JP4498102B2 - 光電気配線板、および、光通信用デバイス - Google Patents
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Description
そして、このような電子機器に用いるフレックスリジッド基板としては、種々のものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、上述したような電子機器では、高性能化、多機能化に伴い、処理情報量の大容量化、情報処理の高速化が求められている。
また、各素子間の信号伝送を全て光信号で行う場合には、電源供給およびグランドを各リジッド部で行う必要があるが、一部を光信号で行い、残りを電気信号で行う場合には、電源供給およびグランドを一箇所で行うことができる。
上記リジッド部には、光素子および/または光素子を実装したパッケージ基板を搭載するための外部接続端子と、上記光素子および/または光素子を実装したパッケージ基板を上記外部接続端子に搭載した際に、その一端が上記光素子と光学的に接続する光信号通過領域と、上記光信号通過領域と光学的に接続した光配線とが形成されており、
上記フレックス部のうち、少なくとも1つのフレックス部には、上記リジッド部に形成された光配線と光学的に接続した光配線のみが形成されており、他の少なくとも1つのフレックス部には、導体回路のみが形成されていることを特徴とする。
また、上記光電気配線板において、上記光配線は、光導波路であることが望ましい。
また、上記光信号通過領域には、光路変換部材が配設されており、上記光路変換部材は、上記光素子に固定されているか、または、上記光素子が実装されたサブマウント基板に固定されており、上記光素子と、上記光路変換部材と、上記リジッド部に形成された上記光配線とが光学的に接続していることが望ましい。
そして、フレックス部を介して接続されたリジッド部のそれぞれに光学素子等が実装されている場合には、リジッド部がパッケージ基板として機能し、パッケージ基板間を光配線を介して接続した光通信用デバイスとして機能することができる。
本発明の光電気配線板は、基板の両面に導体回路と絶縁層とが積層形成されたリジッド部と、複数の屈曲可能なフレックス部とが一体化してなる光電気配線板であって、
上記リジッド部には、光素子および/または光素子を実装したパッケージ基板を搭載するための外部接続端子と、上記光素子および/または光素子を実装したパッケージ基板を上記外部接続端子に搭載した際に、その一端が上記光素子と光学的に接続する光信号通過領域と、上記光信号通過領域と光学的に接続した光配線とが形成されており、
上記フレックス部のうち、少なくとも1つのフレックス部には、上記リジッド部に形成された光配線と光学的に接続した光配線のみが形成されており、他の少なくとも1つのフレックス部には、導体回路のみが形成されていることを特徴とする。
なお、上記リジッド部には、後述するように、必要に応じて、最外層にソルダーレジスト層が形成されていてもよい。
また、本発明の光電気配線板において、リジッド部とフレックス部とが一体化してなるとは、両者の間で光信号を伝送することができるように構成されていることをいい。その具体的な態様は特に限定されない。
図1は、本発明の光電気配線板の一実施形態を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、光電気配線板100は、基板121の両面に導体回路125と絶縁層122とが順次積層形成され、導体回路同士を接続するための非貫通バイアホール127が形成されたリジッド部100a、100cと、基板121の異なる面のそれぞれに導体回路125と光導波路150とが形成されたフレックス部100bとから構成されている。
ここで、リジッド部100a、100cを構成する基板と、フレックス部100bを構成する基板とは、1枚の基板121である。従って、リジッド部100a、100cとフレックス部100bとは一体化している。
また、フレックス部の基板121の光導波路150が形成された側と反対側の面には、導体回路125が形成されており、さらに、この導体回路125上には、導体回路125aを保護するようにカバーレイ126が形成されている。
また、この光信号通過領域142a、142bは、その内部の一部に、樹脂組成物147が充填されている。
また、フレックス部100bでは、基板121上の異なる面に光導波路150と導体回路125aとが形成されている。
従って、光電気配線板100では、光電気配線板100を構成するリジッド部同士の間での信号伝送を光信号により行うことができ、さらに、電気信号も伝送することができる。
このように、リジッド部を構成する基板および絶縁層の一部を貫通するように光信号通過領域が形成されている場合には、リジッド部を構成する基板および絶縁層のうち、光信号通過領域が貫通していない階層では、導体回路や非貫通バイアホール等を光信号通過領域を迂回することなく、自由に形成することができるため、電気配線に関して、高密度配線を達成するのに適している。
(a)は、図1に示した光電気配線板のA−A線断面図であり、(a)に示すように、基板121の一方の面(図中、上面)には、導体回路125がこの導体回路125がカバーレイ126で保護されており、他方の面(図中、下側)にはコア151とクラッド152とからなる光導波路150が形成されている。
図2(b)〜(d)は、それぞれ、本発明の光電気配線板を構成するフレックス部の別の実施形態を模式的に示す断面図である。
なお、導体回路125上には、(a)に示したフレックス部と同様、カバーレイ126が形成されている。
なお、導体回路125上には、(a)に示したフレックス部と同様、カバーレイ126が形成されている。
なお、導体回路125上には、(a)に示したフレックス部と同様、カバーレイ126が形成されている。
図3は、本発明の光電気配線板の別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
図3に示すように、光電気配線板200は、基板221の両面に導体回路225と絶縁層223、222とが順次積層形成され、導体回路同士を接続するための非貫通バイアホール227が形成されたリジッド部200a、200cと、基板221の両面に導体回路225とが形成されたフレックス部200bとから構成されている。
ここで、リジッド部200a、200cを構成する基板と、フレックス部200bを構成する基板とは、1枚の基板221である。従って、リジッド部200a、200cとフレックス部200bとは一体化している。
また、樹脂層221aは、光信号通過領域242a、242bの一部を構成するため、伝送光に対してある程度の透過性を有している。なお、具体的な材質については後述する。
また、本明細書において、伝送光に対してある程度の透過性を有しているとは、伝送光の透過率が25〜30℃において、60%/30μm以上であることをいう。なお、伝送光に対してある程度の透過性を有しているものを、伝送光に対して透明であるともいう。
また、フレックス部の基板221の両面には、導体回路225が形成されており、さらに、この導体回路225上には、導体回路225を保護するようにカバーレイ226が形成されている。
また、この光信号通過領域242a、242bは、その内部の一部に、樹脂組成物247が充填されている。
従って、光電気配線板200では、光電気配線板200を構成するリジッド部同士の間での信号伝送を光信号により行うことができ、さらに、フレックス部に形成された導体回路が信号パターンである場合には、電気信号も伝送することができる。
フレックス部に導体回路が形成されておらず、光配線のみが形成されている場合には、各リジッド部において電源供給を行う必要があるのに対し、フレックス部に形成された導体回路が、電源パターンやグランドパターンである場合には、複数のリジッド部のうちの一箇所で電源を供給すれば良く、光電気配線板の小型化、高密度実装に好都合であるからである。
図4−1は、本発明の光電気配線板の別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
図4−1に示すように、光電気配線板300は、光導波路フィルム350とその両端を覆うように形成された絶縁層323とからなる基板321a、その両面に導体回路325が形成された基板321b、絶縁層323、322および導体回路325から構成されている。
また、導体回路同士を接続するための非貫通バイアホール327が形成されている。
そして、基板321a、321bに絶縁層322、323が積層された部分が、リジッド部300a、300cを構成し、絶縁層が積層されていない部分がフレックス部300bを構成している。基板321a、321bは、リジッド部およびフレックス部の構成部材となっており、リジッド部300a、300cとフレックス部300bとは一体化している。
また、この光信号通過領域342a、342bは、その内部の一部に、樹脂組成物347が充填されている。
光電気配線板300では、基板を貫通しないように光信号通過領域が形成されていることとなる。
従って、光電気配線板300では、光電気配線板300を構成するリジッド部同士の間での信号伝送を光信号により行うことができ、さらに、フレックス部に形成された導体回路が信号パターンである場合には、電気信号も伝送することができる。
その理由は上述した通りである。
具体的には、例えば、図4−2に示すような形態を有する光電気配線板であってもよい。
図4−2(a)は、本発明の光電気配線板の別の一実施形態の外形を模式的に示す斜視図であり、(b)は、(a)のA−A′線断面図であり、(c)は、B−B′線断面図である。
リジッド部1900aは、基板921aの片面に光導波路950が形成され、さらに光導波路950が形成された面と反対側の面にカバーレイ926が形成されて構成されており、また、リジッド部1900bは、基板921bの両面に導体回路925が形成され、さらにこの導体回路925を保護するためのカバーレイ926が形成されて構成されている。光導波路950は、コア951とクラッド952とから構成されており、さらに、光路変換ミラー953が形成されている。
また、絶縁層を挟んだ導体回路同士を接続するための非貫通バイアホール927が形成されている。
このように、基板921a、921bは、リジッド部およびフレックス部の構成部材となっており、リジッド部900a、900cとフレックス部900bとは一体化している。
また、基板921a、921bはともに、リジッド部の同一階層を構成しており、各フレックス部が、リジッド部の同一階層で一体化されるような構成を有していこととなる。
また、この光信号通過領域942a、942bは、その内部の一部に、樹脂組成物947が充填されている。
光電気配線板900では、基板を貫通しないように光信号通過領域が形成されていることとなる。
従って、光電気配線板900では、光電気配線板900を構成するリジッド部同士の間での信号伝送を光信号により行うことができ、さらに、フレックス部に形成された導体回路が信号パターンである場合には、電気信号も伝送することができる。
その理由は上述した通りである。
というのは、リジッド部のフレックス部と一体化している階層は、導体回路が形成しにくく、導体回路が形成されておらず、絶縁層のみの領域が多くなってしまう傾向にあるが、光配線が形成されたフレックス部と導体回路が形成されたフレックス部とを同一階層に形成することにより、他の階層の絶縁層に導体回路を効率よく形成することができるからである。
また、フレックス部に光配線のみが形成されている場合には、折り曲がり難い金属層が形成されておらず、折り曲がり易い樹脂のみで構成されていることとなるため、折れ曲がりによる応力集中が緩和され、フレックス部全体に応力がかかることとなるため、折り曲げによる光信号の伝播損失の増加を防止することができる。また、フレックス部に導体回路のみが形成されている場合には、フレックス部の厚さを薄くすることができるため、折り曲げ時の応力集中が緩和されやすい傾向にある。
また、同一のフレックス部に光配線と導体回路とが形成されている場合には、両者の熱膨張係数の差異に起因して光配線にクラックが発生するおそれがあるが、いずれか一方のみを形成した場合には、熱膨張係数の整合が図りやすく、クラックの発生をなくし、信頼性を向上させやすくなる。
図5、6は、それぞれ本発明の光電気配線板の別の一実施形態を模式的に示す断面図である。
図5に示す光電気配線板400は、図3に示した光電気配線板200と略同様の構成を有するものであるが、基板421の構成と光信号通過領域442a、442bの構成が若干異なる。従って、ここでは、異なる点のみを詳細に説明する。
また、光信号通過領域442a、442bは、リジッド部400a、400c全体を貫通するように形成されており、この光信号通過領域全体は、空隙により構成されている。
また、光信号通過領域542a、542bは、リジッド部500a、500c全体を貫通するように形成されており、この光信号通過領域全体は、空隙により構成されている。
この場合、基板の両面に全ての絶縁層を積層形成した後(さらには、ソルダーレジスト層を形成した後)、光信号通過領域を形成することができるため、容易に光信号通過領域を形成することができる。
また、このような光信号通過領域を形成した場合、上述したように、光路変換部材を配設することとなるが、光路変換部材は位置合わせを行いながら、接着剤で固定することにより配設することとなるため、光信号通過領域の形成位置についての位置精度自体は、高い位置精度が要求されないため、加工が容易である。
また、絶縁層は、伝送光に対して透明である必要がないため、従来のプリント配線板に使用するような市販品等を用いて絶縁層を形成することができ、光電気配線板を安価に製造することができる。
また、フレックス部において、光配線は、その両面に形成されていてもよいし、多層に形成されていてもよく、さらには、導体回路と光配線とが積層されていてもよい。
また、リジッド部の層数は限定されず、さらに、いずれの層において、フレックス部と一体化していてもよい。
上記光配線としては、光導波路、光ファイバシート等が挙げられる。
上記光導波路としては、ポリマー材料等からなる有機系光導波路が挙げられる。絶縁層との密着性に優れ、加工が容易だからである。
上記ポリマー材料としては、通信波長帯での吸収が少ないものであれば特に限定されず、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部が感光性化された樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体、感光性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等が挙げられる。
また、上記光導波路のコアの厚さと幅との比は、1:1に近いほうが望ましい。これは、通常、上記受光素子の受光部や上記発光素子の発光部の平面形状が円形状だからである。なお、上記厚さと幅との比は特に限定されるものではなく、通常、約1:2〜約2:1程度であればよい。
マルチモードの光導波路が望ましいのは、シングルモードの光導波路に比べて、光導波路と光学素子との位置合わせが比較的容易で、また、位置ズレに対する許容値も大きいからである。
上記粒子としては、無機粒子が望ましく、シリカ、チタニアまたはアルミナからなる粒子が望ましい。また、シリカ、チタニアおよびアルミナのうちの少なくとも2種を混合、溶融させて形成した混合組成の粒子も望ましい。
また、上記樹脂粒子等の粒子の形状は特に限定されず、球状、楕円球状、破砕状、多面体状等が挙げられる。
上記粒子径は、その下限が0.01μmで、上限が0.8μmであることがより望ましい。この範囲を外れる粒子を含んでいると、粒度分布が広くなりすぎて、樹脂組成物中に混合した際に、該樹脂組成物の粘度のバラツキが大きくなり、樹脂組成物を調製する場合の再現性が低くなり、所定の粘度を有する樹脂組成物を調製することが困難になることがあるからである。また、粒径の上限が0.8μmであると、その粒径は、0.85μmのマルチモードの波長以下となる。
上記粒子径は、その下限が0.2μmで、その上限が0.6μmであることが特に望ましい。この範囲が、樹脂組成物の塗布、光導波路のコアの形成に特に適している。さらに、形成した光導波路ごとのバラツキ、特に、コアのバラツキが最も小さくなり、光電気配線板の特性に特に優れることとなるからである。
また、この範囲の粒子径を有する粒子であれば、2種類以上の異なる粒子径の粒子が含まれていてもよい。
また、上記光導波路がコアとクラッドとから構成されているものである場合、上記粒子は、コアとクラッドとの両方に配合されていてもよいが、コアには粒子が配合されておらず、該コアの周囲を覆うクラッドにのみ粒子が配合されていることが望ましい。その理由は以下の通りである。
すなわち、光導波路に粒子を配合する場合、該粒子と光導波路の樹脂成分との密着性によっては、粒子と樹脂成分との界面に空気層が生じてしまうことがあり、この場合には、この空気層により光の屈折方向が変わり、光導波路の伝送損失が大きくなることがあるのに対し、クラッドにのみ粒子が配合を配合した場合には、上述したような粒子を配合することにより、光導波路の伝送損失が大きくなるというような問題が発生することがないとともに、光導波路でクラックが発生しにくくなるとの上述した効果を得ることができるからである。
上記光ファイバとしては、特に限定されず、石英ガラス系光ファイバ(SOF)、ポリマークラッド光ファイバ(PCF)、ハードポリマークラッド光ファイバ(HPCF)、プラスチック光ファイバ(POF)等が挙げられる。これらのなかでは、厚さを薄くすることができる点からは、石英ガラス系光ファイバ(SOF)が望ましい。また、フレックス部の折り曲げ角度が小さい場合には、石英ガラス系光ファイバ(SOF)が望ましく、フレックス部の折り曲げ角度が大きい場合には、プラスチック光ファイバ(POF)が望ましい。
また、1本の光ファイバのみを周囲を樹脂組成物で覆い、フィルム状に成形したものも上記光ファイバシートとして用いることができる。
上記光路変換ミラーの形成は、後述するように、光配線を切削し、さらに必要に応じて、金属蒸着層等を形成することにより行うことができる。また、光配線に光路変換ミラーを形成する代わりに、光配線の端部の先に、光路変換部を有する部材を接着剤を介して配置してもよい。
また、上記光路変換ミラーを形成する場合、その形成角度は特に限定されず、光路に応じて適宜選択すればよいが、該光路変換ミラーは、通常、絶縁層に接する面とのなす角度が、45°または135°となるように形成する。特に、上記角度が45°となるように形成することが望ましく、この場合、その形成が特に容易である。
具体的には、例えば、エポキシ樹脂、UV硬化性エポキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、重水素化PMMA、重水素フッ素化PMMA等のアクリル樹脂、フッ素化ポリイミド等のポリイミド樹脂、重水素化シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂、ベンゾシクロブテンから製造されるポリマー等が挙げられる。
上記粒子としては、例えば、無機粒子、樹脂粒子、金属粒子等が挙げられる。
上記無機粒子としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物、炭酸カリウム等のカリウム化合物、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸マグネシウム、タルク等のマグネシウム化合物、シリカ、ゼオライト等のケイ素化合物、チタニア等のチタン化合物等からなるものが挙げられる。また、少なくとも2種類の無機材料を混合、溶融した混合組成の粒子であってもよい。
また、これらの粒子は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
また、上記粒子の形状、最大長さ、その含有量等も上記光導波路に含まれる粒子と同様であることが望ましい。
なお、本明細書において、樹脂組成物の透過率とは、長さ1mmあたりの伝送光の透過率をいう。また、上記透過率とは、25〜30℃で測定した透過率をいう。
また、上記マルチチャンネルの光配線を介した光信号を伝送することができる光信号通過領域は、全てのチャンネルの光信号を伝送することができる一括貫通孔構造を有していてもよいし、各チャンネルの光信号ごとに伝送することができる個別貫通孔構造を有していてもよい。なお、どちらの場合も、そのチャンネル数は限定されない。
また、一の光電気配線板において、一括貫通孔構造の光信号通過領域と個別貫通孔構造の光信号通過領域とが混在していてもよい。
また、上記光信号通過領域の形状が、複数の円柱が並列に並べられ、互いに隣り合う円柱の側面の一部が繋がった形状である場合には、その一部に、実際には、光信号通過領域として機能しないダミー円柱が形成されていてもよい。
上記断面の径が100μm未満では、光信号の伝送が阻害されることがあり、一方、5mmを超えても、光信号の伝送損失の向上はみられず、上記光電気配線板の小型化が難しくなる。
より望ましい径の下限は250μmであり、より望ましい径の上限は350μmである。
なお、上記光信号通過領域の上記基板および上記絶縁層を貫通する部分の断面の径とは、上記光信号通過領域が円柱状の場合にはその断面の直径、楕円柱状の場合にはその断面の長径、四角柱状や多角柱状の場合にはその断面の最も長い部分の長さをいう。また、本発明において、光信号通過領域の断面とは、光電気配線板のリジッド部の主面に平行な方向の断面をいう。
また、壁面で反射しない大きさとすべく、後述するマイクロレンズを配設することにより、光信号通過領域内をコリメート光が伝送するように設計することが望ましい。
ここで、上記光信号通過領域の壁面は、通常、絶縁層が露出しているため、絶縁層と同様の材質で構成されていることとなる。従って、絶縁層が樹脂からなるものである場合に、特に何ら処理を施さなくても、上記光信号通過領域の壁面は、樹脂により構成されていることとなる。
ただし、上記光信号通過領域の壁面には、別途、樹脂層を形成してもよく、この場合には、樹脂層がクラッドとして機能し、上記光信号通過領域の内部に充填される樹脂組成物がコアとして機能するように構成されていることが望ましい。
また、上記光信号通過領域の壁面が金属により構成されている場合、即ち、光信号通過領域の壁面に金属層が形成されている場合、この金属層は、1層から形成されていてもよいし、2層以上から構成されていてもよい。
また、上記金属層は、場合によっては、スルーホールとしての役目、即ち、基板を挟んだ導体回路間や、基板と絶縁層とを挟んだ導体回路間を電気的に接続する役目を果たすことができる。
なお、上記粗化面は、エッチング処理等により形成すればよい。
他方の最外層の絶縁層の外層側であって、上記光信号通過領域の上記光配線と光学的に接続された側の延長上の位置には、導体回路および/またはパッドが形成されていることが望ましい。
このような構成とすることにより、光配線および導体回路の高密度配線が可能となり、さらには、光学素子や各種電子部品の高密度実装が可能となる。
なお、上記パッドとは、光学素子や各種電子部品を実装するために設けられたものである。
マイクロレンズを配設することにより、光信号が、マイクロレンズで集光されることとなり、より確実に光信号を伝送することが可能となるからである。
なお、上記マイクロレンズの形状は、凸形状レンズに限定されるわけではなく、光信号を所望の方向に集光することができる形状であればよい。
通信波長光の透過率が70%/mm未満では、光信号の損失が大きく、光信号の伝送性の低下に繋がることがあるからである。上記透過率は、90%/mm以上であることがより望ましい。
上記マイクロレンズは、通常、インクジェット装置やディスペンサーを用いて配設される。
上記光学接着剤としては特に限定されず、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系等の光学接着剤を用いることができる。
上記光学接着剤の特性は、粘度:0.2〜1.0Pa・s、屈折率:1.4〜1.6、光透過率:80%/mm以上、熱膨張係数(CTE):4.0×10−5〜9.0×10−5(/℃)であることが望ましい。
具体的な光学接着剤としては、例えば、ダイキン工業社製のオプトダインUV−4000、NTTアドバンステクノロジ社製の光路結合用接着剤(屈折率1.46〜1.57)等が挙げられる。
また、上記光学接着剤の厚さは、50μm以下であることが望ましい。
インクジョット装置等でマイクロレンズを形成するための樹脂を塗布した際に、ソルダーレジスト層を形成するまでの工程条件のバラツキや放置時間に起因するマイクロレンズを配設する部位の濡れ性のバラツキにより、マイクロレンズの形状、特にサグ高さにバラツキが発生しやすいのに対し、撥水コート剤による表面処理等を施すことにより、サグ高さのバラツキを抑えることができる。
上記レンズマーカとしては、例えば、特開2002−331532号公報に開示されたもの等が挙げられる。
また、レンズマーカが形成されている場合、上記マイクロレンズは、撥水処理または親水処理が施されたレンズマーカに配設されていることが望ましい。
レンズマーカ表面が汚れていた場合、マイクロレンズの形成に用いる樹脂組成物(レンズ用樹脂組成物)が均一に広がらず、所望の形状のマイクロレンズを形成することができない原因になることがあるが、上述した撥水処理や親水処理を施すことにより、レンズマーカ表面の汚れを除去することができ、上記レンズ用樹脂組成物をレンズマーカ上に均一に広げることができるからである。
さらには、レンズマーカには、撥水処理よりも親水処理が施されていることが望ましい。
親水処理が施されている場合、レンズマーカ上にマイクロレンズを配設する際に滴下したレンズ用樹脂組成物が、レンズマーカ上の全体に広がりやすく、また、レンズマーカの外周でその樹脂の広がりが確実に停止するため、表面張力により所定の形状のマイクロレンズを形成するのに適しているからである。
本発明の光電気配線板を製造する方法としては、光配線および/または導体回路が形成された基板、導体回路やベタの導体層が形成された絶縁層、光配線、プリプレグ等の接着性絶縁材料等を必要に応じて用意し、これらを適宜積層する方法(第一の製造方法)や、光配線および/または導体回路が形成された基板を出発材料とし、これに、絶縁層や導体回路を順次積層していく方法(第二の製造方法)等を用いることができる。
(1)光配線および/または導体回路が形成された基板の用意。
具体的には、エポキシ樹脂基板、ビスマレイミド−トリアジン(BT)樹脂基板等のフレキシブルな樹脂基板等を出発材料とし、これに光配線および/または導体回路を形成する。また、基板としては、液晶ポリマーからなるものも用いることができる。液晶ポリマーは、高強度、低膨張率で、高速電気伝送に適している。
導体回路は、基板上に無電解めっき処理等によりベタの導体層を形成した後、エッチング処理を施すことにより形成することができる。また、ベタの導体層が形成された基板として、銅張積層板、RCC基板等を用いてもよい。
また、ここでは、導体回路の形成まで行わず、ベタの導体層を形成した後、後工程において、エッチング処理等を施すことにより導体回路を形成してもよい。
なお、光電気配線板の設計によっては、ベタ、メッシュ、または、複数のパターンが接続された形状の導体層が、電源パターンやグランドパターンとして機能する導体回路となる。
なお、光導波路の形成方法としては、ガラス基板等上に光導波路を形成する場合も、絶縁層等上に光導波路を形成する場合も同様の方法を用いて行うことができる。
なお、光導波路フィルムを形成する場合は、ガラス基板等にシリコン樹脂等の離形材を塗布しておいてもよい。また、ガラス基板等に光導波路を露光現像法、金型形成法等により形成しておき、3%フッ酸水溶液等に浸漬して、光導波路を剥離することにより、光導波路フィルムを形成することもできる。
上記反応性イオンエッチングを用いた方法では、(i)まず、基材や基板(以下、単に基板等という)の上に下部クラッドを形成し、(ii)次に、この下部クラッド上にコア用樹脂組成物を塗布し、さらに、必要に応じて、硬化処理を施すことによりコア形成用樹脂層とする。(iii)次に、上記コア形成用樹脂層上に、マスク形成用の樹脂層を形成し、次いで、このマスク形成用の樹脂層に露光現像処理を施すことにより、コア形成用樹脂層上にマスク(エッチングレジスト)を形成する。
(iv)次に、コア形成用樹脂層に反応性イオンエッチングを施すことにより、マスク非形成部分のコア形成用樹脂層を除去し、下部クラッド上にコアを形成する。(v)最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この反応性イオンエッチングを用いた方法は、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
(iii)次に、上記コア形成用樹脂組成物の層上に、コア形成部分に対応したパターンが描画されたマスクを載置し、その後、露光現像処理を施すことにより、下部クラッド上にコアを形成する。(iv)最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
この露光現像法は、工程数が少ないため、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、また、加熱工程が少ないため、光導波路に応力が発生しにくい。
この金型形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
(iii)次に、下部クラッド上のレジスト非形成部分にコア用樹脂組成物の塗布し、(iv)さらに、コア用樹脂組成物を硬化した後、上記コア形成用レジストを剥離することにより、下部クラッド上にコアを形成する。(v)最後に、上記コアを覆うように下部クラッド上に上部クラッドを形成し、光導波路とする。
このレジスト形成法は、光導波路を量産する際に好適に用いることができ、寸法信頼性に優れた光導波路を形成することができる。また、この方法は、再現性にも優れている。
すなわち、下部クラッドに金型形成によりコア形成用の溝を形成し、その後、この溝内にコアを形成する金型形成法でコアを形成した場合には、コアに配合される粒子は全部、コア中に入ってしまうこととなるため、コアの表面は平坦で光信号の伝送性に優れるのに対し、露光現像法でコアを形成した場合には、現像後のコアにおいて、コア表面から粒子の一部が突出していたり、コア表面に粒子がとれた窪みが形成されていたりして、コアの表面に凹凸が形成されることがあり、この凹凸によって光が所望の方向に反射しなくなり、その結果、光信号の伝送性が低下することがあるからである。
また、下部クラッドの形成に際して、クラッド用樹脂組成物をスピンコータで塗布する場合には、塗布量を多くして、回転速度の調整を行うことにより、導体回路間に充分に樹脂組成物を供給し、表面の平坦な下部クラッドを形成することができる。
また、下部クラッドを形成時には、クラッド用樹脂組成物を塗布後、フィルムを載置し、さらに平板を介して圧力を付加する等の平坦化処理を施してもよい。
なお、光導波路用樹脂組成物(クラッド用樹脂組成物、コア用樹脂組成物)の塗布は、スピンコータ以外に、ロールコーター、バーコーター、カーテンコーター等を用いることができる。
また、光ファイバシートは、ポリイミド樹脂等からなるベースフィルム(カバー樹脂層)上に、必要本数の光ファイバを光ファイバ布線装置を用いて布線した後、その周囲をポリイミド樹脂等からなる保護フィルム(カバー樹脂層)で被覆することにより形成することができる。なお、市販の光ファイバシートを用いることもできる。
上記光路変換ミラーは、光配線を基板上に取り付ける前に形成しておいてもよいし、基板上に取り付けた後に形成してもよいが、該光配線を基板上に直接形成する場合を除いて、予め光路変換ミラーを形成しておくことが望ましい。作業を容易に行うことができ、また、作業時に光電気配線板を構成する他の部材、基板や導体回路、絶縁層等に傷を付けたり、これらを破損させたりするおそれがないからである。ただし、基板上に取り付けた後に形成したほうが精度は向上する。
上記光路変換ミラーを形成する方法としては特に限定されず、従来公知の形成方法を用いることができる。具体的には、先端がV形90°のダイヤモンドソーや刃物、ブレードによる機械加工、反応性イオンエッチングによる加工、レーザアブレーション等を用いることができる。また、光導波路フィルム等の両端に光路変換ミラーを形成する場合には、該光導波路フィルム等を研磨機の冶具に固定し、両端を研磨することにより光路変換ミラーを形成してもよい。また、光路変換ミラーの反射面には、金属蒸着層を形成してもよい。
また、光路変換ミラーを形成する代わりに光路変換部材を埋め込んでもよい。
また、光導波路に90度光路変換ミラーを形成する場合には、下部クラッドの基板または絶縁層と接する面と、光路変換面とのなす角は、45度であってもよいし、135度であってもよい。
この場合には、例えば、上述した方法で作製した、必要に応じて光路変換ミラーが形成された光配線フィルムや光ファイバシートの両面に、樹脂付き片面銅箔をプレス(加熱圧着)し、さらに必要に応じてエッチング処理を施せばよい。
樹脂付き銅箔をプレスした段階で、基板の両面にベタの導体層が形成されたこととなり、エッチング処理を施すことにより、導体回路が形成されることとなる。
また、長さ方向が、基板の大きさよりも小さい光配線であって、その両端に光路変換ミラーが形成された基板が形成されていてもよい。
上記(1)の工程と同様の方法で、絶縁層(基板)にベタの導体層や導体回路を形成すればよいし、市販の樹脂付き片面銅箔や、樹脂付き両面銅箔を準備してもよい。
上記絶縁層の材質としては、エポキシ樹脂、BT樹脂等が挙げられる。また、基板や絶縁層と同一の材料であることが望ましい。
上記光路用貫通孔の形成は、例えば、ドリル加工やルータ加工、レーザ処理等により行う。
上記レーザ処理において使用するレーザとしては、第二の製造方法でバイアホール用開口の形成において使用するレーザと同様のもの等が挙げられる。
上記ドリル加工においては、多層配線板の認識マークを読み、加工位置を補正してドリル加工を行う認識マークの認識機能付き装置を用いることが望ましい。
ここでは、設計に応じて、一括貫通孔構造や個別貫通孔構造の光信号通過領域に対応した光路用貫通孔を形成する。
側面の一部が繋がった、隣り合う円柱を連続して形成しようとすると、ドリルの先端が既に形成された円柱の方向へ逃げようとしてドリルの先端ふれが発生し、ドリル加工時の精度が低下することがあるからである。
上記デスミア処理は、例えば、過マンガン酸溶液による処理や、プラズマ処理、コロナ処理等を用いて行うことができる。なお、上記デスミア処理を行うことにより、光路用貫通孔内の樹脂残り、バリ等を除去することができ、完成した光信号通過領域における壁面での光の乱反射に起因した光信号の伝送損失の増加を防止することができる。
また、光路用貫通孔の壁面には、円柱形状の砥石等を用いて研磨処理をほどこしてもよい。
光路用貫通孔内に、未硬化の樹脂組成物を充填した後、硬化処理を施すことにより、その端部が最外層の絶縁層の表面よりも突出している光信号通過領域を形成することができる。
具体的な未硬化の樹脂組成物の充填方法としては特に限定されず、例えば、印刷やポッティング等の方法を用いることができる。
さらに、金属層を形成した場合には、その表面に表面粗さRaは、0.1〜5μm程度の粗化面を形成してもよい。
上記(1)の工程と同様の方法で、光導波路フィルムや光ファイバシートを作製し、必要に応じて、光路変換ミラーを形成しておけばよい。
上記接着性絶縁材料としては、例えば、プリプレグ、接着フィルム等のシート状材料、液状樹脂組成物等が挙げられる。また、上記接着性絶縁材料の材質としては、エポキシ樹脂、BT樹脂等が挙げられる。
透過率が60%/30μmである場合、1mm当りの透過率は4.0×10−6%/1mmであり、厚さ35μmで用いた場合の伝送損失および厚さ50μmで用いた場合の伝送損失は、それぞれ2.5dB、3.7dBであり、70%/30μmである場合、1mm当りの透過率は6.9×10−4%/1mm、厚さ35μm、50μmで用いた場合の伝送損失は、それぞれ1.8dB、2.6dBであり、80%/30μmである場合、1mm当りの透過率は5.9×10−2%/1mm、厚さ35μm、50μmで用いた場合の伝送損失は、それぞれ1.1dB、1.6dBであり、90%/30μmである場合、1mm当りの透過率は3.0%/1mm、厚さ35μm、50μmで用いた場合の伝送損失は、それぞれ0.53dB、0.76dBであり、97%/37μmである場合、1mm当りの透過率は36%/1mm、厚さ35μm、50μmで用いた場合の伝送損失は、それぞれ0.15dB、0.22dBであり、この程度の損失であれば、光電気配線板における2.5Gbpsの光伝送における許容損失18dB、10Gbpsの光伝送における許容損失14dBに対して比較的小さな損失となるため、光信号を伝送することができる。
なお、透過率は伝送距離に応じて選択してもよく、具体的には、50〜100cmの長い距離の光伝送を行う場合には、透過率が高い材料を用いて伝播損失をできるだけ小さくすることが望ましいが、30cm以下の短い距離を伝送する場合は、ある程度の透過性を有するものを用いればよい。
このような透過率の高い樹脂、具体的には、透過率が70%/1mmの樹脂を30μmの厚さで用いた場合、その伝送損失は0.05dB程度、透過率が90%/1mmの樹脂を30μmの厚さで用いた場合、その伝送損失は0.01dB程度と極めて小さくすることができる。
また、位置合わせは、例えば、予めコアに形成しておいたアライメントマークを基準に行えばよい。
また、上記接着性絶縁材料は、Bステージ状態で使用してもよいし、他の部材の片面または両面に塗布して使用してもよい。
また、上述した方法でプレスを行う場合、最外層(熱板と接することとなる面)は、ベタの導体層で構成されていることが望ましい。例えば、最外層が導体回路が形成されている場合、熱板から伝わる圧力が不均一となり(導体回路形成領域に伝わる圧力が、非形成領域に比べて大きくなる)、その結果、各層を構成する導体回路、絶縁層、光配線にうねりが発生してしまうことがある。特に、光配線にうねりが発生した場合には、伝送損失が増大する原因となり、また、不均一な圧力は、光配線の位置ズレの原因ともなる。
上記プレスの条件としては、例えば、圧力が20〜50kg/cm2で、プレス時間が、温度180℃以上の時間が40分間以上で、トータルプレス時間が150分間等が挙げられる。
このような工程を経ることにより、リジッド部とフレックス部とが一体化してなる配線板を作製することができる。
また、フレックス部には、必要に応じて、カバーレイを張り付けてもよい。また、後工程でめっき処理等を施す場合には、めっき液等からフレックス部を保護すべく、ドライフィルムやめっきレジストを積層しておき、工程終了後、剥離してもよい。
上記貫通バイアホールの形成は、例えば、リジッド部の絶縁層全体を貫通する貫通孔をドリル加工等により形成し、その後、この貫通孔の壁面にめっき等により導体層を形成することにより形成することができる。
また、この工程では、絶縁層全体を貫通する光路用貫通孔(光信号通過領域)を形成してもよい。上記光路用貫通孔の径は特に限定されないが、通常、0.3〜0.5mm程度である。
なお、バイアホール用貫通孔と光路用貫通孔との形成は、同時におこなってもよいし、別々におこなってもよい。光路用貫通孔の形成方法は上述したとおりである。
このような非貫通バイアホールの形成は、例えば、内層に形成された一つの導体回路に向かって、積層された絶縁層の両面からレーザ加工により非貫通孔を形成し(この場合、それぞれの非貫通孔は、上記した導体回路の両面を底とする有低孔となる)、その後、非貫通孔の壁面(内部全体であってもよい)にめっき等により導体層を形成することにより行うことができる。
また、最外層がベタの導体である場合には、この工程で、エッチング処理等により最外層の導体回路を形成してもよい。
上記ソルダーレジスト層は、未硬化のソルダーレジスト組成物を塗布した後、硬化処理を施したり、上記ソルダーレジスト組成物からなるフィルムを圧着し、さらに必要に応じて、硬化処理を施したりすることにより形成することができる。
上記光路用開口は、例えば、上記ソルダーレジスト組成物を塗布した後、露光現像処理を施すことにより形成することができる。
また、光路用開口の形成と同時に半田バンプ形成用開口(ICチップや光学素子を実装するための開口)を形成してもよい。勿論、光路用開口と半田バンプ形成用開口とは別々に形成してもよい。
また、ソルダーレジスト層を形成する際に、予め、所望の位置に開口を有する樹脂フィルムを作製し、該樹脂フィルムを張り付けることにより、光路用開口や半田バンプ形成用開口を有するソルダーレジスト層を形成してもよい。
また、この工程で形成した光路用開口内には、光路用貫通孔内に充填した樹脂組成物と同様の樹脂組成物を充填してもよい。なお、光路用貫通孔の形成自体をソルダーレジスト層の形成後におこなってもよい。
なお、マイクロレンズの配設は、上記ソルダーレジスト層として透明ソルダーレジスト層を形成した場合には、そのソルダーレジスト層上に配設すればよい。
上記撥水コート剤による処理を行う場合には、まず、マイクロレンズを形成する部分に対応する部分が開口したマスクを行い、次にスプレー塗布やスピンコータでの塗布により撥水コート剤を塗布し、その後、撥水コート剤を自然乾燥させ、さらにマスクを剥がすことにより表面処理を終了する。なお、撥水コート剤層の厚さは、通常、1μm程度である。ここでは、メッシュ版やレジスト形成したマスクを用いればよい。
なお、撥水コート剤による処理を行う場合には、マスクを用いることなく、ソルダーレジスト層全体に撥水コート剤による処理を施してもよい。
また、上記O2プラズマによる親水処理を行う場合には、まず、ソルダーレジスト層上のマイクロレンズを形成する部分に対応する部分が開口したマスクを行い、次に、O2プラズマ処理を行い、さらにマスクを剥がすことにより表面処理を終了する。ここでは、メタル版やレジスト形成したマスクを用いればよい。
また、上記撥水処理(撥水コート剤による処理含む)と親水処理とを組み合わせて行うことが望ましい。
上記ソルダーレジスト層上にマイクロレンズを直接配設する方法としては、例えば、未硬化の光学レンズ用樹脂を樹脂組成物上に適量滴下し、この滴下した未硬化の光学レンズ用樹脂に硬化処理を施す方法が挙げられる。
上記方法において、未硬化の光学レンズ用樹脂をソルダーレジスト層上に適量滴下する際には、ディスペンサー、インクジェット、マイクロピペット、マイクロシリンジ等の装置を用いることができる。また、このような装置を用いてソルダーレジスト層上に滴下した未硬化の光学レンズ用樹脂は、その表面張力により球形になろうとするため、上記ソルダーレジスト層上で半球状となり、その後、半球状の未硬化の光学レンズ用樹脂に硬化処理を施すことで、ソルダーレジスト層上に半球状のマイクロレンズを形成することができるのである。
なお、このようにして形成するマイクロレンズの直径や曲面の形状等は、ソルダーレジスト層と未硬化の光学レンズ用樹脂との濡れ性を考慮しながら、適宜未硬化の光学レンズ用樹脂の粘度等を調整することで制御することができる。
すなわち、上記半田バンプ形成用開口を形成することにより露出した導体回路部分を、必要に応じて、ニッケル、パラジウム、金、銀、白金等の耐食性金属により被覆し、半田パッドとする。
上記被覆層は、例えば、めっき、蒸着、電着等により形成することができるが、これらのなかでは、被覆層の均一性に優れるという点からめっきにより形成することが望ましい。
なお、半田パッドの形成は、上述したマイクロレンズ配設工程の前に行うこととしてもよい。
ここで用いる半田の組成は特に限定されず、Sn/Pb、Sn/Pb/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu等どのような組成であってもよい。
このような工程を経ることにより、本発明の光電気配線板を製造することができる。
第二の製造方法では、光配線および/または導体回路が形成された基板を出発材料とし、これに、絶縁層や導体回路を順次積層していくこととなる。
また、第二の製造方法では、出発材料となる基板の両面に同時に、絶縁層や導体回路を積層していってもよいが、光信号通過領域を形成する工程が必要な場合には、片面ずつ積層形成していくことが望ましい。
上記基板は、第一の製造方法の(1)の工程と同様の方法で作製することができる。
上記絶縁層は、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂や、これらと熱可塑性樹脂と含む樹脂複合体等を用いて形成すればよい。
具体的には、まず、未硬化の樹脂をロールコーター、カーテンコーター等により塗布したり、樹脂フィルムを熱圧着したりすることにより樹脂層を形成し、その後、必要に応じて、硬化処理を施すとともに、レーザ処理や露光現像処理によりバイアホール用開口を形成することにより絶縁層を形成することができる。
また、上記熱可塑性樹脂からなる樹脂層は、フィルム状に成形した樹脂成形体を熱圧着することにより形成することができる。
上記感光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。
また、上記熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂としては、例えば、上記した熱硬化性樹脂の熱硬化基とメタクリル酸やアクリル酸とをアクリル化反応させたもの等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリスルフォン(PSF)、ポリフェニレンスルフォン(PPS)ポリフェニレンサルファイド(PPES)、ポリフェニレンエーテル(PPE)ポリエーテルイミド(PI)等が挙げられる。
上記粗化面形成用樹脂組成物とは、例えば、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも1種からなる粗化液に対して難溶性の未硬化の耐熱性樹脂マトリックス中に、酸、アルカリおよび酸化剤から選ばれる少なくとも1種からなる粗化液に対して可溶性の物質が分散されたものである。
なお、上記「難溶性」および「可溶性」という語は、同一の粗化液に同一時間浸漬した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可溶性」といい、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上「難溶性」と呼ぶ。
また、この工程では、必要に応じて、全ての絶縁層を貫通するバイアホール用開口を形成してもよい。
まず、セミアディティブ法による導体回路の形成方法を説明する。
具体的には、まず、絶縁層の表面に、無電解めっきやスパッタリング等により薄膜導体層を形成し、次いで、その表面の一部にめっきレジストを形成した後、めっきレジスト非形成部に電解めっき層を形成する。次に、めっきレジストと、該めっきレジスト下の薄膜導体層とを除去し、導体回路を形成する。
また、上記薄膜導体層の厚さは、0.1〜2.0μmが望ましい。
また、上記薄膜導体層形成前には、絶縁層の表面に粗化面を形成しておいてもよい。
また、上記電解めっき層の厚さは5〜20μmが望ましい。上記電解めっき層を形成するための電解めっきとしては、銅めっきが望ましい。
また、上記導体回路を形成した後、必要に応じて、絶縁層上の触媒を酸や酸化剤を用いて除去してもよい。電気特性の低下を防止することができるからである。
この場合は、絶縁層の表面に、無電解めっきやスパッタリング等により薄膜導体層を形成し、次いで、必要に応じて、電解めっき等により、導体層の厚付けを行う。
その後、導体層の表面の一部にエッチングレジストを形成し、エッチングレジスト非形成部に導体層を除去することより導体回路を形成する。
なお、電解めっきやエッチング等は、例えば、セミアディティブ法で用いた方法と同様の方法を用いることができる。
このような工程を経ることにより、導体回路と非貫通バイアホールとを形成することができる。
その後、必要に応じて、(3)および(2)の工程を繰り返すことにより、導体回路と絶縁層とを積層形成してもよい。
このような(1)〜(4)の工程を繰り返すことにより、リジッド部を構成する基板上に、導体回路や光配線、絶縁層が形成され、フレックス部を構成する基板上に導体回路および/または光配線が形成された多層配線板を製造することができる。
ここで、光信号通過領域は、その端部が、最外層の絶縁層の表面よりも突出するように形成してもよい。
また、この工程で、光信号通過領域を形成する際には、光信号通過領域の壁面に金属層を形成してもよい。金属層を形成することなく、光路用貫通孔の壁面に必要に応じてデスミア処理を施した後、光路用貫通孔内に樹脂組成物を充填した場合には、樹脂組成物にボイドが発生するおそれがあるが、上記金属層を形成することにより、ボイドが発生するおそれが少なくなる。
また、上記金属層を形成した場合、その表面には、粗化処理を施すことが望ましく、その場合、表面粗さRaは、0.1〜5μm程度であることが望ましい。粗化処理を施すことにより、樹脂組成物との密着性が向上することとなるからである。
また、光信号通過領域の壁面には、別途、樹脂層を形成してもよい。
(a)まず、最外層の絶縁層上に、上記(3)の工程で用いた方法と同様の方法を用いて、薄膜導体層を形成し、次いで、必要に応じて、電解めっき等により、導体層の厚付けを行う。
上記光路用貫通孔の形成は、例えば、ドリル加工やルータ加工、レーザ処理等により行う。
上記レーザ処理において使用するレーザとしては、上記バイアホール用開口の形成において使用するレーザと同様のもの等が挙げられる。
上記ドリル加工においては、多層配線板の認識マークを読み、加工位置を補正してドリル加工を行う認識マークの認識機能付き装置を用いることが望ましい。
ここでは、設計に応じて、一括貫通孔構造や個別貫通孔構造の光信号通過領域に対応した光路用貫通孔を形成する。
側面の一部が繋がった、隣り合う円柱を連続して形成しようとすると、ドリルの先端が既に形成された円柱の方向へ逃げようとしてドリルの先端ふれが発生し、ドリル加工時の精度が低下することがあるからである。
上記デスミア処理は、例えば、過マンガン酸溶液による処理や、プラズマ処理、コロナ処理等を用いて行うことができる。なお、上記デスミア処理を行うことにより、光路用貫通孔内の樹脂残り、バリ等を除去することができ、完成した光信号通過領域における壁面での光の乱反射に起因した光信号の伝送損失の増加を防止することができる。
また、光路用貫通孔の壁面には、円柱形状の砥石等を用いて研磨処理をほどこしてもよい。
光路用貫通孔内に、未硬化の樹脂組成物を充填した後、硬化処理を施すことにより、その端部が最外層の絶縁層の表面よりも突出している光信号通過領域を形成することができる。
具体的な未硬化の樹脂組成物の充填方法としては特に限定されず、例えば、印刷やポッティング等の方法を用いることができる。
ここで、エッチング処理は、上記(3)の工程で用いた方法と同様の方法により行うことができる。
すなわち、上記(a)の工程において、薄膜導体層を形成した後、導体層の厚付けを行うことなく、上記(c)の工程までを行い、上記(d)の工程において、薄膜導体層上にめっきレジストを形成した後、めっきレジスト非形成部に、電解めっき層を形成し、その後、電解めっき層の除去と、このめっきレジスト下の薄膜導体層の除去とを行うことにより、導体回路と光信号通過領域とを形成してもよい。
なお、上記光信号通過領域は、必要に応じて形成すればよく、光信号通過領域を形成しない場合には、上記(3)の工程と同様の方法を用いることにより、最外層の導体回路を形成すればよい。
光信号通過領域を形成する前に、光配線を形成しておいた場合には、光信号通過領域を形成するさいのドリル加工等により、光配線を傷付けるおそれがあるからである。
なお、透明樹脂からなるアライメントマークを形成する際に、同時にレンズマーカを形成してもよい。
すなわち、第二の製造方法で光電気配線板を製造する場合には、絶縁層を形成する際に何度もオーブン等で硬化を行う必要があるので、光配線にかかる熱履歴(熱がかかる総時間)が長くなってしまう。そして、光配線は、熱がかかるほど光伝播損失が大きくなる場合がある。また、熱履歴が長くなると基板、絶縁層、導体回路の熱膨張係数の違いにより、クラックが発生するという信頼性上の問題も発生しやすくなる。
これに対して、第一の製造方法では、光電気配線板の各部位を予め形成しておき、これらを一括積層した後、プレスすることにより製造することができるため、熱履歴を短くすることができ、光伝播損失を小さく、信頼性に優れるものとすることができる。
また、上記一括積層をピンラミネーション法で行うことができ、この場合、光配線と導体回路との位置合せ精度を向上させることができる。
本発明の光通信用デバイスは、上述した本発明の光電気配線板に、光学素子および/または光学素子が実装されたパッケージ基板が搭載されていることを特徴とする。
具体的には、例えば、上記光通信用デバイスを携帯電話に用いる場合であれば、画像の伝送において、RGB信号は高速処理が望まれるため光配線で伝送し、画面のコントラスト、明るさ等の調整信号は特に高速処理が必要とされないため電気配線(導体回路)で伝送することができる。
即ち、本発明の光通信用デバイスでは、高速処理が必要な信号は、光配線で高速伝送し、高速処理が必要でない信号、電源、グランドは、電気配線(導体回路)で低速伝送することができるのである。
なお、上記光通信用デバイスの用途は、携帯電話のみならず、パソコン、デジタルビデオカメラ、デジタルビカメラ、CCDモジュール、液晶パネル、光変換モジュール等種々の装置に使用することができ、その用途は限定されない。
図7は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。
図7に示す光通信用デバイス600では、図1に示した光通信用デバイス100に受光素子139および発光素子138が半田接続部を介して搭載されている。
この光通信用デバイス600では、発光素子138から出射した光信号が、光信号通過領域142b、光導波路150および光信号通過領域142aを介して、受光素子139に伝送されることとなる。
これらは、上記パッケージ基板の構成や、要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
上記受光素子としては、例えば、PD(フォトダイオード)、APD(アバランシェフォトダイオード)等が挙げられる。
上記受光素子の材料としては、Si、Ge、InGaAs等が挙げられる。これらのなかでは、受光感度に優れる点からInGaAsが望ましい。
これらは、上記光通信用デバイスの構成や要求特性等を考慮して適宜使い分ければよい。
なお、光学素子がマルチチャンネルを有するアレイ素子である場合、受光部や発光部が直線上に配置されたアレイ素子であってもよいし、2次元に配置されたアレイ素子であってもよい。
また、上記光学素子は、フリップチップボンディングにより実装されるものでもよく、ワイヤボンディングにより実装されるものでもよい。
また、上記受光素子の受光面や、発光素子の発光面にはマイクロレンズが配設されていてもよい。
具体的には、例えば、図29に示したような形態のパッケージ基板が挙げられる。
図29(a)、(b)は、それぞれパッケージ基板の一例を模式的に示す断面図である。
(a)に示すパッケージ基板では、基板4121の両面に、導体回路4125と絶縁層4122とが積層形成され、さらに、最外層にソルダーレジスト層4134が形成されている。
そして、基板4121、絶縁層4122およびソルダーレジスト層4134を貫通するように、樹脂組成物4147が充填された光信号通過領域4142が形成されており、この光信号通過領域4142の直上には、半田接続部4144を介して光学素子4138が実装されている。また、光信号通過領域4142の光学素子4138が実装された側と反対側には、マイクロレンズ4149が配設されている。
さらに、パッケージ基板の光学素子が実装された側と反対側には、光電気配線板と接続するための半田バンプ4137が形成されている。
そして、パッケージ基板の光電気配線板を実装する側の絶縁層4222には、樹脂組成物4247が充填された凹部形状の光信号通過領域4242が形成されており、この光信号通過領域4242内には、光学素子4238がワイヤボンディング4249により実装されている。さらに、パッケージ基板の光信号通過領域が形成された側には、光電気配線板と接続するための半田バンプ4237が形成されている。
本発明の光通信用デバイスは、このようなパッケージ基板が実装されていてもよい。
上記アンダーフィルの材料としては特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂や、これらと熱可塑性樹脂とを含む樹脂複合体等を用いることができる。また、市販のアンダーフィル用樹脂を用いることもできる。
また、上記熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂としては、例えば、上記した熱硬化性樹脂の熱硬化基とメタクリル酸やアクリル酸とをアクリル化反応させたもの等が挙げられる。
上記粒子の具体例として、上述した光信号通過領域に含まれる粒子と同様のもの等が挙げられる。
より望ましい下限は30重量%であり、より望ましい上限は60重量%である。
上記光路変換部材が配設された光通信用デバイスの具体例について、図8、9を参照しながら説明する。
(a)に示す光通信用デバイス700では、図5に示した光通信用デバイス400に受光素子439および発光素子438が半田接続部を介して搭載されるとともに、光路変換部462が配設されている。
光路変換部材462は、伝送光に対して透明な光学接着剤461を介して、光学素子(受光素子439や発光素子438)に固定されている。さらに、光路変換部材462の光学素子に固定された側と反対側には、光路変換ミラー463が形成されている。
この光通信用デバイス700では、発光素子438から出射した光信号が、光信号通過領域442b(光路変換部材462)、光導波路450および光信号通過領域442a(光路変換部材462)を介して、受光素子439に伝送されることとなる。
なお、光路変換部材462の光電気配線板に挿入された部分は、光信号通過領域の壁面にも接着剤を介して固定されていてもよい。
また、搭載さらた光学素子がマルチチャンネルの光学素子である場合には、上記光路変換部材は、全チャンネルの光信号の光路を変換できるサイズを有するものであってもよいし、各チャンネルごとに光路変換部材を配設してもよい。
また、光学接着剤としては、上述したマイクロレンズを配設する際に用いる光学接着剤と同様のもの等が挙げられる。
(b)に示す例では、ソルダーレジスト層434上に接着剤475を介して、サブマウント基板471が固定され、このサブマウント基板471上に形成されたパッド472を介して、半田473により受光素子429が搭載されている。そして、パッド472と光電気配線板の導体回路475とがワイヤボンディング474により接続されている。
また、サブマウント基板471には、光路用貫通孔471aが形成され、サブマウント基板471の受光素子439が実装された側と反対側には、光学接着剤461を介して、光路変換ミラー463が形成された光路変換部材462が固定されている。
また、サブマウント基板471、受光素子439およびワイヤボンディングを覆うように、伝送光に対して透明な樹脂材料478により樹脂封止がなされている。
このように、本発明の光通信用デバイスでは、サブマウント基板を介して光路変換部材が配設されていてもよい。
なお、光路変換部材462の光電気配線板に挿入された部分は、光信号通過領域の壁面にも接着剤を介して固定されていてもよい。
また、サブマウント基板471には、光路用貫通孔471aが形成され、サブマウント基板471の受光素子439が実装された側と反対側には、光学接着剤461を介して、光路変換ミラー463が形成された光路変換部材462が固定されている。
本発明の光通信用デバイスにおいて、サブマウント基板を介して光路変換部材が配設された形態は、図8−2(c)に示したような形態であってもよい。
また、図示したサブマウント基板では、光路用貫通孔を形成しているが、サブマウント基板自体が、伝送光に対して透明である場合には、この光路用貫通孔は形成しなくてもよい。また、光路用貫通孔内には、樹脂組成物が充填されていてもよい。
図9は、本発明の光通信用デバイスの一実施形態を模式的に示す断面図である。
図9に示す光通信用デバイス800では、図6に示した光通信用デバイス500に受光素子539および発光素子538が半田接続部を介して搭載されるとともに、光路変換部材562が配設されている。
光路変換部材562は、伝送光に対して透明な光学接着剤561を介して、光学素子(受光素子539や発光素子538)に固定されている。さらに、光路変換部材562の光学素子に固定された側と反対側には、光路変換ミラー563が形成されている。
この光通信用デバイス800では、発光素子538から出射した光信号が、光信号通過領域542b(光路変換部材562)、光導波路550および光信号通過領域542a(光路変換部材562)を介して、受光素子539に伝送されることとなる。
なお、光路変換部材562の光電気配線板に挿入された部分は、光信号通過領域の壁面にも接着剤を介して固定されていてもよいし、光路変換部材が挿入された光信号通過領域全体を接着剤で埋めて固定してもよい。
ただし、このように配設するよりも、上述したように、光学素子に固定されて配設されるか、サブマウント基板を介して配設されることが望ましい。
上記光通信用デバイスは、本発明の光電気配線板を製造した後、この光電気配線板に、必要に応じて光路変換部材を配設するとともに、光学素子を実装することにより製造することができる。
上記光学素子は、従来公知のフリップチップボンディングにより実装することができる。
ここで、光路変換部材の光路変換面には、金属蒸着層を形成してもよい。
その後、サブマウント基板に形成されたパッドと光電気配線板に形成された導体回路とをワイヤボンディングより接続し、さらに、サブマウント基板全体を覆うように樹脂封止することにより光路変換部材を配設すればよい。
なお、この場合には、リフロー時のセルフアライメント効果を利用して、所定の位置にサブマウント基板を半田接続することができる。
このような工程を経ることにより、本発明の光通信用デバイスを製造することができる。
(実施例1)
その後、穴9内に、樹脂組成物30を充填した(図10(c)参照)。
次に、銅箔28上にエッチングレジスト(図示せず)を形成し、エッチング処理を施すことにより、絶縁層22上に導体回路を形成した(図11(a)参照)。
さらに、銅箔付きプリプレグを張り付ける工程を繰り返した(図11(b)参照)。
その後、スキージを用いて、光路用貫通孔内にエポキシ樹脂を含む未硬化の樹脂組成物を充填し、乾燥させた後、バフ研磨によりその表層を平坦化した。さらに、硬化処理を施すことにより、樹脂組成物47が充填された光信号通過領域を形成した(図11(c)参照)。
上記光路用貫通孔は、底面300×750μmの四角柱に、半径150μmの半円柱が付いた形状に形成した。
コア形成用樹脂としてアクリル系樹脂(屈折率1.52、透過率94%、CTE72ppm)を、クラッド形成用樹脂としてアクリル系樹脂(屈折率1.51、透過率93%、CTE70ppm)に、粒径0.4〜0.6μmのSiO2球状粒子(アドマテック社製、SO−E2)を25重量%添加して透過率を81%、CTEを53ppm、粘度を1000cpsとしたものを準備した。
次に、下部クラッド52上に、コア形成用樹脂を塗布し、80℃で10分間のプリベーク、500mJのマスク露光処理、1%TMAH(テトラメチルアンモニウム水溶液)を用いたディップによる2分間の現像処理、2000mJのベタ露光処理、150℃で1時間のポストベークを行い、幅50μm×厚さ50μmのコア51を形成した。
その後、導体回路25を形成した絶縁層22上に、さらに銅箔付きプリプレグを張り付け
た(図13(b)参照)。
導体層29′は、貫通孔19の壁面にパラジウム触媒を付与した後、基板表面にマスクを形成し、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬することにより、無電解めっき銅めっき膜形成し、その後、下記の組成の電解銅めっき膜で厚付けを行うことにより形成した。
NiSO4 0.003 mol/l
酒石酸 0.200 mol/l
硫酸銅 0.030 mol/l
HCHO 0.050 mol/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 100 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
30℃の液温度で40分
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 19.5 ml/l
(アトテックジャパン社製、カパラシドHL)
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2
時間 65 分
温度 22±2 ℃
また、この工程では、同時に貫通バイアホール29が形成されることとなる。
上記ソルダーレジスト組成物としては、DMDGに溶解させた60重量%のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与のオリゴマー(分子量4000)を46.67g、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製、エピコート1001)15.0g、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)1.6g、感光性モノマーである多価アクリルモノマー(日本化薬社製、商品名:R604)3g、同じく多価アクリルモノマー(共栄社化学社製、商品名:DPE6A)1.5g、分散系消泡剤(サンノプコ社製、商品名:S−65)0.71gを混合し、さらにこの混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノン(関東化学社製)を2g、光増感剤としてのミヒラーケトン(関東化学社製)を0.2g加えて、粘度を25℃で2.0Pa・sに調整したものを用いた。
なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計器、DVL−B型)で60rpmの場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターNo.3によった。
さらに、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物の層を硬化させ、半田バンプ形成用開口および光路用開口を有したソルダーレジスト層34を形成した(図15(a)参照)。
基板21上に形成する導体回路を図2(b)に示したように、ストリップライン構造とした以外は、実施例1と同様にして光配線板を製造した。
基板21上に形成する導体回路を図2(c)に示したように、マイクロストリップライン構造とした以外は、実施例1と同様にして光配線板を製造した。
基板21上に形成する導体回路を図2(d)に示したように、ディファレンシャルラインとした以外は、実施例1と同様にして光配線板を製造した。
A.光導波路基板の作製
(1)コア形成用樹脂としてアクリル系樹脂(屈折率1.52、透過率94%、CTE72ppm)を、クラッド形成用樹脂としてアクリル系樹脂(屈折率1.51、透過率93%、CTE70ppm)に、粒径0.4〜0.6μmのSiO2球状粒子(アドマテック社製、SO−E2)を25重量%添加して透過率を81%、CTEを53ppm、粘度を1000cpsとしたものを準備した。
次に、下部クラッド上に、コア形成用樹脂を塗布し、80℃で10分間のプリベーク、500mJのマスク露光処理、1%TMAH(テトラメチルアンモニウム水溶液)を用いたディップによる2分間の現像処理、2000mJのベタ露光処理、150℃で1時間のポストベークを行い、幅50μm×厚さ50μmのコアを形成した。
また、ここでは、コアを形成する際に、同時にアライメントマークを形成しておいた。
最後に、フッ酸水溶液に浸漬して光導波路を剥離した。
なお、ここで用いた銅箔付きプリプレグは、下記の方法で作製した。
すなわち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、E−1001)40重量部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、E−154)60重量部、イミダゾール型硬化剤(四国化成社製、2PHZ)5重量部およびブチルセロソルブアセテート75重量部に、粒径0.4〜0.6μmのSiO2球状粒子(アドマテック社製、SO−E2)30重量部を添加し、3本ローラで攪拌した。
次に、予め18μmの銅箔を支持基板に張り付け(テープで固定)しておき、この銅箔上に、上記樹脂組成物をロールコータで塗布し、オーブンで80℃/10分の条件でBステージまで硬化させることにより、プリプレグ部分の厚さ80μmの銅箔付きプリプレグを作製した。なお、プリプレグ部分は、屈折率1.58、850nm光の透過率97%/37μmである。
また、図示していないが、光導波路基板には、コアに形成したアライメントマークを基準にして、ピンラミネーション用のガイド穴を形成しておいた。
(1)エポキシ樹脂フィルムからなる絶縁シート1022の両面に銅箔1028がラミネートされている樹脂付き銅箔を出発材料とした(図17(a)参照)。まず、この樹脂付き銅箔に、ドリル削孔で穴1009を開け(図17(b)参照)、無電解めっき処理を施すことにより、穴1009の壁面に導体層1027′を形成した。
その後、穴1009内に、樹脂組成物1030を充填した(図17(c)参照)。樹脂組成物としては、実施例1の(1)の工程で用いたものと同様のものを用いた。
その後、スキージを用いて、光路用貫通孔内にエポキシ樹脂を含む未硬化の樹脂組成物を充填し、乾燥させた後、バフ研磨によりその表層を平坦化した。さらに、硬化処理を施すことにより、樹脂組成物1047が充填された光信号通過領域を形成した(図17(e)参照)。
上記光路用貫通孔は、底面300×750μmの四角柱に、半径150μmの半円柱が付いた形状に形成した。
なお、リジッド部部材aは、2枚作製した。
上記Bの工程において、(2)の工程を行わなかった以外は、上記Bの工程と同様にして、リジッド部部材bを作製した(図18(a)〜(d)参照)。なお、リジッド部部材bには、ピンラミネーション用のガイド穴を形成しておいた。
なお、リジッド部部材bは、2枚作製した。
(1)上記Aの工程で、作製した光導波路基板1021の両面のリジッド部を構成する部分に、リジッド部部材a、bをプリプレグ1023を介してピンラミネーション方式で積層し(図19(a)参照)、さらに、光導波路基板1021のフレックス部を構成する部分には、カバーレイ1026を形成し、プレスした。
なお、プレスは、圧力30kg/cm2、温度180℃で45分、総プレス時間45分となる条件で行った。
なお、ここで用いたプリプレグは下記の方法で作製した。
すなわち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、E−1001)40重量部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、E−154)60重量部、イミダゾール型硬化剤(四国化成社製、2PHZ)5重量部およびブチルセロソルブアセテート75重量部に、粒径0.4〜0.6μmのSiO2球状粒子(アドマテック社製、SO−E2)30重量部を添加し、3本ローラで攪拌した。
次に、この樹脂組成物をPETフィルムに挟んでローラーを通し、オーブンで80℃/10分の条件でBステージまで硬化させることにより、厚さ80μmのプリプレグを作製した。なお、プリプレグ部分は、屈折率1.58、850nm光の透過率97%/37μmである。
A.光導波路フィルムの作製
実施例3のAの(1)、(2)の工程と同様の方法を用いて光導波路フィルム2050を作製した。
実施例1の(1)および(2)の工程と略同様の工程を行うことにより、フレックス基板2021bを作製した。なお、ここでは、実施例1の(2)の工程を行う際に基板の両面導体回路2025を形成した。なお、フレックス基板には、ピンラミネーション用のガイド穴を形成しておいた。
実施例3のB、Cの工程と同様にして、リジッド部部材a、bを作成した。
実施例3のCの工程と略同様にして、リジッド部部材cを作成した。なお、ここでは、絶縁シートの両面に導体回路を形成した。
(1)上記Aの工程で、作製した光導波路フィルム2050、リジッド部部材a〜c、フレックス基板2021bをそれぞれプリプレグ2023を介して、所定の順序でピンラミネーション方式で積層し(図22参照)、さらに、光導波路基板2021bのフレックス部を構成する部分には、カバーレイ2026を形成し、プレスした。
上記プレスは、圧力30kg/cm2、温度180℃で45分、総プレス時間45分となる条件で行った。
なお、本実施例では、光導波路フィルム2050とプリプレグを合わせた部分が、基板2021aとなる。なお、プリプレグとしては、実施例3のDの(1)で作製したものと同様のものを用いた。
なお、本実施例で作製した光電気配線板は、2つのフレックス部を有することとなる。
A.光導波路基板の作製
実施例3のAの工程と略同様にして、光導波路基板3021を作製した(図25(a)、(b)参照)。ただし、ここでは、光導波路に光路変換ミラーを形成せず、また、光導波路自体の平面サイズを光導波路基板の平面サイズと同一にした。
実施例3のCの工程と同様にしてリジッド部部材bを作製した。なお、本工程において、リジッド部部材bは4枚作製した。
(1)上記Aの工程で作製した光導波路基板3021の両面のリジッド部を構成する部分に、リジッド部部材cを、厚さ80μmの高Tgエポキシ樹脂製プリプレグ(日立化成社製、MCL−E−679)3023を介してピンラミネーション方式で積層し(図26(a)参照)、さらに、光導波路基板3021のフレックス部を構成する部分には、カバーレイ3026を形成し、プレスした。
なお、プレスは、圧力30kg/cm2、温度180℃で45分、総プレス時間45分となる条件で行った。
上記光路用貫通孔は、底面340×1300μmの四角柱に、半径170μmの半円柱が付いた形状に形成した。
A.光導波路基板の作製
実施例5のAの工程と同様にして、光導波路基板を作製した。
実施例4のBの工程と同様の工程を行うことにより、フレックス基板を作製した。
実施例3のCの工程と同様にしてリジッド部部材bを作製した。なお、本工程において、リジッド部部材bは4枚作製した。
実施例4のDの工程と同様にしてリジッド部部材cを作製した。なお、本工程において、リジッド部部材cは2枚作製した。
(1)上記Aの工程で作製した光導波路基板、リジッド部部材b、c、フレックス基板をそれぞれプリプレグを介して、所定の順序でピンラミネーション方式で積層し、さらに、光導波路基板のフレックス部を構成する部分には、カバーレイを形成し、プレスした。
なお、プレスは、圧力30kg/cm2、温度180℃で45分、総プレス時間45分となる条件で行った。なお、プリプレグとしては、実施例3のDの(1)で作製したものと同様のものを用いた。
その後、リジッド部全体を貫通する光路用貫通孔(光信号通過領域542a、542b)を、実施例1の(4)の工程と同様の方法を用いて形成し、光電気配線板を完成した(図6参照)。
上記光路用貫通孔は、底面340×1300μmの四角柱に、半径170μmの半円柱が付いた形状に形成した。
実施例4において、光導波路フィルムに代えて、光ファイバシートを用いた以外は、実施例4と同様にして、光電気配線板を製造した。
光ファイバシートとしては、コア径50μm、クラッド径125μmの4本の石英系光ファイバが並列に配設され、その周囲にポリイミド樹脂からなるカバー樹脂層が形成されたものを用いた。なお、光ファイバシートの所定の部位には、光路変換ミラーを形成しておいた。
光導波路を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして電気配線板を製造した。
なお、実施例および比較例に係る光電気配線板について、フレックス部の長さは5cmである。
なお、VCSELおよびPDとしては、4ch、250μmピッチのものを実装した。
また、比較例に係る電気配線板では、1Gbpsの信号しか伝送することができなかった。
なお、実施例5、6の評価に際しては、受光素子の受光面および発光素子の発光面に,高精度部品搭載機(実装精度<1μm)を用いて、下記の方法で作製した光路変換部材を、所定の屈折率を有するエポキシ系光学接着剤(NTTアドバンステクノロジ社製)で固定した(硬化条件、150℃、1時間)。そして、この光路変換部材が固定された光学素子を光電気配線板に実装し、さらに、光信号通過領域内および光学素子下部にエポキシ樹脂(屈折率1.52、透過率90%/mm)を充填した。
100a、100c、200a、200c、300a、300c、400a、400c、500a、500c リジッド部
100b、200b、300b、400b、500b リジッド部
121、221、321a、321b、421、521a、521b 基板
122、222、322、422、522 絶縁層
123、223、323、423、523 絶縁層
125、225、325、425、525 導体回路
127、227、327、427、527 非貫通バイアホール
129、229、329、429、529 貫通バイアホール
134、234、334、434、534 ソルダーレジスト層
137、237、337、437、537 半田バンプ
150、250、350、450、550 光配線(光導波路)
153、253、353、453、553 光路変換ミラー
138、438、538 発光素子
139、439、539 受光素子
142a、142b、242a、242b、342a、342b、442a、442b、442a、442b 光信号通過領域
Claims (9)
- 基板の両面に導体回路と絶縁層とが積層形成されたリジッド部と、複数の屈曲可能なフレックス部とが一体化してなる光電気配線板であって、
前記リジッド部には、光素子および/または光素子を実装したパッケージ基板を搭載するための外部接続端子と、前記光素子および/または光素子を実装したパッケージ基板を前記外部接続端子に搭載した際に、その一端が前記光素子と光学的に接続する光信号通過領域と、前記光信号通過領域と光学的に接続した光配線とが形成されており、
前記フレックス部のうち、少なくとも1つのフレックス部には、前記リジッド部に形成された光配線と光学的に接続した光配線のみが形成されており、他の少なくとも1つのフレックス部には、導体回路のみが形成されていることを特徴とする光電気配線板。 - 前記光信号通過領域の内部には、樹脂組成物が充填されている請求項1に記載の光電気配線板。
- 前記光信号通過領域は、前記リジッド部を構成する全ての基板および絶縁層を貫通するように形成されている請求項1又は2に記載の光電気配線板。
- 前記光信号通過領域は、前記リジッド部を構成する基板および絶縁層の一部のみを貫通するように形成されている請求項1又は2に記載の光電気配線板。
- 前記フレックス部に形成された導体回路の一部または全部は、電源パターンおよび/またはグランドパターンである請求項1〜4のいずれかに記載の光電気配線板。
- 前記光配線は、光導波路である請求項1〜5のいずれかに記載の光電気配線板。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の前記光電気配線板の前記外部接続端子に、光素子および/または光素子が実装されたパッケージ基板が搭載されていることを特徴とする光通信用デバイス。
- 前記リジッド部に形成された前記光配線には、光路変換ミラーが配設されており、
前記光信号通過領域の他端の直下に前記光路変換ミラーが位置しており、前記光素子と、前記光信号通過領域と、前記リジッド部に形成された前記光配線とが光学的に接続している請求項7に記載の光通信用デバイス。 - 前記光信号通過領域には、光路変換部材が配設されており、
前記光路変換部材は、前記光素子に固定されているか、または、前記光素子が実装されたサブマウント基板に固定されており、前記光素子と、前記光路変換部材と、前記リジッド部に形成された前記光配線とが光学的に接続している請求項7に記載の光通信用デバイス。
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JP2009258612A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-11-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 光電気複合基板の製造方法、これによって製造される光電気複合基板、及びこれを用いた光電気複合モジュール |
JP5055193B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2012-10-24 | 日東電工株式会社 | 光電気混載基板の製造方法 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06268339A (ja) * | 1993-01-12 | 1994-09-22 | Ibiden Co Ltd | フレックスリジッド多層プリント配線板およびその製造方法 |
JP2004146602A (ja) * | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Sony Corp | 光・電気配線混載ハイブリッド回路基板及びその製造方法並びに光・電気配線混載ハイブリット回路モジュール及びその製造方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06268339A (ja) * | 1993-01-12 | 1994-09-22 | Ibiden Co Ltd | フレックスリジッド多層プリント配線板およびその製造方法 |
JP2004146602A (ja) * | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Sony Corp | 光・電気配線混載ハイブリッド回路基板及びその製造方法並びに光・電気配線混載ハイブリット回路モジュール及びその製造方法 |
JP2006084488A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Mitsui Chemicals Inc | 光導波路基板、および光電気混載基板 |
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