JP3992553B2 - Optical communication device and method for manufacturing optical communication device - Google Patents

Optical communication device and method for manufacturing optical communication device Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用デバイス、および、光通信用デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信分野を中心として光ファイバに注目が集まっている。特にＩＴ（情報技術）分野においては、高速インターネット網の整備に、光ファイバを用いた通信技術が必要となる。
光ファイバは、▲１▼低損失、▲２▼高帯域、▲３▼細径・軽量、▲４▼無誘導、▲５▼省資源等の特徴を有しており、これらの特徴を有する光ファイバを用いた通信システムでは、従来のメタリックケーブルを用いた通信システムに比べ、中継器数を大幅に削減することができ、建設、保守が容易になり、通信システムの経済化、高信頼性化を図ることができる。
【０００３】
また、光ファイバは、一つの波長の光だけでなく、多くの異なる波長の光を１本の光ファイバで同時に多重伝送することができるため、多様な用途に対応可能な大容量の伝送路を実現することができ、映像サービス等にも対応することができる。
【０００４】
そこで、このようなインターネット等のネットワーク通信においては、光ファイバを用いた光通信を、基幹網の通信のみならず、基幹網と端末機器（パソコン、モバイル、ゲーム等）との通信や、端末機器同士の通信にも用いることが提案されている。
【０００５】
このように基幹網と端末機器との通信等に光通信を用いる場合、端末機器において情報（信号）処理を行うＩＣが、電気信号で動作するため、端末機器には、光→電気変換器や電気→光変換器等の光信号と電気信号とを変換する装置（以下、光／電気変換器ともいう）を取り付ける必要がある。そこで、従来の端末機器では、例えば、ＩＣチップを実装したパッケージ基板、光信号を処理する受光素子や発光素子等の光学部品等を別々に実装し、これらに電気配線や光導波路を接続し、信号伝送および信号処理を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の端末機器では、ＩＣ実装パッケージ基板と光学部品とを別々に実装しているため、装置全体が大きくなり、端末機器の小型化を妨げる要因となっていた。
また、従来の端末機器では、ＩＣ実装パッケージ基板と光学部品との距離が離れているため、電気配線距離が長く、信号伝送時にクロストークノイズ等による信号エラー等が発生しやすかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、各種光学部品を実装したＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを対向配置することにより、接続信頼性に優れる光通信を達成することができるとともに、端末機器の小型化に寄与することができることを見出し、下記の構成からなる本発明の光通信用デバイスを完成させた。
さらに、光通信用デバイスにおいて、対向配置したＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層を形成した場合には、各光学部品間に空気中を浮遊している異物等が入り込むことがなく、加えて、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間で発生する応力を緩和することができるため、より信頼性に優れる光通信用デバイスとなることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明の光通信用デバイスは、少なくとも、受光素子および／または発光素子が実装されるとともに光路用樹脂充填層が形成された光学素子実装用領域を有するＩＣチップ実装用基板と、
少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板と、
上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間の空間に形成された、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率が７０％以上の封止樹脂層とからなる光通信用デバイスであって、
上記多層プリント配線板に設けられた光路用開口の直下に、光路変換部を備えた光導波路が形成されるとともに、上記光路用開口の内部には、光路用樹脂層が形成されており、
上記光導波路と上記受光素子および／または発光素子とは、上記光路用樹脂充填層、上記封止樹脂層および上記光路用樹脂層を介して光信号を伝達することができるように構成され、
上記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面には、少なくとも１つのマイクロレンズが配設されるとともに、
上記マイクロレンズは、上記封止樹脂層よりも屈折率が大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の光通信用デバイスにおいて、上記封止樹脂層には、粒子が含まれていることが望ましい。
【００１２】
本発明の光通信用デバイスの製造方法は、少なくとも、受光素子および／または発光素子が実装されるとともに光路用樹脂充填層が形成された光学素子実装用領域を有するＩＣチップ実装用基板と、少なくとも光路用開口の直下に形成された光路変換部を備えた光導波路と上記光路用開口の内部に形成された光路用樹脂層とを有する多層プリント配線板とを別々に製造した後、
上記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面に、少なくとも１つのマイクロレンズを配設し、
上記ＩＣチップ実装用基板の上記受光素子および／または発光素子と上記多層プリント配線板の光導波路との間で、光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定し、
さらに、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止用樹脂組成物を流し込んだ後、硬化処理を施すことにより長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率が７０％以上で、上記マイクロレンズよりも屈折率が小さい封止樹脂層を形成することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光通信用デバイスについて説明する。
本発明の光通信用デバイスは、少なくとも、受光素子および／または発光素子が実装されるとともに光路用樹脂充填層が形成された光学素子実装用領域を有するＩＣチップ実装用基板と、
少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板と、
上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間の空間に形成された、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率が７０％以上の封止樹脂層とからなる光通信用デバイスであって、
上記多層プリント配線板に設けられた光路用開口の直下に、光路変換部を備えた光導波路が形成されるとともに、上記光路用開口の内部には、光路用樹脂層が形成されており、
上記光導波路と上記受光素子および／または発光素子とは、上記光路用樹脂充填層、上記封止樹脂層および上記光路用樹脂層を介して光信号を伝達することができるように構成され、
上記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面には、少なくとも１つのマイクロレンズが配設されるとともに、
上記マイクロレンズは、上記封止樹脂層よりも屈折率が大きいことを特徴とする。
【００１４】
本発明の光通信用デバイスは、所定の位置に光学素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、所定の位置に光導波路が形成された多層プリント配線板とから構成されているため、実装した光学部品間の接続損失が低く、光通信用デバイスとして接続信頼性に優れる。
また、上記光通信用デバイスでは、光通信に必要な光学部品と電子部品とを一体化することができるため、光通信用端末機器の小型化に寄与することができる。
【００１５】
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間には、封止樹脂層が形成されているので、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、このゴミや異物等により光信号の伝送が阻害されることがないため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
【００１６】
さらに、上記封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する役目を果たすことができるため、例えば、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続する半田バンプ付近での破断等を防止することができる。また、光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくく、光学素子と光導波路との間での光信号の伝送も阻害されないため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
【００１７】
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板とは、半田バンプを介して電気的に接続されていることが望ましい。半田が有するセルフアライメント作用により両者をより確実に所定の位置に配置することができるからである。
なお、セルフアライメント作用とは、リフロー処理時に半田が自己の有する流動性により半田バンプ形成用開口の中央付近により安定な形状で存在しようとする作用をいい、この作用は、半田がソルダーレジスト層にはじかれるとともに、半田が金属に付く場合には、球形になろうとする表面張力が強く働くために起こるものと考えられる。このセルフアライメント作用を利用した場合、上記半田バンプを介して、上記多層プリント配線板上に上記ＩＣチップ実装用基板を接続する際に、リフロー前には両者に位置ズレが発生していたとしても、リフロー時に上記ＩＣチップ実装用基板が移動し、該ＩＣチップ実装用基板を上記多層プリント配線板上の正確な位置に取り付けることができる。
従って、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板とのそれぞれに、受光素子や発光素子、光導波路等の光学部品を正確な位置に取り付けておけば、半田バンプを介して上記多層プリント配線板上に、上記ＩＣチップ実装用基板を接続することにより接続信頼性に優れる光通信用デバイスを製造することができる。
【００１８】
以下、本発明の光通信用デバイスについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。なお、図１には、ＩＣチップが実装された状態の光通信用デバイスを示す。
【００１９】
図１に示すように、光通信用デバイス１５０は、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００とから構成され、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００とは、半田接続部（図示せず）を介して電気的に接続されている。
また、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００との間には、封止樹脂層１６０が形成されている。
なお、ＩＣチップ実装用基板１２０には、半田接続部１４３を介してＩＣチップ１４０が実装されている。
【００２０】
ＩＣチップ実装用基板１２０では、光学素子実装領域を有する光学素子挿入用基板１１００上に、基板１１２１の両面に導体回路１１２４、１１２５と層間樹脂絶縁層１１２２とが積層形成されるとともに、基板１１２１を挟んだ導体回路同士がスルーホール１１２９により接続され、さらに、層間樹脂絶縁層１１２２を挟んだ導体回路同士がバイアホール１１２７により接続されたパッケージ基板１１２０が積層されている。
光学素子挿入用基板１１００には、基板１１０１の両面に導体回路が形成され、該導体回路間を接続するスルーホール１１０６が形成されており、このスルーホール１１０６は、その内部に樹脂充填材層１１１０が形成され、さらに、樹脂充填材層１１１０を覆うように蓋めっき層１１１６が形成されている。
【００２１】
また、光学素子挿入用基板１１００は、その略中央に光学素子実装用領域を有している。この光学素子実装用領域には、受光素子１１３８および発光素子１１３９の光学素子がダイボンディング用樹脂（図示せず）を用いて配設されるとともに、光路用樹脂充填層１１４１が形成され、上記光学素子は、ワイヤ１１４０を介したワイヤボンディングによりパッケージ基板１１２０の金属層１１３６と電気的に接続されている。なお、光学素子の配設には、ダイボンディング用樹脂に代えて導電性ペーストを用いてもよいし、場合によっては、半田を用いてもよい。
なお、ＩＣチップ実装用基板１２０においては、光路用樹脂充填層１１４１、光学素子（受光素子１１３８および発光素子１１３９）、および、ワイヤ１１４０の占める領域が光学素子実装用領域に相当する。
また、上記光路用樹脂充填層は、図１に示すように、１層から構成されていてもよいが、例えば、内層光路用樹脂充填層と外層光路用樹脂充填層との２層から構成されていてもよく、３層以上から構成されていてもよい。これについては後に詳述する。
【００２２】
また、図１に示す光通信用デバイス１５０においては、光学素子として、ワイヤボンディング型の光学素子が用いられているが，本発明の光通信用デバイスにおいて用いられる光学素子は、フリップチップ型のものであってもよい。
なお、フリップチップ型の光学素子を用いる場合には、パッケージ基板に光学素子接続用パッドを予め設けておき、ここに、半田を介して光学素子を取り付ければよい。
また、フリップチップ型の光学素子を取り付けた場合には、該光学素子とパッケージ基板との間隙を樹脂封止することが望ましく、具体的には、例えば、内層光路用樹脂層を形成するための樹脂組成物等で樹脂封止すればよい。
【００２３】
ＩＣチップ実装用基板１２０は、パッケージ基板１１２０側の最外層に開口を有するソルダーレジスト層１１３４が形成されており、ソルダーレジスト層１１３４の開口には、半田パッド（金属層）１１３６を介してＩＣチップを実装するための半田バンプが形成されている。なお、上述したように、図１には、半田接続部１４３を介してＩＣチップ１４０が実装された光通信用デバイスを示す。
【００２４】
また、多層プリント配線板１００は、基板１０１の両面に導体回路１０４と層間樹脂絶縁層１０２とが積層形成され、基板１０１を挟んだ導体回路同士、および、層間樹脂絶縁層１０２を挟んだ導体回路同士は、それぞれ、スルーホール１０９およびバイアホール１０７により電気的に接続されている。また、スルーホール１０９内には、樹脂充填材層１１０が形成されている。
さらに、多層プリント配線板１００のＩＣチップ用実装基板１２０と対向する側の最外層には、光路用開口１１１を備えたソルダーレジスト層１１４が形成されるとともに、光路用開口１１１直下に光路変換ミラー１１９（１１９ａ、１１９ｂ）を備えた光導波路１１８（１１８ａ、１１８ｂ）が形成されており、光路用開口１１１内には、光路用樹脂層１０８が形成されている。
【００２５】
このような構成からなる光通信用デバイス１５０では、光ファイバ等（図示せず）を介して外部から送られてきた光信号が、光導波路１１８ａに導入され、光路変換ミラー１１９ａおよび光路用開口１１１、さらには、封止樹脂層１６０、光路用樹脂充填層１１４１を介して受光素子１１３８（受光部１１３８ａ）に送られた後、受光素子１１３８で電気信号に変換され、さらに、導体回路および半田接続部を介してＩＣチップ１４０に送られることとなる。
【００２６】
また、ＩＣチップ１４０から送り出された電気信号は、半田接続部および導体回路を介して発光素子１１３９に送られた後、発光素子１１３９で光信号に変換され、この光信号が発光素子１１３９（発光部１１３９ａ）から光路用樹脂充填層１１４１、封止樹脂層１６０、光路用開口１１１ｂおよび光路変換ミラー１１９ｂ介して光導波路１１８ｂに導入され、さらに、光ファイバ等（図示せず）を介して光信号として外部に送りだされることとなる。
【００２７】
このような本発明の光通信用デバイスでは、ＩＣチップ実装用基板内、すなわち、ＩＣチップに近い位置で、光／電気信号変換を行うため、電気信号の伝送距離が短く、より高速通信に対応することができるとともに、光通信に必要な光学部品と電子部品とを一体化することができるため、光通信用端末機器の小型化に寄与することができる。
【００２８】
また、上記光通信用デバイスでは、ＩＣチップから送り出された電気信号は、上述したように光信号に変換された後、光ファイバ等を介して外部に送りだされるだけでなく、半田バンプを介して多層プリント配線板に送られ、該多層プリント配線板の導体回路（バイアホール、スルーホールを含む）を介して、多層プリント配線板に実装された他のＩＣチップ等の電子部品（図示せず）に送られることとなる。
なお、図１に示す光通信用デバイス１５０の断面図では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続する半田バンプは図示されていないが、実際には、ＩＣチップ実装用基板および／または多層プリント配線板に形成した半田バンプを介して両者は接続されている。
【００２９】
また、図１に示す光通信用デバイス１５０では、ＩＣチップ実装用基板１２０と多層プリント配線板１００との間に封止樹脂層１６０が形成されている。このように、ＩＣチップ実装用基板と、多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されている光通信用デバイスは、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、ゴミや異物の存在により光信号の伝送が阻害されることがないため、より信頼性に優れることとなる。
【００３０】
上記封止樹脂層としては、通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、その材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光化された樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられる。これらのなかでは、熱硬化性樹脂が望ましい。
具体的には、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂；フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂；エポキシ樹脂；ＵＶ硬化性エポキシ樹脂；重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂；ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
【００３１】
また、上記封止樹脂層は、通信波長光の透過率が７０％以上であることが望ましい。
通信波長光の透過率が７０％未満では、光信号の損失が大きく、光通信用デバイスの信頼性の低下に繋がることがあるからである。上記透過率は、９０％以上であることがより望ましい。
特に、上記封止樹脂層が上述した樹脂成分のみからなる場合には、その透過率は、９０％以上であることが望ましく、後述するように、封止樹脂層に粒子が配合されている場合には、その透過率は、７０％以上であることが望ましい。
【００３２】
なお、本明細書において、通信波長光の透過率とは、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率をいう。具体的には、強さＩ１の光が上記封止樹脂層に入射し、該封止樹脂層を１ｍｍ通過して出てきたとした際に、出てきた光の強さがＩ２である場合に下記式（１）により算出される値である。
【００３３】
透過率（％）＝（Ｉ２／Ｉ１）×１００・・・（１）
【００３４】
なお、上記透過率とは、２５〜３０℃で測定した透過率をいう。
【００３５】
また、上記封止樹脂層には、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていることが望ましい。
粒子を含ませることにより、上記ＩＣチップ実装用基板や上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数を整合させることができ、熱膨張係数の差に起因したクラック等がより発生しにくくなるからである。
【００３６】
なお、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とからなる本発明の光通信用デバイスにおいて、その構成部材の熱膨張係数（ｚ軸方向）は、例えば、基板が５．０×１０-5〜６．０×１０-5（／℃）程度、層間樹脂絶縁層が６．０×１０-5〜８．０×１０-5（／℃）程度、粒子が０．１×１０-5〜１．０×１０-5（／℃）程度、封止樹脂層が０．１×１０-5〜１００×１０-5（／℃）程度、粒子を配合した封止樹脂層が３．０×１０-5〜４．０×１０-5（／℃）程度、ＩＣチップやシリコン、ゲルマニウム等を材料とする光学素子が０．５×１０-5〜１．５×１０-5（／℃）程度、導体回路が１．０×１０-5〜２．０×１０-5（／℃）程度である。なお、上記熱膨張係数の測定温度は２０℃である。
このように、封止樹脂層に粒子が配合されていると、該封止樹脂層と光通信用デバイスを構成する他の構成部材との熱膨張係数の差が小さくなる。そのため、応力が緩和されることとなる。
また、封止樹脂層に粒子が配合されている場合には、光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなる。
【００３７】
また、上記封止樹脂層に粒子を配合する場合、該封止樹脂層の樹脂成分の屈折率と、上記粒子の屈折率とは同程度であることが望ましい。そのため、封止樹脂層に粒子を配合する場合には、屈折率の異なる２種類以上の粒子を混ぜ合わせて、粒子の屈折率が樹脂成分の屈折率と同程度になるようにすることが望ましい。
具体的には、例えば、樹脂成分が屈折率１．５３のエポキシ樹脂である場合には、屈折率が１．５４のシリカ粒子と屈折率が１．５２のチタニア粒子とを混ぜ合わせて用いることが望ましい。
なお、粒子を混ぜ合わせる方法としては、混練する方法、２種以上の粒子を溶かして混ぜ合わせた後、粒子状にする方法等が挙げられる。
【００３８】
上記樹脂粒子としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等からなるものが挙げられる。
【００３９】
具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂；これらの熱硬化性樹脂の熱硬化基（例えば、エポキシ樹脂におけるエポキシ基）にメタクリル酸やアクリル酸等を反応させ、アクリル基を付与した樹脂；フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＩ）等の熱可塑性樹脂；アクリル樹脂等の感光性樹脂等からなるものが挙げられる。
また、上記熱硬化性樹脂と上記熱可塑性樹脂との樹脂複合体や、上記アクリル基を付与した樹脂や上記感光性樹脂と上記熱可塑性樹脂との樹脂複合体からなるものを用いることもできる。
また、上記樹脂粒子としては、ゴムからなる樹脂粒子を用いることもできる。
【００４０】
また、上記無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物、炭酸カリウム等のカリウム化合物、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム等のマグネシウム化合物、シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物、チタニア等のチタン化合物等からなるものが挙げられる。また、シリカとチタニアとを一定の割合で混ぜ、溶融させて均一化したものを用いてもよい。
また、上記無機粒子として、リンやリン化合物からなるものを用いることもできる。
【００４１】
上記金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、白金、鉄、亜鉛、鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム等からなるものが挙げられる。
これらの樹脂粒子、無機粒子および金属粒子は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
【００４２】
また、上記粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。これらのなかでは、球状、または、楕円球状が望ましい。球状や楕円球状の粒子には角がないため、封止樹脂層にクラック等がより発生しにくいからである。
さらに、上記粒子の形状が球状または楕円球状である場合には、該粒子で光が反射しにくく、光信号の損失が低減されることとなる。
【００４３】
また、上記粒子の粒径の望ましい下限は０．０１μｍであり、より望ましい下限は０．１μｍである。一方、上記粒径の望ましい上限は１００μｍであり、より望ましい上限は５０μｍであり、特に、その上限は通信波長より短いことが望ましい。上記粒子の平均粒径が通信波長より短いと、より光信号の伝送が阻害されるおそれが少なくなるからである。
また、この範囲の粒径を有する粒子であれば、２種類以上の異なる粒径の粒子を含んでいてもよい。
なお、本明細書において、粒子の粒径とは、粒子の一番長い部分の長さをいう。
【００４４】
上記封止樹脂層に含まれる粒子の配合量の望ましい下限は１０重量％であり、より望ましい下限は２０重量％である。一方、上記粒子の配合量の望ましい上限は８０重量％であり、より望ましい上限は７０重量％である。粒子の配合量が１０重量％未満であると、粒子を配合させる効果を充分に得られないことがあり、粒子の配合量が８０重量％を超えると、光信号の伝送が阻害されることがあるからである。
なお、上記封止樹脂層の組成は、光信号の伝送損失、耐熱性、曲げ強度等の信頼性に影響を及ぼすため、その具体的な組成は、封止樹脂層が光信号の低損失性、優れた耐熱性や耐クラック性を満たすように適宜選択すれば良い。
【００４５】
本発明の光通信用デバイスでは、上記光路用樹脂充填層の屈折率と、上記封止樹脂層の屈折率とが同一であることが望ましい。例えば、上記光路用樹脂充填層の屈折率が、上記封止樹脂層の屈折率よりも小さい場合には、光路用樹脂充填層を介して伝送される光信号が受光素子の受光部に向かって集光することとなり、上記発光素子から送り出された光信号は、光路用樹脂充填層と封止樹脂層との界面で広がらない方向に屈折することとなるものの、両者の屈折率が異なることに起因して、光路用樹脂充填層と封止樹脂層との界面で光信号の反射が発生することとなり、その結果、光信号の伝送損失が大きくなる。従って、光信号の伝送損失を小さくするには、光路用樹脂充填層の屈折率と上記封止樹脂層の屈折率とは同一であることが望ましく、通常は、光路用樹脂充填層と封止樹脂層との界面での光信号の反射の度合いと、屈折の度合いとを考慮して、両者の屈折率を適宜選択することとなる。
【００４６】
また、上記光通信用デバイスでは、多層プリント配線板に設けられた光路用開口内に光路用樹脂層が形成されていることが望ましく、この場合、上記光路用樹脂層の屈折率と封止樹脂層の屈折率とは同一であることが望ましい。両者の屈折率が同一である場合には、光路用樹脂充填層の屈折率と封止樹脂層の屈折率とが同一の場合と同様、光信号の伝送損失を小さくすることができるからである。
さらに、上記光路用開口内が空隙である場合には、上記光通信用デバイス製造時の封止樹脂層を形成する工程において、封止樹脂層を形成するための未硬化の樹脂組成物が上記光路用開口の空隙内に入り込み、その際にボイドが発生することがあり、このようなボイドの発生は光通信用デバイスの光信号伝送能に悪影響を及ぼすことがあるが、光路用開口内に光路用樹脂層が形成されている場合には、このような問題が発生することもない。
【００４７】
また、上記光路用開口の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、上記光路用樹脂充填層、上記光路用樹脂層および上記封止樹脂層のそれぞれの屈折率は同一であることが望ましい。このように三者の屈折率が同一である場合には、上記光路用樹脂充填層と上記封止樹脂層との界面、および、上記封止樹脂層と上記光路用樹脂層との界面で光信号の反射が起こらないからである。
【００４８】
なお、上記封止樹脂層や光路用樹脂充填層に用いられる樹脂成分の屈折率は、例えば、エポキシ樹脂が１．５０〜１．６０程度、アクリル樹脂が１．４０〜１．５５程度、ポリオレフィンが１．５５〜１．６５程度であり、上記封止樹脂層等の屈折率を調整する方法としては、例えば、樹脂成分の一部をフッ素化したり、フェニル化したりすることにより分極率を変化させたり、樹脂成分の一部を重水素化することにより分子量を変化させて、樹脂成分の屈折率を変える方法等が挙げられる。なお、このような屈折率の調整方法は、光導波路の屈折率を調整する方法としても用いることができる。
【００４９】
また、上記光通信用デバイスにおいては、上記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面に、少なくとも１つのマイクロレンズが配設されていることが望ましい。
図２は、本発明の光通信用デバイスの別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
図２に示す光通信用デバイス２５０は、図１に示した光通信用デバイス１５０と同様、ＩＣチップ実装用基板２２０と多層プリント配線板２００とから構成され、ＩＣチップ実装用基板２２０と多層プリント配線板２００との間には、封止樹脂層２６０が形成されている。
また、ＩＣチップ実装用基板２２０では、光学素子（発光素子２１３８および受光素子２１３９）と光路変換ミラー２１９との間であって、光路用樹脂充填層２１４１の封止樹脂層２６０と対向する面（多層プリント配線板２００と対向する面）にマイクロレンズ２２４６が配設されている。このように、マイクロレンズを配設することにより、光学素子（受光素子および発光素子）と光導波路との間で、より確実に光信号を伝送することができる。
なお、上記マイクロレンズは、図２に示すように、発光素子と光路変換ミラーとの間、および、受光素子と光路変換ミラーとの間の２箇所に配設されていることが望ましいが、場合によっては、どちらか一方にのみ配設されていてもよい。
【００５０】
なお、図２に示す光通信用デバイス２５０の実施形態は、ＩＣチップ実装用基板２２０の光路用樹脂充填層２１４１の封止樹脂層１６０と対向する面にマイクロレンズ２４６が配設されている以外は、光通信用デバイス１５０の実施形態と同一である。
【００５１】
また、上記光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する面（多層プリント配線板と対向する面）に配設されるマイクロレンズの屈折率は、上記封止樹脂層の屈折率よりも大きいことが望ましい。このような屈折率を有するマイクロレンズを配設することにより、所望の方向に光信号を集光させることができるため、より確実に光信号の伝送を行うことができる。
【００５２】
また、上記マイクロレンズが、図２に示すような片面（封止樹脂層側）にのみ凸面を有する凸形状レンズである場合、上記マイクロレンズの曲率半径は、上記マイクロレンズの焦点距離を考慮して適宜選択する。具体的には、マイクロレンズの焦点距離を長くする場合には曲率半径を小さくし、焦点距離を短くする場合には、曲率半径を大きくする。
【００５３】
また、図示はしていないが、多層プリント配線板の光路用開口の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、該光路用開口の封止樹脂層側の端部にもマイクロレンズが配設されていることが望ましく、この場合、マイクロレンズの屈折率は、上記封止樹脂層の屈折率よりも大きいことが望ましい。
【００５４】
また、光路用開口の端部にもマイクロレンズが配設されており、かつ、上記受光素子の受光部や上記発光素子の発光部から上記光路用樹脂充填層の表面までの距離と、内部に光路用樹脂層が形成された光路用開口の厚さとが略同一である場合には、光路用開口の端部に配設されたマイクロレンズの屈折率と、光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する面に配設されたマイクロレンズの屈折率とは、略同一であることが望ましい。
このような屈折率を有するマイクロレンズを配設することにより、所望の方向に光信号を集光することができるため、より確実に光信号の伝送を行うことができる。
【００５５】
上記マイクロレンズとしては特に限定されず、光学レンズに使用されているものが挙げられ、その材質の具体例としては、光学ガラス、光学レンズ用樹脂等が挙げられる。
上記光学レンズ用樹脂としては、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂；フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂；エポキシ樹脂；ＵＶ硬化性エポキシ樹脂；重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂；ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
【００５６】
上記光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する面にマイクロレンズを配設する場合、該マイクロレンズは、光路用樹脂充填層に透明な接着剤層を介して配設されていてもよいし、該光路用樹脂充填層に直接配設されていてもよい。
なお、光路用開口の端部にマイクロレンズを配設する場合も同様に、透明な接着剤層を介して光路用開口の端部に配設すればよく、光路用開口の内部に光路用樹脂層が形成されている場合には、該光路用樹脂層に直接配設されていてもよい。
【００５７】
上記マイクロレンズは、受光素子の受光部や発光素子の発光部と、光導波路の光路変換ミラーとを結ぶ直線上にマイクロレンズの中心が位置するように取り付けられていることが望ましい。
また、上記マイクロレンズの形状は、図２に示したような凸形状のレンズに限定されるわけではなく、光信号を所望の方向に集光することができるものであればよい。
【００５８】
本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板の実施形態は、図１または２に示す形態に限定されるものではない。
図３は、本発明の光通信用デバイスの別の実施形態を模式的に示す断面図である。
【００５９】
図３に示す光通信用デバイス３５０もまた、ＩＣチップ実装用基板３２０と多層プリント配線板３００とから構成されるものであり、ＩＣチップ実装用基板の構造が、図１に示す光通信用デバイス１５０を構成するＩＣチップ実装用基板１２０とは異なるものの、その他の構造等は、図１に示す光通信用デバイス１５０と略同一である。従って、ここでは、光通信用デバイス３５０を構成するＩＣチップ実装用基板３２０についてのみ詳細に説明することとする。
【００６０】
ＩＣチップ実装用基板３２０は、光学素子実装用領域を有する光学素子挿入用基板３１００上に、基板３１２１の両面に導体回路３１２４、３１２５と層間樹脂絶縁層３１２２とが積層形成され、基板３１２１を挟んだ導体回路同士がスルーホール３１２９により接続され、層間樹脂絶縁層３１２２を挟んだ導体回路間がバイアホールにより接続されたパッケージ基板３１２０が積層されている。
【００６１】
また、光学素子挿入用基板３１００は、その略中央に光学素子実装用領域を有しており、この光学素子実装用領域には、受光素子３１３８および発光素子３１３９の光学素子が配設されているとともに光路用樹脂充填層（内層光路用樹脂充填層３１４１ａ、外層光路用樹脂充填層３１４１ｂ）が形成され、上記光学素子は、ワイヤ３１４０を介したワイヤボンディングによりパッケージ基板３１２０の金属層３１３６と電気的に接続されている。
また、図３に示す受光素子３１３８および発光素子３１３９の電気接続用パッド（光学素子のワイヤと接続する部分）は、それぞれの受光部３１３８ａおよび発光部３１３９ａよりもパッケージ基板側に設けられている。
このような形状の光学素子を用い、光路用樹脂充填層の構造を内層光路用樹脂充填層と外層光路用樹脂充填層との２層からなる構造とすることにより、上記ワイヤおよび上記光学素子のワイヤとの接続部を内層光路用樹脂充填層で保護することができるため、光学素子と導体回路（金属層）との接続信頼性がより優れることとなる。
【００６２】
また、ＩＣチップ実装用基板３２０では、光学素子挿入用基板３１００とパッケージ基板３１２０とを貫通するスルーホール３１０６が形成され、その内部には、樹脂充填材層３１１０が形成されている。また、ＩＣチップ実装用基板３２０は、ＩＣチップを実装する側の最外層に開口を有するソルダーレジスト層３１３４が形成されており、ソルダーレジスト層３１３４の開口には半田バンプ（金属層）３１３６を介して、ＩＣチップを実装するための半田バンプ３１４３が形成されている。
【００６３】
次に、本発明の光通信用デバイスの他の構成部材等について説明する。
本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板には、光学素子（受光素子、発光素子）が実装されている。
上記受光素子としては、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等が挙げられる。
これらは、上記光通信用デバイスの構成や、要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
上記受光素子の材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ等が挙げられる。
これらのなかでは、受光感度に優れる点からＩｎＧａＡｓが望ましい。
【００６４】
上記発光素子としては、例えば、ＬＤ（半導体レーザ）、ＤＦＢ−ＬＤ（分布帰還型−半導体レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等が挙げられる。
これらは、上記光通信用デバイスの構成や要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
【００６５】
上記発光素子の材料としては、ガリウム、砒素およびリンの化合物（ＧａＡｓＰ）、ガリウム、アルミニウムおよび砒素の化合物（ＧａＡｌＡｓ）、ガリウムおよび砒素の化合物（ＧａＡｓ）、インジウム、ガリウムおよび砒素の化合物（ＩｎＧａＡｓ）、インジウム、ガリウム、砒素およびリンの化合物（ＩｎＧａＡｓＰ）等が挙げられる。
これらは、通信波長を考慮して使い分ければよく、例えば、通信波長が０．８５μｍ帯の場合にはＧａＡｌＡｓを使用することができ、通信波長が１．３μｍ帯や１．５５μｍ帯の場合には、ＩｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰを使用することができる。
【００６６】
また、本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板には、光路用樹脂充填層が形成されており、この光路用樹脂充填層を介して上記ＩＣチップ実装用基板に実装された光学素子と、上記多層プリント配線板に形成された光導波路との間で、光信号を伝送することができる。
【００６７】
上記光路用樹脂充填層は、図１、２に示す光路用樹脂充填層１１４１、２１４１のように１層からなるものであってもよいし、図３に示す光路用樹脂充填層のように、内層光路用樹脂充填層３１４１ａと外層光路用樹脂充填層３１４１ｂとの２層からなるものであってもよい。
上記光路用樹脂充填層が２層からなる場合、内層光路用樹脂充填層を光学素子を固定するのに適した樹脂組成物を用いて形成し、外層光路用樹脂充填層を通信波長光の透過率に優れる樹脂組成物を用いて形成することにより光通信用デバイスとしての信頼性をより優れたものとすることができる。
また、このように特性の異なる内層光路用樹脂充填層と外層光路用樹脂充填層とを形成する場合、該内層光路用樹脂充填層の厚さは、上記光学素子の厚さと同じか、それよりも薄いこととなる。上記特性を優する内層光路用樹脂充填層の厚さが上記光学素子の厚さよりも厚いと光信号の伝送を阻害することがあるからである。
なお、上記光路用樹脂充填層は、場合によっては、３層以上からなるものであってもよい。
【００６８】
上記光路用樹脂充填層が１層からなる場合、該光路用樹脂充填層は、通信波長光の透過性に優れるものであれば特に限定されず、その材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、これらの複合体等を樹脂成分とする樹脂組成物等が挙げられる。上記樹脂成分の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、ＢＴ樹脂等が挙げられる。
【００６９】
また、上記樹脂組成物には、上記樹脂成分以外に、例えば、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていてもよい。これらの粒子を含ませることにより光路用樹脂充填層と、基板、ソルダーレジスト層、層間樹脂絶縁層等との間で熱膨張係数の整合を図ることができ、また、粒子の種類によっては難燃性を付与することもできる。
上記粒子の具体例としては、例えば、上記封止樹脂層に含まれる粒子と同様のもの等が挙げられる。
【００７０】
また、上記粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。
また、上記粒子の粒径（粒子の一番長い部分の長さ）の望ましい下限は０．０１μｍであり、より望ましい下限は０．１μｍである。一方、上記粒径の望ましい上限は１００μｍであり、より望ましい上限は５０μｍであり、特に、その上限は通信波長より短いことが望ましい。上記粒子の平均粒径が通信波長より短いと、より光信号の伝送が阻害されるおそれが少なくなるからである。
【００７１】
また、上記光路用樹脂充填層が内層光路用樹脂充填層と外層光路用樹脂充填層との２層からなる場合、外層光路用樹脂充填層の材料としては、上述した光信号の透過性に優れる樹脂組成物を用いることができ、内層光路用樹脂充填層の材料としては、例えば、従来公知のＩＣチップ封止用樹脂の材料と同様のもの等を用いることができる。
具体的には、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等を含む樹脂組成物等が挙げられる。
具体例としては、例えば、クレゾール・ノボラック系のエポキシ樹脂に、硬化剤としてフェノール・ノボラック系樹脂、フィラーとしてシリカ等が配合され、さらに、必要に応じて、反応促進剤、カップリング剤、難燃剤（難燃助剤）、着色剤等のその他の添加剤が配合された樹脂組成物等が挙げられる。
【００７２】
上記ＩＣチップ実装用基板において、上記光路用樹脂充填層が１層からなる場合、該光路用樹脂充填層の透過率は、７０％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
なお、本明細書において、光路用樹脂充填層の透過率とは、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率をいう。具体的には、強さＩ３の光が上記光路用樹脂充填層に入射し、該光路用樹脂充填層を通過して出てきたとした際に、出てきた光の強さがＩ４である場合に下記（２）により算出される値である。
【００７３】
透過率（％）＝（Ｉ４／Ｉ３）×１００・・・（２）
【００７４】
なお、上記透過率とは、２５〜３０℃で測定した透過率をいう。
【００７５】
また、上記光路用樹脂充填層が２層からなる場合には、上層光路用樹脂充填層の透過率（長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率）が、７０％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
【００７６】
また、本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板には、光導波路が形成されている。
上記光導波路としては、例えば、ポリマー材料等からなる有機系光導波路、石英ガラス、化合物半導体等からなる無機系光導波路等が挙げられる。これらのなかでは、ポリマー材料等からなる有機系光導波路が望ましい。層間樹脂絶縁層との密着性に優れ、加工が容易だからである。
【００７７】
上記ポリマー材料としては、通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等が挙げられる。
【００７８】
具体的には、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂、重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂、ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
【００７９】
上記光導波路には、上記樹脂成分以外に、例えば、樹脂粒子、無機粒子、金属粒子等の粒子が含まれていてもよい。
上記粒子の具体例としては、上記封止樹脂層に含まれる粒子と同様のもの等が挙げられる。
【００８０】
また、上記粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。これらのなかでは、球状、または、楕円球状が望ましい。球状や楕円球状の粒子には角がないため、光導波路にクラック等がより発生しにくいからである。さらに、上記粒子の形状が球状または楕円球状である場合には、該粒子で光が反射しにくく、光信号の損失が低減されることとなる。
【００８１】
また、上記粒子の粒径の望ましい下限は０．０１μｍであり、より望ましい下限は０．１μｍである。一方、上記粒径の望ましい上限は１００μｍであり、より望ましい上限は５０μｍであり、特に、その上限は通信波長より短いことが望ましい。上記粒子の平均粒径が通信波長より短いと、より光信号の伝送が阻害されるおそれが少なくなるからである。
また、この範囲の粒径を有する粒子であれば、２種類以上の異なる粒径の粒子が含まれていてもよい。
【００８２】
上記光導波路に含まれる粒子の配合量の望ましい下限は１０重量％であり、より望ましい下限は２０重量％である。一方、上記粒子の配合量の望ましい上限は８０重量％であり、より望ましい上限は７０重量％である。粒子の配合量が１０重量％未満であると、粒子を配合させる効果が得られないことがあり、粒子の配合量が８０重量％を超えると、光信号の伝送が阻害されることがあるからである
また、上記光導波路の形状は特に限定されないが、その形成が容易であることから、シート状が望ましい。
【００８３】
このように光導波路に粒子が含まれる場合には、光導波路と、多層プリント配線板を構成する基板や層間樹脂絶縁層等との間で熱膨張係数の整合をはかることができ、熱膨張係数の差に起因するクラックや剥離等がより発生しにくくなる。
【００８４】
また、上記光導波路の厚さは１〜１００μｍが望ましく、その幅は１〜１００μｍが望ましい。上記幅が１μｍ未満では、その形成が容易でないことがあり、一方、上記幅が１００μｍを超えると、多層プリント配線板を構成する導体回路等の設計の自由度を阻害する原因となることがある。
【００８５】
また、上記光導波路の厚さと幅との比は、１：１に近いほうが望ましい。これは、通常、上記受光素子の受光部や上記発光素子の発光部の平面形状が円形状だからである。なお、上記厚さと幅との比は特に限定されるものではなく、通常、約１：２〜約２：１程度であればよい。
さらに、上記光導波路が通信波長１．５５μｍのシングルモードの光導波路である場合には、その厚さおよび幅は５〜１５μｍであることが望ましく、上記光導波路が通信波長０．８５μｍでマルチモードの光導波路である場合には、その厚さおよび幅は２０〜８０μｍであることが望ましい。
【００８６】
また、上記光導波路としては、受光用光導波路と発光用光導波路とが形成されていることが望ましい。なお、上記受光用光導波路とは、光ファイバ等を介して外部から送られてきた光信号を受光素子へ伝送するための光導波路をいい、上記発光用光導波路とは、発光素子から送られてきた光信号を光ファイバ等へ伝送するための光導波路をいう。
また、上記受光用光導波路と上記発光用光導波路とは同一の材料からなるものであることが望ましい。熱膨張係数等の整合がはかりやすく、形成が容易であるからである。
【００８７】
上記光導波路には、上述したように、光路変換ミラーが形成されていることが望ましい。光路変換ミラーを形成することにより、光路を所望の角度に変更することが可能だからである。
上記光路変換ミラーの形成は、後述するように、例えば、光導波路の一端を切削することにより行うことができる。
【００８８】
なお、図１〜３に示す多層プリント配線板においては、ＩＣチップ実装用基板と対向する側の最外層の層間樹脂絶縁層上に光導波路が形成されているが、本発明の光通信用デバイスにおける光導波路の形成位置は、ここに限定されるわけではなく、層間樹脂絶縁層同士の間であってもよいし、基板と層間樹脂絶縁層との間であってもよい。さらには、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側の最外層の層間樹脂絶縁層上や、層間樹脂絶縁層同士の間、基板と層間樹脂絶縁層との間等であってもよい。
【００８９】
また、図１〜３に示す多層プリント配線板においては、最外層の層間樹脂絶縁層上に光導波路が形成され、さらに、この層間樹脂絶縁層および光導波路を覆うようにソルダーレジスト層が形成されているが、このソルダーレジスト層は、必ずしも形成されている必要はなく、例えば、最外層の層間樹脂絶縁層上全体に光導波路が形成され、この光導波路がソルダーレジスト層としての役割を果たしていてもよい。
このような構成からなる本発明の光通信用デバイスは、例えば、後述する本発明の光通信用デバイスの製造方法により製造することができる。
【００９０】
次に、本発明の光通信用デバイスの製造方法について説明する。
本発明の光通信用デバイスの製造方法は、少なくとも、受光素子および／または発光素子が実装されるとともに光路用樹脂充填層が形成された光学素子実装用領域を有するＩＣチップ実装用基板と、少なくとも光路用開口の直下に形成された光路変換部を備えた光導波路と上記光路用開口の内部に形成された光路用樹脂層とを有する多層プリント配線板とを別々に製造した後、
上記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面に、少なくとも１つのマイクロレンズを配設し、
上記ＩＣチップ実装用基板の上記受光素子および／または発光素子と上記多層プリント配線板の光導波路との間で、光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定し、
さらに、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に封止用樹脂組成物を流し込んだ後、硬化処理を施すことにより長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率が７０％以上で、上記マイクロレンズよりも屈折率が小さい封止樹脂層を形成することを特徴とする。
【００９１】
本発明の光通信用デバイスの製造方法では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを所定の位置に配置、固定した後、両者の間に封止樹脂層を形成するため、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、光信号の伝送が阻害されることのない光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【００９２】
また、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層を形成することにより、得られた光通信用デバイスにおいては、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する役目を果たすことができ、また、封止樹脂層を形成することにより光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなる。
従って、本発明の製造方法では、信頼性に優れる光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【００９３】
上記光通信用デバイスの製造方法では、まず、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを別々に製造する。
従って、ここでは、まず、ＩＣチップ実装用基板の製造方法と、多層プリント配線板の製造方法とを別々に説明し、その後、封止樹脂層を形成する方法について説明することとする。
【００９４】
まず、ＩＣチップ実装用基板の製造方法について説明する。
上記ＩＣチップ実装用基板の製造は、例えば、パッケージ基板と光学素子挿入用基板とを別々に作製した後、両者を貼り合わせ、さらに所定の工程を経ることにより行う。そのため、まず、光学素子挿入用基板を作製する方法とパッケージ基板を作製する方法とをそれぞれ工程順に別々に説明し、その後、両者を貼り合わせてＩＣチップ実装用基板とする工程について説明する。
【００９５】
パッケージ基板の作製は、例えば、下記（Ａ）〜（Ｃ）の工程を経ることにより行うことができる。
（Ａ）まず、基板上に導体回路を形成する。
具体的には、例えば、基板上に無電解めっき処理等によりベタの導体層を形成し、該導体層上にレジストを形成した後、エッチング処理を施すことにより基板上に導体回路を形成する。
また、基板上にめっきレジストを形成し、その後、めっき処理と、めっきレジストの剥離とを行うことによって基板上に導体回路を形成してもよい。
【００９６】
上記基板としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、フェノール樹脂、これらの樹脂にガラス繊維等の補強材が含浸された樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂）等からなる基板、ＦＲ−４基板、ＦＲ−５基板等が挙げられる。
また、両面銅張積層基板や片面銅張積層基板、ＲＣＣ基板等をベタの導体層が形成された基板として用いてもよい。
なお、コンフォーマル基板やアディティブ法で形成された基板を導体回路の形成された基板として用いてもよい。
【００９７】
また、必要に応じて、上記基板を挟んだ導体回路間を接続するスルーホールを形成してもよい。
スルーホールを形成する場合には、例えば、ベタの導体層を形成する前に、予め、基板にドリル加工やレーザ処理等により貫通孔を形成しておき、ベタの導体層を形成する際に貫通孔の壁面にも導体層を形成し、その後、エッチング処理を施すことにより導体回路を形成するとともにスルーホールを形成すればよい。
また、予め、ベタの導体層が形成された基板に貫通孔を形成した後、該貫通孔の壁面に無電解めっき処理等を施し、さらに、導体層にエッチング処理を施すことにより導体回路とスルーホールとを形成してもよい。
【００９８】
また、スルーホールを形成した場合には、該スルーホール内に樹脂充填材を充填することが望ましい。なお、樹脂充填材の充填は、例えば、スルーホールに相当する部分に開口が形成されたマスクを基板上に載置し、スキージを用いて行うことができる。
【００９９】
また、導体回路表面（スルーホールのランド表面を含む）には、粗化形成処理を施してもよい。導体回路表面を粗化面とすることにより後工程で積層形成する層間樹脂絶縁層との密着性を向上させることができるからである。
上記粗化形成処理としては、例えば、黒化（酸化）−還元処理、第二銅錯体と有機酸塩とを含むエッチング液等を用いたエッチング処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ針状合金めっきによる処理等が挙げられる。
なお、この粗化形成処理は、スルーホール内に樹脂充填材を充填する前に行い、スルーホールの壁面にも粗化面を形成してもよい。スルーホールと樹脂充填材との密着性が向上するからである。
【０１００】
上記スルーホール内に充填する樹脂充填材としては、例えば、エポキシ樹脂と硬化剤と無機粒子とを含む樹脂組成物等が挙げられる。
上記エポキシ樹脂としては特に限定されないが、ビスフェノール型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも一種が望ましい。
ビスフェノール型エポキシ樹脂は、Ａ型やＦ型の樹脂を選択することにより、希釈溶媒を使用しなくてもその粘度を調製することができ、ノボラック型エポキシ樹脂は、高強度で耐熱性や耐薬品性に優れ、無電解めっき液等の強塩基性溶液中であっても分解せず、また、熱分解もしにくいからである。
【０１０１】
上記ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が望ましく、低粘度で、かつ、無溶剤で使用することができる点からビスフェノールＦ型エポキシ樹脂がより望ましい。
また、上記ノボラック型エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂およびクレゾールノボラック型エポキシ樹脂から選択される少なくとも一種が望ましい。
【０１０２】
また、ビスフェノール型エポキシ樹脂とクレゾールノボラック型エポキシ樹脂とを混合して使用してもよい。この場合、ビスフェノール型エポキシ樹脂とクレゾールノボラック型エポキシ樹脂との混合比率は、重量比で１／１〜１／１００であることが望ましい。
【０１０３】
上記樹脂充填材に含まれる硬化剤としては特に限定されず、従来公知の硬化剤を用いることができ、例えば、イミダゾール系硬化剤、酸無水物硬化剤、アミン系硬化剤等が挙げられる。これらのなかでは、イミダゾール系硬化剤が望ましく、特に、２５℃において液状の１−ベンジル−２−メチルイミダゾールや、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、および、４−メチル−２−エチルイミダゾールが望ましい。
【０１０４】
また、上記樹脂充填材に含まれる無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物、炭酸カリウム等のカリウム化合物、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム、タルク等のマグネシウム化合物、シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物、チタニア等のチタン化合物等からなるものが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
また、上記無機粒子は、シランカップリング剤等により、コーティングされていてもよい。無機粒子とエポキシ樹脂との密着性が向上するからである。
【０１０５】
また、上記無機粒子の樹脂組成物中の含有比率の望ましい下限は１０重量％であり、より望ましい下限は２０重量％である。また、上記含有比率の望ましい上限は８０重量％であり、より望ましい上限は７０重量％である。基板等との間で、熱膨張係数の整合を図ることができるからである。
【０１０６】
また、上記無機粒子の形状は特に限定されず、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。これらのなかでは、球状や楕円球状が望ましい。粒子の形状に起因したクラックの発生等を抑制することができるからである。
上記無機粒子の平均粒径は、０．０１〜５．０μｍが望ましい。
【０１０７】
また、上記樹脂組成物中には、上記したエポキシ樹脂等以外に、他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等が含まれていてもよい。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレンパーフロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、熱可塑型ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフォン（ＰＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
なお、上記エポキシ樹脂に代えて、これらの樹脂を用いてもよい。
【０１０８】
（Ｂ）次に、導体回路を形成した基板上に、バイアホールを有する層間樹脂絶縁層を形成するとともに、該層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成する。
具体的には、例えば、下記（ｉ）〜（vi）の工程を経ることにより層間樹脂絶縁層と導体回路との形成を行う。
【０１０９】
（ｉ）まず、導体回路を形成した基板上に、熱硬化性樹脂や樹脂複合体からなる未硬化の樹脂層を形成するか、または、熱可塑性樹脂からなる樹脂層を形成する。
上記未硬化の樹脂層は、未硬化の樹脂をロールコータ、カーテンコータ等により塗布して成形してもよく、また、未硬化（半硬化）の樹脂フィルムを熱圧着して形成してもよい。さらに、未硬化の樹脂フィルムの片面に銅箔等の金属層が形成された樹脂フィルムを貼付してもよい。
また、熱可塑性樹脂からなる樹脂層は、フィルム状に成形した樹脂成形体を熱圧着することにより形成することが望ましい。
【０１１０】
上記未硬化の樹脂を塗布する場合には、樹脂を塗布した後、加熱処理を施す。
上記加熱処理を施すことにより、未硬化の樹脂を熱硬化させることができる。
なお、上記熱硬化は、後述するバイアホール用開口を形成した後に行ってもよい。
【０１１１】
このような樹脂層の形成において使用する熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられる。
【０１１２】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れるものとなる。
【０１１３】
上記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、シクロオレフィン系樹脂、これらの樹脂の共重合体等が挙げられる。
【０１１４】
また、上記熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン等が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体（樹脂複合体）としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含むものであれば特に限定されず、その具体例としては、例えば、粗化面形成用樹脂組成物等が挙げられる。
【０１１５】
上記粗化面形成用樹脂組成物としては、例えば、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して難溶性の未硬化の耐熱性樹脂マトリックス中に、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に対して可溶性の物質が分散されたもの等が挙げられる。
なお、上記「難溶性」および「可溶性」という語は、同一の粗化液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」といい、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
【０１１６】
上記耐熱性樹脂マトリックスとしては、層間樹脂絶縁層に上記粗化液を用いて粗化面を形成する際に、粗化面の形状を保持できるものが好ましく、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等が挙げられる。また、感光性樹脂であってもよい。後述するバイアホール用開口を形成する工程において、露光現像処理により開口を形成することができるからである。
【０１１７】
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。また、これらの熱硬化性樹脂に感光性を付与した樹脂、すなわち、メタクリル酸やアクリル酸等を用い、熱硬化基を（メタ）アクリル化反応させた樹脂を用いてもよい。具体的には、エポキシ樹脂の（メタ）アクリレートが望ましく、さらに、１分子中に、２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより望ましい。
【０１１８】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１１９】
上記可溶性の物質としては、例えば、無機粒子、樹脂粒子、金属粒子、ゴム粒子、液相樹脂および液相ゴム等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１２０】
上記無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物；炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物；炭酸カリウム等のカリウム化合物；マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム、タルク等のマグネシウム化合物；シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物；チタニア等のチタン化合物等からなる粒子が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
上記アルミナ粒子は、ふっ酸で溶解除去することができ、炭酸カルシウムは塩酸で溶解除去することができる。また、ナトリウム含有シリカやドロマイトはアルカリ水溶液で溶解除去することができる。
【０１２１】
上記樹脂粒子としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも１種からなる粗化液に浸漬した場合に、上記耐熱性樹脂マトリックスよりも溶解速度の早いものであれば特に限定されず、具体的には、例えば、アミノ樹脂（メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂等）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等からなるものが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
なお、上記樹脂粒子は予め硬化処理されていることが必要である。硬化させておかないと上記樹脂粒子が樹脂マトリックスを溶解させる溶剤に溶解してしまうため、均一に混合されてしまい、酸や酸化剤で樹脂粒子のみを選択的に溶解除去することができないからである。
【０１２２】
上記金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、スズ、亜鉛、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、鉄、鉛等からなるものが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
また、上記金属粒子は、絶縁性を確保するために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【０１２３】
（ii）次に、その材料として熱硬化性樹脂や樹脂複合体を用いた層間樹脂絶縁層を形成する場合には、未硬化の樹脂層に硬化処理を施すとともに、バイアホール用開口を形成し、層間樹脂絶縁層とする。
上記バイアホール用開口は、レーザ処理により形成することが望ましい。上記レーザ処理は、上記硬化処理前に行ってもよいし、硬化処理後に行ってもよい。
また、感光性樹脂からなる層間樹脂絶縁層を形成した場合には、露光、現像処理を行うことにより、バイアホール用開口を設けてもよい。なお、この場合、露光、現像処理は、上記硬化処理前に行う。
【０１２４】
また、その材料として熱可塑性樹脂を用いた層間樹脂絶縁層を形成する場合には、熱可塑性樹脂からなる樹脂層にレーザ処理によりバイアホール用開口を形成し、層間樹脂絶縁層とすることができる。
【０１２５】
このとき、使用するレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＵＶレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられる。これらは、形成するバイアホール用開口の形状等を考慮して使い分けてもよい。
【０１２６】
上記バイアホール用開口を形成する場合、マスクを介して、ホログラム方式のエキシマレーザによるレーザ光を照射することにより、一度に多数のバイアホール用開口を形成することができる。
また、短パルスの炭酸ガスレーザを用いて、バイアホール用開口を形成すると、開口内の樹脂残りが少なく、開口周縁の樹脂に対するダメージが小さい。
【０１２７】
また、光学系レンズとマスクとを介してレーザ光を照射する場合には、一度に多数のバイアホール用開口を形成することができる。
光学系レンズとマスクとを介することにより、同一強度で、かつ、照射角度が同一のレーザ光を複数の部分に同時に照射することができるからである。
【０１２８】
（iii）次に、バイアホール用開口の内壁を含む層間樹脂絶縁層の表面に、必要に応じて、酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する。
なお、この粗化面は、層間樹脂絶縁層とその上に形成する薄膜導体層との密着性を高めるために形成するものであり、層間樹脂絶縁層と薄膜導体層との間に充分な密着性がある場合には形成しなくてもよい。
【０１２９】
上記酸としては、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸、蟻酸等が挙げられ、上記酸化剤としては、クロム酸、クロム硫酸、過マンガン酸ナトリウム等の過マンガン酸塩等が挙げられる。
また、粗化面を形成した後には、アルカリ等の水溶液や中和液等を用いて、層間樹脂絶縁層の表面を中和することが望ましい。
次工程に、酸や酸化剤の影響を与えないようにすることができるからである。
また、上記粗化面の形成は、プラズマ処理等を用いて行ってもよい。
【０１３０】
また、上記粗化面の最大粗度Ｒｍａｘは、０．１〜２０μｍが望ましい。Ｒｍａｘが２０μｍを超えると粗化面自体が損傷や剥離を受けやすく、Ｒｍａｘが０．１μｍ未満では、導体回路との密着性を充分にえられないことがあるからである。特に、セミアディティブ法により導体回路を形成する場合には、上記最大粗度Ｒｍａｘは、０．１〜５μｍが望ましい。薄膜導体層との密着性を充分に確保することができるとともに、薄膜導体層の除去が容易だからである。
【０１３１】
（iv）次に、バイアホール用開口を設けた層間樹脂絶縁層の表面に薄膜導体層を形成する。
上記薄膜導体層は、無電解めっき、スパッタリング、蒸着等の方法を用いて形成する。なお、層間樹脂絶縁層の表面に粗化面を形成しなかった場合には、上記薄膜導体層は、スパッタリングにより形成することが望ましい。
なお、無電解めっきにより薄膜導体層を形成する場合には、被めっき表面に、予め、触媒を付与しておく。上記触媒としては、例えば、塩化パラジウム等が挙げられる。
【０１３２】
上記薄膜導体層の厚さは特に限定されないが、該薄膜導体層を無電解めっきにより形成した場合には、０．６〜１．２μｍが望ましく、スパッタリングにより形成した場合には、０．１〜１．０μｍが望ましい。
また、上記薄膜導体層の材質としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｗ等が挙げられる。これらのなかでは、ＣｕやＮｉが望ましい。
【０１３３】
（ｖ）次に、上記薄膜導体層上の一部にドライフィルムを用いてめっきレジストを形成し、その後、上記薄膜導体層をめっきリードとして電解めっきを行い、上記めっきレジスト非形成部に電解めっき層を形成する。
【０１３４】
また、この工程では、バイアホール用開口を電解めっきで充填してバイアホールの構造をフィールドビア構造としてもよく、一旦、その上面に窪みを有するバイアホールを形成し、その後、この窪みに導電性ペーストを充填してフィールドビア構造としてもよい。また、上面に窪みを有するバイアホールを形成した後、その窪みに樹脂充填材等を充填し、さらに、その上に蓋めっき層を形成して上面が平坦なバイアホールとしてもよい。バイアホールの構造をフィールドビア構造とすることにより、バイアホールの直上にバイアホールを形成することができる。
【０１３５】
（vi）さらに、めっきレジストを剥離し、めっきレジストの下に存在していた薄膜導体層をエッチングにより除去し、独立した導体回路とする。エッチング液としては、例えば、硫酸−過酸化水素水溶液、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩水溶液、塩化第二鉄、塩化第二銅、塩酸等が挙げられる。また、エッチング液として上述した第二銅錯体と有機酸とを含む混合溶液を用いてもよい。
【０１３６】
なお、ここに記載した導体回路の形成方法は、アディティブ法であるが、本発明の製造方法における導体回路の形成方法は、アディティブ法に限定されるわけではなく、例えば、サブトラクティブ法であってもよい。
以下、サブトラクティブ法により導体回路を形成する方法について簡単に説明する。
【０１３７】
まず、上記（ｉ）〜（iii）の工程と同様にして、バイアホール用開口を有する層間樹脂絶縁層を形成し、さらに、上記（iv）の工程と同様にして、バイアホール用開口の壁面を含む層間樹脂絶縁層の表面に薄膜導体層を形成する。
【０１３８】
次に、上記薄膜導体層上の全面に電気めっき層等を形成することにより導体層の厚さを厚くする。なお、電気めっき層等の形成は、必要に応じて行えばよい。
次いで、上記導体層上にエッチングレジストを形成する。
上記エッチングレジストは、例えば、感光性ドライフィルムを張り付けた後、該感光性ドライフィルム上にフォトマスクを密着配置し、露光現像処理を施すことにより形成する。
【０１３９】
さらに、上記エッチングレジスト非形成部下の導体層をエッチング処理により除去し、その後、エッチングレジストを剥離することにより層間樹脂絶縁層上に独立した導体回路（バイアホールを含む）を形成する。
なお、上記エッチング処理は、例えば、硫酸と過酸化水素との混合液、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化第二銅等のエッチング液を用いて行うことができ、エッチングレジストの剥離は、アルカリ水溶液等を用いて行うことができる。
【０１４０】
このような方法を用いることにより、バイアホールを有する層間樹脂絶縁層を形成するとともに、層間樹脂絶縁層上に導体回路を形成することができる。なお、本発明のＩＣチップ実装用基板では、層間樹脂絶縁層は１層しか形成していないが、製造するＩＣチップ実装用基板によっては、この工程（Ｂ）を複数回繰り返すことにより、層間樹脂絶縁層を２層以上積層形成してもよい。
【０１４１】
また、導体回路の形成方法として、アディティブ法を選択するか、サブトラクティブ法を選択するかは、導体回路の幅や間隔、実装するＩＣチップや光学素子、その他の各種電子部品等の接続端子の数やピッチ等を考慮して適宜選択すればよよい。
【０１４２】
（Ｃ）次に、最外層にソルダーレジスト層を形成する。
具体的には、未硬化のソルダーレジスト組成物をロールコータやカーテンコータ等により塗布したり、フィルム状に成形したソルダーレジスト組成物を圧着したりした後、硬化処理を施すことによりソルダーレジスト層を形成する。
【０１４３】
上記ソルダーレジスト層は、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を含むソルダーレジスト組成物を用いて形成することができる
【０１４４】
また、上記以外のソルダーレジスト組成物としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂の（メタ）アクリレート、イミダゾール硬化剤、２官能性（メタ）アクリル酸エステルモノマー、分子量５００〜５０００程度の（メタ）アクリル酸エステルの重合体、ビスフェノール型エポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂、多価アクリル系モノマー等の感光性モノマー、グリコールエーテル系溶剤などを含むペースト状の流動体が挙げられ、その粘度は２５℃で１〜１０Ｐａ・ｓに調整されていることが望ましい。
また、上記ソルダーレジスト組成物は、エラストマーや無機フィラーが配合されていてもよい。
また、ソルダーレジスト組成物として、市販のソルダーレジスト組成物を使用してもよい。
【０１４５】
また、上記ソルダーレジスト層には、必要に応じて、レーザ処理や露光現像処理により開口を形成する。この際、使用するレーザとしては、上述したバイアホール用開口を形成する際に用いるレーザと同様のもの等が挙げられる。
【０１４６】
次に、上記開口の底面に露出した導体回路の表面に、必要に応じて、金属層を形成する。なお、この工程で開口内に形成した金属層は、この開口を有するソルダーレジスト層がＩＣチップ実装用基板の最外層を構成する場合に、半田パッドとしての役割を果たすことがある。
上記金属層は、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金等の耐食性金属により上記導体回路表面を被覆することにより形成することができる。
具体的には、ニッケル−金、ニッケル−銀、ニッケル−パラジウム、ニッケル−パラジウム−金等の金属により形成することが望ましい。
また、上記半田パッドは、例えば、めっき、蒸着、電着等の方法を用いて形成することができるが、これらのなかでは、被覆層の均一性に優れるという点からめっきが望ましい。
また、この工程で形成するソルダーレジスト層には、後述する工程で光学素子挿入用基板との貼り合わせの際に用いる位置合わせ用マーク等を形成しておいてもよい。
このような（Ａ）〜（Ｃ）の工程を経ることによりパッケージ基板を作製することができる。
【０１４７】
次に、光学素子挿入用基板の作製方法について説明する。
光学素子挿入用基板の作製は、例えば、下記（ａ）〜（ｃ）の工程を経ることにより行うことができる。
（ａ）まず、基板の両面または片面に無電解めっき処理等により導体回路を形成する。
具体的には、例えば、基板上に無電解めっき処理等によりベタの導体層を形成し、該導体層上にレジストを形成した後、エッチング処理を施すことにより基板上に導体回路を形成する。
また、基板上にめっきレジストを形成し、その後、めっき処理と、めっきレジストの剥離とを行うことにより基板上に導体回路を形成してもよい。
【０１４８】
また、この工程では、基板を挟んだ導体回路間を接続するスルーホールを形成してもよい。
スルーホールの形成は、例えば、無電解めっき処理等によりベタの導体層を形成する前に、予め、基板にドリル加工やレーザ処理等により貫通孔を形成しておき、ベタの導体層を形成する際に貫通孔の壁面にも導体層を形成し、その後、エッチング処理を施すことにより導体回路を形成するとともに、スルーホールを形成してもよい。
また、予め、ベタの導体層が形成された基板に貫通孔を形成した後、該貫通孔の壁面に無電解めっき処理等を施し、さらに、導体層にエッチング処理を施すことにより導体回路とスルーホールとを形成してもよい。
【０１４９】
また、基板に貫通孔を形成した後、基板の表面の一部にめっきレジストを形成し、その後、貫通孔の壁面およびめっきレジスト非形成部に導体層を形成し、さらに、めっきレジストの剥離を行うことにより導体回路とスルーホールとを形成してもよい。
また、これらの方法により基板に貫通孔を形成する場合には、貫通孔を形成した後、導体層を形成する前に、該貫通孔にデスミア処理を施すことが望ましい。上記デスミア処理としては、例えば、過マンガン酸やクロム酸等の酸化剤を用いた薬液処理や、プラズマを用いたドライ処理等が挙げられる。
【０１５０】
ここで用いる基板としては、例えば、パッケージ基板を作製する際に用いる基板と同様のもの等が挙げられる。
また、この光学素子挿入用基板を作製する工程においても、上記スルーホールを形成した場合には、該スルーホール内に樹脂充填材を充填し、樹脂充填材層を形成することが望ましい。なお、樹脂充填材の充填は、例えば、スルーホールに相当する部分に開口が形成されたマスクを基板上に載置し、スキージを用いて行うことができる。
また、この工程においても、スルーホール内に樹脂充填材を充填する前にスルーホールの壁面に粗化面を形成しておくことが望ましい。これにより、スルーホールと樹脂充填材層との密着性がより向上するからである。
上記樹脂充填材としては、例えば、パッケージ基板を形成する際に用いた樹脂充填材と同様のもの等を用いることができる。
【０１５１】
また、この導体回路形成工程においては、スルーホール内に樹脂充填材層を形成した後、該樹脂充填材層のスルーホールからの露出面を覆う蓋めっき層を形成してもよい。蓋めっき層を形成することにより、スルーホールのランド上のみならず、蓋めっき層上にも半田パッドを形成することが可能となるため、設計の自由度がより向上するからである。
【０１５２】
上記蓋めっき層は、例えば、樹脂充填材層の露出面を含む基板の表面に導体層を形成し、蓋めっき層形成部分にエッチングレジストを形成した後、エッチング処理を施したり、予め、蓋めっき層非形成部分にめっきレジストを形成しておき、めっき処理とめっきレジストの除去とを行うことにより形成することができる。
【０１５３】
従って、この工程において、スルーホール上に蓋めっき層を形成する場合、下記の手順で処理を行うことにより、導体回路およびスルーホールの形成と蓋めっき層の形成とを同時に行うことができる。
すなわち、まず、基板に貫通孔を形成した後、該貫通孔の壁面を含む基板の表面に導体層を形成し、ついで、その壁面に導体層の形成された貫通孔内に樹脂充填材を充填する。さらに、樹脂充填材の露出面、および、基板表面に形成した導体層上にめっき処理等により導体層を積層形成した後、導体回路非形成部およびスルーホール非形成部の導体層をエッチング除去することにより、導体回路およびスルーホールの形成と蓋めっき層の形成とを同時に行うことができる。
【０１５４】
（ｂ）次に、導体回路を形成した基板上の導体回路非形成部の少なくとも一部に接着剤層を形成する。なお、本明細書において、スルーホールのランド部分は導体回路に含むものとする。従って、スルーホールのランド部分は、導体回路非形成部には相当しない。
この工程では、後工程でパッケージ基板と貼り合わせる側の導体回路非形成部の全部または一部に接着剤層を形成する。上記接着剤層は、パッケージ基板との充分な接着性が得られるように塗布すればよい。従って、後述する（ｃ）の工程で貫通孔を形成する部分には、接着剤層を形成してもよいし、しなくてもよい。
【０１５５】
上記接着剤としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化基の一部が感光化された樹脂、および、これらの複合体からなるもの等を用いることができる。
具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂等が挙げられる。また、予め、シート状に成形された接着剤を用いてもよく、プリプレグを用いてもよい。
【０１５６】
（ｃ）次に接着剤層を形成した基板の一部に貫通孔を形成する。ここで形成する貫通孔内には、後工程において、光学素子が配設されることとなる。
上記貫通孔の形成は、例えば、ルータ加工等により行うことができる。
また、上記貫通孔の形成位置は特に限定されないが、通常、基板の中央に形成する。
【０１５７】
また、この工程において、貫通孔を形成した後には、貫通孔壁面に存在するバリ等を除去するために、薬液処理や研磨処理等を施してもよい。
上記薬液処理は、例えば、クロム酸、過マンガン酸塩等の水溶液からなる酸化剤を使用して行うことができる。
このような（ａ）〜（ｃ）の工程を経ることにより光学素子挿入用基板を作製することができる。
【０１５８】
次に、上記（Ａ）〜（Ｃ）の工程を経て作製したパッケージ基板と、上記（ａ）〜（ｃ）の工程を経て作製した光学素子挿入用基板とを該光学素子挿入用基板が有する接着剤層を介して貼り合わせた後、ＩＣチップ実装用基板とする方法について説明する。
【０１５９】
パッケージ基板と光学素子挿入用基板との貼り合わせは、例えば、ピンラミネート方式やマスラミネート方式等を用いて行うことができる。
具体的には、両者の位置合わせを行った後、接着剤層が軟化する温度（通常、６０〜２００℃程度）まで昇温し、次いで、１〜１０ＭＰａ程度の圧力でプレスすることにより、パッケージ基板と光学素子挿入用基板とを貼り合わせる。その後、下記（１）〜（３）の工程を経てＩＣチップ実装用基板とする。
【０１６０】
（１）まず、上記光学素子挿入用基板に形成した貫通孔より露出したパッケージ基板の表面に光学素子を取り付けた後、上記光学素子と上記パッケージ基板の導体回路とを電気的に接続する。
上記光学素子の取り付け、および、電気的な接続の方法は、光学素子に応じて適宜選択すればよい。
以下、ワイヤボンディング型の光学素子を用いる場合と、フリップチップ型の光学素子を用いる場合について、具体的に説明する。
【０１６１】
ワイヤボンディング型の光学素子を用いる場合には、光学素子の取り付けは、例えば、共晶結合法、半田結合法、樹脂結合法等により行うことができる。また、銀ペーストや金ペーストを用いて、光学素子を取り付けてもよい。
上記樹脂結合法では、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂を主剤とし、これらの樹脂成分以外に硬化剤やフィラー、溶剤等を含むペーストをパッケージ基板上に塗布し、次いで、光学素子をペースト上に載置した後、該ペーストを加熱硬化させることにより光学素子を取り付ける。
なお、上記ペーストの塗布は、例えば、ディスペンス法、スタンピング法、スクリーン印刷法等により行うことができる。
また、銀ペーストを用いる場合には、パッケージ基板上に銀ペーストを塗布し、ついで、光学素子をペースト上に載置した後、この銀ぺーストを焼成することにより光学素子を取り付ける。
【０１６２】
上記光学素子と上記パッケージ基板の金属層とを電気的に接続には、ワイヤボンディングを用いる。ワイヤボンディングによる光学素子の接続は、取り付ける際の設計の自由度が大きく、経済的にも有利である。
上記ワイヤボンディングとしては、従来公知の方法、すなわち、ネイルヘッド・ボンディング法やウエッジ・ボンディング法を用いることができる。
【０１６３】
また、フリップチップ型の光学素子を用いる場合には、光学素子の取り付けと、電気的な接続とを同時に行うことができる。なお，フリップチップボンディングの方法としては、従来公知の方法を用いることができる。
また、光学素子としてフリップチップ型の光学素子を用いる場合には、該光学素子と上記パッケージ基板との間隙を樹脂封止することが望ましい。
なお、樹脂封止は、例えば、後工程で光路用樹脂充填層を形成する際に、同時に光学素子とパッケージ基板との間隙に樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理することにより行えばよい。勿論、光路用樹脂充填層を形成する工程とは別に、樹脂封止を行ってもよい。
なお、光学素子の電気的な接続は、ワイヤボンディングやフリップチップボンディングに限定されるわけではなく、例えば、テープボンディング等を用いて行ってもよい。
【０１６４】
（２）次に、上記光学素子挿入用基板に形成した貫通孔内に樹脂組成物を充填し、光路用樹脂充填層を形成する。
樹脂組成物を充填する方法としては特に限定されず、例えば、印刷やポッティング等の方法を用いることができる。また、タブレット状にしたものをプランジャーを用いて充填してもよい。また、樹脂組成物を充填した後には、必要に応じて、硬化処理等を施す。
【０１６５】
また、上記光路用樹脂充填層が２層以上からなる場合、例えば、内層光路用樹脂充填層と外層光路用樹脂充填層とからなる場合には、この工程では２回に分けて樹脂組成物を充填することとなる。
さらに、２層以上からなる光路用樹脂充填層に形成する工程で、充填した樹脂組成物に硬化処理を施す場合には、該硬化処理は、内層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物を充填した後に一度行い、外層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物を充填した後に再度行ってもよいし、内層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物と外層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物とをともに充填した後、同時に行ってもよい。どちらの方法を選択するかは、樹脂組成物に応じて適宜決定すればよい。
特に、内層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物と外層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物との硬化条件が異なる場合には、内層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物を充填した後、一度硬化処理を行い、その後、外層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物の充填と硬化処理とを行うことが望ましい。また、この方法を用いた場合には、内層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物と外層光路用樹脂充填層となる樹脂組成物とがその界面で混ざり合うことがない。
【０１６６】
さらに、この工程では、貫通孔から露出した樹脂組成物の露出面に研磨処理を施し、その露出面を平坦にすることが望ましい。露出面を平坦にすることにより、光信号の伝送が阻害されるおそれがより少なくなるからである。
上記研磨処理は、例えば、バフ研磨、紙やすり等による研磨、鏡面研磨、クリーン研磨、ラッピング等により行うことができる。また、酸や酸化剤、薬液等を用いた化学研磨を行ってもよい。また、これらの方法を２種以上組み合わせて研磨処理を行ってもよい。
【０１６７】
上記光路用樹脂充填層を形成した後には、必要に応じて、該光路用樹脂充填層の露出面（多層プリント配線板と対向する面）の一部にマイクロレンズを配設する。
上記光路用樹脂充填層の露出面の一部にマイクロレンズを配設するには、透明の接着剤層を介して所定の位置に配設してもよいし、該光路用樹脂充填層の露出面の所定の位置に直接配設してもよい。
【０１６８】
上記光路用樹脂充填層の露出面にマイクロレンズを直接配設する方法としては、例えば、未硬化の光学レンズ用樹脂を光路用樹脂充填層上に適量滴下し、この滴下した未硬化の光学レンズ用樹脂に硬化処理を施す方法等が挙げられる。
上記未硬化の光学レンズ用樹脂を光路用樹脂充填層上に適量滴下する際には、ディスペンサー、インクジェット、マイクロピペット、マイクロシリンジ等の装置を用いることができる。
このような装置を用いて、光路用樹脂層上に滴下した未硬化の光学レンズ用樹脂は、その表面張力により球形になろうとするため、上記光路用樹脂充填層の露出面で半球状となり、その後、半球状の未硬化の光学レンズ用樹脂に硬化処理を施すことで、光路用樹脂層上に半球状のマイクロレンズ（凸形状のレンズ）を配設することができる。
なお、上述した方法により形成するマイクロレンズの直径や曲面の形状等は、光路用樹脂充填層と未硬化の光学レンズ用樹脂との濡れ性等を考慮しながら、適宜未硬化の光学レンズ用樹脂の粘度等を調整することで制御することができる。
【０１６９】
また、上記光路用樹脂充填層を形成した後には、必要に応じて、上記パッケージ基板と上記光学素子挿入用基板とを貫通するスルーホールを形成してもよい。
具体的には、まず、上記パッケージ基板と上記光学素子挿入用基板とを貫通するスルーホール用貫通孔をドリル加工やレーザ処理等により形成し、次に、このスルーホール用貫通孔の壁面を含むパッケージ基板の露出面および光学素子挿入用基板の露出面に無電解めっき、スパッタリング等により薄膜導体層を形成する。さらに、その表面に薄膜導体層が形成された基板の上にめっきレジストを形成した後、該めっきレジスト非形成部に電解めっき層を形成し、その後、上記めっきレジストと該めっきレジスト下の薄膜導体層を除去することにより、上記パッケージ基板と上記光学素子挿入用基板とを貫通するスルーホールを形成する。
【０１７０】
上記薄膜導体層の材質としては、例えば、銅、ニッケル、スズ、亜鉛、コバルト、タリウム、鉛等が挙げられる。
これらのなかでは、電気特性、経済性等に優れる点から銅や銅およびニッケルからなるものが望ましい。
また、上記薄膜導体層の厚さとしては、無電解めっきにより薄膜導体層を形成する場合には、０．６〜１．２μｍが望ましい。また、スパッタリングにより形成する場合には、０．１〜１．０μｍが望ましい。
【０１７１】
上記電解めっきとしては、銅めっきが望ましく、その厚さとしては、５〜２０μｍが望ましい。
また、上記めっきレジストの除去は、例えば、アルカリ水溶液等を用いて行えばよく、上記薄膜導体層の除去は、硫酸と過酸化水素との混合液、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化第二銅等のエッチング液を用いて行えばよい。
また、上記導体回路を形成した後、必要に応じて、層間樹脂絶縁層上の触媒を酸や酸化剤を用いて除去してもよい。電気特性の低下を防止することができるからである。
【０１７２】
また、スルーホールを形成した後には、該スルーホール内に樹脂組成物を充填し、その後、必要に応じて、硬化処理を施すことにより、樹脂充填材層を形成することが望ましい。なお、上記樹脂組成物としては、例えば、パッケージ基板の作製において、スルーホール内を充填する際に用いた樹脂組成物と同様のもの等を用いることができる。
【０１７３】
また、スルーホール内に樹脂充填材層を形成した場合には、必要に応じて、無電解めっき等を行うことにより樹脂充填材層の表層部を覆う蓋めっき層を形成してもよい。蓋めっき層を形成することにより、スルーホールのランド上のみならず、蓋めっき層上にもはんだパッドを形成することが可能となるため、設計の自由度がより向上するからである。
【０１７４】
また、上述したようなめっきレジストを形成した後、電解めっき層を形成する方法に代えて、薄膜導体層上の全面に電解めっき層を形成した後、電解めっき層上にエッチングレジストや半田めっき層を形成し、さらに、エッチング処理を施す方法を用いて上記光学素子挿入用基板と上記パッケージ基板とを貫通するスルーホールを形成してもよい。
【０１７５】
なお、ここで説明したスルーホールの形成は、必ずしも、光学素子の実装、光路用樹脂充填層の形成、および、マイクロレンズの配設を行った後に行う必要はなく、光学素子を実装する前に行ってもよいし、光路用樹脂充填層を形成する前に行ってもよいし、マイクロレンズを配設する前に行ってもよい。
【０１７６】
（３）次に、上記パッケージ基板の露出面や上記光学素子挿入用基板の露出面にソルダーレジスト層を形成する。
具体的には、未硬化のソルダーレジスト組成物をロールコータやカーテンコータ等により塗布したり、フィルム状に成形したソルダーレジスト組成物を圧着したりした後、硬化処理を施すことによりソルダーレジスト層を形成する。
上記ソルダーレジスト組成物としては、例えば、パッケージ基板を作製する際に用いたソルダーレジスト組成物と同様のもの等を用いることができる。
【０１７７】
なお、この工程においては、上記（２）の工程で形成した光路用樹脂充填層上には、ソルダーレジスト層を形成する必要がない。
また、上記（２）の工程においてパッケージ基板と光学素子挿入用基板とを貫通するスルーホールを形成しなかった場合には、この工程において、パッケージ基板の露出面にソルダーレジスト層を形成しなくてもよい。この工程を行う前に、パッケージ基板の露出面全部には、既にソルダーレジスト層が形成されているからである。
【０１７８】
また、上記ソルダーレジスト層には、必要に応じて、レーザ処理や露光現像処理により半田バンプ形成用開口（ＩＣチップを実装するための開口や多層プリント配線板と接続するための開口）を形成する。この際、使用するレーザとしては、上述したバイアホール用開口を形成する際に用いるレーザと同様のもの等が挙げられる。
【０１７９】
なお、ここで説明したソルダーレジスト層の形成は、必ずしも、光学素子の実装（上記（１）の工程）、光路用樹脂充填層の形成やマイクロレンズの配設（上記（２）の工程）を行った後に行う必要はなく、光学素子を実装する前に行ってもよいし、光路用樹脂充填層を形成する前に行ってもよいし、マイクロレンズを配設する前に行ってもよい。
なお、上述したように、パッケージ基板と光学素子挿入用基板とを貫通するスルーホールを形成する場合は、上記ソルダーレジスト層の形成は、スルーホールを形成した後に行う。
【０１８０】
次に、上記半田バンプ形成用開口の底面に露出した導体回路の表面に、必要に応じて、金属層を形成する。
上記金属層は、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金等の耐食性金属により上記導体回路表面を被覆することにより形成することができる。
具体的には、ニッケル−金、ニッケル−銀、ニッケル−パラジウム、ニッケル−パラジウム−金等の金属により形成することが望ましい。
また、上記金属層は、例えば、めっき、蒸着、電着等の方法を用いて形成することができるが、これらのなかでは、被覆層の均一性に優れるという点からめっきが望ましい。なお、この金属層は、後工程で半田バンプ等を形成する際に半田パッドとしての役割を果たすこととなる。
【０１８１】
さらに、必要に応じて、ＩＣチップを実装するための開口（ＩＣチップ実装用開口）や、多層プリント配線板と接続するための開口（多層プリント配線板接続用開口）に相当する部分に開口部が形成されたマスクを介して、上記半田パッドに半田ペーストを充填した後、リフローすることにより半田バンプを形成する。
このような半田バンプを形成することにより、該半田バンプを介してＩＣチップを実装したり、多層プリント配線板を接続したりすることが可能となる。
なお、この半田バンプは、必要に応じて形成すればよく、半田バンプを形成しない場合であっても、実装するＩＣチップや接続する多層プリント配線板のバンプを介してこれらとＩＣチップ実装用基板とを電気的に接続することができる。
このような工程を経ることにより、本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造することができる。
【０１８２】
次に、多層プリント配線板の製造方法について説明する。
（１）まず、上記パッケージ基板の作製の（Ａ）の工程と同様にして、基板の両面に導体回路を形成するともに、基板を挟んだ導体回路間を接続するスルーホールを形成する。また、この工程でも、導体回路の表面やスルーホールの壁面に、必要に応じて、粗化面を形成する。
【０１８３】
（２）次に、必要に応じて、上記パッケージ基板の作製の（Ｂ）の工程と同様にして、導体回路を形成した基板上に層間樹脂絶縁層と導体回路とを積層形成する。
また、この（２）の工程、すなわち、層間樹脂絶縁層と導体回路とを積層する工程は、１回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。
【０１８４】
（３）次に、ＩＣチップ実装用基板と対向する側の基板上、または、層間樹脂絶縁層上の導体回路非形成部に光導波路を形成する。
上記光導波路の形成は、その材料に石英ガラス等の無機材料を用いて行う場合、予め、所定の形状に成形しておいた光導波路を接着剤を介して取り付けることにより行うことができる。
また、上記無機材料からなる光導波路は、例えば、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 等の無機材料を液相エピタキシヤル法、化学堆積法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシヤル法等により成膜させることにより形成することができる。
【０１８５】
また、ポリマー材料からなる光導波路を形成する方法としては、例えば、▲１▼予め離型フィルム上等にフィルム状に成形しておいた光導波路形成用フィルムを層間樹脂絶縁層上に張り付ける方法や、▲２▼層間樹脂絶縁層上に下部クラッド、コア、上部クラッドを順次積層形成していくことにより、上記層間樹脂絶縁層上に直接光導波路を形成する方法等が挙げられる。
なお、光導波路の形成方法としては、離型フィルム上に光導波路を形成する場合も、層間樹脂絶縁層上に光導波路を形成する場合も同様の方法を用いて行うことができる。
具体的には、反応性イオンエッチングを用いた方法、露光現像法、金型形成法、レジスト形成法、これらを組み合わせた方法等を用いて形成することができる。
【０１８６】
上記反応性イオンエッチングを用いた方法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂層とする。（iii）次に、上記コア形成用樹脂層上に、マスク形成用の樹脂層を形成し、次いで、このマスク形成用の樹脂層に露光現像処理を施すことにより、コア形成用樹脂層上にマスク（エッチングレジスト）を形成する。
【０１８７】
（iv）次に、コア形成用樹脂層に反応性イオンエッチングを施すことにより、マスク非形成部分のコア形成用樹脂層を除去し、下部クラッド上にコアを形成する。（ｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この反応性イオンエッチングを用いた方法は、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
【０１８８】
また、露光現像法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、半硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂組成物の層を形成する。
【０１８９】
（iii）次に、上記コア形成用樹脂組成物の層上に、コア形成部分に対応したパターンが描画されたマスクを載置し、その後、露光現像処理を施すことにより、下部クラッド上にコアを形成する。（iｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この露光現像法は、工程数が少ないため、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、また、加熱工程が少ないため、光導波路に応力が発生しにくい。
【０１９０】
また、上記金型形成法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）次に、下部クラッドに金型形成によりコア形成用の溝を形成する。（iii）さらに、上記溝内にコア用樹脂組成物を印刷により充填し、その後、硬化処理を施すことによりコアを形成する。（iv）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この金型形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
【０１９１】
また、上記レジスト形成法では、（ｉ）まず、離型フィルム等の上に下部クラッドを形成し、（ii）さらに、この下部クラッド上にレジスト用樹脂組成物を塗布した後、露光現像処理を施すことにより、上記下部クラッド上のコア非形成部分に、コア形成用レジストを形成する。
【０１９２】
（iii）次に、下部クラッド上のレジスト非形成部分にコア用樹脂組成物の塗布し、（iv）さらに、コア用樹脂組成物を硬化した後、上記コア形成用レジストを剥離することにより、下部クラッド上にコアを形成する。（ｖ）最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
このレジスト形成法は、この金型形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
【０１９３】
また、上記光導波路には、光路変換ミラーを形成する。
上記光路変換ミラーは、光導波路を層間樹脂絶縁層上に取り付ける前に形成しておいてもよいし、層間樹脂絶縁層上に取り付けた後に形成してもよいが、該光導波路を層間樹脂絶縁層上に直接形成する場合を除いて、予め光路変換ミラーを形成しておくことが望ましい。作業を容易に行うことができ、また、作業時に多層プリント配線板を構成する他の部材、例えば、基板や導体回路、層間樹脂絶縁層等に傷を付けたり、これらを破損させたりするおそれがないからである。
【０１９４】
上記光路変換ミラーを形成する方法としては特に限定されず、従来公知の形成方法を用いることができる。具体的には、先端がＶ形９０°のダイヤモンドソーや刃物による機械加工、反応性イオンエッチングによる加工、レーザアブレーション等を用いることができる。
なお、ここでは、ＩＣチップ実装用基板に対向する側の基板上または最外層の層間樹脂絶縁層上に光導波路を形成する方法について説明したが、上記多層プリント配線板を製造する場合には、上記光導波路は、基板と層間樹脂絶縁層との間や、層間樹脂絶縁層同士の間に形成する場合もある。
【０１９５】
基板と層間樹脂絶縁層との間に光導波路を形成する場合には、上記（１）の工程で，その両面に導体回路が形成された基板を作製した後、上記（３）の工程と同様の方法で基板上の導体回路非形成部分に光導波路を形成し、その後、上記（２）の工程と同様の方法で層間樹脂絶縁層を形成することにより、上記した位置に光導波路を形成することができる。
【０１９６】
また、層間樹脂絶縁層同士の間に光導波路を形成する場合には、上記（１）および（２）の工程と同様にして導体回路が形成された基板上に少なくとも１層の層間樹脂絶縁層を積層形成した後、上記（３）の工程と同様にして層間樹脂絶縁層上に光導波路を形成し、その後、さらに、上記（２）の工程と同様の工程を繰り返すことにより、層間樹脂絶縁層同士の間に光導波路を形成することができる。
【０１９７】
さらに、本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板においては、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側に光導波路が形成されていてもよく、このような位置に光導波路が形成された多層プリント配線板を製造する場合には、上記光導波路と、上記ＩＣチップ実装用基板に実装された光学素子との間で光信号の伝送を行うことができるように、少なくとも基板を貫通する光信号伝送用光路を形成する必要があるが、このような光信号伝送用光路は、光導波路を形成する前に、または、光導波路を形成した後に適宜形成すればよい。
【０１９８】
具体的には、例えば、上記（１）および（２）の工程を経ることにより、多層配線板を作製した後、光導波路を形成する前に、該多層配線板を貫通する光路用貫通孔を形成し、その後、上記光路用貫通孔を介してＩＣチップ実装用基板との間で光信号を伝送することができる位置に、上述した方法で光導波路を形成し、さらに、後述する工程を経て多層プリント配線板とすればよい。なお、上記光路用貫通孔を形成した後には、必要に応じて、その内部や壁面に光路用樹脂層や導体層を形成してもよい。
【０１９９】
（４）次に、光導波路を形成した基板の最外層にソルダーレジスト層を形成する。
上記ソルダーレジスト層は、例えば、上記ＩＣチップ実装用基板のソルダーレジスト層を形成する際に用いた樹脂組成物と同様の樹脂組成物を用いて形成することができる。
なお、場合によっては、上記（３）の工程で基板の最外層全体に光導波路を形成し、光導波路がソルダーレジスト層としての役割を果たすようにしてもよい。
【０２００】
（５）次に、ＩＣチップ実装用基板と対向する側のソルダーレジスト層に半田バンプ形成用開口（ＩＣチップ実装用基板や各種表面実装型電子部品を実装するための開口）と光路用開口とを形成する。
上記半田バンプ形成用開口と光路用開口との形成は、ＩＣチップ実装用基板に半田バンプ形成用開口を形成する方法と同様の方法、すなわち、露光現像処理やレーザ処理等を用いて行うことができる。
なお、上記半田バンプ形成用開口の形成と、光路用開口の形成とは同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。
【０２０１】
これらのなかでは、ソルダーレジスト層を形成する際に、その材料として感光性樹脂を含む樹脂組成物を塗布し、露光現像処理を施すことにより半田バンプ形成用開口と光路用開口とを形成する方法を選択することが望ましい。
露光現像処理により光路用開口を形成する場合には、開口形成時に、該光路用開口の下に存在する光導波路に傷をつけるおそれがないからである。
また、ソルダーレジスト層を形成する際に、予め、所望の位置に開口を有する樹脂フィルムを作製し、該樹脂フィルムを張り付けることにより、半田バンプ形成用開口と光路用開口とを有するソルダーレジスト層を形成してもよい。
なお、光路用貫通孔を形成し、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側に光導波路を形成する場合には、この工程で光路用開口を形成する際に、光路用開口を上記光路用貫通孔と連通するように形成する。
【０２０２】
また、必要に応じて、ＩＣチップ実装用基板と対向する面と反対側のソルダーレジスト層にも半田バンプ形成用開口を形成してもよい。
後工程を経ることにより、ＩＣチップ実装用基板と対向する面と反対側のソルダーレジスト層にも外部接続端子を形成することができるからである。
【０２０３】
（６）次に、上記半田バンプ形成用開口を形成することにより露出した導体回路部分を、必要に応じて、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金等の耐食性金属により被覆し、半田パッドとする。具体的には、ＩＣチップ実装用基板の製造方法の（１４）の工程と同様の方法を用いて行えばよい。
【０２０４】
（７）次に、必要に応じて、上記（５）の工程で形成した光路用開口内に、未硬化の樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理を施すことにより光路用樹脂層を形成する。
なお、この工程で充填する未硬化の樹脂組成物は、ＩＣチップ実装用基板の製造工程で、光路用樹脂充填層を形成するために用いた樹脂組成物、特に、上層光路用樹脂充填層を形成するために用いた樹脂組成物と同一のものであることが望ましい。
【０２０５】
また、上述したように、ＩＣチップ実装用基板と対向する側と基板を挟んだ反対側に光導波路を形成するために、光路用貫通孔と光路用開口とを形成した場合には、該光路用貫通孔と該光路用開口とに未硬化の樹脂組成物を充填してもよく、ここで、上記未硬化の樹脂組成物を充填する場合には、上記光路用貫通孔と上記光路用開口とに同時に充填し、その後硬化処理を施してもよいし、多層配線板に光路用貫通孔を形成した後、未硬化の樹脂組成物の充填と硬化処理とを行い、その後、光路用開口を有するソルダーレジスト層を形成し、さらに、未硬化の樹脂組成物の充填と硬化処理とを行ってもよい。
【０２０６】
（８）次に、上記半田パッドに相当する部分に開口部が形成されたマスクを介して、上記半田パッドに半田ペーストを充填した後、リフローすることにより半田バンプを形成する。
このような半田バンプを形成することにより、該半田バンプを介してＩＣチップ実装用基板や各種表面実装型電子部品を実装することが可能となる。なお、この半田バンプは、必要に応じて形成すればよく、半田バンプを形成しない場合であっても、実装するＩＣチップ実装用基板や各種表面実装型電子部品のバンプを介してこれらを実装することができる。
また、ＩＣチップ実装用基板と対向する面と反対側のソルダーレジスト層では、特に、外部接続端子を形成しなくてもよいし、必要に応じて、ピンを配設したり、半田ボールを形成したりすることにより、ＰＧＡ（Pin Grid Array）やＢＧＡ（Ball Grid Array）としてもよい。
このような工程を経ることにより、本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造することができる。
【０２０７】
本発明の光通信用デバイスの製造方法では、次に、ＩＣチップ実装用基板の光学素子と多層プリント配線板の光導波路との間で、光路用樹脂充填層を介して光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定する。
ここでは、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを対向配置した後、上記ＩＣチップ実装用基板の半田バンプと、上記多層プリント配線板の半田バンプとにより半田接続部を形成し、両者を電気的に接続するとともに、両者を固定する。すなわち、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とをそれぞれ所定の位置に、所定の向きで対向配置し、リフローすることにより両者を接続する。
なお、上述したように、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との両者を固定するための半田バンプは、両者のどちらか一方にのみ形成されていてもよい。
【０２０８】
また、この工程では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを両者の半田バンプを用いて接続するため、両者を対向配置した際に、両者の間で若干の位置ズレが存在していても、リフロー時に半田の有するセルフアライメント効果により両者を所定の位置に配置することができる。
【０２０９】
次に、上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間に、封止用樹脂組成物を流し込み、その後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成する。
上記封止用樹脂組成物としては、上述したＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、重水素化ＰＭＭＡ、重水素フッ素化ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂；フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂；エポキシ樹脂；ＵＶ硬化性エポキシ樹脂；重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂；ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等の樹脂成分と、必要に応じて含まれる粒子とに加えて、硬化剤や消泡剤、酸無水物、溶剤等の各種添加剤が適宜配合されたもの等が挙げられる。
また、上記封止用樹脂組成物は、硬化後の通信波長光の透過率が７０％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
【０２１０】
ここで、ＩＣチップ実装用基板および多層プリント配線板の間に流し込む封止用樹脂組成物の粘度や、該封止用樹脂組成物を流し込んだ後の硬化処理の条件としては、封止用樹脂組成物の組成、ＩＣチップ実装用基板および多層プリント配線板の設計等を考慮して適宜選択すればよい。
【０２１１】
次に、ＩＣチップ実装用基板にＩＣチップを実装し、その後、必要に応じて、ＩＣチップの樹脂封止を行うことにより光通信用デバイスとする。
上記ＩＣチップの実装は従来公知の方法で行うことができる。
また、ＩＣチップの実装を、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続する前に行い、ＩＣチップを実装したＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを接続することにより光通信用デバイスとしてもよい。
【０２１２】
【実施例】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
Ａ．ＩＣチップ実装用基板の作製
Ａ−１．パッケージ基板の作製
（ａ）層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９、油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５、大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０、大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコーン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【０２１３】
（ｂ）樹脂充填材（樹脂組成物）の調整
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ２球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填材を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
【０２１４】
（ｃ）パッケージ基板の製造
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板２１の両面に１８μｍの銅箔２８がラミネートされている両面銅張積層板を出発材料とした（図４（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板２１の両面に導体回路２４とスルーホール２９とを形成した（図４（ｂ）参照）。
【０２１５】
（２）下層導体回路２４を形成した基板２１を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ２（４０ｇ／ｌ）、Ｎａ３ＰＯ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、スルーホール２９を含む下層導体回路２４の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２１６】
（３）次に、上記（ｂ）に記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール２９内および基板２１上の導体回路非形成部と導体回路２４の外縁部とに樹脂充填材３０′の層を形成した。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部にも樹脂充填材を充填し、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材３０′の層を形成した（図４（ｃ）参照）。
【０２１７】
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路２４の表面やスルーホール２９のランド表面に樹脂充填材３０′が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って樹脂充填材層３０を形成した。
【０２１８】
このようにして、スルーホール２９や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材層３０の表層部および導体回路２４の表面を平坦化し、樹脂充填材層３０と導体回路２４の側面とが粗化面を介して強固に密着し、また、スルーホール２９の内壁面と樹脂充填材３０とが粗化面を介して強固に密着した絶縁性基板を得た（図４（ｄ）参照）。この工程により、樹脂充填材層３０の表面と導体回路２４の表面とが同一平面となる。
【０２１９】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹き付けて、導体回路２４の表面とスルーホール２９のランド表面とをエッチングすることにより、導体回路２４の全表面に粗化面（図示せず）を形成した。エッチング液として、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部を含むエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用した。
【０２２０】
（６）次に、上記（ａ）で作製した層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを、温度５０〜１５０℃まで昇温しながら、０．５ＭＰａで真空圧着ラミネートして張り付け、樹脂フィルム層２２αを形成した（図４（ｅ）参照）。
【０２２１】
（７）次に、層間樹脂絶縁層２２α上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層２２αに、直径８０μｍのバイアホール用開口２６を形成した（図５（ａ）参照）。
【０２２２】
（８）バイアホール用開口２６を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層２２の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口２６の内壁面を含む層間樹脂絶縁層の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２２３】
（９）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に触媒核を付着させた（図示せず）。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ２）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
【０２２４】
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬し、層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜３２を形成した（図５（ｂ）参照）。
【０２２５】
〔無電解めっき液〕
ＮｉＳＯ4 ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル １００ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３０℃の液温度で４０分
【０２２６】
（１１）次に、無電解銅めっき膜３２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト２３を設けた（図５（ｃ）参照）。
【０２２７】
（１２）ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解めっきを施し、めっきレジスト２３非形成部に、電解銅めっき膜３３を形成した（図５（ｄ）参照）。
【０２２８】
〔電解めっき液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＧＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ２
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【０２２９】
（１３）さらに、めっきレジスト２３を５％ＫＯＨで剥離除去した後、めっきレジスト２３下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜３２と電解銅めっき膜３３とからなる導体回路２５（バイアホール２７を含む）を形成した（図６（ａ）参照）。
【０２３０】
（１４）さらに、導体回路２５等を形成した基板をエッチング液に浸漬し、導体回路２５（バイアホール２７を含む）の表面に粗化面（図示せず）を形成した。なお、エッチング液としては、メック社製、メックエッチボンドを使用した。
【０２３１】
（１５）次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量：４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５．０重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（日本化薬社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部、を加えることにより、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物を得た。
また、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｍｉｎ‐ 1（ｒｐｍ）の場合はローターＮｏ．４、６ｍｉｎ‐ 1（ｒｐｍ）の場合はローターＮｏ．３によった。
【０２３２】
（１６）次に、導体回路２５等を形成した基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジスト組成物の層３４αを形成した（図６（ｂ）参照）。次いで、開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物の層３４αに密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、開口３１を形成した。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行って、ソルダーレジスト組成物の層３４αを硬化させ、開口３１を有するソルダーレジスト層３４の形成した（図６（ｃ）参照）。
【０２３３】
（１７）次に、ソルダーレジスト層３４を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口３１の一部にニッケルめっき層を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層を形成し、パッケージ基板とした（図６（ｄ）参照）。なお、図中では、ニッケルめっき層および金めっき層の２層を合わせて金属層３６と示す。
【０２３４】
Ａ−２．光学素子挿入用基板の作製
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ基板またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板１の両面に１８μｍの銅箔８がラミネートされている両面銅張積層板を出発材料とした（図７（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施すことにより、その表面（貫通孔の壁面を含む）に導体層１２を形成した（図７（ｂ）参照）。
【０２３５】
（２）次に、導体層１２を形成した基板１を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ （１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ２（４０ｇ／ｌ）、Ｎａ３ＰＯ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、導体層１２の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２３６】
（３）次に、上記Ａ−１の（ｂ）に記載した樹脂充填材を調整した後、下記の方法により調整後２４時間以内に、その壁面に導体層１２を形成した貫通孔内に樹脂充填材１０′の層を形成した。
すなわち、スキージを用いて貫通孔内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた（図７（ｃ）参照）。
【０２３７】
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、樹脂充填材１０′の層の露出面および導体層１２の表面が平坦になるように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って、樹脂充填材層１０を形成した（図７（ｄ）参照）。
【０２３８】
（５）次に、導体層１２を形成した基板の片面に、無電解めっき処理を施すことにより導体層１４を形成した（図７（ｅ）参照）。
なお、導体層１４を形成する面には、予め、パラジウム触媒を付与しておき、導体層１４を形成しない側の面には、めっきレジストを形成しておくことにより、基板の片面に導体層１４を形成した。
【０２３９】
（６）導体層１２や導体層１４を形成した基板の導体回路（スルーホールのランド部分を含む）形成部に相当する部分にエッチングレジスト（図示せず）を形成した後、エッチング処理を施すことにより、その内部に樹脂充填材層１０が形成され、かつ、その上部に蓋めっき層１６が形成されたスルーホール６と、導体回路（図示せず）とを形成した（図７（ｆ）参照）。
【０２４０】
なお、エッチングレジストの形成は、市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより行った。
また、エッチング処理は、硫酸と過酸化水素水との混合液を用いて行った。
【０２４１】
（７）次に、基板の片面の導体回路非形成部にエポキシ樹脂系接着剤を塗布することにより接着剤層（図示せず）を形成した。
（８）さらに、基板の中央部にルータ加工により貫通孔９を形成し、光学素子挿入用基板とした（図７（ｇ）参照）。
【０２４２】
Ａ−３．ＩＣチップ実装用基板の作製
（１）マスラミネート方式による積層プレスを行い、上記Ａ−１で作製したパッケージ基板と、上記Ａ−２で作製した光学素子挿入用基板とを上記光学素子挿入用基板に形成した接着剤層を介して貼り合わせた基板を得た（図８（ａ）参照）。すなわち、両者の位置合わせを行った後、１５０℃まで昇温し、さらに５ＭＰａの圧力でプレスすることによりパッケージ基板と光学素子挿入用基板とを貼り合わせた。
【０２４３】
（２）次に、光学素子挿入用基板に形成した貫通孔９より露出したパッケージ基板の表面に、受光素子３８および発光素子３９を、受光部３８ａおよび発光部３９ａがそれぞれ上方に露出するように銀ペーストを用いて取り付けた。
なお、受光素子３８としては、ＩｎＧａＡｓからなるものを用い、発光素子３９としては、ＩｎＧａＡｓＰからなるものを用いた。
【０２４４】
（３）次に、受光素子３８および発光素子３９の電気接続用パッドと貫通孔９より露出したパーケージ基板の表面の金属層３６とをワイヤボンディングにより接続した（図８（ｂ）参照）。ここで、ワイヤ４０としては、Ａｕ製のワイヤを用いた。
【０２４５】
（４）次に、光学素子挿入用基板に形成した貫通孔９内に、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を印刷により充填し、その後、この樹脂組成物を乾燥させた。
さらに、樹脂組成物の露出面にバフ研磨と鏡面研磨とを施した。その後、加熱処理を行い、光路用樹脂充填層４１とした（図８（ｃ）参照）。
なお、光路用樹脂充填材層４１は、その屈折率が１．６０であり、その透過率が８５％である。
【０２４６】
（５）次に、上記パッケージ基板の作製の（１５）の工程で調整したソルダーレジスト組成物と同様の樹脂組成物を調整し、これを基板の光学素子挿入用基板側に塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジスト組成物の層５４αを形成した（図９（ａ）参照）。なお、ここで、光路用樹脂充填層４１の表面にはソルダーレジスト組成物を塗布しなかった。
次いで、開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物の層５４αに密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、開口５１を形成した。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物の層５４αを硬化させ、開口５１を有するソルダーレジスト層５４を形成した（図９（ｂ）参照）。従って、この工程を終えた際には、光学素子挿入用基板側にはソルダーレジスト層５４が、パッケージ基板側にはソルダーレジスト層３４がそれぞれ形成されていることとなる。
【０２４７】
（６）次に、ソルダーレジスト層５４を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口５１の一部に厚さ５μｍのニッケルめっき層５５を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層５５上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層５６を形成した。
【０２４８】
（７）次に、ソルダーレジスト層５４に形成した開口５１、および、ソルダーレジスト層３４の有する開口３１に半田ペースト（Ｓｎ／Ａｇ＝９６．５／３．５）を印刷し、２５０℃でリフローすることによりＩＣチップ実装用半田バンプ５７と多層プリント配線板接続用半田バンプ５８とを形成し、ＩＣチップ実装用基板を得た（図９（ｃ）参照）。
【０２４９】
Ｂ．多層プリント配線板の作製
（ａ）層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
Ａ−１の（ａ）で用いた方法と同様の方法を用いて層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
（ｂ）樹脂充填材（樹脂組成物）の調製
Ａ−１の（ｂ）で用いた方法と同様の方法を用いて樹脂充填材を調製した。
【０２５０】
（ｃ）．多層プリント配線板の製造
（１）厚さ０．６ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ樹脂からなる絶縁性基板１０１の両面に１８μｍの銅箔８がラミネートされている銅張積層板を出発材料とした（図１０（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板１０１の両面に導体回路１０４とスルーホール１０９とを形成した（図１０（ｂ）参照）。
【０２５１】
（２）スルーホール１０９と導体回路１０４とを形成した基板を水洗いし、乾燥した後、エッチング液（メック社製、メックエッチボンド）をスプレイで吹き付け、スルーホール１０９を含む導体回路１０４の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２５２】
（３）上記（ｂ）に記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール１０９内および基板１０１上の導体回路非形成部と導体回路１０４の外縁部とに樹脂充填材１１０′の層を形成した。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部にも樹脂充填材を充填し、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材１１０′の層を形成した（図１０（ｃ）参照）。
【０２５３】
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路４の表面やスルーホール１０９のランド表面に樹脂充填材１１０′が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って樹脂充填材層１１０を形成した。
【０２５４】
このようにして、スルーホール１０９や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材１１０の表層部および導体回路１０４の表面を平坦化し、樹脂充填材１１０と導体回路１０４の側面とが粗化面を介して強固に密着し、また、スルーホール１０９の内壁面と樹脂充填材１１０とが粗化面を介して強固に密着した絶縁性基板を得た（図１０（ｄ）参照）。この工程により、樹脂充填材層１１０の表面と導体回路１０４の表面とが同一平面となる。
【０２５５】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹き付けて、導体回路１０４の表面とスルーホール１０９のランド表面とをエッチングすることにより、導体回路１０４の全表面に粗化面（図示せず）を形成した。なお、エッチング液としては、メック社製、メックエッチボンドを使用した。
【０２５６】
（６）次に、上記（ａ）で作製した基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に載置し、圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネータ装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層１０２を形成した（図１０（ｅ）参照）。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度６５Ｐａ、圧力０．４ＭＰａ、温度８０、時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させた。
【０２５７】
（７）次に、層間樹脂絶縁層１０２上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層１０２に、直径８０μｍのバイアホール用開口１０６を形成した（図１１（ａ）参照）。
【０２５８】
（８）バイアホール用開口１０６を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層１０２の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口１０６の内壁面を含むその表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２５９】
（９）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗化面処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層１０２の表面（バイアホール用開口１０６の内壁面を含む）に触媒核を付着させた（図示せず）。すなわち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ２）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
【０２６０】
（１０）次に、基板を無電解銅めっき水溶液中に浸漬し、層間樹脂絶縁層１０２の表面（バイアホール用開口１０６の内壁面を含む）に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜１１２を形成した（図１１（ｂ）参照）。
なお、使用した無電解めっき水溶液、および、無電解めっき条件は、パッケージ基板の作製の（１０）の工程と同様である。
【０２６１】
（１１）無電解めっき膜１１２を形成した基板を水洗し、その後、電解めっきを施し、無電解めっき膜１１２上全体に、電解銅めっき膜１１３を形成した（図１１（ｃ）参照）。
なお、使用した電解めっき水溶液、および、電解めっき条件は、パッケージ基板の作製の（１２）の工程と同様である。
【０２６２】
（１２）次に、電解銅めっき膜１１３が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、エッチングレジスト１０３を形成した（図１１（ｄ）参照）。
【０２６３】
（１３）次に、エッチングレジスト非形成部下の電解銅めっき膜と無電解めっき膜とを、硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、その後、エッチングレジストを５％ＮａＯＨ溶液で剥離除去することにより無電解銅めっき膜１１２と電解銅めっき膜１１３とからなる導体回路１０５（バイアホール１０７を含む）を形成した（図１２（ａ）参照）。
さらに、エッチング液（メックエッチボンド）を用い、導体回路１０５（バイアホール１０７を含む）表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２６４】
（１４）次に、層間樹脂絶縁層１０２表面の所定の位置に、以下の方法を用いて光路変換ミラー１１９（１１９ａ、１１９ｂ）を有する光導波路１１８（１１８ａ、１１８ｂ）を形成した（図１２（ｂ）参照）。
すなわち、予め、その一端に先端がＶ形９０°のダイヤモンドソーを用いて４５°光路変換ミラー１１９を形成しておいたＰＭＭＡからなるフィルム状の光導波路（幅２５μｍ、厚さ２５μｍ）を、光路変換ミラー非形成側の他端の側面と層間樹脂絶縁層の側面とが揃うように貼り付けた。
なお、光導波路の貼り付けは、該光導波路の層間樹脂絶縁層との接着面に熱硬化性樹脂からなる接着剤を厚さ１０μｍに塗布しておき、圧着後、６０℃で１時間硬化させることにより行った。
なお、本実施例では、６０℃／１時間の条件で硬化を行ったが、場合によってはステップ硬化をおこなってもよい。貼り付け時に光導波路により応力が発生しにくいからである。
【０２６５】
（１５）次に、パッケージ基板の作製の（１５）の工程と同様にしてソルダーレジスト組成物を調製し、さらに、基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を３５μｍの厚さで塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジス組成物の層１１４′を形成した（図１２（ｃ）参照）。
【０２６６】
（１６）次いで、基板の片面に、半田バンプ形成用開口（パッケージ基板と接続するための開口）と光路用開口とのパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト層に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理を施すことにより開口を形成した。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、半田バンプ形成用開口（図示せず）と光路用開口１１１とを有し、その厚さが２０μｍのソルダーレジスト層１１４を形成した。
【０２６７】
（１７）次に、光路用開口１１１内に、ＩＣチップ実装用基板の作製の（４）の工程で充填したエポキシ樹脂を含む樹脂組成物と同様の樹脂組成物を充填し、その後、加熱処理を施すことにより光路用開口１１１内に、光路用樹脂層１０８を形成した。なお、光路用樹脂層１０８は、その屈折率が１．６０であり、その透過率が８５％である。
次に、ＩＣチップ実装用基板の作製の（６）の工程と同様にして、ニッケルめっき層と金めっき層とを形成し、半田パッド（図示せず）とした。
【０２６８】
（１８）次に、ソルダーレジスト層１１４に形成した半田バンプ形成用開口に半田ペーストを印刷し、２００℃でリフローすることにより半田バンプ形成用開口に半田バンプ（図示せず）を形成し、多層プリント配線板とした（図１２（ｄ）参照）。
【０２６９】
Ｃ．ＩＣ実装光通信用デバイスの製造
まず、上記Ａの工程を経て製造したＩＣチップ実装用基板に、ＩＣチップを実装し、その後、樹脂封止を行い、ＩＣチップ実装基板を得た。
次に、このＩＣチップ実装基板と上記Ｂの工程を経て製造した多層プリント配線板とを所定の位置に対向配置させ、２００℃でリフローすることにより両基板の半田バンプ同士を接続して半田接続部を形成した。
【０２７０】
次に、半田接続部を介して接続した多層プリント配線板とＩＣチップ実装用基板との間に、封止用樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成し、光通信用デバイスとした（図１参照）。
なお、封止用樹脂組成物としては、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を用いた。
また、形成した封止樹脂層は、透過率が８５％であり、屈折率が１．６０であった。
【０２７１】
（実施例２）
封止樹脂層を形成する際にオレフィン樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８８％で屈折率が１．５８の封止樹脂層を形成し、ＩＣチップ実装用基板の光路用樹脂充填層と多層プリント配線板の光路用樹脂層とを形成する際にオレフィン樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８０％で屈折率が１．５８の光路用樹脂充填層を形成した以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
【０２７２】
（実施例３）
封止樹脂層を形成する際にアクリル樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８５％で屈折率が１．５０の封止樹脂層を形成し、ＩＣチップ実装用基板の光路用樹脂充填層と多層プリント配線板の光路用樹脂層とを形成する際にエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８５％で屈折率が１．６０の光路用樹脂充填層を形成した以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
【０２７３】
（実施例４）
封止樹脂層を形成する際にアクリル樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８５％で屈折率が１．５０の封止樹脂層を形成し、ＩＣチップ実装用基板の光路用樹脂充填層と多層プリント配線板の光路用樹脂層とを形成する際にオレフィン樹脂を含む樹脂組成物を用いて、その透過率が８０％で屈折率が１．５８の光路用樹脂充填層を形成した以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した。
【０２７４】
（実施例５）
実施例１のＩＣチップ実装用基板の作製の（４）の工程を行った後、光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する側の面に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設した以外は、実施例１と同様にして光通信用デバイスを製造した（図２参照）。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が９２％で、その屈折率が１．６２である。
【０２７５】
（実施例６）
実施例２において、実施例１のＩＣチップ実装用基板の作製の（４）の工程と同様の工程を行うことにより光路用樹脂充填層を形成した後、該光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する側の面に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設した以外は、実施例２と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が９２％で、その屈折率が１．６２である。
【０２７６】
（実施例７）
実施例３において、実施例１のＩＣチップ実装用基板の作製の（４）の工程と同様の工程を行うことにより光路用樹脂充填層を形成した後、該光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する側の面に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設した以外は、実施例３と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が８５％で、その屈折率が１．６０である。
【０２７７】
（実施例８）
実施例４において、実施例1のＩＣチップ実装用基板の作製の（４）の工程と同様の工程を行うことにより光路用樹脂充填層を形成した後、該光路用樹脂充填層の封止樹脂層と対向する側の面に、下記の方法を用いてマイクロレンズを配設した以外は、実施例４と同様にして光通信用デバイスを製造した。
すなわち、光路用樹脂層の端部にディスペンサーを用いてエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を滴下し、その後、硬化処理を施すことによりマイクロレンズを形成した。なお、ここで形成したマイクロレンズは、その透過率が９２％で、その屈折率が１．６２である。
【０２７８】
（実施例９）
Ａ．ＩＣチップ実装用基板の作製
Ａ−１．パッケージ基板の作製
（ａ）層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製および樹脂充填材（樹脂組成物）の調製
実施例１のＡ−１の（ａ）および（ｂ）と同様にして行った。
【０２７９】
（ｂ）パッケージ基板の製造
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板２１の両面に１８μｍの銅箔２８がラミネートされている両面銅張積層板を出発材料とした（図１３（ａ）参照）。まず、この銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板の両面に下層導体回路２４とスルーホール２９とを形成した（図１３（ｂ）参照）。
【０２８０】
（２）下層導体回路２４を形成した基板２１を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ２（４０ｇ／ｌ）、Ｎａ３ＰＯ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ４（６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、下層導体回路２４の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２８１】
（３）次に、上記（ａ）に記載した樹脂充填材を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール２９内および基板２１上の導体回路非形成部と下層導体回路２４の外縁部とに樹脂充填材３０′の層を形成した。
即ち、まず、スキージを用いてスルーホール内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部にも樹脂充填材を充填し、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材３０′の層を形成した（図１３（ｃ）参照）。
【０２８２】
（４）上記（３）の処理を終えた基板の片面を、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路２４の表面やスルーホール２９のランド表面に樹脂充填材３０′が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の処理を基板の他方の面についても同様に行った。
次いで、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って樹脂充填材層３０を形成した。
【０２８３】
このようにして、スルーホール２９や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材層３０の表層部および導体回路２４の表面を平坦化し、樹脂充填材層３０と導体回路２４の側面とが粗化面を介して強固に密着し、また、スルーホール２９の内壁面と樹脂充填材層３０とが粗化面を介して強固に密着した絶縁性基板を得た（図１３（ｄ）参照）。この工程により、樹脂充填材層３０の表面と導体回路２４の表面とが同一平面となる。
【０２８４】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹き付けて、導体回路２４の表面とスルーホール２９のランド表面とをエッチングすることにより、導体回路２４の全表面に粗化面（図示せず）を形成した。なお、エッチング液としては、メック社製、メックエッチボンドを使用した。
【０２８５】
（６）次に、上記（ａ）で作製した層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを、温度５０〜１５０℃まで昇温しながら、０．５ＭＰａで真空圧着ラミネートして貼り付け、樹脂フィルム層２２αを形成した（図１３（ｅ）参照）。
【０２８６】
（７）次に、樹脂フィルム層２２α上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長１０．４μｍのＣＯ２ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で樹脂フィルム層２２αに、直径８０μｍのバイアホール用開口２６を形成した（図１４（ａ）参照）。
【０２８７】
（８）バイアホール用開口２６を形成した基板を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層２２の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口２６の内壁面を含む層間樹脂絶縁層２２の表面に粗化面（図示せず）を形成した。
【０２８８】
（９）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に触媒核を付着させた（図示せず）。即ち、上記基板を塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２）と塩化第一スズ（ＳｎＣｌ２）とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
【０２８９】
（１０）次に、実施例１のパッケージ基板の作製の（１０）の工程で用いた無電解めっき液と同様の組成の無電解銅めっき液中に基板を浸漬し、同様の条件で処理することにより層間樹脂絶縁層２２の表面（バイアホール用開口２６の内壁面を含む）に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜（薄膜導体層）３２を形成した（図１４（ｂ）参照）。
【０２９０】
（１１）次に、無電解銅めっき膜３２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト２３を設けた（図１４（ｃ）参照）。
【０２９１】
（１２）ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、実施例１のパッケージ基板の作製の（１２）の工程で用いた電解めっき液と同様の組成の電解銅めっき液中に基板を浸漬し、同様の条件で処理することにより、めっきレジスト２３非形成部に、電解銅めっき膜３３を形成した（図１４（ｄ）参照）。
【０２９２】
（１３）さらに、めっきレジスト２３を５％ＫＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト２３下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、導体回路２５（バイアホール２７を含む）とした（図１５（ａ）参照）。
【０２９３】
（１４）次に、導体回路２５等を形成した基板をエッチング液に浸漬し、導体回路２５（バイアホール２７を含む）の表面に粗化面（図示せず）を形成した。なお、エッチング液としては、メック社製、メックエッチボンドを使用した。
【０２９４】
（１５）次に、実施例１のパッケージ基板の作製の（１５）の工程と同様にしてソルダーレジスト組成物を調製した。
（１６）次に、導体回路２５等を形成した基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジス組成物の層３４αを形成した（図１５（ｂ）参照）。次いで、開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物の層３４αに密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、開口３１を形成した。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物の層３４αを硬化させ、開口３１を有するソルダーレジスト層３４を形成した（図１５（ｃ）参照）。
【０２９５】
（１７）次に、ソルダーレジスト層３４を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口３１の一部にニッケルめっき層を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層上に金めっき層を形成し、パッケージ基板とした（図１５（ｄ）参照）。なお、図中では、ニッケルめっき層および金めっき層の２層を合わせて金属層３６と示す。
【０２９６】
Ｂ．光学素子挿入用基板の作製
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる絶縁性基板１の片面に１８μｍの銅箔８がラミネートされている片面銅張積層板を出発材料とした（図１６（ａ）参照）。まず、この片面銅張積層板の銅箔８をパターン状にエッチングすることにより、基板の片面に導体回路４を形成した（図１６（ｂ）参照）。
【０２９７】
（２）次に、基板の導体回路４を形成した側に導体回路非形成部にエポキシ樹脂系接着剤を塗布することにより接着剤層（図示せず）を形成した。
（３）さらに、基板の中央部にルータ加工により貫通孔９を形成し、光学素子挿入用基板とした（図１６（ｃ）参照）。
【０２９８】
Ｃ．ＩＣチップ実装用基板の作製
（１）マスラミネート方式による積層プレスを行い、上記Ａで作製したパッケージ基板と、上記Ｂで作製した光学素子挿入用基板とを上記光学素子挿入用基板に形成した接着剤層を介して貼り合わせた基板を得た（図１７（ａ）参照）。すなわち、両者の位置合わせを行った後、１５０℃まで昇温し、さらに５ＭＰａの圧力でプレスすることにより光学素子挿入用基板とパッケージ基板とを貼り合わせた。
【０２９９】
（２）次に、光学素子挿入用基板に形成した貫通孔９より露出したパッケージ基板の表面に、受光素子３８および発光素子３９を、受光部３８ａおよび発光部３９ａがそれぞれ上方に露出するように銀ペーストを用いて取り付けた。
なお、受光素子３８としては、ＩｎＧａＡｓからなるものを用い、発光素子３９としては、ＩｎＧａＡｓＰからなるものを用いた。また、受光素子３８および発光素子３９としては、電気接続用パッドが、受光部３８ａおよび発光部３９ａよりパッケージ基板側に設けられているものを用いた。
【０３００】
（３）次に、受光素子３８および発光素子３９の電気接続用パッドと貫通孔９より露出したパッケージ基板の表面の金属層３６とをワイヤボンディングにより接続した（図１７（ｂ）参照）。ここで、ワイヤ４０としては、Ａｕ製のワイヤを用いた。
【０３０１】
（４）次に、光学素子挿入用基板に形成した貫通孔９内に、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を印刷により充填し、その後、この樹脂組成物を乾燥させた。
さらに、樹脂組成物の露出面にバフ研磨と鏡面研磨とを施した。その後、加熱処理を行い、光路用樹脂充填層４１とした（図１７（ｃ）参照）。
なお、光路用樹脂充填層４１は、その屈折率が１．６０であり、その透過率が８５％である。
【０３０２】
（５）次に、ドリル加工により、光学素子挿入用基板とパッケージ基板とを貫通する直径４００μｍの貫通孔４６を形成した（図１８（ａ）参照）。さらに、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬することにより、貫通孔４６の壁面にデスミア処理を施した。
【０３０３】
（６）次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いした。
さらに、貫通孔４６の壁面を含む光学素子挿入用基板およびパッケージ基板の露出面にパラジウム触媒を付与することにより、貫通孔４６の壁面等に触媒核を付着させた（図示せず）。
【０３０４】
（７）次に、無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬し、貫通孔４６の壁面を含む光学素子挿入用基板およびパッケージ基板の露出面に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜（薄膜導体層）５２を形成した（図１８（ｂ）参照）。
なお、無電解めっき液としては、パッケージ基板を作製する際の（１０）の工程で用いた無電解めっき液と同様のものを用い、同様の条件で処理した。
【０３０５】
（８）次に、無電解銅めっき膜５２が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、めっきレジスト４３を設けた（図１８（ｃ）参照）。
【０３０６】
（９）ついで、基板を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから電解めっきを施し、めっきレジスト４３非形成部に、電解銅めっき膜５３を形成した（図１９（ａ）参照）。
なお、電解めっき液としては、パッケージ基板を作製する際の（１２）の工程で用いた電解めっき液と同様のものを用い、同様の条件で処理した。
【０３０７】
（１０）さらに、めっきレジスト４３を５％ＫＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト４３下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、光学素子挿入用基板とパッケージ基板とを貫通するスルーホール４９とした（図１９（ｂ）参照）。
【０３０８】
（１１）次に、スルーホール４９を形成した基板をエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）に浸漬し、スルーホール４９壁面（ランド部分の表面を含む）に粗化面（図示せず）を形成した。
次に、上記パッケージ基板の作製の（ａ）に記載した樹脂充填材と同様の樹脂組成物を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール４９内に樹脂充填材の層を形成した。
即ち、スキージを用いてスルーホール４９内に樹脂充填材を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させることにより樹脂充填材の層を形成した。
【０３０９】
さらに、♯６００のベルト研磨紙（三共理化学社製）を用いたベルトサンダー研磨により、スルーホール４９のランド表面に樹脂充填材が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。さらに、１００℃で１時間、１２０℃で３時間、１５０℃で１時間、１８０℃で７時間の加熱処理を行って、そのスルーホールからの露出面が平坦な樹脂充填材層５０を形成した（図１９（ｃ）参照）。
【０３１０】
（１２）次に、上記パッケージ基板の作製の（１５）の工程で調製したソルダーレジスト組成物と同様の樹脂組成物を調製し、これを基板の両面に塗布し、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行い、ソルダーレジス組成物の層５４αを形成した（図２０（ａ）参照）。なお、ここで、樹脂充填層４１の表面にはソルダーレジスト組成物を塗布しなかった。
次いで、開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物の層５４αに密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液で現像処理し、開口５１を形成した。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物の層５４αを硬化させ、開口５１を有するソルダーレジスト層５４を形成した（図２０（ｂ）参照）。
【０３１１】
（１３）次に、ソルダーレジスト層５４を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口５１の一部に厚さ５μｍのニッケルめっき層５５を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層５６を形成した。
【０３１２】
（１４）次に、ソルダーレジスト層５４に形成した開口５１に半田ペースト（Ｓｎ／Ａｇ＝９６．５／３．５）を印刷し、２５０℃でリフローすることによりＩＣチップ実装用半田バンプ５７と多層プリント配線板接続用半田バンプ５８とを形成し、ＩＣチップ実装用基板を得た（図２０（ｃ）参照）。
【０３１３】
Ｂ．多層プリント配線板の作製
実施例１のＢと同様にして、多層プリント配線板を製造した。
【０３１４】
Ｃ．ＩＣチップ実装光通信用デバイスの製造
まず、上記Ａの工程を経て製造したＩＣチップ実装用基板に、ＩＣチップを実装し、その後、樹脂封止を行い、ＩＣチップ実装基板を得た。
次に、このＩＣチップ実装用基板と上記Ｂの工程で製造した多層プリント配線板とを所定の位置に対向配置させ、２００℃でリフローすることにより両基板の半田バンプ同士を接続して半田接続部を形成した。
【０３１５】
次に、半田接続部を介して接続した多層プリント配線板とＩＣチップ実装用基板との間に、封止用樹脂組成物を充填し、その後、硬化処理を施すことにより封止樹脂層を形成し、光通信用デバイスとした。なお、封止用樹脂組成物としては、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を用いた。また、形成した封止樹脂層は、透過率が８５％であり、屈折率が１．６０であった。
【０３１６】
（実施例１０）
光路用樹脂充填層を内層光路用樹脂充填層と外層光路用樹脂充填層とからなる２層構造とした以外は、実施例９と同様にして光通信用デバイスを製造した。具体的には、ＩＣチップ実装用基板の作製の（４）の工程において、下記の方法を用いた以外は実施例９と同様にして光通信用デバイスを製造した（図３参照）。
すなわち、光学素子挿入用基板に形成した貫通孔内に、エポキシ樹脂とシリカ粒子（平均粒径：０．５μｍ）と硬化剤とを含む樹脂組成物を光学素子（受光素子および発光素子）と同じ高さまで印刷により充填し、その後、この樹脂組成物を加熱硬化させることにより内層光路用樹脂充填層を形成した。
次いで、貫通孔内の内層光路用樹脂充填層上にエポキシ樹脂を含む樹脂組成物を印刷により充填した後、この樹脂組成物を乾燥させ、さらに、樹脂組成物の露出面にバフ研磨と鏡面研磨とを施した。その後、硬化処理を行い外層光路用樹脂充填層を形成した。
なお、外層光路用樹脂充填層は、その屈折率が１．６０であり、その透過率が８５％である。
【０３１７】
このようにして得られた実施例１〜１０のＩＣ実装光通信用デバイスについて、受光素子に対向する光導波路の多層プリント配線板の側面からの露出面に光ファイバを取り付け、発光素子に対向する光導波路の多層プリント配線板の側面からの露出面に検出器を取り付けた後、光ファイバを介して光信号を送り、ＩＣチップで演算させた後、検出器で光信号を検出したところ、所望の光信号を検出することができ、実施例１〜１０で製造したＩＣ実装光通信用デバイスが、光通信用デバイスとして充分満足できる性能を有していることが明らかとなった。
【０３１８】
また、封止樹脂層の形成、ならびに、光路用樹脂充填層および光路用樹脂層の形成を行わなかった以外は、実施例１〜１０と同様の方法を用いて製造した光通信用デバイスと比べても、ＩＣチップ実装用基板に実装した発光素子と、この発光素子と対向する多層プリント配線板に形成した光導波路との間での導波損失はほとんど低下していなかった。
【０３１９】
さらに、実施例１〜１０で得られた光通信用デバイスにおいては、光学素子（受光素子および発光素子）ならびに光導波路の設計からの位置ズレはほとんどみられなかった。
【０３２０】
【発明の効果】
本発明の光通信用デバイスは、上記したように、所定の位置に受光素子および発光素子が実装されたＩＣチップ実装用基板と、所定の位置に光導波路が形成された多層プリント配線板とから構成されているため、実装した光学部品間の接続損失が低く、光通信用デバイスとして接続信頼性に優れる。
【０３２１】
また、本発明の光通信用デバイスにおいて、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層が形成されている場合には、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、このゴミや異物等により光信号の伝送が阻害されることがないため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
さらに、封止樹脂層が形成されている場合には、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で発生する応力を緩和する役目を果たすことができ、また、光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなるため、光通信用デバイスとしての信頼性により優れることとなる。
【０３２２】
本発明の光通信用デバイスの製造方法では、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板とを所定の位置に配置、固定した後、両者の間に封止樹脂層を形成するため、光学素子と光導波路との間に、空気中を浮遊しているゴミや異物等が入り込むことがなく、光信号の伝送が阻害されることのない光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【０３２３】
また、ＩＣチップ実装用基板と多層プリント配線板との間に封止樹脂層を形成することにより、得られた光通信用デバイスにおいては、該封止樹脂層が上記ＩＣチップ実装用基板と上記多層プリント配線板との間で熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する役目を果たすことができ、また、封止樹脂層を形成することにより光学素子や光導波路の位置ズレがより発生しにくくなる。
従って、本発明の製造方法では、信頼性に優れる光通信用デバイスを好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の光通信用デバイスの別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の光通信用デバイスの別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の光通信用デバイスを構成する多層プリント配線板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１６】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１７】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図２０】本発明の光通信用デバイスを構成するＩＣチップ実装用基板を製造する工程の一部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００ 多層プリント配線板
１０１、２０１、３０１ 基板
１０２、２０２、３０２ 層間樹脂絶縁層
１０４、２０４、３０４ 導体回路
１０７、２０７、３０７ バイアホール
１０９、２０９、３０９ スルーホール
１１１、２１１、３１１ 光路用開口
１１４、２１４、３１４ ソルダーレジスト層
１１８、２１８、３１８ 光導波路
１１９、２１９、３１９ 光路変換ミラー
１２０、２２０、３２０ ＩＣチップ実装用基板
１１２０、２１２０、３１２０ パッケージ基板
１１００、２１００、３１００ 光学素子挿入用基板
１１２１、２１２１、３１２１ 基板
１１２２、２１２２、３１２２ 層間樹脂絶縁層
１１２４、２１２４、３１２４ 導体回路
１１２７、２１２７、３１２７ バイアホール
１１２９、２１２９、３１２９ スルーホール
１１３４、２１３４、３１３４ ソルダーレジスト層
１１３８、２１３８、３１３８ 受光素子
１１３９、２１３９、３１３９ 発光素子
１４０、２４０ ＩＣチップ
１１４１、２１４１ 光路用樹脂充填層
１５０、２５０、３５０ 光通信用デバイス
１６０、２６０、３６０ 封止樹脂層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication device and a method for manufacturing an optical communication device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, attention has been focused on optical fibers mainly in the communication field. In particular, in the IT (information technology) field, communication technology using optical fibers is required to develop a high-speed Internet network.
The optical fiber has features such as (1) low loss, (2) high bandwidth, (3) small diameter and light weight, (4) non-induction, and (5) resource saving. In communication systems using fiber, the number of repeaters can be greatly reduced compared to communication systems using conventional metallic cables, making construction and maintenance easier, making the communication system more economical and more reliable. Can be achieved.
[0003]
In addition, since optical fibers can simultaneously multiplex and transmit not only light of one wavelength but also light of many different wavelengths using a single optical fiber, a large-capacity transmission line that can be used for a variety of applications. It can be realized and can also support video services and the like.
[0004]
Therefore, in such network communication such as the Internet, optical communication using an optical fiber is not only performed for communication of the backbone network, but also for communication between the backbone network and terminal devices (PC, mobile, game, etc.) It has also been proposed to be used for communication between each other.
[0005]
As described above, when optical communication is used for communication between the backbone network and the terminal device, an IC that performs information (signal) processing in the terminal device operates with an electrical signal. Therefore, the terminal device includes an optical-to-electric converter, It is necessary to attach a device (hereinafter also referred to as an optical / electrical converter) that converts an optical signal and an electrical signal, such as an electrical-to-optical converter. Therefore, in a conventional terminal device, for example, a package substrate on which an IC chip is mounted, an optical component such as a light receiving element or a light emitting element that processes an optical signal, and the like are separately mounted, and an electrical wiring or an optical waveguide is connected to them, Signal transmission and signal processing were performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional terminal device, since the IC mounting package substrate and the optical component are separately mounted, the entire apparatus becomes large, which is a factor that hinders the miniaturization of the terminal device.
Further, in the conventional terminal device, since the distance between the IC mounting package substrate and the optical component is large, the electric wiring distance is long, and a signal error due to crosstalk noise or the like is likely to occur during signal transmission.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors can achieve optical communication with excellent connection reliability by arranging an IC chip mounting substrate on which various optical components are mounted and a multilayer printed wiring board to face each other. The present inventors have found that it is possible to contribute to miniaturization of terminal equipment, and have completed the optical communication device of the present invention having the following configuration.
Furthermore, in an optical communication device, when a sealing resin layer is formed between an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board that are arranged to face each other, foreign matters floating in the air between optical components, etc. In addition, the stress generated between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board can be relieved, so that it has been found that the optical communication device is more reliable.
[0008]
That is, the optical communication device of the present invention includes at least an IC chip mounting substrate having an optical element mounting region on which a light receiving element and / or a light emitting element are mounted and an optical path resin filling layer is formed,
A multilayer printed wiring board having at least an optical waveguide; and
An optical communication device comprising a sealing resin layer formed in a space between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and having a transmission wavelength light of 70% or more per 1 mm in length. There,
Directly below the optical path opening provided on the multilayer printed wiring board., With an optical path changerAn optical waveguide is formed, and an optical path resin layer is formed inside the optical path opening.
The optical waveguide and the light receiving element and / or the light emitting element are configured to transmit an optical signal via the optical path resin-filled layer, the sealing resin layer, and the optical path resin layer,
At least one microlens is disposed on the surface of the optical path resin-filled layer facing the multilayer printed wiring board, and
The microlens has a higher refractive index than the sealing resin layer.
[0009]
Optical communication device of the present inventionInThe sealing resin layer preferably contains particles.
[0012]
The method for manufacturing an optical communication device of the present invention includes at least an IC chip mounting substrate having an optical element mounting region on which a light receiving element and / or a light emitting element are mounted and an optical path resin-filled layer is formed; Formed directly under the optical path openingEquipped with an optical path changerAfter separately producing a multilayer printed wiring board having an optical waveguide and an optical path resin layer formed inside the optical path opening,
At least one microlens is disposed on the surface facing the multilayer printed wiring board of the resin filling layer for the optical path,
Between the light receiving element and / or the light emitting element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board, both are arranged and fixed at a position where an optical signal can be transmitted,
Furthermore, after pouring a sealing resin composition between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, a curing treatment is performed so that the transmittance of light having a communication wavelength per 1 mm length is 70% or more. Thus, a sealing resin layer having a refractive index smaller than that of the microlens is formed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the optical communication device of the present invention will be described.
The optical communication device of the present invention includes at least an IC chip mounting substrate having an optical element mounting region on which a light receiving element and / or a light emitting element are mounted and an optical path resin-filled layer is formed,
A multilayer printed wiring board having at least an optical waveguide; and
An optical communication device comprising a sealing resin layer formed in a space between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and having a transmission wavelength light of 70% or more per 1 mm in length. There,
Directly below the optical path opening provided on the multilayer printed wiring board., With an optical path changerAn optical waveguide is formed, and an optical path resin layer is formed inside the optical path opening.
The optical waveguide and the light receiving element and / or the light emitting element are configured to transmit an optical signal via the optical path resin-filled layer, the sealing resin layer, and the optical path resin layer,
At least one microlens is disposed on the surface of the optical path resin-filled layer facing the multilayer printed wiring board, and
The microlens has a higher refractive index than the sealing resin layer.
[0014]
The optical communication device of the present invention is composed of an IC chip mounting substrate on which an optical element is mounted at a predetermined position and a multilayer printed wiring board on which an optical waveguide is formed at a predetermined position. Connection loss between optical components is low, and connection reliability is excellent as an optical communication device.
In the optical communication device, the optical component and the electronic component necessary for optical communication can be integrated, which can contribute to miniaturization of the optical communication terminal device.
[0015]
In the optical communication device of the present invention, a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board.SoOptical communication devices, since dust and foreign matter floating in the air do not enter between the optical element and the optical waveguide, and transmission of optical signals is not hindered by the dust or foreign matter. As a result, it will be more reliable.
[0016]
further,the aboveSince the sealing resin layer can play a role of relieving the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, for example, for IC chip mounting It is possible to prevent breakage or the like near the solder bumps connecting the substrate and the multilayer printed wiring board. In addition, the positional displacement of the optical element and the optical waveguide is less likely to occur, and transmission of the optical signal between the optical element and the optical waveguide is not hindered.For,The reliability as an optical communication device is superior.
[0017]
In the optical communication device of the present invention, it is preferable that the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are electrically connected via solder bumps. This is because both can be more reliably arranged at a predetermined position by the self-alignment action of the solder.
The self-alignment action refers to an action in which the solder tends to exist in a more stable shape near the center of the solder bump forming opening due to the fluidity of the solder during the reflow process. It is thought that this occurs due to the strong surface tension that tends to become spherical when the solder is attached to the metal. When this self-alignment action is used, even when the IC chip mounting board is connected to the multilayer printed wiring board via the solder bumps, even if a positional deviation occurs between the two before reflowing. During reflow, the IC chip mounting substrate moves, and the IC chip mounting substrate can be attached to an accurate position on the multilayer printed wiring board.
Therefore, if the optical components such as the light receiving element, the light emitting element, and the optical waveguide are attached to the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board at accurate positions, the multilayer printed wiring is provided via the solder bumps. By connecting the IC chip mounting substrate on the plate, an optical communication device having excellent connection reliability can be manufactured.
[0018]
Hereinafter, an optical communication device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an optical communication device of the present invention. FIG. 1 shows an optical communication device in a state where an IC chip is mounted.
[0019]
As shown in FIG. 1, the optical communication device 150 includes an IC chip mounting substrate 120 and a multilayer printed wiring board 100, and the IC chip mounting substrate 120 and the multilayer printed wiring board 100 are connected to a solder connection portion ( (Not shown).
A sealing resin layer 160 is formed between the IC chip mounting substrate 120 and the multilayer printed wiring board 100.
The IC chip 140 is mounted on the IC chip mounting substrate 120 via the solder connection portion 143.
[0020]
In the IC chip mounting substrate 120, conductor circuits 1124 and 1125 and an interlayer resin insulating layer 1122 are laminated on both surfaces of the substrate 1121 on the optical element insertion substrate 1100 having an optical element mounting region, and the substrate 1121 is formed. A package substrate 1120 in which conductor circuits sandwiched are connected by through holes 1129 and conductor circuits sandwiching an interlayer resin insulating layer 1122 are connected by via holes 1127 is laminated.
In the optical element insertion substrate 1100, conductor circuits are formed on both surfaces of the substrate 1101, and through holes 1106 for connecting the conductor circuits are formed. The through holes 1106 have a resin filler layer 1110 therein. Further, a lid plating layer 1116 is formed so as to cover the resin filler layer 1110.
[0021]
Further, the optical element insertion substrate 1100 has an optical element mounting region in the approximate center thereof. In this optical element mounting region, optical elements of the light receiving element 1138 and the light emitting element 1139 are arranged using a die bonding resin (not shown), and an optical path resin filling layer 1141 is formed. The element is electrically connected to the metal layer 1136 of the package substrate 1120 by wire bonding via the wire 1140. For the arrangement of the optical elements, a conductive paste may be used instead of the die bonding resin, and solder may be used in some cases.
In the IC chip mounting substrate 120, the region occupied by the optical path resin filling layer 1141, the optical elements (the light receiving element 1138 and the light emitting element 1139), and the wire 1140 corresponds to the optical element mounting area.
The optical path resin-filled layer may be composed of one layer as shown in FIG. 1, for example, it is composed of two layers of an inner-layer optical path resin-filled layer and an outer-layer optical path resin-filled layer. It may be composed of three or more layers. This will be described in detail later.
[0022]
Further, in the optical communication device 150 shown in FIG. 1, a wire bonding type optical element is used as the optical element, but the optical element used in the optical communication device of the present invention is of a flip chip type. It may be.
When a flip chip type optical element is used, an optical element connection pad is provided in advance on the package substrate, and the optical element may be attached thereto via solder.
In addition, when a flip chip type optical element is attached, it is desirable to resin seal the gap between the optical element and the package substrate. Specifically, for example, for forming a resin layer for an inner optical path The resin may be sealed with a resin composition or the like.
[0023]
The IC chip mounting substrate 120 is formed with a solder resist layer 1134 having an opening in the outermost layer on the package substrate 1120 side. The IC chip mounting substrate 120 has an IC chip via a solder pad (metal layer) 1136 in the opening. Solder bumps for mounting are formed. As described above, FIG. 1 shows an optical communication device on which the IC chip 140 is mounted via the solder connection portion 143.
[0024]
In the multilayer printed wiring board 100, the conductor circuit 104 and the interlayer resin insulating layer 102 are laminated on both surfaces of the substrate 101, the conductor circuits sandwiching the substrate 101, and the conductor circuit sandwiching the interlayer resin insulating layer 102. The two are electrically connected through a through hole 109 and a via hole 107, respectively. A resin filler layer 110 is formed in the through hole 109.
Furthermore, a solder resist layer 114 having an optical path opening 111 is formed on the outermost layer of the multilayer printed wiring board 100 facing the IC chip mounting substrate 120, and an optical path conversion mirror is provided immediately below the optical path opening 111. An optical waveguide 118 (118a, 118b) provided with 119 (119a, 119b) is formed, and an optical path resin layer 108 is formed in the optical path opening 111.
[0025]
In the optical communication device 150 having such a configuration, an optical signal transmitted from the outside via an optical fiber or the like (not shown) is introduced into the optical waveguide 118a, and the optical path conversion mirror 119a and the optical path opening 111 are provided. Further, after being sent to the light receiving element 1138 (light receiving portion 1138a) through the sealing resin layer 160 and the optical path resin filling layer 1141, it is converted into an electric signal by the light receiving element 1138, and further, a conductor circuit and a solder connection It is sent to the IC chip 140 via the unit.
[0026]
The electrical signal sent out from the IC chip 140 is sent to the light emitting element 1139 through the solder connection portion and the conductor circuit, and then converted into an optical signal by the light emitting element 1139. This optical signal is converted into the light emitting element 1139 (light emitting element). 1139a) is introduced into the optical waveguide 118b through the optical path resin-filled layer 1141, the sealing resin layer 160, the optical path opening 111b, and the optical path conversion mirror 119b, and further, an optical signal is transmitted through an optical fiber or the like (not shown). Will be sent to the outside.
[0027]
In such an optical communication device of the present invention, since the optical / electrical signal conversion is performed in the IC chip mounting substrate, that is, at a position close to the IC chip, the transmission distance of the electric signal is short, and higher speed communication is supported. In addition, since the optical component and the electronic component necessary for optical communication can be integrated, it is possible to contribute to miniaturization of the terminal device for optical communication.
[0028]
In the optical communication device, the electrical signal sent out from the IC chip is not only sent to the outside via an optical fiber after being converted into an optical signal as described above, but also with solder bumps. Electronic components (not shown) such as other IC chips mounted on the multilayer printed wiring board via conductor circuits (including via holes and through holes) of the multilayer printed wiring board. )).
In the cross-sectional view of the optical communication device 150 shown in FIG. 1, solder bumps for connecting the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are not shown, but actually, the IC chip mounting substrate and / or Or both are connected via the solder bump formed in the multilayer printed wiring board.
[0029]
In the optical communication device 150 shown in FIG. 1, a sealing resin layer 160 is formed between the IC chip mounting substrate 120 and the multilayer printed wiring board 100. As described above, the optical communication device in which the sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board floats in the air between the optical element and the optical waveguide. Therefore, it is more reliable because the transmission of optical signals is not hindered by the presence of dust or foreign matter.
[0030]
The sealing resin layer is not particularly limited as long as it has little absorption in the communication wavelength band, and examples of the material include a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, and a thermosetting resin. Examples thereof include resins partially sensitized and ultraviolet curable resins. Among these, a thermosetting resin is desirable.
Specifically, for example, acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, deuterated fluorinated PMMA; polyimide resins such as fluorinated polyimide; epoxy resins; UV curable epoxy resins; Examples thereof include silicone resins such as resins; polymers produced from benzocyclobutene.
[0031]
Moreover, it is desirable that the sealing resin layer has a communication wavelength light transmittance of 70% or more.
This is because if the transmittance of the communication wavelength light is less than 70%, the loss of the optical signal is large and the reliability of the device for optical communication may be lowered. The transmittance is more preferably 90% or more.
In particular, when the sealing resin layer is composed of only the resin component described above, the transmittance is desirably 90% or more, and as described later, when particles are blended in the sealing resin layer Therefore, the transmittance is desirably 70% or more.
[0032]
In the present specification, the transmittance of communication wavelength light refers to the transmittance of communication wavelength light per 1 mm length. Specifically, strength I1When the light enters the sealing resin layer and passes through the sealing resin layer by 1 mm, the intensity of the emitted light is I2Is a value calculated by the following equation (1).
[0033]
Transmittance (%) = (I2/ I1) × 100 (1)
[0034]
In addition, the said transmittance | permeability means the transmittance | permeability measured at 25-30 degreeC.
[0035]
The sealing resin layer preferably contains particles such as resin particles, inorganic particles, and metal particles.
By including particles, the thermal expansion coefficient can be matched between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and cracks and the like due to the difference in thermal expansion coefficient are less likely to occur. It is.
[0036]
In the optical communication device of the present invention comprising the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, the thermal expansion coefficient (z-axis direction) of the constituent members is, for example, 5.0 × 10 for the substrate.-Five~ 6.0 × 10-Five(/ ° C.), interlayer resin insulation layer is 6.0 × 10-Five~ 8.0 × 10-Five(/ ° C) grade, particles 0.1 × 10-Five~ 1.0 × 10-Five(/ ° C.), sealing resin layer is 0.1 × 10-Five~ 100 × 10-Five(/ ° C) degree, sealing resin layer containing particles is 3.0 × 10-Five~ 4.0 × 10-FiveAn optical element made of IC chip, silicon, germanium or the like is 0.5 × 10-Five~ 1.5 × 10-Five(/ ° C) grade, conductor circuit is 1.0 × 10-Five~ 2.0 × 10-Five(/ ° C). In addition, the measurement temperature of the said thermal expansion coefficient is 20 degreeC.
Thus, when the particles are blended in the sealing resin layer, the difference in thermal expansion coefficient between the sealing resin layer and the other components constituting the optical communication device is reduced. Therefore, stress will be relieved.
In addition, when particles are blended in the sealing resin layer, positional deviation of the optical element and the optical waveguide is less likely to occur.
[0037]
Moreover, when mix | blending particle | grains with the said sealing resin layer, it is desirable that the refractive index of the resin component of this sealing resin layer and the refractive index of the said particle | grain are comparable. Therefore, when blending particles in the encapsulating resin layer, it is desirable to mix two or more types of particles having different refractive indexes so that the refractive index of the particles is approximately the same as the refractive index of the resin component. .
Specifically, for example, when the resin component is an epoxy resin having a refractive index of 1.53, silica particles having a refractive index of 1.54 and titania particles having a refractive index of 1.52 are mixed and used. Is desirable.
Examples of the method of mixing the particles include a kneading method, a method of dissolving two or more types of particles and mixing them, and then forming particles.
[0038]
Examples of the resin particles include a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, a resin in which a part of the thermosetting resin is made photosensitive, a resin composite of a thermosetting resin and a thermoplastic resin, Examples thereof include those composed of a composite of a photosensitive resin and a thermoplastic resin.
[0039]
Specifically, for example, thermosetting resins such as epoxy resins, phenol resins, polyimide resins, bismaleimide resins, polyphenylene resins, polyolefin resins, fluororesins; thermosetting groups of these thermosetting resins (for example, epoxy resins) (Epoxy group) in which methacrylic acid or acrylic acid is reacted to give an acrylic group; phenoxy resin, polyether sulfone (PES), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfone (PPS), polyphenylene sulfide (PPES), Examples thereof include thermoplastic resins such as polyphenyl ether (PPE) and polyetherimide (PI); and photosensitive resins such as acrylic resins.
Moreover, what consists of the resin composite of the said thermosetting resin and the said thermoplastic resin, the resin to which the said acrylic group was provided, the said photosensitive resin, and the said thermoplastic resin can also be used.
Moreover, as the resin particles, resin particles made of rubber can be used.
[0040]
Examples of the inorganic particles include aluminum compounds such as alumina and aluminum hydroxide, calcium compounds such as calcium carbonate and calcium hydroxide, potassium compounds such as potassium carbonate, magnesium compounds such as magnesia, dolomite, and basic magnesium carbonate. And silicon compounds such as silica and zeolite, and titanium compounds such as titania. Further, silica and titania mixed at a certain ratio and melted and homogenized may be used.
Moreover, what consists of phosphorus or a phosphorus compound can also be used as said inorganic particle.
[0041]
Examples of the metal particles include those made of gold, silver, copper, palladium, nickel, platinum, iron, zinc, lead, aluminum, magnesium, calcium, and the like.
These resin particles, inorganic particles and metal particles may be used alone or in combination of two or more.
[0042]
Moreover, the shape of the said particle | grain is not specifically limited, For example, spherical shape, elliptical spherical shape, crushed shape, polyhedral shape etc. are mentioned. Among these, spherical or elliptical spheres are desirable. This is because spherical or oval spherical particles do not have corners, so that cracks and the like are less likely to occur in the sealing resin layer.
Furthermore, when the shape of the particle is spherical or elliptical, light is not easily reflected by the particle, and the loss of optical signal is reduced.
[0043]
The desirable lower limit of the particle size of the particles is 0.01 μm, and the more desirable lower limit is 0.1 μm. On the other hand, the desirable upper limit of the particle size is 100 μm, and the more desirable upper limit is 50 μm. In particular, the upper limit is desirably shorter than the communication wavelength. This is because if the average particle size of the particles is shorter than the communication wavelength, there is less possibility that the transmission of the optical signal will be hindered.
Moreover, as long as it is a particle | grain which has a particle size of this range, the particle | grains of 2 or more types of different particle sizes may be included.
In the present specification, the particle diameter of the particle means the length of the longest part of the particle.
[0044]
A desirable lower limit of the amount of the particles contained in the sealing resin layer is 10% by weight, and a more desirable lower limit is 20% by weight. On the other hand, the desirable upper limit of the compounding amount of the particles is 80% by weight, and the more desirable upper limit is 70% by weight. If the blending amount of the particles is less than 10% by weight, the effect of blending the particles may not be sufficiently obtained. If the blending amount of the particles exceeds 80% by weight, the transmission of the optical signal may be inhibited. Because there is.
In addition, since the composition of the sealing resin layer affects the reliability of optical signal transmission loss, heat resistance, bending strength, etc., the specific composition is such that the sealing resin layer has a low optical signal loss characteristic. It may be appropriately selected so as to satisfy excellent heat resistance and crack resistance.
[0045]
In the optical communication device of the present invention, it is desirable that the refractive index of the optical path resin-filled layer and the refractive index of the sealing resin layer are the same. For example, when the refractive index of the optical path resin-filled layer is smaller than the refractive index of the sealing resin layer, an optical signal transmitted through the optical path resin-filled layer is directed toward the light receiving portion of the light receiving element. The optical signal sent out from the light emitting element will be refracted in a direction that does not spread at the interface between the resin filling layer for the optical path and the sealing resin layer, but the refractive index of the two is different. As a result, reflection of the optical signal occurs at the interface between the resin filling layer for the optical path and the sealing resin layer, and as a result, transmission loss of the optical signal increases. Therefore, in order to reduce the transmission loss of the optical signal, it is desirable that the refractive index of the resin filling layer for the optical path and the refractive index of the sealing resin layer are the same. In consideration of the degree of reflection of the optical signal at the interface with the resin layer and the degree of refraction, the refractive indexes of both are appropriately selected.
[0046]
In the above optical communication device, it is desirable that an optical path resin layer is formed in an optical path opening provided in the multilayer printed wiring board. In this case, the refractive index of the optical path resin layer and the sealing resin The refractive index of the layer is preferably the same. This is because when the refractive indexes of both are the same, the transmission loss of the optical signal can be reduced as in the case where the refractive index of the resin filling layer for the optical path and the refractive index of the sealing resin layer are the same. .
Further, when the inside of the optical path opening is a void, in the step of forming the sealing resin layer at the time of manufacturing the optical communication device, the uncured resin composition for forming the sealing resin layer is the above In some cases, a void may occur in the gap of the optical path opening, and the generation of such a void may adversely affect the optical signal transmission capability of the optical communication device. Such a problem does not occur when the optical path resin layer is formed.
[0047]
When the optical path resin layer is formed inside the optical path opening, the refractive indexes of the optical path resin filling layer, the optical path resin layer, and the sealing resin layer are the same. Is desirable. When the three refractive indexes are the same as described above, light is transmitted at the interface between the optical path resin-filled layer and the sealing resin layer and at the interface between the sealing resin layer and the optical path resin layer. This is because no signal reflection occurs.
[0048]
In addition, the refractive index of the resin component used for the sealing resin layer or the resin filling layer for the optical path is, for example, about 1.50 to 1.60 for epoxy resin, about 1.40 to 1.55 for acrylic resin, polyolefin Is about 1.55 to 1.65, and as a method for adjusting the refractive index of the sealing resin layer etc., for example, the polarizability is changed by fluorinating or phenylating a part of the resin component And a method of changing the refractive index of the resin component by changing the molecular weight by deuterating a part of the resin component. Such a method for adjusting the refractive index can also be used as a method for adjusting the refractive index of the optical waveguide.
[0049]
In the optical communication device, it is preferable that at least one microlens is disposed on a surface of the optical path resin-filled layer facing the multilayer printed wiring board.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the device for optical communication of the present invention.
Similar to the optical communication device 150 shown in FIG. 1, the optical communication device 250 shown in FIG. 2 includes an IC chip mounting substrate 220 and a multilayer printed wiring board 200, and the IC chip mounting substrate 220 and the multilayer printed circuit board 200. A sealing resin layer 260 is formed between the wiring board 200 and the wiring board 200.
Further, in the IC chip mounting substrate 220, the surface between the optical element (the light emitting element 2138 and the light receiving element 2139) and the optical path conversion mirror 219 and facing the sealing resin layer 260 of the optical path resin filling layer 2141 ( A microlens 2246 is disposed on the surface facing the multilayer printed wiring board 200. Thus, by arranging the microlens, an optical signal can be transmitted more reliably between the optical element (light receiving element and light emitting element) and the optical waveguide.
In addition, as shown in FIG. 2, it is desirable that the microlenses are disposed at two places between the light emitting element and the optical path conversion mirror and between the light receiving element and the optical path conversion mirror. Depending on the case, it may be provided only in one of them.
[0050]
In the embodiment of the optical communication device 250 shown in FIG. 2, the microlens 246 is disposed on the surface of the IC chip mounting substrate 220 facing the sealing resin layer 160 of the optical path resin filling layer 2141. Are the same as those in the embodiment of the device for optical communication 150.
[0051]
Further, the refractive index of the microlens disposed on the surface facing the sealing resin layer of the resin filling layer for the optical path (the surface facing the multilayer printed wiring board) is larger than the refractive index of the sealing resin layer. It is desirable. By arranging the microlens having such a refractive index, the optical signal can be condensed in a desired direction, so that the optical signal can be transmitted more reliably.
[0052]
Further, when the microlens is a convex lens having a convex surface only on one side (encapsulation resin layer side) as shown in FIG. 2, the radius of curvature of the microlens takes into account the focal length of the microlens. Select as appropriate. Specifically, the radius of curvature is reduced when the focal length of the microlens is increased, and the radius of curvature is increased when the focal length is shortened.
[0053]
Although not shown, when the optical path resin layer is formed inside the optical path opening of the multilayer printed wiring board, the microlens is also formed at the end of the optical path opening on the sealing resin layer side. In this case, the refractive index of the microlens is preferably larger than the refractive index of the sealing resin layer.
[0054]
Also, a microlens is disposed at the end of the optical path opening, and the distance from the light receiving part of the light receiving element and the light emitting part of the light emitting element to the surface of the resin filling layer for the optical path, and inside When the thickness of the optical path opening in which the optical path resin layer is formed is substantially the same, the refractive index of the microlens disposed at the end of the optical path opening and the sealing resin of the optical path resin filling layer It is desirable that the refractive index of the microlens disposed on the surface facing the layer is substantially the same.
By arranging the microlens having such a refractive index, the optical signal can be condensed in a desired direction, so that the optical signal can be transmitted more reliably.
[0055]
The microlens is not particularly limited, and examples thereof include those used in optical lenses, and specific examples of the material include optical glass and optical lens resins.
Examples of the optical lens resin include acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, and deuterated fluorinated PMMA; polyimide resins such as fluorinated polyimide; epoxy resins; UV curable epoxy resins; Examples thereof include silicone resins such as hydrogenated silicone resins; polymers produced from benzocyclobutene.
[0056]
When the microlens is disposed on the surface of the optical path resin-filled layer facing the sealing resin layer, the microlens may be disposed on the optical path resin-filled layer via a transparent adhesive layer. In addition, it may be directly disposed on the optical path resin-filled layer.
Similarly, when the microlens is disposed at the end of the optical path opening, it may be disposed at the end of the optical path opening via a transparent adhesive layer. When a layer is formed, it may be directly disposed on the optical path resin layer.
[0057]
The microlens is preferably attached so that the center of the microlens is positioned on a straight line connecting the light receiving portion of the light receiving element, the light emitting portion of the light emitting element, and the optical path conversion mirror of the optical waveguide.
Further, the shape of the microlens is not limited to the convex lens as shown in FIG. 2, and may be any as long as it can collect an optical signal in a desired direction.
[0058]
The embodiment of the IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention is not limited to the form shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the device for optical communication of the present invention.
[0059]
The optical communication device 350 shown in FIG. 3 is also composed of the IC chip mounting substrate 320 and the multilayer printed wiring board 300, and the structure of the IC chip mounting substrate is the optical communication device shown in FIG. Although different from the IC chip mounting substrate 120 constituting the circuit 150, other structures and the like are substantially the same as those of the optical communication device 150 shown in FIG. Accordingly, only the IC chip mounting substrate 320 constituting the optical communication device 350 will be described in detail here.
[0060]
The IC chip mounting substrate 320 is formed by laminating conductor circuits 3124 and 3125 and an interlayer resin insulating layer 3122 on both surfaces of the substrate 3121 on an optical element insertion substrate 3100 having an optical element mounting region, and sandwiching the substrate 3121. A package substrate 3120 in which conductor circuits are connected by through holes 3129 and conductor circuits sandwiching an interlayer resin insulating layer 3122 are connected by via holes is laminated.
[0061]
Further, the optical element insertion substrate 3100 has an optical element mounting area at substantially the center thereof, and the optical elements of the light receiving element 3138 and the light emitting element 3139 are arranged in this optical element mounting area. In addition, an optical path resin filling layer (inner optical path resin filling layer 3141a, outer optical path resin filling layer 3141b) is formed, and the optical element is electrically connected to the metal layer 3136 of the package substrate 3120 by wire bonding via the wire 3140. It is connected to the.
Further, the electrical connection pads (portions connected to the wires of the optical elements) of the light receiving element 3138 and the light emitting element 3139 shown in FIG. 3 are provided closer to the package substrate than the respective light receiving parts 3138a and light emitting parts 3139a.
By using an optical element having such a shape, the structure of the resin filling layer for the optical path is a two-layer structure of the resin filling layer for the inner optical path and the resin filling layer for the outer optical path. Since the connection portion with the wire can be protected by the resin filling layer for the inner layer optical path, the connection reliability between the optical element and the conductor circuit (metal layer) is further improved.
[0062]
Further, in the IC chip mounting substrate 320, a through hole 3106 that penetrates the optical element insertion substrate 3100 and the package substrate 3120 is formed, and a resin filler layer 3110 is formed therein. The IC chip mounting substrate 320 is formed with a solder resist layer 3134 having an opening in the outermost layer on the IC chip mounting side, and solder bumps (metal layers) 3136 are formed in the openings of the solder resist layer 3134. Thus, solder bumps 3143 for mounting the IC chip are formed.
[0063]
Next, other components of the optical communication device of the present invention will be described.
An optical element (light receiving element, light emitting element) is mounted on the IC chip mounting substrate constituting the device for optical communication of the present invention.
Examples of the light receiving element include PD (photodiode), APD (avalanche photodiode), and the like.
These may be properly used in consideration of the configuration of the optical communication device, required characteristics, and the like.
Examples of the material for the light receiving element include Si, Ge, and InGaAs.
Of these, InGaAs is desirable because of its excellent light receiving sensitivity.
[0064]
Examples of the light emitting element include LD (semiconductor laser), DFB-LD (distributed feedback type-semiconductor laser), LED (light emitting diode), and the like.
These may be properly used in consideration of the configuration and required characteristics of the optical communication device.
[0065]
Examples of the material of the light emitting element include a compound of gallium, arsenic and phosphorus (GaAsP), a compound of gallium, aluminum and arsenic (GaAlAs), a compound of gallium and arsenic (GaAs), a compound of indium, gallium and arsenic (InGaAs), Indium, gallium, arsenic and phosphorus compounds (InGaAsP) can be used.
These may be properly used in consideration of the communication wavelength. For example, when the communication wavelength is 0.85 μm band, GaAlAs can be used, and when the communication wavelength is 1.3 μm band or 1.55 μm band. InGaAs or InGaAsP can be used.
[0066]
The IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention has an optical path resin filling layer formed thereon, and is mounted on the IC chip mounting substrate via the optical path resin filling layer. An optical signal can be transmitted between the optical element and the optical waveguide formed on the multilayer printed wiring board.
[0067]
The optical path resin-filled layer may be composed of one layer like the optical path resin-filled layers 1141 and 2141 shown in FIGS. 1 and 2, or like the optical path resin-filled layer shown in FIG. It may consist of two layers, an inner layer optical path resin-filled layer 3141a and an outer layer optical path resin-filled layer 3141b.
When the optical path resin filling layer is composed of two layers, the inner optical path resin filling layer is formed using a resin composition suitable for fixing the optical element, and the outer optical path resin filling layer transmits the communication wavelength light. By using a resin composition having an excellent rate, the reliability as an optical communication device can be further improved.
Further, when forming the inner layer optical path resin-filled layer and the outer layer optical path resin-filled layer having different characteristics as described above, the thickness of the inner layer optical path resin-filled layer is the same as or more than the thickness of the optical element. Will also be thin. This is because if the thickness of the resin filling layer for the inner layer optical path that excels in the above characteristics is larger than the thickness of the optical element, transmission of the optical signal may be hindered.
In addition, the said resin filling layer for optical paths may consist of three or more layers depending on the case.
[0068]
When the optical path resin-filled layer is composed of one layer, the optical path resin-filled layer is not particularly limited as long as it is excellent in transmission of light having a communication wavelength, and examples of the material include a thermosetting resin, Examples thereof include a thermoplastic resin, a photosensitive resin, a resin in which a part of a thermosetting resin is made photosensitive, and a resin composition containing a composite thereof as a resin component. Specific examples of the resin component include an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, an olefin resin, and a BT resin.
[0069]
In addition to the resin component, the resin composition may contain particles such as resin particles, inorganic particles, and metal particles. By including these particles, the thermal expansion coefficient can be matched between the resin filling layer for the optical path and the substrate, the solder resist layer, the interlayer resin insulation layer, etc. Sex can also be imparted.
Specific examples of the particles include the same particles as those contained in the sealing resin layer.
[0070]
Moreover, the shape of the said particle | grain is not specifically limited, For example, spherical shape, elliptical spherical shape, crushed shape, polyhedral shape etc. are mentioned.
The desirable lower limit of the particle size of the particles (the length of the longest part of the particles) is 0.01 μm, and the more desirable lower limit is 0.1 μm. On the other hand, the desirable upper limit of the particle size is 100 μm, and the more desirable upper limit is 50 μm. In particular, the upper limit is desirably shorter than the communication wavelength. This is because if the average particle size of the particles is shorter than the communication wavelength, there is less possibility that the transmission of the optical signal will be hindered.
[0071]
When the optical path resin-filled layer is composed of two layers, an inner-layer optical path resin-filled layer and an outer-layer optical path resin-filled layer, the material for the outer-layer optical path resin-filled layer is excellent in the optical signal transparency described above. A resin composition can be used, and as the material of the resin filling layer for the inner layer optical path, for example, the same materials as those of conventionally known IC chip sealing resins can be used.
Specifically, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, a resin in which a part of the thermosetting resin is made photosensitive, a resin composite of a thermosetting resin and a thermoplastic resin, a photosensitive resin, And a resin composition containing a composite of an adhesive resin and a thermoplastic resin.
Specific examples include, for example, a cresol / novolak-based epoxy resin, a phenol / novolak-based resin as a curing agent, silica as a filler, and a reaction accelerator, a coupling agent, and a flame retardant as necessary. (Flame retardant aid), resin compositions containing other additives such as colorants, and the like.
[0072]
In the IC chip mounting substrate, when the optical path resin filling layer is composed of one layer, the transmittance of the optical path resin filling layer is preferably 70% or more, and more preferably 90% or more. .
In addition, in this specification, the transmittance | permeability of the resin filling layer for optical paths means the transmittance | permeability of the communication wavelength light per 1 mm length. Specifically, strength I3Is incident on the optical path resin-filled layer and passes through the optical path resin-filled layer, the intensity of the emitted light is I4Is a value calculated by the following (2).
[0073]
Transmittance (%) = (I4/ I3) × 100 (2)
[0074]
In addition, the said transmittance | permeability means the transmittance | permeability measured at 25-30 degreeC.
[0075]
Further, when the optical path resin-filled layer is composed of two layers, the transmittance of the upper-layer optical path resin-filled layer (transmittance of communication wavelength light per 1 mm in length) is desirably 70% or more, 90% or more is more desirable.
[0076]
An optical waveguide is formed on the multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention.
Examples of the optical waveguide include an organic optical waveguide made of a polymer material and the like, an inorganic optical waveguide made of quartz glass, a compound semiconductor, and the like. Among these, an organic optical waveguide made of a polymer material or the like is desirable. This is because it has excellent adhesion with the interlayer resin insulation layer and is easy to process.
[0077]
The polymer material is not particularly limited as long as it has low absorption in the communication wavelength band. For example, a part of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, or a thermosetting resin is sensitized. Resin, a composite of a thermosetting resin and a thermoplastic resin, a composite of a photosensitive resin and a thermoplastic resin, and the like.
[0078]
Specifically, for example, acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, deuterated fluorinated PMMA, polyimide resin such as fluorinated polyimide, epoxy resin, UV curable epoxy resin, polyolefin resin, Examples thereof include silicone resins such as deuterated silicone resins, polymers produced from benzocyclobutene, and the like.
[0079]
In addition to the resin component, the optical waveguide may contain particles such as resin particles, inorganic particles, and metal particles.
Specific examples of the particles include the same particles as those contained in the sealing resin layer.
[0080]
Moreover, the shape of the said particle | grain is not specifically limited, For example, spherical shape, elliptical spherical shape, crushed shape, polyhedral shape etc. are mentioned. Among these, spherical or elliptical spheres are desirable. This is because spherical or elliptical particles have no corners, so that cracks and the like are less likely to occur in the optical waveguide. Furthermore, when the shape of the particle is spherical or elliptical, light is not easily reflected by the particle, and the loss of optical signal is reduced.
[0081]
The desirable lower limit of the particle size of the particles is 0.01 μm, and the more desirable lower limit is 0.1 μm. On the other hand, the desirable upper limit of the particle size is 100 μm, and the more desirable upper limit is 50 μm. In particular, the upper limit is desirably shorter than the communication wavelength. This is because if the average particle size of the particles is shorter than the communication wavelength, there is less possibility that the transmission of the optical signal will be hindered.
Moreover, as long as it is a particle | grain which has a particle size of this range, the particle | grains of 2 or more types of different particle sizes may be contained.
[0082]
A desirable lower limit of the amount of the particles contained in the optical waveguide is 10% by weight, and a more desirable lower limit is 20% by weight. On the other hand, the desirable upper limit of the compounding amount of the particles is 80% by weight, and the more desirable upper limit is 70% by weight. If the blending amount of the particles is less than 10% by weight, the effect of blending the particles may not be obtained. If the blending amount of the particles exceeds 80% by weight, the transmission of the optical signal may be hindered. Is
The shape of the optical waveguide is not particularly limited, but a sheet shape is desirable because it is easy to form.
[0083]
When particles are contained in the optical waveguide in this way, the thermal expansion coefficient can be matched between the optical waveguide and the substrate or interlayer resin insulation layer constituting the multilayer printed wiring board. Cracks and peeling due to the difference are less likely to occur.
[0084]
The thickness of the optical waveguide is desirably 1 to 100 μm, and the width is desirably 1 to 100 μm. If the width is less than 1 μm, the formation may not be easy. On the other hand, if the width exceeds 100 μm, it may hinder the degree of freedom in designing a conductor circuit or the like constituting the multilayer printed wiring board. .
[0085]
The ratio between the thickness and width of the optical waveguide is preferably close to 1: 1. This is because the planar shape of the light receiving part of the light receiving element or the light emitting part of the light emitting element is usually circular. In addition, the ratio of the thickness to the width is not particularly limited, and may be about 1: 2 to about 2: 1.
Further, when the optical waveguide is a single mode optical waveguide having a communication wavelength of 1.55 μm, the thickness and width are preferably 5 to 15 μm, and the optical waveguide has a communication wavelength of 0.85 μm and a multimode. In the case of an optical waveguide, the thickness and width are preferably 20 to 80 μm.
[0086]
Further, as the optical waveguide, it is desirable that a light receiving optical waveguide and a light emitting optical waveguide are formed. The light receiving optical waveguide refers to an optical waveguide for transmitting an optical signal transmitted from the outside via an optical fiber or the like to the light receiving element. The light emitting optical waveguide is transmitted from the light emitting element. An optical waveguide for transmitting a received optical signal to an optical fiber or the like.
The light receiving optical waveguide and the light emitting optical waveguide are preferably made of the same material. This is because the thermal expansion coefficient and the like are easily matched and easy to form.
[0087]
As described above, an optical path conversion mirror is preferably formed in the optical waveguide. This is because the optical path can be changed to a desired angle by forming the optical path conversion mirror.
The optical path conversion mirror can be formed, for example, by cutting one end of the optical waveguide, as will be described later.
[0088]
In the multilayer printed wiring board shown in FIGS. 1 to 3, an optical waveguide is formed on the outermost interlayer resin insulating layer on the side facing the IC chip mounting substrate. The formation position of the optical waveguide in is not limited to this, and may be between the interlayer resin insulation layers or between the substrate and the interlayer resin insulation layer. Furthermore, it is on the outermost interlayer resin insulation layer on the side facing the IC chip mounting substrate and on the opposite side across the substrate, between the interlayer resin insulation layers, between the substrate and the interlayer resin insulation layer, etc. May be.
[0089]
In the multilayer printed wiring board shown in FIGS. 1 to 3, an optical waveguide is formed on the outermost interlayer resin insulation layer, and a solder resist layer is formed so as to cover the interlayer resin insulation layer and the optical waveguide. However, this solder resist layer is not necessarily formed, for example, an optical waveguide is formed on the entire outermost interlayer resin insulation layer, and this optical waveguide plays a role as a solder resist layer. Also good.
The optical communication device of the present invention having such a configuration can be manufactured, for example, by the method for manufacturing an optical communication device of the present invention described later.
[0090]
Next, the manufacturing method of the device for optical communication of this invention is demonstrated.
The method for manufacturing an optical communication device of the present invention includes at least an IC chip mounting substrate having an optical element mounting region on which a light receiving element and / or a light emitting element are mounted and an optical path resin-filled layer is formed; Formed directly under the optical path openingEquipped with an optical path changerAfter separately producing a multilayer printed wiring board having an optical waveguide and an optical path resin layer formed inside the optical path opening,
At least one microlens is disposed on the surface facing the multilayer printed wiring board of the resin filling layer for the optical path,
Between the light receiving element and / or the light emitting element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board, both are arranged and fixed at a position where an optical signal can be transmitted,
Furthermore, after pouring a sealing resin composition between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, a curing treatment is performed so that the transmittance of light having a communication wavelength per 1 mm length is 70% or more. Thus, a sealing resin layer having a refractive index smaller than that of the microlens is formed.
[0091]
In the method for manufacturing an optical communication device of the present invention, an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board are arranged and fixed at predetermined positions, and then a sealing resin layer is formed between them. It is possible to suitably manufacture an optical communication device in which dust and foreign matters floating in the air do not enter between the optical waveguide and the transmission of optical signals is not hindered.
[0092]
Further, by forming a sealing resin layer between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, in the obtained optical communication device, the sealing resin layer is the above IC chip mounting substrate and the above It can play the role of relieving the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient with the multilayer printed wiring board, and the formation of the sealing resin layer can shift the position of the optical element and optical waveguide. Less likely to occur.
Therefore, in the manufacturing method of the present invention, an optical communication device having excellent reliability can be preferably manufactured.
[0093]
In the method for manufacturing an optical communication device, first, an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board are separately manufactured.
Therefore, here, first, a method for manufacturing an IC chip mounting substrate and a method for manufacturing a multilayer printed wiring board will be described separately, and then a method for forming a sealing resin layer will be described.
[0094]
First, a method for manufacturing an IC chip mounting substrate will be described.
The IC chip mounting substrate is manufactured, for example, by separately manufacturing a package substrate and an optical element insertion substrate, and then bonding the two together, followed by a predetermined process. Therefore, first, a method for manufacturing an optical element insertion substrate and a method for manufacturing a package substrate will be described separately in the order of steps, and then a step of bonding them together to form an IC chip mounting substrate will be described.
[0095]
The package substrate can be manufactured, for example, through the following steps (A) to (C).
(A) First, a conductor circuit is formed on a substrate.
Specifically, for example, a solid conductor layer is formed on the substrate by electroless plating or the like, a resist is formed on the conductor layer, and then an etching process is performed to form a conductor circuit on the substrate.
Alternatively, a conductive resist may be formed on the substrate by forming a plating resist on the substrate and then performing plating treatment and peeling of the plating resist.
[0096]
Examples of the substrate include an epoxy resin, a polyester resin, a polyimide resin, a bismaleimide-triazine resin (BT resin), a phenol resin, and a resin in which a reinforcing material such as glass fiber is impregnated with these resins (for example, a glass epoxy resin). Etc.), FR-4 substrates, FR-5 substrates and the like.
Further, a double-sided copper-clad laminate, a single-sided copper-clad laminate, an RCC substrate, or the like may be used as a substrate on which a solid conductor layer is formed.
Note that a conformal substrate or a substrate formed by an additive method may be used as a substrate on which a conductor circuit is formed.
[0097]
Further, if necessary, through holes for connecting between the conductor circuits sandwiching the substrate may be formed.
When forming a through-hole, for example, before forming a solid conductor layer, a through hole is formed in the substrate in advance by drilling or laser processing, and the through-hole is formed when the solid conductor layer is formed. A conductor layer may be formed also on the wall surface of the hole, and then a conductive circuit may be formed by performing an etching process to form a through hole.
In addition, after a through hole is formed in a substrate on which a solid conductor layer is formed in advance, an electroless plating process is performed on the wall surface of the through hole, and further, an etching process is performed on the conductor layer so that a conductor circuit and a through-hole are formed. A hole may be formed.
[0098]
Further, when a through hole is formed, it is desirable to fill the through hole with a resin filler. The resin filler can be filled using, for example, a mask having an opening formed in a portion corresponding to a through hole on a substrate and using a squeegee.
[0099]
Further, the surface of the conductor circuit (including the land surface of the through hole) may be subjected to a roughening process. This is because by making the surface of the conductor circuit a roughened surface, it is possible to improve the adhesion with the interlayer resin insulating layer formed in a later step.
Examples of the roughening treatment include blackening (oxidation) -reduction treatment, etching treatment using an etchant containing a cupric complex and an organic acid salt, and treatment by Cu—Ni—P needle-like alloy plating. Etc.
The roughening process may be performed before the resin filler is filled in the through hole, and a roughened surface may be formed on the wall surface of the through hole. This is because the adhesion between the through hole and the resin filler is improved.
[0100]
Examples of the resin filler filled in the through hole include a resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, and inorganic particles.
Although it does not specifically limit as said epoxy resin, At least 1 type selected from the group which consists of a bisphenol-type epoxy resin and a novolak-type epoxy resin is desirable.
The viscosity of bisphenol type epoxy resin can be adjusted without using a diluting solvent by selecting A type or F type resin, and novolac type epoxy resin has high strength, heat resistance and chemical resistance. This is because it is excellent in properties and does not decompose even in a strongly basic solution such as an electroless plating solution, and it is difficult to thermally decompose.
[0101]
As the bisphenol type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin is desirable, and a bisphenol F type epoxy resin is more desirable because it has a low viscosity and can be used without a solvent.
The novolac epoxy resin is preferably at least one selected from a phenol novolac epoxy resin and a cresol novolac epoxy resin.
[0102]
Further, a bisphenol type epoxy resin and a cresol novolac type epoxy resin may be mixed and used. In this case, the mixing ratio of the bisphenol type epoxy resin and the cresol novolac type epoxy resin is preferably 1/1 to 1/100 by weight.
[0103]
It does not specifically limit as a hardening | curing agent contained in the said resin filler, A conventionally well-known hardening | curing agent can be used, For example, an imidazole type hardening | curing agent, an acid anhydride hardening | curing agent, an amine type hardening | curing agent etc. are mentioned. Of these, imidazole-based curing agents are desirable, and in particular, liquid 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, and 4-methyl-2- Ethylimidazole is desirable.
[0104]
Examples of the inorganic particles contained in the resin filler include aluminum compounds such as alumina and aluminum hydroxide, calcium compounds such as calcium carbonate and calcium hydroxide, potassium compounds such as potassium carbonate, magnesia, dolomite, and basic. Examples thereof include magnesium compounds such as magnesium carbonate and talc, silicon compounds such as silica and zeolite, and titanium compounds such as titania. These may be used alone or in combination of two or more.
The inorganic particles may be coated with a silane coupling agent or the like. This is because the adhesion between the inorganic particles and the epoxy resin is improved.
[0105]
The desirable lower limit of the content ratio of the inorganic particles in the resin composition is 10% by weight, and the more desirable lower limit is 20% by weight. A desirable upper limit of the content ratio is 80% by weight, and a more desirable upper limit is 70% by weight. This is because the thermal expansion coefficient can be matched with the substrate or the like.
[0106]
Moreover, the shape of the said inorganic particle is not specifically limited, A spherical shape, an elliptical spherical shape, a crushed shape, a polyhedron shape, etc. are mentioned. Of these, spherical and elliptical spheres are desirable. This is because the occurrence of cracks due to the shape of the particles can be suppressed.
As for the average particle diameter of the said inorganic particle, 0.01-5.0 micrometers is desirable.
[0107]
Moreover, in the said resin composition, other thermosetting resins, thermoplastic resins, etc. may be contained besides the above-mentioned epoxy resin.
Examples of the thermosetting resin include polyimide resin and phenol resin, and examples of the thermoplastic resin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer (FEP). ) Fluorine resin such as tetrafluoroethylene perfluoroalkoxy copolymer (PFA), polyethylene terephthalate (PET), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic polyphenylene ether (PPE), polyether sulfone (PES), polyether imide (PEI), polyphenylene sulfone (PPES), polyethylene naphthalate (PEN), polyether ether ketone (PEEK), polyolefin resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Note that these resins may be used instead of the epoxy resin.
[0108]
(B) Next, an interlayer resin insulation layer having a via hole is formed on the substrate on which the conductor circuit is formed, and a conductor circuit is formed on the interlayer resin insulation layer.
Specifically, for example, the interlayer resin insulation layer and the conductor circuit are formed through the following steps (i) to (vi).
[0109]
(I) First, an uncured resin layer made of a thermosetting resin or a resin composite is formed on a substrate on which a conductor circuit is formed, or a resin layer made of a thermoplastic resin is formed.
The uncured resin layer may be formed by applying uncured resin with a roll coater, curtain coater, or the like, or may be formed by thermocompression bonding of an uncured (semi-cured) resin film. . Furthermore, you may affix the resin film in which metal layers, such as copper foil, were formed in the single side | surface of an uncured resin film.
The resin layer made of a thermoplastic resin is preferably formed by thermocompression bonding a resin molded body formed into a film shape.
[0110]
In the case of applying the uncured resin, the resin is applied and then heat treatment is performed.
By performing the heat treatment, the uncured resin can be thermoset.
In addition, you may perform the said thermosetting after forming the opening for via holes mentioned later.
[0111]
Specific examples of the thermosetting resin used in the formation of such a resin layer include, for example, epoxy resins, phenol resins, polyimide resins, polyester resins, bismaleimide resins, polyolefin resins, polyphenylene ether resins, and the like.
[0112]
Examples of the epoxy resin include cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, alkylphenol novolac type epoxy resin, biphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, Examples thereof include cyclopentadiene type epoxy resins, epoxidized products of condensates of phenols and aromatic aldehydes having a phenolic hydroxyl group, triglycidyl isocyanurate, and alicyclic epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more. Thereby, it will be excellent in heat resistance.
[0113]
Examples of the polyolefin resin include polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyisobutylene, polybutadiene, polyisoprene, cycloolefin resin, and copolymers of these resins.
[0114]
Examples of the thermoplastic resin include phenoxy resin, polyether sulfone, and polysulfone.
Further, the composite of the thermosetting resin and the thermoplastic resin (resin composite) is not particularly limited as long as it includes a thermosetting resin and a thermoplastic resin. Specific examples thereof include, for example, Examples thereof include a resin composition for forming a roughened surface.
[0115]
Examples of the roughened surface-forming resin composition include, in an uncured heat-resistant resin matrix that is hardly soluble in a roughened liquid consisting of at least one selected from an acid, an alkali, and an oxidizing agent. And a material in which a substance soluble in a roughening liquid comprising at least one selected from oxidizing agents is dispersed.
As used herein, the terms “slightly soluble” and “soluble” refer to those having a relatively high dissolution rate as “soluble” for convenience when immersed in the same roughening solution for the same time. The slow one is called “slightly soluble” for convenience.
[0116]
The heat resistant resin matrix is preferably one that can maintain the shape of the roughened surface when the roughened surface is formed on the interlayer resin insulating layer using the roughening liquid, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin. Examples thereof include resins and composites thereof. Photosensitive resin may also be used. This is because the opening can be formed by exposure and development processing in a step of forming a via hole opening to be described later.
[0117]
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, and a fluororesin. Further, resins obtained by imparting photosensitivity to these thermosetting resins, that is, resins obtained by subjecting thermosetting groups to (meth) acrylation reaction using methacrylic acid or acrylic acid may be used. Specifically, (meth) acrylate of an epoxy resin is desirable, and an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule is more desirable.
[0118]
Examples of the thermoplastic resin include phenoxy resin, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene sulfide, polyphenyl ether, polyether imide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0119]
Examples of the soluble substance include inorganic particles, resin particles, metal particles, rubber particles, liquid phase resins, and liquid phase rubbers. These may be used alone or in combination of two or more.
[0120]
Examples of the inorganic particles include aluminum compounds such as alumina and aluminum hydroxide; calcium compounds such as calcium carbonate and calcium hydroxide; potassium compounds such as potassium carbonate; magnesium compounds such as magnesia, dolomite, basic magnesium carbonate, and talc. Particles made of silicon compounds such as silica and zeolite; titanium compounds such as titania; These may be used alone or in combination of two or more.
The alumina particles can be dissolved and removed with hydrofluoric acid, and calcium carbonate can be dissolved and removed with hydrochloric acid. Sodium-containing silica and dolomite can be dissolved and removed with an alkaline aqueous solution.
[0121]
Examples of the resin particles include those made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and the like. When the resin particles are immersed in a roughening solution made of at least one selected from an acid, an alkali, and an oxidizing agent, the heat resistance It is not particularly limited as long as it has a faster dissolution rate than the resin matrix. Specifically, for example, amino resins (melamine resins, urea resins, guanamine resins, etc.), epoxy resins, phenol resins, phenoxy resins, polyimide resins, Examples include those made of polyphenylene resin, polyolefin resin, fluororesin, bismaleimide-triazine resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
The resin particles must be previously cured. If not cured, the resin particles are dissolved in a solvent that dissolves the resin matrix, so they are uniformly mixed, and only the resin particles cannot be selectively dissolved and removed with an acid or an oxidizing agent. is there.
[0122]
As said metal particle, what consists of gold, silver, copper, tin, zinc, stainless steel, aluminum, nickel, iron, lead etc. is mentioned, for example. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, the metal particles may be coated with a resin or the like in order to ensure insulation.
[0123]
(Ii) Next, when forming an interlayer resin insulation layer using a thermosetting resin or resin composite as the material, the uncured resin layer is subjected to a curing treatment and a via hole opening is formed. And an interlayer resin insulation layer.
The via hole opening is preferably formed by laser processing. The laser treatment may be performed before the curing treatment or after the curing treatment.
When an interlayer resin insulating layer made of a photosensitive resin is formed, a via hole opening may be provided by performing exposure and development processes. In this case, the exposure and development processes are performed before the curing process.
[0124]
When an interlayer resin insulation layer using a thermoplastic resin as the material is formed, a via hole opening can be formed in the resin layer made of the thermoplastic resin by laser processing to form an interlayer resin insulation layer. .
[0125]
At this time, examples of the laser to be used include a carbon dioxide laser, an excimer laser, a UV laser, and a YAG laser. These may be used properly in consideration of the shape of the via hole opening to be formed.
[0126]
In the case of forming the via hole openings, a large number of via hole openings can be formed at a time by irradiating a laser beam by a hologram type excimer laser through a mask.
In addition, when a via hole opening is formed using a short pulse carbon dioxide laser, there is little resin residue in the opening, and damage to the resin at the periphery of the opening is small.
[0127]
When laser light is irradiated through the optical system lens and the mask, a large number of via hole openings can be formed at one time.
This is because laser light having the same intensity and the same irradiation angle can be simultaneously irradiated to a plurality of portions through the optical system lens and the mask.
[0128]
(Iii) Next, a roughened surface is formed on the surface of the interlayer resin insulating layer including the inner wall of the via hole opening using an acid or an oxidizing agent as necessary.
This roughened surface is formed in order to improve the adhesion between the interlayer resin insulation layer and the thin film conductor layer formed thereon, and provides sufficient adhesion between the interlayer resin insulation layer and the thin film conductor layer. If there is a property, it may not be formed.
[0129]
Examples of the acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, formic acid, and examples of the oxidizing agent include permanganates such as chromic acid, chromium sulfuric acid, and sodium permanganate.
In addition, after the roughened surface is formed, it is desirable to neutralize the surface of the interlayer resin insulation layer using an aqueous solution such as an alkali or a neutralizing solution.
This is because the next step can be prevented from being affected by an acid or an oxidizing agent.
In addition, the roughened surface may be formed using plasma treatment or the like.
[0130]
The maximum roughness Rmax of the roughened surface is preferably 0.1 to 20 μm. This is because if the Rmax exceeds 20 μm, the roughened surface itself is easily damaged or peeled off, and if the Rmax is less than 0.1 μm, sufficient adhesion to the conductor circuit may not be obtained. In particular, when the conductor circuit is formed by a semi-additive method, the maximum roughness Rmax is preferably 0.1 to 5 μm. This is because sufficient adhesion with the thin film conductor layer can be ensured and the thin film conductor layer can be easily removed.
[0131]
(Iv) Next, a thin film conductor layer is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer provided with the via hole opening.
The thin film conductor layer is formed using a method such as electroless plating, sputtering, or vapor deposition. When the roughened surface is not formed on the surface of the interlayer resin insulating layer, the thin film conductor layer is preferably formed by sputtering.
In addition, when forming a thin film conductor layer by electroless plating, the catalyst is previously provided to the to-be-plated surface. Examples of the catalyst include palladium chloride.
[0132]
The thickness of the thin film conductor layer is not particularly limited, but when the thin film conductor layer is formed by electroless plating, 0.6 to 1.2 μm is desirable, and when formed by sputtering, 0.1 to 0.1 μm is preferable. 1.0 μm is desirable.
Examples of the material for the thin film conductor layer include Cu, Ni, P, Pd, Co, and W. Of these, Cu and Ni are desirable.
[0133]
(V) Next, a plating resist is formed on a part of the thin film conductor layer by using a dry film, and then electrolytic plating is performed using the thin film conductor layer as a plating lead. Form a layer.
[0134]
Also, in this step, the via hole opening may be filled with electrolytic plating to form a via-hole structure, and a via hole having a depression on the upper surface is formed once, and then the conductivity is formed in the depression. A field via structure may be formed by filling the paste. Alternatively, after forming a via hole having a depression on the upper surface, the depression may be filled with a resin filler, and a lid plating layer may be further formed thereon to form a via hole having a flat upper surface. By making the via hole structure a field via structure, a via hole can be formed immediately above the via hole.
[0135]
(Vi) Further, the plating resist is peeled off, and the thin film conductor layer existing under the plating resist is removed by etching to form an independent conductor circuit. Examples of the etchant include sulfuric acid-hydrogen peroxide aqueous solution, persulfate aqueous solution such as ammonium persulfate, ferric chloride, cupric chloride, hydrochloric acid and the like. Moreover, you may use the mixed solution containing the cupric complex mentioned above and organic acid as etching liquid.
[0136]
The method for forming a conductor circuit described here is an additive method, but the method for forming a conductor circuit in the manufacturing method of the present invention is not limited to the additive method, for example, a subtractive method. Also good.
Hereinafter, a method for forming a conductor circuit by the subtractive method will be briefly described.
[0137]
First, an interlayer resin insulating layer having a via hole opening is formed in the same manner as in the above steps (i) to (iii), and the wall surface of the via hole opening is further formed in the same manner as in the above step (iv). A thin film conductor layer is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer containing
[0138]
Next, the thickness of the conductor layer is increased by forming an electroplating layer or the like on the entire surface of the thin film conductor layer. In addition, what is necessary is just to perform formation of an electroplating layer etc. as needed.
Next, an etching resist is formed on the conductor layer.
The etching resist is formed, for example, by pasting a photosensitive dry film, placing a photomask in close contact with the photosensitive dry film, and performing exposure development processing.
[0139]
Further, the conductor layer under the etching resist non-forming portion is removed by etching, and then the etching resist is removed to form independent conductor circuits (including via holes) on the interlayer resin insulating layer.
The etching treatment can be performed using, for example, an etching solution such as a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, sodium persulfate, ammonium persulfate, ferric chloride, and cupric chloride. Peeling can be performed using an alkaline aqueous solution or the like.
[0140]
By using such a method, an interlayer resin insulating layer having a via hole can be formed, and a conductor circuit can be formed on the interlayer resin insulating layer. In the IC chip mounting substrate of the present invention, only one interlayer resin insulating layer is formed. However, depending on the IC chip mounting substrate to be manufactured, this step (B) may be repeated a plurality of times to obtain an interlayer resin. Two or more insulating layers may be stacked.
[0141]
Whether the additive method or the subtractive method is selected as the method of forming the conductor circuit depends on the width and interval of the conductor circuit, the mounting terminals of IC chips and optical elements to be mounted, and other various electronic components. What is necessary is just to select suitably in consideration of a number, a pitch, etc.
[0142]
(C) Next, a solder resist layer is formed on the outermost layer.
Specifically, an uncured solder resist composition is applied by a roll coater, a curtain coater, or the like, or a solder resist composition formed into a film shape is pressure-bonded, and then subjected to a curing treatment to form a solder resist layer. Form.
[0143]
The solder resist layer can be formed using, for example, a solder resist composition containing a polyphenylene ether resin, a polyolefin resin, a fluororesin, a thermoplastic elastomer, an epoxy resin, a polyimide resin, or the like.
[0144]
Examples of solder resist compositions other than those described above include, for example, (meth) acrylates of novolak epoxy resins, imidazole curing agents, bifunctional (meth) acrylic acid ester monomers, and (meth) acrylic acid having a molecular weight of about 500 to 5,000. Examples include paste polymers containing ester polymers, thermosetting resins composed of bisphenol-type epoxy resins, photosensitive monomers such as polyvalent acrylic monomers, glycol ether solvents, and the viscosity at 25 ° C. It is desirable that the pressure is adjusted to 1 to 10 Pa · s.
The solder resist composition may contain an elastomer or an inorganic filler.
Moreover, you may use a commercially available soldering resist composition as a soldering resist composition.
[0145]
Moreover, an opening is formed in the solder resist layer by laser processing or exposure development processing, if necessary. In this case, examples of the laser used include those similar to the laser used when forming the above-described via hole opening.
[0146]
Next, if necessary, a metal layer is formed on the surface of the conductor circuit exposed at the bottom surface of the opening. The metal layer formed in the opening in this step may serve as a solder pad when the solder resist layer having the opening constitutes the outermost layer of the IC chip mounting substrate.
The metal layer can be formed by coating the surface of the conductor circuit with a corrosion-resistant metal such as nickel, palladium, gold, silver, or platinum.
Specifically, it is desirable to form with a metal such as nickel-gold, nickel-silver, nickel-palladium, nickel-palladium-gold.
The solder pad can be formed by using, for example, a method such as plating, vapor deposition, or electrodeposition. Among these, plating is preferable because the uniformity of the coating layer is excellent.
Further, in the solder resist layer formed in this step, an alignment mark or the like used for bonding to the optical element insertion substrate may be formed in a later-described step.
A package substrate can be manufactured through such steps (A) to (C).
[0147]
Next, a method for manufacturing the optical element insertion substrate will be described.
The optical element insertion substrate can be produced, for example, through the following steps (a) to (c).
(A) First, a conductor circuit is formed on both sides or one side of a substrate by electroless plating or the like.
Specifically, for example, a solid conductor layer is formed on the substrate by electroless plating or the like, a resist is formed on the conductor layer, and then an etching process is performed to form a conductor circuit on the substrate.
Alternatively, a conductive resist may be formed on the substrate by forming a plating resist on the substrate and then performing plating treatment and peeling of the plating resist.
[0148]
In this step, a through hole that connects between the conductor circuits sandwiching the substrate may be formed.
For example, before forming a solid conductor layer by electroless plating or the like, the through hole is formed in advance in the substrate by drilling or laser processing to form a solid conductor layer. At this time, a conductor layer may be formed also on the wall surface of the through hole, and then a conductive circuit may be formed by performing an etching process, and a through hole may be formed.
In addition, after a through hole is formed in a substrate on which a solid conductor layer is formed in advance, an electroless plating process is performed on the wall surface of the through hole, and further, an etching process is performed on the conductor layer so that a conductor circuit and a through-hole are formed. A hole may be formed.
[0149]
In addition, after forming the through hole in the substrate, a plating resist is formed on a part of the surface of the substrate, and then a conductor layer is formed on the wall surface of the through hole and the plating resist non-forming portion. By doing so, a conductor circuit and a through hole may be formed.
Further, when the through hole is formed in the substrate by these methods, it is desirable to perform desmear treatment on the through hole after forming the through hole and before forming the conductor layer. Examples of the desmear treatment include chemical solution treatment using an oxidizing agent such as permanganic acid and chromic acid, and dry treatment using plasma.
[0150]
As a board | substrate used here, the thing similar to the board | substrate used when producing a package board | substrate is mentioned, for example.
Also, in the process of manufacturing the optical element insertion substrate, when the through hole is formed, it is desirable to fill the through hole with a resin filler to form a resin filler layer. The resin filler can be filled using, for example, a mask having an opening formed in a portion corresponding to a through hole on a substrate and using a squeegee.
Also in this step, it is desirable to form a roughened surface on the wall surface of the through hole before filling the through hole with the resin filler. This is because the adhesion between the through hole and the resin filler layer is further improved.
As the resin filler, for example, the same resin filler used when forming the package substrate can be used.
[0151]
Moreover, in this conductor circuit formation process, after forming a resin filler layer in a through hole, you may form the cover plating layer which covers the exposed surface from the through hole of this resin filler layer. By forming the lid plating layer, it is possible to form a solder pad not only on the land of the through hole but also on the lid plating layer, so that the degree of freedom in design is further improved.
[0152]
The lid plating layer is formed by, for example, forming a conductor layer on the surface of the substrate including the exposed surface of the resin filler layer, forming an etching resist on the lid plating layer forming portion, and then performing an etching process or performing lid plating in advance. It can be formed by forming a plating resist in the layer non-forming portion and performing plating treatment and removal of the plating resist.
[0153]
Therefore, in this step, when a lid plating layer is formed on the through hole, the conductor circuit and the through hole can be formed at the same time as the formation of the lid plating layer by performing the following procedure.
That is, first, after forming a through hole in the substrate, a conductor layer is formed on the surface of the substrate including the wall surface of the through hole, and then a resin filler is filled into the through hole in which the conductor layer is formed on the wall surface. To do. Further, after a conductor layer is formed by plating on the exposed surface of the resin filler and the conductor layer formed on the substrate surface, the conductor layers in the conductor circuit non-formed part and the through hole non-formed part are removed by etching. Thereby, formation of a conductor circuit and a through hole, and formation of a lid plating layer can be performed simultaneously.
[0154]
(B) Next, an adhesive layer is formed on at least a part of the conductor circuit non-forming portion on the substrate on which the conductor circuit is formed. In the present specification, the land portion of the through hole is included in the conductor circuit. Accordingly, the land portion of the through hole does not correspond to the conductor circuit non-formation portion.
In this step, an adhesive layer is formed on all or a part of the conductor circuit non-forming portion to be bonded to the package substrate in a later step. What is necessary is just to apply | coat the said adhesive bond layer so that sufficient adhesiveness with a package substrate may be acquired. Therefore, an adhesive layer may or may not be formed in the portion where the through hole is formed in the step (c) described later.
[0155]
As the adhesive, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photosensitive resin, a resin in which a part of a thermosetting group is sensitized, or a composite thereof can be used.
Specific examples include epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, BT resin, and the like. Moreover, the adhesive previously shape | molded in the sheet form may be used and a prepreg may be used.
[0156]
(C) Next, a through hole is formed in a part of the substrate on which the adhesive layer is formed. In the through hole formed here, an optical element is disposed in a later step.
The through hole can be formed by, for example, router processing.
Moreover, although the formation position of the said through-hole is not specifically limited, Usually, it forms in the center of a board | substrate.
[0157]
In this step, after the through hole is formed, a chemical treatment or a polishing treatment may be performed to remove burrs or the like existing on the wall surface of the through hole.
The said chemical | medical solution process can be performed using the oxidizing agent which consists of aqueous solutions, such as chromic acid and permanganate, for example.
The substrate for inserting an optical element can be manufactured through the steps (a) to (c).
[0158]
Next, the optical element insertion substrate has a package substrate produced through the steps (A) to (C) and an optical element insertion substrate produced through the steps (a) to (c). A method for forming an IC chip mounting substrate after bonding through an adhesive layer will be described.
[0159]
The bonding of the package substrate and the optical element insertion substrate can be performed using, for example, a pin laminating method or a mass laminating method.
Specifically, after aligning the two, the temperature is raised to a temperature at which the adhesive layer softens (usually about 60 to 200 ° C.), and then pressed at a pressure of about 1 to 10 MPa, whereby the package The substrate and the optical element insertion substrate are bonded together. Thereafter, an IC chip mounting substrate is obtained through the following steps (1) to (3).
[0160]
(1) First, after attaching an optical element to the surface of the package substrate exposed from the through hole formed in the optical element insertion substrate, the optical element and the conductor circuit of the package substrate are electrically connected.
The method for attaching and electrically connecting the optical element may be appropriately selected according to the optical element.
Hereinafter, a case where a wire bonding type optical element is used and a case where a flip chip type optical element is used will be specifically described.
[0161]
When a wire bonding type optical element is used, the optical element can be attached by, for example, a eutectic bonding method, a solder bonding method, a resin bonding method, or the like. Further, the optical element may be attached using a silver paste or a gold paste.
In the above resin bonding method, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a polyimide resin is used as a main ingredient, and a paste containing a curing agent, a filler, a solvent, etc. in addition to these resin components is applied on a package substrate, and then optical After placing the element on the paste, the optical element is attached by heat-curing the paste.
The paste can be applied by, for example, a dispensing method, a stamping method, a screen printing method, or the like.
When using a silver paste, the silver paste is applied on the package substrate, and then the optical element is mounted on the paste, and then the silver paste is baked to attach the optical element.
[0162]
Wire bonding is used to electrically connect the optical element and the metal layer of the package substrate. The connection of optical elements by wire bonding has a great degree of freedom in design when mounting and is economically advantageous.
As the wire bonding, a conventionally known method, that is, a nail head bonding method or a wedge bonding method can be used.
[0163]
In addition, when a flip chip type optical element is used, the optical element can be attached and electrically connected at the same time. A conventionally known method can be used as the flip chip bonding method.
Further, when a flip-chip type optical element is used as the optical element, it is desirable to resin-seal the gap between the optical element and the package substrate.
The resin sealing may be performed, for example, by filling the resin composition in the gap between the optical element and the package substrate at the same time when forming the optical path resin-filled layer in a later step, and then curing the resin composition. . Of course, resin sealing may be performed separately from the step of forming the optical path resin filling layer.
The electrical connection of the optical elements is not limited to wire bonding or flip chip bonding, and may be performed using, for example, tape bonding.
[0164]
(2) Next, the resin composition is filled into the through-hole formed in the optical element insertion substrate to form an optical path resin-filled layer.
The method for filling the resin composition is not particularly limited, and for example, a method such as printing or potting can be used. Moreover, you may fill what was made into the tablet shape using a plunger. Moreover, after filling the resin composition, a curing treatment or the like is performed as necessary.
[0165]
Further, when the optical path resin-filled layer is composed of two or more layers, for example, when the inner-layer optical path resin-filled layer and the outer-layer optical path resin-filled layer are formed, the resin composition is divided into two in this step. It will be filled.
Further, when the filled resin composition is subjected to a curing process in the step of forming the optical path resin-filled layer comprising two or more layers, the curing process is performed by filling the resin composition to be the inner-layer optical path resin-filled layer. And then once again after filling the resin composition that becomes the resin filling layer for the outer layer optical path, or the resin composition that becomes the resin filling layer for the inner layer optical path and the resin composition that becomes the resin filling layer for the outer layer optical path May be performed at the same time. Which method is to be selected may be appropriately determined according to the resin composition.
In particular, when the curing conditions of the resin composition to be the resin filling layer for the inner optical path and the resin composition to be the resin filling layer for the outer optical path are different, after filling the resin composition to be the resin filling layer for the inner optical path It is desirable to perform a curing process once, and then perform filling and curing process of the resin composition that becomes the resin-filled layer for the outer optical path. Further, when this method is used, the resin composition that becomes the resin filling layer for the inner optical path and the resin composition that becomes the resin filling layer for the outer optical path do not mix at the interface.
[0166]
Furthermore, in this step, it is desirable that the exposed surface of the resin composition exposed from the through hole is subjected to a polishing process to flatten the exposed surface. This is because by flattening the exposed surface, there is less possibility that transmission of an optical signal will be hindered.
The polishing treatment can be performed by, for example, buffing, polishing with sandpaper, mirror polishing, clean polishing, lapping, or the like. Further, chemical polishing using an acid, an oxidizing agent, a chemical solution, or the like may be performed. Moreover, you may perform a grinding | polishing process combining 2 or more types of these methods.
[0167]
After the optical path resin-filled layer is formed, a microlens is disposed on a part of the exposed surface of the optical path resin-filled layer (the surface facing the multilayer printed wiring board) as necessary.
In order to dispose the microlens on a part of the exposed surface of the optical path resin-filled layer, the microlens may be disposed at a predetermined position via a transparent adhesive layer, or the exposure of the optical path resin-filled layer may be performed. You may arrange | position directly in the predetermined position of a surface.
[0168]
As a method of directly arranging the microlens on the exposed surface of the optical path resin-filled layer, for example, an appropriate amount of uncured optical lens resin is dropped on the optical path resin-filled layer, and the dropped uncured optical lens is dropped. The method etc. which give a hardening process to the resin for the use are mentioned.
When an appropriate amount of the uncured optical lens resin is dropped onto the optical path resin-filled layer, an apparatus such as a dispenser, an inkjet, a micropipette, or a microsyringe can be used.
Using such an apparatus, the uncured optical lens resin dropped on the optical path resin layer tends to be spherical due to its surface tension, and thus becomes hemispherical on the exposed surface of the optical path resin filled layer. Thereafter, a hemispherical uncured resin for an optical lens is subjected to curing treatment, whereby a hemispherical microlens (convex lens) can be disposed on the optical path resin layer.
In addition, the diameter of the microlens formed by the above-described method, the shape of the curved surface, etc. are appropriately uncured optical lens resin while taking into account the wettability between the resin filling layer for optical path and the uncured optical lens resin It can be controlled by adjusting the viscosity and the like.
[0169]
Further, after forming the optical path resin-filled layer, if necessary, a through hole penetrating the package substrate and the optical element insertion substrate may be formed.
Specifically, first, a through hole through hole penetrating the package substrate and the optical element insertion substrate is formed by drilling or laser processing, and then the wall surface of the through hole through hole is included. A thin film conductor layer is formed on the exposed surface of the package substrate and the exposed surface of the optical element insertion substrate by electroless plating, sputtering, or the like. Furthermore, after forming a plating resist on the substrate having a thin film conductor layer formed on the surface, an electrolytic plating layer is formed on the plating resist non-forming portion, and then the plating resist and the thin film conductor under the plating resist are formed. By removing the layer, a through hole penetrating the package substrate and the optical element insertion substrate is formed.
[0170]
Examples of the material for the thin film conductor layer include copper, nickel, tin, zinc, cobalt, thallium, lead, and the like.
Among these, those made of copper, copper and nickel are desirable from the viewpoint of excellent electrical characteristics, economical efficiency, and the like.
The thickness of the thin film conductor layer is preferably 0.6 to 1.2 μm when the thin film conductor layer is formed by electroless plating. Moreover, when forming by sputtering, 0.1-1.0 micrometer is desirable.
[0171]
As the electrolytic plating, copper plating is desirable, and the thickness is desirably 5 to 20 μm.
The plating resist may be removed using, for example, an alkaline aqueous solution, and the thin film conductor layer may be removed using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, sodium persulfate, ammonium persulfate, ferric chloride. Etching solution such as cupric chloride may be used.
Moreover, after forming the said conductor circuit, you may remove the catalyst on an interlayer resin insulation layer using an acid or an oxidizing agent as needed. This is because deterioration of electrical characteristics can be prevented.
[0172]
Moreover, after forming a through hole, it is desirable to form a resin filler layer by filling the through hole with a resin composition and then performing a curing treatment as necessary. As the resin composition, for example, the same resin composition as that used when filling the through-hole in the production of a package substrate can be used.
[0173]
Moreover, when the resin filler layer is formed in the through hole, a lid plating layer that covers the surface layer portion of the resin filler layer may be formed by performing electroless plating or the like, if necessary. By forming the lid plating layer, it is possible to form a solder pad not only on the land of the through hole but also on the lid plating layer, so that the degree of design freedom is further improved.
[0174]
In addition, after forming the plating resist as described above, instead of the method of forming the electrolytic plating layer, an electrolytic plating layer is formed on the entire surface of the thin film conductor layer, and then an etching resist or a solder plating layer is formed on the electrolytic plating layer. Further, a through hole penetrating the optical element insertion substrate and the package substrate may be formed by using a method of performing an etching process.
[0175]
Note that the formation of the through hole described here is not necessarily performed after mounting the optical element, forming the resin filling layer for the optical path, and disposing the microlens, but before mounting the optical element. It may be performed before the formation of the optical path resin-filled layer, or may be performed before the microlens is disposed.
[0176]
(3) Next, a solder resist layer is formed on the exposed surface of the package substrate and the exposed surface of the optical element insertion substrate.
Specifically, an uncured solder resist composition is applied by a roll coater, a curtain coater, or the like, or a solder resist composition formed into a film is pressure-bonded, and then subjected to a curing treatment to form a solder resist layer. Form.
As said solder resist composition, the thing similar to the solder resist composition used when producing a package board | substrate can be used, for example.
[0177]
In this step, it is not necessary to form a solder resist layer on the optical path resin-filled layer formed in the step (2).
Further, in the step (2), when the through hole penetrating the package substrate and the optical element insertion substrate is not formed, the solder resist layer is not formed on the exposed surface of the package substrate in this step. Also good. This is because a solder resist layer has already been formed on the entire exposed surface of the package substrate before this step.
[0178]
In addition, solder bump forming openings (openings for mounting IC chips and openings for connecting to multilayer printed wiring boards) are formed in the solder resist layer as necessary by laser processing or exposure development processing. . In this case, examples of the laser used include those similar to the laser used when forming the above-described via hole opening.
[0179]
In addition, the formation of the solder resist layer described here necessarily includes the mounting of the optical element (step (1) above), the formation of the optical path resin filling layer and the arrangement of the microlenses (step (2) above). It is not necessary to carry out after performing, but may be performed before mounting the optical element, may be performed before forming the resin filling layer for the optical path, or may be performed before disposing the microlens.
As described above, when the through hole penetrating the package substrate and the optical element insertion substrate is formed, the solder resist layer is formed after the through hole is formed.
[0180]
Next, if necessary, a metal layer is formed on the surface of the conductor circuit exposed at the bottom surface of the solder bump forming opening.
The metal layer can be formed by coating the surface of the conductor circuit with a corrosion-resistant metal such as nickel, palladium, gold, silver, or platinum.
Specifically, it is desirable to form with a metal such as nickel-gold, nickel-silver, nickel-palladium, nickel-palladium-gold.
Moreover, although the said metal layer can be formed using methods, such as plating, vapor deposition, and electrodeposition, for example, plating is desirable from the point that the uniformity of a coating layer is excellent. This metal layer serves as a solder pad when forming solder bumps and the like in a later process.
[0181]
Furthermore, if necessary, an opening is formed in a portion corresponding to an opening for mounting an IC chip (IC chip mounting opening) or an opening for connecting to a multilayer printed wiring board (multilayer printed wiring board connection opening). A solder bump is formed by filling the solder pad with a solder paste through a mask on which is formed and then reflowing.
By forming such solder bumps, it is possible to mount an IC chip or connect a multilayer printed wiring board via the solder bumps.
The solder bumps may be formed as necessary. Even if the solder bumps are not formed, these solder bumps are mounted on the IC chip mounting substrate via the IC chip to be mounted or the bumps of the multilayer printed wiring board to be connected. Can be electrically connected.
Through such steps, an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention can be manufactured.
[0182]
Next, the manufacturing method of a multilayer printed wiring board is demonstrated.
(1) First, in the same manner as in the process (A) for manufacturing the package substrate, conductor circuits are formed on both surfaces of the substrate, and through holes are formed to connect between the conductor circuits sandwiching the substrate. Also in this step, a roughened surface is formed on the surface of the conductor circuit and the wall surface of the through hole as necessary.
[0183]
(2) Next, if necessary, an interlayer resin insulating layer and a conductor circuit are laminated on the substrate on which the conductor circuit is formed, in the same manner as in the step (B) for producing the package substrate.
The step (2), that is, the step of laminating the interlayer resin insulation layer and the conductor circuit may be performed only once or a plurality of times.
[0184]
(3) Next, an optical waveguide is formed on the substrate on the side facing the IC chip mounting substrate or on the conductor circuit non-forming portion on the interlayer resin insulation layer.
When the optical waveguide is formed by using an inorganic material such as quartz glass as the material, the optical waveguide can be formed by attaching an optical waveguide that has been previously formed into a predetermined shape via an adhesive.
The optical waveguide made of the inorganic material is, for example, LiNbO.ThreeLiTaOThreeIt can be formed by depositing an inorganic material such as a liquid phase epitaxial method, a chemical deposition method (CVD), a molecular beam epitaxial method, or the like.
[0185]
In addition, as a method for forming an optical waveguide made of a polymer material, for example, (1) a method of pasting an optical waveguide forming film previously formed into a film shape on a release film or the like on an interlayer resin insulating layer And (2) a method of directly forming an optical waveguide on the interlayer resin insulation layer by sequentially forming a lower clad, a core, and an upper clad on the interlayer resin insulation layer.
As a method for forming the optical waveguide, the same method can be used when the optical waveguide is formed on the release film and when the optical waveguide is formed on the interlayer resin insulating layer.
Specifically, it can be formed using a method using reactive ion etching, an exposure development method, a mold forming method, a resist forming method, a method combining these, and the like.
[0186]
In the method using reactive ion etching, (i) first, a lower clad is formed on a release film or the like, (ii) next, a core resin composition is applied onto the lower clad, and The core forming resin layer is obtained by performing a curing treatment as necessary. (Iii) Next, a mask-forming resin layer is formed on the core-forming resin layer, and then the mask-forming resin layer is subjected to exposure and development treatment, whereby the core-forming resin layer is formed. A mask (etching resist) is formed.
[0187]
(Iv) Next, reactive ion etching is performed on the core-forming resin layer to remove the core-forming resin layer in the portion where the mask is not formed, and a core is formed on the lower cladding. (V) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby obtaining an optical waveguide.
This method using reactive ion etching can form an optical waveguide having excellent dimensional reliability. This method is also excellent in reproducibility.
[0188]
In the exposure development method, (i) first, a lower clad is formed on a release film or the like, and (ii) next, a core resin composition is applied on the lower clad, and further if necessary. Then, a layer of the core-forming resin composition is formed by performing a semi-curing treatment.
[0189]
(Iii) Next, a mask on which a pattern corresponding to the core-forming portion is drawn is placed on the core-forming resin composition layer, and then subjected to exposure and development, whereby the core is formed on the lower clad. Form. (Iv) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby obtaining an optical waveguide.
Since this exposure and development method has a small number of steps, it can be suitably used for mass production of optical waveguides, and since there are few heating steps, stress is hardly generated in the optical waveguides.
[0190]
In the mold forming method, (i) first, a lower clad is formed on a release film or the like, and (ii) next, a core forming groove is formed in the lower clad by mold formation. (Iii) Furthermore, the core resin composition is filled in the groove by printing, and then a curing process is performed to form the core. (Iv) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby obtaining an optical waveguide.
This mold forming method can be suitably used for mass production of optical waveguides, and can form optical waveguides with excellent dimensional reliability. This method is also excellent in reproducibility.
[0191]
In the resist forming method, (i) a lower clad is first formed on a release film or the like, and (ii) a resist resin composition is further applied on the lower clad, and then an exposure development process is performed. By applying, a core-forming resist is formed in the core non-forming portion on the lower clad.
[0192]
(Iii) Next, by applying the resin composition for the core to the non-resist forming portion on the lower clad, and (iv) further curing the core resin composition, and then peeling the core forming resist, A core is formed on the lower cladding. (V) Finally, an upper clad is formed on the lower clad so as to cover the core, thereby obtaining an optical waveguide.
As this resist forming method, this mold forming method can be suitably used when mass-producing optical waveguides, and an optical waveguide having excellent dimensional reliability can be formed. This method is also excellent in reproducibility.
[0193]
An optical path conversion mirror is formed in the optical waveguide.
The optical path conversion mirror may be formed before the optical waveguide is mounted on the interlayer resin insulation layer, or may be formed after the optical waveguide is mounted on the interlayer resin insulation layer. Except for the case where it is directly formed on the layer, it is desirable to form an optical path conversion mirror in advance. The work can be performed easily, and other members constituting the multilayer printed wiring board at the time of the work, such as a substrate, a conductor circuit, an interlayer resin insulating layer, etc., may be scratched or damaged. Because there is no.
[0194]
The method for forming the optical path conversion mirror is not particularly limited, and a conventionally known formation method can be used. Specifically, machining using a diamond saw or blade with a V-shaped 90 ° tip, machining by reactive ion etching, laser ablation, or the like can be used.
Here, the method for forming the optical waveguide on the substrate on the side facing the IC chip mounting substrate or on the outermost interlayer resin insulation layer has been described, but in the case of manufacturing the multilayer printed wiring board, The optical waveguide may be formed between the substrate and the interlayer resin insulation layer or between the interlayer resin insulation layers.
[0195]
In the case of forming an optical waveguide between the substrate and the interlayer resin insulation layer, a substrate having a conductor circuit formed on both sides in the step (1) is manufactured, and then the same as the step (3). An optical waveguide is formed at the above-mentioned position by forming an optical waveguide at a portion where a conductor circuit is not formed on the substrate by the method, and then forming an interlayer resin insulating layer by the same method as in the step (2). be able to.
[0196]
When an optical waveguide is formed between the interlayer resin insulation layers, at least one interlayer resin insulation layer is formed on the substrate on which the conductor circuit is formed in the same manner as in the steps (1) and (2). Then, an optical waveguide is formed on the interlayer resin insulation layer in the same manner as in the above step (3), and then the same step as in the above step (2) is further repeated to obtain an interlayer resin insulation. An optical waveguide can be formed between the layers.
[0197]
Furthermore, in the multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention, an optical waveguide may be formed on the side facing the IC chip mounting substrate and on the opposite side across the substrate. When manufacturing a multilayer printed wiring board in which an optical waveguide is formed, an optical signal can be transmitted between the optical waveguide and an optical element mounted on the IC chip mounting substrate. However, it is necessary to form at least an optical path for transmitting an optical signal that penetrates the substrate. Such an optical path for transmitting an optical signal may be appropriately formed before the optical waveguide is formed or after the optical waveguide is formed. .
[0198]
Specifically, for example, through the steps (1) and (2) above, after forming a multilayer wiring board, before forming an optical waveguide, an optical path through hole penetrating the multilayer wiring board is formed. After that, an optical waveguide is formed by the above-described method at a position where an optical signal can be transmitted to and from the IC chip mounting substrate through the optical path through hole. A multilayer printed wiring board may be used. In addition, after forming the said through-hole for optical paths, you may form the resin layer for optical paths, and a conductor layer in the inside or wall surface as needed.
[0199]
(4) Next, a solder resist layer is formed on the outermost layer of the substrate on which the optical waveguide is formed.
The solder resist layer can be formed using, for example, a resin composition similar to the resin composition used when forming the solder resist layer of the IC chip mounting substrate.
In some cases, an optical waveguide may be formed on the entire outermost layer of the substrate in the step (3), and the optical waveguide may serve as a solder resist layer.
[0200]
(5) Next, an opening for forming solder bumps (an opening for mounting an IC chip mounting substrate and various surface mount electronic components) and an optical path opening on the solder resist layer on the side facing the IC chip mounting substrate Form.
The formation of the solder bump forming opening and the optical path opening may be performed using a method similar to the method of forming the solder bump forming opening on the IC chip mounting substrate, that is, using an exposure development process or a laser process. it can.
The formation of the solder bump formation opening and the formation of the optical path opening may be performed simultaneously or separately.
[0201]
Among these, when forming the solder resist layer, a method of forming a solder bump forming opening and an optical path opening by applying a resin composition containing a photosensitive resin as a material and performing an exposure development process. It is desirable to select.
This is because when the optical path opening is formed by exposure and development processing, there is no possibility that the optical waveguide existing under the optical path opening is damaged when the opening is formed.
Moreover, when forming a solder resist layer, a solder resist layer having a solder bump forming opening and an optical path opening is prepared in advance by preparing a resin film having an opening at a desired position and pasting the resin film. May be formed.
When the optical path through hole is formed and the optical waveguide is formed on the side facing the IC chip mounting substrate and the opposite side of the substrate, the optical path opening is formed when forming the optical path opening in this step. The opening is formed so as to communicate with the optical path through hole.
[0202]
If necessary, solder bump forming openings may also be formed in the solder resist layer on the side opposite to the surface facing the IC chip mounting substrate.
This is because the external connection terminals can also be formed on the solder resist layer on the opposite side of the surface facing the IC chip mounting substrate through the post-process.
[0203]
(6) Next, the conductor circuit portion exposed by forming the opening for forming the solder bump is coated with a corrosion-resistant metal such as nickel, palladium, gold, silver, or platinum as necessary to form a solder pad. . Specifically, the same method as the step (14) of the method for manufacturing the IC chip mounting substrate may be used.
[0204]
(7) Next, if necessary, the optical path opening formed in the step (5) is filled with an uncured resin composition, and then cured to form an optical path resin layer. To do.
The uncured resin composition filled in this step is the same as the resin composition used for forming the optical path resin filled layer in the manufacturing process of the IC chip mounting substrate, particularly the upper optical path resin filled layer. It is desirable that it is the same as the resin composition used for forming.
[0205]
Further, as described above, when the optical path through hole and the optical path opening are formed in order to form the optical waveguide on the side facing the IC chip mounting substrate and the opposite side across the substrate, the optical path An uncured resin composition may be filled in the through hole for light and the opening for optical path. Here, when filling the uncured resin composition, the through hole for optical path and the opening for optical path May be subjected to a curing process, and after forming a through hole for an optical path in a multilayer wiring board, an uncured resin composition is filled and cured, and then an optical path opening is formed. A solder resist layer may be formed, and an uncured resin composition may be filled and cured.
[0206]
(8) Next, a solder bump is formed by reflowing after filling the solder pad with a solder paste through a mask in which an opening is formed in a portion corresponding to the solder pad.
By forming such solder bumps, it is possible to mount an IC chip mounting substrate and various surface-mounted electronic components via the solder bumps. The solder bumps may be formed as necessary. Even when the solder bumps are not formed, these solder bumps are mounted via the IC chip mounting substrate to be mounted and the bumps of various surface mount electronic components. be able to.
Also, the solder resist layer on the opposite side of the surface facing the IC chip mounting substrate does not require the formation of external connection terminals, and pins or solder balls are formed as necessary. It is good also as PGA (Pin Grid Array) and BGA (Ball Grid Array).
Through such steps, a multilayer printed wiring board constituting the optical communication device of the present invention can be manufactured.
[0207]
In the method for manufacturing an optical communication device of the present invention, next, an optical signal can be transmitted between the optical element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board via the optical path resin-filled layer. Place and fix both in position.
Here, after the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are disposed to face each other, a solder connection portion is formed by the solder bumps of the IC chip mounting substrate and the solder bumps of the multilayer printed wiring board. It is electrically connected and both are fixed. In other words, the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are arranged to face each other at a predetermined position in a predetermined direction, and are connected by reflowing.
As described above, the solder bumps for fixing both the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board may be formed on only one of them.
[0208]
In this process, since the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board are connected using their solder bumps, there is a slight misalignment between the two when they are placed opposite to each other. In addition, both can be arranged at a predetermined position due to the self-alignment effect of the solder during reflow.
[0209]
Next, a sealing resin composition is poured between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and then a sealing resin layer is formed by performing a curing process.
Examples of the sealing resin composition include acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), deuterated PMMA, and deuterated fluorinated PMMA; polyimide resins such as fluorinated polyimide; epoxy resins; UV curable epoxy resins Silicone resins such as deuterated silicone resins; resin components such as polymers produced from benzocyclobutene, and particles included as necessary, curing agents, antifoaming agents, acid anhydrides, solvents, etc. The various additives are appropriately blended.
In addition, the sealing resin composition preferably has a transmittance for light having a communication wavelength after curing of 70% or more, and more preferably 90% or more.
[0210]
Here, as the viscosity of the sealing resin composition poured between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and the curing treatment conditions after pouring the sealing resin composition, the sealing resin composition The composition may be appropriately selected in consideration of the composition of the substrate, the design of the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and the like.
[0211]
Next, the IC chip is mounted on the IC chip mounting substrate, and then, if necessary, the IC chip is resin-sealed to obtain an optical communication device.
The IC chip can be mounted by a conventionally known method.
Also, the IC chip is mounted before connecting the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, and the optical chip is used for optical communication by connecting the IC chip mounting substrate on which the IC chip is mounted and the multilayer printed wiring board. It may be a device.
[0212]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
Example 1
A. Fabrication of IC chip mounting substrate
A-1. Fabrication of package substrate
(A) Preparation of resin film for interlayer resin insulation layer
30 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent 469, Epicoat 1001 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), 40 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent 215, Epiklon N-673 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), triazine 30 parts by weight of a structure-containing phenol novolak resin (phenolic hydroxyl group equivalent 120, Phenolite KA-7052 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was dissolved in 20 parts by weight of ethyl diglycol acetate and 20 parts by weight of solvent naphtha with stirring. Thereto, terminal epoxidized polybutadiene rubber (Nagase Kasei Kogyo Denarex R-45EPT) 15 parts by weight, 2-phenyl-4,5-bis (hydroxymethyl) imidazole pulverized product 1.5 parts by weight, finely pulverized silica 2 parts by weight , Silicone It was added foaming agent 0.5 parts by weight to prepare an epoxy resin composition.
The obtained epoxy resin composition was applied on a PET film having a thickness of 38 μm using a roll coater so that the thickness after drying was 50 μm, and then dried at 80 to 120 ° C. for 10 minutes, whereby an interlayer resin was obtained. A resin film for an insulating layer was produced.
[0213]
(B) Adjustment of resin filler (resin composition)
100 parts by weight of bisphenol F type epoxy monomer (manufactured by Yuka Shell Co., Ltd., molecular weight: 310, YL983U), SiO having an average particle diameter of 1.6 μm and a maximum particle diameter of 15 μm or less coated with a silane coupling agent on the surface2170 parts by weight of spherical particles (manufactured by Adtech, CRS 1101-CE) and 1.5 parts by weight of a leveling agent (Perenol S4, manufactured by San Nopco) are placed in a container and mixed by stirring. A 49 Pa · s resin filler was prepared. As the curing agent, 6.5 parts by weight of an imidazole curing agent (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., 2E4MZ-CN) was used.
[0214]
(C) Production of package substrate
(1) A double-sided copper-clad laminate in which 18 μm copper foil 28 is laminated on both sides of an insulating substrate 21 made of glass epoxy resin or BT (bismaleimide triazine) resin having a thickness of 0.8 mm was used as a starting material ( (See FIG. 4 (a)). First, this copper-clad laminate was drilled, subjected to electroless plating, and etched into a pattern to form conductor circuits 24 and through holes 29 on both surfaces of the substrate 21 (FIG. 4B). reference).
[0215]
(2) The substrate 21 on which the lower conductor circuit 24 is formed is washed with water and dried, followed by NaOH (10 g / l), NaClO2(40 g / l), Na3PO4Blackening treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a blackening bath (oxidation bath), and NaOH (10 g / l), NaBH4A reduction treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a reducing bath was performed to form a roughened surface (not shown) on the surface of the lower conductor circuit 24 including the through holes 29.
[0216]
(3) Next, after the resin filler described in the above (b) is prepared, the conductor circuit non-forming portion and the conductor circuit 24 in the through hole 29 and on the substrate 21 within 24 hours after preparation by the following method. A layer of a resin filler 30 'was formed on the outer edge of each.
That is, first, a resin filler was pushed into a through hole using a squeegee, and then dried under conditions of 100 ° C. and 20 minutes. Next, a mask having an opening corresponding to the conductor circuit non-formed part is placed on the substrate, and the conductor circuit non-formed part which is a recess is filled with a resin filler using a squeegee, A layer of the resin filler 30 'was formed by drying for 20 minutes (see FIG. 4C).
[0217]
(4) The surface of the conductor circuit 24 or the land surface of the through hole 29 is applied to one surface of the substrate after the processing of (3) by belt sander polishing using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.). Polishing was performed so that the resin filler 30 'did not remain, and then buffing was performed to remove scratches due to the belt sander polishing. Such a series of polishing was similarly performed on the other surface of the substrate.
Subsequently, the heat processing of 100 degreeC for 1 hour, 120 degreeC for 3 hours, 150 degreeC for 1 hour, and 180 degreeC for 7 hours was performed, and the resin filler layer 30 was formed.
[0218]
In this way, the surface layer portion of the resin filler layer 30 and the surface of the conductor circuit 24 formed in the through hole 29 and the conductor circuit non-forming portion are flattened, and the resin filler layer 30 and the side surface of the conductor circuit 24 are roughened. An insulating substrate was obtained in which the inner wall surface of the through-hole 29 and the resin filler 30 were firmly adhered through the roughened surface (see FIG. 4D). By this step, the surface of the resin filler layer 30 and the surface of the conductor circuit 24 are flush with each other.
[0219]
(5) After washing the substrate with water, acid degreasing, soft etching, and spraying an etchant on both sides of the substrate by spraying to etch the surface of the conductor circuit 24 and the land surface of the through hole 29, A roughened surface (not shown) was formed on the entire surface of the conductor circuit 24. As an etching solution, an etching solution containing 10 parts by weight of imidazole copper (II) complex, 7 parts by weight of glycolic acid, and 5 parts by weight of potassium chloride (MEC Etch Bond, manufactured by MEC) was used.
[0220]
(6) Next, the resin film for the interlayer resin insulation layer produced in the above (a) is laminated by vacuum pressure bonding at 0.5 MPa while raising the temperature to 50 to 150 ° C. to form the resin film layer 22α. (See FIG. 4 (e)).
[0221]
(7) Next, CO of wavelength 10.4 μm is passed through a mask in which a through hole having a thickness of 1.2 mm is formed on the interlayer resin insulation layer 22α.2With a gas laser, a via hole opening with a diameter of 80 μm in the interlayer resin insulating layer 22α under the conditions of a beam diameter of 4.0 mm, a top hat mode, a pulse width of 8.0 μsec, a mask through-hole diameter of 1.0 mm, and one shot. 26 was formed (see FIG. 5A).
[0222]
(8) The substrate on which the via hole opening 26 is formed is immersed in an 80 ° C. solution containing 60 g / l permanganic acid for 10 minutes to dissolve and remove the epoxy resin particles present on the surface of the interlayer resin insulating layer 22. As a result, a roughened surface (not shown) was formed on the surface of the interlayer resin insulating layer including the inner wall surface of the via hole opening 26.
[0223]
(9) Next, the substrate after the above treatment was immersed in a neutralization solution (manufactured by Shipley Co., Ltd.) and washed with water.
Further, by applying a palladium catalyst to the surface of the roughened substrate (roughening depth 3 μm), a catalyst nucleus is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26). Was attached (not shown). That is, the substrate is made of palladium chloride (PdCl2) And stannous chloride (SnCl)2The catalyst was imparted by immersing it in a catalyst solution containing) and depositing palladium metal.
[0224]
(10) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution having the following composition, and the thickness of the surface of the interlayer resin insulating layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26) is 0.6 to 3 An electroless copper plating film 32 having a thickness of 0.0 μm was formed (see FIG. 5B).
[0225]
[Electroless plating solution]
NiSOFour                   0.003 mol / l
Tartaric acid 0.200 mol / l
Copper sulfate 0.030 mol / l
HCHO 0.050 mol / l
NaOH 0.100 mol / l
α, α'-bipyridyl 100 mg / l
Polyethylene glycol (PEG) 0.10 g / l
[Electroless plating conditions]
40 minutes at a liquid temperature of 30 ° C
[0226]
(11) Next, a commercially available photosensitive dry film is pasted on the substrate on which the electroless copper plating film 32 is formed, and a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm.2Then, a plating resist 23 was provided by developing with a 0.8% aqueous sodium carbonate solution (see FIG. 5C).
[0227]
(12) Next, the substrate is washed with 50 ° C. water and degreased, washed with 25 ° C. water and further washed with sulfuric acid, and then subjected to electrolytic plating under the following conditions to form a plating resist 23 non-formed portion. Then, an electrolytic copper plating film 33 was formed (see FIG. 5D).
[0228]
[Electrolytic plating solution]
Sulfuric acid 2.24 mol / l
Copper sulfate 0.26 mol / l
Additive 19.5 ml / l
(Manufactured by Atotech Japan, Kaparaside GL)
[Electrolytic plating conditions]
Current density 1 A / dm2
65 minutes
Temperature 22 ± 2 ° C
[0229]
(13) Further, after removing the plating resist 23 with 5% KOH, the electroless plating film under the plating resist 23 is removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove the electroless copper plating. A conductor circuit 25 (including a via hole 27) composed of the film 32 and the electrolytic copper plating film 33 was formed (see FIG. 6A).
[0230]
(14) Further, the substrate on which the conductor circuit 25 and the like were formed was immersed in an etching solution to form a roughened surface (not shown) on the surface of the conductor circuit 25 (including the via hole 27). As an etchant, MEC Etch Bond manufactured by MEC was used.
[0231]
(15) Next, a photosensitizing agent obtained by acrylated 50% of an epoxy group of a cresol novolac type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) dissolved in diethylene glycol dimethyl ether (DMDG) to a concentration of 60% by weight. 46.67 parts by weight of oligomer (molecular weight: 4000), 15.0 parts by weight of 80% by weight of bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat 1001 manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) dissolved in methyl ethyl ketone, imidazole curing agent (Shikoku Kasei Co., Ltd., trade name: 2E4MZ-CN) 1.6 parts by weight, photosensitive monomer bifunctional acrylic monomer (Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: R604) 4.5 parts by weight, polyvalent acrylic monomer ( Kyoei Chemical Co., Ltd., trade name: DPE6A) 1.5 parts by weight, dispersion antifoaming agent (San Nopco, S-65). Take 1 part by weight in a container, stir and mix to prepare a mixed composition. 2.0 parts by weight of benzophenone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as a photopolymerization initiator for this mixed composition, as a photosensitizer By adding 0.2 part by weight of Michler's ketone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), a solder resist composition having a viscosity adjusted to 2.0 Pa · s at 25 ° C. was obtained.
Moreover, the viscosity measurement is 60 minutes with a B-type viscometer (Tokyo Keiki Co., Ltd., DVL-B type).- 1(Rpm), rotor No. 4, 6 min- 1(Rpm), rotor No. 3 according.
[0232]
(16) Next, the solder resist composition is applied to both surfaces of the substrate on which the conductor circuit 25 and the like are formed, and dried at 70 ° C. for 20 minutes and at 70 ° C. for 30 minutes. Layer 34α was formed (see FIG. 6B). Next, a photomask having a thickness of 5 mm on which the pattern of the opening was drawn was brought into close contact with the layer 34α of the solder resist composition to be 1000 mJ / cm.2Were exposed to ultraviolet light and developed with DMTG solution to form openings 31.
Further, heat treatment is performed under the conditions of 80 ° C. for 1 hour, 100 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 150 ° C. for 3 hours to cure the layer 34α of the solder resist composition, thereby opening 31 A solder resist layer 34 having a thickness was formed (see FIG. 6C).
[0233]
(17) Next, the substrate on which the solder resist layer 34 is formed is made of nickel chloride (2.3 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (2.8 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.6 × 10-1The nickel plating layer was formed on a part of the opening 31 by immersing in an electroless nickel plating solution having a pH of 4.5 and containing mol / l) for 20 minutes. Further, the substrate was made of potassium gold cyanide (7.6 × 10 6-3mol / l), ammonium chloride (1.9 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.2 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (1.7 × 10-1mol / l) is immersed in an electroless gold plating solution at 80 ° C. for 7.5 minutes to form a 0.03 μm-thick gold plating layer on the nickel plating layer to obtain a package substrate (see FIG. 6 (d)). In the figure, the nickel plating layer and the gold plating layer are collectively shown as a metal layer 36.
[0234]
A-2. Fabrication of optical element substrate
(1) A double-sided copper-clad laminate in which 18 μm of copper foil 8 is laminated on both sides of a glass epoxy substrate having a thickness of 0.8 mm or an insulating substrate 1 made of BT (bismaleimide triazine) resin was used as a starting material ( FIG. 7 (a)). First, the copper clad laminate was drilled and subjected to electroless plating to form a conductor layer 12 on the surface (including the wall surface of the through hole) (see FIG. 7B).
[0235]
(2) Next, the substrate 1 on which the conductor layer 12 is formed is washed with water and dried, followed by NaOH (10 g / l), NaClO.2(40 g / l), Na3PO4Blackening treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a blackening bath (oxidation bath), and NaOH (10 g / l), NaBH4A reduction treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a reduction bath was performed to form a roughened surface (not shown) on the surface of the conductor layer 12.
[0236]
(3) Next, after adjusting the resin filler described in A-1 (b) above, within 24 hours after adjustment by the following method, resin is formed in the through-hole in which the conductor layer 12 is formed on the wall surface. A layer of filler 10 'was formed.
That is, after the resin filler was pushed into the through-hole using a squeegee, it was dried at 100 ° C. for 20 minutes (see FIG. 7C).
[0237]
(4) The exposed surface of the layer of the resin filler 10 'and the conductor layer are subjected to belt sander polishing using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.) The surface of No. 12 was polished so as to be flat, and then buffed to remove scratches due to the belt sander polishing. Such a series of polishing was similarly performed on the other surface of the substrate.
Next, heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 3 hours, 150 ° C. for 1 hour, and 180 ° C. for 7 hours to form the resin filler layer 10 (see FIG. 7D).
[0238]
(5) Next, the conductor layer 14 was formed by performing an electroless plating process on one surface of the substrate on which the conductor layer 12 was formed (see FIG. 7E).
In addition, a palladium catalyst is provided in advance on the surface on which the conductor layer 14 is formed, and a plating resist is formed on the surface on which the conductor layer 14 is not formed, whereby the conductor layer is formed on one surface of the substrate. 14 was formed.
[0239]
(6) An etching resist (not shown) is formed on a portion corresponding to a portion where a conductor circuit (including a land portion of a through hole) is formed on the substrate on which the conductor layer 12 or the conductor layer 14 is formed, and then an etching process is performed. As a result, a through-hole 6 having a resin filler layer 10 formed therein and a lid plating layer 16 formed thereon and a conductor circuit (not shown) were formed (see FIG. 7F). ).
[0240]
The etching resist is formed by pasting a commercially available photosensitive dry film and placing a mask on it to 100 mJ / cm.2And developed with a 0.8% aqueous sodium carbonate solution.
Etching was performed using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide.
[0241]
(7) Next, the adhesive layer (not shown) was formed by apply | coating an epoxy resin-type adhesive agent to the conductor circuit non-formation part of the single side | surface of a board | substrate.
(8) Further, a through hole 9 was formed in the center of the substrate by router processing to obtain an optical element insertion substrate (see FIG. 7G).
[0242]
A-3. Fabrication of IC chip mounting substrate
(1) An adhesive layer in which a lamination press by a mass laminating method is performed and the package substrate prepared in A-1 and the optical element insertion substrate prepared in A-2 are formed on the optical element insertion substrate is provided. The board | substrate bonded together via was obtained (refer Fig.8 (a)). That is, after aligning both, the package substrate and the optical element insertion substrate were bonded together by raising the temperature to 150 ° C. and pressing at a pressure of 5 MPa.
[0243]
(2) Next, the light receiving element 38 and the light emitting element 39 are exposed on the surface of the package substrate exposed from the through hole 9 formed in the optical element insertion substrate, and the light receiving part 38a and the light emitting part 39a are exposed upward. Attached using silver paste.
The light receiving element 38 was made of InGaAs, and the light emitting element 39 was made of InGaAsP.
[0244]
(3) Next, the electrical connection pads of the light receiving element 38 and the light emitting element 39 and the metal layer 36 on the surface of the package substrate exposed from the through hole 9 were connected by wire bonding (see FIG. 8B). Here, as the wire 40, a wire made of Au was used.
[0245]
(4) Next, a resin composition containing an epoxy resin was filled into the through holes 9 formed in the optical element insertion substrate by printing, and then the resin composition was dried.
Further, the exposed surface of the resin composition was subjected to buffing and mirror polishing. Thereafter, heat treatment was performed to obtain an optical path resin-filled layer 41 (see FIG. 8C).
The optical path resin filler layer 41 has a refractive index of 1.60 and a transmittance of 85%.
[0246]
(5) Next, a resin composition similar to the solder resist composition prepared in the step (15) of the preparation of the package substrate is prepared, and this is applied to the optical element insertion substrate side of the substrate. And 20 minutes at 70 ° C. for 30 minutes to form a solder resist composition layer 54α (see FIG. 9A). In addition, the soldering resist composition was not apply | coated to the surface of the resin filling layer 41 for optical paths here.
Next, a photomask having a thickness of 5 mm on which the pattern of the opening was drawn was brought into close contact with the layer 54α of the solder resist composition and 1000 mJ / cm.2Were exposed to ultraviolet light and developed with DMTG solution to form openings 51.
Further, the solder resist composition layer 54α is cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 1 hour, and at 150 ° C. for 3 hours. A solder resist layer 54 was formed (see FIG. 9B). Therefore, when this step is finished, the solder resist layer 54 is formed on the optical element insertion substrate side, and the solder resist layer 34 is formed on the package substrate side.
[0247]
(6) Next, the substrate on which the solder resist layer 54 is formed is nickel chloride (2.3 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (2.8 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.6 × 10-1The nickel plating layer 55 having a thickness of 5 μm was formed in a part of the opening 51 by immersing in an electroless nickel plating solution having a pH of 4.5 containing 1 mol / l). Further, the substrate was made of potassium gold cyanide (7.6 × 10 6-3mol / l), ammonium chloride (1.9 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.2 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (1.7 × 10-1The gold plating layer 56 having a thickness of 0.03 μm was formed on the nickel plating layer 55 by immersing in an electroless gold plating solution containing 1 mol / l) at 80 ° C. for 7.5 minutes.
[0248]
(7) Next, solder paste (Sn / Ag = 96.5 / 3.5) is printed on the opening 51 formed in the solder resist layer 54 and the opening 31 of the solder resist layer 34, and reflowed at 250 ° C. As a result, IC chip mounting solder bumps 57 and multilayer printed wiring board connection solder bumps 58 were formed to obtain an IC chip mounting substrate (see FIG. 9C).
[0249]
B. Fabrication of multilayer printed wiring board
(A) Preparation of resin film for interlayer resin insulation layer
The resin film for interlayer resin insulation layers was produced using the method similar to the method used by A-1 of (a).
(B) Preparation of resin filler (resin composition)
A resin filler was prepared using the same method as used in A-1 (b).
[0250]
(C). Manufacture of multilayer printed wiring boards
(1) A copper-clad laminate in which 18 μm of copper foil 8 is laminated on both surfaces of an insulating substrate 101 made of glass epoxy resin or BT resin having a thickness of 0.6 mm is used as a starting material (see FIG. 10A). ). First, the copper-clad laminate was drilled, subjected to electroless plating, and etched into a pattern to form conductor circuits 104 and through holes 109 on both sides of the substrate 101 (FIG. 10B). reference).
[0251]
(2) The substrate on which the through hole 109 and the conductor circuit 104 are formed is washed with water and dried, and then an etching solution (MEC Etch Bond, MEC etch bond) is sprayed on the surface of the conductor circuit 104 including the through hole 109. A roughened surface (not shown) was formed.
[0252]
(3) After preparing the resin filler described in (b) above, within 24 hours after preparation by the following method, the conductor circuit non-formation part on the through hole 109 and on the substrate 101 and the outer edge part of the conductor circuit 104 And a layer of resin filler 110 'was formed.
That is, first, a resin filler was pushed into a through hole using a squeegee, and then dried under conditions of 100 ° C. and 20 minutes. Next, a mask having an opening corresponding to the conductor circuit non-formed part is placed on the substrate, and the conductor circuit non-formed part which is a recess is filled with a resin filler using a squeegee, The layer of resin filler 110 'was formed by drying on the conditions for 20 minutes (refer FIG.10 (c)).
[0253]
(4) One side of the substrate after the processing of (3) is applied to the surface of the conductor circuit 4 or the land surface of the through hole 109 by belt sander polishing using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku). Polishing was performed so that the resin filler 110 'did not remain, and then buffing was performed to remove scratches due to the belt sander polishing. Such a series of polishing was similarly performed on the other surface of the substrate.
Next, heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 3 hours, 150 ° C. for 1 hour, and 180 ° C. for 7 hours to form the resin filler layer 110.
[0254]
In this way, the surface layer portion of the resin filler 110 and the surface of the conductor circuit 104 formed in the through hole 109 and the conductor circuit non-forming portion and the surface of the conductor circuit 104 are flattened, and the resin filler 110 and the side surface of the conductor circuit 104 are roughened. Thus, an insulating substrate was obtained in which the inner wall surface of the through-hole 109 and the resin filler 110 were firmly adhered via the roughened surface (see FIG. 10D). By this step, the surface of the resin filler layer 110 and the surface of the conductor circuit 104 are flush.
[0255]
(5) After washing the substrate with water and acid degreasing, soft etching, and then spraying the etchant on both sides of the substrate by spraying to etch the surface of the conductor circuit 104 and the land surface of the through hole 109, A roughened surface (not shown) was formed on the entire surface of the conductor circuit 104. As an etchant, MEC Etch Bond manufactured by MEC was used.
[0256]
(6) Next, a resin film for an interlayer resin insulation layer that is slightly larger than the substrate prepared in (a) above is placed on the substrate and temporarily mounted under the conditions of pressure 0.4 MPa, temperature 80 ° C., and pressure bonding time 10 seconds. After crimping and cutting, an interlayer resin insulation layer 102 was further formed by sticking using a vacuum laminator apparatus by the following method (see FIG. 10E). That is, a resin film for an interlayer resin insulation layer was subjected to main pressure bonding on a substrate under conditions of a degree of vacuum of 65 Pa, a pressure of 0.4 MPa, a temperature of 80, and a time of 60 seconds, and then thermally cured at 170 ° C. for 30 minutes.
[0257]
(7) Next, CO 2 having a wavelength of 10.4 μm is passed through a mask in which a through hole having a thickness of 1.2 mm is formed on the interlayer resin insulating layer 102.2With a gas laser, a via hole opening with a diameter of 80 μm is formed in the interlayer resin insulating layer 102 under the conditions of a beam diameter of 4.0 mm, a top hat mode, a pulse width of 8.0 μsec, a mask through hole diameter of 1.0 mm, and one shot. 106 was formed (see FIG. 11A).
[0258]
(8) The substrate on which the via hole opening 106 is formed is dipped in an 80 ° C. solution containing 60 g / l permanganic acid for 10 minutes to dissolve and remove the epoxy resin particles present on the surface of the interlayer resin insulating layer 102. Thus, a roughened surface (not shown) was formed on the surface including the inner wall surface of the opening 106 for the via hole.
[0259]
(9) Next, the substrate after the above treatment was immersed in a neutralization solution (manufactured by Shipley Co., Ltd.) and washed with water.
Further, a catalyst nucleus is formed on the surface of the interlayer resin insulating layer 102 (including the inner wall surface of the via-hole opening 106) by applying a palladium catalyst to the surface of the substrate that has been subjected to roughening surface treatment (roughening depth 3 μm). Was attached (not shown). That is, the substrate is made of palladium chloride (PdCl2) And stannous chloride (SnCl)2The catalyst was imparted by immersing it in a catalyst solution containing) and depositing palladium metal.
[0260]
(10) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution and electroless with a thickness of 0.6 to 3.0 μm on the surface of the interlayer resin insulating layer 102 (including the inner wall surface of the opening 106 for the via hole). A copper plating film 112 was formed (see FIG. 11B).
In addition, the electroless plating aqueous solution and the electroless plating conditions used are the same as those in the step (10) of manufacturing the package substrate.
[0261]
(11) The substrate on which the electroless plating film 112 was formed was washed with water and then subjected to electroplating to form an electrolytic copper plating film 113 on the entire electroless plating film 112 (see FIG. 11C).
Note that the electrolytic plating aqueous solution and the electrolytic plating conditions used are the same as those in the step (12) of manufacturing the package substrate.
[0262]
(12) Next, a commercially available photosensitive dry film is attached to the substrate on which the electrolytic copper plating film 113 is formed, and a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm.2And an etching resist 103 was formed by developing with a 0.8% aqueous sodium carbonate solution (see FIG. 11D).
[0263]
(13) Next, the electrolytic copper plating film and the electroless plating film under the etching resist non-formation portion are dissolved and removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and then the etching resist is 5% NaOH. The conductive circuit 105 (including the via hole 107) composed of the electroless copper plating film 112 and the electrolytic copper plating film 113 was formed by peeling and removing with a solution (see FIG. 12A).
Further, a roughened surface (not shown) was formed on the surface of the conductor circuit 105 (including the via hole 107) using an etching solution (MEC etch bond).
[0264]
(14) Next, optical waveguides 118 (118a, 118b) having optical path conversion mirrors 119 (119a, 119b) were formed at predetermined positions on the surface of interlayer resin insulation layer 102 using the following method (FIG. 12 ( b)).
That is, a film-like optical waveguide (width 25 μm, thickness 25 μm) made of PMMA in which a 45 ° optical path conversion mirror 119 is formed in advance using a diamond saw with a V-shaped 90 ° tip at one end is used as an optical path. The side surfaces of the other end on the conversion mirror non-forming side and the side surface of the interlayer resin insulating layer were attached so as to be aligned.
In addition, the optical waveguide is attached by applying an adhesive made of a thermosetting resin to a thickness of 10 μm on the adhesive surface of the optical waveguide with the interlayer resin insulating layer, and curing at 60 ° C. for 1 hour after the pressure bonding. Was done.
In this embodiment, curing is performed under conditions of 60 ° C./1 hour, but step curing may be performed depending on circumstances. This is because stress is hardly generated by the optical waveguide at the time of pasting.
[0265]
(15) Next, a solder resist composition is prepared in the same manner as in the step (15) of manufacturing the package substrate. Further, the solder resist composition is applied to both sides of the substrate in a thickness of 35 μm. A drying process was performed under the conditions of 20 ° C. for 20 minutes and 70 ° C. for 30 minutes to form a solder resist composition layer 114 ′ (see FIG. 12C).
[0266]
(16) Next, a photomask having a thickness of 5 mm on which a pattern of openings for forming solder bumps (openings for connecting to the package substrate) and openings for optical paths is drawn on one side of the substrate is adhered to the solder resist layer. 1000mJ / cm2Were exposed to ultraviolet rays and developed with a DMTG solution to form openings.
Further, the solder resist layer is cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 1 hour, and at 150 ° C. for 3 hours. And a solder resist layer 114 having a thickness of 20 μm.
[0267]
(17) Next, a resin composition similar to the resin composition containing the epoxy resin filled in the step (4) of manufacturing the IC chip mounting substrate is filled in the optical path opening 111, and then heat treatment is performed. The optical path resin layer 108 was formed in the optical path opening 111. The optical path resin layer 108 has a refractive index of 1.60 and a transmittance of 85%.
Next, a nickel plating layer and a gold plating layer were formed in the same manner as in the step (6) of manufacturing the IC chip mounting substrate, and used as solder pads (not shown).
[0268]
(18) Next, solder paste is printed in the solder bump forming openings formed in the solder resist layer 114 and reflowed at 200 ° C. to form solder bumps (not shown) in the solder bump forming openings. It was set as the printed wiring board (refer FIG.12 (d)).
[0269]
C. Manufacture of IC-mounted optical communication devices
First, an IC chip was mounted on the IC chip mounting substrate manufactured through the process A, and then resin sealing was performed to obtain an IC chip mounting substrate.
Next, this IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board manufactured through the above step B are placed opposite to each other at a predetermined position and reflowed at 200 ° C. to connect the solder bumps of both substrates to each other. Part was formed.
[0270]
Next, a sealing resin composition is formed by filling a sealing resin composition between the multilayer printed wiring board and the IC chip mounting substrate connected via the solder connection portion, and then performing a curing process. Thus, an optical communication device was obtained (see FIG. 1).
In addition, as the resin composition for sealing, the resin composition containing an epoxy resin was used.
The formed sealing resin layer had a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60.
[0271]
(Example 2)
When forming a sealing resin layer, a resin composition containing an olefin resin is used to form a sealing resin layer having a transmittance of 88% and a refractive index of 1.58, and for an optical path of an IC chip mounting substrate. When forming the resin filled layer and the optical path resin layer of the multilayer printed wiring board, a resin composition containing an olefin resin is used to form an optical path resin filled layer having a transmittance of 80% and a refractive index of 1.58. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that it was formed.
[0272]
(Example 3)
When forming a sealing resin layer, a resin composition containing an acrylic resin is used to form a sealing resin layer having a transmittance of 85% and a refractive index of 1.50, and for an optical path of an IC chip mounting substrate When forming the resin-filled layer and the resin layer for the optical path of the multilayer printed wiring board, a resin composition containing an epoxy resin is used to form an optical path resin-filled layer having a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that it was formed.
[0273]
Example 4
When forming a sealing resin layer, a resin composition containing an acrylic resin is used to form a sealing resin layer having a transmittance of 85% and a refractive index of 1.50, and for an optical path of an IC chip mounting substrate When forming the resin filled layer and the optical path resin layer of the multilayer printed wiring board, a resin composition containing an olefin resin is used to form an optical path resin filled layer having a transmittance of 80% and a refractive index of 1.58. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that it was formed.
[0274]
(Example 5)
After performing the step (4) of manufacturing the IC chip mounting substrate of Example 1, the microlens was arranged on the surface of the optical path resin-filled layer facing the sealing resin layer using the following method. An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that it was provided (see FIG. 2).
That is, a microlens was formed by dropping a resin composition containing an epoxy resin onto an end of the optical path resin layer using a dispenser and then performing a curing treatment. The microlens formed here has a transmittance of 92% and a refractive index of 1.62.
[0275]
(Example 6)
In Example 2, after forming the optical path resin-filled layer by performing the same process as the process (4) of the production of the IC chip mounting substrate of Example 1, the sealing resin for the optical-path resin-filled layer An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that a microlens was disposed on the surface facing the layer using the following method.
That is, a microlens was formed by dropping a resin composition containing an epoxy resin onto an end of the optical path resin layer using a dispenser and then performing a curing treatment. The microlens formed here has a transmittance of 92% and a refractive index of 1.62.
[0276]
(Example 7)
In Example 3, after forming the optical path resin-filled layer by performing the same process as the process (4) of producing the IC chip mounting substrate of Example 1, the sealing resin for the optical path resin-filled layer An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 3 except that a microlens was disposed on the surface facing the layer using the following method.
That is, a microlens was formed by dropping a resin composition containing an epoxy resin onto an end of the optical path resin layer using a dispenser and then performing a curing treatment. The microlens formed here has a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60.
[0277]
(Example 8)
In Example 4, after forming the optical path resin-filled layer by performing the same process as the process (4) of the production of the IC chip mounting substrate of Example 1, the sealing resin for the optical-path resin-filled layer An optical communication device was produced in the same manner as in Example 4 except that a microlens was disposed on the surface facing the layer using the following method.
That is, a microlens was formed by dropping a resin composition containing an epoxy resin onto an end of the optical path resin layer using a dispenser and then performing a curing treatment. The microlens formed here has a transmittance of 92% and a refractive index of 1.62.
[0278]
Example 9
A. Fabrication of IC chip mounting substrate
A-1. Fabrication of package substrate
(A) Preparation of resin film for interlayer resin insulation layer and preparation of resin filler (resin composition)
It carried out like (a) and (b) of A-1 of Example 1.
[0279]
(B) Production of package substrate
(1) A double-sided copper-clad laminate in which 18 μm copper foil 28 is laminated on both sides of an insulating substrate 21 made of glass epoxy resin or BT (bismaleimide triazine) resin having a thickness of 0.8 mm was used as a starting material ( (See FIG. 13 (a)). First, this copper-clad laminate was drilled, subjected to electroless plating, and etched into a pattern, thereby forming lower conductor circuits 24 and through holes 29 on both sides of the substrate (FIG. 13B). reference).
[0280]
(2) The substrate 21 on which the lower conductor circuit 24 is formed is washed with water and dried, followed by NaOH (10 g / l), NaClO2(40 g / l), Na3PO4Blackening treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a blackening bath (oxidation bath), and NaOH (10 g / l), NaBH4A reduction treatment using an aqueous solution containing (6 g / l) as a reduction bath was performed to form a roughened surface (not shown) on the surface of the lower conductor circuit 24.
[0281]
(3) Next, after preparing the resin filler described in (a) above, within 24 hours after preparation by the following method, the conductor circuit non-formed portion and the lower layer conductor circuit in the through hole 29 and on the substrate 21 A layer of a resin filler 30 'was formed on 24 outer edges.
That is, first, a resin filler was pushed into a through hole using a squeegee, and then dried under conditions of 100 ° C. and 20 minutes. Next, a mask having an opening corresponding to the conductor circuit non-formed part is placed on the substrate, and the conductor circuit non-formed part which is a recess is filled with a resin filler using a squeegee, A layer of the resin filler 30 'was formed by drying for 20 minutes (see FIG. 13C).
[0282]
(4) The surface of the conductor circuit 24 or the land surface of the through hole 29 is applied to one surface of the substrate after the processing of (3) by belt sander polishing using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.). Polishing was performed so that the resin filler 30 'did not remain, and then buffing was performed to remove scratches due to the belt sander polishing. Such a series of processing was similarly performed on the other surface of the substrate.
Subsequently, the heat processing of 100 degreeC for 1 hour, 120 degreeC for 3 hours, 150 degreeC for 1 hour, and 180 degreeC for 7 hours was performed, and the resin filler layer 30 was formed.
[0283]
In this way, the surface layer portion of the resin filler layer 30 and the surface of the conductor circuit 24 formed in the through hole 29 and the conductor circuit non-forming portion are flattened, and the resin filler layer 30 and the side surface of the conductor circuit 24 are roughened. An insulating substrate was obtained in which the inner wall surface of the through hole 29 and the resin filler layer 30 were firmly adhered to each other through the roughened surface (see FIG. 13D). . By this step, the surface of the resin filler layer 30 and the surface of the conductor circuit 24 are flush with each other.
[0284]
(5) After washing the substrate with water, acid degreasing, soft etching, and spraying an etchant on both sides of the substrate by spraying to etch the surface of the conductor circuit 24 and the land surface of the through hole 29, A roughened surface (not shown) was formed on the entire surface of the conductor circuit 24. As an etchant, MEC Etch Bond manufactured by MEC was used.
[0285]
(6) Next, the resin film for the interlayer resin insulation layer produced in the above (a) is laminated by vacuum compression bonding at 0.5 MPa while raising the temperature to 50 to 150 ° C., and the resin film layer 22α is attached. It formed (refer FIG.13 (e)).
[0286]
(7) Next, CO2 having a wavelength of 10.4 μm is passed through a mask in which a through hole having a thickness of 1.2 mm is formed on the resin film layer 22α.2With a gas laser, a via hole opening 26 having a diameter of 80 μm is formed in the resin film layer 22α under the conditions of a beam diameter of 4.0 mm, a top hat mode, a pulse width of 8.0 μsec, a mask through-hole diameter of 1.0 mm, and one shot. (See FIG. 14A).
[0287]
(8) The substrate on which the via hole opening 26 is formed is immersed in an 80 ° C. solution containing 60 g / l permanganic acid for 10 minutes to dissolve and remove the epoxy resin particles present on the surface of the interlayer resin insulating layer 22. As a result, a roughened surface (not shown) was formed on the surface of the interlayer resin insulating layer 22 including the inner wall surface of the via hole opening 26.
[0288]
(9) Next, the substrate after the above treatment was immersed in a neutralization solution (manufactured by Shipley Co., Ltd.) and washed with water.
Further, by applying a palladium catalyst to the surface of the roughened substrate (roughening depth 3 μm), a catalyst nucleus is formed on the surface of the interlayer resin insulation layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26). Was attached (not shown). That is, the substrate is made of palladium chloride (PdCl2) And stannous chloride (SnCl)2The catalyst was imparted by immersing it in a catalyst solution containing) and depositing palladium metal.
[0289]
(10) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating solution having the same composition as that of the electroless plating solution used in the step (10) of manufacturing the package substrate of Example 1, and is processed under the same conditions. Thus, an electroless copper plating film (thin film conductor layer) 32 having a thickness of 0.6 to 3.0 μm was formed on the surface of the interlayer resin insulation layer 22 (including the inner wall surface of the via hole opening 26) (FIG. 14 ( b)).
[0290]
(11) Next, a commercially available photosensitive dry film is pasted on the substrate on which the electroless copper plating film 32 is formed, and a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm.2Then, a plating resist 23 was provided by developing with a 0.8% aqueous sodium carbonate solution (see FIG. 14C).
[0291]
(12) Next, the substrate is washed with water at 50 ° C. and degreased, washed with water at 25 ° C. and further washed with sulfuric acid, and then used in the step (12) of manufacturing the package substrate of Example 1. The substrate was dipped in an electrolytic copper plating solution having the same composition as the electrolytic plating solution, and was treated under the same conditions, thereby forming an electrolytic copper plating film 33 on the portion where the plating resist 23 was not formed (FIG. 14D )reference).
[0292]
(13) Further, after removing the plating resist 23 with 5% KOH, the electroless plating film under the plating resist 23 is etched and removed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove the conductive circuit 25. (Including the via hole 27) (see FIG. 15A).
[0293]
(14) Next, the substrate on which the conductor circuit 25 and the like were formed was immersed in an etching solution to form a roughened surface (not shown) on the surface of the conductor circuit 25 (including the via hole 27). As an etchant, MEC Etch Bond manufactured by MEC was used.
[0294]
(15) Next, a solder resist composition was prepared in the same manner as in the step (15) in the production of the package substrate of Example 1.
(16) Next, the solder resist composition is applied to both surfaces of the substrate on which the conductor circuit 25 and the like are formed, and dried at 70 ° C. for 20 minutes and at 70 ° C. for 30 minutes. Layer 34α was formed (see FIG. 15B). Next, a photomask having a thickness of 5 mm on which the pattern of the opening was drawn was brought into close contact with the layer 34α of the solder resist composition to be 1000 mJ / cm.2Were exposed to ultraviolet light and developed with DMTG solution to form openings 31.
Further, the solder resist composition layer 34α is cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 1 hour, and at 150 ° C. for 3 hours. A solder resist layer 34 was formed (see FIG. 15C).
[0295]
(17) Next, the substrate on which the solder resist layer 34 is formed is made of nickel chloride (2.3 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (2.8 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.6 × 10-1The nickel plating layer was formed on a part of the opening 31 by immersing in an electroless nickel plating solution having a pH of 4.5 and containing mol / l) for 20 minutes. Further, the substrate was made of potassium gold cyanide (7.6 × 10 6-3mol / l), ammonium chloride (1.9 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.2 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (1.7 × 10-1mol / l) was immersed in an electroless gold plating solution at 80 ° C. for 7.5 minutes to form a gold plating layer on the nickel plating layer to obtain a package substrate (see FIG. 15D). In the figure, the nickel plating layer and the gold plating layer are collectively shown as a metal layer 36.
[0296]
B. Fabrication of optical element substrate
(1) A single-sided copper-clad laminate in which 18 μm copper foil 8 is laminated on one side of an insulating substrate 1 made of glass epoxy resin or BT (bismaleimide triazine) resin having a thickness of 0.8 mm was used as a starting material ( FIG. 16 (a)). First, the conductor circuit 4 was formed on one side of the substrate by etching the copper foil 8 of this single-sided copper-clad laminate into a pattern (see FIG. 16B).
[0297]
(2) Next, an adhesive layer (not shown) was formed by applying an epoxy resin adhesive to the conductor circuit non-forming portion on the side of the substrate on which the conductor circuit 4 was formed.
(3) Further, a through hole 9 was formed in the center of the substrate by router processing to obtain an optical element insertion substrate (see FIG. 16C).
[0298]
C. Fabrication of IC chip mounting substrate
(1) A lamination press by a mass laminating method is performed, and the package substrate prepared in A and the optical element insertion substrate prepared in B are bonded together via an adhesive layer formed on the optical element insertion substrate. A substrate was obtained (see FIG. 17A). That is, after aligning both, it heated up to 150 degreeC, and also the optical element insertion board | substrate and the package board | substrate were bonded together by pressing with the pressure of 5 Mpa.
[0299]
(2) Next, the light receiving element 38 and the light emitting element 39 are exposed on the surface of the package substrate exposed from the through hole 9 formed in the optical element insertion substrate, and the light receiving part 38a and the light emitting part 39a are exposed upward. Attached using silver paste.
The light receiving element 38 was made of InGaAs, and the light emitting element 39 was made of InGaAsP. Further, as the light receiving element 38 and the light emitting element 39, those in which electrical connection pads are provided closer to the package substrate than the light receiving part 38a and the light emitting part 39a were used.
[0300]
(3) Next, the electrical connection pads of the light receiving element 38 and the light emitting element 39 were connected to the metal layer 36 on the surface of the package substrate exposed from the through hole 9 by wire bonding (see FIG. 17B). Here, as the wire 40, a wire made of Au was used.
[0301]
(4) Next, a resin composition containing an epoxy resin was filled into the through holes 9 formed in the optical element insertion substrate by printing, and then the resin composition was dried.
Further, the exposed surface of the resin composition was subjected to buffing and mirror polishing. Thereafter, heat treatment was performed to obtain an optical path resin-filled layer 41 (see FIG. 17C).
The optical path resin-filled layer 41 has a refractive index of 1.60 and a transmittance of 85%.
[0302]
(5) Next, a through hole 46 having a diameter of 400 μm that penetrates the optical element insertion substrate and the package substrate was formed by drilling (see FIG. 18A). Further, the wall surface of the through-hole 46 was subjected to desmear treatment by immersing in an 80 ° C. solution containing 60 g / l permanganic acid for 10 minutes.
[0303]
(6) Next, the substrate after the above treatment was immersed in a neutralization solution (manufactured by Shipley Co., Ltd.) and washed with water.
Further, by applying a palladium catalyst to the exposed surface of the optical element insertion substrate and the package substrate including the wall surface of the through hole 46, catalyst nuclei were attached to the wall surface of the through hole 46 (not shown).
[0304]
(7) Next, the substrate is immersed in an electroless copper plating aqueous solution, and an electroless substrate having a thickness of 0.6 to 3.0 μm is formed on the exposed surface of the optical element insertion substrate and the package substrate including the wall surface of the through hole 46. A copper plating film (thin film conductor layer) 52 was formed (see FIG. 18B).
In addition, as the electroless plating solution, the same electroless plating solution as used in the step (10) when producing the package substrate was used, and the treatment was performed under the same conditions.
[0305]
(8) Next, a commercially available photosensitive dry film is pasted on the substrate on which the electroless copper plating film 52 is formed, and a mask is placed thereon, and 100 mJ / cm.2Then, a plating resist 43 was provided by developing with a 0.8% aqueous sodium carbonate solution (see FIG. 18C).
[0306]
(9) Next, the substrate is washed with 50 ° C. water, degreased, washed with 25 ° C. water, further washed with sulfuric acid, and then subjected to electrolytic plating. 53 was formed (see FIG. 19A).
In addition, as the electrolytic plating solution, the same electrolytic plating solution as used in the step (12) when producing the package substrate was used, and the treatment was performed under the same conditions.
[0307]
(10) Further, after removing the plating resist 43 with 5% KOH, the electroless plating film under the plating resist 43 is dissolved and removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the optical element is inserted. A through hole 49 penetrating the working substrate and the package substrate was formed (see FIG. 19B).
[0308]
(11) Next, the substrate on which the through hole 49 is formed is immersed in an etching solution (MEC Etch Bond, manufactured by MEC), and a roughened surface (not shown) is formed on the wall surface of the through hole 49 (including the surface of the land portion). Formed.
Next, after preparing a resin composition similar to the resin filler described in (a) of the preparation of the package substrate, the resin filler layer is formed in the through hole 49 within 24 hours after the preparation by the following method. Formed.
That is, after a resin filler was pushed into the through hole 49 using a squeegee, the resin filler layer was formed by drying at 100 ° C. for 20 minutes.
[0309]
Further, polishing is performed by belt sander polishing using # 600 belt polishing paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.) so that no resin filler remains on the land surface of the through hole 49, and then scratches due to the belt sander polishing are removed. For buffing. Further, a heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 3 hours, 150 ° C. for 1 hour, and 180 ° C. for 7 hours to form a resin filler layer 50 having a flat exposed surface from the through hole. (See FIG. 19 (c)).
[0310]
(12) Next, a resin composition similar to the solder resist composition prepared in the step (15) of manufacturing the package substrate is prepared, applied to both sides of the substrate, and 70 minutes at 70 ° C. for 70 minutes. A drying treatment was performed at 30 ° C. for 30 minutes to form a solder resist composition layer 54α (see FIG. 20A). Here, the solder resist composition was not applied to the surface of the resin filling layer 41.
Next, a photomask having a thickness of 5 mm on which the pattern of the opening was drawn was brought into close contact with the layer 54α of the solder resist composition and 1000 mJ / cm.2Were exposed to ultraviolet light and developed with DMTG solution to form openings 51.
Further, the solder resist composition layer 54α is cured by heating at 80 ° C. for 1 hour, at 100 ° C. for 1 hour, at 120 ° C. for 1 hour, and at 150 ° C. for 3 hours. A solder resist layer 54 was formed (see FIG. 20B).
[0311]
(13) Next, the substrate on which the solder resist layer 54 is formed is made of nickel chloride (2.3 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (2.8 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.6 × 10-1The nickel plating layer 55 having a thickness of 5 μm was formed in a part of the opening 51 by immersing in an electroless nickel plating solution having a pH of 4.5 containing 1 mol / l). Further, the substrate was made of potassium gold cyanide (7.6 × 10 6-3mol / l), ammonium chloride (1.9 × 10-1mol / l), sodium citrate (1.2 × 10-1mol / l), sodium hypophosphite (1.7 × 10-1The gold plating layer 56 having a thickness of 0.03 μm was formed on the nickel plating layer by immersing in an electroless gold plating solution containing 1 mol / l) at 80 ° C. for 7.5 minutes.
[0312]
(14) Next, a solder paste (Sn / Ag = 96.5 / 3.5) is printed in the opening 51 formed in the solder resist layer 54 and reflowed at 250 ° C. A multilayer printed wiring board connection solder bump 58 was formed to obtain an IC chip mounting substrate (see FIG. 20C).
[0313]
B. Fabrication of multilayer printed wiring board
A multilayer printed wiring board was produced in the same manner as B in Example 1.
[0314]
C. Manufacture of IC chip mounted optical communication devices
First, an IC chip was mounted on the IC chip mounting substrate manufactured through the process A, and then resin sealing was performed to obtain an IC chip mounting substrate.
Next, this IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board manufactured in the above step B are placed opposite to each other at a predetermined position and reflowed at 200 ° C. so that the solder bumps of both substrates are connected to each other for solder connection. Part was formed.
[0315]
Next, a sealing resin composition is formed by filling a sealing resin composition between the multilayer printed wiring board and the IC chip mounting substrate connected via the solder connection portion, and then performing a curing process. Thus, an optical communication device was obtained. In addition, as the resin composition for sealing, the resin composition containing an epoxy resin was used. The formed sealing resin layer had a transmittance of 85% and a refractive index of 1.60.
[0316]
(Example 10)
An optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 9 except that the optical path resin-filled layer was a two-layer structure including an inner-layer optical path resin-filled layer and an outer-layer optical path resin-filled layer. Specifically, an optical communication device was manufactured in the same manner as in Example 9 except that the following method was used in the step (4) of manufacturing the IC chip mounting substrate (see FIG. 3).
That is, a resin composition containing an epoxy resin, silica particles (average particle size: 0.5 μm), and a curing agent in the through-hole formed in the optical element insertion substrate is the same as the optical element (light receiving element and light emitting element). The resin composition was filled to the height by printing, and then the resin composition was heated and cured to form an inner layer optical path resin-filled layer.
Next, after filling a resin composition containing an epoxy resin on the resin filling layer for the inner layer optical path in the through hole by printing, the resin composition is dried, and further, buff polishing and mirror polishing are performed on the exposed surface of the resin composition. And gave. Then, the hardening process was performed and the resin filling layer for outer layer optical paths was formed.
The outer-layer optical path resin-filled layer has a refractive index of 1.60 and a transmittance of 85%.
[0317]
With respect to the IC-mounted optical communication devices of Examples 1 to 10 obtained in this way, an optical fiber is attached to the exposed surface from the side surface of the multilayer printed wiring board of the optical waveguide facing the light receiving element, and is opposed to the light emitting element. After mounting the detector on the exposed surface from the side surface of the multilayer printed wiring board of the optical waveguide, sending the optical signal through the optical fiber, calculating with the IC chip, and then detecting the optical signal with the detector, the desired It was revealed that the IC-mounted optical communication device manufactured in Examples 1 to 10 has sufficiently satisfactory performance as an optical communication device.
[0318]
Moreover, compared with the device for optical communication manufactured using the method similar to Examples 1-10 except not having formed the sealing resin layer, and the formation of the optical path resin filling layer and the optical path resin layer. However, the waveguide loss between the light emitting element mounted on the IC chip mounting substrate and the optical waveguide formed on the multilayer printed wiring board opposed to the light emitting element was hardly reduced.
[0319]
Furthermore, in the optical communication devices obtained in Examples 1 to 10, there was almost no positional deviation from the design of the optical element (light receiving element and light emitting element) and the optical waveguide.
[0320]
【The invention's effect】
As described above, an optical communication device according to the present invention includes an IC chip mounting substrate on which a light receiving element and a light emitting element are mounted at predetermined positions, and a multilayer printed wiring board on which an optical waveguide is formed at predetermined positions. Since it is configured, the connection loss between the mounted optical components is low, and the connection reliability is excellent as an optical communication device.
[0321]
Further, in the optical communication device of the present invention, when a sealing resin layer is formed between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, the air is interposed between the optical element and the optical waveguide. Therefore, the dust or foreign matter floating in the air does not enter, and the transmission of the optical signal is not hindered by the dust or foreign matter, so that the reliability as an optical communication device is improved.
Furthermore, when a sealing resin layer is formed, the sealing resin layer can serve to relieve stress generated between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, Further, since the positional deviation of the optical element and the optical waveguide is less likely to occur, the reliability as an optical communication device is more excellent.
[0322]
In the method for manufacturing an optical communication device of the present invention, an IC chip mounting substrate and a multilayer printed wiring board are arranged and fixed at predetermined positions, and then a sealing resin layer is formed between them. It is possible to suitably manufacture an optical communication device in which dust and foreign matters floating in the air do not enter between the optical waveguide and the transmission of optical signals is not hindered.
[0323]
Further, by forming a sealing resin layer between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, in the obtained optical communication device, the sealing resin layer is the above IC chip mounting substrate and the above It can play the role of relieving the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient with the multilayer printed wiring board, and the formation of the sealing resin layer can shift the position of the optical element and optical waveguide. Less likely to occur.
Therefore, in the manufacturing method of the present invention, an optical communication device having excellent reliability can be preferably manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an optical communication device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the device for optical communication of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the optical communication device of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process for manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing part of a process for manufacturing the multilayer printed wiring board constituting the device for optical communication of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing part of a process for manufacturing the multilayer printed wiring board constituting the device for optical communication of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process for manufacturing a multilayer printed wiring board constituting the device for optical communication of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a part of the process of manufacturing the IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing a part of a process for manufacturing an IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing part of a process for manufacturing an IC chip mounting substrate which constitutes the optical communication device of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing part of a process of manufacturing an IC chip mounting substrate which constitutes the optical communication device of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing part of a process for manufacturing an IC chip mounting substrate which constitutes the optical communication device of the present invention.
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a part of the process of manufacturing the IC chip mounting substrate constituting the optical communication device of the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 200, 300 multilayer printed wiring board
101, 201, 301 substrate
102, 202, 302 Interlayer resin insulation layer
104, 204, 304 Conductor circuit
107, 207, 307 Via hole
109, 209, 309 Through hole
111, 211, 311 Aperture for optical path
114, 214, 314 Solder resist layer
118, 218, 318 Optical waveguide
119, 219, 319 Optical path conversion mirror
120, 220, 320 IC chip mounting substrate
1120, 2120, 3120 Package substrate
1100, 2100, 3100 Optical element insertion substrate
1121, 1211, 3121 Substrate
1122, 2122, 3122 Interlayer resin insulation layer
1124, 2124, 3124 Conductor circuit
1127, 2127, 3127 Via hole
1129, 2129, 3129 Through hole
1134, 2134, 3134 Solder resist layer
1138, 2138, 3138
1139, 2139, 3139 Light emitting element
140, 240 IC chip
1141, 2141 Optical path resin-filled layer
150, 250, 350 Optical communication devices
160, 260, 360 Sealing resin layer

Claims (3)

少なくとも、受光素子および／または発光素子が実装されるとともに光路用樹脂充填層が形成された光学素子実装用領域を有するＩＣチップ実装用基板と、
少なくとも光導波路が形成された多層プリント配線板と、
前記ＩＣチップ実装用基板と前記多層プリント配線板との間の空間に形成された、長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率が７０％以上の封止樹脂層とからなる光通信用デバイスであって、
前記多層プリント配線板に設けられた光路用開口の直下に、光路変換部を備えた光導波路が形成されるとともに、前記光路用開口の内部には、光路用樹脂層が形成されており、
前記光導波路と前記受光素子および／または発光素子とは、前記光路用樹脂充填層、前記封止樹脂層および前記光路用樹脂層を介して光信号を伝達することができるように構成され、
前記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面には、少なくとも１つのマイクロレンズが配設されるとともに、
前記マイクロレンズは、前記封止樹脂層よりも屈折率が大きいことを特徴とする光通信用デバイス。At least an IC chip mounting substrate having an optical element mounting area on which a light receiving element and / or a light emitting element are mounted and an optical path resin-filled layer is formed;
A multilayer printed wiring board having at least an optical waveguide; and
An optical communication device comprising a sealing resin layer formed in a space between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board and having a communication wavelength light transmittance of 70% or more per 1 mm in length. There,
An optical waveguide provided with an optical path conversion part is formed immediately below the optical path opening provided in the multilayer printed wiring board, and an optical path resin layer is formed inside the optical path opening,
The optical waveguide and the light receiving element and / or the light emitting element are configured to transmit an optical signal via the optical path resin-filled layer, the sealing resin layer, and the optical path resin layer,
At least one microlens is disposed on the surface facing the multilayer printed wiring board of the resin filling layer for the optical path,
The device for optical communication, wherein the microlens has a refractive index larger than that of the sealing resin layer. 前記封止樹脂層には、粒子が含まれている請求項１に記載の光通信用デバイス。  The device for optical communication according to claim 1, wherein the sealing resin layer contains particles. 少なくとも、受光素子および／または発光素子が実装されるとともに光路用樹脂充填層が形成された光学素子実装用領域を有するＩＣチップ実装用基板と、少なくとも光路用開口の直下に形成された光路変換部を備えた光導波路と前記光路用開口の内部に形成された光路用樹脂層とを有する多層プリント配線板とを別々に製造した後、
前記光路用樹脂充填層の多層プリント配線板と対向する面に、少なくとも１つのマイクロレンズを配設し、
前記ＩＣチップ実装用基板の前記受光素子および／または発光素子と前記多層プリント配線板の光導波路との間で、光信号の伝送ができる位置に両者を配置、固定し、
さらに、前記ＩＣチップ実装用基板と前記多層プリント配線板との間に封止用樹脂組成物を流し込んだ後、硬化処理を施すことにより長さ１ｍｍあたりの通信波長光の透過率が７０％以上で、前記マイクロレンズよりも屈折率が小さい封止樹脂層を形成することを特徴とする光通信用デバイスの製造方法。At least an IC chip mounting substrate having an optical element mounting region on which a light receiving element and / or a light emitting element are mounted and an optical path resin-filled layer is formed, and an optical path conversion unit formed at least immediately below the optical path opening After separately manufacturing a multilayer printed wiring board having an optical waveguide provided with an optical path resin layer formed inside the optical path opening,
At least one microlens is disposed on the surface of the optical path resin-filled layer facing the multilayer printed wiring board,
Between the light receiving element and / or the light emitting element of the IC chip mounting substrate and the optical waveguide of the multilayer printed wiring board, both are arranged and fixed at a position where an optical signal can be transmitted,
Furthermore, after pouring a sealing resin composition between the IC chip mounting substrate and the multilayer printed wiring board, a curing treatment is performed, whereby the transmittance of light having a communication wavelength per 1 mm length is 70% or more. A method for producing an optical communication device, comprising forming a sealing resin layer having a refractive index smaller than that of the microlens.
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