JP4202216B2 - Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component - Google Patents

Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component Download PDF

Info

Publication number
JP4202216B2
JP4202216B2 JP2003313626A JP2003313626A JP4202216B2 JP 4202216 B2 JP4202216 B2 JP 4202216B2 JP 2003313626 A JP2003313626 A JP 2003313626A JP 2003313626 A JP2003313626 A JP 2003313626A JP 4202216 B2 JP4202216 B2 JP 4202216B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
waveguide layer
conversion component
path conversion
optical path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003313626A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005084165A (en
Inventor
大野  猛
俊和 堀尾
彩子 川村
敏文 小嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Spark Plug Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2003313626A priority Critical patent/JP4202216B2/en
Priority to US10/782,870 priority patent/US7150569B2/en
Priority to US10/782,865 priority patent/US7221829B2/en
Publication of JP2005084165A publication Critical patent/JP2005084165A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4202216B2 publication Critical patent/JP4202216B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Description

本発明は、光電気複合配線構造体、光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体に関するものである。 The present invention relates to an optical-electrical composite wiring structure, in which about the structure comprising an optical element mounting substrate and the optical waveguide layer and the optical path changing part.

近年、インターネットに代表される情報通信技術の発達や、情報処理装置の処理速度の飛躍的向上などに伴って、画像等の大容量データを送受信するニーズが高まりつつある。かかる大容量データを情報通信設備を通じて自由にやり取りするためには10Gbps以上の情報伝達速度が望ましく、そのような高速通信環境を実現しうる技術として光通信技術に大きな期待が寄せられている。   In recent years, with the development of information communication technology represented by the Internet and the dramatic improvement in the processing speed of information processing apparatuses, there is an increasing need for transmitting and receiving large-capacity data such as images. An information transmission speed of 10 Gbps or higher is desirable to exchange such a large amount of data freely through an information communication facility, and great expectations are placed on optical communication technology as a technology that can realize such a high-speed communication environment.

一方、機器内の配線基板間での接続、配線基板内の半導体チップ間での接続、半導体チップ内での接続など、比較的短い距離における信号伝達経路に関しても、高速で信号を伝送することが近年望まれている。このため、従来一般的であった金属ケーブルや金属配線から、光ファイバや光導波路を用いた光伝送へと移行することが理想的である考えられている。 On the other hand, signals can be transmitted at high speeds even on signal transmission paths at relatively short distances, such as connections between wiring boards in equipment, connections between semiconductor chips in wiring boards, connections within semiconductor chips, etc. It has been desired in recent years. For this reason, it is considered that it is ideal to shift from a conventional metal cable or metal wiring to optical transmission using an optical fiber or an optical waveguide.

特に光導波路は、光ファイバと比較して配線自由度が高い等の利点を有することから、近年注目を集めている。それゆえ最近では、光導波路を主基板の表面に対してほぼ平行な状態で接合した構造の主配線基板が提案されるに至っている。この種の主配線基板には、光学素子を備える光学素子実装パッケージが実装される(例えば、特許文献1参照)。前記特許文献1では、光学素子を実装したパッケージを主配線基板上にはんだバンプにて接続してリフローする際のセルフアライメント作用により、パッケージと主配線基板とを所定の位置に配置できる、という技術が開示されている。より詳細には、リフロー時のアライメント作用によって、パッケージ側にある光学素子と、主配線基板側にある光導波路の端部の光路変換部との位置合わせ(光軸合わせ)が行われる、という技術が開示されている。   In particular, optical waveguides have attracted attention in recent years because they have advantages such as a high degree of freedom in wiring compared to optical fibers. Therefore, recently, a main wiring board having a structure in which an optical waveguide is joined in a state substantially parallel to the surface of the main board has been proposed. An optical element mounting package including an optical element is mounted on this type of main wiring board (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, a technique in which a package and a main wiring board can be arranged at a predetermined position by a self-alignment action when a package on which an optical element is mounted is connected to the main wiring board with solder bumps and reflowed is performed. Is disclosed. More specifically, a technique in which alignment (optical axis alignment) is performed between the optical element on the package side and the optical path conversion unit at the end of the optical waveguide on the main wiring board side by the alignment operation during reflow. Is disclosed.

特開2002−250830号公報JP 2002-250830 A

ところが、上記特許文献1の技術では、光学素子を実装した外部基板と配線基板との位置合わせ(光軸合わせ)をはんだリフローにより行っているにすぎない。そのため、位置合わせ精度が十分ではなく、光学素子と光導波路との間で光軸ズレが生じやすく、ひいては光の伝送ロスが生じやすい。従って、この手法では今後予想される高速度化・高密度化等に十分に対応できないものと考えられる。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, alignment (optical axis alignment) between the external substrate on which the optical element is mounted and the wiring substrate is merely performed by solder reflow. For this reason, the alignment accuracy is not sufficient, and an optical axis shift is likely to occur between the optical element and the optical waveguide, which in turn tends to cause a light transmission loss. Therefore, it is considered that this method cannot sufficiently cope with the higher speed and higher density expected in the future.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光軸ズレがなく確実な位置合わせをすることができ、光の伝送ロスが小さい光電気複合配線構造体、光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体、光学素子搭載基板と光路変換部品とからなる構造体、光路変換部品と光導波路層とからなる構造体を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記の構造体を実現するのに好適な、位置合わせ構造を有する光路変換部品、位置合わせ構造を有するマイクロレンズアレイを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide an optical / electrical composite wiring structure and an optical element mounting that can be reliably aligned without optical axis misalignment and have a small light transmission loss. An object of the present invention is to provide a structure composed of a substrate, an optical waveguide layer, and an optical path conversion component, a structure composed of an optical element mounting substrate and an optical path conversion component, and a structure composed of an optical path conversion component and an optical waveguide layer. Another object of the present invention is to provide an optical path conversion component having an alignment structure and a microlens array having an alignment structure, which are suitable for realizing the above structure.

そこで上記課題を解決するための手段としては、光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成された光学素子搭載基板本体と、前記光学素子搭載基板本体上に搭載され、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有する光学素子とを有する光学素子搭載基板と、電気配線基板側位置合わせ凹部が形成された電気配線基板本体を有する電気配線基板と、光導波路層側位置合わせ凹部が形成された光導波路層本体と、前記光導波路層本体に形成されたコアと、前記コアを取り囲むべく前記光導波路層本体に形成されたクラッドとを有する光導波路層と、光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記電気配線基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して着脱可能に嵌合しうる共通の位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピンとを備え、前記光学素子搭載基板、前記電気配線基板、前記光導波路層、前記光路変換部品及び前記ガイドピンがそれぞれ個別に作製されたものであり、互いに積層配置された前記光導波路層及び前記光路変換部品が、前記電気配線基板上に接触して支持されていることを特徴とする光電気複合配線構造体、がある。 Therefore, as means for solving the above-mentioned problems, an optical element mounting substrate main body on which an optical element mounting substrate side alignment concave portion is formed, and mounted on the optical element mounting substrate main body, of the light emitting unit and the light receiving unit. An optical element mounting board having an optical element having at least one, an electric wiring board having an electric wiring board body in which an electric wiring board side alignment concave portion is formed, and an optical waveguide in which an optical waveguide layer side alignment concave portion is formed An optical waveguide layer having a layer body, a core formed on the optical waveguide layer body, and a clad formed on the optical waveguide layer body to surround the core; and an optical path conversion component side An optical path conversion component having an optical path conversion component main body formed with an alignment recess, the optical element mounting substrate side alignment recess, the electrical wiring substrate side alignment recess, And a guide pin as a common alignment guide member which can fit removably relative Kikoshirube waveguide layer side positioning recess and the optical path changing component side positioning recess, said optical element mounting substrate, the electrical wiring The substrate, the optical waveguide layer, the optical path conversion component, and the guide pin are individually manufactured, and the optical waveguide layer and the optical path conversion component that are stacked on each other are in contact with the electrical wiring substrate. photoelectric composite wiring structure characterized that you are supported Te, there is.

従って、上記発明によると、位置合わせ用ガイド部材が各部品の位置合わせ凹部に対して嵌合することで、より積極的にかつ高い精度で部品同士の光軸が合った状態となる。ゆえに、光の伝送ロスが小さく、高速度化・高密度化等に十分に対応しうる光電気複合配線構造体を実現することができる。また、この光電気複合配線構造体は、個別に作製しておいた各部品を組み立てることで得られるため、低コスト化に向いている。しかも、各部品を個別に作製可能となる結果、それぞれの部品を形成する材料の選択の余地が広くなる。   Therefore, according to the said invention, the optical axis of components will be in the state where the optical axis of components matched more positively and with high precision because the alignment guide member fits with the alignment recessed part of each component. Therefore, it is possible to realize a photoelectric composite wiring structure that has a small light transmission loss and can sufficiently cope with high speed and high density. Moreover, since this opto-electric composite wiring structure is obtained by assembling individually produced parts, it is suitable for cost reduction. In addition, as a result of making each part individually, the room for selecting the material for forming each part is widened.

前記光学素子搭載基板及び前記電気配線基板の形成材料としては、例えば、樹脂、セラミック、ガラス、金属などを挙げることができるが、なかでも特にセラミックが好ましい。樹脂に比較して熱伝導性の高いセラミックを用いた場合には、発生した熱が効率よく放散され、動作安定性・信頼性が向上する。とりわけ光学素子搭載基板においては、放熱性の悪化に起因する発光波長のズレが回避される結果、動作安定性・信頼性が向上する。基板形成材料として好適なセラミックの例を挙げると、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ほう素、ベリリア、ムライト、低温焼成ガラスセラミック、ガラスセラミック等がある。これらの中でもアルミナや窒化アルミニウムを基板形成材料として選択することが特に好ましい。   Examples of the material for forming the optical element mounting substrate and the electric wiring substrate include resin, ceramic, glass, and metal. Among these, ceramic is particularly preferable. When a ceramic having a higher thermal conductivity than that of a resin is used, the generated heat is efficiently dissipated and the operational stability and reliability are improved. In particular, in the optical element mounting substrate, the shift in the emission wavelength due to the deterioration of the heat dissipation is avoided, so that the operational stability and reliability are improved. Examples of ceramics suitable as the substrate forming material include alumina, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, beryllia, mullite, low-temperature fired glass ceramic, and glass ceramic. Among these, it is particularly preferable to select alumina or aluminum nitride as the substrate forming material.

また、基板形成材料として好適な樹脂の例としては、例えば、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド−トリアジン樹脂)、PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)等を挙げることができる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を基板形成材料として使用してもよい。基板形成材料として好適な金属の例としては、例えば、銅、銅合金、銅以外の金属単体、銅以外の合金などを挙げることができる。   Examples of resins suitable as the substrate forming material include EP resin (epoxy resin), PI resin (polyimide resin), BT resin (bismaleimide-triazine resin), PPE resin (polyphenylene ether resin), and the like. be able to. In addition, a composite material of these resins and organic fibers such as glass fibers (glass woven fabric or glass nonwoven fabric) or polyamide fibers may be used as the substrate forming material. Examples of metals suitable as the substrate forming material include copper, copper alloys, simple metals other than copper, alloys other than copper, and the like.

前記光学素子搭載基板及び前記電気配線基板は、絶縁層と導体層とを備えていることがよい。前記導体層は基板表面に形成されていてもよく、基板内部に形成されていてもよい。これらの導体層の層間接続を図るために、基板内部にビアホール導体が形成されていてもよい。なお、かかる導体層やビアホール導体は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などからなる導電性金属ペーストを印刷または充填することにより形成される。なお、導体層やビアホール導体は、めっき等により形成されてもよい。そして、このような導体層には電気信号が流れるようになっている。   The optical element mounting substrate and the electrical wiring substrate preferably include an insulating layer and a conductor layer. The conductor layer may be formed on the substrate surface or may be formed inside the substrate. In order to achieve interlayer connection between these conductor layers, via hole conductors may be formed inside the substrate. For the conductor layer and via hole conductor, for example, a conductive metal paste made of gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), tungsten (W), molybdenum (Mo), etc. is printed. Or it is formed by filling. Note that the conductor layer and the via-hole conductor may be formed by plating or the like. An electric signal flows through such a conductor layer.

前記光学素子搭載基板の光学素子搭載基板本体上には、1つまたは2つ以上の光学素子が搭載されている。その搭載方法としては、例えば、ワイヤボンディングやフリップチップボンディング等の手法、異方導電性材料を用いた手法などを採用することができる。発光部を有する光学素子(即ち発光素子)としては、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Diode;LED)、半導体レーザダイオード(Laser Diode ;LD)、面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser;VCSEL)等を挙げることができる。これらの発光素子は、入力した電気信号を光信号に変換した後、その光信号を所定部位に向けて発光部から出射する機能を備えている。一方、受光部を有する光学素子(即ち受光素子)としては、例えば、pinフォトダイオード(pin Photo Diode;pin PD)、アバランシェフォトダイオード(APD)等を挙げることができる。これらの受光素子は、光信号を受光部にて入射し、その入射した光信号を電気信号に変換して出力する機能を有している。なお、前記光学素子は発光部及び受光部の両方を有するものであってもよい。前記光学素子に使用する好適な材料としては、例えば、Si、Ge、InGaAs、GaAsP、GaAlAsなどを挙げることができる。このような光学素子(特に発光素子)は、動作回路によって動作される。光学素子及び動作回路は、例えば、光学素子搭載基板に形成された導体層を介して電気的に接続されている。   One or more optical elements are mounted on the optical element mounting substrate body of the optical element mounting substrate. As the mounting method, for example, a method such as wire bonding or flip chip bonding, a method using an anisotropic conductive material, or the like can be employed. As an optical element (that is, light emitting element) having a light emitting portion, for example, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser diode (LD), a surface emitting laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL), etc. Can be mentioned. These light emitting elements have a function of converting an inputted electric signal into an optical signal and then emitting the optical signal from a light emitting unit toward a predetermined portion. On the other hand, examples of the optical element having a light receiving portion (that is, a light receiving element) include a pin photodiode (pin PD) and an avalanche photodiode (APD). These light receiving elements have a function of causing an optical signal to be incident on the light receiving unit, converting the incident optical signal into an electric signal, and outputting the electric signal. The optical element may have both a light emitting part and a light receiving part. Suitable materials used for the optical element include, for example, Si, Ge, InGaAs, GaAsP, GaAlAs and the like. Such an optical element (particularly a light emitting element) is operated by an operation circuit. The optical element and the operation circuit are electrically connected through, for example, a conductor layer formed on the optical element mounting substrate.

前記電気配線基板上には各種の電子部品が実装されていてもよい。その具体例を挙げると、半導体集積回路チップ、半導体パッケージ、各種のチップ部品(例えばチップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイル)などがある。これらの電子部品は、いずれも電気配線基板に形成された導体層に電気的に接続されている。   Various electronic components may be mounted on the electrical wiring board. Specific examples include a semiconductor integrated circuit chip, a semiconductor package, and various chip components (for example, a chip transistor, a chip diode, a chip resistor, a chip capacitor, and a chip coil). These electronic components are all electrically connected to a conductor layer formed on the electric wiring board.

前記光導波路層を構成する光導波路層本体は、板状またはフィルム状の部材であって、光信号が伝搬する光路となるコア及びそのコアを取り囲むクラッドを有している。光導波路層を形成材料の面から大別すると、ポリマ材料等からなる有機系の光導波路層と、石英ガラスや化合物半導体等からなる無機系の光導波路層とがある。前記ポリマ材料としては、感光性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを選択することができ、具体的には、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、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、ポリオレフィン系樹脂などが好適である。有機系の光導波路層の利点は、可撓性を有するフィルム状に形成可能なこと、取扱性に優れること、比較的安価なこと等である。一方、無機系の光導波路層の利点は耐熱性に優れること等である。   The optical waveguide layer body constituting the optical waveguide layer is a plate-like or film-like member, and has a core serving as an optical path through which an optical signal propagates and a clad surrounding the core. When the optical waveguide layer is roughly classified from the surface of the forming material, there are an organic optical waveguide layer made of a polymer material or the like and an inorganic optical waveguide layer made of quartz glass or a compound semiconductor. As the polymer material, a photosensitive resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like can be selected. Specifically, a polyimide resin such as a fluorinated polyimide, an epoxy resin, a UV curable epoxy resin, a PMMA ( Polymethyl methacrylate), acrylic resins such as deuterated PMMA, deuterated fluorinated PMMA, polyolefin resins, and the like are suitable. The advantages of the organic optical waveguide layer are that it can be formed into a flexible film, has excellent handleability, and is relatively inexpensive. On the other hand, the advantage of the inorganic optical waveguide layer is excellent heat resistance.

前記光路変換部品は光路変換部品本体を有しており、その光路変換部品本体は、光透過性材料からなり、光を反射して光路を変換しうる部位を有する光路変換部品であることが好ましい。この場合、光導波路層においてコアの途上または端部の位置には穴部が設けられ、光路変換部品本体はその穴部に挿入配置される。光路変換部品本体は、光導波路構造体に設けられた穴部の中に挿入可能な大きさ、形状を有することがよい。その好適例としては、傾斜面を有する断面略直角三角形状の光路変換部品本体を挙げることができる。前記傾斜面は略直角三角形状における最も長い辺に位置している。この場合には、傾斜面が実質的に光路変換部品本体の光反射部位となる。   The optical path conversion component has an optical path conversion component main body, and the optical path conversion component main body is preferably an optical path conversion component made of a light transmissive material and having a portion capable of reflecting light and converting the optical path. . In this case, a hole is provided in the middle of the core or at the end of the optical waveguide layer, and the optical path conversion component main body is inserted into the hole. The optical path conversion component main body preferably has a size and a shape that can be inserted into a hole provided in the optical waveguide structure. As a preferred example thereof, an optical path conversion component main body having an inclined surface and a substantially right-angled cross section can be cited. The inclined surface is located on the longest side in a substantially right triangle. In this case, the inclined surface substantially becomes a light reflecting portion of the optical path conversion component main body.

光路変換部品本体のみを備える光路変換部品であっても光を反射して光路を変換することは十分可能であるが、より好ましくは前記光路変換部品本体に光反射体を形成することがよい。この構成によると、光を効率よく反射することが可能となり、光の伝送ロスをいっそう低減することができる。光反射体は前記光路変換部品本体の内部または表面に形成されることがよい。なお、光路変換部品本体の表面に光反射体を形成した構造のほうが製造しやすいため、低コスト化に有利である。具体的には、前記光路変換部品本体は、前記コアの延びる方向に対して傾斜した位置関係の傾斜面を有するとともに、前記傾斜面の表面上には、前記光反射体である金属膜が形成されていることが好ましい。金属膜の形成に使用される金属材料としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、ロジウム等のような、光沢を有する金属を挙げることができる。光沢を有する金属は光を効率よく反射しうるため、光路変換部品としての用途に適するからである。金属膜は光を90%以上反射することがよく、特には光を全反射することがよい。   Even if the optical path conversion component includes only the optical path conversion component main body, it is possible to reflect the light and convert the optical path, but it is more preferable to form a light reflector on the optical path conversion component main body. According to this configuration, it is possible to reflect light efficiently, and light transmission loss can be further reduced. The light reflector may be formed inside or on the surface of the optical path conversion component main body. Note that a structure in which a light reflector is formed on the surface of the optical path conversion component main body is easier to manufacture, which is advantageous for cost reduction. Specifically, the optical path conversion component main body has an inclined surface having a positional relationship inclined with respect to the extending direction of the core, and a metal film as the light reflector is formed on the surface of the inclined surface. It is preferable that Examples of the metal material used for forming the metal film include a glossy metal such as gold, silver, copper, nickel, and rhodium. This is because a glossy metal can reflect light efficiently and is suitable for use as an optical path conversion component. The metal film preferably reflects 90% or more of light, and particularly preferably totally reflects light.

上記光電気複合配線構造体は、さらにマイクロレンズアレイを備えていてもよい。マイクロレンズアレイとは、マイクロレンズアレイ本体に、光透過性材料からなる1つまたは2つ以上のマイクロレンズを形成した部材をいう。マイクロレンズアレイを備えたものであると、光がマイクロレンズを通過する際に集光されるので、光の伝送ロスをよりいっそう低減することができる。マイクロレンズは100μm以下の直径を有することがよい。マイクロレンズは光路変換部品本体と共通の光透過性材料を用いて一体形成されることが好ましい。   The photoelectric composite wiring structure may further include a microlens array. The microlens array refers to a member in which one or two or more microlenses made of a light transmitting material are formed on the microlens array main body. When the microlens array is provided, the light is condensed when passing through the microlens, so that the light transmission loss can be further reduced. The microlens may have a diameter of 100 μm or less. The microlens is preferably integrally formed using a light-transmitting material common to the optical path conversion component main body.

このような構成に代えて、例えば、光路変換部品本体の上面にマイクロレンズを形成してもよい。上記構成によれば、マイクロレンズアレイ本体がなくなる分だけ薄く形成可能となり、光導波路層と光学素子との距離の増大を回避することができる。また、部品点数の増加を防止することができる。   Instead of such a configuration, for example, a microlens may be formed on the upper surface of the optical path conversion component main body. According to the above configuration, the microlens array body can be formed as thin as the main body is eliminated, and an increase in the distance between the optical waveguide layer and the optical element can be avoided. In addition, an increase in the number of parts can be prevented.

上記光電気複合配線構造体を構成する各部品はそれぞれ位置合わせ凹部を備えている。具体的には、光学素子搭載基板においては光学素子搭載基板本体に光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成されている。電気配線基板においては電気配線基板本体に電気配線基板側位置合わせ凹部が形成されている。光導波路層においては光導波路層本体に光導波路層側位置合わせ凹部が形成されている。光路変換部品においては光路変換部品本体に光路変換部品側位置合わせ凹部が形成されている。マイクロレンズアレイを備える場合においては、マイクロレンズ本体にマイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部が形成されている。そして、これらの位置合わせ用凹部に対しては、位置合わせ用ガイド部材が嵌合可能となっている。   Each component constituting the opto-electric composite wiring structure has an alignment recess. Specifically, in the optical element mounting substrate, an optical element mounting substrate side alignment recess is formed in the optical element mounting substrate body. In the electrical wiring board, an electrical wiring board side alignment recess is formed in the electrical wiring board body. In the optical waveguide layer, an optical waveguide layer side alignment recess is formed in the optical waveguide layer body. In the optical path conversion component, an optical path conversion component-side alignment recess is formed in the optical path conversion component main body. When a microlens array is provided, a microlens array side alignment recess is formed in the microlens body. An alignment guide member can be fitted into these alignment recesses.

前記位置合わせ凹部が形成される上記各部品(光学素子搭載基板、電気配線基板、光導波路層、光路変換部品、マイクロレンズアレイ)は、表面及び裏面を有する平板状であることが好ましい。また、各部品における位置合わせ凹部は、各部材における表面または裏面にて開口する(即ち開口部を1つ有する)非貫通穴であってもよいほか、表面及び裏面の両方にて開口する(即ち開口部を2つ有する)貫通穴であっても構わない。   Each of the components (the optical element mounting substrate, the electrical wiring substrate, the optical waveguide layer, the optical path conversion component, and the microlens array) in which the alignment recess is formed is preferably a flat plate having a front surface and a back surface. In addition, the alignment recess in each component may be a non-through hole that opens on the front surface or the back surface of each member (that is, has one opening), or opens on both the front surface and the back surface (that is, It may be a through hole having two openings.

位置合わせ凹部は従来周知の穴加工技術を用いて形成することが可能であり、その具体例としては、ドリル加工、パンチ加工、エッチング加工、レーザ加工などがある。特にドリル加工やパンチ加工といった機械的加工であれば、低コスト化を達成しやすくなる。この場合、精密ドリルなどを用いた精密穴加工を採用することが望ましく、この手法によれば高い精度で光軸合わせを行うことができる位置合わせ凹部を得ることが可能となる。位置合わせ凹部を形成した後には、必要に応じて仕上げ加工を行うことにより、位置合わせ凹部の穴径を微調整してもよい。穴径の微調整は位置合わせ精度の向上に確実に寄与する。   The alignment recess can be formed using a conventionally known hole processing technique, and specific examples include drilling, punching, etching, and laser processing. In particular, mechanical processing such as drilling or punching makes it easy to achieve cost reduction. In this case, it is desirable to employ precision drilling using a precision drill or the like, and according to this method, it is possible to obtain an alignment recess capable of performing optical axis alignment with high accuracy. After forming the alignment recess, the hole diameter of the alignment recess may be finely adjusted by performing a finishing process as necessary. Fine adjustment of the hole diameter surely contributes to improvement of alignment accuracy.

前記位置合わせ用ガイド部材は、各部品の位置合わせ凹部に嵌合して支持されるようになっている。ここで位置合わせ用ガイド部材の形状については特に限定されないが、例えばピン状のもの(ガイドピン)が好ましく、その材料としてはある程度硬質な金属がよい。なお、金属のなかでも導電性を有する金属であれば、ガイドピン自体を導体の一部として機能させることができる。よって、この場合には、ガイドピンを介して部材間の電気的導通を図ることが可能となる。導電性金属の好適例としては、例えば、鉄を主成分とする鋼などがある。また、位置合わせ用ガイド部材の直径(特に基板の主面側にて突出する部分の直径)については、各部品の位置合わせ凹部と嵌合できるように、当該位置合わせ凹部の内径とほぼ同じである必要がある。また、1つの構造体における位置合わせ用ガイド部材の使用数については特に限定されないが、位置合わせ精度の向上及び固定強度の向上という観点からすると、単数よりは複数であることがよい。   The alignment guide member is fitted and supported in an alignment recess of each component. Here, the shape of the alignment guide member is not particularly limited, but, for example, a pin-shaped member (guide pin) is preferable, and a material that is hard to some extent is preferable. In addition, if it is a metal which has electroconductivity among metals, a guide pin itself can be functioned as a part of conductor. Therefore, in this case, it is possible to achieve electrical conduction between the members via the guide pins. Preferable examples of the conductive metal include, for example, steel mainly composed of iron. Further, the diameter of the alignment guide member (particularly the diameter of the portion protruding on the main surface side of the substrate) is substantially the same as the inner diameter of the alignment recess so that it can be fitted to the alignment recess of each component. There must be. In addition, the number of alignment guide members used in one structure is not particularly limited. However, from the viewpoint of improvement in alignment accuracy and improvement in fixing strength, a plurality of alignment guide members is preferable to a single structure.

前記各部品(光学素子搭載基板、電気配線基板、光導波路層、光路変換部品、マイクロレンズアレイ)に位置合わせ凹部を形成する場合には、例えば下記のようにしてもよい。   In the case where the alignment recess is formed in each component (optical element mounting substrate, electrical wiring substrate, optical waveguide layer, optical path conversion component, microlens array), for example, the following may be used.

まず、凹部が形成されるべき部品(便宜上ここでは「第1凹部被形成部品」と呼ぶ。)に第1凹部を加工形成する。この場合における第1凹部は、後に形成される第2凹部(位置合わせ凹部)よりも大径である必要がある。次に、第1凹部被形成部品に形成した第1凹部内に、第1凹部被形成部品を形成する主材料よりも加工性のよい材料からなる第2凹部被形成部を設ける。具体的にいうと、例えば第1凹部被形成部品がアルミナ等のセラミック基板であれば、そのセラミック基板に形成した第1凹部内に、当該セラミックよりも加工性のよい材料(例えば、樹脂、金属、ガラス、シリコン、ロウ材、マシナブルセラミックスなど)からなる第2凹部被形成部を充填する。そして次に、第2凹部被形成部に穴加工を行い、第2凹部(位置合わせ凹部)を形成する。   First, the first recess is processed and formed on a component in which the recess is to be formed (for convenience, it is referred to as a “first recess formed component” here). The first recess in this case needs to have a larger diameter than the second recess (positioning recess) to be formed later. Next, a second recess forming portion made of a material having better workability than the main material for forming the first recess forming component is provided in the first recess formed in the first recess forming component. Specifically, for example, if the first recessed portion forming component is a ceramic substrate such as alumina, a material (for example, resin, metal) having better workability than the ceramic is formed in the first recessed portion formed on the ceramic substrate. , Glass, silicon, brazing material, machinable ceramics, etc.). Next, a hole is formed in the second recessed portion forming portion to form a second recessed portion (alignment recessed portion).

ここで「加工性のよい」材料とは、具体的には、穴明けのための加工(例えばドリル加工、パンチ加工、エッチング加工、レーザ加工など)が相対的に容易な材料のことを指す。例えば、第1凹部被形成部品を形成する主材料よりも硬度の低い材料などは、加工性のよい材料であるということができる。かかる材料を用いた場合、高精度の穴明けを簡単にかつ低コストで行うことができる。   Here, the “good workability” material specifically refers to a material that is relatively easy to process for drilling (for example, drilling, punching, etching, laser processing, etc.). For example, it can be said that a material having a lower hardness than the main material forming the first recessed portion forming part is a material with good workability. When such a material is used, highly accurate drilling can be performed easily and at low cost.

また、上記課題を解決するための別の手段としては、光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成された光学素子搭載基板本体と、前記光学素子搭載基板本体上に搭載され、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有する光学素子とを有する光学素子搭載基板と、光導波路層側位置合わせ凹部が形成された光導波路層本体と、前記光導波路層本体に形成されたコアと、前記コアを取り囲むべく前記光導波路層本体に形成されたクラッドとを有する光導波路層と、光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して着脱可能に嵌合しうる共通の位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピンとを備え、前記光学素子搭載基板、前記光導波路層、前記光路変換部品及び前記ガイドピンがそれぞれ個別に作製されたものであり、互いに積層配置された前記光導波路層及び前記光路変換部品が、これらとは別個に構成された電気配線基板上に接触して支持されうることを特徴とする、光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体、がある。また別の手段としては、光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成された光学素子搭載基板本体と、前記光学素子搭載基板本体上に搭載され、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有する光学素子とを有する光学素子搭載基板と、光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備えたことを特徴とする、光学素子搭載基板と光路変換部品とからなる構造体、がある。さらに別の手段としては、光導波路層側位置合わせ凹部が形成された光導波路層本体と、前記光導波路層本体に形成されたコアと、前記コアを取り囲むべく前記光導波路層本体に形成されたクラッドとを有する光導波路層と、光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備えたことを特徴とする、光路変換部品と光導波路層とからなる構造体、がある。 Further, as another means for solving the above-described problems, an optical element mounting substrate body in which an optical element mounting substrate side alignment recess is formed, and a light emitting unit and a light receiving unit mounted on the optical element mounting substrate body. An optical element mounting substrate having an optical element having at least one of the above, an optical waveguide layer body in which an optical waveguide layer side alignment recess is formed, a core formed in the optical waveguide layer body, and the core An optical waveguide layer having a clad formed on the optical waveguide layer body to surround, an optical path conversion component having an optical path conversion component body made of a light transmitting material and having an optical path conversion component side alignment recess, optical element mounting substrate side alignment recess, a common alignment which can fit removably relative to the optical waveguide layer side positioning recess and the optical path changing component side alignment recess A guide pin as a guide member, wherein the optical element mounting substrate, the optical waveguide layer, the optical path conversion component, and the guide pin are individually manufactured, and the optical waveguide layer and the stacked optical waveguide layer, optical path changing component, such as wherein the this that can be supported in contact with the separately configured electrical interconnect on the substrate, the structure consisting of an optical element mounting substrate and the optical waveguide layer and the optical path changing component, but is there. Further, as another means, an optical element mounting substrate main body on which an optical element mounting substrate side alignment recess is formed, and an optical device mounted on the optical element mounting substrate main body and having at least one of a light emitting portion and a light receiving portion. An optical element mounting substrate having an element, an optical path conversion component having an optical path conversion component body made of a light transmissive material and having an optical path conversion component side alignment recess, the optical element mounting substrate side alignment recess, and the There is a structure comprising an optical element mounting substrate and an optical path conversion component, characterized in that it includes an alignment guide member that can be fitted into the optical path conversion component side alignment recess. As another means, the optical waveguide layer body formed with the optical waveguide layer side alignment recess, the core formed in the optical waveguide layer body, and the optical waveguide layer body formed to surround the core. An optical waveguide layer having a cladding, an optical path conversion component having an optical path conversion component body made of a light transmissive material and having an optical path conversion component side alignment recess, and the optical waveguide layer side alignment recess and the optical path conversion There is a structure composed of an optical path conversion component and an optical waveguide layer, which is provided with an alignment guide member that can be fitted into the component-side alignment recess.

従って、これらの発明によると、位置合わせ用ガイド部材が各部品の位置合わせ凹部に対して嵌合することで、より積極的にかつ高い精度で部品同士の光軸が合った状態となる。ゆえに、光の伝送ロスが小さく、高速度化・高密度化等に十分に対応しうる構造体をそれぞれ実現することができる。上記の構造体は、いずれもさらにマイクロレンズアレイを備えていてもよい。   Therefore, according to these inventions, when the alignment guide member is fitted into the alignment recess of each component, the optical axes of the components are more positively and accurately aligned. Therefore, it is possible to realize structures that have a small optical transmission loss and can sufficiently cope with high speed and high density. Any of the above structures may further include a microlens array.

また、上記課題を解決するための別の手段としては、光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有し、前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して、別体で構成された位置合わせ用ガイド部材が嵌合可能であることを特徴とする、位置合わせ構造を有する光路変換部品、がある。   Further, as another means for solving the above-mentioned problems, the optical path conversion component main body is made of a light transmissive material and formed with an optical path conversion component side alignment recess, and the optical path conversion component side alignment recess On the other hand, there is an optical path conversion component having an alignment structure characterized in that an alignment guide member configured separately can be fitted.

例えば、同様の位置合わせ凹部を有する1つまたは2つ以上の別部品があり、これ(またはこれら)と位置合わせをする必要がある場合には、位置合わせ用ガイド部材を、光路変換部品側位置合わせ凹部に嵌合支持させるとともに、別部品の位置合わせ凹部にも嵌合支持させる。その結果、より積極的にかつ高い精度で部品同士の光軸を合わせることができる。ゆえに、複数の部品からなる上記の構造体を比較的容易に実現することができる。   For example, when there is one or two or more other parts having the same alignment recess, and it is necessary to align with this (or these), the alignment guide member is positioned on the optical path conversion component side position. The mating recess is fitted and supported, and is also fitted and supported in a positioning recess of another component. As a result, the optical axes of the parts can be aligned more positively and with high accuracy. Therefore, the above-described structure composed of a plurality of parts can be realized relatively easily.

また、上記課題を解決するための別の手段としては、マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部が形成されたマイクロレンズアレイ本体と前記マイクロレンズアレイ本体に形成されたマイクロレンズと、前記マイクロレンズアレイ本体において前記マイクロレンズとは反対側の面に、前記マイクロレンズアレイ本体及び前記マイクロレンズと共通の光透過性材料を用いて一体形成された光路変換部とを有し、前記マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部に対して、別体で構成された位置合わせ用ガイド部材が嵌合可能であることを特徴とする、位置合わせ構造を有する光路変換部付きのマイクロレンズアレイ、がある。 Further, as another means for solving the above problems, a microlens array body formed with a microlens array side alignment recess, a microlens formed on the microlens array body, and the microlens array body In the surface opposite to the microlens, the microlens array body and the optical path conversion unit integrally formed using the light transmissive material common to the microlens are provided, and the microlens array side alignment is performed. There is a microlens array with an optical path conversion unit having an alignment structure, in which a separate alignment guide member can be fitted to the recess.

例えば、同様の位置合わせ凹部を有する1つまたは2つ以上の別部品があり、これ(またはこれら)と位置合わせをする必要がある場合には、位置合わせ用ガイド部材を、マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部に嵌合支持させるとともに、別部品の位置合わせ凹部にも嵌合支持させる。その結果、より積極的にかつ高い精度で部品同士の光軸を合わせることができる。ゆえに、複数の部品からなる上記の構造体を比較的容易に実現することができる。   For example, when there is one or two or more other parts having similar alignment recesses and it is necessary to align with this (or these), the alignment guide member is positioned on the microlens array side position. The mating recess is fitted and supported, and is also fitted and supported in a positioning recess of another component. As a result, the optical axes of the parts can be aligned more positively and with high accuracy. Therefore, the above-described structure composed of a plurality of parts can be realized relatively easily.

[第1実施形態]   [First Embodiment]

以下、本発明を具体化した第1実施形態の光電気複合配線構造体10を、図1〜図7に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, the optoelectric composite wiring structure 10 according to the first embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図1には、本実施形態の光電気複合配線構造体10が示されている。この光電気複合配線構造体10は、光インターポーザ41(光学素子搭載基板)、電気配線基板11、光導波路層61、光路変換部品71、マイクロレンズアレイ81、ガイドピン31(位置合わせ用ガイド部材)という複数の部品によって構成されている。   FIG. 1 shows a photoelectric composite wiring structure 10 of the present embodiment. This optical / electrical interconnect structure 10 includes an optical interposer 41 (optical element mounting substrate), an electrical wiring substrate 11, an optical waveguide layer 61, an optical path conversion component 71, a microlens array 81, and guide pins 31 (positioning guide members). It is composed of a plurality of parts.

図2に示されるように、電気配線基板11は、上面12及び下面13を有する略矩形平板状の電気配線基板本体22からなる。かかる電気配線基板11は、いわゆるセラミック多層配線基板であって、上面12及び内層に導体回路16,17を備えている。導体回路16は信号層であり、導体回路17は電源層である。この電気配線基板11は層間接続用のビアホール導体15を備えている。電気配線基板本体22の下面13には、複数の接続パッド14が多数設けられている。   As shown in FIG. 2, the electric wiring board 11 includes an electric wiring board main body 22 having a substantially rectangular flat plate shape having an upper surface 12 and a lower surface 13. The electric wiring board 11 is a so-called ceramic multilayer wiring board, and includes conductor circuits 16 and 17 on the upper surface 12 and the inner layer. The conductor circuit 16 is a signal layer, and the conductor circuit 17 is a power supply layer. The electrical wiring board 11 includes a via-hole conductor 15 for interlayer connection. A plurality of connection pads 14 are provided on the lower surface 13 of the electrical wiring board body 22.

図1,図2に示されるように、電気配線基板本体22における複数の箇所には、第1凹部24が設けられている。第1凹部24は円形かつ等断面形状であって、電気配線基板本体22の上面12のみにて開口している。本実施形態の場合、第1凹部24の直径は1.0mm〜2.0mm程度になるように設定されている。また、本実施形態では、発光側及び受光側にそれぞれ4つずつ第1凹部24が配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, first recesses 24 are provided at a plurality of locations in the electrical wiring board body 22. The first recess 24 is circular and has an equal cross-sectional shape, and is open only on the upper surface 12 of the electrical wiring board body 22. In the case of this embodiment, the diameter of the first recess 24 is set to be about 1.0 mm to 2.0 mm. In the present embodiment, four first recesses 24 are arranged on each of the light emitting side and the light receiving side.

第1凹部24の内部には、導電性充填体23(第2凹部被形成部)が充填形成されている。本実施形態では、導電性粒子である銅に銀をコーティングしたフィラーをエポキシ樹脂中に分散させた導電性樹脂ペーストによって導電性充填体23が形成されている。そして、図2において左側に位置する導電性充填体23に対しては、電源層として割り当てられた導体回路17が、電気配線基板11の内層にて電気的に接続されている。図2において右側に位置する導電性充填体23に対しては、信号層として割り当てられた導体回路16が、電気配線基板11の内層にてビアホール導体15を介して電気的に接続されている。   The first recess 24 is filled with a conductive filler 23 (second recess formation portion). In the present embodiment, the conductive filler 23 is formed of a conductive resin paste in which a filler in which copper, which is conductive particles, is coated with silver is dispersed in an epoxy resin. And the conductive circuit 17 allocated as a power supply layer is electrically connected to the conductive filler 23 located on the left side in FIG. The conductive circuit 16 assigned as the signal layer is electrically connected to the conductive filler 23 located on the right side in FIG. 2 via the via-hole conductor 15 in the inner layer of the electric wiring board 11.

導電性充填体23のほぼ中心部には、第2凹部(電気配線基板側位置合わせ凹部)である位置合わせ穴28が設けられている。位置合わせ穴28は円形かつ等断面形状であって、電気配線基板本体22の上面12のみにて開口している。本実施形態の場合、位置合わせ穴28の直径は上記第1凹部24よりも小さく、約0.7mmに設定されている。8つある位置合わせ穴28の内部には、ステンレス鋼からなる断面円形状のガイドピン31(位置合わせ用ガイド部材)が、上面12側に一端を突出させた状態で嵌合支持されている。本実施形態において具体的には、JIS C 5981に規定するガイドピン「CNF125A−21」(直径0.699mm)を使用している。なお、このガイドピンはステンレス鋼からなるため、好適な強度と好適な導電性とを兼ね備えている。   An alignment hole 28 that is a second recess (electrical wiring board side alignment recess) is provided at substantially the center of the conductive filler 23. The alignment hole 28 is circular and has an equal cross-sectional shape, and is opened only on the upper surface 12 of the electric wiring board body 22. In the case of the present embodiment, the diameter of the alignment hole 28 is smaller than the first recess 24 and is set to about 0.7 mm. Inside the eight alignment holes 28, a guide pin 31 (alignment guide member) made of stainless steel and having a circular cross section is fitted and supported with one end protruding toward the upper surface 12 side. Specifically, in this embodiment, a guide pin “CNF125A-21” (diameter 0.699 mm) defined in JIS C 5981 is used. In addition, since this guide pin consists of stainless steel, it has suitable intensity | strength and suitable electroconductivity.

図1,図2,図3に示されるように、電気配線基板11の上面12には、光導波路層61が配設されている。この光導波路層61は、フィルム状を呈する有機系の光導波路層本体62からなり、下層のクラッド64、コア63及び上層のクラッド64を有している。コア63は、実質的に光信号が伝搬する光路となる部分であって、下層のクラッド64及び上層のクラッド64により取り囲まれている。本実施形態の場合、クラッド64及びコア63は、屈折率等の異なる透明なポリマ材料、具体的には屈折率等の異なるPMMA(ポリメチルメタクリレート)により形成されている。かかるPMMAは熱硬化性を有している。図3に示されるように、本実施形態の場合、光路となるコア63は2つであって、それらは直線的にかつ平行に延びるように形成されている。なお、コア63の数は1つであってもよく、3つ以上であってもよい。コア63を形成する材料は、クラッド64を形成する材料よりも数%ほど屈折率が高くなるように設定される。クラッド64及びコア63の厚さはそれぞれ数十μm程度に設定され、結果として光導波路層本体62の厚さは150μm〜200μm程度になっている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 3, an optical waveguide layer 61 is disposed on the upper surface 12 of the electrical wiring substrate 11. The optical waveguide layer 61 is composed of an organic optical waveguide layer body 62 having a film shape, and has a lower clad 64, a core 63, and an upper clad 64. The core 63 is a portion that substantially becomes an optical path through which an optical signal propagates, and is surrounded by a lower clad 64 and an upper clad 64. In the case of the present embodiment, the clad 64 and the core 63 are formed of transparent polymer materials having different refractive indexes, specifically, PMMA (polymethyl methacrylate) having different refractive indexes. Such PMMA has thermosetting properties. As shown in FIG. 3, in the case of the present embodiment, there are two cores 63 serving as an optical path, and they are formed so as to extend linearly and in parallel. The number of cores 63 may be one, or may be three or more. The material forming the core 63 is set so that the refractive index is higher by several percent than the material forming the clad 64. The thicknesses of the clad 64 and the core 63 are each set to about several tens of μm, and as a result, the thickness of the optical waveguide layer body 62 is about 150 μm to 200 μm.

コア43の途上には、光導波路本体62の上面及び下面にて開口する部品挿入穴65が貫通形成されている。本実施形態の部品挿入穴65は、2つのコア63を横切る(跨ぐ)ようにして形成されている(図3参照)。一方の部品挿入穴65は発光側の光インターポーザ41の直下に位置している、他方の部品挿入穴65は受光側の光インターポーザ41の直下に位置している。なお、光導波路層61の厚さ方向から見たときの部品挿入穴65の形状は略矩形状であり、その一辺の寸法は約150μmに設定されている。また、部品挿入穴65の深さは、150μm〜200μm程度に設定されている。 In the middle of the core 43, component insertion holes 65 that open at the upper and lower surfaces of the optical waveguide layer main body 62 are formed so as to penetrate therethrough. The component insertion hole 65 of this embodiment is formed so as to cross (straddle) two cores 63 (see FIG. 3). One component insertion hole 65 is located directly below the light-emitting side optical interposer 41, and the other component insertion hole 65 is located directly below the light-receiving side optical interposer 41. In addition, the shape of the component insertion hole 65 when viewed from the thickness direction of the optical waveguide layer 61 is a substantially rectangular shape, and the dimension of one side thereof is set to about 150 μm. The depth of the component insertion hole 65 is set to about 150 μm to 200 μm.

光導波路層本体62における複数の箇所には、上面及び下面を貫通する円形状の位置合わせ穴68(光導波路層側位置合わせ凹部)が形成されている。これらの位置合わせ穴68は、ガイドピン31の大きさに対応して直径約0.7mmに設定されている。そして、各位置合わせ穴68には前記各ガイドピン31が嵌合支持されている。   Circular alignment holes 68 (optical waveguide layer side alignment recesses) penetrating the upper surface and the lower surface are formed at a plurality of locations in the optical waveguide layer body 62. These alignment holes 68 are set to have a diameter of about 0.7 mm corresponding to the size of the guide pin 31. Each guide pin 31 is fitted and supported in each alignment hole 68.

また、図1〜図3には本実施形態にて使用される光路変換部品71が示されている。この光路変換部品71は、光導波路層61とマイクロレンズアレイ81との間に配置されている。この光路変換部品71を構成する光路変換部品本体72は、上面及び下面を有する平板状の部材であって、光透過性材料(本実施形態ではPMMA)からなる。光路変換部品本体72の下面側略中央部には、上記部品挿入穴65に挿入可能な断面略直角三角形状の突起73が一体形成されている。光路変換部品本体72の厚さ方向から見たときの突起73の形状は略矩形状であり、同じ方向から見たときの部品挿入穴65の形状と等しくなっている。その突起73における約45°の傾斜面74には、光反射体としての金属膜75が形成されている。本実施形態では、光沢のあるロジウムを用いて厚さ0.1μm〜10μm程度の金属膜75を形成している。かかる金属膜75は光を全反射しうるものである。突起73の高さは、部品挿入穴65の深さと略等しく150μm〜200μm程度に設定されている。   1 to 3 show an optical path conversion component 71 used in the present embodiment. The optical path conversion component 71 is disposed between the optical waveguide layer 61 and the microlens array 81. The optical path conversion component main body 72 constituting the optical path conversion component 71 is a flat plate member having an upper surface and a lower surface, and is made of a light transmissive material (PMMA in this embodiment). A projection 73 having a substantially right-angled triangular cross-section that can be inserted into the component insertion hole 65 is integrally formed at a substantially central portion on the lower surface side of the optical path conversion component main body 72. The shape of the protrusion 73 when viewed from the thickness direction of the optical path conversion component main body 72 is substantially rectangular, and is equal to the shape of the component insertion hole 65 when viewed from the same direction. A metal film 75 as a light reflector is formed on an inclined surface 74 of about 45 ° in the protrusion 73. In this embodiment, the metal film 75 having a thickness of about 0.1 μm to 10 μm is formed using glossy rhodium. Such a metal film 75 can totally reflect light. The height of the protrusion 73 is set to about 150 μm to 200 μm, which is substantially equal to the depth of the component insertion hole 65.

光路変換部品本体72における四隅には、上面及び下面を貫通する円形状の位置合わせ穴78(光路変換部品側位置合わせ凹部)がそれぞれ形成されている。これらの位置合わせ穴78は、ガイドピン31の大きさに対応して直径約0.7mmに設定されている。そして、各位置合わせ穴78には前記各ガイドピン31が嵌合支持されている。   Circular alignment holes 78 (optical path conversion component side alignment recesses) penetrating the upper surface and the lower surface are formed at the four corners of the optical path conversion component main body 72, respectively. These alignment holes 78 are set to have a diameter of about 0.7 mm corresponding to the size of the guide pin 31. Each guide pin 31 is fitted and supported in each alignment hole 78.

また、図1〜図3には、本実施形態にて使用されるマイクロレンズアレイ81が示されている。このマイクロレンズアレイ81は、光路変換部品71と光インターポーザ41との間に配置されている。このマイクロレンズアレイ81を構成するマイクロレンズアレイ本体82は、上面及び下面を有する平板状の部材であって、光透過性材料(本実施形態ではPMMA)からなる。マイクロレンズアレイ本体82の上面側略中央部には、直径100μm程度の半球状のマイクロレンズ83が2つ一体形成されている。   1 to 3 show a microlens array 81 used in the present embodiment. The microlens array 81 is disposed between the optical path conversion component 71 and the optical interposer 41. The microlens array body 82 constituting the microlens array 81 is a flat plate member having an upper surface and a lower surface, and is made of a light transmissive material (PMMA in the present embodiment). Two hemispherical microlenses 83 having a diameter of about 100 μm are integrally formed at a substantially central portion on the upper surface side of the microlens array body 82.

マイクロレンズアレイ本体82における四隅には、上面及び下面を貫通する円形状の位置合わせ穴88(マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部)がそれぞれ形成されている。これらの位置合わせ穴88は、ガイドピン31の大きさに対応して直径約0.7mmに設定されている。そして、各位置合わせ穴88には前記各ガイドピン31が嵌合支持されている。   Circular alignment holes 88 (microlens array side alignment recesses) penetrating the upper surface and the lower surface are formed at the four corners of the microlens array body 82, respectively. These alignment holes 88 are set to have a diameter of about 0.7 mm corresponding to the size of the guide pin 31. The guide pins 31 are fitted and supported in the alignment holes 88.

また、図1〜図3には、本実施形態における光インターポーザ41が示されている。これらの光インターポーザ41は、マイクロレンズアレイ本体82の上面に配置されている。図2等に示されるように、光インターポーザ41は、上面及び下面を有する略矩形平板状の光インターポーザ本体42からなる。かかる光インターポーザ本体42は、下面側にキャビティを有するセラミック配線基板であって、ビアホール導体45や導体回路46を備えている。光インターポーザ本体42下面のキャビティ内には、光学素子がフェースダウンの態様で実装されている。より詳細には、発光側の光インターポーザ41においては発光素子の一種であるVCSEL51が実装され、受光側の光インターポーザ41においては受光素子の一種であるフォトダイオード56が実装されている。   1 to 3 show an optical interposer 41 in the present embodiment. These optical interposers 41 are arranged on the upper surface of the microlens array main body 82. As shown in FIG. 2 and the like, the optical interposer 41 includes an optical interposer body 42 having a substantially rectangular flat plate shape having an upper surface and a lower surface. The optical interposer body 42 is a ceramic wiring board having a cavity on the lower surface side, and includes a via-hole conductor 45 and a conductor circuit 46. In the cavity on the lower surface of the optical interposer body 42, optical elements are mounted in a face-down manner. More specifically, a VCSEL 51 which is a kind of light emitting element is mounted on the light interposer 41 on the light emitting side, and a photodiode 56 which is a kind of light receiving element is mounted on the light interposer 41 on the light receiving side.

VCSEL51は、発光面を下方に向けた状態で搭載されていて、一列に並べられた複数(ここでは2つ)の発光部52をその発光面内に有している。従って、これらの発光部52は、図1,図2の下方向に、所定波長のレーザ光を出射するようになっている。フォトダイオード56は、受光面を下方に向けた状態で搭載されていて、一列に並べられた複数(ここでは2つ)の受光部57をその受光面内に有している。従って、これらの受光部57は、図1の下側から上側に向かうレーザ光を受けやすいような構成となっている。 The VCSEL 51 is mounted with the light emitting surface facing downward, and has a plurality of (here, two) light emitting units 52 arranged in a line in the light emitting surface. Accordingly, these light emitting sections 52 emit laser light having a predetermined wavelength in the downward direction of FIGS. The photodiode 56 is mounted with the light receiving surface facing downward, and has a plurality (two in this case) of light receiving portions 57 arranged in a line in the light receiving surface. Accordingly, these light receiving portions 57 are configured to easily receive laser light from the lower side to the upper side in FIG.

一方、発光側の光インターポーザ41の上面略中央部には、ドライバIC53がフェースアップの態様で実装されている。ドライバIC53及びVCSEL51は、高速信号伝達部であるビアホール導体45を介して互いに導通している。受光側の光インターポーザ41の上面略中央部には、レシーバIC58がフェースアップの態様で実装されている。レシーバIC58及びフォトダイオード56は、高速信号伝達部であるビアホール導体45を介して互いに導通している。   On the other hand, a driver IC 53 is mounted in a face-up manner at a substantially central portion on the upper surface of the light-side optical interposer 41. The driver IC 53 and the VCSEL 51 are electrically connected to each other through a via-hole conductor 45 that is a high-speed signal transmission unit. A receiver IC 58 is mounted in a face-up manner at a substantially central portion of the upper surface of the light interposer 41 on the light receiving side. The receiver IC 58 and the photodiode 56 are electrically connected to each other via a via-hole conductor 45 that is a high-speed signal transmission unit.

図1,図2に示されるように、光インターポーザ本体42における四隅には、第1凹部44が設けられている。第1凹部44は円形かつ等断面形状であって、光インターポーザ本体42の上面及び下面の両方にて開口している。本実施形態の場合、第1凹部44の直径は1.0mm〜2.0mm程度になるように設定されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, first recesses 44 are provided at four corners of the optical interposer body 42. The first recess 44 is circular and has an equal cross-sectional shape, and is open on both the upper surface and the lower surface of the optical interposer body 42. In the case of this embodiment, the diameter of the first recess 44 is set to be about 1.0 mm to 2.0 mm.

第1凹部44の内部には、タングステンペーストの充填によって導電性充填体43(第2凹部被形成部)が形成されている。図2に示されるように、このような導電性充填体43に対しては、前記導体回路46の一端が接続されている。導体回路46の他端には接続パッドが形成されるとともに、その接続パッド上にはドライバIC53及びレシーバIC58の端子がそれぞれ接続されている。本実施形態においては、図2の左側に位置する導体回路46は、信号層に対応しているため、ドライバIC53及びレシーバIC58の信号端子に接続されている。図2の右側に位置する導体回路46は、電源層に対応しているため、ドライバIC53及びレシーバIC58の電源端子に接続されている。   Inside the first recess 44, a conductive filler 43 (second recess formation portion) is formed by filling with tungsten paste. As shown in FIG. 2, one end of the conductor circuit 46 is connected to the conductive filler 43. A connection pad is formed at the other end of the conductor circuit 46, and terminals of the driver IC 53 and the receiver IC 58 are connected to the connection pad, respectively. In the present embodiment, the conductor circuit 46 located on the left side of FIG. 2 corresponds to the signal layer and is therefore connected to the signal terminals of the driver IC 53 and the receiver IC 58. Since the conductor circuit 46 located on the right side of FIG. 2 corresponds to the power supply layer, it is connected to the power supply terminals of the driver IC 53 and the receiver IC 58.

また、導電性充填体43のほぼ中心部には、第2凹部(光インターポーザ側位置合わせ凹部)である位置合わせ穴48が設けられている。位置合わせ穴48は円形かつ等断面形状であって、光インターポーザ本体42の上面及び下面の両方にて開口している。本実施形態の場合、位置合わせ穴48の直径は上記第1凹部44よりも小さく、約0.7mmに設定されている。そして、各位置合わせ穴48には前記各ガイドピン31が嵌合支持されている。   In addition, an alignment hole 48 that is a second recess (optical interposer side alignment recess) is provided substantially at the center of the conductive filler 43. The alignment hole 48 is circular and has an equal cross-sectional shape, and opens on both the upper surface and the lower surface of the optical interposer body 42. In the present embodiment, the diameter of the alignment hole 48 is smaller than that of the first recess 44 and is set to about 0.7 mm. The guide pins 31 are fitted and supported in the alignment holes 48.

そして、電気配線基板11側と光インターポーザ41側とは、導電性のガイドピン31を介して互いに導通されている。よって、電気配線基板11側から光インターポーザ41側への電力の供給が可能となっている。また、電気配線基板11−光インターポーザ41間での信号のやり取りが可能となっている。   The electrical wiring board 11 side and the optical interposer 41 side are electrically connected to each other via conductive guide pins 31. Therefore, power can be supplied from the electrical wiring board 11 side to the optical interposer 41 side. Further, signals can be exchanged between the electric wiring board 11 and the optical interposer 41.

このように構成された光電気複合配線構造体10の一般的な動作について簡単に述べておく。   A general operation of the thus configured photoelectric composite wiring structure 10 will be briefly described.

VCSEL51及びフォトダイオード56は、ガイドピン31を経由した電気配線基板11側からの電力供給により、動作可能な状態となる。電気配線基板11側からの電気信号が、ガイドピン31及びドライバIC53を経てVCSEL51に伝送されると、VCSEL51はその電気信号を光信号(レーザ光)に変換した後、その信号を含む光を下方に向けて出射する。光はまずマイクロレンズアレイ81のマイクロレンズ83を通過する。その際の集光作用により光のスポットサイズが小さくなるため、光の伝送ロスが低減される。マイクロレンズアレイ81を通過した光は、次に光路変換部品71の上面からその内部に入射し、傾斜面74上の金属膜75に到る。そこで、光は約45°進行方向を変換した後、さらに光路変換部品71の突起73内を通過してその側面から出射し、光導波路層61のコア63内に入射する。その後、光はコア63の内部をその長手方向に沿って伝搬し、受光側の光路変換部品71に到る。受光側の光路変換部品71において、まず光は、突起73の側面からその内部に入射し、傾斜面74上の金属膜75に到る。そこで、光は約45°進行方向を変換した後、さらに突起73内を通過して、光路変換部品71の上面から出射する。光路変換部品71を通過した光は、次にマイクロレンズアレイ81の下面側から入射し、マイクロレンズ83を通過して上面側から出射する。その際の集光作用により光のスポットサイズが小さくなるため、光の伝送ロスが低減される。そして、最終的に光は、フォトダイオード56の受光部57に入射する。フォトダイオード56は受光した光信号を電気信号に変換してレシーバIC58に出力する。レシーバIC58は、それを元の電気信号の状態に戻し増幅して出力するようになっている。なお、出力された電気信号は、ガイドピン31を経て電気配線基板11側に伝送される。   The VCSEL 51 and the photodiode 56 become operable by supplying power from the electric wiring board 11 side via the guide pins 31. When an electrical signal from the electrical wiring board 11 side is transmitted to the VCSEL 51 via the guide pins 31 and the driver IC 53, the VCSEL 51 converts the electrical signal into an optical signal (laser light) and then transmits the light including the signal downward. Exit toward The light first passes through the microlens 83 of the microlens array 81. Since the light spot size is reduced by the light collecting action at that time, the light transmission loss is reduced. The light that has passed through the microlens array 81 then enters the inside from the upper surface of the optical path conversion component 71 and reaches the metal film 75 on the inclined surface 74. Therefore, after changing the traveling direction of about 45 °, the light further passes through the projection 73 of the optical path conversion component 71, exits from the side surface, and enters the core 63 of the optical waveguide layer 61. Thereafter, the light propagates along the longitudinal direction of the core 63 and reaches the light path conversion component 71 on the light receiving side. In the light path conversion component 71 on the light receiving side, light first enters the inside from the side surface of the protrusion 73 and reaches the metal film 75 on the inclined surface 74. Therefore, after the light has changed its traveling direction by about 45 °, it further passes through the protrusion 73 and is emitted from the upper surface of the optical path conversion component 71. The light that has passed through the optical path conversion component 71 then enters from the lower surface side of the microlens array 81, passes through the microlens 83, and exits from the upper surface side. Since the light spot size is reduced by the light collecting action at that time, the light transmission loss is reduced. Finally, the light enters the light receiving portion 57 of the photodiode 56. The photodiode 56 converts the received optical signal into an electrical signal and outputs it to the receiver IC 58. The receiver IC 58 returns the signal to the state of the original electric signal, amplifies it, and outputs it. The output electrical signal is transmitted to the electrical wiring board 11 side through the guide pins 31.

次に、上記構成の光電気複合配線構造体10の製造方法についてその一例を説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the photoelectric composite wiring structure 10 having the above-described configuration will be described.

まず、以下の手順により、あらかじめ光路変換部品71を作製しておく(光路変換部品作製工程)。まずPMMAを材料として金型成形を行い、突起73を有する光路変換部品71を一体形成する。このとき同時に位置合わせ穴78を形成してもよい。次に、ロジウムを含むペーストを作製し、同ペーストを突起73の傾斜面74に塗布し、かつ乾燥させて硬化する。その結果、厚さ数μmの金属膜75を形成し、光路変換部品71を完成させる。なお、金型成形後に精密ドリル加工を行って、位置合わせ穴78を形成しても勿論よい。   First, the optical path conversion component 71 is prepared in advance by the following procedure (optical path conversion component manufacturing step). First, a mold is formed using PMMA as a material, and an optical path conversion component 71 having a protrusion 73 is integrally formed. At this time, the alignment hole 78 may be formed at the same time. Next, a paste containing rhodium is prepared, and the paste is applied to the inclined surface 74 of the protrusion 73 and dried to be cured. As a result, a metal film 75 having a thickness of several μm is formed, and the optical path conversion component 71 is completed. Of course, the alignment hole 78 may be formed by precision drilling after the mold is formed.

また、PMMAを材料として金型成形を行うことにより、マイクロレンズ83を有するマイクロレンズアレイ81をあらかじめ作製しておく(マイクロレンズアレイ作製工程)。このとき同時に位置合わせ穴88を形成してもよいが、金型成形後に精密ドリル加工を行うことで位置合わせ穴88を形成しても勿論よい。   Further, by performing mold molding using PMMA as a material, a microlens array 81 having microlenses 83 is prepared in advance (microlens array manufacturing step). At this time, the alignment hole 88 may be formed at the same time, but it is of course possible to form the alignment hole 88 by performing precision drilling after the mold is formed.

また、以下の手順により、あらかじめ光導波路層61を作製しておく(光導波路層作製工程)。図示しないベース材上に、周知の手法によって下層のクラッド64用の樹脂材料(PMMA)を50μm〜70μmほど塗布しかつ乾燥させて、まず下層のクラッド64を形成する。同様の手法によって、下層のクラッド64の表面上にコア63を塗布形成し、さらにコア63及び下層のクラッド64の表面上に上層のクラッド64を塗布形成する。この後、全体を所定温度で所定時間加熱して、光導波路層61を構成するクラッド64及びコア63を硬化させる。次に、光導波路層61に対し炭酸ガスレーザによるレーザ穴明け加工を施すことにより、図3のような矩形状の部品挿入穴65を2箇所に形成する。なお、レーザ穴明け加工の代わりに、フォトリソグラフィを利用したエッチング加工を行ってもよい。具体的には、クラッド64やコア63の形成材料を塗布、乾燥した後に、その上面にフォトマスクを形成し、この状態でそれぞれ露光及び現像を行うようにする。   Further, the optical waveguide layer 61 is prepared in advance by the following procedure (optical waveguide layer manufacturing step). On a base material (not shown), a resin material (PMMA) for the lower clad 64 is applied to a thickness of 50 μm to 70 μm by a well-known method and dried to form the lower clad 64 first. The core 63 is applied and formed on the surface of the lower clad 64 by the same method, and the upper clad 64 is applied and formed on the surfaces of the core 63 and the lower clad 64. Thereafter, the whole is heated at a predetermined temperature for a predetermined time, and the clad 64 and the core 63 constituting the optical waveguide layer 61 are cured. Next, by subjecting the optical waveguide layer 61 to laser drilling with a carbon dioxide laser, rectangular component insertion holes 65 as shown in FIG. 3 are formed at two locations. Note that etching using photolithography may be performed instead of laser drilling. Specifically, after a clad 64 and core 63 forming material is applied and dried, a photomask is formed on the upper surface, and exposure and development are performed in this state.

また、以下の手順により、あらかじめセラミックからなる光インターポーザ41を作製しておく。アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤などを均一に混合・混練してなる原料を作製し、この原料を用いてプレス成形を行うことによりセラミック未焼結体である成形体を形成する。この成形体における所定部分にパンチ加工を施して、ビアホール用孔及び第1凹部44を形成する。   Also, the optical interposer 41 made of ceramic is prepared in advance by the following procedure. A raw material formed by uniformly mixing and kneading alumina powder, an organic binder, a solvent, and the like is produced, and a green compact is formed by performing press molding using the raw material. A predetermined portion of the molded body is punched to form a via hole and a first recess 44.

この段階ではまだセラミックが未焼結状態であるので、穴加工を比較的簡単にかつ低コストで行うことができる。第1穴明け工程では、焼成工程を経た時点における第1凹部44の内径が、位置合わせ穴48(第2凹部)の内径(約0.7mm)及びガイドピン31の直径(約0.7mm)よりも大きくなるように設定して、穴加工を行う。具体的には、1.2mm〜2.4mm程度に設定する。その理由は、セラミックは焼成工程を経ることで収縮し、それに伴って第1凹部44も小径化しかつ位置ズレするため、このことを計算に入れて第1凹部44を大きめに形成しておく必要があるからである。   At this stage, since the ceramic is still unsintered, drilling can be performed relatively easily and at low cost. In the first drilling step, the inner diameter of the first recess 44 at the time of passing through the firing process is such that the inner diameter (about 0.7 mm) of the alignment hole 48 (second recess) and the diameter of the guide pin 31 (about 0.7 mm). Is set to be larger than that, and drilling is performed. Specifically, it is set to about 1.2 mm to 2.4 mm. The reason is that the ceramic shrinks through the firing process, and accordingly, the first concave portion 44 is also reduced in diameter and misaligned. Therefore, the first concave portion 44 needs to be formed larger in consideration of this. Because there is.

そして次に、ペースト印刷装置を用いてビアホール用孔の中にビアホール導体用のタングステンペーストを充填するとともに、同時に当該タングステンペーストを第1凹部44にも充填する。また、成形体の表面にタングステンペーストを印刷することにより、後に導体回路46となる印刷層を形成する。次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、さらにセラミックが焼結しうる温度にて焼成工程を行う。これにより成形体を焼結させ、キャビティを有する光インターポーザ本体42とする。この時点でセラミックは硬質化しかつ収縮すると同時に、タングステンペーストも焼結して硬質化する。ただし、焼結したタングステンペーストからなる導電性充填体43のほうが、アルミナに比べて硬度が低い。ゆえに、導電性充填体43に対する機械加工のほうが、アルミナに対する機械加工に比べて困難性が小さい。   Then, using a paste printing apparatus, the via hole hole is filled with the tungsten paste for the via hole conductor, and at the same time, the first paste 44 is filled with the tungsten paste. Further, a printing layer that will later become the conductor circuit 46 is formed by printing a tungsten paste on the surface of the molded body. Next, after performing a drying process, a degreasing process, etc. according to a well-known method, a baking process is performed at the temperature which can further sinter a ceramic. As a result, the compact is sintered to form an optical interposer body 42 having a cavity. At this point, the ceramic hardens and shrinks, and at the same time, the tungsten paste also sinters and hardens. However, the conductive filler 43 made of sintered tungsten paste has lower hardness than alumina. Therefore, machining with respect to the conductive filler 43 is less difficult than machining with respect to alumina.

そして得られた光インターポーザ本体42に、VCSEL51及びドライバIC53をはんだ付けして発光側の光インターポーザ41を完成させるとともに、フォトダイオード56及びレシーバIC58をはんだ付けして受光側の光インターポーザ41を完成させる。 Then, the VCSEL 51 and the driver IC 53 are soldered to the obtained optical interposer body 42 to complete the light-emitting side optical interposer 41, and the photodiode 56 and the receiver IC 58 are soldered to complete the light-receiving side optical interposer 41. .

また、以下の手順により、あらかじめ電気配線基板11を作製しておく。アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤などを均一に混合・混練してなる原料スラリーを作製し、この原料スラリーを用いてドクターブレード装置によるシート成形を行って、所定厚みのグリーンシートを形成する。グリーンシートにおける所定部分にはパンチ加工を施し、ビアホール用孔及び第1凹部24を形成する。この段階ではまだセラミックが未焼結状態であるので、穴加工を比較的簡単にかつ低コストで行うことができる。第1穴明け工程では、焼成工程を経た時点における第1凹部24の内径が、位置合わせ穴28(第2凹部)の内径(約0.7mm)及びガイドピン31の直径(約0.7mm)よりも大きくなるように設定して、穴加工を行う。具体的には、1.2mm〜2.4mm程度に設定する。その理由は、セラミックは焼成工程を経ることで収縮し、それに伴って第1凹部24も小径化しかつ位置ズレするため、このことを計算に入れて第1凹部24を大きめに形成しておく必要があるからである。   In addition, the electrical wiring board 11 is prepared in advance by the following procedure. A raw material slurry is prepared by uniformly mixing and kneading alumina powder, organic binder, solvent, plasticizer, etc., and this raw material slurry is used to form a sheet with a doctor blade device to form a green sheet having a predetermined thickness. . A predetermined portion of the green sheet is punched to form a via hole and a first recess 24. At this stage, since the ceramic is still unsintered, drilling can be performed relatively easily and at low cost. In the first drilling step, the inner diameter of the first recess 24 at the time of passing through the firing process is such that the inner diameter (about 0.7 mm) of the alignment hole 28 (second recess) and the diameter of the guide pin 31 (about 0.7 mm). Is set to be larger than that, and drilling is performed. Specifically, it is set to about 1.2 mm to 2.4 mm. The reason is that the ceramic shrinks through the firing process, and accordingly, the first recess 24 is also reduced in diameter and misaligned. Therefore, it is necessary to make the first recess 24 larger by taking this into account. Because there is.

そして次に、ペースト印刷装置を用いてビアホール用孔の中にビアホール導体用のタングステンペーストを充填するとともに、同時に当該タングステンペーストを第1凹部24にも充填する。また、グリーンシートの表面にタングステンペーストを印刷することにより、後に導体回路16,17となる印刷層を形成する。そして、これら複数枚のグリーンシートを積層してプレスすることにより一体化し、グリーンシート積層体とする。次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、さらにセラミックが焼結しうる温度にて焼成工程を行う。これにより、グリーンシート積層体(セラミック未焼結体)を焼結させ、電気配線基板本体22とする。この時点でセラミックは硬質化しかつ収縮すると同時に、タングステンペーストも焼結して硬質化する。ただし、焼結したタングステンペーストからなる導電性充填体23のほうが、アルミナに比べて硬度が低い。ゆえに、導電性充填体23に対する機械加工のほうが、アルミナに対する機械加工に比べて困難性が小さい。言い換えると、導電性充填体23はアルミナに比べて加工性に優れているということになる。   Then, using a paste printing apparatus, the via hole hole is filled with a tungsten paste for a via hole conductor, and at the same time, the tungsten paste is filled into the first recess 24. In addition, by printing a tungsten paste on the surface of the green sheet, printed layers that will later become conductor circuits 16 and 17 are formed. Then, these green sheets are laminated and pressed to be integrated into a green sheet laminate. Next, after performing a drying process, a degreasing process, etc. according to a well-known method, a baking process is performed at the temperature which can further sinter a ceramic. Thereby, the green sheet laminate (ceramic unsintered body) is sintered to form the electric wiring board main body 22. At this point, the ceramic hardens and shrinks, and at the same time, the tungsten paste also sinters and hardens. However, the conductive filler 23 made of a sintered tungsten paste has a lower hardness than alumina. Therefore, the machining for the conductive filler 23 is less difficult than the machining for alumina. In other words, the conductive filler 23 is more workable than alumina.

次に、下記のような手順で順番に各部品を位置合わせしつつ固定する。   Next, the components are fixed while being aligned in order according to the following procedure.

まず、ガイドピン31を電気配線基板11に支持させる。   First, the guide pins 31 are supported on the electric wiring board 11.

専用の治具などを用いて、電気配線基板11の各位置合わせ穴28(第2凹部)にガイドピン31を圧入するようにして嵌合支持させる(図4参照)。次に、光導波路層61の各位置合わせ穴68に対してガイドピン31を嵌合支持させるようにして、電気配線基板11の上面に光導波路層61を積層配置する。続いて、光路変換部品71の各位置合わせ穴78に対してガイドピン31を嵌合支持させるようにして、光導波路層61の上面に光路変換部品71を積層配置する。このとき、併せて光路変換部品71の一部(突起73)を光導波路層61の部品挿入穴65内に挿入させる。その結果、突起73の傾斜面74にて形成された金属膜75がコア63の途上に配置され、かつ、金属膜75及びコア63の光軸が合った状態となる。続いて、マイクロレンズアレイ81の各位置合わせ穴88に対してガイドピン31を嵌合支持させるようにして、光路変換部品71の上面にマイクロレンズアレイ81を積層配置する。その結果、コア63、金属膜75及びマイクロレンズ83の光軸が合った状態となる。そして最後に、光インターポーザ41の各位置合わせ穴48に対してガイドピン31を嵌合支持させるようにして、マイクロレンズアレイ81の上面に光インターポーザ1を積層配置する。その結果、コア63、金属膜75、マイクロレンズ83及び発光部52(または受光部57)の光軸が合った状態となり、所望の光電気複合配線構造体10が完成する。 Using a dedicated jig or the like, the guide pin 31 is press-fitted and supported in each alignment hole 28 (second recess) of the electrical wiring board 11 (see FIG. 4). Next, the optical waveguide layer 61 is laminated on the upper surface of the electrical wiring board 11 so that the guide pins 31 are fitted and supported in the alignment holes 68 of the optical waveguide layer 61. Subsequently, the optical path conversion component 71 is laminated on the upper surface of the optical waveguide layer 61 so that the guide pin 31 is fitted and supported in each alignment hole 78 of the optical path conversion component 71. At this time, a part (projection 73) of the optical path conversion component 71 is inserted into the component insertion hole 65 of the optical waveguide layer 61. As a result, the metal film 75 formed on the inclined surface 74 of the protrusion 73 is disposed in the middle of the core 63 and the optical axes of the metal film 75 and the core 63 are aligned. Subsequently, the microlens array 81 is stacked on the upper surface of the optical path conversion component 71 so that the guide pins 31 are fitted and supported in the respective alignment holes 88 of the microlens array 81. As a result, the optical axes of the core 63, the metal film 75, and the micro lens 83 are aligned. Finally, the guide pin 31 so as to fit the support for each alignment holes 48 of the optical interposer 41 is stacked light interposer 4 1 on the upper surface of the microlens array 81. As a result, the optical axes of the core 63, the metal film 75, the microlens 83, and the light emitting unit 52 (or the light receiving unit 57) are aligned, and the desired photoelectric composite wiring structure 10 is completed.

なお、上記位置合わせ工程の手順については上記のものに限定されず、例えば下記のような手順に変更してもよい。   In addition, about the procedure of the said alignment process, it is not limited to said thing, For example, you may change into the following procedures.

図5に示される変更例1では、まず、光路変換部品71、マイクロレンズアレイ81及び光インターポーザ41の3部品を、ガイドピン31を介して互いに固定した構造体を製造しておく。そしてこの後、前記構造体から突出するガイドピン31の下端側を光導波路層61の位置合わせ穴68に嵌合支持させ、さらに電気配線基板11の位置合わせ穴28に嵌合支持させるようにする。   In the first modification shown in FIG. 5, first, a structure in which the three components, the optical path conversion component 71, the microlens array 81, and the optical interposer 41 are fixed to each other via the guide pins 31 is manufactured. After that, the lower end side of the guide pin 31 protruding from the structure is fitted and supported in the alignment hole 68 of the optical waveguide layer 61, and is further fitted and supported in the alignment hole 28 of the electric wiring board 11. .

図6に示される変更例2では、まず、光導波路層1、光路変換部品71、マイクロレンズアレイ81及び光インターポーザ41の4部品を、ガイドピン31を介して互いに固定した構造体を製造しておく。そしてこの後、前記構造体から突出するガイドピン31の下端側を電気配線基板11の位置合わせ穴28に嵌合支持させるようにする。 In the second modification shown in FIG. 6, firstly, the optical waveguide layer 61, an optical path changing part 71, the 4 components of the microlens array 81 and the optical interposer 41, to produce a structure which is fixed to one another via a guide pin 31 Keep it. Then, the lower end side of the guide pin 31 protruding from the structure is fitted and supported in the alignment hole 28 of the electric wiring board 11.

図7に示される変更例3では、まず、光導波路層1、光路変換部品71及びマイクロレンズアレイ81の3部品を、ガイドピン31を介して互いに固定した構造体を製造しておく。そしてこの後、前記構造体から突出するガイドピン31の上端側を光インターポーザ41の位置合わせ穴48に嵌合支持させる。また、ガイドピン31の下端側を電気配線基板11の位置合わせ穴28に嵌合支持させるようにする。 In Modification 3 shown in FIG. 7, first, the optical waveguide layer 6 1, 3 parts of the optical path changing part 71 and the microlens array 81 in advance to produce the structure fixed to one another via a guide pin 31. Thereafter, the upper end side of the guide pin 31 protruding from the structure is fitted and supported in the alignment hole 48 of the optical interposer 41. Further, the lower end side of the guide pin 31 is fitted and supported in the alignment hole 28 of the electric wiring board 11.

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施形態の光電気複合配線構造体10では、ガイドピン31が各部品の位置合わせ穴28,48,68,78,88に対して嵌合することで、より積極的にかつ高い精度で部品同士の光軸が合った状態となる。ゆえに、光の伝送ロスが小さく、高速度化・高密度化等に十分に対応しうる光電気複合配線構造体10を実現することができる。   (1) In the photoelectric composite wiring structure 10 according to the present embodiment, the guide pin 31 is fitted to the alignment holes 28, 48, 68, 78, 88 of each component, so that it is more positive and expensive. The optical axes of the parts are aligned with accuracy. Therefore, it is possible to realize the photoelectric composite wiring structure 10 that has a small light transmission loss and can sufficiently cope with high speed and high density.

(2)この光電気複合配線構造体10は、個別に作製しておいた各部品を組み立てることで得られるため、低コスト化に向いている。また、本実施形態の場合、各部品は接着剤等を用いることなくガイドピン31を介して固定されているにすぎないので、必要に応じて着脱することが可能である。従って、一部の部品に不良があるような場合であっても、その不良部品のみを取り外して交換する修正作業を容易に行うことができる。勿論このことは光電気複合配線構造体10の低コストにも寄与しうる。   (2) Since this optoelectric composite wiring structure 10 can be obtained by assembling individually produced parts, it is suitable for cost reduction. Further, in the case of this embodiment, each component is only fixed via the guide pin 31 without using an adhesive or the like, and can be attached and detached as necessary. Therefore, even when some of the components are defective, it is possible to easily perform a correction operation for removing and replacing only the defective components. Of course, this can also contribute to the low cost of the photoelectric composite wiring structure 10.

(3)この光電気複合配線構造体10によると、各部品を個別に作製することが可能となり、その結果としてそれぞれの部品を形成する材料の選択の余地が広くなる。具体的にいうと、電気配線基板11や光インターポーザ41と、光導波路層61とを別部品として構成できるため、光導波路層61に高い耐熱性を付与しなくてもよくなり、その材料の選択の余地が広くなる。   (3) According to this optoelectric composite wiring structure 10, it is possible to individually manufacture each component, and as a result, there is a wide range of choice of materials for forming each component. Specifically, since the electrical wiring substrate 11 and the optical interposer 41 and the optical waveguide layer 61 can be configured as separate parts, it is not necessary to provide the optical waveguide layer 61 with high heat resistance, and the selection of the material The room for is widened.

[第2実施形態]   [Second Embodiment]

次に、図8,図9に基づいて、第2実施形態の光電気複合配線構造体10について説明する。なお、ここでは第1実施形態との相違点のみについて言及し、共通点については同じ部材番号を付すのみとしてその詳細な説明を省略する。   Next, based on FIG. 8, FIG. 9, the optoelectric composite wiring structure 10 of 2nd Embodiment is demonstrated. Here, only the differences from the first embodiment will be referred to, and the common points will only be denoted by the same member numbers, and detailed description thereof will be omitted.

第1実施形態では、光路変換部品71とマイクロレンズアレイ81とを別個の部品として構成していた。これに対して本実施形態では、両者の機能を兼ね備えた部品である、マイクロレンズ付き光路変換部品91(光路変換部付きのマイクロレンズアレイ)が使用されている。即ち、このマイクロレンズ付き光路変換部品91は、第1実施形態の光路変換部品71の光路変換部品本体72の上面にマイクロレンズ83が一体形成された構成を有している。   In the first embodiment, the optical path conversion component 71 and the microlens array 81 are configured as separate components. On the other hand, in this embodiment, an optical path conversion component 91 with a microlens (a microlens array with an optical path conversion unit), which is a component having both functions, is used. That is, the optical path conversion component 91 with a microlens has a configuration in which a microlens 83 is integrally formed on the upper surface of the optical path conversion component main body 72 of the optical path conversion component 71 of the first embodiment.

従って、この構成によると、マイクロレンズアレイ本体82がなくなる分だけ部品全体を薄く形成することが可能となる。ゆえに、光導波路層61と光学素子との距離の増大を回避することができ、ひいては光の伝送ロスの低減につながる。また、この構成によれば部品点数の増加を防止することができる。   Therefore, according to this configuration, it is possible to make the entire component thin as much as the microlens array main body 82 is eliminated. Therefore, an increase in the distance between the optical waveguide layer 61 and the optical element can be avoided, leading to a reduction in light transmission loss. Further, according to this configuration, an increase in the number of parts can be prevented.

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。   In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

・上記実施形態では、電気配線基板11及び光インターポーザ41がアルミナ配線基板であったが、これをアルミナ以外のセラミックからなる配線基板に変更してもよく、あるいは樹脂配線基板などに変更してもよい。   In the above embodiment, the electrical wiring board 11 and the optical interposer 41 are alumina wiring boards, but this may be changed to a wiring board made of ceramic other than alumina, or may be changed to a resin wiring board or the like. Good.

・上記実施形態では、電気配線基板11及び光インターポーザ41の第1凹部24,44に、ビアホール導体用のタングステンペーストを充填することにより、導電性充填体23,43を形成していた。しかし、タングステンペーストに代わるものとして、例えば銅ペーストなどを使用することも可能である。また、電気配線基板11及び光インターポーザ41を低温焼成ガラスセラミック配線基板とすれば、焼成工程を経てセラミックが焼結する際に同時に銅ペーストも焼結させることができる。   In the above embodiment, the conductive fillers 23 and 43 are formed by filling the first recesses 24 and 44 of the electrical wiring substrate 11 and the optical interposer 41 with the tungsten paste for via hole conductors. However, as an alternative to the tungsten paste, for example, a copper paste or the like can be used. Moreover, if the electrical wiring board 11 and the optical interposer 41 are low-temperature fired glass ceramic wiring boards, the copper paste can be simultaneously sintered when the ceramic is sintered through the firing process.

・上記実施形態では、位置合わせ用ガイド部材であるガイドピン31を一種の導体としても機能させていたが、特にそのように機能させなくてもよい。この場合には、導電性を有しない材料を用いて第1凹部24,44を埋めて、そこに第2凹部を形成するようにしてもよい。なお、ガイドピン31を導体として機能させない構成を採用した場合には、例えば、ボンディングワイヤを介して光インターポーザ41側と電気配線基板11側とを電気的に接続すればよい。   In the above embodiment, the guide pin 31 that is the alignment guide member functions as a kind of conductor, but it does not need to function in particular. In this case, the first recesses 24 and 44 may be filled using a material having no conductivity, and the second recesses may be formed there. In addition, when the structure which does not function the guide pin 31 as a conductor is employ | adopted, the optical interposer 41 side and the electrical wiring board 11 side should just be electrically connected through a bonding wire, for example.

・第1実施形態では、電気配線基板11、光導波路層61、光路変換部品71、マイクロレンズアレイ81、光インターポーザ41という順序で各部品を積層配置していた。各部品の積層順序は勿論これに限定されることはなく、例えば、下側から順に、電気配線基板11、光インターポーザ41、マイクロレンズアレイ81、光路変換部品71、光導波路層61としてもよい。   In the first embodiment, the components are stacked and arranged in the order of the electrical wiring substrate 11, the optical waveguide layer 61, the optical path conversion component 71, the microlens array 81, and the optical interposer 41. Of course, the order in which the components are stacked is not limited to this. For example, the electrical wiring substrate 11, the optical interposer 41, the microlens array 81, the optical path conversion component 71, and the optical waveguide layer 61 may be used in this order from the bottom.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。   Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.

(1)前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記電気配線基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部は精密加工穴であり、前記位置合わせ用ガイド部材は前記精密加工穴に嵌合支持された導電性金属からなるガイドピンであることを特徴とする請求項1または2に記載の光電気複合配線構造体。   (1) The optical element mounting substrate side alignment recess, the electrical wiring substrate side alignment recess, the optical waveguide layer side alignment recess, and the optical path conversion component side alignment recess are precision processing holes, and are used for the alignment. The photoelectric composite wiring structure according to claim 1 or 2, wherein the guide member is a guide pin made of a conductive metal fitted and supported in the precision machined hole.

(2)前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記電気配線基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部、前記光路変換部品側位置合わせ凹部及び前記マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部は精密加工穴であり、前記位置合わせ用ガイド部材は前記精密加工穴に嵌合支持された導電性金属からなるガイドピンであることを特徴とする請求項3に記載の光電気複合配線構造体。   (2) The optical element mounting substrate side alignment recess, the electrical wiring substrate side alignment recess, the optical waveguide layer side alignment recess, the optical path conversion component side alignment recess, and the microlens array side alignment recess are precise. 4. The composite photoelectric structure according to claim 3, wherein the alignment guide member is a guide pin made of a conductive metal fitted and supported in the precision machining hole.

(3)光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成されたセラミック基板からなる光学素子搭載基板本体と、前記光学素子搭載基板本体上に搭載され、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有する光学素子とを有する光学素子搭載基板と、電気配線基板側位置合わせ凹部が形成されたセラミック基板からなる電気配線基板本体を有する電気配線基板と、光導波路層側位置合わせ凹部が形成された光導波路層本体と、前記光導波路層本体に形成されたコアと、前記コアを取り囲むべく前記光導波路層本体に形成されたクラッドとを有する光導波路層と、光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記電気配線基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して嵌合可能な位置合わせ用ガイド部材とを備え、前記光学素子搭載基板本体には光学素子搭載基板第1凹部が形成され、その光学素子搭載基板第1凹部の内部には基板材料であるセラミックよりも加工性に優れた充填体が配置され、前記充填体には、前記光学素子搭載基板第1凹部よりも小径の前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成されるとともに、前記電気配線基板本体には電気配線基板第1凹部が形成され、その電気配線基板第1凹部の内部には、前記充填体が配置され、前記充填体には、前記電気配線基板第1凹部よりも小径の前記電気配線基板側位置合わせ凹部が形成されていることを特徴とする光電気複合配線構造体。   (3) An optical element mounting substrate body made of a ceramic substrate on which an optical element mounting substrate side alignment recess is formed, and an optical element mounted on the optical element mounting substrate body and having at least one of a light emitting portion and a light receiving portion. An optical element mounting substrate having an element, an electric wiring substrate having an electric wiring substrate body made of a ceramic substrate on which an electric wiring substrate side alignment recess is formed, and an optical waveguide layer having an optical waveguide layer side alignment recess An optical waveguide layer having a main body, a core formed in the optical waveguide layer main body, and a clad formed in the optical waveguide layer main body so as to surround the core, and an optical path conversion component side position An optical path conversion component having an optical path conversion component main body formed with an alignment recess, the optical element mounting substrate side alignment recess, and the electrical wiring substrate side alignment An alignment guide member that can be fitted to the optical waveguide layer side alignment recess and the optical path conversion component side alignment recess, and the optical element mounting substrate main body includes an optical element mounting substrate first recess. Is formed in the first concave portion of the optical element mounting substrate, and the filler is more excellent in workability than ceramic as a substrate material. A small-diameter optical element mounting substrate-side alignment recess is formed, and an electrical wiring board first recess is formed in the electrical wiring board body, and the filling body is formed inside the electrical wiring board first recess. The photoelectric composite wiring structure according to claim 1, wherein the filling body is formed with an alignment recess on the electric wiring board side having a smaller diameter than the first recess of the electric wiring board.

(4)技術的思想(3)に記載の光電気複合配線構造体の製造方法において、後に前記光学素子搭載基板本体となるセラミック未焼結体、及び、後に前記電気配線基板本体となるセラミック未焼結体をそれぞれ作製する未焼結体作製工程と、穴加工を行うことにより前記セラミック未焼結体にそれぞれ前記光学素子搭載基板第1凹部及び電気配線基板第1凹部を形成する第1穴明け工程と、前記セラミック未焼結体を焼結させて前記光学素子搭載基板本体及び前記電気配線基板本体とする焼成工程と、前記光学素子搭載基板第1凹部及び電気配線基板第1凹部内に前記充填体を設ける充填工程と、前記充填工程後に穴加工を行うことにより前記充填体に前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部及び前記電気配線基板側位置合わせ凹部を形成する第2穴明け工程と、を含むことを特徴とする光電気複合配線構造体の製造方法。   (4) In the method for manufacturing an opto-electric composite wiring structure according to the technical idea (3), a ceramic unsintered body that later becomes the optical element mounting substrate body, and a ceramic unsintered body that later becomes the electrical wiring substrate body A green body manufacturing step for manufacturing each sintered body, and a first hole for forming the optical element mounting substrate first recess and the electrical wiring substrate first recess in the ceramic unsintered body by performing hole processing, respectively. A dawn step, a firing step in which the ceramic unsintered body is sintered to form the optical element mounting substrate body and the electrical wiring substrate body, and the optical element mounting substrate first recess and the electrical wiring substrate first recess. A filling step for providing the filling body, and a hole forming after the filling step form the optical element mounting substrate side alignment recess and the electrical wiring board side alignment recess in the filling body. Method of manufacturing a photoelectric composite wiring structure which comprises the second drilling step.

本発明を具体化した第1実施形態の光電気複合配線構造体を示す概略正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic front view which shows the optoelectric composite wiring structure of 1st Embodiment which actualized this invention. 第1実施形態の光電気複合配線構造体の部分概略断面図。The partial schematic sectional drawing of the photoelectric composite wiring structure of 1st Embodiment. 第1実施形態の光電気複合配線構造体を構成する光導波路層、光路変換部品、マイクロレンズアレイの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of an optical waveguide layer, an optical path conversion component, and a microlens array that constitute the optoelectric composite wiring structure according to the first embodiment. 第1実施形態の光電気複合配線構造体の製造工程において、各部品を位置合わせする際の様子を示す部分概略断面図。The partial schematic sectional drawing which shows the mode at the time of aligning each component in the manufacturing process of the photoelectric composite wiring structure of 1st Embodiment. 変更例1の光電気複合配線構造体の製造工程において、各部品を位置合わせする際の様子を示す部分概略断面図。The fragmentary schematic sectional drawing which shows a mode at the time of aligning each component in the manufacturing process of the photoelectric composite wiring structure of the example 1 of a change. 変更例2の光電気複合配線構造体の製造工程において、各部品を位置合わせする際の様子を示す部分概略断面図。The fragmentary schematic sectional drawing which shows the mode at the time of aligning each component in the manufacturing process of the photoelectric composite wiring structure of the example 2 of a change. 変更例3の光電気複合配線構造体の製造工程において、各部品を位置合わせする際の様子を示す部分概略断面図。The fragmentary schematic sectional drawing which shows the mode at the time of aligning each component in the manufacturing process of the photoelectric composite wiring structure of the example 3 of a change. 第2実施形態の光電気複合配線構造体を示す部分概略断面図。The partial schematic sectional drawing which shows the photoelectric composite wiring structure of 2nd Embodiment. 第2実施形態の光電気複合配線構造体に用いられるマイクロレンズ付き光路変換部品の斜視図。The perspective view of the optical path conversion component with a micro lens used for the photoelectric composite wiring structure of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…光電気複合配線構造体
11…電気配線基板
22…電気配線基板本体
28…電気配線基板側位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
31…位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピン
41…光学素子搭載基板としての光インターポーザ
42…光学素子搭載基板本体
48…光学素子搭載基板側位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
51…光学素子(発光素子)としてのVCSEL
52…発光部
56…光学素子(受光素子)としてのフォトダイオード
57…受光部
61…光導波路層
62…光導波路層本体
63…コア
64…クラッド
68…光導波路層側位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
71,91…(位置合わせ構造を有する)光路変換部品
72…光路変換部品本体
75…光反射体
78…光路変換部品側位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
81…(位置合わせ構造を有する)マイクロレンズアレイ
82…マイクロレンズアレイ本体
83…マイクロレンズ
88…マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部としての位置合わせ穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Photoelectric composite wiring structure 11 ... Electric wiring board 22 ... Electric wiring board main body 28 ... Alignment hole as an electric wiring board side alignment recessed part 31 ... Guide pin as an alignment guide member 41 ... Optical element mounting board Optical interposer 42 ... Optical element mounting substrate body 48 ... Optical element mounting substrate side alignment recess 51 as alignment element 51 ... VCSEL as optical element (light emitting element)
52 ... Light emitting part 56 ... Photodiode as optical element (light receiving element) 57 ... Light receiving part 61 ... Optical waveguide layer 62 ... Optical waveguide layer main body 63 ... Core 64 ... Cladding 68 ... Positioning as an alignment recess on the optical waveguide layer side Holes 71, 91 ... (with alignment structure) Optical path conversion component 72 ... Optical path conversion component body 75 ... Light reflector 78 ... Optical path conversion component-side alignment recess 81 (with alignment structure) Micro Lens array 82 ... Micro lens array body 83 ... Micro lens 88 ... Alignment hole as micro lens array side alignment recess

Claims (7)

光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成された光学素子搭載基板本体と、前記光学素子搭載基板本体上に搭載され、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有する光学素子とを有する光学素子搭載基板と、
電気配線基板側位置合わせ凹部が形成された電気配線基板本体を有する電気配線基板と、
光導波路層側位置合わせ凹部が形成された光導波路層本体と、前記光導波路層本体に形成されたコアと、前記コアを取り囲むべく前記光導波路層本体に形成されたクラッドとを有する光導波路層と、
光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、
前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記電気配線基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して着脱可能に嵌合しうる共通の位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピンと
を備え、前記光学素子搭載基板、前記電気配線基板、前記光導波路層、前記光路変換部品及び前記ガイドピンがそれぞれ個別に作製されたものであり、互いに積層配置された前記光導波路層及び前記光路変換部品が、前記電気配線基板上に接触して支持されている
とを特徴とする光電気複合配線構造体。
An optical element mounting comprising: an optical element mounting substrate main body on which an optical element mounting substrate side alignment recess is formed; and an optical element mounted on the optical element mounting substrate main body and having at least one of a light emitting portion and a light receiving portion. A substrate,
An electrical wiring board having an electrical wiring board body in which an electrical wiring board side alignment recess is formed;
An optical waveguide layer having an optical waveguide layer body formed with an alignment recess on the optical waveguide layer side, a core formed on the optical waveguide layer body, and a clad formed on the optical waveguide layer body to surround the core When,
An optical path conversion component having an optical path conversion component body made of a light transmissive material and having an optical path conversion component side alignment recess formed therein;
Common alignment that can be removably fitted to the optical element mounting substrate side alignment recess, the electrical wiring substrate side alignment recess, the optical waveguide layer side alignment recess, and the optical path conversion component side alignment recess Guide pins as guide members for
The optical element mounting substrate, the electrical wiring substrate, the optical waveguide layer, the optical path conversion component, and the guide pin are individually manufactured, and the optical waveguide layer and the optical path that are stacked on each other The conversion component is supported in contact with the electric wiring board.
Light electrical interconnect structure characterized and this.
前記光路変換部品は、前記光路変換部品本体に形成された光反射体をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光電気複合配線構造体。   The optoelectric composite wiring structure according to claim 1, wherein the optical path conversion component further includes a light reflector formed on the optical path conversion component main body. マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部が形成されたマイクロレンズアレイ本体と、光透過性材料からなり、前記マイクロレンズアレイ本体に形成されたマイクロレンズとを有するマイクロレンズアレイをさらに備えるとともに、前記共通の位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピンが前記マイクロレンズアレイ側位置合わせ凹部に対して着脱可能に嵌合しうることを特徴とする請求項1または2に記載の光電気複合配線構造体。 A microlens array body having a microlens array-side alignment recess and a microlens array made of a light-transmitting material and formed on the microlens array body, and the common position 3. The photoelectric composite wiring structure according to claim 1, wherein a guide pin as an alignment guide member can be detachably fitted to the alignment recess on the microlens array side . 4. 光学素子搭載基板側位置合わせ凹部が形成された光学素子搭載基板本体と、前記光学素子搭載基板本体上に搭載され、発光部及び受光部のうちの少なくとも一方を有する光学素子とを有する光学素子搭載基板と、
光導波路層側位置合わせ凹部が形成された光導波路層本体と、前記光導波路層本体に形成されたコアと、前記コアを取り囲むべく前記光導波路層本体に形成されたクラッドとを有する光導波路層と、
光透過性材料からなり、光路変換部品側位置合わせ凹部が形成された光路変換部品本体を有する光路変換部品と、
前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部に対して着脱可能に嵌合しうる共通の位置合わせ用ガイド部材としてのガイドピンと
を備え、前記光学素子搭載基板、前記光導波路層、前記光路変換部品及び前記ガイドピンがそれぞれ個別に作製されたものであり、互いに積層配置された前記光導波路層及び前記光路変換部品が、これらとは別個に構成された電気配線基板上に接触して支持されうる
とを特徴とする、光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体。
An optical element mounting comprising: an optical element mounting substrate main body on which an optical element mounting substrate side alignment recess is formed; and an optical element mounted on the optical element mounting substrate main body and having at least one of a light emitting portion and a light receiving portion. A substrate,
An optical waveguide layer having an optical waveguide layer body formed with an alignment recess on the optical waveguide layer side, a core formed on the optical waveguide layer body, and a clad formed on the optical waveguide layer body to surround the core When,
An optical path conversion component having an optical path conversion component body made of a light transmissive material and having an optical path conversion component side alignment recess formed therein;
A guide pin as a common alignment guide member that can be detachably fitted to the optical element mounting substrate side alignment recess, the optical waveguide layer side alignment recess, and the optical path conversion component side alignment recess ;
The optical element mounting substrate, the optical waveguide layer, the optical path conversion component, and the guide pin are individually manufactured, and the optical waveguide layer and the optical path conversion component, which are stacked on each other, And can be supported in contact on an electric wiring board configured separately
Characterized the this, the structure consisting of an optical element mounting substrate and the optical waveguide layer and the optical path changing part.
前記光路変換部品がマイクロレンズ付きであることを特徴とする、請求項4に記載の光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体。  The structure comprising the optical element mounting substrate, the optical waveguide layer, and the optical path conversion component according to claim 4, wherein the optical path conversion component includes a microlens. 前記ガイドピンは導電性を有する金属からなり、当該ガイドピンを介して部材間の位置合わせと電気的接続とが図られていることを特徴とする、請求項4または5に記載の光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体。  The optical element mounting according to claim 4, wherein the guide pin is made of a metal having conductivity, and alignment and electrical connection between members are achieved through the guide pin. A structure comprising a substrate, an optical waveguide layer, and an optical path conversion component. 前記光学素子搭載基板側位置合わせ凹部、前記光導波路層側位置合わせ凹部及び前記光路変換部品側位置合わせ凹部は、各部材における表面及び裏面の両方にて開口する貫通穴であることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の光学素子搭載基板と光導波路層と光路変換部品とからなる構造体。  The optical element mounting substrate side alignment recess, the optical waveguide layer side alignment recess, and the optical path conversion component side alignment recess are through-holes that are open on both the front surface and the back surface of each member. A structure comprising the optical element mounting substrate according to any one of claims 4 to 6, an optical waveguide layer, and an optical path conversion component.
JP2003313626A 2003-02-24 2003-09-05 Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component Expired - Fee Related JP4202216B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003313626A JP4202216B2 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component
US10/782,870 US7150569B2 (en) 2003-02-24 2004-02-23 Optical device mounted substrate assembly
US10/782,865 US7221829B2 (en) 2003-02-24 2004-02-23 Substrate assembly for supporting optical component and method of producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003313626A JP4202216B2 (en) 2003-09-05 2003-09-05 Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005084165A JP2005084165A (en) 2005-03-31
JP4202216B2 true JP4202216B2 (en) 2008-12-24

Family

ID=34414495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003313626A Expired - Fee Related JP4202216B2 (en) 2003-02-24 2003-09-05 Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4202216B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017652A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Sony Corp Optical waveguide structure and its manufacturing method, and method of manufacturing optical waveguide
JP4825739B2 (en) 2007-06-22 2011-11-30 株式会社日立製作所 Structure of opto-electric hybrid board and opto-electric package
JP5076869B2 (en) * 2007-12-20 2012-11-21 凸版印刷株式会社 Optical substrate manufacturing method
JP5271141B2 (en) * 2009-04-06 2013-08-21 日東電工株式会社 Manufacturing method of opto-electric hybrid module and opto-electric hybrid module obtained thereby
JP2010266899A (en) * 2010-08-20 2010-11-25 Sony Corp Optical waveguide structure and method of manufacturing the same
JP2014044409A (en) * 2012-07-30 2014-03-13 Kyocera Corp Optical device component, optical device, and optical module
JP5932575B2 (en) * 2012-09-04 2016-06-08 京セラ株式会社 Optical device components, optical devices
US9606307B2 (en) 2012-09-27 2017-03-28 Fujikura Ltd. Optical module
US10254649B2 (en) 2013-10-21 2019-04-09 Tokai University Educational System Method for producing optical waveguide
JP6423753B2 (en) 2015-04-23 2018-11-14 新光電気工業株式会社 Optical module and manufacturing method thereof
JP6891101B2 (en) * 2017-12-20 2021-06-18 新光電気工業株式会社 Optical waveguide device, lens parts
KR102229065B1 (en) * 2019-08-01 2021-03-18 주식회사 휘라포토닉스 AWG device module with the reflection block assembled focusing lens and mold device for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005084165A (en) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7221829B2 (en) Substrate assembly for supporting optical component and method of producing the same
US7150569B2 (en) Optical device mounted substrate assembly
JP5384819B2 (en) Opto-electric hybrid package, opto-electric hybrid module
JP5248795B2 (en) Opto-electric hybrid package and manufacturing method thereof, opto-electric hybrid package with optical element, opto-electric hybrid module
JP4639101B2 (en) Component supporting substrate, manufacturing method thereof, and optical device
JP4202216B2 (en) Photoelectric composite wiring structure, optical element mounting substrate, optical waveguide layer, and optical path conversion component
JP4246563B2 (en) Optical component support substrate and manufacturing method thereof, optical component support substrate with optical component and manufacturing method thereof
JP4764669B2 (en) Optical package, optical package with optical element, and optical waveguide module
JP4397735B2 (en) Optical module, optical module ceramic substrate, coupling structure between optical module and optical fiber connector plug
JP4456354B2 (en) Optical component support substrate with optical components and method for manufacturing the same
JP2004286835A (en) Optical element mounted device, its manufacturing method, and wiring board with the optical element mounted device
JP5318978B2 (en) Opto-electric hybrid package and manufacturing method thereof, opto-electric hybrid package with optical element, opto-electric hybrid module
JP2005115190A (en) Opto-electric composite wiring board and laminated optical waveguide structure
JP2004258065A (en) Optical waveguide substrate and its manufacturing method, and photoelectric compound mount wiring board and its manufacturing method
JP2005085844A (en) Photoelectric compound wiring structure member and its manufacturing method
JP4476743B2 (en) Optical component support substrate and manufacturing method thereof
JP2005070158A (en) Optical waveguide substrate and manufacturing method therefor
JP2005099761A (en) Optical component supporting substrate, method of manufacturing the same, optical component supporting substrate with optical component, and method of manufacturing the same
JP2005037870A (en) Optical element loading substrate, its manufacturing method, optical element loading substrate with optical waveguide, its manufacturing method, optical element loading substrate with optical fiber connector, its manufacturing method, and optical element loading substrate with optical component
JP4234061B2 (en) Manufacturing method of optical waveguide device
JP5952101B2 (en) Opto-electric mixed unit, element mounting module
JP2004264382A (en) Optical waveguide substrate and its manufacture method as well as opto-electronic composite packaging wiring substrate and its manufacture method
JP4307902B2 (en) Optical element mounting package, opto-electric composite mounting wiring board
JP5367635B2 (en) Manufacturing method of wiring board with optical waveguide
JP5341047B2 (en) Component support substrate and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060803

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080801

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080904

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080929

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081008

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4202216

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees