JP5034553B2 - 光基板及びその製造方法、並びに、光基板を備えた光部品及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気配線及び光配線を有する光基板およびその製造方法、並びに、光基板を備えた光部品及び電子機器に関する。

光信号を利用することで、高速の伝送速度で情報を送受信することが可能な光基板が注目されている。このような光基板は、貫通孔を有する電気回路基板と、電気回路基板の一面に、貫通孔の位置で搭載された受発光素子と、電気回路基板の他面に設けられ、光入出力面が貫通孔の位置で光信号を入出力可能に配設された光配線とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光基板では、光配線から入出力される光信号は、貫通孔を介して電気回路の他面から一面へ通過して、一面上の受発光素子に入出力される。

また、エッチングによって凹部と凸状のテラスとが形成されたＳｉ基板と、Ｓｉ基板の凹部に搭載された光配線と、Ｓｉ基板のテラス上に搭載された受発光素子とを備える光基板が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この光基板では、Ｓｉ基板の凹部及びテラスの形状がエッチングによって調整されていることで、凹部に光配線を、テラスに受発光素子を、それぞれ搭載する際に、高さ方向の位置合わせが無調整で済むとされている。
特開２００２−１８９１３７号公報 特許第３２０４３５５号公報

しかしながら、特許文献１による光基板では、受発光素子の受発光面と光配線の光入出力面とは、少なくとも電気回路基板の厚さ分だけ離隔した位置に配置される。このため、光配線の光入出力面から入出力される光信号は、受発光素子の受発光面に出入力されるまでの間で拡散してしまい、光接続の効率が低下してしまう問題があった。また、貫通孔にレンズを設けて光信号を集束させる技術も開示されているが、貫通孔内部にレンズを精度良く配置させることは困難であり、効果的に光信号を集束させて入出力させるまでには至らず、また、レンズ配置によって製造コストが増大してしまう問題があった。
また、特許文献２による光基板では、Ｓｉ基板は高価であること、また、Ｓｉ基板を精度良くエッチングするには加工コストもかかってしまい、全体として製造コストが増大してしまう問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、光配線と受発光素子との光接続を効率的に行うことができるとともに、容易かつ低コストで製造可能な光基板及び光基板の製造方法、並びに、該光基板を備えた光部品及び電子機器を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の光基板は、一面に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の前記一面上に設けられ、受発光面を、前記絶縁樹脂層の他面側から受発光可能に該絶縁樹脂層の縁端から突出させた受発光素子と、該受発光素子に光信号を入出力する光入出力面が、少なくとも一部で前記受発光素子の前記受発光面と接触するようにして、該受発光面と対向配置された光配線とを備え、前記光配線の前記光入出力面と反対側の面は、前記絶縁樹脂層の厚さ方向で、該絶縁樹脂層の前記他面と略等しい位置に設定されていることを特徴としている。

また、本発明は、光配線の光入出力面から受発光素子の受発光面に光信号を入出力可能な光基板の製造方法であって、絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層の一面に形成された金属膜とで構成された絶縁樹脂基板について、前記絶縁樹脂層をパターニングする絶縁樹脂層形成工程と、キャリアフィルム上に、パターニングされた前記絶縁樹脂層の他面を貼り合わせる絶縁樹脂基板設置工程と、前記キャリアフィルム上で、前記金属膜をパターニングして電気配線を形成する電気配線形成工程と、前記キャリアフィルム上に前記光配線を、前記光入出力面が前記絶縁樹脂層の縁端に隣接して前記一面側に向くようにして配置する光配線設置工程と、前記受発光素子の受発光面を前記絶縁樹脂層の縁端から突出させて、前記光配線の前記光入出力面と対向して該光入出力面の少なくとも一部に接触させるように、前記絶縁樹脂層の前記一面に前記受発光素子を実装する受発光素子実装工程と、前記キャリアフィルムを取り外すキャリアフィルム除去工程とを備えることを特徴としている。

この発明に係る光基板及び光基板の製造方法によれば、受発光素子の受発光面と、光配線の光入出力部とは、互いに対向して少なくとも一部で接触するように配置されているので、光配線の光入出力部から入出力される光信号を、損失を抑えて効率良く受発光素子に出入力することができる。ここで、受発光素子及び光配線は、光配線設置工程で絶縁樹脂層の縁端に光入出力面が隣接するようにして光配線を配置し、受発光素子実装工程で、絶縁樹脂層の一面上に縁端から受発光面を突出させて受発光素子を実装するだけであり、容易かつ低コストで製造することができる。また、キャリアフィルム上で上記工程を行うことで、キャリアフィルムを基準として高精度に行うことができる。
また、この発明に係る光基板によれば、光配線の光入出力面と反対側の面が絶縁樹脂層の他面と、略同一の平面上に位置することとなるので、光配線が支障となってしまうこと無く絶縁樹脂層の他面に容易かつ高精度にコネクタを設置することができ、他面側からの外部との電気的な接続が可能となる。

また、上記の光基板において、 前記絶縁樹脂層は、切欠き部を有し、前記受発光素子は、前記切欠き部の縁端から前記受発光面を突出させていることがより好ましいとされている。
また、上記の光基板の製造方法において、前記絶縁樹脂層形成工程は前記絶縁樹脂層に切欠き部を形成し、前記光配線設置工程は前記光入出力面が前記切欠き部の縁端に隣接するように前記光配線を配置することがより好ましいとされている。

この発明に係る光基板及び光基板の製造方法によれば、絶縁樹脂層に切欠き部を有することで、切欠き部を基準として、光配線を正確に位置決めして配置することができ、受発光素子との光接続を容易かつ確実なものとすることができる。

また、上記の光基板において、前記光配線の内の前記光入出力面が設けられた接続部は、前記絶縁樹脂層の前記切欠き部に嵌合配置されていることがより好ましいとされている。

この発明に係る光基板によれば、光配線の接続部が切欠き部に嵌合配置されていることで、切欠き部の位置、形状に基づいて、光配線の光入出力面を、容易かつ正確に位置決めすることができる。

また、上記の光基板において、前記絶縁樹脂層は、感光性絶縁樹脂で形成されていて、フォトリソグラフィーによってパターニングすることで前記切欠き部が形成されていることがより好ましいとされている。

また、上記の光基板の製造方法において、前記絶縁樹脂層形成工程は、感光性絶縁樹脂で形成された前記絶縁樹脂層を有する絶縁樹脂基板を用いてフォトリソグラフィーによってパターニングを行って、前記切欠き部を前記光配線の前記光入出力面が設けられた接続部と略等しい幅に形成し、前記光配線設置工程は、前記切欠き部に前記光配線の前記接続部を嵌合配置させることがより好ましいとされている。

この発明に係る光基板及び光基板の製造方法によれば、絶縁樹脂層が感光性絶縁樹脂で形成されていて、フォトリソグラフィーによって切欠き部が形成されていることで、切欠き部の幅を光配線の幅と略等しくして、所定の位置に正確に形成することができる。このため、切欠き部に光配線の接続部を嵌合配置すれば、より正確に光配線の光入出力部を位置決めして、受発光素子との光接続をより確実なものとすることができる。

また、上記の光基板において、前記受発光素子の前記受発光面と前記光配線の前記光入出力面との間隙には、透明樹脂が充填されていることがより好ましいとされている。
また、上記の光基板の製造方法において、前記受発光素子の前記受発光面と前記光配線の前記入出力面との間隙に透明樹脂を充填させる樹脂充填工程とを備えることがより好ましいとされている。

この発明に係る光基板及び光基板の製造方法によれば、樹脂充填工程により受発光素子の受発光面と光配線の入出力面との間隙に透明樹脂が充填されることで、受発光素子と光配線との間の屈折率不整合を改善することができ、光接続を、損失をさらに抑えてより効率的に行うことができる。

また、上記の光基板において、前記絶縁樹脂層の一面側で前記受発光素子を覆うモールド樹脂を備えることがより好ましいとされている。
また、上記の光基板の製造方法において、前記絶縁樹脂層の前記一面上に実装された前記受発光素子を、モールド樹脂で覆うモールド樹脂形成工程を備えることがより好ましいとされている。

この発明に係る光基板及び光基板の製造方法によれば、受発光素子がモールド樹脂で覆われていることで、受発光素子と光配線との光接続に対する環境信頼性を向上させることができる。

また、本発明の光部品は、上記の光基板を備えていることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記の光基板を備えていることを特徴としている。
この発明の係わる光部品及び電子機器によれば、上記光基板を備えることで、光信号を、損失を抑えて安定して入出力することができる。このため、装置全体の信頼性の向上を図ることができる。

本発明の光基板によれば、絶縁樹脂層上に設けられた受発光素子の受発光面が光配線の光入出力面と少なくとも一部で接触して対向配置されていることで、光配線と受発光素子との光接続を効率的に行うことができるとともに、容易かつ低コストで製造することが可能である。
また、本発明の光基板の製造方法によれば、光配線設置工程と受発光素子実装工程とを備えることで、絶縁樹脂層上に実装した受発光素子の受発光面を、光配線の光入出力面と少なくとも一部で接触して対向配置させることができ、光配線と受発光素子との光接続を効率的に行うことができる光基板を、容易かつ低コストで製造することができる。
また、本発明の光部品及び電子機器によれば、上記の光基板を備えることで、装置全体の信頼性の向上を図るとともに、コストの低減を図ることができる。

図１から図１１は、この発明に係る実施形態を示している。図１及び図２に示すように、この実施形態の光基板１は、一面２ａに電気配線３がパターニングされた絶縁樹脂層２と、絶縁樹脂層２の一面２ａ上に実装された受発光素子４及びコントロールＩＣ５と、受発光素子４と光信号を入出力する光配線６と、絶縁樹脂層２の一面２ａ側を覆うモールド樹脂７とを備えている。

電気配線３は、絶縁樹脂層２の一面２ａ上に成膜された銅箔をパターニングすることで形成されている。絶縁樹脂層２の外縁部２ｂには、一面２ａから他面２ｃまで貫通し、光配線６が配置される切欠き部８が形成されている。切欠き部８の幅は、光配線６において後述する接続部１４の幅と略等しく設定されていて、光配線６の接続部１４は切欠き部８に嵌合配置されている。また、絶縁樹脂層２には、一面２ａから他面２ｃまで貫通するバイアホール２ｄが形成されていて、バイアホール２ｄにコネクタ９を形成することで、絶縁樹脂層２の他面２ｃ側からバイアホール２ｄを経由して電気配線３と導通することが可能となっている。コネクタ９としては、具体的には、ＢＧＡ、ＬＧＡ、ＰＧＡ、小型電気コネクタ等を設置することができる。絶縁樹脂層２を形成する材料としては、様々な有機材料及び無機材料を選択可能である。具体的には、アクリル材料、シリコン材料、シリコンウエハ、金属材料、硝子材料、プリプレグ、各種材料を積層したものなどが選択され、さらに、感光性絶縁樹脂を選択することができる。感光性絶縁樹脂としては、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂、あるいは、これらを重合させた紫外線硬化型エポキシアクリレートなどを選択することができる。なお、本実施形態では、絶縁樹脂層２が感光性絶縁樹脂で形成されている場合について説明する。

絶縁樹脂層２の一面２ａ上に実装されたコントロールＩＣ５は、ボンディングワイヤ１０により電気配線３と電気的に接続されている。なお、フリップチップ実装によって電気配線３と電気的に接続するものとしても良い。また、受発光素子４は、フリップチップ実装により絶縁樹脂層２の一面２ａ上に実装されていて、半田バンプ１１によって電気配線３と電気的に接続されている。なお、ワイヤボンディングによって電気配線３と電気的に接続するものとしても良い。ここで、受発光素子４は、絶縁樹脂層２の一面２ａ上において、受発光面４ａを絶縁樹脂層２の他面２ｃ側に向け、切欠き部８の縁端８ａから突出させて実装されている。このような受発光素子４としては、単チャンネル及び複数チャンネルのいずれの光素子でも良い。より具体的には、端面発光型ＬＤ、面発光型ＬＤ、面受光型ＰＤなどを使用することができる。

光配線６は、コア６ａと、コア６ａの外周を覆うクラッド６ｂとで構成されている。光配線６としては、単層、あるいは、複層いずれでも良く、また、マルチモードでもシングルモードでも良い。本実施形態では、単層のマルチモードとして説明する。光配線６の両端面６ｃ、６ｄは、両面６ｅ、６ｆに対して４５度傾斜して形成されていて、金属膜が形成されてミラー１２を構成している。これにより、コア６ａを通過する光信号は、ミラー１２によって反射されて一面６ｅ側に入出力され、すなわち一面６ｅにおいてミラー１２と対向する位置に光入出力面１３が形成され、一端面６ｃ側では受発光素子４と接続される接続部１４が構成される。なお、他端面６ｄ側においても受発光素子４が接続されるものとしても良い。また、ミラー１２としては、両端面６ｃ、６ｄに金属膜が形成されていないものとしても良い。

そして、光配線６の接続部１４は、絶縁樹脂層２の切欠き部８に嵌合配置されていて、光配線６の光入出力面１３は、受発光素子４の受発光面４ａと対向配置されている。ここで、光配線６の光入出力面１３は、受発光素子４の受発光面４ａと、厚さ方向Ｔの位置が略等しく設定されていて、これにより互いに少なくとも一部が接触するようにして配置されている。また、光配線６の光入出力面１３と受発光素子４の受発光面４ａとが一部で接触し、その他の部分で僅かな間隙が生じている場合には、透明樹脂１５を充填するものとしても良い。透明樹脂１５を形成する材料としては、一般に用いられている様々な高分子材料を選択することができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコン材料、無機フィラー混入有機材料などを選択可能であるが、これらに限定されるものではない。ここで、界面の屈折率差を無くすため、光配線６と同等の屈折率を有する光学樹脂を選択することが望ましく、特にクラッド６ｂと同等の屈折率を有することが望ましい。

また、絶縁樹脂層２の厚さは、光配線６の厚さよりも薄くすることが好ましい。特に、電気配線３及び半田バンプ１１の各膜厚を合計した厚さと略等しい分だけ薄くすることがより好ましく、これにより光配線６の光入出力面１３と受発光素子４の受発光面４ａとを厚さ方向Ｔに略等しい位置としつつ、光配線６の他面６ｆと、絶縁樹脂層２の他面２ｃとを厚さ方向Ｔに略等しい位置に設定することができる。ここで、半田バンプ１１の厚さは電気配線３のピッチによっても定義されるため、絶縁樹脂層２の厚さを任意に制御する事が望ましい。例えば、光配線６の厚さは、マルチモードの場合１００μｍ程度であり、電気配線３の厚さは１２μｍ程度であり、半田バンプ１１の高さが３８μｍである場合、絶縁樹脂層２の厚さは５０μｍ程度に設定される。

次に、光基板１の製造方法について、図３から図１１に基づいて説明する。
まず、図３に示すように、まだパターニングされていない絶縁樹脂層２１の一面２１ａ上に銅箔２２が成膜された絶縁樹脂基板２０を用意する。次に、絶縁樹脂層形成工程として、絶縁樹脂基板２０の絶縁樹脂層２１をパターニングする。すなわち、図４に示すように、フォトリソグラフィーによって所定のパターンで、例えば紫外線を照射することで、切欠き部８及びバイアホール２ｄが形成され、絶縁樹脂層２となる。ここで、絶縁樹脂層２を感光性絶縁樹脂としてフォトリソグラフィーによってパターニングすることで、切欠き部８の位置及び幅を、光配線６の接続部１４を設置する位置及び幅と略等しくするように、容易かつ高精度に形成することができる。

次に、図５に示すように、絶縁樹脂基板設置工程として、キャリアフィルム２３上に、パターニングされた絶縁樹脂層２の他面２ｃを貼り合わせる。これにより、以下の工程をキャリアフィルム２３の接合面２３ａを基準として行うことができる。キャリアフィルム２３としては、一般に用いられている様々な高分子材料を選択することができる。具体的には、カーボネート材料、エポキシ材料、アクリル材料、イミド材料、ウレタン材料、シリコン材料、無機フィラー混入有機材料などが選択可能であるが、これらに限定されるものではない。また、キャリアフィルム２３上に紫外線剥離型の粘着層を設けるものとしても良い。

次に、図６に示すように、電気配線形成工程として、キャリアフィルム２３上で銅箔２２をパターニングして、電気配線３として配線パターンや実装用パッドを形成する。なお、この際に、半田リフローによる電気配線の汚れを防止するために、必要に応じてソルダーレジスト印刷を行っても良い。また、半田の濡れ性及び接続信頼性を向上させるために、必要に応じてＮｉ／Ａｕメッキを行っても良い。
次に、図７に示すように、コントロールＩＣ実装工程として、絶縁樹脂層２の一面２ａ上の所定位置に、コントロールＩＣ５を実装させる。

次に、図８に示すように、光配線設置工程として、キャリアフィルム２３上に光配線６を配置する。より詳しくは、光入出力面１３が絶縁樹脂層２の一面２ａ側に向くようにした状態で接続部１４を絶縁樹脂層２の切欠き部８に嵌合することで、光入出力面１３が切欠き部８の縁端８ａに隣接するように配置する。ここで、上記のように、絶縁樹脂層２の切欠き部８は、フォトリソグラフィーによって高精度に位置及び幅が形成されている。このため、光配線６は、切欠き部８に嵌合することで、切欠き部８を基準とする外形突き当て位置合わせにより、高精度に位置決めされた状態となる。そして、切欠き部８に嵌合されキャリアフィルム２３上に配置された状態において、光配線６の一面６ｅは、絶縁樹脂層２の一面２ａよりも高い位置に設定される。より詳しくは、上記のように、絶縁樹脂層２は、光配線６よりも電気配線３及び半田バンプ１１の厚さ分だけ薄く設定されている。このため、光配線６は、キャリアフィルム２３の接合面２３ａを基準として、他面６ｆが絶縁樹脂層２の他面２ｃと厚さ方向Ｔに略等しい位置となり、一面６ｅが絶縁樹脂層２の一面２ａよりも電気配線３及び半田バンプ１１の厚さ分だけ突出した状態となる。

次に、図９に示すように、受発光素子実装工程として、絶縁樹脂層２の一面２ａ上に受発光素子４を実装させる。より詳しくは、受発光面４ａを、光配線６の光入出力面１３と対向する向きにするとともに、切欠き部８の縁端８ａから突出させるようにして、半田バンプ１１によってフリップチップ実装させる。これにより受発光素子４は、電気配線３と電気的に接続されるとともに、受発光面４ａが光配線６の光入出力面１３と対向して少なくとも一部で接触した状態となる。ここで、光配線６の光入出力面１３と受発光素子４の受発光面４ａとの間で、その一部の範囲で接触せずに間隙が形成された場合において、間隙に透明樹脂１５を充填させる場合には、さらに樹脂充填工程を行う。すなわち、透明樹脂材料１５ａを、光配線６の一面６ｅ上において受発光素子４の周囲に設置する。これにより透明樹脂材料１５ａは、透明樹脂１５として光配線６の光入出力面１３と受発光素子４の受発光面４ａとの間隙に次第に充填されていくこととなる。また、本実施形態のように、コントロールＩＣ５と電気配線３とをボンディングワイヤ１０により電気的に接続する場合には、配線工程としてワイヤボンデディングを行う。

次に、図１０に示すように、モールド樹脂形成工程として、モールド樹脂７を絶縁樹脂層２の一面２ａ上にモールドすることで、絶縁樹脂層２の一面２ａ上の受発光素子４、コントロールＩＣ５、及び、ボンディングワイヤ１０、並びに、絶縁樹脂層２の切欠き部８に配置された光配線６の接続部１４の一面６ｅ側は覆われた状態となる。この際、光配線６の光入出力面１３と受発光素子４の受発光面４ａとの間隙に透明樹脂１５が充填されている場合には、モールド樹脂７が進入してしまうのを確実に防止することができる。最後に、図１１に示すように、キャリアフィルム除去工程として、キャリアフィルム２３を取り外す。なお、キャリアフィルム２３として、紫外線剥離型の粘着層を設けた場合には、紫外線照射によりキャリアフィルムを剥離することができる。
次に、以下に示す実施例１及び実施例２に基づいて、本実施形態の光基板１についてさらに説明する。

本実施例では、絶縁樹脂層２を形成する感光性絶縁材料として、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（リポキシＶＲ−９０：昭和高分子株式会社製）５２重量部と、無水フタル酸１５重量部とを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶媒中で１１０℃３０分攪拌してアルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニス原料を調製した。
更に、このアルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニス原料を５０重量部、脂環式エポキシ類化合物（ＥＨＰＥ３１５０：ダイセル化学工業株式会社製）１７重量部、光硬化型エポキシ樹脂（サイクロマーＭ１００：ダイセル化学工業株式会社製）３０重量部、及び、光開始剤（ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ：ＢＡＳＦ社製）３重量部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶剤を加えて連続式横型サンドミルにて約３時間分散し、アルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニスを調製した。

次に銅箔上にこのアルカリ現像型感光性絶縁樹脂ワニスをスリットコーターにて塗布し、７０℃２０分乾燥して、約５０μｍ厚の半硬化状態の感光性絶縁樹脂層を形成し、図３に示すような、感光性絶縁樹脂層２１Ａの一面２１ａ側に銅箔２２が形成された絶縁樹脂基板２０を製造した。

次に、図４に示すように、絶縁樹脂層形成工程として、絶縁樹脂層２１にフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯により５００ｍＪ／ｃｍ^２で露光、紫外線硬化させた。その後約５％有機アミン系アルカリ水溶液にて現像、水洗し、９０℃オーブンで十分乾燥させることで、パターニングされた絶縁樹脂層２を得ることができた。

次に、図５に示すように、絶縁樹脂基板設置工程として、絶縁樹脂層２をキャリアフィルム２３（ＰＥＴ：東洋インキ製造株式会社製）にラミネートした。
次に、図６に示すように、電気配線形成工程として、銅箔２２上にエッチングレジストパターンを形成し、銅箔をエッチングすることで、パターニングされた電気配線３を得た。
次に、図７に示すように、コントロールＩＣ実装工程として、絶縁樹脂層２上において、電気配線３にコントロールＩＣ５（ＶＣＳＥＬドライバーチップ：ＨＥＬＩＸ ＡＧ社製）を実装し、ワイヤボンディングにより電気接続を行った。

次に、図８に示すように、光配線設置工程として、キャリアフィルム２３上において、絶縁樹脂層２の切欠き部８に、光配線６として光導波路フィルム６Ａ（マルチモードエポキシ系光導波路フィルム：エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社製）を設置した。光配線６の位置合わせは、絶縁樹脂層２の切欠き部８の外形を利用した突き当により行った。
次に、図９に示すように、受発光素子実装工程として、絶縁樹脂層２上の電気配線３及び光配線６上に、受発光素子４として発光素子４Ａ（４ｃｈ ＶＣＳＥＬ：ＡＶＡＬＯＮ社製）を実装した。この際、光導波路フィルム６Ａの光入出力面１３と発光素子４Ａの発光面４ａが合うようにアライメントを行った。また、発光素子４Ａと電気配線３との接続には半田バンプ１１としてマイクロ半田バンプを使用した。
次に、図１０に示すように、モールド樹脂形成工程として、絶縁樹脂層２の一面２ａ側全体をモールド樹脂７によりモールドした。
なお、本実施例では、樹脂充填工程として、透明樹脂１５の充填を行わなかった。
最後に、図１１に示すように、キャリアフィルム２３を剥離し、光基板１Ａを製造した。

光学特性評価の結果、各チャンネルで０．７〜１．０ｄＢの損失のみで、安定した光出力を確認することができた。

本実施例では、図９に示すように、受発光素子実装工程まで実施例１同様に行った。
次に、樹脂充填工程として、光導波路フィルム６Ａの光入出力面１３と発光素子４Ａの発光面４ａとの間隙に、透明樹脂１５として屈折率整合材料１５Ａ（エポキシ系接着剤：エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社製）を注入し、屈折率整合材料１５Ａ周辺を５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線露光により硬化させた。次に、実施例１同様に、モールド樹脂形成工程を行った後に、図１１に示すように、キャリアフィルム２３を剥離し、光基板１Ｂを製造した。

光学特性評価の結果、各チャンネルで０．６〜０．９ｄＢの損失のみで、安定した光出力を確認することができた。

以上のように、本実施形態の光基板では、光配線６の光入出力面１３の少なくとも一部が受発光素子４の受発光面４ａと接触していることで、光配線６と受発光素子４との光接続を、損失を抑えて効率的に行うことができる。また、光基板１は、Ｓｉ基板などと比べて材料コストの低い絶縁樹脂層２を使用し、この絶縁樹脂層２上で、受発光面４ａを縁端８ａから突出させて予め位置決めされた光配線６の光入出力面１３と接触させるようにして、受発光素子４を実装するだけであるので、容易かつ低コストで製造することが可能である。この際、光配線６の接続部１４を切欠き部８で位置決めすることで、特に絶縁樹脂層２を感光性絶縁樹脂により形成してフォトリソグラフィーにより切欠き部８を形成することで、低コストで容易かつ高精度に光配線６の光入出力面１３を位置決めすることができ、受発光素子４との光接続をより確実なものとすることができる。また、受発光素子４の受発光面４ａと光配線６の光入出力面１３との間隙に透明樹脂１５が充填されていることで、受発光素子４と光配線６との間の屈折率不整合を改善し、光接続を、損失をさらに抑えてより効率的に行うことができる。また、絶縁樹脂層２の一面２ａ上をモールド樹脂７で覆うことで、絶縁樹脂層２上の各構成を外部からの衝撃、ゴミなどから保護することができ、光基板としての環境信頼性が向上する。なお、モールド樹脂７は、少なくとも受発光素子４を覆っていることで、受発光素子４と光配線６との光接続に対する環境信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態の光基板１の製造方法では、絶縁樹脂層形成工程後の各工程をキャリアフィルム２３上で行うこととなるため、キャリアフィルム２３の接合面２３ａを基準として厚さ方向Ｔの位置調整を行うことができる。また、絶縁樹脂層２の他面２ｃと光配線６の他面６ｆとをキャリアフィルム２３を基準として、略同一の平面上に位置させることができる。このため、絶縁樹脂層２の他面２ｃに容易かつ高精度に、コネクタ１５としてＬＧＡや電気コネクタを設けることができ、ＬＧＡ実装や電気コネクタ実装によって絶縁樹脂層２の他面２ｃ側と外部との接続が可能となり、光基板への電気接続方法として様々方法を選択することが可能となる。

図１２は、上記のような光基板１を搭載した電子機器の一例として、携帯電話５０を示している。図１２に示すように、携帯電話５０は、操作面５１ａを有する第一の筐体５１と、表示面５２ａを有する第二の筐体５２とを備え、ヒンジ部５３によって連結されている。第一の筐体５１の内部には、ＬＳＩ５４が内蔵されている。また、第二の５２には、メイン液晶パネル５５、サブ液晶パネル５６、及び、デジタルカメラ５７などが内蔵されている。

第一の筐体５１と第二の５２とは、ヒンジ部５３によって、操作面５１ａ及び表示面５２ａを視認可能に開いた状態から、操作面５１ａと表示面５２ａとが対向して閉じた状態まで回動可能となっている。ヒンジ部５３は、略管状に形成されていて、光基板１Ｃ、１Ｄの各光配線６が第一の筐体５１の内部からヒンジ部５３を経由して第二の筐体５２の内部まで配設されている。本実施形態の光基板１Ｃ、１Ｄでは、受発光素子４が、光配線６の両端面６ｃ、６ｄ側の光入出力面のそれぞれに受発光面を少なくとも一部で接触するようにして光接続されている。そして、光基板１Ｃ、１Ｄのそれぞれは、第一の筐体５１の内部において、一方のコントロールＩＣ５がＬＳＩ５４と電気的に接続されている。また、光基板１Ｃは、第二の筐体５２の内部において、他方のコントロールＩＣ５がサブ液晶パネル５６及びデジタルカメラ５７に電気的に接続されている。また、光基板１Ｄは、第二の筐体５２の内部において、他方のコントロールＩＣ５がメイン液晶パネル５５に電気的に接続されている。

このため、ＬＳＩ５４から出力される電気信号は、第一の筐体５１の内部において、各光基板１Ｃ、１Ｄの一方の受発光素子４で光信号に変換され出力される。受発光素子４から出力された光信号は、光配線６を経由して、第二の筐体５２の内部において、各光基板１Ｃ、１Ｄの受発光素子４に入力される。この際、各光基板１Ｃ、１Ｄは、光配線６と、各受発光素子４との光接続を、上記のように損失を抑えて効率良いものとして、光信号を送受信することができる。そして、第二の筐体５２の内部の受発光素子４に入力された光信号は、電気信号に変換されて、接続されたメイン液晶パネル５５、サブ液晶パネル５６、または、デジタルカメラ５７に入力されることとなり、液晶パネル５５及びサブ液晶パネル５６においては所定の画像表示を、また、デジタルカメラ５７では撮影動作などの制御を行うことが可能となる。また、同様に、デジタルカメラ５７で取得された画像データなどを、光基板１ＣによってＬＳＩ５４に送信することができる。

このように、ヒンジ部５３を有する折畳み式の携帯電話５０においては、第一の筐体５１と第二の筐体５２との間で信号を送受信する必要があるが、光基板を備えて光信号によって送受信することで、第一の筐体５１及び第二の筐体５２に内蔵された他の構成からのノイズの影響を受けること無く、好適に送受信することが可能である。特に、本実施形態の光基板１Ｃ、１Ｄを用いることで、損失を抑えて効率的に光信号を送受信することができ、信頼性の向上を図ることができるとともに、装置全体のコストも低減させることができる。さらに、上記のように光信号を損失を抑えて効率的に光信号を送受信可能であることで、アンプによって信号を増幅させる必要が無く、これによりさらに装置全体の小型化、低コスト化を図ることができる。

なお、上記においては、本実施形態の光基板１を搭載する例として、ヒンジ部５３によって開閉可能な携帯電話５０を例に挙げたが、これに限るものでは無い。例えば、さらにヒンジ部５３の中心軸と直交する軸回りに回転可能な他のヒンジ部をさらに備えて、操作部に対して表示部を反転させることが可能な構成としても良い。また、ヒンジ部を有さずに一つの筐体で構成されているものとしても良い。

図１３は、光基板１を搭載した電子機器の他の例として、ノートパソコン６０を示している。このようなノートパソコン６０などにも光基板１は搭載可能である。この場合でも、本体部６１とディスプレイ６２との間の信号の送受信を、ヒンジ部６３に配設した光配線を有する本実施形態の光基板によって行うことで、ノイズの影響を受けずに、効率的に信号を送受信させることができ、信頼性の向上を図ることができる。

また、上記においては、光基板１を搭載した電子機器の具体例として、携帯電話及びノートパソコンを例に挙げたが、これに限るものでは無い。上記のような携帯電話を含む様々な電話機、上記のようなノートパソコンや業務用大型コンピュータを含む様々な電子計算機、家庭用ゲーム機、録画再生機、テレビ、あるいは、ルータなど、大きな情報の入出力を伴う情報・通信機器に特に有効である。また、光基板１を搭載するものとしては電子機器に限るものでは無く、光インターコネクション（光電気配線板）、光コネクタ、光カプラ、光結合器、光スイッチ、光スプリッタ、あるいは、光送受信機などの、光部品にも搭載することで、同様の効果を期待することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の実施形態の光基板の上面図である。 この発明の実施形態の光基板の図１の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程で使用する絶縁樹脂基板の断面図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、絶縁樹脂層形成工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、絶縁樹脂基板設置工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、電気配線形成工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、コントロールＩＣ実装工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、光配線設置工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、受発光素子実装工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、モールド樹脂形成工程の説明図である。 この発明の実施形態の光基板の製造工程において、キャリアフィルム除去工程の説明図である。 この発明の電子機器の一の例として、携帯電話の概要図である。 この発明の電子機器の他の例として、ノートパソコンの概要図である。

符号の説明

１、 １Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 光基板
２ 絶縁樹脂層
２ａ 一面
２ｃ 他面
３ 電気配線
４ 受発光素子
４Ａ 発光素子（受発光素子）
４ａ 受発光面
５ コントロールＩＣ
６ 光配線
６Ａ 光導波路フィルム
６ｅ 一面
６ｆ 他面
７ モールド樹脂
８ 切欠き部
８ａ 縁端
１３ 光入出力面
１４ 接続部
１５ 透明樹脂
２３ キャリアフィルム
５０ 携帯電話（電子機器）
６０ ノートパソコン（電子機器）

Claims (13)

1. 一面に電気配線がパターニングされた絶縁樹脂層と、
   該絶縁樹脂層の前記一面上に設けられ、受発光面を、前記絶縁樹脂層の他面側から受発光可能に該絶縁樹脂層の縁端から突出させた受発光素子と、
   該受発光素子に光信号を入出力する光入出力面が、少なくとも一部で前記受発光素子の前記受発光面と接触するようにして、該受発光面と対向配置された光配線とを備え、
   前記光配線の前記光入出力面と反対側の面は、前記絶縁樹脂層の厚さ方向で、該絶縁樹脂層の前記他面と略等しい位置に設定されていることを特徴とする光基板。
2. 請求項１に記載の光基板において、
   前記絶縁樹脂層は、切欠き部を有し、
   前記受発光素子は、前記切欠き部の縁端から前記受発光面を突出させていることを特徴とする光基板。
3. 請求項２に記載の光基板において、
   前記光配線の内の前記光入出力面が設けられた接続部は、前記絶縁樹脂層の前記切欠き部に嵌合配置されていることを特徴とする光基板。
4. 請求項２または請求項３に記載の光基板において、
   前記絶縁樹脂層は、感光性絶縁樹脂で形成されていて、フォトリソグラフィーによってパターニングすることで前記切欠き部が形成されていることを特徴とする光基板。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光基板において、
   前記受発光素子の前記受発光面と前記光配線の前記光入出力面との間隙には、透明樹脂が充填されていることを特徴とする光基板。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光基板において、
   前記絶縁樹脂層の一面側で前記受発光素子を覆うモールド樹脂を備えることを特徴とする光基板。
7. 光配線の光入出力面から受発光素子の受発光面に光信号を入出力可能な光基板の製造方法であって、
   絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層の一面に形成された金属膜とで構成された絶縁樹脂基板について、前記絶縁樹脂層をパターニングする絶縁樹脂層形成工程と、
   キャリアフィルム上に、パターニングされた前記絶縁樹脂層の他面を貼り合わせる絶縁樹脂基板設置工程と、
   前記キャリアフィルム上で、前記金属膜をパターニングして電気配線を形成する電気配線形成工程と、
   前記キャリアフィルム上に前記光配線を、前記光入出力面が前記絶縁樹脂層の縁端に隣接して前記一面側に向くようにして配置する光配線設置工程と、
   前記受発光素子の受発光面を前記絶縁樹脂層の縁端から突出させて、前記光配線の前記光入出力面と対向して該光入出力面の少なくとも一部に接触させるように、前記絶縁樹脂層の前記一面に前記受発光素子を実装する受発光素子実装工程と、
   前記キャリアフィルムを取り外すキャリアフィルム除去工程とを備えることを特徴とする光基板の製造方法。
8. 請求項７に記載の光基板の製造方法において、
   前記絶縁樹脂層形成工程は前記絶縁樹脂層に切欠き部を形成し、
   前記光配線設置工程は前記光入出力面が前記切欠き部の縁端に隣接するように前記光配線を配置することを特徴とする光基板の製造方法。
9. 請求項８に記載の光基板の製造方法において、
   前記絶縁樹脂層形成工程は、感光性絶縁樹脂で形成された前記絶縁樹脂層を有する絶縁樹脂基板を用いてフォトリソグラフィーによってパターニングを行って、前記切欠き部を前記光配線の前記光入出力面が設けられた接続部と略等しい幅に形成し、
   前記光配線設置工程は、前記切欠き部に前記光配線の前記接続部を嵌合配置させることを特徴とする光基板の製造方法。
10. 請求項７から請求項９のいずれかに記載の光基板の製造方法において、
    前記受発光素子の前記受発光面と前記光配線の前記入出力面との間隙に透明樹脂を充填させる樹脂充填工程とを備えることを特徴とする光基板の製造方法。
11. 請求項７から請求項１０のいずれかに記載の光基板の製造方法において、
    前記絶縁樹脂層の前記一面上に実装された前記受発光素子を、モールド樹脂で覆うモールド樹脂形成工程を備えることを特徴とする光基板の製造方法。
12. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光基板を備えることを特徴とする光部品。
13. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光基板を備えることを特徴とする電子機器。

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