JP2010107558A - 光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】コスト損失を抑制することができる光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュールを提供する。
【解決手段】一端から他端に延びる光導波路１０を有する中央部分１用の第１の基板と、その光導波路１０の一端部に接続可能な光導波路２０と発光素子２３とを有する発光側端部部分２用の第２の基板と、中央部分１の光導波路１０の他端部に接続可能な光導波路３０と受光素子３３とを有する受光側端部部分３用の第３の基板とを、個別に準備し、その後、上記第２および第３の基板を光伝播状態について検査し、その検査で良品と判断されたものだけを、上記第１の基板に接続し、光電気混載モジュールを製造する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光導波路と、光学素子が実装された電気回路とが混載している光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュールに関するものである。

光電気混載モジュールの製造方法は、例えば、図７に示すように、電気回路基板８０と光導波路ユニット７０とを個別に作製し、両者を接着剤９０により貼り合わせ、上記光導波路ユニット７０の両端部に対応する上記電気回路基板８０の部分に発光素子２３および受光素子３３をそれぞれ実装することにより行われる（例えば、特許文献１参照）。上記電気回路基板８０は、ステンレス製板材８１の片面（図では上面）に、絶縁層（図示せず）を介して、電気回路８２を形成して構成され、この電気回路８２の一部は、上記発光素子２３，受光素子３３を実装するための実装用パッド８２ａとなっている。上記光導波路ユニット７０は、上記ステンレス製板材８１のもう一方の片面（図では下面）側から（図では上から）順に、オーバークラッド層７１，コア７２，アンダークラッド層７３が形成されて構成されている。さらに、上記光導波路ユニット７０の両端部は、光軸に対して４５°傾斜した傾斜面に形成され、その傾斜面に位置するコア７２の端部が光反射面７２ａ，７２ｂになっている。この光電気混載モジュールでは、発光素子２３から発光された光（光信号）Ｌを発光素子２３側のコア７２端部に入射させることができるよう、上記電気回路基板８０の発光素子２３側に、光伝播用の貫通孔８１ａが形成されている。また、発光素子２３から発光され光導波路ユニット７０のコアを通って受光素子３３側の光反射面７２ｂで反射した光Ｌを受光素子３３で受光できるよう、上記電気回路基板８０の受光素子３３側にも、光伝播用の貫通孔８１ｂが形成されている。なお、図７において、符号２３ａは、上記発光素子２３のバンプ（電極）であり、符号３３ａは、上記受光素子３３のバンプ（電極）である。

上記光電気混載モジュールにおける光Ｌの伝播は、つぎのようにして行われる。まず、発光素子２３から光Ｌが下方に出射される。その光Ｌは、光導波路ユニット７０の一端部（図７では左端部）のオーバークラッド層７１を通り抜け、コア７２の一端部に入射する。つづいて、その光Ｌは、コア７２の一端部の光反射面７２ａで反射して、コア７２内を、軸方向に進む。そして、その光Ｌは、コア７２内を進みコア７２の他端部（図７では右端部）まで伝播する。つづいて、その光Ｌは、上記他端部の光反射面７２ｂで上方に反射し、オーバークラッド層７１を通り抜けて出射され、受光素子３３で受光される。
特開２０００−１９９８２７号公報

ところで、上記光電気混載モジュールは、製造された後、光伝播状態や上記発光素子２３および受光素子３３の実装状態，作動状態等が検査され、その検査で不良品と判断されたものは、廃棄される。上記光導波路ユニット７０の形成材料は、非常に高価であり、廃棄されると、大幅な損失になる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コスト損失を抑制することができる光電気混載モジュールの製造方法およびそれによって得られた光電気混載モジュール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、中央部分と、その一端側の発光側端部部分と、他端側の受光側端部部分とからなる光電気混載モジュールの製造方法であって、上記中央部分用に、その一端から他端に延びる光導波路を有する第１の基板を準備する工程と、上記発光側端部部分用に、発光素子と、上記中央部分用の第１の基板の光導波路の一端部に接続可能な光導波路とを有する第２の基板を準備する工程と、上記受光側端部部分用に、受光素子と、上記中央部分用の第１の基板の光導波路の他端部に接続可能な光導波路とを有する第３の基板を準備する工程とを備え、上記発光側端部部分用の第２の基板について、発光素子から発光された光がその光導波路の一端部から出射されるか否かを検査し、その出射が確認できたとき、その基板を上記中央部分用の第１の基板の一端側に組み付け、上記第２の基板の光導波路を上記中央部分用の第１の基板の光導波路に接続する工程と、上記受光側端部部分用の第３の基板について、その光導波路の一端部から入射させた光が受光素子で受光されるか否かを検査し、その受光が確認できたとき、その基板を上記中央部分用の第１の基板の他端側に組み付け、上記第３の基板の光導波路を上記中央部分用の第１の基板の光導波路に接続する工程とを備えた光電気混載モジュールの製造方法を第１の要旨とする。

また、本発明は、上記第２および第３の基板の光導波路が、その両側部を位置決め用ガイドで位置決めした状態で、上記第１の基板の光導波路の端部に接続されている光電気混載モジュールを第２の要旨とする。

本発明の光電気混載モジュールの製造方法では、その光電気混載モジュールを構成する中央部分用の第１の基板とその一端側の発光側端部部分用の第２の基板と他端側の受光側端部部分用の第３の基板とを個別に準備し、それらを組み合わせて光電気混載モジュールを完成させるのに先立って、上記発光側端部部分用の第２の基板および受光側端部部分用の第３の基板について、光学素子（発光素子，受光素子）と光導波路との間の光伝播状態を検査する。そして、その検査で光伝播が正常であると判断された発光側端部部分用の第２の基板および受光側端部部分用の第３の基板は、上記中央部分用の第１の基板の左右の両端側にそれぞれ組み付けられ、上記発光側端部部分用の第２の基板および受光側端部部分用の第３の基板の光導波路が上記中央部分用の第１の基板の光導波路の両端部に接続される。一方、上記検査で光伝播が正常でないと判断された発光側端部部分用の第２の基板および受光側端部部分用の第３の基板は、上記中央部分用の第１の基板に組み付けられない。このように、本発明の光電気混載モジュールの製造方法では、上記検査で不良品と判断された発光側端部部分用の第２の基板および受光側端部部分用の第３の基板のみが廃棄されるため、それらが中央部分用の第１の基板に接続されてその第１の基板までもがむだになる、ということはなく、大幅なコストの低減を実現することができる。

特に、上記第２および第３の基板において、光導波路に対する所定の位置にアライメントマークを形成し、そのアライメントマークを基準にして上記発光素子および受光素子を実装する場合には、上記発光素子および受光素子を光導波路に対して適正な位置に実装することができる。このため、発光素子および受光素子と光導波路との間の光伝播状態が良好となり、その光伝播状態を検査した際に、不良品と判断される上記第２および第３の基板が大幅に減少する。その結果、材料のむだおよびコスト損失を大幅に抑制することができる。

さらに、上記第１の基板に、上記第２および第３の基板の光導波路の両側部を位置決めする位置決め用ガイドを形成し、上記第２および第３の基板の光導波路と上記第１の基板の光導波路との接続を、上記位置決め用ガイドを利用して行う場合には、上記光導波路の接続が容易になり、その接続状態を良好にすることができる。その結果、上記第２および第３の基板の光導波路と上記第１の基板の光導波路との間の光伝播を良好にすることができる。

そして、本発明の光電気混載モジュールは、上記第２および第３の基板の光導波路が、その両側部を位置決め用ガイドで位置決めした状態で、上記第１の基板の光導波路の端部に接続されているため、上記第２および第３の基板の光導波路と上記第１の基板の光導波路との間の光伝播が良好になっている。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の光電気混載モジュールの製造方法によって得られた光電気混載モジュールの一実施の形態を示している。この光電気混載モジュールは、電気回路基板２４，３４と光導波路１０，２０，３０とを備えていて、中央部分１と、その一端側の発光側端部部分２と、他端側の受光側端部部分３とからなっている。上記中央部分１は、一端から他端に延びる光導波路１０からなる第１の基板で構成されている。上記発光側端部部分２は、上記中央部分１の光導波路１０の一端部に接続されている光導波路２０と、この光導波路２０に光Ｌを発する発光素子２３と、その光導波路２０が形成され上記発光素子２３が実装されている電気回路基板２４とをもつ第２の基板からなっている。上記受光側端部部分３は、上記中央部分１の光導波路１０の他端部に接続されている光導波路３０と、この光導波路３０からの光Ｌを受ける受光素子３３と、その光導波路３０が形成され上記受光素子３３が実装されている電気回路基板３４とをもつ第３の基板からなっている。これら中央部分１用の第１の基板，発光側端部部分２用の第２の基板および受光側端部部分３用の第３の基板は、図２に示すように、個別に準備され、その後、上記第２および第３の基板が光伝播状態について検査され、その検査で良品と判断されたものだけが、上記第１の基板に接続され、光電気混載モジュールを構成する。

より詳しく説明すると、上記中央部分１用の第１の基板（光導波路１０からなる基板）は、アンダークラッド層１１と、このアンダークラッド層１１の表面に所定パターンに形成されたコア１２と、このコア１２の両端部を除く部分を覆うように上記アンダークラッド層１１の表面に形成されたオーバークラッド層１３とからなっている。そして、上記コア１２の両端面１２ａ，１２ｂは、露呈した状態で、アンダークラッド層１１に対して直角に形成され、第２および第３の基板の端部コア２２，２３と密着可能になっている。さらに、この実施の形態では、図３に示すように、上記アンダークラッド層１１の表面において、上記コア１２の両端側の延長方向の両側部に、一対の平行な帯状突条からなる位置決め用ガイド１４が形成され、これを利用し、上記第２および第３の基板を容易に組み付けできるようになっている（図２参照）。図３において、符号１２ａは、コア１２の端面であり、符号１３は、オーバークラッド層である。

上記発光側端部部分２用の第２の基板において、その主体となる上記電気回路基板２４は、その横幅が図３に示すアンダークラッド層１１の幅と同寸法に形成され、図２に示すように、ステンレス製板材２５の片面（図では上面）に、絶縁層（図示せず）を介して、電気回路２６を形成して構成されている。上記電気回路２６の一部は、実装用パッド２６ａに形成され、その実装用パッド２６ａに上記発光素子２３が実装されている。そして、上記発光素子２３に対応する上記ステンレス製板材２５の部分には、光導波路２０への光伝播用の貫通孔２５ａが形成されている。上記光導波路２０は、上記ステンレス製板材２５のもう一方の片面（図では下面）に形成された端部クラッド層２１と、この端部クラッド層２１の表面（図では下面）に形成された端部コア２２とからなっている。この端部コア２２は、上記一対の位置決め用ガイド１４の間に収まるように、細長板状をしており、電気回路基板２４の裏面の中央部に、長さ方向を略揃えて形成されている。そして、その両端面は、露呈しており、そのうちの一端面は、上記中央部分１用の第１の基板の光導波路１０のコア１２の露呈した一端面１２ａに接続される接続面２２ａとなっていて、上記電気回路基板２４に対して直角に形成されている。上記端部コア２２の他端面は、上記発光素子２３および光伝播用の貫通孔２５ａの下方に位置決めされ、上記電気回路基板２４に対して４５°傾斜した傾斜面に形成されている。この傾斜面は、光反射面２２ｂになっており、上記発光素子２３からの光Ｌ（図１参照）を反射して上記端部コア２２の一端面（接続面２２ａ）の方向に向ける作用をする。さらに、この実施の形態では、上記端部クラッド層２１の表面（図では下面）には、上記端部コア２２から離れた所定位置に、平面視十字状のアライメントマーク２７が形成されており、そのアライメントマーク２７を基準とする所定位置に上記発光素子２３が実装されている。上記アライメントマーク２７の上方に対応する上記電気回路基板２４の部分には、貫通孔２５ｂが形成されており、その貫通孔２５ｂを透し、さらに端部クラッド層２１を透してアライメントマーク２７を上面側から、実装機のカメラＡ〔図６（ｄ）参照〕等で確認し、そのアライメントマーク２７を基準に上記発光素子２３を実装するようになっている。なお、上記発光素子２３としては、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等があげられる。また、図において、符号２３ａは、上記発光素子２３のバンプ（電極）である。

上記受光側端部部分３用の第３の基板は、上記発光側端部部分２用の第２の基板において、上記発光素子２３に代えて受光素子３３を実装したものとなっている。それ以外の部分は、上記発光側端部部分２用の第２の基板と同様となっている。すなわち、受光側端部部分３用の第３の基板において、上記電気回路基板３４は、図２に示すように、ステンレス製板材３５の片面（図では上面）に、絶縁層（図示せず）を介して、電気回路３６を形成して構成され、その電気回路３６の一部である実装用パッド３６ａに、上記発光素子３３が実装されている。そして、その発光素子３３に対応する上記ステンレス製板材３５の部分に、光導波路３０からの光伝播用の貫通孔３５ａが形成されている。上記光導波路３０は、上記ステンレス製板材３５のもう一方の片面（図では下面）に形成されており、端部クラッド層３１と、端部コア３２とからなっている。この端部コア３２の一端の露呈面は、上記中央部分１用の第１の基板のコア１２の露呈した他端面１２ｂに接続される接続面３２ａであり、上記電気回路基板２４に対して直角に形成されている。上記端部コア３２の他端の露呈面は、上記受光素子３３および光伝播用の貫通孔３５ａの下方に位置決めされ、上記電気回路基板３４に対して４５°傾斜した傾斜面に形成されている。この傾斜面は、光反射面３２ｂになっており、上記端部コア３２の一端面（接続面３２ａ）から端部コア３２内に入射した光Ｌ（図１参照）を反射して上記受光素子３３の方向に向ける作用をする。さらに、この実施の形態では、上記端部クラッド層３１の表面（図では下面）には、上記端部コア３２から離れた所定位置に、上記受光素子３３を実装する際の位置基準となる平面視十字状のアライメントマーク３７が形成されている。そして、上記アライメントマーク３７の上方に対応する上記電気回路基板３４の部分に、アライメントマーク３７を上面側から確認するための貫通孔３５ｂが形成され、そのアライメントマーク３７を基準に上記受光素子３３を実装するようになっている。なお、上記受光素子３３としては、ＰＤ（Photo Diode ）等があげられる。また、図において、符号３３ａは、上記受光素子３３のバンプ（電極）である。

そして、本発明に係る上記光電気混載モジュールは、上記第１の基板の一対の位置決め用ガイド１４の間に、前記光検査で良品と判断された第２および第３の基板の端部コア２２，３２を収めて位置決めし、それら端部コア２２，３２の露呈した一端面（接続面２２ａ，３２ａ）をそれぞれ、上記第１の基板のコア１２の露呈した両端面１２ａ，１２ｂに接続して構成されている。

上記光電気混載モジュールにおける光伝播は、つぎのようにして行われる。すなわち、図１に示すように、上記第２の基板の発光素子２３から発光された光Ｌは、上記電気回路基板２４に形成された光伝播用の貫通孔２５ａを通過した後、端部クラッド層２１を通り抜け、端部コア２２の他端部に入射する。ついで、その光Ｌは、上記端部コア２２の光反射面（傾斜面）２２ｂで反射して、端部コア２２内をその一端面（接続面２２ａ）の方向に進む。そして、その光Ｌは、上記端部コア２２から上記第１の基板の光導波路１０のコア１２を軸方向に通り抜け、上記第３の基板の端部コア３２の一端面（接続面３２ａ）からその端部コア３２に入射する。つづいて、その光Ｌは、その端部コア３２の光反射面（傾斜面）３２ｂで上方に反射し、端部クラッド層３１を通り抜けて出射される。そして、その光Ｌは、上記電気回路基板３４に形成された光伝播用の貫通孔３５ａを通過した後、受光素子３３で受光される。

この実施の形態の光電気混載モジュールは、下記の（１）〜（４）の工程を経て製造される。
（１）上記光電気混載モジュールの中央部分１用の第１の基板を作製する工程〔図４（ａ）〜（ｄ）参照〕。
（２）上記光電気混載モジュールの一端側の発光側端部部分２用の第２の基板および他端側の受光側端部部分３用の第３の基板を作製する工程〔図５（ａ）〜（ｄ）ないし図６（ａ）〜（ｄ）参照〕。
（３）上記第２の基板について、発光素子２３から発光された光Ｌ（図１参照）が端部コア２２の一端面（接続面２２ａ）から出射するか否かを検査する工程。および上記第３の基板について、端部コア３２の一端面（接続面３２ａ）に入射させた光Ｌ（図１参照）が受光素子３３で受光されるか否かを検査する工程。
（４）上記検査で良品と判断された第２および第３の基板を上記第１の基板の両端側に組み付け、その第２および第３の基板の光導波路２０，３０の端部コア２２，３２の露呈した一端面（接続面２２ａ，３２ａ）をそれぞれ、上記第１の基板の光導波路１０のコア１２の露呈した両端面１２ａ，１２ｂに接続する工程（図２参照）。

上記（１）の中央部分１用の第１の基板の作製工程について説明する。まず、その第１の基板を構成する光導波路１０を作製する際に用いる平板状の基台〔図４（ａ）参照〕１５を準備する。この基台１５の形成材料としては、例えば、ガラス，石英，シリコン，樹脂，金属等があげられる。また、基台１５の厚みは、例えば、２０μｍ〜５ｍｍの範囲内に設定される。

ついで、図４（ａ）に示すように、上記基台１５の表面の所定領域に、アンダークラッド層１１を形成する。このアンダークラッド層１１の形成は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、上記基台１５の表面の所定領域に、感光性エポキシ樹脂等の、アンダークラッド層１１形成用の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、必要に応じて、それを加熱処理（５０〜１２０℃×１０〜３０分間程度）して乾燥させ、アンダークラッド層１１形成用の感光性樹脂層を形成する。ついで、その感光性樹脂層を、紫外線等の照射線により露光することにより、アンダークラッド層１１に形成する。アンダークラッド層１１の厚みは、通常、１〜５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、５〜３０μｍの範囲内に設定される。

つぎに、図４（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層１１の表面に、所定パターンのコア１２および帯状の位置決め用ガイド１４を形成する。このコア１２および位置決め用ガイド１４の形成は、例えば、フォトリソグラフィ法により行われる。すなわち、まず、上記アンダークラッド層１１形成用の感光性樹脂層の形成方法と同様にして、上記アンダークラッド層１１の表面に、コア１２形成領域と位置決め用ガイド１４形成領域とをもつ感光性樹脂層を形成する。ついで、その感光性樹脂層の上に、コア１２および位置決め用ガイド１４に対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して、上記感光性樹脂層の上記開口パターンに対応する部分を照射線により露光する。つぎに、加熱処理を行った後、現像液を用いて現像を行うことにより、上記感光性樹脂層における未露光部分を溶解させて除去し、アンダークラッド層１１上に残存した感光性樹脂層をコア１２および位置決め用ガイド１４のパターンに形成する。そして、その感光性樹脂層の表面等に残存する現像液を加熱処理により除去し、その感光性樹脂層をコア１２および位置決め用ガイド１４に形成する。なお、上記コア１２の形成材料は、上記アンダークラッド層１１および後記のオーバークラッド層１３〔図４（ｃ）参照〕の形成材料よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層１１，コア１２，オーバークラッド層１３の各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。コア１２の厚みは、通常、５〜１５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、５〜１００μｍの範囲内に設定される。コア１２の幅は、通常、５〜１５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、５〜１００μｍの範囲内に設定される。位置決め用ガイド１４の厚みは、通常、上記コア１２の厚みと同じに設定される。位置決め用ガイド１４の幅は、通常、５０〜２０００μｍの範囲内に設定され、好ましくは、３００〜５００μｍの範囲内に設定される。一対の平行な位置決め用ガイド１４の隙間は、通常、第２および第３の基板の端部コア２２，３２（図２参照）の幅と同等ないし少し（１０μｍ以下）大きい値に設定される。位置決め用ガイド１４の長さは、通常、５〜２０ｍｍの範囲内に設定される。上記コア１２と位置決め用ガイド１４とは一体的に形成しても、離れた状態に形成してもよい（図では一体的）。離れた状態にする場合は、コア１２の端面１２ａ，１２ｂと位置決め用ガイド１４の端面との隙間は、通常、１００μｍ以下に設定される。

そして、図４（ｃ）に示すように、位置決め用ガイド１４およびコア１２両端部を除くコア１２部分を被覆するように、上記アンダークラッド層１１の表面に、オーバークラッド層１３を形成する。このオーバークラッド層１３の形成は、図４（ａ）で説明したアンダークラッド層１１の形成方法と同様にして、感光性樹脂層の形成，露光，加熱処理等を経て行われる。オーバークラッド層１３の厚み（コア１２の表面からの厚み）は、通常、５〜１００μｍの範囲内に設定され、好ましくは、１０〜８０μｍの範囲内に設定される。

このようにして、基台１５の表面に、中央部分１用の第１の基板の光導波路１０が形成される。その後、図４（ｄ）に示すように、その光導波路１０を上記基台１５から剥離する。これにより、上記（１）の中央部分１用の第１の基板の作製工程が完了する。

つぎに、上記（２）のうちの発光側端部部分２用の第２の基板の作製工程について説明する。まず、その第２の基板を構成する上記電気回路基板２４用のステンレス製板材２５〔図５（ａ）参照〕を準備する。このステンレス製板材２５としては、通常、厚みが２０〜２００μｍの範囲内のものが用いられる。

ついで、上記ステンレス製板材２５の片面（図では上面）の所定位置に、フォトリソグラフィ法により所定パターンの絶縁層（図示せず）を形成する。この絶縁層は、後の工程〔図５（ｂ）参照〕でステンレス製板材２５に形成される光伝播用の貫通孔２５ａおよびアライメントマーク２７（図２参照）確認用の貫通孔２５ｂの部分を除いて形成される。すなわち、上記絶縁層の形成は、例えば、つぎのようにして行われる。まず、上記ステンレス製板材２５の片面（図では上面）の所定位置に、感光性エポキシ樹脂等の感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層を形成する。ついで、絶縁層のパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して、上記感光性樹脂層を照射線により露光する。つぎに、現像液を用いて現像を行うことにより、未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層を絶縁層のパターンに形成する。その後、その残存感光性樹脂層の表面等に残存する現像液を加熱処理により除去する。これにより、上記残存感光性樹脂層を絶縁層に形成する。絶縁層の厚みは、通常、５〜１５μｍの範囲内に設定される。

つぎに、図５（ａ）に示すように、上記絶縁層の表面に、実装用パッド２６ａを含む電気回路２６を所定パターンに形成する。すなわち、この電気回路２６の形成は、例えば、つぎのようにして行われる。まず、上記絶縁層の表面に、スパッタリングまたは無電解めっき等により金属層（厚み６００〜２６００Å程度）を形成する。この金属層は、後の電解めっきを行う際のシード層（電解めっき層形成の素地となる層）となる。ついで、上記ステンレス製板材２５，絶縁層および金属層（シード層）からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、上記金属層が形成されている側のドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により電気回路２６のパターンの溝部を形成し、その溝部の底に上記金属層の表面部分を露呈させる。つぎに、電解めっきにより、上記溝部の底に露呈した上記金属層の表面部分に、電解めっき層（厚み５〜２０μｍ程度）を積層形成する。そして、上記ドライフィルムレジストを水酸化ナトリウム水溶液等により剥離する。その後、上記電解めっき層が形成されていない金属層部分をソフトエッチングにより除去し、残存した電解めっき層とその下の金属層とからなる積層部分を電気回路２６に形成する。

ついで、図５（ｂ）に示すように、ステンレス製板材２５の所定位置に、エッチング等により、光伝播用の貫通孔２５ａおよびアライメントマーク２７（図２参照）確認用の貫通孔２５ｂを形成する。その光伝播用の貫通孔２５ａは、後の端部コア２２形成工程で形成される端部コア２２の光反射面（傾斜面）２２ｂに対応する位置に形成され、アライメントマーク２７確認用の貫通孔２５ｂは、後の端部コア２２形成工程で上記端部コア２２付近に形成されるアライメントマーク２７に対応する位置に形成される。すなわち、これら貫通孔２５ａ，２５ｂの形成は、例えば、つぎのようにして行われる。まず、上記ステンレス製板材２５，絶縁層および電気回路２６からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、上記絶縁層が形成されていない側のドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により上記両貫通孔２５ａ，２５ｂのパターンの孔部を形成し、その孔部の底に上記ステンレス製板材２５のもう一方の片面（図では下面）部分を露呈させる。つぎに、塩化第２鉄水溶液を用いたエッチング等により、上記孔部の底に露呈した上記ステンレス製板材２５部分を穿孔し、上記光伝播用の貫通孔２５ａおよびアライメントマーク２７確認用の貫通孔２５ｂを形成する。上記光伝播用の貫通孔２５ａの直径は、発光素子２３のデザインにより適宜設定されるが、通常、０．０５〜０．２ｍｍの範囲内に設定される。上記アライメントマーク２７確認用の貫通孔２５ｂの直径は、アライメントマーク２７の大きさにより適宜設定されるが、通常、０．１〜３．０ｍｍの範囲内に設定される。このようにして、発光側端部部分２用の第２の基板を構成する電気回路基板２４が作製される。

そして、図５（ｃ）に示すように、上記電気回路基板２４のステンレス製板材２５のもう一方の片面（図では下面）に、上記端部クラッド層２１を形成する。この端部クラッド層２１の形成は、上記（１）の中央部分１用の第１の基板の作製工程〔図４（ａ）〜（ｄ）参照〕において、光導波路１０のアンダークラッド層１１を形成する方法と同様にして、感光性樹脂層の形成，露光，加熱処理等を経て行われる。端部クラッド層２１の厚みは、通常、１〜５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、５〜３０μｍの範囲内に設定される。また、端部クラッド層２１の長さは、通常、位置決め用ガイド１４（図２参照）と略等しく（５〜２０ｍｍ程度）設定される。

ついで、図５（ｄ）に示すように、上記端部クラッド層２１の表面（図では下面）に、端部コア２２（図２参照）形成領域とアライメントマーク２７（図２参照）形成領域とをもつ感光性樹脂層２２Ａを形成する。この感光性樹脂層２２Ａの形成は、上記アンダークラッド層１１〔図４（ａ）参照〕形成用の感光性樹脂層と同様にして行われる。つぎに、図６（ａ）に示すように、上記端部コア２２およびアライメントマーク２７を所定形状にプレス成形するための成形型４を準備する。この成形型４は、紫外線等の照射線を透過させる材料（例えば石英）からなり、上記端部コア２２およびアライメントマーク２７の表面形状と同形状の型面（凹部）４ａが形成されている。そして、図６（ｂ）に示すように、上記成形型４の型面４ａが、上記電気回路基板２４に形成された上記光伝播用の貫通孔２５ａおよびアライメントマーク２７確認用の貫通孔２５ｂに対して所定位置に位置決めされるよう、上記感光性樹脂層２２Ａに対して成形型４をプレスし、その感光性樹脂層２２Ａを端部コア２２およびアライメントマーク２７に成形する。つぎに、その状態で、上記成形型４を通して紫外線等の照射線を露光した後に加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、上記アンダークラッド層１１〔図４（ａ）参照〕の形成方法と同様にして行われる。その後、図６（ｃ）に示すように、脱型する。これにより、端部コア２２およびアライメントマーク２７を形成する。これら端部コア２２およびアライメントマーク２７は、１個の成形型４を用いたプレス成形により、同時に形成されるため、上記アライメントマーク２７に対する端部コア２２の位置を、所定の位置関係に設定することができる。上記端部コア２２の厚みおよび幅は、上記中央部分１用の第１の基板の光導波路１０のコア１２と同じ値に設定される。また、上記アライメントマーク２７は、通常、十字状に形成されている。上記アライメントマーク２７の厚みは、通常、５〜６０μｍの範囲内に設定され、上記十字状の線幅は、通常、２０〜２００μｍの範囲内に設定され、十字状の縦横の長さは、通常、２００〜１０００μｍの範囲内に設定される。

つぎに、図６（ｄ）に示すように、発光素子２３を上記電気回路２６の実装用パッド２６ａに実装する。この発光素子２３の実装は、例えば、つぎのようにして行われる。まず、上記電気回路基板２４の電気回路２６形成面を上に向けて実装機のステージ上にセットする。そして、その実装機に備えられているカメラＡにより、アライメントマーク２７を、端部クラッド層２１およびアライメントマーク２７確認用の貫通孔２５ｂを通して読み取る。これにより、上記実装機は、上記アライメントマーク２７を基準として、上記端部コア２２の光反射面２２ｂの位置を算出する。そして、その算出した光反射面２２ｂの位置に、発光素子２３の光軸が合わさるよう、その発光素子２３を、上記光伝播用の貫通孔２５ａの上方を覆うようにして実装用パッド２６ａに実装する。このようにして、上記（２）のうちの発光側端部部分２（図２参照）用の第２の基板の作製工程が完了する。

上記（２）のうちの受光側端部部分３用の第３の基板の作製工程は、上記発光側端部部分２用の第２の基板の作製工程において、上記発光素子２３に代えて受光素子３３を実装することにより行われる。それ以外の部分は、上記第２の基板の作製工程と同様である。このようにして、上記（２）のうちの受光側端部部分３（図２参照）用の第３の基板の作製工程が完了する。

その後、上記（３）のうちの上記発光側端部部分２用の第２の基板についての検査工程では、図２において、まず、その第２の基板の電気回路２６に電気信号を送り、発光素子２３から光Ｌ（図１参照）を発光させる。そして、端部コア２２の一端面（中央部分１用の第１の基板のコア１２の一端面１２ａに接続される接続面２２ａ）から光Ｌが出射するか否かを確認する。出射光Ｌが確認できるものは、良品と判断できる。これに対して、上記出射光Ｌが確認できないものは、発光素子２３が故障しているか、発光素子２３の実装状態が適正でないか等により、発光素子２３と端部コア２２との間の光伝播状態が適正ではなく、不良品と判断される。

また、上記（３）のうちの受光側端部部分３用の第３の基板についての検査工程では、図２において、まず、その第３の基板の端部コア３２の一端面（中央部分１用の第１の基板のコア１２の他端面１２ｂに接続される接続面３２ａ）に光Ｌ（図１参照）を入射させる。そして、受光素子３３から電気回路３６に送られる電気信号を確認する。この電気信号が確認できるものは、良品と判断できる。これに対して、上記電気信号が確認できないものは、受光素子３３が故障しているか、受光素子３３の実装状態が適正でないか等により、受光素子３３と端部コア３２との間の光伝播状態が適正ではなく、不良品と判断される。

そして、上記（３）の検査工程で良品と判断された第２および第３の基板を、図２に示すように、上記（１）の工程で作製した第１の基板の両端部に組み付け、第２および第３の基板の端部コア２２，３２の露呈した一端面（接続面２２ａ，３２ａ）をそれぞれ、上記第１の基板のコア１２の露呈した両端面１２ａ，１２ｂに接続する〔上記（４）の接続工程〕。この接続は、上記第１の基板の一対の位置決め用ガイド１４の間に、上記第２および第３の基板の各端部コア２２，３２を収めて位置決めした状態で行われる。この組み付けおよび接続は、例えば、ダイボンダ機を用いて行われる。さらに、上記接続後に固定する場合には、上記接続部分の周りに上記アンダークラッド層１１〔図４（ａ）参照〕と同じ感光性樹脂を塗布し、紫外線等の照射線により露光して固定することが好ましい。このようにすると、上記接続部分が上記感光性樹脂で覆われ、物理的ダメージから守られると同時に、コアの周りにクラッドがあるという、光導波路として一般的な構造にすることができるからである。このようにして、目的とする光電気混載モジュールが完成する。

上記実施の形態では、光電気混載モジュールを構成する中央部分１用の第１の基板と発光側端部部分２用の第２の基板と受光側端部部分３用の第３の基板とを個別に準備するため、光電気混載モジュールの完成に先立って、上記第２および第３の基板について光伝播状態を検査することができる。このため、上記検査により不良品と判断された第２，第３の基板が上記第１の基板に接続されて光電気混載モジュール全体（完成品）が不良品になる、ということが防止される。

なお、上記実施の形態では、中央部分１用の第１の基板において、位置決め用ガイド１４を、コア１２と同じ材料を用いてコア１２と同時に形成したが、異なる同じ材料を用いてもよいし、同時に形成しなくてもよい。また、上記位置決め用ガイド１４は、場合によって、形成しなくてもよい。

さらに、上記実施の形態では、発光側端部部分２用の第２の基板および受光側端部部分３用の第３の基板において、アライメントマーク２７，３７を、端部コア２２，３２と同じ材料を用いて端部コア２２，３２と同時に形成したが、異なる同じ材料を用いてもよいし、同時に形成しなくてもよい。また、上記アライメントマーク２７，３７は、場合によって、形成しなくてもよい。

また、上記実施の形態では、上記第２および第３の基板の作製工程において、端部コア２２，３２とアライメントマーク２７，３７との形成を、成形型４を用いたプレス成形により行ったが、フォトリソグラフィ法により行ってもよい。すなわち、端部クラッド層２１の表面に形成した、端部コア２２，３２形成領域とアライメントマーク２７，３７形成領域とをもつ感光性樹脂層２２Ａを、上記端部コア２２，３２およびアライメントマーク２７，３７に対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して、照射線により露光し、その後、現像，加熱処理等を経て行ってもよい。

さらに、上記実施の形態では、上記第２および第３の基板において、光学素子（発光素子２３，受光素子３３）と光導波路２０，３０とが、電気回路基板２４，３４に対して反対の面に配置されているが、同じ面に配置されてもよい。この場合、端部コア２２，３２の他端面は、光反射面（傾斜面）２２ｂ，３２ｂではなく、光入出射端面（電気回路基板２４，３４に対して直角な面）に形成される。

また、上記実施の形態では、電気回路基板２４，３４の作製にステンレス製板材２５，３５を用いたが、他の金属材料または樹脂材料等からなる板材を用いてもよい。その板材が絶縁性を有するものである場合は、絶縁層を形成することなく、上記板材に直接、電気回路２６，３６を形成してもよい。上記絶縁層は、上記金属製板材のような通電性を有する板材と電気回路２６，３６との短絡を防止するためのものである。

そして、上記実施の形態では、上記第２および第３の基板において、端部クラッド層２１，３１を形成したが、端部クラッド層２１，３１を形成することなく、ステンレス製板材２５，３５等の板材に直接、端部コア２２，３２およびアライメントマーク２７，３７を形成してもよい。

また、上記実施の形態では、基台１５の表面に、第１の基板の光導波路１０を作製した後、その光導波路１０を上記基台１５から剥離したが、剥離することなく、基台付き光導波路として使用してもよい。また、上記実施の形態では、第１の基板（光導波路１０からなる基板）のオーバークラッド層１３の表面は、開放されているが、そこに電気回路基板を設けてもよい。このようにするときには、空きスペースの有効利用が可能となる。

つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。

〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料：第１の基板〕
〔端部クラッド層の形成材料：第２および第３の基板〕
ビスフェノキシエタノールフルオレングリシジルエーテル（成分Ａ）３５重量部、脂環式エポキシ樹脂である３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（ダイセル化学社製、セロキサイド２０２１Ｐ）（成分Ｂ）４０重量部、シクロヘキセンオキシド骨格を有する脂環式エポキシ樹脂である（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（ダイセル化学社製、セロキサイド２０８１）（成分Ｃ）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％プロピオンカーボネート溶液（成分Ｄ）２重量部とを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層ならびに端部クラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料：第１の基板〕
〔端部コアの形成材料：第２および第３の基板〕
上記成分Ａ：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、上記成分Ｄ：１重量部を乳酸エチルに溶解することにより、コアならびに端部コアの形成材料を調製した。

〔第１の基板の光導波路および位置決め用ガイドの作製〕
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム〔１６０ｍｍ×１６０ｍｍ×１８８μｍ（厚み）〕の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をアプリケーターにより塗布した後、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。つぎに、１００℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、アンダークラッド層（厚み２０μｍ）を形成した。

ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料をアプリケーターにより塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行い、コア形成領域と位置決め用ガイド形成領域とをもつ感光性樹脂層を形成した。つぎに、その上方に、コアおよび位置決め用ガイドのパターンと同形状の開口パターンが形成された合成石英系のクロムマスク（フォトマスク）を配置した。そして、その上方から、プロキシミティ露光法にて４０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、８０℃×１５分間の加熱処理を行った。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行うことにより、コア（厚み５０μｍ、長さ１００ｍｍ）および位置決め用ガイド（厚み５０μｍ）を形成した。コアの両端部は、端面にいくにつれて徐々に拡幅する拡幅部に形成した。その拡幅部の端面の幅は１００μｍ、拡幅部の根元部分およびコアの中央部分の幅は５０μｍ、拡幅部の長さは３０ｍｍとした。上記位置決め用ガイドは、上記コアの両端面から１００μｍの隙間をあけて形成し、長さ１０ｍｍ、幅３００μｍ、一対の平行な位置決め用ガイドの間隔８０μｍとした。

つぎに、位置決め用ガイドおよびコア両端部を除くコア部分を被覆するように、上記アンダークラッド層の表面に、オーバークラッド層の形成材料をアプリケーターにより塗布した。そして、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。これにより、オーバークラッド層（コアの表面からの厚み２５μｍ）を形成した。このようにして、第１の基板の光導波路を作製した。

〔第２および第３の基板の電気回路基板の作製〕
ステンレス製板材（厚み２５μｍのＳＵＳ３０４箔）の片面に、まず、フォトリソグラフィ法により、感光性ポリイミド樹脂からなる絶縁層（厚み１０μｍ）を所定パターンに形成した。ついで、上記絶縁層の表面にスパッタリングにより、銅／ニッケル／クロム合金からなるシード層を形成した。つぎに、上記ステンレス製板材，絶縁層およびシード層からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、上記シード層が形成されている側の上記ドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により、実装用パッドを含む電気回路のパターンの溝部を形成し、その溝部の底に上記シード層の表面部分を露呈させた。つぎに、電解銅めっきにより、上記溝部の底に露呈した上記シード層の表面部分に、電解銅めっき層（厚み１０μｍ）を積層形成した。そして、上記ドライフィルムレジストを水酸化ナトリウム水溶液により剥離した。その後、上記電解銅めっき層が形成されていないシード層部分をソフトエッチングにより除去し、残存した電解銅めっき層とその下のシード層とからなる積層部分を電気回路に形成した。さらに、上記ステンレス製板材，絶縁層および電気回路からなる積層体の両面に、ドライフィルムレジストを貼着した後、片面側の上記ドライフィルムレジストに、フォトリソグラフィ法により光伝播用の貫通孔およびアライメントマーク確認用の貫通孔のパターンの孔部を形成し、その孔部の底に上記ステンレス製板材の裏面部分を露呈させた。つぎに、塩化第２鉄水溶液を用いたエッチングにより、上記孔部の底に露呈した上記ステンレス製板材部分を穿孔し、上記光伝播用の貫通孔およびアライメントマーク確認用の貫通孔を形成した。その後、上記実装用パッドの表面に、金／ニッケル合金めっき層を形成した。

〔第２および第３の基板の光導波路およびアライメントマークの作製〕
上記ステンレス製板材のもう一方の片面（上記電気回路が形成された面とは反対側の面）に、上記端部クラッド層の形成材料を用い、上記第１の基板の光導波路のアンダークラッド層の形成と同様にして、端部クラッド層（厚み１０μｍ）を形成した。

そして、上記端部クラッド層の表面に、上記端部コアの形成材料をアプリケーターにより塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行い、端部コア形成領域とアライメントマーク形成領域とをもつ感光性樹脂層を形成した。ついで、上記端部コアおよびアライメントマークの表面形状と同形状の型面（凹部）が形成されている石英製の成形型を準備した。そして、その成形型を、上記電気回路基板に形成された上記光伝播用の貫通孔およびアライメントマーク確認用の貫通孔に対して所定位置に位置決めし、上記感光性樹脂層に対して成形型をプレスした。その状態で、上記成形型を通して、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、８０℃×１５分間の加熱処理を行った。その後、脱型した。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行った。これにより、端部コア（幅５０μｍ、厚み５０μｍ、長さ１５ｍｍ）およびアライメントマーク（縦１ｍｍ、横１ｍｍ、厚み５０μｍ）を形成した。そのアライメントマークは、十字状に形成されており、その線幅は５０μｍ、十字状の縦の長さは７００μｍ、十字状の横の長さは７００μｍとした。このようにして、第２および第３の基板の光導波路およびアライメントマークを作製した。

〔発光素子および受光素子の実装〕
上記電気回路基板を、電気回路側の面を上に向けて実装機のステージ上にセットした。そして、上記アライメントマークを基準として、超音波フリップチップ接合方式により、実装用パッドに発光素子および受光素子を実装した。上記発光素子としては、ＶＣＳＥＬ（Ulm Photonics 社製、波長８５０ｎｍ）を用い、上記受光素子としては、ＰＤ（Roithner laser Technik社製）を用いた。このようにして、第２および第３の基板を作製した。

〔第２の基板の検査〕
上記第２の基板の電気回路に電気信号を送り、発光素子を発光させ、端部コアの一端面（接続面）からの出射光の有無を確認した。この出射光が確認できるものは、良品と判断し、上記出射光が確認できないものは、不良品と判断した。

〔第３の基板の検査〕
上記第３の基板の端部コアの一端面（接続面）に光を入射させ、受光素子から電気回路に送られる電気信号の有無を確認した。この電気信号が確認できるものは、良品と判断し、上記電気信号が確認できないものは、不良品と判断した。

〔光電気混載モジュールの製造〕
上記検査で良品と判断された第２および第３の基板の端部コアの両側部を、上記第１の基板の位置決め用ガイドにより位置決めし、その状態で、上記端部コアの一端面（接続面）をそれぞれ、上記第１の基板のコアの両端面に接続した。その後、その接続部分の周りに上記アンダークラッド層の形成材料を塗布し、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行うことにより、上記第１の基板と第２および第３の基板とを固定した。このようにして、光電気混載モジュールを製造した。

本発明の光電気混載モジュールの製造方法によって得られた光電気混載モジュールの一実施の形態を模式的に示す縦断面図である。 本発明の光電気混載モジュールの製造方法の一実施の形態を模式的に示す説明図である。 図２の楕円部Ｃで囲った、上記光電気混載モジュールの中央部分用の第１の基板のコアの端部近傍を模式的に示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記第１の基板の光導波路の作製工程を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記光電気混載モジュールの発光側端部部分用の第２の基板の作製工程の前半を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記第２の基板の作製工程の後半を模式的に示す説明図である。 従来の光電気混載モジュールを模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 中央部分
２ 発光側端部部分
３ 受光側端部部分
１０，２０，３０ 光導波路
２３ 発光素子
３３ 受光素子

Claims (4)

1. 中央部分と、その一端側の発光側端部部分と、他端側の受光側端部部分とからなる光電気混載モジュールの製造方法であって、上記中央部分用に、その一端から他端に延びる光導波路を有する第１の基板を準備する工程と、上記発光側端部部分用に、発光素子と、上記中央部分用の第１の基板の光導波路の一端部に接続可能な光導波路とを有する第２の基板を準備する工程と、上記受光側端部部分用に、受光素子と、上記中央部分用の第１の基板の光導波路の他端部に接続可能な光導波路とを有する第３の基板を準備する工程とを備え、上記発光側端部部分用の第２の基板について、発光素子から発光された光がその光導波路の一端部から出射されるか否かを検査し、その出射が確認できたとき、その基板を上記中央部分用の第１の基板の一端側に組み付け、上記第２の基板の光導波路を上記中央部分用の第１の基板の光導波路に接続する工程と、上記受光側端部部分用の第３の基板について、その光導波路の一端部から入射させた光が受光素子で受光されるか否かを検査し、その受光が確認できたとき、その基板を上記中央部分用の第１の基板の他端側に組み付け、上記第３の基板の光導波路を上記中央部分用の第１の基板の光導波路に接続する工程とを備えたことを特徴とする光電気混載モジュールの製造方法。
2. 上記第２および第３の基板において、光導波路に対する所定の位置にアライメントマークを形成し、そのアライメントマークを基準にして上記発光素子および受光素子を実装する請求項１記載の光電気混載モジュールの製造方法。
3. 上記第１の基板に、上記第２および第３の基板の光導波路の両側部を位置決めする位置決め用ガイドを形成し、上記第２および第３の基板の光導波路と上記第１の基板の光導波路との接続を、上記位置決め用ガイドを利用して行う請求項１または２記載の光電気混載モジュールの製造方法。
4. 上記請求項３に記載の光電気混載モジュールの製造方法によって得られる光電気混載モジュールであって、上記第２および第３の基板の光導波路が、その両側部を位置決め用ガイドで位置決めした状態で、上記第１の基板の光導波路の端部に接続されていることを特徴とする光電気混載モジュール。

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