JP5267426B2 - Optical device mounting substrate, opto-electric hybrid substrate, and electronic equipment - Google Patents

Optical device mounting substrate, opto-electric hybrid substrate, and electronic equipment Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element mounting substrate capable of achieving excellent optical connection to an optical waveguide, while securing sufficient conductivity of electric wires or insulation property between each electric wire, even when a plurality of light emitting/receiving parts are arranged highly densely; and to provide an optical/electrical hybrid substrate including the optical element mounting substrate, and an electronic device. <P>SOLUTION: The optical/electrical hybrid substrate 1 has an insulating substrate 11 having a through-hole 110, two light emitting/receiving elements 71, 72, a semiconductor element 8, a first wire 15 provided on the upper surface of the insulating substrate 11, and a second wire 16 provided on the under surface. The light emitting/receiving element 71 includes a plurality of light emitting/receiving parts 711 arrayed along a paper thickness direction of Fig.2. The light emitting/receiving element 71 is provided on the upper surface of the insulating substrate 11 and is connected electrically to the first wire 15. Meanwhile, the light emitting/receiving element 72 also includes a plurality of light emitting/receiving parts 721, and the light emitting/receiving element 72 is provided in the through-hole 110 and is connected electrically to the second wire 16. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、光素子搭載基板、光電気混載基板および電子機器に関するものである。   The present invention relates to an optical element mounting substrate, an opto-electric hybrid substrate, and an electronic device.

近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速でやりとりできる広帯域回線(ブロードバンド)の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、WDM(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、LSIのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。   In recent years, with the wave of computerization, wideband lines (broadband) capable of exchanging large amounts of information at high speed have been spreading. Also, as devices for transmitting information to these broadband lines, transmission devices such as router devices and WDM (Wavelength Division Multiplexing) devices are used. In these transmission apparatuses, a large number of signal processing boards in which arithmetic elements such as LSIs and storage elements such as memories are combined are installed, and each line is interconnected.

各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化、特性インピーダンスの不整合等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。   Each signal processing board has a circuit in which arithmetic elements, storage elements, etc. are connected by electrical wiring. However, with the increase in the amount of information to be processed in recent years, each board has a very high throughput. It is required to transmit. However, with the speeding up of information transmission, problems such as generation of crosstalk and high-frequency noise, deterioration of electric signals, and mismatch of characteristic impedance are becoming apparent. For this reason, electrical wiring becomes a bottleneck, making it difficult to improve the throughput of the signal processing board.

一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。   On the other hand, an optical communication technique for transferring data using an optical carrier wave has been developed, and in recent years, an optical waveguide is becoming popular as a means for guiding the optical carrier wave from one point to another point. This optical waveguide has a linear core part and a clad part provided so as to cover the periphery thereof. The core part is made of a material that is substantially transparent to the light of the optical carrier wave, and the cladding part is made of a material having a refractive index lower than that of the core part.

このような光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンに基づいて通信を行う。   In such an optical waveguide, light introduced from one end of the core portion is conveyed to the other end while being reflected at the boundary with the cladding portion. A light emitting element such as a semiconductor laser is disposed on the incident side of the optical waveguide, and a light receiving element such as a photodiode is disposed on the emission side. Light incident from the light emitting element propagates through the optical waveguide, is received by the light receiving element, and performs communication based on the blinking pattern of the received light.

最近になって、信号処理基板内の電気配線を光導波路で置き換える動きが進んでいる。電気配線を光導波路で置き換えることにより、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。   Recently, there has been a movement to replace electric wiring in a signal processing board with an optical waveguide. By replacing the electrical wiring with an optical waveguide, it is expected that the problem of the electrical wiring as described above will be solved and the signal processing board will be able to further increase the throughput.

ところで、演算素子や記憶素子はもちろん、光信号と電気信号の相互変換を担う発光素子や受光素子のような各素子の駆動には電力を供給するための電気配線が不可欠である。このため信号処理基板には、電気配線と光導波路とが混載されることとなり、このような基板(光電気混載基板)の開発が進められている。   By the way, electric wiring for supplying electric power is indispensable for driving each element such as a light emitting element and a light receiving element which perform mutual conversion between an optical signal and an electric signal as well as an arithmetic element and a memory element. For this reason, electric wiring and an optical waveguide are mixedly mounted on the signal processing substrate, and development of such a substrate (photoelectric mixed substrate) is being promoted.

例えば、特許文献1には、内部に光導波路が形成された実装用基板上に光デバイスと電子デバイスとを混載し、全反射ミラー部により光デバイスの受発光部と光導波路とを光学的に接続してなるオプトエレクトロニクス用モジュールが開示されている。   For example, in Patent Document 1, an optical device and an electronic device are mixedly mounted on a mounting substrate having an optical waveguide formed therein, and the light emitting / receiving unit and the optical waveguide of the optical device are optically coupled by a total reflection mirror unit. A connected optoelectronic module is disclosed.

特開2002−182049号公報JP 2002-182049 A

また、光導波路のチャンネル数を増やすことにより、モジュールの高密度化が進んでいる。光導波路のチャンネル数が増えると、それに伴って実装用基板上に搭載される受発光部の数を増やす必要があり、さらには、受発光部に電力や制御信号を供給するための電気配線も、受発光部の数に応じて増やす必要がある。   In addition, by increasing the number of channels of the optical waveguide, the density of modules is increasing. As the number of channels of the optical waveguide increases, it is necessary to increase the number of light emitting / receiving units mounted on the mounting substrate, and further, electric wiring for supplying power and control signals to the light emitting / receiving units is also required. It is necessary to increase the number according to the number of light emitting / receiving units.

しかしながら、上記特許文献1に記載のモジュールにおいて光導波路のチャンネル数を増やすとなると、実装用基板の上面にチャンネル数に応じた複数の受発光部と複数の電気配線を配置することになるが、その場合、以下のような問題点がある。   However, when the number of channels of the optical waveguide is increased in the module described in Patent Document 1, a plurality of light emitting / receiving portions and a plurality of electric wirings corresponding to the number of channels are arranged on the upper surface of the mounting substrate. In that case, there are the following problems.

1.実装用基板の上面には電気配線を配設するスペースが限られるため、配線の幅および配線の間隔(ライン・アンド・スペース)を狭くせざるを得ず、電気配線の形成には高い精度が要求される。結果的に、歩留まりの低下と製造コストの上昇を招く。   1. Since the space for arranging the electrical wiring is limited on the top surface of the mounting board, the wiring width and wiring spacing (line and space) must be narrowed, and the formation of electrical wiring is highly accurate. Required. As a result, the yield decreases and the manufacturing cost increases.

2.電気配線を製造する際の実現可能なライン・アンド・スペースの制約から、光素子搭載基板を積層することができる光導波路のチャンネルピッチにも制約が生じる。このため、接続する光導波路のチャンネルピッチが狭い場合には、この光導波路に接続する光素子搭載基板において、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保することができない。   2. Due to the limitation of line and space that can be realized when manufacturing the electrical wiring, the channel pitch of the optical waveguide on which the optical element mounting substrate can be stacked is also limited. For this reason, when the channel pitch of the optical waveguide to be connected is narrow, the conductivity of the electrical wiring and the insulation between the electrical wirings cannot be sufficiently ensured in the optical element mounting substrate connected to the optical waveguide.

本発明の目的は、複数の受発光部が高密度に配置されていても、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保しつつ、光導波路に対して良好な光学的接続を可能にする光素子搭載基板、および、かかる光素子搭載基板を備えた光電気混載基板および電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a good optical connection to an optical waveguide while sufficiently ensuring the electrical conductivity of the electrical wiring and the insulation between the electrical wirings even when the plurality of light emitting and receiving parts are arranged at high density. It is an object to provide an optical element mounting substrate that enables the optical element mounting, and an opto-electric hybrid board and an electronic device including the optical element mounting substrate.

このような目的は、下記(1)〜(16)の本発明により達成される。
(1) 絶縁性基板と、
受光または発光する複数の受発光部と、
前記絶縁性基板の第1の面に設けられた第1の配線と、
前記絶縁性基板の前記第1の面と反対側の第2の面に設けられた第2の配線とを有し、
前記第2の面側において、複数のチャンネルを有する光導波路と積層されることにより、前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとがそれぞれ光学的に接続されるよう用いられる光素子搭載基板であって、
前記複数の受発光部は、平面視において、2列以上の並列する列状に配置されており、そのうちの1つの列である第1の列に含まれる受発光部は、前記第1の配線と電気的に接続されており、前記第1の列とは別の第2の列に含まれる受発光部は、前記第2の配線と電気的に接続されていることを特徴とする光素子搭載基板。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (16) below.
(1) an insulating substrate;
A plurality of light emitting / receiving sections that receive or emit light;
A first wiring provided on a first surface of the insulating substrate;
A second wiring provided on a second surface opposite to the first surface of the insulating substrate;
An optical element mounting substrate that is used to optically connect the plurality of light emitting / receiving portions and the plurality of channels by being laminated with an optical waveguide having a plurality of channels on the second surface side. There,
The plurality of light emitting / receiving units are arranged in two or more parallel rows in a plan view, and the light receiving / emitting units included in the first column that is one of the columns are the first wiring And the light emitting / receiving section included in the second column different from the first column is electrically connected to the second wiring. Mounting board.

(2) 前記絶縁性基板は、貫通孔を有しており、
前記第2の列に含まれる受発光部は、前記貫通孔内に設けられている上記(1)に記載の光素子搭載基板。
(2) The insulating substrate has a through hole,
The light emitting / receiving section included in the second row is the optical element mounting substrate according to (1), which is provided in the through hole.

(3) 前記第2の配線は、前記貫通孔の開口部近傍に延伸した延伸部分を有しており、
前記延伸部分において、前記第2の列に含まれる受発光部と、前記第2の配線とが電気的に接続されている上記(2)に記載の光素子搭載基板。
(3) The second wiring has an extended portion that extends in the vicinity of the opening of the through hole,
The optical element mounting substrate according to (2), wherein the light emitting / receiving units included in the second row and the second wiring are electrically connected to each other in the extended portion.

(4) 前記絶縁性基板は、貫通孔と、該貫通孔内に設けられた貫通配線とを有し、
前記第2の列に含まれる受発光部は、前記絶縁性基板の前記第1の面側に設けられており、
前記貫通配線を介して、前記第2の列に含まれる受発光部と、前記第2の配線とが、電気的に接続されている上記(1)に記載の光素子搭載基板。
(4) The insulating substrate has a through hole and a through wiring provided in the through hole,
The light emitting / receiving units included in the second row are provided on the first surface side of the insulating substrate,
The optical element mounting substrate according to (1), wherein the light receiving and emitting units included in the second row and the second wiring are electrically connected via the through wiring.

(5) 前記第1の配線および前記第2の配線は、それぞれ同じ方向に向かって延伸している上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の光素子搭載基板。   (5) The optical element mounting substrate according to any one of (1) to (4), wherein the first wiring and the second wiring are each extended in the same direction.

(6) 前記第1の配線および前記第2の配線の、前記絶縁性基板と平行な同一面に対する投影像は、少なくとも一部において重なっている上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の光素子搭載基板。   (6) The projected images of the first wiring and the second wiring on the same plane parallel to the insulating substrate are at least partially overlapped with each other in any one of (1) to (5). Optical device mounting substrate.

(7) 前記複数の受発光部は、1つの光素子に全て搭載されている上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の光素子搭載基板。   (7) The optical element mounting substrate according to any one of (1) to (6), wherein the plurality of light receiving and emitting units are all mounted on one optical element.

(8) 前記複数の受発光部は、複数の光素子に分配されて搭載されている上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の光素子搭載基板。   (8) The optical element mounting substrate according to any one of (1) to (6), wherein the plurality of light receiving and emitting units are distributed and mounted on a plurality of optical elements.

(9) 前記第1の面側に設けられ、前記光素子の全周を囲うよう構成された枠状基板を有する上記(7)または(8)に記載の光素子搭載基板。   (9) The optical element mounting substrate according to (7) or (8), further including a frame-shaped substrate provided on the first surface side and configured to surround the entire circumference of the optical element.

(10) 前記枠状基板の厚さは、前記光素子の厚さより厚い上記(9)に記載の光素子搭載基板。   (10) The optical element mounting substrate according to (9), wherein the frame-shaped substrate is thicker than the optical element.

(11) 前記絶縁性基板の平均厚さは、5〜50μmである上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の光素子搭載基板。   (11) The optical element mounting substrate according to any one of (1) to (10), wherein an average thickness of the insulating substrate is 5 to 50 μm.

(12) 前記絶縁性基板の前記第1の面側に設けられ、前記複数の受発光部の動作を制御する制御素子を有しており、
前記第1の配線および前記第2の配線は、それぞれ、前記複数の受発光部と前記制御素子とを接続するよう設けられており、
前記第2の配線は、その途中で、前記第2の面から前記第1の面へと配設面が変更されるよう構成されている上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の光素子搭載基板。
(12) having a control element that is provided on the first surface side of the insulating substrate and controls operations of the plurality of light emitting and receiving units;
Each of the first wiring and the second wiring is provided to connect the plurality of light emitting / receiving units and the control element,
The second wiring according to any one of (1) to (11), wherein an arrangement surface of the second wiring is changed from the second surface to the first surface in the middle of the second wiring. Optical element mounting substrate.

(13) 上記(1)ないし(12)のいずれかに記載の光素子搭載基板と、
複数のチャンネルを備え、前記絶縁性基板の第2の面側に位置するよう設けられた光導波路と、
前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとを光学的に接続する光路変換手段とを有することを特徴とする光電気混載基板。
(13) The optical element mounting substrate according to any one of (1) to (12),
An optical waveguide comprising a plurality of channels and provided on the second surface side of the insulating substrate;
An opto-electric hybrid board comprising optical path changing means for optically connecting the plurality of light emitting / receiving sections and the plurality of channels.

(14) 光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部または双方の端部にそれぞれ積層されている上記(13)に記載の光電気混載基板。   (14) The opto-electric hybrid board according to (13), wherein the optical element mounting substrate is laminated on one end portion or both end portions of the optical waveguide.

(15) 前記光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部に設けられており、
前記光導波路の他方の端部に設けられ、該光導波路を接続相手と接続するコネクターを有する上記(13)に記載の光電気混載基板。
(15) The optical element mounting substrate is provided at one end of the optical waveguide,
The opto-electric hybrid board according to (13), further comprising a connector provided at the other end of the optical waveguide and connecting the optical waveguide to a connection partner.

(16) 上記(13)ないし(15)のいずれかに記載の光電気混載基板を備えたことを特徴とする電子機器。   (16) An electronic apparatus comprising the opto-electric hybrid board according to any one of (13) to (15).

本発明によれば、2列以上に配列した受発光部のうち、1つの列に含まれる受発光部を駆動するための配線と、この列とは別の列に含まれる受発光部を駆動するための配線とが、それぞれ絶縁性基板の異なる面に設けられているので、配線のライン・アンド・スペースをあまり小さくしなくても、多数の受発光部を高密度に配置することができる。このため、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保することができ、光素子搭載基板の性能を高めることができる。また、電気配線の形成が容易になるとともに、チャンネルピッチの狭い光導波路に対しても確実な光学的接続を可能にする光素子搭載基板が得られる。   According to the present invention, among the light emitting / receiving units arranged in two or more rows, the wiring for driving the light emitting / receiving unit included in one column and the light receiving / emitting unit included in a column different from this column are driven. Wiring is provided on different surfaces of the insulating substrate, so that a large number of light emitting / receiving portions can be arranged at high density without reducing the line and space of the wiring. . For this reason, the electrical conductivity of the electrical wiring and the insulation between the electrical wirings can be sufficiently ensured, and the performance of the optical element mounting substrate can be enhanced. In addition, it is possible to obtain an optical element mounting substrate that facilitates the formation of electrical wiring and enables reliable optical connection to an optical waveguide having a narrow channel pitch.

また、このような光素子搭載基板を備えることにより、高密度実装が可能な光電気混載基板および電子機器が得られる。   Further, by providing such an optical element mounting substrate, an opto-electric hybrid substrate and an electronic device capable of high-density mounting can be obtained.

本発明の光電気混載基板の第1実施形態を一部透過して示す斜視図である。It is a perspective view which permeate | transmits and shows 1st Embodiment of the opto-electric hybrid board of this invention. 図1に示す光電気混載基板のA−A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the opto-electric hybrid board shown in FIG. 本発明の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図である。It is a top view which shows the wiring formed in the optical element mounting substrate of this invention. 図3の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3. 図2に示す光電気混載基板の他の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structural example of the opto-electric hybrid board shown in FIG. 図2に示す光電気混載基板の製造方法を説明するための図(断面図)である。It is a figure (sectional drawing) for demonstrating the manufacturing method of the opto-electric hybrid board shown in FIG. 本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第2実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically 2nd Embodiment of the optical element mounting board | substrate and opto-electric hybrid board | substrate of this invention. 本発明の光電気混載基板の第3実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically 3rd Embodiment of the opto-electric hybrid board | substrate of this invention. 本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第4実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically 4th Embodiment of the optical element mounting board | substrate and opto-electric hybrid board | substrate of this invention. 本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第5実施形態を模式的に示す(a)平面図および(b)断面図である。It is the (a) top view and (b) sectional view which show typically a 5th embodiment of the optical element mounting substrate and opto-electric hybrid board of the present invention. 従来の光素子搭載基板を備える従来の光電気混載基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional opto-electric hybrid board provided with the conventional optical element mounting board | substrate. 従来の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図である。It is a top view which shows the wiring formed in the conventional optical element mounting substrate.

以下、本発明の光素子搭載基板、光電気混載基板および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an optical element mounting substrate, an opto-electric hybrid board, and an electronic apparatus according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<光電気混載基板>
(第1実施形態)
まず、本発明の光素子搭載基板、およびこの光素子搭載基板を備えた本発明の光電気混載基板の第1実施形態について説明する。
<Opto-electric hybrid board>
(First embodiment)
First, a first embodiment of an optical element mounting substrate of the present invention and an opto-electric hybrid board of the present invention provided with the optical element mounting substrate will be described.

図1は、本発明の光電気混載基板の第1実施形態を一部透過して示す斜視図、図2は、図1に示す光電気混載基板のA−A線断面図、図3は、本発明の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図、図4は、図3の部分拡大図、図5は、図2に示す光電気混載基板の他の構成例を示す断面図、図6は、図2に示す光電気混載基板の製造方法を説明するための図(断面図)である。なお、以下の説明では、図1、2の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。   1 is a partially transparent perspective view showing a first embodiment of the opto-electric hybrid board according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the opto-electric hybrid board shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3 and FIG. 5 is a cross-sectional view showing another configuration example of the opto-electric hybrid board shown in FIG. FIG. 6 is a diagram (sectional view) for explaining a method of manufacturing the opto-electric hybrid board shown in FIG. In the following description, the upper side of FIGS. 1 and 2 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. In each drawing, the thickness direction of each substrate is emphasized.

図1に示す光電気混載基板1は、複数のチャンネルを有する光導波路21が形成された光回路層2と、その上方に設けられ、受発光素子(光素子)7を内蔵する光素子搭載基板10とを積層してなる積層体を有するものである。   An opto-electric hybrid board 1 shown in FIG. 1 is an optical element mounting board provided with an optical circuit layer 2 in which an optical waveguide 21 having a plurality of channels is formed, and a light receiving and emitting element (optical element) 7 provided above the optical circuit layer 2. 10 is laminated.

ここで、光回路層2は長尺の帯状をなしており、光素子搭載基板10は、光回路層2の一方の端部の上面に積層されている。   Here, the optical circuit layer 2 has a long band shape, and the optical element mounting substrate 10 is laminated on the upper surface of one end of the optical circuit layer 2.

光素子搭載基板10は、平板状の絶縁性基板11と、絶縁性基板11上に設けられ、四角形の枠状をなす枠状基板12と、枠状基板12の内側の絶縁性基板11上に設けられた受発光素子7および半導体素子(制御素子)8とを有している。   The optical element mounting substrate 10 is provided on a flat insulating substrate 11, an insulating substrate 11, a frame substrate 12 having a rectangular frame shape, and an insulating substrate 11 inside the frame substrate 12. The light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element (control element) 8 are provided.

受発光素子7は、電気信号を光信号に変換し、発光部から光信号を発光して光導波路21に入射させる発光素子、または、光導波路21から出射された光信号を受光部で受光して電気信号に変換する受光素子である。図2に示す受発光素子7は、2つの受発光素子71、72で構成されており、これらの受発光素子71、72は、それぞれ、その下面に設けられた複数の受発光部711、721と、各受発光部711、721に対応して設けられた各電極パッド712、722とを有している。各受発光部711、721は、下方に向けて光信号を発光したり、あるいは、上方に向かう光信号を受光する。なお、図2に示す矢印は、受発光素子71、72がいずれも発光素子である場合の光路の例である。   The light receiving / emitting element 7 converts the electrical signal into an optical signal, emits the optical signal from the light emitting unit, and enters the optical waveguide 21 or receives the optical signal emitted from the optical waveguide 21 by the light receiving unit. This is a light receiving element that converts it into an electrical signal. The light emitting / receiving element 7 shown in FIG. 2 includes two light emitting / receiving elements 71 and 72. Each of the light receiving / emitting elements 71 and 72 includes a plurality of light emitting / receiving units 711 and 721 provided on the lower surface thereof. And electrode pads 712 and 722 provided corresponding to the light emitting / receiving portions 711 and 721, respectively. Each of the light emitting / receiving units 711 and 721 emits an optical signal downward, or receives an optical signal going upward. In addition, the arrow shown in FIG. 2 is an example of an optical path when the light emitting / receiving elements 71 and 72 are both light emitting elements.

一方、光導波路21のうち、各受発光部711、721の下方には、それぞれミラー(光路変換手段)22が設けられている。このミラー22は、図2の左右方向に延伸する光導波路21と光素子搭載基板10に設けられた受発光部711とが光学的に接続するため、光路を90°変換するよう構成されている。このようなミラー22を介することにより、各受発光部711、721から出射した光信号を光導波路21へと送出したり、あるいは、光導波路21を伝搬してきた光信号を各受発光部711、721に入射させることができる。   On the other hand, in the optical waveguide 21, mirrors (optical path changing means) 22 are respectively provided below the light emitting / receiving units 711 and 721. The mirror 22 is configured to convert the optical path by 90 ° in order to optically connect the optical waveguide 21 extending in the left-right direction in FIG. 2 and the light receiving and emitting unit 711 provided on the optical element mounting substrate 10. . Through such a mirror 22, the optical signals emitted from the respective light emitting / receiving units 711, 721 are sent to the optical waveguide 21, or the optical signals propagated through the optical waveguide 21 are transmitted to the respective light receiving / emitting units 711, 711, 721 can be made incident.

また、半導体素子8は、その下面に設けられた電極パッド812を有する素子であって、受発光素子7の動作を制御する素子である。これらの各素子が協調的に動作することにより、光電気混載基板1において、光信号と電気信号の相互変換が行われ、光通信が可能になる。   The semiconductor element 8 is an element having an electrode pad 812 provided on the lower surface thereof, and is an element that controls the operation of the light emitting / receiving element 7. When these elements operate cooperatively, the opto-electric hybrid board 1 performs mutual conversion between an optical signal and an electric signal, thereby enabling optical communication.

また、絶縁性基板11の上面には第1の配線(電気配線)15が設けられており、下面には第2の配線(電気配線)16が設けられている。すなわち、絶縁性基板11の両面には、互いに絶縁された電気配線が敷設されている。これらの配線のうち、受発光素子71の電極パッド712は第1の配線15と電気的に接続されている一方、受発光素子72の電極パッド722は第2の配線16と電気的に接続されている。   A first wiring (electrical wiring) 15 is provided on the upper surface of the insulating substrate 11, and a second wiring (electrical wiring) 16 is provided on the lower surface. That is, electrical wirings insulated from each other are laid on both surfaces of the insulating substrate 11. Among these wirings, the electrode pad 712 of the light emitting / receiving element 71 is electrically connected to the first wiring 15, while the electrode pad 722 of the light receiving / emitting element 72 is electrically connected to the second wiring 16. ing.

このように、2つの受発光素子71、72に接続される電気配線(第1の配線15および第2の配線16)が、絶縁性基板11の異なる面に敷設されていることにより、各面における電気配線には寸法精度に余裕が生じることから、製造容易性が格段に高くなる。また、絶縁性基板11の各面において、電気配線を敷設するスペースを広くとることができるので、配線の幅および配線の間隔(ライン・アンド・スペース)の制約が緩くなる。その結果、電気配線の導電性や電気配線同士の絶縁性を十分に確保することができる。   As described above, the electrical wiring (the first wiring 15 and the second wiring 16) connected to the two light emitting / receiving elements 71 and 72 is laid on different surfaces of the insulating substrate 11. Since there is a margin in the dimensional accuracy of the electrical wiring, the manufacturability is remarkably increased. In addition, since the space for laying the electrical wiring can be widened on each surface of the insulating substrate 11, restrictions on the width of the wiring and the interval between the wirings (line and space) are relaxed. As a result, sufficient electrical conductivity of the electrical wiring and insulation between the electrical wirings can be ensured.

以下、光電気混載基板1の各部について詳述する。   Hereinafter, each part of the opto-electric hybrid board 1 will be described in detail.

(光回路層)
図1に示す光回路層2は、下方からクラッド層(下部クラッド層)211、コア層213、およびクラッド層(上部クラッド層)212をこの順で積層してなる光導波路21で構成されている。このうちコア層213には、図1に示すように、平面視で線状のコア部214と、このコア部214の側面に隣接する側面クラッド部215とが形成されている。図1では、8つのコア部214が並列するように、かつ、帯状をなす光回路層2の長手方向に沿って直線状に設けられており、各コア部214の側面にそれぞれ隣接するように複数の側面クラッド部215が設けられている。なお、図1において、クラッド層212は透過して描かれており、各コア部214にはドットを付している。
(Optical circuit layer)
The optical circuit layer 2 shown in FIG. 1 includes an optical waveguide 21 in which a clad layer (lower clad layer) 211, a core layer 213, and a clad layer (upper clad layer) 212 are laminated in this order from below. . Among these, as shown in FIG. 1, the core layer 213 is formed with a linear core portion 214 in a plan view and a side cladding portion 215 adjacent to the side surface of the core portion 214. In FIG. 1, the eight core portions 214 are provided in a straight line along the longitudinal direction of the optical circuit layer 2 having a strip shape so as to be arranged in parallel, and adjacent to the side surfaces of the respective core portions 214. A plurality of side clad portions 215 are provided. In FIG. 1, the cladding layer 212 is drawn in a transparent manner, and each core portion 214 is given a dot.

図1に示す光導波路21では、各コア部214の一方の端部に入射された光を、各コア部214とクラッド部(各クラッド層211、212および各側面クラッド部215)との界面で全反射させ、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンに基づいて光通信を行うことができる。すなわち、光導波路21は、複数(図1では8つ)のチャンネル(コア部214)を有し、複数の光通信を並行して行うことができるマルチチャンネルの光導波路である。   In the optical waveguide 21 shown in FIG. 1, the light incident on one end of each core part 214 is transmitted at the interface between each core part 214 and the clad part (the clad layers 211 and 212 and the side clad parts 215). It can be totally reflected and propagated to the other end. Thereby, optical communication can be performed based on the blinking pattern of the light received at the emitting end. That is, the optical waveguide 21 is a multi-channel optical waveguide having a plurality of (eight in FIG. 1) channels (core portion 214) and capable of performing a plurality of optical communications in parallel.

各コア部214とクラッド部との界面で全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部214の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、0.5%以上であるのが好ましく、0.8%以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。   In order to cause total reflection at the interface between each core part 214 and the cladding part, a difference in refractive index needs to exist at the interface. The refractive index of the core part 214 may be larger than the refractive index of the cladding part, and the difference is not particularly limited, but is preferably 0.5% or more, more preferably 0.8% or more. On the other hand, the upper limit value may not be set, but is preferably about 5.5%. If the difference in refractive index is less than the lower limit, the effect of transmitting light may be reduced, and even if the upper limit is exceeded, no further increase in light transmission efficiency can be expected.

なお、前記屈折率差とは、コア部214の屈折率をA、クラッド部の屈折率をBとしたとき、次式で表わされる。   The refractive index difference is expressed by the following equation, where A is the refractive index of the core portion 214 and B is the refractive index of the cladding portion.

屈折率差(%)=|A/B−1|×100
また、図1に示す構成では、各コア部214は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等していてもよく、その形状は任意である。
Refractive index difference (%) = | A / B-1 | × 100
In the configuration shown in FIG. 1, each core portion 214 is formed in a straight line shape in a plan view, but may be curved or branched in the middle, and its shape is arbitrary.

また、各コア部214の横断面形状は、正方形または矩形(長方形)のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。   The cross-sectional shape of each core part 214 is generally a square such as a square or a rectangle (rectangle), but is not particularly limited, and is not limited to a perfect circle, a circle such as an ellipse, a rhombus, a triangle, It may be a polygon such as a pentagon.

各コア部214の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、20〜70μm程度であるのがさらに好ましい。   The width and height of each core part 214 are not particularly limited, but are preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 5 to 100 μm, and still more preferably about 20 to 70 μm.

コア層213の構成材料は、上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等である。   The constituent material of the core layer 213 is not particularly limited as long as it has the above-described refractive index difference. Specifically, acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate, polystyrene, epoxy resin, polyamide, polyimide, polybenzo In addition to various resin materials such as oxazole, polysilane, polysilazane, and cyclic olefin resins such as benzocyclobutene resin and norbornene resin, there are glass materials such as quartz glass and borosilicate glass.

また、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。   Of these, norbornene resins are particularly preferable. These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).

一方、各クラッド層211、212は、それぞれ、コア層213の下部および上部に位置し、各側面クラッド部215とともに、各コア部214の外周を囲むクラッド部を構成する。これにより光導波路21は導光路として機能する。   On the other hand, the clad layers 211 and 212 are positioned below and above the core layer 213, respectively, and together with the side clad portions 215, constitute clad portions that surround the outer periphery of the core portions 214. Thereby, the optical waveguide 21 functions as a light guide.

クラッド層211、212の平均厚さは、コア層213の平均厚さ(各コア部214の平均高さ)の0.1〜1.5倍程度であるのが好ましく、0.2〜1.25倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層211、212の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、10〜60μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光回路層2が必要以上に大型化(厚膜化)するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。   The average thickness of the clad layers 211 and 212 is preferably about 0.1 to 1.5 times the average thickness of the core layer 213 (the average height of each core portion 214). More preferably, the average thickness of the clad layers 211 and 212 is not particularly limited, but is usually preferably about 1 to 200 μm and about 5 to 100 μm. More preferably, it is about 10 to 60 μm. Thereby, the function as a clad layer is suitably exhibited while preventing the optical circuit layer 2 from becoming unnecessarily large (thickened).

また、各クラッド層211、212の構成材料としては、例えば、前述したコア層213の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。   Moreover, as a constituent material of each clad layer 211 and 212, the same material as the constituent material of the core layer 213 mentioned above can be used, for example, but a norbornene polymer is particularly preferable.

また、コア層213の構成材料およびクラッド層211、212の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、コア層213とクラッド層211、212との境界において光を確実に全反射させるため、コア層213の構成材料の屈折率がクラッド層211、212の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光回路層2の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、各コア部214からクラッド層211、212に光が漏れ出るのを抑制することができる。   Further, when selecting the constituent material of the core layer 213 and the constituent materials of the clad layers 211 and 212, the material may be selected in consideration of the difference in refractive index between them. Specifically, the refractive index of the constituent material of the core layer 213 is sufficiently larger than the refractive index of the cladding layers 211 and 212 in order to ensure total reflection of light at the boundary between the core layer 213 and the cladding layers 211 and 212. What is necessary is just to select a material so that it may become. As a result, a sufficient refractive index difference is obtained in the thickness direction of the optical circuit layer 2, and leakage of light from each core portion 214 to the cladding layers 211 and 212 can be suppressed.

なお、光の減衰を抑制する観点からは、コア層213の構成材料とクラッド層211、212の構成材料との密着性(親和性)が高いことも重要である。   From the viewpoint of suppressing light attenuation, it is also important that the adhesiveness (affinity) between the constituent material of the core layer 213 and the constituent materials of the cladding layers 211 and 212 is high.

また、前述したように、光導波路21の途中には、複数のミラー22が設けられている(図2参照)。このミラー22は、光導波路21の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた空間(空洞)の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部214を斜め45°に横切る平面であり、この平面がミラー22となる。ミラー22を介して、光導波路21と受発光部711、721とが光学的に接続されている。   Further, as described above, a plurality of mirrors 22 are provided in the middle of the optical waveguide 21 (see FIG. 2). This mirror 22 is formed on the inner wall surface of the space (cavity) obtained by digging in the middle of the optical waveguide 21. A part of this inner wall surface is a plane that crosses the core portion 214 at an angle of 45 °, and this plane becomes the mirror 22. The optical waveguide 21 and the light emitting / receiving units 711 and 721 are optically connected via the mirror 22.

なお、ミラー22には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Au、Ag、Al等の金属膜が好ましく用いられる。   In addition, you may make it form a reflecting film in the mirror 22 as needed. As the reflective film, a metal film such as Au, Ag, or Al is preferably used.

(光素子搭載基板)
光回路層2の上方には、光素子搭載基板10が設けられている。
(Optical device mounting substrate)
An optical element mounting substrate 10 is provided above the optical circuit layer 2.

光素子搭載基板10は、前述したように、絶縁性基板11、枠状基板12、受発光素子7および半導体素子8を有している。   As described above, the optical element mounting substrate 10 includes the insulating substrate 11, the frame-shaped substrate 12, the light emitting / receiving element 7, and the semiconductor element 8.

絶縁性基板11は、その下面が光回路層2の上面と対向するように設けられており、受発光素子7(受発光素子71および受発光素子72)および半導体素子8は、この絶縁性基板11上に設けられている。   The insulating substrate 11 is provided such that the lower surface thereof faces the upper surface of the optical circuit layer 2. The light emitting / receiving element 7 (light emitting / receiving element 71 and light receiving / emitting element 72) and the semiconductor element 8 are formed of the insulating substrate. 11 is provided.

各受発光部711、721と光導波路21とを結ぶ光路は、絶縁性基板11を厚さ方向に貫通しているため、絶縁性基板11は、透光性を有する材料で構成されているのが好ましい。これにより、光路の伝送特性が向上する。なお、絶縁性基板11が透光性の低い材料で構成される場合には、前記光路に合わせてスルーホールを設けるようにすればよい。   Since the optical path connecting each of the light emitting / receiving portions 711 and 721 and the optical waveguide 21 penetrates the insulating substrate 11 in the thickness direction, the insulating substrate 11 is made of a light-transmitting material. Is preferred. Thereby, the transmission characteristic of the optical path is improved. In the case where the insulating substrate 11 is made of a material with low translucency, a through hole may be provided in accordance with the optical path.

絶縁性基板11は可撓性を有しているのが好ましい。これにより、光導波路21に対する密着性が高くなる。これは、可撓性を有する絶縁性基板11は形状追従性が高いため、仮に光導波路21の上面が平坦面でなかったとしても、優れた密着性を示すからである。また、光電気混載基板1を湾曲させた場合でも、光導波路21の湾曲に応じて絶縁性基板11も湾曲可能になるため、密着性の低下が防止される。さらに、密着界面には隙間が生じ難くなるので、光路上における伝送効率の低下が防止されるという利点もある。   The insulating substrate 11 is preferably flexible. Thereby, the adhesiveness with respect to the optical waveguide 21 becomes high. This is because the insulating substrate 11 having flexibility has high shape followability, and thus exhibits excellent adhesion even if the upper surface of the optical waveguide 21 is not a flat surface. Further, even when the opto-electric hybrid board 1 is bent, the insulating substrate 11 can also be bent in accordance with the curve of the optical waveguide 21, thereby preventing a decrease in adhesion. Furthermore, since it is difficult for a gap to occur at the close contact interface, there is an advantage that a reduction in transmission efficiency on the optical path is prevented.

また、絶縁性基板11の構成材料として選択される可撓性材料は、その熱膨張率が、後述する枠状基板12の構成材料と光回路層2の構成材料(光導波路材料)との中間的な値を示すものが多いため、絶縁性基板11は、枠状基板12と光回路層2の中間層として位置づけられる。すなわち、可撓性を有する絶縁性基板11は、各層間に発生する変形応力を緩和させる機能を有するものとなる。その結果、絶縁性基板11は、製造工程や実装工程、あるいは実使用環境中において、熱膨張差に基づいて層間に発生する応力の蓄積を緩和することにより、熱履歴による剥離、破壊等を確実に防止することができる。   Further, the flexible material selected as the constituent material of the insulating substrate 11 has an intermediate coefficient of thermal expansion between the constituent material of the frame-like substrate 12 described later and the constituent material of the optical circuit layer 2 (optical waveguide material). The insulating substrate 11 is positioned as an intermediate layer between the frame-shaped substrate 12 and the optical circuit layer 2 because many of them exhibit a typical value. That is, the flexible insulating substrate 11 has a function of relieving deformation stress generated between the layers. As a result, the insulating substrate 11 can be reliably peeled off or broken due to thermal history by relaxing the accumulation of stress generated between the layers based on the difference in thermal expansion in the manufacturing process, mounting process, or actual use environment. Can be prevented.

なお、絶縁性基板11のヤング率(引張弾性率)は、一般的な室温環境下(20〜25℃前後)で1〜20GPa程度であるのが好ましく、2〜12GPa程度であるのがより好ましい。ヤング率の範囲がこの程度であれば、絶縁性基板11は、上述したような効果を得る上で十分な可撓性を有するものとなる。   The Young's modulus (tensile modulus) of the insulating substrate 11 is preferably about 1 to 20 GPa and more preferably about 2 to 12 GPa in a general room temperature environment (around 20 to 25 ° C.). . If the range of the Young's modulus is this level, the insulating substrate 11 has sufficient flexibility to obtain the above-described effects.

このような絶縁性基板11を構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられるが、なかでもポリイミド系樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐熱性が高く、優れた透光性および可撓性を有していることから、絶縁性基板11の構成材料として特に好適である。   Examples of the material constituting such an insulating substrate 11 include various resin materials such as polyimide resins, polyamide resins, epoxy resins, various vinyl resins, and polyester resins such as polyethylene terephthalate resins. Of these, those mainly composed of a polyimide resin are preferably used. The polyimide resin is particularly suitable as a constituent material of the insulating substrate 11 because it has high heat resistance and excellent translucency and flexibility.

なお、絶縁性基板11の具体例としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等に使用されるフィルム基板が挙げられる。   Specific examples of the insulating substrate 11 include a film substrate used for a polyester copper clad film substrate, a polyimide copper clad film substrate, an aramid copper clad film substrate, and the like.

また、絶縁性基板11の平均厚さは、特に限定されないものの、5〜50μm程度であるのが好ましく、10〜40μm程度であるのがより好ましい。このような厚さの絶縁性基板11であれば、その構成材料によらず、十分な可撓性を有するものとなる。また、絶縁性基板11の厚さが前記範囲内であれば、光電気混載基板1の薄型化が図られるとともに、受発光部711と光導波路21との離間距離を十分に短縮することができ、絶縁性基板11の透過損失が抑制される。   Moreover, although the average thickness of the insulating substrate 11 is not particularly limited, it is preferably about 5 to 50 μm, and more preferably about 10 to 40 μm. The insulating substrate 11 having such a thickness has sufficient flexibility regardless of the constituent material. If the thickness of the insulating substrate 11 is within the above range, the opto-electric hybrid board 1 can be thinned, and the distance between the light emitting / receiving unit 711 and the optical waveguide 21 can be sufficiently shortened. The transmission loss of the insulating substrate 11 is suppressed.

さらには、絶縁性基板11の厚さが前記範囲内であれば、光信号の発散によって伝送効率が低下するのを防止することができる。例えば、光導波路21を伝搬してきた後、ミラー22により上方に反射された光は、広く発散してしまう前に受発光部711に到達することができる。このため、受発光部711に到達する光量が減少するのを防止して、光通信のS/N比を高めることができる。また、上記の理由から、光信号を収束させるためのレンズが不要になるので、光電気混載基板1の構造を簡略化することができ、製造歩留まりを向上させることができる。   Furthermore, if the thickness of the insulating substrate 11 is within the above range, it is possible to prevent the transmission efficiency from being lowered due to the divergence of the optical signal. For example, after propagating through the optical waveguide 21, the light reflected upward by the mirror 22 can reach the light emitting / receiving unit 711 before being widely diffused. For this reason, it can prevent that the light quantity which reaches | attains the light emitting / receiving part 711 reduces, and can improve the S / N ratio of optical communication. For the above reason, a lens for converging the optical signal is not necessary, so that the structure of the opto-electric hybrid board 1 can be simplified and the manufacturing yield can be improved.

一方、受発光部711が発光部である場合には、発光した光が発散してしまう前にミラー22に到達させることができる。   On the other hand, when the light emitting / receiving unit 711 is a light emitting unit, the emitted light can be made to reach the mirror 22 before the emitted light diverges.

絶縁性基板11上には、枠状基板12が積層されている。これにより、枠状基板12は、絶縁性基板11が可撓性を有する場合でも、絶縁性基板11を補強し、光素子搭載基板10の変形等を防止する。   A frame-shaped substrate 12 is laminated on the insulating substrate 11. Thereby, the frame-shaped substrate 12 reinforces the insulating substrate 11 and prevents deformation of the optical element mounting substrate 10 even when the insulating substrate 11 has flexibility.

枠状基板12は、絶縁性基板11よりも剛性の高い基板で構成されているのが好ましい。具体的には、枠状基板12のヤング率(曲げ弾性率)は、一般的な室温環境下(20〜25℃前後)で5〜50GPa程度であるのが好ましく、12〜30GPa程度であるのがより好ましい。   The frame substrate 12 is preferably composed of a substrate having higher rigidity than the insulating substrate 11. Specifically, the Young's modulus (flexural modulus) of the frame-shaped substrate 12 is preferably about 5 to 50 GPa in a general room temperature environment (around 20 to 25 ° C.), and is about 12 to 30 GPa. Is more preferable.

また、前述したように、枠状基板12は、四角形の枠状をなす基板であるが、この枠は、必ずしも閉じた枠でなくてもよく、一部が開いた枠であってもよい。この場合、四角形の4辺のうち、開放箇所は1辺かその長さ以下であるのが好ましい。これにより、枠状基板12は、上述したその効果を十分に発揮し得るものとなる。また、枠状基板12を他の電気基板に搭載する際の搭載精度および作業性向上の観点から、枠状基板12には位置合わせのための凹部、凸部、孔部あるいは切欠部が設けられていてもよい。   Further, as described above, the frame-shaped substrate 12 is a substrate having a quadrangular frame shape, but this frame may not necessarily be a closed frame, but may be a partially opened frame. In this case, it is preferable that one of the four sides of the quadrangle is one side or less than the length thereof. Thereby, the frame-shaped board | substrate 12 can fully exhibit the effect mentioned above. Further, from the viewpoint of improving mounting accuracy and workability when mounting the frame-shaped substrate 12 on another electric substrate, the frame-shaped substrate 12 is provided with a concave portion, a convex portion, a hole portion or a notch portion for alignment. It may be.

このような枠状基板12を構成する材料としては、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたものが挙げられる。   As a material constituting such a frame-shaped substrate 12, for example, paper, glass cloth, resin film or the like is used as a base material, and a phenol resin, polyester resin, epoxy resin, cyanate resin, polyimide is used as the base material. And those impregnated with a resin material such as a fluororesin and a fluororesin.

具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板等のガラス基材銅張積層板や、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁基板のほか、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板が挙げられる。   Specifically, in addition to insulating substrates used in glass-based copper-clad laminates such as glass cloth and epoxy copper-clad laminates, and composite copper-clad laminates such as glass nonwoven fabrics and epoxy copper-clad laminates, polyethers Examples thereof include heat-resistant and thermoplastic organic rigid substrates such as imide resin substrates, polyetherketone resin substrates, and polysulfone resin substrates, and ceramic rigid substrates such as alumina substrates, aluminum nitride substrates, and silicon carbide substrates.

また、枠状基板12の平均厚さは、特に限定されないが、好ましくは300μm〜3mm程度、より好ましくは500μm〜2.5mm程度とされる。このような厚さの枠状基板12は、十分な剛性を有するとともに、一般的な受発光素子7および半導体素子8よりも厚いために、これらを確実に囲うことができる。その結果、受発光素子7および半導体素子8は、枠状基板12の内側の空間13内に内包されることとなり、これらの素子が光電気混載基板1全体の厚さに影響を及ぼすことが防止される。その結果、光電気混載基板1の薄型化が確実に図られることとなる。また、光電気混載基板1に外力が付与された場合でも、枠状基板12によって外力が受け止められることにより、外力が受発光素子7や半導体素子8に直接及ぶことが防止される。その結果、受発光素子7や半導体素子8の破損や脱落等を確実に防止することができる。なお、図1に示すように、枠状基板12が閉じた枠状をなしている場合、全方位からの付与される外力からも各素子7、8を保護することができる。   The average thickness of the frame substrate 12 is not particularly limited, but is preferably about 300 μm to 3 mm, and more preferably about 500 μm to 2.5 mm. Since the frame-shaped substrate 12 having such a thickness has sufficient rigidity and is thicker than the general light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8, they can be surely enclosed. As a result, the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8 are contained in the space 13 inside the frame-shaped substrate 12, and these elements are prevented from affecting the thickness of the entire opto-electric hybrid board 1. Is done. As a result, the opto-electric hybrid board 1 can be reliably reduced in thickness. Even when an external force is applied to the opto-electric hybrid board 1, the external force is received by the frame-like substrate 12, thereby preventing the external force from directly reaching the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8. As a result, it is possible to reliably prevent the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8 from being damaged or dropped off. In addition, as shown in FIG. 1, when the frame-shaped board | substrate 12 has comprised the closed frame shape, each element 7 and 8 can be protected also from the external force given from all directions.

なお、枠状基板12は、1枚の基板であってもよいが、複数層の基板を積層してなる多層基板(ビルドアップ基板)であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導電層が含まれており、任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、枠状基板12が小面積であっても、内部に複雑な電気回路を構築することができ、回路の高密度化が図られる。   The frame substrate 12 may be a single substrate, but may be a multilayer substrate (build-up substrate) formed by laminating a plurality of substrates. In this case, a patterned conductive layer is included between the layers of the multilayer substrate, and an arbitrary electric circuit may be formed. Thereby, even if the frame-shaped board | substrate 12 is a small area, a complicated electrical circuit can be constructed | assembled inside and the density increase of a circuit is achieved.

また、枠状基板12には、図1および図2に示すように、厚さ方向に貫通する複数の円柱状の貫通孔121が設けられている。これらの貫通孔121は、枠状をなす枠状基板の全周にわたり、等間隔に列をなして並んでいる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the frame-shaped substrate 12 is provided with a plurality of columnar through-holes 121 penetrating in the thickness direction. These through-holes 121 are arranged in a line at equal intervals over the entire circumference of the frame-shaped substrate having a frame shape.

各貫通孔121には、導電性材料が充填されているか、または内壁面に沿って導電性材料の被膜が成膜されている。これにより、各貫通孔121内にはそれぞれ貫通ビア構造151が形成されている。   Each through-hole 121 is filled with a conductive material, or a film of a conductive material is formed along the inner wall surface. Thereby, a through via structure 151 is formed in each through hole 121.

各貫通孔121の開口部(上方の開口端近傍)には、各貫通ビア構造151と電気的に接続された接続端子152と、各接続端子152上に設けられたバンプ153とが設けられている。   A connection terminal 152 electrically connected to each through via structure 151 and a bump 153 provided on each connection terminal 152 are provided in the opening of each through hole 121 (in the vicinity of the upper opening end). Yes.

一方、絶縁性基板11の上面には、導電性材料で構成された第1の配線(電気配線)15が設けられており、絶縁性基板11の下面には、同様の第2の配線16が設けられている(図1では、各配線15、16を省略している)。   On the other hand, a first wiring (electric wiring) 15 made of a conductive material is provided on the upper surface of the insulating substrate 11, and a similar second wiring 16 is provided on the lower surface of the insulating substrate 11. (The wirings 15 and 16 are omitted in FIG. 1).

これらの配線15、16により、各受発光素子71、72の電極パッド712、722や半導体素子8の電極パッド812と各貫通ビア構造151とが接続されている。具体的には、受発光素子71は、第1の配線15を介して半導体素子8および各貫通ビア構造151と接続されており、また、受発光素子72は、第2の配線16を介して半導体素子8および各貫通ビア構造151と接続されている。このため、バンプ153、接続端子152、貫通ビア構造151および第1の配線15を介して、受発光素子7や半導体素子8に外部からの駆動電力や制御信号を送出することができる。   These wirings 15 and 16 connect the electrode pads 712 and 722 of the light emitting / receiving elements 71 and 72 and the electrode pads 812 of the semiconductor element 8 and the through via structures 151. Specifically, the light emitting / receiving element 71 is connected to the semiconductor element 8 and each through via structure 151 via the first wiring 15, and the light receiving / emitting element 72 is connected to the second wiring 16 via the second wiring 16. The semiconductor element 8 and each through via structure 151 are connected. Therefore, external driving power and control signals can be sent to the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8 via the bump 153, the connection terminal 152, the through via structure 151, and the first wiring 15.

また、第2の配線16は、受発光素子7近傍では絶縁性基板11の下面に設けられているが、受発光素子7と半導体素子8との間で、その配設面が絶縁性基板11の上面に移るよう構成されている。具体的には、絶縁性基板11には、厚さ方向に貫通する貫通配線161が設けられている。また、第2の配線16は、受発光素子7近傍では絶縁性基板11の下面に設けられており、半導体素子8近傍では絶縁性基板11の上面に設けられている。そして、これらの間が、貫通配線161を介して接続されている。   The second wiring 16 is provided on the lower surface of the insulating substrate 11 in the vicinity of the light emitting / receiving element 7, but the arrangement surface is between the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8. It is comprised so that it may move to the upper surface of. Specifically, the insulating substrate 11 is provided with a through wiring 161 penetrating in the thickness direction. The second wiring 16 is provided on the lower surface of the insulating substrate 11 in the vicinity of the light emitting / receiving element 7, and is provided on the upper surface of the insulating substrate 11 in the vicinity of the semiconductor element 8. And these are connected through the penetration wiring 161.

貫通配線161は、円柱または角柱のような柱状体で構成されており、その構成材料には、第1の配線15や第2の配線16と同様の導電性材料が挙げられる。   The through wiring 161 is formed of a columnar body such as a cylinder or a prism, and the constituent material includes the same conductive material as that of the first wiring 15 and the second wiring 16.

ここで、絶縁性基板11には、厚さ方向に貫通する貫通孔110が設けられている。そして、図2に示すように、貫通孔110内には受発光素子72が挿入されている。   Here, the insulating substrate 11 is provided with a through hole 110 penetrating in the thickness direction. As shown in FIG. 2, a light emitting / receiving element 72 is inserted into the through hole 110.

また、貫通孔110の下方には、貫通孔110の開口部近傍に突出するように第2の配線16が延伸している。図2の場合、貫通孔110の左右から独立の第2の配線16がそれぞれ突出するよう延伸しており、左右から延伸する2つの第2の配線16は、開口部の中央付近で互いに離間している。   Further, below the through hole 110, the second wiring 16 extends so as to protrude in the vicinity of the opening of the through hole 110. In the case of FIG. 2, the second wirings 16 that are independent from the left and right of the through-hole 110 are extended so that the two second wirings 16 that extend from the left and right are separated from each other in the vicinity of the center of the opening. ing.

さらに、貫通孔110内に受発光素子72が挿入されており、かつ、貫通孔110の開口部近傍に第2の配線16が延伸しているため、この延伸部分が受発光素子72の各電極パッド722と接触し、これにより受発光素子72と第2の配線16とが電気的に接続されている。   Furthermore, since the light emitting / receiving element 72 is inserted into the through hole 110 and the second wiring 16 extends in the vicinity of the opening of the through hole 110, the extended portion is used as each electrode of the light emitting / receiving element 72. The light emitting / receiving element 72 and the second wiring 16 are electrically connected by contacting with the pad 722.

図3は、光素子搭載基板10における各受発光素子71、72と、それに設けられた各受発光部711、721および各電極パッド712、722と、第1の配線15および第2の配線16と、貫通配線161と、半導体素子8とを模式的に示す平面図である。   3 shows each light emitting / receiving element 71, 72 in the optical element mounting substrate 10, each light receiving / emitting section 711, 721 and each electrode pad 712, 722, and the first wiring 15 and the second wiring 16 provided thereon. 2 is a plan view schematically showing through wiring 161 and semiconductor element 8. FIG.

受発光素子71は、前述したように複数の受発光部711を有しているが、図3の場合、Y方向に沿って列状に等間隔に配列した4つの受発光部711を有している。すなわち、受発光素子71は、4つの受発光部711が配列してなる第1の列を有している。また、各受発光部711には、それぞれの受発光部711を囲うように配置された4つの電極パッド712が設けられており、これらの電極パッド712から受発光部711に電力や制御信号を送出したり、受発光部711の受光信号が電極パッド712において受信される。   As described above, the light emitting / receiving element 71 has a plurality of light receiving / emitting portions 711, but in the case of FIG. 3, it has four light receiving / emitting portions 711 arranged in a row in the Y direction at equal intervals. ing. That is, the light emitting / receiving element 71 has a first row in which four light emitting / receiving sections 711 are arranged. Each light emitting / receiving unit 711 is provided with four electrode pads 712 arranged so as to surround each light emitting / receiving unit 711, and power and control signals are transmitted from these electrode pads 712 to the light emitting / receiving unit 711. The electrode pad 712 receives the received light signal from the light emitting / receiving unit 711.

図3に示す第1の配線15は、この4つの電極パッド712のうち、受発光部711と接続された2つの電極パッド712にそれぞれ接続されている。その結果、8つの電極パッド712に接続された8本の第1の配線15により、受発光部711と半導体素子8とが電気的に接続されている。   The first wiring 15 shown in FIG. 3 is connected to two electrode pads 712 connected to the light emitting / receiving unit 711 among the four electrode pads 712. As a result, the light emitting / receiving section 711 and the semiconductor element 8 are electrically connected by the eight first wirings 15 connected to the eight electrode pads 712.

一方、受発光素子72は、受発光素子71と同様、複数の受発光部721を有しているが、図3の場合、Y方向に沿って列状に等間隔に配列した4つの受発光部721を有している。すなわち、受発光素子72は、4つの受発光部721が配列してなる第2の列を有している。また、各受発光部721には、それぞれの受発光部721を囲うように配置された4つの電極パッド722が設けられており、これらの電極パッド722から受発光部721に電力や制御信号を送出したり、受発光部721の受光信号が電極パッド722において受信される。   On the other hand, the light emitting / receiving element 72 has a plurality of light emitting / receiving portions 721 as in the case of the light emitting / receiving element 71, but in the case of FIG. Part 721. That is, the light emitting / receiving element 72 has a second row in which four light emitting / receiving portions 721 are arranged. Each light emitting / receiving unit 721 is provided with four electrode pads 722 arranged so as to surround each light emitting / receiving unit 721, and power and control signals are transmitted from these electrode pads 722 to the light emitting / receiving unit 721. The electrode pad 722 receives the received light signal from the light emitting / receiving unit 721.

図3に示す第2の配線16は、この4つの電極パッド722のうち、受発光部721と接続された2つの電極パッド722にそれぞれ接続されている。その結果、8つの電極パッド722に接続された8本の第2の配線16により、受発光部721と半導体素子8とが電気的に接続されている。   The second wiring 16 shown in FIG. 3 is connected to two electrode pads 722 connected to the light emitting / receiving section 721 among the four electrode pads 722. As a result, the light emitting / receiving unit 721 and the semiconductor element 8 are electrically connected by the eight second wirings 16 connected to the eight electrode pads 722.

すなわち、図3に示す光素子搭載基板10は、全部で8つの受発光部711、721を有しており、これらが2つの受発光素子71、72に4つずつ分配されている。   That is, the optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 3 has a total of eight light emitting / receiving sections 711 and 721, and these are distributed to the two light emitting / receiving elements 71 and 72 by four.

このような受発光素子71および受発光素子72は、前述したように各受発光部711、721の列が平行になっているものの、Y方向の位置は互いにずれている。その結果、各受発光部711、721の中心を通過するX軸に平行な仮想線(例えば、図4に示す1点鎖線)を描いたとき、8本の仮想線が所定の間隔になるよう、受発光素子71と受発光素子72のY方向のずれ量が設定されている。   As described above, the light emitting / receiving element 71 and the light emitting / receiving element 72 have the rows of the light emitting / receiving portions 711 and 721 parallel to each other, but their positions in the Y direction are shifted from each other. As a result, when an imaginary line parallel to the X axis passing through the center of each of the light emitting / receiving units 711 and 721 (for example, a one-dot chain line shown in FIG. 4) is drawn, the eight imaginary lines have a predetermined interval. The amount of deviation in the Y direction between the light emitting / receiving element 71 and the light receiving / emitting element 72 is set.

この間隔(図4の間隔L)は、光素子搭載基板10と積層される光回路層2のチャンネルピッチ(コア部214同士の間隔)と等しくなるよう設定される。図4に示す光素子搭載基板10の場合、チャンネルピッチが間隔Lに等しい光回路層2と積層されることにより、平面視における各受発光部711、721の位置と各チャンネルの位置とが一致し、これらがそれぞれ光学的に接続されることとなる。なお、図4では、8本の仮想線の間隔は、いずれも等間隔になっているが、光回路層2のチャンネルピッチに応じて適宜設定され、等間隔でなくてもよい。   This interval (interval L in FIG. 4) is set to be equal to the channel pitch of the optical circuit layer 2 laminated with the optical element mounting substrate 10 (interval between the core portions 214). In the case of the optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 4, by laminating with the optical circuit layer 2 having a channel pitch equal to the interval L, the positions of the light emitting / receiving portions 711 and 721 and the positions of the channels in the plan view are identical. In turn, these are optically connected to each other. In FIG. 4, the intervals between the eight virtual lines are all equal, but are appropriately set according to the channel pitch of the optical circuit layer 2 and may not be equal.

上記のように、光素子搭載基板10では、第1の列をなす4つの受発光部711と、第2の列をなす4つの受発光部721とが、各電極パッド712、722および絶縁性基板11の異なる面に敷設された電気配線(第1の配線15および第2の配線16)を介して半導体素子8と接続されているため、各面には、それぞれ8本の電気配線を取り回しすればよいこととなる。   As described above, in the optical element mounting substrate 10, the four light receiving / emitting portions 711 forming the first row and the four light receiving / emitting portions 721 forming the second row include the electrode pads 712 and 722 and the insulating property. Since it is connected to the semiconductor element 8 through electrical wiring (first wiring 15 and second wiring 16) laid on different surfaces of the substrate 11, eight electrical wirings are routed on each surface. It will do.

ここで、従来の光素子搭載基板について説明する。
図11は、従来の光素子搭載基板を備える従来の光電気混載基板を示す断面図、図12は、従来の光素子搭載基板に形成された配線を示す平面図である。なお、図11、12において図2〜4と同様の符号を用いているものは、図2〜4における各部の構成と同様である。
Here, a conventional optical element mounting substrate will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional opto-electric hybrid board including a conventional optical element mounting board, and FIG. 12 is a plan view showing wiring formed on the conventional optical element mounting board. 11 and 12 using the same reference numerals as those in FIGS. 2 to 4 are the same as the configurations of the respective parts in FIGS.

図11に示す光素子搭載基板90は、絶縁性基板91と、絶縁性基板91の上面に設けられた各配線951、952と、絶縁性基板91の上方に配置された受発光素子7(受発光素子71および受発光素子72)と、半導体素子8とを有している。   An optical element mounting substrate 90 shown in FIG. 11 includes an insulating substrate 91, wirings 951 and 952 provided on the upper surface of the insulating substrate 91, and light receiving and emitting elements 7 (receiving and receiving elements) disposed above the insulating substrate 91. The light emitting element 71 and the light emitting / receiving element 72) and the semiconductor element 8 are included.

また、図11に示す光電気混載基板9は、光素子搭載基板90と、その下面に積層された光回路層2とを有している。   Further, the opto-electric hybrid board 9 shown in FIG. 11 has an optical element mounting board 90 and an optical circuit layer 2 laminated on the lower surface thereof.

また、図12は光素子搭載基板90に形成された配線の平面図であるが、この図12は、配線の敷設パターンが異なる以外、図4と同様である。   12 is a plan view of the wiring formed on the optical element mounting substrate 90. FIG. 12 is the same as FIG. 4 except that the wiring laying pattern is different.

図12では、第1の列をなす4つの受発光部721に対応する各電極パッド712に、それぞれ配線951が接続されている。一方、第2の列をなす4つの受発光部721に対応する各電極パッド722には、それぞれ配線952が接続されている。   In FIG. 12, wirings 951 are connected to the respective electrode pads 712 corresponding to the four light emitting / receiving units 721 forming the first column. On the other hand, wirings 952 are connected to the respective electrode pads 722 corresponding to the four light emitting / receiving units 721 forming the second column.

従来の光素子搭載基板90では、図12に示すように、配線951と配線952とがそれぞれ同一面上に敷設されているため、それらの取り回しには十分なスペースが必要であった。具体的には、光素子搭載基板90では、図12に示すように、隣接する電極パッド712同士の隙間に2本の配線952を敷設する必要があった。しかしながら、その隙間は非常に狭いため、2本の配線952の幅と間隔(ライン・アンド・スペース)を小さくするとともに、2本の配線952には極めて高い寸法精度が要求される。この寸法精度は、光素子搭載基板90に積層される光回路層2のチャンネルピッチが狭くなればなるほど、高いものでなければならず、この制約から従来の光素子搭載基板90は、その製造が極めて困難であった。仮に寸法精度が十分でない場合、配線952の断線や短絡等が生じるおそれがあった。   In the conventional optical element mounting substrate 90, as shown in FIG. 12, since the wiring 951 and the wiring 952 are respectively laid on the same plane, a sufficient space is required for their routing. Specifically, in the optical element mounting substrate 90, as shown in FIG. 12, it is necessary to lay two wirings 952 in a gap between adjacent electrode pads 712. However, since the gap is very narrow, the width and interval (line and space) of the two wirings 952 are reduced, and the two wirings 952 are required to have extremely high dimensional accuracy. This dimensional accuracy must be higher as the channel pitch of the optical circuit layer 2 laminated on the optical element mounting substrate 90 becomes narrower. Due to this restriction, the conventional optical element mounting substrate 90 can be manufactured. It was extremely difficult. If the dimensional accuracy is not sufficient, the wiring 952 may be disconnected or short-circuited.

さらに言えば、実現可能な寸法精度には限度があるため、チャンネルピッチが高密度である光回路層2に対しては、光素子搭載基板90を接続することができない場合があった。   Furthermore, since there is a limit to the dimensional accuracy that can be realized, the optical element mounting substrate 90 may not be connected to the optical circuit layer 2 having a high channel pitch.

また、受発光素子71を迂回するように各配線952を敷設することもできるが、この場合、各配線952の配線長が著しく長くなってしまう。その結果、各配線952で伝送される信号の遅延や損失が増大し、各配線952の伝送特性が著しく低下する。   In addition, each wiring 952 can be laid so as to bypass the light emitting / receiving element 71, but in this case, the wiring length of each wiring 952 becomes remarkably long. As a result, the delay and loss of the signal transmitted through each wiring 952 increase, and the transmission characteristics of each wiring 952 are significantly deteriorated.

これに対し、本発明の光素子搭載基板10では、図4に示すように、第1の配線15と第2の配線16とが、それぞれ同じ方向に向かって延伸しているものの、絶縁性基板11の異なる面にそれぞれ敷設されているため、各配線15、16の取り回しに要するスペースに余裕が生まれる。したがって、多数の受発光部711、721を高密度に配置した場合でも、各配線15、16のライン・アンド・スペースをあまり小さくする必要がなくなる。このため、各配線15、16は、十分な導電性と絶縁性とを有するものとなり、結果的に、光素子搭載基板10の性能を高めることができる。また、各配線15、16には、高い寸法精度が要求されないので、その製造が容易になるという利点もある。   In contrast, in the optical element mounting substrate 10 of the present invention, as shown in FIG. 4, although the first wiring 15 and the second wiring 16 extend in the same direction, the insulating substrate Since these are laid on 11 different surfaces, there is a margin in the space required for routing the wires 15 and 16. Therefore, even when a large number of light emitting / receiving sections 711 and 721 are arranged at high density, it is not necessary to make the line and space of the wirings 15 and 16 too small. For this reason, each wiring 15 and 16 becomes what has sufficient electroconductivity and insulation, As a result, the performance of the optical element mounting substrate 10 can be improved. Further, since the wirings 15 and 16 do not require high dimensional accuracy, there is an advantage that their manufacture becomes easy.

さらには、寸法精度を高めさえすれば、従来に比べてさらにチャンネルピッチの狭い光回路層2に対しても、光素子搭載基板10を確実に接続することができる。このため、このような光素子搭載基板10を用いることにより、高密度実装が可能な光電気混載基板1が得られる。   Furthermore, as long as the dimensional accuracy is increased, the optical element mounting substrate 10 can be reliably connected to the optical circuit layer 2 having a narrower channel pitch than the conventional one. For this reason, the opto-electric hybrid board 1 capable of high-density mounting is obtained by using such an optical element mounting board 10.

また、第2の配線16の敷設に際しては、受発光素子71の位置をほとんど考慮することなく、最短距離で各電極パッド722と半導体素子8とを接続するよう敷設することができる。その結果、第2の配線16の配線長をより短縮することができ、第2の配線16で伝送される信号の遅延や損失が抑制され、第2の配線16の伝送特性の低下を防止することができる。   Further, when the second wiring 16 is laid, the electrode pads 722 and the semiconductor element 8 can be connected to each other with the shortest distance without considering the position of the light emitting / receiving element 71. As a result, the wiring length of the second wiring 16 can be further shortened, delay and loss of signals transmitted through the second wiring 16 are suppressed, and deterioration of transmission characteristics of the second wiring 16 is prevented. be able to.

さらには、各配線15、16の配設面が異なるわけであるから、第1の配線15と第2の配線16とを同一面に投影してなる投影像は、少なくとも一部において重なっていてもよい。この場合、従来に比べて、各配線15、16の設計自由度が格段に向上するため、各配線15、16の製造がより容易になる。   Furthermore, since the wiring surfaces of the wirings 15 and 16 are different, the projected images obtained by projecting the first wiring 15 and the second wiring 16 on the same surface overlap at least partially. Also good. In this case, since the design freedom of each of the wirings 15 and 16 is significantly improved as compared with the conventional case, the manufacturing of each of the wirings 15 and 16 becomes easier.

なお、第2の配線16を敷設する場合、受発光素子7の受発光部711に対応する領域を避けて第2の配線16が配設されることが好ましい。すなわち、第2の配線16と受発光部711とを同一面に投影してなる投影像は、重ならないことが好ましい。これにより、受発光部711とミラー22との間の光路と第2の配線16とが干渉するのを防止して、光路の伝送特性の低下が避けることができる。   In the case where the second wiring 16 is laid, it is preferable that the second wiring 16 is disposed avoiding a region corresponding to the light emitting / receiving portion 711 of the light emitting / receiving element 7. That is, it is preferable that the projected images formed by projecting the second wiring 16 and the light emitting / receiving unit 711 do not overlap. Thereby, it is possible to prevent the optical path between the light emitting / receiving unit 711 and the mirror 22 from interfering with the second wiring 16, and to avoid a decrease in the transmission characteristic of the optical path.

また、前述したように、受発光素子72は、絶縁性基板11に設けられた貫通孔110内に挿入されている(図2参照)。このため、絶縁性基板11の上面に受発光素子72を載置した場合と比較して、第2の配線16の配線長をより短縮することができる。これは、絶縁性基板11の上面に受発光素子72を載置した場合、絶縁性基板11を貫通する配線や受発光素子71を迂回するよう敷設された配線を設ける必要があり、いずれにしても配線長が長くなるのに対し、貫通孔110内に受発光素子72を設けた場合、少なくとも絶縁性基板11の厚さ分だけ配線長を短縮することができるからである。その結果、第2の配線16で伝送される信号の遅延や損失が抑制され、第2の配線16の伝送特性の低下を防止することができる。   Further, as described above, the light emitting / receiving element 72 is inserted into the through hole 110 provided in the insulating substrate 11 (see FIG. 2). For this reason, compared with the case where the light emitting / receiving element 72 is mounted on the upper surface of the insulating substrate 11, the wiring length of the second wiring 16 can be further shortened. This is because when the light emitting / receiving element 72 is placed on the upper surface of the insulating substrate 11, it is necessary to provide wiring penetrating the insulating substrate 11 or wiring laid to bypass the light receiving / emitting element 71. This is because the wiring length becomes longer, but when the light emitting / receiving element 72 is provided in the through hole 110, the wiring length can be shortened by at least the thickness of the insulating substrate 11. As a result, delay and loss of a signal transmitted through the second wiring 16 are suppressed, and deterioration in transmission characteristics of the second wiring 16 can be prevented.

また、受発光素子72が貫通孔110内に挿入されることにより、第2の配線16の位置に対する受発光素子72の位置精度を高めることができる。すなわち、貫通孔110の内壁面によって、受発光素子72の位置が必然的に規制されることになるため、それに応じて、受発光部721のミラー22に対する位置、および、各電極パッド722の第2の配線16に対する位置が、自ずと一致する。その結果、位置ずれに伴う光路の伝送特性や接触不良等を防止することができる。   Further, by inserting the light emitting / receiving element 72 into the through hole 110, the positional accuracy of the light emitting / receiving element 72 with respect to the position of the second wiring 16 can be improved. That is, the position of the light emitting / receiving element 72 is inevitably restricted by the inner wall surface of the through-hole 110, and accordingly, the position of the light emitting / receiving unit 721 relative to the mirror 22 and the position of each electrode pad 722 are changed. The position of 2 with respect to the wiring 16 naturally matches. As a result, it is possible to prevent optical path transmission characteristics, contact failure, and the like due to positional deviation.

また、図3では、半導体素子8が受発光素子71の右側に設けられているが、半導体素子8の位置は、図3に示す位置に限定されず、受発光素子7に対して図3とは反対側であってもよく、受発光素子7に対してY方向にずれた位置であってもよい。   In FIG. 3, the semiconductor element 8 is provided on the right side of the light emitting / receiving element 71. However, the position of the semiconductor element 8 is not limited to the position shown in FIG. May be on the opposite side, or may be shifted in the Y direction with respect to the light emitting / receiving element 7.

ここで、第1の配線15および第2の配線16は、各受発光素子71、72と半導体素子8との間に設けられているが、それぞれの配線の間隔は、半導体素子8に向かうにつれて徐々に拡大している。したがって、半導体素子8に近いほど、各配線15、16のライン・アンド・スペースにはさらに余裕が生じている。   Here, the first wiring 15 and the second wiring 16 are provided between the light emitting / receiving elements 71 and 72 and the semiconductor element 8, but the interval between the wirings increases toward the semiconductor element 8. It is gradually expanding. Therefore, the closer to the semiconductor element 8, the more margin is provided in the line and space of the wirings 15 and 16.

ところで、第2の配線16は、前述したように、受発光素子72近傍では絶縁性基板11の下面に配設されているが、半導体素子8近傍では絶縁性基板11の上面に設けられており、これらの間は絶縁性基板11を貫通する貫通配線161を介して接続されている。ここで、この貫通配線161の配設位置は、できるだけ半導体素子8に近い方が好ましい。このような位置であれば、前述したように、各配線15、16のライン・アンド・スペースに余裕があることから、貫通配線161を形成する際に、形成位置の位置精度の許容範囲を緩和することができる。よって、貫通配線161の製造容易性が向上する。   Incidentally, as described above, the second wiring 16 is provided on the lower surface of the insulating substrate 11 in the vicinity of the light emitting / receiving element 72, but is provided on the upper surface of the insulating substrate 11 in the vicinity of the semiconductor element 8. These are connected via a through wiring 161 penetrating the insulating substrate 11. Here, the arrangement position of the through wiring 161 is preferably as close to the semiconductor element 8 as possible. In such a position, as described above, there is a margin in the line and space of each of the wirings 15 and 16, so that when the through wiring 161 is formed, the tolerance of the position accuracy of the formation position is relaxed. can do. Therefore, the ease of manufacture of the through wiring 161 is improved.

なお、前述したように、図3に示す光素子搭載基板10は、8つの受発光部711、721を有しており、これらが2つの受発光素子71、72に4つずつ分配されているが、この分配パターンは、特に限定されない。例えば、8つの受発光素子にそれぞれ1つずつの受発光部が設けられていてもよく、4つの受発光素子にそれぞれ2つずつ受発光部が設けられていてもよく、1つの受発光素子に全ての受発光部が設けられていてもよい。   As described above, the optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 3 has eight light emitting / receiving portions 711 and 721, which are distributed to the two light emitting / receiving elements 71 and 72 by four. However, this distribution pattern is not particularly limited. For example, one light emitting / receiving section may be provided for each of eight light emitting / receiving elements, or two light receiving / emitting sections may be provided for each of four light emitting / receiving elements. All the light emitting / receiving units may be provided.

このうち、8つの受発光部711、721が複数の受発光素子に分配されている場合には、図2に示すように、いくつかの受発光素子を貫通孔110内に挿入し、残る受発光素子を絶縁性基板11の上面に載置するなどのように、それぞれの配置を自由に設定することができる。   Among these, when the eight light emitting / receiving sections 711 and 721 are distributed to a plurality of light emitting / receiving elements, as shown in FIG. Each arrangement can be freely set such that the light emitting elements are placed on the upper surface of the insulating substrate 11.

一方、8つの受発光部711、721が1つの受発光素子に集約されている場合には、複数の受発光素子の相互の位置関係を考慮する必要がなくなるため、各受発光部711、721を正確に配置することができる。その結果、各受発光部711、721の光路の伝送特性のバラツキを抑えることができる。   On the other hand, when the eight light emitting / receiving units 711 and 721 are integrated into one light emitting / receiving element, it is not necessary to consider the mutual positional relationship between the plurality of light emitting / receiving elements. Can be placed accurately. As a result, variations in the transmission characteristics of the optical paths of the light emitting / receiving units 711 and 721 can be suppressed.

以上説明したような第1の配線15および第2の配線16の平均厚さは、各配線15、16の構成材料や各配線15、16に要求される電気抵抗値等に応じて適宜設定されるものの、一例として1〜30μm程度とされる。   The average thickness of the first wiring 15 and the second wiring 16 as described above is appropriately set according to the constituent materials of the wirings 15 and 16, the electrical resistance values required for the wirings 15 and 16, and the like. However, it is about 1 to 30 μm as an example.

また、第1の配線15の幅および第2の配線16の幅も、各配線15、16の構成材料や各配線15、16に要求される電気抵抗値等に応じて適宜設定されるものの、一例として2〜1000μm程度であるのが好ましく、5〜500μm程度であるのがより好ましい。   In addition, the width of the first wiring 15 and the width of the second wiring 16 are also appropriately set according to the constituent material of each wiring 15, 16 and the electrical resistance value required for each wiring 15, 16, As an example, the thickness is preferably about 2 to 1000 μm, and more preferably about 5 to 500 μm.

なお、このような各配線15、16は、例えば、一旦全面に形成された導電層をパターニングする(例えば銅張基板の銅箔をパターニングする)方法、別途用意した基板上にあらかじめパターニングされた導電層を転写する方法等により形成される。   Each of the wirings 15 and 16 is formed by, for example, a method of patterning a conductive layer once formed on the entire surface (for example, patterning a copper foil of a copper-clad substrate), or a conductive pattern previously patterned on a separately prepared substrate. It is formed by a method of transferring a layer.

一方、枠状基板12の各貫通孔121内に設けられた貫通ビア構造151および前述した貫通配線161は、例えば、各種めっき法により導電性の被膜を成膜することで形成される。   On the other hand, the through via structure 151 provided in each through hole 121 of the frame substrate 12 and the above-described through wiring 161 are formed, for example, by depositing a conductive film by various plating methods.

また、各貫通孔121の開口部に設けられる接続端子152は、各貫通ビア構造151の上端面であってもよく、その上端面に連結し、より面積の広いパッドであってもよい。   Further, the connection terminal 152 provided in the opening of each through hole 121 may be the upper end surface of each through via structure 151, or may be a pad with a larger area connected to the upper end surface.

第1の配線15、第2の配線16、接続端子152、貫通ビア構造151および貫通配線161に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)等の各種金属材料が挙げられる。   Examples of conductive materials used for the first wiring 15, the second wiring 16, the connection terminal 152, the through via structure 151, and the through wiring 161 include aluminum (Al), copper (Cu), gold (Au), Various metal materials, such as silver (Ag), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo), are mentioned.

また、接続端子152上に設けられるバンプ153は、各種ハンダ、各種ろう材等で構成されたボール状またはランド状の電極である。   The bumps 153 provided on the connection terminals 152 are ball-shaped or land-shaped electrodes made of various solders, various brazing materials, and the like.

このうち、ハンダまたはろう材としては、Sn−Pb系の鉛ハンダの他、Sn−Ag−Cu系、Sn−Zn−Bi系、Sn−Cu系、Sn−Ag−In−Bi系、Sn−Zn−Al系の各種鉛フリーハンダ、JISに規定された各種低温ろう材等が挙げられる。   Among them, as solder or brazing material, Sn—Pb lead solder, Sn—Ag—Cu, Sn—Zn—Bi, Sn—Cu, Sn—Ag—In—Bi, Sn— Examples include various lead-free solders based on Zn-Al, various low-temperature brazing materials defined in JIS, and the like.

なお、かかるバンプ153は、光電気混載基板1を他の部材に対して電気的に接続する際に、その接続を担う電極である。バンプ153により、光電気混載基板1は、BGA(Ball Grid Array)タイプやLGA(Land Grid Array)タイプの実装が可能になる。   The bumps 153 are electrodes that are responsible for connection when the opto-electric hybrid board 1 is electrically connected to other members. With the bump 153, the opto-electric hybrid board 1 can be mounted in a BGA (Ball Grid Array) type or an LGA (Land Grid Array) type.

また、接続端子152とハンダ(またはろう材)とが接触することにより、接続端子152を構成する金属成分の一部がハンダ側に溶解する現象が生じるおそれがある。この現象は、特に銅製端子に対して生じる場合が多いことから「銅食われ」と呼ばれている。銅食われが発生すると、接続端子152が薄くなったり、欠損したりする等の不具合を招き、接続端子152の機能を損なうおそれがある。   Further, when the connection terminal 152 comes into contact with the solder (or brazing material), there is a possibility that a part of the metal component constituting the connection terminal 152 is dissolved on the solder side. This phenomenon is called “copper erosion” because it often occurs particularly for copper terminals. When copper erosion occurs, there is a risk that the connection terminal 152 may be thinned or damaged, and the function of the connection terminal 152 may be impaired.

そこで、導電性材料と接する接続端子152の表面には、あらかじめ、ハンダの下地として銅食われ防止膜(下地層)を形成しておくのが好ましい。この銅食われ防止膜の形成により、銅食われが防止され、接続端子152の機能を長期にわたって維持することができる。   Therefore, it is preferable to previously form a copper erosion prevention film (underlayer) as a solder underlayer on the surface of the connection terminal 152 in contact with the conductive material. By forming the copper erosion prevention film, copper erosion is prevented, and the function of the connection terminal 152 can be maintained for a long time.

銅食われ防止膜の構成材料としては、例えば、ニッケル(Ni)、金(Au)、白金(Pt)、スズ(Sn)、パラジウム(Pd)等が挙げられ、銅食われ防止膜は、これらの金属組成1種からなる単層であってもよく、2種以上を含む複合層(例えば、Ni−Au複合層、Ni−Sn複合層等)であってもよい。   Examples of the constituent material of the copper corrosion prevention film include nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), palladium (Pd), and the like. A single layer composed of one kind of metal composition may be used, or a composite layer containing two or more kinds (for example, a Ni—Au composite layer, a Ni—Sn composite layer, etc.) may be used.

銅食われ防止膜の平均厚さは、特に限定されないが、0.05〜5μm程度であるのが好ましく、0.1〜3μm程度であるのがより好ましい。これにより、銅食われ防止膜そのものの電気抵抗を抑制しつつ、十分な銅食われ防止作用を発現させることができる。   The average thickness of the copper erosion preventing film is not particularly limited, but is preferably about 0.05 to 5 μm, and more preferably about 0.1 to 3 μm. Thereby, it is possible to exhibit a sufficient copper erosion preventing action while suppressing the electrical resistance of the copper erosion preventing film itself.

枠状基板12の内側に設けられる受発光素子7(受発光素子71および受発光素子72)は、前述したように、下面に各受発光部711、721と各電極パッド721、722とを有するものであるが、具体的には、面発光レーザー(VCSEL)、発光ダイオード(LED)等の発光素子や、フォトダイオード(PD、APD)等の受光素子等である。   As described above, the light emitting / receiving element 7 (light emitting / receiving element 71 and light emitting / receiving element 72) provided inside the frame-shaped substrate 12 has the light receiving / emitting portions 711, 721 and the electrode pads 721, 722 on the lower surface. Specifically, it is a light emitting element such as a surface emitting laser (VCSEL) or a light emitting diode (LED), or a light receiving element such as a photodiode (PD, APD).

一方、受発光素子7に隣接する半導体素子8は、受発光素子7の動作を制御する素子であり、下面には、電極パッド812を有している。かかる半導体素子8としては、ドライバーICや、トランスインピーダンスアンプ(TIA)、リミッティングアンプ(LA)等を含むコンビネーションICの他、各種LSI、RAM等が挙げられる。   On the other hand, the semiconductor element 8 adjacent to the light emitting / receiving element 7 is an element that controls the operation of the light emitting / receiving element 7, and has an electrode pad 812 on the lower surface. Examples of the semiconductor element 8 include a combination IC including a driver IC, a transimpedance amplifier (TIA), a limiting amplifier (LA), and various LSIs and RAMs.

なお、第1の配線15は、上記の構成に限定されず、例えばボンディングワイヤー等で代替することもできる。   In addition, the 1st wiring 15 is not limited to said structure, For example, it can substitute with a bonding wire etc.

また、各受発光素子71、72に設けられた電極パッド712、722と、各配線15、16との電気的接続は、図示しない導電性材料を介して行われるが、この導電性材料としては、前述したハンダまたはろう材の他、異方性導電フィルム(ACF)、異方性導電ペースト(ACP)が用いられる。   In addition, the electrical connection between the electrode pads 712 and 722 provided on the light emitting and receiving elements 71 and 72 and the wirings 15 and 16 is performed via a conductive material (not shown). In addition to the solder or brazing material described above, anisotropic conductive film (ACF) and anisotropic conductive paste (ACP) are used.

さらには、電極パッド712、722にスタッドバンプ等の各種バンプが設けられている場合には、超音波接合(例えばAu−Au接合、Cu−Cu接合、Al−Al接合等)、金−半田接合により電気的に接続することもできる。   Furthermore, when various bumps such as stud bumps are provided on the electrode pads 712 and 722, ultrasonic bonding (for example, Au-Au bonding, Cu-Cu bonding, Al-Al bonding, etc.), gold-solder bonding Can also be electrically connected.

また、絶縁性基板11の上面と枠状基板12の内面とで画成される空間13には、少なくとも受発光素子7全体および半導体素子8全体を覆うようにモールド樹脂(封止樹脂)14が充填されている。このモールド樹脂14により、受発光素子7および半導体素子8は、耐候性(耐熱性、耐湿性、気圧変化等)、振動、外力、応力集中、異物付着等から確実に保護される。   Further, in a space 13 defined by the upper surface of the insulating substrate 11 and the inner surface of the frame-shaped substrate 12, a mold resin (sealing resin) 14 is provided so as to cover at least the entire light emitting / receiving element 7 and the entire semiconductor element 8. Filled. The mold resin 14 reliably protects the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8 from weather resistance (heat resistance, moisture resistance, atmospheric pressure change, etc.), vibration, external force, stress concentration, foreign matter adhesion, and the like.

なお、第1の配線15、各受発光素子71、72の各電極パッド712、722、および半導体素子8の電極パッド812は、それぞれ所定の厚さを有していることから、絶縁性基板11の上面と各素子7、8との間には、わずかな隙間が生じる。モールド樹脂14は、この隙間にも侵入し、隙間を充填することとなる。   The first wiring 15, the electrode pads 712 and 722 of the light emitting and receiving elements 71 and 72, and the electrode pad 812 of the semiconductor element 8 each have a predetermined thickness. There is a slight gap between the upper surface of the element and the elements 7 and 8. The mold resin 14 also enters the gap and fills the gap.

この場合、モールド樹脂14は光路上にも存在することになるので、できるだけ透光性の高いものが好ましい。また、モールド樹脂14と絶縁性基板11との界面の透光性を高めるためには、モールド樹脂14は、その屈折率が、絶縁性基板11の屈折率と近いことが好ましい。具体的には、両者の屈折率差は、0.05以下であるのが好ましい。   In this case, since the mold resin 14 is also present on the optical path, it is preferable to have as high a translucency as possible. Further, in order to increase the translucency of the interface between the mold resin 14 and the insulating substrate 11, it is preferable that the mold resin 14 has a refractive index close to that of the insulating substrate 11. Specifically, the refractive index difference between the two is preferably 0.05 or less.

モールド樹脂14としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等が挙げられる。   Examples of the mold resin 14 include an epoxy resin, a polyester resin, a polyurethane resin, a silicone resin, and a norbornene resin.

また、光素子搭載基板10では、有底の空間13にモールド樹脂14が充填されるため、未硬化時であっても、充填されたモールド樹脂14が空間13の外側に流れ出すおそれがない。このため、充填時のモールド樹脂14の粘度は、特に制御される必要がなく、充填作業が容易である。   Further, in the optical element mounting substrate 10, the bottomed space 13 is filled with the mold resin 14, so that the filled mold resin 14 does not flow out of the space 13 even when uncured. For this reason, the viscosity of the mold resin 14 at the time of filling does not need to be particularly controlled, and the filling operation is easy.

なお、受発光素子7と絶縁性基板11と隙間、半導体素子8と絶縁性基板11との隙間、またはこれらの隙間とその周辺には、アンダーフィル剤を充填するようにしてもよい。このアンダーフィル剤としては、透光性を有するものが用いられ、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂を主材料とするものが好ましく用いられる。また、アンダーフィル剤を用いた場合には、その上から充填されるモールド樹脂14は必ずしも透光性を有していなくてもよい。   Note that an underfill agent may be filled in the gap between the light emitting / receiving element 7 and the insulating substrate 11, the gap between the semiconductor element 8 and the insulating substrate 11, or the gap and its periphery. As this underfill agent, a material having translucency is used, and specifically, a material mainly composed of an epoxy resin or a silicone resin is preferably used. Further, when an underfill agent is used, the mold resin 14 filled from above does not necessarily have translucency.

以上のような光素子搭載基板10は、その下面が光回路層2と接するように積層するだけで、光信号の伝送特性が高い光電気混載基板1を、極めて簡単に製造可能であるという利点を有する。   The optical element mounting substrate 10 as described above has an advantage that the opto-electric hybrid board 1 having high optical signal transmission characteristics can be manufactured very simply by simply laminating its lower surface so as to be in contact with the optical circuit layer 2. Have

そして、この光素子搭載基板10では、多数の受発光部711、721を高密度に配置した場合でも、各配線15、16のライン・アンド・スペースを小さくする必要がなくなるので、各配線15、165は、十分な導電性と絶縁性とを有するものとなる。その結果、光素子搭載基板10は、電気信号の伝送特性の高いものとなる。このため、このような光素子搭載基板10を備えた光電気混載基板1は、電気信号の伝送特性においても優れた性能を有するものとなる。なお、各配線15、16には、高い寸法精度が要求されないので、その製造が容易になるという利点もある。   In the optical element mounting substrate 10, even when a large number of light emitting / receiving portions 711 and 721 are arranged at high density, it is not necessary to reduce the line and space of the wirings 15 and 16. 165 has sufficient conductivity and insulation. As a result, the optical element mounting substrate 10 has high electrical signal transmission characteristics. For this reason, the opto-electric hybrid board 1 provided with such an optical element mounting board 10 has excellent performance in terms of electric signal transmission characteristics. Since each of the wirings 15 and 16 does not require high dimensional accuracy, there is an advantage that the manufacturing is easy.

なお、このような光素子搭載基板10は、光回路層2の一方の端部上に積層されていても、両端部上に積層されていてもよい。   Such an optical element mounting substrate 10 may be stacked on one end of the optical circuit layer 2 or may be stacked on both ends.

図5(a)に示す光電気混載基板1は、光回路層2の両端部上にそれぞれ光素子搭載基板10が積層されてなるものである。また、光素子搭載基板10の受発光素子7の配置に対応して、それぞれミラー22が形成されている。これにより、光電気混載基板1では、一方の光素子搭載基板10において電気信号から光信号が生成され、得られた光信号は光回路層2で他方の光素子搭載基板10に伝搬される。他方の光素子搭載基板10では、受光した光信号から電気信号を生成する。このようにして両端部間で光信号によるデータ通信を行うことができる。   An opto-electric hybrid board 1 shown in FIG. 5A is formed by laminating optical element mounting boards 10 on both ends of the optical circuit layer 2. Further, mirrors 22 are respectively formed corresponding to the arrangement of the light emitting / receiving elements 7 of the optical element mounting substrate 10. Thereby, in the opto-electric hybrid board 1, an optical signal is generated from the electrical signal in one optical element mounting board 10, and the obtained optical signal is propagated to the other optical element mounting board 10 in the optical circuit layer 2. The other optical element mounting substrate 10 generates an electrical signal from the received optical signal. In this way, data communication using an optical signal can be performed between both ends.

一方、図5(b)に示す光電気混載基板1では、光回路層2の一方の端部上には光素子搭載基板10が積層されており、他方の端部には、光回路層2と接続相手との接続を担うコネクター20が設けられている。コネクター20としては、光ファイバーとの接続に用いられるPMTコネクター等が挙げられる。すなわち、コネクター20は、例えば光ファイバー等と連結されることにより、光回路層2が光ファイバーで延長することを可能にする。その結果、光電気混載基板1を用いて、より長距離の光通信が可能になる。   On the other hand, in the opto-electric hybrid board 1 shown in FIG. 5B, the optical element mounting substrate 10 is laminated on one end of the optical circuit layer 2, and the optical circuit layer 2 is placed on the other end. And a connector 20 for connecting to the connection partner. Examples of the connector 20 include a PMT connector used for connection with an optical fiber. That is, the connector 20 is connected to, for example, an optical fiber, so that the optical circuit layer 2 can be extended by the optical fiber. As a result, longer-distance optical communication is possible using the opto-electric hybrid board 1.

なお、図5に示す光電気混載基板1は、いずれも一方の端部と他方の端部とを1対1で接続する場合を前提にした構成であるが、光回路層2の途中に複数の分岐が可能な光スプリッターを介在させることにより、1対複数の接続が可能になる。この場合、複数の端部には、全てに光素子搭載基板10が積層されていてもよく、一部に光素子搭載基板10が積層され、残りにはコネクター20が設けられていてもよく、全てにコネクター20が設けられていてもよい。   Note that the opto-electric hybrid board 1 shown in FIG. 5 has a configuration on the premise that one end and the other end are connected in a one-to-one relationship. One-to-multiple connection is possible by interposing an optical splitter capable of branching. In this case, the optical element mounting substrate 10 may be laminated on all of the plurality of end portions, the optical element mounting substrate 10 may be partially laminated, and the rest may be provided with the connector 20. All of the connectors 20 may be provided.

<光電気混載基板の製造方法>
次に、上述したような光電気混載基板1を製造する方法の一例について説明する。
<Method for manufacturing opto-electric hybrid board>
Next, an example of a method for manufacturing the opto-electric hybrid board 1 as described above will be described.

図1に示す光電気混載基板1は、光回路層2および光素子搭載基板10をそれぞれ用意し、これらを積層することで製造される。   The opto-electric hybrid board 1 shown in FIG. 1 is manufactured by preparing an optical circuit layer 2 and an optical element mounting board 10 and laminating them.

[1]光素子搭載基板の製造
まず、光電気混載基板1の製造に用いられる光素子搭載基板10の製造方法について説明する。
[1] Manufacture of Optical Element Mounting Substrate First, a manufacturing method of the optical element mounting substrate 10 used for manufacturing the opto-electric hybrid board 1 will be described.

[1−1]配線等の製造
絶縁性基板11を用意し、その両面の一部または全部を覆うように導電層を形成する。
[1-1] Manufacturing of Wiring etc. An insulating substrate 11 is prepared, and a conductive layer is formed so as to cover part or all of both surfaces.

この導電層は、前述した金属組成の被膜であり、プラズマCVD、熱CVD、レーザーCVDのような化学蒸着法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、電解めっき、無電解めっき等のめっき法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法等の方法により形成される。なお、用意する絶縁性基板11として、あらかじめ銅箔がラミネートされた基板を用いる場合には、導電層の形成を省略することができる。   This conductive layer is a coating of the above-described metal composition, chemical vapor deposition methods such as plasma CVD, thermal CVD, and laser CVD, physical vapor deposition methods such as vacuum vapor deposition, sputtering, and ion plating, electrolytic plating, electroless plating, etc. The plating method, thermal spraying method, sol-gel method, MOD method and the like are used. In addition, when using the board | substrate which laminated copper foil beforehand as the insulating board | substrate 11 to prepare, formation of a conductive layer can be abbreviate | omitted.

次いで、この導電層を、各種パターニング法によりパターニングする。パターニング法としては、例えばフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせた方法が挙げられる。   Next, this conductive layer is patterned by various patterning methods. Examples of the patterning method include a method in which a photolithography method and an etching method are combined.

以上のようにして、図6(a)に示すように、絶縁性基板11の両面に第1の配線15および第2の配線16が形成される。   As described above, as shown in FIG. 6A, the first wiring 15 and the second wiring 16 are formed on both surfaces of the insulating substrate 11.

また、絶縁性基板11に貫通孔110を形成するとともに、絶縁性基板11に貫通配線161を形成する。   In addition, the through hole 110 is formed in the insulating substrate 11 and the through wiring 161 is formed in the insulating substrate 11.

貫通孔110の形成方法としては、レーザー加工法、電子ビーム加工法、機械加工法等の各種加工法が挙げられる。   Examples of the method for forming the through hole 110 include various processing methods such as a laser processing method, an electron beam processing method, and a machining method.

[1−2]枠状基板の積層
次いで、図6(a)に示すように、第1の配線15、第2の配線16および貫通配線161を設けた絶縁性基板11上に、貫通ビア構造151や接続端子152を設けた枠状基板12を積層する。
[1-2] Lamination of Frame-Shaped Substrate Next, as shown in FIG. 6A, a through via structure is formed on the insulating substrate 11 provided with the first wiring 15, the second wiring 16, and the through wiring 161. The frame-like substrate 12 provided with 151 and connection terminals 152 is laminated.

絶縁性基板11と枠状基板12との間は、それぞれ熱圧着や、各種接着剤(粘着剤を含む。)による接着等の方法で接着される。   The insulating substrate 11 and the frame-shaped substrate 12 are bonded by a method such as thermocompression bonding or bonding with various adhesives (including adhesive).

接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤(ポリエステル系、変性オレフィン系)等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。   Examples of the adhesive include epoxy adhesives, acrylic adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, and various hot melt adhesives (polyester and modified olefins). Moreover, as a thing with especially high heat resistance, thermoplastic polyimide adhesive agents, such as a polyimide, a polyimide amide, a polyimide amide ether, a polyester imide, a polyimide ether, are mentioned.

なお、この積層により、第1の配線15および第2の配線16と貫通ビア構造151とが電気的に接続される。   Note that the first wiring 15 and the second wiring 16 and the through via structure 151 are electrically connected by this lamination.

[1−3]素子の搭載
次いで、図6(b)に示すように、枠状基板12の内側に受発光素子7および半導体素子8を搭載する。これにより、第1の配線15と受発光素子71の電極パッド712との間、第2の配線16と受発光素子72の電極パッド722との間、および各配線15、16と半導体素子8の電極パッド812との間が、それぞれ電気的に接続される。
[1-3] Mounting of Elements Next, as shown in FIG. 6B, the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8 are mounted inside the frame substrate 12. Accordingly, between the first wiring 15 and the electrode pad 712 of the light emitting / receiving element 71, between the second wiring 16 and the electrode pad 722 of the light emitting / receiving element 72, and between the wirings 15 and 16 and the semiconductor element 8. The electrode pads 812 are electrically connected to each other.

次いで、図6(c)に示すように、枠状基板12の内側の空間13にモールド樹脂14を供給し、固化させる。これにより、空間13に設けられた受発光素子7および半導体素子8がモールド樹脂14で封止される。   Next, as shown in FIG. 6C, the mold resin 14 is supplied to the space 13 inside the frame-shaped substrate 12 and solidified. Thereby, the light emitting / receiving element 7 and the semiconductor element 8 provided in the space 13 are sealed with the mold resin 14.

次いで、図6(d)に示すように、接続端子152上にバンプ153を設ける。このようなバンプ153は、ハンダやろう材の溶融物またはボールを接続端子152上に供給する方法や、ハンダペースト(ろう材ペースト)を塗布したのち乾燥させる方法等により形成される。
以上のようにして光素子搭載基板10が得られる。
Next, as illustrated in FIG. 6D, bumps 153 are provided on the connection terminals 152. Such a bump 153 is formed by a method of supplying solder or a solder melt or ball onto the connection terminal 152, a method of applying a solder paste (brazing material paste), and drying.
The optical element mounting substrate 10 is obtained as described above.

[2]光回路層の製造
次に、クラッド層211、コア層213およびクラッド層212をそれぞれ製造する。これらは、基材上に、各層の形成用組成物を塗布して液状被膜を形成した後、この基材をレベルテーブルに載置して、液状被膜表面の不均一な部分を水平化するとともに、溶媒を蒸発(脱溶媒)することにより形成される。
[2] Production of Optical Circuit Layer Next, the clad layer 211, the core layer 213, and the clad layer 212 are produced. After forming the liquid film by applying the composition for forming each layer on the base material, the base material is placed on a level table to level the uneven portion of the liquid film surface. Formed by evaporation (desolvation) of the solvent.

液状被膜を形成するための塗布法としては、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。   Examples of the coating method for forming the liquid film include a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method.

また、同一層(コア層213)内に、コア部214と、側面クラッド部215を形成する方法としては、例えば、フォトブリーチング法、フォトリソグラフィー法、直接露光法、ナノインプリンティング法、モノマーディフュージョン法等が挙げられる。   In addition, as a method of forming the core part 214 and the side cladding part 215 in the same layer (core layer 213), for example, a photo bleaching method, a photolithography method, a direct exposure method, a nanoimprinting method, a monomer diffusion, and the like. Law.

その後、形成したクラッド層211、コア層213およびクラッド層212を、互いに圧着する。これにより、クラッド層211、コア層213およびクラッド層212が接合、一体化され、光回路層2(光導波路21)が得られる。   Thereafter, the formed cladding layer 211, core layer 213, and cladding layer 212 are pressure-bonded to each other. Thereby, the clad layer 211, the core layer 213, and the clad layer 212 are joined and integrated, and the optical circuit layer 2 (optical waveguide 21) is obtained.

[3]光電気混載基板の製造
次に、光素子搭載基板10を用いて光電気混載基板1を製造する方法について説明する。
[3] Manufacture of opto-electric hybrid board Next, a method of manufacturing the opto-electric hybrid board 1 using the optical element mounting board 10 will be described.

まず、光回路層2および光素子搭載基板10を順次積層し、層間を接着する。これにより図6(e)に示す光電気混載基板1が得られる。   First, the optical circuit layer 2 and the optical element mounting substrate 10 are sequentially laminated, and the layers are bonded. Thereby, the opto-electric hybrid board 1 shown in FIG.

各層間は、それぞれ熱圧着や、前述した各種接着剤(粘着剤を含む。)による接着等の方法で接着されるが、クラッド層212が接着性を有している場合には、その接着性を利用して接着するようにしてもよい。   Each layer is bonded by a method such as thermocompression bonding or bonding with the above-described various adhesives (including adhesives). If the clad layer 212 has adhesiveness, the adhesiveness is increased. You may make it adhere | attach using.

(第2実施形態)
次に、本発明の光素子搭載基板の第2実施形態、およびこの光素子搭載基板を備えた本発明の光電気混載基板の第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the optical element mounting substrate of the present invention and a second embodiment of the opto-electric hybrid board of the present invention provided with this optical element mounting substrate will be described.

図7は、本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第2実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図7中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a second embodiment of the optical element mounting substrate and the opto-electric hybrid substrate according to the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 7 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. In each drawing, the thickness direction of each substrate is emphasized.

以下、光素子搭載基板および光電気混載基板の第2実施形態について説明するが、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図7において、第1実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図2と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, the second embodiment of the optical element mounting substrate and the opto-electric hybrid board will be described, but the description will focus on differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In FIG. 7, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 described above, and detailed description thereof is omitted.

図7に示す光素子搭載基板10は、絶縁性基板11に設けられた貫通孔110が省略され、代わりに、絶縁性基板11を貫通するように設けられた複数の貫通配線162を有する以外は、第1実施形態と同様である。   The optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 7 omits the through hole 110 provided in the insulating substrate 11 and has a plurality of through wirings 162 provided so as to penetrate the insulating substrate 11 instead. This is the same as in the first embodiment.

すなわち、図7に示す光素子搭載基板10では、受発光素子71と受発光素子72の双方が絶縁性基板11の上面に搭載されており、このうち受発光素子72の電極パッド722が、貫通配線162を介して第2の配線16と電気的に接続されている。このような光素子搭載基板10を備える光電気混載基板1では、第1実施形態と同様、各配線15、16の取り回しに要するスペースに余裕が生まれることとなり、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   That is, in the optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 7, both the light receiving / emitting element 71 and the light receiving / emitting element 72 are mounted on the upper surface of the insulating substrate 11, and the electrode pad 722 of the light receiving / emitting element 72 is penetrated. It is electrically connected to the second wiring 16 through the wiring 162. In the opto-electric hybrid board 1 provided with such an optical element mounting board 10, as in the first embodiment, there is a margin in the space required for the wiring 15 and 16, and the same action and function as in the first embodiment are obtained. An effect is obtained.

また、本実施形態では、絶縁性基板11に受発光素子72を挿入可能なほど大きな貫通孔110を設ける必要がないため、貫通孔110による絶縁性基板11の機械的強度の低下が防止される。   Further, in this embodiment, since it is not necessary to provide a through hole 110 large enough to insert the light emitting / receiving element 72 in the insulating substrate 11, the mechanical strength of the insulating substrate 11 due to the through hole 110 is prevented from being lowered. .

なお、貫通配線162は、前述した貫通配線161と同様の材料で構成され、同様の方法で形成される。   The through wiring 162 is made of the same material as that of the above-described through wiring 161 and is formed by the same method.

(第3実施形態)
次に、本発明の光電気混載基板の第3実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the opto-electric hybrid board according to the present invention will be described.

図8は、本発明の光電気混載基板の第3実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図8中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。   FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a third embodiment of the opto-electric hybrid board according to the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 8 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. In each drawing, the thickness direction of each substrate is emphasized.

以下、光電気混載基板の第3実施形態について説明するが、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図8において、第1実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図2と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, although the third embodiment of the opto-electric hybrid board will be described, the description will be focused on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In FIG. 8, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 described above, and detailed description thereof is omitted.

図8に示す光電気混載基板1は、第1実施形態に対して、光素子搭載基板10と光回路層2との積層方向を左右に反転させた以外は、第1実施形態と同様である。   The opto-electric hybrid board 1 shown in FIG. 8 is the same as the first embodiment except that the stacking direction of the optical element mounting board 10 and the optical circuit layer 2 is reversed left and right with respect to the first embodiment. .

すなわち、第1実施形態では、図2に示すように、受発光素子71から受発光素子72へと向かう方向を延長する延長線に沿って光導波路21が延伸しているが、本実施形態では、図8に示すように、受発光素子72から受発光素子71へと向かう方向を延長する延長線に沿って光導波路21が延伸するように、光素子搭載基板10と光回路層2とが積層されている。   That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the optical waveguide 21 extends along an extension line extending in the direction from the light receiving / emitting element 71 to the light receiving / emitting element 72. 8, the optical element mounting substrate 10 and the optical circuit layer 2 are arranged so that the optical waveguide 21 extends along an extension line extending in the direction from the light emitting / receiving element 72 to the light receiving / emitting element 71. Are stacked.

このような構成では、光導波路21と受発光素子72とを結ぶ光路の長さは、光導波路21と受発光素子71とを結ぶ光路の長さより長くなっている。このため、厳密には、光路長の差分に応じて、前者の光路を伝送される光信号は、後者の光路を伝送される光信号よりも遅れることとなる。しかも、前者の光路は、光路が長い分だけ、減衰率が大きくなるおそれがある。   In such a configuration, the length of the optical path connecting the optical waveguide 21 and the light receiving / emitting element 72 is longer than the length of the optical path connecting the optical waveguide 21 and the light receiving / emitting element 71. Therefore, strictly speaking, the optical signal transmitted through the former optical path is delayed from the optical signal transmitted through the latter optical path in accordance with the difference in optical path length. In addition, the attenuation rate of the former optical path may increase by the length of the optical path.

これに対し、本実施形態では、光路長が長い受発光素子72が貫通孔110内に設けられていることから、その分だけ、光路長が短縮される。さらには、受発光素子72が貫通孔110内に設けられているため、光路が絶縁性基板11を透過しなくなり、その分だけ、光路の減衰率の増大が防止される。   On the other hand, in this embodiment, since the light emitting / receiving element 72 having a long optical path length is provided in the through hole 110, the optical path length is shortened accordingly. Furthermore, since the light emitting / receiving element 72 is provided in the through hole 110, the optical path does not pass through the insulating substrate 11, and an increase in the attenuation factor of the optical path is prevented accordingly.

このような理由から、前者の光路長と後者の光路長との差が小さくなり、各光路間における遅延の発生や減衰率のバラツキ等が防止されることとなる。このため、より信頼性の高い光電気混載基板1が得られる。   For these reasons, the difference between the optical path length of the former and the optical path length of the latter is reduced, and the occurrence of delay between the optical paths and variations in the attenuation rate are prevented. For this reason, a more reliable opto-electric hybrid board 1 can be obtained.

なお、上記の作用・効果以外に、本実施形態は、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   In addition to the above actions and effects, this embodiment can obtain the same actions and effects as the first embodiment.

(第4実施形態)
次に、本発明の光素子搭載基板の第4実施形態、および本発明の光電気混載基板の第4実施形態について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the optical element mounting substrate of the present invention and a fourth embodiment of the opto-electric hybrid substrate of the present invention will be described.

図9は、本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第4実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図9中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。   FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a fourth embodiment of the optical element mounting substrate and the opto-electric hybrid board according to the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 9 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. In each drawing, the thickness direction of each substrate is emphasized.

以下、光素子搭載基板および光電気混載基板の第4実施形態について説明するが、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図9において、第1実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図2と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, the fourth embodiment of the optical element mounting substrate and the opto-electric hybrid board will be described. However, the difference from the first embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 described above, and detailed description thereof is omitted.

図9に示す光素子搭載基板10は、受発光素子71、受発光素子72および半導体素子8を2組搭載してなる以外は、第1実施形態と同様である。   The optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 9 is the same as that of the first embodiment except that two sets of light receiving / emitting elements 71, light receiving / emitting elements 72, and semiconductor elements 8 are mounted.

すなわち、第4実施形態は、枠状基板12の最も内側に、平行に設けられた2つの受発光素子72と、その外側に、平行に設けられた2つの受発光素子71と、その外側に設けられた2つの半導体素子8とを有している。このような光素子搭載基板10では、図示しないが、4つずつの受発光部711、721が4列に並んでいるため、16チャンネルの光回路層2に対して、光学的接続が可能になる。このため、より高密度実装が可能な光電気混載基板1が得られる。   That is, in the fourth embodiment, two light emitting / receiving elements 72 provided in parallel on the innermost side of the frame-shaped substrate 12, two light receiving / emitting elements 71 provided in parallel on the outer side, and on the outer side thereof. It has two semiconductor elements 8 provided. In such an optical element mounting substrate 10, although not shown, since the four light receiving / emitting portions 711 and 721 are arranged in four rows, optical connection to the 16-channel optical circuit layer 2 is possible. Become. For this reason, the opto-electric hybrid board 1 capable of higher density mounting is obtained.

なお、上記の作用・効果以外に、本実施形態は、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   In addition to the above actions and effects, this embodiment can obtain the same actions and effects as the first embodiment.

(第5実施形態)
次に、本発明の光素子搭載基板の第5実施形態、および本発明の光電気混載基板の第5実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the optical element mounting substrate of the present invention and a fifth embodiment of the opto-electric hybrid substrate of the present invention will be described.

図10は、本発明の光素子搭載基板および光電気混載基板の第5実施形態を模式的に示す(a)平面図および(b)断面図である。なお、以下の説明では、図10(b)中の上側を「上」、下側を「下」という。また、各図では、各基板の厚さ方向を強調して描いている。   FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a cross-sectional view schematically showing a fifth embodiment of the optical element mounting substrate and the opto-electric hybrid board according to the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 10B is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. In each drawing, the thickness direction of each substrate is emphasized.

以下、光素子搭載基板および光電気混載基板の第5実施形態について説明するが、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図10において、第1実施形態と同様の構成部分については、先に説明した図2と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, the fifth embodiment of the optical element mounting substrate and the opto-electric hybrid board will be described, but the description will focus on differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In FIG. 10, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 described above, and detailed description thereof is omitted.

図10(a)に示す光素子搭載基板10は、枠状基板12を省略するとともに、各配線15、16に接続される外部端子として、絶縁性基板11上に設けられた8つのコネクター用パッド154を用いるようにした以外は、第1実施形態と同様である。   The optical element mounting substrate 10 shown in FIG. 10A omits the frame-shaped substrate 12 and has eight connector pads provided on the insulating substrate 11 as external terminals connected to the wirings 15 and 16. Except for using 154, it is the same as in the first embodiment.

これらのコネクター用パッド154は、別途用意されたコネクターと接続されることにより、外部回路と電気的に接続される。   These connector pads 154 are electrically connected to an external circuit by being connected to a separately prepared connector.

また、各コネクター用パッド154は、それぞれ絶縁性基板11上に配設された配線155を介して半導体素子8に接続されている。これにより、各コネクター用パッド154は、光電気混載基板1の外部電極として機能する。   Each connector pad 154 is connected to the semiconductor element 8 via a wiring 155 disposed on the insulating substrate 11. Thereby, each connector pad 154 functions as an external electrode of the opto-electric hybrid board 1.

また、絶縁性基板11は、下面において積層された光回路層2の右端を越えて右側に延伸している。前述した各コネクター用パッド154は、この延伸部分の上面に設けられている。一方、延伸部分の下面には、支持基板17が積層されている。この支持基板17により、延伸部分が補強されるため、光電気混載基板1をコネクターと接続する際に、付与された外力によって延伸部分が折れ曲がったり、破損したりするのを防止することができる。   The insulating substrate 11 extends rightward beyond the right end of the optical circuit layer 2 laminated on the lower surface. Each of the connector pads 154 described above is provided on the upper surface of the extended portion. On the other hand, a support substrate 17 is laminated on the lower surface of the extended portion. Since the extended portion is reinforced by the support substrate 17, it is possible to prevent the extended portion from being bent or damaged by the applied external force when the opto-electric hybrid board 1 is connected to the connector.

なお、各コネクター用パッド154および配線155は、前述した第1の配線15および第2の配線16と同様の材料で構成され、同様の方法で形成される。   Each connector pad 154 and the wiring 155 are made of the same material as the first wiring 15 and the second wiring 16 described above, and are formed by the same method.

また、支持基板17は、前述した枠状基板12と同様の材料で構成され、厚さ等も同様である。   The support substrate 17 is made of the same material as that of the frame-shaped substrate 12 described above and has the same thickness.

また、本実施形態は、構造が若干異なるものの、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。   In addition, although the present embodiment has a slightly different structure, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained.

<電子機器>
本発明の光電気混載基板を備える電子機器(本発明の電子機器)は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、WDM装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばLSI等の演算装置とRAM等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光電気混載基板を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
<Electronic equipment>
The electronic device including the opto-electric hybrid board of the present invention (the electronic device of the present invention) can be applied to any electronic device that performs signal processing of both an optical signal and an electric signal. For example, a router device, a WDM device, etc. Application to electronic devices such as mobile phones, game machines, personal computers, televisions, home servers, etc. is preferable. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, by providing such an electronic device with the opto-electric hybrid board according to the present invention, problems such as noise and signal deterioration peculiar to the electric wiring are eliminated, and a dramatic improvement in the performance can be expected.

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。   In addition, the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. Therefore, the degree of integration in the substrate can be increased to reduce the size, the power required for cooling can be reduced, and the power consumption of the entire electronic device can be reduced.

以上、本発明の光素子搭載基板、光電気混載基板および電子機器の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光素子搭載基板や光電気混載基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。   The embodiments of the optical element mounting substrate, the opto-electric hybrid board, and the electronic device according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, the optical element mounting board and the opto-electric hybrid board are configured. Each part to be replaced can be replaced with one having any configuration capable of performing the same function. Moreover, arbitrary components may be added.

例えば、光回路層2の上面および下面には、それぞれカバーフィルムが積層されていてもよい。カバーフィルムにより、光回路層2を確実に保護することができる。なお、カバーフィルムとしては、絶縁性基板11と同様のものが用いられる。   For example, a cover film may be laminated on each of the upper surface and the lower surface of the optical circuit layer 2. The cover film can reliably protect the optical circuit layer 2. In addition, as a cover film, the thing similar to the insulating board | substrate 11 is used.

1 光電気混載基板
10 光素子搭載基板
110 貫通孔
11 絶縁性基板
12 枠状基板
121 貫通孔
13 空間
14 モールド樹脂
15 第1の配線
151 貫通ビア構造
152 接続端子
153 バンプ
154 コネクター用パッド
155 配線
16 第2の配線
161、162 貫通配線
17 支持基板
2 光回路層
20 コネクター
21 光導波路
211、212 クラッド層
213 コア層
214 コア部
215 側面クラッド部
22 ミラー
7、71、72 受発光素子
711、721 受発光部
712、722 電極パッド
8 半導体素子
812 電極パッド
9 光電気混載基板
90 光素子搭載基板
91 絶縁性基板
951、952 配線
L 間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Opto-electric hybrid board 10 Optical element mounting board 110 Through-hole 11 Insulating board 12 Frame-like board 121 Through-hole 13 Space 14 Mold resin 15 First wiring 151 Through-via structure 152 Connection terminal 153 Bump 154 Connector pad 155 Wiring 16 Second wiring 161, 162 Through wiring 17 Support substrate 2 Optical circuit layer 20 Connector 21 Optical waveguide 211, 212 Clad layer 213 Core layer 214 Core part 215 Side clad part 22 Mirror 7, 71, 72 Light emitting / receiving element 711, 721 Light emitting portion 712, 722 Electrode pad 8 Semiconductor element 812 Electrode pad 9 Opto-electric hybrid board 90 Optical element mounting board 91 Insulating board 951, 952 Wiring L interval

Claims (16)

絶縁性基板と、
受光または発光する複数の受発光部と、
前記絶縁性基板の第1の面に設けられた第1の配線と、
前記絶縁性基板の前記第1の面と反対側の第2の面に設けられた第2の配線とを有し、
前記第2の面側において、複数のチャンネルを有する光導波路と積層されることにより、前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとがそれぞれ光学的に接続されるよう用いられる光素子搭載基板であって、
前記複数の受発光部は、平面視において、2列以上の並列する列状に配置されており、そのうちの1つの列である第1の列に含まれる受発光部は、前記第1の配線と電気的に接続されており、前記第1の列とは別の第2の列に含まれる受発光部は、前記第2の配線と電気的に接続されていることを特徴とする光素子搭載基板。
An insulating substrate;
A plurality of light emitting / receiving sections that receive or emit light;
A first wiring provided on a first surface of the insulating substrate;
A second wiring provided on a second surface opposite to the first surface of the insulating substrate;
An optical element mounting substrate that is used to optically connect the plurality of light emitting / receiving portions and the plurality of channels by being laminated with an optical waveguide having a plurality of channels on the second surface side. There,
The plurality of light emitting / receiving units are arranged in two or more parallel rows in a plan view, and the light receiving / emitting units included in the first column that is one of the columns are the first wiring And the light emitting / receiving section included in the second column different from the first column is electrically connected to the second wiring. Mounting board.
前記絶縁性基板は、貫通孔を有しており、
前記第2の列に含まれる受発光部は、前記貫通孔内に設けられている請求項1に記載の光素子搭載基板。
The insulating substrate has a through hole,
The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein the light receiving and emitting units included in the second row are provided in the through hole.
前記第2の配線は、前記貫通孔の開口部近傍に延伸した延伸部分を有しており、
前記延伸部分において、前記第2の列に含まれる受発光部と、前記第2の配線とが電気的に接続されている請求項2に記載の光素子搭載基板。
The second wiring has an extended portion extending in the vicinity of the opening of the through hole,
The optical element mounting substrate according to claim 2, wherein in the extended portion, the light receiving and emitting units included in the second row and the second wiring are electrically connected.
前記絶縁性基板は、貫通孔と、該貫通孔内に設けられた貫通配線とを有し、
前記第2の列に含まれる受発光部は、前記絶縁性基板の前記第1の面側に設けられており、
前記貫通配線を介して、前記第2の列に含まれる受発光部と、前記第2の配線とが、電気的に接続されている請求項1に記載の光素子搭載基板。
The insulating substrate has a through hole and a through wiring provided in the through hole,
The light emitting / receiving units included in the second row are provided on the first surface side of the insulating substrate,
The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein the light receiving and emitting units included in the second row and the second wiring are electrically connected through the through wiring.
前記第1の配線および前記第2の配線は、それぞれ同じ方向に向かって延伸している請求項1ないし4のいずれかに記載の光素子搭載基板。   5. The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein the first wiring and the second wiring each extend in the same direction. 6. 前記第1の配線および前記第2の配線の、前記絶縁性基板と平行な同一面に対する投影像は、少なくとも一部において重なっている請求項1ないし5のいずれかに記載の光素子搭載基板。   The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein projected images of the first wiring and the second wiring on the same plane parallel to the insulating substrate overlap at least partially. 前記複数の受発光部は、1つの光素子に全て搭載されている請求項1ないし6のいずれかに記載の光素子搭載基板。   The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein the plurality of light emitting / receiving units are all mounted on one optical element. 前記複数の受発光部は、複数の光素子に分配されて搭載されている請求項1ないし6のいずれかに記載の光素子搭載基板。   The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein the plurality of light receiving and emitting units are distributed and mounted on a plurality of optical elements. 前記第1の面側に設けられ、前記光素子の全周を囲うよう構成された枠状基板を有する請求項7または8に記載の光素子搭載基板。   The optical element mounting substrate according to claim 7, further comprising a frame-shaped substrate provided on the first surface side and configured to surround the entire circumference of the optical element. 前記枠状基板の厚さは、前記光素子の厚さより厚い請求項9に記載の光素子搭載基板。   The optical element mounting substrate according to claim 9, wherein a thickness of the frame-shaped substrate is thicker than a thickness of the optical element. 前記絶縁性基板の平均厚さは、5〜50μmである請求項1ないし10のいずれかに記載の光素子搭載基板。   The optical element mounting substrate according to claim 1, wherein an average thickness of the insulating substrate is 5 to 50 μm. 前記絶縁性基板の前記第1の面側に設けられ、前記複数の受発光部の動作を制御する制御素子を有しており、
前記第1の配線および前記第2の配線は、それぞれ、前記複数の受発光部と前記制御素子とを接続するよう設けられており、
前記第2の配線は、その途中で、前記第2の面から前記第1の面へと配設面が変更されるよう構成されている請求項1ないし11のいずれかに記載の光素子搭載基板。
A control element that is provided on the first surface side of the insulating substrate and controls operations of the plurality of light emitting and receiving units;
Each of the first wiring and the second wiring is provided to connect the plurality of light emitting / receiving units and the control element,
The optical element mounting according to any one of claims 1 to 11, wherein an arrangement surface of the second wiring is changed from the second surface to the first surface in the middle of the second wiring. substrate.
請求項1ないし12のいずれかに記載の光素子搭載基板と、
複数のチャンネルを備え、前記絶縁性基板の第2の面側に位置するよう設けられた光導波路と、
前記複数の受発光部と前記複数のチャンネルとを光学的に接続する光路変換手段とを有することを特徴とする光電気混載基板。
An optical element mounting substrate according to any one of claims 1 to 12,
An optical waveguide comprising a plurality of channels and provided on the second surface side of the insulating substrate;
An opto-electric hybrid board comprising optical path changing means for optically connecting the plurality of light emitting / receiving sections and the plurality of channels.
光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部または双方の端部にそれぞれ積層されている請求項13に記載の光電気混載基板。   The opto-electric hybrid board according to claim 13, wherein the optical element mounting board is laminated on one end part or both end parts of the optical waveguide. 前記光素子搭載基板は、前記光導波路の一方の端部に設けられており、
前記光導波路の他方の端部に設けられ、該光導波路を接続相手と接続するコネクターを有する請求項13に記載の光電気混載基板。
The optical element mounting substrate is provided at one end of the optical waveguide,
The opto-electric hybrid board according to claim 13, further comprising a connector provided at the other end of the optical waveguide and connecting the optical waveguide to a connection partner.
請求項13ないし15のいずれかに記載の光電気混載基板を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the opto-electric hybrid board according to claim 13.
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