JP5302177B2 - 光導波路基板および光電気混載装置 - Google Patents

Description

本発明は、受発光素子（発光素子および／または受光素子をいう）との間で光信号の伝送を行う光導波路を備えた光導波路基板およびこれを備えた光電気混載装置に適用して有効な技術に関する。

特開２００２−１７４７４４号公報（特許文献１）には、光配線層材料（例えばポリイミド）を用いてガラス基板上に形成された光配線層（光導波路）に、ミラーおよびビアホールを形成する技術が開示されている。具体的には、光配線層内に、光学素子（受発光素子）の光信号を光配線層に反射するミラーと、光学素子と接続されるビアホールとが、形成されている。

特開２００２−１７４７４４号公報

例えば、配線基板（電気基板）に半導体装置が搭載して構成される電子回路においては、ＣＰＵなどの半導体装置の高速化（高周波化）により、信号伝送も高速となる。これに伴い、配線基板の電気配線からは誤動作の原因となるノイズが発生し易くなる。

そこで、電子回路を構成する電気配線の一部を電気配線から光導波路による光配線に置き換えて受発光素子で信号を伝送する技術を用いた光電気混載装置が検討されてきている。この技術においては、第１クラッド層と、その上に形成された光信号を伝送するコア層と、コア層を覆うように第１クラッド層上に形成された第２クラッド層と、光信号の伝搬方向を反射によって変換するミラーとを有する光導波路基板が用いられる。

以下に、本発明者が検討している光導波路基板の一例を、図１〜図３を参照して説明する。図１〜図３は本発明者が検討している製造工程中の光導波路基板の要部（光導波路の一端側）を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。なお、図中では、光導波路の一端側を示して説明するが、他端側も同様であるので、その説明は省略する。

まず、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、電気配線が形成されている配線基板（光導波路基板の基材１０１となる）上に、接続パッド１０２を有する配線パターン１０３を形成する。なお、平面内における接続パッド１０２の径は例えば９０μｍであり、また配線パターン１０３間は例えば１２５μｍである。

次いで、クラッド層１０４となる樹脂を、配線パターン１０３を覆うように基材１０１上に形成して硬化する。次いで、クラッド層１０４より屈折率が大きく、コア層１０５となる樹脂を、クラッド層１０４上に形成して硬化した後、コア層１０５として延在するようにパターニングする。次いで、クラッド層１０６となりクラッド層１０４と同じ樹脂を、コア層１０５を覆うようにクラッド層１０４上に形成して硬化する。なお、平面内における、コア層１０５の幅は例えば３５μｍであり、またコア層１０５間は例えば２５０μｍである。

このようにして基材１０１（配線基板）の表層には、コア層１０５と、これを挟むクラッド層１０４、１０６とで構成される光導波路が形成される。ここで、コア層１０５やクラッド層１０４、１０６、すなわち光導波路は、例えばエポキシ系樹脂またはポリイミド系樹脂からなり、光導波路としての光学特性に優れた樹脂である。また、コア層１０５やクラッド層１０４、１０６に用いられる樹脂は、硬化して収縮することとなる。このため、特に、コア層１０５は、ある程度の設計マージンをもって形成される。

続いて、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、光導波路の端部において、コア層１０５が延在する方向（光信号が伝送される方向）に対して傾斜する平滑面１０７を、例えばダイサーによって形成した後、この平滑面１０７に金属膜１０８を形成する。

この金属膜１０８は受発光素子と光導波路間で光の伝搬方向を反射によって変換するミラーとなる。このため、金属膜１０８が形成される平滑面１０７の形成は、光信号の伝送効率に重要となってくる。すなわち、ダイサーによって平滑面１０７を形成するにあたり、高精度が要求される。

次いで、配線パターン１０３の接続パッド１０２を露出するように、例えばフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、配線パターン１０３上のクラッド層１０４、１０６に貫通孔１０９を形成する。なお、貫通孔１０９の径は例えば８０μｍであり、例えば±２μｍの精度で形成される。

続いて、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、例えば無電解めっき技術を用いて、貫通孔１０９を導電性材料（例えば銅）で充填することによって、ビア（ＶＩＡ）１１０を形成する。これにより、光導波路基板１１１が略完成する。

なお、貫通孔１０９内を無電解めっき技術によって導電性材料を充填する場合、貫通孔１０９のアスペクト比（径／高さ）が１以下では充填不足となることが検討の結果、明らかとなっている。また、クラッド層１０４、１０６毎にパターニングで貫通孔を形成することによって、クラッド層１０４、１０６の各貫通孔を繋いで貫通孔１０９を構成する場合には、より高い位置精度（パターニング精度）が要求されることが考えられる。

その後、光導波路基板１１１上であって、光導波路の両端側ではそれぞれ受光素子および発光素子が搭載される。図３（ａ）、図３（ｂ）では、光導波路の端部側で受光素子または発光素子の受発光素子１１２の接続端子１１３が、ビア１１０と電気的に接続されている。また、光導波路基板１１１上に搭載された受発光素子１１２は、ビア１１０を介して配線パターン１０３と電気的に接続されており、この配線パターン１０３から制御信号を受ける。

これにより、受発光素子１１２と光導波路を構成するコア層１０５との間で、受発光素子１１２に対する光信号１１４を、平滑面１０７（金属膜１０８）を介して、伝送することができる。すなわち、発光素子の発光部から発光された光信号は、光導波路の一端側のミラーで反射して光導波路のコア層１０５を伝送され、さらに光導波路の他端側のミラーで反射して受光素子の受光部で受光される。

ここで、光信号の伝送効率を考慮した場合、光導波路基板１１１では、光導波路（コア層１０５）、ミラーとなる金属膜１０８が形成される平滑面１０７、およびビア１１０の位置精度が重要となってくる。

例えば、平滑面１０７とビア１１０において位置ずれが発生している場合を考える。光導波路基板１１１に搭載される受発光素子１１２は、ビア１１０と接続端子１１３とが接続されるので、ビア１１０を基準として受発光素子１１２の受発光部の位置が定まる。平滑面１０７とビア１１０で位置ずれが発生していると、平滑面１０７に対する受発光素子１１２の受発光部の位置もずれる。

これにより、発光素子の発光部から発光され、ミラーで反射された光信号は、コア層１０５に入射されないものもあり、光導波路基板１１１における光信号の伝送効率が低下してしまう。また、コア層１０５から出射した光信号は、ミラーで反射されて受光素子の受光部で受光されないものもあり、光導波路基板１１１における光信号の伝送効率が低下してしまう。

本発明の目的は、光信号の伝送効率を向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一実施形態における光導波路基板は、配線基板と、受発光素子に対する光信号の伝送を行う光導波路と、前記受発光素子を支持する部品とを備えた光導波路基板であって、前記部品は、前記配線基板上に設けられた前記光導波路の端部側で、前記配線基板上に設けられた配線パターン上に搭載され、前記部品は、基材としてシリコンからなり、前記受発光素子と前記配線パターンとを電気的に接続する導通部と、前記受発光素子と前記光導波路間の前記光信号を反射する平滑面と、前記導通部と電気的に接続される接続端子と、を有し、前記光導波路が、前記配線基板上に設けられた第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に設けられたコア層と、前記コア層上に設けられた第２クラッド層と、を有し、前記接続端子の先端が、前記コア層と同層に前記平滑面が位置するように高さ調整されて、前記配線パターンの接続パッドに刺さっている。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すると、前記一実施形態における光導波路基板では、光信号の伝送効率を向上することができる。

本発明者が検討している製造工程中の光導波路基板の要部を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。 図１に続く製造工程中の光導波路基板の要部を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。 図２に続く製造工程中の光導波路基板の要部を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。 本発明の一実施形態における光導波路基板を有する光電気混載装置を模式的に示す説明図である。 図４に示す光電気混載装置の要部を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線における断面図である。 本発明の一実施形態における製造工程中の光導波路基板の要部を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。 本発明の一実施形態における製造工程中の光導波路基板用部品を模式的に示す断面図である。 図７に続く製造工程中の光導波路基板用部品を模式的に示す断面図である。 図８に続く製造工程中の光導波路基板用部品を模式的に示す断面図である。 図９に続く製造工程中の光導波路基板用部品を模式的に示す断面図である。 図１０に続く製造工程中の光導波路基板用部品を模式的に示す断面図である。 図６に続く製造工程中の光導波路基板の要部を模式的に示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

（光導波路基板およびそれを有する光電気混載装置の構造）
まず、本実施形態における光導波路基板を有する光電気混載装置について説明する。光電気混載装置は、電子回路を構成する電気配線の一部を電気配線から光導波路による光配線に置き換えて受発光素子（発光素子および／または受光素子をいう）で信号を伝送する技術を用いた装置である。図４に本実施形態における光電気混載装置１０を示し、図５に光電気混載装置１０の要部を示す。

図４および図５に示すように、光電気混載装置１０は、光導波路基板１１を有している。本実施形態では、光導波路基板１１は、電気配線が形成されている配線基板２０を基材としている。配線基板２０は、例えばプリント配線基板またはビルドアップ配線基板である。この配線基板２０には、内部に配線層（図示しない）が形成されており、また種々の素子が搭載される面上には例えば配線パターン２１、２３が形成されている。

この光導波路基板１１は、配線基板２０上に、発光素子４０、受光素子５０に対する光信号３５の伝送を行う光導波路３０を有している。すなわち、光導波路基板１１は、電気配線（配線基板２０）と、光配線（光導波路３０）を有している。

光電気混載装置１０は、光導波路基板１１上に搭載される種々の素子、例えば、発光素子４０、受光素子５０、ドライバ素子６０、７０と、ロジック素子８０、９０とを有している。この光電気混載装置１０では、発光素子４０から発光された光信号３５が、光導波路３０で伝送され、受光素子５０で受光される。

なお、ロジック素子８０、９０は、光電気混載装置１０の電子回路（例えばドライバ素子６０、７０）を制御するものである。また、ドライバ素子６０は、例えば配線パターン２１を介して発光素子４０を駆動するものである。ドライバ素子７０は、例えば配線パターン２３を介して受光素子５０を駆動するものである。

光導波路基板１１は、光導波路３０の一端部側では、発光素子４０と電気的に接続される配線パターン２１と、光導波路３０の一端部側で配線パターン２１上に設けられ、発光素子４０を支持する部品４１と、を有している。また、光導波路基板１１は、光導波路３０の他端部側では、受光素子５０と電気的に接続される配線パターン２３と、光導波路３０の他端側で配線パターン２３上に設けられ、受光素子５０を支持する部品５１と、を有している。

光導波路３０は、配線基板２０上に形成された第１クラッド層３１と、第１クラッド層３１上に形成されたコア層３２と、コア層３２を覆うように第１クラッド層３１上に形成された第２クラッド層３３と、を有している。コア層３２は、第１クラッド層３１と第２クラッド層３３とで囲まれ、それらより屈折率が大きい。このため、コア層３２で光信号を伝送する（光を伝搬する）ことができる。

発光素子４０は、光導波路３０の一端部側に設けられている。発光素子４０は、図示しない発光部と、部品４１の導通部４２と電気的に接続される接続端子４６とを有している。発光素子４０としては、例えば直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などの半導体素子を用いることができる。

部品４１は、発光素子４０と配線パターン２１とを電気的に接続する導通部４２と、発光素子４０と光導波路３０間の光信号３５を反射する平滑面４３と、導通部４２と電気的に接続される接続端子４４と、を有している。また、部品４１は、平滑面４３より光信号３５に対する反射率が高い金属膜４５を有している。この金属膜４５は、平滑面４３に設けられている。なお、部品４１の導通部４２としては、例えば、配線パターン２１と対向する面から発光素子４０が搭載される面に通じるビア（ＶＩＡ）を用いることができる。

部品４１の材料として、半導体材料やガラス材料など、発光素子４０を支持することができる材料であれば良いが、本実施形態では、部品４１の基材として、発光素子４０の基材となる半導体材料（例えば、シリコン）と同一の半導体材料を用いている。

これにより、部品４１に搭載される発光素子４０との間の熱膨張係数差が無くなるため、熱による応力を緩和することができる。さらに、応力を緩和することができるので、設計範囲内で発光素子４０からの光信号を光導波路３０へ入射することができ、光信号の伝送効率を向上させることができる。

また、部品４１の基材として例えばシリコンなどの半導体材料を用いた場合、シリコンに平滑面４３を形成することになるので、平滑面４３は鏡面とすることができる。シリコンに形成された平滑面４３は、図１〜図３を参照して説明した光導波路基板１１１のように、樹脂からなる光導波路に形成された平滑面１０７より、高精度に平滑にでき、鏡面とすることができる。

このため、平滑面４３に形成された金属膜４５は、平滑面１０７に形成された金属膜１０８より、平滑となる。したがって、金属膜１０８より、金属膜４５をミラーとして用いた方が、ミラーの反射性能を向上することができる。すなわち、光信号の伝送効率を向上することができる。

また、光信号の波長に対して最適な反射性能となるように金属膜４５の材料を選択することで、光信号の伝送効率を向上することができる。すなわち、部品４１は、平滑面４３より光信号に対する反射率が高く、平滑面４３に設けられた金属膜４５を有している。例えば、光信号の波長が８５０ｎｍの場合、金を用いることができる。また、金属膜４５に金を用いることで、耐環境性にも優れたものとなる。なお、金属膜４５としては、金のほかに、アルミニウム、ニッケルなども用いることができる。

また、部品４１の基材として例えばシリコンなどの半導体材料を用いた場合、シリコンに切削によって平滑面４３を形成することになるので、平滑面４３は鏡面、すなわちミラーとしても用いることができる。半導体材料に形成された平滑面４３は、樹脂からなる光導波路に形成された平滑面１０７より、平滑にでき、ある程度の反射係数を持つからである。

また、光信号の伝送効率を考慮した場合、光導波路３０（コア層３２）、ミラーとなる平滑面４３（金属膜４５）、および導通部４２の位置精度が重要である。

光導波路基板１１に搭載される発光素子４０は、導通部４２を基準として発光部の位置が定まる。すなわち、平滑面４３と導通部４２で位置ずれが発生していると、平滑面４３に対する発光素子４０の発光部の位置もずれてしまう。

そこで、本実施形態では、部品４１の基材として半導体材料を用いて、半導体プロセスに適用されるような技術によって、部品４１に平滑面４３および導通部４２を精度良く形成することができる。すなわち、図１〜図３を参照して説明した光導波路基板１１１のように、樹脂からなる光導波路に形成した平滑面１０７とビア１１０の位置関係よりも精度良く形成することができる。

また、光導波路３０（コア層３２）に対する部品４１（平滑面４３および導通部４２）の位置合わせの精度は、例えば、配線基板上に半導体チップを搭載するマウンタの精度のように、高精度とすることができる。具体的には、配線パターン２１の接続パッド２２に部品４１の接続端子４４を接続させて、配線基板２０上に部品４１を位置精度良く搭載することができる。

さらに、本実施形態では、針状の接続端子４４、例えばワイヤを用いて、配線パターン２１の接続パッド２２に突き刺さるように、接続端子４４と接続パッド２２を接続している。これにより、例えば、接続端子４４と接続パッド２２をはんだを介して接続する場合より、コア層３２と同層に平滑面４３が位置するように高さ調整することが容易となる。また、例えば、接続端子４４および接続パッド２２としては、金（Ａｕ）を用いることができる。この場合、超音波接続（Ａｕ−Ａｕ接続）することができ、接続信頼性を向上することができる。

したがって、本実施形態における光導波路基板１１では、発光素子４０の発光部から発光され、ミラー（平滑面４３、金属膜４５）で反射された光信号は、ずれが抑制されて光導波路３０（コア層３２）に入射するので、光信号の伝送効率を向上することができる。

受光素子５０は、光導波路３０の他端部側に設けられている。受光素子５０は、図示しない受光部と、部品５１の導通部５２と電気的に接続される接続端子５６とを有している。受光素子５０としては、例えばフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などの半導体素子を用いることができる。

部品５１は、受光素子５０と配線パターン２３とを電気的に接続する導通部５２と、受光素子５０と光導波路３０間の光信号を反射する平滑面５３と、導通部５２と電気的に接続される接続端子５４と、を有している。また、部品５１は、平滑面５３より光信号に対する反射率が高い金属膜５５を有している。この金属膜５５は、平滑面５３に設けられている。なお、部品５１の導通部５２としては、例えば、配線パターン２３と対向する面から受光素子５０が搭載される面に通じるビア（ＶＩＡ）を用いることができる。

部品５１の材料として、半導体材料やガラス材料など、受光素子５０を支持することができる材料であれば良いが、本実施形態では、部品５１の基材として、受光素子５０の基材となる半導体材料（例えば、シリコン）と同一の半導体材料を用いている。

これにより、部品５１に搭載される受光素子５０との間の熱膨張係数差が無くなるため、熱による応力を緩和することができる。さらに、応力を緩和することができるので、設計範囲内で受光素子５０へ光信号を光導波路３０から出射することができ、光信号の伝送効率を向上させることができる。

また、部品５１の基材として例えばシリコンなどの半導体材料を用いた場合、シリコンに平滑面５３を形成することになるので、平滑面５３は鏡面とすることができる。シリコンに形成された平滑面５３は、図１〜図３を参照して説明した光導波路基板１１１のように、樹脂からなる光導波路に形成された平滑面１０７より、高精度に平滑にでき、鏡面とすることができる。

このため、平滑面５３に形成された金属膜５５は、平滑面１０７に形成された金属膜１０８より、平滑となる。したがって、金属膜１０８より、金属膜５５をミラーとして用いた方が、ミラーの反射性能を向上することができる。すなわち、光信号の伝送効率を向上することができる。

また、光信号の波長に対して最適な反射性能となるように金属膜５５の材料を選択することで、光信号の伝送効率を向上することができる。すなわち、部品５１は、平滑面５３より光信号に対する反射率が高く、平滑面５３に設けられた金属膜５５を有している。例えば、光信号の波長が８５０ｎｍの場合、金を用いることができる。また、金属膜５５に金を用いることで、耐環境性にも優れたものとなる。なお、金属膜５５としては、金のほかに、アルミニウム、ニッケルなども用いることができる。

また、部品５１の基材として例えばシリコンなどの半導体材料を用いた場合、シリコンに切削によって平滑面５３を形成することになるので、平滑面５３は鏡面、すなわちミラーとしても用いることができる。半導体材料に形成された平滑面５３は、樹脂からなる光導波路に形成された平滑面１０７より、平滑にでき、ある程度の反射係数を持つからである。

また、光信号の伝送効率を考慮した場合、光導波路３０（コア層３２）、ミラーとなる平滑面５３（金属膜５５）、および導通部５２の位置精度が重要である。

光導波路基板１１に搭載される受光素子５０は、導通部５２を基準として受光部の位置が定まる。すなわち、平滑面５３と導通部５２で位置ずれが発生していると、平滑面５３に対する受光素子５０の受光部の位置もずれてしまう。

そこで、本実施形態では、部品５１の基材として半導体材料を用いて、半導体プロセスに適用されるような技術によって、部品５１に平滑面５３および導通部５２を精度良く形成することができる。すなわち、図１〜図３を参照して説明した光導波路基板１１１のように、樹脂からなる光導波路に形成した平滑面１０７とビア１１０の位置関係よりも精度良く形成することができる。

また、光導波路３０（コア層３２）に対する部品５１（平滑面５３および導通部５２）の位置合わせの精度は、例えば、配線基板上に半導体チップを搭載するマウンタの精度のように、高精度とすることができる。具体的には、配線パターン２３の接続パッドに部品５１の接続端子５４を接続させて、配線基板２０上に部品５１を位置精度良く搭載することができる。

さらに、本実施形態では、針状の接続端子５４、例えばワイヤを用いて、配線パターン２３の接続パッドに突き刺さるように、接続端子５４と接続パッドを接続している。これにより、例えば、接続端子５４と接続パッドをはんだを介して接続する場合より、コア層３２と同層に平滑面５３が位置するように高さ調整することが容易となる。また、例えば、接続端子５４および接続パッドとしては、金（Ａｕ）を用いることができる。この場合、超音波接続（Ａｕ−Ａｕ接続）することができ、接続信頼性を向上することができる。

したがって、本実施形態における光導波路基板１１では、ミラー（平滑面５３、金属膜５５）で反射され、受光素子５０の受光部へ受光される光信号は、ずれが抑制されて光導波路３０（コア層３２）から出射されるので、光信号の伝送効率を向上することができる。

このように、光電気混載装置１０では、発光素子４０から発光された光信号は、部品４１の平滑面４３に達し、反射により伝送方向を９０°変換されて、光導波路３０のコア層３２に入射する。この光導波路３０を伝送された光信号は、光導波路３０から出射されて部品５１の平滑面５３に達し、反射により伝送方向を９０°変換されて、受光素子５０で受光される。なお、光導波路３０内の光信号の伝送方向に対して、部品４１の平滑面４３および部品５１の平滑面５３は、４５°傾斜している。

本実施形態における光電気混載装置１０では、内部の電子回路において、信号伝送の高速化（高周波化）に伴い、回路の一部を金属配線（例えば、銅からなる）から光導波路３０による光配線に置き換えている。光電気混載装置１０では、垂直共振器面発光レーザ等の発光素子４０とフォトダイオード等の受光素子５０とが、光導波路基板１１に搭載されており、発光素子４０から発光された光が、光導波路３０を介して受光素子５０で受光される。

したがって、光電気混載装置１０は、ロジック素子８０、９０の動作速度が高速となった場合であっても、光導波路２０（光配線）で信号伝送を行うため、電気配線での信号伝送と比較してノイズの発生を低減できる。また、光導波路２０により広帯域の信号伝送ができるため、ロジック素子８０、９０の高速化にも対応することができる。

（光導波路基板の製造方法）
次に、本実施形態における光導波路基板１１の製造方法について、特に、光導波路基板１１に発光素子４０が搭載されるまでの工程を説明する。なお、前述したように、光導波路３０に対する発光素子４０と受光素子５０は対の関係になり、光導波路３０の両端部における構成は同様となるため、光導波路基板１１に受光素子５０が搭載されるまでの工程の説明は省略する。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、周知の技術によって形成されたプリント配線基板またはビルドアップ配線基板などの配線基板２０を準備する。次いで、配線基板２０上に接続パッド２２を有する配線パターン２１などの配線パターンを形成する。

配線パターン２１は、例えばプリント配線基板２０上に例えば銅箔を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によってパターニングされてなる。また、配線パターン２１の接続パッド２２には、例えばスパッタ法によって金膜（図示しない）が形成されてなる。なお、平面内における接続パッド２２の径は例えば９０μｍであり、また配線パターン２１間は例えば１２５μｍである。

次いで、第１クラッド層３１となる樹脂を、配線基板２０上に形成して硬化する。次いで、第１クラッド層３１より屈折率が大きく、コア層３２となる樹脂を、第１クラッド層３１上に形成して硬化した後、コア層３２として延在するようにパターニングする。次いで、第２クラッド層３３となり第１クラッド層３１と同じ樹脂を、コア層３２を覆うように第１クラッド層３１上に形成して硬化する。なお、平面内における、コア層３２の幅は例えば３５μｍであり、またコア層３２間は例えば２５０μｍである。

このようにして配線基板２０の表層には、コア層３２と、これを挟む第１クラッド層３１、第２クラッド層３３とで構成される光導波路３０が形成される。ここで、コア層３２や第１クラッド層３１、第２クラッド層３３、すなわち光導波路３０は、例えばエポキシ系樹脂またはポリイミド系樹脂からなり、光導波路３０としての光学特性に優れた樹脂である。

また、コア層３２や第１クラッド層３１、第２クラッド層３３に用いられる樹脂は、硬化して収縮することとなる。本実施形態では、図１〜図３を参照して説明した光導波路基板１１１のように光導波路に、ミラー（平滑面１０７、金属膜１０８）やビア１１０（導通部）を形成するものではなく、光導波路３０とは別部材（部品４１）に、ミラーおよびビアを形成する。すなわち、樹脂の収縮の影響を低減して、光導波路３０に対して、ミラーおよびビアを形成することができる。

また、図７に示すように、第１面およびそれとは反対面の第２面を有するウエハ状の半導体材料（半導体ウエハ）４１Ｗを準備する。この半導体ウエハ４１Ｗは部品４１の基材となる。次いで、例えばドライエッチングによって、貫通孔４７を形成する。半導体ウエハ４１Ｗとしては、例えばシリコンを用いることができる。

次いで、図８に示すように、半導体ウエハ４１Ｗの第２面に金属板４８を貼り付けた後、例えば、金属板４８を給電層として電解めっきを行う。これにより、第１面側から貫通孔４７を例えば銅が埋め込まれた導電部４２（ビア）を形成することができる。

図１〜図３を参照して説明した光導波路基板１１１では、ビア１１０を無電解めっきによって形成した場合について説明したが、電解めっきで導電部４２（ビア）を形成することができる。すなわち、ビアの充填不足による製造歩留まりの低下を防止することができる。

次いで、金属板４８を除去した後、図９に示すように、平滑面４３を形成する。具体的には、例えばダイサーで半導体ウエハ４１Ｗを切削することによって、平滑面４３が形成される。

続いて、図１０に示すように、平滑面４３に金属膜４５を形成する。具体的には、例えば、スパッタ法で選択的に金などの金属膜４５が形成される。

続いて、図１１に示すように、導通部４２と接続された先端針状の接続端子４４を形成する。具体的には、半導体ウエハ４１Ｗから露出している導通部４２に、例えば金からなるワイヤを接続することによって、先端針状の接続端子４４が形成される。その後、半導体ウエハ４１Ｗを切削して個片化することによって、部品４１を形成することができる。

部品４１と同様にして、部品５１も形成することができる。例えば、部品４１の導通部４２、平滑面４３、接続端子４４、金属膜４５に対応して、部品５１の導通部５２、平滑面５３、接続端子５４、金属膜５５を有するので、同じ半導体ウエハから部品４１、部品５１を形成することもできる。

続いて、図１２に示すように、配線パターン２１の接続パッド２２に、接続端子４４を接続することによって、配線基板２０上に部品４１を搭載する。具体的には、部品４１の高さ調整をしながら、接続パッド２２に先端針状の接続端子４４を突き刺すことによって、配線基板２０上に部品４１が搭載される。このようにして、光導波路基板１１が略完成する。

その後、光導波路基板１１に、発光素子４０、受光素子５０、ドライバ素子６０、７０、およびロジック素子８０、９０などを搭載することによって、図４に示した光電気混載装置１０が略完成する。

１０ 光電気混載装置
１１ 光導波路基板
２０ 配線基板
２１ 配線パターン
２２ 接続パッド
２３ 配線パターン
３０ 光導波路
３１ 第１クラッド層
３２ コア層
３３ 第２クラッド層
３５ 光信号
４０ 発光素子
４１ 部品
４１Ｗ 半導体ウエハ
４２ 導通部
４３ 平滑面
４４ 接続端子
４５ 金属膜
４６ 接続端子
４７ 貫通孔
５０ 受光素子
５１ 部品
５２ 導通部
５３ 平滑面
５４ 接続端子
５５ 金属膜
５６ 接続端子
６０、７０ ドライバ素子
８０、９０ ロジック素子
１０１ 基材
１０２ 接続パッド
１０３ 配線パターン
１０４ クラッド層
１０５ コア層
１０６ クラッド層
１０７ 平滑面
１０８ 金属膜
１０９ 貫通孔
１１０ ビア
１１１ 光導波路基板
１１２ 受発光素子
１１３ 接続端子
１１４ 光信号

Claims (4)

1. 配線基板と、
   受発光素子に対する光信号の伝送を行う光導波路と、
   前記受発光素子を支持する部品と、を備えた光導波路基板であって、
   前記部品は、前記配線基板上に設けられた前記光導波路の端部側で、前記配線基板上に設けられた配線パターン上に搭載され、
   前記部品は、基材としてシリコンからなり、前記受発光素子と前記配線パターンとを電気的に接続する導通部と、前記受発光素子と前記光導波路間の前記光信号を反射する平滑面と、前記導通部と電気的に接続される接続端子と、を有し、
   前記光導波路が、前記配線基板上に設けられた第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に設けられたコア層と、前記コア層上に設けられた第２クラッド層と、を有し、
   前記接続端子の先端が、前記コア層と同層に前記平滑面が位置するように高さ調整されて、前記配線パターンの接続パッドに刺さっていることを特徴とする光導波路基板。
2. 請求項１記載の光導波路基板において、
   前記部品の基材が、前記受発光素子の基材となるシリコンと同一であることを特徴とする光導波路基板。
3. 請求項１または２記載の光導波路基板において、
   前記部品は、前記平滑面より前記光信号に対する反射率が高い金属膜を有し、
   前記金属膜は、前記平滑面に設けられていることを特徴とする光導波路基板。
4. 光導波路基板と、
   前記光導波路基板に搭載された受発光素子と、を備えた光電気混載装置であって、
   前記光導波路基板は、配線基板と、前記受発光素子に対する光信号の伝送を行う光導波路と、前記受発光素子を支持する部品と、を備え、
   前記部品は、前記配線基板上に設けられた前記光導波路の端部側で、前記配線基板上に設けられた配線パターン上に搭載され、
   前記部品は、基材としてシリコンからなり、前記受発光素子と前記配線パターンとを電気的に接続する導通部と、前記受発光素子と前記光導波路間の前記光信号を反射する平滑面と、前記導通部と電気的に接続される接続端子と、を有し、
   前記光導波路が、前記配線基板上に設けられた第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に設けられたコア層と、前記コア層上に設けられた第２クラッド層と、を有し、
   前記接続端子の先端が、前記コア層と同層に前記平滑面が位置するように高さ調整されて、前記配線パターンの接続パッドに刺さっていることを特徴とする光電気混載装置。

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