JP2013186310A - 光電気複合基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学部品や電子部品等を搭載するための開口部等の位置を高精度で形成しうる光電気複合基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光導波路が形成される第１の領域２０Ａと、配線が形成される第２の領域２０Ｂとを有する配線基板２０と、配線基板２０の第１の領域２０Ａ上に形成された第１クラッド層３８と、第１の領域２０Ａの第１クラッド層３８上に形成されたコア層４０と、第１の領域２０Ａのコア層４０上に形成された第２クラッド層４２と、配線基板２０の第２の領域２０Ｂ上に形成された配線層３４と、第２の領域２０Ｂ上に形成され、コア層４−と同一材料からなり、配線層３４に達する開口部４８を有する絶縁層３９とを有する光電気複合基板１０上に、光学部品５２と電子部品５４とが搭載されている。
【選択図】図４
【解決手段】光導波路が形成される第１の領域２０Ａと、配線が形成される第２の領域２０Ｂとを有する配線基板２０と、配線基板２０の第１の領域２０Ａ上に形成された第１クラッド層３８と、第１の領域２０Ａの第１クラッド層３８上に形成されたコア層４０と、第１の領域２０Ａのコア層４０上に形成された第２クラッド層４２と、配線基板２０の第２の領域２０Ｂ上に形成された配線層３４と、第２の領域２０Ｂ上に形成され、コア層４−と同一材料からなり、配線層３４に達する開口部４８を有する絶縁層３９とを有する光電気複合基板１０上に、光学部品５２と電子部品５４とが搭載されている。
【選択図】図４
Description
本発明は光電気複合基板及びその製造方法に係り、特に光学部品と電子部品とを搭載するための光電気複合基板及びその製造方法に関する。
近年、光ファイバ通信技術を中心に基幹系の通信回線の整備が進行する中でボトルネックとなりつつあるのが情報端末内の電気的配線である。このような背景から、すべての信号伝達を電気信号によって行う従来の電気回路基板に代わって、電気信号の伝達速度の限界を補うために、高速部分を光信号で伝達するタイプの光電気複合基板が提案されている。光電気複合基板には、受光素子や発光素子等の光学部品と共に、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品が搭載される（特許文献１、特許文献２参照）。
ひとつの光電気複合基板に光学部品と電子部品とを搭載するため、これら部品を搭載するための開口部等には厳しい位置精度が求められている。
本発明の目的は、光学部品や電子部品等を搭載するための開口部等の位置を高精度で形成しうる光電気複合基板及びその製造方法を提供することにある。
実施形態の一観点によれば、光導波路が形成される第１の領域と、配線が形成される第２の領域とを有する配線基板と、前記配線基板の前記第１の領域上に形成された第１クラッド層と、前記第１の領域の前記第１クラッド層上に形成されたコア層と、前記第１の領域の前記コア層上に形成された第２クラッド層と、前記配線基板の前記第２の領域上に形成された配線層と、前記第２の領域上に形成され、前記コア層と同一材料からなり、前記配線層に達する開口部を有する絶縁層とを有する光電気複合基板が提供される。
実施形態の一観点によれば、配線基板の配線が形成される第２の領域上に、配線層を形成する工程と、前記配線基板の光導波路が形成される第１の領域上に、第１クラッド層を形成する工程と、前記第１の領域において、前記第１クラッド層上にコア層と、前記第２の領域上において、前記コア層と同一材料からなり、前記配線層に達する開口部を有する絶縁層とを形成する工程と、前記第１の領域の前記コア層上に、第２クラッド層を形成する工程とを有する光電気複合基板の製造方法が提供される。
開示の光電気複合基板によれば、光学部品や電子部品等を搭載するための開口部等の位置を高精度にすることができる。
開示の光電気複合基板の製造方法によれば、光学部品や電子部品等を搭載するための開口部等の位置を高精度で形成することができる。
［第１実施形態］
（光電気複合基板）
第１実施形態による光電気複合基板について図１及び図２を用いて説明する。図１は第１実施形態による光電気複合基板の平面図である。図２は第１実施形態による光電気複合基板の図１のＡ−Ａ′線に沿ったＡ−Ａ′線断面図である。
（光電気複合基板）
第１実施形態による光電気複合基板について図１及び図２を用いて説明する。図１は第１実施形態による光電気複合基板の平面図である。図２は第１実施形態による光電気複合基板の図１のＡ−Ａ′線に沿ったＡ−Ａ′線断面図である。
本実施形態による光電気複合基板１０は、その一方の面である図２での上側の面に、発光素子や受光素子等の光学部品と、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品を表面実装するのに用いられる。
本実施形態による光電気複合基板１０は、図２に示すように、複数の配線層が形成された配線基板２０を有している。配線基板２０の第１の領域２０Ａには光導波路が形成され、第２の領域２０Ｂには配線が形成される。
配線基板２０は、図２に示すように、配線基板本体を形成する樹脂基板２２を有している。樹脂基板２２の両面には、それぞれ所要の形状にパターニングされた複数の配線層２４が形成されている。複数の配線層２４間には層間絶縁膜２６が形成されている。複数の配線層２４は層間絶縁膜２６に形成されたビアホール内に設けられた導体ビア２４ａにより接続されている。樹脂基板２２には両面に形成された配線層２４を接続するための貫通電極２８が設けられている。
配線基板２０の部品実装面側と反対側の面である図２の下側の面には、配線層２４を被覆する保護膜としてのソルダレジスト層３０が形成されている。ソルダレジスト層３０の所定位置には、マザーボード等に接続するための複数の開口部３２が形成されている。
樹脂基板２２は、例えば、１．０ｍｍ厚であり、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ＦＲ−４（Flame Retardant Type 4）により形成されている。
配線層２４は、例えば、１５μｍ厚である。層間絶縁膜２６は、例えば、５０μｍ厚である。貫通電極２８は、例えば、銅により形成されている。ソルダレジスト層は、例えば、３０μｍ厚である。
なお、図２に示す配線基板２０は、一例であって、他の形態であってもよい。
配線基板２０の部品実装面側には、図２に示すように、光導波路が形成される第１の領域２０Ａと、配線が形成される第２の領域２０Ｂが設けられている。
配線基板２０の第１の領域２０Ａ上にはダミー配線層３４が形成され、第２の領域２０Ｂには配線層３６が形成されている。
第２の領域２０Ｂに形成された配線層３６は、所定の形状にパターニングされている。例えば、光電気複合基板１０に搭載される、発光素子や受光素子等の光学部品や、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品を電気的に接続するようにパターニングされている。
第１の領域２０Ａに形成されたダミー配線層３４は、配線層３６が形成された第２の領域２０Ｂとの間で高低差が生じないようにするために設けたものである。ダミー配線層３４の平面パターンは、一面ベタな矩形形状でもよいし、所定の形状にパターニングされていてもよい。
ダミー配線層３４、配線層３６は、例えば、１５μｍ厚であり、例えば、銅により形成されている。
配線基板２０の第１の領域２０Ａのダミー配線層３４上には、光導波路のクラッド層である第１クラッド層３８が形成されている。
配線基板２０の部品実装面側の上面、すなわち、配線基板２０の第１の領域２０Ａの第１クラッド層３８上、配線基板２０の第２の領域２０Ｂの配線層３６上、及び、配線基板２０上に、樹脂層３９が形成されている。樹脂層３９は、図１に示すように、第１の領域２０Ａでは、光導波路のコア形状にパターニングされ、第２の領域２０Ｂでは、一面ベタな矩形形状でパターニングされている。第１の領域２０Ａ上の樹脂層３９は、光導波路のコアであるコア層４０として形成されている。第２の領域２０Ｂ上の樹脂層３９は、絶縁層として形成されている。
配線基板２０の第１の領域２０Ａのコア層４０上には、光導波路のクラッド層である第２クラッド層４２が形成されている。
第１クラッド層３８は、例えば、１０μｍ厚であり、樹脂層３９及びコア層４０は、例えば、４０μｍ厚であり、第２クラッド層４２は、例えば、コア層４０の下面から５０μｍ厚である。光導波路の厚さは、例えば、６０μｍ厚である。
第１クラッド層３８、樹脂層３９及びコア層４０、第２クラッド層４２は、基本的に同じ材料、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等により形成されている。光信号がコア層４０内を伝搬するように、第１クラッド層３８、第２クラッド層４２を形成する材料は、樹脂層３９及びコア層４０を形成する材料の屈折率よりも小さい。
図１及び図２に示すように、第１クラッド層３８、コア層４０、第２クラッド層４２の第１の領域２０Ａの所定位置には、Ｖ字形状の溝４４が形成されている。Ｖ字形状の溝４４は、上方が開口しており、一面がコア層４０を伝搬する光の進行方向に対して４５°の角度で傾斜させた反射面となっている。この反射面には反射膜４６が形成されている。Ｖ字形状の溝４４の位置は、光電気複合基板１０に光学部品が実装されたときにその光出射面又は光入射面に対向する位置である。
反射膜４６は、例えば、０．２μｍ厚であり、例えば、金、銀により形成されている。
図１及び図２に示すように、樹脂層３９の第２の領域２０Ｂの所定位置には、光電気複合基板１０に実装される光学部品や電子部品に電気的に接続するための複数の開口４８が形成されている。
なお、Ｖ字形状の溝４４については、本実施形態の光電気複合基板１０では、図１及び図２に示すように、出荷前に所定の位置に形成する場合を例として説明したが、必ずしも出荷に先立ち形成しておく必要はない。Ｖ字形状の溝４４を形成しない状態で出荷し、出荷先等で必要に応じてＶ字形状の溝４４を形成し、その傾斜面上に反射膜４６を形成するようにしてもよい。
また、光電気複合基板１０に設けられた開口４８の露出した導体部分には、光電気複合基板１０に実装する光学部品や電子部品がはんだバンプや金バンプ等を介して接続される。したがって、顧客等の便宜を考慮して、接続し易いように予めプリソルダ等によりはんだを被着させておいてもよい。
（光電気複合装置）
第１実施形態による光電気複合装置について図３及び図４を用いて説明する。図３は第１実施形態による光電気複合装置の平面図である。図４は第１実施形態による光電気複合装置の図３のＢ−Ｂ′線に沿ったＢ−Ｂ′線断面図である。
第１実施形態による光電気複合装置について図３及び図４を用いて説明する。図３は第１実施形態による光電気複合装置の平面図である。図４は第１実施形態による光電気複合装置の図３のＢ−Ｂ′線に沿ったＢ−Ｂ′線断面図である。
本実施形態による光電気複合装置５０は、光電気複合基板１０の部品実装面である図４での上側の面に、発光素子や受光素子等の光学部品と、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品を表面実装している。
図１及び図２に示すように、光電気複合基板の第１の領域２０Ａと第２の領域２０Ｂの境界部分に、光学部品５２が実装されている。光電気複合基板の第２の領域２０Ｂに、電子部品５４が実装されている。
実装される光学部品５２としては、例えば、ＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光素子等がある。
実装される電子部品５４としては、光学部品５２である発光素子を駆動するドライバ等のＩＣチップ、受光素子からの光出力信号を処理するＤＳＰやアンプ等を組み込んだＩＣチップ等がある。
光学部品５２は、光導波路複合基板１０に対向する側の面に、光を入射又は出射する光入出射部５２ａと、電極である金バンプ５２ｂとが設けられている。光学部品５２の光入出射部５２ａはＶ字形状の溝４４の反射膜４６に対向して光学的に結合され、金バンプ５２ｂは開口４８を介して配線層３６に電気的に接続されている。光学部品５２とコア層４０の間にはアンダーフィル樹脂５６が充填されている。
電子部品５４は、光導波路複合基板１０に対向する側の面に、電極パッドであるバンプ５４ａが設けられている。電子部品５４のバンプ５４ａは開口４８を介して配線層３６に電気的に接続されている。電子部品５４と樹脂層３９の間にはアンダーフィル樹脂５８が充填されている。
光電気複合装置５０の図３及び図４の右端部には、光信号を入出力するための光コネクタ（図示せず）が装着される。
上述した通り、本実施形態によれば、光学部品や電子部品等を搭載するための開口部等の位置を高精度にすることができる。
（光電気複合基板・光電気複合装置の製造方法）
第１実施形態による光電気複合基板・光電気複合装置の製造方法について図５乃至図１１を用いて説明する。図５乃至図１０は第１実施形態による光電気複合基板の製造方法を示す工程断面図である。図１１は第１実施形態による光電気複合装置の製造方法を示す工程断面図である。図５乃至図１０の工程断面図は、図２のＡ−Ａ′線断面図に対応し、図１１の工程断面図は、図３のＢ−Ｂ′線断面図に対応している。
第１実施形態による光電気複合基板・光電気複合装置の製造方法について図５乃至図１１を用いて説明する。図５乃至図１０は第１実施形態による光電気複合基板の製造方法を示す工程断面図である。図１１は第１実施形態による光電気複合装置の製造方法を示す工程断面図である。図５乃至図１０の工程断面図は、図２のＡ−Ａ′線断面図に対応し、図１１の工程断面図は、図３のＢ−Ｂ′線断面図に対応している。
まず、通常の製造方法により配線基板２０を製造する（図５（ａ）参照）。配線基板本体を形成する樹脂基板２２に配線層２４を接続するための貫通電極２８を形成する。樹脂基板２２の両面に、所要の形状にパターニングされた複数の配線層２４と層間絶縁膜２６を順次積層する。配線層２４は層間絶縁膜２６に設けられた導体ビア２４ａにより接続されている。配線基板２０の部品実装面側と反対側の面に、配線層２４を被覆する保護膜としてのソルダレジスト層３０を形成する。ソルダレジスト層３０には配線層２４に接続するための開口部３２を形成する。
次に、配線基板２０の部品実装面側の層間絶縁膜２６に配線層２４に達するビアホール２６ａを開口する（図５（ｂ）参照）。配線基板２０の部品実装面側には、光導波路が形成される第１の領域２０Ａと、配線が形成される第２の領域２０Ｂが設けられている。ビアホール２６ａは、配線層が形成される第２の領域２０Ｂに形成され、光導波路が形成される第１の領域２０Ａには形成されない。
次に、配線基板２０の部品実装面側の層間絶縁膜２６の上面に導電層３３を形成する（図６（ａ））。導電層３３は、例えば、１５μｍ厚であり、例えば、銅により形成されている。
次に、導電層３３をパターニングして、配線基板２０の第１の領域２０Ａにおけるダミー配線層３４と、第２の領域２０Ｂにおける配線層３６を形成する（図６（ｂ））。第２の領域２０Ｂに形成された配線層３６は、所定の形状にパターニングされる。第１の領域２０Ａに形成されたダミー配線層３４は、配線層３６が形成された第２の領域２０Ｂとの間で高低差が生じないようにするために設けたものである。ダミー配線層３４の平面パターンは、一面ベタな形状でもよいし、所定の形状にパターニングされていてもよい。
次に、配線基板２０の部品実装面側のダミー配線層３４、配線層３６上を含む上面に、第１クラッド層となる樹脂層３７を形成する（図７（ａ））。樹脂層３７は、例えば、１０μｍ厚であり、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等である。
樹脂層３７の形成方法としては、例えば、スピンコート法により樹脂を塗布する方法、樹脂フィルム膜を貼り付ける方法がある。
第１の領域２０Ａにもダミー配線層３４が形成され、配線層３６が形成された第２の領域２０Ｂとの間の高低差による段差がないので、上面にラミネート膜を均一に貼り付けることができる。
次に、樹脂層３７をパターニングして、配線基板２０の第１の領域２０Ａに第１クラッド層３８を形成する（図７（ｂ））。第１クラッド層３８は、例えば、１０μｍ厚である。
次に、配線基板２０の部品実装面側の第１クラッド層３８、配線層３６上を含む上面に、コア層、絶縁層となる樹脂層３９を形成する（図８（ａ））。樹脂層３９は、例えば、４０μｍ厚であり、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等である。
樹脂層３９の形成方法としては、例えば、スピンコート法により樹脂を塗布する方法、樹脂のラミネート膜を貼り付ける方法がある。
第１の領域２０Ａと第２の領域２０Ｂとの間の高低差による段差が小さいので、上面にラミネート膜を均一に貼り付けることができる。
次に、樹脂層３９をパターニングして、配線基板２０の第１の領域２０Ａに光導波路のコア形状のコア層４０を形成し、配線基板２０の第２の領域２０Ｂに一面ベタな矩形形状であって配線層３６の所定位置に達する開口４８が形成された絶縁層としての樹脂層３９を形成する（図８（ｂ））。配線基板２０の第２の領域２０Ｂ上の樹脂層３９は配線層３６を保護する保護層として機能する。実装される光学部品や電子部品は、樹脂層３９の開口４８を介して配線層３６と電気的に接続される。
樹脂層３９をパターニングして、第１の領域２０Ａにコア層４０を形成し、第２の領域２０Ｂの樹脂層３９に開口４８を形成するので、高精度でコア層４０と樹脂層３９の開口４８とを形成することができる。
次に、配線基板２０の部品実装面側の樹脂層３９、コア層４０上を含む上面に、第２クラッド層となる樹脂層４１を形成する（図９（ａ））。樹脂層４１は、例えば、５０μｍ厚であり、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等である。
樹脂層４１の形成方法としては、例えば、スピンコート法により樹脂を塗布する方法、樹脂のラミネート膜を貼り付ける方法がある。
第１の領域２０Ａと第２の領域２０Ｂとの間の高低差による段差が小さいので、上面にラミネート膜を均一に貼り付けることができる。
次に、樹脂層４１をパターニングして、配線基板２０の第１の領域２０Ａに第２クラッド層４２を形成する（図９（ｂ））。
なお、光信号がコア層４０内を伝搬するように、第１クラッド層３８、第２クラッド層４２を形成する材料は、コア層４０を形成する材料の屈折率よりも小さい。
次に、第１クラッド層３８、コア層４０、第２クラッド層４２の第１の領域２０Ａの所定位置に、Ｖ字形状の溝４４を形成する（図１０（ａ）。Ｖ字形状の溝４４の位置は、光電気複合基板１０に光学部品が実装されたときにその光出射面又は光入射面に対向する位置である。Ｖ字形状の溝４４は、上方が開口しており、一面がコア層４０を伝搬する光の進行方向に対して４５°の角度で傾斜している。
第１クラッド層３８、コア層４０、第２クラッド層４２にＶ字形状の溝４４を形成する方法としては、例えば、先端がＶ形のダイヤモンドソーや刃物による機械加工、レーザアブレーション法等がある。
次に、Ｖ字形状の溝４４の反射面に反射膜４６を形成する（図１０（ｂ））。反射膜４６は、例えば、０．２μｍ厚であり、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の光沢のある金属により形成されている。
反射膜４６を形成する方法としては、例えば、Ｖ字形状の溝４４の反射面以外の領域をマスクして、スパッタリングや蒸着等により、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の光沢のある金属膜を被着する。
以上の工程により、本実施形態による光電気複合基板１０が完成する。
なお、上述した実施形態では、出荷前に所定の位置にＶ字形状の溝４４を形成する場合を例として説明したが、必ずしも出荷に先立ち形成しておく必要はない。Ｖ字形状の溝４４を形成しない状態の光電気複合基板１０を出荷し、出荷先等で必要に応じてＶ字形状の溝４４を形成し、その傾斜面上に反射膜４６を形成するようにしてもよい。
また、光電気複合基板１０に設けられた開口４８の露出した導体部分には、光電気複合基板１０に実装する光学部品や電子部品の電極パッドがはんだバンプや金バンプ等を介して接続されるので、顧客等の便宜を考慮して、接続し易いように予めプリソルダ等によりはんだを被着させておいてもよい。
以上の工程により完成した光電気複合基板１０に光学部品や電子部品を実装して、光電気複合装置５０を製造する。
実装される光学部品５２としては、例えば、ＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光素子等が実装されうる。光学部品５２には、光を入射又は出射する光入出射部５２ａと、電極パッドである金バンプ５２ｂとが設けられている。
実装される電子部品５４としては、光学部品５２である発光素子を駆動するドライバ等のＩＣチップ、受光素子からの光出力信号を処理するＤＳＰやアンプ等を組み込んだＩＣチップ等が実装されうる。電子部品５４には、電極であるバンプ５４ａが設けられている。
次に、本実施形態による光電気複合装置の製造方法について図１１を用いて説明する。
まず、光学部品５２と電子部品５４を光電気複合基板１０の所定位置に実装する（図１１（ａ））。光学部品５２を、光入出射部５２ａがＶ字形状の溝４４の反射膜４６に対向し、金バンプ５２ｂが開口４８を介して配線層３６に電気的に接続し、電子部品５４を、電極であるバンプ５４ａが開口４８を介して配線層３６に電気的に接続する。
次に、光学部品５２とコア層４０の間にアンダーフィル樹脂５６を充填し、電子部品５４と樹脂層３９の間にアンダーフィル樹脂５８を充填する（図１１（ｂ））。
以上の工程により、本実施形態による光電気複合装置５０が完成する。
上述した通り、本実施形態によれば、樹脂層をパターニングすることにより、コア層を形成し、樹脂層に開口を形成するようにしたので、コア層と樹脂層の開口とを高精度で形成することができる。
［第２実施形態］
（光電気複合基板）
第２実施形態による光電気複合基板について図１２を用いて説明する。図１２は第２実施形態による光電気複合基板の断面図である。
（光電気複合基板）
第２実施形態による光電気複合基板について図１２を用いて説明する。図１２は第２実施形態による光電気複合基板の断面図である。
本実施形態による光電気複合基板１１０は、その一方の面である上側の面に、発光素子や受光素子等の光学部品と、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品を表面実装するのに用いられる。
本実施形態による光電気複合基板１１０は、図１２に示すように、複数の配線層が形成された配線基板１２０を有している。配線基板１２０の第１の領域１２０Ａには光導波路が形成され、第１の領域１２０Ａの両側に設けられた第２の領域１２０Ｂに配線が形成される。
配線基板１２０は、図１２に示すように、配線基板本体を形成する樹脂基板１２２を有している。樹脂基板１２２の両面には、それぞれ所要の形状にパターニングされた複数の配線層１２４が形成されている。複数の配線層１２４間には層間絶縁膜１２６が形成されている。複数の配線層１２４は層間絶縁膜１２６に設けられた導体ビア１２４ａにより接続されている。樹脂基板１２２には両面に形成された配線層１２４を接続するための貫通電極１２８が設けられている。
配線基板１２０の部品実装面側と反対側の面である図１２の下側の面には、配線層１２４を被覆する保護膜としてのソルダレジスト層１３０が形成されている。ソルダレジスト層１３０には配線層１２４に接続するための開口部１３２が形成されている。
なお、図２に示す配線基板２０は、一例であって、他の形態であってもよい。
配線基板１２０の部品実装面側には、図１２に示すように、光導波路が形成される第１の領域１２０Ａが設けられ、第１の領域１２０Ａの両側に、配線が形成される第２の領域１２０Ｂが設けられている。
配線基板１２０の第１の領域１２０Ａ上にはダミー配線層１３４が形成され、第２の領域１２０Ｂには配線層１３６が形成されている。
第２の領域１２０Ｂに形成された配線層１３６は、所定の形状にパターニングされている。例えば、光電気複合基板１１０に搭載される、発光素子や受光素子等の光学部品や、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品を電気的に接続するようにパターニングされている。
第１の領域１２０Ａに形成されたダミー配線層１３４は、配線層１３６が形成された第２の領域１２０Ｂとの間で高低差が生じないようにするために設けたものである。ダミー配線層１３４の平面パターンは、一面ベタな形状でもよいし、所定の形状にパターニングされていてもよい。
配線基板１２０の部品実装面側の上面、すなわち、配線基板１２０の第１の領域１２０Ａの第１クラッド層１３８上、配線基板１２０の第２の領域１２０Ｂの配線層１３６上、及び、配線基板１２０上に、樹脂層１３９が形成されている。第１の領域１２０Ａ上の樹脂層１３９は、光導波路のコアであるコア層１４０として形成されている。第２の領域１２０Ｂ上の樹脂層１３９は、絶縁層として形成されている。
樹脂層１３９は、図１２に示すように、第１の領域１２０Ａでは、光導波路のコア形状にパターニングされ、第２の領域１２０Ｂでは、一面ベタな矩形形状でパターニングされている。
配線基板１２０の第１の領域１２０Ａのコア層１４０上には、光導波路のクラッド層である第２クラッド層１４２が形成されている。
第１クラッド層１３８、樹脂層１３９及びコア層１４０、第２クラッド層１４２は、基本的に同じ材料、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等により形成されている。光信号がコア層１４０内を伝搬するように、第１クラッド層１３８、第２クラッド層１４２を形成する材料は、樹脂層１３９及びコア層１４０を形成する材料の屈折率よりも小さい。
図１２に示すように、第１クラッド層１３８、コア層１４０、第２クラッド層１４２の第１の領域１２０Ａの両端部近傍の所定位置には、Ｖ字形状の溝１４４が形成されている。Ｖ字形状の溝１４４は、上方が開口しており、一面がコア層１４０を伝搬する光の進行方向に対して４５°の角度で傾斜させた反射面となっている。この反射面には反射膜１４６が形成されている。Ｖ字形状の溝１４４の位置は、光電気複合基板１１０に光学部品が実装されたときにその光出射面又は光入射面に対向する位置である。
図１２に示すように、コア層１４０の第２の領域１２０Ｂの所定位置には、光電気複合基板１１０に実装される光学部品や電子部品に電気的に接続するための複数の開口１４８が形成されている。
なお、Ｖ字形状の溝１４４については、本実施形態の光電気複合基板１１０では、図１２に示すように、出荷前に所定の位置に形成する場合を例として説明したが、必ずしも出荷に先立ち形成しておく必要はない。Ｖ字形状の溝１４４を形成しない状態で出荷し、出荷先等で必要に応じてＶ字形状の溝１４４を形成し、その傾斜面上に反射膜１４６を形成するようにしてもよい。
また、光電気複合基板１１０に設けられた開口１４８の露出した導体部分には、光電気複合基板１１０に実装する光学部品や電子部品がはんだバンプや金バンプ等を介して接続される。したがって、顧客等の便宜を考慮して、接続し易いように予めプリソルダ等によりはんだを被着させておいてもよい。
（光電気複合装置）
第２実施形態による光電気複合装置について図１３を用いて説明する。図１３は第２実施形態による光電気複合装置の断面図である。
第２実施形態による光電気複合装置について図１３を用いて説明する。図１３は第２実施形態による光電気複合装置の断面図である。
本実施形態による光電気複合装置１５０は、光電気複合基板１１０の部品実装面である図１３での上側の面に、発光素子や受光素子等の光学部品と、ドライバやアンプ、制御回路等の電子部品を表面実装している。
図１３に示すように、光電気複合基板の第１の領域１２０Ａと第２の領域１２０Ｂの境界部分に、それぞれ光学部品１５２が実装されている。光電気複合基板の第２の領域１２０Ｂに、それぞれ電子部品１５４が実装されている。
実装される光学部品１５２としては、例えば、ＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光素子等が実装されうる。
実装される電子部品１５４としては、光学部品５２である発光素子を駆動するドライバ等のＩＣチップ、受光素子からの光出力信号を処理するＤＳＰやアンプ等を組み込んだＩＣチップ等が実装されうる。
本実施形態による光電気複合装置１５０では、例えば、コア層１４０の一方の光学部品１５２を発光部品とし、他方の光学部品１５２を受光部品としてもよい。
光学部品１５２は、光導波路複合基板１１０に対向する側の面に、光を入射又は出射する光入出射部１５２ａと、電極パッドである金バンプ１５２ｂとが設けられている。光学部品１５２の光入出射部１５２ａはＶ字形状の溝１４４の反射膜１４６に対向して光学的に結合され、金バンプ１５２ｂは開口１４８を介して配線層１３６に電気的に接続されている。光学部品１５２とコア層１４０の間にはアンダーフィル樹脂１５６が充填されている。
電子部品１５４は、光導波路複合基板１１０に対向する側の面に、電極であるバンプ１５４ａが設けられている。電子部品１５４のバンプ１５４ａは開口１４８を介して配線層１３６に電気的に接続されている。電子部品１５４とコア層１４０の間にはアンダーフィル樹脂１５８が充填されている。
上述した通り、本実施形態によれば、光学部品や電子部品等を搭載するための開口部等の位置を高精度にすることができる。
［変形実施形態］
上記実施形態は一例であって、必要に応じて種々の変形が可能である。
上記実施形態は一例であって、必要に応じて種々の変形が可能である。
１０…光電気複合基板
２０…配線基板
２０Ａ…第１の領域
２０Ｂ…第２の領域
２２…樹脂基板
２４…配線層
２４ａ…導体ビア
２６…層間絶縁膜
２６ａ…ビアホール
２８…貫通電極
３０…ソルダレジスト層
３２…開口部
３３…導電層
３４…ダミー配線層
３６…配線層
３７…樹脂層
３８…第１クラッド層
３９…樹脂層
４０…コア層
４１…樹脂層
４２…第２クラッド層
４４…溝
４６…反射膜
４８…開口
５０…光電気複合装置
５２…光学部品
５２ａ…光入出射部
５２ｂ…金バンプ
５４…電子部品
５４ａ…バンプ
１１０…光電気複合基板
１２０…配線基板
１２０Ａ…第１の領域
１２０Ｂ…第２の領域
１２２…樹脂基板
１２４…配線層
１２４ａ…導体ビア
１２６…層間絶縁膜
１２８…貫通電極
１３０…ソルダレジスト層
１３２…開口部
１３４…ダミー配線層
１３６…配線層
１３８…第１クラッド層
１３９…樹脂層
１４０…コア層
１４２…第２クラッド層
１４４…溝
１４６…反射膜
１４８…開口
１５０…光電気複合装置
１５２…光学部品
１５２ａ…光入出射部
１５２ｂ…金バンプ
１５４…電子部品
１５４ａ…バンプ
２０…配線基板
２０Ａ…第１の領域
２０Ｂ…第２の領域
２２…樹脂基板
２４…配線層
２４ａ…導体ビア
２６…層間絶縁膜
２６ａ…ビアホール
２８…貫通電極
３０…ソルダレジスト層
３２…開口部
３３…導電層
３４…ダミー配線層
３６…配線層
３７…樹脂層
３８…第１クラッド層
３９…樹脂層
４０…コア層
４１…樹脂層
４２…第２クラッド層
４４…溝
４６…反射膜
４８…開口
５０…光電気複合装置
５２…光学部品
５２ａ…光入出射部
５２ｂ…金バンプ
５４…電子部品
５４ａ…バンプ
１１０…光電気複合基板
１２０…配線基板
１２０Ａ…第１の領域
１２０Ｂ…第２の領域
１２２…樹脂基板
１２４…配線層
１２４ａ…導体ビア
１２６…層間絶縁膜
１２８…貫通電極
１３０…ソルダレジスト層
１３２…開口部
１３４…ダミー配線層
１３６…配線層
１３８…第１クラッド層
１３９…樹脂層
１４０…コア層
１４２…第２クラッド層
１４４…溝
１４６…反射膜
１４８…開口
１５０…光電気複合装置
１５２…光学部品
１５２ａ…光入出射部
１５２ｂ…金バンプ
１５４…電子部品
１５４ａ…バンプ
Claims (10)
- 光導波路が形成される第１の領域と、配線が形成される第２の領域とを有する配線基板と、
前記配線基板の前記第１の領域上に形成された第１クラッド層と、
前記第１の領域の前記第１クラッド層上に形成されたコア層と、
前記第１の領域の前記コア層上に形成された第２クラッド層と、
前記配線基板の前記第２の領域上に形成された配線層と、
前記第２の領域上に形成され、前記コア層と同一材料からなり、前記配線層に達する開口部を有する絶縁層と
を有することを特徴とする光電気複合基板。 - 請求項１記載の光電気複合基板において、
前記配線基板の前記第１の領域上に形成されたダミー配線層を更に有し、
前記第１クラッド層は、前記第１の領域の前記ダミー配線層上に形成されている
ことを特徴とする光電気複合基板。 - 請求項１又は２記載の光電気複合基板において、
前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第２クラッド層の所定位置にＶ字形状の溝が形成されている
ことを特徴とする光電気複合基板。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光電気複合基板と、
前記光電気複合基板に搭載され、前記光導波路に光学的に結合された光学部品と、
前記光電気複合基板に搭載され、前記配線に電気的に接続された電子部品と
を有することを特徴とする光電気複合装置。 - 配線基板の配線が形成される第２の領域上に、配線層を形成する工程と、
前記配線基板の光導波路が形成される第１の領域上に、第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１の領域において、前記第１クラッド層上にコア層と、前記第２の領域上において、前記コア層と同一材料からなり、前記配線層に達する開口部を有する絶縁層とを形成する工程と、
前記第１の領域の前記コア層上に、第２クラッド層を形成する工程と
を有することを特徴とする光電気複合基板の製造方法。 - 請求項５記載の光電気複合基板の製造方法において、
前記コア層と前記絶縁層とを形成する工程は、
前記第１の領域の前記第１クラッド層上及び前記第２の領域上に、前記同一材料からなる層を形成する工程と、
前記同一材料からなる層をパターニングして、前記第１の領域において、前記第１クラッド層上に前記コア層を形成し、前記第２の領域上において、前記配線層に達する前記開口部を有する前記絶縁層を形成する工程と
を有することを特徴とする光電気複合基板の製造方法。 - 請求項５又は６記載の光電気複合基板の製造方法において、
前記配線層を形成する工程では、前記配線基板の前記第２の領域上に配線層を形成すると共に、前記配線基板の前記第１の領域上にダミー配線層を形成し、
前記第１クラッド層を形成する工程では、前記第１の領域の前記ダミー配線層上に前記第１クラッド層を形成する
ことを特徴とする光電気複合基板の製造方法。 - 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光電気複合基板の製造方法において、
前記第１クラッド層、前記コア層及び前記第２クラッド層の所定位置に、Ｖ字形状の溝を形成する
ことを特徴とする光電気複合基板の製造方法。 - 配線基板の配線が形成される第２の領域上に、配線層を形成する工程と、
前記配線基板の光導波路が形成される第１の領域上に、第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１の領域において、前記第１クラッド層上にコア層と、前記第２の領域上において、前記コア層と同一材料からなり、前記配線層に達する開口部を有する絶縁層とを形成する工程と、
前記第１の領域の前記コア層上に、第２クラッド層を形成する工程と、
前記光導波路に光学的に結合された光学部品と、前記配線に電気的に接続された電子部品とを搭載する工程と
を有することを特徴とする光電気複合装置の製造方法。 - 光導波路が形成される第１の領域と、配線が形成される第２の領域とを有する配線基板と、前記配線基板の前記第１の領域上に形成された第１クラッド層と、前記第１の領域の前記第１クラッド層上に形成されたコア層と、前記第１の領域の前記コア層上に形成された第２クラッド層と、前記配線基板の前記第２の領域上に形成された配線層と、前記第２の領域上に形成され、前記コア層と同一材料からなり、前記配線層に達する開口部を有する絶縁層とを有する光電気複合基板に、前記光導波路に光学的に結合され、前記配線に電気的に接続された光学部品と、前記配線に電気的に接続された電子部品とを搭載する工程
を有することを特徴とする光電気複合装置の製造方法。
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