JP4742771B2 - Method for manufacturing photoelectric composite substrate - Google Patents

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Description

本発明は、光回路と電気回路を共に有する光電複合基板の製造方法に関するものである。詳しくは、光電複合基板上に光電変換素子を高精度に且つ簡便に実装することができる光電複合基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric composite substrate having both an optical circuit and an electric circuit. Specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric composite substrate capable of easily and accurately mounting a photoelectric conversion element on a photoelectric composite substrate.

近年、通信インフラストラクチャの急速な広帯域化、コンピュータ等の情報処理能力の飛躍的な向上に伴い、非常に高速な情報伝送路を有する情報処理回路のニーズが高まっている。このような背景のもと、電気信号の伝送速度限界を突破する一つの手段として光信号による伝送が考えられており、プリント基板のような回路基板に光回路なるものを混載させた光電複合基板が開発されている。光電複合基板には、光偏向部、グレーティング部等の光結合器が形成され、レーザダイオード、フォトダイオード等の光電変換素子を基板上に形成された光電変換素子を実装するための電極パッド(以下、光電変換素子実装用電極パッドともいう)に実装することにより前記結合器を介して光回路と電気回路との間で信号のやりとりが実現されている。   In recent years, with the rapid widening of communication infrastructure and the dramatic improvement in information processing capability of computers and the like, there is an increasing need for information processing circuits having very high-speed information transmission paths. Under such circumstances, transmission by optical signal is considered as one means to break the limit of transmission speed of electric signal, and photoelectric composite substrate in which optical circuit is mixed with circuit substrate such as printed circuit board Has been developed. In the photoelectric composite substrate, an optical coupler such as a light deflection unit and a grating unit is formed, and an electrode pad (hereinafter referred to as an electrode pad) for mounting the photoelectric conversion device formed on the substrate with a photoelectric conversion device such as a laser diode or a photodiode. (Also referred to as a photoelectric conversion element mounting electrode pad), signal exchange is realized between the optical circuit and the electric circuit via the coupler.

通常、光電変換素子実装用電極パッドはプリント配線板上に電子部品を実装するための電極パッドを形成する方法と同様の方法により形成されている。   Usually, the electrode pad for mounting a photoelectric conversion element is formed by a method similar to the method of forming an electrode pad for mounting an electronic component on a printed wiring board.

具体的には、基板表面に通常のフォトレジスト法を用いて電気回路及び実装ランドを形成した後、基板上に設けられた基準点に基づきフォトマスクをアライメントし、前記フォトマスクに形成されたマスクパターンにより実装ランドの周縁部に紫外線硬化性樹脂被膜等のソルダレジスト層を形成することにより光電変換素子実装用電極パッドが形成される。   Specifically, after an electric circuit and a mounting land are formed on the substrate surface using a normal photoresist method, the photomask is aligned based on a reference point provided on the substrate, and the mask formed on the photomask An electrode pad for mounting a photoelectric conversion element is formed by forming a solder resist layer such as an ultraviolet curable resin film on the peripheral edge of the mounting land with a pattern.

しかしながら、前記基板上に設けられた基準点に基づきフォトマスクをアライメントし、フォトレジスト法を用いて光電変換素子実装用電極パッドを形成し、光電変換素子を実装する場合には、光導波路を形成する際の加熱工程により生じる樹脂の収縮や樹脂基板自身の収縮、或いはフォトマスクのアライメント時の位置ずれにより実装される光電変換素子の受発光部中心がずれ、光が光導波層において効率よく入出射するような位置に高精度に光電変換素子を実装することは困難であった。   However, the photomask is aligned based on the reference point provided on the substrate, the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element is formed using the photoresist method, and the optical waveguide is formed when mounting the photoelectric conversion element. The center of the light receiving and emitting part of the mounted photoelectric conversion element shifts due to the shrinkage of the resin caused by the heating process during the heating, the shrinkage of the resin substrate itself, or the misalignment during photomask alignment, so that light efficiently enters the optical waveguide layer. It was difficult to mount the photoelectric conversion element at a position where the light was emitted with high accuracy.

前記問題を解決して光電変換素子を高精度に実装する技術として以下の特許文献1には、予め設けられた基板上の位置合わせマークと光偏向部との位置関係に基づき、マスクパターンをアライメントし、ソルダレジスト層を形成することにより回路を形成する方法が開示されている。   As a technique for solving the above-described problem and mounting a photoelectric conversion element with high accuracy, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses that a mask pattern is aligned based on a positional relationship between an alignment mark on a substrate and a light deflection unit. A method of forming a circuit by forming a solder resist layer is disclosed.

しかしながら、前記方法によっても前記回路はフォトマスクにより形成されているためにフォトマスク自身のずれが発生し、高精度に光電変換素子実装用電極パッドを形成することは困難であり、その結果として、光電変換素子からの発光が光偏向部に入射、又は光偏向部からの出射光が光電変換素子に出射される際に数十μm程度の光軸のズレが発生し、光回路と電気回路間の信号のやりとりにおいて過大な漏れ損失を生むという問題があった。
特開2005−17394号公報
However, since the circuit is also formed by a photomask by the above method, a shift of the photomask itself occurs, and it is difficult to form a photoelectric conversion element mounting electrode pad with high accuracy. When light emitted from the photoelectric conversion element is incident on the light deflection unit, or when light emitted from the light deflection unit is emitted to the photoelectric conversion element, an optical axis shift of about several tens of μm occurs, and the optical circuit and the electric circuit are There was a problem of causing excessive leakage loss in the signal exchange.
JP 2005-17394 A

本発明は上記問題点を改善するためになされたものであり、フォトマスクを用いてソルダレジスト層を形成する場合に発生する光電変換素子実装用電極パッドの位置ズレにより生じる問題を解消し、光電変換素子と光電複合基板上の光偏向部の光軸とを高精度に整合させることができ、パッシブアライメントにより高効率な光回路−電気回路間結合を実現できる光電複合基板の製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to remedy the above problems, and eliminates the problem caused by the positional deviation of the electrode pad for mounting a photoelectric conversion element that occurs when a solder resist layer is formed using a photomask. Provided is a method for manufacturing a photoelectric composite substrate, in which the conversion element and the optical axis of the light deflection unit on the photoelectric composite substrate can be aligned with high accuracy and high-efficiency optical circuit-electric circuit coupling can be realized by passive alignment. It is for the purpose.

上述の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る光電複合基板の製造方法は、光光偏向部を備えた光導波路を有する光導波層を備え、且つ、基板表面にハンダバンプを有する光電変換素子を実装するための光電変換素子実装用電極パッドが形成された光電複合基板の製造方法であって、基板表面に予め形成された実装ランドをソルダレジストで覆う工程、前記光偏向部上に基準点を設定する工程、前記光電変換素子が実装された際に光電変換素子の受発光部の中心が前記光偏向部に重なるように前記ソルダレジスト上に前記基準点からの前記光電変換素子実装用電極パッドの中心の座標を特定する工程、前記特定された座標を基準として前記ソルダレジストの一部を開口し、実装ランドを露出させて光電変換素子実装用電極パッドを形成する工程を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to claim 1 of the present invention includes an optical waveguide layer having an optical waveguide provided with an optical light deflecting section, and has solder bumps on the substrate surface. A method for manufacturing a photoelectric composite substrate on which a photoelectric conversion device mounting electrode pad for mounting a photoelectric conversion device is formed, the step of covering a mounting land previously formed on the substrate surface with a solder resist, on the light deflection unit A step of setting a reference point on the photoelectric conversion element from the reference point on the solder resist so that the center of the light receiving and emitting part of the photoelectric conversion element overlaps the light deflection part when the photoelectric conversion element is mounted A step of specifying the coordinates of the center of the mounting electrode pad, opening a part of the solder resist on the basis of the specified coordinate, exposing the mounting land, and forming the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element Characterized in that it comprises the step of.

また、本発明の請求項2に係る光電複合基板の製造方法は請求項1に記載の光電複合基板の製造方法において、前記光電変換素子が実装された際に光電変換素子の受発光部の中心が前記光偏向部に重なるように前記ソルダレジスト上に前記基準点からの前記光電変換素子実装用電極パッドの中心の座標を特定する工程が、前記実装される光電変換素子の受発光部の中心からの光電変換素子が有するハンダバンプ形成用電極パッドの中心の座標を特定し、前記特定された座標を用いて行なうことを特徴とする光電複合基板の製造方法とする。   Moreover, the manufacturing method of the photoelectric composite substrate concerning Claim 2 of this invention is the manufacturing method of the photoelectric composite substrate of Claim 1, When the said photoelectric conversion element is mounted, the center of the light receiving / emitting part of a photoelectric conversion element The step of identifying the coordinates of the center of the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element from the reference point on the solder resist so as to overlap the light deflection section is the center of the light receiving and emitting section of the mounted photoelectric conversion element The coordinate of the center of the solder bump forming electrode pad included in the photoelectric conversion element is specified, and the manufacturing method of the photoelectric composite substrate is performed using the specified coordinate.

また、本発明の請求項3に係る光電複合基板の製造方法は請求項1又は請求項2に記載の光電複合基板の製造方法において、前記特定された座標を基準として前記ソルダレジストの一部を開口し、実装ランドを露出させて光電変換素子実装用電極パッドを形成する工程をレーザ加工により行なうことを特徴とする。   A method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to claim 3 of the present invention is the method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to claim 1 or 2, wherein a part of the solder resist is formed with reference to the specified coordinates. The step of forming the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element by opening and exposing the mounting land is performed by laser processing.

請求項1の光電複合基板の製造方法を用いることにより、光電変換素子と光電複合基板の光偏向部の光軸とを高精度に整合させることができ、従って、高効率な光回路−電気回路間結合を容易に実現できる光電複合基板が得られる。   By using the method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to claim 1, the photoelectric conversion element and the optical axis of the optical deflection portion of the photoelectric composite substrate can be aligned with high accuracy, and therefore, a highly efficient optical circuit-electric circuit. A photoelectric composite substrate capable of easily realizing inter-bonding is obtained.

また、請求項2の光電複合基板の製造方法を用いることにより、光電変換素子の受発光部と光電変換素子が有するハンダバンプ形成用電極パッドとの配置に基づく正確な座標に基づいて光電変換素子を実装することができるために、光電変換素子と光電複合基板の光偏向部の光軸とを高精度に整合させる光電複合基板が容易に得られる。   In addition, by using the method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to claim 2, the photoelectric conversion element is formed on the basis of accurate coordinates based on the arrangement of the light receiving and emitting portions of the photoelectric conversion element and the solder bump forming electrode pads of the photoelectric conversion element. Since it can be mounted, a photoelectric composite substrate in which the photoelectric conversion element and the optical axis of the light deflection portion of the photoelectric composite substrate are aligned with high accuracy can be easily obtained.

また、請求項3の光電複合基板の製造方法を用いることにより、基板に機械的な応力を加えることなく前記光電変換素子実装用電極パッドを形成することができるためにより高精度に光偏向部の光軸とを高精度に整合させることができる光電複合基板が得られる。   Further, by using the method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to claim 3, the photoelectric conversion element mounting electrode pad can be formed without applying mechanical stress to the substrate. A photoelectric composite substrate capable of aligning the optical axis with high accuracy is obtained.

本発明の光電複合基板の製造方法は、光偏向部を備えた光導波路を有する光導波層を備え、且つ、基板表面にハンダバンプを有する光電変換素子を実装するための光電変換素子実装用電極パッドが形成された光電複合基板の製造方法であって、基板表面に予め形成された実装ランドをソルダレジストで覆う工程、前記光偏向部上に基準点を設定する工程、前記光電変換素子が実装された際に光電変換素子の受発光部の中心が前記光偏向部に重なるように前記ソルダレジスト上に前記基準点からの前記光電変換素子実装用電極パッドの中心の座標を特定する工程、前記特定された座標を基準として前記ソルダレジストの一部を開口し、実装ランドを露出させて光電変換素子実装用電極パッドを形成する工程を備えることを特徴とする。   The photoelectric composite substrate manufacturing method of the present invention includes an electrode pad for mounting a photoelectric conversion element for mounting a photoelectric conversion element having an optical waveguide layer having an optical waveguide having an optical deflection portion and having a solder bump on the substrate surface. Is a method of manufacturing a photoelectric composite substrate in which a mounting land previously formed on a substrate surface is covered with a solder resist, a step of setting a reference point on the light deflection unit, and the photoelectric conversion element is mounted. Specifying the coordinates of the center of the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element from the reference point on the solder resist so that the center of the light receiving and emitting part of the photoelectric conversion element overlaps the light deflection unit, A step of opening a part of the solder resist on the basis of the coordinates and exposing a mounting land to form an electrode pad for mounting a photoelectric conversion element.

図1〜図6に基づき、本発明の実施の形態の一例を説明する。   An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は表面に光電変換素子が実装された本発明に係る光電複合基板の一例の断面模式図を示す。   FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of a photoelectric composite substrate according to the present invention having a photoelectric conversion element mounted on the surface thereof.

図1中1は光導波層、2は電気回路層、3は光導波路、4は光偏向部、5は光電変換素子、6はハンダバンプ、7は実装ランド、8はソルダレジスト、9a,9bは電気回路、10は光電複合基板、11は光電変換素子実装用電極パッドであり、また、5aは光電変換素子5の受発光部、5b及び5cは光電変換素子5に設けられたハンダパンプが形成される電極パッド(以下、ハンダバンプ形成用電極パッドともいう)である。   In FIG. 1, 1 is an optical waveguide layer, 2 is an electric circuit layer, 3 is an optical waveguide, 4 is an optical deflection unit, 5 is a photoelectric conversion element, 6 is a solder bump, 7 is a mounting land, 8 is a solder resist, and 9a and 9b are An electric circuit, 10 is a photoelectric composite substrate, 11 is an electrode pad for mounting a photoelectric conversion element, 5a is a light emitting / receiving section of the photoelectric conversion element 5, and 5b and 5c are solder bumps provided in the photoelectric conversion element 5. Electrode pads (hereinafter also referred to as solder bump forming electrode pads).

なお、前記受発光部とは光電変換素子の光の入出路になる部分であり、前記ハンダバンプ形成用電極パッドとは光電変換素子に設けられたハンダバンプを形成するための電極パッドを意味する。   The light emitting / receiving section is a portion that becomes a light input / output path of the photoelectric conversion element, and the solder bump forming electrode pad means an electrode pad for forming a solder bump provided in the photoelectric conversion element.

光電複合基板10の表面には図1に示すように光電変換素子5が実装されており、光電変換素子5により、電気及び光信号の変換を行ない、光電複合基板10に設けられた光導波路3又は電気回路9a等により信号伝達を行なう。   A photoelectric conversion element 5 is mounted on the surface of the photoelectric composite substrate 10 as shown in FIG. 1. The photoelectric conversion element 5 converts electric and optical signals, and the optical waveguide 3 provided on the photoelectric composite substrate 10. Alternatively, signal transmission is performed by the electric circuit 9a or the like.

光導波層1への光信号の入出力は光電複合基板10の表面に実装される光電変換素子5の受発光部5aを通じて行われる。光電変換素子5としては、例えば、レーザダイオード、LED等の発光素子や、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子等が挙げられる。   Input / output of optical signals to / from the optical waveguide layer 1 is performed through the light receiving / emitting unit 5 a of the photoelectric conversion element 5 mounted on the surface of the photoelectric composite substrate 10. Examples of the photoelectric conversion element 5 include light emitting elements such as laser diodes and LEDs, and light receiving elements such as photodiodes and phototransistors.

本発明に係る光電複合基板の製造方法としては、光電変換素子実装用電極パッドを形成するための後述する部分を除いては、例えば、特開2004−341454号公報や特開2004−163914号公報等に記載されたような従来から知られている光電複合基板の製造方法を用いることができる。   As a method for manufacturing a photoelectric composite substrate according to the present invention, for example, JP-A-2004-341454 and JP-A-2004-163914 except for a portion described later for forming a photoelectric conversion element mounting electrode pad. Conventionally known methods for manufacturing a photoelectric composite substrate as described in the above can be used.

その製造方法の一例について、図2、図3に基づいて、以下に説明する。   An example of the manufacturing method will be described below with reference to FIGS.

はじめに、光導波層1を形成する工程を説明する(図2(A)〜(F))。   First, the process of forming the optical waveguide layer 1 will be described (FIGS. 2A to 2F).

光導波層1の形成は、従来から光電複合基板の製造方法において用いられている光導波層の形成方法が特に限定なく用いられるが、具体的な一例としては、以下のような方法が挙げられる。   For the formation of the optical waveguide layer 1, a method for forming an optical waveguide layer that has been conventionally used in a method for manufacturing a photoelectric composite substrate is used without any particular limitation, and specific examples include the following methods. .

すなわち、金属箔101上に第1の透明材質層12を形成した後(図2(A))、光導波路3を形成するために第2の透明材質層13を形成するためのワニスを塗布する(図2(B))。そして、前記ワニスを加熱乾燥させた後、光導波路3を形成するためのスリットを有するフォトマスク111により光導波路3を形成させる部分のみを感光させて硬化させることにより光導波路3が形成される(図2(C),(D))。   That is, after forming the first transparent material layer 12 on the metal foil 101 (FIG. 2A), varnish for forming the second transparent material layer 13 is applied to form the optical waveguide 3. (FIG. 2 (B)). Then, after the varnish is heated and dried, only the portion where the optical waveguide 3 is to be formed is exposed and cured by the photomask 111 having a slit for forming the optical waveguide 3, whereby the optical waveguide 3 is formed ( FIG. 2 (C), (D)).

金属箔101としては、厚み9〜70μm程度の銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔等が用いられる。   As the metal foil 101, a copper foil, an aluminum foil, a nickel foil or the like having a thickness of about 9 to 70 μm is used.

なお、金属箔101には、後述する各フォトマスクをアライメントする際の位置決めの基準となる基準マークを設けておくことが好ましい。   The metal foil 101 is preferably provided with a reference mark serving as a positioning reference when aligning each photomask described later.

金属箔101上に第1の透明材質層12を形成する際には、金属箔101を第1の透明材質層12が形成される面に対して反対側の面で金属板や樹脂板、セラミック板等の剛体の支持体に粘着剤などで剥離自在に固定しておくことが取り扱い性を高めるために好ましい。   When the first transparent material layer 12 is formed on the metal foil 101, the metal foil 101 is a metal plate, a resin plate, or a ceramic on the surface opposite to the surface on which the first transparent material layer 12 is formed. It is preferable to fix to a rigid support such as a plate with an adhesive or the like in order to improve handling.

金属箔101上に第1の透明材質層12を形成させる方法としては、熱・光硬化性等の透明材質のワニス等を金属箔101上に塗布し、硬化させる方法等が用いられる。   As a method for forming the first transparent material layer 12 on the metal foil 101, a method of applying a transparent material varnish or the like on the metal foil 101 and curing it is used.

第1の透明材質層12の形成に用いられる透明材質としては無機、有機を問わず各種の透明材質が使用され、例えば、SiO、Al等の無機材料や、(メタ)アクリル系樹脂やポリカ―ボネート系樹脂或いはエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明樹脂材料が用いられる。 As the transparent material used for forming the first transparent material layer 12, various transparent materials are used regardless of inorganic or organic. For example, inorganic materials such as SiO 2 and Al 2 O 3 , and (meth) acrylic materials are used. Transparent resin materials such as resin, polycarbonate resin, epoxy resin, and polyimide resin are used.

前記透明材質のワニスを金属箔101上に塗布する方法としては、スピンコート法、ロール転写法、スプレー法等が用いられるが、ロール転写法、スピンコート法を用いることがワニスを均一な膜厚で塗布することができる点から好ましい。   As a method for applying the transparent material varnish onto the metal foil 101, a spin coating method, a roll transfer method, a spray method, or the like is used. A roll transfer method or a spin coating method can be used to form a uniform film thickness. It is preferable from the viewpoint that it can be applied.

次に、形成された第1の透明材質層12上に第2の透明材質層13を形成する(図2(B))。   Next, a second transparent material layer 13 is formed on the formed first transparent material layer 12 (FIG. 2B).

第2の透明材質層13は硬化後の屈折率が第1の透明材質層12の屈折率と異なる第2の透明材質成分を第1の透明材質層12の表面に形成する。   The second transparent material layer 13 forms a second transparent material component having a refractive index after curing different from that of the first transparent material layer 12 on the surface of the first transparent material layer 12.

第2の透明材質層13を形成するための成分としては第1の透明材質層12の形成に用いられる各種透明材質と同様の各種透明材質が用いられるが、前記のように硬化後の屈折率が第1の透明材質層12の屈折率と異なるものを用いることが必要である。光導波層は伝送させる光の周波数において透明な性質を持つことが必要であり、通常、屈折率の高い材質(高屈折率材質)と屈折率の低い材質(低屈折率材質)の2つの透明材質からなる。高屈折率材質からなる導波路に光を入射させると、低屈折率材質との界面において全反射条件を満たすものだけが100%反射され、光は高屈折率材質からなる導波路のみに閉じこめられる。従って、このような屈折率の異なる材質により導波路を形成することで所望の方向に光を伝搬させることができる。   As a component for forming the second transparent material layer 13, various transparent materials similar to the various transparent materials used for forming the first transparent material layer 12 are used, but the refractive index after curing as described above. However, it is necessary to use a material having a refractive index different from that of the first transparent material layer 12. The optical waveguide layer must be transparent at the frequency of light to be transmitted, and usually two transparent materials, a material with a high refractive index (high refractive index material) and a material with a low refractive index (low refractive index material). Made of material. When light is incident on a waveguide made of a high refractive index material, only those satisfying the total reflection condition at the interface with the low refractive index material are reflected 100%, and the light is confined only to the waveguide made of the high refractive index material. . Therefore, light can be propagated in a desired direction by forming a waveguide using such materials having different refractive indexes.

第2の透明材質層13は、例えば、第1の透明材質層12の表面に透明材質層13を形成するためのワニス状の光硬化性樹脂等を第1の透明材質層12を形成するのと同様の方法により塗布した後、加熱乾燥すること等により形成される。   The second transparent material layer 13 is formed by forming the first transparent material layer 12 with, for example, a varnish-like photocurable resin for forming the transparent material layer 13 on the surface of the first transparent material layer 12. It is formed by applying the same method as above, followed by heating and drying.

次に、光導波路3を形成しようとする部分のみにスリットが形成されたフォトマスク111を用いて第2の透明材質層13を選択的に露光し、硬化させることにより光導波路3が形成される(図2(C)、(D))。   Next, the optical waveguide 3 is formed by selectively exposing and curing the second transparent material layer 13 using a photomask 111 in which slits are formed only in a portion where the optical waveguide 3 is to be formed. (FIGS. 2C and 2D).

なお、第2の透明樹脂層13の上には、透明樹脂層13を保護するために必要に応じて透明性の保護シート、例えばPETシート等を貼り付けておくことが好ましい。前記保護シートは透明性であるために保護シートの上にフォトマスクをコンタクトさせ、露光することも可能である。このような保護シートは、露光後は剥離除去される。   In addition, on the 2nd transparent resin layer 13, in order to protect the transparent resin layer 13, it is preferable to affix a transparent protective sheet, for example, a PET sheet etc. as needed. Since the protective sheet is transparent, it can be exposed by contacting a photomask on the protective sheet. Such a protective sheet is peeled off after exposure.

フォトマスク111は金属箔101上にあらかじめ設けられた基準マーク等を基準とし、フォトマスク111に設けられている基準マークと合わせることによりアライメントして載置される。   The photomask 111 is placed in alignment by aligning with a reference mark provided on the photomask 111 using a reference mark or the like provided on the metal foil 101 in advance as a reference.

そして、前記選択的に露光された部分の光硬化性樹脂のみが硬化されて光導波路3が形成される。   Then, only the selectively exposed portion of the photocurable resin is cured to form the optical waveguide 3.

次に、光導波路3に光偏向部4を形成させる(図2(E))。   Next, the light deflection section 4 is formed in the optical waveguide 3 (FIG. 2E).

光偏向部4は光電変換素子5から出射した光の進行方向を光導波路3内を光が伝播するように方向変換したり、或いは光導波路3内を屈折しながら直進してきた光の進行方向を受光素子としての光電変換素子5に受光されるように光の方向を変換させる機能を有する。光偏向部4は、一般的には45°の傾きで形成され、90°の反射が利用される。   The light deflecting unit 4 changes the traveling direction of the light emitted from the photoelectric conversion element 5 so that the light propagates through the optical waveguide 3, or changes the traveling direction of the light traveling straight while being refracted in the optical waveguide 3. The photoelectric conversion element 5 as a light receiving element has a function of changing the direction of light so as to be received. The light deflection unit 4 is generally formed with an inclination of 45 °, and 90 ° reflection is used.

光偏向部4を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、ダイシングブレードによりV字型に切削する方法や紫外線レーザ光によるアブレーション加工による方法、或いは型を用いて転写する方法等の各種の方法が挙げられる。   The method for forming the light deflection unit 4 is not particularly limited. For example, various methods such as a method of cutting into a V shape by a dicing blade, a method of ablation processing using ultraviolet laser light, or a method of transferring using a mold are used. A method is mentioned.

なお、光偏向部4には、反射効率を高めるためにその表面に金属薄膜が形成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that a metal thin film is formed on the surface of the light deflection unit 4 in order to increase reflection efficiency.

金属薄膜の形成方法としては、例えば、銀ペーストなど金属粒子を含有するペーストを印刷法で光偏向部4の表面に塗布する方法や、金属蒸着やスパッタリングによって光偏向部4の表面に選択的に金属を堆積させる方法等が挙げられる。前記金属粒子を形成する金属としては銀、金、アルミニウムなどの高反射率金属が用いられる。   As a method for forming the metal thin film, for example, a paste containing metal particles such as silver paste is applied to the surface of the light deflection unit 4 by a printing method, or selectively applied to the surface of the light deflection unit 4 by metal vapor deposition or sputtering. Examples include a method of depositing a metal. As the metal forming the metal particles, a highly reflective metal such as silver, gold, or aluminum is used.

次に第2の透明材質層13のフォトマスク111により露光されなかった部分(非露光部)131が溶剤洗浄して除去される。前記溶剤洗浄に用いられる溶剤としては、前記非露光部のみを選択的に溶解する溶媒であれば特に限定されない。   Next, a portion (non-exposed portion) 131 not exposed by the photomask 111 of the second transparent material layer 13 is removed by solvent cleaning. The solvent used for the solvent cleaning is not particularly limited as long as it is a solvent that selectively dissolves only the non-exposed area.

そして、形成された光導波路3上に、更に第1の透明材質層12と同様の透明材質層を形成させることにより光導波層1が形成される(図2(F))。   Then, an optical waveguide layer 1 is formed by further forming a transparent material layer similar to the first transparent material layer 12 on the formed optical waveguide 3 (FIG. 2F).

このときの透明材質層の形成方法は第1の透明材質層12の形成方法と同様の方法を用いることができる。   The method for forming the transparent material layer at this time can be the same as the method for forming the first transparent material layer 12.

そして、形成された光導波層1は接着層15を介して電気回路基板16と積層される(図2(G))。   Then, the formed optical waveguide layer 1 is laminated with the electric circuit board 16 via the adhesive layer 15 (FIG. 2G).

接着層15は光導波層1の金属箔101が張られた面に対して反対側の面に設けられる。   The adhesive layer 15 is provided on the surface opposite to the surface of the optical waveguide layer 1 on which the metal foil 101 is stretched.

接着層15としては、例えば、プリント配線板の製造に用いられるようなプリプレグを光導波層1と電気回路基板16との間に挟み積層成形プロセスで接着することにより設ける方法や、1液性又は2液性のエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等を塗布し光導波層1と電気回路基板16とを貼り合わせて加圧・加熱することにより硬化させて形成させる方法等が挙げられる。   As the adhesive layer 15, for example, a method of providing a prepreg as used in the manufacture of a printed wiring board by sandwiching it between the optical waveguide layer 1 and the electric circuit board 16 and bonding them by a lamination molding process, Examples thereof include a method in which a two-component epoxy adhesive, an acrylic adhesive, or the like is applied, and the optical waveguide layer 1 and the electric circuit board 16 are bonded to each other and cured by pressurization and heating.

そして、このように接着層15を介して光導波層1と電気回路基板16とが貼り合せられる(図2(H))。   And the optical waveguide layer 1 and the electric circuit board | substrate 16 are bonded together through the contact bonding layer 15 in this way (FIG.2 (H)).

なお、電気回路基板16には少なくとも表面又は内層に少なくとも1層以上の電気回路が形成されていることが本発明の製造方法により得られる光電複合基板を高密度化する点から好ましい。   In addition, it is preferable from the point which densifies the photoelectric composite board | substrate obtained by the manufacturing method of this invention that the electric circuit board | substrate 16 has at least one or more electric circuits formed in the surface or inner layer.

このようにして電気回路基板16に光導波層1が接着された基板の表面には、図2(H)に示すように金属箔101が露出している。   As shown in FIG. 2H, the metal foil 101 is exposed on the surface of the substrate where the optical waveguide layer 1 is bonded to the electric circuit substrate 16 in this manner.

次に、金属箔101を電気回路を形成するための公知のフォトレジスト法を用いてエッチングすることにより、所望の位置に電気回路9a及び実装ランド7が形成される(図3(A),(B))。   Next, by etching the metal foil 101 using a known photoresist method for forming an electric circuit, the electric circuit 9a and the mounting land 7 are formed at desired positions (FIGS. 3A and 3B). B)).

すなわち、金属箔101の表面に感光性レジストを塗布し、所望のパターンを形成するための透光部を有するフォトマスク112を通して露光し、現像した後に、金属箔101をエッチングすることにより電気回路9a及び実装ランド7を形成することができる(図3(B))。   That is, a photosensitive resist is applied to the surface of the metal foil 101, exposed through a photomask 112 having a light-transmitting portion for forming a desired pattern, developed, and then etched to etch the electric circuit 9a. And the mounting land 7 can be formed (FIG. 3B).

なお、図4に示すようにフォトマスク112は、実装ランド7を形成するための開口部31,32の中心点同士の位置関係が、対応する光電変換素子5が有するハンダバンプ形成用電極パッド5b,5cの中心点同士の位置関係とできるだけ一致するように設計しておくことが好ましい。   As shown in FIG. 4, the photomask 112 has solder bump forming electrode pads 5 b that the photoelectric conversion elements 5 have a positional relationship between the center points of the openings 31 and 32 for forming the mounting lands 7. It is preferable to design so as to match the positional relationship between the center points of 5c as much as possible.

実装ランド7の大きさとしては、最終的に開口により光電変換素子が実装される部分が正確に位置決めされるために、隣接する実装ランド又は電気回路との絶縁性を維持できる間隔が確保できる範囲で出来るだけ大きい方が開口時の補正しろが大きくなるために好ましい。具体的には、例えば、前記絶縁性を維持する間隔は20μm以上の間隔であることが好ましい。   The size of the mounting land 7 is a range in which an interval at which insulation with the adjacent mounting land or electric circuit can be maintained is ensured because the portion where the photoelectric conversion element is finally mounted is accurately positioned by the opening. In order to increase the correction margin at the time of opening, the larger one is preferable. Specifically, for example, the interval for maintaining the insulating property is preferably an interval of 20 μm or more.

さらに、基板上の光偏向部4に隣接する部分の実装ランド7の大きさとしては、図5に示すように、実装ランド7の中心点と光偏向部4上に設定される後述する基準点とを結ぶ線分方向において実装ランド7が偏向部4に重ならない範囲で最大限に大きく形成されることが好ましい。   Furthermore, as shown in FIG. 5, the size of the mounting land 7 adjacent to the light deflecting unit 4 on the substrate is the center point of the mounting land 7 and a reference point set on the light deflecting unit 4 to be described later. It is preferable that the mounting land 7 is formed to be as large as possible in a range in which the mounting land 7 does not overlap the deflecting portion 4 in the direction of the line segment connecting the two.

具体的には、例えば、図5に示すように、ハンダバンプ形成用電極パッド5b,5cの中心51,52と開口部31,32の中心が、また、受発光部5aとフォトマスク112を基板上にアライメントした場合に光偏向部4の基準点と重なるフォトマスク上の基準点相当点4aとが正確に位置したと仮定した場合に、ハンダバンプ形成用電極パッド5b,5cの輪郭と受発光部5aの輪郭の最近接する輪郭上の点を結ぶ線分c1、c2の中点付近を限度として実装ランドをできるだけ大きく形成することが好ましい。   Specifically, for example, as shown in FIG. 5, the centers 51 and 52 of the solder bump forming electrode pads 5b and 5c and the centers of the openings 31 and 32, and the light emitting and receiving unit 5a and the photomask 112 are placed on the substrate. When it is assumed that the reference point equivalent point 4a on the photomask that overlaps with the reference point of the light deflection unit 4 is accurately positioned, the contours of the solder bump forming electrode pads 5b and 5c and the light emitting / receiving unit 5a It is preferable that the mounting land be formed as large as possible with the vicinity of the midpoint of the line segments c1 and c2 connecting the points on the contour closest to the contour of the contour.

実装ランド7は、光電変換素子5に形成されるハンダバンプの数に応じて単数又は複数形成される。   One or a plurality of mounting lands 7 are formed according to the number of solder bumps formed on the photoelectric conversion element 5.

フォトマスク112は形成される実装ランド7の中心と実装される光電変換素子5のハンダバンプ形成用電極パッド51,52の中心とを重ねたときに受発光部11の中央部と光偏向部4の中央部とが重なるように形成されていることが好ましい。   When the center of the mounting land 7 to be formed and the center of the electrode pads 51 and 52 for forming the solder bumps of the photoelectric conversion element 5 are overlapped with each other, the photomask 112 overlaps the center of the light receiving and emitting unit 11 and the light deflecting unit 4. It is preferable that the central portion is formed so as to overlap.

そして、例えば、前記のように形成されたフォトマスク112に予め形成された基準マーク112と金属箔101等に予め設けられた基準マークとを合わせること等の手段によりアライメントされることが好ましい。   For example, it is preferable that alignment is performed by means such as aligning the reference mark 112 formed in advance on the photomask 112 formed as described above with the reference mark provided in advance on the metal foil 101 or the like.

このようにして形成される実装ランド7は次にソルダレジスト形成層21で被覆される(図3(C))。   The mounting land 7 thus formed is then covered with a solder resist forming layer 21 (FIG. 3C).

ソルダレジスト形成層21の形成に用いられる樹脂としては、従来からプリント配線板等の分野でソルダレジスト用樹脂として用いられている光硬化性エポキシ樹脂をはじめとする各種硬化性樹脂、具体的には、例えば、タムラ化研(株)製の2液性光硬化性樹脂である商品名DSR-2200KP 19や、日立化成(株)の商品名SR9000Wのような硬化性樹脂が挙げられる。   Examples of the resin used for forming the solder resist forming layer 21 include various curable resins including a photo-curable epoxy resin conventionally used as a solder resist resin in the field of printed wiring boards and the like. Examples thereof include curable resins such as trade name DSR-2200KP 19 which is a two-component photocurable resin manufactured by Tamura Kaken Co., Ltd. and trade name SR9000W of Hitachi Chemical Co., Ltd.

そして、ソルダレジスト8はソルダレジスト形成層21上のソルダレジスト8を形成する部分のみを露光するように形成されたフォトマスク113を用いて印刷法、写真法等公知の方法により形成することができる。   The solder resist 8 can be formed by a known method such as a printing method or a photographic method using a photomask 113 formed so as to expose only a portion of the solder resist forming layer 21 where the solder resist 8 is to be formed. .

フォトマスク113も金属箔101にあらかじめ設けられた基準マークとフォトマスク113上に予め設けられている基準マークとを合わせる等の手段によりアライメントすることが好ましい。   The photomask 113 is also preferably aligned by means such as aligning a reference mark provided in advance on the metal foil 101 with a reference mark provided in advance on the photomask 113.

そして、ソルダレジスト8はソルダレジスト形成層21の露光されなかった未硬化の部分を、例えばNaCo水溶液等のアルカリ系現像液を用いて洗浄して除去することにより形成される(図3(D))。 Then, the solder resist 8 is formed by removing unexposed portions of the solder resist forming layer 21 that have not been exposed by washing with an alkaline developer such as an aqueous Na 2 Co 3 solution (FIG. 3). (D)).

このようにして形成されるソルダレジスト8の膜厚は10〜40μm、さらには10〜20μm程度であることが好ましい。前記膜厚が薄すぎる場合にはソルダレジスト8にピンホール等の空隙が発生しやすくなる傾向があり、厚すぎる場合には後述する開口の際に必要とする加工深さが深くなりすぎるため、開口時に誤差が生じやすくなる傾向がある。   The thickness of the solder resist 8 formed in this way is preferably about 10 to 40 μm, more preferably about 10 to 20 μm. If the film thickness is too thin, there is a tendency that voids such as pinholes are likely to occur in the solder resist 8, and if it is too thick, the processing depth required for opening described later becomes too deep, There is a tendency for errors to occur easily when opening.

次に、光電変換素子実装用電極パッドを形成する工程について説明する。   Next, the process of forming the photoelectric conversion element mounting electrode pad will be described.

本発明の製造方法においては、光偏向部上に基準点を設定し、前記基準点に基づいて予め特定された光電変換素子の受発光部の中心とハンダバンプ形成用電極パッドとの位置関係を示す座標情報に基づいてソルダレジストを開口し光電変換素子実装用電極パッドを形成することにより、基板上の光電変換素子実装用電極パッドと実装される光電変換素子のハンダバンプ形成用電極パッドの位置を正確に合わせることができ、光電変換素子を高精度に実装することができる。その結果、光電変換素子の受発光の光軸を光偏向部に正確に入出力することができるために、高効率な光回路―電気回路間の結合を実現することができる。   In the manufacturing method of the present invention, a reference point is set on the light deflection unit, and the positional relationship between the center of the light emitting / receiving unit of the photoelectric conversion element specified in advance based on the reference point and the electrode pad for solder bump formation is shown. The position of the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element on the substrate and the electrode pad for forming the solder bump of the photoelectric conversion element to be mounted is accurately determined by opening the solder resist and forming the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element based on the coordinate information. The photoelectric conversion element can be mounted with high accuracy. As a result, since the optical axis of light reception / emission of the photoelectric conversion element can be accurately input / output to / from the optical deflection unit, highly efficient coupling between the optical circuit and the electric circuit can be realized.

光電変換素子5の受発光部の中心とハンダバンプ形成用電極パッド5との位置関係に基づき、ソルダレジスト8上に光偏向部上の基準点からの光電変換素子実装用電極パッドの中心の座標を特定する工程について説明する。   Based on the positional relationship between the center of the light receiving / emitting part of the photoelectric conversion element 5 and the solder bump forming electrode pad 5, the coordinates of the center of the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element from the reference point on the light deflection part on the solder resist 8 are obtained. The process to specify is demonstrated.

図6(A)は光電複合基板10に実装する光電変換素子5の受発光部5aとハンダバンプ形成用電極パッド5b,5cの配置を示す模式平面図、図6(B)は光電複合基板10の実装ランド7及び光導波路3及び光偏向部4の配置を示した模式平面図を示す。なお、説明を簡略化するために、図6においては形成されている電気回路等の図示は省略している。   6A is a schematic plan view showing the arrangement of the light emitting / receiving portion 5a and the solder bump forming electrode pads 5b and 5c of the photoelectric conversion element 5 mounted on the photoelectric composite substrate 10, and FIG. A schematic plan view showing the arrangement of the mounting lands 7, the optical waveguide 3, and the optical deflection section 4 is shown. In addition, in order to simplify description, illustration of the formed electric circuit etc. is abbreviate | omitted in FIG.

まず、図6(A)に示すように、例えば、光電変換素子5において、受発光部5aの中心53を原点とする場合の各ハンダバンプ形成用電極パッドの中心点に2次元の座標(x,y)を与える。ここでnは光電変換素子5を実装するために用いられるハンダバンプ形成用電極パッドの数であり、このハンダバンプ形成用電極パッドにハンダバンプを形成させて実装に用いる場合にはn個の座標が与えられる。図6(A)においてはn=2の場合を示している。 First, as shown in FIG. 6A, for example, in the photoelectric conversion element 5, two-dimensional coordinates (x n) are set at the center point of each solder bump forming electrode pad when the center 53 of the light emitting / receiving portion 5a is the origin. , Y n ). Here, n is the number of solder bump forming electrode pads used for mounting the photoelectric conversion element 5, and when the solder bumps are formed on the solder bump forming electrode pads and used for mounting, n coordinates are given. . FIG. 6A shows a case where n = 2.

なお、前記座標はより高精度の実装が要求される場合には3次元の座標(x,y,z)であることが好ましい。 Note that the coordinates are preferably three-dimensional coordinates (x n , y n , z n ) when higher-precision mounting is required.

前記座標の付与は、光学顕微鏡やCCDカメラと少なくとも2次元の座標系を設定・測定できるテーブルステージ等とを備えた工具顕微鏡や三次元寸法測定器等により実測して付与することが好ましいが、光電変換素子5の寸法精度が高い場合には、光電変換素子5の設計値から導出したものであってもよい。   The above-mentioned coordinates are preferably given by actual measurement using a tool microscope or a three-dimensional dimension measuring instrument equipped with an optical microscope or a CCD camera and a table stage that can set and measure at least a two-dimensional coordinate system. When the dimensional accuracy of the photoelectric conversion element 5 is high, it may be derived from the design value of the photoelectric conversion element 5.

次に光電複合基板10の光偏向部4上に基準点を設定する。   Next, a reference point is set on the light deflection unit 4 of the photoelectric composite substrate 10.

光偏向部4は基板の光電変換素子5を実装する側(以下上方側ともいう)から観察することができるため、基板の上方から前記工具顕微鏡、三次元寸法測定器等により基準点を設定する。   Since the optical deflection unit 4 can be observed from the side of the substrate on which the photoelectric conversion element 5 is mounted (hereinafter also referred to as the upper side), the reference point is set from the upper side of the substrate by the tool microscope, the three-dimensional dimension measuring instrument, or the like. .

通常、光偏向部4は45度程度の傾斜をもって形成されているために光導波路3が四角形である場合には観察される形状は図6に示すように四角形になる。従って、基準点としてはその重心や頂点、対角線の交点、辺の中点、或いは幾何光学的な計算から算出される仮想点等を特定することにより設定することができ、光偏向部4上の特定しうる点であれば特に限定されない。   Normally, the light deflection section 4 is formed with an inclination of about 45 degrees, so that when the optical waveguide 3 is square, the observed shape is square as shown in FIG. Accordingly, the reference point can be set by specifying the center of gravity or vertex, the intersection of diagonal lines, the midpoint of the side, or a virtual point calculated from geometric optical calculation. If it is a point which can be specified, it will not specifically limit.

そして、光電複合基板の光偏向部上に設定された前記基準点からの光電変換素子の受発光部の中心点と前記各ハンダバンプ形成用電極パッドの中心点との位置関係を示す座標をソルダレジスト上に特定する。   Then, coordinates indicating the positional relationship between the center point of the light emitting / receiving unit of the photoelectric conversion element from the reference point set on the light deflection unit of the photoelectric composite substrate and the center point of each of the electrode pads for forming the solder bumps are solder resists. Identify above.

本工程を更に具体的に説明する。   This process will be described more specifically.

図6(B)においては、一例として、光電複合基板10に形成された光偏向部4を観察し、光偏向部4上の四角形の対角線の交点を基準点151として設定している。   In FIG. 6B, as an example, the light deflection unit 4 formed on the photoelectric composite substrate 10 is observed, and an intersection of square diagonal lines on the light deflection unit 4 is set as a reference point 151.

はじめに、基準点151からの前記各ハンダバンプ形成用電極パッドの中心点の座標を特定する。   First, the coordinates of the center point of each solder bump forming electrode pad from the reference point 151 are specified.

なお、前記座標の特定は光電変換素子5の受発光部中心と光電複合基板10上の基準点151とが、また、光電変換素子5上の各ハンダバンプ形成用電極パッドと前記各ハンダバンプ形成用電極パッドに対応するように形成されたソルダレジストで覆われた実装ランドとが重なるように特定される。   The coordinates are specified by the center of the light receiving and emitting part of the photoelectric conversion element 5 and the reference point 151 on the photoelectric composite substrate 10, and each solder bump forming electrode pad on the photoelectric conversion element 5 and each solder bump forming electrode. The mounting land covered with the solder resist formed so as to correspond to the pad is specified so as to overlap.

そして、前記特定された座標を基準として座標付近を開口することにより、光電複合基板上に光電変換素子実装用電極パッドが高精度に形成される(図3(E))。   Then, by opening the vicinity of the coordinates with the specified coordinates as a reference, a photoelectric conversion element mounting electrode pad is formed with high accuracy on the photoelectric composite substrate (FIG. 3E).

前記開口はCCDカメラ等の観察装置と座標の記憶装置を備え、座標系を制御し特定した位置へ高精度に加工できる機構を備えた従来から知られたNC制御装置等により行なうことができる。   The opening can be performed by a conventionally known NC control device provided with an observation device such as a CCD camera and a coordinate storage device, and a mechanism capable of controlling the coordinate system and processing to a specified position with high accuracy.

なお、加工位置精度は光を効率良く入出力するために許容できる位置ズレ量の観点から一般に10μm以下の加工精度であることが好ましい。   In general, the processing position accuracy is preferably a processing accuracy of 10 μm or less from the viewpoint of the amount of positional deviation that can be permitted in order to efficiently input and output light.

前記開口の手段としては、レーザを用いてソルダレジストを蒸散させる方法、或いは機械的にソルダレジスト層を切削する方法等が挙げられる。レーザーを用いて開口する場合にはより加工精度が高く、また、基板に機械的な応力を加えることがない点からより好ましい。   Examples of the opening means include a method of evaporating the solder resist using a laser, or a method of mechanically cutting the solder resist layer. In the case of opening using a laser, it is more preferable because the processing accuracy is higher and mechanical stress is not applied to the substrate.

前記レーザを用いてソルダレジスト層を蒸散させる方法に用いられるレーザとしてはKrF、ArFのエキシマレーザ等に代表される紫外線レーザや、Nd−YAG、COレーザに代表される赤外線レーザ等が使用できる。 As a laser used in the method of evaporating the solder resist layer using the laser, an ultraviolet laser typified by an excimer laser of KrF or ArF, an infrared laser typified by an Nd-YAG or CO 2 laser, or the like can be used. .

また、機械的にソルダレジスト層を切削する方法としてはドリル加工を用いる方法がある。この際先端をパッド径に一致させて平坦化しておくことが好ましい。また金属箔にダメージを与えないためには、切削深さも1μm以下で制御することが好ましい。   As a method for mechanically cutting the solder resist layer, there is a method using drilling. At this time, it is preferable to flatten the tip to match the pad diameter. In order not to damage the metal foil, it is preferable to control the cutting depth to 1 μm or less.

このようにして形成される開口穴の径の大きさは、ハンダバンプ形成用電極パッドの大きさにより最適な寸法が決まるために特定することはできないが、通常、ハンダバンプ形成用電極パッドの径に対して±5%以内程度の面積を有するように形成されることが好ましい。サイズの違いが大きいとリフロー後のハンダ形状がいびつになり、両パッド間の中心点同士の位置関係にズレが発生しやすくなる傾向がある。   The size of the diameter of the opening hole formed in this way cannot be specified because the optimum dimension is determined by the size of the electrode pad for forming a solder bump, but is usually not the same as the diameter of the electrode pad for forming a solder bump. In other words, it is preferably formed to have an area of about ± 5%. If the difference in size is large, the solder shape after reflow becomes distorted, and the positional relationship between the center points between the two pads tends to be shifted.

このようにして光偏向部4上の点を座標の基準として光電変換素子実装用電極パッドを形成することにより、高精度に光電変換素子を実装することができる光電複合基板が得られる。このような光電複合基板は光電変換素子実装用電極パッドが高精度に形成されているために、光電変換素子5のハンダバンプ形成用電極パッドにハンダバンプを形成させ、前記ハンダバンプを所定の光電変換素子実装用電極パッドに合わせて載置し、リフロー半田槽に供することにより、光電変換効率が高い位置に正確に光電変換素子5を実装することができる(図3(F))。   Thus, by forming the photoelectric conversion element mounting electrode pad using the point on the light deflection unit 4 as a coordinate reference, a photoelectric composite substrate on which the photoelectric conversion element can be mounted with high accuracy is obtained. In such a photoelectric composite substrate, the electrode pads for mounting the photoelectric conversion elements are formed with high precision. Therefore, the solder bumps are formed on the electrode pads for forming the solder bumps of the photoelectric conversion elements 5, and the solder bumps are mounted on the predetermined photoelectric conversion elements. The photoelectric conversion element 5 can be accurately mounted at a position where the photoelectric conversion efficiency is high by placing it in accordance with the electrode pad for use and using it in a reflow solder bath (FIG. 3 (F)).

従って、本発明の製造方法により得られる光電複合基板上に光電変換素子を実装して得られる装置は光損失の小さい装置である。   Therefore, the device obtained by mounting the photoelectric conversion element on the photoelectric composite substrate obtained by the manufacturing method of the present invention is a device with small optical loss.

量産時においても、予め、高精度の実装パッドを形成することができるために、アクティブアライメントのような工程を必要としない点で、容易な製造工程で高精度の実装ができるものである。   Even during mass production, since a highly accurate mounting pad can be formed in advance, high precision mounting can be achieved with an easy manufacturing process in that a process such as active alignment is not required.

本発明を実施例を用いて更に詳しく説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.

本実施例においては光電変換素子として面発光レーザダイオード(VCSEL)を用いた。   In this embodiment, a surface emitting laser diode (VCSEL) is used as the photoelectric conversion element.

使用したVCSELはフリップチップ型VCSEL(ULM850−05−TT−U0101U/ULM Photonics製)であり、発光波長は850nmで1mWの出力を得るための印可電流値を実測すると3.2mAであった。また、発光部径は10μmφであった。   The VCSEL used was a flip-chip type VCSEL (ULM850-05-TT-U0101U / ULM Photonics). The emission current was 3.2 mA when the applied current value for obtaining an output of 1 mW at 850 nm was measured. The light emitting part diameter was 10 μmφ.

なお、VCSELのハンダパンプ形成用電極パッドとして、図7に示すような配置の50μmφの円形状電極パッド61、62(D50 Pad)を使用した。   As electrode pads for forming VCSEL solder bumps, circular electrode pads 61 and 62 (D50 Pad) of 50 μmφ arranged as shown in FIG. 7 were used.

また、図7において、VCSELの輪郭の1辺をX軸の基準にし、発光部63の中心点を原点(0,0)としてVCSEL上に座標を設定したときの円形状電極パッド61のμm表示に基づく座標は(−72.5,−72.5)、円形状電極パッド62の前記座標は(72.5,72.5)であり、発光部63の中心から電極パッド61、62の中心点までの距離は102.5μmであった。なお、前記座標及び距離は(株)ニコン製のMEASURING MICROSCOPE:MM-40により測定された。   Further, in FIG. 7, the μm display of the circular electrode pad 61 when one side of the contour of the VCSEL is set as the reference of the X axis and the coordinates are set on the VCSEL with the center point of the light emitting unit 63 as the origin (0, 0). The coordinates of the circular electrode pad 62 are (72.5, 72.5) based on (72.5, -72.5), and the center of the electrode pads 61, 62 from the center of the light emitting part 63 The distance to the point was 102.5 μm. The coordinates and distance were measured with MEASURING MICROSCOPE: MM-40 manufactured by Nikon Corporation.

(実施例1)
はじめに、特開2004−341454号公報に記載の方法により、以下のように光導波層を備えた基板を作製した。
Example 1
First, a substrate provided with an optical waveguide layer as described below was produced by the method described in JP-A-2004-341454.

(原材料)
以下で用いられる透明材質Aは、東都化成(株)製の商品名「BPAF−DGE」100質量部、大日本インキ工業(株)製の商品名「B650」66質量部、サンアプロ(株)製の商品名「SA−102」2質量部からなる熱硬化性エポキシ樹脂である。前記透明材質Aを100℃で1時間、さらに150℃で1時間加熱して硬化したときの屈折率は1.51である。
(raw materials)
Transparent material A used in the following is 100 parts by mass of product name “BPAF-DGE” manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., 66 parts by mass of product name “B650” manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd., manufactured by San Apro Co., Ltd. Is a thermosetting epoxy resin consisting of 2 parts by mass of the trade name “SA-102”. When the transparent material A is cured by heating at 100 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. for 1 hour, the refractive index is 1.51.

また、透明材質Bのワニスとしては、ダイセル化学工業(株)商品名「EHPE−3150」100質量部、メチルエチルケトン70質量部、トルエン30質量部、ローディアジャパン(株)製商品名「ロードシルフォトイニシエータ2074」2質量部を混合して得られるワニスである。透明材質Bのワニスを乾燥して溶剤を除去し、10J/cmのパワーの高圧水銀ランプで照射して硬化させた後、150℃で1時間のアフターキュアーをした硬化樹脂の屈折率は1.53である。 Moreover, as a varnish of transparent material B, Daicel Chemical Industries Co., Ltd. trade name “EHPE-3150” 100 parts by mass, methyl ethyl ketone 70 parts by mass, toluene 30 parts by mass, Rhodia Japan Co., Ltd. trade name “Lordsil Photoinitiator” 2074 "is a varnish obtained by mixing 2 parts by mass. The transparent material B varnish is dried to remove the solvent, cured by irradiation with a high-pressure mercury lamp with a power of 10 J / cm 2 , and then cured at 150 ° C. for 1 hour, the refractive index of the cured resin is 1. .53.

さらに、接着剤Cのワニスとしては、東都化成(株)製商品名「YDB500」90質量部、東都化成(株)製商品名「YDCN−1211」10質量部、ジシアンジアミド3質量部、四国化成(株)製商品名「2E4MZ」0.1質量部、メチルエチルケトン30質量部、ジメチルホルムアミド8質量部からなるワニスを用いた。   Furthermore, as a varnish of adhesive C, Toto Kasei Co., Ltd. brand name "YDB500" 90 mass parts, Toto Kasei Co., Ltd. brand name "YDCN-1211" 10 mass parts, Dicyandiamide 3 mass parts, Shikoku Kasei ( The varnish which consists of 0.1 mass part of brand name "2E4MZ" manufactured by Co., Ltd., 30 mass parts of methyl ethyl ketone, and 8 mass parts of dimethylformamide was used.

(基板の製造)
厚み35μmの銅箔(古河電工(株)製商品名「MPGT」)を金属層として用い、金属層に透明材質Aをロール転写法で塗布厚み50μmに塗布し、100℃で1時間、続いて150℃で1時間加熱して硬化させて透明材質層を形成した。
(Manufacture of substrates)
Using a 35 μm thick copper foil (trade name “MPGT” manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) as a metal layer, transparent material A is applied to the metal layer by a roll transfer method to a coating thickness of 50 μm, followed by 100 hours at 100 ° C. A transparent material layer was formed by heating at 150 ° C. for 1 hour to cure.

次に前記透明材質層の上に透明材質Bのワニスを厚み80μmで塗布し、加熱乾燥して厚み40μmの感光性の透明材質層を形成した後、この上に厚み25μmの透明PETフィルムからなるカバーフィルムをロールで押し当てて貼り付け、積層物を得た。そして、前記積層物を60mm角にカットした。   Next, a transparent material B varnish is applied on the transparent material layer to a thickness of 80 μm and dried by heating to form a photosensitive transparent material layer having a thickness of 40 μm, and a transparent PET film having a thickness of 25 μm is formed thereon. The cover film was pressed with a roll and pasted to obtain a laminate. Then, the laminate was cut into 60 mm square.

次に、金属層に予め形成された基準マーク(線幅100μm、サイズ500μm角の十字形状)を基準にして表面に40μm幅で60mm長の線状の光スリットが250μm間隔で20本平行に配置して形成されたフォトマスクを前記積層物にアライメントした後、前記カバーフィルムとフォトマスクとを接触させ、フォトマスクを通して10J/cmの高圧水銀ランプで露光して感光性の透明材質層を選択的に硬化させ、光導波路を形成した。 Next, 20 linear optical slits with a width of 40 μm and a length of 60 mm are arranged in parallel at intervals of 250 μm on the surface with reference marks (cross shape having a line width of 100 μm and a size of 500 μm square) formed in advance on the metal layer. After the photomask formed in this manner is aligned with the laminate, the cover film and the photomask are brought into contact with each other, and exposed to a 10 J / cm 2 high-pressure mercury lamp through the photomask to select a photosensitive transparent material layer. Was cured to form an optical waveguide.

次に切断刃の頂角が90°の回転ブレードを用い金属層の基準マークを基準としてV溝を加工することにより光偏向部を形成した。   Next, a light deflection portion was formed by processing a V-groove using a rotating blade with a 90 ° apex angle of the cutting blade with reference to the reference mark of the metal layer.

具体的には、回転ブレードとしてディスコ社の#5000ブレード(型番「B1E863SD5000L100MT38」)を用いた。   Specifically, a disco # 5000 blade (model number “B1E863SD5000L100MT38”) was used as the rotating blade.

そして、20本の露光部の片端部から5mmの位置に対して、回転数30000rpmで、カバーフィルムの面から回転ブレードを加工速度0.03mm/sで前記積層物に接触させて、80μm深さで切り込み、この切り込み深さを維持したまま、20本の露光部が全て直角に横切るように0.1mm/sの速度で回転ブレードを走査した。これを、反対側の露光部端部から5mmの位置においても同様に実施した。結果として、5mmの露光部20本の両端にV溝を形成した。形成されたV溝の面粗度(rms)は60nmであった。   Then, with respect to a position 5 mm from one end portion of the 20 exposed portions, a rotating blade is brought into contact with the laminate at a processing speed of 0.03 mm / s from the surface of the cover film at a rotational speed of 30000 rpm, and a depth of 80 μm. With the cutting depth maintained, the rotating blade was scanned at a speed of 0.1 mm / s so that all 20 exposed portions crossed at right angles. This was similarly carried out at a position of 5 mm from the opposite end of the exposed portion. As a result, V grooves were formed at both ends of 20 exposed portions of 5 mm. The surface roughness (rms) of the formed V-groove was 60 nm.

そして、得られた光偏向部の表面に粒径10nm以下の銀粒子が分散された銀ペーストを滴下し、120℃で1時間加熱し溶剤を除去することにより、V溝の傾斜面に金属薄膜が形成された偏向部を形成した。   Then, a silver paste in which silver particles having a particle size of 10 nm or less are dispersed is dropped on the surface of the obtained light deflecting portion, and heated at 120 ° C. for 1 hour to remove the solvent, whereby a metal thin film is formed on the inclined surface of the V groove. The deflection part formed was formed.

次にカバーフィルムを剥離除去し、トルエンとフレオン代替の水系洗浄剤(花王(株)製の商品名クリーンスルー)で現像して、非露光部を除去し、水で洗浄後乾燥した。   Next, the cover film was peeled off and developed with an aqueous cleaning agent (trade name Clean Through manufactured by Kao Co., Ltd.) instead of toluene and Freon to remove the non-exposed area, washed with water and dried.

そして、基板の透明材質層の形成側にさらに、透明材質Aを厚み50μmで塗布し、100℃で1時間、続いて150℃で1時間加熱硬化させ、透明材質層を形成した。   Further, the transparent material A was further applied to the substrate on the transparent material layer forming side with a thickness of 50 μm, followed by heat curing at 100 ° C. for 1 hour and then at 150 ° C. for 1 hour to form a transparent material layer.

次に、形成された前記透明材質層上に接着剤Cのワニスを40μm厚に塗布して150℃で乾燥し、接着剤の層を得た。   Next, a varnish of adhesive C was applied to the formed transparent material layer to a thickness of 40 μm and dried at 150 ° C. to obtain an adhesive layer.

そして電気回路を設けたFR−5タイプのプリント配線基板を接着層の面に重ねて170℃で真空プレスし、両者を接着した。   Then, an FR-5 type printed wiring board provided with an electric circuit was placed on the surface of the adhesive layer and vacuum-pressed at 170 ° C. to bond them together.

次に、金属層のビアホールを形成する箇所にサイズ100μmφのコンフォーマルマスク孔及び基準ガイドを形成した後、エキシマレーザを照射して開口径100μmφのビアホールを形成し、ついで、過マンガン酸デスミアによる表面処理、過酸化水系によるソフトエッチング処理を施した後、パネルメッキによってビアホールに電気導通部を形成することにより表面に銅箔が張られた光電複合基板を製造した。   Next, after forming a 100 μmφ conformal mask hole and a reference guide at a location where a via hole is to be formed in the metal layer, an excimer laser is irradiated to form a via hole having an opening diameter of 100 μmφ, and then a surface formed by permanganate desmear. After performing the treatment and the soft etching process using a peroxidized water system, an electrically conductive part was formed in the via hole by panel plating to produce a photoelectric composite substrate having a copper foil stretched on the surface.

次に、得られた光電複合基板の表面の銅箔のパターニングを以下の方法により行なうことで、実装ランド及び電気回路の形成を行った。   Next, the mounting land and the electric circuit were formed by patterning the copper foil on the surface of the obtained photoelectric composite substrate by the following method.

はじめに、銅箔表面に感光性のレジスト材料を塗布しフォトマスクをアライメントして載置した。そして前記フォトマスクを介して紫外線を照射することによりレジスト材料を硬化させた。そして、未硬化部分を現像除去し、銅箔上にエッチングレジストを形成した。   First, a photosensitive resist material was applied to the copper foil surface, and a photomask was aligned and placed. And the resist material was hardened by irradiating an ultraviolet-ray through the said photomask. The uncured portion was developed and removed, and an etching resist was formed on the copper foil.

次に、前記基板をエッチング液に通して不要な銅箔部を溶解し、最後にエッチングレジストを除去して実装ランド及び電気回路を形成した。   Next, the substrate was passed through an etching solution to dissolve unnecessary copper foil portions, and finally the etching resist was removed to form a mounting land and an electric circuit.

前記フォトマスクのアライメントは、金属層に形成済みの基準マークを用いた。   For alignment of the photomask, a reference mark already formed on the metal layer was used.

実装ランドの形成はVCSELを実装する側(入射側光偏向部)にのみ行った。   The mounting land was formed only on the side on which the VCSEL was mounted (incident side light deflection unit).

なお、VCSELの円形状電極パッドの径が50μmφで発光部の径が10μmφ、両者中心間の距離が102.5μmであることから、両者の輪郭の最近接する部分の線分は72.5μmであった。そして、前記線分の中線と実装ランドの輪郭が重なるように実装ランドを形成した。このとき形成された実装ランドは一辺122.5μm(50μm+72.5μm)の矩形形状で実装ランドを形成した。この際開口時に許容されるズレの許容量は36.25μmとなる。   Since the diameter of the VCSEL circular electrode pad is 50 μmφ, the diameter of the light emitting part is 10 μmφ, and the distance between the centers is 102.5 μm, the line segment at the closest point between the two contours is 72.5 μm. It was. The mounting land was formed so that the middle line of the line segment and the outline of the mounting land overlapped. The mounting land formed at this time was formed in a rectangular shape having a side of 122.5 μm (50 μm + 72.5 μm). At this time, the allowable amount of deviation allowed at the time of opening is 36.25 μm.

次に、前記形成された実装ランド上にソルダレジスト層を以下の方法で形成した。液状レジスト材料 DSR-2200KP 19を800gと硬化剤CA-2200KP 11を200gを混合し、30分間程度撹拌したものをスクリーン印刷により基板上に塗布した。これを75℃25分間でプリベークした後、実装ランドが覆われるように設計されたフォトマスクを通して、400mJ/cmのエネルギー密度で紫外線を照射した。その後、1.0質量%のNaCO水溶液を30℃でスプレー圧0.2MPaで噴射し、未露光部を洗い流した後、150℃30分間で硬化させた。その厚みは20μmであった。 Next, a solder resist layer was formed on the formed mounting land by the following method. 800 g of liquid resist material DSR-2200KP 19 and 200 g of curing agent CA-2200KP 11 were mixed and stirred for about 30 minutes, and applied to the substrate by screen printing. This was pre-baked at 75 ° C. for 25 minutes, and then irradiated with ultraviolet rays at an energy density of 400 mJ / cm 2 through a photomask designed to cover the mounting land. Thereafter, a 1.0 mass% Na 2 CO 3 aqueous solution was sprayed at 30 ° C. with a spray pressure of 0.2 MPa to wash away unexposed portions, and then cured at 150 ° C. for 30 minutes. Its thickness was 20 μm.

そして、KrFエキシマレーザ(Lumonics製)を用い、加工サンプルステージとして2軸テーブルステージ(THK社製のAX2020P4Y)を用い、プログラム可能なNC制御装置と接続した。機械的な位置決め精度は±1μmである。   Then, a KrF excimer laser (manufactured by Lumonics) was used, and a biaxial table stage (AX2020P4Y manufactured by THK) was used as a processing sample stage, and connected to a programmable NC controller. The mechanical positioning accuracy is ± 1 μm.

また5倍の対物レンズとレンズ鏡筒(中央精機 TV-IE)、及び2/3サイズCCDによって加工位置をカメラで視認出来るようした。   In addition, the processing position can be seen with a camera by using a 5x objective lens, a lens barrel (Chuo Seiki TV-IE), and a 2/3 size CCD.

前記装置を用いて、得られた光電複合基板の光偏向部を観察し、その仮想対角線の中心を原点(0,0)とし、X軸として基板の底辺を選択することにより光電複合基板上の座標系を設定した。   Using the apparatus, the optical deflection portion of the obtained photoelectric composite substrate is observed, the center of the virtual diagonal line is set as the origin (0, 0), and the base of the substrate is selected as the X axis. A coordinate system was set.

次に、予め測定していたVCSELの円形状電極パッド62、63の座標(―72.5,72.5)、(72.5,72.5)をNC制御プログラムに入力し、前記円形電極パッド62、63の座標の中心点にKrFエキシマレーザを用いて1mmφ抜きのステンレスマスクを用いてパターン露光することにより開口することにより光電変換用素子実装用電極パッドを形成した。なお、前記2つの座標系は前記NC制御プログラムにより一致されている。   Next, the coordinates (−72.5, 72.5) and (72.5, 72.5) of the circular electrode pads 62 and 63 of the VCSEL measured in advance are input to the NC control program, and the circular electrode An electrode pad for mounting a device for photoelectric conversion was formed by opening a pattern exposure using a stainless steel mask with a 1 mmφ punch at the center point of the coordinates of the pads 62 and 63 using a KrF excimer laser. The two coordinate systems are matched by the NC control program.

前記KrFエキシマレーザの照射エネルギー密度は1パルスあたり10mJ、周波数は100Hz、照射パルス数は20パルスで行った。加工後の抜き径はレジスト表面で102μmφ、裏面(銅箔表面)で98μmφであった。   The irradiation energy density of the KrF excimer laser was 10 mJ per pulse, the frequency was 100 Hz, and the number of irradiation pulses was 20 pulses. The diameter after processing was 102 μmφ on the resist surface and 98 μmφ on the back surface (copper foil surface).

完成した光電複合基板に対しVCSELの実装を試みた。VCSELの円形状電極パッド62、63にハンダバンプを形成し、前記光電変換用素子実装用電極パッドに載置し、リフロー処理を施した。なお、リフロー条件は標準的なプロファイルを用い、ピーク温度230℃、210℃以上40秒とした。   An attempt was made to mount a VCSEL on the completed photoelectric composite substrate. Solder bumps were formed on the circular electrode pads 62 and 63 of the VCSEL, placed on the photoelectric conversion element mounting electrode pads, and subjected to a reflow process. The reflow conditions were a standard profile with a peak temperature of 230 ° C. and 210 ° C. or more and 40 seconds.

そして、VCSELに3.2mAの直流電流を流して出力1mWで発光させ、反対端の光偏向部上でコア径100μmφ、公称NA0.26のファイバで受光し、パワーメータにより受光パワーを計測した。   Then, a direct current of 3.2 mA was passed through the VCSEL to emit light at an output of 1 mW, light was received by a fiber having a core diameter of 100 μmφ and a nominal NA of 0.26 on the opposite optical deflection portion, and the received light power was measured by a power meter.

前記計測の結果、受光パワーは0.34mWであり、4.5dBの損失を受けたことがわかった。導波路の損失は10mm当たり0.15dBであることから、60mm分である0.9dBを除くと、光偏向部での損失が3.6dBと算出され、結果として一つの光偏向部あたりの損失は1.8dBであることがわかった。空気層との界面における反射損失を含んでいることを考慮すると、良好な光−電気結合が実現されていると言える。   As a result of the measurement, it was found that the received light power was 0.34 mW and suffered a loss of 4.5 dB. Since the loss of the waveguide is 0.15 dB per 10 mm, the loss at the optical deflection unit is calculated to be 3.6 dB excluding 0.9 dB, which is 60 mm, and as a result, the loss per optical deflection unit Was found to be 1.8 dB. Considering that the reflection loss at the interface with the air layer is included, it can be said that good optical-electrical coupling is realized.

また、前記と同様にして得られた光電複合基板と、従来のフォトマスク法のみで形成された光電複合基板をそれぞれ10枚用意し、それぞれに前記VCSELを実装した。   Further, 10 photoelectric composite substrates obtained in the same manner as above and 10 photoelectric composite substrates formed only by the conventional photomask method were prepared, and the VCSEL was mounted on each.

そして、それぞれの光電複合基板に対して一つの光偏向部当たりの損失を評価した。   And the loss per one light deflection | deviation part was evaluated with respect to each photoelectric composite board | substrate.

その結果、フォトマスク法のみで形成された光電複合基板における、一つの光偏向部当りの損失は2.5〜10.0dBの範囲であり、平均6.3dBであったのに対し、本実施例で得られた光電複合基板における、一つの光偏向部当りの損失は1.3〜2.5dBであり、平均1.8dBであった。従って、本発明の光電複合基板の製造方法により得られる光電複合基板に光電変換素子を実装した場合には平均値、バラツキともに大幅に改善されていることがわかる。   As a result, in the photoelectric composite substrate formed only by the photomask method, the loss per one light deflection unit is in the range of 2.5 to 10.0 dB, and the average is 6.3 dB. In the photoelectric composite substrate obtained in the example, the loss per one light deflection unit was 1.3 to 2.5 dB, and the average was 1.8 dB. Therefore, it can be seen that when the photoelectric conversion element is mounted on the photoelectric composite substrate obtained by the photoelectric composite substrate manufacturing method of the present invention, both the average value and the variation are greatly improved.

(実施例2)
実施例1と同様にして、ソルダレジストの形成まで行なった。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, the solder resist was formed.

そして、光偏向部を上部からカメラで視認し、光電複合基板の座標に対してその中心点を3.3μmX軸方向に移動した点を基準点に設定した。   Then, the light deflection unit was visually recognized from above with a camera, and the point where the center point was moved in the 3.3 μm X axis direction with respect to the coordinates of the photoelectric composite substrate was set as a reference point.

なお、前記3.3μmの値は導波層のコアの屈折率(n)が1.53、クラッドの屈折率(n)が1.51、光偏向部を基板表面に投影した際の形状が一辺40μmの正方形VCSELの放射角度が18°(1/e2 全角値)であること、偏向部を基板表面に投影した形状が1辺40μmの正方形であること、導波路の屈折率がコア、クラッドについてそれぞれ、1.53、1.51であることから、幾何光学的な計算を用いてより最適な基準点を算出したものである。 The value of 3.3 μm is that when the refractive index (n 1 ) of the core of the waveguide layer is 1.53, the refractive index (n 0 ) of the clad is 1.51, and the light deflection unit is projected onto the substrate surface. The emission angle of a square VCSEL with a side of 40 μm is 18 ° (1 / e2 full angle value), the shape of the deflection unit projected onto the substrate surface is a square with a side of 40 μm, and the refractive index of the waveguide is the core. Since the claddings are 1.53 and 1.51, respectively, a more optimal reference point is calculated using geometric optical calculation.

実施例1と同様にして得られた光電複合基板を10枚用意し、それぞれに前記VCSELを実装し、それぞれの光電複合基板に対して一つの光偏向部当たりの損失を評価した。   Ten photoelectric composite substrates obtained in the same manner as in Example 1 were prepared, and the VCSELs were mounted on each of the photoelectric composite substrates, and the loss per light deflection unit was evaluated for each photoelectric composite substrate.

その結果、本実施例で得られた光電複合基板における、一つの光偏向部当りの損失は1.1〜2.5dBであり、平均1.6dBであった。   As a result, the loss per light deflecting portion in the photoelectric composite substrate obtained in this example was 1.1 to 2.5 dB, and the average was 1.6 dB.

(実施例3)
実施例1と同様にして、ソルダレジストの形成までを行なった。
次にVCSELを1mWで発光させ、基板表面の実装ランドから60μmの高さにおいて入射側の偏向部に光を入射させた。そして、導波路内を伝搬して出射側の偏向部から出射した光を、コア径100μmφ、NA0.26のマルチモードファイバにて受光し、そのときの受光パワーをパワーメータで観測した。そして、その状態で面方向でVCSELを走査し、受光パワーが最大になる位置を確認した。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, the solder resist was formed.
Next, the VCSEL was caused to emit light at 1 mW, and light was incident on the incident-side deflection unit at a height of 60 μm from the mounting land on the substrate surface. And the light which propagated in the waveguide and was radiate | emitted from the deflection | deviation part by the side of an emission was received with the multimode fiber of core diameter 100micrometerphi and NA0.26, and the light reception power at that time was observed with the power meter. In this state, the VCSEL was scanned in the surface direction, and the position where the light receiving power was maximized was confirmed.

次に、その状態を基板上部からCCDカメラで観察し、受光パワーを最大にする偏向部状の点を基準点として設定した。なお、発光面の中心点相当位置は、予めVCSEL裏面のレイアウトを記録しておくことによって、表面側から外形基準で決定した。   Next, the state was observed from the upper part of the substrate with a CCD camera, and a deflection-like point that maximized the received light power was set as a reference point. The position corresponding to the center point of the light-emitting surface was determined on the basis of the outer shape from the front side by recording the layout of the back surface of the VCSEL in advance.

次に、VCSELを除去し、CCDカメラで偏向部を観察し、設定した基準点を元にして、実施例1と同様にしてKrFエキシマレーザを用いて開口した。   Next, the VCSEL was removed, the deflection part was observed with a CCD camera, and an opening was made using a KrF excimer laser in the same manner as in Example 1 based on the set reference point.

実施例1と同様にして得られた光電複合基板を10枚用意し、それぞれに前記VCSELを実装し、それぞれの光電複合基板に対して一つの光偏向部当たりの損失を評価した。   Ten photoelectric composite substrates obtained in the same manner as in Example 1 were prepared, and the VCSELs were mounted on each of the photoelectric composite substrates, and the loss per light deflection unit was evaluated for each photoelectric composite substrate.

その結果、本実施例で得られた光電複合基板における、一つの光偏向部当りの損失は1.0〜2.0dBであり、平均1.4dBであった。   As a result, the loss per light deflection unit in the photoelectric composite substrate obtained in this example was 1.0 to 2.0 dB, and the average was 1.4 dB.

このように、本発明の光電複合基板の製造方法を用いて得られる光電複合基板に光電変換素子を実装した場合、従来のフォトマスク法のみで光電変換素子を実装するための電極パッドを形成した場合に比べてより高精度に形成することができるために、光電変換素子と光電複合基板の光偏向部の光軸とを高精度に整合させることができ、従って、高効率な光回路−電気回路間結合を容易に実現できる光電複合基板が得られる。   Thus, when a photoelectric conversion element was mounted on the photoelectric composite substrate obtained by using the method for manufacturing a photoelectric composite substrate of the present invention, an electrode pad for mounting the photoelectric conversion element was formed only by a conventional photomask method. Since it can be formed with higher accuracy than in the case, the photoelectric conversion element and the optical axis of the optical deflection portion of the photoelectric composite substrate can be aligned with high accuracy, and therefore, a highly efficient optical circuit-electricity A photoelectric composite substrate capable of easily realizing inter-circuit coupling is obtained.

本発明に係る光電複合基板の一例を示す断面模式図。The cross-sectional schematic diagram which shows an example of the photoelectric composite board | substrate which concerns on this invention. 本発明の光電複合基板の製造方法の工程を示す断面模式図。The cross-sectional schematic diagram which shows the process of the manufacturing method of the photoelectric composite substrate of this invention. 図2の工程に続く、光電複合基板の製造方法の工程を示す断面模式図。The cross-sectional schematic diagram which shows the process of the manufacturing method of a photoelectric composite substrate following the process of FIG. 実装ランドを形成するためのフォトマスク及び実装される光電変換素子の電極パッド部の配置を示す平面模式図。The plane schematic diagram which shows arrangement | positioning of the photomask for forming a mounting land, and the electrode pad part of the photoelectric conversion element mounted. 実装ランドを形成するためのフォトマスクの一部分を示す模式平面図。FIG. 3 is a schematic plan view showing a part of a photomask for forming a mounting land. 図6(A)は光電複合基板に実装する光電変換素子のハンダバンプ形成用電極パッドの配置を示す模式平面図、図6(B)は光電複合基板の実装ランド及び光導波層及び光偏向部の配置を示した模式平面図。6A is a schematic plan view showing the arrangement of solder bump forming electrode pads of the photoelectric conversion element mounted on the photoelectric composite substrate, and FIG. 6B is a mounting land, an optical waveguide layer, and an optical deflection unit of the photoelectric composite substrate. The schematic plan view which showed arrangement | positioning. 実施例で用いたVCSELのハンダパンプ形成用電極パッドの配置を示す平面模式図。The plane schematic diagram which shows arrangement | positioning of the electrode pad for solder pump formation of VCSEL used in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 光導波層
2 電気回路層
3 光導波路
4 光偏向部
4a フォトマスク上の基準点相当点
5 光電変換素子
5a 受発光部
5b,5c ハンダバンプ形成用電極パッド
6 ハンダバンプ
7 実装ランド
8 ソルダレジスト
9a、9b 電気回路
10 光電複合基板
11 光電変換素子実装用パッド
12 第1の透明材質層
13 第2の透明材質層
14 金属薄膜
15 接着層
16 電気回路基板
17、18 電気回路
21 ソルダレジスト形成層
31、32 フォトマスクの開口部
33 基準マーク
53 受発光部の中心
61 円形状電極パッド
62 円形状電極パッド
63 発光部
101 金属箔
111 光導波路を形成するためのフォトマスク
112 実装ランド及び電気回路を形成するためのフォトマスク
113 ソルダレジストを形成するためのフォトマスク
131 非露光部
151 基準点
C1,C2 中線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide layer 2 Electrical circuit layer 3 Optical waveguide 4 Optical deflection part 4a Equivalent point of reference point on photomask 5 Photoelectric conversion element 5a Light emitting / receiving part 5b, 5c Solder bump forming electrode pad 6 Solder bump 7 Mounting land 8 Solder resist 9a, 9b Electric circuit 10 Photoelectric composite substrate 11 Pad for mounting photoelectric conversion element 12 First transparent material layer 13 Second transparent material layer 14 Metal thin film 15 Adhesive layer 16 Electric circuit board 17, 18 Electric circuit 21 Solder resist forming layer 31, 32 Photomask opening 33 Reference mark 53 Center of light receiving and emitting part 61 Circular electrode pad 62 Circular electrode pad 63 Light emitting part 101 Metal foil 111 Photomask for forming optical waveguide 112 Mounting land and electric circuit are formed Photomask for 113 Photo for forming solder resist Mask 131 Non-exposed portion 151 Reference point C1, C2 Middle line

Claims (3)

光偏向部を備えた光導波路を有する光導波層を備え、且つ、基板表面にハンダバンプを有する光電変換素子を実装するための光電変換素子実装用電極パッドが形成された光電複合基板の製造方法であって、
実装ランドを形成するための開口部の中心点と、対応する光電変換素子が有するハンダバンプ形成用電極パッドの中心点とを一致させたときに、前記ハンダバンプ形成用電極パッドの輪郭と前記光電変換素子の受発光部の輪郭とが最も近接する輪郭上の点を結ぶ線分の中点付近に、前記開口部の輪郭が位置するフォトマスクを用いて、基板表面に実装ランドを形成する工程、
基板表面に予め形成された実装ランドをソルダレジストで覆う工程、
前記光偏向部上に基準点を設定する工程、
前記光電変換素子が実装された際に光電変換素子の受発光部の中心が前記光偏向部に重なるように前記ソルダレジスト上に前記基準点からの前記光電変換素子実装用電極パッドの中心の座標を特定する工程、
前記特定された座標を基準として前記ソルダレジストの一部を開口し、実装ランドを露出させて光電変換素子実装用電極パッドを形成する工程を備えることを特徴とする光電複合基板の製造方法。
A method for manufacturing a photoelectric composite substrate comprising an optical waveguide layer having an optical waveguide provided with an optical deflecting portion, and an electrode pad for mounting a photoelectric conversion device for mounting a photoelectric conversion device having a solder bump on the substrate surface. There,
When the center point of the opening for forming the mounting land matches the center point of the solder bump forming electrode pad of the corresponding photoelectric conversion element, the outline of the solder bump forming electrode pad and the photoelectric conversion element Forming a mounting land on the substrate surface using a photomask in which the outline of the opening is located near the midpoint of the line connecting the points on the outline closest to the outline of the light emitting and receiving part
A step of covering a mounting land previously formed on the substrate surface with a solder resist,
Setting a reference point on the light deflection unit;
Coordinates of the center of the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element from the reference point on the solder resist so that the center of the light receiving and emitting part of the photoelectric conversion element overlaps the light deflection unit when the photoelectric conversion element is mounted Identifying the process,
A method for manufacturing a photoelectric composite substrate, comprising: forming a part of the solder resist with reference to the identified coordinates, exposing a mounting land to form an electrode pad for mounting a photoelectric conversion element.
請求項1に記載の光電複合基板の製造方法において、
前記光電変換素子が実装された際に光電変換素子の受発光部の中心が前記光偏向部に重なるように前記ソルダレジスト上に前記基準点からの前記光電変換素子実装用電極パッドの中心の座標を特定する工程が、前記実装される光電変換素子の受発光部の中心からの光電変換素子が有するハンダバンプ形成用電極パッドの中心の座標を特定し、前記特定された座標を用いて行なうことを特徴とする光電複合基板の製造方法。
In the manufacturing method of the photoelectric composite substrate of Claim 1,
Coordinates of the center of the electrode pad for mounting the photoelectric conversion element from the reference point on the solder resist so that the center of the light receiving and emitting part of the photoelectric conversion element overlaps the light deflection unit when the photoelectric conversion element is mounted Identifying the coordinates of the center of the electrode pad for forming a solder bump of the photoelectric conversion element from the center of the light receiving and emitting part of the mounted photoelectric conversion element, and using the specified coordinates A method for producing a photoelectric composite substrate.
請求項1又は請求項2に記載の光電複合基板の製造方法において、
前記特定された座標を基準として前記ソルダレジストの一部を開口し、実装ランドを露出させて光電変換素子実装用電極パッドを形成する工程をレーザ加工により行なうことを特徴とする光電複合基板の製造方法。
In the manufacturing method of the photoelectric composite substrate of Claim 1 or Claim 2,
A process for forming a photoelectric conversion element mounting electrode pad by opening a part of the solder resist on the basis of the specified coordinates and exposing a mounting land to produce a photoelectric conversion substrate, comprising: Method.
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JP2013174835A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Sumitomo Bakelite Co Ltd Optical waveguide structure, optical waveguide module and electronic apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334189A (en) * 2003-04-14 2004-11-25 Fujikura Ltd Mounting member for optical module, optical module, array type optical module, optical transmission module
JP2004347811A (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Matsushita Electric Works Ltd Structure and method for optical coupling, optical coupling element, and optical distribution substrate
JP2005148129A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Ricoh Co Ltd Method for manufacturing optical wiring system, and optical wiring system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334189A (en) * 2003-04-14 2004-11-25 Fujikura Ltd Mounting member for optical module, optical module, array type optical module, optical transmission module
JP2004347811A (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Matsushita Electric Works Ltd Structure and method for optical coupling, optical coupling element, and optical distribution substrate
JP2005148129A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Ricoh Co Ltd Method for manufacturing optical wiring system, and optical wiring system

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