JP5218668B2 - 位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法 - Google Patents

位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5218668B2
JP5218668B2 JP2011537263A JP2011537263A JP5218668B2 JP 5218668 B2 JP5218668 B2 JP 5218668B2 JP 2011537263 A JP2011537263 A JP 2011537263A JP 2011537263 A JP2011537263 A JP 2011537263A JP 5218668 B2 JP5218668 B2 JP 5218668B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
mirror
optical waveguide
substrate
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011537263A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011049087A1 (ja
Inventor
康信 松岡
俊樹 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd, Showa Denko Materials Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2011537263A priority Critical patent/JP5218668B2/ja
Publication of JPWO2011049087A1 publication Critical patent/JPWO2011049087A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5218668B2 publication Critical patent/JP5218668B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4221Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera
    • G02B6/4224Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera using visual alignment markings, e.g. index methods

Description

本発明は、伝送装置などの機器内にてチップ間やボード間で送受信される高速光信号を伝送する光導波路基板、および送受信された光信号をボード上にて一括処理する光電気混載基板において、位置決め構造体を設けた光導波路と光接続部、およびそれを用いた基板の製造方法に関する。
近年、情報通信分野において、光信号による通信トラフィックの整備が急速に行われつつあり、これまで基幹、メトロ、アクセス系といった数km以上の比較的長い距離について光ファイバ網が展開されてきた。今後はさらに、伝送装置間(数m〜数百m)、或いは装置内(数cm〜数十cm)といった近距離も大容量データを遅延なく処理するために光信号を用いることが有効であり、ルータ、サーバ等の情報機器内部のLSI間またはLSI−バックプレーン間伝送の光化が進められている。機器間/内の光配線化に関して、例えばルータ/スイッチなどの伝送装置では、イーサなど外部から光ファイバを通して伝送された高周波信号をラインカードに入力する。このラインカードは1枚のバックプレーンに対して数枚で構成されており、各ラインカードへの入力信号はさらにバックプレーンを介してスイッチカードに集められ、スイッチカード内のLSIにて処理した後、再度バックプレーンを介して各ラインカードに出力している。ここで、現状の装置では各ラインカードから現状数百Gbps以上の信号がバックプレーンを介してスイッチカードに集まる。これを現状の電気配線で伝送するには、伝播損失の関係で配線1本あたり数Gbps程度に分割する必要があるため、100本以上の配線数が必要となる。
さらに、これら高周波線路に対して波形成形回路や、反射、或いは配線間クロストークの対策が必要である。今後、さらにシステムの大容量化が進み、Tbps以上の情報を処理する装置になると、従来の電気配線では配線本数やクロストーク対策等の課題がますます深刻となってくる。これに対し、装置内ラインカード〜バックプレーン〜スイッチカードのボード間、さらにはボード内チップ間の信号伝送線路を光化することによって、10Gbps以上の高周波信号を低損失で伝播可能となるため、配線本数が少なくすむことと、高周波信号に対しても上記の対策が必要無くなるため有望である。
このような高速光インターコネクション回路を実現し、機器内に適用するためには、安価な作製手段で性能および部品実装性に優れる、光導波路を信号配線に用いた光配線基板が必要となる。光導波路を用いた光配線基板の一例として、光導波路層と光路変換ミラー部材とを一体形成した光導波路基板の例が特許文献1に開示されている。この例では、電気配線を有する基板と、基板の少なくとも一方の面に位置するコアとクラッドを有する光配線層と、上記基板と上記光配線層の間に埋め込まれたミラー部材とを有した光・電気配線基板としている。また同基板は、基板上に上記ミラー部材を配置する工程と、上記基板上に上記ミラー部材を覆うかたちで光配線層を形成する工程とを含む製造方法を用いて作製される。このように、光配線基板上にミラー部材を配置し、ミラー部材を覆うかたちで光配線層を形成することで、基板上の任意の位置にミラー部材を配置でき、実装レイアウトのフレキシブル性が向上する。また、ミラー部材を別体で作製し、基板上に載置することで、ミラー作製工程に伴う基板作製歩留まりの悪化を回避することができる。
また、光導波路基板の製造方法に関する従来技術の他の一例として、光導波路への偏向ミラー製造方法の例が特許文献2に開示されている。本例では、少なくとも片面が所望の傾斜角となっているダイシングブレードにて、光導波路に傾斜面を有する溝を切り込んで光導波路に偏向ミラーを形成するにあたり、ダイシングブレードとして上記溝の深さの値以上の幅の平面部を刃先先端面に有しているものを用いた、光導波路への偏向ミラーの製造方法としている。本例の方法とすることで、一回のダイシングで偏向ミラーのテーパ面と配線コア端面を形成できるため、少ない作製工程で偏向ミラーを具備した光導波路基板を作製可能である。
特開2003−50329号公報 特開2006−235126号公報
特許文献1に開示されている別体作製ミラー部材を基板上に実装し、光導波路で埋め込んだ製造方法および構造においては、別体で作製ミラーをμmオーダーの高位置精度で各々実装することは困難であり、部品及び工程数、さらにはタクトタイムも大きくなる。
また、高効率で光を反射するためにミラー部材は金属である必要があるが、この場合ミラー部材を埋め込んだ有機光導波路の線膨張係数差やメタル界面での密着不良によるコア剥離によって歩留まりや信頼性を悪化させる恐れがある。
また、特許文献2に開示されている光導波路への偏向ミラーの製造方法では、ミラーの傾斜面が基板平行面に対して順テーパ形状となっているため、光導波路から入出力される光を偏向するため、ミラーの傾斜面に金属などの反射膜を形成する必要がある。この反射膜を形成する際に、光導波路の端面に反射膜が被着しないように、マスクなどの位置合せ精度を考慮しながら、ミラーの傾斜面と光導波路端面との距離を十分に離隔する必要がある。これによって、光導波路の端面からの入出射光のビーム拡がりによる光損失が増大する懸念が生じる。また反対に、ミラーの傾斜面と光導波路端面との距離を近づけるためには、反射膜を形成する際に光導波路の端面に反射膜が被着しないように、予めミラーの傾斜面以外の部分をレジスト膜などで保護することも可能である。しかしながら本方法ではレジスト形成やパタンニングのフォトリソグラフィ工程、およびレジスト膜上被着反射膜やレジスト膜の除去工程が必要となり、プロセス工程が多い上、レジスト膜残りや膜除去時のコアの剥離などによって歩留まりや信頼性を悪化させる恐れがある。
したがって、本発明の目的は、伝送装置などの機器内にてチップ間やボード間で送受信される高速光信号を伝送する光導波路基板、および送受信された光信号をボード上にて一括処理する光電気混載基板において、部品削減と工程を簡略化すると共に高位置精度且つ高歩留まりで作製可能な、光導波路と光接続部に設ける位置決め構造体、およびそれを用いた基板の製造方法を提供することにある。
本発明では上記課題を解決するために、基板上に積層されたクラッド層に囲まれてクラッド層よりも屈折率が高く、感光性ポリマ材料からなる配線コアから形成された光導波路層と、光素子から入出力される光を基板垂直方向に折り曲げ、配線コアと光接続するためのミラー部で構成された光導波路基板において、ミラー部材をクラッド層上の任意の位置にパタン形成すると同時に、ミラーパタン外周部の任意の位置に少なくとも2つ以上の凸形状を有する位置決め用パタンをそれぞれ形成し、ミラーパタンをテーパ状に加工する。
そののち、所望の位置に貫通穴を有するマスク部材と、位置決め用パタンとを勘合によって位置決めした状態で、ミラーパタンの傾斜部と位置決め用パタンに金属膜を形成する。
さらに、位置決め用パタンとフォトマスクとを位置決めした状態で、ミラーパタンと隣接したクラッド層上に、配線コアパタンを形成する製造方法を用いた光導波路基板とする。
また、前記位置決め用パタンの上部に位置し、位置決め用パタンを囲んだクラッド層上に、凸形状を有する第2の位置決め用パタンを形成すると同時に、前記ミラーパタンの上部に位置するクラッド層上に第2のミラーパタンをそれぞれ形成し、第2の位置決め用パタンとマスク部材とを位置決めした状態で、第2のミラーパタンと隣接したクラッド層上に、第2の配線コアパタンを多層積層する製造方法を用いた光導波路基板とする。
さらに、前記位置決め用パタンの上部に位置し、位置決め用パタンを囲んだクラッド層上に、凸形状を有する第2の位置決め用パタンを形成すると同時に、前記ミラーパタンの上部に位置するクラッド層上に第3の位置決め用パタンをそれぞれ形成し、第3の位置決め用パタン上に、該パタンと勘合されるための凹形状を有する発光および受光素子、または発光および受光素子がそれぞれ搭載された光モジュール基板を載置する製造方法を用いた光電気混載基板とする。
本発明の製造方法を用いることで、所望の位置に貫通穴を有するマスク部材と、ミラーパタンを形成する際に同時に設けた位置決め用パタンとを勘合によって位置決めした状態で、ミラーパタンのテーパ部と位置決め用パタンに金属膜を形成できる。これによって、従来のレジスト膜などを用いたフォトリソグラフィ工程が不要のため、簡便な手法且つ高歩留まりで光導波路のミラー部を作製できる。また、ミラー部および光反射膜作製工程と配線コア形成工程を別々に分けることによって、光反射膜を形成する際に、光導波路の端面に反射膜が被着する恐れが無く、これによって、ミラーの傾斜面と光導波路端面との距離を極近接して形成可能となり、光導波路の端面からの入出射光のビーム拡がりによる光損失が増大する懸念性を回避できる。また、ミラーパタンを形成する際に同時に設けた位置決め用パタンを基準に、配線コアをリソグラフィによって形成することによって、ミラーパタンミラーと配線コアを相対的にμmオーダーの高位置精度で形成が容易に可能となる。さらに、この製造方法を用いて基板上に順次ビルドアップでクラッド層、ミラーパタン、配線コアを積層、加工を繰り返し形成することによって、一貫した基板プロセスで光配線が作製できるため、部品及び工程数の大幅な削減が図れ、多層化にも有利である。
さらに、前記位置決め用パタンの上部のクラッド層上に第2の位置決め用パタンを形成すると同時に、ミラーパタンの上部のクラッド層上に第3の位置決め用パタンをそれぞれ形成したのち、凹形状を有する光素子、または光素子がそれぞれ搭載された光モジュール基板を載置する製造方法を用いることによって、光素子と、ミラーパタンおよび配線コアとが、第3の位置決め用パタンにより簡便且つμmオーダーの高位置精度で光学接続可能な光電気混載基板が完成される。
このことから、本発明によって、伝送装置などの機器内にてチップ間やボード間で送受信される高速光信号を伝送する光導波路基板、および送受信された光信号をボード上にて一括処理する光電気混載基板において、部品削減と工程を簡略化すると共に高位置精度且つ高歩留まりで作製可能な、光導波路と光接続部に設ける位置決め構造体、およびそれを用いた基板の製造方法を提供できる効果がある。
本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第一の実施例である光配線基板の製造方法を説明する図である。 本発明の第二の実施例である光導波路基板の上面及び断面図である。 本発明の第三の実施例である光導波路基板の上面及び断面図である。 本発明の第四の実施例である光導波路基板の上面及び断面図である。 本発明の第五の実施例である光電気混載基板の断面図である。
以下に、図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に述べる。
図1A−図1Gは、本発明の第一の実施例である光導波路基板の製造方法を説明する図である。
図1Aは基板10上に厚さ約30μmのクラッド層11を形成し、その上にクラッド層11よりも高屈折率で厚さ約50μmのコア部材12を塗布またはラミネートによって形成した状態を示す図である。
本実施例では、基板材料としてプリント基板で一般的に用いられるガラスエポキシを用い、クラッド層11及びコア部材12の材料として、作製工程の簡略化及びプリント基板との親和性の面から、紫外光波長帯に吸収ピークを有し、同紫外光を照射することで硬化し、フォトリソグラフィにてパタニング可能な感光性ポリマを用いている。
次に図1Bのように、クラッド層11の上面のコア部材12をパタンが設けられたフォトマスク16を用いて、パタン開口部に紫外光24を照射するフォトリソグラフィによって直方体形状のミラー部材13を露光、現像し形成している。この時、前記コアパタンの形成と同時に、同ミラー部材13の外周部の任意の位置(本例では四隅)に位置決め用パタン14を上記フォトリソグラフィにて形成している。図1Bでは、図示の都合上、露光時の断面を示している。紫外光が照射されたコア部材12と、照射されていないコア部材12とは、ハッチングの種類で区別している。露光後の現像により、紫外光が照射されたコア部材12の領域を除くコア部材12は、除去される。すなわち、この図では、ミラー部材13および位置決め用パタン14以外のコア部材12が除去される。なお、ここではコアパタン形成にフォトマスク16によるフォトリソグラフィを用いたが、別の作製手法としてフォトマスクを用いない直接描画リソグラフィによっても同様にパタン形成可能である。
次に図1Cのように、直方体形状のミラー部材13のそれぞれ側面に対し、金属ブレード17を用いたダイシングによって傾斜部22を有するミラーパタン13を形成している。なお、傾斜部22形成の手法として本例のダイシングによる切削の他に、高出力レーザ照射による物理加工を用いても良い。
次に図1Dのように、所望の位置に貫通穴が設けられたマスク部材100の貫通穴と、位置決め用パタン14とを勘合によって位置決めし、ミラーパタン13の傾斜部22と位置決め用パタン14表面に光反射用の金属膜18をコーティングする。金属膜はCrおよび最上部の表面にAuなどの使用波長光に対しての反射率が高い材料を形成し、ミラーパタン13の傾斜部22の上面からクラッド11表面に渡って覆うように形成している。なお、マスク部材100は、厚さ約50μmの位置決め用14パタンの段差を利用して貫通穴との勘合がし易いように、厚さ0.05〜0.3mm厚の薄膜金属加工基板を用いるのが有用である。なお、薄膜金属加工基板の膜厚の上限値は、前述のように貫通穴との勘合のし易さ、および貫通穴の加工精度の面から決定され、一方、下限値は、マスク部材の強度の面から決定される。また、位置決め用パタン14とマスク部材100の貫通穴とのギャップ37aは光学部材としての必要精度と作製公差を考慮して、10〜20μm以下程度とすることが望ましいが、ミラーパタン13と貫通穴とのギャップについてはそれよりも大きくしても良い。
次に図1Eのようにミラーパタン13の上からミラーと同材料系のコア部材19を塗布またはラミネートによって形成している。
その後、図1Fのように、図1Bで説明した手順と同様に、前記コア部材19を開口パタン101が設けられたフォトマスク16を用いた紫外線24照射フォトリソグラフィによって配線コアパタン20を露光、現像し基板上に一括形成している。なお、図1Fでは図示の都合上、露光時の状態および露光後の現像によりパタンが形成された状態の両方を同時に示している。すなわち、露光時の紫外線42とフォトマスク16が図示され、同時に、露光後の現像によりパタンニングされた配線コアパタン20が図示されている。
フォトマスク16の位置決めは、位置合せ用マーク14のパタンと、フォトマスク16のパタンとを重ねた状態で観察しながら行なう。本発明の製造方法のように、ミラーパタン13を作製した後にフォトリソグラフィによって配線コアパタンを形成することで、上記構造を容易且つ高位置精度にて作製可能である。
最後に、図1Gのように、ミラーパタン13及び配線コアパタン20上にクラッド材料21を塗布又はラミネートによって形成する。本クラッド層21により約80μmの厚さとし、ミラーパタン13及び配線コアパタン20のスペース部分を埋めるとともに、配線コアパタン20を囲った光導波路層25を形成する。
図2は、本発明の第二の実施例である光導波路基板の上面及び断面図である。ここでは本発明の光導波路基板について、光導波路層を2層積層した場合の例を示す。
はじめに、基板10上に実施例1で説明した図1A〜図1Gの手順でミラーパタン13、位置決め用パタン14及び配線コアパタン20がそれぞれクラッド層21で囲われた第一の光導波路層25を形成する。次にクラッド層21上に、図1A〜図1Bと同様の手順で、フォトリソグラフィによってミラー部材のパタン形成と同時に、位置決め用パタン26を形成する。この際、第一の光導波路層25内の位置決め用パタン14を観察しながら、フォトマスクのパタンと位置合せすることによって、第一の光導波路層25と、その上部に形成するパタンとが相対的に精度良く位置決め可能である。
次に図1C〜図1Dと同様の手順で、ダイシングによって傾斜部を有するミラーパタン28を形成した後、貫通穴が設けられたマスク部材の貫通穴と、位置決め用パタン26とを勘合によって位置決めし、ミラーパタン28と位置決め用パタン26表面に光反射用の金属膜をコーティングする。
最後に図1E〜図1Gと同様の手順にて、フォトリソグラフィによって配線コアパタン27を形成後、ミラーパタン28及び配線コアパタン27をクラッド層29で囲うことによって、第二の光導波路層30を積層形成する。
なお、ここでは光導波路層を2層積層した場合の、製造方法について記載したが、更に3層以上多層積層する場合においても、上記図1A〜図1Gで説明した同様の手順を繰り返すことで作製可能である。
図3は、本発明の第三の実施例である光導波路基板の上面及び断面図である。ここでは本発明の光導波路基板上に、発光および受光素子をそれぞれ搭載した場合の例を示す。
本構造の作製手段としては、まず基板10上に実施例1で説明した図1A〜図1Gの手順でミラーパタン13、位置決め用パタン14及び配線コアパタン20がそれぞれクラッド層21で囲われた第一の光導波路層25を形成する。次にクラッド層21上に、図1A〜図1Bと同様の手順で、第一の光導波路層25内の位置決め用パタン14を観察しながら、フォトリソグラフィによって位置決め用パタン26を形成すると同時に、ミラーパタン13の傾斜部上部に位置するクラッド層21上に、凸形状の第3の位置決め用パタン31を形成する。
その後、上記第3の位置決め用パタン31と、凹形状を有する発光素子アレイ32および受光素子アレイ35とを勘合して実装することにより、簡便且つ光導波路基板上の所望の位置に発光および受光素子アレイが精度良く位置決めされた、光電気混載基板が完成される。
なお、第3の位置決め用パタン31と発光素子アレイ32および受光素子アレイ35の凹形状部とのギャップ37bは光学部材としての必要精度と作製公差を考慮して、10〜20μm以下程度とすることが望ましい。また、第3の位置決め用パタン31の材料は特に規定しないが、加工性や使用波長光に対する透過性の観点から、ミラーパタン13や配線コアパタン20と同様の材料系、すなわち紫外光波長帯に吸収ピークを有するポリマ材料であることが望ましい。さらに、使用する発光素子アレイ32および受光素子アレイ35は、基板表面実装に好適な面発光レーザおよび面受光フォトダイオードが好適である。
図4は、本発明の第四の実施例である光導波路基板の上面及び断面図である。ここでは位置決め用パタン14の各構造バリエーションの例を示す。図4のように、位置決め用パタン14の構造としては、実施例2のように光導波路層を多層積層形成する際に、フォトマスクを介して位置決め用パタン14が明確に見易いように金属反射膜でパタン形成されていることと、パタン全体の回転ずれをなるべく抑えるために、位置決め用パタン14の外郭が四角形であり、四角形の内部にパタン中心部で交差した十字パタンを設けることが望ましい。
上記十字パタンの形成方法としては、図4左上の位置決め用パタン14のように、四角形の金属反射膜パタン18aを4箇所に、それぞれパタン中心部で交差する十字のパタン間ギャップが出来るように構成しても良い。また、他例として図4右上の位置決め用パタン14aのように、金属反射膜パタン18bそのものを十字にパタンニングするか、図4右下の位置決め用パタン14bのように、位置決め用パタン部材40を十字のパタン間ギャップが出来るようにそれぞれ離間して構成しても良い。
図5は、本発明の第五の実施例である光電気混載基板の断面図である。
構成は図のように、基板10上に光導波路層25が形成され、光導波路層25上に載置された発光素子アレイ32から出射された光が、位置決め用パタン31a、ミラーパタン13a、配線コア20a、ミラーパタン13bを介して、光導波路層25上に載置されたコネクタを有する光ファイバアレイ51と光接続される。一方、受信側に関しても上述の構成と同様に、光導波路層25上に載置されたコネクタを有する光ファイバアレイ51から出射された光が、ミラーパタン13c、配線コア20b、ミラーパタン13d、位置決め用パタン31bを介して、光導波路層25上に載置された受光素子アレイ35と光接続される。
また、発光素子アレイ32および受光素子アレイ35の上部にビア配線52が形成された配線基板50を介して光素子の駆動回路と増幅回路を集積したLSI54を搭載することにより、光導波路基板上で発光素子アレイ32および受光素子アレイ35と、LSI54が電気接続された光電気混載基板を構成している。また、光素子と光導波路との光接続は、実施例3と同様に、発光素子アレイ32と位置決め用パタン31a、および受光素子アレイ35と位置決め用パタン31bとが勘合し位置決めされることによって、光学的に接続された構造としている。以上のような本発明構造によって、より小さい実装面積で高密度の光電気混載基板構造が簡便な作製手段によって得られる。
本発明の実施により、伝送装置などの機器内にてチップ間やボード間で送受信される高速光信号を伝送する光導波路基板、および送受信された光信号をボード上にて一括処理する光電気混載基板において、部品削減と工程を簡略化すると共に高位置精度且つ高歩留まりで作製可能な、光導波路と光接続部に設ける位置決め構造体、およびそれを用いた基板の製造方法を提供できる。
10…基板、11,29…クラッド層、12…コア部材、13,13a,13b,13c,13d,28…ミラーパタン、14,14a,14b,26,31,31a,31b…位置決め用パタン、16…フォトマスク、17…金属ブレード、18,18a,18b…金属反射膜、19…コア部材、20,20a,20b,27…配線コアパタン、21…クラッド材料、22…傾斜部、24…紫外光、25,30…光導波路層、32…発光素子アレイ、35…受光素子アレイ、37a,37b…ギャップ、40…位置決め用パタン部材、50…配線基板、51…光ファイバアレイ、52…ビア配線、54…LSI、100…マスク部材、101…開口パタン。

Claims (8)

  1. 基板上に形成された第1クラッド層と、該第1クラッド層上に形成された配線コアと、前記基板の上方から入出力される光の経路を前記基板に平行な方向に変換し前記配線コアと光接続するミラー部と、該ミラー部および該配線コアの周囲を覆うように形成された第2クラッド層を含んで成る光導波路層を有する光導波路基板の製造方法において、
    前記第1クラッド層上に、前記ミラー部を形成するためのミラーパタンと、少なくとも2つの位置決め用パタンとを同時に形成する工程と、
    前記ミラーパタンの一側面をテーパ状に加工しテーパ部を有するミラーパタンを形成する工程と、
    前記位置決め用パタンと勘合するように設けられた第1開口部と、前記ミラーパタンの少なくともテーパ部が露出するように設けられた第2開口部とを具備してなるマスク部材を用いて、前記位置決め用パタンと前記第1開口部とを勘合によって位置決めした状態で、前記第2開口部により露出した前記テーパ部を含む前記ミラーパタンの表面に金属膜を形成する工程とを有することを特徴とする光導波路基板の製造方法。
  2. 基板を準備する工程と、
    前記基板上に第1クラッド層を形成する工程と、
    前記第1クラッド層上に、感光性ポリマ材料からなる第1コア部材を設ける工程と、
    前記第1コア部材を加工して、前記第1クラッド層上に、前記基板の上方から入出力される光の経路を前記基板に平行な方向に変換するミラー部を形成するためのミラーパタンと、少なくとも2つの凸形状を有する位置決め用パタンとを同時に形成する工程と、
    前記ミラーパタンの一側面をテーパ状に加工しテーパ部を有するミラーパタンを形成する工程と、
    前記位置決め用パタンと勘合するように設けられた第1開口部と、前記ミラーパタンの少なくともテーパ部が露出するように設けられた第2開口部とを具備してなるマスク部材を用いて、前記位置決め用パタンと前記第1開口部とを勘合によって位置決めした状態で、前記第2開口部により露出した前記テーパ部を含む前記ミラーパタンの表面に金属膜を形成する工程と、
    前記第1クラッド層、前記ミラーパタン及び前記位置決め用パタンを含む表面上に、前記第1クラッド層を構成する材料よりも屈折率が高く、感光性ポリマ材料からなる第2コア部材を設ける工程と、
    コアパタン形成用マスク部材を用いて、前記位置決め用パタンと該コアパタン形成用マスク部材とを位置決めした状態で前記第2コア部材を加工して、前記第1クラッド層上に前記ミラーパタンの端部に隣接する配線コアを形成する工程と、
    前記第1クラッド層および前記配線コアを覆うように第2クラッド層を形成し、前記第1および第2クラッド層とそれらに囲まれて成る前記配線コアからなる光導波路層を形成する工程とを有することを特徴とする光導波路基板の製造方法。
  3. 前記ミラーパタンのテーパ部は、前記配線コアに対向する側の一側面に形成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路基板の製造方法。
  4. 前記位置決め用パタンは、前記ミラーパタンと前記基板の端部との間の領域内に形成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路基板の製造方法。
  5. 前記第1および第2クラッド層、ミラーパタンを構成する部材、配線コアを構成する部材のそれぞれは、紫外光波長帯に吸収ピークを有するポリマ材料であり、前記第1および第2クラッド層、ミラーパタンを構成する部材、配線コアを構成する部材は、それぞれ前記紫外光波長帯の波長光を用いたフォトリソグラフィによってパタン形成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路基板の製造方法。
  6. 前記第1および第2開口部を有するマスク部材は、厚さ0.3mm以下の薄膜金属加工基板で作製されることを特徴とする請求項1記載の光導波路基板の製造方法。
  7. 前記位置決め用パタンの上部に位置する前記第2クラッド層上に、凸形状を有する第2の位置決め用パタンと、前記ミラーパタンの上部に位置する前記第2クラッド層上に第2のミラーパタンとをそれぞれ同時に形成し、
    前記第2の位置決め用パタンと勘合するように形成された開口部を有する第2のマスク部材とを位置決めした状態で、前記第2のミラーパタンにテーパ部が形成された第2のミラーパタンの表面に金属膜を形成し、さらに、前記第2のミラーパタンと隣接したクラッド層上に、第2の配線コアを多層積層することを特徴とする請求項1記載の光導波路基板の製造方法。
  8. 請求項2記載の光導波路基板の製造方法を用いた光電気混載基板の製造方法であって、
    前記位置決め用パタンの上部に位置する第2クラッド層上に、凸形状を有する第2の位置決め用パタンと、前記ミラーパタンの上部に位置する前記第2クラッド層上に第3の位置決め用パタンをそれぞれ形成し、
    前記第3の位置決め用パタン上に、該第3の位置決め用パタンと勘合されるための凹形状を有する発光素子および受光素子、または該発光素子および受光素子がそれぞれ搭載された光モジュール基板を該第3の位置決め用パタンに勘合させて載置することを特徴とする光電気混載基板の製造方法。
JP2011537263A 2009-10-21 2010-10-19 位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法 Expired - Fee Related JP5218668B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011537263A JP5218668B2 (ja) 2009-10-21 2010-10-19 位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009242455 2009-10-21
JP2009242455 2009-10-21
PCT/JP2010/068387 WO2011049087A1 (ja) 2009-10-21 2010-10-19 位置決め構造体を有する光導波路基板およびその製造方法、並びに光電気混載基板の製造方法
JP2011537263A JP5218668B2 (ja) 2009-10-21 2010-10-19 位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011049087A1 JPWO2011049087A1 (ja) 2013-03-14
JP5218668B2 true JP5218668B2 (ja) 2013-06-26

Family

ID=43900310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011537263A Expired - Fee Related JP5218668B2 (ja) 2009-10-21 2010-10-19 位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8942520B2 (ja)
JP (1) JP5218668B2 (ja)
KR (1) KR101390137B1 (ja)
CN (1) CN102656495B (ja)
TW (1) TWI495915B (ja)
WO (1) WO2011049087A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7271461B2 (en) * 2004-02-27 2007-09-18 Banpil Photonics Stackable optoelectronics chip-to-chip interconnects and method of manufacturing
US8968987B2 (en) * 2012-01-11 2015-03-03 International Business Machines Corporation Implementing enhanced optical mirror coupling and alignment utilizing two-photon resist
US9618712B2 (en) 2012-02-23 2017-04-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Optical bench on substrate and method of making the same
US10180547B2 (en) 2012-02-23 2019-01-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Optical bench on substrate
JP2013257433A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光導波路および光導波路の加工方法
JP2014002218A (ja) * 2012-06-15 2014-01-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光導波路および電子機器
US9490148B2 (en) 2012-09-27 2016-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Adhesion promoter apparatus and method
JP6079122B2 (ja) * 2012-10-12 2017-02-15 日立金属株式会社 光基板、光基板の製造方法、及び光モジュール構造
US9490133B2 (en) 2013-01-24 2016-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Etching apparatus
US9484211B2 (en) 2013-01-24 2016-11-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Etchant and etching process
US9423578B2 (en) * 2013-08-01 2016-08-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing
JP2016156865A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 京セラ株式会社 光回路基板の製造方法
US10098237B2 (en) * 2015-03-02 2018-10-09 Apple Inc. Printed circuits with laser ablated conformal coating openings
US10168495B1 (en) * 2017-06-28 2019-01-01 Kyocera Corporation Optical waveguide and optical circuit board
DE102019210750B4 (de) * 2019-07-19 2023-12-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur herstellung einer anordnung mit einem substrat und zwei bauelementen mit lichtwellenleitern
JP2022084183A (ja) * 2020-11-26 2022-06-07 新光電気工業株式会社 光導波路装置、光通信装置及び光導波路装置の製造方法
US11754794B2 (en) 2021-05-25 2023-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device including optical through via and method of making

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352636A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Sony Corp 光導波路素子の作製方法
JP2001110188A (ja) * 1999-10-13 2001-04-20 Mitsubishi Chemicals Corp 光メモリ素子の製造方法及び光メモリ素子用樹脂製コア/クラッド部材
JP2002350665A (ja) * 2001-05-30 2002-12-04 Fujitsu Ltd 空間反射型構造を有する光集積回路の製造方法および光集積回路
JP2003114365A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Mitsubishi Electric Corp 光路変換デバイスおよびその製造方法
JP2004053659A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Ricoh Co Ltd 光電気集積装置の製造方法及び光電気集積装置
JP2004069824A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Toppan Printing Co Ltd 光配線基板
JP2005275343A (ja) * 2004-02-26 2005-10-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 光導波路構造付きデバイス及びその製造方法
WO2008035466A1 (fr) * 2006-09-21 2008-03-27 Hitachi Chemical Co., Ltd. Substrat de guide d'ondes optique et substrat supportant un circuit hybride photoélectrique

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04181749A (ja) * 1990-11-16 1992-06-29 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 2層tab製造用フォトマスク
US5394490A (en) * 1992-08-11 1995-02-28 Hitachi, Ltd. Semiconductor device having an optical waveguide interposed in the space between electrode members
JP3201864B2 (ja) * 1993-03-26 2001-08-27 古河電気工業株式会社 石英系光導波路部品の製造方法
TW460717B (en) * 1999-03-30 2001-10-21 Toppan Printing Co Ltd Optical wiring layer, optoelectric wiring substrate mounted substrate, and methods for manufacturing the same
CA2313551A1 (en) * 1999-10-21 2001-04-21 International Business Machines Corporation Wafer integrated rigid support ring
JP3822009B2 (ja) * 1999-11-17 2006-09-13 株式会社東芝 自動設計方法、露光用マスクセット、半導体集積回路装置、半導体集積回路装置の製造方法、および自動設計プログラムを記録した記録媒体
JP2003050329A (ja) 2001-08-06 2003-02-21 Toppan Printing Co Ltd 光・電気配線基板及びその製造方法並びに実装基板
EP1542045B1 (en) * 2002-09-20 2011-07-20 Toppan Printing Co., Ltd. Method of manufacturing an optical waveguide
CN100399078C (zh) * 2004-10-07 2008-07-02 日本电气株式会社 Lsi插件对光电布线板的安装结构、安装方法
JP2006120956A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Ibiden Co Ltd 多層プリント配線板
KR100630804B1 (ko) * 2004-10-27 2006-10-09 한국전자통신연구원 박막필터를 이용한 다파장 광 송수신 모듈, 다중 및 역다중화기
JP4442463B2 (ja) 2005-02-23 2010-03-31 パナソニック電工株式会社 光導波路への偏向ミラー製造方法
JP2009058923A (ja) * 2007-04-27 2009-03-19 Hitachi Chem Co Ltd 光電気複合基板の製造方法、これによって製造される光電気複合基板、及びこれを用いた光電気複合モジュール
JP5064109B2 (ja) * 2007-05-11 2012-10-31 新光電気工業株式会社 光導波路及びその製造方法、並びに光電気混載基板及びその製造方法
US7729570B2 (en) * 2007-05-18 2010-06-01 Ibiden Co., Ltd. Photoelectric circuit board and device for optical communication
WO2009098834A1 (ja) * 2008-02-08 2009-08-13 Hitachi Chemical Company, Ltd. 光配線プリント基板の製造方法および光配線プリント回路基板

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352636A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Sony Corp 光導波路素子の作製方法
JP2001110188A (ja) * 1999-10-13 2001-04-20 Mitsubishi Chemicals Corp 光メモリ素子の製造方法及び光メモリ素子用樹脂製コア/クラッド部材
JP2002350665A (ja) * 2001-05-30 2002-12-04 Fujitsu Ltd 空間反射型構造を有する光集積回路の製造方法および光集積回路
JP2003114365A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Mitsubishi Electric Corp 光路変換デバイスおよびその製造方法
JP2004053659A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Ricoh Co Ltd 光電気集積装置の製造方法及び光電気集積装置
JP2004069824A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Toppan Printing Co Ltd 光配線基板
JP2005275343A (ja) * 2004-02-26 2005-10-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 光導波路構造付きデバイス及びその製造方法
WO2008035466A1 (fr) * 2006-09-21 2008-03-27 Hitachi Chemical Co., Ltd. Substrat de guide d'ondes optique et substrat supportant un circuit hybride photoélectrique

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011049087A1 (ja) 2013-03-14
US20120213470A1 (en) 2012-08-23
TWI495915B (zh) 2015-08-11
KR101390137B1 (ko) 2014-04-28
TW201142391A (en) 2011-12-01
CN102656495A (zh) 2012-09-05
WO2011049087A1 (ja) 2011-04-28
CN102656495B (zh) 2015-03-04
US8942520B2 (en) 2015-01-27
KR20120061984A (ko) 2012-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5218668B2 (ja) 位置決め構造体を有する光導波路基板の製造方法、及び光電気混載基板の製造方法
JP5532929B2 (ja) 光配線プリント基板の製造方法
JP4655042B2 (ja) 光電気混載回路実装基板およびそれを用いた伝送装置
JP5445579B2 (ja) 光導波路モジュール
KR101057565B1 (ko) 광 도파로 기판 및 그것을 이용한 광전기 하이브리드 회로 실장 기판
JP4457545B2 (ja) 光・電気配線基板、実装基板及び光電気配線基板の製造方法
JP5670169B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP3883901B2 (ja) 光路変換デバイスおよびその製造方法
US20090208167A1 (en) Manufacturing method of opto-electric hybrid board and opto-electric hybrid board obtained thereby
US20110007998A1 (en) Optical waveguide, opto-electronic circuit board, and method of fabricating opto-electronic circuit board
US8737794B2 (en) Two-layer optical waveguide and method of manufacturing the same
JP5976769B2 (ja) 光導波路及び光導波路装置
JP2012088634A (ja) 光導波路デバイス及びその製造方法
JP4691196B2 (ja) 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム
JP2006091166A (ja) 光導波路配線基板アセンブリー、光電気混載基板アセンブリー及び光接合ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130118

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130218

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees