ｂとして用いられる領域に、光導波路と、その光結合用開口と、アライメント用開口とが形成された光配線基板部。

すなわち、本発明者は、電気配線基板に実装された受発光素子と、光配線基板に設けられた光導波路とを、簡単に、しかも高精度で光結合させることのできる方法について、鋭意検討を重ねた。その結果、電気配線基板と光配線基板のそれぞれに金属基板を用い、両金属基板に、それぞれフォトリソグラフィによってアライメント用開口を形成した後、両アライメント用開口を貫通するガイドピンを嵌入して固定すると、両者を簡単に、しかも高精度で光結合させることができることを見いだし、本発明に到達した。

本発明の第１の要旨である光電気混載基板の製法によれば、上記のように、電気配線基板と光配線基板のそれぞれに、フォトリソグラフィによりアライメント用開口を形成し、その両者を１本のガイドピンで同軸的に固定するため、簡単かつ正確に両者を位置決めすることでき、高い精度で光結合を行うことができる。しかも、上記電気配線基板にあっては、上記アライメント用開口とパッドと配線等の導体パターンを、１枚のフォトマスクで同時形成することができ、互いの配置を正確に位置決めすることができるという利点を有する。同様に、上記光配線基板にあっては、上記アライメント用開口と光結合用開口とを、１枚のフォトマスクで同時形成することができ、互いの配置を正確に位置決めすることができるという利点を有する。そして、電気配線基板と光配線基板の双方に金属基板を用いるため、基板の寸法安定性が高く、上記正確に位置された各部材の配置が安定に保持されるという利点を有する。したがって、高精度の光結合を実現するために、従来のような煩雑な手間が不要となり、製造コストと作業時間を大幅に低減することができる。

また、本発明の第２の要旨である光電気混載基板の製法によれば、一端側に電気配線基板部を設け他端側を光配線基板部を設けた帯状金属基板の、各基板部に、上記と同様にしてアライメント用開口を形成して折り返し、電気配線基板部と光配線基板を重ねた状態でガイドピンで同軸的に固定するため、簡単かつ正確に両者を位置決めすることでき、高い精度で光結合を行うことができる。しかも、上記電気配線基板部と光配線基板部に設けるアライメント用開口と、光配線基板部に設ける光結合用開口とを、１枚のフォトマスクで同時形成することができ、互いの配置を正確に位置決めすることができるという利点を有する。そして、電気配線基板部と光配線基板部とが、共通する金属基板によって構成されているため、基板の寸法安定性が高く、上記正確に位置された各部材の配置が安定に保持されるという利点を有する。したがって、高精度の光結合を実現するために、従来のような、煩雑な手間が不要となり、製造コストと作業時間を大幅に低減することができる。

そして、これらの製法によって得られる光電気混載基板は、積層される電気配線基板と光配線基板とが、高い精度で位置決めされた状態で光結合がなされているため、高効率で光を伝送することができる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の最良の形態である光電気混載基板の製法は、（１）電気配線基板の作製、（２）光配線基板の作製、（３）両基板のアライメントおよび固定、の３つの工程を備えており、以下、これらを順に説明する。

（１）電気配線基板の作製
まず、図１（ａ）およびその断面図である図１（ｂ）に示すように、平板状の金属基板２０の片面の、左右２個所の所定領域に、絶縁層２１を形成する。

上記金属基板２０としては、ステンレンス（ＳＵＳ等）が好ましく、その厚みは、目的とする光電気混載基板の用途に応じて適宜に設定されるが、通常、１〜５ｍｍに設定することが好適である。また、上記絶縁層２１には、感光性ポリイミド樹脂、感光性ポリアミド樹脂、感光性エポキシ樹脂、感光性シリコーン樹脂等の感光性樹脂が好適に用いられ、通常、フォトマスクを用いて露光後、下層ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）により露光部と未露光部の感光性樹脂に溶解度に差をつけ、これを現像して未露光部を除去し、加熱によりポストベークを行うことにより、絶縁層２１を形成することができる。なお、上記絶縁層２１の厚みは、５〜１５μｍに設定することが好適である。

つぎに、図２（ａ）およびその断面図である図２（ｂ）に示すように、上記絶縁層２１が形成された面の全面に、例えばスパッタ装置等の金属薄膜形成装置を用いて、金属めっき形成用のシード層２２を形成する。上記シード層２２の材質は、後述する金属めっき工程において用いられるめっき金属に応じて適宜のものが用いられ、例えば、めっき金属がＣｕの場合、シード層２２には、Ｃｕ／ＮｉＣｒが好適に用いられる。そして、上記シード層２２の厚みは、５〜２０μｍ、なかでも１０〜１２μｍに設定することが好適である。

つぎに、上記絶縁層２１、シード層２２が形成された金属基板２０の両面に、図３に示すように、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）２３をラミネートしたのち、上記絶縁層２１およびシード層２２が形成された方の面に対し、フォトマスクを用いて露光、現像を行うことにより、図４（ａ）およびその断面図である図４（ｂ）に示すように、上記絶縁層２１に重なる領域のドライフィルムレジスト２３を除去して、シード層２２を露出させる。

そして、図５に示すように、この部分に、例えば金属めっき（アディティブ工法）を行い、上記シード層２２の露出部分に導体準備層２４を形成する。上記金属めっきに用いられる金属としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｇ等があげられ、なかでも、Ｃｕが好適である。そして、上記導体準備層２４の厚みは、５〜２０μｍ、なかでも１０〜１２μｍに設定することが好適である。

つぎに、両面のドライフィルムレジスト２３を、アルカリ水溶液によって剥離し、導体準備層２４以外の、不用な部分のシード層２２を、塩化第一鉄水溶液等のエッチング液を用いたエッチングによって除去する。これにより、図６（ａ）およびその断面図である図６（ｂ）に示すように、金属基板２０の片面に、絶縁層２１を介して導体準備層２４（下部のシード層を含む）が形成される。

そして、図７に示すように、上記金属基板２０の両面に、再びドライフィルムレジスト２５をラミネートした後、上記絶縁層２１および導体準備層２４が形成された方の面に対し、フォトマスク３０を位置決めして露光することにより、フォトマスク３０に開口として設けられた転写パターン（図示せず）をドライフィルムレジスト２５に転写することができる。上記転写パターンには、少なくとも、受発光素子を載置するためのパッド位置を示すパターンと、載置された受発光素子を電気的に接続するための配線パターンと、光配線基板との位置合わせに用いられるアライメント用開口パターンとが設けられている。したがって、上記転写パターンが、１枚のフォトマスクから、そのまま、露光によってドライフィルムレジスト２５側に転写され現像されるため、パッド、配線、アライメント用開口の三者の配置が、高い精度で位置決めされている。

そして、転写された部分以外の、不用な部分を溶解除去すると、図８（ａ）およびその断面図である図８（ｂ）に示すように、所定部分（格子状ハッチングで示す部分）のみがドライフィルムレジスト２５で被覆され、導体準備層２４および金属基板２０が部分的に露出したものを得ることができる。

そこで、パッド位置を示すパターンと配線パターンとが転写された導体準備層２４の不用部分を、例えばエッチング除去すること（サブトラクト工法）により、図９（ａ）およびその断面図である図９（ｂ）に示すように、導体層３１を形成する。

また、アライメント用開口パターンとして転写された部分（ドライフィルムレジスト２５が除去されて金属基板２０が露出した部分）を、塩化第一鉄等のエッチング液を用いて、エッチング除去することにより、アライメント用開口３２を形成する。この状態を、図１０（ａ）に示す。

これを清浄に洗浄後、両面のドライフィルムレジスト２５を、アルカリ水溶液によって剥離し（図１０〔ｂ〕参照〕、アルカリ焼けが発生しないよう、再度洗浄する。そして、受発光素子搭載用のパッドに、Ｎｉめっき−Ａｕめっき処理を行うことにより、電気配線基板Ａを得ることができる。

（２）光配線基板の作製
一方、図１１（ａ）に示すように、金属基板４０を準備し、その両面を、ドライフィルムレジスト４１で被覆する。そして、アライメント用開口と光結合用開口の配置を示す開口パターンが形成されたフォトマスクを用い、フォトリソグラフィによって、上記開口パターンをドライフィルムレジスト４１に転写し、現像する。これにより、アライメント用開口と光結合用開口の形成予定部の金属基板４０表面が露出するため、これを、エッチングして、ドライフィルムレジスト４１を剥離除去することにより、図１１（ｂ）およびそのＸ−Ｘ′−Ｙ′−Ｙ断面図である図１１（ｃ）に示すように、左右にそれぞれアライメント用開口４２および光結合用開口４３が形成された金属基板４０を得ることができる。上記アライメント用開口４２と光結合用開口４３は、１枚のフォトマスクから、そのまま、露光によってドライフィルムレジスト４１側に転写され現像されるため、両者の配置が、高い精度で位置決めされている。

つぎに、図１２（ａ）およびその断面図である図１２（ｂ）に示すように、上記金属基板４０の裏面に、ポリエステル粘着フィルム４４をラミネートし、金属基板４０の表面に、アンダークラッド層４５を形成する。ただし、上記アンダークラッド層４５の形成領域は、光結合用開口４３に重なりアライメント用開口４２には重ならない領域とする。

上記アンダークラッド層４５には、一般的なクラッド形成材料、例えば感光性樹脂，ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等を溶媒に溶解したワニスが用いられ、その厚みは、特に限定するものではない。なお、その形成方法は、フォトリソグラフィを利用することが、特定領域に限定して形成する上で、好適である。

つぎに、図１３に示すように、上記アンダークラッド層４５の上面に、コア形成材料を塗工し、その上方に、フォトマスク４６を位置決めして露光、現像を行い、図１４（ａ）およびその断面図である図１４（ｂ）に示すように、２本のライン状のコア層４７を形成する。このとき、上記アライメント用開口４２をアライメントマークとして、フォトマスク４６側のアライメントマークと位置合わせを行うため、コア層４７の配置を、光結合用開口４３に対し、高い精度で位置決めすることができる。

上記コア層４７も、一般的なコア形成材料、例えば感光性樹脂，ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等を溶媒に溶解したワニスを用いて形成することができ、その厚みは、特に限定するものではない。ただし、上記コア層４７が、上記アンダークラッド層４５および後述するオーバークラッド層４８（図１５〔ａ〕参照）より屈折率が大きくなるものでなければならない。上記屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層４５、コア層４７、オーバークラッド層４８の各形成材料の種類の選択やそれぞれの組成を調整して行うことができる。

つぎに、図１５（ａ）に示すように、上記コア層４７を被覆するオーバークラッド層４８を形成する。上記オーバークラッド層４８にも、一般的なクラッド形成材料、例えば感光性樹脂，ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等を溶媒に溶解したワニスが用いられ、その厚みは、特に限定するものではない。そして、その形成方法も、フォトリソグラフィを利用することが、特定領域に限定して形成する上で、好適である。もちろん、石英金型等を用い、クラッド形成材料を注型成形するようにしてもよい。

つぎに、図１５（ｂ）に示すように、ダイシングブレード５１を用いたダイシング処理により、光結合用開口４３の上面に、４５°ミラー４９を形成した後、図１５（ｃ）に示すように、上記４５°ミラー４９形成面にスパッタ処理等を施して金属蒸着膜５０を形成し、裏面側のポリエステル粘着フィルム４４を剥がす。これにより、金属基板４０上に、アンダークラッド層４５とコア層４７とオーバークラッド層４８からなる光導波路が積層形成された光配線基板Ｂを得ることができる。

（３）両基板のアライメントおよび固定
まず、前記導体パターン３１とアライメント用開口３２とが形成された電気配線基板Ａにおいて、図１６に示すように、向かって左側のパッドに発光素子（ＶＣＳＥＬ）６０を実装し、同じく右側のパッドに受光素子（ＰＤ）６１を実装する。

そして、図１７（ａ）に示すように、上記受発光素子６１、６０が実装された電気配線基板Ａと、前記光導波路が積層形成された光配線基板Ｂとを、上下に平行に対峙させ、図１７（ｂ）に示すガイドピン７０およびこれを挿通するための貫通孔７２が設けられたスペーサ７１を用いて、両基板Ａ、Ｂのアライメントを行う。

すわなち、上記ガイドピン７０によってアライメントを行う際、図１７（ｂ）に示すように、電気配線基板Ａと光配線基板Ｂの間にスペーサ７１を挟み、電気配線基板Ａのアライメント用開口３２と、スペーサ７１の貫通孔７２と、光配線基板Ｂのアライメント用開口４２とを同軸的に揃えてガイドピン７０をに嵌入することによって、両基板Ａ，Ｂのアライメントを行う。

なお、上記スペーサ７１の介在によって、両基板Ａ、Ｂの間には所定の隙間が形成される。これは、両基板Ａ、Ｂの間で受発光素子６１、６０のボンディングワイヤが損傷しないよう考慮したものである。そして、上記隙間の形成により、その隙間から基板Ａ、Ｂの周辺に発生する熱を放熱させることができ、光電気混載基板の高性能を長期にわたって確保することができる、という効果を併せて得ることができる。

そして、上記ガイドピン７０と各アライメント用開口３２、４２との嵌合部を、紫外線硬化型接着剤等の接着剤や樹脂等を用いて固定することにより、目的とする光電気混載基板を得ることができる。

このようにして得られた光電気混載基板によれば、図１７（ａ）において、一点鎖線Ｌで示すような光路を形成することができる。そして、電気配線基板Ａと光配線基板Ｂの配線等が、両基板Ａ、Ｂの各アライメント用開口に対し正確な配置で形成されているため、電気配線基板Ａに実装された受発光素子６１、６０の受発光点と、光配線基板の光導波路の入射点、出射点とが、高精度で位置合わせされており、高効率で光を伝送することができる。したがって、このものは、Ｏ／Ｅコネクト（例えば携帯電話のヒンジ等）やタッチパネル等、各種の光通信、光情報処理、光学を利用した電気・電子部品の基板として広く用いることができる。

なお、本発明において、電気配線基板Ａの作製において、受発光素子６１、６０実装用のパッド、配線、アライメント用開口３２の配置を示す導体・開口パターンを転写するためにフォトリソグラフィを用い、光配線基板Ｂの作製において、アライメント用開口４２と光結合用開口４３の配置を示す開口パターンを転写するためにフォトリソグラフィを用いることが必須であるが、他の工程については、どのような工法を用いても差し支えない。

例えば、上記の例においては、アライメント用開口３２、４２の形成を、エッチングによって行ったが、必ずしもエッチングを用いる必要はなく、レーザ加工、打ち抜き加工等によることができる。

そして、アライメント用開口３２、４２の数は、上記の例では、金属基板２０、４０の両端部にそれぞれ２個ずつ設けているが、より精度を高めるために、その数を増やす（例えば４個ずつにする）ことができる。

また、導体層３１の形成も、上記の例に限らず、サブトラクト工法、アディティブ工法、セミアディティブ工法等を適宜に用いることができる。

さらに、光配線基板Ｂに作製において、４５°ミラーの形成方法も、ダイシングに限らず、レーザ加工等、適宜の方法を用いることができる。もちろん、光配線基板Ｂに設ける光導波路の形態によっては、上記４５°ミラーを形成する必要がない場合もある。例えば、光導波路が、所定の光コネクタを介して配置される光導波路フィルムや、光ファイバであってもよい。また、光配線基板Ｂには、剛性の樹脂部材内部に光導波路が形成された、特定の光伝送ブロックを実装することもできる。

また、上記の例では、電気配線基板Ａと光配線基板Ｂとを、ガイドピン７０を用いて位置合わせする際、その間にスペーサ７１を介在させて、両基板Ａ、Ｂの間に隙間を設けるようにしたが、ガイドピン７０を挿通させる貫通孔７２付のスペーサ７１をわざわざ用意する必要はなく、例えば、電気配線基板Ａもしくは光配線基板Ｂの、相手と対峙する面に、予め隙間形成用のスペーサを取り付けておくようにしてもよい。さらに、受発光素子６１、６０の種類や実装形態によっては、電気配線基板Ａと光配線基板Ｂの間に隙間を設けることなく、両基板Ａ、Ｂを直接積層固定することができる。この場合、スペーサ７１は不用である。

なお、上記の例は、電気配線基板Ａと光配線基板Ｂとを、ぞれぞれ個別の金属基板２０、４０から作製したが、例えば、図１８に示すように、１枚の帯状金属基板８０を用い、その長手方向の一端側に、上記の例における電気配線基板Ａと同様の電気配線基板部Ａ′を作製し、同じくその長手方向の他端側に、上記の例における光配線基板Ｂと同様の光配線基板部Ｂ′を作製し、これを折り返して対峙させた状態で、ガイドピン７０を用いて固定することにより、上記の例と同様の、優れた光電気混載基板を得ることができる（上記の例と同一部分に同一番号を付して、その説明を省略する）。

この場合、上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′は、帯状金属基板８０の同一面に形成するのではなく、互いに反対の面に形成すると、その境界部を円弧状に折り返すだけで、両者を対峙させることができ、好適である。もちろん、帯状金属基板８０の同一面に上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′を並べて形成し、その境界部を１８０°反転して折り返すことにより、両者を対峙させても差し支えはない。

そして、上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′を作製する際は、図１９に示すように、帯状金属基板８０に、電気配線基板部Ａ′のアライメント用開口３２と、光配線基板部Ｂ′のアライメント用開口４２および光結合用開口４３を、１枚のフォトマスクを用いて同時に転写して開口を形成した後、各基板部Ａ′、Ｂ′の作製を行うことが好適である。

なお、図１８に示す例の場合、受発光素子６１、６０のうち、折り返し部近傍に実装される受発光素子（この場合、受光素子６１）の導体配線を、折り返し部側に向かって延ばすと、他の部位との連結が困難になるため、電気配線基板部Ａ′における導体配線は、基板８０の幅方向（図１８では紙面手前方向）に延ばした配置にすることが好適である。

また、本発明において、電気配線基板Ａ（電気配線基板部Ａ′を含む）に実装された受光素子（ＰＤ等）６１がアレイタイプの場合、図１９（ｂ）に示すように、光配線基板４０（光配線基板部Ｂ′を設けた帯状金属基板８０を含む）に形成する光結合用開口４３′は、上記受光素子６１の受光部の数と配列に応じた構成にすることが必要である。

〔実施例１〕
上記実施の形態（図１〜図１７）と同様にして、光電気混載基板を製造した。より具体的には、以下に述べるとおりである。
（１）電気配線基板の作製
厚み０．０２５ｍｍ、幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍのＳＵＳ基板上に、厚み１０μｍで感光性ポリイミドを塗布した後、フォトマスクを用いて絶縁層形成予定部に露光し、下層ＰＥＢにより露光部と未露光部のポリイミドの溶解度に差をつけた。そして、現像液によって未露光部を除去した後、加熱によりポリイミドキュアを行い、硬化した露光部を絶縁層とした（図１参照）。

つぎに、上記ＳＵＳ基板の、絶縁層が形成された面に対し、スパッタ装置を用いて、Ｃｕめっき用のＣｕ／ＮｉＣｒシード層（厚み０．１５μｍ／０．１５μｍ）を形成した（図２参照）。そして、上記ＳＵＳ基板の両面に、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネートし、その絶縁層が形成された方のドライフィルムレジストに対し、フォトリソによる露光・現像を行って露光部分のドライフィルムレジストを除去することにより、受発光素子を実装するパッドとなる部分のシード層を露出させた（図３、図４参照）。

つぎに、上記露出しシード層の上にＣｕめっき（厚み１０〜１２μｍ）を形成し（図５参照）、ドライフィルムレジストを剥離した後、シードエッチッグにより、不用な部分のシード層を除去した（図６参照）。

つぎに、上記ＳＵＳ基板の両面に、再度ドライフィルムレジストをラミネートし、フォトリソグラフィによって、電気配線等を含む導体パターン、アライメント用の開口パターンを形成した（図７、図８参照）。そして、上記導体パターンに沿って、Ｃｕエッチング（サブトラクト工程）によってＣｕ配線を形成した（図９参照）後、ＳＵＳエッチングにより、ＳＵＳ基板に、アライメント用開口を形成した（図１０参照）。そして、アルカリ水溶液を用いて両面のドライフィルムレジストを剥離することにより、ＳＵＳ基板上に絶縁層を介して導体層が形成された、アライメント用開口付の電気配線基板を得た。

（２）光配線基板の作製
厚み０．０２５ｍｍ、幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍのＳＵＳ基板の両面に、ドライフィルムレジストをラミネートし（図１１〔ａ〕参照）、フォトリソグラフィによって、光結合用開口とアライメント用開口の開口パターンを形成した。そして、ＳＵＳエッチングにより、光結合用開口とアライメント用開口を形成した後、アルカリ水溶液を用いて両面のドライフィルムレジストを剥離した（図１１〔ｂ〕、〔ｃ〕参照）。

つぎに、上記ＳＵＳ基板の裏面に、ポリエステル粘着フィルムをラミネートし、表面に、下記の組成のアンダークラッド用ワニスを、厚み２５μｍで塗布した後、フォトリソグラフィによって、露光、現像を行うことにより、アンダークラッド層を形成した（図１２参照）。
〔アンダークラッド用ワニスの組成〕
ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル ３５重量部
（３′，４′−エポキシシクロヘキサン）メチル−３′，４′−エポキシシクロヘキシ ル−カルボキシレート ４０重量部
脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学社製、セロキサイド２０２１Ｐ） ２５重量部
４，４′−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスル フィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０重量％プロピオンカーボネート溶 液（光酸発生剤） １重量部

つぎに、上記アンダークラッド層の上に、下記の組成のコア用ワニスを、厚み５０μｍで塗布した後、フォトリソグラフィによって、露光、現像を行うことにより、コア層を形成した（図１３、図１４参照）。
〔コア用ワニスの組成〕
ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル ７０重量部
１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタン
３０重量部
４，４′−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスル フィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０重量％プロピオンカーボネート溶 液（光酸発生剤） ０．５重量部
乳酸エチル ２８重量部

つぎに、上記コア層の上に、前記アンダークラッド用ワニスと同様の組成のオーバークラッド用ワニスを、厚み２５μｍで塗布した後、フォトリソグラフィによって、露光、現像を行うことにより、オーバークラッド層を形成した（図１５〔ａ〕参照）。

そして、上記アンダークラッド層とコア層とオーバークラッド層とで構成された光導波路（総厚み１００μｍ）のうち、光結合用開口の上の部分に、ダイシングにより、４５°ミラーを形成し（図１５〔ｂ〕参照）、さらに、その上面に、スパッタ処理によって金属蒸着膜（金属：Ａｇ）を形成した（図１５〔ｃ〕参照）。このようにして、光路を９０°変更することのできる光導波路を備えた光配線基板を得た。

（３）両基板のアライメントおよび固定
前記電気配線基板の左右２個所に設けられたパッドのうち、一方に、発光素子（Ｕｌｍ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製、ＶＣＳＥＬ：波長８５０ｎｍ）を実装し、他方に、受光素子（Ａｌｂｉｓ社製のＧａＡｓフォトダイオード）を実装した（図１６参照）。そして、２本のガイドピンとスペーサを用い、電気配線基板のアライメント用開口と、光配線基板のアライメント用開口のそれぞれに、上記ガイドピンの一端側と他端側とを嵌入して両基板の位置合わせを行った後、その嵌合部を紫外線硬化型接着剤で固定した（図１７参照）。このようにして、目的とする光電気混載基板を得ることができた。

上記光電気混載基板において、光結合された発光素子と光導波路および光導波路と受光素子は、それぞれ±１０μｍ前後の累積公差で互いの光軸が結合されており、光損失が１ｄＢ以下という、フルパッシブアライメントを達成していることがわかった。

〔実施例２〕
厚み０．０２５ｍｍ、幅５０ｍｍ×長さ３００ｍｍの帯状ＳＵＳ基板を準備し、一端側を電気配線基板部として用い、他端側を光配線基板として用いることとした。そして、電気配線基板部として用いる部分および光配線基板部として用いる部分のアライメント用開口と、光配線基板部として用いる部分の光結合用開口とを、フォトリソグラフィおよびＳＵＳエッチングによって、同時に作製した（図１９参照）。それ以外は、上記実施例と同様にして、電気配線基板部の構成を作製するとともに、光配線基板部の構成を作製した。ただし、上記電気配線基板部と光配線基板部は、互いに、帯状ＳＵＳ基板の反対側の面が表面となるよう作製した。

そして、上記帯状ＳＵＳ基板を中央で折り返し、電気配線基板部の上方に光配線基板を平行に配置した状態で、上下それぞれのアライメント用開口に、前記実施例１と同様、ガイドピンを嵌入して紫外線硬化型接着剤で固定することにより、目的とする光電気混載基板を得た。

上記光電気混載基板において、光結合された発光素子と光導波路および光導波路と受光素子も、それぞれ±１０μｍ前後の累積公差で互いの光軸が結合されており、光損失が１ｄＢ以下という、フルパッシブアライメントを達成していることがわかった。

（ａ）は本発明の一実施例における電気配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）は上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図である。 （ａ）は上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図である。 （ａ）は上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図である。 （ａ）は上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）は上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに上記実施例における電気配線基板の製造工程の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに上記実施例における光配線基板の製造工程の説明図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ′−Ｙ′−Ｙ断面図である。 （ａ）は上記実施例における光配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 上記実施例における光配線基板の製造工程の説明図である。 （ａ）は上記実施例における光配線基板の製造工程の説明図、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、いずれも上記実施例における光配線基板の製造工程の説明図である。 上記実施例における電気配線基板と光配線基板を組み立てる工程の説明図である。 （ａ）は上記実施例における電気配線基板と光配線基板を組み立てる工程の説明図、（ｂ）は上記組み立て工程に用いられるガイドピンおよびスペーサの説明図である。 本発明の他の実施例の説明図である。 （ａ）は上記他の実施例に用いられる帯状金属基板の説明図、（ｂ）は本発明の光結合用開口の変形例を示す説明図である。 従来の光電気混載基板を示す模式的な説明図である。

符号の説明

２０、４０ 金属基板
３１ 導体層
３２、４２ アライメント用開口
４３ 光結合用開口
６０ 発光素子
６１ 受光素子
７０ ガイドピン

Claims (4)

1. 電気配線用の金属基板ａに、フォトリソグラフィによって受発光素子実装用のパッド、配線およびアライメント用開口の配置を示す導体・開口パターンを一括転写し、その導体・開口パターンに基づいて、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層とアライメント用開口を形成することにより、電気配線基板Ａを作製する工程と、光配線用の金属基板ｂに、フォトリソグラフィによって光結合用開口およびアライメント用開口の配置を示す開口パターンを一括転写し、その開口パターンに基づいて、光結合用開口とアライメント用開口を形成した後、上記アライメント用開口をアライメントマークとして光導波路を形成することにより、光配線基板Ｂを作製する工程と、アライメント用のガイドピンを準備し、その一端側を上記電気配線基板Ａのアライメント用開口に嵌入し、他端側を上記光配線基板Ｂのアライメント用開口に嵌入することにより、上記電気配線基板Ａと光配線基板Ｂの位置合わせを行い、その状態で、上記ガイドピンと各アライメント用開口との嵌合部を固定する工程とを備えたことを特徴とする光電気混載基板の製法。
2. 長手方向の一端側を電気配線用の金属基板ａとして用い、長手方向の他端側を光配線用の金属基板ｂとして用いる帯状金属基板を準備し、上記帯状金属基板の金属基板ａとして用いる領域および金属基板ｂとして用いる領域に、フォトリソグラフィによって、上記２つの領域を折り返して対峙させた状態で位置合わせを行うためのアライメント用開口の開口パターンを転写し、その開口パターンに基づいて、アライメント用開口を形成する工程と、上記帯状金属基板の金属基板ａとして用いる領域に、上記アライメント用開口をアライメントマークとして、フォトリソグラフィによって受発光素子実装用のパッドおよび配線を示す導体パターンを転写し、その導体パターンに基づいて、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層を形成することにより、電気配線基板部Ａ′を作製する工程と、上記帯状金属基板の金属基板ｂとして用いる領域に、上記アライメント用開口をアライメントマークとして光導波路を形成することにより、光配線基板部Ｂ′を作製する工程と、アライメント用のガイドピンを準備し、上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′を折り返して対峙させた状態で、上記ガイドピンの一端側を上記電気配線基板部Ａ′のアライメント用開口に嵌入し、他端側を上記光配線基板部Ｂ′のアライメント用開口に嵌入することにより、上記電気配線基板部Ａ′と光配線基板部Ｂ′の位置合わせを行う工程と、その状態で、上記ガイドピンと各アライメント用開口との嵌合部を固定する工程とを備えたことを特徴とする光電気混載基板の製法。
3. 請求項１記載の製法によって得られる光電気混載基板であって、下記の電気配線基板（Ａ）と、光配線基板（Ｂ）と、アライメント用のガイドピンとを備え、上記ガイドピンの一端側が上記電気配線基板（Ａ）のアライメント用開口に嵌入され、他端側が上記光配線基板（Ｂ）のアライメント用開口に嵌入されて、上記電気配線基板（Ａ）と光配線基板（Ｂ）の位置合わせがなされており、その状態で、各アライメント用開口とアライメント用ガイドピンとの嵌合部が固定されていることを特徴とする光電気混載基板。
   （Ａ）金属基板ａに、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層と、アライメント用開口とが形成された電気配線基板。
   （Ｂ）金属基板ｂに、光導波路と、その光結合用開口と、アライメント用開口とが形成された光配線基板。
4. 請求項２記載の製法によって得られる光電気混載基板であって、長手方向の一端側に下記の電気配線基板部（Ａ′）が設けられ、同じく他端側に下記の光配線基板部（Ｂ′）が設けられた帯状金属基板と、アライメント用のガイドピンとを備え、上記帯状金属基板が折り返され、上記電気配線基板部（Ａ′）と光配線基板部（Ｂ′）が互いに対峙した状態で、上記ガイドピンの一端側が上記電気配線基板部（Ａ′）のアライメント用開口に嵌入され、他端側が上記光配線基板部（Ｂ′）のアライメント用開口に嵌入されて、上記電気配線基板部（Ａ′）と光配線基板部（Ｂ′）の位置合わせがなされており、その状態で、上記ガイドピンと各アライメント用開口との嵌合部が固定されていることを特徴とする光電気混載基板。
   （Ａ′）帯状金属基板の、金属基板ａとして用いられる領域に、受発光素子実装用のパッドおよび配線が配置された導体層と、アライメント用開口とが形成された電気配線基板部。
   （Ｂ′）帯状金属基板の、金属基板ｂとして用いられる領域に、光導波路と、その光結合用開口と、アライメント用開口とが形成された光配線基板部。

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