JP4231355B2 - Opto-electric composite wiring board - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一の基板に対して電気配線と光配線とが設けられた光電気複合配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
光電気複合配線基板としては、従来より様々な構造が提案されている。
【0003】
その一例として、光電気変換素子が設けられた基板上に、高分子で形成された光導波路を形成する光配線の端部に45度ミラーを設け、発光素子からの光信号を光導波路に結合させたり、光導波路を伝搬してきた光信号を受光素子に結合させたりすることによって、光による高速なデータ通信を行うようにした技術がある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このような光電気複合配線基板における光結合方法としては、光導波路と光素子とをマイクロレンズを用いて結合することで光結合効率を高めるようにした技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
ここで、従来の光電気複合配線基板の一例として、特許文献1に開示されている光電気複合配線基板について図6を参照して説明する。図6に示す光電気複合配線基板100は、クラッド層の厚い第1の導波路101とクラッド層の薄い第2の導波路102とを有している。各導波路101,102は、クラッド層の間に狭持されるコア層103を有している。この光電気複合配線基板100において、第1の導波路101は直接基板104に設けられており、第2の導波路102は基板104との間に設けられたスペーサ105を介して間接的に基板104に設けられている。特許文献1の技術では、クラッド層の厚さが異なる第1の導波路101と第2の導波路102とにおいて、基板104の厚さ方向における互いのコア層103の高さを、基準面に対して一致(近接)させ、第2の導波路102にあらかじめ結合された光素子の導波光を第1の導波路101の導波光として高い光結合効率で光結合させることができる。
【0006】
これにより、第1の導波路101と第2の導波路102とのコア層103を互いに近接させることができるので、第2の導波路102にあらかじめ結合された光素子の導波光を第1の導波路101の導波光として高い光結合効率で光結合させることができる。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−48949公報
【特許文献2】
特開2001−185752公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の光電気複合配線基板100では、厚いクラッド層を有する第1の導波路101と基板104との間にスペーサ105が設けられていない。このため、基板104に設けられた電気配線によって凹凸が生じていたり、基板104にホコリ等の異物が付着していたり、基板104自体の厚さが不均一であったりして、基板104表面に1〜300μm程度の凹凸または面粗さが存在する場合には、第1の導波路101におけるクラッド層が変形または断線してしまうことがある。このような場合、コア層103がクラッド層の変形に伴って変形または断線してしまい、結果としてコア層103の形状自体が変化したり、導波路101全体の形状が変化してしまったりすることがある。
【0009】
このような光電気複合配線基板100では、光が導波しなかったり、光が導波したとしてもその導波損失が増大してしまったりするという不具合を生じる。
【0010】
また、上述したような従来の光電気複合配線基板100では、結合する複数の導波路101,102におけるコア層103の高さをスペーサ105によって調整しているため、スペーサ105を必要とする導波路102に対応させたスペーサ105を設ける必要がある。
【0011】
スペーサ105を設ける部分に対しては、例えば、パターニングを用いることが可能である。この場合、導波路102の幅や導波路102のピッチは、導波路102自体のパターニング精度ではなく、スペーサ105のパターニング精度に制約されることとなる。このため、スペーサ105自体を導波路と同じ精度でパターニングしなくてはならない。
【0012】
さらに、この第1の導波路101および第2の導波路102は、コア層103およびクラッド層がともに空気中に露出している。このため、導波路101,102におけるコア層部分に結露やホコリ等の異物が付着することによる導波損失または結合損失が増大しやすい傾向にある。
【0013】
また、クラッド層は、機械的な他部品とのわずかな力による接触によって損傷を受けやすい。光導波損失にはクラッド層も大きく影響しているため、導波路101,102を光配線として用いた場合、クラッド層が損傷していると必要レベルの受光感度よりも受光量が低下して、光信号の伝達を十分に行うことができず、結果として光配線の断線状態になってしまう。このようなことから、光電気複合配線基板100を手作業でスロットに挿入したりする場合には、手で支えた箇所で光配線が断線されてしまうことが頻繁に生じることになる。
【0014】
また、基板104としてFR4に代表されるガラスとエポキシ複合材料を用い、この基板104のスルーホールと導波路のスルーホールを設ける際に、例えば、ドリルで加工する等の一般的な基板104の加工方法を用いた場合には、ドリル粉の飛散によってクラッドの損傷が非常に生じやすくなる。
【0015】
ところで、ガラスエポキシ複合材料によって形成された基板104では、水平方向(面方向)の熱膨張係数が20ppm程度である。これに対し、基板104と異なる高分子材料であるエポキシ樹脂やアクリル樹脂等を導波路材料として用いた場合、その水平方向の熱膨張係数は100ppm以上である。すなわち、基板104としてガラスエポキシ複合材料を用いた場合には、基板配線長が100mmであれば、100度の温度差で配線長差は約1mmとなる。
【0016】
このような配線長差を生じるような熱膨張差は、従来の火炎堆積法による石英基板上の石英光導波路を用いる光通信用の光集積回路基板や、ポリイミド基板上のポリイミド光導波路を用いる50mm角以下のマルチチップモジュール(MCM)用の光電気複合配線基板とは全く異なるといえるほど大きな熱膨張差である。
【0017】
このようなことから、従来の光電気複合配線基板100では、製作プロセス上の熱サイクルまたは電子回路からの発熱によって基板104と導波路101,102とが剥離したり反ったりして、光導波損失の増大が生じやすい。
【0018】
このため、光配線の光伝搬損失の低下,機械的強度の向上や性能の長期安定性確保が実現できない。
【0019】
本発明の目的は、光電気複合配線基板の機械的強度を向上し、基板に対する光配線層の密着不良による光配線の変形に起因する光導波損失の増大を抑制して、光導波性能の安定性を長期間に亘って確保することである。
【0028】
ここで、例えば、基板への光配線層の密着性の向上と基板と光配線層との熱膨張率差の緩和という異なる複数の機能を一層の中間層に付与するためには、この中間層を形成する材料が限定されたりコストアップしたりすることが懸念される。
【0029】
したがって、複数の機能を有する中間層を容易に実現することができる。
【0031】
したがって、光配線層と基板との熱膨張差によって発生する応力を中間層によって吸収することができる。
【0032】
請求項記載の発明は、電気信号を伝達する電気配線が設けられた基板と、前記基板に設けられて光信号を伝達する光配線を有する光配線層と、前記電気配線に対して電気的に接続されて前記光配線が伝達する光信号を光電変換する光電変換素子と、前記基板と前記光配線との間に設けられて前記基板と前記光配線層との密着性を向上させる中間層と、を具備する光電気複合配線基板において、前記中間層は、ガラス布またはガラス不織布と高分子材料との複合材料によって形成されている。
【0033】
したがって、例えば、ガラス−エポキシ複合材料、ガラス−ポリイミド複合材料あるいはガラス−ポリフェノールオキシド複合材料等、基板を形成する材料として通常用いられる材料との熱膨張率差を、中間層を形成する材料の選定によって小さくすることができる。
【0035】
したがって、基板の熱膨張係数と光配線層全体での実効的な熱膨張係数とを一致させることができない場合にも、基板と光配線層との熱膨張差による歪みを緩和することができる。
【0037】
したがって、基板の熱膨張係数と光配線層全体での実効的な熱膨張係数とを一致させることができない場合にも、基板と光配線層との熱膨張差による歪みを緩和することができる。
【0047】
請求項記載の発明は、請求項1に記載の光電気複合配線基板において、前記光電変換素子と前記光配線とは、前記基板を間にして反対側に設けられている。
【0048】
ここで、光電変換素子を基板に実装する際には、ハンダリフロー工程等によって、基板が高熱に熱せられる。
【0049】
したがって、基板に対して光電変換素子を実装する工程と、基板に対して光配線を実装する工程とを別プロセスによって行い、基板に対して光電変換素子を実装した後に光配線を実装することができる。また、基板に対して光電変換素子を実装する工程によって基板が加熱される温度よりも低いガラス転移点を有する材料であっても光配線層を形成する材料として用いることができる。
【0050】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態について図1を参照して説明する。本実施の形態は、光電気複合配線基板への適用例を示す。
【0051】
図1は、本発明の第1の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。図1に示すように、本実施の形態の光電気複合配線基板1は、基板2と、集積回路を組み合わせたマルチチップモジュール3とを備えている。
【0052】
基板2の一面側には、図示しない電気配線が設けられている。基板2を形成する材料は、一般用途としての電子基板としては、例えば、FR4に代表されるガラス−エポキシ複合材料、ガラス−ポリイミド複合材料、ガラス−ポリフェノールオキシド複合材料等を挙げることが可能である。実用上、低損失性、製造容易性、材料コスト等の観点から、基板2を形成する材料としては限られている。
【0053】
また、基板2を形成する材料としては、例えば、基幹光通信用途として用いられる石英導波路基板等を用いることも可能である。
【0054】
基板2の一面側には、光配線層4が設けられている。光配線層4は、高分子材料で形成されているコア5と、このコア5を狭持してコア5よりも屈折率が低い高分子材料で形成されている一対のクラッド層6(6a,6b)とによって構成されている。一対のクラッド層6のうち、上クラッド層6aはコア5に対して基板2とは反対側に設けられており、下クラッド層6bはコア5と基板2との間に設けられている。本実施の形態では、光配線層4を構成するコア5および上下クラッド層6a,6bによって光配線(光導波路)が実現されている。公知の技術であるため説明を省略するが、光配線は、光信号を伝達する機能を果たす。本実施の形態のコア5は、長さ50μmの光配線を形成した場合に、波長600〜1600nmの光通信帯の伝搬光に対して、数万というモードによる多モード光伝搬を生じる。
【0055】
このような光配線(光導波路)を形成する一般的な材料としては、例えば、エポキシ材料、アクリル材料、ポリフェノールオキシド材料、ポリイミド材料等を挙げることが可能である。これらの材料の多くは、100ppm以上の熱膨張係数を有している。
【0056】
光配線層4の一端部には、結合素子7が設けられている。結合素子7は、マルチチップモジュール3が備える受光素子8に対して光配線層4が伝達する光信号を高効率で受光させたり、マルチチップモジュール3が備える発光素子9から出力された光信号を光配線層4に高効率で結合させたりするための素子である。
【0057】
マルチチップモジュール3は、基板2の一面側に設けられている。本実施の形態のマルチチップモジュール3は、基板に対して、光配線層4が設けられている側と同じ側に設けられている。詳細は特に図示しないが、このマルチチップモジュール3は、少なくともひとつの光電気変換素子と、この光電気変換素子を駆動する電子集積回路とを含んでおり、光配線層4に対向する側の面には発光素子9と受光素子8とが設けられている。公知の技術であるため説明を省略するが、光電気変換素子は、電圧を印加している半導体等によって形成され、光を照射することで、光子が電子と正孔を形成する、もしくは、電子と正孔との再結合により光子を生成する電子素子である。本実施の形態の光電気変換素子は、フォトダイオードや半導体レーザ等のように、光を照射すると電流が流れる、あるいは、電流を流すと光を発生する電子素子を対象としている。本実施の形態では、発光素子9として面発光レーザが用いられている。なお、発光素子9としては、面発光レーザに限るものではなく、通常の半導体レーザダイオードや発光ダイオードを用いることも可能である。また、本実施の形態では、受光素子8としてフォトダイオードが用いられている。
【0058】
マルチチップモジュール3は、電子集積回路によって、光配線層4を介して伝達されて受光素子8で受光した光信号を電気配線に伝達したり、発光素子9を発光させたりする。
【0059】
マルチチップモジュール3は、基板2に設けられた電気配線に対してハンダバンプ10によって電気的に結合されている。これによってマルチチップモジュール3に対して電力供給がなされる。
【0060】
本実施の形態の光電気複合配線基板1では、光配線層4と基板2との間に、中間層としての密着層11が設けられている。密着層11の厚さとしては,1〜500μmが好ましく、より好ましくは10〜250μmである。密着層11の熱膨張係数としては、クラッド層6と同じ熱膨張係数またはクラッド層6の熱膨張係数と基板2の熱膨張係数との間に設定されていることが好ましい。
【0061】
密着層11は、上クラッド層6aあるいは下クラッド層6bとは異なる材料によって形成された層である。
【0062】
ここで、異なる材料とは、上クラッド層6aおよび下クラッド層6bとは物質的に異なる材料、あるいは、同じ材料であっても性質を特化した材料によって形成されている層であることを意味する。
【0063】
密着層11は、光配線層4の上側または下側のどちらか一方に設けられていてもよいし、両側に設けられていてもよい。この密着層11は、光配線層4の一部に設けるのではなく、同一面内において光配線層4が設けられる領域全域に亘って設けられていることが好ましい。
【0064】
密着層11は、光配線層4が設けられる領域全域に亘ってその平面が平坦化されるように設けられている。密着層11の光配線層4側の面は、基板2における光配線層4側の面の凹凸または面粗さを1/2以下とするように平坦化されていることが好ましい。特に、密着層11の光配線層4側の面は、基板2における光配線層4側の面の凹凸または面粗さを1/10以下とするように平坦化されていることが好ましい。
【0065】
そして、光配線層4が設けられる領域全域に亘ってこのような密着層11を設けることにより、特に、高分子とガラスとから形成される基板2に対して、この基板2と光配線層4との間での熱膨張係数差を光配線層4が設けられる領域全域に亘って小さくすることができる。
【0066】
密着層11を形成する材料としては、密着層11とクラッド層6とを一体化した場合の該層の膨張や熱による反り応力を、基板2の熱膨張または熱による反り応力によって相殺するような材料を選定することが好ましい。
【0067】
なお、本実施の形態では、光配線層4と基板2との間に密着層11を設けるようにしたが、これに限るものではなく、密着層11は、光配線層4の少なくとも一方の側に設けられていればよい。
【0068】
ところで、一般的なガラス−エポキシ材料を用いて基板2を形成した場合、この基板2の熱膨張係数は15−20ppmである。この基板2に対し、光配線層4を形成する高分子材料の熱膨張係数は、基板2の面方向における熱膨張係数が100ppm以上となる。この場合、100度の温度差がある場合、100mmの長さの基板配線では約1mm膨張する。
【0069】
すなわち、基板2を形成する材料と光配線層4を形成する材料との熱膨張係数差が不適切である場合には、反りが生じたり、また、反りが生じないとしても基板2と光配線層4とが剥離したり基板2に実装された受光素子8および発光素子9と光配線層4の結合素子7との間に位置ずれが生じたりして、結果として光配線層4における光配線の断線が生じてしまうことがある。
【0070】
このようなことから、基板2と光配線層4とは、同じ材料もしくは同じ熱膨張係数を有する材料を用いて形成することが好ましい。
【0071】
基板2と光配線層4との実効的な熱膨張係数を略一致させた場合、基板2と光配線層4とが剥離せず反りが生じなければ、受光素子8や発光素子9の位置ずれによる結合損失の増大を防止し,光結合効率を一定値とすることができる。ここで、略一致とは、熱膨張係数の差が好ましくは10ppm以内であり,より好ましくは5ppm以内である。
【0072】
しかしながら、光配線層4を形成する材料は低損失性,製造容易性,材料コスト等の点から、実際に用いることができる材料が限定されてしまう。
【0073】
また、基板2を形成する材料としても、上述したように、基幹光通信用途としては石英導波路基板が用いられているが、一般用途としての電子基板は、例えば、FR4に代表されるガラス−エポキシ複合材料,ガラス−ポリイミド複合材料,ガラス−ポリフェノールオキシド複合材料等に限定されてしまう。
【0074】
これに対し、本実施の形態では、下クラッド層6bに密着した密着層11を、下クラッド層6bとは別個に設けることにより、基板2に設けられる基板2とが別となる部材を厚くすることができ、互いの熱膨張係数の差に関係なく、クラッド層6および光配線層4全体の実効的な強度を増大することができる。これによって、基板2と光配線層4との間の熱膨張係数の差によって光配線層4が反って変形することを低減し、光配線層4の変形による光伝搬損失の増加を抑制することができる。
【0075】
また、密着層11とクラッド層6との一体複合層としての膨張または熱による反り応力を、基板2との熱膨張または熱による反り応力と相殺するように適切に材料選定することにより、基板2とクラッド層6との変形を低減し、これにより光伝搬損失増加を抑制することもできる。
【0076】
なお、基板2と光配線層4との実効的な熱膨張係数を略一致させた場合には、受光素子8および発光素子9の位置ずれによる結合損失の増大を防止し、光結合効率を一定値とすることができるので、数μmオーダで必要な実装された受発光素子の結合に対する信頼性を大きく向上することができる。
【0077】
ここで、熱膨張係数の差が20ppm以内である場合、配線長が100mmであれば基板2と光配線層4との長さのずれが100μmとなるので、250μmピッチで設けている受発光素子のレンズ等の光学素子結合によるクロストークの減少とその光結合効率の確保とが可能となり、さらに5ppm以内の場合には、約50μmのマルチモードの光配線への直接結合の場合においても結合効率に対する信頼性を確保することができる。
【0078】
なお、本実施の形態では、密着層11の熱膨張係数が、クラッド層6と同じまたはクラッド層6の熱膨張係数と基板2の熱膨張係数との間に設定されているため、基板2と光配線層4との実効的な熱膨張係数を略一致させることができない場合にも、基板2と光配線層4との熱膨張差による歪みを緩和することができるので、光配線層4の変形を抑制するこことができる。これによって、光配線層4に加えられる応力を緩和することができ、光配線層4内における光導波効率の損失を抑制することができる。
【0079】
なお、密着層11は、接着剤によって形成されてもよい。密着層11を接着剤によって形成することにより、基板2と光配線層4との密着性を向上させることができる。このとき、接着剤として光硬化剤を用いることにより、その硬度を増大させることも効果的である。これによって、光電気複合配線基板1の機械的強度をより向上させることができる。
【0080】
このような構造とすることにより、クラッド層6の性能劣化の危険性を効果的に回避することができる。
【0081】
また、コアを50μmとする光配線層4を基板2上に直接形成したした場合、波長600〜1600nmの光通信帯の伝搬光に対して、数万というモードによる多モード光伝搬が起こる。
【0082】
ここで、例えば、FR4によって形成された基板2を光電気複合配線基板1における基板2として用いる場合、銅の電気配線やドリル加工によるスルーホール部での変形あるいはガラスエポキシ樹脂のプレス不均一による厚さ不均一等によって、基板自体が表面に複数の種類の凹凸形状を有していたり、基板表面が光学材料としては粗面であったりする。
【0083】
高次モードの伝搬損失は、凹凸により生じたクラッド層の応力歪みや変形あるいは損傷等によってさらに増加する。
【0084】
またさらに、凹凸が50μm以上のホコリ等の異物による場合には,そのホコリによりクラッド層と同時にコア層が極端に変形されるために,光配線の断線も生じる。
【0085】
これに対して、本実施の形態では、密着層11の光配線層4側の面が平坦化されているため、光配線層4における光導波損失の増大を抑制することができる。また、密着層11の光配線層4側の面が平坦化されているため、従来のように、密着層11を高精度にパターンニングをする必要をなくすことができる。
【0086】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。特に図示しないが、本実施の形態の光電気複合配線基板1は、図1に示す光電気複合配線基板1と同様の構造を有しており、図1における密着層11を形成する材料が第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。以下、同様とする。
【0087】
本実施の形態では、中間層としての密着層11が、粘弾性材料によって形成されている。粘弾性材料の弾性率は、10〜10dyn/cmの範囲に設定されていることが好ましく、10〜10dyn/cmの範囲に設定されていることがより好ましい。また、密着層11の厚さとしては、基板2における光配線層4側の面の凹凸または面粗さの2倍以上にすることが好ましく、10倍以上であることがより好ましい。なお、本実施の形態の密着層11における熱膨張係数は、上述の第1の実施の形態の密着層11を形成する材料と同様に設定されている。
【0088】
このように本実施の形態では、粘弾性材料によって形成される密着層11を有しているため、熱膨張係数の調整により光配線層4における実効的な熱膨張係数を変化させることに加えて、光配線層4と基板2との熱膨張差によって発生する応力を粘弾性によって吸収することができる。これにより、基板2や光配線層4の反りや剥離等による光導波損失の増大を防止することができる。
【0089】
また、密着層11を粘弾性材料によって形成することにより、光配線層4を含む基板2を手や工具で挟んだ場合にも、挟まれたことによって発生する応力をこの粘弾性体部分によって吸収することができるので、光配線層4を含む基板2を手や工具で挟んだ場合にも挟まれたことによって発生する応力によって基板2や光配線層4の反りや剥離等による光導波損失の増大を防止することができる。
【0090】
さらに、光配線層4側の面に凹凸がある基板2に対して、粘弾性材料によって形成される密着層11を介して光配線層4を設けることにより、密着層11における粘弾性材料が基板2の凹凸を吸収することができる。これによって、光配線層4の凹凸による変形や応力を低減し、光導波損失の増大を低減することができる。
【0091】
次に、本発明の第3の実施の形態について図2を参照して説明する。
【0092】
図2は、本発明の第3の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。図2に示すように、本実施の形態の光電気複合配線基板20は、基板2の一面側に光配線層4が直接設けられている。本実施の形態の基板2には、光配線層4が設けられる側に図示しない電気配線が設けられている。
【0093】
光配線層4に対して、基板2とは反対側の面には、保護層としてのオーバーコート層21が設けられている。オーバーコート層21において、光配線層4中を伝達されて受光素子8に向かう光が通過する受発部分と、発光素子9で発光した光が光配線層4に向かう発光部分とには、光に対して透明であって光信号の伝達が可能な材料によって形成された窓22が設けられている。
【0094】
なお、本実施の形態では、オーバーコート層21において、受発部分と発光部分とに対して透明であって光信号の伝達が可能な材料によって形成された窓22を設けるようにしたが、これに限るものではなく、例えば、受発部分と発光部分とにオーバーコート層21を設けずに空間を確保し、光配線層4に対して発光素子9および受光素子8を露出させることによって形成した窓を設けるようにしてもよい。
【0095】
また、本実施の形態では、オーバーコート層21において、受発部分と発光部分とに窓22を設けるようにしたが、これに限るものではなく、例えば、オーバーコート層21自体を光に対して透明であって光信号の伝達が可能な材料によって形成するようにしてもよい。
【0096】
なお、オーバーコート層21は、窓22を形成する材料と同じ材質である必要はない。
【0097】
オーバーコート層21の厚さとしては、1〜500μmが好ましい。特に、オーバーコート層21の厚さとしては、10〜250μmがより好ましい。
【0098】
また、オーバーコート層21を形成する材料は、10〜10dyn/cmに設定された弾性率を有することが好ましく、10〜10dyn/cmに設定されていることがより好ましい。
【0099】
このように、オーバーコート層21を設けることにより、光配線層4が設けられる部分を厚くすることができ、光配線層4が設けられる部分の機械的な強度を向上させることができるので、外部の衝撃等から光配線層4を保護することができる。
【0100】
また、オーバーコート層21を設けることにより、基板2へのドリル加工や周囲の埃等による光配線層4の損傷を防止することができる。なお、オーバーコート層21を形成する材料としては、基板2と同じもしくは基板2以上の強度を持つ材料が好ましい。
【0101】
また、オーバーコート層21を設けることにより、光電気複合配線基板20を別部材に対して取り外したり取り付けたりする作業工程で、基板2同士の接触による光配線層4の変形や損傷を防止することができる。また、通常の光電気複合配線基板20の取り扱いに際して必要とされる慎重さを必要とせずに作業ができるので、作業性の向上を図ることができる。さらに、光電気複合配線基板20を素手で扱った場合に、水分や油分によって光配線層4が汚染されたり、触ることによる衝撃等によって光配線層4が損傷したりすることを防止することができる。
【0102】
ところで、250μm程度の厚さの光配線層が基板に直接接着されている場合、基板と光配線層との熱膨張係数の違いから光配線層における上クラッド層と下クラッド層との伸びが異なってコア部分にせん断力が加わることで変形もしくは断線が起こることがある。
【0103】
また、断線が起こらない場合にも、上クラッド層と下クラッド層との変形後の長さの差によって垂直であった端面に傾きが生じる。例えば、基板の熱膨張係数が20ppm程度に対して光配線層の水平方向の熱膨張係数が100ppm以上であり、基板配線長が100mmであると、10度の温度差でも、熱による長さの差は約100μmとなる。ここで、例えば、光配線層の厚さが250μmであれば、tan−1(100/250)=22度の傾きが生じる。光配線層同士の接続,光配線層と図示しない光ファイバとの接続において端面の傾きは,接続損失の大きな原因となる。このような端面の傾きは、光配線層と受光素子および発光素子との光結合での結合損失も増加させる。また、このようなコアとクラッド層との変形によって光配線層の損失増加にもなる。
【0104】
これに対し、本実施の形態のように、例えば、ガラスエポキシ材料等のような基板の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する材料を上クラッド層6aに積層することにより、熱膨張係数の違いから生じる基板2の歪みを補償して、加熱による上下への光配線層4の反りを防ぐことができる。
【0105】
本実施の形態では、上述した第1の実施の形態における密着層11による熱膨張計数差の緩和とは異なり、光配線層4に対して、基板2とオーバーコート層21とが上下から同じだけの膨張を与えることにより、光配線層4の上下での光配線層4の歪みを補償することができる。
【0106】
このように、上下での歪による非対称性を抑制することにより、光配線層4の端面における傾きのずれを補償することができる。
【0107】
なお、本実施の形態における熱膨張係数の略一致とは、熱膨張係数の差が好ましくは10ppm以内であり、より好ましくは5ppm以内に設定されていることを意味する。
【0108】
基板2とオーバーコート層21との熱膨張係数を略同一(5ppm)とすることにより、例えば、光配線層4の厚さが250μmであれば、tan−1(5/250)=1度の傾きずれに抑えることができる。
【0109】
通常使われる基板2は、FR4に代表されるガラス−エポキシ複合材料,ガラス−ポリイミド複合材料,ガラス−ポリフェノールオキシド複合材料等の限られた材料であるため、熱膨張係数差を抑えるためには基板2と同質材料であることが好ましい。なお、本実施の形態では、コストや汎用性,加工の容易さから、基板2を形成する材料としてはガラスエポキシ複合材料を用い、オーバーコート層21を形成する材料としては特に好ましいガラスエポキシを用いる。
【0110】
さらに、オーバーコート層21を設けることにより、外部から加えられる衝撃を吸収することができるので、例えば、ドリル等を用いた基板2への加工によって生じるドリル粉やホコリ等による光配線層4の損傷を防止することができる。
【0111】
なお、本実施の形態では、オーバーコート層21を光配線層4の上部に積層するようにしたが、これに限るものではなく、光配線層4全体を封止するようにオーバーコート層21を設けるようにしてもよい。これによって、吸湿によって光配線層4材料の屈折率が変化することによる影響を除外することができ、光配線層4における光導波効率の長期安定性を図ることができる。
【0112】
ところで、フッ素化ポリイミドは、湿度の影響によって、屈折率が10−3オーダ変化し、0.5%の比屈折率差を生じさせる。このため、湿度の影響により設計値の光導波特性とは異なる光導波特性に変化して、光配線層4による光導波効率の信頼性が低下したり、長期間の吸湿によって光配線層4を形成する材料の劣化をもたらしたりする。このように、湿度による部分的な屈折率変化は,光配線層4が導波する光の損失増大の原因となる。
【0113】
これに対し、光配線層4をオーバーコート層21によって均一に覆うことにより、このような特性変化を防ぐことができる。
【0114】
次に、本発明の第4の実施の形態について図3を参照して説明する。図3は,本発明の第4の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。本実施の形態の光電気複合配線基板30は、図1に示す密着層11と図2に示すオーバーコート層21とを備えている。密着層11とオーバーコート層21との熱膨張係数差は、10ppm以内に設定されている。
【0115】
密着層11およびオーバーコート層21は、光配線層4と異なる材料または別プロセスにより作製された層である。密着層11とオーバーコート層21とは、構成や材料を必ずしも同一とする必要はない。
【0116】
このように、基板2と光配線層4との間に密着層11を設け、光配線層4において基板2とは反対側にオーバーコート層21を設けて、光配線層4を上下で狭持することにより、基板2と光配線層4との熱膨張係数の差に起因する基板2の歪みを、密着層11とオーバーコート層21とによって上下から抑制することができる。
【0117】
また、密着層11とオーバーコート層21の熱膨張係数差を10ppm以内とすることで、光配線層4端部における傾きを抑制し、光配線層4同士の接続損失を抑制することができる。
【0118】
次に、本発明の第5の実施の形態について図4を参照して説明する。図4は,本発明の第5の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。本実施の形態の光電気複合配線基板40は、それぞれ複数の層によって構成された中間層41および保護層42を備える点が、上述した第3の実施の形態の光電気複合配線基板30とは異なる。
【0119】
図4に示すように、本実施の形態の中間層41は、歪緩和層41aと密着層41bとによって構成されている。
【0120】
また、本実施の形態の保護層42は、オーバーコート層42aと耐吸湿層42bとによって構成されている。
【0121】
なお、本実施の形態では、各々複数の層によって構成される中間層41および保護層42を備える光電気複合配線基板40としたが、これに限るものではなく、中間層41あるいは保護層42のいずれか一方が複数の層によって構成されていてもよい。また、本実施の形態では、各々複数の層によって構成される中間層41および保護層42を備える光電気複合配線基板40としたが、これに限るものではなく、複数の層によって構成される中間層あるいは保護層のいずれか一方を備える光電気複合配線基板であってもよい。
【0122】
オーバーコート層42a、耐吸湿層42b、歪緩和層41aおよび密着層41bを形成する材料や各層の厚さは、それぞれの層の性能に応じて適宜調整し、オーバーコート層42a、耐吸湿層42b、歪緩和層41aおよび密着層41bを形成する材料を必ずしも同一の材料としたり、オーバーコート層42a、耐吸湿層42b、歪緩和層41aおよび密着層41bを必ずしも同一の層厚にしたりする必要はない。
【0123】
このように、中間層41や保護層42をそれぞれ複数の層によって構成することにより、それぞれの効果に最適な材料を選択的に利用できる。また、それぞれの材料に最適なプロセスを選定することができるので、信頼性の高い層を形成することができる。
【0124】
次に、本発明の第6の実施の形態について図5を参照して説明する。図5は,本発明の第6の実施の形態の光電気複合配線基板の実施形態を示す図である。図5に示すように、本実施の形態の光電気複合配線基板50においては、受光素子8および発光素子9を含むマルチチップモジュール3と、光配線層4とが、基板2を間にして互いに反対側に位置するように配置されている。
【0125】
基板2には、光配線層4によって光導波される光信号を受光素子8および発光素子9に結合させるために、光を透過させる貫通孔51が形成されている。
【0126】
光配線層4は、マルチチップモジュール3に対して、基板2の反対側に、基板2に対して直接設けられている。そして、この光配線層4に対して基板2と反対側には、保護層としてのオーバーコート層21が設けられている。
【0127】
なお、本実施の形態では、光配線層4に対して基板2の反対側にオーバーコート層21を設けるようにしたが、これに限るものではなく、基板2に対して光配線層4を密着層を介して設けるようにしてもよい。また、基板2に対して、密着層を介して設けた光配線層4にオーバーコート層を積層してもよい。
【0128】
ところで、基板2に対してマルチチップモジュール3を実装するハンダリフロー工程では、光配線層4が設けられた基板2を300℃まで加熱し、マルチチップモジュール3を実装する必要がある。このハンダリフロー工程においては、従来より、光配線層4を形成する材料と基板2を形成する材料との熱膨張係数差が顕著に表れ、光配線層4における光配線が断線したり光導波損失が増加したりすることがある。
【0129】
これに対し、本実施の形態では、マルチチップモジュール3と光配線層4とを基板2を間にして互いに反対側に配置することで、基板2に対するマルチチップモジュール3の実装と、基板2に対する光配線層4の実装とを別プロセスで行うことができるので、マルチチップモジュール3を基板2に実装するために光配線層4に対して発生する種々の悪影響を除外することができる。これによって、マルチチップモジュール3の基板2への実装後に光配線層4を実装することができ、マルチチップモジュール3を基板2へ実装するための加熱工程による光配線層4の劣化を抑制することができる。
【0130】
ここで、エポキシ材料は、光導波効率が低損失であるが、ガラス転移点が300℃以下であるため、従来では、ハンダリフロー工程に際して加えられる熱によって変形してしまうことが懸念されていた。
【0131】
これに対し、本実施の形態では、基板2に対するマルチチップモジュール3の実装と、基板2に対する光配線層4の実装とを別プロセスで行うことができるので、例えば、エポキシ材料等のように、ガラス転移点が300℃以下である材料を用いて光配線層4を形成することができる。これによって、光導波効率が低損失である等、光配線層4を形成する材料としてより適した材料を用いることができ、低損失光導波路をより効果的に実装することができる。
【0132】
【発明の効果】
発明の光電気複合配線基板によれば、基板に対して光配線層を確実に固定するとともに、光配線層が設けられる部分を厚くすることができるので、光電気複合配線基板の機械的強度を向上し、基板に対する光配線層の密着不良による光配線の変形に起因する光導波損失の増大を抑制して、光導波性能の安定性を長期間に亘って確保することができる。
【0138】
請求項記載の発明によれば、例えば、ガラス−エポキシ複合材料、ガラス−ポリイミド複合材料あるいはガラス−ポリフェノールオキシド複合材料等、基板を形成する材料として通常用いられる材料との熱膨張率差を、中間層を形成する材料の選定によって小さくすることができる。
【0145】
請求項記載の発明によれば、請求項1に記載の光電気複合配線基板において、光電変換素子を基板に実装する際には、ハンダリフロー工程等によって、基板が高熱に熱せられるが、基板に対して光電変換素子を実装する工程と、基板に対して光配線を実装する工程とを別プロセスによって行い、基板に対して光電変換素子を実装した後に光配線を実装することができるので、基板に対して光電変換素子を実装することによって光配線層が劣化することを防止することができ、また、基板に対して光電変換素子を実装する工程によって基板が加熱される温度よりも低いガラス転移点を有する材料であっても光配線層を形成する材料として用いることができるので、光導波損失の低い材料をガラス転移点に左右されることなく選択することができ、光導波損失をより確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。
【図2】本発明の第3の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。
【図3】本発明の第4の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。
【図4】本発明の第5の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。
【図5】本発明の第6の実施の形態の光電気複合配線基板を模式的に示す断面図である。
【図6】従来の光電気複合配線基板の模式的に例示する断面図である。
【符号の説明】
1 光電気複合配線基板
2 基板
4 光配線層
11 中間層
20 光電気複合配線基板
21 保護層
30 光電気複合配線基板
40 光電気複合配線基板
41 中間層
42 保護相
50 光電気複合配線基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoelectric composite wiring board in which electrical wiring and optical wiring are provided on a single substrate.
[0002]
[Prior art]
Various structures have been proposed for opto-electric composite wiring boards.
[0003]
As an example, a 45-degree mirror is provided at the end of the optical wiring that forms the optical waveguide made of polymer on the substrate on which the photoelectric conversion element is provided, and the optical signal from the light emitting element is coupled to the optical waveguide. There is a technique in which high-speed data communication is performed by using light or by coupling an optical signal propagating through an optical waveguide to a light receiving element (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
As an optical coupling method in such an opto-electric composite wiring board, a technique is disclosed in which optical coupling efficiency is improved by coupling an optical waveguide and an optical element using a microlens (for example, Patent Documents). 2).
[0005]
Here, as an example of a conventional photoelectric composite wiring board, the photoelectric composite wiring board disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. The photoelectric composite wiring board 100 shown in FIG. 6 has a first waveguide 101 with a thick cladding layer and a second waveguide 102 with a thin cladding layer. Each waveguide 101, 102 has a core layer 103 sandwiched between cladding layers. In this photoelectric composite wiring substrate 100, the first waveguide 101 is directly provided on the substrate 104, and the second waveguide 102 is indirectly connected to the substrate via a spacer 105 provided between the substrate 104 and the substrate. 104 is provided. In the technique of Patent Document 1, in the first waveguide 101 and the second waveguide 102 having different clad layer thicknesses, the height of the core layer 103 in the thickness direction of the substrate 104 is set to the reference plane. Accordingly, the guided light of the optical element that is matched (adjacent) to the second waveguide 102 in advance can be optically coupled as the guided light of the first waveguide 101 with high optical coupling efficiency.
[0006]
As a result, the core layer 103 of the first waveguide 101 and the second waveguide 102 can be brought close to each other, so that the waveguide light of the optical element previously coupled to the second waveguide 102 can be transmitted to the first waveguide 101. As the guided light of the waveguide 101, it can be optically coupled with high optical coupling efficiency.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-48949 A
[Patent Document 2]
JP 2001-185752 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional photoelectric composite wiring substrate 100 as described above, the spacer 105 is not provided between the first waveguide 101 having a thick cladding layer and the substrate 104. For this reason, unevenness is caused by the electrical wiring provided on the substrate 104, foreign matter such as dust adheres to the substrate 104, or the thickness of the substrate 104 itself is uneven, and the surface of the substrate 104 is When unevenness or surface roughness of about 1 to 300 μm exists, the cladding layer in the first waveguide 101 may be deformed or disconnected. In such a case, the core layer 103 is deformed or disconnected as the cladding layer is deformed, and as a result, the shape of the core layer 103 itself changes or the shape of the entire waveguide 101 changes. There is.
[0009]
In such a photoelectric composite wiring board 100, there is a problem that light is not guided or the waveguide loss is increased even if the light is guided.
[0010]
Further, in the conventional optoelectric composite wiring substrate 100 as described above, the height of the core layer 103 in the plurality of waveguides 101 and 102 to be coupled is adjusted by the spacer 105, so that the waveguide that requires the spacer 105 is used. It is necessary to provide a spacer 105 corresponding to 102.
[0011]
For the portion where the spacer 105 is provided, for example, patterning can be used. In this case, the width of the waveguide 102 and the pitch of the waveguide 102 are limited not by the patterning accuracy of the waveguide 102 itself but by the patterning accuracy of the spacer 105. For this reason, the spacer 105 itself must be patterned with the same accuracy as the waveguide.
[0012]
Further, in the first waveguide 101 and the second waveguide 102, the core layer 103 and the cladding layer are both exposed to the air. For this reason, there is a tendency that waveguide loss or coupling loss due to adhesion of foreign matters such as dew condensation or dust to the core layer portion in the waveguides 101 and 102 is likely to increase.
[0013]
In addition, the clad layer is easily damaged by contact with other mechanical parts by a slight force. Since the clad layer has a great influence on the optical waveguide loss, when the waveguides 101 and 102 are used as an optical wiring, if the clad layer is damaged, the received light amount is lower than the required level of light reception sensitivity. The optical signal cannot be sufficiently transmitted, and as a result, the optical wiring is disconnected. For this reason, when the photoelectric composite wiring board 100 is manually inserted into the slot, the optical wiring is frequently disconnected at a place supported by the hand.
[0014]
Further, when a glass and epoxy composite material represented by FR4 is used as the substrate 104 and a through hole of the substrate 104 and a through hole of the waveguide are provided, for example, processing of a general substrate 104 such as processing with a drill is performed. When the method is used, the clad is very easily damaged by the scattering of the drill powder.
[0015]
By the way, in the board | substrate 104 formed with the glass epoxy composite material, the thermal expansion coefficient of a horizontal direction (surface direction) is about 20 ppm. On the other hand, when an epoxy resin or an acrylic resin, which is a polymer material different from the substrate 104, is used as the waveguide material, the thermal expansion coefficient in the horizontal direction is 100 ppm or more. That is, when a glass epoxy composite material is used as the substrate 104, if the substrate wiring length is 100 mm, the wiring length difference is about 1 mm with a temperature difference of 100 degrees.
[0016]
The difference in thermal expansion that causes such a wiring length difference is an optical integrated circuit substrate for optical communication using a quartz optical waveguide on a quartz substrate by a conventional flame deposition method, or 50 mm using a polyimide optical waveguide on a polyimide substrate. The difference in thermal expansion is so large that it can be said that it is completely different from the photoelectric composite wiring board for multi-chip module (MCM) below the corner.
[0017]
For this reason, in the conventional opto-electric composite wiring substrate 100, the substrate 104 and the waveguides 101 and 102 are peeled off or warped due to the thermal cycle in the manufacturing process or the heat generated from the electronic circuit, and the optical waveguide loss. Is likely to increase.
[0018]
For this reason, it is impossible to realize a reduction in optical transmission loss of the optical wiring, an improvement in mechanical strength and a long-term stability of performance.
[0019]
It is an object of the present invention to improve the mechanical strength of an opto-electric composite wiring board, suppress an increase in optical waveguide loss due to deformation of the optical wiring due to poor adhesion of the optical wiring layer to the board, and stabilize optical waveguide performance. It is to secure the property over a long period of time.
[0028]
Here, for example, in order to provide a single layer with a plurality of different functions of improving the adhesion of the optical wiring layer to the substrate and reducing the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the optical wiring layer, this intermediate layer There is a concern that the material for forming the film is limited or the cost is increased.
[0029]
Therefore, an intermediate layer having a plurality of functions can be easily realized.
[0031]
Therefore, the stress generated by the difference in thermal expansion between the optical wiring layer and the substrate can be absorbed by the intermediate layer.
[0032]
Claim 1 The invention described is electrically connected to a substrate provided with an electrical wiring for transmitting an electrical signal, an optical wiring layer provided on the substrate and having an optical wiring for transmitting an optical signal, and the electrical wiring. A photoelectric conversion element that photoelectrically converts an optical signal transmitted by the optical wiring, and an intermediate layer that is provided between the substrate and the optical wiring to improve adhesion between the substrate and the optical wiring layer. In the photoelectric composite wiring board provided, the intermediate layer is formed of a composite material of a glass cloth or a glass nonwoven fabric and a polymer material.
[0033]
Therefore, for example, the difference in coefficient of thermal expansion from a material normally used as a material for forming a substrate, such as a glass-epoxy composite material, a glass-polyimide composite material, or a glass-polyphenol oxide composite material, is selected as a material for forming an intermediate layer. Can be made smaller.
[0035]
Therefore, even when the thermal expansion coefficient of the substrate and the effective thermal expansion coefficient of the entire optical wiring layer cannot be matched, distortion due to the thermal expansion difference between the substrate and the optical wiring layer can be reduced.
[0037]
Therefore, even when the thermal expansion coefficient of the substrate and the effective thermal expansion coefficient of the entire optical wiring layer cannot be matched, distortion due to the thermal expansion difference between the substrate and the optical wiring layer can be reduced.
[0047]
Claim 2 The described invention is claimed. 1 In the opto-electric composite wiring board described above, the photoelectric conversion element and the optical wiring are provided on the opposite side with the substrate interposed therebetween.
[0048]
Here, when the photoelectric conversion element is mounted on the substrate, the substrate is heated to a high temperature by a solder reflow process or the like.
[0049]
Therefore, the step of mounting the photoelectric conversion element on the substrate and the step of mounting the optical wiring on the substrate are performed by different processes, and the optical wiring is mounted after mounting the photoelectric conversion element on the substrate. it can. Further, even a material having a glass transition point lower than the temperature at which the substrate is heated by the step of mounting the photoelectric conversion element on the substrate can be used as a material for forming the optical wiring layer.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment shows an application example to a photoelectric composite wiring board.
[0051]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an optoelectric composite wiring board according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optoelectric composite wiring board 1 of the present embodiment includes a substrate 2 and a multichip module 3 in which an integrated circuit is combined.
[0052]
Electrical wiring (not shown) is provided on one surface side of the substrate 2. Examples of the material for forming the substrate 2 include an electronic substrate for general use, such as a glass-epoxy composite material represented by FR4, a glass-polyimide composite material, and a glass-polyphenol oxide composite material. . Practically, the material for forming the substrate 2 is limited from the viewpoint of low loss, ease of manufacture, material cost, and the like.
[0053]
In addition, as a material for forming the substrate 2, for example, a quartz waveguide substrate used for basic optical communication can be used.
[0054]
An optical wiring layer 4 is provided on one surface side of the substrate 2. The optical wiring layer 4 includes a core 5 made of a polymer material, and a pair of clad layers 6 (6a, 6a, 6a) formed of a polymer material sandwiching the core 5 and having a refractive index lower than that of the core 5. 6b). Of the pair of clad layers 6, the upper clad layer 6 a is provided on the opposite side of the substrate 2 with respect to the core 5, and the lower clad layer 6 b is provided between the core 5 and the substrate 2. In the present embodiment, an optical wiring (optical waveguide) is realized by the core 5 and the upper and lower cladding layers 6a and 6b constituting the optical wiring layer 4. Although the description is omitted because it is a known technique, the optical wiring functions to transmit an optical signal. The core 5 of the present embodiment generates multi-mode light propagation in a mode of several tens of thousands with respect to the propagation light in the optical communication band having a wavelength of 600 to 1600 nm when an optical wiring having a length of 50 μm is formed.
[0055]
Examples of a general material for forming such an optical wiring (optical waveguide) include an epoxy material, an acrylic material, a polyphenol oxide material, and a polyimide material. Many of these materials have a coefficient of thermal expansion of 100 ppm or more.
[0056]
A coupling element 7 is provided at one end of the optical wiring layer 4. The coupling element 7 receives the optical signal transmitted from the optical wiring layer 4 with respect to the light receiving element 8 included in the multichip module 3 with high efficiency, or receives the optical signal output from the light emitting element 9 included in the multichip module 3. This is an element for coupling to the optical wiring layer 4 with high efficiency.
[0057]
The multichip module 3 is provided on one surface side of the substrate 2. The multichip module 3 of the present embodiment is provided on the same side as the side on which the optical wiring layer 4 is provided with respect to the substrate. Although not shown in detail, the multichip module 3 includes at least one photoelectric conversion element and an electronic integrated circuit that drives the photoelectric conversion element, and is a surface on the side facing the optical wiring layer 4. A light emitting element 9 and a light receiving element 8 are provided. Although the explanation is omitted because it is a known technique, the photoelectric conversion element is formed of a semiconductor or the like to which a voltage is applied, and when irradiated with light, photons form electrons and holes, or electrons It is an electronic device that generates photons by recombination of holes with holes. The photoelectric conversion element of this embodiment is intended for an electronic element such as a photodiode or a semiconductor laser that generates current when irradiated with light or generates light when applied with current. In the present embodiment, a surface emitting laser is used as the light emitting element 9. The light emitting element 9 is not limited to a surface emitting laser, and a normal semiconductor laser diode or light emitting diode can also be used. In the present embodiment, a photodiode is used as the light receiving element 8.
[0058]
The multichip module 3 transmits an optical signal transmitted through the optical wiring layer 4 and received by the light receiving element 8 to the electric wiring or causes the light emitting element 9 to emit light by an electronic integrated circuit.
[0059]
The multichip module 3 is electrically coupled to the electrical wiring provided on the substrate 2 by solder bumps 10. As a result, power is supplied to the multichip module 3.
[0060]
In the photoelectric composite wiring board 1 of the present embodiment, an adhesion layer 11 as an intermediate layer is provided between the optical wiring layer 4 and the substrate 2. As thickness of the adhesion layer 11, 1-500 micrometers is preferable, More preferably, it is 10-250 micrometers. The thermal expansion coefficient of the adhesion layer 11 is preferably set to the same thermal expansion coefficient as that of the cladding layer 6 or between the thermal expansion coefficient of the cladding layer 6 and the thermal expansion coefficient of the substrate 2.
[0061]
The adhesion layer 11 is a layer formed of a material different from that of the upper cladding layer 6a or the lower cladding layer 6b.
[0062]
Here, the different material means that the upper clad layer 6a and the lower clad layer 6b are layers that are formed of materials that are materially different from each other, or that are made of materials that have the same properties, even if they are the same material. To do.
[0063]
The adhesion layer 11 may be provided on either the upper side or the lower side of the optical wiring layer 4 or may be provided on both sides. The adhesion layer 11 is preferably provided not over a part of the optical wiring layer 4 but over the entire region where the optical wiring layer 4 is provided in the same plane.
[0064]
The adhesion layer 11 is provided so that the plane is flattened over the entire region where the optical wiring layer 4 is provided. The surface on the optical wiring layer 4 side of the adhesion layer 11 is preferably flattened so that the unevenness or surface roughness of the surface on the optical wiring layer 4 side of the substrate 2 is ½ or less. In particular, the surface on the optical wiring layer 4 side of the adhesion layer 11 is preferably flattened so that the unevenness or surface roughness of the surface on the optical wiring layer 4 side of the substrate 2 is 1/10 or less.
[0065]
Then, by providing such an adhesion layer 11 over the entire region where the optical wiring layer 4 is provided, the substrate 2 and the optical wiring layer 4 are particularly formed with respect to the substrate 2 formed of a polymer and glass. The thermal expansion coefficient difference can be reduced over the entire region where the optical wiring layer 4 is provided.
[0066]
As a material for forming the adhesion layer 11, when the adhesion layer 11 and the cladding layer 6 are integrated, the warping stress due to expansion or heat of the layer is canceled by the thermal expansion of the substrate 2 or the warping stress due to heat. It is preferable to select the material.
[0067]
In the present embodiment, the adhesion layer 11 is provided between the optical wiring layer 4 and the substrate 2. However, the present invention is not limited to this, and the adhesion layer 11 is provided on at least one side of the optical wiring layer 4. As long as it is provided.
[0068]
By the way, when the board | substrate 2 is formed using a general glass-epoxy material, the thermal expansion coefficient of this board | substrate 2 is 15-20 ppm. The thermal expansion coefficient of the polymer material forming the optical wiring layer 4 with respect to the substrate 2 is 100 ppm or more in the surface direction of the substrate 2. In this case, when there is a temperature difference of 100 degrees, the substrate wiring having a length of 100 mm expands by about 1 mm.
[0069]
That is, if the difference in thermal expansion coefficient between the material forming the substrate 2 and the material forming the optical wiring layer 4 is inappropriate, warping occurs, and even if no warping occurs, the substrate 2 and the optical wiring The layer 4 is peeled off or a positional shift occurs between the light receiving element 8 and the light emitting element 9 mounted on the substrate 2 and the coupling element 7 of the optical wiring layer 4, and as a result, the optical wiring in the optical wiring layer 4. Disconnection may occur.
[0070]
For this reason, the substrate 2 and the optical wiring layer 4 are preferably formed using the same material or a material having the same thermal expansion coefficient.
[0071]
When the effective thermal expansion coefficients of the substrate 2 and the optical wiring layer 4 are substantially matched, if the substrate 2 and the optical wiring layer 4 do not peel and do not warp, the light receiving element 8 and the light emitting element 9 are displaced. Thus, the increase in coupling loss due to the optical coupling can be prevented, and the optical coupling efficiency can be made constant. Here, “substantially coincidence” means that the difference in thermal expansion coefficient is preferably within 10 ppm, more preferably within 5 ppm.
[0072]
However, materials that can be used for the optical wiring layer 4 are limited to materials that can actually be used in terms of low loss, ease of manufacture, material cost, and the like.
[0073]
Further, as described above, a quartz waveguide substrate is used as a material for forming the substrate 2 as a basic optical communication application. However, an electronic substrate as a general application is, for example, a glass represented by FR4. It is limited to epoxy composite materials, glass-polyimide composite materials, glass-polyphenol oxide composite materials, and the like.
[0074]
On the other hand, in the present embodiment, by providing the adhesion layer 11 in close contact with the lower cladding layer 6b separately from the lower cladding layer 6b, a member that is different from the substrate 2 provided on the substrate 2 is thickened. It is possible to increase the effective strength of the clad layer 6 and the entire optical wiring layer 4 regardless of the difference in thermal expansion coefficient between them. As a result, it is possible to reduce the deformation of the optical wiring layer 4 due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate 2 and the optical wiring layer 4, and to suppress an increase in light propagation loss due to the deformation of the optical wiring layer 4. Can do.
[0075]
Further, by appropriately selecting a material so that the warping stress due to expansion or heat as an integral composite layer of the adhesion layer 11 and the clad layer 6 is offset with the thermal expansion stress due to heat or heat from the substrate 2, the substrate 2 And the deformation of the cladding layer 6 can be reduced, thereby suppressing an increase in light propagation loss.
[0076]
When the effective thermal expansion coefficients of the substrate 2 and the optical wiring layer 4 are substantially matched, an increase in coupling loss due to the positional deviation of the light receiving element 8 and the light emitting element 9 is prevented, and the optical coupling efficiency is constant. Therefore, the reliability of the coupling of the mounted light emitting / receiving elements required in the order of several μm can be greatly improved.
[0077]
Here, when the difference in thermal expansion coefficient is within 20 ppm, if the wiring length is 100 mm, the difference in length between the substrate 2 and the optical wiring layer 4 is 100 μm. Therefore, the light receiving and emitting elements provided at a pitch of 250 μm It is possible to reduce crosstalk and secure optical coupling efficiency by coupling optical elements such as lenses, and in the case of 5 ppm or less, coupling efficiency even in the case of direct coupling to a multimode optical wiring of about 50 μm Can be ensured.
[0078]
In the present embodiment, since the thermal expansion coefficient of the adhesion layer 11 is the same as that of the cladding layer 6 or between the thermal expansion coefficient of the cladding layer 6 and the thermal expansion coefficient of the substrate 2, Even when the effective thermal expansion coefficient with the optical wiring layer 4 cannot be substantially matched, distortion due to the difference in thermal expansion between the substrate 2 and the optical wiring layer 4 can be reduced. Deformation can be suppressed. As a result, stress applied to the optical wiring layer 4 can be relaxed, and loss of optical waveguide efficiency in the optical wiring layer 4 can be suppressed.
[0079]
Note that the adhesion layer 11 may be formed of an adhesive. By forming the adhesion layer 11 with an adhesive, the adhesion between the substrate 2 and the optical wiring layer 4 can be improved. At this time, it is also effective to increase the hardness by using a photo-curing agent as an adhesive. Thereby, the mechanical strength of the photoelectric composite wiring board 1 can be further improved.
[0080]
By adopting such a structure, the risk of performance degradation of the cladding layer 6 can be effectively avoided.
[0081]
Further, when the optical wiring layer 4 having a core of 50 μm is directly formed on the substrate 2, multimode light propagation in a mode of several tens of thousands occurs with respect to the propagation light in the optical communication band having a wavelength of 600 to 1600 nm.
[0082]
Here, for example, when the substrate 2 formed of FR4 is used as the substrate 2 in the opto-electric composite wiring substrate 1, the thickness is caused by deformation in the through-hole portion due to copper electrical wiring or drilling or non-uniform pressing of the glass epoxy resin. Due to non-uniformity, the substrate itself has a plurality of types of uneven shapes on the surface, or the substrate surface is rough as an optical material.
[0083]
Higher-order mode propagation loss further increases due to stress strain, deformation, or damage of the cladding layer caused by unevenness.
[0084]
Furthermore, in the case where the irregularities are caused by foreign matter such as dust having a size of 50 μm or more, the core layer is extremely deformed simultaneously with the clad layer due to the dust, so that the optical wiring is also disconnected.
[0085]
On the other hand, in the present embodiment, since the surface of the adhesion layer 11 on the optical wiring layer 4 side is flattened, an increase in optical waveguide loss in the optical wiring layer 4 can be suppressed. In addition, since the surface of the adhesion layer 11 on the optical wiring layer 4 side is flattened, it is possible to eliminate the need for patterning the adhesion layer 11 with high accuracy as in the prior art.
[0086]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Although not particularly shown, the photoelectric composite wiring board 1 of the present embodiment has the same structure as the photoelectric composite wiring board 1 shown in FIG. 1, and the material forming the adhesion layer 11 in FIG. Different from the first embodiment. Note that the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted. The same shall apply hereinafter.
[0087]
In the present embodiment, the adhesion layer 11 as an intermediate layer is formed of a viscoelastic material. The elastic modulus of the viscoelastic material is 10 3 -10 7 dyn / cm 2 Is preferably set within the range of 10 4 -10 6 dyn / cm 2 More preferably, it is set in the range. Further, the thickness of the adhesion layer 11 is preferably at least twice as large as the unevenness or surface roughness of the surface of the substrate 2 on the optical wiring layer 4 side, and more preferably at least 10 times. The thermal expansion coefficient in the adhesion layer 11 of the present embodiment is set in the same manner as the material forming the adhesion layer 11 of the first embodiment described above.
[0088]
As described above, in this embodiment, since the adhesion layer 11 is formed of a viscoelastic material, in addition to changing the effective thermal expansion coefficient in the optical wiring layer 4 by adjusting the thermal expansion coefficient. The stress generated by the difference in thermal expansion between the optical wiring layer 4 and the substrate 2 can be absorbed by viscoelasticity. Thereby, it is possible to prevent an increase in optical waveguide loss due to warpage or peeling of the substrate 2 or the optical wiring layer 4.
[0089]
Further, by forming the adhesion layer 11 from a viscoelastic material, even when the substrate 2 including the optical wiring layer 4 is sandwiched between hands or tools, the stress generated by the sandwiching is absorbed by the viscoelastic body portion. Therefore, even when the substrate 2 including the optical wiring layer 4 is sandwiched by a hand or a tool, optical waveguide loss due to warpage or peeling of the substrate 2 or the optical wiring layer 4 due to the stress generated by being sandwiched. An increase can be prevented.
[0090]
Furthermore, by providing the optical wiring layer 4 via the adhesion layer 11 formed of a viscoelastic material with respect to the substrate 2 having an uneven surface on the optical wiring layer 4 side, the viscoelastic material in the adhesion layer 11 becomes a substrate. 2 irregularities can be absorbed. Thereby, deformation and stress due to the unevenness of the optical wiring layer 4 can be reduced, and an increase in optical waveguide loss can be reduced.
[0091]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0092]
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an optoelectric composite wiring board according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in the optoelectric composite wiring board 20 of the present embodiment, the optical wiring layer 4 is directly provided on one surface side of the substrate 2. In the substrate 2 of the present embodiment, electrical wiring (not shown) is provided on the side where the optical wiring layer 4 is provided.
[0093]
An overcoat layer 21 as a protective layer is provided on the surface opposite to the substrate 2 with respect to the optical wiring layer 4. In the overcoat layer 21, a light receiving portion where light transmitted through the optical wiring layer 4 and traveling toward the light receiving element 8 passes, and a light emitting portion where light emitted from the light emitting element 9 travels toward the optical wiring layer 4 are transmitted to light. On the other hand, a window 22 formed of a material that is transparent and capable of transmitting an optical signal is provided.
[0094]
In the present embodiment, the overcoat layer 21 is provided with the window 22 formed of a material that is transparent to the light receiving and emitting portions and capable of transmitting an optical signal. For example, a window formed by securing a space without providing the overcoat layer 21 in the light receiving and emitting portions and exposing the light emitting element 9 and the light receiving element 8 to the optical wiring layer 4 is not limited. You may make it provide.
[0095]
In the present embodiment, the overcoat layer 21 is provided with the windows 22 in the light receiving and emitting portions, but the present invention is not limited to this. For example, the overcoat layer 21 itself is transparent to light. However, it may be formed of a material capable of transmitting an optical signal.
[0096]
The overcoat layer 21 does not have to be the same material as that for forming the window 22.
[0097]
The thickness of the overcoat layer 21 is preferably 1 to 500 μm. In particular, the thickness of the overcoat layer 21 is more preferably 10 to 250 μm.
[0098]
The material for forming the overcoat layer 21 is 10 3 -10 7 dyn / cm 2 Preferably having an elastic modulus set to 10 4 -10 6 dyn / cm 2 More preferably, it is set to.
[0099]
Thus, by providing the overcoat layer 21, the portion where the optical wiring layer 4 is provided can be thickened, and the mechanical strength of the portion where the optical wiring layer 4 is provided can be improved. It is possible to protect the optical wiring layer 4 from the impact of the above.
[0100]
Further, by providing the overcoat layer 21, it is possible to prevent the optical wiring layer 4 from being damaged by drilling the substrate 2 or surrounding dust. The material for forming the overcoat layer 21 is preferably a material having the same strength as that of the substrate 2 or higher than that of the substrate 2.
[0101]
In addition, by providing the overcoat layer 21, it is possible to prevent deformation and damage of the optical wiring layer 4 due to contact between the substrates 2 in an operation process of removing or attaching the photoelectric composite wiring substrate 20 to another member. Can do. In addition, since the work can be performed without requiring the carefulness required when handling the normal photoelectric composite wiring board 20, workability can be improved. Furthermore, when the opto-electric composite wiring board 20 is handled with bare hands, it is possible to prevent the optical wiring layer 4 from being contaminated by moisture or oil, or from being damaged due to an impact caused by touch. it can.
[0102]
By the way, when the optical wiring layer having a thickness of about 250 μm is directly bonded to the substrate, the extension of the upper cladding layer and the lower cladding layer in the optical wiring layer differs due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the optical wiring layer. In addition, deformation or disconnection may occur due to shear force applied to the core part.
[0103]
Even when no disconnection occurs, the vertical end face is inclined due to the difference in length between the upper cladding layer and the lower cladding layer after deformation. For example, if the thermal expansion coefficient of the optical wiring layer is 100 ppm or more with respect to the thermal expansion coefficient of the substrate of about 20 ppm, and the substrate wiring length is 100 mm, the length of heat is increased even with a temperature difference of 10 degrees. The difference is about 100 μm. Here, for example, if the thickness of the optical wiring layer is 250 μm, tan -1 An inclination of (100/250) = 22 degrees occurs. The inclination of the end face in the connection between the optical wiring layers and the connection between the optical wiring layer and the optical fiber (not shown) causes a large connection loss. Such inclination of the end face also increases coupling loss in optical coupling between the optical wiring layer, the light receiving element, and the light emitting element. Further, the deformation of the core and the clad layer also increases the loss of the optical wiring layer.
[0104]
On the other hand, as in the present embodiment, for example, by laminating a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the substrate, such as a glass epoxy material, on the upper cladding layer 6a, the thermal expansion coefficient can be reduced. It is possible to compensate for the distortion of the substrate 2 resulting from the difference and to prevent the optical wiring layer 4 from warping up and down due to heating.
[0105]
In the present embodiment, the substrate 2 and the overcoat layer 21 are the same from above and below the optical wiring layer 4 unlike the relaxation of the thermal expansion coefficient difference by the adhesion layer 11 in the first embodiment described above. Can be compensated for distortion of the optical wiring layer 4 above and below the optical wiring layer 4.
[0106]
In this way, by suppressing asymmetry due to upper and lower strains, it is possible to compensate for an inclination shift at the end face of the optical wiring layer 4.
[0107]
In addition, the substantially identical thermal expansion coefficient in the present embodiment means that the difference in thermal expansion coefficient is preferably within 10 ppm, more preferably within 5 ppm.
[0108]
By making the thermal expansion coefficients of the substrate 2 and the overcoat layer 21 substantially the same (5 ppm), for example, if the thickness of the optical wiring layer 4 is 250 μm, tan -1 (5/250) = can be suppressed to a tilt deviation of 1 degree.
[0109]
The normally used substrate 2 is a limited material such as a glass-epoxy composite material, a glass-polyimide composite material, or a glass-polyphenol oxide composite material typified by FR4. 2 is preferably the same material. In this embodiment, a glass epoxy composite material is used as a material for forming the substrate 2 and a particularly preferable glass epoxy is used as a material for forming the overcoat layer 21 because of cost, versatility, and ease of processing. .
[0110]
Furthermore, by providing the overcoat layer 21, it is possible to absorb the impact applied from the outside. For example, the optical wiring layer 4 is damaged by drill powder or dust generated by processing the substrate 2 using a drill or the like. Can be prevented.
[0111]
In this embodiment, the overcoat layer 21 is laminated on the optical wiring layer 4. However, the present invention is not limited to this, and the overcoat layer 21 is sealed so as to seal the entire optical wiring layer 4. You may make it provide. As a result, it is possible to eliminate the influence of the change in the refractive index of the optical wiring layer 4 material due to moisture absorption, and to achieve long-term stability of the optical waveguide efficiency in the optical wiring layer 4.
[0112]
By the way, fluorinated polyimide has a refractive index of 10 due to the influence of humidity. -3 It changes in order to produce a relative refractive index difference of 0.5%. For this reason, it changes to the optical waveguide characteristic different from the optical waveguide characteristic of the design value due to the influence of humidity, and the reliability of the optical waveguide efficiency by the optical wiring layer 4 is reduced, or the optical wiring layer is absorbed by long-term moisture absorption. 4 may be deteriorated. Thus, the partial change in refractive index due to humidity causes an increase in the loss of light guided by the optical wiring layer 4.
[0113]
On the other hand, such a characteristic change can be prevented by uniformly covering the optical wiring layer 4 with the overcoat layer 21.
[0114]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an optoelectric composite wiring board according to a fourth embodiment of the present invention. The photoelectric composite wiring board 30 of the present embodiment includes an adhesion layer 11 shown in FIG. 1 and an overcoat layer 21 shown in FIG. The difference in thermal expansion coefficient between the adhesion layer 11 and the overcoat layer 21 is set within 10 ppm.
[0115]
The adhesion layer 11 and the overcoat layer 21 are layers made of different materials or different processes from the optical wiring layer 4. The adhesion layer 11 and the overcoat layer 21 do not necessarily have the same configuration and materials.
[0116]
As described above, the adhesion layer 11 is provided between the substrate 2 and the optical wiring layer 4, the overcoat layer 21 is provided on the optical wiring layer 4 on the side opposite to the substrate 2, and the optical wiring layer 4 is sandwiched vertically. By doing so, distortion of the substrate 2 due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate 2 and the optical wiring layer 4 can be suppressed from above and below by the adhesion layer 11 and the overcoat layer 21.
[0117]
Moreover, the inclination in the optical wiring layer 4 edge part can be suppressed and the connection loss of the optical wiring layers 4 can be suppressed by making the thermal expansion coefficient difference of the adhesion layer 11 and the overcoat layer 21 within 10 ppm.
[0118]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view schematically showing a photoelectric composite wiring board according to the fifth embodiment of the present invention. The photoelectric composite wiring board 40 of the present embodiment is different from the photoelectric composite wiring board 30 of the third embodiment described above in that it includes an intermediate layer 41 and a protective layer 42 each composed of a plurality of layers. Different.
[0119]
As shown in FIG. 4, the intermediate layer 41 of the present embodiment is composed of a strain relaxation layer 41a and an adhesion layer 41b.
[0120]
Moreover, the protective layer 42 of this Embodiment is comprised by the overcoat layer 42a and the moisture absorption layer 42b.
[0121]
In the present embodiment, the photoelectric composite wiring board 40 including the intermediate layer 41 and the protective layer 42 each including a plurality of layers is used. However, the present invention is not limited to this, and the intermediate layer 41 or the protective layer 42 Either one may be constituted by a plurality of layers. In the present embodiment, the photoelectric composite wiring board 40 including the intermediate layer 41 and the protective layer 42 each composed of a plurality of layers is used. However, the present invention is not limited to this. It may be an opto-electric composite wiring board provided with either a layer or a protective layer.
[0122]
The material for forming the overcoat layer 42a, the moisture absorption layer 42b, the strain relaxation layer 41a and the adhesion layer 41b and the thickness of each layer are appropriately adjusted according to the performance of each layer, and the overcoat layer 42a and the moisture absorption layer 42b. The material for forming the strain relaxation layer 41a and the adhesion layer 41b is not necessarily the same, or the overcoat layer 42a, the moisture absorption resistant layer 42b, the strain relaxation layer 41a, and the adhesion layer 41b are not necessarily required to have the same thickness. Absent.
[0123]
In this way, by configuring the intermediate layer 41 and the protective layer 42 by a plurality of layers, materials optimal for each effect can be selectively used. In addition, since an optimum process can be selected for each material, a highly reliable layer can be formed.
[0124]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the photoelectric composite wiring board according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the photoelectric composite wiring board 50 of the present embodiment, the multichip module 3 including the light receiving element 8 and the light emitting element 9 and the optical wiring layer 4 are mutually connected with the substrate 2 in between. It is arranged to be located on the opposite side.
[0125]
In the substrate 2, a through hole 51 through which light is transmitted is formed in order to couple an optical signal guided by the optical wiring layer 4 to the light receiving element 8 and the light emitting element 9.
[0126]
The optical wiring layer 4 is directly provided with respect to the substrate 2 on the opposite side of the substrate 2 with respect to the multichip module 3. An overcoat layer 21 as a protective layer is provided on the opposite side of the optical wiring layer 4 from the substrate 2.
[0127]
In this embodiment, the overcoat layer 21 is provided on the opposite side of the substrate 2 with respect to the optical wiring layer 4. However, the present invention is not limited to this, and the optical wiring layer 4 is in close contact with the substrate 2. You may make it provide through a layer. Further, an overcoat layer may be laminated on the optical wiring layer 4 provided on the substrate 2 via an adhesion layer.
[0128]
By the way, in the solder reflow process of mounting the multichip module 3 on the substrate 2, it is necessary to heat the substrate 2 provided with the optical wiring layer 4 to 300 ° C. and mount the multichip module 3. In this solder reflow process, the difference in the thermal expansion coefficient between the material forming the optical wiring layer 4 and the material forming the substrate 2 has been remarkably exhibited so far, and the optical wiring in the optical wiring layer 4 is broken or the optical waveguide loss is reduced. May increase.
[0129]
On the other hand, in the present embodiment, the multichip module 3 and the optical wiring layer 4 are arranged on the opposite sides with the substrate 2 in between, so that the mounting of the multichip module 3 on the substrate 2 and the substrate 2 Since the mounting of the optical wiring layer 4 can be performed in a separate process, various adverse effects generated on the optical wiring layer 4 in order to mount the multichip module 3 on the substrate 2 can be excluded. Accordingly, the optical wiring layer 4 can be mounted after the multichip module 3 is mounted on the substrate 2, and the deterioration of the optical wiring layer 4 due to the heating process for mounting the multichip module 3 on the substrate 2 is suppressed. Can do.
[0130]
Here, the epoxy material has a low optical waveguide efficiency but has a glass transition point of 300 ° C. or lower, so that there has been a concern that the epoxy material may be deformed by heat applied during the solder reflow process.
[0131]
On the other hand, in the present embodiment, the mounting of the multichip module 3 on the substrate 2 and the mounting of the optical wiring layer 4 on the substrate 2 can be performed in different processes. For example, like an epoxy material, The optical wiring layer 4 can be formed using a material having a glass transition point of 300 ° C. or lower. As a result, a material more suitable as a material for forming the optical wiring layer 4 such as low optical waveguide efficiency can be used, and a low-loss optical waveguide can be more effectively mounted.
[0132]
【The invention's effect】
Book According to the photoelectric composite wiring board of the invention, the optical wiring layer can be securely fixed to the substrate and the portion where the optical wiring layer is provided can be thickened. It is possible to improve the optical waveguide loss due to the deformation of the optical wiring due to the poor adhesion of the optical wiring layer to the substrate, and to ensure the stability of the optical waveguide performance over a long period of time.
[0138]
Claim 1 According to the described invention, for example, a difference in thermal expansion coefficient from a material normally used as a material for forming a substrate, such as a glass-epoxy composite material, a glass-polyimide composite material, or a glass-polyphenol oxide composite material, The size can be reduced by selecting the material to be formed.
[0145]
Claim 2 According to the described invention, the claims 1 In the photoelectric composite wiring board described, when the photoelectric conversion element is mounted on the substrate, the substrate is heated to a high temperature by a solder reflow process or the like. On the other hand, the process of mounting the optical wiring is performed by a separate process, and the optical wiring can be mounted after mounting the photoelectric conversion element on the substrate. Therefore, the optical wiring is mounted by mounting the photoelectric conversion element on the substrate. The layer can be prevented from deteriorating, and an optical wiring layer is formed even if the material has a glass transition point lower than the temperature at which the substrate is heated by the process of mounting the photoelectric conversion element on the substrate. Therefore, it is possible to select a material with low optical waveguide loss regardless of the glass transition point, and to reduce optical waveguide loss more reliably. It can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a photoelectric composite wiring board according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a photoelectric composite wiring board according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a photoelectric composite wiring board according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a photoelectric composite wiring board according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a photoelectric composite wiring board according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a conventional photoelectric composite wiring board.
[Explanation of symbols]
1 Photoelectric composite wiring board
2 Substrate
4 Optical wiring layer
11 Middle layer
20 Opto-electric composite wiring board
21 Protective layer
30 Photoelectric composite wiring board
40 Opto-electric composite wiring board
41 middle class
42 Protection Phase
50 Opto-electric composite wiring board

Claims (2)

電気信号を伝達する電気配線が設けられた基板と、
前記基板に設けられて光信号を伝達する光配線を有する光配線層と、
前記電気配線に対して電気的に接続されて前記光配線が伝達する光信号を光電変換する光電変換素子と、
前記基板と前記光配線との間に設けられて前記基板と前記光配線層との密着性を向上させる中間層と、
を具備する光電気複合配線基板において、
前記中間層は、ガラス布またはガラス不織布と高分子材料との複合材料によって形成されていることを特徴とする光電気複合配線基板。
A substrate provided with electrical wiring for transmitting electrical signals;
An optical wiring layer provided on the substrate and having an optical wiring for transmitting an optical signal;
A photoelectric conversion element that photoelectrically converts an optical signal that is electrically connected to the electrical wiring and transmitted by the optical wiring;
An intermediate layer provided between the substrate and the optical wiring to improve the adhesion between the substrate and the optical wiring layer;
In the photoelectric composite wiring board comprising:
The said intermediate | middle layer is formed with the composite material of a glass cloth or a glass nonwoven fabric, and a polymeric material, The photoelectric composite wiring board characterized by the above-mentioned.
前記光電変換素子と前記光配線層とは、前記基板を間にして反対側に設けられている請求項1に記載の光電気複合配線基板。The photoelectric composite wiring board according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element and the optical wiring layer are provided on opposite sides with the substrate interposed therebetween.
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